JP2002011659A - 超砥粒工具及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶チッ化硼素）を
用いた超砥粒工具で、特にダイヤモンドロータリードレ
ッサの切れ味を向上させ、長期間にわたって高精度かつ
高能率なドレッシングを可能にする。 【解決手段】超砥粒層の表面に複数の突起を略均一に設
ける。突起を設けることで、作用砥粒数を減少させて工
作物（又は砥石）への食いつきを向上させ、かつ十分な
容量のチップポケットを確保して切り屑の排出をスムー
ズにして極めて高能率かつ高精度な加工を可能にする。
突起を設けるには、反転めっき法を応用する。その工程
は、母型内周壁に球状物を仮固定し、めっき層を形成す
る工程と、球状物を除去し、その表面にダイヤモンド砥
粒をめっき層により固定する工程と、母型の中心に台金
をセッティングし、低融点金属によりダイヤモンド層と
台金を接合する工程と、母型を除去する工程とからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド、Ｃ
ＢＮ（立方晶チッ化硼素）を用いた超砥粒工具及びその
製造方法に関するものである。特にその中でも、ＷＡ、
ＧＣ等の在来砥石及びビトリファイドボンド超砥粒砥
石、レジンボンド超砥粒等の高精度・高能率なドレッシ
ングに用いられるダイヤモンドロータリードレッサ（以
下、ＲＤ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＲＤの一例として、例えば、特開
昭５９−４７１６２号公報に開示されるものがある。ダ
イヤモンド砥粒が結合材により台金に一層だけ固着さ
れ、ダイヤモンド層の表面形状は円筒状に形成されたタ
イプである。このタイプのＲＤは主として、砥石の表面
をトラバースさせてドレッシングするのに用いる。実際
のドレッシングにおいては、ＲＤと砥石の接触面積が少
なく、またドレッシング条件を広範囲に変化させること
ができるので、ＲＤの切れ味が問題となることは少な
い。別のタイプのＲＤの一例としては、特公平１−２２
１１５号公報に開示される総型形状のＲＤが知られてい
る。この総型ＲＤの場合は、砥石軸とＲＤ軸が平行に配
置され、ＲＤは切り込みだけがなされるプランジドレッ
シングが行われる。プランジドレッシングの場合は、Ｒ
Ｄと砥石の接触面積が大きいため、スムーズなドレッシ
ングをするためにはＲＤの切れ味が重要な要素となる。
しかもＲＤの表面粗さがそのまま砥石に転写されるため
ＲＤの完成精度がドレッシング精度に及ぼす影響が極め
て大きい。ＲＤの切れ味を向上させる方法としては、例
えば、次の（１）〜（４）の４つ方法が用いられてい
る。 （１）ダイヤモンド砥粒の固着されない部分（ダイヤフ
リーゾーン）をすじ状に設け、作用砥粒数を減少させる
方法。切れ味向上に最も効果的な方法のひとつである。 （２）ダイヤモンド砥粒に予めガラスビーズ、セラミッ
クスビーズ、樹脂ビーズ等を一定の割合で混合してお
き、この混合物を台金に固着することによってダイヤモ
ンド集中度を下げ、作用砥粒数を減少させる方法。 （３）ダイヤモンド砥粒をハンドセット法等により、ダ
イヤモンド集中度を最適化する方法。 （４）ＲＤのダイヤモンド砥粒の露出端に溝を入れて、
シャープな切れ刃を設ける方法。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
（１）〜（４）の方法は、それぞれ切れ味の向上に有効
な方法であるが以下のような問題点があった。（１）に
ついては、ダイヤフリーゾーンが溝となって、断続ドレ
ッシングとなり、ドレッシング作業中に振動が発生し易
く、その振動が砥石に転写され、成形された砥石の表面
粗さが粗くなる問題があった。また、ドレッシング音が
大きくなる問題もあった。（２）については、上記の
（１）の欠点を解消するため発明された方法で、ＲＤの
ダイヤモンド層全体を、均一に切れ味を向上させること
ができ、しかも総型ＲＤにも適用が可能な優れた方法で
あるが、ＲＤの仕様によって、その都度ガラスビーズの
混合割合を変更しなければならないため、それぞれ専用
のメッキ槽が必要になる等の問題があった。（３）につ
いては、人間がダイヤモンド砥粒を一個づつセッティン
グしなければならないため、長時間の工数が必要にな
り、生産性が低く、しかもコストアップになる等の問題
があった。（４）については、ＲＤ完成後に処理が可能
であり、しかも、溝の入れ方によって切れ味を任意に制
御することができる最も優れた方法である。また、長期
間の使用により切れ味の低下したＲＤに溝を入れること
により、切れ味を回復させることも可能であり、適用範
囲が極めて広範囲である特長を有する。このように極め
て有用な方法であるが、高価なレーザービーム照射装置
が必要で、設備に費用がかかるのが唯一の問題であっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、超砥粒層の表面に複数の突起が設け
られていることを特徴とするものである。突起を設ける
ことで、作用砥粒数を減少させて砥石への食いつきを向
上させ、また、十分な容量のチップポケットを確保して
切り屑の排出をスムーズにして極めて高能率かつ高精度
のドレッシングを可能にするものである。好ましくは、
突起は研削作用面全体にわたって略均一に設けることが
好ましい。

【０００５】また、突起の概略形状は、球面状、円錐
状、角柱状、円柱状であることを特徴とするものであ
る。突起の形状は上記のものに限定されるわけではな
く、不規則形状であっても良い。また、これらのものか
ら選択された複数の形状のもので構成されても良い。

【０００６】更に、突起の突き出し高さが、０．０１ｍ
ｍ〜５ｍｍであることを特徴とするものである。突き出
し高さを、０．０１ｍｍ〜５ｍｍに限定した理由は、突
起の突き出し高さが、０．０１ｍｍ未満では十分なチッ
プポケトが確保できないため所期の効果が得られず、ま
た５ｍｍを超えてもそれ以上の効果を期待できないから
である。好ましくは、突起の突き出し高さが、０．０２
ｍｍ〜３ｍｍであり、最も好ましいのは０．０５〜２ｍ
ｍである。

【０００７】上記の構成は、すべての超砥粒工具、レジ
ンボンドホイール、メタルボンドホイール、電着ホイー
ル、ビトリファイドボンドホイール等に適用が可能であ
るが、特に、ＲＤに適用することが好ましい。以下に説
明する母型を使った反転めっき法を応用することによ
り、容易に、しかも低コストで本発明が適用できるから
である。

【０００８】そして、上記の超砥粒工具を製造する方法
を提案するものであって、その工程が、母型内周壁に球
状物を仮固定し、めっき層を形成する工程と、球状物を
除去し、その表面にダイヤモンド砥粒をめっき層により
固定する工程と、母型の中心に台金をセッティングし、
低融点金属によりダイヤモンド層と台金を接合する工程
と、母型を除去する工程とからなることを特徴とするも
のである。詳しく説明すると、母型１を製作し、これを
めっき槽に入れ、ガラスボール２を母型にニッケルめっ
き３で仮に固着する。ガラスボールの他には、セラミッ
クスボール又は樹脂ボール等の非金属製ボールを用いる
ことができる。この時のニッケルめっきの厚みが突起の
突き出し高さになる。次に、ガラスボールを除去し、め
っき槽に入れてダイヤモンド砥粒４を母型内周壁に固着
する。次に、台金５を母型の中心にいれ、低融点合金６
でダイヤモンド層と台金を接合する。次に、母型を旋削
して除去し、台金を仕上げ、ダイヤモンド層をツルーイ
ング・ドレシングしてＲＤが完成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】発明実施の形態は実施例の項で説
明する。

【００１０】

【実施例】（実施例１）鋼製の母型（外径１５０ｍｍ、
内径１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を製作し、これにマス
キングを施し、めっき槽に入れて、母型内周壁の全面に
Φ１ｍｍのアルミナセラミックス製ボールをニッケルめ
っきで仮固着し、その後ニッケルめっきの厚みが０．１
ｍｍとなるまでニッケルめっきを継続した。次に、めっ
き槽から母型を取り出し、アルミナセラミックス製ボー
ルを全て除去し、ニッケルめっき層を加工して厚みを
０．０７ｍｍとした。次に、ダイヤ付け用めっき槽に入
れて、ダイヤモンド砥粒（＃４０／＃５０）をニッケル
めっきで母型内周壁に固着後、さらに２ｍｍ肉盛りめっ
きを行いダイヤモンド層を形成した。次に、台金を母型
の中心にセッティングし低融点合金を用いて、台金とダ
イヤモンド層を接合した。そして、台金を旋盤加工によ
り仕上げて、ダイヤモンド層をツルーイング・ドレッシ
ングして本発明のＲＤを完成させた。

【００１１】（実施例２）鋼製の母型（外径１５０ｍ
ｍ、内径１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を製作し、これに
マスキングを施し、めっき槽に入れて、母型内周壁の全
面にΦ１．５ｍｍのアルミナセラミックス製ボールをニ
ッケルめっきで仮固着し、その後ニッケルめっきの厚み
が０．１５ｍｍとなるまでニッケルめっきを継続した。
次に、めっき槽から母型を取り出し、アルミナセラミッ
クス製ボールを全て除去し、ニッケルめっき層を加工し
て厚みを０．１３ｍｍとした。次に、ダイヤ付け用めっ
き槽に入れて、ダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで母
型内周壁に固着後、さらに２ｍｍ肉盛りめっきを行いダ
イヤモンド層を形成した。次に、台金を母型の中心にセ
ッティングし低融点合金を用いて、台金とダイヤモンド
層を接合した。そして、台金を旋盤加工により仕上げ
て、ダイヤモンド層をツルーイング・ドレッシングして
本発明のＲＤを完成させた。

【００１２】（実施例３）鋼製の母型（外径１５０ｍ
ｍ、内径１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を製作し、これに
マスキングを施し、めっき槽に入れて、母型内周壁の全
面にΦ２．０ｍｍのアルミナセラミックス製ボールをニ
ッケルめっきで仮固着し、その後ニッケルめっきの厚み
が０．２ｍｍとなるまでニッケルめっきを継続した。次
に、めっき槽から母型を取り出し、アルミナセラミック
ス製ボールを全て除去し、ニッケルめっき層を加工して
厚みを０．１８ｍｍとした。次に、ダイヤ付け用めっき
槽に入れて、ダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで母型
内周壁に固着後、さらに２ｍｍ肉盛りめっきを行いダイ
ヤモンド層を形成した。次に、台金を母型の中心にセッ
ティングし低融点合金を用いて、台金とダイヤモンド層
を接合した。そして、台金を旋盤加工により仕上げて、
ダイヤモンド層をツルーイング・ドレッシングして本発
明のＲＤを完成させた。本発明の効果を確認するため
に、従来例として、突起無しで、同一サイズ、同一ダイ
ヤモンド粒度のＲＤと比較検討した。ドレッシング条
件、研削条件、その結果を表１〜３に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【表３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のＲＤは、
切れ味に優れ、長期間にわたって高精度かつ高能率のド
レッシングを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の部分断面図を示す。

【図２】母型の部分断面図を示す。

【図３】球状物をセッティングした部分断面図を示す。

【図４】メッキで球状物を仮固着した部分断面図を示
す。

【図５】球状物を除去した部分断面図を示す。

【図６】超砥粒をセッティングした部分断面図を示す。

【図７】超砥粒を固着した部分断面図を示す。

【図８】台金を接合した部分断面図を示す。

【図９】母型を除去した部分断面図を示す。

【符号の説明】

Ｐ 超砥粒工具 Ｔ 突起の突き出し高さ １ 母型 ２ 球状物 ３ めっき層 ４ 超砥粒 ５ 台金 ６ 低融点合金

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超砥粒層の表面に、複数の突起が設けられ
   ていることを特徴とする超砥粒工具。
2. 【請求項２】突起の概略形状が、球面状、円錐状、角柱
   状、円柱状であることを特徴とする請求項１記載の超砥
   粒工具。
3. 【請求項３】突起の突き出し高さが、０．０１〜５ｍｍ
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の超砥粒工
   具。
4. 【請求項４】超砥粒工具は、ダイヤモンドロータリード
   レッサであることを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の超砥粒工具。
5. 【請求項５】母型内周壁に球状物を仮固定し、めっき層
   を形成する工程と、球状物を除去し、その表面にダイヤ
   モンド砥粒をめっき層により固定する工程と、母型の中
   心に台金をセッティングし、低融点金属によりダイヤモ
   ンド層と台金を接合する工程と、母型を除去する工程と
   からなることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載
   の超砥粒工具の製造方法。