JPH10113878A

JPH10113878A - 超砥粒ホイール及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10113878A
Application number: JP8287398A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 孝鈴木; Yukiharu Aiba; 幸春相場
Original assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な加工により製造することができ、作用面
に占める超砥粒層の有効面積比を容易に制御することが
できる超砥粒ホイール及びその製造方法を提供する。【解決手段】超砥粒を固定した作用面全体に、１本若し
くは並行する複数本のスパイラル溝又は交差する複数本
の連続的なスパイラル溝を有し、スパイラル溝内にも超
砥粒が固定されてなることを特徴とする超砥粒ホイー
ル、及び、砥石台金の作用面全体に、施削加工によりス
パイラル溝を形成したのち、超砥粒を電着又は無電解メ
ッキにより固定することを特徴とする該超砥粒ホイール
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超砥粒ホイール及
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、
作用面に占める超砥粒層の有効面積比を容易に制御する
ことができる超砥粒ホイール及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】超砥粒ホイールは、台金上に超砥粒をメ
ッキにより固定した、研削用工具である。超砥粒の切刃
が突出していて鋭い砥粒の刃先を有しているので切れ味
がよく研削効率が高く、超砥粒の集中度が高いので砥粒
の偏摩耗が少ない。超砥粒ホイールは、高能率かつ高精
度の加工を行うことができるので、軟らかいゴムから硬
い超硬合金までさまざまな被加工物に広く適用されてい
る。超砥粒ホイールは通常単層の砥粒層からなり、砥粒
の脱落による自生作用が起こらない。このため砥石表面
の超砥粒の間隙に、研削によって生じた切り屑が付着し
たり、あるいは摩擦熱によって溶着すると、研削力が大
幅に低下するという問題がある。切り屑による超砥粒ホ
イールの目詰まりを防止し、研削液の流れをよくするた
めに、さまざまな試みがなされている。例えば、実開昭
６２−７３６１号公報には、台金表面の砥粒層に多数の
凹部を設けて作用面に占める砥粒層の面積比を低下した
研削用電着ホイールが提案されている。しかし、台金の
表面に凹部を設ける工作は煩雑であり、効率よく加工す
ることは困難である。また、台金にマスキングを施した
のちに超砥粒を電着し、作用面に占める超砥粒層の面積
比を低下した研削用電着ホイールが提案されているが、
台金にマスキングを施す作業及びマスキング材を除去す
る作業には手間がかかる。また、砥粒層の連続していな
い部分があると、砥粒層の付着強度が低下しやすいとい
う問題がある。特開平２−９５８６号公報には、研削作
用面に綾目形のローレット目を設けることにより、研削
熱の発生を少なくするとともに研削液による冷却効果を
十分に得られるようにし、砥粒の粒度を小さくして研削
仕上げ面粗さを向上させることができる電着砥石が提案
されている。しかし、研削作用面にローレット目を形成
するためには手間がかかり、特にストレートタイプの砥
石以外に適用することは困難である。また、特開平６−
１１４７４３号公報には、台金を被加工物との接触によ
って摩耗する材料で形成し、砥面全体に均一に分布する
多数の突起を設け、各突起の山部と谷部に超砥粒層を固
着することにより、作用面の超砥粒の量を制御し、砥面
の摩耗が進行しても切れ味が低下せず、良好な研削能力
と切粉の排出性を維持できる電着砥石が提案されてい
る。しかし、このように砥面全体に多数の突起を設ける
工作は煩雑であり、また、台金を被加工物との接触によ
り摩耗する材料で形成することは、適用可能な被加工物
に制限を受けることを意味する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な加工
により製造することができ、作用面に占める超砥粒層の
有効面積比を容易に制御することができる超砥粒ホイー
ル及びその製造方法を提供することを目的としてなされ
たものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、砥石台金の作用
面にスパイラル溝を設けることにより、作用面に占める
超砥粒層の有効面積比を容易に制御し得ることを見いだ
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。す
なわち、本発明は、（１）超砥粒を固定した作用面全体
に、１本又は並行する複数本のスパイラル溝を有し、ス
パイラル溝内にも超砥粒が固定されてなることを特徴と
する超砥粒ホイール、（２）超砥粒を固定した作用面全
体に、交差する複数本のスパイラル溝を有し、スパイラ
ル溝内にも超砥粒が固定されてなることを特徴とする超
砥粒ホイール、（３）スパイラル溝部の面積が、作用面
全体の１０〜８０％である第(１)項又は第(２)項記載の
超砥粒ホイール、（４）スパイラル溝の幅が、０.１〜
１０mmである第(１)項、第(２)項又は第(３)項記載の超
砥粒ホイール、及び、（５）砥石台金の作用面全体に、
旋削加工によりスパイラル溝を形成したのち、超砥粒を
電着又は無電解メッキにより固定することを特徴とする
第(１)項、第(２)項、第(３)項又は第(４)項記載の超砥
粒ホイールの製造方法、を提供するものである。さら
に、本発明の好ましい態様として、（６）レンズの芯取
り加工に用いられる第(１)項、第(２)項、第(３)項又は
第(４)項記載の超砥粒ホイール、を挙げることができ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の超砥粒ホイールは、超砥
粒を固定した作用面全体に、１本若しくは並行する複数
本のスパイラル溝又は交差する複数本のスパイラル溝を
有し、スパイラル溝内にも超砥粒が固定されている。図
１(ａ)は、本発明の超砥粒ホイールの一態様の斜視図で
あり、図１(ｂ)は、その側面図である。本図の超砥粒ホ
イールは、超砥粒を固定した作用面１全体に１本のスパ
イラル溝２を有し、スパイラル溝部の面積が、作用面全
体の２５.０％を占めている。図２は、本発明の超砥粒
ホイールの他の態様の側面図である。本図の超砥粒ホイ
ールは、超砥粒を固定した作用面１全体に、並行する２
本のスパイラル溝２を有し、スパイラル溝部の面積が、
作用面全体の１２.５％を占めている。図３は、本発明
の超砥粒ホイールの他の態様の側面図である。本図の超
砥粒ホイールは、超砥粒を固定した作用面１全体に旋削
加工により形成した交差する２本のスパイラル溝２を有
し、スパイラル溝部の面積が作用面全体の４３.８％を
占めている。本発明の超砥粒ホイールにおいては、超砥
粒を固定した作用面全体にスパイラル溝を有し、スパイ
ラル溝内にも超砥粒が固定されているが、スパイラル溝
内の超砥粒層は研削に関与せず、スパイラル溝部を除い
た面積が超砥粒層の有効面積として研削に関与する。し
たがって、作用面全体に設けるスパイラル溝の幅及び本
数を選ぶことにより、作用面に占める超砥粒層の有効面
積比を任意に調節することができるので、作用面に占め
る超砥粒層の有効面積比を下げて、優れた切れ味を有す
る超砥粒ホイールを得ることができる。本発明の超砥粒
ホイールにおいて、スパイラル溝部の面積は、超砥粒を
固定した作用面全体の１０〜８０％であることが好まし
い。スパイラル溝部の面積が作用面全体の１０％未満で
あると、超砥粒層の有効面積比が大きくなりすぎて、良
好な切れ味を確保することが困難になるおそれがある。
スパイラル溝部の面積が作用面全体の８０％を超える
と、超砥粒層の有効面積比が小さくなりすぎて、研削能
率が低下するおそれがある。

【０００６】本発明の超砥粒ホイールにおいては、超砥
粒層がスパイラル溝内にも形成され、作用面全体に連続
した超砥粒層が形成されているので、マスキングにより
超砥粒層の面積比を小さくした超砥粒ホイールのように
作用面に超砥粒層の端面が存在せず、研削作業中に超砥
粒層が端面に力を受けて剥落するおそれがない。本発明
の超砥粒ホイールにおいて、スパイラル溝の幅は、０.
１〜１０mmであることが好ましく、０.３〜３mmである
ことがより好ましい。スパイラル溝の幅が０.１mm未満
であると、作用面に占める超砥粒層の有効面積比を調節
するためには、スパイラル溝のピッチを狭め、スパイラ
ル溝の全長を長く加工することが必要となる。スパイラ
ル溝の幅が１０mmを超えると、２本のスパイラル溝に挟
まれる超砥粒層の幅も相対的に広くなるので、超砥粒層
面における切り屑及び研削液の流れが不良となるおそれ
がある。本発明の超砥粒ホイールにおいて、スパイラル
溝の本数はできれば少ない方が良く、スパイラル溝が交
差しない場合１〜３本程度が望ましく、スパイラル溝が
交差する場合は２〜６本が望ましい。これ以上数多くの
本数を加工するのは、手間がかかる。本発明の超砥粒ホ
イールは、図１、図２及び図３に示すストレート形状の
みならず、総型形状とすることができる。図４は、総型
形状を有する本発明の超砥粒ホイールの一態様の側面図
である。本図の超砥粒ホイールは、断面が円弧形状の凹
面である作用面１を有し、超砥粒を固定した作用面１全
体に１本のスパイラル溝２を有する。また、スパイラル
溝部の面積が、作用面全体の２５.０％を占めている。
このような作用面が凹曲面である総型形状を有する本発
明の超砥粒ホイールは、レンズの芯取り加工をはじめと
して、ガラス、プラスチック、木材、セラミック、フェ
ライト、金属など広い分野において好適に使用すること
ができる。

【０００７】本発明において、超砥粒を固定した作用面
全体に、１本又は複数本のスパイラル溝を設ける方法に
は特に制限はなく、例えば、砥石台金の作用面全体に旋
削加工によりスパイラル溝を形成したのち、超砥粒を電
着法により固定することができ、作用面全体にスパイラ
ル溝を有する砥石台金を鋳造により作製したのち、超砥
粒を電着法により固定することができる。これらの方法
の中で、砥石台金の作用面全体に旋削加工によりスパイ
ラル溝を形成したのち、超砥粒を電着法により固定する
方法が、工作が容易であり、高い工作精度を得ることが
できるので、特に好適に使用することができる。スパイ
ラル溝の旋削加工は、丸コマバイトを含むさまざまな先
端形状を有するスローアウェイチップやエンドミルなど
を用いて旋盤により行うことができるほか、マシニング
センタなどの工作機械を用いて行うことができる。ＮＣ
旋盤を用いて砥石台金の加工を行う場合、作用面の加工
を行ったのち、作用面の加工に用いたプログラムをその
まま用い、ピッチ及び切り込み深さを変更して加工する
ことにより、極めて容易にスパイラル溝を形成すること
ができる。本発明において、旋削加工によりスパイラル
溝を形成した砥石台金の作用面に超砥粒を固定する方法
には特に制限はなく、公知の電着法により行うことがで
きる。

【０００８】本発明において、超砥粒としては、ダイヤ
モンド砥粒又は立方晶窒化ホウ素砥粒を使用することが
できる。使用する超砥粒の粒度は、２５／３０〜３２５
／４００であることが好ましい。作用面全体にスパイラ
ル溝を形成した砥石を脱脂処理したのちメッキ槽に浸漬
し、メッキ槽中の台金の作用面の部分に超砥粒を充填す
る。次いで、台金に陰極を接続し、メッキ液に陽極を接
続して、電気メッキを行う。メッキする金属は、超砥粒
を台金に仮固定することができるものであれば特に制限
はなく、例えば、ニッケル、銅、クロムなどを好適に使
用することができる。超砥粒の一層分が仮固定され、台
金表面より脱落しない状態になれば、メッキを止めて台
金をメッキ槽から引き上げる。超砥粒の一層分を仮固定
した台金は、再びメッキ槽に浸漬して陰極を接続し、メ
ッキ液に陽極を接続して電着を継続し、超砥粒を台金に
固着して作用面を形成し、本発明の超砥粒ホイールを得
る。また、超砥粒の台金への固着は、無電解メッキによ
っても好適に行うことができる。電着又は無電解メッキ
に用いる金属は、仮固定の場合と同様に超砥粒を台金に
固着することができるものであれば特に制限はなく、ニ
ッケル、銅、クロムなどを好適に使用することができ
る。本発明方法によれば、スパイラル溝の本数及び幅を
選択することにより、作用面に占める超砥粒層の有効面
積比を自由に調節することができる。砥石台金へのスパ
イラル溝の形成は、旋盤などを用いる旋削加工により行
うことができる。本発明の超砥粒ホイールは、作用面に
占める超砥粒層の有効面積比の小さい超砥粒ホイールと
しての効果を発揮し、研削抵抗が小さく、目詰まりを起
こしにくい。本発明の超砥粒ホイールは、金属、ガラ
ス、プラスチック、セラミック、フェライトなどあらゆ
る被削材の研削加工に適用することができ、切れ味に優
れ、工具寿命が長い。

【０００９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。実施例１鉄（Ｓ４５Ｃ）製の寸法が３００Ｄ×３８Ｔ×１００Ｈ
で、作用面となる外周面が凹面となっている図４に示す
形状の台金の外周面に、Ｒ１.５の丸コマバイトを用
い、幅１mm、深さ０.１mm、ピッチ４mmのスパイラル溝
１本を加工した。スパイラル溝部の面積は、作用面全体
の２５％である。台金のアルカリ電解脱脂、脱錆を行
い、水洗いしたのち、酸性浴で活性化し、ふたたび水洗
いし、作用面となる外周面以外をマスキングした。この
台金をニッケルメッキ槽に浸漬し、下地メッキを厚さ３
μｍになるよう施した。次いで、この台金を、粒度２７
０／３２５のダイヤモンド砥粒の入ったニッケルメッキ
浴に浸漬し、ダイヤモンド砥粒一層分を仮固定した。こ
のダイヤモンド砥粒を仮固定した台金を、さらにニッケ
ルメッキ浴に浸漬してメッキを続け、厚さ５０μｍのダ
イヤモンド砥粒の埋め込みメッキを施して、超砥粒ホイ
ールを得た。この超砥粒ホイールを用いて、直径２００
mm、材質ＢＫ７の光学ガラスレンズの芯取りを行った。
レンズ芯取機は主軸馬力０.７５ｋＷであり、工具周速
１,７８４ｍ／分、ワーク速度０.２ｍ／分の条件で、芯
取用研削油をクーラントとし、平面度１μｍ以下を目標
に芯取りを行った。この超砥粒ホイールにより、光学ガ
ラスレンズ３,１００枚を加工することができた。比較例１作用面となる外周面にスパイラル溝を設けないこと以外
は実施例１と同様にして、超砥粒ホイールを得た。この
超砥粒ホイールを用いて、実施例１と同じ光学ガラスレ
ンズの芯取りを行った。短期間で砥粒層面に目詰まりを
生じ、光学ガラスレンズ１,２００枚を加工したところ
で、平面度１μｍ以下とすることができなくなり、超砥
粒ホイールの交換が必要となった。実施例１及び比較例
１の結果を比較すると、作用面にスパイラル溝を設けた
本発明の超砥粒ホイールは、スパイラル溝を有しない従
来の超砥粒ホイールに比べて、２.５倍以上の寿命を有
することが分かる。

【００１０】

【発明の効果】本発明の超砥粒ホイールは、超砥粒を固
定した作用面全体にスパイラル溝が形成されているの
で、作用面に占める超砥粒層の有効面積比を任意に制御
することができる。また、超砥粒層がスパイラル溝内を
含めて作用面の全面に連続して形成されているので、超
砥粒層が研削作業中に端面に力を受けて剥落するおそれ
がない。本発明方法によれば、旋削加工により容易にス
パイラル溝を形成することができ、かつ作用面に占める
超砥粒層の有効面積比を容易に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の超砥粒ホイールの一態様の斜
視図及び側面図である。

【図２】図２は、本発明の超砥粒ホイールの他の態様の
側面図である。

【図３】図３は、本発明の超砥粒ホイールの他の態様の
側面図である。

【図４】図４は、本発明の超砥粒ホイールの他の態様の
側面図である。

【符号の説明】

１超砥粒を固定した作用面２スパイラル溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超砥粒を固定した作用面全体に、１本又は
並行する複数本のスパイラル溝を有し、スパイラル溝内
にも超砥粒が固定されてなることを特徴とする超砥粒ホ
イール。
【請求項２】超砥粒を固定した作用面全体に、交差する
複数本のスパイラル溝を有し、スパイラル溝内にも超砥
粒が固定されてなることを特徴とする超砥粒ホイール。
【請求項３】スパイラル溝部の面積が、作用面全体の１
０〜８０％である請求項１又は請求項２記載の超砥粒ホ
イール。
【請求項４】スパイラル溝の幅が、０.１〜１０mmであ
る請求項１、請求項２又は請求項３記載の超砥粒ホイー
ル。
【請求項５】砥石台金の作用面全体に、旋削加工により
スパイラル溝を形成したのち、超砥粒を電着又は無電解
メッキにより固定することを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項３又は請求項４記載の超砥粒ホイールの製
造方法。