JPH10264041A - ラッピング用超砥粒ホイール - Google Patents

ラッピング用超砥粒ホイール

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JPH10264041A
JPH10264041A JP7416697A JP7416697A JPH10264041A JP H10264041 A JPH10264041 A JP H10264041A JP 7416697 A JP7416697 A JP 7416697A JP 7416697 A JP7416697 A JP 7416697A JP H10264041 A JPH10264041 A JP H10264041A
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JP
Japan
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outer peripheral
inner peripheral
abrasive
peripheral portion
lapping
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Application number
JP7416697A
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English (en)
Inventor
Kiwa Mikuni
喜和 三國
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Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 砥粒層13を、中央部15と、同中央部
15よりも内周側に位置する内周部17と、中央部15
よりも外周側に位置する外周部19とに区画し、かつ内
周部17及び外周部19の耐磨耗度を中央部15の耐磨
耗度よりも大きくした。 【効果】 使用時における内周部及び外周部の磨耗が抑
制され、これによって、砥粒層全体の平坦度を長期間に
わって持続することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は工作物表面に砥粒層
を押し当てながら摺動させて工作物表面を加工するラッ
ピング用の超砥粒ホイールに関し、特に、電気・電子部
品や各種脆性材料の高精度加工に適したラッピング用超
砥粒ホイールに関する。
【0002】
【従来の技術】電気部品や電子部品、また光学部品など
は、近年、高性能化、コンパクト化がますます進み、こ
れに伴って、そのパーツも高精度、高品位なものが求め
られるようになった。このようなパーツの加工法とし
て、従来、遊離砥粒(loose abrais)を使用したいわゆ
るラッピング(lapping )加工が行われている。
【0003】遊離砥粒を用いたラッピング加工は、ダイ
ヤモンドなどの砥粒と加工液を混合したラップ剤をラッ
プ板と工作物の間に分散させ、両者に圧力を加えながら
摺動させて工作物表面をなめらかにかつ高精度に仕上げ
るものである。このラッピング加工は、加工能率は低い
ものの、0.01μmオーダの高い精度が得られるた
め、ゲージや光学レンズなどの製造仕上げ工程で古くよ
り使用されている。
【0004】しかしながら、この遊離砥粒は固定されな
いで自由に移動するために、取り扱いが不便であるばか
りでなく、砥粒中のスラッジ除去に時間やコストがかか
る。この対策として、遊離砥粒の欠点を解消し、加工能
率の向上、取り扱いの容易さを目的とした超砥粒ホイー
ルが使用されるようになった。
【0005】図5は従来のラッピング用超砥粒ホイール
を示す全体図で、50は鋳物やアルミ合金などからなる
円盤状の台金、51は台金の側面に固着されたダイヤモ
ンドやCBN等の超砥粒からなる砥粒層、52は台金5
0及び砥粒層51の中心部に形成された貫通孔である。
使用に当たっては、砥粒層51を上向きにして、工作物
表面に押し当てながら摺動させて工作物表面を加工す
る。または上下面を砥粒層とし、工作物の上下両面を同
時に加工する方法もとられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ラッピング加工は、ワ
ークの加工面を数μmオーダで均一に加工することであ
るが、このためには、ラップ定盤すなわちラッピング用
超砥粒ホイールの砥粒面の平坦度を高度に維持すること
が重要となる。しかしながら、上記従来のラッピング用
超砥粒ホイールでは、図6に示すように、加工に伴って
特に外周端部および内周端部の磨耗が激しく、この部分
での平坦度を保つことが困難である。このような現象
は、ワークやワークを保持するキャリアによって砥粒面
の内外周に大きな負荷がかかりやすいことや、加工時の
ワークの切粉や砥粒面から脱落した砥粒が内外周に流れ
だすことにより発生するものと推察される。
【0007】そこで、本発明において解決すべき課題
は、比較的簡単な手段で、ラッピング用超砥粒ホイール
における偏磨耗を防止し、長期にわたって高精度なラッ
ピング加工を可能にすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、工作物表面に砥粒層を押し当てながら摺動
させて前記工作物表面を加工するラッピング用の超砥粒
ホイールであって、前記砥粒層の部位ごとに耐磨耗度を
調整したことを特徴とする。とくに、前記砥粒層を、中
央部と、同中央部よりも内周側に位置する内周部と、前
記中央部よりも外周側に位置する外周部とに区画し、か
つ前記内周部及び外周部の耐磨耗度を前記中央部の耐磨
耗度よりも大きくすることにより、偏磨耗を防止するこ
とができる。
【0009】本発明において耐磨耗度とは、磨耗試験機
により一定の条件で試験したときの砥粒層の磨耗量の逆
数をいう。本発明の超砥粒ホイールにおいては、砥粒層
の部位に応じて耐磨耗度を調整すること、とくに、砥粒
層の内周部及び外周部の耐磨耗度を、中央部の耐磨耗度
よりも大きくすることによって、使用時における内周部
及び外周部の磨耗が抑制され、これによって、砥粒層全
体の平坦度を長期間にわって持続することができるよう
になる。
【0010】内周部及び外周部の耐磨耗度と中央部の耐
磨耗度とをどの程度異ならせるかは、ワークの材質や加
工取代、ワーク仕上がり面粗さにかかわる超砥粒ホイー
ルの砥粒の粒度(粒径)によっても異なるが、ワークが
一般的な硬脆性材料や焼入鋼の場合、中央部の耐磨耗度
を100とした場合、内周部の耐磨耗度を115〜13
0とし、かつ外周部の耐磨耗度を115〜135とする
のが望ましい。
【0011】内周部及び外周部と中央部との間でこのよ
うな耐磨耗度の差を持たせるためには、例えば、チップ
率(砥粒面全体を100%としたときの研削に作用する
砥粒層チップの面積率%)、ボンドマトリックスの種
類、使用砥粒の集中度、使用砥粒の粒径、硬質フィラの
添加のいずれかまたまこれらの組み合わせによって達成
できるが、特に砥粒面の磨耗バランスの点からはチップ
率差または集中度差によるものが望ましい。
【0012】例えば、チップ率を変化させる場合、中央
部のチップ率を70とし、内周部および外周部のチップ
率を80〜90とすることによって、中央部の磨耗量1
00に対して、内周部の磨耗量を130〜140、外周
部の磨耗量を150〜180に抑制することができる。
また集中度を変化させる場合、中央部の集中度を75と
し、内周部および外周部の集中度を85〜100とする
ことによって、同様に、中央部の磨耗量100に対し
て、内周部の磨耗量を130〜140、外周部の磨耗量
を150〜175に抑制することができる。
【0013】内周部及び外周部の耐磨耗度が前記の範囲
よりも小さいと、内周部及び外周部の磨耗が大きくなっ
てワークの加工精度が低下し、耐磨耗度が前記の範囲よ
りも大きいと、砥粒層が硬めに作用しすぎて切れ味の低
下をきたすことになる。
【0014】さらに、砥粒層を区画する内周部及び外周
部の幅は、砥粒面の幅やワークの形状寸法によっても異
なるが、ワークが一般的な硬脆性材料や焼入鋼の場合、
砥粒層の幅の5〜15%の範囲が望ましい。
【0015】内周部及び外周部の幅が前記の範囲よりも
小さいと、内周部及び外周部の磨耗が大きくなってワー
クの加工精度が低下し、幅が前記の範囲も大きいと、砥
粒層が硬めに作用しすぎて切れ味の低下をきたすことに
なる。
【0016】また、中央部を複数の扇形セグメントによ
り構成されるセグメント構造とし、かつ、これらの複数
のセグメントの接合面間に放射状のスリットを形成する
ことが望ましい。このようなスリットを形成することに
よって、ワークと砥粒層との間にあるスラッジを含んだ
研削液等は、回転軌跡内に位置するスリット内に流れ込
み、さらにこの溝の中に集積されたスラッジ分などは回
転に伴う遠心力によって、自動的に外部に排出されるよ
うになる。また、このようなスリットから研削液を効率
よく研削作用面に供給することができるようになる。
【0017】ここで、形成するスリットの幅は、要求さ
れるワークの加工精度や、ワークの形状寸法などによっ
ても異なるが、ワークが一般的なセラミックス、ガラス
などの硬脆性材料の場合、1〜5mmが望ましい。スリ
ットの幅が1mm未満であるとスラッジを含んだ研削液
などの排出効果が低下し、幅が5mmを越えるとワーク
欠けやキャリアポケットの損傷が発生しやすくなる。
【0018】同様の理由によって、前記外周部及び内周
部のいずれかまたは双方を複数のセグメントにより構成
されるセグメント構造とし、かつ同セグメントの接合面
間にスリットを形成することが望ましい。
【0019】この場合、外周部及び内周部のスリットの
幅は中央部に準じるが、それぞれのスリットの位置は、
中央部のスリットと同じ位置、または、中央部のスリッ
ト間のほぼ中間位置となるように配置するのが望まし
い。これによって、特に中央部のスリット間のほぼ中間
位置としたものは、研削液溜まりができることで、研削
液が研削作用面に有効にはたらくことになる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下本発明の特徴を図面に示す実
施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一
実施の形態であるラッピング用超砥粒ホイールの斜視
図、図2は図1に示すラッピング用超砥粒ホイールの一
部分を示す正面図である。
【0021】同図を参照して、11は鋳物からなる円盤
状の台金で、この台金11の側面に砥粒層13が固着形
成されている。さらに砥粒層13は、砥粒層13の主要
部を占める中央部15、この中央部15よりも内周側に
位置する内周部17、中央部よりも外周側に位置する外
周部19に区画されている。
【0022】中央部15は複数の扇状セグメント15a
から形成され、その接合面側には幅3mmのスリットS
1 が形成されている。また内周部17及び外周部19も
同様にセグメント17a,19aから形成され、各セグ
メント17a,19aの接合面側には幅1mmのスリッ
トS2 ,S3 が形成されている。
【0023】図2に明瞭に示すように、スリットS2
3 はスリットS1 のほぼ中間位置となるように、セグ
メント17a,19aが配置され、スリットS1
2 ,S3 が連続しないような配置としている。このよ
うにすることによって、研削液溜まりができて、研削液
が研削作用面に有効にはたらくことになる。
【0024】上記したように砥粒層13を中央部15、
内周部17、外周部19に区画したうえで、中央部の耐
磨耗度を100とした場合に、内周部の耐磨耗度が12
0、外周部の耐磨耗度が125となるように、中央部の
チップ率を70とし、内周部のチップ率を83、外周部
のチップ率を85としている。これによって、内周部1
7及び外周部19の磨耗が抑制され、図3に示すよう
に、砥粒層13全体の平坦度を長期間にわたって持続す
ることができるようになる。なお、図3は超砥粒ホイー
ルの使用後の状態を示す断面図であり、同図において一
点鎖線は、中央部15、内周部17、外周部19を同一
の耐磨耗度とした超砥粒ホイールの場合の磨耗の状態を
示す。
【0025】また、各セグメント15a,17a,19
aの間にスリットS1 ,S2 ,S3を形成しているた
め、ワークと砥粒層との間にあるスラッジを含んだ研削
液等は、回転軌跡内に位置するスリット内に流れ込み、
さらにこのスリット内に集積されたスラッジ分などは回
転に伴う遠心力によって、自動的に外部に排出されるよ
うになる。また、このようなスリットから研削液を効率
よく研削作用面に供給することができる。
【0026】図4は本発明の他の実施の形態であるラッ
ピング用超砥粒ホイールの一部分を示す正面図で、いわ
ゆるコンティニアス形の超砥粒ホイールを示す。本実施
の形態でも、中央部15、内周部17、外周部19に区
画し、中央部の耐磨耗度を100とした場合に、内周部
の耐磨耗度を120、外周部の耐磨耗度を125として
いる。
【0027】このようなコンティニアス形においても、
セグメント形の場合と同様の効果を奏することが可能で
あり、特にセグメント形に比べ、小径ワークや薄物で破
損しやすい硬脆性ワークにおいても、ワーク、キャリ
ア、砥粒面の損傷を防止し、高能率、高精度加工が可能
となるという効果を奏する。
【0028】
【実施例】以下図1、図2に示したラッピング用超砥粒
ホイールにおける中央部15、内周部17、外周部19
のチップ率または集中度を変化させることにより耐磨耗
度を変えた場合における、砥粒面精度およびワーク精度
の変化についての試験結果について説明する。
【0029】〔試験例1〕表1はチップ率をそれぞれ変
化させた超砥粒ホイールを示し、実施例1,2は、中央
部15のチップ率70に対して、内周部17、外周部1
9のチップ率をそれぞれ90および80にしたものであ
り、比較例1,2,3は内周部17、外周部19のチッ
プ率を中央部15のチップ率と同じか低くしたものであ
る。表2は加工条件を示し、表3は試験結果を示す。な
お、本試験において、砥粒面精度は、定盤上にホイール
を置き、ダイヤルゲージにて内外周部のダレ磨耗量(μ
m)を測定した。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】表3から明らかなように、内周部、外周部
のチップ率を中央部のチップ率より高くして耐磨耗度を
大きくした実施例1,2においては、砥面精度および加
工精度とも高精度を維持しているのに対し、内周部、外
周部のチップ率を中央部のチップ率と同じか低くした比
較例1,2,3は、砥粒面精度および加工精度とも低下
が確認された。また、砥粒面精度が加工精度に大きく影
響していることがわかった。さらに、ホイール全体の磨
耗も少なく、継続して使用してもホイールの寿命が長く
なることがわかった。
【0034】〔試験例2〕表4は集中度をそれぞれ変化
させた超砥粒ホイールを示し、実施例3,4は、中央部
15の集中度75に対して、内周部17、外周部19の
集中度をそれぞれ100および85にしたものであり、
比較例4,5は内周部17、外周部19の集中度を中央
部15の集中度と同じか低くしたものである。表5は加
工条件を示し、表6は試験結果を示す。なお、砥粒面精
度は、試験例1と同様の方法で内外周部のダレ磨耗量
(μm)を測定した。
【0035】
【表4】
【0036】
【表5】
【0037】
【表6】
【0038】表6から明らかなように、内周部、外周部
の集中度を中央部の集中度より高くして耐磨耗度を大き
くした実施例3,4においては、砥面精度および加工精
度とも高精度を維持しているのに対し、内周部、外周部
の集中度を中央部の集中度と同じか低くした比較例4,
5は、砥粒面精度および加工精度とも低下が確認され
た。また、また、一般的に鋼を加工した場合、発生切粉
がカール状になり、砥粒面のボンドマトリックスを後退
させ、ホイール磨耗が促進されるが、実施例3,4にお
いては、ホイール全体の磨耗も少なく、寿命が長くなる
ことが確認できた。
【0039】〔試験例3〕試験例1に示す超砥粒ホイー
ルにおいて、チップ率を、外周部70%、中央部50
%、内周部70%として、同様の加工を実施したとこ
ろ、砥粒面精度および加工精度を損なうことなく、加工
能率が実施例1のホイールに比べて約30%向上した。
これより、中央部の耐磨耗度を小さくして加工能率を上
げた場合にも、外周部および内周部の耐磨耗度を中央部
より大きくすることにより、所定の平坦度を持続するこ
とができることがわかった。
【0040】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
【0041】(1)砥粒層の部位に応じて耐磨耗度を調
整すること、とくに、砥粒層の内周部及び外周部の耐磨
耗度を、中央部の耐磨耗度よりも大きくすることによっ
て、使用時における内周部及び外周部の磨耗が抑制さ
れ、これによって、砥粒層全体の平坦度を長期間にわっ
て持続することができるようになる。
【0042】(2)中央部の耐磨耗度を100とした場
合、周部の耐磨耗度を115〜130、外周部の耐磨耗
度を115〜135とすることによって、砥面精度およ
び加工精度とも高精度に維持することができる。
【0043】(3)内周部及び外周部の幅を砥粒層の幅
の5〜15%とすることによって、切れ味の低下をきた
すことなく、加工精度を高精度に維持することができ
る。
【0044】(4)砥粒層をセグメント構造とし、かつ
同複数のセグメントの接合面間にスリットを形成するこ
とによって、ワークと砥粒層との間にあるスラッジを含
んだ研削液等の排出と研削作用面への供給が効率よく行
えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるラッピング用超砥
粒ホイールの斜視図である。
【図2】図1に示す超砥粒ホイールの一部分を示す正面
図である。
【図3】図1に示す超砥粒ホイールの使用後の状態を示
す断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態であるラッピング用超
砥粒ホイールの一部分を示す正面図である。
【図5】従来のラッピング用超砥粒ホイールの斜視図で
ある。
【図6】図5に示す超砥粒ホイールの磨耗状況を示す断
面図である。
【符号の説明】
11 台金 13 砥粒層 15 中央部 17 内周部 19 外周部 15a,17a,19a セグメント S1 ,S2 ,S3 スリット

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作物表面に砥粒層を押し当てながら摺
    動させて前記工作物表面を加工するラッピング用の超砥
    粒ホイールであって、前記砥粒層の部位ごとに耐磨耗度
    を調整したことを特徴とするラッピング用超砥粒ホイー
    ル。
  2. 【請求項2】 前記砥粒層を、中央部と、同中央部より
    も内周側に位置する内周部と、前記中央部よりも外周側
    に位置する外周部とに区画し、かつ前記内周部及び外周
    部の耐磨耗度を前記中央部の耐磨耗度よりも大きくした
    請求項1記載のラッピング用超砥粒ホイール。
  3. 【請求項3】 前記中央部の耐磨耗度を100とした場
    合、前記内周部の耐磨耗度を115〜130、前記外周
    部の耐磨耗度を115〜135としたことを特徴とする
    請求項1,2記載のラッピング用超砥粒ホイール。
  4. 【請求項4】 前記内周部及び外周部の幅を、前記砥粒
    層の幅の5〜15%としたことを特徴とする請求項1〜
    3記載のラッピング用超砥粒ホイール。
  5. 【請求項5】 前記中央部を複数のセグメントにより構
    成されるセグメント構造とし、かつ同複数のセグメント
    の接合面間にスリットを形成していることを特徴とする
    請求項1〜4記載のラッピング用超砥粒ホイール。
  6. 【請求項6】 前記外周部及び内周部のいずれかまたは
    双方を複数のセグメントにより構成されるセグメント構
    造とし、かつ同セグメントの接合面間にスリットを形成
    していることを特徴とする請求項1〜4記載のラッピン
    グ用超砥粒ホイール。
  7. 【請求項7】 前記耐磨耗度の差を、チップ率、ボンド
    マトリックスの種類、使用砥粒の集中度、使用砥粒の粒
    径、硬質フィラの添加のいずれかまたはこれらの組み合
    わせによって達成していることを特徴とする請求項1〜
    6記載のラッピング用超砥粒ホイール。
JP7416697A 1997-03-26 1997-03-26 ラッピング用超砥粒ホイール Pending JPH10264041A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001076821A1 (en) * 2000-04-05 2001-10-18 Sankyo Diamond Industrial Co., Ltd. Grinding stone
CN113427411A (zh) * 2020-03-23 2021-09-24 镇江韦尔博新材料科技有限公司 一种铸件打磨用钎焊金刚石磨轮及其制备方法

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