JPS5837082B2 - ダイヤモンド工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＡＩ，Ｃｕ等の非鉄金属材料、もしくはプラ
スチック等の非金属材料等でつくられるディスク等を、
高精度に切削加工するに用いるダイヤモンドバイトの改
良に関するものである。

一般に、上述したような非鉄金属材料、非金属材料等の
高精度切削加工には、ダイヤモンドバイトを用いること
により、表面あらさのよいいわゆる鏡面仕上り状態の加
工面が、比較的容易にえられることは周知の通りである
。

この理由は、ダイヤモンドが高硬度であること、したが
ってバイトとしての切刃稜を極めて鋭利にすることがで
き、結果としてワークには、この鋭い切刃稜が転写され
て表面あらさの良い加工面が出来ることになる。

ところで、いかに高硬度であるダイヤモンドバイトとい
えども、長時間使用していれば徐々に摩耗する。

摩耗したバイトによる切削面は、表面あらさの低下、表
面うねりの増大などを招き、所要精度のワークがえられ
なくなる。

とくに、その表面に極めて高精度仕様が要求されるワー
クの加工では、摩耗したバイトでは期待する所要精度の
表面仕様かえられず、大きな問題となる。

また、その場合には新しいバイトに変換する必要がある
。

本発明は、上述した従来バイトの問題点に着目してなさ
れたものであり、バイト切刃の摩耗を極力小さくする工
夫により、常に高精度な加工を長時間にわたって可能な
らしめるダイヤモンドバイトを提供することを目的とす
る。

上記目的を達成するために、本発明では、刃先の一部を
形成する前ニゲ面の結晶方位を（ １ １ ０）面と（
１００）面の中間もしくはほぼ中間にある如く構威した
ものである。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、ダイヤモンドバイトによるディスク素材（例
えば、磁気ディスクＡＩ素材）切削加工の例を示したも
のである。

素材（被加工材）１は旋盤チャック２に取付けられ、太
むね１５００ｒｐｍ程度の回転を行ない、ダイヤモンド
バイト３は、通常内周より外周に向けて走行して加工を
行なう。

この場合、バイトの刃先は通常第２図に示すように横ニ
ゲ面７、前ニゲ面６、スクイメン５０３面で構成されて
おり、この３面の交点がいわゆる切削点４となる。

ダイヤモンドバイトによる加工で鏡面に近い良好な切削
面かえられるのは、まず横二ゲ面で切削を行ない、その
跡を前ニゲ面でバニシング（ ｖａｎｉｓｈｉｎｇ ）
Ｌて行く、という加工メカニズムに原因しているもの
と考えられる。

従って、このことから、高精度加工を安定して行なう長
寿命型バイト刃先条件としては（１）横二ゲ面の摩耗が
少ないこと（いつまでも切味をよくするため）（２）前
ニゲ面が適度に摩耗すること（バニシング効果をほどよ
《作用させるため）、という２つの条件を兼ね備えるこ
とが必要とされることがわかる。

そこで、第３図ａ，ｂ，ｃに示すように切削点４を形或
する各面の摩耗状態について調べてみると、各面の摩耗
量は、一般には同図Ｃに示される前ニゲ面６の摩耗面８
が最も太き《、同図ｂに示される横ニゲ面７の摩耗面９
、同図ａに示されるスクイ面５の摩耗面１０の順で小さ
くなっていることがわかった。

そしてさらに、摩耗量が最も大きい前ニゲ面６の摩耗面
８を、Ｘ線回折法で分析した結果によれば、この摩耗面
８はほぼ（１１０）結晶面であることがわかった。

このことからダイヤモンドは、（１１０）結晶面に沿っ
て良《摩耗することが理解される。

したがって、この（１１０）面位置を適当な方位に定め
ることにより、摩耗面８の摩耗量をコントロールし得る
ことがわかる。

かかる点から本発明者らはさらに実験を行なった結果前
ニゲ面６を（１１０）面と（１００）面の中間もしくは
ほぼ中間とする構成が、前ニゲ面６の摩耗面８を適度の
大きさにし、その結果としてバニシング作用かほど良く
作用するという、先に述べた長寿命型バイトとしての第
２の条件を満足するものであることを見出した。

しかも、前ニゲ面６を上記結晶方位とすることは、横ニ
ゲ面７の結晶方位も第３図ａに示す横切刃角ηによって
定まる伺らかの中間的結晶面となり、結果として横ニゲ
面７の摩耗面９も摩耗を小さくし、いつまでも切味がよ
いという、長寿命型バイトとしての第１の条件をも満し
得るものであることがわかった。

第４図は、前ニゲ面６の結晶方位がそれぞれ異なる２０
本のダイヤモンドバイトを用いてアルミニウム合金（Ｊ
ＩＳ Ａ５０８６）製の磁気ディスク基板を切削加工し
た際のバイト寿命と前ニゲ面結晶方位との関係を調べた
結果の一例である。

なお、このときの切削条件は次のとおりである。

ディスク基板内径：１６８山 〃 外径：３５６關 〃 回転数： ８ ０ ０ 〜２ ０ ０ Ｏ ｒ．
ｐ，ｍバイトの切込み：１５〜２５μｍ バイトの送り速度：３０〜７０μｍ／回転切削速度：７
〜１８ｍ／ｓｅｃ（基板内縁部）１５〜３７ｍ／ｓｅｃ
（基板外縁部） すなわち、切削はディスク基板の回転数を一定に保った
上で、ディスク基板の内縁部から外縁部に向ってバイト
を移動させることによって行なった。

第４図において、たて軸はバイト寿命（１本のバイトで
伺枚のディスク基板を所定精度で加工できたか）を示し
、よこ軸は各バイトの前ニゲ面結晶方位（つまり、第３
図ｂに示されるような前ニゲ面より（１１０）面位置ま
での傾き角θ）を示している。

なお、第４図における各測定点は同一のバイトにつき再
研摩を行ないながら前後５回ずつ加工を行なわせた場合
のバイト寿命の平均値をプロットしたものである。

第４図において、前ニゲ面結晶方位θがＯ（度）のバイ
トは前ニゲ面が（１１０）面と一致していることを示し
ており、この場合のバイト寿命はきわめて小さく、たか
だか３〜４枚のディスク基板しか所定精度で加工してや
ることができない。

また、前ニゲ面結晶方位θが４５（度）のバイトは前ニ
ゲ面が（１００）面と一致していることを示しており、
この場合もたかだか１０枚程度の基板しか加工できない
。

これに対し、前ニゲ面結晶方位を（１１０）面と（１０
０）面との間に選んだバイトはいずれも前２者よりも寿
命が大きくなっており、とくに前ニゲ面が（１１０）面
から２２．５（度）傾いた位置にあるバイト、すなわち
前ニゲ面が（１１０）面と（１００）面との丁度中間に
あるバイトが、極だって長寿命となっている。

そして、デイス基板のような量産品の加工には、実用性
の点からしてバイト寿命は平均８０〜９０枚／本程度以
上であることが望ましく、したがって、前ニゲ面結晶方
位θは（１１０）面と（１００）面とのほぼ中間にあた
る２２．５±１０（度）程度に選ぶのが適当である。

他方、上記θが小さい（この場合、バイトは前ニゲ面６
がほぼ（１１０）となる。

）バイト、もしくはθが大きい（この場合バイトは前ニ
ゲ面６がほぼ（１００）となる。

）バイトは、いずれも寿命的に短命である。

この理由は、摩耗面８の摩耗が大きくなること、また摩
耗面９の摩耗が大きくなることにより、前記長寿命バイ
ト条件の１つもしくは２つを満すことができないからで
ある。

なお、上記はアルミニウム合金製のディスク基板の加工
の場合を例にとって説明したが、他の軟質非鉄金属材料
（例えば、アルミニウム、銅、銅合金）やプラスチック
材料などの切削加工に適用した場合も、材料、切削条件
などに応じてバイト寿命の絶対値にはある程度の変動が
見られるが、バイト寿命の相対的な傾向としては第４図
の場合と全く同様であった。

以上述べたように、本発明になるバイトによれば、極め
て高精度な加工を長時間に渡って継続することができる
ことになり、磁気ディスク、光ディスク等極めて高品位
な表面仕様を必要とする切削加工に適用して極めて有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイヤモンドバイトによるディスク素材の切削
加工の例を示した図、第２図はバイトの刃先部を示す図
、第３図は切削点を形成する各面の摩耗状態を示し、同
図ａはスクイ面、ｂは横ニゲ面およびＣは前ニゲ面の各
状態を示す図、第４図は本発明による効果を示す特性線
図である。 図において、３・・・・・・ダイヤモンドバイト、４・
・・・・・切削点、５・・・・・・スクイ面、６・・・
・・・前ニゲ面、７・・・・・・横ニゲ面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 刃先の一部を形成する前ニゲ面の結晶方位を、（１
   １０）面と（ｉｏｏ）面の間にあるごとく構成したこと
   を特徴とするダイヤモンド工具。 ２ 上記結晶方位を、（１１０）面と（ｉｏｏ）面の中
   間にあるとと《構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のダイヤモンド工具。