JPS63207566A - 軸付ストレ−ト研削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイヤモンドおよび／またはＣＢＮ砥石を用い
た軸付ストレート研削工具に係り、特に砥粒を鋳鉄ボン
ドして砥石を形成し、剛性の高い軸を使用することによ
り、セラミックス、超硬合金、焼入鋼等の難切削材の深
切り込みクリープフィード加工を高精度高能率で可能に
する軸付ストレート研削工具に関する。

［従来の技術］ 研削は、研削砥石を高速回転運動を行わせ、砥石の作用
面に出ている多数の砥粒の切刃によって加工物から微少
な切りくずを削り取って所要の形状・寸法および仕上面
品質の製品に加工する加工法であるが、ダイヤモンド砥
石はダイヤモンド砥粒を適当な結合剤（以下ボンドとい
う。）によって固めたものである。

一方、ＣＢＮは立方晶窒化硼素（Ｃｕｂｉｃ　Ｂ　ｏｒ
ｏｎＮｉｔｒｉｄｅ）のことであって、ダイヤモンドと
同じ結晶構造を有し、ダイヤモンドに次ぐ硬さを有し、
ダイヤモンドと比べられる工具材料である。特に、ＣＢ
Ｎは熱に対してダイヤモンドより安定で、鉄に対しては
ダイヤモンドより不活性であることから、鉄鋼なかでも
焼入れされた特殊鋼の加工に適している。

これらのダイヤモンドおよびＣＢＮ砥粒は、次に述べる
ような４種のボンドまたは結合方法によって固められ、
研削砥石として使用される。

１）　レジノイドボンド砥石　砥粒と熱硬化性樹脂の粉
末を混合し金型に入れてホットプレスして成形する。

２）メタルボンド砥石　焼結用の金属粉末を用い粉末冶
金法によって砥粒を結合するものである。多くの場合ブ
ロンズを主体としたボンドが用いられる。

３）　ビトリファイドボンド砥石　数種の硬い鉱物の粉
末と砥粒を混合し加圧成形し、炉で焼成する。

４）めっきボンド砥石　台金を陰極とし砥粒をその上に
載せて電気めっきによって砥粒を白金に結着した砥石で
ある。

以上いずれのボンドにおいても、ボンドの砥粒保持力が
十分でなかったり、砥石の作用面における摩滅脱落によ
る砥粒の切刃の自生作用を期待するため、ボンドをある
程度脆くする関係から、切り込み深さを大きくとって研
削することが不可能でる。そのため、セラミックス、超
硬合金、焼入鋼、および複合材等の難研削材に軸付スト
レート研削工具を使用して消入れ加工をする場合、切り
込み深さを浅くして何度も研削せざるを得す、研削能率
の面および被研削物に与える衝撃といった点から、深切
り込みクリープフィードの可能な軸付ストレート工具の
出現が望まれていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はダイヤモンドおよび／またはＣＢＮ砥石を使用
した軸付ストレート研削工具の前記のごとき問題点に鑑
みてなされたもので、セラミックス、超硬合金、焼入鋼
および複合材料等の難研削材の深切り込みクリープフィ
ード加工を可能にすると共に、加工の際の切り残し呈を
減少し、研削抵抗を減少させて高能率、高研削を実現す
る軸付ストレート研削工具を提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段１ 本発明者等はダイヤモンド砥粒および／またはＣＢＮ砥
粒を使用した砥石について鋭意研究を重ねた結果、メタ
ルボンド砥石のなかでも鋳鉄ボンドのものが従来のレジ
ノイドホント、青銅メタルボンド、めっきボンドのもの
より砥粒保持力が極めて高く、深切り込みクリープフィ
ード切削が可能であることに着目し、さらに高能率、高
精度のクリープフィード研削をするために、高剛性材料
である超硬合金を軸材料とすることを新たに着想し、本
発明を完成したものである。

本発明の軸付ストレート研削工具は、ダイヤモンド砥粒
および／まなはＣＢＮ砥粒を鋳鉄ボンドにより形成した
砥石と、一端に前記砥石が取付けられた超硬合金製の軸
とからなることを要旨とする。

［作用］ 本発明のダイヤモンドおよび／またはＣＢＮ砥石は、ダ
イヤモンド砥粒および／またはＣＢＮ砥粒を鋳鉄ボンド
により結合し形成しであるので、砥粒保持力が高く深切
り込みクリープフィード加工が可能である。従来の砥石
を使用して行なわれていた通常の研削は砥石切り込みが
１／１００ｍｍ台、加工物送り速度は１０ｍ／ｍｉｎ台
である。一方深切り込みクリープフィード研削では、砥
石切り込みは１．０■台に達し、逆に送り速度は１０ｍ
ｍ／　ｍ　ｉ　ｎ台と低い。その結果クリープフィード
研削では砥石と加工物の接触弧長は、通常研削の１０〜
１００倍にもなる。

ここで高能率・高精度のクリープフィード研削をするな
めには、高剛性マシンが必要であることは勿論であるが
、工具剛性が非常に大きなウェイトを占めることになる
。本発明では軸付ストレート工具の軸を超硬合金製とし
たため、工具の剛性を著しく高くすることができる。超
硬合金の成分およびその弾性率の一例を示せば、ＷＣ：
９２％、ＴｉＣ；２％、ＣＯ；６％、弾性率；６２．０
００ｋｇ／ｍｍ”である。すなわち、従来の鋼製の軸の
弾性率が２０　、ＯＯ０ｋｇ７ｍｍ２であるのに対し、
超硬合金製の軸の弾性率は６２　、ＯＯ０ｋｇ７ｍｍ２
であって、従来の約３倍の剛性の向上が期待できる。こ
のように本発明では工具自体の剛性を高めたため、研削
抵抗が著しく低減すると共に、研削面のうねり、すなわ
ち切り残り量が低減する。

［実施例］ 本発明の効果を明らかにするため、従来例と比較しつつ
実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図は第１図
の平面図である。図において軸１は８ｍｍφの丸棒であ
って、超硬合金製でその組成はＷＣ；９２％、ＴｉＣ；
２％、Ｃｏ；６％であり、弾性率；６２　、ＯＯＯｋｇ
／ｍｍ２である。砥石２はＣＢＮ砥粒（砥粒径＃１２０
〜１４０）と鋳鉄粉を混合し、円筒形に成形して焼結し
たもので、ＣＢＨの集中度２００（ＣＢＮ含有率が体積
比の５０％）、外径、高さ共に１０ｍｍである。この砥
石２は、軸１の一端を削って嵌着すると共に、ろう付け
３にて軸１に固着して軸付ストレート研削工具とした。

なお、比較のなめに軸１が鋼製であって、同じＣＢＮ砥
石２を使用して同一寸法の軸付ストレート研削工具を用
意した。　次に、この本発明例と比較例の工具を用いて
研削試験を行い、研削抵抗および研削面のうねりを測定
した。工作機械はブラザー製ハイミレット改造機を使用
し、第３図の斜視図に示すように、テーブル４の上に固
定した被削材５に、垂直に取り付けた砥石２を当て、テ
ーブル４を送ることにより清入れ加工を行った。被削材
５の材質は５ＫＨ−９（高速度ｍ）焼入品、硬さＨＲａ
６３〜６５である。切削条件は、切り込み深さ１ｍｍ、
切り幅５ＩＩ１ｍ、工具回転数２４００　ｒｐｍ（砥石
周速７５ｍ／分）、テーブル送り速度２．５５ｍｍ／分
とした。

研削抵抗はキスラ一応力測定器を用いて測定し、測定結
果は比較例を第４図（イ）に、発明例を第４図（ロ）に
示した。第４図から明らかなように、比較例ではＦｚ力
方向応力が５．８〜１０．８ｋｇであるのに対し、本発
明例では１．１〜３．３ｋｇであって、本発明例の研削
抵抗が著しく低いことが確認された。

切削面のうねり測定は東京精密製の表面粗さ計を用いて
測定し、測定結果を第５図（イ）（ロ）に示した。比較
例の測定結果は、第５図（イ）に示したが、約１．５ｍ
ｍ（らいの範囲にわたって１μに近い深さの大きなうね
りがあるのに対し、本発明例は第５図（ロ）から明らか
なように、うねりは殆ど観察されなかった。これにより
本発明例によれば高精度の研削の可能なことが確認され
た。

なお、本実施例ではＣＢＮ砥石を使用して焼入した高速
度鋼の研削試験について示したが、ダイヤモンド砥石を
用いてセラミックスを研削した場合も同様の結果が得ら
れることが確認された。また、ダイヤモンド砥粒とＣＢ
Ｎ砥粒を混りした砥石を用いて難切削性の複合材料を研
削した場合にも好結果が得られている。

［発明の効果１ 本発明の軸付ストレート研削工具は、以上説明したよう
に、ダイヤモンド砥粒および／まなはＣＢＮ砥粒を鋳鉄
ボンドにより結合して砥石を形成したので、砥粒の保持
力が大きく、従来の砥石で・　は不可能であったセラミ
ックス、超硬合金、焼入鋼等の難研削材の深切り込みク
リープフィード研削が可能である。また、軸を剛性の高
い超硬合金にしたので、研削抵抗が低減すると共に、研
削面のうねりが小さくなり、高能率・高精度のクリープ
フィード研削を可能にするという優れた効果がある。さ
らに、軸の剛性の向上に伴い、軸付ストレート工具の細
径化を可能にし、特に細い溝入れ加工等には効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は第１図の
平面図、第３図は研削試験の斜視図、第４図（イ〉（ロ
）は研削抵抗の測定結果を示す図、第５図（イ）（ロ）
は研削面のうねりの測定結果を示す図である。 １・・・軸、２・・・砥石、３・・・ろう付け第１図 犠３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤモンド砥粒および／またはＣＢＮ砥粒を鋳
   鉄ボンドにより形成した砥石と、一端に前記砥石が取付
   けられた超硬合金製の軸とからなることを特徴とする軸
   付ストレート研削工具。