JP2001071208A - 超硬質外周刃を有する回転型研削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高能率且つ良好な精密研削性能が得られる回
転型ダイヤモンド研削工具を提供する。 【解決手段】 回転型研削工具１０によれば、ダイヤモ
ンド或いはＣＢＮから成る複数本の超硬質外周刃（柱状
超硬質部材）１４が先端側すなわち外周側に向かうほど
回転方向Ａに向かうように径方向Ｂに対して傾斜した状
態で回転体１２の外周部から突き出すように所定の間隔
で固着されることから、超硬質外周刃（柱状超硬質部
材）１４の先端部において回転方向Ａ側の側面には正の
すくい角θ_Sが形成されるので、精密研削が高能率で継
続的に行われる。すなわち、超硬質外周刃（柱状超硬質
部材）１４の先端部が摩耗してもその形状が変化しない
ので研削条件が変化せず高能率の精密研削が継続的に得
られるとともに、砥粒をボンドで結合した研削砥石に比
較して、ボンドの後退や砥粒の脱落がないので、スクラ
ッチやチッピングが発生せず、良好な研削面が得られ
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、ダイヤモンド或い
はＣＢＮから成る複数本の柱状超硬質部材を回転体の外
周部から突設し、その複数本の柱状超硬質部材を用いて
高精度且つ高能率で精密研削、超仕上げ、ラップ加工な
どを行うようにした超硬質外周刃を有する回転型研削工
具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金型、軸受、油圧部品などにおいて行わ
れる精密研削、超仕上げ、ラップ加工など金属精密加工
分野や、水晶、シリコン、ガリウム砒素やガリウム燐の
ような化合物半導体などの単結晶、ガラス、セラミック
スなどにおいて行われる精密研削、ラップ加工などの非
金属精密加工分野では、所謂鏡面の水準に加工する必要
があり、そのためには、たとえば粒度が＃２０００程度
以上の微小な砥粒を固定砥粒或いは遊離砥粒として用い
るのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な精密加工分野では、粒径の大きい砥粒を有する研削工
具を用いた加工から順次小さな砥粒を有する研削工具を
用いた加工を行う多段階の加工が行われるのが普通であ
る。これによれば、当初から微小な砥粒を用いる場合に
比較して加工能率が得られるが、多段階の加工を必要と
するので精密加工の能率が未だ十分に得られないという
欠点があった。また、単結晶、ガラス、セラミックスな
どの高脆性材料に対する精密加工では、研削加工におい
てチッピングやスクラッチが発生することから、それら
を除去するためのラッピングやポリッシングなどの後工
程が必要とされ、この点においても精密加工の能率が得
られないという欠点があった。

【０００４】これに対し、ダイヤモンド砥粒或いはＣＢ
Ｎ砥粒を、レジンボンド、メタルボンド、或いはビトリ
ファイドボンドにより結合した回転研削工具を用い、そ
の表面に精密なツルーイングおよびドレッシングを施し
て砥粒の切れ刃高さを揃えたものを用いることによって
精密研削加工を行うことが考えられる。しかしながら、
このような回転研削工具は、使用初期においては高能率
且つ良好な精密研削性能を示すけれども、表層の砥粒が
摩耗したり或いはボンドが後退することで、切れ味の低
下、砥粒の脱落や破砕に起因するスクラッチやチッピン
グが発生するという欠点があった。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、高能率且つ良好
な精密研削性能が得られる回転型ダイヤモンド研削工具
を提供することにある。

【０００６】本発明者等は、上記の目的を達成するため
に種々の研究を重ねた結果、単結晶或いは多結晶の柱状
ダイヤモンドを、その長手方向を略径方向とし且つその
回転方向側の面が正のすくい角を形成するように傾斜し
た状態で回転体の外周部に固定させることにより回転研
削工具を構成すると、精密研削が高能率で継続的に行わ
れることを見い出した。本発明はこのような知見に基づ
いて為されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の超硬
質外周刃を有する回転型研削工具の要旨とするところ
は、ダイヤモンド或いはＣＢＮから成る複数本の柱状超
硬質部材が先端側に向かうほど回転方向に向かうように
傾斜した状態で回転体の外周部から突き出すように所定
の間隔で固着されたことにある。

【０００８】

【発明の効果】このようにすれば、ダイヤモンド或いは
ＣＢＮから成る複数本の柱状超硬質部材が先端側に向か
うほど回転方向に向かうように傾斜した状態で回転体の
外周部から突き出すように所定の間隔で固着されること
から、柱状超硬質部材の先端部において回転方向側の側
面には正のすくい角が形成されるので、精密研削が高能
率で継続的に行われる。すなわち、柱状超硬質部材の先
端部が摩耗してもその形状が変化しないので研削条件が
変化せず高能率の精密研削が継続的に得られるととも
に、砥粒をボンドで結合した研削砥石に比較して、ボン
ドの後退や砥粒の脱落がないので、スクラッチやチッピ
ングが発生せず、良好な研削面が得られる。

【０００９】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記柱状硬質部
材は、その先端面が正の逃げ角を有するものである。こ
のようにすれば、柱状硬質部材の先端面における回転方
向側の切れ刃に続く面に正の逃げ角が設けられているの
で、その切れ刃による研削抵抗が低くなって研削負荷が
軽減され、研削面が一層良好となるとともに、工具寿命
が長くなる利点がある。

【００１０】また、好適には、前記柱状硬質部材は、矩
形断面の角柱形状を備えたものであり、その矩形の先端
面において回転方向側の一辺である切れ刃が上記柱状硬
質部材の研削方向に対して略直交するように前記回転体
に固着されたものである。このようにすれば、被削材の
加工面に平行となるように切れ刃が形成されるので、一
層、研削能率が高められるとともに研削面が良好とな
る。

【００１１】また、好適には、前記柱状硬質部材は、ダ
イヤモンド単結晶或いはＣＢＮ単結晶であり、その先端
面内において最も摩耗に強い耐摩耗方向がその柱状硬質
部材の研削方向と略平行となるように回転体に固着され
たものである。このようにすれば、柱状硬質部材の先端
部の摩耗が抑制されるので、一層、回転型研削工具の耐
久性が得られる。

【００１２】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１および図２は、本発明の一実施例の超
硬質外周刃を有する回転型研削工具１０の一部を切り欠
いた正面図および側面図を示している。この回転型研削
工具１０は、鋼製の円盤状の台金すなわち回転体１２
と、その回転体１２の外周面から先端側の一部が突設さ
れた複数本の超硬質外周刃１４とを備えている。上記超
硬質外周刃１４は、たとえば単結晶或いは多結晶のダイ
ヤモンド或いはＣＢＮ（Cubic Boron Nitride ：立方晶
窒化ホウ素）から構成された、ヌープ硬度が常温で４７
００以上の超硬質部材であって、図３に示すような矩形
の断面形状を有した柱状或いは長手状を成し、先端側す
なわち外周側に向かうほど回転方向Ａに向かうように回
転体１２の径方向Ｂに対して傾斜した状態で回転体１２
の外周部に所定の間隔で等角度位置に固着されている。

【００１４】上記超硬質外周刃１４は、矩形を成すその
先端面１６の回転方向Ａ側の１辺が回転体１２の回転軸
心Ｃと平行となるように、またその超硬質外周刃１２の
研削方向すなわち回転方向Ａに略直交する状態となるよ
うに回転体１２に配置されており、その先端面１６の１
辺が超硬質外周刃１４の切れ刃１８を構成している。ま
た、上記超硬質外周刃１４の先端面１６は、その長手方
向に対して所定角度傾斜させられており、切れ刃１８に
続く先端面１６の逃げ角θ_N が略零とされている。この
逃げ角θ_N は、切れ刃１８を通る接線Ｓに対する先端面
１６すなわち逃げ面の角度であり、先端面１６が切れ刃
１８よりも内周側に位置する場合に正の逃げ角と定義さ
れている。

【００１５】そして、上記超硬質外周刃１４は、先端側
すなわち外周側に向かうほど回転方向Ａに向かうように
回転体１２の径方向Ｂに対して傾斜した状態で回転体１
２に固着されているため、その超硬質外周刃１４の回転
方向Ａ側（回転方向Ａへ向かう側）の側面が上記切れ刃
１８のすくい面を構成し、正のすくい角θ_S を形成して
いる。このすくい角θ_S は、回転軸心Ｃおよび切れ刃１
８を通過する径方向Ｂの線に対して超硬質外周刃１４の
回転方向Ａ側の側面であるすくい面の成す角度であり、
図１に示すように、すくい面が切れ刃１８よりも回転方
向Ａの反対側に位置する場合に正のすくい角と定義され
る。

【００１６】なお、上記超硬質外周刃１４がダイヤモン
ド単結晶或いはＣＢＮ単結晶である場合には、その矩形
断面内において最も摩耗に強い耐摩耗方向Ｔが存在す
る。このため、その耐摩耗方向Ｔが超硬質外周刃１４の
研削方向すなわち回転方向Ａと略平行となるように、超
硬質外周刃１４が回転体１２に固着される。

【００１７】以上のように構成された本実施例の回転型
研削工具１０によれば、ダイヤモンド或いはＣＢＮから
成る複数本の超硬質外周刃（柱状超硬質部材）１４が先
端側すなわち外周側に向かうほど回転方向Ａに向かうよ
うに径方向Ｂに対して傾斜した状態で回転体１２の外周
部から突き出すように所定の間隔で固着されることか
ら、超硬質外周刃（柱状超硬質部材）１４の先端部にお
いて回転方向Ａ側の側面には正のすくい角θ_S が形成さ
れるので、精密研削が高能率で継続的に行われる。すな
わち、超硬質外周刃（柱状超硬質部材）１４の先端部が
摩耗してもその形状が変化しないので研削条件が変化せ
ず高能率の精密研削が継続的に得られるとともに、砥粒
をボンドで結合した研削砥石に比較して、ボンドの後退
や砥粒の脱落がないので、スクラッチやチッピングが発
生せず、良好な研削面が得られる。

【００１８】また、本実施例の回転型研削工具１０によ
れば、超硬質外周刃（柱状超硬質部材）１４は矩形断面
の角柱形状を備えたものであり、その先端面１６の回転
方向Ａ側の一辺である切れ刃１８が上記超硬質外周刃１
４の研削方向すなわち回転方向Ａに対して略直交するよ
うに回転体１２に固着されたものであることから、被削
材の加工面に平行となるように切れ刃１８が形成される
ので、一層、研削能率が高められるとともに研削面が良
好となる。

【００１９】また、本実施例の回転型研削工具１０によ
れば、超硬質外周刃（柱状超硬質部材）１４はダイヤモ
ンド単結晶或いはＣＢＮ単結晶であり、その先端面１６
内において最も摩耗に強い耐摩耗方向Ｔがその超硬質外
周刃１４の研削方向すなわち回転方向Ａと略平行となる
ように回転体に固着されたものであることから、超硬質
外周刃１４の先端部の摩耗が抑制されるので、一層、回
転型研削工具１０の耐久性が得られる。

【００２０】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００２１】図４に示す回転型研削工具２０は、上述の
実施例の超硬質外周刃１４とは異なる先端部形状の超硬
質外周刃２２を備えている点において相違し、他は同様
に構成されている。本実施例の超硬質外周刃２２の先端
面２４は、正の逃げ角θ_N が形成されるように、前述の
超硬質外周刃１４の先端面１６よりもさらに傾斜させら
れている。

【００２２】本実施例の回転型研削工具２０によれば、
前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、超硬
質外周刃（柱状超硬質部材）２２の先端面２４が正の逃
げ角θ_N を有するように超硬質外周刃（柱状超硬質部
材）２２の形状が設定されているものであることから、
超硬質外周刃２２の先端面２４において回転方向Ａ側に
形成された切れ刃２６に続く逃げ面に正の逃げ角θ_N が
設けられているので、その切れ刃２６による研削抵抗が
低くなって研削負荷が軽減され、研削面が一層良好とな
るとともに、工具寿命が長くなる利点がある。

【００２３】図５および図６は、本発明の他の実施例の
回転型研削工具３０を示す一部を切り欠いた正面図およ
び側面図である。本実施例の回転型研削工具３０におい
ては、たとえば前述の超硬質外周刃１４が厚肉円盤状の
回転体３２の外周面に複数列配設されている点が特徴と
されている。本実施例の回転型研削工具３０では、回転
体３２の外周面の幅方向において３個の列と４個の列と
が周方向において所定の間隔で交互に配設されており、
それぞれの列の超硬質外周刃１４の切れ刃１８の回転軌
跡が共通円筒面となるように超硬質外周刃１４が配設さ
れている。本実施例の回転型研削工具３０によれば、複
数本の超硬質外周刃１４は、図１の実施例と同様に、先
端側に向かうほど回転方向Ａに向かうように傾斜した状
態で回転体３２の外周部から突き出すように所定の間隔
で固着されていることから、超硬質外周刃１４の回転方
向Ａ側の側面には、正のすくい角θ_S が形成されている
ので、図１に示す実施例の回転型研削工具１０と同様の
効果が得られる。また、それに加えて、本実施例の超硬
質外周刃１４の切れ刃１８の回転軌跡が幅（軸長）の大
きい円筒面を構成することから、同時に研削加工できる
幅寸法が大きくなるので、一層、研削作業効率が高めら
れる。

【００２４】図７および図８は、本発明の他の実施例の
回転型研削工具４０を示す正面図および一部を切り欠い
た側面図である。本実施例の回転型研削工具４０は、所
謂カップ型砥石と同様に、円盤状の回転体４２の一面の
外周縁部において、たとえば前述の超硬質外周刃１４が
一円周に沿って等間隔に配置されるとともにその回転体
４２の回転軸心と略平行な方向に突設されている。本実
施例の回転体４２の外周部から突設された複数本の超硬
質外周刃１４は、図１の実施例と同様に、先端側に向か
うほど回転方向Ａに向かうように傾斜した状態で回転体
４２の外周部から突き出すように所定の間隔で固着され
ていることから、超硬質外周刃１４の回転方向Ａ側の側
面には、正のすくい角θ_S が形成されているので、図１
に示す実施例の回転型研削工具１０と同様の効果が得ら
れる。また、それに加えて、本実施例の超硬質外周刃１
４の切れ刃１８は一平面内に位置させられているので、
平面研削加工に対する研削作業効率が高められる。

【００２５】以上、本発明の一実施例を図面を用いて説
明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００２６】たとえば、前述の実施例の回転型研削工具
１０、２０、３０、４０では、超硬質外周刃１４、２２
の切れ刃１８、２６の回転軌跡は、円筒面或いは平面で
あったが、たとえば総型砥石の加工面のように、曲線と
されていてもよい。

【００２７】また、前述の実施例の超硬質外周刃１４、
２２は、矩形断面の角柱状であったが、丸断面、楕円断
面、三角状断面などの長手状であってもよい。要する
に、超硬質外周刃１４、２２の少なくとも先端部が摩耗
を受けてもその断面形状が変化しない形状であればよい
のである。

【００２８】また、前述の実施例の超硬質外周刃１４、
２２の切れ刃１８、２６は、回転型研削工具１０、２０
の回転方向Ａすなわち超硬質外周刃１４、２２の研削方
向に対して略直角を成すように設定されていたが、必ず
しも直角でなくてもよい。

【００２９】また、前述の実施例の超硬質外周刃１４、
２２において、その先端面１６の耐摩耗方向Ｔが回転型
研削工具１０、２０の回転方向Ａすなわち超硬質外周刃
１４、２２の研削方向に対して略平行とされていたが、
必ずしも略平行とされなくてもよい。

【００３０】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回転型研削工具を説明する
ために一部を切り欠いた正面図である。

【図２】図１の回転型研削工具の側面図である。

【図３】図１の回転型研削工具に用いられた超硬質外周
刃の形状を示す斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例の回転型研削工具を説明す
るために一部を切り欠いた正面図であって、図１に相当
する図である。

【図５】本発明の他の実施例の回転型研削工具を説明す
るために一部を切り欠いた正面図であって、図１に相当
する図である。

【図６】図５の回転型研削工具の側面図である。

【図７】本発明の他の実施例の回転型研削工具を説明す
る正面図である。

【図８】図７の回転型研削工具を説明するために一部を
切り欠いた側面図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０：回転型研削工具 １２、３２、４２：回転体 １４、２２：超硬質外周刃（単結晶或いは多結晶のダイ
ヤモンド或いはＣＢＮから構成された超硬質部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンド或いはＣＢＮから成る複数
   本の柱状超硬質部材が先端側に向かうほど回転方向に向
   かうように傾斜した状態で回転体の外周部から突き出す
   ように所定の間隔で固着されたことを特徴とする超硬質
   外周刃を有する回転型研削工具。
2. 【請求項２】 前記柱状超硬質部材は、その先端面が正
   の逃げ角を有するものである請求項１の超硬質外周刃を
   有する回転型研削工具。