JP2009074026A - Composition for cutting and grinding, cutting and grinding oil, cutting and grinding wheel and surface treatment material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削研削用組成物、切削研削油剤、切削研削用ホイール及び表面改質材に関するものである。 The present invention relates to a composition for cutting grinding, a cutting grinding oil, a wheel for cutting grinding, and a surface modifying material.
従来、研削加工や切削加工においては、加工時間の短縮や、工具寿命の長命化、加工精度の向上等が望まれている。特に、電子材料分野では、超微細加工用の研削工具及び切削工具の性能向上が期待されている。 Conventionally, in grinding and cutting, it is desired to shorten the processing time, prolong the tool life, and improve the processing accuracy. In particular, in the field of electronic materials, improvement in the performance of grinding tools and cutting tools for ultrafine processing is expected.
実際上、このような超微細加工用の研削工具や切削工具としては、例えばダイヤモンドホイールやボラゾンホイール等の切削研削用ホイールが知られており、当該切削研削用ホイールの外周に形成された砥粒層部によって被加工物の被削面を切削又は研削し得るようになされている。 In practice, as such grinding tools and cutting tools for ultrafine processing, for example, grinding wheels such as diamond wheels and borazon wheels are known, and abrasive grains formed on the outer periphery of the cutting grinding wheel. The work surface of the workpiece can be cut or ground by the layer portion.
そして、このような場合、被削面と砥粒層部との間には、例えば鉱物油にダイヤモンド微粒子等の切削研削用組成物を分散した液状の切削研削油剤を供給し、被削面及び切削研削手段間に生じる熱を切削研削油剤で除去しつつ切削や研削を行っている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような切削研削用ホイールでは、高速度で被削面を切削又は研削を行うため、切削研削油剤を供給しても、砥粒層部及び被削面間の温度が上昇し、砥粒層部を形成するボンドや、当該砥粒層部の砥粒が変質劣化してしまい、砥粒層部の寿命が短くなるという問題があった。 However, in such a cutting and grinding wheel, the surface to be cut or ground is cut or ground at a high speed. Therefore, even if the cutting grinding fluid is supplied, the temperature between the abrasive layer and the surface to be cut increases, and the abrasive layer There was a problem that the bond forming the part and the abrasive grains of the abrasive layer part deteriorated and the life of the abrasive layer part was shortened.
また、送り速度を上げると、被削面の粗さが大きくなる等の加工精度が低下するという問題点がある。さらに、切削研削油剤については、様々な添加剤が使用されており、環境への負荷も懸念されている。 Further, when the feed rate is increased, there is a problem that the machining accuracy is lowered, for example, the roughness of the work surface is increased. Furthermore, various additives are used for the cutting grinding oil, and there is a concern about the burden on the environment.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、加工精度を向上しつつ、切削研削用ホイールの熱による変質劣化を防止して切削研削用ホイールの長寿命化を図ることができると共に、環境への負荷を軽くできる切削研削用組成物、切削研削油剤、切削研削用ホイール及び表面改質材を提案することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and while improving machining accuracy, it is possible to prevent deterioration of the grinding wheel by heat and to prolong the life of the grinding wheel. The object is to propose a composition for cutting grinding, a cutting grinding fluid, a wheel for cutting grinding, and a surface modifying material that can lighten the burden on the environment.
かかる課題を解決するため本発明の請求項１の切削研削用組成物は平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物を主成分としたことを特徴とするものである。 In order to solve this problem, the composition for cutting and grinding according to claim 1 of the present invention is characterized in that a phyllosilicate mineral having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm is a main component.
また、本発明の請求項２の切削研削用組成物は、前記フィロケイ酸塩鉱物は、リザーダイト及び又はアンティゴライトであることを特徴とするものである。 Moreover, the composition for cutting grinding according to claim 2 of the present invention is characterized in that the phyllosilicate mineral is a lizardite and / or an antigolite.
また、本発明の請求項３の切削研削油剤は、切削研削用液体に、請求項１又は２記載の切削研削用組成物を固体添加剤として配合させたことを特徴とするものである。 Moreover, the cutting grinding fluid according to claim 3 of the present invention is characterized in that the cutting grinding composition according to claim 1 or 2 is blended in the cutting grinding liquid as a solid additive.
また、本発明の請求項４の切削研削用ホイールは、請求項１又は２記載の切削研削用組成物をフィラーとして０．１〜４０質量％添加したことを特徴とするものである。 A cutting grinding wheel according to claim 4 of the present invention is characterized in that 0.1 to 40% by mass of the composition for cutting grinding according to claim 1 or 2 is added as a filler.
また、本発明の請求項５の表面改質材は、被加工物の被削面又は該被削面を切削研削する切削研削部に付着させる表面改質材であって、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物を主成分とした切削研削用組成物を含有していることを特徴とするものである。 The surface modifying material according to claim 5 of the present invention is a surface modifying material that adheres to a work surface of a workpiece or a cutting and grinding portion that performs cutting and grinding of the work surface, and has an average particle diameter of 0.01. It is characterized by containing a composition for cutting and grinding mainly composed of ˜30 μm phyllosilicate mineral.
また、本発明の請求項６の表面改質材は、ペースト状、固形状、噴霧状、液状、ゲル状及びムース状のうちいずれかの形態であることを特徴とするものである。 The surface modifying material according to claim 6 of the present invention is characterized in that it is in any form of paste, solid, spray, liquid, gel and mousse.
また、本発明の請求項７の表面改質材は、前記フィロケイ酸塩鉱物は、リザーダイト及び又はアンティゴライトであることを特徴とするものである。 The surface modifying material according to claim 7 of the present invention is characterized in that the phyllosilicate mineral is lizardite and / or antigolite.
本発明の請求項１の切削研削用組成物、請求項３の切削研削油剤及び請求項４の切削研削用ホイールによれば、加工精度を向上しつつ、切削研削用ホイールの熱による変質劣化を防止して切削研削用ホイールの長寿命化を図ることができると共に、環境への負荷を軽くできる。 According to the composition for cutting and grinding of claim 1, the oil for cutting and grinding of claim 3, and the wheel for cutting and grinding of claim 4, the deterioration of the cutting and grinding wheel due to heat is improved while improving the processing accuracy. This makes it possible to prolong the service life of the cutting and grinding wheel and reduce the environmental load.
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。
（１）第１の実施の形態
図１に示すように、本発明の切削研削油剤１は、液状からなり、ダイヤモンドホイールやボラゾンホイール等の切削研削用ホイール２によって、被加工物３の被削面３ａを切削又は研削（以下、単に削り加工と呼ぶ）する場合に用いられ得る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1) 1st Embodiment As shown in FIG. 1, the cutting grinding fluid 1 of this invention consists of a liquid, and the cut surface of the to-be-processed object 3 by cutting-grinding wheels 2, such as a diamond wheel and a borazon wheel. It can be used when 3a is cut or ground (hereinafter simply referred to as a shaving process).
この場合、切削研削油剤１は、切削研削用ホイール２の台金４の周辺に形成された砥粒層部６により被削面３ａを削り加工する際に、低圧ポンプやギヤポンプ等のポンプ（図示せず）を介してノズル５から、砥粒層部６及び被削面３ａ間に供給される。 In this case, the cutting grinding fluid 1 is supplied to a pump (not shown) such as a low pressure pump or a gear pump when the work surface 3a is cut by the abrasive layer portion 6 formed around the base 4 of the cutting grinding wheel 2. )) From the nozzle 5 through the gap between the abrasive layer portion 6 and the work surface 3a.
これにより、切削研削油剤１は、砥粒層部６及び被削面３ａ間に侵入して潤滑膜を作成し、摩擦を小さくして加工精度を向上させる潤滑作用を奏する。また、これに加えて切削研削油剤１は、砥粒層部６及び被削面３ａにそれぞれ生じる熱を奪って冷却する冷却作用や、砥粒層部６及び被削面３ａ間に浸透して境界面での潤滑作用を向上させ、切削研削用ホイール２からの脱落砥粒等を洗浄する浸透洗浄作用をも奏し得るようになされている。 Thereby, the cutting grinding fluid 1 penetrates between the abrasive grain layer portion 6 and the work surface 3a to create a lubricating film, and exerts a lubricating action for reducing friction and improving processing accuracy. In addition to this, the cutting and grinding fluid 1 permeates between the abrasive layer portion 6 and the work surface 3a and cools and cools by removing heat generated in the abrasive layer portion 6 and the work surface 3a, respectively. It is possible to improve the lubrication effect in the above-described manner and to achieve an osmotic cleaning action for cleaning the falling abrasive grains and the like from the cutting grinding wheel 2.
実際上、本発明による切削研削油剤１は、不水溶性及び水溶性の切削研削用油や水等の各種切削研削用液体に、フィロケイ酸塩鉱物を主成分とした切削研削用組成物が固体添加剤として含有されている。ここで、フィロケイ酸塩鉱物としては、多くの空隙を持った多孔質で、表面積が大きく、微細化し易いリザーダイト及び又はアンティゴライトであることが好ましい。 In practice, the cutting and grinding fluid 1 according to the present invention is a water-insoluble and water-soluble cutting and grinding fluid, such as water and various cutting and grinding fluids, and the composition for cutting and grinding mainly composed of a phyllosilicate mineral is solid. It is contained as an additive. Here, the phyllosilicate mineral is preferably a lizardite and / or antigolite that is porous with many voids, has a large surface area, and is easily refined.
すなわち、切削研削用組成物は、リザーダイト及びアンティゴライトのうちいずれか一方、或いはリザーダイト及びアンティゴライトの両方を主成分としていることが好ましい。 That is, it is preferable that the composition for cutting grinding contains either a lizardite or an antigolite, or both a lizardite and an antigolite as a main component.
因みに、リザーダイト及びアンディゴライトは、ＳｉＯ４の四面体が層状構造をもつフィロケイ酸塩鉱物に分類され、主要元素はケイ素、マグネシウム及び酸素であり、その他少量の鉄、アルミニウム等の元素が含まれている。 By the way, Lizardite and Andigolite are classified as phyllosilicate minerals with a layered structure of SiO 4 tetrahedrons, the main elements are silicon, magnesium and oxygen, and small amounts of other elements such as iron and aluminum are included. Yes.
なお、リザーダイトの組成式はＭｇ（ＳｉＯ５）（ＯＨ）４で表すことができ、アンティゴライトの組成式は、Ｍｇ６（Ｓｉ４Ｏ１０）（ＯＨ）８で表すことができる。 In addition, the composition formula of a lizardite can be represented by Mg (SiO 5 ) (OH) 4 , and the composition formula of antigolite can be represented by Mg 6 (Si 4 O 10 ) (OH) 8 .
ここで、切削研削用組成物の主成分となるフィロケイ酸塩鉱物は、平均粒子径が０．０１〜３０μｍの範囲内であるものが好ましい。なお、ここで平均粒子径を０．０１μｍとしたのは、各種粉砕方法を用いてフィロケイ酸塩鉱物を粉砕しても平均粒子径を０．０１μｍよりも小さく難いことによる。 Here, the phyllosilicate mineral which is the main component of the composition for cutting grinding preferably has an average particle diameter in the range of 0.01 to 30 μm. Here, the reason that the average particle diameter is set to 0.01 μm is that even if the phyllosilicate mineral is pulverized using various pulverization methods, the average particle diameter is difficult to be smaller than 0.01 μm.
一方、フィロケイ酸塩鉱物の平均粒子径は、３０μｍよりも大きくした場合には被加工物３の材質によっては仕上げ面が粗くなる虞があるため、３０μｍ以下とすることが好ましい。 On the other hand, when the average particle diameter of the phyllosilicate mineral is larger than 30 μm, the finished surface may be rough depending on the material of the workpiece 3, and therefore it is preferably 30 μm or less.
以上の構成において、切削研削油剤１では、多孔質で表面積が大きいリザーダイト及び又はアンティゴライトであるフィロケイ酸塩鉱物を主成分として含有させたことにより、当該リザーダイト及び又はアンティゴライトによって、切削研削用ホイール２及び被削面３ａに生じる熱を一段と奪うことができ、かくして、切削研削用ホイール２及び被削面３ａ間を従来よりも冷却させることができる。 In the above configuration, the cutting grinding fluid 1 contains a porous and large surface area of a riser dite and / or a phyllosilicate mineral that is antigolite as a main component. The heat generated in the working wheel 2 and the work surface 3a can be further removed, and thus the space between the cutting and grinding wheel 2 and the work surface 3a can be cooled more than conventionally.
これにより、切削研削油剤１では、砥粒層部４及び被削面３ａ間の温度が上昇することを抑制し、砥粒層部４を形成するボンドや、当該砥粒層部４の砥粒が変質劣化してしまうことを防止でき、かくして砥粒層部４の長寿命化を図ることができる。 Thereby, in the cutting grinding fluid 1, it suppresses that the temperature between the abrasive grain layer part 4 and the to-be-cut surface 3a rises, and the bond which forms the abrasive grain layer part 4, and the abrasive grain of the said abrasive grain layer part 4 are It is possible to prevent deterioration and deterioration, and thus to increase the life of the abrasive grain layer portion 4.
また、切削研削油剤１では、送り速度を上げても、被削面３ａの粗さが大きくならず、加工精度が低下することを防止できる。 Moreover, in the cutting grinding fluid 1, even if the feed rate is increased, the roughness of the work surface 3a is not increased, and it is possible to prevent the processing accuracy from being lowered.
さらに、切削研削油剤１では、地層から産出した自然界にあるリザーダイト及びアンティゴライトを切削研削用組成物として用いたことにより、環境への負荷を軽くできる
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態は、図１に示すように、第１の実施の形態とは切削研削用ホイール10の台金４周辺の砥粒層部11の構成が異なるものである。
Furthermore, the cutting grinding fluid 1 can reduce the burden on the environment by using natural lizardite and antigolite produced from the formation as cutting grinding compositions. (2) Second Embodiment Second Embodiment As shown in FIG. 1, this embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the abrasive layer portion 11 around the base metal 4 of the cutting grinding wheel 10.
実際上、砥粒層部11は、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物からなる切削研削用組成物がフィラーとして添加されている。 In practice, the abrasive layer part 11 is added with a cutting and grinding composition made of a phyllosilicate mineral having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm as a filler.
因みに、ここでは、ダイヤモンドホイール等の一般的な切削研削用ホイールに用いる粉体は、ダイヤモンドの粒径が２００μｍを越えるものもあるため、そのようなダイヤモンドの粒径に合わせてフィロケイ酸塩鉱物の平均粒子径を３０μｍ以下とすることが好ましい。また、フィロケイ酸塩鉱物の平均粒子径は、３０μｍよりも大きくした場合には被加工物３の材質によっては仕上げ面が粗くなる虞があるため、３０μｍ以下とすることが好ましい。 Incidentally, here, there are some powders used for a general grinding wheel such as a diamond wheel having a diamond particle size exceeding 200 μm. Therefore, a phyllosilicate mineral is used in accordance with the diamond particle size. The average particle diameter is preferably 30 μm or less. In addition, when the average particle size of the phyllosilicate mineral is larger than 30 μm, the finished surface may be rough depending on the material of the workpiece 3, and therefore it is preferably 30 μm or less.
切削研削用組成物は、リザーダイト及びアンティゴライトのうちいずれか一方、或いはリザーダイト及びアンティゴライトの両方を主成分としていることが好ましい。 It is preferable that the composition for cutting grinding has either one of a lizardite and an antigolite, or both a lizardite and an antigolite as a main component.
ここで切削研削用組成物は、フィラーとして０．１〜４０質量％添加されていることが好ましい。切削研削用組成物をフィラーとして０．１質量％よりも低く添加した場合には、砥粒層部11の損傷を従来よりも抑制し、加工精度を向上できないためである。 Here, it is preferable that 0.1-40 mass% of the composition for cutting grinding is added as a filler. This is because when the composition for cutting and grinding is added as a filler lower than 0.1% by mass, the damage to the abrasive grain layer portion 11 is suppressed more than before and the processing accuracy cannot be improved.
また、一般のダイヤモンドホイール等の切削研削用ホイールでは、フィラーを最大で３５〜４０％程度配合することもあるため、切削研削用組成物をフィラーとして添加する場合にも４０質量％以下とすることが好ましい。 In addition, in a cutting and grinding wheel such as a general diamond wheel, the filler may be blended at a maximum of about 35 to 40%. Therefore, even when the cutting and grinding composition is added as a filler, it should be 40% by mass or less. Is preferred.
また、切削研削用組成物をフィラーとして２０質量％以下にして切削研削用ホイール10の砥粒層部11を作成した場合には、潤滑性能を向上させることができた。従って、切削研削用組成物をフィラーとして添加する場合には、特に０．１〜２０質量％で添加されていることが好ましい。 Further, when the abrasive layer 11 of the cutting and grinding wheel 10 was prepared by using the composition for cutting and grinding as a filler at 20% by mass or less, the lubricating performance could be improved. Therefore, when adding the composition for cutting grinding as a filler, it is preferable to add especially 0.1-20 mass%.
以上の構成において、切削研削用ホイール10では、リザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物を、フィラーとして０．１〜４０質量％添加して砥粒層部11を作成したことにより、リザーダイト及びアンティゴライトが有する弾性力によって、当該砥粒層部11に含有するダイヤモンドに加わる力を分散できる。 In the above-described configuration, in the grinding wheel 10 for cutting and grinding, the abrasive layer portion 11 was created by adding 0.1 to 40% by mass of a filler and cutting grinding composition mainly composed of lizardite and / or antigolite. Thus, the force applied to the diamond contained in the abrasive grain layer portion 11 can be dispersed by the elastic force of the lizardite and antigolite.
切削研削用ホイール10では、リザーダイト及びアンティゴライトが有する弾性力によって、当該砥粒層部11に含有するダイヤモンドに加わる力を分散することで、砥粒層部11の損傷を抑制し、加工精度を向上できる。 In the grinding wheel 10 for cutting and grinding, the elastic force possessed by the lizardite and antigolite disperses the force applied to the diamond contained in the abrasive layer portion 11, thereby suppressing damage to the abrasive layer portion 11 and processing accuracy. Can be improved.
また、切削研削用ホイール10では、砥粒層部11の熱による変質劣化を防止して長寿命化を図ることができる。
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態は、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物（リザーダイト及び又はアンティゴライト）からなる切削研削用組成物を含有し、その形態が固形状、ペースト状、噴霧状、液状、ゲル状及びムース状のうちいずれかの形態に形成した表面改質材である。なお、ここでゲル状とは、コロイド分散系の分散粒子間に比較的強い結合力が働き、重力程度の外力によっては破壊されない網状組織を形成してゼリ−状に固化した状態をいう。
Further, in the grinding wheel 10 for cutting and grinding, the deterioration of the abrasive layer portion 11 due to heat can be prevented and the life can be extended.
(3) Third embodiment The third embodiment contains a composition for cutting grinding composed of a phyllosilicate mineral (lizardite and / or antigolite) having an average particle size of 0.01 to 30 μm, It is a surface modifier formed in any form of solid, paste, spray, liquid, gel and mousse. Here, the gel state means a state in which a relatively strong binding force acts between the dispersed particles of the colloidal dispersion system, and a network structure that is not destroyed by an external force such as gravity is formed and solidified in a jelly state.
このような各種形態からなる表面改質材は、切削研削用ホイール10の切削研削部としての砥粒層部11で被加工物３の被削面３ａを削り加工する加工時に、当該砥粒層部11や被削面３ａに付着させる。 The surface modifying material having such various forms is used when the abrasive layer portion 11 serving as a cutting grinding portion of the cutting and grinding wheel 10 is used to cut the work surface 3a of the workpiece 3 during the machining process. 11 and the work surface 3a.
これにより表面改質材は、例えば砥粒層部11を被覆することにより、上述した実施の形態と同様に切削研削用ホイール10の砥粒層部11が熱によって変質劣化することを防止し得、当該砥粒層部11の長寿命化を図ることができる。 As a result, the surface modifying material, for example, by covering the abrasive grain layer portion 11, can prevent the abrasive grain layer portion 11 of the cutting grinding wheel 10 from being deteriorated by heat in the same manner as in the embodiment described above. Thus, the life of the abrasive grain layer portion 11 can be extended.
また、表面改質材に含まれる切削研削用組成物によって砥粒層部11及び被削面３ａ間に生じる抵抗が軽減され、精密な削り加工を行うことができる。さらに、表面改質材は、切削研削用組成物によって、砥粒層部11及び被削面３ａ間での火花の発生を抑制できると共に、切り粉を微小化させることができる。 Further, the resistance generated between the abrasive grain layer portion 11 and the work surface 3a is reduced by the composition for cutting and grinding contained in the surface modifying material, and precise cutting can be performed. Furthermore, the surface modifying material can suppress the generation of sparks between the abrasive grain layer portion 11 and the work surface 3a and can reduce the size of the cutting powder by the composition for cutting grinding.
また、このような表面改質材を用いた場合には、上述した切削研削油剤１を使用しなくてすむため、削り加工後に当該切削研削油剤１の洗浄処理を省くことができ、作業者の負担を軽減できる。以下、代表的な形態である固形状の表面改質材、ペースト状の表面改質材及び噴霧状の表面改質材について順次説明する。
（３−１）固形状の表面改質材
この実施の形態の場合には、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物からなる粉末状の切削研削用組成物を、所定形状の凹部を有する金型に充填した後、例えば３００ｋｇｆ／ｃｍ２にてプレス加工することによりスティック状に硬化され、かくして固形状の表面改質材を作製できる。
Further, when such a surface modifying material is used, it is not necessary to use the above-described cutting grinding fluid 1, so that the cleaning treatment of the cutting grinding fluid 1 can be omitted after the machining. The burden can be reduced. Hereinafter, a solid surface modifying material, a paste-like surface modifying material, and a spray-like surface modifying material, which are representative forms, will be sequentially described.
(3-1) Solid surface modifier In the case of this embodiment, a powdery cutting and grinding composition comprising a phyllosilicate mineral having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm is formed into a predetermined shape. After filling the mold having the recesses, it is hardened in a stick shape by, for example, pressing at 300 kgf / cm 2, and thus a solid surface modifier can be produced.
このようにして形成された固形状の表面改質材は、加工時、作業者によって切削研削用ホイール10の砥粒層部11や被削面３ａに擦り付けられることにより、切削研削用組成物を砥粒層部11や被削面３ａに付着させる。 The solid surface modifier thus formed is rubbed against the abrasive layer 11 of the cutting grinding wheel 10 and the work surface 3a by the operator during processing, so that the composition for cutting grinding is ground. It is made to adhere to the grain layer part 11 and the to-be-cut surface 3a.
かくして、表面改質材は、砥粒層部11や被削面３ａの表面を被覆することにより、切削研削用組成物によって切削研削用ホイール10の砥粒層部11が熱によって変質劣化することが防止され、当該砥粒層部11の長寿命化を図ることができ、また被削面３ａを従来よりも一段と平滑に形成できる。
（３−２）ペースト状の表面改質材
この実施の形態の場合には、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物からなる切削研削用組成物と、水と、ペースト化剤(例えばエチレングリコールや、ポリエチレングリコール、グリセリン等)とを混合することにより、ペースト状の表面改質材を作製できる。このように形成された表面改質材は、チューブ等の収納具内に充填され得る。
Thus, the surface modifying material covers the surface of the abrasive layer portion 11 and the work surface 3a, and the abrasive layer portion 11 of the cutting and grinding wheel 10 may be deteriorated by heat due to the composition for cutting and grinding. Thus, the life of the abrasive layer portion 11 can be extended, and the work surface 3a can be formed more smoothly than in the prior art.
(3-2) Pasty surface modifying material In the case of this embodiment, a composition for cutting grinding comprising a phyllosilicate mineral having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm, water, and a pasting agent By mixing (for example, ethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, etc.), a paste-like surface modifying material can be produced. The surface modifying material thus formed can be filled in a storage tool such as a tube.
このペースト状の表面改質材は、加工時、作業者によって、指やハケ等により砥粒層部11や被削面３ａに塗布されることにより、切削研削用組成物を砥粒層部11や被削面３ａに付着させ得る。 The paste-like surface modifying material is applied to the abrasive layer portion 11 or the work surface 3a by a finger or a brush by an operator at the time of processing, so that the composition for cutting grinding is applied to the abrasive layer portion 11 or It can be adhered to the work surface 3a.
かくして、表面改質材は、砥粒層部11や被削面３ａの表面を被覆することにより、切削研削用組成物によって切削研削用ホイール10の砥粒層部11が熱によって変質劣化することが防止され、当該砥粒層部11の長寿命化を図ることができ、また被削面３ａを従来よりも一段と平滑に形成できる。
（３−３）噴霧状の表面改質材
この実施の形態の場合には、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物からなる切削研削用組成物を、エタノール及び又はメタノール等のアルコール液に所定量配合させて表面改質材を作製し、これをスプレー式噴霧容器に充填する。
Thus, the surface modifying material covers the surface of the abrasive layer portion 11 and the work surface 3a, and the abrasive layer portion 11 of the cutting and grinding wheel 10 may be deteriorated by heat due to the composition for cutting and grinding. Thus, the life of the abrasive layer portion 11 can be extended, and the work surface 3a can be formed more smoothly than in the prior art.
(3-3) Spray-like surface modifying material In the case of this embodiment, a composition for cutting grinding composed of a phyllosilicate mineral having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm is used, such as ethanol and / or methanol. A surface modifying material is prepared by mixing a predetermined amount in an alcohol liquid, and this is filled in a spray-type spray container.
このようにして形成された表面改質材は、加工時、スプレー式噴霧容器の噴射口から砥粒層部11や被削面３ａに向けて噴霧され得る。これにより表面改質材は、砥粒層部11や被削面３ａの表面に付着すると共に、そのアルコール分が気化することで切削研削用組成物だけが砥粒層部11や被削面３ａに確実に付着し得る。 The surface modifying material thus formed can be sprayed from the spray port of the spray spray container toward the abrasive layer portion 11 and the work surface 3a during processing. As a result, the surface modifying material adheres to the surface of the abrasive layer portion 11 and the work surface 3a, and the alcohol content is vaporized, so that only the composition for cutting and grinding is reliably applied to the abrasive layer portion 11 and the work surface 3a. Can adhere to.
かくして、表面改質材は、切削研削用組成物が砥粒層部11や被削面３ａの表面を被覆することにより、切削研削用組成物によって切削研削用ホイール10の砥粒層部11が熱によって変質劣化することが防止され、当該砥粒層部11の長寿命化を図ることができ、また被削面３ａを従来よりも一段と平滑に形成できる。 Thus, in the surface modifying material, the composition for cutting grinding coats the surface of the abrasive layer portion 11 and the surface to be cut 3a, so that the abrasive layer portion 11 of the cutting grinding wheel 10 is heated by the composition for cutting grinding. As a result, deterioration of the quality can be prevented, the life of the abrasive grain layer portion 11 can be extended, and the work surface 3a can be formed more smoothly than in the prior art.
（１）実施例１
この実施例では、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物を配合してダイヤモンドホイールの砥粒層部を作成した。
(1) Example 1
In this example, an abrasive layer portion of a diamond wheel was prepared by blending a composition for cutting and grinding having a mean particle size of 0.01 to 30 μm as a main component and a grinding grinding composition mainly composed of antigolite.
そして、本発明によるダイヤモンドホイールと、従来品である切削研削用組成物を配合していないダイヤモンドホイールとを用いて、被加工物である超硬材を研削加工し、当該超硬材の各残留応力を測定して比較した。 Then, using the diamond wheel according to the present invention and the diamond wheel not blended with the conventional cutting and grinding composition, the cemented carbide material to be processed is ground, and each residual material of the cemented carbide material is ground. Stress was measured and compared.
実際上、この実施例では、砥石としてＡＳＤ３２５Ｒ１００Ｆ００％Ｈ１０％Ｃ１００を用いて、ダイヤモンドホイールの砥粒層部を製造した。ここでＡＳＤ３２５Ｒ１００Ｆ００％Ｈ１０％Ｃ１００は、砥石の性質を示すものであり、ＪＩＳに定めされた表記と同じものである。 In practice, in this example, the abrasive layer of the diamond wheel was manufactured using ASD325R100F00% H10% C100 as the grindstone. Here, ASD325R100F00% H10% C100 indicates the nature of the grindstone and is the same as the notation defined in JIS.
具体的には、「ＡＳＤ」は砥粒の種類を示し、次の「３２５」は粒度を示し、次の「Ｒ」は結合度を示し、次の「１００」はコンセントレーション（切削研削液中の砥粒の割合）を示すものである。 Specifically, “ASD” indicates the type of abrasive grain, the next “325” indicates the particle size, the next “R” indicates the degree of bonding, and the next “100” indicates the concentration (in the cutting grinding fluid). The ratio of abrasive grains).
また、「Ｆ００％」の「Ｆ」は従来のフィラーを示すもので、「Ｆ００％」は従来のフィラーが全く添加されていないことを示している。 Further, “F” of “F00%” indicates a conventional filler, and “F00%” indicates that the conventional filler is not added at all.
また、「Ｈ１０％」は、リザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物の含有量であって、Ｖｏｌ％を示すものである。 Further, “H 10%” is the content of the composition for cutting and grinding mainly composed of lizardite and / or antigolite, and indicates Vol%.
「Ｃ１００」はダイヤモンド粒子の配合量を示す記号であり、「Ｃ１００」はコンセントレーション１００を示すものである。なお、ここで「コンセントレーション（集中度）」とは、砥石１立方センチメートル当たりの砥粒（ダイヤモンド、ＣＢＮ）量をいい、８８０ｍｇ（４．４ｃｔ／ｃｍ３）を「１００」としている。 “C100” is a symbol indicating the blending amount of diamond particles, and “C100” indicates the concentration 100. Here, “concentration” means the amount of abrasive grains (diamond, CBN) per cubic centimeter of the grindstone, and 880 mg (4.4 ct / cm 3 ) is “100”.
また、従来品である比較例では、砥石としてＡＳＤ３２５Ｒ１００Ｆ２０％Ｈ００％Ｃ１００を用いて、ダイヤモンドホイールの砥粒層部を製造した。すなわち、比較例は、実施例とは「Ｆ２０％Ｈ００％」という点が異なるもので、従来のフィラーを２０％含有し、リザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物を含有していないものである。 Moreover, in the comparative example which is a conventional product, an abrasive grain layer portion of a diamond wheel was manufactured using ASD325R100F20% H00% C100 as a grindstone. That is, the comparative example is different from the examples in that “F20% H00%” is contained, and contains 20% of the conventional filler and contains the composition for cutting grinding mainly composed of lizardite and / or antigolite. It is not.
そして、加工機械としてマキノＣＮ２−２５を用い、研削速度８９５ｍ／ｍｉｎ、送り速度１３０ｍｍ／ｍｉｎで、超硬６０×２４．６ｍｍ２の超硬材に対して、０．９８ｍｍの切込みを形成した。 Then, using Makino CN2-25 as a processing machine, a 0.98 mm incision was formed on a cemented carbide 60 × 24.6 mm 2 at a grinding speed of 895 m / min and a feeding speed of 130 mm / min.
残留応力の測定は、使用Ｘ線をＣｒＫα（４０ｋＶ／２０ｍＡ）、コリメータφ１ｍｍ、使用ピークＷＣ（１０２）／２θ＝１３５．７０９ｄｅｇ、測定方法として並傾法を用いた。また、ピーク処理として平滑化し、バックグランド除去を実施した。さらに、応力値計算は、ヤング率を５３０ＭＰａ、ポアソン比を０．２として計算した。これにより下記の表１のような結果が得られた。 For the measurement of residual stress, the X-ray used was CrKα (40 kV / 20 mA), the collimator φ1 mm, the used peak WC (102) /2θ=135.709 deg, and the parallel tilt method was used as the measurement method. Moreover, it smoothed as a peak process and implemented the background removal. Furthermore, the stress value was calculated with a Young's modulus of 530 MPa and a Poisson's ratio of 0.2. As a result, the results shown in Table 1 below were obtained.
上記の表１より、実施例では、残留応力値が比較例よりも大きな値となり、比較例よりも硬くなることが分かった。また、実施例では、１σ信頼限界値が比較例よりも小さな値となり、比較例よりもバラつきが少ないことが分かった。 From Table 1 above, it was found that in the example, the residual stress value was larger than that of the comparative example and was harder than that of the comparative example. Further, in the example, it was found that the 1σ confidence limit value was smaller than that of the comparative example, and the variation was smaller than that of the comparative example.
（２）実施例２
この実施例では、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物をフィラーとして１０ｗｔ％配合して砥粒層部を作成したダイヤモンドホイール（ＡＳＤ６００Ｒ１００）を用い、超硬材を研削したときの研削比（研削量／ホイール磨耗量）を検証した。
(2) Example 2
In this example, a diamond wheel (ASD600R100) was prepared by blending 10 wt% of a composition for cutting and grinding with an average particle size of 0.01 to 30 μm as a main component and a grinding composition containing antigolite as a main component. ) Was used to verify the grinding ratio (grinding amount / wheel wear amount) when the cemented carbide material was ground.
また、比較例としては、切削研削用組成物をフィラーとして配合させずに砥粒層部を作成したダイヤモンドホイールを用い、超硬材を研削したときの研削比を検証した。 Moreover, as a comparative example, the grinding ratio when grinding a cemented carbide material was verified using a diamond wheel in which an abrasive grain layer portion was prepared without blending the composition for cutting grinding as a filler.
研削条件としては、加工機械としてマキノＣＮ−２５を用い、研削速度を８９５ｍ／ｍｉｎとし、送り速度を１３０ｍｍ／ｍｉｎとし、超硬６０×２４．６ｍｍ２の超硬材に、０．９８ｍｍの切込みを形成した。 As grinding conditions, Makino CN-25 is used as the processing machine, the grinding speed is 895 m / min, the feed speed is 130 mm / min, and a carbide of 60 × 24.6 mm 2 is cut into 0.98 mm. Formed.
この結果、実施例では、研削比が１：５４０であった。一方、比較例では、同一条件において、研削比が最大で２１６程度であった。このように実施例では、比較例よりも研削比が格段的に高くなったことから、砥石強度が従来よりも一段と向上することが分かった。 As a result, in the example, the grinding ratio was 1: 540. On the other hand, in the comparative example, the grinding ratio was about 216 at the maximum under the same conditions. Thus, in the Example, since the grinding ratio became markedly higher than the comparative example, it turned out that the grindstone strength improves more than before.
また、４９．８６ｃｍ３まで超硬材を研削した後の実施例のダイヤモンドホイール（ＡＳＤ６００Ｒ１００）における砥粒層部を、株式会社キーエンス製の光学顕微鏡（デジタルＨＦマイクロスコープＶＨ−８００）で観察したところ、図２(Ａ)のようになっていた。 Moreover, when the abrasive grain layer part in the diamond wheel (ASD600R100) of the Example after grinding a cemented carbide material to 49.86cm < 3 > was observed with the optical microscope (digital HF microscope VH-800) by Keyence Corporation. It was as shown in FIG.
一方、２０．００ｃｍ３まで超硬材を研削した後の比較例のダイヤモンドホイール（ＡＳＤ６００Ｒ１００）における砥粒層部を、株式会社キーエンス製の光学顕微鏡（デジタルＨＦマイクロスコープＶＨ−８００）で観察したところ、図２(Ｂ)のようになっていた。なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）中の白く見える部分はダイヤモンド砥粒であり、比較例については４９ｃｍ３まで超硬材を研削できなかった。 On the other hand, when the abrasive grain layer part in the diamond wheel (ASD600R100) of the comparative example after grinding a cemented carbide material to 20.00cm < 3 > was observed with the optical microscope (digital HF microscope VH-800) by Keyence Corporation. It was as shown in FIG. In addition, the part which looks white in FIG. 2 (A) and (B) is a diamond abrasive grain, and about the comparative example, the cemented carbide material could not be ground to 49 cm < 3 >.
図２（Ａ）及び（Ｂ）からも明らかなように、この実施例のダイヤモンドホイールは、比較例のダイヤモンドホイールに比べて、ダイヤモンド砥粒の脱落が５０％以下になることが確認できた。そして、実施例のダイヤモンドホイールは、砥粒層部が消耗し難くいことが分かり、長寿命化を図ることができた。 As is clear from FIGS. 2A and 2B, it was confirmed that the diamond wheel of this example had a drop of diamond abrasive grains of 50% or less as compared with the diamond wheel of the comparative example. And it turned out that the diamond wheel of an Example does not wear out an abrasive grain layer part easily, and was able to aim at lifetime improvement.
（３）実施例３
ここでは、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物を、供試油に０．１wt％配合した切削研削油剤を作成した。
(3) Example 3
Here, a cutting and grinding oil was prepared by blending 0.1 wt% of the composition for cutting and grinding with a main component of a lizardite and / or antigolite having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm into the test oil.
そして、切削研削用ホイールによって被削面を切削する際に、切削研削用ホイールの砥粒層部及び被削面間に切削研削油剤を供給し続け、このときの切削抵抗を測定した。 Then, when cutting the work surface with the cutting grinding wheel, the cutting grinding fluid was continuously supplied between the abrasive layer and the work surface of the cutting grinding wheel, and the cutting resistance at this time was measured.
また、比較例として、供試油（水溶性切削油）のみからなる液状の切削研削油剤を、切削研削用ホイールによって被削面を切削する際に、切削研削用ホイールの砥粒層部及び被削面間に供給し続け、このときの切削抵抗を測定した。 In addition, as a comparative example, when cutting the work surface with a cutting grinding wheel using a liquid cutting grinding fluid consisting only of the test oil (water-soluble cutting oil), the abrasive layer portion and the work surface of the cutting grinding wheel The cutting resistance at this time was measured.
切削条件としては、切削工具として超硬Ｐ２０を用い、切削速度を１００ｍ／ｍｉｎとし、送り速度を０．２ｍｍ／ｍｉｎとし、炭素鋼であるＳ４５Ｃ（φ１００×Ｌ６００ｍｍ）に対して切削時間１０ｓｅｃで２ｍｍの切込みを形成した。 As cutting conditions, carbide P20 was used as a cutting tool, the cutting speed was set to 100 m / min, the feed speed was set to 0.2 mm / min, and S45C (φ100 × L600 mm), which is carbon steel, had a cutting time of 10 sec and 2 mm. An incision was formed.
このときの実施例の切削研削液を用いた場合の切削抵抗は、比較例に比べて、主分力が２．６％、送り分力が４．２％、背分力が５．１％とそれぞれ減少することが分かった。 The cutting resistance when using the cutting grinding fluid of the example at this time is 2.6% for the main component force, 4.2% for the feed component force, and 5.1% for the back component force compared to the comparative example. It was found that each decreased.
（４）実施例４
ここでは、実施例として、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物を、供試油に０．１wt％配合した液状の切削研削油剤を作成した。
(4) Example 4
Here, as an example, a liquid cutting and grinding oil in which 0.1 wt% of a composition for cutting and grinding containing, as a main component, a lizardite having an average particle size of 0.01 to 30 μm and / or antigolite as a main component is mixed. It was created.
また、比較例として、供試油（水溶性切削油）のみからなり、切削研削用組成物を配合していない切削研削油剤を作成した。なお、実施例及び比較例において供試油としてはＭ社製油性切削油を用いた。 Further, as a comparative example, a cutting and grinding oil consisting only of test oil (water-soluble cutting oil) and not containing a composition for cutting and grinding was prepared. In the examples and comparative examples, oil cutting oil manufactured by M company was used as the test oil.
そして、切削研削用組成物を配合した実施例たる切削研削油剤と、切削研削用組成物を配合していない比較例たる切削研削油剤とを用いて、マシニングセンタ(ＭＣ：Machining Centers)でタップ加工を行い、タップ加工状態を比較した。 Then, tapping is performed at a machining center (MC) using a cutting grinding fluid as an example in which the composition for cutting grinding is blended and a cutting grinding fluid as a comparative example in which the composition for cutting grinding is not blended. The tapping state was compared.
加工条件としては、加工機械としてＮＩＰＰＥＩ ＴＯＹＡＭＡ社製のＮＴＣを用い、回転数を２００ｒｐｍとし、送り速度を１８１．４ｍｍ／ｍｉｎとし、加工物としてＳＳ４００を用いた。また、この場合、下辺を８．７ｍｍ止まりとし、タップ深さを８ｍｍとした。 As processing conditions, NTC manufactured by NIPPEI TOYAMA was used as a processing machine, the rotation speed was 200 rpm, the feed rate was 181.4 mm / min, and SS400 was used as a workpiece. In this case, the lower side is stopped at 8.7 mm, and the tap depth is 8 mm.
この場合、図３（Ａ）に示すように、比較例では、タップに凹凸ができ、被削面が粗くなり、加工精度が劣ることが確認できた。これに対して、実施例では、図３（Ｂ）に示すように、タップの被削面が滑らかとなり、比較例よりも加工精度が向上したことが確認できた。 In this case, as shown in FIG. 3A, in the comparative example, it was confirmed that the taps were uneven, the surface to be cut was rough, and the machining accuracy was inferior. On the other hand, in the example, as shown in FIG. 3B, it was confirmed that the work surface of the tap became smooth and the machining accuracy was improved as compared with the comparative example.
（５）実施例５
この場合、第１の形態における実施例として、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物をフィラーとして１０％配合した結合材料を作成した。
(5) Example 5
In this case, as an example in the first embodiment, a binding material was prepared by blending 10% as a filler with a composition for cutting and grinding mainly composed of lizardite having an average particle diameter of 0.01 to 30 μm and / or antigolite. .
また、第２の形態における実施例として、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物をフィラーとして１５％配合した結合材料を作成した。 In addition, as an example in the second mode, a bonding material was prepared by blending 15% as a filler with a composition for cutting and grinding having a mean particle size of 0.01 to 30 [mu] m and a main component of antigolite.
さらに、比較例としては、Ｍ社の標準仕様の結合材を用いた。そして、これら第１の形態における実施例と、第２の形態における実施例と、比較例との温度、熱拡散率、熱容量、密度及び熱伝導率をそれぞれ検証した。これにより以下の表２のような結果が得られた。 Further, as a comparative example, a standard binding material of M company was used. The temperature, thermal diffusivity, heat capacity, density, and thermal conductivity of the example in the first mode, the example in the second mode, and the comparative example were each verified. As a result, the results shown in Table 2 below were obtained.
なお、表２において、第１の形態における実施例は１０％配合結合材とし、第２の形態における実施例は１５％配合結合材とし、比較例は標準仕様結合材と示す。 In Table 2, the example in the first mode is a 10% blended binder, the example in the second mode is a 15% blended binder, and the comparative example is a standard specification binder.
この結果から、１０％配合結合材及び１５％配合結合材は、熱拡散率が比較例の標準仕様結合材よりも小さいことから、比較例よりも温度変化が小さいことが分かった。 From this result, it was found that the 10% blended binder and the 15% blended binder have a smaller thermal change than the comparative example because the thermal diffusivity is smaller than that of the standard binder of the comparative example.
また、１０％配合結合材及び１５％配合結合材は、熱容量が比較例の標準仕様結合材よりも大きいことから、温度を上げるには比較例よりも多くの熱量が必要であることが分かった。 Moreover, since the heat capacity of the 10% blended binder and the 15% blended binder is larger than that of the standard binder of the comparative example, it has been found that a larger amount of heat than that of the comparative example is required to raise the temperature. .
さらに、１０％配合結合材及び１５％配合結合材は、熱伝導度が比較例よりも小さいことから、当該比較例よりも温まり難いことが分かった。 Furthermore, it was found that the 10% blended binder and the 15% blended binder are less likely to be warmed than the comparative example because the thermal conductivity is smaller than that of the comparative example.
以上より、本発明である１０％配合結合材及び１５％配合結合材では、切削研削用ホイールによって被削面を切削する際に、切削研削用ホイールの砥粒層部及び被削面間の熱を奪って、砥粒層部及び被削面間から熱を運び出すことができ、かくして、砥粒層部及び被削面間の温度上昇を抑制できることが分かった。 As described above, in the 10% blended binder and the 15% blended binder according to the present invention, when the work surface is cut by the cutting grinding wheel, the heat between the abrasive layer and the work surface of the cutting grinding wheel is taken away. Thus, it has been found that heat can be carried out between the abrasive layer portion and the work surface, and thus the temperature rise between the abrasive layer portion and the work surface can be suppressed.
従って、本発明である１０％配合結合材及び１５％配合結合材では、切削研削用ホイールの熱による変質劣化を防止して切削研削用ホイールの長寿命化を図ることができ、かつ加工精度を向上できることが分かった。 Therefore, with the 10% blended binder and the 15% blended binder according to the present invention, it is possible to prevent deterioration due to heat of the grinding wheel for cutting and to prolong the service life of the grinding wheel, and to improve machining accuracy. It turns out that it can improve.
（６）実施例６
この実施例では、第３の実施の形態の表面改質材のうち、固形状の表面改質材を作製して検証試験を行った。具体的には、まず始めに、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした粉末状の切削研削用組成物を、３００ｋｇｆ／ｃｍ２でプレス加工してスティック状に硬化させた表面改質材を作製した。
(6) Example 6
In this example, a solid surface modifying material was produced from the surface modifying materials of the third embodiment, and a verification test was performed. Specifically, first, a powdery cutting and grinding composition mainly composed of lizardite and / or antigolite having an average particle size of 0.01 to 30 μm is pressed at 300 kgf / cm 2 to form a stick. A surface-modifying material cured in the same manner was produced.
そして、加工機械としては、マキノ製ＣＮＣ工具研削盤ＣＮＪ２-３０を用い、
研削砥石としては、ノリタケ製
ＡＳＤ４００Ｒ１００を用いた。
And as a processing machine, using CNC machine grinder CNJ2-30 made by Makino,
As a grinding wheel, Noritake ASD400R100 was used.
次いで、この加工機械たるマキノ製ＣＮＣ工具研削盤ＣＮＪ２-３０の切削研削用ホイールに、固形状の表面改質材を擦り付けて切削研削用組成物を付着させた後、当該切削研削用ホイールによって、大きさ６０×２４．６ｍｍ２の超硬ＴＦ１５からなる加工物のギャッシュ部分を研削速度1413ｍ／ｍｉｎ、
送り速度１５０ｍｍ／ｍｉｎで加工した。
Next, the cutting grinding wheel of the CNC tool grinder CNJ2-30 made by Makino, which is this processing machine, was rubbed with a solid surface modifying material to adhere the cutting grinding composition, and then the cutting grinding wheel was used. Grinding speed of 1413 m / min for a gash part of a workpiece made of carbide TF15 of size 60 × 24.6 mm 2,
Processing was performed at a feed rate of 150 mm / min.
一方、比較例では、加工機械たるマキノ製ＣＮＣ工具研削盤ＣＮＪ２-３０の切削研削用ホイールに何も付けず、上述と同じ加工物（大きさ６０×２４．６ｍｍ２の超硬ＴＦ１５）のギャッシュ部分を同じ条件で研削速度１４１３ｍ／ｍｉｎ、
送り速度１５０ｍｍ／ｍｉｎで加工した。
On the other hand, in the comparative example, nothing is attached to the cutting grinding wheel of the Makino CNC tool grinder CNJ2-30, which is a processing machine, and the gash portion of the same workpiece (super hard TF15 having a size of 60 × 24.6 mm 2) as described above. Under the same conditions, grinding speed 1413 m / min,
Processing was performed at a feed rate of 150 mm / min.
そして、これら実施例と比較例とのそれぞれのギャッシュ先端及びギャッシュ内側を、株式会社キーエンス製の光学顕微鏡（デジタルＨＦマイクロスコープＶＨ−８００）で観察した。 And each gash tip and gash inner side of these Examples and a comparative example were observed with the optical microscope (digital HF microscope VH-800) by Keyence Corporation.
ここで、実施例及び比較例によるそれぞれのギャッシュ先端及びギャッシュ内側に同条件で光を当てて観測したところ、図４（Ａ）に示すように、実施例によるギャッシュ先端及びギャッシュ内側は、図４（Ｂ）の比較例によるギャッシュ先端及びギャッシュ内側に比べて黒い箇所が多く表れた。この黒い箇所は平面が平滑となっていることを表しており、このことから実施例は、比較例に比べてギャッシュ先端及びギャッシュ内側がそれぞれ平滑となったことが確認できた。 Here, when light was applied to the respective gash tips and the inside of the gash according to the example and the comparative example under the same conditions, as shown in FIG. 4A, the gash tip and the gash inside according to the example are shown in FIG. Many black spots appeared as compared with the gash tip and gash inner side in the comparative example of (B). This black portion indicates that the flat surface is smooth, and from this, it was confirmed that in the example, the gash tip and the gash inside were smoother than in the comparative example.
また、原子間力顕微鏡としてセイコーインスツルメンツ株式会社製の走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ３８００を用い、
測定モードをＶＥ−ＡＦＭモードとし、実施例及び比較例によりそれぞれ加工したギャッシュ先端及びギャッシュ内側について縦横１００μｍを測定した。
In addition, a scanning probe microscope SPI3800 manufactured by Seiko Instruments Inc. is used as an atomic force microscope,
The measurement mode was set to VE-AFM mode, and the length and width of 100 μm were measured for the gash tip and the gash inside processed according to the example and comparative example, respectively.
その結果、実施例によるギャッシュ先端及びギャッシュ内側では、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被削面が平滑な三次元像が得られ、一方、比較例によるギャッシュ先端及びギャッシュ内側では、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被削面が粗い三次元像が得られた。 As a result, as shown in FIGS. 5A and 5B, a three-dimensional image having a smooth work surface is obtained at the gash tip and the gash inner side according to the embodiment, whereas, at the gash tip and the gash inner side according to the comparative example, As shown in FIGS. 6A and 6B, a three-dimensional image having a rough work surface was obtained.
そして、これら三次元像を基に、実施例及び比較例について、ギャッシュ内側及びギャッシュ先端のＲａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）をそれぞれ測定した。これにより、以下の表３及び表４のような結果が得られた。なお、以下、表３及び表４中に示すように、実施例による加工を「処理」と表し、比較例による加工を「未処理」と表す。 Based on these three-dimensional images, the Ra (average surface roughness), PV (maximum height difference) and RMS (root mean square roughness) of the gash inner side and the gash tip, respectively, are calculated for the examples and comparative examples. It was measured. As a result, the results shown in Tables 3 and 4 below were obtained. Hereinafter, as shown in Tables 3 and 4, the processing according to the example is referred to as “processing” and the processing according to the comparative example is referred to as “unprocessed”.
因みに、ここでＲａ（平均面粗さ）とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを、測定面に対して適用できるように三次元に拡張したもので、基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値である。また、Ｐ−Ｖ（最大高低差）とは、指定面におけるデータの最大値と最小値との差である。さらに、ＲＭＳ（自乗平均面粗さ）とは、基準面から指定面までの偏差の自乗を平均した値の平方根で表されるものである。 Incidentally, Ra (average surface roughness) here is a three-dimensional extension of the centerline average roughness defined in JIS B0601 so that it can be applied to the measurement surface. It is a value obtained by averaging the absolute values of deviations up to. Further, P-V (maximum height difference) is a difference between the maximum value and the minimum value of data on the designated surface. Furthermore, RMS (root mean square surface roughness) is represented by the square root of a value obtained by averaging the squares of deviations from the reference plane to the designated plane.
表３及び表４からも明らかなように、実施例では、Ｒａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）のそれぞれの値が比較例に比べて小さくなっており、被削面が平滑になっていることが確認できた。 As is clear from Tables 3 and 4, in the examples, Ra (average surface roughness), P-V (maximum height difference), and RMS (root mean square surface roughness) values are different from those of the comparative example. It was confirmed that the work surface was smooth.
（７）実施例７
この実施例では、第３の実施の形態の表面改質材のうち、ペースト状の表面改質材を作製して検証試験を行った。具体的には、まず始めに、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトを主成分とした切削研削用組成物と、水と、エチレングリコールとをそれぞれ適量ずつ混合することにより所定の粘度でなるペースト状の表面改質材を作製した。
(7) Example 7
In this example, a paste-like surface modifying material was produced among the surface modifying materials of the third embodiment, and a verification test was performed. Specifically, first of all, an appropriate amount of each of a composition for cutting and grinding having an average particle size of 0.01 to 30 μm as a main component and a water and ethylene glycol is mixed. Thus, a paste-like surface modifying material having a predetermined viscosity was produced.
そして、加工機械としては、牧野フライス精機製のＣ−２５
を用い、
研削砥石としては、ノリタケ製ＷＡ６０Ｋ７Ｖ２４Ｆ
を用いた。
And as a processing machine, Makino Milling Seiki C-25
Use
As a grinding wheel, Noritake WA60K7V24F
Was used.
次いで、加工機械たる牧野フライス精機製のＣ−２５の切削研削用ホイールに、ペースト状の表面改質材を塗布して切削研削用組成物を付着させた後、当該切削研削用ホイールによって、大きさ２０×６ｍｍのハイスＳＫＨ４からなる加工物を研削速度１２００ｍ／ｍｉｎ、送り速度４００ｍｍ／ｍｉｎ、切り込み０．０１５ｍｍで３０回加工した。 Next, a paste-like surface modifier was applied to a C-25 cutting and grinding wheel manufactured by Makino Milling Seiki, which is a processing machine, and the composition for cutting and grinding was adhered thereto. A workpiece made of high-speed SKH4 having a thickness of 20 × 6 mm was processed 30 times at a grinding speed of 1200 m / min, a feed speed of 400 mm / min, and a cutting depth of 0.015 mm.
一方、比較例では、牧野フライス精機製のＣ−２５の切削研削用ホイールに何も付けず、上述した同じ加工物（大きさ２０×６ｍｍのハイスＳＫＨ４）をこの加工機械を用いて同じ条件で研削速度１２００ｍ／ｍｉｎ、
送り速度４００ｍｍ／ｍｉｎ、切り込み０．０１５ｍｍで３０回加工した。
On the other hand, in the comparative example, nothing is attached to the C-25 grinding wheel made by Makino Milling Seiki, and the same workpiece (high speed SKH4 having a size of 20 × 6 mm) described above is used under the same conditions using this processing machine. Grinding speed 1200 m / min,
Processing was performed 30 times at a feed rate of 400 mm / min and a cutting depth of 0.015 mm.
そして、原子間力顕微鏡としてセイコーインスツルメンツ株式会社製の走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ３８００を用い、
測定モードをＶＥ−ＡＦＭモードとし、実施例及び比較例によりそれぞれ加工した被削面について縦横７０μｍを測定した。
And, using a scanning probe microscope SPI3800 manufactured by Seiko Instruments Inc. as an atomic force microscope,
The measurement mode was set to VE-AFM mode, and 70 μm in length and width were measured on the machined surfaces processed in the examples and comparative examples.
その結果、比較例では、図７（Ａ）に示すように、被削面が粗い三次元像が得られ、一方、実施例では、図７（Ｂ）に示すように、被削面が平滑な三次元像が得られた。 As a result, in the comparative example, a three-dimensional image having a rough work surface is obtained as shown in FIG. 7 (A), while in the example, a tertiary having a smooth work surface as shown in FIG. 7 (B). An original image was obtained.
このように三次元像から実施例の被削面（処理加工面）及び比較例の被削面（未処理加工面）を比較すると、未処理加工面では回転方向の溝が一定の幅に形成されておらず、凹凸があることが確認できた。このことから比較例では砥粒の脱落や破壊が高い頻度で発生していることが確認できた。これに対して実施例では、処理加工面の回転方向の溝が一定の幅に形成されており、被削面が平滑であることが確認できた。このことから実施例では砥粒の脱落や破壊が抑制されていることが確認できた。 In this way, when comparing the cut surface (processed surface) of the example and the cut surface (unprocessed surface) of the comparative example from the three-dimensional image, the grooves in the rotation direction are formed with a constant width on the unprocessed surface. It was confirmed that there was unevenness. From this, it was confirmed in the comparative example that the abrasive grains were frequently dropped and broken. On the other hand, in the example, it was confirmed that the groove in the rotation direction of the processed surface was formed with a constant width, and the work surface was smooth. From this, it was confirmed that in the examples, falling off and destruction of the abrasive grains were suppressed.
さらに、これら三次元像を基に、実施例及び比較例について、各被削面のＲａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）をそれぞれ測定した。これにより、以下の表５のような結果が得られた。 Furthermore, based on these three-dimensional images, Ra (average surface roughness), PV (maximum height difference) and RMS (root mean square surface roughness) of each work surface were measured for the working examples and comparative examples. . As a result, the results shown in Table 5 below were obtained.
この表５からも明らかなように、実施例では、Ｒａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）のそれぞれの値が比較例に比べて小さくなっており、比較例よりも被削面が平滑になったことが確認できた。 As is apparent from Table 5, in the examples, Ra (average surface roughness), PV (maximum height difference), and RMS (root mean square surface roughness) values are smaller than those in the comparative example. It was confirmed that the machined surface was smoother than the comparative example.
（８）実施例８
この実施例では、第３の実施の形態の表面改質材のうち、噴霧状の表面改質材を作製して検証試験を行った。具体的には、まず始めに、エタノール３５％及びメタノール６５％からなるアルコール液１００ｍｌに、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトからなる切削研削用組成物を１．０ｇ配合して液体状の表面改質材を作製した後、これをスプレー式噴霧容器に充填した。
(8) Example 8
In this example, a spray-like surface modifying material was produced among the surface modifying materials of the third embodiment, and a verification test was performed. Specifically, first, 1.0 g of a composition for cutting and grinding composed of a lizardite having an average particle size of 0.01 to 30 μm and / or antigolite in 100 ml of an alcohol solution composed of 35% ethanol and 65% methanol. After blending to prepare a liquid surface modifying material, this was filled in a spray-type spray container.
そして、加工機械としては、牧野フライス精機製のＣ−２５を用い、
研削砥石としては、ノリタケ製ＡＳＤ４００Ｒ１００
を用いた。
And as a processing machine, using Makino Milling Seiki C-25,
As a grinding wheel, ASD400R100 made by Noritake
Was used.
次いで、加工機械たる牧野フライス精機製のＣ−２５の切削研削用ホイールに、スプレー式噴霧容器により噴霧状にした表面改質材を噴きかけて切削研削用組成物を付着させた後、当該切削研削用ホイールによって、大きさ６０×２４．６ｍｍ２の超硬ＴＦ１５からなる加工物を研削速度１２００ｍ／ｍｉｎ、送り速度４００ｍｍ／ｍｉｎで加工した。 Next, a cutting grinding composition was sprayed on a C-25 grinding wheel manufactured by Makino Milling Seiki, which is a processing machine, by spraying a surface-modified material sprayed with a spray-type spraying container, and then the cutting grinding composition was applied. A workpiece made of carbide TF15 having a size of 60 × 24.6 mm 2 was machined by a grinding wheel at a grinding speed of 1200 m / min and a feed speed of 400 mm / min.
一方、比較例では、加工機械たる牧野フライス精機製のＣ−２５の切削研削用ホイールに何も付けず、上述した同じ加工物（大きささ６０×２４．６ｍｍ２の超硬ＴＦ１５）を同じ条件で研削速度１２００ｍ／ｍｉｎ、
送り速度４００ｍｍ／ｍｉｎで加工した。
On the other hand, in the comparative example, nothing is attached to the C-25 grinding wheel manufactured by Makino Milling Seiki, which is a processing machine, and the same workpiece (super hard TF15 having a size of 60 × 24.6 mm 2) is used under the same conditions. Grinding speed 1200 m / min,
Processing was performed at a feed rate of 400 mm / min.
そして、原子間力顕微鏡としてセイコーインスツルメンツ株式会社製の走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ３８００を用い、
測定モードをＶＥ−ＡＦＭモードとし、実施例及び比較例によりそれぞれ加工した被削面について縦横３０μｍの範囲を５点測定した。
And, using a scanning probe microscope SPI3800 manufactured by Seiko Instruments Inc. as an atomic force microscope,
The measurement mode was set to the VE-AFM mode, and 5 points in a range of 30 μm in length and width were measured on the machined surfaces processed in the examples and comparative examples.
その結果、比較例では、図８（Ａ）に示すように、被削面が粗い三次元像が得られ、一方、実施例では、図８（Ｂ）に示すように、被削面が平滑な三次元像が得られた。 As a result, in the comparative example, a three-dimensional image having a rough work surface is obtained as shown in FIG. 8 (A), while in the example, a tertiary having a smooth work surface as shown in FIG. 8 (B). An original image was obtained.
そして、これら三次元像を基に、実施例及び比較例について、各被削面のＲａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）をそれぞれ測定した。これにより、以下の表６のような結果が得られた。 And based on these three-dimensional images, Ra (average surface roughness), PV (maximum height difference) and RMS (root mean square surface roughness) of each work surface were measured for the examples and comparative examples. . As a result, the results shown in Table 6 below were obtained.
このように、図８（Ａ）及び（Ｂ）の三次元像や、表６からも明らかなように、実施例の被削面（処理加工面）及び比較例の被削面（未処理加工面）を比較すると、処理加工面のほうが未処理加工面に比べて、回転方向の溝が一定の幅に形成されており、被削面が平滑であることが確認できた。このことから実施例では砥粒の脱落や破壊が抑制されていることが確認できた。 Thus, as is clear from the three-dimensional images of FIGS. 8A and 8B and Table 6, the working surface (processed surface) of the example and the processed surface (unprocessed surface) of the comparative example. When compared with the unprocessed surface, it was confirmed that the groove in the rotational direction was formed with a constant width on the treated surface and that the work surface was smooth. From this, it was confirmed that in the examples, falling off and destruction of the abrasive grains were suppressed.
（９）実施例９
この実施例では、平均粒子径が０．０１〜３０μｍのリザーダイト及び又はアンティゴライトからなる切削研削用組成物を、＃２００００のダイヤモンドペーストに０．１ｗｔ％配合した表面改質材を作製し、このペースト状の表面改質材を用いて研磨加工を行った。
(9) Example 9
In this example, a surface modifying material prepared by blending 0.1 wt% of a composition for cutting and grinding composed of a lizardite having an average particle size of 0.01 to 30 μm and / or antigolite into # 20000 diamond paste, Polishing was performed using this pasty surface modifying material.
実際上、大きさ６０×２４．６ｍｍ２の超硬ＴＦ１５からなる加工物の被削面を、＃１０００のダイヤペーパーで荒加工した後、＃１００００のダイヤペーパーで中仕上げを行い、次いで実施例による表面改質材を加工物の被削面に塗り、切削研削部としての布で磨いて
仕上げを行った。この研磨加工の各
工程は全て手作業にて実施した。
In practice, the surface to be machined of a workpiece made of carbide TF15 having a size of 60 × 24.6 mm 2 is rough-processed with # 1000 diamond paper, followed by intermediate finishing with # 10000 diamond paper, and then the surface according to the example. Apply the modified material to the work surface of the workpiece and polish it with a cloth as a cutting and grinding part.
Finished. All the polishing steps were performed manually.
また、比較例では＃２００００のダイヤモンドペーストを用いて研磨加工を行った。具体的には、大きさ６０×２４．６ｍｍ２の超硬ＴＦ１５からなる加工物の被削面を、＃１０００のダイヤペーパーで荒加工した後、＃１００００のダイヤペーパーで中仕上げを行い、次いで＃２００００のダイヤモンドペーストを加工物の被削面に塗り、布で磨いて
仕上げを行った。この研磨加工の各
工程も全て手作業にて実施した。
In the comparative example, polishing was performed using # 20000 diamond paste. Specifically, after roughing the work surface of a workpiece made of cemented carbide TF15 having a size of 60 × 24.6 mm 2 with # 1000 diamond paper, intermediate finishing is performed with # 10000 diamond paper, and then # 20000 Apply the diamond paste on the work surface of the workpiece and polish it with a cloth.
Finished. All the polishing steps were also performed manually.
そして、原子間力顕微鏡としてセイコーインスツルメンツ株式会社製の走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ３８００を用い、
測定モードをＶＥ−ＡＦＭモードとし、実施例及び比較例によりそれぞれ研磨した被削面について縦横３０μｍを測定した。
And, using a scanning probe microscope SPI3800 manufactured by Seiko Instruments Inc. as an atomic force microscope,
The measurement mode was set to VE-AFM mode, and 30 μm in length and width were measured on the work surfaces polished by the example and the comparative example.
その結果、実施例では、図９（Ａ）に示すように、被削面が平滑な三次元像が得られ、一方、比較例では、図１０（Ａ）に示すように、被削面が粗い三次元像が得られた。 As a result, in the example, as shown in FIG. 9A, a three-dimensional image having a smooth work surface is obtained. On the other hand, in the comparative example, a tertiary having a rough work surface as shown in FIG. An original image was obtained.
また、実施例による被削面（研磨面）と、比較例による被削面（研磨面）とを、株式会社キーエンス製の光学顕微鏡（デジタルＨＦマイクロスコープＶＨ−８００）により観察したところ、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）のような結果が得られた。 Moreover, when the cutting surface (polishing surface) by an Example and the cutting surface (polishing surface) by a comparative example were observed with the optical microscope (digital HF microscope VH-800) by Keyence Corporation, FIG. ) And FIG. 10B were obtained.
なお、図９（Ａ）及び（Ｂ）と図１０（Ａ）及び（Ｂ）中の「供試ペースト」とは＃２００００のダイヤモンドペーストを示し、図９（Ａ）及び（Ｂ）中の「＋配合」とは、＃２００００のダイヤモンドペーストに切削研削用組成物を配合させたことを示すものである。 Note that “test paste” in FIGS. 9A and 9B and FIGS. 10A and 10B indicates a # 20000 diamond paste, and the “test paste” in FIGS. The “+ blending” indicates that the cutting and grinding composition was blended with # 20000 diamond paste.
図９（Ｂ）に示したように、実施例による被削面（研磨面）は、図１０（Ｂ）に示した比較例による被削面（研磨面）に比べて、被削面の傷が少なく、より細かく研磨できていることが確認できた。 As shown in FIG. 9 (B), the cut surface (polished surface) according to the example has fewer scratches on the cut surface than the cut surface (polished surface) according to the comparative example shown in FIG. 10 (B). It was confirmed that the polishing was finer.
そして、次いで三次元像を基に、実施例及び比較例について、各被削面のＲａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）をそれぞれ測定した。これにより、以下の表７のような結果が得られた。 Then, based on the three-dimensional image, Ra (average surface roughness), PV (maximum height difference), and RMS (root mean square surface roughness) of each work surface were measured for each of the working examples and the comparative example. . As a result, the results shown in Table 7 below were obtained.
表７からも明らかなように、実施例では、Ｒａ（平均面粗さ）、Ｐ−Ｖ（最大高低差）及びＲＭＳ（自乗平均面粗さ）のそれぞれの値が比較例に比べて小さくなっており、被削面が平滑になっていることが確認できた。 As is apparent from Table 7, in the examples, Ra (average surface roughness), PV (maximum height difference) and RMS (root mean square roughness) values are smaller than those in the comparative example. It was confirmed that the work surface was smooth.
次いで、ビッカース微小硬度計として株式会社島津製作所製の微小硬度計ＨＭＶ−２を用いて、試験力０．９８Ｎ、試験力保持時間１５Ｍｉｎ、試験回５回で、
実施例による被削面と、比較例による被削面のＨＲＣ（ロックウェル硬度Ｃスケール）と絶対偏差とを測定した。これにより、以下の表８のような結果が得られた。
Next, using a micro hardness tester HMV-2 manufactured by Shimadzu Corporation as a Vickers micro hardness tester, with a test force of 0.98 N, a test force holding time of 15 Min, and 5 test times,
The HRC (Rockwell hardness C scale) and absolute deviation of the cut surface according to the example and the cut surface according to the comparative example were measured. As a result, the results shown in Table 8 below were obtained.
表８からも明らかなように、実施例では、ＨＲＣ及び絶対偏差のそれぞれの値が比較例に比べて大きくなっており、硬度が高くなったことが確認できた。 As is clear from Table 8, in the examples, each value of HRC and absolute deviation was larger than that of the comparative example, and it was confirmed that the hardness was increased.
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
１ 切削研削油剤
10 切削研削用ホイール
1 Cutting grinding fluid
10 Wheel for cutting grinding
Claims (7)
ことを特徴とする切削研削用組成物。 A composition for cutting and grinding, characterized by comprising a phyllosilicate mineral having an average particle size of 0.01 to 30 μm as a main component.
ことを特徴とする請求項１記載の切削研削用組成物。 The composition for cutting grinding according to claim 1, wherein the phyllosilicate mineral is a lizardite and / or an antigolite.
ことを特徴とする切削研削油剤。 A cutting grinding fluid, wherein the cutting grinding composition according to claim 1 or 2 is blended as a solid additive in the cutting grinding liquid.
ことを特徴とする切削研削用ホイール。 A cutting and grinding wheel, wherein 0.1 to 40% by mass of the composition for cutting and grinding according to claim 1 or 2 is added as a filler.
平均粒子径が０．０１〜３０μｍのフィロケイ酸塩鉱物を主成分とした切削研削用組成物を含有している
ことを特徴とする表面改質材。 A surface modifying material that adheres to a work surface of a work piece or a cutting and grinding part that performs cutting and grinding of the work surface,
A surface modifying material comprising a composition for cutting and grinding mainly comprising a phyllosilicate mineral having an average particle size of 0.01 to 30 μm.
ことを特徴とする請求項５記載の表面改質材。 The surface modifying material according to claim 5, wherein the surface modifying material is in the form of any one of solid, paste, spray, liquid, gel and mousse.
ことを特徴とする請求項５又は６記載の表面改質材。 The surface modifying material according to claim 5 or 6, wherein the phyllosilicate mineral is a lizardite and / or an antigolite.
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