JP4201778B2 - Wire saw - Google Patents
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Description
本発明は、石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なう際に用いられるワイヤソーに関する。 The present invention relates to a wire saw that is used when cutting stone, concrete, building materials, and the like.
石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なうに際して、超砥粒層を固着した円筒状のビーズが、スチールワイヤなどに数珠状に連なって多数個固定されたワイヤソーが用いられている。このようなワイヤソーは、ワイヤの端をつないでエンドレス状とし、張力を与えてプーリ駆動することにより、上記の被削材の切断などに使用される。 When cutting stone, concrete, building materials, or the like, a wire saw is used in which a large number of cylindrical beads, to which a superabrasive layer is fixed, are connected in a rosary shape to a steel wire or the like. Such a wire saw is used for cutting the above-mentioned work material by connecting the ends of the wire into an endless shape and applying a tension to drive the pulley.
従来のワイヤソーにおいては、ビーズの形状は円柱形であり、このビーズの表面に砥粒が不規則または疎らに点在するように固着されており、ワイヤの端を撚ってつなぐことによって、これらのビーズが自転するようにして、ビーズの特定の面ばかりが摩耗することのないようにしている。 In a conventional wire saw, the shape of a bead is a cylindrical shape, and abrasive grains are fixed to the surface of the bead so as to be scattered irregularly or loosely. By twisting and connecting the ends of the wire, The beads are rotated so that only certain surfaces of the beads are not worn.
しかし、実際には円柱形のビーズを効果的に自転させることは難しく、切断加工中における被削材とのビーズの接触面は不確定であり、ビーズ表面のある部分が接触面となって研削に寄与すると、その面が削れることによって研削面として安定してしまい、特定の面ばかりが摩耗する偏摩耗を生じてしまう。その結果、ビーズに偏摩耗を生じて短寿命となる。
ビーズに偏摩耗が生じると、切り込み方向に対して不安定となり、加工面が波打つようになる。また、ビーズの研削面が有効に使用されないため、ワイヤソーの寿命が著しく低下する。
However, in practice, it is difficult to rotate the cylindrical beads effectively, and the contact surface of the beads with the work material during the cutting process is indeterminate, and a part of the bead surface is ground as a contact surface. If it contributes, it will become stable as a grinding surface because the surface will be shaved, and the partial wear which only a specific surface wears will arise. As a result, the beads are unevenly worn and have a short life.
When uneven wear occurs on the beads, the beads become unstable with respect to the cutting direction, and the machined surface becomes wavy. In addition, since the ground surface of the beads is not used effectively, the life of the wire saw is significantly reduced.
偏摩耗したビーズを使用前の円柱状の形状に修正するために、ワイヤソーの撚り回数を変化させたり、加工機械のプーリ軸を互いに傾けたりする等の手段をとることも可能であるが、ワイヤソーの撚り回数を変化させるとワイヤソーの機械への取付けが困難となる。また、加工機械のプーリ軸を互いに傾けると、ライナ(ワイヤソーを受ける部分)の寿命が短くなる等の問題がある。 In order to correct the unevenly worn beads into a cylindrical shape before use, it is possible to take measures such as changing the number of twists of the wire saw or tilting the pulley shaft of the processing machine. If the number of twists is changed, it becomes difficult to attach the wire saw to the machine. Further, if the pulley shafts of the processing machine are tilted with respect to each other, there is a problem that the life of the liner (the part that receives the wire saw) is shortened.
ビーズの偏摩耗防止を目的として、ビーズに螺旋溝を形成させて、自転性を向上させたワイヤソーが、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5に記載されている。
For the purpose of preventing uneven wear of beads, wire saws in which spiral grooves are formed in beads to improve the rotation property are described in
しかし、ビーズに溝を設けると、鉄筋を含む被削材を切断する場合、鉄筋を噛み込んでビーズに欠けが生じる。また、ビーズに溝を設けることによって、ビーズを自転させる効果は得られるものの、溝があるために、使用代が低下し、寿命が低下する。 However, when a groove is provided in the bead, when cutting a work material including the reinforcing bar, the reinforcing bar is bitten and the bead is chipped. Moreover, although the effect which rotates a bead is acquired by providing a groove | channel on a bead, since there exists a groove | channel, a usage cost will fall and a lifetime will fall.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wire saw having excellent grinding ability by preventing uneven wear of beads and effectively utilizing the grinding surface of beads. .
以上の課題を解決するために、本発明は、円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形であるビーズがワイヤの長手方向に間隔を置いて配置され、前記ビーズの軸方向に超砥粒が螺旋状に配列されていることを特徴とするワイヤソーである。
ビーズの長手方向に砥粒が螺旋状に配列されていることにより、ビーズが被削材と接触した際に、螺旋状に配列された超砥粒が抵抗となってビーズの自転を促進する。そのため、ビーズの偏摩耗を防止してビーズの研削面を有効に利用することができるため、研削性能に優れ、寿命が向上する。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides beads having a circular cross-section formed by fixing a superabrasive grain layer on the surface of a cylindrical base metal and arranged at intervals in the longitudinal direction of the wire. The wire saw is characterized in that superabrasive grains are spirally arranged in the axial direction of the beads.
Since the abrasive grains are arranged in a spiral shape in the longitudinal direction of the beads, when the beads come into contact with the work material, the super abrasive grains arranged in a spiral form resistance and promote the rotation of the beads. Therefore, uneven wear of the beads can be prevented and the ground surface of the beads can be used effectively, so that the grinding performance is excellent and the life is improved.
本発明においては、砥粒の螺旋状配列の中心軸と、ビーズの前方最端面とのなす角が、40度以上80度以下であることを特徴とする。
砥粒の螺旋状配列の中心軸と、ビーズの前方最端面とのなす角が、40度未満であると、被削材を切断する方向と砥粒配列の方向とが垂直に近くなって、砥粒の抵抗が大きくなりすぎて、ビーズの自転を引き起こすための抵抗として有効に機能しない。一方、この角度が80度を越えると、被削材を切断する方向と砥粒配列の方向となす角度が小さすぎて、ビーズの自転性が低下する。
In the present invention, the angle formed by the central axis of the spiral arrangement of the abrasive grains and the front end face of the bead is 40 degrees or more and 80 degrees or less.
When the angle formed by the central axis of the spiral arrangement of the abrasive grains and the front end face of the bead is less than 40 degrees, the direction of cutting the work material and the direction of the abrasive grain arrangement are close to vertical, The resistance of the abrasive grains becomes too large to function effectively as a resistance for causing the beads to rotate. On the other hand, if this angle exceeds 80 degrees, the angle between the direction of cutting the work material and the direction of the abrasive grain array is too small, and the rotation of the beads decreases.
本発明においては、ビーズの前方最端面における砥粒配列幅は、砥粒の2個分以上10個分以下であることを特徴とする。
ビーズの前方最端面における砥粒配列幅が砥粒の2個分未満であると、砥粒1個にかかる負荷が大きくなり、砥粒が脱落しやすくなる。一方、砥粒の10個分を超えると、砥粒が切刃としてではなく、抵抗として作用してしまうため好ましくない。
In the present invention, the abrasive grain arrangement width at the front end face of the bead is not less than 2 and not more than 10 abrasive grains.
When the abrasive grain arrangement width at the front end face of the bead is less than two abrasive grains, the load applied to one abrasive grain is increased, and the abrasive grains are likely to fall off. On the other hand, if it exceeds 10 pieces of abrasive grains, the abrasive grains act as a resistance rather than as a cutting edge, which is not preferable.
本発明においては、砥粒の螺旋状配列の幅は、ビーズの前方最端面側から後方最端面側に向かって狭くし、ビーズの後方最端面における砥粒配列幅は、ビーズの前方最端面における砥粒配列幅の1/3倍以上2/3倍以下であることを特徴とする。
砥粒の螺旋状配列の幅を、ビーズの前方最端面側から後方最端面側に向かって狭くすることにより、ビーズの前方最端面側での異常摩耗を防止することができる。
ビーズの後方最端面における砥粒配列幅が、ビーズの前方最端面における砥粒配列幅の1/3倍未満であると、ビーズの後方部が前方部より摩耗しやすく、2/3倍を超えると、ビーズの前方部が後方部より摩耗しやすくなり、均一摩耗が得られない。
In the present invention, the width of the spiral arrangement of abrasive grains is narrowed from the front end face side of the beads toward the rear end face side, and the abrasive grain arrangement width at the rear end face of the beads is the front end face of the beads. It is characterized by being from 1/3 to 2/3 times the abrasive grain arrangement width.
Abnormal wear on the front end face side of the beads can be prevented by narrowing the width of the spiral arrangement of the abrasive grains from the front end face side to the rear end face side.
If the abrasive grain arrangement width at the rearmost end face of the bead is less than 1/3 times the abrasive grain arrangement width at the frontmost end face of the bead, the rear part of the bead is more easily worn than the front part and exceeds 2/3 times. Then, the front part of the bead is more easily worn than the rear part, and uniform wear cannot be obtained.
本発明においては、ビーズの後方最端面における砥粒の螺旋状配列の間隔は、ビーズの前方最端面における砥粒配列幅の2倍以上5倍以下であることを特徴とする。
ビーズの後方最端面における砥粒の螺旋状配列の間隔が、ビーズの前方最端面における砥粒配列幅の2倍未満であると、砥粒配列の間隔が狭くなって砥粒が効果的な抵抗として機能せず、十分な自転効果が得られない。一方、5倍を超えると、砥粒配列の間隔が広くなりすぎて異常摩耗が発生し、偏摩耗となる。
In the present invention, the interval of the spiral arrangement of the abrasive grains on the rearmost end face of the bead is 2 to 5 times the abrasive grain arrangement width on the frontmost end face of the bead.
When the interval of the spiral arrangement of the abrasive grains on the rearmost end surface of the bead is less than twice the width of the abrasive grain arrangement on the frontmost end surface of the bead, the interval of the abrasive grain arrangement becomes narrow and the abrasive grains are effective in resistance. Does not function as a sufficient rotation effect. On the other hand, when it exceeds 5 times, the interval of the abrasive grain array becomes too wide, abnormal wear occurs, and uneven wear occurs.
本発明によると、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを実現することができる。 According to the present invention, a wire saw having excellent grinding ability can be realized by preventing uneven wear of beads and effectively utilizing the ground surface of the beads.
以下に、本発明のワイヤソーをその実施の形態に基づいて説明する。
図1に、本発明の実施の形態に係るワイヤソーを示す。図1(a)はワイヤソーの全体図であり、図1(b)はワイヤソーの進行方向側からビーズを見たときのビーズの拡大図であり、図1(c)はワイヤソーの進行方向に対して垂直な方向から見たときのビーズの拡大図である。
Below, the wire saw of this invention is demonstrated based on the embodiment.
FIG. 1 shows a wire saw according to an embodiment of the present invention. 1A is an overall view of the wire saw, FIG. 1B is an enlarged view of the bead when the bead is viewed from the traveling direction side of the wire saw, and FIG. 1C is a view of the traveling direction of the wire saw. It is an enlarged view of beads when viewed from a vertical direction.
ワイヤソー1においては、ワイヤ2に円柱形のビーズ3が多数個固定されており、ワイヤ2にはゴム被覆がなされている。ビーズ3は、ビーズ台金4の外周に砥粒層5を設けることによって形成されている。ワイヤソー1の進行方向側からビーズ3を見たときには、複数の砥粒6が集合し、この砥粒集合体が円周方向に間隔を置いて配置されている。砥粒6は、図1(c)に示すように、ビーズ3の側面において螺旋状となるように配列されている。ここで、螺旋状の配列とは、砥粒列10が、ワイヤソー1の進行方向に対して、所定の傾きを有するように複数形成されていることを意味する。
In the wire saw 1, a large number of
図1(b)に示す、ワイヤソー1の進行方向側からビーズ3を見たときのビーズ3の端面(以下、「前方最端面」という)における砥粒6の配列幅Aは、砥粒の2個分以上10個分以下としている。ビーズ3の前方最端面8において砥粒6を2個以上集合させて配列することにより、負荷の大きい前方最端面8において、砥粒6の1個あたりの負荷を小さくしている。
The arrangement width A of the
図1(c)に示す砥粒列10は、砥粒列10の中心軸7と、ビーズ3の前方最端面8とがなす角θが、40度以上80度以下となるように形成されている。この範囲に設定することで、図2に示すように、ビーズ3が被削材と接触する際に、砥粒6が抵抗となって、矢印の方向にビーズ3が回転する。
The
図1(c)において、ワイヤソー1の進行方向について後側のビーズ3の端面(以下、「後方最端面」という)における砥粒6の配列幅Bは、前方最端面8における砥粒6の配列幅Aの1/3倍以上2/3倍以下としている。
また、図1(c)において、ビーズ3の後方最端面9における砥粒6の配列間隔Cは、前方最端面8における砥粒6の配列幅Aの2倍以上5倍以下としている。
In FIG. 1C, the array width B of the
Further, in FIG. 1C, the arrangement interval C of the
以下に、具体的な試験例を示す。
砥粒列10の中心軸7と、ビーズ3の前方最端面8とがなす角θを変化させて、砥粒6の砥粒列10を形成したワイヤソーを作製し、図3に示すように、使用途中での円柱形のビーズの外径の最大値Dと最小値dを測定し、そのアスペクト比(d/D×100)を求めた。
試験条件を表1に示す。
Specific test examples are shown below.
An angle θ formed by the
Table 1 shows the test conditions.
試験結果を図4に示す。
この結果から、砥粒列10の中心軸7と、ビーズ3の前方最端面8とがなす角θは、40度以上80度以下であるときに、偏摩耗が有効に抑制されていることがわかる。
The test results are shown in FIG.
From this result, when the angle θ formed by the
図5に、ビーズの前方最端面8における砥粒配列幅を変化させたときの、砥粒保持力と切れ味を示す。砥粒保持力は、ビーズの前方最端面8における砥粒配列幅が、砥粒の2個分以上であるときに良好であり、切れ味は、ビーズの前方最端面8における砥粒配列幅が、砥粒の10個分以下であるときに良好である、従って、砥粒保持力と切れ味のいずれをも良好とするためには、ビーズの前方最端面8における砥粒配列幅は、砥粒の2個分以上10個分以下とするのが良いことがわかる。 FIG. 5 shows the abrasive grain holding force and sharpness when the abrasive grain arrangement width at the front end face 8 of the beads is changed. The abrasive grain holding force is good when the abrasive grain arrangement width at the front end face 8 of the bead is equal to or more than two of the abrasive grains, and the sharpness is the abrasive grain arrangement width at the front end face 8 of the bead. In order to obtain good results when the number of abrasive grains is 10 or less. Therefore, in order to improve both the abrasive holding force and the sharpness, the abrasive grain arrangement width at the front end face 8 of the beads is It turns out that it is good to make it into 2 or more and 10 or less.
図6に、砥粒の螺旋状配列の幅を変化させたときのビーズの摩耗状態を示す。
図6(a)は、ビーズ3の砥粒層5の後方最端面9における砥粒配列幅を、ビーズ3の砥粒層5の前方最端面8における砥粒配列幅の1/3倍未満としたものであり、ビーズ3の後方側での摩耗が激しいため、均一摩耗が得られない。図6(b)は、ビーズ3の砥粒層5の後方最端面9における砥粒配列幅を、ビーズ3の砥粒層5の前方最端面8における砥粒配列幅の1/3倍以上2/3倍以下としたものであり、ビーズ3の前方側と後方側とで摩耗のバランスが良い。図6(c)は、ビーズ3の砥粒層5の後方最端面9における砥粒配列幅が、ビーズ3の砥粒層5の前方最端面8における砥粒配列幅の2/3倍を超えるようにしたものであり、ビーズ3の前方側での摩耗が激しいため、均一摩耗が得られない。
FIG. 6 shows the wear state of the beads when the width of the helical array of abrasive grains is changed.
6A shows that the abrasive grain arrangement width at the
図7は、ビーズの後方最端面9における砥粒列10の間隔を変化させたときの自転効果を示す。ここで、自転効果とは、ワイヤソー1を切断機にて回転させた時、ビーズ3が中心を軸に回転する速度として定義されるものである。ビーズの後方最端面9における砥粒列10の間隔が、ビーズの前方最端面8における砥粒配列幅の2倍未満であると、砥粒配列の間隔が狭くなって砥粒が効果的な抵抗として機能せず、十分な自転効果が得られない。また、ビーズの前方最端面8における砥粒配列幅の5倍を超えても十分な自転効果が得られない。
FIG. 7 shows the rotation effect when the interval of the
本発明によると、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーとして利用することができる。 According to the present invention, uneven wear of beads can be prevented, and the wire can be used as a wire saw having excellent grinding ability by effectively utilizing the ground surface of the beads.
1 ワイヤソー
2 ワイヤ
3 ビーズ
4 ビーズ台金
5 砥粒層
6 砥粒
7 砥粒列の中心軸
8 前方最端面
9 後方最端面
10 砥粒列
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ビーズの軸方向に所定の間隔で砥粒の螺旋状配列が形成され、
この砥粒の螺旋状配列の幅は、ビーズの前方最端面側から後方最端面側に向かって狭く、ビーズの後方最端面における砥粒配列幅は、ビーズの前方最端面における砥粒配列幅の1/3倍以上2/3倍以下であることを特徴とするワイヤソー。 Beads having a circular cross section formed by adhering a superabrasive layer to the surface of a cylindrical base metal are arranged at intervals in the longitudinal direction of the wire,
A spiral array of abrasive grains is formed at predetermined intervals in the axial direction of the beads ,
The width of the spiral arrangement of the abrasive grains is narrowed from the front end face side of the bead toward the rear end face side, and the abrasive grain arrangement width at the rear end face of the bead is equal to the abrasive array width at the front end face of the bead. wire saw, characterized in der Rukoto 1/3 times 2/3 times or less.
砥粒配列幅の2倍以上5倍以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワイヤソー。 Spacing of the abrasive grains of the helical arrangement at the rear top end surface of the beads, according to any of claims 1 to 3, characterized in that less than 5 times 2 times the abrasive grain array width in the front top end surface of the bead Wire saw.
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