JP3545695B2

JP3545695B2 - Work cutting device and work cutting method

Info

Publication number: JP3545695B2
Application number: JP2000354042A
Authority: JP
Inventors: 禎彦近藤; 利文火除; 俊明佐々木
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: JP2001212748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワーク切断装置およびワーク切断方法に関し、より特定的には、超砥粒が全面に分散されている切断刃を用いた、ワーク切断装置およびワーク切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの切断除去量を少なくできる切断刃として、電鋳によって形成された刃厚の小さい切断刃が提案されている。この切断刃は、たとえば特公平６−４９２７５号に開示されているように、Ｎｉ、Ｃｏからなる金属めっき相中にダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒を分散して形成されており、主として磁気ヘッドの基板の切断等に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
希土類磁石部材のような硬くて脆いワークであって厚みのあるものを、この切断刃で切断加工するには、切断刃の突き出し量を大きくしなければならない。しかし、刃厚が小さいことにも起因して切断刃の剛性が弱くなるため切断時に切断刃が変形し切断精度が悪くなる場合があった。
また、このような切断刃を用いてワークを切断するとき、切断刃の外周部と中心部との刃厚の差は小さいので、ワークの切断部にクーラントを供給するために重要なクリアランスが小さくなる。したがって、切断断面積が大きいワークを切断する場合、特に切断時にワークに形成される溝が長くなるときには、クーラントを切断部に十分に供給できず、切断刃の焼き付きが容易に発生し、切断刃の寿命が短くなってしまうという問題点があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、比較的厚みのあるワークを切断する場合であっても切断精度を向上できる、ワーク切断装置およびワーク切断方法を提供することである。
また、この発明の他の目的は、切断刃の寿命を長くできる、ワーク切断装置およびワーク切断方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のワーク切断装置は、ワークを切断するためのワーク切断装置であって、少なくとも切断中にワークと接触する部分全面に超砥粒が分散されている複数の切断刃、切断刃間に介挿されるスペーサ、切断刃を８０００ｒｐｍ以上で回転させる第１駆動手段、ならびにワークを切断するために切断刃およびワークの少なくともいずれか一方を移動させる第２駆動手段を備え、スペーサはその両主面外周にのみそれぞれ環状段部を有することを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、第２駆動手段は、切断時のワークに対する切断刃の相対的運動方向が鉛直方向となるように切断刃およびワークの少なくともいずれか一方を移動させることを特徴とする。
請求項３に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、第２駆動手段は、切断時のワークに対する切断刃の相対的運動方向が切断刃とワークとの接点の法線方向となるように切断刃およびワークの少なくともいずれか一方を移動させることを特徴とする。
請求項４に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、ワークを浸漬させるためのクーラントが収容された収容手段をさらに含み、クーラントに浸漬されたワークを切断刃によって切断することを特徴とする。
請求項５に記載のワーク切断装置は、請求項４に記載のワーク切断装置において、クーラントをワークに供給するクーラント供給手段をさらに含むことを特徴とする。
【０００６】
請求項６に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、切断刃は超砥粒を金属メッキ相中に分散して形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項７に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、切断刃はその先端に溝を有することを特徴とする。
請求項８に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、切断刃の面方向にワークを振動させる振動手段をさらに含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項９に記載のワーク切断装置は、請求項８に記載のワーク切断装置において、さらに、ワークの振動方向はワークに対する切断刃の相対的運動方向に垂直であることを特徴とする。
請求項１０に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、ワークは希土類合金磁石部材であることを特徴とする。
請求項１１に記載のワーク切断方法は、ワークを切断するためのワーク切断方法であって、少なくとも切断中にワークと接触する部分全面に超砥粒が分散されている複数の切断刃と、両主面外周にのみそれぞれ環状段部を有するスペーサとを準備し、切断刃間にスペーサを介挿する第１ステップ、ならびに切断刃を８０００ｒｐｍ以上で回転させかつ切断刃およびワークの少なくともいずれか一方を移動させ、切断刃によってワークを切断する第２ステップを備える。
【０００９】
請求項１２に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、第２ステップでは、ワークに対する切断刃の相対的運動方向が鉛直方向となるように切断刃およびワークの少なくともいずれか一方を移動させることを特徴とする。
請求項１３に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、第２ステップでは、ワークに対する切断刃の相対的運動方向が切断刃とワークとの接点の法線方向となるように切断刃およびワークの少なくともいずれか一方を移動させることを特徴とする。
請求項１４に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、第２ステップでは、ワークをクーラントに浸漬させた状態で切断刃によって切断することを特徴とする。
【００１０】
請求項１５に記載のワーク切断方法は、請求項１４に記載のワーク切断方法において、第２ステップでは、さらにクーラントをワークに供給することを特徴とする。
請求項１６に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、切断刃は超砥粒を金属メッキ相中に分散して形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１７に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、切断刃はその先端に溝を有することを特徴とする。
請求項１８に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、第２ステップでは、切断刃の面方向にワークを振動させながらワークを切断することを特徴とする。
【００１２】
請求項１９に記載のワーク切断方法は、請求項１８に記載のワーク切断方法において、さらに、ワークの振動方向はワークに対する切断刃の相対的運動方向に垂直であることを特徴とする。
請求項２０に記載のワーク切断方法は、請求項１１に記載のワーク切断方法において、ワークは希土類合金磁石部材であることを特徴とする。
【００１３】
超砥粒が全面に分散されている切断刃では切断刃とスペーサとの接触面積が大きくなればスペーサと接触する砥粒の数が増え切断刃の傾きが大きくなってしまうことがある。しかし、請求項１に記載のワーク切断装置のように、環状段部を有するスペーサを用いることによって、切断刃側面に分布する超砥粒とスペーサとの接触面積が小さくなり、切断刃取り付け時の切断刃の傾きが小さくなる。また、切断刃を８０００ｒｐｍ以上という高速で回転させることによって、遠心力による切断刃の動的剛性を高めることができる。したがって、切断中に切断刃がたわみ切断刃の側面がワークに擦れるということはない。その結果、切断精度を保つことができるとともに、焼き付きを防止でき切断刃の寿命を長くできる。請求項１１に記載のワーク切断方法についても同様である。
請求項２に記載のワーク切断装置では、たとえば、所定位置に配置されたワークに対して切断刃を回転させながら降下させて切り込むことによって、切断刃を変形させようとする力を小さくできるので、切断刃にかかる負荷が小さくなる。また、切断刃を高速回転させれば切断刃の動的剛性を高めることができる。したがって、切断刃が変形しにくくなるので、比較的厚みのあるワークを切断する場合であっても切断が安定しかつその精度を向上できる。請求項１２に記載のワーク切断方法についても同様である。
請求項３に記載のワーク切断装置では、たとえば、所定位置に配置されたワークに対してワークとの接点の法線方向から切断刃を回転させながら切り込むことによって、請求項２に記載のワーク切断装置と同様に、切断刃が変形しにくくなり、比較的厚みのあるワークを切断する場合であっても切断精度を向上できる。請求項１３に記載のワーク切断方法についても同様である。
【００１４】
請求項４に記載のワーク切断装置では、クーラントに浸漬されたワークを切断するので、ワークの切断部へクーラントを供給するために重要な、ワークと切断刃との間のクリアランスが小さくても、切断部にクーラントを十分に供給することができる。その結果、切断刃の焼き付きを防止でき、切断刃の寿命を長くすることができる。請求項１４に記載のワーク切断方法についても同様である。
切断刃を高速回転すると、切断刃の回転による連れまわり流によってたとえばワークの表面からクーラントが除去されてしまい切断部にクーラントを十分に供給できないことがある。しかし、請求項５に記載のワーク切断装置のように、ワークに別途クーラントを供給することによってワークをクーラントに十分に浸漬することができ、切断刃の焼き付きを一層防止できる。請求項１５に記載のワーク切断方法についても同様である。
【００１５】
請求項６に記載のワーク切断装置では、たとえば電鋳によって金属メッキ相中に超砥粒を分散させることによって、刃厚の小さい所望の切断刃が得られ、ワークの研削除去量を少なくできる。請求項１６に記載のワーク切断方法についても同様である。
【００１６】
請求項７に記載のワーク切断装置では、切断刃の先端に溝を設けることによって切断刃の刃先にクーラントが供給され易くなり、ワークを切断して得られる部材の寸法ばらつきが小さくなる。請求項１７に記載のワーク切断方法についても同様である。
【００１７】
請求項８に記載のワーク切断装置では、切断時に、ワークを切断刃の面方向に振動させることによって切断刃を周期的に切断部から隔てることができ、切断部へのクーラントの供給がさらに容易になる。また、切断刃の変形を補正でき、切断精度を向上させることができる。請求項１８に記載のワーク切断方法についても同様である。
請求項９に記載のワーク切断装置では、ワークの振動方向をさらにワークに対する切断刃の相対的運動方向に垂直にすることによって、切断刃に加わる切断負荷をさらに小さくできるので、切断刃の変形も起こりにくくなり、切断精度を向上できる。請求項１９に記載のワーク切断方法についても同様である。
請求項１０、２０に記載するように、硬くて脆く切断加工し難い希土類合金磁石部材をワークとして用いる場合に、この発明は特に有効となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態のワーク切断装置１０はいわゆる片持ちタイプの外周刃切断機の一種であり、ベッド１２を含む。ベッド１２上にはコラム１４が立設される。コラム１４の前面には鉛直方向（Ｚ軸方向）に平行する２本のレール１６が形成され、２本のレール１６には鉛直方向に摺動可能なスライダ１８が装着される。スライダ１８の背面には、鉛直方向のねじ孔を有するスライダ支持部２０が取り付けられ、スライダ支持部２０のねじ孔には切込軸として機能するねじ２２が螺入される。ねじ２２はコラム１４上に配設される昇降モータ２４によって回転される。したがって、昇降モータ２４の制御によってねじ２２が回転し、スライダ支持部２０を介してスライダ１８が上下動可能とされ、切断時には、後述する切断刃ブロック３０が矢印Ａ方向（下方向）に送られる。
また、スライダ１８の前面には支持部２６が設けられ、支持部２６によって回転軸２８が回動可能に支持される。
【００１９】
回転軸２８の一端には切断刃ブロック３０が取り付けられ、回転軸２８の他端にはカップリング３２を介して高速回転モータ３４が連結される。高速回転モータ３４はベース３５上に配置され、高速回転モータ３４によって回転軸２８、切断刃ブロック３０がたとえば矢印Ｂ方向に回転される。切断刃ブロック３０の回転速度は８０００ｒｐｍ以上が好ましい。なお、高速回転モータ３４は、切断刃ブロック３０に伴って鉛直方向に移動する。
図２を参照して、切断刃ブロック３０は、複数の切断刃３６と各切断刃３６間に介挿される環状のスペーサ３８とを含む。
【００２０】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、切断刃３６は、オールブレードタイプであり、たとえば電鋳によって主としてＮｉ、Ｃｏからなる金属めっき相４０中の全体に超砥粒４２を分散させて構成され、その刃厚Ｄ（図２参照）を小さくできる。このような切断刃３６を用いることによって、厚みのあるワーク５６（後述）を高速回転で切断するときの切断刃３６の動的剛性を確保できる。
超砥粒４２としては、天然または合成工業用ダイヤモンド粉末や、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）粉末や、天然または合成工業用ダイヤモンド粉末−ｃＢＮ粉末の混合物などが用いられる。
超砥粒４２の体積率は２０％〜３０％が好ましい。２０％未満であれば切断刃３６の摩耗に対して切断量が極めて少なくなるので切断効率が低くなる。一方、３０％を超えると超砥粒４２同士の間隔が狭くなるので、チップポケットが小さくなり切断刃３６の刃先にスラッジが滞留し、切断部６０（後述）へのクーラント５２（後述）の流入、排出が円滑でなくなる。したがって、切断負荷が大きくなり、切断刃３６の変形や焼き付きが発生して切断精度が悪くなる。超砥粒４２の体積率が２０％〜３０％であれば、クーラント５２の供給やスラッジの排出が容易となり、また、超砥粒４２の脱粒が起きやすいので切削抵抗が下がり、切断が円滑となり、切断効率および切断精度が良好となる。
【００２１】
切断刃３６の刃厚Ｄは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍにすることが望ましく、この場合、ワーク５６の研削除去量（削りしろ）を少なくできワーク５６から多くの部材６２（後述）を得ることができる。切断刃３６の刃厚Ｄが０．１ｍｍ未満なら切断刃３６の剛性が足りなくなり、０．５ｍｍを超えるとワーク５６の研削除去量が大きくなり、それぞれ問題を生じる。
また、切断刃３６がダイヤモンド系砥粒を用いラッピングによってソリ修正されたものであれば、切断精度をより向上できる。
なお、切断刃３６にポーラス（気孔）４３があれば、切断刃３６やワーク５６へクーラント５２をさらに容易に供給できる。
【００２２】
図１に戻って、ベース１２上には２本のレール４４が敷設され、レール４４には摺動可能に振動テーブル４６が装着され、振動テーブル４６は加振装置４８によって振動され、これによってワーク５６を振動できる。
振動テーブル４６すなわちワーク５６の振動方向は矢印Ｃに示すように、切断刃３６の面方向でありかつ矢印Ａに示す切断刃３６の切り込み方向に対して垂直とされる。
また、ワーク５６の振動周波数は１０Ｈｚ以上であることが望ましい。この場合、切断刃３６に加わる負荷が小さくなるので、切断刃３６の変形の補正が迅速となり、切断精度が向上する。
【００２３】
振動テーブル４６上には容器５０が配置され、図４に示すように容器５０内にはクーラント５２が収容される。クーラント５２は水を主成分とする。クーラント５２の表面張力は２５ｍＮ／ｍ〜６０ｍＮ／ｍ（２５ｄｙｎ／ｃｍ〜６０ｄｙｎ／ｃｍ）が好ましい。主成分が水であれば冷却効果が高くなり、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜６０ｍＮ／ｍ（２５ｄｙｎ／ｃｍ〜６０ｄｙｎ／ｃｍ）であれば切断部６０へのクーラント５２の浸透性がよく、切断効率がよい。
クーラント５２に含まれる添加剤としては、界面活性剤またはシンセティックタイプ合成潤滑剤、錆止め剤、非鉄金属防食剤、防腐剤、消泡剤を用いることができる。
【００２４】
界面活性剤としては、アニオン系として、脂肪酸石鹸やナフテン酸石鹸等の脂肪酸誘導体、または長鎖アルコール硫酸エステルや動植物油の硫酸化油等の硫酸エステル型、または石油スルホン酸塩等のスルホン酸型、非イオン系として、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルやポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン系、ソルビタンモノ脂肪酸エステル等の多価アルコール系、または脂肪酸ジエタノールアミド等のアルキロールアミド系を用いることができる。具体的には、ケミカルソリューションタイプのＪＰ−０４９７Ｎ（カストロール社製）を水に２重量％程度添加することによって、表面張力および動摩擦係数を好適な範囲内に調整することができる。
【００２５】
シンセティックタイプ合成潤滑剤としては、シンセティック・ソリューションタイプ、シンセティック・エマルションタイプおよびシンセティックソリュブルタイプを用いることができ、そのなかでも、シンセティック・ソリューションタイプが好ましく、具体的には、シンタイロ９９５４（カストロール社製）や＃８８０（ユシロ化学工業社製）を挙げることができる。いずれも、水に２重量％程度添加することによって、表面張力および動摩擦係数を好適な範囲内に調整することができる。
また、錆止め剤を含有させることで、希土類合金の腐食を防止することができる。ここで、ＰＨは９〜１１とすることが好ましい。錆止め剤としては、有機系として、オレイン酸塩や安息香酸塩等のカルボン酸塩、またはトリエタノールアミン等のアミン類、無機系として、りん酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、または炭酸塩を用いることができる。
【００２６】
非鉄金属防食剤としては、たとえばベンズトリアゾール等の窒素化合物を、防腐剤としては、ヘキサハイドロトリアジン等のホルムアルデヒド供与体を用いることができる。
消泡剤としては、シリコーンエマルジョンを用いることができる。消泡剤を含有させることで、クーラント５２の泡立ちを少なくし、クーラント５２の浸透性をよくし、冷却効果を高め、刃先での温度上昇を防ぐことができる。したがって、切断刃３６の刃先での温度の異常上昇や異常摩耗が起こりにくくなる。
【００２７】
容器５０の底面にはクーラント５２を排出するための排出口（図示せず）が設けられる。容器５０の底面上には断面Ｖ字状の表面を有する貼付板５４が配置され、貼付板５４上には接着剤によってたとえば複数のワーク５６が固定される。容器５０内では、ワーク５６はクーラント５２に浸漬される。ワーク５６としては、たとえばネオジム合金等からなる希土類合金磁石部材（米国特許第４，７７０，７２３号、第４，７９２，３６８号に記載されている）が用いられる。
また、容器５２内に臨むようにクーラント供給装置（図示せず）のホース５８が配置され、ホース５８の先端からワーク５６にクーラント５２が吐出される。
切断時には、切断刃３６を矢印Ｂ方向に回転させ、スライダ１８を矢印Ａ方向に摺動させることによって切断刃３６をワーク５６に向かって一定速度で相対移動させる。そして、クーラント５２に浸漬されたワーク５６が切断刃３６によって所定の寸法に切断される。このとき、必要に応じてクーラント供給装置からのクーラント５２がホース５８を介してワーク５６に供給される。
【００２８】
このようなワーク切断装置１０によれば、以下のような効果が得られる。
一般に、ワーク切断装置では、切断刃が回転軸に完全に直角になるよう取り付けられるのが理想的であり、この場合には切断反力は切断刃面内に発生し、切断刃をその面に垂直に変形させる力は発生しない。しかし、現実的には、図５に示すように、切断刃取り付け誤差θ（θ＝０．０２〜０．０４度程度）が発生する。そして、たとえばＸフィードによって（ワーク５６に対して水平方向から切断刃３６を切り込むことによって）ワーク５６を切断する場合には、切断反力ｆの接線分力ｆ１の取り付け誤差分の分力ｆ２（＝ｆ１×ｓｉｎθ）が切断刃３６を変形させようとする力として作用し、切断刃３６が変形し、切断精度が悪くなる。切断刃３６が電鋳によって形成され切断刃３６が厚み方向において対称でないときも同様のことが起こる。
【００２９】
それに対して、矢印Ａで示すＺフィードによって（切断刃３６を鉛直方向に移動させることによって）ワーク５６を切断するワーク切断装置１０によれば、図６に示すように、切断刃取り付け誤差θがあっても、切断反力Ｆが回転軸２８の略中心方向になるので、接線分力Ｆ１は小さくなる。したがって、切断刃３６を変形させようとする分力Ｆ２（＝Ｆ１×ｓｉｎθ）は必然的に、図５に示す場合よりも小さくなり、切断刃３６にかかる負荷も小さくなり、切断刃３６が変形し難くなる。さらに、ワーク切断装置１０では、図１に示すように、ワーク５６をＶ字状に配置し鉛直方向（切り込み方向）から切断するので、切断時の押圧力によってワーク５６がずれるということはない。したがって、切断精度を向上できる。切断刃３６が電鋳によって形成され切断刃３６が厚み方向において対称でないときも同様に切断精度が向上する。
【００３０】
また、図７に示すように、ワーク切断装置１０による切断開始から切断終了までの切断刃３６のストロークＬ１は、図８に示すようにＸフィードする場合のストロークＬ２と比較して短縮できることがわかる。図１に示すように複数のワーク５６を並置する場合には、Ｘフィードする場合に比べて一層ストロークを短くでき、効果が顕著となる。
さらに、切断刃３６を８０００ｒｐｍ以上の高速で回転することによって、遠心力による切断刃３６の動的剛性が高まり、切断刃３６の変形が起こりにくくなり、ワーク５６を安定して切断できる。このように切断刃３６の動的剛性を大きくできるので、突き出し量Ｅ（図２参照）が２５ｍｍを超えるような比較的寸法の大きな切断刃３６であっても問題なく使用でき、突き出し量Ｅが３０ｍｍ程度の切断刃３６でも使用することができる。
【００３１】
したがって、ワーク切断装置１０によれば、比較的厚みのあるワーク５６を切断する場合であっても、ワーク５６の切削除去量を少なくできかつ切断精度を向上できる。特に、硬くて脆く切断し難いネオジウム合金等からなる希土類合金磁石部材であって厚みのあるワークを切断する場合に有効となる。
なお、切断速度が速いほど切断時に必要な剛性が高くなるので、切断刃３６を高速回転することは、切断速度が速い場合ほど効果的となる。
切断刃３６とワーク５６との接点の法線方向からワーク５６を切断する場合にも、上述の効果が得られる。
【００３２】
また、ワーク５６の切断時にはワーク５６がクーラント５２に浸漬されているので、ワーク５６と切断刃３６との間のクリアランスが小さくても切断部６０にクーラント５２を十分に供給することができる。また、上述のように切断刃３６を高速回転することによって切断刃３６の動的剛性が大きくなり、切断中に切断刃３６がたわみ切断刃３６の側面がワーク５６に擦れるということはない。したがって、比較的厚みのあるワーク５６を切断する場合であっても、切断刃３６の焼き付きを防止でき、切断刃３６の寿命を長くすることができる。さらに、ワーク５６の切断部６０にホース５８から別途クーラント５２を供給することによってワーク５６をクーラント５２に十分に浸漬することができ、切断刃３６の焼き付きを一層防止できる。
【００３３】
また、切断刃３６の外周部と中心部との刃厚の差は小さいので、図９に示すように、切断刃３６とワーク５６の切断部６０との間のクリアランスが小さくなる。しかし、切断時に、振動テーブル４６すなわちワーク５６を切断刃３６の面方向かつ切断刃３６の切り込み方向に垂直に振動させることによって、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、切断時に切断刃３６を周期的に切断部６０から隔てることができるので、切断部６０へのクーラント５２の供給が容易になり、さらに、スラッジの排出を促進することもできる。また、切断中の切断刃３６の変形を補正できる。さらに、切断刃３６に加わる切断負荷を小さくできるので、切断刃３６の変形も起こりにくくなる。したがって、切断精度を向上できる。
このようなワーク５６を振動させることによる効果は、切断速度を速くするほど顕著となる。
【００３４】
ついで、ワーク切断装置１０を用いてワーク５６を切断した各実験例について説明する。
以下の実験例１〜３は、表１に示す共通の実験条件下で行われ、図１１に示すように、ワーク５６を切断して得られた部材６２の５点の厚みの最大値と最小値との差を計算して寸法ばらつきを測定した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
（実験例１）
ワーク５６に対して鉛直方向から切断刃３６を切り込むＺフィード切断とワーク５６に対して水平方向から切断刃３６を切り込むＸフィード切断とを行った。このとき、両者とも、クーラント５２はワーク５６にホース５８からの吐出によって供給され、切断刃回転数は８０００ｒｐｍであり、切断速度はＺフィードでは２ｍｍ／ｍｉｎ、Ｘフィードでは５ｍｍ／ｍｉｎに設定された。Ｚフィードについては切断処理を２回行い、その平均値を求めた。なお、図１２、図１３および図１４において、＜左側＞とは図１に示す左側のワーク５６を切断して得られた内側の部材６２を指し、＜右側＞とは右側のワーク５６を切断して得られた内側の部材６２を指す。＜トータル＞の欄には、両方の内側の部材６２から得られる計１０点の厚みの最大値と最小値との差を示し、寸法ばらつきとした。
図１２（ａ）および（ｂ）に示す実験結果より、Ｚフィード切断は、Ｘフィード切断より寸法ばらつきが小さくなり、切断精度がよいことがわかる。
【００３７】
（実験例２）
ついで、切断刃回転数が８０００ｒｐｍと３６００ｒｐｍの各場合についてＺフィード切断を行った。切断刃回転数が８０００ｒｐｍの場合には、切断速度を１ｍｍ／ｍｉｎ、２ｍｍ／ｍｉｎ、４ｍｍ／ｍｉｎ、６ｍｍ／ｍｉｎと変化させ、切断刃回転数が３６００ｒｐｍの場合には、切断速度を１ｍｍ／ｍｉｎ、２ｍｍ／ｍｉｎ、３ｍｍ／ｍｉｎと変化させて切断した。両者ともワーク５６は容器５０中のクーラント５２に浸漬された。なお、図１３（ａ）および図１４（ａ）において、ｎ＝３とは、切断処理を３回行い、その平均値を求めたことを示す。
図１３（ａ）および（ｂ）に示す実験結果より、切断刃回転数が３６００ｒｐｍの場合より８０００ｒｐｍの場合の方が寸法ばらつきが小さくなり、切断精度がよいことがわかる。また、切断刃回転数が３６００ｒｐｍでは、切断速度が３ｍｍ／ｍｉｎになると、切断刃３６のたわみによって砥粒に加わる加工負荷が大きくなりすぎ、切断刃３６に焼き付きが発生するが、切断刃回転数が８０００ｒｐｍでは、焼き付きは発生せず、切断刃３６の寿命を長くできる。したがって、切断刃３６を高速回転することによって切断精度を向上できかつ切断刃３６の寿命を長くできる。この効果は、突き出し量Ｅが２５ｍｍ以上ある場合に顕著となる。
【００３８】
（実験例３）
さらに、ワーク５６を容器５０中のクーラント５２に浸漬する場合とワーク５６にクーラント５２をホース５８から吐出する場合について、Ｚフィード切断を行った。このとき、切断刃回転数はともに８０００ｒｐｍとした。また、ワーク５６を容器５０中のクーラント５２に浸漬する場合には、切断速度を１ｍｍ／ｍｉｎ、２ｍｍ／ｍｉｎ、４ｍｍ／ｍｉｎ、６ｍｍ／ｍｉｎと変化させ、ワーク５６にクーラント５２を吐出する場合には、切断速度を１ｍｍ／ｍｉｎ、２ｍｍ／ｍｉｎ、３ｍｍ／ｍｉｎと変化させて切断した。
図１４（ａ）および（ｂ）に示す実験結果より、クーラント５２を吐出によって供給する場合では、切断速度が３ｍｍ／ｍｉｎになると、クーラント５２が連れまわり流によって切断部６０へ供給されにくくなるため切断刃３６に焼き付きが発生する。一方、ワーク５６を容器５０中のクーラント５２に浸漬する場合では、切断速度が６ｍｍ／ｍｉｎになっても焼き付きは発生しない。したがって、ワーク５６をクーラント５２に浸漬する方が、切断速度が速くなっても焼き付きが発生せず、良好に切断でき、切断刃３６の寿命を長くできる。また、ワーク５６をクーラント５２に浸漬する方が寸法ばらつきが小さくなり、切断精度がよい。
【００３９】
すなわち、切断刃３６の刃厚Ｄが０．３ｍｍであればクリアランスが小さくなり、クーラント５２の供給不足が生じやすいので、ワーク５６へクーラント５２を十分に供給するには容器５０内でクーラント５２にワーク５６を浸漬することが有効となる。
また、ワーク切断装置１０によれば、図１５からわかるように、ワーク５６を振動しない場合より、ワーク５６を振動して（ここでは振動周波数は２０Ｈｚ）切断する場合の方が寸法ばらつきが小さくなり、切断精度が向上することがわかる。切断速度が速くなる程その効果が顕著になる。
さらに、図１６（ａ）に示すように、切断時に加振することによって切断面のうねり（面うねり）も小さくでき、平坦度が向上する。
【００４０】
ここで、面うねりは次のようにして求められる。まず、ワーク５６を切断して得られた部材６２のうち、図１６（ｂ）に示す矢印Ｈ１、Ｈ２方向のそれぞれについて測定器（図示せず）を走らせて表面高さを測定する。そして、矢印Ｈ１、Ｈ２方向のそれぞれについて最大値と最小値との差を求め、その平均値をとり、面うねりとする。
なお、ワーク切断装置１０において、図１７（ａ）および（ｂ）に示すようなスペーサ３８ａが用いられてもよい。
スペーサ３８ａは、中空円板状に形成されその両主面外周にそれぞれ環状段部３８ｂを有し、切断刃３６間に介挿される。
ここで、環状段部３８ｂの有無に関する実験例４について説明する。
【００４１】
（実験例４）
スペーサとして、図２に示すように環状段部３８ｂを有しないスペーサ３８を用いた場合、および図１７（ａ）、（ｂ）に示すように環状段部３８ｂを有するスペーサ３８ａを用いた場合について、Ｚフィード切断を行った。
このとき、両者とも、切断刃３６は５枚組、突き出し量Ｅ＝２０ｍｍ、切断速度は２ｍｍ／ｍｉｎ、切断刃回転数は８０００ｒｐｍ、狙い厚みは２．０ｍｍ、ワーク５６は容器５０中のクーラント５２に浸漬されかつクーラント５２はホース５８から約２０ｋＰａ（２ｋｇｆ／ｃｍ^２）の吐出圧力によってワーク５６に供給された。スペーサ３８ａの寸法は、外径１１０．０ｍｍ、内径６０．０ｍｍ、厚みＴ＝２．０ｍｍ、接触幅Ｗ＝９．０ｍｍ、段差Ｇ＝０．１ｍｍであった。スペーサ３８の寸法を含むその他の条件は表１と同様であった。
そして、表面が平面状の貼付板上に配置された１つのワーク５６を５枚組の切断刃３６で切断し、得られた内側の４つの部材６２（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）を用いて、寸法ばらつきおよび平行度を測定した。切断処理を３回行い、その平均値を求めた。
【００４２】
平行度は次のように算出される。ワーク５６を切断して得られる部材６２について、図１１に示す所定の５箇所の厚みを測定しその最大値と最小値との差を求める。この処理を、切り出された各部材６２毎に行い、各部材６２毎に求められた最大値と最小値との差の平均値を平行度とする。
実験例４における寸法ばらつきは、４つの部材６２（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）から得られる計２０点の厚みの最大値と最小値との差である。
【００４３】
図１８（ａ）および（ｂ）に示す実験結果より、環状段部３８ｂのないスペーサ３８を用いる場合より、環状段部３８ｂのあるスペーサ３８ａを用いる場合の方が、寸法ばらつきおよび平行度が小さく、切断精度がよいことがわかる。これは、切断刃３６にスペーサを組み付けるとき、スペーサ３８ａの方が、切断刃３６の側面に存在する超砥粒４２との接触面積が小さく超砥粒４２の干渉が少なくなり切断刃３６の傾きが小さくなるためと考えられる。また、環状段部３８ｂのあるスペーサ３８ａは、スペーサ３８よりも切断刃３６との接触面積が小さく、エッジ部分に集中して組み付け荷重がかかるので、切断刃３６がより強固に固定されるからと考えられる。
【００４４】
なお、環状段部３８ｂの接触幅Ｗは、スペーサ３８ａの外径と内径との差Ｐに対して１／３程度が好ましい。この場合、切断時に切断刃３６を確実に保持し、切断刃３６の傾きを小さくできる。
また、切断刃として、図１９（ａ）に示すような切断刃３６ａが用いられてもよい。
切断刃３６ａは、切断刃３６の先端に溝３６ｂを設けて形成される。溝３６ｂは、たとえば、幅１ｍｍ、深さ２ｍｍで、切断刃３６ａの外周を１６分割するように等間隔に１６個形成される。
溝３６ｂの有無に関する実験例５について説明する。
【００４５】
（実験例５）
切断刃として、溝３６ｂを有しない切断刃３６を用いた場合、および図１９（ａ）に示すように溝３６ｂを有する切断刃３６ａを用いた場合について、Ｚフィード切断を行った。
このとき、両者とも、スペーサ３８が用いられ、切断刃３６、３６ａは４枚組、突き出し量Ｅ＝２０ｍｍ、ワーク５６は容器５０中のクーラント５２に浸漬されかつクーラント５２はホース５８から約２０ｋＰａ（２ｋｇｆ／ｃｍ^２）の吐出圧力によってワーク５６に供給された。その他は表１に示す実験条件と同様であった。
そして、断面略Ｖ字状の貼付板５４上に配置された２つのワーク５６を４枚組の切断刃３６または３６ａで切断し、得られた内側の６つの部材６２を用いて、寸法ばらつきを測定した。
【００４６】
実験例５では寸法ばらつきは次のようにして求められた。
まず、得られた６つの部材６２の計３０点の厚みを測定し、その最大値と最小値との差を求める。その処理を切断処理毎に行い、最大値と最小値との差の平均値を求め、寸法ばらつきとする。実験例５では、切断処理を３回行い平均値を求めた。
切断刃回転数が８０００ｒｐｍ、３６００ｒｐｍの各場合について、切断速度を２ｍｍ／ｍｉｎ、４ｍｍ／ｍｉｎ、６ｍｍ／ｍｉｎと変化させてそれぞれ切断処理を行い、各場合について寸法ばらつきを算出した。
【００４７】
図２０（ａ）および（ｂ）に示す実験結果からわかるように、溝３６ｂのない切断刃３６を用いる場合より、溝３６ｂのある切断刃３６ａを用いる場合の方が、クーラント５２を刃先に供給し易くなり寸法ばらつきが小さくなる。特に、切断刃回転数が通常（３６００ｒｐｍ）のとき寸法ばらつきが小さくなる。
また、ワーク切断装置１０において、切断刃として切断刃３６ａ、スペーサとしてスペーサ３８ａを用いた場合には、突き出し量Ｅが２０ｍｍ以下では寸法ばらつきを０．１ｍｍ以下に小さくできた。このとき、切断刃３６ａのそりは３０μｍ以下であった。「そり」は、図１９（ｂ）に示す矢印Ｘ、矢印Ｙ方向のそれぞれについて、表面高さの最大値と最小値とを加算して２で割って求められる。そりの測定には、たとえば触針式形状測定器が用いられる。
【００４８】
クーラント５２としては、浸透性に優れたシンセティックケミカルタイプが効果があり、切断刃３６ａのように溝３６ｂを設けることによって寸法ばらつきを小さくできた。
なお、図２１に示すように、ワーク切断装置１０において、容器５０を用いることなく断面Ｖ字状の表面（上面）を有する貼付板５４ａを用い、貼付板５４ａの上面底部からクーラント５２を供給するようにしてもよい。
すなわち、貼付板５４ａの斜面６４ａおよび６４ｂ上にはそれぞれ配置板６６ａおよび６６ｂが装着され、配置板６６ａおよび６６ｂ上にはそれぞれワーク５６が配置される。クーラント５２を溜めることができるように貼付板５４ａの両側面にはそれぞれ板状の囲み部材６８が取り付けられる。貼付板５４ａ内にはクーラント供給路７０が形成される。貼付板５４ａの側面に設けられた孔７２からクーラント５２がクーラント供給路７０内へ与えられ、貼付板５４ａの上面底部に設けられたたとえば複数の孔型の供給口７４からクーラント５２が上方向へ吐出される。
【００４９】
ワーク５６にクーラント５２をホース５８からのみならず、上述のように下からも供給することによって、切断部６０に十分にクーラント５２を供給することができる。このときのホース５８からのクーラント吐出量は５０Ｌ／ｍｉｎ〜２００Ｌ／ｍｉｎが好ましい。
この発明は、図２２（ａ）や図２１に示すような断面略Ｖ字状の貼付板５４、５４ａが用いられる場合に限定されない。図２２（ｂ）に示すように切断刃３６の外周とほぼ同じ曲率の断面円弧状の溝を有する貼付板５４ｂが用いられてもよい。また、図２２（ｃ）に示すように貼付板５４ｃ上に４つのワーク５６ａが一列に配置されてもよい。さらに、図２２（ｄ）に示すように表面が平面状の貼付板５４ｄ上に配置されたワーク５６を鉛直方向から切断するようにしてもよい。また、図２２（ｅ）に示すように鉛直方向に配置されたワーク５６の法線方向から水平に切断刃３６を移動させてワーク５６を切断するようにしてもよく、図２２（ｆ）に示すように鉛直方向に配置されたワーク５６を水平方向に移動させてワーク５６をその法線方向から切断刃３６によって切断するようにしてもよい。これらの場合であっても図６に示すように切断刃３６にかかる負荷が小さくなり、切断刃３６が変形しにくくなるので、切断精度が向上する。この発明は、切断時に、切断刃３６をワークに向けて移動させる場合に限定されず、ワークを切断刃３６に向けて移動させるようにしてもよい。切断刃３６ａを用いる場合も同様である。
【００５０】
なお、この発明の切断刃３６、３６ａは、電鋳タイプに限らず、レジンタイプや特公昭５２−３３３５６号に示すようなメタルタイプ等の任意のオールブレードタイプカッターであってもよい。
特公昭５２−３３３５６号に示すメタルボンドカッターに含まれるカッターホイールは次のようにして得られる。
まず、重量比で、Ｓｎ：１％〜１８％、Ａｇ：１％〜２０％、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒのいずれか一種ないし数種５％〜４５％、残部Ｃｕからなる金属粉末と、天然および人造ダイヤモンドなどの砥粒とが均質になるよう混合される。この混合物が冷間で所定の寸法、形状に加圧成形され、その後還元雰囲気または中性雰囲気中において焼結される。この場合に使用されるダイヤモンドの粒度は♯１４０／１７０〜６００メッシュ（略１００μ〜３０μ）であって、その配合量は適用機種によっても相違するが、カッターホイール全体の５容量％〜３０容量％である。また、カッターホイールの冷間成形圧力は１ｔｏｎ／ｃｍ^２〜５ｔｏｎ／ｃｍ^２、焼結温度は６５０℃〜９００℃である。
【００５１】
また、特開平８−１０９４３１号、特開平８−１０９４３２号に示すようなダイヤモンド、ｃＢＮ等と超硬合金とを焼結処理したダイヤモンド焼結体合金を切断刃３６、３６ａに用いてもよい。
金属めっき相４０としては、切断に耐えられる剛性が得られるならば、Ｎｉ、Ｃｏ以外の任意の元素を用いることができる。
超砥粒４２は、切断刃のうち少なくとも切断中にワーク５６と接触する部分全面に分散されていればよく、たとえば、図２に突き出し量Ｅで示す突き出し部分にのみ分散されてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
この発明によれば、少なくとも切断中にワークと接触する部分全面に超砥粒が分散している切断刃を高速回転させ、鉛直方向または切断刃とワークとの接点の法線方向からワークを切断することで、ワークの研削除去量を少なくかつ多くの部材を得ることができ、その切断精度を向上できる。
また、ワークをクーラントに浸漬させて切断することで、希土類磁石部材のような硬くて脆いワークであって厚みのあるものを切断する場合でも、切断刃の焼き付きもなく、精度良く切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】切断刃ブロックの要部を示す断面図である。
【図３】（ａ）は切断刃を示す一部省略側面断面図であり、（ｂ）はその一部省略正面断面図である。
【図４】図１の実施形態の要部を示す図解図である。
【図５】Ｘフィード切断時に切断刃にかかる加工反力の関係を示す図解図である。
【図６】Ｚフィード切断時に切断刃にかかる加工反力の関係を示す図解図である。
【図７】Ｚフィード切断時の切断ストロークを示す図解図である。
【図８】Ｘフィード切断時の切断ストロークを示す図解図である。
【図９】切断刃をワークに切り込んだ状態を示す図解図である。
【図１０】ワークを振動したときのワークと切断刃との間のクリアランスを説明するための図解図である。
【図１１】切断によって得られた部材の厚みを測定する箇所を示す図解図である。
【図１２】（ａ）は実験例１の結果を示すテーブルであり、（ｂ）はそのグラフである。
【図１３】（ａ）は実験例２の結果を示すテーブルであり、（ｂ）はそのグラフである。
【図１４】（ａ）は実験例３の結果を示すテーブルであり、（ｂ）はそのグラフである。
【図１５】加振切断時の切断精度を示すグラフである。
【図１６】（ａ）は加振切断時の面うねりを示すグラフであり、（ｂ）は面うねりの測定箇所を示す図解図である。
【図１７】（ａ）はスペーサの変形例を示す正面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１８】（ａ）は実験例４の結果を示すテーブルであり、（ｂ）はそのグラフである。
【図１９】（ａ）は切断刃の変形例を示す正面図であり、（ｂ）はそりを説明するための図解図である。
【図２０】（ａ）は実験例５の結果を示すテーブルであり、（ｂ）はそのグラフである。
【図２１】貼付板および囲み部材の一例を示す図解図である。
【図２２】ワークを切断する態様の変形例を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ワーク切断装置
２４昇降モータ
２８回転軸
３０切断刃ブロック
３４高速回転モータ
３６、３６ａ切断刃
３６ｂ溝
３８、３８ａスペーサ
３８ｂ環状段部
４０金属めっき相
４２超砥粒
４６振動テーブル
４８加振装置
５０容器
５２クーラント
５４、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ貼付板
５６、５６ａワーク
５８ホース
６０切断部
６８囲み部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a work cutting apparatus and a work cutting method, and more particularly to a work cutting apparatus and a work cutting method using a cutting blade in which superabrasive grains are dispersed over the entire surface.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a cutting blade having a small blade thickness formed by electroforming has been proposed as a cutting blade capable of reducing a cutting removal amount of a work. This cutting blade is formed by dispersing superabrasive grains such as diamond and cBN in a metal plating phase composed of Ni and Co, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-49275. Used for cutting substrates.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to cut a hard and brittle work such as a rare earth magnet member having a large thickness with the cutting blade, the amount of protrusion of the cutting blade must be increased. However, since the rigidity of the cutting blade is weakened due to the small blade thickness, the cutting blade may be deformed at the time of cutting and the cutting accuracy may be deteriorated.
In addition, when cutting a work using such a cutting blade, the difference in blade thickness between the outer peripheral portion and the central portion of the cutting blade is small, so that an important clearance for supplying coolant to the cut portion of the work is small. Become. Therefore, when cutting a work having a large cross-sectional area, particularly when the groove formed in the work at the time of cutting becomes long, the coolant cannot be sufficiently supplied to the cutting portion, and seizure of the cutting blade easily occurs. There is a problem that the life of the device is shortened.
Therefore, a main object of the present invention is to provide a work cutting apparatus and a work cutting method that can improve the cutting accuracy even when cutting a work having a relatively large thickness.
Another object of the present invention is to provide a work cutting apparatus and a work cutting method that can extend the life of a cutting blade.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the work cutting device according to claim 1 is a work cutting device for cutting a work, in which super-abrasive grains are dispersed at least over the entire surface that comes into contact with the work during cutting. IspluralCutting blade,A spacer inserted between the cutting blades,

Cutting bladeOver

8000 rpmFirst driving means for rotating, andTo cut a workpieceA second driving unit for moving at least one of the cutting blade and the work;The spacer is characterized in that it has annular steps only on the outer periphery of both main surfaces thereof.
[0005]
The work cutting device according to claim 2 is the work cutting device according to claim 1, wherein the second driving means includes a cutting blade and a cutting device that move the cutting blade relative to the work at the time of cutting in a vertical direction. At least one of the workpieces is moved.
According to a third aspect of the present invention, in the workpiece cutting apparatus according to the first aspect, the second driving means is configured such that a relative movement direction of the cutting blade with respect to the work at the time of cutting is a method of a contact point between the cutting blade and the work. It is characterized in that at least one of the cutting blade and the work is moved so as to be in a linear direction.
A work cutting device according to a fourth aspect of the present invention is the work cutting device according to the first aspect, further comprising a storage unit that stores a coolant for immersing the work, and the work immersed in the coolant is cut by a cutting blade. It is characterized by doing.
Claim 5The work cutting device described inClaim 4The work cutting device according to the above, further comprising a coolant supply means for supplying a coolant to the work.
[0006]
ContractThe work cutting device according to claim 6,Claim 1Wherein the cutting blade is formed by dispersing superabrasive grains in a metal plating phase.
[0007]
The work cutting device according to claim 7,Claim 1Wherein the cutting blade has a groove at its tip.
Claim 8The work cutting device described inClaim 1In the work cutting device described in (1), vibration means for vibrating the work in the surface direction of the cutting blade is further included.
[0008]
Claim 9The work cutting device described inClaim 8Wherein the vibration direction of the work is perpendicular to the direction of movement of the cutting blade relative to the work.
Claim 10The work cutting device described inClaim 1Wherein the workpiece is a rare-earth alloy magnet member.
Claim 11Is a work cutting method for cutting a work, in which super-abrasive grains are dispersed at least over the entire surface in contact with the work during cutting.pluralCutting bladeAnd spacers each having an annular step only on the outer periphery of both main surfaces, and insert the spacer between the cutting blades.The first step, as well as the cutting bladeOver 8000 rpmLet it rotateCut offA second step of moving at least one of the cutting blade and the work and cutting the work with the cutting blade is provided.
[0009]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the workpiece cutting method of the eleventh aspect, in the second step, at least one of the cutting blade and the work is arranged such that a relative movement direction of the cutting blade with respect to the work is vertical. One of them is moved.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the workpiece cutting method of the eleventh aspect, in the second step, a relative movement direction of the cutting blade with respect to the workpiece is a normal direction of a contact point between the cutting blade and the workpiece. Thus, at least one of the cutting blade and the work is moved.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method for cutting a workpiece according to the eleventh aspect, in the second step, the workpiece is cut by a cutting blade in a state where the workpiece is immersed in a coolant.
[0010]
A work cutting method according to a fifteenth aspect is characterized in that, in the second step, coolant is further supplied to the work.
Claim 16The work cutting method described inClaim 11Wherein the cutting blade is formed by dispersing superabrasive grains in a metal plating phase.
[0011]
Claim 17The work cutting method described inClaim 11Wherein the cutting blade has a groove at the tip thereof.
Claim 18The work cutting method described inClaim 11In the work cutting method described in the above, in the second step, the work is cut while vibrating the work in the surface direction of the cutting blade.
[0012]
Claim 19The work cutting method described inClaim 18In the method of cutting a workpiece described in the item (1), the direction of vibration of the workpiece is perpendicular to the direction of relative movement of the cutting blade with respect to the workpiece.
Claim 20The work cutting method described inClaim 11Wherein the work is a rare earth alloy magnet member.
[0013]
In the case of a cutting blade in which superabrasive grains are dispersed over the entire surface, if the contact area between the cutting blade and the spacer increases, the number of abrasive grains in contact with the spacer increases, and the inclination of the cutting blade may increase. However, by using the spacer having the annular step portion as in the work cutting device according to the first aspect, the contact area between the superabrasive grains distributed on the cutting blade side surface and the spacer is reduced, and the time of mounting the cutting blade is reduced. The inclination of the cutting blade is reduced. In addition, by rotating the cutting blade at a high speed of 8000 rpm or more, the dynamic rigidity of the cutting blade due to centrifugal force can be increased. Therefore, the cutting blade does not flex during cutting, and the side surface of the cutting blade does not rub against the work. As a result, cutting accuracy can be maintained, seizure can be prevented, and the life of the cutting blade can be extended. The same applies to the workpiece cutting method according to the eleventh aspect.
Claim 2In the work cutting device described in the above, for example, by lowering the cutting blade while rotating the cutting blade to cut the workpiece disposed at a predetermined position, it is possible to reduce the force to deform the cutting blade, so that the cutting blade Such a load is reduced. Further, if the cutting blade is rotated at a high speed, the dynamic rigidity of the cutting blade can be increased. Therefore, since the cutting blade is less likely to be deformed, the cutting is stable and the accuracy can be improved even when cutting a relatively thick work. The same applies to the work cutting method according to the twelfth aspect.
Claim 3In the work cutting device described in, for example, by cutting the work placed at a predetermined position while rotating the cutting blade from the normal direction of the contact point with the work,Claim 2As in the case of the work cutting device described in (1), the cutting blade is less likely to be deformed, and the cutting accuracy can be improved even when cutting a relatively thick work. The same applies to the work cutting method according to the thirteenth aspect.
[0014]
Claim 4In the work cutting device described in (1), the work immersed in the coolant is cut, so even if the clearance between the work and the cutting blade is small, which is important for supplying coolant to the work The coolant can be supplied sufficiently. As a result, seizure of the cutting blade can be prevented, and the life of the cutting blade can be extended. The same applies to the workpiece cutting method according to claim 14.
When the cutting blade is rotated at a high speed, the coolant is removed from, for example, the surface of the work due to the co-rotating flow caused by the rotation of the cutting blade, and the coolant may not be sufficiently supplied to the cutting portion. But,Claim 5By supplying a coolant separately to the work as in the work cutting device described in (1), the work can be sufficiently immersed in the coolant, and the seizure of the cutting blade can be further prevented. The same applies to the work cutting method according to claim 15.
[0015]
ContractIn the work cutting device according to claim 6, by dispersing the superabrasive grains in the metal plating phase by, for example, electroforming, a desired cutting blade with a small blade thickness can be obtained, and the amount of grinding removal of the work can be reduced.Claim 16The same applies to the work cutting method described in (1).
[0016]
In the work cutting device according to the seventh aspect, by providing the groove at the tip of the cutting blade, the coolant is easily supplied to the cutting edge of the cutting blade, and the dimensional variation of the member obtained by cutting the work is reduced.Claim 17The same applies to the work cutting method described in (1).
[0017]
Claim 8In the work cutting device described in (1), the cutting blade can be periodically separated from the cutting portion by vibrating the work in the surface direction of the cutting blade during cutting, and supply of coolant to the cutting portion is further facilitated. Further, the deformation of the cutting blade can be corrected, and the cutting accuracy can be improved.Claim 18The same applies to the work cutting method described in (1).
Claim 9In the work cutting apparatus described in the above, the cutting load applied to the cutting blade can be further reduced by making the vibration direction of the work perpendicular to the direction of relative movement of the cutting blade with respect to the work, so that the deformation of the cutting blade is less likely to occur. And cutting accuracy can be improved.Claim 19The same applies to the work cutting method described in (1).
Claims 10 and 20The present invention is particularly effective when a hard and brittle rare earth alloy magnet member that is hard to cut is used as a work as described in (1).
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, a work cutting device 10 according to one embodiment of the present invention is a kind of a so-called cantilever type outer peripheral cutting machine, and includes a bed 12. A column 14 is erected on the bed 12. Two rails 16 parallel to the vertical direction (Z-axis direction) are formed on the front surface of the column 14, and a slider 18 slidable in the vertical direction is mounted on the two rails 16. A slider support 20 having a vertical screw hole is attached to the back surface of the slider 18, and a screw 22 serving as a cutting shaft is screwed into the screw hole of the slider support 20. The screw 22 is rotated by a lifting motor 24 disposed on the column 14. Therefore, the screw 22 is rotated by the control of the elevating motor 24, so that the slider 18 can be moved up and down via the slider support portion 20, and at the time of cutting, a cutting blade block 30, which will be described later, is sent in the direction of arrow A (downward). .
A support 26 is provided on the front surface of the slider 18, and the rotation shaft 28 is rotatably supported by the support 26.
[0019]
A cutting blade block 30 is attached to one end of the rotating shaft 28, and a high-speed rotating motor 34 is connected to the other end of the rotating shaft 28 via a coupling 32. The high-speed rotation motor 34 is disposed on a base 35, and the rotation shaft 28 and the cutting blade block 30 are rotated by the high-speed rotation motor 34, for example, in the direction of arrow B. The rotation speed of the cutting blade block 30 is preferably 8000 rpm or more. The high-speed rotation motor 34 moves in the vertical direction along with the cutting blade block 30.
Referring to FIG. 2, cutting blade block 30 includes a plurality of cutting blades 36 and an annular spacer 38 interposed between cutting blades 36.
[0020]
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the cutting blade 36 is of an all-blade type. For example, the super-abrasive grains 42 are dispersed throughout the metal plating phase 40 mainly composed of Ni and Co by electroforming. The blade thickness D (see FIG. 2) can be reduced. By using such a cutting blade 36, dynamic rigidity of the cutting blade 36 when cutting a thick work 56 (described later) at high speed can be secured.
As the superabrasive grains 42, natural or synthetic industrial diamond powder, cBN (cubic boron nitride) powder, or a mixture of natural or synthetic industrial diamond powder-cBN powder is used.
The volume ratio of superabrasive grains 42 is preferably 20% to 30%. If it is less than 20%, the cutting amount is extremely small with respect to the wear of the cutting blade 36, so that the cutting efficiency is low. On the other hand, if it exceeds 30%, the interval between the superabrasive grains 42 becomes narrow, so that the chip pocket becomes small, sludge stays at the cutting edge of the cutting blade 36, and the coolant 52 (to be described later) flows into the cutting portion 60 (to be described later). , The discharge is not smooth. Therefore, the cutting load increases, and deformation and seizure of the cutting blade 36 occur, resulting in poor cutting accuracy. When the volume ratio of the superabrasive grains 42 is 20% to 30%, the supply of the coolant 52 and the discharge of the sludge are easy, and the superabrasive grains 42 are easily degranulated, so that the cutting resistance is reduced and the cutting becomes smooth. The cutting efficiency and cutting accuracy are improved.
[0021]
The blade thickness D of the cutting blade 36 is desirably 0.1 mm to 0.5 mm. In this case, the amount of grinding removal (sharpening margin) of the work 56 can be reduced, and more members 62 (described later) are obtained from the work 56. Can be. If the blade thickness D of the cutting blade 36 is less than 0.1 mm, the rigidity of the cutting blade 36 will be insufficient, and if it exceeds 0.5 mm, the amount of grinding removal of the work 56 will increase, and each will cause problems.
If the cutting blade 36 has been warped by lapping using diamond-based abrasive grains, the cutting accuracy can be further improved.
If the cutting blade 36 has a porous (porous) 43, the coolant 52 can be more easily supplied to the cutting blade 36 and the work 56.
[0022]
Returning to FIG. 1, two rails 44 are laid on the base 12, and a vibration table 46 is slidably mounted on the rails 44. The vibration table 46 is vibrated by a vibrating device 48. 56 can be vibrated.
The vibration direction of the vibration table 46, that is, the work 56, is the surface direction of the cutting blade 36 as shown by the arrow C, and is perpendicular to the cutting direction of the cutting blade 36 shown by the arrow A.
Further, the vibration frequency of the work 56 is desirably 10 Hz or more. In this case, since the load applied to the cutting blade 36 is reduced, the deformation of the cutting blade 36 is quickly corrected, and the cutting accuracy is improved.
[0023]
A container 50 is arranged on the vibration table 46, and a coolant 52 is accommodated in the container 50 as shown in FIG. The coolant 52 contains water as a main component. The surface tension of the coolant 52 is preferably 25 mN / m to 60 mN / m (25 dyn / cm to 60 dyn / cm). If the main component is water, the cooling effect is high, and if the surface tension is 25 mN / m to 60 mN / m (25 dyn / cm to 60 dyn / cm), the permeability of the coolant 52 to the cutting portion 60 is good, and the cutting efficiency is high. Is good.
As an additive contained in the coolant 52, a surfactant or a synthetic type synthetic lubricant, a rust inhibitor, a non-ferrous metal anticorrosive, a preservative, and an antifoaming agent can be used.
[0024]
As the surfactant, as the anionic type, a fatty acid derivative such as a fatty acid soap or a naphthenic acid soap, or a sulfate type such as a long-chain alcohol sulfate or a sulfated oil of animal or vegetable oil, or a sulfonic acid type such as a petroleum sulfonic acid salt As the nonionic, polyoxyethylenes such as polyoxyethylene alkylphenyl ether and polyoxyethylene monofatty acid esters, polyhydric alcohols such as sorbitan monofatty acid esters, and alkylolamides such as fatty acid diethanolamide are used. Can be. Specifically, by adding about 2% by weight of chemical solution type JP-0497N (manufactured by Castrol) to water, the surface tension and the coefficient of kinetic friction can be adjusted within a suitable range.
[0025]
As the synthetic type synthetic lubricant, synthetic solution type, synthetic emulsion type and synthetic soluble type can be used. Among them, the synthetic solution type is preferable, and specifically, Syntylo 9954 (manufactured by Castrol) And # 880 (manufactured by Yushiro Chemical Industry Co., Ltd.). In any case, by adding about 2% by weight to water, the surface tension and the coefficient of kinetic friction can be adjusted within a suitable range.
Further, by containing a rust inhibitor, corrosion of the rare earth alloy can be prevented. Here, it is preferable that PH is 9-11. As the rust inhibitor, carboxylate such as oleate or benzoate, or amines such as triethanolamine as an organic type, and phosphate, borate, molybdate, tungstate as an inorganic type. Or carbonates can be used.
[0026]
As a non-ferrous metal anticorrosive, for example, a nitrogen compound such as benzotriazole can be used, and as a preservative, a formaldehyde donor such as hexahydrotriazine can be used.
As an antifoaming agent, a silicone emulsion can be used. By containing an antifoaming agent, foaming of the coolant 52 can be reduced, permeability of the coolant 52 can be improved, a cooling effect can be enhanced, and a rise in temperature at the cutting edge can be prevented. Therefore, abnormal temperature rise and abnormal wear at the cutting edge of the cutting blade 36 are less likely to occur.
[0027]
A discharge port (not shown) for discharging the coolant 52 is provided on the bottom surface of the container 50. An attaching plate 54 having a V-shaped cross section is disposed on the bottom surface of the container 50, and a plurality of works 56 are fixed on the attaching plate 54 by an adhesive. In the container 50, the work 56 is immersed in the coolant 52. As the work 56, for example, a rare earth alloy magnet member made of a neodymium alloy or the like (described in US Pat. Nos. 4,770,723 and 4,792,368) is used.
Further, a hose 58 of a coolant supply device (not shown) is arranged so as to face the inside of the container 52, and the coolant 52 is discharged from the end of the hose 58 to the work 56.
At the time of cutting, the cutting blade 36 is rotated in the direction of arrow B, and the slider 18 is slid in the direction of arrow A, whereby the cutting blade 36 is relatively moved toward the work 56 at a constant speed. Then, the work 56 immersed in the coolant 52 is cut into predetermined dimensions by the cutting blade 36. At this time, the coolant 52 from the coolant supply device is supplied to the work 56 via the hose 58 as necessary.
[0028]
According to such a workpiece cutting device 10, the following effects can be obtained.
Generally, in a work cutting device, it is ideal that the cutting blade is mounted so as to be completely perpendicular to the rotation axis. In this case, a cutting reaction force is generated within the cutting blade surface, and the cutting blade is attached to the surface. No vertical deformation force is generated. However, in reality, as shown in FIG. 5, a cutting blade attachment error θ (θ = about 0.02 to 0.04 degrees) occurs. When the work 56 is cut by, for example, X feed (by cutting the cutting blade 36 from the horizontal direction with respect to the work 56), a component force f2 (an attachment error component of a tangential component f1 of the cutting reaction force f and an attachment error). = F1 × sin θ) acts as a force for deforming the cutting blade 36, and the cutting blade 36 is deformed, resulting in poor cutting accuracy. The same occurs when the cutting blade 36 is formed by electroforming and the cutting blade 36 is not symmetrical in the thickness direction.
[0029]
On the other hand, according to the work cutting device 10 that cuts the work 56 by the Z feed indicated by the arrow A (by moving the cutting blade 36 in the vertical direction), as shown in FIG. Even if there is, the cutting reaction force F is substantially in the direction of the center of the rotating shaft 28, so the tangential component force F1 is small. Therefore, the component force F2 (= F1 × sin θ) for deforming the cutting blade 36 is inevitably smaller than the case shown in FIG. 5, the load on the cutting blade 36 is reduced, and the cutting blade 36 is deformed. It becomes difficult to do. Further, in the work cutting device 10, as shown in FIG. 1, the work 56 is arranged in a V-shape and cut in the vertical direction (cutting direction), so that the work 56 does not shift due to the pressing force at the time of cutting. Therefore, cutting accuracy can be improved. Similarly, when the cutting blade 36 is formed by electroforming and the cutting blade 36 is not symmetrical in the thickness direction, the cutting accuracy is also improved.
[0030]
Also, as shown in FIG. 7, it can be seen that the stroke L1 of the cutting blade 36 from the start of cutting to the end of cutting by the work cutting device 10 can be reduced as compared to the stroke L2 in the case of X-feed as shown in FIG. . When a plurality of works 56 are arranged side by side as shown in FIG. 1, the stroke can be further shortened as compared with the case of X feed, and the effect is remarkable.
Furthermore, by rotating the cutting blade 36 at a high speed of 8000 rpm or more, the dynamic rigidity of the cutting blade 36 due to centrifugal force is increased, the deformation of the cutting blade 36 is less likely to occur, and the work 56 can be stably cut. Since the dynamic rigidity of the cutting blade 36 can be increased in this manner, even a relatively large cutting blade 36 having a protruding amount E (see FIG. 2) exceeding 25 mm can be used without any problem, and the protruding amount E can be reduced. A cutting blade 36 of about 30 mm can be used.
[0031]
Therefore, according to the work cutting device 10, even when cutting the work 56 having a relatively large thickness, it is possible to reduce the amount of removal of the work 56 and improve the cutting accuracy. In particular, the present invention is effective when cutting a thick workpiece which is a rare-earth alloy magnet member made of a hard, brittle, hard-to-cut neodymium alloy or the like.
It should be noted that the higher the cutting speed, the higher the required rigidity at the time of cutting. Therefore, rotating the cutting blade 36 at a high speed is more effective as the cutting speed is higher.
The above-described effects can be obtained also when the work 56 is cut from the normal direction of the contact point between the cutting blade 36 and the work 56.
[0032]
Further, since the work 56 is immersed in the coolant 52 when the work 56 is cut, the coolant 52 can be sufficiently supplied to the cutting portion 60 even if the clearance between the work 56 and the cutting blade 36 is small. Further, as described above, by rotating the cutting blade 36 at high speed, the dynamic rigidity of the cutting blade 36 is increased, so that the cutting blade 36 does not bend during cutting and the side surface of the cutting blade 36 does not rub against the work 56. Therefore, even when cutting a relatively thick work 56, seizure of the cutting blade 36 can be prevented, and the life of the cutting blade 36 can be extended. Further, by supplying the coolant 52 separately from the hose 58 to the cutting portion 60 of the work 56, the work 56 can be sufficiently immersed in the coolant 52, and the seizure of the cutting blade 36 can be further prevented.
[0033]
Further, since the difference in blade thickness between the outer peripheral portion and the central portion of the cutting blade 36 is small, the clearance between the cutting blade 36 and the cutting portion 60 of the work 56 is reduced as shown in FIG. However, by vibrating the vibration table 46, that is, the work 56 in the plane direction of the cutting blade 36 and perpendicular to the cutting direction of the cutting blade 36 at the time of cutting, as shown in FIGS. Since the blade 36 can be periodically separated from the cutting section 60, the supply of the coolant 52 to the cutting section 60 is facilitated, and the discharge of sludge can be promoted. In addition, deformation of the cutting blade 36 during cutting can be corrected. Further, since the cutting load applied to the cutting blade 36 can be reduced, the deformation of the cutting blade 36 hardly occurs. Therefore, cutting accuracy can be improved.
The effect of vibrating the work 56 becomes more remarkable as the cutting speed is increased.
[0034]
Next, each experimental example in which the work 56 is cut using the work cutting device 10 will be described.
The following Experimental Examples 1 to 3 were performed under the common experimental conditions shown in Table 1, and as shown in FIG. 11, the maximum value and the minimum value of the five points of the thickness of the member 62 obtained by cutting the work 56. The dimensional variation was measured by calculating the difference from the value.
[0035]
[Table 1]

[0036]
(Experimental example 1)
The Z-feed cutting in which the cutting blade 36 is cut in the work 56 from the vertical direction and the X-feed cutting in which the cutting blade 36 is cut in the work 56 from the horizontal direction were performed. At this time, in both cases, the coolant 52 was supplied to the work 56 by discharging from the hose 58, the rotation speed of the cutting blade was 8000 rpm, and the cutting speed was set at 2 mm / min for the Z feed and 5 mm / min for the X feed. . The cutting process was performed twice for the Z feed, and the average value was obtained. 12, 13, and 14, <left> refers to the inner member 62 obtained by cutting the left work 56 shown in FIG. 1, and <right> refers to cut the right work 56. Refers to the inner member 62 obtained as a result. The <Total> column shows the difference between the maximum value and the minimum value of a total of 10 thicknesses obtained from both inner members 62, and is referred to as dimensional variation.
The experimental results shown in FIGS. 12A and 12B show that Z-feed cutting has smaller dimensional variation than X-feed cutting and has better cutting accuracy.
[0037]
(Experimental example 2)
Next, Z-feed cutting was performed for each of the cases where the cutting blade rotation speed was 8000 rpm and 3600 rpm. When the cutting blade rotation speed is 8000 rpm, the cutting speed is changed to 1 mm / min, 2 mm / min, 4 mm / min, 6 mm / min, and when the cutting blade rotation speed is 3600 rpm, the cutting speed is 1 mm. / Min, 2 mm / min, and 3 mm / min. In both cases, the work 56 was immersed in the coolant 52 in the container 50. In FIG. 13A and FIG. 14A, n = 3 indicates that the cutting process was performed three times and the average value was obtained.
From the experimental results shown in FIGS. 13A and 13B, it can be seen that the dimensional variation is smaller when the cutting blade rotation speed is 8000 rpm than when it is 3600 rpm, and the cutting accuracy is better. At a cutting blade rotation speed of 3600 rpm, if the cutting speed is 3 mm / min, the bending load on the abrasive grains due to the bending of the cutting blade 36 becomes too large, and seizure occurs on the cutting blade 36. However, at 8000 rpm, seizure does not occur and the life of the cutting blade 36 can be extended. Therefore, by rotating the cutting blade 36 at high speed, cutting accuracy can be improved and the life of the cutting blade 36 can be extended. This effect becomes remarkable when the protrusion amount E is 25 mm or more.
[0038]
(Experimental example 3)
Further, Z-feed cutting was performed for the case where the work 56 was immersed in the coolant 52 in the container 50 and the case where the coolant 52 was discharged from the hose 58 to the work 56. At this time, both the cutting blade rotation speed was 8000 rpm. When the work 56 is immersed in the coolant 52 in the container 50, the cutting speed is changed to 1 mm / min, 2 mm / min, 4 mm / min, and 6 mm / min to discharge the coolant 52 to the work 56. , The cutting speed was changed to 1 mm / min, 2 mm / min, and 3 mm / min.
According to the experimental results shown in FIGS. 14A and 14B, in the case where the coolant 52 is supplied by discharge, when the cutting speed is 3 mm / min, the coolant 52 is less likely to be supplied to the cutting unit 60 by the entrainment flow. Seizure occurs on the cutting blade 36. On the other hand, when the work 56 is immersed in the coolant 52 in the container 50, no seizure occurs even if the cutting speed becomes 6 mm / min. Therefore, when the work 56 is immersed in the coolant 52, seizure does not occur even when the cutting speed is increased, and the cutting can be performed well, and the life of the cutting blade 36 can be extended. Further, when the work 56 is immersed in the coolant 52, the dimensional variation is reduced and the cutting accuracy is better.
[0039]
That is, if the blade thickness D of the cutting blade 36 is 0.3 mm, the clearance becomes small, and the supply of the coolant 52 is likely to be insufficient. Dipping the work 56 is effective.
According to the workpiece cutting device 10, as can be seen from FIG. 15, the dimensional variation is smaller when the workpiece 56 is vibrated (here, the vibration frequency is 20 Hz) and cut than when the workpiece 56 is not vibrated. It can be seen that the cutting accuracy is improved. The effect becomes more remarkable as the cutting speed increases.
Further, as shown in FIG. 16A, by applying vibration during cutting, the undulation (surface undulation) of the cut surface can be reduced, and the flatness is improved.
[0040]
Here, the face swell is obtained as follows. First, among the members 62 obtained by cutting the work 56, the surface height is measured by running a measuring device (not shown) in each of the directions of arrows H1 and H2 shown in FIG. 16B. Then, the difference between the maximum value and the minimum value in each of the directions of the arrows H1 and H2 is obtained, and the average value thereof is taken as the surface undulation.
In the workpiece cutting device 10, a spacer 38a as shown in FIGS. 17A and 17B may be used.
The spacer 38 a is formed in a hollow disk shape, has annular step portions 38 b on the outer periphery of both main surfaces thereof, and is inserted between the cutting blades 36.
Here, Experimental Example 4 regarding the presence or absence of the annular step portion 38b will be described.
[0041]
(Experimental example 4)
As a spacer, a case where a spacer 38 having no annular step portion 38b is used as shown in FIG. 2 and a case where a spacer 38a having an annular step portion 38b is used as shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b). , Z-feed cutting.
At this time, in both cases, the cutting blade 36 is a set of five, the protrusion amount E = 20 mm, the cutting speed is 2 mm / min, the cutting blade rotation speed is 8000 rpm, the target thickness is 2.0 mm, and the work 56 is the coolant 52 in the container 50. And the coolant 52 is supplied from the hose 58 to about 20 kPa (2 kgf / cm²) Was supplied to the work 56 by the discharge pressure. The dimensions of the spacer 38a were an outer diameter of 110.0 mm, an inner diameter of 60.0 mm, a thickness T of 2.0 mm, a contact width W of 9.0 mm, and a step G of 0.1 mm. Other conditions including the dimensions of the spacer 38 were the same as in Table 1.
Then, one work 56 arranged on the attaching plate having a flat surface is cut by a set of five cutting blades 36, and the obtained inner four members 62 (No. 1 to No. 4) are used. Then, the dimensional variation and the parallelism were measured. The cutting process was performed three times, and the average value was obtained.
[0042]
The parallelism is calculated as follows. The thickness of the member 62 obtained by cutting the work 56 is measured at predetermined five locations shown in FIG. 11, and the difference between the maximum value and the minimum value is determined. This process is performed for each of the cut-out members 62, and the average value of the difference between the maximum value and the minimum value obtained for each member 62 is set as the parallelism.
The dimensional variation in Experimental Example 4 is the difference between the maximum value and the minimum value of a total of 20 points obtained from the four members 62 (No. 1 to No. 4).
[0043]
From the experimental results shown in FIGS. 18A and 18B, the dimensional variation and the parallelism are smaller when the spacer 38a having the annular step 38b is used than when the spacer 38 without the annular step 38b is used. It can be seen that the cutting accuracy is good. This is because when assembling the spacer to the cutting blade 36, the spacer 38 a has a smaller contact area with the superabrasive grains 42 present on the side surface of the cutting blade 36 and less interference of the superabrasive grains 42, and the inclination of the cutting blade 36 is reduced. Is considered to be smaller. Also, the spacer 38a having the annular step portion 38b has a smaller contact area with the cutting blade 36 than the spacer 38, and the assembling load is concentrated on the edge portion, so that the cutting blade 36 is more firmly fixed. Conceivable.
[0044]
Note that the contact width W of the annular step portion 38b is preferably about 1/3 of the difference P between the outer diameter and the inner diameter of the spacer 38a. In this case, the cutting blade 36 is securely held at the time of cutting, and the inclination of the cutting blade 36 can be reduced.
Further, a cutting blade 36a as shown in FIG. 19A may be used as the cutting blade.
The cutting blade 36a is formed by providing a groove 36b at the tip of the cutting blade 36. The grooves 36b are, for example, 1 mm wide and 2 mm deep, and are formed at regular intervals so as to divide the outer periphery of the cutting blade 36a into 16 pieces.
An experimental example 5 relating to the presence or absence of the groove 36b will be described.
[0045]
(Experimental example 5)
Z-feed cutting was performed when the cutting blade 36 having no groove 36b was used as the cutting blade, and when the cutting blade 36a having the groove 36b was used as shown in FIG.
At this time, a spacer 38 is used for both, the

cutting blades

36 and 36a are in a set of four, the protrusion amount E = 20 mm, the work 56 is immersed in the coolant 52 in the container 50, and the coolant 52 is about 20 kPa ( 2kgf / cm²) Was supplied to the work 56 by the discharge pressure. The other conditions were the same as the experimental conditions shown in Table 1.
Then, the two workpieces 56 arranged on the attaching plate 54 having a substantially V-shaped cross section are cut by the four

cutting blades

36 or 36a, and the dimensional variation is reduced by using the obtained inner six members 62. It was measured.
[0046]
In Experimental Example 5, the dimensional variation was determined as follows.
First, a total of 30 thicknesses of the obtained six members 62 are measured, and the difference between the maximum value and the minimum value is determined. The process is performed for each cutting process, and the average value of the difference between the maximum value and the minimum value is obtained, and is set as the dimensional variation. In Experimental Example 5, the cutting process was performed three times, and the average value was obtained.
For each of the cases where the cutting blade rotation speed was 8000 rpm and 3600 rpm, the cutting speed was changed to 2 mm / min, 4 mm / min and 6 mm / min, and the cutting process was performed, and the dimensional variation was calculated for each case.
[0047]
As can be seen from the experimental results shown in FIGS. 20A and 20B, the coolant 52 is supplied to the cutting edge when the cutting blade 36 a having the groove 36 b is used, rather than when the cutting blade 36 without the groove 36 b is used. And dimensional variations are reduced. In particular, when the cutting blade rotation speed is normal (3600 rpm), the dimensional variation is reduced.
Further, in the work cutting apparatus 10, when the cutting blade 36a was used as the cutting blade and the spacer 38a was used as the spacer, the dimensional variation could be reduced to 0.1 mm or less when the protrusion amount E was 20 mm or less. At this time, the warp of the cutting blade 36a was 30 μm or less. The “warp” is obtained by adding the maximum value and the minimum value of the surface height in each of the directions of the arrows X and Y shown in FIG. For measurement of the warpage, for example, a stylus type shape measuring instrument is used.
[0048]
As the coolant 52, a synthetic chemical type having excellent permeability was effective, and the dimensional variation could be reduced by providing the groove 36b like the cutting blade 36a.
As shown in FIG. 21, in the work cutting device 10, the coolant 52 is supplied from the bottom of the upper surface of the attaching plate 54 a using the attaching plate 54 a having a V-shaped cross-section surface (upper surface) without using the container 50. You may do so.
That is,

arrangement plates

66a and 66b are mounted on the

inclined surfaces

64a and 64b of the attaching plate 54a, respectively, and the work 56 is arranged on the

arrangement plates

66a and 66b, respectively. Plate-like surrounding members 68 are attached to both side surfaces of the attaching plate 54a so that the coolant 52 can be stored. A coolant supply path 70 is formed in the attachment plate 54a. The coolant 52 is supplied into the coolant supply path 70 from a hole 72 provided on the side surface of the attaching plate 54a, and the coolant 52 is directed upward from, for example, a plurality of hole-shaped supply ports 74 provided at the bottom of the upper surface of the attaching plate 54a. Discharged.
[0049]
By supplying the coolant 52 to the work 56 not only from the hose 58 but also from below as described above, the coolant 52 can be sufficiently supplied to the cutting portion 60. At this time, the amount of coolant discharged from the hose 58 is preferably 50 L / min to 200 L / min.
The present invention is not limited to the case where the attaching

plates

54 and 54a having a substantially V-shaped cross section as shown in FIGS. 22 (a) and 21 are used. As shown in FIG. 22 (b), a sticking plate 54b having an arc-shaped groove with a substantially same curvature as the outer periphery of the cutting blade 36 may be used. Further, as shown in FIG. 22C, four works 56a may be arranged in a line on the attaching plate 54c. Further, as shown in FIG. 22D, the work 56 arranged on the attaching plate 54d having a flat surface may be cut from the vertical direction. Alternatively, the work 56 may be cut by moving the cutting blade 36 horizontally from the normal direction of the work 56 arranged in the vertical direction as shown in FIG. As shown, the work 56 arranged in the vertical direction may be moved in the horizontal direction, and the work 56 may be cut by the cutting blade 36 from its normal direction. Even in these cases, as shown in FIG. 6, the load applied to the cutting blade 36 is reduced, and the cutting blade 36 is hardly deformed, so that the cutting accuracy is improved. The present invention is not limited to the case where the cutting blade 36 is moved toward the work at the time of cutting, and the work may be moved toward the cutting blade 36. The same applies to the case where the cutting blade 36a is used.
[0050]
The

cutting blades

36 and 36a of the present invention are not limited to the electroformed type, and may be any type of all blade type cutter such as a resin type or a metal type as shown in Japanese Patent Publication No. 52-33356.
The cutter wheel included in the metal bond cutter disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-33356 is obtained as follows.
First, a metal powder consisting of Sn: 1% to 18%, Ag: 1% to 20%, one or several kinds of Fe, Ni, Co, and Cr, 5% to 45%, and the balance Cu: Abrasive grains such as natural and artificial diamonds are mixed to be homogeneous. The mixture is cold-pressed into a predetermined size and shape, and then sintered in a reducing atmosphere or a neutral atmosphere. The diamond used in this case has a grain size of # 140 / 170-600 mesh (approximately 100-30 μm), and its compounding amount varies depending on the type of application, but 5-30% by volume of the entire cutter wheel. It is. The cold forming pressure of the cutter wheel is 1 ton / cm²~ 5 ton / cm²And the sintering temperature is 650 ° C to 900 ° C.
[0051]
Further, as shown in JP-A-8-109431 and JP-A-8-109432, a diamond sintered body alloy obtained by sintering diamond, cBN or the like with a cemented carbide may be used for the

cutting blades

36 and 36a.
As the metal plating phase 40, any element other than Ni and Co can be used as long as rigidity enough to withstand cutting is obtained.
The superabrasive grains 42 need only be dispersed over at least the entire surface of the cutting blade that comes into contact with the workpiece 56 during cutting. For example, the superabrasive grains 42 may be dispersed only on the protruding portion indicated by the protruding amount E in FIG.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, the cutting blade in which the superabrasive grains are dispersed at least over the entire surface in contact with the work during cutting is rotated at high speed, and the work is cut in the vertical direction or the normal direction of the contact point between the cutting blade and the work. By doing so, it is possible to obtain a large number of members with a small amount of grinding removal of the work, and it is possible to improve the cutting accuracy.
Also, by cutting the work by immersing it in a coolant, even when cutting a hard and brittle work such as a rare earth magnet member and having a thick thickness, the cutting blade can be cut accurately without seizing of the cutting blade. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a cutting blade block.
3 (a) is a partially omitted side sectional view showing a cutting blade, and FIG. 3 (b) is a partially omitted front sectional view thereof.
FIG. 4 is an illustrative view showing a main part of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is an illustrative view showing a relationship of a processing reaction force applied to a cutting blade during X-feed cutting;
FIG. 6 is an illustrative view showing a relationship of a processing reaction force applied to a cutting blade during Z-feed cutting;
FIG. 7 is an illustrative view showing a cutting stroke at the time of Z-feed cutting;
FIG. 8 is an illustrative view showing a cutting stroke at the time of X-feed cutting;
FIG. 9 is an illustrative view showing a state where a cutting blade is cut into a work;
FIG. 10 is an illustrative view for explaining a clearance between the work and the cutting blade when the work is vibrated;
FIG. 11 is an illustrative view showing a portion where a thickness of a member obtained by cutting is measured;
12A is a table showing the results of Experimental Example 1, and FIG. 12B is a graph thereof.
13A is a table showing the results of Experimental Example 2, and FIG. 13B is a graph thereof.
14A is a table showing the results of Experimental Example 3, and FIG. 14B is a graph thereof.
FIG. 15 is a graph showing cutting accuracy during vibration cutting.
16 (a) is a graph showing surface waviness during vibration cutting, and FIG. 16 (b) is an illustrative view showing measurement points of surface waviness.
FIG. 17A is a front view showing a modified example of the spacer, and FIG. 17B is a sectional view thereof.
18A is a table showing the results of Experimental Example 4, and FIG. 18B is a graph thereof.
FIG. 19A is a front view showing a modified example of a cutting blade, and FIG. 19B is an illustrative view for explaining a warp.
FIG. 20A is a table showing the results of Experimental Example 5, and FIG. 20B is a graph thereof.
FIG. 21 is an illustrative view showing one example of an attaching plate and a surrounding member;
FIG. 22 is an illustrative view showing a modified example of a mode of cutting a work;
[Explanation of symbols]
10 Work cutting device
24 Lifting motor
28 rotation axis
30 Cutting blade block
34 High-speed rotation motor
36, 36a Cutting blade
36b groove
38, 38a Spacer
38b annular step
40 Metal plating phase
42 super abrasive
46 Vibration table
48 Exciter
50 containers
52 Coolant
54, 54a, 54b, 54c, 54d sticking plate
56, 56a Work
58 hose
60 Cutting part
68 Enclosure member

Claims

A work cutting device for cutting a work,
At least a plurality of cutting blades in which superabrasive grains are dispersed over the entire surface in contact with the workpiece during cutting,
A spacer interposed between the cutting blades,
First driving means for rotating the cutting blade at 8000 rpm or more , and
A second driving unit that moves at least one of the cutting blade and the work to cut the work ,
The work cutting device , wherein the spacer has annular step portions only on the outer circumferences of both main surfaces thereof .

2. The work according to claim 1, wherein the second driving unit moves at least one of the cutting blade and the work such that a relative movement direction of the cutting blade with respect to the work at the time of cutting is a vertical direction. 3. Cutting device.

At least one of the cutting blade and the work such that a relative movement direction of the cutting blade with respect to the work at the time of cutting is a normal direction of a contact point between the cutting blade and the work. The workpiece cutting device according to claim 1, wherein the workpiece is moved .

The work cutting device according to claim 1, further comprising: accommodation means in which a coolant for immersing the work is accommodated, wherein the work immersed in the coolant is cut by the cutting blade .

The work cutting device according to claim 4 , further comprising a coolant supply unit that supplies the coolant to the work.

The work cutting device according to claim 1 , wherein the cutting blade is formed by dispersing the superabrasive grains in a metal plating phase.

The work cutting device according to claim 1 , wherein the cutting blade has a groove at a tip thereof.

The work cutting device according to claim 1 , further comprising a vibration unit configured to vibrate the work in a surface direction of the cutting blade.

9. The work cutting apparatus according to claim 8 , wherein a vibration direction of the work is perpendicular to a direction of movement of the cutting blade relative to the work.

The work cutting device according to claim 1 , wherein the work is a rare earth alloy magnet member.

A work cutting method for cutting a work,
At least a plurality of cutting blades in which superabrasive grains are dispersed over the entire surface in contact with the workpiece during cutting, and a spacer having an annular step portion only on both outer peripheral surfaces are prepared, and the spacer is provided between the cutting blades. the first step interposing the spacer, and moves at least one of the front cutting blade one or rotated at least 8000rpm SL cutting blade and said workpiece, a second step of cutting the workpiece by the cutting blade Provide a work cutting method.

The work cutting method according to claim 11, wherein in the second step, at least one of the cutting blade and the work is moved such that a relative movement direction of the cutting blade with respect to the work is a vertical direction .

In the second step, at least one of the cutting blade and the work is moved such that a relative movement direction of the cutting blade with respect to the work is a normal direction of a contact point between the cutting blade and the work. A workpiece cutting method according to claim 11 .

The work cutting method according to claim 11, wherein in the second step, the work is cut by the cutting blade in a state where the work is immersed in a coolant .

The work cutting method according to claim 14, wherein in the second step, the coolant is further supplied to the work.

The method according to claim 11 , wherein the cutting blade is formed by dispersing the superabrasive grains in a metal plating phase.

The method according to claim 11 , wherein the cutting blade has a groove at a tip thereof.

The work cutting method according to claim 11 , wherein in the second step, the work is cut while vibrating the work in a surface direction of the cutting blade.

19. The method according to claim 18 , wherein a vibration direction of the work is perpendicular to a direction of movement of the cutting blade relative to the work.

The method according to claim 11 , wherein the workpiece is a rare earth alloy magnet member.