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JP6338951B2 - Electrodeposition whetstone and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description

本発明は、メッキ層を介して台金に固着された砥粒を有する電着砥石及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an electrodeposition grindstone having abrasive grains fixed to a base metal via a plating layer and a method for manufacturing the same.

図8は、特許文献1に記載される従来公知の電着砥石1の要部縦断面図である。周知の通り、電着砥石1は、台金2に対し、メッキ層3を介して固着された複数個の砥粒4からなる砥粒層を有する。なお、メッキ層3は電解メッキ又は無電解メッキ等によって形成され、その層厚Tは、特許文献1に記載されるように、砥粒4の平均粒径の30〜75%程度(一般的には50〜70%程度)に設定される。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a main part of a conventionally known electrodeposition grindstone 1 described in Patent Document 1. As shown in FIG. As is well known, the electrodeposition grindstone 1 has an abrasive layer composed of a plurality of abrasive grains 4 fixed to a base metal 2 via a plating layer 3. The plating layer 3 is formed by electrolytic plating, electroless plating, or the like, and the layer thickness T is about 30 to 75% of the average particle diameter of the abrasive grains 4 as described in Patent Document 1 (generally, Is set to about 50 to 70%.

従って、砥粒4の一部はメッキ層3から露呈し、この露呈した部位でワーク(図示せず)を研削する。研削中に発生する切粉は、砥粒4同士の間のクリアランス、すなわち、チップポケットを介して排出される。ここで、砥粒4が高密度で密集していると、チップポケットの容積が小さくなるので切粉の排出が困難となり、目詰まりや溶着が起こり易くなる。一方、砥粒4が低密度であると、ワークを研削すること自体が困難となる。このため、電着砥石1においては、ワークを研削することが容易であり、且つ切粉を排出することが容易な密度となるように、砥粒4の密度が設定される。   Accordingly, a part of the abrasive grains 4 is exposed from the plating layer 3, and a workpiece (not shown) is ground at the exposed portion. Chips generated during grinding are discharged through a clearance between the abrasive grains 4, that is, through a chip pocket. Here, if the abrasive grains 4 are dense and dense, the volume of the chip pocket becomes small, so that it becomes difficult to discharge chips, and clogging and welding are likely to occur. On the other hand, when the abrasive grains 4 have a low density, it becomes difficult to grind the workpiece itself. For this reason, in the electrodeposition grindstone 1, the density of the abrasive grains 4 is set so that the workpiece can be easily ground and the chips can be easily discharged.

砥粒4は、ワークに対する研削加工を繰り返すことに伴って摩耗し、図9に示すように、摩耗した砥粒4の粒径(換言すれば、砥粒層の層厚)がメッキ層3の層厚Tと同程度となる。この状態では研削が困難となり、いわゆる切れ味が低下する。また、切粉を排出することが困難となるので、上記の通り、目詰まりや溶着が起こり易くなる。このような状況が確認されるに至ると、電着砥石1が寿命に達したと判断され、新たなものに交換される。   The abrasive grains 4 wear as the workpiece is ground repeatedly. As shown in FIG. 9, the abrasive grains 4 have a grain size (in other words, the layer thickness of the abrasive layer) of the plating layer 3. It is approximately the same as the layer thickness T. In this state, grinding becomes difficult and so-called sharpness decreases. Further, since it becomes difficult to discharge the chips, clogging and welding are likely to occur as described above. When such a situation is confirmed, it is determined that the electrodeposition grindstone 1 has reached the end of its life and is replaced with a new one.

この種の電着砥石の長寿命化を図るべく、特許文献2には、台金に段部を設けることで砥粒層に段差を形成することが提案されている。特許文献2によれば、研削の初期段階では高段に位置する砥粒が研削に関与し、この砥粒が摩耗ないし脱落した後には低段に位置する砥粒が研削に関与するので、電着砥石の長寿命化が期待される、とのことである。   In order to extend the life of this type of electrodeposition grindstone, Patent Document 2 proposes forming a step in the abrasive grain layer by providing a step on the base metal. According to Patent Document 2, abrasive grains located at a higher stage are involved in grinding in the initial stage of grinding, and after the abrasive grains are worn or dropped, abrasive grains located at a lower stage are involved in grinding. The service life of the grinding stone is expected to be extended.

特開平5−138537号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-138537 特開平9−193023号公報JP-A-9-193023

電着砥石の長寿命化については、上記の特許文献2をはじめとして様々な検討がなされてはいるものの、今なお十分であるとは言い難い。すなわち、ワークを容易に研削し得、しかも、切粉を容易に排出し得る電着砥石が要請されている。   Although various studies have been made on the extension of the life of the electrodeposition grindstone, including the above-mentioned Patent Document 2, it is still not sufficient. That is, there is a demand for an electrodeposition grindstone that can easily grind a workpiece and that can easily discharge chips.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、十分な容積のチップポケットを有し、しかも、砥粒が摩耗した後であってもなお切粉を容易に排出し得る電着砥石及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is an electrodeposition grindstone having a chip pocket with a sufficient volume and capable of easily discharging chips even after the abrasive grains are worn. And it aims at providing the manufacturing method.

前記の目的を達成するために、本発明は、メッキ層を介して台金に固着された砥粒を有する電着砥石において、
前記メッキ層は、前記台金に指向して陥没し前記砥粒の一部を該メッキ層から露呈させる凹部と、前記砥粒を挟んで前記凹部の反対側に形成され、且つ他の部位に比して層厚が大きな層厚部とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electrodeposition grindstone having abrasive grains fixed to a base metal through a plating layer,
The plating layer is formed on the opposite side of the concave portion with the abrasive grains sandwiched between the concave portion that exposes a part of the abrasive grains from the plating layer and that is depressed toward the base metal. It has a layer thickness part with a larger layer thickness than that .

本発明に係る電着砥石では、砥粒同士の間に加え、前記凹部がチップポケットとして機能する。このため、チップポケットの容積が大きい。しかも、凹部がメッキ層に形成されているので、該凹部が消失することはない。すなわち、砥粒が摩耗した後もチップポケットとして機能することが可能である。このため、長期間にわたって切粉を排出することが容易である。   In the electrodeposition grindstone according to the present invention, the concave portion functions as a chip pocket in addition to between the abrasive grains. For this reason, the volume of the chip pocket is large. And since the recessed part is formed in the plating layer, this recessed part does not lose | disappear. That is, it can function as a chip pocket even after the abrasive is worn. For this reason, it is easy to discharge chips over a long period of time.

メッキ層は、砥粒を挟んで前記凹部の反対側に位置するとともに、前記砥粒を起点として層厚が漸次的に低減する層厚変化部をさらに有する。従って、メッキ層には、凹部に連なり、且つ前記層厚部及び前記層厚変化部を間に挟んで対向する位置で延在する溝が形成される。凹部及び溝が形成されているために砥粒の露呈体積が大きくなるが、該砥粒は、層厚が大きな層厚変化部によってメッキ層ないし台金に十分に保持される。このため、砥粒が脱落し難い。従って、切削加工を継続して行うことが可能である。
The plating layer is located on the opposite side of the concave portion with the abrasive grains interposed therebetween, and further has a layer thickness changing portion in which the layer thickness gradually decreases starting from the abrasive grains. Therefore, the plating layer, continuous with the recess, and extending to the groove at a position facing in between the layer thickness portion and the layer thickness change section Ru is formed. Since the recessed portions and the grooves are formed, the exposed volume of the abrasive grains is increased, but the abrasive grains are sufficiently held on the plating layer or the base metal by the layer thickness changing portion having a large layer thickness. For this reason, it is difficult for the abrasive grains to fall off. Therefore, it is possible to continue cutting.

凹部の深さが過度に小さいと、チップポケットの容積が小さくなり、切粉の排出が容易でなくなる。一方、凹部の深さが過度に大きいと、砥粒を保持することが困難となる。このため、凹部の深さは、砥粒の平均粒径の5〜35%であることが好ましい。   If the depth of the recess is excessively small, the volume of the chip pocket becomes small, and chip discharge becomes difficult. On the other hand, if the depth of the recess is excessively large, it is difficult to hold the abrasive grains. For this reason, it is preferable that the depth of a recessed part is 5-35% of the average particle diameter of an abrasive grain.

そして、層厚変化部の最大層厚は、該メッキ層の平坦部の層厚に比して、砥粒の平均粒径の5〜25%分大きいと好適である。この場合、砥粒を十分に保持し得るからである。   The maximum layer thickness of the layer thickness changing portion is preferably 5 to 25% larger than the average particle size of the abrasive grains compared to the layer thickness of the flat portion of the plating layer. This is because the abrasive grains can be sufficiently retained.

凹部は、メッキ液が砥粒を回り込むように流動することで形成される。これに対し、隣接する砥粒同士が過度に近接していると、メッキ液が上記のように流動することが困難となり、凹部を形成することが容易でなくなる。このような不都合を回避するべく、隣接する砥粒同士を、該砥粒の平均粒径の2倍以上の距離で離間させることが好ましい。   The concave portion is formed by flowing the plating solution so as to go around the abrasive grains. On the other hand, when adjacent abrasive grains are too close to each other, it becomes difficult for the plating solution to flow as described above, and it becomes difficult to form the recess. In order to avoid such an inconvenience, it is preferable that adjacent abrasive grains are separated by a distance of at least twice the average grain size of the abrasive grains.

なお、メッキ層としては、いわゆる光沢メッキ層を形成するようにしてもよい。換言すれば、メッキ層は、光沢材を含むものであってもよい。   Note that a so-called glossy plating layer may be formed as the plating layer. In other words, the plating layer may include a gloss material.

また、本発明は、メッキ層を介して台金に砥粒を固着する電着砥石の製造方法において、
前記砥粒が付着した前記台金をメッキ処理槽内に収容する工程と、
前記メッキ処理槽内でメッキ液を前記砥粒に対して相対的に一方向に流動させながらメッキ処理を行い、前記砥粒を前記台金に固着するためのメッキ層を形成する工程と、
を有し、
前記メッキ液を前記砥粒に衝突させることで、流動方向上流側の前記メッキ層に、前記台金に指向して陥没し前記砥粒の一部を該メッキ層から露呈させる凹部を形成するとともに、流動方向下流側の前記メッキ層に、他の部位に比して層厚が大きな層厚部と、前記層厚部を起点とし、前記砥粒から離間するにつれて層厚が漸次的に低減する層厚変化部とを形成するとともに
前記メッキ層に、前記凹部に連なり、且つ前記層厚部及び前記層厚変化部を間に挟んで対向する位置で延在する溝を形成することを特徴とする。
Further, the present invention is an electrodeposition grindstone manufacturing method for fixing abrasive grains to a base metal via a plating layer.
Storing the base metal to which the abrasive grains are attached in a plating tank;
Performing a plating process while flowing a plating solution in one direction relative to the abrasive grains in the plating tank, and forming a plating layer for fixing the abrasive grains to the base metal;
Have
By colliding the plating solution with the abrasive grains, the plating layer on the upstream side in the flow direction forms a recess that is depressed toward the base metal and exposes a part of the abrasive grains from the plating layer. The plating layer on the downstream side in the flow direction has a layer thickness portion that is thicker than other portions, and the layer thickness gradually decreases as the layer thickness portion starts from the layer thickness portion. And forming a layer thickness changing portion,
In the plating layer, a groove is formed which is continuous with the recess and extends at a position facing the layer thickness part and the layer thickness changing part.

なお、この流動により、砥粒を挟んで前記凹部の反対側に位置し、前記砥粒を起点として厚みが漸次的に低減する層厚変化部を形成することも可能である。   By this flow, it is also possible to form a layer thickness changing portion that is located on the opposite side of the concave portion with the abrasive grains interposed therebetween and in which the thickness gradually decreases starting from the abrasive grains.

このように、メッキ液を台金に対して相対的に流動した状態とし、メッキ処理を施すことにより、凹部及び層厚変化部が形成されたメッキ層を有する電着砥石が容易且つ簡便に得られる。   In this way, an electrodeposition grindstone having a plating layer in which a concave portion and a layer thickness changing portion are formed can be obtained easily and simply by setting the plating solution in a state of flowing relative to the base metal and performing the plating treatment. It is done.

上記したように、個々の砥石の周辺に凹部及び層厚変化部を形成するためには、隣接する前記砥粒同士を、該砥粒の平均粒径の2倍以上の距離で離間するように前記台金に付着させることが好ましい。この場合、個々の砥粒にメッキ液が回り込むことが容易となるからである。   As described above, in order to form a recess and a layer thickness changing portion around each grindstone, the adjacent abrasive grains are separated by a distance of at least twice the average grain size of the abrasive grains. It is preferable to make it adhere to the said base metal. In this case, it is easy for the plating solution to wrap around the individual abrasive grains.

なお、光沢メッキ層を形成するには、メッキ液として光沢材を含有するものを用いるようにすればよい。   In order to form the gloss plating layer, a plating solution containing a gloss material may be used.

本発明に係る電着砥石では、砥粒を台金に固着するメッキ層に、凹部及び層厚変化部が形成されている。砥粒同士の間に加え、前記凹部がチップポケットとして機能するので、チップポケットの容積が大きい。しかも、砥粒が摩耗した後も凹部がチップポケットとして機能するので、長期間にわたって切粉を排出することが容易である。   In the electrodeposition grindstone according to the present invention, the concave portion and the layer thickness changing portion are formed in the plating layer that fixes the abrasive grains to the base metal. Since the concave portion functions as a chip pocket in addition to between the abrasive grains, the volume of the chip pocket is large. Moreover, since the recess functions as a chip pocket even after the abrasive grains are worn, it is easy to discharge the chips over a long period of time.

すなわち、本発明によれば、十分な容積のチップポケットを形成することができる上、砥粒が摩耗した後であってもなお切粉を容易に排出することができる。   That is, according to the present invention, it is possible to form a chip pocket having a sufficient volume, and it is possible to easily discharge chips even after the abrasive grains are worn.

また、層厚変化部を形成すると、砥粒がメッキ層ないし台金に十分に保持されるようになるので脱落し難くなる。従って、切削加工を継続して行うことが可能である。   Further, when the layer thickness changing portion is formed, the abrasive grains are sufficiently held by the plating layer or the base metal, so that it is difficult to drop off. Therefore, it is possible to continue cutting.

本発明の実施の形態に係る電着砥石の要部概略斜視図である。It is a principal part schematic perspective view of the electrodeposition grindstone concerning embodiment of this invention. 図1中のII−II線矢視断面図である。It is the II-II arrow directional cross-sectional view in FIG. 図1中のA方向からの矢視断面図である。It is arrow sectional drawing from the A direction in FIG. 台金に砥粒を載置して下地メッキ層で仮固定を行った状態を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the state which mounted the abrasive grain in the base metal and temporarily fixed with the base plating layer. 図1〜図3に示すメッキ層を形成するためのメッキ処理装置のシステム系統図である。FIG. 4 is a system diagram of a plating apparatus for forming the plating layer shown in FIGS. 1 to 3. 砥粒に対してメッキ液が接触したときのメッキ液の流れを説明する模式平面図である。It is a model top view explaining the flow of a plating solution when a plating solution contacts with an abrasive grain. 実施例1、2及び比較例の電着砥石における研削能率と回転トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the grinding efficiency in the electrodeposition grindstone of Examples 1, 2 and a comparative example, and rotational torque. 従来技術に係る電着砥石の要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of the electrodeposition grindstone which concerns on a prior art. 図8から砥粒の摩耗が進行した状態を示す要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view which shows the state which abrasion of the abrasive grain advanced from FIG.

以下、本発明に係る電着砥石及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an electrodeposition grindstone and a method for producing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1及び図2は、それぞれ、本実施の形態に係る電着砥石10の要部概略斜視図、図1中のII−II線矢視断面図である。この電着砥石10は、台金12と、メッキ層14を介して台金12に固着された砥粒16とを有する。なお、図1及び図2では、1個の砥粒16を、その近傍を含めて示しているが、実際には、図1中のA方向からの矢視断面図である図3に示すように複数個の砥粒16が台金12に固着され、これにより砥粒層を形成している。   1 and 2 are a schematic perspective view of a main part of an electrodeposition grindstone 10 according to the present embodiment, and a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The electrodeposition grindstone 10 includes a base metal 12 and abrasive grains 16 fixed to the base metal 12 through a plating layer 14. 1 and 2, one abrasive grain 16 is shown including the vicinity thereof, but actually, as shown in FIG. 3 which is a cross-sectional view from the direction A in FIG. A plurality of abrasive grains 16 are fixed to the base metal 12, thereby forming an abrasive grain layer.

本実施の形態においては、メッキ層14の層厚は一定ではなく、凹部20と層厚変化部22が存在するために部位によって相違する。この点につき詳述すると、先ず、凹部20は、1個の砥粒16を囲繞して略C字形状をなす。すなわち、凹部20は、複数個の砥粒16に跨ってはおらず、個々の砥粒16の周囲に形成されている。   In the present embodiment, the thickness of the plating layer 14 is not constant, and differs depending on the site because the recess 20 and the layer thickness changing portion 22 exist. This point will be described in detail. First, the recess 20 surrounds one abrasive grain 16 and has a substantially C shape. That is, the recess 20 does not extend over the plurality of abrasive grains 16, but is formed around each abrasive grain 16.

凹部20の層厚は、他の部位に比して小さい。このため、砥粒16において、凹部20に臨む部位は露呈している。すなわち、本実施の形態に係る電着砥石10では、砥粒16の加工方向前面側の露呈部位の体積が、メッキ層3の層厚が一定である電着砥石1(図8参照)に比して大きくなる。   The layer thickness of the recess 20 is smaller than other parts. For this reason, the part which faces the recessed part 20 in the abrasive grain 16 is exposed. That is, in the electrodeposition grindstone 10 according to the present embodiment, the volume of the exposed portion on the front side in the processing direction of the abrasive grains 16 is larger than that of the electrodeposition grindstone 1 (see FIG. 8) in which the layer thickness of the plating layer 3 is constant. And get bigger.

凹部20の好適な深さD(図2参照)は、砥粒16の平均粒径の5〜35%である。平均粒径の5%未満であると、砥粒16の露呈部位の体積が小さくなる。また、平均粒径の35%を超えると、凹部20の下方のメッキ層14の層厚が小さいので、砥粒16を固着することが容易でなくなる。   The suitable depth D (refer FIG. 2) of the recessed part 20 is 5 to 35% of the average particle diameter of the abrasive grain 16. When the average particle size is less than 5%, the volume of the exposed portion of the abrasive grains 16 becomes small. On the other hand, when the average particle size exceeds 35%, the thickness of the plating layer 14 below the concave portion 20 is small, so that it is not easy to fix the abrasive grains 16.

ここで、砥粒16の平均粒径は、JIS B 4130に準拠して分級を行う際に用いた篩の目開きから求められる。例えば、60メッシュの篩を通過して80メッシュの篩に残留した砥粒の平均粒径は、250μmである。なお、砥粒16の平均粒径は特に限定されるものではないが、例えば、40〜1200μmの範囲内である。   Here, the average particle diameter of the abrasive grains 16 is determined from the sieve openings used when classification is performed in accordance with JIS B 4130. For example, the average particle size of the abrasive grains that have passed through the 60 mesh sieve and remained on the 80 mesh sieve is 250 μm. In addition, although the average particle diameter of the abrasive grain 16 is not specifically limited, For example, it exists in the range of 40-1200 micrometers.

なお、凹部20の加工方向前面側の層厚は、後述する平坦部24の層厚T1と略同程度である。   The layer thickness on the front side in the processing direction of the recess 20 is substantially the same as the layer thickness T1 of the flat portion 24 described later.

後述するように、メッキ層14は、メッキ液を砥粒16に対して相対的に流動させながら形成される。すなわち、メッキ液は、上流から下流に流れる途中で砥粒16に接触する。凹部20は、この接触箇所、換言すれば、砥粒16の上流側端部(前端部)の近傍に形成される。   As will be described later, the plating layer 14 is formed while flowing the plating solution relative to the abrasive grains 16. That is, the plating solution contacts the abrasive grains 16 while flowing from upstream to downstream. The concave portion 20 is formed in the vicinity of the contact portion, in other words, the upstream end portion (front end portion) of the abrasive grains 16.

一方、砥粒16を挟んで凹部20の反対側、すなわち、砥粒16の下流側端部(後端部)には、層厚が、砥粒16の接触する部位で最大であり、砥粒16から離間するにつれて漸次的に低減する層厚変化部22が形成される。換言すれば、層厚変化部22では、砥粒16の後端部側を起点として層厚が低減する。   On the other hand, on the opposite side of the recess 20 across the abrasive grains 16, that is, on the downstream end (rear end) of the abrasive grains 16, the layer thickness is the maximum at the portion where the abrasive grains 16 come into contact. A layer thickness changing portion 22 is formed which gradually decreases as the distance from 16 increases. In other words, in the layer thickness changing portion 22, the layer thickness is reduced starting from the rear end side of the abrasive grains 16.

層厚変化部22のさらに流れ方向下流側では、層厚が略一定となる。すなわち、層厚変化部22の流れ方向下流側には、平坦部24が連なる。平坦部24の層厚をT1、層厚変化部22の最大層厚をT2とするとき、T2は、T1に、砥粒16の平均粒径×0.05〜0.25を加えた程度であることが好ましい。   The layer thickness is substantially constant further downstream in the flow direction of the layer thickness changing portion 22. That is, the flat portion 24 is connected downstream of the layer thickness changing portion 22 in the flow direction. When the layer thickness of the flat portion 24 is T1 and the maximum layer thickness of the layer thickness changing portion 22 is T2, T2 is an extent obtained by adding the average particle diameter of the abrasive grains 16 to 0.05 to 0.25 to T1. Preferably there is.

本実施の形態においては、メッキ層14は光沢材(図6中の参照符号26参照)を含む。このため、メッキ層14は光沢を示す。   In the present embodiment, the plated layer 14 includes a gloss material (see reference numeral 26 in FIG. 6). For this reason, the plating layer 14 shows gloss.

図3に示すように、砥粒層には複数個の砥粒16が含まれる。隣接する砥粒16同士の離間距離Lは、砥粒16の平均粒径の2倍以上であることが好ましい。この理由については後述する。   As shown in FIG. 3, the abrasive grain layer includes a plurality of abrasive grains 16. The spacing distance L between adjacent abrasive grains 16 is preferably at least twice the average grain size of the abrasive grains 16. The reason for this will be described later.

次に、上記した電着砥石10を得るための本実施の形態に係る製造方法につき説明する。   Next, the manufacturing method according to the present embodiment for obtaining the above-described electrodeposition grindstone 10 will be described.

はじめに、図4に示すように、台金12に砥粒16を載置し、さらに、下地メッキ層28を介して該砥粒16を台金12に付着させる。すなわち、仮固定を行う。この仮固定に際しては、例えば、特開2010−234492号公報に記載された公知の砥石製造装置を用いながら電着を行えばよい。なお、該砥石製造装置によれば、砥粒16の分級を行うことも可能である。   First, as shown in FIG. 4, the abrasive grains 16 are placed on the base metal 12, and the abrasive grains 16 are attached to the base metal 12 via the base plating layer 28. That is, temporary fixing is performed. For this temporary fixing, for example, electrodeposition may be performed while using a known grindstone manufacturing apparatus described in JP 2010-234492 A. In addition, according to this grindstone manufacturing apparatus, it is also possible to classify the abrasive grains 16.

この際、好ましくは、隣接する砥粒16同士の離間距離Lが、砥粒16の平均粒径の2倍以上となるように、台金12上に砥粒16を配置する。前記砥石製造装置は、隣接するもの同士が所定間隔で離間するように砥粒16を配置することも可能である。すなわち、前記砥石製造装置を用いることにより、砥粒16を、離間距離Lが平均粒径の2倍以上となるように配置することが容易となる。   At this time, the abrasive grains 16 are preferably arranged on the base metal 12 so that the distance L between the adjacent abrasive grains 16 is at least twice the average grain diameter of the abrasive grains 16. The said grindstone manufacturing apparatus can also arrange | position the abrasive grain 16 so that adjacent things may space apart at predetermined intervals. That is, by using the grindstone manufacturing apparatus, it becomes easy to dispose the abrasive grains 16 so that the separation distance L is twice or more the average particle diameter.

以上のようにして砥粒16を台金12に仮固定した後、次に、図5に示すメッキ処理装置30にてメッキ処理を施し、本固定を行うためのメッキ層14を形成する。   After temporarily fixing the abrasive grains 16 to the base metal 12 as described above, a plating process is performed by the plating apparatus 30 shown in FIG. 5 to form a plating layer 14 for performing the main fixing.

このメッキ処理装置30につき概略説明する。該メッキ処理装置30は、流動処理槽32と、循環供給ライン34とを有し、メッキ液は、循環供給ライン34を介して流動処理槽32に循環供給される。なお、メッキ液としては、例えば、ニッケルメッキ層14が得られるものを選定すればよい。   The plating apparatus 30 will be briefly described. The plating apparatus 30 includes a fluid treatment tank 32 and a circulation supply line 34, and the plating solution is circulated and supplied to the fluid treatment tank 32 via the circulation supply line 34. As the plating solution, for example, a solution capable of obtaining the nickel plating layer 14 may be selected.

具体的には、流動処理槽32は、該流動処理槽32からオーバーフローしたメッキ液を貯留する収集槽35内に収容される。すなわち、メッキ処理を施す間、流動処理槽32には継続的にメッキ液が供給される。このため、メッキ液が該流動処理槽32から矢印OFで示すようにオーバーフローし、収集槽35内に流入する。結局、オーバーフローしたメッキ液は、収集槽35によって収集される。   Specifically, the fluid treatment tank 32 is accommodated in a collection tank 35 that stores the plating solution overflowed from the fluid treatment tank 32. That is, the plating solution is continuously supplied to the fluid treatment tank 32 during the plating process. For this reason, the plating solution overflows from the flow treatment tank 32 as indicated by an arrow OF and flows into the collection tank 35. Eventually, the overflowed plating solution is collected by the collection tank 35.

一方、循環供給ライン34には、第1ポンプ36、フィルタ38及び回収槽40が設けられる。収集槽35内のメッキ液は、第1ポンプ36の作用下に吸引され、フィルタ38を通過することで異物が除去された後、回収槽40に一旦貯留される。   On the other hand, the circulation supply line 34 is provided with a first pump 36, a filter 38 and a recovery tank 40. The plating solution in the collection tank 35 is sucked under the action of the first pump 36, passes through the filter 38, removes foreign matter, and then temporarily stored in the collection tank 40.

循環供給ライン34において、回収槽40の下流側には第2ポンプ42が設けられる。回収槽40中のメッキ液は第2ポンプ42によって吸引され、流動処理槽32内に設けられた吐出ノズル44に供給される。勿論、吐出ノズル44からは、メッキ液が流動処理槽32内に吐出される。以上の流通が行われることにより、メッキ液が流動処理槽32内に循環供給される。   In the circulation supply line 34, a second pump 42 is provided on the downstream side of the collection tank 40. The plating solution in the collection tank 40 is sucked by the second pump 42 and supplied to the discharge nozzle 44 provided in the flow treatment tank 32. Of course, the plating solution is discharged from the discharge nozzle 44 into the flow treatment tank 32. By performing the above circulation, the plating solution is circulated and supplied into the fluid treatment tank 32.

図5に示すように、流動処理槽32は平面視で略真円形状をなす。そして、吐出ノズル44は、流動処理槽32の内周壁近傍に偏在するように配置されている。従って、吐出ノズル44から吐出されたメッキ液は、内周壁に接触した後、該内周壁に沿って流動する。このため、矢印Xで示すように流動処理槽32内のメッキ液に円弧状の流れが生じる。   As shown in FIG. 5, the flow treatment tank 32 has a substantially perfect circle shape in a plan view. And the discharge nozzle 44 is arrange | positioned so that it may be unevenly distributed in the inner peripheral wall vicinity of the flow processing tank 32. FIG. Therefore, after the plating solution discharged from the discharge nozzle 44 contacts the inner peripheral wall, it flows along the inner peripheral wall. For this reason, as indicated by an arrow X, an arc-shaped flow is generated in the plating solution in the flow treatment tank 32.

流動処理槽32では、砥粒16が仮固定された台金12が予めメッキ液中に浸漬されている。このため、メッキ液は、流動する最中に砥粒16に対して接触する。この状態を、図6に示す。なお、図6中の参照符号26は、メッキ液中に含まれる公知の光沢材である。   In the fluid treatment tank 32, the base metal 12 on which the abrasive grains 16 are temporarily fixed is immersed in the plating solution in advance. For this reason, the plating solution contacts the abrasive grains 16 while flowing. This state is shown in FIG. Note that reference numeral 26 in FIG. 6 is a known gloss material contained in the plating solution.

メッキ液は、先ず、砥粒16の前端部(流れ方向上流側端部)に接触する。これに伴い、メッキ液は、該前端部を境に分岐した後、砥粒16の側部に沿って流動する。さらに、メッキ液は、砥粒16の後端部(流れ方向下流側端部)よりも下流で合流する。隣接する砥粒16同士の離間距離L(図3参照)が砥粒16の平均粒径の2倍以上である場合、個々の砥粒16の近傍において上記の流れが形成される。   The plating solution first contacts the front end portion (the upstream end portion in the flow direction) of the abrasive grains 16. Along with this, the plating solution branches along the front end portion and then flows along the side portion of the abrasive grain 16. Further, the plating solution joins downstream of the rear end portion (downstream end portion in the flow direction) of the abrasive grains 16. When the separation distance L between adjacent abrasive grains 16 (see FIG. 3) is twice or more the average grain diameter of the abrasive grains 16, the above flow is formed in the vicinity of the individual abrasive grains 16.

メッキ液が接触する砥粒16の前端部側では、砥粒16によってメッキ液の流動が遮られるため、光沢材26が滞留し易くなる。また、砥粒16の側部においても光沢材26が滞留し易い。すなわち、砥粒16の前端部側及び側部側では、光沢材26の濃度が局所的に大きくなる。その一方で、砥粒16の後端部側には光沢材26が到達し難い。このため、砥粒16の後端部側では、前端部側及び側部側に比して光沢材26の濃度が小さくなる。   Since the flow of the plating solution is blocked by the abrasive grains 16 on the front end side of the abrasive grains 16 with which the plating solution comes into contact, the glossy material 26 tends to stay. Further, the gloss material 26 tends to stay on the side portions of the abrasive grains 16. That is, the concentration of the gloss material 26 locally increases on the front end portion side and the side portion side of the abrasive grains 16. On the other hand, the gloss material 26 hardly reaches the rear end side of the abrasive grains 16. For this reason, the density | concentration of the glossy material 26 becomes small in the rear-end part side of the abrasive grain 16 compared with the front-end part side and the side part side.

このような状況下で、例えば、電解メッキを行うと、光沢材26が高濃度で集中している箇所では電流効率が小さくなり、一方、光沢材26の濃度が小さい箇所では電流効率が大きくなる。すなわち、砥粒16の近傍で電流効率に差が生じる。   Under such circumstances, for example, when electroplating is performed, the current efficiency decreases at a location where the gloss material 26 is concentrated at a high concentration, while the current efficiency increases at a location where the concentration of the gloss material 26 is low. . That is, a difference in current efficiency occurs in the vicinity of the abrasive grains 16.

メッキ析出量は、電流効率が小さな箇所では少なく、電流効率が大きな箇所では逆に多くなる。すなわち、メッキ層14の層厚は、電流効率が小さな前端部側では小さくなり、電流効率が大きな後端部側では大きくなる。メッキ層14において、砥粒16の前端部側に凹部20が形成され、且つ後端部側に層厚変化部22が形成される理由は、このためであると推察される。   The amount of plating deposition is small at locations where the current efficiency is small, and conversely increases at locations where the current efficiency is large. That is, the layer thickness of the plating layer 14 decreases on the front end side where current efficiency is small, and increases on the rear end side where current efficiency is large. In the plated layer 14, the reason why the recess 20 is formed on the front end side of the abrasive grains 16 and the layer thickness changing portion 22 is formed on the rear end side is presumed to be this.

凹部20の深さや、層厚変化部22の最大層厚は、流動処理槽32内におけるメッキ液の流速を調節することで制御することができる。例えば、砥粒16の平均粒径が0.12mmである場合、メッキ液が75cm/秒の流速で流動するように吐出圧等を設定したときには、深さが約15μmの凹部20、最大層厚が平坦部24に比して約10μm大きな層厚変化部22が形成される。なお、この場合、層厚変化部22の最大層厚(T2)は、平坦部24の厚み(T1)に対して平均粒径の8%を加算した厚みである。   The depth of the recess 20 and the maximum layer thickness of the layer thickness changing part 22 can be controlled by adjusting the flow rate of the plating solution in the flow treatment tank 32. For example, when the average grain size of the abrasive grains 16 is 0.12 mm and the discharge pressure is set so that the plating solution flows at a flow rate of 75 cm / second, the recess 20 having a depth of about 15 μm, the maximum layer thickness As a result, the layer thickness changing portion 22 is formed which is approximately 10 μm larger than the flat portion 24. In this case, the maximum layer thickness (T2) of the layer thickness changing portion 22 is a thickness obtained by adding 8% of the average particle diameter to the thickness (T1) of the flat portion 24.

以上のようにして形成されたメッキ層14により、砥粒16が台金12に本固定(固着)される。その結果、砥粒16を挟むようにして凹部20及び層厚変化部22が形成されたメッキ層14を有する電着砥石10が得られるに至る。   The abrasive grains 16 are permanently fixed (fixed) to the base metal 12 by the plating layer 14 formed as described above. As a result, the electrodeposition grindstone 10 having the plating layer 14 in which the concave portion 20 and the layer thickness changing portion 22 are formed so as to sandwich the abrasive grains 16 is obtained.

この電着砥石10は、ワークに対して研削加工を行う際に用いられる。この際、加工方向を図1中の矢印Z方向とする。すなわち、切粉は、矢印Zに向かって生成され、矢印Z方向とは反対側に排出される。   The electrodeposition grindstone 10 is used when grinding a workpiece. At this time, the processing direction is the arrow Z direction in FIG. That is, the chips are generated toward the arrow Z and discharged to the side opposite to the arrow Z direction.

切粉は、砥粒16同士の間の間隙、及び凹部20をチップポケットとして排出される。このように、本実施の形態においては、砥粒16同士の間の間隙に加え、凹部20がチップポケットとして機能する。すなわち、チップポケットの容積が大きい。従って、目詰まりや溶着が起こり難い。このため、研削加工を繰り返しても研削負荷が上昇することが抑制される。   The chips are discharged using the gaps between the abrasive grains 16 and the recesses 20 as chip pockets. Thus, in the present embodiment, in addition to the gap between the abrasive grains 16, the recess 20 functions as a chip pocket. That is, the chip pocket has a large volume. Therefore, clogging and welding are unlikely to occur. For this reason, it is suppressed that grinding load rises even if grinding is repeated.

また、凹部20が存在するために砥粒16の露呈部位の体積が大きいが、砥粒16の後端部側は、層厚が大きな層厚変化部22によって固着されている。このため、砥粒16がメッキ層14を介して十分に保持される。すなわち、砥粒16が脱落し難い。   Further, the volume of the exposed portion of the abrasive grains 16 is large because of the presence of the recesses 20, but the rear end portion side of the abrasive grains 16 is fixed by a layer thickness changing portion 22 having a large layer thickness. For this reason, the abrasive grains 16 are sufficiently held via the plating layer 14. That is, the abrasive grains 16 are difficult to drop off.

さらに、研削加工を繰り返して砥粒16が摩耗したときであっても、凹部20がチップポケットとして機能するので、切粉を排出する機能が維持される。このため、切削加工を継続して行うことが可能である。   Furthermore, even when the abrasive grains 16 are worn by repeated grinding, the recess 20 functions as a chip pocket, so that the function of discharging chips is maintained. For this reason, it is possible to continue cutting.

以上のことが相俟って、長期間にわたって研削加工を実施することができる。すなわち、電着砥石10の長寿命化を図ることができる。   In combination with the above, grinding can be carried out over a long period of time. That is, the life of the electrodeposition grindstone 10 can be extended.

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、メッキ液ないしメッキ層14に光沢材26を含める必要は特にない。この場合であっても、メッキ処理の最中にメッキ液が砥粒16に接触して上記の流れが生じることにより、部位によって層厚が相違するメッキ層14を形成することが可能である。   For example, it is not necessary to include the gloss material 26 in the plating solution or the plating layer 14. Even in this case, the plating solution contacts the abrasive grains 16 during the plating process and the above-described flow occurs, so that it is possible to form the plating layer 14 having a different layer thickness depending on the part.

また、メッキ液を、撹拌翼を用いて撹拌することによって流動させるようにしてもよい。又は、メッキ液中で台金12を移動させることにより、台金12に対してメッキ液を相対的に流動させるようにしてもよい。   Moreover, you may make it make a plating liquid flow by stirring using a stirring blade. Alternatively, the plating solution may be made to flow relative to the base metal 12 by moving the base metal 12 in the plating solution.

鋼からなる直径150mm、厚み10mmの台金12に対し、電解脱脂、水洗、酸活性処理、水洗を施した。次に、この台金12上に、170メッシュの篩を通過し且つ200メッシュの篩上に残留した平均粒径0.12mmの砥粒16を、隣接する砥粒16同士の間の離間距離Lが0.24mmとなるように載置した。   Electrolytic degreasing, water washing, acid activation treatment, and water washing were performed on a base metal 12 having a diameter of 150 mm and a thickness of 10 mm made of steel. Next, the abrasive grains 16 having an average particle diameter of 0.12 mm that have passed through the 170 mesh sieve and remained on the 200 mesh sieve are separated on the base metal 12 by a separation distance L between the adjacent abrasive grains 16. Was placed to be 0.24 mm.

その後、下地メッキ層28を形成することで、砥粒16を台金12に固着した。なお、砥粒16の分級、台金12への載置、下地メッキ層28の形成は、特開2010−234492号公報に記載の砥石製造装置にて行った。   Thereafter, by forming a base plating layer 28, the abrasive grains 16 were fixed to the base metal 12. The classification of the abrasive grains 16, the placement on the base metal 12, and the formation of the base plating layer 28 were performed by a grindstone manufacturing apparatus described in JP 2010-234492 A.

次に、図5に示すメッキ処理装置30の流動処理槽32内に台金12を収容し、流速が30cm/秒又は75cm/秒となるように、光沢材26を含むニッケルメッキ液を、吐出ノズル44を介して循環供給してメッキ液を流動させた。さらに、電流密度を1.7A/cm2として100分間通電し、電解メッキを行った。その結果、流速が30cm/秒のときには、深さが6μm(平均粒径の5%)である凹部20と、最大層厚が82μm(平均粒径の8%分加算に相当)である層厚変化部22とが砥粒16の周囲に形成されたニッケルメッキ層14を有する電着砥石10が得られた。これを実施例1とする。 Next, the base metal 12 is accommodated in the flow treatment tank 32 of the plating treatment apparatus 30 shown in FIG. 5, and the nickel plating solution containing the gloss material 26 is discharged so that the flow rate becomes 30 cm / second or 75 cm / second. The plating solution was flowed by circulating supply through the nozzle 44. Furthermore, the current density was set to 1.7 A / cm 2 and the current was applied for 100 minutes to perform electrolytic plating. As a result, when the flow rate is 30 cm / sec, the depth 20 is 6 μm (5% of the average particle diameter) and the maximum layer thickness is 82 μm (equivalent to adding 8% of the average particle diameter). The electrodeposition grindstone 10 having the nickel plating layer 14 in which the changing portion 22 was formed around the abrasive grains 16 was obtained. This is Example 1.

また、流速が75cm/秒のときには、深さが18μm(平均粒径の15%)である凹部20と、最大層厚が84μm(平均粒径の10%分加算に相当)である層厚変化部22とが砥粒16の周囲に形成されたニッケルメッキ層14を有する電着砥石10が得られた。これを実施例2とする。   In addition, when the flow rate is 75 cm / sec, the recess 20 has a depth of 18 μm (15% of the average particle diameter) and the layer thickness change has a maximum layer thickness of 84 μm (corresponding to addition of 10% of the average particle diameter). The electrodeposition grindstone 10 having the nickel plating layer 14 with the portion 22 formed around the abrasive grains 16 was obtained. This is Example 2.

比較のため、ニッケルメッキ液が流動しない一般的なメッキ浴を用い、層厚が略一定なニッケルメッキ層14を有する電着砥石を得た。これを比較例とする。なお、この比較例において、ニッケルメッキ層14の層厚は、略72μm(平均粒径の60%)であった。   For comparison, an electrodeposition grindstone having a nickel plating layer 14 having a substantially constant layer thickness was obtained using a general plating bath in which the nickel plating solution does not flow. This is a comparative example. In this comparative example, the thickness of the nickel plating layer 14 was approximately 72 μm (60% of the average particle diameter).

以上の実施例1、実施例2及び比較例の各電着砥石を用い、SCM420(JISで規格されるクロムモリブデン鋼)に対して研削能率を変化させながら、電着砥石10を回転させるのに必要な回転トルクを測定した。結果をグラフにして図7に示す。   To rotate the electrodeposition grindstone 10 while changing the grinding efficiency with respect to SCM420 (chromium molybdenum steel standardized by JIS) using the electrodeposition grindstones of Example 1, Example 2 and Comparative Example above. The required rotational torque was measured. The results are graphed and shown in FIG.

比較例の電着砥石では、10mm3/秒以上で回転トルクが大きく上昇した。すなわち、研削抵抗が大きくなった。さらに、20mm3/秒では目詰まりが生じ、それ以上の研削加工ができなくなった。 In the electrodeposition grindstone of the comparative example, the rotational torque significantly increased at 10 mm 3 / sec or more. That is, the grinding resistance increased. Furthermore, clogging occurred at 20 mm 3 / sec, and further grinding could not be performed.

これに対し、実施例1、2の双方とも、研削能率が20mm3/秒となるまでは回転トルクが緩やかに上昇するのみであった。すなわち、研削能率を大きくした場合であっても、長時間の研削加工が可能であった。この理由は、実施例1、2においてはチップポケットの容積が大きく、且つ砥粒16が摩耗した後には前記凹部20がチップポケットとして機能して切粉が排出されるからであると考えられる。 On the other hand, in both Examples 1 and 2, the rotational torque only increased gently until the grinding efficiency reached 20 mm 3 / sec. That is, even when the grinding efficiency is increased, grinding for a long time was possible. The reason for this is considered to be that in Examples 1 and 2, the volume of the chip pocket is large, and after the abrasive grains 16 are worn, the recess 20 functions as a chip pocket and chips are discharged.

1、10…電着砥石 2、12…台金
3、14…メッキ層 4、16…砥粒
20…凹部 22…層厚変化部
24…平坦部 26…光沢材
30…メッキ処理装置 32…流動処理槽
34…循環供給ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 ... Electrodeposition grindstone 2,12 ... Base metal 3,14 ... Plating layer 4,16 ... Abrasive grain 20 ... Concavity 22 ... Layer thickness change part 24 ... Flat part 26 ... Glossy material 30 ... Plating treatment apparatus 32 ... Flow Treatment tank 34 ... Circulation supply line

Claims (7)

メッキ層を介して台金に固着された砥粒を有する電着砥石において、
前記メッキ層は、前記台金に指向して陥没し前記砥粒の一部を該メッキ層から露呈させる凹部と、前記砥粒を挟んで前記凹部の反対側に形成され、且つ他の部位に比して層厚が大きな層厚部と、前記層厚部を起点とし、前記砥粒から離間するにつれて層厚が漸次的に低減する層厚変化部とを備え、
前記メッキ層に、前記凹部に連なり、且つ前記層厚部及び前記層厚変化部を間に挟んで対向する位置で延在する溝が形成されていることを特徴とする電着砥石。
In the electrodeposition grindstone having abrasive grains fixed to the base metal through the plating layer,
The plating layer is formed on the opposite side of the concave portion with the abrasive grains sandwiched between the concave portion that exposes a part of the abrasive grains from the plating layer and that is depressed toward the base metal. A layer thickness portion having a larger layer thickness, and a layer thickness changing portion where the layer thickness gradually decreases as the distance from the abrasive begins from the layer thickness portion,
An electrodeposition grindstone characterized in that a groove is formed in the plating layer so as to be continuous with the concave portion and extend at a position facing each other with the layer thickness portion and the layer thickness changing portion interposed therebetween.
請求項1記載の電着砥石において、前記メッキ層の、前記凹部の深さが前記砥粒の平均粒径の5〜35%であり、前記層厚変化部の最大層厚が、該メッキ層の平坦部の層厚よりも、前記砥粒の平均粒径の5〜25%分大きいことを特徴とする電着砥石。   2. The electrodeposition grindstone according to claim 1, wherein a depth of the concave portion of the plating layer is 5 to 35% of an average particle diameter of the abrasive grains, and a maximum layer thickness of the layer thickness changing portion is the plating layer. An electrodeposition grindstone characterized by being 5 to 25% larger than the average particle size of the abrasive grains than the layer thickness of the flat portion. 請求項1又は2記載の電着砥石において、隣接する前記砥粒同士が、該砥粒の平均粒径の2倍以上の距離で離間していることを特徴とする電着砥石。   The electrodeposition grindstone according to claim 1 or 2, wherein the adjacent abrasive grains are separated by a distance of at least twice the average particle diameter of the abrasive grains. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電着砥石において、前記メッキ層が光沢材を含んでいることを特徴とする電着砥石。   The electrodeposition grindstone according to any one of claims 1 to 3, wherein the plating layer includes a brightening material. メッキ層を介して台金に砥粒を固着する電着砥石の製造方法において、
前記砥粒が付着した前記台金をメッキ処理槽内に収容する工程と、
前記メッキ処理槽内でメッキ液を前記砥粒に対して相対的に一方向に流動させながらメッキ処理を行い、前記砥粒を前記台金に固着するためのメッキ層を形成する工程と、
を有し、
前記メッキ液を前記砥粒に衝突させることで、流動方向上流側の前記メッキ層に、前記台金に指向して陥没し前記砥粒の一部を該メッキ層から露呈させる凹部を形成するとともに、流動方向下流側の前記メッキ層に、他の部位に比して層厚が大きな層厚部と、前記層厚部を起点とし、前記砥粒から離間するにつれて層厚が漸次的に低減する層厚変化部とを形成するとともに
前記メッキ層に、前記凹部に連なり、且つ前記層厚部及び前記層厚変化部を間に挟んで対向する位置で延在する溝を形成することを特徴とする電着砥石の製造方法。
In the manufacturing method of the electrodeposition grindstone that fixes the abrasive grains to the base metal through the plating layer,
Storing the base metal to which the abrasive grains are attached in a plating tank;
Performing a plating process while flowing a plating solution in one direction relative to the abrasive grains in the plating tank, and forming a plating layer for fixing the abrasive grains to the base metal;
Have
By colliding the plating solution with the abrasive grains, the plating layer on the upstream side in the flow direction forms a recess that is depressed toward the base metal and exposes a part of the abrasive grains from the plating layer. The plating layer on the downstream side in the flow direction has a layer thickness portion that is thicker than other portions, and the layer thickness gradually decreases as the layer thickness portion starts from the layer thickness portion. And forming a layer thickness changing portion,
Wherein the plating layer, continuous with the recess, and a manufacturing method of the electrodeposited grindstone, which comprises forming the extended grooves in a sandwiched therebetween facing located between the layer thickness portion and the layer thickness change section.
請求項5記載の製造方法において、隣接する前記砥粒同士を、該砥粒の平均粒径の2倍以上の距離で離間するように前記台金に付着させることを特徴とする電着砥石の製造方法。   6. The electrodeposition grindstone according to claim 5, wherein the adjacent abrasive grains are attached to the base metal so as to be separated by a distance of at least twice the average particle diameter of the abrasive grains. Production method. 請求項5又は6記載の製造方法において、前記メッキ液として光沢材を含有するものを用いることを特徴とする電着砥石の製造方法。   7. The method of manufacturing an electrodeposition grindstone according to claim 5, wherein the plating solution contains a brightening material.
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