砂轮以及磨床制造技术

砂轮(16)具备多个磨粒(21)和结合多个磨粒(21)的粘合剂(22)。粘合剂(22)包含在规定频率带的波长内具有比磨粒(21)的消光系数高的消光系数的添加剂，粘合剂(22)被规定频率带的波长的激光(17b、17c)加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备可由激光成形的磨粒和粘合剂的砂轮以及具备该砂轮的磨床。
技术介绍
日本专利第4186658号公报、日本特开2005-52942号公报中记载了通过激光进行砂轮的表面的整形(成形)以及修整(修锐)。日本专利第4186658号公报中记载了：磨粒使用比粘合剂需要高的能量密度的激光的材质的材料，按照能够获得可除去磨粒与粘合剂任一方的能量密度的第一设定条件进行整形，按照能够获得主要可除去粘合剂的能量密度的第二设定条件进行修整。然而，根据粘合剂不同，有时即便通过激光加工磨粒，也无法加工粘合剂。因此，无法进行日本专利第4186658号公报所记载的整形以及修整。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种即便在可加工粘合剂的主要成分的激光的能量密度比可加工磨粒的激光的能量密度高的情况下也能够通过激光进行砂轮的整形或修整的磨床。作为本专利技术的一实施方式的砂轮包括：多个磨粒；以及粘合剂，其结合上述多个磨粒且以粘结材料为主要成分。上述粘合剂包含添加剂，该添加剂具有在规定频率带的波长内比上述磨粒的消光系数高的消光系数。另外，作为本专利技术的其他实施方式的磨床具有：砂轮座，其供上述实施方式的砂轮安装；以及砂轮修正装置，其具有激光振荡器。通过上述激光振荡器对上述砂轮照射上述规定频率带的波长的激光，由此对上述粘合剂进行加工。根据上述实施方式的砂轮或磨床，粘合剂包含具有在规定频率带的波长内比磨粒的消光系数高的消光系数的添加剂，因此粘合剂比磨粒更可靠地吸收激光。其结果是，粘合剂被激光可靠地加工。因此，砂轮被激光可靠地整形或修整。附图说明根据以下参照附图对实施例进行的详细说明，本专利技术的上述以及更多的特点和优点变得更加清楚，在附图中，相同的附图标记表示相同的元素，其中，图1是本实施方式的磨床的俯视图。图2是砂轮的表面侧的放大图。图3是针对包含添加剂的粘合剂A1、不包含添加剂的粘合剂A2、以及磨粒B表示激光的能量密度与加工深度的关系的曲线图。图4是被激光整形的情况下的砂轮的图。图5是被激光修整的情况下的砂轮的图。具体实施方式参照图1对磨床10的结构进行说明。作为磨床10的例子，设置边旋转圆筒状的工件W边通过砂轮16磨削工件W的圆筒磨床。磨床10具备床身11、主轴台12、尾座13、横动工作台14、砂轮座15、砂轮16以及砂轮修正装置17。主轴台12具备固定于床身11上且绕与Z轴方向平行的轴旋转的主轴(未图示)，并且具备用于旋转主轴的主轴旋转马达(未图示)。主轴台12支承工件W的一端，旋转驱动工件W。尾座13设置于床身11上与主轴台12对置的位置，支承工件W的另一端。横动工作台14设置于床身11上在X轴方向上远离主轴台12以及尾座13的位置，能够在床身11上沿Z轴方向移动。砂轮座15设置为在横动工作台14上能够沿X轴方向移动。砂轮16安装于砂轮座15且被支承为绕与Z轴方向平行的轴自由旋转。砂轮16被设置于砂轮座15的砂轮轴旋转马达(未图示)驱动旋转。砂轮修正装置17对砂轮16进行整形以及修整。整形是指将砂轮16的表面成形为所希望的形状。修整是指进行砂轮16的表面的修锐。砂轮修正装置17具有激光振荡器(未图示)，通过该激光振荡器射出的激光进行整形以及修整。参照图2对砂轮16的详细结构进行说明。砂轮16具备多个磨粒21、结合多个磨粒21的粘合剂22、以及形成于磨粒21及粘合剂22之间的空隙23。磨粒21例如是CBN或金刚石。粘合剂22的主要成分是作为玻璃质粘结材料的陶瓷粘结剂、金属粘结剂以及树脂粘结剂等。本实施方式中，粘合剂22应用陶瓷粘结剂。在该情况下，如图2所示，粘合剂22将多个磨粒21连结为桥状。另外，作为陶瓷粘结剂的粘合剂22容易对成为刀槽(chip pocket)的空隙23进行调整。粘合剂22除主要成分之外还包含添加剂。添加剂具有在激光的规定频率带的波长内比磨粒21的消光系数高且比粘合剂22的主要成分的消光系数高的消光系数。在本实施方式中，添加剂例如为TiC。这里，消光系数κ是指式(1)所示的复折射率N的虚部。消光系数κ是表示激光的吸收的光学常量。在式(1)中，作为复折射率N的实部的n表示折射率。N＝n＋iκ (1)构成砂轮16的作为磨粒21的CBN、作为粘合剂22的主要成分的玻璃质粘结材料、以及作为粘合剂22的添加剂的TiC的折射率n以及消光系数κ如表1所示。表1中示出针对激光的3种波长λ各自的折射率n以及消光系数κ。表1材料的复折射率N根据表1，在任何波长λ下，作为添加剂的TiC的消光系数κ与CBN以及玻璃质粘结材料的消光系数κ相比，相当大。另外，在波长λ为1.05μm以及0.78μm时，玻璃质粘结材料的消光系数κ比CBN的消光系数κ小2位左右。但是，在波长λ为0.35μm时，玻璃质粘结材料的消光系数κ比CBN的消光系数κ大。在本实施方式中，砂轮修正装置17通过激光进行砂轮16的整形以及修整。为了通过激光进行对象物的加工，需要使激光被对象物吸收。因此，对表示激光被吸收的程度的激光的吸光度Aλ与上述材料的消光系数κ的关系进行说明。激光的吸光度Aλ是表示光通过对象物时强度衰弱程度的无量纲量。吸光度Aλ用式(2)表达。即，吸光度Aλ取入射光强度I0与透过光强度I的比(透射率)的常用对数，为了将存在吸收的情况为正而加上负号。Aλ＝-log10(I/I0) (2)根据朗伯比尔定律，吸光度Aλ用式(3)表达。即，在透过光强度I为激光入射至对象物后通过距离L之后的光强度的情况下，吸光度Aλ与对象物的光路的距离L与对象物浓度C呈比例。式(3)中的吸收系数α用式(4)表达。在式(4)中，κ为消光系数，λ为激光的波长。Aλ＝αLC (3)α＝4πκ/λ (4)根据上述式(2)(3)(4)，对象物的消光系数κ越大，吸光度Aλ越大。另外，对象物浓度C越大，吸光度Aλ越大。如下说明的那样，为了对砂轮16进行整形以及修整，粘合剂22的吸光度Aλ比磨粒21的吸光度Aλ大1位以上即可。例如，设激光的波长λ为1.05μm，激光的瑞利长度为10μm。此时，CBN的磨粒21的吸光度Aλ(CBN)用式(5)表达。为了使粘合剂22的添加剂TiC的吸光度Aλ(ADD)比磨粒21的吸光度Aλ(CBN)大1位以上，需要满足式(6)。根据式(6)，添加剂TiC的浓度C需要为用式(7)表达的范围。Aλ(CBN)＝αCBNL＝(4πK/λ)*(10*10-6)＝2.5*10-6 (5)Aλ(ADD)＝αADDL CADD＞2.5*10-5 (6)CADD＞6.2*10-8 (7)参照图3对激光的能量密度与磨粒21以及粘合剂22的加工深度的关系进行说明。磨粒21为CBN。粘合剂22以玻璃质粘结材料为主要成分，且包含用式(7)表达的范围的浓度CADD的添加剂TiC。作为比较例，举出不包含添加剂TiC的作为玻璃质粘结材料的粘合剂22。这里，如上述表1所示，TiC的消光系数κ与CBN的消光系数κ以及玻璃质粘结材料的消光系数κ相比，非常高。因此，粘合剂22包含越多的添加剂TiC，该粘合剂22的吸光度Aλ越大。即，包含添加剂TiC的粘合剂22的吸光度Aλ比磨粒21的吸光度Aλ大，磨粒21的吸光度Aλ比不包含添加剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砂轮，包括：多个磨粒；以及粘合剂，其结合所述多个磨粒且以粘结材料为主要成分，其中，所述粘合剂包含添加剂，该添加剂具有在规定频率带的波长内比所述磨粒的消光系数高的消光系数。

【技术特征摘要】
2015.03.10 JP 2015-0475611.一种砂轮，包括：多个磨粒；以及粘合剂，其结合所述多个磨粒且以粘结材料为主要成分，其中，所述粘合剂包含添加剂，该添加剂具有在规定频率带的波长内比所述磨粒的消光系数高的消光系数。2.一种磨床，包括：砂轮座，其供权利要求1所述的砂轮安装；以及砂轮修正装置，其具有激光振荡器，其中，通过所述激光振荡器对所述砂轮照射所述规定频率带的波长的激光，由此对所述粘合剂进行加工。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：相马伸司，小野直人，加藤觉，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本;JP