JP2004130464A

JP2004130464A - Resinoid grinding wheel

Info

Publication number: JP2004130464A
Application number: JP2002298571A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Hata; 畑　博也
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Bonded Abrasive Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Bonded Abrasive Co Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resinoid grinding wheel having high versatility which responds to various machining conditions. <P>SOLUTION: Elasticity of a core section 16 disposed inside an outer peripheral grinding wheel section 12 is lower than that of the grinding wheel section 12. The elasticity is good, so that excessive pressure occurring between it and ground material 40 is dispersed during grinding of a relatively high load, and no problem occurs during grinding of a relatively low load. In other words, the resinoid grinding wheel 10 having high versatility responding to various machining conditions is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砥粒組織を有する円環状の外周砥石部の内側に、専らその外周砥石部を支持するためのコア部を有するレジノイド研削砥石の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転研削に利用される円環状の研削砥石が様々な技術分野で多用されている。そのような研削砥石として、例えば、多数の骨材粒子が合成樹脂結合剤により相互に一体的に結合して形成されたレジノイド研削砥石がある。従来、かかるレジノイド研削砥石は、研削に関与する外周部のみならず、研削装置の取付フランジに把持されて専らその外周部を支持するための研削砥石の中心を成す部分もその外周部と同じ素材による一体構造であることが一般的であった。
【０００３】
一方、砥粒組織を有して研削に関与する円環状の外周砥石部の内側に、その外周砥石部とは異なる素材から成る専らその外周砥石部を支持するためのコア部を有する研削砥石が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。かかる研削砥石の製造方法によれば、骨材と所定の熱硬化性樹脂とを混合することにより調整されたコア部の材料が、外周砥石部の内側に充填された状態で硬化されることにより、優れた強度を有する樹脂製のコア部がその外周砥石部の内側に好適に設けられる。また、その他にも、コスト削減のためコア部に比較的安価な材料を用いたり、再利用が可能なコア部を備えた研削砥石など、特徴的なコア部により有利な効果を奏する研削砥石が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−６０２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、工業的な研削加工では、その態様に応じて様々な加工条件が適宜設定される。例えば、粗加工においては比較的高負荷にて切込量の大きな研削加工が、仕上加工においては比較的低負荷にて切込量の小さな研削加工が行われる。また、被削材の材質によっても加工条件が異なってくる。しかし、かかる様々な加工条件の何れにも対応し得る研削砥石は未だ開発されておらず、寿命又は精度などに関して一長一短があった。よって通常、加工条件に応じて複数種類の研削砥石を使い分けていた。本発明者は、前記コア部の構成を工夫することで、汎用性に優れた研削砥石が得られるのではないかと考え、鋭意研究を継続してきた。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、様々な加工条件に対応し得る汎用性に優れたレジノイド研削砥石を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、多数の骨材粒子が合成樹脂結合剤により相互に一体的に結合して形成された円環状の外周砥石部の内側に、専らその外周砥石部を支持するためのコア部を有するレジノイド研削砥石であって、そのコア部の弾性率は、前記外周砥石部の弾性率よりも低いことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の効果】
このようにすれば、前記外周砥石部の内側に設けられたコア部の弾性率は、その外周砥石部の弾性率よりも低く、弾性に優れていることから、比較的高負荷の研削加工に際しては被削材との間に生じる過剰な圧力を分散させる一方、研削装置側の振動などがレジノイド研削砥石側に伝わりにくく、前記コア部において吸収されるため、比較的低負荷の研削加工に際しても何ら不具合を生じさせない。すなわち、様々な加工条件に対応し得る汎用性に優れたレジノイド研削砥石を提供することができる。
【０００９】
また、前記レジノイド研削砥石を研削装置に取り付けるために取付フランジに締めつける際に、弾性に富む前記コア部により、前記レジノイド研削砥石にかかる応力が均一に分散させられることから、過剰に締めつけた場合であってもそのレジノイド研削砥石にひび割れ（クラック）などの不具合を生じさせないという利点がある。
【００１０】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記コア部の曲げ弾性率は、０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下の範囲内である。このようにすれば、様々な加工条件においてビビリの発生あるいはタタキ現象などの不具合を抑制できるという利点がある。なお、前記コア部の曲げ弾性率が０．１ＧＰａより低い構成では十分な強度を保証できない可能性があり、１０ＧＰａより高い構成では加工条件によってはビビリの発生あるいはタタキ現象などの不具合が生じる。
【００１１】
また、好適には、前記骨材粒子は、ゾルゲル法により形成されたセラミック砥粒である。このようにすれば、前記レジノイド研削砥石に更に優れた研削能率を付与できるという利点がある。
【００１２】
また、好適には、前記レジノイド研削砥石は、専ら円筒状の被削材の外周面を研削する円筒ロール研削加工に用いられるものである。このようにすれば、一般に比較的高い仕上精度及び形状精度が要求される円筒ロール研削加工において、粗加工から仕上加工までを１種類のレジノイド研削砥石にて行うことができるという利点がある。
【００１３】
また、好適には、前記コア部の外径寸法は、前記レジノイド研削砥石を回転主軸に固定するための取付フランジの外径寸法に対して９０％以上１２０％以下の範囲内である。このようにすれば、必要十分な外径寸法を備えたコア部を有する実用的なレジノイド研削砥石を提供することができるという利点がある。なお、前記コア部の外形寸法が前記取付フランジの外形寸法に対して９０％より小さい構成では加工条件によってはビビリの発生あるいはタタキ現象などの不具合が生じ、１２０％より大きい構成では前記外周砥石部において研削加工に関与し得る部分を削減する必要が生じる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例である円筒ロール研削用のレジノイド研削砥石１０の斜視図である。この図に示すように、かかるレジノイド研削砥石１０は、専ら被削材の研削加工に関与するために多数の骨材粒子１４が合成樹脂結合剤により相互に一体的に結合して形成された砥石組織からなる円環状の外周砥石部１２と、その外周砥石部１２の内周側に固設されて専らその外周砥石部１２を支持するための穴あき円盤（円板）状の砥石支持部すなわちコア部１６とを備え、例えば外径３８０ｍｍφ×内径１２７ｍｍφ×厚みｔ２０ｍｍ程度の寸法に構成されたものである。
【００１６】
上記外周砥石部１２の砥石組織は、一般によく知られたレジノイド砥石組織であり、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）質あるいは溶融アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）質などの一般砥粒、あるいはゾルゲル法により形成されたセラミック砥粒（ゾルゲル砥粒）などの骨材粒子１４が、エポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂などを主成分とする合成樹脂結合剤（レジンボンド）により結合されると共に、構成によっては連続あるいは不連続の気孔が多数形成された多孔質の砥石組織である。
【００１７】
前記コア部１６は、例えば２０５ｍｍφ程度の外径寸法Ｄｗを備えている。すなわち、本実施例のレジノイド研削砥石１０では、前記外周砥石部１２が外周面から２０５ｍｍφ程度の直径に至るまでの部分に設けられており、その外周砥石部１２の内周面と前記コア部１６の外周面とが一体的に固着され、２０５ｍｍφ程度の直径から内周面に至るまでの部分に前記コア部１６が設けられている。
【００１８】
前記コア部１６は、例えばエポキシ樹脂などの合成樹脂を主成分として炭化ケイ素質あるいは溶融アルミナ質などの充填材（フィラ）を含む構成から成り、その曲げ弾性率は、好適には、０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下の範囲内、更に好適には、０．２ＧＰａ以上４ＧＰａ以下の範囲内、最適には、１ＧＰａ程度である。なお、前記外周砥石部１２を構成するレジノイド砥石組織の曲げ弾性率は、一般的に１０ＧＰａよりも高く例えば１５ＧＰａ程度である。すなわち、前記コア部１６は、比較的弾性率が低い弾性に富んだ素材から形成されている。そのように、前記コア部１６に優れた弾性を付与するためには、上述の構成の他に、（ａ）比較的弾性に乏しい材料を主成分として粒状のゴムやシリコンなどの弾性体をフィラとして含む構成、（ｂ）ウレタン又はスチレンなど、あるいはその発泡体をフィラとして含む構成、（ｃ）バネ構造やハニカム（蜂の巣状）構造の金属体を含む構成などが考えられる。
【００１９】
図２は、前記レジノイド研削砥石１０が研削機械の回転主軸１８に把持固定された様子を、そのレジノイド研削砥石１０及び回転主軸１８に共通の軸心Ｓ１を含む平面で切断して示す断面図である。この図に示すように、前記レジノイド研削砥石１０は、前記コア部１６がそれぞれ穴あき円盤状を成す１対のフランジ部材すなわち上記回転主軸１８に固定される第１フランジ部材２０及びその第１フランジ部材２０に固定される第２フランジ部材２２に密着する状態で挟持されることにより上記研削機械の回転主軸１８に固定されて、上記軸心Ｓ１まわりに回転させられつつ被削材４０に摺接されることにより、前記外周砥石部１２に設けられた砥粒層でその被削材４０の被削面を研削加工するものである。すなわち、上記第１フランジ部材２０及び第２フランジ部材２２が取付フランジとして機能し、その取付フランジの外径寸法Ｄｆは、例えば２０５ｍｍφ程度である。そのように、前記コア部１６の外径寸法Ｄｗは、好適には、かかる取付フランジの外径寸法Ｄｆに対して９０％以上１２０％以下の範囲内、更に好適には、９５％以上１１０％以下の範囲内、最適には、１００〜１０５％程度である。
【００２０】
図２に示すように、前記回転主軸１８の端部はテーパ状に形成されており、その軸心Ｓ１には雄ネジ２６が形成されている。また、上記第１フランジ部材２０の中央には上記テーパ状の端部に対応する取付穴２４が形成されており、その取付穴２４は、上記第１フランジ部材２０をその厚み方向に貫通すると共に、上記第２フランジ部材２２の中央穴に嵌め入れられるための円環状突起部がその取付穴２４と内周面を共有して形成されている。また、上記第１フランジ部材２０及び第２フランジ部材２２には、前記コア部１６に当接して把持固定するためにその外周面から所定の直径に至るまでが円環状に掘り下げられた掘下部３０及び３２がそれぞれ形成されている。また、上記第１フランジ部材２０には、例えば上記軸心Ｓ１を中心とする同心円上に略等間隔となるように複数の雌ネジ３４が形成されており、上記第２フランジ部材２２におけるその複数の雌ネジ３４に対応する部分には複数の貫通穴３６がそれぞれ形成されている。
【００２１】
前記回転主軸１８と前記第１フランジ部材２０とは、その回転主軸１８のテーパ状の端部と上記取付穴２４とが嵌め合わされた状態で、ナット２８が上記雄ネジ２６に螺合されることにより相互に固定される。また、前記第１フランジ部材２０と前記第２フランジ部材２２とは、前記コア部１６が上記掘下部３０及び３２に当接させられた状態で、前記複数の貫通穴３６に挿入された複数本のボルト３８が前記第１フランジ部材２０における複数の雌ネジ３４に螺合されることにより相互に固定される。そのようにして、前記第１フランジ部材２０と前記第２フランジ部材２２とは、前記レジノイド研削砥石１０のコア部１６を十分な強度で把持固定した状態で相互に固定される。
【００２２】
図３は、前記レジノイド研削砥石１０が円筒ロール研削加工に用いられる様子を説明する図である。この図における被削材４０は、例えば熱間圧延あるいは冷間圧延の圧延スタンドに用いられる圧延ロールであり、圧延精度あるいは圧延面の品質を維持するためにその外周面には定期的な研削加工が施される。かかる円筒ロール研削加工において、前記レジノイド研削砥石１０は、前記回転軸心Ｓ１が上記被削材４０の回転軸Ｓ２に対して平行となるように前記回転主軸１８に取り付けられ、その被削材４０に対して相対的に回転駆動させられつつその回転軸心方向へ相対移動させられる。
【００２３】
前記レジノイド研削砥石１０は、例えば、以下のような工程に従って製造される。先ず、前記外周砥石部１２の原料として、炭化ケイ素砥粒とセラミック砥粒とを１：１の比率で混合した骨材粒子を５０容積％程度と、合成樹脂結合剤としてフェノール樹脂を２０容積％程度と、その他有機質バルーンなどの充填剤を３０容量％程度とが混合及び撹拌される。また、前記コア部１６の原料として、主原料であるエポキシ樹脂を６０容積％程度と、溶融アルミナ砥粒などのフィラを２０容積％程度と、その他有機質バルーンなどの充填剤を３０容量％程度とが混合及び撹拌される。次いで、所定の金型に前記外周砥石部１２の原料が流し込まれて硬化させられた後、その金型に更に前記コア部１６の原料が流し込まれて硬化させられることにより、その外周砥石部１２とコア部１６とが一体的に形成される。次いで、かかる金型から外されて仕上加工が施され、前記レジノイド研削砥石１０が製造される。
【００２４】
続いて、本発明の効果を検証するために、本発明者が行った試験について説明する。本試験では、前記コア部１６の構成を様々に変化させてその研削性能を比較するため、炭化ケイ素砥粒とセラミック砥粒とを１：１の比率で混合した骨材粒子を４９容積％と、合成樹脂結合剤としてフェノール樹脂を２０容積％と、その他有機質バルーンなどの充填剤を３１容量％とから構成された前記外周砥石部の内周側に、以下に示す構成のコア部を備えたレジノイド研削砥石すなわち実施例試料１から５、及び比較例試料を作製した。なお、それらのレジノイド研削砥石は、外径３８０ｍｍφ×内径１２７ｍｍφ×厚みｔ２０ｍｍ、コア部外径２０５ｍｍφの共通寸法とした。
【００２５】

【００２６】
本試験では、以上のように構成された実施例試料１から４、及び比較例試料を用い、所定の円筒研削盤にて砥石周速４０ｍ／ｓ、切込量０．０６ｍｍ／ｐａｓｓの加工条件で、ＪＩＳ　Ｇ　４４０３に規定する硬度６０ＨＲＣ程度のハイス工具鋼（１３０ｍｍφ）を被削材として研削試験１を行い、切込量を０．１０ｍｍ／ｐａｓｓに変更して研削試験２を行った。また、実施例試料３及び５を用い、上記研削試験１と同じ加工条件で研削試験３を行った。以下にそれらの研削試験１から３の結果を示す。
【００２７】

【００２８】
研削試験１の結果から、従来のレジノイド研削砥石である比較例試料に送りマーク、ビビリ、及びタタキ現象などの不具合が生じる加工条件においても、本発明の実施例である実施例試料１から４のレジノイド研削砥石は、良好な研削性能を示すことが確認された。とりわけ、コア部の曲げ弾性率が１ＧＰａである実施例試料３が研削比及び研削能率に優れている。一方、コア部の曲げ弾性率が０．２ＧＰａである実施例試料４では研削砥石の逃げが生じ、研削比及び研削性能に若干の低下が見られる。また、研削試験２の結果から、切込量を０．１０ｍｍ／ｐａｓｓと大きくした場合には、コア部の曲げ弾性率が８ＧＰａの実施例試料１では送りマーク、ビビリ、及びタタキ現象などの不具合が生じると共に、被削面粗さも粗くなることが確認された。なお、比較例試料ではタタキ現象により中途において研削加工が不可能となった。また、研削試験３の結果から、曲げ強度が３０ＭＰａと比較的低い実施例試料５でも、実施例試料３と同様の研削性能を示すことが確認された。すなわち、コア部の原料あるいは曲げ強度などに因らず、そのコア部の曲げ弾性率を０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下の範囲内、更に好適には、０．２ＧＰａ以上４ＧＰａ以下の範囲内、最適には、１ＧＰａ程度とした構成において、様々な加工条件に対応し得る汎用性に優れたレジノイド研削砥石を提供できることが検証された。
【００２９】
このように、本実施例によれば、前記外周砥石部１２の内側に設けられたコア部１６の弾性率は、その外周砥石部１２の弾性率よりも低く、弾性に優れていることから、比較的高負荷の研削加工に際しては前記被削材４０との間に生じる過剰な圧力を分散させる一方、比較的低負荷の研削加工に際しても何ら不具合を生じさせない。すなわち、様々な加工条件に対応し得る汎用性に優れたレジノイド研削砥石１０を提供することができる。
【００３０】
また、前記コア部１６の曲げ弾性率は、０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下の範囲内であるため、様々な加工条件においてビビリの発生あるいはタタキ現象などの不具合を抑制できるという利点がある。
【００３１】
また、前記骨材粒子１４は、ゾルゲル法により形成されたセラミック砥粒であるため、前記レジノイド研削砥石１０に更に優れた研削能率を付与できるという利点がある。
【００３２】
また、好適には、前記レジノイド研削砥石１０は、専ら円筒状の被削材４０の外周面を研削する円筒ロール研削加工に用いられるものであるため、一般に比較的高い仕上精度及び形状精度が要求される円筒ロール研削加工において、粗加工から仕上加工までを１種類のレジノイド研削砥石１０にて行うことができるという利点がある。
【００３３】
また、前記コア部１６の外径寸法は、前記レジノイド研削砥石１０を回転主軸１８に固定するための取付フランジである前記第１フランジ部材２０及び第２フランジ部材２２に共通の外径寸法に対して９５％以上１１０％以下の範囲内であるため、必要十分な外径寸法を備えたコア部１６を有する実用的なレジノイド研削砥石１０を提供することができるという利点がある。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００３５】
図４は、本発明の他の実施例であるレジノイド研削砥石５０の斜視図である。この図に示すように、かかるレジノイド研削砥石５０は、前述のレジノイド研削砥石１０の構成に加えて、前記コア部１６の内周側に円環状の補強部５２を備えており、図５に示すように、研削機械の回転主軸１８に把持固定されて用いられる。上記補強部５２は、例えば金属材料あるいは硬質エンジニアリングプラスチックなどの比較的弾性に乏しい一方で強度に優れた材料から成り、かかる補強部５２が設けられていることにより、前記コア部１６による径方向の弾性に弊害を生じさせずに、上記レジノイド研削砥石５０における前記第１フランジ部材２０及び第２フランジ部材２２により挟圧される部分の厚み方向の強度を向上させることができるという利点がある。
【００３６】
また、前述の実施例では、前記外周砥石部１２及びコア部１６は、所定の金型に原料を流し込む流込成形により、一体的なレジノイド研削砥石１０として形成されるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記外周砥石部１２とコア部１６とをそれぞれ個別にプレス成形した後、合成樹脂接着剤などにより相互に固着して形成されるものであっても構わない。
【００３７】
また、前述の実施例では、前記骨材粒子１４は、炭化ケイ素質あるいは溶融アルミナ質などの一般砥粒、あるいはゾルゲル法により形成されたセラミック砥粒であったが、例えばダイヤモンド砥粒あるいはＣＢＮ砥粒などの所謂超砥粒を用いた超砥粒ホイールに本発明が適用されても構わない。
【００３８】
また、前述の実施例において、前記コア部１６は、エポキシ樹脂などの合成樹脂を主成分として炭化ケイ素質あるいは溶融アルミナ質などのフィラを含む構成から成るものであったが、前記外周砥石部１２の弾性率よりも低い素材であればその構成は問わない。
【００３９】
その他一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるレジノイド研削砥石の斜視図である。
【図２】図１のレジノイド研削砥石が研削機械の回転主軸に把持固定された様子を、そのレジノイド研削砥石及び回転主軸に共通の軸心を含む平面で切断して示す断面図である。
【図３】図１のレジノイド研削砥石が円筒ロール研削加工に用いられる様子を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施例であるレジノイド研削砥石の斜視図である。
【図５】図４のレジノイド研削砥石が研削機械の回転主軸に把持固定された様子を、そのレジノイド研削砥石及び回転主軸に共通の軸心を含む平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１０、５０：レジノイド研削砥石
１２：外周砥石部
１４：骨材粒子
１６：コア部
１８：回転主軸
２０：第１フランジ部材
２２：第２フランジ部材
４０：被削材
Ｄｆ：取付フランジの外径寸法
Ｄｗ：コア部の外径寸法[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a resinoid grinding wheel having a core portion exclusively for supporting the outer peripheral wheel portion inside an annular outer peripheral wheel portion having an abrasive structure.
[0002]
[Prior art]
An annular grinding wheel used for rotary grinding is widely used in various technical fields. As such a grinding wheel, for example, there is a resinoid grinding wheel formed by integrally forming a large number of aggregate particles with a synthetic resin binder. Conventionally, such a resinoid grinding wheel has the same material as the outer peripheral portion, not only the outer peripheral portion involved in the grinding, but also the portion forming the center of the grinding wheel to be held by the mounting flange of the grinding device and exclusively supporting the outer peripheral portion. In general, it was an integral structure.
[0003]
On the other hand, a grinding wheel having a core portion for exclusively supporting the outer peripheral grindstone portion made of a material different from the outer peripheral grindstone portion is provided inside an annular outer peripheral grindstone portion having an abrasive grain structure and involved in grinding. It has been developed (for example, see Patent Document 1). According to such a method of manufacturing a grinding wheel, the material of the core portion adjusted by mixing the aggregate and the predetermined thermosetting resin is cured in a state where the material is filled inside the outer peripheral grinding wheel portion. A resin core portion having excellent strength is preferably provided inside the outer peripheral grindstone portion. In addition, other grinding wheels that have a more advantageous effect due to the characteristic core portion, such as using a relatively inexpensive material for the core portion for cost reduction, and a grinding wheel with a reusable core portion, are also available. Proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-6029 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in industrial grinding, various processing conditions are appropriately set according to the mode. For example, in rough machining, grinding with a large cutting depth is performed at a relatively high load, and in finishing, grinding with a small cutting depth is performed at a relatively low load. Processing conditions also differ depending on the material of the work material. However, a grinding wheel capable of coping with any of these various processing conditions has not yet been developed, and has had advantages and disadvantages in terms of life or accuracy. Therefore, usually, a plurality of types of grinding wheels are properly used depending on processing conditions. The inventor of the present invention has thought that a versatile grinding wheel may be obtained by devising the configuration of the core portion, and has continued intensive research.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly versatile resinoid grinding wheel that can cope with various processing conditions.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the gist of the present invention is to provide a method in which a large number of aggregate particles are exclusively bonded inside an annular outer peripheral grindstone portion formed by integrally bonding with a synthetic resin binder. A resinoid grinding wheel having a core portion for supporting the outer peripheral grindstone portion, wherein the elastic modulus of the core portion is lower than the elastic modulus of the outer peripheral grindstone portion.
[0008]
【The invention's effect】
With this configuration, the elastic modulus of the core portion provided inside the outer peripheral grindstone portion is lower than the elastic modulus of the outer peripheral grindstone portion and is excellent in elasticity. While dispersing excessive pressure generated between the workpiece and the workpiece, vibrations and the like on the grinding device side are less likely to be transmitted to the resinoid grinding wheel side, and are absorbed in the core portion. Does not cause any trouble. That is, it is possible to provide a resinoid grinding wheel excellent in versatility that can cope with various processing conditions.
[0009]
Further, when tightening the resinoid grinding wheel to a mounting flange for mounting on a grinding device, the stress applied to the resinoid grinding wheel is uniformly dispersed by the core portion having a high elasticity, so that when the resin is excessively tightened. Even so, there is an advantage that defects such as cracks do not occur in the resinoid grinding wheel.
[0010]
Other aspects of the invention
Here, preferably, the bending elastic modulus of the core portion is in the range of 0.1 GPa or more and 10 GPa or less. By doing so, there is an advantage that inconveniences such as generation of chattering and tackiness can be suppressed under various processing conditions. In the configuration where the bending elastic modulus of the core portion is lower than 0.1 GPa, sufficient strength may not be guaranteed, and in the configuration higher than 10 GPa, inconveniences such as generation of chattering and tackiness may occur depending on processing conditions.
[0011]
Preferably, the aggregate particles are ceramic abrasive grains formed by a sol-gel method. In this way, there is an advantage that the resinoid grinding wheel can be provided with more excellent grinding efficiency.
[0012]
Preferably, the resinoid grinding wheel is used exclusively for cylindrical roll grinding for grinding the outer peripheral surface of a cylindrical workpiece. In this way, there is an advantage that, in general, in a cylindrical roll grinding process that requires relatively high finishing accuracy and shape accuracy, from a roughing process to a finishing process can be performed by one type of resinoid grinding wheel.
[0013]
Preferably, the outer diameter of the core portion is in a range of 90% or more and 120% or less with respect to the outer diameter of a mounting flange for fixing the resinoid grinding wheel to a rotating spindle. In this case, there is an advantage that a practical resinoid grinding wheel having a core portion having a necessary and sufficient outer diameter can be provided. In the configuration where the outer dimension of the core portion is smaller than 90% of the outer dimension of the mounting flange, a problem such as occurrence of chattering or rapture occurs depending on processing conditions. In this case, it is necessary to reduce a portion that can be involved in the grinding process.
[0014]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a perspective view of a resinoid grinding wheel 10 for cylindrical roll grinding according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the resinoid grinding wheel 10 is a grinding wheel formed by integrally combining a large number of aggregate particles 14 with a synthetic resin binder in order to exclusively participate in grinding of a work material. An annular outer grindstone portion 12 made of a structure, and a perforated disk (disk) -like grindstone support portion fixed to the inner circumferential side of the outer grindstone portion 12 and exclusively supporting the outer grindstone portion 12, It has a core portion 16 and has a size of, for example, about 380 mmφ in outer diameter × 127 mmφ in inner diameter × thickness t20 mm.
[0016]
The grindstone structure of the outer peripheral grindstone portion 12 is a well-known resinoid grindstone structure, and is formed by, for example, general abrasive grains such as silicon carbide (SiC) or fused alumina (Al ₂ O ₃ ), or a sol-gel method. Aggregate particles 14 such as ceramic abrasive grains (sol-gel abrasive grains) are bonded by a synthetic resin binder (resin bond) containing an epoxy resin or a phenol resin as a main component, and may be continuous or discontinuous depending on the configuration. It is a porous whetstone structure in which many pores are formed.
[0017]
The core portion 16 has an outer diameter dimension Dw of, for example, about 205 mmφ. That is, in the resinoid grinding wheel 10 of the present embodiment, the outer peripheral wheel portion 12 is provided in a portion extending from the outer peripheral surface to a diameter of about 205 mmφ, and the inner peripheral surface of the outer peripheral wheel portion 12 and the core portion 16 are provided. And an outer peripheral surface thereof is integrally fixed, and the core portion 16 is provided in a portion from a diameter of about 205 mmφ to an inner peripheral surface.
[0018]
The core portion 16 is made of a composition containing a synthetic resin such as an epoxy resin as a main component and a filler (filler) such as a silicon carbide material or a fused alumina material, and preferably has a flexural modulus of 0.1 GPa. The range is from 10 GPa to 10 GPa, more preferably from 0.2 GPa to 4 GPa, and most preferably about 1 GPa. The flexural modulus of the resinoid grindstone structure constituting the outer peripheral grindstone portion 12 is generally higher than 10 GPa, for example, about 15 GPa. That is, the core portion 16 is formed of a material having a relatively low elastic modulus and a high elasticity. As described above, in order to impart excellent elasticity to the core portion 16, in addition to the above-described structure, (a) an elastic material such as rubber or silicon having a relatively low elasticity as a main component is used as a filler. , A configuration including urethane or styrene, or a foam thereof as a filler, a configuration including a metal body having a spring structure or a honeycomb (honeycomb) structure, and the like.
[0019]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the resinoid grinding wheel 10 is gripped and fixed to a rotating spindle 18 of a grinding machine by cutting along a plane including an axis S1 common to the resinoid grinding wheel 10 and the rotating spindle 18. is there. As shown in this figure, the resinoid grinding wheel 10 comprises a pair of flange members each having a core-shaped perforated disk shape, that is, a first flange member 20 fixed to the rotating main shaft 18 and a first flange member thereof. By being held in close contact with the second flange member 22 fixed to the member 20, it is fixed to the rotating main shaft 18 of the grinding machine, and slides on the work material 40 while being rotated about the axis S1. By doing so, the work surface of the work material 40 is ground by the abrasive layer provided on the outer peripheral grindstone portion 12. That is, the first flange member 20 and the second flange member 22 function as mounting flanges, and the outer diameter Df of the mounting flange is, for example, about 205 mmφ. As described above, the outer diameter Dw of the core portion 16 is preferably in the range of 90% to 120%, more preferably 95% to 110%, with respect to the outer diameter Df of the mounting flange. Within the following range, it is optimally about 100 to 105%.
[0020]
As shown in FIG. 2, the end of the rotating main shaft 18 is formed in a tapered shape, and a male screw 26 is formed on the shaft center S1. A mounting hole 24 corresponding to the tapered end is formed at the center of the first flange member 20, and the mounting hole 24 penetrates the first flange member 20 in the thickness direction thereof, and An annular projection for fitting into the center hole of the second flange member 22 is formed so as to share the inner peripheral surface with the mounting hole 24. Further, the first flange member 20 and the second flange member 22 have a dug lower part 30 dug in an annular shape from its outer peripheral surface to a predetermined diameter in order to abut and fix the core part 16. And 32 are respectively formed. The first flange member 20 has a plurality of female screws 34 formed at substantially equal intervals on a concentric circle centered on the axis S1, for example. A plurality of through holes 36 are respectively formed in portions corresponding to the female screws 34.
[0021]
The nut 28 is screwed into the male screw 26 in a state where the tapered end of the rotary spindle 18 and the mounting hole 24 are fitted to the rotary spindle 18 and the first flange member 20. Are fixed to each other. In addition, the first flange member 20 and the second flange member 22 are formed by inserting the plurality of through holes 36 into the plurality of through holes 36 in a state where the core portion 16 is in contact with the dug

portions

30 and 32. Are fixed to each other by being screwed into the plurality of female threads 34 of the first flange member 20. In this way, the first flange member 20 and the second flange member 22 are fixed to each other while holding and fixing the core 16 of the resinoid grinding wheel 10 with sufficient strength.
[0022]
FIG. 3 is a view for explaining how the resinoid grinding wheel 10 is used for cylindrical roll grinding. The work material 40 in this figure is, for example, a rolling roll used in a hot or cold rolling stand, and its outer peripheral surface is periodically ground to maintain rolling accuracy or quality of the rolled surface. Is applied. In such cylindrical roll grinding, the resinoid grinding wheel 10 is attached to the rotating main shaft 18 such that the rotation axis S1 is parallel to the rotation axis S2 of the work material 40, and the work material 40 , While being relatively driven to rotate with respect to the rotation axis.
[0023]
The resinoid grinding wheel 10 is manufactured, for example, according to the following steps. First, as a raw material of the outer peripheral grindstone portion 12, an aggregate particle obtained by mixing silicon carbide abrasive grains and ceramic abrasive grains at a ratio of 1: 1 is about 50% by volume, and a phenol resin is 20% by volume as a synthetic resin binder. About 30% by volume of a filler such as an organic balloon is mixed and stirred. Further, as a raw material of the core portion 16, an epoxy resin as a main raw material is about 60% by volume, a filler such as fused alumina abrasive is about 20% by volume, and a filler such as an organic balloon is about 30% by volume. Are mixed and stirred. Next, after the raw material of the outer peripheral grindstone portion 12 is poured into a predetermined mold and hardened, the raw material of the core portion 16 is further poured into the die and hardened, so that the outer peripheral grindstone portion 12 is hardened. And the core portion 16 are integrally formed. Next, the mold is removed from the mold and subjected to finishing, whereby the resinoid grinding wheel 10 is manufactured.
[0024]
Next, a test performed by the present inventor to verify the effect of the present invention will be described. In this test, aggregate particles obtained by mixing silicon carbide abrasive grains and ceramic abrasive grains at a ratio of 1: 1 were set to 49% by volume in order to compare the grinding performance by variously changing the configuration of the core portion 16. A core portion having the following structure was provided on the inner peripheral side of the outer peripheral grindstone portion composed of 20% by volume of a phenol resin as a synthetic resin binder and 31% by volume of a filler such as an organic balloon. Resinoid grinding wheels, i.e., sample samples 1 to 5 and sample samples for comparison, were prepared. In addition, these resinoid grinding wheels had a common dimension of 380 mmφ in outer diameter × 127 mmφ in inner diameter × 20 mm in thickness and 205 mmφ in core outer diameter.
[0025]

[0026]
In this test, using the sample samples 1 to 4 and the comparative example sample configured as described above, using a predetermined cylindrical grinder, a grinding wheel peripheral speed of 40 m / s and a cutting amount of 0.06 mm / pass were used. Then, a grinding test 1 was performed using a high-speed tool steel (130 mmφ) having a hardness of about 60 HRC specified in JIS G4403 as a work material, and a grinding test 2 was performed by changing the cutting depth to 0.10 mm / pass. In addition, a grinding test 3 was performed using the sample samples 3 and 5 under the same processing conditions as the above-described grinding test 1. The results of the grinding tests 1 to 3 are shown below.
[0027]

[0028]
From the results of the grinding test 1, even under the processing conditions in which defects such as a feed mark, chattering, and a tack phenomenon occur in the comparative sample, which is a conventional resinoid grinding wheel, the sample of Examples 1 to 4 which are the examples of the present invention. It was confirmed that the resinoid grinding wheel exhibited good grinding performance. In particular, Example sample 3 in which the bending elastic modulus of the core portion is 1 GPa is excellent in the grinding ratio and the grinding efficiency. On the other hand, in Example sample 4 in which the bending elastic modulus of the core portion was 0.2 GPa, the grinding wheel escaped, and a slight decrease in the grinding ratio and the grinding performance was observed. Also, from the results of the grinding test 2, when the cutting depth was increased to 0.10 mm / pass, in the example sample 1 in which the bending elastic modulus of the core portion was 8 GPa, defects such as feed marks, chattering, and tackiness were observed. And the roughness of the work surface was also found to be rough. In the comparative sample, grinding was impossible in the middle due to the tack phenomenon. Further, from the result of the grinding test 3, it was confirmed that even the example sample 5 having a relatively low bending strength of 30 MPa exhibited the same grinding performance as the example sample 3. That is, regardless of the material or bending strength of the core portion, the flexural modulus of the core portion is optimally in the range of 0.1 GPa or more and 10 GPa or less, more preferably in the range of 0.2 GPa or more and 4 GPa or less. It has been verified that a resinoid grinding wheel with excellent versatility that can cope with various processing conditions can be provided in a configuration of about 1 GPa.
[0029]
As described above, according to the present embodiment, the elastic modulus of the core portion 16 provided inside the outer peripheral grindstone portion 12 is lower than the elastic modulus of the outer peripheral grindstone portion 12 and is excellent in elasticity. In the case of grinding with a relatively high load, the excessive pressure generated between the workpiece 40 and the workpiece 40 is dispersed. On the other hand, no problem occurs in the case of grinding with a relatively low load. That is, it is possible to provide the resinoid grinding wheel 10 excellent in versatility and capable of coping with various processing conditions.
[0030]
In addition, since the flexural modulus of the core portion 16 is in the range of 0.1 GPa or more and 10 GPa or less, there is an advantage that inconveniences such as generation of chattering and tackiness can be suppressed under various processing conditions.
[0031]
Further, since the aggregate particles 14 are ceramic abrasive grains formed by a sol-gel method, there is an advantage that the resinoid grinding wheel 10 can be provided with more excellent grinding efficiency.
[0032]
Preferably, the resinoid grinding wheel 10 is used exclusively for cylindrical roll grinding for grinding the outer peripheral surface of a cylindrical workpiece 40, and therefore generally requires relatively high finishing precision and shape precision. In the cylindrical roll grinding performed, there is an advantage that one type of resinoid grinding wheel 10 can perform from roughing to finishing.
[0033]
The outer diameter of the core portion 16 is larger than the outer diameter common to the first flange member 20 and the second flange member 22 which are mounting flanges for fixing the resinoid grinding wheel 10 to the rotating spindle 18. Therefore, there is an advantage that a practical resinoid grinding wheel 10 having a core portion 16 having a necessary and sufficient outer diameter can be provided.
[0034]
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other embodiments.
[0035]
FIG. 4 is a perspective view of a resinoid grinding wheel 50 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the resinoid grinding wheel 50 includes an annular reinforcing portion 52 on the inner peripheral side of the core 16 in addition to the configuration of the resinoid grinding wheel 10 described above. As described above, it is used by being gripped and fixed to the rotating spindle 18 of the grinding machine. The reinforcing portion 52 is made of a material having relatively low elasticity but excellent strength, such as a metal material or a hard engineering plastic. There is an advantage that the strength in the thickness direction of the portion sandwiched between the first flange member 20 and the second flange member 22 in the resinoid grinding wheel 50 can be improved without adversely affecting the elasticity.
[0036]
Further, in the above-described embodiment, the outer peripheral grindstone portion 12 and the core portion 16 are formed as an integral resinoid grinding grindstone 10 by casting the raw material into a predetermined mold. The present invention is not limited to this. For example, the outer peripheral grindstone portion 12 and the core portion 16 are individually press-molded and then fixed to each other with a synthetic resin adhesive or the like. No problem.
[0037]
In the above-described embodiment, the aggregate particles 14 are general abrasive grains such as silicon carbide or fused alumina, or ceramic abrasive grains formed by a sol-gel method. However, for example, diamond abrasive grains or CBN abrasive grains are used. The present invention may be applied to a superabrasive wheel using so-called superabrasive grains such as grains.
[0038]
Further, in the above-described embodiment, the core portion 16 is composed of a synthetic resin such as an epoxy resin as a main component and a filler such as a silicon carbide material or a fused alumina material. Any material may be used as long as the material has a lower elastic modulus.
[0039]
Although not illustrated one by one, the present invention is embodied with various changes without departing from the spirit thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a resinoid grinding wheel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the resinoid grinding wheel of FIG. 1 is gripped and fixed to a rotating spindle of the grinding machine, cut along a plane including an axis common to the resinoid grinding wheel and the rotating spindle.
FIG. 3 is a diagram illustrating how the resinoid grinding wheel of FIG. 1 is used for cylindrical roll grinding.
FIG. 4 is a perspective view of a resinoid grinding wheel according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a state in which the resinoid grinding wheel of FIG. 4 is gripped and fixed to a rotating spindle of the grinding machine, cut along a plane including an axis common to the resinoid grinding wheel and the rotating spindle.
[Explanation of symbols]
10, 50: resinoid grinding wheel 12: outer peripheral wheel portion 14: aggregate particles 16: core portion 18: rotating spindle 20: first flange member 22: second flange member 40: work material Df: outer diameter of mounting flange Dw: Outer diameter of core

Claims

A resinoid grinding wheel having a core portion exclusively for supporting the outer peripheral grindstone portion inside an annular outer peripheral grindstone portion formed by a number of aggregate particles integrally bonded to each other by a synthetic resin binder. So,
An elastic modulus of the core portion is lower than an elastic modulus of the outer peripheral grindstone portion.

The resinoid grinding wheel according to claim 1, wherein a bending elastic modulus of the core portion is in a range of 0.1 GPa or more and 10 GPa or less.

The resinoid grinding wheel according to claim 1, wherein the aggregate particles are ceramic abrasive grains formed by a sol-gel method.

The resinoid grinding wheel according to any one of claims 1 to 3, wherein the resinoid grinding wheel is used exclusively for cylindrical roll grinding for grinding an outer peripheral surface of a cylindrical workpiece.

The outer diameter of the core portion is in a range of 90% or more and 120% or less with respect to an outer diameter of a mounting flange for fixing the resinoid grinding wheel to a rotating main shaft. Resinoid grinding wheel.