JP2000326237A - 縦軸研削用砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削時における研削抵抗を抑えて被削材のエ
ッジのだれを抑制する。 【解決手段】 略円環状の砥石フランジ２０の周方向に
砥石ホルダー２７を所定間隔で取り付ける。砥石ホルダ
ー２７の円板状のフランジ部２９に平面視で略一対の略
菱形の超砥粒砥石３６，３６を装着する。超砥粒砥石３
６，３６は仮想線Ｌを挟んで仮想直交線Ｍに対して長軸
ｆが微少角度αをなすように略ハの字型に位置させノー
ズ部３８ａ，３８ｂを丸コーナーとし稜線部３８ｃと共
に円弧状の面取りＲを全周に設ける。超砥粒砥石３６は
メタルボンド砥石であって超砥粒が金属結合相に分散さ
れた砥粒層３８を台金３７に積層して構成する。超砥粒
砥石３６の金属結合相はその組織中に金属間化合物から
なる析出物粒子を分散してミクロン単位で崩壊可能にし
て自生発刃作用を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば金型用鋼等
の各種被削材を研削するのに用いられる縦軸研削用砥石
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、横軸平面研削盤で例えば金型用鋼
等を被削材として平面研削を行う場合、例えば図６に示
すようにして行われる。即ち円環状の砥石１はその中心
線Ｏと同軸をなす回転軸（図示せず）が被削材２の研削
面２ａと平行になるように配置され、回転軸回りに回転
する砥石１の外周面１ａで矢印Ｅ方向に送られる被削材
２の研削面２ａを平面研削加工する。横軸平面研削の場
合には、砥石１の外周面１ａが被削材２の送り方向に略
直交する方向に線接触するために研削面２ａに生じる研
削時のキズが一方向に生じることになって加工面２ａの
研削精度が良好であり、研削時の振動も少ない。しかし
砥石１と被削材２とが線接触であるために研削面積が小
さく大量の研削加工を効率的にできないという欠点があ
る。

【０００３】これに対して、縦軸平面研削にあっては、
図７に示すように略円筒状の砥石３を支持する基台４に
設けられた縦軸平面研削盤の回転軸５が被削材２の研削
面２ａに略直交する方向に位置しており、回転軸５の回
転に沿って砥石３の円環状先端面３ａが回転しつつ研削
面２ａを研削加工する。縦軸平面研削の場合、砥石３の
先端面３ａが被削材２の研削面２ａと面接触するため
に、横軸平面研削と比較して単位時間当たりの加工量が
大きく被削材２の大量加工ができるが、研削抵抗が大き
くなるために研削加工時の振動や発熱量が大きく、砥粒
が脱落し易くて砥石３の損傷が大きいために砥石３の寿
命が著しく短いという欠点がある。しかも研削時には研
削面２ａに網状のキズが生じ、加工面の見た目が悪いと
いう欠点がある。

【０００４】このような縦軸平面研削用の砥石を用いて
行う例えば金型用鋼の研削加工の一例を次に説明する。
金型用鋼の縦軸平面研削には通常、一般砥粒砥石（以
下、一般砥石という）が用いられている。例えば図８に
示すように被削材支持用の円板形状のステージ７の表面
７ａにはその周面に沿って複数の凹部が形成され、各凹
部内に金型用鋼８がそれぞれ装着されてリング状に配列
されている。このステージ７上の金型用鋼８を研削加工
するための砥石フランジ１０の台金９は例えば略円板形
状とされ、その外周面９ａは図９に示すように所定間隔
で切り欠かれて収納凹部１１…を形成する。各収納凹部
１１は外周側に開口部を有する略四角柱形状に形成され
ている。そして各収納凹部１１には図１０に示すような
略四角柱形状の四角柱砥石１２が嵌合させられ、台金９
の外周面９ａ上にベルト１３が装着されて、隣接する二
つの収納凹部１１，１１の間に位置する凸部１４にベル
ト１３の孔を通してボルト１５が螺合されることによっ
て各四角柱砥石１２が収納凹部１１内にそれぞれ固定さ
れている。

【０００５】このような砥石フランジ１０を用いてステ
ージ７上の金型用鋼８を平面研削加工する場合、図８に
示すようにステージ７を例えば矢印Ｆ方向に回転させた
状態で、ステージ７に対して偏心した位置に砥石フラン
ジ１０を配置させて矢印Ｇ方向に回転させることで、砥
石フランジ１０の表面から突出する四角柱砥石１２の先
端面１２ａで金型用鋼８の表面を研削することになる。
この場合、四角柱砥石１２の先端面１２ａと金型用鋼８
の表面とが面接触するために効率的に且つ大量に金型用
鋼８の研削が行える。また同種の砥石フランジとして四
角柱状の収納凹部１１に代えて、略三角柱形状を有する
収納凹部を形成し、三角柱砥石を装着してベルト１３と
ボルト１５で固定した構成を備えたものもある。

【０００６】ところで、このような縦軸研削に用いる砥
石フランジ１０などの四角柱砥石１２や三角柱砥石では
Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＣやＧＣ等の一般砥粒が用いられ、結合
相として通常ビトリファイドボンドと呼ばれるガラス性
のボンドが用いられている。このビトリファイドボンド
砥石は砥粒とのぬれ性は良好であるが、衝撃に弱く研削
の進行に伴って砥石の摩耗が大きいという欠点があり、
自生発刃作用を促すために砥石に衝撃を与えつつ研削し
ていた。横軸研削の場合、砥石１と被削材２とは線接触
であるために研削時に生じる応力は図６に示すように砥
石１と被削材２との接触点から砥石１の径方向即ち被削
材２の表面２ａに直交する方向Ｓ１のみであるが、縦軸
研削の場合には図７に示すように被削材２の表面２ａに
垂直な方向Ｓ１と平行な方向Ｓ２とに発生するために砥
石１２などの砥粒にかかる力が横軸研削の場合の約２倍
になる。

【０００７】この場合、砥粒として研削力の大きいダイ
ヤモンド、ＣＢＮ等の超砥粒を用いると生成される切屑
の量が一層大きくなるためにボンドの摩耗や砥粒の脱落
が激しくなり、砥石の寿命が更に短くなるという欠点が
あった。その点、一般砥粒は超砥粒と比較して研削量が
小さいために、砥石の耐久性を確保するために縦軸研削
用の砥石には一般砥石を用いるのが通常であった。尚、
縦軸研削用の砥石として、ビトリファイドボンド砥石に
代えてメタルボンド砥石を用いれば、砥粒として一般砥
粒に代えて超砥粒を用いても、金属結合相の耐摩耗性と
剛性が高いために研削量が増大して切屑の量が増大して
も金属結合相の摩耗は抑制できるが、例えば被削材が金
型用鋼８など硬脆材料の場合には、金属結合相が硬いた
めに砥粒の摩耗につれて金属結合相が後退して砥粒の突
出量を一定以上に維持するいわゆる自生発刃作用に乏し
く、比較的早期に切れ味が悪くなり研削精度が悪化する
という欠点がある。そのため、縦軸研削には砥粒として
超砥粒を用いることはできず、メタルボンド砥石を用い
ることもできないために、上述したように砥石の寿命が
短いという欠点を改善できなかった。縦軸研削用砥石に
一般砥粒を分散したビトリファイドボンド砥石を用いて
金型用鋼８を研削加工した場合、砥石１２等が短期間で
摩耗してしまうために、縦軸用研削盤のそばに作業員が
はりついていて頻繁に摩耗した砥石３，１２の突出量を
調整したり砥石交換したりしなければならず、極めて煩
雑であり生産性が悪かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】また、上述した従来の
縦軸研削用砥石１０等では研削時に被削材である金型用
鋼８のエッジ８ａに対して砥石１２の先端面が入り込む
時や出る時に広い接触面積を以て研削開始および研削終
了となるために、エッジ８ａがだれてしまい、研削加工
精度が低下するという欠点がある。本発明は、このよう
な課題に鑑みて、被削材のエッジのダレを抑制して加工
精度砥石を向上できるようにした縦軸研削用砥石を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る縦軸研削用
砥石は、複数の砥石ホルダーがそれぞれ砥石フランジに
着脱可能に装着され、砥石ホルダーには砥石フランジの
径方向に延びる仮想線に直交する仮想直交線に対して微
少角度をなすように砥石が配設され、該砥石は砥石フラ
ンジの回転方向先端側のノーズ部が砥石フランジの回転
方向後方に向かって漸次幅広になるように形成されてい
ることを特徴とする。砥石フランジを回転切削させて被
削材を研削する際、砥石のノーズ部付近から研削を開始
するために研削開始時の研削抵抗が小さく次第に増大し
衝撃や大きな切削抵抗が生じることはなく砥石の摩耗量
を抑制して幅広部で砥石の接着保持強度を確保できる。

【００１０】尚、砥石のノーズ部が円弧状に丸められ、
先端加工面の稜線部に面取りが施されていてもよい。丸
コーナーのノーズ部や先端加工面の面取り部で研削開始
されるために、砥石にかかる衝撃や研削抵抗も小さくて
被削材のエッジのだれを大幅に抑制できる。また砥石は
砥石フランジの回転方向後端側の丸コーナーのノーズ部
が砥石フランジの略回転方向後方に向かって漸次幅狭に
なるように形成されていてもよい。また、砥石は砥石フ
ランジの中心線と砥石ホルダーの中心線とを結ぶ仮想線
の両側にそれぞれ配設されていて略ハの字型をなすよう
に傾斜していてもよい。回転研削時に略ハの字型をなす
砥石の回転方向先端側に位置するいずれかのノーズ部で
研削開始するために研削抵抗が小さい。

【００１１】また砥石は、金属結合相に超砥粒が分散配
置されてなり、この金属結合相の組織中に金属間化合物
からなる析出物粒子が分散されていてもよい。析出物粒
子が金属結合相中に分散して生成されることにより、金
属結合相の全体としての耐摩耗性および剛性は高く維持
され、砥石の無駄な摩耗および形状変形は少なく抑えら
れる。それにもかかわらず、金属結合相の表面では析出
物粒子を単位としたミクロ的な崩壊が生じやすくなり、
砥粒の摩耗にともなって適当な速度で金属結合相が崩壊
していくようになり砥粒の自生発刃作用が向上するか
ら、従来のメタルボンド砥石と比較して長期に亙って良
好な切れ味を得ることが可能であり、高い研削精度が得
られる。また従来のメタルボンド砥石よりは耐久性が短
いもののビトリファイドボンド砥石と比較して耐久性が
高くなる。さらに、研削時に切屑が砥石研削面に溶着し
にくくなるので溶着による目詰まりを低減することがで
き、この点からも良好な切れ味を持続させる効果が得ら
れる。

【００１２】尚、本発明による砥石は、金属結合相中に
ダイヤモンドまたはＣＢＮ等の超砥粒を分散してなるメ
タルボンド砥石であって、金属結合相は、Ｓｎ，Ｚｎ，
Ａｌから選択される１種または２種以上の低融点金属Ａ
を合計で２０〜２５ｗｔ％、ＳｉまたはＧｅから選択さ
れる１種または２種のＩＶｂ族元素Ｂを合計で１〜６ｗ
ｔ％、Ａｇを０〜１５ｗｔ％、並びにＣｕ，Ｗ，Ｆｅ，
Ｎｉ，Ｃｏから選択される１種または２種以上の高融点
金属Ｃを残部それぞれ含有し、かつその組織中には高融
点金属Ｃおよび低融点金属Ａを主要構成元素とする金属
間化合物からなる析出物粒子が分散されて構成されてい
てもよい。また本発明による超砥粒砥石の別の構成は、
金属結合相中にダイヤモンドまたはＣＢＮ等の超砥粒を
分散してなるメタルボンド砥石であって、金属結合相は
Ｓｎを２０〜２５ｗｔ％、Ｇｅを１〜６ｗｔ％、Ａｇを
０〜１５ｗｔ％、並びにＣｕを残部それぞれ含有し、か
つその組織中にはＣｕおよびＳｎを主要構成元素とする
金属間化合物からなる析出物粒子が分散されていてもよ
い。尚、金属間化合物は、Ｃｕ₄Ｓｎであってもよい。
また金属結合相のＡｇ含有量（ｗｔ％）は、Ｇｅ含有量
（ｗｔ％）の３〜５倍であってもよい。金属結合相中の
析出物粒子の含有量は、砥粒層の切断面における析出物
粒子の面積比が５〜１５％になることが好ましい。５％
より少ないとその効果が得られず、１５％より多いと、
金属結合相が硬くなり過ぎて自生発刃作用が低下する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面により説明する。図１は実施の形態による砥石フラ
ンジの平面図、図２は図１で示す砥石フランジの中央縦
断面図、図３は図２に示す砥石フランジの砥石ホルダー
装着部分の拡大図、図４は砥石ホルダーの平面図、図５
は砥石ホルダーを示すもので（ａ）は側面図、（ｂ）は
砥粒層の先端角部を示す縦断面図、（ｃ）は砥粒層の先
端角部の変形例を示す縦断面図である。図１乃至図３に
示す砥石フランジ２０は図示しない縦軸平面研削盤に装
着され、砥石フランジ２０の本体２１は円環状に形成さ
れており、その周方向には所定間隔に略円柱状の凹溝２
２が複数個（図１では１２個）形成されている。円環形
状をなす本体２１の中心線Ｏは、上述した縦軸平面研削
盤の回転軸と一致して中心線Ｏ回りに回転研削され得る
ようになっている。そして、本体２１の凹溝２２は上面
２１ａに開口すると共に、上面２１ａに対向する下面２
１ｂには凹溝２２の底面２２ａと連通するねじ穴２３が
形成されていて、ねじ穴２３には例えば無頭の調整ねじ
２４が位置調整部材として進退可能に螺合されている。
また凹溝２２の側面には本体２１の外周面２１ｃと連通
する固定用ねじ穴２５が凹溝２２の深さ方向に沿って複
数本（図では２本）穿孔されているが、１本でもよい。

【００１４】また本体２１の各凹溝２２には図４及び図
５に示す砥石ホルダー２７が着脱可能に装着されてい
る。尚、図２では一方の砥石ホルダー２７が省略されて
いる。砥石ホルダー２７は凹溝２２内に嵌挿される軸部
２８と、軸部２８に対して拡径されていて上面２１ａに
着座する円板状のフランジ部２９とを備えていて、軸部
２８には周方向に１または複数条（図では２条）の凹環
溝３０が全周に亘って形成され、複数条の凹環溝３０は
軸部２８の長さ方向にずれて配列されている。砥石ホル
ダー２７の軸部２８が凹溝２２内に嵌挿された状態で、
凹環溝３０はそれぞれ固定用ねじ穴２５、２５に対向す
るように位置する（図３参照）。砥石ホルダー２７のフ
ランジ部２９にはその中央に挿通孔３１が穿孔され、軸
部２８の上端に穿孔されたねじ穴３２と同軸で連通して
おり、フランジ部２９の下面中央の凹陥部２９ａに軸部
２８が嵌合された状態で締結ボルト３３を挿通孔３１を
介して軸部２８のねじ穴３２と螺合させることによって
軸部２８とフランジ部２９が結合されているが、両者を
一体に形成してもよい。

【００１５】砥石ホルダー２７の軸部２８が本体２１の
凹溝２２に嵌挿された状態で、本体２１の外周面２１ｃ
から固定用ねじ穴２５に無頭の押しねじ２６を固定部材
として螺合して先端部で軸部２８の凹環溝３０を押圧す
ることで、砥石ホルダー２７は本体２１に堅固に固定さ
れる。尚、押しねじ２６の先端部の外径は凹環溝３０の
幅より小さく設定されており、軸部２８がその長さ方向
に位置調整させられても押しねじ２６による凹環溝３０
の押圧固定が確実に行われる。尚、押しねじ２６の先端
部に微細な凹凸を形成すれば軸部２８の固定が一層確実
になる。次に、図４に示すフランジ部２９の上面には中
央の挿通孔３１の回りに周方向に複数（図では２個）の
凹嵌溝３５…が互いに分離して形成されており、この凹
嵌溝３５内にはそれぞれ略菱形板状の超砥粒砥石３６が
装着されている。各超砥粒砥石３６はメタルボンド砥石
をなしていて、図３に示すように略同一平面形状をなす
薄板状の台金３７とその上面に接合された砥粒層３８と
が二層構造で構成されている。

【００１６】ここで一対の超砥粒砥石３６の配置につい
て図１及び図４により説明すると、砥石フランジ２０の
中心線Ｏと砥石ホルダー２７の中心線Ｏ１とを結ぶ半径
方向の仮想線Ｌを挟んで両側にそれぞれ超砥粒砥石３
６，３６が配列されて仮想線Ｌに直交する仮想直交線Ｍ
方向に列をなしている。そして各超砥粒砥石３６は対向
する一対の鋭角β（例えば４０°）のコーナーを丸コー
ナーにしてノーズ部３８ａ，３８ｂとして仮想線Ｌに近
い方のノーズ部３８ｂを仮想直交線Ｍ上に位置させ仮想
線Ｌから遠い方のノーズ部３６ａを仮想直交線Ｍより内
側にずらせて位置させることで対角線の長軸ｆが仮想直
交線Ｍと微少角度α（例えば１°）をなすように配置さ
せ、一対の超砥粒砥石３６，３６が略ハの字型をなすよ
うに配設されている。微少角度αは仮想線Ｌから遠い方
のノーズ部３６ａの先端Ｘ及び砥石フランジ２１の中心
線Ｏを結ぶ半径方向の第二の仮想線Ｌ１と長軸ｆとがな
す角度が９０°になるように設定される。或いは超砥粒
砥石３６の中心点Ｙ（対角線の交差点）と砥石フランジ
２０の中心線Ｏを結ぶ第三の仮想線Ｌ２と長軸ｆとがな
す角度が９０°になるように微少角度αを設定してもよ
い。

【００１７】また略菱形板状をなす砥粒層３８は先端加
工面３８Ａの四辺をなす稜線部３８ｃには例えば図５
（ａ）のＨ部を拡大した図５（ｂ）で示すように、断面
円弧状の面取りＲが全周に亘ってなされている。或いは
これに代えて同図（ｃ）に示すように平面状の面取りＪ
がなされていてもよい。このように構成することで超砥
粒砥石３６が被削材に最初に接触する際に先端側のノー
ズ部３８ａまたはノーズ部近傍の稜線部３８ｃの面取り
Ｒで例えば金型用鋼８のエッジ８ａ等を研削し始めるこ
とで研削開始時の研削抵抗が小さく砥石の摩耗を抑制で
きる。しかもエッジ８ａなど被削材の角がダレず、砥粒
層３８のチッピングを防止できるために加工面の面粗度
の向上と寸法精度の向上をはかることができる。尚、本
体２１における固定用ねじ穴２５及び押しねじ２６の配
設位置は、砥石フランジ２０による回転研削時に旋回す
る本体２１で超砥粒砥石３６が被削材に食い付く方向に
対して、その研削抵抗を受ける側に形成することが好ま
しい。

【００１８】超砥粒砥石３６の砥粒層３８はダイヤモン
ドやＣＢＮ等の超砥粒が金属結合相中に分散されて構成
されており、金属結合相は次のような組成を有してい
る。即ち、金属結合相は、Ｓｎ，Ｚｎ，Ａｌから選択さ
れる１種または２種以上の低融点金属Ａを合計で２０〜
２５ｗｔ％、ＳｉまたはＧｅから選択される１種または
２種のＩＶｂ族元素Ｂを合計で１〜６ｗｔ％、Ａｇを０
〜１５ｗｔ％、並びにＣｕ，Ｗ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏから
選択される１種または２種以上の高融点金属Ｃを残部そ
れぞれ含有し、かつその組織中には、高融点金属Ｃおよ
び低融点金属Ａを主要構成元素とする金属間化合物から
なる析出物粒子が分散されている。

【００１９】低融点金属Ａは、金属結合相の焼結性を高
めるため、および金属間化合物を生成させるために添加
されるもので、その含有率が２０ｗｔ％未満であると金
属間化合物を十分に生成させることができなくなり、そ
の効果が得られ難くなる。逆に含有率が２５ｗｔ％より
多いと金属結合相が軟質になりすぎ耐摩耗性および剛性
を十分に高めることができず、やはり耐久性の向上とい
う所期の効果を得ることができない。低融点金属Ａの種
類としては、上記のうちいずれの元素またはいずれの元
素の組み合わせでもその効果を得ることが可能である
が、特にＳｎを主組成物としていることがコストの点か
ら好ましい。Ｇｅに代表されるＩＶｂ族元素Ｂの効果
は、その添加量が多くなると金属間化合物が増加して粘
性が少なくなるので切屑が溶着しにくくなり、砥石の目
詰まりや研削抵抗の増大を防いで切れ味を向上する効果
が得られる。また、明らかではないが、金属間化合物の
組成元素の一部となるか、金属間化合物を生成させる際
の触媒的な作用もするものと考えられる。その反面、添
加量が多すぎると金属結合相が脆化しすぎて十分な強度
が得られず、焼結時に砥石が割れやすくなる傾向が生じ
るため、１〜６ｗｔ％が好適である。

【００２０】ＩＶｂ族元素Ｂの種類としては、上記のう
ちいずれの元素、またはいずれの元素の組み合わせでも
上述した効果を得ることが可能であるが、特にＧｅを主
組成物としていることがその効果の点から好ましい。Ａ
ｇは、Ｇｅ等のＩＶｂ族元素Ｂを添加したことによる金
属結合相の脆化や焼結時の砥石の割れを防ぐ効果を奏す
る。焼結条件等の設定により砥石の割れなどを防止する
ことができれば必ずしも添加する必要はないが、ＩＶｂ
族元素Ｂの含有量が比較的多い場合には１５ｗｔ％以下
の範囲で添加した方がよい。Ａｇ添加量が１５ｗｔ％を
越えると、金属結合相の強度は増すものの研削抵抗が増
し、砥石の切れ味が低下する。

【００２１】高融点金属Ｃは金属結合相のベースとなる
機械的特性を規定するもので、その含有率が５４ｗｔ％
未満であると金属結合相の耐摩耗性および剛性を十分に
高めることができず所期の効果を得ることができない。
また、高融点金属Ｃの含有率が８０ｗｔ％より多いと自
生発刃作用を促進することができなくなる。高融点金属
Ｃの種類としては、上記のうちいずれの元素またはいず
れの元素の組み合わせでもその効果を得ることが可能で
あるが、特にＣｕを主組成物としていることが好まし
い。析出物粒子を構成する金属間化合物の組成は現在の
ところ明確ではないが、特にＣｕ₄Ｓｎを主組成物とす
る析出物粒子が本発明の効果に貢献していると推測され
る。金属結合相中の析出物粒子の含有量は、砥粒層の切
断面における析出物粒子の面積比が５〜１５％になるこ
とが好ましい。５％より少ないとその効果が得られず、
１５％より多いと金属結合相が硬くなり過ぎて自生発刃
作用が低下する。

【００２２】上記のような析出物粒子が金属結合相中に
分散して生成することにより、金属結合相の全体として
の耐摩耗性および剛性は高く維持され、砥石の無駄な摩
耗および形状変形は少なく抑えられて、従来のビトリフ
ァイドボンド砥石に比して高い研削精度と耐久性が得ら
れる。それにもかかわらず、金属結合相の表面では析出
物粒子を単位としたミクロ的な崩壊が生じやすくなり、
砥粒の摩耗にともなって適当な速度で金属結合相が崩壊
していくようになり、砥粒の自生発刃作用が向上するか
ら、従来のメタルボンド砥石に比して長期に亙って良好
な切れ味を得ることが可能である。また、金属結合相が
ミクロ的に崩壊する傾向を有するため、ドレッサーを使
用したドレッシング（目立て）が容易になるという利点
もある。さらに、研削時に被削材が砥石研削面に溶着し
にくくなるので、溶着による目詰まりを低減することが
でき、この点からも良好な切れ味を持続させる効果が得
られる。なお金属結合相には若干の不可避不純物が含ま
れていてもよいし、あるいは、この種のメタルボンド砥
石の分野において周知の添加元素や各種フィラー等を加
えてもよい。

【００２３】このような構成を備えた各砥石ホルダー２
７は、その軸部２８が凹溝２２内に嵌合されて調節ねじ
２４の上端に載置され、押しねじ２６で砥石フランジ２
０の本体２１に固定される。各砥石ホルダー２７に設け
られた一対の超砥粒砥石３６，３６は砥石フランジ２０
の外周面２１ｃに沿って仮想線Ｌの両側に配列されて仮
想直交線Ｍに対して微少角度αをなすように略ハの字型
に位置している（図１，４参照）。これによって砥石フ
ランジ２０を回転させつつ金型用鋼８の研削を行う場合
に各砥石ホルダー２７の超砥粒砥石３６，３６のノーズ
部３８ａまたはノーズ部３８ａ近傍の稜線部３８ｃから
研削開始することになる。

【００２４】本実施の形態による縦軸平面研削用砥石は
上述のように構成されているから、縦軸平面研削に先立
って砥石フランジ２０の本体２１の上面２１ａに対する
超砥粒砥石３６の角度と突出量を設定する。そのために
軸部２８を凹溝２２内に装着した際、先ず図１に示すよ
うに仮想線Ｌの両側に一対の超砥粒砥石３６，３６が位
置するように砥石ホルダー２７の角度を設定し、次に調
整ねじ２４で砥石ホルダー２７を中心線Ｏ１方向に進退
させ砥石ホルダー２７の突出量を調整する。その後、本
体２１の外周面２１ｃから固定用ねじ穴２５に押しねじ
２６を締め込んで先端で軸部２８の凹環溝３０を押圧固
定して、砥石ホルダー２７が本体２１に位置決めされて
固定される。このように超砥粒砥石３６の突出量が調整
された砥石フランジ２０を図示しない縦軸平面研削盤に
装着し、本体２１の上面２１ａを例えば図８に示す金型
用鋼８が配列された基台７の表面７ａに対向させて、基
台７に対して砥石フランジ２０を偏心させた状態で両者
を例えば互いに反対方向に回転させつつ平面研削する。

【００２５】研削時に超砥粒にかかる応力が金型用鋼８
の上面に平行な方向と垂直な方向とに生じ、超砥粒にか
かる応力が横軸平面研削の場合と比較して略２倍にな
り、研削量が多く、生成される切屑も略２倍程度に増大
する。しかしながら、超砥粒砥石３６はメタルボンド砥
石であるためにビトリファイドボンド砥石と比較して砥
粒保持力と耐摩耗性と剛性が高く、切屑によって金属結
合相がえぐられることが抑制され、砥石の耐久性が増大
する。この超砥粒砥石３６の金属結合相には上述したよ
うな析出物粒子が分散して生成されていることにより、
金属結合相の全体としての耐摩耗性および剛性は高く維
持され、超砥粒砥石３６の無駄な摩耗および形状変化は
少なく抑えられる。しかも金属結合相の表面では析出物
粒子を単位としたミクロ的な崩壊が生じ易くなり、砥粒
の摩耗に伴って適当な速度で金属結合相が崩壊してゆく
ようになり、砥粒の自生発刃作用が向上するから、従来
のメタルボンド砥石に比して良好な切れ味を長期に亘っ
て得ることが可能である。

【００２６】しかも金型用鋼８の研削加工を行う場合、
被削材、例えば金型用鋼８に対して旋回する砥石フラン
ジ２０の一対の超砥粒砥石３６，３６は外周側に略ハの
字型に配置されているために、被削材に最初に接触する
際に一方の超砥粒砥石３６の先端側に位置するノーズ部
３８ａ（または３８ｂ）またはその近傍の稜線部３８ｃ
の面取りＲでエッジ８ａ等を研削し始め徐々に研削面積
が増大する。そのため研削開始時の研削抵抗が小さく砥
石の摩耗を抑制できる。また超砥粒砥石３６が金型用鋼
８のエッジ８ａから離れて研削を終了する場合にも、同
様に超砥粒砥石３６の他方のノーズ部３８ｂ（または３
８ａ）を通過することで徐々に研削面積が減少しエッジ
８ａから離れて研削が行われなくなる。従って、金型用
鋼８のエッジ８ａへの超砥粒砥石３６の研削開始時と研
削終了時において、超砥粒砥石３６による研削面積が小
さく研削抵抗も小さい。

【００２７】また砥石ホルダー２７によって行う荒研削
や仕上げ研削等の用途や目的に応じて、超砥粒砥石３６
の砥粒粒度、コンセントレーション（集中度）、結合剤
等を異ならせる必要が生じる。この場合にも押しねじ２
６を緩めれば砥石ホルダー２７を凹溝２２から取り外し
ことができ、砥石ホルダー２７を交換して装着すれば、
必要に応じた適宜の砥粒粒度、コンセントレーション
（集中度）、結合剤等を備えた超砥粒砥石３６を有する
砥石ホルダー２７を装着できる。

【００２８】上述のように本実施の形態による縦軸平面
研削用砥石によれば、金型用鋼８等の被削材のエッジ８
ａに対する各超砥粒砥石３６の研削面積が研削開始に小
さく次第に増大し研削終了時にも次第に減少するから研
削抵抗を抑制でき、しかも超砥粒砥石３６は砥石フラン
ジ２０の外周面２０ｃに沿って全周に亘って略ハの字型
に配列され、丸コーナーのノーズ部３８ａ，３８ｂと面
取りＲが設けられていることでエッジ８ａのだれを超砥
粒砥石３６の研削位置に関わらず抑制できて砥粒層３８
のチッピングを防止でき、研削面の面粗度と寸法精度の
向上を図ることができる。また超砥粒砥石３６は菱形板
状であるために中央部で接着強度を確保できる。

【００２９】しかも超砥粒砥石３６の砥粒層３８とし
て、超砥粒を分散配置したメタルボンド砥石を採用し且
つ金属結合相の組織中に金属間化合物からなる析出物粒
子が分散されているから、砥粒の自生発刃作用が向上し
て従来のメタルボンド砥石と比較して良好な切れ味を長
期間に亘って得ることができる。更に、研削時に切屑が
溶着しにくくなるので溶着による目詰まりを低減するこ
とができ、この点からも良好な切れ味を持続させる効果
が得られる。また耐摩耗性および剛性はビトリファイド
ボンド砥石と比較して高く維持され、従来のメタルボン
ド砥石よりは金属結合相が崩壊しやすく耐久性に劣るも
ののビトリファイドボンド砥石と比較して耐久性が高い
という利点がある。

【００３０】尚、超砥粒砥石３６は菱形板状に限定され
ることなく平行四辺形でもよく、その他両端にノーズ部
が設けられた多角形等でもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る縦軸
研削用砥石は、複数の砥石ホルダーがそれぞれ砥石フラ
ンジに着脱可能に装着され、砥石ホルダーには砥石フラ
ンジの径方向に延びる仮想線に直交する仮想直交線に対
して微少角度をなすように砥石が配設され、該砥石は砥
石フランジの回転方向先端側のノーズ部が砥石フランジ
の回転方向後方に向かって漸次幅広になるように形成さ
れているから、砥石フランジを回転切削させて被削材を
研削する際、砥石のノーズ部付近等から研削を開始して
次第に増大するため研削開始時の研削抵抗が小さく砥石
の摩耗量を抑制して幅広部で砥石の接着保持強度を確保
できる。

【００３２】また、砥石は平面視略平行四辺形をなして
いて砥石フランジの中心線と砥石ホルダーの中心線とを
結ぶ仮想線の両側にそれぞれ配設されて略ハの字型をな
しているから、回転研削時に略ハの字型をなす砥石の回
転方向先端側に位置するいずれかのノーズ部で研削開始
するために研削抵抗が小さい。

【００３３】また砥石は、金属結合相に超砥粒が分散配
置されてなり、この金属結合相の組織中に金属間化合物
からなる析出物粒子が分散されているから、金属結合相
の全体としての耐摩耗性および剛性は高く維持され、砥
石の無駄な摩耗および形状変形は少なく抑えられる。そ
れにもかかわらず、金属結合相の表面では析出物粒子を
単位としたミクロ的な崩壊が生じやすくなり、砥粒の摩
耗にともなって適当な速度で金属結合相が崩壊していく
ようになり砥粒の自生発刃作用が向上するから、従来の
メタルボンド砥石と比較して長期に亙って良好な切れ味
を得ることが可能であり、高い研削精度が得られる。ま
た従来のメタルボンド砥石よりは耐久性が短いもののビ
トリファイドボンド砥石と比較して耐久性が高くなる。
さらに、研削時に切屑が砥石研削面に溶着しにくくなる
ので、溶着による目詰まりを低減することができ、この
点からも、良好な切れ味を持続させる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による縦軸平面研削用砥
石における砥石フランジの平面図である。

【図２】 図１に示す砥石フランジの略中央縦断面図で
ある。

【図３】 図２に示す砥石フランジ本体の砥石ホルダー
部分を示す拡大断面図である。

【図４】 砥石ホルダーの平面図である。

【図５】 砥石ホルダーを示すもので（ａ）は側面図、
（ｂ）は砥粒層の先端角部を示す縦断面図、（ｃ）は砥
粒層の先端角部の変形例を示す縦断面図である。

【図６】 一般的な横軸平面研削用砥石の概略説明図で
ある。

【図７】 一般的な縦軸平面研削用砥石の概略説明図で
ある。

【図８】 縦軸平面研削用砥石による金型用鋼の研削状
態を示す平面図である。

【図９】 図８に示す縦軸平面研削用砥石の台金外周面
に一般砥石を装着した状態を示す部分斜視図である。

【図１０】 図９に示す縦軸平面研削用砥石に装着され
る一般砥石の斜視図である。

【符号の説明】

２０ 砥石フランジ ２７ 砥石ホルダー ３６ 超砥粒砥石 ３８ 砥粒層 ３８Ａ 先端加工面 ３８ａ，３８ｂ ノーズ部 Ｒ，Ｊ 面取り

フロントページの続き (72)発明者 村田 春雄 千葉県市川市東浜１−１ 日本高周波鋼業 株式会社市川工場内 (72)発明者 工藤 茂 千葉県市川市東浜１−１ 日本高周波鋼業 株式会社市川工場内 Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB05 BA05 BA12 BB02 BC02 BD01 BH11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の砥石ホルダーがそれぞれ砥石フラ
   ンジに着脱可能に装着され、前記砥石ホルダーには前記
   砥石フランジの径方向に延びる仮想線に直交する仮想直
   交線に対して微少角度をなすように砥石が配設され、該
   砥石は砥石フランジの回転方向先端側のノーズ部が前記
   砥石フランジの回転方向後方に向かって漸次幅広になる
   ように形成されていることを特徴とする縦軸研削用砥
   石。
2. 【請求項２】 前記砥石は略平行四辺形板状をなしてい
   て前記砥石フランジの中心線と砥石ホルダーの中心線と
   を結ぶ仮想線の両側にそれぞれ配設されて略ハの字型を
   なしていることを特徴とする請求項１記載の縦軸研削用
   砥石。
3. 【請求項３】 前記砥石は、金属結合相に超砥粒が分散
   配置されてなり、この金属結合相の組織中に金属間化合
   物からなる析出物粒子が分散されていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の縦軸研削用砥石。