JP2001105328A - 高速研削用超砥粒砥石 - Google Patents
高速研削用超砥粒砥石Info
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Abstract
ち、しかも超砥粒砥石の製造コストを低減できる高速研
削用超砥粒砥石を提供する 【解決手段】超砥粒砥石の基台をTi合金とする。基台
に用いるTi合金は、好ましくは、Ti−Al−V系合
金、Ti−Al−V−Sn系合金、Ti−Al−Mo−
V系合金とし、超砥粒層と基台の界面には、超砥粒層の
接合強度を高めるためロウ材層を設ける。なお、基台に
は予め厚み5μm以上のNiメッキを施しておくのが好
ましい。
Description
粒やCBN砥粒等の超砥粒を用いた高速研削用超砥粒砥
石の改良に関するものである。
粒やCBN砥粒を含んだ超砥粒層と、その超砥粒層を保
持する基台とから構成されるが、上記の超砥粒層は、そ
れ自体高い硬度と靱性をもち、優れた高速研削性をもっ
ているため超砥粒砥石の基台には超砥粒層を安定して研
削加工に使用できる性能、すなわち、高速回転時の力に
より作用する応力に対して十分な強度をもち、かつ変形
が少なく、しかも変形が均一で、軽量である等の特性が
求められる。このような特性を得るため、最近では上記
基台材料として機械的強度や熱的強度に優れ比重の値の
小さいC−FRPを基台全体またはその一部に用いるこ
とが行われている。例えば、本出願人は特願平4−23
9437号にて、金属製基台表面に炭素繊維を円周およ
び円筒方向に渦巻き状に巻いて積層し、それをエポキシ
樹脂等の樹脂で固めて成形した高速研削用超砥粒砥石の
基台を既に提案している。
に基台全体またはその一部をC−FRPで成形した構造
では、確かにその素材自体のもつ特性により基台として
優れた性能をもつことができるが、その反面、超砥粒砥
石の価格が非常に高くなる問題がある。砥石の低価格化
を図る上で、遠心破壊に対する強度がC−FRPに匹敵
する代替材料を選択することが問題となっている。そこ
で、この発明は、C−FRPのもつ基台としての優れた
性能である遠心破壊に対する強度を保持しつつ、超砥粒
砥石の価格を大きく引き下げることができる高速研削用
超砥粒砥石を提供することを目的としている。
めに、本発明は、円盤状の基台の外周表面に超砥粒層を
固着してなる超砥粒砥石であって、基台がTi合金から
なり、かつ、砥石周速度が120m/sec以上の研削
条件下で用いられることを特徴とする高速研削用超砥粒
砥石である。基台をTi合金としているのは、C−FR
Pにくらべ材料価格が安価であり超砥粒砥石の価格を引
き下げができることである。それだけでなく、遠心破壊
に対する強度の指標である比強度の値が高く、砥石周速
度120m/sec以上の高速回転に適した優れた機械
的特性を有するからである。
体を鋼とした基台と、全体をC−FRPとした基台の機
械的特性値を比較したものである。この表1から明らか
なように、遠心破壊に対する強度の指標である比強度
が、全体をTi合金とした基台は、全体を鋼とした基台
よりも高く、全体をC−FRPとした基台と遜色ないこ
とを示している。
は、Ti−Al−V系合金、Ti−Al−V−Sn系合
金、Ti−Al−Mo−V系合金であることを特徴とす
るものである。具体的には、Ti−6Al−6V−2S
n合金、Ti−6Al−4V合金等を用いることができ
るが、これらに限定されるものではない。
層を有することを特徴とするものである。ロウ材層を介
して超砥粒層を設けることにより、高速研削加工に十分
耐えられる超砥粒層と基台の接着強度を得るためであ
る。従来の鋼又はアルミニウム合金からなる基台材料
で、その表面にレジンボンドの超砥粒層を固着するに
は、「レジンボンドは、それ自体の接着性で台金(基
台)に接着する。台金表面に凹凸を設けて接着面積を大
きくし、強い接着剤を塗っておくなどの方法が用いられ
る。」(ダイヤモンド工業協会編集・発行;ダイヤモン
ド工具マニュアル;昭和54年発行;189頁)という
技術が知られている。また、鋼からなる基台材料の表面
にメタルボンドの超砥粒層を接合するには、基台の表面
に予めCuメッキを施しておき、メタルボンドの焼結と
同時に基台に接合する技術が知られている。しかしなが
ら、特にメタルボンドをTi合金からなる基台に接合す
るには、直接に接合することができないため、ロウ材層
が必要不可欠である。メタルボンドにて超砥粒層を形成
し、焼結時に基板のTiとロウ材成分のCuとの反応に
より、十分な接合強度を発揮できない場合には、この反
応を抑制するために、予め基板の表面にNiメッキを施
しておくことが好ましい。Niメッキは、電気メッキま
たは化学メッキのいずれを適用しても良く、Niメッキ
の厚みは5μm以上であることが好ましい。
低く、流動性の高いものが良好で、基台として用いられ
るTi合金だけでなく、特にダイヤモンドとの濡れ性に
優れ、高い固着力が得られるAg−Cu−Ti系活性化
ロウ材が最適である。他に、Ni−Cr系ロウ材または
Co−Ni−Cr系ロウ材も適用可能である。ロウ材層
を形成するには、ペースト状のロウ材を用いるのが適当
である。ここで、ペースト状ロウ材は、一般にロウ材の
粉末をバインダーで練ったものであり、適度の粘性を有
するので作業がしやすい。実際の作業時には、まず基台
の研削作用面にペースト状のロウ材を塗布し、ロウ材が
乾燥して流動しなくなった時点で炉に入れて加熱し、ロ
ウ材を溶融させる。その後炉中で冷却してロウ材層の形
成が完了する。
は、ロウ材層の表面をサンドブラスト等により処理して
微小な凹凸を設けて、その表面に超砥粒層を形成すると
ロウ材層と強固な接着力が得られるので好ましい。メタ
ルボンドの場合は、通常600℃以上の高温で焼結する
ため、ロウ材層の成形を焼結と同時に行うことが可能で
ある。例えば、高速研削用メタルボンド砥石を製作する
には、基台表面にペースト状のAg−Cu−Ti系活性
化ロウ材を均一に塗布して、乾燥炉に入れて流動しなく
なるまで乾燥させる。乾燥後、基台を金型に組み込み、
これを加熱・加圧してメタルボンドの焼結とロウ材層の
形成を同時に行うことができる。
CBN砥粒またはダイヤモンド砥粒とCBN砥粒の混合
砥粒を含むものであって、その平均粒径が10μm 〜1
000μm であることを特徴とするものである。工作物
の種類とその硬度、機械の種類、研削加工条件、要求さ
れる表面粗さ等により、使用する超砥粒の種類、粒度、
集中度を適宜決定する。高速研削用として一般的に用い
られる超砥粒の平均粒径は、50μm 〜800μm の範
囲で、集中度は100以上の高集中度のものが多い傾向
にある。
ボンド、電着ボンド、ビトリファイドボンド等の結合材
から選択することができる。工作物の種類とその硬度、
研削条件、要求表面粗さ等により、最適なボンドを選択
することができる。しかし、砥石周速度200m/se
c以上の高速研削加工を行う場合は、高い強度のボンド
材が必要となるのでメタルボンド又は電着ボンドを選択
するのが安全上好ましい。
例の項で説明する。
砥粒砥石の外観図を示すものである。本砥石は切断加工
用であるため、砥石厚みは非常に薄く、それゆえに砥石
フランジで挟み込む構造としている。砥石外径D=25
0mm、内径d=25.4mm、超砥粒層厚みT=1.
2mm、基台厚みt=1mm、砥石フランジ外径f=2
20mm、砥石フランジ厚み(片側)=10mm、ダイ
ヤモンド砥粒平均粒径180μm、集中度150、メタ
ルボンド組成は、85Cu−15Sn、基台材料の組成
はTi−6Al−6V−2Sn合金とした。なお、Ti
合金基台と超砥粒層の境界には、Ag−Cu−Ti系活
性化ロウ材層を設けた。本発明の効果を確認するため
に、比較例としては、基台を従来の鋼(SKD)と、C
−FRPを用いて、砥石周速度200m/sec、25
0m/sec、300m/sec、350m/sec、
400m/secにて回転試験を行い、砥石フランジを
取り除いた時の基台の歪み量Δを3者で比較した。その
測定結果を表2に示す。
金製の基台は図2に示す歪みを発生する砥石周速度が、
鋼製基台よりも高く、C−FRP製基台に比べても遜色
ない事を示している。また、Ti合金製基台の製作コス
トは、C−FRP製基台の約30%であった。
粒層の仕様は同一で、砥石外径D=250mm、内径d
=25.4mm、超砥粒層厚みT=1.2mm、基台厚
みt=1mm、砥石フランジ外径f=220mm、砥石
フランジ厚み(片側)=10mm、ダイヤモンド砥粒平
均粒径180μm 、集中度150、メタルボンド組成
は、85Cu−15Sn、基台材料の組成はTi−6A
l−6V−2Sn合金とした。なお、基台表面には、予
め厚み5μmのNiメッキを施し、Niメッキと超砥粒
層の境界には、Ag−Cu−Ti系活性化ロウ材層を設
けた。本発明の効果を確認するために、比較例として
は、基台を従来の鋼(SKD)と、C−FRPを用い
て、砥石周速度200m/sec、250m/sec、
300m/sec、350m/sec、400m/se
cにて回転試験を行い、砥石フランジを取り除いた時の
基台の歪み量Δを3者で比較したところ実施例1と同様
の良好な結果が得られた。
基台をTi合金としたので、砥石の遠心破壊に対する強
度を保持しつつ、砥石の原価低減を図ることができる。
また、予め厚み5μm以上のNiメッキを施したTi合
金基台と、超砥粒層との界面に、Ag−Cu−Ti系活
性化ロウ材層等を形成することにより、基台と超砥粒層
との接合強度を向上することができ、安全な高速研削加
工を可能にする。
Claims (4)
- 【請求項1】円盤状の基台の外周表面に超砥粒層を固着
してなる超砥粒砥石であって、 上記基台がTi合金からなり、かつ、砥石周速度が12
0m/sec以上の研削条件下で用いられることを特徴
とする高速研削用超砥粒砥石。 - 【請求項2】上記のTi合金は、Ti−Al−V系合
金、Ti−Al−V−Sn系合金、Ti−Al−Mo−
V系合金であることを特徴とする請求項1記載の高速研
削用超砥粒砥石。 - 【請求項3】上記の基台と、上記の超砥粒層の界面に、
ロウ材層を有することを特徴とする請求項1または2記
載の高速研削用超砥粒砥石。 - 【請求項4】上記の超砥粒層は、ダイヤモンド砥粒、C
BN砥粒またはダイヤモンド砥粒とCBN砥粒の混合砥
粒を含むものであって、 平均粒径が10μm 〜1000μm であることを特徴と
する請求項1、2または3記載の高速研削用超砥粒砥
石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000224664A JP3410438B2 (ja) | 1999-08-02 | 2000-07-26 | 高速研削用超砥粒砥石 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP25207799 | 1999-08-02 | ||
JP2000224664A JP3410438B2 (ja) | 1999-08-02 | 2000-07-26 | 高速研削用超砥粒砥石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001105328A true JP2001105328A (ja) | 2001-04-17 |
JP3410438B2 JP3410438B2 (ja) | 2003-05-26 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3410438B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003071727A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Allied Material Corp | 高速研削加工用砥石フランジおよびそのフランジを使った加工方法 |
JP2003231061A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-08-19 | Noritake Co Ltd | セグメント型砥石車 |
JP2010235891A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Cci Corp | 制振組成物 |
CN103586784A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种超高速磨削用复合材料砂轮 |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000224664A patent/JP3410438B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN103586784A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种超高速磨削用复合材料砂轮 |
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