【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、研削加工に用いられる研削砥石の研削部に使用される砥石部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりカムシャフト等の研削加工には、図１及び図６に示す如く、研削面にボラゾンに代表される立方晶系窒化ホウ素（ＣＢＮ）の砥粒を結合させた砥石部材１２１を、例えば炭素鋼、鋳鉄、またはアルミニウム合金等で成形された円盤状の砥石固着基板１１２の外周に固着した研削砥石１１１が用いられていた。
【０００３】
このような砥石部材１２１の砥石組織は、図７に示す如く、ＣＢＮの砥粒１０１に、価格の安いＳｉＣ等の骨材１０２が混合され、ビトリファイド等の結合剤１０６により結合されていた。１０４は結合剤１０６によって画成される空間よりなる自然気孔であり、研削抵抗の上昇が抑制される。
【０００４】
そしてこの砥石部材１２１は、予め砥粒１０１及び骨材１０２を混合して結合剤１０６により結合し、焼成して製造されるが、この焼成時、結合剤１０６が収縮して複数の自然気孔１０４が形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き研削砥石１１１を使用して研削を行うと、ＣＢＮの砥粒１０１が非常に硬質で研削にともなう摩耗が少ないため、砥石寿命が長く、使用価値が高いという利点がある。
【０００６】
しかしこのような研削砥石１１１では、砥石部材１２１の自然気孔１０４が不規則に形成されるので、砥石部材１２１の巾方向に不均一に自然気孔１０４が配置される。そのため研削砥石１１１が回転して研削が開始されると、巾方向で自然気孔１０４が少ない位置では接触面積が大きく研削抵抗が上昇し、被加工物に研削焼けが発生しやすくなり、面粗度も低下するということがある。また研削抵抗が上昇した位置では、砥石部材１２１の砥粒１０１が破断しやすく、研削砥石１１１の寿命が低下するということがある。
【０００７】
そこで、結合剤１０６に含まれる消失物（焼成により消失する含有物）の割合を増加し、焼成により発生する自然気孔１０４の発生量を増加させて、上記不具合を解決することも考えられる。しかし、消失物の割合を増加させて自然気孔１０４の発生量を増加すると、結合剤１０６の結合性能が低下し、砥粒１０１が脱落しやすくなり、研削砥石１１１の寿命が低下するということがある。
【０００８】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、被加工物に研削焼けの発生が無く、高い面粗度が維持され、更に研削砥石の研削寿命の長い砥石部材及びその製造方法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】
本発明の砥石部材の構成は以下の通りである。
【００１０】
砥粒と、焼成温度以下の熱で気化する気孔材を焼成により気化させて形成した人工気孔とを有する。
【００１１】
本発明の砥石部材の製造方法は以下の通りである。
【００１２】
１ 砥粒を結合剤によって結合し、焼成してなる砥石部材の製造方法において、砥粒に、焼成温度以下の熱で気化する気孔材を混合して結合剤によって結合し、焼成することにより気孔材を気化させ、砥石組織内に人工気孔を形成する。
【００１３】
２ 上記砥石部材の製造方法において、気孔材がナフタリンを主成分とする物質である。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例による研削砥石１１を表し、中心に回転軸へ取着される取着孔１３を有する円盤状の砥石固着基板１２と、その砥石固着基板１２の外周面に固着される複数の砥石部材２１からなる。ここで砥石固着基板１２は、炭素鋼、鋳鉄、またはアルミニウム合金等から成形される。また図２に示す如く、研削面５２を構成する砥石部材２１は、図４に示す如く、ボラゾンに代表される立方晶系窒化ホウ素（ＣＢＮ）の砥粒１と、ＳｉＣ等の骨材２とが混合され、ビトリファイド等の結合剤６により結合される。また、４及び５は空間状の自然気孔及び人工気孔である。
【００１６】
続いて上記砥石部材２１の製造方法を説明する。
【００１７】
まず、図３に示す如く、前記砥粒１と骨材２に加え、後工程で行う焼成温度以下の熱で気化する気孔材３、ここではナフタリンを主成分とする合成物質を混合して結合剤６によって結合し、焼成する。この焼成により、図４に示す如く、結合剤６が収縮して、砥石組織内に複数の自然気孔４形成されるとともに、気孔材３が気化してそのあとに人工気孔５が形成され、砥石部材２１の製造が完了する。
【００１８】
このように混合される気孔材３は巾方向に極端に片寄って配置されることはなく、ほぼ全体に均等に配置されるため、気孔材３を焼成により気化させて形成した人工気孔５も巾方向にほぼ均等に配置される。
【００１９】
次に上記砥石部材２１を使用する研削砥石１１で被研削品５１の研削面５２を研削する方法を図５に基づいて説明する。
【００２０】
図５は、研削砥石１１を備える研削装置３１と被研削品５１を表す。研削装置３１は、研削砥石１１と、研削砥石１１の取着孔１３に取着される回転軸３２と、研削砥石１１の軸線方向両端外側に配置され研削砥石１１を挟持するガイド部材３３，３４と、ガイド部材３３，３４が研削砥石１１を挟持する状態を、回転軸３２の端部に形成される雄ネジ３２ａに螺合して保持するナット３５からなる。被研削品５１は、例えばカムシャフトのような軸部材で、図示せぬ支持具に支持される。この研削砥石１１の巾と被研削品５１の研削される研削面５２の巾とは略同一である。
【００２１】
研削装置３１で研削する場合、まず被研削品５１の研削面５２に研削砥石１１が対向するよう研削装置３１を配置し、回転軸３２を回転させて一体的に研削砥石１１を回転させる。次に、研削装置３１を被研削品５１に接近させ、研削砥石１１が被研削品５１の研削面５２に当接すると同時に研削が開始される。そして、被研削品５１の研削面５２を所定量研削後、順次隣接する研削面５２を研削し、全ての研削面５２研削後、研削装置３１は元の位置に復帰して、研削が終了する。
【００２２】
よって上述の砥石部材２１は、砥粒１と、焼成温度以下の熱で気化する気孔材３を焼成により気化させて形成した人工気孔５とを有するため、人工気孔５が砥石部材２１の巾方向にほぼ均等に配置され、巾方向にほぼ均等に接触面積を減少できる。
【００２３】
また上述の砥石部材２１の製造方法は、砥粒１を結合剤６によって結合し、焼成してなる砥石部材の製造方法において、前記砥粒１に、焼成温度以下の熱で気化する気孔材３を混合して結合剤６によって結合し、焼成することにより気孔材３を気化させ、砥石組織内に人工気孔５を形成するため、人工気孔５を砥石部材２１の巾方向にほぼ均等に配置できる。
【００２４】
更に、砥粒１及び骨材２が結合剤６により充分に結合された状態で気孔材３が気化して人工気孔５が形成されるため、人工気孔５の空間が発生しても砥粒１の結合力が低下することはない。
【００２５】
尚、上記実施例では気孔材３としてナフタリンを主成分とする合成物質を使用したが、ナフタリンを主成分とする合成物質に限定されるものではなく、焼成温度以下の熱で気化するものであれば良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明の砥石部材によれば、砥粒と、焼成温度以下の熱で気化する気孔材を焼成により気化させて形成した人工気孔とを有するため、人工気孔が砥石部材の巾方向にほぼ均等に配置され、巾方向にほぼ均等に接触面積を減少できるので、被加工物に研削焼けの発生が無く、高い面粗度を維持できる。また、砥石部材の巾方向にほぼ均等に接触面積が減少すると、研削抵抗の上昇を抑制できるので、砥粒の破断を抑え、研削砥石の寿命を延ばすことができる。
【００２７】
更に本発明の砥石部材の製造方法によれば、砥粒を結合剤によって結合し、焼成してなる砥石部材の製造方法において、砥粒に、焼成温度以下の熱で気化する気孔材を混合して結合剤によって結合し、焼成することにより気孔材を気化させ、砥石組織内に人工気孔を形成するため、人工気孔を巾方向にほぼ均等に配置できるので、本件発明の砥石部材を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】砥石部材が使用される研削砥石を表す正面図である。
【図２】本発明の実施例による砥石部材が使用される研削砥石の一部を表す側面図である。
【図３】本発明の実施例による砥石部材の焼成途中の砥石組織を表す拡大図である。
【図４】本発明の実施例による砥石部材の焼成後の砥石組織を表す拡大図である。
【図５】本発明の実施例による砥石部材が使用される研削砥石を用いて研削する状態を表す平面図である。
【図６】従来の砥石部材が使用される研削砥石の一部を表す側面図である。
【図７】従来の砥石部材の砥石組織を表す拡大図である。
【符号の説明】
１ 砥粒
３ 気孔材
５ 人工気孔
６ 結合剤[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a grinding wheel member used in a grinding portion of a grinding wheel used for grinding, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for grinding a camshaft or the like, as shown in FIGS. 1 and 6, a grinding wheel member 121 in which abrasive grains of cubic boron nitride (CBN) typified by borazon are bonded to the ground surface is made of, for example, carbon. A grinding wheel 111 fixed to the outer periphery of a disk-shaped wheel-fixed substrate 112 formed of steel, cast iron, an aluminum alloy, or the like has been used.
[0003]
As shown in FIG. 7, the grindstone structure of such a grindstone member 121 is such that an inexpensive aggregate 102 such as SiC is mixed with abrasive grains 101 of CBN and bonded by a binder 106 such as vitrified. Reference numeral 104 denotes natural pores formed of a space defined by the binder 106, and suppresses an increase in grinding resistance.
[0004]
The grindstone member 121 is manufactured by mixing the abrasive grains 101 and the aggregate 102 in advance, bonding them with a binder 106, and baking. At the time of this baking, the binder 106 shrinks to produce a plurality of natural pores 104. Was formed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When grinding is performed using the grinding wheel 111 as described above, the abrasive grains 101 of the CBN are very hard and the wear accompanying the grinding is small, so that there is an advantage that the grinding wheel life is long and the use value is high.
[0006]
However, in such a grinding wheel 111, the natural pores 104 of the grindstone member 121 are formed irregularly, so that the natural pores 104 are unevenly arranged in the width direction of the grindstone member 121. Therefore, when the grinding wheel 111 is rotated to start the grinding, the contact area is large at a position where the natural pores 104 are small in the width direction, the grinding resistance is increased, and the workpiece is liable to be burnt, and the surface roughness is increased. May also decrease. In addition, at the position where the grinding resistance is increased, the abrasive grains 101 of the grinding wheel member 121 are easily broken, and the life of the grinding wheel 111 may be reduced.
[0007]
Therefore, it is conceivable to solve the above-mentioned problem by increasing the ratio of the disappeared matter (the substance disappeared by firing) contained in the binder 106 and increasing the amount of natural pores 104 generated by firing. However, if the generation rate of the natural pores 104 is increased by increasing the ratio of the lost matter, the binding performance of the binder 106 is reduced, the abrasive grains 101 are likely to fall off, and the life of the grinding wheel 111 is reduced. is there.
[0008]
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a grinding wheel member having a long grinding life of a grinding wheel, in which a workpiece does not suffer from grinding burns, maintains a high surface roughness, and has a long grinding life. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the grindstone member of the present invention is as follows.
[0010]
It has abrasive grains and artificial pores formed by vaporizing a porous material that is vaporized by heat below the firing temperature by firing.
[0011]
The method for manufacturing the grindstone member of the present invention is as follows.
[0012]
1 In a method for manufacturing a grindstone member formed by bonding abrasive particles with a binder and firing the resultant, a pore material that is vaporized by heat below the firing temperature is mixed with the abrasive particles, bonded with a binder, and fired to form pores. The material is vaporized to form artificial pores in the grindstone structure.
[0013]
2 In the above-described method for manufacturing a grinding wheel member, the pore material is a substance containing naphthalene as a main component.
[0014]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 shows a grinding wheel 11 according to an embodiment of the present invention, which is a disk-shaped grinding wheel fixed substrate 12 having a mounting hole 13 attached to a rotating shaft at the center, and is fixed to the outer peripheral surface of the grinding stone fixed substrate 12. And a plurality of grindstone members 21. Here, the grindstone fixed substrate 12 is formed from carbon steel, cast iron, an aluminum alloy, or the like. As shown in FIG. 2, the grinding wheel member 21 constituting the grinding surface 52 includes, as shown in FIG. 4, an abrasive 1 of cubic boron nitride (CBN) represented by borazon and an aggregate 2 of SiC or the like. Are mixed and bound by a binder 6 such as vitrified. Numerals 4 and 5 are spatial natural pores and artificial pores.
[0016]
Next, a method of manufacturing the grinding wheel member 21 will be described.
[0017]
First, as shown in FIG. 3, in addition to the abrasive grains 1 and the aggregate 2, a pore material 3 which is vaporized by heat at a temperature lower than a firing temperature in a later step, in this case, a synthetic substance mainly composed of naphthalene is mixed and combined. Bonded by agent 6 and fired. As a result of this firing, as shown in FIG. 4, the binder 6 shrinks, a plurality of natural pores 4 are formed in the grindstone structure, and the pore material 3 is vaporized, and then the artificial pores 5 are formed. The manufacture of the member 21 is completed.
[0018]
The pore material 3 mixed in this manner is not disposed extremely offset in the width direction, but is arranged almost evenly. Therefore, the artificial pores 5 formed by vaporizing the pore material 3 by firing are also in the width direction. It is arranged almost evenly in the direction.
[0019]
Next, a method of grinding the grinding surface 52 of the workpiece 51 with the grinding wheel 11 using the grinding wheel member 21 will be described with reference to FIG.
[0020]
FIG. 5 shows a grinding device 31 having the grinding wheel 11 and a workpiece 51 to be ground. The grinding device 31 includes a grinding wheel 11, a rotating shaft 32 attached to the mounting hole 13 of the grinding wheel 11, and guide members 33, 34 which are arranged outside both ends in the axial direction of the grinding wheel 11 and hold the grinding wheel 11. And a nut 35 that screws and holds the state in which the guide members 33 and 34 sandwich the grinding wheel 11 with a male screw 32 a formed at the end of the rotating shaft 32. The workpiece 51 is supported by a support (not shown) with a shaft member such as a camshaft. The width of the grinding wheel 11 and the width of the ground surface 52 to be ground of the workpiece 51 are substantially the same.
[0021]
When grinding with the grinding device 31, first, the grinding device 31 is arranged so that the grinding wheel 11 faces the grinding surface 52 of the workpiece 51, and the rotating shaft 32 is rotated to integrally rotate the grinding wheel 11. Next, the grinding device 31 is brought close to the workpiece 51, and the grinding is started at the same time when the grinding wheel 11 contacts the grinding surface 52 of the workpiece 51. Then, after grinding the grinding surface 52 of the workpiece 51 by a predetermined amount, the adjacent grinding surfaces 52 are sequentially ground, and after all the grinding surfaces 52 have been ground, the grinding device 31 returns to the original position, and the grinding is completed. .
[0022]
Therefore, since the above-mentioned grindstone member 21 has the abrasive grains 1 and the artificial pores 5 formed by vaporizing the porous material 3 that is vaporized by heat at a firing temperature or lower, the artificial pores 5 are formed in the width direction of the grindstone member 21. And the contact area can be reduced almost uniformly in the width direction.
[0023]
The above-described method for manufacturing the grindstone member 21 is a method for manufacturing a grindstone member in which the abrasive grains 1 are bonded by the binder 6 and fired. Are mixed with a binder 6 and fired to vaporize the pore material 3 and form the artificial pores 5 in the grindstone structure. Therefore, the artificial pores 5 can be arranged almost uniformly in the width direction of the grindstone member 21. .
[0024]
Further, since the porous material 3 is vaporized and the artificial pores 5 are formed in a state where the abrasive grains 1 and the aggregate 2 are sufficiently bonded by the binder 6, the abrasive grains 1 are formed even if the space of the artificial pores 5 is generated. Does not decrease.
[0025]
In the above embodiment, a synthetic material containing naphthalene as a main component is used as the pore material 3. However, the material is not limited to a synthetic material containing naphthalene as a main component. Good.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the grindstone member of the present invention, since the abrasive grains and the artificial pores formed by vaporizing the porous material that is vaporized by heat at or below the firing temperature are formed by baking, the artificial pores are in the width direction of the grinding stone member. Since the contact area can be reduced almost uniformly in the width direction, there is no occurrence of grinding burn on the workpiece, and high surface roughness can be maintained. In addition, when the contact area is reduced almost uniformly in the width direction of the grinding wheel member, an increase in grinding resistance can be suppressed, so that breakage of abrasive grains can be suppressed and the life of the grinding wheel can be extended.
[0027]
Furthermore, according to the method for manufacturing a grindstone member of the present invention, in the method for manufacturing a grindstone member obtained by bonding abrasive grains with a binder and firing, the abrasive grains are mixed with a porous material that is vaporized by heat at or below the firing temperature. Since the pore material is vaporized by bonding with a binder and firing, and artificial pores are formed in the grindstone structure, the artificial pores can be arranged almost uniformly in the width direction, so that the grindstone member of the present invention can be easily realized. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a grinding wheel in which a grinding wheel member is used.
FIG. 2 is a side view showing a part of a grinding wheel in which the grinding wheel member according to the embodiment of the present invention is used.
FIG. 3 is an enlarged view showing a grindstone structure during firing of a grindstone member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view showing a grindstone structure after firing of a grindstone member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view illustrating a state in which a grinding wheel member according to an embodiment of the present invention is used for grinding using a grinding wheel.
FIG. 6 is a side view showing a part of a grinding wheel in which a conventional grinding wheel member is used.
FIG. 7 is an enlarged view showing a grindstone structure of a conventional grindstone member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abrasive grain 3 Porous material 5 Artificial pore 6 Binder
