JP2004050364A - Conductive grinding wheel, manufacturing method therefor and dressing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削砥石をドレッシングしたりツルーイングしたりするため、上記研削砥石に導電性を与える技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
研削砥石に所望の機能を発揮させるためにツルーイングとドレッシングとを施さなければならない。
ツルーイングとは、巨視的に所望の形状を整えることを言い、
ドレッシングとは、微視的に所望の表面状態を整えることを言う。
ところが、研削砥石を使用する研削機の業界において、ツルーイングとドレッシングとの境界が明確に意識されていない。その主たる理由は、ツルーイングを施したとき、結果としてドレッシング（表面状態の整備）が併せて完了してしまう場合が少なくないこと、および、ツルーイング装置とドレッシング装置とを区別せず、ツルーイング兼ドレッシング装置を構成してドレッサと通称していることによる。
本発明においても、ツルーイングとドレッシングとを厳密に区分する必要が無いので、紛らわしくない場合には両者を併せてドレッシングと呼ぶことにする。
【０００３】
ドレッシングは従来一般に、単石ダイヤモンドやロータリーダイヤモンドホイールを使用して、回転中の研削砥石車の表面を機械的に掻き落として行なわれてきたが、最近、電気的ドレッシングが研究、開発されつつある。
電気的ドレッシングを大別すると、放電加工方式と電解加工方式が有る。
電解加工方式は、導電性液体を介在せしめて、研削砥石に対して電極を対向離間させて通電し、いわゆる陽極酸化現象によって電気化学的に研削砥石の組成の一部を溶解させて除去する。
放電加工方式は、研削砥石に対して電極をほぼ溶触させ、または微小間隙を介し通電する。しかし、電解加工と放電加工との境界も明確ではない。
いずれの加工方式を用いる場合も、研削砥石に導電性を与えなければならない。
従前の砥石は、砥粒を結合剤で固めたものであって、無機質結合剤、有機質結合剤、またはこれらの混合物が用いられていた。
これに導電性を与えるため、金属性結合剤（メタルボンド）の使用が研究されたり、
電気絶縁性結合剤（絶縁ボンド）の中に金属質の充填剤を添加することが研究されたりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電解ドレッシングや放電ドレッシングは比較的最近開発され、目下、改良研究に鎬を削っている段階である。
従って、電解ドレッシングや放電ドレッシングに好適な研削砥石の開発は、未だ発足早々であって試行錯誤に近い実情にある。
電解，放電ドレッシング用研削砥石は、これに関連する事項が多いため、問題が複雑となり、解決を難しくしている。次に、その複雑さの一端を考察する。
ａ．電解ドレッシングを行なうためには、結合剤の中に金属質（電気化学的に溶解除去可能な成分）が含まれていなければならない（この金属質は、後に述べる導電性に関係する）。放電ドレッシングは必ずしも電気化学的性能を限定されない。
ｂ．上記の金属質が、被加工物に溶着したり、研削抵抗を増したりしては困る。例えばセンターレス研削などのように、摩擦抵抗と研削抵抗との微妙なバランスの上に成り立っている研削機においては、研削抵抗の安定性が厳しく要求される。
【０００５】
ｃ．研削砥石は、砥粒と、結合剤と、添加物とが相互に結合した微視的構造を有しているが、空隙の存在も必要である。この空隙は研削粉の逃げ場ともなり、また、この空隙の内面に研削液（クーラント）が接触流動して冷却を助長する。
ところが、金属質成分の溶解除去によって、その他の成分がバラバラに崩壊しては困る。このため、純粋なメタルボンドの使用は困難である。
ｄ．例えば金属微粉末を混合して導電性を得た場合、この金属粉は「導電」と「電解除去」との両方の役目を受け持つ。
ところが、導電性を保持するためには、該金属粉末が相互に結合して、立体的な網目状の組織を形成しなければならない。
しかし、この網目状組織が電解除去されると、砥粒がバラバラに崩れてしまうので、「ボンド剤の結合組織」を妨げないような「導電性網目状組織」であることが望まれる。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、
ａ．比較的少量の添加物によって所要の導電性が得られ、
ｂ．研削砥石の組成の一部が被加工物に溶着する虞れが無く、
ｃ．研削抵抗を増加させたり不安定にしたりする虞れも無く、
ｄ．電解，放電ドレッシングによって砥粒の崩落を生じることが無く、
ｅ．しかも、電解，放電ドレッシングされた面の粗度の制御が可能であるような導電性研削砥石に関する技術を提供しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理を略述すると、
公知の各種の砥粒層の中へ、比較的小量（１〜１５％・重量比）のカーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブを添加する。
本発明者が多年の経験知識の蓄積に基づいて、多種多様の添加物について実験研究を繰り返した結果、カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブが「研削砥石に導電性を与える添加物」として最適であることを発見し、実験的にこれを確認した。
この材料については多数の研究論文が発表されているので、その詳細は省略するが、研削砥石の添加物としての視点から考察した場合の重要な点は次のとおりである。
Ａ．微小で細長い導電性の物質で、電気化学的に安定であり、繊維状をなして相互に絡み合うので優れた導電性を発揮するとともに、
骨格組織として作用して補強効果を奏し、電解ドレッシングに際して砥粒の結合が崩壊することを防止し得る。
Ｂ．単体の炭素であるから、被加工物に溶着する虞れが無い。
Ｃ．熱伝導率が大きい（１２００ｗ／ｍｋ）ので、研削熱を逃がすのにも好都合である。
Ｄ．高温（２，０００℃）で安定であるから、各種の結合剤と混練して焼き固めても変質しない。
【０００８】
上述の原理に基づいて創作した請求項１に係る導電性砥石の構成は、
円盤状台板の周囲に砥粒層を設けた研削砥石、または、大部分ないし全部を砥粒層で構成した研削砥石において、
上記の砥粒層が、砥粒を結合剤で固めたものであり、
かつ、上記砥粒層の中に、カーボンナノファイバーが１〜１５％（重量比）含有されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項１の発明に係る導電性砥石は、カーボンナノファイバーの添加量が比較的小量であっても実用上充分な導電性を有し、
添加剤であるカーボンナノファイバーが被加工物に溶着したり、研削抵抗を増加させるなどの不具合を発生する虞れが無く、
電解，放電ドレッシングした際の表面あらさが微細であり、
電解，放電ドレッシングに伴って砥粒が脱落する虞れが無い。
【０００９】
請求項２に係る導電性砥石の構成は、円盤状台板の周囲に砥粒層が設けられ、または、大部分ないし全部が砥粒層で耕成された研削砥石において、
上記の砥粒層が、砥粒を結合剤で固めたものであり、
かつ、上記砥粒層の中に、カーボンナノチューブが１〜１５％（重量比）含まれていることを特徴とする。
以上に説明した請求項２の発明に係る導電性砥石も、比較的小量のカーボンナノチューブの添加によって、実用上充分な導電性が得られ、
添加剤であるカーボンナノチューブが被加工物の研削面に溶着したり、研削抵抗を増加させるなどの不具合を招く虞れが無い。
【００１０】
請求項３の発明に係る導電性砥石の構成は、円盤状台板の周囲に砥粒層が設けられ、または、全部ないし大部分が砥粒層で形成されている研削砥石において、
上記の砥粒層が、砥粒を結合剤で固めたものであり、
かつ、上記砥粒層の中に、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーが均一に分散して含有されており、上記カーボンナノチューブの含有率とカーボンナノファイバーの含有率との合計が１〜１５％（重量比）であることを特徴とする。
以上に説明した請求項３の発明に係る導電性砥石を適用すると、添加物であるカーボンナノファイバーもカーボンナノチューブも導電性を有しているので、これらを混合された砥石層は、電解ドレッシングや放電ドレッシングに必要な導電性を有しており、
その上、これらの添加物が被加工物に溶着したり研削抵抗を増加させたりする虞れが無く、良好なドレッシング面が得られる。
しかも、本請求項に係る導電性砥石は、電解，放電ドレッシングを施したとき砥粒の崩落を生じる虞れが無い。
【００１１】
請求項４の発明に係る導電性砥石の構成は、前記請求項１ないし請求項３の発明の構成要件に加えて、前記の結合剤が、（イ）無機質結合剤、（ロ）有機質結合剤、（ハ）金属質結合剤、または（ニ）上記３種類の内の少なくとも２種類を混合した結合剤であることを特徴とする。
以上に説明した請求項４の発明に係る導電性砥石においては、添加剤であるカーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブが、結合剤の中に良く分散，混合して所期の導電性が得られ、電解ドレッシングまたは放電ドレッシングによって良好な研削性能を生じる。
【００１２】
請求項５の発明に係る導電性砥石の構成は、前記請求項１ないし請求項４の発明の構成要件に加えて、前記の砥粒が、ダイヤモンド、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）、アルミナ質、炭化硅素質、または、これらの混合物であることを特徴とする。
以上に説明した請求項５の発明によると、請求項１ないし請求項３の発明によって得られた導電性を利用して電解ドレッシングまたは放電ドレッシングを施した際、前記の砥粒が損傷を受けることなく研削砥石の作用面（研削面）に微視的に突出して良好な研削性能を発揮し、しかも、電解，放電ドレッシングによって砥粒が崩落する虞れが無い。
【００１３】
請求項６の発明方法の構成は、円盤状台板の周囲に砥粒層が設けられ、または、大部分ないし全部が砥粒層で形成されている研削砥石を製造する方法において、
砥粒層を構成するために、砥粒と結合剤とを混合する際、１〜１５％（重量比）のカーボンナノファイバーを加えて混練することを特徴とする。
以上に説明した請求項６の発明方法によると、研削砥石の砥粒層が導電性を有していて、電解ドレッシングや放電ドレッシングの対象とするに好適な導電性砥石が構成される。
カーボンナノファイバーは微細（直径１５〜１００ｎｍ）であって、結合剤と良く混合する。このため、電解ドレッシングや放電ドレッシングによって生成されるドレッシング面の凹凸分布が非常に微細である。
砥粒が凸部を形成し、電解除去された部分が油だまり（オイルポケット）を形成して、切れ味が良く、しかも被研削面が高精度の鏡状光沢面となる。
【００１４】
請求項７に係る発明方法の構成は、円盤状台板の周囲に砥粒層が設けられ、または、大部分ないし全部が砥粒層で形成された研削砥石を製造する方法において、
砥粒層を構成するために砥粒と結合剤とを混合する際、１〜１５％（重量比）のカーボンナノチューブを加えて混練することを特徴とする。
以上に説明した請求項７の発明方法によると、前記請求項６におけると同様に導電性を有する砥粒層が構成されるので、電解ドレッシングや放電ドレッシングの対象として好適な導電性砥石を製造することができる。
カーボンナノチューブはきわめて微細（直径１５ｎｍ以下）であり、結合剤と良く混じり合う。
このため、電解，放電ドレッシングによって生成されるドレッシング面の凹凸分布が非常に微細である。
【００１５】
請求項８に係る発明方法の構成は、円盤状台板の周囲に砥粒層が設けられ、または大部分ないし全部が砥粒層で形成されている研削砥石を製造する方法において、
砥粒層を構成するために砥粒と結合剤とを混合する際、カーボンナノファイバーおよびカーボンナノチューブを加えて混練し、
上記カーボンナノファイバーの混合率と、カーボンナノチューブの混合率との合計を１〜１５％（重量比）とすることを特徴とする。
以上に説明した請求項８の発明方法によっても、請求項６や請求項７におけると同様に、電解，放電ドレッシングに好適な導電性砥石が得られる。
本発明を実施する際、カーボンナノファイバーおよびカーボンナノチューブのそれぞれを秤量して加えても良い。また、カーボンナノチューブとカーボンナノファイバーの境界物質（直径１５ｎｍ以上と直径１５ｎｍ以下との混合物）を用いることもできる。
なお、信州大学電気電子工学科の平成１３年報告によると、直径１５〜１００ｎｍがカーボンナノファイバーの範疇であり、また、直径１５ｎｍよりも太いカーボンナノファイバーも存在すると述べられている。
【００１６】
請求項９に係る発明方法の構成は、前記請求項６ないし請求項８の発明方法の構成要件に加えて、前記の砥粒として、ダイヤモンド、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）、アルミナ質、炭化硅素質、またはこれらの内の１種類以上を含む混合物を用いることを特徴とする。
以上に説明した請求項９の発明方法によると、本請求項を適用して製造された導電性砥石の砥粒層を形成する砥粒それ自身は電解ドレッシングによって溶解除去されず、また放電ドレッシングによって削り取られることもないので、ドレッシングで生成された面に微視的に突出して切刃を形成し、かつ、突出部と突出部との間の凹部は油だまりとなる。
このようにして、電解，放電ドレッシングに好適な導電性の研削砥石が製造される。
【００１７】
請求項１０に係る発明方法の構成は、前記請求項６ないし請求項９の発明方法の構成要件に加えて、前記の砥粒層を多数のセグメントに成形し、
円盤状台板の周囲に、上記のセグメントを円周方向に並べて、
セグメントと円盤状台板とを相互に接着することを特徴とする。
以上に説明した請求項１０の発明方法によると、本発明に係る添加剤（カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブ）を混練した「砥粒と結合剤との混合物」を加圧，加熱して固化させる際、歪みや残留応力を生じてもこれをセグメントに形成して配列・接着することによって実害を解消することができる。
【００１８】
請求項１１に係る発明方法の構成は、カーボンナノファイバー、および／または、カーボンナノチューブの１〜１５％（重量比）を混練することによって導電性を与えた請求項１ないし請求項３の内の何れか一つの導電性砥石の表面に対して、研削液を介在せしめて電極を対向させ、
前記導電性砥石に放電加工または電解加工を施し、該導電性砥石の通電面を粗化させてドレッシングする際、
通電エネルギーの強弱を調節して前記の粗化の深さ寸法を制御するとともに、
カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブの添加量を調節することによって粗化される部分の微視的面積割合を制御することを特徴とする。
以上に説明した本請求項１１の発明方法によると、放電ドレッシングまたは電解ドレッシングを行なう際、表面粗化の深さと、表面粗化の面積割合とを、それぞれ独立に制御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の１実施形態における導電性砥石を示し、（Ａ）は部分的に切断して描いた正面図、（Ｂ）は断面側面図である。
本例は、台板の周囲に砥粒層を設けた形式の研削砥石に本発明を適用したが、研削砥石全部（又は大部分）を砥粒層で形成された研削砥石に本発明を適用することもできる。
（図１参照）符号１を付して示したのは円板状台板であって、その中心に砥石孔１ａが設けられている。
上記円板状台板１の周囲に、２４分割されたセグメントから成る砥粒層２が、接着層３によって接着されている。
本実施形態における寸法はそれぞれ次のとおりである（単位ミリメートル）
ａ＝５、ｂ＝１５、ｃ＝２５、ｉ＝２５、ｇ＝９０、ｆ＝１７０、ｅ＝２４０、ｊ＝３
前記砥粒層は、概要的には砥粒と結合剤とを混合したものに、添加剤としてカーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブを混練し、加熱・加圧して固化せしめたものである。
添加剤の種類および添加量については、後に実施例を挙げて詳しく説明する。
【００２０】
砥粒としては、ダイヤモンド、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）、アルミナ質、炭化硅素質の何れかを任意に選定することができ、または、これらの内の２種類以上を混合して用いることもできる。
これらの砥粒そのものは新規なものではなく、公知公用の材料であるが、本発明を適用してカーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブを添加した際に、物理的性状について有害な変化を生じたり、化学的に有害な反応を生じたりする虞れの無いことを確認した上で、これらの砥粒が適正であるという技術的知見を得たものである。
また、砥粒層を構成する結合材については、無機質結合剤、有機質結合剤、金属質結合剤、またはこれらの混合物を用いることができる。これらについても、物理的性状や化学的反応性について有害な問題の無いことを実験的に確認したが、この場合、重要な点は次のとおりである。
砥粒を結合剤でモールドする場合、一般に高温，高圧を加えねばならない。こうした観点において、本発明に係る添加剤であるカーボンナノチューブおよび／またはカーボンナノファイバーが優れた耐熱，耐圧性を有しているから、その適用可能範囲が非常に広いのである。
【００２１】
本発明の基本に立ち返って見れば、カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブの添加は、砥粒層に導電性を与えるためのものであった。
これらの材料は導電性の材料であり、かつ、直径よりも長さが長いので互いに絡み合い、少量の添加によって良好な導電性を生じる（導電性材料であっても、球状微粉末であれば相互に孤立・分散して導電性を生じにくい）。
こうした原理に基づいて本発明者は、カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブの添加によって所期の導電性が得られることを実験的に追及して確認するとともに、この添加の副作用として何らかの不具合を生じる虞れが無いことも丹念に精査したところ、
所期の効果が得られるとともに、有害な副作用の無いことを確認し得たのみでなく、本発明の添加剤によって砥粒層の強度が増加すること、および、ドレッシング面の粗度を制御し得るという優れた効果を奏した。これらの、いわば派生的な効果については後に詳しく述べる。
【００２２】
図１に示した研削砥石の砥粒層２の部分について、表１に示す組成の５種類の実施例と比較例とを構成した。
【表１】
比較例に用いた銅は、従来技術において最も普辺的に用いられている導電性添加材であって、物質としての比抵抗は非常に小さい（導電性が良い）のであるが、砥粒層のモールド組織内で微粒状に散在しており、相互に接触しにくいので、４０％といった大量を添加せざるを得ない。
その分だけ結合剤の組成百分率が低くなるので砥粒層の強度は低下する。
これに比して、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブは微視的に細長い（概要的には、直径がｎｍ単位、長さがμｍ単位）ので、立体的な網目状に絡み合い、比較的少量の添加によって所望の導電性が得られる。
【００２３】
前掲の表１に示された５種類の実施例の組成、および比較例の組立のそれぞれ秤量し、攪拌混合し、金型に充填した後、１７０℃、１０Ｍｐａで２０分間加熱成型して、６種類の成型体を得た。
上記６種類の成型体を、種類別に円盤状台板に接着し、所定寸法となるように機械加工して導電性砥石を構成した。
上述のようにして構成した６種類の導電性砥石を平面研削盤に装着して回転させながら、電圧１．５Ｖ、周波数１ＭＨｚの直流矩形波を、ｏｎ・ｏｆｆ比５０％で、カーボン電極と砥粒層に３分間印加し、砥石作用面をドレッシングした。
上記の平面研削盤上で、ダイス鋼（ＳＫＤ１１）を周速５０ｍ／秒、加工物移動速度１５ｍ／分、１回初込量０．０１５ｍｍでプランジカットした時の計測値を表２に示す。
【表２】
上掲の表２から読み取れるように、比較例における導電性添加剤である銅粉の添加量よりも遥かに少量の（５〜１２％）カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブを添加することによって、ほぼ同等の導電性が得られ、研削抵抗は同等ないし半減し、面粗度も同等ないし向上している。
また、従来技術を適用して銅紛の４０％を添加して、結合剤の含有率を２０％まで低減させると、砥粒層が脆弱になることを避け得なかったが、カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブの数％を添加すると、砥粒層は却って強靭になる。
【００２５】
実施例１ないし実施例５を相互に比較検討すると次の事項が明らかになる。
ａ．カーボンナノファイバーを混合した実施例１，２，３の順に混合率が多い。
そして、これと同じ順序で研削抵抗が減少し、面粗度が粗くなっている。
研削砥石の実用条件において、必ずしも単純に面粗度が細かいほど良いとはいえないが、少なくとも「混合率を加減して面粗度を制御できる」ということの実用的価値は多大である。
面粗度と研削抵抗とが関連して変化するので設計的な難しさは有るが、設計的自由度が大きいということは貴重な長所である。
実用上は、１〜１５％（重量比）の範囲内とすることが好適である。
ｂ．カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブが、成型体の母材である結合剤の中で、電子顕微鏡的にどのような結合組織を形成しているかは未だ解明されていないが、
少なくとも物理的性状の改善効果について見る限りでは、カーボンナノファイバーとカーボンナノチューブとは同様な作用、効果を表している。
【００２６】
例えば、実施例４および実施例５について、表１から「カーボンナノファイバー含有率とカーボンナノチューブ含有率との合計」を見ると、実施例１と実施例３との中間にあって実施例２と同じ値である。
一方、表２から研削抵抗および面粗度を見ると、実施例４と実施例５とは何れも実施例１と実施例３との中間にあって実施例２とほぼ同じ値である。
炭素原子の配列形態について見ると、カーボンナノファイバーは「炭素網面の繊維軸に対する配向」が、平行、傾斜または垂直であるのに比して、カーボンナノチューブは平行のみである。しかし、このように重複していることから類推しても、カーボンナノファイバーとカーボンナノチューブとが類似の挙動を示したり類似の影響を及ぼしたりすることは、少なくとも決して不合理ではない。
上述のようにして電子分子論的領域に近づくまでもなく、カーボンナノファイバーとカーボンナノチューブとが、砥粒層の成型体に対して類似の影響を及ぼすことは実験的事実である。
本発明は、以上に述べた自然法則に基づく技術的思想の創作である。
【００２７】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成・作用を明らかならしめたように、
請求項１の発明に係る導電性砥石は、カーボンナノファイバーの添加量が比較的小量であっても実用上充分な導電性を有し、
添加剤であるカーボンナノファイバーが被加工物に溶着したり、研削抵抗を増加させるなどの不具合を発生する虞れが無く、
電解，放電ドレッシングした際の表面あらさが微細であり、
電解，放電ドレッシングに伴って砥粒が脱落する虞れが無い。
請求項２の発明に係る導電性砥石も、比較的小量のカーボンナノチューブの添加によって、実用上充分な導電性が得られ、
添加剤であるカーボンナノチューブが被加工物の研削面に溶着したり、研削抵抗を増加させるなどの不具合を招く虞れが無く、良好なドレッシング面が得られる。
請求項３の発明に係る導電性砥石を適用すると、添加物であるカーボンナノファイバーもカーボンナノチューブも導電性を有しているので、これらを混合された砥石層は、電解ドレッシングや放電ドレッシングに必要な導電性を有し、
しかも、電解，放電ドレッシングを施したとき砥粒の崩落を生じる虞れが無い。
その上、これらの添加物が被加工物に溶着したり研削抵抗を増加させたりする虞れが無く、良好なドレッシング面が得られる。
【００２８】
請求項４の発明に係る導電性砥石においては、添加剤であるカーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブが、結合剤の中に良く分散，混合して所期の導電性が得られ、電解ドレッシングまたは放電ドレッシングによって良好な研削性能を生じる。
請求項５の発明によると、請求項１ないし請求項３の発明によって得られた導電性を利用して電解ドレッシングまたは放電ドレッシングを施した際、前記の砥粒が損傷を受けることなく研削砥石の作用面（研削面）に微視的に突出して良好な研削性能を発揮し、しかも、電解，放電ドレッシングによって砥粒が脱落する虞れが無い。
【００２９】
請求項６の発明方法によると、構成された研削砥石が導電性を有していて、電解ドレッシングや放電ドレッシングの対象とするに好適である。
カーボンナノファイバーは微細（直径１５〜１００ｎｍ）であって、結合剤と良く混合する。このため、電解ドレッシングや放電ドレッシングによって生成されるドレッシング面の凹凸分布が非常に微細である。
砥粒が凸部を形成し、電解除去された部分が油だまり（オイルポケット）を形成して、切れ味が良く、しかも被研削面が高精度の鏡状光沢面となる。
請求項７の発明方法によると、前記請求項６におけると同様に導電性を有する砥粒層が構成されるので、電解ドレッシングや放電ドレッシングの対象として好適な導電性砥石を製造することができる。
カーボンナノチューブはきわめて微細（直径１５ｎｍ以下）であり、結合剤と良く混じり合う。
このため、電解，放電ドレッシングによって生成されるドレッシング面の凹凸分布が非常に微細である。
請求項８の発明方法によっても、請求項６や請求項７におけると同様に、電解，放電ドレッシングに好適な導電性砥石が得られる。この請求項８に係る発明方法を実施する際、カーボンナノファイバーおよびカーボンナノチューブのそれぞれを秤量して加えても良い。また、カーボンナノチューブとカーボンナノファイバーの境界物質（直径１５ｎｍ以上と直径１５ｎｍ以下との混合物）を用いることもできる。
【００３０】
請求項９の発明方法によると、本請求項を適用して製造された導電性砥石の砥粒層を形成する砥粒それ自身は電解ドレッシングによって溶解除去されず、また放電ドレッシングによって削り取られることもないので、ドレッシングで生成された面に微視的に突出して切刃を形成し、かつ、突出部と突出部との間の凹部は油だまりとなる。
請求項１０の発明方法によると、本発明に係る添加剤（カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブ）を混練した「砥粒と結合剤との混合物」を加圧，加熱して固化させる際、歪みや残留応力を生じてもこれをセグメントに形成して配列・接着することによって実害を解消することができる。
本請求項１１の発明方法によると、放電ドレッシングまたは電解ドレッシングを行なう際、表面粗化の深さと、表面粗化の面積割合とを、それぞれ独立に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】砥石車型をなす研削砥石の１例を示し、（Ａ）は部分的に切断して描いた正面図、（Ｂ）は側面断面図である。
【符号の説明】
１・・・円盤状台板、１ａ・・・砥石孔、２・・・砥粒層、３・・・接着層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for imparting conductivity to the above-mentioned grinding wheel for dressing or truing the grinding wheel.
[0002]
[Prior art]
Truing and dressing must be performed in order for the grinding wheel to perform its desired function.
Truing refers to preparing a desired shape macroscopically,
Dressing refers to preparing a desired surface state microscopically.
However, the boundary between truing and dressing is not clearly conscious in the grinding machine industry using a grinding wheel. The main reasons for this are that when truing is performed, dressing (maintenance of the surface condition) is often completed as a result, and truing and dressing devices are not distinguished from each other. And is commonly known as a dresser.
Also in the present invention, since it is not necessary to strictly distinguish between truing and dressing, if it is not confusing, both will be referred to as dressing.
[0003]
Conventionally, dressing has been generally performed using a single-stone diamond or a rotary diamond wheel to mechanically scrape the surface of a rotating grinding wheel, but recently, electric dressing has been researched and developed. .
The electric dressing is roughly classified into an electric discharge machining system and an electrolytic machining system.
In the electrolytic processing method, a conductive liquid is interposed, an electrode is opposed to and separated from a grinding wheel, and an electric current is applied. A part of the composition of the grinding wheel is dissolved and removed electrochemically by a so-called anodic oxidation phenomenon.
In the electric discharge machining method, an electrode is almost brought into contact with a grinding wheel, or a current is supplied through a minute gap. However, the boundary between electrolytic machining and electric discharge machining is not clear.
Whichever processing method is used, the grinding wheel must be made conductive.
Conventional whetstones are obtained by hardening abrasive grains with a binder, and use an inorganic binder, an organic binder, or a mixture thereof.
To give it conductivity, the use of metallic binders (metal bonds) has been studied,
Studies have been made on adding a metallic filler into an electrically insulating binder (insulating bond).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Electrolytic dressing and discharge dressing have been developed relatively recently and are currently in the process of improving.
Therefore, the development of a grinding wheel suitable for electrolytic dressing and discharge dressing is still in its infancy, and the situation is close to trial and error.
Since the grinding wheel for electrolytic and discharge dressing has many related matters, the problem is complicated and the solution is difficult. Next, consider one part of the complexity.
a. In order to perform the electrolytic dressing, a metal material (a component which can be dissolved and removed electrochemically) must be contained in the binder (the metal material is related to conductivity described later). Discharge dressing does not necessarily limit the electrochemical performance.
b. It is not possible for the above-mentioned metal to be welded to the workpiece or increase the grinding resistance. For example, in a grinding machine such as a centerless grinding which is based on a delicate balance between frictional resistance and grinding resistance, stability of grinding resistance is strictly required.
[0005]
c. The grinding wheel has a microscopic structure in which abrasive grains, a binder, and additives are mutually bonded, but also requires the presence of voids. The gap also serves as a relief for the grinding powder, and a grinding fluid (coolant) contacts and flows on the inner surface of the gap to promote cooling.
However, it is difficult to disintegrate other components apart by dissolving and removing the metallic components. For this reason, it is difficult to use a pure metal bond.
d. For example, when a metal fine powder is mixed to obtain conductivity, the metal powder plays both roles of “conductivity” and “electrolytic removal”.
However, in order to maintain conductivity, the metal powders must be bonded to each other to form a three-dimensional network structure.
However, when this network is electrolytically removed, the abrasive grains are broken apart, so that a “conductive network” that does not interfere with the “bonding structure of the bonding agent” is desired.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances,
a. The required conductivity is obtained with a relatively small amount of additives,
b. There is no danger that part of the composition of the grinding wheel will be welded to the workpiece,
c. There is no danger of increasing or making the grinding force unstable,
d. Electrolytic and discharge dressings do not cause the abrasive grains to collapse,
e. Moreover, it is an object of the present invention to provide a technique relating to a conductive grinding wheel capable of controlling the roughness of a surface subjected to electrolytic and discharge dressing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
To briefly describe the basic principle of the present invention created to achieve the above object,
A relatively small amount (1 to 15% by weight) of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes is added to various known abrasive layers.
As a result of repeating experimental studies on a wide variety of additives based on the accumulated knowledge of many years of experience, the present inventors have found that carbon nanofibers and / or carbon nanotubes are optimal as “additives that impart conductivity to grinding wheels”. I discovered something and confirmed it experimentally.
Since a number of research papers have been published on this material, details thereof are omitted, but the important points when considered from the viewpoint of additives as grinding wheels are as follows.
A. It is a small and elongated conductive material that is electrochemically stable, exhibits excellent conductivity because it is fibrous and entangled with each other,
It acts as a skeletal structure to provide a reinforcing effect, and can prevent the bond of abrasive grains from being broken during electrolytic dressing.
B. Since it is single carbon, there is no danger of welding to the workpiece.
C. Since the thermal conductivity is large (1200 w / mk), it is convenient for releasing grinding heat.
D. Since it is stable at high temperatures (2,000 ° C.), it does not deteriorate even when it is kneaded with various binders and hardened.
[0008]
The configuration of the conductive grindstone according to claim 1, which is created based on the above principle,
In a grinding wheel provided with an abrasive layer around a disk-shaped base plate, or in a grinding wheel that is mostly or entirely composed of an abrasive layer,
The above-mentioned abrasive layer is obtained by hardening the abrasive with a binder,
Further, the abrasive layer contains 1 to 15% (by weight) of carbon nanofibers.
The conductive grinding wheel according to the invention of claim 1 described above has practically sufficient conductivity even when the amount of carbon nanofiber added is relatively small,
There is no risk that the carbon nanofiber as an additive will be welded to the workpiece or cause problems such as increasing the grinding resistance.
Surface roughness when electrolysis and discharge dressing is fine,
There is no danger of abrasive particles falling off due to electrolysis and discharge dressing.
[0009]
The configuration of the conductive grindstone according to claim 2, wherein the abrasive layer is provided around the disk-shaped base plate, or, most or all in the grinding wheel cultivated with the abrasive layer,
The above-mentioned abrasive layer is obtained by hardening the abrasive with a binder,
Further, the abrasive layer contains carbon nanotubes in an amount of 1 to 15% (weight ratio).
The conductive grindstone according to the second aspect of the present invention described above also has practically sufficient conductivity obtained by adding a relatively small amount of carbon nanotubes,
There is no danger that the carbon nanotubes as an additive will cause problems such as welding to the ground surface of the workpiece and increasing the grinding resistance.
[0010]
The configuration of the conductive grindstone according to the invention of claim 3, wherein the abrasive grain layer is provided around the disk-shaped base plate, or, in a grinding wheel in which all or most of the abrasive grain layer is formed,
The above-mentioned abrasive layer is obtained by hardening the abrasive with a binder,
The carbon nanotubes and carbon nanofibers are uniformly dispersed and contained in the abrasive layer, and the total of the carbon nanotube content and the carbon nanofiber content is 1 to 15% (weight Ratio).
When the conductive grindstone according to the third aspect of the present invention described above is applied, both the carbon nanofibers and the carbon nanotubes as additives have conductivity, so that the grindstone layer in which these are mixed is used for electrolytic dressing or Has the conductivity required for discharge dressing,
In addition, there is no danger that these additives adhere to the workpiece or increase the grinding resistance, and a good dressing surface can be obtained.
In addition, the conductive grindstone according to the present invention does not have a possibility of causing the abrasive grains to collapse when subjected to electrolytic and discharge dressing.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the constituent features of the first to third aspects of the present invention, the binder is (A) an inorganic binder, or (B) an organic binder. , (C) a metallic binder, or (d) a binder obtained by mixing at least two of the above three types.
In the conductive grinding wheel according to the fourth aspect of the present invention described above, the carbon nanofibers and / or carbon nanotubes, which are additives, are well dispersed and mixed in the binder to obtain the desired conductivity. Good grinding performance is produced by electrolytic dressing or discharge dressing.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the constituent features of the first to fourth aspects of the present invention, the abrasive grains are diamond, cubic boron nitride (CBN), alumina, It is characterized by being silicon carbide or a mixture thereof.
According to the fifth aspect of the present invention described above, when the electrolytic dressing or the discharge dressing is performed using the conductivity obtained by the first to third aspects of the present invention, the abrasive grains are damaged. The surface of the grinding wheel protrudes microscopically from the working surface (grinding surface) of the grinding wheel to exhibit good grinding performance, and further, there is no fear that the abrasive grains are collapsed by electrolytic and discharge dressing.
[0013]
The method according to claim 6, wherein an abrasive layer is provided around the disk-shaped base plate, or a method for manufacturing a grinding wheel in which most or all are formed of the abrasive layer.
When the abrasive particles and the binder are mixed to form the abrasive layer, 1 to 15% (weight ratio) of carbon nanofibers is added and kneaded.
According to the method of the present invention described above, the abrasive layer of the grinding wheel has conductivity, and a conductive wheel suitable for electrolytic dressing or discharge dressing is formed.
Carbon nanofibers are fine (15-100 nm in diameter) and mix well with the binder. For this reason, the unevenness distribution of the dressing surface generated by the electrolytic dressing or the discharge dressing is very fine.
The abrasive grains form convex portions, and the portions that have been electrolytically removed form oil pockets (oil pockets).
[0014]
The configuration of the method of the invention according to claim 7, wherein an abrasive layer is provided around the disk-shaped base plate, or a method for manufacturing a grinding wheel in which most or all are formed of the abrasive layer,
When mixing the abrasive grains and the binder to form the abrasive grain layer, 1 to 15% (weight ratio) of carbon nanotubes is added and kneaded.
According to the method of the invention described in claim 7 described above, since the abrasive grain layer having conductivity is configured in the same manner as in claim 6, a conductive grindstone suitable as an object of electrolytic dressing or discharge dressing is manufactured. be able to.
Carbon nanotubes are extremely fine (15 nm or less in diameter) and mix well with binders.
Therefore, the unevenness distribution of the dressing surface generated by the electrolytic and discharge dressing is very fine.
[0015]
The configuration of the method according to claim 8 is a method for manufacturing a grinding wheel in which an abrasive layer is provided around a disk-shaped base plate, or most or all are formed of an abrasive layer,
When mixing the abrasive and the binder to form the abrasive layer, kneading by adding carbon nanofibers and carbon nanotubes,
The total of the mixing ratio of the carbon nanofibers and the mixing ratio of the carbon nanotubes is set to 1 to 15% (weight ratio).
According to the invention method of the eighth aspect described above, similarly to the sixth and seventh aspects, a conductive grindstone suitable for electrolysis and discharge dressing can be obtained.
In carrying out the present invention, each of the carbon nanofibers and the carbon nanotubes may be weighed and added. Further, a boundary material between a carbon nanotube and a carbon nanofiber (a mixture of a diameter of 15 nm or more and a diameter of 15 nm or less) can also be used.
According to a report by the Department of Electrical and Electronic Engineering of Shinshu University in 2001, a diameter of 15 to 100 nm is included in the category of carbon nanofiber, and there is also a carbon nanofiber having a diameter larger than 15 nm.
[0016]
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the constituent features of the sixth to eighth aspects of the present invention, diamond, cubic boron nitride (CBN), alumina, and silicon carbide are used as the abrasive grains. It is characterized in that it uses a substance or a mixture containing at least one of them.
According to the method of the ninth aspect described above, the abrasive grains forming the abrasive grain layer of the conductive grindstone manufactured by applying the present invention are not dissolved and removed by the electrolytic dressing, and are not removed by the discharge dressing. Since it is not scraped off, it protrudes microscopically on the surface generated by the dressing to form a cutting edge, and the recess between the protrusions becomes an oil pool.
Thus, a conductive grinding wheel suitable for electrolytic and discharge dressing is manufactured.
[0017]
The configuration of the invention method according to claim 10 is that, in addition to the constituent elements of the invention method of claims 6 to 9, the abrasive layer is formed into a number of segments,
Around the disk-shaped base plate, arrange the above segments in the circumferential direction,
The segment and the disk-shaped base plate are bonded to each other.
According to the tenth aspect of the invention described above, the “mixture of abrasive grains and binder” kneaded with the additive (carbon nanofiber and / or carbon nanotube) according to the present invention is solidified by pressing and heating. In this case, even if a strain or a residual stress is generated, the harm can be eliminated by forming the segment into a segment and arranging and bonding the segments.
[0018]
In the method of the invention according to claim 11, the conductivity is given by kneading 1 to 15% (weight ratio) of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes. On the surface of any one of the conductive grindstones, the electrodes are opposed by interposing a grinding fluid,
Performing electrical discharge machining or electrolytic machining on the conductive grindstone, when dressing by roughening the conductive surface of the conductive grindstone,
While controlling the depth of the roughening by adjusting the strength of the energizing energy,
It is characterized in that the microscopic area ratio of the roughened portion is controlled by adjusting the amount of carbon nanofiber and / or carbon nanotube added.
According to the method of the eleventh aspect described above, when performing discharge dressing or electrolytic dressing, the depth of surface roughening and the area ratio of surface roughening can be independently controlled.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1A and 1B show a conductive grindstone according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a partially cut front view, and FIG. 1B is a sectional side view.
In the present embodiment, the present invention is applied to a grinding wheel of a type in which an abrasive layer is provided around a base plate, but the present invention is applied to a grinding wheel in which all (or most) grinding wheels are formed of an abrasive layer. You can also.
(See FIG. 1) Reference numeral 1 denotes a disk-shaped base plate having a grinding wheel hole 1a at the center thereof.
Around the disk-shaped base plate 1, an abrasive layer 2 composed of 24 divided segments is adhered by an adhesive layer 3.
The dimensions in the present embodiment are as follows (unit: millimeter)
a = 5, b = 15, c = 25, i = 25, g = 90, f = 170, e = 240, j = 3
The abrasive layer is obtained by kneading carbon nanofibers and / or carbon nanotubes as additives into a mixture of abrasive grains and a binder, and solidifying the mixture by heating and pressing.
The types and amounts of additives will be described later in detail with reference to examples.
[0020]
As the abrasive grains, any one of diamond, cubic boron nitride (CBN), alumina, and silicon carbide can be arbitrarily selected, or a mixture of two or more of these can be used. .
These abrasive grains are not new and are publicly known materials. However, when carbon nanofibers and / or carbon nanotubes are added by applying the present invention, harmful changes in physical properties may occur. After confirming that there is no risk of causing a chemically harmful reaction, the technical knowledge that these abrasive grains are appropriate has been obtained.
Further, as the binder constituting the abrasive layer, an inorganic binder, an organic binder, a metallic binder, or a mixture thereof can be used. These were also experimentally confirmed to have no harmful problems with respect to physical properties and chemical reactivity. In this case, the important points are as follows.
When molding abrasive grains with a binder, it is generally necessary to apply high temperature and high pressure. From such a viewpoint, the carbon nanotubes and / or carbon nanofibers, which are additives according to the present invention, have excellent heat resistance and pressure resistance, so that the applicable range is very wide.
[0021]
Looking back to the basics of the present invention, the addition of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes was to impart conductivity to the abrasive layer.
These materials are conductive materials and have a length longer than the diameter, so that they are entangled with each other, and good conductivity is obtained by adding a small amount. It is unlikely to be isolated and dispersed to produce conductivity).
Based on such a principle, the present inventors experimentally pursued and confirmed that the desired conductivity was obtained by the addition of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes, and caused some problems as a side effect of this addition. After careful examination that there is no fear,
The desired effect was obtained, and not only was it possible to confirm that there were no harmful side effects, but also that the additive of the present invention increased the strength of the abrasive layer, and controlled the roughness of the dressing surface. An excellent effect was obtained. These secondary effects will be described in detail later.
[0022]
With respect to the portion of the abrasive grain layer 2 of the grinding wheel shown in FIG. 1, five examples having compositions shown in Table 1 and a comparative example were configured.
[Table 1]
Copper used in the comparative example is the most commonly used conductive additive in the prior art, and has a very low specific resistance (good conductivity) as a substance. Are dispersed in the form of fine particles in the mold structure and are hardly in contact with each other, so that a large amount such as 40% must be added.
As a result, the composition percentage of the binder decreases, and the strength of the abrasive layer decreases.
In contrast, carbon nanofibers and carbon nanotubes are microscopically elongated (diameters are in units of nm and lengths are in units of μm). Thus, a desired conductivity is obtained.
[0023]
The compositions of the five examples shown in Table 1 above and the assembly of the comparative example were each weighed, mixed by stirring, filled in a mold, and then heat-molded at 170 ° C. and 10 MPa for 20 minutes to form Various types of molded products were obtained.
The above-mentioned six types of molded bodies were bonded to a disc-shaped base plate for each type, and were machined so as to have a predetermined size to form a conductive grindstone.
While mounting and rotating the six types of conductive whetstones configured as described above on a surface grinder, a DC rectangular wave having a voltage of 1.5 V and a frequency of 1 MHz was applied to the carbon electrode and the grinding wheel at an on / off ratio of 50%. A voltage was applied to the grain layer for 3 minutes to dress the working surface of the grindstone.
Table 2 shows the measured values when the die steel (SKD11) was plunge cut at a peripheral speed of 50 m / sec, a workpiece moving speed of 15 m / min, and an initial insertion amount of 0.015 mm on the surface grinder.
[Table 2]
As can be seen from Table 2 above, by adding a much smaller amount (5 to 12%) of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes than the added amount of the conductive additive copper powder in the comparative example, Approximately the same conductivity is obtained, the grinding resistance is equal or halved, and the surface roughness is equal or improved.
In addition, when the content of the binder is reduced to 20% by adding 40% of the copper powder by applying the conventional technology, it is inevitable that the abrasive layer becomes brittle. If several percent of carbon nanotubes are added, the abrasive layer becomes rather tough.
[0025]
When the first to fifth embodiments are compared with each other, the following matters become clear.
a. The mixing ratio is large in the order of Examples 1, 2, and 3 in which carbon nanofibers are mixed.
Then, in the same order, the grinding resistance is reduced and the surface roughness is increased.
Under practical conditions of a grinding wheel, it is not necessarily better to simply have a finer surface roughness, but the practical value of at least "controlling the surface roughness by adjusting the mixing ratio" is enormous.
Although the surface roughness and the grinding resistance change in relation to each other, there is a design difficulty, but the great freedom of design is a valuable advantage.
Practically, it is preferable to be within the range of 1 to 15% (weight ratio).
b. It has not been elucidated what kind of connective structure carbon nanofibers and carbon nanotubes form in the binder, which is the base material of the molded product, under an electron microscope.
At least as far as the effect of improving the physical properties is concerned, the carbon nanofiber and the carbon nanotube exhibit the same action and effect.
[0026]
For example, regarding “Example 4” and “Example 5”, when looking at “the sum of the carbon nanofiber content and the carbon nanotube content” from Table 1, it is intermediate between Examples 1 and 3 and the same as Example 2. Value.
On the other hand, when looking at the grinding resistance and the surface roughness from Table 2, each of Examples 4 and 5 is intermediate between Examples 1 and 3 and has almost the same value as Example 2.
Looking at the arrangement form of carbon atoms, carbon nanofibers have an "orientation of the carbon network plane with respect to the fiber axis" which is parallel, inclined or perpendicular, whereas carbon nanotubes are only parallel. However, even by analogy from the overlap, it is not at all irrational that the carbon nanofibers and the carbon nanotubes exhibit similar behavior or exert similar effects.
It is an experimental fact that the carbon nanofibers and the carbon nanotubes have a similar effect on the molded body of the abrasive layer without approaching the electron molecular domain as described above.
The present invention is a creation of a technical idea based on the above-mentioned law of nature.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the configuration and operation of the embodiment of the present invention have been clarified,
The conductive grindstone according to the invention of claim 1 has practically sufficient conductivity even when the addition amount of the carbon nanofiber is relatively small,
There is no risk that the carbon nanofiber as an additive will be welded to the workpiece or cause problems such as increasing the grinding resistance.
Surface roughness when electrolysis and discharge dressing is fine,
There is no danger of abrasive particles falling off due to electrolysis and discharge dressing.
The conductive grindstone according to the invention of claim 2 also has a practically sufficient conductivity obtained by adding a relatively small amount of carbon nanotubes,
A good dressing surface can be obtained without the risk that the carbon nanotubes as an additive will be welded to the ground surface of the workpiece or cause problems such as increased grinding resistance.
When the conductive grindstone according to the third aspect of the present invention is applied, since both the carbon nanofiber and the carbon nanotube as additives have conductivity, a grindstone layer in which these are mixed is necessary for electrolytic dressing and discharge dressing. Has high conductivity,
Moreover, there is no danger that the abrasive grains will collapse when the electrolytic and discharge dressing is performed.
In addition, there is no danger that these additives adhere to the workpiece or increase the grinding resistance, and a good dressing surface can be obtained.
[0028]
In the conductive grinding wheel according to the fourth aspect of the present invention, the carbon nanofibers and / or carbon nanotubes as additives are dispersed and mixed well in the binder to obtain the desired conductivity, so that the electrolytic dressing or Discharge dressing produces good grinding performance.
According to the fifth aspect of the present invention, when the electrolytic dressing or the discharge dressing is performed by using the conductivity obtained by the first to third aspects of the present invention, the abrasive grains are not damaged and the abrasive grains are not damaged. There is no danger of abrasive particles falling off due to electrolytic and discharge dressing, as microscopically protruding from the working surface (grinding surface) to exhibit good grinding performance.
[0029]
According to the invention method of claim 6, the formed grinding wheel has conductivity and is suitable for being subjected to electrolytic dressing and discharge dressing.
Carbon nanofibers are fine (15-100 nm in diameter) and mix well with the binder. For this reason, the unevenness distribution of the dressing surface generated by the electrolytic dressing or the discharge dressing is very fine.
The abrasive grains form convex portions, and the portions that have been electrolytically removed form oil pockets (oil pockets).
According to the method of the present invention, since the conductive abrasive layer is formed in the same manner as in the above-described claim 6, it is possible to manufacture a conductive grindstone suitable as an object of electrolytic dressing and discharge dressing.
Carbon nanotubes are extremely fine (15 nm or less in diameter) and mix well with binders.
Therefore, the unevenness distribution of the dressing surface generated by the electrolytic and discharge dressing is very fine.
According to the eighth aspect of the present invention, similarly to the sixth and seventh aspects, a conductive grindstone suitable for electrolytic and discharge dressing can be obtained. In carrying out the method according to claim 8, each of the carbon nanofibers and the carbon nanotubes may be weighed and added. Further, a boundary material between a carbon nanotube and a carbon nanofiber (a mixture of a diameter of 15 nm or more and a diameter of 15 nm or less) can also be used.
[0030]
According to the method of the ninth aspect of the present invention, the abrasive grains forming the abrasive grain layer of the conductive grindstone manufactured according to the present invention are not dissolved and removed by the electrolytic dressing, and may be removed by the discharge dressing. Since there is no cutting edge, the cutting edge is formed to protrude microscopically from the surface generated by the dressing, and the recess between the protrusions becomes an oil pool.
According to the tenth aspect of the present invention, when the additive (carbon nanofiber and / or carbon nanotube) according to the present invention is kneaded and the “mixture of abrasive grains and binder” is pressurized and heated to be solidified, Even if a residual stress is generated, the actual harm can be eliminated by forming it into segments and arranging and bonding the segments.
According to the eleventh aspect of the present invention, when performing discharge dressing or electrolytic dressing, the depth of surface roughening and the area ratio of surface roughening can be independently controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a grinding wheel forming a grinding wheel type, wherein (A) is a partially cut front view and (B) is a side sectional view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disc-shaped base plate, 1a ... Whetstone hole, 2 ... Abrasive grain layer, 3 ... Adhesive layer
Claims (11)
上記の砥粒層が、砥粒を結合剤で固めたものであり、
かつ、上記砥粒層の中に、カーボンナノファイバーが１〜１５％（重量比）含有されていることを特徴とする導電性砥石。In the grinding wheel provided with the abrasive layer around the disk-shaped base plate, or most or all of the abrasive layer,
The above-mentioned abrasive layer is obtained by hardening the abrasive with a binder,
In addition, a conductive grindstone is characterized in that the abrasive layer contains 1 to 15% (weight ratio) of carbon nanofibers.
上記の砥粒層が、砥粒を結合剤で固めたものであり、
かつ、上記砥粒層の中に、カーボンナノチューブが１〜１５％（重量比）含まれていることを特徴とする導電性砥石。Abrasive grain layer is provided around the disk-shaped base plate, or, in a grinding wheel that is mostly or entirely composed of the abrasive layer,
The above-mentioned abrasive layer is obtained by hardening the abrasive with a binder,
In addition, the conductive grindstone is characterized in that the abrasive layer contains 1 to 15% (weight ratio) of carbon nanotubes.
上記の砥粒層が、砥粒を結合剤で固めたものであり、
かつ、上記砥粒層の中に、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーが均一に分散して含有されており、上記カーボンナノチューブの含有率とカーボンナノファイバーの含有率との合計が１〜１５％（重量比）であることを特徴とする導電性砥石。In the grinding wheel provided with an abrasive layer around the disk-shaped base plate, or most or all formed by the abrasive layer,
The above-mentioned abrasive layer is obtained by hardening the abrasive with a binder,
The carbon nanotubes and carbon nanofibers are uniformly dispersed and contained in the abrasive layer, and the total of the carbon nanotube content and the carbon nanofiber content is 1 to 15% (weight Ratio), a conductive grindstone.
砥粒層を構成するために、砥粒と結合剤とを混合する際、１〜１５％（重量比）のカーボンナノファイバーを加えて混練することを特徴とする、導電性砥石の製造方法。A method for manufacturing a grinding wheel in which an abrasive layer is provided around a disk-shaped base plate, or most or all is formed of an abrasive layer,
A method for producing a conductive grindstone, comprising adding 1 to 15% (by weight) of carbon nanofibers and kneading the mixture when the abrasive grains and the binder are mixed to form the abrasive layer.
砥粒層を構成するために砥粒と結合剤とを混合する際、１〜１５％（重量比）のカーボンナノチューブを加えて混練することを特徴とする、導電性砥石の製造方法。A method for manufacturing a grinding wheel in which an abrasive layer is provided around a disk-shaped base plate, or most or all is formed of an abrasive layer,
A method for producing a conductive whetstone, comprising adding 1 to 15% (weight ratio) of carbon nanotubes and kneading when mixing abrasive grains and a binder to form an abrasive grain layer.
砥粒層を構成するために砥粒と結合剤とを混合する際、カーボンナノファイバーおよびカーボンナノチューブを加えて混練し、
上記カーボンナノファイバーの混合率と、カーボンナノチューブの混合率との合計を１〜１５％（重量比）とすることを特徴とする、導電性砥石の製造方法。A method for manufacturing a grinding wheel in which an abrasive layer is provided around a disk-shaped base plate, or most or all is formed of an abrasive layer,
When mixing the abrasive and the binder to form the abrasive layer, kneading by adding carbon nanofibers and carbon nanotubes,
A method for producing a conductive grindstone, wherein the total of the mixing ratio of the carbon nanofibers and the mixing ratio of the carbon nanotubes is 1 to 15% (weight ratio).
円盤状台板の周囲に、上記のセグメントを円周方向に並べて、
セグメントと円盤状台板とを相互に接着することを特徴とする、請求項６ないし請求項９の何れかに記載した導電性砥石の製造方法。Forming the abrasive layer into a number of segments,
Around the disk-shaped base plate, arrange the above segments in the circumferential direction,
The method for manufacturing a conductive grindstone according to any one of claims 6 to 9, wherein the segments and the disc-shaped base plate are bonded to each other.
通電エネルギーの強弱を調節して前記の粗化の深さ寸法を制御するとともに、
カーボンナノファイバーおよび／またはカーボンナノチューブの添加量を調節することによって粗化される部分の微視的面積割合を制御することを特徴とする、導電性砥石のドレッシング方法。An electrode is provided on the surface of any one of the conductive grinding wheels according to any one of claims 1 to 3, wherein conductivity is given by kneading 1 to 15% (weight ratio) of the carbon nanofiber and / or carbon nanotube. While facing, with a grinding fluid interposed, subjected to electrical discharge machining or electrolytic machining of the conductive grindstone, when dressing by roughening the conductive surface of the conductive grindstone,
While controlling the depth of the roughening by adjusting the strength of the energizing energy,
A method for dressing a conductive grindstone, characterized by controlling a microscopic area ratio of a part to be roughened by adjusting an addition amount of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes.
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