JP2004223624A - 超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワーク表面の研削仕上り精度の向上が可能で、ホイール回転が円滑で振れによる振動の発生が防止された研削ホイールを提供する。
【解決手段】一般砥粒を含み超砥粒を含まないビトリファイド組成物からなるコア部用成形素体と超砥粒を含むビトリファイド組成物からなる円環状の外周部用成形素体とを形成し、コア部用成形素体の外周面に外周部用成形素体の内周面を適合させ同時焼成することにより円板状砥石ユニット１２−Ｎを得、これを複数互いに同軸状となるように重畳させ砥石重畳体１０を形成する。その際に砥石ユニットの隣接するものどうしを接着剤により接着し、硬化後の接着剤の層２２の厚さを平均厚さが２５０μｍ以下で最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下となるようにする。接着剤を砥石ユニットの側面から一般砥粒の平均粒径の５倍以上の深さまで浸透させる。
【選択図】 図１
【解決手段】一般砥粒を含み超砥粒を含まないビトリファイド組成物からなるコア部用成形素体と超砥粒を含むビトリファイド組成物からなる円環状の外周部用成形素体とを形成し、コア部用成形素体の外周面に外周部用成形素体の内周面を適合させ同時焼成することにより円板状砥石ユニット１２−Ｎを得、これを複数互いに同軸状となるように重畳させ砥石重畳体１０を形成する。その際に砥石ユニットの隣接するものどうしを接着剤により接着し、硬化後の接着剤の層２２の厚さを平均厚さが２５０μｍ以下で最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下となるようにする。接着剤を砥石ユニットの側面から一般砥粒の平均粒径の５倍以上の深さまで浸透させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削技術に属するものであり、特に外周部に超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部を有する研削ホイールに関するものである。本発明の研削ホイールは、たとえば棒状の被研削物の外周面をセンターレス研削加工するのに好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、金属その他の材質の被研削物の表面研削に、超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部を有する研削ホイールが使用されている。被研削物が断面円形状の外周面を有する棒状や筒状をなす場合には、センターレス研削と呼ばれる研削方法を採用することができる。この研削方法では、ワーク（被研削物）を、研削ホイールと調整ホイールとワークレストとにより、これらの間にて研削ホイールの回転中心軸方向とほぼ平行な姿勢にて回転自在に維持する。そして、研削ホイールの外周面である研削機能面にワークの外周面を当接させ、調整ホイールの作用によりホイール回転軸方向に沿ってワークを移動させながら、ワークの外周面を研削する。
【０００３】
このセンターレス研削のためには、回転軸方向に所要の寸法（幅）を有する研削ホイールが必要である。従来、このような研削ホイールとしては、円筒状のコア部の外周に超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部を付したものが利用されている。
【０００４】
研削機能部とコア部との熱膨張収縮性に大きな差があると、製造時に破損が生ずる。また、研削時その他において研削ホイールには温度変化が発生する。コア部と研削機能部との熱膨張収縮性に大きな差があると、研削機能部に上記温度変化に基づき内部応力が発生し、研削機能部の表面形状精度が低下するおそれがある。そこで、コア部と研削機能部との熱膨張収縮性を同等にし、内部応力に基づく研削機能部の表面形状精度低下を防止するために、コア部として、超砥粒の代わりに一般砥粒等の無機質粒子からなる骨材を用いたことを除いて実質上研削機能部と同等の構成を有するものが用いられる。このコア部は、実際に研削機能を発揮することはないが、一般砥粒を用いたビトリファイド砥石と同等またはそれに類似するものであるので、本明細書においては、便宜上「一般砥粒ビトリファイド砥石」ということにする。
【０００５】
ところで、従来のセンターレス研削のための研削ホイールでは、ホイール幅寸法が比較的大きいことに基づく製造上の理由から、研削機能部は周方向に関し複数に分割されたセグメントの形態をなしているのが通例であり、これらのセグメントは接着剤によりコア部の外面に接合されている。この様な形態の研削ホイールは、例えば特開平９−３１４４７０号公報に記載されている。
【０００６】
しかるに、以上の様に研削機能部の外周面により構成される研削機能面において周方向に関し隣接セグメント間の不連続が存在すると、その近傍の部分において研削加工に伴う研削機能部の摩耗が早められて、研削機能面に段差が発生することがある。経時的にこの様な状態に立ち至ると、ワーク表面の仕上り粗さが大きくなるなどのワーク表面の研削仕上り精度の低下が発生する。
【０００７】
また、センターレス研削のための研削ホイールでは、ホイール幅寸法が比較的大きいことから、軸体に取り付けて回転させた時に振れによる振動が発生しやすく、この振動によってもワーク表面の研削仕上り精度の低下が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、以上の様な従来の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの有する問題点を解消し、ワーク表面の研削仕上り精度の向上が可能で、研削ホイール回転が円滑になされ、振れによる振動の発生が防止された研削ホイールの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部と該コア部の外側に前記コア部に連続して形成された超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部とを有する円板状砥石ユニットが複数互いに同軸状となるように軸方向に重畳されて砥石重畳体を形成しており、前記外周部は周方向に連続する円環状をなしている超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールを製造する方法であって、
一般砥粒を含み超砥粒を含まない第１のビトリファイド組成物からなるコア部用成形素体と超砥粒を含む第２のビトリファイド組成物からなる円環状の外周部用成形素体とを形成し、前記コア部用成形素体の外周面に前記外周部用成形素体の内周面を適合させ同時焼成することにより前記円板状砥石ユニットを得、該砥石ユニットを複数互いに同軸状となるように軸方向に重畳させ、その際に複数の前記砥石ユニットの隣接するものどうしを接着剤により接着し、硬化後の前記接着剤の層の厚さを平均厚さが２５０μｍ以下で最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下となるようにすることを特徴とする、超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法、
が提供される。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記砥石重畳体の重畳状態を保持手段により保持する。本発明の一態様においては、前記コア部用成形素体の中央に軸方向に貫通せる貫通孔を形成しておき、前記保持手段として軸体と挟持部材とを備えているものを用い、前記砥石重畳体において前記コア部用成形素体の貫通孔に対応して形成された前記コア部の貫通孔の集合として形成される貫通開口に前記軸体を通し、前記挟持部材により前記砥石重畳体を挟持し前記軸体に対して前記砥石重畳体を支持する。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記接着剤としてフィルム状またはシート状のものを使用し、これを互いに隣接する複数の前記砥石ユニット間に介在させ硬化させることで接着する。本発明の一態様においては、前記接着剤をスクリーン印刷により互いに隣接する複数の前記砥石ユニットの少なくとも一方に塗布し次いで該一方の前記砥石ユニットに他方の砥石ユニットを適合させ、しかる後に接着剤を硬化させる。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記接着剤を前記砥石ユニットの側面から前記一般砥粒の平均粒径の５倍以上の深さまで浸透させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の製造方法により得られる超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの一実施形態を示す模式的断面図であり、図２はその砥石重畳体の模式的斜視図であり、図３はその砥石ユニットの模式的斜視図である。
【００１５】
図２に示されている様に、砥石重畳体１０は、複数の砥石ユニット１２（１２−Ｎ：ここでＮは１〜ｎの整数）からなる。本実施形態では砥石ユニット１２の数ｎは８であるが、本発明においては砥石重畳体を構成する砥石ユニットの数は、これに限定されるものではない。図３に示されている様に、各砥石ユニット１２は、円板状をなしており、外径がＤで、厚さ（幅）がＴである。外径Ｄは、例えば、１５０〜７６０ｍｍであり、厚さＴは、例えば、５〜１００ｍｍであるが、これに限定されるものではない。本実施形態では、全ての砥石ユニット１２が実質上同等である（即ち、構造、形状及び寸法が同一である）。砥石重畳体１０の厚さは、例えば、１００〜８００ｍｍであるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
各砥石ユニット１２は、コア部１４と該コア部の外側に連続して形成された外周部１６とを有する。外周部１６は、周方向に連続する円環状をなしており、その内周面がコア部１４の外周面上に位置している。
【００１７】
コア部１４は一般砥粒ビトリファイド砥石からなり、外周部１６は超砥粒ビトリファイド砥石からなる。超砥粒としては、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒またはダイヤモンド砥粒が用いられる。超砥粒は、例えば粒度が＃８０〜＃６００、特に＃１００〜２５０であるが、これに制限されるものではない。一般砥粒ビトリファイド砥石に含まれる骨材としては、例えばアルミナ砥粒、ムライト砥粒または炭化ケイ素砥粒等の一般砥粒が用いられる。この骨材の粒度は、特に制限されるものではないが、例えば上記超砥粒の粒度と同程度のものが例示される。
【００１８】
コア部１４を構成する一般砥粒ビトリファイド砥石と外周部１６を構成する超砥粒ビトリファイド砥石とは、共通の結合剤を用いて形成することが好ましい。尚、超砥粒ビトリファイド砥石は、砥粒として超砥粒のみを含むものであってもよいし、砥粒として超砥粒と一般砥粒とを含むものであってもよい。また、超砥粒ビトリファイド砥石は、密度が１．９７〜２．８６ｇ／ｃｍ３ で、曲げ強度が４．６７〜１４．４６ｋｇ／ｍｍ２ であるのが好ましい。これにより、特に、大径であっても高集中度で安定して高い研削性能を発揮する研削ホイールを提供することができる。
【００１９】
図３に示されている様に、コア部１４の中央には軸（回転中心軸：回転対称軸）Ｘの方向に貫通せる貫通孔１８が形成されており、図２に示されている様に、砥石重畳体１０においてはコア部１４の貫通孔１８の集合として貫通開口２０が形成されている。
【００２０】
図１に示されている様に、砥石重畳体１０は、その貫通開口２０を通る軸体３０と該軸体に付設された挟持部材３２，３２’とを有する支持手段により支持される。軸体３０は、回転中心軸Ｘを中心として回転する様に、センターレス研削機等の研削機に装着される。挟持部材３２，３２’は、両側から砥石重畳体１０を挟持するように、軸体３０に固定される。この固定は、例えば、挟持部材３２，３２’に形成したネジ孔を介して止めネジ３４，３４’をネジ込むことで、行なうことができる。これにより、砥石重畳体１０をその重畳状態を保持するように挟持することができる。
【００２１】
砥石重畳体１０において、複数の砥石ユニット１２−Ｎは互いに同軸状（即ち、各砥石ユニットの回転中心軸Ｘが同一）となるように軸方向に重畳されている。
【００２２】
砥石重畳体１０において、砥石ユニット１２の隣接するものどうしの間には接着剤層２２が介在している。接着剤層２２を形成するための接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤（熱硬化性接着剤）またはホットメルト接着剤（熱可塑性接着剤）を用いることができる。接着剤層２２の厚さは、平均厚さが２５０μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下で、最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下とされている。
【００２３】
以上の様な本実施形態の研削ホイールによれば、所要の研削仕様に応じた厚さ（回転中心軸Ｘの方向の寸法）が得られる様に、必要個数の砥石ユニット１２を用いて容易に砥石重畳体１０を形成することができる。
【００２４】
更に、互いに隣接する砥石ユニット間に、それぞれ厚さが薄く且つばらつきの少ない接着剤層２２が介在しているので、研削ホイール全体の形状バランスは良好であり、回転時に振れが生じにくく、従って振動発生が低減され、回転は滑らかなものとなる。
【００２５】
また、研削機能面を構成する外周面を有する外周部１６は周方向に連続する円環状をなしているので、研削に伴って経時的に研削機能面に段差が発生するようなことがなく、ワーク表面の仕上り面粗さが大きくはならず、ワーク表面の研削仕上り精度は良好に維持される。
【００２６】
また、コア部１４と研削機能部たる外周部１６とをいずれもビトリファイド砥石からなるものとし共通の結合剤を使用することで、これらの熱膨張収縮性を同等にし、内部応力に基づく研削機能部の表面形状精度低下を防止することが可能である。
【００２７】
しかも、一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部１４と超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部１６とが連続して形成されているので、研削停止後の研削再開の際には、コア部１４内に周方向に関して偏って保持されている研削液等の液体は、研削ホイール回転の遠心力により、コア部１４と外周部１６とで連続して形成されているビトリファイド気孔を伝って、直ちに外周部１６へと移動し直ちに外部へと放出される。かくして、研削ホイール回転は直ちに円滑になり、振れによる振動の発生は殆どない。これにより、研削ホイールを装着した研削機の回転駆動系の劣化は少なくなり、研削の際にワークに均一な押圧力を与えて研削性能を向上させ、ワークの仕上り面の粗さ精度が向上する。従って、コア部全面に面倒な研削液侵入の阻止のための樹脂被覆ないし含浸を施す必要がない。
【００２８】
以上の実施形態では、砥石重畳体１０において全ての砥石ユニット１２が同等であるものとしたが、本発明においては、砥石重畳体１０を構成する複数の砥石ユニット１２として軸方向位置に応じて異なるものを使用することも可能である。例えば、厚さ等の寸法を異ならせたり、超砥粒ビトリファイド砥石に含まれる超砥粒の粒径や集中度を異ならせたりすることができる。
【００２９】
例えば、超砥粒ビトリファイド砥石に含まれる超砥粒の粒径が、砥石重畳体１０における砥石ユニット１２の位置が回転中心軸Ｘに沿って一の向き（ワークが移動する向き）に進むに従って次第に小さくなる様にすることができる。この様な形態によれば、ワークの進行する向きに関して、最初は粒径の比較的大きな（粗い）超砥粒の砥石ユニット１２が少なくとも１つ位置し、次いで粒径の中程度の超砥粒の砥石ユニット１２が少なくとも１つ位置し、次いで粒径の比較的小さな（細かい）超砥粒の砥石ユニット１２が少なくとも１つ位置する様にし、これにより、荒研削から仕上げ研削までを一貫して行なうことが可能となる。
【００３０】
また、回転中心軸Ｘの方向の位置に応じて砥石ユニット１２の外径を異ならせることも可能である。このような研削ホイールは、ワークをＸ方向に移動させることなく研削するのに使用される。
【００３１】
図４は本発明による超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法の一実施形態の説明のための模式的斜視図である。
【００３２】
先ず、図４（ａ）に示されている様に、コア部用成形素体１４ａと外周部用成形素体１６ａとを形成する。コア部用成形素体１４ａは、焼成により上記コア部１４を形成するためのものであり、所要のビトリファイド結合剤とそれに分散された一般砥粒とを含み超砥粒を含まない第１のビトリファイド組成物からなるものである。また、外周部用成形素体１６ａは、焼成により上記外周部１６を形成するためのものであり、所要のビトリファイド結合剤とそれに分散された超砥粒とを含む第２のビトリファイド組成物からなるものである。これらの成形素体は、いずれも冷間プレスにより所要の形状に成形されている。コア部用成形素体１４ａは中央に貫通孔１８ａが形成されており、該貫通孔１８ａはコア部１４の貫通孔１８を形成するためのものである。外周部用成形素体１６ａは円環状をなしている。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示されている様に、コア部用成形素体１４ａの外周面に外周部用成形素体１６ａの内周面を適合させ、同時焼成する。これにより、上記図３に示される様な円板状の砥石ユニット１２が得られる。
【００３４】
なお、コア部用成形素体１４ａと外周部用成形素体１６ａとを図４（ｂ）に示される形態にて同時に冷間プレスにて一体形成し、これを焼成して、上記図３に示される様な円板状の砥石ユニット１２を得ることも可能である。
【００３５】
このように、コア部用成形素体１４ａの外周面に外周部用成形素体１６ａの内周面を適合させ同時焼成することにより、密度１．９７〜２．８６ｇ／ｃｍ３ で曲げ強度４．６７〜１４．４６ｋｇ／ｍｍ２ の超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部１６を有する高集中度（例えば１８０以上）で高強度で大径（例えば外径４００ｍｍ以上）の砥石ユニット１２が安定して得られる。
【００３６】
次に、砥石ユニット１２を複数互いに同軸状となるように軸Ｘの方向に重畳させることで、上記図２に示されている様な砥石重畳体１０を形成する。この砥石重畳体１０を形成するに際して、隣接する砥石ユニット間に接着剤を介在させる。この接着剤は、重畳体の形成後に硬化され、接着剤層２２となる。
【００３７】
砥石ユニット１２の側面に厚さが薄く且つばらつきの少ない接着剤層２２を形成するためには、たとえば接着剤の塗布を次のようにして行う。
【００３８】
即ち、接着剤としてフィルム状またはシート状のものを使用し、これを互いに隣接する複数の砥石ユニット１２間に介在させ硬化させる。フィルム状接着剤としては、例えば、ナガセケムテックス社製の熱硬化性フィルムタイプエポキシ接着剤「ＤＥＮＡＢＯＮＤ」（商品名）または、ダイセルファインケム社製のホットメルト用フィルムタイプ接着剤「ダイアミド」（商品名）を挙げることができる。これらの接着剤は例えばフィルム厚さが５０〜２００μｍであり、厚さの均一性が極めて良好であり、砥石ユニットの側面に対応する形状に切り出し、これを一方の砥石ユニットの側面に適合し、更にこのフィルム状接着剤に他方の砥石ユニットの側面を適合させて所要の温度に加熱硬化または加熱冷却硬化させることで、厚さの均一性の良好な接着剤層２２を形成することができる。
【００３９】
また、接着剤をスクリーン印刷により互いに隣接する砥石ユニット１２の少なくとも一方に塗布し次いで該一方の砥石ユニットに他方の砥石ユニットを適合させ、しかる後に接着剤を硬化させることで接着することも可能である。このスクリーン印刷に際しては、紗として株式会社八尾金網製作所製のステンレス・スクリーンを使用することができる。ステンレス・スクリーンを使用することにより、所要厚さに均一性良く接着剤を塗布することができ、厚さ均一性の良好な接着剤層２２を形成することができる。
【００４０】
本実施形態においては、接着剤を砥石ユニット１２の側面から一般砥粒の平均粒径の５倍以上、好ましくは１０倍以上の深さまで浸透させるのが好ましい。このような浸透は、例えば接着剤を介在させた砥石ユニット同士を互いに適宜の圧力で押圧しながら硬化させることで行うことができる。このような砥石ユニットの側面への接着剤の浸透により、各砥石ユニットの外周部エッジの砥粒脱落や欠けを防止することができる。
【００４１】
このように、複数の砥石ユニット１２の隣接するもの同士を接着剤により接合することで、軸体３０に装着するまでの砥石重畳体１０の取扱が容易になる。
【００４２】
次に、図１に示されている様に、軸体３０と挟持部材３２，３２’とを備えている支持手段を用い、砥石重畳体１０においてコア部用成形素体１４ａの貫通孔１８ａに対応して形成されたコア部貫通孔１８の集合として形成される貫通開口２０に軸体３０を通し、挟持部材３２，３２’及び止めネジ３４，３４’により砥石重畳体１０を挟持して、軸体３０に対して砥石重畳体１０を支持する。これにより、図１に示される研削ホイールが得られる。
【００４３】
以下、実施例及び比較例により本発明の研削ホイールの製造方法を更に説明する。
【００４４】
比較例１：
図５に斜視図を示す研削砥石を用いて、以下に示す条件にてセンターレス研削を行なった。尚、図５において、一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部１１４の外周面上に、不図示のエポキシ系接着剤により複数の砥石セグメント１１０が接合されている。砥石セグメント１１０は、大略矩形状の湾曲した形状をなしており、周方向に１２個配列したものが軸Ｘの方向に３段に配列されている。砥石セグメント１１０は、一般砥粒ビトリファイド砥石からなるベース部１１５とその上の超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部１１６とからなる。この超砥粒ビトリファイド砥石は、粒度＃１２０のＣＢＮ砥粒を集中度２００で含むものであり、砥粒体積率５０％、結合剤体積率２０％、気孔体積率３０％であった。
【００４５】
研削砥石の寸法は、外径が５００ｍｍであり、内径が３０４．８ｍｍであり、厚さが２０５ｍｍであった。
【００４６】
ワークとして外径７ｍｍで長さ２０ｍｍのＳＵＪ２（ＨＲＣ５８〜６０）を使用し、砥石周速４５ｍ／ｓにてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は１．０μｍＲｚであった。
【００４７】
実施例１：
図１〜４に関し説明した様な以下に示す研削ホイールを用いて、以下に示す条件にてセンターレス研削を行なった。
【００４８】
８個の砥石ユニット１２により砥石重畳体１０を構成した。隣接砥石ユニット間にはナガセケムテックス社製の熱硬化性フィルムタイプエポキシ接着剤「ＤＥＮＡＢＯＮＤ ＦＡ−１３５４」（商品名）｛フィルム厚１００μｍ｝を介在させ、これを所定の押圧条件下で加熱硬化させて、接着剤層２２を形成した。接着剤層の平均厚さは１００μｍであり、最大厚さと最小厚さとの差が１０μｍ以下であり、砥石ユニットの側面から１４０μｍの深さまで接着剤が浸透していた。
【００４９】
各砥石ユニット１２の外周部１６を構成する超砥粒ビトリファイド砥石は、粒度＃１２０のＣＢＮ砥粒を集中度２００で含むものであり、砥粒体積率５０％、結合剤体積率２０％、気孔体積率３０％で、密度２．２１ｇ／ｃｍ３ で曲げ強度７．３１ｋｇ／ｍｍ２ であった。外周部１６の厚さは３ｍｍであった。コア部１４を構成する一般砥粒ビトリファイド砥石は、粒度＃１２０のムライトを含むものであり、ムライト体積率５０％、結合剤体積率１５．８％、気孔体積率３４．２％であった。但し、これらの値は、接着剤が浸透していない部分のものである。
【００５０】
砥石重畳体１０の寸法は、外径が５００ｍｍであり、内径が３０４．８ｍｍであり、厚さが２０５ｍｍであった。
【００５１】
上記比較例１と同様に、ワークとして外径７ｍｍで長さ２０ｍｍのＳＵＪ２（ＨＲＣ５８〜６０）を使用し、砥石周速４５ｍ／ｓにてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は０．３８μｍＲｚであった。これは、比較例１により得られた面粗度の４０％以下の値であり、比較例１と比べて面粗度が十分に向上している。また、加工時におけるワークの移動は極めて滑らかであった。
【００５２】
実施例２：
接着剤層２２の形成に際してエポキシ系接着剤をスクリーン印刷（紗として株式会社八尾金網製作所製の１８０メッシュのステンレス・スクリーンを使用）により塗布したことを除いて、実施例１と同様にして研削ホイールを作製した。接着剤層の平均厚さは１００μｍであり、最大厚さと最小厚さとの差が１０μｍ以下であり、砥石ユニットの側面から１４０μｍの深さまで接着剤が浸透していた。この研削ホイールを用いて実施例１と同様にしてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は０．４０μｍＲｚであった。
【００５３】
参考例１：
接着剤層２２の形成に際してエポキシ系接着剤を刷毛塗りにより塗布したことを除いて、実施例１と同様にして研削ホイールを作製した。接着剤層の平均厚さは３００μｍであり、最大厚さと最小厚さとの差が３５０μｍであり、砥石ユニットの側面から１４０μｍの深さまで接着剤が浸透していた。この研削ホイールを用いて実施例１と同様にしてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は０．５２μｍＲｚであった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワーク表面の研削仕上り精度の向上が可能で、コア部へ液体が侵入してもホイール回転開始時の遠心力により迅速に外部へと放出され、かくして研削ホイール回転が円滑になされ、振れによる振動の発生が防止された研削ホイールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により得られる超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの一実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】砥石重畳体の模式的斜視図である。
【図３】砥石ユニットの模式的斜視図である。
【図４】本発明による超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法の一実施形態の説明のための模式的斜視図である。
【図５】比較例で使用した研削砥石を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１０ 砥石重畳体
１２，１２−Ｎ，１２−１〜１２−８ 砥石ユニット
１４ コア部
１４ａ コア部用成形素体
１６ 外周部
１６ａ 外周部用成形素体
１８ 貫通孔
１８ａ 貫通孔
２０ 貫通開口
２２ 接着剤層
３０ 軸体
３２，３２’ 挟持部材
３４，３４’ 止めネジ
Ｘ 回転中心軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削技術に属するものであり、特に外周部に超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部を有する研削ホイールに関するものである。本発明の研削ホイールは、たとえば棒状の被研削物の外周面をセンターレス研削加工するのに好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、金属その他の材質の被研削物の表面研削に、超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部を有する研削ホイールが使用されている。被研削物が断面円形状の外周面を有する棒状や筒状をなす場合には、センターレス研削と呼ばれる研削方法を採用することができる。この研削方法では、ワーク（被研削物）を、研削ホイールと調整ホイールとワークレストとにより、これらの間にて研削ホイールの回転中心軸方向とほぼ平行な姿勢にて回転自在に維持する。そして、研削ホイールの外周面である研削機能面にワークの外周面を当接させ、調整ホイールの作用によりホイール回転軸方向に沿ってワークを移動させながら、ワークの外周面を研削する。
【０００３】
このセンターレス研削のためには、回転軸方向に所要の寸法（幅）を有する研削ホイールが必要である。従来、このような研削ホイールとしては、円筒状のコア部の外周に超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部を付したものが利用されている。
【０００４】
研削機能部とコア部との熱膨張収縮性に大きな差があると、製造時に破損が生ずる。また、研削時その他において研削ホイールには温度変化が発生する。コア部と研削機能部との熱膨張収縮性に大きな差があると、研削機能部に上記温度変化に基づき内部応力が発生し、研削機能部の表面形状精度が低下するおそれがある。そこで、コア部と研削機能部との熱膨張収縮性を同等にし、内部応力に基づく研削機能部の表面形状精度低下を防止するために、コア部として、超砥粒の代わりに一般砥粒等の無機質粒子からなる骨材を用いたことを除いて実質上研削機能部と同等の構成を有するものが用いられる。このコア部は、実際に研削機能を発揮することはないが、一般砥粒を用いたビトリファイド砥石と同等またはそれに類似するものであるので、本明細書においては、便宜上「一般砥粒ビトリファイド砥石」ということにする。
【０００５】
ところで、従来のセンターレス研削のための研削ホイールでは、ホイール幅寸法が比較的大きいことに基づく製造上の理由から、研削機能部は周方向に関し複数に分割されたセグメントの形態をなしているのが通例であり、これらのセグメントは接着剤によりコア部の外面に接合されている。この様な形態の研削ホイールは、例えば特開平９−３１４４７０号公報に記載されている。
【０００６】
しかるに、以上の様に研削機能部の外周面により構成される研削機能面において周方向に関し隣接セグメント間の不連続が存在すると、その近傍の部分において研削加工に伴う研削機能部の摩耗が早められて、研削機能面に段差が発生することがある。経時的にこの様な状態に立ち至ると、ワーク表面の仕上り粗さが大きくなるなどのワーク表面の研削仕上り精度の低下が発生する。
【０００７】
また、センターレス研削のための研削ホイールでは、ホイール幅寸法が比較的大きいことから、軸体に取り付けて回転させた時に振れによる振動が発生しやすく、この振動によってもワーク表面の研削仕上り精度の低下が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、以上の様な従来の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの有する問題点を解消し、ワーク表面の研削仕上り精度の向上が可能で、研削ホイール回転が円滑になされ、振れによる振動の発生が防止された研削ホイールの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部と該コア部の外側に前記コア部に連続して形成された超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部とを有する円板状砥石ユニットが複数互いに同軸状となるように軸方向に重畳されて砥石重畳体を形成しており、前記外周部は周方向に連続する円環状をなしている超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールを製造する方法であって、
一般砥粒を含み超砥粒を含まない第１のビトリファイド組成物からなるコア部用成形素体と超砥粒を含む第２のビトリファイド組成物からなる円環状の外周部用成形素体とを形成し、前記コア部用成形素体の外周面に前記外周部用成形素体の内周面を適合させ同時焼成することにより前記円板状砥石ユニットを得、該砥石ユニットを複数互いに同軸状となるように軸方向に重畳させ、その際に複数の前記砥石ユニットの隣接するものどうしを接着剤により接着し、硬化後の前記接着剤の層の厚さを平均厚さが２５０μｍ以下で最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下となるようにすることを特徴とする、超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法、
が提供される。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記砥石重畳体の重畳状態を保持手段により保持する。本発明の一態様においては、前記コア部用成形素体の中央に軸方向に貫通せる貫通孔を形成しておき、前記保持手段として軸体と挟持部材とを備えているものを用い、前記砥石重畳体において前記コア部用成形素体の貫通孔に対応して形成された前記コア部の貫通孔の集合として形成される貫通開口に前記軸体を通し、前記挟持部材により前記砥石重畳体を挟持し前記軸体に対して前記砥石重畳体を支持する。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記接着剤としてフィルム状またはシート状のものを使用し、これを互いに隣接する複数の前記砥石ユニット間に介在させ硬化させることで接着する。本発明の一態様においては、前記接着剤をスクリーン印刷により互いに隣接する複数の前記砥石ユニットの少なくとも一方に塗布し次いで該一方の前記砥石ユニットに他方の砥石ユニットを適合させ、しかる後に接着剤を硬化させる。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記接着剤を前記砥石ユニットの側面から前記一般砥粒の平均粒径の５倍以上の深さまで浸透させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の製造方法により得られる超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの一実施形態を示す模式的断面図であり、図２はその砥石重畳体の模式的斜視図であり、図３はその砥石ユニットの模式的斜視図である。
【００１５】
図２に示されている様に、砥石重畳体１０は、複数の砥石ユニット１２（１２−Ｎ：ここでＮは１〜ｎの整数）からなる。本実施形態では砥石ユニット１２の数ｎは８であるが、本発明においては砥石重畳体を構成する砥石ユニットの数は、これに限定されるものではない。図３に示されている様に、各砥石ユニット１２は、円板状をなしており、外径がＤで、厚さ（幅）がＴである。外径Ｄは、例えば、１５０〜７６０ｍｍであり、厚さＴは、例えば、５〜１００ｍｍであるが、これに限定されるものではない。本実施形態では、全ての砥石ユニット１２が実質上同等である（即ち、構造、形状及び寸法が同一である）。砥石重畳体１０の厚さは、例えば、１００〜８００ｍｍであるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
各砥石ユニット１２は、コア部１４と該コア部の外側に連続して形成された外周部１６とを有する。外周部１６は、周方向に連続する円環状をなしており、その内周面がコア部１４の外周面上に位置している。
【００１７】
コア部１４は一般砥粒ビトリファイド砥石からなり、外周部１６は超砥粒ビトリファイド砥石からなる。超砥粒としては、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒またはダイヤモンド砥粒が用いられる。超砥粒は、例えば粒度が＃８０〜＃６００、特に＃１００〜２５０であるが、これに制限されるものではない。一般砥粒ビトリファイド砥石に含まれる骨材としては、例えばアルミナ砥粒、ムライト砥粒または炭化ケイ素砥粒等の一般砥粒が用いられる。この骨材の粒度は、特に制限されるものではないが、例えば上記超砥粒の粒度と同程度のものが例示される。
【００１８】
コア部１４を構成する一般砥粒ビトリファイド砥石と外周部１６を構成する超砥粒ビトリファイド砥石とは、共通の結合剤を用いて形成することが好ましい。尚、超砥粒ビトリファイド砥石は、砥粒として超砥粒のみを含むものであってもよいし、砥粒として超砥粒と一般砥粒とを含むものであってもよい。また、超砥粒ビトリファイド砥石は、密度が１．９７〜２．８６ｇ／ｃｍ３ で、曲げ強度が４．６７〜１４．４６ｋｇ／ｍｍ２ であるのが好ましい。これにより、特に、大径であっても高集中度で安定して高い研削性能を発揮する研削ホイールを提供することができる。
【００１９】
図３に示されている様に、コア部１４の中央には軸（回転中心軸：回転対称軸）Ｘの方向に貫通せる貫通孔１８が形成されており、図２に示されている様に、砥石重畳体１０においてはコア部１４の貫通孔１８の集合として貫通開口２０が形成されている。
【００２０】
図１に示されている様に、砥石重畳体１０は、その貫通開口２０を通る軸体３０と該軸体に付設された挟持部材３２，３２’とを有する支持手段により支持される。軸体３０は、回転中心軸Ｘを中心として回転する様に、センターレス研削機等の研削機に装着される。挟持部材３２，３２’は、両側から砥石重畳体１０を挟持するように、軸体３０に固定される。この固定は、例えば、挟持部材３２，３２’に形成したネジ孔を介して止めネジ３４，３４’をネジ込むことで、行なうことができる。これにより、砥石重畳体１０をその重畳状態を保持するように挟持することができる。
【００２１】
砥石重畳体１０において、複数の砥石ユニット１２−Ｎは互いに同軸状（即ち、各砥石ユニットの回転中心軸Ｘが同一）となるように軸方向に重畳されている。
【００２２】
砥石重畳体１０において、砥石ユニット１２の隣接するものどうしの間には接着剤層２２が介在している。接着剤層２２を形成するための接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤（熱硬化性接着剤）またはホットメルト接着剤（熱可塑性接着剤）を用いることができる。接着剤層２２の厚さは、平均厚さが２５０μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下で、最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下とされている。
【００２３】
以上の様な本実施形態の研削ホイールによれば、所要の研削仕様に応じた厚さ（回転中心軸Ｘの方向の寸法）が得られる様に、必要個数の砥石ユニット１２を用いて容易に砥石重畳体１０を形成することができる。
【００２４】
更に、互いに隣接する砥石ユニット間に、それぞれ厚さが薄く且つばらつきの少ない接着剤層２２が介在しているので、研削ホイール全体の形状バランスは良好であり、回転時に振れが生じにくく、従って振動発生が低減され、回転は滑らかなものとなる。
【００２５】
また、研削機能面を構成する外周面を有する外周部１６は周方向に連続する円環状をなしているので、研削に伴って経時的に研削機能面に段差が発生するようなことがなく、ワーク表面の仕上り面粗さが大きくはならず、ワーク表面の研削仕上り精度は良好に維持される。
【００２６】
また、コア部１４と研削機能部たる外周部１６とをいずれもビトリファイド砥石からなるものとし共通の結合剤を使用することで、これらの熱膨張収縮性を同等にし、内部応力に基づく研削機能部の表面形状精度低下を防止することが可能である。
【００２７】
しかも、一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部１４と超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部１６とが連続して形成されているので、研削停止後の研削再開の際には、コア部１４内に周方向に関して偏って保持されている研削液等の液体は、研削ホイール回転の遠心力により、コア部１４と外周部１６とで連続して形成されているビトリファイド気孔を伝って、直ちに外周部１６へと移動し直ちに外部へと放出される。かくして、研削ホイール回転は直ちに円滑になり、振れによる振動の発生は殆どない。これにより、研削ホイールを装着した研削機の回転駆動系の劣化は少なくなり、研削の際にワークに均一な押圧力を与えて研削性能を向上させ、ワークの仕上り面の粗さ精度が向上する。従って、コア部全面に面倒な研削液侵入の阻止のための樹脂被覆ないし含浸を施す必要がない。
【００２８】
以上の実施形態では、砥石重畳体１０において全ての砥石ユニット１２が同等であるものとしたが、本発明においては、砥石重畳体１０を構成する複数の砥石ユニット１２として軸方向位置に応じて異なるものを使用することも可能である。例えば、厚さ等の寸法を異ならせたり、超砥粒ビトリファイド砥石に含まれる超砥粒の粒径や集中度を異ならせたりすることができる。
【００２９】
例えば、超砥粒ビトリファイド砥石に含まれる超砥粒の粒径が、砥石重畳体１０における砥石ユニット１２の位置が回転中心軸Ｘに沿って一の向き（ワークが移動する向き）に進むに従って次第に小さくなる様にすることができる。この様な形態によれば、ワークの進行する向きに関して、最初は粒径の比較的大きな（粗い）超砥粒の砥石ユニット１２が少なくとも１つ位置し、次いで粒径の中程度の超砥粒の砥石ユニット１２が少なくとも１つ位置し、次いで粒径の比較的小さな（細かい）超砥粒の砥石ユニット１２が少なくとも１つ位置する様にし、これにより、荒研削から仕上げ研削までを一貫して行なうことが可能となる。
【００３０】
また、回転中心軸Ｘの方向の位置に応じて砥石ユニット１２の外径を異ならせることも可能である。このような研削ホイールは、ワークをＸ方向に移動させることなく研削するのに使用される。
【００３１】
図４は本発明による超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法の一実施形態の説明のための模式的斜視図である。
【００３２】
先ず、図４（ａ）に示されている様に、コア部用成形素体１４ａと外周部用成形素体１６ａとを形成する。コア部用成形素体１４ａは、焼成により上記コア部１４を形成するためのものであり、所要のビトリファイド結合剤とそれに分散された一般砥粒とを含み超砥粒を含まない第１のビトリファイド組成物からなるものである。また、外周部用成形素体１６ａは、焼成により上記外周部１６を形成するためのものであり、所要のビトリファイド結合剤とそれに分散された超砥粒とを含む第２のビトリファイド組成物からなるものである。これらの成形素体は、いずれも冷間プレスにより所要の形状に成形されている。コア部用成形素体１４ａは中央に貫通孔１８ａが形成されており、該貫通孔１８ａはコア部１４の貫通孔１８を形成するためのものである。外周部用成形素体１６ａは円環状をなしている。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示されている様に、コア部用成形素体１４ａの外周面に外周部用成形素体１６ａの内周面を適合させ、同時焼成する。これにより、上記図３に示される様な円板状の砥石ユニット１２が得られる。
【００３４】
なお、コア部用成形素体１４ａと外周部用成形素体１６ａとを図４（ｂ）に示される形態にて同時に冷間プレスにて一体形成し、これを焼成して、上記図３に示される様な円板状の砥石ユニット１２を得ることも可能である。
【００３５】
このように、コア部用成形素体１４ａの外周面に外周部用成形素体１６ａの内周面を適合させ同時焼成することにより、密度１．９７〜２．８６ｇ／ｃｍ３ で曲げ強度４．６７〜１４．４６ｋｇ／ｍｍ２ の超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部１６を有する高集中度（例えば１８０以上）で高強度で大径（例えば外径４００ｍｍ以上）の砥石ユニット１２が安定して得られる。
【００３６】
次に、砥石ユニット１２を複数互いに同軸状となるように軸Ｘの方向に重畳させることで、上記図２に示されている様な砥石重畳体１０を形成する。この砥石重畳体１０を形成するに際して、隣接する砥石ユニット間に接着剤を介在させる。この接着剤は、重畳体の形成後に硬化され、接着剤層２２となる。
【００３７】
砥石ユニット１２の側面に厚さが薄く且つばらつきの少ない接着剤層２２を形成するためには、たとえば接着剤の塗布を次のようにして行う。
【００３８】
即ち、接着剤としてフィルム状またはシート状のものを使用し、これを互いに隣接する複数の砥石ユニット１２間に介在させ硬化させる。フィルム状接着剤としては、例えば、ナガセケムテックス社製の熱硬化性フィルムタイプエポキシ接着剤「ＤＥＮＡＢＯＮＤ」（商品名）または、ダイセルファインケム社製のホットメルト用フィルムタイプ接着剤「ダイアミド」（商品名）を挙げることができる。これらの接着剤は例えばフィルム厚さが５０〜２００μｍであり、厚さの均一性が極めて良好であり、砥石ユニットの側面に対応する形状に切り出し、これを一方の砥石ユニットの側面に適合し、更にこのフィルム状接着剤に他方の砥石ユニットの側面を適合させて所要の温度に加熱硬化または加熱冷却硬化させることで、厚さの均一性の良好な接着剤層２２を形成することができる。
【００３９】
また、接着剤をスクリーン印刷により互いに隣接する砥石ユニット１２の少なくとも一方に塗布し次いで該一方の砥石ユニットに他方の砥石ユニットを適合させ、しかる後に接着剤を硬化させることで接着することも可能である。このスクリーン印刷に際しては、紗として株式会社八尾金網製作所製のステンレス・スクリーンを使用することができる。ステンレス・スクリーンを使用することにより、所要厚さに均一性良く接着剤を塗布することができ、厚さ均一性の良好な接着剤層２２を形成することができる。
【００４０】
本実施形態においては、接着剤を砥石ユニット１２の側面から一般砥粒の平均粒径の５倍以上、好ましくは１０倍以上の深さまで浸透させるのが好ましい。このような浸透は、例えば接着剤を介在させた砥石ユニット同士を互いに適宜の圧力で押圧しながら硬化させることで行うことができる。このような砥石ユニットの側面への接着剤の浸透により、各砥石ユニットの外周部エッジの砥粒脱落や欠けを防止することができる。
【００４１】
このように、複数の砥石ユニット１２の隣接するもの同士を接着剤により接合することで、軸体３０に装着するまでの砥石重畳体１０の取扱が容易になる。
【００４２】
次に、図１に示されている様に、軸体３０と挟持部材３２，３２’とを備えている支持手段を用い、砥石重畳体１０においてコア部用成形素体１４ａの貫通孔１８ａに対応して形成されたコア部貫通孔１８の集合として形成される貫通開口２０に軸体３０を通し、挟持部材３２，３２’及び止めネジ３４，３４’により砥石重畳体１０を挟持して、軸体３０に対して砥石重畳体１０を支持する。これにより、図１に示される研削ホイールが得られる。
【００４３】
以下、実施例及び比較例により本発明の研削ホイールの製造方法を更に説明する。
【００４４】
比較例１：
図５に斜視図を示す研削砥石を用いて、以下に示す条件にてセンターレス研削を行なった。尚、図５において、一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部１１４の外周面上に、不図示のエポキシ系接着剤により複数の砥石セグメント１１０が接合されている。砥石セグメント１１０は、大略矩形状の湾曲した形状をなしており、周方向に１２個配列したものが軸Ｘの方向に３段に配列されている。砥石セグメント１１０は、一般砥粒ビトリファイド砥石からなるベース部１１５とその上の超砥粒ビトリファイド砥石からなる研削機能部１１６とからなる。この超砥粒ビトリファイド砥石は、粒度＃１２０のＣＢＮ砥粒を集中度２００で含むものであり、砥粒体積率５０％、結合剤体積率２０％、気孔体積率３０％であった。
【００４５】
研削砥石の寸法は、外径が５００ｍｍであり、内径が３０４．８ｍｍであり、厚さが２０５ｍｍであった。
【００４６】
ワークとして外径７ｍｍで長さ２０ｍｍのＳＵＪ２（ＨＲＣ５８〜６０）を使用し、砥石周速４５ｍ／ｓにてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は１．０μｍＲｚであった。
【００４７】
実施例１：
図１〜４に関し説明した様な以下に示す研削ホイールを用いて、以下に示す条件にてセンターレス研削を行なった。
【００４８】
８個の砥石ユニット１２により砥石重畳体１０を構成した。隣接砥石ユニット間にはナガセケムテックス社製の熱硬化性フィルムタイプエポキシ接着剤「ＤＥＮＡＢＯＮＤ ＦＡ−１３５４」（商品名）｛フィルム厚１００μｍ｝を介在させ、これを所定の押圧条件下で加熱硬化させて、接着剤層２２を形成した。接着剤層の平均厚さは１００μｍであり、最大厚さと最小厚さとの差が１０μｍ以下であり、砥石ユニットの側面から１４０μｍの深さまで接着剤が浸透していた。
【００４９】
各砥石ユニット１２の外周部１６を構成する超砥粒ビトリファイド砥石は、粒度＃１２０のＣＢＮ砥粒を集中度２００で含むものであり、砥粒体積率５０％、結合剤体積率２０％、気孔体積率３０％で、密度２．２１ｇ／ｃｍ３ で曲げ強度７．３１ｋｇ／ｍｍ２ であった。外周部１６の厚さは３ｍｍであった。コア部１４を構成する一般砥粒ビトリファイド砥石は、粒度＃１２０のムライトを含むものであり、ムライト体積率５０％、結合剤体積率１５．８％、気孔体積率３４．２％であった。但し、これらの値は、接着剤が浸透していない部分のものである。
【００５０】
砥石重畳体１０の寸法は、外径が５００ｍｍであり、内径が３０４．８ｍｍであり、厚さが２０５ｍｍであった。
【００５１】
上記比較例１と同様に、ワークとして外径７ｍｍで長さ２０ｍｍのＳＵＪ２（ＨＲＣ５８〜６０）を使用し、砥石周速４５ｍ／ｓにてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は０．３８μｍＲｚであった。これは、比較例１により得られた面粗度の４０％以下の値であり、比較例１と比べて面粗度が十分に向上している。また、加工時におけるワークの移動は極めて滑らかであった。
【００５２】
実施例２：
接着剤層２２の形成に際してエポキシ系接着剤をスクリーン印刷（紗として株式会社八尾金網製作所製の１８０メッシュのステンレス・スクリーンを使用）により塗布したことを除いて、実施例１と同様にして研削ホイールを作製した。接着剤層の平均厚さは１００μｍであり、最大厚さと最小厚さとの差が１０μｍ以下であり、砥石ユニットの側面から１４０μｍの深さまで接着剤が浸透していた。この研削ホイールを用いて実施例１と同様にしてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は０．４０μｍＲｚであった。
【００５３】
参考例１：
接着剤層２２の形成に際してエポキシ系接着剤を刷毛塗りにより塗布したことを除いて、実施例１と同様にして研削ホイールを作製した。接着剤層の平均厚さは３００μｍであり、最大厚さと最小厚さとの差が３５０μｍであり、砥石ユニットの側面から１４０μｍの深さまで接着剤が浸透していた。この研削ホイールを用いて実施例１と同様にしてセンターレス研削を行なった。開始から４万本目の後５万本目までの１万本につき研削後ワークの面粗度を測定したところ、その平均は０．５２μｍＲｚであった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワーク表面の研削仕上り精度の向上が可能で、コア部へ液体が侵入してもホイール回転開始時の遠心力により迅速に外部へと放出され、かくして研削ホイール回転が円滑になされ、振れによる振動の発生が防止された研削ホイールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により得られる超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの一実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】砥石重畳体の模式的斜視図である。
【図３】砥石ユニットの模式的斜視図である。
【図４】本発明による超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法の一実施形態の説明のための模式的斜視図である。
【図５】比較例で使用した研削砥石を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１０ 砥石重畳体
１２，１２−Ｎ，１２−１〜１２−８ 砥石ユニット
１４ コア部
１４ａ コア部用成形素体
１６ 外周部
１６ａ 外周部用成形素体
１８ 貫通孔
１８ａ 貫通孔
２０ 貫通開口
２２ 接着剤層
３０ 軸体
３２，３２’ 挟持部材
３４，３４’ 止めネジ
Ｘ 回転中心軸
Claims (6)
- 一般砥粒ビトリファイド砥石からなるコア部と該コア部の外側に前記コア部に連続して形成された超砥粒ビトリファイド砥石からなる外周部とを有する円板状砥石ユニットが複数互いに同軸状となるように軸方向に重畳されて砥石重畳体を形成しており、前記外周部は周方向に連続する円環状をなしている超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールを製造する方法であって、一般砥粒を含み超砥粒を含まない第１のビトリファイド組成物からなるコア部用成形素体と超砥粒を含む第２のビトリファイド組成物からなる円環状の外周部用成形素体とを形成し、前記コア部用成形素体の外周面に前記外周部用成形素体の内周面を適合させ同時焼成することにより前記円板状砥石ユニットを得、該砥石ユニットを複数互いに同軸状となるように軸方向に重畳させ、その際に複数の前記砥石ユニットの隣接するものどうしを接着剤により接着し、硬化後の前記接着剤の層の厚さを平均厚さが２５０μｍ以下で最大厚さと最小厚さとの差が５０μｍ以下となるようにすることを特徴とする、超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法。
- 前記砥石重畳体の重畳状態を保持手段により保持することを特徴とする、請求項１に記載の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法。
- 前記コア部用成形素体の中央に軸方向に貫通せる貫通孔を形成しておき、前記保持手段として軸体と挟持部材とを備えているものを用い、前記砥石重畳体において前記コア部用成形素体の貫通孔に対応して形成された前記コア部の貫通孔の集合として形成される貫通開口に前記軸体を通し、前記挟持部材により前記砥石重畳体を挟持し前記軸体に対して前記砥石重畳体を支持することを特徴とする、請求項２に記載の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法。
- 前記接着剤としてフィルム状またはシート状のものを使用し、これを互いに隣接する複数の前記砥石ユニット間に介在させ硬化させることで接着することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法。
- 前記接着剤をスクリーン印刷により互いに隣接する複数の前記砥石ユニットの少なくとも一方に塗布し次いで該一方の前記砥石ユニットに他方の砥石ユニットを適合させ、しかる後に接着剤を硬化させることで接着することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法。
- 前記接着剤を前記砥石ユニットの側面から前記一般砥粒の平均粒径の５倍以上の深さまで浸透させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の超砥粒ビトリファイド砥石を用いた研削ホイールの製造方法。
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-
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