JP2005095992A - Laser truing and dressing method and grinding wheel for laser truing and dressing - Google Patents

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Mitsuhiro Hasegawa
光洋 長谷川
Kiyoshi Narita
成田  潔
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform truing and dressing of high quality by laser beams by improving a grinding wheel formed by mixing and baking abrasive grains and a binder. <P>SOLUTION: This kind of grinding wheel has "a microscope group with the binder 3 cross-linking among a large number of abrasive grains" shown in the lower half part of the figure. A filler is added to the binder, and particles of the filler are dispersed as described with spots in the upper half of the figure. A material selected as the filler (1) has no adverse effect on the material properties of the grinding wheel, (2) does not melt in baking in a grinding wheel manufacturing process, (3) vaporizes at the temperature lower than the fusing point of the binder when the temperature rises under the irradiation of laser beams, or burns to dissipate. An area surrounded by a circular imaginary line (c) is described removing the binder to make the filler easily visible. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は研削砥石(略称・砥石)のツルーイング、およびドレッシングに係り、特に、レーザー光を照射してツルーイング、および/または、ドレッシングを行なう場合に適用される。
The present invention relates to truing and dressing of a grinding wheel (abbreviation / grinding wheel), and is particularly applied to truing and / or dressing by irradiating a laser beam.

砥石を「研削作業に供し得る状態」ならしめるために、ツルーイングおよびドレッシングが行なわれる。
ツルーイングおよびドレッシングの技術的な開発,発展進歩の経緯によって、これら双方の述語はしばしば混同されているが、
ツルーイングとは砥石のマクロ的な形状を所望のごとく修正することであって、概要的に言えば、研削機に装着された状態で「研削砥石車の振れ」を無くする操作である。
ドレッシングとは砥石のミクロ的な表面状態を整えることであって、砥石の表層付近の多数の砥粒のそれぞれで切刃を形成するとともに、隣接する砥粒相互の間にチップポケットと呼ばれるキャビティ(窪み)を形成する操作である。
Truing and dressing are performed in order to make the grinding wheel “ready for grinding”.
Both of these predicates are often confused by the technical development and progress of truing and dressing,
Truing is to correct the macro shape of the grindstone as desired. Generally speaking, the truing is an operation for eliminating the “grinding wheel runout” while mounted on the grinder.
Dressing is to adjust the microscopic surface condition of the grindstone. A cutting edge is formed by each of a large number of grains near the surface layer of the grindstone, and a cavity called a chip pocket between adjacent abrasive grains ( This is an operation for forming a dent.

図2は、ドレッシングを説明するために示した模式図である。
符号1を付して示したのは、砥石の代表例としての砥石車であって、多数の砥粒2が結合剤3によって固められている。
砥石は、結合剤の種類によって無機質系砥石(ビトリファイド)、金属質系砥石(メタルボンド)、合成樹脂質系砥石(レジノイド)、および、ゴム砥石に大別される。なお、本発明においては、無機質系砥石、金属質系砥石、および、無機・金属質混合系を適用の対象とする(合成樹脂質系砥石やゴム砥石を適用対象から除外しているところにも本発明の特徴の一端が現れている。このことを御記憶に留めおかれたい)。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining dressing.
A reference numeral 1 indicates a grinding wheel as a representative example of a grinding wheel, and a large number of abrasive grains 2 are hardened by a binder 3.
The grindstone is roughly classified into an inorganic grindstone (vitrified), a metallic grindstone (metal bond), a synthetic resin grindstone (resinoid), and a rubber grindstone depending on the type of binder. In the present invention, inorganic grindstones, metallic grindstones, and mixed inorganic / metallic grindstones are also subject to application (synthetic resin grindstones and rubber grindstones are excluded from the scope of application. One part of the features of the present invention has emerged (please keep this in mind).

図2(A)は正常な状態の砥石車を表している。結合剤3は隣接する砥粒2相互の間に架橋され、砥粒2を支持して固めている。砥粒2および結合剤3の間に気孔4が形成されるとともに、それぞれの砥粒2の間に窪み(チップポケット)が形成されている。
砥石車の表層部は、このようにして砥粒2のそれぞれが切刃を構成し、いわゆる「切れ味の良い状態」になっている。この状態が「研削作業に供し得る状態」である。
このような砥石車を使用して研削作業を遂行すると、目づまり、目こぼれ、目つぶれ、といった損耗を生じて、砥石の切れ味が悪くなる。以下に、図面を参照してこれらの損耗を説明する。
FIG. 2A shows a grinding wheel in a normal state. The binder 3 is bridged between the adjacent abrasive grains 2 to support and harden the abrasive grains 2. Pores 4 are formed between the abrasive grains 2 and the binder 3, and recesses (chip pockets) are formed between the abrasive grains 2.
In this way, the surface layer of the grinding wheel is in a so-called “sharp state” in which each of the abrasive grains 2 forms a cutting edge. This state is a “state that can be used for grinding”.
When a grinding operation is performed using such a grinding wheel, wear such as clogging, spilling, and crushing occurs, resulting in poor sharpness of the grinding wheel. Hereinafter, these wear and tear will be described with reference to the drawings.

(図2(B)参照)研削作業によって生じた切粉5その他の異物が前記のチップポケットを埋めると「目づまり」になり、ワークが削れなくなるばかりでなくワークの研削仕上げ面が悪くなる。
(図2(C)参照)研削作業によって結合剤3の架橋が壊れると、該結合剤架橋によって支持されていた砥粒の脱落(2A)を生じて「目こぼれ」となり、ワークが削れなくなる上に、研削仕上げ面が悪くなる。
(図2(D)参照)研削作業によってそれぞれの砥粒の切刃が摩耗(2B)すると「目つぶれ」となり、ワークが削れなくなって、仕上げ面が悪くなる。
(Refer to FIG. 2 (B)) When the chips 5 and other foreign matters generated by the grinding work fill the chip pocket, the chip pocket becomes “clogged” and the workpiece is not cut and the ground surface of the workpiece is deteriorated.
(Refer to FIG. 2 (C)) When the crosslinking of the binder 3 is broken by the grinding operation, the abrasive grains supported by the binder crosslinking fall off (2A), resulting in “spilling” and the workpiece cannot be cut. In addition, the ground surface becomes worse.
(See FIG. 2 (D)) When the cutting edge of each abrasive grain is worn (2B) by the grinding operation, it becomes “broken”, the workpiece cannot be scraped, and the finished surface is deteriorated.

上述のように目づまり、目こぼれ、目つぶれした砥石を図2(A)の正常状態に復元させる操作がドレッシングである。
ドレッシングは、砥石車全体の輪郭形状,寸法をなるべく変えずに、その表面状態を修正して「砥石車表層部の砥粒2が切刃を構成し、隣接する砥粒の間にチップポケットが形成されている状態」に復元する。
すなわちドレッシングとは、砥石表層部の砥粒2を余分に脱落させないよう配慮しながら、表層部の結合剤架橋を取り除く操作である。
ドレッシングの古典的な方式では、ダイヤモンド単石ツールで砥石車表層部を薄く削り落とし、または、ダイヤモンドを砥粒としたロータリドレッサで砥石車表層部を薄く削り落としていた。
Dressing is an operation for restoring a grindstone that has been clogged, spilled or clogged as described above to the normal state of FIG.
In dressing, the surface shape of the grinding wheel is modified as much as possible, and the surface state is corrected. “The abrasive grains 2 on the grinding wheel surface layer portion constitutes a cutting edge, and there is a chip pocket between adjacent abrasive grains. Restored to the “formed state”.
That is, dressing is an operation of removing the binder cross-linking of the surface layer portion while taking care not to drop off the abrasive grains 2 on the surface portion of the grindstone.
In the classic method of dressing, the grinding wheel surface layer is thinly scraped off with a diamond single stone tool, or the grinding wheel surface layer is thinly scraped off with a rotary dresser using diamond as abrasive grains.

ドレッシングに関する最近の技術として、
イ.導電性の砥石に対して、電気分解における陽極酸化の現象を応用して砥石表層部の結 合剤を除去する方式、および、
ロ.レーザー光を照射して、砥石表層部の結合剤を薄く除去する方式、が研究されている。

公開特許公報(特開2002−192464号)「メタルボンド砥石のドレッシング方法」 目づまりしたメタルボンド砥石にレーザー可視光を照射して、切粉およびボンドメタルを除去する発明方法である。 公開特許公報(特開平11−156714号)「ダイヤモンドロータリードレッサ及びその製造方法」 砥粒の表面にレーザービームまたは電子ビームを照射して、該砥粒の表面に溝を切り、切刃を形成する発明である。 公開特許公報(特開平10−202530号)「ダイヤモンドロータリードレッサ及びその製造方法」 ボンド材で結合された砥粒の表面にレーザービームを照射して溝を切り、切刃を形成する発明である。 精密工学会誌59/12/1993(55〜60ページ)「移動熱源によるレジノイド砥石のドレッシングに関する研究」 題名のごとく、レジノイド砥石に限定したレーザードレッシングの研究論文である。 (注)本発明は、先に段落0003で御記憶を願ったように、合成樹脂質系砥石(レジ ノイド砥石)を除外している。 この非特許文献1は、レジノイドの耐熱性が低いことを利用したものである。 これに比して本発明は後に詳しく述べるように、非レジノイド、非ゴムの結合 剤中に特定の充填剤を分散させて、局部的に耐レーザー性を低下させてレーザーツルーイング、および/またはレーザードレッシングを可能ならしめたものであり、本非特許文献1と本発明とは技術的思想を全く異にしている。 砥粒加工学会誌Vol 40 No2 1996MAR(29〜34ページ)「電着CBNクイルのYAGレーザツルーイング」 レーザー光によるツルーイングであるから背景技術として挙げたが、この非特許文献2は電着CBNクイルの加工であって「砥粒を結合剤で固めた砥石」のドレッシング・ツルーイングではなく、本発明とは技術的思想を全く異にしている。
As a recent technique for dressing,
A. Applying the phenomenon of anodization in electrolysis to a conductive grindstone to remove the binder on the surface of the grindstone, and
B. A method of thinly removing the binder on the grindstone surface layer by irradiating with laser light has been studied.

Published patent publication (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-192464) “Dressing method of metal bond grindstone” This is an invention method of removing chips and bond metal by irradiating a clogged metal bond grindstone with laser visible light. Published patent publication (Japanese Patent Laid-Open No. 11-156714) “Diamond rotary dresser and manufacturing method thereof” A laser beam or an electron beam is irradiated on the surface of the abrasive grain to cut a groove on the surface of the abrasive grain to form a cutting edge It is an invention. Published Patent Publication (Japanese Patent Laid-Open No. 10-202530) “Diamond Rotary Dresser and Method for Producing the Same” This is an invention in which the surface of abrasive grains bonded with a bond material is irradiated with a laser beam to cut grooves to form cutting edges. Journal of Japan Society for Precision Engineering 59/12/1993 (pages 55 to 60) “Research on dressing of resinoid grindstone with moving heat source” As the title suggests, this is a research paper on laser dressing limited to resinoid grindstones. (Note) The present invention excludes a synthetic resin-based grindstone (resinoid grindstone), as previously remembered in paragraph 0003. This Non-Patent Document 1 utilizes the low heat resistance of resinoids. On the other hand, as will be described in detail later, the present invention disperses a specific filler in a non-resinoid, non-rubber binder to locally reduce the laser resistance, thereby laser truing and / or laser. The dressing is made possible, and the technical idea is completely different from Non-Patent Document 1 and the present invention. Vol 40 No2 1996 MAR (pages 29-34) "YAG laser truing of electrodeposited CBN quill" Since it was truing with laser light, it was cited as a background technology. This is not a dressing and truing of “a grindstone in which abrasive grains are hardened with a binder” but a technical idea completely different from the present invention.

最近、レーザ光による加工は各方面において盛んに研究されており、砥石のドレッシングやツルーイングにも適用され、有益な発明や高度な研究発表が少なくない。
しかし、これらの公知技術は総べて在来の砥石を対象とするものであって、
(a)照射するレーザー光の波長の影響を研究したり(特許文献1)、
(b)レーザー光で砥粒に刻設する溝の方向を研究したり(特許文献2)、
(c)レーザー光でロータリードレッサの表面に刻設する溝の形状を研究したり(特許文 献3)、
(d)レーザー光による合成樹脂系結合剤(レジノイド)の炭化除去を考究したり(非特許文献1)、
(e)電着CBNに対するレーザー光の照射方向を考究したり(非特許文献2)しているが、「レーザー加工と砥石材質との関係」についての研究は無い。すなわち、「レーザードレッシング・ツルーイングに適した砥石材質を創作する」という技術的思想が無い。
本発明はこうした実情に鑑みて為されたものであって、「レザー光によるドレッシング、及び/又は、ツルーイングに適した組成および光学顕微鏡的組織を有する砥石」を創作し、
併せて、創作した砥石の特性に基づく新規なドレッシング方法、および、新規なツルーイング方法を提供するものである。
Recently, processing by laser light has been actively studied in various fields, and it has been applied to grinding stone dressing and truing, and there are many useful inventions and advanced research announcements.
However, all these known techniques are intended for conventional whetstones,
(A) Study the influence of the wavelength of the laser beam to be irradiated (Patent Document 1),
(B) Studying the direction of grooves engraved on abrasive grains with laser light (Patent Document 2),
(C) Study the shape of the grooves engraved on the surface of the rotary dresser with laser light (Patent Document 3)
(D) Considering carbonization removal of a synthetic resin binder (resinoid) by laser light (Non-Patent Document 1),
(E) The irradiation direction of laser light on electrodeposited CBN is studied (Non-Patent Document 2), but there is no research on “relation between laser processing and grinding stone material”. That is, there is no technical idea of “creating a grinding wheel material suitable for laser dressing / truing”.
The present invention has been made in view of such circumstances, and created a “whetstone having a composition suitable for leather dressing and / or truing and an optical microscopic structure”.
In addition, the present invention provides a novel dressing method and a novel truing method based on the characteristics of the created grindstone.

本発明の技術的思想を要約すると次のごとくである。
すなわち、前述した公知技術の総べてが、砥石の結合剤を単なる「均一な物質」としか見ていないのに対して、本発明は砥石の光学顕微鏡組織が「多数の砥粒の間に結合剤が架橋されていること」に着目した。
そして、この結合剤架橋の中に特定の添加物質(充填剤)の微小な粒子を分散させることにより、該結合剤架橋の機械的強度を低下させること無く、かつ、化学的安定性を損なうことも無く、レザー光による加工を容易ならしめる。
「結合剤に充填剤を添加する」という言葉だけを見ると公知技術と変わらないが、従来技術においてレジノイド結合剤に添加した充填剤は砥石強度を増すためのものであった。
これに比して本発明は、非レジノイド結合剤に対して特定の充填剤を添加することにより、そのレーザー耐性を適宜に低下させるものであって、技術的思想として全く新規なものである。
The technical idea of the present invention is summarized as follows.
In other words, all of the above-mentioned known techniques see the binder of the grindstone as merely a “homogeneous substance”, whereas the present invention shows that the optical microstructure of the grindstone is “between many abrasive grains. Focusing on the fact that the binder is cross-linked.
And, by dispersing minute particles of a specific additive (filler) in the binder crosslink, the mechanical strength of the binder crosslink is not lowered and the chemical stability is impaired. There is also no need to make processing with leather light easy.
Looking only at the word “adding filler to the binder”, there is no difference from the prior art, but the filler added to the resinoid binder in the prior art was to increase the strength of the grindstone.
Compared to this, the present invention is to reduce the laser resistance appropriately by adding a specific filler to the non-resinoid binder, and is completely novel as a technical idea.

本発明を理解するために、前段落で述べた「充填剤の微粒子を分散させること」の技術的意義を明確ならしめておくと、(イ)電子顕微鏡的に、結合剤の結晶構造の中に充填剤分子,原子を規則的に配列させるものではなく、(ロ)光学顕微鏡的に、結合剤中に充填剤の微粒子を不規則に散在させる。
このような顕微鏡組織から容易に理解されるように、結合剤そのものの機械的強度や化学的安定性は実用上変化しない。
このような組織にレーザー光を照射して、充填剤を選択的に消失させると、結合剤架橋に局部的な欠損を生じてキャビティ(窪み)が形成される。上記の局部的欠損が大きければ結合剤架橋が破壊される。
また、レザー光を照射して充填剤のみを選択的に膨張させることによっても、結合剤の架橋が破壊される。
In order to understand the present invention, the technical significance of “dispersing the fine particles of the filler” described in the previous paragraph is clarified. (A) In the electron microscope, the crystal structure of the binder is The filler molecules and atoms are not regularly arranged, but (b) the fine particles of the filler are irregularly dispersed in the binder by an optical microscope.
As can be easily understood from such a microstructure, the mechanical strength and chemical stability of the binder itself do not change in practice.
When such a tissue is irradiated with laser light and the filler is selectively lost, a local defect occurs in the binder cross-linking, and a cavity (recess) is formed. If the local defects are large, the binder crosslinks are destroyed.
Further, the crosslinking of the binder is also destroyed by selectively expanding only the filler by irradiating the leather light.

請求項1の発明に係る砥石の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、 多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された光学顕微鏡組織を有する砥石において、
前記の砥粒と結合剤との調合に充填剤が添加されていて、結合架橋の中に充填剤の微粒子が分散しており、
上記充填剤の融点が、砥石の焼成温度よりも高く、
かつ該充填剤がレーザー光の照射を受けたとき、前記結合剤の融点未満の温度で蒸発し、もしくは昇華する物質であることを特徴とする。
The configuration of the grindstone according to the invention of claim 1 includes “abrasive grains containing any one of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic, metallic, or inorganic / metallic. In a grindstone having an optical microscope structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material formulated with a `` system binder ''
A filler is added to the preparation of the abrasive grains and the binder, and the fine particles of the filler are dispersed in the bond bridge.
The melting point of the filler is higher than the firing temperature of the grindstone,
The filler is a substance that evaporates or sublimates at a temperature lower than the melting point of the binder when irradiated with laser light.

以上に説明した請求項1の発明によると、架橋を形成している結合剤の機械的強度を低下させることなく、かつ該結合剤架橋の化学的安定性を損なわない。従って砥石車全体に対して悪影響を及ぼすことが無い。
しかも当該砥石にレーザー光を照射すると、照射を受けた「充填剤を含む結合剤」が昇温し、結合剤の融点に達するまでに充填剤が気化する。
該充填剤は微粒状で結合剤の中に分散しているので、充填剤が気化して消失すると結合剤の架橋が壊れる。この現象は結合剤の融点未満で発生するので、砥石全体として軟化することなく剛性を保っている状態で砥石表層部の結合剤架橋が選択的に破壊され、
結合剤架橋が消失した跡のキャビティがチップポケットを構成して、ドレッシングが行なわれる。
また、比較的強いレーザー光を長時間照射して比較的多量の結合剤架橋を破壊すると、該結合剤架橋に支持されていた砥粒が脱落してツルーイングが行なわれる。
さらに、前記充填剤の融点が砥石の焼成温度よりも低いので、当該砥石を製造する際の調合工程において微粒状の充填剤を添加調合しておけば、焼成工程において該充填剤微粒が融合して小塊となる虞れが無く、架橋結合剤中に充填剤が微粒として散在している顕微鏡組織が構成される。
このようにして本請求項1の発明に係る砥石は、レーザー光の照射によってツルーイング・ドレッシングすることができ、しかも製造が容易で工業的な大量生産に適している。
According to the invention of the first aspect described above, the mechanical strength of the binder forming the crosslink is not lowered, and the chemical stability of the binder crosslink is not impaired. Therefore, there is no adverse effect on the entire grinding wheel.
Moreover, when the grindstone is irradiated with laser light, the irradiated “binder containing filler” is heated, and the filler is vaporized before reaching the melting point of the binder.
Since the filler is finely dispersed in the binder, the crosslinking of the binder is broken when the filler vaporizes and disappears. Since this phenomenon occurs below the melting point of the binder, the binder cross-linking of the grindstone surface layer portion is selectively broken while maintaining rigidity without softening the entire grindstone,
The cavity in which the binder crosslink has disappeared constitutes a chip pocket and dressing is performed.
Further, when a relatively large amount of binder crosslinking is broken by irradiating relatively strong laser light for a long time, the abrasive grains supported by the binder crosslinking fall off and truing is performed.
Furthermore, since the melting point of the filler is lower than the firing temperature of the grindstone, if the fine filler is added and blended in the blending process when manufacturing the grindstone, the filler fine particles are fused in the firing process. Thus, there is no fear of becoming a small lump, and a microstructure is formed in which the filler is scattered as fine particles in the crosslinking agent.
Thus, the grindstone according to the first aspect of the present invention can be trued and dressed by irradiation with laser light, is easy to manufacture, and is suitable for industrial mass production.

請求項2の発明に係る砥石の構成は、前記請求項1の発明の構成要件に加えて、前記の結合剤が無機質系結合剤であって、その焼成温度が600℃〜800℃であり、
その融点が1600℃よりも高く、
かつ、前記の充填剤がアルカリ土類金属、望ましくはCa,またはMgであって、
該充填剤の融点が前記結合剤の焼成温度よりも高く、かつ該充填剤の蒸発点が前記結合剤の融点よりも低いことを特徴とする。
The configuration of the grindstone according to the invention of claim 2 is that, in addition to the constituent features of the invention of claim 1, the binder is an inorganic binder, and the firing temperature is 600 ° C. to 800 ° C.,
Its melting point is higher than 1600 ° C,
And the filler is an alkaline earth metal, preferably Ca or Mg,
The melting point of the filler is higher than the firing temperature of the binder, and the evaporation point of the filler is lower than the melting point of the binder.

以上に説明した請求項2の発明は無機質系結合剤(ビトリファイド)砥石に適用され、 充填剤として添加されるCaの融点(850℃)、およびMgの融点(650℃)が、無機質系結合剤砥石の一般的な焼成温度(600℃〜800℃)よりも高く、
かつ、Caの蒸発点(1487℃)、およびMgの蒸発点(1120℃)が無機質系結合剤の一般的な融点(1600℃)よりも低いので、レーザーツルーイング・ドレッシングに適し、しかも製造容易である。
さらにCaおよびMgは、これを無機質系結合剤中に微粒状で分散させることが容易に可能であり、無機質系結合剤中に分散しても該無機質系結合剤の機械的強度や化学的安定性に悪影響を及ぼさない。
The invention of claim 2 described above is applied to an inorganic binder (vitrified) grindstone, and the melting point of Ca added as a filler (850 ° C.) and the melting point of Mg (650 ° C.) are inorganic binders. It is higher than the general firing temperature (600 ° C to 800 ° C) of the grindstone,
In addition, the evaporation point of Ca (1487 ° C) and the evaporation point of Mg (1120 ° C) are lower than the general melting point (1600 ° C) of inorganic binders, making it suitable for laser truing dressing and easy to manufacture. is there.
Furthermore, Ca and Mg can be easily dispersed in an inorganic binder in the form of fine particles, and even if dispersed in an inorganic binder, the mechanical strength and chemical stability of the inorganic binder Does not adversely affect sex.

請求項3にの発明に係る砥石の構成は、前記請求項1の発明の構成要件に加えて、前記の結合剤が金属質系結合剤であって、その焼成温度が650℃〜700℃であり、
その融点が1300℃よりも高く、
かつ、前記の充填剤が金属のハロゲン化物、望ましくはFeCl、CoCl,または CsClであって、
該充填剤の融点が前記結合剤の焼成温度よりも高く、かつ該充填剤の蒸発点が前記結合剤の融点よりも低いことを特徴とする。
The configuration of the grindstone according to the invention of claim 3 is that, in addition to the constituent features of the invention of claim 1, the binder is a metallic binder, and the firing temperature is 650 ° C to 700 ° C. Yes,
Its melting point is higher than 1300 ° C,
And the filler is a metal halide, preferably FeCl 2 , CoCl 2 , or CsCl 2 ,
The melting point of the filler is higher than the firing temperature of the binder, and the evaporation point of the filler is lower than the melting point of the binder.

以上に説明した請求項3の発明は金属質系結合剤(メタルボンド)砥石に適用される。
充填剤として添加されるFeClの融点(677℃)、CoClの融点(724℃
)、およびCsFの融点(703℃)が、金属質系結合剤砥石の一般的な焼成温度(650℃〜700℃)よりも高く、
かつ、FeClの蒸発点(1026℃)、CoClの蒸発点(1050℃)、およびCsFの蒸発点(1231℃)が金属質系結合剤の一般的な融点(1300℃)よりも低いので、レーザーツルーイング・ドレッシングに適し、製造容易である。
しかもFeCl、CoCl、およびCsFは、これを無機質系結合剤中に微粒状で
分散させることが容易に可能であり、無機質系結合剤中に分散しても該無機質系結合剤の機械的強度や化学的安定性に悪影響を及ぼさない。
The invention according to claim 3 described above is applied to a metal-based binder (metal bond) grindstone.
Melting point of FeCl 2 added as filler (677 ° C.), melting point of CoCl 2 (724 ° C.
), And the melting point (703 ° C.) of CsF is higher than the general firing temperature (650 ° C. to 700 ° C.) of the metallic binder grindstone,
Since the evaporation point of FeCl 2 (1026 ° C.), the evaporation point of CoCl 2 (1050 ° C.), and the evaporation point of CsF (1231 ° C.) are lower than the general melting point (1300 ° C.) of metallic binders. Suitable for laser truing dressing and easy to manufacture.
Moreover, FeCl 2 , CoCl 2 , and CsF can be easily dispersed finely in the inorganic binder, and even if dispersed in the inorganic binder, the mechanical properties of the inorganic binder Does not adversely affect strength or chemical stability.

請求項4の発明に係るドレッシング方法の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してドレッシングする方法において、
前記の砥粒と結合剤との調合に、予め充填剤を添加して、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
砥石の被加工面に、比較的弱いレーザー光を比較的短時間照射して、結合剤の中の充填剤を気化せしめて除去し、充填剤が消失した跡のキャビティによってチップポケットを形成することを特徴とする。
The structure of the dressing method according to the invention of claim 4 is comprised of “abrasive grains containing any of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic, metallic, or inorganic / metal. In a method of dressing by irradiating a laser beam to a grindstone having a microstructure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material prepared by blending a `` binder of mixed quality system '',
In the preparation of the abrasive grains and the binder, a filler is added in advance, and the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking.
A relatively weak laser beam is irradiated on the work surface of the grindstone for a relatively short time to vaporize and remove the filler in the binder, and a chip pocket is formed by the cavity where the filler has disappeared. It is characterized by.

以上に説明した請求項4の発明方法によると、多数の砥粒の間に架橋されて該多数の砥粒を支持している結合剤の中に予め充填剤を添加しておき、結合剤に添加された充填剤の特性を活用して、比較的弱いレーザー光を短時間照射することにより結合剤架橋を選択的に除去してチップポケットを形成し、良好なドレッシングを行なうことができる。
従来技術においては、熱によって炭化し易い結合剤を用いて砥石を焼成しておき、これにレーザー光を照射して該結合剤の架橋を炭化させる方式が主流であったため、無機質系砥石や金属質系砥石のレーザードレッシングが困難であり、かつ、炭化、燃焼した残渣に災いされて良好な砥石面が得られなかったが、本請求項4の発明に係るドレッシング方法は、熱に弱い結合剤を排除し、耐熱性の結合剤を用いた砥石の全てに、すなわち無機質系砥石にも、金属質系砥石にも、さらに金属質系・無機質系混合結合剤を用いた砥石にも使用することができ、レーザーによるドレッシング操作の適用範囲を飛躍的に拡大することができた。
その上、レーザー照射を受けた充填剤が気化するので、ドレッシング仕上げ面が清浄であり、砥石の切れ味が優れた状態になる。
According to the method of the invention of claim 4 described above, a filler is added in advance to a binder that is crosslinked between a large number of abrasive grains and supports the large number of abrasive grains. Utilizing the characteristics of the added filler, a relatively weak laser beam can be irradiated for a short time to selectively remove the binder cross-linking, thereby forming a chip pocket and performing good dressing.
In the prior art, a method in which a grindstone is baked using a binder that is easily carbonized by heat, and this is irradiated with laser light to carbonize the crosslinking of the binder, so an inorganic grindstone or metal is used. Although it is difficult to perform laser dressing of a quality grinding stone and a good grinding wheel surface cannot be obtained due to damage caused by carbonized and burned residues, the dressing method according to the invention of claim 4 is a heat-sensitive binder. , And used for all grindstones that use a heat-resistant binder, that is, for inorganic grindstones, for metal grindstones, and for grindstones that use mixed metal / inorganic grinders. It was possible to dramatically expand the application range of laser dressing operations.
In addition, since the filler irradiated with the laser is vaporized, the dressing finish surface is clean and the sharpness of the grindstone is excellent.

請求項5の発明に係るツルーイング方法の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してツルーイングする方法において、
前記の砥粒と結合剤との調合に、予め充填剤を添加して、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
砥石の被加工面に比較的強いレーザー光を比較的長時間照射して、結合剤の中の充填剤を気化せしめることにより該結合剤の架橋を破壊し、砥石表層部の砥粒を脱落させて除去することを特徴とする。
The structure of the truing method according to the invention of claim 5 is comprised of “abrasive grains containing any one of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic, metallic, or inorganic / metal. In a method of truing by irradiating a laser beam to a grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material prepared by blending a `` binder mixed with a quality system '',
In the preparation of the abrasive grains and the binder, a filler is added in advance, and the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking.
By irradiating the processing surface of the grindstone with a relatively strong laser beam for a relatively long time to vaporize the filler in the binder, the crosslinking of the binder is broken, and the abrasive grains on the surface of the grindstone fall off. It is characterized by removing.

以上に説明した請求項5の発明方法によると、多数の砥粒の間に架橋されて該多数の砥粒を支持している結合剤の中に予め充填剤を添加しておき、結合剤に添加された充填剤の特性を活用して、比較的強いレーザー光を長時間照射することにより結合剤架橋を選択的に除去するとともに、該結合剤架橋に支持されていた砥粒を脱落させて、高品質のツルーイング操作を高能率で行なうことができる。
従来技術においては、熱によって炭化し易い結合剤を用いて砥石を焼成しておき、これにレーザー光を照射して結合剤架橋を炭化させる方式が主流であったため、無機質系砥石や金属質系砥石のレーザーツルーイングが困難であり、かつ、炭化した残渣に災いされて良好な砥石面が得られなかったが、本請求項5の発明に係るツルーイング方法は、耐熱性に優れた無機質系砥石にも、金属質系砥石にも、さらに金属質系・無機質系混合結合剤を用いた砥石にも使用することができ、レーザーによるツルーイング操作の適用範囲を飛躍的に拡大することができた。
その上、レーザー照射を受けた充填剤が気化するので、ツルーイング仕上げ面が清浄であり、高品質のツルーイングが行なわれる。
According to the method of the invention of claim 5 described above, a filler is added in advance to a binder that is cross-linked between a large number of abrasive grains and supports the large number of abrasive grains. Utilizing the characteristics of the added filler, the binder crosslinking is selectively removed by irradiating with a relatively strong laser beam for a long time, and the abrasive grains supported by the binder crosslinking are removed. High-quality truing operation can be performed with high efficiency.
In the prior art, a method in which a grindstone is baked using a binder that is easily carbonized by heat, and a binder crosslinking is carbonized by irradiating this with a laser beam is mainly used. Laser truing of the grindstone is difficult, and a good grindstone surface was not obtained due to damage by the carbonized residue. However, the truing method according to the invention of claim 5 is an inorganic grindstone with excellent heat resistance. In addition, it can be used for both a metallic grindstone and a grindstone using a metallic / inorganic mixed binder, and the application range of a truing operation by a laser can be greatly expanded.
In addition, since the filler irradiated with the laser is vaporized, the truing finished surface is clean and high quality truing is performed.

請求項6の発明に係る砥石の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石において、
前記の砥粒と結合剤との調合に充填剤が添加されていて、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子が分散しており、
かつ上記充填剤の熱膨張係数(線膨張)が前記結合剤の熱膨張係数に比して1.1倍以上であることを特徴とする。
The structure of the grindstone according to the invention of claim 6 is “abrasive grains containing any one of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic, metallic, or inorganic / metallic. In a grindstone having a microstructure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material formulated with a `` system binder ''
A filler is added to the formulation of the abrasive and the binder, and the fine particles of the filler are dispersed in the binder crosslinking.
And the thermal expansion coefficient (linear expansion) of the said filler is 1.1 times or more compared with the thermal expansion coefficient of the said binder, It is characterized by the above-mentioned.

以上に説明した請求項6の発明に係る砥石は、結合剤架橋の中に熱膨張係数の大きい充填剤微粒子が散在しているので、レーザー光の照射を受けて膨張する際、熱膨張の差によ
って微小な亀裂を生じ、結合剤架橋が崩壊する。
比較的弱いレーザー光の短時間照射によって、上記の結合剤架橋崩壊を局部的に発生させると、ドレッシングが行なわれる。
また、比較的強いレーザー光の長時間照射によって前記の結合剤架橋崩壊を進行させると、該結合剤架橋で支持されていた砥粒の一部(砥石表層部)が脱落してツルーイングが行なわれる。
本請求項6に係る砥石は、上記のようにしてレーザー光の照射条件を制御することにより、ドレッシング操作とツルーイング操作とを使い分けることができる。 砥石材料の調合に際して、故意に、熱膨張係数の著しく異なる物質を添加するという技術的思想は、全く新規なものであり、本請求項6の砥石は従来予想し得なかった新しい作用効果を奏したものである。
このように、熱膨張係数の異なる材料を調合すると、砥石を焼成するときに亀裂を生じるのではないかと危惧される向きも有ろうかと推察するが、充填剤のメッシュ数を細かく(例えば粒径50μm以下に)するとともに焼成工程における加熱・冷却速度を緩徐ならしめることによって焼成時のトラブルは未然にかつ完全に防止することができる(実験的に確認済みである)。
In the grindstone according to the invention of the sixth aspect described above, since filler fine particles having a large thermal expansion coefficient are scattered in the binder bridge, a difference in thermal expansion is caused when the grindstone expands upon irradiation with laser light. Causes microcracks and breaks the binder crosslinks.
When the above-mentioned binder cross-linking collapse is locally generated by short-time irradiation with a relatively weak laser beam, dressing is performed.
Further, when the above-mentioned binder cross-linking collapse is advanced by irradiation with a relatively strong laser beam for a long time, a part of the abrasive grains (grindstone surface layer part) supported by the binder cross-linking is dropped and truing is performed. .
The grindstone according to the sixth aspect of the present invention can selectively use the dressing operation and the truing operation by controlling the laser light irradiation conditions as described above. The technical idea of deliberately adding a material with a significantly different thermal expansion coefficient when preparing the grinding stone material is completely new, and the grinding wheel of claim 6 has a new function and effect that could not be expected in the past. It is a thing.
In this way, if materials with different thermal expansion coefficients are mixed, it may be inferred that there may be a direction that may cause cracks when firing a grindstone, but the number of meshes of the filler is fine (for example, a particle size of 50 μm). In addition, the heating and cooling rate in the firing process is gradually reduced, and troubles during firing can be prevented beforehand and completely (experimental confirmation has been made).

請求項7の発明に係る砥石の構成は、前記請求項6の発明の構成要件に加えて、前記の結合剤が無機質系結合剤であり、
かつ前記の充填剤が金属酸化物、望ましくはAl、BeO、Cr、またはMgOであって、
上記の充填剤を含む結合剤架橋がレーザー光の照射を受けて昇温すると、熱膨張の差によって該結合剤架橋が破壊されるようになっていることを特徴とする。
The configuration of the grindstone according to the invention of claim 7, in addition to the constituent features of the invention of claim 6, the binder is an inorganic binder,
And the filler is a metal oxide, preferably Al 2 O 3 , BeO, Cr 2 O 3 , or MgO,
When the binder crosslinking containing the above filler is irradiated with laser light and heated up, the binder crosslinking is broken by the difference in thermal expansion.

以上に説明した請求項7の発明によると、Alの熱膨張係数が6〜9×10−6
/℃であり、BeOの熱膨張係数が6〜9×10−6/℃であり、Crの熱膨張係数が5.5〜9×10−6/℃であり、MgOの熱膨張係数が11〜15×10−6/℃であって、無機質系結合剤の一般的な熱膨張係数である0.5ないし5(10−6/℃)に比して1.1倍以上であり、熱膨張の差によって結合剤架橋を崩壊させる効果が発揮される。
その上、これらの金属酸化物は無機質系結合剤の中に微粒状に分散させ易く、しかも化学的に安定であって、例えば研削液に対して反応したり、研削液によって膨潤したりする虞れが無い。
かつ、これらの金属酸化物は毒性も、自然発火性も、揮発性も、悪臭も有しておらず、取り扱いが容易である。
また、これら金属酸化物の充填剤が結合剤架橋中に散在しても、砥石全体の剛性、衝撃値、引っ張り強さ等の機械的強度に悪影響を及ぼさない(実用上無視し得る)。
このように、本請求項7に係る砥石はレーザーツルーイング用として、および/またはレーザードレッシング用として非常に好適である。
According to the invention of claim 7 described above, the thermal expansion coefficient of Al 2 O 3 is 6 to 9 × 10 −6.
The thermal expansion coefficient of BeO is 6-9 × 10 −6 / ° C., the thermal expansion coefficient of Cr 2 O 3 is 5.5-9 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion of MgO The coefficient is 11 to 15 × 10 −6 / ° C., which is 1.1 times or more than 0.5 to 5 (10 −6 / ° C.), which is a general thermal expansion coefficient of inorganic binders. Yes, the effect of breaking the binder cross-linking due to the difference in thermal expansion is exhibited.
In addition, these metal oxides are easily dispersed finely in an inorganic binder, and are chemically stable. For example, they may react with a grinding fluid or swell with a grinding fluid. There is no.
In addition, these metal oxides are not toxic, pyrophoric, volatile, or offensive odor, and are easy to handle.
Further, even if these metal oxide fillers are scattered during binder crosslinking, the mechanical strength such as rigidity, impact value, tensile strength, etc. of the entire grindstone is not adversely affected (which can be ignored in practice).
Thus, the grindstone according to claim 7 is very suitable for laser truing and / or for laser dressing.

請求項8に係る発明方法の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、又は無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してドレッシングする方法において、
予め、前記結合剤に比して熱膨張係数(線膨張)が1.1倍以上の充填剤を添加して焼成することにより、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
比較的に弱いレーザー光を砥石に照射して「充填剤を含む結合剤」を昇温させ、
熱膨張の差により結合剤架橋に微小な亀裂を発生させて、砥石表層の結合剤架橋を除去し、結合剤架橋が消失した跡のキャビティによってチップポケットを形成することを特徴とする。
The configuration of the inventive method according to claim 8 is as follows: “abrasive grains containing any one of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic or inorganic / metallic mixed binder” In a method of dressing by irradiating a laser beam to a grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material formulated with
In advance, by adding a filler having a thermal expansion coefficient (linear expansion) of 1.1 times or more compared to the binder and firing, the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking,
Irradiate a relatively weak laser beam to the grindstone to raise the temperature of the “binder containing filler”,
A micro crack is generated in the binder bridge due to a difference in thermal expansion, the binder bridge on the grindstone surface layer is removed, and a chip pocket is formed by a cavity in which the binder bridge has disappeared.

以上に説明した請求項8の発明に係るドレッシング方法によると、砥粒に影響を与えることなく、砥石表層部に限って結合剤の架橋を局部的に破壊して除去し、該結合剤架橋が消失した跡のキャビティによってチップポケットを構成するので、ドレッシング後の「砥石の切れ味」が良い。
特に、この請求項8に係るドレッシング操作が「相変化を伴わない物理的変化」によって行なわれ、一切の化学的変化を生じないことに注目されたい。
従来技術に係るレーザードレッシング方式は、結合剤にレーザー光を照射して燃焼させたり、分解させたり、熔融させたりしたので、必然的に燃焼生成物、分解生成物、または熔融結合剤が発生した。
これらの発生物質は被加工物である砥石の構成物質本来の性状と異なる物性を有しているため、熔融した結合剤の微粒が砥粒に付着したり、結合剤炭化物がチップポケットを埋めたりしてドレッシング面の状態を悪くするので、生成物除去のために格別の配慮を必要とし、ドレッシング操作を複雑ならしめてランニングコストを増加させていた。
本請求項の発明方法においては、充填剤を含む結合剤架橋が物理的に破砕されて微細な破片となるだけであって物性が変化しないので、ドレッシング面が清浄であり、良好な切れ味が得られる。
According to the dressing method according to the invention of the eighth aspect described above, without affecting the abrasive grains, the crosslinking of the binder is locally broken and removed only in the surface portion of the grindstone, Since the chip pocket is constituted by the cavity of the trace that has disappeared, the “sharpness of the grindstone” after dressing is good.
In particular, it should be noted that the dressing operation according to claim 8 is carried out by “physical change without phase change” and does not cause any chemical change.
The laser dressing method according to the prior art irradiates the binder with laser light and burns, decomposes, or melts, so that inevitably combustion products, decomposition products, or melt binders are generated. .
These generated substances have physical properties that are different from the original properties of the grinding stone that is the workpiece, so that fine particles of the molten binder adhere to the abrasive grains, and the binder carbide fills the chip pocket. As a result, the condition of the dressing surface is deteriorated, so that special consideration is required for removing the product, and the dressing operation is complicated and the running cost is increased.
In the method of the present invention, since the binder cross-linking including the filler is only physically crushed into fine fragments and the physical properties do not change, the dressing surface is clean and good sharpness is obtained. It is done.

請求項9に係る発明方法の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、又は無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してツルーイングする方法において、予め、前記結合剤に比して熱膨張係数(線膨張)が1.1倍以上の充填剤を添加して焼成することにより、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
比較的に強いレーザー光を砥石に照射して「充填剤を含む結合剤」を昇温させ、
熱膨張の差によって砥石表層部の結合剤架橋を破壊し、該結合剤架橋で支持されていた砥粒を脱落させることを特徴とする。
The structure of the inventive method according to claim 9 is comprised of “abrasive grains containing any one of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN” and “inorganic-based or inorganic / metal-based binder. In a method of truing by irradiating a laser beam to a grindstone having a microstructure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by a binder, the raw material prepared by mixing with a raw material is previously compared with the binder. By adding a filler having a thermal expansion coefficient (linear expansion) of 1.1 times or more and baking, the filler fine particles are dispersed in the binder cross-linkage,
Irradiate a relatively strong laser beam to the grindstone to raise the temperature of the “binder containing filler”,
It is characterized in that the binder cross-linking of the grindstone surface layer portion is broken by the difference in thermal expansion, and the abrasive grains supported by the binder cross-linking are dropped off.

以上に説明した請求項9の発明に係るツルーイング方法によると、砥粒に影響を与えることなく、砥石表層部の結合剤架橋を破壊して除去し、該結合剤架橋が支持していた砥粒を脱落させるので、ツルーイング作業がクリーンに行なわれる。
特に、この請求項9に係るツルーイング操作が「相変化を伴わない物理的変化」によって行なわれ、一切の化学的変化を生じないことに注目されたい。
従来技術に係るレーザーツルーイング方式は、結合剤にレーザー光を照射して燃焼させたり、分解させたり、熔融させたりしたので、必然的に燃焼生成物、分解生成物、または熔融結合剤が発生した。
これらの発生物質は被加工物である砥石の構成物質本来の性状と異なる物性を有しているため、熔融した結合剤の微粒が砥粒に付着したり、結合剤炭化物がツルーイング加工面に付着したりしてツルーイング仕上げ面の状態を悪くする。このため生成物除去に格別の配慮を必要とし、ツルーイング操作を複雑ならしめてレーザーツルーイング作業のランニングコストを増加させていた。
本請求項の発明方法においては、充填剤を含む結合剤架橋が物理的に破砕されて微細な破片となるだけであって物性が変化しないので、ツルーイング面が清浄であり、ツルーイング操作を完了した状態で、そのまま研削作業に供することも可能である。すなわち。「ドレッシングされた状態に近いツルーイング仕上げ面」が得られる。
According to the truing method according to the invention of claim 9 described above, the abrasive grains supported by the binder bridge are destroyed by removing the binder bridge of the grindstone surface layer without affecting the abrasive grains. The truing work is performed cleanly.
In particular, it should be noted that the truing operation according to claim 9 is performed by “physical change without phase change” and does not cause any chemical change.
In the laser truing method according to the prior art, since the binder was irradiated with laser light and burned, decomposed, or melted, a combustion product, a decomposition product, or a melted binder was inevitably generated. .
These generated substances have physical properties that are different from the original properties of the grinding stone that is the workpiece, so that the fine particles of the molten binder adhere to the abrasive grains and the binder carbide adheres to the truing surface. Or worsen the truing finish. For this reason, special consideration was required for product removal, and the truing operation was complicated to increase the running cost of the laser truing operation.
In the invention method of this claim, since the binder cross-link containing the filler is physically crushed into fine fragments and the physical properties are not changed, the truing surface is clean and the truing operation is completed. In this state, it can be used for grinding as it is. That is. A “truing surface close to the dressed state” is obtained.

請求項10の発明に係る砥石の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石において、 前記の結合剤に「酸化性雰囲気中で加熱されると酸化して気体になる物質」望ましくは黒鉛、カーボンナノチューブ、またはカーボンナノファイバーから成る充填剤が添加されていて、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子が分散していることを特徴とする。   The structure of the grindstone according to the invention of claim 10 includes “abrasive grains containing any one of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic, metallic, or inorganic / metallic. In a grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked to each other by a binder, the above-mentioned binder is heated in an oxidizing atmosphere. It is characterized by the fact that a filler consisting of graphite, carbon nanotubes, or carbon nanofibers is added, and fine particles of the filler are dispersed in the binder bridge. To do.

以上に説明した請求項10の発明によると、結合剤によって形成されている架橋がレーザー光の照射を受けて加熱されると、その中に分散している充填剤の微粒子が酸化して消失するので該架橋が崩壊する。
この現象が局部的に軽度に起こると、架橋している結合剤が部分的に除去されてドレッシングが行なわれる。
また、上記の現象が砥石表層部に広く起こると、結合剤に支持されていた砥粒が脱落してツルーイングが行なわれる。
本発明に係る砥石は上記のようにして、照射レーザー光を制御することにより、ドレッシング操作とツルーイング操作とを任意に使い分けることができる。
しかも、充填剤の添加によって砥石全体の機械的強度や化学的安定性に悪影響を及ぼす虞れが無く、かつ、充填剤として用いられている単体の炭素は無毒であり、揮発性が無く、無臭であり、自然発火性も無いから取り扱い易く、労働災害を誘発したり環境公害を発生したりすることが無い。
According to the invention described in claim 10 described above, when the crosslink formed by the binder is heated by being irradiated with laser light, the fine particles of the filler dispersed therein are oxidized and disappear. As a result, the cross-linking breaks down.
If this phenomenon occurs slightly locally, the cross-linking binder is partially removed and dressing is performed.
Further, when the above phenomenon occurs widely in the grindstone surface layer portion, the abrasive grains supported by the binder are dropped and truing is performed.
As described above, the grindstone according to the present invention can arbitrarily use the dressing operation and the truing operation by controlling the irradiation laser light.
In addition, there is no risk of adversely affecting the mechanical strength and chemical stability of the entire wheel due to the addition of filler, and the single carbon used as filler is non-toxic, non-volatile and odorless. It is easy to handle because it is not pyrophoric and does not induce occupational accidents or cause environmental pollution.

請求項11に係る発明方法の構成は、「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してツルーイング、および/またはドレッシングする方法において、
前記の砥粒と結合剤との調合に、予め「酸化されて気体となる充填剤」望ましくは黒鉛、カーボンナノチューブ、またはカーボンナノファイバーを添加して、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
砥石の被加工面に比較的強いレーザー光を照射して、架橋結合剤の中の充填剤を酸化せしめて除去することにより結合剤の架橋を破壊し、砥石表層部の砥粒を脱落せしめてツルーイングし、
および/または、比較的弱いレーザー光を照射して、架橋結合剤中の充填剤を酸化させて除去することにより、除去された充填剤の跡のキャビティによりチップポケットを形成させることを特徴とする。
The configuration of the inventive method according to claim 11 is “abrasive grains containing any of alumina, silicon carbide, diamond, or CBN” and “inorganic, metallic, or inorganic / metallic. In a method of truing and / or dressing by irradiating a grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material prepared by mixing a “mixed binder”. ,
In the preparation of the abrasive grains and the binder, a “filler that is oxidized to become a gas” is added in advance, preferably graphite, carbon nanotubes, or carbon nanofibers. Decentralized,
By irradiating the processing surface of the grindstone with a relatively strong laser beam, the filler in the cross-linking binder is oxidized and removed to destroy the cross-linking of the binder, causing the abrasive grains on the surface of the whetstone to fall off. Truing and
And / or irradiating a relatively weak laser beam to oxidize and remove the filler in the cross-linking agent, thereby forming a chip pocket by a cavity of the trace of the removed filler. .

以上に説明した請求項11の発明方法によると、結合剤によって構成されている架橋の中に、予めカーボン系の充填剤微粒子を分散させておくことにより、この充填剤にレーザー光を照射して該充填剤を燃焼気化せしめて結合剤架橋を崩壊させることができる。
この操作を局部的に軽度に施すとドレッシングが行なわれ、全面的に比較的強く施すとツルーイングが行なわれる。
上述の作用から明らかなように本請求項11の発明方法は、同じ装置を用いて、レーザー光の照射条件を制御することにより、ドレッシング操作とツルーイング操作とを任意に使い分けることができる。
本請求項11の発明方法において、レーザー光を照射して酸化(燃焼)させるのが純粋の炭素微粒子であるところに技術的な重要性が有る。すなわち、従来技術におけるがごとくフェノール樹脂系の有機物にレーザー光を照射して炭化させたときの熱分解生成物はタール状の不純物を含んでいるので、これを燃焼させても残渣を生じ、被加工面が清浄でない。これに比して、本請求項の発明方法によって仕上げたドレッシング面もツルーイング面も極めて清浄である。
しかも、本請求項の発明方法を実施したとき、有毒ガスが発生したり悪臭を放ったりすることが無く、作業環境がクリーンに保たれる。
According to the above-described method of the invention of claim 11, the filler is irradiated with laser light by dispersing carbon-based filler fine particles in advance in the cross-linking constituted by the binder. The filler can be burned and vaporized to disrupt the binder crosslinks.
When this operation is applied locally, dressing is performed, and when it is applied relatively strongly, truing is performed.
As is apparent from the above-described action, the inventive method of claim 11 can arbitrarily use the dressing operation and the truing operation by controlling the laser light irradiation conditions using the same apparatus.
In the method of the present invention of claim 11, it is technically important that pure carbon fine particles are oxidized (burned) by being irradiated with laser light. That is, as in the prior art, the pyrolysis product when carbonized by irradiating a phenol resin organic material with laser light contains tar-like impurities. The machined surface is not clean. Compared to this, both the dressing surface and the truing surface finished by the inventive method of this claim are extremely clean.
Moreover, when the method of the present invention is carried out, no toxic gas is generated and no bad smell is emitted, and the working environment is kept clean.

請求項1の発明に係る砥石を適用すると、架橋を形成している結合剤の機械的強度を低下させることなく、かつ該結合剤架橋の化学的安定性を損なわない。従って砥石車全体に対して悪影響を及ぼすことが無い。
しかも当該砥石にレーザー光を照射すると、照射を受けた「充填剤を含む結合剤」が昇温し、結合剤の融点に達するまでに充填剤が気化する。
該充填剤は微粒状で結合剤の中に分散しているので、充填剤が気化して消失すると結合剤の架橋が壊れる。この現象は結合剤の融点以下で発生するので、砥石全体として軟化することなく剛性を保っている状態で砥石表層部の結合剤架橋が選択的に破壊され、
結合剤架橋が消失した跡のキャビティがチップポケットを構成して、ドレッシングが行なわれる。
また、強いレーザー光を長時間照射して比較的多量の結合剤架橋を破壊すると、該結合剤架橋に支持されていた砥粒が脱落してツルーイングが行なわれる。
さらに、前記充填剤の融点が砥石の焼成温度よりも低いので、当該砥石を製造する際の調合工程において微粒状の充填剤を添加調合しておけば、焼成工程において該充填剤微粒が融合して小塊となる虞れが無く、架橋結合剤中に充填剤が微粒として散在している顕微鏡組織が構成される。
このようにして本請求項1の発明に係る砥石は、レーザー光の照射によってツルーイング・ドレッシングすることができ、しかも製造が容易で工業的な大量生産に適している。
When the grindstone according to the invention of claim 1 is applied, the mechanical strength of the binder forming the bridge is not lowered, and the chemical stability of the binder bridge is not impaired. Therefore, there is no adverse effect on the entire grinding wheel.
Moreover, when the grindstone is irradiated with laser light, the irradiated “binder containing filler” is heated, and the filler is vaporized before reaching the melting point of the binder.
Since the filler is finely dispersed in the binder, the crosslinking of the binder is broken when the filler vaporizes and disappears. Since this phenomenon occurs below the melting point of the binder, the binder cross-linking of the grindstone surface layer portion is selectively broken in a state where rigidity is maintained without softening the entire grindstone,
The cavity in which the binder crosslink has disappeared constitutes a chip pocket and dressing is performed.
When a relatively large amount of binder crosslinking is broken by irradiating with a strong laser beam for a long time, abrasive grains supported by the binder crosslinking fall off and truing is performed.
Furthermore, since the melting point of the filler is lower than the firing temperature of the grindstone, if the fine filler is added and blended in the blending process when manufacturing the grindstone, the filler fine particles are fused in the firing process. Thus, there is no fear of becoming a small lump, and a microstructure is formed in which the filler is scattered as fine particles in the crosslinking agent.
Thus, the grindstone according to the first aspect of the present invention can be trued and dressed by irradiation with laser light, is easy to manufacture, and is suitable for industrial mass production.

請求項2の発明は無機質系結合剤(ビトリファイド)砥石に適用され、 充填剤として添加されるCaの融点(850℃)、およびMgの融点(650℃)が、無機質系結合剤砥石の一般的な焼成温度(600℃〜800℃)よりも高く、
かつ、Caの蒸発点(1487℃)、およびMgの蒸発点(1120℃)が無機質系結合剤の一般的な融点(1600℃)よりも低いので、レーザーツルーイング・ドレッシングに適し、製造容易である。
しかもCaおよびMgは、これを無機質系結合剤中に微粒状で分散させることが容易に可能であり、無機質系結合剤中に分散しても該無機質系結合剤の機械的強度や化学的安定性に悪影響を及ぼさない。
The invention of claim 2 is applied to an inorganic binder (vitrified) grindstone, and the melting point of Ca added as a filler (850 ° C.) and the melting point of Mg (650 ° C.) are generally used for inorganic binder grindstones. Higher than the firing temperature (600 ° C. to 800 ° C.),
In addition, since the evaporation point of Ca (1487 ° C.) and the evaporation point of Mg (1120 ° C.) are lower than the general melting point (1600 ° C.) of inorganic binders, it is suitable for laser truing dressing and easy to manufacture. .
Moreover, Ca and Mg can be easily dispersed in an inorganic binder in the form of fine particles, and even if dispersed in an inorganic binder, the mechanical strength and chemical stability of the inorganic binder Does not adversely affect sex.

請求項3の発明は、金属質系結合剤(メタルボンド)砥石に適用され、
充填剤として添加されるFeClの融点(677℃)、CoClの融点(724℃
)、およびCsFの融点(703℃)が、金属質系結合剤砥石の一般的な焼成温度(650℃〜700℃)よりも高く、
かつ、FeClの蒸発点(1026℃)、CoClの蒸発点(1050℃)、およびCsFの蒸発点(1231℃)が金属質系結合剤の一般的な融点(1300℃)よりも低いので、レーザーツルーイング・ドレッシングに適し、製造容易である。
しかもFeCl、CoCl、およびCsFは、これを無機質系結合剤中に微粒状で
分散させることが容易に可能であり、無機質系結合剤中に分散しても該無機質系結合剤の機械的強度や化学的安定性に悪影響を及ぼさない。
The invention of claim 3 is applied to a metallic binder (metal bond) grindstone,
Melting point of FeCl 2 added as filler (677 ° C.), melting point of CoCl 2 (724 ° C.
), And the melting point (703 ° C.) of CsF is higher than the general firing temperature (650 ° C. to 700 ° C.) of the metallic binder grindstone,
Since the evaporation point of FeCl 2 (1026 ° C.), the evaporation point of CoCl 2 (1050 ° C.), and the evaporation point of CsF (1231 ° C.) are lower than the general melting point (1300 ° C.) of metallic binders. Suitable for laser truing dressing and easy to manufacture.
Moreover, FeCl 2 , CoCl 2 , and CsF can be easily dispersed finely in the inorganic binder, and even if dispersed in the inorganic binder, the mechanical properties of the inorganic binder Does not adversely affect strength or chemical stability.

請求項4に係る発明方法によると、多数の砥粒の間に架橋されて該多数の砥粒を支持している結合剤の中に予め充填剤を添加しておき、結合剤に添加された充填剤の特性を活用して、比較的弱いレーザー光を短時間照射することにより結合剤架橋を選択的に除去してチップポケットを形成し、良好なドレッシングを行なうことができる。
従来技術においては、熱によって炭化し易い結合剤を用いて砥石を焼成しておき、これにレーザー光を照射して該結合剤の架橋を炭化させる方式が主流であったため、無機質系砥石や金属質系砥石のレーザードレッシングが困難であり、かつ、炭化した残渣に災いされて良好な砥石面が得られなかったが、本請求項4の発明に係るドレッシング方法は無機質系砥石にも、金属質系砥石にも、さらに金属質系・無機質系混合結合剤を用いた砥石にも使用することができ、レーザーによるドレッシング操作の適用範囲を飛躍的に拡大することができた。 その上、レーザー照射を受けた充填剤が気化するので、ドレッシング仕上げ面が清浄であり、砥石の切れ味が優れた状態になる。
According to the method of the invention of claim 4, a filler is added in advance to a binder that is crosslinked between a large number of abrasive grains and supports the large number of abrasive grains, and is added to the binder. By taking advantage of the characteristics of the filler, irradiation with a relatively weak laser beam for a short time can selectively remove the binder cross-linking to form a chip pocket and perform good dressing.
In the prior art, a method in which a grindstone is baked using a binder that is easily carbonized by heat, and this is irradiated with laser light to carbonize the crosslinking of the binder, so an inorganic grindstone or metal is used. Although it is difficult to perform laser dressing of a quality grinding stone and a good grinding wheel surface cannot be obtained due to damage caused by carbonized residue, the dressing method according to the invention of claim 4 is applied to an inorganic grinding stone as well as a metallic material. In addition, it can be used for grindstones using metallic and inorganic mixed binders, and the application range of laser dressing operations can be greatly expanded. In addition, since the filler irradiated with the laser is vaporized, the dressing finish surface is clean and the sharpness of the grindstone is excellent.

請求項5に係る発明方法によると、多数の砥粒の間に架橋されて該多数の砥粒を支持している結合剤の中に予め充填剤を添加しておき、結合剤に添加された充填剤の特性を活用して、比較的強いレーザー光を長時間照射することにより結合剤架橋を選択的に除去するとともに、該結合剤架橋に支持されていた砥粒を脱落させて、高品質のツルーイング操作を高能率で行なうことができる。
従来技術においては、熱によって炭化し易い結合剤を用いて砥石を焼成しておき、これにレーザー光を照射して結合剤架橋を炭化させる方式が主流であったため、無機質系砥石や金属質系砥石のレーザーツルーイングが困難であり、かつ、炭化した残渣に災いされて良好な砥石面が得られなかったが、本請求項5の発明に係るツルーイング方法は無機質系砥石にも、金属質系砥石にも、さらに金属質系・無機質系混合結合剤を用いた砥石にも使用することができ、レーザーによるツルーイング操作の適用範囲を飛躍的に拡大することができた。
その上、レーザー照射を受けた充填剤が気化するので、ツルーイング仕上げ面が清浄であり、高品質のツルーイングが行なわれる。
According to the invention method of claim 5, a filler is added in advance to a binder that is crosslinked between a large number of abrasive grains and supports the large number of abrasive grains, and added to the binder. Utilizing the properties of the filler, high-quality by selectively removing the binder cross-linking by irradiating relatively strong laser light for a long time, and dropping off the abrasive grains supported by the binder cross-linking The truing operation can be performed with high efficiency.
In the prior art, a method in which a grindstone is baked using a binder that is easily carbonized by heat, and a binder crosslinking is carbonized by irradiating this with a laser beam is mainly used. Laser truing of a grindstone is difficult, and a good grindstone surface cannot be obtained due to damage caused by carbonized residue. However, the truing method according to the invention of claim 5 is applicable to both inorganic grindstones and metallic grindstones. Furthermore, it can also be used for grindstones using a mixed metal / inorganic binder, and the application range of the truing operation by laser can be greatly expanded.
In addition, since the filler irradiated with the laser is vaporized, the truing finished surface is clean and high quality truing is performed.

請求項6の発明に係る砥石は、結合剤架橋の中に熱膨張係数の大きい充填剤微粒子が散在しているので、レーザー光の照射を受けて膨張する際、熱膨張の差によって微小な亀裂を生じ、結合剤架橋が崩壊する。
比較的弱いレーザー光の短時間照射によって、上記の結合剤架橋崩壊を局部的に発生させると、ドレッシングが行なわれる。
また、比較的強いレーザー光の長時間照射によって前記の結合剤架橋崩壊を進行させると、該結合剤架橋で支持されていた砥粒の一部(砥石表層部)が脱落してツルーイングが行なわれる。
本請求項6に係る砥石は、上記のようにしてレーザー光の照射条件を制御することにより、ドレッシング操作とツルーイング操作とを使い分けることができる。
砥石材料の調合に際して、故意に、熱膨張係数の著しく異なる物質を添加するという技術的思想は、全く新規なものであり、本請求項6の砥石は従来予想し得なかった新しい作用効果を奏したものである。
このように、熱膨張係数の異なる材料を調合すると、砥石を焼成するときに亀裂を生じるのではないかと危惧される向きも有ろうかと推察するが、充填剤のメッシュ数を細かく(例えば粒径50μm以下に)するとともに焼成工程における加熱・冷却速度を緩徐ならしめることによって焼成時のトラブルは未然にかつ完全に防止することができる
In the grindstone according to the invention of claim 6, since filler fine particles having a large thermal expansion coefficient are scattered in the binder cross-linkage, a microcrack is caused by a difference in thermal expansion when expanding by receiving laser light irradiation. And the binder crosslinking is disrupted.
When the above-mentioned binder cross-linking collapse is locally generated by short-time irradiation with a relatively weak laser beam, dressing is performed.
Further, when the above-mentioned binder cross-linking collapse is advanced by irradiation with a relatively strong laser beam for a long time, a part of the abrasive grains (grindstone surface layer part) supported by the binder cross-linking is dropped and truing is performed. .
The grindstone according to the sixth aspect of the present invention can selectively use the dressing operation and the truing operation by controlling the laser light irradiation conditions as described above.
The technical idea of deliberately adding a material with a significantly different thermal expansion coefficient when preparing the grinding stone material is completely new, and the grinding wheel of claim 6 has a new function and effect that could not be expected in the past. It is a thing.
In this way, when materials with different thermal expansion coefficients are mixed, it is speculated that there may be a direction that may cause cracks when firing the grindstone, but the mesh number of the filler is fine (for example, particle size 50 μm) The following troubles can be prevented in advance and completely by slowing the heating / cooling rate in the firing process.

請求項7の発明に係る砥石によると、Alの熱膨張係数が6〜9×10−6/℃であり、BeOの熱膨張係数が6〜9×10−6/℃であり、Crの熱膨張係数が5.5〜9×10−6/℃であり、MgOの熱膨張係数が11〜15×10−6/℃であるから、無機質系結合剤の一般的な熱膨張係数(0.5〜5×10−6/℃)に比して1.1倍以上であって、熱膨張の差によって結合剤架橋を崩壊させる効果が発揮される。
ここに、「1.1倍以上」という構成要件の「1.1」という数値を微差と誤解してはならない。「1.1以上」の「以上」に意義が有るのであって、
充填剤の熱膨張係数が、結合剤の熱膨張係数に比して如何ほど大差を有していても、
充填剤の熱膨張係数が結合剤の熱膨張係数よりも小さければ、「熱膨張差による結合剤架橋の破壊」は生じない。
差が小さくても、充填剤の熱膨張が結合剤の熱膨張よりも大きいことによってのみ、結合剤架橋の崩壊を誘発し得るのである。
その上、これらの金属酸化物は、無機質系結合剤の中に微粒状に分散させ易く、しかも化学的に安定であって、例えば研削液に対して反応したり、研削液によって膨潤したりする虞れが無い。
かつ、これらの金属酸化物は毒性も、自然発火性も、揮発性も、悪臭も有しておらず、取り扱いが容易である。
また、これら金属酸化物の充填剤が結合剤架橋中に散在しても、砥石全体の剛性、衝撃値、引っ張り強さ等の機械的強度に悪影響を及ぼさない(実用上無視し得る)。
このように、本請求項7に係る砥石はレーザーツルーイング用として、および/またはレーザードレッシング用として非常に好適である。
According to the grindstone according to the invention of claim 7, the thermal expansion coefficient of Al 2 O 3 is 6 to 9 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of BeO is 6 to 9 × 10 −6 / ° C., Since the thermal expansion coefficient of Cr 2 O 3 is 5.5 to 9 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of MgO is 11 to 15 × 10 −6 / ° C., a general inorganic binder is used. It is 1.1 times or more compared with the thermal expansion coefficient (0.5 to 5 × 10 −6 / ° C.), and the effect of breaking the binder cross-linking due to the difference in thermal expansion is exhibited.
Here, the numerical value “1.1” of the constituent requirement “1.1 times or more” should not be mistaken as a slight difference. The meaning of “over” of “1.1 and above”
No matter how large the thermal expansion coefficient of the filler is compared to the thermal expansion coefficient of the binder,
If the thermal expansion coefficient of the filler is smaller than the thermal expansion coefficient of the binder, “breakage of the binder crosslinking due to thermal expansion difference” does not occur.
Even if the difference is small, the collapse of the binder bridge can only be induced by the thermal expansion of the filler being greater than that of the binder.
In addition, these metal oxides are easily dispersed finely in an inorganic binder and are chemically stable. For example, these metal oxides react with a grinding fluid or swell with a grinding fluid. There is no fear.
In addition, these metal oxides are not toxic, pyrophoric, volatile, or offensive odor, and are easy to handle.
Further, even if these metal oxide fillers are scattered during binder crosslinking, the mechanical strength such as rigidity, impact value, tensile strength, etc. of the entire grindstone is not adversely affected (which can be ignored in practice).
Thus, the grindstone according to claim 7 is very suitable for laser truing and / or for laser dressing.

請求項8の発明に係るドレッシング方法を適用すると、砥粒に影響を与えることなく、砥石表層部に限って結合剤の架橋を局部的に破壊して除去し、該結合剤架橋が消失した跡のキャビティによってチップポケットを構成するので、ドレッシング後の「砥石の切れ味」が良い。
特に、この請求項8に係るドレッシング操作が「相変化を伴わない物理的変化」によって行なわれ、一切の化学的変化を生じないことに注目されたい。
従来技術に係るレーザードレッシング方式は、結合剤にレーザー光を照射して燃焼させたり、分解させたり、熔融させたりしたので、必然的に燃焼生成物、分解生成物、または熔融結合剤が発生した。
これらの発生物質は被加工物である砥石の構成物質本来の性状と異なる物性を有しているため、熔融した結合剤の微粒が砥粒に付着したり、結合剤炭化物がチップポケットを埋めたりしてドレッシング面の状態を悪くするので、生成物除去のために格別の配慮を必要とし、ドレッシング操作を複雑ならしめてランニングコストを増加させていた。
本請求項の発明方法においては、充填剤を含む結合剤架橋が物理的に破砕されて微細な破片となるだけであって物性が変化しないので、ドレッシング面が清浄であり、良好な切れ味が得られる。
When the dressing method according to the invention of claim 8 is applied, the crosslink of the binder is locally destroyed and removed only on the surface of the grindstone without affecting the abrasive grains, and the crosslink of the binder disappears. Since the chip pocket is constituted by the cavity, the “sharpness of the grindstone” after dressing is good.
In particular, it should be noted that the dressing operation according to claim 8 is carried out by “physical change without phase change” and does not cause any chemical change.
The laser dressing method according to the prior art irradiates the binder with laser light and burns, decomposes, or melts, so that inevitably combustion products, decomposition products, or melt binders are generated. .
These generated substances have physical properties that are different from the original properties of the grinding stone that is the workpiece, so that fine particles of the molten binder adhere to the abrasive grains, and the binder carbide fills the chip pocket. As a result, the condition of the dressing surface is deteriorated, so that special consideration is required for removing the product, and the dressing operation is complicated and the running cost is increased.
In the method of the present invention, since the binder cross-linking including the filler is only physically crushed into fine fragments and the physical properties do not change, the dressing surface is clean and good sharpness is obtained. It is done.

請求項9の発明に係るツルーイング方法を適用すると、砥粒に影響を与えることなく、砥石表層部の結合剤架橋を破壊して除去し、該結合剤架橋が支持していた砥粒を脱落させるので、ツルーイング作業がクリーンに行なわれる。
特に、この請求項9に係るツルーイング操作が「相変化を伴わない物理的変化」によって行なわれ、一切の化学的変化を生じないことに注目されたい。
従来技術に係るレーザーツルーイング方式は、結合剤にレーザー光を照射して燃焼させたり、分解させたり、熔融させたりしたので、必然的に燃焼生成物、分解生成物、または熔融結合剤が発生した。
これらの発生物質は被加工物である砥石の構成物質本来の性状と異なる物性を有しているため、熔融した結合剤の微粒が砥粒に付着したり、結合剤炭化物がツルーイング加工面に付着したりしてツルーイング仕上げ面の状態を悪くする。このため生成物除去に格別の配慮を必要とし、ツルーイング操作を複雑ならしめてレーザーツルーイング作業のランニングコストを増加させていた。
本請求項の発明方法においては、充填剤を含む結合剤架橋が物理的に破砕されて微細な破片となるだけであって物性が変化しないので、ツルーイング面が清浄であり、ツルーイング操作を完了した状態で、そのまま研削作業に供することも可能である。すなわち。「ドレッシングされた状態に近いツルーイング仕上げ面」が得られる。
When the truing method according to the ninth aspect of the invention is applied, the binder cross-linking of the grindstone surface layer portion is destroyed and removed without affecting the abrasive grains, and the abrasive grains supported by the binder cross-linking are dropped off. Therefore, the truing work is performed cleanly.
In particular, it should be noted that the truing operation according to claim 9 is performed by “physical change without phase change” and does not cause any chemical change.
In the laser truing method according to the prior art, since the binder was irradiated with laser light and burned, decomposed, or melted, a combustion product, a decomposition product, or a melted binder was inevitably generated. .
These generated substances have physical properties that are different from the original properties of the grinding stone that is the workpiece, so that the fine particles of the molten binder adhere to the abrasive grains and the binder carbide adheres to the truing surface. Or worsen the truing finish. For this reason, special consideration was required for product removal, and the truing operation was complicated to increase the running cost of the laser truing operation.
In the invention method of this claim, since the binder cross-link containing the filler is physically crushed into fine fragments and the physical properties are not changed, the truing surface is clean and the truing operation is completed. In this state, it can be used for grinding as it is. That is. A “truing surface close to the dressed state” is obtained.

請求項10の発明に係る砥石によると、結合剤によって形成されている架橋がレーザー光の照射を受けて加熱されると、その中に分散している充填剤の微粒子が酸化して消失するので該架橋が崩壊する。
この現象が局部的に軽度に起こると、架橋している結合剤が部分的に除去されてドレッシングが行なわれる。
また、上記の現象が砥石表層部に広く起こると、結合剤に支持されていた砥粒が脱落してツルーイングが行なわれる。
本発明に係る砥石は上記のようにして、照射レーザー光を制御することにより、ドレッシング操作とツルーイング操作とを任意に使い分けることができる。
しかも、充填剤の添加によって砥石全体の機械的強度や化学的安定性に悪影響を及ぼす虞れが無く、かつ、充填剤として用いられている物質は無毒であり、揮発性が無く、無臭であり、自然発火性も無いから取り扱い易く、労働災害を誘発したり環境公害を発生したりすることが無い。
According to the grindstone of the invention of claim 10, when the crosslink formed by the binder is heated by being irradiated with laser light, the filler fine particles dispersed therein are oxidized and disappear. The crosslink breaks down.
If this phenomenon occurs slightly locally, the cross-linking binder is partially removed and dressing is performed.
Further, when the above phenomenon occurs widely in the grindstone surface layer portion, the abrasive grains supported by the binder are dropped and truing is performed.
As described above, the grindstone according to the present invention can arbitrarily use the dressing operation and the truing operation by controlling the irradiation laser light.
In addition, there is no risk of adversely affecting the mechanical strength and chemical stability of the entire wheel due to the addition of fillers, and the materials used as fillers are non-toxic, non-volatile and odorless. Because it is not pyrophoric, it is easy to handle and does not induce occupational accidents or environmental pollution.

請求項11に係る発明方法によると、結合剤によって構成されている架橋の中に、予めカーボン系の充填剤微粒子を分散させておくことにより、この充填剤にレーザー光を照射して該充填剤を燃焼気化せしめて結合剤架橋を崩壊させることができる。
この操作を局部的に軽度に施すとドレッシングが行なわれ、全面的に比較的強く施すとツルーイングが行なわれる。
上述の作用から明らかなように本請求項11の発明方法は、同じ装置を用いて、レーザー光の照射条件を制御することにより、ドレッシング操作とツルーイング操作とを任意に使い分けることができる。
本請求項11の発明方法において、レーザー光を照射して酸化(燃焼)させるのが純粋な炭素微粒子であるところに技術的な重要性が有る。すなわち、従来技術におけるがごとくフェノール樹脂系の有機物にレーザー光を照射して炭化させたときの熱分解生成物はタール状の不純物を含んでいるので、これを燃焼させても残渣を生じ、被加工面が清浄でない。これに比して、本請求項の発明方法によって仕上げたドレッシング面もツルーイング面も極めて清浄である。
しかも、本請求項の発明方法を実施したとき、有毒ガスが発生したり悪臭を放ったりすることが無く、作業環境がクリーンに保たれる。
According to the invention method of claim 11, the filler is irradiated with laser light by dispersing carbon filler fine particles in advance in the cross-linking constituted by the binder. Can be burned and vaporized to disrupt the binder crosslinks.
When this operation is applied locally, dressing is performed, and when it is applied relatively strongly, truing is performed.
As is apparent from the above-described action, the inventive method of claim 11 can arbitrarily use the dressing operation and the truing operation by controlling the laser light irradiation conditions using the same apparatus.
In the method of the present invention of claim 11, it is technically important that pure carbon fine particles are oxidized (burned) by being irradiated with laser light. That is, as in the prior art, the pyrolysis product when carbonized by irradiating a phenol resin organic material with laser light contains tar-like impurities. The machined surface is not clean. Compared to this, both the dressing surface and the truing surface finished by the inventive method of this claim are extremely clean.
Moreover, when the method of the present invention is carried out, no toxic gas is generated and no bad smell is emitted, and the working environment is kept clean.

砥石の製造工程を概要的に見ると(ビトリファイド砥石の例)次のとおりである。
第1工程:材料である砥粒と結合剤とを調合し、混練する。
第2工程:調合された材料を加圧成型する。
第3工程:成型された材料を焼成する。 本発明の基本的原理は、上記第1工程の調合に際して、レーザー光の照射によって選択的に除去される充填剤を添加し、第3工程の焼成によって上記充填剤を顕微鏡的な微粒子として結合剤の中に分散させておく。
ここで、充填剤と結合剤との間に適宜の親和性が必要である。これを比喩的に言えば、
水と油とのように弾(はじ)き合っても困るし、銅と錫とのように原子配列的に溶け合っても良くない。譬えて言えば球状化黒鉛鋳鉄(ノジュラー鋳鉄)の中の黒鉛粒子のように光学顕微鏡レベルで充填剤微粒子が分散していることが望ましい。
こうした条件を満たすような配合については、実施例を挙げて後に詳しく説明する。
An overview of the grinding wheel manufacturing process (example of vitrified grinding wheel) is as follows.
1st process: The abrasive grain and binder which are materials are mixed and knead | mixed.
Second step: The prepared material is pressure-molded.
Third step: The molded material is fired. The basic principle of the present invention is that in the preparation of the first step, a filler that is selectively removed by laser light irradiation is added, and the filler is made into microscopic fine particles by firing in the third step. Disperse in the inside.
Here, an appropriate affinity is required between the filler and the binder. To put it figuratively,
It doesn't matter if the bullets are repelled like water and oil, and it isn't good if they are fused together like atoms of copper and tin. In other words, it is desirable that filler fine particles are dispersed at the optical microscope level like graphite particles in spheroidal graphite cast iron (nodular cast iron).
The formulation that satisfies these conditions will be described in detail later with reference to examples.

図1は、本発明を説明するために示した模式図であって、従来例の砥石構造と本発明の砥石構造とを対比して1葉の図面に描いてある。参考線abよりも下方は、充填剤を含まない従来例の無機質系(ビトリファイド)結合剤砥石を表している。
なわち、この図1の下半部は、前掲の図2(A)に示した模式図の拡大図である。
このように、多数の砥粒2のそれぞれが結合剤3の架橋で支持されている顕微鏡組織を有する砥石を製造する際、最初の調合工程で粉状の充填剤(具体的な物質名は実施例で述べる)を添加・混練して、焼成すると、本図1の上半部(参考線abの上方)のように、結合剤の架橋中に充填剤の微粒子が分散した顕微鏡組織が得られる。本図1においては、充填剤の微粒子を斑点で描いてある。斑点で描かれた充填剤微粒子を読み取り易いように、円形の仮想線cで囲まれている区域内の結合剤架橋3を取り除くと、充填剤6の斑点が明瞭に現れる。上記の「取り除く」とは、現実に除去するという意味ではなく、思考的に図示を省いたものである。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the present invention, in which a conventional grindstone structure and a grindstone structure of the present invention are compared with each other and depicted in a one-leaf drawing. Below the reference line ab represents a conventional inorganic (vitrified) binder grindstone that does not contain a filler.
In other words, the lower half of FIG. 1 is an enlarged view of the schematic diagram shown in FIG.
Thus, when manufacturing a grindstone having a microstructure in which each of a large number of abrasive grains 2 is supported by cross-linking of a binder 3, a powdery filler (specific substance name is implemented in the first preparation step). When added, kneaded and fired, a microstructure in which fine particles of the filler are dispersed during the crosslinking of the binder is obtained, as shown in the upper half of FIG. 1 (above the reference line ab). . In FIG. 1, fine particles of the filler are drawn with spots. When the binder cross-linking 3 in the area surrounded by the circular phantom line c is removed so that the filler fine particles drawn with the spots can be easily read, the spots of the filler 6 appear clearly. The above “removing” does not mean that it is actually removed, but it is a matter of omitting illustration.

図1上半部の組織にレーザー光を照射して充填剤6の微粒子を選択的に除去すると、
残された結合剤の架橋は、極端に密度が減少する(比喩的に言えば骨粗鬆症のように)。 このレーザー光照射を局部的に軽く施すと砥石表層部の結合剤架橋が部分的に崩壊してドレッシングが行なわれ、
このレーザ照射を全面的に強く施すと、結合剤架橋で支持されていた砥石表層部の砥粒が脱落してツルーイングが行なわれる。
以下に実施例の4例を記述するが、これら実施例に共通する構成は次のとおりである。
α.砥粒は、アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、またはCBNのいずれでも良い。すなわち、砥粒の種類は限定されない。
β.結合剤は、有機質系(フェノール樹脂およびゴム等)を除く。
(注)従来技術においては、砥粒を損傷しない程度に弱いレーザー光で融解,燃焼す るよう、故意に耐熱性の低い有機質系結合剤が多用されたが、有機物を加熱変成させると砥石面が汚損されるので、本発明においては、結合剤も充填剤も一切、 無機質で構成される。
When the fine particles of the filler 6 are selectively removed by irradiating the tissue in the upper half of FIG.
The remaining binder crosslinks are extremely reduced in density (similarly like osteoporosis). When this laser light irradiation is applied lightly locally, the binder cross-linking of the grindstone surface layer partly collapses and dressing is performed,
When this laser irradiation is applied to the entire surface, the abrasive grains on the surface of the grindstone supported by the binder crosslinking fall off and truing is performed.
In the following, four examples will be described. The configuration common to these examples is as follows.
α. The abrasive grains may be any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN. That is, the kind of abrasive grain is not limited.
β. The binder excludes organic materials (phenolic resin, rubber, etc.).
(Note) In the conventional technology, organic binders with low heat resistance were intentionally used to melt and burn with a laser beam that is weak enough not to damage the abrasive grains. In the present invention, both the binder and the filler are made of an inorganic substance.

本発明においては、砥粒が損傷を被らない程度の弱いレーザー光で結合剤架橋が崩壊するように充填剤を添加する。
充填剤の種類によって、レーザー光で崩壊する機構が異なる。
実施例1および実施例2は、レーザー光の照射を受けて気化(蒸発,昇華)する充填剤を用いた例であって、物の発明としてのメインクレームである請求項1に対応する。
そして、請求項1の従属項である請求項2は実施例1に、請求項3は実施例2に、それぞれ対応している。
また、この実施例1,2 は方法の発明としての請求項4および請求項5に対応する。
実施例3は、レーザー光の照射を受けて昇温し、結合剤との熱膨張差によって亀裂を誘発する充填剤を用いた例であって、物の発明としてのメインクレームである請求項6、および、その従属項である請求項7に対応している。
そして、この実施例3は、方法の発明としての請求項6および請求項7に対応する。
実施例4は、物の発明としての請求項10、および、方法の発明としての請求項11に対応している。
In the present invention, a filler is added so that the binder crosslinking is broken by a weak laser beam that does not damage the abrasive grains.
Depending on the type of filler, the mechanism of disintegration with laser light varies.
Example 1 and Example 2 are examples using a filler that is vaporized (evaporated and sublimated) upon irradiation with laser light, and correspond to claim 1 which is a main claim as an invention of a product.
Further, Claim 2 which is a dependent claim of Claim 1 corresponds to Example 1, and Claim 3 corresponds to Example 2.
The first and second embodiments correspond to claims 4 and 5 as the invention of the method.
Example 3 is an example using a filler that is heated by laser light irradiation and induces cracking due to a difference in thermal expansion from the binder, and is a main claim as an invention of a product. , And claim 7 which is a dependent claim thereof.
The third embodiment corresponds to claims 6 and 7 as the invention of the method.
The fourth embodiment corresponds to claim 10 as a product invention and claim 11 as a method invention.

無機質系結合剤の1例として、焼成温度600℃〜800℃、融点1600℃の粘土質結合剤に、融点850℃、蒸発点1487℃のCaの微粉末を添加して焼成した。
焼成作業には格別の考慮を払わず、従来のビトリファイド砥石一般におけると同様に施工した。充填剤の融点が結合剤の焼成温度よりも高いので、別段の問題を生じなかった。
焼成された砥石の表面に、市販のマイクロレーザー加工機を用いてYAGレーザー光を照射した。照射条件は次のとおりである。
レーザー波長: 基本波(1064nm)、第2高調波(532nm)、第3高調 波(355nm)の3種類を順次に照射した。
レーザーエネルギー:0.1〜0.6mJを、6段階に区分して順次に照射した。 パルス幅: 4ns
パルス周波数: 60Hz
As an example of the inorganic binder, fine powder of Ca having a melting point of 850 ° C. and an evaporation point of 1487 ° C. was added to a clay binder having a firing temperature of 600 ° C. to 800 ° C. and a melting point of 1600 ° C., followed by firing.
The firing operation was carried out in the same manner as in conventional vitrified stones without giving special consideration. Since the melting point of the filler was higher than the firing temperature of the binder, no particular problem occurred.
The surface of the fired grindstone was irradiated with YAG laser light using a commercially available microlaser processing machine. Irradiation conditions are as follows.
Laser wavelength: Three types of fundamental wave (1064 nm), second harmonic (532 nm), and third harmonic (355 nm) were sequentially irradiated.
Laser energy: 0.1 to 0.6 mJ was sequentially irradiated in 6 steps. Pulse width: 4ns
Pulse frequency: 60Hz

上記の条件で、YAG第3高調波を20秒間照射したところ、表層部の結合剤架橋の一部分が消失し始め、さらに照射を続けると、次第にチップポケットが形成された。
さらに照射を継続して2分40秒たつと、表層部の砥粒が脱落し始めた(最初の照射開始から3分後)。
この実施例においては、20秒以上3分未満の照射によってドレッシングが行なわれ、3分以上の照射によってツルーイングが行なわれる。
上記の時間は固定されたものではなく、レーザー光の照射を弱めると適正照射時間が伸び、強めると縮む。本発明を実施する場合、レーザー光の強さはレーザー加工機の仕様によって制約されるから、実用可能なレーザー光強さにおける最適照射時間を実験的に求めることが推奨される。
When YAG third harmonic was irradiated for 20 seconds under the above conditions, a part of the binder cross-linking of the surface layer portion disappeared, and further chip pockets were formed as irradiation continued.
When irradiation continued for 2 minutes and 40 seconds, the abrasive grains on the surface layer began to fall off (3 minutes after the start of the first irradiation).
In this embodiment, dressing is performed by irradiation for 20 seconds or more and less than 3 minutes, and truing is performed by irradiation for 3 minutes or more.
The above-mentioned time is not fixed, and when the laser beam irradiation is weakened, the appropriate irradiation time is extended, and when it is strengthened, it is shortened. When practicing the present invention, the intensity of the laser beam is limited by the specifications of the laser processing machine, so it is recommended to experimentally determine the optimum irradiation time at a practical laser beam intensity.

上記実施例の応用例として、前記のCaに代えてMgを充填剤として添加することも可能である。
Mgの融点は650℃蒸発点は1120℃であるから、無機質系砥石の焼成に際して熔融せず、無機質系砥石の耐熱温度以内で蒸発消失する。
これを演繹すると、「結合剤の焼成温度よりも高い融点を有し、かつ結合剤の融点よりも低い蒸発点を有していること」を条件として、適宜のアルカリ土類金属を選定して充填剤として用いることができる。 温度特性だけを見ればRaも適合するが、放射性や毒性や価格を勘案すると到底実用不可能である。
As an application example of the above embodiment, Mg can be added as a filler instead of Ca.
Since Mg has a melting point of 650 ° C. and an evaporation point of 1120 ° C., it does not melt when firing the inorganic grindstone and evaporates and disappears within the heat-resistant temperature of the inorganic grindstone.
When this is deduced, an appropriate alkaline earth metal is selected on the condition that it has a melting point higher than the firing temperature of the binder and an evaporation point lower than the melting point of the binder. It can be used as a filler. If you look only at the temperature characteristics, Ra is also suitable, but it is far from practical use if you consider radioactivity, toxicity, and price.

この実施例2は、充填剤を昇温気化させるという点で前記の実施例1と類似であるが、
結合剤として金属質系結合剤を用い、充填剤として金属ハロゲン化物を用いる。
本例では、焼成温度が650℃〜700℃であり融点が1300℃以上である金属質系結合剤を適用の対象として、FeClを充填剤とした。
この塩化第2鉄の融点は677℃、蒸発点は1026℃であるから、砥石の焼成に別段の問題を生ぜず、該砥石の耐熱性の範囲内で蒸発消失せしめることができる。
上記FeClに代えて、CoClまたはCsFを用いることもでき、同様の作用効
果を奏することができる。
CoClの融点は724℃、蒸発点は1050℃であり、
CsFの融点は703℃、蒸発点は1120℃である。
Example 2 is similar to Example 1 above in that the filler is vaporized at elevated temperature.
A metallic binder is used as the binder, and a metal halide is used as the filler.
In this example, FeCl 2 was used as a filler for a metallic binder having a firing temperature of 650 ° C. to 700 ° C. and a melting point of 1300 ° C. or higher.
Since the melting point of this ferric chloride is 677 ° C. and the evaporation point is 1026 ° C., no particular problem is caused in the firing of the grindstone, and it can be evaporated and disappear within the heat resistance range of the grindstone.
Instead of FeCl 2 , CoCl 2 or CsF can be used, and similar effects can be obtained.
CoCl 2 has a melting point of 724 ° C. and an evaporation point of 1050 ° C.
CsF has a melting point of 703 ° C. and an evaporation point of 1120 ° C.

この実施例3は、無機質系結合剤、金属質系結合剤、または無機質・金属質系混合の結合剤を適用の対象とするもので、これらの結合剤に比して熱膨張係数(線膨張)が1.1倍以上の物質を充填剤として用いる。
さらに具体的な例として、無機質系結合剤の一般的な熱膨張係数を0.5〜5×10ー6/℃として、
熱膨張係数が5×10−6/℃以上であるところのAl(熱膨張係数6〜9×10−6/℃)の微粉末を添加した。 (注)6は、5の1.2倍である。
このように構成した砥石にレーザー光を照射すると、先に述べた実施例1におけると同様に、比較的弱いレーザー光の短時間照射によってドレッシングが行なわれ、比較的強いレーザー光の長時間照射によってツルーイングが行なわれる。
上記のAlに代えて次のような充填剤を用いても、同様の作用効果が得られる(括弧内は熱膨張係数)。BeO(6〜9×10−6/℃)、Cr(5.5〜9×10−6/℃)、MgO(11〜15×10−6/℃)。
In Example 3, an inorganic binder, a metallic binder, or a mixed inorganic / metallic binder is an object of application, and a thermal expansion coefficient (linear expansion) compared to these binders. ) Is 1.1 times or more as a filler.
More specific examples, the general coefficient of thermal expansion of the inorganic-based binders as 0.5 to 5 × 10 over 6 / ° C.,
A fine powder of Al 2 O 3 (thermal expansion coefficient 6-9 × 10 −6 / ° C.) having a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −6 / ° C. or more was added. (Note) 6 is 1.2 times 5
When the grindstone configured as described above is irradiated with laser light, dressing is performed by short-time irradiation with relatively weak laser light, as in the first embodiment, and by long-time irradiation with relatively strong laser light. Truing is performed.
Even if the following filler is used in place of the above Al 2 O 3 , the same effect can be obtained (the coefficient of thermal expansion is in parentheses). BeO (6-9 × 10 −6 / ° C.), Cr 2 O 3 (5.5-9 × 10 −6 / ° C.), MgO (11-15 × 10 −6 / ° C.).

この実施例4は、酸化(燃焼)して気体になる物質の微粒子を結合剤中に分散させる。
単に充填剤を酸化させて除去するだけでは新規性に欠けるが、本実施例4は化学的に単体の炭素を用いるところに新規性が有る。 すなわち、有機物(炭素化合物)をレーザーで加熱して燃焼させると、液体ないし固体の燃焼生成物が発生してツルーイング面,ドレッシング面を汚損することに鑑みて、本実施例は、適当な耐熱性(焼成で熔融しない)を有し、超微粉末にすることが容易で、純粋な単体物質を入手し易い黒鉛、カーボンナノチューブ、またはカーボンナノファイバーを充填剤として用いる。
In Example 4, fine particles of a substance that is oxidized (combusted) to become a gas are dispersed in a binder.
Although the novelty is lacking simply by oxidizing and removing the filler, the present Example 4 is novel in that it uses chemically simple carbon. That is, in view of the fact that when an organic substance (carbon compound) is heated and burned with a laser, a liquid or solid combustion product is generated and the truing surface and the dressing surface are fouled, this embodiment has an appropriate heat resistance. Graphite, carbon nanotubes, or carbon nanofibers are used as fillers that have (not melted by firing), can be easily made into ultrafine powder, and are easily available as pure simple substances.

本実施例に係る炭素微粒子を含む結合剤架橋を有する砥石にレーザー光を照射すると、前記実施例1におけると同様に、比較的弱いレーザー光の短時間照射によってドレッシングが行なわれ、比較的強いレーザー光の長時間照射によってツルーイングが行なわれる。
この実施例4は炭素をレーザー加熱して燃焼させるのであるから、酸化性雰囲気の中で実施すべきは当然であるが、別段の配慮をしなくても、空気中でレーザー光を照射すれば炭素を燃焼させることは容易である。この場合、黒鉛は微粉末にし易くカーボンナノファイバーやカーボンナノチューブは、本来的に超微粉末であって、比表面積が極めて大きいので、これを選択的に燃焼させることが容易である。
When a grindstone having a binder bridge containing carbon fine particles according to this embodiment is irradiated with laser light, dressing is performed by short-time irradiation with a relatively weak laser beam as in the first embodiment, and a relatively strong laser is applied. Truing is performed by long-time irradiation of light.
In Example 4, since carbon is heated by laser and burned, it should be carried out in an oxidizing atmosphere. However, if no special consideration is given, the laser light can be irradiated in the air. It is easy to burn carbon. In this case, graphite is easily made into a fine powder, and carbon nanofibers and carbon nanotubes are inherently ultrafine powder and have a very large specific surface area, so that it can be easily selectively burned.

本発明を実施すると、研削加工用の砥石を容易かつ迅速に、クリーンな作業環境でツルーイングしドレッシングして、これを使用に供し得る状態ならしめることができ、研削機器産業の発展に貢献するところ多大である。
When the present invention is carried out, the grinding wheel for grinding can be easily and quickly trued and dressed in a clean work environment to make it ready for use, which contributes to the development of the grinding equipment industry. It is a great deal.

本発明の基本的な原理を説明するために示したもので、本発明に係る研削砥石の1実施例を描いた模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is shown in order to demonstrate the basic principle of this invention, and is the schematic diagram which drew one Example of the grinding stone concerning this invention. 研削砥石の一般的な構造を示した模式図であって、(A)は正常な状態を、(B)は目づまりした状態を、(C)は目こぼれした状態を、(D)は目つぶれした状態を、それぞれ描いてある。It is the schematic diagram which showed the general structure of the grinding wheel, (A) is a normal state, (B) is a clogged state, (C) is a spilled state, (D) is a Each collapsed state is drawn.

符号の説明Explanation of symbols

1…砥石車、2…砥粒、2A…脱落した砥粒、2B…摩耗した砥粒、3…結合剤(結合剤で形成された架橋)、4…気孔、5…切粉、6…充填剤。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Grinding wheel, 2 ... Abrasive grain, 2A ... Dropped abrasive grain, 2B ... Worn abrasive grain, 3 ... Binder (crosslinking formed with binder), 4 ... Pore, 5 ... Chip, 6 ... Filling Agent.

Claims (11)

「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、
多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された光学顕微鏡組織を有する砥石において、
前記の砥粒と結合剤との調合に充填剤が添加されていて、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子が分散しており、
上記充填剤の融点が、砥石の焼成温度よりも高く、
かつ該充填剤がレーザー光の照射を受けたとき、前記結合剤の融点未満の温度で蒸発し、もしくは昇華する物質であることを特徴とする、レーザーツルーイング・ドレッシング用の砥石。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
It is made by firing raw materials prepared with “inorganic, metallic, or inorganic / metallic mixed binder”
In a grindstone having an optical microstructure in which a number of abrasive grains are cross-linked with each other by a binder,
A filler is added to the formulation of the abrasive and the binder, and the fine particles of the filler are dispersed in the binder crosslinking.
The melting point of the filler is higher than the firing temperature of the grindstone,
A grindstone for laser truing / dressing, wherein the filler is a substance that evaporates or sublimates at a temperature lower than the melting point of the binder when irradiated with laser light.
前記の結合剤が無機質系結合剤であって、その焼成温度が600℃〜800℃であり、
その融点が1600℃よりも高く、
かつ、前記の充填剤がアルカリ土類金属、望ましくはCa,またはMgであって、
該充填剤の融点が前記結合剤の焼成温度よりも高く、かつ該充填剤の蒸発点が前記結合剤の融点よりも低いことを特徴とする、請求項1に記載したレーザーツルーイング・ドレッシング用の砥石。
The binder is an inorganic binder, and the firing temperature is 600 ° C. to 800 ° C.,
Its melting point is higher than 1600 ° C,
And the filler is an alkaline earth metal, preferably Ca or Mg,
The laser truing dressing according to claim 1, wherein the melting point of the filler is higher than the baking temperature of the binder, and the evaporation point of the filler is lower than the melting point of the binder. Whetstone.
前記の結合剤が金属質系結合剤であって、その焼成温度が650℃〜700℃であり、
その融点が1300℃よりも高く、
かつ、前記の充填剤が金属のハロゲン化物、望ましくはFeCl、CoCl,または CsClであって、
該充填剤の融点が前記結合剤の焼成温度よりも高く、かつ該充填剤の蒸発点が前記結合剤の融点よりも低いことを特徴とする、請求項1に記載したレーザーツルーイング・ドレッシング用の砥石。
The binder is a metallic binder, and the firing temperature is 650 ° C. to 700 ° C.,
Its melting point is higher than 1300 ° C,
And the filler is a metal halide, preferably FeCl 2 , CoCl 2 , or CsCl 2 ,
The laser truing dressing according to claim 1, wherein the melting point of the filler is higher than the baking temperature of the binder, and the evaporation point of the filler is lower than the melting point of the binder. Whetstone.
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してドレッシングする方法において、
前記の砥粒と結合剤との調合に、予め充填剤を添加して、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
砥石の被加工面に、比較的弱いレーザー光を比較的短時間照射して、結合剤の中の充填剤を気化せしめて除去し、充填剤が消失した跡のキャビティによってチップポケットを形成することを特徴とする、レーザードレッシング方法。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
A grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked by a binder, which is made by firing raw materials formulated with "inorganic, metallic, or inorganic / metallic mixed binders". In the method of dressing by irradiating laser light,
In the preparation of the abrasive grains and the binder, a filler is added in advance, and the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking.
A relatively weak laser beam is irradiated on the work surface of the grindstone for a relatively short time to vaporize and remove the filler in the binder, and a chip pocket is formed by the cavity where the filler has disappeared. A laser dressing method characterized by.
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された光学顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してツルーイングする方法において、
前記の砥粒と結合剤との調合に、予め充填剤を添加して、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
砥石の被加工面に比較的強いレーザー光を比較的長時間照射して、結合剤の中の充填剤を気化せしめることにより該結合剤の架橋を破壊し、砥石表層部の砥粒を脱落させて除去することを特徴とする、レーザーツルーイング方法。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
A grindstone having an optical microscope structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked with each other by firing a raw material prepared by blending "inorganic, metallic, or inorganic / metallic mixed binder" In a method of truing by irradiating a laser beam on
In the preparation of the abrasive grains and the binder, a filler is added in advance, and the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking.
By irradiating the processing surface of the grindstone with a relatively strong laser beam for a relatively long time to vaporize the filler in the binder, the crosslinking of the binder is broken, and the abrasive grains on the surface of the grindstone fall off. Laser truing method, characterized in that it is removed by
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石において、
前記の砥粒と結合剤との調合に充填剤が添加されていて、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子が分散しており、
かつ,上記充填剤の熱膨張係数(線膨張)が前記結合剤の熱膨張係数に比して1.1倍以上であることを特徴とする、レーザーツルーイング・ドレッシング用の砥石。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
In a grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked by a binder, which is obtained by firing a raw material prepared by blending "inorganic, metallic or inorganic / metallic mixed binder" ,
A filler is added to the formulation of the abrasive and the binder, and the fine particles of the filler are dispersed in the binder crosslinking.
A grindstone for laser truing / dressing, wherein the thermal expansion coefficient (linear expansion) of the filler is 1.1 times or more that of the binder.
前記の結合剤が無機質系結合剤であり、
かつ前記の充填剤が金属酸化物、望ましくはAl、BeO、Cr、またはMgOであって、
上記の充填剤を含む結合剤架橋がレーザー光の照射を受けて昇温すると、熱膨張の差によって該結合剤架橋が破壊されるようになっていることを特徴とする、請求項6に記載したレーザーツルーイング・ドレッシング用の砥石。
The binder is an inorganic binder;
And the filler is a metal oxide, preferably Al 2 O 3 , BeO, Cr 2 O 3 , or MgO,
7. The binder cross-linkage according to claim 6, wherein the binder cross-linkage containing the filler is broken by a difference in thermal expansion when the temperature is raised by irradiation with laser light. Whetstone for laser truing dressing.
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、又は無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された光学顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してドレッシングする方法において、
予め、前記結合剤に比して熱膨張係数(線膨張)が1.1倍以上の充填剤を添加して焼成することにより、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
比較的に弱いレーザー光を砥石に照射して「充填剤を含む結合剤」の表層を昇温させ、
熱膨張の差により結合剤架橋に微小な亀裂を発生させて、砥石表層の結合剤架橋を除去し、結合剤架橋が消失した跡のキャビティによってチップポケットを形成することを特徴とする、レーザードレッシング方法。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
Laser light is applied to a grindstone having an optical microscope structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked by a binder, which is made by firing a raw material prepared by blending “inorganic or inorganic / metallic mixed binder”. In the method of dressing by irradiation,
In advance, by adding a filler having a thermal expansion coefficient (linear expansion) of 1.1 times or more compared to the binder and firing, the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking,
Irradiate the grinding wheel with a relatively weak laser beam to raise the temperature of the surface layer of the “binding agent containing filler”
Laser dressing characterized in that a minute crack is generated in the binder bridge due to a difference in thermal expansion, the binder bridge on the grinding wheel surface layer is removed, and a chip pocket is formed by a cavity where the binder bridge has been lost. Method.
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、又は無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してツルーイングする方法において、
予め、前記結合剤に比して熱膨張係数(線膨張)が1.1倍以上の充填剤を添加して焼成することにより、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
比較的に強いレーザー光を砥石に照射して「充填剤を含む結合剤」を昇温させ、
熱膨張の差によって砥石表層部の結合剤架橋を破壊し、該結合剤架橋で支持されていた砥粒を脱落させることを特徴とする、レーザーツルーイング方法。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
Laser light is applied to a grindstone that has a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked by a binder, which is made by firing raw materials formulated with "inorganic or inorganic / metallic mixed binder" In the truing method,
In advance, by adding a filler having a thermal expansion coefficient (linear expansion) of 1.1 times or more compared to the binder and firing, the filler fine particles are dispersed in the binder crosslinking,
Irradiate a relatively strong laser beam to the grindstone to raise the temperature of the “binder containing filler”,
A laser truing method characterized by destroying the binder cross-linking of the grindstone surface layer portion due to a difference in thermal expansion and dropping off the abrasive grains supported by the binder cross-linking.
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、 多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石において、
前記の結合剤に「酸化性雰囲気中で加熱されると酸化して気体になる物質」望ましくは黒鉛、カーボンナノチューブ、またはカーボンナノファイバーから成る充填剤が添加されていて、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子が分散していることを特徴とする、レーザーツルーイング・ドレッシング用の砥石。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
In a grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked by a binder, which is made by firing a raw material prepared by blending "inorganic, metallic, or inorganic / metallic mixed binder" ,
A “substance that oxidizes and becomes a gas when heated in an oxidizing atmosphere” is added to the binder, preferably a filler made of graphite, carbon nanotubes, or carbon nanofibers. A grindstone for laser truing / dressing, characterized in that fine particles of filler are dispersed.
「アルミナ質系、炭化珪素質系、ダイヤ、もしくはCBNの何れかを含む砥粒」と、
「無機質系、金属質系、もしくは無機質系・金属質系混合の結合剤」とを調合した原料を焼成して成り、多数の砥粒が結合剤によって相互に架橋された顕微鏡組織を有する砥石にレーザー光を照射してツルーイング、および/またはドレッシングする方法において、前記の砥粒と結合剤との調合に、予め「酸化されて気体となる充填剤」望ましくは黒鉛、カーボンナノチューブ、またはカーボンナノファイバーを添加して、結合剤架橋の中に充填剤の微粒子を分散させておき、
砥石の被加工面に比較的強いレーザー光を照射して、架橋結合剤の中の充填剤を酸化せしめて除去することにより結合剤の架橋を破壊し、砥石表層部の砥粒を脱落せしめてツルーイングし、
および/または、比較的弱いレーザー光を照射して、架橋結合剤中の充填剤を酸化させて除去することにより、除去された充填剤の跡のキャビティによりチップポケットを形成させてドレッシングすることを特徴とする、レーザーツルーイング・ドレッシング方法。
"Abrasive grains containing any of alumina-based, silicon carbide-based, diamond, or CBN"
A grindstone having a microscopic structure in which a large number of abrasive grains are cross-linked by a binder, which is made by firing raw materials formulated with "inorganic, metallic, or inorganic / metallic mixed binders". In the method of truing and / or dressing by irradiating a laser beam, the “a filler that is oxidized to become a gas” in advance, preferably graphite, carbon nanotubes, or carbon nanofibers in the preparation of the abrasive grains and the binder. To disperse the filler fine particles in the binder cross-linkage,
By irradiating the processing surface of the grindstone with a relatively strong laser beam, the filler in the cross-linking binder is oxidized and removed to destroy the cross-linking of the binder, causing the abrasive grains on the surface of the whetstone to fall off. Truing and
And / or by irradiating a relatively weak laser beam to oxidize and remove the filler in the cross-linking agent, thereby forming a chip pocket by the cavity of the trace of the removed filler and dressing. Characteristic laser truing dressing method.
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