JP2007021653A - Resin bond grinding wheel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レジンボンド砥石及びその製造方法であって、特に超砥粒を顆粒状としたレジンボンド砥石とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a resin bond grindstone and a method for producing the same, and particularly to a resin bond grindstone in which superabrasive grains are granulated and a method for producing the same.
従来、超硬合金、セラミックス、ガラス、シリコンなどの硬脆材料や高速度鋼などの鉄鋼材料からなる各種ワークの研削や研磨のために、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素(CBN)からなる超砥粒をフェノール樹脂により固めたレジンボンド砥石が用いられている。このようなフェノール樹脂を結合材とする一般的なレジンボンド砥石では、砥粒の保持において弾性が乏しいためにワーク表面からの負荷変動を吸収できず、精密な表面加工が困難であり、また、弾性力を付与するには、添加される有機質、無機質、金属質などの各種のフィラーの種類と添加量により調整せざるを得なかった。また、特許文献1に記載の発明においては、フェノール樹脂に替えて、液状のエポキシ樹脂等を用い、これによって砥粒を固めて高い気孔率と大きな弾性を有する構成とすることで、被加工物の凹部にまで砥粒が入り込んで精緻な表面加工を行うことができるものとしている。
しかし、特許文献1のものでは、硬化したエポキシ樹脂が大きな弾性を備えることから、砥粒を弾性的に保持することはできるが、砥石全体としての形状維持機能が低下することとなり、特に、ワークの面取り加工などの総形研削のように砥石の形状保持が強く要求されるものにおいては、十分な仕上げ加工面を得ることができなかった。そのため、本発明者等は、砥粒の保持については弾性を持たせるとともに、砥石全体としての形状維持機能を確保するには、砥粒を弾性の大きな樹脂で固めた多数の顆粒とし、これを相対的に弾性の小さな樹脂でさらに固めた砥石とすることにより、砥粒を弾性的に保持するとともに、砥石全体の形状維持機能も備えることができるという知見を得たものである。さらに、顆粒を構成する結合材として種々の樹脂について検討を行った結果、砥粒の保持や顆粒同士を固める母材となる樹脂との接着性等において、熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とすることが最も優れており、しかも、熱硬化性のエポキシ樹脂であれば、他の熱硬化性樹脂をフィラーとして混合することにより簡易に弾性力を所定の大きさに設定することができるという知見を得て、本発明に至ったものである。
However, in the thing of
すなわち、本発明は、従来技術の上記問題を解決するためになされたものであり、砥粒を弾性的に保持するとともに、砥石全体の形状維持機能も備えることができ、精緻な加工面とすることのできるレジンボンド砥石及びその製造方法を提供することを目的とする。 That is, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can hold the abrasive grains elastically and can also have a function of maintaining the shape of the entire grindstone, thereby providing a precise processed surface. An object of the present invention is to provide a resin bond grindstone that can be used and a method for producing the same.
このような目的を達成するために、本発明のレジンボンド砥石は、多数の超砥粒を熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とする結合材により固めて構成される多数の顆粒が、顆粒を構成する樹脂よりも弾性の小さな熱硬化性樹脂により固められていることを特徴とする。この砥石によれば、超砥粒が顆粒を構成する弾性の大きな樹脂により弾性的に保持されることで、加工時にワークの微細な凹凸表面にも追随することができるとともに、ワークから砥粒に作用する負荷を弾性変形によって吸収することができる。同時に顆粒を固める弾性の小さな樹脂により砥石全体の形状を維持する機能も備えている。また、顆粒を構成する樹脂を熱硬化性のエポキシ樹脂としたことにより、顆粒同士を固める母材となる熱硬化性樹脂との接着性を高めることができる。さらに、本件発明では、エポキシ樹脂を使用することから、エポキシ樹脂と他の熱硬化性の樹脂とを混合することにより、超砥粒を固める結合材としての樹脂の弾性や砥粒の保持力を容易に設定することも可能となる。 In order to achieve such an object, the resin bond grindstone of the present invention has a large number of granules formed by solidifying a large number of superabrasive grains with a binder mainly composed of an epoxy resin that is a thermosetting resin. It is characterized by being hardened by a thermosetting resin having a smaller elasticity than the resin constituting the granules. According to this grindstone, the superabrasive grains are elastically held by the highly elastic resin constituting the granules, so that it is possible to follow the fine uneven surface of the workpiece during processing, and from the workpiece to the abrasive grains. The acting load can be absorbed by elastic deformation. At the same time, it has a function of maintaining the shape of the entire grindstone with a small elastic resin that hardens the granules. Moreover, the adhesiveness with the thermosetting resin used as the preform | base_material which solidifies granules can be improved by using resin which comprises a granule as the thermosetting epoxy resin. Further, in the present invention, since an epoxy resin is used, the elasticity of the resin as a binding material that hardens the superabrasive grains and the holding power of the abrasive grains can be obtained by mixing the epoxy resin and another thermosetting resin. It can also be set easily.
また、顆粒の平均粒径を0.3〜2mmとした場合は、砥粒保持の弾性力と全体形状維持のバランスがとれたものとなり、また、砥石の製造も容易となる。 Moreover, when the average particle diameter of the granules is 0.3 to 2 mm, the balance between the elastic force for holding the abrasive grains and the maintenance of the overall shape is achieved, and the manufacture of the grindstone is facilitated.
さらに、製造方法を、多数の超砥粒及び液状の熱硬化性エポキシ樹脂を主成分として混練する工程と、この混練したものをスクリーンを通して押し出す工程と、このスクリーンを通過したものに熱を加えて硬化して顆粒を形成する工程と、成形後の弾性が前記顆粒を形成する樹脂よりも小となる熱硬化性樹脂と前記顆粒とを混合する工程と、この混合物を焼結、成形する工程とを含む製造方法とした場合、多数の超砥粒及び液状の熱硬化性エポキシ樹脂を主成分として混練したものをスクリーンを通して押し出す操作により、焼結前の粘土状の混合物をスクリーンの目を基準として造粒、整粒が行われることになり、これに熱を加えて硬化して顆粒を形成して母材となるべき熱硬化性樹脂と混合して、焼成、成形するだけで、所定の粒度範囲の顆粒状のレジンボンド砥石を容易に製造することが可能となる。 Further, the manufacturing method includes a step of kneading a large number of superabrasive grains and a liquid thermosetting epoxy resin as main components, a step of extruding the kneaded material through a screen, and applying heat to the material that has passed through the screen. A step of curing to form a granule, a step of mixing the granule with a thermosetting resin whose elasticity after molding is smaller than that of the resin forming the granule, and a step of sintering and molding the mixture. When the manufacturing method includes a mixture of a large number of superabrasive grains and a liquid thermosetting epoxy resin as a main component, the mixture is extruded through a screen, and the clay-like mixture before sintering is used as a reference for the screen eyes. Granulation and sizing are performed, and heat is applied to this to form a granule, which is mixed with a thermosetting resin that should be used as a base material, fired, and molded. range It is possible to easily manufacture the granular resin bond grinding stone.
本発明によれば、被加工物の表面粗さを向上させることができ、寿命を向上させることのできるレジンボンド砥石及びその製造方法を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surface roughness of a workpiece can be improved and the resin bond grindstone which can improve a lifetime, and its manufacturing method can be provided.
以下、図面に基づいて、本発明によるレジンボンド砥石及びその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明による実施形態のレジンボンド砥石の構成を示す図である。レジンボンド砥石1は、多数の顆粒2とこの顆粒2を母材5となるフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で固めた構成となっている。それぞれの顆粒2は、ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素(CBN)からなる多数の超砥粒3が、熱硬化性樹脂である液状エポキシ樹脂を主成分として硬化された結合材4で固められている。超砥粒の粒度は、好ましくは、80メッシュから3000メッシュの間のものが、用途によって選択される。顆粒のサイズは、0.3〜2mmである。砥粒の混合割合は、好ましくは、母材5も含めての集中度で25(6.25容量%)〜150(27.5容量%)である。母材5を形成する主成分となる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂以外でも、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の他の樹脂も使用可能であるが、エポキシ樹脂を主成分として形成される結合材4よりも、母材5としての弾性が小さいものであることが必要である。
Hereinafter, preferred embodiments of a resin bond grindstone and a method for producing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a resin bond grindstone according to an embodiment of the present invention. The
次に、レジンボンド砥石1の製造方法を説明する。80メッシュ以下の所定粒度の超砥粒と、結合材4の主成分となる液状エポキシ樹脂及びその硬化剤、他の熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂粉体、無機質や金属質などの通常用いられるフィラーを混合し、粘土状になるように混練する。混合の割合としては、結合材4となるものの合計を100%としたときに、主成分である液状エポキシ樹脂及びその硬化剤が50〜85%、他の熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂粉体等が5%以下、残りがフィラーである。このように混練したものを、1mm程度のスクリーンによって裏ごしする。これによって、粘土状の粒に造粒されるとともに、粒度が1mm程度のものに整粒されたものが得られる。これに、120℃程度の熱を加えて硬化させ、次に機械的にほぐすことにより、顆粒を得ることができる。この顆粒を、母材5となるべき熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂粉体又はエポキシ樹脂粉体と混合する。混合割合については、結合材4となるべき材料の合計を100容量%としたときに、母材5となるべき熱硬化性樹脂粉体は30容量%とする。この混合体を、金型に入れて約160℃で焼結する。こうして、レジンボンド砥石1が得られる。
以上のような本実施形態にあっては、レジンボンド砥石1において、超砥粒3が顆粒2を構成する弾性の大きな樹脂から成る結合材4により弾性的に保持されていることから、ワークの加工時にワーク表面の微細な凹凸表面にも追随することができるとともに、ワークから砥粒3に作用する負荷を弾性変形によって吸収することができる。同時に顆粒2を固める弾性の小さな樹脂から成る母材5により砥石全体の形状を維持する機能も備えている。また、顆粒2を構成する樹脂を熱硬化性のエポキシ樹脂としたことにより、顆粒2を固める母材5となる熱硬化性樹脂との接着性を高めることができる。さらに、エポキシ樹脂を使用することから、エポキシ樹脂と他の熱硬化性の樹脂粉体とを混合することにより、超砥粒3を固める結合材4としての樹脂の弾性や超砥粒3の保持力を容易に設定することも可能となる。
Next, the manufacturing method of the
In the present embodiment as described above, in the
また、顆粒2の平均粒径を0.3〜2mmとするのは、これより粒径が小さいとスクリーンにより造粒、整粒して製造するのが困難であり、また、超砥粒を弾性的に保持することが十分できない。また、これよりも粒径が大きいと、レジンボンド砥石1の大きさに対して顆粒2が相対的に大きくなり、母材5の機能が相対的に小となり過ぎて、砥石の形状維持が不十分となる。したがって、顆粒2のサイズを0.3〜2mmとすることで、砥粒保持の弾性力と全体形状維持のバランスのとれたものとなり、砥石の製造も容易となる。
The average particle size of the
さらに、レジンボンド砥石1の製造において、多数の超砥粒3及び液状の熱硬化性エポキシ樹脂を主成分として混練したものをスクリーンを通して押し出す操作により、焼結前の粘土状の混合物をスクリーンの目を基準として造粒、整粒が行われることになり、これに熱を加えて硬化して顆粒を形成して母材となるべき熱硬化性樹脂と混合して、焼成、成形するだけで、所定の粒度範囲の顆粒状のレジンボンド砥石を容易に製造することが可能となる。
Further, in the production of the
本実施形態においては、結合材の形成において、フェノール樹脂粉体を添加したが、他の熱硬化性樹脂を加えてもよく、また、液状エポキシ樹脂単独でもよい。また、各種材料の混合割合も、上記のものに限られず、加熱温度も材料に合わせて適宜設定されればよいものである。 In this embodiment, the phenol resin powder is added in the formation of the binder, but another thermosetting resin may be added, or a liquid epoxy resin alone may be used. Further, the mixing ratio of various materials is not limited to the above, and the heating temperature may be appropriately set according to the material.
以下、実施例について説明する。
実施例1
上記のとおりの実施の形態で説明したレジンボンド砥石の製造方法において、母材5となる熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂粉体を用い、600メッシュの超砥粒の混合割合を集中度75となるようにして、面取り用レジンボンド砥石を製造した。図2に示すように、面取り用ホイールAにおける台金Bの周囲に取り付けられる上記のとおりに製造されたレジンボンド砥石Cにより、液晶ガラスGの面取り仕上げ加工を行った。また、比較例として、従来のフェノール樹脂により超砥粒を固めたレジンボンド砥石による加工結果と比較を行った。加工条件は、ホイール周速度が1320m/分、送り速度が4.5m/分、切り込みが0.005mm、切り込み回数はガラス1枚について50回を3枚分行った計150回である。その結果、ホイールの摩耗については、従来品では摩耗高さが5μmであったのに対し、実施例1では2μmであった。また、砥石の切れ味を示す法線研削抵抗については、従来品では加工距離30m程度から低下するのに対し、実施例1では加工距離が40mを越してもほぼ25Nを維持した。
実施例2
上記の実施例1と同様ではあるが、砥粒の集中度を50としたとしたレジンボンド砥石を、ガラスの表面加工用の研削工具として製造し、青板ガラスの表面加工を行った。また、比較例として、従来のフェノール樹脂により超砥粒を固めたレジンボンド砥石による加工結果と比較を行った。加工条件は、ホイール周速度が1020m/分、送り速度が手動で300mm/分、切り込みが0.05〜0.06mmである。その結果、表面粗さについて、従来品では、Ra(中心線平均粗さ)が約0.06μmであったのに対し、実施例2では約0.03μmであった。
Examples will be described below.
Example 1
In the manufacturing method of the resin bond grindstone explained in the embodiment as described above, an epoxy resin powder is used as the thermosetting resin to be the
Example 2
Although it is the same as that of said Example 1, the resin bond grindstone which made the concentration degree of the abrasive grain 50 was manufactured as a grinding tool for surface processing of glass, and surface processing of the blue plate glass was performed. In addition, as a comparative example, a comparison was made with a processing result using a resin bond grindstone in which superabrasive grains were hardened with a conventional phenol resin. The processing conditions are a wheel peripheral speed of 1020 m / min, a feed speed of 300 mm / min manually, and a cutting depth of 0.05 to 0.06 mm. As a result, the surface roughness Ra (center line average roughness) of the conventional product was about 0.06 μm, while that of Example 2 was about 0.03 μm.
1‥レジンボンド砥石、2‥顆粒、3‥超砥粒、4‥結合材、5‥母材、A‥面取り用ホイール、B‥台金、C‥レジンボンド砥石、G‥ガラス板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記顆粒を構成する樹脂よりも弾性の小さな熱硬化性樹脂により固められていることを特徴とするレジンボンド砥石。 A large number of granules composed of a large number of superabrasive grains solidified by a binder mainly composed of an epoxy resin, which is a thermosetting resin,
A resin-bonded grindstone characterized in that it is hardened with a thermosetting resin having a smaller elasticity than the resin constituting the granules.
この混練したものをスクリーンを通して押し出す工程と、
このスクリーンを通過したものに熱を加えて硬化させて顆粒を形成する工程と、
成形後の弾性が前記顆粒を形成する樹脂よりも小となる熱硬化性樹脂と前記顆粒とを混合する工程と、
この混合物を焼結、成形する工程とを含むレジンボンド砥石の製造方法。 Kneading a large number of superabrasive grains and a liquid thermosetting epoxy resin as main components;
Extruding the kneaded material through a screen;
A step of applying heat to the material that has passed through the screen and curing it to form granules;
A step of mixing the granules with a thermosetting resin whose elasticity after molding becomes smaller than the resin forming the granules;
A method for producing a resin bond grindstone, comprising a step of sintering and molding the mixture.
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