JP2014108477A - 回転砥石及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レジノイド砥石やファイバーデイスクに比して研削性能を高めた回転砥石を提示する。
【解決手段】砥粒８を熱硬化性樹脂で結合してなる基板２の片面に樹脂コート層１１が設けられ、樹脂コート層１１に基板の砥粒と同一または異なる砥粒１２（粒度は基板の砥粒よりも細目）が植え込まれ、砥粒１２が樹脂コート層１１から突き出ている。これにより、基板の強度が高められ、砥石先端部での研削が可能になる。砥粒が突き出ているため、研削性能が向上する。
【選択図】図２
【解決手段】砥粒８を熱硬化性樹脂で結合してなる基板２の片面に樹脂コート層１１が設けられ、樹脂コート層１１に基板の砥粒と同一または異なる砥粒１２（粒度は基板の砥粒よりも細目）が植え込まれ、砥粒１２が樹脂コート層１１から突き出ている。これにより、基板の強度が高められ、砥石先端部での研削が可能になる。砥粒が突き出ているため、研削性能が向上する。
【選択図】図２
Description
本発明は、回転砥石及びその製造方法に関する。
回転砥石として、従来よりオフセット型のレジノイド砥石が知られている。これは、砥粒の結合剤（バインダ）として熱硬化性樹脂を用いたものである。また、別の回転砥石の一例が特許文献１に記載されている。それは、ドーナツ盤状の裏材と、この裏材の片面に設けた研削層とを備え、その裏材がファイバーで形成されていることから、ファイバーディスクと呼ばれている。その研削層は、裏材に塗布された樹脂コート層と、この樹脂コート層に部分的に埋め込まれたアルミナ砥粒とを備え、砥粒の表面はサイズコートで覆われている。
上記ファイバーディスクは、砥粒が樹脂コート層から部分的に突出した状態になっているため、レジノイド砥石に比べて高い研削性能を有するが、その使用にはいくつかの制限がある。すなわち、ファイバーディスクは、裏材が柔軟なファイバーで形成されていることから、グラインダーへの取り付けにバックアップパッドが別に必要になるとともに、ディスク先端部での溝加工研削等ができず、さらには、ワークの切断にも使用することができない。また、ファイバーディスクでは、通常の研削においても、その研削層が摩滅して裏材が露出する状態になると、研削性能が大きく低下し、使用できなくなる。
そこで、本発明は、ファイバーディスクが有する上記問題を解決した研削性能が高い新規な回転砥石を提供する。
ここに提示する回転砥石は、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層が設けられ、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の、又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒が植え込まれ、該砥粒が樹脂コート層から突き出ていることを特徴とする。
このような回転砥石であれば、その研削面では多数の砥粒が樹脂コート層から突き出ているから、高い研削性能が得られる。そして、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を採用しているから、回転砥石の強度が高くなる。よって、砥石先端部（周縁部）での研削が可能になり、ワークの溝加工研削やワークの切断も行なうことができる。しかも、樹脂コート層の砥粒が摩滅して基板が露出する状態になっても、この基板自体が砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなるレジノイド砥石と同様の性能を有するから、研削性能が大きく低下することがない。
本発明の好ましい態様では、上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であることを特徴とする。このことは、研削面の砥粒による凹凸が大きいこと、砥粒の先端が平滑でなく尖り気味であることを意味する。従って、砥粒一粒当たりの研削圧が高く、被研削面に対する食い込みが大きくなり、研削性能の向上に有利になる。すなわち、研削面の摩耗量を抑えながら、研削量を増大させることが可能になる。Ｐｔ／Ｄ比の上限は例えば２．０程度とすればよい。
本発明の好ましい態様では、上記基板の砥粒の粒度が、上記樹脂コート層に植え込まれている砥粒の粒度に比べて細目であることを特徴とする。これにより、樹脂コート層の砥粒の摩滅によって基板が露出する状態になったとき、被研削材の研削面が荒くなることが避けられ、さらには平滑な仕上がりが得られる。
また、ここに提示する回転砥石の製造方法は、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を成形する工程と、上記基板の片面に液状樹脂コート層を形成する工程と、上記基板の砥粒と同一の、又は上記基板の砥粒とは異なる砥粒を上記液状樹脂コート層に植え込まれた状態に設ける工程と、上記液状樹脂を加熱硬化させる工程とを備えていることを特徴とする。
これにより、上述の、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層が設けられ、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒が植え込まれ、該砥粒が樹脂コート層から突き出ている回転砥石を得ることができる。
本発明によれば、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層を設け、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒を植え込むことにより、該砥粒が樹脂コート層から突き出た状態にしているから、高い研削性能が得られ、また、砥石強度が高くなるから、回転砥石先端部での研削が可能になり、ワークの溝内面の研削やワークの切断も行なうことができる。しかも、樹脂コート層の砥粒が摩滅して基板が露出する状態になっても、研削性能が大きく低下することがない。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
＜回転砥石の構成＞
図１に示す本実施形態に係る回転砥石１において、２は基板、３は基板２に設けられた研削層である。
図１に示す本実施形態に係る回転砥石１において、２は基板、３は基板２に設けられた研削層である。
基板２は、ドーナツ盤状になった環状部４と、環状部４の内周縁に続いて軸心方向にオフセットした（片寄った）中央のオフセット部５とを有するオフセット型になっている。オフセット部５の中心にはグラインダの回転軸に対する取付孔６が設けられている。取付孔６は芯金７で補強されている。基板２は、図２に示すように多数の砥粒８を結合剤としての熱硬化性樹脂で結合してなり、且つ無機充填材を含有する。また、基板２は、その全面にわたって設けられた荒目のガラスクロスよりなる補強材９，９によって補強されている。
研削層３は、基板２の環状部４の片面（反オフセット側の面）を全面にわたって覆うように設けられている。この研削層３は、上記環状部４の片面を全面にわたって覆うように設けられた熱硬化性樹脂よりなる樹脂コート層１１と、この樹脂コート１１に植え込まれた多数の砥粒１２とを備えてなる。各砥粒１２は、その一部が樹脂コート層１１より突き出している。
なお、図２では樹脂コート層１１を二層に描いているが、樹脂コート層１１は必ずしも二層に分かれているわけではない。後述する製造方法の説明で明らかになるが、樹脂コート層１１が環状部４の片面に塗布する液状樹脂材と砥粒１２を被覆する樹脂とによって形成されている関係で、便宜上二層に描いている。また、図示は省略しているが、各砥粒１２の樹脂コート層１１から突き出た部分は、無機充填材を含有する薄い樹脂膜で覆われている。
基板２の砥粒８の好ましい例としては、アルミナ砥粒、炭化ケイ素砥粒等があげられ、研削層３の砥粒１２の好ましい例としては、アルミナ砥粒、アルミナ単結晶砥粒、炭化ケイ素砥粒、ジルコニア砥粒等があげられる。好ましいのは、基板２の砥粒８の粒度をＦ７０〜Ｆ９０とし、研削層３の砥粒１２の粒度をＦ３６〜Ｆ８０とすることである。特に、基板２の砥粒８の粒度を研削層３の砥粒１２の粒度よりも細目にすることが好ましい。
研削層３の研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であることが好ましい。
＜回転砥石の製造方法＞
図４は基板２の製造工程を示す。すなわち、砥粒８と液状樹脂１４とを混合することにより、砥粒８の表面を液状樹脂１４で濡らし、その上で、粉末樹脂１５及び無機充填材１６と混合することにより、樹脂被覆砥粒１７を得る。液状樹脂１４及び粉末樹脂１５は熱硬化性樹脂であり、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。無機充填材１６としては、硫化鉄、硫酸カリウム、クリオライト、酸化カルシウム、塩化カリウム等をあげることができる。
図４は基板２の製造工程を示す。すなわち、砥粒８と液状樹脂１４とを混合することにより、砥粒８の表面を液状樹脂１４で濡らし、その上で、粉末樹脂１５及び無機充填材１６と混合することにより、樹脂被覆砥粒１７を得る。液状樹脂１４及び粉末樹脂１５は熱硬化性樹脂であり、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。無機充填材１６としては、硫化鉄、硫酸カリウム、クリオライト、酸化カルシウム、塩化カリウム等をあげることができる。
上記樹脂被覆砥粒１７及び補強材９を基板成形用の下型１８にセットし、上型１９で加圧する。この場合、１枚の補強材９を下型１８に載せ、その上から上記樹脂被覆砥粒１７を充てんし、さらに、残り１枚の補強材９を樹脂被覆砥粒１７の上に載せて、上下の金型１８，１９で加圧すればよい。これにより、オフセット型の基板材２０を得る。
次いで、図５に示すように、基板材２０をコンベヤ２１で流し、基板材２０の環状部に液状樹脂材２２を塗布し、その上に、樹脂被覆砥粒２３を被いかける。すなわち、液状樹脂１４と無機充填材１６とを混合して液状樹脂材２２とし、この液状樹脂材２２を基板材２０の環状部に塗布することにより、その環状部に液状樹脂コート層を形成する。また、砥粒１２と液状樹脂１４とを混合することにより、砥粒１２の表面を液状樹脂１４で濡らし、その上で、粉末樹脂１５及び無機充填材１６と混合することにより、樹脂被覆砥粒２３を得る。本例の樹脂被覆砥粒２３は、砥粒１２が液状樹脂１４、粉末樹脂１５及び無機充填材１６によって被覆されてなるものである。この樹脂被覆砥粒２３を基板材２０の環状部の液状樹脂コート層に被いかける。これにより、砥粒１２が樹脂コート層に全面にわたって植え込まれた状態になる。
次いで、基板材２０に余分に付着した液状樹脂材２２及び樹脂被覆砥粒２３を除去し、焼成炉にて液状樹脂１４及び粉末樹脂１５を加熱硬化させる。これにより、回転砥石１が得られる。
＜実施例及び比較例＞
実施例として、研削層３の砥粒１２の粒度が異なる３種類の回転砥石（図１参照）を上記製造方法によって作製した。粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒、Ｆ４６のアルミナ砥粒及びＦ６０のアルミナ砥粒の３種類である。この３種類のいずれも、基板２の砥粒８としては粒度Ｆ８０のアルミナ砥粒を、液状樹脂１４及び粉末樹脂１５としてはフェノール樹脂を、無機充填材１６としてはクリオライトをそれぞれ採用した。
実施例として、研削層３の砥粒１２の粒度が異なる３種類の回転砥石（図１参照）を上記製造方法によって作製した。粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒、Ｆ４６のアルミナ砥粒及びＦ６０のアルミナ砥粒の３種類である。この３種類のいずれも、基板２の砥粒８としては粒度Ｆ８０のアルミナ砥粒を、液状樹脂１４及び粉末樹脂１５としてはフェノール樹脂を、無機充填材１６としてはクリオライトをそれぞれ採用した。
比較例として、砥粒８の粒度が異なる３種類（粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒、Ｆ４６のアルミナ砥粒及びＦ６０のアルミナ砥粒）のオフセット型レジノイド回転砥石を作製した。この３種類のいずれも、液状樹脂１４及び粉末樹脂１５としてはフェノール樹脂を、無機充填材１６としてはクリオライトをそれぞれ採用した。この比較例に係るレジノイド回転砥石は、図４に示す製造方法によって基板材２０を作成し、これを焼成することによって得た。
実施例及び比較例各々の研削面の断面曲線の最大断面高さＰｔをＪＩＳ Ｂ０６０１’０１規格に基いて測定計にて測定した。測定長さは４．０ｍｍ、測定速度は０．３０ｍｍ／ｓである。そして、研削面を構成する砥粒の平均粒径Ｄに対する最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄを求めた。結果を表１に示す。Ｐｔ値は３ヶ所の測定値の平均値である。また、粒度Ｆ３６のケースの実施例の断面曲線を図６に、比較例の断面曲線を図７に示す。
断面曲線によれば、比較例（図７）の研削面には平滑面２５がみられるが、実施例（図）の研削面には平滑面が殆どみられない。比較例の場合は、図４に示す上下の金型１８，１９による加圧時に多くの砥粒が言わば横倒れ状態になって、平滑面２５が多くなっていると考えられる。実施例の場合は、樹脂コート層に植え込まれた砥粒１２を金型で加圧しないから、比較例のような平滑面が殆どみられないと考えられる。
表１によれば、実施例は、比較例に比べて、研削面の砥粒の粒度が同じでも、Ｐｔ／Ｄが大きい。これから、実施例は、研削面の凹凸が大きく、従って、砥粒１２が被研削面を点接触に近い状態で研削することになり、研削性能が高いことがわかる。
[研削性能]
上記砥粒１２として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた実施例砥石、及び上記砥粒８として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた比較例砥石各々の有効使用量までの砥石の累積摩耗量と累積研削量を調べた。この実施例砥石及び比較例砥石は、製法が上述の如く異なるだけで、砥粒、樹脂及び無機充填材の種類及び使用量は互いに同じである。砥石の諸元は表２のとおりである。
上記砥粒１２として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた実施例砥石、及び上記砥粒８として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた比較例砥石各々の有効使用量までの砥石の累積摩耗量と累積研削量を調べた。この実施例砥石及び比較例砥石は、製法が上述の如く異なるだけで、砥粒、樹脂及び無機充填材の種類及び使用量は互いに同じである。砥石の諸元は表２のとおりである。
測定にあたっては、日立工機株式会社製電気ディスクグラインダＧ１０ＳＨ３（１２０００ｒｐｍ）を使用し、被研削材は一般鋼とした。累積摩耗量の結果を表３に示し、累積研削量結果を表４に示す。また、累積摩耗量と累積研削量との関係を図８に示す。
表３によれば、実施例では、研削時間３０分付近から単位研削時間当たりの摩耗量が多くなっている。これは、砥石周縁部では、研削層３が摩滅して基板２による研削に移行したことを示す。しかし、その後においても、単位研削時間当たりの摩耗量は、比較例よりも少ない。
図８によれば、実施例では、砥石周縁部の研削層３が摩滅して基板２が露出した後（累積研削量が５００ｇを越えた後）でも、研削性能は大きくは低下していない。研削層３が摩滅した部位よりも内周側では研削層３が残っており、研削層３が摩滅した外周側では基板２による研削が行なわれ、内周側では研削層３による研削が行なわれるためと考えられる。
そうして、実施例は、比較例に比べて、研削面の摩耗量が少ないにも拘わらず、研削量が多い。表４に記載したように、研削比（砥石摩耗量に対する研削量の比）は、実施例では５３．０であり、比較例は２１．６である。これから、実施例は、研削性能が高いことがわかる。
なお、本発明に係る砥石では、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を採用しているから、砥石強度が高くなっているが、グラインダーへの取り付けのためにバックアップパッドを使用してもよいことはもちろんである。
１ 回転砥石
２ 基板
３ 研削層
８ 基板の砥粒
１１ 樹脂コート層
１２ 研削層の砥粒
２ 基板
３ 研削層
８ 基板の砥粒
１１ 樹脂コート層
１２ 研削層の砥粒
本発明は、回転砥石及びその製造方法に関する。
回転砥石として、従来よりオフセット型のレジノイド砥石が知られている。これは、砥粒の結合剤（バインダ）として熱硬化性樹脂を用いたものである。また、別の回転砥石の一例が特許文献１に記載されている。それは、ドーナツ盤状の裏材と、この裏材の片面に設けた研削層とを備え、その裏材がファイバーで形成されていることから、ファイバーディスクと呼ばれている。その研削層は、裏材に塗布された樹脂コート層と、この樹脂コート層に部分的に埋め込まれたアルミナ砥粒とを備え、砥粒の表面はサイズコートで覆われている。
上記ファイバーディスクは、砥粒が樹脂コート層から部分的に突出した状態になっているため、レジノイド砥石に比べて高い研削性能を有するが、その使用にはいくつかの制限がある。すなわち、ファイバーディスクは、裏材が柔軟なファイバーで形成されていることから、グラインダーへの取り付けにバックアップパッドが別に必要になるとともに、ディスク先端部での溝加工研削等ができず、さらには、ワークの切断にも使用することができない。また、ファイバーディスクでは、通常の研削においても、その研削層が摩滅して裏材が露出する状態になると、研削性能が大きく低下し、使用できなくなる。
そこで、本発明は、ファイバーディスクが有する上記問題を解決した研削性能が高い新規な回転砥石を提供する。
ここに提示する回転砥石は、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層が設けられ、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の、又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒が植え込まれ、該砥粒が樹脂コート層から突き出ており、
上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であることを特徴とする。
上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であることを特徴とする。
このような回転砥石であれば、その研削面では多数の砥粒が樹脂コート層から突き出ているから、高い研削性能が得られる。そして、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を採用しているから、回転砥石の強度が高くなる。よって、砥石先端部（周縁部）での研削が可能になり、ワークの溝加工研削やワークの切断も行なうことができる。しかも、樹脂コート層の砥粒が摩滅して基板が露出する状態になっても、この基板自体が砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなるレジノイド砥石と同様の性能を有するから、研削性能が大きく低下することがない。
また、上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であるということは、研削面の砥粒による凹凸が大きいこと、砥粒の先端が平滑でなく尖り気味であることを意味する。従って、砥粒一粒当たりの研削圧が高く、被研削面に対する食い込みが大きくなり、研削性能の向上に有利になる。すなわち、研削面の摩耗量を抑えながら、研削量を増大させることが可能になる。Ｐｔ／Ｄ比の上限は例えば２．０程度とすればよい。
本発明の好ましい態様では、上記基板の砥粒の粒度が、上記樹脂コート層に植え込まれている砥粒の粒度に比べて細目であることを特徴とする。これにより、樹脂コート層の砥粒の摩滅によって基板が露出する状態になったとき、被研削材の研削面が荒くなることが避けられ、さらには平滑な仕上がりが得られる。
また、ここに提示する回転砥石の製造方法は、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を成形する工程と、上記基板の片面に液状樹脂コート層を形成する工程と、上記基板の砥粒と同一の、又は上記基板の砥粒とは異なる砥粒を上記液状樹脂コート層に植え込まれた状態に設ける工程と、上記液状樹脂を加熱硬化させる工程とを備えて、
上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上となるようにすることを特徴とする。
上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上となるようにすることを特徴とする。
これにより、上述の、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層が設けられ、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒が植え込まれ、該砥粒が樹脂コート層から突き出ており、上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上である回転砥石を得ることができる。
本発明によれば、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層を設け、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒を植え込むことにより、該砥粒が樹脂コート層から突き出た状態にしており、上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であるから、砥粒一粒当たりの研削圧が高く、被研削面に対する食い込みが大きくなり、研削性能の向上に有利になる。すなわち、研削面の摩耗量を抑えながら、研削量を増大させることが可能になる。また、砥石強度が高くなるから、回転砥石先端部での研削が可能になり、ワークの溝内面の研削やワークの切断も行なうことができる。しかも、樹脂コート層の砥粒が摩滅して基板が露出する状態になっても、研削性能が大きく低下することがない。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
＜回転砥石の構成＞
図１に示す本実施形態に係る回転砥石１において、２は基板、３は基板２に設けられた研削層である。
図１に示す本実施形態に係る回転砥石１において、２は基板、３は基板２に設けられた研削層である。
基板２は、ドーナツ盤状になった環状部４と、環状部４の内周縁に続いて軸心方向にオフセットした（片寄った）中央のオフセット部５とを有するオフセット型になっている。オフセット部５の中心にはグラインダの回転軸に対する取付孔６が設けられている。取付孔６は芯金７で補強されている。基板２は、図２に示すように多数の砥粒８を結合剤としての熱硬化性樹脂で結合してなり、且つ無機充填材を含有する。また、基板２は、その全面にわたって設けられた荒目のガラスクロスよりなる補強材９，９によって補強されている。
研削層３は、基板２の環状部４の片面（反オフセット側の面）を全面にわたって覆うように設けられている。この研削層３は、上記環状部４の片面を全面にわたって覆うように設けられた熱硬化性樹脂よりなる樹脂コート層１１と、この樹脂コート１１に植え込まれた多数の砥粒１２とを備えてなる。各砥粒１２は、その一部が樹脂コート層１１より突き出している。
なお、図２では樹脂コート層１１を二層に描いているが、樹脂コート層１１は必ずしも二層に分かれているわけではない。後述する製造方法の説明で明らかになるが、樹脂コート層１１が環状部４の片面に塗布する液状樹脂材と砥粒１２を被覆する樹脂とによって形成されている関係で、便宜上二層に描いている。また、図示は省略しているが、各砥粒１２の樹脂コート層１１から突き出た部分は、無機充填材を含有する薄い樹脂膜で覆われている。
基板２の砥粒８の好ましい例としては、アルミナ砥粒、炭化ケイ素砥粒等があげられ、研削層３の砥粒１２の好ましい例としては、アルミナ砥粒、アルミナ単結晶砥粒、炭化ケイ素砥粒、ジルコニア砥粒等があげられる。好ましいのは、基板２の砥粒８の粒度をＦ７０〜Ｆ９０とし、研削層３の砥粒１２の粒度をＦ３６〜Ｆ８０とすることである。特に、基板２の砥粒８の粒度を研削層３の砥粒１２の粒度よりも細目にすることが好ましい。
研削層３の研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であることが好ましい。
＜回転砥石の製造方法＞
図４は基板２の製造工程を示す。すなわち、砥粒８と液状樹脂１４とを混合することにより、砥粒８の表面を液状樹脂１４で濡らし、その上で、粉末樹脂１５及び無機充填材１６と混合することにより、樹脂被覆砥粒１７を得る。液状樹脂１４及び粉末樹脂１５は熱硬化性樹脂であり、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。無機充填材１６としては、硫化鉄、硫酸カリウム、クリオライト、酸化カルシウム、塩化カリウム等をあげることができる。
図４は基板２の製造工程を示す。すなわち、砥粒８と液状樹脂１４とを混合することにより、砥粒８の表面を液状樹脂１４で濡らし、その上で、粉末樹脂１５及び無機充填材１６と混合することにより、樹脂被覆砥粒１７を得る。液状樹脂１４及び粉末樹脂１５は熱硬化性樹脂であり、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。無機充填材１６としては、硫化鉄、硫酸カリウム、クリオライト、酸化カルシウム、塩化カリウム等をあげることができる。
上記樹脂被覆砥粒１７及び補強材９を基板成形用の下型１８にセットし、上型１９で加圧する。この場合、１枚の補強材９を下型１８に載せ、その上から上記樹脂被覆砥粒１７を充てんし、さらに、残り１枚の補強材９を樹脂被覆砥粒１７の上に載せて、上下の金型１８，１９で加圧すればよい。これにより、オフセット型の基板材２０を得る。
次いで、図５に示すように、基板材２０をコンベヤ２１で流し、基板材２０の環状部に液状樹脂材２２を塗布し、その上に、樹脂被覆砥粒２３を被いかける。すなわち、液状樹脂１４と無機充填材１６とを混合して液状樹脂材２２とし、この液状樹脂材２２を基板材２０の環状部に塗布することにより、その環状部に液状樹脂コート層を形成する。また、砥粒１２と液状樹脂１４とを混合することにより、砥粒１２の表面を液状樹脂１４で濡らし、その上で、粉末樹脂１５及び無機充填材１６と混合することにより、樹脂被覆砥粒２３を得る。本例の樹脂被覆砥粒２３は、砥粒１２が液状樹脂１４、粉末樹脂１５及び無機充填材１６によって被覆されてなるものである。この樹脂被覆砥粒２３を基板材２０の環状部の液状樹脂コート層に被いかける。これにより、砥粒１２が樹脂コート層に全面にわたって植え込まれた状態になる。
次いで、基板材２０に余分に付着した液状樹脂材２２及び樹脂被覆砥粒２３を除去し、焼成炉にて液状樹脂１４及び粉末樹脂１５を加熱硬化させる。これにより、回転砥石１が得られる。
＜実施例及び比較例＞
実施例として、研削層３の砥粒１２の粒度が異なる３種類の回転砥石（図１参照）を上記製造方法によって作製した。粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒、Ｆ４６のアルミナ砥粒及びＦ６０のアルミナ砥粒の３種類である。この３種類のいずれも、基板２の砥粒８としては粒度Ｆ８０のアルミナ砥粒を、液状樹脂１４及び粉末樹脂１５としてはフェノール樹脂を、無機充填材１６としてはクリオライトをそれぞれ採用した。
実施例として、研削層３の砥粒１２の粒度が異なる３種類の回転砥石（図１参照）を上記製造方法によって作製した。粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒、Ｆ４６のアルミナ砥粒及びＦ６０のアルミナ砥粒の３種類である。この３種類のいずれも、基板２の砥粒８としては粒度Ｆ８０のアルミナ砥粒を、液状樹脂１４及び粉末樹脂１５としてはフェノール樹脂を、無機充填材１６としてはクリオライトをそれぞれ採用した。
比較例として、砥粒８の粒度が異なる３種類（粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒、Ｆ４６のアルミナ砥粒及びＦ６０のアルミナ砥粒）のオフセット型レジノイド回転砥石を作製した。この３種類のいずれも、液状樹脂１４及び粉末樹脂１５としてはフェノール樹脂を、無機充填材１６としてはクリオライトをそれぞれ採用した。この比較例に係るレジノイド回転砥石は、図４に示す製造方法によって基板材２０を作成し、これを焼成することによって得た。
実施例及び比較例各々の研削面の断面曲線の最大断面高さＰｔをＪＩＳ Ｂ０６０１’０１規格に基いて測定計にて測定した。測定長さは４．０ｍｍ、測定速度は０．３０ｍｍ／ｓである。そして、研削面を構成する砥粒の平均粒径Ｄに対する最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄを求めた。結果を表１に示す。Ｐｔ値は３ヶ所の測定値の平均値である。また、粒度Ｆ３６のケースの実施例の断面曲線を図６に、比較例の断面曲線を図７に示す。
断面曲線によれば、比較例（図７）の研削面には平滑面２５がみられるが、実施例（図）の研削面には平滑面が殆どみられない。比較例の場合は、図４に示す上下の金型１８，１９による加圧時に多くの砥粒が言わば横倒れ状態になって、平滑面２５が多くなっていると考えられる。実施例の場合は、樹脂コート層に植え込まれた砥粒１２を金型で加圧しないから、比較例のような平滑面が殆どみられないと考えられる。
表１によれば、実施例は、比較例に比べて、研削面の砥粒の粒度が同じでも、Ｐｔ／Ｄが大きい。これから、実施例は、研削面の凹凸が大きく、従って、砥粒１２が被研削面を点接触に近い状態で研削することになり、研削性能が高いことがわかる。
[研削性能]
上記砥粒１２として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた実施例砥石、及び上記砥粒８として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた比較例砥石各々の有効使用量までの砥石の累積摩耗量と累積研削量を調べた。この実施例砥石及び比較例砥石は、製法が上述の如く異なるだけで、砥粒、樹脂及び無機充填材の種類及び使用量は互いに同じである。砥石の諸元は表２のとおりである。
上記砥粒１２として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた実施例砥石、及び上記砥粒８として粒度Ｆ３６のアルミナ砥粒を用いた比較例砥石各々の有効使用量までの砥石の累積摩耗量と累積研削量を調べた。この実施例砥石及び比較例砥石は、製法が上述の如く異なるだけで、砥粒、樹脂及び無機充填材の種類及び使用量は互いに同じである。砥石の諸元は表２のとおりである。
測定にあたっては、日立工機株式会社製電気ディスクグラインダＧ１０ＳＨ３（１２０００ｒｐｍ）を使用し、被研削材は一般鋼とした。累積摩耗量の結果を表３に示し、累積研削量結果を表４に示す。また、累積摩耗量と累積研削量との関係を図８に示す。
表３によれば、実施例では、研削時間３０分付近から単位研削時間当たりの摩耗量が多くなっている。これは、砥石周縁部では、研削層３が摩滅して基板２による研削に移行したことを示す。しかし、その後においても、単位研削時間当たりの摩耗量は、比較例よりも少ない。
図８によれば、実施例では、砥石周縁部の研削層３が摩滅して基板２が露出した後（累積研削量が５００ｇを越えた後）でも、研削性能は大きくは低下していない。研削層３が摩滅した部位よりも内周側では研削層３が残っており、研削層３が摩滅した外周側では基板２による研削が行なわれ、内周側では研削層３による研削が行なわれるためと考えられる。
そうして、実施例は、比較例に比べて、研削面の摩耗量が少ないにも拘わらず、研削量が多い。表４に記載したように、研削比（砥石摩耗量に対する研削量の比）は、実施例では５３．０であり、比較例は２１．６である。これから、実施例は、研削性能が高いことがわかる。
なお、本発明に係る砥石では、砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を採用しているから、砥石強度が高くなっているが、グラインダーへの取り付けのためにバックアップパッドを使用してもよいことはもちろんである。
１ 回転砥石
２ 基板
３ 研削層
８ 基板の砥粒
１１ 樹脂コート層
１２ 研削層の砥粒
２ 基板
３ 研削層
８ 基板の砥粒
１１ 樹脂コート層
１２ 研削層の砥粒
Claims (4)
- 砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板の片面に樹脂コート層が設けられ、この樹脂コート層に上記基板の砥粒と同一の、又は上記基板の砥粒とは異なる多数の砥粒が植え込まれ、該砥粒が樹脂コート層から突き出ていることを特徴とする回転砥石。
- 請求項１において、
上記樹脂コート層に多数の砥粒が植え込まれてなる研削面は、砥粒の平均粒径Ｄに対する断面曲線の最大断面高さＰｔの比Ｐｔ／Ｄが１．０以上であることを特徴とする回転砥石。 - 請求項１又は請求項２において、
上記基板の砥粒は、上記樹脂コート層に植え込まれている砥粒に比べて、粒度が細目であることを特徴とする回転砥石。 - 砥粒を熱硬化性樹脂で結合してなる基板を成形する工程と、
上記基板の片面に液状樹脂コート層を形成する工程と、
上記基板の砥粒と同一の、又は上記基板の砥粒とは異なる砥粒を上記液状樹脂コート層に植え込まれた状態に設ける工程と、
上記液状樹脂を加熱硬化させる工程とを備えていることを特徴とする回転砥石の製造方法。
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-
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