JP3355928B2 - 砥 石 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被削材、特にＴｉ
Ｎ系サーメット等の難削材を研削するための砥石に関す
る。
Ｎ系サーメット等の難削材を研削するための砥石に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ＴｉＮ系サーメット、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4等の難削材を研
削する場合、例えばＴｉＮ系サーメットをレジンボンド
砥石等の超砥粒ホイールによって研削すると、ＴｉＮ系
サーメットは超硬合金等の被削材と比較して硬度が高い
ために、ホイール寿命が約１／１０程度と短くなり、被
削材中の窒素含有量が増えれば被削性が更に悪くなると
いう問題がある。本発明は、このような実情に鑑みて、
難削材の研削において研削面粗さが向上して良好な加工
が得られ、研削比を向上できるようにした砥石を提供す
ることを目的とする。
ＴｉＮ系サーメット、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4等の難削材を研
削する場合、例えばＴｉＮ系サーメットをレジンボンド
砥石等の超砥粒ホイールによって研削すると、ＴｉＮ系
サーメットは超硬合金等の被削材と比較して硬度が高い
ために、ホイール寿命が約１／１０程度と短くなり、被
削材中の窒素含有量が増えれば被削性が更に悪くなると
いう問題がある。本発明は、このような実情に鑑みて、
難削材の研削において研削面粗さが向上して良好な加工
が得られ、研削比を向上できるようにした砥石を提供す
ることを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＴｉＮ系
サーメット、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4等の難削材を超砥粒ホイ
ールで研削する場合、超砥粒は強靱なメタルボンド用超
砥粒（以下、ＭＤとする）よりも脆弱で破砕性のよいレ
ジンボンド用超砥粒（以下、ＳＤとする）の方が研削能
力に優れ、しかも靱性の大きいボンド（結合剤）を用い
た方が砥粒脱落が少なく、衝撃吸収力が大きく、研削比
が高くなるという知見に基づき、本発明を創作するに至
った。即ち、本発明は、台金に、ボンドによって脆弱な
超砥粒が保持された砥粒層が設けられた砥石において、
ボンドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬
さがＨ R Ｆ３０〜８０の範囲とされ、ボンドは、熱硬化
性樹脂（好ましくはフェノール樹脂又はポリイミド）に
窒素雰囲気中で熱処理した種類の異なる熱硬化性樹脂
（好ましくは全芳香族ポリイミド）を１０〜６０vol％
の割合で混合してなるものとされていることを特徴とす
るものである。上述のように混合したボンドは添加する
樹脂を窒素雰囲気中で熱処理することで耐熱性が高くな
るので熱損傷が少なく、耐摩耗性も高くなる。特に種類
の異なる熱硬化性樹脂として全芳香族ポリイミドを混合
したものは熱的に安定している。また、台金をＡｌ粉末
を７０vol％〜８０vol％含む樹脂製として、比較的弾性
係数を低く設定することで、難削材の研削時に超砥粒や
砥粒層だけでなく台金でも衝撃を吸収できて切削抵抗を
少なくすることができ、一層砥粒脱落を抑制して研削性
を向上させることができる。
サーメット、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4等の難削材を超砥粒ホイ
ールで研削する場合、超砥粒は強靱なメタルボンド用超
砥粒（以下、ＭＤとする）よりも脆弱で破砕性のよいレ
ジンボンド用超砥粒（以下、ＳＤとする）の方が研削能
力に優れ、しかも靱性の大きいボンド（結合剤）を用い
た方が砥粒脱落が少なく、衝撃吸収力が大きく、研削比
が高くなるという知見に基づき、本発明を創作するに至
った。即ち、本発明は、台金に、ボンドによって脆弱な
超砥粒が保持された砥粒層が設けられた砥石において、
ボンドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬
さがＨ R Ｆ３０〜８０の範囲とされ、ボンドは、熱硬化
性樹脂（好ましくはフェノール樹脂又はポリイミド）に
窒素雰囲気中で熱処理した種類の異なる熱硬化性樹脂
（好ましくは全芳香族ポリイミド）を１０〜６０vol％
の割合で混合してなるものとされていることを特徴とす
るものである。上述のように混合したボンドは添加する
樹脂を窒素雰囲気中で熱処理することで耐熱性が高くな
るので熱損傷が少なく、耐摩耗性も高くなる。特に種類
の異なる熱硬化性樹脂として全芳香族ポリイミドを混合
したものは熱的に安定している。また、台金をＡｌ粉末
を７０vol％〜８０vol％含む樹脂製として、比較的弾性
係数を低く設定することで、難削材の研削時に超砥粒や
砥粒層だけでなく台金でも衝撃を吸収できて切削抵抗を
少なくすることができ、一層砥粒脱落を抑制して研削性
を向上させることができる。
【０００４】本発明によれば、ＴｉＮ系サーメット等の
難削材の研削に際して、脆弱な超砥粒ＳＤは微小破砕し
ながら研削することになり、研削能力が高く、しかも破
砕した微小切刃が被削材を研削し続けることで研削比が
高い。また、この砥粒層のボンドは靱性が大きいので衝
撃吸収力が高く、砥粒脱落を抑制して研削性を向上させ
ることができ、また切れ味が安定して自生作用がスムー
ズに行なわれる。
難削材の研削に際して、脆弱な超砥粒ＳＤは微小破砕し
ながら研削することになり、研削能力が高く、しかも破
砕した微小切刃が被削材を研削し続けることで研削比が
高い。また、この砥粒層のボンドは靱性が大きいので衝
撃吸収力が高く、砥粒脱落を抑制して研削性を向上させ
ることができ、また切れ味が安定して自生作用がスムー
ズに行なわれる。
【０００５】また、本発明は、ボンドとして、熱硬化性
樹脂に窒素雰囲気中で熱処理したフェノール樹脂を１０
〜６０vol％の割合で混合してなるもの、もしくは熱硬
化性樹脂に窒素雰囲気中で熱処理したエンジニアリング
プラスチックを１０〜６０vol％の割合で混合してなる
ものとされていることを特徴とするものである。
樹脂に窒素雰囲気中で熱処理したフェノール樹脂を１０
〜６０vol％の割合で混合してなるもの、もしくは熱硬
化性樹脂に窒素雰囲気中で熱処理したエンジニアリング
プラスチックを１０〜６０vol％の割合で混合してなる
ものとされていることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図１０により説明する。図１は実施の形態による砥
石の回転軸線に沿う断面図、図２は図１に示す砥石の部
分平面図、図３以降は実験結果を示すものであり、図３
は超砥粒ＳＤとＭＤによる難削材の研削比を示す図、図
４は台金材質の相違によるＴｉＮ系サーメットの研削性
能を示す図、実施例と比較例のホイールによる周速と研
削比との関係を示す図、図６はＴｉＮ系サーメットを被
削材とした累積加工量と砥石表面状態との関係を示す
図、図７は熱重量分析結果を示す図、図８は各ボンドに
対するＳｉＣフィラーと抗折力との関係を示す図、図９
はＳｉＣフィラーを２５vol％添加した場合の各ボンド
の曲げ弾性率を示す図、図１０は熱処理雰囲気の異なる
各ホイールのエッジの摩耗の度合を示す図である。図１
及び図２において、実施の形態による超砥粒ホイール１
は略カップ型のレジンホイール砥石を示すものであり、
回転軸線Ｏを中心に回転可能に保持されている。このホ
イール１は回転軸線Ｏに沿ってその外周面に略円筒状の
台金２が設けられ、この台金２の回転軸線Ｏ方向の上面
にセグメント型または一体型の砥粒層３が設けられてい
る。ここで、台金２は比較的弾性の高い材質を使用する
ものとし、例えばＡｌ粉末に熱硬化性樹脂が混合されて
形成されている。
乃至図１０により説明する。図１は実施の形態による砥
石の回転軸線に沿う断面図、図２は図１に示す砥石の部
分平面図、図３以降は実験結果を示すものであり、図３
は超砥粒ＳＤとＭＤによる難削材の研削比を示す図、図
４は台金材質の相違によるＴｉＮ系サーメットの研削性
能を示す図、実施例と比較例のホイールによる周速と研
削比との関係を示す図、図６はＴｉＮ系サーメットを被
削材とした累積加工量と砥石表面状態との関係を示す
図、図７は熱重量分析結果を示す図、図８は各ボンドに
対するＳｉＣフィラーと抗折力との関係を示す図、図９
はＳｉＣフィラーを２５vol％添加した場合の各ボンド
の曲げ弾性率を示す図、図１０は熱処理雰囲気の異なる
各ホイールのエッジの摩耗の度合を示す図である。図１
及び図２において、実施の形態による超砥粒ホイール１
は略カップ型のレジンホイール砥石を示すものであり、
回転軸線Ｏを中心に回転可能に保持されている。このホ
イール１は回転軸線Ｏに沿ってその外周面に略円筒状の
台金２が設けられ、この台金２の回転軸線Ｏ方向の上面
にセグメント型または一体型の砥粒層３が設けられてい
る。ここで、台金２は比較的弾性の高い材質を使用する
ものとし、例えばＡｌ粉末に熱硬化性樹脂が混合されて
形成されている。
【０００７】また、砥粒層３は、超砥粒として、脆弱な
レジンボンド用超砥粒ＳＤを用いるものとして、砥粒層
３内に分散配置してボンド（結合剤）で固定する。そし
て、このボンドとして、主として複数種類の樹脂材料を
混合したものを用いるものとし、例えば熱硬化性樹脂、
例えばフェノール樹脂又はポリイミドと、熱処理した種
類の異なる熱硬化性樹脂、例えば全芳香族ポリイミドと
を混合したものを用いる。この場合、ボンドはフェノー
ル樹脂又はポリイミドに１０〜６０vol％の全芳香族ポ
リイミドの粉末を混合したものを用い、好ましくは、フ
ェノール樹脂又はポリイミドと全芳香族ポリイミドを８
０〜６０％：２０〜４０％の割合で合計１００％となる
ように混合する。この場合、全芳香族ポリイミドは窒素
雰囲気中で３００〜８００℃程度で熱処理させるのがよ
い。他にも水素雰囲気中や酸素雰囲気中で熱処理するこ
とも考えられるが、超砥粒ホイール１の砥粒層３の研削
時の摩耗度は、窒素雰囲気中で熱処理したものが最も少
ない。
レジンボンド用超砥粒ＳＤを用いるものとして、砥粒層
３内に分散配置してボンド（結合剤）で固定する。そし
て、このボンドとして、主として複数種類の樹脂材料を
混合したものを用いるものとし、例えば熱硬化性樹脂、
例えばフェノール樹脂又はポリイミドと、熱処理した種
類の異なる熱硬化性樹脂、例えば全芳香族ポリイミドと
を混合したものを用いる。この場合、ボンドはフェノー
ル樹脂又はポリイミドに１０〜６０vol％の全芳香族ポ
リイミドの粉末を混合したものを用い、好ましくは、フ
ェノール樹脂又はポリイミドと全芳香族ポリイミドを８
０〜６０％：２０〜４０％の割合で合計１００％となる
ように混合する。この場合、全芳香族ポリイミドは窒素
雰囲気中で３００〜８００℃程度で熱処理させるのがよ
い。他にも水素雰囲気中や酸素雰囲気中で熱処理するこ
とも考えられるが、超砥粒ホイール１の砥粒層３の研削
時の摩耗度は、窒素雰囲気中で熱処理したものが最も少
ない。
【０００８】ボンドの他の例として、熱硬化性樹脂に１
０〜６０vol％の熱処理して硬化したフェノール樹脂を
混合してもよい。この場合、フェノール樹脂は窒素雰囲
気中で３００〜８００℃程度で熱処理して硬化させるの
がよい。ボンドの別の例として、熱硬化性樹脂に１０〜
６０vol％の熱処理したエンジニアリングプラスチック
を混合してもよい。エンジニアリングプラスチックは窒
素雰囲気中で３００〜８００℃程度で熱処理するのがよ
い。フェノール樹脂又はポリイミド等の熱硬化性樹脂に
対する上記他の種類の熱硬化性樹脂の混合率を１０〜６
０vol％としたのは、１０％未満であるとフェノール樹
脂又はポリイミド等の熱硬化性樹脂の割合が大きいため
に、ボンドの弾性率が大きくなり難削材の研削時の衝撃
吸収力が低くなるためであり、６０％を超えるとボンド
の弾性率が低下し、超砥粒の保持力が著しく低下して研
削比が悪くなるからである。このようにして得られた砥
粒層３のボンドは、その硬さがＨRＦ３０〜８０に設定
される。ここで、硬さがＨRＦ３０未満であると弾性率
が小さすぎて応力がかかった際の砥粒層３の変形が大き
すぎ、また逆に硬さがＨRＦ８０を超えると弾性率が大
きく過ぎて、衝撃吸収力が小さく、研削時の超砥粒の破
砕や自生作用が十分に行なわれず、超砥粒が平滑摩耗す
るおそれが高くなる。
０〜６０vol％の熱処理して硬化したフェノール樹脂を
混合してもよい。この場合、フェノール樹脂は窒素雰囲
気中で３００〜８００℃程度で熱処理して硬化させるの
がよい。ボンドの別の例として、熱硬化性樹脂に１０〜
６０vol％の熱処理したエンジニアリングプラスチック
を混合してもよい。エンジニアリングプラスチックは窒
素雰囲気中で３００〜８００℃程度で熱処理するのがよ
い。フェノール樹脂又はポリイミド等の熱硬化性樹脂に
対する上記他の種類の熱硬化性樹脂の混合率を１０〜６
０vol％としたのは、１０％未満であるとフェノール樹
脂又はポリイミド等の熱硬化性樹脂の割合が大きいため
に、ボンドの弾性率が大きくなり難削材の研削時の衝撃
吸収力が低くなるためであり、６０％を超えるとボンド
の弾性率が低下し、超砥粒の保持力が著しく低下して研
削比が悪くなるからである。このようにして得られた砥
粒層３のボンドは、その硬さがＨRＦ３０〜８０に設定
される。ここで、硬さがＨRＦ３０未満であると弾性率
が小さすぎて応力がかかった際の砥粒層３の変形が大き
すぎ、また逆に硬さがＨRＦ８０を超えると弾性率が大
きく過ぎて、衝撃吸収力が小さく、研削時の超砥粒の破
砕や自生作用が十分に行なわれず、超砥粒が平滑摩耗す
るおそれが高くなる。
【０００９】本実施の形態による超砥粒ホイール１は上
述のような構成を備えているから、脆弱な超砥粒ＳＤは
微小破砕しながら研削することになり、研削能力が高
く、しかも破砕した微小切刃が被削材を研削し続けるこ
とで研削比が高い。また、この砥粒層３のボンドは衝撃
吸収力が高くて砥粒脱落が少なく、切れ味が安定して自
生作用がスムーズに行なわれる。添加する全芳香族ポリ
イミド等を熱処理することで、耐熱性が高くて熱損傷が
少なく、耐摩耗性が高い。しかも砥粒層３を比較的弾性
係数の低い台金２に設けることで、難削材の研削時に一
層衝撃を吸収できて研削抵抗を少なくすることができ、
一層砥粒脱落を抑制して研削性を向上させることができ
る。これに対して、強靱なメタルボンド用超砥粒ＭＤを
メタルボンドで固定した砥粒層を用いて難削材を研削す
ると、研削時に超砥粒の破砕が十分に行なわれずに摩耗
して超砥粒表面に切削方向に逃げ面のような平らな面が
形成される等のように平滑摩耗し、切れ刃交代が行なわ
れにくく、自生作用が十分に行なわれず、難削材の研削
に不向きであるという欠点がある。
述のような構成を備えているから、脆弱な超砥粒ＳＤは
微小破砕しながら研削することになり、研削能力が高
く、しかも破砕した微小切刃が被削材を研削し続けるこ
とで研削比が高い。また、この砥粒層３のボンドは衝撃
吸収力が高くて砥粒脱落が少なく、切れ味が安定して自
生作用がスムーズに行なわれる。添加する全芳香族ポリ
イミド等を熱処理することで、耐熱性が高くて熱損傷が
少なく、耐摩耗性が高い。しかも砥粒層３を比較的弾性
係数の低い台金２に設けることで、難削材の研削時に一
層衝撃を吸収できて研削抵抗を少なくすることができ、
一層砥粒脱落を抑制して研削性を向上させることができ
る。これに対して、強靱なメタルボンド用超砥粒ＭＤを
メタルボンドで固定した砥粒層を用いて難削材を研削す
ると、研削時に超砥粒の破砕が十分に行なわれずに摩耗
して超砥粒表面に切削方向に逃げ面のような平らな面が
形成される等のように平滑摩耗し、切れ刃交代が行なわ
れにくく、自生作用が十分に行なわれず、難削材の研削
に不向きであるという欠点がある。
【００１０】次に、難削材として例えばＴｉＮ系サーメ
ットを例にとって、上述の実施の形態による超砥粒ホイ
ール１に関連して行なった研削の実験例について説明す
る。 ＜実験１＞まず、本実施の形態で用いた脆弱なレジンボ
ンド用超砥粒ＳＤと強靱なメタル用超砥粒ＭＤとを用
い、ボンドとしてフェノール樹脂を用いて砥粒層を形成
し、実施の形態に示すような形状のカップホイールをそ
れぞれ製作して研削試験を行なった。研削条件は下記の
通りとする。 機械：マキノ工具研削盤、 ホイール形状：６Ａ２．５０D×３０T×３W×３X 粒度＆コンセント：＃１７０（conc. 75） ホイール周速：８００ｍ／min テーブル速度：４ｍ／min 切込み：２０μｍ 研削液：ケミカルソリューション（×５０）
ットを例にとって、上述の実施の形態による超砥粒ホイ
ール１に関連して行なった研削の実験例について説明す
る。 ＜実験１＞まず、本実施の形態で用いた脆弱なレジンボ
ンド用超砥粒ＳＤと強靱なメタル用超砥粒ＭＤとを用
い、ボンドとしてフェノール樹脂を用いて砥粒層を形成
し、実施の形態に示すような形状のカップホイールをそ
れぞれ製作して研削試験を行なった。研削条件は下記の
通りとする。 機械：マキノ工具研削盤、 ホイール形状：６Ａ２．５０D×３０T×３W×３X 粒度＆コンセント：＃１７０（conc. 75） ホイール周速：８００ｍ／min テーブル速度：４ｍ／min 切込み：２０μｍ 研削液：ケミカルソリューション（×５０）
【００１１】図３に実験１の結果得られた脆弱なレジン
ボンド用超砥粒ＳＤと強靱なメタルボンド用超砥粒ＭＤ
の研削比が示されている。両ホイールの表面観察では、
ＭＤは超砥粒の摩耗が平滑摩耗で切れ刃交代は行なわれ
にくかったが、ＳＤは破砕した超砥粒が多く、破砕した
後の微小切れ刃が被削材を削り続けるので、研削比がＭ
Ｄより高く、切れ味も安定しているので自生作用がスム
ーズに行なわれたといえる。即ち、ＭＤは砥粒破砕しに
くいために超砥粒先端がフラットに摩耗してしまい、Ｔ
ｉＮ系サーメット等の難削材の研削に適さない超砥粒で
あるといえる。他方、脆弱なＳＤは破砕性が高く鋭利な
切刃創出が容易であり、ＴｉＮ系サーメット等の難削材
研削に適した砥種であるといえる。
ボンド用超砥粒ＳＤと強靱なメタルボンド用超砥粒ＭＤ
の研削比が示されている。両ホイールの表面観察では、
ＭＤは超砥粒の摩耗が平滑摩耗で切れ刃交代は行なわれ
にくかったが、ＳＤは破砕した超砥粒が多く、破砕した
後の微小切れ刃が被削材を削り続けるので、研削比がＭ
Ｄより高く、切れ味も安定しているので自生作用がスム
ーズに行なわれたといえる。即ち、ＭＤは砥粒破砕しに
くいために超砥粒先端がフラットに摩耗してしまい、Ｔ
ｉＮ系サーメット等の難削材の研削に適さない超砥粒で
あるといえる。他方、脆弱なＳＤは破砕性が高く鋭利な
切刃創出が容易であり、ＴｉＮ系サーメット等の難削材
研削に適した砥種であるといえる。
【００１２】＜実験２＞次に台金の弾性率による難削材
の研削性の相違について検討する。実施例による樹脂製
の台金２（Ａｌ粉末８０vol％＋熱硬化性樹脂２０vol
％）の弾性率を（１×１０4ＭＰａ）とし、比較例１，
２としてＦｅ台金（弾性率：７．８×１０4ＭＰａ）、
Ａｌ台金（弾性率：２１×１０4ＭＰａ）を用い、各台
金に脆弱な超砥粒ＳＤをボンド材としてフェノール樹脂
を用いて分散配置してレジンボンド砥粒層を設けてクリ
ープフィード研削を行なった。各ホイールの研削条件は
下記の通りである。 機械：岡本ＰＳＧ−６３Ａ ホイール径：２００D×６T ホイール周速：１０００ｍ／min 切込み：１mm ワーク：１２．７□×５ｔ×１０ケ 研削液：Ｗ２（ソリュープルタイプ）
の研削性の相違について検討する。実施例による樹脂製
の台金２（Ａｌ粉末８０vol％＋熱硬化性樹脂２０vol
％）の弾性率を（１×１０4ＭＰａ）とし、比較例１，
２としてＦｅ台金（弾性率：７．８×１０4ＭＰａ）、
Ａｌ台金（弾性率：２１×１０4ＭＰａ）を用い、各台
金に脆弱な超砥粒ＳＤをボンド材としてフェノール樹脂
を用いて分散配置してレジンボンド砥粒層を設けてクリ
ープフィード研削を行なった。各ホイールの研削条件は
下記の通りである。 機械：岡本ＰＳＧ−６３Ａ ホイール径：２００D×６T ホイール周速：１０００ｍ／min 切込み：１mm ワーク：１２．７□×５ｔ×１０ケ 研削液：Ｗ２（ソリュープルタイプ）
【００１３】図４に示す実験結果から、送り速度の低い
２０mm／minでは三種とも研削抵抗に差異は認められな
かったが、送り速度が高くなるにつれ次第に研削抵抗に
差異が生じ、研削抵抗は弾性係数が高いほど大きくな
り、実施例によるホイールが最も小さかった。また、研
削後のホイール表面を観察すると、実施例によるホイー
ルが最も砥粒脱落が少なかった。この実験から、研削条
件が厳しくなると砥粒脱落が促進されるが、衝撃吸収力
のある実施例の方が砥粒脱落が少なく、研削性を向上で
きることがわかった。
２０mm／minでは三種とも研削抵抗に差異は認められな
かったが、送り速度が高くなるにつれ次第に研削抵抗に
差異が生じ、研削抵抗は弾性係数が高いほど大きくな
り、実施例によるホイールが最も小さかった。また、研
削後のホイール表面を観察すると、実施例によるホイー
ルが最も砥粒脱落が少なかった。この実験から、研削条
件が厳しくなると砥粒脱落が促進されるが、衝撃吸収力
のある実施例の方が砥粒脱落が少なく、研削性を向上で
きることがわかった。
【００１４】＜実験３＞次に実施例によるホイールと、
耐熱レジンボンドを用いた比較例としてのホイールとで
ＴｉＮ系サーメットの研削試験を行なった。実験条件は
次の通りである。実施例及び比較例共に超砥粒は脆弱な
ＳＤとし、台金はＡｌ粉末７０％＋熱硬化性樹脂によっ
て製作した。ボンドは実施例がフェノール樹脂８：全芳
香族ポリイミド２の混合比によるものとし、比較例は耐
熱レジン１００％とする。 機械：岡本平面研削盤 ＰＳＧ６ＥＶ 動力１．１KW 砥石径：１５０D×７T ホイール周速：９００ｍ／min、及び１５００ｍ／min ワーク送り速度：１０ｍ／min 切込み：５μm クーラント：ｗ−２（１：５０） 研削液：Ｗ２（ソリュープルタイプ）
耐熱レジンボンドを用いた比較例としてのホイールとで
ＴｉＮ系サーメットの研削試験を行なった。実験条件は
次の通りである。実施例及び比較例共に超砥粒は脆弱な
ＳＤとし、台金はＡｌ粉末７０％＋熱硬化性樹脂によっ
て製作した。ボンドは実施例がフェノール樹脂８：全芳
香族ポリイミド２の混合比によるものとし、比較例は耐
熱レジン１００％とする。 機械：岡本平面研削盤 ＰＳＧ６ＥＶ 動力１．１KW 砥石径：１５０D×７T ホイール周速：９００ｍ／min、及び１５００ｍ／min ワーク送り速度：１０ｍ／min 切込み：５μm クーラント：ｗ−２（１：５０） 研削液：Ｗ２（ソリュープルタイプ）
【００１５】図５及び図６に実験結果が示されている。
尚、図５における研削比と動力は比較例の１５００ｍ／
minの値を１００％としている。図５において、ホイー
ル周速が速くなるにつれて実施例と比較例は共に研削比
が伸びるが、実施例の方が研削比の伸びが大きい。ま
た、比較例はホイール周速の増大につれて動力も大幅に
上昇しているが、実施例では動力の変化は小さかった。
また、研削加工面を観察すると、実施例の方がむしれが
少なく良好な加工面が得られた。図６による砥石表面状
態の観察では、比較例は累積加工量の増大につれて超砥
粒の脱落が大きく増大するが、砥粒保持が良好な実施例
は超砥粒の脱落が少なくホイールの摩耗も少なかった。
尚、図５における研削比と動力は比較例の１５００ｍ／
minの値を１００％としている。図５において、ホイー
ル周速が速くなるにつれて実施例と比較例は共に研削比
が伸びるが、実施例の方が研削比の伸びが大きい。ま
た、比較例はホイール周速の増大につれて動力も大幅に
上昇しているが、実施例では動力の変化は小さかった。
また、研削加工面を観察すると、実施例の方がむしれが
少なく良好な加工面が得られた。図６による砥石表面状
態の観察では、比較例は累積加工量の増大につれて超砥
粒の脱落が大きく増大するが、砥粒保持が良好な実施例
は超砥粒の脱落が少なくホイールの摩耗も少なかった。
【００１６】また、実施の形態における砥粒層３のボン
ド（例えばフェノール樹脂＋全芳香族ポリイミド＝８：
２）を実施例とし、比較例としてのフェノール樹脂との
熱重量分析結果が図７に示されており、フェノール樹脂
は３００〜４００℃程度で急激な重量減が見られるが、
実施例では約５００℃までは急激な重量減は見られな
い。よって、実施例は熱に対して比較的安定していると
いえる。また、砥粒層３のボンド（例えばフェノール樹
脂＋全芳香族ポリイミド＝８：２）を実施例とし、比較
例１，２としてフェノール樹脂と耐熱レジンを用い、図
８に示すように超砥粒に代えてＳｉＣフィラーを２５vo
l％添加した場合、その機械的強度（抗折力）を見る
と、ＳｉＣフィラーの含有量の増大に対して比較例２は
低下するが、実施例と比較例１は増大し、しかも実施例
の方が機械的強度が高い。このことにより、実施例は砥
粒保持力が優れているといえる。また、砥粒層３のボン
ド（例えばフェノール樹脂＋全芳香族ポリイミド＝８：
２）を実施例とし、比較例１，２としてフェノール樹脂
と耐熱レジンを用い、図９に示すように超砥粒に代えて
ＳｉＣフィラーを添加した場合、その弾性率を見ると、
実施例と比較例２は比較例１より小さく、衝撃吸収力に
優れているといえる。
ド（例えばフェノール樹脂＋全芳香族ポリイミド＝８：
２）を実施例とし、比較例としてのフェノール樹脂との
熱重量分析結果が図７に示されており、フェノール樹脂
は３００〜４００℃程度で急激な重量減が見られるが、
実施例では約５００℃までは急激な重量減は見られな
い。よって、実施例は熱に対して比較的安定していると
いえる。また、砥粒層３のボンド（例えばフェノール樹
脂＋全芳香族ポリイミド＝８：２）を実施例とし、比較
例１，２としてフェノール樹脂と耐熱レジンを用い、図
８に示すように超砥粒に代えてＳｉＣフィラーを２５vo
l％添加した場合、その機械的強度（抗折力）を見る
と、ＳｉＣフィラーの含有量の増大に対して比較例２は
低下するが、実施例と比較例１は増大し、しかも実施例
の方が機械的強度が高い。このことにより、実施例は砥
粒保持力が優れているといえる。また、砥粒層３のボン
ド（例えばフェノール樹脂＋全芳香族ポリイミド＝８：
２）を実施例とし、比較例１，２としてフェノール樹脂
と耐熱レジンを用い、図９に示すように超砥粒に代えて
ＳｉＣフィラーを添加した場合、その弾性率を見ると、
実施例と比較例２は比較例１より小さく、衝撃吸収力に
優れているといえる。
【００１７】＜実験４＞次に異なる熱処理条件によるボ
ンドを有するホイールの研削試験を行なった。実験条件
は次の通りである。サンプルは、ポリイミドに熱処理し
た全芳香族ポリイミドを２０vol％添加したものをボン
ドとして用いて、超砥粒ＳＤを保持させ、台金はＡｌ粉
末７０％＋熱硬化性樹脂によって製作した。全芳香族ポ
リイミドの熱処理の条件については、窒素雰囲気中、水
素雰囲気中、空気雰囲気中で行なったものをそれぞれサ
ンプルＡ、Ｂ，Ｃとし、熱処理しないものをサンプルＤ
とする。また、熱処理温度を４００℃として、１時間処
理した。 機械：岡本平面研削盤 ＰＳＧ６ＥＶ 動力１．１KW ホイール径：２００D×６T×３X ホイール周速：１５００ｍ／min テーブル速度：１０ｍ／min 切込み：２０μm
ンドを有するホイールの研削試験を行なった。実験条件
は次の通りである。サンプルは、ポリイミドに熱処理し
た全芳香族ポリイミドを２０vol％添加したものをボン
ドとして用いて、超砥粒ＳＤを保持させ、台金はＡｌ粉
末７０％＋熱硬化性樹脂によって製作した。全芳香族ポ
リイミドの熱処理の条件については、窒素雰囲気中、水
素雰囲気中、空気雰囲気中で行なったものをそれぞれサ
ンプルＡ、Ｂ，Ｃとし、熱処理しないものをサンプルＤ
とする。また、熱処理温度を４００℃として、１時間処
理した。 機械：岡本平面研削盤 ＰＳＧ６ＥＶ 動力１．１KW ホイール径：２００D×６T×３X ホイール周速：１５００ｍ／min テーブル速度：１０ｍ／min 切込み：２０μm
【００１８】図１０に示す実験結果によれば、窒素雰囲
気中で熱処理したものがホイールのエッジの摩耗が最も
少なく、次いで水素雰囲気中、空気雰囲気中となり、熱
処理しないものは最もエッジの摩耗が激しかった。その
ため、難削材の研削には窒素雰囲気中か水素雰囲気中で
熱処理したものを用いるのがよく、好ましくは窒素雰囲
気中で熱処理したものを用いるのがよいといえる。
気中で熱処理したものがホイールのエッジの摩耗が最も
少なく、次いで水素雰囲気中、空気雰囲気中となり、熱
処理しないものは最もエッジの摩耗が激しかった。その
ため、難削材の研削には窒素雰囲気中か水素雰囲気中で
熱処理したものを用いるのがよく、好ましくは窒素雰囲
気中で熱処理したものを用いるのがよいといえる。
【００１９】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る砥石は、ボ
ンドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬さ
がＨRＦ３０〜８０の範囲とされているものであるか
ら、ＴｉＮ系サーメット等の難削材の研削に際して、脆
弱な超砥粒を砥粒層に配置したことで微小破砕しながら
研削することになり、研削能力が高く、しかも破砕した
微小切刃が被削材を研削し続けることで研削比が高い。
また、この砥粒層のボンドは硬度が小さく靱性に優れて
いるので衝撃吸収力が高く、砥粒脱落が抑制されて研削
性を向上させることができる。また切れ味が安定して自
生作用がスムーズに行なわれる。
ンドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬さ
がＨRＦ３０〜８０の範囲とされているものであるか
ら、ＴｉＮ系サーメット等の難削材の研削に際して、脆
弱な超砥粒を砥粒層に配置したことで微小破砕しながら
研削することになり、研削能力が高く、しかも破砕した
微小切刃が被削材を研削し続けることで研削比が高い。
また、この砥粒層のボンドは硬度が小さく靱性に優れて
いるので衝撃吸収力が高く、砥粒脱落が抑制されて研削
性を向上させることができる。また切れ味が安定して自
生作用がスムーズに行なわれる。
【００２０】しかも、ボンドは、熱硬化性樹脂に熱処理
した種類の異なる熱硬化性樹脂、熱処理したフェノール
樹脂、または熱処理したエンジニアリングプラスチック
を１０〜６０vol％の割合で混合してなるものであるか
ら、耐熱性が高いので熱損傷が少なく、耐摩耗性も高
い。
した種類の異なる熱硬化性樹脂、熱処理したフェノール
樹脂、または熱処理したエンジニアリングプラスチック
を１０〜６０vol％の割合で混合してなるものであるか
ら、耐熱性が高いので熱損傷が少なく、耐摩耗性も高
い。
【図１】本発明の実施の形態による砥石の回転軸線に沿
う部分断面図である。
う部分断面図である。
【図２】図１に示す砥石の部分平面図である。
【図３】カップホイールの砥粒層に設けられた超砥粒Ｓ
Ｄと超砥粒ＭＤによる難削材の研削比を示す図である。
Ｄと超砥粒ＭＤによる難削材の研削比を示す図である。
【図４】台金材質の相違によるＴｉＮ系サーメットの研
削性能を示す図である。
削性能を示す図である。
【図５】本発明の実施例と比較例のホイールによる周速
と研削比との関係を示す図である。
と研削比との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例と比較例について、ＴｉＮ系サ
ーメットを被削材とした累積加工量と砥石表面状態との
関係を示す図である。
ーメットを被削材とした累積加工量と砥石表面状態との
関係を示す図である。
【図７】各ボンドの熱重量分析結果を示す図である。
【図８】各ボンドに対するＳｉＣフィラーの含有量と抗
折力との関係を示す図、
折力との関係を示す図、
【図９】ＳｉＣフィラーを２５vol％添加した場合の各
ボンドの曲げ弾性率を示す図である。
ボンドの曲げ弾性率を示す図である。
【図１０】熱処理雰囲気の異なる各ホイールのエッジの
摩耗の度合を示す図である。
摩耗の度合を示す図である。
１ 超砥粒ホイール ２ 台金 ３ 砥粒層
Claims (3)
- 【請求項１】 台金に、ボンドによって脆弱な超砥粒が
保持された砥粒層が設けられた砥石において、前記ボン
ドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬さが
ＨRＦ３０〜８０の範囲とされ、 該ボンドは、熱硬化性樹脂に窒素雰囲気中で熱処理した
種類の異なる熱硬化性樹脂を１０〜６０vol％の割合で
混合してなることを特徴とする砥石。 - 【請求項２】 台金に、ボンドによって脆弱な超砥粒が
保持された砥粒層が設けられた砥石において、前記ボン
ドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬さが
ＨRＦ３０〜８０の範囲とされ、 該ボンドは、熱硬化性樹脂に窒素雰囲気中で熱処理した
フェノール樹脂を１０〜６０vol％の割合で混合してな
ることを特徴とする砥石。 - 【請求項３】 台金に、ボンドによって脆弱な超砥粒が
保持された砥粒層が設けられた砥石において、前記ボン
ドは複数種類の樹脂材料を混合した材質を含み、硬さが
ＨRＦ３０〜８０の範囲とされ、 該ボンドは、熱硬化性樹脂に窒素雰囲気中で熱処理した
エンジニアリングプラスチックを１０〜６０vol％の割
合で混合してなることを特徴とする砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13230196A JP3355928B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 砥 石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13230196A JP3355928B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 砥 石 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002223782A Division JP2003094343A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | 砥 石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09309072A JPH09309072A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3355928B2 true JP3355928B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=15078104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13230196A Expired - Fee Related JP3355928B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 砥 石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355928B2 (ja) |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13230196A patent/JP3355928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09309072A (ja) | 1997-12-02 |
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