JPH012870A

JPH012870A - 多孔性超仕上げ砥石

Info

Publication number: JPH012870A
Application number: JP62-160555A
Authority: JP
Inventors: 昇松森
Original assignee: 株式会社ミズホ
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1989-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は多孔性超仕上げ砥石に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、超仕上げ加工においては、加工物表面の最終仕
上げ用砥石として、砥粒粒度（ＪＩＳ−Ｒ６００１ｒ研
磨材の粒度」による）には＃８００　　（平均径の平均
１８〜２２ｉｎａ）から６３０００　（平均径の平均５
．９〜４．７μ）という微粉粒度が適用され、かつ、砥
石使用面は加工物と面接触した状態で使用されることに
なっている。したがって、安定して美麗な仕上がり面を
得るためには、砥石組織は均一であるとともに、面接触
によって目詰まりまたは目潰れを生じないように多孔質
であることが基本的に重要であるとされている。

従来の技術においては通常の標準組織からなる砥石の切
削性を改善するために砥石中の気孔容積を増加して多孔
質とした軟位結合変の砥石が選択の基準とされるが、こ
のような砥石は切削性は向上しても砥石摩耗量は非常に
大きく経済的にはきわめて不利なものとなり、好ましい
ものであるとは言えない。このような軟位結合度の砥石
は、砥粒を支持する結合力が結合剤の減少に伴って弱く
なり、砥石摩耗を激増させることになるので、その対策
として、軟位結合度を維持しなから砥粒に対する結合剤
量の割合を増加する方法が採られるが、結合剤の量の増
加に伴って、結合度が硬くならないように有機性粒子な
どの人工気孔剤が配合される場合がある（たとえば特開
昭５９−１６１２６９号公報）。この場合の人工気孔剤
は、超仕上げ加工などの微粒砥石では砥粒と結合剤とか
らなる砥石固有の微細で均一な構造組織を維持するうえ
からは、大きさが砥粒径よりも小さいかもしくは同等程
度の微細粒のものが適用されることになるので、製品砥
石の表面は、滑らかで緻密であり、多孔性砥石特有の微
細な有気孔は肉眼では観察することはできない。すなわ
ち、砥石固有組織からの本質的な改善がなされていない
ため、砥石結合度が硬くならない範囲内の結合剤の増量
では、砥石の耐摩耗性は幾分向上はするものの、その効
果は顕著であるとは言えない。また、微細な気孔剤を多
量に使用するときは、砥石断面は焼成前の状態で見掛は
上密となり、亀裂が生じやすくなり、さらに焼成時にお
いでも骨材としての一砥粒の減少によって亀裂、変形な
どを起こす原因ともなりかねないのである。

（発明が解決しようとする問題点３以上述べたように、従来の技術においては、超仕上げ加
工に際して、切削性を損うことなく、耐摩耗性の優れた
多孔性超仕上げ砥石は得られないという問題点があった
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は酸化アルミ
ニウム質、炭化珪素質またはダイヤモンド、立方晶窒化
ホウ素等の硬質砥粒と、この砥粒径の２０〜５０倍の粒
子径を有する大粒径粒子および砥粒径の１．５〜１０倍
の粒子径を有する小粒径粒子からなる有機性粒子と、さ
らにビトリファイドボンドを配合し、成形および焼成し
た多孔性超仕上げ砥石とする手段を採用したものである
。以下その詳細を述べる。

まず、この発明に用いる硬質砥粒の粒径は特に範囲を限
定するものではないが、前記した日本工業規格に準拠し
て、＃８００　　（約２０１！ＷＡ）から＃　３０００
（約５μ）の範囲のものが最も多く利用される。

したがって、多用される粒径の硬質砥粒を用いた通常の
超仕上げ砥石固有の緻密なＩ織を崩さないためには、気
孔剤粒子の大きさは平均径で２０−以下の微細粒子が好
ましい。しかし、微細気孔剤を多量に使用するときは、
前記したように、砥石断面は焼成前の状態で見掛は上密
となり亀裂を生じやすく、また焼成時においても骨材と
しての砥粒の割合が減少して、そのために亀裂または変
形が起こりやすくなる。−万延粒径の２０〜５０倍とい
う大粒径粒子を単味で気孔剤に使用するときは、大粒径
粒子は小粒径粒子とは異って骨材としての役割りを充分
に果たすものであるから、その量が多いときは勿論のこ
と製造時に亀裂、変形などの欠陥を生じやす（、その量
が少ないときは砥石内の分散が不均一になり、均質な気
孔の分布が達成されにくくなって、好ましくない。そこ
でこの発明においては、小粒径粒子の粒子の大きさは、
砥石固有組織を大きく崩すことなく、各砥粒の切削点で
の切屑の排出機能をより活発にするため、平均径５０μ
ｍ以下（砥粒径の１．５〜１０倍）が好ましく、また、
形状の揃った比較的大きい気孔を砥石内に均一に分散さ
せ、砥石作用面に点在させるためには、大粒径粒子は平
均径１００〜５００μ■（砥粒径の２０〜５０倍）の範
囲のものが好ましく、粒子の形状も、気孔の形状が揃う
ことから、長径および短径または径および高さの比が１
に近いほど望ましいということができる。そして、この
発明においては、砥粒径の２０〜５０倍の粒子径を有す
る大粒径粒子と砥粒径の１．５〜１０倍の粒子径の小粒
子径を有する小粒径粒子とを混合して気孔剤とするが、
混合に際して最も好ましい配合割合は大粒径粒子１容量
部に対し小粒径粒子２〜５容量部である。ここで、大粒
径粒子が砥粒径の２０倍未満の小さい粒子径では砥石結
合度を容易に軟位とすることも困難で低切削性となる一
方、砥粒径の５０倍を越える大きい粒子径では、砥石製
造時に亀裂、変形などを生じやすく、砥石組織も粗大な
網目状の不連続組織となり砥石消耗量が増加して好まし
くないからである。また、小粒径粒子が砥粒径の１５倍
未満の小さい粒子径では砥石固有の緻密な組織となリ、
多孔性砥石素地としての効果が発揮されず、また１０倍
を越える大きい粒子径では粗大粒子径の気孔に接近して
大きい径の気孔の形成が増大し、その結果砥石摩耗量は
増加し、前記したような大粒径の粒子のみからなる多孔
性砥石と同様の結果を招き、効果は減少して好ましくな
い。さらに、この発明の大粒径粒子と小粒径粒子との混
合割合において、後者が２容量部未満の少量では砥石母
体の素地は緻密なものとなり切削性は低下し目詰まりま
たは自涜れなどを起こしやすくなり、逆に５容量部を越
える多量では砥石摩耗量は増加し、添加する効果は低下
して好ましくない。

この発明においては、前述の粒径分布を有する有機性粒
子を気孔剤として利用するものである。

一般に気孔剤は成形された砥石を焼成する際に焼失し、
砥石組織内に気孔を形成させるものであるから、この発
明における有機性粒子はたとえばスチロール樹脂、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンオキ
シド、エポキシ樹脂などのように完全に焼失してしまう
物質であることが望ましい。

さらにこの発明で使用するビトリファイドボンドは通常
広く使用されているものであり、特に限定されるもので
はない。

〔作用〕

この発明においては、砥石摩耗量の少なくて耐摩耗性の
大きい砥石固有の緻密Ｍｉ織に対して大粒径粒子によっ
て形成された多孔性組織は砥粒容積割合を低下させるこ
となく容易に数位結合度が得られ、砥石耐摩耗性を損な
うことなく、優れた切削性能を付与する作用を示す。ま
た、この発明においては小粒径粒子によって砥石素地に
形成された多孔性組織は、大粒径粒子によって形成され
た砥石作用面に点在する比較的大粒径の気孔に切削屑が
集中して堆積することを防ぎ、砥石作用面全体で−様な
切削屑の排出が適宜行なわれるから、きわめて僅少な量
の砥石摩耗状態で良好な切削作用を維持することが出来
るのである。

〔実施例〕

大粒径粒子として粒径４００源の、また小粒径子として
粒径６５μｍの粒状スチロール樹脂を用意し、平均粒子
径が日本工業規格＃１２００　（１３，ｌ／１１）の白
色酸化アルミニウム（ＷＡと略記）砥粒１００重量部に
対し、表に示すように、大粒径粒子４．５容量部および
小粒径粒子１３．５容量部とを配合した試料１、さらに
、ＷＡ砥粒１００重量部に対して小粒径粒子のみ１３．
５容量部を配合し大粒径粒子を配合しない試料２および
いずれの粒状スチロール樹脂をも配合しない試料３を調
製した。そして試料砥石は、表ＷＡ砥粒および粒状スチロール樹脂のほかにビトリファ
イドボンド（ＷＡ砥粒１００重量部に対し１５重量部）
および３０％濃度デキストリン液（５容量部）を撹拌混
合し、焼成後の砥石で、砥粒、ボンドおよび気孔の体積
を砥石の体積で除した値（％）が、それぞれ砥粒率にお
いて４２．５％、ボンド率において７．５％、気孔率に
おいて５０．０％となるような生砥石の嵩比重を予め計
算で求めておき、この嵩比重を基準にして各配合割合お
よび成形条件（圧力）を定め、角型砥石を成形した。そ
の後得られた生砥石を乾燥し、さらに電気炉によって最
高温度１２４０℃で１時間保持後、合計所要時間が３２
時間となる条件で焼成し、得られた砥石について硬度（
ＲＨ）、砥石摩耗量、切削量および仕上げ面粗度を測定
した。各測定方法はつぎのとおりである。

硬度（ＲＨ）：ロックウェル硬度計において、直径１７８インチの鋼球
を使用し、荷重６０ｋｇとしたときのダイアルＢの指示
数値によった。なおマイナス（−）の硬度は、長針が３
０のセット点を過ぎ、さらに０点を通過して停止する場
合の軟硬度である。

砥石摩耗量、切削量および仕上げ面粗度：超仕上げ盤（
西部自動機器社製）で加工油（鉱油９０％、硫化脂肪油
１０％）を使用して軸ｘｉ　（ＳＬＩＪ　２種、ロック
ウェルＣスケールで５８／６２）の内筒外面（外径１４
．５龍、幅１２鰭）を砥石作用面（円周方向の幅３１、
軸方向の幅１１．ｓ）を使用してプランジカット超仕上
げをした。この時の主な超仕上げ条件は、砥石振動数１
４ＱＯｃｐｍ　、砥石振幅？鶴、加工物回転数４０６ｒ
ｐ−で、砥粒の正弦波運動軌跡の形状を与える最大傾斜
角２５°とした。なお、加工物の前加工は研削により面
粗度１．Ｏ３に統一し、超仕上げ加工時間は２分間とし
、各測定値は加工物試験数４個についての平均値である
。

表に示した結果から、粒状スチロール樹脂の大粒径粒子
と小粒径粒子との両者を含む試料１　（この発明に基づ
くもの）の砥石摩耗量は、小粒径粒子のみを含む試料２
のｌ／４、粒状スチロール樹脂を全く含まない試料３の
約１１５ときわめて少なく、しかも試料１の切削量は他
の試料２および３と比較して低下することなく、むしろ
増加している。

また仕上げ面粗度についても試料１は小さい値を示し、
他の試料２および３よりも優れていることが明らかであ
る。

〔効果〕

以上述べたことから明らかなように、この発明の多孔性
超仕上げ砥石は、従来の砥石摩耗量を犠牲にした切削量
の増加または仕上げ面粗度の獲得という通説を覆して、
砥石摩耗量が約１ノ４〜１ノ５程度に激減するほどに改
善されても切削性は低下することなく、同時に仕上げ面
粗度も向上するという効果を現わすので、この発明の超
仕上げ加工に対する貢献はきわめて大きいと言うことが
出来る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化アルミニウム質、炭化珪素質またはダイヤモ
ンド、立方晶窒化ホウ素等の硬質砥粒と、この砥粒径の
２０〜５０倍の粒子径を有する大粒径粒子および砥粒径
の１．５〜１０倍の粒子径を有する小粒径粒子からなる
有機性粒子と、さらにビトリファイドボンドを配合し、
成形および焼成したことを特徴とする多孔性超仕上げ砥
石。
（２）有機性粒子中の小粒径粒子の配合量（容量）が大
粒径粒子の配合量（容量）の２〜５倍である特許請求の
範囲第１項記載の多孔性超仕上げ砥石。