JPH02303768A - 砥石の目立て材 - Google Patents

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〕 本発明は、砥石が目詰まりし易く、かフチッピングが発
生し易いセラミックスを、チッピングなく能率よく切断
する際に用いる、砥石の目立て材である。

〔従来の技術〕

セラミックスのような１１！脆拐ｔ’ｔの切断加工では
、ダイヤモンド砥石が汎用されているが、切断中に砥石
が目詰まり状態になって切断不可能になる、切断した後
のセラミックスにチッピングが発生するなどの課題があ
る。

まず、砥石の目詰まりについて説明する。目詰まりは、
ダイヤモンド砥石の表面に切屑が付着してダイヤモンド
砥粒の間を埋め、砥粒による切込みが不可能になる現象
である。これは、砥粒の突き出し高さや砥粒の間隔が、
数十ないし数百ミ°クロンと極めて小さいためである。

したがって、例えば、厚さ１０１薯、長さ１００ｍｍの
サイアロンであれば、送り速度１０ｗｍ／＋１１ｉｎ、
切込み３〜４賎／バスとして合計３バスで切断せざるを
得す、加工能率が低かった。目詰まりを防ぐ公知の方法
としては、目立てと切断加工とを同時に行なう方法があ
る。これは第１図に示したように、セラミックスの下に
目立て材を置き、ダイヤモンド砥石を目立て材へも切込
ませ、セラミックスの切断とダイヤモンド砥石の目立て
とを同時に行なう方法である。この方法であれば、前述
の厚さ１０龍のサイアロンを１バスで切断することが可
能になり、加工能率が向上する。この方法に、従来用い
られてきたダイヤモンド砥石の目立て材は、ＧＣ（グリ
ーンカーボランダム）砥石である。ＧＣ砥石は純度の高
い炭化珪素の焼結体で、金属加工用の砥石としても用い
られている。

また、別に特許出願中の、セラミック硬脆材料からなる
群より選ばれた繊維を熱硬化性樹脂により固めた目立て
材も、ＧＣ砥石と同等以上の効果があり、目詰まりなく
上述のセラミックスを１バスで切断することができる。

次に、チッピングについて説明する。チッピングは、セ
ラミックスのエツジが欠ける現象で、切断加工の場合、
回転するダイヤモンド砥石がセラミックスから抜は出る
箇所、すなわち第１図に示したＡの部分で発生し易く、
その大きさや発生原皮が予測できない。

チッピングを避ける方法には、セラミックスの下側に０
．３〜０．５　＋ｎの研削代を残しながら溝加工を行っ
たのちに、残った研削代を研削によって除去してセラミ
ックスを分断する方法がある。この方法では、溝加工と
目立てが同時に行えず、上述のように１バス当りの切込
みは３〜４１■と小さく加工能率が低かったが、特願昭
６１−９８２４９で出願中の、目立て材をセラミックス
のとに載せて目立てと溝加工とを同時に行ない、溝加工
した後に研削代を研削によって除去する方法で１バス当
りの切込みは９．６鶴と約３倍の切込みによる溝加工が
可能となり、加工能率が向上した。

しかし、目立てと切断とを同時に行なう方法の場合、目
詰まりなくセラミックスを切断できるようになり加工能
率が向上するが、切断後のセラミックスにチッピングが
発生ずるという課題が残っている。とくに焼結後の表層
部分を除去し、製品に近い寸法まで加工されているセラ
ミックスを切断するような場合には、チッピングが発生
ずるとこれを除去しなければならず、寸法不足を招いた
り、これを゛見込んで切断を行わなければならず、歩留
まりの悪化や加工工程の増加などを招き、加工能率が低
くなる。

一方、特願昭６３−９８２４９の方法は、目立てと溝加
工を同時に行なうことができるため、切込み量は９．６
　ｖａｎ　／バスとそれまでの約３倍の切込み量による
溝加工が可能で、著しく加工能率が向上したが、溝加工
の後に０．３〜０．５　ｍ残った研削代を除去する工程
を必要とするため、１バスでの切断ができないという課
題が残っていた。

以上のように、従来は、目詰まりおよびチッピングを同
時に解決した、■バスでのセラミックス切断は困難であ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、１バスでセラミックス切断を可能とし
、かつセラミックスにチッピングが生じない目立て材を
開発するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するために本発明者らは、チッピング
の発生原因を調査した。その結果、第１図の方法で、セ
ラミックスのような硬脆材料を、目詰まりおよびチッピ
ングなく１バスで切断するには、セラミックスと接着す
る目立て材の表面粗さが重要なことを見いだした。この
目立て材の表面粗さとチッピングの発生数との関係を第
２図に示す。第２図から、目立て材の表面粗さが１０８
ｍ以下になる゛とチッピングが著しく少なくなることが
わかる。

すなわち、本発明は、表面粗さ（Ｒｍａｘ）がｌＯμ−
以下の表面を有する、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化
珪素繊維、ジルコニア繊維、窒化珪素繊維などのセラミ
ックス硬脆材料からなる群より選ばれた無機短繊維また
は無機長繊維を　熱硬化性樹脂により固めた、砥石の目
立て材である。ここで、短繊維とは繊維長さがｌＱｍｓ
未満の繊維を、長繊維とは繊維長さが１０ｍｍ以上の繊
維をいう。

また、本発明に使用する熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ビス
マレイミド樹脂などからなる群より選ばれる。

〔作用〕

チッピングの発生は一般に、セラミックスが引張りに弱
い材料であることに起因している０例えばセラミックス
を構造材として使用する際には、引張り応力が作用しな
いように設計するか、引張りが避けられない場合には、
この応力を別の構造材で支持する必要があるといわれて
いる。このことは加工中のセラミックスについても当て
はまる。

切断加工の場合、回転するダイヤモンド砥石がセラミッ
クスから抜は出る箇所、すなはち第１図に示したへの部
分で、セラミックスは砥石から引張りを受ける。したが
って、セラミ・ノクスの下にある目立て材が、均一にセ
ラミックスを支持していないと、支持されていない部分
でセラミックスは破損してしまう。表面粗さの測定例を
以下に述べる。

まず、とくにチッピングが問題となるような、製品に近
い寸法のセラミックスの表面粗さは、ある程度加工によ
って滑らかになっており、例えば１０箇所平均がＲｍａ
ｘ　＝　３．１７μｍで、第３図に示した表面粗さ曲線
の例のように、表面は凹凸がほとんどなく平滑である。

これに対し、従来用いられてきたＧＣ砥石は、非常に多
孔質な材料であり、ＧＣ砥石中に多くの気孔が存在して
いる。一般にセラミックスと目立て材はワックスにより
接着するが、前述の気孔があるため、第４図に示したよ
うに気孔の部分ではセラミックスを支えていない。ダイ
ヤモンド砥石の目立て用には、粒度が２２０番で結合度
が１１程度のＧＣ砥石が汎用されているが、このＧＣ砥
石の表面粗さは、例えば１０箇所の平均がＲｍａｘ　−
８８，５μｍであり、第５図に示した表面粗さ曲線の例
のように、表面の凹凸が激しい。しかもこの凹凸の原因
である気孔はＧＣ砥石中にも分散しているため、平滑な
状態にすることができない。

また、別に特許出願中のセラミックス硬脆材料からなる
群より選ばれた繊維を熱硬化性樹脂により固めた目立て
材も、製作後に切り出したままでは、表面に凹凸がある
。この表面粗さは、例えば１０箇所の平均がＲｍａｘ　
＝　３１．１１＋＋であり、第６図に示した表面粗さ曲
線の例のように凹凸があり、均一にセラミックスを支持
しているとは言い難く、そのままではチッピングが発生
していた。

本発明の目立て材の場合、セラミックスと接触゛する面
の表面粗さの１０箇所平均がＲｍａｘ　＝２．９８μ信
であり、第７図に示した表面粗さ曲線の例のように、非
常に平滑な状態になっている。このため、回転するダイ
ヤモンド砥石がセラミックスから抜は出る箇所、すなわ
ち第１図のＡの部分で、セラミックスに引張りが作用し
ても、本発明の目立て材が接着剤を介してセラミックス
を均一に支持しており、チッピングが発生しない。さら
に、目立て材によって切屑が常に除去されており、砥石
に目詰りが生じないため、高能率加工が可能である。

〔実施例〕

（１１熱硬化性のエポキシ樹脂（商品名：エボダイ１−
ＣＰ７４０、昭和高分子側）と硬化促進剤（商品名：エ
ボダイ）Ｋ２Ｏ、昭和高分子＠１）とを重量比で２対１
に混合したものに、平均径が約２３μ閘で平均長さが約
３鰭のガラス短繊維を、重量比で１対１になるように混
合した。これを真空炉に入れて脱気し、樹脂が硬化する
まで約２時間待った。その後に、厚さ１５ｍのストレー
ト型ダイヤモンド砥石を取り付けた平面研削盤を用いて
表面を仕上げて、平均径が約２３μ園で繊維の長さが約
３鶴の無方向性のガラス短繊維からなる、表面粗さが１
０箇所平均でＲｍａｘ　＝　２．９８μ−の表面を有す
る目立て材を得た。平面研削では、順に、１４０番、３
４５番、８００番の粒度のダイヤモンド砥石を用いて目
立て材の表面を研削仕上した。

これと同様の方法で、平均径が約１０μ面のアルミナ繊
維からなる表面粗さが１０箇所平均でＲｍａｘ　＝　３
．４２μ霞の表面を有する目立て材と、平均径が約７μ
優の炭化珪素繊維からなる表面粗さが１０箇所平均でＲ
ｍａｘ　＝　３．８７μ噂の表面を有する目立て材を得
た。

（２）ダイヤモンド砥石に目詰まりが発生し易く、切断
が困難なセラミックスにサイアロンがある。

このサイアロンの切断を、本発明の目立て材を用いて、
第１表の条件で、第１図のように行なった。

ここで、目立て材に対する砥石の切込み量は３　ｕ＋と
じた。切断後にチッピングの発生数と深さを、顕微鏡観
察により測定した。

比較用に目立て材がない場合、ＧＣ砥石を用いた場合、
切り出したままの表面を有する上述の繊維からなる目立
て材の場合についても調査した。

この結果を第２表に示す。

まず、切断結果について述べる。目立て材のない場合、
ダイヤモンド砥石がセラミックスに切込み始めた点から
３５龍送られた所で、ダイヤモンド砥石に目詰りが発生
して、加工が不可能であった。目立て材を用いた場合は
、本発明および比較材ともに目詰りはなく、１バスで厚
さ１０關のサイアロンの切断が可能であった。

次にチッピングについて述べる。本発明の目立て材の場
合、セラミックスにチッピングは観察されなかった。一
方、比較材のＧＣ砥石や表面粗さ（Ｒｍａｘ　）が１０
μ鶴を超える表面を存する上述の繊維からなる目立て材
の場合、第２表に示したように、セラミックスにチッピ
ングが発生していた。

〔発明の効果〕

本発明により、従来加工が困難であったセラミソクスを
、ダイヤモンド砥石の目詰りがない状態で、チンピング
なく１バスで切断できるようになる。その結果、面取り
の工程の省略や、チッピングの取り代をなくすことが可
能になり、セラミックスを能率よく高精度に加工するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、砥石の目立てと、切断加工とを同時に行う例
を示す図である。 第２図は、目立て材の表面粗さとチッピング発生数との
関係を表わす図である。 第３図は、セラミックスの表面粗さ曲線の例である。 第４図は、ＧＣ砥石の表面近傍の凹凸を表わす図である
。 第５図は、ＧＣ砥石の表面粗さ曲線の例である。 第６図は、切断ままの、ガラス繊維を樹脂で固めた目立
て材の表面粗さ曲線の例である。 第７図は、表面仕上げ後の、ガラス繊維を樹脂で固めた
目立て材の表面粗さの曲線の例である。 １：ダイヤモンド砥石、２：セラミックス、３：目立て
材、４：回転方向、５：送り方向、６：ＧＣ−砥粒、７
：接着剤（ワックス）。 第１　図 第２図 目立て材の表面粗さく、ｕｍ） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下の表面を有する、
   ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ジルコニア
   繊維、窒化珪素繊維などのセラミック硬脆材料からなる
   群より選ばれた無機短繊維または無機長繊維を熱硬化性
   樹脂により固めた、砥石の目立て材。