JPH02303769A - 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９．砥石を用いて金属や焼結合金やセラミック
スなどを加工する際に、切屑が砥石の表面に付着し目詰
り状態となって加工できなくなった砥石、または切屑が
砥石へ付着することによって砥石を駆動するモーターの
負荷電流の増大を招き始めた砥石を目立てするための、
砥石の目立て材に関する。ここでいう加工とは、砥石に
よる研削や切断をさす。

［従来の技術］ 金属や焼結合金やセラミックスなどの研削や切断では、
ＣＢＮ（立方晶窒化はう素）砥石やダイヤモンド砥石な
どが汎用されている。ＣＢＮ砥石の場合は、ガラス質の
ビトリファイドボンドによってＣＢＮ粒子が保持されて
いる場合が多く、金属や焼結合金などの加工に用いられ
ている。また、ダイヤモンド砥石の場合は、レジノイド
ボンド、ビトリファイドボンド、メタルボンド、鋳鉄ボ
ンドあるいは電着などによりダイヤモンド粒子が保持さ
れており、セラミックスなどの加工に用いられている。

例えば、セラミックスの加工では、レジノイドボンドに
より砥粒を保持するダイヤモンド砥石が汎用されている
が、セラミックスの中でもサイアロンや窒化珪素を加工
する場合、加工によって発生した切屑がダイヤモンド砥
石の表面に付着し。

砥石が目詰りの状態となって加工が困難になる。

その結果、ダイヤモンド砥石とセラミックスとの間に大
きな摩擦力が発生し、砥石を駆動するモーターに過大な
負荷を与えたり、砥石やセラミックスの破壊を招いたり
する。

したがって、ダイヤモンド砥石が目詰り状態となって加
工できなくなった時点、あるいは砥石への切屑付着に伴
いモーター負荷電流が増大し始めた時点で、砥石の表面
に付着した切屑を除去する必要がある。このように、砥
石に付着した切屑を除去し、砥石の加工能力を回復させ
るための作業が目立てと呼ばれているものである。

ダイヤモンド砥石の目立て材として、従来用いられてい
たものに、ＧＣ（グリーンカーボランダム）砥石がある
。ＧＣ砥石は、純度の高い炭化珪素の焼結体で、金属加
工用の砥石として用いられているが、このようなＧＣ砥
石による目立てでは。

ダイヤモンドの消耗が著しいとう課題があった。

これは、第２図を用いて次のように説明できるゆ第２図
に示したように、ＧＣ砥石６を目立て材として用いると
、ダイヤモンド砥石の表面に付着した切屑２だけではな
く、砥石表面層のダイヤモンド砥粒１までが強制的に除
去される。このため、摩耗せず十分に加工能力が残存し
ている砥粒までが、摩耗して加工能力を失った砥粒とと
もに脱落してゆく、とくにサイアロンや窒化珪素などの
ように、砥石に切屑が付着して目詰りし易い材料の加工
においては、目立てを頻繁に行・うか、または加工と目
立てを同時に行わねばならず、高価なダイヤモンド砥石
□を大量に使用することとなり、加工に多大な費用を要
することになる。

このような、目立てによるダイヤモンド砥石の消耗を低
減するために発明されたのが、特願昭６２−２６１８４
８の、ガラス繊維を熱硬化性樹脂により固めた目立て材
である。この目立て材により、ダイヤモンド砥石の消耗
量を、ＧＣ砥石の１／２〜１／３に低減することが可能
になっている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、ガラス繊維を樹脂で固めた目立て材によ
り、ダイヤモンド砥石の消耗量は、従来の目立て材であ
るＧＣ砥石を使用した場合と比較して、１／２〜１／３
と著しく減少し加工コストの大幅な低減が可能になった
。しかし、ダイヤモンド砥石やＣＢＮ砥石は高価な砥石
であるため、これらの砥石の消耗量をより少なくしたい
という要求は強い。従って、ガラス繊維を樹脂で固めた
目立て材よりも、さらに砥石消耗量の少ない目立て材を
発明する必要がある。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので
あり、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１０ｍｍ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］ 本発明の目立て材の作用を、ダイヤモンド砥石を目立て
する場合を例にとり、第１図を用いて説明する。ダイヤ
モンド砥石の表面には、ダイヤモンドの砥粒１がボンド
によって保持されている。

第１図に示したように、目立て材３を砥石に当てる前は
、加工によって生じた切屑２がダイヤモンド砥粒ｌの間
に付着しているため、目詰りの状態になっておりダイヤ
モンド砥粒１による切込みが得られず、加工不可能な状
態にある。目詰り状態にある砥石を５の方向に回転させ
１本発明の目立て材３をダイヤモンド砥石の表面に押し
当てると、目立て材中に含まれた繊維４がダイヤモンド
砥粒１の間に付着した切屑２のみを除去する。このとき
。

繊維４はダイヤモンド砥粒によって折られて、除去した
切屑や繊維を保持している樹脂とともに排出される。そ
の結果、再びダイヤモンド砥粒１がボンド面から突き出
た状態に戻るため、ダイヤモンド砥粒による切込みが得
られるようになり、加工が可能になる。

このような繊維による切屑除去作用は、機械的強度が高
いセラミックス硬脆材料からなる繊維の方が、ガラス繊
維よりも優れており、目立て効果が高い。その結果、ダ
イヤモンド砥粒の加工能力を十分に引き出すことが可能
で、砥石の消耗量は、セラミックス繊維を用いた目立て
材の方がガラス繊維を用いた目立て材の場合よりも少な
い。

繊維の方向は方向の揃った一方向性および無方向性のも
のが、繊維の長さは長繊維および短繊維のものがあるが
、使用目的からは、２つの組合せのものが適している。

１つは一方向性で長繊維からなる目立て材であり、もう
１つは無方向性で短繊維からなる目立て材である。

一方向性で長繊維からなる目立て材は、目立て材の同一
断面積で、より効率よく切屑を除去したい場合や、機械
的強度が求められる場合に適している。とくにこのよう
な要求がない場合には、無方向性で短繊維からなる目立
て材で砥石の目立てが可能である。

［実施例］ （１）供試材の無方向性短繊維の目立て材を説明する。

熱硬化性のエポキシ樹脂（商品名：エボダイトＣＰ７４
０、昭和高分子■）と硬化促進剤（商品名：エボダイト
［８０、昭和高分子■）とを重量比で２対１に混合した
ものに、平均径が約１０μｍで長さが約６ｍｍのアルミ
ナ短繊維を１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たのちに、樹脂が硬化するま
で約２時間待って、平均径が約１０μ環で繊維の長さが
約６ｍ＋＊の無方向性のアルミナ短繊維を用いた目立て
材を得た。

供試材の炭化珪素無方向性短繊維の目立て材は、これと
同様の方法で、平均径が約７μ論で繊維の長さが約６ｍ
ｍの無方向性の炭化珪素の短繊維を用いた目立て材であ
る。

供試材のガラス無方向性短繊維の目立て材は比較材で、
同様の方法で平均径が約２３μ腫で繊維の長さが約６＋
＋＋ｍの無方向性のガラス短繊維を用いた目立て材であ
る。

（２）供試材の一方向性長繊維の目立て材を説明する。

エポキシ樹脂（商品名：エピコート８１５．油化シェル
エポキシ■）と硬化促進剤（商品名：アルメックスＨ−
８４７−２、日本合成化工■）とを重量比で５対１に混
合したものに、ロールに巻き付けである平均径が１０μ
爆のアルミナの長繊維を巻きほどいて含浸させ、直径９
０ｃｍのドラムに均一になるように巻き付けた。これを
軸方向に切り開いて薄板状としたものを、Ｉｌ維の方向
が揃うように積み重ね。

Ｂステージ化した。この後に、１００℃に保定した金型
に入れて、３時間加熱、加圧して樹脂を硬化させ、平均
径が１０μ讃の一方向性のアルミナ長繊維を用いた目立
て材を得た。

供試材の炭化珪素一方向性長繊維の目立て材は、これと
同様の方法で、平均径が約７μｍの炭化珪素長繊維を用
いて製造した。

供試材のガラス一方向性長繊維の目立て材は、比較材で
、同様の方法で、平均径が約２３μｌのガラス長繊維を
用いて製造した。

（３）サイアロンは砥石に目詰りを発生させ易く。

切断が非常に困難な材料である。第１表に示した条件で
サイアロンを切断すると、概ね２〜３回目の切断中に砥
石が目詰りしてモーター負荷電流が許容値を越える。こ
の砥石に対し、実施例の（１）及び（２）で述べた本発
明の目立て材を第３図のように押し当てて砥石の目立て
を行い、目立ての前後に砥石の外径を８箇所測定して砥
石の消耗量を調べた。こののちに、目立てを行った砥石
を用いて。

再びサイアロンの切断が可能かを確認した。比較用に、
ＧＣ砥石の場合、及び実施例の（１）及び（２）で述べ
たガラス繊維からなる目立て材を用いた場合についても
調査した。その結果を第２表に示す。

本発明の目立て材および比較用の目立て材とも。

砥石の目詰りを除去することが可能で、目立て後に再び
許容値以下のモーター負荷電流でサイアロンを切断する
ことができるようになった。

このときの砥石の外径の減少量は、本発明の目立て材が
、ＧＣ砥石やガラス繊維からなる目立て材よりも少なか
った。

（４）砥石が目詰りし易いサイアロンを、長時間にわた
り目詰りのない状態で研削するため、第４図に示したよ
うに、本発明の目立て材と被加工物とを並べて、砥石の
目立てと、砥石による研削とを交互に行った。このとき
の加工条件を第３表に示す。このような研削を、被加工
物の厚みが２ｍｍ薄くなるまで行い、モーターの負荷電
流と研削比を調査した。ここでいう研削比とは、砥石消
耗の程度を表わす指標で、被加工物の除去体積を砥石の
消耗体積で除した無次元の値である。例えば、同じ加工
量に対して、砥石消耗量が１／２になると、研削比は２
倍になる。また、比較用に、目立て材のない場合、ＧＣ
砥石を用いた場合、ガラス繊維からなる目立て材を用い
た場合についても調査した。その結果を第４表に示す。

まず、目立て材を用いない場合、加工を開始してすぐに
砥石に目詰りが発生してモーター負荷電流が許容値を超
え、研削不可能になった。本発明の目立て材および比較
用の目立て材を用いた場合は、砥石は目詰りせず、モー
ター負荷電流が許容値以下のままでサイアロンを研削す
ることができた。

このときの研削比は、いずれの場合も本発明の目立て材
が、ＧＣ砥石やガラス繊維からなる目立て材よりも大き
な値を示した。とくに無方向性のアルミナ短繊維の場合
、研削比は３６４とＧＣ砥石の約４倍、一方向性のガラ
ス長繊維の約２倍であった。

（５）実施例の（３）で述べたように、サイアロンの切
断では加工を中断し目立てを頻繁に行う必要があり、作
業効率が悪い。そこで作業効率を向上させるため、第５
図に示したように１本発明の目立て材と被加工物とを重
ねて、砥石の目立てと、硝石による切断加工とを同時に
行った。このときの加工条件は、第１表と同様とし、目
立て材への切込み量は３１１−とした。このような切断
加工を連続して１０回行い、モーターの負荷電流と研削
比を調査した。また、比較用に、目立て材のない場合、
ＱＣ砥石を用いた場合、ガラス繊維からなる目立て材を
用いた場合についても調査した。その結犀を第５表に示
す。

まず、目立て材を用いない場合、加工を開始して３５１
１１１１送られたところで砥石に目詰りが発生しエモー
ター負荷電流が許容値を超え、切断不可能番Ｊなった、
本発明の目立て材および比較用の目立１材を用いた場合
は、連続して１０回の切断を行っｔ第　　　　４　　　
　表 第　　　　５　　　　表 が、砥石は目詰りせず、モーター負荷電流が許容値以下
のままでサイアロンを切断することができた。

このときの研削比は、いずれの場合も本発明の１１立て
材が、ＧＣ砥石やガラス繊維からなる目立て材よりも大
きな値を示した。とくに一方向性のアルミナ長繊維の場
合、研削比は４７３とＧＣ砥石の約６倍、一方向性のガ
ラス長繊維の約２倍であった。

［発明の効果］ 本発明の目立て材を用いて、第３図に示した例のように
目立てすることにより、砥石表面に付着した切屑のみを
除去することができるため、目立てによる砥石消耗を著
しく少なくすることができる。

また、本発明の目立て材を、第４図および第５図に示し
た例のように用いると、目詰りして加工が困難なセラミ
ックスなどの材料を、目詰りのない状態で長時間にわた
って安定して加工することが可能で、かつ加工コストを
大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の目立て作用を示す図である。 第２図は、ＧＣ砥石の目立て作用を示す図である。 第３図は、砥石の目立て方法の例を示す図である。 第４図は、砥石の目立てと、被加工物の研削とを交互に
行っている例を示す図である。 第５図は、砥石の目立てと、被加工物の切断とを同時に
行っている例を示す図である。 １：ダイヤモンド砥粒、　２：切屑、　３：目立て材、
　４：繊維、　５：砥石の回転方向、６：　ＧＣ砥石、
　７：砥石、　８：被加工物。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社 旭化成工業株式会社 日本ジーシー工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。