JPH03256674A

JPH03256674A - ベース円板形研削砥石

Info

Publication number: JPH03256674A
Application number: JP5217790A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagata; 晃永田; Koji Sato; 康治佐藤
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1991-11-15
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0829496B2

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、研削面に、ダイヤモンＦ、ＣＢＮ（立方晶窒
化ホウ素）等の超砥粒層、或いは一般砥粒層を接合した
ベース円板形研削砥石に関する。

〔従来技術〕

従来、研削砥石は種々のものが提案、実用化されている
。そして、研削砥石としては、金属製のベース円板に超
砥粒層や一般砥粒層を接着したベース円板形研削砥石（
以下、単に研削砥石という）がある。

該超砥粒層としては、ダイヤモンドやＣＢＮの砥粒をビ
トリファイドボンド結合したものが用いられている（例
えば特公昭５Ｂ−３４４３１号公報）。

しかして、上記金属製ベース円板としては、従来、鯛、
鋳鉄、アルミニウム合金などが用いられている。

そして、上記超砥粒を用いた研削砥石は、砥粒自体が一
般の砥粒に比して非常に硬質であるため。

砥石摩耗が少ない、そのため、摩耗による寸法変化やバ
ラツキも少なく、高精度の研削加工が可能となる。それ
故、主として難削材の研削に使用されている。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の研削砥石においては。

そのベース円板は、熱膨張係数が大きい、そのため、研
削時の熱或いは軸受装置の熱によってベース円板が膨張
し、ベース円板を含めた研削砥石全体が熱膨張する。こ
のことは、加工精度の低下をまねく原因となっている。

更に、従来のベース円板は、特に鯛、鋳鉄で作製された
ものは、その重量（比重）が大きい。そのため、研削盤
で研削砥石を回転する際に、モータへの負荷、砥石軸へ
の負荷が大きく、モータや軸受部分での発熱量が大きい
。それ故、これらの熱がベース円板へも伝熱し前記のご
とくベース円板の熱膨張を更に大きくする原因ともなっ
ている。

また、上記の問題は、一般の砥粒を用いた研削砥石にお
いても生ずる。

そして、近年においては、加工能率の向上や砥石寿命の
向上がより強く望まれているため、研削砥石の高周速化
はますます要求される。更に、これに加えて、加工精度
はますます高い値が要求されるようになっている。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、高周速下においても
、高精度の加工ができる。ベース円板形研削砥石を提供
しようとするものである。

（課題の解決手段〕本発明は、砥粒層をベース円板に接着してなる研削砥石
において、上記ベース円板は金属マドＩＪクス中にセラ
ミックスの繊維又は粒子を分散させた複合材を用いてな
り、また該ベース円板は、熱膨張係数が１５ｘｌＯ−”
以下で、かつ縦弾性率に対する密度の比率が３．　５　
Ｘ　１０−”／ｃｍ以下であることを特徴とするベース
円板形研削砥石にある。

本発明において最も注目すべきことは、ベース円板の材
質を上記複合材としたこと、熱膨張係数及び上記比率を
上記範囲としたことである。

本発明において、ベース円板を構成する複合材は、金属
マトリクス（母材）中にセラミックスの繊維又は粒子を
分散させたもので、ＦＲＭ、ＭＭＣなどと称されている
ものである。かかる金属マトリクスとしては、アルミニ
ウム合金、マグネシウム合金、チタン合金などがある。

また、上記セラミックスとしては、シリコンカーバイド
、ボロン、アルミナ、シリカ、カーボンチタン酸カリウ
ム、チタン酸バリウム等がある。

この中、アルミニウム合金中にシリコンカーバイドを分
散させたものが、最も好ましい。

次に、上記セラミックスは、ベース円板中に１０〜３５
重量％含有することが好ましい。１０％未満では回転時
の伸びが大きく、一方３５％を越えると製品としての安
定性に欠けることと、材料に脆さが出てくるため、好ま
しくない。

また、セラミックスの繊維は、直径１〜３００μｍのも
のを用いることが好ましい。また、セラミックス粒子は
１粒径０．Ｉ〜３００μｍのものを用いることが好まし
い。この範囲外では１本発明の目的を達威し難い。

また１本発明において、ベース円板は、その熱膨張係数
が１５Ｘ１０−’以下で、かつ密度（ｋｇ／ｃｄ）／縦
弾性率（ｋｇ　ｆ　／ｃｊ）の比率（Ｎ）が３５×１０
−９７ｃｍ以下であることが必要である。この両者が共
に満足されない場合には、加工精度を表す表面粗さを１
．０μＲａ以下とすることができない、ここに１表面粗
さの単位Ｒａは、ＪＩＳＢＯ６０１により定められた中
心線平均粗さをいまた、ベース円板と砥粒層との接着に
当たっては、エポキシ樹脂などの接着剤を用いる。

また２本発明において砥粒は、ダイヤモンドやＣＢＮ等
の超砥粒５或いはアルミナ、炭化珪素などの一般砥粒が
ある。

また、砥粒層における砥粒の結合は、ビトリファイドボ
ンド、レジノイドボンド又はメタルボンドなどにより行
う。

本発明は、特に超砥粒を用いたビトリファイドボンドの
研削砥石に対して、その効果が大きい。

〔作用及び効果）本発明の研削砥石においては、ベース円板の材料として
前記複合材を用いている。そのため、該ベース円板は、
アルミニウム合金等で作製した従来の金属ベース円板に
比して、その熱膨張係数が低い、つまり、金属のみの場
合に比して、該金属に前記セラミックスの繊維又は粒子
を添加した複合材の方が、熱膨張係数が低くなる（実施
例参照）。

また１本発明のベース円板は、従来のベース円板に比し
て軽量であるため、研削砥石の回転に伴うモータへの負
荷、砥石軸への負荷が小さく、これらにおける発熱量が
少ない。そのため、ベース円板への伝熱量が少なく、研
削砥石の熱膨張も一層少ない。

そして１本発明のベース円板は、熱膨張係数が１５Ｘ１
０−’以下で、かつ上記比率（Ｎ）が３゜５　Ｘ　１０
−’／ＣＩであるため、加工精度に優れ、加工表面の表
面粗さを１．　　ＯμＲａ以下とすることができる。

それ故１本発明によれば、高周速下においても表面粗さ
が１．０ｐＲａ以下という、高精度の加工ができる研削
砥石を提供することができる。

〔実施例］本発明にかかる。第１図及び第２図に示すごとき研削砥
石を作製し、研削加工を行った。そして加工表面の表面
粗さを測定した。その結果を第１表及び第３図、第４図
に示した。以下、これらを詳述する。

まず、上記研削砥石は第１図及び第２図に示すごとく２
超砥粒層からなるセグメントチップｌ（第１図）を作製
し、これを第２図に示すごとくベース円板２に接着した
。接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤を用いた。該
ベース円板２は中央部に回転軸用穴２０を有する。

そして、上記研削砥石は、−・−ス円板２の種類を変え
て、５種類作製（Ｎｃｔｌ〜６）した。また比較のため
、従来のベース円板を用いた研削砥石を５種類作製（階
Ｃ１〜Ｃ５）した。

なお、セグメントチップ１は１いずれの研削砥石につい
ても同しである。

即ち、上記研削砥石は、その外径が３０５ｍ回転軸用の
穴の径が７６．２閣、厚みが１５ｍである。また、セグ
メントチップの寸法は、長さ４０−１幅１５■、厚みは
７■である。

また、出来上りの超砥粒層の構造は次のようである。

ＣＢＮ砥粒（＃３２５／４００）・・・・５０容量部。

ビトリファイドボンド′ ・・・・１日容量部気　孔・・・・・・・・・３２容量部。

また１表面粗さ測定における研削条件は、下記のよ　う
である。

研削砥石周速度・・２７００ｍ／ｍ　ｉ　ｎ。

テーブル送り速度・・・２０ｍ／ｍｉｎ。

切込量・・・・・・５μｍ／ｐａｓ５゜被削材・・・・
・・５ＫＨ５１被削材寸法・・・・・・長さ３００ｘ幅１０ｍまた。そ
れぞれのベース円板の材質としては第１表に示すものを
用いた。この材質中、アルミニウムはＪＩＳ−Ａ６０６
１を、硬鋼はＪＩＳ−Ｓ５５Ｃを用いた。

また、ＳｉＣはシリコンカーバイド、　　Ａｆ２０、は
アルミナを示す、また１粒状ＳｉＣはね径５〜４０μｍ
のものを用いた。また、繊維状Ａｊ２ｚＯ３は、直径５
〜２０μｍのものを用いた。ＳｉＣウィスカーは、直径
５〜２０μｍのものを用いた。

また、同表におけるＳｉＣ等の添加量（％）は。

ベース円板中に占める容積割合である。

同表において１比率Ｎは密度（ｋｇ／ｃｄ）を縦弾性係
数（ｋｇｆ／ｃｊ）で除した値である。

前記研削条件における面粗さ測定の結果を、第工表に示
す。

第１表より知られるごとく、実施例１〜３のベース円板
と比較例Ｃ２とを比較すると１両者は同しアルミニウム
合金を用いているが、実施例１〜３のベース円板は熱膨
張係数が比較例Ｃ２に比して約半分ないし３分の１と著
しく小さい。

また、前記比率Ｎに関しては、実施例１〜６のベース円
板は比較例０１〜Ｃ５に比して約半分以下である。この
比率Ｎは、その値が低いほど加工表面粗さが小さいこと
を示している。

なお　前記熱膨張に関しては、硬鋼を用いた比較例ＣＩ
のベース円板は実施例１より低く、スーパーインバー又
は球状黒鉛鋳鉄を用いた比較例Ｃ３又はＣ４のベース円
板は実施例２．３より低い。

そして、熱膨張係数及び比率Ｎと１表面粗さとの関係を
第１表及び、第３図、第４図より考察すると１両者の値
が共に低い場合はど良好な面粗さが得られることが分る
。また、上記より、知られるごとく１表面粗さ１．０μ
Ｒａ以下とするためには、熱膨張係数が１５Ｘ１０−″
以下で１かつ上記比率Ｎが３．　５　Ｘ　ｌ　Ｏ−’／
ＣＩ以下であることが必要である。

また、実施例１の研削砥石は、比較例ＣＩに比して軽量
であるため１回転時にモータにかかる負担が小さく１例
えば型回転の場合のモータ電力は前者が０．６ｋｗ、後
者が１．０ｋｗである。また、比較例Ｃ３の研削砥石は
１．３ｋｗである。

このように　モータ電力が小さいということは。

研削砥石の回転に対するモータ負荷、軸受負荷が小さい
ということである。そのため２本発明の研削砥石を用い
る場合には、モータの発熱、軸受の発熱が小さくなる。

その結果、ベース円板の温度上昇も抑えられ、熱による
ベース円板の伸びも抑えられ、より高精度の研削ができ
ることになる。

また、それ故に５研削紙石の高周速化を一層促進するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は実施例を示し、第１図はその超砥粒層
の斜視図、第２図は研削砥石の平面図第３図及び第４図
は熱膨張係数又は比率Ｎと表面粗さとの関係を示す線図
である。１１１．セグメントチップ。２２１．ベース円板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）砥粒層をベース円板に接着してなる研削砥石にお
いて、上記ベース円板は金属マトリクス中にセラミック
スの繊維又は粒子を分散させた複合材を用いてなり、また該ベース円板は、熱膨張係数が１５×１０＾−＾６
以下で、かつ縦弾性率に対する密度の比率が３．５×１
０＾−＾９／ｃｍ以下であることを特徴とするベース円
板形研削砥石。
（２）第１請求項において、金属マトリクスは、アルミ
ニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金のいずれか
であることを特徴とするベース円板形研削砥石。
（３）第１請求項において、セラミックスはシリコンカ
ーバイド、ボロン、アルミナ、シリカ、カーボン、チタ
ン酸カリウム、チタン酸バリウムの１種又は２種以上で
あることを特徴とするベース円板形研削砥石。
（４）第１請求項において、砥粒はダイヤモンド、ＣＢ
Ｎ等の超砥粒であることを特徴とするベース円板形研削
砥石。
（５）第１請求項において、砥粒はアルミナ、炭化珪素
等の一般砥粒であることを特徴とするベース円板形研削
砥石。
（６）第１請求項において、砥粒層における砥粒の結合
は、ビトリファイドボンド、レジノイドボンド又はメタ
ルボンドであることを特徴とするベース円板形研削砥石
。