JPH06190726A - 砥石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥粒含有層の密度，硬さが均一で、研削性能
の良好な砥石を簡単に製造すること。 【構成】 砥粒，結合剤，充填材及び一次バインダを配
合した半湿式の混合物をドクターブレード法を用いてポ
リエチレンシートの上に成膜し、これをシートを外側に
してビトリファイド砥石製のホイール台金１１の外周に
巻き付ける。次に、この混合物層９が巻き付けられた台
金１１を円筒状の外枠２１内に収納し、外周にゴムチュ
ーブ２３を装着し、上下から押え板２５，２７を固定し
て密閉する（Ａ）。そして、油圧にてゴムチューブ２３
を膨張させる（Ｂ）。その後、台金１１を取り出し、ポ
リエチレンシートを剥し、炉に入れて９００℃で８時間
の焼成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥石の製造方法に係
り、特に、厚み寸法の大きい砥石や、異形の砥石の製造
に適した方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超砥粒砥石を製造する方法として
は、プレス成形法が知られている。この方法は、図５
（Ａ）に示す様に、円弧状の金型１０１，１０２を用い
て超砥粒含有混合物を円弧状に加圧成形し、この円弧状
の成形体１０３を焼成し、これら複数個を台金１０４に
接着する方式（以下、半径方向プレス方式という）か、
同図（Ｂ）に示す様に、円管状の外枠１１１と、この外
枠１１１の内径よりも小さい外径の下板１１２及び上板
１１３とから形成した成形空間に、台金１１４をセット
し、リング状の隙間に超砥粒含有混合物を注入して上下
からリング状のパンチ１１５，１１６で加圧成形し、焼
成する方式（以下、厚み方向プレス方式という）であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、半径方向プ
レス方式では、一つの超砥粒ホイールを製造するのに、
何度も加圧成形の工程を設けなくてはならず、面倒であ
った。また、厚み方向プレス方式では、厚み方向の上下
端では超砥粒層が締まるものの、厚み方向の中心部は比
較的締まり難く、厚み方向に硬さが不均一となってい
た。これは超砥粒の成形密度の不均一化につながり、砥
石性能が安定しないという問題を生じた。

【０００４】さらに、いずれの方式であっても、ホイー
ルの直径等に合わせて金型を製造しなくてはならず、設
計変更等が面倒でもあった。そこで、この様な問題を解
決し、簡単で密度の均一な砥粒含有層を有する砥石を簡
単に製造することができる砥石の製造方法を提供するこ
とを目的として本発明を完成した。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するためなされた本発明の砥石の製造方法は、請求項
１に記載した様に、仮成形又は焼結したビトリファイド
砥石製のホイール台金の外周に、砥粒，結合剤，充填材
及び一次バインダを配合した混合物による砥粒含有層を
形成し、該砥粒含有層の外周に、少なくとも一部が可撓
性又は伸縮性があって内部に流動体を満たし得るように
した圧縮成形用外枠部材を装着し、該圧縮成形用外枠部
材を、その内部に流動体を満たして前記可撓性又は伸縮
性がある部分を膨張させることにより、前記砥粒含有層
をホイール台金に圧着させ、該砥粒含有層が圧着された
ホイール成形体を焼成するという手順を採用した。

【０００６】この方法によれば、砥粒含有層は、圧縮成
形用外枠部材の可撓性又は伸縮性ある部分の膨張によっ
て台金に押し付けられる。また、圧縮成形用外枠部材
は、流動体（水，油，空気等）を内部に満たすことによ
り膨張させられるから、パスカルの原理によって台金の
周方向及び厚み方向に均一な加圧力が加わる。しかも、
可撓性又は伸縮性ある部分は、台金上に形成された混合
物による砥粒含有層の形状に変形する。従って、砥粒含
有層は、均一な加圧力により均一な砥粒密度に形成され
る。ここで、振動を加えつつ流動体を満たして圧縮成形
用外枠部材を膨張させるようにしておけば、均一性を一
層よいものとすることができる。

【０００７】なお、圧縮成形用外枠部材としては、ゴム
チューブの様なものや、合成樹脂フィルム，シートなど
と外枠とからリング状の空間を形成したものなどを用い
ることができる。また、本発明の方法は、請求項２に記
載した様に、特に、前記混合物をドクターブレード法を
用いてシート材の上に成膜し、該シート材を外側にし
て、前記ホイール台金の外周に前記混合物を巻き付ける
ことにより、前記砥粒含有層をホイール台金上に形成す
ることとするとよい。

【０００８】この様にすることで、砥粒含有層を台金外
周に均等な密度で付着することができる。さらに、本発
明の方法は、請求項３に記載した様に、前記混合物を半
湿式状態にて前記ホイール台金の外周に充填し、砥粒含
有層を形成することとすることもできる。この場合、簡
単な外枠を用いるとよく、振動を加えつつ半湿式状態の
混合物の充填を行う様にすると効果が高い。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を適用した実施例として、超砥
粒砥石の製造方法について説明する。実施例の超砥粒砥
石の製造は、以下の手順で実施される。 超砥粒，結合剤，充填材，一次バインダを配合す
る。

【００１０】 ドクターブレード法にて、シート上に
を成膜する（図１）。 仮成形したビトリファイド砥石製のホイール台金を
準備する。 をの外周面に、シートを外側にして巻き付ける
（図２）。 を型枠内にセットし、外周にゴムチューブを装着
する（図３（Ａ））。

【００１１】 で装着したゴムチューブに油圧をか
け、膨張させる（図３（Ｂ））。 で成形された成形体を焼成して超砥粒ホイールを
得る。 ［第１実施例］第１実施例として、下表の様な寸法形状
の超砥粒砥石を製造した。

【００１２】

【表１】

【００１３】また、砥粒含有層を形成するための混合物
は、表２の配合比により製造した。

【００１４】

【表２】

【００１５】超砥粒としてのタイプＩとは、ＧＥ社製の
ＣＢＮ砥粒である。また、セラミック結合剤は、軟化点
７００℃のものを用いた。この表２の配合比の混合物
を、図１に示す様な装置を用いて、上記のドクターブ
レード法による工程を実施した。即ち、ポリエチレンシ
ート１の上に図示左側のブレード３が約５ｍｍだけ浮い
た状態のホッパ５をセットし、このホッパ５内に混合物
７を充填し、ポリエチレンシート１を一定速度で矢印方
向へ引き出すことにより、当該ポリエチレンシート１の
上に、幅１００ｍｍ，厚さ５ｍｍの混合物層９を形成し
た。

【００１６】次に、この成膜された混合物を、図２に示
す様に、ポリエチレンシート１が外側になるように、外
径２９４ｍｍ，厚さ１００ｍｍの中実なビトリファイド
砥石製の仮成形した台金１１の外周面に巻き付ける。工
程，の実行である。なお、ビトリファイド砥石製の
台金１１は、エポキシ樹脂を一次バインダとして仮成形
したものである。

【００１７】そして、次に、この混合物層９が巻き付け
られた台金１１を、図３（Ａ）に示す様に、円筒状の外
枠２１内に収納し、さらにその外周にゴムチューブ２３
を装着し、上下から押え板２５，２７を固定する。そし
て、外部の油圧源を駆動して、同図（Ｂ）に示す様に、
ゴムチューブ２３を膨張させる。この際の膨張量は、混
合物層の厚さが約３ｍｍで所定の砥粒密度となる様に制
御される。以上が上記工程の，に該当する。

【００１８】最後に、上記工程を実施し、この厚さ３
ｍｍとなったスラリ層からポリエチレンシート１を剥
し、炉に入れて９００℃で８時間の焼成を行い、ＣＢＮ
ホイールを製造した。以上の様にして成形・焼成された
ＣＢＮホイールは、さらに端面の仕上げ整形をし、さら
に直径１２７ｍｍの取付穴をあけた後、外周使用面の仕
上げ整形をして完成する。このＣＢＮホイールによれ
ば、砥粒層の厚さ及び砥粒密度は均一であり、砥粒層の
硬さも均一で、研削性能も安定していた。

【００１９】［第２実施例］次に、第２実施例を説明す
る。第２実施例は、上記と同様の配合の混合物を用い
て、同様の方法により、表３の様な寸法形状のＣＢＮホ
イールを製造し、同じ混合物成分を用いて、図５（Ｂ）
に示した従来の厚み方向プレス方式により製造した比較
例のＣＢＮホイールと研削性能を比較したものである。

【００２０】

【表３】

【００２１】これら実施例及び比較例のＣＢＮホイール
につき、下記表４の条件で研削試験を実施してそれぞれ
の研削性能を調べた。

【００２２】

【表４】

【００２３】この研削試験の結果を表５に示す。

【００２４】

【表５】

【００２５】ここで、研削比とは、被削材の体積減少量
をＣＢＮホイールの体積減少量で割った値であり、これ
が大きいほど研削性能がよいことを意味する。また、面
粗度は、逆に小さいほど研削性能がよいことを意味す
る。研削抵抗も小さいほど研削性能がよいことを意味す
る。なお、研削抵抗のＦｎは研削面に対する法線方向成
分であり、Ｆｔは研削面に対する接線方向成分である。
これら研削抵抗は、ロードセル式の抵抗測定器により研
削試験中に測定した。

【００２６】この表５の結果から、実施例のＣＢＮホイ
ールの研削性能は、従来品よりやや優れており、少なく
とも劣るということはないことが分かった。これは、実
施例の製造方法においても、砥粒保持力等は十分維持さ
れることを意味する。そして、砥粒密度等が均一である
ことから性能が安定している分、研削性能が全体として
向上したものと考えられる。なお、実施例と比較例での
研削性能の差が顕著でないのは、この第２実施例のホイ
ールは比較的厚みの小さいものであるため、従来の厚み
方向プレス方式によっても砥粒密度や砥粒層厚さがそれ
程ばらつかないからであると考える。

【００２７】一方、第１実施例の様に厚みの大きいもの
を厚み方向プレス方式で製造したと仮定すると、研削性
能は大きく相違するはずである。厚み方向プレス方式で
は厚みの大きいものを製造するのが困難であるため、比
較することはしなかったが、実施例の方法で製造したも
のの方がはるかに研削性能に優れることは明かである。

【００２８】なお、半径方向プレス方式と実施例の方法
の関係を考察すると、実施例では一度の圧縮成形工程で
ホイール型砥石の成形が完了するから、半径方向プレス
方式よりも加工工数が大幅に減少するという効果が高
い。また、ホイール形状を少しでも変更する場合には、
半径方向プレス方式では円弧状の金型を変更しなければ
ならないのに対し、実施例の方法によれば、ゴムチュー
ブの膨張可能な範囲であれば、装置の設計変更をしなく
てもよいという効果もある。

【００２９】以上説明した様に、実施例によれば、砥粒
密度及び砥粒含有層厚さが均一で、研削性能の良好な超
砥粒砥石を簡単に製造することができた。特に、厚みの
大きい超砥粒砥石の製造においても、これらの効果が得
られることが確認できた。 ［応用例］応用例として砥粒層が異形の砥石についても
確認を行った。

【００３０】まず、図４（Ａ）に示す様に異形の台金３
１を仮成形しておき、これにドクターブレード法で成膜
した混合物層を付着させ、上記と同様のゴムチューブを
用いた圧縮成形を行ってもよい。異形砥石において、均
一な砥粒密度，砥粒層厚さを実現することができ、特に
好適である。

【００３１】また、図４（Ｂ）に示す様に中心にくぼみ
部分のある異形の台金４１を仮成形しておき、この外周
に簡単な外枠をはめておいて振動を加えつつ半湿式の混
合物を充填し、こうして得られた混合物層を有する台金
４１の外周にゴムシート４３を装着し、押え板２５，２
７及び外枠２１とこのゴムシート４３とで形成した密封
構造部分に油圧を加えて圧縮整形を行った。これを焼結
した砥石は、異形の砥粒層と同一形状の被削材を研削し
ても偏摩耗を起こすことがなく、均一な研削ができた。

【００３２】この様に、本発明方法は、図４（Ａ），
（Ｂ）の様な異形砥石において、均一な砥粒密度を実現
することができ、特に好適である。本発明方法は、こう
した異形砥石の製造に適用することができることや、単
純ホイールであっても直径や厚みを多少変更したとして
も型枠自体を変更しなくよく、設計容易という面でも大
きな効果をもたらす。

【００３３】以上本発明の好適な実施例を説明したが、
本発明は何らこの実施例に限定されず、その要旨を逸脱
しない範囲の種々なる態様を採用することができること
はもちろんである。例えば、混合物は半湿式ではなく湿
式のいわゆるスラリ状のものを用いても構わない。但
し、最後に説明した応用例の様に充填にて混合物層を形
成する場合には、半湿式であることが望ましい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の砥石の製造
方法によれば、砥粒密度，硬さの均一な砥粒含有層を有
する砥石を簡単に製造することができる。また、本発明
方法は、いわゆる静水圧プレスの応用であるが、湿式の
静水圧プレス法と違って大きな装置を必要とせず、設計
変更が容易であって、特に、砥石の製造方法として最適
になっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のホイール型砥石の製造方法の説明図
である。

【図２】 実施例のホイール型砥石の製造方法の説明図
である。

【図３】 実施例のホイール型砥石の製造方法の説明図
である。

【図４】 応用例としての異形ホイール型砥石の説明図
である。

【図５】 従来のホイール型砥石製造方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１・・・ポリエチレンシート、３・・・ブレード、５・
・・ホッパ、７・・・混合物、９・・・混合物層、１
１，３１，４１・・・台金、２１・・・外枠、２３・・
・ゴムチューブ、２５，２７・・・押え板。

【手続補正書】

【提出日】平成５年１月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】最後に、上記工程を実施し、この厚さ約
３ｍｍとなった混合物層からポリエチレンシート１を剥
し、炉に入れて９００℃で８時間の焼成を行い、ＣＢＮ
ホイールを製造した。以上の様にして成形・焼成された
ＣＢＮホイールは、さらに端面の仕上げ整形をし、さら
に直径１２７ｍｍの取付穴をあけた後、外周使用面の仕
上げ整形をして完成する。このＣＢＮホイールによれ
ば、砥粒密度は均一であり、砥粒層の硬さも均一で、研
削性能も安定していた。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】なお、半径方向プレス方式と実施例の方法
の関係を考察すると、実施例では一度の圧縮成形工程で
砥石の成形が完了するから、半径方向プレス方式よりも
加工工数が大幅に減少するという効果が高い。また、ホ
イール形状を少しでも変更する場合には、半径方向プレ
ス方式では円弧状の金型を変更しなければならないのに
対し、実施例の方法によれば、ゴムチューブの膨張可能
な範囲であれば、装置の設計変更をしなくてもよいとい
う効果もある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】以上説明した様に、実施例によれば、砥粒
密度が均一で、研削性能の良好な超砥粒砥石を簡単に製
造することができた。特に、厚みの大きい超砥粒砥石の
製造においても、これらの効果が得られることが確認で
きた。 ［応用例］応用例として砥粒層が異形の砥石についても
確認を行った。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】以上本発明の好適な実施例を説明したが、
本発明は何らこの実施例に限定されず、その要旨を逸脱
しない範囲の種々なる態様を採用することができること
はもちろんである。例えば、混合物は半湿式ではなく湿
式のいわゆるスラリ状のものを用いても構わない。この
場合、スラリにて成膜したものをそのまま台金に巻き付
けるのではなく、成膜後に液体分を一部蒸発させてから
台金に巻き付けるとよい。但し、最後に説明した応用例
の様に充填にて混合物層を形成する場合には、半湿式で
あることが望ましい。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の砥石の製造方法の説明図である。

【図２】 実施例の砥石の製造方法の説明図である。

【図３】 実施例の砥石の製造方法の説明図である。

【図４】 応用例としての異形砥石の説明図である。

【図５】 従来の砥石製造方法の説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮成形又は焼結したビトリファイド砥石
   製のホイール台金の外周に、砥粒，結合剤，充填材及び
   一次バインダを配合した混合物による砥粒含有層を形成
   し、該砥粒含有層の外周に、少なくとも一部が可撓性又
   は伸縮性があって内部に流動体を満たし得るようにした
   圧縮成形用外枠部材を装着し、該圧縮成形用外枠部材
   を、その内部に流動体を満たして前記可撓性又は伸縮性
   がある部分を膨張させることにより、前記砥粒含有層を
   ホイール台金に圧着させ、該砥粒含有層が圧着されたホ
   イール成形体を焼成する砥石の製造方法。
2. 【請求項２】 前記混合物をドクターブレード法を用い
   てシート材の上に成膜し、該シート材を外側にして、前
   記ホイール台金の外周に前記混合物を巻き付けることに
   より、前記砥粒含有層をホイール台金上に形成すること
   を特徴とする請求項１記載の砥石の製造方法。
3. 【請求項３】 前記混合物を半湿式状態にて前記ホイー
   ル台金の外周に充填し、砥粒含有層を形成することを特
   徴とする請求項１記載の砥石の製造方法。