JPH0716880B2 - 巨大気孔を備えた多孔性砥石 - Google Patents
巨大気孔を備えた多孔性砥石Info
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- JPH0716880B2 JPH0716880B2 JP16917090A JP16917090A JPH0716880B2 JP H0716880 B2 JPH0716880 B2 JP H0716880B2 JP 16917090 A JP16917090 A JP 16917090A JP 16917090 A JP16917090 A JP 16917090A JP H0716880 B2 JPH0716880 B2 JP H0716880B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、砥粒に対して10倍以上の径を有する多数の巨
大気孔が設けられた多孔性砥石に関するものである。
大気孔が設けられた多孔性砥石に関するものである。
従来の技術 特公昭69−20487号公報に記載されているように、砥粒
に対して比較的大きな径を有する多数の巨大気孔を備え
た多孔性砥石が知られている。このように巨大気孔が人
工的に設けられた多孔性砥石は、ビトリファイド砥石に
限らず、レジノイド砥石、CBN砥石などに適用されてお
り、目詰まりがなく、切味が維持されるとともに、広範
な適用範囲が得られる特徴がある。切粉が上記気孔内に
捕捉されるので、目詰まりが好適に防止されて切味が維
持される一方、工具鋼、軽合金、焼結合金などの難削性
の材質に対しても研削が可能となって砥石の適用範囲が
拡大されるからである。
に対して比較的大きな径を有する多数の巨大気孔を備え
た多孔性砥石が知られている。このように巨大気孔が人
工的に設けられた多孔性砥石は、ビトリファイド砥石に
限らず、レジノイド砥石、CBN砥石などに適用されてお
り、目詰まりがなく、切味が維持されるとともに、広範
な適用範囲が得られる特徴がある。切粉が上記気孔内に
捕捉されるので、目詰まりが好適に防止されて切味が維
持される一方、工具鋼、軽合金、焼結合金などの難削性
の材質に対しても研削が可能となって砥石の適用範囲が
拡大されるからである。
発明が解決すべき課題 しかし、上記のような従来の多孔性砥石は、巨大な気孔
が多数内部に設けられているため、研削量に対する砥石
摩耗量が比較的大きいという欠点があった。本発明者等
は以上の事情を背景として種々試験を重ねるうち、砥石
内に設けられる気孔の径寸法のばらつきを小さくする
と、研削量に対する砥石の摩耗が好適に改善される事実
を見出した。本発明はかかる知見に基づいて為されたも
のである。
が多数内部に設けられているため、研削量に対する砥石
摩耗量が比較的大きいという欠点があった。本発明者等
は以上の事情を背景として種々試験を重ねるうち、砥石
内に設けられる気孔の径寸法のばらつきを小さくする
と、研削量に対する砥石の摩耗が好適に改善される事実
を見出した。本発明はかかる知見に基づいて為されたも
のである。
課題を解決するための手段 すなわち、本発明の要旨とするところは、砥粒に対して
10倍以上の径を有する巨大気孔を備えた多孔性砥石にお
いて、その巨大気孔の粒径分布における変動係数を25％
以下としたことにある。
10倍以上の径を有する巨大気孔を備えた多孔性砥石にお
いて、その巨大気孔の粒径分布における変動係数を25％
以下としたことにある。
作用および発明の効果 このようにすれば、巨大気孔の変動係数以外は同様の条
件で製作された砥石に対して、巨大気孔の変動係数を25
％以下とした砥石は、研削量が同等以上であるにも拘わ
らず、砥石摩耗量が半分程度に改善されるのである。
件で製作された砥石に対して、巨大気孔の変動係数を25
％以下とした砥石は、研削量が同等以上であるにも拘わ
らず、砥石摩耗量が半分程度に改善されるのである。
ここで、上記砥粒としては、ダイヤモンドやCBN（立方
晶系窒化硼素）などの超砥粒が用いられると一層好適な
性能が得られる。
晶系窒化硼素）などの超砥粒が用いられると一層好適な
性能が得られる。
また、前記砥粒を相互に結合するための結合剤は、無機
結合剤が用いられると一層好適な性能が得られる。
結合剤が用いられると一層好適な性能が得られる。
また、前記砥粒としてCBN砥粒が用いられ、前記巨大気
孔として、そのCBN砥粒に無機結合剤とともに混合され
たレジンボールが窒素雰囲気によって焼失させられるこ
とにより形成されたものが用いられると一層好適な性能
が得られる。
孔として、そのCBN砥粒に無機結合剤とともに混合され
たレジンボールが窒素雰囲気によって焼失させられるこ
とにより形成されたものが用いられると一層好適な性能
が得られる。
また、前記多孔性砥石としては、ホーミング用または超
仕上げ用が用いられると一層好適な性能が得られる。
仕上げ用が用いられると一層好適な性能が得られる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
CBN砥粒10は、たとえば第１図に示すように11×3.5×15
mmの角型であって、第２図および第３図に示すように、
粒径３〜６μｍのCBN砥粒12と、それらCBN砥粒12を相互
に結合する無機結合剤（ビトリファイドボンド、たとえ
ば融点800℃程度の硼珪酸ガラス）14と、そのCBN砥粒12
よりも10倍以上の粒径を有する巨大気孔16とを備えてい
る。この砥石10は、焼成後の状態において、砥粒率が30
容積％、結合剤率が20容積％、気孔率が50容積％となる
ような嵩比重を備えている。
mmの角型であって、第２図および第３図に示すように、
粒径３〜６μｍのCBN砥粒12と、それらCBN砥粒12を相互
に結合する無機結合剤（ビトリファイドボンド、たとえ
ば融点800℃程度の硼珪酸ガラス）14と、そのCBN砥粒12
よりも10倍以上の粒径を有する巨大気孔16とを備えてい
る。この砥石10は、焼成後の状態において、砥粒率が30
容積％、結合剤率が20容積％、気孔率が50容積％となる
ような嵩比重を備えている。
上記CBN砥石10は、CBN砥石の製造工程としてよく知られ
た工程により製造されるのであるが、原料の調整段階に
おいて上記巨大気孔16と同様の径を有する気孔形成粒
子、たとえばスチロール、ポリエステル、エポキシ等の
合成樹脂からなるレジンボールが坏土に混入され且つ均
一に混合される。この坏土が金型内に充填され且つプレ
ス成形が施された後、900℃程度の窒素雰囲気で焼成が
施されると、上記レジンボールがそのCBN砥石10の焼成
工程において焼失させられて、そのレジンボールと同様
の径を有する巨大気孔16が形成されるのである。そし
て、本実施例の上記CBN砥石10には、平均粒径が100μｍ
である粒度分布の幅が狭く選択されたレジンボールが用
いられている。このレジンボールの分布の広がりの程度
は、変動係数Cv〔＝（σ/xav）×100％、σ：標準偏
差、xav:分布の算術平均値）で表わすと25％以下とされ
ている。通常の市販のレジンボールの変動係数Cvは30〜
55％程度であるので、市販のレジンボールから篩によっ
て選択したものが使用されるのである。
た工程により製造されるのであるが、原料の調整段階に
おいて上記巨大気孔16と同様の径を有する気孔形成粒
子、たとえばスチロール、ポリエステル、エポキシ等の
合成樹脂からなるレジンボールが坏土に混入され且つ均
一に混合される。この坏土が金型内に充填され且つプレ
ス成形が施された後、900℃程度の窒素雰囲気で焼成が
施されると、上記レジンボールがそのCBN砥石10の焼成
工程において焼失させられて、そのレジンボールと同様
の径を有する巨大気孔16が形成されるのである。そし
て、本実施例の上記CBN砥石10には、平均粒径が100μｍ
である粒度分布の幅が狭く選択されたレジンボールが用
いられている。このレジンボールの分布の広がりの程度
は、変動係数Cv〔＝（σ/xav）×100％、σ：標準偏
差、xav:分布の算術平均値）で表わすと25％以下とされ
ている。通常の市販のレジンボールの変動係数Cvは30〜
55％程度であるので、市販のレジンボールから篩によっ
て選択したものが使用されるのである。
第４図は、使用したレジンボールの変動係数Cvが30％で
あること以外は上記CBN砥石10と同じ製造条件である対
象品砥石と、上記CBN砥石10、すなわち変動係数Cvが25
％である試料No.1、変動係数Cvが20％である試料No.2、
変動係数Cvが15％である試料No.3とを対象として、以下
に示す研削試験条件Ｉにおいて行った比較試験結果を示
している。
あること以外は上記CBN砥石10と同じ製造条件である対
象品砥石と、上記CBN砥石10、すなわち変動係数Cvが25
％である試料No.1、変動係数Cvが20％である試料No.2、
変動係数Cvが15％である試料No.3とを対象として、以下
に示す研削試験条件Ｉにおいて行った比較試験結果を示
している。
加工方式：リング端面超仕上 砥石振動数:950c.p.m 砥石振幅:1.5mm 被削材:SUJ−２（HRc62） 50φ×Ｔ×28 被削材周速:118m/min 加工時間:30sec 上記第４図から明らかなように、変動係数Cvが25％以下
である本実施例のCBN砥石10によれば、仕上面粗さが改
善されるだけでなく、砥石の摩耗状態が好適に改善さ
れ、耐久性が向上する。さらに詳しく考察すると、第５
図に示すように、変動係数Cvが25％である試料No.1で
は、摩耗率（＝砥石摩耗量／単位研削量）に一応の効果
が認められ、変動係数Cvが20％である試料No.2では、摩
耗率にさらに顕著な効果が認められ、変動係数Cvが15％
である試料No.3では、摩耗率に最も効果が認められるの
である。
である本実施例のCBN砥石10によれば、仕上面粗さが改
善されるだけでなく、砥石の摩耗状態が好適に改善さ
れ、耐久性が向上する。さらに詳しく考察すると、第５
図に示すように、変動係数Cvが25％である試料No.1で
は、摩耗率（＝砥石摩耗量／単位研削量）に一応の効果
が認められ、変動係数Cvが20％である試料No.2では、摩
耗率にさらに顕著な効果が認められ、変動係数Cvが15％
である試料No.3では、摩耗率に最も効果が認められるの
である。
上記のように研削性能が改善される理由としては、変動
係数Cvの小さい気孔形成粒子を用いることから、巨大気
孔16の径が均一となるので、一定の大きさの切り屑が得
られて、安定した研削が持続できることが考えられる。
これに対し、変動係数Cvが高い場合には気孔形成粒子が
最密充填配合をとりやすくなるので、研削面にポアが集
中した領域が発生し均質性を阻害すると考えられるので
ある。
係数Cvの小さい気孔形成粒子を用いることから、巨大気
孔16の径が均一となるので、一定の大きさの切り屑が得
られて、安定した研削が持続できることが考えられる。
これに対し、変動係数Cvが高い場合には気孔形成粒子が
最密充填配合をとりやすくなるので、研削面にポアが集
中した領域が発生し均質性を阻害すると考えられるので
ある。
次に、本発明の他の実施例を説明する。本実施例のビト
リファイド砥石20の外形および気孔は、第１図乃至第３
図に示される前述の実施例のCBN砥石10と同様に、JIS規
格2000番（6.7μｍ程度の粒径）白色溶融アルミナ砥粒
（WA）22と、それら白色溶融アルミナ砥粒22を相互に結
合する無機結合剤（ビトリファイドボンド）24と、その
白色溶融アルミナ砥粒22よりも10倍以上の粒径を有する
巨大気孔26とを備えている。このビトリファイド砥石20
は、焼成後の状態において、砥粒率が37容積％、結合剤
率が8.5容積％、気孔率が54.5容積％（その中で、レジ
ンボールの占める気孔率12容積％）となるような嵩比重
を備えている。
リファイド砥石20の外形および気孔は、第１図乃至第３
図に示される前述の実施例のCBN砥石10と同様に、JIS規
格2000番（6.7μｍ程度の粒径）白色溶融アルミナ砥粒
（WA）22と、それら白色溶融アルミナ砥粒22を相互に結
合する無機結合剤（ビトリファイドボンド）24と、その
白色溶融アルミナ砥粒22よりも10倍以上の粒径を有する
巨大気孔26とを備えている。このビトリファイド砥石20
は、焼成後の状態において、砥粒率が37容積％、結合剤
率が8.5容積％、気孔率が54.5容積％（その中で、レジ
ンボールの占める気孔率12容積％）となるような嵩比重
を備えている。
上記ビトリファイド砥石20は、ビトリファイド砥石の製
造工程としてよく知られた工程により製造されるのであ
るが、原料の調整段階において上記巨大気孔26と同様の
径を有する気孔形成粒子、たとえばレジンボールが混入
される。このレジンボールがビトリファイド砥石20の焼
成工程において焼失させられることにより、そのレジン
ボールと同様の径を有する巨大気孔26が形成されるので
ある。そして、上記ビトリファイド砥石20にも、平均粒
径が100μｍであるが変動係数Cvが20％であるレジンボ
ールが用いられており、巨大気孔26の径もその20％の変
動係数Cvに対応してばらつきが小さくされている。
造工程としてよく知られた工程により製造されるのであ
るが、原料の調整段階において上記巨大気孔26と同様の
径を有する気孔形成粒子、たとえばレジンボールが混入
される。このレジンボールがビトリファイド砥石20の焼
成工程において焼失させられることにより、そのレジン
ボールと同様の径を有する巨大気孔26が形成されるので
ある。そして、上記ビトリファイド砥石20にも、平均粒
径が100μｍであるが変動係数Cvが20％であるレジンボ
ールが用いられており、巨大気孔26の径もその20％の変
動係数Cvに対応してばらつきが小さくされている。
第６図は、上記変動係数Cvが20％であるビトリファイド
砥石20（試料No.4）と、使用したレジンボールの変動係
数Cvが30％であること以外はそのビトリファイド砥石20
と同じ製造条件である対象品砥石とを、以下に示す研削
試験条件IIにおいて比較試験した結果を示している。
砥石20（試料No.4）と、使用したレジンボールの変動係
数Cvが30％であること以外はそのビトリファイド砥石20
と同じ製造条件である対象品砥石とを、以下に示す研削
試験条件IIにおいて比較試験した結果を示している。
加工方式：リング端面超仕上 砥石振動数:950c.p.m 砥石振幅:1.5mm 被削材:SUJ−２（HRc62） 50φ×Ｔ×28 被削材回転数:750r.p.m 被削材周速:92m/min 加工時間:20sec 上記第６図から明らかなように、本実施例のビトリファ
イド砥石20によれば、仕上面粗さが改善されるだけでな
く、研削量に対する砥石摩耗量が35％も減少し、好適な
耐久性が得られるのである。
イド砥石20によれば、仕上面粗さが改善されるだけでな
く、研削量に対する砥石摩耗量が35％も減少し、好適な
耐久性が得られるのである。
更に、本発明の他の実施例を説明する。本実施例のビト
リファイド砥石30は、たとえば第７図に示すような凸曲
面形状の研削面を備えた長手状を成しており、JIS規格3
20番（40.0μｍ程度の粒径）緑色溶融炭化珪素砥粒（Si
C）32と、第２図乃至第３図に示される前述の実施例のC
BN砥石10およびビトリファイド砥石20と同様に、それら
緑色溶融炭化珪素砥粒を相互に結合する無機結合剤（ビ
トリファイドボンド）34と、その緑色溶融炭化珪素砥粒
32よりも10倍以上の粒径を有する巨大気孔36とを備えて
いる。このビトリファイド砥石30は、焼成後の状態にお
いて、砥粒率が43容積％、結合剤率が12容積％、気孔率
が45容積％（その中で、レジンボールの占める気孔率９
容積％）となるような嵩比重を備えている。
リファイド砥石30は、たとえば第７図に示すような凸曲
面形状の研削面を備えた長手状を成しており、JIS規格3
20番（40.0μｍ程度の粒径）緑色溶融炭化珪素砥粒（Si
C）32と、第２図乃至第３図に示される前述の実施例のC
BN砥石10およびビトリファイド砥石20と同様に、それら
緑色溶融炭化珪素砥粒を相互に結合する無機結合剤（ビ
トリファイドボンド）34と、その緑色溶融炭化珪素砥粒
32よりも10倍以上の粒径を有する巨大気孔36とを備えて
いる。このビトリファイド砥石30は、焼成後の状態にお
いて、砥粒率が43容積％、結合剤率が12容積％、気孔率
が45容積％（その中で、レジンボールの占める気孔率９
容積％）となるような嵩比重を備えている。
上記ビトリファイド砥石30は、前述のビトリファイド砥
石20と同様の製造工程により製造され、原料の調節段階
においても同様に、気孔形成粒子、たとえばレジンボー
ルが混入されて巨大気孔36が形成される。このビトリフ
ァイド砥石30には、平均粒径が300μｍであるが変動係
数Dvが20％であるレジンボールが用いられており、巨大
気孔36の径もその20％の変動係数Cvに対応してばらつき
が小さくされている。
石20と同様の製造工程により製造され、原料の調節段階
においても同様に、気孔形成粒子、たとえばレジンボー
ルが混入されて巨大気孔36が形成される。このビトリフ
ァイド砥石30には、平均粒径が300μｍであるが変動係
数Dvが20％であるレジンボールが用いられており、巨大
気孔36の径もその20％の変動係数Cvに対応してばらつき
が小さくされている。
第８図は、上記変動係数Cvが20％であるビトリファイド
砥石30（試料No.5）と、使用したレジンボールの変動係
数Cvが30％であること以外はそのビトリファイド砥石30
と同じ製造条件である対象品砥石No.1と、更に砥粒率47
％、結合剤９％、気孔率は対象品砥石No.1とほぼ同一の
44％であるが製造工程において気孔形成粒子が混合され
ていない、即ち巨大気孔が形成されていない対象品砥石
No.2とを、以下に示す研削試験条件IIIにおいて比較試
験した結果を示している。
砥石30（試料No.5）と、使用したレジンボールの変動係
数Cvが30％であること以外はそのビトリファイド砥石30
と同じ製造条件である対象品砥石No.1と、更に砥粒率47
％、結合剤９％、気孔率は対象品砥石No.1とほぼ同一の
44％であるが製造工程において気孔形成粒子が混合され
ていない、即ち巨大気孔が形成されていない対象品砥石
No.2とを、以下に示す研削試験条件IIIにおいて比較試
験した結果を示している。
加工方式：ホーニング加工 被削材:FC23 砥石速度:22.1m/min 被削材速度:22.3m/min 砥石圧力:6kg/cm2 加工時間:60sec 上記第８図から明らかなように、本実施例のビトリファ
イド砥石30によれば、仕上面粗さが改善されるだけでな
く、研削量に対する砥石摩耗量が、変動係数Cvが30であ
る対象品砥石No.1では45％、巨大気孔が形成されていな
い対象品砥石No.2では75％も減少し、好適な耐久性が得
られるのである。
イド砥石30によれば、仕上面粗さが改善されるだけでな
く、研削量に対する砥石摩耗量が、変動係数Cvが30であ
る対象品砥石No.1では45％、巨大気孔が形成されていな
い対象品砥石No.2では75％も減少し、好適な耐久性が得
られるのである。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても適用される。
本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前述の実施例においては、長方形の超仕上げ
砥石および凸曲面形状の研削面を備えた長手状のホーニ
ング砥石について説明されていたが、円形の砥石であっ
ても差支えないし、ダイヤモンドなどの他の種類の砥粒
が用いられてもよいし、複数種類の砥粒が混合して用い
られてもよい。
砥石および凸曲面形状の研削面を備えた長手状のホーニ
ング砥石について説明されていたが、円形の砥石であっ
ても差支えないし、ダイヤモンドなどの他の種類の砥粒
が用いられてもよいし、複数種類の砥粒が混合して用い
られてもよい。
また、無機結合剤14、24、34が用いられたCBN砥石10お
よびビトリファイド砥石20、30について説明されていた
が、上記無機結合剤14、24、34に替えて熱硬化性樹脂な
どの有機結合剤が用いられる所謂レジノイド砥石であっ
ても、本発明が適用され得る。この場合には、レジノイ
ド砥石の比較的低い焼成温度でも焼失する気孔形成粒
子、たとえばナフタリンが用いられる。
よびビトリファイド砥石20、30について説明されていた
が、上記無機結合剤14、24、34に替えて熱硬化性樹脂な
どの有機結合剤が用いられる所謂レジノイド砥石であっ
ても、本発明が適用され得る。この場合には、レジノイ
ド砥石の比較的低い焼成温度でも焼失する気孔形成粒
子、たとえばナフタリンが用いられる。
また、前述の実施例のCBN砥石10およびビトリファイド
砥石20、30では、焼成工程において焼失する気孔形成粒
子が用いられていたが、内部に巨大気孔を備えたアルミ
ナバルーンなどのように焼失しない気孔形成粒子が用い
られてもよいのである。
砥石20、30では、焼成工程において焼失する気孔形成粒
子が用いられていたが、内部に巨大気孔を備えたアルミ
ナバルーンなどのように焼失しない気孔形成粒子が用い
られてもよいのである。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変
更が加えられ得るものである。
り、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変
更が加えられ得るものである。
第１図は、本発明の一実施例の砥石の外形を示す斜視図
である。第２図は、第１図の実施例の砥石の断面を示す
図、第３図は第１図の要部を拡大した図である。第４図
は、第１図の実施例の砥石の性能試験結果を示す図表で
ある。第５図は、第１図の実施例の砥石の摩耗率を示す
図である。第６図は、本発明の他の実施例の第４図に対
応する図である。第７図は、本発明の他の実施例の第１
図に対応する図である。第８図は、第７図の実施例の第
４図に対応する図である。 10:CBN砥石 12:CBN砥粒 16,26,36:巨大気孔 20:ビトリファイド砥石 22:白色溶融アルミナ砥粒 30:ビトリファイド砥石 32:緑色溶融炭化珪素砥粒
である。第２図は、第１図の実施例の砥石の断面を示す
図、第３図は第１図の要部を拡大した図である。第４図
は、第１図の実施例の砥石の性能試験結果を示す図表で
ある。第５図は、第１図の実施例の砥石の摩耗率を示す
図である。第６図は、本発明の他の実施例の第４図に対
応する図である。第７図は、本発明の他の実施例の第１
図に対応する図である。第８図は、第７図の実施例の第
４図に対応する図である。 10:CBN砥石 12:CBN砥粒 16,26,36:巨大気孔 20:ビトリファイド砥石 22:白色溶融アルミナ砥粒 30:ビトリファイド砥石 32:緑色溶融炭化珪素砥粒
Claims (5)
- 【請求項１】砥粒に対して10倍以上の径を有する巨大気
孔を備えた多孔性砥石において、 前記巨大気孔の粒径分布における変動係数を25％以下と
したことを特徴とする巨大気孔を備えた多孔性砥石。 - 【請求項２】前記砥粒は、超砥粒である請求項１の巨大
気孔を備えた多孔性砥石。 - 【請求項３】前記砥粒を相互に結合するための結合剤
は、無機結合剤である請求項１または２の巨大気孔を備
えた多孔性砥石。 - 【請求項４】前記砥粒はCBN砥粒であり、前記巨大気孔
は、該砥粒に無機結合剤とともに混合されたレジンボー
ルが窒素雰囲気によって焼失させられることにより形成
されたものである請求項１乃至３のいずれか１つに記載
の巨大気孔を備えた多孔性砥石。 - 【請求項５】前記多孔性砥石は、ホーニング用または超
仕上げ用である請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
巨大気孔を備えた多孔性砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16917090A JPH0716880B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-06-27 | 巨大気孔を備えた多孔性砥石 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-58807 | 1990-03-09 | ||
| JP5880790 | 1990-03-09 | ||
| JP16917090A JPH0716880B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-06-27 | 巨大気孔を備えた多孔性砥石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281174A JPH03281174A (ja) | 1991-12-11 |
| JPH0716880B2 true JPH0716880B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
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