JPH08257908A

JPH08257908A - 研削用砥石および導電性砥石

Info

Publication number: JPH08257908A
Application number: JP6955095A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshioka; 修吉岡; Tadashi Harada; 忠原田; Yasuhiro Fujita; 康博藤田; Toshiki Manabe; 俊樹真鍋
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は特に鋼材などの圧延ロールの表面を
圧延製品の品質に応じた水準に仕上げるのに好適なもの
である研削用砥石および導電性砥石に関するものであ
る。【構成】導電性を有する研削帯を円周方向に継ぎ目な
く一体型にしたものである。また、超砥粒を銅、銀、プ
ラチナ、アルミニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロ
ム、コバルト、マグネシウム、イリジウム、ベリリウム
の各種金属または何れか２以上の合金から成る導電性の
結合剤で、整形した導電性を有する研削帯が形成された
導電性リングまたは超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミ
ニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、
マグネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属また
は何れか２以上の合金から成る導電性の結合剤でボンデ
ィングした導電性を有するリング型研削体と、導電性ホ
イールとの間に吸振機能を有する材料を挿入して一体化
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特に鋼材などの圧延ロー
ルの表面を圧延製品の品質に応じた水準に仕上げるのに
好適なものである研削用砥石および導電性砥石に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】研削砥石をドレッシングする際に、電気
科学的な作用が加味されたドレス及びツルーイング（形
直し）することが開示されているものとして特開昭６１
−４６６５号公報および特開平３−１９６９６８号公報
がある。前記特開昭６１−４６６５号公報に記載された
発明は、図８に示すように、回転する通電性円盤砥石１
が導電帯２を通電環４から立設した通電路５によって形
成し、該導電帯２と研磨帯３とが交互に位置するように
したものである。そして、被加工物Ｍの研削加工中に、
電極６と砥石外周面との間にノズル８から加工液を流し
て通電状態を形成し、電源７の端子９，１０から印加さ
れる電力によって生ずる電解および放電で、砥石がドレ
ス加工されるものである。また、前記特開平３−１９６
９６８号公報に記載された発明は、図９に示すように、
円盤砥石１が超砥粒（ＣＢＮ，ダイヤモンド）をボンデ
ィングした砥石１´を備え、導電性を有しているもの
で、スピンドル２にフランジ３を介して固定されて回転
駆動されるようになっている。そして、前記砥石１´と
は化学的親和性の強い金属、又はその金属を含む合金或
いは該金属と非金属材料から成るドレス電極４がその外
周面へ接触するようになっている。前記ドレス電極４
は、砥石カバー７に絶縁板６を介して固定されたドレス
電極保持装置５によって、円盤砥石１の回転運動方向と
は直交方向に往復運動するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭６１−４６
６５号公報に記載された発明のように非導電性の砥粒で
成形した円盤の円周に導電性の素材を露出して形成した
導電帯と、この導電帯の間に非導電性砥粒をそのまま残
して形成した研磨帯を交互に配置するよう形成した砥石
がある。このタイプの砥石では研磨する部分である研磨
帯と、研磨しないまたはしにくい部分となる導電帯とが
砥石円周方向に存在するため、被研削物表面にいわゆる
ビビリマークが発生する。また、砥石は砥粒と結合剤で
構成されるが一体であるために砥石に強い剛性を保たせ
る場合と、研削性を高めるための弱い剛性を保たせる場
合の要請の両方を持たせることが困難であった。そのた
め、被研削物表面にビビリマークが発生する。また、前
記特開平３−１９６９６８号公報に記載されたような超
砥粒（ＣＢＮ、ダイヤモンド）の砥石は、砥粒自体がア
ルミナ系砥粒、ケイ素系砥粒の圧延ロール等の研削に対
して使用する一般的な砥粒に比較し、非常に高価な為、
砥粒保持力が高く、かつ結合力の強いメタルボンド（銅
やニッケル、コバルト、黒鉛等）の導電性の結合剤を使
用する。しかし、メタルボンド砥石はアルミナ系砥粒や
ケイ素系砥粒の結合剤に使用される硝子質の長石、粘
土、ビトリファイドや合成樹脂レジノイドといった結合
剤に比較し、結合度が高く、かつ砥石が硬いため、高度
の表面仕上げが要求される研削に使用した場合、砥石と
被研削物との振動が増幅され、砥石切り込み深さが振動
により変化し、結果的にビビリマークが発生する。本発
明は上記のような問題点を解決し、圧延ロールを研削す
る際に欠陥が発生せず、効率的に研削できる砥石を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発明
は、導電性がある研削帯を円周方向に継目なく一体型に
したことを特徴とするものである。また、第２の発明
は、超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウム、亜鉛、
チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウム、
イリジウム、ベリリウムの各種金属または何れか２以上
の合金から成る導電性の結合剤で整形した導電性を有す
る研削帯が外周部に形成された導電性リングと、前記導
電性リングを支持する導電性ホイールとの間に吸振機能
を有する材料を挿入して一体化したことを特徴とするも
のである。また、第３の発明は、超砥粒を銅、銀、プラ
チナ、アルミニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロ
ム、コバルト、マグネシウム、イリジウム、ベリリウム
の各種金属または何れか２以上の合金から成る導電性の
結合剤でボンディングした導電性を有するリング型研削
体と、前記リング型研削体を支持する導電性ホイールと
の間に吸振機能を有する材料を挿入して一体化したこと
を特徴とするものである。

【０００５】

【作用】研削帯を円周方向に継目なく一体型にすること
で継目部で発生する研削時のメークの発生を防止でき
る。砥石本体と砥石を支持する導電性ホイールの間に弾
性体を挿入することで、この弾性の高い層が砥石と被研
削物の間で発生する振動を吸収し、振動を増幅させない
ので被研削物にビビリマークの発生を防止することがで
きる。導電性リングと該導電性リングを支持する導電性
ホイールとの間に弾性体を挿入することで、この弾性の
高い層が砥石と被研削物の間で発生する振動を吸収し、
振動を増幅させないので被研削物にビビリマークが発生
するのを防止することができる。また、導電性ホイール
との間に吸振機能を有する材料を挿入して一体化される
リング型研削体を、超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミ
ニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、
マグネシウム、イリジウム、ベリリウムの導電性および
超砥粒を保持する力（結合度）が高い性質の各種金属ま
たは何れか２以上の合金から成る導電性の結合剤で形成
した導電性を有するものとしたので、被研削物にビビリ
マークが発生しない状態での使用を長時間維持すること
ができる。

【０００６】

【実施例】

実施例１以下本発明に係る砥石および導電性砥石について説明す
る。図１は本発明を適用した１実施例の砥石の要部構成
を示す説明図である。図において、１は砥石で、導電性
を有する円盤状のものである。１０１は研削帯で、前記
砥石１の外周部へ一様に形成したもので、砥石全周にわ
たり研摩することができるようにしたもので、被研削体
にビビリマークを発生させないものとなっている。１０
２は導電性ホイールで、外周が階段になっており、中心
に駆動軸を嵌挿して回転させる。１０３は導電性リング
で、前記研削帯１０１が外周面へ円周方向に継目なく一
体型に形成され、前記導電性ホイール１０２の外周へ一
体化される。１０４は防振材で、弾性の高いエポキシ樹
脂や合成樹脂レジノイドなどの層状のもので、前記導電
性ホイール１０２と導電性リング１０３との間に挿入
し、砥石とロールの間で発生する振動を吸収し、振動が
増幅しないようにして、被研削体にビビリマークが発生
するのを防止するものである。１０５はボルトで、導電
性ホイール１０２と導電性リング１０３とを締結する。
図２は砥石１を、駆動軸に嵌挿されて回転する導電性ホ
イール１０２と、銅、銀、プラチナ、アルミニウム、亜
鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウ
ム、イリジウム、ベリリウムの各種金属または何れか２
以上の合金から成る導電性結合剤に超砥粒を混合して所
望形状の導電性リングに形成したリング型研削体１０６
とで構成したものである。前記リング型研削体１０６は
円周方向に継目なく一体型の砥石にすることで、砥石全
周にわたり研摩することが可能となり、被研削体にビビ
リマークを発生させないものとしている。前記導電性ホ
イール１０２とリング型研削体１０６とは、その接合部
間に弾性の高いエポキシ樹脂や合成樹脂レジノイドなど
から成る防振材１０４が挿入されて、被研削体を研削す
るときに発生する振動を吸収し、振動が増幅しないよう
にしてビビリマークの発生を防止する。１０５はボルト
で、導電性ホイール１０２とリング型研削体１０６とを
締結する。

【０００７】実施例２また、砥石１の外周面は、砥粒の分布度合を幅方向に変
化させたものとすることができる。その際、砥石１は導
電性ホイール１０２の外周面へ、導電性結合剤と超砥粒
とが混合したものを円周方向へ所望の厚さに継目無く結
合させた一体型の研削帯１０１を備えたものであること
に上記各々の実施例と相違しない。図３はその１実施例
を示す説明図である。砥粒集中度については砥石端面部
ａ（砥石幅で１０ｍｍ）のそれを８５％とし、中央部ｂ
の砥粒集中度は１００％としている。すなわち、砥粒分
布は砥石両側部の砥粒集中度を中央部より１０％〜３０
％低くしている。ここで砥石両側部ａ（砥石全幅の１０
％から１５％の部分）の砥粒集中度を中央部ｂの集中度
より１０％以下にすると、砥石摩耗が両側部ａと中央部
ｂとでの差が生じず、送りマーク解消には効果が少なく
なる。また、３０％以上だと逆に砥石両側部ａの摩耗が
多くなり、砥石中央部ｂの集中度の高い部分の端が強い
接触となり送りマークが発生するので，砥石両側部ａの
砥粒集中度は中央部ｂより１０％から３０％低い集中度
のものが優れた効果を発揮する。

【０００８】実施例３上記のように構成された図１、図２および図３の砥石１
は、図４に示す研磨装置へ配設して圧延ロール等の表面
を圧延製品の品質に応じた水準に仕上げるものである。
砥石１は砥石モータ６にベルト掛けされて回転する駆動
軸（図示せず）に固定されて、被研削材たるロール１３
の表面を研削する。その際、予め砥石１は外周の両側端
部が、前記両側部を所望のテーパー状に面取りする角度
でトラバース可能に保持するとともに、砥石１の半径方
向に送込みを行うことができる両側端部用ドレス電極制
御装置５によって保持されている両側端部用ドレス電極
３で、面取り状にテーパー加工される。そして研削中
は、砥石１の回転軸と平行する方向にトラバースし、砥
石１の半径方向に送込みを行う全幅用ドレス電極制御装
置４で、砥石１の外周へ接するように支持された全幅用
ドレス電極２が、前記砥石１の全幅をその軸に平行な方
向にドレスすると共に、両側端部が両側端部用ドレス電
極３が面取り状にテーパー加工する。なお、前記砥石モ
ータ６は、砥石モータ制御器７で後述するドレス条件に
基づいて決定された速さに回転させるものである。砥石
モータ６は負荷の大いさを砥石モータ電流検出器８で測
定し、得られた測定結果をドレス電流制御器１１に入力
し、全幅用ドレス電源９、および両側端部用ドレス電源
１０から供給するドレス電流を決定する。砥石１の回転
軸の端部に通電ブラシ１２を接触させて、全幅用ドレス
電源９、および両側端部用ドレス電源１０から全幅用ド
レス電極制御装置４と両側端部用ドレス電極制御装置５
の夫々を通して全幅用ドレス電極２、および両側端部用
ドレス電極３から砥石１に電流を流す閉回路を形成する
ものである。ノズル１４は研削液タンク１６から汲み上
げられ、送給途中の研削液濾過用ペーパーフィルター１
５によって浄化された研削液を、砥石１と全幅用ドレス
電極２、両側端部用ドレス電極３との間、および砥石１
と研削される圧延ロール１２と間に供給するものであ
る。使用後の研削液は研削液回収トイ１７で受け、配管
１８を介して循環する。

【０００９】上記実施例による砥石研磨面のドレッシン
グおよびツルーイングは以下の通りである。砥石のドレ
ス状態は、研削能率や砥石負荷電流で測定できるが、そ
れを常時測定し、一定研削能率下で砥石負荷電流が所定
の電流より高くなることはドレスが良好に行われてない
状態であり、その際にはドレス電源の出力（電流）を高
くしてドレス能率を高くする。また、砥石負荷電流が所
定の電流値以下であればドレス電源の出力（電流）を所
定の値にして、常に所定のドレス状態が維持することが
でき、研削不能やドレス過多による砥石摩耗の進行もな
く安定した切味を保持できるようにする。図５は砥石１
への全幅用ドレス電極２、両側端部用ドレス電極３の配
置状態を示す説明図である。全幅用ドレス電極２は、図
５（ａ）に示すように砥石軸芯と平行する方向に往復動
するように、全幅用ドレス電極制御装置４（図４参照）
に保持されてトラバースするようになっている。両側端
部用ドレス電極３は、図５（ｂ）のように砥石１周面の
両側部へ所望の角度で接触してテーパ状に面取りするよ
うな状態で配置され、その傾斜角と平行な方向に往復動
するように保持されてトラバースするものである。前記
全幅用ドレス電極２、および両側端部用ドレス電極３は
何れもＴｉ製としている。なお、上述した実施例中にお
いては、全幅用ドレス電極２は、砥石の回転方向に対し
て特定することなく配置しているが、図６は全幅用ドレ
ス電極２を砥石の回転方向と直交する方向にに対してα
＝３０〜４５度傾けて砥石表面を、電極幅が砥石面から
外れない位置までトラバースしながらドレスするように
したものである。この結果、スラッジが効率的に除去さ
れると同時に、砥粒突出量も全幅にわたり均一となり研
削能率は常に安定し、電極幅が狭い場合に発生する研削
不能の発生を防止できる。この際、両側端部用ドレス電
極３は砥石端面を電極幅が砥石面から外れない位置まで
トラバースし、砥石端面に所定のテーパをつけながらド
レスを行い、また、全幅用ドレス電極２の傾きと同等に
傾けることによって、ドレス効果はさらに上昇する。

【００１０】実施例４ここで、発明者らは表１から、良好なドレス状態が得ら
れる砥石周速、つまり砥石周速係数をある値以上にする
ことが必要であることを知見した。図５は表１の結果か
ら、砥石周速とｖ×ｔ^1/2の関係を示したものである。
この結果から明らかなように、常に下記（１）式で示す
Ａの値を１０以上で研削することによって砥粒に加わる
研削抵抗が小さく砥石が摩耗しにくく安定した切味を保
持できることが明らかである。Ｖ≧Ａ×ｖ×ｔ^1/2……（１）ただし、Ａ：砥石周速係数ｖ：ロール周速（ｍｐｍ）ｔ：砥石切込量（μｍ）上記（１）式で、Ａ≧１０とする砥石周速以上であれ
ば、砥粒１コ１コへ加わる研削抵抗が小さくなり、切味
は低下しなくなり、それ以下では砥粒の摩耗が多くなり
切味が低下することとなる。

【００１１】

【表１】

【００１２】砥石周速は、上記（１）式を満足する所定
の研削条件が得られるように設定され、その増減は、砥
石モータ電流検出器８によって検出された砥石モータ負
荷電流によって制御される。その際に設定されるドレス
電流は、砥石の切味に応じて（砥石モータ負荷大→切味
悪、砥石モータ負荷小→切味良）制御し、常に安定した
砥石突出量が維持され、かつ、ドレス過多による砥石摩
耗進行も少なくなり、安定した研削を行なうようにす
る。研削条件を変更したとき、ドレスが砥石の目詰りや
砥粒摩耗に追いつかなくなることがあるが、上記（１）
でＡ≧１０を満足する範囲で、研削能率，砥石負荷電流
に応じたドレス電流に制御する。また、砥石周速は砥石
モーター回転数設定器（図示せず）により常に式（１）
に示す値以上に設定するようになっている。また、砥石
が研削により摩耗してきても、砥石端面加工用のドレス
電極により端面がドレスされテーパー状に保持されるた
め、ロールと砥石両端部との強い接触（当たり）はなく
なり、送りマークが発生するをみぜんに防止することが
できる。

【００１３】

【発明の効果】砥石外周の研削面は、導電性結合剤と超
砥粒を混合した継目の無い一体型であるため、部分通電
型砥石のように砥石円周方向で研磨する部分と研磨しに
くい部分が交互に発生することのできるビビリマークに
ついては、砥石円周方向で均一な研磨ができるようにな
り発生しなくなる。砥石は研削帯を有する導電性リング
またはリング型研削体と、導電性ホイールとの間にエポ
キシ樹脂や剛性樹脂レジノイド等の弾性の高い材料を挿
入してあるので、結合度の高いメタルボンド砥石で発生
する振動によるビビリマークは弾性の高い材料がビビリ
マークの原因となる振動を吸収するので発生せず、高品
質の研削表面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削用砥石の１実施例の要部構成
を示す説明図である。

【図２】本発明に係る研削用砥石の他の実施例の要部構
成を示す説明図である。

【図３】本発明に係る研削用砥石のその他の実施例の要
部構成を示す説明図である。

【図４】砥石研削装置の１実施例の要部構成を示す説明
図である。

【図５】本発明に係る全幅用ドレス電極および両側端部
用ドレス電極の配置状態を示す説明図である。

【図６】本発明に係る全幅用ドレス電極および両側端部
用ドレス電極の配置状態を示す説明図である。

【図７】本発明に係る砥石周速とＶ×ｔ^1/2の関係を示
すグラフ図である。

【図８】従来技術の１実施例を示す説明図である。

【図９】従来技術の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１砥石２全幅用ドレス電極３両側端部用ドレス電極４全幅用ドレス電極制御装置５両側端部用ドレス電極制御装置６砥石モータ７砥石モータ制御器８砥石モータ電流検出器９全幅用ドレス電源１０両側端部用ドレス電源１１ドレス電流制御器１２通電ブラシ１３圧延ロール１０１研削帯１０２導電性ホイール１０３導電性リング１０４防振材１０５ボルト１０６リング型研削体

フロントページの続き (72)発明者真鍋俊樹東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性を有する研削帯を円周方向に継目
なく一体型にしたことを特徴とする研削用砥石。
【請求項２】超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウ
ム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグ
ネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属または何
れか２以上の合金から成る導電性の結合剤で整形した導
電性を有する研削帯が外周部に形成された導電性リング
と、前記導電性リングを支持する導電性ホイールとの間
に吸振機能を有する材料を挿入して一体化したことを特
徴とする導電性砥石。
【請求項３】超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウ
ム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグ
ネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属または何
れか２以上の合金から成る導電性の結合剤でボンディン
グした導電性を有するリング型研削体と、前記リング型
研削体を支持する導電性ホイールとの間に吸振機能を有
する材料を挿入して一体化したことを特徴とする導電性
砥石。