JPH0985627A - 研削用砥石 - Google Patents

研削用砥石

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JPH0985627A
JPH0985627A JP24793695A JP24793695A JPH0985627A JP H0985627 A JPH0985627 A JP H0985627A JP 24793695 A JP24793695 A JP 24793695A JP 24793695 A JP24793695 A JP 24793695A JP H0985627 A JPH0985627 A JP H0985627A
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JP
Japan
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abrasive grains
grinding
grain size
abrasive
grindstone
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Application number
JP24793695A
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English (en)
Inventor
Masayuki Takahashi
正行 高橋
Kazunari Yasuda
一成 安田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解インプロセスドレッシング研削により、
仕上がり面粗さが小さな研削・研磨加工を高能率で行う
ことができ、且つ、安価な研削用砥石の提供。 【構成】 砥粒4、5、6と金属焼成素材3とを混合し
焼成してなる研削用砥石において、砥粒4、5、6の粒
径分布に複数のピーク粒径が存在する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研削用砥石に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来から、砥粒と金属焼成素材とを混合
し焼成してなる研削用砥石のドレッシング(目立て)方
法の一つに、電解作用を利用した技術がある。近年にな
って、この技術を加工中の砥石に適用することが盛んに
研究されている。この研削方法は、電解インプロセスド
レッシング研削と呼ばれている。
【0003】電解インプロセスドレッシング研削に用い
られる砥石としては、日刊工業新聞社1993年8月3
1日発行の精密工学会編「ナノメータスケール加工技
術」の189頁に記載のように、鋳鉄ファイバーを金属
焼成基材として使用した鋳鉄ファイバーボンド砥石が、
良好な仕上げ面が得られるという理由で実用化されはじ
めている。
【0004】以下に、従来の鋳鉄ファイバーボンド砥石
の特徴を図5、図6に基づいて説明する。
【0005】図5に示すように、鋳鉄ファイバーボンド
砥石Dは、クラス分けされて大きさが揃っている砥粒1
2と、鋳鉄ファイバー焼成基材部11とからなり、クラ
ス分けされて大きさが揃っている砥粒12と鋳鉄ファイ
バーとを混合して焼成したものである。鋳鉄ファイバー
焼成基材部11は鋳鉄ファイバーが砥粒12にからんで
焼成されているので、砥粒12との結合力が強く、電解
インプロセスドレッシング中に、砥粒12が鋳鉄ファイ
バー焼成基材部表面11aから脱落しにくくなってい
る。そのために、極めて小さな砥粒12を使用しても安
定した研削・研磨加工が可能で、高精度な研削・研磨加
工を維持できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋳鉄ファイバ
ーボンド砥石には、下記の問題点がある。
【0007】研削用砥石には、一般に、クラス分けされ
て大きさが揃った砥粒が使用されている。そして、砥粒
径と研削効率と仕上がり面粗さとには、図6に示すよう
な関係がある。即ち、砥粒径の大きなものを使用する
と、加工能率は高いが仕上がり面粗さが大きい。砥粒径
の小さなものを使用すると、仕上がり面粗さは小さいが
加工能率が低い。例えば、仕上がり面粗さが小さい研削
に適した#8000の砥粒の平均粒径は約2μmであ
り、鋳鉄ファイバー焼成基材部表面からの砥粒の突き出
し量は1μm以下であると推定され、時間をかければ所
望の仕上がり面粗さが得られるが、加工能率が低く、能
率面では実用に適さない。
【0008】又、鋳鉄ファイバーボンド砥石は、電解イ
ンプロセスドレッシング研削専用で需要量が限られ、且
つ、焼成温度が高く、特殊な技術が必要であるので、コ
スト高である。
【0009】本発明は、上記の問題点を解決し、電解イ
ンプロセスドレッシング研削により、仕上がり面粗さが
小さな研削・研磨加工を高能率で行うことができ、且
つ、安価な研削用砥石の提供を課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の研削用砥石は、
上記の課題を解決するために、砥粒と金属焼成素材とを
混合し焼成してなる研削用砥石において、砥粒の粒径分
布に複数のピーク粒径が存在することを特徴とする。
【0011】又、本発明の研削用砥石は、上記の課題を
解決するために、砥粒の材質は、ダイヤモンド、立方晶
窒化ホウ素、アルミナ、炭化ケイ素の何れかであること
が好適である。
【0012】又、本発明の研削用砥石は、上記の課題を
解決するために、金属焼成素材は、銅系焼成素材又は鋳
鉄素材であることが好適である。
【0013】又、本発明の研削用砥石は、上記の課題を
解決するために、砥粒は、平均砥粒径が200Å以下の
ダイヤモンド超微細砥粒を含むことが好適である。
【0014】
【作用】本発明の研削用砥石は、砥粒と金属焼成素材と
を混合し焼成してなる研削用砥石において、砥粒の粒径
分布に複数のピーク粒径が存在する。従って、大きい側
のピーク粒径を平均値として有する砥粒が、被研削物を
能率良く研削するので、高能率研削が可能であり、且
つ、大きい側のピーク粒径を平均値として有する砥粒の
間に分布する多数の小さい側のピーク粒径を平均値とし
て有する砥粒が、研磨作用を発揮するので、被研削物の
仕上がり面粗さが小さくなる。
【0015】又、一般に、電解インプロセスドレッシン
グすると、金属焼成基材部が電解されて砥粒が金属焼成
基材部表面から突き出るようになり研削用砥石の目立て
ができるが、その際に、砥粒と金属焼成基材部との粒界
で特に電解作用が進み、砥粒が脱落し易くなる。しか
し、砥粒の粒径分布に複数のピーク粒径が存在する場合
には、小さい側のピーク粒径を平均値として有する砥粒
は脱落し易いが、大きい側のピーク粒径を平均値として
有する砥粒は脱落し難くなる。そして、小さい側のピー
ク粒径を平均値として有する砥粒は、脱落してもその数
が多いので、砥石としての大きな粒径の砥粒の研削作用
と、小さな粒径の砥粒の研磨作用とが充分に維持され、
砥石のドレッシング効果が大きくなると共に、砥石の寿
命が長くなる。上記の作用が得られる理由は、下記のよ
うに推定される。
【0016】即ち、電解インプロセスドレッシングで
は、電解作用に寄与する電解電流量はドレッシング用電
解液の量で略一定量に限定される。従って、砥粒の粒径
分布に複数のピーク粒径が存在し、金属焼成基材部表面
に、少数の大きな粒径の砥粒と多数の小さな粒径の砥粒
とが存在する場合には、これらに前記の略一定量の電解
電流が分散して流れ、少数の大きな粒径の砥粒の界面に
流れる電解電流の量が少なくなり、大きな粒径の砥粒が
脱落し難くなる。
【0017】そして、小さい側のピーク粒径を平均値と
して有する砥粒に平均砥粒径が200Å以下のダイヤモ
ンド超微細砥粒を使用すると、上記の作用が顕著にな
る。
【0018】又、上記の2つの作用は、砥粒の材質には
関係がなく、各種材質の砥粒に共通である。
【0019】
【実施例】本発明の研削用砥石は、ピーク粒径が2つ以
上ある粒径分布を有する砥粒を、金属粉焼成素材に混合
して焼成したものであり、その第1実施例を図1、図4
に基づいて説明する。
【0020】図4は、第1実施例Aの斜視図であり、台
金部2の外径は60mm、砥石部1の外径は70mmで
ある。
【0021】図1は、本実施例Aの一部拡大平面図であ
る。砥石部1は、銅粉焼成素材の中に、粒径をクラス分
けされて平均粒径が第1ピーク粒径3.5μmであるダ
イヤモンド粉からなる第1砥粒4と、粒径をクラス分け
されて平均粒径が第2ピーク粒径50Åを有するクラス
ターダイヤと呼ばれるダイヤモンド超微細粉末からなる
第2砥粒5とを混合して焼成したもので、銅粉焼成基材
部3の中に、第1砥粒4と、第2砥粒5とが混在してい
る。第1砥粒4と、第2砥粒5との混合量を表すには、
集中度という単位を使用する。集中度100のダイヤモ
ンド粉末の場合には、砥石部1の1cm3 当たりダイヤ
モンド粉末880mgが混合されていることになる。一
般には、集中度75〜150が使用される。本実施例の
ように、ピーク粒径が2つある場合にも、集中度75〜
150を使用するが、第1砥粒4と第2砥粒5との比率
は、双方の合計重量に対して、一方の重量%を30〜7
0%とし、残りを他方の重量%とする。
【0022】基材部表面3aには、第1砥粒4と、第2
砥粒5とが突き出ている。上記の配合にすると、1粒の
重量の比率から、基材部表面3aから突き出る砥粒の数
は、第1砥粒4よりも第2砥粒5の数が圧倒的に多い。
従って、基材部表面3aには、配合量で決まる一定分布
率で第1砥粒4が間隔を隔てて存在し、前記間隔部分に
多数の第2砥粒5が分布して存在する。
【0023】この状態の本実施例を使用して電解インプ
ロセスドレッシング研削を行うと、次のような特徴が見
られる。
【0024】先ず、研削加工については、高能率で研削
することができ、しかも、仕上がり面粗さが小さいもの
が得られる。その理由は次のように推定される。即ち、
配合量で決まる一定分布率で存在する第1砥粒4が、能
率良く研削するので、高能率研削が可能になり、第1砥
粒4の間に分布する多数の第2砥粒5が研磨作用を発揮
するので仕上がり面粗さが小さいものが得られると推定
される。そして、第2砥粒5による研磨作用があるの
で、第1砥粒4の粒径については、従来技術のピーク粒
径が1つの砥粒を使用する鋳鉄ファイバーボンド砥石の
砥粒よりも大きな平均粒径のものを使用できるので、よ
り高能率な研削が可能になる。
【0025】次に、電解インプロセスドレッシングにつ
いては、砥石のドレッシング効果が大きくなると共に、
砥石の寿命が長くなる。この理由は、下記のように推定
される。即ち、電解インプロセスドレッシングでは、電
解作用に寄与する電解電流量はドレッシング用電解液の
量で略一定量に限定される。従って、砥粒の粒径分布に
二つのピーク粒径が存在し、金属焼成基材部表面に、少
数の大きな粒径の砥粒と多数の小さな粒径の砥粒とが存
在する場合には、これらに前記の略一定量の電解電流が
分散して流れ、少数の大きな粒径の砥粒の界面に流れる
電解電流の量が少なくなり、小さい側のピーク粒径を平
均値として有する砥粒は脱落し易いが、大きい側のピー
ク粒径を平均値として有する砥粒は脱落し難くなる。そ
して、小さい側のピーク粒径を平均値として有する砥粒
は、脱落してもその数が多いので、砥石としての大きな
粒径の砥粒の研削作用と、小さな粒径の砥粒の研磨作用
とが充分に維持され、砥石のドレッシング効果が大きく
なると共に、砥石の寿命が長くなる。
【0026】本実施例では、平均粒径50Åを有するク
ラスターダイヤを使用したが、平均砥粒径が200Å以
下のダイヤモンド超微細砥粒を使用すると、充分に上記
の作用が得られる。
【0027】尚、粒径をクラス分けせず、ピーク粒径が
1つで、粒径の範囲が広い砥粒の場合には、砥粒の含有
量に上限があり、上記のように、研削作用を主体とする
粒径と、研磨作用を主体とする粒径とを、双方共に必要
量含有することは不可能であり、本実施例が示すような
作用を得られない。
【0028】又、上記の作用は、砥粒の材質には関係が
無く、ダイヤモンド以外の砥粒を使用しても同じ結果が
得られる。
【0029】本実施例Aの砥石を、周速度2500m/
minで回転させ、専用研削液を砥石作用面に吹き付け
ながら電解インプロセスドレッシング研削を行った。ガ
ラス、セラミックス、フエライト等の硬脆材料を研削し
た結果、仕上がり面粗さはRMAX =20nm以下にな
り、加工時間は、従来技術の砥石を使用した従来の実績
に比較して約1/2に短縮した。
【0030】以下に、ピーク粒径が3つある粒径分布を
有する砥粒を金属焼成素材に混合して焼成した第2実施
例Bを図2に基づいて説明する。
【0031】本実施例Bは、第1実施例Aの砥粒を、粒
径をクラス分けされて平均粒径が第1ピーク粒径8μm
であるダイヤモンド粉からなる第1砥粒4と、粒径をク
ラス分けされて平均粒径が第2ピーク粒径4μmである
ダイヤモンド粉からなる第2砥粒5と、粒径をクラス分
けされて平均粒径が第3ピーク粒径50Åを有するクラ
スターダイヤと呼ばれるダイヤモンド超微細粉末からな
る第3砥粒6とで構成したもので、第1、第2、第3砥
粒の合計の集中度は125、第1砥粒4の集中度は4
0、第2砥粒5の集中度は50、第3砥粒6の集中度は
35とした。
【0032】本実施例の砥石を、周速度2500m/m
inで回転させ、専用研削液を砥石作用面に吹き付けな
がら電解インプロセスドレッシング研削を行った。ガラ
ス、セラミックス、フエライト等の硬脆材料を研削した
結果、仕上がり面粗さはRMAX =0.08μm以下にな
り、加工時間は、従来技術の砥石を使用した従来の実績
に比較して約1/4に短縮した。又、砥石は目詰まりす
ることも無く1時間以上も連続使用可能であった。
【0033】以下に、ダイヤモンド粉以外の砥粒を金属
焼成素材に混合して焼成した第3実施例Cを図3に基づ
いて説明する。
【0034】本実施例Cは、第1実施例Aのダイヤモン
ド砥粒を、粒径をクラス分けされて平均粒径が第1ピー
ク粒径30μmである立方晶窒化ホウ素(以後CBNと
いう)粉からなる第1砥粒4と、粒径をクラス分けされ
て平均粒径が第2ピーク粒径15μmであるアルミナ
(以後WAという)粉からなる第2砥粒5とで構成した
もので、第1、第2砥粒の合計の集中度は100、第1
砥粒4の集中度は75、第2砥粒5の集中度は25とし
た。
【0035】本実施例Cの砥石を、周速度2500m/
minで回転させ、専用研削液を砥石作用面に吹き付け
ながら電解インプロセスドレッシング研削を行った。焼
入鋼やチタン合金等を研削した結果、従来技術の砥石を
使用した従来の実績に比較して仕上がり面粗さは約1/
2になり、砥石の寿命は、従来技術の砥石を使用した従
来の実績に比較して約2倍に伸び、砥石は目詰まりする
ことも無く1時間以上も連続使用可能であった。
【0036】砥粒の材料としては、炭化ケイ素(以後G
Cという)でも同様の結果が得られる。
【0037】上記の実施例では、いずれも銅系焼成素材
を使用したが、金属焼成素材であれば、鋳鉄ファイバー
ボンド等のメタルボンドでも同様の結果が得られる。
【0038】
【発明の効果】本発明の研削用砥石は、砥粒と金属焼成
素材とを混合し焼成してなる研削用砥石において、砥粒
の粒径分布に複数のピーク粒径が存在することにより、
高能率研削が可能であり、且つ、被研削物の仕上がり面
粗さが小さくなるという効果を奏する。
【0039】又、砥粒の粒径分布に複数のピーク粒径が
存在することにより、電解インプロセスドレッシング研
削を行う場合に、砥粒と金属焼成基材部との界面での電
解が、数が多くて脱落しても研磨作用に悪影響がない小
さなピーク粒径の砥粒に分散し、大きなピーク粒径の砥
粒の脱落が減少し、砥石のドレッシング効果が大きくな
ると共に、砥石の寿命が長くなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の研削用砥石の第1実施例の一部拡大断
面図である。
【図2】本発明の研削用砥石の第2実施例の一部拡大断
面図である。
【図3】本発明の研削用砥石の第3実施例の一部拡大断
面図である。
【図4】研削用砥石の斜視図である。
【図5】研削用砥石の従来例の一部拡大断面図である。
【図6】研削用砥石の特性の傾向を示す図である。
【符号の説明】
1 砥石部 2 台金部 3 銅粉焼成基材部 3a 基材部表面 4 第1砥粒 5 第2砥粒 6 第3砥粒

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砥粒と金属焼成素材とを混合し焼成して
    なる研削用砥石において、砥粒の粒径分布に複数のピー
    ク粒径が存在することを特徴とする研削用砥石。
  2. 【請求項2】 砥粒の材質は、ダイヤモンド、立方晶窒
    化ホウ素、アルミナ、炭化ケイ素の何れかである請求項
    1に記載の研削用砥石。
  3. 【請求項3】 金属焼成素材は、銅系焼成素材又は鋳鉄
    素材である請求項1又は2に記載の研削用砥石。
  4. 【請求項4】 砥粒は、平均砥粒径が200Å以下のダ
    イヤモンド超微細砥粒を含む請求項1、2又は3に記載
    の研削用砥石。
JP24793695A 1995-09-26 1995-09-26 研削用砥石 Pending JPH0985627A (ja)

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JP24793695A JPH0985627A (ja) 1995-09-26 1995-09-26 研削用砥石

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