JPS6067080A - 研削砥石 - Google Patents

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】 この発明は、研削加工の分野で利用される。即ち本発明
は、研削加工に用いる研削砥石、特に外周面を研削面と
して使用するタイプの研削砥石に関してなされた改良に
かかるものである。

ところで研削加工は、被加工物の表面へ研削砥石を回転
させ乍ら押し付りる形ｆコで実行され、その表面を該砥
石の研削面で少しずつ削り取らせ乍ら所要の寸法、形状
に仕上げることを内容とするものである。

かかる研削加工に於いては、６１団旧＋１ｉ１所での犬
なる発熱と、削り屑の発生とに対Ｕ７、充分な対策を講
じる必要がある。

そこで通常は、第１図に例示する如（、研削砥石１の研
削面２が被加工物３へ喰い込んでいる研削個所４に対し
、適当な研削液を矢印（イ）で示すように注ぎかけて、
その研削個所を杓却し乍ら同時に該個所から削り屑を洗
い流すようにしている。

然し乍ら研削加工の最中における研削砥石１と被加工物
３とは、第１図に示す上記の研削個所４に於いて、前者
の後者への切込み深さｔに基づいた当該両者の接触弧Ｏ
Ｐの長さと、その前者の紙面に垂直な軸方向＠（後述す
る第２．３．４図中のＷｏに相当）との積で定まる面積
をもって、面接触している。従ってこの研削個所４にお
ける上記両者１，３間へ前記の研削液を入り込ませるこ
とは、現実には甚だ難しく、砥石１の研削面２を濡らし
ている程度に僅かな量の咳液がその個所へ入り込むに止
どまる。このため、研削液による冷却および削り屑洗い
流しの効果は、期待する程には得られず、往々にしてそ
の研削面２へ削り屑が焼き付き、これに削り屑へ作用す
る研削圧力等の要因が加味されて、核部に目詰りを起こ
させ易い。

特に研削量の多い重研削や硬度の大なる被加工物の研削
では、研削個所での発熱が甚だしいため、かかる傾向が
強い。

このような砥石研削面の目詰りは、Ｑｑに砥石の研削能
力を低下させるのみならず、被加工物の表面をその目詰
り部分で不必要に擦過して、核部の仕上げ状態を悪くす
る。またこの目詰りは、研削面全面での不均一な分布を
原因として、加工中の研削抵抗を部分的に相違させるた
め、回転する研削砥石に軸断面方向の振動を生ぜしめ、
被加工物の表面を叩かせて核部を傷付けたり、砥石軸の
軸受に好ましくない影響を与えたりする。

そこで、上記したような目詰りが生したときには、ドレ
ッシングないしクラツシングと称する修正が、砥石の研
削面に対して施される。但しこの修正し、Ｌ、研削砥石
の表面を播き剥がして表面下の新しい部分を露呈させる
形態で行われるため、その播き剥し量に相当した分だり
、砥石寿命を短縮させることになる。従ってかかる修正
は、寿命の点からみれば行わないに越したことばないが
、しかし通常はその目詰りが起こり易いため、かなり頻
繁に行わざるを得す、その分だり寿命の大幅な短縮が避
けられなかった。

然して上記したような研削加工における狂々の問題点は
、研削個所での研削液による該個所の冷却および削り屑
の洗い流しが不充分であることを原因とし、これに基づ
いた砥石研削面の目詰りに伴って派生している。

よって、かかる現状の下における本発明の技術的課題は
、研削個所での研削液による該個所の冷却および削り屑
の洗い流しを如何にして充分に行わせるか、延いては砥
石研削面の目詰りを如何にして抑制するかの点にある。

このような技術的課題を解決するためには、まず、研削
加工中の研削砥石が被加工物に対して面接触する点に留
意しなければならない。かかる面接触は、研削加工にと
って必要不可欠である。従って上記の課題は、研削砥石
が被加工物へ面接触する状態を阻害しない条件の下で、
解決されねばならない。

そこで本発明が採った技術的手段は、研削砥石の被加工
物と接触する研削面に、形状的な改良を加える、ｎＩＪ
ぢ核部に！ＦＷ＆”方向の溝を設けることである。

このような本発明の技術的手段によれば、研削砥石と被
加工物とが面接触している研削個所へ、上記の溝を通じ
て研削液を容易に流れ込ませることができる。

但し、かかる研削液の流れ込めは、研削個所全体のなか
で、上記の溝と対向する部分だけに限られる。けれども
この溝は、砥石の研削面に対して螺旋方向に設けられて
いるから、その研削個所に於いては、該溝が砥石の回転
するに伴って徐々に該砥石の回転軸方向へずれていくこ
とになる。即ちこの溝は、その研削個所全体を砥石の回
転軸方向へ繰り返し走査することになる。然もこのよう
な走査は、溝が１重の螺旋であるとき、砥石１回転につ
き１回の割合で行われ、２重螺旋ないしそれ以上の多Ｍ
螺旋であるとき、２回ないしそれツ上の割合で行われる
。

よって研削個所への上記したような研削液の流れ込みは
、小部分ずつ間歇的にではあるけれども繰り返し実現さ
れ、結果的には該個所全体へ、従来よりも遥かに多量の
研削液を行き渡らせることになる。

このようにして研削個所へ多量の研削液が行き渡ると、
該個所はその研削液で充分に冷却され、且つまたその個
所で生じた削り屑は該液で充分に洗い流される。このた
め上記研削個所での研削加工は、好ましい状態の下で行
われることになる。

一方、砥石の研削面に設けられる上記した溝の幅は、研
削液を流れ込ませ易くするためには広い方がよく、また
砥石軸方向に隣接する溝間のピッチも同様の理由から小
なる方がよい。然し乍らこの溝は、直接的には研削に寄
与せず、研削面の軸方向幅を実質的に狭めて研削能力を
低下させることになるため、この点からみれば、溝の幅
は狭い方がよく、溝のピンチも大なる方がよい。

そこで、研削面の軸方向幅が等しい同種の研削砥石を２
個用意して、一方の研削面には溝を設けないで、他方の
研削面にだけ、該研削面の軸方向幅Ｗｏの１５％に相当
した幅Ｗ菫の溝を設け、これら両者を同一条件の研削加
工に供して双方の研削能力を実際に比較テストしたとこ
ろ、その溝が設けられている砥石の研削能力は、溝が設
けられていない砥石のそれよりも遥かに優れていた。ま
た溝幅Ｗ１を」二記の２倍に広げて研削面幅ＷＯの３０
％に相当させたものを用窓し、同様の比較テストをした
ところ、この溝が設けられた砥石の研削能力は、溝が設
けられていない砥石のそれと略同等であった。

かかる試験結果は、溝を設けて研削個所からの削り屑の
洗い流しを充分ならしめた方が、洗い流し不充分な削り
屑による研削の妨害を防いで研削面の研削能力を充分に
発揮させることができ、溝幅Ｗ１分だけの研削能力の低
下が補われて余りあることを意味する。

従って研削面に設ける満の幅Ｗ、は、該面の軸方向幅Ｗ
ｏの３０％以内に留めることが望ましい。

尤もこの割合は、研削面の軸方向幅内における溝の数が
１条であることを前提としている。従って、溝間のピッ
チを小としたために上記軸方向幅内での溝数ｎが２条な
いしそれ以上となるとき、研削面の軸方向幅Ｗｏに対す
る溝＠Ｗ＋　の上記した割合は、その溝数ｎで除する必
要があり、例えば溝数が２のとき、谷溝ごとの幅ｗ１　
は、研削面の軸方向幅Ｗｏの１５％以内に留めることが
望ましいことになる。

よって溝幅Ｗ１　は、溝数ｎを考慮して、次式％式％（
１１ の範囲内で定めればよいことになる。

なお研削加工の内容、例えば被加工物の材質や加工形態
によっては、研削能力を多少犠牲にしてでも削り屑の洗
流しをより一層充分ならしめたい場合がある。従ってこ
のような場合に使用される研削砥石については、溝幅Ｗ
１を上記（１）式の範囲内に限定することなく更に広げ
て、 Ｗ＋　＝　（０，４〜０．５　）　Ｗｏ／　ｎ−−−−
−−（１’；の範囲内で定めてもよいこと勿論である。

次に上記したような溝のリード角、即ち砥石研削面の回
転方向に対してこの溝がなす角度は、該溝の左右両側に
おける溝壁面と研削面とで構成された各エツジのうちで
研削面の回転方向に対して後位となる方のエツジが、研
削加工時の被加工物表面へできるだけ穏やかに接触し始
めるようにすることを考慮すれば、１５度以下とするの
がよい。

然し乍らこのリード角は、上記の溝が研削加工時の研削
個所を前記した如く砥石の回転軸方向へ走査するとき、
その走査速度を研削面の周速度と共に決定し、同一周速
度の下では、該リード角が小なるほど走査速度も小とな
り、研削個所への研削液の流れ込み量を少なくする。ｉ
）Ｌってこの点を考慮し、’４７ｆ　ｔ’ｉｌ　ｆｌｌ
Ｊ所の冷却と削り屑の洗い流しとを充分行わせるに必要
な研削液の最小限の流れ込め量が確保できるだけの走査
速度を与えろためには、上記のリード角を少なくとも５
度以上とするのが望ましい。

またこのリード角は、砥石研削面の直径と関連して、溝
間のピッチを決定する。即ち同じリード角の下でも、砥
石研削面の直径が犬なるほど、溝間のピッチは大となる
。従って溝間のピッチが人となり過ぎる場合には、この
溝を、１車ＩＪｊｌ旋ではなく２重螺旋ないしそれ以上
の多重螺旋の形態て設ければよく、またその方が、該溝
による研削個所の砥石１回転当たりの走査回数を多くし
得て好都合である。特にディスク形の研削砥石では、研
削面の軸方向幅が狭くて、リード角を小としても１重螺
旋の溝だけで該研削面を一周させることが不可能なるた
め、その溝を少なくとも３重ないし４市程度の多Ｍ螺旋
とせざるを得ないであろう。

更にこの溝の深さは、該溝が設けられたことの効果を当
該砥石の寿命が尽きるときまで持続させるため、砥粒層
の使用限度に合わせて設定すべきであり、従って前記第
１図に示したような金属基なる砥石Ｂ１１体１ａの外周
面に砥粒層１ｂを形成した構造の研削砥石１にあゲては
、上記砥粒層１ｂの層厚に等しくて、その母体１へ達す
る深さとされる。

加えてこの溝の断面形状は、上記砥粒層の消耗するに伴
って該溝の幅が変化することを避けるため、Ｕ形ないし
ｕ形とされるのが望ましい。

以」二に説明した本発明の幾つかの実施例は、図面の第
２図以下に示されている。

まず第２，３図は、円筒外面、平面、工具刃先等への研
削加工で使用されるディスク形研削砥石１１についての
実施例を、また第４図は、内面研削加工で使用されるシ
リンダ形研削砥石２１についての実施例を、夫々示して
いる。これらの各実施例に於いて、第２．３図に示した
研削砥石１１では、直径に比べ軸方向幅が小なる研削面
１２に、螺旋方向の溝１３が設けられ、第４図に示した
研削砥石２１では、直径に比べ軸方向幅が大なる研削面
２２に、螺旋方向の溝２３が設けられている。なお、こ
れらの第２〜４図に示した各実施例では、溝１３．２３
のリード角をいずれも５度にしである。

然して第２，３図の実施例では、研削面１２の軸方向幅
が小なる関係で、１重螺旋の溝だけだと核部を一周させ
ることができないため、溝１３は４重螺旋の形態で設け
られている。即ち第２図の実施例では、第５図にも一部
分を拡大展開して示す如く、研削面１２の略１／３円周
長に相当した長さなる４Ｍの溝１３が円周方向へ順次に
ずらせて設りれれており、従って前記＋１．１式を通用
する場合の溝数ｎは、 ｎ＝　（１／３　）　Ｘ４＝　４／３ であるから、谷溝の幅ＷＩは、同（Ｊ、１式に基づいて
、Ｗｌ　≦０．２２５Ｗｏ　−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−（２）の範囲内で定めればよいことに
なる。また第３図の実施例では、第６図にも一部分を拡
大展開して示す如く、研削面１２の略１／２円周長に相
当した長さなる４重の溝１３が円周方向へ順次にずらせ
て設けられており、従って前記（１）式を適用する場合
の溝数ｎば、 ｎ＝　（１／２　）ｘ４＝　４／２　＝２であるから、
谷溝の幅Ｗ１　は、同（１）式に基づいて、Ｗｌ　≦０
．１５　ｗｏ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
（３１の範囲内で定めればよいことになる。

これに対して第４図の実施例では、研削面２２の軸方向
幅が大なる関係で、１重’Ｉｆ旋の溝だけでも核部を多
周させることができるが、溝間のピッチを小とするため
、溝２３は２重螺旋の形態で設けられており、従って前
記（］）式を適用する場合の溝数は、第４図上で数えて
、ｎ−１６であるから、谷溝の幅Ｗ１は、同（１）式に
基づいて、Ｗｌ　≦　０．０１８７５Ｗｏ　−−−−−
−−−−−−（４１の範囲内で定めればよいことになる
。

一方、第２図の実施例における研削砥石１１は、第７図
に示す如く、金属型母体１１ａの外周面へ砥粒層１１ｂ
を形成した構造とされ、第３図の実施例における研削砥
石１１も同様の構造とされているので、溝１３は、該砥
粒層の層厚に相当した深さにまで設けられ、上記の母体
１１ａへ達している。従って第４図の実施例における研
削砥石２１も同様の構造ならば、溝２３はおなじく金属
製母体へ達する深さにまで設けられる。

このような各実施例の研削砥石］］、２＋　は、従来の
研削砥石と同様にして、第１図に示すような態様で使用
され、被加工物との面接ｆＱｌｌ：　した状態にある研
削個所に対し、同図中の矢印（イ）で示すように研削液
が注ぎかｉノられる。この研削液は、」−記各砥石のい
ずれに於いても、研削面１２もしくは２２の溝１３もし
くは２３を通じて、その研削開所へ容易に流れ込む。然
もこの溝１３．２３は、−１−記の研削個所を砥石の回
転軸方向へ繰り返し走査するから、該面を通して流れ込
む研削液は、研削個所の全体へ、従来の研削砥石を使用
したときよりも多量に、且つ万週なく行き渡らせられる
。

よって、これら各実施例の研削砥石１１．２１を使用す
るときは、研削液による研削個所の冷却と削り屑の洗い
流しとを充分に行わせ得るため、研削面１２もしくは２
２への削り屑の焼き付きをなくし、核部の目詰りを抑制
して初期の研削能力を永く持続させることができる。

なお、上記した各実施例における溝１３．２３の末端に
ついては、夫々次のように処理されている。

まず第２図の実施例における溝１３の末端は、符号１３
′をもって第５図および第８図に示す如く、砥石１１の
側面近くまでは設けられているが、その側面へは開口せ
ず、該側面近くで漸次浅くされ、消滅させられている。

かかる処理の仕方によれば、溝１３の成形加工がその末
端１３′　でやや面倒となり、且つ該面に流れ込む研削
液をその末端１３′　で極く一時的なるにしろ堰止める
懸念はあるけれども、砥石側面の上記開口による途切れ
がないため、その末端１３′付近における砥石側面に近
い側での溝壁にある程度の機械的強度をもたせ得て、使
用中に割れや欠落を生じさせる膚がない。

これに対し第３図の実施例における溝１３の末端は、第
６図および第９図に示す如く、砥石１１の側面まで達し
て該側面へ開口１４させられており、第４図の実施例に
おける溝２３の末端も同様に処理されている。かかる処
理の仕方によれば、砥石の側面がその開口１４部分で途
切れるため、溝の末端付近における砥石側面側でのａ壁
に肉厚の極めて薄い部分１３″を生ぜしめ、使用中に該
部分の割れや欠落を生じさせ易い不都合はあるけれども
、この溝に流れ込む研削液をその末端で堰止める１ｕ念
なく開口１４から流出させて該液の通りをよくすること
ができ、且つ溝の成形加工も末端に至るまで容易である
。また上記の肉厚が薄い部分１３″も、予め、例えば第
１０図に符号１３　”’で示すような形状としておけば
、該部分の使用中におｔ３る割れや欠落を回避できる。

以上の説明から明らかなように、本発明は外周面を研削
面とした研削砥石の上記研削面へ螺旋方向の溝を設け、
この研削面と被加工物表面とが面接触している研削個所
の全体を上記の溝で走査させ乍ら、この溝を通してその
研削個所全体へ多量の研削液を行き渡らせるようにした
ものである。

従ってこのような本発明によれば、研削個所ρ冷却と該
個所からの削り屑の洗い流しとを充分に行わせ得るため
、研削面への削り屑の焼き付きをなくし、核部の目詰り
を確実に抑制することができる。

またこのような本発明によれば、前記したような目詰り
に伴う種々の不都合、即ち被加工物表面の仕上げ状態の
不良化や、研削砥石の軸断面方向への振動の発生を回避
できるのめならず、研削面の研削能力が研削加工時間の
経過するに伴い漸減するという傾向をも改善して、初期
の研削能力を永く持続させるため、ドレッシング等と称
する研削面の修正が必要となるまでの期間を従来よりも
かなり延長せしめ（−７で、砥石寿命の全期間内におり
る修正回数を減らずことができ、この修正に伴う寿命短
縮分だけ、砥石寿命を実質的に延長できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は研削砥石の一般的な使用状態を示す側面図、第
２．３．４図は本発明の異なった各実施例を夫々示す正
面図、第５．６図は第２．３図に示した各研削砥石の研
削面を約半周分だけ夫々拡大して示す展開図、第７図は
第２図のｒ　−ｒ線よりみた拡大断面図、第８図は第２
図に示した研削砥石の一部分を第５図のｎ　−ｎ線で示
した部分だけ欠截して示す拡大側面図、第９図は第３図
に示した研削砥石の一部分を第６図の■■−■線で示し
た部分だけ欠截して示す拡大側面図、第１０図は第３．
６．９図に示した実施例の改良例を示す拡大側面図であ
る。 １１．２１−一研削砥石、１２．２２−研削面、１３．
２３−溝、］１ａ−金属製母体、］、１ｂ−砥粒層、１
４−開口鏑４１巧　自龜３１茗 迦亀６（接円　第に（〉〕

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面を研削面とする研削砥石の上記研削面に、
   螺旋方向の溝が、１重螺旋もしくは２重ないしそれ以上
   の多重螺旋の形態で設けられ、且つこの溝の幅が、次式 ％式％ （但しＷ！は溝の幅、Ｗｏは研削面の軸方向幅。 ｎは研削面の軸方向幅内における溝の数）の範囲内で定
   められ、該溝のリード角が５〜１５度の範囲内で定めら
   れていることを特徴とする研削砥石。
2. （２）螺旋方向の溝の末端が砥石側面へ開口させられて
   いないことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   研削砥石。
3. （３）螺旋方向の溝の末端が砥石側面へ開口させられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の研
   削砥石。