JPS63283866A

JPS63283866A - 超砥粒切断・研削砥石

Info

Publication number: JPS63283866A
Application number: JP4468587A
Authority: JP
Inventors: Yukio Endo; 幸雄遠藤; Kazuyuki Mitani; 三谷　和行; Tadashi Matsuoka; 正松岡; Masayoshi Ueki; 植木　正義; Yoshio Otake; 大竹　宣雄; Yasuo Ikezaki; 池崎　泰雄
Original assignee: KOUYOUSHIYA KK; SOUZOU KAGAKU KK; Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: KOUYOUSHIYA KK; SOUZOU KAGAKU KK; Tungaloy Corp
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-11-21

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】（産業上の利用分野）本発明は、各種セラミックス、超硬合金等を効率よく研
削切断し、また、研削研磨するためのダイヤモンド又は
立方晶窒化硼素等のいわゆる超砥粒を使用した切断Φ研
削砥石に関するものである。

（従来の技術）従来、各種セラミックス、超硬合金等の難切断材を研削
切断する薄形の切断砥石としては、金属製円形台金にメ
タルポンド、レジンポンド又は電着によりリング状の連
続した無気孔の超砥粒層が設けられたものが一般的であ
る。しかし、これらの切断砥石ではアルミナ、ジルコニ
ア、炭化珪素、窒化珪素などからなるいわゆる構造用フ
ァインセラミックス焼結体を能率よく研削切断すること
は困難であった。なぜならば、メタルポンド、レジンポ
ンド切断砥石にあっては、構造上、砥粒がポンド中に埋
め込まれた状態であり、砥粒切刃の突出がほとんどなく
、しかも砥粒密度（集中度）を上げるには限界があった
からである。すなわち、これらの切断砥石で切断作業を
行った場合、砥石作用面と加工物の接触面積が大きく、
加工熱を除くために、クーラント（研削液）を相当量用
いても切断点への十分な供給がなされず、これに伴って
加工熱の発生による砥粒及びポンドの劣化が生じるとと
もに切粉の排出が悪くなって、いわゆる目づまり現象を
生じ、切れ味の低下や切断精度の低下が起きていたから
である。

一方、金属台金に電着法により超砥粒を固着した電着切
断砥石は、砥粒のポンド層からの突出を適度に制御する
ことにより、切れ味がやや良好なものが得られる。しか
し、砥粒層が単層であるため砥石先端部の砥粒が消耗し
て合金部が露出するに伴ない、研削抵抗が増大し、極端
な切れ味低下が生じて切断不能となり、比較的短時間で
寿命となる。

また、各種セラミックス、超硬合金等の難削材の平面研
削、内面研削、内面研削等に用いられる超砥粒砥石は、
ＪＩＳＢ４１３１　（ダイヤモンド及び立方晶窒化はう
素ホイール）の形状による種類に示されるようなメタル
ポンド、レジンポンド、ビトリファイドボンド又は電着
による砥粒層が設けられた平形、カップ形、軸付など各
種形状のものが使用されている。しがし、これらの超砥
粒研削砥石にあっては、電着砥石を除いて、構造上、砥
石がポンド中に埋め込まれた状態であり、砥粒切刃の突
出がほとんどなく、使用に際しては、頻繁に目立てを行
う必要がある。また、これらの砥石は、無気孔のものが
多く、いわゆるチップホケットがなく、切粉の排出やク
ーラントの供給が十分に行われない、したがって、加工
熱の発生にょる砥粒及びポンドの劣化や目づまり現象を
生じて、切れ味の低下を引き起こすものであった。

（発明が解決しようとする問題点）このようなことから、従来の超砥粒切断・研削砥石では
、各種セラミックス、超硬合金等の切断、平面研削、内
面研削等の加工に好適する砥石、の開発が問題点となっ
ている。すなわち超砥粒を用いた従来の切断砥石及び研
削砥石は、砥粒切刃の突出が少ないため、砥石作用面と
加工物との接触面積が大きくなるとともに、クーラント
の加工部位への供給が十分になされず、これに伴って砥
粒の劣化や目づまり現象などによる切れ味不足や切れ味
低下、あるいは合金部の露出による切れ味の低下などの
欠点があったからである。

したがって、本発明では、砥粒密度が高く、しかも加工
物に対して砥粒層が常に断続的に作用するとともに、ク
ーラントの供給が十分に行え、これに伴って良好な切れ
味が持続するように改善された新規な切断砥石及び研削
砥石を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、中心取付は
穴を穿設したハブの外周囲には、環状をなす網目基材が
設けられ、この網目基材の外周端には、ダイヤモンド、
立方晶窒化硼素などの超砥粒を主体とした砥粒が接着剤
によって固着された砥粒固着部を備えるように改善され
た超砥粒切断・研削砥石を提供するものである。

すなわち、前記網目基材は、無機質繊維又は有Ｊａ質合
成繊維からなるとともに、その目開きが０　、４〜１　
、５ｍｍテ、密度が１０〜３ｏメツシュに設定されてい
るものである。また、前記砥粒固着部は、超砥粒が全砥
粒のうち２０重量％以上含まれ、これらの砥粒が網目基
材の糸をくるむようにレジン系接着剤で結合固定される
とともに、網目の孔ふさがりが７５％以上に及んでいな
いものである。そして、網目基材が１層又は少ない層の
ときは、切断砥石として利用され、また、多い層のとき
は、ＪＩＳＲ６２１１（研削砥石の形状及び寸法）に規
定される平形、リング形、へこみ形、カップ形、ざら形
、逃げ形、オフセット形などの砥石形状に形成される。

（作用）本発明の超砥粒切断・研削砥石は、網目基材を砥粒の支
持母材として、レジン系の接着剤で砥粒を固着するとと
もに網目の開口を残すようにしたものであるから、接着
剤層から突出した砥粒の多数からなる切刃が被加工物に
対し緩衝性をもって作用し、また開口した網目を通して
クーラメントを十分に供給することができるものである
。したがって、切粉の排出が円滑となることから目づま
りがなく、良好な切れ味が持続するものである。

また、本発明の超砥粒切断・研削砥石は、ハブによる取
付け、網目基材の種類、接着剤の種類と塗布量、砥粒の
固着密度などのバランスを調整することができるため、
各種の被加工物および加工様式に適用することができる
ものである。

（実施例）以下、本発明超砥粒切断・研削砥石における一実施例に
ついて図を参照しながら説明する。

第１図および第２図において、（１）は、平型形状をな
す超砥粒研削砥石であり、この砥石（１）は、中心取付
は穴（２）を穿設したハブ（３）および砥粒固着部（４
）を備えた網目基材（５）から構成される。この場合、
前記ハブ（３）は、砥石（１）の取付は剛性を高めるた
めのもので、例えば、鉄、ステンレス、アルミ合金など
の金属系のもの、ヘークライト、ＦＲＰなどの合成樹脂
系のものから構成される。

また、前記網目基材（５）は、無機質繊維または有機質
合成繊維からなるもので、１層または積層状態にある複
数層で構成される。この場合、網目基材（５）を構成す
る無機質繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、
炭化珪素ｍｍ、アルミナｍ維、ムライト繊維、金属繊維
などから選ばれ、また有機質合成ｍ維としては、例えば
、芳香族ポリアミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル
繊維、ビニロン繊維、フェノール系繊維、レーヨン繊維
などから選ばれる。そして、これらの網目基材（５）は
、前述した繊維の単独または混紡、交織として使用され
る。また、積層の場合には、異なった繊維を適宜組合せ
ることもできる。

また、網目基材（５）の目開きは、０．４〜１．５ｍｍ
で、タテ、ヨコの糸の密度は、１０〜３０メツシュ（本
／２５＋ａｍ）であることが望ましい、１０メツシュよ
りも粗（１、５層脂以上の目開きでは、網目基材（５）
の表面に固着する砥粒の分布が粗となって、切れ味の低
下をきたし、砥石としての剛性も不足する。また、３０
メツシュより細かく、０．４層ｍ以下の目開きでは、砥
粒（６）で網目がふさがってしまい、本発明の目的とす
る効果が発揮し難い。

さらに、前記砥粒固着部（４）は、第４図で明示されて
いるように砥粒（６）がレジン系の接着剤（７）によっ
て固着される。この場合砥粒（８）は、網目基材（５）
を構成する糸をくるむように単層あるいは多層で切刃を
突出する状態に固着され、砥粒固着部（４）による網目
の孔ふさがりは、網目の７５％以上にならないことが必
要である。これは、砥石使用時の切粉の排出やクーラメ
ントの十分な供給に基く配慮である。

また、本発明に用いる砥粒（６）は、ダイヤモンド及び
立方晶窒化硼素などのいわゆる超砥粒が主体である。し
かし、本発明は、網目基材（５）を支持母材として、砥
粒（８）をコーティングした態様であるから、砥粒（６
）の密度を非常に高くすることができる。それゆえ、被
加工物の材質によっては、高価な超砥粒の一部を一般砥
粒で代替し、少なくとも２０重量％の超砥粒を含む混合
砥粒を使用することにより、十分な切れ味と耐久性を発
揮することができる。ここでいう一般砥粒とは、ＪＩＳ
Ｒ６１１１に規定されるアルミナ賀研削材、炭化珪素質
研削材、アルミナ拳ジルコニア研削材などの人造研削材
のほか、珪石、ガーネット、コランダムなどの天然砥粒
なとを意味する。

さらに１本発明に使用するレジン系の接着剤（７）は、
液状タイプのもので、レゾール系フェノール樹脂、変性
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの
熱硬化性レジンで耐熱性のある樹脂接着剤から選ばれ、
各種充填剤と併用して使用する。

なお、第５図は、第２図に対応する変形例を示したもの
で、網目基材（５）間に補強部材（８）を介在させるよ
うにしたものである。この場合、補強部材（８）は、例
えば、金属薄板（孔あき、孔なし）、合成樹脂薄板、Ｆ
ＲＰ薄板、無機質繊維、有機質合成繊維または金属細線
からなるメツシュ状のものなどから適宜選択される。

また、第１図乃至第５図では、平型形状をなす超砥粒研
削砥石について説明したが、第６図および第７図で示さ
れるような切断砥石にも適用できる。すなわち、第６図
および第７図では、１枚の円板状をなす網目基材（５）
に対し、その円環状面側にハブ（３）が設けられている
ものである。そして、一方のハブ（３）側には、クーラ
ントの供給穴（８）が設けられ、また前記網目基材（５
）の外周縁部分には、砥粒（６）をレジン系の接着剤（
７）で固着した砥粒固着部（４）が形成されている。

また、その他形状の研削砥石例えば、ＪＩＳＲ６２１１
（研削砥石の形状及び寸法）に規定されるリング形、へ
こみ形、カップ形、さら形、逃げ形、オフセット形など
の砥石形状に適用できる。

次に１本発明の超砥粒切断−研削砥石製造工程について
一例を説明する。

（１）　　環状の網目基材（５）の表裏両面に液状フェ
ノール系樹脂などのレジン系接着剤を下塗り塗布する。

（２）　　目的に応じて環状の網目基材（５）の外周端
から適宜の幅の表裏両面に砥粒（６）を塗装して、加熱
して接着剤（７）を乾燥させる。

（３）　　乾燥されたものに上記レジン系の接着剤（７
）とほぼ同質のものを更に上塗り塗布し、加熱して接着
剤（７）を乾燥・半硬化させる。このとき砥粒（６）と
上塗り接着剤（７）による網目の孔ふさがりが網目の７
５％以上にならないようにする。

（０乾燥され、半硬化状態となったものに対し、その内
部空間内にハブ（３）を配置した後、これらを２枚の金
属製円板の型の間にはさんで、加熱して樹脂を完全硬化
した後、型から取り出す。

これらの工程によって、砥粒固着部（４）を備えた砥石
が構成される。

（５）　　必要があれば外周又は内周を仕上げて所望の
寸法とし、超砥粒切断砥石とする。

本発明の他の態様の超砥粒研削砥石は、上記（３）の工
程後の半硬化状態のものか又は上記（４）の工程後のも
のを用い、新たにレジン系接着剤を含浸塗布したものを
目的に応じた形状０寸法となるように複数枚積層し、２
枚の金属製円板又は金型を用い熱間加圧し樹脂を完全硬
化させ一体化して平形、その他の砥石形状とする。

網目基材（５）に接着剤（７）を下塗り塗布する上記（
１）の工程の前に、必要とあれば目止めや剛性付与を目
的として同系の接着剤（７）を塗布して基材改質処理す
ることも有効である。

また、更に切断砥石としての剛性を上げるために、砥粒
固着部（４）以外の部分に、砥粒固着部（４）の厚さと
同−又はそれ以下となるように、炭化珪素質研削剤又は
アルミナ質研削剤の微粉あるいは二硫化モリブデン又は
グラファイトなどの固体潤滑剤微粉などを前記と同系の
接着剤（７）で固着させることも有効である。

（実施例１）網目基材（５）については、厚さ０．１８ｍｍのガラス
繊維からなる２０メツシュからみ織のものを適用した。

そして、この網目基材（５）は、口止めおよび剛性付与
の目的で、シリカ系微粉充填剤を混入したレゾール型フ
ェノール樹脂系接着剤で、網目をふさがないように含浸
処理した後、加熱乾燥して所定の取付は穴を持ったｌｏ
ｏ＋ｓｍφの円形に丸取りし、次いで、上記と同系のフ
ェノール樹脂系の接着剤を全面に下塗り塗布した後、粒
度＃１４０／１７０のダイヤモンド砥粒を外縁から１０
ｍｍまでの外周部両面に散布塗装した。さらに、散布塗
装したものを加熱乾燥した後、上記と同系のフェノール
樹脂系の接着剤を上塗り塗布して加熱乾燥することによ
り半硬化状態とした。得られた網目基材（５）に対して
は、その円環状面に第６図および第７図に示されるよう
なハブ（３）を位置させた後２枚の金属製円板の型に間
に挟んで加圧したまま、加熱して樹脂を完全硬化した後
、型から取り出し円形の切断砥石とした。このとき、砥
粒と接着剤による網目のふさがりは、約５０％であった
。また砥粒固着部（４）の厚さは、０．７ｍｍで、砥粒
固着部（４）以外の部分の厚さは、０．５ｍｍであった
。

この超砥粒切断砥石で、厚さ５ｍｍの窒化珪素焼結体を
回転数５６００ｒｐｍ、送り速度６０ｔａ１／ｙａｒｎ
、切込み５■で湿式切断したところ、クーラントは切断
部に十二分に供給され、砥石が目づまりすることも全く
なく極めて良好な切れ味で切断することができた。これ
に対し、従来のメタルポンドのダイヤモンド切断砥石で
は、短時間のうちに切断不能になった。

（実施例２）実施例１において、上塗り塗布後、熱乾燥し、半硬化状
態としたものを１６枚積層し、２枚の金属製円板の型に
間にはさんで、１０ｍｍの厚さとなるように熱間加圧し
て樹脂を完全硬化させて一体化し、型から取り出した後
、ハブ（３）を取付けて平型砥石とした。

この砥石で、厚さ５■■の窒化珪素焼結体を回転＠　４
２００　ｒ　ｐ　ｍで、加工物送り速度１５ｍ／ｌ１ｉ
ｎ　、切り込み０．０３ｍｍの加工条件で湿式研削した
ところ、クーラントは研削部に十二分に供給され、砥石
が目づまりすることもなく極めて良好な切れ味で研削す
ることができた。これに対し、従来の超砥粒７１７着砥
万石は、数分間研削の後研削不面になった。

（発明の効果）前記のような態様とした本発明の超砥粒切断・研削砥石
は、その使用に際して、開口した網目を通して加工部に
クーラントを十二分に供給することができ、切粉の排出
が円滑で、目づまりがなく、砥粒切刃の突出も適当で、
砥粒が基材に対して強固に結合固定されており、切れ味
がよく、また、その持続性も良好であるなどの優れた特
性があり、効率のよい切断台研削作業が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明超砥粒切断番研削砥石の一実施例を示
す平型砥石の斜視図、第２図は、断面図、第３図は、要
部を拡大して示す平面図、第４図は、砥粒固着部におけ
る要部の拡大断面図、第５図は、第２図に対応する変形
例を示す断面図、第６図は、本発明超砥粒切断舎研削砥
石の別の実施例を示すもので切断砥石の平面図、第７図
は、分解した側面図である。（１）・・・超砥粒砥石　　　　　（２）・・・中心取
付は穴（３）・・・ハブ　　　　　　　　（４）・・・
砥粒固着部（５）・・・網目基材　　　　　　（６）・
・・砥粒（７）・・・接着剤特許出願人　東芝タンガロイ株式会社同　　　株式会社　光　陽　社同　　　株式会社　創造科学／、１１月札尤り石氏居２．市ｌ◇駒対久３；　ハフ゛ ≠、珍肱１！１１４１’ 、５”；、１１＋！ＩＦ！基ベロ、麺＝１７、楼■刑第７図

Claims

【特許請求の範囲】中心取付け穴を穿設したハブの外周囲には、環状をなす
網目基材が設けられ、この網目基材の外周端には、砥粒
を接着剤によって固着した砥粒固着部が備えられた超砥
粒切断・研削砥石において、前記網目基材は、無機質繊維または有機質合成繊維から
なるとともに、その目開きが０．４〜１．５ｍｍで、密
度が１０〜３０メッシュに設定されており、前記砥粒は、ダイヤモンド、立方晶窒化硼素などの超砥
粒を少なくとも２０重量％含有しており、前記砥粒固着部は、前記砥粒が網目基材を構成する糸を
くるむようにレジン系の接着剤で結合固定され、また網
目の孔ふさがりが７５％以上に及んでいないことを特徴
とする超砥粒切断・研削砥石。