JPH04146081A

JPH04146081A - 電着砥石

Info

Publication number: JPH04146081A
Application number: JP26924690A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hasegawa; 清長谷川; Toshiharu Mineo; 峯尾　俊春
Original assignee: KANTO RIKA KOGYO KK; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: KANTO RIKA KOGYO KK; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-20

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】【発明の目的】

（産業上の利用分野）この発明は、部材の研摩ないしは研削、切断。溝成形等の加工に用いられる研削工具として利用するの
に好適な電着砥石に関するものである。（従来の技術）従来、研削工具としては各種のものが使用されているが
、これらのうち砥石はその結合剤の種類によって大別さ
れ、結合剤には、■°レジンポンド、■メタルポンド、
■ビトリファイドボンド、■電着ポンドの４種類が主な
ものとしである。これらのうち、■〜■のポンド砥石の砥粒層は成形、焼
結工程を経て製造され、■の電着ポンド砥石の砥粒層は
砥粒を電着により台金に固着させることによって作られ
る。なお、この種の砥石に関しては１例えば、「機械工学便
覧」　昭和６−３年５月１５日　社団法人日本機械学会
発行　第Ｂ４−１６８頁〜第Ｂ４−１７０頁　「１０・
４　研削材・砥石」や、「新材料成形加工事典Ｊ　　１
９ｇ８年１１月１０日　（株）産業調査会発行　第２６
２頁〜第２７１頁　ｒ３　加工工具Ｊに説明がある。第４図は従来の電着砥石の構造を例示するものであって
、この電着砥石５１は、砥石の本体となる台金５２の表
面に立方晶窒化ほう素（ＣＢ　Ｎ）やダイヤモンドなど
の超砥粒５３を電着により固着したものであって、超砥
粒５３はＮｉ等のめっき層５４により保持されたものと
なっている。第５図（ａ）〜（ｅ）は第４図に示した従来の電着砥石
５１の製造工程を例示するものであって、第５図（ａ）
に示すように、荒取旋削加工や板材からのプレス打抜き
加工によって台金素材５５を得たのち、第５図（ｂ）に
示す熱処理工程において焼入れ焼もどしの熱処理を施し
てＨＲＣ６０以上に調質し、次いで第５図（ｃ）に示す
ように、全面研削仕上加工を行って熱処理による歪を除
去することにより台金５２を得る。続いて、めっき液５
６を入れためっき槽空７内に設けた治具５８に前記台金
５２を固定し、台金５２の周囲に配設したＣＢＮ超砥粒
５３の外側にＮｉ電極板５９を設けてこれを正極とする
と共に前記治具５８を負極とする仮付は電気めっきを施
す、このときのめっき厚さは砥粒径の１０％である０次
に、第５図（ｅ）に示すように、仮付は電気めっき条件
よりもさらに電流密度の大きい本付は電気めっきを施す
ことによって台金５２にＣＢＮ超砥粒５３を本付けめっ
きする。このときのめつき層５４の厚さは砥粒径の５０
％である。（発明が解決しようとする課題）このような従来の電着砥石５１は、第６図に示すように
、機械主軸６１に取り付けられ、矢印Ａ方向に周速３０
ｍ／ｓｅｃ以上の高速回転を行いながら、ワーク６２の
加工を行うこととなるが、この加工時において横方向か
らの力Ｆが片方側からのみにおいである程度作用したと
きに非常に弱いものになるという間朋点があった。これ
は、ワーク６２の材質が不均一であったり、砥石５１の
切れ味が左右不均一なものとなったときにとくに発生し
やすい。そして、砥石５１は高速で回転しているため、このよう
なときには第７図に示すように、砥石５１の台金５２が
焼入れ鋼などの変形のしやすい鉄系金属よりなるものと
なっていたことから直ちに変形して破壊するという問題
点があった。また、台金５２を製作する場合において、第８図（ａ）
に示すように、熱処理工程で台金素材５５が大きく変形
する（例えば、０．４〜１．０ｍｍ位）ので、熱処理に
よる変形を見込んで研削代を多く付けることができるよ
うに台金素材５５の板厚を大きめのものとし、熱処理後
の研削工程で第８図（ｂ）に示すような研削仕上加工を
行って平滑度を上げるようにするために時間をかけて研
削する必要があることから、台金５２の製作工数が大変
わずられしいものとなり、台金５２の板厚が薄くなれば
なるほど熱処理変形の修正作業が厄介なものになるとい
う問題点があった。このように、従来の電着砥石５１では、その台金５２の
材質が焼入れ鋼などの変形のしやすい鉄系金属よりなる
ものであったため、とくに薄い円板状の台金形状とした
場合に。（イ）強度的に弱くなりやすいこと、（ロ）変形しやすく精度を出しにくいこと。（ハ）製作が面倒でコスト高になりやすいこと、などの問題点があり、これらの問題点を解決することが
課題となっていた。（発明の目的）この発明は、上記したような従来の課題にかんがみてな
されたもので１強度的に剛性があり、変形しにくいため
精度を出しやすいと共に、製作が容易でコストの低減を
はかることが可能である電着砥石を提供することを目的
としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段）この発明は、円板状の台金に立方晶窒化ほう素やダイヤ
モンドなどの超砥粒を電着した砥石において、前記台金
を高強度ガラスよりなるものとした構成としたことを特
徴としており、上記した電着砥石に係わる発明の構成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。この発明に係わる電着砥石は、前記したように、その台
金を高強度ガラスよりなるものとしているが、このよう
な高強度ガラスとしては、熱処理によって結晶化するこ
とによりドリル等での穴あけや工作機械等での切削ない
しは切断を可能とする結晶化ガラスが用いられ、加熱処
理により結晶化するもののほか、紫外線照射により結晶
化する感光性結晶化ガラスなども適宜使用される。そして、この高強度ガラスよりなる台金に対して超砥粒
を電着する場合には、台金に対してメタライズ処理を行
うことにより、通常の導通材料に対する電気めっきが適
用されるようにすることも必要に応じて望ましい。さらに、超砥粒（Ｓｕｐｅｒ　　Ａｂｒａ−ｓｉｖｅ）
は、一般の砥石に比べて硬度が著しく高く、従って研削
性能も著しく優れているものであって、このような超砥
粒には立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）やダイヤモンドなど
がある。（発明の作用）この発明に係わる電着砥石は、その台金を高強度ガラス
よりなるものとしているが、従来の軸受鋼などの金属よ
りなる台金では弾性体よりなっているため弾性変形しや
すく、加工条件にもよるが砥石は５０００−１０００Ｏ
ｒ、ｐ、ｍ、の高速で回転しているため、少しでも変形
Ｔれば破壊につながるものとなっているのに対して、高
強度ガラスは脆性材料であるため変形しにくく、許容さ
れるある応力値まではその高強度ガラスのもつ強度まで
こらえにこらえて形状を維持しそして上記ある応力値を
超えたときにはそこから急激に脆性破壊するものとなる
ので、この種の砥石のように常に応力（研削抵抗）が作
用する高速回転体にはむしろ脆性材料の方が望ましく、
被研削物の研削精度においても脆性材料を用いた場合の
方が安定したものとなる。また、従来の金属よりなる台金素材を薄い円板状に仕上
研削するときには、熱処理や研削による熱ないしは応力
で台金が塑性変形するので、このような動性変形を防ぐ
ために、仕上研削時の切込量は極力少なくなるようにす
るが、この場合には研削時間が膨大なものとなって、コ
スト高なものになりやすいという不具合があったが、高
精度加工用の精度の高い電着砥石を作る場合には、塑性
変形のしにくいガラス板の方が有利であることから、本
発明の電着砥石では変形がしに〈〈精度が出しやすいも
のとなる。（実施例）第１図はこの発明に係わる電着砥石の一実施例を示すも
のであって、この電着砥石１は、高強度ガラスよりなる
台金２の表面に立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）よりなる超
砥粒３を電着により固着したものであって、超砥粒３は
Ｎｉ等のめっき層４により保持されたものとなっている
構造を有するものであり、台金２はその中央に直径２０
ｍｍの中心孔２ａを有していると共に外径１００ｍｍ。板厚１．４ｍｍの薄い円板状をなすものである。そして、高強度ガラスよりなる台金２の両表面に超砥粒
３がめつき層４により固着されたものになっていて、電
着砥石１の厚さは１．６ｍｍとなっており、ここで用い
た超砥粒３の平均粒径は約１１００７ｚ、平均間隔は約
１５０ｐｍのものとなっている。第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図に示した電着砥石１の製
造工程を例示するものであって、第２図（ａ）に示すよ
うな高強度ガラスよりなる台金素材５を用意したのち、
第２図（ｂ）に示すように力７ブ形ダイヤモンド砥石６
を用いて内径部５ａのくり抜き加工を行い、次いで第２
図（ｅ）に示すように同じくカップ形ダイヤモンド砥石
７を用いて外周部５ｂのくり抜き加工を行ったのち、低
歪の熱処理を施して第２図（ｄ）に示すような高強度ガ
ラスよりなる台金２を得た。次に、第２図（ｅ）に示す全面メタライズ処理工程にお
いて、Ｎｉ：約９５％、Ｐ：約５％のめっき液を用い、
温度：６０℃、ニッケル値：４−５ｇ／ｕ、ｐＨ値：９
．Ｏ，時間：８Ｈｒ。析出速度：約８．５１Ｌｍ／Ｈｒの無電解メタライズ処
理を行って、不導体表面の導体化処理を実施した。続いて、！＄２図（ｆ）に示すように、めっき液１１を
入れためっき槽１２内に設けた治具１３に前記高強度ガ
ラスの表面にメタライズ処理を施した台金２を固定し１
台金２の周囲に配設したＣＢＮ超砥粒３の外側にＮｉ電
極板１４を設けてこれを正極とすると共に前記治具１３
を負極として、電流密度：　０．５５ｍＡ／ｃｍ２　、
電圧：０．９Ｖ、時間：３Ｈｒ、温度＝５０℃、ＰＨ値
４．２の条件による仮付は電気めっきを施した。このと
きのめっき厚さは砥粒径の約１０％である。次に、第２図（ｇ）に示すように、前記仮付は電気めっ
き条件よりもさらに電流密度の大きい本付は電気めっき
条件、すなわち、電流密度：１．５ｍＡ／ｃｍ２　、電
圧：０．９Ｖ、時間：５Ｈｒ、温度５０℃、ｐＨ値：４
．０による本付は電気めっきを施すことによって台金２
にＣＢＮ超砥粒３を本付けめっきした。このときのめっ
き層４の全厚さは砥粒径の約５０％である。かくして、第３図に拡大して示すように、厚さ１．４ｍ
ｍの高強度ガラスよりなる台金２の表面に、厚さ約８ｕ
Ｌｍのメタライズ処理にょるＮ１−Ｐめっき層４ａと、
厚さ約１０ＪＬｍのＮｉ仮付けめっき層４ｂと、厚さ約
４０ＪＬｍのＮｉ本付けめっき層４Ｃによるめっき層４
によって、直径的１０ｐｍのＣＢＮ超砥粒３を固着した
電着砥石１を得た。このようにして得た電着砥石１を研削盤の砥石主軸に取
り付けて高硬度材料部品の溝入れ加工や切断加工に使用
したところ、電着砥石１の変形を生じがたいため精度の
良い加工を行うことが可能であった・

【発明の効果】

以上説明したように、この発明に係わる電着砥石は、砥
石本体となる台金を高強度ガラスよりなるものとしたこ
とから、台金は硬くて剛性を有していて変形しにくいた
め精度が出し易く、精度の高い加工が行えるようになる
と共に、台金は板状ガラスからの切抜きや精密金型を用
いたプレス成形などによって成形することが可能であっ
て鉄系材料の場合のような熱処理変形による時間のかか
る全面研削仕上加工を行う必要がないことから、台金の
製作コストを大幅に低減することが可能であるなどの著
しく優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる電着砥石の一実施例を示す縦
断面説明図、第２図（ａ）〜（ｇ）は第１図に示した電
着砥石の製造工程を例示するものであって、第２図（ａ
）〜（ｄ）は前半の高強度ガラスよりなる台金の製造工
程を示す説明図、第２図（ｅ）〜（ｇ）は後半の超砥粒
の電着工程を示す説明図、第３図は第２図の工程で得た
電着砥石の拡大縦断面説明図、第４図は従来の電着砥石
の構造を例示する縦断面説明図、第５図（ａ）〜（ｅ）
は第４図に示した電着砥石の製造工程を順次例示する各
々説明図、第６図は電着砥石を用いて加工を行うようす
を示す斜面説明図、第７図は電着砥石を用いた加工時に
変形を生ずるようすを示す説明図、第８図（ａ）は台金
の熱処理後研削加工前の状態を示す説明図、第８図（ｂ
）は台金の研削加工後の状態を示す説明図である。１・・・電着砥石、２・・・高強度ガラスよりなる台金、３・・・超砥粒、４・・・めっき層。第５図（ａ）　　　　　　ＩＬ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円板状の台金に立方晶窒化ほう素やダイヤモンド
などの超砥粒を電着した砥石において、前記台金を高強
度ガラスよりなるものとしたことを特徴とする電着砥石
。