JPH0822509B2

JPH0822509B2 - 研削砥石

Info

Publication number: JPH0822509B2
Application number: JP2028948A
Authority: JP
Inventors: 晃永田; 隆夫余語
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH03234474A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は，研削面に，ダイヤモンド,CBN（立方晶窒化
ホウ素）等の超砥粒層，或いは一般砥粒層を接合した高
周速回転研削用の研削砥石に関する。

〔従来技術〕

従来，回転研削用の研削砥石は種々のものが提案，実
用化されている。そして，上記研削砥石としては，金属
製等のベース円板に超砥粒層や一般砥粒層を接着したも
のがある。

該超砥粒層としては，ダイヤモンドやCBNの砥粒をビ
トリファイドボンド結合したものが用いられている（例
えば特公昭58−34431号公報）。

上記ベース円板としては，従来，鋼，鋳鉄，アルミニ
ウム合金，フェノール樹脂などが用いられている（特開
昭61−152374号公報）。

そして，上記超砥粒を用いた研削砥石は，砥粒自体が
一般の砥粒に比して非常に硬質であるため，砥石摩耗が
少ない。そのため，摩耗による寸法変化やバラツキも少
なく，高精度の研削加工が可能となる。それ故，主とし
て難削材の研削に使用されている。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら，上記従来の回転研削用の研削砥石は，
回転時の遠心力を伴うベース円板の伸びが大きいため，
加工精度が低下するという問題があった。近年において
は，加工能率の向上や砥石寿命の向上がより強く望まれ
ているため，研削砥石の高周速化はますます要求され
る。それ故，回転時における研削砥石の伸びは，できる
だけ小さくする必要がある。

また，従来のベース円板は，超砥粒層よりも熱膨張係
数が大きい。そのため，研削時の熱或いは軸受装置の熱
によってベース円板が膨張し，ベース円板を含めた研削
砥石全体が熱膨張する。このことは，加工物の寸法精度
の低下をまねく原因となっている。

更に，従来のベース円板は，特に鋼，鋳鉄で作製され
たものは，その重量（比重）が大きい。そのため，研削
盤で研削砥石を回転する際に，モータへの負荷，砥石軸
への負荷が大きく，モータや軸受部分での発熱量が大き
い。それ故，これらの熱がベース円板へも伝熱し前記の
ごとくベース円板の熱膨張を更に大きくする原因ともな
っている。

また，上記の問題は，一般の砥粒を用いた研削砥石に
おいても生ずる。

本発明は上記従来問題点に鑑み，高周速下においても
高精度の研削加工ができる，回転研削用の研削砥石を提
供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は，砥粒層をベース円板に接着してなる回転研
削用の研削砥石において，上記ベース円板は，エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂
からなるプラスチックス中に，カーボン繊維，アラミド
繊維の一方又は双方よりなる繊維を分散させた複合材を
用いてなり，かつ上記ベース円板は熱膨張係数が15×10
^-6/℃以下で，かつ密度（kg/cm³）／縦弾性率（kgf/c
m²）の比率（Ｎ）が3.5×10^-9以下であることを特徴と
する研削砥石にある。

本発明において，ベース円板を構成する複合材は，プ
ラスチック（母材）中に繊維を分散させたものである。
かかるプラスチックスとしては，エポキシ樹脂又はポリ
イミド樹脂を用いる。この２種の樹脂は，後述の特定の
繊維を分散させることにより，上記の比率（Ｎ）を小さ
くすることができ，ベース円板の伸びを極めて小さくす
る効果を発揮する（実施例の第１表参照）。

また，上記繊維としては，カーボン繊維，アラミド繊
維の一方又は双方を用いる。この中，エポキシ樹脂中に
カーボンを分散させたものが，最も好ましい。

次に，上記繊維は，ベース円板中に30〜70容積％含有
することが好ましい。30％未満では回転時の伸びが大き
く，一方70％を越えると製品としての安定性に欠けるた
め，好ましくない。また，繊維は，直径１〜300μｍの
ものを用いることが好ましい。

また，本発明において，ベース円板は，その熱膨張係
数が15×10^-6/℃以下で，かつ密度（kg/cm³）／縦弾性
率（kgf/cm²）の比率（Ｎ）が3.5×10^-9以下であること
が必要である。この両者を満足する場合には，ベース円
板の熱膨張及び伸びが特に低くなり，一層優れた研削砥
石を得ることができる。

また，ベース円板と砥粒層との接着に当たっては，エ
ポキシ樹脂などの接着剤を用いる。

また，本発明において砥粒は，ダイヤモンドやCBN等
の超砥粒，アルミナ，炭化珪素などの一般砥粒がある。

また，砥粒層における砥粒の結合は，ビトリファイド
ボンド，レジノイドボンド又はメタルボンドなどにより
行う。

本発明は，特に超砥粒を用いたビトリファイドボンド
の研削砥石に対して，その効果が大きい。

〔作用及び効果〕

本発明の研削砥石においては，ベース円板の材料とし
て前記特定のプラスチックスの中に上記特定の繊維を分
散させた複合材を用いている。

また，該ベース円板は，アルミニウム合金等で作製し
た従来の金属ベース円板に比して，その熱膨張係数が15
×10^-6/℃と低く，かつ前記比率（Ｎ）についても3.5×
10^-9以下である。

そのため，本発明のベース円板は，熱膨張が低く，特
に回転時の伸びが従来品に比して約半分以下である（実
施例の第１表参照）。

また，本発明のベース円板は，従来のベース円板に比
較して軽量であるため，研削砥石の回転に伴うモータへ
の負荷，砥石軸への負荷が小さく，これらにおける発熱
量が少ない。そのため，ベース円板への伝熱量が少な
く，研削砥石の熱膨張も一層少なく，高精度の研削を行
うことができる。

それ故，本発明によれば，高周速下においても高精度
の研削加工ができる回転研削用の研削砥石を提供するこ
とができる。

〔実施例〕

本発明にかかる超砥粒を用いた回転研削用の研削砥石
を作製し，その性能につきテストを行い，その結果を第
１表に示した。以下，これらを詳述する。

まず，上記研削砥石は第１図及び第２図に示すごと
く，超砥粒層からなるセグメントチップ１（第１図）を
作製し，これを第２図に示すごとくベース円板２に接着
した。接着剤としては，エポキシ樹脂系接着剤を用い
た。該ベース円板２は，中央部に回転軸用穴20を有す
る。

そして，上記研削砥石は，ベース円板２の種類を変え
て,3種類作製（No.1〜３）にした。また，比較のため，
従来のベース円板を用いた研削砥石を４種類作製（No.C
1〜C4）した。

なお，セグメントチップ１は，いずれの研削砥石につ
いても同じである。

即ち，上記研削砥石は，その外径が305mm,回転軸用の
穴の径が76.2mm,厚みが15mmである。また，セグメント
チップの寸法は，長さ40mm,幅15mm,厚みは7mmである。

また，出来上りの超砥粒層の構造は次のようである。

CBN砥粒（＃325/400）・・・・50容量部，ビトリファイドボンド・・・・18容量部，気孔・・・・・・・・・32容量部，また，テストにおける研削条件は，下記のようであ
る。

研削砥石周速度・・2700m/min, テーブル送り速度・・・20m/min, 切込量・・・・・・５μm/pass, 被削材・・・・・・SKH51, 被削材寸法・・・・・・長さ300×幅10mm, また，それぞれのベース円板の材質としては，第１表
に示すものを用いた。この材質中，アルミニウムはJIS
−A6061を，硬鋼はJIS−S55Cを用いた。

また,Cはカーボンを示す。また，繊維状Ｃは，直径５
〜20μｍのものを用いた。アラミド繊維は，直径５〜20
μｍのものを用いた。

また，同表におけるＣ繊維等の添加量（％）は，ベー
ス円板中に占める容積割合である。

上記測定の結果を，第１表に示す。

同表において，比率Ｎは密度（kg/cm³）縦弾性係数
（kgf/cm²）で除した値である。

第１表より知られるごとく，実施例１〜３のベース円
板は，熱膨張係数が比較例C1,C2のそれに比してかなり
低い。

また，前記比率Ｎに関しては，実施例１〜３のベース
円板は比較例C1〜C4に比して約半分以下である。この比
率Ｎは，その値が低いほどベース円板の伸びが小さいこ
とを示している。そのため，伸びに関しては，実施例１
〜３のベース円板は比較例C1〜C4に比して約半分以下で
ある。

なお，前記熱膨張に関しては，スーパーインバーを用
いた比較例C3のベース円板は実施例2,3より低い。しか
し，比較例C3は，前記のごとく比率Ｎが大きいために，
伸びが大きく，比較例C1,C2,C4と同様に本発明の目的を
達成できない。

上記のごとく，本発明によれば，高周速下において使
用しても，熱膨張が小さく，伸びの小さい超砥粒を用い
た，回転研削用の研削砥石を得ることができる。

また，実施例１と比較例C1の研削砥石について，実際
の研削性能を比較してみると，被加工物の面粗さが，実
施例１では0.4μRa,比較例C1では1.4μmRaで，本発明の
研削砥石は優れた加工精度を有していることが分かる。
ここにRaは,JISB0601により定められた中心線平均あら
さをいう。

また，実施例１の研削砥石は，比較例C1に比して軽量
であるため，回転時にモータにかかる負担が小さく，例
えば空回転の場合のモータ電力は前者が0.4kw,後者が1.
0kwである。また，比較例C3の研削砥石は1.3kwである。

このように，モータ電力が小さいということは，研削
砥石の回転に対するモータ負荷，軸受負荷が小さいとい
うことである。そのため，本発明の研削砥石を用いる場
合には，モータの発熱，軸受の発熱が小さくなる。その
結果，ベース円板の温度上昇も抑えられ，熱によるベー
ス円板の伸びも抑えられ，より高精度の研削ができるこ
とになる。

また，それ故に，回転研削用の研削砥石の高周速化を
一層促進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は実施例にかかる研削砥石を示し，第
１図はその超砥粒層の斜視図，第２図は研削砥石の平面
図である。１……セグメントチップ，２……ベース円板，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥粒層をベース円板に接着してなる回転研
削用の研削砥石において，上記ベース円板は，エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂か
らなるプラスチックス中に，カーボン繊維，アラミド繊
維の一方又は双方よりなる繊維を分散させた複合材を用
いてなり，かつ上記ベース円板は熱膨張係数が15×10^-6/℃以下
で，かつ密度（kg/cm³）／縦弾性率（kgf/cm²）の比率
（Ｎ）が3.5×10^-9以下であることを特徴とする研削砥
石。
【請求項２】第１請求項において，砥粒はダイヤモン
ド,CBN等の超砥粒，又はアルミナ，炭化珪素等の一般砥
粒であることを特徴とする研削砥石。
【請求項３】第１請求項において，砥粒層における砥粒
の結合は，ビトリファイドボンド，レジノイドボンド又
はメタルボンドであることを特徴とする砥削砥石。