JPH08257909A

JPH08257909A - 研削用導電性砥石

Info

Publication number: JPH08257909A
Application number: JP6955195A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshioka; 修吉岡; Tadashi Harada; 忠原田; Yasuhiro Fujita; 康博藤田; Toshiki Manabe; 俊樹真鍋
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は研削用導電性砥石に関するもので、
特に鋼材などの圧延ロールなど円筒体の表面を高品質に
研削でき圧延製品の表面を高品質に仕上げるのに好適な
研削用導電性砥石に関するものである。【構成】超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウム、
亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシ
ウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属または何れか
２以上の合金から成る導電性の結合剤で、全幅の１０〜
１５％に当たる両側部の砥粒集中度が１０〜３０％低く
したものに形成したことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削用導電性砥石に関す
るもので、特に鋼材などの圧延ロールなど円筒体の表面
を高品質に研削でき圧延製品の表面を高品質に仕上げる
のに好適な研削用導電性砥石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】研削砥石をドレッシングする際に、電気
科学的な作用が加味されたドレスすることが開示されて
いるものとして特開昭６１−４６６５号公報および特開
平３−１９６９６８号公報がある。前記特開昭６１−４
６６５号公報に記載された発明は、図８に示すように、
回転する通電性円盤砥石１が導電帯２を通電環４から立
設した通電路５によって形成し、該導電帯２と研磨帯３
とが交互に位置するようにしたものである。そして、被
加工物Ｍの研削加工中に、電極６と砥石外周面との間に
ノズル８から加工液を流して通電状態を形成し、電源７
の端子９，１０から印加される電力によって生ずる電解
および放電で、砥石がドレス加工されるものである。ま
た、前記特開平３−１９６９６８号公報に記載された発
明は、図９に示すように、円盤砥石１が超砥粒（ＣＢ
Ｎ，ダイヤモンド）をボンディングした砥石１´を備
え、導電性を有しているもので、スピンドル２にフラン
ジ３を介して固定されて回転駆動されるようになってい
る。そして、前記砥石１´とは化学的親和性の強い金
属、又はその金属を含む合金或いは該金属と非金属材料
から成るドレス電極４がその外周面へ接触するようにな
っている。前記ドレス電極４は、砥石カバー７に絶縁板
６を介して固定されたドレス電極保持装置５によって、
円盤砥石１の回転運動方向とは直交方向に往復運動する
ようになっている。電源８は上記ドレス電極４を砥石１
´との接触部分に導電性の加工液を介在させた状態で、
時間平均的に砥石側がプラスとなる電圧を印加するもの
である。これらの構成により、ドレス電極４を砥石研削
面に所定の設定圧で接触させ、ドレス電極４と砥石研削
表面の間で放電作用、電解作用、機械的作用を起こさ
せ、超砥粒（ＣＢＮ，ダイヤモンド）導電性砥石のドレ
スを行なうものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−４６６５号公報に記載のような部分導通型砥石に
よる研削においては、導電性の素材で形成されていて研
摩しない又はしにくい部分である導電帯と、この導電帯
の間に存在する非導電性砥石部分で形成されていて研摩
する部分つまり研摩帯とが存在することにより、ロール
表面に研摩された部分と、研摩されない又はされにくい
部分が発生し、いわゆるビビリマークが発生する。ま
た、特開平３−１９６９６８号公報に記載された発明で
は、ドレス電極が、砥石の運動方向に単に直交する方向
に往復動させる場合には、砥石表面がフラットにしか仕
上がらず、砥石端面の面取りができず、また、砥粒の集
中度が砥石幅方向に一定なため、ロールなどのような円
筒体を研削する場合、砥石の両側部が強く当たり、送り
マークが発生する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願発明に係る研削用導
電性砥石の第１の発明は、超砥粒を銅、銀、プラチナ、
アルミニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバ
ルト、マグネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金
属または何れか２以上の合金から成る導電性の結合剤で
全幅の１０〜１５％に当たる両側部の砥粒集中度が１０
〜３０％低くしたものに形成したことを特徴とするもの
である。第２の発明は、超砥粒を銅、銀、プラチナ、ア
ルミニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバル
ト、マグネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属
または何れか２以上の合金から成る導電性の結合剤で、
全幅の１０〜１５％に当たる両側部の砥粒集中度が１０
〜３０％低くした継目のない一体型に形成したことを特
徴とするものである。

【０００５】

【作用】圧延ロール等のような円筒体の被加工材を研削
する砥石の両側部が強く当り送りマークが発生し易い
が、本発明の砥石は、超砥粒を銅、銀、プラチナ、アル
ミニウム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバル
ト、マグネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属
または何れか２以上の合金から成る導電性で、かつ超砥
粒を保持する力（結合度）の高い結合剤で、全幅の１０
〜１５％に当たる両側部の砥粒集中度が１０〜３０％低
いものに形成したので、砥粒集中度の低い両側部で大き
く磨耗し、砥石の被切削面への両側部の接触圧が中間部
より小さくなり送りマークが発生するようなことがなく
なる。また、圧延ロール等の被加工材を研削する砥石
が、超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウム、亜鉛、
チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウム、
イリジウム、ベリリウムの各種金属または何れか２以上
の合金から成る導電性の結合剤で一体型に形成したもの
であるから、円周方向に継ぎ目が存在せず、砥石全周に
わたり一様な研摩性能となり、被研削体にビビリマーク
を発生させることがないものとなる。

【０００６】

【実施例】

実施例１本発明の導電性砥石は、図１（ａ）に示すように、研削
帯１０１が導電性結合剤と超砥粒とが混合したものを、
円盤状導電体１０２の外周面へ所望の厚さで円周方向に
継目無く形成したものである。このような砥石１は円周
方向に継ぎ目のない砥石にすることで、砥石全周にわた
り研摩することが可能となり、ビビリマークが発生しな
いものとなる。そして、前記研削帯１０１は砥粒の分布
度合を幅方向に変化させている。砥石１の砥粒集中度に
ついては、砥石両側部ａ（砥石幅で１０ｍｍ）のそれを
８５％とし、中間部ｂの砥粒集中度は１００％としてい
る。すなわち、砥石両側部ａの砥粒集中度が中間部ｂよ
り１０％〜３０％低くなっている。この結果、研削帯１
０１は研削中に中間部ｂより両側部ａが大きく磨耗し、
被加工材との接触圧が両側部ａで弱くなり送りマークが
発生するのを防止できる。図１（ｂ）は砥石１を、超砥
粒が銅、銀、プラチナ、アルミニウム、亜鉛、チタン、
ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウム、イリジウ
ム、ベリリウムの各種金属または何れか２以上の合金か
ら成る導電性結合剤で、砥粒集中度が砥石両側部ａ（砥
石幅で１０ｍｍ）のそれを８５％とし、中間部ｂの砥粒
集中度を１００％とし、全体が研削帯１０６の円周方向
に継ぎ目のない一体型に形成したものであり、砥石全周
にわたり研摩することが可能となり、ビビリマークが発
生せず被研削体に送りマークを発生しないものとしてい
る。図２は砥石両側部の砥粒集中度と送りマーク発生程
度との関係を示すグラフ図である。この結果から、砥石
両側部（砥石全幅の１０％から１５％の部分）の砥粒集
中度を中間部の集中度より１０％以下にすると、砥石摩
耗が両側部と中間部とでの差が生じず、送りマーク解消
には効果が少なくなる。また、３０％以上だと逆に砥石
両側部摩耗が多くなり、砥石中間部の集中度の高い部分
の端が強い接触となり送りマークが発生するので砥石両
側部の砥粒集中度は中間部より１０％から３０％低い集
中度のものが優れた効果を発揮することが明らかであ
る。

【０００７】実施例２図３は本発明の導電性砥石を適用する研削装置の１実施
例の要部構成を示す説明図である。図において、１は砥
石で、導電性を有する円盤状のもので、導電性結合剤に
超砥粒を混合して形成したものである。２は全幅用ドレ
ス電極で、前記砥石１をその軸に平行な方向にドレスす
る。３は両側部用ドレス電極で、砥石１の両側部をテー
パー状になるように加工するものである。４は全幅用ド
レス電極制御装置で、全幅用ドレス電極２を砥石１の回
転軸と平行する方向にトラバース可能に保持するととも
に、砥石１の半径方向に送込みを行うことができるよう
になっている。５は両側部用ドレス電極制御装置で、両
側部用ドレス電極３を砥石１の研削面の両側部を所望の
テーパー状に面取りする角度にトラバース可能に保持す
るとともに、砥石１の半径方向に送込みを行うことがで
きるようになっている。６は砥石モータで、砥石１をベ
ルト掛けで駆動するようになっている。７は砥石モータ
制御器で、砥石モータ６を後述するドレス条件に基づい
て決定された速さに回転させるものであり、また、８は
砥石モータ電流検出器である。９，１０は夫々全幅用ド
レス電源、および両側用ドレス電源である。１１はドレ
ス電流制御器で、前記砥石モータ電流検出器８で得られ
た検出値から適性なドレス電流を決定する。１２は通電
ブラシで、砥石１の回転軸の端部に接触して、全幅用ド
レス電源９、および両側用ドレス電源１０から全幅用ド
レス電極制御装置４と両側部用ドレス電極制御装置５の
夫々を通して全幅用ドレス電極２、および両側部用ドレ
ス電極３から砥石１に流す回路を形成する。１３は圧延
ロールである。１４はノズルで、研削液タンク１６から
汲み上げられ、送給途中の研削液濾過用ペーパーフィル
ター１５によって浄化された研削液を、砥石１と全幅用
ドレス電極２、両側部用ドレス電極３との間、および砥
石１と研削される圧延ロール１２と間に供給する。使用
後の研削液は研削液回収トイ１７で受け、配管１８を介
して循環する。

【０００８】図４は図３で示した砥石１への全幅用ドレ
ス電極２、両側部用ドレス電極３の配置状態の他の例を
示す説明図である。全幅用ドレス電極２は、図４（ａ）
に示すように砥石軸芯と平行する方向にトラバースする
ように、全幅用ドレス電極制御装置４（図１参照）に保
持されている。一方、両側用ドレス電極３は、図４
（ｂ）のように研削帯１０１（または１０６）の両側部
へ所望の角度で接触してテーパ状に面取りするような状
態で配置され、その傾斜角と平行な方向に往復動するよ
うに保持されてトラバースするものである。前記全幅用
ドレス電極２、および両側用ドレス電極３は何れもＴｉ
製としている。この実施例２により実施例１で示した砥
石集中度を砥石幅方向に変えたことによる送りマーク防
止効果をより一層大きくさせる。上記実施例による砥石
研磨面のドレッシングは以下の通りである。砥石１のド
レス状態は、研削能率や砥石負荷電流で測定できるが、
それを常時測定し、一定研削能率下で砥石負荷電流が所
定の電流より高くなることはドレスが良好に行われてな
い状態であり、その際にはドレス電源の出力（電流）を
高くしてドレス能率を高くする。また、砥石負荷電流が
所定の電流値以下であればドレス電源の出力（電流）を
所定の値にして、常に所定のドレス状態が維持すること
ができ、研削不能やドレス過多による砥石摩耗の進行も
なく安定した切味を保持できるようにする。なお、ドレ
ス電極の幅は、砥石幅とドレス電極トラバース幅以上と
いることで、砥石がトラバース終点にまで移動しても常
に砥石と接触しているので、砥石全幅のドレスが可能
で、砥石が目詰りや突出量不足による研削不能で砥石の
切味が低下するのを防止でき、砥粒の摩耗も小さく安定
した切味を保持できる。上記実施例において、ドレス電
極は導電性、研磨性、放電電弧の発生容易、耐電弧磨耗
性、耐蝕性に優れたＴｉ製としたが，Ｚｒ，Ｈｆまたは
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの何れか２以上の合金製としてもよ
い。さらに、上記実施例においては、全幅用ドレス電極
２は、砥石の回転方向に対して特定することなく配置し
ているが、図５は全幅用ドレス電極２を砥石の回転方向
と直交する方向にに対してα＝３０〜４５度傾けて砥石
表面を、電極幅が砥石面から外れない位置までトラバー
スしながらドレスするようにしたものである。この結果
スラッジが効率的に除去されると同時に、砥粒突出量も
全幅にわたり均一となり研削能率は常に安定し、電極幅
が狭い場合に発生する研削不能の発生を防止できる。こ
の際、両側部用ドレス電極３は砥石端面を電極幅が砥石
面から外れない位置までトラバースし、砥石端面に所定
のテーパをつけながらドレスすることは、実施例１の通
りとするか、全幅用ドレス電極２の傾きと同等に傾ける
ことによって、ドレス効果はさらに上昇する。

【０００９】実施例３ドレス電極を砥石接触部分に導電性の加工液を介在させ
た状態で砥石側がプラスとなる電圧を印加するのみのた
め、砥石の切込み量をアップさせたり砥石送り（トラバ
ース）を速くすることによって研削能率を向上させた場
合、研削カス除去不足や、砥粒突出量不足が発生し、結
果として砥石とロール間でタタキ現象（砥石とロールの
接触が強くなったり弱くなったりする現象）を引き起こ
し研削できなくなる。ここで、発明者らは表１から、良
好なドレス状態が得られる砥石周速、つまり砥石周速係
数をある値以上にすることが必要であることを知見し
た。図５は表１の結果から、砥石周速とＶ×ｔ^1/2の関
係を示したものである。この結果から明らかなように、
常に下記（１）式で示すＡの値を１０以上で研削するこ
とによって砥粒に加わる研削抵抗が小さく砥石が摩耗し
にくく安定した切味を保持できることが明らかである。Ｖ≧Ａ×Ｖ×ｔ^1/2……（１）ただし、Ａ：砥石周速係数Ｖ：ロール周速（ｍｐｍ）ｔ：砥石切込量（μｍ）上記（１）式で、Ａ≧１０とする砥石周速以上であれ
ば、砥粒１コ１コへ加わる研削抵抗が小さくなり、切味
は低下しなくなり、それ以下では砥粒の摩耗が多くなり
切味が低下することとなる。

【００１０】

【表１】

【００１１】砥石周速は、上記（１）式を満足する所定
の研削条件が得られるように設定され、その増減は、砥
石モータ電流検出器８によって検出された砥石モータ負
荷電流によって制御される。その際に設定されるドレス
電流は、砥石の切味に応じて（砥石モータ負荷大→切味
悪、砥石モータ負荷小→切味良）制御し、常に安定した
砥石突出量が維持され、かつ、ドレス過多による砥石摩
耗進行も少なくなり、安定した研削を行なうようにす
る。研削条件を変更したとき、ドレスが砥石の目詰りや
砥粒摩耗に追いつかなくなることがあるが、上記（１）
でＡ≧１０を満足する範囲で、研削能率，砥石負荷電流
に応じたドレス電流に制御する。また、砥石周速は砥石
モーター回転数設定器（図示せず）により常に式（１）
に示す値以上に設定するようになっている。また、砥石
が研削により摩耗してきても、砥石端面加工用のドレス
電極により端面がドレスされテーパー状に保持されるた
め、また、実施例１で示した砥石集中度を砥石幅方向に
変えたことによる効果と相乗されて、ロールと砥石両端
部との強い接触（当たり）はなくなり、送りマークが発
生するをみぜんに防止することができる。

【００１２】実施例４本発明の超砥粒（ＣＢＮ，ダイヤモンド）の砥石は、砥
粒自体がアルミナ系砥粒、ケイ素系砥粒の圧延ロールで
使用する一般的砥粒に比較し、非常に高価な為砥粒保持
力が高く、かつ結合力の強いメタルボンド（銅やニッケ
ル，クロム，コバルト，黒鉛等）の導電性の結合剤を使
用している。しかし、メタルボンド砥石はアルミナ系砥
石やケイ素系砥粒の結合剤に使用される硝子質の長石・
粘土、ビトリファイドや合成樹脂レジノイドといった結
合剤に比較し、結合度が高く、かつ砥石が硬いため、ま
た、砥石自体が弾性に乏しいため圧延ロールの研削に使
用した場合、砥石とロールの振動が増幅され砥石切込深
さが振動により変化し、結果的にビビリマークが発生し
易いことがある。図７はこれを防止するべく砥石１の円
盤状導電体１０２と、研削帯１０１を支持するホイール
１０３とに分割し、その間にエポキシ樹脂や合成樹脂レ
ジノイドなどの弾性の高い層状の防振材１０４を挿入す
ることで、砥石とロールの間で発生する振動を吸収し、
振動が増幅しないようにしてビビリマークの発生を防止
することができる。この結果、結合度の高いメタルボン
ド砥石で発生する振動によるビビリマークは発生せず、
また、実施例１、２、３で示した各実施例へ適用するこ
とで更に安定して送りマークも発生せず、高品質のロー
ル表面に仕上げることができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、砥石が円周方向に継目
がないためビビリマークが発生せず、また、砥石幅方向
に砥石集中度を所定の集中度にしているため、砥石両端
側が強くロールと接触せず、送りマークがなくなり、高
品質のロール表面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性砥石の１実施例を示す説明図で
ある。

【図２】本発明の導電性砥石における両側部砥粒集中度
と送りマーク発生程度の関係を示す説明図である。

【図３】本発明に係る導電性砥石を適用する研削装置の
１実施例の要部構成を示す説明図である。

【図４】本発明に係る全幅用ドレス電極および両側部用
ドレス電極の配置状態を示す説明図である。

【図５】本発明に係る全幅用ドレス電極を砥石の回転方
向と直交する方向にに対し傾けて配置した状態を示す説
明図である。

【図６】本発明に係る砥石周速とＶ×ｔ^1/2の関係を示
すグラフ図である。

【図７】本発明に係る防振型砥石を示す説明図である。

【図８】従来技術の１実施例を示す説明図である。

【図９】従来技術の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１砥石２全幅用ドレス電極３両側部用ドレス電極４全幅用ドレス電極制御装置５両側部用ドレス電極制御装置６砥石モータ７砥石モータ制御器８砥石モータ電流検出器９全幅用ドレス電源１０両側用ドレス電源１１ドレス電流制御器１２通電ブラシ１３圧延ロール１０１研削帯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者真鍋俊樹東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウ
ム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグ
ネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属または何
れか２以上の合金から成る導電性の結合剤で、全幅の１
０〜１５％に当たる両側部の砥粒集中度が１０〜３０％
低くしたものに形成したことを特徴とする研削用導電性
砥石。
【請求項２】超砥粒を銅、銀、プラチナ、アルミニウ
ム、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、コバルト、マグ
ネシウム、イリジウム、ベリリウムの各種金属または何
れか２以上の合金から成る導電性の結合剤で、全幅の１
０〜１５％に当たる両側部の砥粒集中度が１０〜３０％
低くした継目のない一体型に形成したことを特徴とする
研削用導電性砥石。