JPH10202529A - 超砥粒砥石及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粗粒の超砥粒を用いて、細粒の超砥粒を用い
た研削精度の砥石を提供する。 【解決手段】 平均粒径が５０μｍ程度以上の略揃った
ダイヤモンド粒１の砥面に、レーザービームを照射して
溝２を設け、複数の砥粒端を形成することにより、用い
た砥粒の粒径・集中度に対する有効砥粒数を増加させた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイヤモンド、立方
晶窒化ほう素（ＣＢＮ）等超砥粒を用いた砥石ならびに
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種砥石としては、ダイヤモンド、Ｃ
ＢＮなどの超砥粒を、メタル、レジン或はビトリファイ
ドでボンドしたものが知られている。また超砥粒を単層
に保持した形の砥石としては、超砥粒を電気メッキ法に
よって台金上に固定して形成されるものが知られてい
る。

【０００３】前記電着法によるものに対し、例えばダイ
ヤモンド砥粒については、ニッケル、コバルト、クロー
ムよりなる合金または銀、銅、チタンよりなる合金が、
前記ダイヤモンド砥粒の表面を容易にぬらす特性を利用
し、この合金によりダイヤモンド砥粒を台金に直接固定
するという、いわゆるろう付け方法も知られている。

【０００４】また高精度、高品位加工を達成する砥石と
して、微粒ダイヤモンドを用いたポーラスレジンボンド
砥石が提案されている。ポーラス部によってチップポケ
ットの増加などをはかったものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記ポーラスレジンボ
ンド砥石は、コンピュータ、光通信機器などの電子、光
学部品の高精度、高品位加工において従来用いられてい
た遊離砥粒加工（ラッピング、ポリシングなど）を、固
定砥粒加工化しようと言うもので、量産における能率
上、管理上もスラッジ処理などの環境上も好ましき方向
のものである。

【０００６】然し、仕上面の高い平坦度が要求されるよ
うな研削においては、砥粒層に弾性を有する上記ポーラ
スレジンボンド砥石は必らずしも充分とは言えず、剛性
が高く有効砥粒数の多い砥粒層を備えた超砥粒砥石の出
現が望まれる。

【０００７】被研削面の面粗さは、砥石表面の単位当り
の有効砥粒数で決まるとされているが、用いた砥粒の粒
径・集中度に対する有効砥粒数をどのようにして把握す
るかは明確とは言い難く、用いた砥粒の粒径の大小によ
り、常に次のような問題も有している。

【０００８】大きいもの即ち粗粒では、砥粒の保持力が
強くて脱落が少なく、研削液の流れもよいが、被研削面
の精度、面粗さは低い。小さいもの即ち細粒では、被研
削面の精度、面粗さを高くすることは可能であるが、砥
粒の保持力が弱くて脱落が多く、研削液の流れも悪い。
従って研削性能が低く少しの砥粒摩耗で寿命となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題を解決するためになされたもので、その第１の特徴と
するところは、従来の細粒並びに粗粒を用いた砥石の夫
々の長所を兼ね備えた、砥粒の集中度を上げないで有効
砥粒数を増加させた全く新しい着想に基づく超砥粒砥石
を提供しようとするものである。そしてそれを実現する
方法として、砥粒層における超砥粒を溝によって分割
し、複数の砥粒端を設けることを創出したことである。

【００１０】この方法によれば、粗粒の超砥粒を用い、
砥粒先端を揃えるためツルーイングにより砥面を平坦面
に加工し、平坦面上にレーザービームにより溝を設けて
超砥粒砥面を分割して複数の砥粒端を形成し、あたかも
集中度の高い細粒の砥面のように有効砥粒数を増大する
ことができる。超砥粒層の砥面が、製作当初から、或は
使用によって平坦面となったものを用いる場合は、ツル
ーイングなどの平坦加工を省略することができ、また溝
は複数条交叉して設けあたかも碁盤の目のようにしてお
くことが好ましい。

【００１１】そして、この比較的大きな超砥粒はその粒
径の略揃ったものを用いることにより、またその用いる
粒径の程度も５０μｍ以上好ましくは、♯２０〜４０の
範囲の中から選ぶことにより、より効果を発揮すること
が出来る。

【００１２】なお、本発明者等は、先きに特願平８−２
８０２２７号にボンド材表面より突出した超砥粒に溝を
設けて有効砥粒数と砥粒空間を増大させることを提案し
たが、超砥粒表面とボンド材表面とが略同一高さの平坦
なものにおいても、レーザービームの照射方法の調整に
より溝の深さ、幅及び交叉しない（平行）乃至は碁盤目
状の交叉の角度の選択などにより、有効砥粒数を増すこ
とが出来、所要の研削性能が得られることを確認し、本
出願に至ったものである。

【００１３】ボンド材としては、メタル、ビトリファイ
ドの外レジンも使用できるが、研削層は１層形成である
から、結合力の高いメタルが好ましく、電気メッキによ
って形成したものや、使用によって砥面が平坦になった
ものの再生加工として用いる場合に最も効果的である。

【００１４】

【作用】上記のように、比較的粒径の大きな超砥粒で砥
石面を形成するので、従来ならば、被加工面に粗さを生
じるが、本発明では、前記超砥粒層、平坦面にレーザー
ビームを照射して溝を形成しているので、この平坦面に
おいて多数の砥粒端が形成され、これが切れ刃乃至はさ
らえ刃として働き、有効砥粒数を増大し、被加工面の精
度、表面粗さが向上される。一方、砥石面に使用される
超砥粒の粒径が大きいので前述のような電気メッキによ
る超砥粒の台金への固定は安定して強固な砥石面を形成
することができる。なお本発明の砥石は、必要により使
用に際し或は使用の途次にドレッシングを施すことがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下具体的な実施の状態を実施例
によって説明する。

【００１６】

【実施例】図１は実施例砥石における砥面の形状を示す
断面模式図で、１は溝２を有するダイヤモンド粒、３は
溝２に連なる溝４を有するボンド材の部分である。この
砥石は次によって作成した。 砥石スペック カップ型砥石 砥石径１２５ｍｍ 砥面巾７ｍｍ ダイヤモンド粒子 ♯１８／２０（８００〜１０００μｍ） ボンド材 Ｎｉメッキ ツルーイング ♯１２０のダイヤモンド砥石によりツルーイング して、平坦面を形成 砥面へのレーザービーム 使用機 ＹＡＧレーザー 照射条件 入力値 ５ＫＨＺ 出力パワー２．５ＫＷ ピッチ ５０μｍ ピッチ数 １６〜２０

【００１７】図１におけるダイヤモンド粒１の平坦面の
長さＡは８００〜１０００μｍ、溝巾Ｂは３０μｍ、溝
深さＣは１４〜１８μｍ、溝と溝との間の平坦部長さ
Ａ′は２０μｍであった。

【００１８】図２は上記ツルーイング後、そのツルーイ
ング面に接線方向のレーザービームを照射して溝を形成
した２００倍の顕微鏡写真である。薄墨み色に見えるの
がダイヤモンド粒１の平坦面で照射により規則的な溝２
が白いボンド材３の表面に連らなって形成されている。

【００１９】このダイヤモンド粒の溝の端縁が切れ刃乃
至はすくい刃となって、細粒を用いた砥石のような小さ
な切り粉を生じて研削が進む。しかも該粒子１は粗粒で
ボンド材に深くしっかりと保持されているので、脱落に
よる支障を生じることはない。溝の深さ、巾、条数、交
叉の有無並びに交叉角度を左右同一にするか差異を持た
せるかなどは、ワーク、研削条件などにより自由に選択
できる。

【００２０】上記のように、本発明は砥面の構成を特定
構成にしてなるものであるから、砥粒層の超砥粒は一層
とすることが必要である。また、超砥粒層の表面が平坦
面でない場合は、ツルーイングにより平坦面を形成して
からレーザービームを照射するものであるから、必らず
しも超砥粒の粒径が揃っていなくてもよい。

【００２１】然し乍ら、粒径が略揃っていないと、平坦
面上に溝を形成し得ない砥粒が増加したりして目的とす
る効果を充分に奏し得ないし、砥粒が揃っていればツル
ーイングが行いやすく、またツルーイングによる除去量
が少なくても、場合によってはツルーイングしなくても
所要の溝を形成できる効果がある。

【００２２】

【発明の効果】既に述べたように、本発明においては、
比較的大きな粗粒の超砥粒が用いられているので、ボン
ド材中への埋没深さの絶対値が微粒の超砥粒を用いたも
のより深い。従ってボンド材による結合度が強く研削に
よる超砥粒の欠損や脱落が少ない。

【００２３】しかも超砥粒層の砥面には溝が設けられ
て、さながら微粒の超砥粒を用いられたような揃った多
数の砥粒端に分割されているので、用いた砥粒の粒径・
集中度に対する有効砥粒数が増加されているので、所要
の切れ味、精度を発揮することができる。また上記溝は
砥面にレーザービームを照射して、碁盤目のような規則
的な乃至は不規則な形状に形成できるので、その条数、
間隔、角度を選択することにより、切れ味、研削精度共
に更に優れた超砥粒砥石を提供することができる。従っ
て、本発明の砥石は例えば前記電子、光学部品などの高
品位加工において従来用いられていた遊離砥粒加工を、
固定砥粒加工化の実現促進するものとして、大きな期待
を持つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の砥面を説明する超砥粒層断面の模式図
である。

【図２】実施例における砥面のレーザービーム照射後の
状態を示す顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１ ダイヤモンド粒（超砥粒） ２ ダイヤモンド粒の溝 ３ ボンド材 ４ ボンド材の溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超砥粒をボンド材で結合してなる砥粒層
   を有する砥石において、該ボンド材表面と略同一高さの
   超砥粒表面を溝によって分割し、用いた超砥粒の粒径・
   集中度に対する有効砥粒数を増加せしめてなることを特
   徴とする超砥粒砥石。
2. 【請求項２】 ボンド材表面には、超砥粒表面に設けた
   溝に連ながる溝を設けてなることを特徴とする請求項１
   記載の超砥粒砥石。
3. 【請求項３】 砥粒層中の超砥粒は一層で、かつ５０μ
   ｍ以上の略揃った粒径のものが用いられていることを特
   徴とする請求項１または２記載の超砥粒砥石。
4. 【請求項４】 超砥粒をボンド材で結合してなる超砥粒
   層を台金上に固定してなる超砥粒砥石面に、レーザービ
   ームを照射して、超砥粒または超砥粒とボンド材表面に
   溝を形成することを特徴とする請求項１、２または３記
   載の超砥粒砥石の製造方法。
5. 【請求項５】 超砥粒層の砥面に、ツルーイングを施し
   た後にレーザービームを照射することを特徴とする請求
   項４記載の超砥粒砥石の製造方法。