JPS6254629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は精密加工用工具に係り、特に高精度か
つ高能率な研削加工が可能なる研削用砥石に関す
る。

近年、ダイヤモンド砥粒、窒化ホウ素系砥粒等
の硬質かつ研削性を有する砥粒を、金属粉あるい
は有機高分子材料中へ均一に分散混入し、焼結成
形して成るメタルボンド砥石あるいはレジノイド
結合剤砥石は、タングステンカーバイト、チタン
カーバイト等の超硬合金の切削加工、研摩加工に
於て、加工能率、加工精度、加工品質等の面から
かかすことができない加工用工具であり、又、
SK材等の切削加工、研摩加工に於ても、加工能
率の向上の面から利用度が高まつている。さらに
IC、ガラス類、フエライト類の磁性材料等の研
削加工に於てもその応用は拡大化されており、今
後さらにメタルボンド砥石、レジノイド結合剤砥
石の需要は伸びるものと期待されている。

従来、一般的に使用されている研削性砥粒を混
入焼結して作られる砥石としては、メタルボンド
砥石と、フエノール系高分子材料、ポリイミド系
高分子材料を結合材として用いるレジノイド結合
剤砥石とがある。メタルボンド砥石はメタルとダ
イヤモンド等の研削性を有する砥粒との密着性が
勝れており、砥粒の脱落を防ぎ研削性砥粒を強固
に保持することができる長所を有しているが、反
面、結合剤として用いているメタルの凝着性のた
め、微細な研削性砥粒を用いた砥石の場合、目づ
まりが生じ易く、精度が高く、仕上げ品質の勝れ
た加工が難しく、高精度、高品質なる研削加工を
行なうためには、新しい研削面を出すためのドレ
ツシングを要し、その工数が相当な負担となる。
又、メタルボンド砥石の形成は、焼結成形時に高
温度、高圧力を要し、さらに水素ガス等を必要と
する等、安全性、作業容易性の面での難点を有
し、金型等も高価となる。さらに条件管理が難し
い等の欠点を有していた。

又、精密研削加工の分野に於て主として用いら
れているフエノール系高分子材料を結合剤として
用いたフエノール系レジノイド結合剤砥石は、結
合剤であるフエノール樹脂の機械的強度、特に高
温度に於る耐摩耗性が劣るため研削加工中に於る
発熱によつて砥石の損耗が激しいといつた欠点を
有していた。

又、ポリイミド系高分子材料を結合剤として用
いたポリイミド系レジノイド結合剤砥石は、結合
剤であるポリイミド樹脂の耐熱性、耐摩耗性がフ
エノール樹脂に比べ勝れているため、研削加工中
に於る発熱による砥石の損耗は前記フエノール系
レジノイド結合剤砥石に比べ少なく、砥石の寿命
に於ては有利であるが、研削時の研削抵抗が大で
あり、研削時に試料の破壊が生じ易い。又、フエ
ノール系レジノイド結合剤砥石に比べ砥石の成形
温度が高く、成形金型の寿命、構造等に問題があ
る等の欠点を有していた。

上記する如く従来一般的に使用されていた研削
用メタルボンド砥石、レジノイド結合剤砥石は、
各々大なる欠点を有し、その使用用途に対しても
種々の制限が加えられる等の問題点を有してい
た。

上記従来技術に於る欠点を解決するため本発明
は、高温に於て耐摩耗性があり、研削抵抗が少な
く、目づまりのなに長寿命、かつ成形が容易なレ
ジノイド結合剤砥石を提供することにある。

以下本発明によるレジノイド結合剤砥石を図面
によつて説明する。

第１図は代表的なレジノイド結合剤砥石を用い
た研削加工用工具の断面図を示す。第２図は有機
高分子結合剤とダイヤモンド砥粒等の研削砥粒と
から成る砥石の研削加工面の部分拡大図を示し、
イ図は研削加工前の研削加工面状態、ハ図は研削
加工をある程度行なつた砥石の研削加工面状態を
示す。第３図は本発明による有機高分子結合剤と
研削砥石とホウ素微粒子とから成る砥石の研削加
工面の部分拡大図を示し、イ図は研削加工前の研
削加工面状態、ロ図は研削加工をある程度行なつ
た砥石の研削加工面状態を示す。

第１図に於て１はハブで、アルミニウム等から
成り、該ハブ１にエポキシ系耐熱性接着剤等によ
つて砥石部２を固定せしめたものである。該砥石
部２は、有機高分子材料より成る結合剤１０とダ
イヤモンド砥粒、窒化ホウ素砥粒等の研削性砥粒
１１及びホウ素微粒子１２とから構成されてい
る。

レジノイド結合剤砥石の結合剤１０である有機
高分子材料に要求される特性を掲げるならば、耐
熱性が高く、高温度の下での潤滑性があり、ダイ
ヤモンド砥粒等に対する保持力が強固で、硬質か
つ靭性を有し、さらには成形温度が低く成形時間
が短い等、容易な成形が可能であることが必要で
ある。この要求を満す有機高分子材料として本発
明では、トリアジン樹脂をベースとしエポキシ樹
脂等によつて変性した有機高分子材料（以下トリ
アジン系高分子材料と称す。）を用いた。しかし
第２図に示すトリアジン系高分子材料とダイヤモ
ンド等の研削性砥粒のみから成る砥石に於ては、
第２図イに示す如く、研削加工前には、研削性砥
粒１１の面が結合剤１０の表面に露出しており研
削効果を有するが、研削加工をある程度進める
と、結合剤１０であるトリアジン系高分子材料は
密着力が強く、硬質、靭性がある性質のため、第
２図ロの如く、研削性砥粒１１の脆性のため、研
削性砥粒１１の脱落部１１ａ、欠落部１１ｂが発
生した場合、結合材１０が硬質かつ靭性を有する
ため周囲の結合材が除去されないため新しい研削
面が表面に現われず目づまり現象を発生するとい
つた問題を有し、トリアジン系高分子材料の利点
である、耐熱性が高く、高温度の下での潤滑性が
あり、硬質かつ靭性を有する性質を生かすことが
できなかつた。

係る欠点を解決するため本発明では、トリアジ
ン系高分子材料の利点を生かし、かつ研削性砥石
としての能力向上を計るため、前記トリアジン系
高分子材料中に、ダイヤモンド等の研削性砥粒に
比べモロさを有する無機質微粒子あるいは、前記
トリアジン系高分子材料に対し、前記研削性砥粒
に比べ密着力の劣る無機質微粒子を適量混入する
ことにより、研削加工時に前記無機質微粒子を強
制的に脱落、欠落させて、常に新しい研削砥粒面
を露出させ、目づまりのない安定した加工を可能
ならしめるものであり、本発明では、前記脱落性
無機質微粒子としてホウ素粒子を用いた。

前記するトリアジン系高分子材料から成る結合
剤１０と研削性砥粒１１とホウ素等脱落性無機微
粒子１２とから成る砥石の研削面の状態は第３図
イ，ロに示し、イ図は研削加工前に状態で、研削
性砥粒１１とホウ素等脱落性微粒子１２が結合剤
１０の表面に露出しており研削性を有する。又研
削加工がある程度進んだ研削加工面の状態はロ図
の如くホウ素等脱落性微粒子１２が、脱落した脱
落部１２ａ、欠落した欠落部１２ｂによつて加工
面の結合材１０が除去されることにより、新しい
研削加工面を常に露出させている。

又、ホウ素はダイヤモンドに次ぐ硬さ9.3を有
する物質であり、研削効果をも有している。

以下本発明人による実施例を説明する。

磁石部２は、結合剤１０として、トリアジン系
高分子材料であるBT樹脂（ビスマレイシド、ト
リアジンをベースとし、エポキシ等によつて変性
された有機高分子材料）を用い、該BT樹脂中に
研削性砥粒１１として粒径270メツシユのダイヤ
モンド粒子及び脱落性無機微粒子１２として粒径
270メツシユのホウ素粒子を各々体積比で20％〜
30％均一に分散混入し、約220℃で20分程度金型
成形し、後硬化を200℃で２時間程度行なつて、
第１図に示す様な、外形ａ＝75mm、内形ｂ＝69
mm、厚ｔ＝３mmの砥石部２を作成し、アルミニウ
ムから成るハブ１に固定した。

前記研削加工砥石を用いて、超硬合金WG−３
の研削加工を、砥石回転数75000rpm、試料送り
速度２mm／secで、切込み量を50μｍ、20μｍ、
10μｍと変化させて、従来一般的に研削加工用砥
石として使用されている、フエノール系及びポリ
イミド系樹脂を結合剤としたレジノイド結合剤砥
石と比較した。その結果、切り込み量の大、小に
かかわらず、本発明によるBT樹脂とダイヤモン
ド砥粒とホウ素粒子とからなるレジノイド結合剤
砥石は、従来レジノイド結合剤砥石としては勝れ
ているとされていたポリイミド系レジノイド結合
剤砥石に比べ、砥石寿命が２倍以上であり、目づ
まりの発生がないため、加工面の仕上りが良く、
ドレツシング回数も激減し、かつ高温での潤滑性
に富むため、試料の破損もない等、従来のレジノ
イド結合剤砥石に比べ数段勝れた砥石を得た。
又、砥石部の成形条件も、ポリイミド系レジノイ
ド結合剤砥石と比べ成形温度が低い、成形時間が
短かくてすむ等、容易な条件で砥石の形成がで
き、簡便な金型で多くの砥石を成形できる等の利
点をも有するものである。

以上の如く本発明によると、トリアジン系高分
子材料と研削性砥粒と脱落性微粒子とから成るレ
ジノイド結合剤砥石によつて、耐熱性が高く高温
時に潤滑性があり、目づまりがなく、安定して高
能率、高精度、高品質、高寿命の特性を得ること
ができ、かつ容易な条件の下で成形が可能なるレ
ジノイド結合剤砥石を得ることができる。

さらに、本発明に於て、結合剤はトリアジン系
高分子材料以外でも、前記する様な結合剤として
の特性を満足する有機高分子材料であれば使用可
能であるし、又、脱落性微粒子はホウ素粒子以外
でも、ダイヤモンド砥粒、窒化ホウ素砥粒等の研
削性砥粒に比べモロい無機微粒子あるいは、結合
剤との密着力が研削性砥粒に比べ劣る無機微粒子
であれば使用可能である。例えば本発明人らの確
認した例では、長さ80μｍ以下のカーボンフアイ
バーをホウ素微粒子のかわりにBT樹脂結合剤中
にダイヤモンド砥粒とともに混入したところ、ホ
ウ素と同等の研削性を得ることが出来、良好な結
果が得られた。又、カーボンフアイバーを混入す
ることによつて砥石に導電性を与えることが可能
なため、砥石のハブ部及び研削試料を電極とする
ことによつて研削開始点を検出することができ、
これを利用して砥石が試料に当る前と研削加工時
の送り速度を変えて加工能率を向上させることが
できる。又、砥石のハブ部及び試料支持部を電極
とすることによつて研削加工の終了を検出するこ
とができ、これを利用することにより、無駄な砥
石の損耗を防ぐことができる等、レジノイド結合
剤砥石に於ても位置検出機能を与えることができ
る等の利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的なレジノイド結合剤砥石を示す
断面図。第２図は結合剤と研削性砥粒とからなる
砥石研削面の構成図でイ図は研削前、ロ図は研削
後の状態を示す。第３図は本発明に於ける結合剤
と研削性砥粒と脱落性無機微粒子とから成る砥石
の研削面の構成図でイ図は研削前、ロ図は研削後
の状態を示す。 １……ハブ、２……砥石部、１０……結合剤、
１１……研削砥粒、１２……脱落性無機粒子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トリアジン樹脂をベースに変性された有機高
   分子材料を主成分とし、該有機高分子材料中にホ
   ウ素微粒子と、硬質かつ研削性を有する無機質砥
   粒を均一に分散混入し、構成したことを特徴とす
   る加工用工具。