JPH0615572A

JPH0615572A - 研削砥石

Info

Publication number: JPH0615572A
Application number: JP17398692A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takahashi; 正行高橋; Shuji Ueda; 修治上田; Toshiji Kurobe; 利次黒部
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】砥石使用面にエアーカーテンが生じても目詰
まりが起こりにくく、しかも、被処理物がガラスやセラ
ミックなどの素材であっても引っかき傷が残らない研削
砥石を提供する。【構成】この研削砥石１は、多数の砥粒４を第１の結
合剤（メタルボンド５）で結合して保持した多数の造粒
粒子６を第２の結合剤（ビトリファイドボンド７）で結
合して保持してなり、第１の結合剤および第２の結合剤
のうちの少なくとも一方がビトリファイドボンド７であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガラスやセラミック
スなど素材を研削するために回転させて用いられる研削
砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削砥石は、図４にみるように、多数の
砥粒４を結合剤（ボンドとも言う）１５で結合して保持
してなっている。砥石の使用面には、結合剤で保持され
た砥粒が露出していて切削刃となる。

【０００３】研削砥石を回転させ、使用面を被処理物
（被削材とも言う）に当てて被処理物を研削する。この
とき生じる切り屑や脱落砥粒は、使用面に設けられたチ
ップポケット８に受入れられて砥石の回転により除去さ
れる。

【０００４】チップポケットは、結合剤が多数の気孔を
有する場合には、それらの気孔のうち使用面に開口して
いるものである。結合剤が気孔を有さない場合には、使
用面を整形した後、ドレッサー（目立てするための装
置）で結合剤をえぐり取ったり、あるいは、電気化学的
な手法で結合剤を除去したりすることによりチップポケ
ットが形成される。

【０００５】チップポケットに切り屑や脱落砥粒が溜ま
ってチップポケットが埋まる（目詰まりが生じる）と砥
石の性能が低下する。このため、砥石使用面に研削液を
吹きつけ、チップポケットに溜まった切り屑や脱落砥粒
を吹き飛ばして除去しながら研削作業を行っている。

【０００６】焼き入れ鋼などの鋼の研削を行うために、
ビトリファイド砥石が一般に使用されている。これは、
ビトリファイド砥石は多数のチップポケットを有するの
で目詰まりが起こりにくいからである。

【０００７】これに対し、レンズ加工などのためにガラ
スを研削する場合、ビトリファイド砥石は使用されず、
メタルボンド砥石やレジノイド砥石が使用されている。
ビトリファイド砥石を用いてガラス等の硬脆材料を研削
すると砥石摩耗が多く砥粒の引っかき傷が残り、仕上が
りが良くないが、メタルボンド砥石やレジノイド砥石だ
と砥石摩耗も少なく、良好な仕上げ面が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】研削砥石の回転数を高
くして研削を行うと、研削砥石の回転によってエアーカ
ーテンが生じて使用面を覆うため、研削液が使用面に届
きにくくなる。このため、加工熱により焼けが生じた
り、また、目詰まりが起こり、砥石の性能が低下する。
この現象は、砥石の回転数を上げるにつれて顕著にな
る。

【０００９】エアーカーテンの発生を防ぐためには、装
置の全体的な設計変更が必要となり、コストや時間がか
かる。

【００１０】発明者らは、そこで、従来の研削砥石より
もチップポケットを多くした砥石を用いれば、エアーカ
ーテンが生じても目詰まりが起こりにくくなると考え
た。

【００１１】しかし、多数のチップポケットを有するビ
トリファイド砥石をガラスやセラミック等の硬脆材料の
研削に用いると、上記のように砥石摩耗が大きく、良好
な仕上げ面が得られないという問題がある。これは、硬
脆材料加工にビトリファイド砥石を用いると、結合材そ
のものが脆性破壊し、砥粒の脱落が生じ、摩耗が進むた
めであり、また、脱落した砥粒で加工面を傷付け、良好
な仕上げ面が得られないためであると考えられる。

【００１２】この発明は、研削したときに被処理物の研
削面に引っかき傷が残らず、しかも、砥石使用面にエア
ーカーテンが生じても目詰まりが起こりにくい研削砥石
を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、多数の砥粒を第１の結合剤で結合して
保持した多数の造粒粒子（クラスターと言うことがあ
る）を第２の結合剤で結合して保持してなり、第１の結
合剤および第２の結合剤のうちのいずれか一方がビトリ
ファイドボンドである研削砥石を提供する。

【００１４】この発明は、また、多数の砥粒を第１の結
合剤で結合して保持した多数の造粒粒子を第２の結合剤
で結合して保持してなる砥石部が円板状基台の外周に結
合一体化されてなり、第１の結合剤および第２の結合剤
のうちのいずれか一方がビトリファイドボンドである研
削砥石を提供する。

【００１５】このように砥石部が円板状基台の外周に結
合一体化されてなる研削砥石は、そのような基台を持た
ないものに比べてコストを下げ、取付精度が増すという
利点を有する。

【００１６】砥粒は、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒
化ホウ素：Cubic Boron Nitride ）などの超砥粒；酸化
アルミニウム（たとえば、ＷＡなど）、炭化ケイ素（た
とえば、ＧＣなど）などの一般砥粒などが挙げられ、被
処理物や研削加工の仕上がり状態などに応じて、いずれ
か１つが単独で使用されたり、２以上が併用されたりす
る。砥粒は、通常、１〜５０μｍの平均粒径を持つもの
が使用されるが、この範囲のものに限定されない。一般
に、粒径の大きい砥粒は粗研削に用いられ、粒径の小さ
いものは仕上げなど精研削に用いられる。

【００１７】この発明では、多数の砥粒を第１の結合剤
で結合して保持した造粒粒子が使用される。造粒粒子
は、多数の砥粒を結合剤原料と混合し、通常の砥石の製
造方法と同様にして（ただし、成形、整形は省略するこ
とができる）焼成を経たのち、破砕および／または粉砕
の工程を経て作られる。破砕または粉砕後、必要に応じ
て、破砕物や粉砕物をふるい分けなどにより分級しても
よい。造粒粒子の平均粒径は特に限定はないが、１０〜
５００μｍの範囲が好ましい。砥粒数だと、たとえば、
３〜４個から２０〜３０個程度の造粒粒子とされる。砥
粒径が大きい場合、造粒粒子も大きいものとなる。造粒
粒子の平均粒径が前記範囲を上回ると砥石寿命が短くな
るおそれがあり、下回ると良好な仕上げ面が得られない
おそれがある。

【００１８】この発明の研削砥石は、上記のようにして
得られた多数の造粒粒子を第２の結合剤で結合して保持
することにより作られる。多数の造粒粒子を結合剤原料
および必要に応じて多数の砥粒とも混合し、通常の砥石
の製造方法と同様の工程を経ることにより、前記多数の
造粒粒子を第２の結合剤で結合して保持してなる研削砥
石が得られる。

【００１９】この発明では、第１の結合剤と第２の結合
剤の一方の材料としてビトリファイドボンドが使用され
る。

【００２０】ビトリファイドボンドは、被処理物の材質
や研削条件などに応じて所望の結合度や組織が得られる
ように組成を適宜設定することができる結合剤である。
ビトリファイドボンドは、粘土、長石などの窯業原料
と、木粉など焼成によりガスとなって飛散する有機物と
を混合してなる混合物をプレス法、流し込み法などによ
り成形、乾燥、整形した後、７００〜１３５０℃の温度
で焼成して作られる。

【００２１】この発明では、第１の結合剤と第２の結合
剤のいずれか一方がビトリファイドボンドであり、他方
がその他の結合剤である場合、その他の結合剤として、
たとえば、従来公知の結合剤のいずれでも使用できる
が、メタルボンドを使用するのが好ましい。すなわち、
この発明では、第１の結合剤がビトリファイドボンド、
第２の結合剤がメタルボンドである場合と、第１の結合
剤がメタルボンド、第２の結合剤がビトリファイドボン
ドである場合が好ましい。

【００２２】第１の結合剤がビトリファイドボンド、第
２の結合剤がメタルボンドであると、切刃となる砥粒の
傍らにチップポケットが存在するため良好な加工性が得
られるという利点がある。

【００２３】第１の結合剤がメタルボンド、第２の結合
剤がビトリファイドボンドであると、砥粒の脱落がより
少ないため、長寿命となり、また、砥石の整形性が良く
なるという利点がある。

【００２４】この発明では、従来公知のメタルボンドを
使用することができ、たとえば、青銅、Ｎｉ、鋳鉄など
の金属粉末を、砥粒（メタルボンドを第１の結合剤とし
て使用する場合）または上記造粒粒子（メタルボンドを
第２の結合剤として使用する場合）と混合し、この混合
物を熱間成形したり、所定形状の金属面に、砥粒（メタ
ルボンドを第１の結合剤として使用する場合）または上
記造粒粒子（メタルボンドを第２の結合剤として使用す
る場合）を電気塗装したりするというやり方で使用され
る。

【００２５】この発明の研削砥石は、たとえば、ＪＩＳ
規格に規定されている形状でも、その他の形状でも、回
転することにより研削できる形状であればいずれの形状
を有していてもよい。

【００２６】この発明の研削砥石は、回転しながら被処
理物を削るのに使用される。回転による周速度は、低速
から超高速度まで、たとえば、３００〜２００００ｍ／
min.に設定される。被処理物は特に限定されないが、た
とえば、ガラスやセラミックなど、従来超高速度での研
削が困難であった素材なども挙げられる。したがって、
この発明の砥石を用いれば、レンズ加工などの精密研削
加工を行うことができ、高能率に引っかき傷のない良好
な表面仕上がりが得られる。

【００２７】

【作用】この発明の研削砥石は、第１の結合剤と第２の
結合剤の一方の材料であるビトリファイドボンド表面に
気孔が開口してなる多数の小さな窪みを有する。これら
の窪みがチップポケットとなる。しかも、この発明の研
削砥石で研削を行うと、ビトリファイドボンド中に含ま
れている気孔がボンドの摩滅により開口して、新しいチ
ップポケットとなる。

【００２８】このため、チップポケットが従来よりも多
量の研磨くずや脱落した砥粒を受け入れることができ、
目詰まりしにくくなる。

【００２９】ビトリファイドボンドは砥粒の保持力が弱
いが、この発明では、砥粒を造粒粒子にして粗大化し、
同造粒粒子を結合剤で結合して保持するという形態を採
ることにより、保持面積が大きくなり、ビトリファイド
ボンドを使用しても強い保持力が得られる。このため、
この発明の研削砥石を高い回転数で回転させて、ガラス
やセラミックなどの硬度の高い素材を研削しても引っか
き傷のない良好な仕上がりが得られる。

【００３０】

【実施例】図１は、この発明の研削砥石の１実施例の一
部分を拡大した概略図である。この研削砥石１は全体的
には図３にみるように、砥石部２が円板状基台３の外周
に結合一体化されて砥石車となっている。図１にみるよ
うに、砥石部２は、多数の砥粒４…をメタルボンド５で
結合して保持した多数のクラスター６…をビトリファイ
ドボンド７で結合して保持してなっている。この実施例
では、砥粒４を結合保持しているクラスター６とビトリ
ファイドボンド７との接触面積が図４のような砥粒４と
ビトリファイドボンド７との接触面積よりもはるかに大
きいので、砥粒４が結合剤で強く保持され、脱落しにく
くなる。

【００３１】図２は、この発明の研削砥石の別の１実施
例の一部分を拡大した概略図である。この研削砥石１０
は全体的には図３にみるように、砥石部２０が円板状基
台３の外周に結合一体化されて砥石車となっている。図
２にみるように、砥石部２０は、多数の砥粒４…をビト
リファイドボンド７で結合して保持した多数のクラスタ
ー６０…をメタルボンド５で結合して保持してなってい
る。この実施例では、砥粒４とビトリファイドボンド７
との接触面積は、図４のような従来のビトリファイド砥
石と全く同様であるが、クラスター６０として独立して
いることで連鎖的に砥粒４の脱落が発生するということ
がない。

【００３２】図１および２にみるように、砥石１の使用
面には、砥粒４…が露出しているとともに、チップポケ
ット８…が設けられている。ビトリファイドボンド７中
にはチップポケットとなる気孔９…が設けられている。

【００３３】砥粒４は、研削砥石をレンズ加工などガラ
スやセラミックなどの素材の研削に用いる場合には、ダ
イヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）などの平均粒
子径１〜５０μｍであるが、これらに限定されない。

【００３４】円板状基台３は、回転軸（図示されず）を
受け入れる軸孔３１を有しており、鋼、アルミニウム合
金、その他の材料で形成されている。この発明の研削砥
石は図１〜３に示すものにおいて、円板状基台３のない
場合をも含む。

【００３５】以下に、この発明の具体的な実施例および
比較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されな
い。

【００３６】実施例１図１に示すタイプの研削砥石の実施例である。

【００３７】使用した円板状基台は、φ６０mmの鋼製で
あった。使用した砥粒は、平均粒径１０μｍのダイヤモ
ンドであった。使用したメタルボンドは、青銅系メタル
ボンドであった。

【００３８】従来のメタルボンド砥石の製造方法と同様
に、上記メタルボンドの粉と砥粒を混ぜ合わせ、焼成を
行った。その後、メタルボンドで焼き固めたものを粉砕
し、分級を行ってクラスターを作った。このクラスター
は、平均粒径約４０μｍ程度であり、砥粒数１０〜２０
個であった。得られたクラスターとビトリファイドの粉
と混ぜ合わせ焼成した。このとき焼成温度がクラスター
製作時の温度よりも低くすることが望ましい。これは、
クラスターに損傷を与えるのを防ぐためである。このよ
うにして上記円板状基台の外周に砥石部を作製し、図１
および３にみるような、この発明の研削砥石を得た。上
記ボンドと砥粒は１：９〜３：７の量比であった。

【００３９】実施例２図２に示すタイプの研削砥石の実施例である。

【００４０】使用した円板状基台は、φ６０mmの鋼製で
あった。使用した砥粒は、平均粒径１０μｍのダイヤモ
ンドであった。使用したメタルボンドは、青銅系メタル
ボンドであった。

【００４１】従来のビトリファイド砥石の製造方法と同
様に、ビトリファイドの粉と上記砥粒を混ぜ合わせ、焼
成を行った。その後、ビトリファイドボンドで焼き固め
たものを粉砕し、分級を行ってクラスターを作った。こ
のクラスターは、平均粒径約４０μｍ程度であり、砥粒
数１０〜２０個であった。得られたクラスターと上記メ
タルボンドの粉と混ぜ合わせ焼成した。このとき焼成温
度がクラスター製作時の温度よりも低くすることが望ま
しい。これは、クラスターに損傷を与えるのを防ぐため
である。このようにして上記円板状基台の外周に砥石部
を作製し、図２および３にみるような、この発明の研削
砥石を得た。上記ボンドと砥粒は１：９〜３：７の量比
であった。

【００４２】比較例１実施例１においてビトリファイドボンドと砥粒を集中度
７５で用い、クラスターを作らないで砥石部を作ったこ
と以外は実施例１と同様にして、ビトリファイド研削砥
石を得た。

【００４３】比較例２実施例２においてメタルボンドと砥粒を集中度７５で用
い、クラスターを作らないで砥石部を作ったこと以外は
実施例２と同様にして、メタルボンド研削砥石を得た。

【００４４】上記実施例および比較例で得られた研削砥
石を周速度２５００ｍ／min.となるよう回転させ、研削
液としてケミカルソリューションを研削砥石の外周面に
吹きつけながらガラスを研削した。その結果、実施例１
および２の砥石は、比較例１のものに対して砥石寿命が
約２倍に伸び、また、比較例２のものに対して目づまり
することなく１時間以上連続使用可能となった。

【００４５】

【発明の効果】この発明の研削砥石は多数の砥粒を第１
の結合剤で結合して保持した多数の造粒粒子を第２の結
合剤で結合して保持してなり、第１の結合剤および第２
の結合剤のうちのいずれか一方がビトリファイドボンド
であるので、この発明の砥石を用いて研削すると、砥石
使用面にエアーカーテンが生じても目詰まりが起こりに
くく、しかも、被処理物がガラスやセラミックなどの素
材であっても研削面に引っかき傷が残らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における研削砥石を一部分拡
大した概略図

【図２】本発明の他の実施例における研削砥石を一部分
拡大した概略図

【図３】本発明の他の実施例における研削砥石全体を表
す斜視図

【図４】従来の研削砥石の１例を一部分拡大した概略図

【符号の説明】１研削砥石２砥石部４砥粒５メタルボンド６クラスター７ビトリファイドボンド８チップポケット９気孔１０研削砥石２０砥石部６０クラスター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の砥粒を第１の結合剤で結合して保
持した多数の造粒粒子を第２の結合剤で結合して保持し
てなり、第１の結合剤および第２の結合剤のうちのいず
れか一方がビトリファイドボンドである研削砥石。
【請求項２】多数の砥粒を第１の結合剤で結合して保
持した多数の造粒粒子を第２の結合剤で結合して保持し
てなる砥石部が円板状基台の外周に結合一体化されてな
り、第１の結合剤および第２の結合剤のうちのいずれか
一方がビトリファイドボンドである研削砥石。
【請求項３】第１の結合剤がビトリファイドボンドで
あり、第２の結合剤がメタルボンドである請求項１また
は２記載の研削砥石。
【請求項４】第１の結合剤がメタルボンドであり、第
２の結合剤がビトリファイドボンドである請求項１また
は２記載の研削砥石。