(57)【要約】【課題】目詰まりを起こし難く、砥粒の突き出し高さを十分に得ることのできる超砥粒砥石及びその製造方法を提供する。【解決手段】超砥粒１０をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップ３を有する超砥粒砥石１及びその製造方法である。この砥石チップ３は、超砥粒１０を保持する高強度結合層１１と、高強度結合層１１と交互に積層され、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層１２とを有し、超砥粒１０が高強度結合層１１と低強度結合層１２との間に挟装されている。【選択図】  図２
2008012605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップを有する超砥粒砥石において、
前記超砥粒を保持する高強度結合層と、
該高強度結合層と交互に積層され、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層とを有し、
前記超砥粒は前記高強度結合層と前記低強度結合層との間に挟装されることを特徴とする超砥粒砥石。
【請求項２】
請求項１において、前記超砥粒は砥粒径の５５〜６５％が前記高強度結合層に埋没していることを特徴とする超砥粒砥石。
【請求項３】
型内に低強度結合粉体を充填しプレスして低強度結合粉体層を形成し、該低強度結合粉体層に複数の超砥粒を散在させ各該超砥粒の一部を埋設し、各該超砥粒の一部が埋設されて散在された前記低強度結合粉体層上に高強度結合粉体を充填しプレスして高強度結合粉体層を形成することにより複合層とし、該複合層を順次積層形成する第１工程と、
積層形成された該複合層をプレスして成形体とする第２工程と、
該成形体を焼成して砥石チップを得る第３工程と、
該砥石チップをコアに貼付する第４工程と、を備えることを特徴とする超砥粒砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超砥粒をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップを有する超砥粒砥石及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載された超砥粒砥石のツルーイング方法が知られている。このツルーイング方法に用いられる超砥粒砥石は、ダイヤモンドの超砥粒をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップが円盤状のコアの外周に貼り付けられたものである。砥石チップは、超砥粒、ビトリファイドボンド、発泡剤及び有機物粒子を混錬し、これを型に充填して成形した後、焼成することにより得られる。このようにして得られた砥石チップの断面図を図１０に示す。砥石チップ９０は、超砥粒９１が気孔を含むビトリファイドボンド９２で結合されている。この超砥粒砥石のツルーイング方法は、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族のいずれかに属する金属又はその合金を砥石の砥石作業面に接触させるものである。このツルーイング方法によれば、上記金属又はその合金の切り粉が砥石に含まれるビトリファイドボンドを除去するため、切れ味を回復させることができると考えられる。
【０００３】
また、特許文献２に記載された超砥粒砥石も知られている。この超砥粒砥石は、炭化物形成金属含有層と炭化物非形成金属層とを積層し、両層の間にダイヤモンド砥粒を挟装した砥石チップを有している。この超砥粒砥石では、炭化物形成金属含有層がダイヤモンド砥粒と反応接着し、ダイヤモンド砥粒の脱落を抑えることができる。また、炭化物非形成金属層はダイヤモンド砥粒と化学反応を起こさないため、ダイヤモンド砥粒表面にダメージを受けず、砥石の寿命が長くなるとともに研削加工精度が向上する。
【特許文献１】特開平１０−６２１６号公報
【特許文献２】特開平１０−５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１記載の超砥粒砥石のツルーイング方法では、砥粒の突き出し高さが十分に確保されない虞がある。すなわち、超砥粒砥石のビトリファイドボンドは超砥粒を保持する役目を担っているため、ある程度の強度が必要とされ、上記金属又はその合金の切り粉によってビトリファイドボンドを良好に除去されるとは限らないからである。その結果、図１１に示すように、超砥粒９１周辺のビトリファイドボンド９２が十分に除去されず、超砥粒９１の突き出し高さｈ２が十分に確保されない事態が起こり得る。
【０００５】
また、特許文献２記載の超砥粒砥石では、炭化物形成金属含有層はメタルボンドを用いているため、ビトリファイドボンドのように気孔の形成を自由に調整することができず、目詰まりを起こし易いという欠点を有している。
【０００６】
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、目詰まりを起こし難く、砥粒の突き出し高さを十分に得ることのできる超砥粒砥石及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る超砥粒砥石の特徴は、超砥粒をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップを有する超砥粒砥石において、前記超砥粒を保持する高強度結合層と、該高強度結合層と交互に積層され、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層とを有し、前記超砥粒は前記高強度結合層と前記低強度結合層との間に挟装されることである。
【０００８】
請求項２に係る超砥粒砥石の特徴は、請求項１において、前記超砥粒は砥粒径の５５〜６５％が前記高強度結合層に埋没していることである。
【０００９】
請求項３に係る超砥粒砥石の製造方法の特徴は、型内に低強度結合粉体を充填しプレスして低強度結合粉体層を形成し、該低強度結合粉体層に複数の超砥粒を散在させ各該超砥粒の一部を埋設し、各該超砥粒の一部が埋設されて散在された前記低強度結合粉体層上に高強度結合粉体を充填しプレスして高強度結合粉体層を形成することにより複合層とし、該複合層を順次積層形成する第１工程と、積層形成された該複合層をプレスして成形体とする第２工程と、該成形体を焼成して砥石チップを得る第３工程と、該砥石チップをコアに貼付する第４工程と、を備えることである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る超砥粒砥石においては、超砥粒をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップを有しているため、気孔の形成を自由に調整することができる。また、この超砥粒砥石では、超砥粒を保持する高強度結合層と、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層との間に超砥粒が挟装されるため、ツルーイング時及び研削加工時に低強度結合層が容易に除去される。したがって、この超砥粒砥石によれば、目詰まりを起こし難く、砥粒の突き出し高さを十分に得ることができる。また、この超砥粒砥石では、砥粒の突き出し高さを十分に得ることができるため、超砥粒の先端が平滑化して切れ味が低下した場合、ツルーイングにより複数回に亘って切れ味を回復できる。さらに、この超砥粒砥石では、ツルーイングを繰り返し砥粒の突き出し高さが不十分になった場合、その超砥粒を含む高強度結合層を削り落とせば１つ下層の超砥粒が出現する。
【００１１】
請求項２に係る超砥粒砥石においては、超砥粒は砥粒径の５５〜６５％が高強度結合層に埋没しているため、超砥粒が高強度結合層に確実に保持される。
【００１２】
請求項３に係る超砥粒砥石の製造方法においては、第１工程において低強度結合粉体層と高強度結合粉体層との間に複数の超砥粒が挟装される複合層を順次積層形成し、第２工程において積層形成された複合層をプレスして成形体とし、第３工程において成形体を焼成して砥石チップとし、第４工程において砥石チップをコアに貼付して超砥粒砥石としているため、目詰まりを起こし難く、砥粒の突き出し高さを十分に得ることができる超砥粒砥石を確実に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る超砥粒砥石及びその製造方法を具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１に示すように、この超砥粒砥石１は、鉄アルミニウム等の金属、あるいは樹脂等で成形されたコアとしての円盤状コア２の外周面に砥石チップ３を接着剤で貼り付けたものである。
【００１４】
図２は、砥石チップ３の断面図である。砥石チップ３は、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）やダイヤモンドの超砥粒１０を保持する高強度結合層１１と、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層１２とが交互に積層されている。そして、超砥粒１０は砥粒径（Ｒ）の５５〜６５％が高強度結合層１１に埋没している。
【００１５】
図３は、ダイヤモンド製のドレッサ４０（図１参照）によるツルーイング後の砥石チップ３の断面図である。ツルーイング後の砥石チップ３では、低強度結合層１２が十分に除去され、砥粒の突き出し高さはｈ１となっている。
【００１６】
次に、この超砥粒砥石の製造方法について図４により説明する。ステップＳ１において、図５に示す低強度結合粉体層２２を形成する。まず、図５に示すように、長方形状の外型４２の内側底部に下型４１が嵌合され、下型４１の上面には円弧状の凹面４１ａが形成された型を用意する。この下型４１上に低強度結合粉体を充填した後、第１上型４３を外型４２の内面に沿って下降し、低強度結合粉体を仮プレスして低強度結合粉体層２２が形成される。
【００１７】
ステップＳ２においては、図６に示すように、低強度結合粉体層２２に複数の超砥粒１０の一部を埋設させて散在させる。この際、図７に示す樹脂シート５０を用いることができる。樹脂シート５０は、樹脂製のシート本体５１と、シート本体５１の凹部５１ａに挿入された超砥粒１０と、超砥粒１０をシート本体５１に固定する樹脂５２とにより構成されている。凹部５１ａはシート本体５１に等間隔で配置されている。図６に示すように、この樹脂シート５０を低強度結合粉体層２２上に配置し、第１上型４３で仮プレスすることにより、低強度結合粉体層２２に超砥粒１０を一部埋設させることができる。ここで、焼成後に得られる砥石チップ３において、超砥粒１０の砥粒径（Ｒ）の５５〜６５％が高強度結合層１１に保持されるように、低強度結合粉体層２２に超砥粒１０を埋設させる。このように、樹脂シート５０を用いることにより、簡単かつ確実に低強度結合粉体層２２に複数の超砥粒１０の一部を埋設させて単層構造として散在させることができる。なお、樹脂シート５０を用いることなく、手作業等の方法で低強度結合粉体層２２に複数の超砥粒１０の一部を埋設させて散在させ、第１上型４３で仮プレスすることにより低強度結合粉体層２２に超砥粒１０を一部埋設させてもよい。
【００１８】
ステップＳ３においては、図８示す高強度結合粉体層２１を形成して複合層２３を形成する。超砥粒１０を一部埋設させた低強度結合粉体層２２上に高強度結合粉体を充填した後、第１上型４３で仮プレスして高強度結合粉体層２１を形成する。こうして、低強度結合粉体層２２と高強度結合粉体層２１とにより超砥粒１０が挟持された複合層２３が形成される。なお、高強度結合粉体及び低強度結合粉体の主原料は、ガラス質を主成分とするビトリファイドボンドである。ただし、焼成後に得られる砥石チップ３の低強度結合層１２が高強度結合層１１より軟質になるように、低強度結合粉体には添加剤を加える。この添加剤として、５質量％程度のＢＮ（窒化ホウ素）又はタルク（珪酸マグネシウム）を採用することができる。これにより、ビトリファイドボンドの結合力を弱めることができる。また、添加剤として、５質量％程度の炭酸カルシウムを採用することもできる。これにより、炭酸カルシウムがガラス質と反応して発泡するため、ビトリファイドボンドの体積比率を下げることができる。
【００１９】
ステップＳ４においては、ステップＳ１からステップＳ３の操作を繰り返し、複合層２３を積層形成する。ステップＳ５においては、図９に示すように、第２上型４４を外型４２の内面に沿って下降し、積層形成された複合層２３をプレスして成形体２４を形成する。ステップＳ６においては、第２上型４４を上昇させ、成形体２４が外型４２、下型４１から取り出される。その後、成形体２４は乾燥される。
【００２０】
ステップＳ７においては、成形体２４を焼成する。これにより、図２に示す砥石チップ３を得ることができる。ステップＳ８においては、図１に示すように、この砥石チップ３を円盤状コア２の外周面に接着剤で貼り付けて、超砥粒砥石１を得ることができる。
【００２１】
本実施形態の超砥粒砥石の製造方法においては、ステップＳ１〜ステップＳ８により、超砥粒１０を保持する高強度結合層１１と、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層１２との間に超砥粒１０が挟装される砥石チップ３を有する超砥粒砥石１を確実に得ることができる。この超砥粒砥石１では、超砥粒１０をビトリファイドボンドで結合して形成される砥石チップ３を有しているため、気孔の形成を自由に調整することができる。このため、研削加工時において、切りくずを排出しやすくして目詰まりが生じることを防止できる。また、この超砥粒砥石１では、超砥粒１０を保持する高強度結合層１１と、ツルーイング時及び研削加工時に排出される低強度結合層１２との間に超砥粒１０が挟装されるため、ツルーイング時及び研削加工時に低強度結合層１２が容易に除去される。したがって、この超砥粒砥石１によれば、目詰まりを起こし難く、超砥粒１０の突き出し高さｈ１を十分に得ることができる。また、この超砥粒砥石１では、超砥粒１０の突き出し高さｈ１を十分に得ることができるため、超砥粒１０の先端が平滑化して切れ味が低下した場合、ツルーイングにより複数回に亘って切れ味を回復できる。さらに、この超砥粒砥石１では、ツルーイングを繰り返し超砥粒１０の突き出し高さｈ１が不十分になった場合、その超砥粒１０を含む高強度結合層１１をドレッサ４０で削り落とせば１つ下層の超砥粒１０が出現する。なお、高強度結合層１１を特許文献２記載の超砥粒砥石のようにメタルボンドで形成してしまうと、強度が強くなりすぎてドレッサ４０では削り落とせなくなってしまうという問題が生じる。
【００２２】
また、この超砥粒砥石１においては、超砥粒１０は砥粒径の５５〜６５％が高強度結合層１１に埋没しているため、超砥粒１０が高強度結合層１１に確実に保持される。
【００２３】
以上、本発明の超砥粒砥石及びその製造方法を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の超砥粒砥石の正面図。
【図２】実施形態の超砥粒砥石に係り、ツルーイング前の砥石チップの断面図。
【図３】実施形態の超砥粒砥石に係り、ツルーイング後の砥石チップの断面図。
【図４】実施形態の超砥粒砥石の製造方法を示すフローチャート。
【図５】実施形態の超砥粒砥石の製造方法に係り、低強度結合粉体層の形成方法を示す断面図。
【図６】実施形態の超砥粒砥石の製造方法に係り、超砥粒を一部埋設させる方法を示す断面図。
【図７】実施形態の超砥粒砥石の製造方法に係り、樹脂シートの拡大断面図。
【図８】実施形態の超砥粒砥石の製造方法に係り、複合層の形成方法を示す断面図。
【図９】実施形態の超砥粒砥石の製造方法に係り、成形体の形成方法を示す断面図。
【図１０】従来の超砥粒砥石に係り、ツルーイング前の砥石チップの断面図。
【図１１】従来の超砥粒砥石に係り、ツルーイング後の砥石チップの断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１…超砥粒砥石、２…コア（円盤状コア）、３…砥石チップ、１０…超砥粒、１１…高強度結合層、１２…低強度結合層、２１…高強度結合粉体層、２２…低強度結合粉体層、２３…複合層、２４…成形体、４１、４２、４３、４４…型（４１…下型、４２…外型、４３…第１上型、４４…第２上型）。
【図１】
2008012605.tif 000003
【図２】
2008012605.tif 000004
【図３】
2008012605.tif 000005
【図４】
2008012605.tif 000006
【図５】
2008012605.tif 000007
【図６】
2008012605.tif 000008
【図７】
2008012605.tif 000009
【図８】
2008012605.tif 000010
【図９】
2008012605.tif 000011
【図１０】
2008012605.tif 000012
【図１１】
2008012605.tif 000013