(57)【要約】【課題】汎用研削盤を用いて鏡面研削仕上げの可能なレジノイド砥石を提供する。【解決手段】砥石部１６の結合剤が低弾性率のビスフェノールＡ系エポキシ樹脂で構成されると共に、その砥石部１６内に樹脂結合剤２０よりも低弾性率の有機質中空体２２が分散させられていることから、砥粒１８ａ，１８ｂに作用した大きな押圧力は樹脂結合剤２０を介してその有機質中空体２２に伝達され、これを弾性的に押し縮める。そのため、樹脂結合剤２０がその研削面３４近傍で僅かに弾性的に凹状に変形させられることにより、砥粒１８ａ，１８ｂが速やかに後退させられるので、その切れ刃先端が砥粒１８ｃと同一面上に位置させられる。したがって、研削面３４に一部の砥粒１８が過度に突き出した状態でワーク外周面３２を研削することが無いので、そのような砥粒１８によってキズが生じることが抑制され、汎用研削盤でありながら鏡面が容易に得られる。【選択図】                    図２
2005246569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒が樹脂結合剤で結合された砥石部を有し、所定の回転軸回りに回転させられることによりその砥石部の表面により構成された研削面で被研削材を鏡面研削する形式のレジノイド砥石であって、
前記樹脂結合剤よりも弾性変形し易い特性を有して前記砥石部内に分散させられた有機質中空体と、
前記樹脂結合剤よりも弾性変形し難い特性を有して前記砥石部を前記研削面の背面から支持する支持体と
を、含むことを特徴とする鏡面研削用レジノイド砥石。
【請求項２】
前記有機質中空体は、前記超砥粒よりも粒径が大きいものである請求項１の鏡面研削用レジノイド砥石。
【請求項３】
前記超砥粒は、電気抵抗試験法による平均粒径が20(μm)以下の微細砥粒である請求項１の鏡面研削用レジノイド砥石。
【請求項４】
前記砥石部は、液状樹脂中に前記超砥粒および前記有機質中空体を分散させた液状混合物を所定の成形型内に流し込み成形することにより形成されたものである請求項１の鏡面研削用レジノイド砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡面仕上げに使用される微細な超砥粒を備えたレジノイド砥石に関し、特に、汎用の研削盤において使用し得る回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
高硬度の超砥粒すなわちダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等は、例えば、焼入れ材等の硬質材料の研削加工に用いられている。従来、このような硬質材料の光沢のある滑面すなわち鏡面を得ようとする場合には、ラップ仕上げやポリッシュ仕上げ等の遊離砥粒加工、或いは超仕上やバレル仕上げ等の特別な加工機を用いる加工が行われてきた。近年、これらに代えて微細な超砥粒を結合剤で結合した砥粒固定型の回転工具を用いて、汎用研削盤で鏡面仕上げを行うことが試みられている。
【０００３】
上記の鏡面仕上げ用途の回転工具は、従来、例えば、ガラス質結合剤や金属質結合剤で砥粒を結合したものであったが、これらはツルーイング性やドレッシング性が悪いという問題がある。そのため、複雑な研削面形状を必要とする加工や、目潰れや目詰り等が頻繁に生じる加工等に用いられる回転工具のツルーイングおよびドレッシングには、放電方式やロータリ方式等の特別なドレッシング装置が必要になっていた。
【０００４】
これに対して、ツルーイングやドレッシングが容易なレジノイド砥石を精密研削に用いることが提案されている(例えば特許文献２、４、５等を参照)。レジノイド砥石は、被削材から砥粒に作用する負荷を樹脂結合剤の弾性変形によって緩和できるため、一般に取り代の大きい粗加工に用いられるものであるが、これを精密研削にも利用しようと言うのである。しかしながら、例えば、粉末樹脂が用いられたものでは砥粒の保持力が弱く磨耗し易いことから研削面形状の維持が困難である一方、液状樹脂が用いられたものでは内部気孔が殆ど存在しないために目詰りし易く研削焼けを生じ易い等の欠点がある。後者の問題は、砥粒が微細になるほど顕著になる。そこで、超砥粒、特に鏡面仕上げに好適な微細砥粒をレジノイド砥石に用いるに際しては、ガラスやセラミックス等から成る無機質中空体、アクリル系樹脂やポリ塩化ビニリデン系樹脂等から成る有機質中空体、或いは塩化物や砂糖等の水溶性粒子等を添加することにより、砥粒層の強度を高め或いは研削面にチップ・ポケットを生成させて切り粉や破砕砥粒等の排出を容易にすることが行われている。
【特許文献１】特開平５−２７７９５６号公報
【特許文献２】米国特許第５８８５３１２号
【特許文献３】特開平１１−１５６７２５号公報
【特許文献４】特開２００１−０７１２７５号公報
【特許文献５】特表２００３−５００２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂結合剤よりも弾性率が高い無機質中空体や水溶性粒子等を砥石組織内に添加すると、その砥石組織が弾性変形し難くなるため、被研削面に砥粒によるキズが生じ易く鏡面を得ることが困難であると共に、被削材から作用する負荷を緩和できるというレジノイド砥石の特性が阻害される。一方、有機質中空体を添加した場合には砥石組織が著しく弾性変形し易くなるので、研削中に被削材から作用する反力で研削面が変形させられ、その形状を維持し延いては被研削面を高精度に加工することが困難になる。すなわち、従来のレジノイド砥石では汎用研削盤を用いて寸法精度と加工面粗さとを両立させ得なかった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、汎用研削盤を用いて鏡面研削仕上げの可能なレジノイド砥石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、超砥粒が樹脂結合剤で結合された砥石部を有し、所定の回転軸回りに回転させられることによりその砥石部の表面により構成された研削面で被研削材を鏡面研削する形式のレジノイド砥石であって、(ａ)前記樹脂結合剤よりも弾性変形し易い特性を有して前記砥石部内に分散させられた有機質中空体と、(ｂ)前記樹脂結合剤よりも弾性変形し難い特性を有して前記砥石部を前記研削面の背面から支持する支持体とを、含むことにある。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、樹脂結合剤よりも容易に弾性変形させられる有機質中空体は、研削面に押圧力が作用すると弾性的に押し縮められる(すなわち弾性変形させられてエアー・クッションとして機能する)ので、その研削面が容易に変形させられることになる。そのため、その研削面上に他の砥粒よりも相対的に突き出している砥粒が存在すると、研削中にその突き出した砥粒が被削材から受ける押圧力は他の砥粒に比較して大きくなることから、その砥粒の下側に位置する有機質中空体の収縮量が相対的に大きくなり延いては研削面上のその砥粒の後退量が他の砥粒に比較して大きくなる。したがって、研削面からの砥粒の突き出し高さが揃った状態で研削加工が行われるので、局部的に大きく突き出した砥粒によって被研削面にキズが生ずることが抑制されることから、汎用研削盤で使用しても鏡面仕上げが可能となる。しかも、研削面に露出させられ且つ外周壁の一部を削り取られた有機質中空体はその研削面にチップポケットを形成するので、破砕され或いは脱落させられた砥粒や被削材の研削屑等がそのチップポケット内に収容されることによって目詰りが好適に抑制される。このとき、砥石部は樹脂結合剤よりも弾性変形し難い支持体で研削面の背面から支持されていることから、その研削面の過度の変形がその支持体によって抑制されるので、研削面全体の外径寸法や形状精度が保たれ、延いては被研削面を高い寸法精度および形状精度で加工することができる。以上により、汎用研削盤を用いて鏡面研削仕上げが可能となる。
【０００９】
また、本発明によれば、上記のように有機質中空体が含まれることにより、砥石部の砥粒率を低下させ得るので、超砥粒を用いながらドレッシングが容易である利点もある。
【００１０】
ここで、好適には、前記有機質中空体は、これを含む場合の前記砥石部の弾性率を含まない場合の弾性率の2/3〜1/4の範囲内の値とし得る弾性率を備えたものである。例えば、好適には、前記樹脂結合材は、1〜5(GPa)の範囲内の弾性率を有するものであり、前記有機質中空体は、0.1〜1(GPa)の範囲内の弾性率を有するものであり、前記支持体は、5〜200(GPa)の範囲内の弾性率を有するものである。また、有機質中空体は、樹脂結合剤に対して1/30〜1/2倍程度の弾性率であることが好ましく、支持体は、樹脂結合剤に対して2〜100倍程度の弾性率であることが好ましい。
【００１１】
また、好適には、前記有機質中空体は、前記超砥粒よりも粒径が大きいものである。このようにすれば、研削面に突き出している砥粒に作用した押圧力が１個の有機質中空体に伝達されるので、研削面が一層容易に変形させられ、延いては砥粒の突き出し高さが一層揃うことになる。一層好適には、前記有機質中空体は、前記超砥粒の3〜10倍の粒径、例えば、50〜150(μm)の範囲内、更に好適には、100(μm)程度の平均粒径を有するものである。
【００１２】
また、好適には、前記有機質中空体は、塩化ビニリデン系樹脂およびアクリル系樹脂の何れか一種或いは二種以上の混合体から成るものである。
【００１３】
また、好適には、前記有機質中空体は、その外周壁が0.1〜5(μm)の範囲内の厚さ寸法を有するものである。このようにすれば、外周壁が十分に薄いことから、研削面に押圧力が作用した際に砥石部内において一層容易に変形させられる。
【００１４】
また、好適には、前記有機質中空体は、前記砥石部内に10〜30(容量部)の範囲内、一層好適には20(容量部)程度の割合で含まれる。このようにすれば、砥石部の機械的強度を十分に高く維持できる範囲で多量の有機質中空体が含まれていることから、研削面に露出させられた砥粒に作用した押圧力がその有機質中空体に受け止められる可能性が高められ、その突き出し高さが一層容易に揃うことになる。
【００１５】
また、好適には、前記超砥粒は、電気抵抗試験法による平均粒径(以下、本願において砥粒の平均粒径は全て電気抵抗試験法による値である)が20(μm)以下の微細砥粒である。このようにすれば、極めて微細な超砥粒が用いられていることから、有機質中空体の弾性変形によって突き出し高さが一層揃い易くなると共に、被削材から押圧力が作用していない状態における突出し高さの初期的なばらつきが小さくなる。そのため、被研削面のキズが一層生じ難くなって一層良好な鏡面が得られる。一層好適には、超砥粒の平均粒径は、3〜15(μm)の範囲内であり、更に好適には、8(μm)程度(#1500相当)である。
【００１６】
また、好適には、前記超砥粒は、前記砥石部に10〜30(容量部)の範囲内、更に好適には20(容量部)程度の砥粒率で含まれる。10(容量部)よりも少なくなると研削性能が不十分になり、30(容量部)よりも多くなるとドレッシングが困難になる。
【００１７】
また、好適には、前記樹脂結合剤は、前記砥石部内に30〜50(容量部)の範囲内、一層好適には40(容量部)程度の割合で含まれる。
【００１８】
また、好適には、前記樹脂結合材は、熱硬化性樹脂である。一層好適には、エポキシ樹脂であり、特に、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂が好ましい。
【００１９】
また、好適には、前記支持体は、ビトリファイド結合剤で砥粒が結合されたビトリファイド砥石または鋼から成るものである。このようにすれば、これらは樹脂結合剤に比較して十分に高い50(GPa)程度の弾性率を有する、すなわち、弾性変形し難いことから、樹脂結合剤で砥粒が結合された砥石部全体の変形が好適に抑制される。すなわち、支持体は例えばフェノール、エポキシ等の樹脂結合剤が用いられた比較的弾性率が高いレジノイド砥石で構成することもできるが、ビトリファイド砥石や鋼が一層好ましいのである。上記ビトリファイド砥石は、例えば、酸化アルミニウムを砥粒とした高結合度のビトリファイド砥石等が好ましく、鋼は、一般炭素鋼や鋳鉄等が好ましい。
【００２０】
また、好適には、前記砥石部は、前記有機質中空体よりも大径の大気孔が分散して設けられたものである。このようにすれば、この大気孔が研削面に現れると、有機質中空体よりも大きいチップポケットを形成するので、破砕砥粒や切り粉の排出が一層容易になって目詰りが一層抑制される。
【００２１】
また、好適には、前記大気孔は、合成樹脂等の有機質材料やセラミックス等の無機材料等から選択される種々の材料で形成し得るが、砥石部の弾性率を高めないことが好ましく、例えば発泡倍率が10倍程度の発泡ポリスチレン等を樹脂中に分散させ、これを例えば砥石の熟成時等に加熱収縮させることにより形成することが好適である。
【００２２】
また、好適には、前記大気孔は、前記有機質中空体の3〜100倍の範囲内の直径、例えば、0.5〜2(mm)の範囲内、一層好適には1(mm)程度の直径を有するものである。
【００２３】
また、好適には、前記レジノイド砥石は、前記支持体が中央部に厚み方向に貫通する取付孔を備えた円板状、リング状、または円筒状を成し、且つその外周面に前記砥石部が一様な厚さ寸法で固着されたものである。このようなレジノイド砥石は、平面研削盤や芯無し研削盤等の汎用研削盤に取り付けられて用いられ、被削材の鏡面仕上げのために特別な加工機やドレッシング装置を何ら必要としない利点がある。
【００２４】
また、好適には、前記レジノイド砥石は、前記支持体が有底円筒状を成し且つその開放側の円環状端面に前記砥石部が固着されたカップ状砥石である。本発明は、回転工具であれば種々の形状のレジノイド砥石に適用され得る。
【００２５】
また、好適には、前記レジノイド砥石は、円筒研削、平面研削、内面研削等に用いられるものである。
【００２６】
また、好適には、前記レジノイド砥石は、スルーフィード方式またはインフィード方式のセンタレス研削に用いられる。
【００２７】
また、好適には、前記砥石部は、前記支持体上に2〜10(mm)の範囲内、例えば5(mm)程度の厚さ寸法で設けられる。このようにすれば、砥石部の厚さ寸法が十分に厚くされているので、砥石部内で有機質中空体が好適に圧縮されて砥粒突出し高さが揃う一方、砥石部の厚さ寸法が十分に薄くされているので、研削面に作用した押圧力で砥石部全体が圧縮変形させられ延いてはその外周面形状が変形させられることが好適に抑制されると共に、砥石部の熱膨張に起因する寸法精度の低下が一層抑制される。すなわち、本発明のレジノイド砥石は、砥石部が支持体に固着された構造であることから、その砥石部が熱膨張係数の大きい樹脂結合剤により砥粒が結合されたものであっても、その熱膨張が支持体によって抑制されることによって砥石部の熱膨張に起因する寸法精度低下が抑制される利点を有するが、砥石部が薄くされる場合にはこれが一層顕著になる。
【００２８】
また、好適には、前記砥石部は、前記超砥粒よりも低硬度の砥粒を骨材として含むものである。骨材は、超砥粒と同程度の粒度、例えば#1500程度のものが好ましく、また、5〜20(容量部)の範囲内、好適には10(容量部)程度の割合で含まれることが好ましい。また、骨材としては、人造炭化珪素やアルミナ等が好適に用いられる。
【００２９】
また、好適には、前記砥石部は、液状樹脂中に前記超砥粒および前記有機質中空体を分散させた液状混合物を所定の成形型内に流し込み成形することにより形成されたものである。このようにすれば、液状樹脂が砥粒相互間および有機質中空体相互間に満たされた状態で硬化させられることによって砥石部が形成されるため、粉末樹脂が用いられる場合に比較して砥粒の保持力が高められて研削面の過度の磨耗が抑制され、砥石寿命が高められる。なお、このような製造方法においては、砥石部が殆ど気孔を有しない緻密体に形成されるが、有機質中空体(前記大気孔を形成するための有機質材料等が含まれる場合にはその有機質材料および有機質中空体)が気孔形成材として機能するので、砥石部に気孔が存在しないことに起因する目詰りや焼け等の問題は生じない。
【００３０】
また、上記のような製造方法が採られる場合において、一層好適には、前記液状混合物は、前記所定の成形型内に前記支持体を配置した状態でその外周側に流し込まれる。
【００３１】
また、好適には、上記のような流し込み成型法が採られる場合において、成形型は、前記液状樹脂が流し込まれるその内面が離型性を有するものである。このようにすれば、成形型内に流し込まれた液状混合物の硬化過程においてこれが収縮させられる際に、型内面に固着されないことからその収縮が妨げられないので、歪みが生ずることが抑制される。また、硬化後に成形型内から容易に取り出すことも可能となる。このような離型処理は、例えば、成形型をポリプロピレン等の離型性を有する材料で構成すること、成形型内面にシリコーン樹脂或いはフッ素樹脂等のコーティングを施すこと、或いはポリプロピレン樹脂等のフィルムを設けること等で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００３３】
図１は、本発明の一実施例のレジノイド砥石１０の全体を示す斜視図である。図１において、レジノイド砥石１０は、外径305(mm)×厚さ20(mm)程度の円板状を成し、中央部に軸心方向(すなわち厚み方向)に貫通する内径(孔径)127.6(mm)程度の取付孔１２を備えたものであって、その取付孔１２を備えたコア部１４と、そのコア部１４の外周面に固着された砥石部１６とから構成されている。本実施例においては、上記のコア部１４が支持体に相当する。
【００３４】
上記のコア部１４は、例えば外径295(mm)程度のレジノイド砥石から成るものである。このレジノイド砥石は、例えばエポキシ等の樹脂結合剤で酸化アルミニウム等の砥粒を結合したものであって、全体として例えば10(GPa)程度の高い弾性率を備えている。すなわち、比較的弾性変形し難い特性を有している。
【００３５】
また、上記の砥石部１６は、コア部１４の外周面に径方向において例えば5(mm)程度の厚さ寸法で設けられている。この砥石部１６は、例えば粒度が#1500程度のダイヤモンド(好ましくは人造単結晶ダイヤモンド)等の砥粒(超砥粒)１８を、例えばビスフェノールＡ系エポキシ樹脂結合剤２０で結合したものである。上記砥粒１８は、例えば8(μm)程度の平均粒径を備えた微細砥粒であり、砥石部１６内に20(容量部)程度の割合で略一様な分散状態で存在している。なお、砥粒１８は、上記粒度に限られず種々の粒度のものを用いることができ、ＣＢＮ砥粒であっても良い。また、樹脂結合剤２０は、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂の他、硬質ポリウレタン樹脂等も用いられ得る。
【００３６】
図２は、砥石部１６の構成すなわち砥石組織を拡大して示す図である。砥石部１６は、砥粒１８が樹脂結合剤２０で結合されたものであるが、これらの他に、例えば粒度が#1500程度すなわち砥粒１８と同程度の炭化珪素(好ましくは人造炭化珪素)等の一般砥粒から成る図示しない骨材や、有機質中空体２２等が樹脂結合剤２０中に分散されることにより構成されている。また、砥石組織中には、比較的大きな略球形の大気孔２４が多数存在する。本実施例において、砥石部１６の気孔は大気孔２４の他、有機質中空体２２によっても構成されており、樹脂結合剤２０内の他の部分には空隙は殆ど存在せず、緻密に構成されている。なお、前記の骨材は、砥石部１６内に例えば10(容量部)程度の割合で含まれている。この骨材は、樹脂結合剤２０の弾性率を補って砥石部１６の弾性率を高める、すなわち弾性変形し難くするために添加されているものである。砥石部１６のうち砥粒１８，有機質中空体２２、および大気孔２４を除く残部(以下、適宜「樹脂組織」という)の弾性率は、例えば3(GPa)程度になっている。すなわち、前述したコア部１４の弾性率は、樹脂組織の弾性率の３倍程度の値になっており、その樹脂組織よりも弾性変形し難い特性を有する。
【００３７】
上記の有機質中空体２２は、例えば、塩化ビニリデン系樹脂およびアクリル系樹脂のうちの何れか一種類または二種類以上の混合物等の有機化合物から成るものであって、100(μm)程度、すなわち砥粒１８の12.5倍程度の平均粒径を有し、砥石部１６内に例えば20(容量部)程度の割合で略一様な分散状態で含まれている。この有機質中空体２２は、上記のような樹脂から成り且つ外周壁(殻)の厚さ寸法が例えば0.5(μm)程度の中空球体であるので、押圧された際に容易に弾性的に押し縮められ得る。すなわち、有機質中空体２２は、樹脂組織の弾性率の1/10程度の低弾性率の材料で構成されており、樹脂組織よりも弾性変形し易い特性を有する。このため、砥石部１６の弾性率は、有機質中空体２２が含まれていない場合の2/3〜1/4程度の範囲内の値に低下させられている。
【００３８】
また、上記の大気孔２４は、後述するように例えば発泡倍率が10倍程度の発泡ポリスチレン等の高分子有機化合物から形成されたものであって、例えば1(mm)程度すなわち有機質中空体の平均粒径の10倍程度の直径を有し、砥石部１６内に10(容量部)程度の割合で略一様な分散状態で存在する。なお、樹脂結合剤２０の構成割合は、全容量からこれら砥粒１８，骨材、有機中空体２２，および大気孔２４の全容積を除いた残部であり、例えば砥石部１６内に40(容量部)程度の割合で含まれている。
【００３９】
以上のように構成されるレジノイド砥石１０は、例えば、図３に実施状態を模式的に示されるようなセンタレス研削加工に用いられるものである。図３において、ワークレスト(ブレード)２６上に軸状のワーク(被削材)２８が載置されており、その両側に配置されたレジノイド砥石１０と調整車３０との間でそのワーク２８が挟圧されている。そして、調整車３０によりワーク２８を所定の回転数で回転させながら、レジノイド砥石１０を所定の回転数で回転駆動することにより、ワーク２８の外周面３２が研削加工される。なお、レジノイド砥石１０と調整車３０とは、その軸心が互いに平行から僅かに傾いた位置関係にあるが、図においては簡略化して平行に描いている。
【００４０】
上記のような研削加工において、レジノイド砥石１０の研削面３４がワーク２８の外周面３２に押し付けられると、図４(ａ)に示すように砥粒１８の突き出し量にばらつきがある場合には、相対的に大きく突き出した砥粒１８ａ、１８ｂに外周面３２から作用する押圧力が、相対的に突き出し量の小さい砥粒１８ｃに作用する押圧力よりも大きくなる。なお、上記の図４においては、研削面３４およびワーク外周面３２を簡略化して平坦に描いた。
【００４１】
このとき、本実施例においては、砥石部１６の結合剤が低弾性率のビスフェノールＡ系エポキシ樹脂で構成されると共に、その砥石部１６内に樹脂結合剤２０よりも低弾性率の有機質中空体２２が分散させられていることから、弾性変形し易いため、砥粒１８ａ，１８ｂに作用した大きな押圧力は樹脂結合剤２０を介してその有機質中空体２２に伝達され、これを弾性的に押し縮める。すなわち、有機質中空体２２がエアー・クッションとして機能する。そのため、樹脂結合剤２０がその研削面３４近傍で僅かに弾性的に凹状に変形させられることにより、砥粒１８ａ，１８ｂが速やかに後退させられるので、その切れ刃先端が図４(ｂ)に示すように砥粒１８ｃと同一面上に位置させられる。すなわち、研削加工は、このように砥粒１８の突き出し高さが実質的に揃った状態で為されるのである。
【００４２】
したがって、研削面３４に一部の砥粒１８が過度に突き出した状態でワーク外周面３２を研削することが無いので、そのような砥粒１８によってキズが生じることが抑制され、延いては#1500程度の微細砥粒による微細な加工が好適に実現される。これにより、センタレス研削盤のような汎用研削盤でありながら、極めて平滑な表面、例えば十点平均粗さRzで0.5(μm)を下回る(すなわちそれよりも平滑な)鏡面が容易に得られる。例えば、下記に示す砥石を下記のドレス条件および研削条件で使用したところ、例えば100個目の被削材において、5秒程度の加工時間で十点平均粗さRzで0.11(μm)程度の鏡面を得ることができた。このような鏡面は、従来はバレル研磨や超仕上げによらなければ得られなかったのである。また、ワーク外周面３２を例えばレンジで2(μm)程度以下の高い寸法精度で加工することができた。
【００４３】
［砥石］
・寸法  ：φ420×ｔ150×φ228.6(mm)
・コア部：φ405×ｔ150×φ228.6(mm)、ビトリファイド砥石製コア
【００４４】
［ドレッシング条件］
・研削盤      ：センタレス研削盤
・砥石周速度  ：2000(m/min)
・ドレス切込み：R2(μm/pass), スパークアウト 3pass
・ドレスリード：0.06(mm/rev.of.wheel)
・ドレッサ    ：単石ドレッサ
・ドレス方式  ：湿式ドレス
【００４５】
［研削条件］
・被削材    ：SUJ2焼材(HRc60)、前加工粗さ：0.4μmRz
・被削材寸法：φ9×Ｌ14(mm)
・取代      ：φ5(μm)
・研削方式  ：湿式スルーフィードセンタレス研削
・砥石周速度：2000(m/min)
・送り角    ：1.0°
・修正角    ：0.5°
【００４６】
しかも、砥石部１６内に分散して存在する大気孔２４は、研削面３４に露出させられると、図４に示されるようにその研削面３４に巨大な凹所３６を形成する。この凹所３６は、研削面３４においてチップポケットとして機能し、研削面３４から脱落し或いは破砕された砥粒１８や、切り粉(すなわち研削屑)等を一時的に収容することによってその排出を容易にする。そのため、目詰りが好適に抑制されるので、良好な切れ味が長時間に亘って維持され、研削焼けが抑制されてワーク外周面３２が一層平滑に研削される利点がある。
【００４７】
更に、上記のように砥石部１６は容易に弾性的に押し縮められ得るように構成され、延いては研削面３４が容易に弾性的に後退させられるように構成されているが、砥石部１６は前述したような樹脂結合剤２０よりも高弾性率の(すなわち弾性変形し難い)コア１４の外周面に固着されていることから、その砥石部１６の過度の変形がそのコア１４によって抑制される。そのため、研削面３４が過度に変形させられることがないので、研削面３４全体の寸法精度および形状精度が保たれることから、ワーク外周面３２を高い寸法精度および形状精度で加工できる利点もある。
【００４８】
また、例えば、前記のような、粒度#1500程度の人造単結晶ダイヤモンド砥粒(砥粒１８)を20(容量部)、粒度#1500程度の人造炭化珪素(骨材)を10(容量部)、平均粒径100(μm)の有機質中空体２２を20(容量部)、大気孔２４を形成するための平均粒径１(mm)の発泡ポリスチレン樹脂(発泡倍率10倍)を10(容量部)、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂結合剤２０を40(容量部)の割合で製造したφ305(mm)×ｔ20(mm)のレジノイド砥石１０を用いて、下記のような条件でドレッシングおよび研削加工を行ったところ、ドレッシング処理において、研削面３４およびドレッサ共に何ら問題は見られなかった。また、研削処理においても、４カットの連続研削を行ったが、単石ドレッサでドレッシングした場合には、十点平均粗さRzで0.30(μm)、0.30(μm)、0.29(μm)、0.32(μm)という極めて平滑な鏡面仕上げ面が安定して得られた。また、ボンドドレッサでドレッシングした場合には、0.19(μm)、0.19(μm)、0.20(μm)、0.19(μm)という更に優れた鏡面仕上げ面が安定して得られた。
【００４９】
［ドレッシング条件］
・研削盤：円筒研削盤
・砥石周速度：2000(m/min)
・ドレス切込み：R2(μm/pass)×5pass(スパークアウト 1pass)
・ドレスリード：0.08(mm/rev.of.wheel)
・ドレッサ：単石ダイヤドレッサ、φ5ボンドドレッサ#200集中度100
・ドレス方式：湿式ドレス
［研削条件］
・被削材：SUJ2焼材(HRc60)
・被削材寸法：φ40×ｔ8
・研削方式：湿式プランジ研削
・被削材周速度：25(m/min)(3.4回転/s)
・切込み寸法：φ10(μm)
・切込み速度：φ1(μm/s)
・研削油：ノリタケクールSEC-1500P(×50)
・スパークアウト：12(s)
【００５０】
ところで、上記のレジノイド砥石１０は、例えば、以下のようにして製造される。図５は、レジノイド砥石１０の製造工程の要部を説明する工程図である。レジノイド砥石１０を製造するに際しては、先ず、調合工程Ｐ１において、前述したような割合となるように砥粒(ダイヤモンド砥粒)１８，骨材(炭化珪素)、有機質中空体２２、大気孔２４を形成するための発泡ポリスチレン，樹脂結合剤(液状エポキシ樹脂)２０をそれぞれ秤量し、混合工程Ｐ２において、順次に混合した。すなわち、先ず、砥粒１８、エポキシ樹脂結合剤の主剤と硬化剤、および有機質中空体２２を混合し、例えば10分間程度攪拌する。次いで、これに発泡ポリスチレンを投入し、5分間程度攪拌する。次いで、流し込み工程Ｐ３では、このようにして得られた液状混合物を金型３８内に流し込む。
【００５１】
図６は、この流し込み工程Ｐ３の実施状態を説明する模式図である。図において、金型３８は、例えば内径308(mm)程度、深さ22(mm)程度の凹所４０を備えたものであって、その凹所４０内面には離型性のコーティングやフィルム等が設けられている。凹所４０内には、別途製造された前記コア部１４がその中央部に配置されており、それらの相互間には例えば径方向の幅寸法が5(mm)程度の円環状断面の隙間４２が形成されている。なお、コア部１４は前述したように例えばレジノイド砥石で構成されるものであり、例えば外径φ295(mm)×ｔ22(mm)程度の寸法を備えている。上記の流し込み工程Ｐ３では、このような金型３８内の隙間４２に、前記の液状混合物が流し込まれる。
【００５２】
次いで、硬化工程Ｐ４では、金型３８内に流し込んだまま常温(すなわち室温)で例えば24時間程度放置することにより、樹脂結合剤２０を硬化させ、更に、金型３８から取り出し(脱型し)、例えば160(℃)程度の温度で3時間程度の本硬化処理を施す。この過程で発泡ポリスチレンは収縮させられ、前記の大気孔２４が生成される。その後、端面、外周面(研削面３４)、および孔(取付孔１２)内面等の仕上げ加工を施すことにより、前記のレジノイド砥石１０が得られる。
【００５３】
このようにして製造されるレジノイド砥石１０は、液状樹脂が用いられて流し込み成形されることから、砥粒１８が樹脂結合剤２０に強固に保持されるので、砥粒１８の過度の脱落が抑制され、長寿命が得られる。樹脂結合剤組織中に自然発生的な気孔は存在しないが、前述したように大気孔２４が発泡ポリスチレンから生成されると共に、有機質中空体２２がチップポケットとして機能する気孔を形成するので何ら問題は無い。
【００５４】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のレジノイド砥石の全体を示す斜視図である。
【図２】図１のレジノイド砥石の砥石部を拡大して示す図である。
【図３】図１のレジノイド砥石の使用状態を模式的に示す図である。
【図４】図３に示す使用状態における研削面の変化を説明するための要部を拡大して示す断面図であって、(ａ)は被削材によって研削面が押圧されつつある状態を、(ｂ)はその押圧力に従って砥粒が押し下げられた状態をそれぞれ示す図である。
【図５】図１のレジノイド砥石の製造方法の要部を説明する工程図である。
【図６】(ａ)、(ｂ)は、図５の製造工程における流し込み工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０：レジノイド砥石、１４：コア部、１６：砥石部、１８：砥粒、２０：樹脂結合剤、２２：有機質中空体、３２：ワーク外周面、３４：研削面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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