(57)【要約】      （修正有）【課題】粗研削時及び仕上げ研削時において砥石の交換をすることなく、粗研削においては切り込み量を大きくして高能率で研削でき、仕上げ研削においては精度の高い表面粗さが得られる高精度で研削できる砥石を提供する。【解決手段】ＣＢＮ粒又はダイヤモンド粒からなる超砥粒１２と、該砥粒１２を結合及び保持するビトリファイドボンド材１４と、前記超砥粒間に前記ビトリファイドボンド材１４によって形成される気孔１６とを備えたビトリファイド砥石において、前記気孔内に、微粒の砥粒２０の混合された樹脂材１８であって硬化時において弾性を有する樹脂材１８を含浸させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＢＮ粒又はダイヤモンド粒からなる超砥粒と、該砥粒を結合及び保持するビトリファイドボンド材と、前記超砥粒間に前記ビトリファイドボンド材によって形成される気孔とを備えたビトリファイド砥石において、
前記気孔内に、微粒の砥粒の混合された樹脂材であって硬化時において弾性を有する樹脂材を含浸させたことを特徴とする樹脂含浸砥石。
【請求項２】
請求項１において、前記樹脂材は、不飽和ポリエステルであることを特徴とする樹脂含浸砥石。    
【請求項３】
請求項１又は２において、前記微粒の砥粒は、ＣＢＮ粒又はダイヤモンド粒であることを特徴とする樹脂含浸砥石。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削加工に使用する砥石で、砥石の交換をすることなく粗研削及び仕上げ研削を行うことのできる砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）粒又はダイヤモンド粒等の超砥粒を用いて工作物を研削する砥石として、例えば特許文献１に示すようなビトリファイドＣＢＮ砥石が知られている。これは、特許文献１の図２に示すように、靭性の高い高靭性ＣＢＮ砥粒１３と、靭性の比較的低い中靭性ＣＢＮ砥粒１４とが、混合されてビトリファイドボンド１５により結合して形成されている。これによると、高靭性ＣＢＮ砥粒１３によりＣＢＮ砥粒の破砕が抑制され、中靭性ＣＢＮ砥粒１４が研削に関与することにより、高靭性ＣＢＮ砥粒１３にかかる研削負荷が軽減され、結合剤（ビトリファイドボンド）の量を多くしないでも高靭性ＣＢＮ１３の脱落を抑制できるという有用な効果を奏することができる。
【特許文献１】特開平６−３９７２６号公報（第３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のビトリファイド砥石３２では、図４に示すように、砥粒３４間においてビトリファイド結合剤３６で形成される気孔３８があるため工作物４０の表面に削り残し４２を生じ、この削り残し４２のために精度の高い表面粗さが得られにくくなっている。
【０００４】
また、工作物にサブミクロンの表面粗さを達成するために高効率で研削するには、大きい切込み量で高能率に研削を行うための粗研削工程と小さい切込み量で精度の高い表面粗さを得るための仕上げ工程とに分けて研削する必要がある。そのため、粗砥石と仕上げ砥石とを分けて研削を行ったり、粗砥石の研削後にペーパーラップにより仕上げを行ったりする等がなされていた。このように従来では夫々の工程のための専用の砥石に交換して研削する必要があり、それが研削作業の効率を低下させる要因となっていた。
【０００５】
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、粗研削時及び仕上げ研削時において砥石の交換をすることなく、粗研削においては切り込み量を大きくして高能率で研削でき、仕上げ研削においては精度の高い表面粗さが得られる高精度で研削できる砥石を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ＣＢＮ粒又はダイヤモンド粒からなる超砥粒と、該砥粒を結合及び保持するビトリファイドボンド材と、前記超砥粒間に前記ビトリファイドボンド材によって形成される気孔とを備えたビトリファイド砥石において、前記気孔内に、微粒の砥粒の混合された樹脂材であって硬化時において弾性を有する樹脂材を含浸させたことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記樹脂材は、不飽和ポリエステルとすることである。
【０００８】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記微粒の砥粒は、ＣＢＮ粒又はダイヤモンド粒とすることである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によると、粗研削時においては、切込み量の大きい高研削抵抗下で研削が行われるため大形状の研削屑が生成され、この研削屑が、気孔に含浸された弾性を有する樹脂材を押し退けてその中に入り込み樹脂材によって一時的に保持される。そのため、粗研削時においてはビトリファイドボンド材に結合されたＣＢＮ粒又はダイヤモンド粒の超砥粒によって工作物の表面を研削するとともに研削屑を樹脂材がチップポケットとして一時保持する。そして、研削点から外れたところで砥石の回転による遠心力によって研削屑を排出するので高能率研削を行うことができる。
【００１０】
仕上げ研削時においては、切込み量が小さな低研削抵抗下で研削が行われて気孔に含浸された樹脂材は押し退けられないため、ビトリファイドボンド材に保持された超砥粒によって削り残される部分を、樹脂材に混合された微粒の砥粒によって研削する。このように削り残しを微粒の砥粒で削ることにより、精度の高い表面粗さが得られる高精度研削を行うことができる。したがって、粗研削時と仕上げ研削時とに夫々専用の砥石に交換することなく、高能率研削及び高精度研削を行うことができ、研削作業の効率化を図ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によると、不飽和ポリエステルは液状で含浸性が高くビトリファイドボンド材に形成された気孔内に容易に充填され、樹脂含浸性砥石を簡易に製作することができる。また、不飽和ポリエステルの耐熱性より研削時に生じる高熱に対しても耐久性のある樹脂含浸砥石を得ることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によると、微粒の砥粒をＣＢＮ又はダイヤモンドとすることで、その高い耐摩耗性より長時間の研削が可能となり、砥石の交換手間が削減され、さらに研削作業の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る樹脂含浸砥石の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は樹脂含浸砥石の全体図であり、図２は樹脂含浸砥石の組織を示す拡大模式図である。樹脂含浸砥石２は、図１に示すように、円盤状の砥石ベース４とこのベース４の外周に適宜接着剤を用いて或いは焼結により固着したリング状の砥石層６とから構成される。砥石ベース４は鋼、アルミニュウム或いはチタン等の金属材料或いはＦＲＰ（繊維強化プラスチック）材料で形成される。砥石層６は、リング状に焼成した砥石層リングを砥石ベース４の外周に固着して形成されるか、或いは複数の砥石セグメントを砥石ベース４に接着してリング状になるように形成される。砥石ベース４の中心には、後述する砥石台の砥石軸の軸端に突出する芯合わせボスに嵌合する中心穴８と、前記砥石軸の軸端に開口する螺子孔に螺合するボルトが挿通する複数のボルト孔１０とが形成され、このボルト孔１０にボルトを挿入して前記螺子孔にねじ込むことによって、樹脂含浸砥石２を前記砥石軸に固着するようになっている。この樹脂含浸砥石２が装着される研削盤には図略の砥石台と図略のテーブルとが互いに直交する方向に摺動可能に案内され、該砥石台には図略のモータにより駆動される砥石軸が砥石２により研削される工作物２２の長手方向に平行な軸線回りに回転可能に設けられている。前記テーブル上には主軸台と心押台とが載置されており、これらの主軸台と心押台とにより樹脂含浸砥石２により前記工作物２２は該テーブルの移動方向と平行な軸線回りに回転可能に支持されるようになっている。
【００１４】
砥石層６は、図２に示すように、例えばＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒からなる多数の超砥粒１２同士を焼結固化されたビトリファイド結合剤１４によりブリッジ結合して構成されている。なお、超砥粒としてはダイヤモンド砥粒を用いることもできる。また、ビトリファイド結合剤１４は、焼結によりＣＢＮ砥粒同士をブリッジ結合して固化するときに形成される気孔１６を超砥粒１２間に有している。
【００１５】
この気孔１６の中には含浸後硬化された不飽和ポリエステルの樹脂材１８が充填され、この樹脂材１８の中には微粒のＣＢＮ砥粒（粒度＃５００以下で、好ましくは粒度＃１５００以下）２０が多数混在されている。なお、微粒としてはダイヤモンド砥粒を用いることもできる。
【００１６】
次に、実施形態にかかる樹脂含浸砥石の製造方法について説明する。まず、ＣＢＮ砥粒による砥石層６が公知の方法で製作される。この場合、ＣＢＮの超砥粒１２と、ビトリファイドからなる結合剤１４と、必要に応じてＷＡ砥粒等からなる骨材とが、予め設定された混合割合で混練され、この混合物がリング状の砥石層６に対応する空間を形成する図略の型枠に充填され加圧成形される。次に、加圧成形されたリング状砥石層６が型枠から抜き出され、ビトリファイド結合剤１４が固化する温度である１０００℃前後で数時間加熱焼成され、樹脂含浸前の研削砥石が製造される。
【００１７】
次に樹脂含浸工程において、前記樹脂含浸前の研削砥石を公知の方法で含浸させる。含浸前の研削砥石を液状の不飽和ポリエステルが入った容器に浸漬し、同容器内を真空にする。このとき液状の不飽和ポリエステルには微粒のＣＢＮ砥粒２０が混入され、微粒のＣＢＮ砥粒２０が液全体に均一に混在するよう混ぜ合わされている。そして、研削砥石の気孔１６内に入っていた空気を吸引するとともに気孔１６内に不飽和ポリエステルを含浸させる。次に、この研削砥石を同容器から取り出すが、このとき気孔１６内には不飽和ポリエステルがその粘性及び表面張力により残存する。次に、加熱室において不飽和ポリエステルが含浸した研削砥石を例えば５０〜１５０℃に加熱し、この加熱によって不飽和ポリエステルは気孔１６内において固化される。そして、常温まで自然冷却されることにより、図２に示すような組織を有する樹脂含浸砥石２が製造される。
【００１８】
次に、上記構成の樹脂含浸砥石２を使用した研削加工における作用について図に基づいて以下に説明する。まず、前記砥石台の砥石軸に樹脂含浸砥石２を固着し、該砥石軸を前記モータにより駆動させて樹脂含浸砥石２を高速回転させる。また、図略の主軸台と心押台との間に支持した工作物２２を主軸台の主軸を回転させることにより軸線回りに回転させる。そして、砥石台を工作物２２の軸線方向に直角な方向から前進させて研削を行う。
【００１９】
粗研削時においては、例えば０．０２ｍｍ程度の切込み量の大きい高研削抵抗下で研削が行われるため大形状の研削屑が生成され、この研削屑が、気孔１６に含浸された弾性を有する樹脂材１８を押し退けてその中に入り込み、その樹脂材１８によって一時的に保持される。そのため、粗研削時においてはビトリファイドボンド結合剤１４に結合されたＣＢＮ粒の超砥粒１２によって工作物２０の表面を研削するとともに研削屑を樹脂材１８がチップポケットとして一時保持する。そして、研削点を外れたところで砥石の回転による遠心力で研削屑を排出するので高能率研削を行うことができる。
【００２０】
仕上げ研削時においては、例えば０．００５ｍｍ程度の切込み量が小さな低研削抵抗下で研削が行われて気孔１６に含浸された樹脂材１８は研削屑により押し退けられないため、図３に示すように、ビトリファイドボンド結合剤１４に保持された超砥粒１２によって削り残される部分を、樹脂材１８に混合された微粒のＣＢＮ砥粒２０によって研削する。このように削り残しを微粒のＣＢＮ砥粒２０で削ることにより、精度の高い表面粗さが得られる高精度研削を行うことができる。したがって、粗研削時と仕上げ研削時とに夫々専用の砥石に交換することなく、高能率研削及び高精度研削を行うことができ、研削作業の効率化を図ることができる。
【００２１】
なお、本実施形態において、樹脂材に混合される微粒の砥粒をＣＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒としたが、これらの超砥粒に限定されるものではなく、例えば酸化アルミ系や炭化珪素系の砥粒を使用してもよい。
【００２２】
また、微粒の砥粒を混合させる樹脂材を不飽和ポリエステルとしたが、これに限定されず、例えば含浸性がよく硬化時において弾性を有する樹脂材であれば使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る樹脂含浸砥石の全体図。
【図２】樹脂含浸砥石の組織を示す拡大模式図。
【図３】研削された工作物の表面の状態を示す拡大図。
【図４】従来のビトリファイド砥石の研削による工作物の表面の状態を示す拡大図。
【符号の説明】
【００２４】
２…樹脂含浸砥石、１２…超砥粒（ＣＢＮ砥粒）、１４…ビトリファイド材（ビトリファイド結合剤）、１６…気孔、１８…樹脂材、２０…微粒の砥粒（微粒のＣＢＮ砥粒）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007260810.tif 000006