さらなる高能率を実現させる
ビトリファイドポーラス
セラミック砥石

ノリタケ
からの提案

01

注目の製品・技術［著者］大山 紘史
工業機材事業本部 技術本部 商品開発部
ビトリファイドグループ

一般砥石での高能率化のニーズは多いものの、高精度化と高能率化の両立は難しいのが現状です。
新開発の“CZ砥石”は独自配合砥粒と均質構造化のボンドシステムにより、切れ味と表面粗さの維持性を向上させ、高能率化を実現させます。

高能率研削用ビトリファイドポーラスセラミック砥石

CZ砥石
［適用範囲と期待効果］
非金属材料

その他

無機材料
有機材料
（ガラス・セラミックス） （ゴム・プラスチック）

先端材料

金属材料
鉄系材料

非鉄系材料
（Al・Cuなど）●
サイクルタイム短縮

工具寿命向上

加工品質向上

作業性改善

●

●

●

●

08

環境配慮

ノリタケ
からのCZ砥石

さらなる高能率を実現させるビトリファイドポーラスセラミック砥石

提案

01

注目の製品・技術市場における高 能 率 化 の 流 れと砥石 の 使い 分け
ビトリファイド砥石は、高精度研削に広く用いられています。
昨今、高能率化・省人化のニーズにより、CBNホイールといった超砥粒ホイールが増えており、自動化や無人化に対応可能となってきています。
しかしながら、超砥粒ホイールを用いる場合には、対応する研削盤や研削条件の制限を強く受けます。
そのため、比較的使用条件の制限が緩く、既設の研削盤で使用できる高能率研削用一般砥石の要望も高く、さらなる高能率化が求められる傾向にあります。
さら
ノリタケはこれまで一般砥石に対する高能率化のニーズに応えるため、ライフキング1やCX砥石などの製品を開発してきましたが、なる高能率化を実現させる砥石の開発に着手し、新たなビトリファイドセラミックポーラス砥石CZ砥石の製品化に成功しました。

高能率化による現 場 の 苦 労と打 開 策
加工の現場においては、目標とするワーク精度や形状(寸法)を得られることが最も重要であり、そのために砥石の切込み速度やドレッシング条件の調整を行うといった流れになることが一般的かと思われます。高能率化を狙う現場においても、切込み量や切込み速度を上げることによって加工時間の短縮を図ることが多いと考えられますが、研削負荷が増加し過負荷によって加工停止になってしまう、砥石面が荒れて目標表面粗さをこえてしまう、研削焼けによるワークの加工面品位低下が起こってしまう、といった問題が生じて高能率化が阻まれてしまうと推察されます。
このような問題を解決するために、
CZ砥石は高い切れ味による加工負荷の低減と表面粗さの維持性を両立させました。

CZ砥石の実力CZ砥石の性能を検証するため
表1 試験条件（平面研削）

寸法(表2、図2)の試験を行いました。

スペック

CX-V104P (CX砥石)CZ-V700P (CZ砥石)CX砥石と比較して消費電力値がドレッサ

0.8LL単石ドレッサ10%低く、かつ砥石摩耗量が40%

ドレッシングリード

0.1 mm/r.o.w.

切込み量10μm/pass

少ないため、切れ味の向上ととも［研削条件］に砥石寿命の延長が期待できま

研削方式

平面研削す。
また、CZ砥石の表面粗さは、CX

ワーク材質

SUS304 (HRB 90)

ワーク寸法

長さ100mm 厚み10mm

砥石周速度33.3m/s

す。通常、切れ味の良い砥石は寿命

テーブル速度0.33m/sが短い傾向になりやすく、表面粗さ研削能率

3.3mm 3/mm･s

スパークアウト無し

研削液

水溶性：SEC-700(×50)

砥石よりも細かい値を示していまは粗くなるといった問題が発生しますが、CZ砥石では切れ味と表面10 ％低減

約100500［ドレッシング条件］

CX砥石

150

砥石摩耗量（指数）平面研削では、CZ砥石は従来のφ176×T14×φ76.2mm

消費電力値（指数）［砥石］

件で平面研削(表1、図1)と円筒研削

図1 試験結果（平面研削)
150

約100CZ砥石

40 ％低減

500CX砥石

CZ砥石

CX砥石

CZ砥石

1

表面粗さRa（μm）に、比較的に研削能率が高い試験条

0.80.60.40.20｜ 09粗さの向上が見られ、高能率研削において
表2 試験条件（円筒研削）

図2 試験結果(円筒研削)

寸法
スペック

φ350×T20×φ127mm
CX-V104P (CX砥石)CZ-V700P (CZ砥石)

消費電力値（指数）

150

［砥石］

0.1 mm/r．o．w.
φ20μm/pass×5pass［研削条件］
ワーク 材 質SCM435

ワーク 寸 法

φ45×T10 mm

砥 石周 速 度45m/s

ワーク周 速 度

0.45m/s

研削能率5mm /mm･s

ス パークアウト

10rev

研削液

水溶性：SEC-700(×50)(焼入 HRc 48)

3が10%低く、砥石摩耗量も20%低いため、
CZ砥石

CX砥石

平面研削と同様に切れ味の向上とともに砥20 ％低減

石寿命の延長が期待できます。表面粗さは約100

CZ砥石がCX砥石と比較して細かく、
ワーク
500表面粗さRa（μm）

切 込 み量石は従来のCX砥石と比較して、消費電力値

150

砥石摩耗量（指数）ドレッシングリード

さらに、円筒研削の結果においても、
CZ砥

5000.8LL単石ドレッサ10 ％低減

約100［ドレッシング条件］
ドレッサ

優位性のある砥石と言えます。

面品位の向上が見られました。
平面研削、円筒研削ともにCZ砥石はCX砥

CZ砥石

CX砥石

0.5

石と比較して、加工負荷が低減し表面粗さの0.4向上が見られました。
このことから、CZ砥石

0.3は様々な用途の高能率研削に適用でき、作業効率の向上が期待できます。

0.2CZ砥石

CX砥石

高 能率研削に対するCZ 砥 石 のコア技 術
前述の通り、CZ砥石は高能率研削において優位な性能を示します。高能率研削に対して有効な研削作用を働かせるために、CZ
砥石は2つのノリタケ独自の技術を組み込んでいます。
1セラミック系砥粒の独自配合により、優れた切れ味を発揮

CZ砥粒

セラミック砥石は、ワークと接触した砥粒がワークを除去しつつ破砕することによって自生発刃をさせて切れ刃を維持させます。理想的な研削作用はそのような現象なのですが、研削条件によっては砥粒が破砕せずに摩滅してしまい、切れ味が低下してしまいます。
そこでノリタケはこれまで培ってきた砥石のノウハウを基に、セラミック系砥粒を独自配合させたCZ砥粒を生み出し、砥粒の摩滅面積の低減に成功しました。
図3は前項の平面研削後の砥石面を観察した結果で、図中の白い部分は砥粒の摩滅面を示しています。
CZ砥石はCX砥石と比較して、砥粒の摩滅面積が小さく、切れ刃がうまく維持できていると考えられます。
そのため、CZ砥粒は高能率研削においても砥粒の摩滅作用を抑制し、切れ味を発揮できます。
2CZ砥石専用結合剤（ボンド）V700による構造の最適化
CZ砥石に組み込まれているCZ砥粒はセラミック

図3 平面研削後の砥石面観察結果
CX砥石

CZ砥石

系砥粒を独自配合させたもので、CZ砥石の専用ボン
ドV700はそのセラミック系砥粒の性能を最大限に発揮させる組成となっています。
さらに、V700は切れ味を維持させるために、もう101.0mm／div

ノリタケCZ砥石

さらなる高能率を実現させるビトリファイドポーラスセラミック砥石

01

注目の製品・技術からの提案

一つの工夫が加えられています。それは、独自のボンドシステムによ図4 砥石構造の模式図

り、砥石構造の均質性を向上させていることです。

［a 従来構造］

ビトリファイド砥石は多数の砥粒がボンドにより接着されて砥石を砥粒ボンド気孔形作っていますが、それぞれの砥粒の相対距離は必ずしも同じではな
摩滅

狭いところは、砥粒の摩滅や溶着が進行しやすく、砥粒間隔が広いとこ→

く、砥粒間隔が狭いところと広いところが混在しています。砥粒間隔が脱落ろでは砥粒保持力が不足して、砥粒の脱落が起こりやすく、いずれも切［b 均質構造］

れ味の低下につながります（図4（a））。そこでV700は、そのような切→摩滅

摩滅

砥石

脱落

気孔

砥粒
ボンド

れ味の低下を防ぐために、砥粒がより均質に分散した構造となるようにしました（図4（b））。

砥石

従来の砥石とCZ砥石の構造の違いを検証するために、前項の円筒研削後の砥石面の高さ分布の評価を行いました（図5）。赤色部分が砥石表面で最も高い部分を示し、赤色部分の多くが砥粒です。一方、黒色部

図5 砥石面の高さ分布
CX砥石

分は気孔です。CZ砥石の構造はCX砥石と比較して、砥粒や気孔の偏りCZ砥石が少ないことがわかります。
また、CZ砥石は砥粒部分の面積が多く、脱落などによる欠損が少なく、より切れ刃の維持ができていると推測されます。
これは、V700による構造の最適化により、切れ刃が維持され、切れ味の向上ができていると考えられます。

研削能率の 向 上を 求 める現 場で の 採 用 事 例
高能率研削用ビトリファイドポーラスセラミック砥石CZ砥石は、一般的な円筒研削から高精度が求められるガイドレール溝研削など、幅広い用途で活躍しており、研削工程の効率化を求めるさまざまなお客様にご提供しています。CZ砥石がお客様の生産性向上の一助になれば幸いです。
［文献］
1 大山 紘史 ： ライフキング, NORITAKE TECHNICAL JOURNAL 2018（2017）, 28

Q
A
Q
A

CX砥石とCZ砥石の使い分けは？
CX砥石よりもさらにサイクルタイム短縮など高能率が求められる用途におすすめです。

どういった用途に向いていますか？
高能率、高負荷の研削や、溶着が起きやすい難削材などの用途に向いています。

Q
A
Q
A

CZ砥石の価格帯はどれくらいですか？
CX砥石よりも価格は上がりますが、長寿命が見込めるので、トータルコストとして削減できると考えます。

Q＆ A

生材の研削にも使用できますか？

使用可能です。生材だけでなく焼入材の高能率加工にも効果を発揮する製品です。

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