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JP7561785B2 - Gear grinding wheels - Google Patents
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JP7561785B2 - Gear grinding wheels - Google Patents

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Description

本発明は、歯車研削用砥石に関する。 The present invention relates to a gear grinding wheel.

歯車素材を研削し歯車を製造するときに使用する砥石(以下、歯車研削用砥石と言う)として種々のものが提案されている(例えば、特許文献1、2)。歯車研削用砥石は、回転運動が可能で、歯車の歯面と噛み合う研削面を有しており、歯車研削用砥石を回転させて、歯車素材を研削するものである。近時、歯車素材の研削加工効率を向上させるべく、研削時における歯車研削用砥石の回転数が高速化していく傾向にあり、高速で歯車素材を研削できる歯車研削用砥石が求められている。換言すれば、高速での研削に耐えうる耐久性を有する歯車研削用砥石が求められている。このような歯車研削用砥石には、高速での研削が可能であることに加え、研削加工精度が良好であることが求められている。 Various grinding wheels (hereafter referred to as gear grinding wheels) used to grind gear materials to manufacture gears have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). Gear grinding wheels are capable of rotational motion and have a grinding surface that meshes with the tooth surface of a gear, and the gear material is ground by rotating the gear grinding wheel. Recently, in order to improve the grinding efficiency of gear materials, there has been a trend toward increasing the rotation speed of gear grinding wheels during grinding, and there is a demand for gear grinding wheels that can grind gear materials at high speeds. In other words, there is a demand for gear grinding wheels that have durability that can withstand high-speed grinding. In addition to being capable of high-speed grinding, such gear grinding wheels are required to have good grinding precision.

しかしながら、現在までに提案がされている歯車研削用砥石は、研削加工効率、及び研削加工精度の点において改善の余地が残されている。また、一般的に、研削加工効率を向上させるためには、歯車研削用砥石を構成する砥粒として粒度の細かいものを使用し、その強度を高めることが好ましいとされている。しかしながら、歯車研削用砥石を構成する砥粒として粒度の細かい砥粒を使用した場合には、当該砥石を使用した歯車素材の研削時に砥石に目つぶれが発生し、研削加工精度が低下するといった問題が生じやすくなる。つまり、研削加工効率を向上させることと、研削加工精度を向上させることはトレードオフの関係にあり、双方を十分に満足できるまでには至っていない。 However, the gear grinding wheels proposed to date have room for improvement in terms of grinding efficiency and grinding precision. In addition, it is generally considered preferable to use fine grains as the abrasives that make up the gear grinding wheel in order to improve grinding efficiency, and to increase its strength. However, when fine grains are used as the abrasives that make up the gear grinding wheel, problems such as dulling of the wheel during grinding of gear material with the wheel and reduced grinding precision are likely to occur. In other words, there is a trade-off between improving grinding efficiency and improving grinding precision, and it has not yet been possible to fully satisfy both.

特開2015-16522号公報JP 2015-16522 A 特開2021-30419号公報JP 2021-30419 A

本発明は、歯車素材の研削加工効率、及び研削加工精度が良好な歯車研削用砥石の提供を主たる課題とする。 The main objective of the present invention is to provide a gear grinding wheel that has good grinding efficiency and precision for grinding gear materials.

本発明の一実施形態の歯車研削用砥石は、円筒状の補強部と、前記補強部の外周面側に位置し、前記補強部と固定された使用部と、から構成され、前記使用部は、歯車を研削するための研削面を有し、前記使用部、及び補強部は、ともに、砥粒、及びビトリファイド結合剤を含み、且つ内部に気孔を有するビトリファイド砥石であり、前記使用部に含まれる前記砥粒の平均粒径が30μm以上200μm以下であり、前記補強部に含まれる前記砥粒の平均粒径が16μm以上56μm以下であり、前記使用部における、前記砥粒の体積率は(i)40%以上47%未満、又は(ii)47%以上50%以下であり、前記(i)の場合、前記ビトリファイド結合剤の体積率は10%以上16%以下であり、前記気孔の体積率は37%より大きく、前記(ii)の場合、前記ビトリファイド結合剤の体積率は9%以上16%以下であり、前記気孔の体積率は34%以上であり、前記補強部における、前記砥粒の体積率は46%以上50%以下であり、前記ビトリファイド結合剤の体積率は10%以上15%以下であり、前記気孔の体積率は35%以上であり、前記補強部の前記気孔内の少なくとも一部に、熱硬化性樹脂が含浸されている。 A gear grinding wheel according to one embodiment of the present invention is comprised of a cylindrical reinforcing portion and a usage portion located on the outer peripheral surface side of the reinforcing portion and fixed to the reinforcing portion, the usage portion having a grinding surface for grinding gears, the usage portion and the reinforcing portion both being vitrified grinding wheels containing abrasive grains and a vitrified binder and having pores therein, the average grain size of the abrasive grains contained in the usage portion being 30 μm or more and 200 μm or less, the average grain size of the abrasive grains contained in the reinforcing portion being 16 μm or more and 56 μm or less, and the volume fraction of the abrasive grains in the usage portion being (i) 40% or more and less than 47% or (ii) 47% or more and 50% or less, in which case (i) the volume fraction of the vitrified binder is 10% or more and 16% or less, and the volume fraction of the pores is greater than 37%, and in the case of (ii) the volume fraction of the vitrified binder is 9% or more and 16% or less, and the volume fraction of the pores is 34% or more, the volume fraction of the abrasive grains in the reinforcing portion is 46% or more and 50% or less, the volume fraction of the vitrified binder is 10% or more and 15% or less, and the volume fraction of the pores is 35% or more, and at least a portion of the pores in the reinforcing portion are impregnated with a thermosetting resin.

上記の歯車研削用砥石において、前記使用部、及び前記補強部における前記砥粒が、ともに、アルミナ系砥粒であってもよい。
上記の歯車研削用砥石において、前記補強部の外周面側の表面が露出しないようにしてもよい。
上記の歯車研削用砥石において、一体成型で、前記使用部と前記補強部とを直接的に固定してもよい。
In the above gear grinding wheel, the abrasive grains in the use portion and the reinforcing portion may both be alumina-based abrasive grains.
In the above gear grinding wheel, the surface on the outer circumferential surface side of the reinforcing portion may be prevented from being exposed.
In the above gear grinding wheel, the use portion and the reinforcing portion may be directly fixed to each other by integral molding.

本発明の歯車研削用砥石は、トレードオフの関係にある、歯車素材の研削加工効率、及び研削加工精度の双方を良好なものとできる。 The gear grinding wheel of the present invention can improve both the grinding efficiency and grinding accuracy of gear materials, which are in a trade-off relationship.

本発明の一実施形態の歯車研削用砥石の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a gear grinding wheel according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の歯車研削用砥石の断面図である。1 is a cross-sectional view of a gear grinding wheel according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。なお、本発明は多くの異なる態様で実施でき、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上又は下等という語句を用いて説明するが、上下方向が逆転してもよい。左右方向についても同様である。 The following describes the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that the present invention can be implemented in many different ways, and should not be interpreted as being limited to the description of the embodiments exemplified below. In addition, the drawings may show the width, thickness, shape, etc. of each part in a schematic manner compared to the actual embodiment in order to make the explanation clearer, but these are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention. In addition, in this specification and each figure, elements similar to those described above with respect to the previous figures are given the same reference numerals, and detailed explanations may be omitted as appropriate. In addition, for convenience of explanation, the terms "upper" and "lower" are used in the explanation, but the up-down direction may be reversed. The same applies to the left-right direction.

<<歯車研削用砥石>>
本発明の一実施形態の歯車研削用砥石(以下、一実施形態の歯車研削用砥石という)は、円筒状の補強部2と、補強部2の外周面側に位置する使用部1とから構成されている。使用部1は、歯車素材を研削できる研削面を有している。円筒状の補強部2は、円盤状の補強部や、ドーナツ状の補強部、穴部3を有する補強部と同義である。図1は、一実施形態の歯車研削用砥石の一例を示す斜視図である。図2は、一実施形態の歯車研削用砥石の断面図である。図1においては、使用部の外周面である研削面の形状の記載を省略している。
<<Gear grinding wheels>>
A gear grinding wheel according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a gear grinding wheel according to one embodiment) is composed of a cylindrical reinforcing portion 2 and a use portion 1 located on the outer circumferential surface side of the reinforcing portion 2. The use portion 1 has a grinding surface capable of grinding a gear material. The cylindrical reinforcing portion 2 is synonymous with a disk-shaped reinforcing portion, a doughnut-shaped reinforcing portion, and a reinforcing portion having a hole portion 3. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a gear grinding wheel according to one embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the gear grinding wheel according to one embodiment. In FIG. 1, the shape of the grinding surface, which is the outer circumferential surface of the use portion, is omitted.

一実施形態の歯車研削用砥石10は、当該歯車研削用砥石10を順次回転させ、使用部の研削面で、被研削物である歯車素材に歯を形成するときに使用するものである。一実施形態の歯車研削用砥石10を使用した研削方法に限定はなく、この分野で従来公知の方法、及び装置を適宜選択して使用できる。以下、一実施形態の歯車研削用砥石10を構成する補強部2、及び使用部1について説明する。 The gear grinding wheel 10 of one embodiment is used when the gear grinding wheel 10 is rotated sequentially to form teeth on the gear material to be ground, that is, on the grinding surface of the use part. There is no limitation on the grinding method using the gear grinding wheel 10 of one embodiment, and any method and device conventionally known in this field can be appropriately selected and used. The reinforcing part 2 and the use part 1 that constitute the gear grinding wheel 10 of one embodiment are described below.

<使用部>
使用部1は、補強部2の外周面側に位置しており、砥粒、及びビトリファイド結合剤を含む。使用部1は、その内部に気孔を有している。使用部1は、円筒状の補強部2の外径と同じ、又は、これよりも大きい内径を有する円筒状であり、補強部2の外周面と、使用部1の内周面は、直接的に固定されているか、又は接着剤等の接合部材を介して間接的に固定されている。
<Usage area>
The use part 1 is located on the outer peripheral surface side of the reinforcing part 2, and contains abrasive grains and a vitrified binder. The use part 1 has pores therein. The use part 1 is cylindrical with an inner diameter that is the same as or larger than the outer diameter of the cylindrical reinforcing part 2, and the outer peripheral surface of the reinforcing part 2 and the inner peripheral surface of the use part 1 are directly fixed to each other, or indirectly fixed to each other via a joining member such as an adhesive.

使用部1の外周面は、被研削物である歯車素材を研削できる研削面となっている。研削面の形状に限定はなく、製造対象である歯車の形状等に応じて適宜設定すればよい。一例としての研削面は、ねじ状である。一例としての研削面は、らせん状の溝を有する。一例としての研削面は、らせん状の凸部を有する(図2参照)。使用部1の高さ、内径、及び外径に限定はなく、補強部2の形状、及び一実施形態の歯車研削用砥石10全体の目的とする形状に応じて適宜設定すればよい。 The outer peripheral surface of the use portion 1 is a grinding surface capable of grinding the gear material to be ground. There is no limitation on the shape of the grinding surface, and it may be set appropriately depending on the shape of the gear to be manufactured. An example of the grinding surface is a screw shape. An example of the grinding surface has a spiral groove. An example of the grinding surface has a spiral convex portion (see FIG. 2). There is no limitation on the height, inner diameter, and outer diameter of the use portion 1, and it may be set appropriately depending on the shape of the reinforcing portion 2 and the desired shape of the entire gear grinding wheel 10 of one embodiment.

使用部1は、以下の(条件1)、及び(条件2)を満たす。
(条件1):平均粒径が30μm以上200μm以下の砥粒Aを含む。以下、砥粒Aという場合には、平均粒径が30μm以上200μm以下の砥粒を意味する。
(条件2):使用部1の体積を100%としたときに、砥粒Aの体積率は(i)40%以上47%未満であるか、又は(ii)47%以上50%以下であり、砥粒Aの体積率が(i)の場合における、ビトリファイド結合剤の体積率は10%以上16%以下であり、気孔の体積率は37%より大きく、砥粒Aの体積率が(ii)の場合における、ビトリファイド結合剤の体積率は9%以上16%以下であり、気孔の体積率は34%以上である。
The usage unit 1 satisfies the following (Condition 1) and (Condition 2).
(Condition 1): Abrasive grains A having an average grain size of 30 μm or more and 200 μm or less are included. Hereinafter, when referring to abrasive grains A, this means abrasive grains having an average grain size of 30 μm or more and 200 μm or less.
(Condition 2): When the volume of the usage part 1 is taken as 100%, the volume fraction of abrasive grains A is (i) 40% or more and less than 47%, or (ii) 47% or more and 50% or less. When the volume fraction of abrasive grains A is (i), the volume fraction of the vitrified bond is 10% or more and 16% or less, and the volume fraction of pores is greater than 37%. When the volume fraction of abrasive grains A is (ii), the volume fraction of the vitrified bond is 9% or more and 16% or less, and the volume fraction of pores is 34% or more.

本願明細書における砥粒の平均粒径は、JIS R6001-1:2017に準拠した平均粒径(表3-粗粒の標準粒度分布の3段目の試験用ふるい:公称目開き及びふるい上に残らなければならない最小質量分率における粒子径)、及びJIS R6001-2:2017に準拠した平均粒径(表4-精密研磨用微粉の標準粒度分布(沈降管試験方法)におけるds50の粒子径)を意味する。 The average particle size of the abrasive grains in this specification refers to the average particle size in accordance with JIS R6001-1:2017 (Table 3 - Standard particle size distribution of coarse grains, third stage test sieve: particle size at nominal opening and minimum mass fraction that must remain on the sieve) and the average particle size in accordance with JIS R6001-2:2017 (Table 4 - Particle size at ds50 in standard particle size distribution of fine powder for precision polishing (sedimentation tube test method)).

本願明細書における使用部1における砥粒A、及びビトリファイド結合剤の体積率は、以下の方法で算出できる。なお、以下の算出例は、使用部1を、砥粒A、及びビトリファイド結合剤のみで形成した場合の算出例である。初めに、使用部1、砥粒A、及びビトリファイド結合剤の体積をそれぞれ算出する。砥粒A、及びビトリファイド結合剤の体積は、使用部1の形成に使用した砥粒A、及びビトリファイド結合剤の使用量(配合量)、及び使用した砥粒、及びビトリファイド結合剤の密度から算出できる。算出した砥粒、及びビトリファイド結合剤の体積を、使用部1の体積で除することで、砥粒、及びビトリファイド結合剤の体積率(%)を算出できる。気孔の体積率(%)は、使用部1の体積率100(%)から、砥粒Aの体積率(%)、及びビトリファイド結合剤の体積率(%)を減算した体積率である。なお、使用部1が(条件2)を満たす範囲で任意の成分を含む場合、当該任意の成分の体積率(%)を算出し、この体積率(%)をさらに減算することで、気孔の体積率(%)を算出できる。
つまり、気孔の体積率(%)は、使用部1の体積率(100%)から使用部1の形成に使用した全ての成分の体積率(%)を減算して算出した体積率である。
補強部2における砥粒B、ビトリファイド結合剤、及び気孔の体積率についても同じ方法で算出できる。
The volume ratio of the abrasive grains A and the vitrified binder in the use part 1 in the present specification can be calculated by the following method. The following calculation example is a calculation example in the case where the use part 1 is formed only with the abrasive grains A and the vitrified binder. First, the volumes of the use part 1, the abrasive grains A, and the vitrified binder are calculated. The volumes of the abrasive grains A and the vitrified binder can be calculated from the amount (mixture amount) of the abrasive grains A and the vitrified binder used to form the use part 1, and the density of the abrasive grains and the vitrified binder used. The calculated volumes of the abrasive grains and the vitrified binder are divided by the volume of the use part 1 to calculate the volume ratio (%) of the abrasive grains and the vitrified binder. The volume ratio (%) of the pores is the volume ratio of the use part 1, 100 (%) minus the volume ratio (%) of the abrasive grains A and the volume ratio (%) of the vitrified binder. In addition, when the use part 1 contains any component within the range satisfying (Condition 2), the volume fraction (%) of the any component is calculated, and then this volume fraction (%) is further subtracted to calculate the volume fraction (%) of the pores.
In other words, the volume fraction (%) of the pores is a volume fraction calculated by subtracting the volume fraction (%) of all components used to form the use portion 1 from the volume fraction (100%) of the use portion 1.
The volume fractions of the abrasive grains B, the vitrified binder, and the pores in the reinforcing portion 2 can also be calculated in the same manner.

(条件1)、(条件2)を満たす使用部1を含む一実施形態の歯車研削用砥石10は、トレードオフの関係にある研削加工効率の向上と、研削加工精度の向上の双方を実現できる。一実施形態の歯車研削用砥石10は使用速度90m/s以上で砥石破壊がなく、安全に使用できる。つまり、研削加工効率が良好である。さらに、一実施形態の歯車研削用砥石10は、回転破壊周速度を180m/s以上とできる。また、一実施形態の歯車研削用砥石10は、使用速度を高くしていった場合でも、砥石に目つぶれ等が発生することを抑制でき、研削加工精度を良好なものとできる。 The gear grinding wheel 10 of one embodiment, which includes a use portion 1 that satisfies (Condition 1) and (Condition 2), can achieve both improved grinding efficiency and improved grinding precision, which are in a trade-off relationship. The gear grinding wheel 10 of one embodiment can be used safely at operating speeds of 90 m/s or more without wheel breakage. In other words, it has good grinding efficiency. Furthermore, the gear grinding wheel 10 of one embodiment can achieve a rotational breakage peripheral speed of 180 m/s or more. Furthermore, the gear grinding wheel 10 of one embodiment can suppress the occurrence of damage to the wheel, even when the operating speed is increased, and can achieve good grinding precision.

なお、一実施形態の歯車研削用砥石10における上記の効果は、(条件1)、(条件2)のそれぞれの単独の効果ではなく、(条件1)、(条件2)、及び後述する補強部2の条件((条件3)~(条件5))との相乗効果である。 The above-mentioned effect of the gear grinding wheel 10 of one embodiment is not the effect of (Condition 1) or (Condition 2) alone, but a synergistic effect of (Condition 1), (Condition 2), and the conditions of the reinforcing portion 2 described below (Conditions 3 to 5).

なお、砥粒Aの体積率が(条件2)の下限値未満である場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。一方で、砥粒Aの体積率が(条件2)の上限値を超える場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削時に砥石に目つぶれ等が発生し、研削加工精度を十分なものとできない。また、砥粒Aの体積率が(条件2)の上限値を超える場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、気孔の体積率を十分なものとできず、歯車研削時に、歯車素材に焼け等が発生しやすくなる。また、正常な砥石の製造が困難となる。製造時におけるこの問題は、使用部1と補強部2を一体成型する場合に顕著に生じ得る。 If the volume ratio of abrasive grain A is less than the lower limit of (Condition 2), the strength of the gear grinding wheel cannot be sufficient, and the grinding efficiency cannot be sufficient, even if all other conditions are met. On the other hand, if the volume ratio of abrasive grain A exceeds the upper limit of (Condition 2), even if all other conditions are met, the wheel will be damaged during gear grinding, and the grinding accuracy will not be sufficient. Also, if the volume ratio of abrasive grain A exceeds the upper limit of (Condition 2), the volume ratio of pores will not be sufficient, and the gear material will be prone to burning during gear grinding, even if all other conditions are met. In addition, it will be difficult to manufacture a normal grinding wheel. This problem during manufacturing can occur significantly when the use part 1 and the reinforcing part 2 are molded as one piece.

また、ビトリファイド結合剤の体積率が(条件2)の下限値未満である場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。一方で、ビトリファイド結合剤の体積率が(条件2)の上限値を超える場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削時に砥石に目つぶれ等が発生し、研削加工精度を十分なものとできない。また、ビトリファイド結合剤の体積率が(条件2)の上限値を超える場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、気孔の体積率を十分なものとできず、歯車研削時に、歯車素材に焼け等が発生しやすくなる。また、正常な歯車研削用砥石の製造が困難となる。製造時におけるこの問題は、使用部1と補強部2を一体成型する場合に顕著に生じ得る。
好ましい形態の使用部1は、(条件2)の(i)の場合におけるビトリファイド結合剤の体積率が11%以上16%以下である。
In addition, when the volume ratio of the vitrified bond is less than the lower limit of (Condition 2), even if all other conditions are satisfied, the wheel strength of the gear grinding wheel cannot be made sufficient, and the grinding efficiency cannot be made sufficient. On the other hand, when the volume ratio of the vitrified bond exceeds the upper limit of (Condition 2), even if all other conditions are satisfied, the wheel will be dulled during gear grinding, and the grinding accuracy will not be sufficient. In addition, when the volume ratio of the vitrified bond exceeds the upper limit of (Condition 2), even if all other conditions are satisfied, the volume ratio of pores will not be sufficient, and the gear material will be easily burned during gear grinding. In addition, it is difficult to manufacture a normal gear grinding wheel. This problem during manufacturing can occur significantly when the use part 1 and the reinforcing part 2 are molded integrally.
In a preferred embodiment of the use part 1, in the case of (i) of (Condition 2), the volume fraction of the vitrified binder is 11% or more and 16% or less.

また、(条件2)の体積率を満たす砥粒Aを、(条件1)の平均粒径の上限値を超える砥粒に置き換えた場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。一方で、(条件2)の体積率を満たす砥粒Aを、(条件1)の平均粒径の下限値未満の砥粒に置き換えた場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削時に歯車研削用砥石に目つぶれ等が発生し、研削加工精度を十分なものとできない。
好ましい形態の使用部1は、(条件2)の体積率を満たす砥粒Aが、平均粒径が50μm以上185μm以下の砥粒である。
Furthermore, if the abrasive grains A satisfying the volume ratio of (Condition 2) are replaced with abrasive grains exceeding the upper limit of the average grain size of (Condition 1), the wheel strength of the gear grinding wheel cannot be made sufficient, and the grinding efficiency cannot be made sufficient, even if all other conditions are satisfied. On the other hand, if the abrasive grains A satisfying the volume ratio of (Condition 2) are replaced with abrasive grains having an average grain size less than the lower limit of (Condition 1), the gear grinding wheel will suffer from dulling during gear grinding, and the grinding accuracy will be insufficient, even if all other conditions are satisfied.
In a preferred embodiment of the use portion 1, the abrasive grains A that satisfy the volume ratio of (Condition 2) are abrasive grains having an average grain size of 50 μm or more and 185 μm or less.

<補強部>
補強部2は、以下の(条件3)~(条件5)を満たす。なお、補強部2の高さ、内径、及び外径に限定はない。
(条件3):平均粒径が16μm以上56μm以下の砥粒Bを含む。以下、砥粒Bという場合には、平均粒径が16μm以上56μm以下の砥粒を意味する。
(条件4):補強部2の体積を100%としたときに、砥粒Bの体積率は46%以上50%以下であり、ビトリファイド結合剤の体積率は10%以上15%以下であり、気孔の体積率は35%以上である。
(条件5):気孔内の少なくとも一部に熱硬化性樹脂が含浸されている。
なお、(条件4)における気孔の体積率は、熱硬化性樹脂が含浸される前の体積率を意味している。
<Reinforcement section>
The reinforcing portion 2 satisfies the following (Condition 3) to (Condition 5). Note that there is no limitation on the height, inner diameter, and outer diameter of the reinforcing portion 2.
(Condition 3): Abrasive grains B having an average grain size of 16 μm or more and 56 μm or less are included. Hereinafter, when referring to abrasive grains B, this means abrasive grains having an average grain size of 16 μm or more and 56 μm or less.
(Condition 4): When the volume of the reinforcing portion 2 is 100%, the volume fraction of the abrasive grains B is 46% or more and 50% or less, the volume fraction of the vitrified binder is 10% or more and 15% or less, and the volume fraction of the pores is 35% or more.
(Condition 5): At least a portion of the pores is impregnated with a thermosetting resin.
The volume ratio of the pores in (Condition 4) means the volume ratio before the thermosetting resin is impregnated.

一実施形態の歯車研削用砥石10は、(条件1)、(条件2)を満たす使用部1、及び(条件3)~(条件5)を満たす補強部2により、トレードオフの関係にある研削加工効率の向上と、研削加工精度の向上の双方を実現できる。 The gear grinding wheel 10 of one embodiment has a use portion 1 that satisfies (Condition 1) and (Condition 2) and a reinforcing portion 2 that satisfies (Conditions 3) to (Condition 5), and is therefore able to achieve both improved grinding efficiency and improved grinding accuracy, which are in a trade-off relationship.

なお、砥粒Bの体積率が(条件4)の下限値未満である場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。一方で、砥粒Bの体積率が(条件4)の上限値を超える場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、正常な歯車研削用砥石の製造が困難となる。製造時におけるこの問題は、使用部1と補強部2を一体成型する場合に顕著に生じ得る。 If the volume ratio of abrasive grains B is less than the lower limit of (Condition 4), the gear grinding wheel will not have sufficient wheel strength and will not have sufficient grinding efficiency, even if all other conditions are met. On the other hand, if the volume ratio of abrasive grains B exceeds the upper limit of (Condition 4), it will be difficult to manufacture a normal gear grinding wheel, even if all other conditions are met. This problem during manufacturing can occur more prominently when the use portion 1 and the reinforcing portion 2 are molded as a single unit.

また、ビトリファイド結合剤の体積率が(条件4)の下限値未満である場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。一方で、ビトリファイド結合剤の体積率が(条件4)の上限値を超える場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、正常な歯車研削用砥石の製造が困難となる。製造時におけるこの問題は、使用部1と補強部2を一体成型する場合に顕著に生じ得る。 Furthermore, if the volume fraction of the vitrified bond is less than the lower limit of (Condition 4), the gear grinding wheel will not have sufficient wheel strength and will not have sufficient grinding efficiency, even if all other conditions are met. On the other hand, if the volume fraction of the vitrified bond exceeds the upper limit of (Condition 4), it will be difficult to manufacture a normal gear grinding wheel, even if all other conditions are met. This problem during manufacturing can occur more prominently when the use portion 1 and the reinforcing portion 2 are molded as a single unit.

また、(条件4)の砥粒Bを、(条件3)の平均粒径の上限値を超える砥粒に置き換えた場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。一方で、(条件4)の砥粒Bを、(条件3)の平均粒径の下限値未満の砥粒に置き換えた場合には、他の条件を全て満たす場合であっても、正常な歯車研削用砥石の製造が困難となる。製造時におけるこの問題は、使用部1と補強部2を一体成型する場合に顕著に生じ得る。 Furthermore, if the abrasive grains B in (Condition 4) are replaced with abrasive grains exceeding the upper limit of the average grain size in (Condition 3), the gear grinding wheel will not have sufficient strength and will not have sufficient grinding efficiency, even if all other conditions are met. On the other hand, if the abrasive grains B in (Condition 4) are replaced with abrasive grains below the lower limit of the average grain size in (Condition 3), it will be difficult to manufacture a normal gear grinding wheel, even if all other conditions are met. This problem during manufacturing can be particularly noticeable when the use portion 1 and the reinforcing portion 2 are molded as a single unit.

また、(条件5)を満たさない場合には、他の条件をすべて満たす場合であっても、歯車研削用砥石の砥石強度を十分なものとできず、研削加工効率を十分なものとできない。 Furthermore, if condition 5 is not met, even if all other conditions are met, the gear grinding wheel will not have sufficient wheel strength and the grinding efficiency will not be sufficient.

気孔内への熱硬化性樹脂の含浸量は、気孔の体積率を考慮し、熱硬化性樹脂の配合量を調整すればよい。なお、熱硬化性樹脂の含浸量に限定はなく、その含浸量にかかわらず、熱硬化性樹脂を含浸させていないものよりも、補強部2の強度を高くできる。 The amount of thermosetting resin impregnated into the pores can be adjusted by taking into account the volumetric ratio of the pores. There is no limit to the amount of thermosetting resin impregnated, and regardless of the amount, the strength of the reinforcing part 2 can be made higher than that of a part not impregnated with thermosetting resin.

好ましい形態の補強部2は、穴部3側の表面近傍に位置する少なくとも一部の気孔において、当該気孔内の少なくとも一部を埋めるように熱硬化性樹脂が含浸されている。
好ましい形態の補強部2は、穴部3側の表面近傍に位置する少なくとも一部の気孔において、当該気孔の内部体積の50%以上を埋めるように熱硬化性樹脂が含浸されている。
好ましい形態の補強部2は、穴部3側の表面近傍に位置している全ての気孔の内部体積の合計を100%としたときに、当該内部体積の50%以上、当該内部体積の75%以上、又は当該内部体積の90%以上を埋めるように熱硬化性樹脂が含浸されている。
より好ましい形態の補強部2は、穴部3側の表面近傍に位置する全ての気孔において、当該気孔内の全部を埋めるように熱硬化性樹脂が含浸されている。
穴部3側の表面近傍とは、補強部2の内周面から外周面に至る半径方向の距離を100としたときに、内周面からの距離が10%以下の部分を意味する。
この形態の補強部2は、当該補強部2の強度をより高くでき、研削加工効率をより良好なものとできる。
In a preferred embodiment of the reinforcing portion 2, at least some of the pores located in the vicinity of the surface on the hole 3 side are impregnated with a thermosetting resin so as to fill at least a part of the pores.
In a preferred embodiment of the reinforcing portion 2, at least some of the pores located near the surface on the hole 3 side are impregnated with a thermosetting resin so as to fill 50% or more of the internal volume of the pores.
In a preferred embodiment, the reinforcing part 2 is impregnated with a thermosetting resin so as to fill 50% or more of the internal volume, 75% or more of the internal volume, or 90% or more of the internal volume, when the total internal volume of all pores located near the surface on the hole 3 side is taken as 100%.
In a more preferred embodiment of the reinforcing portion 2, all of the pores located in the vicinity of the surface on the hole 3 side are impregnated with a thermosetting resin so as to completely fill the pores.
The vicinity of the surface on the hole 3 side means a portion that is 10% or less away from the inner peripheral surface when the radial distance from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the reinforcing portion 2 is taken as 100.
The reinforcing portion 2 of this configuration can increase the strength of the reinforcing portion 2 and improve the efficiency of the grinding process.

(熱硬化性樹脂)
補強部2の気孔内に含浸されている熱硬化性樹脂に限定はなく、従来公知の熱硬化性樹脂を適宜選択して使用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリウレタン、及びポリイミド等を例示できる。
(Thermosetting resin)
There is no limitation on the thermosetting resin impregnated in the pores of the reinforcing portion 2, and any conventionally known thermosetting resin may be appropriately selected and used. Examples of the thermosetting resin include phenolic resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester, alkyd resin, polyurethane, and polyimide.

気孔内への熱硬化性樹脂を含浸させる方法に限定はなく、例えば、熱硬化性樹脂を適当な溶媒に溶解、又は分散した塗工液を調製し、これを補強部2に塗布し、加熱(乾燥含む)することで、気孔内に熱硬化性樹脂を含浸できる。加熱は、熱硬化性樹脂を硬化できる温度で行えばよい。塗布にかえて、塗工液中に補強部2の一部分、又は全体を浸漬させてもよい。補強部2と使用部1を一体化させた後においては、補強部2の内周面側に熱硬化性樹脂の塗工液を塗布すればよい。この形態では、補強部2の穴部3の表面近傍に存在する気孔に熱硬化性樹脂を含浸できる。 There is no limitation on the method of impregnating the thermosetting resin into the pores. For example, the thermosetting resin can be impregnated into the pores by preparing a coating liquid in which the thermosetting resin is dissolved or dispersed in an appropriate solvent, applying this to the reinforcing part 2, and heating (including drying). Heating may be performed at a temperature at which the thermosetting resin can be hardened. Instead of applying the coating liquid, a part or the whole of the reinforcing part 2 may be immersed in the coating liquid. After the reinforcing part 2 and the use part 1 are integrated, the coating liquid of the thermosetting resin may be applied to the inner surface side of the reinforcing part 2. In this form, the thermosetting resin can be impregnated into the pores present near the surface of the hole part 3 of the reinforcing part 2.

次に、使用部1、及び補強部2に含まれる砥粒、及びビトリファイド結合剤について一例を挙げて説明する。
使用部1と、補強部2に含まれる砥粒、及びビトリファイド結合剤は、同じでもよく、異なってもよい。なお、一実施形態の歯車研削用砥石10を一体成型する場合には、使用部1と、補強部2に含まれる砥粒、及びビトリファイド結合剤は、同じであることが好ましい。
また、上記各条件を満たせば、使用部1、及び補強部2に含まれる砥粒は、それぞれ1種でもよく、複数でもよい。ビトリファイド結合剤についても同様である。例えば、(条件1)を満たす砥粒A、及び(条件3)を満たす砥粒Bは、1種でもよく、複数でもよい。また、上記各条件を満たせば、使用部1は(条件1)を満たさない砥粒を含んでもよい。同様に、補強部2は(条件3)を満たさない砥粒を含んでもよい。
Next, the abrasive grains and the vitrified binder contained in the use portion 1 and the reinforcing portion 2 will be described with an example.
The abrasive grains and the vitrified binder contained in the use part 1 and the reinforcing part 2 may be the same or different. When the gear grinding wheel 10 of one embodiment is integrally molded, it is preferable that the abrasive grains and the vitrified binder contained in the use part 1 and the reinforcing part 2 are the same.
Furthermore, as long as the above conditions are met, the abrasive grains contained in the use portion 1 and the reinforcing portion 2 may each be of one type or more than one type. The same applies to the vitrified binder. For example, the abrasive grains A that satisfy (Condition 1) and the abrasive grains B that satisfy (Condition 3) may each be of one type or more than one type. Furthermore, as long as the above conditions are met, the use portion 1 may contain abrasive grains that do not satisfy (Condition 1). Similarly, the reinforcing portion 2 may contain abrasive grains that do not satisfy (Condition 3).

(砥粒)
砥粒としては、ビトリファイド砥石の分野で従来公知のものを適宜選択して使用できる。砥粒としては、アルミナ系砥粒、炭化ケイ素系砥粒、CBN(立方晶窒化ホウ素)砥粒、及びダイヤモンド砥粒等を例示できる。なお、被削材である歯車が金属製である場合、使用部1の砥粒として、アルミナ系砥粒、及びCBN砥粒を好適に使用できる。特に、アルミナ系砥粒は、一実施形態の歯車研削用砥石10を低コストで製造できる。特に、補強部2は研削には使用されないため、安価なアルミナ系粒子を使用することが好ましい。
好ましい形態の使用部1、及び補強部2は、砥粒A、及び砥粒Bが、ともにアルミナ系粒子である。
(Abrasive grain)
The abrasive grains can be appropriately selected from those conventionally known in the field of vitrified grinding wheels. Examples of the abrasive grains include alumina-based abrasive grains, silicon carbide-based abrasive grains, CBN (cubic boron nitride) abrasive grains, and diamond abrasive grains. When the gear, which is the workpiece, is made of metal, alumina-based abrasive grains and CBN abrasive grains can be suitably used as the abrasive grains of the use part 1. In particular, the alumina-based abrasive grains can be used to manufacture the gear grinding grinding wheel 10 of one embodiment at low cost. In particular, since the reinforcing part 2 is not used for grinding, it is preferable to use inexpensive alumina-based particles.
In a preferred embodiment of the use portion 1 and the reinforcing portion 2, the abrasive grains A and B are both alumina-based particles.

アルミナ系砥粒としては、白色アルミナ砥粒、淡紅色アルミナ砥粒、褐色アルミナ砥粒、単結晶アルミナ砥粒、及び微結晶焼結アルミナ砥粒等を例示できる。 Examples of alumina-based abrasive grains include white alumina abrasive grains, pink alumina abrasive grains, brown alumina abrasive grains, single crystal alumina abrasive grains, and microcrystalline sintered alumina abrasive grains.

(ビトリファイド結合剤)
ビトリファイド結合剤としては、ビトリファイド砥石の分野で従来公知のものを適宜選択して使用できる。
(Vitrified binder)
As the vitrified binder, any of those conventionally known in the field of vitrified grinding wheels can be appropriately selected and used.

<<歯車研削用砥石の製造方法>>
次に、一実施形態の歯車研削用砥石10の製造方法(以下、一実施形態の製造方法という)について説明する。なお、一実施形態の歯車研削用砥石10は、以下で説明する製造方法で製造されたものに限定されるものではない。なお、一実施形態の製造方法は、金型を使用して使用部1と補強部2を一体成型する製造方法である。
<<Method of manufacturing a gear grinding wheel>>
Next, a method for manufacturing the gear grinding wheel 10 according to one embodiment (hereinafter, referred to as the manufacturing method according to the embodiment) will be described. Note that the gear grinding wheel 10 according to the embodiment is not limited to one manufactured by the manufacturing method described below. Note that the manufacturing method according to the embodiment is a manufacturing method in which the use portion 1 and the reinforcing portion 2 are integrally molded using a mold.

はじめに、一実施形態の歯車研削用砥石10で説明した各条件を満たすことができる砥粒、ビトリファイド結合剤の選定、及びこれらの配合量を決定し、これらを混合して使用部用混合物、及び補強部用混合物とする。つまり、砥粒A、及びビトリファイド結合剤を含む使用部用混合物、及び砥粒B、及びビトリファイド結合剤を含む補強部用混合物を準備する。使用部用混合物、及び補強部用混合物は、砥粒、ビトリファイド結合剤以外の原料を含んでもよい。 First, abrasive grains and a vitrified binder that can satisfy the conditions described in one embodiment of the gear grinding wheel 10 are selected, and the amounts of these to be mixed are determined, and these are mixed to prepare a mixture for the use part and a mixture for the reinforcing part. In other words, a mixture for the use part containing abrasive grains A and a vitrified binder, and a mixture for the reinforcing part containing abrasive grains B and a vitrified binder are prepared. The mixture for the use part and the mixture for the reinforcing part may contain raw materials other than the abrasive grains and the vitrified binder.

好ましい形態の製造方法は、使用部用混合物、及び補強部用混合物に含まれている、砥粒、及びビトリファイド結合剤が同種の材料である。ここでいう同種の材料とは、基本組成が共通する材料を意味する。同種の材料を使用することで、焼成条件等を容易に設定できる。 In a preferred manufacturing method, the abrasive grains and vitrified binder contained in the mixture for the used portion and the mixture for the reinforcing portion are made of the same type of material. Here, the term "same type of material" refers to materials that have a common basic composition. By using the same type of material, it is easy to set the firing conditions, etc.

使用部用領域、及び補強部用領域を有する成型金型に、準備した使用部用混合物、及び補強部用混合物を充填する。成型金型を構成する使用部用領域、及び補強部用領域は、それぞれ、加圧により目的とする使用部1、及び補強部2の形状とできる空間を有している。一例として使用部用領域と、補強部用領域の間は、取り外し可能な仕切り板によって仕切られている。このとき、使用部用領域への使用部用混合物と、補強部用領域への補強部用混合物の充填高さに差が出ないように充填を行うことが好ましい。 The prepared mixture for the use part and the mixture for the reinforcement part are filled into a molding die having an area for the use part and an area for the reinforcement part. The area for the use part and the area for the reinforcement part that constitute the molding die each have a space that can be pressurized to form the desired shapes of the use part 1 and the reinforcement part 2. As an example, the area for the use part and the area for the reinforcement part are separated by a removable partition plate. At this time, it is preferable to fill so that there is no difference in the filling height of the mixture for the use part in the area for the use part and the mixture for the reinforcement part in the area for the reinforcement part.

一実施形態の歯車研削用砥石10は、(条件1)~(条件5)を満たすことから、使用部用領域、及び補強部用領域の充填高さに差ができないように容易に調整できる。これにより、成型作業を容易にできる。 The gear grinding wheel 10 of one embodiment satisfies (Condition 1) to (Condition 5), and therefore can be easily adjusted so that there is no difference in the filling height of the region for the used part and the region for the reinforcement part. This makes the molding process easier.

使用部用混合物、及び補強部用混合物を充填した後に、成型金型に上鉄板を入れて加圧し所定寸法とする。このとき、使用部用領域への加圧と、補強部用領域への加圧の差を小さくすることが好ましい。このような加圧を行うことで、成型圧力の高い材料が成型圧力の低い材料を押して侵入することを抑制でき、製造した歯車研削用砥石10にクラック等が発生することを抑制できる。 After filling the mixture for the use part and the mixture for the reinforcing part, an upper iron plate is placed in the molding die and pressurized to the specified dimensions. At this time, it is preferable to reduce the difference in pressure between the use part area and the reinforcing part area. By applying pressure in this way, it is possible to prevent the material with high molding pressure from pushing through the material with low molding pressure, and to prevent cracks from occurring in the manufactured gear grinding wheel 10.

加圧完了後に、成型金型から成型後の砥石を抜き、乾燥工程を経て、焼成を行う。 Once pressure is applied, the formed whetstone is removed from the mold, dried, and then fired.

焼成後に、補強部2に熱硬化性樹脂を含浸させることで、歯車研削用砥石10を製造できる。 After firing, the reinforcing portion 2 is impregnated with a thermosetting resin to produce the gear grinding wheel 10.

上記では、使用部1と補強部2を一体成型する例を挙げて説明したが、使用部1、及び補強部2を別体として成型し、使用部1と補強部2を固着させてもよい。この場合、熱硬化性樹脂の含浸は、固着前でもよく、固着後でもよい。使用部1と補強部2の固着は、従来公知の接着剤等を使用できる。補強部2に含浸する熱硬化性樹脂を、接着剤として使用してもよい。使用部1と補強部2との固着に際し、補強部2の外周面、及び使用部1の内周面を表面処理してもよい。表面処理としては、サンドブラスト加工等を例示できる。 Although the above description has been given with an example in which the use part 1 and the reinforcement part 2 are integrally molded, the use part 1 and the reinforcement part 2 may be molded separately and then bonded together. In this case, the thermosetting resin may be impregnated before or after bonding. A conventionally known adhesive or the like may be used to bond the use part 1 and the reinforcement part 2. The thermosetting resin impregnated into the reinforcement part 2 may be used as an adhesive. When bonding the use part 1 and the reinforcement part 2 together, the outer peripheral surface of the reinforcement part 2 and the inner peripheral surface of the use part 1 may be surface-treated. An example of the surface treatment is sandblasting.

次に実施例、及び比較例を挙げて、本発明について説明するが、これらは本発明の実施可能性及び有用性を例証するものであり、本発明の構成を何ら限定する意図はない。 The present invention will now be described with reference to examples and comparative examples, which are intended to illustrate the feasibility and usefulness of the present invention and are not intended to limit the configuration of the present invention in any way.

(砥粒の準備)
以下の砥粒1~砥粒9を準備した。使用した砥粒はすべて白色アルミナ砥粒である。
砥粒1:#280(平均粒径:52±3μm)
砥粒2:#320(平均粒径:46±2.5μm)
砥粒3:#240(平均粒径:60±4μm)
砥粒4:砥粒1と砥粒2の混合物(配合比は1:1)
砥粒5:F120(平均粒径:106μm)
砥粒6:F150(平均粒径:75μm)
砥粒7:#400(平均粒径:34±2μm)
砥粒8:砥粒5と砥粒6の混合物(配合比は1:1)
砥粒9:#800(平均粒径:18±1μm)
砥粒10:F60(平均粒径:220μm)
砥粒11:#1200(平均粒径:13±1μm)
(Preparation of abrasive grains)
The following abrasive grains 1 to 9 were prepared. All the abrasive grains used were white alumina abrasive grains.
Abrasive grain 1: #280 (average grain size: 52±3 μm)
Abrasive grain 2: #320 (average grain size: 46±2.5 μm)
Abrasive grain 3: #240 (average grain size: 60±4 μm)
Abrasive grain 4: A mixture of abrasive grain 1 and abrasive grain 2 (mixture ratio 1:1)
Abrasive grain 5: F120 (average grain size: 106 μm)
Abrasive grain 6: F150 (average grain size: 75 μm)
Abrasive grain 7: #400 (average grain size: 34±2 μm)
Abrasive grain 8: A mixture of abrasive grain 5 and abrasive grain 6 (mixture ratio 1:1)
Abrasive grain 9: #800 (average grain size: 18±1 μm)
Abrasive grain 10: F60 (average grain size: 220 μm)
Abrasive grain 11: #1200 (average grain size: 13±1 μm)

(試験砥石1)
内径(H):160mm、外径(D):275mm、厚さ(T):160mm寸法の試験砥石1を準備した。試験砥石1は回転破壊周速度測定のためのものであり、外周面の研削面加工は行っていない。試験砥石1は、砥粒4、及びビトリファイド結合剤を含み、砥粒体積率(Vg):48%、ビトリファイド結合剤体積率(Vb):10.6%、気孔体積率(Vp)は41.4%である。表1、表2に記載の体積率は、計算値である。試験砥石1の気孔内には、エポキシ樹脂を含浸させている。試験砥石1の回転破壊周速度は190~191(m/s)であった。なお、試験砥石1は、(条件3)~(条件5)を満たす砥石である。
(Test wheel 1)
A test grinding wheel 1 having an inner diameter (H): 160 mm, an outer diameter (D): 275 mm, and a thickness (T): 160 mm was prepared. The test grinding wheel 1 was used for measuring the rotational fracture peripheral speed, and the grinding surface processing of the outer peripheral surface was not performed. The test grinding wheel 1 includes abrasive grains 4 and a vitrified bond, and has an abrasive grain volume fraction (Vg): 48%, a vitrified bond volume fraction (Vb): 10.6%, and a pore volume fraction (Vp) of 41.4%. The volume fractions shown in Tables 1 and 2 are calculated values. The pores of the test grinding wheel 1 are impregnated with epoxy resin. The rotational fracture peripheral speed of the test grinding wheel 1 was 190 to 191 (m/s). The test grinding wheel 1 is a grinding wheel that satisfies (Condition 3) to (Condition 5).

(試験砥石2~4)
砥粒4を、下表1に示す砥粒に変更した試験砥石2~4を準備した。表1に各試験砥石の砥粒体積率(Vg)、ビトリファイド結合剤体積率(Vb)、気孔体積率(Vp)、及び回転破壊周速度を併せて示す。なお、試験砥石2は、(条件3)を満たしておらず、試験砥石3は、(条件4)のビトリファイド結合剤の体積率を満たしておらず、試験砥石4は、(条件4)の砥粒の体積率を満たしていない砥石である。
(Test wheels 2 to 4)
Test wheels 2 to 4 were prepared by changing abrasive grain 4 to the abrasive grains shown in Table 1 below. The abrasive grain volume fraction (Vg), vitrified bond volume fraction (Vb), pore volume fraction (Vp), and rotational fracture peripheral speed of each test wheel are also shown in Table 1. Test wheel 2 does not satisfy (Condition 3), test wheel 3 does not satisfy the vitrified bond volume fraction of (Condition 4), and test wheel 4 does not satisfy the abrasive grain volume fraction of (Condition 4).

(試験砥石5)
エポキシ樹脂を含浸させなかった以外は、試験砥石1と同じにした試験砥石5を準備した。試験砥石5は、(条件5)を満たさない砥石である。
(Test wheel 5)
Test wheel 5 was prepared in the same manner as test wheel 1, except that it was not impregnated with epoxy resin. Test wheel 5 is a wheel that does not satisfy (Condition 5).

Figure 0007561785000001
Figure 0007561785000001

表1に示すように、(条件3)~(条件5)を満たす試験砥石1のみ回転破壊周速度が180(m/s)以上となっている。 As shown in Table 1, only test wheel 1, which satisfies (Conditions 3) to (Conditions 5), has a rotational fracture peripheral speed of 180 (m/s) or more.

(実施例1)
金型を使用して使用部1と補強部1が一体成型された実施例1の歯車研削用砥石を作製した。補強部1の寸法は、内径(H):160mm、外径(D):190mm、厚さ(T):160mmで、歯車研削用砥石の寸法は、内径(H):160mm、外径(D):275mm、厚さ(T):160mmである。補強部2の寸法も同様である。
補強部1は、試験砥石1と共通する(寸法のみ変更)
使用部1は、砥粒5、及びビトリファイド結合剤を含み、砥粒体積率(Vg):46%、ビトリファイド結合剤体積率(Vb):11%、気孔体積率(Vp)は43%である。
実施例1の歯車研削用砥石の回転破壊周速度は180~181(m/s)であった。
Example 1
A gear grinding wheel of Example 1 was produced using a mold in which a use portion 1 and a reinforcing portion 1 were integrally molded. The dimensions of the reinforcing portion 1 were inner diameter (H): 160 mm, outer diameter (D): 190 mm, and thickness (T): 160 mm, and the dimensions of the gear grinding wheel were inner diameter (H): 160 mm, outer diameter (D): 275 mm, and thickness (T): 160 mm. The dimensions of the reinforcing portion 2 were also similar.
The reinforcing part 1 is the same as the test grinding wheel 1 (only the dimensions are changed).
The use portion 1 contains abrasive grains 5 and a vitrified binder, and has an abrasive grain volume fraction (Vg): 46%, a vitrified binder volume fraction (Vb): 11%, and a pore volume fraction (Vp) of 43%.
The rotational fracture peripheral speed of the gear grinding wheel of Example 1 was 180 to 181 (m/s).

(実施例2~6、比較例1~8)
使用部1における砥粒5、及び砥粒体積率(Vg)、ビトリファイド結合剤体積率(Vb)、気孔体積率(Vp)を、下表2に示す砥粒、砥粒体積率(Vg)、ビトリファイド結合剤体積率(Vb)、気孔体積率(Vp)に変更して使用部を成型した以外は、実施例1と同様にして実施例2~6、比較例1~8の歯車研削用砥石を作製した。
実施例1~6の使用部は(条件1)、(条件2)を満たす使用部である。
比較例1、3、4、6の使用部は(条件2)のビトリファイド結合剤の体積率を満たさない使用部である。
比較例2、7の使用部は(条件2)の砥粒の体積率を満たさない使用部である。
比較例5、8の使用部は(条件1)の砥粒の平均粒径を満たさない使用部である。
なお、実施例1~6、比較例1~8の補強部は(条件3)~(条件5)を満たす補強部である。
比較例6~8においては、使用部と補強部の一体成型時に充填高さの差が大きくなり、正常な歯車研削用砥石を作製できなかった。補強部1の砥粒4を、砥粒9に変更したものについても正常な歯車研削用砥石を作製できなかった。
(Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 8)
The gear grinding wheels of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 8 were produced in the same manner as in Example 1, except that the abrasive grains 5, abrasive grain volume fraction (Vg), vitrified bond volume fraction (Vb), and pore volume fraction (Vp) in the use portion 1 were changed to the abrasive grains, abrasive grain volume fraction (Vg), vitrified bond volume fraction (Vb), and pore volume fraction (Vp) shown in Table 2 below and the use portion was molded.
The use parts of Examples 1 to 6 are use parts that satisfy (Condition 1) and (Condition 2).
The use portions of Comparative Examples 1, 3, 4, and 6 do not satisfy the volume ratio of the vitrified binder of (Condition 2).
The use portions of Comparative Examples 2 and 7 do not satisfy the volume ratio of abrasive grains (Condition 2).
The use portions of Comparative Examples 5 and 8 do not satisfy the average grain size of the abrasive grains (Condition 1).
The reinforcing portions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 8 satisfy (Condition 3) to (Condition 5).
In Comparative Examples 6 to 8, the difference in filling height was large when the use part and the reinforcing part were integrally molded, and a normal gear grinding wheel could not be produced. Even when the abrasive grain 4 in the reinforcing part 1 was changed to the abrasive grain 9, a normal gear grinding wheel could not be produced.

(比較例9)
補強部1を、補強部2に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例9の歯車研削用砥石を作製した。補強部2は、試験砥石5と共通する(寸法のみ変更)。比較例9の補強部は(条件5)を満たさない補強部である。なお、比較例5の使用部は(条件1)、(条件2)を満たす使用部である。
(Comparative Example 9)
A gear grinding wheel of Comparative Example 9 was produced in the same manner as in Example 1, except that reinforcing portion 1 was changed to reinforcing portion 2. Reinforcing portion 2 is the same as in Test Wheel 5 (only the dimensions were changed). The reinforcing portion of Comparative Example 9 is a reinforcing portion that does not satisfy (Condition 5). The used portion of Comparative Example 5 is a used portion that satisfies (Condition 1) and (Condition 2).

(比較例10、11)
補強部1(試験砥石1)における砥粒体積率(Vg)、ビトリファイド結合剤体積率(Vb)、気孔体積率(Vp)を下記に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例10、11の歯車研削用砥石を作製した。比較例10、11の補強部は、(条件4)を満たさない補強部である。比較例10、11においては、使用部と補強部の一体成型時に充填高さの差が大きくなり、正常な歯車研削用砥石を作製できなかった。
比較例10・・・砥粒:砥粒4、砥粒体積率(Vg):51%、ビトリファイド結合剤体積率(Vb):10.5%、気孔体積率(Vp):38.5%
比較例11・・・砥粒:砥粒4、砥粒体積率(Vg):48%、ビトリファイド結合剤体積率(Vb):16%、気孔体積率(Vp):36%
(Comparative Examples 10 and 11)
Gear grinding wheels of Comparative Examples 10 and 11 were produced in the same manner as Example 1, except that the abrasive grain volume fraction (Vg), vitrified bond volume fraction (Vb), and pore volume fraction (Vp) in reinforcing portion 1 (test wheel 1) were changed as follows. The reinforcing portions of Comparative Examples 10 and 11 do not satisfy (Condition 4). In Comparative Examples 10 and 11, the difference in filling height became large when the usable portion and the reinforcing portion were integrally molded, and a normal gear grinding wheel could not be produced.
Comparative Example 10: Abrasive grain: Abrasive grain 4, Abrasive grain volume fraction (Vg): 51%, Vitrified bond volume fraction (Vb): 10.5%, Pore volume fraction (Vp): 38.5%
Comparative Example 11: Abrasive grain: Abrasive grain 4, Abrasive grain volume fraction (Vg): 48%, Vitrified bond volume fraction (Vb): 16%, Pore volume fraction (Vp): 36%

表2に各実施例、及び比較例の歯車研削用砥石の使用部の砥粒体積率(Vg)、ビトリファイド結合剤体積率(Vb)、気孔体積率(Vp)、及び回転破壊周速度を併せて示す。なお、正常な歯車研削用砥石を作製できなかった比較例6~8、10、11については、測定を行っていない(測定不可)。 Table 2 shows the grain volume fraction (Vg), vitrified bond volume fraction (Vb), pore volume fraction (Vp), and rotational fracture peripheral speed of the gear grinding wheels used in each Example and Comparative Example. Note that no measurements were made for Comparative Examples 6 to 8, 10, and 11, in which normal gear grinding wheels could not be produced (measurement not possible).

Figure 0007561785000002
Figure 0007561785000002

1・・・使用部
2・・・補強部
3・・・穴部
10・・・歯車研削用砥石
1: Use portion 2: Reinforcement portion 3: Hole portion 10: Gear grinding wheel

Claims (4)

歯車研削用砥石であって、
円筒状の補強部と、前記補強部の外周面側に位置し、前記補強部と固定された使用部と、から構成され、
前記使用部は、歯車を研削するための研削面を有し、
前記使用部、及び補強部は、ともに、砥粒、及びビトリファイド結合剤を含み、且つ内部に気孔を有するビトリファイド砥石であり、
前記使用部に含まれる前記砥粒の平均粒径が30μm以上200μm以下であり、
前記補強部に含まれる前記砥粒の平均粒径が16μm以上56μm以下であり、
前記使用部における、前記砥粒の体積率は(i)40%以上47%未満、又は(ii)47%以上50%以下であり、前記(i)の場合、前記ビトリファイド結合剤の体積率は10%以上16%以下であり、前記気孔の体積率は37%より大きく、前記(ii)の場合、前記ビトリファイド結合剤の体積率は9%以上16%以下であり、前記気孔の体積率は34%以上であり、
前記補強部における、前記砥粒の体積率は46%以上50%以下であり、前記ビトリファイド結合剤の体積率は10%以上15%以下であり、前記気孔の体積率は35%以上であり、
前記補強部の前記気孔内の少なくとも一部に、熱硬化性樹脂が含浸されている、歯車研削用砥石。
A gear grinding wheel, comprising:
The reinforcing member is configured from a cylindrical reinforcing portion and a use portion located on the outer peripheral surface side of the reinforcing portion and fixed to the reinforcing portion ,
The application portion has a grinding surface for grinding a gear,
Both the use portion and the reinforcing portion are vitrified grinding wheels containing abrasive grains and a vitrified binder and having pores therein;
The average particle size of the abrasive grains contained in the use portion is 30 μm or more and 200 μm or less,
The average grain size of the abrasive grains contained in the reinforcing portion is 16 μm or more and 56 μm or less,
In the use portion, the volume fraction of the abrasive grains is (i) 40% or more and less than 47%, or (ii) 47% or more and 50% or less, in the case of (i), the volume fraction of the vitrified binder is 10% or more and 16% or less, and the volume fraction of the pores is greater than 37%, and in the case of (ii), the volume fraction of the vitrified binder is 9% or more and 16% or less, and the volume fraction of the pores is 34% or more,
In the reinforcing portion, the volume ratio of the abrasive grains is 46% or more and 50% or less, the volume ratio of the vitrified binder is 10% or more and 15% or less, and the volume ratio of the pores is 35% or more,
A gear grinding wheel, wherein at least a portion of the pores of the reinforcing portion are impregnated with a thermosetting resin.
前記使用部、及び前記補強部における前記砥粒が、ともに、アルミナ系砥粒である、請求項1に記載の歯車研削用砥石。 The gear grinding wheel according to claim 1, wherein the abrasive grains in the use portion and the reinforcing portion are both alumina-based abrasive grains. 前記補強部の外周面側の表面が露出していない、請求項1又は2に記載の歯車研削用砥石。3. The gear grinding wheel according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the reinforcing portion is not exposed. 一体成型により、前記使用部と前記補強部とが直接的に固定されている、請求項1又は2に記載の歯車研削用砥石。3. The gear grinding wheel according to claim 1, wherein the use portion and the reinforcing portion are directly fixed to each other by integral molding.
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