【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明はレジンボンドCBN砥石に関するもの
である。
〔発明の背景〕
CBNは立方晶窒化硼素の略称で、ダイヤモン
ド合成と等しい超高圧高温技術により製造され、
ダイヤモンドに次ぐ硬さを有するので砥粒として
用いられる。ダイヤモンドでは非常に困難であつ
た鋼の研削にその特長を発揮する。鋼の研削に一
般に用いられる酸化アルミニウムまたは炭化珪素
を砥粒とする砥石(以下普通砥石と称す)に対
し、CBN砥石は数十倍ないし数百倍、時には千
倍を超える研削比を示す。
研削比は砥石の寿命をはかる指数で除去量体
積/砥石消耗体積の比である。除去量とは被削物
から切屑となつて除去される量で、加工量を意味
する。
しかしCBN砥石は価格もまた単位消耗体積あ
たりでは普通砥石の数十倍ないし数百倍であるか
ら、CBN砥石の研削比が高くても砥石消耗費は
普通砥石にくらべて必ずしも有利でない場合もあ
る。
砥石消耗費は若干高くても作業能率その他が勝
るので総合して研削加工費は普通砥石に勝るとし
て、CBN砥石を用いる場合も多いが、このよう
な有利性が成立せずCBN砥石は経済性において
普通砥石に及ばない場合も少なくない。鋼の研削
における性能からCBN砥石には多大の期待が寄
せられているが、必ずしも満足に至らない現状は
経済性、殊に砥石消耗費にその理由がある。
この点を解決して機械加工業界の期待に応える
には砥石消耗費を下げなければならない。CBN
砥石の価格を大幅に下げることはできないとすれ
ば、研削比を上げる他はない。
もとより研削比は砥石のもつとも重要な性能の
1つであるから、CBN砥石についても現在まで
に多くの改良が重ねられ、研削比は逐次向上して
きたが、現在の最高水準の研削比をもつてしても
経済性は前述のような状況である。
砥石の性能としては、研削比と共に切味もまた
重要である。切味は研削作業の面からは作業能率
に影響する因子である。一般に砥石の寿命は切味
と競合し、寿命の長い砥石は切味が悪く、切味の
よい砥石は短寿命の傾向がある。切味を落せば長
寿命の砥石を実現することは可能であるが、この
ようなCBN砥石は価値を認められない。期待さ
れるのは切味よくしかも長寿命の砥石である。
〔従来の技術〕
CBN砥石にはレジンボンド、メタルボンドそ
の他各種のボンドを使用したものがあるが、レジ
ンボンド砥石が広範囲の目的に適応するので最も
多用されている。
CBN砥石のレジンボンドは現在まで、フエノ
ール樹脂あるいはポリイミド樹脂から選ばれた樹
脂に炭化珪素、酸化アルミニウム、銅、銀、黒鉛
などから一種または二種以上を充填材として配合
したものが用いられてきた。樹脂成形物は充填材
により成形体の性質を調整し得ることが知られて
いる。砥石においても充填材がボンドの特性、強
いては砥石の性能に影響する。
炭化珪素、酸化アルミニウムの類は副砥粒とし
てCBN砥粒の研削作用を助けるが、それにもま
してボンドを強化する効果が有効であるとされ
る。CBN砥石よる鋼研削における流れ形の切屑
は、軟いレジンボンドを甚だしく侵蝕するからで
ある。
銅、銀など熱伝導率の高い金属は研削熱を逸散
し、研削点の温度上昇を抑制する。
黒鉛の類は潤滑剤として研削作用を円滑にする
と共に摩擦熱を減少する。また黒鉛は速かに摩耗
し去つて空孔を残し、これが普通砥石の空孔と同
様に有効に働くとも言われる。
以上は一応の説明と解すべきで、実際には充填
材はおなじ材種でも粉粒特性や粒度を選定し配合
量を加減するなど経験的に決定されたものであ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発の課題は、研削比が高く、切味の優れたレ
ジンボンドCBN砥石を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の手段はレジンボンドの充填材として金
属タングステン粉末をボンドの10容量%ないし35
容量%配したことにある。この充填材の作用は前
述の説明では理解できないものであり、したがつ
て従来は用いられていない。
〔実施例〕
以下に実施試験例を示す。
(1) 試験砥石仕様、寸法
砥粒 ニツケル被覆CBN
砥粒サイズ 170/200USメツシユ
コンセント 100
樹 脂 表に記載
充填材 〃
充填量 〃
直 径 175mm
厚 み 6mm
(2) 研削試験条件
研削様式 湿式平面研削
仕様機械 平面研削盤、
岡本工作機械製PSG−5EV型
砥石 回転数 2800rpm
(砥石周速1540m/min)
テーブル送り速度 15m/min
前後送り 1mm/pass
切り込み 0.05mm
研削液 水溶性2種
(3) 被研削
材 種 JIS SKH−51
寸 法 幅100mm、長さ150mmの矩形
硬 度 HRC 61
(4) 結 果
[Industrial Application Field] The present invention relates to a resin bonded CBN grindstone. [Background of the invention] CBN is an abbreviation for cubic boron nitride, which is produced using ultra-high pressure and high temperature technology similar to diamond synthesis.
It is used as an abrasive grain because it has a hardness second only to diamond. Its advantages are demonstrated in grinding steel, which is extremely difficult to do with diamond. Compared to whetstones with aluminum oxide or silicon carbide abrasive grains that are commonly used for grinding steel (hereinafter referred to as ordinary whetstones), CBN whetstones exhibit a grinding ratio of several tens to hundreds of times, and sometimes over 1,000 times. The grinding ratio is an index for measuring the life of the grinding wheel, and is the ratio of volume removed/volume consumed by the grinding wheel. The amount removed is the amount removed as chips from the workpiece, and means the amount of processing. However, CBN grinding wheels are also several tens to hundreds of times more expensive per unit consumption volume than normal grinding wheels, so even if the grinding ratio of CBN grinding wheels is high, the grinding wheel consumption costs may not necessarily be advantageous compared to normal grinding wheels. . CBN grinding wheels are often used because the overall grinding cost is superior to normal grinding wheels because even though the grinding wheel consumption costs are slightly higher, work efficiency and other factors are superior, but this advantage does not hold and CBN grinding wheels are not economical. In many cases, it is not as good as a regular whetstone. CBN grinding wheels have high expectations due to their performance in grinding steel, but the reason why they are not always satisfactory is due to economics, especially the cost of grinding the grinding wheels. To solve this problem and meet the expectations of the machining industry, grinding wheel consumption costs must be reduced. CBN
If it is not possible to significantly reduce the price of grinding wheels, the only option is to increase the grinding ratio. Of course, the grinding ratio is one of the most important performances of a grinding wheel, so many improvements have been made to CBN grinding wheels to date, and the grinding ratio has gradually improved, but even with the current highest level of grinding ratio, However, the economic efficiency remains as described above. In addition to the grinding ratio, cutting quality is also important for the performance of a whetstone. Cutting quality is a factor that affects work efficiency from the perspective of grinding work. In general, the lifespan of a whetstone competes with its sharpness; a whetstone with a long lifespan tends to have a poor cutting quality, and a whetstone with a good sharpness tends to have a short lifespan. It is possible to create a long-life whetstone by reducing the sharpness, but such CBN whetstones have no value. What is expected is a whetstone that cuts well and has a long lifespan. [Prior Art] CBN grinding wheels include those using resin bond, metal bond, and various other bonds, but resin bond grinding wheels are the most commonly used because they are suitable for a wide range of purposes. Until now, the resin bond for CBN grinding wheels has been made by blending a resin selected from phenolic resin or polyimide resin with one or more fillers from silicon carbide, aluminum oxide, copper, silver, graphite, etc. . It is known that the properties of resin molded articles can be adjusted by using fillers. In grindstones as well, fillers affect the characteristics of the bond and, ultimately, the performance of the grindstone. Silicon carbide and aluminum oxide help the grinding action of CBN abrasive grains as auxiliary abrasive grains, but they are said to be even more effective in strengthening the bond. This is because the flow-shaped chips produced when grinding steel with a CBN grinding wheel severely corrode soft resin bonds. Metals with high thermal conductivity, such as copper and silver, dissipate grinding heat and suppress the temperature rise at the grinding point. Graphite acts as a lubricant, smoothing out the grinding action and reducing frictional heat. It is also said that graphite quickly wears away, leaving behind pores that act as effectively as the pores in a normal grindstone. The above should be interpreted as a tentative explanation; in reality, even if the filler is the same material, it is determined empirically by selecting the powder characteristics and particle size and adjusting the blending amount. [Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide a resin-bonded CBN grindstone with a high grinding ratio and excellent cutting quality. [Means for Solving the Problems] The means of the present invention uses metallic tungsten powder as a filler for resin bond in an amount of 10% to 35% by volume of the bond.
This is due to the capacity percentage. The effect of this filler cannot be understood from the above description and is therefore not used heretofore. [Example] Practical test examples are shown below. (1) Test whetstone specifications and dimensions Abrasive grain Nickel-coated CBN Abrasive grain size 170/200 US mesh Outlet 100 Resin Listed in the table Filler〃 Filling amount〃 Diameter 175mm Thickness 6mm (2) Grinding test conditions Grinding style Wet surface grinding Specification machine Surface grinder, PSG-5EV type manufactured by Okamoto Machine Tools Grinding wheel Rotation speed 2800 rpm (Grinding wheel circumferential speed 1540 m/min) Table feed speed 15 m/min Back and forth feed 1 mm/pass Depth of cut 0.05 mm Grinding fluid Water-soluble 2 types (3) Grinding material Type JIS SKH−51 Dimensions Rectangular shape with a width of 100 mm and a length of 150 mm Hardness HRC 61 (4) Results
【表】
上記の条件では従来の多数の例から、研削比が
200を超える砥石は寿命に関してすぐれたCBN砥
石とされていた。試験結果は上記の通りでタング
ステン充填材の効果は明確で研削比は従来の充填
材に比して明らかに増加し充填量の多いものでは
2倍前後になつている。研削抵抗は若干上昇する
が、作業能率に影響するほど切味低下は認められ
なかつた。
一方タングステン充填量の少いものは従来例に
比べて、研削比は決して高いとは言えず、中でも
砥石番号9と10では研削比が逆転しているが、砥
石番号10は研削抵抗が高く、途中から被削材に研
削焼けが発生した。これに対して砥石番号9は研
削抵抗が低く、正常に連続研削できると言う効果
があり、研削比は目標値の200を越えた。
タングステン充填材としては粒度1ミクロンな
いし10ミクロンの金属タングステン粉末が用いら
れる。前記試験砥石に用いられたタングステン粉
末は称呼粒度9ミクロンのものであつた。粒が低
くなるに従つて研削比は低下し、上記砥石番号1
の粒度を変更したものの研削比は[Table] Under the above conditions, the grinding ratio is
Over 200 whetstones were considered to be CBN whetstones with excellent longevity. The test results are as described above, and the effect of the tungsten filler is clear, with the grinding ratio clearly increasing compared to conventional fillers, and with a large amount of filler, it is about twice as high. Although the grinding resistance increased slightly, the deterioration in cutting quality was not observed to the extent that it affected work efficiency. On the other hand, the grinding ratio of wheels with a small amount of tungsten filling cannot be said to be high compared to the conventional example, and in particular, the grinding ratios are reversed between grinding wheels 9 and 10, but grinding wheel number 10 has high grinding resistance. Grinding burn occurred on the workpiece partway through. On the other hand, grinding wheel number 9 had a low grinding resistance and was effective in allowing continuous grinding to be performed normally, and the grinding ratio exceeded the target value of 200. As the tungsten filler, metallic tungsten powder with a particle size of 1 to 10 microns is used. The tungsten powder used in the test wheels had a nominal particle size of 9 microns. As the grain size decreases, the grinding ratio decreases, and the grinding ratio decreases as the grain size decreases.
The grinding ratio after changing the grain size is
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
本発明によれば、研削比は従来の2倍前後に向
上し、切味はほとんど低下しないことが多くの試
験により立証されている。
According to the present invention, it has been proven through many tests that the grinding ratio is improved to about twice that of the conventional method, and the cutting quality is hardly reduced.