研削ホイールの結合度

2009年8月1日更新

ダイヤモンドやCBNを砥粒とする研削ホイール、いわゆる超砥粒ホイールは、おおまかに分けると「砥粒の種類」「粒度」「集中度」「ボンドの種類」「結合度」で研削性能が決まります。

「結合度」は、ボンドが砥粒を保持する強さを表します。保持力の強いボンドほど硬くなる傾向がありますが、この指標は元来、ボンドそのものの性質とも深い関係があり、違う種類のボンド間では比較が困難な指標でもあります。

ボンドの種類は大別すると、メタル(合金の結合剤)、レジン(樹脂の結合剤)、ビトリファイド(セラミックスの結合剤)の3つありますが、それぞれのボンドのなかでも砥粒との結合度合いを調整することができます。同じボンドや砥粒であっても、結合度合いが異なるだけで、ワークへのあたりが硬くも軟らかくもなり、研削性能にも大きく影響します。

同じボンドであっても、焼結の度合いやボンドに添加するフィラーの種類によって、弾性や破壊強度、熱の逃がし方も調整することが可能なため、それぞれのボンドが持つ特徴を活かした設計も可能となります。

また、砥粒の摩耗速度と、ボンドの摩耗速度もデリケートなバランス関係にあります。

砥粒の摩耗速度 ≦ ボンドの摩耗速度

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ボンドの摩耗速度が砥粒の摩耗速度と同じか、それ以上の場合は、新しい砥粒に生え変わる「自生作用」が活発となります。一方で、このボンドの耐摩耗性が弱いと、ワークと接する砥粒の突起が大きくなり、目こぼれの原因ともなります。反対にボンドの耐摩耗性が強すぎると、砥粒の突起部分が小さくなり、砥粒先端部分が摩滅し「目つぶれ」の原因となることがあります。

使用条件にあわせ、メタル、レジン、ビトリファイドのそれぞれのボンドが持つデメリットを軽減させたり、あるいは特徴として持つ強みをさらに発揮させるなどの選択肢があります。研削対象となるワークの種類や研削条件だけでなく、研削比を重視するのか、面粗度を重視するのか等によっても最良の結合度は異なってくるため、微調整が必要となることが多いパラメータです。

JIS規格では下記の7段階がありますが、研削ホイールに関しては結合度をはかる共通の尺度が定められていないため、同じアルファベットであってもメーカーにより硬さが変わることがあります。

(軟らかい)←H|J|L|N(中間)|P|R|T→(硬い)

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