
研削砥石とは、研削や研磨加工を行うための研磨剤を含む砥石のことです。このような砥石は研削盤にも使用されます。
砥石は一般的に複合材料で作られています。これは、粗粒骨材をセメント系材料(砥石用語では「結合材」と呼ばれる)で圧縮・結合して、円形の固い形状に成形したものです。砥石の用途に応じて、さまざまな形状や断面形状が用意されています。また、表面に粒子を接着した鋼鉄やアルミニウムの円盤で作られる場合もあります。今日では、ほとんどの砥石は人工骨材を用いた人工複合材料ですが、砥石の歴史は、石臼などに使われていた天然の複合石から始まりました。
これらのホイールの製造は、回転するディスクに内在する安全上のリスクだけでなく、回転時に発生する高い応力によってディスクが爆発するのを防ぐために必要な組成と均一性といった理由から、精密かつ厳密に管理されたプロセスである。
研削砥石は消耗品ですが、その寿命は使用状況によって大きく異なり、1日未満から数年まで様々です。砥石が切削を行う際、研磨材の粒子が周期的に剥離します。これは通常、粒子が摩耗して抵抗が増加すると、結合材から粒子が引き抜かれるためです。この摩耗プロセスで新しい粒子が露出し、次のサイクルが始まります。このプロセスの摩耗速度は、特定の用途においては通常非常に予測可能であり、良好な性能を維持するために不可欠です。
切断砥石には、研磨材の種類、粒度、砥石のグレード、粒間隔、結合剤の種類という5つの特性があります。これらは砥石のラベルに記載されているコードで示されます。
研磨材は主に切削対象物の硬度に応じて選択されます。化学的適合性も考慮する必要があります。例えば、炭素は鉄と合金を形成するため、炭化ケイ素は鋼鉄などの鉄系金属には適していません。[ 1 ]
ダイヤモンドまたはCBN粒子を使用した研削砥石は超砥粒砥石と呼ばれます。酸化アルミニウム(コランダム)、炭化ケイ素、またはセラミック粒子を使用した研削砥石は従来型砥粒砥石と呼ばれます。
10(最も粗い)から600(最も細かい)まで、砥石内の研磨粒子の平均物理的サイズを決定します。粒子が大きいほど切削がスムーズになり、高速切削が可能になりますが、表面仕上げは悪くなります。超微細な粒子サイズは、精密仕上げ作業用です。一般的に、研削砥石の粒度は、10~24(粗い)、30~60(中程度)、80~200(細かい)、220~600(極細)です。
A(軟質)からZ(硬質)まで、研磨材を結合する結合力の強さを表します。A~Hは軟質構造、I~Pは中硬質構造、Q~Zは硬質構造です。グレードは、砥石回転速度、クーラント流量、最大および最小送り速度、研削深さなど、研削に関するほぼすべての要素に影響します。
間隔または構造は、1(密度)から17(最も密度が低い)までの範囲で表されます。密度とは、結合剤と研磨材の体積と空気の体積の比率です。密度が低い砥石は切削がスムーズで、表面仕上げに大きな影響を与えます。また、砥石上の切りくずの排出スペースが広いため、少ないクーラントでより深く、より広い切削が可能です。
ホイールが研磨材を保持する方法。これは、仕上がり、冷却液、およびホイールの最小/最大回転速度に影響します。

一番上の画像はストレートホイールです。これは最も一般的なタイプのホイールで、卓上グラインダーや卓上グラインダーによく見られます。外周のみに使用されるため、加工対象物にわずかに凹んだ表面(中空研磨)が形成されます。これは、ノミなどの多くの工具で有利に利用できます。
ストレートホイールは、一般的に円筒研削、センタレス研削、平面研削に使用されます。このタイプのホイールはサイズが大きく異なり、直径と面幅は、使用する加工の種類、研削盤のサイズと出力に応じて当然異なります。
円筒形砥石は、中央に固定部がない(中空構造の)広い表面積を持ちます。幅は最大12インチ(約30cm)にも達します。垂直または水平スピンドル研削盤でのみ使用されます。円筒形またはホイールリングは平面加工に使用され、研削は砥石の端面で行われます。
ホイールの中心に向かって外側にテーパー状になっているストレートホイール。この形状はストレートホイールよりも強度が高く、より大きな横方向荷重に耐えることができます。テーパー面ストレートホイールは主にねじや歯車の歯の研削に使用されます。
ストレートカップホイールは、工具研削盤やカッター研削盤において、追加の放射状研削面を持つことが有益な場合に、カップホイールの代替として用いられる。
非常に浅いカップ型の研削砥石。薄型のため、溝や隙間の研削に適しています。主にカッター研削や治具研削に使用されます。
フライス盤の刃やツイストドリルを研削する際に使用される特殊な研削プロファイル。鋸刃のメンテナンスにソーヤーがソーヤーホイールを使用するなど、機械加工以外の分野で最も一般的に使用されている。

ダイヤモンドホイールとは、工業用ダイヤモンドを外周部に接着した研削砥石のことである。
これらは、超硬切削チップ、宝石、コンクリートなどの非常に硬い材料を研磨するために使用されます。右の写真の鋸はスリッティングソーで、宝石などの硬い材料をスライスするために設計されています。
マウントポイントは、マンドレルに接着された小型の研削ホイールです。ダイヤモンドマウントポイントは、ジググラインダーで硬質材料のプロファイリング作業に使用する小型のダイヤモンドラスプです。樹脂およびガラス質の接着マウントポイントは、従来の砥粒を使用してバリ取り用途、特に鋳造業界で使用されます。マウントポイントは、電動ミル、ハンギングミル、ハンドドリルで使用される、一般的な名称の小型ハンドルです。セラミックマウントポイント、ゴムマウントポイント、ダイヤモンドマウントポイント、エメリークロスなど、多くの主要なタイプがあります。
セラミックマウントポイント:粒状砂(通常はコランダム、白玉、クロムコランダム、炭化ケイ素)をセラミックバインダーで焼結し、中央に金属製のハンドルを取り付けたもの。主に各種金属の研磨、内壁の直径の研磨、金型の修正に使用されます。 ゴムマウントポイント:より細かい粒子サイズの砂をゴムバインダーで結合したもので、金型の研磨に使用されます。 サンドペーパーマウントポイント:複数の長方形のサンドペーパーを金属製のハンドルの周りに接着したもの。粒度は一般的に60番~320番で、内壁の直径の研磨に使用されます。 ダイヤモンドマウントポイント:石、磁器などの非金属材料用の研削工具、より詳細には、基材と複数の研削体とを備え、研削体としてダイヤモンド合金を使用する研削工具。基材は、好ましくは一定の靭性を有する接着材料で作られ、研削体は、好ましくはダイヤモンド合金材料で作られ、基材は、好ましくはダイヤモンド合金材料で作られ、研削性能が高く、製造が容易で、低コストで、研削品質が高く、大規模な研削に適用できるという特徴を有する。
切断砥石(パーティングホイールとも呼ばれる)は、幅が薄く、放射状の繊維で補強されていることが多い、自己研磨式の砥石です。建設業界では、鉄筋、突き出たボルト、その他素早く除去またはトリミングが必要なものなどを切断するためによく使用されます。ほとんどの職人は、アングルグラインダーとそのディスクをご存知でしょう。

研削砥石を使用するには、まず研削盤に固定する必要があります。砥石の種類(例えば、下のカップ型または平型砥石)は、支持軸に自由に装着でき、回転運動を伝達するために必要な締め付け力は、同じサイズのフランジ(金属ディスク)によって砥石側面に加えられます。図に示されている紙製の吸取紙は、この締め付け力を砥石表面全体に均等に分散させることを目的としています。
研削砥石はある程度自己研磨性がありますが、最適な使用のためには、砥石ドレッサーまたは研削ドレッサーを使用してドレッシングとトゥルーイングを行う必要があります。砥石のドレッシングとは、既存の研磨材層を除去し、作業面に新しい鋭利な表面を露出させることを指します。砥石のトゥルーイングとは、研削面を研削テーブルまたはその他の基準面と平行にすることで、砥石全体が均一になり、正確な表面が得られるようにすることです。
研削砥石や研削工具は、表面処理や物体の分離・切断のために産業界や手工業で広く使用されており、大きな機械的ストレスに耐えなければなりません。遠心力によって破損することが多いですが、曲げ力やせん断力によっても破損する可能性があります。研削工具の破損や故障は、放出されるエネルギーレベルが高いため、人や機械に重大な危険をもたらす可能性があるため、欧州の安全規格では、研削工具の機械的強度と破壊強度に高い基準が設けられています。ドイツ社会災害保険の労働安全衛生研究所は、「DGUV Test の試験および認証機関が実施する試験および認証の手順規則」に基づいて試験を実施しています。[ 2 ]