JPH04372349A - 研削方法 - Google Patents
研削方法Info
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- JPH04372349A JPH04372349A JP3149098A JP14909891A JPH04372349A JP H04372349 A JPH04372349 A JP H04372349A JP 3149098 A JP3149098 A JP 3149098A JP 14909891 A JP14909891 A JP 14909891A JP H04372349 A JPH04372349 A JP H04372349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- workpiece
- diamond
- speed
- grindstone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、砥石を回転させて被加
工物（以下、ワークとする）を研削する研削方法および
研削装置に関する。
工物（以下、ワークとする）を研削する研削方法および
研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスは、近年、各種方面で非常
に注目されている材料である。このセラミックスは、従
来一般的に多く用いられてきた金属材料等と異なり、通
常、硬くかつ脆い性質であるため、これを目的の形状に
加工する際には、各種の困難が伴うことになる。
に注目されている材料である。このセラミックスは、従
来一般的に多く用いられてきた金属材料等と異なり、通
常、硬くかつ脆い性質であるため、これを目的の形状に
加工する際には、各種の困難が伴うことになる。
【０００３】セラミックスを研削する際には、一般的に
、ダイヤモンド砥石を用いることが知られている。例え
ば、ＡｌＮセラミックスを研削するときには、ダイヤモ
ンド砥石の周速度を約１５００ｍ／ｍｉｎ、ワーク送り
速度を１００ｍｍ／ｍｉｎで研削している。
、ダイヤモンド砥石を用いることが知られている。例え
ば、ＡｌＮセラミックスを研削するときには、ダイヤモ
ンド砥石の周速度を約１５００ｍ／ｍｉｎ、ワーク送り
速度を１００ｍｍ／ｍｉｎで研削している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】セラミックスは注目さ
れている材料であるにもかかわらず、その研削技術につ
いては十分に研究が進んでいるとは言い難く、特に、効
率良く研削できる条件をどのようなものにすれば良いか
等については、あまり研究されていないのが現状である
。そこで、本発明は、セラミックスの特性を利用した適
切な研削条件を定めて、効率良く研削できる研削方法お
よび研削装置を提供することを目的とする。
れている材料であるにもかかわらず、その研削技術につ
いては十分に研究が進んでいるとは言い難く、特に、効
率良く研削できる条件をどのようなものにすれば良いか
等については、あまり研究されていないのが現状である
。そこで、本発明は、セラミックスの特性を利用した適
切な研削条件を定めて、効率良く研削できる研削方法お
よび研削装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の研削方法は、予め、砥石の回転数に応じたワークの研
削抵抗を測定して、前記ワークの研削抵抗が急激に低下
する前記砥石の回転数を求め、その後、求めた前記回転
数を超える回転数で前記砥石を回転させて、前記ワーク
を研削することを特徴とするものである。
の研削方法は、予め、砥石の回転数に応じたワークの研
削抵抗を測定して、前記ワークの研削抵抗が急激に低下
する前記砥石の回転数を求め、その後、求めた前記回転
数を超える回転数で前記砥石を回転させて、前記ワーク
を研削することを特徴とするものである。
【０００６】また、前記ワークがＡｌＮセラミックス製
の場合には、前記ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径
をφ（μｍ）、該ダイヤモンド砥石の周速度をＶ（ｍ／
ｍｉｎ）としたとき、 Ｖ≧３５φ＋２０００・・・・・・・・・・・・・・・
・（数１）を満たす周速度になるよう前記ダイヤモンド
砥石を回転させることが好ましい。また、前記ダイヤモ
ンド砥石のダイヤモンド粒径をφ（μｍ）、該ダイヤモ
ンド砥石の周速度をｖ（ｍ／ｍｉｎ）、前記ワークの送
り速度をｆ（ｍ／ｍｉｎ）としたすると、 ｖ／ｆ≧７０φ＋８００・・・・・・・・・・・・（数
２）を満たすｖ／ｆに設定することが好ましい。また、
望ましくは、前記２式から、ダイヤモンド砥石の周速度
、およびワークの送り速度を求めて、この研削条件で研
削するとよい。
の場合には、前記ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径
をφ（μｍ）、該ダイヤモンド砥石の周速度をＶ（ｍ／
ｍｉｎ）としたとき、 Ｖ≧３５φ＋２０００・・・・・・・・・・・・・・・
・（数１）を満たす周速度になるよう前記ダイヤモンド
砥石を回転させることが好ましい。また、前記ダイヤモ
ンド砥石のダイヤモンド粒径をφ（μｍ）、該ダイヤモ
ンド砥石の周速度をｖ（ｍ／ｍｉｎ）、前記ワークの送
り速度をｆ（ｍ／ｍｉｎ）としたすると、 ｖ／ｆ≧７０φ＋８００・・・・・・・・・・・・（数
２）を満たすｖ／ｆに設定することが好ましい。また、
望ましくは、前記２式から、ダイヤモンド砥石の周速度
、およびワークの送り速度を求めて、この研削条件で研
削するとよい。
【０００７】前記目的を達成するための他の研削方法は
、砥石の周速度以上の速度で、かつ該砥石の接線方向に
、研削液を供給することを特徴とするものである。
、砥石の周速度以上の速度で、かつ該砥石の接線方向に
、研削液を供給することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】一般的に、研削抵抗が小さい場合には、加工し
易く、また、砥石の回転主軸が同一剛性であれば回転主
軸等の変形量が小さくなるため、研削精度も高まる。し
たがって、研削抵抗が小さくなる研削条件で研削すれば
、研削効率および研削精度を高めることができる。
易く、また、砥石の回転主軸が同一剛性であれば回転主
軸等の変形量が小さくなるため、研削精度も高まる。し
たがって、研削抵抗が小さくなる研削条件で研削すれば
、研削効率および研削精度を高めることができる。
【０００９】ところで、研削砥石の周速度を変えて、研
削抵抗の変化を調べてみたところ、ある周速度までは周
速度の増加に伴って研削抵抗が減少して行くが、これを
超えると、研削抵抗はほとんど変化しなくなり、最小の
研削抵抗となることが判明した。そこで、このような値
の周速度とダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径との関
係を調べてみたところ、ワークがＡｌＮセラミックスで
あれば、周速度とダイヤモンド粒径との関係は（数１）
のような関係があることが判明した。したがって、（数
１）を満たす周速度で研削すれば、前述したように、研
削効率および研削精度を高めることができる。さらに、
研削抵抗の減少により、駆動モータ等の消費電力も削減
することができる。
削抵抗の変化を調べてみたところ、ある周速度までは周
速度の増加に伴って研削抵抗が減少して行くが、これを
超えると、研削抵抗はほとんど変化しなくなり、最小の
研削抵抗となることが判明した。そこで、このような値
の周速度とダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径との関
係を調べてみたところ、ワークがＡｌＮセラミックスで
あれば、周速度とダイヤモンド粒径との関係は（数１）
のような関係があることが判明した。したがって、（数
１）を満たす周速度で研削すれば、前述したように、研
削効率および研削精度を高めることができる。さらに、
研削抵抗の減少により、駆動モータ等の消費電力も削減
することができる。
【００１０】セラミックスを研削する場合には、クラッ
クの発生しない研削条件で研削する必要がある。クラッ
クの発生は、砥石の周速度およびワークの送り速度とダ
イヤモンド砥石のダイヤモンド粒径とに関係があり、こ
れを避けるための研削条件が（数２）である。この研削
条件を満たすように、砥石の周速度およびワークの送り
速度を設定すれば、クラックの発生を防ぐことができ、
全体的な生産性の立場からすると、研削効率を高めるこ
とができる。なお、（数１）にで周速度を決定すること
ができるので、この値と（数２）を用いると、ワーク送
り速度を決定することができる。
クの発生しない研削条件で研削する必要がある。クラッ
クの発生は、砥石の周速度およびワークの送り速度とダ
イヤモンド砥石のダイヤモンド粒径とに関係があり、こ
れを避けるための研削条件が（数２）である。この研削
条件を満たすように、砥石の周速度およびワークの送り
速度を設定すれば、クラックの発生を防ぐことができ、
全体的な生産性の立場からすると、研削効率を高めるこ
とができる。なお、（数１）にで周速度を決定すること
ができるので、この値と（数２）を用いると、ワーク送
り速度を決定することができる。
【００１１】また、（数１）や（数２）は、ＡｌＮセラ
ミックスを研削する場合に適用する式であるが、一般的
に、他のセラミックスにおいても同様な関係があるため
、大量のワークを研削する前に、予め、（数１）や（数
２）のような関係式を求めておき、この関係式に基づい
て研削条件を決めると良い。
ミックスを研削する場合に適用する式であるが、一般的
に、他のセラミックスにおいても同様な関係があるため
、大量のワークを研削する前に、予め、（数１）や（数
２）のような関係式を求めておき、この関係式に基づい
て研削条件を決めると良い。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１から図
７を用いて説明する。ダイヤモンド砥石を用いて、Ａｌ
Ｎセラミックスをダイヤモンド砥石を用いて研削する場
合の研削条件に関して、各種試験を行なったので、これ
について説明する。なお、ダイヤモンド砥石はメタルボ
ンド型であり、ＡｌＮセラミックスは焼結助剤として、
Ｙ２Ｏ３を微量添加したものである。
７を用いて説明する。ダイヤモンド砥石を用いて、Ａｌ
Ｎセラミックスをダイヤモンド砥石を用いて研削する場
合の研削条件に関して、各種試験を行なったので、これ
について説明する。なお、ダイヤモンド砥石はメタルボ
ンド型であり、ＡｌＮセラミックスは焼結助剤として、
Ｙ２Ｏ３を微量添加したものである。
【００１３】「砥石回転速度に対する研削抵抗の影響」
まず、砥石回転速度の研削抵抗に及ぼす影響について試
験を行なったので、これに関して、図１および図２を用
いて説明する。この試験では、砥石径１００ｍｍ、砥石
幅０．６４ｍｍ、ダイヤモンド粒径４４μｍ（３２５メ
ッシュ）のダイヤモンド砥石を用いた。なお、本試験に
おける研削溝の深さは４ｍｍである。
まず、砥石回転速度の研削抵抗に及ぼす影響について試
験を行なったので、これに関して、図１および図２を用
いて説明する。この試験では、砥石径１００ｍｍ、砥石
幅０．６４ｍｍ、ダイヤモンド粒径４４μｍ（３２５メ
ッシュ）のダイヤモンド砥石を用いた。なお、本試験に
おける研削溝の深さは４ｍｍである。
【００１４】図１に示すように、法線方向の研削抵抗Ｆ
ｎは、いずれのワーク送り速度ｆｍｍ／ｍｉｎであって
も、砥石の周速度Ｖが３．５ｋｍ／ｍｉｎまでは、周速
度Ｖの増加に対して急激に研削抵抗Ｆｎが少なくなるが
、それ以降は、ほぼ横ばいである。また、接線方向の研
削抵抗Ｆｔも、図２に示すように、砥石の周速度Ｖが３
．５ｋｍ／ｍｉｎ以上では、周速度Ｖを増加させても、
研削抵抗Ｆｔの低下が見られなくなる。このように、セ
ラミックスでは、砥石の周速度Ｖがある値を超えると、
研削抵抗はそれ移行ほとんど変わらず、その値が最小研
削抵抗Ｖｍｉｎとなることが判明した。
ｎは、いずれのワーク送り速度ｆｍｍ／ｍｉｎであって
も、砥石の周速度Ｖが３．５ｋｍ／ｍｉｎまでは、周速
度Ｖの増加に対して急激に研削抵抗Ｆｎが少なくなるが
、それ以降は、ほぼ横ばいである。また、接線方向の研
削抵抗Ｆｔも、図２に示すように、砥石の周速度Ｖが３
．５ｋｍ／ｍｉｎ以上では、周速度Ｖを増加させても、
研削抵抗Ｆｔの低下が見られなくなる。このように、セ
ラミックスでは、砥石の周速度Ｖがある値を超えると、
研削抵抗はそれ移行ほとんど変わらず、その値が最小研
削抵抗Ｖｍｉｎとなることが判明した。
【００１５】ところで、研削抵抗が変わらなくなる最小
周速度Ｖｍｉｎは、砥石の粒径によって大きく変わって
くる。そこで、この最小周速度Ｖｍｉｎと砥石の粒径と
の関係について試験を行なったので、これについて説明
する。最小周速度Ｖｍｉｎと砥石の粒径φとの関係は、
図３に示すように、粒径φ（μｍ）が大きくなるに従い
最小周速度Ｖｍｉｎ（ｍ／ｍｉｎ）は、直線的に増加し
、それは（数１）に示すような関係を有することが判明
した。 Ｖｍｉｎ＝３５φ＋２０００・・・・・・・・・・・・
（数１）研削抵抗は、加工し易さのバロメータと考えて
良く、通常、研削抵抗が小さい場合には、加工し易く、
また研削精度も高まる。これは、一般のセラミック研削
の場合においても言えることである。したがって、Ａｌ
Ｎセラミックスを研削する場合、（数１）を満たす周速
度Ｖｍｉｎ以上の周速度で研削を行なえば、研削抵抗が
最も小さくなり、研削効率および研削精度が向上する。 また、研削抵抗が小さければ、当然、砥石を回転させる
モータやワークを送るためのモータの消費電力を削減す
ることもできる。
周速度Ｖｍｉｎは、砥石の粒径によって大きく変わって
くる。そこで、この最小周速度Ｖｍｉｎと砥石の粒径と
の関係について試験を行なったので、これについて説明
する。最小周速度Ｖｍｉｎと砥石の粒径φとの関係は、
図３に示すように、粒径φ（μｍ）が大きくなるに従い
最小周速度Ｖｍｉｎ（ｍ／ｍｉｎ）は、直線的に増加し
、それは（数１）に示すような関係を有することが判明
した。 Ｖｍｉｎ＝３５φ＋２０００・・・・・・・・・・・・
（数１）研削抵抗は、加工し易さのバロメータと考えて
良く、通常、研削抵抗が小さい場合には、加工し易く、
また研削精度も高まる。これは、一般のセラミック研削
の場合においても言えることである。したがって、Ａｌ
Ｎセラミックスを研削する場合、（数１）を満たす周速
度Ｖｍｉｎ以上の周速度で研削を行なえば、研削抵抗が
最も小さくなり、研削効率および研削精度が向上する。 また、研削抵抗が小さければ、当然、砥石を回転させる
モータやワークを送るためのモータの消費電力を削減す
ることもできる。
【００１６】「ワーク送り速度に対する研削抵抗の影響
」ワーク送り速度の研削抵抗に及ぼす影響について試験
を行なったので、これに関して図４を用いて説明する。 なお、本試験においても、砥石回転速度の研削抵抗に及
ぼす影響についての試験と同様のダイヤモンド砥石を用
いている。また、砥石周速度Ｖは２７６３ｍ／ｍｉｎで
、研削溝深さは４ｍｍである。
」ワーク送り速度の研削抵抗に及ぼす影響について試験
を行なったので、これに関して図４を用いて説明する。 なお、本試験においても、砥石回転速度の研削抵抗に及
ぼす影響についての試験と同様のダイヤモンド砥石を用
いている。また、砥石周速度Ｖは２７６３ｍ／ｍｉｎで
、研削溝深さは４ｍｍである。
【００１７】図４に示すように、ワーク送り速度ｆの増
加に伴って、法線方向の研削抵抗Ｆｎは、増加する。こ
れに対して接線方向の研削抵抗Ｆｔは、ワーク送り速度
が増加してもほとんど変わらない。ところで、法線方向
の研削抵抗Ｆｎは、例えば、ワーク送り速度ｆが１００
ｍｍ／ｍｉｎから３００ｍｍ／ｍｉｎに約３倍増加した
際、１６０Ｎから２００Ｎと約１．２５倍しか増加しな
い。したがって、法線方向の研削抵抗Ｆｎも接線方向の
研削抵抗Ｆｔも、ワーク送り速度ｆが増加してもあまり
変わらないため、ワーク送り速度ｆを増加させるほど、
単位消費電力当りの研削量や単位時間当りの研削量を高
めることができる。
加に伴って、法線方向の研削抵抗Ｆｎは、増加する。こ
れに対して接線方向の研削抵抗Ｆｔは、ワーク送り速度
が増加してもほとんど変わらない。ところで、法線方向
の研削抵抗Ｆｎは、例えば、ワーク送り速度ｆが１００
ｍｍ／ｍｉｎから３００ｍｍ／ｍｉｎに約３倍増加した
際、１６０Ｎから２００Ｎと約１．２５倍しか増加しな
い。したがって、法線方向の研削抵抗Ｆｎも接線方向の
研削抵抗Ｆｔも、ワーク送り速度ｆが増加してもあまり
変わらないため、ワーク送り速度ｆを増加させるほど、
単位消費電力当りの研削量や単位時間当りの研削量を高
めることができる。
【００１８】しかし、ワーク送り速度ｆは、いくらでも
大きくして良いというものではなく、ワークのクラック
発生との関係から、これには一定の限界がある。以下に
、このクラック発生限界について説明する。
大きくして良いというものではなく、ワークのクラック
発生との関係から、これには一定の限界がある。以下に
、このクラック発生限界について説明する。
【００１９】「クラック発生限界」セラミックスは、一
般的に、高硬度、高脆性という性質を有するため、研削
条件によってはクラックが発生してしまうことが度々あ
る。このようにクラックが発生してしまう研削条件は、
いくら研削効率の観点から優れているものでも、避けな
ければならない。
般的に、高硬度、高脆性という性質を有するため、研削
条件によってはクラックが発生してしまうことが度々あ
る。このようにクラックが発生してしまう研削条件は、
いくら研削効率の観点から優れているものでも、避けな
ければならない。
【００２０】図５は、砥石周速度とワーク送り速度との
比を尺度として、ＡｌＮセラミックスのクラック発生限
界を調べたものである。この結果より、クラック発生は
、ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径φ（μｍ）に依
存し、粒径φ（μｍ）が小さくなれば、Ｖ／ｆが小さく
なってもクラック発生に至らないことが判明した。具体
的には、以下に示す（数２）を満足すれば、クラック発
生を防ぐことができる。 Ｖ／ｆ＞７０φ＋８００・・・・・・・・・・・・（数
２）この（数２）により、Ｖ／ｆの下限を決定すれば、
ワークのクラック発生を防ぐことができ、欠陥品を少な
くすることができるので、結局、研削効率の向上を図る
ことができる。
比を尺度として、ＡｌＮセラミックスのクラック発生限
界を調べたものである。この結果より、クラック発生は
、ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径φ（μｍ）に依
存し、粒径φ（μｍ）が小さくなれば、Ｖ／ｆが小さく
なってもクラック発生に至らないことが判明した。具体
的には、以下に示す（数２）を満足すれば、クラック発
生を防ぐことができる。 Ｖ／ｆ＞７０φ＋８００・・・・・・・・・・・・（数
２）この（数２）により、Ｖ／ｆの下限を決定すれば、
ワークのクラック発生を防ぐことができ、欠陥品を少な
くすることができるので、結局、研削効率の向上を図る
ことができる。
【００２１】ところで、（数２）における砥石周速度は
、（数１）により、決定できるので、決定した砥石周速
度と（数２）とにより、ワーク送り速度を決定すること
ができる。具体的には、ＡｌＮセラミックス研削におい
ては、発生するチッピングの大きさから、ダイヤモンド
粒径φが４４μｍ（３２５メッシュ）か３７μｍ（４０
０メッシュ）のものが用いられることが多い。この場合
、（数１）より、砥石の周速度を４８３５ｍ／ｍｉｎ（
（数１）で求められる粒径φが４４μｍの場合の最低周
速度は３５００ｍ／ｍｉｎ）とすると、（数２）より、
送り速度は１０００ｍｍ／ｍｉｎ（（数２）で求められ
る粒径φが４４μｍの場合の最高送り速度は１２５０ｍ
ｍ／ｍｉｎ）となる。
、（数１）により、決定できるので、決定した砥石周速
度と（数２）とにより、ワーク送り速度を決定すること
ができる。具体的には、ＡｌＮセラミックス研削におい
ては、発生するチッピングの大きさから、ダイヤモンド
粒径φが４４μｍ（３２５メッシュ）か３７μｍ（４０
０メッシュ）のものが用いられることが多い。この場合
、（数１）より、砥石の周速度を４８３５ｍ／ｍｉｎ（
（数１）で求められる粒径φが４４μｍの場合の最低周
速度は３５００ｍ／ｍｉｎ）とすると、（数２）より、
送り速度は１０００ｍｍ／ｍｉｎ（（数２）で求められ
る粒径φが４４μｍの場合の最高送り速度は１２５０ｍ
ｍ／ｍｉｎ）となる。
【００２２】「切り込み量に対する研削抵抗の影響」切
り込み量の研削抵抗に及ぼす影響について試験を行なっ
たので、これに関して図６を用いて説明する。なお、本
試験においても、砥石回転速度の研削抵抗に及ぼす影響
についての試験と同様のダイヤモンド砥石を用いている
。また、砥石周速度Ｖは２７６３ｍ／ｍｉｎで、ワーク
送り速度ｆは１００ｍｍ／ｍｉｎである。
り込み量の研削抵抗に及ぼす影響について試験を行なっ
たので、これに関して図６を用いて説明する。なお、本
試験においても、砥石回転速度の研削抵抗に及ぼす影響
についての試験と同様のダイヤモンド砥石を用いている
。また、砥石周速度Ｖは２７６３ｍ／ｍｉｎで、ワーク
送り速度ｆは１００ｍｍ／ｍｉｎである。
【００２３】図６に示すように、切り込み量ｄの増加に
伴って、法線方向の研削抵抗Ｆｎおよび接線方向の研削
抵抗Ｆｔは、増加する。ところで、法線方向の研削抵抗
Ｆｎは、例えば、切り込み量ｄが０．５ｍｍから２ｍｍ
に４倍増加した際、６０Ｎから８０Ｎと約１．３３倍し
か増加しない。また、接線方向の研削抵抗Ｆｔは、切り
込み量ｄが増えてもほとんど増えていない。したがって
、法線方向の研削抵抗Ｆｎも接線方向の研削抵抗Ｆｔも
、切り込み量ｄが増加してもあまり変わらないため、切
り込み量ｄを増加させるほど単位消費電力当りの研削量
を向上させることができる。
伴って、法線方向の研削抵抗Ｆｎおよび接線方向の研削
抵抗Ｆｔは、増加する。ところで、法線方向の研削抵抗
Ｆｎは、例えば、切り込み量ｄが０．５ｍｍから２ｍｍ
に４倍増加した際、６０Ｎから８０Ｎと約１．３３倍し
か増加しない。また、接線方向の研削抵抗Ｆｔは、切り
込み量ｄが増えてもほとんど増えていない。したがって
、法線方向の研削抵抗Ｆｎも接線方向の研削抵抗Ｆｔも
、切り込み量ｄが増加してもあまり変わらないため、切
り込み量ｄを増加させるほど単位消費電力当りの研削量
を向上させることができる。
【００２４】なお、切り込み量（溝深さ）ｄは、溝加工
精度等の関係から、一般的に、溝幅と相対的に決定する
ものであり、以上の結果を考慮すると、アスペクト比（
溝深さ／溝幅）が６以上になるようにすることが好まし
いと思われる。
精度等の関係から、一般的に、溝幅と相対的に決定する
ものであり、以上の結果を考慮すると、アスペクト比（
溝深さ／溝幅）が６以上になるようにすることが好まし
いと思われる。
【００２５】以上の試験結果を考慮して、研削効率が高
く、かつ研削精度が高い研削装置を試作したので、以下
に説明する。この研削装置は、図７に示すように、Ａｌ
Ｎセラミックスのくし形構造体を製作するためのもので
あり、その詳細寸法は、以下の通りである。 ワーク寸法 ：約１００×１００ｍｍ溝深さｄ
：３ｍｍから５ｍｍ 溝幅ｔ ：０．３ｍｍから０．８ｍｍ溝間隔
ｐ ：１ｍｍから２ｍｍ 溝本数 ：５０本から１００本延べ溝長さＬ
：５ｍから１０ｍ ＡｌＮセラミックスは、熱伝導性および絶縁性等に優れ
ており、この構造体は、例えば、コンピュータ用電子部
品の冷却材として用いられるものである。
く、かつ研削精度が高い研削装置を試作したので、以下
に説明する。この研削装置は、図７に示すように、Ａｌ
Ｎセラミックスのくし形構造体を製作するためのもので
あり、その詳細寸法は、以下の通りである。 ワーク寸法 ：約１００×１００ｍｍ溝深さｄ
：３ｍｍから５ｍｍ 溝幅ｔ ：０．３ｍｍから０．８ｍｍ溝間隔
ｐ ：１ｍｍから２ｍｍ 溝本数 ：５０本から１００本延べ溝長さＬ
：５ｍから１０ｍ ＡｌＮセラミックスは、熱伝導性および絶縁性等に優れ
ており、この構造体は、例えば、コンピュータ用電子部
品の冷却材として用いられるものである。
【００２６】研削装置は、図８に示すように、円板上の
ダイヤモンド砥石１が取付けられる砥石フランジ２と、
砥石１および砥石フランジ２を回転させる主軸（図示さ
れていない）、砥石１等の回転体の動バランスをとるた
めのオートバランサ、砥石１を水平方向に移動させるｚ
軸４と、ｚ軸４を上下方向に移動させるｙ軸５と、ワー
クが取付けられるワークテーブル６と、ワークテーブル
６を水平方向に移動させるｘ軸テーブル７と、交換用砥
石１ａおよび交換用砥石フランジ２ａと、ｚ軸４に取付
けられている砥石１および砥石フランジ２と交換用砥石
１ａおよび砥石フランジ２ａを交換する自動工具交換機
構１０と、ワークおよび砥石１等を覆う全密閉式自動開
閉扉付きカバー８と、研削部分にクーラント（研削液）
を供給するクーラント供給機構と、砥石１のｚ方向の位
置と砥石径とを検出するセンサ１１と、これらが載置さ
れるベース９と、これらの動作を制御する制御装置（図
示されていない）とを有して構成されている。
ダイヤモンド砥石１が取付けられる砥石フランジ２と、
砥石１および砥石フランジ２を回転させる主軸（図示さ
れていない）、砥石１等の回転体の動バランスをとるた
めのオートバランサ、砥石１を水平方向に移動させるｚ
軸４と、ｚ軸４を上下方向に移動させるｙ軸５と、ワー
クが取付けられるワークテーブル６と、ワークテーブル
６を水平方向に移動させるｘ軸テーブル７と、交換用砥
石１ａおよび交換用砥石フランジ２ａと、ｚ軸４に取付
けられている砥石１および砥石フランジ２と交換用砥石
１ａおよび砥石フランジ２ａを交換する自動工具交換機
構１０と、ワークおよび砥石１等を覆う全密閉式自動開
閉扉付きカバー８と、研削部分にクーラント（研削液）
を供給するクーラント供給機構と、砥石１のｚ方向の位
置と砥石径とを検出するセンサ１１と、これらが載置さ
れるベース９と、これらの動作を制御する制御装置（図
示されていない）とを有して構成されている。
【００２７】主軸には、高脆性材料を高精度に加工する
ために、その径が７０ｍｍで、５ｋｇ／μｍ以上の剛性
を持たせている。主軸のベアリングは、セラミックスボ
ールベアリングを採用し、この冷却にはオイルエアー潤
滑式を採用している。主軸は、前述した周速度を実現す
るために、８，０００〜１５，０００ｒｐｍで回転でき
る。したがって、主軸のＤＮ数は１，０５０，０００（
主軸径７０ｍｍ×回転数１５，０００ｒｐｍ）で、一般
的なＤＮ数より著しく大きな値となっている。なお、本
研削装置に主に取付けるダイヤモンド砥石１は、砥石径
１１０ｍｍ、砥石幅０．６４ｍｍ、ダイヤモンド粒径４
４μｍ（３２５メッシュ）のものである。
ために、その径が７０ｍｍで、５ｋｇ／μｍ以上の剛性
を持たせている。主軸のベアリングは、セラミックスボ
ールベアリングを採用し、この冷却にはオイルエアー潤
滑式を採用している。主軸は、前述した周速度を実現す
るために、８，０００〜１５，０００ｒｐｍで回転でき
る。したがって、主軸のＤＮ数は１，０５０，０００（
主軸径７０ｍｍ×回転数１５，０００ｒｐｍ）で、一般
的なＤＮ数より著しく大きな値となっている。なお、本
研削装置に主に取付けるダイヤモンド砥石１は、砥石径
１１０ｍｍ、砥石幅０．６４ｍｍ、ダイヤモンド粒径４
４μｍ（３２５メッシュ）のものである。
【００２８】ワークテーブル６は、約１００×１００ｍ
ｍのワークをｘ軸テーブル７の移動方向に５個並べて取
付けられる寸法のもので、５個のワークを真空チャック
できるように複数の真空吸引口が設けられている。ｘ軸
テーブル７は、ワークテーブル６に取付けられた５個の
ワークを一度に研削できるように、少なくとも６１０ｍ
ｍ（＝ワーク長さ１００×５個＋砥石径１１０）の移動
幅が設定されている。このため、一度に５個のワークの
研削を実行できるので、砥石１が空転している時間等を
削減することができ、作業効率を高めることができる。 また、加工精度を上げるために、ｘ軸テーブル７は、テ
ーブルピッチングが１μｍ／１００ｍｍ以下、テーブル
ヨーイングが１μｍ／１００ｍｍ以下になるよう設けら
れている。
ｍのワークをｘ軸テーブル７の移動方向に５個並べて取
付けられる寸法のもので、５個のワークを真空チャック
できるように複数の真空吸引口が設けられている。ｘ軸
テーブル７は、ワークテーブル６に取付けられた５個の
ワークを一度に研削できるように、少なくとも６１０ｍ
ｍ（＝ワーク長さ１００×５個＋砥石径１１０）の移動
幅が設定されている。このため、一度に５個のワークの
研削を実行できるので、砥石１が空転している時間等を
削減することができ、作業効率を高めることができる。 また、加工精度を上げるために、ｘ軸テーブル７は、テ
ーブルピッチングが１μｍ／１００ｍｍ以下、テーブル
ヨーイングが１μｍ／１００ｍｍ以下になるよう設けら
れている。
【００２９】クーラント供給機構は、図７に示すように
、クーラントを砥石１の接線方向に噴射するノズル１２
と、噴射したクーラントの速度が砥石の周速度以上にな
るようクーラントを加圧する加圧ポンプ（図示されてい
ない）と、回収されたクーラントを浄化するフィルター
（図示されていない）とを有している。加圧ポンプは、
その吐出量が２０ｌ／ｍｉｎで、吐出圧が２０から８０
ｋｇ／ｃｍ２である。また、フィルターは、回収された
クーラント内の研削屑を効率良く除去するために、１．
０μｍフィルターと０．５μｍフィルターとが前後して
設けられている。なお、０．５μｍ未満の研削屑は、本
実施例では、全研削屑量の９９％以下である。
、クーラントを砥石１の接線方向に噴射するノズル１２
と、噴射したクーラントの速度が砥石の周速度以上にな
るようクーラントを加圧する加圧ポンプ（図示されてい
ない）と、回収されたクーラントを浄化するフィルター
（図示されていない）とを有している。加圧ポンプは、
その吐出量が２０ｌ／ｍｉｎで、吐出圧が２０から８０
ｋｇ／ｃｍ２である。また、フィルターは、回収された
クーラント内の研削屑を効率良く除去するために、１．
０μｍフィルターと０．５μｍフィルターとが前後して
設けられている。なお、０．５μｍ未満の研削屑は、本
実施例では、全研削屑量の９９％以下である。
【００３０】オートバランサは、主軸の先端部分にバラ
ンサタンク３を有して構成されており、予めアンバラン
ス量を検知しておき、バランサタンク３の適切な所に適
切な量の液体を入れて、回転体の動バランスをとるため
のものである。
ンサタンク３を有して構成されており、予めアンバラン
ス量を検知しておき、バランサタンク３の適切な所に適
切な量の液体を入れて、回転体の動バランスをとるため
のものである。
【００３１】次に、本研削装置の作用について説明する
。この研削装置で、砥石１（径１１０ｍｍ）を周速度が
４８３５ｍ／ｍｉｎになるよう回転させてワークを研削
すると、研削抵抗を従来よりも約４０％低減することが
できるので、研削効率および加工精度を高めることがで
きる。また、砥石１の長寿命化、消費電力の削減も図る
ことができる。加工精度に関しては、研削抵抗の減少と
いう要因の他に、主軸の高剛性化およびオートバランサ
等の採用によっても向上している。これらは、図９に示
すように、具体的に、例えば、ピッチ精度では３倍に、
溝幅精度では２倍になる。また、砥石寿命では６倍にな
る。なお、砥石寿命に関しては、一定の精度の溝を何ｍ
研削できるかで測定している。
。この研削装置で、砥石１（径１１０ｍｍ）を周速度が
４８３５ｍ／ｍｉｎになるよう回転させてワークを研削
すると、研削抵抗を従来よりも約４０％低減することが
できるので、研削効率および加工精度を高めることがで
きる。また、砥石１の長寿命化、消費電力の削減も図る
ことができる。加工精度に関しては、研削抵抗の減少と
いう要因の他に、主軸の高剛性化およびオートバランサ
等の採用によっても向上している。これらは、図９に示
すように、具体的に、例えば、ピッチ精度では３倍に、
溝幅精度では２倍になる。また、砥石寿命では６倍にな
る。なお、砥石寿命に関しては、一定の精度の溝を何ｍ
研削できるかで測定している。
【００３２】また、ワーク送り速度および切り込み量は
、基本的に大きければ大きいほど、単位消費電力当りの
研削量の向上を図ることができることが判明しているの
で、例えば、ワーク送り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、切
り込み量４ｍｍ（アスペクト比６．７）で研削を実行す
ることにより、少ない消費電力で研削効率をより高める
ことができる。一般的に、クーラントは、砥石１の周速
度よりもかなり遅い速度で研削部分に供給される。しか
し、これでは回転する砥石１の周辺に高速の空気流が形
成されるために、効率良く研削部分にクーラントを供給
することができない。そこで、本実施例では、砥石１の
周速度よりも速い速度でクーラントを供給している。こ
のため、クーラントは、効率良く研削部分に供給され、
冷却効率および研削効率を高めることができる。
、基本的に大きければ大きいほど、単位消費電力当りの
研削量の向上を図ることができることが判明しているの
で、例えば、ワーク送り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、切
り込み量４ｍｍ（アスペクト比６．７）で研削を実行す
ることにより、少ない消費電力で研削効率をより高める
ことができる。一般的に、クーラントは、砥石１の周速
度よりもかなり遅い速度で研削部分に供給される。しか
し、これでは回転する砥石１の周辺に高速の空気流が形
成されるために、効率良く研削部分にクーラントを供給
することができない。そこで、本実施例では、砥石１の
周速度よりも速い速度でクーラントを供給している。こ
のため、クーラントは、効率良く研削部分に供給され、
冷却効率および研削効率を高めることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、研削抵抗を減少させる
ことができるので、研削効率および研削精度を高めるこ
とができると供に、消費電力を削減することができる。
ことができるので、研削効率および研削精度を高めるこ
とができると供に、消費電力を削減することができる。
【００３４】また、他の発明によれば、クラックの発生
を防ぐことができ、全体的な生産性の見地から、研削効
率を高めることができる。
を防ぐことができ、全体的な生産性の見地から、研削効
率を高めることができる。
【図１】法線方向の研削抵抗と砥石周速度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図２】接線方向の研削抵抗と砥石周速度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】砥石周速度とダイヤモンド粒径との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】研削抵抗とワーク送り速度との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図５】砥石周速度とワーク送り速度との比と、ダイヤ
モンド粒径との関係において、クラック発生条件を示す
グラフである。
モンド粒径との関係において、クラック発生条件を示す
グラフである。
【図６】研削抵抗と切り込み量との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】本発明に係る一実施例のワークおよび砥石の全
体斜視図である。
体斜視図である。
【図８】本発明に係る一実施例の研削装置の全体斜視図
である。
である。
【図９】本発明に係る一実施例の研削条件および研削精
度等と従来の研削条件および研削精度等との比較を示す
説明図である。
度等と従来の研削条件および研削精度等との比較を示す
説明図である。
１…ダイヤモンド砥石、３…オートバランサタンク、４
…ｚ軸、５…ｙ軸、６…ワークテーブル、７…ｘ軸テー
ブル、８…全密閉式自動開閉扉付きカバー、１０…工具
交換機構、１２…研削液供給ノズル。
…ｚ軸、５…ｙ軸、６…ワークテーブル、７…ｘ軸テー
ブル、８…全密閉式自動開閉扉付きカバー、１０…工具
交換機構、１２…研削液供給ノズル。
Claims (7)
- 【請求項１】ダイヤモンド砥石を回転させてＡｌＮセラ
ミックス製のワークを研削する研削方法において、前記
ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径をφ（μｍ）、該
ダイヤモンド砥石の周速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）としたと
き、Ｖ≧３５φ＋２０００ を満たす周速度に設定することを特徴とする研削方法。 - 【請求項２】ダイヤモンド砥石を回転させてＡｌＮセラ
ミックス製のワークを研削する研削方法において、前記
ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径をφ（μｍ）、該
ダイヤモンド砥石の周速度をｖ（ｍ／ｍｉｎ）、前記ワ
ークの送り速度をｆ（ｍ／ｍｉｎ）としたとき、ｖ／ｆ
≧７０φ＋８００ を満たすｖ／ｆに設定することを特徴とする研削方法。 - 【請求項３】ダイヤモンド砥石を回転させてＡｌＮセラ
ミックス製のワークを研削する研削方法において、前記
ダイヤモンド砥石のダイヤモンド粒径をφ（μｍ）、該
ダイヤモンド砥石の周速度をｖ（ｍ／ｍｉｎ）、前記ワ
ークの送り速度をｆ（ｍ／ｍｉｎ）としたとき、ｖ≧３
５φ＋２０００ および ｖ／ｆ≧７０φ＋８００ を満たす周速度およびワーク送り速度に設定することを
特徴とする研削方法。 - 【請求項４】砥石を回転させて、セラミックス製のワー
クを研削する研削方法において、予め、前記砥石の回転
数に応じた前記ワークの研削抵抗を測定して、前記ワー
クの研削抵抗が急激に低下する前記砥石の回転数を求め
、その後、求めた前記回転数を超える回転数で前記砥石
を回転させて、前記ワークを研削することを特徴とする
研削方法。 - 【請求項５】砥石を回転させて、セラミックス製のワー
クを研削する研削方法において、予め、前記砥石の周速
度に応じた前記ワークの研削抵抗を測定して、前記ワー
クの研削抵抗が急激に低下する前記砥石の周速度を求め
ると供に、求めた該周速度を超える周速度に対して、前
記ワークが研削中にクラックが発生しないワーク送り速
度を、クラック発生に関する予め与えられているデータ
から求めるか、または測定により取得し、その後、求め
た前記周速度を超える周速度が得られるよう前記砥石を
回転させ、前記ワークを得られた前記ワーク送り速度未
満のワーク送り速度で移動させて、該ワークを研削する
ことを特徴とする研削方法。 - 【請求項６】ダイヤモンド砥石を回転させて、セラミッ
クス製のワークを研削する研削方法において、ダイヤモ
ンド砥石のダイヤモンド粒径をφ（μｍ）、該ダイヤモ
ンド砥石の周速度をｖ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークの送り速
度をｆ（ｍ／ｍｉｎ）としたとき、ダイヤモンド粒径の
異なる各種ダイヤモンド砥石に関して、ダイヤモンド砥
石の周速度に応じた前記ワークの研削抵抗を測定して、
各種ダイヤモンド砥石ごとの、前記ワークの研削抵抗が
急激に低下する前記砥石の周速度を求め、以下の式にお
ける定数ｋ１および定数αを定めて該式を完成させると
共に、ｖ≧ｋ１φ＋α ダイヤモンド粒径の異なる各種ダイヤモンド砥石に関し
て、ダイヤモンド砥石の周速度とワーク送り速度との比
に応じた、前記ワークにクラックが発生しない限界を測
定して、以下の式における定数ｋ２およびβを定めて該
式を完成させ、 ｖ／ｆ≧ｋ２φ＋β 完成した前記式に基づき、前記ダイヤモンド砥石の周速
度およびワーク送り速度を定め、定めた前記周速度およ
び前記ワーク送り速度の条件で、前記ワークを研削する
ことを特徴とする研削方法。 - 【請求項７】砥石を回転させてワークを研削する研削装
置において、前記砥石の接線方向に研削液を供給するノ
ズルと、前記ノズルから噴出する前記研削液が、前記砥
石の周速度以上の速度になるよう、該研削液を加圧する
加圧手段とを備えていることを特徴とする研削装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149098A JP2726776B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 研削方法 |
| US07/900,572 US5390446A (en) | 1991-06-21 | 1992-06-18 | Grinding method and grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149098A JP2726776B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 研削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372349A true JPH04372349A (ja) | 1992-12-25 |
| JP2726776B2 JP2726776B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=15467655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3149098A Expired - Fee Related JP2726776B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 研削方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5390446A (ja) |
| JP (1) | JP2726776B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5613350A (en) * | 1992-12-24 | 1997-03-25 | Boucher; John N. | Method for packaging and handling fragile dicing blade |
| US5718615A (en) * | 1995-10-20 | 1998-02-17 | Boucher; John N. | Semiconductor wafer dicing method |
| US6152803A (en) | 1995-10-20 | 2000-11-28 | Boucher; John N. | Substrate dicing method |
| US20040112360A1 (en) * | 1998-02-12 | 2004-06-17 | Boucher John N. | Substrate dicing method |
| US6165051A (en) * | 1998-10-29 | 2000-12-26 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
| US6033288A (en) * | 1998-10-29 | 2000-03-07 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
| US6669118B2 (en) * | 2001-08-20 | 2003-12-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Coherent jet nozzles for grinding applications |
| US7727054B2 (en) * | 2002-07-26 | 2010-06-01 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Coherent jet nozzles for grinding applications |
| DE102005043602B4 (de) * | 2005-09-12 | 2018-07-26 | Reishauer Ag | Zahnradbearbeitungsmaschine sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Zahnradbearbeitungsmaschine |
| US20070141962A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-21 | Dodd Harry D | Method for grinding a workpiece |
| WO2015103008A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Coolant delivery system for grinding applications |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131474A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-06-05 | United Technol Corp <Utc> | 砥石車装置及びそのツールホルダー |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4067311A (en) * | 1974-08-29 | 1978-01-10 | Giorgio Benetello | Method for sawing hard material |
| US4839996A (en) * | 1987-11-11 | 1989-06-20 | Disco Abrasive Systems, Ltd. | Method and apparatus for machining hard, brittle and difficultly-machinable workpieces |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP3149098A patent/JP2726776B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-18 US US07/900,572 patent/US5390446A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131474A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-06-05 | United Technol Corp <Utc> | 砥石車装置及びそのツールホルダー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2726776B2 (ja) | 1998-03-11 |
| US5390446A (en) | 1995-02-21 |
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