JPH0475873A - 研削装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電解インブｒ】セスドｌ／ツシングら−より
研削を行う研削装置に関する。

〔従来の技術〕

金属、セラミックスあるいはガラスなどの研削対象物（
以下ワークと記する。）を所望の形状や寸法に加工する
場合、回転する砥石等を研削工具とした研削装置が使用
されている。第９図および第１０図はｉ／ンズ等の球面
を研削するため、特公昭６１−３３６６５号公報および
１／ンズプリズムの工作技術（中央科学社（版））に開
示された従来の研削装置を示している。曲率半径Ｒ，に
創成されるワークｌがワーク軸部本体３のコレットチャ
ック２に保持されている。ワーク軸部本体３にはワーク
１を回転さゼながら矢印ａ′方向への切込みを行う機構
が組ろ込まれている。

また、ワーク軸部本体３は図示しないハンドルへの操作
により矢印ａ方向に移動調整されてワークｌの肉厚調整
を行う。ワーク１の研削を行う砥石４は砥石軸５に保持
されて回転し、この回転によってワーク１を加工するが
、加工時ζこはワーク１と砥石４との間に図示しないク
ーラン１（冷却媒体）が供給されるようになっている。

上記構成の球面研削装置によれば、第１０図のように曲
率半径Ｒ０のワーク１を創成する砥石４の加工直径をｄ
とすると、砥石軸５をｓｉｎθ。−ｄ／　２　Ｒ番に相
当する角度θ。だけ傾けた状態で、加工直径ｄがワーク
軸中心線とＰ点で一敗するように、砥石軸５を図示しな
いハンドルにより砥石軸に対して直角なり方向（第９図
）に移動調整することにより、所望の曲率半径０゜Ｐ　
＝Ｒｏをもった球面を創成できる。０゜はワーク軸中心
線と砥石軸中心線が交わる点であり、球面の曲率中心点
でもある。また、その交わる角度はθ。である。

このような研削でワークを数多く加工していくと、砥石
が目詰まって研削能力の低下、ワーク研削面の面粗さの
悪化、焼は発生の問題が生しる。

これを解決するために、従来は砥石を研削と研削の間に
ドレッシング工具等でドレッシングしていた。

このこような研削に対し、砥石の研削中に、弱電性クー
ラントを吹き付けて電解ドレッシングしながら研削を続
行する電解インプロセスドレッシング研削法が近年提案
されている。（例えば、昭和６３年度精密工学会学術講
演論文集（昭和６３年ｌＯ月５日））。

第１１図はこの電解インプロセスドレッシングにより研
削を行う研削装置であり、同図（ａ）はその正面図、働
）はその左側面図を示す、砥石４が導電性材料により成
形され、この砥石４を保持する砥石ホルダ６にブラシ等
の接触端子７が接触しており、電源８の陽極が接触端子
７を介して砥石４に印加されている。電源８の陰極は、
砥石４の研削面と一定の間隔を有するように配置されて
おり、この陰極９と陽極となっている砥石４との間に弱
電性クーラント１０が噴出される。電源８としては、一
定のパルスを発生することにより砥石４と陰極９との間
に放電を行うことができるものが使用されており、この
放電と弱電性クーラントの供給とにより電解インプロセ
スドレッシングを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、電解インプロセスドレッシングを行う上記従来
の研削装置は、電源として放電可能な電圧を印加するこ
とができる必要があり、それ自体高価であり、実用性が
乏しいものであった。また、この研削装置を第９図に示
すような球面を創成する装置に組み込むと、構造が複雑
となる問題があった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、放電機能のない安価な直流電源を使用して電解インプ
ロセスドレッシングを行うことができると共に、簡単な
構造とすることができる研削装置を旋供とすることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、回転する導電性の
研削工具と、導電部と絶縁部とが円周面上に交互に配置
され、前記研削工具との導通状態で研削工具と一体的に
回転する整流部材と、前記研削工具の加工面との間に間
隔を有して配置された電極体と、前記整流部材が陽極と
なると共に電極体が陰極となるように直流電流を印加す
る直流電流と、前記研削工具の加工面と電極体との間に
弱電性クーラントを供給するクーラント供給手段とを備
えていることを特徴とする。

第１図はこの研削装置の基本構造を示している。

図示しない回転駆動源に連結された回転軸１２に導電性
を有する研削工具１１が一体的に形成されて、矢印方向
ド回転し、ワークを研削する０回転軸１２には研削工具
１１と導通した整流部材１３が一体回転するように取り
付けられている。整流部材１３にはブラシ１４が接触し
ている。

第２図は整流部材１３の断面図を示しており、導電部１
３ａと絶縁部１３ｂとが円周面上に交互に位置すること
で整流部材１３が構成されている。

研削工具１１の加工面との対応位置には電極ＩＩ５が僅
かの間隔を有して設けられており、この電極板１５とブ
ラシ１４とが直流電流１６に接続される。直流電源１６
はブラシ１４、すなわち整流部材１３および整流部材１
３に導通した研削工具が陽極となり、電極板１５が陰極
となるように、これらに電圧を印加する。さらに、研削
工具１１の加工面と電極体１５との間にはクーラント供
給手段（不図示）に連結されたノズル１８から弱電性ク
ーラントが供給される構成となっている。

〔作　用〕

」−記構成の本発明の研削装置ｔ、−よれば、クー〃の
研削加工のため、研削工具１１が回転りる２−１整流部
何１３ゼ）一体的に回転して導電部１３ａと絶縁部１３
　ｂ　）：がブラシ】４と交互ムニ接触し、研削工具１
１が断絶的に陽極となるようら゛直流電圧が印加される
。この断続的な印加により研削工具１１の加工面に電解
が生じると共に、クーラン１供給１′：、段から供給さ
れた弱電性り・−ラント１７が研削工具１１の加工面を
満遍なくドレッシングす′る。従って、研削工具の回転
を利用するこ、！Ｊ二より研削工具への断続的な電圧印
加が可能！ビな１．ているため、。パルス発生＠源が不
要となった簡単な構造で電解インプロセスド１／ソシン
グ研削を行うことができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の研削装置を図示する実施例ε、こ基づい
て具体的に説明する。なお、各実施例Ｃ，：おいて同一
・の要素は同一・の符号で対応さｌ“ることにより重複
する説明を省略する。

（第１実施例） 第３図は本発明の第１実施例の構成を示す側面図である
。曲率半径Ｒ。ら＝創成されるワーク２Ｉが一ルソ（・
チーヤ・ツク２２ム二チャッキングされることにより、
ワーク軸部本体２３に保持されている。

ワーク軸部本体２３にはワーク２１を回転させながら矢
印ａ゛方向の切り込みを行う機ＩＪＩ　（不図示）が組
み込まれていると共に、図示しないハンドルにより矢印
ａ方向に移動調整され、このａ方向への移動によりワー
ク２１の肉Ｗ調整を行うようになっている。ワーク２１
を研削する砥石等の研削工具１１は回転軸２５４こ着脱
自在に装着されており、その回転により加工面がワーク
２１を球面加工する。このような構成では第９図および
第１０図に示したよ・うに、研削工具２４の加工直径ｄ
に対して、回転軸２５をθ−５ｉｎ−’　（ｄ　／　２
　Ｒｏ）傾けた状態で、図示しないハンドルにより約ｄ
／２だけ回転軸２５を矢印１〕方向に移動調整するこ々
により、所望の曲率半径Ｒ６の球面ワーク２１に創成す
ることができる。

以上の構成ら＝加、丙ノｒ、研削王其ｘｌの基部（す４
の外局面には導電性１３ａ、’：絶本長部１３ｂとが交
互に配置された整流部（Ａ１３が取り付けられ、研削工
具１１と一体的に回転するようじ−なっている。

また、この整流部材１３ｉｆｆば直流電源１６の（ト）
極に接続、されたブラシ１４が接触している。この場合
、研削工具１１はダイヤモア１′粉末等の砥粒を導電性
ボンドで結合さゼることにより形成されており、これに
より研削工具ｌＩは導電性を有ｊ７、ブラシＩ４が整流
部＄４１３の導電部１３ａと接触すると、研削工具１１
が断続的に陽極となるように直流電圧が印加される。

一方、ワークホルダとしてのコレットチャック２２は導
電材により成形されており、このコレットチャック２２
にはスパークアウト１４′（切り込みａ′を行い、切り
込みなしのＯ研削時）に研削工Ｒ１１との間で隙間［を
形成するような曲率半径Ｒ，の先端形状をした電極体１
５が外面に設置されている。

また、コレットチャンク２２の外面にば直流電源１Ｇの
（−）極に接続された給電ブラシ１９が接触して、電極
体１５が陰極となるように直流電圧が印加されている。

さらに、この研削工具１１と電極体１５との隙間型には
、クーラント供給手段（不図示）に連結さ名たノズル１
８から弱電性クーラント１７が供給されるようになって
いる。

以十の構成において、回転軸２５の回転により研削用１
１と整流部材１３とが一体的に回転し、整流部材１３の
導電部１３ａと絶縁部１３ｂとが交互にブラシ１４と接
触する。第４図は、この整流部材１３を介して研削工具
１１に印加される電流電圧のタイミングチャートであり
、導電部１３ａがブラシ１４と接触ｊ７ているＴ、秒の
間、→−Ｅ（Ｖ）が印加される一方、絶縁部１３ｂがブ
ラシ１４と接触している１１１秒の間、０（Ｖ）となり
、これがＴ、秒ごとに繰りかえされるザイクルとなって
いる。これにより研削工具１１に（ト）を圧が断続的に
印加されるため、研削工具１１の電解ドレッシングを行
うことができ、研削工具１１の目詰まりを生じることの
ない効率の良い球面創成を行うことができる。

（第２実施例） 第５図は本発明の第２実施例を示す断面図である。

図示されていないが、駆動装置と連結した回転軸３１の
先端に、導電性を有した研削工具１１が一体形成されて
いる。この研削工具１１の先端面は半球形状に形成され
ており、その上面の研削面には、研削面と同形状の被加
工面を有するワーク２１の半球面が当接している。

研削工具１１は、ダイヤモンド粉末などの砥粒を導電性
のボンドで結合することにより導電性を備えており、そ
の基部側外周面には導電部１３ａと絶縁部１３ｂとが交
互に配置された整流部材１３が取り付けられ、この整流
部材１３に直流電源１６の（＋）極が接続されている。

ワーク２１は、そのワーク２１と同径形状に形成された
保持皿３１に上端面が保持されている。この保持皿３１
の上面中心には、凹部が形成され、この凹部に棒状形で
その先端に球形部を形成したカンザシ３２が係合してい
る。このカンザシ３２は、図示していないが、駆動源と
接続されて揺動駆動するよう構成されていると共に、加
圧手段にて上記保持皿３１を介してワーク２１を押圧加
工するよう構成されている。

また、このカンザシ３２は直流電源１６の（−）極と接
続されていると共に、カンザシ３２に連結された保持皿
３１の外周面には円環状の電極体１５が取り付けられて
おり、これにより電極体１５が陰極となるように直流電
圧が印加されている。

電極体１５は、ワーク２１を保持した状態で研削工具１
１の加工面との間に僅かの隙間ｌを設けるように保持皿
３１に固定されている。そして、この隙間ｌにはノズル
１８から弱電性クーラント１７が噴出され、それぞれに
印加した電圧によって研削工具の加工面が電解によって
ドレッシングされるよう構成されている。

次に上記構成による研削方法について述べる。

上記構成において、ワーク２１の研削加工を行うと、保
持皿３１の揺動駆動と研削工具１１の回転駆動と共に、
クーラント供給手段も駆動して研削工具１１と電極体１
５との隙間ｌにクーラント１７が噴出し介在する。また
、直流電源１６により研削工具１１と電極体１５に印加
した電圧によって研削工具１１の加工面（砥粒面）に電
解が生じ、それによって満遍なくドレッシングされる。

すなわち、研削加工中に効率よくムラのないドレッシン
グが行われる。

上記状態で、研削加工を行うと揺動運動により、電極体
１５の位置が研削工具１１に対して隙間ｌを保持しなが
ら移動加工するため、研削工具１１の加工面を満遍なく
ドレッシングできる。

一方、ワーク２１の所定の加工が完了すると次のワーク
に換えて再び加工を行う、この加工を続けていくと研削
工具は徐々に摩耗していくが、ワーク２１としては所定
寸法のものが供給されるため、研削工具１１の摩耗に関
係なく隙間ｌを確保することができる。また、所定寸法
でないワークの場合は、電極体１５を保持皿３１に対し
て位置調整することで隙間ｌを用意に確保できる。

なお、ワーク２１が金属などの導電性の場合は、ワーク
２１と保持皿３１の間に絶縁体を介在させれば良い。

（第３実施例） 第６図は本発明の第３実施例の側面図を示している。

この第３実施例では、研削工具１１がホルダ４１の先端
部に一体的に固着されており、このホルダ４１を回転軸
２５の出力部４２に着脱自在に取り付けることにより、
研削工具１１の装着が行われる。４３はこの着脱を行う
ためのボルトである。

一方、整流部材１３は回転軸２５の出力部４２の先端の
外周面に一体的に固定されており、この整流部材１３に
ブラシ１４が接触している。このような構成では回転軸
２５の駆動により、研削工具１１と共に整流部材１３が
回転して研削工具１１への断続的な印加を行うが、整流
部材１３が回転軸２５偏に固定されているため、研削工
具１１の交換時のブラシ１４の位置調整が不要となる。

このため、種類や形状、大きさの異なる研削工具であっ
ても、そのまま電解インプロセスドレッシングを行うこ
とができる。

（第４実施例） 第７図は整流部材１３の設計例を示し、導電性リングの
列周面に所定間隔で絶縁体を嵌め込むことにより導電部
１３ａと絶縁部１３ｂとが交互（、こ配置されている。

この導電部１３ａの円周面」−の長さをβ、絶縁部１３
ｂの長さをｄとすると、整流部材１３の円周面が寸法γ
（７＝ｄ＋β）でｎ分割（ｎ−整数）される。

ここで、整流部材１３の回転数をＮ　（ｒ。ｐ、ｍ、　
）；断続的な電圧印加の周期を０秒と分割数ｎはＮ で求められ、従ってγは で求められる。

例えば、Ｎ＝　１０００　（ｒ、ｐ、ｍ、）、　　Ｃ＝
　０．００１　（ｓ　ｅ　ｃ）で研削加工する場合はｎ
’；６０．ｒ＝６（ｄｅＢ）と設定することにより目的
の電解ド１ノノシングを行うことができる。

従って、回転数などの加工条件や電圧印加周期に適合し
た種々の整流部材１３をあらかしめ用意しておくことに
より、この対応を迅速に行うことできる。また、分割数
ｎが異なる複数の整流部材１３を並列すると共に、ブラ
シを所望の条件の整流部材に切替え接触するようにして
、加工条件に適合した電解ドｊ〜ツシングを行うように
しても良い。

第８図は整流部材１３の変形例を示し、外周面に凸部お
よび四部を交互に形成することにより、凸部をブラシ１
４と接触する導電部１３ａ、凹部をブラシ１４と接触し
ない絶縁部１３ｂとしたものであり、絶縁体を取り（１
ける必要がないため、作製が容易となるメリットがある
。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、導電部と！＠縁部
とが交互に配置された整流部材をＲ電性の研削工具と共
に回転させることにより、研削工具が断続的に陽極とな
るようにしたため、直流電源を使用した電解インプロセ
スドレンジング研削を行・）ことができ、高価なパルス
発生電源を不要とすることができると共に、簡単な構造
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の研削装置の基本構成を示す斜視図、第
２図はその整流部材の平面図、第３図は本発明の第１実
施例を示ず一部破断側面図、第４図はその研削部材の印
加を示すタイミングチャート、第５図は第２実施例を示
す断面図、第６図は第３実施例を示す一部破断側面図、
第７図は整流部材の設計例を説明するための平面図、第
８図は整流部材の変形例を示す平面図、第９図は従来の
研削装置を示す一部側面図、第１０図はその研削加工を
説明する側面図、第１１図は電解インプロセスドレッシ
ング研削を行う従来の研削装置を示し、（ａ）はその正
面図、（ロ）はその左側面図である。 １３・・・整流部材 １３ａ・・・導電部 １３ｂ・・・ｗＡ録部 １５・・・電極体 １６・・・直流電源 １７・・・弱電性クーラント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する導電性の研削工具と、導電部と絶縁部と
   が円周面上に交互に配置され、前記研削工具との導通状
   態で研削工具と一体的に回転する整流部材と、前記研削
   工具の加工面との間に間隔を有して配置された電極体と
   、前記整流部材が陽極となると共に電極体が陰極となる
   ように直流電流を印加する直流電流と、前記研削工具の
   加工面と電極体との間に弱電性クーラントを供給するク
   ーラント供給手段とを備えていることを特徴とする研削
   装置。