JPH05185357A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 従来の遊離砥粒による研削加工を改良して、
研削精度、研削性能を更に向上させる。 【構成】 所望の形状に成形した母材１を被加工体４と
所定の研削間隙を保って対向するように設ける。母材１
の一部に電界形成用電極８を対向させ、該電極８と母材
１の対向間隙に砥粒と接着剤を混合した液９を供給しつ
ゝ電圧を印加することにより母材１の表面に砥粒を接着
する手段８，９，１０，１１を備える。母材１を回転駆
動する装置３と、母材１の回転角を検出する装置１３
と、回転角が所定値に達する毎に砥粒を接着する手段
８，９，１０，１１を駆動制御する装置７とを設ける。 【効果】 母材表面に凹凸状に形成された砥粒層が、研
削によって生じる切粉の排除効果を高め、切れ味の良い
高能率の加工を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は砥粒を用いた研削装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、遊離砥粒を用いた研削装置は公知
である。例えばラッピングは、ラップ定盤と加工物間に
ラップ液に混ぜた遊離砥粒を散布して両者間に圧力を加
えながら摺り合わせることによって精密加工する方法で
ある。又ポリッシングはポリッシャと微粒砥粒を用いて
表面研磨を行なう研磨槽に微粉末砥粒を入れて回転さ
せ、回転円盤に貼り付けたポリシャとの間に相対運動を
与えて滑らかな面を得るが、砥粒の供給状態によって研
磨精度が変化し、面のうねりが生じたりする。一般に高
精度な研削仕上げ面を得るには、剛性の高い精密な研磨
機を使用し、サブミクロンの微粉末を均一に供給する必
要があるが、これには相当な熟練を要し、経験等によっ
て仕上状態が異なる欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の遊離
砥粒による研削加工を改良して、研削精度、研削性能を
更に向上させようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は、被加工体の
研削間隙に砥粒を供給して研削加工する装置において、
所望の形状に成形した母材を上記被加工体と所定の研削
間隙を保って対向するよう設け、上記母材の一部に電界
形成用電極を対向させ、該電極と母材の対向間隙に砥粒
と接着剤を混合した液を供給しつゝ電圧を印加すること
により上記母材の表面に砥粒を接着する手段を備え、砥
粒を母材に接着させた状態で前記研削間隙に供給するよ
うにしたことを特徴とする研削装置によって解決でき
る。又、上記母材を回転駆動する装置と、母材の回転角
を検出する装置と、回転角が所定値に達する毎に上記母
材に砥粒を接着する手段を駆動制御する装置とを設ける
ことが推奨される。

【０００５】

【作用】本発明は前記のように、所望の形状に成形した
母材の表面に砥粒を均一に接着させた状態で研削間隙に
供給するようにしたから、研削精度及び研削性能を大幅
に向上させることができる。又上記母材を回転駆動し、
回転母材の回転角を検出し、回転角が所定値に達する毎
に母材に砥粒を接着させる手段を作動させることによ
り、母材表面に離散的に凹凸状の砥粒層を接着、形成す
るようにしたから、この凹凸状に形成された砥粒層が、
研削によって生じる切粉の排除効果を高め、切れ味の良
い高能率の加工を可能にするものである。

【０００６】

【実施例】以下図面の一実施例により本発明を説明す
る。図１において、１は所望の形状に成形した母材で、
中心回転軸２を回転駆動モータ３に結合してある。４は
研削加工する被加工体で、Ｘ軸方向にＮＣ制御送りされ
るテーブル５に固定指示され、６がその位置制御用モー
タ、７はモータ３及び６を制御するＮＣ制御装置、８は
砥粒と接着剤を適宜の溶媒に混合した液９（以下『砥粒
混合接着剤液』と言う。）を貯留、保持する皿状の電界
形成用電極で、電源10によって母材１との間に電圧を印
加して電界を形成するようになっている。11は皿状の電
極８上に砥粒混合接着剤液９を供給するポンプ、12は砥
粒混合接着剤液を貯蔵するタンク、13はモータ３の回転
角を検出するエンコーダである。エンコーダ13の検出信
号はＮＣ制御装置７に供給され、ＮＣ制御装置７はモー
タ３及び６、電源10、ポンプ11等の制御を行なう。

【０００７】タンク12に貯蔵される砥粒混合接着剤液９
に混合すべき砥粒としては、ＳｉＣ、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂
Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、Ｄｉａ、ｃＢＮ等のサブミクロン、一
般に好ましくは 0.1〜0.01μφ程度の微小粒子から成る
超砥粒を利用し、これと混合する接着剤としては燐酸カ
ルシウム、アルギン酸、アラビヤゴム、その他を用い、
又ポリエチレン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ア
セタール化合物、弗化カーボン等を任意にブレンドして
利用することができる。砥粒混合接着剤液の固形成分は
液の組成比に基づいて25〜70％程度の範囲とすることが
好ましい。又、通常良好な溶媒は水であるが、接着剤の
種類に応じて水に加えて有機溶剤も水と同時に溶媒とし
て利用し得る。

【０００８】タンク12内に貯蔵された砥粒混合接着剤液
９をポンプ11により皿状の電界形成用電極８内に供給す
ると、皿状電極８上に砥粒混合接着剤液９が貯留保持さ
れ、この電極８と母材１間に電源10より電圧を加える
と、界面動電現象によって液の移動が起こり、更に液中
の砥粒が電気泳動によって母材１側に接触、吸着し、砥
粒接着層を形成するようになる。電源10から加える電圧
は定常電圧よりもパルス電圧として加えることが望まし
く、これによって吸着速度を加速することができ短時間
の吸着、接着が可能となる。

【０００９】このような母材１への砥粒の接着は母材１
の全面に行なうこともできるが、モータ３の回転駆動を
エンコーダ13で位置検出し、その検出信号をＮＣ制御装
置７に加え、所定の回転角検出毎にＮＣ制御装置７がポ
ンプ11及び電源10を作動させて砥粒の接着制御を行な
い、これを母材１の位置を順次ずらせながら繰り返すこ
とによって部分的な接着処理をすることができる。即
ち、電極８の対向位置において砥粒接着が行なわれた
ら、モータ３を回転駆動して母材１の位置をずらせる。
このときエンコーダ13の検出により所定角度回転したと
ころでモータ３を停止し、電極８の対向間隙にポンプ11
を駆動して砥粒混合接着剤液を供給し、電源10のオンに
より母材１と電極８間に電圧を印加して母材表面への砥
粒の吸着接着を生じさせる。このような間欠的な砥粒接
着処理をエンコーダ13の信号によりＮＣ制御装置７が全
て自動的に進行させる。この制御処理により母材１の面
に所定の間隔で砥粒接着部と接着されていない部分とが
交互に存在する凹凸状の研削面に形成処理することがで
きる。これにより砥粒接着層部分では砥粒混合接着剤液
中に混合した接着剤によって砥粒が強固に固着されてお
り、又砥粒層の形成されない部分はチップポケットの作
用をすることから研削効果は極めて向上する。

【００１０】砥粒接着の行なわれた母材１は、ＮＣ制御
装置７によるモータ３の回転駆動とモータ６による被加
工体４の位置制御によって研削加工を行なう。研削加工
は研削速度が５〜50ｍ／ｓ程度で乾式もしくは湿式で加
工するが、母材１の面に形成した凹凸状の砥粒層によっ
て切削粉の排除効果が高まり、研削性が優れた高能率の
加工ができる。勿論、母材１の所要形状成形面に全体的
に均一な砥粒接着層を形成して加工してもよく、その場
合、被加工体４への加圧すり合わせの研削加工が極めて
高能率に行なえる。

【００１１】従来、加工母材と被加工体間に遊離砥粒を
供給して加工する場合、砥粒が保持されていないために
高い研削性が得られず、又、砥粒の供給が均一に行なわ
れ難いため研削面にうねり等が生じて精密研削ができな
かったが、これを本発明のように母材成形面に微細砥粒
を電泳着作用等により吸着させると共に、同時に砥粒混
合接着剤液中に混入した接着剤によって母材表面に強固
に接着させた状態で研削間隙に供給するようにしたか
ら、常に一様な砥粒層として供給でき、研削精度も加工
速度も著しく向上した加工を行なうことができる。

【００１２】母材１の成形加工面に接着、固定した微細
砥粒は、厚くても数μｍ程度の微細な薄層として接着さ
れるので、被加工体の研削によって短時間に脱落消耗す
るが、研削加工と砥粒接着処理とを交互に繰り返すこと
によって母材の加工面には連続して常に一定の砥粒の接
着供給が行なわれ、安定した研削加工を続けることがで
きる。

【００１３】なお、母材の加工面の成形によって砥粒接
着層は任意に形成でき、任意の形状の砥石面とすること
ができ、又砥粒の粒度を変えることによって加工条件を
変えることができる。又、母材は単に回転制御だけでな
く、３軸ないしは５軸の傾斜制御等を加えることがで
き、所望の制御手段を利用して複雑加工をすることがで
きる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明は、所望の形状に成
形した母材と電界形成用電極を対向した間隙に砥粒混合
接着剤液供給すると共に電圧を印加して界面動電現象に
よって母材の表面に砥粒を接着させ、この砥粒層を母材
に接着、固着させた状態で研削間隙に供給するようにし
たものであるから、従来の如く遊離砥粒を研削間隙に供
給する場合に比べて研削加工性能が大幅に向上し、又、
母材表面に薄い砥粒層を均一に形成できるから、研削面
にうねり等を発生することなく精密な研削加工すること
ができる。

【００１５】又、上記母材を回転駆動し、回転母材の回
転角を検出し、回転角が所定値に達する毎に母材に砥粒
を接着させる手段を作動させることにより、母材表面に
離散的に凹凸状の砥粒層を接着、形成するようにしたか
ら、この凹凸状に形成された砥粒層が、研削によって生
じる切粉の排除効果を高め、切れ味の良い高能率の加工
を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削装置の一実施例を示す説明図
である。

【符号の説明】

1 母材 3 回転モータ 4 被加工体 5 テーブル 6 モータ 7 ＮＣ制御装置 8 電極 9 砥粒混合接着剤液 10 電源 11 ポンプ 12 タンク 13 エンコーダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工体(4) の研削間隙に砥粒を供給し
   て研削加工する装置において、所望の形状に成形した母
   材(1) を上記被加工体(4) と所定の研削間隙を保って対
   向するよう設け、上記母材(1) の一部に電界形成用電極
   (8) を対向させ、該電極(8) と母材(1) の対向間隙に砥
   粒と接着剤を混合した液(9) を供給しつゝ電圧を印加す
   ることにより上記母材(1) の表面に砥粒を接着する手段
   (8,9,10,11) を備え、砥粒を母材(1) に接着させた状態
   で前記研削間隙に供給するよう構成したことを特徴とす
   る研削装置。
2. 【請求項２】 上記母材(1) を回転駆動する装置(3)
   と、母材(1) の回転角を検出する装置(13)と、回転角が
   所定値に達する毎に上記母材に砥粒を接着する手段(8,
   9,10,11) を駆動制御する装置(7) とを設けたことを特
   徴とする請求項１に記載の研削装置。