JPH06297314A - 電解インプロセスドレッシング研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削工具の加工面全面を均一に電解ドレッシ
ングする。 【構成】 直流電源２９の陽極に導電性研削工具２１に
接続する。導電性研削工具２１の加工面２１ａに対向し
て設けた電極２８に直流電源２９の陰極を接続し、加工
面２１ａの電解ドレッシングを行う。導電性研削工具２
１の外周全面に銅合金層３５を設け、電解ドレッシング
時の電解作用を集中させる。これにより、導電性研削工
具２１のエッジ部に電解作用が集中しなくなり、加工面
２１ａ全面の電解ドレッシングが均一に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ等の被加工物の
倣い研削加工等において、研削工具のドレッシングのム
ラを防止できる電解インプロセスドレッシング研削装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レンズ等の被加工物の研削加工
は、研削工具を回転するとともに、被加工物を研削工具
で揺動して行っている。しかし、研削工具が目詰まりを
起こして研削能力が低下し、研削に長時間を要する問題
があった。そこで、上記問題を解決するため、研削工具
の加工面を電解インプロセスドレッシングしつつ研削加
工を行う方法が案出され、かかる研削方法を実施するた
めの装置としては、例えば特開平５−１６０６４号公報
に開示されている。

【０００３】図７は、上記研削装置を示す概略構成図
で、不図示の駆動装置と連結した回転軸１の先端に導電
性を有する研削工具２が一体的に形成されている。研削
工具２はダイヤモンド粉末等の砥粒を導電性のボンドで
結合構成したもので、その先端は半球形状の加工面３に
形成されており、加工面３には対応する形状の被加工面
を有した被加工部材（ワーク）４が当接されている。被
加工部材４は保持皿４は保持皿５により保持されてい
る。

【０００４】保持皿５の上面中央部には凹部が形成さ
れ、凹部には略棒形状でその先端が球形をした球心６ａ
を有するカンザシ６が係合している。カンザシ６の上端
は加圧装置７に接続されており、加圧装置７は揺動駆動
装置８に連結保持されている。保持皿５の外周壁には被
加工部材４を囲繞するリング形状の電極９が垂設されて
おり、電極９の電解面９ａは研削工具２の加工面３と僅
かな隙間ｌを有するように設けられている。

【０００５】保持皿５の近傍には放電加工用のパルス電
圧を発生する電流電源１０が設置されている。直流電源
１０の（＋）極は回転軸１の外周面と接触するブラシ１
１を介して研削工具２に接続されている。また、直流電
源１０の（−）極はカンザシ６、保持皿５を介して電極
９に接続されている。この直流電源１０と前記揺動駆動
装置８は制御装置１２に接続されて制御される。

【０００６】電極９の近傍には不図示の給水装置と連結
したパイプ１３が設けられており、電極９と研削工具２
との隙間ｌにクーラント（冷却媒体）１４を供給できる
ように構成されている。

【０００７】以上の構成からなる研削装置を用いて被加
工部材４を研削加工する際、保持皿４の揺動駆動（揺動
中心Ｏ）と研削工具２の回転駆動と同時に、研削工具２
の加工面３と電極９の電解面９ａとの隙間ｌにクーラン
ト１４を供給する。そして、直流電源１０により研削工
具２と電極９とに印加した電圧によって、研削工具２の
加工面（砥粒面）３に電解を生じさせ、研削工具２の加
工面全面をドレッシングする。なお、研削工具中の揺動
は制御装置１２によって行われ、直流電源１０による電
圧の印加のタイミングも制御装置１２によって行われ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の研
削装置においては、研削工具２のエッジ部に電解作用が
集中し、他の部分よりもボンド突出が促進される問題が
あった。すなわち、図８のリング形状の電極９と研削工
具２の部分断面図に示すように、研削工具２の外周面２
ａの延長上における電極面９ａのＰ点より外側部におい
てもクーラント１４が介在するため、電解面９ａと最短
距離にある研削工具２のエッチング部２ｂとの間で電解
が集中的に発生し、電解量に応じてエッジ部２ｂのドレ
ッシングが他の部分よりも多く行われる。そのため、エ
ッジ部２ｂにおいて必要以上にボンド溶出が起こり、研
削工具２の外周から形状が崩れ、それにならって被加工
部材４の形状精度が低下する問題があった。また、ボン
ド溶出により砥粒の脱落も促進されるので、研削工具２
と被加工部材４との隙間に介在する脱落した砥粒の量が
増加し、被加工部材４にキズが入るという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、研削工具のエッジ部に電解が集中する
ことを防止し、研削工具の形状を維持するとともに、脱
落した砥粒の転動による被加工部材のキズを生じさせる
ことなく研削加工を行うことができる電解インプロセス
ドレッシング研削装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、直流電源の陽極に接続した導電性研削工
具を回転自在に設け、直流電源の陰極に接続したリング
形状の電極を前記導電性研削工具の加工面に対向自在に
設けるとともに、前記導電性研削工具と電極との間にク
ーラントを供給する手段を設けた電解インプロセスドレ
ッシング研削装置において、前記導電性研削工具の周面
に金属あるいは樹脂に金属粉を混入したペーストからな
る導電層を設けて構成した。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、導電性研削工具の加工面に
沿って被加工部材を相対的に揺動させるとともに、導電
性研削工具の加工面と電極（電解面）との間にクーラン
トを供給しつつ被加工部材を研削加工する。そして、電
解面と上記加工面の中央とが重なっているときに、電極
と導電性研削工具との間に電圧を印加しつつ導電性研削
工具を少なくとも１回転させ、上記加工面の電解ドレッ
シングを行う。このとき、導電性研削工具の周面に設け
た導電層に電解が集中、導電層の溶出が他の部分（加工
面）より促進され、導電性研削工具のエッジ部に集中せ
ずに加工面全面の電解ドレッシングが行われる。

【００１２】

【実施例１】図１は、本発明の実施例１の電解インプロ
セスドレッシング研削装置（以下、研削装置という）を
一部断面にして示す概略構成図、図２は、図１のＡ矢視
図である。本実施例の研削装置には、導電性を有し、そ
の上面、すなわち加工面２１ａを球面形状に形成した研
削工具２１が、図示を省略した駆動源装置と連結した回
転軸２２の先端に一体的に設けられている。回転軸２２
は、加工面２１ａの曲率中心Ｏ₁ を支点に球心揺動運動
自在に設けられ、ベアリング２３を介して下軸べース２
４により軸心回りに回転自在に保持されている。

【００１３】研削工具２１の加工面２１ａの上方には、
加工面２１ａと対応した形状の被加工面２５ａを有する
被加工部材２５を、加工面２１ａと被加工面２５ａとを
当接させた状態で保持する保持具２６が設けられてい
る。保持具２６の保持部である下面は、被加工面２５ａ
の反対側面と同形状に形成され、この反対側面を保持す
るようなっている。この保持具２６は、その上面中心に
形成した球形状の凹部内に、棒形状のカンザシ２７の先
端球形部を係合した状態でカンザシ２７により保持され
ている。カンザシ２７は、図示を省略した加圧装置に接
続されている。これにより、被加工部材２１は、保持具
２６を介してカンザシ２７によって加圧されるととも
に、保持具２６の上面中心を支点として加工面２１ａ上
で揺動されるようになっている。

【００１４】保持具２６の外周面には、リング状の電極
２８が固定され、その電解面２８ａが研削工具２１の加
工面２１ａと所定の隙間を介して非接触で対向配置され
るように設けられている。上記カンザシ２７には、直流
電流２９の陰極が接続され、電極２８は、保持具２６を
介して直流電流２９の陰極と電気的に接続されている。

【００１５】直流電源２９の陽極は、回転軸２２の外周
面と接触する給電ブラシ３０、端子３１およびガイド３
２に配設した導電部３２ａを介して研削工具２１と電気
的に接続されている。端子３１は、回転軸２２と平行な
位置で下軸ベース２４上に固定され、かつ回転軸２２と
連動して球心揺動自在なアーム３３の先端に固定されて
いる。

【００１６】ガイド２６は、端子３１と対向するように
して装置本体のガイド保持部３４に固定されている。こ
のガイド３２には、直流電源２９の陽極に接続した導電
部３２ａと絶縁部３２ｂとが設けられ、導電部３２ａ
は、研削工具２１の回転中心における加工面２１ａ上の
位置と電極２８の電解面２８ａが一致、あるいはその近
傍に位置したときに端子３１と接触するように配設され
ている。

【００１７】研削工具２１の外周面には、銅合金層３５
が形成され、研削工具２１を介して直流電源２９の陽極
と電気的に接続されている。図中、３６は、研削工具２
１の加工面２１ａと電極２８の電解面２８ａとの隙間に
クーラント３７を供給するクーラントノズルである。

【００１８】上記構成における研削装置にあっては、ク
ーラントノズル３６からクーラント３７を供給するとと
もに、研削工具２１を回転かつ球心揺動運動することに
より、保持具２６で保持した被加工部材２５の被加工面
２５ａが研削工具２１の加工面２１ａにより研削加工さ
れる。そして、回転軸２２の球心揺動に連動して、アー
ム３３の先端に固定した端子３１が加工面２１ａの曲率
中心Ｏ₁ を支点に球心揺動する。この揺動中に、端子３
１がガイドの導電部３２ａと接触したときのみ電流が流
れ、電極２８と研削工具２１、銅合金層３５との間で電
解作用が発生する。端子３１と導電部３２ａとが接触す
るときは、加工面２１ａの回転中心と電解面２８ａとが
一致あるいは近接した場合であるので、加工面２１ａの
全面が電解ドレッシングされる。

【００１９】このとき、研削工具２１の外周面は銅合金
層３５で覆われているので、電解作用は銅合金層３５の
エッジ部３５ａに集中する。このため、銅合金層３５の
溶出は促進されるが、研削工具２１の端面におけるボン
ド溶出は、他の加工面２１ａ部分と同レベルになり、加
工面２１ａの全面の電解が均等に行われる。

【００２０】本実施例によれば、研削工具２１の端面に
電解作用が集中せず、加工面２１ａの全面の電解ドレッ
シングを均等に行うことができるので、加工面２１ａの
形状を維持できるため、被加工部材２５を高精度に加工
できるとともに、砥粒の脱落量が減少するので砥粒転動
によって被加工部材２５にキズが生じるのを防ぐことが
できる。また、銅合金層３５に被加工部材２１が接触し
ても、酸化物がクッションの役目をしてキズが入ること
はない。

【００２１】また、銅合金に代えて、アルミ合金を使用
しても同様な効果が得られる。さらに、被加工部材２１
の接触時の摩擦を減少させるために、潤滑剤として微細
な砥粒（ダイヤモンド、酸化セリウム、アルミナ）を合
金に混入してもよい。

【００２２】

【実施例２】図３は、本発明の実施例２を一部断面にし
て示す概略構成図である。本実施例は、前記実施例１に
おける銅合金３５に代えて、研削工具２１の外周面に低
融点金属層４０を配設した点と、被加工部材２５を凹形
状から凸形状に変更し、それに合わせて研削工具２１の
加工面２１ａを凸形状から凹形状に変更した点が異な
り、その他の構成は同一の構成部分から成るもので同一
構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。低
融点金属層４０を形成する低融点金属としては、例え
ば、Ｂｉ−Ｓｎ系金属、Ｚｎ系金属を用いることができ
る。

【００２３】本実施例にあっては、研削工具２１の凹形
状の加工面２１ａに被加工部材２５の凸形状の被加工面
２５ａに当接し、加工面２１ａの曲率中心Ｏ₂ を支点に
球心揺動して実施例１と同様に被加工部材２５に研削加
工を施す。この研削加工に際し、電極２８には実施例１
と同様の位置にて通電し、被加工面２５ａの電解ドレッ
シングが行われ、このとき、実施例１と同様に低融点金
属層４０のエッジ部４０ａに電解作用が集中する。

【００２４】本実施例によれば、実施例１と同様に研削
工具２１の形状崩れを防止することができる。また、低
融点金属層４０は、研削工具２１のメタルボンド（鉄
系、ブロンズ系、ニッケル系）と比較して柔らかいの
で、被加工部材２５との摩擦によるキズの発生防止に大
きな効果がある。また、低融点金属は研削工具の焼結
後、低温で焼結するこどができるので、製法上容易にな
る。なお、被加工部材２５の接触時の摩擦を減少させる
ための潤滑剤として、微細な砥粒（ダイヤモンド、酸化
セリウム、アルミナ）を低融点金属に混入してもよい。

【００２５】図４は、実施例２における研削工具の変形
例を示す断面図である。変形例の研削工具２１は、研削
工具２２の中心に孔４１を設け、この孔４１からクーラ
ントを供給しつつ研削加工を行う場合に用いられるもの
で、外周面と同様に孔４１の内周面にも低融点金属層４
０が設けられている。このため、外周面と同様に加工面
２１ａの中心部の形状崩れを防止でき、砥粒による被加
工部材のキズ発生を防ぐことができる。

【００２６】

【実施例３】図５は、本発明の実施例３を一部断面にし
て示す概略構成図である。本実施例は、前記実施例１に
おける被加工部材２５を１個貼りから他数個貼りに変更
し、それに伴い、電極２８、保持具２６に代えて、他数
個保持具５１を配設した点と、銅合金層３５に代えて研
削工具２１の外周面に銀ペースト５０を配設した点とが
異なり、その他の構成は同一の構成部分から成るもので
同一構成部分には同一番号を付し、その説明を省略す
る。

【００２７】研削工具２１の外周面に設けた銀ペースト
５０は、エポキシ樹脂に銀粉末を導電性が得られる程度
混入して形成されている。また、他数個の被加工部材２
５を保持する他数個保持具５１は、カンザシ２７を介し
て通流電源２９の陰極と電気的に接続され、実施例１の
電極２８の役目を兼ねるように構成されている。

【００２８】本実施例にあっては、銀ペースト５０のエ
ッジ部５０ａに電解作用が集中する。その他の作用は実
施例１と同様である。

【００２９】本実施例によれば、銀ペースト５０の強度
は樹脂強度にほぼ等しいので、非常に柔らかく、脆いの
で、被加工部材２５との摩擦によるキズの発生防止に大
きな効果がある。また、通常のメタルボンドの研削工具
の完成品に塗り、１５０度程度で接着することができ
る。なお、被加工部材２５の接触時の摩擦を減少させる
ための潤滑剤として、微細な砥粒（ダイヤモンド、酸化
セリウム、アルミナ）を銀ペースト５０に混入してもよ
い。

【００３０】

【実施例４】図６は、本発明の実施例４を一部断面にし
て示す概略構成図である。本実施例では、前記実施例１
における研削工具２１に代えて、多数個のペレット研削
工具６１を貼付け治具６０に貼付けて構成し、ペレット
研削工具６１のそれぞれの外周面に銅合金層６２を配設
した点が異なり、他の構成は同一の構成部分から成るも
ので同一構成部分には同一番号を付し、その説明を省略
する。

【００３１】本実施例にあっては、貼付け治具６０を介
して回転軸に保持された多数個のペレット研削工具６１
を揺動中心Ｏ₁ を支点に球心揺動させて被加工部材２５
の研削加工が行われる。そして、貼付け治具６０の表面
における回転中心に電極２８が一致、あるいはその近傍
に位置したときに端子３１と導電部３２ａが接触し、各
ペレット研削工具６１の加工面が実施例１と同様に電解
ドレッシングされる。このとき、銅合金層６２のエッジ
部６２ａに電解作用が集中し、実施例１の１個の研削工
具２１と同様に電解ドレッシングが行われる。

【００３２】本実施例によれば、研削工具に多数個貼り
のペレット研削工具６１を用いて、実施例１と同様な効
果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の電解インプロセ
スドレッシング研削装置によれば、研削工具の周面に導
電層を設け、研削工具の加工面の電解ドレッシング時に
導電層上に電解作用を集中させることができるため、研
削工具のエッジ部に電解が集中するのを防止し、加工面
全面の均一な電解ドレッシングを施すことができる。こ
れにより、研削工具の形状を維持し、かつ余分な砥粒の
脱落を防いで脱落した砥粒の転動によって被加工部材が
キズ付くのを防止しつつ研削加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を一部断面にして示す概略構
成図である。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】本発明の実施例２を一部断面にして示す概略構
成図である。

【図４】本発明の実施例２における研削工具の変形例を
示す断面図である。

【図５】本発明の実施例３を一部断面にして示す概略構
成図である。

【図６】本発明の実施例４を一部断面にして示す概略構
成図である。

【図７】従来の電解インプロセスドレッシング研削装置
を示す概略構成図である。

【図８】従来の電解インプロセスドレッシング研削装置
の問題点を説明するための説明図である。

【符号の説明】

２１ 研削工具 ２５ 被加工部材 ２８ 電極 ２９ 直流電源 ３５，６２ 銅合金層 ４０ 低融点金属層 ５０ 銀ペースト ６１ ペレット研削工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源の陽極に接続した導電性研削工
   具を回転自在に設け、直流電源の陰極に接続したリング
   形状の電極を前記導電性研削工具の加工面に対向自在に
   設けるとともに、前記導電性研削工具と電極との間にク
   ーラントを供給する手段を設けた電解インプロセスドレ
   ッシング研削装置において、前記導電性研削工具の周面
   に金属あるいは樹脂に金属粉を混入したペーストからな
   る導電層を設けたことを特徴する電解インプロセスドレ
   ッシング研削装置。