JPH0655346A - 電解複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作物側に生成される不動態化被膜の成長速
度と同程度の速度で高剛性の砥石を移動させながらその
砥石で不動態化被膜を除去することにより、工作物を加
工歪の少ない状態で表面粗度良くかつ平面度良く加工す
る。 【構成】 固定砥粒の砥石４を用いると共に切込速度切
換回路９を設ける。切込速度切換回路９は、工作物Ｗの
精研を行うとき、切込速度設定回路１１の設定値を精研
切込速度Ｖ₁ 、即ち砥石３と工作物Ｗとの間に生じる電
解作用で工作物Ｗ側に生成される不動態化被膜の成長速
度と同程度の速度に切り換えるように構成し、その速度
の切換えが行われた時点からは、切込テーブル２と共に
砥石４が不動態化被膜の成長速度と同程度の速度で移動
しつつその砥石４で不動態化被膜を除去しながら工作物
Ｗの表面を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作物を加工歪の少
ない状態で表面粗度良くかつ平面度良く加工できる電解
複合加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工作物を加工する場合には電
解研削や電解複合研磨又は電解加工等が実施されてお
り、電解研削は、加工能率の向上を目的とするため、不
動態化被膜が生成されない電流密度の範囲、即ち、図３
に示すような臨界電流密度ρ以上の範囲で砥石と工作物
間に電解作用を生じさせ、短時間に工作物の表面を多量
に溶解させながら砥石で加工するものであるが、このよ
うな加工だけでは工作物の表面粗度が悪いので、表面粗
度良く工作物を加工したい場合には最終工程で工作物の
表面に機械加工を施すようにしている。

【０００３】また、電解複合研磨は、電解作用で工作物
の表面に不動態化被膜を生成しつつ、その不動態化被膜
を粘弾性砥石で除去するという一連のサイクルを繰り返
し実行し、工作物の表面を加工するもので、特に、この
電解複合研磨においては、砥石の各砥粒が比較的小さな
押圧力で工作物の表面に均一に接触することが好ましい
ため、そのように好適な接触状態を得ることが可能な砥
石、即ち、粘弾性体で砥粒を保持した砥石が用いられて
いる。

【０００４】なお、電解加工は単なる電気分解のみで工
作物の表面を溶解させて除去するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電解研削にあっては、上記の如く工作物を表面粗度良く
加工する場合には最終工程で工作物の表面に機械加工を
施すため、その機械加工による加工歪が工作物に多く残
るので、工作物を加工歪の少ない状態にかつ表面粗度良
く加工することができない。

【０００６】また、従来の電解複合研磨については、粘
弾性体で砥粒を保持した砥石を使用するため、このよう
な砥石では、工作物の表面に前加工で生じたうねりが存
在するとき、うねりの頂部を削り取ることなく、うねり
に沿って弾性変形することは避けられず、うねりがその
まま残るか、あるいは増幅されて大きくなるので、工作
物の表面形状を修正する能力がなく、工作物を平面度良
く加工することができない。

【０００７】一方、従来の電解加工にあっては、単なる
電気分解のみで工作物の表面を溶解させて除去するだけ
であるため、砥石による加工に比べ、工作物の表面形状
を修正する能力がなく、工作物を平面度良く加工するこ
とができない等の問題点がある。

【０００８】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、工作物を加工歪の少な
い状態で表面粗度良くかつ平面度良く加工できる電解複
合加工機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、工作物と対向するように配置されると
共に導電性を有する固定砥粒の砥石と、この砥石と工作
物とを相対的に接近させる切込テーブルと、上記砥石と
工作物との隙間に供給される加工液と、上記砥石が陰極
に接続されかつ上記工作物が陽極に接続された電源と、
上記砥石と工作物との間に生じる電解作用で工作物側に
生成される不動態化被膜の成長速度と同程度の速度に、
上記切込テーブルの切込速度を切り換える切込速度切換
手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明によれば、固定砥粒の砥石が、工作物
側に生成される不動態化被膜の成長速度と同程度の速度
で移動しつつその不動態化被膜を除去しながら工作物の
表面を加工する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明に係る電解複合加工機の実施
例について図１ないし図３を用いて詳細に説明する。

【００１２】図１に示す電解複合加工機には砥石軸ユニ
ット１が切込テーブル２上に設置されていると共に、砥
石軸ユニット１の砥石軸３にはその先端にカップ型砥石
４が取り付けられており、この砥石４は金属系の材料で
砥粒を保持した、いわゆる導電性を有する固定砥粒の砥
石であり、かつその端面４ａが工作物Ｗの表面と対向す
るように配設されている。

【００１３】一方、上記切込テーブル２は切込モータ５
の起動により砥石軸ユニット１と共に砥石４を工作物Ｗ
の表面側に向かって移動させる、即ち砥石４と工作物Ｗ
とを相対的に接近させるように構成されている。

【００１４】また、上記砥石４と工作物Ｗとの隙間には
加工液が供給されるように構成されていると共に、砥石
４は電解用電源６の陰極６ａに接続されており、工作物
Ｗは電解用電源６の陽極６ｂに接続されている。なお、
工作物Ｗは図示しないチャックを介し主軸ユニット７の
主軸と一体に固定されるように配設されている。

【００１５】さらに、この電解複合加工機には寸法測定
器８，切込速度切換回路９及び電解電流値切換回路１０
が設けられており、寸法測定器８は、工作物Ｗの加工取
代を測定し、その測定結果を切込速度切換回路９及び電
解電流値切換回路１０へ出力するように構成されてい
る。

【００１６】一方、上記切込速度切換回路９は、寸法測
定器８からの測定結果に基づき工作物Ｗの精研を行うか
否かについて判断すると共に、工作物Ｗの精研を行うと
判断した場合には、速度切換信号を切込速度設定回路１
１へ出力し、切込速度設定回路１１の設定値を精研切込
速度Ｖ₁ に切り換えるように構成されており、その精研
切込速度Ｖ₁ とは、砥石３と工作物Ｗとの間に生じる電
解作用で工作物Ｗ側に生成される不動態化被膜の成長速
度（１〜２００nm／sec ）と同程度の速度である。

【００１７】また、上記電解電流値切換回路１０は、寸
法測定器８からの測定結果に基づき工作物Ｗの精研を行
うか否かについて判断すると共に、工作物Ｗの精研を行
うと判断した場合には電流値切換信号を上記電解用電源
６へ出力することにより、不動態化被膜を生成できる電
流密度の範囲、即ち図３に示すような臨界電流密度ρ以
下の範囲（約数十ｍＡ／cm² 〜１Ａ／cm² ）で電解作用
が生じるように電解用電源６の電流値を切り換える。

【００１８】次に、上記の如く構成された電解複合加工
機の動作について図１を基に説明する。なお、工作物Ｗ
はチャックを介し主軸ユニット７の主軸と一体に固定さ
れているものとする。

【００１９】この電解複合加工機によれば、砥石４及び
工作物Ｗが図中矢印の方向にそれぞれ回転しつつ、その
砥石４及び工作物Ｗが互いに接する直前から、切込テー
ブル２が所定の粗研切込速度Ｖ₂ で工作物Ｗの表面側に
向かって移動して、砥石４による工作物Ｗの粗研が開始
される。なお、このような粗研時においては、不動態化
被膜が生成されない電流密度の範囲、即ち、図３に示す
ような臨界電流密度ρ以上の範囲で砥石４と工作物Ｗ間
に電解作用を生じさせ、短時間に工作物Ｗの表面を多量
に溶解させながら砥石４で加工して、加工能率の向上を
図るようにしても良い。

【００２０】また、上記のような粗研と同時に、寸法測
定器８が現在の工作物Ｗの加工取代を測定し、その測定
結果が切込速度切換回路９及び電解電流値切換回路１０
に出力される。この際、切込速度切換回路９及び電解電
流値切換回路１０においては寸法測定器８からの測定結
果に基づいて精研を行うか否かを判断する。即ち、その
測定結果より、精研を行うのに好適な寸法まで粗研が進
行していることを確認したとき、工作物Ｗの精研を行う
と判断する。

【００２１】このようにして、工作物Ｗの精研を行うと
判断されると、電解電流値切換回路１０が電流値切換信
号を電解用電源６へ出力すると共に、切込速度切換回路
９が速度切換信号を切込速度設定回路１１へ出力する。

【００２２】これにより、不動態化被膜を生成できる電
流密度の範囲で電解作用が生じるように、電解電流値切
換回路１０の電流値が切り換えられ、その結果、加工液
を介して砥石４と工作物Ｗ間に電解作用が生じ、工作物
Ｗの表面に不動態化被膜が生成される。また、切込速度
設定回路１１の設定値、つまり上記粗研切込速度Ｖ₂が
精研切込速度Ｖ₁ に切り換えられ、その結果、切込テー
ブル２が精研切込速度Ｖ₁ で移動すると共に、砥石４が
精研切込速度Ｖ₁ 、即ち工作物側に生成される不動態化
被膜の成長速度と同程度の速度で移動しつつその不動態
化被膜を除去しながら工作物Ｗの表面を加工する。

【００２３】このような加工によると、工作物Ｗに残る
加工歪みが極めて少なく、しかも表面粗度良く工作物Ｗ
が加工されると共に、工作物Ｗの表面に前加工等で生じ
たうねりが存在しても、砥石４はうねりに沿って大きく
変形することはなく、そのうねりの頂部を削り取るの
で、工作物Ｗの表面が可能な限り平面に加工される。

【００２４】したがって、上記実施例の電解複合加工機
によれば、固定砥粒の砥石を用いると共に、この砥石が
精研切込速度、即ち工作物側に生成される不動態化被膜
の成長速度と同程度の速度で移動しつつその不動態化被
膜を除去しながら工作物の表面を加工するため、工作物
に残る加工歪みが極めて少なく、しかも工作物の表面粗
度が向上することは勿論のこと、工作物の表面に前加工
等で生じたうねりが存在しても、砥石がうねりに沿って
大きく変形することはなく、そのうねりの頂部を削り取
り、工作物の表面を可能な限り平面に修正するので、工
作物を加工歪の少ない状態で表面粗度良くかつ平面度良
く加工できる。

【００２５】また、この電解複合加工機にあっては、砥
石が精研切込速度で移動しつつその不動態化被膜を除去
しながら工作物の表面を加工する前に、予めその同じ砥
石で工作物の表面について粗研を行うため、能率良く工
作物を加工できる。

【００２６】しかも、この電解複合加工機によれば、不
動態化被膜の成長とその不動態化被膜の除去の速度が等
しいため、不動態化被膜の除去が多すぎたり、少なすぎ
ることもなく、不動態化被膜が適切な量で除去されるの
で、不動態化被膜の生成しつつその不動態化被膜を砥石
で除去するという一連のサイクルを正確に繰り返し実行
できる。

【００２７】なお、上記実施例では、固定砥粒の砥石と
してはカップ型砥石４を用いたが、この型に限定される
ことはなく、図２に示すような円筒型砥石１２を用いて
も良く、この円筒型砥石１２を用いる場合には、円筒型
砥石１２の外周面と工作物Ｗの表面とを対向させて配置
すると共に、円筒型砥石１２はその軸心回りに回転しつ
つレシプロテーブル１３により工作物Ｗの表面に沿って
左右に往復移動できるように配設し、工作物Ｗはその軸
心回りに回転しつつ切込テーブル２により円筒型砥石１
２の外周面に向かって移動できるように、即ち円筒型砥
石１２に対し相対的に接近できるように構成する。

【００２８】

【発明の効果】この発明に係る電解複合加工機にあって
は、上記の如く固定砥粒の砥石を用いると共に、この砥
石が工作物側に生成される不動態化被膜の成長速度と同
程度の速度で移動しつつその不動態化被膜を除去しなが
ら工作物の表面を加工するため、工作物に残る加工歪み
が極めて少なく、しかも工作物の表面粗度が向上するこ
とは勿論のこと、工作物の表面に前加工等で生じたうね
りが存在しても、砥石がうねりに沿って大きく変形する
ことはなく、そのうねりの頂部を削り取り、工作物の表
面を可能な限り平面に修正するので、工作物を加工歪の
少ない状態で表面粗度良くかつ平面度良く加工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電解複合加工機の一実施例を説
明する説明図。

【図２】この発明の他の実施例を説明する説明図。

【図３】不動態化被膜が生成される電流密度の範囲を説
明する説明図。

【符号の説明】

４ 砥石 ２ 切込テーブル ６ 電源 ９ 切込速度切換回路 Ｗ 工作物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作物と対向するように配置されると共
   に導電性を有する固定砥粒の砥石と、この砥石と工作物
   とを相対的に接近させる切込テーブルと、上記砥石と工
   作物との隙間に供給される加工液と、上記砥石が陰極に
   接続されかつ上記工作物が陽極に接続された電源と、上
   記砥石と工作物との間に生じる電解作用で工作物側に生
   成される不動態化被膜の成長速度と同程度の速度に、上
   記切込テーブルの切込速度を切り換える切込速度切換手
   段とを備えることを特徴とする電解複合加工機。