JPH071310A - 研削加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工を中断することなく、粗研削加工から仕
上げ研削加工までを、研削加工工程に対応した砥石を用
いて行う。 【構成】 粗研削用ホイール２と仕上げ研削用ホイール
３をホイール回転中心を中心として同心円状に設ける。
粗研削用ホイール２を回転駆動軸４に取り付け、粗研削
用ホイール２のカップ状凹部内に、バネ５により仕上げ
研削用ホイール３を進退自在に設ける。粗研削加工は、
粗研削用ホイール２と仕上げ研削用ホイール３をワーク
６に当接して行うが、このとき、仕上げ研削ホイール３
にはバネ５の作用により一定圧力以上加工圧力がかから
ず、主に粗研削用ホイール２により行われる。粗研削加
工が終了したとき、粗研削用ホイール２を後退し、仕上
げ研削用ホイール３のみで仕上げ研削加工を続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学素子に用いられる
ガラス、セラミックス等の高脆材料を曲面形状に研削加
工する研削加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加工物を曲面形状に研削加工す
る研削加工装置において、粗研削加工から仕上げ研削加
工まで行うカップ型研削ホイールが特開平４−２２３８
５９号公報に開示されている。

【０００３】図６は、上記カップ型研削ホイール４０を
示す断面図である。カップ型研削ホイール４０は、カッ
プ型の環状研削砥石４１と円筒型の環状研削砥石４２と
から構成されている。環状研削砥石４１は、図示を省略
した回転駆動軸に取り付けられ、環状研削砥石４２は、
環状研削砥石４１のカップ状凹部内にネジ４３を介して
回転駆動軸の軸方向へ移動可能に取り付けられている。
そして、環状研削砥石４２は、加工初期状態において環
状研削砥石４１，４２との間にスペーサ４４を介在させ
ることにより、環状研削砥石４２の先端部４２ａが他方
の環状研削砥石４１の先端部４１ａよりも前方へ突出し
た状態で設けられている。この場合、環状研削砥石４１
は仕上げ研削用砥石、環状研削砥石４２は粗研削用砥石
によって構成されている。

【０００４】上記研削ホイール４０による研削加工は、
回転駆動軸を介して研削ホイール４０を回転させなが
ら、まず、環状研削砥石４２の先端部４２ａを被加工物
に当接して粗研削加工を行う。そして、粗研削加工が完
了した後、スペーサ４４を外して環状研削砥石４２の先
端部４２ａを他方の環状研削砥石４１の先端部４１ａよ
り後退させる操作を行い、環状研削砥石４１による仕上
げ研削加工を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記研削ホイール４０
にあっては、粗研削加工が完了したのち、加工を一時中
断して、環状研削砥石４２を進退させる操作を行う必要
があり、また、その進退に際してスペーサ４４を取り外
す必要がある等進退機構が複雑であることなど、加工能
率を低下させたり、加工装置が複雑になるなどの問題点
がある。

【０００６】また通常、仕上げ研削ではできるだけ高メ
ッシュ砥粒砥石を用いたほうが高精度な仕上げ面を得る
ことができるが、砥石の目つぶれによる加工面精度の悪
化へ及ぼす影響を少なくするために、高メッシュ砥粒砥
石に対しては、バネやエア圧によるラッピング加工を適
用したほうが安定した加工が行える。したがって、従来
例の構成のように、粗研削工程も仕上げ研削加工工程も
同様な加工方式を用いる場合、精度の高い加工を高能率
に安定して行うことは困難である。

【０００７】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、複数の環状研削砥石を用いて曲面創成
加工を行う際に、単純な機構で粗研削加工から仕上げ研
削加工まで一連の工程で高精度に安定して行うことがで
きる研削加工装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の研削加
工装置の要部を示す概念図である。カップ型研削ホイー
ル１は、粗研削用ホイール２と仕上げ研削用ホイール３
とからなり、研削加工装置の回転駆動軸４に取り付けら
れている。粗研削用ホイール２と仕上げ研削用ホイール
３とは、ホイール回転中心（回転駆動軸４）を中心にし
て同心円状に配設されており、仕上げ研削用ホイール３
は、粗研削用ホイール２内でバネ５によって回転駆動軸
４の軸方向へ移動自在に設けられている。６は被加工物
としてのワークで、回転駆動軸７を中心にして回転可能
に設けられている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、まず、粗研削加工工程にお
いては、図２（Ａ）に示すように研削ホイール１を矢印
Ｙ方向に移動し、粗研削用ホイール２及び仕上げ研削用
ホイール３の両端面（加工面）をワーク６に当接させ
る。この時、仕上げ研削用ホイール３の加工面には、バ
ネ５の作用によって一定圧力以上の加工圧力がかから
ず、このため、主に粗研削用ホイール２によるワーク６
の粗研削加工が行われる。次に、仕上げ研削加工工程に
おいては、図２（Ｂ）に示すように研削ホイール１を矢
印−Ｙ方向に微小量移動して加工を続ける。この時、粗
研削用ホイール２のみがワーク６から離反し、ワーク６
に対して、仕上げ研削用ホイール３のみがバネ５圧によ
るほぼ一定の加工圧力で作用し、ワーク６の仕上げ研削
加工に行われる。これにより、一連の工程で連続して粗
研削から仕上げ研削までを行うことができる。

【００１０】

【実施例１】図３は、本発明に係る研削加工装置の実施
例１を一部破断して示す平面図で、粗研削加工の状態を
示している 図において、１０はワークで、ホルダー１１に保持さ
れ、図示しない駆動装置により回転自在に設けられると
ともに、回転軸Ａの軸方向（矢印Ｘ方向）へ進退自在に
設けられている。ワーク１０の前方には、カップ型の研
削ホイール１２がスピンドル１３を介して図示しない駆
動装置により回転軸Ｂを中心として回転自在に設けられ
ている。

【００１１】研削ホイール１２は、カップ型の粗研削用
ホイール１４と粗研削用ホイール１４内に配設したカッ
プ型の仕上げ用ホイール１５とから構成され、粗研削用
ホイール１４と仕上げ研削用ホイール１５は、上記回転
軸Ｂを中心として同心円状に配置されている。粗研削用
ホイール１４は、上記スピンドル１３に取り付けられて
おり、その内部には上記回転軸Ｂの軸方向にキー溝１６
が設けれられている。一方、仕上げ研削用ホイール１５
の外周には、上記キー溝１６と摺動可能に係合するキー
１７が設けられている。すなわち、仕上げ研削用ホイー
ル１５は、キー溝１６とキー１７とを係合した状態で粗
研削用ホイール１４内に取り付けられ、粗研削用ホイー
ル１４の回転とともに回転可能で、かつキー溝１６に案
内されて回転軸Ｂの軸方向へ移動自在に保持されてい
る。粗研削用ホイール１４のカップ状凹部の底面と仕上
げ研削用ホイール１５との間には、バネ１８が設けら
れ、仕上げ研削用ホイール１５を常に矢印Ｙ方向（回転
軸Ｂの軸方向）に一定圧力で押圧している。

【００１２】上記研削ホイール１２は、ワーク１０の回
転軸Ａに対して所要角度をもって配置されており、回転
軸Ａと回転軸Ｂ間の相対角度θの設定、ワーク１０の矢
印Ｘ方向への移動及びスピンドル１３の矢印Ｙ，−Ｙ方
向への移動は、図示しない駆動装置によって任意に設定
及び移動が可能に構成されている。

【００１３】上記構成の研削加工装置にあっては、粗研
削用ホイール１４と仕上げ研削用ホイール１５及びワー
ク１０を回動するとともに、ワーク１０を矢印Ｘ方向あ
るいはスピンドル１３を矢印Ｙ方向へ移動することによ
り、研削ホイール１２とワーク１０とを当接させてワー
ク１０の加工が行われる。

【００１４】まず、ワーク１０を粗研削加工する際に
は、ワーク１０に対して粗研削用ホイール１４と仕上げ
研削用ホイール１５の両方を当接させて加工を行うが、
この時、仕上げ研削用ホイール１５は、ワーク１０から
一定圧力以上の圧力がかかるとバネ１８の作用により−
Ｙ方向へ後退するため、直接粗研削加工には寄与せず、
粗研削用ホイール１４による高能率な粗研削加工が行わ
れる。

【００１５】そして、ワーク１０を仕上げ研削加工する
際には、粗研削加工が完了した時点でスピンドル１３を
−Ｙ方向へ微小量してワーク１０から粗研削用ホイール
１４を離反させ、バネ１８の作用により仕上げ研削用ホ
イール１５のみをワーク１０に当接させた状態にすると
同時に、仕上げ研削用ホイール１５の一端が回転軸Ａと
交差するように角度θをセットする。これにより、定圧
加工方式によって仕上げ研削用ホイール１５での仕上げ
研削加工が行われる。

【００１６】本実施例によれば、加工の種類に応じて砥
石を着脱することなく、ワーク１０の粗研削から仕上げ
研削までの加工を一連の工程で高能率に安定して行うこ
とができる。

【００１７】

【実施例２】図３は、本発明に係る研削加工装置の実施
例２を一部破断して示す平面図で、仕上げ研削加工の状
態を示している。なお、上記実施例１と同じ部材には同
一符号を記して、その説明は省略する。本実施例の研削
加工装置は、仕上げ研削用ホイールに対して電解インプ
ロセスドレッシングが可能に構成されている。

【００１８】図において、１９はカップ型の研削ホイー
ルで、この研削ホイール１９は、スピンドル１３に取り
付けたカップ型の粗研削用ホイール２０と、粗研削ホイ
ール２０の外周において回転軸Ｂを中心に粗研削用ホイ
ール２０と同心円状に配置した仕上げ研削用ホイール２
１とから構成されている。粗研削用ホイール２０の外周
には、回転軸Ｂの軸方向にキー溝２２が設けられるとと
もに、仕上げ研削用ホイール２１の内周には、上記キー
溝２２と摺動可能に係合するキー２３が設けられてい
る。すなわち、仕上げ研削用ホイール２１は、キー溝２
２とキー２３とを係合させた状態で粗研削用ホイール２
０に取り付けられ、粗研削用ホイール２０の回転ととも
に回転可能で、かつキー溝２２に案内されて回転軸Ｂの
軸方向へ移動自在に保持されている。また、粗研削用ホ
イール２０の後端に形成したフランジ部２０ａと仕上げ
研削用ホイール２１の後端との間には、バネ２４が配設
されており、仕上げ研削用ホイール２１に対して常に矢
印Ｙ方向の一定圧力を負荷している。

【００１９】導電性を有する仕上げ研削用ホイール２１
の加工部分２１ａは、ダイヤモンド粉末等の砥粒とＣ
ｕ，Ｓｎ，Ｆｅ等の金属粉末を特殊配合して熱処理した
焼結合金によって形成されている。この仕上げ研削用ホ
イール２１には、その外周部において、研削加工装置外
に設けた電源装置２５の（＋）極がブラシ２６を介して
電気的に接続されている。電源装置２５の（−）極に
は、ドレス電極２７が電気的に接続されている。

【００２０】ドレス電極２７は、仕上げ研削用ホイール
２１の加工面に近似した形状に形成され、仕上げ研削用
ホイール２１とワーク１０との当接を阻害しない位置に
おいて、ドレス電極２７と仕上げ研削用ホイール２１の
加工面との隙間が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとなるように
ドレス電極保持部材２８によって保持されている。な
お、２９は、図示しないクーラント供給装置から加工域
に弱電性クーラント３０を供給するためのノズルであ
る。

【００２１】本実施例にあっては、研削ホイール１９と
ワーク１０を回転駆動して上記実施例１と同様に粗研削
から仕上げ研削を行うと同時に、ノズル２９から弱電性
クーラント３０を供給し、電源装置２５によってドレス
電極２７と仕上げ研削用ホイール２１の加工面との間に
弱電性クーラント３０を介して電圧を印加し、仕上げ研
削用ホイール２１の加工面を電解ドレッシングする。

【００２２】本実施例によれば、上記実施例１の効果に
加えて、＃数千以上の超砥粒砥石を仕上げ研削用ホイー
ル２１に用いた場合であっても、電解ドレッシングによ
り加工面の目詰まりが生ぜず、精度が高く安定した球面
創成研削加工を行うことができる。

【００２３】

【実施例３】図５は、本発明に係る研削加工装置の実施
例３を一部破断して示す平面図で、粗研削加工の状態を
示している。なお、上記実施例１と同じ部材には同一符
号を記して、その説明は省略する。

【００２４】本実施例の特徴は、上記実施例１に設けた
バネ１８に替えて空気等の圧縮性流体を用いた点であ
る。すなわち、粗研削用ホイール１４のカップ状凹部の
底面と仕上げ研削用ホイール１５とで形成する空間３１
には、空気等からなる圧縮性流体３２が封入されてお
り、仕上げ研削用ホイール１５には、圧縮性流体３２の
圧力によって、常に矢印Ｙ方向に一定圧力が負荷されて
いる。

【００２５】本実施例の研削加工装置によるワーク１０
の研削方法では、実施例１と同様であるので、その説明
は省略する。本実施例によれば、上記実施例１の効果に
加えて、仕上げ研削時の加工圧力を圧縮性流体３２の圧
力によって得ているので、加工中の機械的な振動などの
影響を受けずに精度が高く安定した球面創成研削加工を
行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、粗研削
用ホイールと仕上げ研削用ホイールとを相対的に進退自
在に設け、粗研削用ホイールによる粗研削加工が終了し
た後、加工を中断することなく仕上げ研削用ホイールの
先端部を粗研削用ホイールの先端より突出させた状態に
できるとともに、バネ圧または流体圧の一定圧力で仕上
げ研削用ホイールを被加工物に当接して仕上げ研削加工
できるので、一連の連続した工程で効率よく高精度な加
工を安定して行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研削加工装置の要部を示す概念図であ
る。

【図２】本発明の研削加工装置による加工工程を示す要
部の断面図である。

【図３】本発明の実施例１を一部破断して示す平面図で
ある。

【図４】本発明の実施例２を一部破断して示す平面図で
ある。

【図５】本発明の実施例３を一部破断して示す平面図で
ある。

【図６】従来のカップ型研削ホイールを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ カップ型研削ホイール ２ 粗研削用ホイール ３ 仕上げ研削用ホイール ４ 回転駆動軸 ５ バネ ６ ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗研削用ホイールと仕上げ研削用ホイー
   ルとをホイール回転中心に対して同心円状に配設してな
   るカップ型研削ホイールを用いて曲面創成加工を行う研
   削加工装置において、上記仕上げ研削ホイールをバネ圧
   または流体圧により上記粗研削用ホイールに対して相対
   的に進退自在に支持する機構を具備することを特徴とす
   る研削加工装置。