JPH07186029A

JPH07186029A - 球面創成加工方法及びその装置

Info

Publication number: JPH07186029A
Application number: JP33395493A
Authority: JP
Inventors: Masaru Saeki; 優佐伯
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークの外径に限定されることなく、電解イ
ンプロセスドレッシング法によって加工することができ
る、球面創成加工方法及びその装置を提供することを目
的とする。【構成】本発明は、砥石３の加工面４を、ワーク１の
回転軸に交わる位置よりずれた位置まで移動し、電解ド
レス用電極５と対向させ、砥石３の加工面４を電解ドレ
スし、砥石３の加工面４をワーク１の回転軸と交わる位
置で、ワーク１の回転軸で回転自在でホルダ２に保持さ
れたワーク１を球面加工する。【効果】電解ドレス電極とワークを離して配置するこ
とができ、従って光学素子の球面創成加工において、ワ
ークやホルダと電解ドレス電極が接触しないので、ワー
クの外径に限定されることなく電解インプロセスドレッ
シング法による球面加工を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、セラミックス
等の光学素子用高脆性材料を球面加工する方法及びその
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、被加工物を研削しながら砥石の目詰
まりや目つぶれを防止する電解インプロセスドレッシン
グ法が開発されている。電解インプロセスドレッシング
加工を簡単に説明すると、メタルボンド系の砥石を使用
して、この砥石の被加工物に接する界面のボンド材を電
気分解で溶出させることで、そのボンド材とともに不要
な砥粒を取り除く。これにより砥石の目詰まりはなく、
常に砥石の加工面に砥粒が突き出し、砥石の加工面が均
一にドレッシングされた状態となるため、加工条件が一
定な加工が行えるというものである。

【０００３】この電解インプロセスドレッシング法を使
用し、光学素材の球面加工をするものとして、特開平３
−６０９７３号公報に開示されるようなものがある。こ
の球面創成装置の要部を図７に示すと、ホルダ２５は軸
芯２６を中心に回転自在に構成されており、このホルダ
２５がワーク２７を保持している。ホルダ２５の軸芯２
６に対して、角度θ傾いた軸芯２９を中心に砥石２８が
回転自在に保持されている。

【０００４】砥石２８の加工面３０は創成される球面の
曲率Ｒと同一形状に形成されている。この加工面３０と
僅かな隙間ｓを隔てて、電解ドレス用の（−）電極３１
が配設されている。また、（＋）電極３２が砥石２８の
外周部に常に接触するように設けられている。前記
（−）電極３１の表面形状は、砥石２８の加工面３０と
近似形状に形成されている。また、（−）電極３１の近
傍にはノズル３３が配設されている。そして、ノズル３
３は図示しないクーラント供給装置に連設されており、
（−）電極３１と砥石２８の加工面３０との隙間に弱電
性クーラント３４が供給できる構成となっている。前記
両電極３１、３２間に、電源装置３５によって直流電圧
を印加することにより、砥石２８の加工面３０の電気分
解を可能にしている。

【０００５】上記構成による球面加工方法について説明
する。まず、ホルダ２５に保持されているワーク２７を
軸心２６を中心に回動させるとともに、砥石２８を軸心
２９を中心に回動させる。その次に砥石２８とワーク２
７を前進させることにより、互いを当接させて研削加工
を行う。この際、砥石２８の加工面３０と（−）電極３
１との間にノズル３３より弱電性クーラント３４を供給
しながら、電源装置３５によって両電極間３１、３２に
直流電圧を印加する。これにより、砥石２８の加工面３
０で電気分解を発生させ、電解ドレスが行われる。

【０００６】すなわち、ワークの加工中は、絶えずこの
電解ドレスを行うので、電解ドレッシングを用いない球
面創成加工よりも高メッシュな砥石を使用しても、目詰
まりを起こさずに高精度な球面創成加工が可能になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記球面創成加工にお
いて、創成される球面の曲率をＲ、砥石の加工直径を
ｄ、砥石軸・ワーク軸中心線間の角度θとすると、それ
ぞれは関係式（ｓｉｎθ＝ｄ／２Ｒ）で関係付けられて
いる。従って創成しようとする球面形状に対して適用で
きる砥石の外径は限定され、一般的にはワークの外径に
対して１．２倍〜２倍の外径を有する砥石しか使用でき
なかった。

【０００８】また、電解インプロセスドレッシング法で
は、砥石の加工面に対向して（−）電極を配設し、球面
加工しながら電解ドレスを行っている。従って同じ外径
の砥石で、外径を大きくしたワークを加工しようとする
と、（−）電極がワークやホルダに接触してしまう。そ
のため、使用できるワークの外径が限られてしまうとい
う欠点を有していた。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ワークの外径に限定することなく、電解
インプロセスドレッシング法によって加工することがで
きる、球面創成加工方法及びその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】本発明の球面創成加工に
おける概念図を図１及び図２に示す。図１は、電解ドレ
スを行う位置での砥石とワークの状態を示し、図２は、
球面加工時の砥石とワークの状態を示す。本発明は、ワ
ーク１を保持する回転自在なホルダ２と、前記ワークを
加工する砥石３と、前記砥石３の加工面４を電解インプ
ロセスドレッシング法によりドレッシングする手段とを
有する球面加工装置で、加工面４が前記ワーク１の回転
軸に交わる位置と前記回転軸からずれた位置との間を移
動可能な砥石３と、前記砥石３の加工面４が回転軸から
ずれた位置にあるとき前記加工面４と対向する位置に配
置された電解ドレス用電極５とを具備した球面加工装置
である。

【００１１】

【作用】砥石３の加工面４を、ワーク１の回転軸に交わ
る位置よりずれた位置まで移動し、電解ドレス用電極５
と対向させ、砥石３の加工面４を電解ドレスし、砥石３
の加工面４をワーク１の回転軸と交わる位置へ移動さ
せ、ワーク１の回転軸で回転自在でホルダ２に保持され
たワーク１を球面加工する。

【００１２】

【実施例】

（第１実施例）本発明の第１実施例を図３及び図４に基
づき説明する。図３は、電解ドレスを行う位置での砥石
とワークの状態を示し、図４は、球面加工時の砥石とワ
ークの状態を示す。

【００１３】加工されるワーク７はホルダ８に保持され
ており、回転軸Ａを中心として図示しないワーク回転駆
動装置によって回転駆動可能な構成になっている。また
ワーク７は、図示しないワーク移動装置によって回転軸
Ａに沿って矢印ａの方向に移動自在となっている。スピ
ンドル軸９は砥石１０を保持しており、図示しない砥石
回転駆動装置によって回転軸Ｂを中心に回転駆動自在に
設けられている。またスピンドル軸９は、スピンドル１
１に回転自在に保持されている。スピンドル１１の中心
軸は、砥石１０の加工面１２が電解ドレス位置にあると
きの回転軸位置Ｂ1 と、砥石１０の加工面１２がワーク
７の回転軸Ａと交わる位置にあるときの回転軸位置Ｂ2
との間を、創成される球面の球心Ｏを中心として、図示
しない揺動駆動装置によって矢印ｂの方向に揺動自在な
構成となっている。

【００１４】砥石１０はカップ形状であり、この加工面
１２は創成される球面と同一形状に形成されている。ま
た、砥石（＃４００）１０は、ダイヤモンド粉末などの
砥粒と、Ｃｕ、Ｓｎ又はＦｅ等の金属粉末を配合し、熱
処理した焼結合金により構成されているので、導電性を
有している。この砥石１０の加工面１２と対向して
（−）電極１３が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの隙間を隔て
て配設されている。また、（−）電極１３は図示しない
支持部材によって図示しない装置本体と固定されてい
る。（−）電極１３の表面形状１４は、砥石１０の加工
面１２と近似形状に形成されている。そして、砥石１０
の外周部には（＋）電極１５が常に接触して設けられて
いる。前記両電極１３、１５はリード線１６を介して電
源装置１７と接続されており、直流電圧を印加できるよ
うな構成となっている。前記（−）電極１３の近傍に
は、ノズル１８が配設されている。そして、ノズル１８
は図示しないクーラント供給装置に連設されており、
（−）電極１３と砥石１０の加工面１２との隙間に弱電
性クーラント１９が供給できる構成となっている。

【００１５】また、ノズル２０は砥石１０を回転軸位置
Ｂ1 から回転軸位置Ｂ2 まで矢印ｂの方向に揺動させた
ときに、弱電性クーラント２１を砥石１０とワーク７と
の当接する箇所に供給できるように配設されている。上
記構成による球面加工方法について説明する。まず図３
に示すように、スピンドル１１の中心軸を図示しない揺
動駆動装置により回転軸位置Ｂ1 に位置させる。この動
作により砥石１０の加工面１２が（−）電極１３と対向
して位置される。そして、砥石１０を図示しない砥石回
転駆動装置によって回転軸Ｂを中心に回転させる。次に
弱電性クーラント１９をノズル１８により、砥石１０の
加工面１２と（−）電極１３との間に噴出させる。その
後、直流電圧を電源装置１７により（−）電極１３と
（＋）電極１５との間に印加して、砥石１０の加工面１
２を電解ドレスする。このときホルダ８に保持されたワ
ーク７は、回転軸Ａを中心として図示しないワーク回転
駆動装置によって回転しながら、砥石１０の加工面１２
とワーク７が当接する位置の手前で待機している。

【００１６】電解ドレスを行った後、図４に示すように
創成する球面の球心Ｏを中心としてスピンドル１１の中
心軸を回転軸位置Ｂ1 から回転軸位置Ｂ2 へと矢印ｂの
方向へ揺動させ、砥石１０の中心軸を回転軸位置Ｂ2 に
移動させる。次にワーク７を回転軸Ａに沿って、矢印ａ
の方向へ徐々に移動させる。そして、ワーク７を砥石１
０の加工面１２と当接させる。砥石１０の加工面１２と
ワーク７との当接箇所には、弱電性クーラント２１をノ
ズル２０により供給しながら球面加工が行われる。

【００１７】そして、そのまま球面加工を続けている
と、砥石１０の加工面１２が目詰まりを起こしてしまう
恐れがあるので、目詰まりを起こす前にスピンドル１１
を回転軸位置Ｂ2 から電解ドレス位置である回転軸位置
Ｂ1 まで移動させ、砥石１０の加工面１２の電解ドレス
を行う。この図３と図４の状態を繰り返すことにより、
球面加工を行う。

【００１８】本実施例によれば、砥石を電解ドレス位置
と球面加工位置との間で移動させるように構成してい
る。このため、（−）電極とワークとを離して配置する
ことができる。従って、外径の大きなワークを使用して
もワークやホルダと（−）電極が接触することなく、良
好に電解インプロセスドレッシング法を適用した球面創
成加工を行うことが可能である。

【００１９】（第２実施例）次に本発明の第２実施例を
図５、図６に基づき説明する。図５は、電解ドレスを行
う位置での砥石とワークの状態を示し、図６は、球面加
工時の砥石とワークの状態を示す。尚、第１実施例と同
一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

【００２０】（−）電極１３は、砥石１０の加工面１２
の幅２４よりも、砥石１０の移動方向に長く形成する。
そのため、砥石１０の中心軸を回転軸位置Ｂ1 より回転
軸位置Ｂ2 側に移動させても、砥石１０の加工面１２と
（−）電極１３との対向した状態が、（−）電極１３の
長さだけ保たれる構成となっている。また、砥石１０の
側面２３ではワーク７の粗削りを行うため、砥石１０の
側面２３は粗削りしても目詰まりが起きない程度の粗さ
のものとする。そして、砥石１０の加工面１２は、＃１
０００のものを使用する。

【００２１】本実施例における球面加工方法について説
明する。まず図５に示すように、スピンドル１１の中心
軸を図示しない揺動駆動装置により回転軸位置Ｂ1 に位
置させる。この動作により砥石１０の加工面１２が
（−）電極１３と対向して位置される。そして、砥石１
０を図示しない砥石回転駆動装置によって回転軸Ｂを中
心に回転させる。次に弱電性クーラント１９をノズル１
８により、砥石１０の加工面１２と（−）電極１３との
間に噴出させる。その後、直流電圧を電源装置１７によ
り（−）電極１３と（＋）電極１５との間に印加して、
砥石１０の加工面１２を電解ドレスする。このときに予
めワーク７が、砥石１０の側面２３と当接される位置に
来るように、ホルダ８を移動させておく。

【００２２】そして、図６に示すように砥石１０の中心
軸を回転軸位置Ｂ1 から回転軸位置Ｂ2 へと、創成する
球面の球心Ｏを中心として矢印のｂ方向へ徐々に移動さ
せる。この移動により、砥石１０の側面２３をワーク７
の外周部に当接させる。更に砥石１０を回転軸位置Ｂ2
へ向かって移動させることにより、ワーク７の外周部か
ら粗削り加工が行われる。このとき砥石１０の加工面１
２は、まだ（−）電極１３と対向しており、ワーク７の
粗削り加工とともに電解ドレスを行っている。この電解
ドレスされた加工面１２がワーク７に当接され、実際に
創成する球面の高精度な球面加工を行う。砥石１０を回
転軸位置Ｂ1 から回転軸位置Ｂ2 まで揺動させ、砥石１
０の加工面１２が回転軸Ａと交わる位置まで移動する
と、ワーク７の粗削が完了する。その後、第１実施例と
同様な方法で砥石１０の加工面１２でワーク７を加工
し、所定の球面を得る。

【００２３】本実施例によれば（−）電極を長くしてい
るので、電解ドレスしながら砥石の側面によってワーク
の加工を行うことができる。従って、砥石の加工面が第
１実施例よりも高メッシュ（＃６００〜＃１２００）な
ものを使用しても、砥石の目詰まりが起きないため、高
精度な球面創成加工を行うことが可能である。また、電
解ドレス位置からの移動中に砥石の側面で粗削りが行わ
れるため、加工時間の短縮が可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、砥石を電
解ドレス位置と球面加工位置との間で移動させるように
構成したので、電解ドレス電極とワークを離して配置す
ることができる。従って光学素子の球面創成加工におい
て、ワークやホルダと電解ドレス電極が接触しないの
で、ワークの外径に限定することなく電解インプロセス
ドレッシング法による球面加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の球面加工を示す概念図である。

【図２】図１の球面加工時を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す球面加工装置の要部
拡大断面図である。

【図４】図３の球面加工時を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す球面加工装置の要部
拡大断面図である。

【図６】図５の球面加工時を示す図である。

【図７】従来の球面加工装置を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ワーク２ホルダ３砥石４加工面５（−）電極６加工されたワーク７ワーク８ホルダ９スピンドル軸１０砥石１１スピンドル１２加工面１３（−）電極１４表面形状１５（＋）電極１６リード線１７電源装置１８ノズル１９弱電性クーラント２０ノズル２１弱電性クーラント２２加工されたワーク２３側面２４幅２５ホルダ２６軸芯２７ワーク２８砥石２９軸芯３０加工面３１（−）電極３２（＋）電極３３ノズル３４弱電性クーラント３５電源装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される砥石を電解インプロセス
ドレッシング法によりドレッシングし、ホルダに保持さ
れたワークの表面加工を行う球面加工方法において、前
記砥石の加工面を前記ワークの回転軸に交わる位置より
ずれた位置まで移動し電解ドレスを行い、前記砥石の加
工面を前記ワークの回転軸と交わる位置へ移動させ前記
ワークを加工することを特徴とする球面加工方法。
【請求項２】ワークを保持する回転自在なホルダと、
前記ワークを加工する砥石と、前記砥石の加工面を電解
インプロセスドレッシング法によりドレッシングする手
段とを有する球面加工装置において、加工面が前記ワー
クの回転軸に交わる位置と前記回転軸からずれた位置と
の間を移動可能な砥石と、前記砥石の加工面が回転軸か
らずれた位置にあるとき前記加工面と対向する位置に配
置された電解ドレス用電極とを具備した球面加工装置。