JPH08257907A - 導電性砥石のドレス電極装置およびドレス方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は鋼材などの圧延ロールの表面を圧延
製品の品質に応じた水準に仕上げるドレス電極、および
ドレス方法に関するものである。 【構成】 砥石研削面をドレスするドレス電極１個以上
と、砥石研削面端部をドレスするドレス電極を片側につ
き１個以上を、砥石の片側、または両側に有する導電性
砥石のドレス電極装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば鋼材などの圧延ロ
ールの表面を圧延製品の品質に応じた水準に仕上げるの
に好適であるドレス電極、およびドレス方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】研削砥石をドレスする際に、電気科学的
な作用を加味したドレス技術が、例えば特開昭61-4665
号公報および特開平3-196968号公報に記載されている。
前記特開昭61-4665 号公報に記載された発明は、図１１
に示すように、回転する通電性円盤砥石１が導電帯２を
通電環４から立設した通電路５によって形成し、該導電
帯２と研磨帯３とが交互に位置するようにしたものであ
る。そして、被加工物Ｍの研削加工中に、ドレス電極６
と砥石外周面との間にノズル８から加工液を流して通電
状態を形成し、電源７の端子９，１０から印加される電
力によって生ずる電解および放電で、砥石がドレス加工
されるものである。また、前記特開平3-196968号公報に
記載された発明は、図１２に示すように、円盤砥石１が
超砥粒（ＣＢＮ，ダイヤモンド）をボンディングした砥
石１´を備え、導電性を有しているもので、スピンドル
２にフランジ３を介して固定されて回転駆動されるよう
になっている。そして、前記砥石１´とは化学的親和性
の強い金属、又はその金属を含む合金或いは該金属と非
金属材料から成るドレス電極４がその外周面へ接触する
ようになっている。前記ドレス電極４は、砥石カバー７
に絶縁板６を介して固定されたドレス電極保持装置５に
よって、円盤砥石１の回転運動方向とは直交方向に往復
運動するようになっている。電源８は上記ドレス電極４
を砥石１´との接触部分に導電性の加工液を介在させた
状態で、時間平均的に砥石側がプラスとなる電圧を印加
するものである。これらの構成により、ドレス電極４を
砥石研削面に所定の設定圧で接触させ、ドレス電極４と
砥石研削表面の間で放電作用、電解作用、機械的作用を
起こさせ、超砥粒（ＣＢＮ，ダイヤモンド）導電性砥石
のドレスを行なうものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のドレス電極
では、砥石研削面のみをドレスして、砥石研削面端部の
面取りが行われない。その結果、砥石研削面端部と被研
削部とが強い当たり（接触）となり、被研削物の研磨面
に送りマークと称する光沢ムラが発生し、外観を著しく
損なう。例えば圧延用ロールを研削して、送りマークが
生ずると、圧延後のストリップに送りマークが転写し
て、ストリップの商品価値を低下させる。本発明は上記
従来技術の課題を解決するためになわれたもので、高精
度で良好な表面状態の研削仕上げ面および表面品質の優
れた鋼板表面が得られるドレス技術を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性砥石のド
レス電極およびドレス方法に係る第１の発明は、砥石研
削面をドレスするドレス電極１個以上と、砥石研削面端
部をドレスするドレス電極を片側につき１個以上を、砥
石の片側、または両側に有するものである。第２の発明
は、第１の発明において、砥石研削面をドレスするドレ
ス電極については砥石回転方向と一致しない方向に往復
運動をさせる機能を有し、砥石研削面端部をドレスする
ドレス電極についても、砥石回転方向と一致しない方向
に往復運動させる機能を有し、各々加圧力の調整機能を
有すると共に、各ドレス電極が砥石と電極の磨耗分だけ
砥石側へ近づく機能を有するものである。第３の発明
は、第１の発明または第２の発明のドレス電極装置を用
いて、砥石とドレス電極との間に導電性加工液を介在さ
せた状態で電流を流しながら砥石研削面をドレスし、同
時に砥石研削面端部にテーパー加工を施すものである。

【０００５】

【作用】本願第１の発明は、砥石は導電性砥石である。 イ）砥石の研削面は被研削物の平坦な研削面を得て、高
精度の研削を行うために、フラットに目立て、例えば円
形砥石の時の偏心修正をなされることが必要であり、こ
のために砥石研削面をドレスするドレス電極を設ける。
ドレス電極２以上を同時に用いて砥石研削面のドレス能
率を上げるため、またはドレス電極の交互使用として、
複数個の砥石研削面ドレス用ドレス電極を砥石円周上に
または側部に交換可能に配列することもある。 ロ）さらに砥石研削面端部を被研削物の強い接触を無く
すために、砥石研削面端部の角を落とすドレス電極を設
ける。角を落とすことで、端部の応力集中は軽減でき
る。 ハ）被研削物へ砥石研削面の両端が接触するために、砥
石端部をドレスするドレス電極は砥石研削面の好ましく
は両側に設ける。前述の砥石研削面ドレス用ドレス電極
と同様、ドレス能率の向上や、交互使用のために、砥石
円周上に複数個配列することもある。研削時の砥石の送
り方向が一方向の研削装置においては、研削時の砥石進
行方向（被研削物に対する相対的砥石の進行方向）の側
の砥石研削面端部をドレスするドレス電極のみを設ける
こともある。前述同様の理由により、砥石円周上に複数
個配列することもある。本願第２の発明は、さらに長時
間、高精度に砥石をドレスし続ける必要のある場合、
（被研削面積が大きい、研削量が多い等）ドレス電極の
偏磨耗が砥石のドレスにおいて悪影響を及すことがあ
る。これはドレス電極や砥石の偏磨耗により、電極幅方
向で電流密度が異なったり、接触面圧が異なったりして
砥石研削面がフラットに仕上がらなくなることや、砥石
研削面端部の加工が，所定の形状を保てなくなったりす
ることである。そこで、砥石研削面ドレス用ドレス電極
は砥石回転方向と一致しない方向に往復運動させること
で、まんべんなく砥石研削面とドレス電極が接触し、均
一な電極の磨耗や砥石の磨耗が得られる。

【０００６】また、砥石研削面端部ドレス用ドレス電極
は端部に施したい加工形状の方向に砥石回転方向と一致
しない方向で往復運動させることで、砥石研削面端部と
ドレス電極とがまんべんなく接触し、均一に電極の磨耗
が得られる。回転方向と一致する方向でドレス電極を往
復運動させると、砥石研削面とドレス電極との接触箇所
が同じ箇所のみとなり、まんべんなく接触させることが
できない。研削砥石面端部ドレス用ドレス電極ではドレ
ス磨耗により、砥石との接触面積が偏かして所定の端部
形状が得られなくなる。（特に加圧機能を有する場合に
顕著に現れる） 同じく、長時間ドレスする場合であるが、電極が磨耗す
ると同時に砥石も磨耗する。すると、電極のドレス面と
砥石の研削面との距離が大きくなる。すると、砥石のド
レス状況が大きく変化する。（電解作用効率、機械的作
用効率が大きく下がる。）。そこで砥石研削面と電極の
ドレス面の距離を一定に保つ機構を設けることで解決で
きる。例えば、距離は０で所定の加圧力で加圧している
ので、砥石磨耗分だけ電極が砥石へ近づいて、かつ、所
定の加圧力で加圧しつづける機構を設ける。本願第３の
発明は上記ドレス電極を用いて砥石と電極間に導電性加
工液を介在させた状態で電流を流しながら砥石研削面を
ドレスし、同時に砥石端部の角を落とすドレスを施すこ
と、送りマークを生じさせない砥石形状を得ることがで
き、被加工物には送りマークが生じない。

【０００７】

【実施例】

実施例１ 上記構成を達成するための装置について図面を用いて説
明する。図１において、砥石１は導電性を有する円盤状
のもので、その外周部へ導電性結合剤に超砥粒を混合し
て形成した所望厚さの研削帯１０１（図２参照）が設け
られたものである。砥石研削面ドレス用ドレス電極２
は、前記砥石１をその研削面に平行な方向にドレスす
る。砥石研削面端部ドレス用ドレス電極３は、砥石１の
研削面の両端部をテーパー状になるように加工するもの
である。砥石研削面用ドレス電極制御装置４は、砥石研
削面用ドレス電極２を砥石１の砥石回転方向と直交する
方向に往復運動可能に保持するとともに、砥石１の半径
方向に送込みを行うことができるようになっている。砥
石研削面端部ドレス用ドレス電極制御装置５は、砥石研
削面端部ドレス用ドレス電極３が砥石１の研削面端部を
所望のテーパー状に面取りする角度に往復運動可能に保
持するとともに、砥石１の半径方向に送込みを行うこと
ができるようになっている。砥石モータ６は、砥石１を
ベルト掛けで駆動するようになっている。砥石モータ制
御器７は、砥石モータ６を後述するドレス条件に基づい
て決定された速さに回転させるものであり、また、砥石
モータ６の負荷電流を電流検出器８で検出する。砥石研
削面用ドレス電源９，および砥石研削面端部ドレス用ド
レス電源１０は、砥石１とドレス電極２，３間にドレス
用電流を供給する。ドレス電流制御器１１は、前記砥石
モータ電流検出器８で得られた検出値から適性なドレス
電流を決定する。通電ブラシ１２は、砥石１の回転軸の
端部に接触して、砥石研削面用ドレス電源９、および砥
石研削面端部ドレス用ドレス電源１０から砥石研削面用
ドレス電極制御装置４と砥石研削面端部ドレス用ドレス
電極制御装置５の夫々を通して砥石研削面用ドレス電極
２、および砥石研削面端部ドレス用ドレス電極３から砥
石１に流す回路を形成する。圧延ロール１３をドレスす
る際に、ノズル１４で導電性加工液タンク１６から汲み
上げられ、送給途中の導電性加工液濾過用ペーパーフィ
ルター１５によって浄化された導電性加工液を、砥石１
と砥石研削面用ドレス電極２、砥石研削面端部ドレス用
ドレス電極３との間、および砥石１と研削される圧延ロ
ール１２と間に供給する。使用後の導電性加工液は導電
性加工液回収トイ１７で受け、配管１８を介して循環す
る。

【０００８】図２は砥石１への砥石研削面用ドレス電極
２、砥石研削面端部ドレス用ドレス電極３の配置状態を
示す説明図である。砥石研削面用ドレス電極２は、図２
（ａ）に示すように砥石回転方向と直交方向に往復運動
するように、砥石研削面用ドレス電極制御装置４（図１
参照）に保持されている。なお、砥石１は円盤状導電体
１０２の外周部に、砥粒が導電性を有する結合材で所望
の厚さにボンディングされた研削帯１０１が設けられた
ものである。一方、砥石研削面端部ドレス用ドレス電極
３は、図２（ｂ）のように研削帯１０１の両側部へ所望
の角度で接触してテーパ状に面取りするような状態で配
置され、その傾斜角と平行な方向に往復運動するように
保持されている。前記砥石研削面用ドレス電極２、およ
び砥石研削面端部ドレス用ドレス電極３は何れもＴｉ製
としている。上記構成による砥石のドレスは以下の通り
である。砥石のドレス状態は、研削能率や砥石負荷電流
で測定できるが、それを常時測定し、一定研削能率下で
砥石負荷電流が所定の電流より高くなることはドレスが
良好に行われてない状態であり、その際にはドレス電源
の出力（電流）を高くしてドレス能率を高くする。ま
た、砥石負荷電流が所定の電流値以下であればドレス電
源の出力（電流）を所定の値にして、常に所定のドレス
状態が維持することができ、研削不能やドレス過多によ
る砥石摩耗の進行もなく安定した切味を保持できるよう
にする。ここで、発明者らは表１から、良好なドレス状
態が得られる砥石周速、つまり砥石周速係数をある値以
上にすることが必要であることを知見した。図３は表１
の結果から、砥石周速とＶ×ｔ^1/2 の関係を示したもの
である。この結果から明らかなように、常に下記（１）
式で示すＡの値を１０以上で研削することによって砥粒
に加わる研削抵抗が小さく砥石が摩耗しにくく安定した
切味を保持できることが明らかである。 Ｖ≧Ａ×ｖ×ｔ^1/2 ……（１） ただし、Ａ：砥石周速係数 ｖ：ロール周速 （ｍｐｍ） ｔ：砥石切込量 （μｍ） 上記（１）式で、Ａ≧１０とする砥石周速以上であれ
ば、砥粒１コ１コへ加わる研削抵抗が小さくなり、切味
は低下しなくなり、それ以下では砥粒の摩耗が多くなり
切味が低下することとなる。

【０００９】

【表１】

【００１０】砥石周速は、上記（１）式を満足する所定
の研削条件が得られるように設定され、その増減は、砥
石モータ電流検出器８によって検出された砥石モータ負
荷電流によって制御される。その際に設定されるドレス
電流は、砥石の切味に応じて（砥石モータ負荷大→切味
悪、砥石モータ負荷小→切味良）制御し、常に安定した
砥石突出量が維持され、かつ、ドレス過多による砥石摩
耗進行も少なくなり、安定した研削を行なうようにす
る。研削条件を変更したとき、ドレスが砥石の目詰りや
砥粒摩耗に追いつかなくなることがあるが、上記（１）
でＡ≧１０を満足する範囲で、研削能率，砥石負荷電流
に応じたドレス電流に制御する。また、砥石周速は砥石
モーター回転数設定器（図示せず）により常に式（１）
に示す値以上に設定するようになっている。また、砥石
が研削により摩耗してきても、砥石研削面端部加工用の
ドレス電極により端面がドレスされテーパー状に保持さ
れるため、ロールと砥石両端部との強い接触（当たり）
はなくなり、送りマークが発生するを未然に防止するこ
とができる。ドレス電極の幅を砥石幅とドレス電極往復
運動幅以上といることで、砥石が往復運動終点にまで移
動しても常に砥石と接触しているので、砥石全幅のドレ
スが可能で、砥石が目詰りや突出量不足による研削不能
で砥石の切味が低下するのを防止でき、砥粒の摩耗も小
さく安定した切味を保持できる。なお、上記構成におい
て、ドレス電極はＴｉ製としたが，Ｚｒ，ＨｆまたはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆの何れか２以上の合金製としてもよい。
なお、上記構成においては、砥石研削面用ドレス電極２
は、砥石の回転方向に対して特定することなく配置して
いるが、図４は砥石研削面用ドレス電極２を砥石の回転
方向と直交する方向にに対して所望角度α＝３０〜４５
度傾けて砥石表面を、電極幅が砥石面から外れない位置
まで往復運動しながらドレスするようにしたものであ
る。

【００１１】この結果スラッジが効率的に除去されると
同時に、砥粒突出量も全幅にわたり均一となり研削能率
は常に安定し、電極幅が狭い場合に発生する研削不能の
発生を防止できる。この際、砥石研削面端部ドレス用ド
レス電極３は砥石研削面端部を電極幅が砥石面から外れ
ない位置まで往復運動し、砥石研削面端部に所定のテー
パをつけながらドレスすることは、構成の通りとする
か、砥石研削面用ドレス電極２の傾きと同等に傾けるこ
とによって、ドレス効果はさらに上昇する。図５は図１
に示した本発明の砥石部構成を示す説明図である。図に
おいて、導電性砥石１の研削面には、砥石研削面ドレス
用ドレス電極２を１個、および砥石研削面端部の角を落
とす研削面端部用ドレス電極３を両側に各々１個（計２
個）配置する。各ドレス電極２，３は、図６に示すよう
に、ドレス電極制御装置４，５で上下方向の加圧、左右
方向の往復運動、および磨耗分砥石に近づく運動をさせ
る。前記ドレス電極制御装置４，５において、ドレス電
極２，３の上下方向の加圧、および磨耗分砥石に近づく
運動は、図７に示すように電動モーター５１によって回
転するホイール５２に噛み合うウオーム加工５５が設け
られた昇降用シャフト５６によって行われる。前記昇降
用シャフト５６のスライドは、上部のスプライン加工５
３−ａ、中間部のスプライン加工５３−ｂで可能として
いる。電動モーター５１の負荷を一定に制御すること
で、常に一定の加圧力が得られ、ドレス電極２，３が導
電性砥石１とドレス電極２，３の磨耗分導電性砥石１へ
近づくようにしている。前記した図７に示す上下機構
は、図８に示す昇降・加圧装置６１に内装されて、往復
運動するようになっている。昇降・加圧装置６１が往復
運動する一方の側は、往復運動方向に直交するように配
置され、電動モーター６２で駆動される軸に枢着したホ
イール６３に噛み合うウオーム加工６６が施され、一端
がスプライン加工６４に嵌まり合うスプライン加工ブッ
シュ６５で支持される往復用シャフト６７が往復運動す
る方向に固設されている。前記昇降・加圧装置６１の往
復運動する他方の側は、ガイドロッドブッシュ６８に嵌
まり合うガイドロッド６９が往復運動する方向に固設さ
れている。前記電動モーター６２の回転数をカウントさ
せて、所定の移動量に見合った分回転するとモーターを
逆転させて、ドレス電極２，３が往復運動するようにし
ている。

【００１２】実施例２ 実施例１においては、砥石研削面用ドレス電極２、およ
び砥石研削面端部ドレス用ドレス電極３がそれぞれ独立
した状態で配置されている。図９に示す構成は、砥石１
の研削帯１０１へその砥石回転方向と直交する方向に、
砥石幅に往復運動距離および余裕代を加えた幅を有する
平面部と、その平面部の両側に所望の角度αで延び出し
た傾斜部とで溝を形成する状態になった一体型のツルー
イング（型直し）電極２０１とし、砥石研削面の全幅を
平坦にツルーイングすると共に両側端にテーパ加工がで
きるようにしている。前記ツルーイング電極２０１は、
研削物固定用の芯押台４０１に保持されている。材質は
Ｔｉ−Ｚｒ−Ｈｆ合金製としている。上記構成による砥
石のツルーイングの実行要領は以下の通りである。砥石
１は、圧延ロールを研削する前に、予めツルーイング電
極２０１の傾斜面によって両側部がテーパー状になるよ
うな加工を施される。この結果、研削開始当初から研削
帯１０１の両側部が、ロールと強く接触（当たり）する
ことはなくなり、送りマークが発生するを未然に防止す
ることができる。また、ツルーイング電極２０１の中央
部で砥石１の研削面を全幅に亘ってツルーイングを行
い、砥石の振れをなくす。このツルーイング電極を実施
例１へ付け加えることで、研削当初発生する砥石の振れ
によるビビリマークや砥石研削面端部のテーパ状の形の
不備による送りマークは解消される。

【００１３】実施例３ 実施例１において、砥石１の研削帯１０１は、砥粒の分
布度合を幅方向に変化させたものとすることができる。
砥石１は、円盤状導電体１０２の外周面へ導電性結合剤
と超砥粒とが混合したものを、円周方向へ所望の厚さに
継目無く結合させた一体型の研削帯１０１備えたことに
上記各々の構成と相違しない。砥粒集中度については砥
石研削面端部（砥石幅で１０ｍｍ）のそれを８５％と
し、中央部の砥粒集中度は１００％としている。すなわ
ち、砥石研削面端部の砥粒集中度が中央部より１０％〜
３０％低くしている。砥石研削面端部の砥粒集中度を中
央部より１０〜３０％低くしているため、実施例１で示
したドレス電極３による砥石研削面端部のテーパ状にド
レスする効果をより一層大きくする。また、実施例２で
示したツルーイング電極によるテーパ加工の短時間に効
率的に行える。さらに、上述したＣＢＮメタルボンド砥
石のような超砥粒砥石は、砥石自体が弾性に乏しいた
め、圧延ロールの研削中に、砥石とロールの振動が増幅
され、砥石の切込深さが振動により変化しビレマークが
発生する。図６はこれを防止するべく砥石１の円盤状導
電体１０２と、研削帯１０１を支持するホイール１０３
とに分割し、その間にエポキシ樹脂や合成樹脂レジノイ
ドなどの弾性の高い層状の防振材１０４を挿入すること
で、砥石とロールの間で発生する振動を吸収し、振動が
増幅しないようにしてビビリマークの発生を防止するこ
とができる。この結果、結合度の高いメタルボンド砥石
で発生する振動によるビビリマークは発生せず高品質の
ロール表面に仕上げることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、砥石研削面端部をテー
パー状にドレスするドレス電極により研削中も常にドレ
スするため、砥石研削面端部が強くロールと接触せず、
送りマークがなくなり、砥石円周方向で均一な研摩がで
きるようになりビビリマークの発生もなくなり、高品質
のロール表面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る１実施例を示す説明図である。

【図２】本発明に係る１実施例の研削面用ドレス電極お
よび研削面端部ドレス用ドレス電極の配置状態を示す説
明図である。

【図３】本発明に係る１実施例の砥石周速とＶ×ｔ^1/2
の関係を示すグラフ図である。

【図４】本発明に係る１実施例の砥石研削面用ドレス電
極を砥石の回転方向と直交する方向に対し傾けて配置し
た状態を示す説明図である。

【図５】本発明に係る１実施例の図１の要部構成を示す
説明図である。

【図６】本発明に係る１実施例の図５の研削面ドレス用
ドレス電極と研削面端部ドレス用ドレス電極の位置関係
を示す配置状態説明図である。

【図７】本発明に係る１実施例の研削面ドレス用ドレス
電極と研削面端部ドレス用ドレス電極の上下機構の説明
図である。

【図８】本発明に係る１実施例の研削面ドレス用ドレス
電極と研削面端部ドレス用ドレス電極の昇降・加圧装置
の説明図である。

【図９】本発明に係る１実施例にツルーイング電極をつ
け加えてツルーイングを実施している状態を示す説明図
である。

【図１０】本発明に係る１実施例の砥石の断面を示す説
明図である。

【図１１】従来技術の１実施例を示す説明図である。

【図１２】従来技術の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】 １ 砥石 ２，３ ドレス電極 ４，５ ドレス電極制御装置 ６ 砥石モータ ７ 砥石モータ制御器 ８ 砥石モータ電流検出器 ９，１０ ドレス電源 １１ ドレス電流制御器 １２ 通電ブラシ １３ 圧延ロール １４ ノズル １５ ペーパーフィルター １６ 導電性加工液タンク １７ 導電性加工液回収タンク １８ 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真鍋 俊樹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石研削面をドレスするドレス電極１個
   以上と、砥石研削面端部をドレスするドレス電極を片側
   につき１個以上を、砥石の片側、または両側に有する導
   電性砥石のドレス電極装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、砥石研削面をドレス
   するドレス電極については砥石回転方向と一致しない方
   向に往復運動をさせる機能を有し、砥石研削面端部をド
   レスするドレス電極についても、砥石回転方向と一致し
   ない方向に往復運動させる機能を有し、各々加圧力の調
   整機能を有すると共に、各ドレス電極が砥石と電極の磨
   耗分だけ砥石側へ近づく機能を有することを特徴とする
   導電性砥石のドレス電極装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２のドレス電極装置を用
   いて、砥石とドレス電極との間に導電性加工液を介在さ
   せた状態で電流を流しながら砥石研削面をドレスし、同
   時に砥石研削面端部にテーパー加工を施すことを特徴と
   するドレス方法。