JP2000052218A - 磁気研磨装置および磁気研磨方法 - Google Patents
磁気研磨装置および磁気研磨方法Info
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
方法に比べ、ワークの材質を選ばずに研磨時間、外観品
質、形状精度といった研磨性能を大幅に向上させること
が可能な磁気研磨装置、および磁気研磨方法を提供でき
ることにある。 【解決手段】スラリー状の研磨液をワークと強磁性材粒
子との間隙に供給し、また磁性研磨材粒子として繊維を
材料とする起毛により被覆された強磁性材粒子を用い、
さらには加工点における法線が磁力線の方向とほぼ一致
するように法線制御を行い、加工点近傍で測定された磁
束密度が一定に保持される制御機能を付加することで高
能率、高精度、さらには面粗度向上や高い外観品質を実
現することを特徴とする。
Description
削工具の代わりに磁気研磨ツールを取り付けた研磨装置
により、プラスチック製またはガラス製の光学レンズや
眼鏡レンズ、あるいは金属製やセラミック製の成型用金
型等を高精度かつ効率的に鏡面化するために好適な磁気
研磨装置及び磁気研磨方法に関する。
の粒径の強磁性材粒子21の表面に粒径数μmの酸化ア
ルミニウム等の研磨砥粒22を金属結合状態で付着さ
せ、研磨砥粒22と強磁性材粒子21が一体となった磁
性研磨材粒子を用いて、図6に示す一般的な構成による
磁気研磨装置により磁気研磨を行っていた。
従来技術に示した磁気研磨装置、および磁気研磨方法で
は第一に、強磁性材粒子の表面に粒径数μmの酸化アル
ミニウム等の研磨砥粒を金属結合状態で付着させただけ
の磁性研磨材粒子では加工可能なワーク材料が特定の材
質のものに限定されてしまう。第二に、強磁性材粒子の
表面に粒径数μmの酸化アルミニウム等の研磨砥粒を金
属結合状態で付着させただけの磁性研磨材粒子では研磨
による加工熱を十分に放熱することができないため、研
磨時間の長さや研磨仕上がり面の品質といった研磨性能
に大きな影響を及ぼす。第三に、強磁性材粒子の表面に
付着している研磨砥粒はワークと磁性研磨材粒子との摩
擦により脱落してしまうと、磁力による拘束力がなくな
るため研磨に全く作用しなくなる。さらに第四として、
ワーク形状によっては、所望の形状精度を得ることが非
常に困難である。例えば球面を含む自由曲面などを従来
技術の構成の磁気研磨装置により研磨すると、加工範囲
の外側では研磨による除去量が少なく、中心部ほど除去
量が多くなる。また、第五に磁極とワークの形状、具体
的には非磁性材料のワークの場合、ワークの厚みによっ
て磁束密度が変化するため加工可能なワーク形状が限定
されてしまう等、数々の問題点があった。
るためになされたものであり、ワークの材質や形状に制
限を設けることなく短時間で高い形状精度と外観品質を
得ることが可能な磁気研磨装置、および磁気研磨方法を
提供できることにある。
するもので、ヨーク、励磁コイル、電源、ワークと対面
する磁極、強磁性材粒子より構成され、励磁コイルに電
圧を印加しワークと対面する磁極間に磁界を発生させな
がら、ワークと磁極とを相対的に回転あるいは揺動させ
る磁気研磨装置において、Al2O3やCeO2等を砥
材とするスラリー状の研磨液をワークと強磁性材粒子と
の間隙に供給しながら磁気研磨を行うことを特徴とす
る。
材粒子を綿、絹、レーヨン、ナイロン等の繊維を材料と
する起毛で被覆した磁性研磨材粒子を用いることを特徴
とする。
て、ワーク形状に合わせてワークと磁極との相対位置決
めを行う際に、加工点における法線が磁力線の方向とほ
ぼ一致するように法線制御を行うことを特徴とする。
て、加工点近傍で測定された磁束密度が一定に保持され
る制御機能を有することを特徴とする。
励磁コイル、電源、ワークと対面する磁極、強磁性材粒
子より構成され、励磁コイルに電圧を印加しワークと対
面する磁極間に磁界を発生させながら、ワークと磁極と
を相対的に回転あるいは揺動させる磁気研磨方法におい
て、Al2O3やCeO2等を砥材とするスラリー状の
研磨液をワークと強磁性材粒子との間隙に供給しながら
磁気研磨を行うことを特徴とする。
材粒子を綿、絹、レーヨン、ナイロン等の繊維を材料と
する起毛で被覆した磁性研磨材粒子を用いることを特徴
とする。
て、ワーク形状に合わせてワークと磁極との相対位置決
めを行う際に、加工点における法線が磁力線の方向とほ
ぼ一致するように法線制御を行うことを特徴とする。
て、加工点近傍で測定された磁束密度が一定に保持され
る制御機能を有することを特徴とする。
やCeO2等を砥材とするスラリー状の研磨液をワーク
と強磁性材粒子との間隙に供給しながら磁気研磨を行う
ことで、研磨液が加工熱を十分に吸収してくれるばかり
でなく、研磨加工中に研磨液を供給することで前記砥材
が常に加工面に行き渡る、また磁性研磨材粒子として繊
維を材料とする起毛により被覆された強磁性材粒子を用
いることで、図3に示すように起毛間に前記の砥材が保
持されるため、研磨時間、外観品質といった研磨性能が
大幅に向上するばかりでなく安定する。
方向とほぼ一致するように法線制御を行い、加工点近傍
で測定された磁束密度が一定に保持される制御機能を付
加することで、加工部位あるいは加工範囲によらず高い
形状精度を得ることが可能となる等、従来技術では得る
ことのできなかった高能率、高精度、さらには高い外観
品質を実現する磁気研磨装置、および磁気研磨方法を提
供できることにある。
するが、本発明はこの実施例のみに限定されるものでは
ない。
磨液をワークと強磁性材粒子との間隙に供給しながら磁
気研磨を行う実施例であり、図1に基づき説明する。
0μmの強磁性材粒子8を磁極24とワーク1の間隙3
mmの間に充填し、ヨーク3に磁界をかける。なお、フ
ェライト製の強磁性材粒子8の粒径は、ワークの材質や
研磨の前加工の仕上がり面粗度の程度により適正値を選
択する。続いて、直線位置決め手段6とワーク回転手段
10により磁極24とワーク1との相対運動を行うとと
もに、スピンドル2を回転させる。それと同時に、予め
準備しておいたワーク1の研磨に適した砥材と水、界面
活性剤、消泡剤等を混合させたスラリー状の研磨液9を
図示しない供給ポンプでワーク1と強磁性材粒子8との
間に常時もしくは断続的に供給する。
はAl2O3が、またガラスの場合にはCeO2が最も
適した砥材として挙げられるが、これらに限定されるも
のではなく前にも述べた通りそれぞれのワークの素材に
適した砥材を選定すれば良い。
の表面と強磁性材粒子8との間に常に研磨液中の砥材を
供給することができるばかりでなく、加工による摩擦熱
を研磨液が吸収してくれるため、短時間で所望の面粗度
もしくは外観精度を得ることが容易に実現できた。
として、繊維を材料とする起毛により被覆された強磁性
材粒子を用い、スラリー状の研磨液をワークと前記強磁
性材粒子との間隙に供給しながら磁気研磨を行う実施例
であり、図2に基づき説明する。
作成した。フェライト製で粒径10μm〜500μmの
強磁性材粒子12の表面を接着層25で覆い、接着層2
5の表面に繊維製の起毛13を付着させ、前記の磁性研
磨材粒子11を得る。こうして得られた磁性研磨材粒子
11を磁極24とワーク1の間隙3mmの間に充填し、
ヨーク3に磁界をかける。なお、フェライト製の強磁性
材粒子12の粒径は、ワークの材質や研磨の前加工の仕
上がり面粗度の程度により適正値を選択すれば良い。続
いて、直線位置決め手段6とワーク回転手段10により
磁極24とワーク1との相対運動を行うとともに、スピ
ンドル2を回転させる。それと同時に予め準備しておい
たワーク1の研磨に適した砥材と水、界面活性剤、消泡
剤等を混合させたスラリー状の研磨液9を加工中に図示
しない供給ポンプでワーク1と磁性研磨材粒子11との
間に常時もしくは断続的に供給する。このようにするこ
とで、加工中にワーク1の表面と磁性研磨材粒子11と
の間に常に研磨液中の砥材を供給することができるばか
りでなく、図3に示されるように、強磁性材粒子単体の
時に比べ起毛と起毛の間に研磨砥粒14が多量に保持さ
れる。従って研磨砥粒14がワーク1の表面に接触する
機会が増えることで研磨能率がより一層向上し、短時間
に所望の面粗度もしくは外観品質を得ることができた。
法線が磁力線の方向とほぼ一致するようにワークの法線
制御を行いながら磁気研磨を行う実施例であり、図4に
基づき説明する。
1、実施例2で説明したもの、あるいはワークの材質や
前加工の面粗度に合わせたものを使用し、なおかつ図1
あるいは図2に示す装置構成に加えて図4に示すように
ワーク1を旋回中心19を中心に旋回させ、研磨の際の
接触点、すなわち任意の加工点Pnに立てた法線17が
磁力線の方向15とほぼ一致するようにワークの法線制
御を行うためのワーク旋回手段を付加する。前記の装置
構成によりワークの法線制御を行うことで、例えば球面
を含む自由曲面形状を有するワークにおいても、加工
点、正確には加工範囲が常に磁極24の中心部となるた
め、加工部位によらず研磨による除去量がほぼ一定とな
る。よって、非磁性材料でなおかつ複雑な自由曲面形状
を有するワークであっても所望の形状精度を容易に得る
ことが可能となった。
定された磁束密度が一定に保持される制御機能を有する
磁気研磨装置を用いた磁気研磨の実施例であり、図5に
基づき説明する。
5の20に示される磁束密度測定センサーにより加工点
近傍における加工中の磁束密度の大小を監視するととも
に、前記の磁束密度が常に一定となるように、図示はし
ないが磁束密度にフィードバックがかけられる閉ループ
電流制御回路を構成する。このような構成とすること
で、加工点における厚みの変化が生じる、例えば球面を
含む自由曲面形状を有するワークの場合であっても磁束
密度が一定にコントロールされるため、強磁性材粒子の
結合力すなわち研磨圧を一定に保つことが可能となる。
よって、従来は所望の形状精度を得ることが非常に困難
とされていた複雑な自由曲面形状を有する非磁性材料ワ
ークであっても所望の形状精度を容易に得ることが可能
となった。
工中にスラリー状の研磨液をワークと強磁性材粒子との
間隙に供給し、また磁性研磨材粒子として繊維を材料と
する起毛により被覆された強磁性材粒子を用いること
で、ワークの材質を選ばずに研磨時間短縮、面粗度改
善、外観品質向上といった研磨性能を大幅に向上させる
ことが可能となる。さらには、加工点における法線が磁
力線の方向とほぼ一致するように法線制御を行い、加工
点近傍で測定された磁束密度が一定に保持される制御機
能を付加することで、加工部位あるいは加工範囲によら
ず高い形状精度を得ることが可能となる。従って従来技
術では得ることのできなかった高能率、高精度、さらに
は面粗度向上や高い外観品質を実現する磁気研磨装置、
および磁気研磨方法を提供できる。
子の断面図
に立てた法線 18 ワークが水平状態における任意の加工点Pnに立
てた法線 19 ワークの旋回中心 20 磁束密度測定センサー 21 強磁性材粒子 22 研磨砥粒 23 従来技術の磁性研磨材粒子 24 磁極 25 接着層
Claims (8)
- 【請求項1】ヨーク、励磁コイル、電源、ワークと対面
する磁極、強磁性材粒子より構成され、励磁コイルに電
圧を印加しワークと対面する磁極間に磁界を発生させな
がら、ワークと磁極とを相対的に回転あるいは揺動させ
る磁気研磨装置において、Al2O3やCeO2等を砥
材とするスラリー状の研磨液をワークと強磁性材粒子と
の間隙に供給しながら磁気研磨を行うことを特徴とする
磁気研磨装置。 - 【請求項2】前記強磁性材粒子に代えて、強磁性材粒子
を綿、絹、レーヨン、ナイロン等の繊維を材料とする起
毛で被覆した磁性研磨材粒子を用いることを特徴とする
請求項1記載の磁気研磨装置。 - 【請求項3】請求項1または2記載の磁気研磨装置にお
いて、ワーク形状に合わせてワークと磁極との相対位置
決めを行う際に、加工点における法線が磁力線の方向と
ほぼ一致するように法線制御を行うことを特徴とする磁
気研磨装置。 - 【請求項4】請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
磁気研磨装置において、加工点近傍で測定された磁束密
度が一定に保持される制御機能を有することを特徴とす
る磁気研磨装置。 - 【請求項5】ヨーク、励磁コイル、電源、ワークと対面
する磁極、強磁性材粒子より構成され、励磁コイルに電
圧を印加しワークと対面する磁極間に磁界を発生させな
がら、ワークと磁極とを相対的に回転あるいは揺動させ
る磁気研磨方法において、Al2O3やCeO2等を砥
材とするスラリー状の研磨液をワークと強磁性材粒子と
の間隙に供給しながら磁気研磨を行うことを特徴とする
磁気研磨方法。 - 【請求項6】前記強磁性材粒子に代えて、強磁性材粒子
を綿、絹、レーヨン、ナイロン等の繊維を材料とする起
毛で被覆した磁性研磨材粒子を用いることを特徴とする
請求項5記載の磁気研磨方法。 - 【請求項7】請求項5または6記載の磁気研磨方法にお
いて、ワーク形状に合わせてワークと磁極との相対位置
決めを行う際に、加工点における法線が磁力線の方向と
ほぼ一致するように法線制御を行うことを特徴とする磁
気研磨方法。 - 【請求項8】請求項5ないし7のいずれか1項に記載の
磁気研磨方法において、加工点近傍で測定された磁束密
度が一定に保持される制御機能を有することを特徴とす
る磁気研磨方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22348098A JP3846052B2 (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 磁気研磨装置および磁気研磨方法 |
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JP3846052B2 JP3846052B2 (ja) | 2006-11-15 |
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CN108714824A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-30 | 辽宁科技大学 | 一种便携式磁力除锈抛光机及使用方法 |
CN112895568A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 李华燕 | 一种药片生产用旋转式多冲压片装置 |
CN114367377A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-19 | 中国核工业电机运行技术开发有限公司 | 一种有序分离和获取微粒的磁场产生组件及其分离方法 |
CN117697573A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 四川炬科光学科技有限公司 | 一种光学镜片的加工设备 |
-
1998
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