JP2005262364A - 研磨方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 工具切れ刃の形状精度を従来よりも高精度に、且つ効率よく研磨できる研磨方法と装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 公転しながら自転させた研磨盤１２に加工対象１９の切れ刃を接触させると共に、加工対象１９を研磨盤１２の研磨面に交差する方向に揺動させて研磨方向を変化させながら円弧状に研磨する。
【選択図】図１

Description

本発明は、切削工具の研磨方法及びその装置に関するものである。

ダイヤモンド切削工具を研磨する方法および装置は、従来では（特許文献１）に示すように、研磨盤とその回転機構、ならびに前記切削工具を保持し回転揺動する機構により構成されており、研磨盤に押し付け、回転揺動させて研磨を行っている。
特公平８−３５２号公報

この従来の技術では、切れ刃形状精度の劣化要因となるダイヤモンドの異方性の抑制手段に関し何ら考慮されていない。
例えば図８（ａ）に示すように、ダイヤモンド切削工具１を保治部４に取り付け、切れ刃先前逃げ調整部４ａにより調整し、ベース板６に対する回転テーブル５の回転角度を水平方向（Ｒ１方向）に回転揺動させてダイヤモンド切削工具１の刃先を研磨盤２に押し当て、図８（ｂ）に示すようにダイヤモンド切削工具１の先端１ａに円弧状の切れ刃を形成研磨している。３は研磨盤２を回転駆動する回転駆動源としてのモータである。

この研磨方法では、ダイヤモンドの異方性に対して同方向の研磨方向でしかなく、異方性から生じる研磨能率に差が生じ、このため切れ刃が完全な円弧にならず、切れ刃形状精度の高い切削工具を研磨できない問題がある。

また、図９（ａ）は縦型の例であるが、ダイヤモンド切削工具１１を保治部７に取り付け、切れ刃先前逃げ調整部７ａにより調整し、回転揺動装置１０を左右方向（Ｒ２方向）に回転揺動させ、研磨盤８にダイヤモンド切削工具１１を押し当て円弧状の切れ刃を形成研磨する方法であり、上記と同様にダイヤモンドに対しての研磨方向は図９（ｂ）に示すように同方向であり、ダイヤモンドの切れ刃形状精度の高い切削工具の研磨が出来ない問題がある。９は研磨盤８を回転駆動する回転駆動源としてのモータである。

このように従来の研磨方法での研磨方向は、図１０（ａ）（ｂ）に示すようにダイヤモンドの異方性に対して同方向の研磨方向である。
本発明は、工具切れ刃の形状精度を従来よりも高精度に、且つ効率よく研磨できる研磨方法と装置を提供することを目的とする。

本発明の研磨方法は、加工対象の切れ刃を研磨盤に接触させて研磨するに際し、公転しながら自転させた前記研磨盤に加工対象の切れ刃を接触させると共に、前記研磨盤の研磨面に交差する方向に前記加工対象を相対的に揺動させて研磨方向を変化させながら円弧状に研磨することを特徴とする。

本発明の研磨装置は、加工対象の切れ刃を研磨する研磨装置であって、加工対象を保持するとともに前逃げ角度を調整する切れ刃先前逃げ調整部を有する保持部と、前記保持部に保持された加工対象の切れ刃に研磨面が接触可能な研磨盤と、前記研磨盤の研磨面と前記保持部を相対的に接近離間方向に移動させる移動手段と、前記研磨盤の研磨面と前記保持部に保持された加工対象の切れ刃の成す研磨盤の前記研磨面と交差する面内の角度を相対的に変更させる揺動手段と、前記研磨盤の研磨面を公転させると共に自転させる回転駆動手段とを設けたことを特徴とする。

また、前記回転駆動手段を、回転板を回転駆動する第１のモータと、
前記回転板の面上に前記回転板の回転中心とは軸心をずらせて取り付けられ研磨盤を回転駆動する第２のモータとで構成したことを特徴とする。

また、前記回転板における前記第２のモータの取り付け位置を、前記回転板の径方向に可変可能に取り付ける位置調節機構を設けたことを特徴とする。

本発明の研磨方法によると、公転しながら自転させた前記研磨盤に加工対象の切れ刃を接触させると共に、前記研磨盤の研磨面に交差する方向に前記加工対象を揺動させて研磨方向を変化させながら研磨するので、ダイヤモンド切削工具などの加工対象の切れ刃円弧形状を、異方性から生じる研磨能率の差の影響を従来に比べて低減できる。

以下、本発明の研磨方法を図１〜図６に示す具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の研磨方法を採用した研磨装置を示す。

加工対象としてのダイヤモンド切削工具１９を保持する保持部１４は、Ｙ軸方向に移動自在に制御されたＹ軸テーブル１８の上に取り付けられたＸ軸テーブル１７に、回転テーブル１５を介して取り付けられている。回転テーブル１５はベース板１６に対して水平方向（Ｒ方向）に旋回揺動できるように枢支されている。Ｘ軸テーブル１７はＸ軸方向に移動自在に制御される。

保持部１４の先端の切れ刃先前逃げ調整部１４ａは、ダイヤモンド切削工具１９の切れ刃を円弧状に研磨する際の前逃げ角度を調整できるように構成されている。
ダイヤモンド切削工具１９の刃先に接触する研磨盤１２は、第１のモータ２０によって矢印Ｔ方向に回転駆動される回転板１３に取り付けられている。さらに詳しくは、図２（ａ）（ｂ）に示すように研磨盤１２は回転板１３に取り付けられて回転する第２のモータ２１の出力軸に取り付けられている。第１のモータ２０の出力軸は回転板１３の中心に接続され、第２のモータ２１の出力軸は研磨盤１２の中心に接続されている。第２のモータ２１の出力軸と研磨盤１２との軸心Ｌ２は、第１のモータ２０の出力軸と回転板１３との軸心Ｌ１から距離Ｒａだけずらせた状態で、第２のモータ２１が回転板１３に取り付けられている。ここでは回転板１３は第１のモータ２０によって６０回転／ｍｉｎ程度で回転駆動され、この回転板１３に取り付けられて前記軸心Ｌ１の回りに回転駆動される前記６０回転／ｍｉｎ程度で回転する第２のモータ２１は、１０００〜３０００回転／ｍｉｎで研磨盤１２を前記軸心Ｌ２を中心に矢印Ｓ方向に回転する。

このように研磨盤１２は、回転板１３の軸心Ｌ１に対する距離Ｒａを変更しながら研磨盤１２を自転（図１の矢印Ｓ方向）させるように構成されている。
研磨作業は次の工程で実施される。

まず、ダイヤモンド切削工具１９を保持部１４に取り付け、回転テーブル１５の旋回中心に対して、切れ刃先前逃げ調整部１４ａによって所望の位置及び前逃げ角度を調整する。第２のモータ２１によりＳ方向に回転させる。

Ｙテーブル１８を駆動してダイヤモンド切削工具１９を研磨盤１２に押し付け、回転テーブル１５により旋回揺動をさせる。このとき研磨剤として最適な砥粒のダイヤモンドペーストを研磨個所に供給して、ダイヤモンド切削工具１９を円弧状に研磨する。

この際、図３に示すように、回転板１３の回転中心Ｐｔ、研磨盤１２の時々の回転中心Ｐｓ、ダイヤモンド切削工具１９の研磨ポイントＰとしたときに、例えば図４（ａ）に示すように研磨方向はダイヤモンド切削工具１９に対して垂直な矢印（イ）方向からの研磨になる。

次に、図４（ｂ）に示すように、回転板１３が９０°回転したときには、研磨盤１２の回転中心Ｐｓが移動し、研磨ポイントＰでの研磨方向は矢印（ロ）方向からの左斜め上からの研磨になる。

更に回転板が９０°回転して図４（ｃ）に示すようになると、研磨盤１２の回転中心Ｐｓが移動し、再びダイヤモンド切削工具１９に対して垂直な矢印（ハ）方向からの研磨になる。

更に回転板１３が９０°回転した図４（ｄ）では、研磨盤１２の回転中心Ｐｓが移動し、研磨方向は矢印（ニ）方向からの右斜め上からとなる。
このように、回転板１３が回転し、任意の距離だけ回転板１３の中心とは回転中心をずらして取り付けられて自転する研磨盤１２によりランダムに研磨角度を変化させることが可能であり、ダイヤモンドの異方性から生じる研磨能率の影響を少なくすることが可能である。

また、回転板１３が１回転する間に研磨盤１２におけるダイヤモンド切削工具１９の研磨ポイントＰは、図４（ａ）から図４（ｄ）までの間、つまり、図２（ａ）の位置Ｐから図２（ｂ）の位置Ｐまで、研磨盤１２の半径方向に移動し、研磨盤１２の広い範囲で使用しての研磨が行われ、研磨特性が向上する。

図５（ａ）（ｂ）は本発明の研磨方法を示したもので、回転板１３における研磨盤１２の位置によって研磨方向が変化している。さらに詳しくは、工具研磨角度θｂは図６に示すように、回転板３１の回転中心Ｐｔと研磨ポイントＰとの距離をＸ１、回転板３１の回転中心Ｐｔと研磨盤１２の回転中心Ｐｓとの時々の距離をＸｂ，Ｙｂと各パラメータを設定したときには、
θｂ ＝ｔａｎ^−１（Ｙｂ／（Ｘ１−Ｘｂ））
と表すことができる。

なお、上記の実施の形態では回転テーブル１５を介して保持部１４を取り付けて研磨盤１２に対する角度を変更できるように揺動自在に構成したが、保持部１４に対して研磨盤１２の角度を変更可能に構成しても同様に水平面内でダイヤモンド切削工具１９を揺動させることができ、前記研磨盤１２の研磨面と前記保持部１４に保持された加工対象の切れ刃の成す研磨盤１２の前記研磨面と交差する面内の角度を相対的に変更させるように揺動手段を構成することによって実現できる。

なお、上記の実施の形態ではＹ軸テーブル１８を移動させて保持部１４に保持したダイヤモンド切削工具１９を研磨盤１２の研磨面に対して接近離間方向に移動させたが、研磨盤１２の研磨面の方を保持部１４に対して接近離間方向に移動させて実現することもでき、前記研磨盤１２の研磨面と前記保持部１４を相対的に接近離間方向に移動させる移動手段によって実現できる。

なお、上記の実施の形態では研磨盤１２の研磨面と保持部１４に保持したダイヤモンド切削工具１９とは水平面内で接触していたが、９０度の角度に限定されるものできなく、前記研磨盤の研磨面と前記保持部に保持された加工対象の切れ刃の成す研磨盤の前記研磨面と交差する面内の角度を相対的に変更させるように揺動手段を構成することによって実現できる。

（実施の形態２）
図７（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態２）の研磨装置を示す。
（実施の形態１）では、第２のモータ２１の前記回転板１３における取り付け位置は固定されていたが、この（実施の形態２）の図７では、第２のモータ２１は位置調節機構２２を介して回転板１３に取り付けられている。

位置調節機構２２は、回転板１３に敷設されて回転板１３の径方向に延びる固定レール２３と、固定レール２３に係合して移動する基台２４と、回転板１３に固定されたブラケット２５に螺合し、先端が基台２４に連結された送りねじ２６と、ロックナット２７とで構成されており、基台２４に第２のモータ２１が固定されている。

このように構成したため、ロックナット２７を緩めて送りねじ２６を回転させることによって第２のモータ２１の軸心Ｌ２の位置を調節して前記距離Ｒａを任意に変更することができ、ダイヤモンド切削工具１９のダイヤモンドの結晶の方位に応じて研磨方向をその都度に設定変更することができる。

本発明の研磨方法によると、工具切れ刃の形状精度を従来よりも高精度に、且つ効率よく研磨でき、各種加工品をより高精度に加工することに使用できる。

本発明の研磨方法を実施する（実施の形態１）の研磨装置の要部斜視図 同実施の形態の平面図 同実施の形態の回転板と研磨盤の正面図 同実施の形態の回転板が一回転する間に自転する研磨盤と研磨方向の説明図 同実施の形態の研磨方法の変化の様子を示すダイヤモンド工具の正面図と同刃先の拡大斜視図 同実施の形態での研磨方向を求める理論式のパラメータを示す回転板と研磨盤の正面図 本発明の（実施の形態２）の研磨装置の平面図 従来の横型の研磨装置の斜視図と研磨ポイントの平面図 従来の縦型の研磨装置の斜視図と研磨ポイントの平面図 従来の研磨方法での研磨方法の変化の様子を示すダイヤモンド工具の正面図と同刃先の拡大斜視図

符号の説明

１２ 研磨盤
１３ 回転板
１４ 保持部
１４ａ 切れ刃先前逃げ調整部
１５ 回転テーブル
１６ ベース板
１７ Ｘ軸テーブル
１８ Ｙ軸テーブル
１９ ダイヤモンド切削工具
２０ 第１のモータ
２１ 第２のモータ
２２ 位置調節機構
Ｐｔ 回転板１３の回転中心
Ｐｓ 研磨盤１２の時々の回転中心
Ｐ 研磨ポイント
θｂ 工具研磨角度

Claims (4)

1. 加工対象の切れ刃を研磨盤に接触させて研磨するに際し、
   公転しながら自転させた前記研磨盤に加工対象の切れ刃を接触させると共に、前記研磨盤の研磨面に交差する方向に前記加工対象を相対的に揺動させて研磨方向を変化させながら円弧状に研磨する
   研磨方法。
2. 加工対象の切れ刃を研磨する研磨装置であって、
   加工対象を保持するとともに前逃げ角度を調整する切れ刃先前逃げ調整部を有する保持部と、
   前記保持部に保持された加工対象の切れ刃に研磨面が接触可能な研磨盤と、
   前記研磨盤の研磨面と前記保持部を相対的に接近離間方向に移動させる移動手段と、
   前記研磨盤の研磨面と前記保持部に保持された加工対象の切れ刃の成す研磨盤の前記研磨面と交差する面内の角度を相対的に変更させる揺動手段と、
   前記研磨盤の研磨面を公転させると共に自転させる回転駆動手段と
   を設けた研磨装置。
3. 前記回転駆動手段を、
   回転板を回転駆動する第１のモータと、
   前記回転板の面上に前記回転板の回転中心とは軸心をずらせて取り付けられ研磨盤を回転駆動する第２のモータと
   で構成した
   請求項２記載の研磨装置。
4. 回転板における第２のモータの取り付け位置を、前記回転板の径方向に可変可能に取り付ける位置調節機構を設けた
   請求項３記載の研磨装置。

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