JP2010207973A - 研削加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メタルボンド砥石の外周面が均等に電解ドレッシングされ、ワークの加工精度及び安定した研削品質が確保できる研削加工装置を提供する。
【解決手段】メタルボンド砥石３を回転してワークＷを研削加工すると共に、研削液の存在下で回転するメタルボンド砥石３と電解ドレッシング用電極２０に通電して電解ドレッシングする研削装置１において、電解ドレッシング用電極２０に形成した第１〜第５研削液吐出孔２７ａ〜２７ｅから研削液をメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘って直撃するように電解ドレッシング用砥石３と電解ドレッシング用砥石２０との間に供給する。電解ドレッシング用砥石３の外周面４と電解ドレッシング用砥石２０の電極面２５との間に研削液が保持されてメタルボンド砥石３の外周面４が均等に電解ドレッシングされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、研削加工装置に関し、特にメタルボンド砥石を回転させてワークを研削すると共にメタルボンド砥石を電解ドレッシングする研削加工装置に関する。

例えば鉄系材料を超精密に研削する鏡面研削を可能にする研削法として電解インプロセスドレッシング研削法（以下「ＥＬＩＤ研削法」という）がある。このＥＬＩＤ研削法は、微細な砥粒を鋳鉄等の導電性を有するボンド材によって結合したメタルボンド砥石を使用し、研削中にメタルボンド砥石を電解ドレッシングする研削方法であって、メタルボンド砥石の研削面に僅かな隙間を介して電解ドレッシング用電極を対向配置し、このメタルボンド砥石と電極との間に水性クーラント等の導電性を有する研削液を供給しながらメタルボンド砥石と電極間に通電して砥石表面のボンド材だけを取り除き砥粒の切れ刃を露出させる電解ドレッシングを行う。

このメタルボンド砥石を回転させてワークを研削すると共にメタルボンド砥石を電解ドレッシングする研削加工装置の一例として特許文献１に開示される研削加工装置がある。この特許文献１の研削加工装置は、回転軸に固定されたメタルボンド砥石、このメタルボンド砥石の外周面と僅かな間隙を介して電極面が対向配置された電解ドレッシング用電極、メタルボンド砥石及び電解ドレッシング用電極に電圧を印加する電源、及び電解ドレッシング用電極の電極面に開口する研削液吐出孔から電解ドレッシング領域となる対向するメタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極との間隙に導電性を有する研削液を供給する研削液供給手段を備える。

一方、ワークが回転可能に支持され、回転軸によりメタルボンド砥石を回転してワークを研削すると共に、電解ドレッシング用電極に穿設された研削液吐出孔から電解ドレッシング用電極とメタルボンド砥石との間隙に研削液を供給しながら通電して、メタルボンド砥石を電解ドレッシングする。

この種の電解ドレッシング用電極に形成された研削液吐出孔から対向するメタルボンド砥石の外周面と電解ドレッシング用電極の電極面との間隙に研削液を供給する従来の構成例を模式的に示す図１２を参照して説明する。

駆動手段によって回転駆動される回転軸１０１に研削面となる外周面１０２ａを備えた円柱状のメタルボンド砥石１０２が固定され、メタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａと対向して電解ドレッシング用電極１０３が配設される。電解ドレッシング用電極１０３は、矩形断面形状のブロック状で先端に断面円弧状の電極面１０３ａが形成される。この電極面１０３ａはメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａと対向してメタルボンド砥石１０２の周方向に沿って延在する長い矩形で、かつメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａとの間に研削液の介在を許容する円筒内周面状に形成される。

メタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａと対向する電極面１０３ａに、メタルボンド砥石１０２の回転方向上流端側の幅方向中央部に研削液吐出孔１０４が開口する。

切削加工の際に、メタルボンド砥石１０２を回転しつつ研削液供給孔１０４から電解ドレッシング用電極１０３の電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａとの間隙に連続的に供給された研削液は、電解ドレッシング領域となる電解ドレッシング用電極１０３の電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａとの間隙を満し、かつ電解ドレッシング用電極１０３及びメタルボンド砥石１０２に電圧が印加されて電解メタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａが均等に電解ドレッシングされる。

特開平１０−１１３８６５号公報

切削加工の際に、メタルボンド砥石１０２を回転しつつ研削液供給孔１０４から電解ドレッシング用電極１０３の電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａと間隙に研削液が連続的に供給されて電解ドレッシング用電極１０３の電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａとの間に研削液は保持され、かつ電解ドレッシング用電極１０３及びメタルボンド砥石１０２に電圧が印加されて電極面１０３ａの全幅に亘り電解能力が維持されて電解メタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａが均等に電解ドレッシングされる。

一方、特に鉄系材料等の金属系材料を超精密に研削する研削加工においては研削品質及び作業効率の向上を図るためにメタルボンド砥石１０２の回転速度の増大が要求される。メタルボンド砥石１０２の回転速度を増大して例えばメタルボンド砥石１０２の周速度が毎秒３０ｍ以上であると、回転するメタルボンド砥石１０２に連れ回る研削液が多くなり、電解ドレッシング用電極１０３の電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの間隙に介在する研削液がメタルボンド砥石１０２の回転方向下流端側から過剰に放出されて、対向する電解ドレッシング用電極１０３とメタルボンド砥石１０２との間に介在する研削液が減少し、特にメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの両側部範囲における研削液が希薄になる。これによりメタルボンド砥石１０２の両側部範囲において電解能力が低下してメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａにおける電解ドレッシングにバラツキが発生してワークの研削が不均一になり加工精度の低下等の研削品質の低下を招くことが懸念される。

この電解ドレッシング状態を図１３に示す作用状態説明図によって説明する。図１１において（ａ）は電解ドレッシング電極１０３の電極面１０３ａの概要を示し、（ｂ）は電極面１０３ａにおける研削液の存在範囲をハッチングで示し、（ｃ）はメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａにおける電解ドレッシング範囲をハッチングで示す。

即ち、電極面１０３ａの幅方向中央部に開口する研削液供給孔１０４から電解ドレッシング領域となる対向するメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａと電解ドレッシング用電極１０３の電極面１０３ａとの間隙に供給された研削液は、高速度で回転するメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａに連れ回されて電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａとの隙間から放出される。この放出に伴って研削液吐出孔１０４からメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの幅方向中央部範囲に向けて噴出された研削液は拡散することなくメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａによって連れ回されて電極面１０３ａとメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの隙間から放出される。これにより（ｂ）にハッチングで示すように電極面１０３ａにおける幅方向中央部を除く両側部範囲で研削液が希薄になり、電極面１０３ａの両側部範囲と対向するメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの両側部範囲１０２ｂで電解能力が大幅に低下する。メタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの両側部範囲１０２ｂにおける電解能力が低下し、（ｃ）にハッチングで示すようにメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａの両側部範囲１０２ｂにおいて電解ドレッシングが不十分となりメタルボンド砥石１０２の外周面１０２ａにおける電解ドレッシングにバラツキが発生してワークの研削が不均一になり加工精度の低下等の研削品質の低下を招くと共に加工時間の増大が懸念される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、メタルボンド砥石の回転速度にかかわらずメタルボンド砥石の外周面が全幅に亘り均等に電解ドレッシングされ、ワークの加工精度及び安定した研削品質が確保できる研削加工装置を提供することにある。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明による研削加工装置は、回転して外周面によってワークを研削加工する砥粒を導電性のボンド材によって結合したメタルボンド砥石と、該メタルボンド砥石の外周面と研削液を介在させる間隙を隔てて電極面が対向する電解ドレッシング用電極と、上記メタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極との間に研削液を介在してメタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極を通電する電源とを備え、研削液の存在下で回転するメタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極に通電してメタルボンド砥石を電解ドレッシングする研削加工装置において、上記電解ドレッシング用電極は、電極面に開口して研削液供給手段から供給される研削液をメタルボンド砥石の外周面全幅に亘って直撃するように噴射して上記対向するメタルボンド砥石の外周面と電解ドレッシング用電極の電極面との間隙に研削液を供給する研削液吐出孔を備えたことを特徴とする。

この発明によると、電解ドレッシング用電極の電極面に開口する研削液吹出孔からメタルボンド砥石の外周面を全幅に亘って直撃するように研削液を噴出して対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間隙に研削液を供給することから、メタルボンド砥石の回転速度の増大に伴って研削液の連れ回りが増加しても、対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との側部範囲においても研削液が保持されてメタルボンド砥石の外周面に均一な電解ドレッシングが施される。これにより、ワークの加工精度及び安定した研削品質が確保できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の研削加工装置において、上記研削液吐出孔は、電解ドレッシング用電極の電極面に幅方向に分散して開口する複数の研削液吐出孔であることを特徴とする。

これよると、電解ドレッシング用電極の電極面に幅方向に分散して開口する複数の研削液吐出孔から研削液を噴出することで、メタルボンド砥石の外周面を全幅に亘って直撃するように研削液を噴出して対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間隙に研削液を供給することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２の研削加工装置において、電極面における各研削液吐出孔の開口が電極面の幅方向においてオーバラップすることを特徴とする。

これによると、電極面における各研削液吐出孔の開口を電極面の幅方向において互いにオーバラップすることで、メタルボンド砥石の外周面を全幅に亘って均一に直撃するように研削液を噴出して対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間隙に研削液を供給することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１の研削加工装置において、上記研削液吐出孔は、電極面の幅方向に長径のスリット状で開口することを特徴とする。

これよると、電解ドレッシング用電極の電極面に幅方向に延在するスリット状に開口する研削液吐出孔から研削液を噴出することで、メタルボンド砥石の外周面を全幅に亘って直撃するように研削液を噴出して対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間隙に研削液を供給することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１の研削加工装置において、上記研削液吐出孔は、電極面の幅方向に長径のスリット状で開口すると共に互いにメタルボンド砥石の回転方向に離間する複数の研削液吐出孔であることを特徴とする。

これによると、電解ドレッシング用電極の電極面に幅方向に延在するスリット状に開口する複数の研削液吐出孔から研削液を噴出することで、メタルボンド砥石の外周面を全面に亘って直撃するように研削液を噴出して対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間隙に研削液を供給することができる。

この発明によると、電解ドレッシング用電極の電極面に開口する研削液吐出孔からメタルボンド砥石の外周面を全幅に亘って直撃するように研削液を噴出して対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間隙に研削液を供給することにより、メタルボンド砥石の回転速度の増大に拘わらず常に対向する電解ドレッシング用電極の電極面とメタルボンド砥石の外周面との間の全幅に亘って研削液が保持され、メタルボンド砥石の外周面に均一な電解ドレッシングが施される。これにより、ワークの加工精度及び安定した研削品質が確保できる。

第１実施の形態に係る研削加工装置の概要を示す図である。 図１のＡ矢視図である。 研削加工装置を模式的に示す斜視図である。 電解ドレッシング用電極の説明図であり、（ａ）は電解ドレッシング用電極の側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図（ｅ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 電解ドレッシングの作用説明図である。 第２実施の形態に係る研削加工装置を模式的に示す斜視図である。 電解ドレッシング用電極の説明図であり、（ａ）は電解ドレッシング用電極の側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 電解ドレッシングの作用説明図である。 第３実施の形態に係る研削加工装置を模式的に示す斜視図である。 電解ドレッシング用電極の説明図であり、（ａ）は電解ドレッシング用電極の側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＶ−Ｖ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 電解ドレッシングの作用説明図である。 従来の研削加工装置の説明図である。 従来の研削加工装置における電解ドレッシングの作用説明図である。

（第１実施の形態）
本発明による第１実施の形態を軸状のワークＷの外周面を研削する場合を例に図１乃至図５を参照して説明する。図１は研削加工装置の概略を示す図、図２は図１のＡ矢視図、図３は研削加工装置の作動を模式的に示す図、図４は電解ドレッシング用電極の説明図である。なお、研削加工装置の構成を明確にするために図１において側面パネルを仮想線で図示し、図２においてメタルボンド砥石を仮想線で図示する。また、矢印Ｒはメタルボンド砥石の回転方向を示す。

研削加工装置１は、図示しないフレーム等の装置本体に支持された回転軸２によって回転駆動されるメタルボンド砥石３、装置本体に支持されるベース部５、ベース部５に取付支持される電極ホルダ１０、電極ホルダ１０に摺動可能に収容保持される電解ドレッシング用電極２０、電極位置調整部３０、及びワークＷを回転自在に保持する図示しないワーク保持軸を備え、電極ホルダ１０、電解ドレッシング用砥石２０、メタルボンド砥石３を回転駆動する回転軸２及びワークＷが同軸線上に配置される。なお、説明の便宜上この軸線を基準線Ｚと称する。

回転軸２に固定されるメタルボンド砥石３は、例えば、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）、結晶質の酸化アルミニウム、炭化珪素等の微細な砥粒を青銅や鋳鉄からなる導電性のボンド材によって結合して構成され、端面３ａ、３ｂ及び研削面となる外周面４を備えた円柱状に形成される。

ベース部５は装置本体に支持される平板状の基部６及び基部６の周縁に沿って円弧状に連続形成されたフランジ部７を備え、フランジ部７に基準線Ｚと平行に貫通するロッド貫通孔７ｂ、研削液供給管挿通孔７ｃ、７ｄ、配線孔７ｅが穿設される。

電極ホルダ１０は絶縁部材によって形成された電極ホルダ本体１１及び側部パネル１５によって構成される。電極ホルダ本体１１は、略矩形のブロック状であって、先端面１２にコ字状に切り欠かれて開口すると共に頂面１３にコ字状に開口する凹部が形成される。電極ホルダ本体１１の後部にベース部５のフランジ部７に開口するロッド貫通孔７ｂ、研削液供給管挿通孔７ｃ、７ｄ、配線孔７ｅに対応してロッド貫通溝１４ｂ、研削液供給管挿通孔１４ｃ、１４ｄ、配線孔１４ｅが形成される。

一方、側面パネル１５は、電極ホルダ本体１１の先端面１２に連続する先端面１６を備えると共に電極支持部本体１１の頂面１３を覆う矩形平板状に形成される。このように形成された電極ホルダ本体１１は、ボルト１１ｂによってベース部５の基部６に結合され、この電極ホルダ本体１１の頂面１３上に側面パネル１５を重畳し、ボルト１５ｂによって結合される。

これにより、電極ホルダ本体１１の先端面１２及び側面パネル１５の先端面１６によって上縁１８ａ、下縁１８ｂ、側縁１８ｃ、１８ｄを有する開口部１８を備えた矩形断面形状で基準線Ｚ方向に連続する有底状の電極収容部１７が形成される。

電解ドレッシング用電極２０は、導電性に優れた例えば鉄製であって、図１及び図４（ａ）に側面図、（ｂ）に（ａ）のＢ矢視図を示すように、電極ホルダ１０に形成される電極収容部１７内に摺動自在に嵌挿される断面矩形で基準線Ｚ方向に連続するブロック状に形成され、矩形の貫通孔２２によって後端部２３と先端部２４に区分される。

後端部２３には電極ホルダ本体１１に形成されたロッド貫通溝１４ｂ、研削液供給管挿通孔１４ｃ、１４ｄ、配線孔１４ｅに対応してロッド係止溝２３ｂ及び研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄ、配線孔２３ｅが形成される。

先端部２４の先端面に断面円弧状の電極面２５が形成される。この電極面２５はメタルボンド砥石３の外周面４と対向すると共にメタルボンド砥石３の回転方向上流端及び下流端となる下端２５ａ、上端２５ｂ、両側端２５ｃ、２５ｄを有してメタルボンド砥石３の外周面４の幅より若干広い幅Ｗで連続する長さＬの矩形であって、メタルボンド砥石３の外周面４との間に研削液の介在を許容する隙間、例えば０．５〜５ｍｍ程度が形成される円筒内周面状に形成される。

先端部２４には後端部２３に穿設された研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄに対応して研削液供給口２６ａ、２６ｂが開口する研削液路２６が形成され、研削液路２６から分岐して電極面２５に開口する複数の研削液吐出孔が電極面２５の幅方向に分散して穿設される。本実施の形態では図４の（ａ）におけるＩ―Ｉ線断面、ＩＩ−ＩＩ線断面、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面をそれぞれ同図（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、メタルボンド砥石３の回転方向上流側となる電極面２５の下端２５ａに近接して幅方向中央部に開口する断面円形で比較的大径の第１研削液吐出孔２７ａ、第１研削液吐出孔２７ａに近接したメタルボンド砥石３の回転方向下流側となる上方で幅方向に離反して開口する断面円形の一対の第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃ、及び更にメタルボンド砥石３の回転方向下流側となる電極面２５の長さＬ方向の中央部において研削液路２６から電極面２５側に移行するに従って漸次離間すると共に電極面２５の幅方向両端近傍に互いに離反して開口する断面円形の一対の第３研削液吐出孔２７ｄ、２７ｅを有する。更に、電極面２５における第１研削液吐出孔２７ａの開口と各第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃの開口が電極面２５の幅方向においてオーバラップし、各第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃの開口と各第３研削液吐出孔２７ｄ、２７ｅの開口が電極面２５の幅方向においてオーバラップする。

電極位置調整部３０は、装置本体に取り付けられてロッド貫通孔３１ａが形成された調整基部３１と、電極ホルダ本体１１のロッド貫通溝１４ｂ及びフランジ部７のロッド貫通孔７ｂを貫通すると共に先端部３２ａに段部及びねじ部が形成され、基端部３２ｂにねじ部が形成されたロッド３２と、調整基部３１のロッド貫通孔３１ａを貫通するロッド３２の基端部３２ｂに調整基部３１を介して対向して螺合する一対の調整ナット３３ａ、３３ｂと、ロッド３２の先端部３２ａ及び電極２０の後端部２３に形成されたロッド係止溝２３ｂに嵌合する一対のフランジ付きブッシュ３４ａ及びナット３４ｂ等によって後端部２３に固定する固定具３４を備える。ロッド３２の基端部３２ｂに螺合する一対の調整ナット３３ａ、３３ｂによってロッド３２の基端部３２ｂを調整基部３１に固定することで電極２０が固定され、調整ナット３３ａ、３３ｂを緩めてロッド３２を軸方向に移動することで電解ドレッシング用電極２０が実線で示す前進位置と仮想線で示す後退位置との間で電極収容部１７内を移動する。

図示しない研削液供給源から研削液を供給する研削液供給管２８ａ及び２８ｂがそれぞれベース部５のフランジ部７に穿設された研削液供給管挿通孔７ｃ、７ｄ、電極ホルダ本体１１に穿設された研削液供給管挿通孔１４ｃ、１４ｄ、電解ドレッシング用電極２０の後端部２３に穿設された研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄを移動可能に貫通して研削液供給口２６ａ、２６ｂに接続され、研削液供給源から研削液を対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング電極２０の電極面２５との間に形成される電解ドレッシング領域に供給する研削液供給手段が形成される。ここで、研削液供給源から研削液供給管２８ａ、２８ｂを介して電解ドレッシング電極２０の研削液路２６に供給された研削液が、第１研削液吐出孔２７ａからメタルボンド砥石３の外周面４の幅方向中央部範囲４ａに向けてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出され、第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃから外周面４の幅方向中央部４ａの両側部範囲４ｂに向けて一部が幅方向中央部範囲４ａとオーバラップしてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出され、更に第３研削液吐出孔２７ｄ、２７ｅから側部範囲４ｂと側端３ａ、３ｂと間の側端部範囲４ｃに向けて一部が側部範囲４ｂとオーバラップしてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出され、メタルボンド砥石３の研削面となる外周面４の全幅に亘ってメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように研削液が噴出される。

また、正の電極が装置本体及び回転軸２を介してメタルボンド砥石３に接続され、負の電極がベース部５のフランジ部７に穿設された配線孔７ｅ、電極支持部本体１１に穿設された配線孔１４ｅ、電解ドレッシング用電極２０の後端部２３に穿設された配線孔２３ｅを貫通する配線２９を介して電解ドレッシング用電極２０の先端部２４に接続されてメタルボンド砥石３の外周面４と電極面２５との間に研削液を介して通電する電源を備える。

以下作用を説明する。図１において、メタルボンド砥石３により研削を開始する前に、電極位置調整部３０の調整ナット３３ａ、３３ｂを緩めてロッド３２を軸方向に移動することで電解ドレッシング用電極２０を移動させ、電解ドレッシング用電極２０の電極面２５とメタルボンド砥石３の外周面４とを研削液の存在を可能にする所定の間隔を有して対向させる。そして、調整ナット３３ａ、３３ｂを締め付けてロッド３２を固定して電解ドレッシング用電極２０を該位置に固定する。

次いで、研削液供給源から研削液が研削液供給管２８ａ及び２８ｂを介して電解ドレッシング用電極２０の研削液路２６に研削液を供給して、第１研削液吐出孔２７ａからメタルボンド砥石３の外周面４の幅方向中央部範囲４ａに向けて噴出し、第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃから外周面４の幅方向中央部４ａの両側部範囲４ｂに向けて噴出し、更に第３研削液吐出孔２７ｄ、２７ｅから側部範囲４ｂと側端３ａ、３ｂとの間の側端部範囲４ｃに向けて噴出する。即ち第１研削液吐出孔２７ａ、第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃ、第３研削液吐出孔２７ｄ、２７ｅからメタルボンド砥石３の研削面となる外周面４の全幅に亘って研削液がメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出される。

この第１〜第３研削液吐出孔２７ａ〜２７ｅから電極面２５とメタルボンド砥石３の外周面４との間にメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように研削液を噴出して供給した状態を維持しつつ、電源を投入する。

電源から出力される電流は装置本体、回転軸２、メタルボンド砥石３、メタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極２０の電極面２５との間に存在する研削液、電解ドレッシング用電極２０、配線２９、電源の経路で流れ電解ドレッシング電極２０に負の電圧が印加され、メタルボンド砥石３に正の電圧が印加されて研削面となるメタルボンド砥石３の外周面４の電解ドレッシングが開始される。

この状態で回転軸２を所定の回転速度で駆動し、メタルボンド砥石３を回転させるとともにワークＷを回転させて研削加工を開始する。ここで、ワークＷのメタルボンド砥石３の研削面となる外周面４は、メタルボンド砥石３の回転速度の増大に伴ってメタルボンド砥石３に連れ回る研削液が増大しても、対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極２０の電極２５の側部範囲においても研削液が保持されてメタルボンド砥石３の外周面４及び電解ドレッシング用電極２０の電極面２５の全幅に亘って研削液が保持され、メタルボンド砥石３の外周面4に均一な電解ドレッシングが施される。

この電解ドレッシング範囲を図５に作用状態説明図によって説明する。図５において（ａ）は電解ドレッシング電極２０の電極面２５の概要を示し、（ｂ）は電極面２５における研削液の存在範囲をハッチングで示し、（ｃ）はメタルボンド砥石３の研削面である外周面４の電解ドレッシング範囲をハッチングで示す。

第１研削液供給孔２７ａ、第２研削液供給孔２７ｂ、２７ｃ及び第３研削液供給孔２７ｄ、２７ｅから電解ドレッシング領域となる対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極２０の電極面２５との間隙にメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出して供給された研削液が研削加工に伴って回転するメタルボンド砥石３の外周面４に連れ回されて電解ドレッシング領域の下流端となる電極面２５の上端２５ｂとメタルボンド砥石３の外周面４との隙間から放出される。

しかし、第１研削液吐出孔２７ａからメタルボンド砥石３の外周面４の幅方向中央部範囲４ａに向けてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出され、第２研削液吐出孔２７ｂ、２７ｃから外周面４の幅方向中央部４ａの両側部範囲４ｂに向けて一部が幅方向中央部範囲４ａとオーバラップしてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出され、更に第３研削液吐出孔２７ｄ、２７ｅから側部範囲４ｂと側端３ａ、３ｂとの間の側端部範囲４ｃに向けて一部が側部範囲４ｂとオーバラップしてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出され、メタルボンド砥石３の研削面となる外周面４の全幅に亘ってメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように研削液が噴出される。これにより（ｂ）において電極面２５にハッチングで示すようにメタルボンド砥石３の回転方向下流側となる電極面２５の上端２５ｂ近傍で電極面２５の両側端２５ｄ、２５ｅ近傍において若干希薄になるが、電極面２５の全幅に亘って研削液が存在し、該部において電解能力が保持されて（ｃ）にハッチングで示すようにメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘り均一に電解ドレシングが施される。

従って本実施の形態によると、ワークＷのメタルボンド砥石３の研削面となる外周面４は、メタルボンド砥石３の回転速度の増大に拘わらず常に対向する電解ドレッシング用電極２１の電極面２５とメタルボンド砥石３の外周面４との間隙に、メタルボンド砥石３の外周面４及び電解ドレッシング用電極３の電極面４の全幅に亘ってメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘って直撃するように噴出された研削液が滞留保持されてメタルボンド砥石３の外周面4に均一な電解ドレッシングが施され、ワークＷの加工精度及び安定した研削品質が確保できる。

また、メタルボンド砥石３に対する種々の電解ドレッシングの要求に応じて第１〜第３研削液吐出孔２７ａ〜２７ｅの内径や第１〜第３研削液吐出孔２７ａ〜２７ｅの配置を変更、或いは研削液吐出孔の数を増減することで研削液の供給量や供給分布状態を変更することができる。

（第２実施の形態）
本発明による研削加工装置の第２実施の形態を図６乃至図８を参照して説明する。本実施の形態は第１実施の形態と電解ドレッシング用電極の形状が異なり、他の構成は第１実施の形態と同様であり図６乃至図８において図１乃至図５と対応する部位に同一符号を付することで該部に詳細な説明を省略し、電解ドレッシング用電極を主に説明する。

図６は研削加工装置１を模式的に示す斜視図であり、図７は電解ドレッシング用電極の説明図、図８はドレッシングの作用説明図である。

本実施の形態における電解ドレッシング用電極４０は、図６及び図７（ａ）に側面図、同図（ｂ）に（ａ）のＣ矢視図を示すように、電極ホルダに形成される電極収容部内に摺動自在に嵌挿される断面矩形で基準線Ｚ方向に連続するブロック状に形成され、矩形の貫通孔４２によって後端部４３と先端部４４に区分される。後端部４３にはロッド係止溝２３ｂ及び研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄ、配線孔２３ｅが形成される。

先端部４４の先端面に断面円弧状の電極面４５が形成される。この電極面４５はメタルボンド砥石３の外周面４と対向すると共にメタルボンド砥石３の回転方向上流端及び下流端となる下端４５ａ、上端４５ｂ、両側端４５ｃ、４５ｄを有してメタルボンド砥石３の外周面４の幅より若干広い幅Ｗで連続する長さＬの矩形であって、メタルボンド砥石３の外周面４との間に研削液の介在を許容する隙間が形成される円筒内周面状に形成される。

先端部４４には後端部４３に穿設された研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄに対応して研削液供給口４６ａ、４６ｂが開口する研削液路４６が形成され、研削液路４６から分岐して電極面４５に開口する研削液吐出孔４７が穿設される。研削液吐出孔４７は図７の（ａ）におけるＩＶ―ＩＶ線断面を同図（ｃ）に示すように、メタルボンド砥石３の回転方向上流側となる電極面４５の下端４５ａに近接して研削液路４６から幅方向に延在する断面形状で電極面４５に延在する基端範囲４７ａ及び基端範囲４７ａに連続して電極面４５側に移行するに従って漸次幅方向に拡幅する先端範囲４７ｂを有し、電極面４５のほぼ全幅に亘って長径のスリット状に開口する。

この電解ドレッシング用電極４０は、第１実施の形態と同様に、電解ホルダの電極収容部内に移動可能に収容され、電極位置調整部によって移動可能に保持される。

一方、図示しない研削液供給源から研削液を供給する研削液供給管が電解ドレッシング用電極４０の後端部４３に穿設された研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄを移動可能に貫通して研削液供給口４６ａ、４６ｂに接続され、研削液供給源から研削液を対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング電極４０の電極面４５との間に形成される電解ドレッシング領域に供給する研削液供給手段が形成される。ここで、研削液供給源から研削液供給管を介して電解ドレッシング電極４０の研削液路４６に供給された研削液が、研削液吐出孔４７からメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘って均一に分散してメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出される。

また、正の電極が装置本体及び回転軸を介してメタルボンド砥石３に接続され、負の電極が電解ドレッシング用電極４０の後端部４３に穿設された配線孔４３ｅを貫通する配線を介して電解ドレッシング用電極４０の先端部４４に接続されてメタルボンド砥石３の外周面４と電極面４５との間に研削液を介して通電する電源を備える。

以下作用を説明する。図６においてメタルボンド砥石３により研削を開始する前に、電極位置調整部によって電解ドレッシング用電極４０を移動させて、その電解ドレッシング用電極４０の電極面４５とメタルボンド砥石３の外周面４とを研削液の存在を可能にする所定の間隔を有して対向させる。

次いで、研削液供給源から研削液供給管を介して電解ドレッシング用電極４０の研削液路４６に研削液を供給して、研削液吐出孔４７からメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に向けてメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出する。

この研削液吐出孔４７から電極面４５とメタルボンド砥石３の外周面４との間に研削液を直撃的に噴出して供給した状態を維持しつつ、電源を投入して電解ドレッシング電極４０に負の電圧を印加し、かつメタルボンド砥石３に正の電圧を印加して研削面となるメタルボンド砥石３の外周面４の電解ドレッシングが開始される。

この状態でメタルボンド砥石３を回転させるとともにワークを回転させて研削加工を開始する。ここで、ワークＷのメタルボンド砥石３の研削面となる外周面４は、メタルボンド砥石３の回転速度の増大に伴ってメタルボンド砥石３に連れ回る研削液が増大しても、対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極４０の電極４５の側部範囲においても研削液が保持されてメタルボンド砥石３の外周面４及び電解ドレッシング用電極４０の電極面４５の全幅に亘って研削液が保持され、メタルボンド砥石３の外周面4に均一な電解ドレッシングが施される。

この電解ドレッシング範囲を図８に示す作用状態説明図を参照して説明する。図８において（ａ）は電解ドレッシング電極４０の電極面４５の概要を示し、（ｂ）は電極面４５における研削液の存在範囲をハッチングで示し、（ｃ）はメタルボンド砥石３の研削面である外周面４の電解ドレッシング範囲をハッチングで示す。

研削液供給孔４７から電解ドレッシング領域となる対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極４０の電極面４５との間隙に供給された研削液が研削加工に伴って回転するメタルボンド砥石３の外周面４に連れ回されて電極面４５の上端４５ｂとメタルボンド砥石３の外周面４との隙間から放出される。しかし、研削液吐出孔４７からメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘ってメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出される。これにより（ｂ）に示す電極面４５にハッチングで示すようにメタルボンド砥石３の回転方向下流側となる電極面４５の上端４５ｂ近傍で電極面４５の両側端４５ｃ、４５ｄにおいて若干希薄になるが、電極面４５の全幅に亘って研削液が存在し、該部において電解能力が保持されて（ｃ）にハッチングで示すようにメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘り均一に電解ドレッシングが施される。

従って本実施の形態によると、ワークＷのメタルボンド砥石３の研削面となる外周面４は、メタルボンド砥石３の回転速度の増大に拘わらず常に対向する電解ドレッシング用電極４０の電極面４５とメタルボンド砥石３の外周面４との間にメタルボンド砥石３の外周面４及び電解ドレッシング用電極４０の電極面４５の全幅に亘って研削液が滞留保持されてメタルボンド砥石３の外周面4に均一な電解ドレッシングが施され、ワークＷの加工精度及び安定した研削品質が確保できる。

なお、メタルボンド砥石３に対する種々の電解ドレッシングの要求に応じて研削液吐出孔４７の内径や削液吐出孔４７の配置位置を変更することで研削液の供給量や供給分布状態を変更することができる。

（第３実施の形態）
本発明による研削加工装置の第３実施の形態を図９乃至図１１を参照して説明する。本実施の形態は第１実施の形態と電解ドレッシング用電極の形状が異なり、他の構成は第１実施の形態と同様であり図９乃至図１１において図１乃至図５と対応する部位に同一符号を付することで該部に詳細な説明を省略し、電解ドレッシング用電極を主に説明する。

図９は研削加工装置１を模式的に示す斜視図であり、図１０は電解ドレッシング用電極の説明図、図１１は電解ドレッシングの作用説明図である。

本実施の形態における電解ドレッシング用電極５０は、図９及び図１０（ａ）に側面図、同図（ｂ）に（ａ）のＣ矢視図を示すように、電極ホルダに形成される電極収容部内に摺動自在に嵌挿される断面矩形で基準線Ｚ方向に連続するブロック状に形成され、矩形の貫通孔５２によって後端部５３と先端部５４に区分される。後端部５３にはロッド係止溝２３ｂ及び研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄ、配線孔２３ｅが形成される。

先端部５４の先端面に断面円弧状の電極面５５が形成される。この電極面５５はメタルボンド砥石３の外周面４と対向すると共にメタルボンド砥石３の回転方向上流端及び下流端となる下端５５ａ、上端５５ｂ、両側端５５ｃ、５５ｄを有してメタルボンド砥石３の外周面４の幅より若干広い幅Ｗで連続する長さＬの矩形であって、メタルボンド砥石３の外周面４との間に研削液の介在を許容する隙間形成される円筒内周面状に形成される。

先端部５４には後端部５３に穿設された研削液供給管挿通孔２３ｃ、４３ｄに対応して研削液供給口５６ａ、５６ｂが開口する研削液路５６が形成され、研削液路５６から分岐して電極面５５の下端５５ａに近接して開口する上流側研削液吐出孔５７ａ及び中央部と上端５５ｂとの間に開口する下流側研削液吐出孔５７ｂの２つの研削液突吐出孔が電解ドレッシング用砥石３の回転方向に離間して穿設される。

上流側研削液吐出孔５７ａは、図１０（ａ）におけるＶ―Ｖ線断面を同図（ｃ）に示すようにメタルボンド砥石３の回転方向上流側となる電極面５５の下端５５ａに近接して研削液路５６から幅方向に延在する断面形状で電極面５５側に移行するに従って漸次幅方向に拡幅すると共に、電極面５５のほぼ全幅に亘って長径のスリット状に開口する。

一方、下流側研削液吐出孔５７ｂは、図１０（ａ）におけるＶＩ―ＶＩ線断面を同図（ｄ）に示すように、メタルボンド砥石３の回転方向上流側となる電極面５５の上端５５ａと中央部との間に研削液路５６から幅方向に延在する断面形状で電極面５５側に移行するに従って漸次幅方向に拡幅すると共に、電極面５５のほぼ全幅に亘って長径のスリット状に開口する。

この電解ドレッシング用電極５０は、第１実施の形態と同様に、電解ホルダの電極収容部内に移動可能に収容され、電極位置調整部によって移動可能に保持される。

図示しない研削液供給源から研削液を供給する研削液供給管が電解ドレッシング用電極５０の後端部５３に穿設された研削液供給管挿通孔２３ｃ、２３ｄを移動可能に貫通して研削液供給口５６ａ、５６ｂに接続され、研削液供給源から研削液を対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング電極５０の電極面５５との間に形成される電解ドレッシング領域に供給する研削液供給手段が形成される。ここで、研削液供給源から研削液供給管を介して電解ドレッシング電極５０の研削液路５６に供給された研削液が、上流側研削液吐出孔５７ａ及び下流側研削液吐出孔５７ｂからメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘って均一に分散して研削液が直撃的に噴出される。

また、正の電極が装置本体及び回転軸を介してメタルボンド砥石３に接続され、負の電極が電解ドレッシング用電極５０の後端部５３に穿設された配線孔２３ｅを貫通する配線を介して電解ドレッシング用電極５０の先端部５４に接続されてメタルボンド砥石３の外周面４と電極面５５との間に研削液を介して通電する電源を備える。

以下作用を説明する。図９においてメタルボンド砥石３により研削を開始する前に、電極位置調整部によって電解ドレッシング用電極５０を移動させて、その電極面５５とメタルボンド砥石３の外周面４とを研削液の存在を可能にする所定の間隔を有して対向させる。

次いで、研削液供給源から研削液供給管を介して電解ドレッシング用電極５０の研削液路５６に研削液を供給して、上流側研削液吐出孔５７ａ及び下流側研削液吐出孔５７ｂからメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に向けて直撃的に噴出する。

この上流側研削液吐出孔５７ａ及び下流側研削液吐出孔５７ｂから電極面５５とメタルボンド砥石３の外周面４との間に研削液をその外周面４を直撃するように噴出して供給した状態を維持しつつ、電源を投入して電解ドレッシング電極５０に負の電圧を印加し、かつメタルボンド砥石３に正の電圧を印加して研削面となるメタルボンド砥石３の外周面４の電解ドレッシングが開始される。

この状態でメタルボンド砥石３を回転させると共にワークを回転させて研削加工を開始する。ここで、メタルボンド砥石３の研削面となる外周面４は、メタルボンド砥石３の回転速度の増大に拘わらず常に対向する電解ドレッシング用電極５０の電極面５５とメタルボンド砥石３の外周面４との間にメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出された研削液が電解ドレッシング用電極３の電極面４の全幅に亘って滞留保持されてメタルボンド砥石３の外周面4に均一な電解ドレッシングが施される。

この電解ドレッシング範囲を図１１に示す作用状態説明図を参照して説明する。図１１において（ａ）は電解ドレッシング電極５０の電極面５５の概要を示し、（ｂ）は電極面５５における研削液の存在範囲をハッチングで示し、（ｃ）はメタルボンド砥石３の研削面である外周面４の電解ドレッシング範囲をハッチングで示す。

上流側研削液供給孔５７ａから電解ドレッシング領域となる対向するメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極５０の電極面５５との間隙の比較的メタルボンド砥石３の回転方向上流側にメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出して供給された研削液及び下流側研削液供給孔５７ｂからメタルボンド砥石３の外周面４と電解ドレッシング用電極５０の電極面５５との間隙の比較的メタルボンド砥石３の回転方向下流側にメタルボンド砥石３の外周面４を直撃するように噴出して供給された研削液が研削加工に伴って回転するメタルボンド砥石３の外周面４に連れ回されて電極面５５の上端５５ｂとメタルボンド砥石３の外周面４との隙間から放出される。

しかし、上流側研削液吐出孔５７ａからメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘って直撃的に噴出されメタルボンド砥石３の回転方向下流側となる電極面５５の上端５５ｂ近傍で電極面５５の両側端５５ｄ、５５ｅにおいて若干希薄になるが、このメタルボンド砥石３の回転方向下流側において下流側研削液吐出孔５７ｂからメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘って直撃的に研削液が噴出されて、（ｂ）に電極面５５にハッチングで示すように電極面５５の全幅に亘って研削液が存在し、該部において電解能力が保持されて（ｃ）にハッチングで示すようにメタルボンド砥石３の外周面４の全幅に亘り均一に電解ドレッシングが施される。

従って本実施の形態によると、ワークＷのメタルボンド砥石３の研削面となる外周面４は、メタルボンド砥石３の回転速度の増大に拘わらず常に対向する電解ドレッシング用電極５０の電極面５５とメタルボンド砥石３の外周面４との間にメタルボンド砥石３の外周面４及び電解ドレッシング用電極５０の電極面５５の全幅に亘って研削液が滞留保持されてメタルボンド砥石３の外周面4に均一な電解ドレッシングが施され、ワークＷの加工精度及び安定した研削品質が確保できる。

また、メタルボンド砥石３に対する種々の電解ドレッシングの要求に応じて上流側研削液吐出孔５７ａ及び下流側研削液吐出孔５７ｂの内径や設置位置の変更等により研削液の供給量や供給分布状態を変更することができる。

更に、上流側研削液吐出孔５７ａと下流側研削液吐出孔５７ｂの間に同様の研削液吐出孔を追加して設置することもできる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、メタルボンド砥石の外周面を全幅に亘って直撃するよう研削液を噴出して供給する研削液吐出孔を、第１実施の形態では研削液吐出孔を断面円形の第１〜第５研削液吐出孔２７ａ〜２７ｅにより構成し、第２実施の形態では電極面のほぼ全幅に亘って開口する研削液吐出孔４７により構成し、第３実施の形態では電極面のほぼ全幅に亘って開口する上流側研削液吐出孔５７ａ及び下流側研削液吐出孔５７ｂにより構成したが、これらの各研削液吐出孔の組み合わせや、断面多角形や楕円形等他の形状の単一或いは複数の研削液吐出孔によって構成することもできる。

１ 研削加工装置
３ メタルボンド砥石
４ 外周面（研削面）
２０ 電解ドレッシング用電極
２５ 電極面
２７ａ 第１研削液吐出孔
２７ｂ、２７ｃ 第２研削液吐出孔
２７ｄ、２７ｅ 第３研削液吐出孔
４０ 電解ドレッシング用電極
４５ 電極面
４７ 研削液吐出孔
５０ 電解ドレッシング用電極
５５ 電極面
５６ 研削液路
５６ａ、５６ｂ 研削液供給口
５７ａ 上流側研削液吐出孔（研削液吐出孔）
５７ｂ 下流側研削液吐出孔（研削液吐出孔）

Claims (5)

1. 回転して外周面によってワークを研削加工する砥粒を導電性のボンド材によって結合したメタルボンド砥石と、該メタルボンド砥石の外周面と研削液を介在させる間隙を隔てて電極面が対向する電解ドレッシング用電極と、上記メタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極との間に研削液を介在してメタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極を通電する電源とを備え、研削液の存在下で回転するメタルボンド砥石と電解ドレッシング用電極に通電してメタルボンド砥石を電解ドレッシングする研削加工装置において、
   上記電解ドレッシング用電極は、電極面に開口して研削液供給手段から供給される研削液をメタルボンド砥石の外周面全幅に亘って直撃するように噴射して上記対向するメタルボンド砥石の外周面と電解ドレッシング用電極の電極面との間隙に研削液を供給する研削液吐出孔を備えたことを特徴とする研削加工装置。
2. 上記研削液吐出孔は、電解ドレッシング用電極の電極面に幅方向に分散して開口する複数の研削液吐出孔であることを特徴とする請求項１に記載の研削加工装置。
3. 電極面における各研削液吐出孔の開口が電極面の幅方向においてオーバラップすることを特徴とする請求項２に記載の研削加工装置。
4. 上記研削液吐出孔は、電極面の幅方向に長径のスリット状で開口することを特徴とする請求項１に記載の研削加工装置。
5. 上記研削液吐出孔は、電極面の幅方向に長径のスリット状で開口すると共に互いにメタルボンド砥石の回転方向に離間する複数の研削液吐出孔であることを特徴とする請求項１に記載の研削加工装置。

Images