JP2630046B2 - 電解ドレッシング研削装置 - Google Patents

電解ドレッシング研削装置

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JP2630046B2
JP2630046B2 JP2254423A JP25442390A JP2630046B2 JP 2630046 B2 JP2630046 B2 JP 2630046B2 JP 2254423 A JP2254423 A JP 2254423A JP 25442390 A JP25442390 A JP 25442390A JP 2630046 B2 JP2630046 B2 JP 2630046B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、研削加工面の高精度化と精度の維持に適し
た電解ドレッシング研削装置に関する。
(従来の技術) メタルボンド砥石は砥粒の保持力が強く、また高強度
であるため、砥石寿命が長く、破損しにくいという特徴
がある、従来、メタルボンド砥石のドレッシングは、ド
レッサーを用いた機械的なメタルボンドの除去により行
っていた。
しかし、ドレッサーを用いたドレッシング装置では、
メタルボンドを効率良く除去することが困難であり、有
効な砥粒の突出しが得にくく、このため目詰まりが生じ
やすい課題があった。これらを解決する技術として、メ
タルボンドの電解反応を利用して、研削加工中に砥石の
ドレッシングを行う電解ドレッシング研削装置が知られ
ている。
従来のメタルボンド砥石の電解ドレッシング装置は、
砥石の研削作業面に隣接して電解電極を固定し、砥石と
電解電極の隙間にノズルを用いて研削液を供給し、研削
液を介した電解反応によりドレッシングを行っていた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、薄型のメタルボンド切断砥石を用いた
研削切断など、特に高速回転する砥石に従来の電解ドレ
ッシング技術を適用して研削加工を行うと、研削加工面
に微細なむしれ痕や微細なチッピングが発生しやすく、
高精度な研削加工面が得難かった。すなわち、高速回転
するメタルボンド砥石と電解電極の隙間に、電解ドレッ
シング反応に不可欠な研削液が十分に供給されず、電解
ドレッシング反応が停滞することによる砥石の目詰まり
が発生しやすいという課題があった。
また、電解ドレッシング研削の進行に伴い、電解電極
に絶縁性の皮膜が堆積しやすく、やがて電解ドレッシン
グ反応が停滞して電解電流が低下し、やはり高精度な研
削加工面が維持できない課題があった。
本発明の目的は、従来技術の課題を解決し、高速回転
するメタルボンド砥石を用いても研削加工面を高精度に
加工でき、かつ加工面の精度を長時間維持できる電解ド
レッシング研削装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 第1の発明はメタルボンド砥石の研削作業面の近傍に
設けた電解電極と、この電解電極に設けた複数の研削液
供給孔から研削作業面に研削液を供給する機構と、前記
電解電極と前記メタルボンド砥石の間に電解電圧を印加
する電解電源と、前記電解電極を前記研削作業面に対し
て位置決めする可動機構でと構成され、被加工物を研削
加工する電解ドレッシング研削装置において、前記可動
機構は、前記メタルボンド砥石が前記被加工物の研削加
工を行っている時は、前記メタルボンド砥石の研削作業
面と前記電解電極の間隙を微小に保って位置決めし、前
記メタルボンド砥石が前記被加工物の研削加工を行って
いない時は、前記電解電極に堆積した被膜を擦過除去す
るために前記メタルボンド砥石の研削作業面と前記電解
電極とを接触させるように位置決めする可動機構である
ことを特徴とする電解ドレッシング研削装置である。
第2の発明は、メタルボンド砥石の研削作業面の近傍
に設けた電解電極と、この電解電極に設けた複数の研削
液供給孔から研削作業面に研削液を供給する機構と、前
記電解電極と前記メタルボンド砥石の間に電解電圧を印
加する電解電源と、前記メタルボンド砥石と前記電解電
極の隙間に供給された研削液の流体圧力で、前記電解電
極が可動する電解電極の弾性支持機構とを有することを
特徴とする電解ドレッシング研削装置である。
(作用) 第4図に示すように、高速回転するメタルボンド砥石
11を用いた研削切断などの研削加工では、砥石11の回転
に伴ってつれ回りする空気24が存在する。ノズル25を用
いた従来の研削液供給方法では、研削液14を砥石11と電
解電極13の隙間に十分に供給できないことが確認されて
いる。
研削液14の供給が不十分になると、砥石11の電解ドレ
ッシング反応が停滞する。このため、砥石11の目詰まり
防止効果が不十分となり、微細なむしれ痕やチッピング
が発生しやすくなり、研削加工面の精度が低下すること
が明らかになった。
そこで第1の発明では、第1図(a),(b)に示す
ように、砥石11の研削作業面12のごく近傍に設置した電
解電極13の研削作業面に対面する側に、複数の研削液供
給孔15を設けて、この供給孔15から研削作業面12に研削
液14を供給する構成とした。このような構成により研削
液14が十分供給されるようになり、高速回転する砥石11
と電解電極13の通電が保たれ、安定した砥石11の電解ド
レッシングを行うことができる。
また、研削液14は砥石11と電解電極13の隙間dが大き
いほど、つれ回りする空気24の進入によって、供給不足
になることを確認した。砥石11と電解電極13の隙間d
は、研削加工の進行に伴い、砥石11の摩耗によって次第
に増加する。一方、砥石11の研削作業面12は、ツルーイ
ングに留意しても、一般に0.01mmから0.02mm程の回転振
れが残留する。
さらに、第2図(a),(b)に示すように0.01mmの
位置決め精度を有するステージ19に電解電極13を設置し
て、電解電極13に可動機構を付加し、砥石11と電解電極
13の隙間dを0.03mm以下に設定できる構成とした。この
ような構成により、第4図に示したような研削液14の供
給不足を抑制して、安定した電解ドレッシングを行うこ
とができる。
また、電解電極13に堆積する絶縁性の皮膜21を除去し
て電解電極13と砥石11の通電を保ち、電解ドレッシング
反応の停滞を防止する作用がある。すなわち、第2図
(b)に示すように、ステージ19を用いて電解電極13を
砥石11に接触するまで移動すれば、砥石11による電解電
極13の表面の擦過や、あるいは電解電極13と砥石11間放
電によって皮膜21を容易に除去することができる。
ここで、砥石11の擦過による皮膜21の除去は、加工物
23を交換する時や、切込みを設定するためにテーブル16
の送りを停止する間に行うことができる。よって、皮膜
21の除去することによる生産性の低下は殆ど発生するこ
とはない。
次に、第2の発明の作用について第3図(a),
(b)を用いて説明する。第2の発明が従来の技術と大
きく異なるのは、電解電極13が固定されておらず、板バ
ネ20などを用いて弾性的に砥石11の研削作業面12の極近
傍に支持されていることにある。
まず電解電極13を砥石11に接触した状態で弾性支持す
る。つぎに供給孔15から研削液14を噴出すると、電解電
極13は第3図(a)に示すように、研削液14の流体圧力
で砥石11から僅かに浮上する。板バネ20のバネ係数を適
切に設定することで、電解電極13は所望する砥石11との
隙間dを保つことができる。
こうして、隙間dが増加することによって生じる電解
電極13と砥石11の通電難を抑制することができる。ま
た、第3図(b)に示すように、研削液14の流量を停止
あるいは減少させれば、電解電極13は砥石11と再び接触
する。よって、堆積した絶縁性の皮膜21を砥石11の擦過
によって除去し、電解ドレッシング反応の停滞を防止す
る作用がある。
なお、本発明では、砥石11が加工物23から離れる時間
に研削液14の流量を減少すれば皮膜21の除去を行うこと
ができる。
(実施例) 以下、第1の発明の実施例について、第1図(a)、
(b)および第2図(a)、(b)を参照して詳細に説
明する。
まず、厚さtが0.5mmのメタルボンド切断砥石11のご
く近傍に電解電極13を設置し、複数の研削液供給孔15が
砥石11の外周部研削作業面12に対面するように調整し
た。
ここで、電解電極13の外側から砥石11をコの字型に取
り囲むカバー17を設置した。カバー17には、砥石11と電
解電極13の間に供給された研削液14が飛散することを防
ぎ、安定した電解ドレッシング効果が得られる効果があ
る。
次に、供給孔15から、砥石11と電解電極13の隙間に研
削液14を供給し、テーブル16を送って、ガラス基板の加
工物23を研削切断した。なお、砥石11は外径80mmで、ダ
イヤモンド砥粒(メッシュ4000)を保持したものを使用
し、回転数1万5千RPM、送り速度3mm/minとした。また
砥石11と電解電極13の間隙dは0.1mmとし、電解電源18
よりブラシ22を用いて主軸26に給電し、砥石11と電解電
極13の間に60Vの直流電圧を印加した。
以上により、従来技術では電解電極13と高速回転する
砥石11の間の通電が不十分なため、安定した電解ドレッ
シングが行えなかったのに対して、本実施例では安定し
た電解ドレッシングが行え、研削切断加工面の切断面粗
さは、従来技術の1/2以下(Rmax=0.05μm)に低減で
きた。
次に、第2図(a),(b)を参照して説明する。
ここでは、厚さtが0.5mm、外径80mm、メタルボンド
ダイヤモンド砥粒の切断砥石11を使用し、3軸ステージ
19に電解電極13を設置して、電解電極13と砥石11の隙間
dが0.03mm以下になるように調整した。そして第1図の
実施例と同様に、供給孔から砥石11と電解電極13の隙間
dに研削液を供給し、テーブル16を送って、砥石11と電
解電極13の間に60Vの直流電圧を印加しながら、加工物2
3を研削切断した。
本実施例では、砥石11の回転数を2万RPMとしても従
来の技術で発生していた電解電極13と砥石11の間の通電
難は認められず、安定した電解ドレッシングが行え、や
はり粗さRmaxが0.05μmの研削切断面が得られた。
さらに、第2図(b)に示すように、研削切断後のア
イドルタイム中に電解電極13を移動し、砥石11に接触さ
せた。そして、砥石11の擦過により電解電極13に堆積し
た絶縁性の皮膜21を除去し、皮膜21を除去する度に電解
電極13と砥石11の隙間dを0.03mm以下に設定した。
従来の技術では、研削切断加工の進行に伴い皮膜21の
堆積や、砥石11の摩耗による隙間dの増加が起こり、や
がて電解電流が低下して電解ドレッシング反応が停滞し
た。しかし、本実施例では電解ドレッシング反応が停滞
することがなく、長時間研削切断面の精度を維持するこ
とができた。
次に、第3図(a),(b)を参照して、第2の発明
の実施例を説明する。
本実施例では、厚さtが0.1mm、外径80mm、薄型メタ
ルボンドダイヤモンド砥粒の切断砥石11を使用し、複数
の研削液供給孔15を設けた電解電極13は、板バネ20を用
いて砥石11の外周部研削作業面12と接するように支持し
た。
第1の実施例と同様に、供給孔15から研削液14を供給
し、回転数1万5千RPM、切込み0.01mm、テーブル16を5
0mm/minで送り、加工物23を多パスで研削切断した。な
お、ワンパスごとに切込みを設定する際、第3図(b)
に示すように、研削液14の供給量を減少することで電解
電極13と砥石11を接触させ、電解電極13に生成した皮膜
21を除去した。研削液14を十分に供給した切断加工中の
状態で、電解電極13と砥石11の隙間は、約0.03mmであっ
た。
従来技術では薄型砥石11の急激な摩耗と絶縁性の皮膜
21の生成により、安定した電解ドレッシングを長時間継
続できなかった。このため、研削パス回数が進むと砥石
11に目詰まりが生じはじめ、所望する精度の研削切断面
を得ることができなかった。これに対して、本実施例で
は多パス切断中に安定した電解ドレッシングが継続で
き、従来技術の1/2以下の研削切断粗さRmax=0.05μ
m)を達成できた。
なお本実施例では、皮膜21の除去はワンパスごとの切
込み設定時間中に行うことができ、ロスタイムは一切発
生しなかった。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明の電解ドレッシング研削装
置では、高速回転するメタルボンド砥石を用いても研削
加工面を高精度に加工でき、かつ加工面の精度を長時間
維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)はそれぞれ、第1の発明の電解ド
レッシング研削装置の一実施例を示す正面図、及び平面
図。第2図(a),(b)はそれぞれ、第1の発明の実
施例を示す正面図であり、第3図(a),(b)は共
に、第2の発明の実施例を示す平面図である。第4図
は、従来の電解ドレッシング研削装置の正面図を示す。 図において、 11……砥石、12……作業面、13……電解電極、 14……研削液、15……供給孔、16……テーブル、 17……カバー、18……電解電源、19……ステージ、 20……板バネ、21……皮膜、22……ブラシ、 23……加工物、24……空気、25……ノズル、26……主軸

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メタルボンド砥石の研削作業面の近傍に設
    けた電解電極と、この電解電極に設けた複数の研削液供
    給孔から研削作業面に研削液を供給する機構と、前記電
    解電極と前記メタルボンド砥石の間に電解電圧を印加す
    る電解電源と、前記電解電極を前記研削作業面に対して
    位置決めする可動機構でと構成され、被加工物を研削加
    工する電解ドレッシング研削装置において、 前記可動機構は、前記メタルボンド砥石が前記被加工物
    の研削加工を行っている時は、前記メタルボンド砥石の
    研削作業面と前記電解電極の間隙を微小に保って位置決
    めし、前記メタルボンド砥石が前記被加工物の研削加工
    を行っていない時は、前記電解電極に堆積した被膜を擦
    過除去するために前記メタルボンド砥石の研削作業面と
    前記電解電極とを接触させるように位置決めする可動機
    構であることを特徴とする電解ドレッシング研削装置。
  2. 【請求項2】メタルボンド砥石の研削作業面の近傍に設
    けた電解電極と、この電解電極に設けた複数の研削液供
    給孔から研削作業面に研削液を供給する機構と、前記電
    解電極と前記メタルボンド砥石の間に電解電圧を印加す
    る電解電源と、前記メタルボンド砥石と前記電解電極の
    隙間に供給された研削液の流体圧力で、前記電解電極が
    可動する電解電極の弾性支持機構とを有することを特徴
    とする電解ドレッシング研削装置。
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CN105150105B (zh) * 2015-10-13 2018-08-31 成都精密光学工程研究中心 光学元件磨削用金刚石砂轮离线电解修整装置及其修整方法

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