JP2647529B2 - 電解研削方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電解研削方法および装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

電解液中でメタルボンド砥石等の回転電極と被加工体
間に電流を通じて電気化学的かつ機械的に研削を行なう
所謂電解研削は、被加工体が金属であれば硬さに関係な
く複雑な加工ができること、加工変質層や加工歪みを生
じないこと、電極の消耗が少ないこと等々の多くの利点
を有するため、広く利用されている。

然しながら、被加工体（陽極）の表面から分離した陽
極生成物が長時間の加工に伴い電極砥石（陰極）の表面
に付着して目詰まりを生じ、加工効率が低下するという
問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は叙上の問題点を解決するためなされたもので
あり、その目的とするところは、電極砥石の目詰まりを
防止し、長時間効率良く高品位の加工を継続し得る電解
研削方法および装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、 砥粒を導電性バインダにより成形、固化して成る研削
用の導電性回転電極砥石と被加工体との間に、正負の交
番するパルス電圧を加えて電解研削を行なう方法におい
て、上記電極砥石を回転させるモータの所要動力または
出力トルクを検出し、その検出値が一定となるように負
のパルス幅を制御しつゝ作業を行なうことを特徴とする
上記の電解研削方法によって達成し得る。

また、上記方法は、上記電極砥石を回転させるモータ
の所要動力または出力トルクを検出する装置と、上記検
出装置の出力が一定となるように負のパルス幅を制御す
る装置とを具備することを特徴とする電解研削装置によ
って実施し得る。

〔作用〕

上記の如き構成であると、被加工体に正のパルス電圧
が印加された時点では被加工体の電解加工が行なわれ、
被加工体に負のパルス電圧が印加された時点では電極砥
石の表面の付着物が電解除去されるものであり、且つ電
極砥石を回転させるモータの所要動力または出力トルク
を検出し、その検出値が一定となるように負のパルス幅
を制御しつゝ作業を行なうことにより、電極砥石の表面
の付着物の量に応じてその電解除去が効率良く行なわれ
るものであるから、電極砥石の目詰まりが防止され、ま
たこの場合レシプロ振動させて目詰まりを防止すること
も利用でき、長時間効率良く加工を継続し得る電解研削
方法および装置が提供されるものである。

〔実 施 例〕

以下、図面を参照しつゝ本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明にかゝる電解研削方法を実施するため
の装置の一実施例の要部を示す説明図、第２図はその電
解研削用電源回路の一実施例を示すブロック回路図、第
３図は第２図に示した回路の各部における出力波形を示
すダイヤグラムである。

第１図中、１は円筒状の被加工体、２は被加工体１の
内壁面を電解研削するための回転電極砥石、３はその回
転シャフト、４はこれを回転させるモータ、５はモータ
の駆動電源装置、６は電解研削用電源回路、７はシャフ
ト３を介して電極砥石２に電流を通じるブラシ、８はモ
ータ所要動力検出装置であり、上記電解研削用電源回路
の詳細を示す第２図中、61および62は被加工体１と電極
砥石２間に極性が逆になるように並列に接続された直流
電源、63および64はスイッチング素子、65はパルス発振
器、66は反転回路、67はパルス幅が可変のパルス波出力
回路である。

電極砥石２は、ダイヤモンド粒子やCBN粒子等の砥粒
をA1Zn合金等をバインダとして固化、成型した円筒状の
メタルボンド砥石で、回転シャフト３に取り付けられ、
被加工体１の内部で回転かつ軸方向にゆっくりと移動せ
しめられ、電源回路６から供給される電解用パルス電圧
により被加工体１の内壁面を電解研削加工するようにな
っている。

而して、本発明に係る電解研削装置においては、上記
電源回路６から供給される電解用パルス電圧が、正負に
交番的に切り換えられるようになっており、その負のパ
ルス幅がモータ４の所要動力若しくは出力トルクが一定
となるように制御されるようになっている。

即ち、電極砥石２の表面の付着物が増加するとモータ
４の所要動力若しくは出力トルクが低下するので、その
付着物を除去すべく負のパルス幅を増大させる（これを
電極砥石の側から見れば、電極砥石４に負のパルス電圧
が印加されたとき被加工体の加工が行なわれ、正のパル
ス電圧が印加されたとき電極砥石の付着物が電解、除去
されるものであるから、本発明において負のパルス幅を
制御するとは、電極砥石側に印加される正のパルス幅を
制御することを指す。）ようにし、モータ４の所要動力
若しくは出力トルクが常時一定となるように負のパルス
幅を制御するものである。

即ち、図示した実施例においては、モータの所要動力
が一定となるように負のパルス幅を制御するよう構成さ
れており、モータ所要動力検出装置８の出力が一定とな
るように電源回路６の出力パルス電圧が制御されるよう
になっている。

これを第２図および第３図を参照しつゝ説明すれば、
第２図中の直流電源61により被加工体１の電解研削を行
なうための電流が供給され、直流電源62により電極砥石
２の表面付着物を除去するための電流が供給され、スイ
ッチング素子63および64を交互にオン・オフすることに
より、被加工体１と電極砥石２間に正負の交番的に変化
するパルス電圧が加えられるものである。

而して、スイッチング素子63はパルス発振器65の出力
パルスによって直接オン・オフ制御され、もう一方のス
イッチング素子64は反転回路66を介して作動せしめられ
るパルス波出力回路67の出力パルスによってオン・オフ
制御されるようになっており、パルス波出力回路67の出
力パルス幅は前記モータ所要動力検出装置８の出力が一
定となるように変化せしめられるようになっている。

これを第３図を併せて参照しつゝ説明すれば、第３図
中、（Ａ）はパルス発振器65の出力波形、（Ｂ）は反転
回路66の出力波形、（C₁）および（C₂）はパルス波出力
回路67の出力波形、（D₁）および（D₂）は被加工体と電
極砥石間に印加される電解用パルス電圧の波形をそれぞ
れ示している。

スイッチング素子63はパルス発振器65の出力パルス
（Ａ）によって直接オン・オフされ、従って、被加工体
１には（Ａ）と同様の波形の正のパルス電圧が印加され
る。

一方、パルス発振器65の出力パルス（Ａ）は反転回路
66に入力せしめられ、その出力波形（Ｂ）によりパルス
波出力回路67が作動せしめられるようになっている。即
ち、パルス波出力回路67は、反転回路66から信号がもた
らされる都度、１個のパルスを発し、そのパルス幅は
（C₁）や（C₂）に示すように可変なように構成され、そ
のパルス幅はモータ所要動力検出装置８の出力に基づい
てこれが一定となるように制御されるようになってい
る。

そこで例えば、パルス波出力回路67から反転回路66の
出力パルス（Ｂ）に対応して（C₁）に示すようなパルス
が出力されると、これに基づいてスイッチング素子64が
オン・オフされ、従って、被加工体１には（C₁）と同様
の波形の負のパルス電圧が印加される。

このようにスイッチング素子63と64が交互にオン・オ
フされることにより、被加工体１には（D₁）に示すよう
な正負の交番するパルス電圧が加えられることになる。

而して、モータ所要動力検出装置８で検出されるモー
タの所要動力が増加した場合（電極砥石表面の付着物が
除去された場合）には、パルス波出力回路67の出力パル
スのパルス幅を（C₂）に示すように狭くする。然るとき
は、被加工体１に加えられるパルス電圧は（D₂）に示す
ような波形となり、（D₁）に示したものより負のパルス
幅の狭い正負の交番するパルス電圧が加えられることに
なる。

このように被加工体１に加えられるパルス電圧の負の
パルス幅を、モータの所要動力が一定となるように制御
することによって、電極砥石２の表面の付着物が除去さ
れ、常に一定の条件で効率良く高精度の電解研削が行な
われるものである。

なお、モータの所要動力の代わりに、モータの出力ト
ルクが一定となるように負のパルス幅を制御するように
してもよい。

以下に、上記の如き電解研削方法を用いた加工結果の
一例を示す。

被加工体としてはSUS304材（加工前の表面粗さ15μRm
ax）を用い、電極砥石にはA1Zn合金ボンドの1000＃、15
00＃、10000＃の３種類のものを用いて加工した。加工
送りは上記３種類の電極砥石に応じてそれぞれ100mm/mi
n、25mm/min、10mm/minとし、電解液としてはNaNO₃の20
％濃度のものを使用した。電流密度は上記３種類の電極
砥石に応じてそれぞれ15A/cm²、5A/cm²、3A/cm²とし
た。電解研削用パルス電圧の正負のパルス幅の比は、
DC（直流）、1:0.1、1:0.5、1:1の４種類で比較
した。その加工後の面粗さ（μRmax）は下表の通りであ
る。

これら幾つかの実験の結果、パルス電圧の正負のパル
ス幅の比を、1:0.1ないし1:0.3としたときに良好な加工
結果が得られることが判明した。1:1とすると電極砥石
の消耗が激しかった。また、上記の結果はモータの所要
動力によりパルス幅を制御する場合であるが、出力トル
クによりパルス幅を制御した場合にもこれと略比例した
結果が得られた。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によると
きは、電極砥石の目詰まりがなく、長時間効率良く高品
位の加工を継続し得る電解研削方法および装置を提供し
得るものである。

なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものでな
く、特に電解研削用電源回路６の回路構成は各種公知の
回路手段を利用して適宜変更し得るものであり、また電
極砥石を回転させるだけでなくレシプロ振動させること
も有効であり、本発明はその目的の範囲内において上記
の説明から当業者が容易に想到し得るすべての変更実施
例を包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる電解研削方法を実施するための
装置の一実施例の要部を示す説明図、第２図はその電解
研削用電源回路の一実施例を示すブロック回路図、第３
図は第２図に示した回路の各部における出力波形を示す
ダイヤグラムである。 １……被加工体 ２……電極砥石 ３……回転シャフト ４……モータ ５……モータ駆動電源装置 ６……電解研削用電源回路 ７……ブラシ ８……モータ所要動力検出装置 61,62……直流電源 63,64……スイッチング素子 65……パルス発振器 66……反転回路 67……パルス波出力回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥粒を導電性バインダにより成形、固化し
   て成る研削用の導電性回転電極砥石と被加工体との間
   に、正負の交番するパルス電圧を加えて電解研削を行な
   う方法において、 上記電極砥石を回転若しくはレシプロ振動させるモータ
   の所要動力または出力トルクを検出し、その検出値が一
   定となるように負のパルス幅を制御しつゝ作業を行なう
   ことを特徴とする上記の電解研削方法。
2. 【請求項２】砥粒を導電性バインダにより成形、固化し
   て成る研削用の導電性回転電極砥石（２）と被加工体
   （１）との間に、正負の交番するパルス電圧を加えて電
   解研削を行なう装置において、 上記電極砥石（２）を回転させるモータ（４）の所要動
   力または出力トルクを検出する装置（８）と、上記検出
   装置（８）の出力が一定となるように負のパルス幅を制
   御する装置（64,65,66,67）とを具備することを特徴と
   する上記の電解研削装置。