JP2868150B2 - 研削研磨用工具の保管方法 - Google Patents

研削研磨用工具の保管方法

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JP2868150B2 JP8344715A JP34471596A JP2868150B2 JP 2868150 B2 JP2868150 B2 JP 2868150B2 JP 8344715 A JP8344715 A JP 8344715A JP 34471596 A JP34471596 A JP 34471596A JP 2868150 B2 JP2868150 B2 JP 2868150B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスレンズなど
の研削および研磨加工など精密加工に使用される工具に
関する。詳しくは、吸液性または、吸湿性を有するガラ
スレンズなどの研削,研磨用工具の保管方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の研削,研磨用の工具などの保管方
法についての文献としては、福田力也著「よくわかる研
削作業法」理工学社1969年9月20日発行に記載さ
れているよう「乾燥状態で保管されるのが通例であ
る。」と明記されており、またガラスレンズの研磨加工
のようにサブミクロンの精度が要求される湿式加工にお
いても、例えば不二見研磨材工業株式会社が発行し頒布
した「CERPETの使用方法」に記載されている「面出しを
行う前に5分程水に浸し、充分含水させて下さい。」と
あり、加工直前の面出しが重視され、保管方法について
は、全く考慮されていない。即ち保管については、前者
文献と同様に乾燥状態で行われ、面出し直前に含水させ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように乾燥保
管していた研削研磨工具を研削機または研磨機に装着し
て、被加工物に加工液を塗布しながら加工すると工具
は、加工液がかかることにより工具に形成した空孔より
上記加工液が浸透する。この浸透圧により工具は変形を
生ずる。また工具のバインダーとして、いわゆるレジン
ボンドと称される樹脂が使用されている場合には、吸湿
による樹脂特有の変形が生ずる、などの問題点があっ
た。
【0004】上記従来技術の問題点を実験結果に基づい
て述べる。この実験は、酸化セリウム系研磨材の砥材
と、熱硬化性樹脂のバインダーからなる気孔率25〜3
0%,外径26mm,厚さ20mmの研磨用ペレット3種を
用いて吸水・乾燥および寸法変化について行った。
【0005】その結果を図に基づいて説明する。図4
は、従来の工具における水中浸漬後の時間経過と上記3
種の工具の吸水量との関係を示すグラフである。図5
は、従来の工具における水中浸漬後の時間経過と寸法変
化とを示すグラフである。 図6は、従来の湿式加工の
場合を示す斜視図である。
【0006】図7(a),(b)は、従来の保管方法に
おいて保管前後の工具により加工した被加工物の研磨面
の干渉縞の状況を示す平面図である。吸液性または吸湿
性を有する工具に吸水が飽和するまでの時間は、上記3
種の工具ではそれぞれ大きく異なりを示した、即ち工具
Aは1.5時間、工具Bは約30分、工具Cは約28時
間である。また加工液を供給しながら湿式加工を行う場
合、工具の吸水量が大きいと、図6に示すごとく、局部
的な液切れや真空状態15が発生し、急激な発熱やワー
ク14と工具1の密着が起こり、加工面の変質,びび
り,不均一な加工抵抗による面ダレを生じる。
【0007】即ち、乾燥保管しておいた工具1を再使用
する場合、少なくとも上記飽和時間以上の液中浸漬が加
工前に必要であり、加工中断、段取り替え時に、例えば
上記工具Cの場合には28時間以上前から準備に入らな
ければならないことになる。
【0008】次に上記3種の工具について、水中浸漬後
の時間経過と工具の寸法変化について図5のグラフにて
説明する。図に示すようにいずれも、吸水が飽和した後
も変形が続き、工具A,工具Bでは約3時間後、工具C
では約30時間後にそれぞれ変形が安定する。従って、
この変形が安定する以前に面出し、加工を行うと、加工
中に工具形状が変化し、被加工物の精密研削,研磨、即
ちサブミクロンの面精度を出すことは不可能である。な
お、上記工具を空気中で保管した場合、保管時間が短い
ときには、必ずしも上記の時間だけ液中浸漬する必要は
ないが、液の蒸発量を管理することは困難であり、実用
上は安定に達する最大時間まで浸漬しなければならな
い。工具の種類により面出し前の浸漬時間が異なり、ま
た長時間の浸漬が必要なため、治工具管理,段取り時の
準備が極めて煩雑であり、特に多種製品を段取りしなが
ら加工する場合は多くの時間的な無駄が生じる。
【0009】更に乾燥保管においては、次のような品質
上の不具合点が生ずる。図7(a)に示すように工具A
に充分含水させた後、R16の曲率を付け、面出しを行
った後、φ20のレンズの研磨加工を行う。この研磨に
よって得られた研磨面の干渉縞と図7(b)に示すよう
に工具を乾燥保管し残留水分量が60wt%となった後、
24時間液中浸漬して上記レンズを研磨加工したときの
研磨面の干渉縞とを比較すると図7(b)では大きなク
セが発生している。NR本数1本はほぼ0.3μm であ
り、その値が小さいため工具形状実測は困難であるが、
これは以下の理由によるものと考えられる。工具は含水
すると水の浸透圧により、弾性変形および塑性変形が生
じる。また、上記工具の場合には樹脂の吸湿による特有
な変形が生じる。これを乾燥保管した場合、工具の外表
面から乾燥が進行するため、外表面の乾燥した部分は、
収縮を起こし、内部の乾燥していない部分では、若干の
膨張が進む。このため、工具表面にはうねりが生じ、ま
た工具内部では塑性変形部分と弾性変形部分がアンバラ
ンスとなり、再度含水するとこのうねりが拡大される方
向で変形が起こる。即ち面出し後、乾燥保管した工具
は、図5に示すように変形が安定するまで水中浸漬を行
っても、乾燥時に生じた表面のうねりは復帰せず、段取
りのたびに面出しを行わなければならない。
【0010】また、研磨粉,砂などの粉体が水に濡れた
後、乾燥すると凝集・固着することはよく知られている
が、工具表面に沈澱・付着したスラッジも同様に乾燥状
態では、工具表面に強固に固着し、キズ発生の原因とな
っている。
【0011】尚、以上の説明においては、特に加工精度
が必要とされるガラスレンズの研磨工具について述べた
が、問題の本質は、研磨工具内の気孔への加工液の含浸
およびこれに伴う研磨工具の変形即ちバインダーの強度
であり、例えば油性研削液を使用した場合でも、研磨工
具内部への研削液の含浸および工具表面からの研削液の
流出が起これば同様の問題が生じる。
【0012】本発明は、以上述べた種々の問題に鑑み、
段取り時の無駄のない高精度な形状を維持でき、管理が
容易な工具の保管方法を提供することを目的とするもの
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、研削、または
研磨工具の少なくとも吸液性または吸湿性を有する本体
部を加工液に浸漬させた状態で保管することにより、工
具の保管前と同一特性を維持することができ、加工前の
面出し,段取りなどの工程を無くしたことを特徴とする
工具の保管方法である。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1の貯液
槽の断面を示す平面図である。
【0015】図1に示す直方体形状の箱体は、加工液6
を収納した貯液槽2である。この貯液槽2内には、研削
機または研磨機に装着されるシャンクと呼ばれる保持部
1bを一端に有し、他端に被加工物の加工を行うべく面
出しする面を形成した吸液性または吸湿性を有する本体
部1aを配した研削工具および研磨工具1,1´、ある
いはホイール工具のように全体が吸液性または吸湿性を
有する本体部1aとなる研削および研磨工具1´´、な
どを浸漬したとき互いの工具同士が当接し合ったり、ま
たは側壁に工具が倒れたりした際に工具1,1´,1´
´が損傷しないようにスポンジなどの緩衝材で構成され
た仕切壁8,8´,8´´,8´´´が側壁および貯液
槽2内を所望の間隔に区切り配設されている。
【0016】また貯液槽2の上縁辺の一端には、貯液槽
2を閉鎖する平板状の蓋7を装着している。更に貯液槽
2の左方の外側壁には、貯液槽2内の加工液6を常温に
保持する、冷却器3と、加熱器4と、これを制御する制
御部5とを垂直に配列構成している。また貯液槽2内の
側壁の中間位には、上記制御部5と連動構成した液温を
測定する熱電対9,9´を突出配設している。
【0017】上記のように構成した貯液槽2を用いて研
削および研磨工具1,1´,1´´の保持部1bおよび
本体部1aの全体を保管する方法について説明する。ま
ず貯液槽2内に加工液6を仕切壁8,8´,8´´,8
´´´の上端および熱電対9,9´が液面下になるまで
注入したのち研削または研磨工具1,1´,1´´の全
体を仕切壁8,8´,8´´,8´´´間の液面下に静
漬置する。続いて研削,研磨工具1,1´,1´´の全
体を漬置収納した貯液槽2は蓋7にて密閉する。
【0018】研削,研磨工具1,1´,1´´の全体を
液中に漬した貯液槽2は、加工液6を一定温度に保つた
め熱電対9,9´により液温を測定し、冷却器3および
加熱器4を適宜制御されて研削,研磨工具1,1´,1
´´の全体は常に一定の温度により保管される。
【0019】上記貯液槽2内においての加工液6は、ス
ラッジ等を含まない未使用の加工液を用いることが望ま
しい。また加工液6は、油性,水溶性とに関わりないこ
とは勿論である。上記本実施の形態によれば、加工液6
の乾燥流出を防ぐことができるだけでなく、外部からの
不純物の侵入も防ぐことができる。また研削または研磨
加工中の温度と、保管中の温度を同一温度に設定してお
くことにより工具の交換時の暖気運転の必要が無くなる
かまたは、ほんの短時間の運転ですむ。
【0020】(参考例)図2(a)(b)は、本発明に
対する参考例を示し、(a)は保持部が無くて全体が吸
液性または吸湿性を有する本体部1aからなる研削工
具、(b)はシャンクと呼ばれる保持部1bと吸液性ま
たは吸湿性を有する本体部1aからなる研磨工具であ
り、それぞれの研削工具と研磨工具の本体部1aを合成
樹脂膜で被覆した状態の斜視図である。
【0021】図に示す符号10は、ポリエチレン材にて
正方形に形成された薄膜である。この薄膜に図に示すよ
う研削,研磨工具1,1’の本体部1aを加工液に浸漬
して含浸した後、工具1,1’の本体部1aの外表面に
密着させ、工具1,1’の本体部1aの外表面に加工液
の塗布むらが残ったりかつポリエチレン薄膜10より露
出した部分が生じたりしないように本体部1aの全体を
覆い密封被覆構成している。
【0022】本発明に対する参考例は、大型の工具1,
1´などを保管する場合即ち実施の形態1に示すように
加工液6に浸漬する方法が不可能な場合に適用される。
また本実施の形態の保管環境については、研削,研磨工
具1,1´の吸液性または吸湿性を有する本体部1aの
全体を被覆した状態であれば従来の保管方法と同様に乾
燥保管してもよいことは勿論である。
【0023】(実施の形態2)図3は、本発明の実施の
形態2を示し研削,研磨工具1,1´の吸液性または吸
湿性を有する本体部1aの保管状態の側面よりの断面図
である。
【0024】図中実施の形態1および参考例と同一部
材,同一構成については同一符号を用いその説明を省略
する。直方体形状の貯液槽2内には水13を注入充満さ
れており、その液中には、互いが接触しないよう所望の
間隔を要して研削,研磨工具1,1´が貯液槽2の上方
位の側壁間に配設した保持器11にその一端のいわゆる
シャンクと呼ばれる保持部1bが保持され、他端の吸液
性または吸湿性を有する本体部1aを上記水13中に液
没させた状態に吊架装着している。また貯液槽2の底面
外壁には、上記水13を撹拌震動させるための超音波発
振装置12を配設している。上記のような構成による本
実施の形態の作用を説明する。
【0025】図に示すように貯液槽2内に水13を所定
量注入し、続いて保持器11に研削研磨工具1,1´の
一端の保持部1bをそれぞれに装着し、その他端の本体
部1aを水13に液没するように吊架装着する。
【0026】上記研削研磨工具1,1´が吊架装着され
た後、超音波発振装置12を作動させることにより保管
を終了する。上記本実施の形態においては、工具保管中
に工具の本体部1a内部に含浸されていた研削液が水と
置換されるが工具の吸液,変形に関しては、本質的効果
に変わりなく、加工に関しても問題はない。
【0027】また本実施の形態では、研削研磨工具1,
1´の本体部1aのみを浸漬するよう吊架構成したが、
保持器11および研削,研磨工具1,1´の保持部1b
も液中に浸漬させる構成としてもよいことは勿論であ
る。
【0028】上記本実施の形態の方法によれば、水溶性
研削液の原液が高価である場合、または水溶液を造るの
に時間が多く掛かる場合、或いは研削液が腐敗しやすい
場合において有効である。また本実施の形態において、
保管中適宜超音波発振装置を作動させることにより研削
工具,研磨工具の表面を清浄するので常に工具を清浄状
態に保持保管できる。また保管液が水であるため汚れた
場合の交換が容易である。
【0029】なお、上記実施の形態に示す保管方法で保
管した工具により加工した被加工物の研磨面の干渉縞に
は図7(b)に示すようなクセの発生は見られなかっ
た。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば被加工物の加工に供せら
れる工具の本体部は、保管前と同様の工具形状,特性を
維持することができるため、加工前の面出しの必要がな
くまた段取り時の無駄がなく、工具管理も容易に行え
る。また工具の本体部の表面が乾燥することなく、工具
の本体部の表面に付着したスラッジ等も乾燥保管と同様
に凝固,固着せず、加工終了時の表面状態が保たれてお
り、保管による新たな傷も発生しない等多くの効果を得
る。
【0031】また、加工液が水溶性である場合に水を保
管液とすれば、汚れた場合の交換が容易で安価にできる
効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の工具を保管する貯液槽
の側面よりの断面図である。
【図2】本発明に対する参考例の工具保管方法を示す斜
視図である。
【図3】本発明の実施の形態2の工具を保管する貯液槽
の側面よりの断面図である。
【図4】従来の研削工具の浸漬状況の実験データのグラ
フ図である。
【図5】従来の研削工具の浸漬状況の実験データのグラ
フ図である。
【図6】従来の工具の湿式加工を示す斜視図である。
【図7】面出し後の工具により加工した被加工物の研磨
面の干渉縞および従来の保管方法により保管した工具に
よって加工した被加工物の研磨面の干渉縞を示す平面図
である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研削研磨用工具の吸液性あるいは吸湿性
    を有する本体部の外表面を少なくとも加工液に浸漬させ
    た状態で保管することを特徴とする研削研磨用工具の保
    管方法。
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