JP2977508B2 - 表面粗さ0.08μm以下の鏡面仕上を行うためのダイヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシング方法 - Google Patents

表面粗さ0.08μm以下の鏡面仕上を行うためのダイヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシング方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超精密の鏡面研削
加工、たとえば表面粗さ0.08μm以下の鏡面仕上を行う
ための粒度1000番よりも細かい微粒レジノイドボンド有
気孔ダイヤモンド砥石を、能率よくツルーイング・ドレ
ッシングする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器、精密機械、光学機器等の小型
化、精密化により、表面粗さ(Ry)0.08μm 以下とい
うような超精密の鏡面加工技術の必要性はますます高ま
りつつある。このような鏡面加工には、従来ラッピング
等の遊離砥粒を用いる方法が一般的であったが、加工時
間がかかり能率が悪く、また縁部にダレを生じるなどの
問題点があった。近年来、研削盤の剛性や仕上がり精度
が向上し、また砥石軸受に静圧軸受が採用されるように
なり、さらに高精度・高品位加工を達成するため、粒度
が1000番よりも細かい微粒ダイヤモンドを含有させた微
粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石が開発され、これ
らの改良によってラッピング等の遊離砥粒法は砥石によ
る研削加工、すなわち固定砥粒法に置き換えられつつあ
る。
【0003】微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石
は、当初は無気孔のレジノイドボンド構造であった。し
かし、微粒であることによってボンド面からの砥粒の突
出が小さいため研削液の供給や切り粉の排出が難しく、
砥石の目潰れ、目詰まりが発生しやすいという問題点が
あった。これを解決したのが有気孔構造の微粒レジノイ
ドボンド有気孔ダイヤモンド砥石であり、これについて
は例えば「機械技術」誌1996年12月号(特集「高能率・
高精度加工を実現する研削砥石」)にも詳しく紹介され
ている。
【0004】これらの改良により加工能率や縁ダレなど
の問題点は解消されたものの、研削加工全体としては依
然として長時間を要するという問題点が残っている。そ
の最大の原因は微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモン
ド砥石に対するツルーイングおよびドレッシングの工程
にある。ダイヤモンド砥石を研削盤に取り付ける際に生
じる振れを除去して形状を修正するツルーイングと、砥
石を目直しして切れ味を回復させるドレッシングは、ダ
イヤモンド砥石による研削作業において不可欠の工程で
ある。これらは通常同時に行われるので、本明細書にお
いても両者をあえて区別せず、ツルーイング・ドレッシ
ングと呼ぶ。
【0005】従来酸化アルミニウム系の砥石や炭化珪
素系の砥石のツルーイング・ドレッシングの場合は
具の先端に1個のダイヤモンドを取り付けた単石ダイヤ
モンドドレッサ、あるいはダイヤモンド粒を焼結してメ
タルで結合したボンドドレッサを使用するのが普通であ
が、微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石に対して
は、これらのドレッサは使用不可能と考えられていた。
その理由は、当初の微粒レジノイドボンドダイヤモンド
砥石が前記したように無気孔構造であり、これらのドレ
ッサを使用すると砥石はかえって切れ味を失ってしまう
からである。ツルーイング・ドレッシングにかなりの長
時間をかけても、砥石の切れ味は必ずしも向上せず、い
たずらに工程を長引かせるのみの結果に終わっていた。
そこで微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石のツルー
イング・ドレッシングには、ダイヤモンド砥石よりもは
るかに柔らかい酸化アルミニウム系の砥石や炭化珪素系
の砥石を使用し、ドレッサとなる砥石を消耗させながら
長時間をかけて徐々にダイヤモンド砥石を削るのが一般
的であり、高能率でかつ有効なツルーイング・ドレッシ
ング方法の実現が望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、微粒レジノ
イドボンド有気孔ダイヤモンド砥石に対して、能率よく
かつ有効に砥石の切れ味を回復させて表面粗さ0.08μm
以下の鏡面仕上を行うためのダイヤモンド砥石のツルー
イング・ドレッシング方法を実現することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、微粒レジノイ
ドボンド有気孔ダイヤモンド砥石に対して、単石ダイヤ
モンドドレッサを砥石の回転方向に傾斜して取り付け、
ツルーイング・ドレッシング1回毎に中心軸回りに所定
角度回転させてからツルーイング・ドレッシングを開始
し、砥石周速度: 800 m/min、テーブル送り量: 250mm
/minでツルーイング・ドレッシングを行うことを特徴と
する表面粗さ0.08μm以下の鏡面仕上を行うためのダイ
ヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシング方法であ
る。
【0008】あるいはまた、本発明は、微粒レジノイド
ボンド有気孔ダイヤモンド砥石に対して、ダイヤモンド
粒を焼結したボンドドレッサをツルーイング・ドレッシ
ング1回毎に中心軸回りに所定角度回転させてからツル
ーイング・ドレッシングを開始し、砥石周速度: 800 m
/min、テーブル送り量: 250mm/minでツルーイング・ド
レッシングを行うことを特徴とする表面粗さ0.08μm以
下の鏡面仕上を行うためのダイヤモンド砥石のツルーイ
ング・ドレッシング方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によれば、粒度1000番より
も細かい微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモンド砥石
に対して、単石ダイヤモンドドレッサ、あるいはダイヤ
モンド粒を焼結したボンドドレッサを使用し、砥石周速
度を低くし、テーブル送り量(単に「送り量」あるいは
「ドレッシング送り量」ともいい、図1、図2において
砥石1回転毎の紙面と垂直方向のテーブルの移動量)を
大きくしてツルーイング・ドレッシングを行うので、
レッサの切れ味の劣化がなくなり、きわめて高能率に切
れ味のよい微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモンド砥
石が創製され、鏡面加工における能率も大幅に向上する
のである。
【0010】なお、単石ダイヤモンドドレッサ、あるい
はダイヤモンド粒を焼結したボンドドレッサにおいて
は、先端部分が摩耗するとそこに切れ味の悪い砥石面が
創製されるため、これらのドレッサを使用する本発明に
おいては、ツルーイング・ドレッシングを行う毎にドレ
ッサを中心軸回りに所定角度、例えば90度程度回転さ
せ、ドレッサ先端を常に鋭利に保持するようにすること
が有効である。
【0011】図1は単石ダイヤモンドドレッサ2aにより
微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモンド砥石1をツル
ーイング・ドレッシングしている状況を示す概念図で、
3はドレッサを取り付けたケーシング、4は締付けボル
ト、5はホルダ、6は機械テーブルのマグネットチャッ
クである。鏡面仕上げ加工用の微粒レジノイドボンド有
気孔ダイヤモンド砥石(以下単に砥石ともいう)1を矢
印aの方向に回転させ、機械テーブルのマグネットチャ
ック6にホルダ5を吸引させて固定した単石ダイヤモン
ドドレッサ2aを接触させ、機械テーブルを前後(紙面に
垂直)方向に往復させることによりツルーイング・ドレ
ッシングを行う。
【0012】単石ダイヤモンドドレッサ2aはケーシング
3の先端に取り付けられ、ホルダ5に対して締付けボル
ト4により傾動自在となっている。単石ダイヤモンドド
レッサ2aの先端が摩耗して平坦になるとツルーイング・
ドレッシングの効果がなくなり砥石1の切れ味が回復し
ないので、図1に示すように砥石1の回転方向aと同じ
方向に角度θ(たとえば15度)程度傾斜させ、さらにツ
ルーイング・ドレッシングを1回行う毎に単石ダイヤモ
ンドドレッサ2aを中心軸回りに例えば90度(1/4回
転)程度回転させて向きを変えるようにすると、長期に
わたって有効なツルーイング・ドレッシングができる。
【0013】また図2は同じくダイヤモンド粒焼結ボン
ドドレッサ2bにより微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤ
モンド砥石1をツルーイング・ドレッシングしている状
況を示す概念図で、ケーシング3、締付けボルト4、ホ
ルダ5、マグネットチャック6等は図1と同様である。
ダイヤモンド粒焼結ボンドドレッサ2bは円形断面の棒状
体の先端部分に焼結したダイヤモンド粒を埋め込んで構
成される。したがって機械テーブルに対して傾斜して取
り付ける必要はないが、ツルーイング・ドレッシングを
1回行う毎にダイヤモンド粒焼結ボンドドレッサ2bを中
心軸回りに90度程度回転させて向きを変えるようにする
と、長期にわたって有効なツルーイング・ドレッシング
ができることは、単石ダイヤモンドドレッサ2aの場合と
同様である。
【0014】本発明者らは、実験条件をさまざまに変化
させてツルーイング・ドレッシングを繰り返し、本発明
のツルーイング・ドレッシング方法を完成するに至った
のであるが、これらのツルーイング・ドレッシング条件
を表1にまとめて記した。ちなみに、作動条件のうち、
砥石周速度は通常2000m/minのところを 800m/m
inと非常に低速にしたこと、テーブル送り量も通常30
mm/minのところを 250mm/minと大きくした
ことなどが効果的であった。これらの条件において直径
200 mm、幅 8mmの微粒レジノイドボンド有気孔ダイ
ヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシングに要した時
間はわずかに3分弱で、従来に比較すると1/5ないし
1/10の所要時間であった。
【0015】
【表1】
【0016】図3は、本発明の単石ダイヤモンドドレッ
サ2aおよびダイヤモンド粒焼結ボンドドレッサ2bにより
ツルーイング・ドレッシングを行った微粒レジノイドボ
ンド有気孔ダイヤモンド砥石を使用して、高速度工具鋼
(SKH51)を研削したときの表面粗さの測定結果の
一例である。表面粗さ(Ry)0.08μm以下という鏡面
仕上げが実現していることがわかる。このときの最適研
削加工条件を表2に示した。
【0017】
【表2】
【0018】これらの条件において長さ 150mm、幅50
mmの高速度工具鋼の一表面を鏡面仕上げするのに要し
た時間は25分程度であり、その時の高速度工具鋼の研削
除去量は砥石半径方向で 5μm、うねりは 0.5μm以下
であった。これだけの面積の鏡面を高精度で、しかもツ
ルーイング・ドレッシング時間を含めても28分程度とい
う短時間に仕上げることができたのは、画期的なことと
いえる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、微粒レジノイドボンド
有気孔ダイヤモンド砥石に対して、能率よくかつ有効に
砥石の切れ味を回復させるツルーイング・ドレッシング
方法が実現し、ツルーイング・ドレッシングを含めた鏡
面加工が大幅に能率化され、ひいては産業の空洞化を防
止し、国際競争力が強化されるという、きわめて有益な
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるツルーイング・ドレッ
シング状況を示す概念図である。
【図2】本発明の他の実施例におけるツルーイング・ド
レッシング状況を示す概念図である。
【図3】本発明によりツルーイング・ドレッシングを行
った砥石により研削した表面粗さの測定結果を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモンド砥石 2a 単石ダイヤモンドドレッサ 2b ダイヤモンド粒焼結ボンドドレッサ 3 ケーシング 4 締付けボルト 5 ホルダ 6 マグネットチャック

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモン
    ド砥石に対して、単石ダイヤモンドドレッサを砥石の回
    転方向に傾斜して取り付け、ツルーイング・ドレッシン
    グ1回毎に中心軸回りに所定角度回転させてからツルー
    イング・ドレッシングを開始し、砥石周速度: 800 m/m
    in、テーブル送り量: 250mm/minでツルーイング・ドレ
    ッシングを行うことを特徴とする表面粗さ0.08μm以下
    の鏡面仕上を行うためのダイヤモンド砥石のツルーイン
    グ・ドレッシング方法。
  2. 【請求項2】 微粒レジノイドボンド有気孔ダイヤモン
    ド砥石に対して、ダイヤモンド粒を焼結したボンドドレ
    ッサをツルーイング・ドレッシング1回毎に中心軸回り
    に所定角度回転させてからツルーイング・ドレッシング
    を開始し、砥石周速度: 800 m/min、テーブル送り量:
    250mm/minでツルーイング・ドレッシングを行うことを
    特徴とする表面粗さ0.08μm以下の鏡面仕上を行うため
    ダイヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシング方
    法。
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