JP3217869B2 - 電解インプロセスドレッシング研削方法 - Google Patents

電解インプロセスドレッシング研削方法

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哲夫 落合
守康 伊澤
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研削バランスを保って
効率的な研削処理を行うことができる電解インプロセス
ドレッシング研削方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から平面研削盤等による研削におい
ては、チッピングや研削焼けを発生させることなく最適
な研削能率によって処理できるよう種々の研削条件を制
御し研削バランスを保ちつつ処理する試みが行われてお
り、その制御方法として研削応力計の出力や主軸モータ
電流検出器の出力を用いることが知られている。ところ
が、研削応力計は極めて高価であるうえにその取扱も難
しく直接平面研削盤等に組み込んで使用することは極め
て困難で実用に供さないものであり、一方、主軸モータ
電流検出器を利用する場合には感度が不十分で特にライ
トカット時に正確な信号を得ることが難しく、また、研
削バランスを保持するのとは無関係の出力を発する場合
等があり的確な制御情報源として利用することができな
いという問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解決して、高価な機器等を用いることな
く経済的にしかも正確で感度の高い制御情報を利用する
ことにより研削バランスを保って効率的な研削処理を行
うことができる電解インプロセスドレッシング研削方法
を提供することを目的として完成されたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明に係る電解インプロセスドレッシン
グ研削方法は、回転する導電性砥石を用いてワークを研
削しつつ該導電性砥石の電解ドレッシングを並行して行
う電解インプロセスドレッシング研削方法において、前
記導電性砥石のドレッシング面に該導電性砥石の溶出に
よって生成される皮膜の厚さを電解ドレッシングのため
の電流または電圧を利用して検出してこれを予め算出さ
れた最適研削能率時における前記皮膜の厚さを示す基準
値と比較し、その結果に基づき前記皮膜の厚さが所定値
に保持されるよう研削条件を制御して研削バランスを保
ちつつ研削を行うことを特徴とするものである。
【0005】
【作用】このような電解インプロセスドレッシング研削
方法によれば、高価な機器等を用いなくても研削バラン
スを保って効率的な研削処理を行うことができる。
【0006】(電解ドレッシングおよび電解インプロセ
スドレッシング研削)なお、本発明において電解ドレッ
シングとは、昭和62年度精密工学会秋季大会・学術講
演論文集(昭和62年9月5日に社団法人精密工学会よ
り発行)において発表されているような電解作用による
導電性砥石のドレッシングのうち特に腐食性が高く砥石
の減耗を速める電解液を用いないものをいい、また、電
解インプロセスドレッシング研削とは、電解ドレッシン
グされた砥石を用いる研削のうち特に研削中にも電解ド
レッシングを並行・継続して行うものをいう。
【0007】(図面に基づく本発明の詳細説明)本発明
においては回転する導電性砥石を用いたワークの研削処
理中において、導電性砥石のドレッシング面に生成され
る皮膜の厚さを研削バランスの指標に利用するのである
が、先ず、導電性砥石のドレッシング面に生成される皮
膜の厚さの検出を電気的に行う点に特徴がある。即ち、
水平方向に移動可能なテーブル上にセットされたワーク
の上方に設置される導電性を有する砥粒1aとボンド材1b
からなる回転自在な円板状の導電性砥石1を図1に示さ
れるように陽極側に接続してその上方には陰極側に接続
された電極2を対向配置し、相互間に電解溶液を供給し
ながら導電性砥石1から電極2に向けて電流を流して電
解ドレッシングすると、ボンド材1bの溶出に伴い砥石表
面には電気抵抗を持った皮膜3が生じることとなる。こ
の際、電流Iの通り易さは該皮膜3の厚みに応じて変化
することとなるから、皮膜3の厚みは電源4として定電
圧供給型のものを用いた場合には電流Iの変化として現
れ、定電流供給型のものを用いた場合には電圧Eの変化
として現れる。そこで、前記の電流Iと電圧Eとから算
出される電気抵抗をRとして、皮膜の厚みに対する電流
I、電圧E、電気抵抗Rを測定すると、その結果は表1
に示される通りであり、皮膜の厚さの変化に対応して電
流I、電圧E、電気抵抗Rもそれぞれ変化することがわ
かる。このように、本発明では、先ず皮膜の厚さの検出
を電気的すなわち電解ドレッシングの電気抵抗値R、電
流値Iあるいは電圧値Eとして検出する。
【0008】
【表1】 (注)砥石:新東ブレーター株式会社製のφ150 ×10t
SD4000N100FX3 電源:新東ブレーター株式会社製のELID PULSER EPD-10
A 電解溶液:新東ブレーター株式会社製のELID NO.31
【0009】また、本発明では前記のようにして得られ
た検出信号を予め算出された最適研削能率時における前
記皮膜の厚さを示す基準値と比較し、その結果を電気信
号として研削条件を制御することにより前記皮膜の厚さ
を所定値に保持しつつ研削を行うのである。即ち、図2
に示されるように電解ドレッシングされた導電性砥石1
を時計回りに回転させつつワーク5を左方向へ移動させ
てワーク5を研削処理する場合、研削能率を単位時間当
たりの研削代体積とすると該研削代体積は切り屑量に比
例することから、研削能率が高い場合には皮膜3が大き
く削り取られ、逆に研削能率が低い場合には皮膜3が余
り削り取られることがなく、従って、前記の表1からも
明らかなように研削能率の高低は電気抵抗Rに対応して
現れることとなり、また、砥粒1aの摩耗や脱落によって
チップポケット6が減少した場合には切り屑量が同じで
あったとしても皮膜3はより大きく削り取られることと
なり、この場合も電気抵抗Rの減少として切れ味の低下
が検出されることとなる。
【0010】(試験結果)今、前述の例と同様の条件下
で超硬ブロックを電解インプロセスドレッシング研削し
た場合の研削能率と電気抵抗R、皮膜の厚み、研削焼け
発生の有無の関係を調べた試験結果は表2に示すとおり
であって、製品不良につながるチッピングや研削焼けが
発生しない範囲の最も高い研削能率を研削性能と呼ぶと
き、ワークの物性等によって変化する研削性能に対し、
研削能率に係わる切り込み量、ワークの送り速度や周速
度、研削圧力などの研削条件を調節すれば、研削性能に
近づける方向へ研削能率を制御することができことがわ
かり、これを研削のバランスを保つと称し、表中では研
削能率が研削性能を上回る場合を研削能率プラスの状
態、逆の場合を研削能率マイナスの状態、そのいずれで
もない場合を研削のバランス良好として表した。
【0011】
【表2】
【0012】表2によれば、研削のバランス良好な状態
に比べて研削能率マイナスの状態では皮膜の厚みが大き
く、逆に研削能率プラスの状態では皮膜の厚みが小さい
ことがわかる。電気的には研削のバランス良好な状態を
基準とすると、電気抵抗Rが大きくなった場合は研削能
率マイナスの状態へ、逆に電気抵抗Rが小さくなった場
合は研削能率プラスの状態へ変化したこととなり、従っ
て、研削のバランスを保つためには電気抵抗Rの電気信
号を基に皮膜の厚みを一定に保持するよう各種の研削条
件を制御すればよいこととなる。なお、前記の電気信号
としては電気抵抗Rの他、電解ドレッシングの電流値I
あるいは電圧値E等の電気信号を基に研削条件を制御す
ることも可能である。
【0013】(電気抵抗値を基に研削条件を制御する場
合)図3は上記のように研削条件を制御する場合の一例
を示すものであって、予め試験により基準となる電気抵
抗Rとその時に指示すべき研削能率対照票とを作成して
おき、電解ドレッシングの測定した電気抵抗Rが入力さ
れると基準の電気抵抗Rとその時に指示すべき研削能率
対照票とが比較され、その結果に基づいて研削盤に研削
能率が電気信号として指示される。そして、指示を受け
た研削盤はその研削能率となるように切り込み量、ワー
クの送り速度や周速度、研削圧力などの研削条件を変更
して一サイクルを終了する。なお、電解インプロセスド
レッシング研削においては研削中常に電気抵抗Rの測定
が可能であるので、このサイクルを繰り返し行えば研削
能率は電気抵抗Rに対応して変更され常に研削のバラン
スが保たれることとなるのである。
【0014】また、図4は研削能率対照票を用いずに測
定した電気抵抗Rを予め設定しておいた制御範囲の上限
値RMAX と下限値RMIN と比較し、測定した電気抵抗R
が上限値RMAX を上回れば研削能率をマイナスの状態と
判断して研削能率を高くし、逆に下限値RMIN を下回れ
ば研削能率をプラスの状態と判断して研削能率を低くす
ることで電気抵抗Rが上限値RMAX と下限値RMIN の間
になるよう自動的に保持するものであり、その他は図3
の場合と同様である。
【0015】
【実施例】次に、本発明を図5に示される実施例につい
て説明する。図中10は汎用の平面研削盤、11は平面
研削盤10の研削能率に係わる切り込み量、ワークの送
り速度、研削圧力などの研削条件を調節するシーケンサ
ー、12は電解ドレッシングの電流検出用の抵抗器(0.
03Ω)、13は抵抗器12からの電気信号を入力してシ
ーケンサー11に制御信号を出力する演算用のコンピュ
ータであり、電源4としては定電圧供給型のものを使用
している。なお、この実施例においては電圧Eが一定で
あるため制御信号として電気抵抗Rのかわりに電流Iを
利用し、図6に示されるような制御回路に基づき切り込
みのオン・オフを0.1秒間隔で繰り返し制御するよう
構成されている。また、ワーク5には光学ガラスBK−
7を用いた。
【0016】このように構成されたものにおいては、導
電性砥石1の表面に生成される皮膜3の厚さが抵抗器1
2によって電気信号として検出されたうえ該電気信号が
コンピュータ13に入力されると、アナログデジタル回
路でデジタル量に変換されてROM に設定されている上限
値IMAX (実施例においては1.0Aとした。)と比較
され、電流Iが上限値IMAX を超えない場合は一定時間
経過毎に切り込みが徐々に加えられる一方、電流Iが上
限値IMAX 以上になるとシーケンサー11に切り込みオ
フの信号が出力されることとなる。この結果、ワーク5
は表3のNO.1に示すとおりクラックや研削焼けを生ずる
ことなく良好なものが得られた。
【0017】なお、比較例として研削条件の制御をせず
に電解インプロセスドレッシング研削した場合をNO.2お
よびNO.3として示したが、NO.2においてはワーク5にク
ラックおよび研削焼けを発生して不良品となり、NO.3に
おいてはワーク5の状態は良好であったが切り込み速度
が遅く加工に長時間要するうえにNO.1の実施例に比べて
研削効率も30%以上劣るものであった。
【0018】
【表3】 (注)砥石:新東ブレーター株式会社製のφ150 ×10t
SD4000N100FX3 電解溶液:新東ブレーター株式会社製のELID NO.31
【0019】また、同様の装置によって研削能率を32mm
3/min として研削条件を制御しつつ処理を行った結果、
図7の折れ線A(一点鎖線)に示されるように長時間に
わたって研削のバランスを保持したまま安定して研削処
理を継続することができた。これに対して研削条件を制
御しない場合には、折れ線B(実線)に示されるように
研削量が140mm3 となった後に電流Iが上昇を始め、
そのまま一定の研削能率を保ったまま研削を行った結
果、電流Iの下降は起こらずワークには研削焼けが発生
して不良品となった。
【0020】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は導電性砥石のドレッシング面に該導電性砥石の溶出
によって生成される皮膜の厚みを測定してこれを研削バ
ランスの指標に利用するようにしているので、例えばラ
イトカット時やタタキ現象により主軸モータ電流値が低
下する異常研削時などにおいても正確な研削バランスを
読み取ることが可能であり、さらに、本発明は前記皮膜
の厚みを電気的に検出するようにしているから、研削バ
ランスを保持するのに必要な信号を常に得ることができ
るとともに、電解インプロセスドレッシング研削では電
解ドレッシングのための電流を常時流しており、該電流
あるいは電圧等を利用して皮膜の厚みを簡単に電気的に
検出できて制御のための特別な電極や電源等の装置を設
ける必要もなく、高価な機器等を用いることなく経済的
にしかも正確で感度の高い制御情報を利用することによ
り研削バランスを保って効率的な研削処理を行うことが
できる。従って、本発明は従来の問題点を一掃した電解
インプロセスドレッシング研削方法として、産業の発展
に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における電解ドレッシングを示す概略説
明図である。
【図2】本発明における研削状態の要部を示す説明図で
ある。
【図3】電気抵抗値を基に研削条件を制御する場合を示
すフロー図である。
【図4】電気抵抗値を基に研削条件を制御する場合を示
すその他のフロー図である。
【図5】本発明の実施例を示す概略フロー図である。
【図6】本発明の実施例における電流値を基に研削条件
を制御する場合を示すフロー図である。
【図7】本発明の実施例における電解ドレッシングの電
流と研削量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 導電性砥石 1a 砥粒 1b ボンド材 2 電極 3 皮膜 4 電源 5 ワーク 6 チップポケット 7 電解溶液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 53/00 B24B 49/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する導電性砥石を用いてワークを研
    削しつつ該導電性砥石の電解ドレッシングを並行して行
    う電解インプロセスドレッシング研削方法において、前
    記導電性砥石のドレッシング面に該導電性砥石の溶出に
    よって生成される皮膜の厚さを電解ドレッシングのため
    の電流または電圧を利用して検出してこれを予め算出さ
    れた最適研削能率時における前記皮膜の厚さを示す基準
    値と比較し、その結果に基づき前記皮膜の厚さが所定値
    に保持されるよう研削条件を制御して研削バランスを保
    ちつつ研削を行うことを特徴とする電解インプロセスド
    レッシング研削方法。
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JP5164758B2 (ja) * 2008-09-16 2013-03-21 トーヨーエイテック株式会社 砥石加工方法及び同装置
JP6909739B2 (ja) * 2018-01-31 2021-07-28 光洋機械工業株式会社 ワークの平面研削方法及び両頭平面研削盤

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