JP3778832B2 - 電着砥石のツルーイング方法及び研削加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石のツルーイング方法及び研削加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＢＮ砥粒或いはダイヤモンド砥粒等の超砥粒を電気メッキにより１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石（電着ホイール）が知られている。このような電着砥石は、通常、台金上に析出されるメッキ金属が超砥粒間の隙間を埋めて成長させられ、そのメッキ金属が超砥粒をしっかりとつかむ厚み状態とされている。このようにして構成された電着砥石では、超砥粒がその先端を十分に露出した理想的状態で固着されていることから、ドレッシング不要で切れ味の良い砥石として、高能率研削や粗研削等に多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電着砥石では、超砥粒の姿勢や径のばらつきによってその超砥粒の突出量が揃っておらず、また、超砥粒層の厚みが１砥粒層状態であることから、被削材の面粗度が得られない為に精密研削の分野では用いることができず、また、被削材の面粗度が基準値を超えた時点でその電着砥石の使用限界とする為に、他の種類の砥石に比較して寿命が短いという欠点があった。
【０００４】
この欠点を解消する為に、例えば、特開平１２−２３３３７０号公報に開示されているように、電着砥石を用いた研削加工に先立って前記超砥粒の突出量を揃えるように所定の切込量のツルーイング（目立て及び／又は形状直し）を電着砥石に施すこと、及び、被削材の面粗度が所定の上限値を超える場合には更に微小切込量のツルーイングを施すことにより、被削材の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を継続させる方法が開発されている。この方法は、従来技術の電着砥石の有する欠点を解消する点で利益のあるものであったが、初期ツルーイングの完了点（使用開始切込量）の判断は、被削材を加工し、その面粗度を測定することによって判断する必要があった為、ツルーイングに手間と時間がかかるという課題を残していた。その為、本発明者等は、更に簡便で効率的な電着砥石のツルーイング方法を開発すべく検討を続けていた。
【０００５】
ところで、近年ＡＥ（Ａｃｃｏｒｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれる超音波帯域振動の研究が盛んに行われている。これは、固体が変形又は破壊される際に、それに貯えられていた歪みエネルギーが解放されて、弾性波を発生する現象であり、ＡＥにより発生する弾性波はＡＥ波と呼ばれる。このＡＥ波を受信し、ＡＥ変換子で電気信号に変換することによりＡＥ信号が得られ、こうして得られたＡＥ信号は、例えば、特開平５−１１２９５８号公報に開示された地盤崩壊時期の予測、特開平７−２００９８号公報に開示された部品損傷箇所の検出等に幅広く利用されている。
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決する為の手段を検討する過程で、このＡＥ信号に着目した。すなわち、電着砥石のツルーイングにおいて、砥粒が破砕される際に発生するＡＥ波をＡＥ信号に変換して検出し、ツルーイング時に発生するこのＡＥ信号の強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度の対応関係を調査し、解析することによって、ツルーイング時に検出されるＡＥ信号から必要にして十分な切込量を判断することができることを新たに見出した。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいて為されたものであり、その目的とするところは、被削材の被削面の面粗度が精密研削のレベルで得られ、且つ、電着砥石の寿命を可及的に向上させる簡便且つ迅速な電着砥石のツルーイング方法及び電着砥石を用いた研削加工方法を開発することにある。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】
かかる目的を達成する為に本発明者等が為した第１発明の要旨とするところは、電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石のツルーイング方法であって、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することを特徴とするものである。
【０００９】
【第１発明の効果】
このようにすれば、ツルーイングの完了点（適切な切込量）の判断がＡＥ信号強度に基づいて行われる為、被削材をわずかに加工し、その面粗度を測定することによってツルーイングの完了点を判断するといった煩雑な作業を行う必要がなくなり、ツルーイングにかかる手間と時間が解消され、簡便に且つ迅速に電着砥石のツルーイングを行うことができ、前記超砥粒の突出量が簡便に且つ迅速にほぼ一定となるように揃えられ、続く研削加工において、被削材の面粗度のよい精密研削加工を電着砥石を用いて行うことができる。
【００１０】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記ツルーイングにおける切込量は、前記ツルーイングを施された前記電着砥石を用いて研削された被削材の被削面の面粗度が要求される基準値に達するように予め設定された値をとるものである。このようにすれば、微小な切込量のツルーイング（マイクロツルーイング）によって、被削材の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされ、且つ、超砥粒の切れ刃を再生させる為に必要且つ十分な切込量とされるので、前記電着砥石の研削可能な回数が可及的に増加させられる。
【００１１】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記課題を解決する為に、本発明者等が為した第２発明の要旨とするところは、電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石を用いた研削加工方法であって、（ａ）ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することにより研削加工に先立って前記超砥粒の突出量を揃えて切り刃を創成する初期ツルーイング工程と、（ｂ）その初期ツルーイング工程により超砥粒の突出量を揃えられた電着砥石を用いて被削材を研削する研削工程と、（ｃ）その研削工程の実行によって前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値に到達した場合に、前記電着砥石の研削面にツルーイングを再び施して切り刃を創成する再ツルーイング工程と、（ｄ）その再ツルーイング工程によるツルーイングが施された電着砥石を用いて被削材を再び研削する再研削工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１２】
【第２発明の効果】
このようにすれば、初期ツルーイング工程において研削加工に先立って、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づき前記電着砥石の表面状態を判断しながら前記超砥粒の突出量が簡便に且つ迅速にほぼ一定となるように揃えられ、続く研削加工において、被削材の面粗度のよい精密研削加工を電着砥石を用いて行うことができ、また、前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値に到達した場合には、再ツルーイング工程により、被削材の表面粗さをよくする為のツルーイングが前記電着砥石の研削面に再び施されるので、電着砥石の研削加工の寿命が長くなる。
【００１３】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記再ツルーイング工程は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することにより前記電着砥石の表面にツルーイングを施して切り刃を創成するものである。このようにすれば、再ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づき前記電着砥石の研削面の表面状態を判断しながら超砥粒の突出量を精密且つ効率的にほぼ一定となるように揃えることができ、簡便に被削材の被削面の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされると共に、電着砥石の研削加工の寿命を向上させることができるという利点がある。
【００１４】
また、好適には、前記初期ツルーイング工程及び前記再ツルーイング工程の切込量はそれぞれ、前記被削材の表面粗さが要求される基準値に達するように予め設定された値をとるものである。このようにすれば、微小な切込量のツルーイングによって、被削材の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされ、且つ、超砥粒の切れ刃を再生させる為に必要且つ十分な切込量とされるので、前記電着砥石の研削可能な回数が可及的に増加させられる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例に用いられる電着砥石１０を示す斜視図である。この電着砥石１０は、円盤状を成す鋼（スチール）製の台金１２と、その台金１２の外周面において例えば粒度＃８０程度のＣＢＮ砥粒１４が１粒子層の厚みで電気メッキにより固着（電着）された研削面１６とを備えている。
【００１７】
図２は、上記電着砥石１０の製造工程を示している。まず、マスキング工程Ｐ１においては、マスキングコート剤或いはマスキング粘着剤等のマスキング材料を用いて台金１２の表面のうち、研削面として機能する面を除く他の面すなわち非電着面がマスキングされる。次いで、第１ニッケルメッキ工程Ｐ２において、前記ＣＢＮ砥粒１４が分散させられているメッキ液内において、台金１２の表面のうちのマスキングが施されていない部分に第１ニッケルメッキ層１８が電気メッキにより形成される。図３の（ａ）は、この状態を示している。次いで、洗浄工程Ｐ３において、台金１２上のＣＢＮ砥粒１４のうち第１ニッケルメッキ層１８により固着されていないものすなわち図３の（ａ）において波線にて示されているものが洗浄によって除去される。そして、第２ニッケルメッキ工程Ｐ４において、上記第１ニッケルメッキ層１８に重ねて第２ニッケルメッキ層２０が電気メッキにより形成され、第１ニッケルメッキ層１８及び第２ニッケルメッキ層２０の合計厚みがＣＢＮ砥粒１４を十分に固着させる値、例えばＣＢＮ砥粒１４の粒径のほぼ１／２程度の値とされる。図３の（ｂ）は、この状態を示す。そして、マスキング除去工程Ｐ５においてマスキングが除去される。
【００１８】
以上のようにして製造されたままの電着砥石１０は、例えば図３の（ｂ）或いは図５の（ａ）に示すように、ＣＢＮ砥粒１４の突出量が大きく、そのＣＢＮ砥粒１４はその先端が十分に露出した理想的な状態で固着されていることから、ドレッシング不要で切れ味のよい砥石として、高能率研削や粗研削等に多用される。しかし、ＣＢＮ砥粒１４の姿勢や径のばらつきによってそのＣＢＮ砥粒１４の突出量が揃っておらず、また、ＣＢＮ砥粒１４から成る砥粒層の厚みが１砥粒層状態であることから、従来では、被削材の面粗度が要求される精密研削の分野では用いることができず、また、被削材の面粗度が基準値を超えた時点でその電着砥石１０が使用限界とされる為に、他の種類の砥石に比較して寿命が短いという欠点があった。
【００１９】
図４は、ホイール周速１００ｍ／ｓ以上好ましくは２００ｍ／ｓという高周速、研削能率３００ｍｍ3／ｍｍ・ｓという高研削能率で、上記電着砥石１０を精密研削に使用可能とし且つ砥石寿命を長くする研削加工方法を説明する図である。図４において、初期ツルーイング工程Ｐ１０では、例えばダイヤモンドロータリドレッサを用いて電着砥石１０に所定の切込量でツルーイングを施すことにより、研削加工に先立ってＣＢＮ砥粒１４の突出量がほぼ一定に揃えられる。この初期ツルーイング工程Ｐ１０での切込量ΔＡは、研削工程Ｐ１１における被削材の被削面の表面粗さを例えば１０μｍＲｙ以下、好適には２〜３μｍＲｙとするように設定される。図５（ａ）は上記初期ツルーイング工程Ｐ１０を経る前の研削面１６の状態を示し、図５（ｂ）は上記初期ツルーイング工程Ｐ１０を経た後の研削面１６の状態を示している。
【００２０】
ここで、初期ツルーイング工程Ｐ１０では、ＣＢＮ砥粒１４がツルーイングにより破砕される際に、それに貯えられていた歪みエネルギーが解放されて発生される超音波帯域の弾性波であるＡＥ波をＡＥ変換子で電気信号に変換して得られるＡＥ信号を利用して、前記電着砥石１０の表面状態を判断しながら、必要且つ十分な切込量ΔＡのツルーイングを施す。すなわち、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の表面にツルーイングを施す。
【００２１】
本発明者等は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係を調査する為に、粒度＃８０のＣＢＮ砥粒が電着された電着砥石１０を使用し、以下に示す条件で電着砥石１０のツルーイング及び被削材の試加工を行った。
【００２２】
［ツルーイング条件］
ドレッサ：ホイールドレッサ ＳＤ４０Ｑ７５ＭＷ７（１１０φ×Ｕ１．５）
ドレッサ周速度：２０ｍ／ｓ
切り込み量：４μｍφ／ｐａｓｓ
ドレスリード：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．ｏｆ ｗｈｅｅｌ
【００２３】
［試加工条件］
研削方式：湿式プランジ研削
被削材：ＳＣＭ４３５（ＨＲｃ４８）（６０φ×ｔ５）
ホイール周速度：２００ｍ／ｓ
被削材周速度：２ｍ／ｓ（周速度比１００）
研削能率：５ｍｍ3／ｍｍ・ｓ
研削油：シンセティックタイプ
【００２４】
図６は、この実験の結果得られたツルーイング切込量と、その切込量のツルーイング段階において発生するＡＥ信号強度と、その切込量のツルーイングが施された電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係を表すグラフである。このグラフからもわかるように、トータルのツルーイング切込量が増加するにつれ、そのツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度は徐々に細かくなっていく傾向にあり、また、逆にそのツルーイング段階において発生されるＡＥ信号強度は強くなっていく傾向にある。
【００２５】
この図６のグラフから、研削により被削材の被削面に所望の表面粗さを与えるツルーイング段階において発生されるＡＥ信号強度の基準値を求めることができる。ＡＥ信号は振動する電気信号として得られるので、ＡＥ信号強度のピーク値の基準値Ｋ1及び平均値の基準値Ｋ2の２つの基準値を求める。例えば、研削により被削材の被削面の表面粗さが３．０μｍＲｙとなるツルーイング段階において発生されるＡＥ信号強度（単位：Ｖ）は、図６に示すようにピーク値（ＳAEmax）がＫ1＝２１．０Ｖ、平均値（ＳAEave）がＫ2＝９．５Ｖとなる。尚、本実施例のＡＥ信号強度は、ツルーイング時に発生する超音波振動（ｄＢ）をＰＺＴ（圧電素子）にて電気信号（Ｖ）に変換した後にプリアンプで増幅し、フィルター回路を通じてツルーイング時のＡＥ波のみを電気信号（Ｖ）にて表示するものである相対値である。
【００２６】
図７は、従来技術による初期ツルーイング工程を説明する工程図である。従来技術によれば、この図に示すように初期ツルーイングの完了点（使用開始切込量）の判断は、微少量のツルーイング切込の後被削材を試加工し、その被削面の面粗度を測定することにより判断する必要があった。すなわち、ツルーイング切込及び被削材試加工といった互いに異なる作業を交互に行わねばならず、ツルーイングに手間と時間がかかるという課題があった。
【００２７】
図８は、本実施例の初期ツルーイング工程Ｐ１０を説明する工程図である。本実施例の初期ツルーイング工程Ｐ１０では、この図に示すように、ツルーイング時に発生されるＡＥ信号のピーク値（ＳAEmax）及び平均値（ＳAEave）を検出し、それ等に基づいてツルーイングの完了点を判断する。すなわち、初期ツルーイング時に検出されるＡＥ信号のピーク値及び平均値が、研削により被削材の被削面の表面粗さが予め設定された値となるツルーイング段階のＡＥ信号のピーク値及び平均値のそれぞれの基準値を超えた場合はツルーイングを完了し、ピーク値及び平均値のどちらか一方でも基準値を下回る場合にはツルーイングを続行する。例えば、研削により被削材の被削面の表面粗さが３．０μｍＲｙとなるように初期ツルーイングを施す場合には、ピーク値の基準値がＫ1＝２１．０Ｖ、平均値の基準値がＫ2＝９．５Ｖとなり、ＳAEmax≧Ｋ1、且つ、ＳAEave≧Ｋ2、となったとき初期ツルーイングを完了する。このようにすれば、ピーク値又は平均値のみに基準値をとってツルーイングの完了点を判断する方法に比べて誤差が生じにくく、高い精度の初期ツルーイングを行うことができる。
【００２８】
上記初期ツルーイング工程Ｐ１０に続く研削工程Ｐ１１では、初期ツルーイング工程Ｐ１０によりＣＢＮ砥粒１４の突出量がほぼ一定に揃えられた電着砥石１０を用いて図示しない被削材に対する研削加工が行われる。この研削工程Ｐ１１では、ＣＢＮ砥粒１４の突出量がほぼ一定に揃えられているので、例えば被削材の表面粗さが３μｍＲｙ以下となる精密研削が可能となる。
【００２９】
上記研削工程Ｐ１１による複数個の被削材に対する精密研削加工の実行によってその被削材の表面粗さが予め設定された上限値例えば３μｍＲｙに到達した場合には、第１再ツルーイング工程Ｐ１２において、その被削材の表面粗さを再び低くする為に電着砥石１０の研削面１６に対して再びツルーイングが施される。この再ツルーイング工程Ｐ１２のツルーイングは、例えば３〜４μｍ程度の微小切込量の所謂マイクロツルーイングである。この第１再ツルーイング工程Ｐ１２の切込量は、被削材の被削面の表面粗さを予め設定された研削加工の上限値例えば３μｍＲｙを十分に下回る値となるようにする為に予め設定された値をとる。
【００３０】
続く第１再研削工程Ｐ１３では、上記第１再ツルーイング工程Ｐ１２によるツルーイングが施された電着砥石１０を用いて、被削材が研削工程Ｐ１１と同様に再び精密研削される。また、この第１再研削工程Ｐ１３による複数個の被削材に対する精密研削加工の実行によってその被削材の表面粗さが予め設定された上限値例えば３μｍＲｙに到達した場合には、第２再ツルーイング工程Ｐ１４において、第１再ツルーイング工程Ｐ１２と同様に、被削材の表面粗さを再び低くする為に電着砥石１０の研削面１６に対して３〜４μｍ程度の微小切込量の所謂マイクロツルーイングが施されることにより、図５の（ｃ）に示すようにＣＢＮ砥粒１４の突き出し量Ｂがほぼ一定に揃えられる。
【００３１】
ここで、上記第１再ツルーイング工程Ｐ１２及びこの第２再ツルーイング工程Ｐ１４において好適には、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の研削面１６にツルーイングが施される。このようにすれば、ツルーイング切込量の判断の基準としてＡＥ信号を用いることができるので、精密且つ効率的にＣＢＮ砥粒１４の突出量を揃えることができる。
【００３２】
上記第２再ツルーイング工程Ｐ１４に続く第２再研削工程Ｐ１５では、第２再ツルーイング工程Ｐ１４においてツルーイングが施された電着砥石１０を用いて、研削工程Ｐ１１或いは第１再研削工程Ｐ１３と同様に、複数個の被削材が再び精密研削される。
【００３３】
このように、本実施例では、初期ツルーイング工程Ｐ１０において、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の表面にツルーイングを施すものであり、初期ツルーイングの完了点（使用開始切込量）の判断がＡＥ信号強度に基づいて行われる為、被削材を加工してその面粗度を測定することによって初期ツルーイングの完了点を判断するといった煩雑な作業を行う必要がなくなり、初期ツルーイングにかかる手間と時間が解消され、簡便に且つ迅速に電着砥石１０の初期ツルーイングを行うことができる。
【００３４】
また、本実施例によれば、前記初期ツルーイング工程Ｐ１０及び前記再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４の切込量はそれぞれ、前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値、例えば３μｍＲｙを十分に下回る値となるように予め設定された値をとるものである為、微小切込量のツルーイングによって、被削材の被削面の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされ、且つ、ＣＢＮ砥粒１４の切れ刃を再生させる為の必要且つ十分な切込量とされるので、前記電着砥石１０の研削可能な回数が可及的に増加させられる。
【００３５】
また、本実施例によれば、初期ツルーイング工程Ｐ１０において研削加工に先立って、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づき前記電着砥石１０の研削面１６の表面状態を判断しながらＣＢＮ砥粒１４の突出量が簡便に且つ迅速にほぼ一定となるように揃えられ、続く研削工程Ｐ１１において、被削材の面粗度のよい精密研削加工を電着砥石１０を用いて行うことができ、また、前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値例えば３μｍＲｙに到達した場合には、再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４により、被削材の被削面の表面粗さを低くする為のツルーイングが前記電着砥石１０の研削面１６に再び施されるので、電着砥石１０の研削加工の寿命が長くなる。
【００３６】
また、本実施例によれば、前記再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の研削面１６の表面にツルーイングを施して切り刃を創成するものである為、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の研削面１６の表面状態を判断しながらＣＢＮ砥粒１４の突出量を精密且つ効率的にほぼ一定となるように揃えることができ、簡便に被削材の被削面の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされると共に、電着砥石１０の研削加工の寿命を向上させることができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施例を図面を用いて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００３８】
例えば、前述の実施例の電着砥石１０は、ＣＢＮ砥粒１４が電着された研削面１６を備えたものであったが、その研削面１６にはダイヤモンド砥粒が電着されていても差し支えない。
【００３９】
また、前述の実施例の電着砥石１０は、図１に示すように、円筒状の台金１２の側面（外周面）に研削面１６を備えて円盤状に構成されていたが、本発明は、円筒状の台金１２の底面（上底面及び／又は下底面）に研削面１６を備えた円盤状の電着砥石１０に用いられても良いし、また、総型砥石のように複雑な形状の研削面１６を備えた電着砥石１０にも用いられ得る。
【００４０】
また、前述の実施例では、ツルーイング時に発生するＡＥ信号のピーク値及び平均値を検出し、その両方をツルーイングの完了点の判断の基準としていたが、これは、ピーク値または平均値のどちらか一方のみを判断の基準とするものであってもよい。すなわち、初期ツルーイング時に検出されるＡＥ信号のピーク値または平均値のどちらか一方が、それぞれの基準値Ｋ1またはＫ2を超えた際にツルーイングを完了するものであってもよい。
【００４１】
また、前述の実施例では、初期ツルーイング工程Ｐ１０及び再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４の切込量はそれぞれ、研削による被削材の被削面の表面粗さが予め設定された上限値３μｍＲｙを十分に下回る値となるように予め設定された値をとるものであったが、この被削材の被削面の表面粗さの設定値は、例えば１０μｍＲｙ以下、好適には３〜４μｍＲｙとされるものであり、３μｍＲｙに限定されるものではない。
【００４２】
また、前述の実施例では、第１再ツルーイング工程Ｐ１２及び第２再ツルーイング工程Ｐ１４において２回の再ツルーイングが行われていたが、１回の再ツルーイングであってもよいし、３回以上の再ツルーイングが行われてもよい。
【００４３】
また、前述の実施例では、ツルーイングの為にドレッサとしてロータリドレッサが用いられていたが、ＣＢＮ砥粒１４の保持力に問題がなければブレード式等の他の形式のドレッサが用いられてもよい。
【００４４】
その他一々例示はしないが、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるツルーイング方法が施され、また、一実施例である研削加工方法に用いられる電着砥石を示す斜視図である。
【図２】図１の電着砥石を製造する為の工程の一例を説明する工程図である。
【図３】図２の電着砥石の製造工程を説明する図であって、（ａ）は第１ニッケルメッキ工程後におけるＣＢＮ砥粒の固着状態を示し、（ｂ）は第２ニッケルメッキ工程後におけるＣＢＮ砥粒の固着状態を示している。
【図４】図１の電着砥石を用いた研削加工方法を説明する工程図である。
【図５】図４の研削加工方法における電着砥石の研削面の状態を説明する図であって、（ａ）は初期ツルーイング工程前の状態を示し、（ｂ）は初期ツルーイング工程後の状態を示し、（ｃ）は再ツルーイング工程後の状態を示している。
【図６】本発明者等の行った実験の結果得られたツルーイング切込量と、その切込量のツルーイング段階において発生するＡＥ信号強度と、その切込量のツルーイングが施された電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係を表すグラフである。
【図７】従来技術による初期ツルーイング工程を説明する工程図である。
【図８】本実施例の初期ツルーイング工程を説明する工程図である。
【符号の説明】
１０：電着砥石
１２：台金
１４：ＣＢＮ砥粒（超砥粒）
１６：研削面
ΔＡ：初期ツルーイング工程における切込量
Ｂ：再ツルーイング工程後のＣＢＮ砥粒の突出量
Ｐ１０：初期ツルーイング工程
Ｐ１１：研削工程
Ｐ１２：第１再ツルーイング工程（再ツルーイング工程）
Ｐ１３：第１再研削工程（再研削工程）
Ｐ１４：第２再ツルーイング工程（再ツルーイング工程）
Ｐ１５：第２再研削工程（再研削工程）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石のツルーイング方法及び研削加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＢＮ砥粒或いはダイヤモンド砥粒等の超砥粒を電気メッキにより１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石（電着ホイール）が知られている。このような電着砥石は、通常、台金上に析出されるメッキ金属が超砥粒間の隙間を埋めて成長させられ、そのメッキ金属が超砥粒をしっかりとつかむ厚み状態とされている。このようにして構成された電着砥石では、超砥粒がその先端を十分に露出した理想的状態で固着されていることから、ドレッシング不要で切れ味の良い砥石として、高能率研削や粗研削等に多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電着砥石では、超砥粒の姿勢や径のばらつきによってその超砥粒の突出量が揃っておらず、また、超砥粒層の厚みが１砥粒層状態であることから、被削材の面粗度が得られない為に精密研削の分野では用いることができず、また、被削材の面粗度が基準値を超えた時点でその電着砥石の使用限界とする為に、他の種類の砥石に比較して寿命が短いという欠点があった。
【０００４】
この欠点を解消する為に、例えば、特開平１２−２３３３７０号公報に開示されているように、電着砥石を用いた研削加工に先立って前記超砥粒の突出量を揃えるように所定の切込量のツルーイング（目立て及び／又は形状直し）を電着砥石に施すこと、及び、被削材の面粗度が所定の上限値を超える場合には更に微小切込量のツルーイングを施すことにより、被削材の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を継続させる方法が開発されている。この方法は、従来技術の電着砥石の有する欠点を解消する点で利益のあるものであったが、初期ツルーイングの完了点（使用開始切込量）の判断は、被削材を加工し、その面粗度を測定することによって判断する必要があった為、ツルーイングに手間と時間がかかるという課題を残していた。その為、本発明者等は、更に簡便で効率的な電着砥石のツルーイング方法を開発すべく検討を続けていた。
【０００５】
ところで、近年ＡＥ（Ａｃｃｏｒｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれる超音波帯域振動の研究が盛んに行われている。これは、固体が変形又は破壊される際に、それに貯えられていた歪みエネルギーが解放されて、弾性波を発生する現象であり、ＡＥにより発生する弾性波はＡＥ波と呼ばれる。このＡＥ波を受信し、ＡＥ変換子で電気信号に変換することによりＡＥ信号が得られ、こうして得られたＡＥ信号は、例えば、特開平５−１１２９５８号公報に開示された地盤崩壊時期の予測、特開平７−２００９８号公報に開示された部品損傷箇所の検出等に幅広く利用されている。
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決する為の手段を検討する過程で、このＡＥ信号に着目した。すなわち、電着砥石のツルーイングにおいて、砥粒が破砕される際に発生するＡＥ波をＡＥ信号に変換して検出し、ツルーイング時に発生するこのＡＥ信号の強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度の対応関係を調査し、解析することによって、ツルーイング時に検出されるＡＥ信号から必要にして十分な切込量を判断することができることを新たに見出した。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいて為されたものであり、その目的とするところは、被削材の被削面の面粗度が精密研削のレベルで得られ、且つ、電着砥石の寿命を可及的に向上させる簡便且つ迅速な電着砥石のツルーイング方法及び電着砥石を用いた研削加工方法を開発することにある。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】
かかる目的を達成する為に本発明者等が為した第１発明の要旨とするところは、電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石のツルーイング方法であって、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することを特徴とするものである。
【０００９】
【第１発明の効果】
このようにすれば、ツルーイングの完了点（適切な切込量）の判断がＡＥ信号強度に基づいて行われる為、被削材をわずかに加工し、その面粗度を測定することによってツルーイングの完了点を判断するといった煩雑な作業を行う必要がなくなり、ツルーイングにかかる手間と時間が解消され、簡便に且つ迅速に電着砥石のツルーイングを行うことができ、前記超砥粒の突出量が簡便に且つ迅速にほぼ一定となるように揃えられ、続く研削加工において、被削材の面粗度のよい精密研削加工を電着砥石を用いて行うことができる。
【００１０】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記ツルーイングにおける切込量は、前記ツルーイングを施された前記電着砥石を用いて研削された被削材の被削面の面粗度が要求される基準値に達するように予め設定された値をとるものである。このようにすれば、微小な切込量のツルーイング（マイクロツルーイング）によって、被削材の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされ、且つ、超砥粒の切れ刃を再生させる為に必要且つ十分な切込量とされるので、前記電着砥石の研削可能な回数が可及的に増加させられる。
【００１１】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記課題を解決する為に、本発明者等が為した第２発明の要旨とするところは、電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石を用いた研削加工方法であって、（ａ）ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することにより研削加工に先立って前記超砥粒の突出量を揃えて切り刃を創成する初期ツルーイング工程と、（ｂ）その初期ツルーイング工程により超砥粒の突出量を揃えられた電着砥石を用いて被削材を研削する研削工程と、（ｃ）その研削工程の実行によって前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値に到達した場合に、前記電着砥石の研削面にツルーイングを再び施して切り刃を創成する再ツルーイング工程と、（ｄ）その再ツルーイング工程によるツルーイングが施された電着砥石を用いて被削材を再び研削する再研削工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１２】
【第２発明の効果】
このようにすれば、初期ツルーイング工程において研削加工に先立って、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づき前記電着砥石の表面状態を判断しながら前記超砥粒の突出量が簡便に且つ迅速にほぼ一定となるように揃えられ、続く研削加工において、被削材の面粗度のよい精密研削加工を電着砥石を用いて行うことができ、また、前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値に到達した場合には、再ツルーイング工程により、被削材の表面粗さをよくする為のツルーイングが前記電着砥石の研削面に再び施されるので、電着砥石の研削加工の寿命が長くなる。
【００１３】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記再ツルーイング工程は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することにより前記電着砥石の表面にツルーイングを施して切り刃を創成するものである。このようにすれば、再ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づき前記電着砥石の研削面の表面状態を判断しながら超砥粒の突出量を精密且つ効率的にほぼ一定となるように揃えることができ、簡便に被削材の被削面の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされると共に、電着砥石の研削加工の寿命を向上させることができるという利点がある。
【００１４】
また、好適には、前記初期ツルーイング工程及び前記再ツルーイング工程の切込量はそれぞれ、前記被削材の表面粗さが要求される基準値に達するように予め設定された値をとるものである。このようにすれば、微小な切込量のツルーイングによって、被削材の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされ、且つ、超砥粒の切れ刃を再生させる為に必要且つ十分な切込量とされるので、前記電着砥石の研削可能な回数が可及的に増加させられる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例に用いられる電着砥石１０を示す斜視図である。この電着砥石１０は、円盤状を成す鋼（スチール）製の台金１２と、その台金１２の外周面において例えば粒度＃８０程度のＣＢＮ砥粒１４が１粒子層の厚みで電気メッキにより固着（電着）された研削面１６とを備えている。
【００１７】
図２は、上記電着砥石１０の製造工程を示している。まず、マスキング工程Ｐ１においては、マスキングコート剤或いはマスキング粘着剤等のマスキング材料を用いて台金１２の表面のうち、研削面として機能する面を除く他の面すなわち非電着面がマスキングされる。次いで、第１ニッケルメッキ工程Ｐ２において、前記ＣＢＮ砥粒１４が分散させられているメッキ液内において、台金１２の表面のうちのマスキングが施されていない部分に第１ニッケルメッキ層１８が電気メッキにより形成される。図３の（ａ）は、この状態を示している。次いで、洗浄工程Ｐ３において、台金１２上のＣＢＮ砥粒１４のうち第１ニッケルメッキ層１８により固着されていないものすなわち図３の（ａ）において波線にて示されているものが洗浄によって除去される。そして、第２ニッケルメッキ工程Ｐ４において、上記第１ニッケルメッキ層１８に重ねて第２ニッケルメッキ層２０が電気メッキにより形成され、第１ニッケルメッキ層１８及び第２ニッケルメッキ層２０の合計厚みがＣＢＮ砥粒１４を十分に固着させる値、例えばＣＢＮ砥粒１４の粒径のほぼ１／２程度の値とされる。図３の（ｂ）は、この状態を示す。そして、マスキング除去工程Ｐ５においてマスキングが除去される。
【００１８】
以上のようにして製造されたままの電着砥石１０は、例えば図３の（ｂ）或いは図５の（ａ）に示すように、ＣＢＮ砥粒１４の突出量が大きく、そのＣＢＮ砥粒１４はその先端が十分に露出した理想的な状態で固着されていることから、ドレッシング不要で切れ味のよい砥石として、高能率研削や粗研削等に多用される。しかし、ＣＢＮ砥粒１４の姿勢や径のばらつきによってそのＣＢＮ砥粒１４の突出量が揃っておらず、また、ＣＢＮ砥粒１４から成る砥粒層の厚みが１砥粒層状態であることから、従来では、被削材の面粗度が要求される精密研削の分野では用いることができず、また、被削材の面粗度が基準値を超えた時点でその電着砥石１０が使用限界とされる為に、他の種類の砥石に比較して寿命が短いという欠点があった。
【００１９】
図４は、ホイール周速１００ｍ／ｓ以上好ましくは２００ｍ／ｓという高周速、研削能率３００ｍｍ3／ｍｍ・ｓという高研削能率で、上記電着砥石１０を精密研削に使用可能とし且つ砥石寿命を長くする研削加工方法を説明する図である。図４において、初期ツルーイング工程Ｐ１０では、例えばダイヤモンドロータリドレッサを用いて電着砥石１０に所定の切込量でツルーイングを施すことにより、研削加工に先立ってＣＢＮ砥粒１４の突出量がほぼ一定に揃えられる。この初期ツルーイング工程Ｐ１０での切込量ΔＡは、研削工程Ｐ１１における被削材の被削面の表面粗さを例えば１０μｍＲｙ以下、好適には２〜３μｍＲｙとするように設定される。図５（ａ）は上記初期ツルーイング工程Ｐ１０を経る前の研削面１６の状態を示し、図５（ｂ）は上記初期ツルーイング工程Ｐ１０を経た後の研削面１６の状態を示している。
【００２０】
ここで、初期ツルーイング工程Ｐ１０では、ＣＢＮ砥粒１４がツルーイングにより破砕される際に、それに貯えられていた歪みエネルギーが解放されて発生される超音波帯域の弾性波であるＡＥ波をＡＥ変換子で電気信号に変換して得られるＡＥ信号を利用して、前記電着砥石１０の表面状態を判断しながら、必要且つ十分な切込量ΔＡのツルーイングを施す。すなわち、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の表面にツルーイングを施す。
【００２１】
本発明者等は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係を調査する為に、粒度＃８０のＣＢＮ砥粒が電着された電着砥石１０を使用し、以下に示す条件で電着砥石１０のツルーイング及び被削材の試加工を行った。
【００２２】
［ツルーイング条件］
ドレッサ：ホイールドレッサ ＳＤ４０Ｑ７５ＭＷ７（１１０φ×Ｕ１．５）
ドレッサ周速度：２０ｍ／ｓ
切り込み量：４μｍφ／ｐａｓｓ
ドレスリード：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．ｏｆ ｗｈｅｅｌ
【００２３】
［試加工条件］
研削方式：湿式プランジ研削
被削材：ＳＣＭ４３５（ＨＲｃ４８）（６０φ×ｔ５）
ホイール周速度：２００ｍ／ｓ
被削材周速度：２ｍ／ｓ（周速度比１００）
研削能率：５ｍｍ3／ｍｍ・ｓ
研削油：シンセティックタイプ
【００２４】
図６は、この実験の結果得られたツルーイング切込量と、その切込量のツルーイング段階において発生するＡＥ信号強度と、その切込量のツルーイングが施された電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係を表すグラフである。このグラフからもわかるように、トータルのツルーイング切込量が増加するにつれ、そのツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度は徐々に細かくなっていく傾向にあり、また、逆にそのツルーイング段階において発生されるＡＥ信号強度は強くなっていく傾向にある。
【００２５】
この図６のグラフから、研削により被削材の被削面に所望の表面粗さを与えるツルーイング段階において発生されるＡＥ信号強度の基準値を求めることができる。ＡＥ信号は振動する電気信号として得られるので、ＡＥ信号強度のピーク値の基準値Ｋ1及び平均値の基準値Ｋ2の２つの基準値を求める。例えば、研削により被削材の被削面の表面粗さが３．０μｍＲｙとなるツルーイング段階において発生されるＡＥ信号強度（単位：Ｖ）は、図６に示すようにピーク値（ＳAEmax）がＫ1＝２１．０Ｖ、平均値（ＳAEave）がＫ2＝９．５Ｖとなる。尚、本実施例のＡＥ信号強度は、ツルーイング時に発生する超音波振動（ｄＢ）をＰＺＴ（圧電素子）にて電気信号（Ｖ）に変換した後にプリアンプで増幅し、フィルター回路を通じてツルーイング時のＡＥ波のみを電気信号（Ｖ）にて表示するものである相対値である。
【００２６】
図７は、従来技術による初期ツルーイング工程を説明する工程図である。従来技術によれば、この図に示すように初期ツルーイングの完了点（使用開始切込量）の判断は、微少量のツルーイング切込の後被削材を試加工し、その被削面の面粗度を測定することにより判断する必要があった。すなわち、ツルーイング切込及び被削材試加工といった互いに異なる作業を交互に行わねばならず、ツルーイングに手間と時間がかかるという課題があった。
【００２７】
図８は、本実施例の初期ツルーイング工程Ｐ１０を説明する工程図である。本実施例の初期ツルーイング工程Ｐ１０では、この図に示すように、ツルーイング時に発生されるＡＥ信号のピーク値（ＳAEmax）及び平均値（ＳAEave）を検出し、それ等に基づいてツルーイングの完了点を判断する。すなわち、初期ツルーイング時に検出されるＡＥ信号のピーク値及び平均値が、研削により被削材の被削面の表面粗さが予め設定された値となるツルーイング段階のＡＥ信号のピーク値及び平均値のそれぞれの基準値を超えた場合はツルーイングを完了し、ピーク値及び平均値のどちらか一方でも基準値を下回る場合にはツルーイングを続行する。例えば、研削により被削材の被削面の表面粗さが３．０μｍＲｙとなるように初期ツルーイングを施す場合には、ピーク値の基準値がＫ1＝２１．０Ｖ、平均値の基準値がＫ2＝９．５Ｖとなり、ＳAEmax≧Ｋ1、且つ、ＳAEave≧Ｋ2、となったとき初期ツルーイングを完了する。このようにすれば、ピーク値又は平均値のみに基準値をとってツルーイングの完了点を判断する方法に比べて誤差が生じにくく、高い精度の初期ツルーイングを行うことができる。
【００２８】
上記初期ツルーイング工程Ｐ１０に続く研削工程Ｐ１１では、初期ツルーイング工程Ｐ１０によりＣＢＮ砥粒１４の突出量がほぼ一定に揃えられた電着砥石１０を用いて図示しない被削材に対する研削加工が行われる。この研削工程Ｐ１１では、ＣＢＮ砥粒１４の突出量がほぼ一定に揃えられているので、例えば被削材の表面粗さが３μｍＲｙ以下となる精密研削が可能となる。
【００２９】
上記研削工程Ｐ１１による複数個の被削材に対する精密研削加工の実行によってその被削材の表面粗さが予め設定された上限値例えば３μｍＲｙに到達した場合には、第１再ツルーイング工程Ｐ１２において、その被削材の表面粗さを再び低くする為に電着砥石１０の研削面１６に対して再びツルーイングが施される。この再ツルーイング工程Ｐ１２のツルーイングは、例えば３〜４μｍ程度の微小切込量の所謂マイクロツルーイングである。この第１再ツルーイング工程Ｐ１２の切込量は、被削材の被削面の表面粗さを予め設定された研削加工の上限値例えば３μｍＲｙを十分に下回る値となるようにする為に予め設定された値をとる。
【００３０】
続く第１再研削工程Ｐ１３では、上記第１再ツルーイング工程Ｐ１２によるツルーイングが施された電着砥石１０を用いて、被削材が研削工程Ｐ１１と同様に再び精密研削される。また、この第１再研削工程Ｐ１３による複数個の被削材に対する精密研削加工の実行によってその被削材の表面粗さが予め設定された上限値例えば３μｍＲｙに到達した場合には、第２再ツルーイング工程Ｐ１４において、第１再ツルーイング工程Ｐ１２と同様に、被削材の表面粗さを再び低くする為に電着砥石１０の研削面１６に対して３〜４μｍ程度の微小切込量の所謂マイクロツルーイングが施されることにより、図５の（ｃ）に示すようにＣＢＮ砥粒１４の突き出し量Ｂがほぼ一定に揃えられる。
【００３１】
ここで、上記第１再ツルーイング工程Ｐ１２及びこの第２再ツルーイング工程Ｐ１４において好適には、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の研削面１６にツルーイングが施される。このようにすれば、ツルーイング切込量の判断の基準としてＡＥ信号を用いることができるので、精密且つ効率的にＣＢＮ砥粒１４の突出量を揃えることができる。
【００３２】
上記第２再ツルーイング工程Ｐ１４に続く第２再研削工程Ｐ１５では、第２再ツルーイング工程Ｐ１４においてツルーイングが施された電着砥石１０を用いて、研削工程Ｐ１１或いは第１再研削工程Ｐ１３と同様に、複数個の被削材が再び精密研削される。
【００３３】
このように、本実施例では、初期ツルーイング工程Ｐ１０において、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の表面にツルーイングを施すものであり、初期ツルーイングの完了点（使用開始切込量）の判断がＡＥ信号強度に基づいて行われる為、被削材を加工してその面粗度を測定することによって初期ツルーイングの完了点を判断するといった煩雑な作業を行う必要がなくなり、初期ツルーイングにかかる手間と時間が解消され、簡便に且つ迅速に電着砥石１０の初期ツルーイングを行うことができる。
【００３４】
また、本実施例によれば、前記初期ツルーイング工程Ｐ１０及び前記再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４の切込量はそれぞれ、前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値、例えば３μｍＲｙを十分に下回る値となるように予め設定された値をとるものである為、微小切込量のツルーイングによって、被削材の被削面の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされ、且つ、ＣＢＮ砥粒１４の切れ刃を再生させる為の必要且つ十分な切込量とされるので、前記電着砥石１０の研削可能な回数が可及的に増加させられる。
【００３５】
また、本実施例によれば、初期ツルーイング工程Ｐ１０において研削加工に先立って、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づき前記電着砥石１０の研削面１６の表面状態を判断しながらＣＢＮ砥粒１４の突出量が簡便に且つ迅速にほぼ一定となるように揃えられ、続く研削工程Ｐ１１において、被削材の面粗度のよい精密研削加工を電着砥石１０を用いて行うことができ、また、前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値例えば３μｍＲｙに到達した場合には、再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４により、被削材の被削面の表面粗さを低くする為のツルーイングが前記電着砥石１０の研削面１６に再び施されるので、電着砥石１０の研削加工の寿命が長くなる。
【００３６】
また、本実施例によれば、前記再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石１０を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の研削面１６の表面にツルーイングを施して切り刃を創成するものである為、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石１０の研削面１６の表面状態を判断しながらＣＢＮ砥粒１４の突出量を精密且つ効率的にほぼ一定となるように揃えることができ、簡便に被削材の被削面の面粗度が精密研削レベルで得られる研削を行うことが可能とされると共に、電着砥石１０の研削加工の寿命を向上させることができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施例を図面を用いて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００３８】
例えば、前述の実施例の電着砥石１０は、ＣＢＮ砥粒１４が電着された研削面１６を備えたものであったが、その研削面１６にはダイヤモンド砥粒が電着されていても差し支えない。
【００３９】
また、前述の実施例の電着砥石１０は、図１に示すように、円筒状の台金１２の側面（外周面）に研削面１６を備えて円盤状に構成されていたが、本発明は、円筒状の台金１２の底面（上底面及び／又は下底面）に研削面１６を備えた円盤状の電着砥石１０に用いられても良いし、また、総型砥石のように複雑な形状の研削面１６を備えた電着砥石１０にも用いられ得る。
【００４０】
また、前述の実施例では、ツルーイング時に発生するＡＥ信号のピーク値及び平均値を検出し、その両方をツルーイングの完了点の判断の基準としていたが、これは、ピーク値または平均値のどちらか一方のみを判断の基準とするものであってもよい。すなわち、初期ツルーイング時に検出されるＡＥ信号のピーク値または平均値のどちらか一方が、それぞれの基準値Ｋ1またはＫ2を超えた際にツルーイングを完了するものであってもよい。
【００４１】
また、前述の実施例では、初期ツルーイング工程Ｐ１０及び再ツルーイング工程Ｐ１２、Ｐ１４の切込量はそれぞれ、研削による被削材の被削面の表面粗さが予め設定された上限値３μｍＲｙを十分に下回る値となるように予め設定された値をとるものであったが、この被削材の被削面の表面粗さの設定値は、例えば１０μｍＲｙ以下、好適には３〜４μｍＲｙとされるものであり、３μｍＲｙに限定されるものではない。
【００４２】
また、前述の実施例では、第１再ツルーイング工程Ｐ１２及び第２再ツルーイング工程Ｐ１４において２回の再ツルーイングが行われていたが、１回の再ツルーイングであってもよいし、３回以上の再ツルーイングが行われてもよい。
【００４３】
また、前述の実施例では、ツルーイングの為にドレッサとしてロータリドレッサが用いられていたが、ＣＢＮ砥粒１４の保持力に問題がなければブレード式等の他の形式のドレッサが用いられてもよい。
【００４４】
その他一々例示はしないが、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるツルーイング方法が施され、また、一実施例である研削加工方法に用いられる電着砥石を示す斜視図である。
【図２】図１の電着砥石を製造する為の工程の一例を説明する工程図である。
【図３】図２の電着砥石の製造工程を説明する図であって、（ａ）は第１ニッケルメッキ工程後におけるＣＢＮ砥粒の固着状態を示し、（ｂ）は第２ニッケルメッキ工程後におけるＣＢＮ砥粒の固着状態を示している。
【図４】図１の電着砥石を用いた研削加工方法を説明する工程図である。
【図５】図４の研削加工方法における電着砥石の研削面の状態を説明する図であって、（ａ）は初期ツルーイング工程前の状態を示し、（ｂ）は初期ツルーイング工程後の状態を示し、（ｃ）は再ツルーイング工程後の状態を示している。
【図６】本発明者等の行った実験の結果得られたツルーイング切込量と、その切込量のツルーイング段階において発生するＡＥ信号強度と、その切込量のツルーイングが施された電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係を表すグラフである。
【図７】従来技術による初期ツルーイング工程を説明する工程図である。
【図８】本実施例の初期ツルーイング工程を説明する工程図である。
【符号の説明】
１０：電着砥石
１２：台金
１４：ＣＢＮ砥粒（超砥粒）
１６：研削面
ΔＡ：初期ツルーイング工程における切込量
Ｂ：再ツルーイング工程後のＣＢＮ砥粒の突出量
Ｐ１０：初期ツルーイング工程
Ｐ１１：研削工程
Ｐ１２：第１再ツルーイング工程（再ツルーイング工程）
Ｐ１３：第１再研削工程（再研削工程）
Ｐ１４：第２再ツルーイング工程（再ツルーイング工程）
Ｐ１５：第２再研削工程（再研削工程）
Claims (7)
- 電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石のツルーイング方法であって、
ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することを特徴とする電着砥石のツルーイング方法。 - 前記ツルーイングにおける切込量は、前記ツルーイングを施された前記電着砥石を用いて研削された被削材の被削面の面粗度が要求される基準値に達するように予め設定された値である請求項１の電着砥石のツルーイング方法。
- ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係として、前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値それぞれの基準値が予め定められたものであり、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値が共に前記基準値を超える場合はツルーイングを完了し、どちらか一方でも前記基準値を下回る場合にはツルーイングを続行するものである請求項１または２の電着砥石のツルーイング方法。
- 電気メッキにより超砥粒を１砥粒層状態で台金上に固着させた電着砥石を用いた研削加工方法であって、
ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することにより研削加工に先立って前記超砥粒の突出量を揃えて切り刃を創成する初期ツルーイング工程と、
該初期ツルーイング工程により超砥粒の突出量を揃えられた電着砥石を用いて被削材を研削する研削工程と、
該研削工程の実行によって前記被削材の表面粗さが予め設定された上限値に到達した場合に、前記電着砥石の研削面にツルーイングを再び施して切り刃を創成する再ツルーイング工程と、
該再ツルーイング工程によるツルーイングが施された電着砥石を用いて被削材を再び研削する再研削工程と
を、含むことを特徴とする研削加工方法。 - 前記再ツルーイング工程は、ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係から、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度に基づいて前記電着砥石の表面に対するツルーイングの完了点を決定することにより前記電着砥石の表面にツルーイングを施して切り刃を創成するものである請求項４の研削加工方法。
- 前記初期ツルーイング工程及び前記再ツルーイング工程の切込量はそれぞれ、前記被削材の表面粗さが要求される基準値に達するように予め設定された値である請求項４または５の研削加工方法。
- ツルーイング時に発生するＡＥ信号強度と、その強度のＡＥ信号を発生させるツルーイング段階の電着砥石を用いて研削を施された被削材の被削面の面粗度との対応関係として、前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値それぞれの基準値が予め定められたものであり、前記初期ツルーイング工程は、ツルーイング時に発生する前記ＡＥ信号強度のピーク値及び平均値が共に前記基準値を超える場合はツルーイングを完了し、どちらか一方でも前記基準値を下回る場合にはツルーイングを続行するものである請求項４から６の何れかの研削加工方法。
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