JP5394962B2 - Grinding apparatus and grinding method - Google Patents
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Description
本発明は、研削装置及び研削方法に係り、特に、マルチ砥石の研削作用面を電解ドレッシング(目立て)しながら被加工物を研削加工する技術に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus and a grinding method, and more particularly to a technique for grinding a workpiece while electrolytically dressing (sharpening) a grinding action surface of a multi-grinding wheel.
従来、鋳鉄ファイバボンドダイヤモンド砥石等の高強度メタルボンド超砥粒砥石が、セラミックス等の高硬度難加工材の超精密加工に適していることが知られている。そして、この高強度メタルボンド超砥粒砥石を用いた高効率な研削法として、電解インプロセスドレッシング(Electrolytic In-process Dressing、以下「ELID」という)研削法が注目を集めている。 Conventionally, it is known that a high-strength metal bond superabrasive grindstone such as a cast iron fiber bond diamond grindstone is suitable for ultraprecision machining of a hard material with high hardness such as ceramics. As a highly efficient grinding method using the high-strength metal bond superabrasive grindstone, an electrolytic in-process dressing (hereinafter referred to as “ELID”) grinding method is attracting attention.
ELID研削法とは、研削加工を行いながら砥石を(インプロセス)電解作用によりドレッシング(目立て)するものである。 The ELID grinding method is a method of dressing (sharpening) a grinding wheel by (in-process) electrolytic action while performing grinding.
この電解作用を、砥石の研削作用面に行うために、例えば、特許文献1では、ELID研削装置において、種類の異なる極薄の砥石を所定間隔を有して複数組み付けたマルチ砥石を用いて研削加工する際、各砥石毎に導電性の加工液を均一且つ充分に供給できるよう、マニホールド構造を用いることで、薄型マルチホイール砥石の電解研削を可能にすることが提案されている。 In order to perform this electrolytic action on the grinding surface of the grindstone, for example, in Patent Document 1, in an ELID grinding apparatus, grinding is performed using a multi grindstone in which a plurality of different types of ultrathin grindstones are assembled with a predetermined interval. It has been proposed that when machining, a thin multi-wheel grinding wheel can be electrolytically ground by using a manifold structure so that a conductive machining fluid can be uniformly and sufficiently supplied to each grinding wheel.
また、特許文献2は、複数の同一の番手の砥石を重ね合わせたマルチ砥石に対し、各砥石に同一の電解ドレッシングを施して、部材に複数の溝を形成する溝加工装置を開示している。
Moreover,
しかしながら、特許文献1のように、マルチ砥石を使用して均一に電解ドレッシングする方式では、併設された種類の異なるマルチ砥石(番手の異なる砥石)に同一な電解条件でドレッシングしてしまい、特に仕上げ番手の砥石成形が崩れ、砥石を再成形する必要があるという問題がある。 However, as in Patent Document 1, in the method of uniformly electrolytic dressing using a multi-grinding stone, the multi-grinding stones of different types (grinding stones having different counts) are dressed under the same electrolysis conditions, and in particular, finishing. There is a problem that the forming of the grindstone is broken and it is necessary to reshape the grindstone.
なお、砥石の番手を上げて超精密仕上げを行うには、ELID通電時の酸化皮膜が研削に大きな影響を及ぼす。しかし、酸化皮膜が厚い方が良好であり、電圧を上げることにより酸化皮膜は厚くはなるが、電圧をかけすぎると、砥石の表面が荒れ、砥石の腐食の影響があり、特に#4000以上の高番手砥石を使う高精度の加工領域で発生するという問題があった。また、酸化皮膜が厚い方が加工面は良好にできるが、酸化皮膜が厚すぎると微細な先端を加工する際に砥石とワークの距離を調整するのに時間がかかることから、酸化皮膜はむやみに厚くすれば良いというものではなく、加工により適した厚みにコントロールする必要がある。 In addition, in order to raise the count of the grindstone and perform ultra-precision finishing, the oxide film at the time of ELID energization has a great influence on grinding. However, the thicker the oxide film, the better. The oxide film becomes thicker by increasing the voltage, but if the voltage is applied too much, the surface of the grindstone will be rough, and the grindstone will be affected. There was a problem that it occurred in a high-accuracy machining area using a high count grindstone. Also, the thicker the oxide film, the better the machined surface, but if the oxide film is too thick, it takes time to adjust the distance between the grindstone and the workpiece when machining a fine tip. However, it is necessary to control the thickness to be more suitable for processing.
また、特許文献2では、同一の番手の複数の砥石を使用しているので、各砥石で同じドレッシング液が必要となる。したがって、複数の異なる番手の砥石を重ね合わせたマルチ砥石において、砥石形成が崩れて、砥石の再形成に対する問題を解決する具体的手段については開示されていない。
Moreover, in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、種類の異なる極薄の砥石(番手の異なる砥石)を複数組み付けたマルチ砥石を用いて研削加工する際に、各々独立した電解条件で砥石を成形させることが可能で、研削液、及び濃度を変更した加工液を各々独立した粗さの異なる砥石に供給することにより、酸化皮膜の厚みを任意にコントロールすることができる。これにより、同一な電解条件でドレッシングする場合に生じる粗さの異なる砥石の型崩れ(酸化皮膜を厚くしようと電圧を上げる時に生じる)による再成形の手間が不要になり、更に、酸化皮膜が厚くなりすぎ、被加工物と砥石の調整に時間を要する手間も不要となることから、加工時間を大幅に短縮することができる研削装置及び研削方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when grinding is performed using a multi-grinding stone in which a plurality of different types of ultra-thin grinding stones (grinding stones having different counts) are assembled, the grinding stones are subjected to independent electrolytic conditions. The thickness of the oxide film can be arbitrarily controlled by supplying the grinding fluid and the processing fluid whose concentration has been changed to independent grindstones having different roughnesses. This eliminates the need for re-molding due to the deformation of the grindstone with different roughness that occurs when dressing under the same electrolytic conditions (occurs when the voltage is increased to increase the thickness of the oxide film), and the oxide film is thicker. Therefore, an object of the present invention is to provide a grinding apparatus and a grinding method that can greatly reduce the machining time because the labor and time required for adjusting the workpiece and the grindstone are not required.
本発明は前記目的を達成するために、導電性を有する複数の番手の異なる円板状の砥石が回転軸に沿って所定間隔を有して並設されたマルチ砥石と、前記マルチ砥石の研削作用面に隙間をおいて対向配置された前記複数の円板状の砥石と同数の電極板と、該複数の電極板は、電極板毎にそれぞれ独立して電圧を印加できるよう、複数枚の絶縁板で交互に挟み込んだ積層体として構成され、複数の前記電極板の電極作用面と前記砥石の研削作用面との間にそれぞれ異なる濃度の加工液を供給する複数の供給手段と、を備え、前記複数の電極板毎に電圧を印加し、前記複数の供給手段で加工液を供給することで、前記複数の砥石の研削作用面をそれぞれの砥石の番手に対応した電解ドレッシングしながら被加工物を研削加工することを特徴とする研削装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-grinding stone in which a plurality of conductive disc-shaped grindstones arranged in parallel at a predetermined interval along a rotation axis, and grinding of the multi-grinding stone The same number of electrode plates as the plurality of disk-shaped grindstones arranged to face each other with a gap on the working surface, and the plurality of electrode plates are provided with a plurality of sheets so that a voltage can be applied independently for each electrode plate. A plurality of supply means configured to be laminated as sandwiched alternately by insulating plates and supplying different working fluid concentrations between the electrode working surfaces of the plurality of electrode plates and the grinding working surfaces of the grindstones; In addition, by applying a voltage to each of the plurality of electrode plates and supplying a machining fluid with the plurality of supply means, the grinding work surfaces of the plurality of grindstones are processed while being electrolytically dressed corresponding to the counts of the respective grindstones. It is characterized by grinding work To provide a cutting apparatus.
本発明によれば、電極が電極板毎にそれぞれ独立して電圧を印加できるよう、複数枚の電極板を複数枚の絶縁板で交互に挟み込んだ積層体として構成され、それぞれの電極板の研削作用面には砥石の番手ごとに異なる濃度の加工液を供給する供給手段を備える。 According to the present invention, the electrode is configured as a laminate in which a plurality of electrode plates are alternately sandwiched between a plurality of insulating plates so that each electrode plate can apply a voltage independently, and each electrode plate is ground. The working surface is provided with supply means for supplying a working fluid having a different concentration for each count of the grindstone.
これにより、種類の異なる極薄の砥石(番手の異なる砥石)を複数組み付けたマルチ砥石を用いて研削加工する際に、各々独立した加工液(研削液濃度違い)を供給すること、及び独立した電解条件で砥石を成形させる事により、特に高番手砥石(#4000以上)で発生した過度の電圧供給による砥石崩れによる砥石再成形の手間と、過度の酸化皮膜厚み(60〜100μm)による被加工物と砥石の位置調整に要する時間を大幅に短縮でき、加工時間を大幅に短縮することができる。 As a result, when grinding is performed using a multi-grinding wheel in which a plurality of different types of ultra-thin whetstones (whetstones with different counts) are assembled, each of them is supplied with an independent working fluid (difference in grinding fluid concentration) and independent. By forming the grindstone under electrolytic conditions, it is particularly troublesome to reshape the grindstone due to grinding wheel breakage caused by excessive voltage supply generated by a high count grindstone (# 4000 or more), and to be processed due to an excessive oxide film thickness (60-100 μm). The time required for adjusting the position of the object and the grindstone can be greatly shortened, and the processing time can be greatly shortened.
一方、加工液に関しては、被加工物により腐食の程度に差があり、一般的にカリウム、炭酸塩等の無機物を有している研削液は、被加工物が腐食しにくいものの、電気伝導度が高いという傾向がある。 On the other hand, there is a difference in the degree of corrosion with respect to the work fluid, and generally the grinding fluid having an inorganic substance such as potassium or carbonate is not easily corroded, but the electrical conductivity Tend to be high.
また、酸化皮膜の厚みは加工液の電気伝導度と相関関係に有り、電気伝導度が高い液、もしくは希釈濃度を高める事により、得ることができる。 Further, the thickness of the oxide film has a correlation with the electric conductivity of the processing liquid, and can be obtained by increasing the liquid having a high electric conductivity or the dilution concentration.
本発明によれば、仕上げ粗さに応じて砥石の番手を使い分けるが、砥石ごとに、研削液の種類、濃度を調整することができるので、前記酸化皮膜の厚みを最適な厚みの状態で加工ができる。 According to the present invention, the number of the grindstone is properly used according to the finish roughness, but since the kind and concentration of the grinding liquid can be adjusted for each grindstone, the thickness of the oxide film is processed in an optimal thickness state. Can do.
本発明において、前記複数の供給手段は、加工液種類、及び濃度を任意に変えられる事で電気伝導度が変えられ、前記複数の砥石の研削作用面をそれぞれの砥石の番手に対応した電解ドレッシングしながら被加工物を研削加工することが好ましい。 In the present invention, the plurality of supply means can change the electric conductivity by arbitrarily changing the type and concentration of the machining fluid, and the electrolytic dressing corresponding to the grindstone count of the grinding action surfaces of the plurality of grindstones However, it is preferable to grind the workpiece.
本発明において、前記複数の供給手段は、純水と研削液とで所望の濃度にして加工液として溜める複数のリザーバータンクと、該複数のリザーバータンクから前記複数の電極板毎に加工液を供給する流路と、からなることが好ましい。 In the present invention, the plurality of supply means supply a plurality of reservoir tanks that store the processing liquid with a desired concentration of pure water and a grinding liquid, and supply the processing liquid from the plurality of reservoir tanks to the plurality of electrode plates. It is preferable to consist of a flow path.
このように構成することで、加工液の原液である研削液を純水で任意の濃度にして、それぞれの砥石にあう加工液にすることができ、それらの加工液を電極板毎に供給することができる。 By comprising in this way, the grinding fluid which is the undiluted | stock solution of a working fluid can be made into arbitrary concentration with a pure water, and it can be set as the working fluid which matches each grindstone, and those machining fluid is supplied for every electrode plate. be able to.
本発明において、前記流路は、電極板毎に複数備えられ、各流路は、前記積層体の積層方向に通るように積層体内に積層に略垂直に貫通するとともに、前記電極板の電極作用面に開口していることが好ましい。 In the present invention, a plurality of the flow paths are provided for each electrode plate, and each flow path penetrates substantially perpendicularly to the stack in the stack so as to pass in the stacking direction of the stack, and the electrode action of the electrode plate It is preferable that the surface is open.
このように加工液の流路を形成することで、極薄の砥石を複数並設したマルチ型砥石においても、各砥石の研削作用面に別々の加工液を供給することができる。 By forming the machining fluid flow path in this way, even in a multi-type grinding stone in which a plurality of ultrathin grinding stones are arranged in parallel, separate machining fluids can be supplied to the grinding action surface of each grinding stone.
本発明において、前記複数の電極板の幅は、それぞれ1.5〜3.5mmの範囲であることが好ましい。 In the present invention, the width of the plurality of electrode plates is preferably in the range of 1.5 to 3.5 mm.
それぞれの電極板の幅が1.5〜3.5mmの範囲である研削装置において、流路が電極板毎に前記積層体の積層方向に通るように積層体内に形成され複数の電極板の電極作用面に開口していることで、好ましく加工液を電極板毎に供給することができる。 In a grinding apparatus in which the width of each electrode plate is in the range of 1.5 to 3.5 mm, electrodes of a plurality of electrode plates are formed in the laminate so that the flow path passes in the stacking direction of the laminate for each electrode plate. By opening the working surface, it is possible to preferably supply the machining liquid to each electrode plate.
本発明において、前記加工液の電気伝導度が、それぞれ30〜50ms/m(ミリジーメンスパーメートル)の範囲であることが好ましい。 In the present invention, the electrical conductivity of the machining fluid is preferably in the range of 30 to 50 ms / m (milli Siemens per meter).
加工液の電気伝導度を30〜50ms/mの範囲とすることで、砥石の酸化皮膜の厚みを好ましい範囲にすることができる。 By setting the electrical conductivity of the working fluid in the range of 30 to 50 ms / m, the thickness of the oxide film of the grindstone can be set in a preferable range.
この場合、被加工物の表面粗さをRa=0.2μm程度を目標とする粗仕上げの研削する際の前記加工液の電気伝導度は、30〜40ms/mの範囲、Ra=0.02μm程度を目標とする粗仕上げの研削する際の前記加工液の電気伝導度は、40〜50ms/mの範囲であることが好ましい。 In this case, the electrical conductivity of the machining fluid when roughing the surface roughness of the work piece with a target of Ra = 0.2 μm is in the range of 30 to 40 ms / m, Ra = 0.02 μm. It is preferable that the electrical conductivity of the working fluid in rough finishing grinding with a target degree is in the range of 40 to 50 ms / m.
なお、ここで、Ra=0.2μm程度、Ra=0.02μm程度とは、概ね±50%の範囲をいう。 Here, Ra = about 0.2 μm and Ra = 0.02 μm generally mean a range of ± 50%.
本発明において、前記研削液は、2種以上であって、純水と2種以上の研削液とで前記砥石の番手に合う所望の加工液とすることが好ましい。 In the present invention, the grinding fluid is preferably two or more types, and it is preferable to use pure water and two or more types of grinding fluids as desired working fluids that match the count of the grinding wheel.
本発明は前記目的を達成するために、本発明の研削装置を用いて研削加工を行うことを特徴とする研削方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a grinding method characterized by performing grinding using the grinding apparatus of the present invention.
本発明において、前記被加工物が、コータヘッドの先端部であることを特徴とする。 In the present invention, the workpiece is a tip portion of a coater head.
本発明の研削装置では、種類の異なる極薄の砥石(番手の異なる砥石)を複数組み付けたマルチ砥石を用いて研削加工する際に、各々独立した加工液(研削液濃度)・電解条件で砥石を成形させることが可能で、同一な電解条件でドレッシングする場合に生じる粗さの異なる砥石(特に高番手砥石が電圧過多で発生)での型崩れによる再成形の手間が不要となり加工時間を大幅に短縮することができる。また、被加工物(コータヘッドの先端部等)に対しては、先端をシャープエッジに加工する必要があることから、位置調整は、10μm台で調整することが必要になり、しかも酸化皮膜の厚みが大きくなるとエッジ部の視認性が低下するため、位置を調整するのに多大な時間を要していたが、このようなことが無くなり、好適に研削加工することができる。 In the grinding apparatus according to the present invention, when grinding is performed using a multi-grinding wheel in which a plurality of different types of ultra-thin grinding wheels (grinding stones having different counts) are assembled, the grinding stones are used under independent working fluid (grinding fluid concentration) and electrolytic conditions. Can be formed, and there is no need for re-molding due to loss of shape with grindstones with different roughness that occur when dressing under the same electrolysis conditions (especially high count grindstones are generated due to excessive voltage), greatly increasing the processing time. Can be shortened. In addition, since it is necessary to process the tip of the workpiece (the tip of the coater head, etc.) to a sharp edge, the position adjustment must be made on the order of 10 μm, and the oxide film Since the visibility of the edge portion decreases as the thickness increases, it takes a lot of time to adjust the position.
本発明によれば、種類の異なる極薄の砥石(番手の異なる砥石)を複数組み付けたマルチ砥石を用いて研削加工する際に、各々独立した加工液(研削液濃度)・電解条件で砥石を成形させることが可能で、同一な電解条件でドレッシングする場合に生じる粗さの異なる砥石(特に高番手砥石が電圧過多で発生)の型崩れによる再成形の手間が不要となり加工時間を大幅に短縮することができる。 According to the present invention, when grinding is performed using a multi-grinding wheel in which a plurality of different types of ultra-thin whetstones (grinding stones having different counts) are assembled, the whetstones are processed under independent working fluid (grinding fluid concentration) and electrolytic conditions. It is possible to form, and the grinding time of dressing with different roughness that occurs when dressing under the same electrolytic conditions (especially high-counting whetstone occurs due to excessive voltage) eliminates the need for re-molding, greatly reducing the processing time. can do.
例として、コータヘッド先端部のシャープエッジ成形時の加工を示すが、先端部R形状10μm以下、表面粗さ:Ra 0.02μm以下を達成するには、#400、#800、#2000、#4000、#8000で加工必要で、各砥石のセット、ドレッシング、調整時間を含めて約1週間かかっていた。特許文献2では、これを解決するために異なる番手の砥石を一つにするマルチホイール砥石を提案したが、同一の電解条件でドレッシングすると砥石の型崩れが発生し、高番手砥石を再成型する手間があると、加工時間は5日から4日程度に短縮できるだけで、大幅な時間短縮はできなかった。今回の発明により、粗加工から仕上げまで砥石の加工工程中で再成形する必要が無なくなり、加工中の位置調整を不要とすることができるので、加工時間を80%程度の大幅な短縮をすることができる。
As an example, processing at the time of forming a sharp edge of the coater head tip is shown. To achieve a tip R shape of 10 μm or less and a surface roughness: Ra 0.02 μm or less, # 400, # 800, # 2000, # Processing was required at 4000 and # 8000, and it took about one week including setting, dressing and adjustment time for each grinding wheel. In
以下、添付図面に従って本発明に係る研削装置及び研削方法の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a grinding apparatus and a grinding method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態は、ブレードコータのブレード先端部分(ワーク)を、平型砥石をインプロセス電解作用によりドレッシングしながら、該砥石により研削する例で説明する。なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、種々のワーク等について適用できることはいうまでもない。 In the present embodiment, an example in which a blade tip portion (workpiece) of a blade coater is ground by a grindstone while dressing a flat grindstone by an in-process electrolytic action. Needless to say, the present invention is not limited to the present embodiment, and can be applied to various workpieces.
まず、本発明に係る研削装置の概要について説明する。 First, an outline of a grinding apparatus according to the present invention will be described.
図1は、本実施形態における研削装置10の全体構成の一例を示す斜視図である。図2は、図1の研削装置10のA−A線断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the overall configuration of a grinding
図1に示すように、研削装置10は、主として、ワーク12を研削加工する粗さの異なる導電性砥石22を複数備えたマルチ砥石14と、該マルチ砥石14の導電性砥石の研削作用面22A(図3参照)と対向配置され、研削作用面22Aを電解ドレッシングするための電解用電極16と、マルチ砥石14の研削作用面22Aと電解用電極16との間に導電性の加工液を供給するための加工液供給部18と、マルチ砥石14の研削作用面22Aと電解用電極16との間に電圧を印加するための電源20と、により構成される。
As shown in FIG. 1, the grinding
マルチ砥石14には、粗さの異なる円板状の導電性砥石22がホルダ14Aの回転軸15に対して複数枚(図1では5枚)並設されており、図示しない駆動手段により回転駆動されるように構成されている。導電性砥石22の番手は、例えば、左側から順に#400、#800、#2000、#4000、#8000となっている。なお、導電性砥石22の組み合わせは、図1の態様に限定されることはなく、例えば、各導電性砥石22ごとに砥粒の大きさは同じであるが、研削作用面における砥粒の密度が異なる砥石を用いてもよい。なお、導電性砥石22は、図1の態様に限定されず、3〜4枚又は6枚以上並設してもよい。
In the
導電性砥石22は、例えば、微細なダイヤモンド砥粒を、導電性を有するメタルボンド材料(例えば、鋳鉄、銅、ステンレス等の各種金属)で保持したものである。
For example, the
電解用電極16は、導電性砥石22の研削作用面22Aと対向するように配置されている。電解用電極16は、複数の電極板24…がそれぞれ絶縁板26、27、28、29、30、31を介して積層された積層体構造となっている。これらの電極板24…と絶縁板26、27、28、29、30、31との積層体は、例えば、図示しないボルト等によって締め付けることにより組み立てられる。
The
電解用電極16の左側面には、図2に示すように、加工液供給部50と接続される加工液の供給口が形成されており、電解用電極16の内部を通じて導電性砥石22の研削作用面22Aとの間に加工液を導入できるように構成されている。この加工液供給部50と電解用電極16の内部構成については後述する。
As shown in FIG. 2, a machining liquid supply port connected to the machining
電源20は、直流電源又は直流パルス電源であり、導電性砥石22をプラスの電圧に印加し、電解用電極16をマイナスの電圧に印加するようになっている。なお、図1では、導電性砥石22と該導電性砥石22を固定するホルダ14Aは、例えば、導電性材料で構成されることにより導通している。また、電源20のマイナスと電解用電極16との間には、各電極板24ごとに導通を切り換えるための切り換え手段36が設けられており、電極板ごとに導通を切り換えられるように構成されている。
The
切り換え手段36は、リレーユニット38及びコントローラ40から構成されている。リレーユニット38は、各電極板24に対応した複数のリレーを備えており、当該リレーの一方の端子が対応する電極板24に接続され、他方の端子が電源20に接続されている。コントローラ40はプログラマブル・コントローラからなり、各リレーに対して任意に選択したリレーを適宜時間だけONさせる信号を出力できるように構成されている。
The switching
このような構成により、加工液供給部18により導電性砥石22と電解用電極16との間に導電性の加工液が供給された後、コントローラ40からの信号を受けて、リレーユニット38内の対応するリレーがONになる。このリレーに対応した電極板24と電源20のマイナスが接続され、電極板24と導電性砥石22との間に所定の電圧が印加されると、導電性砥石22の研削作用面が電解ドレッシングされる。
With such a configuration, after the conductive machining liquid is supplied between the
このように、ワーク12を研削する導電性砥石22を、切り換え手段36により選択的に電解ドレッシング(目立て)することができる。また、ワーク12に対してマルチ砥石14を移動させることで、ワーク12に対して粗加工から仕上げ加工までの研削加工を連続的且つ効率的に行うことができる。
In this way, the
なお、研削装置10において、マルチ砥石14の直径はφ250〜φ500mm、マルチ砥石14の回転数は1000〜2000rpm、ワーク12に対してマルチ砥石14を移動させる送り速度は数〜数十m/minが一般的である。
In the grinding
このように、微小な間隔をおいて並設された極薄の導電性砥石22に対して、それぞれに電解ドレッシングを行うために、各導電性砥石22の研削作用面22Aと電極板24の電極作用面24A(図3参照)との間に加工液を供給する。この場合、加工液は導電性砥石22の回転に伴って回転方向に流れており、ワーク12の研削加工部分まで供給される。これと同時に、研削作用面22Aを電解ドレッシングするためには、研削作用面22Aと電極作用面24Aとの間に加工液が充満した状態に保持されることが好ましい。
In this way, in order to perform electrolytic dressing on the very thin
本発明では、電解用電極16に絶縁板26、27、28、29、30、31を設けることで、各電極板24間を絶縁する機能に加え、加工液を各電極板24に均一分配し、導電性砥石22の研削作用面22Aとの間に保持させる機能をもたせている。
In the present invention, by providing insulating
以下、本発明の主要部分である加工液供給部50と、電解用電極16が導電性砥石22と対向配置された部分、及び電解用電極16の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the machining
図3は、図2において電解用電極16が対向配置された導電性砥石22の研削作用面付近の拡大断面模式図である。
FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of the grinding action surface of the
図3に示すように、電解用電極16は、複数の電極板24が絶縁板26、27…31を介して積層されており、絶縁板26、27…31の先端部が電極板24の電極作用面24Aよりも砥石側に突出するように形成されている。また、電解用電極16をマルチ砥石14に取り付けた際、絶縁板26の先端部が間隔を有して配置された各砥石同士の間に配置される。これにより、導電性砥石22の研削作用面22Aは、電極板24に隣接する2つの絶縁板26、27(絶縁板27、28、絶縁板28、29、絶縁板29、30、又は、絶縁板30、31)の先端部の間に収められる。また、電解用電極16には、絶縁板26から絶縁体31までを挟み込むブロック32a、32bを設けてもよい(図4参照)。
As shown in FIG. 3, the
これにより、導電性砥石22ごとに導電性砥石22の研削作用面22Aと電極板24の電極作用面24Aとの間に加工液を充満した状態で保持するための加工液保持空間25が形成される。なお、図3は、加工液保持空間25に加工液が保持された状態の図である。
As a result, for each
電極板24の電極作用面24Aに対する絶縁板26、27…31の先端部の長さMは、少なくとも電極板24の電極作用面24Aと導電性砥石22の研削作用面22Aとの最大間隔Lよりも長くなるように形成され、例えば、上記最大間隔Lよりも1〜20mm程度、好ましくは10mm程度長くなるように形成される。
The length M of the tip of the insulating
導電性砥石22の研削作用面22Aを均一に電解ドレッシングする上で、導電性砥石22の研削作用面22Aと電極板24の電極作用面24Aとの最大隙間Lは100〜500μmにすることが好ましい。また、隣り合う導電性砥石22同士の間隔Cは、例えば、0.1〜5mmが好ましく、0.5〜2mmがより好ましく、1mmが更に好ましい。
In order to uniformly perform electrolytic dressing on the grinding
電極板24の材質としては、銅、ステンレス、カーボン等の導電性を有する各種の金属を使用できる。電極板24の厚さは、導電性砥石22の厚さよりも大きくなるように形成される。絶縁板26、27…31としては、絶縁材料であればよく、例えば、アクリル樹脂、各種ゴム材料等が好ましく使用できる。
As the material of the
図4は、本発明に係る加工液供給部50と電解用電極16との構成の一例を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the machining
図4では、タンクが2個備えられており、一方のタンク52には純水が、他方のタンク54には研削液が蓄えられている。また、リザーバータンクが電極板の個数だけ備えられている。タンク52、54に溜められた純水と研削液は、タンク52、54にそれぞれ設けられた分配配管53、55を介して、リザーバータンク56、58、60、62、64に送られる。リザーバータンク56、58…64は、配管57、59、61、63、65を介して導電性砥石22の研削作用面22Aに加工液を供給する。
In FIG. 4, two tanks are provided. One
このように加工液供給部50を構成することで、純水と研削液とでそれぞれの導電性砥石22に好ましい所望の濃度の加工液を複数の電極板24毎に供給することができる。
By configuring the machining
図5は、本発明に係る電解用電極16の構成の一例を示す斜視図である。図6は、図5の電解用電極16の内部構造を示す分解斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of the
図5に示すように、電解用電極16は、電極板24と絶縁板26、27…31が交互に積層され、各電極板24及び絶縁板26、27…31に形成されたボルト孔(不図示)にボルトを挿入して固定できるように構成されている。
As shown in FIG. 5, the
電極板24及び絶縁板26、27…31の先端部は、導電性砥石22の円弧状をした研削作用面22Aに略平行に対向する円弧状に形成されており、積層方向断面において、絶縁板26、27…31の円弧状先端部が電極板24の円弧状の電極作用面24Aよりも所定長さだけ突出するように形成されている。電解用電極16の電極作用面24Aは、導電性砥石22の中心角αとして90度以上となるように設けられることが好ましい。
The tip portions of the
図6に示す電解用電極16は、電極板24に、導電性砥石22の回転方向に沿って円弧状をした長溝形状のマニホールド42Aが形成され、その一端に複数の加工液の供給口34が形成されている。電極板24及び絶縁板26、27…31には、貫通孔が形成されている。この貫通孔は、電極板24の個数設けられており、複数の貫通孔は、それぞれ何れかの電極板24のマニホールド42Aと接続されている。
In the
これにより、図6の点線で示すように、リザーバータンク56、58…64が接続された配管57、59、61、63、65からそれぞれ濃度の異なる加工液が積層体の内部に導入され、濃度の異なる加工液は電極板24に形成されたマニホールド42Aから供給口34を介して各電極板24に分配され、マルチ砥石14の導電性砥石22ごとに形成された加工液保持空間25(図3参照)に均一に供給される。また、電極板24に複数の供給口34を形成することにより、加工液を導電性砥石22の回転方向に均一に供給することができる。
As a result, as shown by the dotted lines in FIG. 6, working fluids having different concentrations are introduced into the laminate from the
なお、供給口34の形状や数は、図6の態様に限定されず、電極作用面24Aと研削作用面22Aとの間に充分に加工液を供給できると共に、電解面積を確保できる範囲であればいずれでもよい。
The shape and number of the
このように電解用電極16を構成する積層体の内部に、濃度の異なる加工液を分配するとともに各研削作用面22Aとの間に各電極板24にそれぞれ加工液を供給できる流路16a、16b、16c、16d、16eを構成したので、それぞれの砥石を電解ドレッシングするのに最適な加工液を供給することができる。
As described above, the
また、本発明では、各電極板24を絶縁板26、27…31によって絶縁するので、切り換え手段36により電源20に接続される電極板24を順次切り換えるとともに、電極板24に選択的に加工液を供給することで、導電性砥石22の研削作用面22Aを選択的に電解ドレッシングすることができる。
In the present invention, since each
すなわち、切り換え手段36を設けず、電極板24に選択的に加工液を供給することなしで全電極板24と全研削作用面22Aとの間に同条件で電圧を印加すると、砥粒の小さい導電性砥石ほど、研削加工の際に酸化皮膜とともに多くの砥粒が削り採られて磨耗する。このため、特に砥粒の小さい導電性砥石(例えば、最終仕上げ用の導電性砥石)については、その他の砥石と別条件で電圧を印加する。
That is, when a voltage is applied between all the
このように、本発明では、各研削作用面の磨耗状態に応じて、電解ドレッシングを独立して行うことができる。 Thus, in the present invention, electrolytic dressing can be performed independently according to the wear state of each grinding working surface.
なお、電極板24に選択的に加工液を供給することなしで切り換え手段36のみで電極板24に選択的に電圧を印加すると、左右に併設された番手の異なる導電性砥石22も電解ドレッシングしてしまい、左右に併設された番手の異なる導電性砥石22は再形成する必要が生じてしまう。
In addition, when a voltage is selectively applied to the
したがって、本発明によれば、種類の異なる極薄の砥石(番手の異なる砥石)を複数組み付けたマルチ砥石を用いて研削加工する際に、各々独立した電解条件で砥石を成形させることが可能で、同一な電解条件でドレッシングする場合に生じる粗さの異なる砥石の型崩れによる再成形の手間が不要となり加工時間を大幅に短縮することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to form a grindstone under independent electrolytic conditions when grinding using a multi grindstone in which a plurality of different types of ultrathin grindstones (grindstones with different counts) are assembled. This eliminates the need for re-molding due to the deformation of the grindstone having different roughness that occurs when dressing under the same electrolytic conditions, and can greatly reduce the processing time.
本発明において、複数の電極板24の幅は、それぞれ1.5〜3.5mmの範囲であることが好ましい。それぞれの電極板の幅が1.5〜3.5mmの範囲である研削装置において、図4のように流路が電極板毎に積層体の積層方向に通るように積層体内に形成され複数の電極板の電極作用面に開口していることで、好ましく加工液を電極板毎に供給することができるからである。また、流量30L/minの加工液を流すには、1.5mm以上が必要であり、通常30mm以下である電解用電極は、砥石枚数を5枚とすると3.5mm以下であることが必要である。
In the present invention, the width of each of the plurality of
また、本発明において、加工液の電気伝導度が、それぞれ30〜50ms/mの範囲であることが好ましい。加工液の電気伝導度を30〜50ms/mの範囲とすることで、砥石の酸化皮膜の厚みを好ましい範囲にすることができる。 Moreover, in this invention, it is preferable that the electrical conductivity of a process liquid is the range of 30-50 ms / m, respectively. By setting the electrical conductivity of the working fluid in the range of 30 to 50 ms / m, the thickness of the oxide film of the grindstone can be set in a preferable range.
なお、この場合、被加工物の表面粗さをRa=0.2μm程度を目標とする粗仕上げの研削する際の前記加工液の電気伝導度は、30〜40ms/mの範囲、Ra=0.02μm程度を目標とする粗仕上げの研削する際の前記加工液の電気伝導度は、40〜50ms/mの範囲であることが好ましい。 In this case, the electrical conductivity of the machining fluid when roughing the surface roughness of the workpiece with a target of Ra = 0.2 μm is in the range of 30 to 40 ms / m, Ra = 0. The electrical conductivity of the working fluid when rough finishing grinding with a target of about 0.02 μm is preferably in the range of 40 to 50 ms / m.
さらに、本発明において、研削液は、2種以上であって、純水と2種以上の研削液とで砥石の番手に合う所望の加工液とすることが好ましい。即ち、図1、2、4において、他の研削液が入ったタンク54をさらにもう一つ以上設け、リザーバータンク56、58、60、62、64内に蓄えられる加工液を純水と2種以上の研削液とで構成する。それにより、さらに好ましく各研削作用面に応じた電解ドレッシングを行うことができる。
Furthermore, in this invention, it is preferable to use 2 or more types of grinding fluids, and it is set as the desired working fluid which matches a count of a grindstone with a pure water and 2 or more types of grinding fluids. That is, in FIGS. 1, 2, and 4, another one or
以上、本発明に係る研削装置及び方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。 As mentioned above, although preferable embodiment of the grinding apparatus and method which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.
たとえば、上記実施の形態では、導電性砥石22の研削作用面及び電極板24の電極作用面24Aがいずれも平型である例で説明したように、研削作用面22A及び電極作用面24Aはいずれも多角形が好ましいが、これに限らず、任意の組み合わせが可能である。
For example, in the above-described embodiment, as described in the example in which the grinding action surface of the
上記実施の形態では、切り換え手段36を、リレーユニット38とコントローラ40とより構成する例について説明したが、これに限定されず、各電極板24と電源20とを順次切り換えて接続できるものであれば、どのような構成であってもよい。
In the above embodiment, an example in which the
上記実施の形態では、ワーク12としてブレードコータのブレード先端部の研削加工を行う例で説明したが、これに限定されず、例えば、エクストルージョンダイのリップ先端部分(ワーク)を、総型砥石により研削加工する場合にも好ましく適用できる。
In the above-described embodiment, the example in which the blade tip portion of the blade coater is ground as the
上記実施の形態では、本発明を平面研削装置において適用する例について説明したが、これに限定されることはなく、その他の研削装置、例えば、円筒研削装置、センターレス研削装置等にも適用できる。 In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the surface grinding apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other grinding apparatuses such as a cylindrical grinding apparatus and a centerless grinding apparatus. .
岡本製作所社製の平面研削盤(DSG 205)を使用し、1000mm幅の塗布装置を製作した。砥石は番手が#400、#800、#2000、#4000、#8000のものをセットした。電極板はカーボン、絶縁板はPMMA、ブロックはSUS304で作成した(図4参照)。電極板、絶縁板、ブロックの幅は、それぞれ2.5mmとした。研削する際には、電極板毎に加工液を供給し電圧を印加した。150Vの電圧を印加した。 Using a surface grinder (DSG 205) manufactured by Okamoto Seisakusho, a coating apparatus having a width of 1000 mm was produced. Wheels with counts of # 400, # 800, # 2000, # 4000, and # 8000 were set. The electrode plate was made of carbon, the insulating plate was made of PMMA, and the block was made of SUS304 (see FIG. 4). The width of the electrode plate, the insulating plate, and the block was 2.5 mm. When grinding, a working fluid was supplied to each electrode plate and a voltage was applied. A voltage of 150V was applied.
ここで、研削液は、日本ホートン社製のH0CUT 702、又は、佐藤特殊油製のVARDEN ヴァニソール No.1018を使用し、純水で希釈することで図7の表に示す濃度・電気伝導度の加工液とし、流量が30L/minとなるように電極板の電極作用面と砥石の研削作用面との間に供給した。 Here, the grinding fluid is H0CUT 702 manufactured by Nippon Horton Co., Ltd., or VARDEN Vanisole No. manufactured by Sato Special Oil. 1018 is diluted with pure water to obtain a working solution having the concentration and electrical conductivity shown in the table of FIG. 7, and the electrode working surface of the electrode plate and the grinding working surface of the grindstone so that the flow rate is 30 L / min. Supplied during.
ここで、酸化皮膜の厚み、砥石の形状、研削位置を調整するのに要した時間、被加工物の欠けの有無、研削後の被加工物の表面粗さについて計測・評価を行った。なお、被加工物の表面粗さは、東京精密社製のハンディサーフ E−40Aで計測した。図7に計測・評価を記載する。 Here, the thickness of the oxide film, the shape of the grindstone, the time required for adjusting the grinding position, the presence or absence of chipping of the workpiece, and the surface roughness of the workpiece after grinding were measured and evaluated. In addition, the surface roughness of the workpiece was measured with Handy Surf E-40A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. FIG. 7 shows the measurement / evaluation.
図7から分かるように、加工液の電気伝導度は30〜50ms/mの範囲であることが良い。ここで、比較例1では、電気伝導度が60ms/mと高く、砥石表面にできる酸化皮膜が過度に厚くなりすぎ、塗布装置の微細なリップ先端に位置を合わせるのが困難かつ位置ズレが生じたために先端に欠けを発生させたものと考えられる。また、比較例2では、電気伝導度が20ms/mと低く、砥石表面にできる酸化皮膜が薄くなり、砥石を成形させることができなかったものと考えられる。即ち、電気伝導度を30〜50ms/mの範囲とすることで、砥石の酸化皮膜の厚みを好ましい範囲にすることができる。 As can be seen from FIG. 7, the electrical conductivity of the working fluid is preferably in the range of 30 to 50 ms / m. Here, in Comparative Example 1, the electric conductivity is as high as 60 ms / m, the oxide film formed on the surface of the grindstone is excessively thick, and it is difficult to align the position with the fine lip tip of the coating apparatus and a positional deviation occurs. For this reason, it is thought that the tip was chipped. In Comparative Example 2, it is considered that the electric conductivity was as low as 20 ms / m, the oxide film formed on the surface of the grindstone became thin, and the grindstone could not be formed. That is, the thickness of the oxide film of a grindstone can be made into a preferable range by making electric conductivity into the range of 30-50 ms / m.
なお、実施例4、5の研削液は、佐藤特殊油製のVARDEN ヴァニソール No.1018を使用したが、これは、VARDEN ヴァニソールの研削液が被加工物の耐食性に良好という特徴がある事から、仕上げ番手の#4000、8000砥石に使用することで、#400〜2000の粗〜中仕上げ時に生じた微細な腐食面状を除去することが目的である。 Note that the grinding fluids of Examples 4 and 5 were VARDEN Vanisole No. 1018 was used. This is because the VARDEN vanisole grinding fluid is characterized by good corrosion resistance of the workpiece, so it can be used for # 4000 and 8000 grindstones of finish count. The purpose is to remove the fine corroded surface generated during intermediate finishing.
10…研削装置、12…ワーク、14…マルチ砥石、15…回転軸、16…電解用電極、16a、16b、16c、16d、16e…流路、20…電源、22…導電性砥石、22A…研削作用面、24…電極板、24A…電極作用面、26、27、28、29、30、31…絶縁板、32a、32b…ブロック、34…供給口、36…切り換え手段、38…リレーユニット、40…コントローラ、42A…マニホールド、50…加工液供給部、52…タンク、53…分配配管、56…リザーバータンク、57…配管
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記マルチ砥石の研削作用面に隙間をおいて対向配置された前記複数の円板状の砥石と同数の電極板と、
該複数の電極板は、電極板毎にそれぞれ独立して電圧を印加できるよう、複数枚の絶縁板で交互に挟み込んだ積層体として構成され、
複数の前記電極板の電極作用面と前記砥石の研削作用面との間にそれぞれ異なる加工液を供給する複数の供給手段と、を備え、
前記複数の電極板毎に電圧を印加し、前記複数の供給手段で加工液を供給することで、前記複数の砥石の研削作用面をそれぞれの砥石の番手に対応した電解ドレッシングしながら被加工物を研削加工することを特徴とする研削装置。 A multi-grinding wheel in which a plurality of disc-shaped grindstones having conductivity are arranged in parallel at a predetermined interval along the rotation axis;
The same number of electrode plates as the plurality of disk-shaped grinding wheels arranged to face each other with a gap on the grinding surface of the multi-grinding wheel,
The plurality of electrode plates are configured as a laminate that is alternately sandwiched between a plurality of insulating plates so that a voltage can be applied independently for each electrode plate,
A plurality of supply means for supplying different working fluids between the electrode working surfaces of the plurality of electrode plates and the grinding working surfaces of the grindstone,
By applying a voltage to each of the plurality of electrode plates and supplying a machining fluid by the plurality of supply means, the workpiece is processed while electrolytically dressing the grinding action surfaces of the plurality of grindstones corresponding to the numbers of the respective grindstones. Grinding machine characterized by grinding.
各流路は、前記積層体の積層方向に通るように積層体内に積層に略垂直に貫通するとともに、前記電極板の電極作用面に開口していることを特徴とする請求項3に記載の研削装置。 A plurality of the flow paths are provided for each electrode plate,
4. The flow path according to claim 3, wherein each flow path penetrates the stacked body substantially perpendicularly to the stack so as to pass in the stacking direction of the stacked body and is open to an electrode working surface of the electrode plate. Grinding equipment.
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