JP5547925B2

JP5547925B2 - 被研削材の複合平面研削方法

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Publication number: JP5547925B2
Application number: JP2009183030A
Authority: JP
Inventors: 久志小林; 恵児土屋; 透神部
Original assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd
Current assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: JP2011031371A

Description

本発明は、複合平面研削装置を用いて超硬パンチやＴ−ダイの被研削物（ワーク）表面を複合平面研削加工および砥石のドレス成形を行う複合平面研削方法に関する。さらに詳しくは、被研削物の粗研削加工と仕上研削加工を粗砥石車と仕上砥石車のように異なった種類の砥石車一対を用いて砥石軸を超音波振動させながら被研削物の研削加工を行ない、表面平滑性に優れたワークを与えることができる複合平面研削方法に関する。

粗研削砥石軸と仕上研削砥石軸の一対の砥石軸を備える複合研削装置を用い、１台の支持装置に両端を支持され横軸方向に回転している被研削物を同時に粗研削加工および仕上研削加工する方法は知られている。

例えば、主軸台と心押台間に支持された被研削物である自動車用クランプ軸を研削加工するのに、先ず少なくとも主軸受に粗研削砥石を用いて粗研削加工を施し、次いでストローク軸受に仕上研削を施し、かつその後に前記主軸受に仕上研削砥石を用いて仕上研削加工を施して、ただ一度チャックされたままの状態でストローク軸受及び主軸受を研削する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、チルト機構を備えた粗研削砥石軸と、同じくチルト機構を備えた仕上研削砥石軸を用い、これら研削砥石軸を水平軸方向に回転する被研削材である自動車用バルブの回転軸を上下に配置し、同時に自動車用バルブの粗研削加工と仕上研削加工を施す方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

一方、高速回転する砥石車を回転軸方向及び又は砥石車の半径方向に超音波振動させ乍ら、更にワークを砥石車の回転軸に直角な方向で、かつ、ワーク加工面に沿う方向のワーク加工送り方向に低周波振動させて、該砥石車に断続的に接触させ断続パルス研削力波形を発生させて切りくずを微細に寸断する如く為した砥石車に超音波振動と低周波振動を重畳させた精密複合研削方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。

また、研削装置の砥石頭の砥石軸に取り付けられた砥石車を用いてワ−クと砥石車の相対的な動きによりワ−クに切り込みをかけながら研削する方法において、ワ−クに研削液を供給しつつ、砥石軸の左右上下に備えられた少なくとも４つの振動発生器より１〜１０ｋＨｚ域の低周波による振幅１〜５０ナノメ−トルの振動を与えながら研削を行うビビリのない研削加工ワークを得る研削方法も提案されている（例えば、特許文献５参照）。

さらに、図６に示す、リニアモータ駆動で左右往復移動するワークテーブル上に載置された被研削材（超硬パンチ）を、上下移動、前後移動および回転可能に支持された砥石軸に設けられた砥石により平面研削加工する砥石前後方向チルトヘッドおよび機上画像処理システムを備えた超精密マイクロプロファイル研削盤ＵＰＺ２１０Ｌｉ（株式会社岡本工作機械製作所の商品名）も市販されている（例えば、非特許文献１参照）。

特公表２００２−５４２９５５号公報米国特許第６８７８０４３号明細書米国特許第５４８４３２７号明細書特公平６−２６７９０号公報特開２００５−０３４９３２号公報株式会社岡本工作機械製作所発行カタログ、「超精密マイクロプロファイル研削盤ＵＰＺ２１０Ｌｉ／ＵＰＧ３１０Ｌｉ」、２００８年５月２０００部発行

従来、超硬パンチを研削加工するには、平面研削装置（図５に示す平面成形研削盤も含む）を用い、ワークテーブルへの砥石接近を手動早送りし、砥石の被研削材への自動切り込みを開始した後、粗研削加工、精密仕上研削加工、スパークアウト、ワークテーブル右端停止、最後にワークテーブルより砥石の後退の手動早送りを行って成形していた。この研削方法では、粗研削加工に続いて精密仕上研削加工が行われるために加工時間が長くなる欠点がある。

また、塗工機の流延Ｔ−ダイを研削加工するに、従来は、単一の砥石軸を備える平面研削装置を用い、先ず、被研削材のＴ−ダイを粗研削砥石車を用いてワークチャックテーブル上に固定された被研削材であるＴ−ダイを砥石車とワークチャックテーブルの相対的な動きにより粗研削加工し、ついで、粗研削加工された被研削材をピッチポリィシャ機に移し、仕上研磨加工していた。この従来のＴ−ダイ平面平坦化加工方法では、被加工物のＴ−ダイの移し変えに時間が割かれ、加工時間が長くなる欠点がある。

本発明は、前記特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載される異なった砥番の砥石を回転可能に支持する一対の砥石軸を備える複合平面研削装置を用い、先ずワーク支持装置に把持されて回転している被研削材の粗研削加工を行った後に、被加工物であるワークを別のワーク支持装置に移しかえることなく仕上研削加工をすることにより加工時間を短縮させるとともにビビリ現象を減少させ、さらに研削加工時に砥石軸のいずれか一方または双方に超音波振動を与えて研削ワーク表面からの研削屑の除去を容易として研削加工時間をより短縮させるとともに、ビビリのない研削加工ワークを得ることを目的とする。

請求項１の発明は、
被研削物の表面を平面研削加工する粗研削砥石（２６ａ）を回転自在に固定する粗研削砥石軸（２５ａ）を鉛直方向に固定する前後方向に移動可能な第一ツールテーブル（２２ａ）と、この第一ツールテーブル（２２ａ）を前後方向に移動させる前後移動機構（２３ａ）と、前記粗研削砥石軸（２５ａ）に回転自在に固定された粗研削砥石（２６ａ）を前後方向に傾斜させる第一チルトヘッド機構２７ａ）と、前記粗研削砥石軸の昇降機構（２４ａ）と、前記粗研削砥石軸の回転機構（２５ｍ）を備える第一研削ステージと、
前記第一ツールテーブル（２２ａ）に対し左右方向に並列して設けられた第二ツールテーブル（２２ｂ）に被研削物の表面を平面研削加工する仕上研削砥石（２６ｂ）を回転自在に固定する仕上研削砥石軸（２５ｂ）を鉛直方向に固定する前後方向に移動可能な第二ツールテーブル（２２ｂ）と、この第二ツールテーブル（２２ｂ）を前後方向に移動させる前後移動機構（２３ｂ）と、前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）に回転自在に固定された仕上研削砥石（２６ｂ）を前後方向に傾斜させる第二チルトヘッド機構（２７ｂ）と、前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）の昇降機構と、前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）の回転機構を備える第二研削ステージ、
を備えるツールステージであって、前記粗研削砥石軸（２５ａ）および／または前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）に超音波振動を与える超音波発生器（４９）を備えさせたツールステージ（２）、
左右方向に往復移動可能なワークテーブル（３１）上に固定されたワークチャックテーブル（３３）と、前記ワークテーブルを左右方向に往復移動させる左右移動機構（３５）と、前記ワークチャックテーブル（３３）の左右両端に備えられた第一砥石ドレッサ（３４ａ）と第二砥石ドレッサ（３４ｂ）を有するワークステージ（３）、
前記粗研削砥石（２６ａ）、仕上研削砥石（２６ｂ）および被研削材のＣＣＤカメラ（２８ａ）撮像画像を数値制御装置（４）の画像検出部に電気信号で送信し、画像処理制御部で処理された画像をディスプレイ（ＣＲＴ）に映し出す機上画像処理機構（２８）、
および、
前記第一チルトヘッド駆動機構（２７ａ）と第二チルトヘッド駆動機構（２７ｂ）に砥石軸の傾斜角度を指示するチルトヘッド回転制御部、加工プログラムメモリ、しきい値メモリ、システムプログラムメモリ、加工制御部、入力判定部、砥石軸回転制御部、移動駆動制御部、ドレッシング制御部、ドレッシング停止指令部、加工プログラム終了判定部、加工停止指令部、しきい値管理部、厚み演算検出部、キーボード、および、ディスプレイを設けた数値制御装置（４）とを備える、複合平面研削装置（１）であって、前記ワークテーブル（３１）の待機位置でのワークチャックテーブル（３３）の中心点位置（３１ｃ）は、そのワークチャックテーブル中心点が前記粗研削砥石軸（２５ａ）に回転自在に固定された粗研削砥石（２６ａ）の加工開始時待機位置の粗研削砥石直径方向の中心点（２６ａｃ）と前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）に回転自在に固定された仕上研削砥石（２６ｂ）の加工開始時待機位置の仕上研削砥石直径方向の中心点（２６ｂｃ）を含む前記ワークチャックテーブル（３３）表面に垂直な同一鉛直平面上に在って、前記粗研削砥石直径方向の中心点（２６ａｃ）および前記仕上研削砥石直径方向の中心点（２６ｂｃ）から等距離の位置（３１ｃ）に在る、複合平面研削装置（１）を用い、
数値制御装置（４）の前記加工プログラムメモリに記憶された研削加工プログラムおよびドレス成形プログラムに基づいて前記ワークチャックテーブル（３３）上に搭載された被研削材を前記粗研削砥石（２６ａ）と仕上研削砥石（２６ｂ）と砥石ドレッサ（３４）を用いて研削加工を行い、数値制御装置（４）の厚み演算検出部で演算された被研削材の厚み値が被研削材の厚みのしきい値に達したら研削加工停止の指令を出すことを特徴とする、被研削材の複合研削方法を提供するものである。

本発明の複合平面研削装置は、先ずワーク支持装置に把持されて回転している被研削材の粗研削加工を行った後に、被加工物であるワークを別のワーク支持装置に移しかえることなく仕上研削加工をすることにより加工時間を短縮させるとともにビビリ現象を減少させ、さらに研削加工時に砥石軸のいずれか一方または双方に超音波振動を与えて研削ワーク表面からの研削屑の除去を容易として研削加工時間をより短縮させるとともに、ビビリのない表面平滑性に優れた研削加工ワークを得ることができる。

図１は複合平面研削装置の正面図である。図２は複合平面研削装置の平面図である。図３は複合平面研削装置の側面図である。図４は超音波振動システムを接続した砥石軸の一部を切り欠いた正面図である。図５は複合平面研削装置の数値制御装置のブロック図である。図６は超精密マイクロプロファイル研削装置を斜めから見た図である。（公知）

以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１、図２および図３で示される研削加工開始前の待機位置での各部材位置を示す複合平面研削装置１において、この複合平面研削装置１は、ツールステージ２とワークステージ３と図５に示す数値制御装置４を備える。

ツールステージ２は、機械フレーム５に設けられたツールテーブルベース２１上に設けられた第一案内レール２１ａ上に設けられた第一ツールテーブル２２ａと、この第一ツールテーブル２２ａをリニアモータ駆動で前後方向に往復移動させる駆動機構２３ａと、前記ツールテーブルベース２１上に起立して設けられたコラム２０と、このコラム前壁側に具備された砥石ヘッド案内レール２４ｄ上をサーボモータ２４ｃ駆動で回転するボールネジ２４ｅの旋回駆動で上下方向に砥石ヘッド取付滑走板２４ｆを昇降させる第一昇降機構２４ａと、被研削物の表面を平面研削加工する粗研削砥石軸２５ａの先端に粗研削砥石２６ａを回転自在に固定した第一砥石ヘッドと、その粗研削砥石軸２５ａ軸心方向が水平方向となるよう前記砥石ヘッド取付滑走板２４ｆに取り付けた第一砥石ヘッドと、その粗研削砥石軸２５ａの軸心周りに粗研削砥石２６ａを回転させる砥石軸回転駆動機構２５ｍと、粗研削砥石軸に回転自在に固定された粗研削砥石２６ａを前後方向にプラスマイナス３度傾斜させるチルト角度調整ボルト２７_ｉとチルトクランプレバー２７_ｊを傾斜させる第一チルトヘッド機構２７ａと、
前記ツールテーブルベース２１上に前記第一案内レール２１ａに対して並列して設けられた第二案内レール２１ｂ上に設けられたに設けられた第二ツールテーブル２２ｂと、この第二ツールテーブル２２ｂをリニアモータ駆動で前後方向に往復移動させる駆動機構２３ｂと、前記ツールテーブルベース２１上に起立して設けられたコラム２０と、このコラム前壁側に具備された砥石ヘッド案内レール２４ｄ上をサーボモータ２４ｃ駆動で回転するボールネジ２４ｅの旋回駆動で上下方向に砥石ヘッド取付滑走板２４ｆを昇降させる第二昇降機構２４ｂと、被研削物の表面を平面研削加工する仕上研削砥石軸２５ｂの先端に仕上研削砥石２６ｂを回転自在に固定した第二砥石ヘッドと、その仕上研削砥石軸２５ｂ軸心方向が水平方向となるよう前記砥石ヘッド取付滑走板２４ｆに取り付けた第二砥石ヘッドと、その仕上研削砥石軸２５ｂの軸心周りに仕上研削砥石２６ｂを回転させる砥石軸回転駆動機構２５ｍと、仕上研削砥石軸２５ｂに回転自在に固定された仕上研削砥石２６ｂを前後方向にプラスマイナス３度傾斜させるチルト角度調整ボルト２７_ｉとチルトクランプレバー２７_ｊを傾斜させる第二チルトヘッド機構２７ｂと、前記粗研削砥石軸に回転自在に固定された粗研削砥石２５ａと前記仕上研削砥石軸に回転自在に固定された仕上研削砥石２５ｂを撮像するＣＣＤカメラ２８ａとＣＣＤ光源２８ｂを備える機上画像処理機構２８とを設置している。

前述の粗研削砥石２６ａと仕上研削砥石２６ｂは安全カバー２６ｃ，２６ｃにより保護されている。粗研削砥石２６ａと被研削材との研削加工点および仕上研削砥石２６ｂと被研削材との研削加工点には研削液供給ノズル２９より研削液が供給される。図１中、２９ａ，２９ｂは研削液供給パイプである。

図３に仮想線で示すように、チルトヘッド機構２７ａ，２７ｂは、粗研削砥石２６ａ、仕上研削砥石２６ｂを前後方向に３度傾けることができ、砥石のＶ字フェース先端のＲ形状を有効に使用することができ、垂直面の面粗度が向上した被研削材に加工することができる。また、被研削材の端部をＲ研削加工することも可能である。図３においてチルト角度調整ボルト２７_ｉを回転駆動するマイクロモータは省略されている。

また、前記粗研削砥石軸２５ａ、仕上研削砥石軸２５ｂの双方またはいずれか一方に図４に示す超音波振動システムを備えさせる。

図４に示す超音波振動システム４０のように、超音波発信器４９はロータリーコネクタ４１を介して砥石軸２５ｂに接続される。図中、２６ｂは仕上研削砥石、４２は超音波振動子、４３はホーン、４４はフランジ、４５は砥石軸内筒、４６は軸受、４７は外筒、Ｍ_１は砥石軸駆動モータ、４８ａはプーリー、４８ｂはベルトである。ロータリーコネクタ４１は、超音波発信装置４９から超音波振動子４２へ高周波電流を供給し、超音波振動子４２は電気振動を機械振動に変換してホーン４３へ伝達し、ホーン４３はこの機械振動の振幅を拡大して砥石軸２５ｂに伝え、砥石軸２５ｂに軸承されている仕上砥石２５ｂを超音波振動させる。

超音波発信装置４９は、株式会社カイジョウよりＡＵＴＯＣＨＡＳＥＲ３００ｓの商品名で、超音波振動スピンドルは株式会社岳将より超音波スピンドルの商品名で市販されている。超音波発信装置４９は、１５〜６０ｋＨｚ、好ましくは、２０〜４０ｋＨｚの一定周波数の超音波を周期５０〜５６ｍｓで発信し、砥石軸２５ａ，２５ｂを２〜５０μｍの振幅で振動させる。砥石軸の振幅は、レーザー測定器で測定できる。

粗研削砥石２６ａと仕上研削砥石２６ｂは、砥番が異なる以外は、砥石形状、砥石径、砥石幅、結合材、砥粒密度等、同一であるのが好ましい。また、被研削物の用途によっては、砥番、砥石形状、砥石径、砥石幅、結合材、砥粒密度全てが異なっていてもよい。砥石２６としては、砥番２００〜６００番のダイヤモンド、ｃＢＮ、ＷＣ、ＧＣなどの砥粒の電着砥石、ビトリファイドボンド砥石、メタルボンド砥石、レジンボンド砥石などが使用可能である。

機上画像処理機構２８は、仕上研削砥石２６ｂと粗研削砥石２６ａおよび被研削材の現状を画像として数値制御装置４の画像表示板（ディスプレイ）ＣＲＴに映し出す。

ワークステージ３は、左右方向に往復移動可能なワークテーブル３１上にＬ字型止め具３２で固定されたワークチャックテーブル（永磁チャック）３３とこのワークチャックテーブル３３の左右両端に備えられた第一砥石ドレッサ（２つの卓上式単石ダイヤモンドドレッサ）３４ａと第二砥石ドレッサ（２つの卓上式単石ダイヤモンドドレッサ）３４ｂと、ワークテーブル３１底面に備えられた滑走材３１ｂを案内レール３１ｃ上に左右方向に往復移動させる可動子３１ｅと固定子３１ｄを有するリニアモータテーブル駆動機構３５を有する。このリニアモータテーブル駆動機構３５は、ボールネジのサーボモータ駆動を用いる流体（油、水、気体）静圧摺動案内を利用した高速レシプロツールテーブル駆動機構としてもよいし、油圧シリンダー駆動とＶ字型摺動案内もしくは平型摺動案内とドッグとソレノイドバルブを利用したツールテーブル反転機構であってもよい。ツールテーブルの昇降機構および前後移動機構も同様の機構に変更してもよい。

図１および図２から理解されるように、ワークチャックテーブル３１の待機位置でのワークチャックテーブルの中心点位置３１ｃは、そのワークチャックテーブル中心点３１ｃが前記粗研削砥石軸に回転自在に固定された粗研削砥石２６ａの加工開始時待機位置の粗研削砥石直径方向の中心点２６ａｃと前記仕上研削砥石軸に回転自在に固定された仕上研削砥石２６ｂの加工開始時待機位置の仕上研削砥石直径方向の中心点２６ｂｃを含む同一鉛直平面上（ワークチャックテーブル３１上平面に対し直角面）に在って、前記粗研削砥石直径方向の中心点２６ａｃおよび前記仕上研削砥石直径方向の中心点２６ｂｃから等距離の位置に在る。

複合平面研削装置を市販する場合、研削加工開始時のワークテーブルの中心点位置を仕上研削砥石軸下方または粗研削砥石軸下方に位置させた複合平面研削装置であっても、もしくは、粗研削砥石の中心点と仕上研削砥石の中心点とワークテーブルの中心点を結ぶ平面がワークテーブルに対し鉛直でない場合であっても、加工プログラムソフトの指令により研削開始後、直ちにワークチャックテーブル３１の中心点位置３１ｃと粗研削砥石の中心点と仕上研削砥石の中心点を結ぶ平面がワークチャックテーブル３１上平面に対し直角であり、前記粗研削砥石直径方向の中心点２６ａｃおよび前記仕上研削砥石直径方向の中心点２６ｂｃから等距離の位置に在るように作動する複合平面研削装置も本発明の範囲である。

図１において、実線で示される待機位置に在るワークテーブル３１は、研削加工時には仮想線で示されるワークテーブル３１' 位置で左転または右転される。また、また、仮想線で示される粗研削砥石２６ａ'は第一砥石ドレッサ３４ｂでドレッシングされ、仮想線で示される仕上研削砥石２６ｂ'は第二砥石ドレッサ３４ａでドレッシングされる。ドレッシング操作は、研削加工開始前、研削加工途中、または、研削加工終了後に行われるようドレス成形加工ソフトプログラミングされる。

図５に示す数値制御装置４は、システムプログラムメモリ、加工プログラムメモリ、しきい値メモリ、入力判定部、砥石軸回転制御部、チルトヘッド回転制御部、砥石軸上下移動制御部、ツールテーブル前後移動制御部、ワークテーブル左右移動駆動制御部、ドレッシング制御部、ドレッシング停止指令部、加工制御部、加工プログラム終了判定部、加工停止指令部、入力判定部、しきい値管理部、厚み演算検出部、キーボード、および、ディスプレイなどを有する。

図１に示されていないＸ（左右）軸リニアスケールセンサ、Ｙ（前後）軸リニアスケールセンサ、Ｚ（高さ）軸リニアスケールセンサ、または変位センサより電気信号で送付されてきた被研削材の座標軸値は、厚み演算検出部での研削加工された被研削材の厚み値の演算に利用され、その演算値がしきい値メモリーに記憶されていたしきい値に達したら研削加工停止の指令が出される。

本発明の複合平面研削装置は、従来の平面研削装置（平面成形研削装置も含む）と同じく、被研削材をプランジ研削加工、シフトプランジ研削加工、トラバース研削加工、コンタリング成形加工、クリープ成形加工、および、特開２００２−３４６８８８号公報に記載される一方向ストローク研削加工、特願２００８−２３０３８７号明細書に記載の被加工物の粗研削加工と仕上研削加工を同時に行う加工などに用いることができる。

被加工物の表面粗さ（Ｒａ）は、キーエンス株式会社の３Ｄレーザー顕微鏡ＫＥＹＥＮＣＥＶＫ−８７１０（商品名）で測定できる。

図１、図２、図３および図４に示す複合平面研削装置１を用い、被研削材を研削加工する工程は次のように行われる。

（１）ワークテーブル３１上の永磁チャック３３上面に被研削材を載置する。

（２）数値制御装置４のディスプレイＣＲＴ画面に表示される加工ソフト選択画面より目的の加工ソフト番号をキィーボード操作で選択する。

（３）ディスプレイＣＲＴ画面に表示される研削加工条件、例えば、砥石、ストローク幅、砥石速度、チルト角度等をキィーボード操作で選択または入力する。

（４）ドレッシング条件画面を選択し、ドレッシング条件をキィーボード操作で選択または入力する。

（５）前記研削加工条件、ドレッシング条件の設定が終了したら、研削開始ボタンを押し、被研削材の粗研削加工を開始する。

（６）加工ソフトプログラムの指示に基づき、ワークテーブル３１は先ず図１において実線で示される待機位置から左方向に移動し、ついで、右転して右方向に移動し、左転位置（待機位置）で左転し、再び、左方向へ移動する左右往復移動をテーブル速度０．１〜６０ｍ／分で開始する。

（７）砥石軸に固定されている粗研削砥石２６ａを３，０００〜２０，０００ｍｉｎ^−１で回転させ、前記粗研削砥石２６ａの砥石軸２５ａを下降させつつ、この砥石軸２５ａに周波数１５〜６０ｋＨｚヘルツの超音波を照射して振幅２〜５０μｍで振動させ、永磁チャック３３上面にチャックされている被研削材上表面に粗研削砥石２６ａ回転周面を当接させ、ついで切り込みを行い、０．０００１〜０．０３ｍｍの切り込み送り量の粗研削加工を行う。前記粗研削砥石２６ａの砥石軸２５ａの前後方向送り速度は、０．１〜１，０００ｍｍ／分で行う。

（８）上記ワークテーブル３１の左右往復移動、砥石軸２５ａの下降による切り込み、ツールテーブル２２ａの前後移動を継続することにより粗研削砥石２６ａと被研削材との相対的な動きにより被研削材表面は粗研削加工される。研削加工条件やドレッシング条件の設定に従い、研削加工途中に砥石軸傾斜や砥石２６ａのドレッシング加工が行われることもある。

（９）被研削材の粗研削加工が終了したら、前記粗研削砥石軸２５ａが上昇されることにより粗研削砥石２６ａは被研削材表面より遠ざけられ、待機位置まで上昇すると粗研削砥石２６ａの回転が停止される。一方、ワークテーブル３１も待機位置へと移動され、待機位置で左右移動が停止される。

（１０）次に仕上研削加工に移る加工ソフトプログラムの指示に基づき、ワークテーブル３１は先ず図１において実線で示される待機位置から右方向に移動し、ついで、左転して左方向に移動し、右転位置（待機位置）で右転し、再び、右方向へ移動する左右往復移動をテーブル速度０．１〜６０ｍ／分で開始する。

（１１）砥石軸に固定されている仕上研削砥石２６ｂを３，０００〜１５，０００ｍｉｎ^−１で回転させ、前記仕上研削砥石２６ｂの砥石軸２５ｂを下降させつつ、この砥石軸２５ｂに周波数１５〜６０ｋＨｚヘルツの超音波を照射して振幅２〜５０μｍで振動させ、永磁チャック３３上面にチャックされている被研削材上表面に仕上研削砥石２６ｂ回転周面を当接させ、ついで切り込みを行い、０．０００１〜０．０１ｍｍの切り込み送り量の仕上研削加工を行う。前記仕上研削砥石２６ｂの砥石軸２５ｂの前後方向送り速度は、０．１〜１，０００ｍｍ／分で行う。

（１２）上記ワークテーブル３１の左右往復移動、砥石軸２５ｂの下降による切り込み、ツールテーブル２２ｂの前後移動を継続することにより仕上研削砥石２６ｂと被研削材との相対的な動きにより被研削材表面は仕上研削加工される。研削加工条件やドレッシング条件の設定に従い、研削加工途中に砥石軸傾斜や砥石２６ｂのドレッシング加工が行われることもある。

（１３）被研削材の仕上研削加工が終了したら、前記仕上研削砥石軸２５ｂが上昇されることにより仕上研削砥石２６ｂは被研削材表面より遠ざけられ、待機位置まで上昇すると仕上研削砥石２６ｂの回転が停止される。一方、ワークテーブル３１も待機位置へと移動され、待機位置で左右移動が停止される。

（１４）永磁チャックテーブル３３を脱磁したのち、研削加工された被研削材を永磁チャックテーブル３３上面より取り去る。

砥石軸２５ａ，２５ｂの超音波振動は、双方の砥石軸２５ａ，２５ｂに行うことが好ましいが、いずれか一方でもよい。

実施例１
被研削材として超硬合金Ｖ−４０（Ｇ−５）を用い、粗研削砥石＃２００ダイヤモンドビトリファイドボンド砥石の上下切り込み速度１ｍｍ／分、前後送り０．１８ｍｍ／分、砥石軸の振幅１２μｍで、仕上研削砥石＃６００ダイヤモンドビトリファイドボンド砥石の上下切り込み速度０．１ｍｍ／分、前後送り０．１８ｍｍ／分、砥石軸の振幅１２μｍで、ワークテーブル左右移動速度７，２００ｍｍ／分の条件でブランジ研削加工して、表面粗さ（Ｒａ）が０．６７２μｍの加工ワークを製造した。

実施例２
実施例１において、粗研削砥石軸に超音波振動を与えない外は同様にしてブランジ研削加工を行い、表面粗さ（Ｒａ）が０．７８６μｍの加工ワークを製造した。

比較例１
実施例１において、粗研削砥石軸および仕上研削砥石軸に超音波振動を与えない外は同様にしてブランジ研削加工を行い、表面粗さ（Ｒａ）が２．０４μｍの加工ワークを製造した。

本発明の粗研削砥石軸２５ａおよび仕上研削砥石軸２５ｂの２軸の砥石ヘッド、１台のワークテーブルを備える複合平面研削装置は、加工ワークに砥石車の軌跡模様（ビビリ）がなく、表面平滑な研削加工ワークが得られる。また、砥石の交換を行わずして粗研削加工と仕上研削加工を行うことができ、研削加工時間を短縮できる。

１複合平面研削装置
２ツールステージ
３ワークステージ
４数値制御装置
２０コラム
２２ａ第一ツールテーブル
２２ｂ第二ツールテーブル
２５ａ粗研削砥石軸
２５ｂ仕上研削砥石軸
２６ａ粗研削砥石
２６ｂ仕上研削砥石
２７チルトヘッド機構
２９研削液供給ノズル
３１ワークテーブル
３３ワークチャックテーブル
４０超音波振動システム
４９超音波発信器

Claims

被研削物の表面を平面研削加工する粗研削砥石（２６ａ）を回転自在に固定する粗研削砥石軸（２５ａ）を鉛直方向に固定する前後方向に移動可能な第一ツールテーブル（２２ａ）と、この第一ツールテーブル（２２ａ）を前後方向に移動させる前後移動機構（２３ａ）と、前記粗研削砥石軸（２５ａ）に回転自在に固定された粗研削砥石（２６ａ）を前後方向に傾斜させる第一チルトヘッド機構２７ａ）と、前記粗研削砥石軸の昇降機構（２４ａ）と、前記粗研削砥石軸の回転機構（２５ｍ）を備える第一研削ステージと、
前記第一ツールテーブル（２２ａ）に対し左右方向に並列して設けられた第二ツールテーブル（２２ｂ）に被研削物の表面を平面研削加工する仕上研削砥石（２６ｂ）を回転自在に固定する仕上研削砥石軸（２５ｂ）を鉛直方向に固定する前後方向に移動可能な第二ツールテーブル（２２ｂ）と、この第二ツールテーブル（２２ｂ）を前後方向に移動させる前後移動機構（２３ｂ）と、前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）に回転自在に固定された仕上研削砥石（２６ｂ）を前後方向に傾斜させる第二チルトヘッド機構（２７ｂ）と、前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）の昇降機構と、前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）の回転機構を備える第二研削ステージ、
を備えるツールステージであって、前記粗研削砥石軸（２５ａ）および／または前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）に超音波振動を与える超音波発生器（４９）を備えさせたツールステージ（２）、
左右方向に往復移動可能なワークテーブル（３１）上に固定されたワークチャックテーブル（３３）と、前記ワークテーブルを左右方向に往復移動させる左右移動機構（３５）と、前記ワークチャックテーブル（３３）の左右両端に備えられた第一砥石ドレッサ（３４ａ）と第二砥石ドレッサ（３４ｂ）を有するワークステージ（３）、
前記粗研削砥石（２６ａ）、仕上研削砥石（２６ｂ）および被研削材のＣＣＤカメラ（２８ａ）撮像画像を数値制御装置（４）の画像検出部に電気信号で送信し、画像処理制御部で処理された画像をディスプレイ（ＣＲＴ）に映し出す機上画像処理機構（２８）、
および、
前記第一チルトヘッド駆動機構（２７ａ）と第二チルトヘッド駆動機構（２７ｂ）に砥石軸の傾斜角度を指示するチルトヘッド回転制御部、加工プログラムメモリ、しきい値メモリ、システムプログラムメモリ、加工制御部、入力判定部、砥石軸回転制御部、移動駆動制御部、ドレッシング制御部、ドレッシング停止指令部、加工プログラム終了判定部、加工停止指令部、しきい値管理部、厚み演算検出部、キーボード、および、ディスプレイを設けた数値制御装置（４）とを備える、複合平面研削装置（１）であって、前記ワークテーブル（３１）の待機位置でのワークチャックテーブル（３３）の中心点位置（３１ｃ）は、そのワークチャックテーブル中心点が前記粗研削砥石軸（２５ａ）に回転自在に固定された粗研削砥石（２６ａ）の加工開始時待機位置の粗研削砥石直径方向の中心点（２６ａｃ）と前記仕上研削砥石軸（２５ｂ）に回転自在に固定された仕上研削砥石（２６ｂ）の加工開始時待機位置の仕上研削砥石直径方向の中心点（２６ｂｃ）を含む前記ワークチャックテーブル（３３）表面に垂直な同一鉛直平面上に在って、前記粗研削砥石直径方向の中心点（２６ａｃ）および前記仕上研削砥石直径方向の中心点（２６ｂｃ）から等距離の位置（３１ｃ）に在る、複合平面研削装置（１）を用い、
数値制御装置（４）の前記加工プログラムメモリに記憶された研削加工プログラムおよびドレス成形プログラムに基づいて前記ワークチャックテーブル（３３）上に搭載された被研削材を前記粗研削砥石（２６ａ）と仕上研削砥石（２６ｂ）と砥石ドレッサ（３４）を用いて研削加工を行い、数値制御装置（４）の厚み演算検出部で演算された被研削材の厚み値が被研削材の厚みのしきい値に達したら研削加工停止の指令を出すことを特徴とする、被研削材の複合研削方法。