JPH01153256A - 被研削物の研削方法と研削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、酸化しゃすい超硬合金等の被研削物を研削す
る被研削物の研削方法と該方法に用いる研削機に関する
。

［従来の技術］ ０．１μｍオーダの高い寸法精度が要求される電子部品
等の超精密部品を製造する金型のポンチ、グイ等には、
耐摩耗性のある超硬合金が多く使用される。

この超硬合金は酸化タングステン、酸化チタンなどの非
常に硬い化合物の粉末を、主としてコバルトなどの金属
粉末を結合剤として、粉末冶金法により高温で焼結成形
したものである。

この超硬合金を用いて上記超精密部品製造用金型のポン
チ、グイ等を製造するには、従来、ダイヤモンド砥石を
装着した研削機で上記超硬合金を、その表面に研削液を
掛けて研削中の超硬合金を冷却しながら、研削し、該超
硬合金を各種ポンチ、グイ等の形状に精密形成していた
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、ダイヤモンド砥石を装着した研削機で超硬合
金をその表面に研削液を掛けながら研削した場合は、研
削液が掛かる超硬合金中の活性状態にあるコバルトがＣ
ｏ″０となって研削液中に溶出し、被研削物の超硬合金
表面にじみや錆等の腐食が発生した。

そのため、超硬合金を用いて形成するポンチ、グイ等が
０．２ｍｍ以下等の極く薄いものであったり、その直径
が０．２ｍｍ以下等の極く細いものであったりすると、
該超硬合金を用いて研削形成したポンチ、グイ等の表面
各所に散点状に腐食孔が形成されることとなって、該超
硬合金を用いて形成したポンチ、グイ等を用いて超精密
部品の製造を行った場合に、該ポンチ、グイ等が頻繁に
破損して、該ポンチ、グイ等が超精密部品製造用金型の
ポンチ、グイ等としてその使用に耐え得なかった。

なお、上述研削時における超硬合金を用いて形成するポ
ンチ、グイ等の表面の腐食を防ぐために、従来より、研
削時に研削液を被研削物の超硬合金表面に掛けずに超硬
合金を乾燥状態のままでポンチ、グイ等に研削形成する
ことも行われている。

しかしながら、上記のように超硬合金をその表面に研削
液を掛けずに乾燥状態のままで研削を行った場合は、研
削中の超硬合金とダイヤモンド砥石との間に発生する摩
擦熱で超硬合金が１０００℃前後の高温に加熱されるた
め、該超硬合金を用いて研削形成するポンチ、グイ等が
その厚さが極く薄いものやその直径が極く細いものであ
ると、該超硬合金を用いて研削形成するポンチ、グイ等
に大きな反りや捩れ等の歪みが発生するとともに該研削
形成したポンチ、グイ等の表面あらさも劣化することと
なって、超精密部品製造用金型のポンチ、グイ等として
はその使用に耐え得なかった。

そしてこのことは、上述超硬合金のみでなく、酸化しや
すい活性状態にある各種金属を含んだ被研削物を研削機
等を用いて各種形状に研削形成する場合にも同様であっ
た。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、超硬合金のような酸化しやすい被研削
物を、研削液を掛けながら、被研削物表面にしみ、錆等
の腐食を生じさせずに研削形成できる被研削物の研削方
法と該方法に用いる研削機を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の一つの被研削物の
研削方法は、第１図および第２図にその例を示したよう
に、酸化しゃすい超硬合金１ａ等の被研削物１をその表
面に研削液２を掛けながら研削する被研削物の研削にお
いて、上記被研削物１表面に掛ける研削液２に通電する
電極４を備えて、該電極４と上記被研削物１にそれぞれ
正電圧と負電圧を印加しながら、上記被研削物１を研削
することを特徴とする。

また、本発明のもう一つの被研削物の研削方法は、第１
図および第３図にその例を示したように、酸化しゃすい
超硬合金１ａ等の被研削物ｌをその表面に研削液２を掛
けながら研削する被研削物の研削において、上記被研削
物１表面に掛ける研削液２に通電する電極４を備えて、
該電極４と上記被研削物ｌに正電圧と負電圧を交互に繰
り返し印加しながら、上記被研削物ｌを研削することを
特徴とする。

さらに、本発明の上述研削方法に用いる研削機は、第１
図にその構成例を示したように、酸化しゃすい超硬合金
１ａ等の被研削物ｌをその表面に研削液２を掛けながら
研削する研削機において、該研削機の被研削物１表面に
掛ける研削液２に通電する電極４を備えるとともに、該
電極４と研削中の被研削物ｌにそれぞれ正電圧と負電圧
を印加する電源機構５または上記電極４と研削中の被研
割物ｌに正電圧と負電圧を交互に繰り返し印加する電源
機構５を備えたことを特徴とする。

［作用〕 本発明の一つの被研削物の研削方法においては、めっき
洛中に所定電位の陰極と陽極を浸漬したのと同様な原理
により、研削液２を掛けながら研削中の超硬合金１ａ等
の被研削物ｌに印加した負電圧が、研削液２に通電する
電極４に印加した正電圧とともに、陰極を構成する超硬
合金１ａ等の被研削物１表面からその内部の酸化しやす
い活性状態にあるコバルト等の金属がＧｏ”等の金属イ
オンとなって研削液２中に溶出するのを防ぐ。

また、本発明のもう一つの被研削物の研削方法において
は、研削液２を掛けながら研削中の超硬合金１ａ等の被
研削物ｌと研削液２に通電する電極４に交互に繰り返し
印加した正電圧と負電圧により、研削中の超硬合金１ａ
等の被研削物１表面に、その内部の酸化しやすい活性状
態にあるコバルト等の金属が、被研削物ｌの研削加工精
度等に悪影響を与えない極く薄いコバルト等の不活性な
金属酸化被膜を形成する。そして、該金属酸化被膜が研
削液２を掛けながら研削中の超硬合金１ａ等の被研削物
ｌ内部の酸化しやすい活性状態にあるコバルト等の金属
がＣＯｏｏ等の金属イオンとなって研削液２中に溶出す
るのを防ぐ。

さらに、本発明の被研削物の研削機においては、電源機
構５を用いて、研削液２に通電する電極４と研削中の被
研削物ｌにそれぞれ正電圧と負電圧を印加したり、該電
極４と被研削物ｌに交互に繰り返し正電圧と負電圧を印
加することにより、本発明の被研削物の研削方法を用い
て被研削物ｌの研削を行うことができる。

［実施例ｊ 次に、本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図は本発明の被研削物の研削方法に用いる研削機の
好適な実施例を示し、詳しくは該研削機の概略構成図を
示す。以下、上記図中の実施例を説明する。

図において、６は、台座７上に、研削液受は皿８を介し
て、平板状の基台９が備えられた研削機本体である。

この研削機本体の基台９上には、基台９表面に沿って左
右に往復移動する、被研削物１を搭載するテーブルｌＯ
が備えられている。

また、研削機本体６には、その裏側から上方に向けてア
ーム１１が延設されている。

そして、このアーム１１前面に、支軸１２がその前方に
向けて延設され、該支軸１２先端に円盤状のダイヤモン
ド砥石１３が回転自在に装着されている。

さらに、上記支軸１２先端に装着されたダイヤモンド砥
石１３近傍には、上記テーブル側縁上に搭載した被研削
物１表面に研削液２を掛ける金属製の筒状をしたノズル
１４が、研削機本体６やテーブル１０と電気的に絶縁さ
せた状態で、配設されている。

そして、上記ノズル１４後端が、バイブ１５ａ。

研削液−時濾過装置１６、バイブ１５ｂ、研削液循環ポ
ンプ１７、バイブ１５ｃを介して、研削機本体６脇部の
研削液貯溜タンク１８内に連通されている。

また、上記研削液貯溜タンク１８外部には、該タンク１
８内に貯溜した研削液２を低温な恒温状態に冷却する冷
凍ポンプ１９が備えられ、該ポンプ！９内と上記タンク
１８内とが、バイブ１５ｄ。

１５ｅを介して、連通されている。

以上の構成は、従来汎用されている研削機と同様である
が、本発明の研削機においては、さらに、研削機本体６
脇部に、電源機構５を構成する所定電位の直流電圧また
は所定電位の正負のパルス電圧を発生させる電源装置２
０を備えた。

そして、該電源装置２０の正負の電源出力ターミナルを
、その中途部に電磁マグネットスイッチ２１を介在させ
たワイヤ２２を介して、研削液２に通電する電極４を構
成する上記研削液の通路３に沿って備えた金属製のノズ
ル１４後部に電気的に導通する該ノズル後部に一体に備
えたターミナル２３と、被研削物ｌを搭載する金属製の
テーブルＩＯに電気的に導通する該テーブル側縁に一体
に備えたターミナル２４にそれぞれ電気的に接続した。

この点が、本発明の研削機の特徴とするところであり、
第１図に示した本発明の研削機は以上のように構成した
。

次に、上述実施例の研削機を用いての本発明の一方の被
研削物の研削方法を説明する。

まず、研削機のテーブルＩＯ上に超硬合金１ａ等の被研
削物ｌを搭載する。そして、該超硬合金１ａ等の被研削
物ｌを基台９上に沿ってテーブルＩＯとともに左右に往
復移動させる。またそれとともに、支軸１２先端に装着
したダイヤモンド砥石１３を所定方向に高速回転させる
。そして、高速回転するダイヤモンド砥石１３周面をテ
ーブルＩＯ上に搭載した被研削物１表面に沿って左右に
相対的に往復移動させて、ダイヤモンド砥石１３でテー
ブルｌＯ上に搭載した超硬合金１ａ等の被研削物１表面
の研削を行う。

またそれと同時に、研削機本体６脇部の研削液貯溜タン
ク１８内の冷凍ポンプ１９内を循環させて低温な恒温状
態に冷却した研削液２を、研削液循環ポンプ１７を回転
させて、パイプ１５ｃ１研削液循環ポンプ１７、パイプ
１５ｂ、研削液−時濾過装置１６、パイプ１５ａ内を介
して、ノズルＩ４内を通して、該ノズル１４先端外方に
噴射し続ける。そして、該噴射させた研削液２をテーブ
ル１０上の被研削物１表面に掛けて、該研削液２で一上
記ダイヤモンド砥石１３で研削中のテーブルｌＯ上の被
研削物１表面を冷却し続ける。さらに、被研削物１表面
に掛けた研削液２は、テーブル１０表面、基台９表面を
介して、台座７上の研削液受は皿８内に受けて該皿８内
に集め、該皿８隅部に備えた、研削液受は皿８内と上記
研削液貯溜タンク１８内を連通ずる研削液回収パイプ２
５内を通して、再び研削機本体６脇部の研削液貯溜タン
ク１８内に回収し続ける。

またそれとともに、研削機本体６脇部に備えた電源機構
５を構成する電源装置２０を作動させるとともに電磁マ
グネットスイッチ２１をオン状態として、上記電源装置
２０の電源出力ターミナルとワイヤ２２を介して電気的
に接続した電極４を構成する金属製のノズル１４に所定
電位の正電圧を印加し続けるとともに、ターミナル２４
お、よびテーブルｌＯを介して該テーブル１０上に搭載
した超硬合金１ａ等の被研削物ｌに、第２図に示したよ
うな、所定電位の負電圧を印加し続ける。

すると、テーブル１０上の研削液２を掛けながら研削中
の超硬合金１ａ等の被研削物ｌに電源機構５を用いて印
加した負電圧が、研削液２に通電する電極４を構成する
ノズル１４に電源機構５を用いて印加した正電圧ととも
に、超硬合金１ａ等の被研削物１表面からその内部の酸
化しやすい活性状態にあるコバルト等の金属がＣｏ″４
等の金属イオンとなって研削液２中に溶出するのを的確
に防ぐ。

実験結果によれば、上述研削方法を用いて、電極４を構
成するノズル１４とテーブルＩＯ上の超硬合金１ａ等の
被研削物ｌに電流密度０．２Ａ／ｄｍ”以上の電流を流
しながら、超硬合金１ａを研削したところ、該超硬合金
１ａ表面にしみ、錆等の腐食を発生させたり該超硬合金
１ａに歪みを発生させたすせずに、表面あらさの良好な
超硬合金１ａを用いた超精密部品製造用金型の極く薄い
または極く細いポンチ、グイ等を的確に研削形成できた
。

次に、既述実施例の研削機を用いての本発明のもう一つ
の研削方法を説明する。

上述実施例の研削方法と同様に、既述実施例の研削機を
用いて高速回転するダイヤモンド砥石１３でテーブルｌ
Ｏ上に搭載した超硬合金１ａ等の被研削物１表面を、そ
の表面に低温な恒温状態に冷却した研削液貯溜タンクＩ
８内の研削液２をノズル１４先端から掛けて超硬合金１
ａ等の被研削物１表面を冷却しながら、研削する。

またそれとともに、研削機本体６脇部に備えた電源機構
５を構成する電源装置２０を作動させるとともに電磁マ
グネットスイッチ２１をオン状態として、上記電源装置
２０の電源出力ターミナルとワイヤ２２を介して電気的
に接続した電極４を構成する金属製のノズル１４と、タ
ーミナル２４およびテーブル！０を介して該テーブル１
０上に搭載した超硬合金１ａ等の被研削物ｌに、第３図
に示したような、パルス形状をなす所定電位の正電圧と
負電圧を交互に繰り返し印加し続ける。

すると、テーブルＩＯ上の研削液２を掛けながら研削中
の超硬合金１ａ等の被研削物１表面に、該被研削物ｌ内
部の酸化しやすい活性状態にあるコバルト等の金属が、
極く薄い不活性な金属酸化被膜を形成する。そして、該
金属酸化被膜が研削液２を掛けながら研削中の被研削物
ｌ内部の酸化しやすい活性状態にあるコバルト等の金属
がＣＯ°゛等の金属イオンとなって研削液２中に溶出す
るのを的確に防ぐ。

実験結果によれば、上述研削方法を用いて、電極４を構
成するノズル１４とテーブルＩＯ上の超硬合金１ａ等の
被研削物ｌとの間に電流密度０゜２Ａ／ｄｍ２前後の電
流を流しながら、超硬合金ｌａの研削をしたところ、既
述実施例の研削方法と同様かまたは該研削方法より良好
に、超硬合金ｌａ表面にしみ、錆等の腐食を発生させた
り該超硬合金１ａに歪みを発生させたすせずに、表面あ
らさの良好な超硬合金１ａを用いた超精密部品製造用金
型の極く薄いまたは極く細いポンチ、グイ等を的確に研
削形成できた。

ここで、電源機構５を用いて超硬合金１ａ等の被研削物
ｌに正電圧を印加した場合の、電極４を構成するノズル
１４と上記超硬合金１ａとの間に流れる電流の電流密度
が０．３Ａ／ｄｍ”以上に達すると、超硬合金１ａ表面
にコバルトの金属酸化被膜が形成されずに、超硬合金１
ａ内部の活性状態にあるコバルトがＣＯ°゛となって研
削液２中に溶出するので注意を要する。

なお、上述各実施例の研削方法において、電源機構５を
用いて電極４を構成するノズル１４とテーブルＩＯを介
して被研削物ｌに印加する正電圧と負電圧は、第４図ま
たは第５図に示したような、山形状をなす直流電圧また
は山形状をなす正負のパルス電圧でも良く、該電圧を印
加して超硬合金ｌａの研削を行ったところ、上述各実施
例の研削方法と同様な作用、効果が得られた。

また、場合によっては、研削液２に通電する電極４と金
属製のノズル１４を共用せずに、別途棒状等の電極を被
研削物１表面に掛ける研削液が通過する通路３を形成す
るノズル１４内部や該ノズル１４先端近傍に、研削機本
体６やテーブルｌＯと電気的に絶縁させた状態で、配設
しても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の一つの被研削物の研削方
法においては、研削液を掛けながら研削中の被研削物に
印加した負電圧が、研削液に通電する電極に印加した正
電圧とともに、陰極を構成′する被研削物の表面から被
研削物内部の酸化しやすい活性状態にある金属が金属イ
オンとなって研削液中に溶出するのを防ぐ。

また、本発明のもう一つの被研削物の研削方法において
は、研削液を掛けながら研削中の被研削物と研削液に通
電する電極に交互に繰り返し印加した正電圧と負電圧に
より、研削中の被研削物表面にその内部の酸化しやすい
活性状態にある金属が極く薄い不活性な金属酸化被膜を
形成して、該金属酸化被膜が研削液を掛けながら研削中
の被研削物内部の酸化しやすい活性状態にある金属が金
属イオンとなって研削液中に溶出するのを防ぐ。

そのため、本発明の被研削物の研削方法を用いて酸化し
やすい被研削物を研削すれば、該被研削物表面にしみ、
錆等の腐食を生じさせずに被研削物の研削を行うことが
できる。

また、本発明の被研削物の研削方法を用いて被研削物を
研削すれば、従来と同様に研削中の被研削物表面に低温
な恒温状態に冷却等した研削液を掛けて被研削物を冷却
しながら被研削物の研削を行うことができるため、表面
あらさの良好な０１１μｍオーダの超精密部品用金型の
ポンチ、グイ等を捩れ、反り等の歪みを生じさせずに研
削形成できる。

さらに、本発明の被研削物の研削機を用いれば、該研削
機に備えた電源機構を用いて、研削液に通電する電極と
研削中の被研削物にそれぞれ正電圧と負電圧を印加した
り、上記電極と被研削物に交互に繰り返し正電圧と負電
圧を印加することにより、本発明の被研削物の研削方法
を用いて被研削物の研削を容易かつ的確に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の研削機の概略構成図、第２図は本発明
の一つの被研削物の研削方法の被研削物に印加する電圧
の電位図、第３図は本発明のもう一つの被研削物の研削
方法の被研削物に印加する電圧の電位図、第４図と第５
図はそれぞれ第３図と第４図の電位図のもう一つの実施
例を示す電位図である。 ｌ・・被研削物、　　ｌａ・・超硬合金、３・・通路、
　４・・電極、 ５・・電源機構、　　１０・・テーブル、１４・・ノズ
ル、　２０・・電源装置、２１・・電磁マグネットスイ
ッチ、２２・・ワイヤ、２３．２４・・ターミナル。 特許出願人　新光電気工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化しやすい被研削物をその表面に研削液を掛けな
   がら研削する被研削物の研削において、上記被研削物表
   面に掛ける研削液に通電する電極を備えて、該電極と上
   記被研削物にそれぞれ正電圧と負電圧を印加しながら、
   上記被研削物を研削することを特徴とする被研削物の研
   削方法。 ２、被研削物が超硬合金である特許請求の範囲第１項記
   載の被研削物の研削方法。 ３、酸化しやすい被研削物をその表面に研削液を掛けな
   がら研削する被研削物の研削において、上記被研削物表
   面に掛ける研削液に通電する電極を備えて、該電極と上
   記被研削物に正電圧と負電圧を交互に繰り返し印加しな
   がら、上記被研削物を研削することを特徴とする被研削
   物の研削方法。 ４、被研削物が超硬合金である特許請求の範囲第３項記
   載の被研削物の研削方法。 ５、酸化しやすい被研削物をその表面に研削液を掛けな
   がら研削する研削機において、該研削機の被研削物表面
   に掛ける研削液に通電する電極を備えるとともに、該電
   極と研削中の被研削物にそれぞれ正電圧と負電圧を印加
   する電源機構または上記電極と研削中の被研削物に正電
   圧と負電圧を交互に繰り返し印加する電源機構を備えた
   ことを特徴とする研削機。