JPH02250720A - Electric corrosive grinding of abrasive - Google Patents

Electric corrosive grinding of abrasive

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JPH02250720A
JPH02250720A JP7164689A JP7164689A JPH02250720A JP H02250720 A JPH02250720 A JP H02250720A JP 7164689 A JP7164689 A JP 7164689A JP 7164689 A JP7164689 A JP 7164689A JP H02250720 A JPH02250720 A JP H02250720A
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grinding
grinding wheel
oxide film
amplitude
abrasive
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JP7164689A
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Japanese (ja)
Inventor
Semenovna Zubatova Ridia
リディア セメノヴナ ズバトバ
Yakovlev Grodzinski Eduard
エデュアルド ヤコヴレヴィチ グロドジンスキイ
Vasiliev Shelyagin Ivan
イヴァン ヴァシリエヴィチ シェルヤギン
Arkhadiev Zajtsev Aleksandr
アレキサンドル アルカディエヴィチ ザイツエフ
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EXPERIMENT N I INST METALLO STANKOV
Original Assignee
EXPERIMENT N I INST METALLO STANKOV
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve dielectric strength of a clearance between electrodes by applying rectified voltage having the amplitude and the ripple factor for securing formation of an insulating oxide film on the front surface of a grinding wheel to the electrodes, and using coolant having conductivity in the range of 2.10<-3> ohm<-1> cm<-1> to 2.10<-2> ohm<-1> cm<-1> . CONSTITUTION: Pulse voltage is applied to a grinding wheel 1 by a pulse voltage source 11 in the grinding range 2 for a work piece 6 by using the grinding wheel 1 and coolant bound by a metal. An electrode 4 for providing the additional electric action to the grinding wheel 1 is arranged outside the grinding range 2. In this case, rectified voltage having the amplitude and the ripple factor for forming an insulating oxide film on the front surface of the grinding wheel 1 is applied to the electrode 4 by a D.C. voltage source 10, and coolant has conductivity in the range of 2.10<-3> ohm<-1> cm<-1> to 2.10<-2> ohm<-1> cm<-1> .

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は研削の分野に関し、より詳しくは研摩材電気腐
食研削方法(method of abrasive 
electroerosion grindiB)に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the field of grinding, and more particularly to a method of abrasive grinding.
electroerosion grindiB).

最も有益に、本発明は、例えば硬質磁性合金、ステンレ
ス鋼及び耐熱鋼(high−temperature−
steels) 、アルミニウム及びその合金、銅及び
その合金の加工困難な(difficult−to−w
ork)材料(硬く又はもろく又は強靭な)の表面研削
、円柱研削及び内面研削に利用され、またどんな等級の
硬鋼及び高速度鋼からなる切削工具をも鋭利にするため
に利用される。
Most advantageously, the invention applies to hard magnetic alloys, stainless steels, and high-temperature steels, such as hard magnetic alloys, stainless steels, and high-temperature steels.
Difficult-to-w materials, aluminum and its alloys, copper and its alloys
It is used for surface, cylindrical and internal grinding of materials (hard or brittle or tough) and for sharpening cutting tools made of any grade of hard and high speed steel.

また、本発明は、研削される面に加えられる力や研削さ
れる面に生ずる熱を減らす必要がある場合に、通常の構
造用鋼製又は鋳鉄製の物品を研削するために用いられる
The invention may also be used to grind conventional structural steel or cast iron articles where there is a need to reduce the forces applied to the surface being ground and the heat generated in the surface being ground.

〔従来技術〕[Prior art]

基幹産業の発展は、機械加工性に劣るが、高い使用特性
を特徴とする二次、機械加工性に劣るが材料(例えば耐
熱性超硬質材料や望ましい電子工学的若しくは電気工学
的特性等を有する材料等)の範囲及び領域の連続的な増
加を伴う、同時に、かかる材料の機械加工品質に対する
要求は常に増大しつつあり、これら要求の主なものは、
次のもの、即ち、欠陥の例えば物品表面層におけるチッ
ピツング(chipping)、微小亀裂(a+1cr
ocracks)、焼け(burns )といった欠陥
の無いことであり、低い表面荒さである。
The development of core industries is the development of secondary industries, which are characterized by less machinable properties but high use properties (e.g. heat-resistant ultra-hard materials, desirable electronic or electrical engineering properties, etc.). At the same time, with a continuous increase in the scope and area of materials (such as materials), the demands on the machining quality of such materials are constantly increasing, and the main of these demands are:
Defects such as chipping, microcracks (a+1 cr
No defects such as ocracks or burns, and low surface roughness.

その上、技術及び経済の観点から、研削工具の高い生産
能力及び妥当な摩耗性といった一般的要求も存在する。
Moreover, from technical and economical points of view, there are also general demands such as high production capacity and reasonable wear resistance of grinding tools.

従来の研摩材研削(abrasivegrinding
)による方法を用いてこれらすべての要求を満すこと大
部分の場合不可能である。したがって、かかる加工困難
な材料を研削するためには、加工物金属のV&細切断工
程と電気化学的除去工程を結合したダイヤモンド−電気
化学的研削方法(methoa  of  diamo
nd−electro  che+*1cal  Hr
indiB)がしばしば用いられている。しかしながら
、この方法は、その適用を制限し、妨げる多くの不利な
点を有している。
Conventional abrasive grinding
) It is not possible in most cases to meet all these requirements using methods. Therefore, in order to grind such difficult-to-process materials, a method of diamond-electrochemical grinding (methoa of diamond), which combines the V & shredding process of the workpiece metal and the electrochemical removal process, is required.
nd-electro che+*1cal Hr
indiB) is often used. However, this method has a number of disadvantages that limit and prevent its application.

かかる不利な点の主なものには、作用媒体として電解質
溶液を用いるため、機械の最も重要な部分を耐腐食性材
料で作製しなければならないこと、ダイヤモンド−電気
化学的研削機の大きな寸法、高コスト及び複雑な保守、
該方法の高い電力消費量、大動作電流(数千アンペアに
及ぶ)がある。
The main such disadvantages include: the necessity of making the most important parts of the machine from corrosion-resistant materials due to the use of an electrolyte solution as the working medium; the large dimensions of the diamond-electrochemical grinding machine; high cost and complex maintenance;
There is a high power consumption of the method, large operating currents (up to several thousand amperes).

金属で結合された砥石車(s+etallic−bon
d wheel)及び冷却液を用いた加工困難な材料の
研摩材電気腐食研削方法が技術上知られており(SU、
^、No。
Metallic-bond grinding wheel (s+metallic-bon)
A method of abrasive galvanic erosion grinding of difficult-to-process materials using a d wheel) and a coolant is known in the art (SU,
^, No.

841.889) 、この方法においては、加工物の研
削領域において、砥石車にパルス電圧が印加され、また
砥石車に及ぼす追加の電気作用を生じしめるように電極
がこの領域外に配置されている。この方法を実施するた
めの作用媒体として非腐食性冷却液の使用は、現存する
研削機を使用することを可能にし、又新しく開発された
機械において通常の構造林料を用いることを可能にする
。さらに、ダイヤモンド−電気化学的方法に比して、S
U、^。
841.889), in which a pulsed voltage is applied to the grinding wheel in the grinding area of the workpiece, and electrodes are placed outside this area to produce an additional electrical effect on the grinding wheel. . The use of non-corrosive cooling fluids as a working medium for carrying out this method makes it possible to use existing grinding machines and also to use conventional structural forest materials in newly developed machines. . Furthermore, compared to the diamond-electrochemical method, S
U, ^.

No、841.889による方法は次の利点:数十分の
−の作用電流の削減(50八以下)、電力消費量の15
%から20%の減少、2から4分の1に縮小された付属
装置(タンク、清浄システム、電力供給源)寸法を有す
る。
The method according to No. 841.889 has the following advantages: reduction of working current by several tens of minutes (less than 50 8), reduction of power consumption by 15
% to 20% reduction, with ancillary equipment (tanks, cleaning systems, power supplies) dimensions reduced by a factor of 2 to 4.

しかしながら、この従来技術の研摩材電気腐食研削方法
を実施する場合、研摩工具の摩耗がまだ相当あり、(5
鵬g/gから30−g/g)、これは砥石車の大消費を
結果し、またしばしばその交換を必要とする。またこの
機械加工は比較的強烈な火花発生、光放射及び雑音を伴
う、また多くの場合において(例えば高い生産性の粗研
削の場合)、電気作用の助けによって研摩工具の切削特
性を安定化することができない。
However, when implementing this prior art abrasive galvanic erosion grinding method, there is still considerable wear on the abrasive tool (5
g/g to 30-g/g), which results in high consumption of the grinding wheel and often requires its replacement. This machining process is also accompanied by relatively strong spark generation, light radiation and noise, and in many cases (e.g. in the case of high productivity rough grinding) the cutting properties of the abrasive tool are stabilized with the aid of electrical effects. I can't.

かかる不利な点の主原因は用いられる作用媒体のコンダ
クタンス(取るに足らないけれども)にあり、これは電
極間の間隙の絶縁耐力の低下をきたす、この欠点は電源
出力の電圧低下、周囲の導電媒体へのエネルギー損失及
び電極表面における放電の不充分な局部化をもたらす。
The main cause of such disadvantages lies in the conductance (albeit insignificant) of the working medium used, which leads to a reduction in the dielectric strength of the gap between the electrodes; This results in energy loss to the medium and insufficient localization of the discharge at the electrode surface.

これら損失を補うためにパルス電圧振幅及び電源の電力
を増加する必要があり、これは雑音及び光放射の増大及
び砥石車の摩耗を結果する。電気腐食機械において普通
に用いられる有機液体(ケロシンや油等)を作用媒体に
用いることは、研削機の場合には、15〜30m/sの
速度で回転する砥石車によって微粒子化された液体の発
火の危険性があるため許容されない。
To compensate for these losses, it is necessary to increase the pulse voltage amplitude and the power of the power supply, which results in increased noise and light radiation and wear on the grinding wheel. The use of organic liquids (kerosene, oil, etc.) commonly used in galvanic corrosion machines as a working medium means that, in the case of grinding machines, the liquid is atomized by a grinding wheel rotating at a speed of 15 to 30 m/s. Not permissible due to ignition risk.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、金属で結合された砥石車と冷却液を用い、砥
石車に及ぼす電気作用のモード及び作用媒体のパラメー
タが、砥石車の表面に安定な酸化膜の形成を確保する様
に選択される金属で結合された砥石車と冷却液を用いる
研摩材電気腐食研削方法を提供することを目的とする。
The present invention uses a metal-bonded grinding wheel and a coolant, and the mode of electrical action on the grinding wheel and the parameters of the working medium are selected to ensure the formation of a stable oxide film on the surface of the grinding wheel. An object of the present invention is to provide an abrasive electrolytic corrosion grinding method using a metal-bonded grinding wheel and a coolant.

前記酸化膜は、電極間の間隙の絶縁耐力を高めることに
より、エネルギー損失、砥石車のRI耗、並びに光放射
及び音放射のレベルを減少させる。
The oxide film increases the dielectric strength of the gap between the electrodes, thereby reducing energy loss, RI wear of the grinding wheel, and the level of light and sound radiation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的は、金属で結合された砥石車及び冷却液を用い
、パルス電圧が加工物の研削領域に於いて、砥石車に印
加され、一方砥石車に及ぼす追加の電気効果を発生する
ように適合せしめられた電極が研削領域外に配置される
研摩材電気腐食研削方法において、本発明に従って、砥
石車の表面に絶縁性の酸化膜の形成を確保する振幅及び
脈動率を有する整流電圧が該電極に印加され、該冷却液
は 2・10−りohm−1cm−’  から 2・1
0−”ohm−1cm−’  の導電率を有することに
より達成される。
This purpose uses a metal-bonded grinding wheel and a coolant adapted to generate an additional electrical effect on the grinding wheel while a pulsed voltage is applied to the grinding wheel in the grinding area of the workpiece. In an abrasive galvanic grinding method in which a fixed electrode is placed outside the grinding area, according to the invention, a rectified voltage having an amplitude and a pulsation rate that ensures the formation of an insulating oxide film on the surface of the grinding wheel is applied to the electrode. The coolant is applied to
This is achieved by having a conductivity of 0-''ohm-1 cm-'.

本発明による方法は、砥石車の摩耗の減少、いかなる加
工困難な材料部品をも機械加工する高い生産能力を確保
する、砥石車の全耐用年数を通しての砥石車の切削特性
の安定及び研削過程における雑音及び光放射のレベルの
低下が得られる。
The method according to the invention ensures a reduction in the wear of the grinding wheel, a high production capacity for machining any material parts that are difficult to machine, a stability of the cutting properties of the grinding wheel throughout the entire service life of the grinding wheel and in the grinding process. A reduction in the level of noise and light radiation is obtained.

かかる効果を得るために、砥石車の作用面に絶縁特性を
有する安定した酸化膜の形成を確保することが必要であ
る。この形成は直流電源から砥石車に正電圧を印加する
ことにより達成される。冷却液として表現される導電性
に乏しい媒体中において、砥石車と電極の間に流れる電
流によって作用される銅又はアルミニウムを含む砥石車
の金属結合材(麟etallia bond)は陽極溶
解せしめられ、次いで不働態化過程すなわち絶縁膜の形
成をもたらす酸化過程が続く、整流電流の振幅及び脈導
率は、酸化膜の破壊を生じさせる電極間の間隙における
放電を防止する一方、この膜の充分な形成速度を確保す
るように適切に選択される。これはまた作用媒体の導電
率をある程度まで制限することにより達成される。2・
1010−3oh1cm−’以下の導電率では、生じる
電流が酸化膜を形成するには不充分であり、2・10−
”ohm−1cm−’ を超える導電率では、装置の腐
食の危険が現れる一方、他方では再不動態化(repa
ssivation )による酸化膜の部分的溶解の危
険が現れる。
In order to obtain such an effect, it is necessary to ensure the formation of a stable oxide film having insulating properties on the working surface of the grinding wheel. This formation is accomplished by applying a positive voltage to the grinding wheel from a DC power source. In a poorly conductive medium, expressed as a coolant, the metal bond of the grinding wheel, containing copper or aluminum, is anodic-fused and then acted upon by an electric current flowing between the grinding wheel and the electrodes. The amplitude and pulse conductivity of the rectified current, followed by a passivation process, i.e. an oxidation process leading to the formation of an insulating film, prevents discharges in the gap between the electrodes, which would lead to the destruction of the oxide film, while ensuring sufficient formation of this film. Properly selected to ensure speed. This is also achieved by limiting the electrical conductivity of the working medium to a certain extent. 2・
If the conductivity is less than 1010-3oh1cm-', the generated current is insufficient to form an oxide film, and 2.10-3oh1cm-' or less
At conductivities above ``ohm-1 cm-'' there is a danger of corrosion of the equipment, while on the other hand there is a risk of repassivation.
There is a risk of partial dissolution of the oxide film due to ssivation).

酸化膜を備えることによる電極間の間隙の全体的絶縁耐
力の増加により、砥石車の電気腐食仕上げの有効な過程
のためのより充分な放電エネルギーの使用が確実になる
。これは従来技術の研摩材電気腐食研削方法に用いられ
た振幅に比してパルス電圧振幅を減少させることを可能
にし、これは工程中消費されるエネルギー、砥石車の摩
耗、及び雑音と光放射のレベルの減少をもたらす。
The increase in the overall dielectric strength of the gap between the electrodes by providing the oxide film ensures a more sufficient use of the discharge energy for an effective process of galvanic finishing of the grinding wheel. This allows the pulse voltage amplitude to be reduced compared to the amplitude used in prior art abrasive galvanic grinding methods, which reduces the energy consumed during the process, the wear of the grinding wheel, and the noise and light emissions. resulting in a decrease in the level of

事実によれば、本発明による方法において、切れ味の悪
い砥粒の代わりに新しい砥粒の露出は、結合科の電気化
学的溶解及び電気腐食的破砕によって同時に引き起され
るので、砥石車の切削特性の高安定性が全実用期間(s
ervice period)を通じて維持される。さ
らに砥石車に形成された酸化膜は研削領域における摩擦
を減じ、また、これは機械加工に消費されるエネルギー
の追加的な減少及びその効率の向上に寄与する。
The fact is that in the method according to the invention, the exposure of fresh abrasive grains instead of dull abrasive grains is caused simultaneously by electrochemical dissolution and galvanic fracturing of the bonding family, so that the cutting of the grinding wheel The high stability of the characteristics lasts for the whole practical period (s
service period). Moreover, the oxide film formed on the grinding wheel reduces friction in the grinding area, which also contributes to an additional reduction in the energy consumed in machining and to an increase in its efficiency.

砥石車に及ぼされる電気腐食効果により、最初の回転で
、そのレリーフ(relief>の最も突起している箇
所の酸化膜除去が行われるので、砥石車外面形状の修正
処理が迅速化される。
Due to the galvanic corrosion effect exerted on the grinding wheel, the oxide film is removed from the most protruding part of the relief in the first revolution, thus speeding up the correction process of the outer surface shape of the grinding wheel.

砥石車表面の酸化処理は、2・10−コoh+s−’a
s+−’乃至2・10−”ohm−1cm−’の導電率
を有する水性冷却液中で行なわれる。これよりも高い導
電率は、漏れ電流(電気化学電流(electroch
eei+1cal cur−rent))による放電の
転流条件(comwutation con−diti
on)を悪化させるという理由及び機械構成単位(ma
chine units)の腐食という理由で得策では
ない。
The oxidation treatment on the surface of the grinding wheel is 2・10-cooh+s-'a
It is carried out in an aqueous coolant with a conductivity of s+-' to 2.10-''ohm-1 cm-'.
discharge commutation conditions (eei+1cal current))
on) and because it worsens the mechanical unit (ma
It is not a good idea because it corrodes the chine units).

若し、導電率が2・lO弓ohm−3ohm−’以下の
場合には、酸化膜形成速度が、本発明における固有の効
果を達成するには不十分である。
If the conductivity is less than 2·10 ohm-3 ohm-', the rate of oxide film formation is insufficient to achieve the inherent effects of the present invention.

整流電圧の振幅は好ましくは5乃至35 Vの限度内に
設定される。これは、すべての場合において、研削すべ
き材料の形態、要求される生産性及び表面の性質に応じ
て、望ましい酸化膜形成速度を提供することを可能にす
る。低い方の電圧(5乃至15V)は、好ましくは、容
易に不動態化される材料(アルミニウム、鋼、タングス
テン等)の研削や、比較的小さな生産性において加工物
から取除かれる研削許容量が僅かな場合に用いられる。
The amplitude of the rectified voltage is preferably set within the limits of 5 to 35 V. This makes it possible in all cases to provide the desired oxide formation rate, depending on the morphology of the material to be ground, the required productivity and the nature of the surface. The lower voltage (5 to 15 V) is preferably used for grinding materials that are easily passivated (aluminum, steel, tungsten, etc.) and for grinding tolerances to be removed from the workpiece at relatively low productivity. Used in few cases.

若し電圧が5V未満であると、研削領域で破壊された酸
化IIが早暁に復元されないので、上述の場合において
も膜形成速度は不充分である。35Vを越える整流電圧
振幅値を用いると、再不動態化すなわち酸化膜の電気化
学的溶解が始まつる。
If the voltage is less than 5 V, the oxide II destroyed in the grinding area will not be restored quickly, so the film formation rate will be insufficient even in the above case. Using rectified voltage amplitude values above 35 V initiates repassivation, or electrochemical dissolution of the oxide film.

さらに機械加工のエネルギー消費が過分に増加し、腹の
連続性を破壊する放電が起きる。その結果、本発明にお
いて特定された範囲より高い又は低い整流電圧振幅値を
用いると、砥石車表面への酸化膜形成過程が乱され、こ
れは砥石車の11粍の増加及び砥石車の切削特性の劣化
をもたらす。
Furthermore, the energy consumption of machining increases excessively, and electrical discharges occur that destroy the continuity of the antinode. As a result, using a rectified voltage amplitude value higher or lower than the range specified in the present invention will disturb the oxide film formation process on the grinding wheel surface, which will lead to an increase in the thickness of the grinding wheel and the cutting characteristics of the grinding wheel. resulting in deterioration.

整流電圧の脈動率は好ましくは10乃至15%に設定さ
れる。これにより一方では、所定の電圧振幅値において
充分な酸化膜形成速度が得られ、他方では本発明にかか
る方法において脈動波の減少を提供する追加の複雑な平
滑システムを有しない比較的単純な電力供給源を用いる
ことができる。
The pulsation rate of the rectified voltage is preferably set to 10 to 15%. This allows, on the one hand, a sufficient rate of oxide film formation at a given voltage amplitude value and, on the other hand, a relatively simple power supply without an additional complex smoothing system that provides a reduction of pulsating waves in the method according to the invention. Any source can be used.

上述した整流電圧値及び作用媒体のパラメータかへの逸
脱は、砥石車の摩滅増加(スパーク若しくは不充分な酸
化膜形成速度による)あるいはその切削特性の漸進的低
下をもならし、それ故加工の低品質及び生産性の低下に
帰結する。好ましくは、電極に約32 Vの振幅を有し
、約12%の脈動率を有する整流電圧を供給し、約5・
10−コoh+*−1cm−’の導電率を有する冷却液
を用いるとよい。
Deviations from the above-mentioned rectified voltage values and working medium parameters can lead to increased wear of the grinding wheel (due to sparks or insufficient oxide formation rate) or to a gradual decrease in its cutting properties, and therefore to a deterioration of the machining process. This results in poor quality and decreased productivity. Preferably, the electrodes are supplied with a rectified voltage having an amplitude of about 32 V and a pulsation rate of about 12%;
It is preferable to use a coolant having a conductivity of 10-oh+*-1 cm-'.

かかる条件により、加工すべき材料、加工物の形態及び
生産業務(production oBrations
)の広い範囲にわたって研削効率、品物の品質及び工具
の摩滅低下に関し良い結果をもたらし、また、同時に、
種々の等級の砥石車を用いることができる。
These conditions determine the materials to be processed, the form of the workpiece, and the production operations.
) yields good results in terms of grinding efficiency, product quality and reduced tool wear over a wide range of applications, and at the same time
Various grades of grinding wheels can be used.

〔実施例〕〔Example〕

本発明による研摩材電気腐食研削方法は発明者らが行っ
た研究に基づいており、研究の結果は生産条件の下に確
認された。若し絶縁性酸化膜が砥石車1の表面に予め形
成されていれば、切削産出物(粒状物)を除去する砥石
車1の電気腐食クリーニング(eleatroeros
ion cleanin8)過程及び新しい砥粒の露出
がより効果的に進行するということが証明された。この
ような膜を砥石車1に備えることにより、パルスの電圧
の振幅を20〜35Vに減少でき、作用パルス電流の値
を2〜4Aに下げることができ、研削砥石車の摩耗を1
〜5−g/gに減少でき、工作物からの金属除去率を1
.3〜1,6倍に増加でき、研削領域における放電によ
る雑音及び光放射のレベルを2〜4倍(fac−tor
 )減少、即ち2〜4分の−に減少できる。
The abrasive electro-corrosion grinding method according to the present invention is based on research conducted by the inventors, and the results of the research were confirmed under production conditions. If an insulating oxide film is previously formed on the surface of the grinding wheel 1, the grinding wheel 1 may be subjected to electrolytic corrosion cleaning (eleatoeros) to remove cutting products (granules).
It has been demonstrated that the ion cleaning process and the exposure of new abrasive grains proceed more effectively. By equipping the grinding wheel 1 with such a membrane, the amplitude of the pulse voltage can be reduced to 20-35 V, the value of the working pulse current can be lowered to 2-4 A, and the wear of the grinding wheel can be reduced by 1
~5-g/g, reducing the metal removal rate from the workpiece to 1
.. It can increase the level of noise and light radiation due to electrical discharge in the grinding area by 2 to 4 times (fac-tor
) reduction, i.e., can be reduced to -2 to 4 minutes.

研削領域2に配置される酸化膜を形成するために、砥石
車1の金属結合材の電気化学的(陽極)酸化領域3が設
けられており、直流電圧が砥石車1と電極4に印加され
、無機物質(例えば、亜硝酸ナトリウム)又は有機物質
(例えば、トリエタノールアミン)の導電性に乏しい水
溶液からなる冷却液が電極間の間隙5に供給される。電
極間の間隙5で生じる電気化学的過程の作用の下に、結
合材の陽極溶解が始まり作用砥粒の部分的露出を生じさ
せる。結合材は銅又はアルミニウムのいずれか、即ち容
易に酸化される金属からなるので、結合材の溶解過程は
次第に終り、砥石車1の作用面は酸化膜で覆われる0作
用電流値の急な減少(数10アンペアがら致アンペアへ
)は陽極溶解過程及び膜形成過程が終了したことを示す
In order to form an oxide film disposed in the grinding zone 2, an electrochemical (anodic) oxidation zone 3 of the metal bond of the grinding wheel 1 is provided, in which a DC voltage is applied to the grinding wheel 1 and the electrodes 4. A cooling liquid consisting of a poorly conductive aqueous solution of an inorganic substance (for example sodium nitrite) or an organic substance (for example triethanolamine) is supplied to the gap 5 between the electrodes. Under the action of the electrochemical processes occurring in the gap 5 between the electrodes, anodic dissolution of the binder begins, resulting in partial exposure of the working abrasive grain. Since the binder is made of either copper or aluminum, i.e. a metal that is easily oxidized, the dissolution process of the binder will gradually end and the working surface of the grinding wheel 1 will be covered with an oxide film, resulting in a sudden decrease in the zero working current value. (Several tens of amperes to zero amperes) indicates that the anodic dissolution process and film formation process have been completed.

パルス電圧が砥石車1及び加工物6に印加される結果と
して研削領域に生じる放電は、結合材の電気腐食破砕(
electroerosion crushing) 
、切削砥粒の露出、及び砥石車1の表面からのくつつい
ている粒状体の除去を引き起こす。
The electrical discharge that occurs in the grinding area as a result of the application of a pulsed voltage to the grinding wheel 1 and the workpiece 6 causes the electrolytic fracture of the bond (
electroerosion crushing)
, causing exposure of the cutting abrasive grains and removal of stuck grains from the surface of the grinding wheel 1.

砥石車1が、その作用面に形成された酸化膜を有して研
削領域2に到着すると、前記結合材の電気腐食的除去(
electroerosive res+oval )
について最も完全な放電エネルギーの利用のための条件
が作り出される。これにより、その放電エネルギーをこ
のような酸化膜なしの電気腐食研削に利用される放電エ
ネルギーに比して減少でき、結果として砥石車1の摩耗
、機械加工に消費されるエネルギー、及び研削領域2に
おける雑音とスパークを減らすことができる。研削され
る材料の種類、砥石車の特性及び機械加工の品質及び生
産性に対する要求によって、パルスの電圧の値(パルス
周波数又はパルス幅のいずれか又はそれらの両方同時に
)が次の二つの主な要件ニ ー砥石車の切削能力はできるだけ高くかつ早晩に変化し
ないこと、 一砥石車の摩耗は可能な限り小さいことに基づいて変え
られる。
When the grinding wheel 1 arrives at the grinding zone 2 with an oxide film formed on its working surface, electrolytic removal of said binder (
electroerosive res+oval)
conditions are created for the most complete utilization of the discharge energy. Thereby, the discharge energy can be reduced compared to the discharge energy used in such electroerosion grinding without an oxide film, and as a result, the wear of the grinding wheel 1, the energy consumed in machining, and the grinding area 2 are reduced. can reduce noise and sparks in Depending on the type of material to be ground, the properties of the grinding wheel and the requirements for machining quality and productivity, the value of the pulse voltage (either pulse frequency or pulse width or both simultaneously) can be determined by two main methods: The requirements are varied on the basis that the cutting capacity of the knee grinding wheel is as high as possible and does not change prematurely, and that the wear of the grinding wheel is as small as possible.

しかしながら、放電は結合材を破砕する一方で酸化膜も
破壊する。酸化膜の回復は砥石車の各部分が陽極酸化領
域にとどまっているかなり短い時間(数ミリ秒)で行わ
れなければならない、研究が明らかにしたように、電極
と研削砥石車に印加される直流電圧のパラメータや作用
流体の特性に主として関係する特別の条件が満たされる
ならば、砥石車の表面における酸化膜の高速度の形成が
得られる。
However, while the discharge fractures the binder, it also destroys the oxide film. The recovery of the oxide film has to take place in a fairly short period of time (several milliseconds) during which each part of the grinding wheel remains in the anodized area, as the electrodes and the applied voltage to the grinding wheel have to do. A high rate of formation of an oxide film on the surface of the grinding wheel is obtained if special conditions are met, which are primarily related to the parameters of the direct voltage and the properties of the working fluid.

冷却液の組成及びパラメータは迅速な酸化膜の形成、酸
化膜の連続性及び絶縁耐力を促進する。
The composition and parameters of the coolant promote rapid oxide formation, oxide continuity, and dielectric strength.

無機ナトリウム塩やトリエタノールアミン等の形態の耐
腐食剤及び耐摩擦剤を含む水を基材とする冷却液が最も
高度にこれら要件を満たすことが見い出された。上述の
冷却液は 2 ・10−3ohm−’ am−’乃至2
・10−”ohm−1cm−’の範囲の導電率を有しな
ければならない0機械構成単位の腐食の出現や漏れ電流
(電解電流)の増加による研削領域における放電の転流
条件の悪化等の理由で、媒体のより高い導電率は得策で
はない。
It has been found that water-based coolants containing anti-corrosion and anti-friction agents in the form of inorganic sodium salts, triethanolamine, etc. meet these requirements to the highest degree. The above-mentioned cooling liquid is 2.10-3 ohm-'am-' to 2
- Appearance of corrosion of mechanical constituent units that must have electrical conductivity in the range of 10-"ohm-1 cm-' and deterioration of commutation conditions for electrical discharge in the grinding area due to increased leakage current (electrolytic current), etc. For reasons higher conductivity of the medium is not advisable.

2・10−3ohm+−’es−’以下の導電率を有す
る媒体も、媒体内での酸化膜形成速度が不十分であるた
め、使用上動められない、研究は、本発明において特定
された導電率の範囲内で、入手可能ないかなる水性冷却
液も使用できるということを明らかにした。
The research identified in the present invention also shows that media with conductivities below 2.10-3 ohm+-'es-' are not practical due to the insufficient rate of oxide film formation within the media. It has been shown that any available aqueous coolant can be used within the conductivity range.

整流された電圧の振幅は5乃至35 Vの範囲に設定さ
れる。35Vを越える電圧は再不動態化すなわち酸化膜
の溶解を引き起し、処理の電力消費量が増大し、さらに
放電が酸化膜の電気腐食的粉砕を引き起こす、5V未満
の電圧では、酸化膜は砥石車の作用面の離れた複数の部
分においてのみ形成され、これは全ての機械加工特性を
損なう。
The amplitude of the rectified voltage is set in the range of 5 to 35V. Voltages above 35V cause repassivation, i.e. dissolution of the oxide film, increasing the power consumption of the process, and furthermore, the discharge causes galvanic fragmentation of the oxide film; at voltages below 5V, the oxide film is crushed by the grinding wheel. Formed only in separate parts of the working surface of the car, this impairs all machining properties.

直流電圧振幅は機械加工される各材料、生産過程及び砥
石車のタイプについて実験的に選択されるべきであり、
又品物に課せられる要求によって、経時的に安定した砥
石車の切削能力と共に最小の砥石車摩耗量を与えるこの
パラメータの個々の最適値が存在する。
The DC voltage amplitude should be selected experimentally for each material being machined, the production process and the type of grinding wheel;
Also, depending on the requirements placed on the article, there is an individual optimum value of this parameter which provides a minimum amount of grinding wheel wear as well as a stable cutting capacity of the grinding wheel over time.

等しい振幅でも、平均電圧(及びこの故に平均電流)は
異なるので、電圧振幅値を選択しただけではなお不十分
であり、また酸化膜の迅速な形成のためにも不十分であ
る。10〜15%を越えない脈動波(ripples)
を用いることにより、砥石車が酸化領域にとどまってい
る問に酸化膜を完全に回復できることが見い出された。
Even with equal amplitudes, the average voltages (and therefore average currents) are different, so the selection of voltage amplitude values is still not sufficient, and also for rapid formation of the oxide film. Ripples not exceeding 10-15%
It has been found that by using this method, the oxide film can be completely restored while the grinding wheel remains in the oxidized region.

32 Vに等しい整流化された電圧振幅と 12%に等
しい脈動率と5・1010−3oh’ca−’ に等し
い媒体導電率の場合、本発明の研削方法は最も万能であ
り、すなわち異なったタイプの砥石車を用い、異なった
生産作業において広い範囲の材料及び加工物を機械加工
する場合においてかなり高い技術的及び経済的指数を有
することを可能にする。
For a rectified voltage amplitude equal to 32 V, a pulsation rate equal to 12% and a medium conductivity equal to 5.1010-3 oh'ca-', the grinding method of the invention is the most versatile, i.e. for different types. grinding wheels make it possible to have considerably high technical and economical indices when machining a wide range of materials and workpieces in different production operations.

より良い理解のため、概要図に示された実施例を参照し
て本発明をさらに詳述する。
For a better understanding, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in a schematic diagram.

研削砥石車ヘッド7に固定されているのは電極4であっ
て、機械フレーム8から電気的に絶縁されており、また
電極4を砥石車1の方へ送るシステム9に接続されてい
る。直流電圧源10の負極端子は電極4に接続されてお
り、正極端子は金属で結合されたダイヤモンド砥石車(
鋼eilllic−bond diamond whe
el)に接続されている。パルス電圧源11は負極端子
を介して加工物6に接続されており、またその正極端子
を介して砥石車1に接続されている。鋼や黄銅等のいか
なる導電材料からなる板も電極4として用いられる。下
記に述べる実施例においては、工具として125μ論か
ら160μ鐘の粒度と銅からなる金属結合材を有する直
径250■及び高さ2〇−輪の円筒形のダイヤモンド砥
石車が用いられ、また冷却液として導電率2.7・10
−コohm−1cm−’ を有する亜硝酸ナトリウム(
0,4%)及びトリエタノールアミン(0,8%)の水
溶液が用いられた0表面研削されるのは24am”の面
積を有し、タングステンカーバイド92%とコバルト8
%を混合した硬質合金板と鋼で作られており、画板の面
積比が1 : 1の加工物である。電深として用いられ
たのはパルス繰り返し周波数50 Hz及び定格電流1
5 Aを有する1 kMのパルス発生器と、定格電流2
5 Aの1 kW三相全波形整流器である。
Fixed to the grinding wheel head 7 is an electrode 4 which is electrically isolated from the machine frame 8 and is connected to a system 9 which feeds the electrode 4 towards the grinding wheel 1. The negative terminal of the DC voltage source 10 is connected to the electrode 4, and the positive terminal is connected to a metal-bonded diamond grinding wheel (
steel eillilic-bond diamond whe
el). A pulse voltage source 11 is connected to the workpiece 6 via its negative terminal and to the grinding wheel 1 via its positive terminal. A plate made of any conductive material such as steel or brass can be used as the electrode 4. In the examples described below, a cylindrical diamond grinding wheel with a diameter of 250mm and a height of 20mm, having a grain size of 125μ to 160μ and a metal bond made of copper, is used as a tool, and a coolant is used. As conductivity 2.7・10
- Sodium nitrite with ohm-1 cm-' (
The surface to be ground has an area of 24 am” and contains 92% tungsten carbide and 8% cobalt.
It is a workpiece made of hard alloy plate and steel mixed with 1:1 area ratio of drawing plate. The electric depth used was a pulse repetition frequency of 50 Hz and a rated current of 1.
1 kM pulse generator with 5 A and a rated current of 2
It is a 5 A, 1 kW three-phase full wave rectifier.

研削条件 (1)機械的条件 −1分当りのテーブルの二ストローク (double 5tokes)回数       7
2−各二ストローク当りの垂直送り量の値、輪−/ニス
トローク          0.02(2)電気的条
件 一パルス電圧の振幅、V         25−直流
電流電圧の振幅、V        23本方法を実現
するなめに、つぎの作業ニー作用液供給源をあけ、砥石
車を始動して回転させる; 一電極を砥石車に接触させ、等距離砥石車の表面マーク
(equirlistant wheel surfa
remar& )を得るように研削し、該tiを砥石車
から離間し、要求された電極間空隙を設定する・ 一整流電圧電源のスイッチを入れ、砥石車の全表面に酸
化膜を形成する; −パルス電圧電源のスイッチを入れ、加工物の研削工程
を実行する: が順次行なわれる。
Grinding conditions (1) Mechanical conditions - Number of table double 5 strokes per minute 7
2 - Value of vertical feed per two strokes, wheel - / two strokes 0.02 (2) Electrical conditions - Amplitude of pulse voltage, V 25 - Amplitude of DC current voltage, V 23 Name to realize this method Next, open the working knee working fluid supply and start and rotate the grinding wheel; place one electrode in contact with the grinding wheel and place an equidistant wheel surface mark on the grinding wheel.
remar & ), separate the ti from the grinding wheel, and set the required interelectrode gap. - Switch on the rectified voltage power supply and form an oxide film on the entire surface of the grinding wheel; - Turn on the pulse voltage power supply and execute the grinding process of the workpiece.

上述した条件の下に、硬質合金及び鋼からなる加工物の
研削工程において、腐食電流量は2.3Aになり、直流
電流量は11 Aであり、生産能力は80〇−鋤3/g
inであり、砥石車の摩耗量は1.5mg/gになり、
スピンドル駆動の電力消費量は0.62 k−であり、
工程で消費されたエネルギーは49J/−鴎コであり、
砥石車の切削特性を間接的に特徴づけるスピンドル駆動
電力値は300分の操作中変化しなかった。
Under the above conditions, in the grinding process of workpieces made of hard alloys and steel, the amount of corrosion current is 2.3 A, the amount of direct current is 11 A, and the production capacity is 800 - plow 3/g.
in, the amount of wear on the grinding wheel is 1.5 mg/g,
The power consumption of the spindle drive is 0.62 k−,
The energy consumed in the process was 49 J/-
The spindle drive power value, which indirectly characterizes the cutting characteristics of the grinding wheel, did not change during the 300 minutes of operation.

同じ加工物を従来技術のダイヤモンド電気腐食研削方法
により研削したところ、電流量は28 Aになり、生産
性は620 myh37 sinであり、砥石車摩耗量
は4.8mg/gであり、そして工程中消費された電力
量は 86J/+*m’になった。スピンドル駆動の電
力は70分の操作中に0.63 kMから0.78 k
illに増加した。120分の連続稼動の後研削工程は
中止され、砥石車は表面仕上げされた。
When the same workpiece was ground by the prior art diamond electroerosion grinding method, the current was 28 A, the productivity was 620 myh37 sin, the grinding wheel wear was 4.8 mg/g, and the process The amount of electricity consumed was 86J/+*m'. Spindle drive power from 0.63 kM to 0.78 k during 70 minutes operation
increased to ill. After 120 minutes of continuous operation, the grinding process was stopped and the grinding wheel was surface-finished.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

かくして、本発明による方法を用いることにより、加工
困難な材料の研削処理を強化することができ、高価なダ
イヤモンド工具及び立方晶系窒化ホウ素工具の消費量を
減少でき、機械加工の電力消費量を下げることができ、
あわせて作業の衛生上の及び健康的な条件も向上させる
ことを可能にする。
Thus, by using the method according to the invention, the grinding process of difficult-to-machine materials can be enhanced, the consumption of expensive diamond tools and cubic boron nitride tools can be reduced, and the power consumption of machining can be reduced. can be lowered,
It also makes it possible to improve the sanitary and health conditions of work.

本発明による方法は、硬い、もろい又は強靭な材料から
なる部品が研削される金属加工工場において適用され得
る。
The method according to the invention can be applied in metalworking plants where parts made of hard, brittle or tough materials are ground.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本発明にかかる摩耗電気腐食研削方法を実現するた
めの機械の概要図である。 参照番号については、1は砥石車、2は研削領域、3は
電気化学的酸化処理領域、4は電極、5は電極間の間隙
、6は加工物、7は研削砥石車ヘッド、8は機械フレー
ム、9は電極送りシステム、10は直流電圧源、及び1
1はパルス電圧源である。
The figure is a schematic diagram of a machine for implementing the abrasive electrocorrosion grinding method according to the present invention. As for the reference numbers, 1 is the grinding wheel, 2 is the grinding area, 3 is the electrochemical oxidation treatment area, 4 is the electrode, 5 is the gap between the electrodes, 6 is the workpiece, 7 is the grinding wheel head, 8 is the machine frame, 9 an electrode feeding system, 10 a DC voltage source, and 1
1 is a pulse voltage source.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)金属で結合された砥石車と冷却液を用い、加工物
の研削領域内においてパルス電圧が該砥石車に印加され
、一方前記砥石車に追加の電気作用を及ぼすための電極
が研削領域の外に配置される研摩材電気腐食研削方法に
おいて、前記電極には砥石車の表面に絶縁性酸化膜の形
成をもたらす振幅及び脈動率を有する整流電圧が印加さ
れ、該冷却液は2・10^−^3ohm^−^1cm^
−^1ないし2・10^−^2ohm^−^1cm^−
^1の導電率を有することを特徴とする研摩材電気腐食
研削方法。
(1) With a metal-coupled grinding wheel and a coolant, a pulsed voltage is applied to the grinding wheel within the grinding zone of the workpiece, while electrodes for exerting an additional electrical effect on the grinding wheel are in the grinding zone. In the method of galvanic erosion grinding of an abrasive material, the electrodes are applied with a rectified voltage having an amplitude and a pulsation rate that results in the formation of an insulating oxide film on the surface of the grinding wheel, and the cooling liquid is ^-^3ohm^-^1cm^
-^1 to 2.10^-^2ohm^-^1cm^-
A method for electro-corrosion grinding of an abrasive material characterized by having an electrical conductivity of ^1.
(2)整流電圧の振幅が5Vから35Vの範囲内に設定
されていることを特徴とする請求項1に記載の研摩材電
気腐食研削方法。
(2) The method for electrolytic corrosion grinding of an abrasive material according to claim 1, wherein the amplitude of the rectified voltage is set within a range of 5V to 35V.
(3)整流電圧の脈動率が10%から15%の間にある
ように設定されていることを特徴とする請求項1に記載
の研摩材電気腐食研削方法。
(3) The abrasive electrolytic corrosion grinding method according to claim 1, wherein the pulsation rate of the rectified voltage is set to be between 10% and 15%.
(4)電極(4)に印加される整流電圧が、約32Vの
振幅及び約12%の脈動率を有し、用いられる該冷却液
は約5・10^−^3ohm^−^1cm^−^1の導
電率を有することを特徴とする請求項1に記載の研摩材
電気腐食研削方法。
(4) The rectified voltage applied to the electrode (4) has an amplitude of about 32V and a pulsation rate of about 12%, and the coolant used is about 5.10^-^3ohm^-^1cm^- 2. The method of electrolytic corrosion grinding of an abrasive material according to claim 1, wherein the abrasive material has an electrical conductivity of ^1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006255836A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Shoichi Shimada MACHINING METHOD AND MACHINING DEVICE OF MATERIAL CONTAINING EITHER ELEMENT BELONGING TO FOUTH PERIOD OF GROUP VIIIA OR Ti

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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