JPH02303757A - 砥粒加工装置 - Google Patents
砥粒加工装置Info
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- JPH02303757A JPH02303757A JP1126213A JP12621389A JPH02303757A JP H02303757 A JPH02303757 A JP H02303757A JP 1126213 A JP1126213 A JP 1126213A JP 12621389 A JP12621389 A JP 12621389A JP H02303757 A JPH02303757 A JP H02303757A
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- Pending
Links
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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。
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、電子材料、光学材料等の平面を遊離砥粒を用
いて加工する砥粒加工装置に関する。
いて加工する砥粒加工装置に関する。
本発明に最も近い従来技術として、光学Ｖｏｉ、！３゜
Ｎｏ、６ （１９８４） 、 ４５４ページないし４６
２ページに開示されている、フロート・ボリシングと呼
ばれる砥粒による加工装置がある。第３図は従来技術の
フロート・ボリシングによる砥粒加工装置の断面図であ
る。
Ｎｏ、６ （１９８４） 、 ４５４ページないし４６
２ページに開示されている、フロート・ボリシングと呼
ばれる砥粒による加工装置がある。第３図は従来技術の
フロート・ボリシングによる砥粒加工装置の断面図であ
る。
第３図において、上方に開口したカップ状の車軸回転体
として形成され、二点鎖線で示した駆動装置２に取付け
られて、室軸に回転される加工槽４が設けられている。
として形成され、二点鎖線で示した駆動装置２に取付け
られて、室軸に回転される加工槽４が設けられている。
この加工槽４の底面上に円板状の加工テーブル６が取付
けられ、この加工テーブル６上に、上面に渦巻状の溝８
が設けられたラップ面１０を有する円板状のラップ板１
２が取付けられている。一方、矢印Ｒに示す方向に回転
される前記加工槽４の回転の中心線４ａを平行移動した
位置に中心線１７ａを有するスピンドル１７が、図示を
省略した軸継手を介して、二点鎖線で示したスピンドル
駆動装置１４に結合され、矢印Ｓに示す方向にスピンド
ル１７は室軸に回転される。スピンドル１７の下端部に
は、被加工物１８を取付ける被加工物ホルダ２０が取付
けられ、被加工物１８は砥粒２２が懸濁された加工液２
４が満たされた前記加工槽４中に沈められているやなお
、スピンドル１７は鉛直のスラスト方向にわずかに移動
可能に、その移動の下端において、前記ラップ板１２の
ラップ面１０と被加工物１８の被加工面１８ａとが、加
工開始時に直接接触しないようにわずかの間隔（ギヤツ
ブ）を置いて対向されている。
けられ、この加工テーブル６上に、上面に渦巻状の溝８
が設けられたラップ面１０を有する円板状のラップ板１
２が取付けられている。一方、矢印Ｒに示す方向に回転
される前記加工槽４の回転の中心線４ａを平行移動した
位置に中心線１７ａを有するスピンドル１７が、図示を
省略した軸継手を介して、二点鎖線で示したスピンドル
駆動装置１４に結合され、矢印Ｓに示す方向にスピンド
ル１７は室軸に回転される。スピンドル１７の下端部に
は、被加工物１８を取付ける被加工物ホルダ２０が取付
けられ、被加工物１８は砥粒２２が懸濁された加工液２
４が満たされた前記加工槽４中に沈められているやなお
、スピンドル１７は鉛直のスラスト方向にわずかに移動
可能に、その移動の下端において、前記ラップ板１２の
ラップ面１０と被加工物１８の被加工面１８ａとが、加
工開始時に直接接触しないようにわずかの間隔（ギヤツ
ブ）を置いて対向されている。
前記に説明のように構成されたフロート・ポリソングに
よる砥粒加工装置においては、前記加工槽４とスピンド
ル１７とをそれぞれ回転させて前記９７１面１０と被加
工面１８ａとの間に介在する砥粒２２によって被加工面
１８ａを加工する。加工槽４が回転されると、これに取
付けられた加工テーブル６、ラップ１＆１２が共に矢印
Ｒに示す方向に回転され、ラップ面１０の渦巻状の溝８
による加工液２４に対する作用と、スピンドル１７に取
（＝Ｊけられた被加工物ホルダ２０に取付けられた被加
工物１８の矢印Ｓに示す方向の回転との相互作用により
、ラップ面１０と被加工面１８ａとの間は、加工液２４
の動圧流体潤滑状態となり、被加工物１８が浮上した状
態で、砥粒２２による加工が進行する。この浮上状態で
加工することから、本加工法はフロート・ポリソングと
名づけられた。このようにして、主として加工液２４中
に懸濁された砥粒２２（粒径が２００Å以下の超微粒子
）を被加工面１８ａに衝突させて、除去加工を行うもの
である。
よる砥粒加工装置においては、前記加工槽４とスピンド
ル１７とをそれぞれ回転させて前記９７１面１０と被加
工面１８ａとの間に介在する砥粒２２によって被加工面
１８ａを加工する。加工槽４が回転されると、これに取
付けられた加工テーブル６、ラップ１＆１２が共に矢印
Ｒに示す方向に回転され、ラップ面１０の渦巻状の溝８
による加工液２４に対する作用と、スピンドル１７に取
（＝Ｊけられた被加工物ホルダ２０に取付けられた被加
工物１８の矢印Ｓに示す方向の回転との相互作用により
、ラップ面１０と被加工面１８ａとの間は、加工液２４
の動圧流体潤滑状態となり、被加工物１８が浮上した状
態で、砥粒２２による加工が進行する。この浮上状態で
加工することから、本加工法はフロート・ポリソングと
名づけられた。このようにして、主として加工液２４中
に懸濁された砥粒２２（粒径が２００Å以下の超微粒子
）を被加工面１８ａに衝突させて、除去加工を行うもの
である。
前記従来技術においては、除去単位が極めて微少なため
、加工速度が小さく、加工に多くの時間を必要としてい
る。このため実用上、被加工面１８ａを事前に疑似鏡面
（表面あらさ＝１μｍＲａ＋ａｘ以下）に仕上げておく
必要があり、加工コストが高いという問題があった。
、加工速度が小さく、加工に多くの時間を必要としてい
る。このため実用上、被加工面１８ａを事前に疑似鏡面
（表面あらさ＝１μｍＲａ＋ａｘ以下）に仕上げておく
必要があり、加工コストが高いという問題があった。
本発明は、前記従来技術の問題を解決するためになされ
たもので、高速加工が可能で被加工物面を事前に疑似鏡
面に仕上げる必要がなく、よってコスト安な砥粒加工装
置を提供することを目的とする。
たもので、高速加工が可能で被加工物面を事前に疑似鏡
面に仕上げる必要がなく、よってコスト安な砥粒加工装
置を提供することを目的とする。
前記の課題を解決するために、本発明は、上方に開口し
たカップ状の車軸回転体として形成され駆動装置に取付
けられて室軸に回転される加工槽とこの加工槽の底面上
に取付けられた円板状の加工テーブルとこの加工テーブ
ル、トに取イ］けられその−Ｌ面Ｇこ渦巻状の溝が設け
られたラップ面を有する円板状のラップ板と前記加工槽
の回転の中心線を平行移動した位置に中心線を有しスピ
ンドル駆動装置により室軸で回転されるスピンドルと被
加工物を取付は前記スピンドルの下端部に取付けられた
被加工物ホルダとを備え砥粒が懸濁された加工液が満た
された前記加工槽中に前記ラップ板のラップ面と前記被
加工物の下面の被加工面とがわずかな間隔を置いて対向
され前記加工槽とスピンドルとをそれぞれ回転させて前
記ラップ面と被加工面との間に介在する砥粒によって液
加］：面を加工する砥粒加工装置において、前記スピン
ドルはほぼ中央部に設けられ高周波電源装置から給′ユ
されスピンドルの中心線に平行な下方向に超音波振動を
発生させる超音波振動子と、この超音波振動子より下方
のスピンドル下部に設けられ上方より下方に向かってそ
の断面積が縮少し前記超音波振動を増幅するホーンと、
このホーンの下端部に取付けられた被加工物ホルダと、
上部軸受と下部軸受とにより前記スピンドルを回転自在
に支承する主軸筒とを備える。
たカップ状の車軸回転体として形成され駆動装置に取付
けられて室軸に回転される加工槽とこの加工槽の底面上
に取付けられた円板状の加工テーブルとこの加工テーブ
ル、トに取イ］けられその−Ｌ面Ｇこ渦巻状の溝が設け
られたラップ面を有する円板状のラップ板と前記加工槽
の回転の中心線を平行移動した位置に中心線を有しスピ
ンドル駆動装置により室軸で回転されるスピンドルと被
加工物を取付は前記スピンドルの下端部に取付けられた
被加工物ホルダとを備え砥粒が懸濁された加工液が満た
された前記加工槽中に前記ラップ板のラップ面と前記被
加工物の下面の被加工面とがわずかな間隔を置いて対向
され前記加工槽とスピンドルとをそれぞれ回転させて前
記ラップ面と被加工面との間に介在する砥粒によって液
加］：面を加工する砥粒加工装置において、前記スピン
ドルはほぼ中央部に設けられ高周波電源装置から給′ユ
されスピンドルの中心線に平行な下方向に超音波振動を
発生させる超音波振動子と、この超音波振動子より下方
のスピンドル下部に設けられ上方より下方に向かってそ
の断面積が縮少し前記超音波振動を増幅するホーンと、
このホーンの下端部に取付けられた被加工物ホルダと、
上部軸受と下部軸受とにより前記スピンドルを回転自在
に支承する主軸筒とを備える。
被加工物およびラップ板の回転により、動圧効果によっ
て両者の間（砥粒が懸濁された加工液の流体膜が形成さ
れ、この間に介在する砥粒の衝突により、フロート・ボ
リシングによる被加工面の加工が行なわれ、同時にさら
に被加工物を取付けた被加工物ホルダに超音波振動を重
畳することにより、キャビテーションが生じる。ここで
キャビテーションとは、流体中で高速で物体を移動させ
ると、移動物体の後方の流体中に多数の気泡が発生ずる
現象をいう、この気泡が破裂し、その破裂時に瞬間的に
振動、圧力が発生し、そこに砥粒が存在すると攪拌され
て被加工面に衝突し、被加工面を能率よく加工する。
て両者の間（砥粒が懸濁された加工液の流体膜が形成さ
れ、この間に介在する砥粒の衝突により、フロート・ボ
リシングによる被加工面の加工が行なわれ、同時にさら
に被加工物を取付けた被加工物ホルダに超音波振動を重
畳することにより、キャビテーションが生じる。ここで
キャビテーションとは、流体中で高速で物体を移動させ
ると、移動物体の後方の流体中に多数の気泡が発生ずる
現象をいう、この気泡が破裂し、その破裂時に瞬間的に
振動、圧力が発生し、そこに砥粒が存在すると攪拌され
て被加工面に衝突し、被加工面を能率よく加工する。
本発明実施例の砥粒加工装置を、第１図および第２図に
基づいて説明する。第１図は本発明実施例の砥粒加工装
置の断面図、第２図は第１図の一点鎖線の円Ａで示した
部分の拡大図である。第１図は、前記に説明した第３図
に相当する図で、本発明実施例と従来技術との相異点は
、スピンドル１６に超音波振動を重畳する装置を付加し
た点で、その他の構成は同様であるから、第１図に示す
同一機能要素には、第３図と同一の符号を付して前記従
来技術での説明を適用し、重複説明を省略する。
基づいて説明する。第１図は本発明実施例の砥粒加工装
置の断面図、第２図は第１図の一点鎖線の円Ａで示した
部分の拡大図である。第１図は、前記に説明した第３図
に相当する図で、本発明実施例と従来技術との相異点は
、スピンドル１６に超音波振動を重畳する装置を付加し
た点で、その他の構成は同様であるから、第１図に示す
同一機能要素には、第３図と同一の符号を付して前記従
来技術での説明を適用し、重複説明を省略する。
第１図において、スピンドル１６は、数十ｋ Ｈｚ程度
の高周波電源２６と給電ブラシ２８とスリップリング３
０とから成る高周波電源装置３２から給電され、スピン
ドル１Ｇの中心線１６ａに平行な矢印Ｂに示す下方向に
超音波振動を発生させる超音波振動子３４が設けられて
いる。この超音波振動子３４は、例えばジルコン酸チタ
ン酸鉛（ＰＺＴ）の電歪素子を組込んだものが使用され
ているが、これはけ歪効果のけ歪素子を組込んだものを
使用しても差支えない、なお、スピンドル１６は、ラジ
アル荷重とスラスト荷重とを負担する上部軸受３６と、
ラジアル荷重のみを負担する下部軸受３８とによって、
主軸筒４０に回転自在に支承されている。前記超音波振
動子３４より下方のスピンドル１６下方部には、上方よ
り下方に向かってその断面積が縮少する形状のホーン４
２が、このホー７４２の下端部には被加工物ホルダ２０
がそれぞれ取付けられている。なお、主軸筒４０は、図
示を省略した上下機構によって上下方向に自在に位置調
整が可能で、被加工物１８の被加工物ホルダ２０への取
付け、取外し、被加工物１８の厚さ寸法の相異への対応
、ならびにラップ面１０と被加工物１８ａとの間のギャ
ップ寸法調整が自在に可能となっている。
の高周波電源２６と給電ブラシ２８とスリップリング３
０とから成る高周波電源装置３２から給電され、スピン
ドル１Ｇの中心線１６ａに平行な矢印Ｂに示す下方向に
超音波振動を発生させる超音波振動子３４が設けられて
いる。この超音波振動子３４は、例えばジルコン酸チタ
ン酸鉛（ＰＺＴ）の電歪素子を組込んだものが使用され
ているが、これはけ歪効果のけ歪素子を組込んだものを
使用しても差支えない、なお、スピンドル１６は、ラジ
アル荷重とスラスト荷重とを負担する上部軸受３６と、
ラジアル荷重のみを負担する下部軸受３８とによって、
主軸筒４０に回転自在に支承されている。前記超音波振
動子３４より下方のスピンドル１６下方部には、上方よ
り下方に向かってその断面積が縮少する形状のホーン４
２が、このホー７４２の下端部には被加工物ホルダ２０
がそれぞれ取付けられている。なお、主軸筒４０は、図
示を省略した上下機構によって上下方向に自在に位置調
整が可能で、被加工物１８の被加工物ホルダ２０への取
付け、取外し、被加工物１８の厚さ寸法の相異への対応
、ならびにラップ面１０と被加工物１８ａとの間のギャ
ップ寸法調整が自在に可能となっている。
前記構成の本発明の砥粒加工装置において、被加工物ホ
ルダ２０に接着などの取付手段により被加工物１８を取
付け、砥粒２２（粒径１００人程鹿の二酸化ケイ素：５
ｉＯｔ、酸化アルミニウム：＾ｌ、０８等の微粒子）が
懸濁された加工液が満たされた加工槽４中に、ラップ板
１２のラップ面１０と被加工面１８ａとが所望のわずか
な間隔（ギャップ）を置いて対向される。加工槽４とス
ピンドル１６とをそれぞれ回転させると、前記従来技術
において説明したのと同様に、ラップ、面１０と被加工
面１８ａとの間に介在する、加工液２４中の砥粒２２に
より被加工面１８ａは砥粒加工される。続いて、高周波
を源装置３２から給電されると、超音波振動子３４によ
ってスピンドル１６の中心線１６ａに平行な、矢印Ｂに
示す方向の超音波振動が発生される。スピンドル１６は
、上部軸受３６によってスラスト荷重が負担され、下部
軸受３８はスラスト方向に移動自在のため、超音波振動
は土として超音波振動子３４より下方に伝わり、スピン
ドル１６下方部に設けられたホーン４２によって増幅さ
れて、被加工物ホルダ２０に取付けられた被加工物１８
は、矢印Ｂに示す方向に周波数：高周波ｔ［↓置の数十
ｋＨｚ、振幅：数μｍに振動される。
ルダ２０に接着などの取付手段により被加工物１８を取
付け、砥粒２２（粒径１００人程鹿の二酸化ケイ素：５
ｉＯｔ、酸化アルミニウム：＾ｌ、０８等の微粒子）が
懸濁された加工液が満たされた加工槽４中に、ラップ板
１２のラップ面１０と被加工面１８ａとが所望のわずか
な間隔（ギャップ）を置いて対向される。加工槽４とス
ピンドル１６とをそれぞれ回転させると、前記従来技術
において説明したのと同様に、ラップ、面１０と被加工
面１８ａとの間に介在する、加工液２４中の砥粒２２に
より被加工面１８ａは砥粒加工される。続いて、高周波
を源装置３２から給電されると、超音波振動子３４によ
ってスピンドル１６の中心線１６ａに平行な、矢印Ｂに
示す方向の超音波振動が発生される。スピンドル１６は
、上部軸受３６によってスラスト荷重が負担され、下部
軸受３８はスラスト方向に移動自在のため、超音波振動
は土として超音波振動子３４より下方に伝わり、スピン
ドル１６下方部に設けられたホーン４２によって増幅さ
れて、被加工物ホルダ２０に取付けられた被加工物１８
は、矢印Ｂに示す方向に周波数：高周波ｔ［↓置の数十
ｋＨｚ、振幅：数μｍに振動される。
これにより、第２図に示すように、攪拌されている加工
液２４中の砥粒２２の衝突によるフロート・ボリシング
、および矢印Ｂに示す方向の被加工面１８ａの超音波振
動により発生するキャビテーションによる気泡破裂によ
る砥粒２２の被加工面１８ａへの衝突が重畳され、この
結果従来技術の平面度。
液２４中の砥粒２２の衝突によるフロート・ボリシング
、および矢印Ｂに示す方向の被加工面１８ａの超音波振
動により発生するキャビテーションによる気泡破裂によ
る砥粒２２の被加工面１８ａへの衝突が重畳され、この
結果従来技術の平面度。
面あらさの高精度および無歪み加工の特徴をそのまま保
持して、しかも加工速度を向上させることができる。
持して、しかも加工速度を向上させることができる。
本発明は、従来技術のフロート・ボリシング加工に、超
音波振動を重畳させる機能を付加した砥粒加工装置とし
たため、従来技術の平面度１面あらさの高精度および無
歪み加工の特徴をそのまま保持して、しかも加工速度を
向上させることができる。従って事前に被加工面を疑似
鏡面にまで仕上げなく−Ｃも済むため、加工コストが大
幅に低減できる。
音波振動を重畳させる機能を付加した砥粒加工装置とし
たため、従来技術の平面度１面あらさの高精度および無
歪み加工の特徴をそのまま保持して、しかも加工速度を
向上させることができる。従って事前に被加工面を疑似
鏡面にまで仕上げなく−Ｃも済むため、加工コストが大
幅に低減できる。
第１図は本発明実施例の砥粒加工装置の断面図、第２図
は第１図の一点鎖線の円Ａで示した部分の拡大図、第３
図は従来技術のフロート・ボリシングによる砥粒加工装
置の断面図である。 ２：駆動装置、４：加工槽、６：加工テーブル、８：溝
、１０７９２１面、１２ニラツブ板、１４ニスピンドル
駆動装置、１６．Ｉ’ｌニスピンドル、１８：被加工物
、１８ａ：被加工面、２０：被加工物ホルダ、２２：砥
粒、２４：加工液、３２：高周波電源装置、３４：Ｐａ
音波振動子、３６：上部軸受、３８：下部軸受、４０：
主軸筒、４２：ホーン。 ・τ） 代理人年埋十 山 口 皇 ′ ：＄１記 第Ｚ聞 「−肩 、／４ 第３図
は第１図の一点鎖線の円Ａで示した部分の拡大図、第３
図は従来技術のフロート・ボリシングによる砥粒加工装
置の断面図である。 ２：駆動装置、４：加工槽、６：加工テーブル、８：溝
、１０７９２１面、１２ニラツブ板、１４ニスピンドル
駆動装置、１６．Ｉ’ｌニスピンドル、１８：被加工物
、１８ａ：被加工面、２０：被加工物ホルダ、２２：砥
粒、２４：加工液、３２：高周波電源装置、３４：Ｐａ
音波振動子、３６：上部軸受、３８：下部軸受、４０：
主軸筒、４２：ホーン。 ・τ） 代理人年埋十 山 口 皇 ′ ：＄１記 第Ｚ聞 「−肩 、／４ 第３図
Claims (1)
- １）上方に開口したカップ状の立軸回転体として形成さ
れ駆動装置に取付けられて立軸に回転される加工槽とこ
の加工槽の底面上に取付けられた円板状の加工テーブル
とこの加工テーブル上に取付けられその上面に渦巻状の
溝が設けられたラップ面を有する円板状のラップ板と前
記加工槽の回転の中心線を平行移動した位置に中心線を
有しスピンドル駆動装置により立軸で回転されるスピン
ドルと被加工物を取付け前記スピンドルの下端部に取付
けられた被加工物ホルダとを備え砥粒が懸濁された加工
液が満たされた前記加工槽中に前記ラップ板のラップ面
と前記被加工物の下面の被加工面とがわずかな間隔を置
いて対向され前記加工槽とスピンドルとをそれぞれ回転
させて前記ラップ面と被加工面との間に介在する砥粒に
よって被加工面を加工する砥粒加工装置において、前記
スピンドルはほぼ中央部に設けられ高周波電源装置から
給電されスピンドルの中心線に平行な下方向に超音波振
動を発生させる超音波振動子と、この超音波振動子より
下方のスピンドル下方部に設けられ上方より下方に向か
ってその断面積が縮少し前記超音波振動を増幅するホー
ンと、このホーンの下端部に取付けられた被加工物ホル
ダと上部軸受と下部軸受とにより前記スピンドルを回転
自在に支承する主軸筒とを備えることを特徴とする砥粒
加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126213A JPH02303757A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 砥粒加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126213A JPH02303757A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 砥粒加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02303757A true JPH02303757A (ja) | 1990-12-17 |
Family
ID=14929532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126213A Pending JPH02303757A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 砥粒加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02303757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491625B1 (ko) * | 1996-08-21 | 2005-09-08 | 하시모또 히로시 | 초음파 진동 복합 가공구 |
| CN109732467A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-10 | 太原理工大学 | 椭圆振动复合静压磨料流的圆管内壁精密光整加工装置 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP1126213A patent/JPH02303757A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491625B1 (ko) * | 1996-08-21 | 2005-09-08 | 하시모또 히로시 | 초음파 진동 복합 가공구 |
| CN109732467A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-10 | 太原理工大学 | 椭圆振动复合静压磨料流的圆管内壁精密光整加工装置 |
| CN109732467B (zh) * | 2019-01-17 | 2020-07-31 | 太原理工大学 | 椭圆振动复合静压磨料流的圆管内壁精密光整加工装置 |
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