JPH0283148A - 高能率研削加工方法 - 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〕 この発明は高能率研削加工方法、とくにセラミックスの
形状創成のための高能率除去加工プロセスに関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般に、セラミックスの機械加工のプロセスは、第３図
に示したように、粗仕上げ加工（１）、中仕上は加工（
２）、仕上は加工（３）の三つの段階に分けることがで
きる。このようなプロセスは素材から不要な部分と加工
によって生じる加工表面のダメージ、即ち加工変質層を
効率的に取り除き、所定の形状を高品位に仕上けるため
のものである。例えば、「セラ之ツクス加工ハンドブッ
クＪＰ２２３に示されて−るように、特にセラミックス
のような硬脆材料についてはクラック等の加工変質層が
生じやすいため、慎重にこの加工プロセスを実施しなけ
ればならない０従来のセラミックスの粗仕上げ加工プロ
セスを図式化すると第４図のようになる。

図にお−で、（４）は加工開始時の状態を示し、Ａは目
的の厚さ、Ｂは最終除去厚さ、Ｘは切り込り量、Ｙは加
工変質層の厚さである。また（５）は粗加工の最終加工
の状態を示し、Ｔは粗加工で除去する厚さ、！は最終加
工変質層の厚さ、ｔは取り代である。粗加工段階は、不
要な部分を効率良く取シ除き、かつ中仕上げ加工に必要
な取り代を残すための加工工程であり、粗加工の最終加
工（５）においては、中仕上げ加工に必要な取り代（ｔ
ａｎ）を残して置かなければならない０中仕上げ工程に
おける取り代（ｈａ−）を残すために、目標値（ム＋ｔ
ｕｍ）に近付くに連れて、最終加工変質層厚さ（！。

ｕｎ）が不明であるため切り込みＳ１ｘを極力小さく取
らなければならなくなっている。従って、必然的に不要
な加工パスが増大する。また、その加工条件を技術者の
経験に頼っているため第４図（６）のように製品となる
部分に加工変質層がかぶる状態となり不良品となる場合
が非常に多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のセラミックスの加工プロセスにおいては、その加
工条件と加工変質層厚さの関係が不明であったため、加
工条件を技術者の経験による勘に頼らざるを得ない面が
あった。例えは、第４図に示したような従来法では不要
な加工パスを避けることはできず、所定の形状を得るま
でに、計シ知れない多くの無駄な時間と加工コストを費
やす問題点があった。また、製品となるべき部分に重大
なダメージを与えてしまい、セラミックスの高能率加工
は歩留まりが悪いという間誼点もあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、最小の加工パスをもって高能率加工を行い、
かつ加工変質層の影響を最小限にとどめるセラミックス
の高能率研削加工方法を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る高能率研削加工方法はセラミックスの加
工時において、加工例の加工能力限界付近での最大切り
込み量Ｘに対する最大加工変質層厚さＹ！！ｌ＆３ｃ　
を求める工程、上記Ｘ及びＹｍａｚ　を用い、下記の式
より最小の加工回数ｎを求める１工程、並びに上記加工
機の加工能力限界付近で、上記加工回数、研削加工する
工程を施すものである。

ｎ　ｘ　−Ｂ　−（ａ　＋　ｍ　＋　Ｙｍａｘ　）Ｂは
最終除去厚さ ａは仕上げ加工に必要な任意の 厚さ ｍは余りの鳳さ　　（ｍ＜Ｘ） 〔作用〕 この発明における加工方法では、研削加工における切り
込み量と加工変質層の関係、とくに加工機の加工能力限
界付近での切り込み量と加工変質層の関係を予め求めて
いるので、セラミックスの高能率加工プロセスを非常に
単純にしている。即ち、粗加工プロセスにおいて、加工
機の最大加工能力の設定が可能となる。又、粗加工プロ
セスにおけるＭ終加工パスにおいて、次の加工プロセス
に必要な部分に、ダメージを与えない加工条件の設定が
可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例による高能率研削加工方法を
図について示す。第１図は第４図と同様、粗加工プロセ
スを示している。また、第２図は・切り込み量と加工変
質層の関係を示す特性図であり、研削条件が砥石周速度
１０００ｍ／ｍｉｎ　、砥石送シ速度１０００　ｍｍ／
ｍｉｎ　、　　被ｔｌｌ材がサイア四ンセラミックス、
砥石が鋳鉄ポンドダイヤモンド砥石の場合を示し、印は
確認された加工変質層厚さを示す。第２図では加工変質
層の厚さの最大値Ｙｍａｚ　　はＹｌ！１５Ｌ）Ｃ−ｒ
（ｘ）　　とすると、 の関係が得られた。

加工条件（切り込み量、工具と被削材の相対速度、工具
の送り運動速度）と加工変質層厚さの関係が既知である
とすれば、粗加工工程で取り除くべき厚さを、上記加工
条件から導ひかれる切り込み置で単純にｌ！ＩＩり算す
ることによって加工パスを算出することができる。即ち
、ある切り込み量ｘで加工したときに生じる加工変質層
の厚さの最大値をＹ　ｗａｘ　とすると、粗加工の回数
ｎと除去厚さＢ等の関係は ｎ　Ｘ　−Ｂ　−（ａ　十ｍ　＋　Ｙｍａｘ　）　””
　（１）　　となる。

ここで、（ａ　＋　ｍ　＋　Ｙｍａｚ　）　　は中仕上
げ加工に必要な最小厚さであり、”は加工前から決めて
ぃた仕上げ加工に必要な適当な厚さである。Ｘを加工機
の能力で決まる最大値に設定したとき、（１）式より最
小の加工回数ｎｍＬｎ　が分かる。

この発明は、加工変質層の影響を考慮しながら、加工機
の最大加工能力付近でセラミックスを高能率加工できる
加工方法を示すものであり、その加工プロセスに必要な
最大能力限界付近での加工条件と加工変質層厚さの関係
のデータを基に導ひかれるものである。

即ち加工条件（切り込み量七、工具とワークの相対速度
Ｖ等）とその時生じる加工変質層厚さの最大値Ｙｍａｘ
が既知であれは、Ｘを加工機の能力で決まる最大値に設
定したとき、粗加工プロセスで除去すべき部分を加工す
る加工能率は最大となる０ なお、上記実施例による加工プロセスは、セラミックス
のような脆性材料にかかわらず、加工時に生じる加工変
質層が問題となり、なおかつ加工能率が必要となるよう
な全ての加工に対して適用できる。また、粗加工プロセ
スのみならず中仕上げ加工プロセス、及び仕上は加工プ
ロセスの全てに適用することができる。

また、加工条件と加工変パ質層厚さのデータとしては少
なくとも最大能力限界付近での切り込み量と加工変質層
の関係が予め得られれば、最大の加工能率で加工するこ
とが可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればセラミックスの加工時
において、加工機の加工能力限界付近での最大切り込み
＠Ｘに対する最大加工変質層厚さＹ　ｗａｘを求める工
程、上記Ｘ及びＹｍａｘを用い、次式より最小の加工回
数ｎを求める工程、ｎｘ−Ｂ−（ａ−）−ｍ＋Ｙｍａｘ
　）Ｂは最終除去厚さ ａは仕上は加工に必要な任意の 厚さ ｍは余りの厚さ　　（ｍ＜Ｘ） 並びに、上記加工機の加工能力限界付近で、上記加工回
数、研削加工する工程を施したので、セラミックスの加
工プロセスにおける加工パスを劇的に減少させることが
可能となり、なおかつ、加工変質層による製品への影響
が無くなる。即ち、セラミックス製品の加工コストの低
減効果が得られ、セラミックスの高能率加工と高精度加
工の両立が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るセラミックスの粗加
工プロセスを示す説明図、第２図はこの発明の一実施例
に係る加工条件と加工変質層厚さの関係を示す特性図、
第３図は従来のセラミックスの加工プロセスを示す説明
図、及び第４図は従来のセラミックスの粗加工プロセス
を示す説明図である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す０ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 セラミックスの加工時において、加工機の加工能力限界
   付近での最大切り込み量Ｘに対する最大加工変質層厚さ
   Ｙｍａｘを求める工程、上記Ｘ及びＹｍａｘを用い、下
   記の式より最小の加工回数ｎを求める工程、並びに、上
   記加工機の加工能力限界付近で、上記加工回数、研削加
   工する工程を施す高能率研削加工方法。 ｎＸ＝Ｂ−（ａ＋ｍ＋Ｙｍａｘ） Ｂは最終除去厚さ ａは仕上げ加工に必要な任意の厚さ ｍは余りの厚さ（ｍ＜Ｘ）