JPH03251352A - 穴明け加工方法と装置および装置に使用する研削砥石 - 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、ガラスやセラミックス等の硬脆材料の穴明は
加工、詳しくは電解作用による工具のドレッシングを併
用しつつ行う研削加工による穴明は加工方法と装置およ
び装置に使用する研削砥石に関する。

〔従来の技術〕

従来、電解作用による工具のドレッシングを併用しつつ
行う研削加工として、第５図に示す方法が提案されてい
る。かかる研削加工の機知の例としては１９８９年度精
密光学会春季大会学術講演論文集（第３７３頁）がある
。

第５図において、１０１は導電性砥石で、この導電性砥
石１０１は回転自在に保持されている。

ロータリーテーブル１０２は導電性砥石１０１に対向配
設されており回転自在となっている。導電性砥石１０１
とロータリーテーブル１０２との間には電極１０３が導
電性砥石１０１の加工面１０１ａと近接対向するように
配設されており、電極１０３は電源装置１０４の負極に
接続されている。

導電性砥石１０１には給電ブラシ１０５が接触しており
電源装置１０４からの正極を導電性砥石１０１に給電す
ることができるようになっている。

また、電極１０３と導電性砥石１０１の加工面１０１ａ
に水溶性研削液１０６を供給するノズル１０７および研
削用クーラントの供給孔１０９が設けられている。

加工に際しては、ワーク１０８を導電性砥石１０１とロ
ータリーテーブル１０２との間に設置し研削液供給ノズ
ル１０７，１０９より水溶性研削液１０６および研削用
クーラントを常時供給しながら、導電性砥石１０１およ
び電極１０３へ電源装置１０４により給電しつつ、平面
研削盤における公知の研削加工と同様に行う。

上記従来例によれば、水溶性研削液１０６を介して対向
設置された導電性砥石１０１と電極１０３との間で電解
作用を生し、導電性砥石１０１の加工面１０１ａより結
合剤が寸法的な変化として表れない程度にわずかずつ溶
出して、ドレッシング作用を行うため、常に目詰まりの
ない加工を行うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来例においては、電極１０３は、
導電性砥石１０１の加工面１０１ａに近接対向する位置
で、常に一定間隔を維持するように設置しなければなら
ず、しかも加工面１０１ａの全面にその作用を及ぼすよ
うに構成しなり３ればならない。従来例のように、ワー
ク１０８と接触しない部分が導電性砥石１０１の加工面
１０１ａの一部に存在する場合には、上記構成が可能で
あるが、穴あけ加工の場合には、通常、第６図に示すご
とく、導電性砥石１０１の加工面１０１ａはワーク１０
８の被加工面１０８ａと全面で接触しているため、電極
１１０（図中に点線で表示）を設置することができなか
った。

本発明は、上記問題点に鑑み開発とれたもので、従来例
では電極の設置が不可能であった穴明は加工においても
、電解作用による工具のドレッシングを併用しつつ研削
加工が行なえる方法と装置および装置に使用する研削砥
石の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、導
電性砥石の回転中心軸とワークの被加工穴の中心軸とが
互いに偏心および／または傾斜した位置となるように導
電性砥石とワークとを対向設置し、上記導電性砥石外周
と上記被加工穴内周との間に生ずる空間に、上記導電性
砥石と対向して電極を設置するように構成した穴明番ノ
加工方法と装置および装置に使用する研削砥石である。

本発明によれば、導電性砥石の外周部と被加工穴の内周
部との接触部の逆側には、砥石軸とワーク軸との偏心お
よび／または傾斜空間が生じ、電極をワークと干渉する
ことなく設置できるため、従来、電極の設置が不可能で
あった穴明は加工においても、精度の高い研削加工を行
うことができる。

〔実施例］ 以下、本発明の穴明は加工方法と装置および装置に使用
する研削砥石の実施例について図面を参・照しながら詳
細に説明する。

（第１実施例） 第１図は本発明の第１実施例を示ず穴明は加工装置の一
部縦断正面図、第２図は第１図の要部を示し、第２図ａ
は第２図すのＡ−Ａ拡大平面図、第２図すは第１図の部
分拡大側面図である。

１は導電性砥石で、この導電性砥石１の外周部ｌａ、下
部１ｂには加工面が形成されており、回転中心軸Ｚ１を
中心として回転可能に保持されるとともにヘルド１２を
介してモーターＭ１と連結されたスピンドル１１に固着
されている。１３は縦移動板で、上記スピンドル１１お
よびモーターＭ、が固設されている。この縦移動板１３
は横移動板１４に設けられたカイトレール１４ａに上下
動自在に保持されている。さらに、上記横移動板１４は
架台１５に設けられたガイドレール１５ａに横方向移動
自在に保持されている。

導電性砥石１には給電ブラシ４が接触するように設けら
れており、この給電ブラシ４は電源装置５の正の電極部
５ａに接続されてる。

２はワークで、前記導電性砥石１の回転中心軸Ｚｌと平
行で距離δだけ偏心した回転中心軸Ｚ２の回りに回転可
能に保持されるもので、架台１５に回転自在に設置され
たロータリーテーブル１６上にチャック１７により固着
保持されている。

３は電極で、導電性砥石１の外周部１ａと対向近接して
、縦移動板１３に固設とれている。この電極３は電源装
置５の負の電極部５ｂに接続されている。

導電性砥石１およびワーク２の近傍には、加工部に水溶
性研削液７を供給する研削液供給ノズル６がもうけられ
ている。

以上の構成より成る装置を用いての研削加工は以下のよ
うに行われる。

横移動板１４を駆動手段（図示省略）により横方向に移
動し、導電性砥石１の回転中心軸Ｚ、とロータリーテー
ブル１６の回転中心軸Ｚ２とを、被加工穴９の大きさに
応じて設定された距離δだけ偏心させる。

ワーク２をチャック１７によりロータリーテーブル１６
上に固着保持した後、制御部（図示省略）からの信号に
よりモーターＭ、を駆動し導電性砥石１を回転させると
ともに、ロータリーテーブル１６を回転させる。

次に、研削液供給ノズル６がら水溶性研削液７を加工部
分に供給しつつ、電源装置５がら導電性砥石１に正極、
電源３に負極を印加し、同時に図示を省略した駆動手段
により縦移動板１３を下方に駆動し、導電性砥石１をワ
ーク２に切り込み、穴明は加工を行うものである。

以上述べた本実施例による研削方法によれば、従来、電
極の設置が不可能であった穴明は加工においても、導電
性砥石１と被加工穴９との間に電極の設置が可能であり
、ロータリーテーブル１６の回転中心Ｚ２軸を中心とし
た高精度の穴明は加工ができる。

すなわち、第２図ａに示す如く、導電性砥石１の外周部
１ａと被加工穴９の内周部９ａとの接触部８の逆側には
、回転中心軸Ｚｌと７２との偏心により空間２δが生じ
、電極３をワーク２と干渉することなく設置できるもの
である。

なお、この時ワーク２の被加工穴９の穴径りは導電性砥
石１の外径をｄとすると、Ｄ＝ｄ＋２６で表されること
になる。

（第２実施例） 第３図は本発明の第２実施例を示し、本実施例は、導電
性砥石１の回転中心軸Ｚｌとワーク２の被加工穴９の中
心軸Ｚ２とが互いに傾斜している場合の実施例を示すも
ので、第３図（ａ）は穴明は加工装置の正面図、第３図
（ハ）は加工途中の導電性砥石１と被加工穴９の位置関
係を表す断面図である。

１は導電性砥石で、この導電性砥石１の外周部ｌａ、下
部１ｂには加工面が形成されており、ベルト１２を介し
てモーターＭ、と連結されたスピンドル１１に固着され
ている。１０は回動板で、横移動板１４に設けられたガ
イドレール１４ａに沿って、０点を中心として回動自在
に保持されており、上記スピンドル１１は、上記モータ
ーＭ１とともにこの回動板ｌＯ上に固設されている。さ
らに、上記横移動板１４は架台１５に設けられたガイド
レール１５ａに横方向移動自在に保持されている。

導電性砥石１には給電ブラシ４が接触するように設けら
れており、この給電ブラシ４は電源装置５の正の電極部
５ａに接続されている。

２はワークで、架台１５に回転自在に設置されたロータ
リーテーブル１６上にチャック１７により固着保持され
ている。

３は電極で、導電性砥石１の外周部１ａと対向近接して
、回動板１０に固設されている。この電極３は電源装置
５の負の電極部５ｂに接続されている。

導電性砥石１およびワーク２の近傍には、加工部に水溶
性研削液７を供給する研削液供給ノズル６が設けられて
いる。

以上の構成より成る装置を用いての研削加工は以下のよ
うに行われる。

横移動板１４を被加工穴９の大きさに応じて駆動手段（
図示省略）により横方向に移動するとともに、回動板１
０を回転させ、スピンドル１１の回転中心軸Ｚ、を適当
な角度θだけ傾斜させる。

ワーク２をチャック１７により回転および上下動可能に
設置されたロータリーテーブル１６上に固着保持した後
、制御部（図示省略）からの信号によりモーターＭ１を
駆動し導電性砥石１を回転させるとともに、ロータリー
テーブル１６を回転させる。

次に、研削液供給ノズル６から水溶性研削液７を加工部
分に供給しつつ、電源装置５から導電性砥石１に正極、
電極３に負極を印加し、同時に図示を省略した駆動手段
によりロータリーテーブル１６を上方に駆動し、導電性
砥石１をワーク２に切り込む。

この時、第３図（ｂ）に示すように、導電性砥石１の外
周部１ａと被加工穴９の内周部９ａとの接触部８の逆側
には、７１軸と７２軸との傾斜により空間が牛し、電極
３をワーク２と干渉することなく設置できる。

なお、本実施例ではスピンドル１１の傾斜を回動板ｌＯ
により行ったが、スピンドル１１を垂直に固設し、砥石
部ｌのみをギアーボックス等を介して傾斜させて保持す
ることも可能である。

以上述べた本実施例による研削方法によれば、第１実施
例と同様に、従来、電極の設置が不可能であった穴明は
加工においても、導電性砥石１と被加工穴９との間に電
極の設置が可能であり、高精度の穴明は加工を行うこと
ができる。

さらに、電解によるドレッシング作用が行われない導電
性砥石１の下部１ｂとワーク２との接触面積が小さく、
電解によるドレッシング作用が行われる砥石外周部１ａ
が切込みに関与するため、穴明は加工中の研削抵抗が小
さくなり、より高精度な、あるいは、より拘束の加工が
可能である。

（第３実施例） １ ２ 第４図は本発明の第３実施例を示す穴明は加工装置の要
部を主として研削砥石を示す断面図である。本実施例に
おいて使用される研削装置は、前記第１実施例または前
記第２実施例に示すいずれの装置を用いてもよい。

当該実施例に示される研削方法と研削砥石における研削
液供給ノズル６、水溶性研削液７．電源装置５．給電ブ
ラシ４．電極３．ワーク２は、前記第１実施例および第
２実施例と同一の構成から成るもので、同一番号を付し
てその説明を省略する。

１８は導電性砥石で、砥石本体１８ａおよび軸部１８ｂ
からなる。砥石本体１８ａは、第１のダイヤモンド砥粒
１９およびこの第１のダイヤモンド砥粒１９より粒径が
大きい第２のダイヤモンド砥粒２０を導電性結合剤２１
により結合して成る。

第１のダイヤモンド砥粒１９は砥石本体１８ａの全体に
ほぼ均一に分散し、第２のダイヤモンド砥粒２０は砥石
本体１８ａの先端部１８ｃに集中的に配されている。

以上の構成より成る導電性砥石１８を用いての研削加工
は、前記第１実施例または前記第２実施例に示す方法と
同様心こして、導電性砥石１８の回転中心Ｚｌ軸とワー
ク２の中心７２軸とを偏心および／または１頃斜させた
状態で、研削液供給ノズル６より水溶性研削液７を加工
部に供給するとともに、電源統治５から導電性砥石１８
および電極３にそれぞれ正負の極性を与えつつ、拘束回
転する導電性砥石１８をワーク２に切り込むことにより
行う。

本実施例によれば、導電性砥石１８の砥石本体１８ａの
先端部１８ｃに粒度の大きい砥粒２０を配したため、電
極３による電解作用の硬化が及ばなくても目詰まりを起
こすことがなく、また、加工穴内周の仕上げ加工を行う
砥石本体１８ａの外周部に粒度の小さい砥粒１９を配し
て、電極３による電解作用の効果を及ぼすようにしたた
め、良好な仕上げ面を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、導電性研削砥石の回転中心軸と
被加工穴の回転中心軸とを偏心および／または傾斜させ
た状態で穴あけ加工を行い、被加工穴内周と導電性研削
砥石外周に生した空間に電極を設置するようにしたため
、従来、電極の設置が困難であった穴明は加］−におい
ても良好な加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は穴明は加工装置の一部縦断正面図、第２図ａは第２
図すのＡ−Ａ拡大平面図、第２図すは第１図の部分拡大
側面図、第３図は本発明の第２実施例を示し、第３図ａ
は穴明は加工装置の正面図、第３図すは加工途中の断面
図、第４図は本発明の第３実施例を示す穴明は加工装置
の要部の断面図、第５図は電解によるドレッシング作用
を併用しつつ行う研削加工の従来例を示す説明図、第６
図は第５図の従来例による穴明は加工の想定図である。 ｌ・・・導電性砥石 ２・・・ワーク ３・・・電極 ４・・・給電プラン ５−電＃装置 ６−・・研削液供給ノズル ７・・−水溶性研削液 ９・・・被加工穴 １０・・・回動板 １１・・スピンドル Ｉ２・・・ヘルｊ・ １３・・・縦移動板 １４・・・横移動板 １５・・架台 １６・・−ロータリーテーブル エフ・・・チャック １８・・・導電性砥石 １９・・・第１のダイヤモンド砥粒 ２０・・・第２のダイヤモンド砥粒 ２１・・・導電性結合剤 Ｚ１軸・・・導電性砥石の回転中心軸 Ｚ２軸・・・被加工穴の回転中心軸 ５ ６ １０１・・導電性砥石 １０２−・・ロータリーテーブル １０３　　・電極 １０４・・・電源装置 １０５・−・給電ブラン １０６・・・水溶性研削液 １０７・・・研削液供給ノズル １０８・−ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）研削砥石の回転中心軸と被加工穴の中心軸とを互
   いに偏心および／または傾斜するようにして設置し、上
   記研削砥石外周部と上記被加工穴内周部との間に生ずる
   空間に電極を設け、上記研削砥石と上記電極とにそれぞ
   れ正負の極性を印加しつつ加工することを特徴とする穴
   明け加工方法。
2. （２）第１の砥粒と該第１の砥粒より大きい第２の砥粒
   を導電性結合剤で結合した砥石であって、上記第２の砥
   粒を砥石の先端部に配したことを特徴とする研削砥石。
3. （３）工具と被加工物とを対向配置し、該工具と該被加
   工物の両方またはいずれか一方を回転させつつ切り込み
   を行い穴明け加工を行う装置において、上記工具の回転
   中心軸と上記被加工物の回転中心軸とを互いに偏芯およ
   び／または傾斜させる機構を備え、上記工具に近接して
   設置された電極と、該電極および上記工具に通電する電
   源装置とを備えたことを特徴とする穴明け加工装置。