JPH0425369A - 磁気研磨法及びこれに用いる磁性研磨剤 - 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、各種形状の被加工物の表面仕上げやエツジ仕
上げ等に用いられる磁気研磨法及びこれに用いられる磁
性研磨剤の改良に関する。

［従来の技術］ 磁気研磨法とは、第１１図に示すように、対向配置され
た磁極ａ　（加工工具）と被加工物すとの間に磁性研磨
剤Ｃをｈｏえ、磁力によって形成された磁性ω１磨剤の
磁気朗磨ブラシを被加工物すに１察り付けることにより
行なう研磨法である。

そして、従来、この磁気′６Ｍ磨法転用いられている磁
１４研磨剤としては、例えば、粒（￥５μ面程度の酸化
アルミニウム砥粒に鉄粉、を混合し、これを恒温・高圧
・不活性カス雰囲気中で焼結した後、粉砕・整粒した粒
状磁性研磨剤が一般的である。

この磁気研磨法は、磁気研磨ブラシの形状が被加工面の
形状に合わせて自由に変化するため、三次元自由曲面の
磨き加工に最適な研磨法の一つと考えられており、各種
機械加工品の表面仕上げや精密エツジ仕上げ等への応用
が期待されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、磁気研磨法では、第１２図に示すように、磁
性研磨剤Ｃを磁力線に沿って連ねることにより磁気研磨
ブラシｄが形成され、このブラシｄと被加工物すどの間
に生じる磁気吸引力を利用して被加工面ｅの研磨が行わ
れている。

しかし、従来から用いられている粒状の磁性研磨剤では
多数の粒状体から磁気研磨ブラシｄの穂が形成されるの
で、当該ブラシｄの被加工面〇に対する磁気吸着力が弱
く、ブラシｄの穂が長い場合、すなわち磁極ａと被加工
物すとの間隙が大ぎい場合にはブラシｄと被ｈｌ工面ｅ
との間に充分な研磨圧力が発生しない。

このことから、従来の磁気研磨法では、この研磨法に期
待される高精度の表面仕上げを行なうために、両者の間
隙を極微小な値（例えば、１．０＃ｌｌ７１以下程度）
に設定する必要が生じ、被加工物に対する磁極の位置決
めがシビアであるという欠点を有している。

この場合、磁極の磁束密度を大きくすれば磁気Ｔｊｔ磨
ブラシの穂長さを長くすることができるので、ブラシが
被加工物に対して充分な粘接圧力を生じ、両者の間隙を
大きく設定することも可能である。

しかし、それにはより強力な電磁コイル等の磁界発生手
段が必要となり、研磨装置の大型化、コスト高を招くこ
ととなる。

又、このように磁極ａと被加工面ｅとの間隙を大ぎく設
定できないことから、第１３図（Ａ）に示すような傾斜
面ｆあるいは第１３図（Ｂ）に示すような曲面Ｑの研磨
においては、間隙の広い部分で磁気研磨ブラシｄが充分
な研磨圧力を発生せず、平面ｅの研磨時に比較して研磨
面積が著しく低下する、あるいは磨き加工が全く行われ
ないといった欠点も有している。

本発明はこのような問題点に鑑み為されたものであり、
その目的とするところは、磁極と被加工物との間隙を従
来より大きく設定することが可能であり、且つ、傾斜面
や曲面等も効率良く研磨することが可能な磁気研磨法及
びこれに用いる磁性研磨剤を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の磁気研磨法は、磁
化された工具によって磁性研磨剤を保持し、この研磨剤
を被加工物の被加工面に擦り付けることにより行われる
磁気研磨法において、上記磁性研磨剤として、短繊維状
磁性体、あるいはこれと粒状研磨剤とを混合したものを
用いることを特徴とするものである。

このような技術的手段において、本発明の磁気ω１磨法
に用いる磁性研磨剤は短繊維状磁性体自身が被加工面を
研磨覆る能力があるか否か、粒状磁性研磨剤を含むか否
かで３つに分類される。尚、説明の便宜上、研磨能力が
ある短繊維状磁性体を短繊維状磁性研磨剤、研磨能力が
無いものを単に短ＩｉＪＡＭ状磁性体と記して区別する
ことにブる。以下に分類を示す。

■短繊維状磁性研磨剤のみからなるもの■短繊維状磁性
体と粒状研磨剤との混合物■短繊維状磁性研磨剤と粒状
磁性ω１磨剤の混合物このような分類において、上記■
の磁性研磨剤は、短繊維状磁性研磨剤として以下に示す
短ｍ紺状物を使用可能である。

１）高硬磨の強磁性体 ２）外周部に電着法あるいは接着法等により酸化アルミ
ニウム等の砥粒を固定した強磁性体３）溶射法等により
セラミクス粒子等の硬質材料をコーティングした強磁性
体（但し、均一なコーティングである必要はない） ４）鉄質結晶組織か点在する合金からなる強磁性体 ５）酸化アルミニウム等の砥粒が粉末冶金法等により榎
合化された強磁性体 又、上記■の磁性研磨剤では、ｌｕ　Ｉｌｉ　Ｎ状磁性
体か粒状研磨剤を被加工面に擦り付けるための研磨補助
剤として機能する。それ故、短繊維状磁性体としては、
強磁性体であればその材料を適宜選択可能である。この
際、混合される粒状研磨剤は磁性体であることが望まし
いが、場合によっては非磁性体でも使用可能である。

更に、上記■の磁性研磨剤は、上記■の短繊維状磁性研
磨剤と磁性あるいは非磁性の粒状研磨剤を混合したもの
となる。

尚、本発明における短繊維状磁性体とは、所定のアスペ
クト比を有しているものであれば、断面形状や伸直性は
如なるものであっても差し支えない。又、その断面直径
や長さは、被加工面の面粗度や工具と被加工物との間隙
等に応じて適宜変更して差し支えない。

［作　用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

短繊維状磁性体３ａを磁性研磨剤３として用いることに
より、第２図（Ａ）に承りように、短りｅｆｔ状磁性体
３ａが工具１と被加工物２の被加工面２１との間で立ち
上がった状態の磁気研磨ブラシが形成されるので、当該
ブラシの穂の被加工面２１に及ぼす磁気吸引力が向上し
、工具１と被加工面２１の間隙を大きくしても充分な研
磨圧力が発生する。

又、第２図（Ｂ）に示すように、工具１先端面の端部で
は短繊維状磁性体３ａが放射状に配列するので、磁気吸
引力の充分な磁気研磨ブラシが被加工面２１の広い面積
に吸着する。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の磁気研磨法及びこれ
に用いる磁性研磨剤を詳細に説明する。

第１図は車上ボール盤を利用した本発明の磁気ω１磨法
の実施装置の一例を示すものであり、コイル７を貫通す
る棒状工具１をボール盤の主軸６に固定し、これを回動
させてテーブル１１上の被加工物２に磁性研磨剤３を擦
り付け、被加工面２１に磨き加工を行なうようになって
いる。上記コイル７は樹脂製ボヒン８に直径１Ｍの銅線
を３８５巻して形成されており、係止部材９を介してボ
ール盤のゲージング１２にボルト１０で固定されている
。コイル７には直流電源が接続されており、これによっ
てコイル７内を貫通する工具１が磁化され、工具先端に
磁性研磨剤３の磁気研磨ブラシが形成される。

又、本実施例の磁性研磨剤は、平均粒径ｉｏｏμｍの粒
状磁性研磨剤（商品名：　Ｈ−５＠Ｊ東洋研磨材製）と
、長さ２．７順、断面直径５０μ■のびびりファイバか
らなる短繊維状磁性体を重量化１：１の割合で混合した
ものである。この場合、びびりファイバ自体は研磨剤と
しての機能を具備していないため、粒状磁性研磨剤の被
加工面に対する磁気吸引力を向上さゼるための研磨補助
材として機能する。

そして、このような装置及び研磨剤によって本実施例の
磁気研磨法は以下のようにして行われる。

すなわち、工具１と被加工物２の被加工面２１との間隙
を所定の値に保つと共に、コイル７に通電して両者１，
２の間に磁界を形成した後、上記磁性ω１磨剤３を工具
１と被加工物２どの間に充填して工具１の先端に磁気研
磨ブラシを形成し、工具１を回転させて上記磁気研磨ブ
ラシを被加工面２１に隙り付けることにより、被加工面
２１の磨き加工がなされる。

このとき、本実施例では、第３図に示すように、磁性研
磨剤３に含有された短繊維状磁性体３ａが磁力線に沿っ
て工具１先喘面に配列し、短繊維状磁性体３ａの先端に
粒状磁性研磨剤３ｂが保持されて磁気研磨ブラシが形成
される。

このため、粒状磁性研磨剤のみで磁気研磨ブラシを形成
する場合（第１２図参照）に比較して、ブラシの穂の被
加工面２１に対する磁気吸引力が向上したものとなって
おり、被加工面２１と工具１先端面との間隙が大きい場
合にも磁気研磨ブラシが磨ぎ加工に充分な研磨圧力を発
生する。

従って、被加工面２１の広い領域に対して磨き加工か施
される他、第４図（Ａ）、（８）に示すような傾斜面２
１ａ及び曲面２１ｂに対しても磨き加工を施すことか可
能である。

又、工具１と被加工面２１との間隙を大きく設定できる
ので、従来に比較して工具１の被加工物２に対する位置
決めをラフに行なうことができるといった利点も有して
いる。

ところで、従来の磁気研磨法においては、工具１と液加
］−物２との間隙が大きくなると６７１１ｆｌ圧力が極
麻に減するため、第５図に示すような先端部が半球状］
：具４　（以下、ホールエンド状工具）を用いて磨き加
工を行なうと、研磨圧力の高い被加工面２１の中央部（
第５図領域Ａｌｌ、か磨くことができなかった。

しかし、本発明の磁気研磨法によれば、上述したように
、工具１と被加工面２１との間隙を比較的大きく設定で
きるので、第６図に示すように、ボ−ルエンド状工具４
を用いた場合にも磁気研磨ブラシの１習接域（第６図領
域Ｂ）の略全域において、良好な磨き面を得られる。

このため、ボールエンド状工具４を被加工面２１に沿っ
て移動させながら、第７図（Ａ）に示すような凹曲面２
１ｃあるいは第７図（Ｂ）に示すような凸曲面２１ｄに
磨き加工を施すことができ、自由曲面に対する磁気ω１
磨法の適応性を高めることが可能となった。

最後に、本実施例の磁気研磨法の効果を確認すべく、本
願発明者らが上記装置を用いて行なった磨き加工実験の
結果について報告する。

この実験では工具１と被加工面２１との加工隙間を０．
５＃Ｉ、　　１．０ｍ、　　３．０ｓｎ１５．０順の４
段階に変化させ、変化に伴なう被加工面２１の磨き具合
を観察した。

工具１としては直径１０ｍの軟鋼丸棒を用い、先端部形
状が平坦なもの５　（以下、フラットエンド状工具）と
、Ｒ＝５　ｍｔｎのボールエンド状工具４の２種類につ
いて実験を行なった。

又、本実施例の磁気研磨法と従来の磁気研磨法との差異
を確認するため、粒状磁性ＦＡ磨剤（Ｈ−５＞のみから
なる従来の研磨剤を用いて同様の加工を行ない、その結
果を観察した（以下、比較例）。

その伯の加工条件は以下に示す通りである。

・被加工物　　・・・３５５Ｃ ・工具回転速度・１３３０ｐｐｍ　　（周１・４２ｍ／
ｍｉｎ　）・磁束密度　　・・・０．０３４７ ・加工時間　　・・・１５ｍ１ｎ 第８図にフラットエンド状工具５の実験結果を記録した
写真を、第９図にボールエンド状工具４の実験結果を記
録した写真を示す。尚、各写真中、被加工面２１に形成
された横方向の縞模様は、磁気研磨法による磨き加工以
前に被加工面２１に施した研削加工の痕跡である。従っ
て、上記縞模様の見えている部分には充分に磨き加工が
施されていないと判断することができる。

以下に実験によって確認された事実を示す。

１）フラットエンド状工具の場合 第８図下段に示した粒状磁性研磨剤を用いる加■（比較
例）では、加工隙間が０．５．のときに工具径と同一直
径（φｉｏ、）まで良好に磨かれているが、隙間が拡大
するにつれ磨ぎ而の領域は急激に減少し、隙間５．０＃
では殆ど磨かれていない。

これに対し第８図上段に示した本実施例では、隙間１，
０〜５．Ｏｓのときに工具径以上の直径まで磨き面が形
成されており、磁気研磨ブラシの穂が長い場合にも充分
な研磨圧力が生じていることが確認された。但し、隙間
０．５ｍｎでは工具直径と略同−直径しか磨かれていな
かった。

これは、短繊維状磁性体３ａか工具５と液加］］面と２
１の間隙に応じて様々な形態で磁気ωｌ磨ブラシを形成
するためと考えられる。すなわち、第１０図（Ｂ）〜（
Ｄ）に示すように、工具５と被加工面２１との間隙が拡
がるにつれ短繊維状磁性体３ａが立ち上がり、５．０Ｊ
ＩＩｌ１１程度の間隙であっても数本が鎖状に連なるこ
とにより対応するので、過大な間隙に対しても磁気研磨
ブラシの磁気吸引力を持続できるからである。しかし、
０．５．のように極微小な間隙では、第１０図（Ａ）に
示すように短繊維状磁性体３ａが倒れ込んでしまうため
充分な研磨圧力を発生せず、工具５に直接保持されてい
る粒状研磨剤３ｂによ、って被加工面２１の中央部のみ
が磨かれていると１１１測される。

２）ボールエンド状工具の場合 第９図下段に示した比較例では、隙間を０９５＃のよう
に小さくしたときでも工具直径以下の中心部しか磨かれ
ておらず、隙間が大きくなるにつれて磨ぎ面の領域が減
少する傾向はフラットエンド状工具５の場合よりも若し
い。

これに対し第９図上段に示した本実施例では、隙間が拡
がるにつれ磨き面の領域が減少する傾向はあるものの、
隙間５．Ｏｔｎｍのときでも工具径以上の直径の磨き面
が形成され、ボールエンド状工具４を用いる場合にも本
発明が有効であることが確認された。

尚、上記した本実施例では、短繊維状磁性体３ａと粒状
磁性研磨剤３ｂとを混合した磁性研磨剤を用いてその効
果について確認したが、短”繊維状磁性体のみからなる
磁性研磨剤を用いても本実施例と同様の効果を得られる
ことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の磁気研磨法によれば
、短繊維状磁性体あるいはこれと粒状研磨剤とからなる
磁性研磨剤を用いることにより、工具と被加工面の間隙
を大きくしても充分な研磨圧力が発生するので、被加工
面の広範囲に磨き加工を施すことができると共に、あら
ゆる面に対して磁気研磨法を適用することが可能となる
。

又、工具形状に拘らず、広範囲に良好な磨き面を形成で
きるので、適用工具の自由度が拡大し、この点において
もあらゆる面に磁気研磨法を適用することが可能である
。

更に、被加工面と工具との隙間を大ぎく設定できること
から、工具の被加工面に対する位買決め精度が緩和し、
加工効率の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気研磨法の実施装置の一例を示す概
略図、第２図（Ａ）、　（Ｂ）は本発明の磁気研磨法に
おける磁気研磨ブラシの形成状態を示す拡大図、第３図
及び第４図（＾）、　（Ｂ）は第一実施例に係る磁気研
磨ブラシの形成状態を示す拡大図、第５図は従来の磁気
研磨法における磁気研磨ブラシの形成状態の一例を示す
拡大図、第６図及び第７図（Ａ）、（Ｂ）は第二実施例
に係る磁気研磨ブラシの形成状態を示す拡大図、第８図
はフラットエンド状工具を用いた実験結果を示す図に代
わる写真、第９図はボールエンド状工具を用いた実験結
果を示１図に代わる写真、第１０図（＾）乃至（Ｄ）は
本発明に係る磁気研磨ブラシの隙間対応機能を示す説明
図、第１１図は従来の磁気研磨法の概要を示す斜視図、
第１２図及び第１３図（八）、　（Ｂ）は従来の磁気研
磨法の磁気研磨ブラシの形成状態を示す拡大図である。 ［符号説明］ １：工具　　　　　　２：被加工物 ３：磁性研磨剤　　　２１：被加工面 ３ａ：短繊維状磁性体　３ｂ二粒状磁性研磨剤第 図 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ） 第 図 第 図 第 図（Ａ） （ニー 第 図（Ｂ） にノ 第１０図（Ａ） 第１０図（Ｂ） 第１０図（Ｄ） 第１１図 第１２図 第１３図（Ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁化された工具によって磁性研磨剤を保持し、こ
   の研磨剤を被加工物の被加工面に擦り付けることにより
   行われる磁気研磨法において、 上記磁性研磨剤は、短繊維状磁性体、あるいはこれと粒
   状研磨剤とを混合してなることを特徴とする磁気研磨法
   。
2. （２）磁化された工具によって保持され、被加工物の被
   加工面を摺擦して研磨する磁性研磨剤であり、短繊維状
   磁性体、あるいはこれと粒状研磨剤とを混合してなるこ
   とを特徴とする磁性研磨剤。