JPH0430963A - 研磨フイルムによる自由曲面研磨方法及び研磨装置 - Google Patents
研磨フイルムによる自由曲面研磨方法及び研磨装置Info
- Publication number
- JPH0430963A JPH0430963A JP13653990A JP13653990A JPH0430963A JP H0430963 A JPH0430963 A JP H0430963A JP 13653990 A JP13653990 A JP 13653990A JP 13653990 A JP13653990 A JP 13653990A JP H0430963 A JPH0430963 A JP H0430963A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- film
- contact wheel
- polishing film
- spherical body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 16
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 6
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009503 electrostatic coating Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
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
【産業上の利用分野１
本発明は、研磨フィルムによる自由曲面研磨方法及び研
磨装置に関するもので、形状加工と同様なＮＣ制御マシ
ニングセンタなどの工作機械を用いて自動的に磨き加工
をすることの可能な研磨方法及び装置の開発を目的とす
る。 【従来の技術１ 現在用いられている自由曲面創成のための一般的な加工
工程は、形状加工と磨き加工（平滑加工＋鏡面仕上加工
）からなっている。 この創成工程の中で、形状加工に
ついてはＮＣ工作機械及び工具（超硬ボールエンドミル
やサーメット・ポールエンドミルなど）の発達、普及に
よって、 そのプログラミング等の問題を別とすれば、
加工の自動化、高能率化は着実に進展していると考えら
九る。 これに対して、その後の磨き加工がいまだに隘路となっ
ている。すなわち、工場の自動化・無人化が急速に押し
進められている昨今の趨勢の中にあって、この磨き工程
だけは自動化・無人化が技術的に難しく、そのためやむ
を得ず砥石、スティック砥石、ヤスリ、研磨布紙などに
よる手仕上げに頼ることになり、いまだ労働集約的色彩
の極めて濃い分野である。しかし近年、人件費の著しい
高騰と、自由曲面加工の需要の増大によって、・加工時
間の短縮 ・加工コストの低減 ・加工精度の向上 がこの金型業界に対して強く要望されるようになってき
ている。これが最近の磨き加工工程の機械化・自動化に
対する関心を一層喚起する契機となっている。 ［発明が解決しようとする課題］ そこで１本発明でもこの磨き加工の機械化・自動化を目
指し、次のような条件を満足する自由曲面研磨方法及び
装置の開発に着手した。すなわち、（１）マシニングセ
ンタのような形状加工に用いる工作機械の主軸への取付
けが可能とならないか。 （２）形状加工に続く磨き加工を同一のＮＣプログラム
で行なえないか。 （３）母性原則に基づく形状加工用の工作機械の上にあ
っても、磨き加工に優れた圧力切込み方式が可能となら
ないか。 （４）磨き工具として、安定した研磨性能を発揮する“
研磨フィルム”が用いられないか、（５）仕上面あらさ
及び研磨能率を向上するための効果的な運動を磨き工具
に与えることができないか、 などである。 【課題を解決するための手段】 その結果、研磨フィルムによる自由曲面研磨方法として
は、ロール巻の研磨フィルムを振動運動と回転運動を同
時に与えた弾性球面体からなるコンタクトホイールへ順
次供給しながら、前記研磨フィルムの種類及び弾性球面
体の硬度の異なるコンタクトホイールの組合せからなり
かつミーリングチャックに装着可能なシャンクを備えた
アタッチメントにより行うことを特徴とする手段を採用
し、それの具体的実施に使用する装置として、工作機械
のミーリングチャックに装着可能なシャンク（１）と押
圧力調節装置を備えたアタッチメント本体に対して、先
端に設けた弾性球面体からなるコンタクトホイール（１
０）とその振動装置及び該コンタクトホイールへ供給す
る研磨フィルム（８）の繰出スプール（９）及び巻取ス
プール（１１）とからなる巻取装置を備えた装置を開発
した。 ここで用いる研磨フィルムとしては、電子部品や精密機
械部品の超精密仕上げ研磨に使用されているラッピング
・テープであって、 基材（バッキング）に、ポリエス
テル・フィルム（２軸延伸強化されたポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム）が用いられ、 その厚
さは一般的に２５〜７５μｍのものである。 研磨フィルムに塗布される砥粒は平均砥粒粒径が数十ミ
クロンからサブミクロンという極微細砥粒で、 その形
状は一般の研削砥石用（球形に近いブロッキイなタイプ
）とは異なり、 エツジの立ったプリズム形と呼ばれる
ものが使用されている。 砥粒の種類としては、グリーンカーボランダム（ＧＣ）
、ホワイトアランダム（ＷＡ）、酸化クロム（Ｋ）、酸
化鉄（Ｍ）及び人造ダイヤモンド（ＳＤ）、などがあり
、これらを基材に静電塗布やローラ塗布で仕りげて研磨
フィルムとする。 被研磨面へ上記研磨フィルムを当接研磨するためのコン
タクトホイールは、その外周が弾性球面体となっており
、材質としては耐摩耗性、耐老化性、耐油性に優れたウ
レタンゴムが好ましい。研磨の要求特性に応じてウレタ
ンゴムの硬度を設定する。通常Ｈ３＝４０〜７０のもの
を使用する。 研磨面の回転運動はアタッチメント全体をミーリングチ
ャックに装着することで付与し、振動運動はアタッチメ
ントに備えた偏心カムによって１０゜０００ ｃｙｃｌ
ｅ／ｍｉｎを越える微細振動を与え、 ０〜４閣の範囲
の振幅を与えることができる。 研磨フィルムは研磨面に対して摩耗度に応して連続的に
新しい面を供給するために、研磨フィルムの繰出スプー
ル及び巻取スプールからなる巻取装置をアタッチメント
に組込んでいる。そして研磨面に対する押圧力調節装置
として、シャンクとアタッチメントの連結部にはスプリ
ングとダブルナツトを備えて被研磨面への押圧力を調整
し、曲面への追従性を良好にするようにしている。
磨装置に関するもので、形状加工と同様なＮＣ制御マシ
ニングセンタなどの工作機械を用いて自動的に磨き加工
をすることの可能な研磨方法及び装置の開発を目的とす
る。 【従来の技術１ 現在用いられている自由曲面創成のための一般的な加工
工程は、形状加工と磨き加工（平滑加工＋鏡面仕上加工
）からなっている。 この創成工程の中で、形状加工に
ついてはＮＣ工作機械及び工具（超硬ボールエンドミル
やサーメット・ポールエンドミルなど）の発達、普及に
よって、 そのプログラミング等の問題を別とすれば、
加工の自動化、高能率化は着実に進展していると考えら
九る。 これに対して、その後の磨き加工がいまだに隘路となっ
ている。すなわち、工場の自動化・無人化が急速に押し
進められている昨今の趨勢の中にあって、この磨き工程
だけは自動化・無人化が技術的に難しく、そのためやむ
を得ず砥石、スティック砥石、ヤスリ、研磨布紙などに
よる手仕上げに頼ることになり、いまだ労働集約的色彩
の極めて濃い分野である。しかし近年、人件費の著しい
高騰と、自由曲面加工の需要の増大によって、・加工時
間の短縮 ・加工コストの低減 ・加工精度の向上 がこの金型業界に対して強く要望されるようになってき
ている。これが最近の磨き加工工程の機械化・自動化に
対する関心を一層喚起する契機となっている。 ［発明が解決しようとする課題］ そこで１本発明でもこの磨き加工の機械化・自動化を目
指し、次のような条件を満足する自由曲面研磨方法及び
装置の開発に着手した。すなわち、（１）マシニングセ
ンタのような形状加工に用いる工作機械の主軸への取付
けが可能とならないか。 （２）形状加工に続く磨き加工を同一のＮＣプログラム
で行なえないか。 （３）母性原則に基づく形状加工用の工作機械の上にあ
っても、磨き加工に優れた圧力切込み方式が可能となら
ないか。 （４）磨き工具として、安定した研磨性能を発揮する“
研磨フィルム”が用いられないか、（５）仕上面あらさ
及び研磨能率を向上するための効果的な運動を磨き工具
に与えることができないか、 などである。 【課題を解決するための手段】 その結果、研磨フィルムによる自由曲面研磨方法として
は、ロール巻の研磨フィルムを振動運動と回転運動を同
時に与えた弾性球面体からなるコンタクトホイールへ順
次供給しながら、前記研磨フィルムの種類及び弾性球面
体の硬度の異なるコンタクトホイールの組合せからなり
かつミーリングチャックに装着可能なシャンクを備えた
アタッチメントにより行うことを特徴とする手段を採用
し、それの具体的実施に使用する装置として、工作機械
のミーリングチャックに装着可能なシャンク（１）と押
圧力調節装置を備えたアタッチメント本体に対して、先
端に設けた弾性球面体からなるコンタクトホイール（１
０）とその振動装置及び該コンタクトホイールへ供給す
る研磨フィルム（８）の繰出スプール（９）及び巻取ス
プール（１１）とからなる巻取装置を備えた装置を開発
した。 ここで用いる研磨フィルムとしては、電子部品や精密機
械部品の超精密仕上げ研磨に使用されているラッピング
・テープであって、 基材（バッキング）に、ポリエス
テル・フィルム（２軸延伸強化されたポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム）が用いられ、 その厚
さは一般的に２５〜７５μｍのものである。 研磨フィルムに塗布される砥粒は平均砥粒粒径が数十ミ
クロンからサブミクロンという極微細砥粒で、 その形
状は一般の研削砥石用（球形に近いブロッキイなタイプ
）とは異なり、 エツジの立ったプリズム形と呼ばれる
ものが使用されている。 砥粒の種類としては、グリーンカーボランダム（ＧＣ）
、ホワイトアランダム（ＷＡ）、酸化クロム（Ｋ）、酸
化鉄（Ｍ）及び人造ダイヤモンド（ＳＤ）、などがあり
、これらを基材に静電塗布やローラ塗布で仕りげて研磨
フィルムとする。 被研磨面へ上記研磨フィルムを当接研磨するためのコン
タクトホイールは、その外周が弾性球面体となっており
、材質としては耐摩耗性、耐老化性、耐油性に優れたウ
レタンゴムが好ましい。研磨の要求特性に応じてウレタ
ンゴムの硬度を設定する。通常Ｈ３＝４０〜７０のもの
を使用する。 研磨面の回転運動はアタッチメント全体をミーリングチ
ャックに装着することで付与し、振動運動はアタッチメ
ントに備えた偏心カムによって１０゜０００ ｃｙｃｌ
ｅ／ｍｉｎを越える微細振動を与え、 ０〜４閣の範囲
の振幅を与えることができる。 研磨フィルムは研磨面に対して摩耗度に応して連続的に
新しい面を供給するために、研磨フィルムの繰出スプー
ル及び巻取スプールからなる巻取装置をアタッチメント
に組込んでいる。そして研磨面に対する押圧力調節装置
として、シャンクとアタッチメントの連結部にはスプリ
ングとダブルナツトを備えて被研磨面への押圧力を調整
し、曲面への追従性を良好にするようにしている。
【作用］
本発明の研磨フィルムによる自由曲面研磨方法及び装置
による作用を列挙すると次のようになる。 （１）目づまりを起こした使用済みの研磨フィルムは１
巻取スプールによって巻取られて加工部分には繰出スプ
ールから常に新しい研磨フィルム面が送られるため、 １）砥石を使用した場合、目づまりを起こすのでドレッ
シングの必要があるが、研磨フィルムを用いた場合には
ドレッシングの必要はない。 ２）ドレッシングの必要がないので、本研磨装置の操作
には熟練を必要としない５ ３）砥石のようにドレッシングの直前と直後で砥粒の切
れ味が変わることがないので、常に安定した品質の仕上
面が得られる。 （２）押付圧力が低いため１発熱が少なく、加工物表面
に加工変質層を生じにくい。 （３）フィルムインデックス速度は段階的に、そして研
磨フィルムの振動回数は無段階に調整できるので、加工
物に最適の研磨条件を設定することができる。 （４）コンタクトホイールの硬度の変更によって、強制
切込み方式にしたり、圧力切込み方式にしたりできる。 また、押付力（切込量）の調整も簡単である。 （５）乾式・湿式いずれでも使用できる。 （６）研磨アタッチメントは研削加工用工作機械の例え
ばミーリングチャックに装着できるので、加工工程の延
長として、研磨仕上工程がセットでき、自動工具交換装
置（Ａ Ｔ Ｃ）による加工の全自動化を可能とする。 【実施例】 以下１本発明方法の実施例を詳細に装置例と共に説明す
る。 先ず、研磨装置の例を図面によって説明する。 第１図はツールシャンクに取付けたアタッチメントの正
面図、第２図はアタッチメント本体側面図である。 ミーリングチャックに装着可能なシャンク（１′）には
、ボールベアリングを介してフランジ（２）が取付けら
れており、フランジ（２）は回り止め０）によって機械
側に固定されている３また。六角カソトシこよってシャ
ンク（１）に締付けられているベークライト製電極（４
）の溝には、銅製の板リングがエポキシ樹脂によって接
着されており、これにフランジ（２）にある４カ所のタ
ーミナル（５）内のカーボンブラシがスプリングによっ
て押付けられている。ここから入力された電流は、研磨
フィルムの巻取モータ（６）及び振動用モータ（７）に
供給される。 なお、研磨フィルムの巻取モータ（６）は入力電圧Ａ、
Ｃ１００Ｖで回転数１ｒｐｍ、振動用モータ（７）はり
。 Ｃ９−１５Ｖ テロ、５００−１４．ＯＯＯｒｐｍ テ
ある。 研磨フィルム（８）は、 Ｉｐｉ１５ｍのテープ状で、
ここでは住人スリーエム■製マイクロフィニッシングフ
イルム（ＥＣＦ）及びラッピング２イルム（ＲＣＦ）を
用いた。これらは、繰出スプール（９）から送り出され
、被研磨面との接触面が弾性球面体を形成するウレタン
・ゴム製のコンタクトホイール（１０）にバンクアップ
され、振動用モータ（７）によって振動が与えられた後
、巻取モータ（６）からかさ歯車と平歯車を介して駆動
される巻取スプール（１１）に巻取られるようになって
いる。本装置では、かさ歯車、平歯車ともにそれぞれ同
じ歯数のもの同士を使用したが、これらの歯数の組合せ
を変えることによって、数種類のフィルム・インデック
ス速度を得ることができる。 振動は、偏心カムによって与えられているのであるが、
振動数が１０，０００ ｃｙｃｌｅ／ｗｉｎを越えるた
め、摺動部の摩耗や摩擦によりモータ・トルクのロスに
対して注意を払わなければならない。そこで、偏心カム
は潤滑油によって摩擦を低減し、振動部分はスライドベ
アリング（１３） （直動ベアリング）の採用により、
加工物への押付力に対しても滑らかな運動を可能にして
いる。なお、振幅は二重偏心カムを使用することによっ
て、０〜４閣の間で無段階に調節することができる。 本装置アタッチメント本体と シャンク（１）の連結部
（１４）は、スプリング（１５）とダブルナツト（１６
）とからなる押圧力調節装置によって加工物に対する押
付力をｍＭするとともに、曲面への追従性を良好にして
いる。 次に、本装置を用いて行なう研磨方法について説明する
。 本方法は、使用する研磨装置を母性原則に基づく切削加
工機械に選択原則の機能をもった工具ユニットの一種と
みなして装着することによって、研磨を行なわせるとこ
ろに特徴がある。また、スティック砥石を用いた曲面研
磨機が多い中で、研磨フィルムという磨き手段を採用し
ている点にも大きな特徴がある。更に、この研磨フィル
ムを振動運動と回転運動を同時に与えた弾性球面体から
なるコンタクトホイールへ順次供給しながら常に新しい
研磨面により、適当な接圧を与えるよう数値制御可能な
マシニングセンタで自由曲面研磨をすることを特徴とす
る。 本発明における研磨運動は研磨フィルムに振動運動と回
転運動を併せ持つもので、このような運動は超仕上の加
工原理に類似したものであるから。 超仕上と同程度の効果が期待できる。 研磨フィルムに与える振動の方向は、常に前加工面によ
って生じた切削の筋目に直角になるようにすることと、
砥石の筋目が重複しないようにすることである。したが
って、多数の砥粒は、表面を方向性のない微細な筋目を
もって切削していくことになる。 この振動は砥石に与えるとは限らず、加工物に与えても
よいし、また砥石と加工物の両方に与えてもよい。 超仕上の特徴は、短時間に平滑度の極めて良好な仕上面
が得ら九ることである。もちろん、ホーニングやラッピ
ングでも超仕上程度の平滑な面が得られるが、研磨能率
の点では超仕上ができる本方法に到底及ばない。 回転運動は、前述の装置からも明らかなように、マシニ
ングセンタ等のミーリングチャックに装着するので弾性
球面体からなるコンタクトホイールが自転軸と直交する
垂直軸で被加工面に回転接触する。なお、上記振動は常
にコンタクトホイールの軸方向しこ与えられる。 ここで、研磨面と回転軸との傾き角θの加工面の研磨に
おいて、研磨フィルム上の１個の砥粒が振動運動と回転
運動を同時に受けるとき、垂直方向からみた軌跡をコン
ピュータシミュレーンヨンで求めると、第３〜５図のよ
うになる。ここで、ｒは振動振幅の偏心量、ｍは回転比
である。 第３図はθ＝０°、すなわち、加工物の傾きがなく面に
対して垂直軸で回転している場合であって、中心から放
射状に往復しながら円周動をする軌跡である。第４図は
θ＝１０°の傾きで当接した場合、第５図は更に回転比
ｍを３倍の３０に上げた場合を示す。 これより、回転比ｍを大きくするとクロスハツチが増し
、しかもその交差角も大きくなっているので、高能率に
高精度な仕上面が得ら匙ることがわかる。また、このよ
うなりロスハツチは、人間の手による磨き作業に近いた
め、自由曲面の仕上加工に対しても極めて有効である。 要求される研磨粗さ及び研磨速度を広範囲にカバーする
ために、本方法では上述のように多種類の砥粒力１らな
る研磨フィルムの採用と、コンタクトホイールの弾性球
面のゴム硬度の変更で対処している。更に、マシニング
センタに装着してコンタクトホイールの押圧力を制御可
能としている。 ＮＣ工作機械による強制切込み方式や倣いによる一軸も
しくは多軸の自己倣い定圧研磨（圧力切込み方式）が利
用できるのである。 【発明の効果］ 本発明の方法及び装置によると、従来の研磨専用機では
なく、汎用性をもった形状罪工用ＮＣフライス盤やＮＣ
ボール盤あるいはマシニングでンタを磨き加工に利用で
き、形状加工の延長として、ＡＴＣなどにより研磨工具
に交換し、加工物のクランプをそのままにして形状加工
と同一のＮＣプログラムでもって磨き加工ができること
となった。 また、研磨フィルムの採用によって自由曲面の超精密仕
上研磨及びクリーニング研磨までもが無人で実施でき、
研磨工程の自動化、省力化に貢献することとなったので
ある。
による作用を列挙すると次のようになる。 （１）目づまりを起こした使用済みの研磨フィルムは１
巻取スプールによって巻取られて加工部分には繰出スプ
ールから常に新しい研磨フィルム面が送られるため、 １）砥石を使用した場合、目づまりを起こすのでドレッ
シングの必要があるが、研磨フィルムを用いた場合には
ドレッシングの必要はない。 ２）ドレッシングの必要がないので、本研磨装置の操作
には熟練を必要としない５ ３）砥石のようにドレッシングの直前と直後で砥粒の切
れ味が変わることがないので、常に安定した品質の仕上
面が得られる。 （２）押付圧力が低いため１発熱が少なく、加工物表面
に加工変質層を生じにくい。 （３）フィルムインデックス速度は段階的に、そして研
磨フィルムの振動回数は無段階に調整できるので、加工
物に最適の研磨条件を設定することができる。 （４）コンタクトホイールの硬度の変更によって、強制
切込み方式にしたり、圧力切込み方式にしたりできる。 また、押付力（切込量）の調整も簡単である。 （５）乾式・湿式いずれでも使用できる。 （６）研磨アタッチメントは研削加工用工作機械の例え
ばミーリングチャックに装着できるので、加工工程の延
長として、研磨仕上工程がセットでき、自動工具交換装
置（Ａ Ｔ Ｃ）による加工の全自動化を可能とする。 【実施例】 以下１本発明方法の実施例を詳細に装置例と共に説明す
る。 先ず、研磨装置の例を図面によって説明する。 第１図はツールシャンクに取付けたアタッチメントの正
面図、第２図はアタッチメント本体側面図である。 ミーリングチャックに装着可能なシャンク（１′）には
、ボールベアリングを介してフランジ（２）が取付けら
れており、フランジ（２）は回り止め０）によって機械
側に固定されている３また。六角カソトシこよってシャ
ンク（１）に締付けられているベークライト製電極（４
）の溝には、銅製の板リングがエポキシ樹脂によって接
着されており、これにフランジ（２）にある４カ所のタ
ーミナル（５）内のカーボンブラシがスプリングによっ
て押付けられている。ここから入力された電流は、研磨
フィルムの巻取モータ（６）及び振動用モータ（７）に
供給される。 なお、研磨フィルムの巻取モータ（６）は入力電圧Ａ、
Ｃ１００Ｖで回転数１ｒｐｍ、振動用モータ（７）はり
。 Ｃ９−１５Ｖ テロ、５００−１４．ＯＯＯｒｐｍ テ
ある。 研磨フィルム（８）は、 Ｉｐｉ１５ｍのテープ状で、
ここでは住人スリーエム■製マイクロフィニッシングフ
イルム（ＥＣＦ）及びラッピング２イルム（ＲＣＦ）を
用いた。これらは、繰出スプール（９）から送り出され
、被研磨面との接触面が弾性球面体を形成するウレタン
・ゴム製のコンタクトホイール（１０）にバンクアップ
され、振動用モータ（７）によって振動が与えられた後
、巻取モータ（６）からかさ歯車と平歯車を介して駆動
される巻取スプール（１１）に巻取られるようになって
いる。本装置では、かさ歯車、平歯車ともにそれぞれ同
じ歯数のもの同士を使用したが、これらの歯数の組合せ
を変えることによって、数種類のフィルム・インデック
ス速度を得ることができる。 振動は、偏心カムによって与えられているのであるが、
振動数が１０，０００ ｃｙｃｌｅ／ｗｉｎを越えるた
め、摺動部の摩耗や摩擦によりモータ・トルクのロスに
対して注意を払わなければならない。そこで、偏心カム
は潤滑油によって摩擦を低減し、振動部分はスライドベ
アリング（１３） （直動ベアリング）の採用により、
加工物への押付力に対しても滑らかな運動を可能にして
いる。なお、振幅は二重偏心カムを使用することによっ
て、０〜４閣の間で無段階に調節することができる。 本装置アタッチメント本体と シャンク（１）の連結部
（１４）は、スプリング（１５）とダブルナツト（１６
）とからなる押圧力調節装置によって加工物に対する押
付力をｍＭするとともに、曲面への追従性を良好にして
いる。 次に、本装置を用いて行なう研磨方法について説明する
。 本方法は、使用する研磨装置を母性原則に基づく切削加
工機械に選択原則の機能をもった工具ユニットの一種と
みなして装着することによって、研磨を行なわせるとこ
ろに特徴がある。また、スティック砥石を用いた曲面研
磨機が多い中で、研磨フィルムという磨き手段を採用し
ている点にも大きな特徴がある。更に、この研磨フィル
ムを振動運動と回転運動を同時に与えた弾性球面体から
なるコンタクトホイールへ順次供給しながら常に新しい
研磨面により、適当な接圧を与えるよう数値制御可能な
マシニングセンタで自由曲面研磨をすることを特徴とす
る。 本発明における研磨運動は研磨フィルムに振動運動と回
転運動を併せ持つもので、このような運動は超仕上の加
工原理に類似したものであるから。 超仕上と同程度の効果が期待できる。 研磨フィルムに与える振動の方向は、常に前加工面によ
って生じた切削の筋目に直角になるようにすることと、
砥石の筋目が重複しないようにすることである。したが
って、多数の砥粒は、表面を方向性のない微細な筋目を
もって切削していくことになる。 この振動は砥石に与えるとは限らず、加工物に与えても
よいし、また砥石と加工物の両方に与えてもよい。 超仕上の特徴は、短時間に平滑度の極めて良好な仕上面
が得ら九ることである。もちろん、ホーニングやラッピ
ングでも超仕上程度の平滑な面が得られるが、研磨能率
の点では超仕上ができる本方法に到底及ばない。 回転運動は、前述の装置からも明らかなように、マシニ
ングセンタ等のミーリングチャックに装着するので弾性
球面体からなるコンタクトホイールが自転軸と直交する
垂直軸で被加工面に回転接触する。なお、上記振動は常
にコンタクトホイールの軸方向しこ与えられる。 ここで、研磨面と回転軸との傾き角θの加工面の研磨に
おいて、研磨フィルム上の１個の砥粒が振動運動と回転
運動を同時に受けるとき、垂直方向からみた軌跡をコン
ピュータシミュレーンヨンで求めると、第３〜５図のよ
うになる。ここで、ｒは振動振幅の偏心量、ｍは回転比
である。 第３図はθ＝０°、すなわち、加工物の傾きがなく面に
対して垂直軸で回転している場合であって、中心から放
射状に往復しながら円周動をする軌跡である。第４図は
θ＝１０°の傾きで当接した場合、第５図は更に回転比
ｍを３倍の３０に上げた場合を示す。 これより、回転比ｍを大きくするとクロスハツチが増し
、しかもその交差角も大きくなっているので、高能率に
高精度な仕上面が得ら匙ることがわかる。また、このよ
うなりロスハツチは、人間の手による磨き作業に近いた
め、自由曲面の仕上加工に対しても極めて有効である。 要求される研磨粗さ及び研磨速度を広範囲にカバーする
ために、本方法では上述のように多種類の砥粒力１らな
る研磨フィルムの採用と、コンタクトホイールの弾性球
面のゴム硬度の変更で対処している。更に、マシニング
センタに装着してコンタクトホイールの押圧力を制御可
能としている。 ＮＣ工作機械による強制切込み方式や倣いによる一軸も
しくは多軸の自己倣い定圧研磨（圧力切込み方式）が利
用できるのである。 【発明の効果］ 本発明の方法及び装置によると、従来の研磨専用機では
なく、汎用性をもった形状罪工用ＮＣフライス盤やＮＣ
ボール盤あるいはマシニングでンタを磨き加工に利用で
き、形状加工の延長として、ＡＴＣなどにより研磨工具
に交換し、加工物のクランプをそのままにして形状加工
と同一のＮＣプログラムでもって磨き加工ができること
となった。 また、研磨フィルムの採用によって自由曲面の超精密仕
上研磨及びクリーニング研磨までもが無人で実施でき、
研磨工程の自動化、省力化に貢献することとなったので
ある。
第り図は本装置をツールシャンクに取付けたアタッチメ
ントの正面図、第２図はアタッチメント本体側面図であ
る。第；３〜５図はコンピュータシミュレーションで求
めた研磨フィルム上の１個の砥粒の軌跡図である。 （１）シャンク （２）フランジ（３）フラン
ジ回り止め （４）電極 （５）ターミナル （６）フィルム巻取モータ（
７）振動用モータ （８）研磨フィルム（９）繰呂
スプール （１０）コンタクトホイール（１１）巻取
スプール （１３）スライドベアリング（１４）連結
部 （］５）スプリング（１６）ダブルナツト 以上
ントの正面図、第２図はアタッチメント本体側面図であ
る。第；３〜５図はコンピュータシミュレーションで求
めた研磨フィルム上の１個の砥粒の軌跡図である。 （１）シャンク （２）フランジ（３）フラン
ジ回り止め （４）電極 （５）ターミナル （６）フィルム巻取モータ（
７）振動用モータ （８）研磨フィルム（９）繰呂
スプール （１０）コンタクトホイール（１１）巻取
スプール （１３）スライドベアリング（１４）連結
部 （］５）スプリング（１６）ダブルナツト 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ロール巻の研磨フィルムを振動運動と回転運動を同
時に与えた弾性球面体からなるコンタクトホイールへ順
次供給しながら、前記研磨フィルムの種類及び弾性球面
体の硬度の異なるコンタクトホィールの組合せからなり
かつミーリングチャックに装着可能なシャンクを備えた
アタッチメントにより研磨することを特徴とする研磨フ
ィルムによる自由曲面研磨方法。 ２ 基部にミーリングチャックに装着可能なシャンク（
１）と 押圧力調節装置を備えたアタッチメント本体に
対して、先端に設けた弾性球面体からなるコンタクトホ
ィール（１０）とその振動装置及び該コンタクトホイー
ルへ供給する研磨フィルム（８）の繰出スプール（９）
及び巻取スプール（１１）からなる巻取装置を備えてな
ることを特徴とする自由曲面研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13653990A JP2950914B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 研磨フイルムによる自由曲面研磨方法及び研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13653990A JP2950914B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 研磨フイルムによる自由曲面研磨方法及び研磨装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0430963A true JPH0430963A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2950914B2 JP2950914B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=15177559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13653990A Expired - Fee Related JP2950914B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 研磨フイルムによる自由曲面研磨方法及び研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950914B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007098514A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Nachi Fujikoshi Corp | テープラップ装置 |
| JP2010076080A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Nikon Corp | 研磨装置および研磨方法 |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP13653990A patent/JP2950914B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007098514A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Nachi Fujikoshi Corp | テープラップ装置 |
| JP4678771B2 (ja) * | 2005-10-05 | 2011-04-27 | 株式会社不二越 | テープラップ装置 |
| JP2010076080A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Nikon Corp | 研磨装置および研磨方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2950914B2 (ja) | 1999-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7828633B1 (en) | Sanding element | |
| WO2006054674A1 (ja) | 砥石車 | |
| US6402600B1 (en) | Bowling ball surface abrading and polishing tool assembly | |
| JP2002263995A (ja) | 球面の研削加工方法及び装置 | |
| US5235959A (en) | Arrangement and method for regenerating rotating precision grinding tools | |
| JPH0430963A (ja) | 研磨フイルムによる自由曲面研磨方法及び研磨装置 | |
| US4361987A (en) | Apparatus for high tolerance polishing of a work-piece surface | |
| US5172681A (en) | Reciprocating point rotary diamond trueing and dressing tool and method of use | |
| JPH05220669A (ja) | 複合研削砥石 | |
| JP2565385B2 (ja) | 電解ドレッシング研削法と導電性砥石を工具に兼用した研磨法の複合加工方法および装置 | |
| JP2003291069A (ja) | 研削盤用の砥石及びこの砥石を使用する研削方法 | |
| US4837979A (en) | Polishing device | |
| GB2103128A (en) | Surface finishing | |
| RU2201331C2 (ru) | Гибкий охватывающий абразивный инструмент для обработки эксцентричных валов и винтов | |
| JPS62152676A (ja) | ダイヤモンド砥石の製作方法 | |
| JPH0767667B2 (ja) | 遊離砥粒加工工具 | |
| CN207736063U (zh) | 一种砂带式丝材抛光机 | |
| JPH0569309A (ja) | 超仕上方法 | |
| JPS59134660A (ja) | 自動式二重補正砥石調整装置 | |
| KR940006010Y1 (ko) | 연삭장치 | |
| JP2003103462A (ja) | ２個の砥石台を有する研削盤におけるツルーイング装置 | |
| JPS62282852A (ja) | 研削加工方法 | |
| JPS6057995B2 (ja) | 形状加工方法 | |
| JPH0335065B2 (ja) | ||
| JPS61152356A (ja) | 円筒面又は円錐面の研削方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |