JPH06170703A - セラミックス表面の残留応力制御研削方法 - Google Patents
セラミックス表面の残留応力制御研削方法Info
- Publication number
- JPH06170703A JPH06170703A JP3116985A JP11698591A JPH06170703A JP H06170703 A JPH06170703 A JP H06170703A JP 3116985 A JP3116985 A JP 3116985A JP 11698591 A JP11698591 A JP 11698591A JP H06170703 A JPH06170703 A JP H06170703A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- residual stress
- grinding
- tmax
- ground
- maximum
- 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
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックス曲面の研削加工に際し、その研
削面に所期の残留応力が得られるように制御すること。 【構成】 セラミックス材料表面の研削において、必要
な残留応力に対応する最大食い込み深さで研削加工を行
い、それによって研削面の残留応力を制御する。
削面に所期の残留応力が得られるように制御すること。 【構成】 セラミックス材料表面の研削において、必要
な残留応力に対応する最大食い込み深さで研削加工を行
い、それによって研削面の残留応力を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス表面の残
留応力を制御しながら研削する方法に関するものであ
る。
留応力を制御しながら研削する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスを研削加工した場合に、そ
の表面に加工に伴う応力が残留し、その残留応力があま
り大きいと強度が低下すると考えられるが、あまり大き
くなくても、材料の品質に何らかの影響を及ぼしている
可能性がある。例えば、ある一定の範囲内では、圧縮方
向の残留応力により材料の強度が増す傾向もある。その
ため、残留応力の影響について探究するための研究が望
まれているが、この研究のためには、残留応力の簡易迅
速な計測技術が必要であると同時に、任意の残留応力を
発生させるための加工技術も不可欠になる。また、この
加工技術は、研究開発の進展によって所要の残留応力を
要求された加工が必要になった場合にも、有効に利用で
きるものである。
の表面に加工に伴う応力が残留し、その残留応力があま
り大きいと強度が低下すると考えられるが、あまり大き
くなくても、材料の品質に何らかの影響を及ぼしている
可能性がある。例えば、ある一定の範囲内では、圧縮方
向の残留応力により材料の強度が増す傾向もある。その
ため、残留応力の影響について探究するための研究が望
まれているが、この研究のためには、残留応力の簡易迅
速な計測技術が必要であると同時に、任意の残留応力を
発生させるための加工技術も不可欠になる。また、この
加工技術は、研究開発の進展によって所要の残留応力を
要求された加工が必要になった場合にも、有効に利用で
きるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
事項を念頭に置いて、各種研削実験を行ってきたが、そ
の実験結果から、特定の研削条件によるセラミックス曲
面の加工により、その研削面の残留応力が一義的に決ま
ることを確かめた。本発明は、かかる知見に基づくもの
であり、従って、その技術的課題は、セラミックス曲面
の研削加工に際し、その研削面に所期の残留応力が得ら
れるように制御可能とした残留応力制御研削方法を得る
ことにある。
事項を念頭に置いて、各種研削実験を行ってきたが、そ
の実験結果から、特定の研削条件によるセラミックス曲
面の加工により、その研削面の残留応力が一義的に決ま
ることを確かめた。本発明は、かかる知見に基づくもの
であり、従って、その技術的課題は、セラミックス曲面
の研削加工に際し、その研削面に所期の残留応力が得ら
れるように制御可能とした残留応力制御研削方法を得る
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の残留応力制御研削方法は、セラミックス材料
表面の研削において、必要な残留応力に対応する最大食
い込み深さで研削加工を行い、それによって、研削面の
残留応力を制御することを特徴とするものである。
の本発明の残留応力制御研削方法は、セラミックス材料
表面の研削において、必要な残留応力に対応する最大食
い込み深さで研削加工を行い、それによって、研削面の
残留応力を制御することを特徴とするものである。
【０００５】さらに具体的に説明すると、先に説明した
ように、本発明者らは、各種研削実験を行うことによ
り、セラミックス研削面の残留応力を研削加工条件の選
択によって自由に制御できることを確かめている。即
ち、セラミックス研削面の残留応力σは、最大食い込み
深さ（砥粒１個当りの切込み深さ）ｔｍａｘが与えられ
ると、セラミックスの材質と砥石の粒度等によって決ま
る関数として、 σ＝ｆ（ｔｍａｘ） ・・（１） により表わされる。
ように、本発明者らは、各種研削実験を行うことによ
り、セラミックス研削面の残留応力を研削加工条件の選
択によって自由に制御できることを確かめている。即
ち、セラミックス研削面の残留応力σは、最大食い込み
深さ（砥粒１個当りの切込み深さ）ｔｍａｘが与えられ
ると、セラミックスの材質と砥石の粒度等によって決ま
る関数として、 σ＝ｆ（ｔｍａｘ） ・・（１） により表わされる。
【０００６】また、最大食い込み深さｔｍａｘは、
【数１】 （±の記号は、凸面で＋、凹面で−）によって与えられ
るものである。 但し、ｖ ： 工具送り速度 m/min Ｖ ： 砥石周速度 m/min Ｄ ： 砥石直径 mm ｒ ： 被削材曲率半径 mm μ ： 平均砥粒間隔 μｍ ｔ ： 砥石切込み量 mm である。なお、ｔは、食込み深さがある範囲を越えると
補正する必要がある。
るものである。 但し、ｖ ： 工具送り速度 m/min Ｖ ： 砥石周速度 m/min Ｄ ： 砥石直径 mm ｒ ： 被削材曲率半径 mm μ ： 平均砥粒間隔 μｍ ｔ ： 砥石切込み量 mm である。なお、ｔは、食込み深さがある範囲を越えると
補正する必要がある。
【０００７】従って、（２）式で与えられる最大食い込
み深さｔｍａｘが所期の値を採るような加工条件でセラ
ミックス曲面の研削加工を行えば、（１）式で与えられ
る残留応力σを付与した研削面を得ることができる。
み深さｔｍａｘが所期の値を採るような加工条件でセラ
ミックス曲面の研削加工を行えば、（１）式で与えられ
る残留応力σを付与した研削面を得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明に関連する実験例及び計算例
等について説明する。図１は、研削加工時における砥粒
の最大食い込み深さ（横軸）と残留応力（縦軸）との関
係についての実験例を示すものである。横軸の最大食込
み深さは、前述した（２）式で表わされるものであり、
研削面に所期の残留応力を得るためには、その残留応力
σに対応する最大食い込み深さｔｍａｘを与えるよう
に、研削加工条件を設定すればよい。この実験において
得られた図１の曲線を表わすのが前述の（１）式であ
り、縦軸の残留応力σは、被削材であるセラミックスの
材質と砥石の粒度等によって決まるものである。
等について説明する。図１は、研削加工時における砥粒
の最大食い込み深さ（横軸）と残留応力（縦軸）との関
係についての実験例を示すものである。横軸の最大食込
み深さは、前述した（２）式で表わされるものであり、
研削面に所期の残留応力を得るためには、その残留応力
σに対応する最大食い込み深さｔｍａｘを与えるよう
に、研削加工条件を設定すればよい。この実験において
得られた図１の曲線を表わすのが前述の（１）式であ
り、縦軸の残留応力σは、被削材であるセラミックスの
材質と砥石の粒度等によって決まるものである。
【０００９】
【表１】 また、表１は、上記最大食い込み深さｔｍａｘについて
の各種計算例を示すものである。この計算例では、工具
送り速度ｖを０．１ｍ／ｍｉｎ、砥石周速度Ｖを１００
ｍ／ｍｉｎ、砥石切込み量ｔを０．０１ｍｍとし、さら
に被削材の曲率半径ｒを５０００ｍｍ（平面と仮定）し
たとき（試料ＮＯ．１）の最大食い込み深さを１とし、
それぞれの最大食い込み深さを、それとの比（ｔｍａｘ
／ｔｏ）で示している。
の各種計算例を示すものである。この計算例では、工具
送り速度ｖを０．１ｍ／ｍｉｎ、砥石周速度Ｖを１００
ｍ／ｍｉｎ、砥石切込み量ｔを０．０１ｍｍとし、さら
に被削材の曲率半径ｒを５０００ｍｍ（平面と仮定）し
たとき（試料ＮＯ．１）の最大食い込み深さを１とし、
それぞれの最大食い込み深さを、それとの比（ｔｍａｘ
／ｔｏ）で示している。
【００１０】試料のＮＯ．２〜５は、図２のＡ〜Ｄに示
す翼型断面形状の被削材１の周囲を砥石２によって同一
条件で研削した場合の最大食い込み深さ（ｔｍａｘ／ｔ
ｏ）の差を示すもので、研削部分の曲率半径の差異に基
づいて最大食い込み深さが、従って残留応力が大きく相
違することが分かる。また、試料のＮＯ．６〜８は工具
送り速度ｖを変えた場合、試料のＮＯ．９〜１１は砥石
周速度Ｖを変えた場合、試料のＮＯ．１２〜１５は砥石
切込み量ｔを変えた場合の最大食い込み深さの変動を示
している。
す翼型断面形状の被削材１の周囲を砥石２によって同一
条件で研削した場合の最大食い込み深さ（ｔｍａｘ／ｔ
ｏ）の差を示すもので、研削部分の曲率半径の差異に基
づいて最大食い込み深さが、従って残留応力が大きく相
違することが分かる。また、試料のＮＯ．６〜８は工具
送り速度ｖを変えた場合、試料のＮＯ．９〜１１は砥石
周速度Ｖを変えた場合、試料のＮＯ．１２〜１５は砥石
切込み量ｔを変えた場合の最大食い込み深さの変動を示
している。
【００１１】さらに、試料のＮＯ．１６〜２０は、工具
送り速度ｖを変えて、図２のＡ〜Ｄの各場合における最
大食い込み深さをできるだけ１に近づけるようにした場
合、試料のＮＯ．２１〜２５は、砥石周速度Ｖを変えて
同様に最大食い込み深さを１に近づけた場合、試料のＮ
Ｏ．２６〜３０は、砥石切込み量ｔを変えて同様に最大
食い込み深さを１に近づけた場合を示している。これら
の加工条件を採用すれば、図２の断面翼型の部材におけ
る残留応力を、その周面において略均等化することがで
きる。
送り速度ｖを変えて、図２のＡ〜Ｄの各場合における最
大食い込み深さをできるだけ１に近づけるようにした場
合、試料のＮＯ．２１〜２５は、砥石周速度Ｖを変えて
同様に最大食い込み深さを１に近づけた場合、試料のＮ
Ｏ．２６〜３０は、砥石切込み量ｔを変えて同様に最大
食い込み深さを１に近づけた場合を示している。これら
の加工条件を採用すれば、図２の断面翼型の部材におけ
る残留応力を、その周面において略均等化することがで
きる。
【００１２】このような本発明の方法によれば、研削条
件の選定により、セラミックス曲面の任意の部分に任意
の残留応力を付与することができ、それによって、全体
的に均一な残留応力を与え得るばかりでなく、部分的に
異なる残留応力をも簡易に付与することができる。
件の選定により、セラミックス曲面の任意の部分に任意
の残留応力を付与することができ、それによって、全体
的に均一な残留応力を与え得るばかりでなく、部分的に
異なる残留応力をも簡易に付与することができる。
【００１３】
【発明の効果】このように、本発明の残留応力制御研削
方法によれば、特定の研削条件によるセラミックス曲面
の加工によりその研削面の残留応力が一義的に決まると
いう知見に基づき、セラミックス曲面の研削加工に際
し、その研削面に所期の残留応力が得られるように制御
することができ、しかもその制御を極めて簡易な手段に
よって実現することができる。
方法によれば、特定の研削条件によるセラミックス曲面
の加工によりその研削面の残留応力が一義的に決まると
いう知見に基づき、セラミックス曲面の研削加工に際
し、その研削面に所期の残留応力が得られるように制御
することができ、しかもその制御を極めて簡易な手段に
よって実現することができる。
【図１】本発明に関連する実験の結果を示すグラフであ
る。
る。
【図２】Ａ〜Ｄは、翼型断面形状被削材とそれを研削加
工する砥石の位置的関係についての説明図である。
工する砥石の位置的関係についての説明図である。
１ 被削材、 ２ 砥石。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミックス材料表面の研削において、必
要な残留応力に対応する最大食い込み深さで研削加工を
行い、それによって研削面の残留応力を制御することを
特徴とするセラミックス表面の残留応力制御研削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3116985A JPH0714582B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | セラミックス表面の残留応力制御研削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3116985A JPH0714582B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | セラミックス表面の残留応力制御研削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170703A true JPH06170703A (ja) | 1994-06-21 |
| JPH0714582B2 JPH0714582B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=14700634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3116985A Expired - Lifetime JPH0714582B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | セラミックス表面の残留応力制御研削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714582B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015050218A1 (ja) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | 日本碍子株式会社 | 研磨物の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3116985A patent/JPH0714582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015050218A1 (ja) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | 日本碍子株式会社 | 研磨物の製造方法 |
| CN104822491A (zh) * | 2013-10-02 | 2015-08-05 | 日本碍子株式会社 | 研磨物的制造方法 |
| JPWO2015050218A1 (ja) * | 2013-10-02 | 2017-03-09 | 日本碍子株式会社 | 研磨物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0714582B2 (ja) | 1995-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |