JPH06277993A - セラミックスの加工方法 - Google Patents
セラミックスの加工方法Info
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- JPH06277993A JPH06277993A JP7034493A JP7034493A JPH06277993A JP H06277993 A JPH06277993 A JP H06277993A JP 7034493 A JP7034493 A JP 7034493A JP 7034493 A JP7034493 A JP 7034493A JP H06277993 A JPH06277993 A JP H06277993A
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- 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】 （修正有）
【目的】 セラミックス製の工作物の表面を安価に鏡面
化する。 【構成】 セラミックス製の工作物１５の表面と珪素系
セラミックス製の工具１０の表面との間に、水または過
酸化水素などの酸化剤を含む水からなる加工液２０を介
在させて、工具１０と工作物１５と相対移動させ、これ
らの表面を摩擦する。 【効果】 摩擦面に酸化珪素の粉状の砥粒が化学反応に
よってでき、これが工作物の表面を機械的に平滑にする
ので、安価な工具による研摩によって工作物の表面が鏡
面化する。
化する。 【構成】 セラミックス製の工作物１５の表面と珪素系
セラミックス製の工具１０の表面との間に、水または過
酸化水素などの酸化剤を含む水からなる加工液２０を介
在させて、工具１０と工作物１５と相対移動させ、これ
らの表面を摩擦する。 【効果】 摩擦面に酸化珪素の粉状の砥粒が化学反応に
よってでき、これが工作物の表面を機械的に平滑にする
ので、安価な工具による研摩によって工作物の表面が鏡
面化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミックスの加工
方法、とくに珪素系セラミックスからなる工作物の表面
を鏡面化する加工方法に関するものである。
方法、とくに珪素系セラミックスからなる工作物の表面
を鏡面化する加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミックスからなる工作物を仕
上げ加工する方法として研削仕上げが一般に行われてい
る。すなわち、ダイヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石などの回
転する砥石を用い、前記工作物を回転させつつ研削する
円筒研削や、工作物を往復移動させつつ研削する平面研
削を、工作物に対し研削液をかけながら行っている。
上げ加工する方法として研削仕上げが一般に行われてい
る。すなわち、ダイヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石などの回
転する砥石を用い、前記工作物を回転させつつ研削する
円筒研削や、工作物を往復移動させつつ研削する平面研
削を、工作物に対し研削液をかけながら行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の回転砥石による研削では、セラミックスは硬度が高
く、脆性材料であるため、工作物に研削痕が残り、鏡面
などの精度がよい仕上げ加工をすることが困難であり、
また、ダイヤモンド砥石やＣＢＮ砥石などの高価な砥石
を使用する必要があり、砥石の寿命も短い。したがっ
て、セラミックス製の工作物の仕上げ研削はかなりコス
トが高くなるという問題点があった。また、鏡面と呼ば
れるより高精度な表面を得るには、ラップ仕上げを行う
など別工程が必要となり、さらにコストが高くなるとい
う問題点もあった。
の回転砥石による研削では、セラミックスは硬度が高
く、脆性材料であるため、工作物に研削痕が残り、鏡面
などの精度がよい仕上げ加工をすることが困難であり、
また、ダイヤモンド砥石やＣＢＮ砥石などの高価な砥石
を使用する必要があり、砥石の寿命も短い。したがっ
て、セラミックス製の工作物の仕上げ研削はかなりコス
トが高くなるという問題点があった。また、鏡面と呼ば
れるより高精度な表面を得るには、ラップ仕上げを行う
など別工程が必要となり、さらにコストが高くなるとい
う問題点もあった。
【０００４】この発明は、前述した問題点を解決し、比
較的簡単な装置で、珪素系セラミックスからなる工作物
の表面を鏡面仕上げすることができ、またダイヤモンド
砥石、ＣＢＮ砥石などの高価な工具を必要とせず、安価
に鏡面化できる、セラミックスの加工方法を提供するこ
とを目的としている。
較的簡単な装置で、珪素系セラミックスからなる工作物
の表面を鏡面仕上げすることができ、またダイヤモンド
砥石、ＣＢＮ砥石などの高価な工具を必要とせず、安価
に鏡面化できる、セラミックスの加工方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によるセラミッ
クスの加工方法は、珪素系セラミックスからなる工作物
と珪素系（Ｓｉ）系セラミックスからなる工具とを相対
移動させ、前記工作物の表面と前記工具の表面との間に
水または過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）などの酸化剤を含む水
を介在させて、工作物の表面を工具の表面によって摩擦
し、工作物の表面を鏡面化する方法である。
クスの加工方法は、珪素系セラミックスからなる工作物
と珪素系（Ｓｉ）系セラミックスからなる工具とを相対
移動させ、前記工作物の表面と前記工具の表面との間に
水または過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）などの酸化剤を含む水
を介在させて、工作物の表面を工具の表面によって摩擦
し、工作物の表面を鏡面化する方法である。
【０００６】
【作用】この発明によるセラミックスの加工方法は、窒
化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などのセラ
ミックスからなる工作物の表面を、炭化珪素などの珪素
系セラミックスからなる工具の表面によって摩擦する
と、これらの表面間に滴下、注入などの手段で加工液で
ある水が介在させてあることで、摩擦面にトライボケミ
カル反応による酸化珪素（ＳｉＯ2 ）を生成し、これが
摩擦面から脱落して粉状の砥粒ができ、これらの砥粒が
磨き粉として働くので、化学反応と機械的な凸部の除去
とによって、工作物の表面を高精度に平滑に研摩でき、
鏡面化することができる。
化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などのセラ
ミックスからなる工作物の表面を、炭化珪素などの珪素
系セラミックスからなる工具の表面によって摩擦する
と、これらの表面間に滴下、注入などの手段で加工液で
ある水が介在させてあることで、摩擦面にトライボケミ
カル反応による酸化珪素（ＳｉＯ2 ）を生成し、これが
摩擦面から脱落して粉状の砥粒ができ、これらの砥粒が
磨き粉として働くので、化学反応と機械的な凸部の除去
とによって、工作物の表面を高精度に平滑に研摩でき、
鏡面化することができる。
【０００７】なお、加工液として水に過酸化水素などの
酸化剤を加えたものを用いると、トライボケミカル反応
が促進され、酸化珪素が短時間で生じ、鏡面化も短時間
でできる。そして、珪素系セラミックスの工具は、ダイ
ヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石に比べ安価であり、またラッ
プ仕上げをしないで、珪素系セラミックスの工作物の表
面を安価に工作物の表面を鏡面化でき、さらに、装置
も、従来の研削装置の研削液供給装置を加工液の供給装
置に変更し、工具を工作物に押付ける油圧シリンダ機構
を付加する程度でよいため、比較的簡単である。
酸化剤を加えたものを用いると、トライボケミカル反応
が促進され、酸化珪素が短時間で生じ、鏡面化も短時間
でできる。そして、珪素系セラミックスの工具は、ダイ
ヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石に比べ安価であり、またラッ
プ仕上げをしないで、珪素系セラミックスの工作物の表
面を安価に工作物の表面を鏡面化でき、さらに、装置
も、従来の研削装置の研削液供給装置を加工液の供給装
置に変更し、工具を工作物に押付ける油圧シリンダ機構
を付加する程度でよいため、比較的簡単である。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による珪素系セラ
ミックスの加工方法を行う装置を示す。 図１におい
て、１はベッド（図示省略）上に設けた支持台であり、
支持台１に設けた左右方向に延びる１対のレール２には
移動台３が係合支持されている。支持台１には、サーボ
モータ４と、このモータ４の正，逆回転によって駆動さ
れるボールねじ５とが設けられ、ボールねじ５には移動
台３に固定されたボールナット６がねじ嵌合されてい
る。
ミックスの加工方法を行う装置を示す。 図１におい
て、１はベッド（図示省略）上に設けた支持台であり、
支持台１に設けた左右方向に延びる１対のレール２には
移動台３が係合支持されている。支持台１には、サーボ
モータ４と、このモータ４の正，逆回転によって駆動さ
れるボールねじ５とが設けられ、ボールねじ５には移動
台３に固定されたボールナット６がねじ嵌合されてい
る。
【０００９】移動台３には加工兼工具台後退用のシリン
ダ機構７のシリンダ７ａが設けられ、シリンダ７ａには
油圧装置８が接続され、シリンダ機構７は、シリンダ７
ａに進退可能にピストン７ｂが嵌合され、ピストン７ｂ
には前方に延びるピストンロッド７ｃが固定されてい
る。前記油圧装置８には、油槽８ａ内の油をポンプ８ｂ
の作動によって切換弁８ｃを介し前記シリンダ７ａに圧
送する回路と、シリンダ７ａから切換弁８ｃを介して油
槽８ａに油を戻す回路とが設けられている。
ダ機構７のシリンダ７ａが設けられ、シリンダ７ａには
油圧装置８が接続され、シリンダ機構７は、シリンダ７
ａに進退可能にピストン７ｂが嵌合され、ピストン７ｂ
には前方に延びるピストンロッド７ｃが固定されてい
る。前記油圧装置８には、油槽８ａ内の油をポンプ８ｂ
の作動によって切換弁８ｃを介し前記シリンダ７ａに圧
送する回路と、シリンダ７ａから切換弁８ｃを介して油
槽８ａに油を戻す回路とが設けられている。
【００１０】前記ピストンロッド７ｃの前端には工具台
９が固定され、工具台９には工具１０の基部が着脱可能
に嵌合され、この基部が工具台９にねじ嵌合した止めね
じ１１によって工具台９に固定されている。前記工具１
０は窒化珪素のセラミックスの板状体からなり、工具台
９から突出した先端面１０ａが凸弧状に形成されてい
る。
９が固定され、工具台９には工具１０の基部が着脱可能
に嵌合され、この基部が工具台９にねじ嵌合した止めね
じ１１によって工具台９に固定されている。前記工具１
０は窒化珪素のセラミックスの板状体からなり、工具台
９から突出した先端面１０ａが凸弧状に形成されてい
る。
【００１１】前記ベッド上には主軸台１２と心押台１３
とが対向して設けられ、主軸台１２には主軸駆動用モー
タ（図示省略）によって駆動される主軸１４がボールね
じ５と平行に嵌合支持されている。主軸１４のセンタ１
４ａと心押台１３のセンタ１３ａとに窒化珪素のセラミ
ックスからなる円柱状の工作物１５が着脱可能に係合支
持されている。また、主軸１４に設けた駆動ピン１６が
工作物１５の一端部に設けた係合孔１５ａに係合されて
いる。
とが対向して設けられ、主軸台１２には主軸駆動用モー
タ（図示省略）によって駆動される主軸１４がボールね
じ５と平行に嵌合支持されている。主軸１４のセンタ１
４ａと心押台１３のセンタ１３ａとに窒化珪素のセラミ
ックスからなる円柱状の工作物１５が着脱可能に係合支
持されている。また、主軸１４に設けた駆動ピン１６が
工作物１５の一端部に設けた係合孔１５ａに係合されて
いる。
【００１２】前記工具１０の先端近くにはノズル１７が
配置され、ノズル１７は可撓性ホース１８を介して加工
液供給装置１９に接続され、前記ホース１８は中間部が
移動台３に固定されて、これと共に移動するようになっ
ている。前記加工液供給装置１９は、水または数％（重
量％以下同じ）の過酸化水素を水に加えたものからなる
加工液２０を加工液槽１９ａからポンプ１９ｂの作動に
よって、止め弁１９ｃ、ホース１８を介しノズル１７に
供給し、止め弁１９ｃを閉じることで、加工液の供給を
停止するように構成されている。
配置され、ノズル１７は可撓性ホース１８を介して加工
液供給装置１９に接続され、前記ホース１８は中間部が
移動台３に固定されて、これと共に移動するようになっ
ている。前記加工液供給装置１９は、水または数％（重
量％以下同じ）の過酸化水素を水に加えたものからなる
加工液２０を加工液槽１９ａからポンプ１９ｂの作動に
よって、止め弁１９ｃ、ホース１８を介しノズル１７に
供給し、止め弁１９ｃを閉じることで、加工液の供給を
停止するように構成されている。
【００１３】次に、前述した装置を用いる珪素系セラミ
ックスの加工方法の一実施例について説明する。主軸１
４のセンタ１４ａと心押台１３のセンタ１３ａとで支持
した工作物１５を、主軸駆動用モータの駆動によって主
軸１４を回転させることで、駆動ピン１６を介して軸回
りに回転させ、加工液供給装置１９のポンプ１９ｂを作
動させ、加工液２０をホース１８を経てノズル１７から
工作物１５の右端部に表面に注入させて供給する。
ックスの加工方法の一実施例について説明する。主軸１
４のセンタ１４ａと心押台１３のセンタ１３ａとで支持
した工作物１５を、主軸駆動用モータの駆動によって主
軸１４を回転させることで、駆動ピン１６を介して軸回
りに回転させ、加工液供給装置１９のポンプ１９ｂを作
動させ、加工液２０をホース１８を経てノズル１７から
工作物１５の右端部に表面に注入させて供給する。
【００１４】これと共に、油圧装置８のポンプ８ｂを作
動させ、油槽８ａ内の油を切換弁８ｃを介しシリンダ機
構７のシリンダ７ａ後端部に圧送し、その前端部から油
を切換弁８ｃを経て油槽８ａに戻すことで、ピストン７
ｂを前進させ、ピストンロッド７ｃ、工具台９を介して
工具１０を前進させる。
動させ、油槽８ａ内の油を切換弁８ｃを介しシリンダ機
構７のシリンダ７ａ後端部に圧送し、その前端部から油
を切換弁８ｃを経て油槽８ａに戻すことで、ピストン７
ｂを前進させ、ピストンロッド７ｃ、工具台９を介して
工具１０を前進させる。
【００１５】適時に、サーボモータ４を正転駆動してボ
ールねじ５を回転させ、ボールナット６を介して移動台
３を右端から左方に移動させることで、工具１０の先端
面１０ａを工作物１５の右端部表面に所定の圧力で押付
け、工具１０の前進を停止させる。
ールねじ５を回転させ、ボールナット６を介して移動台
３を右端から左方に移動させることで、工具１０の先端
面１０ａを工作物１５の右端部表面に所定の圧力で押付
け、工具１０の前進を停止させる。
【００１６】これらによって、工具１０の先端面１０ａ
と工作物１５の外周面との間に、加工液２０が介在して
いる状態で、工具１０の先端面１０ａと工作物１５の外
周面とを擦合せるように摩擦し加工を開始する。
と工作物１５の外周面との間に、加工液２０が介在して
いる状態で、工具１０の先端面１０ａと工作物１５の外
周面とを擦合せるように摩擦し加工を開始する。
【００１７】この加工は、図１の矢印Ａに示すように、
移動台３が工作物１５の軸方向と平行に左方に移動し、
工作物１５の左端まで工具１０の先端面１０ａによる工
作物１５の外周面の摩擦を続ける。その後、サーボモー
タ４を停止させて移動台３の移動を停止すると共に、油
圧装置８の切換弁８ｃを切換え、ピストン８ｂを後退さ
せることで、工具１０の先端面１０ａを工作物１５の外
周面から離間させる。
移動台３が工作物１５の軸方向と平行に左方に移動し、
工作物１５の左端まで工具１０の先端面１０ａによる工
作物１５の外周面の摩擦を続ける。その後、サーボモー
タ４を停止させて移動台３の移動を停止すると共に、油
圧装置８の切換弁８ｃを切換え、ピストン８ｂを後退さ
せることで、工具１０の先端面１０ａを工作物１５の外
周面から離間させる。
【００１８】続いて、サーボモータ４を逆回転させるこ
とで、移動台３を右方に移動させて、加工開始位置に戻
す。なお、工具１０が工作物１５から離間した後は、加
工液供給装置１９の止め弁１９ｃを閉じ、あるいはその
ポンプ１９ｂを停止させるなどによって、ノズル１７か
らの加工液２０の供給を停止してもよい。
とで、移動台３を右方に移動させて、加工開始位置に戻
す。なお、工具１０が工作物１５から離間した後は、加
工液供給装置１９の止め弁１９ｃを閉じ、あるいはその
ポンプ１９ｂを停止させるなどによって、ノズル１７か
らの加工液２０の供給を停止してもよい。
【００１９】移動台３が右端の加工開始位置まで戻った
後、工具１０を再び前進させてその先端面１０ａを工作
物１５の外周面に所定の圧力で押付け、移動台３を左方
に移動させる。なお、ノズル１７からの加工液の供給を
停止した場合には、その供給を開始する。以下同様にし
て所要回数だけ工具１０と工作物１５との摩擦を繰返
す。
後、工具１０を再び前進させてその先端面１０ａを工作
物１５の外周面に所定の圧力で押付け、移動台３を左方
に移動させる。なお、ノズル１７からの加工液の供給を
停止した場合には、その供給を開始する。以下同様にし
て所要回数だけ工具１０と工作物１５との摩擦を繰返
す。
【００２０】前記工具１０の先端面１０ａと工作物１５
の外周面との摩擦の第１段階では、工作物１５の外周
面、すなわち摩擦面の凸部を機械的に除去し、摩耗粉を
排出することで、摩擦面のおおまかな平滑化を行う。し
かし、これだけでは、通常の研摩以上の面精度を得るこ
とはできない。
の外周面との摩擦の第１段階では、工作物１５の外周
面、すなわち摩擦面の凸部を機械的に除去し、摩耗粉を
排出することで、摩擦面のおおまかな平滑化を行う。し
かし、これだけでは、通常の研摩以上の面精度を得るこ
とはできない。
【００２１】前記摩擦を続けると、第２段階では、摩擦
面間に加工液である水が介在し、摩擦熱が発生するた
め、Ｓｉ3Ｎ4＋６Ｈ2Ｏ→３ＳｉＯ2＋４ＮＨ3 で示すト
ライボケミカル反応が起こり、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）が
でき、これが粉状の砥粒となって脱落し、これらの砥粒
が磨き粉として働き、摩擦面がさらに平滑化する。
面間に加工液である水が介在し、摩擦熱が発生するた
め、Ｓｉ3Ｎ4＋６Ｈ2Ｏ→３ＳｉＯ2＋４ＮＨ3 で示すト
ライボケミカル反応が起こり、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）が
でき、これが粉状の砥粒となって脱落し、これらの砥粒
が磨き粉として働き、摩擦面がさらに平滑化する。
【００２２】前記反応の進行に伴い、第３段階では、摩
擦面での摩擦係数が低下し、これは接線方向の加工力の
低下であるため、第１，第２段階での研摩作用がほとん
どなくなり、前記反応で生成した酸化珪素の緻密な膜が
工作物１５の外周面に生成し、外周面がより平滑な鏡面
となる。また、この実施例では、水に酸化剤として数％
の過酸化水素を加えた加工液を用いると、水のみの前述
した加工に比べ、トライボケミカル反応が促進され、酸
化珪素が短時間で生成し、低摩擦化も短時間でできる。
擦面での摩擦係数が低下し、これは接線方向の加工力の
低下であるため、第１，第２段階での研摩作用がほとん
どなくなり、前記反応で生成した酸化珪素の緻密な膜が
工作物１５の外周面に生成し、外周面がより平滑な鏡面
となる。また、この実施例では、水に酸化剤として数％
の過酸化水素を加えた加工液を用いると、水のみの前述
した加工に比べ、トライボケミカル反応が促進され、酸
化珪素が短時間で生成し、低摩擦化も短時間でできる。
【００２３】そして、工作物１５に対する前記研摩が終
った後、その回転を停止し、移動台３を右端で、工具１
０を後端でそれぞれ停止させ、心押台１３を右方に移動
させることで、工作物１５を取出し、心押台１３を左方
に移動させることで、未加工の工作物を主軸１４のセン
タ１４ａと心押台１３とのセンタ１３ａによって係合支
持して、次の加工を行う。
った後、その回転を停止し、移動台３を右端で、工具１
０を後端でそれぞれ停止させ、心押台１３を右方に移動
させることで、工作物１５を取出し、心押台１３を左方
に移動させることで、未加工の工作物を主軸１４のセン
タ１４ａと心押台１３とのセンタ１３ａによって係合支
持して、次の加工を行う。
【００２４】図２はこの発明の他の実施例による珪素系
セラミックスの加工方法を行う装置を示す。図２におい
て、図１と同符号は対応する部分を示し、２１は図示省
略したベースなどの上に設けた縦軸の主軸台である。主
軸台２１の上端面上には、上端面が開放された加工液槽
２２が固定され、加工液槽２２は、水または数％の過酸
化水素を水に加えた加工液２３が適宜の手段によって供
給される。
セラミックスの加工方法を行う装置を示す。図２におい
て、図１と同符号は対応する部分を示し、２１は図示省
略したベースなどの上に設けた縦軸の主軸台である。主
軸台２１の上端面上には、上端面が開放された加工液槽
２２が固定され、加工液槽２２は、水または数％の過酸
化水素を水に加えた加工液２３が適宜の手段によって供
給される。
【００２５】前記主軸台２１には、主軸駆動用モータ
（図示省略）によって駆動される縦軸の主軸２４が嵌合
支持されている。主軸２４の上端面にはチャック２５が
設けられ、チャック２５の爪２５ａに窒化珪素のセラミ
ックスからなる円板状の工作物２６が着脱可能に固定さ
れ、チャック２５および工作物２６は加工液槽２２内の
加工液２３中に位置するように配置されている。
（図示省略）によって駆動される縦軸の主軸２４が嵌合
支持されている。主軸２４の上端面にはチャック２５が
設けられ、チャック２５の爪２５ａに窒化珪素のセラミ
ックスからなる円板状の工作物２６が着脱可能に固定さ
れ、チャック２５および工作物２６は加工液槽２２内の
加工液２３中に位置するように配置されている。
【００２６】前記加工液槽２２の上方には支持台１が配
置され、支持台１は図示しない適宜の部材によってベー
ス上に固定されている。支持台１には図１の装置とほぼ
同様に１対のレール２、移動台３、サーボモータ４、ボ
ールねじ５、およびボールナット６が設けられている。
また、移動台３には加工兼工具台後退用のシリンダ機構
７のシリンダ７ａが設けられ、シリンダ７ａには油圧装
置８が接続されている。前記シリンダ機構７および油圧
装置８は、図１に示すものとほぼ同様であるが、作動方
向が変更され、シリンダ機構７はピストン７ｂの下方に
ピストンロッド７ｃが延ばされ、ピストンロッド７ｃの
下端には下向きに工具台９が固定され、工具台９には先
端面１０ａが下方に突出する工具１０の基部が着脱可能
に固定されている。
置され、支持台１は図示しない適宜の部材によってベー
ス上に固定されている。支持台１には図１の装置とほぼ
同様に１対のレール２、移動台３、サーボモータ４、ボ
ールねじ５、およびボールナット６が設けられている。
また、移動台３には加工兼工具台後退用のシリンダ機構
７のシリンダ７ａが設けられ、シリンダ７ａには油圧装
置８が接続されている。前記シリンダ機構７および油圧
装置８は、図１に示すものとほぼ同様であるが、作動方
向が変更され、シリンダ機構７はピストン７ｂの下方に
ピストンロッド７ｃが延ばされ、ピストンロッド７ｃの
下端には下向きに工具台９が固定され、工具台９には先
端面１０ａが下方に突出する工具１０の基部が着脱可能
に固定されている。
【００２７】次に、図２に示す装置を用いる珪素系セラ
ミックスの加工方法の実施例について説明する。主軸２
４の中心と工作物２６の中心とを一致させ、チャック２
５の爪２５ａを閉じて主軸２４上方に工作物２６を固定
し、図示省略した適宜の手段によって加工液槽２２に加
工液２３を液面が工作物２６の上端面より高くなるよう
に入れ、主軸駆動用モータの駆動によって主軸２４を回
転させて工作物２６を回転させる。
ミックスの加工方法の実施例について説明する。主軸２
４の中心と工作物２６の中心とを一致させ、チャック２
５の爪２５ａを閉じて主軸２４上方に工作物２６を固定
し、図示省略した適宜の手段によって加工液槽２２に加
工液２３を液面が工作物２６の上端面より高くなるよう
に入れ、主軸駆動用モータの駆動によって主軸２４を回
転させて工作物２６を回転させる。
【００２８】これと共に、油圧装置８のポンプ８ｂを作
動させ、油槽８ａ内の油を切換弁８ｃを介しシリンダ機
構７のシリンダ７ａ上端部に圧送し、その下端部から油
を切換弁８ｃを経て油槽８ａに戻すことで、ピストン７
ｂを下降させて工具１０を下降させる。適時にサーボモ
ータ４を正転駆動してボールねじ５を回転させ、移動台
３を右方から左方に移動させつつ工具１０の先端面１０
ａを工作物２６の右側部上端面に所定の圧力で押付け、
工具１０の下降を停止させる。
動させ、油槽８ａ内の油を切換弁８ｃを介しシリンダ機
構７のシリンダ７ａ上端部に圧送し、その下端部から油
を切換弁８ｃを経て油槽８ａに戻すことで、ピストン７
ｂを下降させて工具１０を下降させる。適時にサーボモ
ータ４を正転駆動してボールねじ５を回転させ、移動台
３を右方から左方に移動させつつ工具１０の先端面１０
ａを工作物２６の右側部上端面に所定の圧力で押付け、
工具１０の下降を停止させる。
【００２９】これらによって、工具１０の先端面１０ａ
と工作物２６の上端面との間に加工液が介在している状
態で、工具１０の先端面１０ａと工作物２６の上端面と
を擦合せるように摩擦し、加工を開始する。
と工作物２６の上端面との間に加工液が介在している状
態で、工具１０の先端面１０ａと工作物２６の上端面と
を擦合せるように摩擦し、加工を開始する。
【００３０】この加工は、図２の矢印Ｂに示すように、
移動台３が工作物２６の縦軸と直交する水平面を左方に
移動し、工作物２６の中心まで工具１０の先端面１０ａ
による工作物２６の上端面の摩擦を続ける。その後、サ
ーボモータ４を停止させて移動台３の移動を停止すると
共に、前記切換弁８ｃを切換えてピストン８ｂを上昇さ
せることで、工具１０の先端面１０ａを工作物２６の上
端面から離間させる。
移動台３が工作物２６の縦軸と直交する水平面を左方に
移動し、工作物２６の中心まで工具１０の先端面１０ａ
による工作物２６の上端面の摩擦を続ける。その後、サ
ーボモータ４を停止させて移動台３の移動を停止すると
共に、前記切換弁８ｃを切換えてピストン８ｂを上昇さ
せることで、工具１０の先端面１０ａを工作物２６の上
端面から離間させる。
【００３１】続いて、サーボモータ４を逆回転させるこ
とで、移動台３を右方へ移動させて加工開始位置に戻
し、その後、工具１０を再び下降させてその先端面１０
ａを工作物２６の上端面に所定の圧力で押付け、移動台
３を左方に移動する。以下、同様にして所要回数だけ工
具１０と工作物１５との摩擦を繰返す。これらの摩擦に
よって、前述した図１に示す装置による加工の場合と同
様な第１〜第３段階の作用によって、工作物２６の上端
面に、酸化珪素の緻密な膜が生成し、きわめて平滑な鏡
面が得られる。
とで、移動台３を右方へ移動させて加工開始位置に戻
し、その後、工具１０を再び下降させてその先端面１０
ａを工作物２６の上端面に所定の圧力で押付け、移動台
３を左方に移動する。以下、同様にして所要回数だけ工
具１０と工作物１５との摩擦を繰返す。これらの摩擦に
よって、前述した図１に示す装置による加工の場合と同
様な第１〜第３段階の作用によって、工作物２６の上端
面に、酸化珪素の緻密な膜が生成し、きわめて平滑な鏡
面が得られる。
【００３２】そして、工作物２６の研摩が終った後、そ
の回転を停止し、移動台３を加工開始位置で、工具１０
を上昇位置でそれぞれ停止させ、チャック２５の爪２５
ａを開いて工作物２６を取出し、未加工の工作物２６を
チャック２５の爪２５ａを閉じて固定し、次の加工を行
うものである。この工作物の脱着は、必要に応じ加工液
槽２２内の水または過酸化水素を加えた水からなる加工
液２３を排出して行ってもよい。
の回転を停止し、移動台３を加工開始位置で、工具１０
を上昇位置でそれぞれ停止させ、チャック２５の爪２５
ａを開いて工作物２６を取出し、未加工の工作物２６を
チャック２５の爪２５ａを閉じて固定し、次の加工を行
うものである。この工作物の脱着は、必要に応じ加工液
槽２２内の水または過酸化水素を加えた水からなる加工
液２３を排出して行ってもよい。
【００３３】この発明によるセラミックスの加工方法に
よって鏡面化する工作物は、前記実施例の窒化珪素セラ
ミックスに限られることなく、炭化珪素セラミックスな
ど、珪素系のセラミックスに有効であり、工具も、前記
実施例の窒化珪素に限られることなく、炭化珪素などの
珪素系セラミックスを用いればよい。
よって鏡面化する工作物は、前記実施例の窒化珪素セラ
ミックスに限られることなく、炭化珪素セラミックスな
ど、珪素系のセラミックスに有効であり、工具も、前記
実施例の窒化珪素に限られることなく、炭化珪素などの
珪素系セラミックスを用いればよい。
【００３４】また、この発明の加工方法に用いる加工液
の水に加える酸化剤として塩素（Ｃｌ）などが考えられ
るが、１〜３０％（重量％）の過酸化水素を酸化剤とし
て水に加えることが好ましい。また、水に加える過酸化
水素は１％以下でもよい。さらに、この発明において、
工作物の表面と工具の表面との間に加工液を介在させる
には、ノズルなどによる摩擦面への加工液の滴下、注
入、工作物および工具の加工液への浸漬など、適宜の手
段を用いることができる。
の水に加える酸化剤として塩素（Ｃｌ）などが考えられ
るが、１〜３０％（重量％）の過酸化水素を酸化剤とし
て水に加えることが好ましい。また、水に加える過酸化
水素は１％以下でもよい。さらに、この発明において、
工作物の表面と工具の表面との間に加工液を介在させる
には、ノズルなどによる摩擦面への加工液の滴下、注
入、工作物および工具の加工液への浸漬など、適宜の手
段を用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によるセ
ラミックスの加工方法は、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭
化珪素（ＳｉＣ）などのセラミックスからなる工作物の
表面を、炭化珪素などの珪素系セラミックスからなる工
具の表面によって摩擦すると、これらの表面間に滴下、
注入などの手段で加工液である水が介在させてあること
で、摩擦面にトライボケミカル反応による酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）を生成し、これが摩擦面から脱落して粉状の砥
粒ができ、これらの砥粒が磨き粉として働くので、化学
反応と機械的な凸部の除去とによって、工作物の表面を
高精度に平滑に研摩でき、鏡面化することができる。
ラミックスの加工方法は、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭
化珪素（ＳｉＣ）などのセラミックスからなる工作物の
表面を、炭化珪素などの珪素系セラミックスからなる工
具の表面によって摩擦すると、これらの表面間に滴下、
注入などの手段で加工液である水が介在させてあること
で、摩擦面にトライボケミカル反応による酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）を生成し、これが摩擦面から脱落して粉状の砥
粒ができ、これらの砥粒が磨き粉として働くので、化学
反応と機械的な凸部の除去とによって、工作物の表面を
高精度に平滑に研摩でき、鏡面化することができる。
【００３６】なお、加工液として水に過酸化水素などの
酸化剤を加えたものを用いると、トライボケミカル反応
が促進され、酸化珪素が短時間で生じ、鏡面化も短時間
でできる。そして、珪素系セラミックスの工具は、ダイ
ヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石に比べ安価であり、またラッ
プ仕上げをしないで、セラミックスの工作物の表面を安
価に工作物の表面を鏡面化でき、さらに、装置も、従来
の研削装置の研削液供給装置を加工液の供給装置に変更
し、工具を工作物に押付ける油圧シリンダ機構を付加す
る程度でよいため、比較的簡単であるという効果が得ら
れる。
酸化剤を加えたものを用いると、トライボケミカル反応
が促進され、酸化珪素が短時間で生じ、鏡面化も短時間
でできる。そして、珪素系セラミックスの工具は、ダイ
ヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石に比べ安価であり、またラッ
プ仕上げをしないで、セラミックスの工作物の表面を安
価に工作物の表面を鏡面化でき、さらに、装置も、従来
の研削装置の研削液供給装置を加工液の供給装置に変更
し、工具を工作物に押付ける油圧シリンダ機構を付加す
る程度でよいため、比較的簡単であるという効果が得ら
れる。
【図１】この発明による一実施例によるセラミックスの
加工方法を行う装置を示した一部断面構成図
加工方法を行う装置を示した一部断面構成図
【図２】この発明による他の実施例のセラミックスの加
工方法を行う装置を示した一部断面正面図
工方法を行う装置を示した一部断面正面図
１ 支持台 ２ レール ３ 移動台 ４ サーボモータ ５ ボールねじ ６ ボールナット ７ シリンダ機構 ８ 油圧装置 ９ 工具台 １０ 工具 １２ 主軸台 １３ 心押台 １４ 主軸 １５ 工作物 １６ 駆動ピン １７ ノズル １８ ホース １９ 加工液供給装置 ２０ 加工液 ２１ 主軸台 ２２ 加工液槽 ２３ 加工液 ２４ 主軸 ２５ チャック ２６ 工作物
Claims (1)
- 【請求項１】 珪素系セラミックスからなる工作物と珪
素系セラミックスからなる工具とを相対移動させ、前記
工作物の表面と前記工具の表面との間に水または酸化剤
を含む水からなる加工液を介在させて、工作物の表面を
工具の表面によって摩擦し、工作物の表面を鏡面化する
ことを特徴とするセラミックスの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7034493A JPH06277993A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | セラミックスの加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7034493A JPH06277993A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | セラミックスの加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277993A true JPH06277993A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13428714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7034493A Pending JPH06277993A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | セラミックスの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06277993A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5817245A (en) * | 1995-04-10 | 1998-10-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of and apparatus for tribochemically finishing ceramic workpiece |
| EP1129816A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-05 | Corning Incorporated | Method for polishing ceramics |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP7034493A patent/JPH06277993A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5817245A (en) * | 1995-04-10 | 1998-10-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of and apparatus for tribochemically finishing ceramic workpiece |
| EP1129816A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-05 | Corning Incorporated | Method for polishing ceramics |
| EP1129816A3 (en) * | 2000-03-02 | 2003-01-15 | Corning Incorporated | Method for polishing ceramics |
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