JPH06339847A - セラミックスにおける円周状の溝の加工方法 - Google Patents
セラミックスにおける円周状の溝の加工方法Info
- Publication number
- JPH06339847A JPH06339847A JP4042851A JP4285192A JPH06339847A JP H06339847 A JPH06339847 A JP H06339847A JP 4042851 A JP4042851 A JP 4042851A JP 4285192 A JP4285192 A JP 4285192A JP H06339847 A JPH06339847 A JP H06339847A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grindstone
- circumferential groove
- workpiece
- ceramics
- shape
- 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.)
- Pending
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックスに円周状の溝を加工する際の加
工時間を短縮する。また、加工形状精度を向上させる。 【構成】 加工する円周状の溝８の形状に合わせて成形
された作業面を有するカップ状の超音波研削用砥石１と
被加工物７との少なくとも一方を回転させる。そして、
前記砥石および被加工物をこの回転軸と同一軸上から垂
直方向に一定荷重で押し付ける。
工時間を短縮する。また、加工形状精度を向上させる。 【構成】 加工する円周状の溝８の形状に合わせて成形
された作業面を有するカップ状の超音波研削用砥石１と
被加工物７との少なくとも一方を回転させる。そして、
前記砥石および被加工物をこの回転軸と同一軸上から垂
直方向に一定荷重で押し付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波研削加工技術を
適用したセラミックスの加工方法に関するものである。
適用したセラミックスの加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ファイン・セラミックス（以下、セラミ
ックスと略す）のような硬くて脆い材料の加工には、超
音波振動を付加したダイヤモンド砥石を用いた超音波研
削加工が有効であることは、以前より知られている。図
３は、セラミックスに対して円周状の溝を加工するため
の従来の方法を示す概略図である。まず、回転する小径
（例えば、φ10mm程度）の軸付き砥石３１に超音波振動
を付加して、セラミックスからなる固定された被加工物
３２に垂直方向から切り込みを与える。
ックスと略す）のような硬くて脆い材料の加工には、超
音波振動を付加したダイヤモンド砥石を用いた超音波研
削加工が有効であることは、以前より知られている。図
３は、セラミックスに対して円周状の溝を加工するため
の従来の方法を示す概略図である。まず、回転する小径
（例えば、φ10mm程度）の軸付き砥石３１に超音波振動
を付加して、セラミックスからなる固定された被加工物
３２に垂直方向から切り込みを与える。
【０００３】次に、所望の円周状の溝の半径を回転半径
として、軸付き砥石３１を被加工物３２に対して一周さ
せる。軸付き砥石３１が始点（切り込みを与えた位置）
に戻ることにより、被加工物３２に円周状の溝３３が形
成される。
として、軸付き砥石３１を被加工物３２に対して一周さ
せる。軸付き砥石３１が始点（切り込みを与えた位置）
に戻ることにより、被加工物３２に円周状の溝３３が形
成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の加工
方法においては、以下の２つの課題があった。第１の課
題は、軸付き砥石の送り速度が小さいので被加工物を一
周するのに時間がかかり、円周状の溝の加工に長時間を
要することである。第２の課題は、加工中に軸付き砥石
に工具摩耗が発生することである。この磨耗によって砥
石の直径が減少するため、加工の進行に伴って溝の幅が
変化する。その結果、加工を開始した始点と軸付き砥石
が一周して戻って来た終点とが同じ位置であるにもかか
わらず、加工された溝の幅が異なってしまう。また、磨
耗により砥石の軸方向の長さが減少すると、溝の深さが
一定でなくなってしまう。このように、砥石の工具磨耗
によって、加工された溝の形状の精度が低下していた。
方法においては、以下の２つの課題があった。第１の課
題は、軸付き砥石の送り速度が小さいので被加工物を一
周するのに時間がかかり、円周状の溝の加工に長時間を
要することである。第２の課題は、加工中に軸付き砥石
に工具摩耗が発生することである。この磨耗によって砥
石の直径が減少するため、加工の進行に伴って溝の幅が
変化する。その結果、加工を開始した始点と軸付き砥石
が一周して戻って来た終点とが同じ位置であるにもかか
わらず、加工された溝の幅が異なってしまう。また、磨
耗により砥石の軸方向の長さが減少すると、溝の深さが
一定でなくなってしまう。このように、砥石の工具磨耗
によって、加工された溝の形状の精度が低下していた。
【０００５】本発明は、この様な従来の課題に鑑みてな
されたもので、加工時間の短縮および加工形状精度の向
上を目的とする。
されたもので、加工時間の短縮および加工形状精度の向
上を目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】上記目的のために本発明で
は、「加工する円周状の溝の形状に合わせて成形された
作業面」を有するカップ状の超音波研削用砥石と被加工
物との少なくとも一方を回転させ、前記砥石および被加
工物をこの回転軸と同一軸上から垂直方向に一定荷重で
押し付けることで、被加工物に円周状の溝を加工するよ
うにした。
は、「加工する円周状の溝の形状に合わせて成形された
作業面」を有するカップ状の超音波研削用砥石と被加工
物との少なくとも一方を回転させ、前記砥石および被加
工物をこの回転軸と同一軸上から垂直方向に一定荷重で
押し付けることで、被加工物に円周状の溝を加工するよ
うにした。
【０００７】
【作用】本発明で用いる超音波研削用の砥石は、その形
状自体がある特定の共振周波数で共振するように有限要
素法により設計されている。この方法で設計された砥石
は、カップ状に形成されたカップ砥石となる。この超音
波研削用カップ砥石は、前記有限要素法による解析値に
基づいて設計、製作された、形状がカップ状の工具台金
（振動体となる）と、該工具台金にロウ付けされたダイ
ヤモンド砥石とで構成される。そして、このダイヤモン
ド砥石の作業面は、加工する円周状の溝の形状に合わせ
て成形（ツルーイング）されている。従って、この作業
面の形状と同じ形状の溝が被加工物に形成される。
状自体がある特定の共振周波数で共振するように有限要
素法により設計されている。この方法で設計された砥石
は、カップ状に形成されたカップ砥石となる。この超音
波研削用カップ砥石は、前記有限要素法による解析値に
基づいて設計、製作された、形状がカップ状の工具台金
（振動体となる）と、該工具台金にロウ付けされたダイ
ヤモンド砥石とで構成される。そして、このダイヤモン
ド砥石の作業面は、加工する円周状の溝の形状に合わせ
て成形（ツルーイング）されている。従って、この作業
面の形状と同じ形状の溝が被加工物に形成される。
【０００８】溝の加工は、超音波研削用カップ砥石に超
音波振動を与えて振動させるとともに、該砥石と被加工
物の少なくとも一方を回転（自転）させた状態で、砥石
と被加工物とを一定荷重で垂直に押し付けることで行わ
れる。例えば、回転している被加工物の回転軸と砥石の
中心軸とが一致するように、この砥石を被加工物に押し
付けてもよいし、砥石を回転させてこの砥石を固定され
た被加工物に押し付けてもよい。また、両者が共に回転
している状態で押し付けても構わない。
音波振動を与えて振動させるとともに、該砥石と被加工
物の少なくとも一方を回転（自転）させた状態で、砥石
と被加工物とを一定荷重で垂直に押し付けることで行わ
れる。例えば、回転している被加工物の回転軸と砥石の
中心軸とが一致するように、この砥石を被加工物に押し
付けてもよいし、砥石を回転させてこの砥石を固定され
た被加工物に押し付けてもよい。また、両者が共に回転
している状態で押し付けても構わない。
【０００９】前記砥石の作業面の形状は、所望の溝の形
状に合わせて成形してあるので、一つの軸からの砥石の
押し付けによってのみ所望の形状の円周状の溝が加工さ
れる。そのため、砥石を形成している砥粒１粒が被加工
物を研削する量は従来よりも少なくなる。その結果、磨
耗の原因となる砥石の研削力および研削熱が減少して砥
粒にかかる負荷が小さくなり、砥石の工具磨耗が抑えら
れる。
状に合わせて成形してあるので、一つの軸からの砥石の
押し付けによってのみ所望の形状の円周状の溝が加工さ
れる。そのため、砥石を形成している砥粒１粒が被加工
物を研削する量は従来よりも少なくなる。その結果、磨
耗の原因となる砥石の研削力および研削熱が減少して砥
粒にかかる負荷が小さくなり、砥石の工具磨耗が抑えら
れる。
【００１０】さらに、従来のように、工具（軸付き砥
石）を被加工物上で移動させる送り運動、およびこの軸
付き砥石の始点を定める位置決め作業が共に不要になる
ため、加工作業の能率が向上する。
石）を被加工物上で移動させる送り運動、およびこの軸
付き砥石の始点を定める位置決め作業が共に不要になる
ため、加工作業の能率が向上する。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す概略図であ
る。本実施例で用いた超音波振動系は、外部励振源とな
るボルト締めランジュバン型振動子（図示せず）、研削
主軸となる振幅拡大ホーン６およびこのホーン６に結合
されたカップ砥石１とで構成される。この超音波振動系
は、振幅拡大ホーン６の振動節（振幅が零となる点）に
設けられたフランジ（図示せず）によって支持されてい
る。
る。本実施例で用いた超音波振動系は、外部励振源とな
るボルト締めランジュバン型振動子（図示せず）、研削
主軸となる振幅拡大ホーン６およびこのホーン６に結合
されたカップ砥石１とで構成される。この超音波振動系
は、振幅拡大ホーン６の振動節（振幅が零となる点）に
設けられたフランジ（図示せず）によって支持されてい
る。
【００１２】図２は、本実施例で用いたカップ砥石の概
略断面図である。カップ砥石１は、工具台金２とこの台
金２にロウ付けされた数セグメントの高強度で耐摩耗に
優れる鋳鉄系ボンド・ダイヤモンド砥石３とで構成され
る。ダイヤモンド砥石３の作業面３ａは、前述のように
加工する円周状の溝の形状（溝の幅、直径等）に合わせ
て成形されているので、振動している砥石１を被加工物
７に押し付けるだけで、作業面３ａの形状と合った円周
状の溝８が形成される。なお、実施例ではφ60mmで設計
した。
略断面図である。カップ砥石１は、工具台金２とこの台
金２にロウ付けされた数セグメントの高強度で耐摩耗に
優れる鋳鉄系ボンド・ダイヤモンド砥石３とで構成され
る。ダイヤモンド砥石３の作業面３ａは、前述のように
加工する円周状の溝の形状（溝の幅、直径等）に合わせ
て成形されているので、振動している砥石１を被加工物
７に押し付けるだけで、作業面３ａの形状と合った円周
状の溝８が形成される。なお、実施例ではφ60mmで設計
した。
【００１３】円周状の溝の加工にあたっては、まず前記
超音波振動系によりカップ砥石１を超音波振動させる。
そして、この砥石１を回転（自転）している被加工物７
に一定荷重で垂直方向（図中矢印Ｓで示す）から押し付
ける。この時、カップ砥石１は、被加工物７の回転軸Ｔ
と同一軸上から押し付けられるようにする。なお、被加
工物を固定して砥石を回転（自転）させて加工する場合
は、被加工物の任意の位置にこの砥石を一定荷重で垂直
方向から押し付ければよい。
超音波振動系によりカップ砥石１を超音波振動させる。
そして、この砥石１を回転（自転）している被加工物７
に一定荷重で垂直方向（図中矢印Ｓで示す）から押し付
ける。この時、カップ砥石１は、被加工物７の回転軸Ｔ
と同一軸上から押し付けられるようにする。なお、被加
工物を固定して砥石を回転（自転）させて加工する場合
は、被加工物の任意の位置にこの砥石を一定荷重で垂直
方向から押し付ければよい。
【００１４】以上のようにして、被加工物７に深さ0.5m
m の円周状の溝８を加工した。この加工に要した時間は
１分であった。なお、加工は湿式で行ない、水溶性研削
液（ソリューション・タイプ）を使用した。次に比較の
ために、小径（直径φ10mm）の軸付き砥石を用いて、実
施例と同様アルミナ・セラミックスに直径60mm、深さ0.
5mm の円周状の溝を加工した。なお、砥石の深さ方向の
切り込み速度は0.2mm/min に、砥石の横送り速度は10mm
/min程度に設定した。この時、加工に要した時間は約20
分であった。
m の円周状の溝８を加工した。この加工に要した時間は
１分であった。なお、加工は湿式で行ない、水溶性研削
液（ソリューション・タイプ）を使用した。次に比較の
ために、小径（直径φ10mm）の軸付き砥石を用いて、実
施例と同様アルミナ・セラミックスに直径60mm、深さ0.
5mm の円周状の溝を加工した。なお、砥石の深さ方向の
切り込み速度は0.2mm/min に、砥石の横送り速度は10mm
/min程度に設定した。この時、加工に要した時間は約20
分であった。
【００１５】このように、本実施例によれば溝の加工時
間は従来の約20分の１で済み、加工時間が１桁短縮でき
たことになる。また、本実施例で加工された溝の底面の
表面粗さは、従来の方法で加工された溝の表面粗さより
も小さい値となり、高品位な仕上げ面が得られた。さら
に、加工された溝のエッジ形状には「欠け」が生じず、
良好な形状の溝が形成された。
間は従来の約20分の１で済み、加工時間が１桁短縮でき
たことになる。また、本実施例で加工された溝の底面の
表面粗さは、従来の方法で加工された溝の表面粗さより
も小さい値となり、高品位な仕上げ面が得られた。さら
に、加工された溝のエッジ形状には「欠け」が生じず、
良好な形状の溝が形成された。
【００１６】さらにまた、従来の方法と比べて砥石の寿
命が長くなるという利点もあった。
命が長くなるという利点もあった。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、超音波研
削用カップ砥石の工具摩耗を抑えることができ、円周状
の溝の加工精度が向上する。また、砥石の切れ味の良い
状態が従来よりも長く維持できるため、加工の効率も向
上する。さらに、砥石の送り運動が不要となるので加工
時間が短縮される。
削用カップ砥石の工具摩耗を抑えることができ、円周状
の溝の加工精度が向上する。また、砥石の切れ味の良い
状態が従来よりも長く維持できるため、加工の効率も向
上する。さらに、砥石の送り運動が不要となるので加工
時間が短縮される。
【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例で用いたカップ砥石の概略断面
図である。
図である。
【図３】小径の軸付き砥石を用いた従来の加工法を示す
概略図である。
概略図である。
１ 超音波研削用カップ砥石 ２ 工具台金 ３ ダイヤモンド砥石 ６ 振幅拡大ホーン ７ 被加工物（セラミックス） ８ 円周状の溝 ３１ 軸付き砥石 ３２ 被加工物（セラミックス） ３３ 円周状の溝
Claims (1)
- 【請求項１】 「加工する円周状の溝の形状に合わせて
成形された作業面」を有するカップ状の超音波研削用砥
石と被加工物との少なくとも一方を回転させ、前記砥石
および被加工物をこの回転軸と同一軸上から垂直方向に
一定荷重で押し付けることで、被加工物に円周状の溝を
加工することを特徴とするセラミックスにおける円周状
の溝の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042851A JPH06339847A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | セラミックスにおける円周状の溝の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042851A JPH06339847A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | セラミックスにおける円周状の溝の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06339847A true JPH06339847A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=12647521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4042851A Pending JPH06339847A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | セラミックスにおける円周状の溝の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06339847A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008238398A (ja) * | 2008-05-12 | 2008-10-09 | Kazumasa Onishi | ラップ盤の製造装置 |
| JP2010179394A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute | ダイヤモンド研磨装置及びダイヤモンド研磨方法 |
| US9527188B2 (en) | 2012-08-16 | 2016-12-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Grinding wheel for wafer edge trimming |
| CN108890523A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-11-27 | 广州汇专工具有限公司 | 用于超声加工的刀盘 |
| CN109015126A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-18 | 广州汇专工具有限公司 | 一种超声波加工系统 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4042851A patent/JPH06339847A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008238398A (ja) * | 2008-05-12 | 2008-10-09 | Kazumasa Onishi | ラップ盤の製造装置 |
| JP4705971B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2011-06-22 | 一正 大西 | ラップ盤の製造装置 |
| JP2010179394A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute | ダイヤモンド研磨装置及びダイヤモンド研磨方法 |
| US9527188B2 (en) | 2012-08-16 | 2016-12-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Grinding wheel for wafer edge trimming |
| CN108890523A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-11-27 | 广州汇专工具有限公司 | 用于超声加工的刀盘 |
| CN109015126A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-18 | 广州汇专工具有限公司 | 一种超声波加工系统 |
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