JPH07186031A - 球面研削方法および装置 - Google Patents

球面研削方法および装置

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JPH07186031A
JPH07186031A JP34841993A JP34841993A JPH07186031A JP H07186031 A JPH07186031 A JP H07186031A JP 34841993 A JP34841993 A JP 34841993A JP 34841993 A JP34841993 A JP 34841993A JP H07186031 A JPH07186031 A JP H07186031A
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JP
Japan
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grinding
grinding wheel
layer
rough
work
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Application number
JP34841993A
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English (en)
Inventor
Masaru Saeki
優 佐伯
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粗研削から仕上げ研削までを一工程で行う。 【構成】 カップ型研削砥石2を粗研削砥石5,仕上げ
研削砥石4,粗研削砥石3の3層構造とし、これら砥石
5,4,3に対向する電極6の電流量を制御して仕上げ
研削砥石4が粗研削砥石3,5よりも突出した状態でワ
ーク1を研削する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、セラミックス
等の光学素子として用いられる高脆材料を電解インプロ
セスドレッシング研削法により球面研削加工する方法お
よびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は光学素材の球面加工に対して電解
インプロセスドレッシング研削法を適用した特開平3−
43145号公報記載の装置である。同図において、電
解電源36の(+)極はブラシ37を介して、カップ型
の導電性砥石38の外周部に電気的に接続され、同電源
36の(−)極は、研削仕上げ面の曲率RAと近似形状
に形成されると共に、スパークアウト工程において導電
性砥石38の加工面31との間に僅かな隙間を維持する
ようにチャック32の外周に配設される(−)電極33
と接続されている。また、図示されていないクーラント
供給装置により導電性砥石38の加工面31と(−)電
極33の隙間に弱電性クーラント34を供給するノズル
35が配設されている。
【0003】上記構成において、チャック32と導電性
砥石38を回動し、加工面31をワーク39に当接し研
削加工を行う。このとき弱電性クーラント34を供給し
ながら、(−)電極33とブラシ37に電解電源36に
よって電圧を印加する。これによって、加工中に加工面
31が電解ドレッシングされ球面研削加工が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光学素子と
してのワーク表面粗さを得るため、通常の研削加工にお
いては、粗加工〜仕上げ加工まで数工程にわたる加工を
行う必要がある。これは研削加工においては、加工に用
いる砥石の砥粒径が小さくなるほど、加工可能な速度が
低速になり、且つ砥石が目詰まりしやくなるためであ
る。すなわち粗加工工程では砥粒径の大きい、低メッシ
ュの粗研削用砥石を用いてワークを概略求める形状に創
成加工する。その後、砥粒径の小さい、高メッシュの仕
上げ研削用の砥石によって仕上げ加工を行い所望の表面
粗さとするものである。このような研削加工においては
仕上げ用砥石が目詰まりし易いため、仕上げ加工工程を
更に数工程に分け、徐々にワークを所望の表面粗さに仕
上げる必要がある。
【0005】上述した従来の研削装置においては、粗研
削用砥石から仕上げ用研削砥石まで、電解インプロセス
ドレッシングによって砥石が目詰まりすることなく加工
を続けることが可能であるが、通常の研削加工と同様
に、粗研削用砥石による加工では光学素子として用いる
のに十分な加工面粗さを得ることができない。またワー
クの仕上げ加工用として砥粒径の小さい砥石を用いた場
合、加工速度が低下する。したがって従来装置において
も光学素子としてのワークの加工面粗さを得るために
は、通常の加工と同様に数工程にわたる加工を行う必要
がある。
【0006】以上のように従来装置では高品位な加工仕
上がり面を得るために複数の加工工程が必要となること
から、工程数が多く、加工が面倒で、長時間を要してい
る問題がある。そこで本発明は1工程でしかも短時間で
粗加工〜仕上げ加工までに相当する加工を行うことが可
能な球面研削方法および装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の球面
研削方法は、回転駆動されるカップ型研削砥石を回転自
在なワークホルダに保持されたワーク表面に当接し、電
解インプロセスドレッシング研削法によって球面加工を
行う方法において、前記カップ型研削砥石の加工面の内
側から順に粗研削用砥石層、仕上げ研削用砥石層、粗研
削用砥石層を形成し、このカップ型研削砥石の各層の電
解溶出量を制御することにより仕上げ研削用砥石層の加
工面先端が他の砥石層の加工面先端よりも突出した状態
を維持しながら加工することを特徴とする。
【0008】また本発明の球面研削装置は、ワークを保
持する回転自在なワークホルダと、前記ワークの表面に
当接した状態で回転駆動されるカップ型研削砥石とを備
え、電解インプロセスドレッシング研削法によって球面
加工を行う装置において、前記カップ型研削砥石が加工
面の内側から順に粗研削用砥石層、仕上げ研削用砥石
層、粗研削用砥石層の3層構造に形成されると共に、電
解を行うための電極における砥石の対向面と前記各層の
加工面との間に流れる電流量を各層でそれぞれ独立して
制御する手段を具備していることを特徴とする。
【0009】図1は本発明の基本構成を示し、ワーク1
の表面にカップ型の研削砥石2が回転駆動状態で当接し
ており、ワーク1は矢印X方向に、研削砥石2は矢印Y
方向に移動可能となっている。研削砥石2は加工面の内
側から、粗研削用砥石層5、仕上げ研削用砥石層4、粗
研削用砥石層3の3層構造となっており、仕上げ研削用
砥石層4の先端は粗研削用砥石層3,5の先端より突出
した状態となっている。また研削砥石2に対して電解イ
ンプロセスドレッシング研削が可能となっている。これ
に加えて電解インプロセスドレッシング用の(−)電極
6の粗研削砥石層対向部7と仕上げ研削砥石層対向部8
がそれぞれ境界部分で絶縁物9を介して独立しており、
これにより粗研削用砥石層3,5の加工面先端に流れる
電流量と仕上げ研削用砥石層4の加工面先端に流れる電
流量を独立して設定することが可能となっている。
【0010】図2は本発明の研削状態を砥石軸方向から
ワーク軸方向を見た図、図3は図2におけるA−A′断
面図である。
【0011】この場合の球面加工は、図3に示すよう
に、砥石加工面の外側面a1 と砥石加工面の内側面b2
による加工、および砥石加工面の底面cによる加工の複
合で行われる。すなわち、ワーク1がR0 方向に回転
し、カップ型研削砥石2が矢印Y方向に、またはワーク
1が矢印X方向に移動することによって加工が行われる
ため、まず砥石外周部a1 においてワーク1が研削加工
され、続いて砥石底面部cによって加工される。これに
続いてワーク1のR0 方向の回転が進と同時にX方向ま
たはY方向の移動も行われるため、ワーク1と砥石内周
部b2 の接触による加工と、これに続く砥石底面部cに
よる加工も行われる。またX方向またはY方向の切込み
が停止したのち、ワーク1がR0 方向に最低1回転した
ところで加工(スパークアウト加工)が完了するので、
砥石底面部cによって加工された加工面が研削仕上げ面
となる。
【0012】また前記球面加工においては砥石の単位面
積当たりの加工面に要求される研削加工能率は、砥石加
工面の底面cに対して砥石側面a,bが2〜6倍の能率
が要求される。
【0013】したがって上記手段によれば加工中に高能
率な加工を要求される砥石内外の側面部では粗加工用砥
石によって加工が行われ、低能率の加工に作用する砥石
底面部では、仕上げ研削用砥石によって高精度な仕上げ
加工が行われるため、加工完了後のワーク表面粗さは仕
上げ用砥石による高精度な加工面となる。
【0014】また粗研削用砥石層と仕上げ研削用砥石層
に流れる電流量が別々に設定され、各々の砥石の電解溶
出量が最適になるよう制御できるので粗研削用砥石層の
加工面先端に対する仕上げ研削用砥石層の加工面先端の
突出量が常に安定して維持されており、安定して1工程
で高能率に高精度な球面加工が行える。
【0015】
【実施例1】図4は本発明の実施例1の加工装置を示
す。ワーク10はホルダー11に保持されており、回転
Cを中心として図示しない駆動装置によって回転駆動自
在となっている。研削砥石12はスピンドル23を介し
て図示しない駆動装置により回転軸Bを中心として回転
自在となっている。
【0016】導電性を有する研削砥石12の加工面は、
ダイヤモンド粉末などの砥粒とCu、Sn、Fe等の金
属粉末を配合し、熱処理した焼結合金により構成されて
おり、その中輪帯を高メッシュ(#4000)な仕上げ
研削用砥石13によって形成されると共に、この仕上げ
研削用砥石部の内側、外側を低メッシュ(#400)な
粗研削用砥石14によって形成されており、仕上げ研削
用砥石の加工面の先端は、粗研削用砥石の加工面の先端
に対して4〜15μm突出している。
【0017】また、矢印X方向のワーク10の移動と矢
印Y方向のスピンドル23の移動は、図示しない駆動装
置によって任意に設定、移動が可能となっている。装置
外に設けた電源装置15の(+)電極はブラシ16を介
して研削砥石12の外周部に電気的に接続されている。
(−)電極17の粗研削用砥石の対向部18と仕上げ研
削用砥石の対向部19がそれぞれの境界線上で絶縁物2
0を介して独立しているため、粗研削用砥石14の加工
面先端に流れる電流量と仕上げ研削用砥石13の加工面
先端に流れる電流量を独立して設定することが可能であ
る。21は、図示しないクーラント供給装置によって、
加工域に弱電性クーラント22を供給するためのノズル
である。この加工装置による研削加工は、研削砥石12
とワーク11を回動し、ワーク11を矢印Xの方向に、
またはスピンドル23を矢印Y方向へ移動することによ
り研削砥石12に対してワーク10を当接させて行われ
ると同時に、ノズル21から弱電性クーラント22を供
給し、電源装置15によって(−)電極17と研削砥石
12の加工面の間に弱電性クーラント22を介して電圧
を印加する。
【0018】本実施例によれば研削砥石12の加工面が
常に安定してドレスされると同時に、粗研削用砥石14
の加工面の先端に対する仕上げ研削用砥石13の加工面
の先端の突出量が常に安定して維持されているため、安
定して1工程で高能率に高精度な球面加工を行うことが
可能である。また本実施例においては仕上げ用研削砥石
と粗研削用砥石のメッシュの組み合わせを求めるワーク
の仕上げ加工面粗さに応じて選定することでさまざまな
仕上げ加工面を得ることが可能である。
【0019】
【実施例2】図5は本発明の実施例2の研削装置を示
し、実施例1と同じ部材には同一符号を付すことによ
り、その説明は省略する。
【0020】本実施例においては、(−)電極24の粗
研削用砥石14の加工面に対向する面と、仕上げ研削用
砥石13の加工面に対向する面の境界に段差が設けてあ
る。また(−)電極は実施例1と異なり一体構造となっ
ており、電解電源25の(−)極と接続されている。
【0021】本実施例によれば、(−)電極に段差を設
けたことで粗研削用砥石と仕上げ研削用砥石のそれぞれ
の加工面と(−)電極間の距離を個別に設定することが
可能である。したがって(−)電極と各砥石加工面間の
電気抵抗を別々に設定できるので、各砥石の必要な電解
ドレス量に適合する電解電流量を設定することができ
る。したがって研削砥石の加工面が常に安定してドレス
されると同時に、粗研削用砥石の加工面先端に対する仕
上げ研削用砥石の加工面先端の突出量が、(−)電極の
形状設定という単純な構成で安定して維持されるため、
1工程で高能率に高精度な球面加工を安定して行うこと
が可能である。
【0022】
【実施例3】図6は本発明の実施例3の研削装置を示
し、図7は本実施例における(−)電極配設部を研削砥
石の加工面上方からみた図を示す。本実施例において実
施例1と同じ部材には同一符号を付して、その説明を省
略する。本実施例においては、(−)電極26の仕上げ
研削用砥石13の加工面に対向する部分の面積に対して
粗研削用砥石14の加工面に対向する部分の面積が大き
くなっている。このような本実施例によれば実施例2の
加工装置と比較して(−)電極形状が単純であるため
に、(−)電極の配設を簡単に行うことができると共
に、それぞれの砥石に対向する(−)電極面積が最適の
ドレス量を維持できるように設定できるため、実施例1
と同様に安定して1工程で高能率に高精度な球面加工を
行うことが可能である。
【0023】
【実施例4】図8は本発明の実施例4の研削装置を示
し、実施例1および2と同じ部材には同一符号を付し
て、その説明を省略する。
【0024】導電性を有する研削砥石30の加工面は、
ダイヤモンド粉末などの砥粒とCu、Sn、Fe等の金
属粉末と非導電性の樹脂材料を配合し、熱処理した焼結
合金により構成されており、その中輪帯を構成する砥石
は粒径4μmの微細砥粒と樹脂材料を多く含んだ仕上げ
研削用砥石(#4000)29によって形成されると共
に、この仕上げ研削用砥石の内側、外側が粒径35μm
の粗い砥粒と金属粉末を多く含んだ粗研削用砥石(#4
00)28によって形成されている。
【0025】したがって金属粉末を多く含んだ粗研削用
砥石28は、仕上げ研削用砥石29に比較して導電性が
高くなっている。また仕上げ研削用砥石29の加工面の
先端は、粗研削用砥石28の加工面の先端に対して4〜
15μm突出している。
【0026】本実施例によれば粗研削用砥石28と仕上
げ用研削砥石29の導電性を砥石製作時に自由の設定で
きるため、実施例2および3と比較して(−)電極の形
状を特殊な形状にしなくとも、電解作用による粗研削用
砥石28の加工面の先端に対する仕上げ研削用砥石29
の加工面先端の突出量を最適に維持することができる。
したがって、実施例1と同様に安定して1工程で高能率
に高精度な球面加工を行うことが可能である。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学素子などの球面加工を高精度な研削加工が1工程で短
時間で行うことができ、加工のサイクルタイム短縮およ
び工程数の削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成の部分破断側面図。
【図2】本発明の研削方法を示す平面図。
【図3】図2のA−A′線断面図。
【図4】実施例1の部分破断側面図。
【図5】実施例2の部分破断側面図。
【図6】実施例3の部分破断側面図。
【図7】実施例3の電極部分の平面図。
【図8】実施例4の部分破断側面図。
【図9】従来装置の側面図
【符号の説明】
1 ワーク 2 研削砥石 3 粗研削用砥石層 4 仕上げ研削用砥石層 5 粗研削用砥石層 6 電極 9 絶縁体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動されるカップ型研削砥石を回転
    自在なワークホルダに保持されたワーク表面に当接し、
    電解インプロセスドレッシング研削法によって球面加工
    を行う方法において、前記カップ型研削砥石の加工面の
    内側から順に粗研削用砥石層、仕上げ研削用砥石層、粗
    研削用砥石層を形成し、このカップ型研削砥石の各層の
    電解溶出量を制御することにより仕上げ研削用砥石層の
    加工面先端が他の砥石層の加工面先端よりも突出した状
    態を維持しながら加工することを特徴とする球面研削方
    法。
  2. 【請求項2】 ワークを保持する回転自在なワークホル
    ダと、前記ワークの表面に当接した状態で回転駆動され
    るカップ型研削砥石とを備え、電解インプロセスドレッ
    シング研削法によって球面加工を行う装置において、前
    記カップ型研削砥石が加工面の内側から順に粗研削用砥
    石層、仕上げ研削用砥石層、粗研削用砥石層の3層構造
    に形成されると共に、電解を行うための電極における砥
    石の対向面と前記各層の加工面との間に流れる電流量を
    各層でそれぞれ独立して制御する手段を具備しているこ
    とを特徴とする球面研削装置。
JP34841993A 1993-12-27 1993-12-27 球面研削方法および装置 Pending JPH07186031A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102689251A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 Hoya株式会社 光学玻璃的磨削加工方法和光学玻璃镜片的制造方法
CN102689254A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 Hoya株式会社 光学玻璃的磨削加工方法和光学玻璃镜片的制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102689251A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 Hoya株式会社 光学玻璃的磨削加工方法和光学玻璃镜片的制造方法
CN102689254A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 Hoya株式会社 光学玻璃的磨削加工方法和光学玻璃镜片的制造方法

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030128