JPH0740241A - 研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥石を回転接触させて硬質脆性材料からなる
被研削物を溝又は切断加工するに際し、その加工部エッ
ジ部の欠けを研削加工中に的確かつ簡便に防止し、高精
度の研削加工を行うことができるようにする。 【構成】 上記の被研削物に対して回転支持体５に取り
付けた砥石１を回転接触させて溝加工又は切断加工を行
う研削方法において、その研削加工中に、上記被研削物
と接触する砥石１の少なくとも側面１ａ部分を、送行移
動し且つ砥石との間に放電用電圧が印加される放電加工
用ワイヤ１０を近接させて放電加工することにより、回
転振れのない砥石形状に整形するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削方法に係り、詳しく
は、溝加工又は切断加工において発生する被研削物の加
工部エッジ部の損傷を防止することができる研削方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】被研削物の溝加工や切断加工を行う加工
手段としては、例えば、図６に示すように回転駆動装置
の回転軸ａに軸支された回転支持体ｂの外周部に取り付
けられた砥石ｃを高速回転させ、その回転する砥石ｃを
被研削物ｄの所定部位に適宜接触させて加工するという
研削方法が知られている。

【０００３】ところが、このような研削方法において
は、特にガラス、セラミックス、シリコン等の硬質脆性
材料からなる被研削物の溝又は切断加工を行った場合、
高速回転する砥石ｃに回転軸ａの中心線ｅ方向に対して
数μｍ程度の振幅をもつ回転振れ（部分的な突起部の存
在なども含む）ｆが存在することにより、研削加工中に
上記被研削物ｄの加工部のエッジ部ｇが損傷してしまう
所謂欠け（チッピング）ｈが発生し易いという問題があ
る。上記の回転振れｆは、砥石そのものの成形不良、砥
石の回転支持体への取付けや回転支持体の回転軸への取
付けの精度不良、高速回転時の偏心による振動、等が原
因で発生するものと考えられている。このような回転振
れにより発生する欠けｈは、被研削物ｄが硬質脆性材料
であることと、特にその側面方向に突出する砥石部分ｉ
が溝又は切断加工部のエッジ部分に研削加工中に衝突す
ることにより起こり、結果的に、加工品質や精度の低下
を招くものであった。

【０００４】かかる加工部エッジ部の欠けを防止するた
めには、砥石の回転振れを解消することが有効であると
予想されるが、現在のところそのような解決技術は存在
しておらず、特に研削加工中において、その回転振れを
解消するような技術的手段に至っては皆無の状態であ
る。

【０００５】なお、特開平３−１９６９６８号公報に
は、特定の複合材料からなるドレス電極を往復運動させ
ながら砥石の周端面に圧接させ、その接触部に導電性加
工液を供給する研削方法が開示されているが、かかる技
術は砥石の目立て（ドレッシング）にとどまらず偏心修
正（ツルーイング）を同時に施すことを目的としたもの
であるため、砥石幅方向における非対称変形（形くず
れ）が防止されて鏡面加工のような研削には有効な手段
となり得るものの、回転振れをなくし溝又は切断加工に
おける加工部エッジ部の欠けを防止するという作用効果
は全く期待できないものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したような問題点を解決することであり、具体的には、
砥石を回転接触させて硬質脆性材料からなる被研削物を
溝又は切断加工するに際し、その加工部エッジ部の欠け
を研削加工中に的確かつ簡便に防止し、高精度の研削加
工を行うことができる研削方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するため鋭意研究した結果、ＮＣ工作機械に装
着して使用されるメタルボンド等のように砥石ボンドが
硬く砥粒の保持力が強い砥石を、放電加工により成形す
ることにより、砥粒の損壊、目詰まり、砥石の研削性能
の悪化等の問題を起こすことなく効率よく成形すること
ができるという砥石の成形技術（特公平２−３８３４６
号公報）に着目し、この成形技術を応用することによ
り、回転振れを研削加工中に解消することが可能となり
加工部エッジ部の欠けを有効に防止できることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００８】但し、上記公報に記載の成形方法は、砥石
をＮＣ工作機械の主軸に取り付けて研削を行う研削方法
を前提としているため、その成形を行うに当たっては、
研削作業を中断し、砥石を放電加工用ワイヤ側に移動さ
せて両者を近接させてから成形を行わなければならな
い。そのため、この成形方法は、その成形を研削加工中
に行うことができず作業効率が低下するとともに、砥石
の長距離移動によりワイヤとの位置精度に誤差が生じ易
く加工精度が低下するという問題がある。また、この成
形方法は研削加工により砥石が磨耗したとき、砥石の形
状を変更したいときに利用するものに過ぎず、上記した
ような回転振れを研削加工中に解消することを技術課題
としたものでも、しかもその課題を解決したものでもな
い。

【０００９】本発明の研削方法は、硬質脆性材料からな
る被研削物に対して回転支持体に取り付けた砥石を回転
接触させて溝加工又は切断加工を行う研削方法におい
て、研削加工中に、その被研削物と接触する砥石の少な
くとも側面部分を、所定の速度で送行し且つ砥石との間
に放電用電圧が印加される放電加工用ワイヤを近接させ
て放電加工することにより、回転振れのない砥石形状に
整形することを特徴とするものである。

【００１０】上記の技術的手段において、放電加工用ワ
イヤは、例えば、ワイヤを砥石に近接させるガイド、ワ
イヤを送行させる駆動手段、ワイヤの供給及び回収を行
う機構などから構成される放電加工部により、放電加工
すべき砥石部分を送行移動させることができる。また、
この放電加工用ワイヤと砥石への放電用電圧の印加は、
放電用電圧供給装置に接続された給電素子などをワイヤ
や砥石の回転支持体に接触させることによる行うことが
できる。さらに、上記の放電加工部は、二次元方向又は
三次元方向に移動可能なスライドテーブルに固定し、放
電加工用ワイヤの砥石との間隙や、そのワイヤの砥石に
対する相対的位置などを適宜調節できるように構成され
る。

【００１１】また、上記技術的手段における砥石として
は、導電性を有するものであれ任意のものを使用するこ
とができ、例えば、非導電性あるいは導電性の砥粒と導
電性ボンド材からなる砥石を使用することができる。こ
の砥石は、公知の駆動装置により回転駆動される。ま
た、必要に応じて、この砥石駆動装置を移動可能に設置
し、放電加工用ワイヤとの相対的位置の調整を行うよう
に構成してもよい。

【００１２】更に、上記技術的手段においては、研削加
工時に放電加工用ワイヤと砥石との間を放電が発生する
状態に保つ必要性から、その間に純水又はケロシン等の
絶縁性あるいは弱アルカリ性水溶液で電気抵抗の高い加
工液を供給する。

【００１３】

【作用】このような技術的手段によれば、放電加工中に
放電加工用ワイヤを回転する砥石に近接させるため、常
時、砥石の少なくとも側面部分が放電加工によって整形
され続け、これにより砥石の回転振れの要因となる突出
部分が取り除かれる。従って、回転振れのない回転砥石
による研削加工がなされるため、加工部エッジ部の欠け
が発生しない硬質脆性被研削物の溝加工や切断加工を精
度よく行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１及び図２は、本発明の研削方法の一実
施例を示すもので、図１は研削状態を示す要部平面図、
図２はその要部側面図である。この実施例では、砥石１
を回転駆動させて研削加工を行う研削装置２と、その砥
石１を放電加工により整形する砥石整形装置３を用い、
被研削物４の溝加工を行う研削方法例を示す。

【００１５】上記研削装置２は、砥石１と、その砥石１
をその外周部に取り付ける回転支持体５と、砥石を取り
付けた回転支持体５を回転軸６を介して回転させる回転
駆動部７とでその主要部が構成されており、その砥石１
が回転駆動部７により高速回転されるようになってい
る。この砥石としては、導電性を有するメタルボンド砥
石を使用した。図中、８は回転支持体５の回転軸６への
固定部品、９は回転軸６の中心線を示す。

【００１６】一方、上記砥石整形装置３は、放電加工用
ワイヤ１０を砥石１の加工面に近接対向させた状態に保
持するための溝がその周縁に設けられたワイヤガイド１
１と、巻回されたワイヤ１０を送出させる供給ボビン１
２と、ワイヤガイド１１を経由してワイヤ１０が送行す
るようにするための搬送用ローラ１３と、使用済みのワ
イヤ１０を巻き取る回収ボビン１４とでその主要部が構
成される放電加工部を備えており、この放電加工部は固
定支持台１５に取り付けられたスライドテーブル１６に
設置されている。図中、１７は各ボビンを回転させるた
めの駆動部である。

【００１７】この放電加工部では、放電加工用ワイヤ１
０は供給ボビン１２から送り出されると、搬送用ローラ
１３の搬送力によりワイヤガイド１１に送られ、そのワ
イヤガイド１１の外周部に刻まれた溝に保持されつつワ
イヤガイド周囲に沿って送行する。そして、砥石１との
間で放電加工に供されたワイヤ１０部分はその後、回収
ボビン１４によって巻き取られる。ここで、放電加工用
ワイヤ１０を送行させるのは、放電加工によりワイヤが
消耗しても、新たなワイヤ部分を供給して常に一定した
ワイヤ径のワイヤ部分を砥石加工面に対向させることに
よりワイヤと砥石との間隙を一定に維持して均一な放電
加工が安定してなされるようにするためである。従っ
て、このワイヤの送行は一定速度で行うことが望まし
い。

【００１８】また、この放電加工部は、図１に示すよう
にＸ軸方向へ移動自在なスライドテーブル１６ａと、Ｙ
軸方向へ移動自在なスライドテーブル１６ｂに設置され
ており、不図示のスライド制御駆動部によりＸ−Ｙ軸方
向に移動させて放電加工部の位置を調整できるようにな
っている。つまり、スライドテーブル１６ａをＸ軸方向
へ適宜スライドさせることによりワイヤ１０の砥石１と
の間隙を調整することができ、また、スライドテーブル
１６ｂをＹ軸方向へ適宜スライドさせることによりワイ
ヤ１０の砥石１の加工面との相対的位置を調整すること
ができる。

【００１９】さらに、砥石整形装置３においては、放電
用電圧供給装置２０に接続された給電素子２１が放電加
工部の放電加工用ワイヤ１０に接触するように設置され
ているとともに、その給電素子２２が導電性の回転支持
体５に接触するように設置されており、これにより、放
電用電圧供給装置２０からの放電用電圧がワイヤ１０と
砥石１との間に給電されるようになっている。

【００２０】次に、このような構成の研削装置２と砥石
整形装置３を用い、被研削物４の溝加工を行う場合につ
いて説明する。まず、研削装置２における砥石１を高速
回転させ、被研削物４の溝加工する部位に当接させる。
砥石１の回転接触により、被研削物４には溝４０が研削
されて形成される。この研削加工と同時に、その回転す
る砥石１に対して砥石整形装置３を所定の位置に配置し
て動作させる。すなわち、放電加工部のワイヤ１０が砥
石１の側面１ａに対して所定の間隔で対向近接するよう
に砥石整形装置３を位置設定し、ワイヤ１０をワイヤガ
イド１１の周囲にそって送行させると同時に、電圧供給
装置２０からワイヤ１０と砥石１の間に放電用電圧を印
加する。また、これと同時に、ワイヤ１と砥石１の間に
絶縁性加工液３０を供給する。

【００２１】これにより、ワイヤ１０と対向する砥石１
部分は、放電加工により、余分な突出部分などが取り除
かれて整形される。また、このとき、放電加工部を砥石
側面１ａに沿って移動することにより、ワイヤ１０が回
転する砥石１の半径方向を走査することになるため、砥
石側面１ａが広範囲にわたって整形される。

【００２２】その結果、回転する砥石１には回転振れが
存在せず、この砥石１により研削加工された溝４０は、
そのエッジ部４０ａに欠け（チッピング）がなく、加工
精度がきわめて高いものとなる。

【００２３】図３は、上記の研削方法（装置）により被
研削物４の切断加工を行った状態を示すもので、同図に
示すように、この研削方法によれば、回転する砥石１に
は回転振れが存在しないため、そのときの切断部４１に
はそのエッジ部４１ａに欠けがなくなり、高精度な切断
加工を行うことができる。

【００２４】なお、上記の実施例では、砥石整形装置３
の放電加工用ワイヤ１０を砥石１の一側面１ａのみに近
接させて整形を行う例を示したが、本発明における整形
箇所はこの態様に限定されるものではない。例えば、図
４に示すようにワイヤガイド１１に保持されたワイヤ１
０を、砥石１の他方の側面１ｂに配置して整形を行って
もよいことは勿論のこと、その両側面１ａ、１ｂにそれ
ぞれ近接設置して同時に整形を行ってもよい。また、こ
れらの側面整形に加えて、そのワイヤ１０を砥石１の外
周面１ｃに近接配置して図中矢印ｚ方向に移動するよう
に構成してもよく、この場合には、その外周面１ｃの片
減りをなくすことができ、例えば、溝加工における溝底
面を精度よく研削加工することが可能になる。

【００２５】また、本発明においては、図５に示すよう
に放電加工用ワイヤ１０の砥石加工面との間隙を変更す
ると同時に加工液を変更することにより、放電加工に加
えて電解ドレッシングを行うことができる。すなわち、
通常の放電加工を行う場合には、図５ａに示すようにワ
イヤ１０と砥石１との間隙Ｓ₁を１〜１０μｍ程度に設
定するとともに、その間隙部に絶縁性加工液３０を供給
し、一方、電解ドレッシングを行う場合には、図５ｂに
示すようにワイヤ１０と砥石１との間隙Ｓ₂を１００μ
ｍ程度に広めに設定するとともに、その間隙部に電解用
加工液３１を供給するように構成する。これにより、放
電加工用ワイヤ１０によって砥石１の整形を行うことが
できるとともに、必要に応じて電解ドレッシングにより
砥石１の目立てを行うことができる。

【００２６】さらに、本発明に適用する被研削物は、原
則としてガラス、セラミック、シリコン、フェライト等
のような硬質脆性材料からなるものであるが、これ以外
にも、チッピングが発生しやすい被研削物であれば同様
に適用することが可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研削方法
によれば、研削加工中において回転する砥石の少なくと
も側面部分が常に放電加工用ワイヤの近接による放電加
工により整形され続けるため、砥石の回転振れの要因と
なる突出部分が的確にかつ簡便に取り除かれ、回転振れ
のない研削加工が可能となり、その結果、硬質脆性被研
削物の溝加工や切断加工であっても、その加工部エッジ
部に欠けが発生しない高精度の研削加工を行うことがで
きる。

【００２８】また、溝加工を行う場合、その放電加工用
ワイヤによる放電加工により砥石の幅を所定の寸法にな
るように整形して調整することにより、高精密な溝幅が
要求される溝加工をより高精度にかつ効率よく行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る研削方法を示す要部
平面図である。

【図２】 図１の研削方法の要部側面図である。

【図３】 切断加工における研削自体を示す要部説明図
である。

【図４】 砥石整形装置の設置態様例を示す説明図であ
る。

【図５】 砥石整形装置の応用例を示す説明図である。

【図６】 従来の研削方法による研削状態を示す断面説
明図である。

【符号の説明】

１…砥石、１ａ…砥石の側面、４…被研削物、５…回転
支持体、１０…放電加工用ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬質脆性材料からなる被研削物に対して
   回転支持体に取り付けた砥石を回転接触させて溝加工又
   は切断加工を行う研削方法において、 研削加工中に、その被研削物と接触する砥石の少なくと
   も側面部分を、送行移動し且つ砥石との間に放電用電圧
   が印加される放電加工用ワイヤを近接させて放電加工す
   ることにより、回転振れのない砥石形状に整形すること
   を特徴とする研削方法。