JPH08243927A - Grinding tool and its manufacture and grinding device - Google Patents

Grinding tool and its manufacture and grinding device

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JPH08243927A
JPH08243927A JP6667895A JP6667895A JPH08243927A JP H08243927 A JPH08243927 A JP H08243927A JP 6667895 A JP6667895 A JP 6667895A JP 6667895 A JP6667895 A JP 6667895A JP H08243927 A JPH08243927 A JP H08243927A
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JP
Japan
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grinding
electric discharge
wire
discharge machining
grindstone
Prior art date
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Application number
JP6667895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimihiro Wakabayashi
公宏 若林
Yoshio Suzuki
良雄 鈴木
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP6667895A priority Critical patent/JPH08243927A/en
Publication of JPH08243927A publication Critical patent/JPH08243927A/en
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Abstract

PURPOSE: To form a grinding tool to work a mirror surface having small surface roughness by wire electric discharge machining. CONSTITUTION: A wire electric discharge machine has a wire 56 to be supplied along a wire guide 60. A work 70 of a conductive and highly hard material is placed on a table arranged so as to be opposed to the wire guide 60. The wire 56 performs electric discharge machining on a surface of the work 70 of a conductive highly hard material by discharge. A top part being a cutting edge and a recessed part being a pocket are formed on the surface of the conductive and highly hard material by this electric discharge machining. This work 70 is used as a grinding tool, and a work object can be ground into a mirror surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本技術は研削加工のうち、金属や
ガラス、セラミックなどの精密に、しかも小さい表面粗
さで加工し、例えば光学部品や光学部品をプレスや射出
成型する金型を製造する産業分野において、特に表面粗
さを極めて小さくしかも精密に研削加工することができ
る、いわゆる鏡面研削加工に関する工具とその製造方法
に関するものである。
[Industrial field of application] This technology is used for precision processing of metal, glass, ceramics, etc. with a small surface roughness in grinding, and for example, manufactures optical parts and dies for pressing and injection molding optical parts. In particular, the present invention relates to a tool for so-called mirror-surface grinding and a method for manufacturing the same, which can perform grinding with extremely small surface roughness and precision.

【0002】[0002]

【従来の技術】研削加工によって鏡面を得るための技術
は過去さまざまな試みがなされてきているが、基本的に
は砥粒径の小さい砥石を使いこなすための技術である。
一般的に、レジンボンド砥石で#3000以上、メタル
ボンド砥石で#1000以上の砥石で研削を行うと極め
て目詰まりが起こりやすく、使用が困難となって実用的
ではない。そこで、砥石としてメタルボンド砥石を用
い、研削加工中に砥粒と砥粒の間に詰まった材料を電解
作用によって溶解させ、目立てを行ういわゆるインプロ
セス電解ドレッシングとよばれる方法が発明されてい
る。これらは例えば、特開平3−196968または特
開平4−8476号公報などに開示されているとおりで
ある。この方法は、#10000以上の砥石の使用を可
能とし、表面粗さの極めて小さい加工面を得る方法とし
て優れた方法である。
2. Description of the Related Art Various attempts have been made in the past for obtaining a mirror surface by grinding, but basically it is a technique for mastering a grindstone having a small abrasive grain size.
Generally, grinding with a resin-bonded grindstone of # 3000 or more and a metal-bonded grindstone of # 1000 or more is likely to cause clogging, which makes it difficult to use and is not practical. Therefore, a method called so-called in-process electrolytic dressing has been invented in which a metal bond grindstone is used as a grindstone, and during grinding, a material clogged between the abrasive grains is dissolved by an electrolytic action to perform dressing. These are as disclosed in, for example, JP-A-3-196968 or JP-A-4-8476. This method makes it possible to use a grindstone of # 10000 or more, and is an excellent method for obtaining a machined surface having extremely small surface roughness.

【0003】また、微粒子砥粒を分散させた懸濁液、す
なわち、コロイド溶液に対して電気泳動をおこさせるこ
とにより、鏡面研削用の砥石を作成するものとして、特
開平2−262965、あるいは特開平5−69287
号公報などの公開特許公報に開示される技術がある。あ
るいは、このようなコロイド溶液を電気泳動させた微粒
子の集合体を被加工物に機械的に接触させることにより
研磨を行う技術が坂谷、黒部らにより、1994年度精
密工学会春季大会学術講演会講演論文集p521「電気
泳動現象利用による光学ガラスの超精密研磨(FFF)
(第3報)−球面研磨への適用−」などで発表されてい
る。これらの方法は砥粒密度が極めて大きい砥石を得る
方法として優れている。
Further, a suspension in which fine particle abrasive grains are dispersed, that is, a colloidal solution, is electrophoresed to prepare a grindstone for mirror grinding, as disclosed in JP-A-2-262965 or Japanese Patent Laid-Open No. 2-262965. Kaihei 5-69287
There are techniques disclosed in published patent publications such as Japanese Patent Publication. Alternatively, a technique for polishing by mechanically contacting an aggregate of fine particles obtained by electrophoresing such a colloidal solution with a work piece is described by Sakata and Kurobe et al. Proceedings p521 "Ultra-precision polishing of optical glass by electrophoretic phenomenon (FFF)"
(Third report) -Application to spherical surface polishing- "and the like. These methods are excellent as methods for obtaining a grindstone having an extremely high abrasive grain density.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、メタルボンド
砥石をインプロセスで電解ドレスする方法は以下のよう
な欠点がある。まず、電気分解作用が目詰まりの原因で
ある研削屑ばかりではなく、砥粒を結合している金属部
分にも作用し、研削加工中に砥石の形状を変化させてし
まう問題がある。特に、砥石のエッジ部分や小さい凸形
状など、電界が集中しやすい形状に対して電気分解の作
用が集中し、特に砥石の形状を維持しにくくする。これ
は電気分解現象を利用して砥石のドレッシングを行う方
式に共通の問題点である。
However, the method of electrolytically dressing a metal bond grindstone in-process has the following drawbacks. First, there is a problem that the electrolysis action acts not only on the grinding debris that causes the clogging but also on the metal portion to which the abrasive grains are bonded, and changes the shape of the grindstone during the grinding process. In particular, the action of electrolysis concentrates on the shape where the electric field is likely to concentrate, such as the edge portion of the grindstone or a small convex shape, which makes it particularly difficult to maintain the shape of the grindstone. This is a common problem in the method of dressing the grindstone by utilizing the electrolysis phenomenon.

【0005】また、インプロセス電解ドレッシングによ
って#10000以上の砥石が使用可能となったとは言
っても、実際には#10000以上の砥石を安定して製
造することは極めて困難である。この理由としては、直
径5μm以下の極めて小さい砥粒に見合った粒子径の金
属粉を製造することが困難であることと、この金属粉と
砥粒を均一に分散するように混合することが極めて困難
であることによる。これらは特に#8000以上の砥石
を製造しようとした時に甚だしくなる。このような砥石
の断面写真を図1に示す。この写真でわかるように、極
めて小さい1〜2μm程度の砥粒径に対して金属粉は1
0μm程度以上であり、また、分散が不均一であること
から、この砥石の表面には砥粒が均一に露出することが
期待できないことがわかる。
Although it is possible to use grindstones of # 10000 or more by in-process electrolytic dressing, it is extremely difficult to stably manufacture grindstones of # 10000 or more in practice. The reason for this is that it is difficult to produce a metal powder having a particle diameter corresponding to an extremely small abrasive grain having a diameter of 5 μm or less, and it is extremely difficult to mix the metal powder and the abrasive grain so as to be uniformly dispersed. Because it is difficult. These become particularly serious when trying to manufacture a grindstone of # 8000 or more. A cross-sectional photograph of such a grindstone is shown in FIG. As can be seen from this photograph, the metal powder is 1 for the extremely small abrasive grain size of 1 to 2 μm.
Since it is about 0 μm or more and the dispersion is non-uniform, it is understood that the abrasive grains cannot be expected to be uniformly exposed on the surface of this grindstone.

【0006】このような砥石を電解ドレッシングしなが
ら研削加工を行っても、砥粒径に見合う表面粗さを得る
ことは不可能であるばかりでなく、砥粒の疎な部分が遍
摩耗を起こして形状が崩れ、加工物の形状精度を悪化さ
せる。このような理由により、砥粒径を小さくしていっ
ても表面粗さの向上は望むことができない。また、鏡面
研削を行うための砥石としては砥粒を小さくするのでは
なく砥粒の集中度を大きくする、すなわち、砥石の中に
含まれる砥粒の密度を大きくする方法も有効であると言
われているが、焼固めるために必要な金属粒子と砥粒の
配合比との自由度が大きくないために、そもそも砥粒径
が小さくなければ砥粒の密度を大きくすることができな
い。
Not only is it impossible to obtain a surface roughness commensurate with the particle size of the abrasive grains by performing grinding while electrolytically dressing such a stone, but the sparse parts of the abrasive grains cause uneven wear. The shape of the workpiece collapses, deteriorating the shape accuracy of the workpiece. For these reasons, improvement in surface roughness cannot be expected even if the abrasive grain size is reduced. Further, as a grindstone for performing mirror-surface grinding, it is said that a method of increasing the degree of concentration of the abrasive grains instead of reducing the size of the abrasive grains, that is, increasing the density of the abrasive grains contained in the grindstone is also effective. However, since the degree of freedom between the metal particles and the compounding ratio of the abrasive grains necessary for hardening is not great, the density of the abrasive grains cannot be increased unless the abrasive grain size is small.

【0007】一方、電気泳動で砥石を製造する方法は、
均一な砥石を製造することは容易であるが、砥石が極端
に柔らかいために加工中に極めて容易に摩耗が生じるた
め、形状を積極的に作り出す、いわゆる形状創成を行う
研削には不向きであり、表面粗さのみを向上させる研磨
工程か平面研削工程のみに有効な技術である。本発明は
このような問題に鑑み、特に表面粗さ0.1μmRma
x以下で形状精度1μm以下を実現するための精密な鏡
面研削を実現する手段を提供するものである。
On the other hand, the method of manufacturing a grindstone by electrophoresis is as follows:
It is easy to produce a uniform whetstone, but because the whetstone is extremely soft and wear occurs extremely easily during processing, it is not suitable for grinding that actively creates a shape, so-called shape creation, This technique is effective only in the polishing process or surface grinding process to improve only the surface roughness. In view of these problems, the present invention has a surface roughness of 0.1 μm Rma.
It is intended to provide a means for realizing precise mirror grinding for achieving a shape accuracy of 1 μm or less at x or less.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】導電性の高硬度材料に対
して、放電加工を行うことにより表面に凹凸を生じさ
せ、これを研削加工の砥粒切れ刃とする。また、この手
段によって研削工具を製造するものである。
A conductive high hardness material is subjected to electrical discharge machining to form irregularities on the surface, and this is used as an abrasive grain cutting edge for grinding. Further, the grinding tool is manufactured by this means.

【0009】[0009]

【作用】この研削工具によれば、砥粒の数に相当する表
面の凹凸は、従来の製造方法の砥石に比較して飛躍的に
多くすることが可能であり、鏡面研削が容易にできる。
また、この表面の凹凸は放電加工条件に応じて増減させ
ることが可能であり、様々な表面粗さ要求値に答えるこ
とが可能である。また、バルクとしての金属部分を持た
ないため、電解作用により砥石そのものが溶出すること
がなく、電解ドレッシングを行うことによる形状精度の
悪化を防ぐことができる。また、砥石自身が高硬度材料
であるため、加工中に遍摩耗を起こして形状が変化する
ことがない。
According to this grinding tool, the irregularities on the surface corresponding to the number of abrasive grains can be dramatically increased as compared with the grindstone of the conventional manufacturing method, and mirror grinding can be easily performed.
Further, the unevenness of the surface can be increased or decreased according to the electric discharge machining conditions, and various required surface roughness values can be answered. In addition, since the grindstone itself does not elute due to the electrolytic action because it does not have a metal portion as a bulk, it is possible to prevent deterioration of the shape accuracy due to electrolytic dressing. In addition, since the grindstone itself is a high hardness material, the shape does not change due to uniform wear during processing.

【0010】[0010]

【実施例】図2は本発明に使用するワイヤ放電研削装置
の概要を示す説明図である。全体を符号1で示すワイヤ
放電研削装置は、基台10上にリニアガイドレール12
を有し、第1のテーブル14が搭載され、基台10上に
設けられる図示しないサーボ装置によって、紙面に垂直
な軸(X軸)に沿って移動制御される。第1のテーブル
14上には、リニアガイドレール16がとりつけられ、
このリニアガイドレール16上に載置された第2のテー
ブル20は、第1のテーブル14に設けられる図示しな
いサーボ装置によって、X軸に直交するY軸に沿って移
動制御される。したがって、第2のテーブル20上にと
りつけられるワークテーブル30は、治具32により固
定されるワーク(加工物)70をX軸とY軸が形成する
平面上の任意の座標に位置決めすることができる。
FIG. 2 is an explanatory view showing the outline of a wire electric discharge grinding apparatus used in the present invention. The wire electric discharge grinding apparatus indicated by reference numeral 1 as a whole has a linear guide rail 12 mounted on a base 10.
The first table 14 is mounted, and the movement of the first table 14 is controlled along an axis (X axis) perpendicular to the paper surface by a servo device (not shown) provided on the base 10. A linear guide rail 16 is mounted on the first table 14,
The second table 20 placed on the linear guide rail 16 is controlled to move along a Y axis orthogonal to the X axis by a servo device (not shown) provided on the first table 14. Therefore, the work table 30 mounted on the second table 20 can position the work (workpiece) 70 fixed by the jig 32 at arbitrary coordinates on the plane formed by the X axis and the Y axis. .

【0011】一方、基台10上に立設されるコラム40
には、ワイヤ放電加工ヘッド50が上下方向の軸(Z
軸)に沿って移動自在にとりつけられる。ワイヤ放電加
工ヘッド50は、ワイヤ供給ボビン52とワイヤ巻取ボ
ビン54を有し、ワイヤ56をワイヤガイド60に沿っ
て走行させる。ワイヤ56は電圧が付加され、ワイヤガ
イド60に達したワイヤ56は導電体のワーク70に対
して放電し、ワークを加工する。
On the other hand, a column 40 which is erected on the base 10
In the vertical axis (Z
It is mounted so that it can move freely along the axis. The wire electric discharge machining head 50 has a wire supply bobbin 52 and a wire winding bobbin 54, and runs a wire 56 along a wire guide 60. A voltage is applied to the wire 56, and the wire 56 reaching the wire guide 60 is discharged to a work 70 made of a conductor, and the work is processed.

【0012】ワークテーブル30内のワーク70に対し
てノズル36から加工液34を供給しつつ放電加工を施
すことによって、ワークの材質に応じた加工条件を得る
ことができる。
By performing electric discharge machining on the workpiece 70 in the workpiece table 30 while supplying the machining liquid 34 from the nozzle 36, it is possible to obtain machining conditions according to the material of the workpiece.

【0013】図3の(A),(B)は、図2に示したワ
イヤ放電加工装置によって、ワークテーブル30上にと
りつけた導電性の高硬度材料製のワーク70に放電加工
を施す状態を示す。走行ワイヤ56はワイヤガイド60
に設けられた溝に沿って図示しない走行システムによっ
て1分間に数mm程度の速度で走行される。放電加工は
この走行ワイヤがワイヤガイドの頂部にさしかかったと
きに放電80が生じてなされる。放電加工には良好な放
電を起こさせるための液の存在が不可欠であり、油性の
加工液を用いても良いし、水性の加工液を用いてもよ
く、加工はこの加工液に浸漬しても良いし、加工部分に
加工液をかけ流しても良い。本実施例では特に図示して
いないが、加工液は油性のものを用い、加工は加工液に
浸漬して行った。
FIGS. 3A and 3B show a state in which the wire electric discharge machine shown in FIG. 2 is used to perform electric discharge machining on the work 70 made of a conductive high hardness material mounted on the work table 30. Show. The traveling wire 56 is a wire guide 60.
A traveling system (not shown) travels along a groove provided in the vehicle at a speed of several mm per minute. The electric discharge machining is performed by generating an electric discharge 80 when the traveling wire reaches the top of the wire guide. The existence of a liquid for generating a good electric discharge is essential for electric discharge machining, and an oil-based machining liquid or an aqueous machining liquid may be used. Alternatively, the processing liquid may be poured over the processed portion. Although not shown in the drawings in this embodiment, an oil-based working liquid was used, and the working was performed by dipping in the working liquid.

【0014】図4は、このようにして放電された高硬度
材料製のワーク70の詳細を示す。ワーク70の表面7
2は、放電によってえぐられた微細なクレ−タ状の凹部
74と、頂部76の集積された面となる。この放電はワ
ーク70とワイヤガイド60の頂部のワイヤの間でなさ
れるが、ワイヤ56は走行することにより常に新しい部
分と入れ替わるため、放電加工につきものの電極消耗の
問題が解消されている。この方法は、増沢、藤野らによ
る「高精度微細軸加工の研究(第一報)−ワイヤ放電研
削法の開発」電気加工学会誌、vol24、No48な
どに開示されている方法である。
FIG. 4 shows details of the workpiece 70 made of the high hardness material thus discharged. Surface 7 of work 70
Reference numeral 2 is a surface where the fine crater-shaped concave portions 74 and the top portions 76, which are scooped out by the discharge, are integrated. This discharge is performed between the work 70 and the wire on the top of the wire guide 60, but the wire 56 is always replaced with a new part as the wire 56 runs, so the problem of electrode consumption inherent to the electric discharge machining is solved. This method is a method disclosed in "Research on high-precision micro-axis machining (first report) -Development of wire electric discharge grinding method" by Masawa, Fujino et al.

【0015】この方法は発明者らによる特開平4−10
1724などで開示されており、ワイヤ走行時のテンシ
ョンやワイヤガイドおよび走行ワイヤの位置などが安定
化され、高精度化されたものであり、本発明において
も、これらの方法を用いている。このように高硬度材製
のワーク70の一面を走査することにより、面全体にわ
たって放電加工面72とすることができる。
This method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-10 by the inventors.
1724 and the like, the tension during wire traveling, the position of the wire guide and the traveling wire, etc. are stabilized and the accuracy is improved, and these methods are also used in the present invention. By scanning one surface of the work 70 made of a high-hardness material in this manner, the electric discharge machining surface 72 can be formed over the entire surface.

【0016】図5は、以上のように放電加工を施したワ
ーク70を加工ツールとして用いて、工作物90に対し
て鏡面加工を施す状態を示す。高硬度材70の表面に放
電加工により形成された頂部76は、硬度の高い切り刃
として作用し、工作物90の表面92を表面粗度が極め
て小さな鏡面に加工することができる。このクレ−タ7
4の大きさや頂部76の高さは放電加工条件によって調
整することができる。従って、高硬度材70の材質、工
作物90の材質や求める面粗さや加工速度に従って放電
加工条件を決定すれば良い。
FIG. 5 shows a state in which the workpiece 70, which has been subjected to the electric discharge machining as described above, is used as a machining tool to perform mirror surface machining on the workpiece 90. The top portion 76 formed on the surface of the high hardness material 70 by electric discharge machining functions as a cutting blade having high hardness, and the surface 92 of the workpiece 90 can be processed into a mirror surface having extremely small surface roughness. This Creator 7
The size of 4 and the height of the top portion 76 can be adjusted depending on the electrical discharge machining conditions. Therefore, the electrical discharge machining conditions may be determined according to the material of the high hardness material 70, the material of the workpiece 90, the required surface roughness and the machining speed.

【0017】この一例として、RC回路を用いたマイク
ロ放電加工電源により焼結cBN(立体晶窒化ほう素)
の表面に研削の切れ刃を付けた例を図6に示す。加工条
件はワイヤ放電電極を−、焼結cBN板を+とし、コン
デンサ容量220pF、電圧110Vとし、ピッチ間隔
0.05mmで操作しながら加工した表面である。この
表面をレ−ザ顕微鏡により凹凸を測定したものを図7に
示す。これによれば直径2μm程度の微細な切れ刃が高
さ3μm、平均間隔約5μmが生成していることがわか
る。このように切れ刃を生成した焼結cBN板によりS
US420J2平板を圧しながら研削した結果、0.0
3〜0.05μmRmax程度の表面粗さを得ることが
できた。このような切れ刃は放電加工条件を選ぶことに
より制御することが可能である。
As an example of this, sintered cBN (steric boron nitride) by a micro-electric discharge power source using an RC circuit
FIG. 6 shows an example in which a cutting edge for grinding is attached to the surface of. The processing conditions are a surface processed while operating with a wire discharge electrode of −, a sintered cBN plate of +, a capacitor capacity of 220 pF, a voltage of 110 V, and a pitch interval of 0.05 mm. FIG. 7 shows the surface roughness measured with a laser microscope. According to this, it is understood that fine cutting edges having a diameter of about 2 μm are formed with a height of 3 μm and an average interval of about 5 μm. Sintered cBN plate with such cutting edges produces S
As a result of grinding while pressing a US420J2 flat plate, 0.0
A surface roughness of about 3 to 0.05 μmRmax could be obtained. Such cutting edges can be controlled by selecting electrical discharge machining conditions.

【0018】図8は加工条件として、ワイヤ放電電極を
−、焼結cBN板を+とし、コンデンサ容量220p
F、電圧60Vとし、ピッチ間隔0.05mmで操作し
ながら加工した表面である。このような放電加工状態で
は放電エネルギ−が前述した例と比較して、約1/3と
なっており、直径1μm以下の微細な切れ刃を生成する
ことができ、研削した場合の粗さを向上することができ
る。
In FIG. 8, as the processing conditions, the wire discharge electrode is −, the sintered cBN plate is +, and the capacitor capacity is 220 p.
It is a surface processed while operating at F, a voltage of 60 V and a pitch interval of 0.05 mm. In such an electric discharge machining state, the electric discharge energy is about 1/3 as compared with the above-mentioned example, a fine cutting edge having a diameter of 1 μm or less can be generated, and the roughness when ground is reduced. Can be improved.

【0019】図9は加工条件はワイヤ放電電極を−、焼
結cBN板を+とし、コンデンサ容量3300pF、電
圧110Vとし、ピッチ間隔0.05mmで操作しなが
ら加工した表面である。このような放電加工条件では放
電エネルギ−が前述した例と比較して約15倍となって
おり、直径5μm程度の切れ刃を生成することができ、
研削した場合の表面粗さは粗くなるが、加工速度を向上
することができる。
FIG. 9 shows the surface processed while the wire discharge electrode is −, the sintered cBN plate is +, the capacitor capacity is 3300 pF, the voltage is 110 V, and the pitch interval is 0.05 mm. Under such an electric discharge machining condition, the electric discharge energy is about 15 times that of the above-mentioned example, and a cutting edge having a diameter of about 5 μm can be generated.
Although the surface roughness after grinding becomes rough, the processing speed can be improved.

【0020】一方、放電加工条件が適切でない場合は、
焼結cBN表面に亀裂が生じ、有効な切れ刃が生じない
ことがある。図10にこのような例を示す。これは加工
条件としてワイヤ放電電極を−、焼結cBN板を+と
し、コンデンサ容量1000pF、電圧80Vとしたも
のである。
On the other hand, when the electric discharge machining conditions are not appropriate,
Cracks may occur on the surface of the sintered cBN and effective cutting edges may not occur. FIG. 10 shows such an example. The processing conditions are as follows: the wire discharge electrode is −, the sintered cBN plate is +, the capacitor capacity is 1000 pF, and the voltage is 80V.

【0021】次に本発明による他の実施例を説明する。
図11のように高硬度材料として焼結cBN材料製ツー
ル100を回転軸110に取り付け、チャッキング12
0を通して図示しない軸受けとモーターにより回転させ
る、そして、この焼結cBN材料製ツール100はワイ
ヤガイド60に沿って走行されるワイヤ56によって放
電加工される。この際にワイヤ放電加工ヘッドは焼結c
BN材料製ツール100を回転させながら加工し、この
焼結cBN材料製ツール100表面の形状が球の一部と
なるように、位置決め制御する。このようにして、先の
実施例と同じように焼結cBN製ツール100表面は放
電加工による切れ刃が形成される。
Next, another embodiment according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 11, a tool 100 made of a sintered cBN material as a high hardness material is attached to the rotary shaft 110, and chucking 12
The sintered cBN material tool 100 is rotated by a bearing and a motor (not shown) through 0, and is electric discharge machined by a wire 56 that runs along a wire guide 60. At this time, the wire electric discharge machining head is sintered c
The BN material tool 100 is processed while being rotated, and the positioning is controlled so that the shape of the surface of the sintered cBN material tool 100 becomes a part of a sphere. In this manner, cutting edges are formed by electric discharge machining on the surface of the sintered cBN tool 100 as in the previous embodiment.

【0022】このように形状を球の一部とした焼結cB
N材料製ツール100は形状創成のための工具として使
用される。被加工物150は13Crのマルテンサイト
系ステンレス、さらに詳しくは、スウェーデン国ウッデ
イホルム社製STAVAX(商品名)を使用する。
Sintered cB having a shape of a sphere in this way
The N material tool 100 is used as a tool for shape creation. As the work piece 150, 13 Cr martensitic stainless steel, more specifically, STAVAX (trade name) manufactured by Woodyholm, Sweden is used.

【0023】図12に示すように、被加工物150の上
の加工点152から被加工物150の加工しようとする
形状の法線方向に焼結cBN材料製ツール100の半径
r離れた位置に焼結cBN材料製ツール100の球の中
心102が来るように位置決めすれば良い。このような
位置関係を保ったまま被加工物150の表面を操作する
ことにより形状創成が可能となる。この被加工物150
の表面は実施例1で述べたように放電加工条件を選択す
ることにより、極めて表面粗さの小さい面にすることが
可能である。
As shown in FIG. 12, from the machining point 152 on the workpiece 150 to the position away from the radius r of the sintered cBN material tool 100 in the direction normal to the shape of the workpiece 150 to be machined. The tool may be positioned so that the center 102 of the sphere of the tool 100 made of the sintered cBN material comes. The shape can be created by operating the surface of the workpiece 150 while maintaining such a positional relationship. This work piece 150
The surface of can be made to have a very small surface roughness by selecting the electric discharge machining conditions as described in the first embodiment.

【0024】また、焼結cBN材料製ツール100表面
に生成した切れ刃が極めて小さく、加工中に目詰まりが
発生する場合は、電解ドレッシング電極180を装備
し、電解電源により電解インプロセスドレッシングを行
えば良い。この場合、焼結cBN材料製ツール100は
従来のメタルボンド砥石のように金属層が無く、焼結助
材によって直接cBN粒子が結合したものであるため、
電解による脱落現象が起こりにくい。従って、メタルボ
ンド砥石を電解ドレッシングした場合のように脱落砥粒
によるスクラッチの発生や砥石に形状崩れの問題が起き
ないという利点を有する。また、微細砥粒を用いた砥石
に特有の問題として砥粒密度の不均一による遍摩耗によ
る加工精度の悪化の問題も起こらない。
When the cutting edge formed on the surface of the tool 100 made of the sintered cBN material is extremely small and clogging occurs during processing, an electrolytic dressing electrode 180 is equipped and electrolytic in-process dressing is performed by an electrolytic power source. I'm fine. In this case, the sintered cBN material tool 100 does not have a metal layer unlike a conventional metal bond grindstone, and cBN particles are directly bonded by a sintering aid,
The dropping phenomenon due to electrolysis is unlikely to occur. Therefore, there is an advantage that, unlike the case where the metal bond grindstone is electrolytically dressed, the problem of scratches due to the falling abrasive grains and the shape collapse of the grindstone does not occur. Further, as a problem peculiar to a grindstone using fine abrasive grains, the problem of deterioration of processing accuracy due to uneven wear due to uneven abrasive grain density does not occur.

【0025】また、以上述べた実施例では被加工物とし
てステンレス系の材料を用いたため、高硬度材料として
は焼結cBNを用いたが、相手材料が無電解Ni−P合
金めっき面の場合や調合金などの場合が炭素原子の溶け
込みが起こらないため、焼結ダイヤモンド材料を用いれ
ば良い。また、高硬度材料としては超硬合金を使用する
こともできる。
Further, in the above-mentioned examples, since a stainless steel-based material was used as the workpiece, sintered cBN was used as the high hardness material. However, when the counterpart material is an electroless Ni-P alloy plated surface, In the case of a toned alloy or the like, the melting of carbon atoms does not occur, so a sintered diamond material may be used. Further, a cemented carbide may be used as the high hardness material.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
砥粒の数に相当する表面の凸凹は従来の製造方法の砥石
に比較して飛躍的に多くすることが可能であり、鏡面研
削が容易にできる。また、この表面の凸凹は放電加工条
件に応じて増減させることが可能であり、様々な表面粗
さ要求値に答えることが可能である。また、バルクとし
ての金属部分を持たないため、電解作用により砥石その
ものが溶出することがなく、電解ドレッシングを行うこ
とによる形状精度の悪化を防ぐことができる。また、砥
石自身が高硬度材料であるため、加工中に遍摩耗を起こ
して形状が変化することがない。
As described above, according to the present invention,
The number of irregularities on the surface corresponding to the number of abrasive grains can be dramatically increased as compared with the conventional grindstone of the manufacturing method, and mirror polishing can be easily performed. Further, the unevenness of the surface can be increased or decreased according to the electrical discharge machining conditions, and various required surface roughness values can be satisfied. In addition, since the grindstone itself does not elute due to the electrolytic action because it does not have a metal portion as a bulk, it is possible to prevent deterioration of the shape accuracy due to electrolytic dressing. In addition, since the grindstone itself is a high hardness material, the shape does not change due to uniform wear during processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来技術による砥石の断面電子顕微鏡写真。1 is a cross-sectional electron micrograph of a conventional grinding wheel.

【図2】 ワイヤ放電加工ヘッドによる放電加工装置の
説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an electric discharge machine using a wire electric discharge head.

【図3】 ワイヤ放電加工ヘッドによる放電加工および
切れ刃の生成方法。
FIG. 3 shows a method of generating an electric discharge and a cutting edge by a wire electric discharge machining head.

【図4】 切れ刃による研削/研磨加工の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of grinding / polishing processing by a cutting edge.

【図5】 切れ刃による研削/研磨加工の説明図。FIG. 5 is an explanatory view of grinding / polishing processing by a cutting edge.

【図6】 切れ刃の電子顕微鏡写真。FIG. 6 is an electron micrograph of a cutting edge.

【図7】 切れ刃の表面凸凹を示すチャート。FIG. 7 is a chart showing surface irregularities of a cutting edge.

【図8】 小さい切れ刃生成条件での電子顕微鏡写真。FIG. 8 is an electron microscope photograph under a small cutting edge generation condition.

【図9】 大きい切れ刃生成条件での電子顕微鏡写真。FIG. 9 is an electron micrograph under a large cutting edge generation condition.

【図10】 適正でない放電加工条件での電子顕微鏡写
真。
FIG. 10 is an electron micrograph under an inappropriate electrical discharge machining condition.

【図11】 本発明による球面砥石の製造方法を示す説
明図。
FIG. 11 is an explanatory view showing a method for manufacturing a spherical grindstone according to the present invention.

【図12】 本発明による球面砥石による形状創成研削
装置の説明図。
FIG. 12 is an explanatory view of a shape generating / grinding device using a spherical grindstone according to the present invention.

【符号の説明】 1 ワイヤ放電加工装置、 10 基台、 14,20
テーブル、 30ワーク取付テーブル、 50 ワイ
ヤ放電加工ヘッド、 56 ワイヤ、 60ワイヤガイ
ド、 70 ワーク(高硬度材料工具)、 76 頂部
(切れ刃)、 90 工作物、 100 回転工具、
150 工作物、 180 電解インプロセスドレッシ
ング装置。
[Explanation of reference numerals] 1 wire electric discharge machine, 10 bases, 14, 20
Table, 30 work mounting table, 50 wire electric discharge machining head, 56 wire, 60 wire guide, 70 work (hard material tool), 76 top (cutting edge), 90 workpiece, 100 rotating tool,
150 workpiece, 180 electrolytic in-process dressing device.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性の高硬度材料の表面に対して、放
電加工を施すことによって導電性の高硬度材料の表面に
形成される切れ刃を備えることを特徴とする高硬度材料
製の研削工具。
1. Grinding made of a high hardness material, characterized by comprising a cutting edge formed on the surface of the conductive high hardness material by subjecting the surface of the conductive high hardness material to electric discharge machining. tool.
【請求項2】 導電性の高硬度材料を工具形状に形成す
る工程と、 工具形状に形成された導電性材料の表面に放電加工を施
すことによって、導電性材料の表面に切れ刃を形成する
工程とを備えることを特徴とする研削工具の製造方法。
2. A step of forming a conductive high-hardness material into a tool shape, and forming a cutting edge on the surface of the conductive material by performing electric discharge machining on the surface of the conductive material formed into the tool shape. The manufacturing method of the grinding tool characterized by including the process.
【請求項3】 請求項1記載の研削工具を備える研削ヘ
ッドと、研削ヘッドに対向して配設される電解インプロ
セスドレッシング装置とを備えることを特徴とする研削
装置。
3. A grinding machine comprising: a grinding head provided with the grinding tool according to claim 1; and an electrolytic in-process dressing device arranged to face the grinding head.
【請求項4】 導電性の高硬度材料は、ダイヤモンド焼
結体であることを特徴とする請求項1記載の研削工具。
4. The grinding tool according to claim 1, wherein the conductive high hardness material is a diamond sintered body.
【請求項5】 導電性の高硬度材料は、立体晶窒化ほう
素(cBN)焼結体であることを特徴とする請求項1記
載の研削工具。
5. The grinding tool according to claim 1, wherein the conductive high hardness material is a cubic boron nitride (cBN) sintered body.
【請求項6】 導電性の高硬度材料は、タングステンカ
ーバイド焼結体であることを特徴とする請求項1記載の
研削工具。
6. The grinding tool according to claim 1, wherein the conductive high hardness material is a tungsten carbide sintered body.
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