JPH11207618A - 導電性砥石のツルーイング方法およびツルーイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 砥石表面の切れ味を損なうことなく、精密研
削に要求される砥石表面のプロファイル精度を満足させ
ることができ、装置の小型化・低コスト化を図ることが
できる放電ツルーイング技術を提供する。 【解決手段】 ツルアー３は、導電性結合材料によりダ
イヤモンド砥粒が結合されてなる導電性ロータリ・ダイ
ヤモンド・ドレッサの形態とされた放電ツルーイング電
極からなり、放電ツルーイング電極と機械的ツルーイン
グ工具の機能構成を兼備する。このツルアー３を用い
て、導電性砥石からなる砥石車４の砥石表面４ａに対
し、放電ツルーイングと機械的ツルーイングを同時に施
すことにより、両ツルーイングをそれぞれ単独で行う場
合の不具合を相殺する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は導電性砥石のツル
ーイング方法およびツルーイング装置に関し、さらに詳
細には、センタレス研削盤や平面研削盤等の研削盤にお
いて、メタルボンド・ダイヤモンド砥石等の導電性砥石
に対して、放電作用を利用したツルーイングを行う放電
ツルーイング技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、先端精密加工技術の一つとして、
超砥粒砥石を用いた研削技術が注目され、特にレジン系
やメタル系結合材料によりダイヤモンド砥粒が結合され
てなるダイヤモンド砥石は、セラミック等の硬脆材料を
研削加工する場合に最適な砥石として使用されている。

【０００３】ところで、この種の超砥粒砥石のツルーイ
ング(truing)は、従来の一般的な機械的ツルーイング技
術では困難であるとともに、その作業に長時間を要する
という問題があった。

【０００４】この点に関して、この種の超砥粒砥石の多
くが導電性レジンボンドやメタルボンド等の導電性結合
材料を用いた導電性砥石であることに着目して、最近で
は、放電作用を利用したツルーイングを行う放電ツルー
イング技術が超砥粒砥石のツルーイングに適用される例
が増えてきている。

【０００５】放電ツルーイングの一般的構成は、メタル
ボンド・ダイヤモンド砥石からなる砥石車を備えたセン
タレス研削盤を例にとれば、砥石車を（＋）極とすると
ともに、この砥石車の砥石表面（円筒研削面）に対向し
て一定間隔をもって設けられた金属円盤からなる放電ツ
ルアー（放電ツルーイング電極）を（−）極とし、上記
砥石車と放電ツルアーを所定の速度で回転させながら、
これらに正負の電圧をそれぞれ印加することにより、両
極間の放電作用によって上記砥石表面のメタルボンド部
分を溶解除去して、研削面における砥粒の突出状態を成
形維持するようにされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の放電ツルーイング技術では、砥石車の砥石表
面のプロファイル精度を精密研削に要求される程度まで
向上させることができず、さらなる改良が要望されてい
た。

【０００７】すなわち、超砥粒砥石からなる砥石車を用
いた精密研削には、砥石車の真円度や真直度等の確保と
共に、砥粒先端を精密に揃える必要があるところ、従来
の放電ツルーイングでは、砥石の結合材料を放電作用で
溶融除去するとともに、砥石車の回転による振れ取りを
行うという方法が採られているため、砥粒先端を所要の
精度に揃えること等が難しく、砥石表面を所要のプロフ
ァイル精度に創成することは困難である。

【０００８】しかも、砥石表面には結合材料によりほと
んど保持されていない砥粒も多く存在して、砥石表面が
不安定な状態にあり、この不安定な状態のままで研削加
工すると工作物表面にスクラッチ（引っかき傷）を生じ
て、精密研削としての仕上げ精度を得ることができな
い。

【０００９】この対策として、従来は、放電ツルーイン
グ後に、ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサー等を用い
て砥石表面のプロファイル修正を行っていたが、これで
は、２種類のツルーイング装置が必要で、装置の大型
化、装置コストの高騰を招くとともに、ロータリ・ダ
イヤモンド・ドレッサー等によるプロファイル修正によ
り、せっかく放電ツルーイングによって突き出した砥粒
が目潰しされて、切れ味が犠牲になってしまうという、
新たな問題を生じていた。

【００１０】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、従来の放
電ツルーイング技術と機械的ツルーイング技術を組み合
わせることにより、砥石表面の切れ味を損なうことな
く、精密研削に要求される砥石表面のプロファイル精度
を満足させることができ、しかも装置の小型化・低コス
ト化を図ることができる放電ツルーイング技術を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の導電性砥石のツルーイング方法は、放電ツ
ルーイング電極と機械的ツルーイング工具の機能構成を
兼備したツルアーを用いて、前記導電性砥石の砥石表面
に対し、放電ツルーイングと機械的ツルーイングを同時
に施すことを特徴とし、上記放電ツルーイングと機械的
ツルーイングは、導電性砥石の研削加工停止中または研
削加工中に同時に施する。

【００１２】好適な実施態様として、上記ツルアーは、
導電性結合材料によりダイヤモンド砥粒が結合されてな
る導電性ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサの形態とさ
れた放電ツルーイング電極からなる。

【００１３】また、本発明のツルーイング装置は、導電
性結合材料により砥粒が結合されてなる導電性砥石を備
えた研削盤に装着されて、上記ツルーイング方法を実施
するものであって、上記導電性砥石の砥石表面に対向し
て放電ツルーイング電極が設けられ、この放電ツルーイ
ング電極は、導電性結合材料によりダイヤモンド砥粒が
結合されてなる回転可能な導電性ロータリ・ダイヤモン
ド・ドレッサの形態とされていることを特徴とする。

【００１４】上記導電性ロータリ・ダイヤモンド・ドレ
ッサのダイヤモンド砥粒の粒度は、適正な放電距離と導
電性砥石の砥粒の適正な突出し量が確保されるように、
上記導電性砥石の砥粒の粒度に対応して設定される。

【００１５】本発明においては、砥石表面にツルーイン
グを施すツルアーが、放電ツルーイング電極と機械的ツ
ルーイング工具の機能構成を兼備しており、好適には、
導電性結合材料によりダイヤモンド砥粒が結合されてな
る回転可能な導電性ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサ
の形態とされた放電ツルーイング電極からなり、導電性
砥石に対して、放電加工により結合材料を溶融除去しな
がら、同時に、上記ツルアーのダイヤモンド砥粒により
上記砥石の砥粒の突出し量を揃え、砥石表面のプロファ
イル精度を向上させる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１７】本発明に係る導電性砥石のツルーイング装
置が図１〜図３に示されている。このツルーイング装置
１は、具体的にはセンタレス研削盤２に装置されるもの
で、ツルアーまたはツルーイング工具３が、砥石車４に
対して調整車５の反対側に配置されてなる。６は工作物
Ｗを回転支持するブレード、７は電源、８ａは冷却水ノ
ズル、９ａ，９ｂは冷却エアノズルをそれぞれ示してい
る。

【００１８】砥石車４は導電性結合材料により砥粒が結
合されてなる導電性砥石からなり、その砥石表面４ａが
円筒研削面とされている。砥粒としては、微小なダイヤ
モンド砥粒やＣＢＮ（キュービックボロンナイトライ
ド）砥粒等のいわゆる超砥粒が使用されるとともに、導
電性結合材料としては、導電性レジンボンドやメタルボ
ンドが使用され、図示の実施形態においては、微小なダ
イヤモンド砥粒が導電性レジンボンドにより結合されて
なる導電性砥石車４とされている。

【００１９】上記砥石車４は、具体的には図示しない
が、砥石軸１０を介して図外の砥石車基台に回転可能に
支持されるとともに、動力伝達機構を介して回転駆動源
に連係されている。また、砥石車４は給電体１１を介し
て電源７の（＋）極に電気的に接続されている。

【００２０】ツルアー３は、放電ツルーイング電極とし
ての機能構成と機械的ツルーイングとしての機能構成を
兼備するもので、具体的には、導電性ロータリ・ダイヤ
モンド・ドレッサの形態とされた放電ツルーイング電極
が採用されている。このツルアー３は、上記砥石車４よ
り幅狭の円盤状とされており、その外周面部分が導電性
結合材料によりダイヤモンド砥粒が結合されてなるツル
ーイング面３ａとされている。ダイヤモンド砥粒を結合
する導電性結合材料としては、上記砥石車４の導電性結
合材料の溶融速度を考慮して、これよりも溶融速度が遅
い導電性材料が採用され、図示の実施形態においては、
銅（Ｃｕ）やタングステン（Ｗ）あるいはこれらの混合
物が好適に採用されている。

【００２１】ツルアー３は、具体的には図示しないが、
上記砥石軸１０と平行に配されたツルアー軸１５を介し
て、ツルアー基台に回転可能に支持されるとともに、動
力伝達機構を介して回転駆動源に連係されている。これ
により、ツルアー３は、そのツルーイング面３ａが、砥
石車４の砥石表面４ａと平行となるように対向配置した
状態で回転駆動される。

【００２２】また、ツルアー３は、上記砥石車４の砥石
軸１０と平行な方向と垂直な方向へスライド可能とされ
るとともに、スライド駆動源に連係されてなり、砥石車
４の砥石表面４ａに沿って砥石軸１０方向（図面の紙面
に対して垂直方向）へトラバース移動するとともに、砥
石表面４ａに対して微小切込み送りされる。

【００２３】さらに、ツルアー３は給電体１６を介して
電源７の（−）極に電気的に接続されて、（−）極の放
電ツルーイング電極とされている。

【００２４】また、図３の拡大模式図を参照して、上記
ツルアー３のツルーイング面３ａにおけるダイヤモンド
砥粒２０の粒度は、適正な放電距離（ツルアー３の結合
材料外周面と砥石車４の結合材料外周面との距離）Ｌ
と、砥石車４の砥粒２１の適正な突出し量（結合材料外
周面からの突出し量）Ｈとが確保されるように、上記砥
石車４の砥粒２１の粒度が対応して設定されている。

【００２５】図示の実施形態においては、砥石車４の砥
粒２１の粒度が２０μｍ（♯８００）とされるととも
に、ツルアー３のダイヤモンド砥粒２０の粒度が４０μ
ｍ（♯６００）とされている。これにより、上記放電距
離Ｌが３０μｍに設定されるとともに、砥石車４の砥粒
２１の突出し量Ｈが３０μｍに設定されることとなる。

【００２６】しかして、以上のように構成された導電性
砥石のツルーイング装置１を備えるセンタレス研削盤２
おいては、工作物Ｗが、ブレード６と回転駆動される調
整車５によりセンタレスで回転支持されながら、工作物
表面に回転駆動される砥石車４の砥石表面４ａによる研
削加工が施されるとともに、砥石車４の砥石表面４ａの
性状に応じて、研削加工中または研削加工停止中に、ツ
ルーイング装置１によるツルーイングが随時実行され
る。

【００２７】このツルーイングにおいては、回転駆動す
るツルアー３により、砥石車４の砥石表面４ａに対し、
放電ツルーイングと機械的ツルーイングが同時に施され
ることとなる。

【００２８】具体的には、ツルアー３がツルアー軸１５
により回転駆動されながら、砥石車４とツルアー３に直
流電流が流されて、これにより、上記砥石表面４ａの導
電性結合材料部分が放電作用で溶融除去されて、チップ
ポケットが形成されるとともに（放電ツルーイング）、
同時に、ツルアー３が砥石表面４ａに対して回転しなが
らトラバース移動されて、砥石表面４ａにおける砥粒２
１の突出し量Ｈが揃えられる（機械的ツルーイング）。

【００２９】この場合、ツルーイング面３ａと砥石表面
４ａとの間の放電領域への冷却水の侵入を防止するた
め、この放電領域には冷却エアノズル９ｂから冷却空気
が噴射供給される。

【００３０】また、上記ツルーイングが研削加工中にイ
ンプロセスで行われる場合、冷却水ノズル８ａから砥石
車４の砥石表面４ａに噴射供給される冷却水が砥石表面
４ａ上を連れ回りしているので、この場合も、冷却エア
ノズル９ａから冷却空気が噴射供給されて水切りが行わ
れ、上記放電領域部位への冷却水の侵入が有効に防止さ
れる。

【００３１】以上のように、砥石車４にツルーイングを
施すツルアー３が、放電ツルーイングを行う放電ツルア
ーと機械的ツルーイングを行うロータリ・ダイヤモンド
・ドレッサとしての機能構成を兼ね備えてなることによ
り、両ツルーイング工具単独でのツルーイングの場合の
不具合を相殺することができ、この結果、砥石表面４ａ
の切れ味を損なうことなく、精密研削に要求される砥石
表面４ａのプロファイル精度を満足させることができ
る。

【００３２】つまり、従来の一般的な放電ツルアーによ
る放電ツルーイングにおいては、砥粒先端を所有の精度
に揃えることが不可能であり、また、砥石車４の砥石表
面４ａに結合材料によりほとんど保持されていない砥粒
も多く存在して、砥石表面４ａが不安定な状態にあった
が、上記ツルアー３によれば、その機械的ツルーイング
作用により上記不具合が有効に解消されて、砥粒先端が
所要の精度に揃えられるとともに、常に安定した砥石表
面４ａが確保される。

【００３３】また、従来の一般的なロータリ・ダイヤモ
ンド・ドレッサーによる機械的ツルーイングにおいて
は、結合材料と砥粒が面一になり、砥石の切れ味が犠牲
になるところ、上記ツルアー３によれば、放電ツルーイ
ング作用により、結合材料の凹み（チップポケット）が
大きく、砥石の良好な切れ味が確保される。

【００３４】さらに、単一のツルーイング装置１で、前
述した従来の２種類のツルーイング装置の機能を兼備し
ているので、放電ツルーイング後に、ロータリ・ダイヤ
モンド・ドレッサー等を用いて砥石表面のプロファイル
修正を行っている従来方法に比較して、ツルーイングに
要する時間が短縮されるとともに、装置が小型かつ低コ
ストである。

【００３５】なお、上述した実施形態は、あくまでも本
発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこ
れに限定されることなく、その範囲内で種々設計変更可
能である。

【００３６】例えば、図示の実施形態においては、冷却
装置として冷却水ノズル８ａを備えた構成とされること
から、放電ツルーイングを可能とするために冷却水の水
切り用の冷却エアノズル９ａ，９ｂが配置されている
が、上記冷却装置が冷却エアノズルを備えた冷風研削装
置の場合には、冷却エアノズル９ａ，９ｂは不要とな
る。

【００３７】また、図示の実施形態においては、ツルー
イング装置１がセンタレス研削盤に装置されているが、
本発明のツルーイング装置は、導電性結合材料により砥
粒が結合されてなる導電性砥石を備えた研削盤であれ
ば、センタレス研削盤のほか、平面研削盤や円筒研削盤
などの他の研削盤にも適用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
砥石表面にツルーイングを施すツルアーが、放電ツルー
イング電極と機械的ツルーイング工具の機能構成を兼備
しているから、砥石表面の切れ味を損なうことなく、精
密研削に要求される砥石表面のプロファイル精度を満足
させることができ、しかも装置の小型化・低コスト化を
図ることができる。

【００３９】具体的には、上記ツルアーが、導電性結合
材料によりダイヤモンド砥粒が結合されてなる回転可能
な導電性ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサの形態とさ
れた放電ツルーイング電極からなり、導電性砥石に対し
て、放電加工により結合材料を溶融除去しながら、同時
に、上記ツルアーのダイヤモンド砥粒により上記砥石の
砥粒の突出し量を揃える構成とされているから、以下の
ような効果が得られる。

【００４０】(1) ツルーイング精度が向上する。砥石に
ツルーイングを施すツルアーが、放電ツルーイングを行
う放電ツルアーと機械的ツルーイングを行うロータリ・
ダイヤモンド・ドレッサとしての機能構成を兼ね備えて
なるから、両ツルーイング工具単独でのツルーイングの
場合の不具合を相殺することができ、この結果、砥石表
面の切れ味を損なうことなく、精密研削に要求される砥
石表面のプロファイル精度を満足させることができる。

【００４１】(2) 工作物の研削加工面が高品位化され得
る。従来の放電ツルーイングのみの場合、砥石表面には
不安定な砥粒（ほとんど結合材料に保持されていない砥
粒）も多くあり、このままの状態で研削加工すると、工
作物の研削加工面におけるスクラッチ発生の原因となっ
ていたが、本発明によれば、ツルアーが機械的ツルーイ
ング工具の機能構成を備えているから、上記のような不
安定な砥粒が有効に除去されて、スクラッチの無い安定
した研削加工面が得られる。

【００４２】(3) 砥石表面における砥粒の突出し量を定
量化できる。ツルアーのツルーイング面における砥粒の
粒度と砥石表面における砥粒の粒度により、砥粒の接触
ギャップ、つまり放電距離と砥石表面の砥粒の突出し量
が決まるため、放電条件を一定にすれば、上記砥粒の突
出し量を定量化でき、さらには切れ味を一定化すること
ができる。

【００４３】(4) ツルーイング時間の短縮化、装置の小
型化およびコスト低減化を図ることができる。単一のツ
ルーイング装置で、前述した従来の２種類のツルーイン
グ装置の機能を兼備しているので、放電ツルーイング後
に、ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサー等を用いて砥
石表面のプロファイル修正を行っている従来のツルーイ
ング方法に比較して、ツルーイングに要する時間が短縮
されるとともに、装置を小型かつ低コスト化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態である導電性砥石のツ
ルーイング装置を示す正面図である。

【図２】同ツルーイング装置を示す正面図である。

【図３】同ツルーイング装置の要部を拡大して示す正面
模式図である。

【符号の説明】

１ ツルーイング装置 ２ センタレス研削盤 ３ ツルアー（放電ツルーイング電極、導
電性ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサ） ３ａ ツルーイング面 ４ 砥石車 ４ａ 砥石表面 ７ 電源 １０ 砥石軸 １１ 給電体 １５ ツルアー軸 １６ 給電体 ２０ ダイヤモンド砥粒 ２１ 砥石車の砥粒 Ｈ 砥粒の突出し量 Ｌ 放電距離 Ｗ 工作物

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性結合材料により砥粒が結合されて
   なる導電性砥石をツルーイングする方法であって、 放電ツルーイング電極と機械的ツルーイング工具の機能
   構成を兼備したツルアーを用いて、前記導電性砥石の砥
   石表面に対し、放電ツルーイングと機械的ツルーイング
   を同時に施すことを特徴とする導電性砥石のツルーイン
   グ方法。
2. 【請求項２】 前記ツルアーは、導電性結合材料により
   ダイヤモンド砥粒が結合されてなる導電性ロータリ・ダ
   イヤモンド・ドレッサの形態とされた放電ツルーイング
   電極からなることを特徴とする請求項１に記載の導電性
   砥石のツルーイング方法。
3. 【請求項３】 前記ツルアーのダイヤモンド砥粒の粒度
   は、適正な放電距離と導電性砥石の砥粒の適正な突出し
   量が確保されるように、前記導電性砥石の砥粒の粒度に
   対応して設定されていることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の導電性砥石のツルーイング方法。
4. 【請求項４】 導電性砥石の研削加工停止中に前記放電
   ツルーイングと機械的ツルーイングを同時に施すことを
   特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の導電
   性砥石のツルーイング方法。
5. 【請求項５】 導電性砥石の研削加工中に前記放電ツル
   ーイングと機械的ツルーイングを同時に施すことを特徴
   とする請求項１から３のいずれか一つに記載の導電性砥
   石のツルーイング方法。
6. 【請求項６】 導電性結合材料により砥粒が結合されて
   なる導電性砥石を備えた研削盤に装着されるものであっ
   て、 前記導電性砥石の砥石表面に対向して放電ツルーイング
   電極が設けられ、 この放電ツルーイング電極は、導電性結合材料によりダ
   イヤモンド砥粒が結合されてなる回転可能な導電性ロー
   タリ・ダイヤモンド・ドレッサの形態とされていること
   を特徴とする導電性砥石のツルーイング装置。
7. 【請求項７】 前記導電性ロータリ・ダイヤモンド・ド
   レッサのダイヤモンド砥粒の粒度は、適正な放電距離と
   導電性砥石の砥粒の適正な突出し量が確保されるよう
   に、前記導電性砥石の砥粒の粒度に対応して設定されて
   いることを特徴とする請求項６に記載の導電性砥石のツ
   ルーイング装置。
8. 【請求項８】 前記研削盤は、導電性結合材料により砥
   粒が結合されてなる導電性砥石を用いた砥石車を備える
   センタレス研削盤であって、 前記砥石車が（＋）極とされるとともに、前記導電性ロ
   ータリ・ダイヤモンド・ドレッサが（−）極とされ、 この導電性ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサにより、
   前記砥石車の砥石表面に対し、放電ツルーイングと機械
   的ツルーイングを同時に施す構成とされていることを特
   徴とする請求項６または７に記載の導電性砥石のツルー
   イング装置。