JPH1158230A - 研削工具のドレッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半球状の研削工具を精度よくドレッシングす
ること。 【解決手段】 ボール砥石３０と総形陽電極１８とを研
磨液中で対向、配置して相対回転させながら、総形陽電
極１８と総形陰電極２６との間に所定の電圧または電流
を印加して、電気泳動現象により、総形陽電極１８の表
面に研磨液中の遊離砥粒を吸着してボール砥石３０をド
レッシングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研削工具のドレッシ
ング装置に関し、特に半球状の研削工具を精度よくドレ
ッシングするドレッシング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変位切り込み方式の研削加工を行うこと
によって金型の自由曲面を鏡面仕上するために、半球状
に成形した極微粒のダイヤモンド砥粒を含む砥石または
研削工具が用いられている。砥石は、研削加工の進捗に
より、砥石表面の砥粒間にワーク表面から除去された微
粒の切粉が目詰まりするとともに、砥石の砥粒および結
合材（マトリックス）が漸次除去され変形する。この場
合、高精度な加工面を創成するためには、砥石を精度よ
くツルーイング（成形）およびドレッシング（目立て）
する必要がある。

【０００３】精密な表面研磨法として電気泳動現象を利
用した研磨方法は既に公知となっている。例えば、特公
昭５９−４６７３９号公報には電気泳動によりワーク表
面を研削する方法が開示されている。この方法では、遊
離砥粒を分散させた懸濁液中において、ワークとポリッ
シャを対向させた状態で両者間に電圧を印加しながら相
対回転運動させ、電気泳動現象を利用してワーク表面を
研磨する。更に、特開平８−２５７９１２号公報には、
遊離砥粒を分散させた懸濁液中において、ワークを研磨
すると同時に砥石の再生を行う電気泳動を利用したイン
プロセスドレッシング方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】既述したように、高精
度の研削加工では精度よくツルーイングおよびドレッシ
ングを行うことが不可欠である。然しながら、上記２つ
の公報に開示された方法では半球状の研削工具のツルー
イングとドレッシングを行なうことができない。本発明
は、電気泳動現象を利用して、研削工具、特に半球状の
砥石から成る研削工具を精度よくツルーイングとドレッ
シングが可能な装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、研削工具と
総形陽電極とを研磨液中で対応させて相対回転させなが
ら、総形陽電極と総形陰電極との間に所定の電圧または
電流を印加して、電気泳動現象により、総形陽電極に研
磨液中の遊離砥粒を吸着して研削工具をドレッシングす
ることにより達成される。

【０００６】本発明は、研削工具のドレッシング装置に
おいて、研磨液を貯留した加工槽内に回転可能に支持さ
れた半球状の研削工具と、前記研削工具に対設され、前
記研削工具の回転軸線に平行な回転軸線回りに回転可能
に支持され、かつ前記研削工具に対応した形状の総形陽
電極と、前記総形陽電極に対して所定間隔をあけて対
設、固定された総形陰電極とを具備し、前記総形陽電極
と総形陰電極の間に電界を形成し、両者間に前記研磨液
中に分散された遊離砥粒の電気泳動現象を生じさせると
もに、前記研削工具と前記総形陽電極とを相対回転させ
て、前記研削工具のドレッシングを行う研削工具のドレ
ッシング装置を要旨とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明実施形
態による研削工具のドレッシング装置１０は、基台１２
の上面に中空円筒形状のフレーム１４が設けられてお
り、該フレーム１４に研磨液を貯留するための加工槽１
６が取り付けられている。加工槽１６内には陽極固定部
材２０が回転軸線Ｏを中心として回転自在にフレーム１
４に支持されている。陽極固定部材２０はアクリルなど
の電気絶縁材料により凹部２０ａを有した概ね円筒形状
に形成されており、上端外周部に沿ってフランジ部２０
ｂを備えている。陽極固定部材２０のフランジ部２０ｂ
とフレーム１４の間にはＯリングなどのシール部材１４
ａが配設されており、フレーム１４の内部に研磨液が侵
入することを防止している。

【０００８】本実施形態において前記研磨液はイオン交
換水にカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と、遊離
砥粒として酸化アルミナ砥粒を分散させた懸濁液とから
成る。遠心力により研磨液が飛散することを防止するた
め、および、粒径が比較的大きなアルミナ砥粒を研磨液
に分散させるために比較的粘度の高い研磨液とした。よ
り具体的には、ＣＭＣ水溶液に重量比で約５％のアルミ
ナ砥粒を分散させ、粘度を４５から５０ｃＰに維持し
た。アルミナ砥粒の粒径は１．５から６．７μｍとし
た。研磨液を加工槽１６内で循環させるために研磨液循
環装置２４が設けられている。研磨液循環装置２４はチ
ュービングポンプ２４ａを具備しており、該チュービン
グポンプ２４ａは管路２４ｂを介して加工槽１６の底部
から研磨液を吸い込んで、管路２４ｃを介して加工槽１
６の上方部、詳細には、加工槽１６内の陽極固定部材２
０の凹部２０ａの上方部に研磨液を循環させる。

【０００９】陽極固定部材２０の凹部２０ａ内には、総
形陽電極１８が陽極固定部材２０に対して回転軸線Ｏに
沿って同心状に固定されている。総形陽電極１８は、例
えばステンレス鋼などの耐腐食性の金属材料により、ツ
ルーイング、ドレッシングを行う研削工具に対して総形
に形成される。すなわち、研削工具の半球状部と略等し
い半径の円弧を有した図示のような回転体形状に形成さ
れる。フレーム１４の内部において基台１２の上面に
は、陽極固定部材２０を回転軸線Ｏを中心として回転駆
動するための駆動モータ２２が固定されており、陽極固
定部材２０は駆動モータ２２の回転軸２２ａに取り付け
られている。駆動モータ２２は、例えば１５００ｒｐｍ
で回転させることができる。こうして、総形陽電極１８
は駆動モータ２２により陽極固定部材２０とともに回転
軸線Ｏを中心として回転駆動される。

【００１０】陽極固定部材２０の凹部２０ａ内には、更
に、総形陰電極２６が、総形陽電極１８に対微小間隙δ
をおいて対設されている。総形陰電極２６は、例えばグ
ラファイトで成り、総形陽電極１８に対して総形に形成
されている。微小間隙δを調節可能にドレッシング装置
１０の図示しない固定部に固定されている。総形陽電極
１８と総形陰電極２６の間には、電源装置２８により所
望の直流電圧または直流電流が印加される。総形陽電極
１８と総形陰電極２６の間において研磨液中に電界が形
成される。

【００１１】陽極固定部材２０の凹部２０ａ内には、更
に、ツルーイングまたはドレッシングすべき研削工具と
してボール砥石３０が対設されている。ボール砥石３０
は、総形陽電極１８の回転軸線Ｏに平行な回転軸線Ｏ１
を中心として回転自在に主軸装置３２の先端部に装着さ
れている。主軸装置３２は回転軸線Ｏ１に沿う方向およ
び同回転軸線に対して垂直方向に移動可能に構成されて
おり、ボール砥石３０の先端部を総形陽電極１８に対し
て正確に位置決めできようになっている。ボール砥石３
０は極微粒レジンボンド砥石であり、平均粒径４から５
μｍのダイヤモンド砥粒をメラミン樹脂にて結合し、円
柱と半球とを組み合わせた形状にて形成されている。ボ
ール砥石３０は単に半球形状に形成してもよい。

【００１２】以下、本発明実施形態の作用を説明する。
一般的に、ＣＭＣを溶解させた水溶液にアルミナ砥粒を
分散させると、ＣＭＣの親水基が金属イオンを放出して
負に帯電し、疎水基には砥粒が吸着される。ＣＭＣ溶液
に砥粒を分散させた懸濁液から成る研磨液に、総形陽電
極１８と総形陰電極２６の間に電圧を印加して両者間の
微小間隙に電場を形成すると、ＣＭＣに疎水吸着した砥
粒が、電気泳動現象により総形陽電極１８の表面に吸引
される。そして、総形陽電極１８の表面に吸引されたＣ
ＭＣおよび砥粒が総形陽電極１８の表面に疎水吸着し
て、図２に示すように砥粒濃度の高いゲル状の皮膜３４
が形成される。

【００１３】この状態で、総形陽電極１８およびボール
砥石３０を回転させながら両者を互いに押接すると、総
形陽電極１８の形状がボール砥石３０に転写され、ボー
ル砥石３０がツルーイング（成形）される。また、ボー
ル砥石３０および総形陽電極１８を回転させながら、ボ
ール砥石３０を総形陽電極１８の表面に形成されたゲル
状の皮膜３４に接触させることによりボール砥石３０が
ドレッシング（目立て）される。つまり、ボール砥石３
０を総形陽電極１８の表面に接触するように押接するこ
とにより、ボール砥石３０のダイヤモンド砥粒および結
合材としてのメラミン樹脂の両者が除去され、ボール砥
石３０に総形陽電極１８の形状が転写される。また、ボ
ール砥石３０が総形陽電極１８でなく、総形陽電極１８
の表面に形成されたゲル状の皮膜３４に接触するように
ボール砥石３０を位置決めすることにより、ゲル状の皮
膜がポリッシャとして作用し、ボール砥石３０のメラミ
ン樹脂のみが除去されボール砥石３０がドレッシングさ
れる。

【００１４】実験によれば、１．５μｍのアルミナ砥粒
を用いてボール砥石３０を総形陽極１８に１５μｍ接触
させて印加電流を１Ａとした場合で、約０．８μｍの真
円度にボール砥石をツルーイングすることができた。ま
た、１．５μｍのアルミナ砥粒を用いてボール砥石３０
と総形陽電極１８との間に５μｍの隙間を設定して印加
電流を１Ａとした場合、ボール砥石３０から砥粒がほと
んど除去されておらず、良好なドレッシングがなされて
いることが観察された。なお、本ドレッシング装置は、
研削工具を主軸に装着して金型などを加工するマシニン
グセンタのテーブル上の加工の支障にならない場所に設
け、金型加工中に適宜ドレッシングやツルーイングがオ
ンマシンで行えるように構成しても良いし、ドレッシン
グ専用機として構成しても良い。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、遊離砥粒を分散させた
研磨液に電界を形成して砥粒を電気泳動させることによ
り、総形陽電極の表面に砥粒を含むゲル状の皮膜を形成
し、この皮膜を用いて、半球状の研削工具と総形陽電極
とを相対回転させながら、研削工具を総形陽電極の表面
に接触させることにより研削工具のツルーイングを行
い、総形陽電極の表面に形成された皮膜にのみ接触させ
ることにより研削工具のドレッシングを行うことが可能
となる。よって、半球状の研削工具を精度よく成形及び
目立てすることができる。特にドレッシングは、研削工
具の砥粒の脱落を極力起こさず、ボンドのみを削るとい
ういわゆるソフトなドレッシングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態によるドレッシング装置の略断
面図である。

【図２】総形陽電極の部分拡大図であり、総形陽電極の
表面に形成される皮膜を示す図である。

【符号の説明】

１０…ドレッシング装置 １２…基台 １４…フレーム １６…加工槽 １８…総形陽電極 ２４…研磨液循環装置 ２６…総形陰電極 ２８…電源装置 ３０…ボール砥石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 築地原 信幸 福岡県北九州市小倉南区上貫１丁目３番８ 号 (72)発明者 脇坂 聡良 福岡県福岡市東区和白東５丁目13番22号 村上ハイツ204号室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研削工具のドレッシング装置において、 研磨液を貯留した加工槽内に回転可能に支持された半球
   状の研削工具と、 前記研削工具に対設され、前記研削工具の回転軸線に平
   行な回転軸線回りに回転可能に支持され、かつ前記研削
   工具に対応した形状の総形陽電極と、 前記総形陽電極に対して所定間隔をあけて対設、固定さ
   れた総形陰電極とを具備し、 前記総形陽電極と総形陰電極の間に電界を形成し、両者
   間に前記研磨液中に分散された遊離砥粒の電気泳動現象
   を生じさせるともに、前記研削工具と前記総形陽電極と
   を相対回転させて、前記研削工具のドレッシングを行う
   研削工具のドレッシング装置。
2. 【請求項２】 前記ドレッシング装置が、更に、前記加
   工槽内の研磨液を循環させるための研磨液循環装置を具
   備する請求項１に記載のドレッシング装置。