JPS6263055A

JPS6263055A - 平面研削加工法

Info

Publication number: JPS6263055A
Application number: JP20273485A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Suzuki; 清鈴木; Takeo Nakagawa; 威雄中川; Tetsutaro Uematsu; 植松　哲太郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1987-03-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は平面研削加工法に関するものである６〔従来の
技術とその問題点〕平面研削たとえばセラミックス、超硬合金などで代表さ
れる硬脆材料の平面研削加工において。

研削面粗さの向上は重要な課題である。

研削面粗さの向上を図る方法として、従来では一般に、
砥石の粒度を細かくする方法、送りを小さくする方法、
切り込みを小さくする方法およびそれらを組合せる方法
が採られていた。しかしながら、いずれの、方法も単位
時間当りの除去料の減ることに変わりがないため、加工
能率の面で問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解決するために研究して
創案されたもので、その目的とするところは高い除去量
を確保しつつしかも面粗さを大幅に向上することができ
、優れた研削面精度を能率的に達成できる平面研削加工
法を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は砥石と被研削物との
相対運動を特殊化したもので、従来では、平面研削は、
砥石の回転方向と被研削物の送り方向を一致させて行う
ものとされていたが、この発想を転換し、砥石回転方向
と被研削物送り方向とが所定の角度を持って相対的に運
動するように研削するものである。

すなわち本発明は、砥石に対する被研削物の相対送り方
向を砥石回転方向に対し約２０〜７０度の角度を持たせ
て研削することを特徴とする方法である。

ここで、被研削物相対送り方向を砥石回転方向に対し約
２０〜７０度の角度を持たせる方法としては、砥石軸そ
のものを斜行移動させ、あるいは被研削物ないしこれを
装着したテーブルを斜行移動する方法および、砥石軸と
被研削物とを直交させた状態で両者の移動速度を制御す
る方法とがある。

これらの各方法は１機械的に行ってもよいし、ソフトウ
ェアで工具軌跡を制御する方法としてもよい。前者は通
常研削盤での加工に適しており、後者はマシニングセン
タないしはグラインディングセンタなどによる研削に好
適である。

また、砥石と被研削物移動方向に前記角度を持たせた研
削は、１バスでもよいし一部ピッチごとの反復であって
もよい。

〔実　施　例〕

以下本発明を添付図面に基き具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明を本発明による研削法の原
理を示すもので、１は被研削物であり。

図示しないテーブル等に取り付°けられる。２は砥石で
あり、軸付き型あるいはストレート型など円筒面を使っ
て研削するものが用いられる。砥石材質としては、軸方
向強度の高い鋳鉄ボンドその他のメタルボンド砥石が好
適である。３は砥石軸、４はヘッドである。

研削加工に当り１本発明は砥石２の回転方向と被研削物
１の相対送り方向とを一致させず、積極的に砥石回転方
向と被研削物送り方向の合力方向に角度αで相対斜行運
動させ、この状態で所定の切り込みを与えて研削するも
のである。このように砥石回転方向と被研削物送り方向
を角度αを持たせることにより、砥石２上の隣接する砥
粒間の間隔は実質的に狭くなる。そのため、除去量が高
いまま面粗さが向上する。

前記砥石回転方向と被研削物送り方向とのなす角度αは
、これがあまり小さいと、砥粒間隔を狭める効果が乏し
く、かつまた研削面のうねりが大きくなる不具合がある
。しかし、角度αを過度に大きくしても、面粗さの向上
に効果が無く、また。

砥石と被研削物との接触幅（研削幅）が狭くなって研削
効率が低下する。さらに、うねりが最下点を過ぎかえっ
てうねりが増加する。加工物のパリ取りや酸化皮膜の除
去などの単純かつラフな作業はともかく、硬脆材料の仕
上げ研削など高い精度の要求される場合においては、適
正な角度の設定は非常に重要である。

第５図は本発明者らにより、最適角度αを検討した結果
を示すもので、直径３０ｍ＋、長さ２００１ｍの軸付き
砥石（砥石部：鋳鉄ボンドダイヤモンド砥石、　＃１０
０／２００、集中度１２５）ヲ用イ、角度αを０〜８０
度に設定し、サーメットを平面研削したときの角度αと
面粗さおよびうねりの関係を示す。

この第５図から明らかなように、角度αが０度の場合す
なわち砥石回転方向と被研削物送り方向とが一致する場
合、面粗さが悪く、仕上げ面のうねりも大きい、それに
対し、角度αが増大するに連れ、面粗さとうねりが急激
に改善され、約２０度以上で面粗さの向上とうねりの低
減が図られる。

しかし、角度が約７０度を超えると再びうねりが増大し
１面粗さも変化が無いかまたはむしろ悪化する傾向を示
す。

この角度と面粗さ、うねりの関係は、同一条件で窒化珪
素、炭化珪素、超硬合金を研削した場合も同様であった
。そこで本発明は、前記砥石回転方向と被研削物相対送
り方向とでなす角度αを。

約２０〜７０度の範囲にしたものである。

ここで、砥石回転方向と被研削物送り方向とで前記範囲
の角度αを得る方法は、第１図で砥石軸線方向をａとし
、砥石回転方向をｂとした場合。

被研削物１を移動させぬまま、砥石軸３またはヘッド４
により砥石２そのものをａとｂの合力方向に移動させる
方法がある。

また、第２図のように、砥石２は移動させず定位置で回
転させたまま、被研削物１またはこれを装着したテーブ
ルを角度αで斜行移動させる方法がある。

さらに、第３図のように、被研削物１と砥石２との移動
方向を直交させ、しかも、被研削物１の移動速度ＦＸと
砥石２の移動速度ＦＹを、所望の角度αが合成されるよ
うにＦＸ＝Ｆ−ｃＯ９α、ＦＹ＝Ｆ−ｓｉｎαで各々独
立に設定し研削する方法としてもよい。第３ａ図はこの
第３図の方法における被研削物１と砥石２の相対運動を
模式的に示す。

第１図と第２図において、被研削物１は砥石軸と直交す
る関係に配して研削しても良いが、削り残しを避ける点
から１図示のように被研削物１を平面から見て斜めに配
することが望ましい。

第１図ないし第３図は１パスでの研削を示しているが、
実際の研削作業においては、被研削物の面積が大きくこ
とが多く、１回の送りだけで研削できないケースが多々
ある。第４図はこのような場合に好適な方法を示すもの
で、砥石回転方向と被研削物送り方向とで角度αを持た
せての研削を一定の横送りピッチＰ毎に繰り返すもので
ある。

この方法は、同時に上記したうねりの抑制にも効果があ
る。うねりは砥石の軸方向真直度も関係するが、メタル
ボンド砥石のツルーイングは必ずしも容易ではなく、あ
まり高精度の真直度を要することは作業上好ましくない
１本法によれば、砥石の精度を高めずに研削面精度を向
上することができる。

第１図乃至第４図の相対運動は機械的な手法で行っても
よいし、ソフトウェアとりｂけ数値制御を利用して２次
元的に工具軌跡を制御する方法を採用してもよい。これ
は、マシニングセンタなどによる研削を行う場合に適し
ている。

次に本発明の具体例を示す。

実施例１１、研削装置として、定格７．５Ｋｖの横型マシニング
センタを使用し、砥石として＄１００／１２０、集中度
１２５の鋳鉄ボンドダイヤモンド軸付き砥石（直径３０
ｍ、長さ２０■）を用い、サーメットを、加工部に水溶
性研削液を噴射しながら平面研削した。

研削条件は、切り込みＯ，ｌａｗ、研削速度５６５　ｍ
／ｗｉｎとし、第３図の移動方法を用い、装置のＮＣ工
具軌跡制御により０度ないし７５度の角度範囲を合成し
て行った。

■、この結果を示すと第６図のとおりであり、角度α＝
Ｏ°すなわち通常の平面研削の場合。

面粗さはＲｍａｘ＝　１　、４μｍであったが、α＝４
５″の場合ＲＩＩｌａｘ＝０．２μｍであり、面粗さの
向上率は約７倍と大幅なものであった。

■０次に砥石回転方向と被研削物送り方向との相対角度
を４５度にとり、切り込み０．１閣としたときの砥石送
り速度と面粗さの関係を第７図に、同じく超硬合金に角
度４５度。

送り速度１００　ｍ　／ｗｉｎで研削したときの切り込
み深さと面粗さの関係を第８図に示す。

第８図から明らかなように、砥粒粒度ががなり粗い砥石
を用いているにも拘らず、送り速度１００ｍ＋ｍ／＋＊
ｉｎ、切り込み０．０５ｍでＲＩｌａｘ：０゜１μ園と
いう良好なあらさの得られることがわかる。

実施例２本発明を用い、第３図の１パス方式および第４図の繰返
し方式により研削を行った。砥石は実施例１と同じで、
サーメットに対し、角度４５度、横送りピッチＰ＝０　
、２　ｍとした。研削装置、角度の付与方式は実施例１
と同じにした。

この結果を示すと第９図の通りであり、１パス式と粗さ
の向上は同程度であるが、うねりの抑制は効果があった
。

また、鋳鉄ボンドストレート砥石（Ｄ＝１２５ｍａ＋、
Ｗ＝１３．５ｍ、＃　２００）を用い、窒化珪素に対し
、研削速度４６５ｏ＋／＋ｉｎ、送り速度５０ｍ／ｍｉ
ｎで１通常研削と繰返し傾斜研削（４５度）を行った。

その結果、通常研削では、粗さＲｍａｘ＝０．６　μｒ
ａであったが、本法では粗さＲｍａｘ”０゜１で、かつ
またうねりもない良好な仕上げ面が得られた。

本発明はセラミックス、超硬合金などの硬脆材料の平面
研削に好適であるが、これに限らず、通常の金属、非金
属材料の平面研削に適用されるものである。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、比較的簡単な手法
により、高い除去量を確保しつつしかも面粗さを大幅に
向上することができ、優れた研削面精度を能率的に達成
できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の原理を模式的に示す説明
図、第５図は本発明における砥石回転方向と被研削物送
り方向との最適角度の実験結果を示すグラフ、第６図は
本発明による面粗さ測定結果を示すグラフ、第７図と第
８図は砥石回転方向と被研削物送り方向との角度一定の
条件で送りと切り込みを各々変化させた場合の面粗さと
うねりの変化を示すグラフ、第９図は繰返し方式とした
場合の研削面粗さ曲線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）砥石に対する被研削物の相対送り方向を砥石回転
方向に対し約２０〜７０度の角度を持たせて研削するこ
とを特徴とする平面研削加工法。
（２）被研削物の相対送り方向を砥石回転方向に対し約
２０〜７０度の角度を持たせる方法が、砥石軸自体を斜
め方向に移動させる方法である特許請求の範囲第１項記
載の平面研削加工法。（２）被研削物の相対送り方向を砥石回転方向に対し約
２０〜７０度の角度を持たせる方法が、被研削物を斜め
方向に移動させる方法である特許請求の範囲第１項記載
の平面研削加工法。
（３）被研削物の相対送り方向を砥石回転方向に対し約
２０〜７０度の角度を持たせる方法が、砥石軸と被研削
物とを直交させかつ両者の移動速度を制御する方法であ
る特許請求の範囲第１項記載の平面研削加工法。
（４）砥石に対する被研削物相対送り方向を砥石回転方
向に対し約２０〜７０度の角度を持たせての研削が所定
の送りピッチで反復することを含む特許請求の範囲第１
項ないし第３項いずれかに記載の平面研削加工法。