JP2007050471A - ドレッシング方法及びロータリドレッシング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドレッシング作業の効率化を図ると共に、ロータリドレッサの耐摩耗性を向上させ長寿命化を図る。
【解決手段】 ロータリドレッシング装置１０は、ロータリドレッサ１２と、ロータリドレッサ１２を回転させる回転駆動装置１６と、ロータリドレッサ１２を超音波振動させる超音波振動装置１８と、を備える。この装置１０により、ロータリドレッサ１２を回転させつつ、自身の回転軸に垂直な方向Ｃに超音波振動させ、超音波振動による衝撃を、この方向Ｃに配された回転砥石２０に対して与え、回転砥石２０の砥粒の結合剤を破砕しながらドレッシングする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転砥石をドレッシング（「目立て」又は「目直し」ともいう）するためのドレッシング方法及びロータリドレッシング装置に関する。

回転砥石のドレッシングを行う装置として、ロータリドレッシング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１０３２２４号公報

研削加工における回転砥石のドレッシング工程は、回転砥石の切れ味の回復を行うものであるから、非常に重要である。従来は、ドレッシングを行うための工具として、一般に単石又は多石タイプのダイヤモンドドレッサやその他の固定型の砥石等が用いられていた。しかしながら、これらの工具ではドレッシングの効率が低いという問題があった。

一方、例えば特許文献１に記載されているようなロータリドレッサでは、略円柱形状の台金の外周に多数の砥粒が配置されているため、各砥粒にかかる負荷が低減されてドレッシングの効率が高く、高精度なドレッシングが可能である。しかしながら、回転砥石とロータリドレッサとの周速比（ロータリドレッサの周速度の、回転砥石の周速度に対する比）が１に近い条件で回転砥石のドレッシングを行うと、回転砥石の切れ味は向上するが、ロータリドレッサにかかる抵抗が増加してロータリドレッサの摩耗が促進されてしまう。また、回転砥石とロータリドレッサとの周速比が０に近い条件で回転砥石のドレッシングを行うと、ロータリドレッサの摩耗は低減するが、回転砥石の切れ味の回復が十分行われなくなってしまう。

そこで、本発明の課題は、ロータリドレッサの摩耗を抑制しつつ、ロータリドレッサによるドレッシングの効率を向上させることにある。

本発明に係るドレッシング方法は、ロータリドレッサにより回転砥石をドレッシングする方法である。この方法では、ロータリドレッサを回転させつつ、自身の回転軸に垂直な第１の方向に超音波振動させ、超音波振動による衝撃を、第１の方向に配された回転砥石に対して与え、回転砥石の砥粒の結合剤を破砕しながらドレッシングすることを特徴とする。

この方法によれば、ロータリドレッサの回転により回転砥石に圧縮力及び剪断力を与えると共に、超音波振動により回転砥石に衝撃力を与えることができる。そのため、ロータリドレッサの回転により回転砥石がドレッシングされるだけでなく、超音波振動により結合剤の破砕がさらに促進されることで回転砥石のドレッシングがより好適になされ、ドレッシング後の回転砥石において、十分な砥粒突出量を有すると共に鋭い切れ刃を有する砥粒を得ることができる。その結果、非常に短時間で効率的に回転砥石をドレッシングすることができる。また、ロータリドレッサは特定の面のみが回転砥石と接触することがなく、外周面の砥粒層が周方向に均等に負荷を受けるため、ロータリドレッサの単位面積あたりの負荷は固定型のドレッサよりも小さい。しかも、ロータリドレッサは超音波振動しているため、ロータリドレッサと回転砥石との接触部分における研削液の潤滑が良好となると共に、ロータリドレッサと回転砥石との接触時間が少なくなる。その結果、ロータリドレッサが摩耗しにくくなり、ロータリドレッサの長寿命化を図ることができる。

ここで、上記結合剤がビトリファイドボンドであると好ましい。このようにすれば、ビトリファイドボンドは衝撃に脆い性質であるため、超音波振動により砥粒周りの結合剤を容易に破砕することができる。従って、砥粒を十分に突出させて、切れ味の良好な回転砥石を効率的に得ることができる。

本発明に係るロータリドレッシング装置は、回転砥石をドレッシングするためのロータリドレッシング装置である。この装置は、台金の外周に形成された砥粒層を有するロータリドレッサと、ロータリドレッサを回転させる回転駆動装置と、ロータリドレッサの回転軸に垂直な第１の方向にロータリドレッサを超音波振動させる超音波振動装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ロータリドレッサの超音波振動が伝達するように第１の方向に回転砥石を配した場合、ロータリドレッサが回転駆動装置により回転して回転砥石に圧縮力及び剪断力を与えると共に、超音波振動装置により超音波振動して回転砥石に衝撃力を与えることができる。そのため、ロータリドレッサの回転により回転砥石がドレッシングされるだけでなく、超音波振動により結合剤の破砕がさらに促進されることで回転砥石のドレッシングがより好適になされ、ドレッシング後の回転砥石において、十分な砥粒突出量を有すると共に鋭い切れ刃を有する砥粒を得ることができる。その結果、非常に短時間で効率的に回転砥石をドレッシングすることができる。また、ロータリドレッサは特定の面のみが回転砥石と接触することがなく、外周面の砥粒層が周方向に均等に負荷を受けるため、ロータリドレッサの単位面積あたりの負荷は固定型のドレッサよりも小さい。しかも、ロータリドレッサは超音波振動しているため、ロータリドレッサと回転砥石との接触部分における研削液の潤滑が良好となると共に、ロータリドレッサと回転砥石との接触時間が少なくなる。その結果、ロータリドレッサが摩耗しにくくなり、ロータリドレッサの長寿命化を図ることができる。

ロータリドレッシング装置は、第１の方向において回転砥石を保持し回転させる回転駆動装置を備えると好ましい。このようにすれば、超音波振動装置によるロータリドレッサの振動を無駄なく回転砥石に伝達することができるので、より効率的にドレッシングすることができる。

本発明によれば、ドレッシング作業の効率化を図ると共に、ロータリドレッサの耐摩耗性を向上させ長寿命化を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係るロータリドレッシング装置１０の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るロータリドレッシング装置１０の全体構成を示す側面図であり、図２は、図１におけるロータリドレッサ１２と回転砥石２０とが近接している部分を示す部分拡大図である。

ロータリドレッシング装置１０は、ロータリドレッサ１２と、回転軸部材１４を介してロータリドレッサ１２を回転させる回転駆動装置であるモータ１６と、ロータリドレッサ１２を超音波振動させる超音波振動装置１８とを備えている。このロータリドレッシング装置１０は、被加工物を研削加工するための回転砥石２０をドレッシング（「目立て」又は「目直し」ともいう）し、回転砥石の切れ味を再生させるものである。

ロータリドレッサ１２は、台金１２ａと、この台金１２ａの外周面に沿って形成された砥粒層２２とを有する総型形状のロータリドレッサであり、ロータリドレッサ１２と回転砥石２０とが互いに接した状態で互いの凹凸が重なり合うようになっている。台金１２ａには中心軸Ａを中心とした略円柱状の軸穴（図示せず）が設けられている。また、砥粒層２２は、耐摩耗性の高い金属結合剤を用いて焼結、電鋳、電着等によりダイヤモンド砥粒を台金１２ａに固着することで、ダイヤモンド砥粒が単層又は多層となるよう台金１２ａに形成される。

回転軸部材１４は、略円柱形状であり、その直径が台金１２ａに形成された軸穴の直径よりも僅かに小さく、所定の固定手段等によって台金１２ａと固定されている。回転軸部材１４は、モータ１６に接続されており、ロータリドレッサ１２の台金１２ａに設けられた軸穴に中心軸Ａと同軸となるように嵌合される。モータ１６は、回転軸部材１４を回転させ、回転軸部材１４を介してロータリドレッサ１２を回転させる。

超音波振動装置１８は、図示しない超音波振動子を有し、この超音波振動子に所定の電圧が加えられることで自ら超音波振動する。そのため、超音波振動装置１８は、この超音波振動装置１８と一体となっているモータ１６に超音波振動を与える。この超音波振動装置１８の超音波振動は、モータ１６から回転軸部材１４、そしてロータリドレッサ１２へと順次与えられる。これにより、ロータリドレッサ１２は、中心軸Ａに垂直な方向、すなわち図２に示される矢印Ｃ方向（第１の方向）に微小な振幅で超音波振動する。このとき、ロータリドレッサ１２が矢印Ｃ方向以外の方向に振動しないことが好ましい。

一方、回転砥石２０も、ロータリドレッサ１２と同じく、台金２０ａ及び砥粒層２４を有する。回転砥石２０の台金２０ａには、中心軸Ｂを中心とした略円柱状の軸穴（図示せず）が設けられており、この軸穴には中心軸Ｂと同軸となるように回転軸部材２６が嵌合される。回転軸部材２６は、略円柱形状であり、その直径が台金２０ａに形成された軸穴の直径よりも僅かに小さく、所定の固定手段等によって台金２０ａと固定されている。また、回転軸部材２６には、この回転軸部材２６を回転させるための回転駆動装置であるモータ２８が接続されている。そのため、回転砥石２０は、回転軸部材２６を介して矢印Ｃ方向において保持され回転することとなる。なお、回転砥石２０の回転方向はロータリドレッサ１２の回転方向と同一方向であってもよいし（ダウンカット）、逆方向であってもよい（アップカット）。

回転砥石２０の砥粒層２４は、砥粒として超砥粒であるダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ（CubicBoron Nitride：立方晶窒化ホウ素）砥粒と、各砥粒同士を結合するための結合剤（ボンド）としてビトリファイドボンドとを含んでいる。このビトリファイドボンドは、砥粒の保持力が強いと共に破砕性に富むという性質を有するため、超音波振動を加えることで容易に破砕される。

次に、図１及び図２を参照して、ロータリドレッシング装置１０による回転砥石１０のドレッシング方法について説明する。

まず、ロータリドレッサ１２及び回転砥石２０を各モータ１６，２８に装着するため、図１に示されるようにロータリドレッサ１２及び回転砥石２０を回転軸部材１４，２６に嵌め込む。そして、ロータリドレッサ１２と回転砥石２０との凹凸が互いに噛み合うように共に当接させて、中心軸Ａと中心軸Ｂとが共に平行となるようにする。この状態で、モータ１６，２８を駆動させ、ロータリドレッサ１２及び回転砥石２０を共に同じ方向又は互いに逆方向に回転させると共に、超音波振動装置１８を駆動させてロータリドレッサ１２に矢印Ｃ方向の超音波振動（例えば、４０ｋＨｚ程度）を与える。

そうすると、ロータリドレッサ１２の回転により回転砥石２０に圧縮力及び剪断力が作用し、回転砥石２０がドレッシングされて切れ味が回復することとなる。一方、ロータリドレッサ１２の超音波振動により回転砥石２０に衝撃力が作用して、砥粒同士を結合しているビトリファイドボンドの破砕がさらに促進されることで、回転砥石２０のドレッシングがより好適になされ、ドレッシング後の回転砥石２０において、十分な砥粒突出量を有すると共に鋭い切れ刃を有する砥粒を得ることができ、回転砥石２０の切れ味が回復することとなる。その結果、回転砥石２０のドレッシングが促進され、非常に短時間で効率的にドレッシングすることができる。また、ロータリドレッサ１２は特定の面のみが回転砥石２０と接触することがなく、外周面の砥粒層２２が周方向に均等に負荷を受けるため、ロータリドレッサ１２の単位面積あたりの負荷は固定型のドレッサよりも小さい。しかも、ロータリドレッサ１２は超音波振動しているため、ロータリドレッサ１２と回転砥石２０との接触部分における研削液の潤滑が良好となると共に、ロータリドレッサと回転砥石との接触時間が少なくなる。その結果、ロータリドレッサ１２が摩耗しにくくなり、ロータリドレッサ１２の長寿命化を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。

第２実施形態におけるロータリドレッシング装置２６は、ロータリドレッサ２８がならい成形により回転砥石２０をドレッシングするトラバース型である点が、上述した第１実施形態のロータリドレッシング装置１０と異なる。以下では、図３を参照して、第１実施形態に係るロータリドレッシング装置１０との相違点を説明し、重複する説明は省略する。図３は、第２実施形態に係るロータリドレッシング装置２６の全体構成を示す側面図である。

ロータリドレッサ２８は、台金２８ａと砥粒層３０とを有しており、両端面から中心軸Ａ方向におけるロータリドレッサ２８の中央部に向かうのに伴って、台金２８ａの直径が大きくなっている。台金２８ａには、ロータリドレッサ２８の中央部における外周縁に沿って砥粒層３０が形成されている。

次に、ロータリドレッシング装置２６による回転砥石２０のドレッシング方法について説明する。

まず、ロータリドレッサ２８及び回転砥石２０を各モータ１６，２８に装着するため、図３に示されるようにロータリドレッサ２８及び回転砥石２０を回転軸部材１４，２６に嵌め込む。そして、ロータリドレッサ２８と回転砥石２０とを共に当接させて、中心軸Ａと中心軸Ｂとが共に平行となるようにする。この状態で、モータ１６，２８を駆動させ、ロータリドレッサ１２及び回転砥石２０を共に同じ方向又は互いに逆方向に回転させると共に、超音波振動装置１８を駆動させてロータリドレッサ１２に図３に示される矢印Ｃ方向（第１の方向）の超音波振動（例えば、２０ｋＨｚ程度）を与える。さらに、ロータリドレッサ２８を回転砥石２０の外形に沿うよう、すなわち図３に示される矢印Ｄ方向に往復移動させる。

そうすると、ロータリドレッサ２８の回転により回転砥石２０に圧縮力及び剪断力が作用し、回転砥石２０がドレッシングされて切れ味が回復することとなる。一方、ロータリドレッサ２８の超音波振動により回転砥石２０に衝撃力が作用して、砥粒同士を結合しているビトリファイドボンドの破砕がさらに促進されることで、回転砥石２０のドレッシングがより好適になされ、ドレッシング後の回転砥石２０において、十分な砥粒突出量を有すると共に鋭い切れ刃を有する砥粒を得ることができ、回転砥石２０の切れ味が回復することとなる。その結果、回転砥石２０のドレッシングが促進され、非常に短時間で効率的にドレッシングすることができる。また、ロータリドレッサ２８は特定の面のみが回転砥石２０と接触することがなく、外周面の砥粒層３０が周方向に均等に負荷を受けるため、ロータリドレッサ２８の単位面積あたりの負荷は固定型のドレッサよりも小さい。しかも、ロータリドレッサ２８は超音波振動しているため、ロータリドレッサ１２と回転砥石２０との接触部分における研削液の潤滑が良好となると共に、ロータリドレッサと回転砥石との接触時間が少なくなる。その結果、ロータリドレッサ２８が摩耗しにくくなり、ロータリドレッサ２８の長寿命化を図ることができる。

以上、本発明に係るロータリドレッシング装置及びドレッシング方法について詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

例えば、第２実施形態において、ロータリドレッサ２８を回転砥石２０の外形に沿うように往復移動させたが、ロータリドレッサ２８は固定させたままで回転砥石２０を往復移動させてならい成形させてもよい。

第１実施形態に係るロータリドレッシング装置の全体構成を示す側面図である。 図１におけるロータリドレッサと回転砥石とが近接している部分を示す部分拡大図である。 第２実施形態に係るロータリドレッシング装置の全体構成を示す側面図である。

符号の説明

１０，２６…ロータリドレッシング装置、１２，２８…ロータリドレッサ、１２ａ，２０ａ，２８ａ…台金、１４，２６…回転軸部材、１６，２８…モータ、１８…超音波振動装置、２０…回転砥石、２２，２４，３０…砥粒層。

Claims (4)

1. ロータリドレッサにより回転砥石をドレッシングする方法であって、
   前記ロータリドレッサを回転させつつ、自身の回転軸に垂直な第１の方向に超音波振動させ、
   前記超音波振動による衝撃を、前記第１の方向に配された前記回転砥石に対して与え、前記回転砥石の砥粒の結合剤を破砕しながらドレッシングすることを特徴とするドレッシング方法。
2. 前記結合剤がビトリファイドボンドであることを特徴とする請求項１に記載のドレッシング方法。
3. 回転砥石をドレッシングするためのロータリドレッシング装置であって、
   台金の外周に形成された砥粒層を有するロータリドレッサと、
   前記ロータリドレッサを回転させる回転駆動装置と、
   前記ロータリドレッサの回転軸に垂直な第１の方向に前記ロータリドレッサを超音波振動させる超音波振動装置と、
   を備えることを特徴とするロータリドレッシング装置。
4. 前記第１の方向において前記回転砥石を保持し回転させる回転駆動装置を備えることを特徴とする請求項３に記載のロータリドレッシング装置。

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