JP3014693B1 - ダイヤモンド砥石のツル―イング・ドレッシング方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 広い範囲の材料を高精度かつ高能率で鏡面研
削加工することのできるダイヤモンド砥石のツルーイン
グ・ドレッシッグ方法を実現する。 【解決手段】 ダイヤモンド砥石１を単石ダイヤモンド
ドレッサ２に回転接触させてツルーイングした後、ホル
ダ３から単石ダイヤモンドドレッサ２を取り外し、ダイ
ヤモンド砥石１を直接ホルダ３に回転接触させてドレッ
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、超精密の鏡面研削
加工等に使用する粒度1000番よりも細かい微粒レジノイ
ドボンドダイヤモンド砥石を高精度でかつ能率よくツル
ーイング・ドレッシングするダイヤモンド砥石のツルー
イング・ドレッシング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器、精密機械、光学機器、光通信
機器等の小型化、精密化により、表面粗さ（Ｒｙ）0.1
μｍ以下というような超精密の鏡面研削加工の必要性は
ますます高まりつつある。このような超精密の鏡面研削
加工は、従来ラッピング等の遊離砥粒を用いる方法が一
般的であったが、加工時間がかかって能率が悪く、また
縁部にダレを生じるなどの問題点があった。近年来、研
削盤の剛性や仕上がり精度が向上し、また砥石軸受に静
圧軸受が採用されるようになり、さらに高精度・高品位
加工を達成するため、粒度が1000番よりも細かい微粒ダ
イヤモンドを含有させた微粒レジノイドボンドダイヤモ
ンド砥石が開発され、これらの改良によってラッピング
等の遊離砥粒法は砥石による研削加工、すなわち固定砥
粒法に置き換えられつつある。

【０００３】遊離砥粒法から固定砥粒法である研削加工
に置き換えられることにより、加工能率や縁ダレなどの
問題点は解消されたものの、研削加工全体としては依然
として長時間を要するという問題点が残っている。その
最大の原因は、微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石
に対するツルーイング・ドレッシング工程にある。ダイ
ヤモンド砥石を研削盤に取り付ける際に生じる振れを除
去して形状を修正するツルーイングと、砥石を目直しし
て切れ味を回復させるドレッシングは、ダイヤモンド砥
石による研削作業において不可欠の工程である。これら
の作業は、同時に行う場合と、別々に行う場合とがあ
る。

【０００４】従来、微粒レジノイドボンドダイヤモンド
砥石のツルーイング・ドレッシングには、ダイヤモンド
砥石よりもはるかに軟らかい酸化アルミニウム系の砥石
や炭化珪素系の砥石を使用し、徐々にダイヤモンド砥石
を削りながら行うのが一般的であった。また、酸化アル
ミニウム系の砥石や炭化珪素系の砥石のツルーイング・
ドレッシングの場合は工具の先端に１個のダイヤモンド
粒を取り付けた単石ダイヤモンドドレッサを使用するの
が普通であったが、微粒レジノイドボンドダイヤモンド
砥石に対しては単石ダイヤモンドドレッサの使用は不可
能とされてきた。その理由は、ダイヤモンド砥石と単石
ダイヤモンドドレッサの硬度が同じであるため、ダイヤ
モンド砥石に含有されているダイヤモンド粒を単石ダイ
ヤモンドドレッサで削ることができず、逆に、その際生
じる熱によりダイヤモンド砥石を構成しているボンドが
軟化し、ツルーイング・ドレッシング力によりダイヤモ
ンド粒をボンド内に埋没させることになる。従って単石
ダイヤモンドドレッサで微粒レジノイドボンドダイヤモ
ンド砥石のツルーイング・ドレッシングを慎重にかつ長
時間を費やして行っても砥石の切れ味の向上を見ること
はできず、砥石の切れ味を失わせてしまう結果に終わっ
ており、高能率でかつ有効なツルーイング・ドレッシン
グ方法の実現が望まれていた。

【０００５】ところで、本発明者等はさきに微粒レジノ
イドボンドダイヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシ
ングを単石ダイヤモンドドレッサで行う方法を特開平10
−264025号公報に開示している。この方法では、砥石を
有気孔の微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石に限定
することにより、高能率で、かつ有効なツルーイング・
ドレッシングが可能となっている。気孔を有する砥石は
冷却効果が高く、熱によるボンドの軟化が抑制されると
ともに、気孔が緩衝材となってツルーイング・ドレッシ
ングの際の抵抗力を寸断するため砥粒がボンド内に埋没
することが抑止され、切れ味のよい状態で鏡面研削加工
を行うことができるようになったのである。

【０００６】しかしこの単石ダイヤモンドドレッサによ
る有気孔の微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石のツ
ルーイング・ドレッシング方法においては、単石ダイヤ
モンドドレッサの先端が鋭利なため、ツルーイング・ド
レッシング時に砥石表面にねじ状痕が形成されてこれが
加工物に転写されるとともに、ねじ状痕から剥離した砥
粒によって加工物にひっかき疵を発生させるなど、仕上
面の悪化がしばしば観察された。このような欠陥は、熱
処理したクロムモリブデン鋼等でも硬度Ｈ_RC60以下の材
料や、熱処理していない材料において特に甚だしい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解消し、軟らかいものから硬いものまで、広い範
囲の材料を高精度かつ高能率に鏡面研削加工することの
できる微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石のツルー
イング・ドレッシング方法を実現することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ホルダに単石
ダイヤモンドドレッサを取り付け、ダイヤモンド砥石を
この単石ダイヤモンドドレッサに回転接触させてツルー
イングした後、ホルダから単石ダイヤモンドドレッサを
取り外し、ツルーイングを完了したダイヤモンド砥石を
直接ホルダに回転接触させてドレッシングすることを特
徴とするダイヤモンド砥石のツルーイング・ドレッシン
グ方法であり、あるいは、上下２段の高さ部分を有する
Ｌ字形ホルダの低い部分に単石ダイヤモンドドレッサを
取り付け、ダイヤモンド砥石をこの単石ダイヤモンドド
レッサに回転接触させてツルーイングした後、ダイヤモ
ンド砥石を直接ホルダの高い部分に回転接触させてドレ
ッシングすることを特徴とするダイヤモンド砥石のツル
ーイング・ドレッシング方法であって、望ましくは、前
記ホルダがステンレス鋼である前記のダイヤモンド砥石
のツルーイング・ドレッシング方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、ツルーイング
とドレッシングを別個に行うのではあるが、ツルーイン
グ完了後直ちに単石ダイヤモンドドレッサをホルダから
取り外し、あるいはテーブルを移動させてそのままドレ
ッシングを開始できるためツルーイングとドレッシング
の作業がほぼ連続しており、きわめて能率よくツルーイ
ング・ドレッシングを行うことができる。

【００１０】

【実施例】〔実施例１〕本発明は、粒度1000番より細か
い微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石をツルーイン
グ・ドレッシングの対象としている。まず、ツルーイン
グはホルダに単石ダイヤモンドドレッサを取り付け、ダ
イヤモンド砥石をこの単石ダイヤモンドドレッサに回転
接触させて行う。その実施条件をまとめて表１に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】このときの実施状況を図１により説明す
る。１は微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石（以下
単に砥石という）、２は単石ダイヤモンドドレッサ、３
はこの単石ダイヤモンドドレッサ２を保持するステンレ
ス製のホルダ、４はホルダ３の単石ダイヤモンドドレッ
サ２の取り付け孔、５はこの取り付け孔４の側面にある
単石ダイヤモンドドレッサ２の締め付けボルト、６はホ
ルダ３の下面にねじ止めされた厚鋼板、７は研削盤テー
ブル上のマグネットチャックである。

【００１３】ツルーイングの対象である砥石１を研削盤
に取り付け、テーブル上のマグネットチャック７には磁
性体である厚鋼板６を介してホルダ３を吸着させる。単
石ダイヤモンドドレッサ２の取り付け角度θは０〜15度
として先端部を砥石１の底部に接触させ、砥石１を矢印
ａの方向に回転させながらテーブルには紙面奥行き方向
に送りをかけ、ツルーイングを行う。粒度1000番の微粒
レジノイドボンドダイヤモンド砥石にが保有される砥粒
の径は15μｍ程度である。砥石１回転当たりのテーブル
送り量と切り込み量は、この砥粒の径よりも大きくする
ことが望ましい。このツルーイングによってダイヤモン
ド砥石の表面にはねじ状痕が創成されて比較的粗い砥石
面となり、切れ味が向上する。

【００１４】つづいてホルダから単石ダイヤモンドドレ
ッサを取り外し、ツルーイングを完了したダイヤモンド
砥石を直接ホルダに回転接触させ、テーブルを紙面左右
方向に往復させると同時に紙面奥行き方向に送ってドレ
ッシングを行う。前記したとおり、この間の段取り変更
はホルダから単石ダイヤモンドドレッサを取り外すだけ
であるから、ほぼ連続してドレッシングを開始すること
ができる。ドレッシングの実施条件をまとめて表２に示
す。

【００１５】

【表２】

【００１６】このときの実施状況を図２により説明す
る。各符号は図１と同じである。ホルダ３から単石ダイ
ヤモンドドレッサ２を取り外し、砥石１を直接ホルダ３
に接触させ、通常の研削加工と同様に砥石１でホルダ３
を研削する。これがドレッシングである。このドレッシ
ングによって砥石表面のねじ状痕や遊離した砥粒を除去
すると共に、ダイヤモンド砥石の不揃いの砥粒を揃え
る。これによって、このダイヤモンド砥石を使用して鏡
面加工する際のねじ状痕の転写や遊離砥粒によるひっか
き疵などの問題点が解消する。またダイヤモンド砥粒の
表面に介在しているボンドを除去して鏡面研削加工が可
能な切れ刃を創成し、超精密の鏡面研削加工が可能とな
る。

【００１７】砥石１を直接ホルダ３に接触させ、砥石１
でホルダ３を研削することによって行うこのドレッシン
グ方法について、本発明者らはホルダ３の材質をさまざ
まに変えて実験を行ったが、発生した切り屑が砥石の孔
に侵入して周囲のボンドを取り除く作用があるものと推
定され、炭素鋼でも一応の効果は認められるものの、ク
ロムやニッケルを含有するいわゆるオーステナイト系の
ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）の場合がもっとも
効果が顕著であった。しかしこのようなステンレス鋼は
通常のマグネットチャックでは吸着、保持ができないの
で、この実施例のようにマグネットチャックで吸着でき
る厚鋼板等の磁性体を下側にねじ止めすることが必要な
のである。

【００１８】上記のようなツルーイング・ドレッシング
を直径 200ｍｍ、幅 8ｍｍ、粒度4000番の有気孔および
無気孔の微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石につい
て施した後、表３に示す研削条件で高速度工具鋼（ＳＫ
Ｈ５１）に対して施した結果の表面粗さの測定結果を図
３および図４に示す。

【００１９】

【表３】

【００２０】図３は有気孔微粒レジノイドボンドダイヤ
モンド砥石の場合で、本発明の効果がとくに顕著であ
り、表面粗さ（Ｒｙ）40ｎｍ（0.04μｍ）の鏡面が得ら
れている。また図４は無気孔微粒レジノイドボンドダイ
ヤモンド砥石の場合であるが、それでも表面粗さ（Ｒ
ｙ）60ｎｍ（0.06μｍ）の鏡面が得られている。ツルー
イング・ドレッシングの所要時間はいずれも10分以内で
あった。 〔実施例２〕本発明の第２の実施例を図５により説明す
る。図５はこの第２の実施例におけるツルーイングおよ
びドレッシングの状況を示す概念図で、装置面ではホル
ダ3aの形状が第１の実施例におけるホルダ３と異なって
いるのみである。他の符号はすべてこれまでのものと同
じであり、また表１、表２に示したツルーイング・ドレ
ッシングの実施条件や、表３に示した品質上の効果等は
第１の実施例と全く同様である。

【００２１】ホルダ3aは、ツルーイングを行うための単
石ダイヤモッドドレッサ２を取り付ける低い部分と、ド
レッシングを行うための高い部分との上下２段の高さ部
分を有するＬ字形をしている。図５に示すように、まず
ホルダ3aの低い部分に単石ダイヤモッドドレッサ２を取
り付け、ダイヤモンド砥石１をこの単石ダイヤモッドド
レッサ２に回転接触させながらテーブルを紙面奥行き方
向に送りをかけてツルーイングを行う。

【００２２】つづいてテーブルを移動させてダイヤモン
ド砥石１をホルダ3aの高い部分に回転接触させ、テーブ
ルを紙面左右方向に往復させると同時に紙面奥行き方向
に送りをかけてドレッシングを行うのである。この実施
例ではテーブルの移動は必要であるが第１の実施例のよ
うにいちいちドレッシングのために単石ダイヤモッドド
レッサ２を取り外す必要がないから、きわめて能率的で
ある。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、有気孔、無気孔のいず
れであっても微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石の
ツルーイング・ドレッシングを短時間にかつ有効に行う
ことができ、軟らかいものから硬いものまで、広い範囲
の材料を高精度かつ高能率に鏡面研削加工することが可
能になるという、すぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるツルーイングの
状況を示す概念図である。

【図２】本発明の第１の実施例におけるドレッシングの
状況を示す概念図である。

【図３】本発明によりツルーイング・ドレッシングを行
った砥石による鏡面研削加工の表面粗さを示すグラフで
ある。

【図４】同じく本発明によりツルーイング・ドレッシン
グを行った砥石による鏡面研削加工の表面粗さを示すグ
ラフである。

【図５】本発明の第２の実施例におけるツルーイングお
よびドレッシングの状況を示す概念図である。

【符号の説明】 １ 微粒レジノイドボンドダイヤモンド砥石 ２ 単石ダイヤモンドドレッサ ３、3a ホルダ ４ 取り付け孔 ５ 締め付けボルト ６ 厚鋼板 ７ マグネットチャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−264025（ＪＰ，Ａ) 実公 昭47−31745（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 53/00 B24B 53/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダに単石ダイヤモンドドレッサを取
   り付け、ダイヤモンド砥石をこの単石ダイヤモンドドレ
   ッサに回転接触させてツルーイングした後、ホルダから
   単石ダイヤモンドドレッサを取り外し、ツルーイングを
   完了したダイヤモンド砥石を直接ホルダに回転接触させ
   てドレッシングすることを特徴とするダイヤモンド砥石
   のツルーイング・ドレッシング方法。
2. 【請求項２】 上下２段の高さ部分を有するＬ字形ホル
   ダの低い部分に単石ダイヤモンドドレッサを取り付け、
   ダイヤモンド砥石をこの単石ダイヤモンドドレッサに回
   転接触させてツルーイングした後、ダイヤモンド砥石を
   直接ホルダの高い部分に回転接触させてドレッシングす
   ることを特徴とするダイヤモンド砥石のツルーイング・
   ドレッシング方法。
3. 【請求項３】 ホルダがステンレス鋼である請求項１ま
   たは２に記載のダイヤモンド砥石のツルーイング・ドレ
   ッシング方法。