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JP2011167813A - Cup type dresser and truing/dressing method - Google Patents

Cup type dresser and truing/dressing method Download PDF

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JP2011167813A JP2010034593A JP2010034593A JP2011167813A JP 2011167813 A JP2011167813 A JP 2011167813A JP 2010034593 A JP2010034593 A JP 2010034593A JP 2010034593 A JP2010034593 A JP 2010034593A JP 2011167813 A JP2011167813 A JP 2011167813A
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an accurate spherical shaped grinding tool having a simple structure and a machining surface on which truing and dressing are finely performed. <P>SOLUTION: In the cup type dresser 13 of a hollow cylindrical shape for truing and dressing a grinding tool 22 formed of abrasive grains 32 and a bond agent 33 uniting the abrasive grains 32 and having a machining surface 34 formed in a spherical shape, abrasive grains which have diameters smaller than the abrasive grains of the grinding tool 22, high frangibility, low hardness, and are harder than the bond agent 33 of the grinding tool 22 are united by holding force weaker than the abrasive grain holding force of the grinding tool 22. Since the holding force of the abrasive grains 37 constituting the cup type dresser 13 is weaker than the abrasive grain holding force of the grinding tool 22, the abrasive grains 37 of the cup type dresser 13 are dropped off due to a contact load with the grinding tool 22. The dropped-off abrasive grains 37 have smaller diameters than the abrasive grains 32 of the grinding tool 22 and harder than the bond agent 33 of the grinding tool 22, so that the dropped-off abrasive grains intrudes between the abrasive grains 32 on a grinding tool surface to selectively remove the bond agent 33 of the grinding tool 22 from the surface, thereby carrying out dressing. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、砥粒を結合剤で結合した構成であり加工面を球面形状に形成された砥石をツルーイングおよびドレッシングするためのカップ型ドレッサ、及びそのカップ型ドレッサを用いたツルーイング・ドレッシング方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cup-type dresser for truing and dressing a grindstone having a configuration in which abrasive grains are bonded with a binder and having a processed surface formed into a spherical shape, and a truing-dressing method using the cup-type dresser. It is.

従来、砥石の加工面を球面形状に成形し、その成形された砥石でワークを研削加工する研削装置として、特許文献1や特許文献2に開示されたものがある。   Conventionally, there are those disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 as grinding apparatuses for forming a processing surface of a grindstone into a spherical shape and grinding a workpiece with the shaped grindstone.

この従来の研削装置を図5〜図7に基づいて説明する。図5において、成形される砥石122は、砥石ヘッド128に回転可能に保持されている。この砥石ヘッド128は、サーボモータ125,129により鉛直方向(Y軸方向)および水平方向(Z軸方向)に移動可能となっている。一方、砥石122を球面形状にツルーイング(加工)する中空円筒状(以下、カップ形状と称する)のツルア113は、ワーク支持部107と並列的に設けられたツルア軸111に回転可能に保持されている。また、ツルア113は、その先端部を砥石122に向けてZ軸と平行に配設されており、ツルア113の回転軸と砥石122の回転軸とが直交するようになっている。そして、ツルア軸111は、図示しないサーボモータによりY軸方向およびZ軸方向に対して垂直な方向のX軸方向に移動可能となっている。   This conventional grinding apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, the grindstone 122 to be molded is rotatably held by the grindstone head 128. The grindstone head 128 can be moved in the vertical direction (Y-axis direction) and the horizontal direction (Z-axis direction) by servo motors 125 and 129. On the other hand, a hollow cylindrical (hereinafter referred to as cup-shaped) truer 113 for truing (processing) the grindstone 122 into a spherical shape is rotatably held by a truer shaft 111 provided in parallel with the workpiece support 107. Yes. Further, the truer 113 is disposed in parallel with the Z-axis with the tip thereof facing the grindstone 122, so that the rotation axis of the truer 113 and the rotation axis of the grindstone 122 are orthogonal to each other. The truer shaft 111 can be moved in the X-axis direction perpendicular to the Y-axis direction and the Z-axis direction by a servo motor (not shown).

次に、上記研削装置を用いて、砥石122の加工面134を球面形状にツルーイング及びドレッシングする方法を図6及び図7に基づいて説明する。まず、図6を用いて、ツルーイングについて説明する。砥石122をY軸方向に移動させると共にツルア113をX軸方向に移動させ、ツルア113の回転軸と砥石122の回転軸とを直交させるようにする。次に、砥石122とツルア113を回転駆動させる。その後、砥石122をZ軸方向に移動させ、砥石122の回転中心がツルア113の回転軸に沿ってこの回転軸上を移動するように切込送り制御する。これにより、ツルア113の開口端内周の円周縁121が砥石122の加工面(外周面)134に線接触し、砥石122の加工面134が球面形状にツルーイングされる。その結果、砥石122の加工面134は、曲率半径R(図6参照)の球面形状に成形される。   Next, a method of truing and dressing the processing surface 134 of the grindstone 122 into a spherical shape using the grinding apparatus will be described with reference to FIGS. First, truing will be described with reference to FIG. The grindstone 122 is moved in the Y-axis direction and the truer 113 is moved in the X-axis direction so that the rotation axis of the truer 113 and the rotation axis of the grindstone 122 are orthogonal to each other. Next, the grindstone 122 and the truer 113 are driven to rotate. Thereafter, the grindstone 122 is moved in the Z-axis direction, and the cutting feed control is performed so that the rotation center of the grindstone 122 moves on the rotation axis along the rotation axis of the truer 113. Thereby, the circumferential edge 121 of the inner periphery of the opening end of the truer 113 comes into line contact with the processing surface (outer peripheral surface) 134 of the grindstone 122, and the processing surface 134 of the grindstone 122 is trued into a spherical shape. As a result, the processing surface 134 of the grindstone 122 is formed into a spherical shape with a curvature radius R (see FIG. 6).

ここで、ワークとしてガラスレンズやその金型の場合には、光学面としてナノメートルオーダーの厳しい表面粗さが要求されるため、微粒のダイヤモンド砥粒132からなる研削砥石122(例えば砥粒径5μm)が用いられる。この研削砥石122を効率良く球面形状にツルーイングするためには、それより大きなダイヤモンド砥粒(例えば75μm)からなるカップ型ツルア113が採用される。ツルーイング作業では、研削砥石122のボンド133(例えばレジンボンド)と微粒のダイヤモンド砥粒132が同時に削られながら球面に成形される。その結果、微粒のダイヤモンド砥粒132はボンド面と同じ高さで平らな面となり、ダイヤモンド砥粒132が研削砥石122の表面から充分に突き出した状態にならない(図6(d))。従って、この研削砥石122を用いてワークを加工しても、砥石122の砥粒132がワークに充分切込み作用をしないため、高精度な加工を行うことができず、また、効率良く加工できない。
このため、特許文献2では、上記ツルーイングを行った後に、研削砥石122の表面からダイヤモンド砥粒132を突き出すいわゆる目立てを行うためのドレッシングが行われる。
Here, in the case of a glass lens or its mold as a workpiece, since a severe surface roughness of nanometer order is required as an optical surface, a grinding wheel 122 made of fine diamond abrasive grains 132 (for example, an abrasive grain size of 5 μm). ) Is used. In order to efficiently true this grinding wheel 122 into a spherical shape, a cup-type truer 113 made of larger diamond abrasive grains (for example, 75 μm) is employed. In the truing operation, the bond 133 (for example, resin bond) of the grinding wheel 122 and the fine diamond abrasive grains 132 are formed into a spherical surface while being simultaneously scraped. As a result, the fine diamond abrasive grains 132 are flat at the same height as the bond surface, and the diamond abrasive grains 132 do not sufficiently protrude from the surface of the grinding stone 122 (FIG. 6D). Therefore, even if the workpiece is machined using the grinding stone 122, the abrasive grains 132 of the grinding stone 122 do not sufficiently cut into the workpiece, so that high-precision machining cannot be performed and machining cannot be performed efficiently.
For this reason, in Patent Document 2, after performing the above truing, dressing is performed for so-called sharpening that protrudes the diamond abrasive grains 132 from the surface of the grinding wheel 122.

次に、図7を用いてドレッシングについて説明する。
ツルーイングが終了したら、ツルア113の回転速度をツルーイング工程のときよりも低速(例えば回転速度100min−1)に設定し、砥石122の回転速度もツルーイング工程のときよりも低速に設定する。その後、砥石122の加工面134とツルア113の円周縁121との間にノズル140から砥石ドレッシング用のスラリ(遊離砥粒+水)141を供給する。この砥石122の加工面134とツルア113の円周縁121との間に介在したスラリ141によって、砥石122を構成する結合剤としてのボンド133が選択的に除去されるため、ツルーイングされた球面形状の精度を崩すことなく、砥粒132をボンド133の表面から突き出させる、いわゆる砥石122の目立て(ドレッシング)が行われる(図7(d)参照)。
Next, dressing will be described with reference to FIG.
When truing is completed, the rotational speed of the truer 113 is set to be lower than that in the truing process (for example, the rotational speed is 100 min −1 ), and the rotational speed of the grindstone 122 is also set to be lower than that in the truing process. Thereafter, a slurry (free abrasive grains + water) 141 for grinding wheel dressing is supplied from the nozzle 140 between the processing surface 134 of the grinding wheel 122 and the circumferential edge 121 of the truer 113. Since the slurry 141 interposed between the processed surface 134 of the grindstone 122 and the circumferential edge 121 of the truer 113 selectively removes the bond 133 as the binder constituting the grindstone 122, the true shape of the truing spherical shape is obtained. The so-called whetstone 122 is dressed so as to protrude the abrasive grains 132 from the surface of the bond 133 without losing accuracy (see FIG. 7D).

特開平7−299746号公報JP-A-7-299746 特開2001−260023号公報JP 2001-260023 A

しかしながら、上述したようなツルーイングおよびドレッシング方法では、ドレッシング後の砥石122の加工面134にはツルーイングによって磨耗したりあるいは亀裂を生じたりした砥粒切れ刃が残留した状態となる。このため、そのような砥石134で研削を行うと、切れ味が悪く大きな研削抵抗を生じ、研削後の研削面の面性状も悪くなるという課題があった。また、この課題に対して、ドレッシング後にいわゆる捨て研を行いツルーイングで摩滅あるいは破砕した砥粒を脱落させることにより切れ味を回復するという方法も採られ得るが、この場合は折角ツルーイングによって成形した形状精度が損なわれるという欠点があった。
また、ドレッシングの際にスラリ(遊離砥粒)141を供給するためのスラリ供給系を設けねばならず、研削装置が複雑化してしまうという問題があった。
さらに、砥石122の加工面134とツルア113の円周縁121とは密接しているため、その間にノズル140からスラリ141を良好に供給することが困難であるという問題もあった。
本発明は上記課題を解決し、簡易的な構成で、加工面が良好にドレッシングされた高精度な球面形状砥石を得ることを目的とする。また、ツルーイングにより砥粒に磨耗や亀裂などの損傷を与えることなく、ツルーイングとドレッシングとを同時に行うことを目的とする。
However, in the truing and dressing method as described above, the abrasive cutting edge that is worn or cracked by truing remains on the processed surface 134 of the grindstone 122 after dressing. For this reason, when grinding with such a grindstone 134, there is a problem that the sharpness is poor and a large grinding resistance is generated, and the surface properties of the ground surface after grinding are also deteriorated. In addition, to solve this problem, a method of recovering the sharpness by performing so-called scraping after dressing and removing abrasive grains worn or crushed by truing can be adopted, but in this case the shape accuracy formed by folding truing There was a disadvantage that it was damaged.
In addition, a slurry supply system for supplying slurry (free abrasive grains) 141 at the time of dressing must be provided, resulting in a problem that the grinding apparatus becomes complicated.
Furthermore, since the processing surface 134 of the grindstone 122 and the circumferential edge 121 of the truer 113 are in close contact with each other, there is a problem that it is difficult to supply the slurry 141 from the nozzle 140 between them.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain a highly accurate spherical grinding wheel with a simple configuration and a well-dressed work surface. Another object of the present invention is to perform truing and dressing at the same time without damaging abrasive grains such as wear and cracks.

上記課題を解決する本発明の請求項1記載のカップ型ドレッサは、砥粒と該砥粒を結合した結合剤とからなり加工面が球面形状に形成された砥石を、ドレッシングするための中空円筒形状のカップ型ドレッサであって、前記砥石の砥粒と同径もしくは前記砥石の砥粒よりも小径であり、前記砥石の砥粒よりも破砕性が高く、前記砥石の砥粒より低硬度で、前記砥石の結合剤よりも硬い砥粒を、前記砥石の砥粒保持力よりも弱い保持力で結合したことを特徴とする。   The cup-type dresser according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is a hollow cylinder for dressing a grindstone having a processing surface formed into a spherical shape, comprising abrasive grains and a binder that binds the abrasive grains. A cup-shaped dresser having the same diameter as the abrasive grains of the grinding stone or smaller than the abrasive grains of the grinding stone, having higher crushability than the abrasive grains of the grinding stone, and having lower hardness than the abrasive grains of the grinding stone. Abrasive grains that are harder than the binder of the grindstone are bonded with a holding force that is weaker than the abrasive holding force of the grindstone.

また、本発明の請求項2記載のカップ型ドレッサは、上記請求項1記載のカップ型ドレッサにおいて、前記カップ型ドレッサの結合剤と前記砥石の結合剤とで、結合力の異なる結合剤を用いること、結合剤率を異ならせること、結合剤の破砕性を異ならせることの少なくとも一つの手段により、前記カップ型ドレッサの砥粒保持力を前記砥石の砥粒保持力よりも弱い保持力としたことを特徴とする。   Further, the cup type dresser according to claim 2 of the present invention uses the binders having different bonding forces between the binder of the cup type dresser and the binder of the grindstone in the cup type dresser of claim 1. In other words, the holding power of the cup-type dresser is made to be weaker than the holding power of the abrasive grains of the grindstone by at least one means of changing the binder ratio and making the crushability of the binder different. It is characterized by that.

また、本発明の請求項3記載のツルーイング・ドレッシング方法は、上記請求項1又は上記請求項2記載のカップ型ドレッサを用いた砥石のツルーイング・ドレッシング方法であって、前記砥石と前記カップ型ドレッサとを回転させながら面接触させ、前記砥石と前記カップ型ドレッサと接触界面にて、前記砥石との接触負荷によって前記カップ型ドレッサの砥粒を脱落させ、脱落した砥粒により前記砥石の結合剤を除去することを特徴とする。   A truing dressing method according to claim 3 of the present invention is a truing dressing method for a grindstone using the cup type dresser according to claim 1 or 2, wherein the grindstone and the cup type dresser are used. And the surface of the cup-shaped dresser is contacted with the grindstone at the contact interface between the grindstone and the cup-shaped dresser, and the abrasive grains of the cup-shaped dresser are dropped by the contact load with the grindstone. It is characterized by removing.

上記のように構成した請求項1記載のカップ型ドレッサ及び請求項3記載のツルーイング・ドレッシング方法では、砥石をドレッシングすると、カップ型ドレッサを構成している砥粒の保持力が砥石の砥粒保持力よりも弱いため、砥石との接触負荷によって、カップ型ドレッサの砥粒が脱落してくる。そして、この脱落した砥粒は砥石の砥粒と同径もしくは砥粒よりも小径であり砥石の結合剤よりも硬いため、砥石表面の砥粒間に入り込んで砥石の結合剤を表面から選択的に除去する。この結果、砥粒を結合剤の表面より突き出させることができ、砥石のドレッシングが行われる。しかも、カップ型ドレッサの砥粒は砥石の砥粒よりも低硬度であるから砥石の砥粒に磨耗や破砕などの損傷を与えないので、常にシャープな状態が保たれる。
また、砥粒の周囲の結合剤の除去が過度に進行するとその砥粒はやがて脱落し、より内部にある新しい砥粒が表面に露出することになる。砥石とカップ型ドレッサは二面の擦り合せ状態なので、砥石とカップ型ドレッサとは互いに凸と凹の球面に斬近するように磨耗が進行し、ツルーイングとドレッシングとが同時に行われることになる。このため、高精度の球面にツルーイングが行われると共に、ツルーイングとドレッシングとを別々に行う必要がない。
また、本発明では、カップ型ドレッサを構成している砥粒をドレッシングの際の遊離砥粒として利用している。従って、従来のように、スラリを供給するためのスラリ供給系をわざわざ設ける必要がない。
さらに、本発明では、ドレッシングの際の遊離砥粒としてカップ型ドレッサと砥石の接触界面から発生してくる砥粒を利用しているため、カップ型ドレッサと砥石との間に良好に遊離砥粒として利用する砥粒を供給することができ、ドレッシング性能を向上させることができる。
In the cup-type dresser according to claim 1 and the truing dressing method according to claim 3 configured as described above, when the grindstone is dressed, the holding force of the abrasive grains constituting the cup-type dresser maintains the abrasive grains of the grindstone. Since it is weaker than the force, the abrasive grains of the cup-type dresser fall off due to the contact load with the grindstone. Since the dropped abrasive grains have the same diameter as the abrasive grains of the grindstone or smaller diameter than the abrasive grains and are harder than the binder of the grindstone, they enter between the abrasive grains on the surface of the grindstone and selectively select the binder of the grindstone from the surface. To remove. As a result, the abrasive grains can be protruded from the surface of the binder, and dressing of the grindstone is performed. In addition, since the abrasive grains of the cup-type dresser have a lower hardness than the abrasive grains of the grindstone, the abrasive grains of the grindstone are not damaged such as wear or crushing, so that a sharp state is always maintained.
Further, if the removal of the binder around the abrasive grains proceeds excessively, the abrasive grains will eventually fall off, and new abrasive grains in the interior will be exposed on the surface. Since the grindstone and the cup-shaped dresser are in a state of rubbing two surfaces, the grindstone and the cup-shaped dresser are worn away so as to approach the convex and concave spherical surfaces, and truing and dressing are performed simultaneously. For this reason, truing is performed on a highly accurate spherical surface, and truing and dressing need not be performed separately.
Moreover, in this invention, the abrasive grain which comprises the cup-type dresser is utilized as a loose abrasive grain in the case of dressing. Accordingly, there is no need to provide a slurry supply system for supplying the slurry as in the prior art.
Furthermore, in the present invention, since the abrasive grains generated from the contact interface between the cup type dresser and the grindstone are used as the free abrasive grains at the time of dressing, the free abrasive grains are satisfactorily provided between the cup type dresser and the grindstone. As a result, it is possible to supply the abrasive grains to be used as a dressing and improve the dressing performance.

また、本発明の請求項2記載のカップ型ドレッサでは、前記カップ型ドレッサの結合剤と砥石の結合剤とで、結合力の異なる結合剤を用いること、結合剤率を異ならせること、結合剤の破砕性を異ならせることの少なくとも一つの手段により、前記カップ型ドレッサの砥粒保持力を前記砥石の砥粒保持力よりも弱い保持力としたので、カップ型ドレッサの砥粒を砥石の砥粒保持力よりも確実に弱い結合力で結合することができる。   Further, in the cup type dresser according to claim 2 of the present invention, the binder of the cup type dresser and the binder of the grindstone use binders having different bonding forces, different binder rates, Since the abrasive holding force of the cup-type dresser is made weaker than the abrasive holding force of the grindstone by at least one means of making the crushability different, the abrasive grains of the cup-type dresser are Bonding can surely be performed with a weaker binding force than the grain holding force.

本発明の実施形態における研削装置及びその制御部の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a grinding device and its control unit in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における研削装置の側面図である。It is a side view of the grinding device in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるツルーイング・ドレッシング方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the truing dressing method in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるツルーイング・ドレッシング原理図である。It is a truing dressing principle diagram in an embodiment of the present invention. 従来における研削装置の側面図である。It is a side view of the conventional grinding device. 従来におけるツルーイング方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional truing method. 従来におけるドレッシング方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional dressing method.

以下、本発明のカップ型ドレッサ及びツルーイング・ドレッシング方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
<実施形態>
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態の研削装置1及びその制御部の全体構成図、図2はその側面図である。図1及び図2において、2はベッド、3はベッド2上に固定されたワーク用案内台であり、このワーク用案内台3上には、ワーク用スライドテーブル4がX軸方向(トラバース送り方向)に移動可能に設置されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a cup-type dresser and a truing dressing method according to the invention will be described with reference to the drawings.
<Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a grinding apparatus 1 and its control unit according to the present embodiment, and FIG. 2 is a side view thereof. In FIGS. 1 and 2, 2 is a bed, 3 is a work guide table fixed on the bed 2, and a work slide table 4 is placed on the work guide table 3 in the X-axis direction (traverse feed direction). ) Is movably installed.

ワーク用スライドテーブル4は、ワーク用案内台3に設置されたサーボモータ5及びこのサーボモータ5により回転される送りねじ6とによってX軸方向に送り制御される。ワーク用スライドテーブル4上には、ワーク支持台7が固定され、このワーク支持台7の前面には真空チャック8が設けられ、この真空チャック8によってワークWが保持されるようになっている。   The work slide table 4 is feed-controlled in the X-axis direction by a servo motor 5 installed on the work guide 3 and a feed screw 6 rotated by the servo motor 5. A work support 7 is fixed on the work slide table 4, and a vacuum chuck 8 is provided on the front surface of the work support 7, and the work W is held by the vacuum chuck 8.

また、ワーク用スライドテーブル4上には、ワーク支持台7に対してX軸方向に離間して成形装置9が並列的に固定されている。成形装置本体10には、成形軸スピンドル11がX軸と直角なZ軸軸線回りに回転可能に支承されており、この成形軸スピンドル11は電動モータ12によって回転駆動される。   Further, on the work slide table 4, a forming device 9 is fixed in parallel to be separated from the work support 7 in the X-axis direction. A molding shaft spindle 11 is supported on the molding apparatus main body 10 so as to be rotatable about a Z-axis axis perpendicular to the X axis. The molding shaft spindle 11 is rotationally driven by an electric motor 12.

成形軸スピンドル11先端には、ツルーイングおよびドレッシング用のカップ型ドレッサ13が交換可能に保持される。カップ型ドレッサ13は、図3に示すように、中央にボルト穴14が形成された円柱状の基部15に中空円筒状のドレッサ部17が形成される。なお、このドレッサ部17の回転軸線方向の厚み、半径方向の厚みをできるだけ大きくとることが、カップ型ドレッサ13の寿命を向上させる上では好ましい。
そして、ボルト18によって、カップ型ドレッサ13が成形軸スピンドル11に交換可能に装着される。
A cup-shaped dresser 13 for truing and dressing is held at the tip of the forming shaft spindle 11 in a replaceable manner. As shown in FIG. 3, the cup-type dresser 13 has a hollow cylindrical dresser portion 17 formed in a columnar base portion 15 having a bolt hole 14 formed in the center. In order to improve the life of the cup-type dresser 13, it is preferable to make the dresser portion 17 as thick as possible in the rotational axis direction and in the radial direction.
Then, the cup-type dresser 13 is replaceably mounted on the molding shaft spindle 11 by the bolt 18.

そして、カップ型ドレッサ13の回転軸心上に砥石中心を一致させ、カップ型ドレッサ13の開口端内周の円周縁21を後述する砥石22の加工面(外周面)34に面接触させた状態で、カップ型ドレッサ13に切込み負荷を与えた状態で、カップ型ドレッサ13及び砥石22を回転させることによってツルーイングおよびドレッシングを行う。予め球面に成形された砥石22に対して、カップ型ドレッサ13が擦り合わされ、砥石22の球面に倣って凹球面となり両者が面接触状態となるものである。なお、カップ型ドレッサ13の開口端内周縁21の形状としては、予め砥石22の球形状の半径と同径の凹球面としておいてもよいし、単にテーパ形状としておいてもよい。この場合、凹球面にするよりも容易に成形することができる点で有利である。このカップ型ドレッサ13の開口端内周縁21は、当初はテーパ形状であっても最終的には砥石22に倣って凹球面となるため、初期の形状はツルーイングおよびドレッシング作用には影響を及ぼさない。   Then, the center of the grindstone is aligned with the rotational axis of the cup-shaped dresser 13, and the circumferential edge 21 on the inner periphery of the open end of the cup-shaped dresser 13 is in surface contact with the processing surface (outer circumferential surface) 34 of the grindstone 22 described later. Thus, truing and dressing are performed by rotating the cup-shaped dresser 13 and the grindstone 22 in a state where a cutting load is applied to the cup-shaped dresser 13. The cup-type dresser 13 is rubbed against the grindstone 22 formed in advance into a spherical surface, and becomes a concave spherical surface following the spherical surface of the grindstone 22, so that both are in surface contact. The shape of the opening edge inner peripheral edge 21 of the cup-shaped dresser 13 may be a concave spherical surface having the same diameter as the spherical radius of the grindstone 22 in advance, or simply a tapered shape. In this case, it is advantageous in that it can be molded more easily than a concave spherical surface. Even though the opening end inner peripheral edge 21 of the cup-shaped dresser 13 is initially tapered, it eventually becomes a concave spherical surface following the grindstone 22, so that the initial shape does not affect the truing and dressing actions. .

図1、図2において、23はワーク用案内台3の右方向においてベッド2上に固定された砥石用案内台であり、この砥石用案内台23上には、砥石スライドテーブル24がX軸と直角なZ軸方向(切込み送り方向)に移動可能に設置されている。砥石用スライドテーブル24は、砥石用案内台23に設置したサーボモータ25及びこのサーボモータ25により回転される送りねじ26とによってZ軸方向に送り制御される。   1 and 2, reference numeral 23 denotes a grindstone guide table fixed on the bed 2 in the right direction of the work guide table 3. On the grindstone guide table 23, a grindstone slide table 24 is connected to the X axis. It is installed so as to be movable in the perpendicular Z-axis direction (cutting feed direction). The grinding wheel slide table 24 is feed controlled in the Z-axis direction by a servo motor 25 installed on the grinding wheel guide table 23 and a feed screw 26 rotated by the servo motor 25.

砥石用スライドテーブル24上にはコラム27が鉛直に設置されており、このコラム27のワークWと対向する側面には砥石ヘッド28が鉛直なY軸方向(ピッチフィード送り方向)に移動可能に設置されている。砥石ヘッド28は、コラム27上に設置されたサーボモータ29及びサーボモータ29により回転される送りねじ(図示せず)とによってY軸方向に送り制御される。   A column 27 is vertically installed on the grindstone slide table 24, and a grindstone head 28 is installed on the side of the column 27 facing the workpiece W so as to be movable in the vertical Y-axis direction (pitch feed feeding direction). Has been. The grindstone head 28 is feed-controlled in the Y-axis direction by a servo motor 29 installed on the column 27 and a feed screw (not shown) rotated by the servo motor 29.

砥石ヘッド28には、外周面が球面状の砥石22がカップ型ドレッサ13の回転軸線と直交する鉛直軸線回りに回転可能に軸支され、この砥石22は電動モータ30によって回転駆動される。なお、図1、図2において、31は砥石ヘッド28にワイヤ等を介して連結されたカウンタバランスである。   A grindstone 22 having a spherical outer peripheral surface is supported on the grindstone head 28 so as to be rotatable about a vertical axis perpendicular to the rotation axis of the cup-type dresser 13, and the grindstone 22 is rotationally driven by an electric motor 30. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 31 denotes a counter balance connected to the grindstone head 28 via a wire or the like.

次に、砥石22およびカップ型ドレッサ13の材質について説明する。
ワークとしてガラスレンズやその金型の場合には光学面としてナノメートルオーダーの厳しい表面粗さが要求されるため、砥石22として、微粒のダイヤモンド砥粒(粒度♯4000:粒径5μm)を結合剤としてレジンボンドで結合したレジンボンドダイヤモンド砥石を用いている。砥石22は、加工面34が半径R(30mm)の球面に成形される。
カップ型ドレッサ13としては、砥石22の砥粒よりも小径で、砥石22の砥粒よりも破砕性が高く、砥石22の砥粒よりも低硬度であるGC砥粒(♯8000:粒径2〜3μm)を用いている。なお、粒径としては砥石22の砥粒と同程度でもよいが、脱落した際に砥石22の砥粒間に入り込むことができることが必要である。そして、このGC砥粒は砥石22の結合剤であるレジンボンドよりも硬い。なお、カップ型ドレッサ13の結合剤としてもレジンボンドを用いている。カップ型ドレッサ13の外径は60mm、内径は20mmである。なお、砥粒としてはGC砥粒に限らず、WA等の他の一般砥粒でも上述の条件を満たすものであれば採用可能である。
Next, the material of the grindstone 22 and the cup type dresser 13 will be described.
In the case of a glass lens or its mold as a workpiece, a strict surface roughness on the order of nanometers is required as an optical surface. Therefore, fine diamond abrasive grains (grain size # 4000: particle size 5 μm) are used as a grinding stone 22 as a binder. A resin bond diamond grindstone bonded with a resin bond is used. The grindstone 22 is formed into a spherical surface with a processing surface 34 having a radius R (30 mm).
The cup-type dresser 13 is a GC abrasive grain (# 8000: grain size 2) having a smaller diameter than the abrasive grains of the grindstone 22, higher crushability than the abrasive grains of the grindstone 22, and lower hardness than the abrasive grains of the grindstone 22. ~ 3 μm) is used. The grain size may be the same as that of the abrasive grains of the grindstone 22, but it is necessary to be able to enter between the abrasive grains of the grindstone 22 when dropped. And this GC abrasive grain is harder than the resin bond which is a binder of the grindstone 22. A resin bond is also used as a binder for the cup-type dresser 13. The cup type dresser 13 has an outer diameter of 60 mm and an inner diameter of 20 mm. The abrasive grains are not limited to GC abrasive grains, and other general abrasive grains such as WA may be employed as long as the above conditions are satisfied.

ここで、カップ型ドレッサ13と砥石22とでは、共にレジンボンドを用いているが、その砥粒保持力を異ならせている。すなわち、カップ型ドレッサ13の砥粒保持力を砥石22の砥粒保持力よりも弱いものとしている。本実施の形態では、カップ型ドレッサ13と砥石22とで共にレジンボンドを用いているが、レジンボンドの結合剤率を異ならせることにより両者の砥粒保持力を異ならせている。なお、砥粒保持力を異ならせる他の手段として、カップ型ドレッサ13と砥石22とで結合剤自体の結合力が異なるものを用いることができる。例えば、例えば、レジンボンドにバブル(気泡)や雲母やタルク(石膏)を混ぜ込むことによって結合力を低下させたものをカップ型ドレッサ13の結合剤38として用いてもよい。また、レジンボンドにかえて、レジンボンドよりも結合力の弱いゴムボンドやウレタンボンドをカップ型ドレッサ13の結合剤38として用いてもよい。さらに、砥石22にレジンボンドを用い、カップ型ドレッサ13にはビトリファイドボンドを用いて、ビトリファイドボンドの破砕性の高さにより、両者の砥粒保持力が異なるようにすることも可能である。   Here, although the cup-type dresser 13 and the grindstone 22 both use resin bonds, their abrasive grain holding forces are different. That is, the abrasive holding force of the cup-type dresser 13 is weaker than the abrasive holding force of the grindstone 22. In the present embodiment, the resin bond is used for both the cup-type dresser 13 and the grindstone 22, but the abrasive holding power of the two is made different by changing the binder ratio of the resin bond. In addition, as another means for making the abrasive grain holding force different, the cup-type dresser 13 and the grindstone 22 having different binding forces can be used. For example, for example, a resin whose bonding force is reduced by mixing bubbles, mica, or talc (gypsum) into the resin bond may be used as the binder 38 of the cup-shaped dresser 13. Further, instead of the resin bond, a rubber bond or a urethane bond having a weaker bond strength than the resin bond may be used as the binder 38 of the cup-type dresser 13. Furthermore, it is possible to use a resin bond for the grindstone 22 and a vitrified bond for the cup-shaped dresser 13 so that the abrasive holding power of the two differs depending on the high crushability of the vitrified bond.

次に上記のように構成された本実施形態の動作について説明する。
ワークWを加工する場合は、加工プログラムにしたがい数値制御装置を動作させて、ワーク用スライドテーブル4をX軸方向へ、砥石用スライドテーブル24をZ軸方向へ同時2軸制御することによって、砥石22によってワークWを加工する。なお、ワークW加工時の砥石22の回転速度は、例えば10000min−1である。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
When machining the workpiece W, the numerical control device is operated according to the machining program to simultaneously control the workpiece slide table 4 in the X-axis direction and the grinding wheel slide table 24 in the Z-axis direction. The workpiece W is machined by 22. In addition, the rotational speed of the grindstone 22 at the time of workpiece W processing is, for example, 10,000 min −1 .

ツルーイング兼ドレッシング工程では、カップ型ドレッサ13および砥石22を回転駆動した状態で(例えば、ドレッサ13の回転速度:100min−1、砥石22の回転速度:1000min−1)、砥石用スライドテーブル24を切込み送りすることによって、図3(a)、(b)、(c)に示すように、カップ型ドレッサ13の開口端内周の円周縁21が砥石22の加工面34に面接触で密着させ、砥石用スライドテーブル24によってカップ型ドレッサ13と砥石22との間に切込み負荷を与えることによってツルーイング兼ドレッシングを行う。 In the truing and dressing step, the grindstone slide table 24 is cut while the cup-shaped dresser 13 and the grindstone 22 are rotationally driven (for example, the rotational speed of the dresser 13 is 100 min −1 and the rotational speed of the grindstone 22 is 1000 min −1 ). By feeding, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the circumferential edge 21 of the inner periphery of the open end of the cup-shaped dresser 13 is brought into close contact with the processing surface 34 of the grindstone 22 by surface contact. Truing and dressing is performed by applying a cutting load between the cup type dresser 13 and the grindstone 22 by the grindstone slide table 24.

次にツルーイング兼ドレッシング時のメカニズムについて説明する。
カップ型ドレッサ13の砥粒保持力を砥石22の砥粒保持力よりも弱くしてあるので、図4に示すように、砥石22との接触負荷によって、カップ型ドレッサ13の砥粒37が脱落してくる。そして、この脱落した砥粒37は砥石22の砥粒32よりも小径であり砥石22の結合剤(レジンボンド)33よりも硬いため、砥石表面の砥粒32間に入り込んで砥石22の結合剤33を表面から除去する。このとき、カップ型ドレッサ13のGC砥粒等の一般砥粒は砥石22のダイヤモンド砥粒を傷つけることなく、ボンドだけを選択的に除去する。この結果、砥粒32を結合剤33の表面より突き出すことができ、砥石22のドレッシングが行われる。
つまり、本発明では、カップ型ドレッサ13を構成している砥粒37をドレッシングの際の遊離砥粒として利用している。従って、従来のように、スラリを供給するためのスラリ供給系をわざわざ設ける必要がなく、装置構造を簡略化することができる。
Next, the mechanism for truing and dressing will be described.
Since the abrasive holding force of the cup-type dresser 13 is weaker than the abrasive holding force of the grindstone 22, the abrasive grains 37 of the cup-type dresser 13 drop off due to the contact load with the grindstone 22, as shown in FIG. Come on. The dropped abrasive grains 37 are smaller in diameter than the abrasive grains 32 of the grindstone 22 and are harder than the binder (resin bond) 33 of the grindstone 22. 33 is removed from the surface. At this time, general abrasive grains such as GC abrasive grains of the cup-shaped dresser 13 selectively remove only the bonds without damaging the diamond abrasive grains of the grindstone 22. As a result, the abrasive grains 32 can be protruded from the surface of the binder 33, and the grinding stone 22 is dressed.
That is, in this invention, the abrasive grain 37 which comprises the cup type dresser 13 is utilized as a loose abrasive grain at the time of dressing. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to provide a slurry supply system for supplying slurry, and the structure of the apparatus can be simplified.

また、本発明では、ドレッシングの際の遊離砥粒としてカップ型ドレッサ13と砥石22の接触界面から発生してくる砥粒37を利用しているため、カップ型ドレッサ13と砥石22との間に良好に遊離砥粒として利用する砥粒37を供給することができ、ドレッシング性能を向上させることができる。
このとき、砥粒の回りの結合剤の除去が進行するとその砥粒はやがて脱落し、より内部にある新しい砥粒が表面に露出することになる。砥石とカップ型ドレッサは二面の擦り合せ状態なので、砥石とカップ型ドレッサとは互いに凸と凹の球面に斬近するように磨耗が進行し、ツルーイングとドレッシングとが同時に行われることになる。
Further, in the present invention, since the abrasive grains 37 generated from the contact interface between the cup-shaped dresser 13 and the grindstone 22 are used as loose abrasive grains during dressing, the gap between the cup-shaped dresser 13 and the grindstone 22 is used. Abrasive grains 37 that are favorably used as loose abrasive grains can be supplied, and dressing performance can be improved.
At this time, when the removal of the binder around the abrasive grains proceeds, the abrasive grains eventually fall off, and new abrasive grains inside are exposed to the surface. Since the grindstone and the cup-shaped dresser are in a state of rubbing two surfaces, the grindstone and the cup-shaped dresser are worn away so as to approach the convex and concave spherical surfaces, and truing and dressing are performed simultaneously.

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、ワーク支持台7に、特開2001−260023号公報に記載されているようなワークWを回転駆動するワーク軸スピンドルを設けてもよい。この場合には、ワーク軸スピンドルを成形軸スピンドル11としても利用することが可能であり、ワーク軸スピンドルにカップ型ドレッサ13を取り付けて、ツルーイング・ドレッシングを行うことができる。なお、この場合、ワークWを取り外すことなく行うことが好ましい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
For example, the workpiece support 7 may be provided with a workpiece shaft spindle that rotationally drives the workpiece W as described in JP-A-2001-260023. In this case, the work shaft spindle can also be used as the forming shaft spindle 11, and the cup-shaped dresser 13 can be attached to the work shaft spindle to perform truing dressing. In this case, it is preferable to carry out without removing the workpiece W.

13:カップ型ドレッサ、22:砥石、32:ダイヤモンド砥粒、33:結合剤、34:加工面、37:WA砥粒、38:結合剤、39:微細紛 13: Cup type dresser, 22: Whetstone, 32: Diamond abrasive grain, 33: Binder, 34: Work surface, 37: WA abrasive grain, 38: Binder, 39: Fine powder

Claims (3)

砥粒と該砥粒を結合した結合剤とからなり加工面が球面形状に形成された砥石を、ドレッシングするための中空円筒形状のカップ型ドレッサであって、
前記砥石の砥粒と同径もしくは前記砥石の砥粒よりも小径であり、前記砥石の砥粒よりも破砕性が高く、前記砥石の砥粒より低硬度で、前記砥石の結合剤よりも硬い砥粒を、前記砥石の砥粒保持力よりも弱い保持力で結合したことを特徴とするカップ型ドレッサ。
A hollow cylindrical cup-shaped dresser for dressing a grindstone composed of abrasive grains and a binder that binds the abrasive grains and having a processed surface formed into a spherical shape,
It is the same diameter as the abrasive grains of the grindstone or a smaller diameter than the abrasive grains of the grindstone, is more friable than the abrasive grains of the grindstone, is lower in hardness than the abrasive grains of the grindstone, and is harder than the binder of the grindstone A cup-type dresser, wherein abrasive grains are bonded with a holding force weaker than the abrasive holding force of the grindstone.
請求項1記載のカップ型ドレッサにおいて、前記カップ型ドレッサの結合剤と前記砥石の結合剤とで、結合力の異なる結合剤を用いること、結合剤率を異ならせること、結合剤の破砕性を異ならせることの少なくとも一つの手段により、前記カップ型ドレッサの砥粒保持力を前記砥石の砥粒保持力よりも弱い保持力としたことを特徴とするカップ型ドレッサ。   The cup-type dresser according to claim 1, wherein the binder of the cup-type dresser and the binder of the grindstone use binders having different binding forces, have different binder ratios, and have a friable binder. A cup-type dresser characterized in that the holding force of the abrasive grains of the cup-type dresser is made weaker than the holding power of the abrasive grains of the grindstone by at least one means of differentiating. 請求項1又は請求項2記載のカップ型ドレッサを用いた砥石のツルーイング・ドレッシング方法であって、
前記砥石と前記カップ型ドレッサとを回転させながら面接触させ、
前記砥石と前記カップ型ドレッサと接触界面にて、前記砥石との接触負荷によって前記カップ型ドレッサの砥粒を脱落させ、脱落した砥粒により前記砥石の結合剤を除去することを特徴とするツルーイング・ドレッシング方法。
A truing / dressing method for a grindstone using the cup-type dresser according to claim 1,
While making the grinding wheel and the cup-shaped dresser rotate, they are brought into surface contact,
The truing is characterized in that at the contact interface between the grindstone and the cup-shaped dresser, the abrasive grains of the cup-shaped dresser are dropped by contact load with the grindstone, and the binder of the grindstone is removed by the dropped abrasive grains.・ Dressing method.
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