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JP3671250B2 - Diamond grinding wheel and its truing device - Google Patents

Diamond grinding wheel and its truing device Download PDF

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JP3671250B2
JP3671250B2 JP2001224723A JP2001224723A JP3671250B2 JP 3671250 B2 JP3671250 B2 JP 3671250B2 JP 2001224723 A JP2001224723 A JP 2001224723A JP 2001224723 A JP2001224723 A JP 2001224723A JP 3671250 B2 JP3671250 B2 JP 3671250B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ダイヤモンド研削砥石とダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図17(a)はツルーイング前のメタルボンドダイヤモンド研削砥石の外形を示す図、図17(b)はツルーイング後のメタルボンドダイヤモンド研削砥石の外形を示す図、図18はツルーイング前のダイヤモンド研削砥石の砥粒の切れ刃状態を示す模式図である。
【0003】
一般に、研削砥石の回転振れVを抑制し、研削砥石の形状を修正することをツルーイングといい、ボンドを除去して砥粒を突き出させることをドレッシングという。ツルーイング前のダイヤモンド研削砥石3は、図17(a)および図18に示すように、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さ、つまりダイヤモンド砥粒1の先端部の高さが揃っていない。
【0004】
ところで、従来ダイヤモンド研削砥石のツルーイング法としては、GC砥石(炭化珪素系砥石)を工具とし対象研削砥石を加工する方法、ドレス用砥石を加工する方法、放電作用によりボンドを溶かす方法などがある。これらは、「ビトリファイドダイヤモンド砥石のツルーイングに関する研究」(昭和62年度精密工学会春季大会学術講演論文集)や「電解放電ドレッシングに関する基礎研究」(’90精密工学会春季大会学術講演論文集)で述べられているように、基本的にはボンドを除去することにより、砥粒を脱落させて研削砥石の回転振れを除去する脱落型ツルーイング法である。
【0005】
図19は従来のツルーイング法(脱落型ツルーイング法)によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石の表面状態の模式図である。
【0006】
この従来のツルーイング法では、ツルーイングによりボンド2′が除去され、このボンド2′に支えられていたダイヤモンド砥粒1′が脱落し、余分に突き出ていたダイヤモンド砥粒1′が除去される。しかし、このツルーイング法では、工具である砥粒の硬度が、加工すべきダイヤモンド砥粒1の硬度と比べて低く、ダイヤモンド砥粒1を加工することができない。
【0007】
一方、近年注目されている脆性材料の超精密研削加工においては、ナノメータオーダの形状精度と、表面粗さを目標にしている。この目標を達成するためには、砥粒1個当たりの切り込み深さを臨界切り込み深さ以下とする加工条件で加工しなければならない。ところで、脆性材料を研削すると、クラックを発生させながら、脆性モードで加工されることが知られている。しかし、砥粒の切り込み深さを微小量に制御して加工することにより、脆性材料を金属と同じように、クラックを発生させない延性モードで加工できることが分かっている。延性モードと脆性モードの境界を臨界切り込み深さ(dc値)といい、材料によっても異なるが、0.1μm程度といわれている。このための研削砥石の切れ刃状態は、研削砥石の回転振れをサブミクロンオーダかそれ以下に抑制し、且つ砥粒の切れ刃高さを揃える必要がある。
【0008】
図20は磁気ヘッドの斜視図、図21は図20のS部分の拡大図である。
【0009】
他方、近年磁気ヘッドの高精度化が進んでおり、特に形状精度の高精度化と、加工段差の低減化が要求されている。現在、図20に示す磁気ヘッド4における記録媒体に対向する面である浮上面の仕上げ加工には、ラッピングが用いられている。しかし、ラッピングは圧力転写原理に基づいた加工法であるため、加工圧力の高いエッジ部分が早く加工されやすい。このため、エッジがだれるので、高い形状精度を出すことは困難である。また、ラッピングでは遊離砥粒を使用しているため、図21に示す基板5(ビッカース硬度Hv=1300)と保護膜6(Hv=1000)の硬さに比較して、磁性膜7(Hv=200)は軟らかいので早く加工され、加工段差Aが生じる。これに対して、運動転写原理に基づいた加工法である研削により磁気ヘッド4の浮上面を加工できるならば、原理的にラッピングよりも高い形状精度で加工することが可能であり、原理的には加工段差を0とすることができる。しかし、ラッピングを研削に置き換える場合の問題点は、研削による加工面粗さがラッピングによる加工面粗さよりも悪いことである。
【0010】
したがって、研削により高い形状精度で、且つ良好な加工面粗さで磁気ヘッドを加工するには、ダイヤモンド研削砥石に次のような点が要求される。
【0011】
すなわち、ダイヤモンド砥粒を支持剛性の高いメタルボンドで結合すること、研削砥石の回転振れをサブミクロンオーダに抑制すること、砥粒の切れ刃高さを揃えることである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のツルーイング法は、ツルーイングにより砥粒のボンドを除去し、このボンドにより支えられていた砥粒を脱落させる、いわゆる脱落型ツルーイング法であり、この方法では工具である砥粒の硬度が、加工すべきダイヤモンド砥粒の硬度に比べて低いため、ダイヤモンド砥粒を研削加工できない。したがって、ツルーイングしたダイヤモンド研削砥石の真円度は、研削砥石の外周面のダイヤモンド砥粒の分布精度(研削砥石の加工に関与する面内に、ダイヤモンド砥粒が一様に分散して配置されているか,どうかの指標)と、ダイヤモンド砥粒径に影響され、図7のA,Bから分かるように、研削砥石の砥粒径が大きい場合には、研削砥石の回転振れが大きくなる問題がある。また、砥粒径が数μmと小さい場合においても、研削砥石の回転振れは、せいぜい1μmであり、サブミクロンオーダに回転振れを抑制できない問題がある。
【0013】
前述のごとく、セラミック等の脆性材料の超精密研削加工では、研削砥石の砥粒1個当たりの切り込み深さを臨界切り込み深さ以下の加工条件で加工しなければならない。そのためには、研削砥石の回転振れをサブミクロンオーダか、それ以下に抑制し、且つ砥粒の切れ刃高さを揃える必要がある。ところが、従来のツルーイング法では砥粒の切れ刃高さを揃えることについては配慮されていない。したがって、従来のツルーイング法でツルーイングされた研削砥石では、砥粒1個当たりの切り込み深さを臨界切り込み深さ以下の加工条件で加工し、脆性材料にクラックを発生させないで延性モードで加工するという、脆性材料の超精密研削加工には適用できない問題がある。
【0014】
さらにまた、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面を研削するには、高い形状精度で、且つラッピングと同程度の加工面粗さで加工する必要がある。そして、磁気ヘッドの浮上面をラッピングと同程度の加工面粗さに研削するには、ダイヤモンド砥粒を支持剛性の高いメタルボンドで結合してダイヤモンド研削砥石を形成し、このダイヤモンド研削砥石の回転振れを抑制し、且つダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを揃える必要がある。ところが、従来のツルーイング法では硬いダイヤモンド研削砥石自体を研削し、ダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを揃えることについて配慮されていない。したがって、従来のツルーイング法でツルーイングされたダイヤモンド研削砥石では、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面の研削加工に適用できない問題がある。
【0015】
本発明の第1の目的は、作業面の振れが極めて小さく、且つダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを精密に揃えたダイヤモンド研削砥石を提供することにある。
【0016】
また、本発明の第2の目的は、前記ダイヤモンド研削砥石を確実に形成し得るダイヤモンド研削砥石のツルーイング法を的確に実施し得るダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記第1の目的は、多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めて円盤型に形成したダイヤモンド研削砥石において、前記研削砥石の作業面を前記砥粒とボンドとが略同一面となるよう真円状に研削し、且つ前記研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形したことにより、達成される。
【0018】
また、前記第1の目的は、多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めてカップ型に形成したダイヤモンド研削砥石において、前記研削砥石の作業面を前記砥粒とボンドとが同一面となるよう高精度の平面に研削し、且つ前記研削加工したボンドを一様に所定量ドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形したことにより、達成される。
【0019】
前記第2の目的は、第1のツルーイング装置と、ドレッシング装置と、第2のツルーイング装置とを配備し、前記第1のツルーイング装置を、静圧軸受により支持され且つ多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めたダイヤモンド研削砥石をワークとして支持する主軸と、この主軸の回転駆動源と、前記ワークであるダイヤモンド研削砥石の作業面を前記ダイヤモンド砥粒とボンドとが略同一面となるよう研削する第1のツルーイング工具と、この第1のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第1のツルーイング工具と前記ワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えて構成し、前記ドレッシング装置を、前記研削したボンドの表面を一様に所定深さドレッシングして前記ダイヤモンド砥粒が当該ドレッシングされたボンドの表面より突き出し可能に構成し、前記第2のツルーイング装置を、静圧軸受により支持され且つ前記ドレッシングされたダイヤモンド研削砥石をワークとして支持する主軸と、この主軸の回転駆動源と、前記ドレッシングされたボンドの表面から突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部を平坦且つ平滑に熱化学的研磨して切れ刃を揃える第2のツルーイング工具と、この第2のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第2のツルーイング工具と前記ワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えて構成することにより、達成される。
【0020】
また、前記第2の目的は、単一のツルーイング装置に、前記第1のツルーイング工具と第2のツルーイング工具とを選択的に取り付け、単一のツルーイング装置を前記第1のツルーイング装置と第2のツルーイング装置とに兼用したことによっても、達成される。
【0021】
さらに、前記第3の目的は、ワークであるダイヤモンド研削砥石を支持する前記主軸の位置を固定し、前記第1のツルーイング工具とドレッシング装置と第2のツルーイング工具とを、それぞれワークに対する加工位置と退避位置とに移動可能に構成したことによって、より良く達成される。
【0022】
さらにまた、前記第3の目的は、第1のツルーイング工具として、カップ型メタルボンドダイヤモンド砥石を用いたことにより、また第2のツルーイング工具として、カップ型鉄系金属製の定盤を用いたことにより、またさらに前記ドレッシング装置を、前記ダイヤモンド研削砥石との間に所定の間隔をおいて配置された電極と、陽極をワークであるダイヤモンド研削砥石に結び且つ陰極を前記電極に結んだ電源と、前記ダイヤモンド研削砥石の回転駆動源とを備えて構成したことによって、より良く達成される。
【0023】
【作用】
本発明の請求項1記載の発明では、多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めた円盤型のダイヤモンド研削砥石の作業面である外周面を砥粒とボンドとが略同一面となるよう真円状に研削しているので、使用時におけるダイヤモンド研削砥石の回転振れをサブミクロンオーダに抑制することが可能となる。また、その研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形しているので、ダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを精密に揃えることができる。したがって、この請求項1記載のダイヤモンド研削砥石では、脆性材料の超精密研削加工や、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面の研削仕上げに適用することができる。
【0024】
次に、請求項2記載の発明では、多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めたカップ型のダイヤモンド研削砥石の作業面である端面を前記砥粒とボンドとが同一面となるよう高精度の平面に研削しているので、使用時におけるダイヤモンド研削砥石の作業面の振れをサブミクロンオーダに抑制することができる。また、請求項1記載のダイヤモンド研削砥石と同様、研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させ、さらにボンドの表面より突き出されたダイヤモンド砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形しているので、ダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを揃えることができる。その結果、この請求項2記載のダイヤモンド研削砥石においても、脆性材料の超精密研削加工や、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面の研削仕上げに適用することができる。
【0025】
請求項3記載の発明では、第1のツルーイング装置と、ドレッシング装置と、第2のツルーイング装置とを配備している。
【0026】
前記第1のツルーイング装置は、静圧軸受により支持された主軸と、この主軸の回転駆動源と、ワークであるダイヤモンド研削砥石の作業面をダイヤモンド砥粒とボンドとが略同一面となるよう研削する第1のツルーイング工具と、この第1のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第1のツルーイング工具とワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えている。そして、この第1のツルーイング装置の主軸に、ワークであるダイヤモンド研削砥石を取り付け、主軸と第1のツルーイング工具とをそれぞれ独立の回転駆動源により回転させる。ついで、切り込み手段を介してダイヤモンド研削砥石または第1のツルーイング工具を、ダイヤモンド研削砥石の作業面を切り込む方向に微小量ずつ送り込む。これにより、ワークが円盤型のダイヤモンド研削砥石の場合にはその作業面である外周面を、またワークがカップ型のダイヤモンド研削砥石の場合にはその作業面である端面を、それぞれ第1のツルーイング工具により微小量ずつ研削することができる。この第1のツルーイング工具によるダイヤモンド研削砥石の作業面の研削時において、主軸は静圧軸受により強力に支持されていて、切り込み方向の反対方向に逃げないし、ワークであるダイヤモンド研削砥石は主軸およびこれの回転駆動源を通じて直接回転駆動され、第1のツルーイング工具はこれの回転駆動源により直接回転駆動されるので、ダイヤモンド研削砥石と第1のツルーイング工具とが摩擦接触しても、それぞれ決められた方向に高精度で回転するので、第1のツルーイング工具により、ダイヤモンド研削砥石の作業面から突出している部分を確実に研削することができ、ワークが円盤型のダイヤモンド研削砥石の場合には真円状に正確に整形でき、ワークがカップ型のダイヤモンド研削砥石の場合には作業面である端面を高精度の平面に整形することができる。
【0027】
ついで、前記第1のツルーイング装置により整形されたダイヤモンド研削砥石をドレッシング装置に取り付ける。このドレッシング装置により、ボンドの表面を一様に所定深さ除去し、ボンドの表面にダイヤモンド砥粒を突き出させる。
【0028】
次に、前記第2のツルーイング装置は、静圧軸受により支持された主軸と、この主軸の回転駆動源と、ドレッシングされたボンドの表面から突き出されたダイヤモンド砥粒の先端部を平坦且つ平滑に熱化学的研磨する第2のツルーイング工具と、この第2のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第2のツルーイング工具とワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えている。そこで、この第2のツルーイング装置の主軸に、前記ドレッシング装置でドレッシングされたダイヤモンド研削砥石をワークとして取り付ける。そして、主軸と第2のツルーイング工具とをそれぞれ独立の回転駆動源により回転駆動させる。ついで、切り込み手段を介してダイヤモンド研削砥石または第2のツルーイング工具を、ダイヤモンド研削砥石の作業面を切り込む方向に微小量ずつ送り込む。これにより、ボンドの表面から突き出されたダイヤモンド砥粒のうちの、最も突き出されているダイヤモンド砥粒の先端部から第2のツルーイング工具により徐々に研磨されて行き、各ダイヤモンド砥粒の先端部が平坦且つ平滑に研磨される。また、この第2のツルーイング装置においても、研磨加工時に主軸は静圧軸受により強力に支持されているので、切り込み方向の反対方向に逃げないし、ワークであるダイヤモンド研削砥石は主軸およびこれの回転駆動源により直接回転駆動され、第2のツルーイング工具はこれの回転駆動源により直接回転駆動されるので、ダイヤモンド研削砥石と第2のツルーイング工具とが摩擦接触してもそれぞれ決められた方向に高精度で回転し、第2のツルーイング工具により、ボンドの表面から突き出されたダイヤモンド砥粒の先端部を確実に且つ正確に研磨することができ、これによりダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを精密に揃えることができる。
【0029】
したがって、この請求項3記載の発明では、前記本発明に係るダイヤモンド研削砥石のツルーイング法を的確に実施することが可能となる。
【0030】
請求項4記載の発明では、単一のツルーイング装置に、第1のツルーイング工具と第2のツルーイング工具とを選択的に取り付け、単一のツルーイング装置を前記第1のツルーイング装置と第2のツルーイング装置とに兼用するようにしている。
【0031】
これにより、この請求項4記載の発明では、設備費を節減できる外、装置の設置スペースが狭くて済む。
【0032】
請求項5記載の発明では、ワークを支持する主軸の位置を固定し、前記第1のツルーイング工具とドレッシング装置と第2のツルーイング工具とを、それぞれワークに対する加工位置と退避位置とに移動可能に構成している。そして、主軸にワークであるダイヤモンド研削砥石を取り付け、そのダイヤモンド研削砥石の作業面の研削加工時には、第1のツルーイング工具を加工位置に移動させて目的とする研削加工を行ったのち、退避位置に移動させる。次に、ダイヤモンド研削砥石のボンドの表面のツルーイング時には、ツルーイング装置を加工位置に移動させて目的とするツルーイングを行ったのち、退避位置に移動させる。ついで、ボンドの表面から突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部の研磨加工時には第2のツルーイング工具を加工位置に移動させて目的とする研磨加工を行ったのち、退避位置に移動させる。
【0033】
この請求項5記載の発明では、主軸にワークであるダイヤモンド研削砥石を取り付けたままの状態で、ダイヤモンド研削砥石の作業面の研削加工、ボンドの表面のドレッシング、ボンドの表面から突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部の研磨加工を順次に行うようにしているので、ワークの取り付け誤差を無くすことができる結果、極めて高精度に加工することができ、しかも前述の加工を連続的に行うことができる結果、作業能率を向上させることができる。
【0034】
請求項6記載の発明では、第1のツルーイング工具としてカップ型メタルボンドダイヤモンド砥石を用いており、また請求項7記載の発明では、第2のツルーイング工具としてカップ型鉄系金属製の定盤を用いている。
【0035】
これにより、前記請求項6および7記載の発明とも、硬いワークであるダイヤモンド研削砥石を的確にツルーイングすることができる。
【0036】
本発明の請求項8記載の発明では、ドレッシング装置を、ワークであるダイヤモンド研削砥石との間に所定の間隔をおいて配置された電極と、陽極をワークであるダイヤモンド研削砥石に結び且つ陰極を電極に結んだ電源と、前記ダイヤモンド研削砥石の回転駆動源とを備えている。
【0037】
したがって、この請求項8記載の発明では、ボンドとして支持剛性の高いメタルボンドを使用した場合であっても、そのメタルボンドを電気分解させ、ダイヤモンド砥粒の切れ刃状態を崩さずにボンドの表面を一様に除去し、ボンドの表面よりダイヤモンド砥粒の先端部である砥粒の切れ刃を容易に突き出させることができる。
【0038】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【0039】
図1〜図6は本発明の一実施例を示すもので、図1(a),(b),(c)は本発明のダイヤモンド研削砥石やダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置に係るツルーイング法の概念図、図2は本発明ツルーイング装置における第1のツルーイング装置の正面図、図3は図2の中央縦断側面図、図4は同ツルーイング装置における電解ドレッシング装置の概念図、図5は図4のQ部分の拡大図であって、電解ドレッシングの作用説明図、図6は同ツルーイング装置における第2のツルーイング装置の正面図である。
【0040】
これらの図に示す実施例において、ツルーイング装置は、図2〜図6に示すように、第1のツルーイング装置10と、ドレッシング装置と、第2のツルーイング装置21とを配備して構成されている。そして、この実施例ではワークとして、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドで固め、円盤型に形成したダイヤモンド研削砥石3を対象としている。
【0041】
前記第1のツルーイング装置10は、送りテーブル11と、工具支持台12と、第1のツルーイング工具13と、これの回転駆動源(図示せず)と、主軸14と、この主軸14を支持している静圧軸受15と、前記主軸14の回転駆動源(図示せず)と、主軸14を介してダイヤモンド研削砥石3を送る切り込み手段(これも図示せず)と、研削液供給手段(これも図示せず)とを備えている。
【0042】
前記送りテーブル11は、ツルーイング時に、工具支持台12を介して第1のツルーイング工具13を図2の矢印方向に移動させるようになっており、その送り速度を符号fで示す。
【0043】
前記第1のツルーイング工具13には、カップ型のダイヤモンド砥石が用いられている。この第1のツルーイング工具13は、主軸14と直交する方向に配置され、工具支持台12上に支持されている。また、第1のツルーイング工具13は回転駆動源により、図2の矢印方向に直接回転駆動されるようになっており、その回転数を符号nで示す。
【0044】
前記主軸14には、フランジ8を介してワークであるダイヤモンド研削砥石3が装着され、このダイヤモンド研削砥石3は図3に示すように、クランプ9により止められている。また、主軸14は静圧軸受15により支持され、さらに回転駆動源により、図2の矢印方向に直接回転駆動されるようになっており、その回転数を符号Nで示す。
【0045】
前記静圧軸受15には、静圧空気軸受または静圧油軸受が用いられている。
【0046】
前記切り込み手段は、ツルーイング中に、主軸14を介してダイヤモンド研削砥石3を図2に矢印で示すように、ワークである円盤型のダイヤモンド研削砥石3の半径方向に微小送りをかけるようになっており、その1回分の切り込み深さを符号dで示す。
【0047】
前記研削液供給手段は、第1のツルーイング工具13とワークであるダイヤモンド研削砥石3間に研削液を供給するように配置されている。
【0048】
前記ドレッシング装置として、この実施例では電解ドレッシング装置16を用いている。この電解ドレッシング装置16は、図4に示すように、電極17と、電源としての直流電源18と、研削液19の供給手段と、ワークであるダイヤモンド研削砥石3の回転駆動源(図示せず)とを備えている。
【0049】
前記電極17は、ワークであるダイヤモンド研削砥石3の外周面との間に、所定の間隔gをおいて配置されている。
【0050】
前記直流電源18は、陽極をダイヤモンド研削砥石3に結び、陰極を電極17に結んでいる。
【0051】
前記研削液19は、ダイヤモンド研削砥石3と電極17間のすき間に供給される。
【0052】
前記回転駆動源は、ドレッシング時に、ダイヤモンド研削砥石3を図4の矢印e方向に回転駆動する。
【0053】
そして、この電解ドレッシング装置16では、直流電源18からダイヤモンド研削砥石3と電極17に通電すると、ダイヤモンド砥粒のメタルボンドが電気分解され、図5に示すように、金属イオン20となって除去されるようになっている。
【0054】
前記第2のツルーイング装置21は、図6に示すように、送りテーブル22と、工具支持台23と、第2のツルーイング工具24と、これの回転駆動源(図示せず)と、主軸25と、この主軸25を支持している静圧軸受(図示せず)と、前記主軸25の回転駆動源(図示せず)と、主軸25を介してダイヤモンド研削砥石3を送る切り込み手段(これも図示せず)とを備えている。
【0055】
前記送りテーブル22は、ツルーイング時に、工具支持台23を介して第2のツルーイング工具24を図6の矢印方向に移動させるようになっており、その送り速度を符号fで示す。
【0056】
前記第2のツルーイング工具24には、鉄系金属である鋳鉄製でカップ型の定盤が用いられている。この第2のツルーイング工具24は、主軸25と直交する方向に配置され、且つ工具支持台23に支持されている。また、前記ツルーイング工具24は回転駆動源により、図6の矢印方向に直接回転駆動されるようになっており、その回転数を符号nで示す。
【0057】
前記主軸25には、ワークとして、前記ドレッシング装置によりドレッシングされたダイヤモンド研削砥石3がフランジ8を介して装着され、クランプ9により止められている。また、主軸25は静圧軸受で支持され、さらに回転駆動源により、図6の矢印方向に直接回転駆動されるようになっており、その回転数を符号Nで示す。
【0058】
前記静圧軸受は、第1のツルーイング装置10の主軸14の静圧軸受15と同様である。
【0059】
前記切り込み手段は、ツルーイング中に、主軸25を介してダイヤモンド研削砥石3を図6に矢印で示すように、ワークであるダイヤモンド研削砥石3の半径方向に微小送りをかけるようになっており、その1回分の切り込み深さを符号dで示す。
【0060】
次に、前記実施例のツルーイング装置の作用に関連して、そのツルーイング法と、その製品であるダイヤモンド研削砥石について説明する。
【0061】
まず、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドで固めて円盤型に形成したワークであるダイヤモンド研削砥石3を、ツルーイング装置における図2および図3に示す第1のツルーイング装置10の主軸14にフランジ8を介して装着し、クランプ9により止める。
【0062】
ついで、第1のツルーイング工具13を図2の矢印方向に回転させ、主軸14を介してダイヤモンド研削砥石3を図2の矢印方向に回転させる。また、切り込み手段により主軸14を介してダイヤモンド研削砥石3を、図2の矢印方向に送りをかけ、第1のツルーイング工具13の上面にダイヤモンド研削砥石3の外周面の最も突き出している部分が接触するようにセットする。そして、研削液供給手段により、第1のツルーイング工具13とダイヤモンド研削砥石3間に研削液を供給する。ついで、前記切り込み手段によりダイヤモンド研削砥石3に、前記矢印方向に自動微小送りをかける。さらに、送りテーブル11を図2の矢印方向に微小ずつ移動させる。
【0063】
これにより、ダイヤモンド砥石である第1のツルーイング工具13により、ワークであるダイヤモンド研削砥石3の外周面が研削され、このとき図1(a)に示すように、ダイヤモンド研削砥石3のダイヤモンド砥粒1も研削され、いわゆる加工型ツルーイング法によりダイヤモンド研削砥石3全体が真円状に研削加工される。
【0064】
前記ダイヤモンド研削砥石3の研削時において、主軸14は静圧軸受15により強力に支持されており、ダイヤモンド研削砥石3の切り込み方向の反対方向に逃げない。また、ダイヤモンド研削砥石3は主軸14およびこれの回転駆動源(図示せず)を通じて直接回転駆動され、第1のツルーイング工具13はこれの回転駆動源(図示せず)を通じて直接回転駆動されるので、ダイヤモンド研削砥石3と第1のツルーイング工具13とが摩擦接触しても、それぞれ決められた方向に高精度で回転する。したがって、第1のツルーイング工具13により、ダイヤモンド研削砥石3の外周面上の突き出している部分を確実に研削できる結果、ダイヤモンド研削砥石3を真円状に正確に整形することができる。
【0065】
前述のごとく、加工型ツルーイング法によりダイヤモンド研削砥石3を真円状に研削加工後、第1のツルーイング装置10の各部の駆動を停止させ、加工されたダイヤモンド研削砥石3を主軸14から取り出し、第1のツルーイング装置10の各部を初期の状態に戻す。
【0066】
ついで、前記研削加工されたダイヤモンド研削砥石3を、図4に示す電解ドレッシング装置16に取り付ける。さらに、ワークである前記ダイヤモンド研削砥石3との間に図4に示す所定の間隔gをおいて電極17を配置し、直流電源18の陽極をダイヤモンド研削砥石3に結び、陰極を電極17に結んで通電する。
【0067】
続いて、前記ダイヤモンド研削砥石3と電極17間に研削液19を流し、回転駆動源(図示せず)によりダイヤモンド研削砥石3を図4の矢印e方向に回転させる。
【0068】
これにより、ダイヤモンド研削砥石3のメタルボンド2が電気分解され、図5に示すごとく、金属イオン20となってメタルボンド2の表面から一様に除去される。したがって、この電解ドレッシングにより、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃状態を崩さずにメタルボンド2を容易に除去し、図1(b)に示すように、メタルボンド2の表面からダイヤモンド砥粒1の先端部である切れ刃を突き出させることができる。
【0069】
前記ダイヤモンド研削砥石3をドレッシング後、電解ドレッシング装置16の各部の機能を停止させ、電解ドレッシング装置16からダイヤモンド研削砥石3を取り外し、電解ドレッシング装置16を初期状態に戻す。
【0070】
ついで、前記ドレッシングされたダイヤモンド研削砥石3をワークとして、図6に示す第2のツルーイング装置21の主軸25にフランジ8を介して装着し、クランプ9により止める。
【0071】
そして、第2のツルーイング工具24を図6の矢印方向に回転させ、主軸25を介してダイヤモンド研削砥石3を矢印方向に回転させる。また、切り込み手段により主軸25を介してダイヤモンド研削砥石3に図6の矢印方向に送りをかけ、第2のツルーイング工具24の上面にダイヤモンド研削砥石3の外周面が接触するようにセットする。その後は、前記切り込み手段によりダイヤモンド研削砥石3に、前記矢印方向に自動微小送りをかけ、さらに送りテーブル22を図6の矢印方向に微小ずつ移動させる。
【0072】
これにより、鋳鉄製の定盤である第2のツルーイング工具24にワークであるダイヤモンド研削砥石3が接触し、前記第2のツルーイング工具24にダイヤモンド研削砥石3のダイヤモンド砥粒1が擦り合わされ、いわゆる研磨型ツルーイング法によりメタルボンド2の外周面から突き出されている各ダイヤモンド砥粒1の先端部が研磨される。つまり、鋳鉄製の定盤とダイヤモンドとを擦り合わせると、ダイヤモンドの炭素を鉄が吸収するという、鉄とダイヤモンドの化学反応により、各ダイヤモンド砥粒1の先端部が微小量ずつ除去される。
【0073】
この第2のツルーイング装置21では、前述のごとく、鉄とダイヤモンドの化学変化を利用して、各ダイヤモンド砥粒1の先端部を第2のツルーイング工具24により研磨する研磨型ツルーイング法により、図1(c)に示すように、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さを確実に且つ高精密に揃えることができる。
【0074】
また、前記ダイヤモンド研削砥石3の研磨時において、主軸25は静圧軸受(図示せず)により強力に支持されていて、ダイヤモンド研削砥石3の切り込み方向の反対方向に逃げない。しかも、ダイヤモンド研削砥石3は主軸25およびこれの回転駆動源(図示せず)を通じて直接回転駆動され、第2のツルーイング工具24はこれの回転駆動源(図示せず)により直接回転駆動されるので、ダイヤモンド研削砥石3と第2のツルーイング工具24とが摩擦接触しても、それぞれ決められた方向に高精度で回転する。したがって、第2のツルーイング工具24により、メタルボンド2の外周面より突き出された各ダイヤモンド砥粒1の先端部を確実に研磨することができる。その結果、メタルボンド2の外周面から突き出された各ダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さを精密に揃えることが可能となる。
【0075】
前述のごとく、ダイヤモンド研削砥石3のダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さを揃えたのち、第2のツルーイング装置21の各部の駆動を停止させ、製品であるダイヤモンド研削砥石3を主軸25から取り外し、第2のツルーイング装置21の各部を初期状態に戻し、ダイヤモンド研削砥石3のツルーイングの1ストロークを終了する。
【0076】
以上のツルーイング工程を経て形成された製品である円盤型のダイヤモンド研削砥石3は、加工型ツルーイング法により真円状に整形されているので、回転振れがサブミクロンオーダに抑制される。また、電解ドレッシング法により、硬いメタルボンド2を使用しても、ダイヤモンド砥粒1の先端部を所定量突き出させることができる。しかも、研磨型ツルーイング法により、前記メタルボンド2から突き出された各ダイヤモンド砥粒1の先端部が研磨され、切れ刃高さが精密に揃えられていて、良好な加工面粗さが得られるように、切れ刃がほぼ台形に整形されている。したがって、この製品であるダイヤモンド研削砥石3を脆性材料の延性モードでの加工や、図20に示す磁気ヘッド4における記録媒体に対向する面の研削仕上げに直ちに適用することが可能となる。
【0077】
次に、図14はカップ型ダイヤモンド研削砥石を対象とするツルーイング法の説明図である。
【0078】
そのカップ型ダイヤモンド研削砥石を本発明のダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置に係るツルーイング法によりツルーイングする場合は、ダイヤモンド研削砥石30の作業面である端面31を最初に高精度の平面に研削加工し、次に同端面31のボンドの表面をドレッシングし、ついで同端面31のボンドの表面から突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部を研磨加工する。
【0079】
まず、ワークであるダイヤモンド研削砥石30の端面31を研削加工するには、図2に示す実施例の第1のツルーイング装置10の主軸14を垂直方向に支持したツルーイング装置を使用する。そして、図14に示す実施例ではダイヤモンド研削砥石30を主軸(図示せず)に、ツルーイングすべき端面31を下向きにし、第1のツルーイング工具13の軸心に対して偏心させて取り付ける。また、第1のツルーイング工具13には、ワークであるダイヤモンド研削砥石30のダイヤモンド砥粒径よりも大きい砥粒径のダイヤモンド砥石を使用する。
【0080】
ついで、ダイヤモンド研削砥石30を主軸およびこれの回転駆動源(いずれも図示せず)を介して矢印i方向に回転させ、第1のツルーイング工具13をこれの回転駆動源(図示せず)を介して矢印h方向に回転させながら、第1のツルーイング工具13の上面にダイヤモンド研削砥石30の端面31の最も突き出ている部分を接触させる。なお、第1のツルーイング工具13の周速をダイヤモンド研削砥石30の周速よりも速くする。また、第1のツルーイング工具13の上面にダイヤモンド研削砥石30の端面31を接触させたのちは、ダイヤモンド研削砥石30に自動切り込み送りをかけ、微小量ずつ送り、ダイヤモンド研削砥石30の端面31を高精度の平面に研削する。
【0081】
次に、端面31を高精度の平面に研削したダイヤモンド研削砥石30をドレッシング装置(図示せず)により、ボンドの表面を一様に除去し、ボンドの表面よりダイヤモンド砥粒の先端部を所定量突き出させる。前記ボンドがメタルボンドの場合には、図4に示す電解ドレッシング装置16を使用することにより、メタルボンドの表面を電気分解により一様に、容易に除去することができる。
【0082】
ついで、ドレッシングによりボンドの表面より突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部を研磨加工するには、図6に示す実施例の第2のツルーイング装置21の主軸25を垂直方向に支持したツルーイング装置を使用する。また、第2のツルーイング工具24には、図6に示すごとく、鋳鉄製でカップ型の定盤を使用する。そして、前記主軸にワークであるダイヤモンド研削砥石30を、ツルーイングすべき端面31を下向きにし、第2のツルーイング工具24の軸心に対して偏心させて取り付ける。ついで、ダイヤモンド研削砥石30を主軸およびこれの回転駆動源(いずれも図示せず)を介して回転させ、第2のツルーイング工具24をこれの回転駆動源(図示せず)を介してダイヤモンド研削砥石30の周速よりも早い周速で回転させ、第2のツルーイング工具24の上面に、多数のダイヤモンド砥粒のうちの最も突き出しているダイヤモンド砥粒を接触させたのち、ダイヤモンド研削砥石30に自動切り込み送りをかけ、各ダイヤモンド砥粒の先端部を研磨し、ダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを高精度に揃える。
【0083】
以上の工程により、カップ型ダイヤモンド研削砥石30においても、その作業面である端面31を図1(a),(b),(c)に示すように、ツルーイングすることができる。したがって、カップ型ダイヤモンド研削砥石を、その使用時において、作業面である端面の振れがサブミクロンオーダに抑制され、且つ良好な加工面粗さが得られるように、ツルーイングすることが可能となる。
【0084】
続いて、図15は軸付きダイヤモンド研削砥石を対象とするツルーイング法の説明図である。
【0085】
その軸付きダイヤモンド研削砥石のツルーイング法において、図15に示す軸付きダイヤモンド研削砥石32の作業面として外周面33または環状エッジ34をツルーイングする場合は、前述の円盤型ダイヤモンド研削砥石3と同様の工程で行う。また、軸付きダイヤモンド研削砥石32の作業面として端面35をツルーイングする場合は、前述のカップ型ダイヤモンド研削砥石30と同様の工程で行う。これにより、軸付きダイヤモンド研削砥石32においても、その作業面である外周面33、環状エッジ34または端面35を図1(a),(b),(c)に示すように、ツルーイングすることができる。
【0086】
進んで、図16は本発明ツルーイング装置の他の実施例の正面図である。
【0087】
この図16に示す実施例のツルーイング装置は、円盤型ダイヤモンド研削砥石3を対象とするもので、主軸14と、第1のツルーイング工具13と、電解ドレッシング装置16と、第2のツルーイング工具(図示せず)とを配備している。
【0088】
前記主軸14は、図2および図3に示すものと同様、静圧軸受により支持され、且つ独立の回転駆動源により回転駆動されるようになっている。また、この主軸14は位置が固定されている。
【0089】
前記第1のツルーイング工具13は、図2および図3に示すものと同様、工具支持台12に支持され、且つ独立の回転駆動源により回転駆動されるようになっている。前記工具支持台12は、送りテーブル11上に搭載されている。そして、前記第1のツルーイング工具13は、主軸14に支持されたワークであるダイヤモンド研削砥石3に対する加工位置、つまり加工型ツルーイングを行う位置と、退避位置とに移動可能に設置されている。
【0090】
前記電解ドレッシング装置16は、図4に示すものと同様、電極17と、直流電源18と、研削液19の供給手段とを備えている。この電解ドレッシング装置16の前記各部材も、主軸14に支持されたダイヤモンド研削砥石3に対する加工位置、つまり電解ドレッシングを行う位置と、退避位置とに移動可能に設置されている。
【0091】
前記第2のツルーイング工具は、図6に示すものと同様、工具支持台上に支持され、且つ独立の回転駆動源により回転駆動されるようになっている。前記工具支持台は、送りテーブル上に搭載されている。そして、この第2のツルーイング工具も、主軸14に支持されたダイヤモンド研削砥石3に対する加工位置、すなわち研磨型ツルーイングを行う位置と、退避位置とに移動可能に設置されている。
【0092】
前記ツルーイング装置を使用してツルーイングを行う場合は、まず主軸14にワークであるダイヤモンド研削砥石3を取り付け、第1のツルーイング工具13をその工具支持台12および送りテーブル11と一緒に加工位置に移動させ、ダイヤモンド研削砥石3および第1のツルーイング工具13をそれぞれ独立に回転させ、前述したところと同様、ダイヤモンド研削砥石3の作業面である外周面を加工型ツルーイングにより真円状に研削加工する。この加工型ツルーイングを行ったのち、第1のツルーイング工具13を退避位置に移動させる。
【0093】
次に、主軸14にダイヤモンド研削砥石3を取り付けたままの状態で、電解ドレッシング装置16を加工位置に移動させ、電極17をダイヤモンド研削砥石3との間に所定の間隔をおいて配置する。直流電源18の陰極は、既に電極17に結ばれた状態で移動して来るので、直流電源18の陽極をダイヤモンド研削砥石3に結び、主軸14を介してダイヤモンド研削砥石3を回転させながら前述したところと同様、ダイヤモンド研削砥石3のメタルボンドの外周面を一様に電解ドレッシングする。このドレッシング終了後、ダイヤモンド研削砥石3から直流電源18を取り外し、電解ドレッシング装置16を退避位置に移動させる。
【0094】
ついで、主軸14にダイヤモンド研削砥石3を取り付けたままの状態で、第2のツルーイング工具をその工程支持台および送りテーブルと一緒に加工位置に移動させる。
【0095】
続いて、ワークであるダイヤモンド研削砥石3および第2のツルーイング工具をそれぞれ独立に回転させ、前述したところと同様、研磨型ツルーイングを行い、メタルボンドの外周面に突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部を研磨し、切れ刃高さを揃える。この研磨型ツルーイング終了後、第2のツルーイング工具を退避位置に移動させ、ダイヤモンド研削砥石3のツルーイングの1ストロークを終了する。
【0096】
この図16の実施例のツルーイング装置によれば、主軸14にワークであるダイヤモンド研削砥石3を取り付けたままの状態で、加工型ツルーイング、電解ドレッシング、研磨型ツルーイングを順次行うようにしているので、ダイヤモンド研削砥石3の取り付け誤差を無くすことができ、したがってより一層高精度にツルーイングすることができる外、前述の加工を連続的に行うことができるので、作業能率を向上させることが可能となる。
【0097】
なお、この実施例において、主軸を垂直方向に支持することにより、カップ型ダイヤモンド研削砥石のツルーイングを行い得るようにすることができる。また、電解ドレッシング装置16に代えて機械的ドレッシング装置を用いても良い。
【0098】
この実施例の他の構成,作用については、前記図2〜図6,図14に示す実施例と同様である。
【0099】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【0100】
実施例1:
図16に示すツルーイング装置を使用し、ワークとして円盤型のダイヤモンド研削砥石3の外周面を研削し、真円状に整形するツルーイングを行った。
ワークとして、メタルボンド2のダイヤモンド研削砥石3を用いた。このダイヤモンド研削砥石3は、直径=124.5mm、厚さ=1.5μmである。
主軸14を静圧軸受としての静圧空気軸受で支持した。この主軸14の回転精度は0.2μmであり、ツルーイング時には主軸14の回転速度をN=1000rpmとした。
第1のツルーイング工具13には、カップ型メタルボンドダイヤモンド砥石を用いた。このダイヤモンド砥石としては、ダイヤモンド砥粒の粒度=200〜400#程度のものが良く、ダイヤモンド砥粒がメタルボンドから十分突き出ていなければならない。もし、ダイヤモンド砥粒の突き出し量が小さい場合には、ドレッシングする必要がある。第1のツルーイング工具13の回転数n=3500rpmとした。
【0101】
この実施例1で使用したツルーイング装置は、主軸14を静圧空気軸受で支持し、第1のツルーイング工具13および主軸14をそれぞれ独立の回転駆動源で回転駆動するようにしているため、高剛性であり、高精度回転する(主軸の回転精度0.2μm、剛性80N/μm)。静圧軸受として静圧油軸受を使用すれば、さらに高剛性とすることができる。
【0102】
前記主軸14に、ワークであるダイヤモンド研削砥石3を、フランジおよびクランプを介して取り付けた。主軸14とダイヤモンド研削砥石3との間には、はめあい公差があるため、一般的にはダイヤモンド研削砥石3に数10μmの回転振れが発生する。主軸14に対するダイヤモンド研削砥石3のセッティングを工夫しても、10μm前後の回転振れが生じる。
【0103】
工具支持台12上に第1のツルーイング工具13を、側面振れ=10μm以内に納まるように取り付けた。そして、主軸14を介してダイヤモンド研削砥石3を回転させ、且つ第1のツルーイング工具13を回転させながら、第1のツルーイング工具13にダイヤモンド研削砥石3を接触させ、送りテーブル11を一方向に移動させ、次の条件でツルーイングを行った。
【0104】
ツルーイング条件
・ワーク メタルボンドダイヤモンド研削砥石
・第1のツルーイング工具 SD200Q125M
・主軸の回転数N 1000rpm
・送りテーブルの送り速度f 10.0mm/min
・1回の切り込み深さd 1.0μm
・研削液 水溶性研削液
・研削液流量 2.0リットル/min
【0105】
以上のようなツルーイング条件でツルーイングを行い、ツルーイング後にダイヤモンド研削砥石3の回転振れを測定した。前記回転振れの測定法は、差動トランス型変位計を用いて、その触針をダイヤモンド研削砥石3の外周面(作業面)に当てて測定し、レコーダに記録した。
【0106】
図7はツルーイングされたダイヤモンド研削砥石の回転振れの測定結果を示すグラフである。
【0107】
この図7において、Aは従来技術であるいわゆる脱落型ツルーイング法でツルーイングした場合を示し、Bは主軸を支持する軸受にボールベアリングを使用した市販のツルーイング装置でツルーイングした場合を示し、Cは前記図16に示すツルーイング装置を使用し、前記実施例1のいわゆる加工型ツルーイング法でツルーイングした場合を示す。
【0108】
なお、図7のAは主軸をボールベアリングで支持した市販のツルーイング装置を用い、ツルーイング工具としてGC砥石を用いた場合である。この従来技術である脱落型ツルーイング法でツルーイングしたダイヤモンド研削砥石の回転振れは、ミクロンオーダであり、しかもダイヤモンド研削砥石の平均砥粒径が20μm以上に大きくなると、ダイヤモンド研削砥石の回転振れが急激に大きくなり、回転振れを抑制しにくい傾向にある。
【0109】
また、図7のBは主軸をボールベアリングで支持した市販のツルーイング装置を用い、ツルーイング工具としてダイヤモンド砥石を用いた場合である。このツルーイング装置は、剛性=3N/μm、回転精度=8μmであった。このツルーイング装置を用いて、加工型ツルーイング法と同様にダイヤモンド研削砥石をツルーイングした。その結果、図7のBから分かるように、ダイヤモンド研削砥石の回転振れを低減することができなかった。
【0110】
これに対して、前記実施例1による加工型ツルーイング法によりダイヤモンド研削砥石をツルーイングした結果、図7のCに示すように、ダイヤモンド研削砥石の平均砥粒径の大小にかかわらず、ダイヤモンド研削砥石の回転振れを0.3μm以下に抑制することができた。
【0111】
図8は本発明に係るツルーイング法により研削されたダイヤモンド研削砥石の外周面の100倍SEM(走査型電子顕微鏡)写真、図9は同2000倍SEM写真である。尚、この図8,9の鮮明な写真は、原出願(平成3年特許願第193714号)に添付した図8,9を参照願います。
【0112】
そのツルーイング法における前記実施例1によりツルーイングされたダイヤモンド研削砥石では、メタルボンドの表面とダイヤモンド砥粒の先端部とが同一面内に存在し、図8および図9に示すように、ダイヤモンド砥粒の脱落痕は見当たらない。
【0113】
実施例2:
前記実施例1でツルーイングしたダイヤモンド研削砥石3のメタルボンド2を、電解ドレッシング法によりドレッシングした。
【0114】
前述したように、ツルーイング後のダイヤモンド研削砥石では、メタルボンドとダイヤモンド砥粒の先端部とが同一面内に存在しているため、このまま研削砥石として使用すると、メタルボンドの表面と被削剤とが接触して正常な研削加工が行われない。このため、メタルボンドの表面からダイヤモンド砥粒の先端部を突き出させるドレッシングが必要である。
【0115】
この実施例2では、ドレッシング法として電解ドレッシング法を用いた。ここでの電解ドレッシング法では、図16に示す電解ドレッシング装置16を使用した。
【0116】
ワークであるダイヤモンド研削砥石3の外周面との間に、間隔g=0.10〜0.15mmをおいて電極17を配置した。直流電源18の陽極をダイヤモンド研削砥石3に結び、陰極を電極17に結んだ。前記ダイヤモンド研削砥石3と電極17間のすき間に研削液19を流し、またダイヤモンド研削砥石3と電極17とに通電し、ダイヤモンド研削砥石3を回転させ、次の電解ドレッシング条件でメタルボンド2をドレッシングした。
【0117】
電解ドレッシング条件
・ワーク メタルボンドダイヤモンド研削砥石
・ワークと電極間の間隔g 0.13mm
・印加電圧 30V
・ワークの回転数 2000rpm
・研削液 水溶性研削液
・研削液流量 6.0リットル/min
・ドレッシング時間 1.0min
【0118】
以上の電解ドレッシング条件でドレッシングを行った結果、メタルボンド2を半径方向の寸法で平均3μmに、表面一様に除去することができ、ダイヤモンド砥粒1の先端部を十分突き出させることができた。
【0119】
実施例3:
電解ドレッシング法によりメタルボンド2の表面を除去し、ダイヤモンド砥粒1を突き出させたのち、ダイヤモンド砥粒1の先端部を図16に示すツルーイング装置を使用して研磨した。
【0120】
前述のごとく、ダイヤモンド研削砥石3のメタルボンド2を除去し、ダイヤモンド砥粒1の先端部を突き出させただけのダイヤモンド研削砥石3は、例えば脆性材料の臨界切り込み深さでの延性モードの研削加工や、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面をラッピング仕上げと同程度の加工面粗さに研削加工を行う用途には使用できない。これらの用途に使用する場合には、メタルボンド2から突き出されているダイヤモンド砥粒1の先端部を研磨し、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さを揃える必要がある。
【0121】
そこで、メタルボンド2の表面から突き出されたダイヤモンド砥粒1の先端部を、研磨型ツルーイング法によりツルーイングし、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さを揃えることとした。第2のツルーイング工具として、カップ型鋳鉄製の定盤を取り付けて用いた。前記ダイヤモンド研削砥石3を主軸14および回転駆動源により回転させ、第2のツルーイング工具を別の回転駆動源により回転させながら、第2のツルーイング工具の上面にダイヤモンド研削砥石3の外周面を接触させた。ついで、ダイヤモンド研削砥石3に微小量の切り込み送りをかけ、送りテーブルを所定の送り速度で送り、次のツルーイング条件でツルーイングを行った。
【0122】
ツルーイング条件
・ワーク メタルボンドダイヤモンド研削砥石
・第2のツルーイング工具 鋳鉄製定盤(FC20)
・第2のツルーイング工具の回転数n 3500rpm
・主軸の回転数N 1000rpm
・送りテーブルの送り速度f 5.0mm/min
・1回の切り込み深さd 0.2μm
【0123】
以上のようなツルーイング条件で、ダイヤモンド研削砥石3のダイヤモンド砥粒1の先端部を研磨型ツルーイング法によりツルーイングしたのち、そのダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さの測定を行った。
【0124】
図10は研削砥石の砥粒の切れ刃高さ測定装置の概念図、図11は同測定装置により得られた測定データの評価法の説明図である。
【0125】
ここで、図10に示す砥粒の切れ刃高さ測定装置を使用してダイヤモンド研削砥石3のダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さを測定し、図11に示す測定データの評価法に従って処理した。すなわち、ダイヤモンド砥粒1を研磨したのちのダイヤモンド研削砥石3の外周面に、図10に示す砥粒の切れ刃高さ測定装置の触針式変位計26を当て、ダイヤモンド研削砥石3を超低速回転させ、ダイヤモンド研削砥石3の外周面の2次元プロフィールを測定し、レコーダ27に記録した。
【0126】
そして、得られた測定データについて、図11に示すように、基準長さLを取り、この基準長さL内に入っているダイヤモンド砥粒1のうちで最も突き出ているダイヤモンド砥粒の先端部を基準点Pとし、この基準点Pより高さの基準範囲tを取り、この基準範囲t内に入っているダイヤモンド砥粒1の先端部の個数を計数し、ツルーイング精度の評価法とした。
【0127】
その結果、ダイヤモンド砥粒の精度=800のメタルボンドダイヤモンド研削砥石について、従来のツルーイング法として市販のツルーイング装置(主軸の支持にボールベアリング使用、剛性=3N/μm、回転精度=8μm)にGC砥石を取り付けてツルーイングした場合と、本発明に係るツルーイング法に従い前記実施例1,2,3によりツルーイングした場合を前記評価法で評価したところ、基準長さL=1mm、高さの基準範囲t=0.5μmの中に入っているダイヤモンド砥粒の先端部の数、つまり切れ刃の数は従来のツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石では4個、本発明に係るツルーイング法に従い実施例1,2,3によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石3では42個であった。この測定結果から明らかなように、本発明に係るツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石3は、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さが揃っていることが分かる。
【0128】
図12は本発明に係るツルーイング法でツルーイングされた製品であるダイヤモンド研削砥石の外周面のSEM写真である。尚、この図12の鮮明な写真は、原出願(平成3年特許願第193714号)に添付した図12を参照願います。
【0129】
この図12から、前記実施例3によって、メタルボンド2の表面より突き出されたダイヤモンド砥粒1の先端部を、鋳鉄製の定盤で研磨することにより、ダイヤモンド砥粒1の切れ刃断面が平坦且つ平滑に整形され、且つ多数のダイヤモンド砥粒1の切れ刃高さがきれいに揃えられていることが分かる。
【0130】
実施例4:
本発明に係るツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石3と、従来のツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石を使用して、実際に溝加工を行い、その溝の加工面粗さを測定した。被削材は、アルミナチタンカーバイドである。
【0131】
従来のツルーイング法として、市販のツルーイング装置(主軸の支持にボールベアリング使用、剛性=3N/μm、回転精度=8μm)を使用した。このツルーイング装置に、ツルーイング工具としてGC砥石を取り付けて用いた。本発明に係るツルーイング法としては、前記実施例1,2,3によりツルーイングした。
【0132】
従来のツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石による溝加工、および本発明に係るツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石3による溝加工とも、加工条件は次のとおりである。
【0133】
加工条件
・研削砥石 メタルボンドダイヤモンド研削砥石
・被削材 アルミナチタンカーバイド
・加工機の主軸の回転数 4000rpm
・加工機の送りテーブルの送り速度 100mm/min
・1回の切り込み深さ 2.0μm
【0134】
図13はダイヤモンド研削砥石により研削加工の加工面粗さの実験結果を示すグラフである。この図13に示す実験において、加工面粗さはダイヤモンド研削砥石の外周面で研削された加工面の粗さを測定したものである。この図13中、Aは従来のツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石であって、市販のツルーイング装置(主軸の支持にボールベアリング使用、剛性=3N/μm、回転精度=8μm)にGC砥石を取り付けてツルーイングしたダイヤモンド研削砥石で研削した場合を示す。そして、図13中、Bは本発明に係るツルーイング法による前記実施例1,2,3によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石で研削した場合を示す。
【0135】
この図13から分かるように、本発明に係るツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石で研削したときの加工面粗さは、ダイヤモンド砥粒の平均砥粒径=40μmという粗いダイヤモンド砥粒においても、加工面粗さ=0.2μmRmaxという良好な加工面に研削仕上げすることができた。これに対して、従来のツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石では、ダイヤモンド砥粒の平均砥粒径が20μmを越えると、加工面粗さが悪くなり、平均砥粒径=40μmでは加工面粗さ=2.1μmRmaxとなった。この実験結果より、本発明に係るツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石によれば、加工面粗さを飛躍的に向上させることができる。これは、本発明に係るツルーイング法によりダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを揃えた効果である。
【0136】
実施例5:
本発明に係るツルーイング法でツルーイングしたカップ型ダイヤモンド研削砥石を、平面研削盤に工具として取り付け、このダイヤモンド研削砥石により図20に示す磁気ディスク用磁気ヘッドの記録媒体に対向する面である浮上面を加工した。その結果、加工面粗さ0.01μmRmaxに加工することができた。しかも、磁気ヘッド複合材の加工量の差である加工段差をラッピングの場合の0.05μmから0.02μmに低減することができた。このように加工段差を低減することは、磁気ヘッドの磁性媒体と磁気ディスク面との間隔を小さくすることになり、記録密度の向上が図れる。言い換えると、記録密度が同じなら、加工段差が低減できた分だけ、磁気ヘッドの浮上量(基板5と磁気ディスクとの間隔)を増やすことができるので、クラッシュの危険性を少なくすることができる。したがって、磁気ディスク装置の信頼性の向上を図れる。
【0137】
研削で仕上げた磁気ヘッドの浮上面には、一定方向に規則的な10nmオーダの研削痕が形成される。これにより、磁気ヘッドと磁気ディスクが接触しているときの摩擦力が低減し、クラッシュの危険性が少なくなり、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【0138】
この結果より、従来は磁気ヘッドの仕上げ加工において、ラッピングが行われて来たが、研削加工だけで加工された磁気ヘッドを製作することができることが分かる。
【0139】
また、光ヘッドやガラスを材料とした光学系の仕上げ加工には、現在ラッピングが用いられているが、前述の磁気ヘッドと同じように、研削に置き換えることができる。
【0140】
次に、本発明の他の色々な実施例について列挙する。
【0141】
本発明では、ダイヤモンド砥粒のボンドはメタルボンドに限らず、樹脂系ボンドを使用しても良い。この樹脂系ボンドを使用したときは、電解ドレッシング法に代えて、従来行われていた機械的ドレッシング法により、ダイヤモンド砥粒を突き出させるようにする。
【0142】
また、本発明ではボンドの表面から突き出されたダイヤモンド砥粒の先端部の研磨を鋳鉄製の定盤だけで行う場合に限らず、定盤上にダイヤモンド砥粒を供給して行っても良い。さらには、鋳鉄製の定盤に代えて、他の研磨工具を用いても良い。
【0143】
さらに、本発明では単一のツルーイング装置に、第1のツルーイング工具13と第2のツルーイング工具24とを交換して取り付け、単一のツルーイング装置を第1のツルーイング装置と第2のツルーイング装置とに兼用するようにしても良い。
【0144】
【発明の効果】
以上説明した請求項1記載の発明では、多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めて円盤型に形成したダイヤモンド研削砥石において、前記研削砥石の作業面を前記砥粒とボンドとが同一面となるよう真円状に研削し、且つ前記研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形しているので、ダイヤモンド砥粒の切れ刃高さを精密に揃えることができる結果、脆性材料の延性モードでの超精密研削加工や、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面の研削仕上げに適用し得る効果がある。
【0145】
請求項2記載の発明では、多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めてカップ型に形成したダイヤモンド研削砥石において、前記研削砥石の作業面を前記砥粒とボンドとが同一面となるよう高精度の平面に研削し、且つ前記研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形しているので、この請求項2記載の発明においても、脆性材料の延性モードでの超精密研削加工や、磁気ヘッドにおける記録媒体に対向する面の研削仕上げに適用し得る効果がある。
【0146】
本発明の請求項3記載の発明によれば、第1のツルーイング装置と、ドレッシング装置と、第2のツルーイング装置とを配備し、前記第1のツルーイング装置を、静圧軸受により支持され且つ多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めたダイヤモンド研削砥石をワークとして支持する主軸と、この主軸の回転駆動源と、ワークであるダイヤモンド研削砥石の作業面を前記ダイヤモンド砥粒とボンドとが略同一面となるよう研削する第1のツルーイング工具と、この第1のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第1のツルーイング工具とワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えて構成し、前記ドレッシング装置を、前記研削したボンドの表面を一様に所定深さ除去してダイヤモンド砥粒を当該ドレッシングされたボンドの表面より突き出し可能に構成し、前記第2のツルーイング装置を、静圧軸受により支持され且つドレッシングされたダイヤモンド研削砥石をワークとして支持する主軸と、この主軸の回転駆動源と、前記ドレッシングされたボンドの表面から突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部を平坦且つ平滑に熱化学的研磨して切れ刃を揃える第2のツルーイング工具と、この第2のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第2のツルーイング工具とワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えて構成しており、特に第1,第2のツルーイング装置とも主軸を静圧軸受により支持し、且つそれぞれ独立の回転駆動源により回転させるようにしているので、主軸の支持剛性および回転精度とも著しく向上させることができるため、本発明に係るツルーイング法を的確に実施し得る効果がある。
【0147】
請求項4記載の発明によれば、単一のツルーイング装置に、前記第1のツルーイング工具と第2のツルーイング工具とを選択的に取り付け、単一のツルーイング装置を前記第1のツルーイング装置と第2のツルーイング装置とに兼用しているので、設備費を節減できる外、装置の設置スペースが狭くて済む効果がある。
【0148】
請求項5記載の発明によれば、ワークであるダイヤモンド研削砥石を支持する前記主軸の位置を固定し、前記第1のツルーイング工具とドレッシング装置と第2のツルーイング工具とを、それぞれワークに対する加工位置と退避位置とに移動可能に構成しているので、主軸にダイヤモンド研削砥石を取り付けたままの状態でダイヤモンド研削砥石の作業面を研削する加工型ツルーイング、ボンドの表面からダイヤモンド砥粒の先端部を突き出させるドレッシング、ダイヤモンド砥粒の先端部を研磨して切れ刃高さを揃える研磨型ツルーイングを順次行うことができるため、ダイヤモンド研削砥石の取り付け誤差を無くすことができる結果、より一層高精密にツルーイングし得る効果があり、作業能率の向上を図り得る効果もある。
【0149】
請求項6記載の発明では、前記第1のツルーイング工具として、カップ型メタルボンドダイヤモンド砥石を用いており、また請求項7記載の発明では、第2のツルーイング工具として、カップ型鉄系金属製の定盤を用いており、さらに請求項8記載の発明では、前記ドレッシング装置を、前記ダイヤモンド研削砥石との間に所定の間隔をおいて配置された電極と、陽極をワークであるダイヤモンド研削砥石に結び且つ陰極を前記電極に結んだ電源と、前記ダイヤモンド研削砥石の回転駆動源とを備えて構成しているので、それぞれ本発明に係るツルーイング法をより一層良好に実施し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るツルーイング法の一実施例を示すもので、図1(a)はダイヤモンド研削砥石の外周面の加工型ツルーイング工程を示す図、図1(b)はダイヤモンド砥粒のボンドのドレッシング工程を示す図、図1(c)はボンドから突き出されたダイヤモンド砥粒の研磨型ツルーイング工程を示す図である。
【図2】本発明ツルーイング装置における第1のツルーイング装置の正面図である。
【図3】図2の中央縦断側面図である。
【図4】本発明ツルーイング装置における電解ドレッシング装置の概念図である。
【図5】図4のQ部分の拡大図である。
【図6】本発明ツルーイング装置における第2のツルーイング装置の正面図である。
【図7】ツルーイングされたダイヤモンド研削砥石の回転振れの測定結果を示すグラフである。
【図8】本発明に係るツルーイング法における加工型ツルーイング工程でツルーイングされたダイヤモンド研削砥石の外周面の100倍SEM写真である。
【図9】本発明に係るツルーイング法における加工型ツルーイング工程でツルーイングされたダイヤモンド研削砥石の外周面の2000倍SEM写真である。
【図10】研削砥石の砥粒の切れ刃高さの測定装置の概念図である。
【図11】図10の測定装置により得られた測定データの評価法の説明図である。
【図12】本発明に係るツルーイング法でツルーイングされた製品であるダイヤモンド研削砥石の外周面のSEM写真である。
【図13】ダイヤモンド研削砥石により研削加工した加工面粗さの実験結果を示すグラフである。
【図14】カップ型ダイヤモンド研削砥石を対象とした本発明に係るツルーイング法の説明図である。
【図15】軸付きダイヤモンド研削砥石を対象とした本発明に係るツルーイング法の説明図である。
【図16】本発明ツルーイング装置の他の実施例を示す正面図である。
【図17】ダイヤモンド研削砥石のツルーイングの概念を示すもので、図17(a)はツルーイング前のメタルボンドダイヤモンド研削砥石の外形を示す図、図17(b)はツルーイング後のメタルボンドダイヤモンド研削砥石の外形を示す図である。
【図18】ツルーイング前のダイヤモンド研削砥石の砥粒の切れ刃状態を示す図である。
【図19】従来のツルーイング法によりツルーイングしたダイヤモンド研削砥石の表面状態の模式図である。
【図20】磁気ヘッドの斜視図である。
【図21】図20のS部分の拡大図である。
【符号の説明】
1…ダイヤモンド砥粒、2…メタルボンド、3…ダイヤモンド研削砥石、4…磁気ヘッド、8…ダイヤモンド研削砥石取り付け用のフランジ、9…同クランプ、10…ツルーイング装置における第1のツルーイング装置、11…第1のツルーイング装置の送りテーブル、12…同工具支持台、13…同第1のツルーイング工具、14…同主軸、15…主軸の静圧軸受、16…ツルーイング装置における電解ドレッシング装置、17…電解ドレッシング装置の電極、18…直流電源、21…ツルーイング装置の第2のツルーイング装置、22…第2のツルーイング装置の送りテーブル、23…同工具支持台、24…同第2のツルーイング工具、25…同主軸、30…カップ型ダイヤモンド研削砥石、31…同研削砥石の作業面である端面。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a diamond grinding wheel and a truing device for a diamond grinding wheel.
[0002]
[Prior art]
FIG. 17 (a) is a diagram showing the outer shape of a metal bond diamond grinding wheel before truing, FIG. 17 (b) is a diagram showing the outer shape of the metal bond diamond grinding wheel after truing, and FIG. 18 is a diagram of the diamond grinding wheel before truing. It is a schematic diagram which shows the cutting blade state of an abrasive grain.
[0003]
In general, to suppress the rotational runout V of the grinding wheel and to correct the shape of the grinding wheel is called truing, and to remove the bond and project abrasive grains is called dressing. As shown in FIGS. 17A and 18, the diamond grinding wheel 3 before truing does not have the same cutting edge height of the diamond abrasive grain 1, that is, the height of the tip of the diamond abrasive grain 1.
[0004]
By the way, as a conventional truing method of a diamond grinding wheel, there are a method of processing a target grinding wheel using a GC grinding wheel (silicon carbide type grinding stone) as a tool, a method of processing a dressing grinding stone, a method of melting a bond by an electric discharge action, and the like. These are described in "Research on Truing of Vitrified Diamond Grinding Wheel" (Proceedings of Academic Lectures of the Spring Meeting of the Japan Society for Precision Engineering 1987) and "Basic Research on Electrolytic Discharge Dressing" (Proceedings of the Academic Lectures of the Spring Meeting of the 1990 Precision Engineering Society). As described above, this is a drop-out truing method in which the abrasive grains are dropped off by removing the bond to remove the rotational runout of the grinding wheel.
[0005]
FIG. 19 is a schematic view of the surface state of a diamond grinding wheel trued by a conventional truing method (drop-off truing method).
[0006]
In this conventional truing method, the bond 2 'is removed by truing, the diamond abrasive grains 1' supported by the bond 2 'drop off, and the diamond grains 1' protruding excessively are removed. However, in this truing method, the hardness of the abrasive grains as a tool is lower than the hardness of the diamond abrasive grains 1 to be processed, and the diamond abrasive grains 1 cannot be processed.
[0007]
On the other hand, in ultra-precision grinding of brittle materials, which has been attracting attention in recent years, the goal is to achieve nanometer-order shape accuracy and surface roughness. In order to achieve this target, it is necessary to perform processing under processing conditions in which the cutting depth per abrasive grain is equal to or less than the critical cutting depth. By the way, it is known that when a brittle material is ground, it is processed in a brittle mode while generating cracks. However, it has been found that, by controlling the cutting depth of the abrasive grains to a very small amount, the brittle material can be processed in a ductile mode that does not generate cracks, like a metal. The boundary between the ductile mode and the brittle mode is called a critical cutting depth (dc value), which is said to be about 0.1 μm although it varies depending on the material. For this purpose, the cutting edge state of the grinding wheel needs to suppress the rotational runout of the grinding wheel to the order of submicron or less and make the cutting edge height of the abrasive grains uniform.
[0008]
20 is a perspective view of the magnetic head, and FIG. 21 is an enlarged view of a portion S in FIG.
[0009]
On the other hand, the accuracy of magnetic heads has been increasing in recent years, and in particular, there has been a demand for higher accuracy of shape and reduction of processing steps. Currently, lapping is used for finishing the air bearing surface, which is the surface facing the recording medium, in the magnetic head 4 shown in FIG. However, since lapping is a processing method based on the pressure transfer principle, an edge portion having a high processing pressure is likely to be processed quickly. For this reason, since the edge falls, it is difficult to obtain high shape accuracy. Further, since loose abrasive grains are used in lapping, the magnetic film 7 (Hv = Hv = 1000) is compared with the hardness of the substrate 5 (Vickers hardness Hv = 1300) and the protective film 6 (Hv = 1000) shown in FIG. 200) is soft and is processed quickly, resulting in a processing step A. On the other hand, if the air bearing surface of the magnetic head 4 can be processed by grinding, which is a processing method based on the motion transfer principle, in principle, it can be processed with higher shape accuracy than lapping. Can set the processing step to zero. However, a problem when replacing lapping with grinding is that the surface roughness due to grinding is worse than the surface roughness due to lapping.
[0010]
Therefore, the following points are required for a diamond grinding wheel in order to process a magnetic head with high shape accuracy and good surface roughness by grinding.
[0011]
That is, diamond abrasive grains are bonded with a metal bond having high support rigidity, rotational runout of the grinding wheel is suppressed to the submicron order, and the cutting edge height of the abrasive grains is made uniform.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional truing method is a so-called detachable truing method in which abrasive bonds are removed by truing and the abrasive grains supported by the bonds are dropped, and in this method, the hardness of the abrasive grains as a tool is Since the hardness of the diamond abrasive grains to be processed is low, the diamond abrasive grains cannot be ground. Therefore, the roundness of the truing diamond grinding wheel is determined by the distribution accuracy of the diamond abrasive grains on the outer peripheral surface of the grinding wheel (the diamond abrasive grains are uniformly distributed in the plane involved in the grinding wheel processing). As shown in FIGS. 7A and 7B, when the abrasive grain size of the grinding wheel is large, there is a problem that the rotational runout of the grinding wheel becomes large. . Even when the abrasive grain size is as small as several μm, the rotational runout of the grinding wheel is 1 μm at most, and there is a problem that the rotational runout cannot be suppressed on the order of submicrons.
[0013]
As described above, in the ultra-precise grinding of a brittle material such as ceramic, the cutting depth per abrasive grain of the grinding wheel must be processed under the processing conditions equal to or less than the critical cutting depth. For this purpose, it is necessary to suppress the rotational runout of the grinding wheel to the order of submicron or less, and to make the heights of the abrasive grains uniform. However, in the conventional truing method, it is not taken into consideration that the heights of the cutting edges of the abrasive grains are made uniform. Therefore, in a grinding wheel trued by the conventional truing method, the cutting depth per abrasive grain is processed under a processing condition that is equal to or less than the critical cutting depth, and processing is performed in a ductile mode without generating cracks in the brittle material. There is a problem that cannot be applied to ultra-precision grinding of brittle materials.
[0014]
Furthermore, in order to grind the surface of the magnetic head that faces the recording medium, it is necessary to perform processing with high shape accuracy and with a processing surface roughness comparable to that of lapping. In order to grind the air bearing surface of the magnetic head to a surface roughness comparable to lapping, diamond abrasive grains are bonded with a metal bond with high support rigidity to form a diamond grinding wheel, and the rotation of this diamond grinding wheel It is necessary to suppress run-out and to align the cutting edge height of the diamond abrasive grains. However, in the conventional truing method, it is not considered to grind a hard diamond grinding wheel itself so as to align the cutting edge height of diamond abrasive grains. Therefore, the diamond grinding wheel trued by the conventional truing method has a problem that it cannot be applied to the grinding process of the surface facing the recording medium in the magnetic head.
[0015]
A first object of the present invention is to provide a diamond grinding wheel in which the work surface has extremely small runout and the cutting edge height of the diamond abrasive grains is precisely aligned.
[0016]
A second object of the present invention is to provide a truing device for a diamond grinding wheel capable of accurately carrying out a truing method for a diamond grinding wheel capable of reliably forming the diamond grinding wheel.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The first object is a diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with bonds to form a disk shape, and the working surface of the grinding wheel is round so that the abrasive grains and bonds are substantially flush with each other. The bonded bond is uniformly dressed to a predetermined depth to cause the abrasive grains to protrude from the surface of the dressed bond, and the tip of the protruded abrasive grains is thermally polished. This is achieved by flat and smooth shaping.
[0018]
The first object is a diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with a bond to form a cup shape, and the working surface of the grinding wheel is highly accurate so that the abrasive grains and the bond are flush with each other. In addition, a predetermined amount of the ground bond is dressed to cause the abrasive grains to protrude from the surface of the dressed bond, and the tip of the protruded abrasive grains is thermochemically treated. This is achieved by polishing and shaping it flat and smooth.
[0019]
The second object is to provide a first truing device, a dressing device, and a second truing device, and the first truing device is supported by a hydrostatic bearing and bonds a large number of diamond abrasive grains. The main shaft for supporting the diamond grinding wheel hardened in step 1 as a workpiece, the rotational drive source of the main shaft, and the work surface of the diamond grinding wheel as the workpiece are ground so that the diamond abrasive grains and the bond are substantially flush with each other. 1 truing tool, a rotational drive source of the first truing tool, and a cutting means for relatively sending the first truing tool and the diamond grinding wheel as the workpiece in the cutting direction, The dressing apparatus uniformly dresses the ground surface of the bond to a predetermined depth, and the diamond abrasive grains are applied. A main shaft configured to protrude from the surface of the dressed bond, the second truing device being supported by a hydrostatic bearing and supporting the dressed diamond grinding wheel as a workpiece, and a rotational drive source of the main shaft; A second truing tool for thermochemically polishing the tip of each diamond abrasive grain protruding from the surface of the dressed bond in a flat and smooth manner to align the cutting edges, and rotational driving of the second truing tool This is achieved by comprising a source, and a cutting means for relatively feeding the second truing tool and the diamond grinding wheel as the workpiece in the cutting direction.
[0020]
Further, the second object is to selectively attach the first truing tool and the second truing tool to a single truing device, and attach the single truing device to the first truing device and the second truing device. This can also be achieved by combining the truing device with this.
[0021]
Further, the third object is to fix the position of the main shaft that supports a diamond grinding wheel as a workpiece, and to set the first truing tool, the dressing device, and the second truing tool to a machining position with respect to the workpiece, respectively. This is better achieved by being configured to be movable to the retracted position.
[0022]
Furthermore, the third object is to use a cup-type metal bond diamond grindstone as the first truing tool and to use a cup-type iron-based metal surface plate as the second truing tool. Further, the dressing device further includes an electrode disposed at a predetermined interval with the diamond grinding wheel, a power source that connects the anode to the diamond grinding wheel as a workpiece and the cathode to the electrode, This is better achieved by comprising the rotational drive source of the diamond grinding wheel.
[0023]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, the outer peripheral surface, which is a work surface of a disk-type diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with bonds, is formed into a perfect circle so that the abrasive grains and the bonds are substantially flush with each other. Therefore, the rotational runout of the diamond grinding wheel during use can be suppressed to a submicron order. The ground bond is uniformly dressed to a predetermined depth so that the abrasive grains protrude from the surface of the dressed bond, and the tip portion of the protruded abrasive grains is thermochemically polished and flattened. And since it is shaped smoothly, the cutting edge height of diamond abrasive grains can be precisely aligned. Therefore, the diamond grinding wheel according to the first aspect can be applied to ultra-precision grinding of a brittle material and grinding finishing of a surface facing a recording medium in a magnetic head.
[0024]
Next, in the invention according to claim 2, a high-precision flat surface is formed so that the end surface, which is a work surface of a cup-type diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with bonds, is the same surface. Therefore, the vibration of the working surface of the diamond grinding wheel during use can be suppressed to the order of submicrons. Further, similarly to the diamond grinding wheel according to claim 1, the ground bond is uniformly dressed to a predetermined depth so that abrasive grains are projected from the dressed bond surface, and the diamond grinding is further projected from the bond surface. Since the tips of the grains are polished by thermochemically and are shaped flat and smooth, the cutting edge height of the diamond abrasive grains can be made uniform. As a result, the diamond grinding wheel according to claim 2 can also be applied to ultra-precision grinding of brittle materials and grinding finishing of the surface of the magnetic head facing the recording medium.
[0025]
In invention of Claim 3, the 1st truing apparatus, the dressing apparatus, and the 2nd truing apparatus are arranged.
[0026]
The first truing device grinds a main shaft supported by a hydrostatic bearing, a rotational drive source of the main shaft, and a work surface of a diamond grinding wheel as a workpiece so that diamond abrasive grains and bonds are substantially flush with each other. A first truing tool, a rotational drive source for the first truing tool, and a cutting means for relatively sending the first truing tool and a diamond grinding wheel as a workpiece in the cutting direction. And the diamond grinding wheel which is a workpiece | work is attached to the main axis | shaft of this 1st truing apparatus, and a main axis | shaft and a 1st truing tool are each rotated with an independent rotational drive source. Next, the diamond grinding wheel or the first truing tool is fed in small amounts in the direction of cutting the work surface of the diamond grinding wheel via the cutting means. As a result, when the workpiece is a disk-type diamond grinding wheel, the outer peripheral surface, which is the work surface, and when the workpiece is a cup-type diamond grinding wheel, the end surface, which is the work surface, is set to the first truing. It can be ground by a minute amount with a tool. When grinding the work surface of the diamond grinding wheel with the first truing tool, the main shaft is strongly supported by the hydrostatic bearing and does not escape in the direction opposite to the cutting direction. Since the first truing tool is directly rotated by the rotary driving source, even if the diamond grinding wheel and the first truing tool are in frictional contact with each other, each is determined. Because it rotates with high precision in the direction, the part that protrudes from the work surface of the diamond grinding wheel can be reliably ground with the first truing tool. If the workpiece is a disk-type diamond grinding wheel, If the workpiece is a cup-type diamond grinding wheel, the end surface, which is the work surface, is raised. It can be shaped to the plane of the time.
[0027]
Next, the diamond grinding wheel shaped by the first truing device is attached to the dressing device. With this dressing apparatus, the bond surface is uniformly removed to a predetermined depth, and diamond abrasive grains are projected onto the bond surface.
[0028]
Next, the second truing device flattenes and smoothes the main shaft supported by the hydrostatic bearing, the rotational drive source of the main shaft, and the tip of the diamond abrasive grains protruding from the surface of the dressed bond. A second truing tool for thermochemical polishing; a rotational drive source of the second truing tool; and a cutting means for relatively sending the second truing tool and a diamond grinding wheel as a workpiece in a cutting direction. I have. Therefore, the diamond grinding wheel dressed by the dressing device is attached to the main shaft of the second truing device as a workpiece. Then, the main shaft and the second truing tool are rotationally driven by independent rotational driving sources. Next, the diamond grinding wheel or the second truing tool is fed by a minute amount through the cutting means in the direction of cutting the work surface of the diamond grinding wheel. As a result, the diamond abrasive grains protruding from the surface of the bond are gradually polished by the second truing tool from the most protruding diamond abrasive grain tip, and the tip of each diamond abrasive grain is Polished flat and smooth. Also in this second truing device, the main shaft is strongly supported by the hydrostatic bearing at the time of polishing, so it does not escape in the direction opposite to the cutting direction, and the diamond grinding wheel as the work is driven by the main shaft and its rotational drive. Since the second truing tool is directly rotated by the rotation source, and the second truing tool is directly driven by the rotation driving source, even if the diamond grinding wheel and the second truing tool are in frictional contact with each other, high precision is obtained in each determined direction. The tip of diamond abrasive grains protruding from the surface of the bond can be reliably and accurately polished by the second truing tool, and the cutting edge height of the diamond abrasive grains is precisely aligned. be able to.
[0029]
Therefore, in the invention according to the third aspect, the truing method of the diamond grinding tool according to the present invention can be accurately performed.
[0030]
According to a fourth aspect of the present invention, a first truing tool and a second truing tool are selectively attached to a single truing device, and the single truing device is attached to the first truing device and the second truing device. It is also used as a device.
[0031]
As a result, in the invention according to claim 4, the equipment cost can be reduced and the installation space for the apparatus can be reduced.
[0032]
In a fifth aspect of the present invention, the position of the spindle that supports the workpiece is fixed, and the first truing tool, the dressing device, and the second truing tool can be moved to a machining position and a retracted position, respectively. It is composed. Then, a diamond grinding wheel as a workpiece is attached to the spindle, and when grinding the work surface of the diamond grinding wheel, the first truing tool is moved to the machining position and the target grinding is performed, and then the workpiece is moved to the retracted position. Move. Next, during truing of the surface of the bond of the diamond grinding wheel, the truing device is moved to the processing position to perform the desired truing, and then moved to the retreat position. Next, when polishing the tip of each diamond abrasive grain protruding from the surface of the bond, the second truing tool is moved to the processing position to perform the target polishing, and then moved to the retreat position.
[0033]
In the invention according to claim 5, each diamond protruded from the surface of the bond, the grinding of the work surface of the diamond grinding wheel, the dressing of the bond surface, and the diamond grinding wheel as the work attached to the main shaft Since the polishing of the tip of the abrasive grains is performed sequentially, it is possible to eliminate workpiece mounting errors, so that processing can be performed with extremely high accuracy, and the above-described processing can be performed continuously. As a result, work efficiency can be improved.
[0034]
In the invention described in claim 6, a cup-type metal bond diamond grindstone is used as the first truing tool, and in the invention described in claim 7, a cup-type iron-based metal surface plate is used as the second truing tool. Used.
[0035]
As a result, both the inventions according to claims 6 and 7 can accurately true a diamond grinding wheel which is a hard workpiece.
[0036]
In the invention according to claim 8 of the present invention, the dressing apparatus includes an electrode arranged at a predetermined interval between the workpiece and the diamond grinding wheel, and an anode connected to the diamond grinding wheel as the workpiece and a cathode. A power source connected to the electrode and a rotational drive source of the diamond grinding wheel are provided.
[0037]
Therefore, in the invention according to claim 8, even when a metal bond having a high support rigidity is used as the bond, the metal bond is electrolyzed and the surface of the bond is maintained without breaking the cutting edge state of the diamond abrasive grains. Can be removed uniformly, and the cutting edge of the abrasive grain, which is the tip of the diamond abrasive grain, can be easily protruded from the surface of the bond.
[0038]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0039]
1 to 6 show an embodiment of the present invention, and FIGS. 1A, 1B, and 1C show the concept of a truing method according to the diamond grinding wheel of the present invention and the truing apparatus for a diamond grinding wheel. FIG. 2 is a front view of the first truing device in the truing device of the present invention, FIG. 3 is a central longitudinal side view of FIG. 2, FIG. 4 is a conceptual diagram of an electrolytic dressing device in the truing device, and FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a Q portion, and is an explanatory view of the action of the electrolytic dressing, and FIG. 6 is a front view of a second truing device in the truing device.
[0040]
In the embodiments shown in these drawings, the truing device is configured by arranging a first truing device 10, a dressing device, and a second truing device 21 as shown in FIGS. . In this embodiment, a diamond grinding wheel 3 is formed as a work, in which diamond abrasive grains are hardened with metal bonds and formed into a disk shape.
[0041]
The first truing device 10 supports a feed table 11, a tool support 12, a first truing tool 13, a rotational drive source (not shown), a main shaft 14, and the main shaft 14. A hydrostatic bearing 15, a rotational drive source (not shown) of the main shaft 14, a cutting means (not shown) for feeding the diamond grinding wheel 3 through the main shaft 14, and a grinding fluid supply means (this) (Not shown).
[0042]
The truing table 11 is configured to move the first truing tool 13 in the direction of the arrow in FIG. 2 via the tool support 12 during truing, and the feeding speed is indicated by a symbol f.
[0043]
The first truing tool 13 is a cup-type diamond grindstone. The first truing tool 13 is disposed in a direction orthogonal to the main shaft 14 and is supported on the tool support 12. Further, the first truing tool 13 is directly driven to rotate in the direction of the arrow in FIG.
[0044]
A diamond grinding wheel 3 as a workpiece is mounted on the main shaft 14 via a flange 8, and the diamond grinding wheel 3 is stopped by a clamp 9 as shown in FIG. 3. The main shaft 14 is supported by a hydrostatic bearing 15 and is directly driven to rotate in the direction of the arrow in FIG. 2 by a rotational drive source.
[0045]
As the hydrostatic bearing 15, a hydrostatic air bearing or a hydrostatic oil bearing is used.
[0046]
During the truing, the cutting means applies a minute feed to the diamond grinding wheel 3 through the main shaft 14 in the radial direction of the disk-shaped diamond grinding wheel 3 as a workpiece as indicated by an arrow in FIG. The depth of cut for one time is indicated by the symbol d.
[0047]
The grinding fluid supply means is arranged so as to supply the grinding fluid between the first truing tool 13 and the diamond grinding tool 3 as a workpiece.
[0048]
In this embodiment, an electrolytic dressing device 16 is used as the dressing device. As shown in FIG. 4, the electrolytic dressing device 16 includes an electrode 17, a DC power source 18 as a power source, a means for supplying a grinding liquid 19, and a rotational drive source (not shown) for the diamond grinding wheel 3 as a workpiece. And.
[0049]
The electrode 17 is disposed at a predetermined interval g between the outer periphery of the diamond grinding wheel 3 as a workpiece.
[0050]
The DC power source 18 has an anode connected to the diamond grinding wheel 3 and a cathode connected to the electrode 17.
[0051]
The grinding liquid 19 is supplied to the gap between the diamond grinding wheel 3 and the electrode 17.
[0052]
The rotational drive source rotationally drives the diamond grinding tool 3 in the direction of arrow e in FIG. 4 during dressing.
[0053]
In the electrolytic dressing device 16, when the diamond grinding wheel 3 and the electrode 17 are energized from the DC power source 18, the metal bonds of the diamond abrasive grains are electrolyzed and removed as metal ions 20 as shown in FIG. It has become so.
[0054]
As shown in FIG. 6, the second truing device 21 includes a feed table 22, a tool support 23, a second truing tool 24, a rotational drive source (not shown), a main shaft 25, and the like. A hydrostatic bearing (not shown) supporting the main shaft 25, a rotational drive source (not shown) of the main shaft 25, and a notch means for sending the diamond grinding wheel 3 through the main shaft 25 (also shown in FIG. Not shown).
[0055]
The feed table 22 is configured to move the second truing tool 24 in the direction of the arrow in FIG. 6 via the tool support 23 during truing, and the feed speed is indicated by a symbol f.
[0056]
For the second truing tool 24, a cup-shaped surface plate made of cast iron, which is an iron-based metal, is used. The second truing tool 24 is disposed in a direction orthogonal to the main shaft 25 and supported by the tool support 23. The truing tool 24 is directly driven to rotate in the direction of the arrow in FIG.
[0057]
A diamond grinding wheel 3 dressed by the dressing device as a work is mounted on the main shaft 25 via a flange 8 and is fixed by a clamp 9. The main shaft 25 is supported by a hydrostatic bearing, and is further directly driven to rotate in the direction of the arrow in FIG. 6 by a rotational drive source.
[0058]
The hydrostatic bearing is the same as the hydrostatic bearing 15 of the main shaft 14 of the first truing device 10.
[0059]
During the truing, the cutting means applies a minute feed to the diamond grinding wheel 3 through the main shaft 25 in the radial direction of the diamond grinding wheel 3 as a workpiece as indicated by an arrow in FIG. The depth of cut for one time is indicated by symbol d.
[0060]
Next, in relation to the operation of the truing apparatus of the above embodiment, the truing method and the diamond grinding wheel which is the product will be described.
[0061]
First, a diamond grinding wheel 3, which is a workpiece formed by solidifying diamond abrasive grains with metal bonds into a disk shape, is connected to the main shaft 14 of the first truing device 10 shown in FIG. 2 and FIG. Install and stop with clamp 9.
[0062]
Next, the first truing tool 13 is rotated in the direction of the arrow in FIG. 2, and the diamond grinding wheel 3 is rotated in the direction of the arrow in FIG. Moreover, the diamond grinding wheel 3 is fed in the direction of the arrow in FIG. 2 by the cutting means via the main shaft 14, and the most protruding portion of the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel 3 contacts the upper surface of the first truing tool 13. Set to do. Then, the grinding fluid is supplied between the first truing tool 13 and the diamond grinding tool 3 by the grinding fluid supply means. Next, automatic fine feed is applied to the diamond grinding wheel 3 in the direction of the arrow by the cutting means. Further, the feed table 11 is moved minutely in the direction of the arrow in FIG.
[0063]
Thereby, the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel 3 as a workpiece is ground by the first truing tool 13 as a diamond grinding stone. At this time, as shown in FIG. The entire diamond grinding wheel 3 is ground into a perfect circle by a so-called machining type truing method.
[0064]
During grinding of the diamond grinding wheel 3, the main shaft 14 is strongly supported by the hydrostatic bearing 15 and does not escape in the direction opposite to the cutting direction of the diamond grinding wheel 3. Further, the diamond grinding wheel 3 is directly driven to rotate through the main shaft 14 and its rotation drive source (not shown), and the first truing tool 13 is directly driven to rotate through its rotation drive source (not shown). Even if the diamond grinding wheel 3 and the first truing tool 13 are in frictional contact with each other, the diamond grinding wheel 3 rotates with high accuracy in each determined direction. Therefore, the protruding part on the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel 3 can be reliably ground by the first truing tool 13, so that the diamond grinding wheel 3 can be accurately shaped into a perfect circle.
[0065]
As described above, after grinding the diamond grinding wheel 3 into a perfect circle by the machining type truing method, the driving of each part of the first truing device 10 is stopped, and the processed diamond grinding wheel 3 is taken out from the main shaft 14. Each part of the truing device 1 is returned to the initial state.
[0066]
Next, the diamond grinding wheel 3 that has been ground is attached to an electrolytic dressing apparatus 16 shown in FIG. Further, the electrode 17 is arranged with a predetermined gap g shown in FIG. 4 between the workpiece and the diamond grinding wheel 3, the anode of the DC power supply 18 is connected to the diamond grinding wheel 3, and the cathode is connected to the electrode 17. Energize with.
[0067]
Subsequently, a grinding liquid 19 is flowed between the diamond grinding wheel 3 and the electrode 17, and the diamond grinding wheel 3 is rotated in the direction of arrow e in FIG. 4 by a rotation drive source (not shown).
[0068]
As a result, the metal bond 2 of the diamond grinding wheel 3 is electrolyzed and becomes metal ions 20 and uniformly removed from the surface of the metal bond 2 as shown in FIG. Therefore, by this electrolytic dressing, the metal bond 2 can be easily removed without destroying the cutting edge state of the diamond abrasive grain 1, and the tip of the diamond abrasive grain 1 from the surface of the metal bond 2 as shown in FIG. The cutting edge which is a part can be protruded.
[0069]
After dressing the diamond grinding wheel 3, the function of each part of the electrolytic dressing device 16 is stopped, the diamond grinding wheel 3 is removed from the electrolytic dressing device 16, and the electrolytic dressing device 16 is returned to the initial state.
[0070]
Next, the dressed diamond grinding wheel 3 is mounted as a work on the main shaft 25 of the second truing device 21 shown in FIG.
[0071]
Then, the second truing tool 24 is rotated in the arrow direction of FIG. 6, and the diamond grinding tool 3 is rotated in the arrow direction via the main shaft 25. Further, the cutting means feeds the diamond grinding wheel 3 through the main shaft 25 in the direction of the arrow in FIG. 6 and sets the outer surface of the diamond grinding wheel 3 in contact with the upper surface of the second truing tool 24. Thereafter, automatic cutting is applied to the diamond grinding wheel 3 in the direction of the arrow by the cutting means, and the feed table 22 is moved minutely in the direction of the arrow in FIG.
[0072]
As a result, the diamond grinding wheel 3 as a workpiece comes into contact with the second truing tool 24 which is a surface plate made of cast iron, and the diamond abrasive grains 1 of the diamond grinding wheel 3 are rubbed against the second truing tool 24, so-called. The tip of each diamond abrasive grain 1 protruding from the outer peripheral surface of the metal bond 2 is polished by a polishing truing method. That is, when the cast iron surface plate and diamond are rubbed together, a minute amount of the tip of each diamond abrasive grain 1 is removed by a chemical reaction between iron and diamond, in which iron absorbs diamond carbon.
[0073]
As described above, the second truing apparatus 21 uses a polishing type truing method in which the tip of each diamond abrasive grain 1 is polished by the second truing tool 24 using the chemical change between iron and diamond. As shown to (c), the cutting-edge height of the diamond abrasive grain 1 can be arrange | positioned reliably and with high precision.
[0074]
Further, when the diamond grinding wheel 3 is polished, the main shaft 25 is strongly supported by a hydrostatic bearing (not shown) and does not escape in the direction opposite to the cutting direction of the diamond grinding wheel 3. Moreover, the diamond grinding wheel 3 is directly driven to rotate through the main shaft 25 and its rotation drive source (not shown), and the second truing tool 24 is directly driven to rotate by this rotation drive source (not shown). Even if the diamond grinding wheel 3 and the second truing tool 24 are in frictional contact with each other, the diamond grinding wheel 3 rotates with high precision in each determined direction. Therefore, the tip of each diamond abrasive grain 1 protruding from the outer peripheral surface of the metal bond 2 can be reliably polished by the second truing tool 24. As a result, it is possible to precisely align the cutting edge height of each diamond abrasive grain 1 protruding from the outer peripheral surface of the metal bond 2.
[0075]
As described above, after aligning the cutting edge height of the diamond abrasive grains 1 of the diamond grinding wheel 3, the driving of each part of the second truing device 21 is stopped, and the diamond grinding wheel 3 as a product is removed from the spindle 25, Each part of the second truing device 21 is returned to the initial state, and one truing stroke of the diamond grinding wheel 3 is completed.
[0076]
Since the disc-shaped diamond grinding wheel 3 which is a product formed through the above truing process is shaped into a perfect circle by the machining truing method, rotational runout is suppressed to the order of submicrons. Moreover, even if the hard metal bond 2 is used by the electrolytic dressing method, the tip part of the diamond abrasive grain 1 can be protruded by a predetermined amount. In addition, the tip of each diamond abrasive grain 1 protruding from the metal bond 2 is polished by the polishing truing method, the cutting edge height is precisely aligned, and a good machined surface roughness can be obtained. In addition, the cutting edge is shaped into a trapezoid. Therefore, it is possible to immediately apply the diamond grinding wheel 3 which is this product to the processing in the ductile mode of a brittle material and the grinding finish of the surface facing the recording medium in the magnetic head 4 shown in FIG.
[0077]
Next, FIG. 14 is an explanatory diagram of the truing method for a cup-type diamond grinding wheel.
[0078]
In the case of truing the cup-type diamond grinding wheel by the truing method according to the truing apparatus for the diamond grinding wheel of the present invention, the end surface 31 which is the working surface of the diamond grinding wheel 30 is first ground into a high-precision plane, Then, the surface of the bond on the end face 31 is dressed, and then the tip of each diamond abrasive grain protruding from the bond surface on the end face 31 is polished.
[0079]
First, in order to grind the end face 31 of the diamond grinding wheel 30 as a workpiece, a truing device that supports the main shaft 14 of the first truing device 10 of the embodiment shown in FIG. 2 in the vertical direction is used. In the embodiment shown in FIG. 14, the diamond grinding wheel 30 is attached to the main shaft (not shown) with the end surface 31 to be trued downward and eccentric to the axis of the first truing tool 13. The first truing tool 13 is a diamond grindstone having a larger abrasive grain size than the diamond abrasive grain size of the diamond grinding wheel 30 as a workpiece.
[0080]
Next, the diamond grinding wheel 30 is rotated in the direction of the arrow i through the main shaft and its rotational drive source (none of which is shown), and the first truing tool 13 is passed through its rotational drive source (not shown). While rotating in the direction of arrow h, the most protruding portion of the end surface 31 of the diamond grinding wheel 30 is brought into contact with the upper surface of the first truing tool 13. The peripheral speed of the first truing tool 13 is made faster than the peripheral speed of the diamond grinding wheel 30. In addition, after the end surface 31 of the diamond grinding tool 30 is brought into contact with the upper surface of the first truing tool 13, the diamond grinding tool 30 is automatically cut and fed by a minute amount so that the end surface 31 of the diamond grinding tool 30 is raised. Grind to a precision plane.
[0081]
Next, the diamond grinding wheel 30 whose end face 31 is ground to a high-precision plane is uniformly removed by a dressing device (not shown), and a predetermined amount of the tip of the diamond abrasive grains is removed from the bond surface. Let it stick out. When the bond is a metal bond, the surface of the metal bond can be easily and uniformly removed by electrolysis by using the electrolytic dressing apparatus 16 shown in FIG.
[0082]
Next, in order to polish the tip portion of each diamond abrasive grain protruding from the surface of the bond by dressing, a truing device that supports the main shaft 25 of the second truing device 21 of the embodiment shown in FIG. 6 in the vertical direction is used. use. As the second truing tool 24, a cup-shaped surface plate made of cast iron is used as shown in FIG. Then, the diamond grinding wheel 30 as a workpiece is attached to the main shaft so that the end surface 31 to be trued is directed downward and is eccentric with respect to the axis of the second truing tool 24. Next, the diamond grinding wheel 30 is rotated through the main shaft and its rotational drive source (both not shown), and the second truing tool 24 is rotated through the rotational drive source (not shown). After rotating at a peripheral speed faster than the peripheral speed of 30 and bringing the most protruding diamond abrasive grains out of a large number of diamond abrasive grains into contact with the upper surface of the second truing tool 24, the diamond grinding wheel 30 is automatically Apply cutting feed, polish the tip of each diamond abrasive grain, and align the cutting edge height of diamond abrasive grains with high accuracy.
[0083]
Through the above steps, also in the cup-type diamond grinding wheel 30, the end surface 31 that is the work surface can be trued as shown in FIGS. 1 (a), (b), and (c). Therefore, the cup-type diamond grinding wheel can be trued so that, when used, the runout of the end face, which is the work surface, is suppressed to the order of submicrons, and a good machined surface roughness can be obtained.
[0084]
Next, FIG. 15 is an explanatory diagram of the truing method for a diamond grinding wheel with a shaft.
[0085]
In the truing method of the diamond grinding wheel with a shaft, when the outer peripheral surface 33 or the annular edge 34 is truing as a work surface of the diamond grinding wheel 32 with a shaft shown in FIG. To do. Further, when the end surface 35 is trued as the work surface of the shaft-equipped diamond grinding wheel 32, the same process as the cup-type diamond grinding wheel 30 is performed. Thereby, also in the diamond grinding wheel 32 with a shaft, the outer peripheral surface 33, the annular edge 34, or the end surface 35, which is the work surface, can be trued as shown in FIGS. it can.
[0086]
Proceeding, FIG. 16 is a front view of another embodiment of the truing device of the present invention.
[0087]
The truing device of the embodiment shown in FIG. 16 is intended for the disk-type diamond grinding wheel 3, and includes a main shaft 14, a first truing tool 13, an electrolytic dressing device 16, and a second truing tool (see FIG. 16). (Not shown).
[0088]
2 and 3, the main shaft 14 is supported by a hydrostatic bearing and is driven to rotate by an independent rotational drive source. Further, the position of the main shaft 14 is fixed.
[0089]
The first truing tool 13 is supported by the tool support 12 and is rotationally driven by an independent rotational drive source, as shown in FIGS. The tool support 12 is mounted on the feed table 11. The first truing tool 13 is installed so as to be movable between a machining position with respect to the diamond grinding wheel 3 which is a work supported by the main shaft 14, that is, a machining truing position and a retreat position.
[0090]
The electrolytic dressing device 16 includes an electrode 17, a DC power source 18, and a means for supplying a grinding liquid 19, as shown in FIG. 4. Each member of the electrolytic dressing device 16 is also movably installed at a processing position with respect to the diamond grinding wheel 3 supported by the main shaft 14, that is, a position where electrolytic dressing is performed and a retreat position.
[0091]
Similar to the one shown in FIG. 6, the second truing tool is supported on a tool support and is rotationally driven by an independent rotational drive source. The tool support is mounted on a feed table. The second truing tool is also installed so as to be movable between a processing position for the diamond grinding wheel 3 supported by the main shaft 14, that is, a polishing truing position and a retracted position.
[0092]
When performing truing using the truing device, first, a diamond grinding wheel 3 as a workpiece is attached to the spindle 14, and the first truing tool 13 is moved to a machining position together with the tool support 12 and the feed table 11. Then, the diamond grinding wheel 3 and the first truing tool 13 are independently rotated, and the outer peripheral surface, which is the working surface of the diamond grinding wheel 3, is ground into a perfect circle by the machining truing as described above. After performing this processing type truing, the first truing tool 13 is moved to the retracted position.
[0093]
Next, with the diamond grinding wheel 3 attached to the main shaft 14, the electrolytic dressing device 16 is moved to the processing position, and the electrode 17 is disposed at a predetermined interval between the diamond grinding wheel 3. Since the cathode of the DC power supply 18 has already been connected to the electrode 17, the anode of the DC power supply 18 is connected to the diamond grinding wheel 3 and the diamond grinding wheel 3 is rotated through the main shaft 14 as described above. Similarly, the outer peripheral surface of the metal bond of the diamond grinding wheel 3 is uniformly electrolytic dressed. After completion of this dressing, the DC power supply 18 is removed from the diamond grinding wheel 3 and the electrolytic dressing device 16 is moved to the retracted position.
[0094]
Next, the second truing tool is moved to the machining position together with the process support base and the feed table while the diamond grinding wheel 3 is still attached to the main shaft 14.
[0095]
Subsequently, the diamond grinding wheel 3 and the second truing tool, which are workpieces, are independently rotated, and the polishing truing is performed in the same manner as described above, and the tip of each diamond abrasive grain protruding from the outer peripheral surface of the metal bond. Polish the part and align the cutting edge height. After completion of this polishing type truing, the second truing tool is moved to the retracted position, and one truing stroke of the diamond grinding tool 3 is completed.
[0096]
According to the truing device of the embodiment of FIG. 16, the processing type truing, the electrolytic dressing, and the polishing type truing are sequentially performed in a state where the diamond grinding wheel 3 as a work is attached to the main shaft 14. The mounting error of the diamond grinding wheel 3 can be eliminated, so that the truing can be performed with higher accuracy and the above-described processing can be performed continuously, so that the work efficiency can be improved.
[0097]
In this embodiment, it is possible to perform truing of the cup-type diamond grinding wheel by supporting the main shaft in the vertical direction. Further, a mechanical dressing device may be used instead of the electrolytic dressing device 16.
[0098]
Other configurations and operations of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
[0099]
Next, specific examples of the present invention will be described.
[0100]
Example 1:
Using the truing apparatus shown in FIG. 16, truing was performed by grinding the outer peripheral surface of a disk-shaped diamond grinding wheel 3 as a workpiece and shaping it into a perfect circle.
A diamond grinding wheel 3 made of metal bond 2 was used as a workpiece. This diamond grinding wheel 3 has a diameter = 124.5 mm and a thickness = 1.5 μm.
The main shaft 14 was supported by a hydrostatic air bearing as a hydrostatic bearing. The rotational accuracy of the main shaft 14 was 0.2 μm, and the rotational speed of the main shaft 14 was N = 1000 rpm during truing.
As the first truing tool 13, a cup-type metal bond diamond grindstone was used. As this diamond grindstone, a diamond abrasive grain size of about 200 to 400 # is good, and the diamond abrasive grain must protrude sufficiently from the metal bond. If the protruding amount of diamond abrasive grains is small, dressing is necessary. The rotation speed n of the first truing tool 13 was 3500 rpm.
[0101]
In the truing device used in the first embodiment, the main shaft 14 is supported by a static pressure air bearing, and the first truing tool 13 and the main shaft 14 are driven to rotate by independent rotary driving sources. It rotates with high accuracy (rotational accuracy of the main shaft 0.2 μm, rigidity 80 N / μm). If a hydrostatic oil bearing is used as the hydrostatic bearing, the rigidity can be further increased.
[0102]
A diamond grinding wheel 3 as a workpiece was attached to the main shaft 14 via a flange and a clamp. Since there is a fit tolerance between the main shaft 14 and the diamond grinding wheel 3, a rotational runout of several tens of μm is generally generated in the diamond grinding wheel 3. Even if the setting of the diamond grinding wheel 3 with respect to the main shaft 14 is devised, rotational runout of about 10 μm occurs.
[0103]
The first truing tool 13 was mounted on the tool support 12 so that the side runout was within 10 μm. Then, the diamond grinding wheel 3 is rotated through the main shaft 14 and the first truing tool 13 is rotated while the diamond grinding wheel 3 is brought into contact with the first truing tool 13 to move the feed table 11 in one direction. And truing under the following conditions.
[0104]
Truing conditions
・ Work Metal bond diamond grinding wheel
・ First truing tool SD200Q125M
・ Spindle speed N 1000rpm
・ Feeding table feed speed f 10.0mm / min
・ One-time cutting depth d 1.0μm
・ Grinding fluid Water-soluble grinding fluid
・ Grinding fluid flow rate 2.0 liters / min
[0105]
Truing was performed under the above truing conditions, and the rotational runout of the diamond grinding tool 3 was measured after truing. The rotational run-out was measured by using a differential transformer displacement meter, measuring the stylus against the outer peripheral surface (working surface) of the diamond grinding wheel 3 and recording it on a recorder.
[0106]
FIG. 7 is a graph showing the measurement results of rotational runout of a true diamond grinding wheel.
[0107]
In FIG. 7, A shows the case of truing by the so-called drop-out type truing method which is the prior art, B shows the case of truing with a commercially available truing device using a ball bearing as the bearing supporting the main shaft, and C shows the above FIG. 17 shows a case where the truing apparatus shown in FIG.
[0108]
FIG. 7A shows a case where a commercially available truing apparatus in which the main shaft is supported by a ball bearing is used, and a GC grindstone is used as a truing tool. The rotational run-out of the diamond grinding wheel trued by the conventional truing-out truing method is on the order of microns, and when the average abrasive grain size of the diamond grinding wheel becomes larger than 20 μm, the rotational run-out of the diamond grinding wheel abruptly increases. It tends to be large and it is difficult to suppress rotational runout.
[0109]
FIG. 7B shows a case where a commercially available truing apparatus in which the main shaft is supported by a ball bearing is used, and a diamond grindstone is used as a truing tool. This truing device had rigidity = 3 N / μm and rotational accuracy = 8 μm. Using this truing apparatus, a diamond grinding wheel was trued in the same manner as in the processing type truing method. As a result, as can be seen from FIG. 7B, the rotational runout of the diamond grinding wheel could not be reduced.
[0110]
On the other hand, as a result of truing the diamond grinding wheel by the processing type truing method according to Example 1, as shown in FIG. The rotational runout could be suppressed to 0.3 μm or less.
[0111]
8 is a 100 × SEM (scanning electron microscope) photograph of the outer peripheral surface of a diamond grinding wheel ground by the truing method according to the present invention, and FIG. 9 is a 2000 × SEM photograph. Please refer to Figs. 8 and 9 attached to the original application (Japanese Patent Application No. 193714) for the clear pictures of Figs.
[0112]
In the diamond grinding wheel trued by the truing method according to Example 1 described above, the surface of the metal bond and the tip of the diamond abrasive grains exist in the same plane, and as shown in FIGS. 8 and 9, the diamond abrasive grains There is no missing mark.
[0113]
Example 2:
The metal bond 2 of the diamond grinding wheel 3 that was trued in Example 1 was dressed by the electrolytic dressing method.
[0114]
As described above, in the diamond grinding wheel after truing, since the metal bond and the tip of the diamond abrasive grain exist in the same plane, when used as it is, the surface of the metal bond and the work material Contact with each other and normal grinding is not performed. For this reason, the dressing which protrudes the front-end | tip part of a diamond abrasive grain from the surface of a metal bond is required.
[0115]
In Example 2, an electrolytic dressing method was used as a dressing method. In the electrolytic dressing method here, an electrolytic dressing apparatus 16 shown in FIG. 16 was used.
[0116]
The electrode 17 was arranged with a gap g = 0.10 to 0.15 mm between the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel 3 as a workpiece. The anode of the DC power source 18 was connected to the diamond grinding wheel 3 and the cathode was connected to the electrode 17. The grinding fluid 19 is passed between the diamond grinding wheel 3 and the electrode 17, and the diamond grinding wheel 3 and the electrode 17 are energized to rotate the diamond grinding wheel 3 and dress the metal bond 2 under the following electrolytic dressing conditions. did.
[0117]
Electrolytic dressing conditions
・ Work Metal bond diamond grinding wheel
・ Gap between workpiece and electrode g 0.13mm
・ Applied voltage 30V
・ Work speed 2000rpm
・ Grinding fluid Water-soluble grinding fluid
・ Grinding fluid flow rate 6.0 liter / min
・ Dressing time 1.0min
[0118]
As a result of performing dressing under the above electrolytic dressing conditions, the metal bond 2 could be uniformly removed on the surface to an average of 3 μm in the radial dimension, and the tip of the diamond abrasive grain 1 could be sufficiently projected. .
[0119]
Example 3:
After removing the surface of the metal bond 2 by the electrolytic dressing method and protruding the diamond abrasive grains 1, the tip of the diamond abrasive grains 1 was polished using a truing apparatus shown in FIG.
[0120]
As described above, the diamond grinding wheel 3 in which the metal bond 2 of the diamond grinding wheel 3 is removed and the tip of the diamond abrasive grain 1 is protruded is, for example, ductile mode grinding with a critical cutting depth of a brittle material. In addition, it cannot be used for applications in which the surface of the magnetic head facing the recording medium is ground to a surface roughness comparable to that of lapping. When used for these applications, it is necessary to polish the tip of the diamond abrasive grain 1 protruding from the metal bond 2 and to align the cutting edge height of the diamond abrasive grain 1.
[0121]
Therefore, the tip of the diamond abrasive grain 1 protruding from the surface of the metal bond 2 is trued by a polishing truing method so that the cutting edge height of the diamond abrasive grain 1 is made uniform. As the second truing tool, a cup type cast iron surface plate was attached and used. The diamond grinding wheel 3 is rotated by the main shaft 14 and a rotational drive source, and the outer surface of the diamond grinding wheel 3 is brought into contact with the upper surface of the second truing tool while the second truing tool is rotated by another rotational drive source. It was. Next, a small amount of cut feed was applied to the diamond grinding wheel 3, the feed table was fed at a predetermined feed speed, and truing was performed under the following truing conditions.
[0122]
Truing conditions
・ Work Metal bond diamond grinding wheel
・ Second truing tool Cast iron surface plate (FC20)
・ Rotation speed of second truing tool n 3500 rpm
・ Spindle speed N 1000rpm
・ Feeding table feed speed f 5.0mm / min
・ One-time cutting depth d 0.2μm
[0123]
Under the above truing conditions, the tip of the diamond abrasive grain 1 of the diamond grinding wheel 3 was trued by the polishing truing method, and then the cutting edge height of the diamond abrasive grain 1 was measured.
[0124]
FIG. 10 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring the cutting edge height of abrasive grains of a grinding wheel, and FIG. 11 is an explanatory diagram of a method for evaluating measurement data obtained by the measuring apparatus.
[0125]
Here, the cutting edge height of the diamond abrasive grain 1 of the diamond grinding wheel 3 was measured using the abrasive grain cutting edge height measuring device shown in FIG. 10, and processed according to the measurement data evaluation method shown in FIG. . That is, the stylus displacement meter 26 of the abrasive cutting edge height measuring device shown in FIG. 10 is applied to the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel 3 after the diamond abrasive grain 1 is polished, and the diamond grinding wheel 3 is moved at an extremely low speed. The two-dimensional profile of the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel 3 was measured and recorded on the recorder 27.
[0126]
And about the obtained measurement data, as shown in FIG. 11, the reference | standard length L is taken and the front-end | tip part of the diamond abrasive grain which protrudes most among the diamond abrasive grains 1 contained in this reference | standard length L is taken. Was taken as a reference point P, a reference range t higher than the reference point P was taken, the number of tips of the diamond abrasive grains 1 falling within the reference range t was counted, and this was used as an evaluation method for truing accuracy.
[0127]
As a result, with regard to a metal bond diamond grinding wheel with diamond abrasive precision = 800, a GC grinding wheel was added to a commercially available truing device (using a ball bearing to support the spindle, rigidity = 3 N / μm, rotational accuracy = 8 μm) as a conventional truing method. And truing according to the truing method according to the present invention and the cases of truing according to Examples 1, 2, and 3 were evaluated by the evaluation method. The reference length L = 1 mm and the height reference range t = The number of tips of diamond abrasive grains contained in 0.5 μm, that is, the number of cutting edges, is four for diamond grinding wheels trued by the conventional truing method. Examples 1, 2 according to the truing method of the present invention The number of diamond grinding wheels 3 trued with 3 was 42. As is apparent from this measurement result, it can be seen that the diamond grinding wheel 3 trued by the truing method according to the present invention has the same cutting edge height of the diamond abrasive grains 1.
[0128]
FIG. 12 is an SEM photograph of the outer peripheral surface of a diamond grinding wheel which is a product trued by the truing method according to the present invention. For the clear picture of Fig. 12, please refer to Fig. 12 attached to the original application (Japanese Patent Application No. 193714).
[0129]
From FIG. 12, according to Example 3, the tip of diamond abrasive grain 1 protruding from the surface of metal bond 2 is polished with a cast iron surface plate, so that the cutting edge cross section of diamond abrasive grain 1 is flat. Moreover, it turns out that it is shape | molded smoothly and the cutting-edge height of many diamond abrasive grains 1 is arrange | equalized neatly.
[0130]
Example 4:
Using the diamond grinding wheel 3 truing by the truing method according to the present invention and the diamond grinding wheel truing by the conventional truing method, grooving was actually performed, and the surface roughness of the groove was measured. The work material is alumina titanium carbide.
[0131]
As a conventional truing method, a commercially available truing device (using a ball bearing to support the main shaft, rigidity = 3 N / μm, rotational accuracy = 8 μm) was used. A GC grindstone was attached to the truing apparatus as a truing tool. As the truing method according to the present invention, truing was performed according to Examples 1, 2, and 3.
[0132]
The processing conditions for the grooving with the diamond grinding wheel truing by the conventional truing method and the grooving with the diamond grinding wheel 3 truing by the truing method according to the present invention are as follows.
[0133]
Processing conditions
・ Grinding wheel Metal bond diamond grinding wheel
・ Work material Alumina titanium carbide
・ Processing machine spindle speed 4000rpm
・ Feeding speed of processing machine feed table 100mm / min
・ One-time cutting depth 2.0μm
[0134]
FIG. 13 is a graph showing the experimental results of the surface roughness of grinding using a diamond grinding wheel. In the experiment shown in FIG. 13, the processed surface roughness is obtained by measuring the roughness of the processed surface ground by the outer peripheral surface of the diamond grinding wheel. In FIG. 13, A is a diamond grinding wheel trued by a conventional truing method, and a GC grindstone is attached to a commercially available truing device (a ball bearing is used to support the spindle, rigidity = 3 N / μm, rotational accuracy = 8 μm). This shows the case of grinding with a truing diamond grinding wheel. In FIG. 13, B shows the case of grinding with the diamond grinding wheel trued according to Examples 1, 2, and 3 by the truing method according to the present invention.
[0135]
As can be seen from FIG. 13, the processed surface roughness when grinding with a diamond grinding wheel trued by the truing method according to the present invention is the same even with a rough diamond abrasive grain having an average abrasive grain diameter of 40 μm. It was possible to grind finish to a good processed surface with surface roughness = 0.2 μm Rmax. On the other hand, in the diamond grinding wheel trued by the conventional truing method, when the average abrasive grain size of the diamond abrasive grains exceeds 20 μm, the machined surface roughness deteriorates, and when the average abrasive grain size = 40 μm, the machined surface roughness. = 2.1 μm Rmax. From this experimental result, according to the diamond grinding wheel trued by the truing method according to the present invention, the processed surface roughness can be remarkably improved. This is the effect of aligning the cutting edge height of the diamond abrasive grains by the truing method according to the present invention.
[0136]
Example 5:
A cup-type diamond grinding wheel trued by the truing method according to the present invention is attached as a tool to a surface grinder, and the air bearing surface which is a surface facing the recording medium of the magnetic head for a magnetic disk shown in FIG. processed. As a result, it was possible to process to a processed surface roughness of 0.01 μm Rmax. Moreover, the processing step, which is the difference in processing amount of the magnetic head composite material, can be reduced from 0.05 μm in the case of lapping to 0.02 μm. Reducing the machining step in this way reduces the distance between the magnetic medium of the magnetic head and the magnetic disk surface, thereby improving the recording density. In other words, if the recording density is the same, the flying height of the magnetic head (the distance between the substrate 5 and the magnetic disk) can be increased by the amount that the processing step can be reduced, so that the risk of crash can be reduced. . Therefore, the reliability of the magnetic disk device can be improved.
[0137]
On the air bearing surface of the magnetic head finished by grinding, regular 10 nm-order grinding marks are formed in a certain direction. As a result, the frictional force when the magnetic head and the magnetic disk are in contact with each other is reduced, the risk of crash is reduced, and the reliability of the magnetic disk device is improved.
[0138]
From this result, it is understood that lapping has been conventionally performed in the finishing process of the magnetic head, but a magnetic head processed only by grinding can be manufactured.
[0139]
Further, lapping is currently used for finishing an optical system using an optical head or glass as a material, but it can be replaced with grinding in the same manner as the magnetic head described above.
[0140]
Next, various other embodiments of the present invention will be listed.
[0141]
In the present invention, the bond of diamond abrasive grains is not limited to a metal bond, and a resin-based bond may be used. When this resin-based bond is used, diamond abrasive grains are projected by a conventional mechanical dressing method instead of the electrolytic dressing method.
[0142]
In the present invention, the polishing of the tip of the diamond abrasive grains protruding from the surface of the bond is not limited to the case of performing only with a cast iron surface plate, and the diamond abrasive particles may be supplied onto the surface plate. Further, other polishing tools may be used instead of the cast iron surface plate.
[0143]
Furthermore, in the present invention, the first truing tool 13 and the second truing tool 24 are exchanged and attached to a single truing device, and the single truing device is attached to the first truing device and the second truing device. You may make it use for both.
[0144]
【The invention's effect】
In the invention described in claim 1 described above, in the diamond grinding wheel formed by a large number of diamond abrasive grains solidified by bonding and formed into a disk shape, the working surface of the grinding wheel is set so that the abrasive grains and the bond are flush with each other. Grinding into a perfect circle and dressing the ground bond uniformly to a predetermined depth so that the abrasive grains protrude from the surface of the dressed bond, and the tip of the projected abrasive grains is thermochemically Polishing and flat and smooth shaping, so that the cutting edge height of diamond abrasive grains can be precisely aligned, resulting in ultra-precise grinding in the ductile mode of brittle materials and recording media in magnetic heads There is an effect that can be applied to the grinding finish of the surface opposite to.
[0145]
In a second aspect of the present invention, in a diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with a bond to form a cup shape, the working surface of the grinding wheel is highly accurate so that the abrasive grains and the bond are flush with each other. The ground bond is ground to a flat surface and dressed uniformly to a predetermined depth to cause the abrasive grains to protrude from the surface of the dressed bond, and the tip of the protruded abrasive grains is thermochemically Since it is flattened and smoothed by polishing, the invention according to claim 2 is also applied to ultraprecision grinding in a ductile mode of a brittle material and grinding finishing of a surface facing a recording medium in a magnetic head. There is a possible effect.
[0146]
According to the third aspect of the present invention, a first truing device, a dressing device, and a second truing device are provided, and the first truing device is supported by a hydrostatic bearing and a large number of them. A main shaft that supports a diamond grinding wheel in which diamond abrasive grains are hardened with a bond as a workpiece, a rotational drive source of the main spindle, and a work surface of the diamond grinding wheel that is a workpiece, the diamond abrasive grains and the bond being substantially the same plane A first truing tool for grinding so as to have a rotational drive source of the first truing tool, and a cutting means for relatively sending the first truing tool and a diamond grinding wheel as a workpiece in a cutting direction. The dressing apparatus is configured to remove diamond abrasive grains by uniformly removing the ground surface of the ground bond to a predetermined depth. The second truing apparatus is configured to protrude from the surface of the bonded bond, and the second truing device is supported by a hydrostatic bearing and supports a dressed diamond grinding wheel as a workpiece, and a rotational drive source of the spindle. A second truing tool that aligns cutting edges by thermochemically polishing the tip of each diamond abrasive grain protruding from the surface of the dressed bond flatly and smoothly, and a rotational drive source of the second truing tool And a cutting means for relatively sending the second truing tool and the diamond grinding wheel as the workpiece in the cutting direction. In particular, both the first and second truing devices have a hydrostatic bearing as the main shaft. Are supported by each other and are rotated by independent rotational drive sources. Since it is possible to both rotational accuracy greatly improved, the effect of the truing method according to the present invention may be performed accurately.
[0147]
According to a fourth aspect of the present invention, the first truing tool and the second truing tool are selectively attached to a single truing device, and the single truing device is attached to the first truing device and the first truing device. Since it is also used as the truing device of No. 2, it is possible to reduce the equipment cost and to reduce the installation space of the device.
[0148]
According to invention of Claim 5, the position of the said spindle which supports the diamond grinding wheel which is a workpiece | work is fixed, The said 1st truing tool, the dressing apparatus, and the 2nd truing tool are each processing positions with respect to a workpiece | work. It is configured to be movable to the retracted position, so that the tip of diamond abrasive grains from the surface of the bond is processed truing that grinds the work surface of the diamond grinding wheel with the diamond grinding wheel attached to the main shaft. Polishing truing can be performed sequentially by polishing the leading edge of diamond abrasive grains and aligning the cutting edge height by polishing the tip of diamond abrasive grains. There is also an effect that the working efficiency can be improved.
[0149]
In the invention described in claim 6, a cup-type metal bond diamond grindstone is used as the first truing tool, and in the invention described in claim 7, a cup-type iron-based metal is used as the second truing tool. Further, in the invention according to claim 8, the dressing device includes an electrode arranged at a predetermined interval between the diamond grinding wheel and an anode as a diamond grinding wheel as a workpiece. Since the power source having the cathode and the cathode connected to the electrode and the rotational drive source of the diamond grinding wheel are provided, the truing method according to the present invention can be implemented more satisfactorily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows one embodiment of a truing method according to the present invention, FIG. 1 (a) is a diagram showing a machining truing process of the outer peripheral surface of a diamond grinding wheel, and FIG. 1 (b) is a diagram of diamond abrasive grains. The figure which shows the dressing process of a bond, FIG.1 (c) is a figure which shows the grinding | polishing type | mold truing process of the diamond abrasive grain protruded from the bond.
FIG. 2 is a front view of a first truing device in the truing device of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the central longitudinal section of FIG. 2;
FIG. 4 is a conceptual diagram of an electrolytic dressing device in the truing device of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion Q in FIG. 4;
FIG. 6 is a front view of a second truing device in the truing device of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing measurement results of rotational runout of a truing diamond grinding wheel.
FIG. 8 is a 100 times SEM photograph of the outer peripheral surface of a diamond grinding wheel trued in a machining truing process in the truing method according to the present invention.
FIG. 9 is a 2000 times SEM photograph of the outer peripheral surface of a diamond grinding wheel trued in a machining truing process in the truing method according to the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram of an apparatus for measuring the cutting edge height of abrasive grains of a grinding wheel.
11 is an explanatory diagram of an evaluation method for measurement data obtained by the measurement apparatus of FIG.
FIG. 12 is an SEM photograph of the outer peripheral surface of a diamond grinding wheel which is a product trued by the truing method according to the present invention.
FIG. 13 is a graph showing experimental results of roughness of a processed surface ground by a diamond grinding wheel.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a truing method according to the present invention for a cup-type diamond grinding wheel.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a truing method according to the present invention for a diamond grinding wheel with a shaft.
FIG. 16 is a front view showing another embodiment of the truing device of the present invention.
17A and 17B show the concept of truing of a diamond grinding wheel, FIG. 17A is a diagram showing the outer shape of a metal bond diamond grinding wheel before truing, and FIG. 17B is a metal bond diamond grinding wheel after truing. FIG.
FIG. 18 is a diagram showing a state of cutting edges of abrasive grains of a diamond grinding wheel before truing.
FIG. 19 is a schematic view of the surface state of a diamond grinding wheel trued by a conventional truing method.
FIG. 20 is a perspective view of a magnetic head.
FIG. 21 is an enlarged view of a portion S in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diamond abrasive grain, 2 ... Metal bond, 3 ... Diamond grinding wheel, 4 ... Magnetic head, 8 ... Flange for diamond grinding wheel attachment, 9 ... The clamp, 10 ... 1st truing apparatus in a truing apparatus, 11 ... 1. Feeding table of first truing device, 12 ... tool support base, 13 ... first truing tool, 14 ... main shaft, 15 ... hydrostatic bearing of main shaft, 16 ... electrolytic dressing device in truing device, 17 ... electrolysis Electrodes of dressing device, 18 ... DC power source, 21 ... second truing device of truing device, 22 ... feeding table of second truing device, 23 ... same tool support, 24 ... second truing tool, 25 ... The main spindle, 30... Cup-type diamond grinding wheel, 31...

Claims (8)

多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めて円盤型に形成したダイヤモンド研削砥石において、前記研削砥石の作業面を前記砥粒とボンドとが略同一面となるよう真円状に研削し、且つ前記研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形したことを特徴とするダイヤモンド研削砥石。In a diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with bonds to form a disk shape, the working surface of the grinding stone is ground in a perfect circle so that the abrasive grains and the bond are substantially flush with each other, and the grinding The processed bond is uniformly dressed to a predetermined depth so that the abrasive grains protrude from the surface of the dressed bond, and the tip of the protruded abrasive grains is thermochemically polished to form a flat and smooth shape. A diamond grinding wheel characterized by that. 多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めてカップ型に形成したダイヤモンド研削砥石において、前記研削砥石の作業面を前記砥粒とボンドとが同一面となるよう高精度の平面に研削し、且つ前記研削加工したボンドを一様に所定深さドレッシングして前記砥粒を当該ドレッシングしたボンドの表面より突き出させるとともに、この突き出された砥粒の先端部を熱化学的に研磨して平坦且つ平滑に整形したことを特徴とするダイヤモンド研削砥石。In a diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with a bond to form a cup shape, the work surface of the grinding wheel is ground to a high-precision plane so that the abrasive grains and the bond are flush with each other, and the grinding The processed bond is uniformly dressed to a predetermined depth so that the abrasive grains protrude from the surface of the dressed bond, and the tip of the protruded abrasive grains is thermochemically polished to form a flat and smooth shape. A diamond grinding wheel characterized by that. 第1のツルーイング装置と、ドレッシング装置と、第2のツルーイング装置とを配備し、
前記第1のツルーイング装置を、静圧軸受により支持され且つ多数のダイヤモンド砥粒をボンドで固めたダイヤモンド研削砥石をワークとして支持する主軸と、この主軸の回転駆動源と、前記ワークであるダイヤモンド研削砥石の作業面を前記ダイヤモンド砥粒とボンドとが略同一面となるよう研削する第1のツルーイング工具と、この第1のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第1のツルーイング工具と前記ワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えて構成し、
前記ドレッシング装置を、前記研削したボンドの表面を一様に所定深さドレッシングして前記ダイヤモンド砥粒が当該ドレッシングされたボンドの表面より突き出し可能に構成し、
前記第2のツルーイング装置を、静圧軸受により支持され且つ前記ドレッシングされたダイヤモンド研削砥石をワークとして支持する主軸と、この主軸の回転駆動源と、前記ドレッシングされたボンドの表面から突き出された各ダイヤモンド砥粒の先端部を平坦且つ平滑に熱化学的研磨して切れ刃を揃える第2のツルーイング工具と、この第2のツルーイング工具の回転駆動源と、前記第2のツルーイング工具と前記ワークであるダイヤモンド研削砥石とを切り込み方向に相対的に送る切り込み手段とを備えて構成したことを特徴とするダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置。
A first truing device, a dressing device, and a second truing device;
The first truing device is supported by a hydrostatic bearing and supports a diamond grinding wheel in which a large number of diamond abrasive grains are hardened with a bond as a workpiece, a rotational drive source of the spindle, and diamond grinding as the workpiece. A first truing tool for grinding the work surface of the grindstone so that the diamond abrasive grains and the bond are substantially flush with each other, a rotational drive source of the first truing tool, the first truing tool, and the workpiece It comprises a cutting means for sending a diamond grinding wheel relative to the cutting direction,
The dressing device is configured such that the surface of the ground bond is uniformly dressed to a predetermined depth so that the diamond abrasive grains can protrude from the surface of the dressed bond,
The second truing device is supported by a hydrostatic bearing and supports the dressed diamond grinding wheel as a work, a rotational drive source of the main shaft, and each of the surface of the dressed bond. A second truing tool that thermochemically polishes the tip of diamond abrasive grains flatly and smoothly to align the cutting edges, a rotational drive source of the second truing tool, the second truing tool, and the workpiece A truing device for a diamond grinding wheel characterized by comprising cutting means for relatively sending a diamond grinding wheel in the cutting direction.
単一のツルーイング装置に、前記第1のツルーイング工具と第2のツルーイング工具とを選択的に取り付け、単一のツルーイング装置を前記第1のツルーイング装置と第2のツルーイング装置とに兼用したことを特徴とする請求項3記載のダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置。The first truing tool and the second truing tool are selectively attached to a single truing device, and the single truing device is used as both the first truing device and the second truing device. 4. A truing device for a diamond grinding wheel according to claim 3, wherein 前記ワークであるダイヤモンド研削砥石を支持する前記主軸の位置を固定し、前記第1のツルーイング工具とドレッシング装置と第2のツルーイング工具とを、それぞれワークに対する加工位置と退避位置とに移動可能に構成したことを特徴とする請求項3または4記載のダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置。The position of the main shaft that supports the diamond grinding wheel as the workpiece is fixed, and the first truing tool, the dressing device, and the second truing tool can be moved to a machining position and a retracted position with respect to the workpiece, respectively. The truing device for a diamond grinding wheel according to claim 3 or 4, wherein the truing device is a diamond grinding wheel. 前記第1のツルーイング工具として、カップ型メタルボンドダイヤモンド砥石を用いたことを特徴とする請求項3,4または5記載のダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置。The truing device for a diamond grinding wheel according to claim 3, 4 or 5, wherein a cup-type metal bond diamond grinding wheel is used as the first truing tool. 前記第2のツルーイング工具として、カップ型鉄系金属製の定盤を用いたことを特徴とする請求項3,4,5または6記載のダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置。7. The diamond grinding tool truing apparatus according to claim 3, 4, 5, or 6, wherein a cup-type iron-based metal surface plate is used as the second truing tool. 前記ドレッシング装置を、前記ダイヤモンド研削砥石との間に所定の間隔をおいて配置された電極と、陽極を前記ワークであるダイヤモンド研削砥石に結び且つ陰極を前記電極に結んだ電源と、前記ダイヤモンド研削砥石の回転駆動源とを備えて構成したことを特徴とする請求項3,4,5,6または7記載のダイヤモンド研削砥石のツルーイング装置。The dressing device includes an electrode disposed at a predetermined interval with the diamond grinding wheel, a power source in which an anode is connected to the diamond grinding wheel as the workpiece and a cathode is connected to the electrode, and the diamond grinding A truing device for a diamond grinding wheel according to claim 3, 4, 5, 6, or 7, characterized by comprising a grinding wheel rotational drive source.
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