磨削装置和磨削方法

专利名称：磨削装置和磨削方法
技术领域：
本发明涉及一种使用旋转磨削工具磨削加工被加工物的磨削装置，特别地，涉及 一种避免旋转磨削工具的孔眼堵塞的磨削装置。
背景技术：
近年来，陶瓷材料由于高功能化，作为各种零件的材料被使用。作为一例，致密烧 结的陶瓷材料(以下称高强度陶瓷材料)被用于牙科医疗的修补物(以下称牙科用修补 物)等。在通过高强度陶瓷材料制造牙科用修补物时，利用CAD(ComputerAided Design 计算机辅助设计)/CAM(Computer Aided Manufacturing 计算机辅助制造)。具体来说，利 用计算机制作牙科用修补物的3维模型。制作好的3维模型的形状数据设定于具有NC设 备等(旋转磨削工具或旋转切削工具)的加工装置的控制器中。控制器根据设定的形状数 据控制NC设备等。利用NC设备等磨削加工或切削加工高强度陶瓷材料，利用高强度陶瓷 材料制造牙科用修补物。不过，由于高强度陶瓷材料的硬度高，通过这种方法最终获得修补物的形状所需 的时间变得庞大。此外，在为了缩短加工时间、提高加工速度的情形下，加工工具上作用有 大的负载。因此，存在加工工具急剧磨损、破损等问题。(第一例)与此对应，例如，为了缩短磨削时间，提出有以下的制造方法(例如参照专利文献 1)。在该制造方法中，使用以含有氧化铈的正方晶氧化锆粒子和氧化铝粒子为主要成分的 陶瓷材料。在形成成形加工体后进行预烧结，在磨削加工预烧结体后进行致密烧结。藉此 来制造牙科用修补物。(第二例)此外，与上述不同，还提出有以下的制造方法(例如参照专利文献2)。在该制造方 法中，使用含有氧化钇和铝、镓、锗及铟的任一氧化物的陶瓷材料。同样，在形成成形加工体 后进行预烧结，在磨削加工预烧结体后进行致密烧结。藉此来制造牙科用修补物。(第三例)此外，为了防止加工工具和被加工物的损伤，还提出有以下的制造方法(例如参 照专利文献3)。在该制造方法中，在切削加工时冷却旋转切削工具和被加工物。具体来说， 如图8所示，在被加工物801被块状物固定用旋转夹具804保持的状态下，切削装置800浸 入积存于槽805的冷却液。控制器808控制主轴803，驱动旋转切削工具802旋转。被加工 物801在浸入冷却液806的状态下，通过被主轴803旋转驱动的旋转切削工具802进行切 削加工。藉此，能冷却旋转切削工具802和被加工物801，并能回收因切削加工产生的切削 粉。专利文献1 日本专利特开2006-271435号公报专利文献2 日本专利特表2003-506191号公报
发明文献3 日本专利特开平10-6143号公报

发明内容
发明所要解决的技术问题不过，在第一例和第二例的制造方法中，需要在磨削加工后进行致密烧结。因此， 由于致密烧结时产生的收缩使得尺寸变化。此外，即便考虑致密烧结时的收缩进行磨削加 工，也会产生误差，需要在致密烧结后进行修整。其结果是，需要致密烧结所需的时间和致 密烧结后的修整所需的时间。另一方面，在第三例的制造方法中，在使用致密烧结体作为被加工物的情形下，在 切削加工后，不需要致密烧结所需的时间和致密烧结后的修整所需的时间。可是，与使用预 烧结体的情形相比，牙科用修补物的加工时间可能变得非常长。此外，不进行切削加工而进行磨削加工时，由于在水中进行加工，因此，旋转磨削 工具和被加工物被冷却，能期待同样的效果。不过，与旋转切削工具相比，旋转磨削工具更 易引起孔眼堵塞。这时由于与切削粉相比，磨削粉更细，此外，旋转磨削工具的孔大多较细， 这在磨削加工时是一个大的问题。即，在第三例的制造方法中，还没有解决磨削加工所产生 的磨削粉造成旋转磨削工具的孔眼堵塞的问题。本发明鉴于上述技术问题而作，其目的在于提供一种磨削装置，该磨削装置在磨 削加工被加工物时降低作用于旋转磨削工具的负载，不需要磨削加工后的致密烧结工序， 能高效地制造最终成品。解决技术问题所采用的技术方案为达成上述目的，本发明所涉及的磨削装置具有以下特征。(CLl)磨削装置包括(a)对浸入冷却液的被加工物进行磨削加工的旋转磨削工 具；(b)对上述冷却液作用振动、产生气蚀的振动发生机构；以及(c)在使用上述旋转磨削 工具时，使上述振动发生机构产生气蚀的控制装置。藉此，若在旋转磨削工具与被加工物接触的部分(以下称接触部分)产生气蚀，则 空泡消失时产生的冲击作用于接触部分附近，因此能将磨削粉从接触部分附近除去。此外，若在产生气蚀的部分配置旋转磨削工具中附着有磨削粉的部分(以下称附 着部分)，则能利用空泡消失时产生的冲击引起的冲蚀将磨削粉从附着部分除去。S卩，通过产生气蚀，能避免磨削粉附着于旋转磨削工具，能解决引起旋转磨削工具 孔眼堵塞的问题。此外，若在接触部分产生气蚀，则能促进旋转磨削工具与被加工物可靠地接触。若 旋转磨削工具与被加工物可靠地接触，则在磨削加工时，能降低作用于旋转磨削工具的负 载，提高旋转磨削工具的加工速度。由此，即便使用致密烧结体作为被加工物，与第三例的制造方法相比，也能高效地 加工被加工物。藉此，能有效地磨削加工陶瓷类材料这样的不易切削材料，能制造所期望形状的 牙科用修补物。本发明不仅实现了一种磨削装置，也实现了一种磨削方法。发明效果
根据本发明，通过主动产生气蚀，能避免磨削粉附着于旋转磨削工具，能解决引起 旋转磨削工具孔眼堵塞的问题。此外，即便使用致密烧结体作为被加工物，也能高效地加工 被加工物。例如，若在接触部分产生气蚀，则空泡消失时产生的冲击作用于接触部分附近，因 此能将磨削粉从接触部分附近除去。此外，若在产生气蚀的部分配置附着部分，则能利用空泡消失时产生的冲击引起 的冲蚀将磨削粉从附着部分除去。此外，若在接触部分产生气蚀，则能促进旋转磨削工具与被加工物可靠地接触。若 旋转磨削工具与被加工物可靠地接触，则在磨削加工时，能降低作用于旋转磨削工具的负 载，提高旋转磨削工具的加工速度。


图1是表示实施方式1的磨削装置的立体图。图2A是表示实施方式1的磨削装置的俯视图。图2B是表示实施方式1的磨削装置的主视图。图3A是表示实施方式1的磨削装置中使用频率高的振动发生机构时，产生于冷却 液的驻波的俯视图。图3B是表示实施方式1的磨削装置中使用频率高的振动发生机构时，产生于冷却 液的驻波的主视图。图4A是表示实施方式1的磨削装置中使用频率低的振动发生机构时，产生于冷却 液的驻波的俯视图。图4B是表示实施方式1的磨削装置中使用频率低的振动发生机构时，产生于冷却 液的驻波的主视图。图5A是表示实施方式1的磨削装置中，在旋转磨削工具与被加工物接触的部分产 生气蚀的第一过程的图。图5B是表示实施方式1的磨削装置中，在旋转磨削工具与被加工物接触的部分产 生气蚀的第二过程的图。图5C是表示实施方式1的磨削装置中，在旋转磨削工具与被加工物接触的部分产 生气蚀的第三过程的图。图6是表示实施方式1的磨削装置中，磨削加工被加工物时使用的磨削加工条件 的表。图7是表示使用实施方式1的磨削装置的磨削方法的流程图。图8是表示现有技术的磨削装置的立体图。
具体实施例方式(实施方式1)以下对本发明所涉及的实施方式1进行说明。(结构)首先，对本实施方式的磨削装置的结构进行说明。
如图1、图2A、图2B所示，磨削装置100是制造牙科用修补物的装置，是磨削加工 陶瓷制的被加工物101的装置。被加工物101在被被加工物保持机构104保持的状态下， 浸入积存于槽105的冷却液106。被加工物101在浸入冷却液106的状态下，通过被主轴 103旋转驱动而高速旋转的旋转磨削工具102进行磨削加工。此时，安装于槽105的外壁的 振动发生机构107a 107f对冷却液106进行振动，产生气蚀。调整振动发生机构107a 107f的位置、振幅、周期，从而在旋转磨削工具102与 被加工物101接触的部分产生气蚀。藉此，利用空泡消失时瞬间产生的非常高的压力，能将 旋转磨削工具102与被加工物101之间的磨削粉除去，提高旋转磨削工具102与被加工物 101的接触。例如，假设使用不易磨削材料即致密烧结后的陶瓷材料等作为被加工物101制造 牙科用修补物。此时，能降低磨削加工时作用于旋转磨削工具102的负载。因此，不会产生 旋转磨削工具102的快速磨损、破损，与对冷却液106不作用周期振动时相比，能进一步提 高加工速度。其结果是，能缩短牙科用修补物的制造所需要的时间，并能节省加工后的致密 烧结工序。此外，由于能节省加工后的致密烧结工序，不需要考虑和修整因烧结产生的收缩 尺寸误差，加工后能直接作为牙科用修补物使用。(磨削装置100)作为一例，磨削装置100包括旋转磨削工具102、主轴103、被加工物保持机构104、 槽105、冷却液106、振动发生机构107a 107f、控制器108。此外，在由被加工物101制造牙科用修补物时，利用CAD (ComputerAided Design)/CAM(Computer Aided Manufacturing)。具体来说，利用计算机制作牙科用修补物 的3维模型。制作好的3维模型的形状数据设定于具有NC设备等(旋转磨削工具102、主 轴103)的磨削装置100的控制器108中。控制器108根据设定的形状数据控制主轴103、 振动发生机构107a 107f等。被加工物101被NC设备等(旋转磨削工具102、主轴103 等)磨削加工，由被加工物101制造牙科用修补物。(被加工物101)被加工物101是陶瓷制的圆柱形材料。具体来说，是含有氧化锆65. 9 69. 9重 量％、氧化铈10. 1 11. 1重量％、氧化铝19. 5 23. 5重量％、氧化钛0. 01 0. 03重量％ 和氧化镁0. 04 0. 08重量％的原料配合物的成形加工体的致密烧结体。能通过日本专利 特许第2945935号中记载的方法获得。被加工物101整体浸入冷却液106中，以中心轴为X方向，圆柱上表面侧配置于槽 105的中央，圆柱底面侧通过被加工物保持机构104保持。(旋转磨削装置102)旋转磨削工具102具有含有金刚石粒子的磨削部分，被主轴103旋转驱动，以转轴 为中心高速旋转。在高速旋转时，磨削加工与磨削部分接触的材料。(主轴 IO3)主轴103将磨削加工所需要的旋转驱动力作用于旋转磨削工具102。(被加工物保持机构104)被加工物保持机构104沿与旋转磨削工具102的转轴交叉的方向保持被加工物 101。
被加工物保持机构104在槽105中配置在前表面与背面之间且靠近右侧面，并设 置于底面。对被加工物101的圆柱底面侧部分进行保持。(槽 105)槽105是积存冷却液106的容器。例如，大小是Y方向300mm、X方向240mm。从底 面到液面的高度直到75mm都充满了冷却液106。通过被加工物保持机构104保持的被加工 物101浸入冷却液106中。磨削加工时，旋转磨削工具102的磨削部分浸入冷却液106中。 冷却被加工物101和旋转磨削工具102。(冷却液 106)作为冷却液106，例如能使用将Taiyu(日文夕〗Λ )株式会社生产的水溶性切 削液WX-805H用自来水稀释20倍得到的液体。(振动发生机构IOh 10打)振动发生机构107a 107f是轴振动型的振动器。具体来说，是直径50mm的轴振 动的螺栓固定朗之万(Langevin)振动器。以在冷却液106中产生驻波的条件决定各周期 振动。此外，通过周期振动发振器(未图示)驱动周期振动，对应于磨削加工条件，对冷却 液106作用含有纵波的所期望的振动。(振动发生机构107a、107b)振动发生机构107a、107b以轴向为Y方向，在X方向上隔开5mm间隙排成一列，图 中，在槽105的左侧面中央，且在槽105的底面与冷却液106的液面的正中央设置。择一使 用，对积存于槽105的冷却液106从槽105的左侧面作用振动。(振动发生机构107c、107d)振动发生机构107c、107d以轴向为X方向，在Y方向上隔开5mm间隙排成一列，图 中，在槽105的前表面中央，且在槽105的底面与冷却液106的液面的正中央设置。择一使 用，对积存于槽105的冷却液106从槽105的前表面作用振动。(振动发生机构107e、107f)振动发生机构107e、107f以轴向为Z方向，在Y方向上隔开5mm间隙排成一列，图 中，设于槽105的底面中央。择一使用，对积存于槽105的冷却液106从槽105的底面作用振动。(周期振动)从振动发生机构107a 107f分别作用的周期振动如下。声音在液体中传播的速 度为 1500m/s。 从振动发生机构107a作用25kHz的周期振动。从振动发生机构107a作用的纵波 的波长为1500000mm/s +25kHz = 60mm。此外，纵波的半波长(60mm+2 = 30mm)的整数倍 (10倍)与槽105的Y方向的大小(300mm)相等。由此，满足产生驻波的条件。从振动发生机构107b作用12. 5kHz的周期振动。从振动发生机构107b作用的纵 波的波长为1500000mm/s + 12. 5kHz = 120mm。此外，纵波的半波长(120mm+2 = 60mm)的 整数倍(5倍)与槽105的Y方向的大小(300mm)相等。由此，满足产生驻波的条件。从振动发生机构107c作用25kHz的周期振动。从振动发生机构107c作用的纵波 的波长为1500000mm/s +25kHz = 60mm。此外，纵波的半波长(60mm+2 = 30mm)的整数倍 (8倍)与槽105的X方向的大小(240mm)相等。由此，满足产生驻波的条件。
从振动发生机构107d作用12. 5kHz的周期振动。从振动发生机构107d作用的纵 波的波长为1500000mm/s + 12. 5kHz = 120mm。此外，纵波的半波长(120mm+2 = 60mm)的 整数倍(4倍)与槽105的X方向的大小(240mm)相等。由此，满足产生驻波的条件。从振动发生机构107e作用30kHz的周期振动。从振动发生机构107e作用的纵波 的波长为1500000mm/s +30kHz = 50mm。此外，纵波的半波长(50mm+2 = 25mm)的整数倍 (3倍)与到冷却液106的液面的高度(75mm)相等。由此，满足产生驻波的条件。从振动发生机构107f作用20kHz的周期振动。从振动发生机构107f作用的纵波 的波长为1500000mm/s +20kHz = 75mm。此外，纵波的半波长(75mm+2 = 37. 5mm)的整数 倍(2倍)与到冷却液106的液面的高度(75mm)相等。由此，满足产生驻波的条件。(驻波)接着，对使用振动发生机构107a、107cU07e时产生于冷却液106的驻波和使用振 动发生机构107b、107d、107f时产生于冷却液106的驻波进行说明。如图3A、图3B所示，在使用振动发生机构107a、107c、107e时，在冷却液106中，白 色部分以X方向30mm、Y方向30mm、Z方向25mm的间隔形成分割状，在白色部分与白色部分 之间形成黑色部分。白色部分是疏密变化小的部分。黑色部分是疏密变化大的部分。此外，由于黑色 部分的疏密变化大，因此也是易于产生气蚀的部分。此外，如图4A、图4B所示，在使用振动发生机构107b、107d、107f时，在冷却液106 中，白色部分以X方向60mm、Y方向60mm、Z方向37. 5mm的间隔形成分割状，在白色部分与 白色部分之间形成黑色部分。与使用振动发生机构107a、107C、107e的情形相比，使用振动 发生机构107b、107d、107f情形时的分割更粗，白色部分的间隔更宽。(气蚀)对在旋转磨削工具102与被加工物101接触的部分产生气蚀的过程进行说明。在此，假设在Z方向上作用周期振动，在冷却液中产生纵波，以图5A、图5B、图5C 的顺序产生疏密变化。图中，虚线与虚线间的间隔窄的部分为密，虚线与虚线间的间隔宽的 部分为疏。例如，旋转磨削工具102的与被加工物101接触的部分在图5A中为密，图5B中为 疏，图5C中为密。如图5A、图5B所示，当该部分从密变成疏时，在该部分产生空泡601。如 图5B、图5C所示，当该部分从疏变成密时，产生于该部分的空泡601消失。如图5A 图5C所示，通过对冷却液106作用周期振动，在冷却液106中产生疏密 变化，当冷却液106中的压力比饱和蒸汽压低时，产生气蚀。此时，液体沸腾或由于溶存气 体的游离产生气体，内部产生接近真空的微小的气泡(空泡601)。此外，在该气泡(空泡601)消失时，产生冲蚀。此时，产生极高的冲击压力，由于 该冲击压力，在该气泡(空泡601)的附近也作用有冲击，附近被侵蚀。通过利用该现象，能 避免磨削加工时产生的磨削粉附着在旋转磨削工具102上。此外，在旋转磨削工具102与被加工物101接触时，当产生于旋转磨削工具102的 气泡(空泡)消失时，由于消失时产生的冲击压力，旋转磨削工具102被拉向被加工物101， 能与被加工物101更紧密地接触。(区域)
此外，如图3A、图3B所示，黑色部分通过被被加工物保持机构104保持的圆柱形的 被加工物101的中心轴，沿着圆柱上表面，横穿与中心轴垂直的方向，并横穿被加工物保持 机构104与被加工物101的根部。此外，如图4A、图4B所示，黑色部分通过被被加工物保持机构104保持的圆柱形的 被加工物101的中心轴，并穿过圆柱整个区域。与使用振动发生机构107a、107c、107e的情 形相比，使用振动发生机构107b、107d、107f情形时，黑色部分能以更宽区域覆盖被加工物 101。由此，在磨削加工被加工物101中图3A、图3B所示的黑色部分与被加工物101重 叠的区域附近(以下称第一区域)时，最好使用振动发生机构107a、107C、107e。在磨削加工 第一区域以外的区域附近(以下称第二区域)时，最好使用振动发生机构107b、107d、107f。不过，也存在以下情形，当要求加工精度时，相反地，最好不产生气蚀。这是因为由 于消失时产生的冲击压力，旋转磨削工具102被拉向被加工物101，加工精度有时会变差。此外，若此时产生的磨削粉的量不是很多时，产生的气蚀变得过剩。因此，也可对 应于加工阶段，使得在旋转磨削工具102附近不易产生气蚀。此外，通过增大振幅，主动地产生气蚀，能促进旋转磨削工具与被加工物可靠地接 触，降低对旋转磨削工具作用的负载，提高旋转磨削工具的加工速度。另一方面，通过减小 振幅，能减少气蚀对加工精度造成的影响。由此，在比起加工精度要求加工速度的加工阶段，最好增大振幅，在比起加工速度 要求加工精度的加工阶段，最好减小振幅。(磨削加工条件)接着，对磨削装置100中磨削加工被加工物101时使用的磨削加工条件进行说明。如图6所示，周期振动发振器(未图示)对应于加工区域和加工阶段调整振动发 生机构107a 107f的接通/断开和振幅的大小。按照粗加工、半粗加工、半精加工、精加工的顺序进行磨削加工。粗加工时产生的 磨削粉最多，半粗加工时产生的磨削粉第二多。精加工时产生的磨削粉最少，半精加工时产 生的磨削粉第二少。按照粗加工、半粗加工、半精加工、精加工的顺序要求高的加工精度。周期振动发振器(未图示)对应于加工阶段使振动发生机构107a 107f产生的 周期振动的振幅变化。在要求加工精度的加工阶段减小振幅，减少振幅对加工精度的影响。 在不要求加工精度的加工阶段增大振幅，对应于加工区域，区分使用振动发生机构107a 107f。具体来说，如下述磨削加工条件(1) (4)所示。(1)在进行粗加工时，(a)模式A中，接通振动发生机构107a、107C、107e，断开振动 发生机构107b、107d、107f。调整振动发生机构107a、107c、107e的输出，以使振动发生机构 107a、107C、107e产生振幅IOym的周期振动。(b)在模式B中，接通振动发生机构107b、 107d、107f，断开振动发生机构107a、107c、107e。调整振动发生机构107b、107d、107f的输 出，以使振动发生机构107b、107d、107f产生振幅10 μ m的周期振动。(2)在进行半粗加工时，(a)模式A中，接通振动发生机构107b、107d、107f，断开振 动发生机构107a、107c、107e。调整振动发生机构107b、107d、107f的输出，以使振动发生机 构107b、107d、107f产生振幅5μπι的周期振动。(b)在模式B中，接通振动发生机构107a、 107c、107e，断开振动发生机构107b、107d、107f。调整振动发生机构107a、107c、107e的输出，以使振动发生机构107a、107c、107e产生振幅5 μ m的周期振动。(3)在进行半精加工时，接通振动发生机构107b、107d、107f，断开振动发生机构 107a、107c、107e。调整振动发生机构107b、107d、107f的输出，以使振动发生机构107b、 107d、107f产生振幅3μπι的周期振动。(4)在进行精加工时，接通振动发生机构107b、107d、107f，断开振动发生机构 107a、107c、107e。调整振动发生机构107b、107d、107f的输出，以使振动发生机构107b、 107d、107f产生振幅Ιμπι的周期振动。(磨削方法)接着，对使用磨削装置100的磨削方法进行说明。^jlfc, ^lJM CAD (Computer Aided Design) /CAM(Computer AidedManufticturing)。 事先，利用计算机制作牙科用修补物的3维模型。将制作的3维模型的形状数据设定于磨 削装置100。接着，如图7所示，通过下述(Si) (S5)的磨削方法，将陶瓷制的被加工物101 制成所期望形状的牙科用修补物。此时，根据事先设定的形状数据控制磨削装置100。(Si)首先，通过被加工物保持机构104保持陶瓷制的被加工物101。将被加工物 保持机构104保持的被加工物101浸入积存于槽105的冷却液106中。(S2)接着，从振动发生机构107a 107f对冷却液106作用周期振动。此时，由于 作用于冷却液106的纵波的半波长的整数倍是槽105的大小和冷却液106的液面的高度， 因此，在冷却液106中产生驻波。(S3)接着，对应于图6所示的磨削加工条件，调整振动发生机构107a 107f产 生的周期振动的振幅。按照粗加工、半粗加工、半精加工、精加工的顺序，减小周期振动的振 幅，减少振幅对加工精度的影响。作为磨削加工条件，除加工的种类以外，还有被加工物101的硬度和最终加工形状等。(S4)接着，通过旋转磨削工具102加工被加工物101。此时，旋转磨削工具102被 主轴103旋转驱动而高速旋转。使高速旋转的旋转磨削工具102与被加工物101接触，进 行磨削加工。在各加工阶段之间，周期振动发振器(未图示)也可使旋转磨削工具102移动到 黑色部分(疏密变化大的部分)中与被加工物101不接触的部分。藉此，能将附着在旋转 磨削工具102的磨削粉除去。(S5)接着，解除对已加工成所期望形状的被加工物101 (牙科用修补物)的保持。在加工完成后、排成冷却液106时，将磨削加工被加工物101中产生的磨削粉一起 排成。如果有需要，也可用冷却液106洗净槽105的内侧。(总结)以上，在本实施方式中，一边对冷却液106作用周期振动一边进行磨削加工。藉 此，与不作用周期振动的情形相比，能抑制磨削粉附着于旋转磨削工具102。能促进旋转磨 削工具102的磨削部分(金刚石粒子的部分)与被加工物101可靠地接触。能降低磨削加 工时的加工阻力(负载)。通过加工阻力(负载)的降低，能增大加工时的旋转磨削工具 102的进给速度和进刀量。其结果是，能避免旋转磨削工具102破损等不良情形，缩短磨削加工时间。例如，在将陶瓷完全致密烧结体等作为被加工物进行上鄂第三齿的盖磨削加工 时，能缩短10%的时间。这样，在使用致密烧结后的陶瓷材料等不易切削材料制造牙科用修补物时，具有 大幅度缩短磨削或磨削加工所需要的时间的效果。此外，也能应用于其他医疗领域中使用 同样的陶瓷等不易切削材料制造人工骨等的用途。(其他)(1)作为被加工物101，也可使用氧化钇类正方晶氧化锆(Y-TZP)等其他陶瓷材 料。此外，也可使用预烧结体或未烧结体。此外，也可使用其他不易切削性材料。此外，也 可使用长方体材料、安装于用于保持材料的固定夹具的材料等。这些材料也能提高磨削效率。这是因为，振动发生机构107a 107f在冷却液106 中产生纵波，在旋转磨削工具102与被加工物101接触的部分产生疏密变化大的部分。藉 此，能提高磨削效率。(2)也可将槽105的侧面间的距离或从底面到液面的距离的整数分之一作为半波 长这样的条件来决定分别从振动发生机构107a 107f作用于冷却液106的周期振动。例如，假设振幅1 μ m 50 μ m、频率IkHz IOOkHz的周期振动作用于冷却液106。 此时，容易产生气蚀，能抑制磨削加工被加工物101时产生的磨削粉附着于旋转磨削工具 102。此外，关于振幅，也可使用图6所示的磨削加工条件中举出的数值以外的数值。藉 此，能使用频率不同的振动发生机构加工不同的被加工物101。(3)也可只将被加工物101浸入冷却液106。此外，也可将槽105与被加工物保持 机构104形成一体。藉此，能增加被加工物保持机构104与被加工物101的配置的自由度，能使被加工 物101倾斜、旋转。能提高最终加工后的零件形状的自由度。(4)也可对振动发生机构107a 107f使用多个相同的振动器。藉此，关于从槽105的各面对冷却液106作用的周期振动，能提高面内均勻性。此外，也可在槽105的两侧面分别设定振动发生机构107。藉此，在磨削加工时，能 使因被加工物101与旋转磨削工具102的位置关系导致振动发生机构107a 107f产生的 纵波没有到达旋转磨削工具102与被加工物101接触的部分而使磨削效率无法提高的时间 变得最小。(5)作为振动发生机构107a 107f，也可使用具有磁致伸缩元件和压电元件中任 一种元件的致动器。藉此，能不更换振动器就能改变振动频率。为产生驻波，能微调从振动发生机构 107a 107f对冷却液106作用的周期振动的频率。(6)也可在磨削加工的加工阶段之间进行冷却液106的更换。藉此，能除去因磨削加工被加工物101产生的、积存于槽105内的磨削粉。能将对 冷却液106作用振动产生的效果维持在好的状态。(7)被加工物保持机构104也可不设于槽105的底面，例如，可设于类似独立于槽 105的臂(未图示)等浸入积存于槽105的冷却液106的悬吊结构物上。藉此，能避免从振动发生机构107a 107f产生的振动被被加工保持机构104衰减。本发明并不限定于上述内容，可在不脱离本发明的思想的范围内进行各种变更。工业上的可利用性本发明能用作使用旋转磨削工具磨削加工被加工物的磨削装置等，特别地，能用 作避免旋转磨削工具的孔眼堵塞的磨削装置等。
权利要求
一种磨削装置，其特征在于，包括对浸入冷却液的被加工物进行磨削加工的旋转磨削工具；对所述冷却液作用振动从而产生气蚀的振动发生机构；以及在使用所述旋转磨削工具时，使所述振动发生机构产生气蚀的控制装置。
2.如权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，所述控制装置控制所述振动发生机构，在所述冷却液中产生半波长为从所述冷却液积 存的槽的侧面到相反侧的侧面的长度的整数分之一的纵波。
3.如权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，所述控制装置控制所述振动发生机构，在所述冷却液中产生半波长为从所述冷却液积 存的槽的底面到所述冷却液的液面的长度的整数分之一的纵波。
4.如权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，所述控制装置对应于加工区域和加工阶段调整所述振动发生机构的接通/断开和振 幅的大小。
5.如权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，所述被加工物是陶瓷类材料，且是牙科用修补物的原料。
6.一种磨削方法，其特征在于，包括在使用旋转磨削工具磨削加工浸入冷却液的被加工物时，对所述冷却液作用振动 从而产生气蚀的振动发生工序。
7.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，在所述冷却液中产生在所述旋转磨削工具的转轴方向或与所 述转轴交叉的方向上振动的纵波。
8.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，在所述冷却液中产生半波长为从所述冷却液积存的槽的侧面 到相反侧的侧面的长度的整数分之一的纵波。
9.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，在所述冷却液中产生半波长为从所述冷却液积存的槽的底面 到所述冷却液的液面的长度的整数分之一的纵波。
10.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，择一产生第一频率的振动和与第一频率不同的第二频率的振动。
11.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，在产生于所述冷却液的纵波引起的疏密变化大的部分附近， 在配置有所述被加工物的加工区域的状态下，产生振动。
12.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，包括移动工序，该移动工序中，在所述振动发生工序中产生于所述冷却液的纵波引起 的疏密变化大的部分中，使所述旋转磨削工具移动到与所述被加工物不接触的部分。
13.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，对应于加工区域和加工阶段调整接通/断开和振幅的大小。
14.如权利要求13所述的磨削方法，其特征在于，在所述振动发生工序中，使振幅在两个阶段切换来调整振动。
15.如权利要求6所述的磨削方法，其特征在于， 磨削加工陶瓷类材料的所述被加工物，制造牙科用修补物。
全文摘要
一种磨削装置(100)，包括对浸入冷却液(106)的被加工物(101)进行磨削加工的旋转磨削工具(102)；对冷却液(106)作用振动从而产生气蚀的振动发生机构(107a)～(107f)；以及在使用旋转磨削工具(102)时，使振动发生机构(107a)～(107f)产生气蚀的控制器(108)。控制器(108)对应于加工区域和加工阶段调整振动发生机构(107a)～(107f)的接通/断开和振幅的大小。
文档编号B24B55/02GK101939138SQ200980101518
公开日2011年1月5日 申请日期2009年4月6日 优先权日2008年6月26日
发明者滨野诚司, 濑川彰继, 菅田文雄 申请人:松下电器产业株式会社