JP2000271847A - 研削加工装置およびそれを備えた順送り加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部分的に薄肉部を有する製品を、効率的にか
つ高精度に加工できる研削加工装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも、フープ状の被加工材の送り
方向と直交する回転軸を有し被加工材を連続送りする送
りドラムと、被加工材を前記送りドラムの外周面に押圧
する押圧装置と、前記送りドラムの回転軸と平行な回転
軸を有し被加工材との相対位置を調整可能に形成した回
転砥石とによって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フープ状の被加工
材の一部に研削加工を行なう研削加工装置および例えば
被加工材に打抜き、曲げ絞り等の加工を行なう場合に、
１組の装置の中で各工程の加工を行ない、順次次の工程
に被加工材をピッチ送りして加工を追加して進め、中間
工程に前記研削加工装置を備え、最終工程で加工を完了
させる順送り加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板等の構造材料からなる板材に
打抜き、曲げ絞り、圧縮等の成形加工をすることによっ
て、所定の形状の板金製品を製作する場合には、数工程
を経由するのが通常である。このような板金製品の製作
数量が多い場合には、１個の加工用金型の中で各工程若
しくはステージの加工を個々に行ない、順次に次のステ
ージへ被加工材を送って加工を追加して進め、最終ステ
ージで加工を完了させる手段が採用されている。このよ
うな加工用金型を順送り型と称しており、例えばプレス
の１スタンプ毎に１個の板金製品を得ることができるた
め、極めて高能率であるという利点がある。

【０００３】上記従来の順送り加工用金型においては、
生産速度が高く、被加工材を投入後加工完了までの納期
が短いと共に、プレス加工の途中工程における仕掛りが
少なく、小人数による多量生産が可能であるという長所
を有する反面において、下記のような問題点がある。す
なわち１個の金型中に複数対のパンチ・ダイを組込む構
造であるため、金型構造が極めて複雑となり、高精度の
金型製作技術を必要とすると共に、製作期間が長大化
し、製作費用が多額になる。

【０００４】また金型の部分的破損、修理、調整に際し
ても、金型全体を分解する必要があり、これらの作業が
煩雑であるため、多大の時間と工数を必要とする。更に
多品種少量生産において、被加工品の形状、寸法が若干
でも異なるときに、その都度専用の金型を製作する形態
を採用した場合には、金型費が割高になり、近年次第に
その要請が高まってきている所謂ＦＭＳ生産方式に応え
ることができないという問題点がある。

【０００５】このような問題点を解決するために、本出
願人は、すでに構造が簡単であり、かつ部分的調整その
他を容易に行ない得る順送り加工装置についての出願を
行なっている（例えば特願平２−１２１７６０号、同２
−１２１７６１号等）。

【０００６】図１は本発明の前提である順送り加工装置
の例を示す要部斜視図である。図１において、１００〜
５００は夫々加工ユニットであり、ベース１上に被加工
材（図示せず）の送り方向に例えば２Ｐ（Ｐは被加工材
の送りピッチ）の間隔に配設する。これらの加工ユニッ
ト１００〜５００には複数の加工工程に対応する夫々１
対のパンチおよびダイを設けてあるが、加工ユニット１
００を例にとってその構成を説明する。１０１は本体で
あり、略Ｕ字状に形成し、下端部に鳩尾状のあり１０２
を一体に設け、ベース１に設けたあり溝１０３と係合さ
せることによって被加工材の送り方向に移動調整可能、
かつ被加工材の送り方向と直角方向の移動拘束可能に形
成する。１０４は移動調整装置、１０５はクランプ装置
である。１０６は油圧シリンダであり、本体１０１の上
端部に設ける。１０７は位置測定装置であり、油圧シリ
ンダ１０６の側面部に設ける。

【０００７】次に１０８はカセットであり、略Ｕ字状に
形成し、上部にパンチ若しくはダイ（何れも図示せず）
を上下動可能に設けると共に、下部に上記パンチ若しく
はダイと対をなすダイ若しくはパンチ（何れも図示せ
ず）を設け、本体１０１に着脱可能に設ける。カセット
１０８の位置決めは、加工ユニット３００において図示
するように、位置決め部材３０９、３１０との係合によ
って行なう。１１１はクランプねじである。すなわちカ
セット１０８を位置決め部材（図示せず、加工ユニット
３００における符号３０９、３１０参照）を介して本体
１０１に装着することによって所定の位置決めを行ない
得ると共に、クランプねじ１１１の緊締によってその位
置を固定し得る構成となっている。カセット１０８の固
定後、油圧シリンダ１０６の作動桿（図示せず）と前記
上下動可能に設けたパンチ若しくはダイとを連結する。

【０００８】図２は被加工材の加工状態の例を示す要部
説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は断面を示してお
り、同一部分は前記図１と同一の参照符号で示す。図２
において２は被加工材であり、矢印方向にピッチＰで間
欠的にピッチ送りされる。すなわち前記図１において、
カセット１０８（他のカセットにおいても同様）に設け
た１対のパンチとダイとの間隙をピッチ送りされる。図
１および図２においては、加工ユニット１００〜５００
は夫々パイロット孔３の加工工程、円弧状の切込み４の
加工工程、第１ないし第３の絞り加工工程に対応するよ
うに形成してある。

【０００９】まず加工ユニット１００には、パイロット
孔３を穿設するパンチおよびダイを備えると共に、被加
工材２の送り方向下流側Ｐの位置に前記パイロット孔３
に係合するガイド（図示せず）を備えてある。従って加
工ユニット１００が作動する毎にパイロット孔３が順次
穿設されると共に、穿設されたパイロット孔３にガイド
が係合し、被加工材２の非所望な位置ずれを防止し、精
度を保持することができる。

【００１０】次に加工ユニット２００においては、円弧
状の切込み４が加工される。そして加工ユニット３００
においては第１の絞り加工が行なわれ、被加工材２に椀
状の突起５が形成されると共に、前記円弧状の切込み４
はその幅を拡げて円弧状の溝６に変化する。更に加工ユ
ニット４００においては、第２の絞り加工とフランジ孔
７の加工が行なわれ、突起５の高さが増大する。加工ユ
ニット５００においては第３の絞り加工が行なわれ、突
起５の高さを所定の寸法に形成する。以後図示省略した
が縁切り加工その他の加工を行ない、所定の椀状の板金
製品が得られるのである。なお加工ユニット２００〜５
００においても、パイロット孔３と係合するガイドを設
けることにより、所定の精度を確保するための位置決め
が行なわれることは勿論である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の順送り加工
装置によれば、従来の順送り金型と比較して構造が簡単
であると共に、製作も容易であり、多品種少量生産にお
いても高能率の加工ができる利点を有するが、下記のよ
うな問題点がある。

【００１２】すなわち従来の順送り加工装置において
は、被加工材は通常帯板状のものが対象であることか
ら、曲げ、絞り、打抜き、孔抜き等の所謂板金加工工程
を主とするものが多い。従って製品の一部を局部的に薄
肉に成形する場合には、通常の順送り加工では困難であ
り、順送り加工工程完了後において、改めて研削工程の
ような別工程を設けて加工するのが通常であり、コスト
高になるという問題点がある。

【００１３】なお、上記のような製品の薄肉化の手段と
して、鍛造またはプレスによる塑性加工手段があるが、
局部的塑性加工により、他の部分の形状、寸法等が変化
するおそれがあり、全体としての寸法精度を低下させる
懸念もある。更に被加工材の材質によっては塑性加工が
困難であったり、加工硬化を起こすこともあり、当該部
位に他の加工を施すことが困難になる等の問題点があ
る。

【００１４】一方順送り加工によって得られる製品は、
一般に小物が多く、しかも連続的に生産されるものであ
るため、１ロット内の数量が大であることが多い。この
ような大量の製品に対して改めて別工程で加工すること
は、専用の加工治具を必要とするのみならず、製品の取
付け、取外しのための余剰の時間と工数を必要とするた
め、加工コストが嵩むのみならず、基準面のバラツキが
影響して加工部位の寸法精度を向上させることが困難で
あるという問題点も併存する。

【００１５】本発明は、上記問題点を解決し、製品の一
部に薄肉部を有するようなものであっても、効率的にか
つ高精度に加工することができると共に、加工コストを
低減することができる研削加工装置およびそれを備えた
順送り加工装置を提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、第１の発明においては、少なくとも、フープ状の
被加工材の送り方向と直交する回転軸を有し被加工材を
連続送りする送りドラムと、被加工材を前記送りドラム
の外周面に押圧する押圧装置と、前記送りドラムの回転
軸と平行な回転軸を有し被加工材との相対位置を調整可
能に形成した回転砥石とによって構成する、という技術
的手段を採用した。

【００１７】本発明において、押圧装置による押圧力の
中心が、回転砥石の回転軸と送りドラムの回転軸とを含
む平面内に存在するように形成することができる。

【００１８】上記の発明において、被加工材が送りドラ
ムの外周面の一部に巻付くようにガイドローラを設ける
ことができる。

【００１９】また上記の発明において、送りドラムおよ
び回転砥石を導電性に形成して両者間に直流電源を接続
すると共に、加工面に電解液を供給するノズルを設ける
ことができる。

【００２０】次に第２の発明においては、加工手段を備
えたカセットを本体に着脱可能に設けてなる複数個の加
工ユニットを、複数の加工工程に対応させてフープ状の
被加工材の送り方向にｍＰ（ｍは任意の正の整数、Ｐは
被加工材の送りピッチ）の間隔に配設し、被加工材のピ
ッチ送りに対して前記複数の加工工程を順次実施するよ
うに構成した順送り加工装置において、複数個の加工ユ
ニットによりベースマシンを構成し、任意のベースマシ
ン間に前記の研削加工装置を設ける、という技術的手段
を採用した。

【００２１】

【発明の実施の形態】図３は本発明の実施の形態におけ
る製品の例を示す説明図であり、（ａ）は要部縦断面、
（ｂ）は平面を示し、同一部分は前記図２と同一の参照
符号で示す。すなわち、図３に示す製品は、椀状体の突
起５の上面に肉厚寸法ｔ₁ なる薄肉部を備えている。こ
のような製品は、前記図２に示すような順送り加工によ
って、全体を肉厚寸法ｔなる椀状体に成形後、突起５の
上面に対する研削加工によって鎖線の部分を除去して肉
厚寸法ｔ₁ 、すなわちｔ₁ ＜ｔに形成することによって
得られる。

【００２２】図４は本発明の実施の形態を示す要部正面
図である。図４において、１１はベースマシンであり、
複数個の加工ユニット１２を被加工材２の送り方向にｍ
Ｐ（ｍは任意の正の整数、Ｐは被加工材２の送りピッ
チ）の間隔に設けられると共に、夫々の加工ユニット１
２は、被加工材２との相対位置を調整可能に、および夫
々選択的に作動可能に構成されている。これらの複数個
の加工ユニット１２は、例えば前記図１に示すようなパ
ンチ・ダイセットとすることができ、加工すべき製品の
加工工程に対応して設けられる。この場合、複数個の加
工ユニット１２を備えたベースマシン１１を、被加工材
２の送り方向に沿って適宜の台数をタンデムに連結して
構成することもできる。

【００２３】１３は送り装置であり、例えば被加工材２
の送り方向の最上流側に設けられ、フープ状に巻き取ら
れた被加工材２を、長手方向にピッチＰ宛間欠的にピッ
チ送りするように構成される。１４は研削加工装置であ
り、ベースマシン１１、１１間に設けられ、後述するよ
うに、少なくとも送りドラム１５と、押圧装置１６と、
回転砥石１７とを有するように構成されている。なお研
削加工装置１４の後段のベースマシン１１にも被加工材
２をピッチ送りする送り装置（図示せず）を適宜の位置
に設ける。

【００２４】図５および図６は各々図４における研削加
工装置１４を示す正面図および一部断面側面図であり、
同一部分は前記図４と同一の参照符号で示す。図５およ
び図６において、２１はベースであり、床面上に例えば
防振ゴム付のレベルアジャスタ２２を介して立設する。
２３はドラム支持装置であり、被加工材２の送り方向と
直交する回転軸２４を有し、ベース２１上に設けられ
る。この回転軸２４の一方の端部には、被加工材２を連
続送りする送りドラム１５が着脱可能に設けられ、回転
軸２４の他方の端部は、減速機付モータ２５と連結され
ており、矢印方向の送りドラム１５の周速（被加工材２
の送り速度）を可変とするように構成されている。

【００２５】次に２６は砥石支持装置であり、ベース２
１上に立設されたコラム２７に設けられ、前記回転軸２
４と平行な回転軸２８を有し、被加工材２との相対位置
を調整可能に構成されている。回転軸２８の一方の端部
には回転砥石１７が着脱可能に設けられ、回転軸２８の
他方の端部は、ベルト２９を介して駆動モータ３０と連
結されている。３１はサーボモータであり、砥石支持装
置２６の上下移動調節用のものである。

【００２６】３２は電解ドレッサであり、砥石支持装置
２６に設けられ、回転砥石１７との間隔を調整可能に構
成されている。なお回転砥石１７は、メタルボンドのダ
イヤモンド砥石またはボラゾン砥石のような導電性に形
成し、給電装置３３を介して直流電源（図示せず）と接
続して電解研削を行ない得るようにすることができる。

【００２７】３４は防液カバーであり、前記送りドラム
１５、押圧装置１６、回転砥石１７および電解ドレッサ
３２等の周囲を被覆し、被加工材２の通過を許容するよ
うに、および前面に透明な点検窓３５を有し、かつ開閉
可能に構成される。３６はガイドローラであり、被加工
材２の移動経路における送りドラム１５の上流側と下流
側とに設けられ、被加工材２が送りドラム１５の外周面
の一部に巻付くように形成する。この場合、上流側のガ
イドローラ３６にブレーキ機能を、かつ下流側のガイド
ローラ３６に送り機能を具有させて、送りドラム１５と
接触している被加工材２に所定の張力を印加することが
好ましい。なお送りドラム１５の外周面には、後述する
ように円周ピッチｍＰの間隔で複数個のドライブピンを
突設することにより、被加工材２を所定速度で連続送り
するように構成する。

【００２８】次に３７はクーラントタンクであり、ベー
ス２１内に設けられ、研削液または電解液を収容し、所
定の清浄化作用を具有するように構成される。３８はフ
ィルタであり、クーラントタンク３７上に設けられ、シ
ュート３９から流下する上記研削液等に含有されるスラ
ッジを分離排出可能に構成されている。４０はスラッジ
ボックスである。

【００２９】図７は図５および図６における押圧装置１
６の近傍を示す要部縦断面図であり、同一部分は前記図
５および図６と同一の参照符号で示す。図７において、
４１は支持部材であり、前記図５および図６におけるコ
ラム２７に上下動可能かつコイルばね４２を介して、下
方すなわち送りドラム１５の方向に押圧され得るように
構成される。４３は押圧ローラであり、中空円筒状に形
成され、前記支持部材４１にねじ止めされる固定軸４４
に軸受４５を介して回転可能に設けられる。従って押圧
ローラ４３は、送りドラム１５の外周面に押圧された状
態で回転する。

【００３０】なお押圧ローラ４３には、送りドラム１５
の外周面に突設された複数個のドライブピン４６との干
渉を回避するために、溝４７を設けると共に、押圧ロー
ラ４３、４３の軸方向間隔を、回転砥石１７の幅寸法よ
り大に形成し、押圧ローラ４３と回転砥石１７との干渉
を回避する。４８はサポートピンであり、後述する被加
工材２の研削加工部を下方から支持するためのものであ
る。上記のドライブピン４６およびサポートピン４８
は、送りドラム１５の外周面に各々所定の相対間隔を有
し、夫々円周ピッチｍＰの間隔で設けられる。

【００３１】次に上記押圧ローラ４３による押圧力の中
心は、前記図５および図６に示す回転砥石１７の回転軸
２８と、送りドラム１５の回転軸２４とを含む平面内に
存在するように形成することが好ましい。すなわち図５
において、上記押圧力の中心は、回転軸２８、２４の各
々中心間を結ぶ直線上に存在するように形成する。

【００３２】上記の構成により、図３に示すような製品
の加工態様について記述する。まず図４におけるベース
マシン１１内の加工ユニット１２により、例えば図２に
示すようにして突起５、フランジ孔７その他の加工を順
送り加工によって行なう。次に被加工材２をベースマシ
ン１１から研削加工装置１４に給送するのであるが、ベ
ースマシン１１と研削加工装置１４との間における被加
工材２は非緊張状態としておく。なお研削加工装置１４
と後段のベースマシン１１との間においても同様の状態
としておく。

【００３３】研削加工装置１４においては、被加工材２
はガイドローラ３６によって図５に示すように送りドラ
ム１５の外周面の一部に巻付いて連続的に給送される。
すなわち送りドラム１５の外周面に突設された複数個の
ドライブピン４６（図７参照）が、被加工材２に設けら
れたパイロット孔３（図２参照）と係合するから、被加
工材２を所定の位置に位置決めした状態で連続的に給送
するのである。同時に送りドラム１５の外周面に設けら
れたサポートピン４８（図７参照）が、被加工材２の突
起５（図２参照）の凹部と係合する。

【００３４】図８は被加工材２と送りドラム１５との係
合状態を示す要部断面図であり、前記のようにドライブ
ピン４６とサポートピン４８とが、被加工材２のパイロ
ット孔３と突起５の凹部とに係合した状態が示されてい
る。この状態で被加工材２が図５ないし図７に示す押圧
装置１６に給送されると、図７に示す押圧ローラ４３が
被加工材２を送りドラム１５の外周面に押圧して被加工
材２と送りドラム１５との間の相対移動を阻止する。

【００３５】上記のように被加工材２を送りドラム１５
の外周面に押圧保持して給送する間に、図５および図６
に示すサーボモータ３１により回転砥石１７に所定の切
込みを与えて、図８に示す突起５の上面５ａに対して研
削加工を行ない、図３に示すような肉厚寸法ｔ₁ なる薄
肉部を形成する。

【００３６】この場合、被加工材２の突起５の凹部には
図８に示すようにサポートピン４８が係合して研削部分
を下方から支持しているから、回転砥石１７（図７参
照）による研削圧力と対抗し、突起５の変形を防止し、
加工精度を向上させることができる。また研削加工に伴
なう摩擦熱は、研削液である電解液によって加工部位か
ら大部分のものが持去られるが、一部は熱伝導によりサ
ポートピン４８から送りドラム１５にも移動するから、
被加工材２における非所望な発熱による悪影響を阻止す
ることができる。

【００３７】上記研削加工に際しては、図６に示す給電
装置３３を介して回転砥石１７に所定の直流電圧を印加
すると共に、図示省略したノズルにより研削加工面に電
解液を供給することにより、電解研削加工を行なうこと
ができる。回転砥石１７には電解ドレッサ３２により適
宜にツルーイング、目直し、目立て等が施される。

【００３８】研削加工後において被加工材２は図４に示
す後段のベースマシン１１に給送され、加工ユニット１
２により縁切り加工その他の後段の順送り加工が施さ
れ、図３に示す製品が得られるのである。

【００３９】上記の発明の実施の形態においては、椀状
の製品の上面を研削加工する例について記述したが、上
記以外の製品に対しても本発明の適用は当然に可能であ
る。また研削加工としては、電解研削加工に限らず研削
液を使用する通常の研削加工であってもよい。更に押圧
装置を構成する押圧ローラに代えて、被加工材と摺動接
触する押圧シューとしてもよいことは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏し得る。

【００４１】（１）部分的に薄肉部を有する製品であっ
ても、フープ状の被加工材に対して連続的に研削加工を
行なうことができ、加工部位の変形または硬化を防止
し、高精度の加工を行ない得る。

【００４２】（２）順送り加工の特徴を維持しつつ、高
効率の加工を行ない得るため、加工コストを大幅に低減
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提である順送り加工装置の例を示す
要部斜視図である。

【図２】被加工材の加工状態の例を示す要部説明図であ
り、（ａ）は平面、（ｂ）は断面を示す。

【図３】本発明の実施の形態における製品の例を示す説
明図であり、（ａ）は要部縦断面、（ｂ）は平面を示
す。

【図４】本発明の実施の形態を示す要部正面図である。

【図５】図４における研削加工装置１４を示す正面図で
ある。

【図６】図４における研削加工装置１４を示す一部断面
側面図である。

【図７】図５および図６における押圧装置１６の近傍を
示す要部縦断面図である。

【図８】被加工材２と送りドラム１５との係合状態を示
す要部断面図である。

【符号の説明】

２ 被加工材 １１ ベースマシン １２ 加工ユニット １４ 研削加工装置 １５ 送りドラム １６ 押圧装置 １７ 回転砥石

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、フープ状の被加工材の送り
   方向と直交する回転軸を有し被加工材を連続送りする送
   りドラムと、被加工材を前記送りドラムの外周面に押圧
   する押圧装置と、前記送りドラムの回転軸と平行な回転
   軸を有し被加工材との相対位置を調整可能に形成した回
   転砥石とによって構成したことを特徴とする研削加工装
   置。
2. 【請求項２】 押圧装置による押圧力の中心が、回転砥
   石の回転軸と送りドラムの回転軸とを含む平面内に存在
   するように形成したことを特徴とする請求項１記載の研
   削加工装置。
3. 【請求項３】 被加工材が送りドラムの外周面の一部に
   巻付くようにガイドローラを設けたことを特徴とする請
   求項１または２記載の研削加工装置。
4. 【請求項４】 送りドラムおよび回転砥石を導電性に形
   成して両者間に直流電源を接続すると共に、加工面に電
   解液を供給するノズルを設けたことを特徴とする請求項
   １ないし３何れかに記載の研削加工装置。
5. 【請求項５】 加工手段を備えたカセットを本体に着脱
   可能に設けてなる複数個の加工ユニットを、複数の加工
   工程に対応させてフープ状の被加工材の送り方向にｍＰ
   （ｍは任意の正の整数、Ｐは被加工材の送りピッチ）の
   間隔に配設し、被加工材のピッチ送りに対して前記複数
   の加工工程を順次実施するように構成した順送り加工装
   置において、複数個の加工ユニットによりベースマシン
   を構成し、任意のベースマシン間に請求項１ないし４何
   れかに記載の研削加工装置を設けたことを特徴とする順
   送り加工装置。