JP2017061000A

JP2017061000A - クーラント供給システム及び研削装置

Info

Publication number: JP2017061000A
Application number: JP2015186197A
Authority: JP
Inventors: 敏幸一二三; Toshiyuki Hifumi
Original assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-03-30

Abstract

【課題】簡単な構成で研削焼けを有効に防止できるクーラント供給システムを提供する。【解決手段】所定形状を有する砥石１２６と工作物とを相対移動させて前記工作物を砥石１２６により研削点ＰにクーラントノズルＮからクーラントを吐出しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムであって、クーラントノズルＮの吐出口Ｄは、砥石１２６の所定形状に対応した形状に形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、クーラント供給システム及び研削装置に関し、特に、研削装置におけるクーラントノズルの形状に関する。

従来、研削装置において、ワークを研削加工する際には、所定の経路を介して案内・供給したクーラント（研削液）を砥石による加工部位に向けて噴射するようにしている。特に、砥石を用いてネシ゛等を研削する工作機械においては、工具ホルダ側或いはワーク支持台側の所定の箇所から伸長するクーラント供給路から伸長するクーラントノズルの先端を加工部位に向けて配置し、ノズルからクーラントを噴射するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、砥石と工作物とを相対移動させて工作物を砥石により研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置において、研削点に供給するクーラントは飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気とする従来例もある（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−１１２７４６号公報特開２０１０−９９８１９号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来例では、様々な工作物の形状に対応して的確に加工位置にクーラントを噴射することは困難であり、いわゆる研削焼けの問題が生じてしまうのは避けられないことがあった。この研削焼けに対する対策として、特許文献２記載の従来例では、クーラントを飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気とするようにしているが、そのための加熱装置等が必要であり、コストも上昇してしまう。このように、研削焼けの問題を解消するためのクーラントノズルそのものの構成に関する考察が不十分であり、従来例に比べ簡単な構成で研削焼けを有効に防止できるクーラントノズルの開発が待たれていた。

そこで、クーラント液や砥石の材料・組成、或いはクーラントの噴射位置や噴射角度の視点とは異なる全く新たな視点から研削焼けを防止することができる技術の開発が望まれる。

本発明は上述のような事情から為されたものであり、その目的は、簡単な構成で研削焼けを有効に防止できるクーラント供給システム及び研削装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１の様相のクーラント供給システムは、所定形状を有する砥石と工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削点にクーラントノズルからクーラントを吐出しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムであって、前記クーラントノズルの吐出口は、前記砥石の所定形状に対応した形状に形成されていることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の様相に係る研削装置は、ベッドと、該ベッド上に移動可能に設けられ、工作物が支持されるテーブルと、該テーブルに接近及び離反する方向に移動可能な砥石台と、該砥石台上に配された砥石軸に取付けられ、該砥石軸と共に回転する所定形状を有する砥石を備え、前記砥石と前記工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削する研削装置において、前記工作物を前記砥石により研削する研削点にクーラントを吐出するクーラントノズルを有し、前記クーラントノズルの吐出口は、前記砥石の所定形状に対応した形状に形成されていることを特徴とする。

以上のクーラント供給システム及び研削装置において、更に、前記クーラントノズルは、前記吐出口に連通するノズル内部の流路が滑らかになるように加工されているのが望ましい。

本発明によれば、クーラントノズルの吐出口形状を、砥石の研削部の形状に対応した形状に形成したので、砥石の研削点(加工点)に万遍なくクーラントを供給展開することが可能である。更に、ノズル内部の流路が滑らかになるように加工したので、研削点にピンポイントでクーラントを供給し易くなる。この結果、従来に比べて研削焼けの発生を減らすことができる。従って、簡単な構成で研削焼けを有効に防止できるクーラント供給システムと、それを備える研削装置を提供することができる。

本発明が適用される研削装置の概略構成を示す斜視図である。砥石、工作物、クーラントノズルの位置関係の一例を示す斜視図である。本発明の実施形態と比較例(従来例)に関し、砥石とクーラントノズルの位置関係をそれぞれ示す図であり、(a)は、比較例(従来例)における砥石とクーラントノズルの位置関係、(b)は、本発明の実施形態における砥石とクーラントノズルの位置関係をそれぞれ示す。本発明の実施形態と比較例(従来例)に関し、クーラントノズルの吐出口形状をそれぞれ示す図であり、(a)は、比較例(従来例)におけるクーラントノズルの吐出口形状、(b)は、本発明の実施形態におけるクーラントノズルの吐出口形状をそれぞれ示す。本発明の他の実施形態に係る砥石形状のバリエーションを示す図であり、(a)は、ボールねじ研削用の砥石形状、(b)は、三角ねじ研削用の砥石形状、(c)は、ウォームギア研削用の砥石形状、をそれぞれ示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明が適用される研削装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、砥石、工作物、クーラントノズルの位置関係の一例を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態と比較例(従来例)に関し、砥石とクーラントノズルの位置関係をそれぞれ示す図であり、(a)は、比較例(従来例)における砥石とクーラントノズルの位置関係、(b)は、本発明の実施形態における砥石とクーラントノズルの位置関係をそれぞれ示す。図４は、本発明の実施形態と比較例(従来例)に関し、クーラントノズルの吐出口形状をそれぞれ示す図であり、(a)は、比較例(従来例)におけるクーラントノズルの吐出口形状、(b)は、本発明の実施形態におけるクーラントノズルの吐出口形状をそれぞれ示す。

図１に示すように、本実施形態の研削装置１００は、ベッド１１０と、ベッド１１０上に形成されたガイドレール１１１Ａ、１１１Ｂに案内されつつＸ方向に往復直線移動するテーブル１１２と、テーブル１１２上に設けられた主軸１１４とチャック装置１１６と、上記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能な砥石台１２０と、砥石台１２０上に上記Ｘ方向に主軸の軸方向と間隔を置いて配された砥石軸１２２と、砥石軸１２２を回転させる砥石軸モータ１２４と、砥石軸１２２に取付けられ砥石軸モータ１２４の回転により砥石軸１２２と共に高速回転する所定形状を有する砥石１２６と、砥石のドレッシングを行うためのドレッサー１２８と、操作パネル等を操作して加工プログラム等を入力する入力表示装置１１８を備えている。テーブル１１２上で主軸１１４とチャック装置１１６に把持された、例えば、ねじ研削用の加工物（工作物）Ｗが主軸１１４により回転されつつ砥石１２６により研削されることで、所望のねじ形状に加工される。また、加工するねじ形状等に応じて、ドレッサー１２８により砥石１２６がドレスされる。尚、１回使用した砥石を再使用する際にも、ドレッサー１２８により砥石１２６のドレス（形状直しや目立て）を行なうことがある。尚、研削装置１００は、図示しないＣＮＣ（コンピュータ数値制御）装置を有しており、その数値制御のためのデータ（工作物の諸元）を、入力表示装置１１８により、例えば対話形式で入力することが可能である。

そして、図１には図示しないが、本実施形態の研削装置１００は、クーラント供給システムを有しており、所定形状を有する砥石１２６と加工物（工作物）Ｗとを相対移動させて工作物Ｗを砥石１２６により研削する研削点(加工点)に図示しないクーラントノズルからクーラントを吐出しながら研削加工するようになっている。即ち、このクーラント供給システム３００は、図２に示すように、所定形状を有する砥石１２６と工作物Ｗとを相対移動させて工作物Ｗを砥石１２６により研削する研削点(加工点)ＰにクーラントノズルＮからクーラントを吐出しながら研削加工するようになっている。

ところで、従来、研削装置において砥石によりねじ等を研削する場合にクーラントを供給しているが、前述した研削焼けを十分に防止することは困難である、即ち、砥石の研削点(加工点)に万遍なくクーラントを供給展開することは困難である。本発明者は、この原因を様々な角度から検討した結果、砥石１２６の先端側（円周部側）の形状は、図３(a)(b)に示すように、中央が膨らんだ凸形状を有しているのに対し、従来のクーラントノズルＮの吐出口Ｄの形状は、例えば、図３(a)と図４(a)に示すように、縦長の矩形状に形成されている、即ち、従来のクーラントノズルＮの吐出口Ｄの形状は、砥石の先端側（円周部側）の形状に全く対応していない、換言すれば、砥石１２６の先端側（円周部側）１２６Ｈの形状と無関係に形成されていることが大きな要因ではないか、ということに想到するに至った。

そこで、本実施形態では、クーラントノズルＮの吐出口Ｄの形状を、図３(b)と図４(b)に示すように、砥石１２６の先端側（円周部側）の形状に対応した形状に形成した。即ち、図４(b)に明瞭に示すように、砥石の先端側（円周部側）１２６Ｈの形状である中央が膨らんだ凸形状を包み込むような凹形状に加工し形成した。これにより、砥石１２６の研削点(加工点)Ｐに万遍なくクーラントを供給展開することが可能になった。尚、図３(b)と図４(b)に示す吐出口Ｄに改良するにあたり、ノズルＮ内部の流路が滑らかになるように加工した。ノズルＮ内部の流路を滑らかにする理由は、ノズルＮ内部の流路で形状が急に変化するような部分があると乱流現象が起こり、乱流となるとクーラントが吐出されたときに広がってしまい無駄が発生してしまうので、それを避けるためである。このように、吐出口Ｄの形状を変えて研削点Ｐにピンポイントでクーラントを供給しようとするのが本発明の狙いであり、そのためには、ノズルＮ内部の流路を滑らかにするよう加工するのが望ましい。

図５は、本発明の他の実施形態に係る砥石形状のバリエーションを示す図であり、(a)は、ボールねじ研削用の砥石形状、(b)は、三角ねじ研削用の砥石形状、(c)は、ウォームギア研削用の砥石形状、をそれぞれ示す。本発明の要点は、クーラントノズルの吐出口を砥石の所定形状に対応した形状に形成することにある。従って、研削装置において、砥石の形状が異なれば、クーラントノズルの吐出口の形状も異なってくる。
図５(a)は、ボールねじ研削用の砥石形状であり、この砥石１２６の先端側（円周部側）１２６Ｈの形状が断面半円形状（半球形状）であるので、図示しないクーラントノズルの吐出口の形状もこれに対応した形状に形成される。図５(b)は、三角ねじ研削用の砥石形状であり、この砥石１２６の先端側（円周部側）１２６Ｈの形状が断面三角形状（楕円錐に近い形状）であるので、図示しないクーラントノズルの吐出口の形状もこれに対応した形状に形成される。図５(c)は、ウォームギア研削用の砥石形状であり、この砥石１２６の先端側（円周部側）１２６Ｈの形状が断面台形状（台形に近い形状）であるので、図示しないクーラントノズルの吐出口の形状もこれに対応した形状に形成される。

以上に述べたように、本発明によれば、クーラントノズルの吐出口形状を、砥石の研削部の形状に対応した形状に形成したので、砥石の研削点(加工点)に万遍なくクーラントを供給展開することが可能である。更に、ノズル内部の流路が滑らかになるように加工したので、研削点にピンポイントでクーラントを供給し易くなる。この結果、従来に比べて研削焼けの発生を減らすことができる。従って、簡単な構成で研削焼けを有効に防止できるクーラント供給システムと、それを備える研削装置を提供することができる。

以上に述べた実施形態では、本発明を外周研削（外研）による雄ネジの加工に適用したが、これに限られないのは、勿論である。本発明は、例えば、砥石による内周研削（内研）等にも適用することができる。また、本発明は、砥石による加工点に向けてクーラントを吐出する構成を有する研削装置であれば、ねじ以外の工作物を加工する研削装置でも広く適用可能である。

１００研削装置、１１０ベッド、１１１Ａ、１１１Ｂガイドレール、
１１２テーブル、１１４主軸、１１６チャック装置、１１８入力表示装置、
１２０砥石台、１２２砥石軸、１２４砥石軸モータ、１２６砥石、
１２６Ｈ（砥石の）先端側（円周部側）、１２８ドレッサー、
３００クーラント供給システム、Ｗ加工物（工作物）、Ｐ研削点(加工点)、
Ｎクーラントノズル、Ｄ吐出口

Claims

所定形状を有する砥石と工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削点にクーラントノズルからクーラントを吐出しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムであって、前記クーラントノズルの吐出口は、前記砥石の所定形状に対応した形状に形成されていることを特徴とするクーラント供給システム。
ベッドと、該ベッド上に移動可能に設けられ、工作物が支持されるテーブルと、該テーブルに接近及び離反する方向に移動可能な砥石台と、該砥石台上に配された砥石軸に取付けられ、該砥石軸と共に回転する所定形状を有する砥石を備え、前記砥石と前記工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削する研削装置において、前記工作物を前記砥石により研削する研削点にクーラントを吐出するクーラントノズルを有し、前記クーラントノズルの吐出口は、前記砥石の所定形状に対応した形状に形成されていることを特徴とする研削装置。
請求項１又は２に記載のクーラントノズルは、前記吐出口に連通するノズル内部の流路が滑らかになるように加工されていることを特徴とするクーラント供給システム又は研削装置。