JP2020168685A - センターレス研削盤のワークレストおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センターレス研削盤に使用するワークレストは、台金における長手方向上端面にワーク受け部の下端面を接合することで構成される。また、台金の上端面に長溝を形成し、この長溝にワーク受け部の下部を嵌合させて固定する構成のものもある。しかし、前者は台金とワーク受け部との接合が一面でしかなされず、機械的強度に問題がある。後者は、加工対象である丸棒状ワークの直径が小さい場合、ワークレストの厚み寸法が小さくなるので、長溝部を形成してワーク受け部を嵌合させる構成にすることは製作困難である。【解決手段】台金２２の長手方向端面にワーク受け部１４を接合したワークレスト１６において、台金２２とワーク受け部１４との接合領域の双方を補助板２８で接着固定するようにした。【選択図】図１

Description

この発明は、センターレス研削盤に使用されるワークレストに関し、更に詳細には、基体となる台金にワーク受け部を接合する新たな提案に係るワークレストと、そのワークレストの製造方法とに関するものである。

丸棒状ワーク(加工物)の外周面を研削して、高い精度の円筒面に加工する研削装置として、センターレス研削盤が好適に使用されている。図６は、一般的なセンターレス研削盤の概略構成を示し、円筒状の研磨ロール１０と、該研磨ロール１０に対して軸心間隔を可変自在に配置したバックアップロール１２と、両ロール１０,１２の間の下方に配置されて、ワーク受け部１４を上方へ指向させたワークレスト１６とから構成されている。センターレス研削盤の使用に際しては、前記研磨ロール１０とバックアップロール１２との離間寸法よりも若干大きい直径の丸棒状ワーク(加工物)１８が、両ロール１０,１２の間に自由状態で載置される。このとき、前記ワーク受け部１４の上面をなす受け面２０(図７(ｂ)参照)が、前記ワーク１８の下部外周面に長手方向に接触するようになっている。

図６に示す状態で、前記研磨ロール１０およびバックアップロール１２を何れも時計方向へ回転させれば、両ロール１０,１２に挟まれた丸棒状ワーク１８は反時計方向へ強制的に回転させられる。このとき、前記研磨ロール１０の表面は砥石で構成されているので(前記バックアップロール１２も砥石としてもよい)、前記ワーク１８は反時計方向への回転に伴い外周面が研削されて、精度の高い円筒面に加工される。

図７に示すように、前記ワークレスト１６は、上部に受け面２０を有する前記ワーク受け部１４と、該ワーク受け部１４の下部を接合した台金２２とから構成され、この台金２２は図６に示すワークレストホルダ２６に着脱自在に固定される。すなわち図７(ａ)に示すように、構造用鋼材からなる長尺で矩形状の台金２２の長手方向の端面(上部)にワーク受け部１４が固定されている。このワーク受け部１４は、例えば多結晶ダイヤモンドと超硬合金との複合材を材質とする小片状の矩形セグメントであって、一方の面(台金２２に固着されない側)に前記ワーク１８に接触して受ける受け面２０が、ろう付け等の手段により接合されている。前記受け面２０の材質は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス、多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)、その他立方晶窒化硼素焼結体(ＣＢＮ)等が好適に使用される。

本発明は、ワークレストにおける台金にワーク受け部を固定する手段に関する提案であるので、先ず従来の固定手段を図７を参照して簡単に説明する。図７(ａ)および(ｃ)に示すように、前記矩形状をなす長尺板材である台金２２の緩傾斜した上端面には、その長手方向に前記ワーク受け部１４をなすセグメントを多数整列的に受け入れ可能な溝部２４が凹設されている。そして、多数の前記ワーク受け部１４を前記溝部２４に嵌入させて、該ワーク受け部１４を該溝部２４へろう付けや接着剤等の接合手段により接合する。このとき、図７(ｂ)に示すように、前記溝部２４の深さは、前記ワーク受け部１４の受け面２０を台金２２の上端面より僅かに上方へ突出させ得る寸法に設定されている。

このように、台金の上端部に形成した溝部にワーク受け部を嵌合固定する手段は、実開昭５８−８５５５号公報の第６図に開示されている。また、超硬チップ５ｂを金属支持部(台金)５ａにろう付けして１面だけで固着する技術が、特開昭６１−２７９４５６号公報の第１図に開示されている。

実開昭５８−８５５５号公報 特開昭６１−２７９４５６号公報

前記台金２２にワーク受け部１４を接合する技術としては、先に説明したように、該台金２２の上端面にワーク受け部１４を１面だけで接合したり、該台金２２に凹設した前記溝部２４へワークレスト１６を嵌合させて接合したりする手段が従来より知られている。しかし、センターレス研削盤により研削すべき丸棒状のワーク１８が小径になると、前記研磨ロール１０およびバックアップロール１２の離間距離を縮めると共に、該ワーク１８を下から支持するワークレスト１６も厚みの薄いものにする必要がある。このようにワークレスト１６の厚みが薄くなると、該ワークレスト１６の上端面にワーク受け部１４を１面だけで接合する場合に接合面積が減少して接合強度が低下し、センターレス研削盤での研削中に該ワーク受け部１４が台金２２から剥離してしまう欠点がある。また、図７に示すように、台金２２の溝部２４へワーク受け部１４を埋め込んで接合する手段を採用しようとすると、該台金２２における上端面の厚みが薄いために、前記溝部２４を凹設する加工が極めて困難になる欠点がある。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
耐摩耗性材料からなる受け面を有するワーク受け部が台金の長手方向端面に固着され、センターレス研削盤に使用されるワークレストにおいて、
前記ワークレストの長手方向に配設され、前記台金と前記ワーク受け部との双方を接着固定する補助板を設けたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、ワークレストにおける台金の厚みが薄い場合であっても、該台金の長手方向端面にワーク受け部を充分な機械的強度で固定することができ、ワーク研削中にワーク受け部が台金から欠損したり、剥離したりする畏れを小さくすることができる。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項６に記載の発明は、
センターレス研削盤に使用するワークレストの製造方法であって、
耐摩耗性材料からなる受け面を有するワーク受け部を台金の長手方向の上端面に固着し、
前記台金と前記ワーク受け部とを固着している領域の両側を長手方向に凹設することで、該固着領域の両側に長尺の補助板を受け入れ可能な溝部を形成し、
前記溝部に前記補助板を接着剤を介して挿入することで、該補助板が前記台金と前記ワーク受け部とを共通に接着していることを要旨とする。
請求項６の発明に係る製造方法によれば、ワークレストにおける台金の厚みが薄い場合であっても、該台金の長手方向の端面にワーク受け部を、機械的強度が充分に確保された状態で確実に固定する効果が得られる。特に、ワーク受け部が複数のセグメントからなる場合、該ワーク受け部の接着面が平面になるので、前記効果をより顕著に得ることができる。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項８に記載の発明は、
ワーク受け部と台金との接着面および補助板と該台金との接着面がなす角度と、前記台金と前記ワーク受け部との接着面および前記補助板と該ワーク受け部との接着面がなす角度との和が１８０度になるように、前記補助板とワーク受け部とを前記台金に接着するようにしたことを要旨とする。
請求項８の発明に係る製造方法によれば、ワークレストにおける台金とワーク受け部とに溝部を凹設しなくても、補助板により台金とワーク受け部とを充分な機械的強度で固定することができる。

本発明によれば、台金にワーク受け部を接合する面積が充分に確保できるため、直径の小さな丸棒状ワークを研削するに際して、該ワーク受け部が台金から剥離する畏れが減少し、長期に亘る安定した研削加工を行い得る。また、台金にワーク受け部を接合するのに接着剤を用いるので、高温になるろう付けに比べて、接合時の歪や残留応力を小さく抑えることが可能である。

本発明の実施例に係るワークレストの上方部分の側面図である。 図１に示すワークレストの全体構成を示す斜視図である。 本発明に係るワークレストの実施例(ａ)〜(ｆ)を示す概略図である。 補助板を介してワーク受け部を台金に接合する手順を(ａ)〜(ｄ)で段階的に示す工程図である。 補助板とワークレストとの角度関係を示す説明図である。 センターレス研削盤の概略構造を示す説明図である。 ワークレストの台金にワーク受け部を固定する従来の手法を示し、(ａ)は上端面にワーク受け部を固定した台金の部分側面図、(ｂ)は台金の上端面にワーク受け部を固定したワークレストの斜視図、(ｃ)は台金の上端面に溝部が凹設されており、その溝部にワーク受け部を嵌合させる状態を示す部分側面図である。

本発明に係るセンターレス研削盤に使用されるワークレストおよび該ワークレストの製造方法につき、好適な実施例を挙げて図面と共に説明する。なお、図６および図７を参照して既に説明した従来技術に係るワークレストを構成する同じ部材については、同一の符号を付して説明は省略する。また、各部材の名称について、業界および学術用語は必ずしも統一されていないことが多い。本発明の分野に限って云えば、前記ワークレストを受板、研削用ブレード、センターレスブレード、支持ブレード等とも称し、また前記ワーク受け部をチップ、焼結体チップ、焼結体等とも称している。更に、前記台金を金属支持部、支持刃本体、ブレード基体等とも称している。このように、各部材の名称は統一されていないため、本明細書では前記ワークレスト、ワーク受け部、台金の用語を使用するが、必ずしもこの名称に捕われるものではない。

図１および図２は、本発明に係るワークレストの一実施例を示すもので、前記ワークレスト１６における台金２２の長手方向端面(上端面)は若干緩斜しており、その端面には、上部に受け面２０を有する前記ワーク受け部１４の下面が接合されている。そして、殊に図１に示すように、前記ワークレスト１６の長手方向に長尺の補助板２８が配設され、この補助板２８は前記台金２２の側面および前記ワーク受け部１４の側面に跨って接着されることで、両部材２２,１４を共通に固定している。

この補助板２８の材質としては、構造用鋼や超硬合金等が使用され、前記台金２２の長さに応じた１枚物が好適に使用されるが、所定数に分割された板片であってもよい。この補助板２８の厚み寸法は、ワークレスト１６の大きさ等の仕様に依存するが、例えば０．５ｍｍの鋼板が使われる。また、前記補助板２８を前記台金２２およびワーク受け部１４に接合する介在物としては、エポキシ系の熱硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤、その他２液混合型の接着剤であって、かつ耐熱性に優れたものが推奨される。

図１に示す前記補助板２８は、台金２２およびワーク受け部１４の両側に跨って配設され、両部材２２,１４を表裏から接合することで機械的強度を向上させているが、図３(ａ)、(ｂ)、(ｄ)、(ｅ)に示す如く、両部材２２,１４の片側に１枚だけ設けるようにしてもよい。すなわち、補助板２８は、図３の(ａ)、(ｂ)、(ｄ)、(ｅ)に示すように、前記ワークレスト１６における長手方向の片方だけに配設するようにしてもよい。但し、前記台金２２に対するワーク受け部１４の接合強度を一層向上させたい場合は、図３の(ｃ)や(ｆ)に示すように、前記補助板２８を前記ワークレスト１６における長手方向の両側に配設するのが好ましい。

前記補助板２８を前記ワークレスト１６(の台金２２およびワーク受け部１４)に跨って配設する方法には、図４に示すように溝部２４を形成して行う場合と、図５に示すように溝部を形成しないで行う場合とがある。そこで、先ず図１および図４に示す如く、溝部２４を形成し、これに前記補助板２８を挿入することでワークレストを製造する方法について説明する。図４(ａ)は、前記台金２２の長手方向の上端面に、耐摩耗性材料からなる受け面２０を形成したワーク受け部１４の下面を固着したワークレスト１６を示している。このワークレスト１６に関して、図４(ｂ)に示すように、前記台金２２と前記ワーク受け部１４とが固着されている領域に跨る両側を、長手方向に研削等により加工して溝部２４を凹設する。この溝部２４は、前記長尺の補助板２８を密着的に受け入れ可能な幅寸法に設定されると共に、該溝部２４の深さ寸法は、前記補助板２８を受け入れた際に該補助板２８が前記ワーク受け部１４および台金２２の側面から若干突出し得る程度に設定してある。

次いで、前記ワークレスト１６に形成した前記溝部２４に、前述した各種の接着剤から選択した接着剤を塗布した後、前記補助板２８を該溝部２４へ圧力的に挿入する。これにより前記補助板２８は、図４(ｃ)に示すように、ワークレスト１６における前記台金２２およびワーク受け部１４の両方を共通的に接着支持することになる。すなわち、図４(ａ)の状態では、前記ワーク受け部１４は前記台金２２の上端面に１面だけで接着しているが、図４(ｃ)によれば前記補助板２８により前記台金２２とワーク受け部１４とを共通的に接着支持するので、２面で接合されていることになる。

なお、図４(ｃ)の如く、前記補助板２８をワークレスト１６の側面から若干突出させたままでもよいが、更に図４(ｄ)に示す如く、前記補助板２８と前記台金２２とワーク受け部１４とが同一平面になるように研摩してもよい。また、図１に示すように、前記台金２２およびワーク受け部１４に跨った固着領域の両側に溝部２４を夫々凹設して、各溝部２４に前記補助板２８を嵌入接合すれば、前記台金２２に対するワーク受け部１４の接合強度を向上させることができる。

なお、前記台金２２とワーク受け部１４とに跨って接合される前記補助板２８の配設パターンは各種のものが提案され、センターレス研削盤で研削するワークの性状等により、図３(ａ)〜(ｆ)に示す配設パターンが選択的に使用される。図３(ａ)および(ｂ)は、台金２２とワーク受け部１４との一方の側面に溝部２４を凹設し、該溝部２４に補助板２８を嵌入接合したものである。また図３(ｃ)および(ｆ)は、前記ワークレスト１６の両側に溝部２４を凹設し、その夫々に補助板２８を嵌入接合したものである。なお、図３(ａ)〜(ｃ)の側では、前記溝部２４はワーク受け部１４の受け面２０にまで及ぶように凹設してある。従って、前記補助板２８における長手方向の上端面は前記受け面２０にまで到っている。この場合、前記補助板２８の材質を受け面２０と同じ超硬合金等に選択することで、この補助板２８によっても前記ワーク１８を充分な耐久力で支持する。

図３(ｄ)〜(ｆ)のパターンは、(ａ)〜(ｃ)のパターンと基本的に共通しているが、前記溝部２４は前記ワーク受け部１４の受け面２０にまで到っていない。従って、前記補助板２８も前記受け面２０にまで到っていないから、該補助板２８の材質として超硬合金等を使用する必要がなく、低廉な鋼板を使用することができる。

図４および図３に示した実施例は、ワークレスト１６における前記台金２２およびワーク受け部１４の接合領域に跨って溝部２４を凹設し、該溝部２４に前記補助板２８を陥入接合するものであった。しかし本発明において、ワークレスト１６に前記溝部２４を凹設することは必須ではなく、例えば図５(ａ)〜(ｃ)に示すワークレストの製造方法によってもよい。すなわち、何れも溝部をワークレスト１６に凹設することなく、前記台金２２およびワーク受け部１４が同一平面になっている部位に、その接合領域に跨って前記補助板２８を接着するものである。この場合に、前記ワーク受け部１４と前記台金２２との接着面、および前記補助板２８と該台金２２との接着面がなす角度はαである。また、前記台金２２と前記ワーク受け部１４との接着面、および前記補助板２８と該ワーク受け部１４との接着面がなす角度はβである。そして前記角度αとβとの和が１８０度になるように、前記補助板２８とワーク受け部１４とは前記台金２２に接着される。

１４ ワーク受け部，１６ ワークレスト，２０ 受け面，２２ 台金，
２４ 溝部，２８ 補助板，α、β 角度

Claims (8)

1. 耐摩耗性材料からなる受け面(20)を有するワーク受け部(14)が台金(22)の長手方向端面に固着され、センターレス研削盤に使用されるワークレスト(16)において、
   前記ワークレスト(16)の長手方向に配設され、前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)との双方を接着固定する補助板(28)を設けた
   ことを特徴とするワークレスト。
2. 前記補助板(28)は、前記ワークレスト(16)における長手方向の少なくとも片方の側面に配設される請求項１記載のワークレスト。
3. 前記補助板(28)は、前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とが同一平面になる部位に配設される請求項１記載のワークレスト。
4. 前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とに配設される前記補助板(28)は、該ワーク受け部(14)における前記受け面(20)へは到っていない請求項３記載のワークレスト。
5. 前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とに配設される前記補助板(28)は、該ワーク受け部(14)における前記受け面(20)にまで到っている請求項３記載のワークレスト。
6. センターレス研削盤に使用するワークレストの製造方法であって、
   耐摩耗性材料からなる受け面(20)を有するワーク受け部(14)を台金(22)の長手方向の上端面に固着し、
   前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とを固着している領域の両側を長手方向に凹設することで、該固着領域の両側に長尺の補助板(28)を受け入れ可能な溝部(24)を形成し、
   前記溝部(24)に前記補助板(28)を接着剤を介して挿入することで、該補助板(28)が前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とを共通に接着している
   ことを特徴とするワークレストの製造方法。
7. 前記補助板(28)が前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とに接着されているワークレスト(16)を製造した後、前記補助板(28)と前記台金(22)、または前記補助板(28)と前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)とが同一平面になるよう研磨するようにした請求項６記載のワークレストの製造方法。
8. ワーク受け部(14)と台金(22)との接着面および補助板(28)と該台金(22)との接着面がなす角度(α)と、前記台金(22)と前記ワーク受け部(14)との接着面および前記補助板(28)と該ワーク受け部(14)との接着面がなす角度(β)との和が１８０度になるように、前記補助板(28)とワーク受け部(14)とを前記台金(22)に接着するようにした
   ことを特徴とするワークレストの製造方法。

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