JP3177599U

JP3177599U - 円形部材の端部研削加工装置

Info

Publication number: JP3177599U
Application number: JP2012003217U
Authority: JP
Inventors: 哲朗佐藤; 成生東
Original assignee: 株式会社東郷
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2022-05-30

Abstract

【課題】機体を簡素な構成とし、工作物の加工の安定化を図り、加工屑を回収するように構成にした円形部材の端部研削加工装置を提供する。
【解決手段】機体２に回転自在に設けられる工作物取付装置４と、これに対向して工具を取り付け回転自在な工具取付装置３を設ける。機体２に工作物取付装置４の回転軸と平行に移動可能な第１送り台１７と、この第１送り台１７の移動方向を横切る上下方向に第２送り台２３を設ける。第２送り台２３には工作物取付装置４を押圧し第２送り台２３と相対移動を可能にするバネ２９を設ける。機体２には工作物の加工で生じる加工屑を集塵する集塵装置５を内臓している。
【選択図】図１

Description

本考案は、円形部材の主に端部を研削加工する円形部材の端部研削加工装置に関する。更に詳しくは、主として高硬度な工具の端部面取り等の研削加工を簡素な構成で施すための円形部材の端部研削加工装置に関する。

従来から回転駆動されている工具に対し、相対的に工作物を回転させ移動しながら端部の面取りを施す加工は行われている。例えば、橋梁等の溶接板のボルト結合に際して使用されるドリフトピンの端部のバリ取りに適用された例がある（例えば、特許文献１参照）。又、柱状工作物にカップ形砥石を用いて比較的広い面積の面取り加工を施す例も知られている（例えば、特許文献２参照）。更に、バネや倣い装置を介して工具と工作物を相対動作させ加工を行う例も公知である（例えば、特許文献３，４参照）。更に他に、熱間で切断された管端の仕上げバリ取りを行う例で、工具と工作物の相対位置を相互の回転軸方向の角度を変え、傾斜させて加工を行う方法も公知である。

特開平９−１３６２５０号公報特開２００３−１１０４２号公報特開２００４−１７２７４号公報特許第２８４９９０４号公報

しかしながら、従来から端部の加工において、基本的な加工形態の構成は、複雑な構成、制御のものを含めると、前述のように種々の形態がある。しかし、周辺装置を含めての簡素な形態の加工装置の例は少ない。特に工作物が小形でしかも端部に限られた加工であると、高精度で種々の機能を有し高コストの装置は必要ない。このようなことから前述の例のような端部の加工は、比較的簡素な構成の機械で行う場合が多い。しかしながら簡素であるが故に、このような加工機械には、操作性、剛性や周辺装置等の配慮が欠ける傾向があった。

例えば前述の引例において説明すると、特許文献１の例においては、この装置は簡素な台構成の本体に、ドリフトピン専用の加工装置を設けた形で構成されている。グラインダー受け台とドリフトピン保持部とこれらを相対的に接離させる手段のものを載置し、ハンドルの操作でバリの除去を行うバリ切削装置である。

しかし、構造が簡素に過ぎ、機械剛性に問題があり、加工屑の飛散防止は全く考慮されていないものである。特許文献２に記載されたものは、工具にカップ形砥石を適用した例であり、特許文献３，４に記載されたものは、バネと倣い装置を組み入れた構成の例であるが、いずれの文献に記載されたものも、加工装置として、集塵装置等を設け、加工屑の飛散を防止し回収する構成のものになっていない。又、いずれの従来例も工作物を加工中に安定的に支持する形態の構成ではなく、さらに任意の位置にこの加工装置を再設置する形態の構成にもなっていない。

本考案は、このような従来の問題点を解決するために創案されたものであり、次の目的を達成する。本考案の目的は、機体をフレーム体の簡素な構成とし、加工中に工作物をローラで支持するようにして加工の安定化を図った円形部材の端部研削加工装置の提供にある。又、本考案の他の目的は、加工後の加工屑を回収する集塵装置を機体に備え、飛散防止を図った構成の円形部材の端部研削加工装置の提供にある。更に、本考案の他の目的は、微小に軸方向の形状が変る工作物端部の修正加工を可能とした円形部材の端部研削加工装置の提供にある。更に、本考案の他の目的は、機体の下部にキャスター装置を設け、任意の位置に移動させ固定設置できる構成の円形部材の端部研削加工装置の提供にある。

本考案は、上記目的を達成するために、次の手段で達成される。即ち、
本考案１の円形部材の端部研削加工装置は、機体と、前記機体に回転自在に設けられ、工作物を加工するための工具を取り付ける工具取付装置と、前記機体上に設けられ、前記回転軸線と平行方向に移動可能な第１送り台と、前記第１送り台に設けられ、前記第１送り台の移動方向を横切る方向に移動可能な第２送り台と、前記第２送り台に移動可能に設けられ、前記工具取付装置に対向して回転自在に工作物を取り付ける工作物取付装置と、前記工作物取付装置と前記第２送り台との間に設けられ、前記工作物取付装置を押圧して前記第２送り台との相対移動を可能にするバネ押圧装置と、からなっている。

本考案２の円形部材の端部研削加工装置は、考案１において、前記機体に工作物の加工で機体外に排出される加工屑を集塵するための集塵装置が設けられていることを特徴とする。
本考案３の円形部材の端部研削加工装置は、考案１において、前記機体の側壁に加工屑の飛散を防止し集塵するための防塵カバーが設けられていることを特徴とする。

本考案４の円形部材の端部研削加工装置は、考案１において、前記機体下部に本装置を任意位置に移動し固定を可能とするキャスター装置を設けていることを特徴とする。
本考案５の円形部材の端部研削加工装置は、考案１において、工作物を回転支持するためのローラ装置を前記工作物取付装置に設けていることを特徴とする。

本考案６の円形部材の端部研削加工装置は、考案１において、前記工作物取付装置に設けられ回転方向位置で厚みの異なるカム部材と、前記第２送り台に設けられ前記カム部材に接触するカムフォロアとからなり、両者を加工中に軸方向に相対的な位置ずれを可能とする構成にしたことを特徴とする。
本考案７の円形部材の端部研削加工装置は、考案１において、前記工作物は超硬工具またはハイスであることを特徴とする。

本考案の円形部材の端部研削加工装置は、機体をフレーム体の構成とし、工作物を加工中であってもローラで回転支持のできる構成にしたので、安定的な端部加工ができるようになった。又、加工後の加工屑を回収する集塵装置を機体に備えたので、加工屑が装置外に飛散せず周囲の環境を保全することとなった。更に、微小な軸方向厚み形状の異なる工作物端部の修正加工も可能となり、又、機体の下部にキャスター装置を設けたので、本装置を一体で任意の位置に移動させ固定設置できるようになった。

図１は、本考案の実施の形態における円形部材の端部研削加工装置の全体を示す正面図である。図２は、本考案の実施の形態における円形部材の端部研削加工装置の全体を示す側面図である。図３は、工作物を研削工具で加工する構成をスケルトン図で示す説明図である。図４は、研削加工中の工作物を支持する構成を部分的に側面図で示した説明図である。図５は、他の実施の形態を示すもので、工作物の端部加工の変形例で、工作物の円錐面の修正研削加工を示す説明図である。図６は、図５のＸ矢視図で、カム板にカムフォロアが接する状態を示す説明図である。

以下、本考案の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１、図２は、円形部材の端部研削加工装置１（以下「本装置１」という）の全体構成を示し、図１は本装置１の正面図、図２は本装置１の側面図である。図１、図２の構成は、本装置１を床面に固定設置した状態を示している。本装置１のベースをなす機体２は、フレーム構造となっていて、この上部に研削加工を施すための工具系の装置、即ち主として研削工具とこの研削工具を回転駆動させる装置からなる工具取付装置３が設けられている。

又この工具取付装置３に対向して工作物系の装置、即ち工作物を回転可能に取り付け、工具取付装置３に対し相対移動可能な工作物取付装置４が設けられている。本実施の形態においては、工具はダイヤモンド又はＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）工具とし、工作物は金属切削、塑性加工等に使用される超硬工具、ハイス工具として説明する。更に、機体２には、加工後に発生する研削屑を集塵するための集塵関係装置５が備えられている。更に、機体２の最下部には、本装置１を任意の位置に移動し固定するキャスター装置６が取り付けられている。図３は工作物を研削工具で加工する構成をスケルトン図で示す説明図であり、図４は研削加工中の工作物の支持構成を部分的に示した説明図である。

次に、本装置１の構成を図にもとづき詳述する。機体２上に設けられた工具軸ヘッド７には図示していないが、工具軸８が軸受けを介して回転自在に支持されている。工具軸ヘッド７の後部には、工具軸プーリ９が取り付けられている。この工具軸プーリ９にはＶベルト１０が巻きかけられていて、工具軸ヘッド７に併設されたモータ１１に結合しているモータプーリ１２を介してこの工具軸８は回転駆動される。一方、工具軸ヘッド７の前部には、研削工具であるダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３が取り付けられている。

この工具軸ヘッド７の機体２下部は、ボックス状の空間部を構成し、主として集塵ホース１４と集塵機１５からなる集塵装置５一式が格納されるようになっている。このように工具軸ヘッド７側は、工具軸８、ダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３、駆動モータ１１と集塵装置５が組み込まれた構成になっている。これに対し、前述したようにこの工具軸ヘッド７の工具軸線に平行に対向して工作物取付装置４が設けられている。この工作物取付装置４は、次に説明する送り系の装置により工具系へ相対移動する構成になっている。

即ち、機体２上には、工具軸線と平行に配置された２本の水平リニアレール１６が固定して設けられている。この水平リニアレール１６上に、進退自在に第１送り台１７が搭載されている。この第１送り台１７の下部には、リニアスライダー１８が取り付けられていて、このリニアスライダー１８が水平リニアレール１６に跨って配置され、水平リニアレール１６上を進退するようになっている。従って、第１送り台１７は、このリニアスライダー１８を介して水平リニアレール１６に沿って、工具軸線方向に案内されるようになっている。この送りはリニアレール、リニアスライダーを介しているのでスムースで正確である。

この送りは、機体２上の端部に設けられたハンドル１９の回転駆動により、送り軸２０を介して工具軸線方向に行われる。第１送り台１７には、この第１送り台１７の送り方向に対し直交方向に、即ち、上下方向に２本の垂直リニアレール２１を有しており、前述の説明と同様に、この垂直リニアレール２１に沿って第２送り台２３がリニアスライダー２２を介して進退自在に移動するようになっている。この第２送り台２３は、第１送り台１７に設けられたハンドル２４の回転駆動により、送り軸２５を介して上下方向に移動が可能である。

この第２送り台２３の上面部には、工作物を把持固定する固定台２６が移動自在に設けられている。この固定台２６は、第２送り台２３に設けられた水平リニアレール２７に沿って、工具軸８と平行方向に第２送り台２３と相対的な進退移動が可能である。この移動の案内は固定台２６に設けられたリニアスライダー２８を介して行われる。水平リニアレール２７の配置方向と水平リニアレール１６の配置方向は同じであり、平行であるので、固定台２６の移動方向と第１送り台１７の移動方向と同じ方向である。固定台２６と第２送り台２３との間にはバネ２９が介在し、両者の相対移動を可能にしている。

即ち、ハンドル１９を介して、第１送り台１７を工具軸８と平行に移動させるときは、第２送り台２３も共に移動することになるが、固定台２６はバネ２９を介して第２送り台２３に対しバネ２９の撓み分相対移動することになる。このバネ２９を配することにより、面取りを定負荷加工状態の加工にし、過負荷になることなくダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３のダメージが少なくなる。結果的に、砥石寿命を長くさせ、面取り量も一定になり面取り加工を安定維持させることになる。

固定台２６には工作物を把持するチャック３０が回転自在に設けられていて、このチャック３０はベアリング３１を介して回転支持軸３２に固定されている。このチャック３０は工作物を取り付けると同時にハンドル３３により回転支持軸３２を介して回転される。チャック３０は、複数の爪３０ａで工作物をスクロール構造で把持する公知の構造のものである。又、固定台２６には、工作物を支持するためのローラ支持体３４が設けられていて、このローラ支持体３４の端部に回転自在なローラ３５が設けられている。

図４に示すように、このローラ３５はチャック３０の下部位置に２個配置され、回転しながら工作物を支持して、研削加工時の工作物の姿勢を安定的に維持するようにしている。本実施の形態においてのローラ支持体３４は、ローラ３５を上下方向に位置調整ができる構成にしている。即ち、ローラ３５は支持プレート３６に取付けられ、この支持プレート３６がローラ支持体３４上を長溝３７に沿って位置をずらし、位置調整後ボルト３８でローラ支持体３４に固定できるようになっている。

このローラ３５を設けることにより、工作物の把持力を軽減できることになる。このことは、工作物の上部に研削圧が加わった場合に、下部のローラ３５で工作物を支持することになり、工作物の真円度の維持や面取り量の均一化に効果をもたらす。一方、研削加工により生じた粉末状の研削屑は、加工直後に外部に飛散しないようにしている。即ち、工具台ヘッド７側壁には、ダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３を覆う形で防塵カバー３９が取り付けられている。又、工具台ヘッド７の下部の機体２内には、集塵ホース１４と集塵機１５が収納されている。集塵機１５には集塵のための集塵ホース１４が直結していて、その端部は工具台ヘッド７の側壁に取り付けられ、そのホース穴部は外部に開放されている。集塵機１５は、メンテナンスのため機体外への出し入れが可能である。

工具台ヘッド７に取り付けられた防塵カバー３９は、この集塵ホース１４の端部を含めてダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３、工作物も覆う形状になっている。また、この防塵カバー３９は、内部の状況が観察できるように透明のプラスチックカバーとしている。又、第１送り台１７と第２送り台２３の可動部分の構成体には、安全のため両者を覆う形でカバー４０が第１送り台１７に設けられている。

更に、機体２の下部には、４つのキャスター装置６が設けられ、本装置１を任意位置に移動できるようにしている。位置が定まると、キャスター６ａに隣接して設けられた固定装置６ｂにより、機体２を持ち上げキャスター６ａを浮き上げるようにして、本装置１が移動しないように床面に設置する。更に、詳細は図示していないが、本装置１を操作するための制御装置が機体２上に一体的に設けられている。

本装置１は基本的にこのような構成になっていて、その機能はチャックに取り付けられた工作物をダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３で対向させ、第１送り台１７及び第２送り台２３をチャック３０とからめ、ハンドルの回転操作で面取りを主とする工作物端部の加工を施すものである。ダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３の形状は、工作物の面取り形状に合わせたものを使用する。

図５、図６は、他の実施の形態を示すもので、工作物の端部加工の変形例で、工作物の円錐面の研削加工を可能とするものである。この例は工作物が超硬工具、ハイス工具等の硬質の工作物の修正加工に適用できるもので、使用後に磨耗等で変形した工具等を、研削加工で再修正し再使用する場合に効果的である。この例の場合は、円錐状の工具の端面にダイヤモンド砥石等を押し当てて研削するものであるが、工作物形状が工具軸方向に微小な厚みの形状変化、即ち位置ずれのある形状の場合（工具の場合であると刃部と逃げ部のある構成）に適用できる構成である。

即ち、ハンドル３３による回転操作で、工作物に回転位置に応じて工具軸との間で微小な位置ずれを生じさせながら、相対移動による加工を可能にするものである。この装置は、第２送り台２３にブラケット４４に保持されたカムフォロア４２を設け、チャック３０側に円盤状のカム板４３を設けている構成のものである。このカム板４３は、円周に沿って軸方向に微小に厚さの異なる形状となっていて、軸方向の面はカム面４３ａとなっている。カムフォロア４２は、このカム面４３ａに当接している。

カム板４３はチャック３０とともにバネ２９で押圧されている構成なので、その付勢力に抗し微小寸法後退することが可能である。ハンドル３３でチャック３０を回転させ工作物を加工するに際しては、カム板４３がカムフォロア４２に接触しながら工具軸方向に相対移動することになる。結果的に第２送り台２３を定位置に留めた後の加工であるが、工作物はダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車１３に対し、回転に伴い工具軸方向にカム板４３の厚さの差分だけ位置がずれることになる。

このことにより工作物は研削工具に対し、回転しながら工具軸線方向に回転位置に応じて相対的に微小移動し、工作物に回転位置に応じた位置ずれ加工を施すことができる。その修正加工をさらに具体的に説明すると、例えば、工作物として１刃の面取りカッターの端面を、カム板のカム面の予め決めておいたマーキング位置に合わせ、チャックに固定する。

この状態は面取りカッターの切り込み位置が最も工具側に突き出た位置で設定しているので、この位置を工具の当たり面に移動させ合わせる。この状態で前述した面取り加工を施す。ハンドルを回転させながら、工具と面取りカッターの接触音を確認しながら修正加工する。ハンドルの回転に伴い、面取りカッターは微小寸法後退しながら逃げ面の修正加工が施される。

接触音等が加工中に消えるようになれば、修正加工が終了したことになる。又、カム板４３を交換することにより、異なる刃の面取りカッターの修正加工が可能である。この例は工作物にねじれや逃げのある工具等の修正研削のような端部加工に有効である。又、ブラケット４４には、固定台２６側に突き出す調整ねじ４５を設けているので、通常の面取り加工のみの場合には、ブラケット４４の調整ねじ４５を固定台２６側に突き当てバネ力に抗して押圧し、カムフォロア４２をカム板４３から離間させる。これにより、カムフォロア４２はカム板４３に常時接触しない状態になるので、チャック３０を回転させても軸方向に移動のない通常回転にすることができる。

以上、本装置の実施の形態を説明したが、本考案はこの形態に限定されないことはいうまでもない。工作物は超硬工具、ハイス工具を例に説明したが、その対象には限定されない。又、工作物は、円形部材として円筒体、円柱体、円錐体等いずれの形状のものであってもよい。

１…円形部材の端部研削加工装置
２…機体
３…工具取付装置
４…工作物取付装置
５…集塵装置
６…キャスター装置
７…工具軸ヘッド
８…工具軸
１３…ダイヤモンド又はＣＢＮ砥石車
１５…集塵機
１７…第１送り台
２３…第２送り台
２９…バネ
３０…チャック

Claims

機体（２）と、
前記機体（２）に回転自在に設けられ、工作物を加工するために回転駆動される工具を取り付ける工具取付装置（３）と、
前記機体（２）上に設けられ、前記回転軸線と平行方向に移動可能な第１送り台（１７）と、
前記第１送り台（１７）に設けられ、前記第１送り台（１７）の移動方向を直交する方向に移動可能な第２送り台（２３）と、
前記第２送り台（２３）上で、前記第１送り台（１７）の移動方向と同一方向に移動可能に設けられ、かつ前記工具取付装置（３）に対向して回転駆動可能に工作物を取り付ける工作物取付装置（４）と、
前記工作物取付装置（４）と前記第２送り台（２３）との間に設けられ、前記工作物取付装置（４）を押圧して前記第２送り台（２３）との相対移動を可能にするバネ押圧装置（２９）と
からなる円形部材の端部研削加工装置。
請求項１に記載の円形部材の端部研削加工装置において、
前記機体（２）の下部で、前記工具取付装置（３）、前記第１送り台（１７）、前記第２送り台（２３）、及び前記工作物取付装置（４）の下方には、工作物の加工で機体外に排出される加工屑を集塵するための集塵装置（５）が配置されていることを特徴とする円形部材の端部研削加工装置。
請求項２に記載の円形部材の端部研削加工装置において、
前記機体（２）の側壁に加工屑の飛散を防止し集塵するための防塵カバー（３９）が設けられていることを特徴とする円形部材の端部研削加工装置。
請求項３に記載の円形部材の端部研削加工装置において、
前記機体（２）下部に本装置を任意位置に移動し固定を可能とするキャスター装置（６）を設けていることを特徴とする円形部材の端部研削加工装置。
請求項１に記載の円形部材の端部研削加工装置において、
工作物を回転支持するためのローラ装置（３４、３５）を前記工作物取付装置（４）に設けていることを特徴とする円形部材の端部研削加工装置。
請求項１に記載の円形部材の端部研削加工装置において、
前記工作物取付装置（４）に設けられ回転方向位置で厚みの異なるカム部材（４３）と、前記第２送り台（２３）に設けられ前記カム部材に接触するカムフォロア（４２）とからなり、両者を加工中に軸方向に相対的な位置ずれを可能とする構成にしたことを特徴とする円形部材の端部研削加工装置。
請求項１に記載の円形部材の端部研削加工装置において、
前記工作物は超硬工具またはハイスであることを特徴とする円形部材の端部研削加工装置。