JP4225819B2 - 竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直軸芯回りに回転する上下１対の砥石車を備え、両砥石車間でワークの上下両面を平面研削する竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
竪型両頭平面研削盤において、ワーク研削の高精度化及び高品位加工等の要望に対し、砥石車としてダイヤモンド砥石あるいはＣＢＮ砥石等の高硬度の砥石車が用いられているが、それら砥石車の切れ味等研削性能を維持するために、ドレッシング装置を備えた竪型両頭平面研削盤も知られている（たとえば特許文献１等）。
【０００３】
ダイヤモンド砥石及びＣＢＮ砥石等を用いた砥石車は、図１２の砥石車の拡大縦断面図に示すように、バインダー７１の表面からダイヤモンド粒子７０を一定高さＨ1、たとえば２０〜３０ミクロン突出した状態とすることにより、本来の切れ味を十分に発揮することができるが、ワークの加工数が増加するに従い、ダイヤモンド粒子７０が図１３のようにバインダ−７１と面一となる状態に変化し、切れ味（研削性能）が低下するため、一定量の加工数を設定して、周期的にドレッシング装置により目立て作業を行なっている。
【０００４】
しかし、ドレッシング作業を繰り返していくうちに、図１４に示すようにバインダ−７１の表面にも凹凸が生じ、砥石車全体としての変形量が大きくなると、ドレッシング作業では修正困難となるため、ドレッシング砥石よりも硬いツルーイング砥石を使用し、砥石車全体の変形を修正している。いわゆるツルーイング作業による形直しをおこなっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−７０７５７号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の竪型両頭平面研削盤では、ドレッシング砥石とツルーイング砥石は、それぞれのホルダーアームに取り付けられたものを、研削盤に対して着脱交換して使用しており、交換作業に手間がかかると共に、取り外された砥石を別途保管しなければならず、管理にも手間がかかる。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、砥石車の目立てを行なうドレッシング作業と、形直しを行なうツルーイング作業とを、ドレッシング砥石及びツルーイング砥石あるいはそれらの保持部材の着脱作業を行なうことなく、自在に切り換えることができる竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る発明は、垂直軸芯回りに回転する上下１対の砥石車を備え、両砥石車間でワークの上下両面を平面研削する竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、修正用砥石保持盤１６を垂直軸心回りに回転及び揺動可能に備えると共に、修正用砥石保持盤の外周端部を上下砥石車間通過可能に配置し、修正用砥石保持盤１６の外周端部には、垂直軸心を挟んで略対向する個所に、修正用砥石として目立て用のドレッシング砥石１８と形直し用のツルーイング砥石１９を固定し、修正用砥石保持盤１６の外周端部のうち、ツルーイング砥石１９とドレッシング砥石１８との各周方向間部分に、砥石車の外周端形状に対応する一対の円弧状切欠き１６ａを形成することにより、修正用砥石保持盤１６の平面形状を、垂直軸芯部分が最も括れる鼓形に形成してある。
【０００９】
上記構成により、ドレッシング作業とツルーイング作業とを、修正用砥石交換あるいはそれらの保持具の交換を行なうことなく、自在に行なうことができ、作業能率が向上する。また、作業に使用している修正用砥石を特に保管する必要もなく、部品管理が楽になると共に管理スペースも必要なくなる。
さらに、ワーク研削加工中は、円弧状切欠きが砥石車の外周端に沿う回動位置で修正用砥石保持盤を停止していることにより、修正用砥石保持盤待機用に広いスペースを確保する必要がなく、竪型両頭平面研削盤の作業面上をコンパクトに保つことができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、ドレッシング砥石１８及びツルーイング砥石１９の少なくとも一方が配置される修正用砥石保持盤１６の外周端部には、底面がくの字形の砥石取付用凹部３０が形成され、一つの前記凹部３０に対し、２個のドレッシング砥石１８又は２個のツルーイング砥石１９が周方向に間隔を置いて嵌め込まれ、両ドレッシング砥石１８間又は両ツルーイング砥石１９間に挿入される楔形の締付金具３１及びボルト３２により、両ドレッシング砥石１８又は両ツルーイング砥石１９を固定している。
【００１１】
上記構成によると、複数のドレッシング砥石又はツルーイング砥石の半数の締付具により、ドレッシング砥石又はツルーイング砥石を固定することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、ドレッシング砥石とツルーイング砥石のうち、修正用砥石保持盤に対する一方の砥石の上下方向の突出高さは他方の砥石の上下方向の突出高さよりも高く設定してある。
【００１３】
上記構成により、ドレッシング作業とツルーイング作業について、短い修正用砥石、たとえばドレッシング砥石で作業する場合には、修正砥石用保持盤を揺動させ、長いツルーイング砥石で作業する場合には、修正砥石用保持盤を回転させることが可能となる。すなわち、高速研削が必要なツルーイングを回転作業とすることにより、形直し（ツルーイング）作業をスピードアップし、ツルーイング作業時間を短縮することが可能となる。勿論、反対に、ドレッシング砥石をツルーイング砥石よりも長くすることにより、ドレッシングを回転作業とすることにより、ドレッシング作業時間を短縮することも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した竪型両頭平面研削盤を図１〜図１０に示している。
［竪型両頭平面研削盤の概要］
図２は竪型両頭平面研削盤の縦断面図（図１のII-II断面図）であり、本体ケース１内には上下に対向する１対の砥石車２，３が配置され、上下の砥石車２，３は、同一の垂直軸芯Ｏ1上に配置され、それぞれ砥石軸４，５に固着されている。両砥石軸４，５はそれぞれ昇降機構により上下方向移動可能に構成されると共に、同一方向又は逆方向に回転するように動力伝達機構に連動連結しており、また、制御装置により、切込み量等の昇降量を制御できるようになっている。両砥石車２，３は超硬砥石であり、たとえば多数のダイヤモンド粒子をバインダーにより結合したダイヤモンド砥石であり、環状（ドーナツ状）に形成されている。なお、砥石車２，３としてはＣＢＮをバインダーにより結合してなるＣＢＮ砥石等を用いることもできる。
【００１５】
平面図を示す図１において、砥石車２，３の正面側（図１の左側）には、ワークのローディングとアンローディングを行なうキャリヤアーム３５が配置されており、該キャリヤアーム３５は垂直な回動軸３６に固定されると共に長さ方向の両端部にワーク保持部３７を有している。前端のワーク供給位置Ｐ1においてワーク保持部３７にワークを供給し、回動軸心回りにたとえば１８０°回動することによりワークを砥石車２，３間の研削位置Ｐ2へ移動するようになっている。
【００１６】
［砥石修正装置］
図２において、上記砥石車２，３の近傍に本発明に係る砥石修正装置１５を備えている。砥石修正装置１５は、垂直な回転軸１０と、該回転軸１０の下端フランジ１４に着脱自在に固定された修正用砥石保持盤１６等から構成されており、修正用砥石保持盤１６の外周端部に、ドレッシング砥石１８とツルーイング砥石１９を着脱自在に固定してある。
【００１７】
回転軸１０は軸受１２を介して筒形の軸受ケース１１に回転可能に支持されており、軸受ケース１１は水平方向に位置調節可能なケース支持装置２０を介して本体ケース蓋２１に支持され、本体ケース蓋２１は本体ケース１の垂直壁の窓孔に着脱可能に固着されている。
【００１８】
回転軸１０の上端部には動力伝達用のプーリ２４が固定され、該動力伝達用プーリ２４はタイミングベルト２６を介して駆動モータ２８の出力プーリ２５に連動連結している。上記駆動モータ２８は電源及び制御装置に電気的に接続しており、一方向への回転は勿論のこと、出力軸心回りに所定周期で揺動するようにも構成されている。
【００１９】
平面図を示す図１において、修正用砥石保持盤１６の平面形状は、回転軸心Ｏ2を中心とする円周を１対の相対向する円弧形切欠き１６ａで切り欠くことにより、回転軸心Ｏ2部分が最も括れる鼓形に形成されている。ドレッシング砥石１８とツルーイング砥石１９は、回転軸心Ｏ2を挟んで相対向する外周端個所であって、前記円弧形切欠き１６ａを周方向間に挟む個所に、それぞれ着脱可能に取り付けられている。上記各切欠き１６ａは、砥石車２等の外周形状に概ね対応する寸法形状となっている。
【００２０】
図４は、ドレッシング砥石１８の分解水平断面図であり、修正用砥石保持盤１６の外周端部には砥石取付用凹部３０が形成されており、該凹部３０は底面が「く」の字形に形成され、１つの凹部３０に対し、２個のドレッシング砥石１８が周方向に間隔をおいて嵌め込まれ、両ドレッシング砥石１８間に挿入される楔形の締付金具３１及びボルト３２により、固定されている。すなわち、凹部３０の周方向両端面に各ドレッシング砥石１８の対応する端面を当接し、両ドレッシング砥石１８，１８間に締付金具３１を挿入し、締付金具３１のボルト挿通孔にボルト３２を挿通して、修正用砥石保持盤１６のめねじ孔に螺着することにより、図１のように締付金具３１を修正用砥石保持盤１６側に押し込み、両ドレッシング用砥石１８を固定してある。
【００２１】
ツルーイング砥石１９も前記ドレッシング砥石１８と同様に修正用砥石保持盤１６に固定されている。
【００２２】
図５は修正用砥石保持盤１６の厚さＴと、ドレッシング砥石１８の上下方向の長さＬ１と、ツルーイング砥石１９の上下方向の長さＬ２を、比較して示す図であり、ドレッシング砥石１８の上下方向の長さＬ１よりもツルーイング砥石１９の上下方向の長さＬ２が大きくなっており、したがって、修正用砥石保持盤１６からの上下方向の突出量も、ツルーイング砥石１９の突出量ｄ2がドレッシング用砥石１８の突出量ｄ1より大きくなっている。
【００２３】
ドレッシング砥石１８としては、たとえばＷＡ２００Ｈ等が用いられ、ツルーイング砥石としてはドレッシング砥石１８よりも硬いＧＣ１５０やＧＣ１８０が用いられている。
【００２４】
【作用】
［ワークの研削作業］
図１において、ワークを研削加工する場合には、図１のように修正用砥石保持盤１６を、その切欠き１６ａが砥石車２，３の外周端に沿う回転位置に停止させ、ドレッシング砥２石１８及びツルーイング砥石１９が砥石車２，３に接触しないようにしておく。
【００２５】
回転する砥石車２，３間に、ワークキャリヤアーム３５によってワークを供給し、ワークの上下両面を同時に平面研削する。
【００２６】
［ドレッシング作業］
（１）ドレッシング作業を行なう時期は、ワークの材質、硬さ、大きさ及び表面粗さ等で異なるが、図１３のようにダイヤモンド粒子７０がバインダー７０内に埋もれて切れ味が落ちる前が適切である。
【００２７】
（２）図１において、両砥石車２，３の回転を停止すると共に、両砥石車２，３の上下方向の間隔をドレッシング砥石１８の上下方向の長さＬ1よりも大きく空けておき、修正用砥石保持盤１６を矢印Ａ1方向に回動してドレッシング砥石１８を砥石車２，３間に位置させる。次に図３のように上下の砥石車２，３をドレッシング砥石１８側へ上下方向に移動し、ドレッシング砥石１８の上下端面にそれぞれ接触させ、接触時の上下方向の位置をドレッシング開始位置とする。
【００２８】
（３）両砥石車２，３を回転させると共に、修正用砥石保持盤１６を図６に示す揺動始端位置と図７に示す揺動終端位置の間で、回転軸心Ｏ2回りに揺動させる。１往復動あるいは片道動毎に、上下の砥石車２，３をそれぞれドレッシング砥石１８側に送り込み、それにより切り込んでゆく。すなわち、上側砥石車２は下向きに送り込み動さを繰り返し、下側砥石車３は上側砥石車２と同じ切込み量だけ上向きに送り込み動作を繰り返し、図１２に示すような目立て完了状態となった時点で、両砥石車２，３を上下方向に離す。
【００２９】
（４）ドレッシング作業終了後、修正用砥石保持盤１６は図１の状態に戻す。
【００３０】
［ツルーイング作業（形直し）］
上記ドレッシング作業は、ワーク加工数がたとえば１０００〜５０００個程度に達する毎に実施されるが、ドレッシング作業を数回あるいは数十回実施してゆくうちに、図１４のようにバインダー７１の表面変形が大きくなった場合には、ツルーイング作業により形直しを行なう。
【００３１】
（１）図１において、両砥石車２，３の回転を停止すると共に、両砥石車２，３の上下方向の間隔をツルーイング砥石１９の上下方向の長さＬ2よりも大きく空けておき、修正用砥石保持盤１６を矢印Ａ2方向に回動してドレッシング砥石１８を砥石車２，３間に位置させる。次に前記図３で説明したドレッシング用砥石１８の場合と同様に、ツルーイング砥石１９の上下端面にそれぞれ砥石車２，３接触させ、接触時の上下方向の位置をツルーイング開始位置とする。
【００３２】
（２）図１において、両砥石車２，３を回転状態（２００〜３００rpm）とし、修正用砥石保持盤１６を図８に示すように矢印Ａ1方向に連続回転させることにより、上下の砥石車２，３間にツルーイング砥石１９を繰り返し通過させる。このような修正用砥石保持盤１６の回転と共に、両砥石車２，３をツルーイング砥石１９側に送り込んでゆく。ツルーイング砥石１９はドレッシング砥石１８より上下方向に長いので、修正用砥石保持盤１６の回転中、図９のようにツルーイング砥石１９が両砥石車２，３間を通過する時にはツルーイング砥石１９による研削が実行され、一方、図１０に示すようにドレッシング砥石１８は上下の砥石車２，３に接触することなく、砥石車２，３間を通過する。ツルーイング作業時における修正用砥石保持盤１６の回転はインバーターで制御することができる。
【００３３】
（３）ツルーイング作業による形直しが終了した後は、図６及び図７のようにドレッシング砥石１８を砥石車２，３まで移動し、修正用砥石保持盤１６を揺動させ、ドレッシング作業により目立てを行なう。形直し作業とドレッシング作業は、連続作業として自動的に行なわれる。
【００３４】
【発明の他の実施の形態】
（１）図１１は、上下方向の長さが同じドレッシング砥石１８とツルーイング砥石１９を修正用砥石保持盤１６に取り付けた例であり、この構成の場合は、ドレッシング作業及びツルーイング作業のいずれの場合でも、図６及び図７に示すように修正用砥石保持盤１６を揺動させることになる。
【００３５】
（２）ドレッシング砥石の上下方向の長さをツルーイング砥石よりも長くすることも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、（１）竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、修正用砥石保持盤を垂直軸心回りに回転及び揺動可能に備えると共に、修正用砥石保持盤の外周端部を上下砥石車間通過可能に配置し、修正用砥石保持盤の外周端部には、垂直軸心を挟んで略対向する個所に、修正用砥石として目立て用のドレッシング砥石と形直し用のツルーイング砥石を固定してあるので、ドレッシング作業とツルーイング作業とを、修正用砥石交換あるいはそれらの保持具の交換を行なうことなく、自在に行なうことができ、作業能率が向上する。また、作業に使用している修正用砥石を特に保管する必要もなく、部品管理が楽になると共に管理スペースも必要なくなる。
【００３７】
（２）上記修正用砥石保持盤の外周端部のうち、ツルーイング砥石とドレッシング砥石の周方向間部分には、砥石車の外周端形状に対応する円弧状切欠きを形成してあると、ワーク研削研削加工中は、円弧状切欠きが砥石車の外周端に沿う回動位置で修正砥石保持盤を停止してくことにより、修正砥石保持盤待機用に広いスペースを確保する必要がなく、竪型両頭平面研削盤の作業面上をコンパクトに保つことができる。
【００３８】
（３）ドレッシング砥石とツルーイング砥石のうち、修正用砥石保持盤に対する一方の砥石の上下方向の突出高さを他方の砥石の上下方向の突出高さよりも高く設定してあると、ドレッシング作業とツルーイング作業について、短い修正用砥石、たとえばドレッシング砥石で作業する場合には、修正砥石用保持盤を揺動させ、長いツルーイング砥石で作業する場合には、修正砥石用保持盤を回転させることが可能となる。すなわち、高速研削が必要なツルーイングを回転作業とすることにより、形直し（ツルーイング）作業をスピードアップし、ツルーイング作業時間を短縮することが可能となる。勿論、反対に、ドレッシング砥石をツルーイング砥石よりも長くすることにより、ドレッシングを回転作業とすることにより、ドレッシング作業時間を短縮することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した竪型両頭平面研削盤の平面図である。
【図２】 図１のII-II断面図である。
【図３】 ドレッシング砥石の拡大正面図である。
【図４】 ドレッシング砥石の分解水平断面図である。
【図５】 ドレッシング砥石とツルーイング砥石を比較して示す正面図である。
【図６】 揺動によるドレッシング作業時の揺動始端位置の状態を示す修正用砥石保持盤の平面図である。
【図７】 揺動によるドレッシング作業時の揺動終端位置の状態を示す修正用砥石保持盤の平面図である。
【図８】 回転によるツルーイング作業時の状態を示す修正用砥石保持盤の平面図である。
【図９】 回転によるツルーイング作業時のツルーイング砥石通過時の状態を示す修正用砥石保持盤の縦断面図である。
【図１０】 回転によるツルーイング作業時のドレッシング砥石通過時の状態を示す修正用砥石保持盤の縦断面図である。
【図１１】 本発明の別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１２】 目立て終了時の状態を示す砥石車の拡大縦断面部分図である。
【図１３】 目立て前の状態を示す砥石車の拡大縦断面部分図である。
【図１４】 ツルーイングにより形直し前の状態を示す砥石車の拡大縦断面部分図である。
【符号の説明】
２ 上側砥石車
３ 下側砥石車
１６ 修正用砥石保持盤
１８ ドレッシング砥石（修正用砥石）
１９ ツルーイング砥石（修正用砥石）
２８ 駆動モータ

Claims (3)

1. 垂直軸芯回りに回転する上下１対の砥石車を備え、両砥石車間でワークの上下両面を平面研削する竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、
   修正用砥石保持盤１６を垂直軸心回りに回転及び揺動可能に備えると共に、修正用砥石保持盤の外周端部を上下砥石車間通過可能に配置し、
   修正用砥石保持盤１６の外周端部には、垂直軸心を挟んで略対向する個所に、修正用砥石として目立て用のドレッシング砥石１８と形直し用のツルーイング砥石１９を固定し、
   修正用砥石保持盤１６の外周端部のうち、ツルーイング砥石１９とドレッシング砥石１８との各周方向間部分に、砥石車の外周端形状に対応する一対の円弧状切欠き１６ａを形成することにより、修正用砥石保持盤１６の平面形状を、垂直軸芯部分が最も括れる鼓形に形成してある、ことを特徴とする竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置。
2. 請求項１記載の竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、
   ドレッシング砥石１８及びツルーイング砥石１９の少なくとも一方が配置される修正用砥石保持盤１６の外周端部には、底面がくの字形の砥石取付用凹部３０が形成され、一つの前記凹部３０に対し、２個のドレッシング砥石１８又は２個のツルーイング砥石１９が周方向に間隔を置いて嵌め込まれ、両ドレッシング砥石１８間又は両ツルーイング砥石１９間に挿入される楔形の締付金具３１及びボルト３２により、両ドレッシング砥石１８又は両ツルーイング砥石１９を固定している、竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置。
3. 請求項１又は２に記載の竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置において、
   ドレッシング砥石とツルーイング砥石は、修正用砥石保持盤に対する上下方向の突出高さを異ならせてある、竪型両頭平面研削盤の砥石修正装置。

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