JP4469707B2

JP4469707B2 - 平面研削盤の砥石成形装置を用いて砥石車をドレッシングする方法

Info

Publication number: JP4469707B2
Application number: JP2004338512A
Authority: JP
Inventors: 恵児土屋; 信幸今井
Original assignee: 株式会社岡本工作機械製作所
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2024-11-24
Also published as: JP2006142454A

Description

本発明は、超鋼パンチ部材やコネクタ部材に溝をストロ−ク研削加工する平面研削盤の砥石車を成形（ドレッシング）する円筒状ロ−タリ−ドレッサおよびそれを用いて平面研削装置の砥石車を短時間でドレッシングする方法に関するものである。

ダイヤモンド単石ドレッシングツ−ルを用いて平面研削盤の砥石車を成形する方法は、ドレッシングツ−ルの寿命が短く、また、砥石成形に要する時間も長くなるため、代わってロ−タリ−ドレッサが使用される機会が多い。

ロ−タリ−ドレッサを用いて砥石車を成形加工する砥石成形装置は、ロ−タリ−ドレッサの回転軸と、砥石車のスピンドル軸との位置関係から大きく分けて２通りの砥石成形装置の配置およびドレッシング方法が提案されている。

（ア）．図５ａに示すように、左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なワ−クテ−ブル４上に載置された円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１を用いて、前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なツ−ルテ−ブル７上に上下方向（Ｙ軸方向）昇降可能に載置された平面研削盤１の砥石軸に回転可能に装着された砥石車をドレッシングする砥石成形装置が提案され、ドレッシングを行う際は、ロ−タリ−ドレッサ４１を回転させるとともに、ロ−タリ−ドレッサ４１と砥石車３とを上下方向へ相対移動させ、この状態で、ロ−タリ−ドレッサ４１の軸線を砥石車３の使用面に倣うように変化させることで砥石車３の使用面をロ−タリ−ドレッサ４１の外周面で所定形状にドレッシングする。この際、ロ−タリ−ドレッサ４１と砥石車３とを上下方向に移動させながら砥石のドレッシングを行うことにより、ロ−タリ−ドレッサ４１の偏摩耗が防止されるている。この砥石成形装置４０では、ロ−タリ−ドレッサ４１のドレッサ軸４２を鉛直方向に、砥石車３のスピンドル軸１１を水平方向に直交して設置している（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。

（イ）．図５ｂに示すように左右方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なワ−クテ−ブル４上に載置されたロ−タリ−ドレッサ４１のドレッサ軸を水平方向に、前後方向（Ｚ軸方向）および上下方向（Ｙ軸方向）に移動可能なプロフィ−ル砥石車３のスピンドル軸を前記ロ−タリ−ドレッサの回転軸に平行となるよう水平方向に設置した砥石成形装置４０を用い、ａ）ワ−クテ−ブル４を移動させることによりロ−タリ−ドレッサを砥石車３の真下に移動させた後、ｂ）回転する砥石車を下降させて砥石の径方向に所望量の切り込みを行う工程、ｃ）砥石車を上昇させてロ−タリ−ドレッサより離反させる工程、ｄ）砥石車を前後方向へ所定ピッチだけ移動する工程、ｅ）前記ｂ）工程、ｃ）工程およびｄ）工程を繰返して砥石車の外周面を所望の形状にドレッシングする（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７参照）。
特開平７−１６４３１４号公報（第２−４頁、図１参照）特公平６−６１７００号公報（第２−４頁、図１参照）特開平９−１１１３０号公報（第２−４頁、図１、図５、図６参照）特開平９−２９６２８号公報（第３−５頁、図１、図７参照）特開昭５０−７４８８３号公報（第２頁、図２参照）特開平２−２４０５７号公報（第２−４頁、図１、図７参照）特開平９−２９６２８号公報（第３−５頁、図１、図７参照）

前記特許文献１乃至特許文献３に記載の水平方向の砥石スピンドル軸に対し、ドレッサ回転軸を直交してワ−クテ−ブル上に載置した砥石成形装置は、砥石車の研削中心点および研削面の位置座標を検出し、砥石車を円筒状ロ−タリ−ドレッサ外周面に接触させて倣い成形加工するが、砥石成形装置のロ−ルドレッサ４１の断面円盤状平面を上方にしてドレッサ軸をワ−クテ−ブル上に起立して載置させるため、研削加工時の作業の障害となり易いとともに、平面研削盤のフットプリント面積が大きくなる。

前記特許文献４乃至特許文献７に記載されるプロフィ−ル研削砥石車３のスピンドル軸を前記ロ−タリ−ドレッサの回転軸に平行となるよう水平方向に設置し、砥石車に倣った外周面を有するロ−タリ−ドレッサ４１を用いて砥石車をロ−タリ−ドレッサ外周面に接触させて倣い成形加工するドレッシング方法は、砥石成形装置がワ−クテ−ブルの一端側に設置されるため、前述の特許文献１乃至特許文献３に記載の砥石成形装置に比較して研削加工時の作業の障害とはならない利点がある。本発明は、これら従来の砥石成形装置と比較して砥石成形装置を更に小型にでき、ワ−クの研削加工作業の邪魔にならず、ヒットプリントが狭く済み、ドレッシング時間を短くして行うことが可能な平面研削盤の砥石成形装置の提供を目的とする。

請求項１の発明は、一方の端をテールストックに他端をヘッドストックに支持されたドレッサ回転軸の中央部外周に軸承されたロール状の円筒状ロータリードレッサを有する砥石成形装置を平面研削盤の左右方向に往復移動可能なワークテーブルの一方の端上に前記円筒状ロータリードレッサのドレッサ回転軸が前記ワークテーブルの左右方向であってワークテーブル水平面に平行となるように載置し、平面研削盤の砥石頭の砥石スピンドル軸に回転自在に軸承させた砥石車を前記ワ―クテーブル上方位置に該ワークテーブルに対して前後方向移動および上下方向移動可能に設けてなる平面研削盤の砥石成形装置を用い、平面研削盤の砥石車を下降させて砥石車の下端が円筒状ロータリードレッサの頭頂より下方にあるように位置させた後、ワークテーブルを左右往復移動させることにより回転する円筒状ロータリードレッサによる回転する砥石車の切り込みを開始するとともに、ドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら回転する砥石車を円筒状ロータリードレッサの断面円弧状に倣って上昇させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状の倣い成形加工を行い、砥石車の厚み幅の中心を通る鉛直線が円筒状ロータリードレッサのドレッサ回転軸心を通過する位置に到達したら、ワークテーブルの左右往復移動を継続しつつ、砥石車をドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら砥石車を円筒状ロータリードレッサの断面円弧状に倣って下降させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状に倣って円筒状ロータリードレッサにより砥石車を成形加工することにより砥石車の使用面を円筒状ロータリードレッサの外周面で所定形状にドレッシングすることを特徴とする、平面研削盤の砥石車のドレッシング方法を提供するものである。

前記ドレッシング方法は、相対的に円筒状ロ−タリ−ドレッサの軸線を砥石車の使用面に倣うように変化させて砥石車の使用面をロ−タリ−ドレッサの外周面で所定形状にドレッシングすることができる。本発明の砥石成形装置は、回転するロ−タリ−ドレッサの左右方向の往復移動とともに、この円筒状ロ−タリ−ドレッサの断面円弧状に倣ってドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら回転する砥石車をロ−タリ−ドレッサの断面円弧状に倣って上昇または下降させることにより、ロ−タリ−ドレッサによる砥石車の成形加工を行うので、砥石成形装置がコンパクトとなるとともに、ドレッシング時間が前記特許文献群に記載されるドレッシング方法と比較して短縮されることはあっても、長くなることはない。

以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は砥石成形装置を備えた平面研削盤の斜視図、図２は平面研削盤の一部を切り欠いた側面図、図３は砥石成形装置の正面図、および、図４は種々形状の砥石車のドレッシング工程を示す図で、平面研削盤の側面側から見た円筒状ロ−タリ−ドレッサに対する砥石車の動きを示す。

図１および図２に示す平面研削盤１において、２はワ−ク、３は砥石車、４は左右方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なワ−クテ−ブル、５は作業台部、６は電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、８は操作盤、８ｂは砥石上下切り込み手動パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石頭、１１は砥石スピンドル軸、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降機構、１３はモ−タ−、１４は螺合体、１５はネジ軸、１６は螺合体、１７は安全保護カバ−、１８は研削液供給ノズル、１９はベッド、２０はタンク、２１はフィルタ−、２２はポンプ、２３は砥石軸モ−タ−、２４は制御ユニット部、および４０は砥石成形装置である。

ワ−クテ−ブル４上に電磁チャック６が載置され、その上に加工されるワ−ク２が載せられ、ワ−ク表面に回転する砥石車３が接し、ワ−クの左右方向の移動、砥石車の前後方向ならびに上下方向の相対的な移動によりワ−クは研削加工される。円筒状ロ−タリ−ドレッサの円筒外周面による砥石車３の成形加工（ドレッシング）は、ワ−クの研削開始前、または研削途中あるいは研削後に行われる。

図３に示すように砥石成形装置４０は、一方の端をテ−ルストック（固定側）４３に他端をヘッドストック４４（移動側）に支持されたドレッサ回転軸４２の中央部外周に軸承されたロ−ル状の円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１を有する。ヘッドストック４４はコイルバネ４５によりドレッサ回転軸４２端に付勢されており、ヘッドストック４４を左方向に押し、ドレッサ軸４２を手前方向に引けばテ−ルストック４３の頭部回りに最大６０度傾斜して引き出すことができる。

ドレッサ回転軸４２に枢着されたプ−リ４２ａとモ−タ軸に枢着されたプ−リ４６ａとにベルト４７を装架させ、ハウジング４８内に収納されているモ−タ４６の回転駆動力をベルト４７を介してプ−リ４２ａに伝達し、円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１をドレッサ軸心４２ｂ回りに回転させる。４９はモ−タの電源、５０は固定ボルトである。

砥石成形装置４０は、図１に示すように平面研削盤１のワ−クテ−ブル４上の左端側、例えば、ワ−クテ−ブル４上に固定された電磁チャック６のすぐ左端に固定して設ける。ドレッサ回転軸４２は、砥石スピンドル軸１１に対し直角に、即ち、左右方向を向くように水平面に平行に設置される。それ故、円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１の成形外周面は、砥石車３の外周面に直交する面内に在る。かかる砥石成形装置４０を用いて砥石車３の成形加工を行うには、円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１を載置するワ−クテ−ブル４の左右の往復移動と、砥石車３の前後移動と上下移動を組み合わせ、相対的にロ−タリ−ドレッサ４１の軸線を砥石車３の使用面に倣うように変化させて砥石車３の使用面をロ−タリ−ドレッサ４１の外周面で所定形状にドレッシングする。砥石車３は、モ−タ２３の駆動力を受けて砥石スピンドル軸１１回りに回転可能である。また、砥石車３はモ−タ１３の駆動力でボ−ルネジ１５に装着された螺合体１６に固定された砥石頭１０を上下移動させることにより行われる。ロ−タリ−ドレッサ４１のドレッサ回転軸４２回りの回転は、モ−タ４６の駆動力で行われる。ロ−タリ−ドレッサ４１の左右往復移動は、ワ−クテ−ブル４を図示されていないサ−ボモ−タまたはリニアモ−タの駆動力で行う公知の手段である。

砥石車３のドレッシング加工プログラムは、平面研削盤１に取り付けられる砥石車３の形状により異なる。

例えば、外周両側面に傾斜がある砥石車３のときは、図３に示すように、平面研削盤の仮想線で示す砥石車３’を下降させて実線で示す砥石車３の下端がロ−タリ−ドレッサ４１の頭頂４１ａより下方に在るように位置させた後、ワ−クテ−ブルを左右往復移動させることにより回転する円筒状ロ−タリ−ドレッサによる回転する砥石車の切り込みを開始するとともに、ドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら回転する砥石車をロ−タリ−ドレッサの断面円弧状に倣って上昇させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状の倣い成形加工を行い、砥石車の厚み幅の中心を通る鉛直線がロ−タリ−ドレッサのドレス軸心を通過する位置に到達したら、ワ−クテ−ブルの左右往復移動を継続しつつ、砥石車をドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら砥石車をロ−タリ−ドレッサの断面円弧状に倣って下降させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状に倣ってロ−タリ−ドレッサにより砥石車を成形加工する（図４ａ参照）。

外周片側面に傾斜があり、他面が垂直面の砥石車３のときは、図３に示すように、平面研削盤の砥石車３を下降させて砥石車の下端が円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１の頭頂４１ａより下方にあるように位置させた後、ワ−クテ−ブルを左右往復移動させることにより回転するロ−タリ−ドレッサによる回転する砥石車の切り込みを開始するとともに、ドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら回転する砥石車をロ−タリ−ドレッサの断面円弧状に倣って上昇させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状の倣い成形加工を行い、砥石車の厚み幅の中心を通る円直線がロ−タリ−ドレッサのドレス軸心を通過する位置に到達したら、ワ−クテ−ブルの左右往復移動を継続しつつ、砥石車をロ−タリ−ドレッサの半径の距離からドレス取り代だけ引き去った距離だけ後方側または前方側に移動させ、次いで、砥石車をロ−タリ−ドレッサの水平方向外周に接触する位置より下方へと下降させ、その接点より０．１〜２ｍｍ砥石車を上下移動してドレッシングする砥石車形状に倣ったロ−タリ−ドレッサによる砥石車の成形加工を行う（図４ｂ参照）。

外周面が直線状の平砥石であるときは、図３に示すように仮想線で示す砥石車３’を円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１の頭頂４１ａよりドレス量だけ下側の位置（実線で示す砥石車３の位置）に下降させ、ついで、砥石成形装置４０を載置するワ−クテ−ブル４を左右方向に往復移動させてロ−タリ−ドレッサ４１て砥石車３外周面に切り込みを掛けて行う。砥石車の外周面のドレッシング後、砥石車をロ−タリ−ドレッサの半径の距離からドレス取り代だけ引き去った距離だけ後方側または前方側に移動させ、次いで、砥石車をロ−タリ−ドレッサの水平方向外周に接触する位置より下方へと下降させ、その接点より０．１〜２ｍｍ砥石車を上下移動してドレッシングする砥石車形状に倣ったロ−タリ−ドレッサによる砥石車の成形加工を行う（図４ｃ参照）。

これら上記のドレッシングの工程において、砥石車３の昇降、前後移動は往復して繰り返されることもある。砥石成形加工は、予めそれを実施する時期、および、ドレッシングプログラムを制御ユニット部２４の記憶部に記憶させておき、ワ−クの研削開始前に操作盤８よりドレッシングプログラムを選定し、数値制御で行うことも可能である。その際、ドレッシングを行う前に円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１の外径をマイクロメ−タで測定し、砥石車の上下昇降の座標位置を補正して行う。

円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１としては、金属製ロ−ルの外周表面にダイヤモンド、グリ−ンカ−ボランダム（ＧＣ）、ホワイトアランダム（ＷＡ）、ＣＢＮ等の砥粒を樹脂結合剤、メタルボンド、ビトリファイドボンドで結合したダイヤモンド砥石、ＧＣ砥石、ＷＡ砥石、ＣＢＮ砥石が用いられる。樹脂結合剤としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。

ロ−タリ−ドレッサ４１の外周直径は、１０〜５０ｍｍで砥石車３の直径１００〜８００ｍｍと比較して充分に小型である。砥石車３の使用面の厚みが０．０５〜２０ｍｍのとき、ロ−タリ−ドレッサ４１の砥石幅は５〜３０ｍｍで充分である。ロ−タリ−ドレッサ４１の回転周速は、１５００〜４０００ｍｉｎ^−１、砥石車３の回転周速は、５００〜３０００ｍｉｎ^−１であり、好ましくは、ロ−タリ−ドレッサ４１の回転周速の方が砥石車３の回転周速より高い。例えば、砥石車３の使用面の厚みが０．０５〜２ｍｍのとき、ロ−タリ−ドレッサ４１の回転周速を３０００ｍｉｎ^−１、砥石車３の回転周速を１５００ｍｉｎ^−１で行う。ドレッシング時のワ−クテ−ブル４のストロ−ク幅は１０〜５０ｍｍ、ストロ−ク速度は２００〜１０００往復／分、ドレス取り代は２〜５μｍである。

本発明の砥石成形装置は、コンパクトであり、ワ−クの砥石車による研削作業の障害とならない。また、砥石車３の前後移動、上下移動とともに、円筒状ロ−タリ−ドレッサ４１の左右往復移動が組み合わされるのでドレッシングを短時間とすることができ、かつ、ロ−タリ−ドレッサ４１の偏磨耗を防ぐことができる。

砥石成形装置を備えた平面研削盤の斜視図である。平面研削盤の一部を切り欠いた側面図である。砥石成形装置の正面図である。砥石成形時の砥石車と円筒状ロ−タリ−ドレッサの位置関係を示すドレス工程図である。砥石成形装置の斜視図である。（公知）

符号の説明

１平面研削盤
２ワ−ク
３砥石車
４ワ−クテ−ブル
６電磁チャック
７サドル
１０砥石頭
１１砥石スピンドル軸
４０砥石成形装置
４１円筒状ロ−タリ−ドレッサ
４２ドレッサ回転軸

Claims

一方の端をテールストックに他端をヘッドストックに支持されたドレッサ回転軸の中央部外周に軸承されたロール状の円筒状ロータリードレッサを有する砥石成形装置を平面研削盤の左右方向に往復移動可能なワークテーブルの一方の端上に前記円筒状ロータリードレッサのドレッサ回転軸が前記ワークテーブルの左右方向であってワークテーブル水平面に平行となるように載置し、平面研削盤の砥石頭の砥石スピンドル軸に回転自在に軸承させた砥石車を前記ワ―クテーブル上方位置に該ワークテーブルに対して前後方向移動および上下方向移動可能に設けてなる平面研削盤の砥石成形装置を用い、平面研削盤の砥石車を下降させて砥石車の下端が円筒状ロータリードレッサの頭頂より下方にあるように位置させた後、ワークテーブルを左右往復移動させることにより回転する円筒状ロータリードレッサによる回転する砥石車の切り込みを開始するとともに、ドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら回転する砥石車を円筒状ロータリードレッサの断面円弧状に倣って上昇させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状の倣い成形加工を行い、砥石車の厚み幅の中心を通る鉛直線が円筒状ロータリードレッサのドレッサ回転軸心を通過する位置に到達したら、ワークテーブルの左右往復移動を継続しつつ、砥石車をドレス取り代だけ高さを下方に位置させながら砥石車を円筒状ロータリードレッサの断面円弧状に倣って下降させつつ砥石車を後方側または前方側に移動させて砥石車形状に倣って円筒状ロータリードレッサにより砥石車を成形加工することにより砥石車の使用面を円筒状ロータリードレッサの外周面で所定形状にドレッシングすることを特徴とする、平面研削盤の砥石車のドレッシング方法。