JP5301629B2

JP5301629B2 - カップ形砥石を用いた研削盤における給液構造

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Publication number: JP5301629B2
Application number: JP2011231608A
Authority: JP
Inventors: 義則藤澤
Original assignee: Organ Needle Co Ltd
Current assignee: Organ Needle Co Ltd
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: JP2013086243A

Description

本発明は、バイト等の研削に使用されるカップ形砥石を用いた研削盤に関し、特にカップ形砥石を用いた研削盤において研削液を供給し、回収する給液構造に関するものである。

カップ形砥石を用いた研削盤でバイト等の被加工物を研削する場合、カップ形砥石と被加工物の摺接部である加工点へ油や水などの研削液を供給して研削を行う場合がある。このような研削液の供給方法の一例を図４に示す。この例においては、カップ形砥石２０の砥粒面２４ａに対向してフェルトなどの繊維状部材５０をボルト５１で接触圧を調節できるようにカバー３０に設け、カバー３０に取着した給液管４０の滴下用パイプ４１から繊維状部材５０に研削液である油を滴下し、砥粒面２４ａに供給している。しかしながら、このような繊維状部材５０を用いたカップ形砥石２０の表側からの給油では、カップ形砥石２０の回転による遠心力のため、カップ形砥石２０の砥粒面２４ａと被加工物の加工点への研削液の給液が効率よくできず、また、ワイピング効果が低いという問題がある。また、カップ形砥石２０のカバー３０は、カップ形砥石２０の外周の半分程度を覆ういわゆるハーフカバーであるのが一般的であり、そのため供給された油などの研削液は回収されることなく周辺へ飛散し、研削液が油である場合には床に飛散すると床が滑りやすくなり危険である。さらに、砥石の砥粒面への給油やワイピングのためにフェルトのような繊維状部材を必要とした。

一方、特許文献１（特開平６−２３６７３号公報）や特許文献２（特開平１１−１８８６４４号公報）には、カップ形砥石を用いた研削盤において、カップ形台金の上面に環状溝を形成し、この環状溝の内底面から台金の周壁部の内側に開口する研削液導入穴を形成し、研削中に砥石の外側から環状溝に研削液を流し込むことにより、重力及び遠心力で研削液を導入穴を通して台金の内側に均等に放出するようにし、効率よくしかも均等に加工点へ研削液を供給する給液構造が提案されている。しかしながら特許文献１及び２に開示されたカップ形砥石を用いた研削盤は、縦軸形の研削盤であり、バイト研削には使用できるものではなく、また、加工点に供給した研削液の回収については言及されていない。

特開平６−２３６７３号公報特開平１１−１８８６４４号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、カップ形砥石を用いた研削盤において、カップ形砥石の砥粒面と被加工物の摺接部である加工点へ研削液を効率よく供給し、加工点に給液された研削液を周辺に飛散させずに回収することができる給液構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明に係るカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造は、前記カップ形砥石の全周を覆うように筒状のカバーが設けられ、前記カップ形砥石は、スピンドルへ取り付けるための中央壁部と、該中央壁部の外周に連設された環状の周壁とを有する台金を備え、該台金の周壁の端部には砥粒面を有する砥粒層が形成されており、前記台金には、前記中央壁部のスピンドル側の面に設けた受液部から該中央壁部を貫通し、前記周壁の内側に開口した複数の給液穴が形成され、前記カバーは、前記台金の周壁及び砥粒層の外周を小間隙を介して取り囲む円筒状周壁を有し、前記カップ形砥石の回転により研削液を前記小間隙内を通して前記カバーの内側方向に移動させるポンプ手段が設けられていることを特徴とする。

ポンプ手段は、台金の周壁及び砥粒層の外周面に形成された複数の螺旋状溝で構成するのが好ましい。さらに、ポンプ手段は、カバーの円筒状周壁の内面に形成された複数の螺旋状溝を備えるのがよい。また、小間隙の大きさは直径隙間で０．０５〜１．０ｍｍとするのが好ましい。

受液部は、台金の中央壁部の中心寄りの位置に砥石軸線を中心とした環状の受液溝として形成し、給液穴は、台金の周壁内側に開口する終端が受液溝の底部に開口する始端よりも半径方向外方に位置するように砥石軸線に対して傾斜して形成するのが好ましい。

研削盤は、砥石軸線が水平方向に延びる横型研削盤であり、カバーに研削液タンクから送られてきた研削液を受液部へ落下により供給する供給装置を設けるのがよい。

カバーの下部に、研削液タンクに接続された回収パイプを連結し、カバー内部の研削液を該回収パイプによって研削液タンクへ自由流下により回収するように構成するのが好ましい。

本発明によれば、カップ形砥石の台金の中央壁部のスピンドル側の面に設けた受液部から該中央壁部を貫通し、砥粒面の内側に開口した複数の給液穴が形成され、カップ形砥石の回転により研削液をカップ形砥石の外周とカバー内面の小間隙内を通してカバーの内側方向に移動させるポンプ手段が設けられているので、カップ形砥石の台金に形成した複数の給液穴により砥石の裏側（スピンドル側）から砥石の表側へ遠心力で研削液が移動し、砥粒面に供給され、研削液の加工点への効率的な給液を行うことができ、研削熱を速やかに除去してカップ形砥石の砥粒面や被加工物の焼けを防止し、ワイピング作用による砥粒面の清浄化を効果的になすことができる。そして研削液の給液やワイピングのための繊維状部材を必要とせず、砥石の砥粒面に繊維状部材がないため、加工点が見えやすいという利点がある。また、カップ形砥石の全周がカバーにより覆われているので、油などの研削液の飛散がなくなり周辺が研削液で汚れることが防止できる。さらに、油などの研削液は回収され循環して再利用されるので環境に配慮した研削加工が行える。

本発明に係るカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造の一実施形態を示す分解斜視図である。上記実施形態の要部を示す断面図である。カップ形砥石及びカバーの端面図である。従来の繊維状部材を用いた研削液給液構造を示す断面図である。

以下、本発明に係るカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造の実施の形態について図面を参照して説明する。図１ないし図３は、本発明に係るカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造の一実施形態を示す。

本実施形態に係る給液構造を備えた研削盤はバイト等の研削に使用する横軸形研削盤であり、そのスピンドル１０にカップ形砥石２０がボルトにより取リ付けられており、カップ形砥石２０の全周を覆うように円筒状のカバー３０が設けられている。カップ形砥石２０は、スピンドル１０に取り付けるための円板状ないしは円錐皿状の中央壁部２２と、この中央壁部２２の外周から砥石軸線Ｏに平行に延びる環状の周壁２３とを一体に有する台金２１を備え、台金２１の環状周壁２３の外方端部には砥石軸線Ｏに直角な環状の砥粒面２４ａを有する砥粒層２４が形成されている。

台金２１の中央壁部２２の環状周壁２３が設けられる面とは反対側の裏面（スピンドル１０側の面）には、その中心寄りの位置に砥石軸線Ｏを中心とする環状の受液溝２５が形成されており、この受液溝２５はその内周側内面及び外周側内面が砥石軸線Ｏに対してそれぞれ傾斜し、全体として中央壁部２２の表面側に向かって広がったコーン状を呈している。台金２１の受液溝２５には、周方向に所定の間隔でその底部から中央壁部２２を表面側まで貫通した給液穴２６が複数形成されている。各給液穴２６は、終端が受液溝２５の底部の始端よりも半径方向外方に位置するように砥石軸線Ｏに対して傾斜して形成されており、その終端は台金２１の環状周壁２３の内面に近接して開口している。このように形成された受液溝２５及び給液穴２６は、カップ形砥石２０の回転時に受液溝２５に供給された研削液を遠心力により台金２１の中央壁部２２の裏面側から表面側の環状周壁２３の内面に確実かつ全周に亘って一様に供給することができる。

さらに台金２１の周壁２３及び砥粒層２４の外周面には砥粒面２４ａ位置から周壁２３の内方端まで延びる複数の螺旋状の溝２７が形成されている。各溝２７は、砥粒層２４の砥粒面２４ａに位置する前端及び周壁２３の内方端に位置する後端がカップ形砥石２０の回転方向Ａに関してそれぞれ前方側位置及び後方側位置を取るような向きの螺旋状溝として形成されている。この螺旋状溝２７は、カップ形砥石２０の回転時にカバー３０の内面と協働して研削液をカバー３０内方へ移動させるポンプ作用を奏するポンプ手段を構成している。

一方、カップ形砥石２０の外周を取り囲むように機枠（図示せず）に取着されたカバー３０は、カップ形砥石２０の台金２１の周壁２３及び砥粒層２４の外周との間に小間隙Ｓを介して囲繞するように形成された円筒状周壁３１を備えている。カップ形砥石２０の外周とカバー３０の円筒状周壁３１との間の小間隙Ｓは、カップ形砥石２０の回転により研削液をカバー３０の内側方向へ移動させる空気の流れを作るため、直径隙間で０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍと小さく形成されている。小間隙Ｓの大きさが０．０５ｍｍ未満であると、スピンドル１０やカップ形砥石２０及びカバー３０は製作誤差や組立誤差によりわずかに偏心しているため、スピンドル１０にカップ形砥石２０を取り付ける際に、カップ形砥石２０の外周がカバー３０に接触するおそれがあり、小間隙Ｓの大きさが１．０ｍｍを超えると、カバー３０の内面と回転するカップ形砥石２０とによるポンプ作用がなくなり、研削液を移動させて回収することができない。そして、カバー３０の円筒状周壁３１の開放側端部の内面にはカップ形砥石２０の外周に形成された螺旋状溝２７に対応した長さを有する螺旋状の溝３２が複数形成されている。カバー３０の円筒状周壁３１の螺旋状溝３２はカップ形砥石２０の外周の螺旋状溝２７とはその向きが逆になるように、円筒状周壁３１の開放端部に位置する前端及び円筒状周壁３１の軸線方向内方側に位置する後端がカップ形砥石２０の回転方向Ａに関してそれぞれ後方位置及び前方位置を取るように形成されている。このようにして形成されたカバー３０の円筒状周壁３１内面の螺旋状溝３２は、カップ形砥石２０の螺旋状溝２７と協働するポンプ手段の一部を構成している。なお、カップ形砥石２０の螺旋状溝２７とカバー３０の螺旋状溝３２の数は異なるものとするのが望ましい。また、カバー３０の開放側端部の一部は被加工物を砥粒面２４ａへ適確に摺接させるため切り欠き部３４が形成されているが、カバー３０はカップ形砥石２０の周壁２３及び砥粒層２４の外周全体を実質的に取り囲んでいる。

カバー３０の円筒状周壁３１の上部にガラスオイラー３５が取り付けられており、このガラスオイラー３５の下端にカバー３０の内部に垂下するように供給チューブ３６が連結されている。供給チューブ３６の下端はその軸線に対して傾斜した開口部を有し、この開口部は台金２１の受液溝２５に臨み、研削液がカップ形砥石２０の回転時に非接触状態で受液部である受液溝２５に対して適確な位置に落下されるようになっている。このようにガラスオイラー３５及び供給チューブ３６はカップ形砥石２０の受液部に研削液を落下により供給する供給装置を構成している。なお、ガラスオイラー３５の上部には研削液供給配管４０が接続されており、図示しない研削液タンクからポンプ４２により圧送された研削液が逆止弁４１を介して供給されるようになっている。

また、カバー３０の円筒状周壁３１の下部には、開口３７が形成され、研削液回収パイプ３８の一端が円筒状周壁３１の接線方向に延びるように連結され、回収パイプ３８の他端は適宜の配管により研削液タンクに接続されており、カバー３０内部の研削液は自然流下により研削液タンクに回収されるようになっている。そして、研削液タンクに回収された研削液は適宜の浄化処理を経た後、清浄な研削液として再使用される。

このように構成された、カップ形砥石２０を用いた研削盤により被加工物を研削するに際しては、スピンドル１０により回転駆動されるカップ形砥石２０の砥粒面２４ａに被加工物が摺接されその被加工面が研削される。研削時、カバー３０の上部に取着されたガラスオイラー３５に研削液タンクからポンプにより研削液が供給され、次いで供給チューブ３６から回転しているカップ形砥石２０の台金２１に形成された環状の受液溝２５内へ確実に落下される。受液溝２５内へ供給された研削液は、図２に示すようにカップ形砥石２０の回転による遠心力で受液溝２５の底部から複数の給液穴２６を通して台金２１の環状周壁２３の内側に移動され、環状周壁２３の内面に沿って砥粒層２４の砥粒面２４ａに達し、さらにカップ形砥石２０の回転による遠心力で砥粒面２４ａ上を半径方向外方へと流れ、砥粒面２４ａと被加工物の被加工面との摺接部分すなわち加工点に供給されることとなる。このように流れる研削液により、加工点に発生した研削熱の除去と砥粒面２４ａからの切りくずの排出を効率的に行うことができる。

砥粒面２４ａに沿って半径方向外方に流れ、研削に使用された研削液は砥粒面２４ａの外周端に達し、外周端から接線方向に放出されることになるが、この研削液は、カップ形砥石２０の外周とカバー３０の内面との間に設けられたポンプ手段によりカバー３０内部に導かれ、その後回収される。すなわち、カップ形砥石２０の台金２１の周壁２３及び砥粒層２４の外周はカバー３０の円筒状周壁３１の内面に小間隙Ｓを介して囲繞されており、さらに、台金２１の周壁２３及び砥粒層２４の外周には複数の螺旋状溝２７が形成され、カバー３０の円筒状周壁３１の開放側端部の内面には複数の螺旋状溝３２が形成されているので、カップ形砥石２０が回転すると、空気及び研削液は粘性により、カバー３０の円筒状周壁３１とカップ形砥石２０の外周との間の小間隙Ｓでカバー３０の外方から内方に流れる空気の流れが作られ、さらに砥石側の螺旋状溝２７によって研削液に運動エネルギーを付与され、これにより研削液は砥粒面２４ａの外周端からカバー３０の内部に導かれる。このようにしてカバー３０の内部に導かれた研削液は、カバー３０の下部に設けた開口３７から回収パイプ３８に流入し、自然流下により研削液タンクへ回収される。研削液タンクに回収された研削液は浄化された後、ポンプ４２によりガラスオイラー３５に供給され、再利用される。

本発明によれば、カップ形砥石の砥粒面へ研削液を効率的に給液できるとともに、研削に使用した研削液を周辺に飛散させずに回収することができる、カップ形砥石を用いた研削盤における給液構造を提供できる。

１０スピンドル
２０カップ形砥石
２１台金
２２中央壁部
２３周壁
２４砥粒層
２４ａ砥粒面
２５受液溝
２６給液穴
２７溝
３０カバー
３１円筒状周壁
３２溝
３４切り欠き部
３５ガラスオイラー
３６供給チューブ
３７開口
３８回収パイプ
４０研削液供給配管
４１逆止弁
４２ポンプ
Ｏ砥石軸線
Ｓ小間隙

Claims

カップ形砥石を用いた研削盤における給液構造であって、
前記カップ形砥石の全周を覆うように筒状のカバーが設けられ、
前記カップ形砥石は、スピンドルへ取り付けるための中央壁部と、該中央壁部の外周に連設された環状の周壁とを有する台金を備え、該台金の周壁の端部には砥粒面を有する砥粒層が形成されており、
前記台金には、前記中央壁部のスピンドル側の面に設けた受液部から該中央壁部を貫通し、前記周壁の内側に開口した複数の給液穴が形成され、
前記カバーは、前記台金の周壁及び砥粒層の外周を小間隙を介して取り囲む円筒状周壁を有し、
前記カップ形砥石の回転により研削液を前記小間隙内を通して前記カバーの内側方向に移動させるポンプ手段が設けられていることを特徴とする、カップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。
前記ポンプ手段は、前記台金の周壁及び砥粒層の外周面に形成された複数の螺旋状溝を含んでなる、請求項１記載のカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。
前記ポンプ手段は、前記カバーの円筒状周壁の内面に形成された複数の螺旋状溝を含んでなる、請求項２記載のカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。
前記受液部は、前記中央壁部の中心寄りの位置に砥石軸線を中心として形成された環状の受液溝であり、
前記給液穴は、前記台金の周壁内側に開口する終端が前記受液溝の底部に開口する始端よりも半径方向外方に位置するように砥石軸線に対して傾斜して形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。
前記小間隙の大きさは直径隙間で０．０５〜１．０ｍｍである、請求項１ないし４のいずれかに記載のカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。
前記研削盤は、砥石軸線が水平方向に延びる横型研削盤であり、
前記カバーには、研削液タンクから送られてきた研削液を前記受液部へ落下により供給する供給装置が設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載のカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。
前記カバーの下部には、前記研削液タンクに接続された回収パイプが連結され、前記カバー内部の研削液を該回収パイプによって研削液タンクへ自由流下により回収するように構成されている、請求項６記載のカップ形砥石を用いた研削盤における給液構造。