JP5491984B2 - Grinding wheel and boring tool - Google Patents
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Description
本発明は、母材の面に、複数の砥粒が一列に並んだ形態で接着されている砥石の改良に関する。 The present invention relates to improvement of a grindstone in which a plurality of abrasive grains are bonded to a surface of a base material in a line.
砥石には、母材の面に、複数の砥粒を接着したものが知られている(例えば、特許文献1(図5)参照。)。 A grindstone is known in which a plurality of abrasive grains are bonded to the surface of a base material (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 5)).
特許文献1に示される砥石(4)(括弧付き数字は特許文献1に記載されている符号を示す。以下同じ。)は、母材(1)の面に複数の砥粒(3)が、ばらばらに配置された形態で接着されている。母材(1)の面から砥粒(4)の頂点までの高さを合わせるため、砥粒(4)の上部がツルーイングにより除去されている。
The grindstone (4) shown in Patent Document 1 (the numbers in parentheses indicate the symbols described in
次に、砥石の一般的な製造方法及び使用形態について説明する。
図14(a)は砥粒の一例を示す図であり、砥粒101は、多面体形状を呈している。この砥粒101を(b)に示すように、母材102の面に配置し、メッキ103で接着することで、砥石104が作られる。
(c)に示すように、砥石104を矢印(1)のように移動させることで、被加工物105の表面を削ることができる。
Next, the general manufacturing method and usage pattern of a grindstone are demonstrated.
FIG. 14A is a diagram showing an example of abrasive grains, and the
As shown to (c), the surface of the to-be-processed
ところで、(b)での砥粒101の向きは、制御されていない。すなわち、上面106が、母材102の面に平行になる形態や、傾斜する形態が存在する。
仮に、上面106が母材102の面と平行であれば、上面106が被加工物105の表面107に接触するため、研削抵抗が増大する。
結果、加工精度や砥石寿命が低下する。
By the way, the direction of the
If the
As a result, the processing accuracy and the wheel life are reduced.
近年、仕上がり精度の更なる向上が求められている。そこで、研削抵抗をより低減させることにより、仕上げ面の精度をより向上させることができる砥石が求められている。 In recent years, further improvement in finishing accuracy has been demanded. Therefore, there is a demand for a grindstone capable of further improving the accuracy of the finished surface by further reducing the grinding resistance.
本発明は、研削抵抗をより低減させることにより、仕上げ面の精度をより向上させることができる砥石を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the grindstone which can improve the precision of a finished surface more by reducing grinding resistance more.
請求項1に係る発明は、母材の面に、複数の砥粒が一列に並んだ形態で接着されている砥石であって、前記複数の砥粒の全てに同一な所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されており、前記逃げ面は、平面状の研削面であり、一列に並んだ全ての前記砥粒の前記逃げ面は同一面上に形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項2に係る発明では、砥石は、中ぐり用の砥石であることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the grindstone is a grindstone for boring.
請求項3に係る発明は、シャンクの先端部に設けられた母材の面に、複数の砥粒が、シャンクの軸方向に一列に並び且つ、軸方向に形成された砥粒の並びをシャンクの周方向に複数列形成した形態で接着されている砥石であって、軸方向の各列の砥粒の全てに同一な所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されており、逃げ面は、平面状の研削面であり、一列に並んだ全ての砥粒の逃げ面は同一面上に形成されていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、円柱状のベースと、この円柱状のベースに軸方向に複数列並べられるとともに、各列の砥粒の並びが軸方向に一列に形成されている請求項1記載の砥石と、からなることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of abrasive grains are arranged in a line in the axial direction of the shank on the surface of the base material provided at the tip of the shank, and the arrangement of the abrasive grains formed in the axial direction is the shank. A grindstone that is bonded in a form in which a plurality of rows are formed in the circumferential direction, and a relief surface having a relief angle of the same predetermined angle is formed on all the abrasive grains in each row in the axial direction, and the relief surface Is a flat grinding surface, and the relief surfaces of all the abrasive grains arranged in a line are formed on the same surface.
The invention according to
請求項5に係る発明は、筒状のツールホルダと、ツールホルダに揺動可能に設けられ拡径機構により径方向に広げられるアームと、アームの先端に設けられる請求項1記載の砥石と、からなることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明では、母材の面に、複数の砥粒が一列に並んだ形態で接着されている砥石であって、複数の砥粒の全てに所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されている。全ての砥粒に所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されているので、研削抵抗をより低減させることができ、且つ、仕上げ面の精度をより向上させることができる。
The invention according to
請求項2に係る発明では、砥石は、中ぐり用の砥石である。一般的に外径加工より内径加工の方が、ツール形状や周速に制限が発生するため、仕上げ面の精度を出すのが困難なことが多い。このような穴径の仕上げに本発明の中ぐり用砥石を用いることで、穴の仕上げ精度をより向上させることができる。 In the invention which concerns on Claim 2, a grindstone is a grindstone for boring. In general, inner diameter machining is more difficult than outer diameter machining because the tool shape and peripheral speed are limited. By using the boring grindstone of the present invention for finishing such a hole diameter, the finishing accuracy of the hole can be further improved.
請求項3に係る発明では、軸方向の各列の砥粒の全てに同一な所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されており、逃げ面は、平面状の研削面であり、一列に並んだ全ての砥粒の逃げ面は同一面上に形成されている。複数の砥粒を一列に並べることで、一回のツルーイングで逃げ面を形成できる。
請求項4に係る発明では、円柱状のベースと、この円柱状のベースに軸方向に並べられる請求項1記載の砥石と、からなる。シリンダブロックのジャーナル穴の加工は、例えば4気筒のシリンダブロックであれば5つの軸受けの加工を必要とし、ツールが長軸となることや、種類によっては、アルミニウムと鉄を共削りするものもあるため、仕上げ面の精度を出すのが困難なことが多い。この点、本発明の中ぐり工具を用いることで、ジャーナル穴の仕上げ精度をより向上させることができる。
In the invention according to
In the invention which concerns on
請求項5に係る発明では、拡径機構により径方向に広げられるアームと、アームの先端に設けられる請求項1記載の砥石と、からなる。拡径機構により径を調整するので、1つの中ぐり工具で大きさの異なる内径の仕上げ加工に対応することができる。そのため、複数の中ぐり工具を必要とせず、中ぐり工具のコストダウンを図ることができる。
また、例えばシリンダブロックのジャーナル穴加工においては、拡径機構をツールの軸方向に複数持たせることで、周方向に複数の砥石を有しながらも、径を縮小させてツールを進入させることで、複数の軸受け部を同時に加工することができる。そのため、サイクルタイムの短縮ができる。
さらに、砥石摩耗による加工径の減少にも対応できる。
In the invention which concerns on
For example, in journal hole drilling of a cylinder block, by providing a plurality of diameter expansion mechanisms in the axial direction of the tool, it is possible to enter the tool by reducing the diameter while having a plurality of grinding wheels in the circumferential direction. A plurality of bearings can be processed simultaneously. Therefore, cycle time can be shortened.
Furthermore, it is possible to cope with a reduction in processing diameter due to grinding wheel wear.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
先ず、本発明の実施例1を図面に基づいて説明する。
図1(a)に示されるように、逃げ面形成前の砥粒10は、多面体形状を呈している。
なお、実施例に係る砥粒10は切頂八面体を例に説明するが、切頂八面体以外の多面体形状であっても差し支えない。
(b)に示すように、砥粒10を母材11の面12に載せ、電着または接着剤13で接着することで逃げ面形成前の砥石14が作られる。
First,
As shown in FIG. 1 (a), the
In addition, although the
As shown in (b), the
(c)に示すように、円形のツルーイング砥石15で砥粒10のツルーイングを行う。砥粒10の図上側にツルーイング砥石15を接触させ、矢印(2)のようにツルーイング砥石15を回転させて砥粒10を研削する。砥粒10の大きさに比較し、ツルーイング砥石15の径は大きいので、砥粒10の研削面は略平面となる。
すると、(d)に示すように、砥粒10の図上側に逃げ面16が形成される。
As shown in (c), truing of the
Then, the
次に砥石10の使用例を説明する。
図2に示されるように、中ぐり工具20は、円柱状のベース21と、ベース21の外周22に設けられた3列の砥石14とからなる。
作用を説明すると、中ぐり工具20を、矢印(3)のように回転させることで、被加工物23の内周面(加工面)24を研削する。
なお、実施例では砥石14の列を3列にしたが、これに限定されず、4列、5列など被加工物23の材質や大きさに合わせて適宜変更しても差し支えない。また、砥粒10の高さは揃っている。
Next, a usage example of the
As shown in FIG. 2, the
Explaining the operation, the inner peripheral surface (machined surface) 24 of the
In the embodiment, the number of rows of the
次に砥石10を断面図に基づいて説明する。
図3に示されるように、砥石14は、母材11の面12に、複数の砥粒10が一列に並んだ形態で接着されている。複数の砥粒10を一列に並べることで、一回のツルーイングで逃げ面16を形成できる。
なお、実施例では、砥粒10の数を11個としたが、これに限定されず、20個、30個など、被加工物23の材質や大きさに合わせて適宜変更しても差し支えない。
Next, the
As shown in FIG. 3, the
In the embodiment, the number of
次に砥粒10の形態について詳しく説明する。
図4に示されるように、砥石14は、母材11の面12に、砥粒10が接着されている。砥粒10は、制御されていない角度αのすくい角を有するすくい面25と、形成した所定の角度βの逃げ角を有する逃げ面16で構成されている。図3に示した砥粒10の全て同様の構成である。図4の矢印(4)のように、砥石14を移動させることで、逃げ面16のこすり接触を最小限に抑えることで、研削抵抗が減少して効率良く被切削物23を研削することができる。
Next, the form of the
As shown in FIG. 4, in the
また、研削抵抗が低減されるので、びびりの抑制、中ぐり工具(図2、符号20)や被加工物23の剛性不足によるたわみ影響の抑制、バリ発生の抑制などの効果もある。
さらに、中ぐり工具20にかかる負荷も小さくなるので、設備の剛性や規模も小さくすることができる。
Further, since the grinding resistance is reduced, there are effects such as suppression of chattering, suppression of deflection due to insufficient rigidity of the boring tool (
Furthermore, since the load applied to the
次に、本発明の実施例2を図面に基づいて説明する。なお、図3に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図5に示されるように、シャンク26の先端部に中ぐり工具20が設けられている。中ぐり工具20の外周である母材11の面12に、複数の砥粒10が一列に並んだ形態で接着されている砥石14が複数列配置されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached about the same structure as the structure shown in FIG. 3, and detailed description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 5, a
次に中ぐり工具20と被加工物23の位置関係について説明する。
図6に示されるように、中ぐり工具20に設けられた砥粒10は、被加工物23の内周面24に接している。
作用を説明すると、中ぐり工具20を、矢印(5)のように回転させることで、被加工物23の内周面24を研削する。
なお、砥粒10の列の個数は被加工物23や加工条件に応じて、適宜変更しても差し支えない。
Next, the positional relationship between the
As shown in FIG. 6, the
Explaining the operation, the inner
Note that the number of rows of the
次に、本発明の実施例3を図面に基づいて説明する。なお、図2に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図7に示されるように、中ぐり工具20(ラインボーリングバー20)は、円柱状のベース21と、ベース21の外周22に設けられた1列の砥石14とからなる。中ぐり工具20を、回転させることで、シリンダブロック27のジャーナル穴28を研削する。
Next,
As shown in FIG. 7, the boring tool 20 (line boring bar 20) includes a
次にラインボーリングバー20を断面図に基づいて説明する。
図8に示されるように、ラインボーリングバー20は、円柱状のベース21に砥石14が軸方向に複数並べられている。砥石14は、母材11の面12に、複数の砥粒10が一列に並んだ形態で接着されている。複数の砥粒10を一列に並べて使用することで、砥石14でシリンダブロック27のジャーナル穴28を効率良く研削することができる。
Next, the
As shown in FIG. 8, the
図9に示されるように、エンジンのシリンダブロック27は、シリンダ27と、ジャーナル穴28とを有する。例えば、4気筒のエンジンであれば、ジャーナル穴28の軸受けは5個ある。ラインボーリングバー20を砥石14が付いている側の反対側に数mmラインボーリングバー20の軸をずらして、ジャーナル穴28に進入させ、ラインボーリングバー20の軸を元に戻し、加工することで、複数のジャーナル穴28を同時に加工することができる。
As shown in FIG. 9, the
次に、本発明の実施例4を図面に基づいて説明する。なお、図3に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図10に示されるように、研削装置30は、基台31にモータ32が取付けられ、このモータ32に回転可能にボールネジ33が取付けられ、このボールネジ33によって基台31に移動可能に設けられたテーブル34が移動され、このテーブル34に被加工物23が固定される。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached about the same structure as the structure shown in FIG. 3, and detailed description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 10, the grinding
また、基台31に中ぐり工具20の主軸受け35が固定され、この主軸受け35に主軸36が回転可能に設けられ、主軸受け35に主軸36を回転させるスピンドルモータ37が設けられている。主軸36の一端に筒状のツールホルダ38が取付けられており、このツールホルダ38は複数の分割ツールホルダ41を軸方向に連結して構成される。
Further, a
ツールホルダ38内及び主軸36内にドローバー42が挿通されており、主軸36の他端にスラストモータ43によって軸方向に移動する引張部材44が設けられ、この引張部材44にドローバー42が連結されている。
A
また、ツールホルダ38の主軸36の反対側は、支軸受け45に回転可能に保持されている。ツールホルダ38の先端部に切削油を供給する切削油供給部46が取付けられ、この切削油供給部46からツールホルダ38に形成された切削油通路47に切削油が供給される。
Further, the opposite side of the
基台31に主軸36の軸方向に沿ってレール48が設けられ、このレール48に移動テーブル51が移動可能に設けられ、この移動テーブル51に支軸受け45が支持されている。
また、被加工物23に対応する位置ように、中ぐり工具20が設けられている。
A
Further, a
図11に示されるように、中ぐり工具20は、ツールホルダ38と、このツールホルダ38に揺動可能に設けられ先端部に砥石14を有する複数のアーム52と、これらアーム52に設けられツールホルダ38の軸と平行に形成された溝53と、アーム52をツールホルダ38に固定するボルト54と、を備えている。
As shown in FIG. 11, the
次に中ぐり工具20を軸方向に沿って切った断面図に基づいて説明する。
図12に示されるように、中ぐり工具20において、ツールホルダ38の内部にドローバー42が通されている。ドローバー42に、アーム52をツールホルダ38の径方向に拡径または縮径するテーパ部55が設けられている。
また、ツールホルダ38には、径方向に貫通穴56が設けられている。この貫通穴56にピン57が摺動自在に収納されおり、ピン57はテーパ部55に当接している。ドローバー42
Next, the
As shown in FIG. 12, in the
The
アーム52にはねじ穴61が設けられており、このねじ穴61に調整ビス62が設けられている。調整ビス62の一端は、ピン57の端部に当接している。
また、ツールホルダ38には切削油通路47に繋がる噴出孔63が設けられており、切削油通路47からの切削油は噴出孔63から被研削面へ供給される。
なお、符号64は砥石(図11、符号14)を取付けるためのねじ穴である。
The
The
In addition, the code |
図13に示されるように、アーム52は、ツールホルダ38の外周に沿うような形状を呈している。アーム52は、基端側に設けられた取付穴65に挿通されたボルト66を介してツールホルダ38に取付けられている。アーム52の先端側に砥石14を取り付けるボルト用のねじ穴(図12、符号64)が設けられており、砥石14はボルトを介してアーム52に取付けられている。
As shown in FIG. 13, the
アーム52は、ドローバー42の周方向に等間隔に3個設けられているので、回転のバランスが保たれている。さらに、複数の砥石14をドローバー42の周方向に離間して設けても、砥石14を拡径した際、ツールホルダ38の回転軸と複数の砥石14の研削面とは平行を保つので、研削精度を維持することができる。アーム52を拡径する拡径機構67は、ツールホルダ38、ドローバー42、ピン57及び調整ビス62により構成される。
なお、実施例ではアーム52を3個としたが、4個、5個でもよく、アーム52を拡径することで研削することができれば、アーム52が複数個あっても差し支えない。
Since the three
In the embodiment, the number of the
以上の述べた研削装置30の作用を次に述べる。
図12において、ドローバー42を図右に移動させ、ピン57を押し上げる。すると、ピン57に当接しているアーム52が溝53を中心にして開き、砥石14が拡径される。このように、ドローバー42の移動量に応じて、複数の砥石14全ての径方向の突出量が調整される。
また、調整ビス62を回すことで、ピン57とアーム52との距離を調整することで、個々の砥石14の径方向の突出量を調整することもできる。
The operation of the grinding
In FIG. 12, the
Further, by rotating the adjusting
砥石14の突出量の調整後は、図10に示したテーブル34に載置した被加工物23の穴の中心と中ぐり工具20の軸を一致させる。径を縮小させて、ツールを進入させた後に、所定の径に拡張して、回転しているツールホルダ38の軸に沿ってテーブル34を移動させ、被加工物23の穴の内径を同時に研削する。
After adjusting the protrusion amount of the
以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
上記の図4に示されるように、母材11の面12に、複数の砥粒10が一列に並んだ形態で接着されている砥石14であって、複数の砥粒10の全てに所定の角度βの逃げ角を有する逃げ面16が形成されている。
The contents described above are summarized below.
As shown in FIG. 4 above, the
この構成により、全ての砥粒10に所定の角度βの逃げ角を有する逃げ面16が形成されているので、研削抵抗をより低減させることができ、仕上げ面の精度をより向上させることができる。
With this configuration, all the
上記の図2に示されるように、砥石14は、中ぐり用の砥石14である。
一般的に外径加工より内径加工の方が、ツール形状や周速に制限が発生するため、仕上げ面の精度を出すのが困難なことが多い。このような穴径の仕上げに本発明の中ぐり用砥石14を用いることで、穴の仕上げ精度をより向上させることができる。
As shown in FIG. 2 described above, the
In general, inner diameter machining is more difficult than outer diameter machining because the tool shape and peripheral speed are limited. By using the
上記の図9に示されるように、円柱状のベース21と、この円柱状のベース21に軸方向に複数に並べられる請求項1記載の砥石14と、からなる。
この構成により、シリンダブロック27のジャーナル穴28の加工は、例えば4気筒のシリンダブロック27であれば5つの軸受けの加工を必要とし、ツールが長軸となることや、種類によっては、アルミニウムと鉄を共削りするものもあるため、仕上げ面の精度を出すのが困難なことが多い。この点、本発明の中ぐり工具20を用いることで、ジャーナル穴28の仕上げ精度をより向上させることができる。
As shown in FIG. 9, it includes a
With this configuration, the processing of the
上記の図13に示されるように、拡径機構67により径方向に広げられるアーム52と、アーム52の先端に設けられる請求項1記載の砥石14と、からなる。
この構成により、拡径機構67により径を調整するので、1つの中ぐり工具20で大きさの異なる内径の仕上げ加工に対応することができる。そのため、複数の中ぐり工具を必要とせず、中ぐり工具20のコストダウンを図ることができる。また、例えばシリンダブロック27のジャーナル穴28加工においては、拡径機構67をツール(中ぐり工具20)の軸方向に複数持たせることで、周方向に複数の砥石14を有しながらも、径を縮小させてツールを進入させることで、複数の軸受け部を同時に加工することができる。そのため、サイクルタイムの短縮ができる。さらに、砥石摩耗による加工径の減少にも対応できる。
As shown in FIG. 13, the
With this configuration, since the diameter is adjusted by the
尚、本発明の中ぐり工具20は、実施の形態では外径の大きさが一定であるベース21に適用したが、ベース21に対して砥石14を拡径させて内周面24に砥粒10を接触させるような拡径手段を備えた中ぐり工具であっても差し支えない。
The
本発明の砥石は、被加工物の中ぐり加工にに好適である。 The grindstone of the present invention is suitable for boring of workpieces.
10…砥粒、11…母材、12…母材の面、16…逃げ面、20…中ぐり工具(ラインボーリングバー)、21…ベース、25…すくい面、28…ジャーナル穴、52…アーム、67…拡径機構、α…すくい角、β…逃げ角。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の砥粒の全てに同一な所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されており、
前記逃げ面は、平面状の研削面であり、一列に並んだ全ての前記砥粒の前記逃げ面は同一面上に形成されていることを特徴とする砥石。 A grindstone in which a plurality of abrasive grains are bonded in a row on the surface of a base material,
A relief surface having a relief angle of the same predetermined angle is formed on all of the plurality of abrasive grains ,
The flank is a flat grinding surface, and the flank of all the abrasive grains arranged in a row is formed on the same surface .
前記軸方向の各列の前記砥粒の全てに同一な所定の角度の逃げ角を有する逃げ面が形成されており、A relief surface having a relief angle of the same predetermined angle is formed on all of the abrasive grains in each row in the axial direction,
前記逃げ面は、平面状の研削面であり、一列に並んだ全ての前記砥粒の前記逃げ面は同一面上に形成されていることを特徴とする砥石。The flank is a flat grinding surface, and the flank of all the abrasive grains arranged in a row is formed on the same surface.
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