JP6115186B2 - 研削盤およびドレス方法 - Google Patents

Description

本発明は、研削盤の砥石車をドレスする研削盤およびドレス方法に関するものである。

砥石車を用いた研削加工において良好な研削性能を維持するためには、砥石車の研削作用面をドレスロールによりドレスすることで、砥粒を微細破砕させると共に、ボンド層を除去し砥粒を突出させて切れ刃とすることが必要である。ドレスロールとして、寿命が長いため、ダイヤモンドをダイヤモンド保持層で保持して外周に埋め込んだドレスロールが用いられる。
図５に示すように、ドレスロール８はダイヤモンド８１を金属のダイヤモンド保持層８２で保持しており、ダイヤモンド８１の先端は同一半径に揃えられダイヤモンド保持層８２からｈだけ突出している。このｈをダイヤモンドの突出し量と称し、適正なドレスを行うためには所定の大きさが必要であり、製作時に所定のｈに仕上られている。
図６に示すように、砥石車７をドレスロール８でドレスすると、砥石車７の砥粒７１とダイヤモンド８１が衝突して砥粒７１が破砕され表面に鋭利な切れ刃が成形され、同時にダイヤモンド８１もわずかであるが摩耗する。この時生じる砥石車７の破砕片７ａは、微細であり、砥石車７のボンド層７２とドレスロール８のダイヤモンド保持層８２の間の隙間を通過して排出される。長期にわたりドレスを行うと、ダイヤモンド８１が摩耗して突出し量ｈが小さくなり、ボンド層７２とダイヤモンド保持層８２の間の隙間が小さくなる。そうすると、破砕片７ａをスムースに排出できなくなり、焼き付などを起こし適正なドレスができなくなりドレスロール８の寿命となる。このため、ドレスロール８の突出し量ｈを回復する表面処理を別工程で実施している。
一方、ドレス中にドレスロール８と砥石車７の接触部に遊離砥粒を供給するドレス方法（例えば、特許文献１）も行われており、適正な粒径の遊離砥粒を用いることでドレスロール８と砥石車７の双方の突出し量を大きくできる。

特開２００９−２０８１７３号公報

特許文献１の遊離砥粒を供給するドレス方法は、専用の遊離砥粒供給装置と、遊離砥粒を必要とし、装置費用と遊離砥粒の消耗費用が高価である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な装置により、専用の遊離砥粒を用いることなく、ドレスロールの適正なダイヤモンドの突出し量を維持できる研削盤およびドレス方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、砥石車と、
前記砥石車のドレスを行う、ダイヤモンドを保持層で保持したドレスロールと、
研削時に研削作用点に供給された研削液を回収する第１タンクと、前記第１タンクから流出する前記研削液に含まれる研削スラッジを除去するスラッジ除去装置と、前記スラッジ除去装置から流出する研削スラッジの除去された前記研削液を貯留する第２タンクから構成される研削液供給装置を備える研削盤において、
ドレス作用点に前記第１タンクの研削スラッジの含まれた前記研削液を供給するダーティ液供給装置を備え、
ドレス時は前記研削液供給装置から研削スラッジの除去された前記研削液を前記ドレス作用点に供給できるようにし、
前記ドレス作用点に、研削スラッジの含まれた前記研削液と、研削スラッジの除去された前記研削液のいずれかを供給できるように切り替える切替手段を備えることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１の研削盤を用いて、
研削スラッジの含まれた前記研削液を供給するドレスと、研削スラッジの除去された前記研削液を供給するドレスを適切な比率で実行することである。

請求項1に係る発明によれば、ドレス時にドレス作用点に研削スラッジ（研削加工により発生する切屑と、砥石の破砕片が混じり合った物質）を含む研削液が供給される。この研削スラッジが、砥石車とドレスロールの接触部を通過するときにドレスロールの保持層を除去するので、ダイヤの突出し量を維持できる研削盤を実現できる。
しかも切替手段によって、前記ドレス作用点に、研削スラッジの含まれた前記研削液と、研削スラッジの除去された前記研削液のいずれかを供給するので、ドレスロールの保持層の除去量を変えることができる。

請求項２に係る発明によれば、研削スラッジの含まれた前記研削液を供給するドレスと、研削スラッジの除去された前記研削液を供給するドレスを適切な比率で実行するので、ドレスロールの保持層の除去量を最適にでき、ダイヤモンドの突出し量を最適にできる研削盤を実現できる。

本実施形態の研削盤を示す平面図である。 本実施形態の研削液供給装置と研削液供給管路を示す図である。 本実施形態のドレスの動きを示す平面図である。 本実施形態のドレス作用点を示す模式図である。 ドレスロールを示す模式図である。 従来のドレス作用点を示す模式図である。 砥粒の保持状態の変化を示す模式図である。

以下、本発明の研削盤の実施の形態を、回転するドレスロールを用いてドレスを行う円筒研削盤の実施例に基づき説明する。
図１示すように、円筒研削盤１は、ベッド２を備え、ベッド２上にＸ軸方向に往復可能にガイドされる砥石台３と、Ｘ軸に直交するＺ軸方向に往復可能なテーブル４を備えている。砥石台３は砥石車７を回転自在に支持し、砥石車７を回転させる回転モータ（図示省略する）を備えている。テーブル４上には、工作物Ｗの一端を把持して回転自在に支持し主軸モータ（図示省略する）により回転駆動される主軸５と、工作物Ｗの他端を回転自在に支持する心押し台１０を備えており、工作物Ｗは主軸５と心押し台１０により支持されて、研削加工時に回転駆動される。ドレスモータ（図示省略する）より回転駆動されるドレスロール８を回転自在に支持したドレス装置６が、主軸５に付設されている。さらに、研削加工やドレスを実行する時に研削液を作用点に供給し、浄化する研削液供給装置９を備えている。

この円筒研削盤１は、所定のプログラムを実行することで自動化された研削加工やドレスを実行する制御装置３０を備えている。制御装置３０の機能的構成として、砥石台３の送りを制御するＸ軸制御手段３１、テーブル４の送りを制御するＺ軸制御手段３２、研削液供給装置９を制御する研削液供給装置制御手段３３、砥石車７の回転を制御する砥石軸制御手段３４、ドレス装置６を制御するドレス装置制御手段３５などを具備している。

図２に基づき、研削液供給装置９について詳細に説明する。研削液供給装置９は、研削液を貯留するクリーンタンク（第２タンク）９５の上部に、ベッド２から研削液が流入するダーティタンク（第１タンク）９１、ダーティタンク９１の上部の排出口から研削液が流入するマグネットセパレータ（スラッジ除去装置）９３、マグネットセパレータ９３で分離された研削スラッジを収納するチップボックス９４を備えている。クリーンタンク９５はクリーン液ポンプ９６を備え、クリーン液ポンプ９６から吐出される研削液は、管路１３を経由して、砥石台３上に配置され砥石車７に研削液を噴出する研削ノズル１４へ供給される。ダーティ液供給装置は、ダーティタンク９１、ダーティ液ポンプ９２、管路１１、ドレス装置６上に配置されドレスロール８に研削液を噴出するドレスノズル１２で構成されている。これらは連通しており、ダーティタンク９１内の研削液はドレスノズル１２へ供給される。

上記の円筒研削盤１を用いた研削加工時の研削液の循環について詳細に説明する。
研削液供給装置９を起動すると、クリーンタンク９５内の研削液がクリーン液ポンプ９６により汲み上げられ、管路１３、研削ノズル１４を経由して砥石車７の研削作用点に供給される。砥石車７と工作物Ｗの洗浄、冷却を行った後、研削液はベッド２の上面を流れて、ダーティタンク９１に流入し、さらにダーティタンク９１の上部からマグネットセパレータ９３に流入する。マグネットセパレータ９３では磁石を内蔵したマグネットドラム９３１により磁性体は吸引され研削液と分離され、研削スラッジａとなりチップボックス９４内に捕集される。スラッジの除去された研削液はクリーンタンク９５に回収され、再びクリーン液ポンプ９６により汲み上げられ循環を繰返す。

ここで、研削液の状態変化について説明する。研削作用点に供給される研削液は切屑、砥粒粉などをほとんど含まない清浄な研削液である。研削加工により、研削作用点で発生する切屑、砥石の脱落粉が研削液に混入し、切屑、砥石の脱落粉が混合した研削スラッジを含む研削液となる。この時発生する砥石車７の脱落粉は、図６に示すような研削力により微細に破砕した砥粒や保持層の破砕片７ａと、図７に示すような粒径の大きな脱落砥粒７１ｅである。脱落砥粒が発生する過程を図７に基づき説明する。砥石車７の消耗に連れて砥粒７１ｂは表面に露出する、この時砥粒７１ｂは保持層７２にＬの深さ埋れており強固に保持されている。研削やドレスによりさらに消耗が進むと砥粒７１ｃ、７１ｄ、７１ｅと埋れる量が減少し保持力も減少する、ついには、研削力が保持力を上回り７１ｅのように比較的大きな粒径の砥粒が脱落砥粒となり脱落する。
ダーティタンク９１には、上記の切屑、破砕片７ａ、脱落砥粒７１ｅが混合した研削スラッジを含む研削液が貯留されている。

上記の円筒研削盤１におけるドレス方法の詳細を説明する。
初めに砥石車７とドレスロール８を回転させた状態で、ドレスロール８が砥石車７と正対する位置にテーブル４を移動させる。ダーティ液ポンプ９２を起動して、ダーティタンク９１内の研削スラッジを含む研削液を管路１１、ドレスノズル１２を経由してドレスロール８のドレス作用点(砥石車７とドレスロール８の接触する部位)に供給する。砥石台３を前進させ砥石車７をドレスロール８に切込み、図３に示すようにテーブル４を所定の速度で左右に移動して砥石車７のドレスを行う。
図４に示すように、ドレス作用点には研削スラッジに含まれる大きな粒径の脱落砥粒７１ｅが供給され、砥石車７とドレスロール８の接触部位を脱落砥粒７１ｅが通過する。この時、ドレスロール８のダイヤモンド保持層８２の表面を削り取りながら転動するので、ドレスロール８のダイヤモンド８１の突出し量ｈは、脱落砥粒７１ｅの平均径により決まる値に維持できる。

以上のように、砥石車７の砥粒７１の粒径や保持層７２の強度の調整により脱落砥粒７１ｅの平均径を所定の値にすることで、所望のダイヤモンド８１の突出し量ｈを維持できる研削盤を実現できる。

なお、本実施例ではドレス時にはいつも、ドレス作用点に研削スラッジを含む研削液を供給することとしたが、ドレス作用点にクリーンタンクからの研削スラッジを含まない研削液を供給してドレスすることを所定のドレス間隔で行うようにしてもよい。この場合、ドレスノズル１２へ供給する研削液を、ダーティ液ポンプ９２とクリーン液ポンプ９６のいずれかから吐出される研削液に切り替える、切換手段を備えればよい。こうすることで、研削スラッジを含む研削液を供給し、ダイヤモンド保持層８２を削り取る量が多いドレスと、研削スラッジを含まない研削液を供給し、ダイヤモンド保持層８２を削り取る量が少ないドレスを選択することができる。ダイヤモンド保持層８２の除去量の値は、除去量が多いドレスと、研削スラッジを含まない研削液を供給するため除去量が少ないドレスの除去量の平均値となる。これより、両ドレスを適正な比率で実行することで、所望の除去量に設定することができ、ダイヤモンド８１の突出し量ｈを所望の値に維持できる。
また、ダーティタンク９１内に撹拌装置を備え、ダーティ液ポンプ９２の作動時に駆動してもよい。こうすることで、ダーティタンク９１の底部に沈殿している研削スラッジを効率よくダーティ液ポンプ９２で吸引できる。
さらに、研削液の交換直後などの研削スラッジが少ない場合は、遊離砥粒をダーティタンクに適宜追加しても良い。

３：砥石台 ４：テーブル ７：砥石車 ８：ドレスロール ９：研削液供給装置 １１、１３：管路 １２：ドレスノズル １４：研削ノズル ９１：ダーティタンク ９２：ダーティ液ポンプ ９３：マグネットセパレータ ９４：チップボックス ９５：クリーンタンク ９６：クリーン液ポンプ ９３１：マグネットドラム

Claims (2)

1. 砥石車と、
   前記砥石車のドレスを行う、ダイヤモンドを保持層で保持したドレスロールと、
   研削時に研削作用点に供給された研削液を回収する第１タンクと、前記第１タンクから流出する前記研削液に含まれる研削スラッジを除去するスラッジ除去装置と、前記スラッジ除去装置から流出する研削スラッジの除去された前記研削液を貯留する第２タンクから構成される研削液供給装置を備える研削盤において、
   ドレス作用点に前記第１タンクの研削スラッジの含まれた前記研削液を供給するダーティ液供給装置を備え、
   ドレス時は前記研削液供給装置から研削スラッジの除去された前記研削液を前記ドレス作用点に供給できるようにし、
   前記ドレス作用点に、研削スラッジの含まれた前記研削液と、研削スラッジの除去された前記研削液のいずれかを供給できるように切り替える切替手段を備える研削盤。
2. 研削スラッジの含まれた前記研削液を供給するドレスと、研削スラッジの除去された前記研削液を供給するドレスを適切な比率で実行してなる請求項１に記載の研削盤。

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