JPH03196953A - 平面研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面研削装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図に基いて従来の平面研削盤の構造を説明する。砥
石よりなる研削部材１は、スピンドルヘッド２の先端に
配設され、このスピンドルヘッド２内に回転自在に軸支
された主軸（図示せず）の先端に着脱自在に取り付けら
れている。スピンドルヘッド２は、その基端部４がコラ
ム５に上下動自在に取り付けられている。６はスピンド
ルヘッド２を上下動させる駆動部を示す。またスピンド
ルヘッド２の基端側には主軸を回転させる主軸モータよ
りなる主軸駆動源７が一体に取り付けられている。すな
わち、研削部材１とスピンドルヘッド２と主軸と主軸駆
動源７とが一体化されており、その一体化された状態で
スピンドルヘッド２がコラム５に上下動自在（Ｙ方向に
可動）に取り付けられている。

コラム５はその底部がベツド８の上面に水平方向（Ｚ方
向）に図示しない駆動部により往復動自在に配設されて
いる。また、ベツド８の前部にテーブル９が配設されて
いる。このテーブル９は基台１０に対して水平方向（Ｘ
方向）に図示しない駆動部により往復動自在に形成され
ていると共にワーク１１をその上に保持できるよう形成
されている。１２はワーク１１の表面を示し、この表面
１２が前記研削部材１により平面研削される。

スピンドルヘッド２をコラム５に対して上下動自在とす
る取り付は構造及びコラム５をベツド８に対して往復動
自在とする取り付は構造として従来、すベリ案内構造と
、ころがり案内構造とがある。スピンドルヘッド２とコ
ラム５との間で、これら両案的構造について簡単に説明
すると、先ず、すベリ案内構造は、コラム５側に取り付
けられた案内レール（図示せず）にスピンドルヘッド２
の基端部が上下方向に摺動自在に嵌合され、駆動部６か
らの駆動力により該スピンドルヘッド２が上下動する構
造である。後者のころがり案内構造は、すベリ案内構造
に比して摩擦抵抗が小さいため駆動部６のモータ容量を
小さくすることができること、スティックスリップ現象
が発生しないため精度の良い位置決めを容易に行なうこ
とができること、更に剛性も大きいこと、といった利点
があるため、最近多く用いられるようになってきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記構造の従来の平面研削装置ではワーク１
１の平面研削後の表面１２に第６図に示した如く、縦に
揃った凹凸部すなわちびびり目１３が現われることがあ
り、平面研削の精密度すなわち平面度の向上を図る上で
前記びびり目１３が問題となっていた。

そこで、前記びびり目の発生原因を調べるため、加振実
験を行なった。この加振実験を第５図に基いて説明する
。スピンドルヘッド２のＹ方向への上下動及びコラム５
のＺ方向へ往復動はころがり案内構造にて形成されてい
る。そして、スピンドルヘッド２とテーブル９との間に
加振器（図示せず）を設置して加振力を付与すると、同
図の二点鎖線に示した如く各部は変位した。スピンドル
ヘッド２とコラム５およびベツド８は剛構造であるため
、この変位は前記ころがり案内構造に起因するものであ
ることが解った。更に前記加振器の加振周波数を変化さ
せ、この加振周波数を横軸に、コンプライアンス（対数
表示で示す）を縦軸にとり、スピンドルヘッド２及びコ
ラム５部分の応答曲線をプロットしたところ第７図に示
した如くなった。この応答曲線は、−様な曲線ではなく
、傾斜の急な山と谷を持ち、しかも山と谷の差が大きい
。

平面研削装置で、前記ワーク１１を研削加工すると研削
部材１とワーク１１との間の研削抵抗が変動するため、
主軸駆動源７やその他の駆動源が原因となって加わる振
動の周波数が変化し、上記加振実験と同様の現象が生じ
ることが予想できる。

従って、前記びびり目は前記振動が原因となって呪われ
るものと思われる。尚、−旦ワーク１１の表面にびびり
目が現われると、そのびびり目をなくすために仕上研削
を繰り返しても既にできている凹凸が原因となって研削
部材１に加わる研削抵抗が変動するため、その仕上研削
も第７図に示した特性の下で行なわれることになり、表
面には数μｍの凹凸が残り、平面度を向上させることが
できない、　また、スピンドルヘッド２の上下動等をす
べり案内構造とした場合、その摺動部分にできる油膜に
よって、前記ころがり案内構造はど顕著なびびり目は現
われないが、主軸駆動源７の振動がスピンドルヘッド２
を介して研削部材１に伝わり、平面度を低下させる恐れ
があった。

本発明の目的は、びびり目の発生を低減でき、平面研削
による平面度を向上させることのできる平面研削装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、スピンドルヘッドと、このス
ピンドルヘッド内に回転可能に軸支される主軸と、前記
スピンドルヘッドの基端側に取り付けられ前記主軸を回
転させる主軸駆動源と、前記主軸先端に取り付けられる
研削部材と、前記スピンドルヘッドを上下動可能に保持
するコラムと、を備えた平面研削装置において、基端が
前記スピンドルヘッドに固定され先端が前記研削部材と
反対方向に向って延設され且つ単位板材を複数枚重ね合
わせて形成されたウェイトサポートアームと、このウェ
イトサポートアームの先端側に取り付けられたウェイト
とから成る振動吸収手段を備えたものである。

〔作用〕

研削部材とスピンドルヘッドと主軸さらに主軸駆動源と
が一体化されている構造の当該スピンドルヘッドに振動
吸収手段を設けることにより、その動吸振性で主軸駆動
源等が振動源となり、研削部材とワークとの間の研削抵
抗の変動により前記びり目を発生させる原因となる振動
が減衰される。

前記振動吸収手段はウェイトサポートアームが単位板材
を複数枚重ね、その両端がスピンドルヘッド及びウェイ
トにより固定されている構造である。

これにより、前記研削加工時、前記振動が伝わることに
よって該ウェイトサポートアームが変形するが、その変
形に際し、？Ｊ数枚の各単位板材がそれぞれ変形割合を
異にして変形する。この変形割合を異にする各単位板材
の変形によって各単位板材間で摺動摩擦抵抗が生じ、こ
の抵抗によって前記びびり目の原因となる振動が減衰さ
れる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図に基いて本発明の一実施例を詳細に説
明する。第１図は本発明に係る平面研削装置の要部縦断
面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は第２
図の■−■線断面図である。

スピンドルヘッド２の基端部４に振動吸収手段１４が設
けられている。この振動吸収手段１４は二枚のＬ字形単
位板材１５．１６を重ねたウェイトサポートアーム１７
と、このウェイトサポートアーム１７の先端に締結具１
８で一体に取り付けられた三枚のウェイト１９とから成
る。前記締結具１８により単体板材１５．１６の先端も
一体化されている。ウェイトサポートアーム１７の基端
はスピンドルヘッド２の基端部４に締結具２０により固
定されている。

スピンドルヘッド２を上下動させる構造はころがり案内
構造である。すなわち、コラム５の前部に上下方向に二
本平行に、案内レール２１．２２が固定され、この案内
レール２１．２２をリニア軌道とするリニアモーション
ベアリングブロック２３．２４，２５，２６がスピンド
ルヘッド２の基端部４に固定されている。また、スピン
ドルヘッド２の基端部４にボールねじのナツト３５が固
定され、このナツト３５に螺合するおねじ３６はその基
端が駆動部６に連結されている。尚、コラム５もベツド
８にころがり案内構造にて往復動自在に設けられている
。

次に作用を説明する。テーブル９上に載置固定されたワ
ーク１１の表面１２上に、スピンドルヘッド２を下動さ
せることによってその先端の研削部材１を位置させ、主
軸駆動源７の駆動力により研削部材１を回転させて所定
の平面研削を行なう。

この加工中、主軸駆動源７等の駆動力および研削部材１
とワーク１１との間の研削抵抗により前記びびり目の発
生原因となる振動が起こるが、本発明に係る振動吸収手
段１４の動吸振性により前記振動がその発生と同時に減
衰され、以ってびびり目の発生が防止される。この動吸
振性は、ウェイトサポートアーム１７を構成する二枚の
単位板材１５．１６がスピンドルヘッド２から伝わる振
動によって変形する際に、それぞれ異なる変形度合で変
形することによって、各単位板材間で摺動摩擦抵抗が生
じ、この抵抗によってその伝わってきた振動を減衰させ
ることにより得られる。ここで、ウェイトサポートアー
ム１７の先端はウェイト１９が固定された状態で自由端
となっているため、スピンドルヘッド２から該ウェイト
サポートアーム１７に伝わってきた振動を他に伝達する
ことなく減衰させることができる。このときの第７図に
対応する応答曲線を示したのが、第４図である。

山と谷の少ない曲線となっており、これにより平面度の
向上が図れる。

上記実施例ではウェイトサポートアーム１７を二枚のＬ
字形単位板材にて形成したが、三枚以上を重ねて形成し
たものでもよく、形状も５字形その他の形状であっても
よい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、振動吸収手段によりびびり目発生の原
因となる振動を減衰できるため、平面研削の精密度すな
ねち平面度を向上させることができる０本発明は、スピ
ンドルヘッドの上下動等、上下方向や水平方向への構成
部材の移動構造が、ころがり案内構造にて形成されてい
る平面研削装置に適用すると、特にその効果が顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る平面研削装置の要部縦断面図、第
２図は第１図の■−■線断面図、第３図は第２図のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線断面図、第４図は本発明に係る応答曲線を
示す図、第５図は従来の平面研削装置の側面図、第６図
はびびり目発生を示すワークの平面図、第７図は従来の
平面研削装置の応答曲線を示す図である。 １・・・研削部材、２・・・スピンドルヘッド、４・・
・基端部、５・・・コラム、７・・・主軸駐動源、８・
・・ベツド、９・・・テーブル、１１・・・ワーク、１
３・・・びびり目、１４・・・振動吸収手段、１５．１
６・・・単位板材、 １７・・・ウェイトサポートアーム、 １９・・・ウェイト、２１．２２・・・案内レール、２
３〜２６・・・リニアモーションベアリングブロック・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スピンドルヘッドと、このスピンドルヘッド内に回
   転可能に軸支される主軸と、前記スピンドルヘッドの基
   端側に取り付けられ前記主軸を回転させる主軸駆動源と
   、前記主軸先端に取り付けられる研削部材と、前記スピ
   ンドルヘッドを上下動可能に保持するコラムと、を備え
   た平面研削装置において、基端が前記スピンドルヘッド
   に固定され先端が前記研削部材と反対方向に向って延設
   され且つ単位板材を複数枚重ね合わせて形成されたウェ
   イトサポートアームと、このウェイトサポートアームの
   先端側に取り付けられたウェイトとから成る振動吸収手
   段を備えたことを特徴とする平面研削装置。