JPH0411333B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電加工により工作機械に使用する研
削砥石を成形する装置に関するものであり、特に
研削砥石の成形工具として、走行するワイヤ電極
を用いて、研削砥石とそのワイヤ電極との間で放
電加工を行い研削砥石を成形するものである。

〔従来の技術〕

NC工作機械に研削砥石を取付けて研削加工を
する装置は特開昭60−48257において公知である。
そのNC工作機械に使用する研削砥石の成形方法
及び装置として、研削砥石を回転させてシングル
ポイントのダイヤモンド工具を接触させて成形す
る方法や装置は公知である。また、別に研削砥石
を共ずりして成形する方法や装置も公知である。
これらの方法で研削砥石を成形する場合、砥粒の
結合材である砥石ボンドが軟いものは問題ない
が、例えば、メタルボンドや鋳鉄ボンドのダイヤ
モンド砥石のように砥石ボンドが硬く砥粒の保持
力が強い研削砥石を従来の方法で成形すると砥粒
を損壊し、また目詰まりが起き、研削砥石の研削
性能が悪化するという不具合がある。

そこで本出願人は特願昭61−15845号により、
斯る問題点の解決を図るべく、NC工作機械に装
着した研削砥石を、ワイヤ電極を用いて、研削砥
石とそのワイヤ電極との間で放電加工を行わせ、
研削砥石を成形する方法と装置を開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しながら、研削砥石を成形するときにその研
削砥石をNC工作機械の主軸に装着したまま成形
作業をすると、NC工作機械本来の研削作業を行
う時間が少なくなり、稼働率が悪く生産性が低下
するという問題点があつた。依つて本発明は、こ
のような問題点をなくして、研削砥石の成形作業
を行う専用の装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、NC工作機械で使用する研削砥石を
そのNC工作機械から外し、別の装置すなわち研
削砥石を成形する専用の装置で成形する装置を提
供するものである。詳述すると、ワイヤ電極を用
いて放電加工により研削砥石の形状を成形する装
置において、主軸内に挿通されたクランプ軸を有
すると共に前記主軸が回転可能に軸承された主軸
装置と、前記主軸と電気的に絶縁して装着された
研削砥石と、前記主軸と絶縁しつつ前記クランプ
軸を介して前記研削砥石に給電する砥石給電装置
と、外周が円形状で回転自在に軸承され、その外
周に180度を越える角度範囲に亘つてワイヤ電極
を巻架し、放電加工部におけるワイヤ電極を走行
させながら支持するガイド溝を有するワイヤ電極
ガイドと、前記ワイヤ電極ガイドに支持され、繰
出し巻取り機構により走行されるワイヤ電極と、
前記走行するワイヤ電極に放電加工用電源を接続
し給電するワイヤ電極給電装置と、前記主軸装置
に装着された前記研削砥石と前記ワイヤ電極ガイ
ドに支持された前記ワイヤ電極とを前記主軸装置
の回転軸線方向とその回転軸線方向に直交する方
向との二軸方向に相対的に移動させる移動装置
と、放電加工部に加工液を供給する加工液供給装
置と、前記研削砥石と前記ワイヤ電極との間で放
電加工を行わせる放電加工用電源装置とを具備し
て、放電加工により研削砥石の形状を所望形状に
成形することを特徴とする研削砥石の成形装置を
提供するものである。

〔作 用〕

上記研削砥石の成形装置は、ワークを加工する
NC工作機械とは切り離した別体の専用の成形装
置であり、NC工作機械で使用した研削砥石をこ
の成形装置の主軸に装着替えして所望形状に成形
する。主軸装置が本来的に有しているクランプ軸
を介して、即ち、装置の後部から主軸と絶縁され
た研削砥石へ給電して、砥石との接触による給電
子の摩耗という問題を回避している。また、ワイ
ヤ電極はワイヤ電極ガイドに180度を越える角度
範囲に亘つて巻架されているため、この角度範囲
の領域においてはワイヤ電極がふらつくことはな
く、砥石の外周のみならずその端面をも成形する
ことができる。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例に基いて更
に詳細に説明する。第１図は本発明に係る装置の
斜視図、第２図はその装置の主軸ヘツド部断面に
よる平面図、第３図は第２図の矢視線−によ
る放電加工ヘツド部の断面図、第４図は第２図の
矢視線−による放電加工ヘツド部の断面図、
第５図は研削砥石の成形状態を表わす説明図、第
６図はワイヤ電極支持部と加工液噴射部を表わす
断面図、第７図は１例の動作を説明する流れ図で
ある。

第１図を参照すると、基台１０の後部上面には
左右方向Ｘ並びに前後方向Ｙに移動可能な主軸ヘ
ツド１２が配設されている。この主軸ヘツド１２
にはモータMRによつて回動駆動される主軸１６
が回転可能に保持されている。上記Ｘ並びにＹ方
向の駆動に際しては夫々モータMX，MYが動力
源として使用されると共に図示されていない周知
のボールねじ軸・ボールナツト機構により動力が
伝達され、更には図示されていない周知のリニア
ガイド機構によつて各方向に案内される。各ボー
ルねじ軸・ボールナツト機構とリニアガイド機構
とをワークである研削砥石２６の加工粉や工場雰
囲気中の塵埃から保護するため、夫々テレスコピ
ツクカバー１８，２０によつて覆われている。

上記主軸１６の中心軸線は前後方向Ｙに延設さ
れている。第２図を参照すると、砥石ホルダ７０
の前側に研削砥石２６の保持部２８を介して該研
削砥石２６を保持し、後側のテーパシヤンク部７
２を上記主軸１６のテーパ孔７３に挿入すること
によつて研削砥石２６をＹ方向に延設する。上記
砥石ホルダ７０のテーパシヤンク部７２を主軸１
６に固定するにはクランプ軸７４及びクランプハ
ンドル７６で行なう。クランプ軸７４の先端はコ
レツト７５を有し、砥石ホルダ７０の後端に設け
られたプルスタツド７１に係合し、クランプハン
ドル７６を回すことにより砥石ホルダ７０を主軸
１６のテーパ孔７３に固定するようになつてい
る。クランプ軸７４、砥石ホルダ７０、及び研削
砥石２６の保持部２８は全て導電性材料でつくら
れており、クランプ軸７４の後端部に取り付けら
れたスリツプリング７８を介して研削砥石２６に
放電加工用電源の陽極が接続され給電される。こ
のため、これらの給電経路と主軸１６との電気的
絶縁の目的で例えばセラミツクス等の絶縁材料か
らなる絶縁部材８０や絶縁ブツシユ８２が配設さ
れている。

主軸１６の中央部にはプーリ８８が外周に固定
されており、モータMRの出力軸に固定された他
のプーリ８６との間にベルト９０を張架し、軸受
８４によつて軸承された主軸１６を回転させる。

再び第１図を参照すると、基台１０の前方右側
には、後述のワイヤ電極１４の繰出し巻取り機構
や該ワイヤ電極１４へ放電加工用電源を接続し給
電する給電装置を収容した放電加工ヘツド３０が
固定されている。この放電加工ヘツド３０の先端
はワイヤ電極支持部５０となつており、上記ワイ
ヤ電極１４を案内すると共に支持する円板状のワ
イヤ電極ガイド５８が固定されている。上記研削
砥石２６を主軸ヘツド１２と共にＸ又はＹ方向へ
移動させることにより、円板状のワイヤ電極ガイ
ド５８の外周に設けたＶ溝（第６図）に巻架され
て走行しているワイヤ電極１４に接近させ、この
研削砥石２６とワイヤ電極１４との間で放電を発
生させて研削砥石２６を加工成形する。

本実施例では、主軸１６をＸ，Ｙの直交する二
軸方向に移動させる案内駆動装置を有して、放電
加工ヘツド３０を基台１０に固定しているが、別
の実施例として、これとは反対に主軸１６を基台
１０に固定して、放電加工ヘツド３０をＸ，Ｙの
直交する二軸方向に移動させる案内駆動装置に載
せて、研削砥石２６とワイヤ電極１４とを相対的
に移動させるようにしてもよいことを開示する
（図示せず）。また、別の実施例として、主軸１６
をＸ軸方向（又はＹ軸方向）にのみ移動可能にし
て、放電加工ヘツド３０をＹ軸方向（又はＸ軸方
向）に移動可能にして、それらを相対的に移動さ
せるようにしてもよい（図示せず）。

この放電加工の際には通常加工液を供給する。
加工液は油性のもの又は水等目的に応じて使用さ
れる。基台１０の上面であつて、放電加工領域に
亘つて加工液受け２９が配設されており、この加
工液受け２９の下側には加工液タンク５２が装備
されている。この加工液タンク５２内の加工液は
ポンプPMによつて上述した研削砥石２６とワイ
ヤ電極１４との間に供給噴射され、加工液受け２
９によつて受容され、図示していないフイルター
装置を介して再び加工液タンク５２へ帰還する。

上述したモータMXとMYは、NC装置と放電
加工用電源装置とを有した放電加工制御装置６０
に接続されており、該装置６０内のNC装置によ
つて、ワイヤ電極ガイド５８に支持されているワ
イヤ電極１４に対しワークである研削砥石２６を
相対移動させる。その移動はNCプログラムによ
つて自由に行え得る。一方、この放電加工制御装
置６０内の放電加工用電源装置と接続されたスリ
ツプリング７８（第２図）を介して研削砥石２６
には陽極が給電され、ワイヤ電極１４には陰極が
給電される。こうして研削砥石２６とワイヤ電極
１４との間で放電加工を行わせながら両者を相対
移動させて前記研削砥石２６を所望形状に成形す
る。更にポンプPMも放電加工制装置６０に接続
されており、放電加工中、加工液を供給する。

第３図と第４図は放電加工ヘツド３０内に収容
されたワイヤ電極繰出し巻取り機構と、ワイヤ電
極１４への給電装置とを図示している。ハウジン
グ３０内にはワイヤ電極１４が巻かれている繰出
しボビン３１がブラケツト３２に回転可能で、し
かもワイヤ電極１４に所定張力がかかるようにブ
レーキ機構をもつて軸承されている。ワイヤ電極
１４は軸受ブラケツト３３に軸承された給電ロー
ラ３４を経てガイドローラ３５、ガイドローラ５
４を経てワイヤ電極ガイド５８に係合されてい
る。更に、ガイドローラ５６を経たワイヤ電極１
４はガイドローラ３６を経て、巻取りモータ３７
に取付けられた巻取りボビン３８に係止されて、
放電加工時は巻取りモータ３７によつて巻きあげ
られる。ワイヤ電極１４への給電は、第４図に示
すように軸受ブラケツト３３に絶縁ブツシユ４０
で軸承された給電ローラ軸４１にブラシ４２をコ
イルばね４３で押圧して、給電ローラ３４に係合
しているワイヤ電極１４に給電する。絶縁ブツシ
ユ４４は軸受ブラケツト３３に取付けられ、その
中に給電ターミナル４５がコイルばね４３と当接
するよう配設されている。この給電ターミナル４
５には第１図に示した放電加工制御装置６０内の
放電加工用電源装置から陰極が給電される。尚、
放電加工用電源装置は一般の放電加工機に使用さ
れている電源装置と同様のものであり公知のもの
を使用している。ガイドローラ３５，３６はロー
ラ軸４６に回転自在に軸承され、ローラ軸４６は
絶縁ブツシユ４７を介して放電加工ヘツド３０に
固定されている。

第５図を参照すると、ワイヤ電極１４を案内す
るガイドローラ５４と５６は、ワイヤ電極ガイド
５８に案内支持されたワイヤ電極１４が該ワイヤ
電極ガイド５８に巻架されている領域角度θが
180度を超えるようにワイヤ電極１４を張設して
いる。ワイヤ電極ガイド５８は円板状であるため
角度θが180度を超えていると、点P0において研
削砥石２６の外周面を成形し、点P1においてワ
ークである研削砥石WAの前端面を成形加工する
ことができ、また点P2において研削砥石WBの内
側面を成形加工することができる。

第６図を参照すると、第１図に示した加工液タ
ンク５２内の加工液を、ポンプPMによつて加工
液供給管部６５，６６を介してワイヤ電極ガイド
５８の上方へ供給し、第１図の角度θよりも広い
角度に亘つて設けれた加工液噴射孔６８を通つて
放射状に噴射させる。この際に、ワイヤ電極ガイ
ド５８の上方に取り付けられた蓋部材６２の下面
周囲に設けれた環状傾斜部６４の案内によつて、
加工液は研削砥石２６とワイヤ電極１４との間の
放電加工部へ噴射される。

本発明では被加工材である研削砥石２６に放電
加工用電源から陽極を接続し、加工工具であるワ
イヤ電極１４に陰極を接続し、放電加工部に加工
液を噴射して研削砥石２６の表面を成形（又は整
形）して、所望形状の高精度の研削砥石を作製す
るのである。

第７図はこの研削砥石の外周面を成形する場合
の加工方法及びその装置の動作を流れ図で示した
ものである。ステツプ100ではワイヤ電極１４の
走行を開始し、その後ステツプ102で研削砥石２
６をモータMRにより低速回転させる。その後ス
テツプ104により、放電加工制御装置６０の制御
のもとに研削砥石２６をＹ方向の所定位置へ移動
させ、その後Ｘ方向へ移動させてワイヤ電極１４
へアプローチさせる。このアプローチの結果、ス
テツプ106にて研削砥石２６とワイヤ電極１４と
の接触を電気的に検知し、研削砥石２６のアプロ
ーチを停止させる。その後ステツプ108にて所定
距離（例えば0.4mm程度）だけ研削砥石２６をＸ
方向へ後退させ、ステツプ110にて加工液を噴射
させる。ステツプ112にて放電加工が開始される。
ステツプ114にて研削砥石２６をＹ軸方向に所定
長さに亘つて往復動作させながら、その研削砥石
２６をＸ軸方向に追込み動作を行わせる。この時
の追込み動作はステツプ状に行なわれ、研削砥石
２６の外周面が円筒形状になるように送られる。
こうして研削砥石２６は所定寸法削られると、ス
テツプ116で判定されて、ステツプ118で放電加工
が停止される。次に実際に成形された研削砥石２
６の寸法を測定して、所望の寸法でない場合は更
に成形動作を行えばよいのである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなうに本発明によれば、
研削砥石を成形するとき、その研削砥石をNC工
作機械から外して、専用の装置で成形する装置で
あるから、NC工作機械の本来の研削作業の能率
を低下させることなく、その作業と砥石成形作業
とを平行して行え得るようになつた。また、放電
加工によりメタルボンド又は鋳鉄ボンド等の母材
を成形するので、砥粒を破壊せず砥石の研削性能
が落ちないという利点がある。更に、ワイヤ電極
を走行させて放電加工を行うので、常に新しいワ
イヤ電極が繰出され、ワイヤ電極ガイドによつて
確実に支持されてるので、いわゆる電極消耗や電
極のたわみ等がなく、研削砥石の成形が高精度に
行うことができる。また、ワイヤ電極ガイドに案
内保持されたワイヤ電極は180度を越える円弧状
にカーブしているため、研削砥石との相対位置関
係を種々に設定でき、従つて、成形し得る砥石の
種類が多くなると共に、外周面のみならず、端面
をも成形することができる。

更には、主軸装置内のクランプ軸を介して砥石
に給電するため、新たな給電装置がいらず、装置
の構造がシンプルになると共に、給電子を砥石に
押し当てる必要がないので給電子の摩耗が問題に
なることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の斜視図、第２図は
その装置の主軸ヘツド部断面による平面図、第３
図は第２図の矢視線−による放電加工ヘツド
部の断面図、第４図は第２図の矢視線−によ
る放電加工ヘツド部の断面図、第５図は研削砥石
の成形状態を表わす説明図、第６図はワイヤ電極
支持部と加工液噴射部を表わす断面図、第７図は
１例の動作を説明する流れ図である。 １０……基台、１２……主軸ヘツド、１４……
ワイヤ電極、１６……主軸、２６……研削砥石、
３０……放電加工ヘツド、３１……繰出しボビ
ン、３４……給電ローラ、３５，３６……ガイド
ローラ、３７……巻取りモータ、３８……巻取り
ボビン、５０……ワイヤ電極支持部、５２……加
工液タンク、５４，５６……ガイドローラ、５８
……ワイヤ電極ガイド、６０……放電加工制御装
置、７０……砥石ホルダ、MR……主軸回転用モ
ータ、MX……Ｘ方向用モータ、MY……Ｙ方向
用モータ、PM……加工液ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤ電極を用いて放電加工により研削砥石
   の形状を成形する装置において、主軸内に挿通さ
   れたクランプ軸を有すると共に前記主軸が回転可
   能に軸承された主軸装置と、前記主軸と電気的に
   絶縁して装着された研削砥石と、前記主軸と絶縁
   しつつ前記クランプ軸を介して前記研削砥石に給
   電する砥石給電装置と、外周が円形状で回転自在
   に軸承され、その外周に180度を越える角度範囲
   に亘つてワイヤ電極を巻架し、放電加工部におけ
   るワイヤ電極を走行させながら支持するガイド溝
   を有するワイヤ電極ガイドと、前記ワイヤ電極ガ
   イドに支持され、繰出し巻取り機構により走行さ
   れるワイヤ電極と、前記走行するワイヤ電極に放
   電加工用電源を接続し給電するワイヤ電極給電装
   置と、前記主軸装置に装着された前記研削砥石と
   前記ワイヤ電極ガイドに支持された前記ワイヤ電
   極とを前記主軸装置の回転軸線方向とその回転軸
   線方向に直交する方向との二軸方向に相対的に移
   動させる移動装置と、放電加工部に加工液を供給
   する加工液供給装置と、前記研削砥石と前記ワイ
   ヤ電極との間で放電加工を行わせる放電加工用電
   源装置とを具備して、放電加工により研削砥石の
   形状を所望形状に成形することを特徴とする研削
   砥石の成形装置。 ２ 前記移動装置は、前記主軸装置を保持する主
   軸ヘツドを前記の直交する二軸方向に案内駆動す
   る駆動機構と、該駆動機構の駆動を制御するNC
   装置とを具備して成る特許請求の範囲第１項に記
   載の研削砥石の成形装置。 ３ 前記移動装置は、前記ワイヤ電極ガイドを保
   持する放電加工ヘツドを前記の直交する二軸方向
   に案内駆動する駆動機構と、該駆動機構の駆動を
   制御するNC装置とを具備して成る特許請求の範
   囲第１項に記載の研削砥石の成形装置。 ４ 前記移動装置は、前記主軸装置を保持する主
   軸ヘツドを前記の直交する二軸方向のうち一方の
   方向にのみ案内駆動する駆動機構と、前記ワイヤ
   電極ガイドを保持する放電加工ヘツドを前記の二
   軸方向のうち他方の方向にのみ案内駆動する駆動
   機構と、前記それらの駆動機構の駆動を制御する
   NC装置とを具備して成る特許請求の範囲第１項
   に記載の研削砥石の成形装置。