JPH068124A - 自己倣い輪郭研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作物の細溝の側面を高精度に研磨加工でき
る自己倣い輪郭研磨装置を提供しようとするものであ
る。 【構成】 下端に研磨工具を装着したスピンドルを、研
磨装置本体に、Ｚ軸方向に調整可能な振幅でもって往復
可能で、かつＸＹ軸方向に変位可能に支持させ、前記ス
ピンドルを振動させながら、前記研磨工具が工作物の被
加工面を研磨する時のＸＹ軸方向変位を検出し、この検
出信号に基づいて前記研磨工具を被加工面に倣わせて加
工するようにした自己倣い輪郭研磨装置において、弾性
を有するワイヤ状の研磨工具の一端を前記スピンドルに
設け、前記研磨工具に一定の張力を付加する引張り機構
を前記スピンドルに設け、この引張り機構で研磨工具の
他端を引張って、研磨工具に一定の張力を与えて加工す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金型にみられる貫通
細溝を研磨するのに最適な自己倣い輪郭研磨装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】金型の製作は、倣いフライス盤若しくは
立型マシニングセンタ等の工作機械による形状加工と、
油砥石やスティック砥石さらにはダイヤモンドペースト
等による鏡面磨き加工とに大別される。

【０００３】形状加工については、高度に自動化された
工作機械を使用しているため、極めて高能率な自動加工
が可能であるが、その後工程である磨き（研磨）加工に
おいては、人手による仕上げ加工に依存しているのが実
情である。そのためこの磨き加工の自動化が強く望まれ
ている。

【０００４】そこで、本出願人は自己倣い輪郭研磨装置
を提案し、金型の自動研磨を可能にした。この自己倣い
輪郭研磨装置は、図５に示す様に、研磨装置本体（１）
にスピンドル（２）を内蔵し、このスピンドル（２）に
研磨工具（３）を取付けてある。スピンドル（２）は回
転自在で、かつＸＹ軸並びにＺ軸方向に変位可能に支持
されている。例えばスピンドル（２）をホルダ（４）に
ボールガイド（５）を介して回転かつ昇降自在に支持さ
せ、ホルダ（４）の上下面を研磨装置本体（１）に二組
の鋼球群（６）（７）を介してＸＹ平面内で自由に移動
できるように支持させている。またスピンドル（２）に
ブッシュ（１０）を回転かつ昇降自在に装着し、このブ
ッシュ（１０）と研磨装置本体（１）との間にＸＹ方向
にコイルばね（１１）を介在させて、スピンドル（２）
に自動求心性を持たせてある。

【０００５】研磨装置本体（１）の上部側面に回転駆動
モータ（１２）を取付け、その出力軸（１３）に偏心ブ
ッシュ（１４）を介してカムフォロア（１５）を取付
け、カムフォロア（１５）をスピンドル（２）の上端に
設けた回転円盤（１６）の下面に接触させている。また
回転円盤（１６）の上面と研磨装置本体（１）との間に
押えばね（１７）を介在させて回転円盤（１６）を常に
カムフォロア（１５）へ押しつけている。

【０００６】一方、スピンドル（２）の下方に止め輪
（２０）にて位置決めさせた緩衝材（２１）を、研磨装
置本体（１）の下端に螺挿させた調整リング（２２）の
ワッシャ（２３）に当てることにより、スピンドル
（２）の下降量を調整できるようになっており、工作物
（２４）の溝の深さに合せてスピンドル（２）の下降量
を設定する。

【０００７】また研磨装置本体（１）の中間部にＸＹ軸
方向の動きを検出する作動トランス（２５）（２６）を
スピンドル（２）の周囲に装着してあり、スピンドル
（２）のＸＹ軸方向の変位を検出するようになってい
る。

【０００８】上記自己倣い輪郭研磨装置は、スピンドル
（２）に装着された研磨工具（３）が工作物（２４）に
接触していない中立状態で、作動トランス（２５）（２
６）の出力がゼロとなるように調整される。また回転駆
動モータ（１２）が回転すると、カムフォロア（１５）
が回転しながら偏心運動を行い、スピンドル（２）を一
定の振幅でＺ軸方向に往復移動させ、研磨工具（３）を
振動させる。この状態で研磨工具（３）を工作物（２
４）の側面に接触させ、研磨装置本体（１）を加工方向
へ移動させることにより、研磨加工を行う。

【０００９】上記加工時、研磨装置本体（１）の移動に
より、研磨工具（３）と工作物（２４）との接触抵抗に
より、研磨工具（３）並びにスピンドル（２）が工作物
（２４）の表面の法線方向に変位し、ＸＹ軸方向の作動
トランス（２５）（２６）がその変位に応じた出力ε_X
・ε_Yを出す。そして、これらの出力ε_X・ε_Yの合成変
位ε＝√（ε_X ²＋ε_Y ²）が常に一定になるように研磨装
置本体（１）の送りを制御しながら研磨加工を行う。こ
のことにより研磨工具（３）は工作物（２４）の表面を
自動的に倣いながら加工することになる。また研磨工具
（３）が工作物（２４）の底面（２７）に強く突き当る
と、スピンドル（２）が相対的に上昇し、回転円盤（１
６）が偏心ブッシュ（１４）から離れ、加工を停止させ
るので、研磨工具（３）の損傷が防止される。また、調
整リング（２２）を回転させて、その取付け位置を調整
すれば、研磨工具（３）の下方向への変位量を任意に調
整することができ、工作物（２４）の溝の深さに簡単に
合せることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記自己倣い輪郭研磨
装置は、工作物（２４）の加工表面を自動的に倣いなが
ら加工を行うので、金型等の研磨加工を自動化できた。

【００１１】しかし、工作物（２４）の加工部位が狭く
なると、加工精度が低くなっていた。即ち、図６に示す
様に、インジェクション金型（３０）の細溝（３１）の
側面を研磨する場合、研磨工具（３）は小径のものを使
用せねばならず、研磨工具（３）の剛性が弱くなるの
で、図７に示す様に、加工時の反力により研磨工具
（３）が変形し、研磨精度が劣化していた。

【００１２】この発明は、細い研磨工具に一定の張力を
与えて加工することにより、細溝等も高精度に研磨でき
るようにした自己倣い輪郭研磨装置を提供しようとする
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、下端に研磨
工具を装着したスピンドルを、研磨装置本体に、Ｚ軸方
向に調整可能な振幅でもって往復可能で、かつＸＹ軸方
向に変位可能に支持させ、前記スピンドルを振動させな
がら、前記研磨工具が工作物の被加工面を研磨する時の
ＸＹ軸方向変位を検出し、この検出信号に基づいて前記
研磨工具を被加工面に倣わせて加工するようにした自己
倣い輪郭研磨装置において、弾性を有するワイヤ状の研
磨工具を前記スピンドルに設け、前記研磨工具に一定の
張力を付加する引張り機構を前記スピンドルに設けたも
のである。

【００１４】

【作用】上記自己倣い輪郭研磨装置は、研磨工具に一定
の張力を付加して加工することにより、研磨工具の変形
を防止するので、細溝の加工が可能となる。また、研磨
工具の張力を調整することにより、研磨工具を工作物の
形状に沿わせることができ任意の形状の研磨を行える。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１乃至図４を参
照して説明する。但し、図５に示す従来技術と同一構成
部材には同一符号を付して、説明は省略する。

【００１６】図１に示す様に、自己倣い輪郭研磨装置
は、スピンドル（２）の下面にコ字形フレーム（３２）
を取付け、コ字形フレーム（３２）に研磨工具（３３）
を取付け、かつフレーム（３２）の下面に研磨工具（３
３）に一定の張力を付加する引張り機構（３４）を設け
ている。

【００１７】研磨工具（３３）は、弾性を有するワイヤ
状のもので、例えば電着ワイヤを用いる。この研磨工具
（３３）は、上端をフレーム（３２）の上面に取付けた
ブッシュ（３５）へ連結させてあり、下端をフレーム
（３２）下面（３６）に貫通させてある。

【００１８】引張り機構（３４）は、例えば図２にも示
す様に、フレーム（３２）の下面（３６）にシリンダ
（３７）を取付け、そのピストンロッド（４０）の上端
をフレーム（３２）の下面（３６）にスライド自在に貫
通支持させてある。そして、研磨工具（３３）の下端を
ピストンロッド（４０）内に貫通させて連結してある。
従って、シリンダ（３７）のピストン前室（４１）へエ
アーを供給してピストンロッド（４０）を下方へ移動さ
せれば、研磨工具（３３）は引張られて一定の張力が付
与される。

【００１９】また、シリンダ（３７）の下面にＬ形のブ
ラケット（４２）を介してリミットスイッチ（４３）を
取付け、このリミットスイッチ（４３）をシリンダ（３
７）のピストンロッド（４０）に対抗させておく。この
様にすれば、研磨工具（３３）が折損した時にピストン
ロッド（４０）がリミットスイッチ（４３）をＯＮし、
異常を検出することができる。

【００２０】上記構成の自己倣い輪郭研磨装置は、研磨
工具（３３）に一定の張力を与えた状態で駆動モータ
（１２）を回転させてスピンドル（２）をＺ軸方向に往
復移動させて、研磨工具（３３）を振動させ、この状態
で研磨工具（３３）を図３に示す様に、工作物（３０）
の細溝（３１）内に入れて側面（４４）に当接させ、研
磨装置本体（１）を移動させれば、研磨工具（３３）が
工作物（３０）の細溝（４４）の被加工面の表面に倣っ
て移動して研磨加工を行う。

【００２１】また、この自己倣い輪郭研磨装置は、シリ
ンダ（３７）へ供給するエアーの圧力を調整して、研磨
工具（３３）の張力を小さくすれば、図４に示す様に、
工作物（３０）の凸形状側面に研磨工具（３３）を沿わ
せることができ、この様な凸形状側面も容易に加工する
こともできる。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、ワイヤ状の非常に細
い研磨工具を用いて倣い加工を行え、しかも、研磨工具
のＸＹ軸方向の変位を検出して、その検出量をもとに工
作物の輪郭を正確に倣わせるので、工作物の細溝の側面
を高精度に自動研磨させることが可能となった。また、
工作物の凸面形状側面も簡単に自動研磨できるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自己倣い輪郭研磨装置を示す断面
図

【図２】本発明に係る引張り機構を示す断面図

【図３】本発明に係る研磨装置の研磨状態を示す部分断
面図

【図４】凸形状側面の研磨状態を示す部分断面図

【図５】従来の自己倣い輪郭研磨装置の断面図

【図６】細溝を備えた工作物の斜視図

【図７】従来装置の問題点を示す部分断面図

【符号の説明】

１ 研磨装置本体 ２ スピンドル ３２ フレーム ３３ 研磨工具 ３４ 引張り機構 ３７ シリンダ

フロントページの続き (72)発明者 上田 完次 兵庫県西宮市枝川町17−２−233 (72)発明者 杉田 忠彰 石川県金沢市つつじが丘162

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下端に研磨工具を装着したスピンドルを、
   研磨装置本体に、Ｚ軸方向に調整可能な振幅でもって往
   復可能で、かつＸＹ軸方向に変位可能に支持させ、前記
   スピンドルを振動させながら、前記研磨工具が工作物の
   被加工面を研磨する時のＸＹ軸方向変位を検出し、この
   検出信号に基づいて前記研磨工具を被加工面に倣わせて
   加工するようにした自己倣い輪郭研磨装置において、弾
   性を有するワイヤ状の研磨工具を前記スピンドルに設
   け、前記研磨工具に一定の張力を付加する引張り機構を
   前記スピンドルに設けたことを特徴とする自己倣い輪郭
   研磨装置。