JPH09239656A - 表面磨き加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遊離砥粒の所望の運動量を確保し、研磨効率
の向上を図る。 【解決手段】 穴内面にヘリカル歯形状の歯部７ｂを有
する被加工物７を、遊離砥粒を含む加工液５を封入した
ケーシング２内に納め、外周に歯部を有する板状のコア
１０を、モータ１６およびシリンダ１９の作動で回転お
よび直線移動するアーバ１１に取付け、コア１０を回転
しながらレシプロ運動させて、コア１０と被加工物７の
歯部７ｂとの間隙２１に加工液５を流通させ、歯部７ｂ
の表面を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物と工具と
の間隙に遊離砥粒を含む研磨液を流通させて被加工物の
加工面を磨く表面磨き加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の表面磨き加工を実行する
に際しては、一般に特開昭４８−１３９９６号公報に記
載されるように、被加工物の加工面と相似形をなす総型
部材（工具）を用意し、この総型部材を被加工物に対し
て所定の間隙を開けてセットした後、この間隙にポンプ
等の流体圧手段から遊離砥粒を含む研磨液を圧送するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の表面磨き加工方法によれば、被加工物の加工面
の全面に対して総型部材が対向するため、両者の間隙を
流通する研磨液が被加工物および総型部材の双方から大
きな摩擦抵抗を受け、大型の流体圧装置を用いてもな
お、遊離砥粒の移動速度（運動量）が不足して、思うよ
うに研磨効率が上がらないという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その課題とするところは、遊離砥粒の所望
の運動量を容易に確保できるようにし、もって研磨効率
の向上を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の方法は、被加工物と工具との間隙に遊離砥
粒を含む研磨液を流通させて被加工物の加工面を磨く表
面磨き加工方法において、前記工具の、前記被加工物の
加工面との対向面の長さを該加工面の長さより短かく設
定し、研磨液を封入した研磨槽内で前記板体を被加工物
の加工面に沿って移動させて、両者の間隙に研磨液の流
れをつくるようにしたことを特徴とする。

【０００６】このように構成した表面磨き加工方法にお
いては、研磨液を封入した研磨槽内で工具を移動させる
ので、該工具の移動に応じて研磨液が被加工物と工具と
の間隙を流通し、この時、被加工物の加工面に対して工
具が狭い範囲で対向するので、研磨液にかかる摩擦抵抗
はわずかとなり、所望の遊離砥粒の運動量を確保でき
る。

【０００７】本発明において、上記工具は、被加工物の
加工面に沿ってレシプロ運動させるようにしても良いも
のである。また、本発明は、平面の磨きはもとより穴内
面の磨きに適用できるもので、穴内面の磨きに適用する
場合は、工具として前記穴内面とほゞ相似形の外周輪郭
を有する板体を用いるようにする。この時、穴内面がヘ
リカル歯形状を有する場合は、工具として、前記穴を横
断する一つの断面内に展開される歯形状とほゞ相似形の
外周輪郭を有する板体を用い、該板体を、回転しながら
移動させるようにする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。

【０００９】図１は、本発明の方法を実行する装置の全
体構造を示したものである。同図において、１はベース
で、ベース１上には、研磨槽を構成するケーシング２が
配置されている。ケーシング２は、ベース１上に固定さ
れた筒状の本体３とこの本体３の上端開口を閉じる蓋体
４とからなっており、その内部には遊離砥粒を含む研磨
液５が封入されている。ケーシング２内には筒状のホル
ダ６が配置され、このホルダ６内にはさらに、中間に被
加工物７を挟持する下および上ワーク押え８、９が配置
されている。下ワーク押え８は有底筒状をなし、その底
部８ａをベース１上に載せた状態でホルダ６の底部側に
位置固定されている。一方、上ワーク押え９は筒状をな
し、その上端に設けたフランジ９ａを、例えばボルトに
よりホルダ６の上面に脱着自在に止めることによりホル
ダ６内の上部側に位置固定されている。そして、被加工
物７は、上ワーク押え９のフランジ９ａをホルダ６に止
めた時の締付力により、上ワーク押え９と下ワーク押え
８との間に強固に保持されている。

【００１０】被加工物７は中央穴７ａを有し、この中央
穴７ａの上部側には歯部７ｂ（図３）が設けられてい
る。歯部７ｂは、こゝではヘリカル歯形状をなし、予め
放電加工、電解加工、機械加工等により形成されてい
る。本実施の形態は、このヘリカル歯形状の歯部７ｂの
表面磨きを行うもので、ホルダ６の軸心上には、被加工
物７の内面に沿って研磨液５を流動させるための、後述
のコア（工具）１０を支持するアーバ１１が配置されて
いる。アーバ１１の下端部は、下ワーク押え８の底部８
ａを摺動自在に挿通して延ばされると共に、ベース１の
貫通孔１ａ内に配置した軸受１２に支持されている。一
方、アーバ１１の上端部は、ケーシング２の蓋体４を摺
動自在に挿通してケーシング２の外まで延ばされてい
る。下ワーク押え８の底部８ａおよびケーシング２の蓋
体４に対するアーバ１１の摺動部にはシール部材１２、
１３が介装されており、これらシール部材１３、１４に
よりケーシング２内の液密が維持されている。

【００１１】一方、ベース１上には、ケーシング２の外
側に位置して左右一対のコラム１５が立設されており、
この一対のコラム１５間には、上記アーバ１１を回転さ
せるモータ１６を支持するアーム１７が橋架されてい
る。アーム１７の両端部はコラム１５に走行可能に結合
され、したがってモータ１６はコラム１５に沿って昇降
可能となっている。また、一対のコラム１５の上端には
支持板１８が橋架されており、この支持板１８上にはシ
リンダ１９が固定されている。シリンダ１９のピストン
ロッド１９ａは支持板１８を挿通して下方向へ延ばさ
れ、そのピストンロッド１９ａの先端にはブラケット２
０を介して前記アーム１７が連結されている。シリンダ
１９のピストンロッド１９ａが伸縮動作することによ
り、アーム１７がコラム１５に沿って上下動し、したが
ってアーバ１１すなわちコア１０は、シリンダ１９およ
びモータ１６の作動で、任意上下運動（レシプロ運動）
および回転運動をするようになる。

【００１２】こゝで、上記コア１０は、図２に示すよう
に、円板状をなし、その外周面の軸方向長さは、被加工
物７の歯部７ｂ（加工面）の長さに比して十分に小さく
なっている。このコア１０の外周には歯部１０ａが設け
られている。この歯部１０ａは、上記被加工物７の中央
穴７ａを横断する一つの断面内に展開される歯形状とほ
ゞ相似形をなしており、相互に位相を合せて被加工物７
の歯部７ｂとコア１０の歯部１０ａとを噛合せると、図
３に示すように両者の間には所定の大きさの隙（間隙）
２１が形成されるようになる。本実施の形態において、
モータ１６およびシリンダ１９の作動は、制御装置（図
示略）により同期制御されるようになっており、いま被
加工物７の歯部７ｂとコア１０の歯部１０ａとの位相を
合せて、モータ１６およびシリンダ１９を同期して作動
し、コア１０を所定の角速度で回転させながら所定の速
度で軸方向へ移動させれば、コア１０の歯部１０ａは、
被加工物７の歯部７ｂのヘリカル歯形状に沿って移動
し、噛合位置によらず両者の間には前記した間隙２１が
維持されるようになる。

【００１３】以下、上記装置を用い行う表面磨き加工方
法を図５のフローチャートも参照して説明する。

【００１４】加工に際しては、図１に示したように、ホ
ルダ６内に下および上ワーク押え８、９を用いて被加工
物７をセットした後、ケーシング２内に遊離砥粒を含む
研磨液５を充填する。そして、コア１０の長さL1、磨き
加工面としての被加工物７の歯部７ｂの長さL2、アプロ
ーチ長さL3、歯部７ｂのリード長さＳ、コア１０の移動
速度（送り速度）ｖ、コア１０をレシプロ運動させるス
トローク回数ｎ等のデータを制御装置に入力する（Ｓ
１）。すると、制御装置は前記入力データに基いてコア
１０の回転角速度ｖωを演算する（Ｓ２）と共に、必要
回転角度α（α＝（L1+L2+L3) ／Ｓ×360 ）を演算し
（Ｓ３）、それぞれ設定器（図示略）に設定する。

【００１５】そして、先ずシリンダ１９の作動によりア
ーム１７を下降させて、コア１０の下面を被加工物７の
上面高さに位置決めし（Ｓ４）、続いてモータ１６の作
動でアーバ１１を回転させて、被加工物７の歯部７ｂと
コア１０の歯部１０ａとの位相を合せる（Ｓ５）。次
に、シリンダ１９の作動でアプローチ長さL3の分だけコ
ア１０が上昇し（Ｓ６）、その後、コア１０が所定の角
速度ｖωで回転しながら所定の送り速度ｖで移動する
（Ｓ７）。すなわち、コア１０は、被加工物７との間に
所定の間隔２１（図３）を維持しながら、その歯部１０
ａを被加工物７の歯部７ｂのヘリカル歯形状に沿って移
動させる。この時、ケーシング２内に研磨液５が封入さ
れているので、この研磨液５は、図４に示すようにコア
１０と被加工物７との間隙２１を通じてコア１０の移動
方向と反対側へ流動し、研磨液５内の遊離砥粒が被加工
物７の表面を研磨する。しかして、コア１０の外周面の
軸方向長さL1は、被加工物７の歯部７ｂ（加工面）の長
さL2に比して十分に小さい値となっているので、前記間
隙２１を流通する研磨液５にかかる摩擦抵抗はわずかと
なり、ここを通過する遊離砥粒の運動量は十分大きな値
となって研磨効率が可及的に高まる。

【００１６】このようにして、コア１０が回転しながら
移動し、その回転角αｔが所定の回転角αになったら
（Ｓ８）、現在位置が下死点か上死点かが判断される
（Ｓ９）。そして、ステップＳ８で回転角αｔが所定の
回転角αに達していなければ、そのまゝコア１０の回転
移動を続け、ステップＳ９で下死点と判断されたら、ス
テップＳ７に処理を戻して、今度はコア１０を逆方向へ
回転移動させ、ステップＳ８およびＳ９を経る処理（加
工）を繰り返す。すなわち、コア１０のレシプロ運動を
繰り返す。そして、そのレシプロ運動（ストローク回
数）が所定の回数ｎに達したら（Ｓ１０）、加工完了し
（Ｓ１１）、所定のストローク回数ｎに達していなけれ
ば、処理をステップＳ７に戻して加工を継続する。

【００１７】本実施の形態によれば、コア１０をレシプ
ロ運動させることで、被加工物７とコア１０との間隙２
１を流通する加工液５の流れは双方向となり、一方向の
流れだけでは研削できない部位の研削も可能になり、加
工能率は向上する。また、遊離砥粒の速度は、コア１０
の移動速度に比例するので、例えば被加工物の加工面内
で加工精度がラフで良い部分はコア１０を低速で移動さ
せて、遊離砥粒の速度が過大になるのを抑制すること
で、砥粒の寿命を延ばすことが可能になる。

【００１８】なお、上記実施の形態では、被加工物の穴
内面の磨きを行う場合を示したが、本発明は、例えば被
加工物の円筒外面または平面の磨きにも適用できるもの
である。外面磨きを行う場合は、被加工物の外面形状に
倣った内周輪郭を有する工具を、平面磨きを行う場合
は、平坦面を有する工具をそれぞれ用いると共に、加工
面に対向する面以外の部位を研磨液が流通しないように
装置を工夫する。

【００１９】

【発明の効果】本発明にかゝる表面磨き加工方法によれ
ば、工具を強制的移動させて工具と被加工物との間隙に
研磨液の流動を起こすようにしたので、十分大きな遊離
砥粒の運動量を確保することができ、研磨効率が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる表面磨き加工方法を実行する装
置の全体構造を示す断面図である。

【図２】本発明で用いる工具の外見形状を示す斜視図で
ある。

【図３】工具と被加工物との関係の一例を示す断面図で
ある。

【図４】本発明における研磨液の流動状態を示す断面図
である。

【図５】本発明を実行する際の操作手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ ベース ２ ケーシング ５ 研磨液 ６ ホルダ ７ 被加工物 ７ｂ 歯部 ８ 下ワーク押え ９ 上ワーク押え １０ 板状コア（工具） １１ アーバ １６ 回転用モータ １９ 昇降用シリンダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物と工具との間隙に遊離砥粒を含
   む研磨液を流通させて被加工物の加工面を磨く表面磨き
   加工方法において、前記工具の、前記被加工物の加工面
   との対向面の長さを該加工面の長さより短かく設定し、
   研磨液を封入した研磨槽内で前記板体を被加工物の加工
   面に沿って移動させて、両者の間隙に研磨液の流れをつ
   くることを特徴とする表面磨き加工方法。
2. 【請求項２】 工具を、被加工物の加工面に沿ってレシ
   プロ運動させることを特徴とする請求項１に記載の表面
   磨き加工方法。
3. 【請求項３】 被加工物の加工面が穴内面であり、工具
   として前記穴内面とほゞ相似形の外周輪郭を有する板体
   を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の表
   面磨き加工方法。
4. 【請求項４】 被加工物の加工面である穴内面がヘリカ
   ル歯形状をなし、工具としての板体が、前記穴を横断す
   る一つの断面内に展開される歯形状とほゞ相似形をなす
   外周輪郭を有して、回転しながら移動させられることを
   特徴とする請求項３に記載の表面磨き加工方法。