JPS60232857A - 回転対称の工作物の高速研削方法及び装置 - 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】 本発明は、砥石車を工作物の回転軸に沿って前進させ、
研削される周輪郭に従って半径方向に変位させることに
よって、工作物の縦軸（長手軸）を中心に回転し得るよ
うに研削盤に固定した回転対称の工作物を高速ならい研
削する方法及び装置に関する。

回転体のならい研削においては、外形が被研削輪郭に相
当する砥石車か従来使用される。輪郭と同様の幅を有す
る砥石車は、いわゆる１線接触」のもとで、それに応じ
て高い半径方向の力で研削し、その結果、冷却剤が最適
に作用しない欠点がある。工作物の温度上昇を抑制する
ために、一般に上記砥石車の重量が大きいこともあって
、比較的低い削り速度が用いられる。

その結果、加工時間が比較的長く、それが工作物のコス
トを相当に高める。

本発明の目的とするところは、すべての工作物を丁寧に
短時間で研削することができ、他方では砥石車がその周
に沿って逐次層状に一様に摩耗するような、縦軸を中心
に回転自在に固定された回転対称工作物の高速円筒研削
又は回転研削の方法及び装置を提供することである。

本発明によれば、概ね平坦な母線（輪郭の線）を有する
端面研削砥石車か、研削過程で、工作物の周囲の仕上り
（最小）直径の区域と、工作物縦軸に対する垂直線上に
ある点でだεノ接触し、その際、砥石車の母線が工作物
の研削面の円周線との間に逃げ角を挟み、このため隣接
する完成研削面が砥石車によってもはやとらえられない
ように、工作物の被加工面に対して案内されることによ
って、上記の目的が達成される。

上記方法の実施のための研削装置は、両端が回転自在に
ホルダーに固定された回転対称の工作物と、研削スピン
ドルによって担持されかつ駆動され、工作物の回転軸に
沿って移動可能であり、工作物の所望の研削輪郭に従っ
て半径方向に変位し得る砥石車とを有し、この砥石車は
概ね平坦な母線を有し、かつ砥石車か工作物に対して斜
設されるように構成されている。

砥石車の周面が円柱形であり、砥石車の軸線が工作物の
縦軸との間にＯより大きい角を挟むことによって、上記
の配列を＠］出することか好ましい。

円錐形の周面を有する砥石車の軸線と工作物の軸線が相
互に捩れて配設されることが好ましい。その場合、研削
スピンドルの軸線が工作物の軸線に対して水平及び垂直
に方向変換され、調整されるように、配列すればよい。

「概ね平坦な周面」という表現には、直線状に走る、又
は大きな半径を有する面も含めることとする。

本発明に基づくこの提案の本質的利点は、工具費を低減
すると共に、極めて少ない発熱で研削時間を大幅に短縮
することにある。偏平な砥石車を使用する場合は従来よ
りも遥かに集中的に冷却することができるので、工作物
内の熱の蓄積が回避されるばかりでなく、工作物が極端
な半径方向研削圧に曝されるこ、ともない。何故なら第
一に単位時間当りに工作物とそれぞれ係合する砥石車作
用面か比較的小さく、しかも大部分の研削圧が軸方向に
伝達されるからである。

在来の研削と違って、軸線に直角に働く力が僅少に過ぎ
ず、この力か工作物の縦軸に対する垂直線上にある工作
物の外周の点でのみ作用するから、比較的高い削り速度
を用いることかできる。もう一つの利点は、砥石車が片
側へ薄い層の形で均平に摩耗することである。このよう
な訳で、砥石車の周囲から１つの層が取去られ、続いて
目直しをする時期が数学的に確かめられる。砥石車がボ
ラゾン（ｂｏｒａｚｏｎ　）被覆を具備する場合は、寿
命が大幅に高められる。

加工される工作物に対して砥石車を斜設し又は捩れ配列
とすることにより、砥石車の母線と工作物の円周線の間
に逃げ角が生じ、その結果、砥石車は予定の部位でだけ
工作物に作用するが、その他は場所がおいているので、
砥石車がその後の研削過程で完成輪郭を再度研削するこ
とはあり得ない。従って本発明によれば所望の送り込み
深さに応じて砥石車の斜め端面が工作物に作用するが、
工作物の最終直径は砥石車によって専ら点接触で研削さ
れるのに対して、「製造技術と工場（Ｆｅｒｔｉｇｕｎ
ｇｓｔｅｃｈｎｉｋｕｎｄ　Ｂｅ−ｔｒｉｅｂ　）　Ｊ
　２３巻３号（１９７３年）　１６６−１７１頁によれ
ば、砥石車の軸線と工作物の軸線が同一平面で平行し、
砥石車が２つの母線で工作物に作用するように、研削の
配列が行なわれる。

東独特許第２９３４２　＠明細書には、運動成分か近似
的に手操作の研削つや出し加工に相当する、すなわちつ
や出し装置の前進方向を変えながら、工作物が絶えず往
復旋回運動を行なうことを特徴とする、円形対称及び非
対称薄肉工作物の研削つや出し装置が記載されている。

この刊行物に工作物の縦軸に対するつや出し砥石車の傾
斜位置が示されているが、この傾斜位置は、工作物を手
操作と丁度同じ強さで研磨できるという意味しかないこ
とが明らかである。端面側で作用する砥石車と工作物の
間に逃げ角を作り出し、絶えず目直ししないでよいよう
に、砥石車が逐次均平に摩耗することについて、この刊
行物は何ら指示を与えないのである。

次に、添付の図面に基づき実施例を挙げて本発明を詳述
する。

第１図の平面図は、幅の狭い砥石車２の形の研削体が作
用する回転対称の回転体、すなわち工作物１を示してい
る。この砥石車２の回転軸２ａは、工作物の縦軸４に対
して角βだけ水平に方向変換させられる。砥石車の回転
軸２ａを工作物の軸４に対して垂直に方向変換させるこ
とによって、別の交叉角αが与えられることが、第２図
の正面図で判る。研削時の工作物に対する砥石車の傾斜
を、次に第３図と第４図に基づいて一層明瞭に説明する
。

第３図及び第４図によれば、慨ね平坦な外周面を有する
砥石車２が、該砥石車に応じて周囲の一部Ｓを削り取ろ
うとする工作物の周囲に、成る角で作用する。初めに斜
面Ｆが形成され、砥石車はこの斜面によって工作物の取
去るべき部分りに作用する。一方、工作物に対する砥石
車の特別の配置により、砥石車の直線状の母線Ｍと工作
物１の完成研削外周面Ｕの間に（図示しないが明らかな
）逃げ角があるから、周面Ｕが一旦研削を完成すれば、
もはや砥石車と接触しない。この場合、砥石車の圧力の
かなりの部分か第３図の線りを経て軸方向に導き出され
るか、半径方向に差向けられた研削力の成分は、第６図
ないし第８図に１ａで示す点でだけ工作物に作用する。

端面Ｆはその後の研削の間、第４図に示すように、砥石
車の前進方向に逆行して砥石車の自由縁寄りに移動する
。第４図では砥石車が既に８０％まで層の形で摩耗して
いる。

砥石車の斜め端面を第４図にＦｌで示す。

第６図ないし第８図に砥石車の摩耗の略図を示す。砥石
車２の直線状の母線Ｍと、既に研削を完成した工作物１
の直径の外周線Ｕとの間に形成される逃げ角は図に示さ
ない。第６図によれば、砥石車２の斜め端面Ｆは所望の
研削深さＳに応じて、工作物１の加工層Ｂに対して作用
する。砥石車２の工作物１に対する半径方向送り込みと
軸方向運動を矢印で示唆した。しかし第６図ないし第８
図の研削過程では工作物１の直径が研削深さの２倍だけ
減少するばかりでなく、砥石車２が研削過程の間に、研
削深さＳに相当する層の形で逐次摩耗する。実際の研削
中には、研削圧の大部分は軸方向に働くが、この力の半
径方向成分は専ら点１ａで砥石車２から工作物１に伝達
される。このようにして砥石車２は場所１ａで工作物と
の間に点接触を有するかう、工作物自体は大きな半径方
向圧力に曝されない。この点１ａは工作物の縦軸に対す
る垂直線上において、工作物１が砥石車によって丁度研
削し終えた場所にある。図示の実施例でこれは第７図の
外周線Ｕであり、一方、工作物の周囲部分Ｕ１（第６図
）はこれから研削される。

砥石車の摩耗はこのようにして研削深さに相当する層Ｓ
の形で均一に生じるから、この層かよだ完全に取去られ
ていない限り、砥石車を日直したり、新たに送り込んだ
りしないでよい。第３図と第４図を参照ずれば、このこ
とは、砥石車の外周面の部分Ｘ　又はＸ２が研削過程の
だめに利用できる限り、従来の研削法と違って絶えず目
直しないでよいことを意味する。

本発明に基づく提案により工作物の極めて入念な高速な
らい研削が可能である。何故なら９０％を超える力が工
作物の軸に対して直角に作用する公知の円筒研削法と異
なり、半径方向力が点１ａでの砥石車２と工作物１の点
接触に基づき、専らこの点を介して作用し、一方、大部
分の力は斜めの端面により軸方向に伝達されるからであ
る。

第９図と第１０図に工作物に対する砥石車の配置略図を
示す。第９図によれば、逃げ角αが記載されており、従
って工作物１の仕上り直径の区域にある砥石車部分は、
既に研削された面ともはや係合することができない。回
転する工作物に対して、第９図に示した矢印の方向に砥
石車２を運動させると、砥石車２が斜めの端面に沿って
層の形で均一に摩耗共ることか、ここでもはっきりと示
されている。

砥石車２が専ら点１ａを介して工作物に作用することに
より仕上がり直径（外周線Ｕ）を完成する一方、残余の
研削力は砥石車の斜めの端面Ｆを介して工作物のこれか
ら取除く外周に対して作用することが、第１０図の図示
ではつきり判る。

ならい研削の一つのやり方が第５図に示されている。研
削体の回転軸２ａと工作物の縦ｌ１１１Ｉ４の捩れた配
列がこの図で読み取れる。この場合、プログラム可能な
コンピュータにより数値制御される研削盤が使用され、
その際、砥石車の軸方向送りと半径方向送り込みもコン
ピュータ・プログラムにより制御される。それによって
所望の輪郭に従って砥石車の極めて正確な案内が可能で
あるから、第５図に実施例として示した輪郭を工・作物
の周囲に、技術的に手数を掛けずに加工することができ
る。

本発明により得られる利点を要約して挙げれば次の通り
である。

１）研削時間を短縮できる（約１０〜２５％）。

２）熱発生が低減する。

３）工作物の回転速度を高速化できる。

４）砥石車の回転速度を高速化できる。

５）砥石車を比較的幅の狭いものにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は研削体の回転軸が工作物の縦軸に対して水平に
方向変換される、研削体と工作物の平面配置略図；第２
図は砥石車の軸線が工作物の縦軸に対して垂直に方向変
換される、第１図に示した配置の正面図；第３図は砥石
車が１０％摩耗した、第１図の部分拡大図；第４図は砥
石車の摩耗度がより高い、第３図と同様の図；第５図は
回転対称の工作物に当てかった砥石車の略図；第６図、
第７図および第８図は砥石車の摩耗の仕方を示す、種々
異なる平面略図；第９図は回転対称の工作物に対する砥
石車の傾斜によって逃げ角αが生じる、工作物と砥石車
の部分図；第１０図は第９図の矢印Ａから見た工作物と
砥石車の正面図を示す。 １・・・工作物、２・・・砥石車、２ａ・・・砥石車−
回転軸、４・・・工作物縦軸、α・・・逃げ角、Ｓ・・
・研削深さ、「・・・砥石車の斜め端面、し・・・工作
物の削り取るべき部分、Ｍ・・・砥石車の母線、Ｕ・・
・工作物の研削完成外周線。 Ｆｌｏ　３ １０°１０４１毛 ＦＩ６ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、砥石車を工作物の回転軸に沿って前進させ、研削さ
   れる周輪郭に従って半径方向に変位させることによって
   、工作物の縦軸を中心に回転し得るように研削盤に固定
   した回転対称の工作物をならい研削する方法において、
   概ね平坦に走る母線を有する端面研削砥石車か研削過程
   で工作物の周囲の仕上り直径の区域と、工作物縦軸に対
   する垂直線上にある点でだけ接触し、かつ砥石車の母線
   が工作物の研削面の円周線との間に逃げ角を挟み、この
   ため隣接する完成研削面が砥石車によってもはやとらえ
   られないように、工作物の被加工面に対して案内される
   ことを特徴とする回転対称の工作物の高速ならい研削方
   法。 ２、両端が回転自在にホルダーに固定された回転対称の
   工作物と、研削スピンドルによって担持されかつ駆動さ
   れ、工作物の回転軸に沿って移動可能であり、工作物の
   所望の研削輪郭に従って半径方向に変位し得る砥石車と
   を有する回転対称の工作物のならい研削装置において、
   砥石車が概ね平坦な母線を有し、かつ砥石車が工作物に
   対して斜設されていることを特徴とする回転対称の工作
   物の高速ならい研削装置。 ３、砥石車の周面が円柱状であり、砥石車の軸線が工作
   物の縦軸との間に零より大きい角を挟むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の研削装置。 ４、円錐形の周面を有する砥石車と工作物の軸線が相互
   に捩れて配設されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項又は第３項に記載の研削装置。