JPS61178167A

JPS61178167A - 研磨装置

Info

Publication number: JPS61178167A
Application number: JP60015306A
Authority: JP
Inventors: Iwane Ooyama; 大山　岩根
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1986-08-09
Also published as: JPS6335382B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は１例えば射出成形用の金型の研磨に好適する研
磨装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、射出成形用の金型の製作は、主として切削加工
により行われている。′この場合、切削加工後に金型内
面を研磨により仕上げ加工することによυ所望の金型梢
度を得ている。この研磨作業は、一般に金型製作が多品
種少量生産に依存しているためほとんどが手作業で行わ
れている。したがって、金型の研磨作業は、すこぶる非
能率なものとなっている。そのため、近年、一部におい
て。

金型製作の迅速化と量産化を目的として、金型の研磨作
業が専用の研磨装置により行われている。

しかし、従来の研磨装置は、柔軟性（７レキシビリテイ
）に乏しく、金型形状に対応して逐一研磨治具を交換せ
ねばならない欠点をもっている。

このため１作業能率が低下するとともに、均一な品質の
達成が困難となっている。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に着目してなされたもので。

柔軟性が高く、均一な品質の金型を得ることができる研
磨装置を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

回転駆動される主軸の下端部に偏心量調整自在に調整部
を連結し、この調整部に研磨工具を握持する揖持部を主
軸の軸線にほぼ直交する面内にて摺動自在に係着させ、
運動切替部により上記握持部に回転運動及び直線的往復
運動を選択的に行わせるとともに、上下駆動部により研
磨工具を一定の範囲で上下運動させるとともに、加圧部
により研磨工具を被加工物に対して一定圧で押し付ける
ようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図及び第２図は、この実施例の研磨装置を示してい
る。この研磨装置は、支持機構（１）と、この支持機構
（１）により支持された研磨機構（２）と、この研磨機
構（２）を駆動する駆動機構（３）と、上記支持機構（
３）に固設された被加工物保持機構（４）と、支持機構
（１）、駆動機構（２）及び被加工物保持機構（４）を
電気的に制御する制御機構（５）とから構成されている
。

しかして、上記支持機構（１）は、この研磨装置の最下
部に位置する架台（６）と、この架台（６）の上部に配
設された基台となυ被加工物保持機構（４）が固設され
た定盤（力と、この定盤（７）上の一側部に立役された
柱状のスタンド（８）と、このスタンド（８）に垂直方
向に支持されている円柱状のコラム（９）と、このコラ
ム（９）に矢印（１１方向に昇降自在に嵌着され被加工
物保持機！　（４）直上に位置するアームαυと、この
アームαυをコラム（９）に沿って昇降させる昇降機構
αりとからなっている。上記昇降機構α２は、コラム（
９）の上端部に取着されたモータ贈と、アーム（１Ｂに
矢印（ｌ（１方向に螺合された送シねじＩと、モータａ
３の回転を送シねじＩに伝達する歯車列α９とからなっ
ている。この歯車列（１５１は、そ−タα３の回転軸に
同軸に取付けられた第１の平歯車（ｉと、送りねじ［４
）の上端部に同軸に取付けられ第１の平歯車αＱに歯合
する第２の平歯車ｔ１７）とからなっていて、これら第
１及び第２の平歯車（Ｉ７）の正逆回転により、送シね
じα４を回転させ、アーム（１１）を所望の高さに位置
決めするようになっている。一方、駆動機構（２）は、
第３図に示すように、主軸α碍と、この主軸端を係止し
て懸吊する係止部１１と、この係止部（Ｌ’Ｊに連設さ
れ定圧で被加工物（Ｗ）に対して砥石（イ）を押し付け
る加圧部（２υと、係止部０により支持された主軸端を
周期的に例えば数關の範囲で上下運動させる上下駆動部
局と、係止部α場により支持された回転駆動部（ハ）と
からなっている。しかして、係上部ｔｅｌは、アームα
υに塔載された箱状の支持体Ｑ４と、この支持体（財）
の内部下端部に矢印（１１ｍ方向つまシ主軸舖の軸方向
に摺動自在に装設された摺動体（ハ）と、との摺動体（
ハ）に内設され主軸端のスラスト力及びラジアル力を軸
支する一対の軸受（ハ）、（ホ）とからなっている。そ
して、主軸端は、支持体（財）の底板（２７１の円孔（
ハ）を挿通して軸受（ハ）、＠により支持されるように
なっている。また、摺動体（ハ）は、底板（２）よシ上
方向への運動が可能となっている。さらに。

加圧部（２１）は、支持体（財）の上板（２４りに下方
に向って軸方向位置調整自在に突設された第１の係止汁
器と、摺動体（ハ）の上部に上方に向って突設された第
２の係止片（７）と、これら一対の係止片四、（７）間
に介装され摺動体（ハ）を下方向に付勢する圧縮ばね０
１）とからなっている。また、上下駆動部（２）は、支
持体ｃ！４の底部に設けられた凹部０りに回転自在に設
けられた円板カム（ハ）と、支持体（財）に取付けられ
この円板カムＱを回転駆動するモータ（ロ）（第１図参
照）と１円板カム（ハ）の回転に追従する軸体（ト）と
。

支持体（２）に内設され軸体（至）をその軸線方向が矢
印（ＩＯ方向となるように軸支する一対の軸受（ト）、
（ト）と。

軸体（ハ）の上端部にクラッチ機構（３５ａ）を介して
取付けられたハンドルＯυと、このハンドル（３７）と
上板（２４ａ）との間に介装されハンドル０ηを上方に
付勢する圧縮ばね（至）と、支持体（財）上に揺動自在
に設けられ一端がハンドル（３７）に固定されたレバー
Ｃ３１とからなっている。そして、と記軸体（至）は、
摺動体（ハ）の一部に螺合し、この摺動体内と一体的に
上下運動できるようになっている。また、この軸体（至
）の下端部には１円筒状の癲接体０１が鋼球（４Ｉ）を
介して回転自在に冠着されている。そして１円板カム（
至）の回転軸線は、矢印α〔方向・に対して直交するよ
うにモータ（ロ）の回転軸に連結されている。また１円
板カム（至）の回転軸線は、モータ（ロ）の回転軸線に
対して偏心して設定され、この円板カム儲に当接してい
る軸体（ハ）を矢印ＱＱ１方向に往復動させるようにな
っている。さらに、レバーＣ（Ｉを矢印（４３方向に回
転させることにより、ハンドル１３ηが下降してクラッ
チ機構（３５ａ）が作動し、この状態でハンドル（ロ）
を回転させることにより軸体（至）を昇降させることが
できるようになっている。つまり、ハンドル０７）によ
υ軸体（ハ）を円板カム（至）に対して、接触させたシ
、あるいは離間させたシする切替操作を行うことができ
る。さらに１回転駆動部（ハ）は、アームαυの背部に
添設されたモータ（財）と、とのモータ（財）の回転軸
に同軸に取付けられた第１のプーリ（ハ）と。

主軸αυの底板（ロ）直下に環装された第２のブー！Ｊ
　（４４９と、これら第１及び第２のプーリ（ハ）、に
）間に巻き掛けられたベルト（４７）と、アーム任υに
内設され主軸端を軸支する軸受咽とカ為らなりている。

しかして。

主軸端は、アームｃＩυに軸支される部分がスプライン
軸（４Ｉに形成され、このスプライン軸（４！ｌｆｔ部
分にスプラインωが歯合している。そして、このスプラ
インω上端部に上記第２のプーリ（４ηが取付けられる
とともに、軸受禰に回転自在に軸支されるよう罠なって
いる。したがって、主軸Ｈは、第１のプーリ０！９．ベ
ルト＠ｎ及び第２のグーリ顛を介してモータ（４４１に
より回転駆動されるとともに、スプラインのにより、ベ
ルト（４′７）の位置を変えることなく。

上下動自在に支持されている。一方、研磨機構（２）は
、第４図及び第５図に示すように、主軸α印の下端部に
連結された連結部６１）と、この連結部ｌ！ｉ１）に接
続され回転運動を直線状往復運動に変換する調整部口と
、この調整部ＣＩに支持された握持部（至）と。

との掘持部曽に握持された砥石翰と、握持部Ｑの運動態
様を切替える運動切替部６４とからなっている。しかし
て、連結部５υは、主軸α＄の下端部を軸支する２個の
軸受（至）、（至）と、これら軸受霞、曽が内股されて
いるとともに主軸（１１に垂設された円筒状の支持体−
と、主軸α〜の下端部に同軸に突設された連結体６？）
とからなっている。一方、調整部６ａは、支持体（へ）
の下端部に設けられた鍔部（ＳＳａ）に同軸かつ着脱自
在に螺着された円筒状の保持体（至）と、連結体（至）
の軸線に直交するように連結体６ηの中途部左右対称位
置に螺着された偏心量調整ねじ６９．６鐘と、この偏心
量調整ねじ（５！Ｊ、５１により螺合垂設されこの偏心
量調整ねじ６！１．５１を介して主軸端に連結された円
筒状の偏心量ｐ！整体鏝と、この偏心量調整体−の下面
に同軸連結された円筒状の係止休日と、この係止休日の
下端部内側に設けられた円環状のジャーナル軸受体６２
と、保持体（至）の下端部に同軸に連結され内側と外側
に鍔状に突出している円環状の固定板−とからなってい
る。また、上記運動切替部（財）は、固定仮置に垂設さ
れた案内体（財）と、この案内体（財）に設けられた直
線軸受−と、この直線軸受−を介して摺動自在に支持さ
れた案内棒−とから構成されている。しかして。

偏心量調整ねじ５ｉＪ、ＳＬ偏心量調整体−及び係止体
６υは、係着機構＠力をなしている。そうして、保持体
岐には、一対の円孔（至）、（財）が穿設され、偏心量
調整ねじ６９．（至）を螺動して、主軸Ｈの軸線に対し
て係止体ＩＴＪの軸線を所望量偏心させることができる
ようになっている。また、案内棒−の軸線方向は、主軸
端の軸線と直交し、かつ偏心量調整ねじ鏝、６優の軸線
に対して平行となるように設けられている。さらに、固
定板−は、アームａ１）よシ垂設されている回転防止軸
（至）の下端部に固定され。

主軸（１〜の回転に連動しないようになっている。一方
、握持部（財）は、円柱状に形成されジャーナル軸受体
Ｉｌｉのによυ軸支されたコレットチャックσＱと、こ
のコレットチャックσ＠の上端面に同軸にねじσのによ
り固着されジャーナル軸受体（６Ｂの上端面に軸方向に
直角な方向に摺動自在に係止された鍔板σａと、コレッ
トチャックｆｆｌの中途部に一体的Ｋｆｆｌ装されてい
るとともに固定板−を上下方向に挾持するよう設けられ
た一対のスラスト軸受体（７３，σ段とから構成されて
いる。そうして、スラスト軸受体σ橡、σｊが設けられ
ているコレットチャックσ１の外周面と固定板−の内周
間との間には１間隙が存在している。また、コレットチ
ャックσＣの下端部には、案内棒−〇先端が一体的に螺
着されている。

さらに、前記砥石（２Ｉは、コレットチャックσ■に直
接握持され、横断面が正方形の角柱状をなし且つ例えば
ダイヤモンド砥粒などが結合剤によ多分散保持されたも
のである。一方、被加工物保持機構（４）は、Ｘ、Ｙ方
向に送シ駆動されるＸ−Ｙテーブルσ養と、とのＸ−Ｙ
テーブルσ４上に滑動自在に載設され被加工物（Ｗ）を
保持する円柱状の円テーブルσ９と、この円テープＡＩ
＠を弾性的に支持する支持機構σｅとからなっている（
第６図参照）。上記Ｘ−Ｙテーブルσ（１）は、モータ
（７４ａ）を有しこのモータ（７４ａ）により矢印Ｘ方
向に進退駆動されるＸテーブル（７４ｂ）と、モータ（
７４Ｃ）を有しこのモータ（７４Ｃ）により矢印Ｙ方向
に進退駆動されるＹテーブル（７４ｄ）とからなってい
る。また、上記Ｘ−Ｙテーブルσ→は、その上部に円板
状の載置板ｆｆ？）を有している。この載置板ｑηに円
テーブルσ９が載置されている。そして、支持機構ｌ７
ｉ１９は、第１図に示すように、載置板ｅ７７）の周縁
部に立設された円筒状の側壁σ樟と、この側壁σ樽と円
テーブルａ５１の外周部との間に少なくとも３個介装さ
れ円テーブル６５を外力が作用しても原位置に復帰でき
るように支持する引張ばね（７鐘・・・とからなってい
る。さらに、円テーブル（７５の下部には、凹部■が形
成され、との凹部−には、板状の保持器（８１）の円孔
に保持された鋼球（財）・・・が、一部を円テーブル（
へ）の下端面から突出させて収納されている。したがっ
て１円テーブル■は、鋼球り・・・により載置板ση上
を滑動自在となっている。さらに円テーブル■の上部に
は、被加工物（Ｗ）を締着するための治具が埋設される
Ｔ形溝鈷・・・が形成されている。さらに、制御機構（
５）は架台（６）に取付けられていて、この研磨装置に
所定の順序で研磨作業を行わせるための加工プログラム
が内蔵されたマイクロコンピュータを主体トしていて、
昇降機構（１３のモータ（【３．上下駆動部ののモータ
（財）２回転駆動部（ハ）のモータ圓及びＸ−Ｙテーブ
ルｆｆ４）のモータ（７４ａ）、　（７４Ｇ）に電気的
に接続されている（第７図参照）。

つぎに、上記構成の研磨装置の作動について述べる。

まず、研磨加工対象として例えば金型などの被加工物置
を例えばボルトなどの治具にょシ円テーブルー上に固定
する。ついで、Ｘ−Ｙテーブル（７４）のモータ（７４
ａ）、　（７４ｃ）を駆動して、被加工物（Ｗ）の加工
部位である凹部（１９ａ）がコレットチャックσ１に握
持されている砥石（至）直下となるように位置決めする
。この操作は、制御機構（５）の加工プログラムにより
自動的に行う。さらに、上記加工プログラムに基づき昇
降機構（１２のモータ（１３を起動させ。

アーム住υを下降させて、砥石（イ）を凹部（１９ａ）
の底面に当接させる。このとき、主軸ｔｔＳ上端部が一
体的に軸支されている摺動体（ハ）が支持体Ｑ滲の底板
−から離間する程度にアーム（Ｌυ乏゛ＩＴ斤−ごＴ！
：夛。また。

このとき、主軸α尋は、圧縮はね（至）により一定の圧
力で押圧されている。また、レバー鏝を矢印（４３方向
に回転させてハンドル０７）を軸体Ｇ９に接続したまま
ハンドルＧ７）を回転させて軸体（へ）を下降させ、円
板カムＱに軸体（ト）の下端部に冠着された当接体Ｇ４
１）を当接させた後、レバー０９ｔ−開放しておく。さ
らに、偏心量調整ねじ６１．６１により主軸０８に対し
て係止体６υを例えば敷部所定量偏心させておく。つい
で、前記加工プログラムに基づきモータ（柵を起動して
主軸賭を例えば毎分１０００回転で回転させる。

同時に、上下駆動部（社）のモータ（２）を起動させ、
遊離砥粒を凹部（１９りに供給する。また、Ｘ−Ｙテー
ブルσ→のモータ（７４ａ）、　（７４Ｃ）及び昇降機
構αりのモータ崗を所定の加工プログラムに従って駆動
する。すると、この主軸ａ〜の回転は、連結体６の、偏
心量調整ねじ６９）、５１及び偏心量調整体−を介して
係止体６１）に伝えられる。この係止体包υは、主軸（
１樽に対して偏心しているので、主軸崗に対して公転運
動金する。しかして、コレットチャックσｌに握持され
ている砥石（２Ｇは、案内棒−により案内されながらコ
レットチャックσＱと固定板−との間隙の範囲内で係止
体０υの公転運動に追動し楕円状の直線的往復運動を行
う。同時に、主軸α秒は、上下駆動部Ｃりにより上下方
向に運動しているので、この主軸０８に上下運動に追従
して砥石（イ）も上下運動する。その結果、供給されて
いる遊離砥粒は、十分な量を加工部位に供給することが
できる。この場合、支持磯構σ呻の引張ばねσ訃・・に
より凹部（１９ａ）の内側面への側圧が発生するので、
砥石（イ）の上下運動と相俟って、この内側面の研磨も
確実に行うことができる。かくして、被加工物０の凹部
（１９ａ）の全内面は、Ｘ−Ｙテーブル閥の送シ駆動及
び昇降機構α４の上下駆動により均一かつ確実に研磨さ
れる。この場合、凹部（１９ａ）の底部に凹凸や傾斜面
が存在していても、主軸ａ印は、スプライン６１により
上下動自在に設けられかつ圧縮ばね０１）により一定圧
で付勢されているので、加工面形状に倣った加工を行う
ことができる。

なお、この実施例の研磨装置は、偏心ｉｔ調整ねじ５優
により、主軸＋ｔ８１と係止体６υを同軸に設定し、さ
らに、案内棒鉤をコレットチャックｆｆ（Ｉよυ離脱さ
せることにより、砥石（至）を回転（自転）運動させる
こともできる。ただ、このときの砥石（イ）の回転数は
摩擦により減少する。さらに、モータ（２）を停止すれ
ば、主軸部の上下運動は行われない。

このように１本実施例の研磨装置は、砥石翰に対して、
楕円状の直線的往復運動とを択一的に行わせることがで
きる。しかも、楕円運動の長軸方向の振幅を容易に調整
することができ加工部位の広狭、仕上げ程度に応じた加
工が可能となる。さらに１駆動機構（２）により、砥石
（イ）を加工面に倣って定圧で加圧するようにしている
ので、均一かつ高精度の研磨加工が可能と々る。また、
上下駆動部（２）により砥石祷に上下運動させることが
できるので、細溝の研磨加工の際に使用する遊離砥粒の
供給を確実に行うことができる。また、砥石（イ）の上
下運動と相俟って支持機構σ６９により、被加工物四の
内側面に対する側圧を得ることができるので。

底面と同様、内側面の加工も確実に行うことができる。

さらに、昇降機構（１りのモータα尋とＸ−Ｙテーブル
σ勺のモータ（７４ａ）、　（７４Ｃ）を制御機構（５
）により同時制御するようにしているので、複雑形状の
金型内面の研磨加工の自動化が可能となる高い柔軟性を
有している。

なお、上記実施例においては、コレットチャックσＯは
、一本の案内棒−によりその運動が規制されるようにな
りているが、コレットチャックσ〔の両側に同軸的に取
付けた一対の案内棒にょシその運動を規制するようにす
ると、直線往復運動を行わせることができる。さらに、
案内棒は、固定板に螺合により固定し、スレッドチャッ
クに穿設された案内孔に対して挿脱させることにょシ、
コレットチャックに往復運動を行わせるようＫしてもよ
い。さらに、昇降機！＃０３にょジアームａυを昇降さ
せる代シに、被加工物保持機構（４）を砥石１２Ｇに対
して昇降させるようにしてもよい。さらに、昇降機構α
２のモータ（１３による昇降の代）に、Ｘ−Ｙテーブル
σ力に矢印ａ１方向つまりＺ方向の移ｖＪ機能をもたす
ことにより、つ−１ｐｘ−ｙ−ｚテーブルとすることに
よりモータ（１３ヲ省略できる。

〔発明の効果〕

本発明の研磨装置は、研磨工具に対して直線的往復運動
と回転運動とを択一的に行わせることができるとともに
、加工面に倣りて研磨加工することができ、しかも、研
磨工具を上下動させることができる。以上の諸効果が相
俟って、研磨装置としての柔軟性が高ｔｂ、研磨部位の
広狭及び仕上げ程度に対応した最適の研磨条件を設定で
きる。

その結果、研磨能率が向上し量産が可能となるとともに
、研磨品質も安定するという格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の研磨装置の正面図。第２図は第１図の側面図、第３図は第１図における駆動
機構を示す断面図、第４図は第１図における研磨機構を
示す正面図、第５図は第３図の断面図、第６図は第１図
における円テーブルの断面図。第７図は制御機構の電気的接続関係を示すブロック図で
ある。（２）：研磨機構、　　　　（３）　：駆動機構。（４）：被加工物保持機構、　（５）：制御機構。（ｌり：昇降機構、　　　　　（１）：砥石（研磨工具
）。ａａ　：加圧部、＠：上下駆動部。コニ回転駆動部、５ａ：調整部。關：握持部、　　　　　　５４）　：運動切替部。代理人弁理士　則近憲佑（ばか１名）第１図舛ｄ第７図第３閃隼４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】下記構成を具備することを特徴とする研磨装置。（イ）円柱状の主軸と、この主軸を軸方向に進退自在に
保持するとともに回転駆動する回転駆動部と、この回転
駆動部により保持されている上記主軸を軸方向に往復駆
動する上下駆動部と、上記回転駆動部により保持されて
いる上記主軸を下端部に向って一定圧で付勢する加圧部
とからなる駆動機構。（ロ）上記主軸の下端部に偏心量調整自在に連結された
調整部と、上記調整部に上記回転駆動部により保持され
ている上記主軸の軸線方向にほぼ直交する面に沿って摺
動自在に係着され研磨工具を握持する握持部と、上記握
持部に連設され上記握持部に上記主軸に追従した回転運
動及び上記握持部の軸線にほぼ直交する方向に沿った直
線的往復運動を選択的に行わせる運動切替部とからなる
研磨機構。（ハ）上記研磨機構の下方に配設され被加工物を上記主
軸の軸方向に直交する平面に沿って位置決め自在に保持
する被加工物保持機構。（ニ）上記握持部により保持された研磨工具を上記被加
工物保持機構に保持された被加工物に対して相対的に進
退駆動する昇降機構。（ホ）上記駆動機構、上記研磨機構、上記被加工物保持
機構及び上記昇降機構に電気的に接続されあらかじめ設
定された加工プログラムに基づき上記研磨工具による上
記被加工物の研磨加工を制御する制御機構。