JPS6234512B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明はロータリ平面研削盤に使用する砥石片
および砥石ヘツドに関するものである。 従来の技術 ロータリ平面研削盤に使用する砥石ヘツド１は
従来第１図に説明図で示したように、環状ホルダ
２の外周面沿いに等間隔環状配置で装着する砥石
片３を、研削面３ａが長方形をなすものとし、研
削盤スピンドル（図示しない）に取付け、ほぼ毎
分1200回転程度を許容最大回転数として使用して
いた。 砥石片３の研削面３ａが前記のように長方形で
あると、第１図中に矢印ａで示す方向に砥石ヘツ
ド１を回転しつつ、矢印ｂで示すよう、砥石ヘツ
ド中心部から外方に向けて研削液を噴射した場
合、砥石片３に当つた研削液は砥石片移動方向後
方に屈折すると同時に、砥石片３，３間を通じて
遠心力で直接外部に放散する研削液とともに流出
するため、砥石片３の研削面３ａと被研削物との
間に浸入する以前に排出する傾向があつた。 又、進行方向先端から後端に至る横幅が等しい
長方形の研削面３ａは、先端側で発生した切粉が
そのまま後端に至る間において研削面３ａと被研
削物との間に存在することになり、自体で生じた
切粉の上に乗上げる状態となつて研削能率の低下
をまねき、さらに砥石片３と被研削物との間に有
害な抵抗が生じ、高精度の研削を困難にしてい
た。 この砥石片は平面度を５μ以内に押えようとす
ると、研削比が1.7となり、非常に非能率的なも
のであつた。 現在の研削加工は仕上面粗さおよび寸法精度が
要求されるばかりでなく高切込みによる高能率研
削も要求されるにいたつている。 上記問題点を解決し、また業界の要求に応える
べく、本願出願人は実開昭52−75191号（実公昭
53−10630号）にて研削進行方向前部よりも後部
が狭い横幅の研削面をもつた砥石片を開示した。
この砥石片は研削面が略三角であり、三面のうち
一つの面を研削進行方向前方に向け、該面の横幅
を研削幅として砥石ヘツドの外周に等間隔に組み
付けられる。砥石ヘツドはロータリ研削盤の回転
軸に固定され、加工物が固定されているテーブル
の回転方向とは逆方向に回転させられる。研削液
は砥石ヘツドの回転中心から研削部位へ向う方向
に噴射される。 発明が解決しようとする問題点 従来の砥石片は、砥石ヘツドに組み付けると
き、研削進行方向前部よりも後部が狭い横幅とな
るように、三角形状の研削面の一辺が砥石ヘツド
の回転方向に向けられる。この砥石により長方形
の研削面を有する砥石よりも高能率研削が可能と
なり更に寸法精度も向上するにいたつたが、業界
の要望は高く、更に高能率研削、仕上面粗さおよ
び寸法精度の向上が求められるに至つている。こ
の要望に応えるべく、本発明は研削比が高く、し
かも仕上面粗さおよび寸法精度が良好なロータリ
平面研削盤用砥石片および砥石ヘツドを提供する
ことを目的とする。 従来の砥石を用いた研削加工を分析すると、次
のような欠点があることが判つた。従来の砥石は
実質的に研削を行う砥石片の一辺が研削液の噴射
方向と平行し、研削面にかからないので、外方に
沿つた部分への研削液の浸透が不十分になり損耗
が大きい。特に外向きの角部分の研削抵抗が大と
なり、楔状の損耗が生じる。この損耗によつて実
質的に研削作用を果す部分が研削面の内側半分と
なり、研削比が落ちるとともに寸法精度にも悪影
響を及ぼしていることが判つた。また、研削液の
浸透が不十分なので研削面の内側半分が特に目づ
まりを起しやすいことも判つた。 本発明者はその原因が研削進行方向前方に向い
ている研削幅にあるものとし、種々改良を加えて
本発明に至つた。 問題点を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明者は数々の実
験を行い、結論としてロータリ平面研削盤用砥石
片の研削面は二等辺三角形近似で、頂角相当部分
を90゜または鈍角とし、底辺相当部分の全部もし
くは大部分を組付け回転半径をもつた円弧で近似
し、かつ頂角相当部分および底角相当部分を欠除
した形状に形成することが有効であることが判つ
た。 ロータリ平面研削盤用砥石ヘツドは上記砥石片
を所定数個環状ホルダに該研削面が平面研削面を
なすよう略等間隔で環状に装着して成る。各砥石
片はその研削面の円弧部分が外向きに、研削面に
おける頂角相当部分の二等分線が環状ホルダの半
径線に合致もしくはほぼ合致させて組み付けられ
ている。なお、ロータリ平面研削盤用砥石ヘツド
は、環状に配列した砥石片の中央側に研削液の供
給口を備える。 作 用 従来の砥石片は研削進行方向前方に向いている
研削幅で加工物の実質的な研削を行つていたが、
本発明にかかる砥石片は研削面の円弧部分で研削
を行う。研削面の頂角相当部分を90゜または鈍角
としているので、噴射された研削油は砥石片の二
等辺のうち、回転進行方向前面側の一辺に当つた
分が内方への押圧力を受け一旦内側に押戻される
ように砥石片の内側を回り、さらに一部分が砥石
片の研削面と加工面との間に入り、冷却と研削切
粉の除去を行い再び研削面外に出たところで、回
転方向前後の砥石片間を通り抜ける研削液ととも
に外方へ放出される。 実施例 つぎに、図面を参照しながら本発明の砥石片お
よび砥石ヘツドの好ましい実施の態様を実施例に
より説明すると、まず、砥石片は、第２図に平面
図で、第３図に第２図矢視背面図で、さらに第
４図に第３図矢視側面図に符号４で示したよう
に頂角を鈍角とし、底辺を円弧とし、かつ直角相
当部分と２つの底角相当部分とを削落とした水平
断面形状二等辺三角形近似の異形注状とし、材質
は、例えばビトリフアイド研削砥石中の白色溶融
アルミナ質WA46Iあるいは立方晶窒化硼素砥粒
などとする。勿論、砥石の材質については被研削
物が金属である場合とガラスである場合とにより
異なるし、さらに、金属の種類、研削の条件によ
つても異り、ガラスの場合も、その種類によつて
異なる材質のものを選択使用する。 一方、前記砥石片４を装着する環状ホルダは、
第５図に取付けた砥石片４を一部のみ示した平面
図で示す本発明の実施例において符号５で示して
あるように、12個の砥石片４を装着できるように
外周面部分に12の凹部６を等分割配置でしたもの
であり、各凹部６，６間の凸部７には砥石押え用
の金具８をそれぞれ取付けるようにしてある。前
記各凹部６は砥石片４の二等辺９ａ，９ｂ面が密
着するよう砥石片４の頂角相当角度に合致させて
ある。さらに各凹部６は砥石片４を嵌合わせたと
き、砥石片４の頂角相当部分における二等分線が
環状ホルダ５の半径線に合致するように左右対象
の開度で外方に向き開いている。 金具８は左右中央部を前記環状ホルダ５の凸部
７に臨ませ、第６図に第５図−線視断面図で
示したように、２本のボルト１０，１０でそれぞ
れ環状ホルダ５に固着し、凹部６に嵌合わせた砥
石片４を固定する。この金具８は高さを環状ホル
ダ５と等しく形成してあり、左右側には凹部６に
嵌めた砥石片４の二等辺三角形状底辺相当部分１
１を押える切欠段部１２，１２を有する。 図示の砥石片４の底辺相当部分１１は環状ホル
ダ５の中心点（仮想点であり、図示しないロータ
リ平面研削盤のスピンドル軸心に合致する）を中
心とした円弧面であつて、凹部６への装着時に環
状ホルダ５の内周面及び外周面と同心の周面の一
部を形成する。環状ホルダが大径の場合砥石片の
底辺相当部分は、環状ホルダの外周面より小さな
曲率半径としてもよく、場合により、部分的に凹
部を形成してもよい。なお砥石片の欠除部は面取
り状ないし小曲面状としてもよい。 頂角の角度αはおよそ90〜120゜位とし、砥石
の寸法、研削条件によつて適宜選定する。 本実施例では、環状ホルダ５を、内径250mm、
外径340mm、高さ80mm、凹部６の両斜面６ｂのな
す角度αを94゜、半径線と直交する底面６ａの幅
20mm、内周面５ａと底面６ａの最小厚み19mmと
し、これに装備する砥石片４は高さ150mmとして
ある。研削液供給口は砥石片の中央側に研削液が
供給されるようものであればよく、公知の平面研
削盤用ヘツドに用いられるものでもよい。 本発明砥石片および砥石ヘツドは前記のように
構成するから、環状ホルダ５の各凹部６に砥石片
４をそれぞれ嵌合わせ、砥石片４の各下面（研削
面となる面）を同一水平面上に揃えた状態で、金
具８により各砥石片４を固定し（第５図及び第６
図参照）砥石ヘツドを組立る。 続いて第７図に示す説明図により本発明砥石片
および砥石ヘツドの作用を説明する。 前記のようにして環状ホルダ５の全部の凹部６
に砥石片４を取付け、図示しないロータリ平面研
削盤のスピンドルに取付けたのち、第７図におい
て矢印ａで示す方向に本発明砥石ヘツドを回転す
るとともに中心部から外方に向け矢印ｂで示すよ
う研削液がヘツドの回転により遠心力で放射状に
研削部位へ供給されると、研削液は砥石片４の二
等辺９ａ，９ｂのうち、回転進行方向前面側の一
辺９ａに当つた分が内方への押圧力を受け一旦内
側に押戻されるように砥石片４の内側を回り、さ
らに一部分が砥石片４の研削面と被研削物との間
に入り、再び研削面外に出たところで、回転方向
前後の砥石片４，４間を通抜ける研削液とともに
外方に放出する。 一方、砥石片４の研削面は、二等辺三角形近似
の形状であり、二等辺９ａ，９ｂを内側に向け、
かつ頂角相当部分の二等分線が環状ホルダ５の半
径線上に合致しているので、回転進行方向後半部
分の幅が後端に至るにつれて狭まるため、前半部
分で発生した切粉は速やかに研削面外に排出す
る。 このように切粉が研削面の後半部において被研
削物との間に残らないから、研削に有害な抵抗も
生じないし、切粉による滑り、浮上り等仕上りに
悪影響を及ぼす現象が生じない。さらに、砥石片
４を平断面形成近似二等辺三角形で頂角を90゜も
しくは鈍角とし、底辺を組付け回転半径をもつ円
弧とする形状の異形注状とし、頂角相当部分と底
角相当部分を欠除してあるので形状の面での強度
が大きく、長期使用に耐える。又、水平断面形状
が最下面である研削面と同形である場合、かなり
短かくなるまで使用できることになる。 比較実験 本発明にかかる砥石の研削性能をみるために実
開昭52−75191号にかかる砥石との比較を行つ
た。各砥石の諸元を表１に示す。

【表】

【表】 比較において、各砥石の材質を一定にするた
め、PA36−５−H7−V75Rの平形砥石より第８
図および第９図に示すところの研削面形状を有す
る砥石片を切り出した。 第８図に示す砥石片は本発明にかかる砥石片で
あり、研削面頂部を適度に面取し、高さＨ＝28
mm、長さＬ＝55mm、外周の曲率半径Ｒ＝175mm、
二等辺頂角・α＝94゜の各寸法とした。 第９図は実開昭52−75191号にかかる砥石片の
研削面を示したものである。この砥石片も上記同
様研削面頂部を適度に面取りし、高さＨ＝36mm、
長さＬ＝45mmの各寸法とした。いずれの砥石片も
断面積を10.3cm²とし、長さ40mmとした。砥石ヘツ
ドに組み付ける砥石片のセツト本数を研削に関与
するもの各10本としさらに各２本を研削面から５
mm浮かせて配し、砥石ヘツドに相当する厚味35mm
直径350mmの鉄板の凹部にエポキシ樹脂で接着
し、組立径が350mmになるようにした。接着にあ
たつて、本発明にかかる砥石片は二等辺の中心線
が鉄板の半径方向に、実開昭52−75191号の砥石
片は高さ方向の辺が砥石ヘツドである鉄板の回転
方向に向くようにした。 加工物に硬度HRB92のS45C調質材を用い、加
工面の寸法は300mm×300mmにし、厚みを30mmにし
た。 研削にあたつて、サンシン全自動ロータリー平
面研削盤SPG600型を用い、上記加工物の中心を
テーブルの中心に据え、テーブルを毎分20回転で
回転させ、テーブルの回転方向と逆方向の回転で
砥石ヘツドを毎分1091回転で回転させた。研削液
にはノリタケクールAFT100倍液を用い、毎分25
で加工面に噴射した。切込速度を毎分0.2mmと
し、最初、捨研として加工物を上記条件で１回研
削し、砥石面を安定させた後に研削試験を行つ
た。総切込量を0.5mmとし、40秒間スパークアウ
トした。 測定にあたつては第１０図に示す加工面上の〇
印で仕上面あらさを測定し、●印で平面度を測定
した。〇印の位置Ｘは加工物の端縁より75mm奥に
入つたところであり、●印Ｙは10mm入つたところ
である。 仕上面あらさ、平面度、研削量、砥石摩耗量、
その他の測定結果を表２に示す。

【表】 研削後における各砥石片の研削面を観察する
と、本発明にかかる砥石片にはほとんど研削切粉
の付着がないのに対し、実開昭52−75191号にか
かる砥石片には研削面の回転中心に向いた稜線に
沿つて研削切粉が多数付着していることが判つ
た。この観察から、本発明の砥石片の方が冷却と
洗浄が十分行われ、砥石面の目詰りが少ないとい
える。 また、加工物の加工面を観察すると、本発明よ
り実開昭52−75191号の砥石片の方が加工物中心
に現れた同心円模様の条痕の大きさが大きく約
1.5倍あつた。この結果からみると、本発明の砥
石片は研削にあたつて研削面の平面度が比較的維
持されるのに対し、実開昭52−75191号の砥石片
は研削面の形状で砥石ヘツドの半径方向外側に向
いた頂部が楔状に損耗し研削面を平面に維持でき
ないことが判つた。 更に本発明の砥石片は、実開昭52−75191号の
砥石片と比べて研削比が40％優れており、また平
面度もはるかに良いことが判つた。一般に平面度
を良くするためには負荷を小さくして研削する必
要があるが、本発明では実開昭52−75191号の砥
石よりも負荷が高いにもかかわらず、平面度がよ
いという結果が得られた。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明砥石片
および砥石ヘツドは従来のロータリ平面研削盤用
長方形砥石片および砥石ヘツドにおける問題点を
すべて解消でき、砥石面を所定位置に安定保持で
きると共に、研削面を常にきれいに保持できるの
で従来のようにいちいちドレツサをかける必要も
なく、抵抗も少ないことから、従来15馬力の動力
を必要としていた研削盤であつても10馬力の動力
で十分間に合うようになり、電力の節減にも役立
ち、又、従来、毎分1200回転程度を限界としてい
た回転を1800回転程度まで高めることができるの
で、仕上面も良好となるなど多くの優れた効果を
もたらすものである。 また、本出願人にかかる実開昭52−75191号の
砥石片および砥石ヘツドと比べてみても、本発明
にかかる砥石片および砥石ヘツドは研削比で40％
優れ、研削切粉の付着が少なくかつクサビ状の欠
損がないので、平面度が高く仕上面あらさも比較
的小さいという効果を得た。これは本発明にかか
る砥石片および砥石ヘツドの方が研削液の流れが
良好であることを示すものと思われる。本発明で
最も重要なことは高負荷で平面度を５μｍに押え
ることができたということである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の砥石ヘツドの一例を略示した動
作説明図、第２図は本発明砥石片の平面図、第３
図は第２図矢視背面図、第４図は第３図矢視
側面図、第５図は一部を図示省略した本発明砥石
ヘツドの実施例の平面図、第６図は第５図−
線視断面図、第７図は本発明砥石ヘツドの略示動
作説明図、第８図は比較実験に用いた本発明砥石
片の平面図、第９図は比較実験に用いた従来の砥
石片の平面図、第１０図は比較実験において研削
した加工物の平面図である。 ４……砥石片、５……環状ホルダ、６……凹
部、７……凸部、８……金具、９ａ，９ｂ……二
等辺、１０……ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二等辺三角形近似で、頂角相当部分が90゜も
   しくは鈍角であり、底辺相当部分の全部または大
   部分が組付け回転半径をもつた円弧で近似され、
   かつ頂角相当部分および底角相当部分が欠除した
   形状の切削面を有する異形柱状のロータリ半面研
   削盤用砥石片を所定数個環状ホルダに該研削面が
   平面研削面をなすよう略等間隔で環状に装着して
   なり、前記各砥石片はその研削面の円弧部分を外
   向きとするとともに、研削面における頂角相当部
   分の二等分線を、環状ホルダの半径線に合致もし
   くはほぼ合致させ、前記砥石片の中央側に研削液
   の供給口を有することを特徴とするロータリ平面
   研削盤用砥石ヘツド。