JPS6335382B2 - - Google Patents

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JPS6335382B2
JPS6335382B2 JP60015306A JP1530685A JPS6335382B2 JP S6335382 B2 JPS6335382 B2 JP S6335382B2 JP 60015306 A JP60015306 A JP 60015306A JP 1530685 A JP1530685 A JP 1530685A JP S6335382 B2 JPS6335382 B2 JP S6335382B2
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JP
Japan
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main shaft
polishing
arm
chuck
workpiece
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JP60015306A
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JPS61178167A (ja
Inventor
Iwane Ooyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS61178167A publication Critical patent/JPS61178167A/ja
Publication of JPS6335382B2 publication Critical patent/JPS6335382B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、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
により所望の金型精度を得ている。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
がつて、金型の研磨作業は、すこぶる非能率なも
のとなつている。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(フレキシ
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つている。
このため、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つている。
〔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
する握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、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り被加工物保持機構4が固
設された定盤7と、この定盤7上の一側部に立設
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10方向に昇降自在に嵌着され
被加工物保持機構4直上に位置するアーム11
と、このアーム11をコラム9に沿つて昇降させ
る昇降機構12とからなつている。上記昇降機構
12は、コラム9の上端部に取着されたモータ1
3と、アーム11に矢印10方向に螺合された送
りねじ14と、モータ13の回転を送りねじ14
に伝達する歯車列15とからなつている。この歯
車列15は、モータ13の回転軸に同軸に取付け
られた第1の平歯車16と、送りねじ14の上端
部に同軸に取付けられ第1の平歯車16に歯合す
る第2の平歯車17とからなつていて、これら第
1及び第2の平歯車17の正逆回転により、送り
ねじ14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つている。一方、駆動機構
2は、第3図に示すように、主軸18と、この主
軸18を係止して懸吊する係止部19と、この係
止部19に連設され定圧で被加工物Wに対して砥
石20を押し付ける加圧部21と、係止部19に
より支持された主軸18を周期的に例えば数mmの
範囲で上下運動させる上下駆動部22と、係止部
19により支持された回転駆動部23とからなつ
ている。しかして、係止部19は、アーム11に
塔載された箱状の支持体24と、この支持体24
の内部下端部に矢印10方向つまり主軸18の軸
方向に摺動自在に装設された摺動体25と、この
摺動体25に内設され主軸18のスラスト力及び
ラジアル力を軸支する一対の軸受26,26とか
らなつている。そして、主軸18は、支持体24
の底板27の円孔28を挿通して軸受26,26
により支持されるようになつている。また、摺動
体25は、底板27より上方向への運動が可能と
なつている。さらに、加圧部21は、支持体24
の上板24aに下方に向つて軸方向位置調整自在
に突設された第1の係止片29と、摺動体25の
上部に上方に向つて突設された第2の係止片30
と、これら一対の係止片29,30間に介装され
摺動体25を下方向に付勢する圧縮ばね31とか
らなつている。また、上下駆動部22は、支持体
24の底部に設けられた凹部32に回転自在に設
けられた円板カム33と、支持体24に取付けら
れこの円板カム33を回転駆動するモータ34
(第1図参照)と、円板カム33の回転に追従す
る軸体35と、支持体24に内設され軸体35を
その軸線方向が矢印10方向となるように軸支す
る一対の軸受36,36と、軸体35の上端部に
クラツチ機構35aを介して取付けられたハンド
ル37と、このハンドル37と上板24aとの間
に介装されハンドル37を上方に付勢する圧縮ば
ね38と、支持体24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39とから
なつている。そして、上記軸体35は、摺動体2
5の一部に螺合し、この摺動体25と一体的に上
下運動できるようになつている。また、この軸体
35の下端部には、円筒状の当接体40が鋼球4
1を介して回転自在に冠着されている。そして、
円板カム33の回転軸線は、矢印10方向に対し
て直交するようにモータ34の回転軸に連結され
ている。また、円板カム33の回転軸線は、モー
タ34の回転軸線に対して偏心して設定され、こ
の円板カム33に当接している軸体35を矢印1
0方向に往復動させるようになつている。さら
に、レバー39を矢印43方向に回転させること
により、ハンドル37が下降してクラツチ機構3
5aが作動し、この状態でハンドル37を回転さ
せることにより軸体35を昇降させることができ
るようになつている。つまり、ハンドル37によ
り軸体35を円板カム33に対して、接触させた
り、あるいは離間させたりする切替操作を行うこ
とができる。さらに、回転駆動部23は、アーム
11の背部に添設されたモータ44と、このモー
タ44の回転軸に同軸に取付けられた第1のプー
リ45と、主軸18の底板27直下に環装された
第2のプーリ46と、これら第1及び第2のプー
リ45,46間に巻き掛けられたベルト47と、
アーム11に内設され主軸18を軸支する軸受4
8とからなつている。しかして、主軸18は、ア
ーム11に軸支される部分がスプライン軸49に
形成され、このスプライン軸49部分にスプライ
ン50が歯合している。そして、このスプライン
50上端部に上記第2のプーリ47が取付けられ
るとともに、軸受48に回転自在に軸支されるよ
うになつている。したがつて、主軸18は、第1
のプーリ45、ベルト47及び第2のプーリ46
を介してモータ44により回転駆動されるととも
に、スプライン50により、ベルト47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18の下端部に連結された連結部51
と、この連結部51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52と、この調整部5
2に支持された握持部53と、この握持部53に
握持された砥石20と、握持部53の運動態様を
切替える運動切替部54とからなつている。しか
して、連結部51は、主軸18の下端部を軸支す
る2個の軸受55,55と、これら軸受55,5
5が内設されているとともに主軸18に垂設され
た円筒状の支持体56と、主軸18の下端部に同
軸に突設された連結体57とからなつている。一
方、調整部52は、支持体56の下端部に設けら
れた鍔部56aに同軸かつ着脱自在に螺着された
円筒状の保持体58と、連結体58の軸線に直交
するように連結体57の中途部左右対称位置に螺
着された偏心量調整ねじ59,59と、この偏心
量調整ねじ59,59により螺合垂設されこの偏
心量調整ねじ59,59を介して主軸18に連結
された円筒状の偏心量調整体60と、この偏心量
調整体60の下面に同軸連結された円筒状の係止
体61と、この係止体61の下端部内側に設けら
れた円環状のジヤーナル軸受体62と、保持体5
8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63とからなつてい
る。ジヤーナル軸受体62は、いわゆる玉軸受で
あつて、内輪と外輪との間に保持器により等配さ
れた玉が転動自在に挾装されている。なお、上記
外輪は、係止体61に固定されているとともに、
内輪は、後述するコレツトチヤツク70の上端部
に固定されている。また、上記運動切替部54
は、固定板63に垂設された案内体64と、この
案内体64に設けられた直線軸受65と、この直
線軸受65を介して摺動自在に支持された案内棒
66とから構成されている。しかして、偏心量調
整ねじ59,59、偏心量調整体60及び係止体
61は、係着機構67をなしている。そうして、
保持体58には、一対の円孔68,68が穿設さ
れ、偏心量調整ねじ59,59を螺動して、主軸
18の軸線に対して係止体61の軸線を所望量偏
心させることができるようになつている。また、
案内棒66の軸線方向は、主軸18の軸線と直交
し、かつ偏心量調整ねじ59,59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63は、アーム11より垂設されている回転
防止軸69の下端部に固定され、主軸18の回転
に連動しないようになつている。一方、握持部5
3は、円柱状に形成されジヤーナル軸受体62に
より軸支されたコレツトチヤツク70と、このコ
レツトチヤツク70の上端面に同軸にねじ71に
より固着されジヤーナル軸受体62の内輪の上端
部に固定された円板状の鍔板72と、コレツトチ
ヤツク70の中途部に一体的に環装されていると
ともに固定板63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73,73とから構
成されている。そうして、スラスト軸受体73,
73が設けられているコレツトチヤツク70の外
周面と固定板63の内周面との間には、間隙が存
在している。また、コレツトチヤツク70の下端
部には、案内棒66の先端が一体的に螺着されて
いる。さらに、前記砥石20は、コレツトチヤツ
ク70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
により分散保持されたものである。しかして、握
持部53は、コレツトチヤツク70に案内棒66
が螺着されていない状態で、上記主軸18に対し
て独立して回転自在、かつ、自重により、主軸1
8の回転運動に追従して運動するように設けられ
ている。一方、被加工物保持機構4は、X,Y方
向に送り駆動されるX−Yテーブル74と、この
X−Yテーブル74上に滑動自在に載設され被加
工物Wを保持する円注状の円テーブル75と、こ
の円テーブル75を弾性的に支持する支持機構7
6とからなつている(第6図参照)。上記X−Y
テーブル74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7
4cにより矢印Y方向に進退駆動されるYテーブ
ル74dとからなつている。また、上記X−Yテ
ーブル74は、その上部に円板状の載置板77を
有している。この載置板77に円テーブル75が
載置されている。そして、支持機構76は、第1
図に示すように、載置板77の周縁部に立設され
た円筒状の側壁78と、この側壁78と円テーブ
ル75の外周部との間に少なくとも3個介装され
円テーブル75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79……とからな
つている。さらに、円テーブル75の下部には、
凹部80が形成され、この凹部80には、板状の
保持器81の円孔に保持された鋼球82……が、
一部を円テーブル75の下端面から突出させて収
納されている。したがつて、円テーブル80は、
鋼球82……により載置板77上を滑動自在とな
つている。さらに円テーブル80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83……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ユータを主体
としていて、昇降機構12のモータ13、上下駆
動部22のモータ34、回転駆動部23のモータ
44及びX−Yテーブル74のモータ74a,7
4c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19を例えばボルトなどの治具により円テ
ーブル80上に固定する。ついで、X−Yテーブ
ル74のモータ74a,74cを駆動して、被加
工物Wの加工部位である凹部19aがコレツトチ
ヤツク70に握持されている砥石20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11を下降させて、砥石
20を凹部19aの底面に当接させる。このと
き、主軸18上端部が一体的に軸支されている摺
動体25が支持体24の底板27から離間する程
度にアーム11を下降させる。また、このとき、
主軸18は、圧縮ばね31により一定の圧力で押
圧されている。また、レバー39を矢印43方向
に回転させてハンドル37を軸体35に接続した
ままハンドル37を回転させて軸体35を下降さ
せ、円板カム33に軸体35の下端部に冠着され
た当接体41を当接させた後、レバー39を開放
しておく。さらに、偏心量調整ねじ59,59に
より主軸18に対して係止体61を例えば数mm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44を起動して主軸18を例え
ば毎分1000回転で回転させる。同時に、上下駆動
部22のモータ34を起動させ、遊離砥粒を凹部
19aに供給する。また、X−Yテーブル74の
モータ74a,74c及び昇降機構12のモータ
13を所定の加工プログラムに従つて駆動する。
すると、この主軸18の回転は、連結体57、偏
心量調整ねじ59,59及び偏心量調整体60を
介して係止体61に伝えられる。この係止体41
は、主軸18に対して偏心しているので、主軸1
8に対して公転運動をする。しかして、コレツト
チヤツク70に握持されている砥石20は、案内
棒60により案内されながらコレツトチヤツク7
0と固定板63との間隙の範囲内で係止体41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18は、上下駆動部22により
上下方向に運動しているので、この主軸18に上
下運動に追従して砥石20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
機構76の引張ばね79……により凹部19aの
内側面への側圧が発生するので、砥石20の上下
運動と相俟つて、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19の凹部1
9aの全内面は、X−Yテーブル74の送り駆動
及び昇降機構12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18は、スプ
ライン50により上下動自在に設けられかつ圧縮
ばね31により一定圧で付勢されているので、加
工面形状に倣つ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、偏心量調整ね
じ59により、主軸18と係止体61を同軸に設
定し、さらに、案内棒66をコレツトチヤツク7
0より離脱させることにより、砥石20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20の回転数は摩擦により減少する。さ
らに、モータ34を停止すれば、主軸18の上下
運動は行われない。
このように、本実施例の研磨装置は、砥石20
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、駆動機構2により、砥石20を加工面に
倣つ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加能となる。また、上下
駆動部22により砥石20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20の上下運動と相俟つて支持機構76によ
り、被加工物19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12の
モータ13とX−Yテーブル74のモータ74
a,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、コレツトチヤツ
ク70は、一本の案内棒66によりその運動が規
制されるようになつているが、コレツトチヤツク
70の両側に同軸的に取付けた一対の案内棒によ
り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、コレツトチヤツクに
穿設された案内孔に対して挿脱させることによ
り、コレツトチヤツクに往復運動を行わせるよう
にしてもよい。さらに、昇降機構12によりアー
ム11を昇降させる代りに、被加工物保持機構4
を砥石20に対して昇降させるようにしてもよ
い。さらに、昇降機構12のモータ13による昇
降の代りに、X−Yテーブル74に矢印10方向
つまりZ方向の移動機能をもたすことにより、つ
まりX−Y−Zテーブルとすることによりモータ
13を省略できる。
〔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、加工面に倣つて研磨加工するこ
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つて、研磨装置と
しての柔軟性が高まり、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
ブロツク図である。 2:研磨機構、3:駆動機構、4:被加工物保
持機構、5:制御機構、12:昇降機構、20:
砥石(研磨工具)、21:加圧部、22:上下駆
動部、23:回転駆動部、52:調整部、53:
握持部、54:運動切替部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記構成を具備することを特徴とする研磨装
    置。 (イ) 少なくとも一部がスプライン軸に形成された
    円柱状の主軸と、この主軸を上記スプライン軸
    部位にて軸方向に進退自在かつ上記主軸の軸線
    のまわりに回転自在に保持するアームと、この
    アームが昇降自在に設けられたコラムと、上記
    アームに一体的に設けられ上記主軸を回転駆動
    する回転駆動部と、上記アームと一体的に設け
    られ上記主軸の上端部を回軸自在かつ軸方向に
    進退自在に係止して上記主軸を懸吊する係止部
    と、上記アームと一体的に設けられ上記係止部
    を介して上記主軸を下端部方向に弾性的に加圧
    する弾性体を有する加圧部と、上記アームと一
    体的に設けられ上記係止部により係止され且つ
    上記加圧部により加圧されている主軸を軸方向
    に所定量往復駆動する上下駆動部とからなる駆
    動部。 (ロ) 上記主軸の下端部に偏心量調整自在に一体的
    に連結された調整部と、この調整部の下端部に
    上記主軸の軸線のまわりに上記主軸に対して独
    立して回転自在に垂設され且つ下端部に研磨工
    具を握持するチヤツクを有し上記主軸に追従し
    て運動する握持部と、上記アームと一体的に設
    けられた案内体及びこの案内体又は上記チヤツ
    クのうちいずれか一方に突設され且つ先端部が
    上記案内体又は上記チヤツクのうちいずれか他
    方に係脱自在に設けられた案内棒を有し上記案
    内棒の上記係脱により上記チヤツクの上記主軸
    に対する追従運動を上記主軸に対してほぼ直交
    する直線的往復運動から上記主軸軸線のまわり
    の回転運動に切替え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上記研磨工具
    により研磨される被加工物を保持する被加工物
    保持機構。 (ニ) 上記コラムに支持されているアームを昇降駆
    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。
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