JPS6339758A

JPS6339758A - 平面研削盤

Info

Publication number: JPS6339758A
Application number: JP17877786A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Chikamoto; 武近本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1988-02-20

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】〔産業上の利用分野〕この発明は砥石を傾斜させることによってワークの直角
な２面を１度のチャッキングで能率よ（正確に加工でき
るようにした平面研削盤に関するものである。

〔従来の技術〕

平面研削加工で正確な２面間の直角を得るには一般に横
軸角テーブル平面研削盤が使われている。

平面研削盤でワーク上面を加工した後、そのままワーク
側面を砥石側面で研削して二面の直角を得る方法である
。第６図は従来の横軸角テーブル平面研削盤を使用して
側面研削を行う場合のワークと砥石の関係図を示す傾斜
図で、第７図は第６図において矢視Ａ方向より見た、砥
石とワークの関係を示す正面図である。第６図及び第７
図かられかるように、ワーク７の側面７′を砥石１２の
側面で加工するには、砥石１２の側面が平面であるとワ
ーク７側面７′に砥石１２の側面はヘタ当すすることに
なる。砥石１２の周速は通常１８００ｍ７ｍｉｎの高速
であるため、このようにヘタ当すすると、砥石１２とワ
ーク７の側面７′間は摩擦されて高温になり、ワーク７
は熱膨張して加工精度が狂うばかりか、焼けを防止しよ
うにもヘタ当り面には冷却水は入らないため研削できな
くなることが多い。そこで第６図に示すように砥石１２
の側面を中間として接触面を極力少なくする工夫がなさ
れている。

ところが、第７図に示すように、ワーク７の側面７′は
、研削後の砥石軌跡がＡ−Ｂで示されるように、砥粒が
円弧状の研削跡に沿ってワーク７の側面７′の上部から
下部まで長く接触するため低粒が発熱して、ヒビ割れを
起したり、脱落しやすくなる。砥石１２は砥粒の脱落で
刻々と変化するため、刃先は凸凹になり、ワーク７の側
面７′はきれいなあや目にならなくなり、摩耗で尖った
刃先に巾が生じて摩擦による発熱量がすぐに増加するこ
とになる。研削火花を見ていると火花むらが観察される
ことがよくあるが、これは摩擦が局部的なものであるか
ら摩擦によって局部的にワークが膨張し、膨張部分が研
削される研削熱でワークはさらに膨張しその膨張分をさ
らに研削することになり、砥粒の負荷が急に増加して砥
粒が脱落するからである。又、テーブルは通常３から５
ｍ／ｍｉｎで駆動されているので、次の瞬間には火花が
消えるが、これはテーブルが移動して冷たいワーク部に
砥石が移動したことと、砥粒の脱落で砥石とワーク間に
スキマができたためである。当然先程大火花が出た所は
局部熱であるからすぐに放熱して常温近くに戻り、ワー
クは収縮して研削された部分は凹になる。突然火花が消
え、テーブルが反転して再度その位置に砥石が来ても、
火花は出ない。このことから、熱膨張で局部的に研削し
てしまったことが作業者にわかる。作業者はもう少し平
旦にしようとして砥石を切込むと、先程研削した部分は
当然当らないし、火花も出ないが、どこか他の部分が当
り火花が出る。摩擦熱でワークが膨張しそれを研削する
と研削熱でさらにワークが膨張しさらにその部分を研削
することになるがその部分は研削位置を通過すると放熱
、収縮して研削面は凹になる。

従って、テーブルが反転してくるごとにパラパラパラと
火花が出１反転ごとに火花の出る位１が異る状態になり
やすい。

その様な状態ではワークは数μｍから時には数１０μｍ
凸凹になる。こうならない様ワークに合った砥石を選択
し砥石の側面を凹状にし、はんの数μｍの切込で長時間
かけて研削する技術や知識。

根気が必要となり、研削能率が非常に悪いという欠点が
あった。

次に、第８図は従来の精密バイスを使用してワークの側
面を加工する状態を示す正面図である。

この研削方法は、側面研削では得られない高精度品を研
削する場合とか、研削しるが多く、側面研削では能率が
悪く時間がかかりすぎる場合に採用されている。ところ
が、この方法は砥石の外周でワークの側面を加工するた
め、前工程で２平面の平行を出しておき、バイス２１を
信頬して前加工の平面に対する直角を得る必要があり、
たとえばワーク７が小さくバイス２１の上面からワーク
７がのぞかないときはバイス２１上に上げ台を置き、そ
の上にワーク７を乗せてから締める必要があるため、介
在物が多ければ多い程、介在物誤差が加算されるばかり
か、それだけ調整作業は困難になるという欠点がある。

次に第９図は、従来の磁力チャックを使用してワークの
側面を加工する状態を示す正面図である。

この研削方法は、二平面の平行加工を別工程で終らせた
ものを磁力チャック４上で正確なブロック２２によりサ
ンドイッチして、ワーク７とブロック２２とを共に磁力
吸着してワーク側面を研削する方法である。

なお、第１０図は第９図において矢視Ａ方向より見た側
面図である。この方法では、ブロック２２が正確な直角
六面体であればワーク７は垂直に立つ。しかしながら強
度的不安、ブロック２２とワーク７間のスキマ、ワーク
７の大きさ等により、相当な経験がないと研削抵抗でワ
ーク７が跳ばされたりビビリを生じやすいという欠点が
ある。又、全ての面が直角である六面体はこの方法では
作れない。素材の直角が狂っていたりホコリ等を一緒に
サンドインチしていれば菱形になる。その理由は第１０
図で示すように、ワーク７の上面７ｂを加工すれば７ｂ
と７ｄは平行となるが、７ａ面と７ｂ面は直角ではない
。次に７ａ面を加工するために７ａ面を下にして吸着し
、７ａ面を加工すれば、７ａと７０は平行になるが、チ
ャック面側７ａと７ｂは直角でないため７ｂと７Ｃも直
角にならないからである。

第１１図は他の従来例を示す側面図で、第１２図は第１
１図における矢視Ａ方向より見た正面図である。この方
法は、ワーク７をサンドイッチして割出し、４面を加工
するようにしたものであるが、ａ、　ａ’＋　ｂ＋　ｂ
′の寸法を正確に知ることと、傾斜してサンドインチし
ないようにするため、装置が非常に複雑で高価となる欠
点がある。

なお、砥石がワークに対して傾斜した円筒研削盤にアン
ギュラ−スライド研削盤があり、ワークの外周とワーク
の端面を同時に加工できるが、切込方向が傾斜していて
平面研削盤には応用できない。アンギュラ−スライドは
プランジ研削すなわち砥石中が大きく、切込むだけで砥
石巾方向には送りをかけないことを基本としている。平
面研削盤は加工品が砥石中より大きいため、砥石中方向
に送る必要があり、アンギュラ−スライドは平面研削盤
には応用できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように砥石は外周を使用すると切れあじは良いが砥
石の側面を使うと切れあじが非常に悪（なり砥石の摩耗
もはげしくなる。ところが、被加工部品には直角を要求
するものが多いため、従来は切れあじの悪い砥石の側面
で長時間をかけて加工するか、バイスやブロック等を使
用し、それらを段取換えして砥石の外周を使用して加工
せざるを得ないが、段取換えや着脱に楕具を使用するた
め作業がわずられしくなり、ホコリをはさみやすく高精
度の加工は困難であった。本発明はこのような実情に鑑
みて１度チャフキングしたら上面と側面が加工でき、し
かも砥石外周の切りあじのよい所を使用して能率よくし
かも高精度に加工することができ、構造的にも筒車で取
扱いやすく、安価に製作することができる、実用上きわ
めて有効な平面研削盤を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するために、砥石をワークに
対して相対的に移動させる上下、前後。

左右の各案内が互に直角であり、ワークを乗せるテーブ
ル上面が上下案内に直角で、前後と左右案内には平行で
ある平面研削盤において、砥石軸を前後、上下平面内で
前後案内に対して傾斜せしめると共に、砥石の外周を前
後案内と平行な部分と上下案内と平行な部分に２分した
周面とし、ワークの上面は該砥石の前後案内と平行な周
面で加工し、ワークの側面は上下案内と平行な周面で加
工し得るように平面研削盤を構成したことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明の平面研削盤は上記のように構成されているので
、テーブルの上面に１度ワークをチャッキングすると、
そのワークの上下案内と平行な面及び前後案内と平行な
面は、それぞれ砥石の外周の２分された対応する周面で
研削加工されるので、１度のチャフキングで２工程の加
工がなされることになる。

又、ワークの加工面は互いに直角となっていても、各加
工面はいずれも砥石の外周で研削されるので、各加工面
は能率良く高精度に研削されることになり、他の加工面
は１度のチャッキングで加工した直角な２面を基準面と
して正確に加工されることになる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

平面研削盤の構造としてはサドル移動型、コラム移動型
等色々とあるが、本発明はどの構造でも適用できるので
、ここではラム移動型に適用した場合について説明する
。

第１図は本発明の、実施例を示す平面研削盤の断面図で
、第２図はその砥石部の拡大図である。

図から明らかなようにフレーム１の上にはテーブル２が
乗り、油圧シリンダー３でテーブル２は紙面に対して垂
直に駆動され、往復運動できるようになっている。テー
ブル２上には磁力チャック４が取付であり、テーブル２
上面とチャツク４上面は平行である。チャック４にはテ
ーブル案内８に平行な当て板９とテーブル案内８に直角
な当て板１０　（第２図）が取付である。ワーク７はこ
れらの当て板９．１０の一方又は両方に押し付けてテー
ブル案内８と平行又は直角になる様チャック４上に乗せ
、磁力吸着する。スペーサ１８はワーク７が少しチャツ
ク４前面よりはね出す様にするための、一般に研削作業
をする時に使用する補助板である。

砥石頭１４には砥石１２を取付る砥石軸１１と砥石１２
を回転駆動するモータ１３が組込まれており、砥石頭１
４はねじ工５でワーク７に対し上下に移動できるように
なっている。コラム５と砥石頭１４との間に構成する上
下案内１６は、テーブル２上面に対して直角である。

フレーム１の上にコラム５が乗っており、フレーム１、
コラム３間の案内６はテーブル２上面と平行であり、ね
じ１７を駆動してコラム３を紙面に対して左右に移動、
すなわちワーク７に対して砥石１２を前後に移動できる
ようになっている。

第１図は砥石１２の外周面１２ａ面でワーク７の上面を
加工している状態を示し、第２図は砥石１２の外周面１
２ｂでワーク７の側面を加工している状態を示している
。第３図は砥石とドレッサーの関係図で、１９は砥石１
２の１２ａ面用ドレッサー、２０は砥石１２の１２ｂ面
用ドレッサーであり、テーブル２を右端に停止したとき
、砥石１２の真下にドレッサーが来る位置でテーブル２
上に固定されている。

但し、当然チャック４面よりも低い位置とし、研削作業
後ワーク７着脱のためにテーブル２を右端停止しても、
砥石１２とドレッサーが干渉しない高さとなっている。

次に、以上のように構成された本発明の平面研削盤によ
る加工原理について説明する。

第４図は第３図において矢視Ａ方向より見た砥石の正面
図で、砥石１２の外周はだ円１２ａ′の様に見える。

第５図は第３図において矢視Ｂ方向より見た砥石の平面
図で、砥石１２の外周はだ円１２ｂ′の様に見える。

ここで砥石１２の接触長さを考えて見る。

第１図の様にワーク７の上面を加工する場合を考えると
砥石１２とワーク７の関係は第４図に示すようになって
いる。今、切込量をＡＩ＋砥石１２とワーク７の接触長
さをＢ１とすると、一般にＡ　Ｉ＝０．００２〜０．０
１１ｍ程度である。

砥石軸１１を２０°傾斜し、砥石１２の径をφ２００ｎ
とすると、だ円の式はとなる。Ｂ１はＡ、を決めれば求められ、たとえばＡ、
　＝０．００２ならＹ　＝１００　ｃｏｓ　２０−０．
００２を上式に代入してＸを求める。ｘ＝Ｅ３．である
からＡ。

を０．００１から０．０１までを計算すると次表に示す
ようになる。一方切込量ＡＩは小さいから、ａ、とす、
を通る円１２ａ“で加工しているのとほぼ同じであるか
ら、円１２ａ“の径Ｄ１を計算して次表に示す。Ｄ、は
Ｄ＋　＝　（Ｂ＋”　＋Ａ１”　）／Ａｌより求められ
る。

（鶴）この表から明らかなように、この場合には約φ２１３ｆ
ｉの砥石１２で加工したのと同じ作用である。次に第５
図ではどうなるかを見る。だ円１２ｂ′は２０’傾斜し
た砥石１２を上方から見た図で円１２ｂ′はＢ２とｂ２
点を通る円とすると、Ａ２は切込量で、だ円の式は同様にＡｚ　、　　Ｂ２　、　　Ｄ−ｚをそれぞれ計算
すると次表に示すようになる。

（重量）ところで通常の横軸砥石の側面で研削する場合には第７
図に示すあや目もようのＡＢ曲線長さほど、砥粒が接触
する。たとえばワーク７の厚さが１０鶴ならば、ＡＢ長
さは少なくとも１０龍より長（なる。しかし砥石１２を
傾けたことで８２の値の様に接触長さは短くなる。よっ
て砥粒の発熱も接触長さが小さいだけ少ないため砥粒の
ヒビ割れ脱落も小さく、砥石１２の摩耗は少なくなる。

冷却水をかける時もクサビ状となったスキマには入りや
すいためベタ当りの側面研削とは大きな差があることは
あきらかであり、側面研削ではなくてφ５８５關程度０
砥石径の外周を使用して加工しているのと同じ作用をす
る。

本実施例で砥石軸を２０’（Ｅ斜した例としたのは、ワ
ーク１２の上面と側面の比率が一般に上面が多いため上
面を能率良く研削し側面を少し不利となってもよかろう
と判断したからである。

砥石軸１１の傾斜の方向はどちらでもよいが、ワーク７
の大きさが上面が大きく厚さが小さければ第１図の様に
砥石軸１１の傾斜が下向きの方が砥石１２が小さくてす
み有利となる。ワーク７が小さいか又は側面の研削高さ
が大きいことを望むなら、砥石軸１１の傾斜を逆に上向
きにした構造にすればよい。

〔発明の効果〕

以上具体的に説明したように、本発明の平面研削盤によ
れば、１度のチャッキングにより直交した２面を加工す
ることができ、しかもその各加工面は砥石の２分された
外周面で各々研削することができるので、切れあじがき
わめて良好で、摩耗が少なく、長時間安定した精度の良
い研削加工を維持することができる。

又、他の加工面は１度のチャフキングで加工した直角な
２面を基準面として正確に加工することができるばかり
か、ワークの位置設定等に伴うロスタイムが少なくなり
、能率良く研削を行うことができる。又、砥石軸を傾斜
させることと、外周を２分した砥石を用いるだけでよい
から、構造がきわめて簡単であり、取扱いも容易である
等多くの利点を有し、実用上きわめて有効かつ安価な平
面研削盤を提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す平面研削盤の平面図、
第２図はその砥石部の拡大図、第３図は砥石とドレッサ
ーの関係図、第４図は第３図においても矢視Ａ方向より
見た砥石の正面図、第５図は第３図はおいて矢視Ｂ方向
より見た砥石の平面図、第６図は従来の横軸角テーブル
平面研削盤を使用して側面研削を行う場合の、ワークと
砥石の関係を示す側面図、第７図は第６図において矢視
Ａ方向より見た砥石とワークの関係を示す正面図、第８
図は従来の精密バイスを使用してワークの側面を加工す
る状態を示す正面図、第９図は従来の磁力チャックを使
用してワークの側面を加工する状態を示す正面図で、第
１０図は第９図において矢視Ａ方向より見た側面図、第
１１図は他の従来例を示す側面図で、第１２図は第１１
図における矢視Ａ方向より見た正面図である。１・・・フレーム、２・・・テーブル、３・・・油圧シ
リンダー、４・・・磁力チャック、５・・・コラム、６
・・・案内、７・・・ワーク、８・・・テーブル案内、
９・・・当て板、１０・・・当て板、１１・・・砥石軸
、１２・・・砥石、１３・・・モーター、１４・・・砥
石頭、１５・・・ねじ、１６・・・上下案内、１７・・
・ねじ、１８・・・スペーサー、１９・・・ドレッサー
、２０・・・ドレッサー、２１・・・バイス、２２・・
・ブロック第２図第６図第８図第９区第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

砥石をワークに対して相対的に移動させる上下、前後、
左右の各案内が互に直角であり、ワークを乗せるテーブ
ル上面が上下案内に直角で、前後と左右案内には平行で
ある平面研削盤において、砥石軸を前後、上下平面内で
前後案内に対して傾斜せしめると共に、砥石の外周を前
後案内と平行な部分と上下案内と平行な部分に２分した
周面としワークの上面は該砥石の前後案内と平行な周面
で加工しワークの側面は上下案内と平行な周面で加工し
得るようにしたことを特徴とする平面研削盤。