JPS639944B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、ボールエンドミル等で切削した金型
等のワークピースの表面を研削するための研削装
置に関する。

＜従来技術＞ 従来の金型製作において、ボールエンドミルに
よる型彫り後の三次元曲面は、その大半が手作業
による研磨工程を経て製作されているので、作業
能率が悪かつた。

＜目的＞ 本発明は、研磨工程を手作業に代わつて自動的
に行なう研削装置の提供を目的としている。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
ると、本発明研削装置は、工作機械の主軸に取付
けられるシヤンク軸Ｍを回転自在に内装支持する
研削装置本体Ｘと、前記シヤンク軸Ｍにその軸方
向へ摺動自在でかつシヤンク軸Ｍと一体回転可能
に連結された砥石軸１と、該砥石軸１の先端にユ
ニバーサルジヨイント２を介して取付けられた砥
石３と、作動方向ｂが前記砥石軸１の軸方向ａと
平行になるよう配された砥石押圧用油圧シリンダ
４と、前記砥石軸１を回転自在に支承しかつ前記
軸方向ａに砥石軸１と一体的に移動するアーム６
と、前記砥石３をワークピースにその形状にかか
わらず一定圧力で押し付けるための油圧シリンダ
定圧装置Ｙとを具えている。

すなわち、本実施例では、大きく分けて油圧シ
リンダ４とカバー２ａ付のユニバーサルジヨイン
ト２を備えた砥石軸１とを有する第１図の装置本
体Ｘ（研削アタツチメント）と、砥石３の研削面
を押す圧力を一定に制御する第４図の定圧装置Ｙ
とから構成されている。

装置本体Ｘは、シヤンク７の下端シヤンク軸Ｍ
を回転自在に内装支持し外周面に回り止め８を有
するシヤンク支持筒Ｘ１と、砥石軸１の基端を回
転自在でかつ軸方向へ摺動自在に支持する大径の
砥石軸支持筒Ｘ２とから成る。

前記シヤンク７は工作機械の主軸に嵌合して一
体回転する上端テーパ部７ａと、中空のシヤンク
軸Ｍとから成る。

前記砥石軸１は上部にキー溝１ａが軸方向ａに
刻設され、該キー溝１ａに係合するキー９が前記
シヤンク軸Ｍの下端に固定される。さらに砥石軸
１の上部はシヤンク軸Ｍの中空内壁にブツシユ１
０を介して回転自在に軸受され、砥石軸１の下部
は砥石軸支持筒Ｘ２にスライドベアリング１１で
軸受され、砥石軸１が回転と同時に上下に昇降で
きる構造とされている。

また、前記油圧シリンダ４は、その一端が前記
装置本体Ｘに固定され、他端が前記アーム６に連
結されている。

すなわち、油圧シリンダ４は、そのシリンダ本
体４ａの上部が前記シヤンク支持筒Ｘ１の外壁に
固定され、ピストンロツド５は砥石軸支持筒Ｘ２
を貫通して該支持筒Ｘ２内でアーム６によつて砥
石軸１と連結される。前記アーム６は、その砥石
軸１側に砥石軸１を回転自在に支持するベアリン
グ１２を有する。ベアリング１２は、アーム６に
固定された外筒１２ａと、前記砥石軸１に固定さ
れた内筒１２ｂと、該内筒１２ｂと外筒１２ｂと
の間に介装された軸受球１２ｃとから成る。そし
て内筒１２ｂはピン１３により前記砥石軸１に固
定され、砥石軸１が回転していてもピストンロツ
ド５の昇降に応じてベアリング１２とピン１３と
により昇降できる構造とされている。

砥石軸１の下端にはユニバーサルジヨイント２
を介して砥石ホルダ１４が固定される。そして砥
石３は第２図の如く、該ホルダ１４に固定され
た、ベース１５、その下側のクツシヨン１６、ゴ
ムマツト１７および砥石チツプ３ａから構成され
る。砥石チツプ３ａは第３図の如く、ゴムマツト
１７の周囲に複数個（７個）、等間隔に配される。

そして、油圧シリンダ４は、従来のものと異な
りピストンロツド５用パツキン、ピストン５ａ用
パツキンを有しないので、リークした油を装置本
体Ｘ（研削アセツチメント）に設けたドレインポ
ートＢ３より油圧源に戻すよう構成されている。
こうすることにより、ピストン５ａとシリンダ本
体４ａとの間の摩擦力が小さくなり、ワークピー
スの形状の変化が砥石３を通じてピストン５ａを
円滑に動かし、ピストン５ａの動きによる圧力変
化を忠実に定圧装置Ｙに伝えることができる。

前記定圧装置Ｙは、前記油圧シリンダ４のピス
トン５ａの両側に位置する一対の油室Ｃ１，Ｃ２
の各々と油圧源との間に、定圧保持用のリリーフ
弁Ｄ１，Ｄ２および減圧弁Ｅ１，Ｅ２が介装され
ている。

すなわち、定圧装置Ｙは、第４図の如く、止め
弁２１、流量調整弁２２、第一、第二減圧弁Ｅ
１，Ｅ２、第一、第二リリーフ弁Ｄ１，Ｄ２およ
びオイルゲージ２３，２４から構成される。そし
て、油圧シリンダ４の上側油室Ｃ１に連通する油
圧ポートＢ１に第一オイルゲージ２３、リリーフ
弁Ｄ１および減圧弁Ｅ１が接続される。また、油
圧シリンダ４の下側油室Ｃ２に連通する油圧ポー
トＢ２に第二オイルゲージ２４、リリーフ弁Ｄ２
および減圧弁Ｅ２が接続される。これらの両接続
体は相互に接続され、その接続部に調整弁２２が
設けられる。したがつて、定圧装置Ｙは、油圧シ
リンダ４を通じて砥石３を研削面に押し付けるこ
とと、ワークピースＷの形状変化にもかかわらず
その押し付け力が常に一定になるように制御す
る。

次に作用を説明する。まず、砥石３がワークピ
ースＷに沿つて上昇していく場合を、第５図によ
り説明すると、砥石３がＡ点からＢ点に移動した
結果、アーム６を通じてピストン５ａがシリンダ
４内をＨからＩへ押し上げられる。そのためピス
トン５ａを境にして、油圧シリンダ４の上側油室
Ｃ１の圧力はP1からP1＋ΔP1に増加し、逆に下
側油室Ｃ２の圧力はP2からP2−ΔP2に減る（た
だしP1＞P2）。その結果、Ｂ点では砥石３が研削
面をＦ＋ΔFで押し付けることになる。

ところが、リリーフ弁Ｄ１により圧力はP1＋
ΔP1からP1に、減圧弁Ｅ２により圧力はP2−
ΔP2からP2にコントロールされる結果、Ｂ点に
おける砥石３の押し付け力はＦ＋ΔFからＦにな
りＡ点と同じ力となる。

次に砥石３がワークピースＷに沿つて下降して
いく場合を第６図により説明すると、砥石３がＣ
点からＤ点に移動すると、P1＞P2であるからピ
ストン５ａがシリンダ４内をＲからＳに移動す
る。

その結果、ピストン５ａを境にして油圧シリン
ダ４の上側油室Ｃ１の圧力がP1からP1−ΔP2に
減り、下側油室Ｃ２の圧力がP2からP2＋ΔP2に
増加する。その結果、Ｄ点において砥石３は研削
面をＦ−ΔFで押し付ける。ところが減圧弁Ｅ１
により圧力はP1−ΔP1からP1に、またリリーフ
弁Ｄ２により圧力はP2＋ΔP2からP2にコントロ
ールされる結果、やはりＤ点においてもＣ点と同
じ力Ｆで砥石３を研削面に押し付けることにな
り、砥石３は研削面に沿つて研削していく。

次に実験例を説明する。巾80mm、長さ400mmの
面をボ−ルエンドミル30φ、ピツクフイード６で
800Rの凸型面を作つた後を、砥石チツプから成
る砥石径80φ、粒度100、砥石回転数360rpm、送
り80mm／minで砥石チツプの一個当たりの研削面
押し付け力を１Kg前後にセツトした場合は、材質
FC25では６回、S45Cでは10回の研削回数で面一
になつた。その時、面粗度は６〜10μRmaxが得
られた。

さらにボ−ルエンドミルのピツクフイードを
「４」、「２」と小さくするにつれて面一に要する
研削回数も減つていつた。

また、面粗度が砥石３の粒度は勿論のこと、研
削条件を変えることによつて変化することがわか
つた。

上記において、簡単な機能と構造を持つ実験例
の研削装置のみで研削できる範囲は、凸型でかつ
研削面の傾斜がテーブル面に対し±20゜以内のも
のに限られる。しかし、主軸ヘツドを傾斜させる
スイベル機能、あるいはワークピースを傾斜させ
るチルテイング機能付の数値制御工作機械等に本
発明研削装置を付ければ、凹型にも応用でき研削
可能範囲も拡がり金型仕上げ工程の自動化に寄与
できる。

＜効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本発明は、工作
機械の主軸に取付けられるシヤンク軸を回転自在
に内装支持する研削装置本体と、前記シヤンク軸
にその軸方向へ摺動自在でかつシヤンク軸と一体
回転可能に連結された砥石軸と、該砥石軸の先端
にユニバーサルジヨイントを介して取付けられた
砥石と、作動方向が前記砥石軸の軸方向と平行に
なるよう配された砥石押圧用油圧シリンダと、前
記砥石軸を回転自在に支承しかつ前記軸方向に砥
石軸と一体的に移動するアームと、砥石をワーク
ピースにその形状にかかわらず一定圧力で押し付
けるための油圧シリンダ定圧装置とを具え、前記
油圧シリンダは、その一端が前記装置本体に固定
され、他端が前記アームに連結され、前記定圧装
置は、前記油圧シリンダのピストンの両側に位置
する一対の油室の各々と油圧源との間に、定圧保
持用のリリーフ弁および減圧弁が介装されたもの
である。

したがつて、本発明によると、研磨工程を手作
業に代わつて自動的に行なえ、かつ、油圧シリン
ダを通じて砥石を研削面に押し付けることがで
き、ワークピースの形状変化にもかかわらずその
押し付け力を常に一定にできる研削装置を提供し
得る優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の研削アタツチメント部
縦断面図、第２図は同じく砥石の側面図、第３図
はその砥石の底面図、第４図は同じく定圧装置部
の構成図、第５図は砥石がワークピースに沿つて
上昇していく場合の作用説明図、第６図は砥石が
ワークピースに沿つて下降していく場合の作用説
明図である。 ａ：軸方向、ｂ：作動方向、１：砥石軸、２：
ユニバーサルジヨイント、３：砥石、４：油圧シ
リンダ、５：ピストンロツド、５ａ：ピストン、
６：アーム、７：シヤンク、Ｃ１：油室、Ｃ２：
油室、Ｄ１：リリーフ弁、Ｄ２：リリーフ弁、Ｅ
１：減圧弁、Ｅ２：減圧弁、Ｍ：シヤンク軸、
Ｘ：装置本体、Ｘ１：シヤンク支持筒、Ｘ２：砥
石軸支持筒、Ｙ：定圧装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機械の主軸に取付けられるシヤンク軸を
   回転自在に内装支持する研削装置本体と、前記シ
   ヤンク軸にその軸方向へ摺動自在でかつシヤンク
   軸と一体回転可能に連結された砥石軸と、該砥石
   軸の先端にユニバーサルジヨイントを介して取付
   けられた砥石と、作動方向が前記砥石軸の軸方向
   と平行になるよう配された砥石押圧用油圧シリン
   ダと、前記砥石軸を回転自在に支承しかつ前記軸
   方向に砥石軸と一体的に移動するアームと、砥石
   をワークピースにその形状にかかわらず一定圧力
   で押し付けるための油圧シリンダ定圧装置とを具
   え、前記油圧シリンダは、その一端が前記装置本
   体に固定され、他端が前記アームに連結され、前
   記定圧装置は、前記油圧シリンダのピストンの両
   側に位置する一対の油室の各々と油圧源との間
   に、定圧保持用のリリーフ弁および減圧弁が介装
   されていることを特徴とする研削装置。