KR20110047982A

KR20110047982A - 경질 취성판의 보어링 가공방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110047982A
Application number: KR1020100104762A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 우에다; 고우이치 오쿠와
Original assignee: 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2011-05-09
Also published as: KR101750560B1; JP5722589B2; CN102070295B; CN102070295A; TWI522207B; JP2011116118A; TW201114543A

Abstract

유리판 등의 경질 취성판에 판두께 방향으로 관통하는 둥근 구멍, 긴 구멍, 홈 구멍 등의 보어링 가공에 있어서, 가공시에 발생하는 큰 깨짐이나 균열을 가급적으로 방지하는 동시에, 치수나 형상이 다른 둥근 구멍이나 홈 구멍을 가공하는 것이 가능한 방법 및 장치를 제공한다.
보어링 숫돌은, 선단에 경질 취성판을 판두께 방향으로 연삭해 가는 선단면을 구비한 원통형의 숫돌이고, 가공하려고 하는 둥근 구멍 내지 홈 폭보다 작은 지름의 숫돌이다. 제어기는, 워크축의 회전각을 θ 또는 Δθ, 숫돌대의 이동량을 x로 하고, 적어도 이하의 관계를 유지하여 제어하는 홈 구멍 가공수단을 구비하고 있다. x=(A+R-r)/cos θ, x=Ccos Δθ+(R-r) cos φ, 다만, sin φ=Csin Δθ/(R-r), 및 x=(A-R+r)/cos θ. 상기 식중, R은, 홈 구멍의 홈폭의 1/2, r은, 보어링 숫돌의 반지름(r<R)이다.

Description

경질 취성판의 보어링 가공방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BORING THROUGH HARD BRITTLE PLATE}

이 발명은, 유리판 그 외의 경질 취성판에 회전 숫돌로 판두께 방향으로 관통하는 둥근 구멍, 긴 구멍, 홈 구멍(홈과 같이 가늘고 긴 구멍) 등의 보어링 구멍을 가공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

휴대전화를 비롯하여, 표시 패널을 구비한 휴대형의 각종의 소형의 전자장치가 제공되어 있다. 이런 종류의 전자장치의 표시 패널은, 유리 기판에 화소(표시 요소)를 배치한 것이 많이 이용되고 있다. 또한, 표시 패널의 주위에, 마이크, 스피커, 카메라 등을 배치하는 것도 행하여지고 있다. 이런 종류의 전자장치는, 기능과 함께, 소형 경량인 것과 제품 디자인이, 상품가치를 크게 좌우한다. 종래는 직사각형 형상의 표시 패널이 일반적이었지만, 전자장치의 경량화와 디자인상의 요청으로부터, 여러 가지의 형상의 표시 패널이나, 홈 구멍을 보어링 가공(판을 두께 방향으로 관통하는 가공)한 표시 패널이 요구되어, 그러한 표시 패널을 능률 좋게 가공할 수 있고, 또한 디자인의 변경에 수반하는 형상 변경에도 용이하게 대응할 수 있는 가공 기계가 요구되도록 되어 있다.

도 8은, 휴대전화의 표시 패널(4)의 일례를 도시한 평면도이고, 각이 둥근 사변형의 외주의 변의 한 개소에 오목한 곳(46)이 형성되어, 판을 관통하는 둥근 구멍(45)과 홈 구멍(43)이 형성되어 있다. 이러한 표시 패널의 가공에 있어서, 종래는, 둥근 구멍(45) 및 홈 구멍(43)을 가공하는데 각각 전용의 공구가 이용되고 있었다. 즉, 둥근 구멍(45)은 구멍의 직경에 따른 직경과 공전 반지름을 구비한 숫돌로 가공하고, 홈 구멍(43)은 홈 폭과 동일한 직경을 구비한 숫돌로 가공한다고 하는 것처럼, 그 직경이나 홈 폭에 따라서 전용의 공구가 이용되고 있었다.

한편, 둥근 구멍(45)의 가공에 있어서는, 가공하는 구멍의 직경보다 작은 지름의 회전 숫돌을 이용하여, 상기 숫돌의 회전 중심을 공전축으로부터 숫돌 반지름보다 짧은 거리만큼 편심시켜, 숫돌을 자전 및 공전시키면서, 가공하는 것이, 예를 들면 특허문헌 1, 2에 제안되어 있다. 즉 반지름 r의 회전 숫돌을 그 숫돌 중심축 둘레로 자전시키면서, 이 숫돌 중심축으로부터 e만큼 편심한 위치에 설정한 공전축 둘레로 공전시켜 가공하는 것에 의해, 반지름이 r+e의 둥근 구멍을 가공한다고 하는 것이다. 또한 특허문헌 2에는, 상기와 같은 자전과 공전을 수반하는 숫돌에서의 둥근 구멍의 가공에 있어서, 숫돌의 선단의 회전 중심의 위치에 오목부를 형성하고, 또한 그 선단의 한 개소에, 상기 오목부에 연이어 통하는 방사방향의 홈을 형성한 형상으로 하는 것이 제안되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보2005-199619호 [특허문헌 2] 일본 공개특허공보2008-155310호

종래, 표시 패널의 유리판 등의 경질 취성판에 둥근 구멍이나 홈 구멍을 가공하는 장치는, 공구로서 구멍 지름이나 홈 폭에 따른 지름의 전용의 숫돌을 이용하여, 그 숫돌을 직선운동이나 원운동(공전)시켜서 가공을 행하고 있었다. 그 때문에, 도 8과 같은 형상의 표시 패널을 가공할 때, 외주와 둥근 구멍(45)과 홈 구멍 (43)을 각각 다른 장치로 가공하거나, 각각의 가공마다 숫돌을 교환하여 가공하지 않으면 안되었다. 또한, 둥근 구멍(45)의 지름이나 홈 구멍(43)의 홈 폭이 변경되었을 때, 새로운 형상에 맞춘 지름의 숫돌로 교환하지 않으면 안되어, 공구 교환을 위한 절차에 시간이 걸리는 등의 문제가 있었다.

경질 취성판의 가공에서는, 가공시에 깨짐이나 균열 등이 발생하기 쉽다. 작은 깨짐이나 균열은, 모따기 가공으로 제거할 수 있지만, 큰 깨짐이나 균열은, 모따기 가공으로는 제거하지 못하여, 가공 불량품이 되는 문제가 있었다. 특히 관통구멍이나 관통홈의 가공에서는, 숫돌 선단이 재료를 관통할 때에, 숫돌의 출구측의 가장자리에 큰 깨짐이나 균열이 발생하기 쉽다. 이러한 깨짐이나 균열은, 모따기 가공으로 제거하지 못하여, 가공 불량품이 많이 발생한다고 하는 문제가 있었다.

이 발명은, 경질 취성판의 보어링 가공에 있어서, 숫돌의 선단이 경질 취성판을 관통할 때에, 그 후의 가공으로 제거할 수 없는 큰 깨짐이나 균열이 발생하는 것을 방지한, 경질 취성판의 보어링 가공방법을 얻는 것을 과제로 하고 있다. 또한, 이 발명은, 1개의 보어링 가공용의 숫돌(이하, '보어링 숫돌'이라고 한다)로, 치수나 형상이 다른 둥근 구멍이나 홈 구멍을 가공할 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

이 발명의 보어링 가공장치는, 경질 취성판(4)을 유지하는 홀더(12)와, 이 홀더를 상기 경질 취성판의 면직각방향의 축심(O) 둘레로 회전 구동하는 회전각 제어 가능한 워크 구동 모터(11)와, 상기 축심(O)과 직교하는 방향으로 이동 가능한 숫돌대(22)와, 이 숫돌대를 상기 이동방향으로 왕복 이동시키는 회전각을 제어 가능한 이송모터(27)와, 이 숫돌대에 상기 축심(O)과 평행하게 축으로 지지되어, 그 기준 위치를 상기 축심(O)의 위치로 설정 가능한 숫돌축(25b)과, 상기 숫돌축의 선단에 장착된 보어링 숫돌(3b)과, 상기 숫돌축(25b)을 회전시키는 숫돌모터(26b)와, 숫돌축(25b) 및 홀더(12)의 적어도 어느 한쪽을 상기 축심 방향으로 진퇴시키는 축 이송장치(18)와, 워크 구동모터(11)의 회전각과 이송모터(27)의 회전각을 관련지어 제어하는 제어기(5)를 구비하고 있다.

보어링 숫돌(3b)은, 선단(하단)에 경질 취성판을 판두께 방향으로 연삭해 가는 선단면(31)을 구비한 원통형을 기본 형상으로 하는 숫돌이고, 또한, 상기 원통의 직경이 가공하려고 하는 모든 둥근 구멍(45)의 직경 및 홈 구멍(43)의 홈 폭보다 작은 지름의 숫돌이다.

제어기(5)는, 홀더(12)의 회전각을 θ 또는 Δθ, 숫돌대(22)의 이동량을 x로 하고, 적어도 이하의 제1식∼제3식의 관계를 유지하여 제어하는 홈 구멍가공 수단을 구비하고 있다.

제1식 : x=(A+R-r)/cos θ

제2식 : x=(A-R+r)/cos θ

제3식 : x=Ccos Δθ+(R-r) cos φ

다만, sin φ=Csin Δθ/(R-r)

한편, 상기 식중, A는, 홀더의 축심(O)으로부터 가공하려고 하는 홈 구멍 (43)의 중심선까지의, 상기 홈 구멍의 중심선에 직교하는 방향의 거리, C는, 홀더의 축심(O)으로부터 가공하려고 하는 홈 구멍 단부의 원호의 중심(Q)까지의 거리, R은, 홈 구멍(43)의 홈 폭의 1/2(홈 폭이 2R), r은, 보어링 숫돌(3b)의 반지름 (r<R), θ는, 홈 구멍의 중심선과 직교하는 방향을 기준 위상으로 했을 때의 상기 기준 위상으로부터의 홀더의 회전각, Δθ는, 선분(OQ)의 방향을 기준 위상으로 했을 때의 홀더(12)의 회전각, x는, 상기 축심(O)으로부터 숫돌 중심축까지의 거리이다.

바람직한 구조의 이 발명의 보어링 가공장치는, 상기 숫돌대(22)에 상기 축심 방향이 서로 평행하고, 또한 각각의 숫돌 중심축의 기준 위치를 상기 축심(O)의 위치에 설정 가능한 2개의 숫돌축(25a,25b)을 구비하고, 상기 숫돌축의 한쪽에 상기 보어링 숫돌(3b)이 장착되고, 다른쪽에 외주면에서 경질 취성판의 외주를 가공하는 외주 가공 숫돌(3a)이 장착되어 있는 것이다.

보어링 숫돌(3b)은, 축 직각방향의 연삭면인 선단면(31)을 구비한 원통형을 기본 형상으로 하는 숫돌이고, 그 선단부 외주는, 선단측이 작은 지름이 되는 원추면(33)이 되고, 또한 몸통부에 고형부(鼓形部)(35)를 구비하고 있다. 선단면(31)은, 중심에 직경방향의 홈 형상의 오목부(릴리프 홈)(32)를 구비하고 있다.

이 발명의 경질 취성판의 보어링 가공방법은, 둥근 구멍(45)이나 홈 구멍 (43) 등의 보어링하려고 하는 영역의 내측, 즉 보어링 숫돌(3b)이 경질 취성판(4)을 관통했을 때에, 상기 보어링 숫돌의 외주가 상기 영역의 가장자리에 접하지 않는 위치에, 보어링 숫돌(3b)을 장착한 숫돌축(25b)의 위치를 설정하고, 상기 위치에서 보어링 숫돌(3b)을 홀더(12)로 고정한 경질 취성판(4)을 향해서 진출시킨다. 이 진출 동작은, 홀더(12)의 상승 동작 또는 숫돌축(25b)의 하강 동작의 어느 한쪽 또는 쌍방에 의해서 행하여진다.

보어링 숫돌(3b)의 선단면(31)이 경질 취성판(4)을 미리 설정된 관통하지 않는 깊이로 깎아낸 시점에서, 보어링하려고 하는 영역의 형상에 따라서 홀더의 회전각 θ 내지 Δθ와, 숫돌대(22)의 이동량 x를, 보어링 숫돌(3b)의 원통면(34)이 보어링 구멍(43,45)의 둘레가장자리(44)에 접하여 이동하도록, 제어한다.

예를 들면 보어링 구멍이 둥근 구멍이라면,

x=Ccos Δθ+(R-r)cos φ

다만, sin φ=Csin Δθ/(R-r)

의 관계를 만족하도록, 홀더(12)의 축심(O) 둘레의 회전각 θ 내지 Δθ와 숫돌대(22)의 이동거리 x를 제어한다.

또한, 보어링 구멍이 홈 구멍이고 그 직선가장자리 부분을 가공하는 것이라면,

x=(A+R-r)/cos θ

또는,

x=(A-R+r)/cos θ

의 관계를 만족하도록 홀더(12)의 축심(O) 둘레의 회전각 θ 내지 Δθ와 숫돌대(22)의 이동거리 x를 제어한다. 상기의 식에 있어서의 이동거리 x는, 보어링 숫돌의 숫돌축(25b)이 축심(O)의 축심과 일치하는 위치를 기준으로 하는 이동량이다.

홀더(12) 또는 숫돌축(25b)의 축방향의 절삭 이송은, 이 이동을 개시한 뒤에도 계속된다. 보어링 숫돌(3b)은, 이 동작의 계속중에 경질 취성판(4)을 관통한다. 보어링 숫돌(3b)은, 경질 취성판(4)을 관통한 후, 선단측 원추면(33) 및 원통면 (34)의 둘레면으로, 관통한 구멍을 둘레방향으로 넓히도록 가공을 계속한다. 그리고, 제어기(5)의 상기 제어에 의해, 보어링 숫돌의 원통면(34)으로 보어링 구멍의 전체둘레가 가공된 시점에서, 보어링 가공을 종료한다.

이어서, 보어링 숫돌의 고형부(35)를 경질 취성판(4)의 높이 위치로 축방향으로 이동하고, 고형부(35)의 양측의 원추면(36,37)에서 상기 관계식에서의 r의 값을 변경하고, 상기 관계식에 따라서, 홀더의 회전각 θ 내지 Δθ와 숫돌대의 이동량 x를 제어하는 것에 의해, 도 4(a),(b)에 도시한 바와 같이 하여, 보어링 구멍의 둘레가장자리 코너부의 모따기를 행한다. 보어링 가공시에 경질 취성판의 둘레가장자리 코너부에 생긴 작은 절결부나 크랙은, 이 모따기 가공에 의해서 제거된다.

상기한 이 발명에 의하면, 가공하려고 하는 경질 취성판의 여러 가지의 형상 및 치수의 보어링 구멍을 1대의 장치로, 또한 1개의 보어링 숫돌로 가공하는 것이 가능하고, 가공 개소마다 가공장치를 교환하거나 숫돌을 교환할 필요가 없다. 또한, 숫돌축을 2개 설치한 장치에 의하면, 동일한 장치로 상기 보어링 가공의 전후로 연속하여 경질 취성판의 외주 가공을 행할 수 있다.

또한, 이 발명에 의해, 경질 취성판에 형성되는 관통구멍을, 그 형상의 여하에 관계없이, 가공시에 발생하는 크랙이나 깨짐을 가급적으로 방지하여 가공할 수 있다. 또한, 가공 형상이 홀더(12)의 회전각과 숫돌대(22)의 이동에 의해 만들어지므로, 숫돌대(22)의 이동량이 적고, 장치를 소형으로 할 수 있어, 가공정밀도도 향상된다.

도 1은 이 발명에 의한 홈 구멍의 가공을 도시한 설명도.
도 2는 외주의 가공을 도시한 설명도.
도 3은 도 1의 홈 구멍의 가공의 단면 및 평면을 시간 경과에 따라 도시한 설명도.
도 4는 모따기 가공을 도시한 설명도.
도 5는 이 발명의 보어링 가공장치의 일례를 도시한 측면도.
도 6은 가공에 사용하는 공구의 일례를 도시한 측면도.
도 7은 도 6의 공구의 정면도.
도 8은 가공하는 경질 취성판의 일례를 도시한 평면도.

도 5는, 이 발명의 보어링 가공장치의 실시예를 도시한 도면이다. 도면의 장치는, 경질 취성판(4)의 보어링 가공과 함께 외주 가공도 할 수 있는 장치이며, 보어링 숫돌(3b)을 장착한 숫돌축(25b)과, 외주 가공 숫돌(3a)을 장착한 숫돌축(25a)의 2개의 숫돌축을 구비하고 있다.

도면에 있어서, 1은 연직방향의 워크축, 12는 워크축(1)의 상단에 고정된 홀더, 13은 워크축(1)을 축으로 지지하고 있는 승강대이다. 21은 프레임(2)에 고정된 가이드, 22는 가이드(21)를 따라서 이동하는 숫돌대이다. 숫돌대(22)에는, 2개의 숫돌축(25a,25b)이 서로 평행하게 축으로 지지되어 있다. 숫돌축(25a,25b)은, 워크축(1)과 평행하다. 가이드(21)는, 이 2개의 숫돌축(25a,25b)과 직교하는 방향으로 설치되어 있다.

숫돌축(25a,25b)의 하단(홀더(12)측의 축단(軸端))에는, 공구 홀더(29a,29b)가 설치되고, 그 한쪽(29a)에 외주 가공 숫돌(3a)이 장착되고, 다른쪽(29b)에 보어링 숫돌(3b)이 장착되어 있다. 보어링 숫돌(3b)의 지름은, 가공하려고 하는 둥근 구멍(45)의 직경 및 홈 구멍(43)의 홈 폭보다 작다. 각 숫돌축(25a,25b)에는, 숫돌축 구동용의 모터(26a,26b)가 연결되어 있다.

승강대(13)와 일체로 설치한 브래킷(14)이 승강용 서보모터(17)로 구동되는 연직방향의 이송나사(18)에 나사식 결합하고 있다. 승강대(13)에는, 워크축(1)을 회전 구동하는 서보모터(11)가 탑재되어 있다. 숫돌대(22)는, 프레임(2)에 탑재한 이송용 서보모터(27)로 회전 구동되는 이송나사(28)에 나사식 결합하고 있다. 5는 이들 서보모터(17,27,11)를 제어하는 NC장치, 51, 52 및 53은, 서보앰프이다.

도 6, 7은, 보어링 숫돌(3b)의 일례를 도시한 도면이다. 보어링 숫돌(3b)은, 기본 형상이 가는 원통형이고, 그 선단면(31)은, 워크(4)를 축방향으로 잘라 나아가는 연삭면이 되어 있다. 선단면(31)에는, 직경 방향의 홈 형상의 오목부(32)가 형성되어 있다. 보어링 숫돌(3b)의 선단부 외주는, 선단측이 작은 지름이 되는 원추면(33)이 되어 있고, 그것에 계속되는 원통면(34)과, 고형부(35)를 구비하고 있다. 고형부(35)의 양측의 원추면(36,37)은, 보어링 구멍(45)이나 홈(43)의 둘레가장자리(44)의 상하의 능선을 비스듬하게 깎아내는, 이른바 모따기를 행하는 연삭면이 되어 있다.

홈 형상의 오목부(32)는, 숫돌축(25b)이 회전해도 회전속도가 생기지 않기 때문에 연삭작용이 발생하지 않는 숫돌의 선단면 중심부가 워크에 접하지 않도록 설치한 것이다. 또한, 워크에 접하지 않도록 설치한 중심부의 오목부를 직경방향으로 연장시킨 홈 형상으로 하는 것에 의해, 가공 위치에의 절삭액의 유입 및 유출이 효과적으로 행하여지도록 하고 있다.

숫돌의 선단부의 원추면(33)은, 숫돌이 경질 취성판을 관통한 후, 숫돌(3b)을 축방향으로 보내는 것에 의해, 가공된 관통구멍(45)의 지름 내지 관통홈(43)의 홈 폭을 서서히 크게 하여, 관통시에 생긴 깨짐이나 균열을 깎아내는 작용을 한다. 몸통부의 고형부(35)는, 가공된 관통구멍(45)이나 관통홈(43)의 둘레가장자리(44)의 능선의 모따기 가공을 동일한 숫돌로 행하기 위해서 설치한 것이다. 고형부(35)로 하는 것에 의해서, 상하의 능선의 모따기를 동일한 숫돌로 연속하여 행할 수 있다.

도 3은, 이 발명의 방법에 의한 도 8에 도시한 표시 패널(4)의 보어링 가공을 거쳐 시간 경과에 따라 나타낸 측면도 및 평면도이다. 이하, 도 3을 참조하여, 이 발명의 보어링 가공방법을 설명한다.

가공하려고 하는 워크(표시 패널)(4)는, 워크(4)의 상면을 흡착하는 핸드를 구비한 도시하지 않는 로더에 의해, 가공 원점(O)을 워크축(1)의 회전 중심에 일치시켜 홀더(12)상에 놓여지고, 홀더(12)가 상기 워크(4)를 흡착한 후, 핸드측의 흡착을 해제하여 상기 핸드가 퇴피된다.

다음에, 외주 가공 숫돌(3a)에 의해, 워크(4)의 외주 가공을 행한다. 워크 (4)의 외주 가공은, 윤곽(contour) 가공, 즉, 워크축의 축심(O)을 중심으로 하는 워크(4)의 회전각 θ 내지 Δθ와, 기준 위치로부터의 숫돌대(22)의 축심(O)과 직교하는 방향의 이동량 x를 관련지어 제어하면서 가공을 행한다.

예를 들면, 도 8에 도시한 워크 외주의 직선변(41)의 가공이라면, 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 직선변(41)의 가공 원점(O)으로부터의 거리를 W, 숫돌(3a)의 반지름을 r로 하여,

x=(W+r)/cos θ

의 관계를 유지하여, 워크축의 회전각 θ와 숫돌대의 이동량 x를 제어하는 것에 의해 직선변(41)의 가공을 행한다.

또한, 도 8에 도시한 워크 외주의 원호변(42)의 가공이라면, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 원호변의 중심(P)의 x-y 직교 좌표계에서의 좌표(A, B), 원호변(42)의 반지름 R,

C²=A²+B², tanθ 0=B/A, Δθ=θ-θ0으로 하고,

x=Ccos Δθ+(R+r) cos φ

다만, sin φ=Csin Δθ/(R+r)

의 관계를 만족하도록, 기준 위상으로부터의 워크각의 회전각 θ=θ0+Δθ와 숫돌대(22)의 기준 위치로부터의 이동량 x의 관계를 제어하여 가공을 행한다.

다음에, 보어링 숫돌(3b)의 축심이 워크축(1)의 축심과 일치하는 위치를 기준 위치로 설정하고, 보어링 숫돌(3b)로 홈 구멍(43) 및 둥근 구멍(45)의 가공을 행한다.

홈 구멍(43)을 가공할 때는, 홈 구멍(43)의 중앙에 보어링 숫돌(3b)을 위치 설정하고, 워크축(1)을 회전하지 않고 상승시키는 것에 의해, 상기 위치에서 보어링 숫돌(3b)을 워크(4)를 향해서 진출시킨다. 보어링 숫돌(3b)의 선단면(31)이 워크(4)를 미리 설정한 관통하지 않는 깊이로 깎아낸 시점에서(도 3(b) 참조), 워크축의 회전각 θ와, 숫돌대의 이동량 x가

x=(A+R-r)/cos θ,

의 관계가 되도록 제어를 변환한다(도 1(a) 참조). 이 제어의 변환의 과정에서 보어링 숫돌(3b)은 홈 구멍(43)의 외측의 직선가장자리(44a)측에 접근 이동하여, 그 후 상기 직선가장자리를 따라서 이동한다.

보어링 숫돌(3b)이 홈 구멍의 단부의 원호부분(44b)에 이르면,

C²=A²+B0², tan θ0=B/A, Δθ=θ-θ0으로 하고,

x=Ccos Δθ+(R-r) cos φ

다만, sin φ=Csin Δθ/(R-r)

의 관계를 만족하도록 워크축의 회전각 θ=θ0+Δθ와 숫돌대의 이동량 x를 제어한다(도 1(b) 참조). 그리고, 홈 구멍의 단부에서의 반주(半周)의 이동이 종료하면, 다음에, x=(A-R+r)/cos θ의 관계를 만족하도록 워크축의 회전각 θ와 숫돌대의 이동량 x를 제어하고, 홈구멍(43)의 내측 가장자리(44c)를 따라서 보어링 숫돌(3b)을 이동하고, 또한, 반대측의 원호부도 상기 원호부와 같은 제어에 의해, 보어링 숫돌(3b)을 이동한다.

상기 동작의 도중에서, 보어링 숫돌의 선단면(31)이 워크(4)를 관통한다(도 3(c) 참조). 워크축(1)의 상승을 계속하는 것에 의해, 보어링 숫돌(3b)은, 워크(4)를 관통한 후, 원추면(33) 및 원통면(34)으로 관통구멍을 둘레방향으로 넓히도록 가공을 계속한다. 그리고, 원통면(34)으로 홈 구멍의 둘레가장자리가 가공되는 상태에 이른 후(도 3(d) 참조), 보어링 숫돌(3b)을 홈 구멍(43)의 전체둘레를 따라서 이동시켜서, 홈 구멍(43)의 보어링 가공을 종료한다.

이어서, 보어링 숫돌의 고형부(35)를 워크(4)의 높이 위치가 되도록 워크축 (1)을 축방향 이동하여, 고형부(35)의 양측의 원추면(36,37)에서 상기 관계식에서의 r의 값을 변경하고, 상기 관계식에 따라서, 워크축의 회전각 θ 내지 Δθ와 숫돌대의 이동량 x를 제어하는 것에 의해, 도 4(a), (b)에 도시한 바와 같이 하여, 보어링 홈 구멍(43)의 둘레가장자리 코너부의 모따기 가공을 행한다. 보어링 가공시에 경질 취성판의 둘레가장자리 코너부에 생긴 작은 절결부나 크랙은, 이 모따기 가공에 의해서 제거된다.

둥근 구멍(45)을 가공할 때는, 우선, 둥근 구멍(45)의 중심 좌표(A, B)에 보어링 숫돌(3b)을 위치 설정하고, 상기 위치에서 워크축(1)의 상승에 의해, 워크(4)를 워크축방향으로 연삭한다. 보어링 숫돌(3b)의 선단면(31)이 워크(4)를 미리 설정한 관통하지 않는 깊이로 깎아낸 시점에서, 워크축(1)의 회전각 Δθ와, 숫돌대의 이동량 x를 상술한 홈 구멍의 원호부분을 가공할 때와 같은 식,

x=Ccos Δθ+(R-r)cos φ

다만, sin φ=Csin Δθ/(R-r), Δθ=θ-θ0

의 관계가 성립하도록 워크축(1)의 기준 위상으로부터의 회전각 θ 및 숫돌대(22)의 기준 위치로부터의 이동량 x를 제어한다. 워크축(1)의 상승에 의한 축방향의 절삭 이송은, 이 동안에도 계속된다.

상기 동작의 도중에서, 보어링 숫돌(3b)은, 워크(4)를 관통한다. 보어링 숫돌(3b)은, 워크(4)를 관통한 후, 선단측 원추면(33) 및 원통면(34)으로 관통구멍을 둘레방향으로 넓히도록 가공을 계속한다. 그리고, 제어기(5)의 상기 제어에 의해, 보어링 숫돌의 원통면(34)으로 둥근 구멍(45)의 전체둘레의 가공이 종료한 시점에서, 보어링 가공을 종료한다.

이어서, 홈 구멍(43)의 경우와 같이, 고형부(35)의 양측의 원추면(36,37)으로 상기 관계식에서의 r의 값을 변경하고, 상기 관계식에 따라서, 워크축의 회전각 θ와 숫돌대의 이동량 x를 제어하는 것에 의해, 둥근 구멍(45)의 둘레가장자리 코너부의 모따기를 행한다.

1 : 워크축
3a : 외주 가공 숫돌
3b : 보어링 숫돌
4 : 경질 취성판
5 : 제어기
11 : 워크 구동 모터
12 : 홀더
18 : 축 이송장치
22 : 숫돌대
25a, 25b : 숫돌축
26a, 26b : 숫돌모터
27 : 이송모터
31 : 선단면
32 : 홈 형상의 오목부
33 : 원추면
34 : 원통면
35 : 고형부
43 : 홈 구멍
O : 워크축의 축심
x : 숫돌대의 이동량
θ, Δθ : 워크축의 회전각

Claims

선단부 외주의 선단측이 작은 지름이 되는 원추면(33)과, 이 원추면에 계속되는 원통면(34)을 구비한 보어링 숫돌(3b)을 이용하여, 축심 둘레로 회전구동되는 홀더(12)에 면을 상기 축심과 직교하는 방향으로 하여 경질 취성판을 고정하고, 상기 홀더에 대향하는 상기 축심과 평행한 회전 숫돌축(25b)의 선단에 상기 보어링 숫돌(3b)을 장착하고, 상기 보어링 숫돌의 원통면이 보어링하려고 하는 영역의 내측에 위치하도록 상기 회전 숫돌축의 위치를 설정하고, 상기 위치에서 보어링 숫돌 (3b)을 상기 경질 취성판(4)을 향해서 진출시키고, 보어링 숫돌(3b)의 선단이 경질 취성판(4)을 관통하지 않는 깊이까지 진출시킨 후, 상기 영역의 둘레가장자리의 형상에 따라서 상기 홀더의 회전각과 상기 숫돌대의 이동량을 관련지어 제어하는 것에 의해, 상기 보어링 숫돌의 원통면이 상기 둘레가장자리에 접하여 이동하는 방향의 숫돌축의 가로 이동을 개시하고, 그 후 상기 보어링 숫돌의 원통면(34)로 상기 둘레가장자리의 전체둘레를 가공하는, 경질 취성판의 보어링 가공방법.
제 1 항에 있어서, 경질 취성판에 그 판두께 방향으로 관통하는 관통구멍을 가공하기 위한 숫돌로서, 축 직각방향의 선단면(31)과, 선단부 외주의 선단측이 작은 지름이 되는 원추면(33)과, 이 원추면에 계속되는 원통면(34)과, 이 원통면의 선단 반대측에 위치하는 고형부(鼓形部)(35)를 구비하고, 상기 선단면(31)은, 중심에 직경방향의 홈 형상의 오목부(32)를 구비하고 있는 보어링 숫돌.
경질 취성판을 유지하는 홀더(12)와, 이 홀더를 상기 경질 취성판의 면직각방향의 축심(O) 둘레로 회전 구동하는 회전각 제어 가능한 워크 구동 모터(11)와, 상기 축심(O)과 직교하는 방향으로 이동 가능한 숫돌대(22)와, 이 숫돌대를 상기 이동방향으로 왕복 이동시키는 회전각을 제어 가능한 이송모터(27)와, 이 숫돌대에 상기 축심과 평행하게 축으로 지지되고, 그 기준 위치를 상기 축심(O)의 위치로 설정 가능한 숫돌축(25b)과, 상기 숫돌축의 선단에 장착된 보어링 숫돌(3b)과, 상기 숫돌축(25b)을 회전시키는 숫돌모터(26b)와, 상기 숫돌축(25b) 및 홀더(12)의 적어도 어느 한쪽을 상기 축심 방향으로 진퇴시키는 축 이송장치(18)와, 워크 구동 모터(11)의 회전각과 이송모터(27)의 회전각을 관련지어 제어하는 제어기(5)를 구비하고,
상기 제어기(5)는, 상기 홀더(12)의 회전각을 θ 또는 Δθ, 숫돌대(22)의 이동량을 x로 하고,
x=(A+R-r)/cos θ,
x=(A-R+r)/cos θ
및
x=Ccos Δθ+(R-r) cos φ
다만, sin φ=Csin Δθ/(R-r)
의 관계를 유지하여 제어하는 홈 구멍 가공수단을 구비하고 있는, 경질 취성판의 보어링 가공장치.
다만, 상기 식중, A는, 상기 축심(O)으로부터 가공하려고 하는 홈 구멍(43)의 중심선까지의, 상기 홈 구멍의 중심선과 직교하는 방향의 거리, C는, 상기 축심 (O)으로부터 가공하려고 하는 홈 구멍 단부의 원호의 중심(Q)까지의 거리, R은, 홈 구멍(43)의 홈 폭 치수의 1/2, r은, 보어링 숫돌(3b)의 반지름으로 r<R, θ는, 홈 구멍의 중심선과 직교하는 방향의 제 1 기준 위상으로부터의 홀더(12)의 회전각, Δθ는, 선분(OQ)의 방향의 제 2 기준 위상으로부터의 홀더(12)의 회전각, x는, 상기 축심으로부터 숫돌 중심축까지의 거리이다.
제 3 항에 있어서, 상기 숫돌대(22)에 상기 축심방향이 서로 평행하고, 또한 각각의 숫돌 중심축의 기준 위치를 상기 축심의 위치로 설정 가능한 2개의 숫돌축 (25a,25b)을 구비하고, 상기 숫돌축의 한쪽에 상기 보어링 숫돌(3b)이 장착되고, 다른쪽에 외주면으로 상기 경질 취성판의 외주를 가공하는 외주 가공 숫돌(3a)이 장착되는 보어링 가공장치.