WO2007097013A1

WO2007097013A1 - ねじれ溝研削加工方法およびねじれ溝研削加工装置

Info

Publication number: WO2007097013A1
Application number: PCT/JP2006/303563
Authority: WO
Inventors: Jiro Osawa; Takahiro Yamamoto; Norihiro Masuda; Takahiro Iguchi; Takanaru Kobayashi
Original assignee: Osg Corporation
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-08-30

Abstract

　チャック３２によりドリル素材（回転切削工具素材）２０の下端部を把持して片持ち状に支持した状態で、ドリル素材２０を軸心Ｓまわりに回転駆動しつつ軸方向の先端側（上方）へリード送りする一方、ドリル素材２０の軸心Ｓを挟んで両側に配設された一対の回転研削砥石４０、４２を、軸心まわりに回転駆動しつつ軸心Ｓを挟んで対称的にそのドリル素材２０の溝加工部２０ｆに押し当てることにより、その溝加工部２０ｆに一対のねじれ溝１２ａ、１２ｂを同時に研削加工する。その場合に、一対の回転研削砥石４０、４２がそれぞれ反対側の回転研削砥石４２、４０によるドリル素材２０の撓み変形を防止するバックアップ部材として機能し、研削加工時のドリル素材２０の撓み変形が抑制されるため、その撓み変形に起因する加工精度の低下が軽減されて、溝底半径等のねじれ溝１２ａ、１２ｂの各部の寸法精度が向上する。

Description

明細書

ねじれ溝研削加工方法およびねじれ溝研削加工装置

技術分野

[0001] 本発明は、円柱形状のワークの外周面に、軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を研削加工によって設けるための方法および装置に関するものである。

背景技術

[0002] 外周面にねじれ溝が設けられた回転切削工具、例えばドリルやタップ、エンドミルなどが知られている。そして、このようなねじれ溝を研削加工によって設ける場合、例えば特許文献 1に記載のように、円柱形状のワーク（工具素材など）の一端部を把持するとともに他端部をセンタによって支持して軸心まわりに回転駆動するとともに、ねじれ溝のリードに合わせて軸方向へ移動させながら、回転研削砲石をワークの外周面に押し当てて研削加工を行うようになって!/、る。

特許文献 1：実公平 6 - 13817号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところで、直径が例えば 6mm程度以下の小径ワークについては、回転研削砥石との干渉などでセンタによる支持が難しくなるとともに、センタ支持が可能な場合でも回転研削砥石の押圧でワークが橈み変形し、所定の溝深さ或いは溝底半径のねじれ溝を高い精度でカ卩ェすることが困難になる。このため、例えば図 6に示すように、ヮークとしてのドリル素材 100の径寸法より僅かに大径の揷通穴 102が設けられたブッシュ 104をそのドリル素材 100に嵌合して支持し、そのブッシュ 104で支持した部分に回転研削砥石 106を押し当てて研削加工を行うことによりねじれ溝 110を形成することが考えられている。ブッシュ 104には、回転研削砥石 106を挿入できる開口 108が設けられているとともに、ドリル素材 100は軸心 Sまわりに回転駆動されつつ軸方向の先端側（図 6(a)における右方向）へリード送りされる。図 6の (a)はドリル素材 110の軸心 Sに対して直角な正面側から見た断面図で、 (b)は (a)における B— B断面の拡大図である。 [0004] し力しながら、このようにブッシュを用いてワーク（ドリル素材)を支持する場合でも、軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を設ける場合、溝深さ或いは溝底半径に関して必ずしも高い寸法精度が得られないという問題があった。これは、前記図 6に示すように第 1のねじれ溝 110を研削加工する際には、円柱形状のドリル素材 100の外周面がブッシュ 104の揷通穴 102の内周面に略密着する状態で支持される力図 7に示すように第 1のねじれ溝 110を研削加工した後にドリル素材 100を 180° 回転させて第 2のねじれ溝 112を研削加工する際には、第 1のねじれ溝 110の存在で揷通穴 102の内周面との間に大きな空間が生じるため、ドリル素材 100が橈み変形するものと考えられる。特に、第 2のねじれ溝 112を研削加工する際には、第 1のねじれ溝 11 0の存在でドリル素材 100の剛性が低下しているため、一層橈み変形し易くなる。

[0005] 本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ワークの軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を設ける場合でも、それ等のねじれ溝を高 Vヽ寸法精度で研削加工できるようにすることにある。

課題を解決するための手段

[0006] かかる目的を達成するために、第 1発明は、円柱形状のワークの外周面に、軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を研削加工によって設けるねじれ溝研削加工方法であって、 (a)前記一対のねじれ溝を研削加工すべき溝加工部が突き出すように前記ワークを片持ち状に支持した状態で、軸心まわりに回転駆動しつつ前記ねじれ溝のリードに合わせて軸方向へリード送りする一方、（b)そのワークの軸心を挟んで両側に配設され且つ前記ねじれ溝のねじれ角に応じてそのワークの軸心に対して互いに反対方向へ傾斜させられた一対の回転研削砥石を、それぞれ前記溝加工部に押し当てた状態で回転駆動することにより、その一対の回転研削砲石の外周部でその溝加工部に前記一対のねじれ溝を同時に研削加工することを特徴とする。

[0007] 第 2発明は、第 1発明のねじれ溝研削加工方法において、 (a)前記ワークは、軸心が鉛直方向と略一致する垂直姿勢で片持ち状に支持され、 (b)前記一対の回転研削砥石は、そのワークの前記溝加工部を水平方向から挟んで研削加工を行うことを特徴とする。

[0008] 第 3発明は、第 2発明のねじれ溝研削加工方法において、前記ワークは、垂直姿勢の下端側において片持ち状に支持され、上方へ突き出す前記溝加工部に前記一対のねじれ溝が研削加工されることを特徴とする。

[0009] 第 4発明は、第 1発明〜第 3発明の何れかのねじれ溝研削加工方法において、前記ワークは、径寸法が 6mm以下の小径の回転切削工具素材であることを特徴とする

[0010] 第 5発明は、円柱形状のワークの外周面に、軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を研削加工によって設けるねじれ溝研削加工装置であって、 (a)前記一対のねじれ溝を研削加工すべき溝加工部が突き出すように前記ワークを片持ち状に支持するワーク支持具と、 (b)そのワーク支持具の支持中心線を挟んで両側に配設されるとともに、前記ねじれ溝のねじれ角に応じてその支持中心線に対して互ヽに反対方向へ傾斜させられ、それぞれ軸心まわりに回転駆動されつつ前記溝加工部に押し当てられることにより、外周部でその溝加工部に前記一対のねじれ溝を同時に研削加工する一対の回転研削砥石と、 (c)前記ワーク支持具を介して前記ワークを軸心まわり〖こ回転させる回転駆動装置と、 (d)前記ワークを前記ワーク支持具と共にそのワークの軸方向へ直線移動させる軸方向移動装置と、 (e)前記ワークが軸心まわりに回転させられるとともに前記ねじれ溝のリードに合わせて軸方向へリード送りされるように、前記回転駆動装置と前記軸方向移動装置とを関連付けて制御する電子制御装置と、を有することを特徴とする。

[0011] 第 6発明は、第 5発明のねじれ溝研削加工装置において、 (a)前記ワーク支持具は、軸心が鉛直方向と略一致する垂直姿勢のワークの下端側を支持するもので、 (b)前記一対の回転研削砲石は、前記ワーク支持具によつて支持された支持部から上方へ突き出す前記溝加工部を水平方向から挟んで研削加工することを特徴とする。

[0012] 第 7発明は、第 5発明または第 6発明のねじれ溝研削加工装置において、前記ヮークは、径寸法が 6mm以下の小径の回転切削工具素材であることを特徴とする。

[0013] 第 8発明は、第 5発明〜第 7発明の何れかのねじれ溝研削加工装置において、前記ワーク支持具の支持中心線に対する前記一対の回転研削砲石の傾斜角度をそれぞれ所定の角度範囲で変化させることが可能で、前記ねじれ溝のねじれ角に応じて定められた傾斜角度となるように電子制御装置によって制御される一対の角度調整装置を備えて、ることを特徴とする。

[0014] 第 9発明は、第 5発明〜第 8発明の何れかのねじれ溝研削加工装置において、前記一対の回転研削砲石を、前記ワーク支持具の支持中心線に対して接近離間させることが可能で、前記ねじれ溝の溝底半径または溝深さに応じて定められた距離となるように電子制御装置によって制御される接近離間装置を備えていることを特徴とする。

発明の効果

[0015] 第 1発明のねじれ溝研削加工方法によれば、ワークを片持ち状に支持した状態で軸心まわりに回転駆動しつつ軸方向へリード送りする際に、そのワークの軸心を挟んで両側に配設された一対の回転研削砥石により一対のねじれ溝が同時に研削加工されるため、それ等の一対の回転研削砲石がそれぞれ反対側の回転研削砲石によるワークの橈み変形を防止するノックアップ部材として機能し、研削加工時のワークの橈み変形が抑制される。これにより、ワークの橈み変形による加工精度の低下が軽減され、溝深さや溝底半径等のねじれ溝の形状に関して高い寸法精度が得られるようになる。また、一対のねじれ溝を同時に研削加工するため、高い加工能率が得られる。

[0016] 第 2発明では、ワークが垂直姿勢で支持され、一対の回転研削砲石は、そのワークの溝加工部を水平方向から挟んで研削加工を行うため、例えばワークを水平に支持して軸方向へリード送りしながらねじれ溝を研削加工する場合に比較して、装置をコンパタトに構成して設置スペースを節減できる。

[0017] 第 3発明では、上記垂直姿勢のワークが下端側において片持ち状に支持され、上方へ突き出す溝カ卩ェ部に対して一対のねじれ溝が研削加工されるため、ワークを回転駆動しつつリード送りするための回転駆動装置や軸方向移動装置等を装置の下方に配置することが可能で、ワークを上方から吊り下げるように支持して回転駆動したりリード送りしたりする場合に比較して、装置の構造が簡単になって安価に構成できる。

[0018] 第 4発明は、径寸法が 6mm以下の小径の回転切削工具素材に一対のねじれ溝を研削加工する場合で、径寸法が小さくて橈み変形し易いため、一対の回転研削砲石により両側力挟んで一対のねじれ溝を同時に研削加工することにより、橈み変形を抑制して加工精度を向上させるという効果が顕著となる。

[0019] 第 5発明は、第 1発明のねじれ溝研削加工方法を好適に実施できるねじれ溝研削加工装置に関するもので、ワーク支持具によりワークを片持ち状に支持した状態で、電子制御装置により互いに関連付けて制御される回転駆動装置および軸方向移動装置によって、ワークが軸心まわりに回転させられるとともに軸方向へリード送りされる。そして、その状態で、ワーク支持具の支持中心線、すなわちそのワーク支持具に支持されているワークの軸心、を挟んで両側に配設された一対の回転研削砥石力軸心まわりに回転駆動されつつワークの軸心を挟んで対称的にそのワークの溝力卩ェ部に押し当てられることにより、その溝カ卩ェ部に一対のねじれ溝が同時に研削加工される。したがって、第 1発明と同様に、一対の回転研削砥石がそれぞれ反対側の回転研削砲石によるワークの橈み変形を防止するバックアップ部材として機能し、研削加ェ時のワークの橈み変形が抑制されるため、その橈み変形に起因する加工精度の低下が軽減されて、溝深さや溝底半径等のねじれ溝の形状に関して高ヽ寸法精度が得られるようになる。また、一対のねじれ溝を同時に研削加工するため、高い加工能率が得られる。

[0020] 第 6発明では、垂直姿勢のワークの下端側がワーク支持具によつて支持され、一対の回転研削砥石は、支持部カゝら上方へ突き出す溝加工部を水平方向から挟んで研削加工を行うため、例えばワークを水平に支持して軸方向へリード送りしながらねじれ溝を研削加工する場合に比較して、装置をコンパクトに構成して設置スペースを節減できる。また、ワークを回転駆動しつつリード送りするための回転駆動装置や軸方向移動装置を装置の下方に配置できるため、ワークを上方力吊り下げるように支持して回転駆動したりリード送りしたりする場合に比較して、装置の構造が簡単で安価に構成される。

[0021] 第 7発明は、径寸法が 6mm以下の小径の回転切削工具素材に一対のねじれ溝を研削加工する場合で、前記第 4発明と同様に橈み変形を抑制して加工精度を向上させるという効果が顕著となる。

[0022] 第 8発明は、一対の回転研削砲石の傾斜角度をそれぞれ所定の角度範囲で変化させることが可能な一対の角度調整装置を備えており、ねじれ溝のねじれ角に応じて定められた傾斜角度となるように電子制御装置によって制御されるため、ねじれ角が異なるねじれ溝を容易に研削加工できるとともに、軸方向の途中でねじれ角が変化しているねじれ溝を研削加工することも可能である。また、ねじれ溝の断面形状は干渉研削により回転研削砲石の外周部断面形状とは異なったものとなるため、上記傾斜角度によって干渉量を変化させて溝の断面形状を変化させることもできる。なお、ねじれ角と共に断面形状が異なるねじれ溝を研削加工する場合など、必要に応じて回転研削砲石を取り替えるようにすれば良、。

[0023] 第 9発明は、一対の回転研削砲石をワーク支持具の支持中心線に対して接近離間させることが可能な接近離間装置を備えており、ねじれ溝の溝底半径または溝深さに応じて定められた距離となるように電子制御装置によって制御されるため、溝底半径や溝深さが異なるねじれ溝を容易に研削加工できるとともに、軸方向にぉヽてそれ等の溝底半径や溝底深さが連続的或いは段階的に変化しているねじれ溝を研削加ェすることも可能である。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の一実施例であるねじれ溝研削加工装置を説明する概略構成図である

[図 2]図 1のねじれ溝研削加工装置を用いて一対のねじれ溝が研削加工されたドリルの一例を示す図で、 (a)は正面図、 (b)は (a)における B— B断面の拡大図である。

[図 3]図 2のねじれ溝研削加工装置を用いてドリル素材にねじれ溝を研削加工する際の、ドリル素材と回転研削砲石との位置関係を説明する図で、 (a)はドリル素材の軸心 Sに対する回転研削砲石の傾斜角度 Θ 1、 Θ 2を示す正面図、 (b)は (a)における B B断面の拡大図である。

[図 4]図 2のねじれ溝研削加工装置の作動を説明するフローチャートである。

[図 5]本発明に従って研削加工したねじれ溝の溝底半径のばらつきを、図 6に示すブッシュ方式で研削加工した場合の溝底半径のばらつきと比較して示す図である。

[図 6]ブッシュ方式でねじれ溝を研削加工する場合の加工方法を説明する図で、 (a) はワークの軸心と直角な正面側から見た断面図、（b)は (a)における B— B断面の拡大図である。

[図 7]図 6に示すブッシュ方式で一対のねじれ溝を研削加工する場合に、 2番目のねじれ溝の研削加工時の状態を示す図で、図 6の (b)に対応する断面図である。

符号の説明

[0025] 10 :ねじれ溝研削加工装置 12a、 12b :ねじれ溝 20 :ドリル素材 (ワーク、回転切削工具素材） 20f :溝加工部 30 :回転テーブル (ワーク支持具） 32 :チャック (ワーク支持具） 34 :回転駆動装置 38 :軸方向移動装置 40、 42 :回転研削砥石 48、 50 :スィベルテーブル (角度調整装置） 56、 58 :回動装置 (角度調整装置） 60 :接近離間装置 62 :電子制御装置 S :軸心 (支持中心線） β：ねじれ角 Θ 1、 0 2 :傾斜角度

発明を実施するための最良の形態

[0026] 本発明のねじれ溝研削加工方向および装置は、例えばドリルやタップ、エンドミルなど軸心に対して対称的に複数のねじれ溝を有する回転切削工具において、その工具素材 (回転切削工具素材）にねじれ溝を研削加工によって形成する場合に好適に用いられる力ねじれ溝を有するその他のワークの研削加工にも適用され得る。ヮークの材質は、例えば超硬合金や高速度工具鋼などの金属材料が好適に用いられるが、その他の材料製であっても良い。

[0027] 本発明は、径寸法が 6mm以下の小径ワークで、特に 4mm以下の小径ワークにねじれ溝を研削加工する場合に好適に適用される力径寸法が 6mmより大きいワークにねじれ溝を研削加工する場合にも適用され得る。また、溝加工部の長さ寸法が直径の 5倍以上、更には 10倍以上のワークにねじれ溝を研削加工する場合も、研削加ェ時に橈み変形が生じ易くなるため、本発明が好適に適用される。

[0028] 小径ワークの場合、ねじれ溝の数は一般に 2本である力大径になれば 4本或いは 6本のねじれ溝を設けることも可能で、そのような場合にも本発明は適用され得る。すなわち、軸心に対して対称的な一対のねじれ溝を同時に研削加工するとともに、 4本の場合はワークを軸心まわりに 90° 回転させて更に一対のねじれ溝を同時に研削加工すれば良いとともに、 6本の場合は 60° ずつ回転させて 3回に分けて一対ずつねじれ溝を研削加工すれば良い。 8本以上のねじれ溝を研削加工することも同様に可能である。

[0029] 回転研削砥石としては、ダイヤモンドホイールや CBNホイールが好適に用いられる力アルミナ質研削材ゃ炭化け!/、素質研削材などを用いた通常の研削砲石を用いることも可能で、ワークの材質等に応じて適宜選択される。

[0030] ワーク支持具は、ワークを同心に心出しして把持するチャックなどで、例えば回転駆動装置の主軸に配設されてワークを同心に把持するものや、回転テーブル上にヮークを起立させた状態で同心に心出しして把持するものなど、種々の態様が可能である。第 3発明、第 6発明のワーク支持具は、垂直姿勢のワークの下端側を支持するようになつている力他の発明の実施に際しては、垂直姿勢のワークの上端側を把持して吊り下げた状態で支持したり、水平など垂直姿勢以外の姿勢でワークを支持したりすることもできる。片持ち状の支持は、溝加工部が支持部から突き出す状態で支持することを意味するもので、必ずしも軸方向の端部を支持することを意味するものではなぐ溝加工部が短、場合には軸方向の中央部分等を支持するものでも良、。

[0031] 回転駆動装置は、ワークを軸心まわりに回転（自転)させるもので、例えばチャック等のワーク支持具が配設された回転テーブルを中心線まわりに回転駆動するように構成される。軸方向移動装置は、例えば回転駆動装置やワーク支持具、ワークを一体的にワークの軸方向、すなわちワーク支持具の支持中心線と平行な方向へ移動させるように、電動モータによって正逆両方向へ回転駆動される送りねじなどを備えて構成される。

[0032] 電子制御装置は、マイクロコンピュータ等を有して構成され、 NC制御などで上記回転駆動装置や軸方向移動装置を制御することにより、ワークを軸心まわりに回転駆動しつつ軸方向へリード送りする。第 8発明の角度調整装置や第 9発明の接近離間装置も、共通の電子制御装置によって制御することが望ましいが、別々の電子制御装置を用意することも可能である。

[0033] 第 8発明の角度調整装置は、例えば支持中心線 (ワークの軸心）に対する回転研削砲石の回転平面（回転軸心と直角な平面）の傾斜角度を、例えば 20° 〜60° 程度の範囲で調整できるように構成される力この角度範囲は形成するねじれ溝のねじれ角の範囲に応じて適宜定められる。上記傾斜角度は、基本的にはねじれ溝のねじれ角と一致させれば良いが、干渉研削などを考慮してねじれ角力ずらすことも可能である。この角度調整装置は、例えば前記特許文献 1のように、支持中心線と直交する回動中心線まわりに回動させられるスィベルテーブル等を用いて構成され、一対の回転研削砥石は、その回転軸心がスィベルテーブルの回動中心線と直交する一定の姿勢でそのスィベルテーブルに配設される。

[0034] 第 9発明の接近離間装置は、例えば単一の駆動源により一対の回転研削砲石を支持中心線 (ワークの軸心）に対して対称的に接近離間させるように、逆向きのねじが一体的に設けられた送りねじや十字型のスライダリンク機構等の逆連動機構を備えて構成されるが、一対の回転研削砥石をそれぞれ別個に移動させる一対の接近離間装置を設けることもできるなど、種々の態様が可能である。接近離間装置を別個に設ける場合は、一対の回転研削砥石の摩耗の相違に拘らず、溝深さや溝底半径に応じて支持中心線からの距離を個別に調整することにより、ねじれ溝を高い寸法精度で研削加工することができる。

実施例

[0035] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図 1は、本発明の一実施例であるねじれ溝研削加工装置 10の構成を説明する図で、図 2は、このねじれ溝研削加工装置 10を用いて一対のねじれ溝 12a、 12bが研削加工によって設けられたドリル 14を示す図である。図 2の (a)は、軸心 Sと直角な方向から見た正面図で、 (b)は (a)における B— B断面の拡大図である。このドリル 14は、径寸法が 3mmの小径の超硬合金ドリルで、シャンク 16を一体に備えているとともに、一対のねじれ溝 12a、 12bの先端開口部には一対の切れ刃 18が設けられている。また、一対のねじれ溝 12a、 12bは、図 2(b)力明らかなように軸心 Sに対して対称的に設けられており、そのねじれ角 βは約 30° である。

[0036] 図 1において、ドリル素材 20は、上記ドリル 14と同じ超硬合金製で、同じ径寸法 (直径 3mm)の円柱形状を成しているとともに、先端にはドリル 14と同じ先端角（実施例では 130° )で円錐状の先端突起 22が設けられている。このドリル素材 20には、前記シャンク 16となる側の端部、すなわち先端突起 22が設けられた側と反対側の端部に、円板形状の保持具 24が予め一体的に固定されており、その保持具 24と共に前工程力も供給されるようになっている。ドリル素材 20は回転切削工具素材で、ワークに相当し、前記ドリル 14は回転切削工具である。

[0037] ねじれ溝研削加工装置 10は、略密閉された溝研削室内に回転テーブル 30を備えており、ドリル素材 20は、軸心 Sが鉛直方向と略一致し且つ先端突起 22が上向きとなる垂直姿勢で回転テーブル 30上に載置される。そして、その回転テーブル 30上に設けられたチャック 32により、前記保持具 24を介してドリル素材 20の下端部が回転テーブル 30の中心線と同心に心出しされ、且つ、その回転テーブル 30に一体的に固定されるようになっている。これにより、ドリル素材 20は、前記ねじれ溝 12a、 12b を加工すべき溝加工部 20fがチャック 32から上方へ突き出す状態で片持ち状に支持される。チャック 32は、電動モータ等により自動的に開閉されるようになっている。また、回転テーブル 30は、電動モータや減速機等を有する回転駆動装置 34により、中心線まわりに所定の回転速度で回転駆動されるようになっており、ドリル素材 20も、この回転テーブル 30と一体的に軸心 Sまわりに回転（自転)させられる。本実施例では回転テーブル 30およびチャック 32によりワーク支持具が構成されており、回転テ一ブル 30の中心線は支持中心線に相当し、チャック 32により回転テーブル 30上に固定された状態におけるドリル素材 20の軸心 Sは支持中心線と一致する。なお、ドリル素材 20は、図示しないローダ'アンローダ装置により、先端突起 22が上向きとなる垂直姿勢で溝研削室内に自動的に搬入されるとともに、一対のねじれ溝 12a、 12b が研削加工によって設けられた後に自動的に搬出されるようになっている。

[0038] 上記回転テーブル 30は、回転駆動装置 34と共に上下移動台 36上に配設されている。上下移動台 36は、例えば電動モータによって正逆両方向へ回転駆動される送りねじを有する軸方向移動装置 38により上下方向、すなわち回転テーブル 30に固定されたドリル素材 20の軸心 Sと平行な Z軸方向へ、所定の速度で直線移動させられるようになっている。これにより、回転テーブル 30上に固定されたドリル素材 20を、回転駆動装置 34により軸心 Sまわりに回転駆動しつつ、軸方向移動装置 38により軸方向へ移動させることが可能で、前記ねじれ溝 12a、 12bのリードに合わせてリード送りすることがでさる。

[0039] 回転テーブル 30の上方には、その回転テーブル 30の中心線である支持中心線（軸心 Sと同じ)を挟んで対称的に水平方向へ離間して一対の回転研削砲石 40、 42 が配設されている。回転研削砥石 40、 42は、前記ねじれ溝 12a、 12bを研削加工するためのもので、ダイヤモンド砲粒或いは CBN砲粒等の砲粒を含む研削層 40t、 42 t (図 3(b)参照）が設けられた外周部の断面形状は、ねじれ溝 12a、 12bの溝断面に対応する形状とされている。これ等の回転研削砥石 40、 42は、それぞれ電動モータ 44、 46によって軸心まわりに回転駆動されるようになっており、研削層 40t、 42tの外周縁 (研削加工部）がそれぞれドリル素材 20の外周面に押し当てられることにより、その外周面に研削加工が施されてねじれ溝 12a、 12bが形成される。

[0040] 上記一対の回転研削砲石 40、 42は、それぞれスィベルテーブル 48、 50に配設されている。スィベルテーブル 48、 50は、前記回転テーブル 30の中心線である支持中心線 (軸心 S)に対して直交する回動中心線 Qまわりに回動可能に、それぞれ Y軸テーブル 52、 54に配設されている。回転研削砥石 40、 42は、その回転軸心が回動中心線 Qと直交する一定の姿勢でスィベルテーブル 48、 50に配設されており、スィベルテーブル 48、 50が電動モータ等の回動装置 56、 58により回動中心線 Qを中心として回動させられることにより、回転研削砲石 40、 42もその回動中心線 Qまわりに回動させられる。

[0041] すなわち、図 1の左方向から見た状態を示す図 3の (a)力も明らかなように、一対の回転研削砥石 40、 42の姿勢は、それぞれスィベルテーブル 48、 50と一体的に回動中心線 Qまわりに回転させられるのであり、支持中心線 (軸心 S)に対する回転研削砲石 40、 42の回転平面（回転軸心と直角な平面）の傾斜角度 Θ 1、 Θ 2が、スィベルテーブル 48、 50の回動角度に応じて変更される。本実施例では、スィベルテーブル 48、 50および回動装置 56、 58によって角度調整装置が構成されており、傾斜角度 0 1、 0 2をそれぞれ反対方向へ 20° 〜60° の範囲で調整できるように構成されている。この傾斜角度 0 1、 0 2は、軸心 Sに対して対称的に設けられるねじれ溝 12a、 12bに対応して、支持中心線に対して反対方向へ傾斜するように定められ、基本的にはねじれ溝 12a、 12bのねじれ角 /3と同じ角度に調整される力干渉研削などを考慮してねじれ角 j8力ずらすこともできる。図 3は、ドリル素材 20が上昇させられて、一対の回転研削砥石 40、 42により溝力卩ェ部 20fにねじれ溝 12a、 12bの研削加工が開始された状態を示す図で、（b)は (a)における B— B断面の拡大図である。

[0042] 上記 Y軸テーブル 52、 54は、接近離間装置 60により回動中心線 Qと平行な Y軸方向（図 1における左右方向）へ直線移動させられるようになっており、これによりねじれ溝 12a、 12bの溝底半径に応じて回転研削砲石 40、 42が前記支持中心線すなわちドリル素材 20の軸心 Sに対して接近離間させられる。接近離間装置 60は、例えば単一の駆動源により Y軸テーブル 52、 54を支持中心線 (軸心 S)に対して対称的に接近離間させるように構成することもできる力本実施例では一対の Y軸テーブル 52、 54をそれぞれ別個に接近離間させることができるように、 2組の駆動源および送りねじ等を備えて構成されて、る。

[0043] そして、このようなねじれ溝研削加工装置 10は、マイクロコンピュータ等を含んで構成されている電子制御装置 62を備えており、図 4に示すステップに従ってドリル素材 20に対して一対のねじれ溝 12a、 12bを同時に研削加工する。図 4は、図示しない口ーダ.アンローダ装置によって新たなドリル素材 20が回転テーブル 30上に搬入されると実行が開始され、ステップ S1では、チャック 32によりそのドリル素材 20を回転テ一ブル 30と同心に心出しして、その回転テーブル 30に一体的に固定する。なお、ドリル素材 20の搬入時に回転研削砥石 40、 42が邪魔にならないように、その回転研削砲石 40、 42が配設されている Y軸テーブル 52、 5は、それぞれ予め定められた退避位置へ離間させられて!/ヽる。

[0044] ステップ S2では、前記傾斜角度 0 1、 0 2がねじれ溝 12a、 12bのねじれ角 βに応じて予め設定された角度 (例えば j8と同じ 30° )となるように、回動装置 56、 58によりスィベルテーブル 48、 50を回動させるとともに、回転研削砥石 40、 42の外周縁 (研削加工部）から支持中心線 (軸心 S)までの距離がねじれ溝 12a、 12bの溝底半径と一致するように、接近離間装置 60により Y軸テーブル 52、 54をそれぞれ支持中心線 (軸心 S)に対して接近させる。そして、次のステップ S3では、電動モータ 44、 46により回転研削砲石 40、 42を所定の研削回転速度でそれぞれ回転駆動する。図 1は、この状態を示す図である力ステップ S2の接近に先立って回転研削砲石 40、 42を回転駆動することも可能である。また、同一諸元のドリル 14のねじれ溝 12a、 12bを繰り返し研削加工する場合には、上記傾斜角度 0 1、 0 2の角度調整は必ずしも必要ない。

[0045] ステップ S4では、ドリル素材 20がねじれ溝 12a、 12bのねじれに沿って軸心 Sまわりに回転駆動されるとともに軸方向の先端側すなわち上方へリード送りされるように、回転駆動装置 34と軸方向移動装置 38とを関連付けて制御する。具体的には、回転駆動装置 34によりドリル素材 20を軸心 Sまわりに 1回転させる間に、軸方向移動装置 38によりドリル素材 20をねじれ溝 12a、 12bの 1リード分だけ軸方向の上方へ直線移動させるのである。これにより、ドリル素材 20は、図 3に示すようにその先端側から一対の回転研削砥石 40、 42の間へ送り込まれ、それ等の回転研削砥石 40、 42に挟まれた状態で一対のねじれ溝 12a、 12bが同時に研削加工される。

[0046] そして、ねじれ溝 12a、 12bが設けられるドリル 14の溝長に応じて定められた溝カロェ部 20fの全長が回転研削砲石 40、 42の間に送り込まれ、その溝加工部 20fの全長に亘つてねじれ溝 12a、 12bが研削加工されると、上記ステップ S4の研削加工を終了し、ステップ S5の終了処理を実行する。この終了処理は、 Y軸テーブル 52、 54 をそれぞれ退避位置まで離間させることにより、回転研削砲石 40、 42をドリル素材 2 0から離間させて研削加工を終了させ、電動モータ 44、 46を停止して回転研削砲石 40、 42の回転を停止するとともに、軸方向移動装置 38により上下移動台 36を初期位置まで下降させる。その後、ステップ S6でチャック 32を開いてドリル素材 20を解放すると、図示しないローダ'アンローダ装置によってドリル素材 20が保持具 24と共に自動的に溝研削室力搬出され、コンベア等により後工程へ移送される。

[0047] このように、本実施例のねじれ溝研削加工装置 10によれば、チャック 32によりドリル素材 20の下端部を把持して片持ち状に支持した状態で (ステップ S1)、電子制御装置 62により互いに関連付けて制御される回転駆動装置 34および軸方向移動装置 3 8によって、ドリル素材 20が軸心 Sまわりに回転させられるとともに軸方向の先端側へリード送りされる (ステップ S4)。一方、ドリル素材 20の軸心 Sを挟んで両側に配設された一対の回転研削砥石 40、 42は、軸心まわりに回転駆動されつつ軸心 Sを挟んで対称的にそのドリル素材 20の溝力卩ェ部 20fに押し当てられるようになつており（ステップ S2、 S3)、これにより軸心 Sまわりに回転駆動されつつ軸方向へリード送りされるドリル素材 20の溝力卩ェ部 20fに一対のねじれ溝 12a、 12bが同時に研削加工される [0048] したがって、一対の回転研削砥石 40、 42がそれぞれ反対側の回転研削砥石 42、 40によるドリル素材 20の橈み変形を防止するバックアップ部材として機能し、研削加ェ時のドリル素材 20の橈み変形が抑制されるため、その橈み変形に起因する加工精度の低下が軽減されて、溝底半径等のねじれ溝 12a、 12bの各部の寸法精度が向上する。また、一対のねじれ溝 12a、 12bを同時に研削加工するため、高い加工能率が得られる。

[0049] また、垂直姿勢のドリル素材 20の下端側がチャック 32によって支持され、一対の回転研削砲石 40、 42は、チャック 32から上方へ突き出す溝力卩ェ部 20fを水平方向から挟んで研削加工するため、例えばドリル素材 20を水平に支持して軸方向へリード送りしながらねじれ溝 12a、 12bを研削加工する場合に比較して、装置をコンパクトに構成して設置スペースを節減できる。また、ドリル素材 20を回転駆動しつつリード送りするための回転駆動装置 34や軸方向移動装置 38を装置の下方に配置できるため、ドリル素材 20を上方力も吊り下げるように支持して回転駆動したりリード送りしたりする場合に比較して、装置の構造が簡単で安価に構成される。

[0050] また、本実施例では径寸法が 3mm以下の小径のドリル素材 20に一対のねじれ溝 12a、 12bを研削加工する場合である力このような小径のドリル素材 20は橈み変形し易いため、一対の回転研削砥石 40、 42により両側力も挟んでねじれ溝 12a、 12b を同時に研削加工することにより、図 6、図 7のように片方ずつ回転研削砲石 106を押し当てて研削加工する場合に比較して、橈み変形を抑制して加工精度を向上させるという効果が顕著となる。

[0051] また、本実施例では、一対の回転研削砲石 40、 42の傾斜角度 Θ 1、 Θ 2をそれぞれ所定の角度範囲（20° 〜60° )で変化させることが可能なスィベルテーブル 48、 50および回動装置 56、 58力設けられ、ねじれ溝 12a、 12bのねじれ角 βに応じて定められた傾斜角度となるように電子制御装置 62によって制御されるため（ステップ S2 )、例えば順次供給されるドリル素材 20毎にねじれ溝 12a、 12bのねじれ角 βが異なる場合でも傾斜角度 Θ 1、 Θ 2を変更して容易に研削加工できるとともに、軸方向の途中でねじれ角 j8が変化しているねじれ溝を研削加工することも可能である。また、ねじれ溝 12a、 12bの断面形状は干渉研削により回転研削砥石 40、 42の外周部断面形状とは異なったものとなるため、上記傾斜角度 Θ 1、 Θ 2によって干渉量を変化させて溝の断面形状を変化させることもできる。なお、断面形状が異なるねじれ溝を研削加工する場合には、必要に応じて外周部断面形状が異なる複数種類の回転研削砲石を用意し、それ等を取り替えてねじれ溝の研削加工を行えば良い。

[0052] また、本実施例では、一対の回転研削砲石 40、 42を、ドリル素材 20の支持中心線

(軸心 S)に対して接近離間させることが可能な接近離間装置 60を備えており、ねじれ溝 12a、 12bの溝底半径に応じて定められた接近距離となるように電子制御装置 6 2によって制御されるため（ステップ S2)、例えば順次供給されるドリル素材 20毎にねじれ溝 12a、 12bの溝底半径が異なる場合でも接近距離を変更して容易に研削加工できるとともに、軸方向においてそれ等の溝底半径が連続的或いは段階的に変化して、るねじれ溝を研削加工することも可能である。

[0053] 因みに、本実施例のねじれ溝研削加工装置 10を用いて、一対の回転研削砲石 40 、 42の傾斜角度 0 1、 0 2 = 30° 、溝底半径のねらい値を 0. 38mmとして、直径が 3mmの 10本のドリル素材 20に対してねじれ角 13 = 30° のねじれ溝 12a、 12bを研削加工し、ダイヤルゲージで実際の溝底半径を調べたところ、図 5の (a)に示すように第 1溝（ねじれ溝 12a)、第 2溝（ねじれ溝 12b)を合わせた寸法範囲は 0. 370mn！〜 0. 383mmで、そのばらつきは 0. 013mmであった。なお、回転研削砥石 40、 42の直径は 80mmである。

[0054] これに対し、前記図 6および図 7に示すように、上記回転研削砥石 40、 42と同じ回転研削砥石 106を用いて、上記ドリル素材 20と同じドリル素材 100に対し、ブッシュ 1 04により支持しながら第 1溝（ねじれ溝 110)を研削加工するとともに、その後にドリル素材 100を 180° 回転させてブッシュ 104により支持しながら第 2溝（ねじれ溝 112) を研削加工した場合、第 1溝、第 2溝共に溝底半径のばらつきが本発明に比較して大きかった。特に、第 2溝（ねじれ溝 112)の溝底半径は 0. 370mn！〜 0. 401mmで、そのばらつきは 0. 031mmであり、本発明に比較して 2倍以上である。これは、第 1 溝 (ねじれ溝 110)の存在で、ドリル素材 100が橈み変形し易くなり、溝底半径が大きくなるものと考えられる。第 1溝（ねじれ溝 110)については、溝底半径は 0. 365mm 〜0. 388mmで、ばらつきは 0. 023mmであり、本発明に比較して 0. Olmm大きい。これは、ブッシュ 104の揷通穴 102とドリル素材 100との間の遊びや、ブッシュ 104 を支持している基台とブッシュ 104との間の遊び、或いは各部の寸法誤差などによるものと考えられる。

[0055] 以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

産業上の利用可能性

[0056] 本発明のねじれ溝研削加工方法およびねじれ溝研削加工装置は、回転切削工具素材等の円柱形状のワークの両側から一対の回転研削砲石を押し当てて研削加工を施すことにより、軸心に対して対称的な一対のねじれ溝を同時に設けることにより、研削加工時のワークの橈み変形を抑制し、溝深さや溝底半径等のねじれ溝の形状に関する寸法精度を向上させるようにしたもので、ドリルやタップ、エンドミルなど軸心に対して対称的に複数のねじれ溝を有する回転切削工具等の製造に好適に適用される。

Claims

請求の範囲

[1] 円柱形状のワークの外周面に、軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を研削加工によって設けるねじれ溝研削加工方法であって、

前記一対のねじれ溝を研削加工すべき溝加工部が突き出すように前記ワークを片持ち状に支持した状態で、軸心まわりに回転駆動しつつ前記ねじれ溝のリードに合わせて軸方向へリード送りする一方、

該ワークの軸心を挟んで両側に配設され且つ前記ねじれ溝のねじれ角に応じて該ワークの軸心に対して互ヽに反対方向へ傾斜させられた一対の回転研削砲石を、それぞれ前記溝加工部に押し当てた状態で回転駆動することにより、該一対の回転研削砥石の外周部で該溝加工部に前記一対のねじれ溝を同時に研削加工することを特徴とするねじれ溝研削加工方法。

[2] 前記ワークは、軸心が鉛直方向と略一致する垂直姿勢で片持ち状に支持され、前記一対の回転研削砲石は、該ワークの前記溝加工部を水平方向から挟んで研削加工を行う

ことを特徴とする請求項 1に記載のねじれ溝研削加工方法。

[3] 前記ワークは、垂直姿勢の下端側において片持ち状に支持され、軸心まわりに回転駆動されるとともに軸方向へリード送りされることにより、支持部力上方へ突き出す前記溝加工部に前記一対のねじれ溝が研削加工される

ことを特徴とする請求項 2に記載のねじれ溝研削加工方法。

[4] 前記ワークは、径寸法が 6mm以下の小径の回転切削工具素材である

ことを特徴とする請求項 1〜3の何れか 1項に記載のねじれ溝研削加工方法。

[5] 円柱形状のワークの外周面に、軸心に対して対称的に一対のねじれ溝を研削加工によって設けるねじれ溝研削加工装置であって、

前記一対のねじれ溝を研削加工すべき溝加工部が突き出すように前記ワークを片持ち状に支持するワーク支持具と、

該ワーク支持具の支持中心線を挟んで両側に配設されるとともに、前記ねじれ溝のねじれ角に応じて該支持中心線に対して互いに反対方向へ傾斜させられ、それぞれ軸心まわりに回転駆動されつつ前記溝カ卩ェ部に押し当てられることにより、外周部で該溝加工部に前記一対のねじれ溝を同時に研削加工する一対の回転研削砲石と、前記ワーク支持具を介して前記ワークを軸心まわりに回転させる回転駆動装置と、前記ワークを前記ワーク支持具と共に該ワークの軸方向へ直線移動させる軸方向移動装置と、

前記ワークが軸心まわりに回転させられるとともに前記ねじれ溝のリードに合わせて軸方向へリード送りされるように、前記回転駆動装置と前記軸方向移動装置とを関連付けて制御する電子制御装置と、

を有することを特徴とするねじれ溝研削加工装置。

[6] 前記ワーク支持具は、軸心が鉛直方向と略一致する垂直姿勢のワークの下端側を支持するもので、

前記一対の回転研削砥石は、前記ワーク支持具によつて支持された支持部から上方へ突き出す前記溝加工部を水平方向から挟んで研削加工する

ことを特徴とする請求項 5に記載のねじれ溝研削加工装置。

[7] 前記ワークは、径寸法が 6mm以下の小径の回転切削工具素材である

ことを特徴とする請求項 5または 6に記載のねじれ溝研削加工装置。

[8] 前記ワーク支持具の支持中心線に対する前記一対の回転研削砲石の傾斜角度をそれぞれ所定の角度範囲で変化させることが可能で、前記ねじれ溝のねじれ角に応じて定められた傾斜角度となるように電子制御装置によって制御される一対の角度調整装置を備えている

ことを特徴とする請求項 5〜7の何れか 1項に記載のねじれ溝研削加工装置。

[9] 前記一対の回転研削砲石を、前記ワーク支持具の支持中心線に対して接近離間させることが可能で、前記ねじれ溝の溝底半径または溝深さに応じて定められた距離となるように電子制御装置によって制御される接近離間装置を備えている

ことを特徴とする請求項 5〜8の何れか 1項に記載のねじれ溝研削加工装置。