JP4855587B2 - ワ−クの一方向研削方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に使用されるリニアガイドの角溝案内レ−ルあるいは函型スライダ、打ち抜きパンチ金型の可動側角型（雄型）、クランクシャフトの溝切り研削または磨きに適した研削方法に関する。
また、本発明は、表面仕上がりが良好で、摩擦抵抗が小さく、光沢の高い加工物を与えるワ−クの一方向研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属工作機械装置として、例えば、ワ−クを載置したテ−ブルを左右に往復移動させ、回転する砥石とワ−クとをＮＣ制御により上下方向および砥石軸と平行な前後方向に相対的に移動させてワ−クの表面を研削する研削盤は知られている（特開昭５５−８３５６７号、同５９−５９３４９号、同６１−１７３８５１号、特開平４−１３５５２号、特開２０００−７１１５７号、特許第２９７０７２５号）。
図３と図４に平面研削盤の一例を示す。これら図において、１は平面研削装置、２はワ−ク、３は砥石、４は水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台ユニット、６は電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、８は操作盤、８ｂは砥石上下切り込み手動パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石頭、１１は砥石軸、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降機構、１３はモ−タ−、１４は螺合体、１５はネジ軸、１６は軸受、１７は安全保護カバ−、１８は研削液供給ノズル、１９はベッド、２０はタンク、２１はフィルタ−、２２はポンプ、２３は砥石軸モ−タ−である。
【０００３】
図３に示す研削装置においては、テ−ブルは油圧シリンダにより移動されるが、近時、テ−ブルの移動速度を速くすることが求められ、テ−ブルの往復駆動にリニアモ−タを利用することが提案され、かつ、実用化されている（特開平８−１９２３２６号、同９−２８０７４号、同１１−２６６５７７号、同１１−２６２８３２号、特開２０００−１９８０４０号、同２００１−９７１８号）。
リニアモ−タ−駆動テ−ブルはパ−ソナルコンピュ−タからのパルス指令によって制御されており、最高速度、平均加減速度、加減速カ−ブを自由に変えることができる。
【０００４】
また、図５に示す研削装置１では、サドル７がＺ方向に往復自在にフレ−ムに支持され、テ−ブル４がサドル７上を左右方向（Ｘ軸方向）に、コラム９により砥石頭が上下方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設けられている。
この平面研削盤では、テ−ブル４上のチャックにワ−ク２を固定し、サドル７を移動させてＺ軸方向の位置を決め、テ−ブル４をＸ軸方向に往復移動させる過程で砥石頭の回転している砥石をワ−クに接触させ、砥石頭をＹ軸方向に送りをかけてワ−クを研削する。
【０００５】
回転する砥石を用いてワ−クを研削する際の加工軌跡例を図６に示す（株式会社 岡本工作機械製作所のコラム形精密平面研削盤ＰＳＧカタログの２頁：２０００年９月発行）。
【０００６】
ワ−クを載置したテ−ブルを左右に往復移動させ、回転する砥石とワ−クとをＮＣ制御により上下方向および砥石軸と平行な前後方向に相対的に移動させてワ−クの表面を研削するプランジ研削を示すステップ切り込みにおいて、回転する砥石はテ−ブルの左右反転ごとに指定した量（１回の削り代α）だけ切り込み、目標とした研削量となるまでテ−ブル反転が行われ、研削を行う。
【０００７】
トラバ−ス研削においては、テ−ブル左右反転ごとに指定した量だけコラムを前後に移動することにより砥石を前後に移動し、ワ−クの前後両端で切り込みを行う。
バイアス研削方法においては、テ−ブルの左右反転に関係なく、指定した速度で砥石を前後移動し、ワ−クの前後両端で切り込みを行う。
ワ−クの粗研削によく用いられるシフトプランジ研削方法においては、前後に砥石幅よりわずかに少なく設定されたステップ幅づつシフトしながらプランジ研削を繰り返す。
【０００８】
これら研削方法は、単独で、または２種以上組み合わせてワ−クの研削が行われる。図６は、粗研削にシフトプランジ研削方法を、精密研削にトラバ−ス研削方法を用いたサイクル線図を示す（株式会社 岡本工作機械製作所のコラム形精密平面研削盤ＰＳＧカタログの８頁：２０００年９月発行）。
【０００９】
これら従来の研削方法では、テ−ブルの左右反転のいずれでもワ−ク前後の両端で砥石による切り込みが行われるか、あるいは片側で切り込みが行われ、帰りは砥石がわずかにワ−ク表面に接した状態となっている。また、トラバ−ス研削においては、ワ−クの前後で切り込みが行われる。
ワ−ク研削時の砥石の回転方向は、時計廻りの一方向であるので、テ−ブルの右反転によるテ−ブルが左から右方向へ移動する際はワ−クの進行方向は砥石の回転方向と逆であるが、テ−ブルの左反転によるテ−ブルが右から左方向へ移動する際はワ−クの進行方向は砥石の回転方向と同一となる。
【００１０】
よって、テ−ブル往復とも研削加工されたワ−クに毛羽立ちが生じ易く、特に両側切り込みでは毛羽立ちが大きく、精研削が必要とされる要因にもなっている。また、この毛羽立ちが加工ワ−クの動摩擦係数を高める要因となり、加工ワ−クがリニアガイドの函型スライダの際は、角ガイドレ−ルとの滑りを悪くし、スライドの寿命を短くする。加工ワ−クがパンチ工具の可動側型板である場合、中央を角に刳り貫いた角固定側ダイ（雌型）上にパンチされる金属板を載せ、前記可動側型板を打ち降ろして角穴を金属板に形成する際の可動側型板と角固定側ダイとの滑りを悪くし、スライドの寿命を短くする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、研削時間を従来方法と比較してさほど長くしないで、表面光沢に優れ、動摩擦係数が小さい加工ワ−クを与える研削方法を提供するものである。
【００１２】
【問題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、ワ−クを載置したテ−ブルを左右に往復移動させ、前記テ−ブルが左から右方向に移動速度０．１〜５ｍ／分で往移動する際は回転する前記砥石を下降させて指定量だけワ−クへの切り込みを行い、前記テ−ブルが左反転するまでワ−クの研削を行い、前記テ−ブルが左反転し、前記テ−ブルが右から左方向に移動速度３０〜３００ｍ／分で復移動する際は前記ワ−クに接触しない高さに回転する砥石を上昇させて前記ワ−クの研削を行わないＮＣ制御によるワ−クの一方向研削方法であって、
前記テ−ブルの一往復移動時の指定した切り込み量をα、エヤ−カット高さをβ、切り込み回数をｎ回（ｎは２以上の整数。）とすると、研削開始時の前記砥石がテ−ブル右端で下降する量はαであり、前記テ−ブル左反転時のテ−ブル左端で前記砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、２回目の切り込みを開始する際の前記テ−ブル右端での前記砥石が下降する量は(２α＋β)であり、２回目の前記テ−ブル左反転時の前記砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、以下、前記テ−ブル反転回数がｎ回となるまでテ−ブル右端での前記砥石の下降する量を(２α＋β)、前記テ−ブル左反転時の前記砥石が上昇する高さを(α＋β)としてワ−クの切り込み・研削を行うことを特徴とする、ワ−クの一方向研削方法を提供するものである。
【００１３】
ワ−クが一方向に揃って研削されるので、毛羽立ちがなく、表面の均一性に優れ、高い光沢の加工ワ−クが得られる。
【００１５】
砥石の上下（昇降）移動幅を最小限に留めることにより研削時間が長くなるのを防いだ。
【００１７】
研削時は、砥石にワ−クの研削応力が負荷されるので、テ−ブルの移動速度は従来と変わりがないが、研削を行っていない帰り時は高速にテ−ブルを移動できるので、従来方法と比較して研削時間が長くなるのを防いだ。
【００１８】
本発明の請求項２は、ワ−クを載置したテ−ブルを左右に往復移動させ、前記テ−ブルが左から右方向に移動速度０．１〜５ｍ／分で往移動する際は前記回転する砥石を下降させて指定量だけワ−クへの切り込みを行い、前記テ−ブルが左反転するまでワ−クの研削を行い、前記テ−ブルが左反転し、前記テ−ブルが右から左方向に移動速度３０〜３００ｍ／分で復移動する際は前記ワ−クに接触しない高さに回転する砥石を上昇させてワ−クの研削を行わないＮＣ制御によるワ−クの一方向研削方法であって、前記テ−ブルの左反転ごとに前記回転する砥石を下降させ、ワ−クへの前端で切り込みを行い、前記テ−ブルの右反転ごとに前記回転する砥石を前記ワ−クに接触しない高さ上昇させ、コラムを前後に移動することにより前記回転する砥石を指定された量だけ前または後に移動して行う請求項１に記載のワークの一方向トラバ−ス研削方法において、
前記テ−ブルの一往復移動時の指定した切り込み量をα、エヤ−カット高さをβとすると、研削開始時の前記回転する砥石が前記テ−ブル右端で下降する量はαであり、前記テ−ブル左反転時のテ−ブル左端で前記回転する砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、２回目の切り込みを開始する際の前記テ−ブル右端での前記回転する砥石が下降する量は(α＋β)であり、２回目の前記テ−ブル左反転時の前記回転する砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、以下、前記ワ−クの後または前の研削が終わるまで前記テ−ブル右端での前記回転する砥石の下降する量を(α＋β)、前記テ−ブル左反転時の前記回転する砥石が上昇する高さを(α＋β)として前記ワ−クの切り込み・研削を行うことを特徴とする、請求項１に記載のワ−クの一方向トラバ−ス研削方法を提供するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すプランジ研削方法の砥石の軌跡を示す線図、図２はトラバ−ス研削時の砥石の軌跡を示す線図である。
【００２０】
砥石とワ−クとをＮＣ制御により上下方向および砥石軸と平行な前後方向に相対的に移動させてワ−クの表面を研削するリニアモ−タ駆動テ−ブル４を備えるＮＣ研削盤を用い、ワ−クをプランジ研削加工するには、ＮＣ制御操作盤８を用いて、加工プログラムよりプランジ加工を選択し、基準点、粗研削量、精研削量、スパ−クアウト回数、ドレス回数、前後反転位置等の加工条件を入力する。
【００２１】
テ−ブル４のチャック６にワ−ク２を載せ、開始ボタンを押し、ワ−クを載置したテ−ブル４を左右に往復移動させ、砥石を回転させ、砥石を切り込み開始位置に下降移動し、回転する砥石３を指定された切り込み量α分、下降させて砥石による切込をテ−ブル右端側より開始させる。テ−ブル４が左側（−Ｘ方向）から右側（＋Ｘ方向）へ移動することによりワ−クは研削される。
【００２２】
本発明の一方向研削方法において、テ−ブルが左反転し、左から右方向にテ−ブルが往移動する際は砥石を下降させて指定量だけワ−クへの切り込みを行い、テ−ブルが右反転するまでワ−クの研削を行い、テ−ブルが右反転し、右から左方向に復移動する際はワ−クに接触しない高さに砥石を上昇させてワ−クの研削を行わない。
【００２３】
テ−ブルの一往復移動時の指定した切り込み量をα、エヤ−カット高さをβ、切り込み回数をｎ回（ｎは２以上の整数。）とすると、研削開始時の砥石がテ−ブル右端で下降する量はαであり、テ−ブル左反転時のテ−ブル左端で砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、２回目の切り込みを開始する際のテ−ブル右端での砥石が下降する量は(２α＋β)であり、２回目のテ−ブル左反転時の砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、以下、テ−ブル反転回数がｎ回となるまでテ−ブル右端での砥石の下降する量を(２α＋β)、テ−ブル左反転時の砥石が上昇する高さを(α＋β)としてワ−クの切り込み・研削を行う。
【００２４】
テ−ブル１往復時の１回の粗研削量αは、０．１〜１０ｍｍ、精研削量αは、０．００１〜０．０１ｍｍ、エヤ−カット高さβは、０．０１〜０．０５ｍｍが一般である。
テ−ブル４の移動速度は、ワ−ク２への砥石３による切り込み・研削が行われる左方向から右方向へのテ−ブル移動速度が０．１〜５ｍ／分、切り込み・研削が行われない右方向から左方向へのテ−ブル移動速度が３０〜３００ｍ／分である。テ−ブル４の駆動は、リニアモ−タ駆動が好ましい。
【００２５】
シフトプランジ研削する際は、砥石３を前後に砥石軸よりわずかに少なく設定されたステップ幅づつ、砥石をワ−ク表面より上昇させて離した状態でシフトしながら上記一方向のプランジ研削を行う。
【００２６】
図２に示す本発明のトラバ−ス研削方法は、テ−ブル４の左反転ごとに砥石を下降させ、ワ−クへの前端で切り込みを行い、テ−ブルの右反転ごとに砥石をワ−クに接触しない高さ上昇させ、コラム９を前または後（Ｚ方向）に移動することにより砥石３を指定された量だけ前または後に移動して行う一方向トラバ−ス研削方法である。
【００２７】
この一方向トラバ−ス研削方法においては、テ−ブル３の一往復移動時の指定した切り込み量をα、エヤ−カット高さをβとすると、研削開始時の砥石３がテ−ブル４右端で下降する量はαであり、テ−ブル左反転時のテ−ブル左端で砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、２回目の切り込みを開始する際のテ−ブル右端での砥石が下降する量は(α＋β)であり、２回目のテ−ブル左反転時の砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、以下、ワ−ク２の後または前の研削が終わるまでテ−ブル右端での砥石の下降する量を(α＋β)、テ−ブル左反転時の砥石が上昇する高さを(α＋β)としてワ−クの切り込み・研削を行う。
【００２８】
即ち、テ−ブル４の左反転ごとに砥石を下降（１回目はα、２回目以降はα＋β）させ、ワ−クへの前端で切り込みを行い、テ−ブル４の右反転ごとに砥石をワ−クに接触しない高さ（α＋β）上昇させ、コラム９を前後に移動させることにより砥石を指定された量だけ前または後に移動して行う。
【００２９】
この一方向トラバ−ス研削を同じワ−クにｎ回行うときは、２回目以降、ｎ回までの研削は、１回目の一方向トラバ−ス研削が終了したらモ−タ１３を駆動させてて砥石３を（α＋β）の高さ上昇させ、ついで、コラム９を後または前に移動させて１回目の切り込み開始位置まで砥石を戻し、テ−ブル４の左反転ごとに砥石を下降（２α＋β）させ、ワ−ク２への前端で切り込みを行い、テ−ブル４の右反転ごとに砥石をワ−クに接触しない高さ（α＋β）上昇させ、コラム９を前後に移動させることにより砥石を指定された量だけ前または後に移動して行う。
【００３０】
加工されるワ−ク素材としては、鉄鋼、ステンレス、黄銅等の金属、ガラス、プラスチック、セラミック等が挙げられる。
【００３１】
上記ワ−クの加工例では、砥石の回転方向とワ−クの移動方向が逆の場合（アップカット）に一方向の研削を行う例を挙げたが、砥石の回転方向とワ−クの移動方向が同一の場合（ダウンカット）に一方向の研削を行うようにすることも可能である。例えば、砥石の回転方向を逆時計廻り方向としたり、あるいは、砥石の回転方向とワ−クの移動方向が同一の場合のテ−ブル反転時に砥石が下降し、砥石の回転方向とワ−クの移動方向が逆の場合のテ−ブル反転時に砥石が上昇するように加工ソフトをプログラミングしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のワ−クの一方向研削方法は、鉋で木材を一方向にのみ削る方法に類似して、加工されたワ−クに毛羽立ちがなく、動摩擦係数も小さく、光沢が高い、表面の均一性が良好な加工ワ−クが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一方向プランジ研削方法における砥石の軌跡を示す線図である。
【図２】 本発明の一方向トラバ−ス研削方法における砥石の軌跡を示す線図である。
【図３】 平面研削盤の斜視図である（公知）。
【図４】 平面研削盤の側面図である（公知）。
【図５】 別タイプの平面研削盤の斜視図である（公知）。
【図６】 各種研削パタ−ンの砥石の軌跡を示す線図である。
【図７】 あるワ−クの研削サイクルを示す線図である。
【符号の説明】
１ 平面研削装置
２ ワ−ク
３ 砥石
４，４’ テ−ブル
６ 電磁チャック
７ サドル
９ コラム
１０ 砥石頭
１９ ベッド

Claims (2)

1. ワ−クを載置したテ−ブルを左右に往復移動させ、前記テ−ブルが左から右方向に移動速度０．１〜５ｍ／分で往移動する際は回転する前記砥石を下降させて指定量だけワ−クへの切り込みを行い、前記テ−ブルが左反転するまでワ−クの研削を行い、前記テ−ブルが左反転し、前記テ−ブルが右から左方向に移動速度３０〜３００ｍ／分で復移動する際は前記ワ−クに接触しない高さに回転する砥石を上昇させて前記ワ−クの研削を行わないＮＣ制御によるワ−クの一方向研削方法であって、
   前記テ−ブルの一往復移動時の指定した切り込み量をα、エヤ−カット高さをβ、切り込み回数をｎ回（ｎは２以上の整数。）とすると、研削開始時の前記砥石がテ−ブル右端で下降する量はαであり、前記テ−ブル左反転時のテ−ブル左端で前記砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、２回目の切り込みを開始する際の前記テ−ブル右端での前記砥石が下降する量は(２α＋β)であり、２回目の前記テ−ブル左反転時の前記砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、以下、前記テ−ブル反転回数がｎ回となるまでテ−ブル右端での前記砥石の下降する量を(２α＋β)、前記テ−ブル左反転時の前記砥石が上昇する高さを(α＋β)としてワ−クの切り込み・研削を行うことを特徴とする、ワ−クの一方向研削方法。
2. ワ−クを載置したテ−ブルを左右に往復移動させ、前記テ−ブルが左から右方向に移動速度０．１〜５ｍ／分で往移動する際は前記回転する砥石を下降させて指定量だけワ−クへの切り込みを行い、前記テ−ブルが左反転するまでワ−クの研削を行い、前記テ−ブルが左反転し、前記テ−ブルが右から左方向に移動速度３０〜３００ｍ／分で復移動する際は前記ワ−クに接触しない高さに回転する砥石を上昇させてワ−クの研削を行わないＮＣ制御によるワ−クの一方向研削方法であって、前記テ−ブルの左反転ごとに前記回転する砥石を下降させ、ワ−クへの前端で切り込みを行い、前記テ−ブルの右反転ごとに前記回転する砥石を前記ワ−クに接触しない高さ上昇させ、コラムを前後に移動することにより前記回転する砥石を指定された量だけ前または後に移動して行う請求項１に記載のワークの一方向トラバ−ス研削方法において、
   前記テ−ブルの一往復移動時の指定した切り込み量をα、エヤ−カット高さをβとすると、研削開始時の前記回転する砥石が前記テ−ブル右端で下降する量はαであり、前記テ−ブル左反転時のテ−ブル左端で前記回転する砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、２回目の切り込みを開始する際の前記テ−ブル右端での前記回転する砥石が下降する量は(α＋β)であり、２回目の前記テ−ブル左反転時の前記回転する砥石が上昇する高さは(α＋β)であり、以下、前記ワ−クの後または前の研削が終わるまで前記テ−ブル右端での前記回転する砥石の下降する量を(α＋β)、前記テ−ブル左反転時の前記回転する砥石が上昇する高さを(α＋β)として前記ワ−クの切り込み・研削を行うことを特徴とする、請求項１に記載のワ−クの一方向トラバ−ス研削方法。

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