JPH0768459A - 磨き加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作物表面のピックマークを除去させるため
に、ＭＣ（マシニングセンタ）主軸に自動装着可能で、
ＮＣ指令を用いて定圧自動研磨加工が可能な磨き加工方
法及び装置を提供すること。 【構成】 研磨工具（８）の工具摩耗による工作物（１
２）の表面への馴染み性を利用すると共に、研磨工具
（８）に偏心運動を付加させて定圧研磨を行なわせる構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型などの自由曲面形
状加工に多用されるボールエンドミル加工等で発生する
ピックマークを除去して平滑化するための磨き加工方法
及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金型などの自由曲面形状加工に多用され
るボールエンドミル加工では、工作物形状及び加工条件
に対応した切り残しによるピックマークが必ず発生し、
平滑化のための後工程が必要となる。このため、ピック
マークを必要最小限に押さえるため、５軸加工などの加
工方法が採用されているが、ＮＣ（数値制御）により工
具軌跡を指令する強制切り込み方式の加工方法では、物
理的にピックマークを完全に除去することは不可能であ
り、このため手仕上げによる平滑化工程が必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＮＣ指令による強制切
り込み方式では、ピックフィードを小さくするとか、５
軸制御によって金型形状と工具形状を一致させるように
して加工するなどの方法が一般的に採用されているが、
これらの方式では、ピックマークを小さくすることはで
きても、完全に除去することは物理的に不可能であり、
しかも加工能率が悪く、機械設備そのものが高価とな
る。

【０００４】本発明は、従来の上記問題点を解決するた
めに提案されたもので、その目的とするところは、ＭＣ
（マシニングセンタ）主軸に自動装着可能で、ＮＣ指令
を用いて定圧自動研磨加工が可能な磨き加工方法及び装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の方法は、金型などの自由曲面形状の磨き加
工において、研磨工具の工具摩耗による工作物表面への
馴染み性を利用すると共に、研磨工具に偏心運動を付加
させて定圧研磨を行なわせるようになしたものである。

【０００６】また、本発明の装置は、回転主軸の先端に
偏心量ｅだけ主軸と偏心して軸受支持され、先端に研磨
工具を装着した偏心軸と、偏心軸の自転を拘束する回り
止め手段と、主軸を軸方向先端に向けて一定圧力で加圧
する加圧手段と、研磨圧に反比例し、傾斜面の角度に比
例した時定数で研磨工具を工作物表面に馴染ませて研磨
加工させるＮＣ制御部とからなるものである。

【０００７】

【作用】本発明は、研磨工具が研磨初期においては、実
効接触面積が小さいため比較的速く摩耗し、その結果、
実効接触面積が急増し、その後、研磨圧力が漸次低下し
て最終的に実効接触面積が研磨工具の断面積に等しくな
るという性質即ち研磨工具の工具損耗に伴う形状変化を
利用して、工作物表面形状に馴染ませることによって、
工作物表面にできるピックマーク等の研磨工具の走行軌
跡に対応する条痕を平滑に研磨させ、同時に、研磨工具
を偏心運動させることによって、研磨工具の工作物表面
に対する実効接触面積を拡大すると共に、工作物表面に
接触する研磨工具の接触面を等価的に曲率半径無限大に
し、工作物表面の平滑化を大幅に向上させることができ
る。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の実施例装置の要部構成を示す
概略図であって、（１）は主軸、（２）は偏心軸、
（３）は回り止め手段、（４）は主軸駆動モータ、
（５）は主軸加圧手段、（６）はＮＣ制御部、（７）は
磨きアタッチメント本体、（８）は研磨工具を示してい
る。

【０００９】主軸（１）はクイル（９）に回転可能に軸
受支持されており、このクイル（９）は転がり案内部材
（１０）を介して磨きアタッチメント本体（７）に軸方
向に向けて摺動可能に支持されている。

【００１０】偏心軸（２）は、主軸（１）の先端に偏心
量ｅだけ主軸（１）と偏心して軸受支持され、先端に円
柱棒状砥石等の研磨工具（８）を装着している。そし
て、この偏心軸（２）は、回り止め手段（３）により自
転が拘束されている。勿論、偏心軸（２）は主軸（１）
が回転することにより、偏心量ｅの回転半径で偏心回転
運動する。従って、回り止め手段（３）は、偏心軸
（２）の上記偏心回転運動を許容し、しかして、自転を
拘束するように磨きアタッチメント本体（７）の一部
（７ａ）に掛止させている。この回り止め手段（３）
は、偏心軸（２）の一部に固着したロッドで構成されて
いる。

【００１１】主軸駆動モータ（４）は、磨きアタッチメ
ント本体（７）の上部に設置され、カップリング（１
１）を介して一体的に回転し、軸方向には摺動可能に係
合せしめられている。この主軸駆動モータ（４）は、例
えば、エアモータ等で構成される。

【００１２】主軸加圧手段（５）は、磨きアタッチメン
ト本体（７）の上部に設置され、クイル（９）に連結さ
れている。この主軸加圧手段（５）は、例えば、エアシ
リンダで構成され、そのピストンロッドをクイル（９）
に連杆を介して連結している。

【００１３】ＮＣ制御部（６）は、ＭＣ本体に設置され
ているもので、ＭＣ本体の制御を行うものであり、本発
明による研磨加工時、主軸駆動モータ（４）及び主軸加
圧手段（５）の駆動制御も行なわせるものである。そし
て、ＮＣ制御部（６）には、研磨圧に反比例し、傾斜面
の角度に比例した時定数で研磨工具（８）を工作物（１
２）の表面に馴染ませて研磨加工させるための例えば移
動制御を行なわせるものである。上記時定数は、研磨工
具（８）の下端面が工作物（１２）の表面に馴染むまで
の最短所用時間であって、研磨条件等によって変化する
もので、予め実験により求めておき、これを利用するも
のである。

【００１４】磨きアタッチメント本体（７）は、ＭＣ本
体主軸に装着可能とするものである。本発明の装置は以
上の構成からなり、次に動作を説明する。

【００１５】主軸（１）は、主軸駆動モータ（４）もし
くはＭＣ本体主軸の回転を利用して回転され、主軸
（１）の下部には偏心量ｅだけ主軸（１）と偏心して偏
心軸（２）が軸受支持されており、しかも回り止め手段
（３）により磨きアタッチメント本体（７）で自転が拘
束されているため、研磨工具（８）は偏心量ｅで偏心回
転運動を行うことによって磨き加工が実行される。一
方、主軸（１）は主軸加圧手段（５）によって軸方向に
一定圧で加圧されているため、工作物（１２）の形状変
化に追従して定圧研磨がなされる。上記偏心機構のない
場合には、図２に示すように研磨工具（８）の工具摩耗
による工具形状の工作物（１２）への馴染み性を利用し
て、ある程度ピックマーク（１３）の平滑化が可能であ
るが、金型などの自由曲面形状に対しては未だ不十分で
ある。そこで、工具摩耗による馴染み性に加えて、研磨
工具（８）に偏心運動を付加することにより、図３に示
すように工具底面は等価的に曲率半径無限大となり、平
滑化効果の大幅な向上が可能となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、研磨工具の工具摩耗に
よる工作物表面への馴染み性を利用すると共に、研磨工
具に偏心運動を付加させて定圧研磨を行なわせる構成と
したことにより、従来不可能であったＭＣ上でのピック
マークの平滑化を自動化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置の要部構成を示す概略図。

【図２】研磨工具の馴染み性の説明図。

【図３】研磨工具の偏心運動による平滑化研磨作用の説
明図。

【符号の説明】

１ 主軸 ２ 偏心軸 ３ 回り止め手段 ４ 主軸駆動モータ ５ 主軸加圧手段 ６ ＮＣ制御部 ７ 磨きアタッチメント本体 ８ 研磨工具 １２ 工作物 １３ ピックマーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型などの自由曲面形状の磨き加工にお
   いて、研磨工具の工具摩耗による工作物表面への馴染み
   性を利用すると共に、研磨工具に偏心運動を付加させて
   定圧研磨を行なわせたことを特徴とする磨き加工方法。
2. 【請求項２】 回転主軸の先端に偏心量ｅだけ主軸と偏
   心して軸受支持され、先端に研磨工具を装着した偏心軸
   と、偏心軸の自転を拘束する回り止め手段と、主軸を軸
   方向先端に向けて一定圧力で加圧する加圧手段と、研磨
   圧に反比例し、傾斜面の角度に比例した時定数で研磨工
   具を工作物表面に馴染ませて研磨加工させるＮＣ制御部
   とからなることを特徴とする磨き加工装置。