KR20110098628A

KR20110098628A - 원판형상 워크의 외주가공장치

Info

Publication number: KR20110098628A
Application number: KR1020110014121A
Authority: KR
Inventors: 다카시 미야모토; 다카히로 우에다
Original assignee: 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-09-01
Also published as: CN102205516A; JP2012051098A; TW201134609A

Abstract

[과제] 경질 취성 재료로 이루어지는 원판형상 워크의 외주가공장치에 관한 것으로, 외주각의 면취면과 표리면의 사이의 각에 발생하는 칩핑의 발생을 가급적 방지한다. 또한, 숫돌이 마모되었을 때, 숫돌과 원판형상 워크의 상대위치의 조정에 의해서 높은 정밀도의 가공형상을 유지할 수 있도록 한다.
[해결수단] 워크 홀더에서 수평으로 유지된 원판형상 워크의 상면측의 외주각과 하면측의 외주각을 면취하는 상하의 면취숫돌을 구비하고 있다. 상하의 면취숫돌은, 외주면에서 워크의 상하의 외주각을 슬라이딩 마찰하는 원판형의 숫돌로, 워크의 상측의 외주각의 1개소와 하측의 외주각의 1개소에 접촉하고 있다. 상하의 면취숫돌은, 워크의 슬라이딩 마찰 방향이 워크의 내측으로부터 외측으로 향하는 방향으로 회전 구동된다. 상하의 숫돌은, 워크의 직경방향으로 개별적으로 위치 조정 가능하게 장착되어 있다.

Description

원판형상 워크의 외주가공장치{APPARATUS FOR CIRCUMFERENCE GRINDING OF DISK-SHAPED SUBSTRATES}

본 발명은, HDD(하드디스크 드라이브)의 기록매체의 기판으로서 널리 이용되고 있는 유리나 세라믹스 등의 경질 취성 재료로 이루어지는 원판(원판형상 워크)의 외주(外周)가공장치에 관한 것이다.

HDD의 기록 매체로서 이용하는 디스크의 기판은, 높은 기록 밀도와 안정된 고속 회전을 실현하기 위해서, 정보의 기록면으로 되는 표리(表裏)면의 높은 면 정밀도가 요구되는 동시에, 그 외주부의 가공에 있어서도, 높은 가공 정밀도가 요구된다. 종래, 이런 종류의 기판의 표리면은, 2회의 연삭가공(래핑)과 그 후의 마무리 연마(폴리싱)에 의해서 가공되며, 외주부는, 외주 연삭과 면취(面取)가공에 의해서 가공된다. 그 일반적인 가공 순서는, 표리면의 1차 연삭을 행한 후, 외주 연삭과 면취를 행하고, 그 후 표리면의 2차 연삭을 행하여 연마 마무리한다고 하는 것이다.

기판의 외주각(표리면과 외주면 사이의 능선)의 면취가공은, 종래는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 총형(總形) 숫돌(6)을 이용하여 행한다. 즉, 가공하려고 하는 원판형상 워크(기판, 1)를 연직방향의 회전 워크축(11)의 상단에 수평으로 유지하여 그 축심 둘레에 회전하고, 당해 워크축(11)과 평행한 회전 숫돌축(61)에 장착한 총형 숫돌(6)을 회전시켜, 숫돌의 외주에 설치한 사다리꼴 홈(65)에 워크(1)의 외주부를 삽입함으로써, 상하의 외주각을 동시에 면취한다고 하는 것이다. 이 경우의 워크(1)의 면취면(16)에서의 숫돌(6)의 슬라이딩 마찰 방향은, 도 13에 화살표 d로 나타내는 바와 같이, 워크(1)의 원의 접선방향이다.

경질 취성판의 연삭에 있어서는, 연삭면과 이에 인접하는 면과의 각(角)의 부분에 미소한 균열이나 칩핑(chipping)이 발생한다. 도 12에 나타낸 종래의 면취가공에 있어서는, 면취면(16)과 정보의 기록면으로 되는 표리면(17)과의 사이의 각(능선)(18) 부분에 50미크론 정도의 칩핑이 발생할 가능성이 있었다. 이 칩핑은, 상술한 2차 연삭가공의 연삭분과 연마분을 더한 절삭량을 60미크론 정도로 함으로써 제거된다.

일본 공개특허 2005-271105호 공보

디스크의 생산성을 향상시키고, 디스크를 더 염가로 제공할 수 있도록 하기 위해서, 디스크의 가공 공정의 단축화가 요망되고 있다. 예를 들면, 상기의 기판의 가공에 있어서, 연삭가공을 하나의 공정으로 할 수 없는가 하는 요망이 있다. 2차 연삭가공을 생략하여 면취가공 후 즉시 연마 마무리를 행할 수 있으면, 기판의 가공 공정을 큰 폭으로 단축할 수 있다.

또한, 종래의 면취가공용의 총형 숫돌(6)은, 금속 베이스상에 다이아몬드 지립(砥粒)을 전착(電着)해서 이루어지는 숫돌이며, 숫돌이 마모되었을 때에는, 숫돌 (6) 자체의 교환이 필요하였다. 또한, 총형 숫돌이며, 숫돌축(61)과 워크축(11)이 평행하기 때문에, 숫돌과 워크의 접촉선이 길고, 또한 기판의 표리의 외주각을 동시에 가공하기 때문에, 가공 부하도 크다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 면취면(16)과 정보의 기록면으로 되는 표리면(17)과의 사이의 각(18)에 발생하는 칩핑의 발생을 가급적으로 방지함으로써, 면취가공 후의 2차 연삭가공을 생략할 수 있도록 하는 것을 제1 과제로 하고 있다.

또한, 가공 부하가 작으면서, 지립을 결합재로 결합한 숫돌을 이용하여, 숫돌이 마모되었을 때에도 숫돌의 교환을 하지 않고, 숫돌과 원판형상 워크와의 상대위치의 조정에 의해서 높은 정밀도의 가공형상을 유지할 수 있는 원판형상 워크의 외주가공장치를 얻는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명에 의한 원판형상 워크의 외주가공장치는, 축심을 연직방향으로 해서 설치된 회전 워크축과, 당해 워크축의 상단에 설치되어 가공하고자 하는 원판형상 워크(1)를 수평으로 유지하는 워크 홀더(12)와, 당해 워크 홀더(12)로 유지된 워크 (1)의 상면측의 외주각을 면취하는 상(上)면취숫돌(3a) 및 당해 숫돌을 회전구동하는 상 숫돌모터(32a)와, 당해 워크(1)의 하면측의 외주각을 면취하는 하(下)면취숫돌(3b) 및 당해 숫돌을 회전 구동하는 하 숫돌모터(32b)를 구비하고 있다.

상하의 면취숫돌(3)은, 외주에서 워크(1)의 상하의 외주각을 슬라이딩 마찰하는 원판형의 숫돌이고, 홀더(12)로 유지된 워크(1)의 상측의 외주각의 1개소(a)와 하측의 외주각의 1개소(b)에서 접촉한다. 상숫돌(3a) 및 하숫돌(3b)의 회전 중심축은, 워크 홀더(12)에 유지된 워크(1)의 상방 또는 하방이면서 당해 워크의 외주보다 외측으로 편의(偏倚)시켜 수평방향으로, 또는 수평방향으로부터 동일한 각도만큼 비스듬하게 해서 설치되어 있다.

숫돌모터(32a,32b)는, 숫돌(3a,3b)과 워크(1)와의 접촉 위치(a,b)에서의 상하의 숫돌의 슬라이딩 마찰 방향(d)이, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이, 모두 워크 (1)의 내측으로부터 외측으로 향하는 방향이 되는 회전방향으로, 이들 숫돌(3a,3b)을 회전 구동하고 있다. 즉, 상하의 면취숫돌(3a,3b)은, 워크(1)의 상하의 외주각을 내측으로부터 외측으로 슬라이딩 마찰하여, 당해 외주각의 면취가공을 행한다.

일반적인 원판형상 워크의 외주가공장치는, 면취용의 숫돌과 함께 워크(1)의 외주면을 가공하는 외주 숫돌(5)을 구비하고 있다. 이 외주 숫돌(5)은, 워크(1)와 면취숫돌(3a,3b)의 접촉점(a,b)을 연결하는 직선과 직교하는 워크(1)의 반경방향의 선상에서 그 외주면이 워크(1)와 접촉하도록 배치하는 것이 좋다. 이 구조이면, 장치를 컴팩트하게 구성할 수 있는 동시에, 단순한 동작으로 외주가공과 면취가공을 동시에 또는 연속적으로 행할 수 있다.

본 발명의 외주가공장치에서는, 면취숫돌(3)이 워크(1)의 면취면(16)을, 정보의 기록면으로 되는 표리면(17)으로부터 외주면(15)을 향하는 방향으로 슬라이딩 마찰하여, 상하의 외주각의 면취를 동시에 행한다. 이에 의해, 면취숫돌(3)의 슬라이딩 마찰 방향(d)의 상류측으로 되는 면취면(16)과 표리면(17)과의 사이의 각(18)에 발생하는 칩핑이 억제된다. 표리면측의 각(18)의 칩핑이 억제됨에 의해, 2차 연삭가공을 생략하는 것이 가능하게 되어, 공정 및 전체로서의 원판형상 워크의 가공시간을 큰 폭으로 단축할 수 있다.

또한, 상하의 숫돌(3)이 각각 워크(1)의 외주각의 1개소만을 슬라이딩 마찰하고 있고, 또한 그 슬라이딩 마찰 방향이 슬라이딩 마찰 길이가 짧은 면취면의 폭방향이기 때문에, 워크(1) 및 면취숫돌(3)에 작용하는 부하가 작다. 더욱이 숫돌 (3)이 마모되었을 때, 그 마모량에 따라서 면취숫돌(3)의 위치를 조정함으로써, 요구되는 가공 정밀도를 유지할 수 있다. 그 때문에, 지립을 결합재로 결합한 일반적인 숫돌을 이용하여 면취가공을 행할 수 있고, 빈번하게 숫돌을 교환할 필요도 없어지므로, 가공비용을 저감 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 형태에서의 원판형상 워크와 숫돌의 관계를 나타내는 정면도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 면취가공된 디스크의 외주부의 부분단면도.
도 4는 도 3의 부분 평면도.
도 5는 제1 형태의 실시예 장치를 앞 상방에서 본 사시도.
도 6은 도 5의 장치의 정면도.
도 7은 도 5의 장치의 평면도.
도 8은 면취숫돌과 외주 숫돌의 도 2와 상이한 위치관계를 나타내는 도면.
도 9는 멀티 숫돌을 이용한 3공정의 면취가공의 예를 나타내는 설명도.
도 10은 본 발명의 제2 형태에서의 원판형상 워크와 숫돌의 관계를 나타내는 평면도.
도 11은 도 10의 정면도.
도 12는 종래의 면취가공장치의 주요부를 나타내는 측면도.
도 13은 종래 장치에 의해 면취가공된 원판형상 워크의 외주부의 부분 확대 평면도.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. 도면상에서, 1은 가공 대상이 되는 원판형상 워크, 3(3a,3b)은 원판형상의 면취숫돌, 5는 외주 숫돌(외주면을 연삭하는 숫돌)이다.

워크(1)는, 연직방향의 워크축의 상단에 설치한 워크 홀더(12)에 부압으로 흡착되어 유지되어 있다. 워크축은, 이를 축지지하고 있는 원통형의 홀더 베이스 (10)에 축지지되어 있으며, 도면에는 표시되지 않았다. 홀더 베이스(10)는, 장치의 기대(基臺)(20)에 입설되어 설치되어 있다. 워크축은 중공(中空)축이고, 그 중공구멍을 통하여 홀더(12)에 워크 흡착용의 부압이 공급되어 있다. 워크축은 도시하지 않는 주축 모터로, 비교적 늦은 속도(2∼200rpm)로 회전 구동된다. 워크(1)는, 중심에 관통공을 구비하고 있고, 도시된 가공장치는, 이 중심구멍의 둘레면을 가공하는 내주 숫돌(내주면을 연삭하는 숫돌)(7)을 구비하고 있다. 홀더(12)는, 상방으로부터 삽입되어 오는 내주 숫돌(7)과의 간섭을 피하기 위해서, 워크 흡착면이 도너츠형으로 되어 있다.

설명의 형편상, 실시예 장치의 기기의 배치나 이동방향을 X, Y, Z의 직각 좌표계로 설명한다. Z방향은, 워크축의 축방향으로, 연직방향이다. X, Y, Z의 방향과 워크 홀더(12)에 고정된 워크(1)를 연삭할 때의 각 숫돌(3a,3b,5,7)과 워크(1)와의 위치 관계를 도 1, 도 2, 및 도 10, 도 11에 나타낸다.

상하의 면취숫돌(3a,3b)은, 도 1 및 도 11의 R방향, 즉 숫돌(3a,3b)의 외주가 워크(1)의 외주각을 워크의 내측으로부터 외측, 즉 가공되는 면취면(16)을 워크의 표리면(17)측으로부터 외주면(15)측을 향하여 슬라이딩 마찰하는 방향으로 회전하고 있다. 상(上) 면취숫돌(3a)은, 그 외주의 비스듬한 하향의 위치에서 워크(1)의 상면측의 외주각을 슬라이딩 마찰 위치에 배치되고, 하(下) 면취숫돌(3b)은, 그 외주의 비스듬한 상향의 위치에서 워크(1)의 하면측의 외주각을 슬라이딩 마찰하는 위치에 배치되어 있다. 워크의 표리면(17)에 대한 면취면(16)의 각도를 45도로 할때는, 상기의 기울기의 각도는 45도이다.

도 1 내지 도 9에 나타내는 제1 형태의 외주가공장치의 상하의 면취숫돌(3a, 3b)은, 홀더(12)로 유지된 워크(1)의 중심을 통과하는 Y방향의 직선(Y방향의 직경) X_O의 양단의 위치(a,b)에서, 워크(1)의 상측의 외주각과 하측의 외주각을 연삭한다.

상숫돌(3a) 및 하숫돌(3b)의 숫돌축(31a,31b)은, 워크 홀더(12)에 유지된 워크(1)의 상방 및 하방이면서 당해 워크의 외주보다 외측으로 편의(便宜)시켜, X방향으로 설치되어 있다. 면취숫돌(3a,3b)의 절입 이송은, 숫돌축(31a,31b)을 축지지하고 있는 숫돌대의 워크 중심을 향하는 Y방향 이동으로 주어져, 절입 방향과 반대인 방향으로 이동하는 것에 의해 퇴피(退避)한다.

면취숫돌(3a,3b)이 마모되면 숫돌지름이 작아진다. 면취숫돌(3a,3b)의 마모에 기인하는 가공 오차는, 마모된 숫돌의 Y방향의 이동에 의해 보정할 수 있다. 면취숫돌의 마모에 의한 가공 오차를 당해 숫돌의 Y방향의 이동에 의해 보정하면, 면취면(16)의 각도에, 약간이지만, 오차가 발생한다. 이 오차가 허용되는 경우는, 면취숫돌(3a,3b)을 Z방향으로 이동하는 기구를 설치할 필요는 없지만, 이 각도를 엄밀하게 유지하고자 할 때는, 면취숫돌(3a,3b)을 개별적으로 Y방향 및 Z방향으로 이동하여, 숫돌의 마모를 보정한다.

외주 숫돌(5) 및 내주 숫돌(7)은, 워크축과 평행한 축둘레로 회전하고, 워크 (1)에 대한 숫돌의 절입방향은, X방향이다. 외주 숫돌(5)은, 절입 방향과 반대인 X방향 이동에 의해, 워크(1)로부터 퇴피한다. 내주 숫돌(7)은, 절입 방향과 반대인 X방향으로 이동한 후, Z방향 상방으로 이동하여 퇴피한다.

도 5 내지 도 7은, 숫돌의 마모에 기인하는 가공 오차의 보정을 고려한 기계 구조의 일례를 나타낸 도면이다. 기계의 기대(20)의 상면에는, 평행한 3개의 레일로 이루어지는 X방향의 가이드(41)가 설치되어 있고, 이 X방향 가이드의 도면에서 좌측의 2개의 레일에 안내되어 이동위치결정이 가능하게 제1 이송대(21)가 장착되어 있다. 이 제1 이송대(21)의 홀더 베이스(10)측을 향하는 면에 Z방향의 가이드 (42)가 설치되어 있고, 이 Z방향 가이드를 따라서 제2 이송대(22)가 Z방향으로 이동위치결정이 가능하게 설치되어 있다.

제2 이송대(22)에는 그 상면으로부터 홀더 베이스(10)측으로 뻗는 아암(27)이 설치되고, 이 아암(27)의 선단(先端)에 외주 숫돌(5)을 구동하는 외주 숫돌모터 (52)가 장착되어 있다. 외주 숫돌모터(52)는, 빌트인형의 모터로, 그 회전자축이 숫돌축으로 되고, 당해 숫돌축의 선단에 외주 숫돌(5)이 고정되어 있다.

제2 이송대(22)의 홀더 베이스(10)를 향하는 면에는, Y방향의 가이드(43)가 설치되어 있고, 이 Y방향 가이드를 따라서 개별적으로 이동위치결정이 가능하게 2개의 제3 이송대(23a,23b)가 장착되어 있다. 그리고, 각 제3 이송대(23a,23b)의 홀더 베이스(10)측을 향하는 면에 Z방향의 제2 가이드(44a,44b)가 설치되고, 이 제2 Z방향 가이드를 따라서 이동위치결정이 가능하게 숫돌대(24a,24b)가 장착되어 있다.

2개의 숫돌대의 한쪽(24a)에는, 상 면취숫돌(3a)을 회전 구동하는 상 면취숫돌모터(32a)가 그 회전자축을 X방향으로 하여 장착되어 있고, 숫돌대의 다른쪽 (24b)에는, 하 면취숫돌(3b)을 회전 구동하는 하 면취숫돌모터(32b)가 그 회전자축을 X방향으로 하여 장착되어 있다. 면취숫돌모터(32a,32b)는, 회전수가 5000∼15000rpm인 빌트인형의 모터로, 그 회전자축이 숫돌축으로 되어, 그 숫돌축의 선단에 면취숫돌(3a,3b)이 고정되어 있다.

기대(20)상의 X방향 가이드(41)에는, 당해 가이드의, 도면상에서 우측인 2개의 레일에 안내되어 제5 이송대(25)가 이동위치결정이 가능하게 장착되어 있다. 이 제5 이송대의 홀더 베이스(10)측을 향하는 면에 제3 Z방향 가이드(46)가 설치되고, 이 제3 Z방향 가이드를 따라서 제6 이송대(26)가 이동위치결정이 가능하게 장착되어 있다. 제6 이송대(26)의 상방으로부터 홀더 베이스(10)의 상방으로 아암(28)이 뻗어 있고, 이 아암의 선단에 내주 숫돌(7)을 회전구동하는 내주 숫돌모터(72)가 그 회전자축을 Z방향 하향으로 하여 장착되어 있다. 내주 숫돌모터(72)는, 빌트인형의 모터로, 그 회전자축이 내주 숫돌축으로 되어 있고, 그 하단에 내주 숫돌(7)이 고정되어 있다.

각각의 가이드를 따르는 각 이송대(21∼23) 및 숫돌대(24)의 이동위치결정 기구로서는, 각각의 가이드와 평행하게 설치한 이송나사에 각 이송대를 나사결합 연결하고, 그 이송나사를 제어기에서 회전각이 제어된 서보모터로 구동하는 기구를 이용하는 것이, 정밀도 및 신뢰성의 점에서 바람직하다. 이런 종류의 이동위치결정 기구는, 공작기계 등에 널리 이용되고 있고, 주지되어 있으므로, 도시 및 설명을 생략한다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 기계의 동작을 설명한다. 가공하고자 하는 워크(1)는, 제1 이송대(21)의 반대측으로부터 X방향으로 워크 홀더(12)상에 반입되고, 워크 홀더(12)에 부압을 공급함으로써 워크 홀더(12)상에 흡착 유지된다. 워크의 반입·반출시에는, 내주 숫돌(7)은 제6 이송대(26)의 상방 이동에 의해 상방으로 퇴피하고, 면취숫돌(3a,3b)은 제3 이송대(23)의, 서로 이격하는 방향인 Y방향 이동에 의해 퇴피하며, 외주 숫돌(5)은 제1 이송대(21)의 홀더 베이스(10)로부터 멀어지는 방향인 X방향 이동에 의해 퇴피하고 있다.

워크의 연삭가공은, 워크축을 회전하면서 행하여진다. 워크가 회전하고 있는 상태에서, 제1 이송대(21)의 X방향 이동에 의해, 외주 숫돌(5)이 워크(1)의 외주면 (15)을 연삭가공한다. 동시에, 제6 이송대(26)의 하강 및 제5 이송대(25)의 X방향 이동에 의해, 내주 숫돌(7)의 둘레면이 워크(1)의 중심구멍의 둘레면을 연삭가공한다.

면취숫돌(3a,3b)은, 제1 이송대(21)의 X방향 이동에 의해, 워크의 중심과 대향하는 위치로 이동하고, 제3 이송대(23a,23b)의 워크 중심으로 향하는 Y방향 이동에 의해, 워크의 상하의 외주각을 동시에 면취가공한다.

면취숫돌이 마모되어 지름이 작아지면, 면취면(16)의 가공 정밀도에 오차가 발생한다. 이 오차는, 제3 이송대(23a,23b)의 절입량(Y방향의 이동량)의 조정에 의해 보정할 수 있다. 보정을 제3 이송대(23a,23b)의 Y방향의 이동량의 조정만으로 행하면, 면취 각도에 약간의 오차가 생긴다. 이 면취 각도의 오차도 보정하고자 할 때는, 제3 이송대(23)의 Y방향의 이동과 숫돌대(24)의 Z방향의 이동에 의해 가공 오차를 보정한다. 상하의 면취숫돌(3a,3b)은, 제3 이송대(23a,23b) 및 숫돌대 (24a,24b)에 개별적으로 장착되어 있으므로, 상하의 면취숫돌(3a,3b)의 마모를 각각 개별적으로 보정할 수 있다.

워크의 외주면(15)의 연삭과 내주면의 연삭은, 병행해서 동시에 행할 수 있다. 면취와 외주 연삭을 병행해서 동시에 행할 때는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 외주 숫돌(5)에 의한 워크의 외주면(15)의 가공이 종료할 때의 제1 이송대(2)의 위치에서, 면취숫돌(3a,3b)이 워크(1)의 중심과 동일한 X방향의 위치로 되도록, 면취숫돌(3a,3b)을 장착한다. 한편, 외주 연삭이 종료하고 나서 면취가공을 행하다고 하면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 외주 숫돌(5)이 워크(1)로부터 이격되었을 때의 제1 이송대(2)의 위치에서, 면취숫돌(3a,3b)이 워크(1)의 중심과 동일한 X방향의 위치로 되도록, 면취숫돌(3a,3b)을 장착한다.

후자의 경우는, 면취가공을 행할 때의 워크에 대한 면취숫돌의 X방향의 위치를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9에 나타내는 바와 같은, 외주면이 원통면 (35)과 그 양측의 원추면(34,36)으로 이루어지는 얕은 사다리꼴 단면으로 하고, 원추면(34)을 조(粗) 숫돌, 원통면(35)을 중간 숫돌, 원추면(36)을 마무리 숫돌로 한 멀티 숫돌을 이용하여, 제1 이송대(21)의 이동과 제3 이송대(23)의 미소 이동에 의해, 면취숫돌(3a,3b)을 도 9의 (a)→(b)→(c)로 나타내는 바와 같이, 원추면(34), 원통면(35) 및 원추면(36)이 차례로 워크(1)를 슬라이딩 마찰하도록 하면, 조 연삭, 중 연삭 및 마무리 연삭의 공정으로 면취가공을 행하는 것도 가능하다.

가공이 종료한 워크는, 워크축의 회전이 정지하고, 숫돌(3,5,7)이 퇴피한 후, 워크 홀더(12)에 의한 워크의 흡착 유지가 해제되어, 도시하지 않는 반송장치에 의해, 제 1 이송대(21)의 반대측으로, X방향으로 반출된다.

도 10 및 도 11은, 본 발명의 제2 형태를 나타낸 도면으로, 제1 형태에서 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 부호가 부여된다. 면취숫돌(3a,3b)은, 제1 형태와 마찬가지로 숫돌모터(32a,32b)로 회전 구동(5000∼15000rpm)되는 숫돌축 (31a,31b)에 장착되어 있지만, 숫돌축(31a,31b)의 배치형태는, 제1 형태와 상이하다.

제2 형태에서의 상하의 면취숫돌(3a,3b)은, 홀더(12)로 유지된 워크(1)의 중심(o)을 통과하는 Y방향의 직선 X_O에 대해서 같은 각도로 어긋난 위치(a,b)에서, 워크(1)의 상측의 외주각과 하측의 외주각을 연삭하도록 설치되어 있다. 즉, 가공하는 원판형상 워크(1)와 상하의 숫돌(3a,3b)의 접촉 위치(a,b)의 각각과, 워크의 중심(o)을 연결하는 선분(a_O,b_O)의 꼭지각 α의 이등분선이, Y방향으로 되도록, 상하의 면취숫돌(3a,3b)이 배치되어 있다. 꼭지각 α는, 작은 각도로 함이 바람직하지만, 숫돌모터(32a,32b)나 이를 지지하는 숫돌대(24)의 가공의 관점에서는, 꼭지각 α를 90도로 함이 편리하다.

상하의 숫돌(3a,3b)의 숫돌축(31a,31b)은, 워크 홀더(12)에 유지된 워크(1)의 상방 및 하방이면서 상기 워크의 외주보다 외측으로 편의시켜, 선분(a_O,b_O)과 직교하는 수평방향으로 설치되어 있다. 숫돌축(31a,31b)을 회전 구동하는 상하의 숫돌모터(32a,32b)는, 공통의 숫돌대(24)에 탑재되어 있다. 면취숫돌(3a,3b)은, 그 외주에서 워크(1)의 상하의 외주각을 내측으로부터 외측으로 슬라이딩 마찰하도록, 도 11에 화살표 R로 나타내는 방향으로 회전 구동된다.

숫돌대(24)는, 기대(20)에 Y방향으로 이동위치결정이 가능하게 장착된 가로 이송대(29)에 Z방향으로 이동위치결정이 가능하게 설치되어 있다. 가로 이송대(29)의 워크 중심을 향하는 Y방향의 이동에 의해, 면취숫돌(3a,3b)의 외주가 워크(1)의 상하의 외주각에 동시에 절입된다.

숫돌의 마모에 의한 가공 오차는, 가로 이송대(29)의 Y방향의 이송량을 조정함으로써 보정한다. 상하의 숫돌의 마모량의 차이에 의한 상측과 하측의 면취량의 오차는, 숫돌대(24)의 Z방향 이동에 의해 보정할 수 있다.

외주 숫돌(5)은, 면취숫돌(3)의 워크를 사이에 두고 반대측에 배치되어 있다. 외주 숫돌(5)은, 기대(20)에 Y방향으로 이동위치결정되는 제2 가로 이송대(30)에 장착되어 있고, 워크(1)에 대한 외주 숫돌의 절입 방향은, Y방향이다. 이 면취숫돌(3a,3b)과 외주 숫돌(5)의 배치에 의해, 워크(1)의 외주면의 연삭과 면취가공을 병행해서 동시에 행하였을 때, 그러한 가공 반력(反力)을 균형되게 할 수 있다.

상기의 실시 형태에 나타낸 바와 같이, 워크의 외주각을 숫돌로 내측으로부터 외측으로 슬라이딩 마찰하여 면취를 행하면, 가공된 면취면(16)과 정보의 기록면으로 되는 워크의 표리면(17)과의 사이의 각(18)에서의 칩핑의 발생을 억제할 수 있어, 종래에 행해지던 2차 연삭가공을 생략하고, 1차 연삭가공, 면취 및 외주면 가공, 마무리 연마의 3공정으로 워크의 연삭·연마를 행할 수 있어, 가공 공정의 대폭 단축이 가능하게 된다.

1 : 원판형상 워크
3(3a, 3b) : 원판형상의 면취숫돌
5 : 외주가공 숫돌
12 : 워크 홀더
16 : 면취면
17 : 표리면
18 : 각
32(32a, 32b) : 숫돌모터
a, b : 면취숫돌과 워크의 접촉 위치
d : 면취숫돌의 슬라이딩 마찰 방향
R : 면취숫돌의 회전방향

Claims

축심(軸心)을 연직방향으로 해서 설치된 회전 워크축과, 당해 워크축의 상단에 설치되어 가공 대상으로 되는 원판형상 워크를 수평으로 유지하는 워크 홀더와, 상기 워크 홀더에 외주가 장출(張出)한 상태로 유지된 상기 원판형상 워크의 상면측의 외주각을 슬라이딩 마찰하는 원판형상의 상(上) 면취숫돌과, 상기 원판형상 워크의 하면측의 외주각을 슬라이딩 마찰하는 원판형상의 하(下) 면취숫돌과, 이들 숫돌을 회전 구동하는 숫돌모터를 구비하고,
상기 상 면취숫돌과 하 면취숫돌은, 그 외주면 1개소가 상기 원판형상 워크의 상면측 외주각과 하면측 외주각을 슬라이딩 마찰하는 위치 관계로, 상기 워크 홀더에 유지된 원판형상 워크의 상방과 하방에 배치되고,
상기 숫돌모터가, 숫돌과 상기 원판형상 워크의 접촉 위치에서의 상하의 면취숫돌의 워크 슬라이딩 마찰 방향이 모두, 당해 원판형상 워크의 표리면으로부터 외주면으로 향하는 방향으로 되는 방향으로 이들 숫돌을 회전 구동하는 것을 특징으로 하는 원판형상 워크의 외주가공장치.
제1항에 있어서,
상기 상 면취숫돌의 회전축과 하 면취숫돌의 회전축이, 상기 워크축과 직교하면서 서로 평행하게 하고, 상기 워크축에 유지된 원판형상 워크의 상방과 하방이면서 당해 원판형상 워크의 외주보다 외측에 배치되어 있는 원판형상 워크의 외주가공장치.
제2항에 있어서,
상기 상 면취숫돌과 하 면취숫돌이, 원판형상 워크의 직경방향으로 개별적으로 이동위치결정이 가능하게 장착되어 있는 원판형상 워크의 외주가공장치.
제2항에 있어서,
상기 상 면취숫돌과 하 면취숫돌이, 원판형상 워크의 직경방향 및 워크축의 축선방향으로 개별적으로 이동위치결정이 가능하게 장착되어 있는 원판형상 워크의 외주가공장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 워크 홀더에 장착된 원판형상 워크의 외주면을 가공하는 외주가공 숫돌을 구비하고, 이 외주가공 숫돌은, 상하의 면취숫돌의 회전축과 평행한 방향으로 이동위치결정되는 이송대에 장착되고, 상기 상하의 면취숫돌은, 그 회전축과 직교하는 수평방향으로 각각 이동위치결정이 가능하게 하여 상기 이송대에 설치한 숫돌대의 각각에 장착되며, 상기 이송대의 상기 원판형상 워크로부터 이격하는 방향의 이동에 의해 외주가공 숫돌이 당해 원판형상 워크로부터 이격되었 때 상하의 면취숫돌이 원판형상 워크의 직경의 양단으로 되는 위치로 이동하는 원판형상 워크의 외주가공장치.
제1항에 있어서,
상기 상 면취숫돌의 회전축과 하 면취숫돌의 회전축이, 워크 홀더에 유지된 원판형상 워크와 상하의 숫돌과의 접촉 위치의 각각과 당해 워크의 중심을 연결하는 선분의 꼭지각이 90도 이하로 되는 위치 관계에서 상기 원판형상 워크의 외주보다 외측에 배치되고, 상기 상 면취숫돌과 하 면취숫돌이, 상기 꼭지각의 이등분선과 평행한 방향 및 워크축의 축선방향으로 일체적으로 이동위치결정이 가능하게 장착되어 있는 원판형상 워크의 외주가공장치.