JP5262178B2 - 研削装置および研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、研削装置および研削方法に関する。

従来から、複数の加工面を加工するために、各加工面に応じた研削度合いの砥石を複数設けた装置がある（たとえば特許文献１、２）。
特開２００６−１５４３２号公報 特開２００７−１９６３０２号公報

しかしながら、これら従来の技術は、砥石面の目詰まりについて考慮されていない。特に加工する部位が小形状である場合、小さな砥石で加工することになるため、砥石面がすぐに目詰まりしてしまう。

そこで本発明の目的は、砥石の目詰まりの問題を解消することができる研削装置および研削方法を提供することである。

上記課題を解決するための本発明は、一方の面に砥粒が設けられた可撓性部材と、前記可撓性部材をワークに押し付けるバックアップシューと、前記可撓性部材を前記ワークと前記バックアップシューとの間で移動させる移動手段と、を有し、前記ワークが第１のワークと第２のワークからなる２つであって、前記第１のワークと前記第２のワークのそれぞれの加工部位に前記可撓性部材が接し、かつそれぞれの加工部位により前記バックアップシューを挟み込むように前記第１のワークと前記第２のワークを固定するワーク固定手段を有することを特徴とする研削装置である。

また上記課題を解決するための本発明は、ワークに対し、前記ワークと接する面側に砥粒が設けられた可撓性部材をバックアップシューによって押し付けつつ、前記可撓性部材を移動する研削方法であって、前記ワークが第１のワークと第２のワークからなる２つであり、前記第１のワークと前記第２のワークのそれぞれの加工部位により前記バックアップシューを挟み込むように前記第１のワークと前記第２のワークを固定して、前記第１のワークと前記第２のワークを前記バックアップシューの方向へ押し付け、前記第１のワークと前記バックアップシューの間、および前記第２のワークと前記バックアップシューの間で、前記可撓性部材を移動させることを特徴とする研削方法である。

本発明によれば、加工部位と接する砥粒面は常に新しい面となるため、砥石の目詰まりが発生しない。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明を適用した実施形態における研削装置の概略図である。

研削装置（以下単に装置１という）は、ワーク固定治具１１（ワーク固定手段）と、ワーク固定治具１１により支持されているワーク１０１（１０２）にラッピングフィルム２０を押し付けるバックアップシュー１５とを有する。そして、この装置１は、ワーク固定治具１１を開閉するクランプ機構１２と、ワーク固定治具１１をクランプ機構１２に取り付けるとともに所定の押圧力でワーク１０１（１０２）をバックアップシュー１５方向へ押し付ける弾性部材１３と、クランプ機構１２の開閉を行うエアシリンダ１４を有する。また、装置１は、ラピングフィルム２０を往復移動させるための巻き取り装置２４、２５（移動手段）を備える。

ワーク固定治具１１は、ワーク１０１（１０２）を固定する。ワーク固定治具１１は、
弾性部材１３によってクランプ機構１２に取り付けられており、支軸２１によって回転可能となっている。これは、この支軸２１によってワーク１０１（１０２）に横方向の不要な力が加わった場合（たとえば、ラッピングフィルムによってワークが一時的に引っ張られるなど）に、ワーク固定治具１１がワーク１０１（１０２）ごと回転して、このような力によるワーク１０１（１０２）の損傷やラッピングフィルム２０が切れるのを防止する。

ラッピングフィルム２０は、帯状の可撓性部材からなる。そして一方の面に砥粒が形成されている。

バックアップシュー１５は、ワーク１０１（１０２）が押し付けられる方向に対して直交する方向（図示左右、これを以下横方向という）に移動自在となっている。バックアップシュー１５を移動させる移動機構（不図示）としては、特に限定されず、たとえば、機械的な送りねじ機構などでよい。また、バックアップシュー１５は、固定した状態で使用する場合に備え、所望するワーク形状となるように形成されている。つまり、バックアップシュー１５の形状が、研削加工によってワーク１０１（１０２）へ転写されることになる。

弾性部材１３は、ワーク１０１（１０２）の加工部位を所定の押圧力でバックアップシューへ押し付ける。このときの押圧力は、ワーク１０１（１０２）とバックアップシュートの間でラッピングフィルム２０の移動が妨げられず、かつ、加工部位が確実に研削される圧力とする。なお、図示する場合には、弾性部材１３としてコイルスプリングを示したが、これに限らずエアー式やオイル式、あるいは機械式の弾性部材でもよい。

クランプ機構１２は、エアシリンダ１４によって開閉される。このクランプ機構１２は、その開閉度合いを変えることで、バックアップシュー１５の横移動とあいまってワーク１０１（１０２）のさまざまな位置を研削加工できるようにしている。

巻き取り装置２４、２５は、それぞれ、正逆転自在なモータ（不図示）に取り付けられている。そして、このモータの回転によって、ラッピングフィルム２０を移動させる。ラッピングフィルム２０を移動させる際は、たとえば、巻き取り側となる巻き取り装置（例えば２５）の回転数を送り出し側となる巻き取り装置（例えば２４）の回転数より、若干早くするとことが好ましい。これによりラッピングフィルム２０には常に引っ張り力が加わり途中でたるんだりすることがない。なお、回転数の差はラッピングフィルム２０の長さや重量、加工部位の形状などを考慮して、ラッピングフィルム２０に好ましい引っ張り力が加わるように調整すればよい。

この装置１では、２つのワーク１０１および１０２を一度に取り付けて加工を行うことができる。ワーク１０１および１０２は図示するように、バックアップシュー１５を、ワーク１０１および１０２の加工部位によっては挟み込むように設置される。

図２は、この装置１によって加工するワーク１０１（１０２）の一例を示す図面である。図示するように、たとえば、エンジンに使用されるカムの加工に用いられる。

この装置１を用いた第１の研削加工は、バックアップシュー１５を固定した状態で行われる。まず、バックアップシュー１５と、ワーク１０１および１０２の加工部位それぞれの間にラッピングフィルム２０を挟み込むようにして、クランプ機構１２によりワーク１０１および１０２をクランプする。このとき、ラッピングフィルム２０の砥粒面が加工部位のほうを向くようにセットされる。

ラッピングフィルム２０は、途中、送り方向を転換するためのプーリー１９にかけられている。ラピングフィルム２０は、往復移動可能なように巻き取り装置２４、２５により移動させる。この移動によって、ワーク１０１および１０２の加工部位が研削加工されるのである。

次に、この装置１を用いた第２の研削加工として、バックアップシュー１５を横移動される場合について説明する。図３は、バックアップシューの横移動を説明するための説明図である。なお、図３においては、装置１の要部のみ示した。

図３に示すように、バックアップシュー１５を横方向に移動することで、ワーク１０１および１０２にバックアップシュー１５の形状を写し取るような研削加工に限らず、平坦部の研削加工もできるようにした。

たとえば、平坦部の研削加工は、図３に示したように、まず、ワーク１０１および１０２の加工したい部位がバックアップシュー１５に当たるように、バックアップシュー１５を横移動させるとともにクランプ機構１２の開き量（または開き角）を調整する。そして、ラッピングフィルム２０を移動させつつ、さらにバックアップシュー１５を横移動させる。クランプの開閉度は、一度、加工したい部位がバックアップシュー１５に当たるように調整された後（すなわち平坦部の研削作業中）、変えなくてもよい。これは、弾性部材１３によってワーク１０１および１０２を押えているため、クランプ機構１２の開閉度を変えなくても適度な押圧力が加わるためである。もちろん、クランプ機構１２による開閉度を調整する必要があるときは、そのつど変更すればよい。

これにより、バックアップシュー１５の形状転写に限らず、ワーク平坦部の研削加工も可能となる。

以上説明した本実施形態によれば以下のような効果を奏する。

ラッピングフィルム２０を用いることで、ワーク１０１および１０２と接する砥粒面は常に新しい面となるため、砥石の目詰まりが発生しない。

バックアップシュー１５を、２つのワーク１０１および１０２で挟み込み、それぞれのワーク１０１および１０２とバックアップシュー１５の間にラッピングフィルム２０を移動させるようにしたので、一度に２つのワーク１０１および１０２を研削加工することができる。

バックアップシュー１５を横移動可能としたことで、バックアップシュー１５の形状転写に限らず、平坦部の研削加工が可能となる。

以上本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。たとえば、２つのワークを一度に加工する場合に、それぞれのワークの加工部位の形状は、同じである必要はない。これには、バックアプシューの形状を、それぞれの加工形状に合わせてさえおけば、それぞれのワークで異なる形状を転写加工することができる。

また、バックアップシュー１５を横移動することで、平坦部を研削加工する例を説明したが、これについても、たとえば、なだらかな曲面などを研削加工する際にも適用できる。この場合、たとえば、バックアップシュー１５を横移動させつつ、クランプ機構１２の開き量（または開き角）を曲面に合わせて徐々に開いたり、閉じたりすることで、加工部位に対する押圧力を変えて、曲面を形成するように調整すればよい。

また、乾式研削に限らずクーラントを流しながらの研削にも用いることができる。そのほか、本発明は、さまざまな研削加工に利用可能であることはいうまでもない。

本発明を適用した実施形態における研削装置の概略図である。 加工するワークの一例を示す図である。 バックアップシューの横移動を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 装置、
１１ ワーク固定治具、
１２ クランプ機構、
１３ 弾性部材、
１４ エアシリンダ、
１５ バックアップシュー、
２０ ラッピングフィルム、
１００ ワーク。

Claims (4)

1. 一方の面に砥粒が設けられた可撓性部材と、
   前記可撓性部材をワークに押し付けるバックアップシューと、
   前記可撓性部材を前記ワークと前記バックアップシューとの間で移動させる移動手段と、を有し、
   前記ワークが第１のワークと第２のワークからなる２つであって、
   前記第１のワークと前記第２のワークのそれぞれの加工部位に前記可撓性部材が接し、かつそれぞれの加工部位により前記バックアップシューを挟み込むように前記第１のワークと前記第２のワークを固定するワーク固定手段を有することを特徴とする研削装置。
2. 前記バックアップシューは、前記ワークが押し付けられる方向に対して直交する方向に移動自在であることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
3. ワークに対し、前記ワークと接する面側に砥粒が設けられた可撓性部材をバックアップシューによって押し付けつつ、前記可撓性部材を移動する研削方法であって、
   前記ワークが第１のワークと第２のワークからなる２つであり、
   前記第１のワークと前記第２のワークのそれぞれの加工部位により前記バックアップシューを挟み込むように前記第１のワークと前記第２のワークを固定して、前記第１のワークと前記第２のワークを前記バックアップシューの方向へ押し付け、前記第１のワークと前記バックアップシューの間、および前記第２のワークと前記バックアップシューの間で、前記可撓性部材を移動させることを特徴とする研削方法。
4. 前記バックアップシューを前記ワークが押し付けられる方向に対して直交する方向に移動することを特徴とする請求項３記載の研削方法。

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