JPH01271173A - Ｎｃ工具研削盤の砥石整形方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工具研削用砥石の整形方法と装置に関し、特
に、工具研削を数値制御で実施するＮＣ工具研削盤に装
着されたボラゾン、レジノイド、ダイアモンド等の超砥
粒砥石の形直し、目立て等の整形処理を当該砥石を用い
た工具研削過程の任意の段階で、しかも砥石車を取り外
すことなく直接実施できるＮＣ工具研削盤の砥石整形方
法と装置に関する。

〔従来技術〕

近時、砥石加工技術の進歩に伴い、工具研削用砥石の分
野においても、従来のアランダム砥石や炭化けい素砥石
に変わって、ボラゾン（立方晶窒化硼素）結晶砥石、レ
ジノイド砥石、ダイアモンド砥石が用いられる傾向にあ
る。このような工具研削用砥石に関する従来の観念は、
研削対象とする機械加工工具の形状に対応して、研削砥
石面の形状が凸Ｒ形、凹Ｒｆ／、アンギニラ形等として
知られる異形が多いことから、整形機械も高価に成りが
ちであり、故に、整形機械を備えた専門の研削砥石メー
カに一旦返還して整形機械による高圧かつ湿式法による
整形を依頼する方法が一般的であり、砥石メーカーにお
いては、熟練工の経験′に基づいて整形を施していた。

〔発明が解決すべき課題〕

然しながら、ＮＣ工具研削盤を備えた工作現場などでは
、上記ボラゾン、レジノイド、ダイア等の超砥粒砥石の
場合にも、そのＮＣ工具研削盤に砥石を取付けたままで
砥石の形直し、目立てを行い得るようにする方法、装置
の提供が、工具研削作業能率の向上、迅速性や所望の形
状に対する正しい形状の実現等の見地から要望されるよ
うに成りつつある。また、超砥粒砥石は、従来のアラン
ダム系の普通砥石に較べて、依然として工具単価が高く
、そのため、超砥粒をスチール等のコア部の上層に砥粒
層として設けた構造に形成している−から、経済性の面
から、専門熟練工の技術に依存した形直しくツルーイン
グ）や目立て（トレッシング）では構造上の経済性とマ
ツチした経済性に富む整形を成し得ない欠点を生じ、熟
練技術に頼ることなく、ＮＣ工具研削盤の機上に砥石を
装着したまま必要時期に一定かつ自動化された整形方法
により砥石整形を実現し得る装置の提供が要望されてい
る。特に、ＮＣ工具研削盤上において砥石整形が可能で
あれば、砥石を一旦取り外して行うことに比較して砥石
の振れによる加工精度の劣化、面粗度の低下等も抑止で
きるので、要望が大きい。

依って、本発明の目的は、上述の問題を解消すべく、Ｎ
Ｃ工具研削盤を用いた工具研削過程の開始に先立って、
或いは工具研削過程の途中で比較的簡単にかつ高精度に
砥石の整形処理を実施し得る砥石整形方法と装置とを提
供せんとするものである。

〔解決手段と作用〕

本発明によると、ＮＣ工具研削盤の工具研削砥石を整形
する方法であって、前記工具研削砥石を回転させると共
に該工具研削砥石の被整形面に向けて突出する工ないし
複数の点状形直し工具な凄該工具研削砥石の被整形面に
接触点を有する円軌跡に沿って一つの回転軸心回りに回
転させ、前記工具研削砥石と前記形直し工具との間に前
記回転軸心方向に相対送りを与え、かつ、前記工具研削
砥石の回転数と前記形直し工具の回転数との比率をＮＣ
制御することにより、前記工具研削砥石の被整形面を螺
旋軌道沿いに連続形成された多数のクレータの包路線で
決定される形状からなる所望の形状に修正し、ついで、
形状修正後の前記工具研削砥石の被整形面砥粒バインダ
ーを除去する目立を行うようにしたＮＣ工具研削盤の砥
石整形方法が提供されて、ＮＣ工具研削盤から砥石を取
り外すことなく該砥石の研削面の整形を行うものであり
、また、このような整形方法を実施すべく、ＮＣ工具研
削盤の工具研削砥石を整形する整形装置であって、該Ｎ
Ｃ工具研削盤の被研削工具の装着用工具主軸孔に装着さ
れるシャンク部・と、そのシャンク部先端にラジアル方
向に突出するように設けられた工ないし複数の形直しバ
イトと、前記形直しバイトに対して軸方向に見た後方部
の位置におき、前記シャンク部から略ラジアル方向に突
出させた目立てブラシとを具備し、前記ＮＣ工具研削盤
の砥石軸上に装着された工具研削砥石の被整形面に回転
接触して形直しと目立から成る整形処理を行うことよう
にしたＮＣ工具研削盤の砥石整形装置が提供されるので
ある。そして、この整形装置によれば、砥石軸上の被整
形砥石を回転させ、また、工具軸孔に装着された整形装
置の形直しバイトを旋回させ、両者の接触により、被整
形面に螺旋方向に多数のクレータを連続形成し、その形
成されたクレータ郡の包絡線により、所望の砥石修正形
状を形成し、かつ、その後に目立てブラシで被整形面を
目立てすることにより、ＮＣ工具研削盤上で工具研削砥
石の整形を行うことができ、砥石が超砥粒砥石であって
も、簡単に整形処理を行うことができる。以下、本発明
を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る砥石整形装置が工具主軸に装着
されたＮＣ工具研削盤の工具主軸部分を拡大図示した断
面図、第２図と第３図は、ＮＣ工具研削盤の正面図と平
面図、第４Ａ図は、整形処理された工具研削砥石の被整
形面に形成された連続クレータの様子を示す平面図、第
４Ｂ図、第４Ｃ図は螺旋線上に連続形成されたクレータ
の軸垂直断面図、第４Ｄ図は包絡線に依って決定される
砥石整形形状を示す断面図、第４Ｅ図、第４Ｆ図はクレ
ータの軸平行断面図、第４Ｇ図は包路線に依って決定さ
れる砥石整形形状を示す断面図、第５図は目立てブラシ
による目立て作用を説明する拡大断面図である。

先ず、第２図、第３図を参照すると、ＮＣ工具研削盤は
、機体最下部にベツド１を有し、このベツド１の一側面
に旋回アーム３の顎状ベース２が固定されている。旋回
アーム３は、駆動モータＭＷの駆動により、適宜の減速
機構を経てＷ軸線の回りに旋回可能に設けられている。

この旋回アーム３上には工作主軸台４がＵで示した左右
方向に移動可能に設けられ、駆動モータＭｕの駆動によ
り、左右に移動する。この工作主軸台４は、研削される
機械加工工具が装着される工具装着孔を有した主軸５を
備え、この主軸５は駆動モータＭａの駆動により、ベル
ト・プーリ機構６を介して可変速度で回転軸Ａの回りに
回転駆動される。

他方、ベツド１上には上記旋回アーム３と切り離して、
工具研削砥石８を装着した主軸頭９を有したコラム１０
が、前記旋回アーム３の旋回軸Ｗと直交する水平面内の
軸線方向（Ｙ軸方向）に移動変位可能に載設されている
。工具研削砥石８は上記主軸５と対向して設けられ、相
互に接近した位置で、該主軸５に装着された機械加工工
具に研削作用を施すものである。上記コラム１０のＹ軸
線方向の変位は、駆動モータＭＹによって駆動される。

また、主軸頭９は、そのコラト１０に沿って上下のＺ軸
線方向に移動変位可能に取付けられており、駆動モータ
Ｍｚの駆動で上下方向に所望の変位が行われる。主軸頭
９に装着された工具研削用の砥石８は、駆動モータＭｍ
の駆動で研削用の高速回転を行う。以上の構成から成る
ＮＣ工具研削盤においては、上記の諸駆動モータＭＷ。

Ｍｕ、Ｍｙ、Ｍｚが、周知のＮＣ制御装置（図示なし）
により、数値制御されて工具の研削に当たり、工具軸線
まわりの割り出し、工具の刃のねじれに応じたリード、
すくい角、砥石の切り込み１等を制御して適正な研削作
用を付与するように成っている。

上述したＮＣ工具研削盤において、工具研削用砥石８に
形くずれ、目詰まり等が生じたときにはツルーイングに
より形直しを行い、ドレッシングにより、目立てを行い
砥石の切れ味を上げ、形を修正する整形処理の実施が必
要である。本発明は、従来、特に超砥粒砥石等の場合、
工具研削砥石８を一旦、取り外して工具メーカー等に依
頼して整形処理を行うのが一般的であったものを、この
ＮＣ工具研削盤の主軸頭９に装着したままで、整形処理
し得るようにするものである。

第１図に示すように、本発明によれば、工具研削砥石８
にツルーイングやドレッシングの整形処理を行うときに
は、通常、研削される機械加工工具が装着される工作主
軸台４の主軸５の工具装着孔５ａ（通常、テーパ孔）に
砥石整形装置２０が装着される。ここで、主軸５は上記
のように駆動モータＭａにより回転軸線Ａの回りに回転
駆動されるが、主軸台４には回転軸受１１ａ、ｌｌｂに
゛より主軸５が支持され、ベルト・ブーり機構１２を介
して回転駆動される。主軸５は上記工具装着孔５ａを有
すると共にそのテーパ孔形状の工具装着孔５ａの後部に
は貫通孔が形成されている。主軸５の後端にはドローパ
ー１３が設けられ、その先端に形成された引きねじ１３
ａにより、工具または上記砥石整形装置２０の後端を工
具装着孔５内に強固に固定して主軸５と一緒に回転する
構造に成っている。砥石整形装置２０は、工具装着孔５
ａのテーパに整合するテーパシャンクを有した軸体部２
１を有し、この軸体部２１における主軸５の先端から外
方に突出した先端部分２２は、段部を有した円筒軸に形
成され、該円筒軸２２の段部に衝接させて回転ボス２３
がナツト２４による締付けにより取付けられている。回
転ボス２３の軸方向両側には側板２４ａ、２４ｂが設け
られ、前方側板２４ａの後面にはツルーイング用のダイ
アモンドバイト２５が回転軸線Ａに対してラジアル方向
に突出した形で取付られている。なお、図示例では一本
のダイアモンドバイト２５が取付ケられているが、必要
に応じて複数本の同じダイアモンドバイト２５を円周方
向に等間隔で取付けられていてもよい。二本以上のダイ
アモンドバイト２５を取付けたときには、回転軸線Ａに
対して両者の突出量が等しくなるように、調整ねじ２６
が設けられている。この調整ねじ２６は内端にダイアモ
ンドバイト２５に係合したヘッド２６ａを有し、回転に
より調整ねじ２６が進退すると、ヘッド２６ａとの係合
によりダイアモンドバイト２５もラジアル方向に進退す
るように成っている。ダイアモンドバイト２５はそのラ
ジアル方向の進退量が調節されてから、クランプボルト
２７で固定されるように成っている。なお、ダイアモン
ドバイト２５のツルーイング作用におけるすくい角度は
、スペーサ２８を同バイト２５の背面に装着し、かつ、
その厚みを調節することにより、適正なすくい角度に設
定される。ダイアモンドバイト２５の先端は工具研削砥
石８における被整形面に接触したとき、その表面をすく
い取るエツジを有した構造に成っている。

さて、回転ボス２３には更に上記ダイアモンドバイト２
５の軸方向の後方にドレッシング用のブラシ２９が取付
けられている。このブラシ２９はナイロン、炭素鋼材、
ステンレス鋼材からなり、図示例では一列構造のブラシ
２９が植設されている。このブラシ２９は回転ボス２３
と共に回転して砥石８の被整形面に接触すると、第５図
に示すように、砥粒を結合している通常のボンド材から
成るバインダーを除去して砥粒を露出させる目立て作用
、つまり、ドレッシング作用を行うものであり、回転方
向に適度のすくい角ｅが付与されて設けられ、目立て効
率を向上させている。

なお、ブラシ２９を回転ボス２９に取付けるには、予め
回転ボス２９０表面に軸方向のあり溝構造等の溝を削設
し、この溝中にブラシ２９の末端を差し込んでクサビ材
３０で固定する取付方法が取られる。なお、第５図に図
示のように、ブラシ２９は回転ボス２３の周芳向に適宜
の間隔を置いて複数列を植設することにより、ドレッシ
ング効率の向上を図るようにしてもよい。

また、第１図に示すように、砥石整形装置２０の軸体部
２１には中心に液通路４０が形成され、この液通路４０
は、前述したドローパー１３の中心に予め形成された貫
通路１３ｂを介して周知のロータリージヨイント５０に
接続され、このロータリージヨイント５０には外部、つ
まり、ＮＣ工具研削盤の側部に予め準備された研削液ク
ンク５１からポンプ５２により吸引、供給される研削液
が送られるように成っている。従って、ロータリージヨ
イント５０を通過した研削液は貫通路１３ｂ及び上記液
通路４０を経て砥石整形装置２０内に送られる。ここで
、液通路４０は更にラジアル液通路４１を経て、軸体部
２１と回転ボス２３との間に形成された液室４２に入り
、ここから、ラジアル方向に対して噴射角に応じて傾斜
させた液細路４３．４４を経て、ブラシ２９のドレッシ
ング作用地点とダイアモンドバイト２５のツルーイング
作用点へ研削液を高圧下で供給している。つまり、湿式
研削を可能にし、ダイアモンドバイト２５の発熱による
損傷を防止し、かつ、研削砥石８の被整形面を洗浄する
ドレッシング効果を付与するのである。

次に、本発明の実施例による砥石整形装置２０のツルー
イング及びドレッシングの作用を説明する。

砥石整形装置２０の軸体部２１を工具主軸５の装着孔５
ａに装着し、駆動モータＭａにより、軸線Ａの回りに主
軸５と共に回転させる。このときに、主軸頭９に装着さ
れた工具研削用の砥石８も駆動モータＭｍの駆動で回転
状態に置かれる。先ず、ツルーイング作用は、砥石整形
装置２０をＵ軸方向（第２図参照）させて、砥石８との
接触位置に到達させ、ダイアモンドバイト２５を砥石８
の被整形面に接触係合させる。このとき、ダイアモンド
バイト２５は、回転ボス２３と共に回転しているため、
一回転に付き一度、被整形面に係合することとなる。ま
た、砥石８の被整形面全長に渡り形直し作用を与えるよ
うに、軸方向にも相対変位が付与される。このとき、ツ
ルーイング後の砥石８の被整形面の表面形状は、ダイア
モンドバイト２５と砥石８の被整形面との接触により、
表面に短時間のバイト刃先による削り効果によって耐大
（クレータ−）が連続的に並んで多数形成され、これら
クレータ−の凹凸が多数、重なり合って形成されながら
、凸部の包絡面により、形状が決定されることになる。

この表面形状は従って、砥石８の回転数、ダイアモンド
バイト２５の個数と回転数、回転軸線からダイアモンド
バイト２５の先端までの径及び砥石８の径、同ダイアモ
ンドバイト２５の先端の丸味半径（ノーズ径）、両者の
軸方向相対送り速麿等に関連して幾何学的に決定される
。第４Ａ図は、砥石８の被整形面に形成されたクレータ
−の周方向における連続状態を示した平面図であり、砥
石８の軸方向に相対送りがあることにより螺旋状にり１
／−ターが連設されることになる。このようなり１／−
ターの連設によるツルーイングは従来のツル・−イング
方法と大きな違いを有している。つまり、従来のツルー
イング方において、ダイアモンドポイントを１点に定着
させ、これと砥石とを相対回転接触させることにより、
砥石外周にねじ状の溝を切るものであるが、本発明に係
るツルーイング方法では、砥石の被整形面に積極的に多
数のり１ノーターまたはポケットを形成するものである
（第４Ｂ、第４Ｃ図参照）。

故に、このようなりレータ−またはポケットは、超砥粒
であるレジノイド砥石の場合に特に、研削粒を捕捉する
デツプポケットとじて作用し、同時にオイル溜穴の作用
も行い、工具研削作用時には砥石と被研削工具との摩擦
熱による焼けの発生を適正に防止し、かつ、目詰まりの
防止も行う。なお、第４Ｄ図は、包絡線が砥石８の形直
し形状の外形になることを図示したものである。また、
第４Ｅ図、第４Ｆ図は軸断面におけるクレータ−形状を
示し、特に、表面形状が軸方向では、ダイアモンドバイ
ト２５の先端径と軸方向送りとにより決定される軸方向
凹凸面の連設からなる粗面であることを示し、勿論、回
転数が多数回に渡るので、凹凸が互いに重複１．て、包
絡面が砥石外形を決定することになる。第４Ｇ図は、そ
の軸方向の包絡線を示したものである。

次に上述しまたツルーイング作用の終了後に行われるド
レッシング作用を説明する。

砥石８の被整形面のドレッシングはブラシ２９に依って
行われるもので、ツルーイングにより、形直しされた被
整形面におけるボンド除去が行われて目立てをする。特
に、第５図に示すように、ブラシ２９に適度のすくい角
θを与えてドレッシングをおこなうと、チップポケット
の形成を助成ずろことと成り、極めて効果が大きい。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施例による
砥石整形装置２０を用いて実行される本発明の砥石整形
処理方法によれば、砥石の被整形面に積極的にクレータ
−またはポケットを連設してその包絡面からツルーイン
グ後の砥石形直し形状を決定するものである。ここで、
砥石整形装置２０の回転ボス２３の設計、製造に当たり
、複数のダイアモンドバイト２５を植設可能にし、また
複数列のブラシを植設可能にすれば、これらの植設条件
に従って砥石の砥粒素材に合わせた最適のツルーイング
とドレッシングを遂行することができる。しかも、主軸
５０回転、砥石の主軸頭９の回転、相対軸方向送り速度
の選定或いは、必要時にはオシレーション作用も与える
等を工具研削作用制御用のＮＣ制御装置を直接使用して
制御できるから、整形処理の自動化、定量化を図ること
ができ、作業者の熟練度に依存する必要も無くなるので
ある。しかも、工具研削砥石８は、主軸頭９から取り外
すこと無く、必要な時点にツルーイング及びドレッシン
グ作用を施し得るから、取り外しにより発生しがちな砥
石外周の振れの発生が抑止でき、工具研削精度の向上に
も寄与し得るのである。

尚、上述の実施例は、超砥粒砥石を対象とするように記
載したが、本実施例の装置は、これに限らず、通常のア
ランダム砥石や炭化けい素砥石等の工具研削砥石に対し
ても、等価に利用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明にから理解できるように、本発明によれば、
次の諸効果を得ることができる。

つまり、砥石の被整形面にクレータ−またはポケットが
連設されるので、これらが、工具研削作用時にオイルポ
ケット、チップポケットとして機能し、砥石の寿命を延
長させ、研削焼けの防止に寄与し、工具の被研削面の面
粗度を向上させる。

しかも、クレータ−またはポケットは、ツルーイング工
具の形状、個数、回転条件等を砥石の回転数、径等の条
件と合わせて選定することにより定量化を図り得るので
、砥石面の面粗度を定量的にコントロールすることが可
能となる。また、ＮＣＪＩ御により、１回のツルーイン
グ量も定量的に把握できるから、高価な超砥粒砥石を無
駄に刷ることなく整形できる。故に、このことは、砥石
寿命の延長にも寄与し得る。また、砥石の被整形面が種
々の異形形状を有していても、ＮＣ制御を利用したモー
タの送り制御により、自在にその砥石形状に応じた形直
しを遂行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る砥石整形装置が工具主
軸に装着されたＮＣ工具研削盤の工具主軸部分を拡大図
示した断面図、第２図、第３図はＮＣ工具研削盤の正面
図と平面図、第４Ａ図は、整形処理された工具研削砥石
の被整形面に形成された周方向の連続クレータの様子を
示す平面図、第４Ｂ図、第４Ｃ図は螺旋状に連続形成さ
れたクレータの軸垂直断面図、第４Ｄ図は包路線に依っ
て決定される砥石整形形状を示す断面図、第４Ｅ図、第
４Ｆ図は、クレータの軸平行断面図、第４Ｇ図は包絡線
に依って決定される砥石整形形状を示す断面図、第５図
は、目立てブラシのすくい角とそのブラシによる目立て
作用を説明する拡大断面図。 ４・・・工作主軸台、　　　５・・・主軸、５ａ・・・
装着孔、　　　　８・・・工具研削砥石、９・・・主軸
頭、　　　　　２０・・・砥石整形装置、−２１・・・
軸体部、　　　　　２３・・・回転ボス、２５・・・ダ
イアモンドバイト、 ２９・・・ブラシ、　　　　４０・・・液通路、５１・
・・研削液タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＮＣ工具研削盤の工具研削砥石を整形する方法であ
   って、前記工具研削砥石を回転させると共に該工具研削
   砥石の被整形面に向けて突出する１ないし複数の点状形
   直し工具を該工具研削砥石の被整形面に接触点を有する
   円軌跡に沿って一つの回転軸心回りに回転させ、前記工
   具研削砥石と前記形直し工具との間に前記回転軸心方向
   に相対送りを与え、かつ、前記工具研削砥石の回転数と
   前記形直し工具の回転数との比率をＮＣ制御することに
   より、前記工具研削砥石の被整形面を螺旋軌道沿いに連
   続形成された多数のクレータの包絡線で決定される形状
   からなる所望形状に修正し、次いで、形状修正後の前記
   工具研削砥石の被整形面砥粒バインダーを除去する目立
   を行うようにしたことを特徴とするＮＣ工具研削盤の砥
   石整形方法。 ２、ＮＣ工具研削盤の工具研削砥石を整形する整形装置
   であって、該ＮＣ工具研削盤の被研削工具の装着用工具
   主軸孔に装着されるシャンク部と、そのシャンク部先端
   にラジアル方向に突出するように設けられた１ないし複
   数の形直しバイトと、前記形直しバイトに対して軸方向
   に見た後方部の位置におき、前記シャンク部から略ラジ
   アル方向に突出させた目立てブラシとを具備し、前記Ｎ
   Ｃ工具研削盤の砥石軸上に装着された工具研削砥石の被
   整形面に回転接触して形直しと目立から成る整形処理を
   行うことを特徴とするＮＣ工具研削盤の砥石整形装置。 ３、前記シャンク部の中心部には整形加工液の供給通路
   が設けられ、また、この整形加工液の供給通路から前記
   形直しバイトの先端に向け、かつ前記目立ブラシに向け
   て該整形加工液を噴射する加工液噴射細路が設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲２、に記載のＮＣ
   工具研削盤の砥石整形装置。 ４、前記形直しバイトがダイアモンドバイトである特許
   請求の範囲２、または３、に記載のＮＣ工具研削盤の砥
   石整形装置。