(57)【要約】【課題】円筒状の工作物の端面研削において、被研削面に研削屑等よるスクラッチ傷を残さない研削加工方法を提供する。【解決手段】円筒状の工作物Ｗの端面Ｗｔを、外周に円錐の研削面を有する砥石車Ｇにより研削加工する研削加工方法において、被研削面２２に対向するように研削面Ｇｂに砥石軸周りの溝Ｇｍを設け、被研削面２２と溝Ｇｍを対向させて、主軸軸線Ｏｓ方向に工作物Ｗと砥石車Ｇを相対移動させて端面研削する研削加工工程と、主軸軸線Ｏｓ方向の相対移動を停止し、主軸軸線Ｏｓ方向と直交する方向に工作物Ｗと砥石車Ｇを相対移動させて端面研削する研削加工工程とを特徴とする研削加工方法。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸軸線廻りに回転する柱状の工作物の端面を外周に円錐の研削面を有する砥石車により研削加工する研削加工方法において、前記端面である被研削面の一部に対向するように前記砥石車の研削面に砥石軸周りの溝を設け、該溝を前記被研削面の一部と対向させて、これら工作物と砥石車とを前記主軸軸線方向に相対移動させて端面研削する研削加工工程と、前記主軸軸線方向の相対移動を停止し、該主軸軸線方向と直交する方向に前記工作物と前記砥石車とを相対移動させて端面研削する研削加工工程とを特徴とする研削加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の研削加工方法において、前記溝に対向される前記被研削面の材質が樹脂であることを特徴とする研削加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載の研削加工方法において、前記被研削面が２つ以上の異なる材質から成ることを特徴とする研削加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載の研削加工方法において、前記被研削面がリング状の被研削面を含むことを特徴とする研削加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の研削加工方法において、前記研削面の溝の幅が前記リング状の被研削面の幅の約１／３であることを特徴とする研削加工方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、５のいずれか１項に記載の研削加工方法において、前記被研削面と前記砥石車の溝を対向させて、これら工作物と砥石車とを前記主軸軸線方向に相対移動させて端面研削する前記研削加工工程の次に、前記主軸軸線方向に前記工作物と前記砥石車を逆方向に相対移動させて該砥石車を該工作物から逃がす工程を設けたことを特徴とする研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱状工作物の端面の研削加工方法に関し、特に、被研削面にスクラッチ傷を残さない研削加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
研削加工は、高速回転する砥石により工作物を削る加工のことである。一般的に、切削加工よりも高い仕上精度が要求される時や、焼入れ鋼などのように材質が硬く切削が困難な工作物の加工に用いられる。研削加工においても荒研削と仕上げ研削に分けられ、荒研削で研削能率を上げ、仕上げ研削で仕上精度を高める。砥石は、切れ刃として機能する砥粒と、砥粒と砥粒を結合する結合剤と、砥粒と結合剤との間にある気孔との３要素から成る。砥粒屑は、この砥粒を支持する結合剤が、研削抵抗のため破壊されて研削面から脱落した砥粒のことである。
【０００３】
円筒状（柱状）工作物の端面を研削加工する場合、ストレート砥石を用いて、工作物の肩部端面にストレート砥石の先端を接触させて砥石軸を工作物の半径方向に送るトラバース研削を行っている。ここで、砥石軸は、砥石車の回転軸を指す。自動車に使用される噴射ノズル部品には、その端面部にそれより軟らかい材質の樹脂がリング状に形成されているものがある。この端面部を研削する場合、ストレート砥石を用いてトラバース研削を行うと、ストレート砥石の先端に引き続く砥石側面がリング状の被研削面に連続的に接触する状態となる。この場合、前述の脱落した砥粒屑や被研削面から削り取られた研削屑が、砥石の端面とリング状の被研削面に残存して、リング状の被研削面にスクラッチ傷を発生させるという問題点があった。
【０００４】
また、特許文献１では、アンギュラー形研削盤において工作物の端面と砥石車の外周砥石面を対向させて、砥石車を工作物の端面に対し切込み送りをして行うプランジ研削により、工作物の端面を研削加工している。しかしながら、このプランジ研削においても、リング状の被研削面を有する端面を研削加工すると砥粒屑により被研削面にスクラッチ傷を発生させるという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１０３１８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、工作物端面の研削加工において、被研削面にスクラッチ傷を残さない研削加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の研削加工方法は、主軸軸線廻りに回転する柱状の工作物の端面を外周に円錐の研削面を有する砥石車により研削加工する研削加工方法において、前記端面である被研削面の一部に対向するように前記砥石車の研削面に砥石軸周りの溝を設け、該溝を前記被研削面の一部と対向させて、これら工作物と砥石車とを前記主軸軸線方向に相対移動させて端面研削する研削加工工程と、前記主軸軸線方向の相対移動を停止し、該主軸軸線方向と直交する方向に前記工作物と前記砥石車とを相対移動させて端面研削する研削加工工程とを特徴とする。
【０００８】
被研削面の一部と砥石車の溝を対向させて、主軸軸線方向に工作物と砥石車を相対移動させる研削加工工程により、工作物の端面を研削加工することができる。被研削面と研削面との間に介在して、スクラッチ傷の原因となる研削屑や砥粒屑は、研削面の溝に入り込み、研削液やエアーなどにより排出させられる。本研削加工工程においては、研削面の溝に対向する被研削面の部位に被研削物が残される。ここで、研削面の溝の幅や深さは、研削屑や砥粒屑が入り込むだけの空間があれば良く、この溝の断面形状は、矩形、円錐、円形などがある。前記研削加工工程で研削されなかった部分は、主軸軸線方向の相対移動を停止し、主軸軸線方向と直交する方向に工作物と砥石車を相対移動する研削加工工程により除去される。以上により、被研削面にスクラッチ傷を残すことなく円筒状工作物の端面が研削加工できる。
【０００９】
請求項２に記載の研削加工方法は、請求項１に記載の研削加工方法において、前記溝に対向される前記被研削面の材質が樹脂であることを特徴とする。被研削面が樹脂であるので、材質が軟らかいがために、研削屑や砥粒屑によるスクラッチ傷が付き易かったが、請求項２に記載の研削加工方法によれば、樹脂製の被研削面の一部に対向する研削面に、請求項１に記載の溝を設けることにより、研削屑や砥粒屑によるスクラッチ傷を無くすことができる。
【００１０】
請求項３に記載の研削加工方法は、請求項１に記載の研削加工方法において、前記被研削面が２つ以上の異なる材質から成ることを特徴とする。２つ以上の異なる材質から成る被研削面において、材質が軟らかい方の被研削面は砥粒屑や硬い材質の研削屑によるスクラッチ傷が付き易かったが、請求項３に記載の研削加工方法によれば、材質が軟らかい被研削面に対向する砥石車の研削面に請求項１に記載の溝を設けることを特徴とすることにより、特に研削屑によるスクラッチ傷を無くすことができる。
【００１１】
請求項４に記載の研削加工方法は、請求項３に記載の研削加工方法において、前記被研削面がリング状の被研削面を含むことを特徴とする。請求項４に記載の研削加工方法によれば、リング状の被研削面に対向する研削面に請求項１に記載の溝を設けることにより、スクラッチ傷を無くすことができる。
【００１２】
請求項５に記載の研削加工方法は、請求項４に記載の研削加工方法において、前記研削面の溝の幅が前記リング状の被研削面の幅の約１／３であることを特徴とする。研削面の溝の幅はリング状の被研削面の幅と同じにする必要はなく、研削面の溝は研削屑や砥粒屑が入り込めるだけの空間が在れば良い。研削面の溝の幅を約１／３にすることにより、研削面の溝が対向しない被研削面を研削できるという効果がある。
【００１３】
請求項６に記載の研削加工方法は、請求項１、２、３、４、５のいずれか１項に記載の研削加工方法において、前記被研削面と前記砥石車の溝を対向させて、これら工作物と砥石車とを前記主軸軸線方向に相対移動させて端面研削する前記研削加工工程の次に、前記主軸軸線方向に前記工作物と前記砥石車を逆方向に相対移動させて該砥石車を該工作物から逃がす工程を設けたことを特徴とする。該砥石車を該工作物から逃がす工程を設けることにより、工作物の歪が除去できるので、スクラッチ傷を残さない上に更に高精度の研削加工ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、１０はアンギュラ形研削盤のベッドを示し、このベッド１０上には工作物テーブル１３が摺動自在に載架され、このテーブル１３上には主軸台１１と治具１２が載置されている。円筒状（柱状）の工作物Ｗは、前記治具１２によりその中心軸線が前記主軸台１１の主軸軸線Ｏｓに一致するように中心合せされて保持され、図略の主軸駆動モータに連結された主軸１５の回転によって回転駆動されるようになっている。前記工作物テーブル１３は、図略のねじ送り機構を介してサーボモータ１４に連結され、主軸軸線Ｏｓと平行なＺ軸方向へ移動されるようになっている。
【００１５】
一方、前記ベッド１０の後部には、砥石台１７が主軸軸線Ｏｓと直交するＸ軸方向に進退可能に装架され、この砥石台１７はサーボモータ１８に連結された図略の送りねじを介してＸ軸方向に送り制御されるようになっている。前記砥石台１７はＸ軸に直交する鉛直な軸２４を中心軸として旋回させることが出来る。そして、この砥石台１７には、砥石軸１９が回転可能に軸承され、この砥石軸１９に保持されたアンギュラ形の砥石車Ｇは、その外周部に主軸軸線Ｏｓと平行な第１研削面Ｇａと、この第１研削面Ｇａと直交する第２研削面Ｇｂとを有する。前記砥石軸１９は、主軸軸線Ｏｓに対して斜交しており、その結果、前記砥石車Ｇの研削先端部Ｇｐは、Ｘ軸の軸線に対して角度θで斜交する面内に位置している。
【００１６】
図２は、自動車の部品として使用されている、例えば噴射ノズル部品のような円筒状の前記工作物Ｗの断面図と端面Ｗｔの正面図である。この端面Ｗｔは、被研削面２１と、前記端面Ｗｔの中心周りのリング状の被研削面２２とから成る。前記被研削面２１は金属製で、前記リング状の被研削面２２の外側と内側にある。前記被研削面２２は樹脂製であり、前記被研削面２１に比べ軟らかい。よって、端面Ｗｔを研削区加工すると、被研削面２２は脱落した砥粒屑によって傷付けられるばかりでなく、樹脂より硬い前記被研削面２１の研削屑が、前記被研削面２２と前記第２研削面Ｇｂに狭窄されることによってスクラッチ傷が付き易い。
【００１７】
図３は、前記工作物Ｗと前記砥石車Ｇとの位置関係を、図４は、前記砥石車Ｇの形状を示す。前記砥石車Ｇの前記第２研削面Ｇｂは、前記工作物Ｗの前記端面Ｗｔと平行となるように配置される。前記端面Ｗｔの研削加工は、前記第２研削面Ｇｂを用いて行う。ここで、前記第１研削面Ｇａは、本端面Ｗｔの研削加工には使用しない。前記第２研削面Ｇｂは、円錐面の形状を有する。また、前記第２研削面Ｇｂには、被研削面に存在する研削屑や砥粒屑を逃がすために、溝Ｇｍが施されている。この溝Ｇｍは、前記被研削面２２に対向する位置に設けられている。
【００１８】
また、前記溝Ｇｍの断面形状は、矩形である。さらに、前記溝Ｇｍは、前記第２研削面Ｇｂ上で前記砥石車Ｇの回転軸周りにその回転軸線を中心として円形に彫られている。本実施の形態では、前記溝Ｇｍの幅は、前記被研削面２２の幅の約１／３としている。前記溝Ｇｍの幅と深さは、前記被研削面２２に介在する研削屑や砥粒屑が入り込む空間を確保できるだけの溝の幅と深さがあれば良い。また、前記溝Ｇｍの断面形状は、矩形に限定されることはなく、図５に示されるように前記溝Ｇｍの内部奥の角を加工して、研削屑や砥粒屑を排出し易くしても良い。また、図６の円錐溝でも図７の円形溝でも良い。前記溝Ｇｍに入り込んだ研削屑や砥粒屑は、前記砥石車Ｇの回転により前記溝Ｇｍが、前記被研削面２２を離れた際に、図略の研削液により排出される。
【００１９】
以上により構成された本発明の第１の実施の形態の作動を、図８の研削加工工程のフローチャートに基づいて説明する。本研削加工工程は、前記端面Ｗｔの主に前記被研削面２１を、研削加工する工程（１００）と、前記被研削面２２の研削されなかった部分を除去する研削工程（２００）から成る。まず、前記工程（１００）においては、前記砥石車Ｇの前記第２研削面Ｇｂに設けられた前記溝Ｇｍと前記リング状の被研削面２２とを対向させて、主軸軸線ＯｓのＺ軸方向に前記工作物Ｗと前記砥石車Ｇとを相対移動させるテーブル１３を砥石車Ｇに向かってＺ軸方向に送ることによって、前記第２研削面Ｇｂは、主に前記被研削面２１をプランジ研削する。この時、研削屑や砥粒屑は、前記溝Ｇｍに入り込み、前記砥石車Ｇの回転により、前記端面Ｗｔを離れた際に、図略の研削液により前記溝Ｇｍから排出される。
【００２０】
次に、図８の工程（２００）において、Ｚ軸方向の相対移動を停止し、主軸軸線Ｏｓ方向と直交するＸ軸方向に前記工作物Ｗと前記砥石車Ｇを相対移動させて砥石台１７をＸ軸方向に送って、削り残された前記被研削面２２をトラバース研削する。以上により、前記端面Ｗｔの樹脂部すなわち前記被研削面２２に、研削屑や砥粒屑によるスクラッチ傷を残すことは無く前記端面Ｗｔを研削加工できる。
【００２１】
第２の実施の形態を図９に基づいて説明する。図９の工程（１００）において、前記図８の工程（１００）と同様に、前記砥石車Ｇの前記第２研削面Ｇｂに設けられた前記溝Ｇｍと前記リング状の被研削面２２とを対向させて、主軸軸線ＯｓのＺ軸方向に前記工作物Ｗと前記砥石車Ｇとを相対移動させるテーブル１３を砥石車Ｇに向かってＺ軸方向に送ることによって、前記第２研削面Ｇｂにより主に前記被研削面２１をプランジ研削する。前記工作物Ｗに残存する歪を除去するため、図９の工程（３００）において、テーブル１３をＺ軸逆方向に逃がす。次に図９の工程（２００）において、前記図８の工程（２００）と同様に、Ｚ軸方向の相対移動を停止し、主軸軸線Ｏｓ方向と直交するＸ軸方向に前記工作物Ｗと前記砥石車Ｇを相対移動させて砥石台１７をＸ軸方向に送って、削り残された前記被研削面２２をトラバース研削する。
【００２２】
以上により、第２の実施の形態においては、前記砥石車Ｇの逃がし工程（３００）を設けることにより、工作物に残存する歪を除去して、工作物端面を高精度に研削加工することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、工作物端面のリング状の被研削面に対向する砥石研削面に、砥粒屑や研削屑等の逃がし溝を設け、逃がし溝に入り込む砥粒屑や研削屑等を研削液により排出し、プランジ研削の後、工作物端面の半径方向にトラバース研削することにより、被研削面の被研削物を除去するので、被研削面にスクラッチ傷をつけることは無い。すなわち、工作物端面の研削加工精度を向上することが可能となる。更には、プランジ研削に引き続いて、砥石車と工作物を相対方向に逃がすことにより、工作物に残存する歪を除去して、工作物端面を高精度に研削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンギュラ形研削盤の平面図
【図２】工作物の断面図と工作物端面の正面図
【図３】工作物と砥石車との位置関係を示す図
【図４】砥石車の形状を示す図
【図５】砥石車の研削面に設けられた溝の断面形状
【図６】砥石車の研削面に設けられた溝の断面形状
【図７】砥石車の研削面に設けられた溝の断面形状
【図８】第１の実施の形態の研削工程のフローチャート
【図９】第２の実施の形態の研削工程のフローチャート
【符号の説明】
１０…ベッド、１１…主軸台、１２…治具、１３…工作物テーブル
１４…サーボモータ、１５…主軸、１７…砥石台、１８…サーボモータ
１９…砥石軸、２１…被研削面、２２…リング状被研削面、２４…軸
Ｗ…工作物、Ｗｔ…工作物端面、Ｏｓ…主軸軸線、Ｇ…砥石車
Ｇａ…第１研削面、Ｇｂ…第２研削面、Ｇｐ…研削先端部、Ｇｍ…溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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