(57)【要約】【課題】振動発生を総型研削砥石の高速回転による動アンバランスによって簡単に得られるため研削装置への振動手段の附加が必要でなく設備費用、加工工数などが不要であり、発熱量が少なく、砥粒の脱落および磨耗、切削粉の総型研削砥石表面ヘの付着が小さく研削効率が良く、総型研削能砥石の寿命が長い総型研削砥石の研削方法および研削装置を提供する。【解決手段】本発明の総型研削砥石２３は、炭化珪素砥粒（ＣＢＮ）を総型研削砥石素材表面に固着したもので、トロイダル型無段変速機のディスク２５の溝２６を総型研削砥石２３に動アンバランス振動を強制発生させながら研削加工を行う。この総型研削砥石の研削装置は、高周波スピンドル２１の端部２７に総型研削砥石クイル２２が設けられ、該総型研削砥石クイル２２の先端中央部に総型研削砥石２３が固着されている。前記総型研削砥石クイル２２の外周側面には上述した回転動アンバランスを得るためのバランサ２８が設けられる。【選択図】　　　図２
2004017235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研削加工ワークの加工面と総型研削砥石を接触させ、前記総型研削砥石の高速回転により前記ワークに目的形状の研削加工を行う総型研削砥石の研削方法であって、
振動を強制発生させながら研削加工を行うことを特徴とする総型研削砥石の研削方法。
【請求項２】
被研削加工ワークの加工面に総型研削砥石を接触させ、前記総型研削砥石の高速回転により前記ワークに目的形状の研削加工を行う総型研削砥石の装置であって、
前記総型研削砥石、又は総型研削砥石クイルにアンバランサを設け、動アンバランス振動を強制発生させることを特徴とする総型研削砥石の研削装置。
【請求項３】
総型研削砥石の砥石、又は砥石スピンドルにアンバランサを付与して振動を強制発生させることを特徴とする請求項２に記載の総型研削砥石の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被研削加工ワークの加工面に総型研削砥石を接触させて、ワークに目的形状の研削加工を行う総型研削砥石の研削方法および研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切削装置の加工工具に超音波振動を発生させて切削加工を行う加工技術が知られている。
【０００３】
すなわち、特開昭６３−２８３８０１に開示されているように、加工工具に超音波振動を与えて超音波振動切削加工を行うために、タレットヘッドに振動ホルダを設け、切削抵抗を軽減するものが知られている。
その一例を図３を参照しながら説明する。たわみ振動子４０は、中間部で分割され、該中間部で電極板４４を挟んで２枚の電歪素子４２，４３が設けられている。
【０００４】
これらのたわみ振動子、電歪素子を、電極板の中央部に設けた穴を通してボルト４９によって締め付けられており、加工方向にバイトホルダ４６に超音波振動を与えながらバイト４７で切削加工が行われる。この超音波振動で切削抵抗を低下させてＬ／Ｄ＝２０〜３０のワークが切削加工ができる。
しかしながら、金属材４１、電歪素子４２，４３、電極板４４などの設備費が必要となる。また、金属材４１の分割のための加工、分割による金属材、電歪素子４２，４３、電極板４４、などの組み立て時間を必要としていた。
【０００５】
振動発生手段の他の例として特開平３−１３６７０１に開示されているように、シャンク５１の先端にチップホルダの取付用ヘッド５２を調整自在に取り付けられる。また、このヘッド５２を任意の角度にシャンク５１に調整自在に固定する調整穴５６にボルトで固定して設け、このチップホルダの取付用ヘッド５２にバネを介して自動振動可能とした自動振動型チップホルダ５３を取り付けている。
【０００６】
このホルダの先端にスローアウエイチップ５４を固定して、自励振動型チップホルダを前記ヘッドに対して揺動自在に取付け、前記ヘッドのチップホルダ受面とチップホルダの下面間に間隙を設けている。この間隙を調節して刃先の振幅が変更できるように設けて、ワーク５５に振動切削加工を行う。
かかる装置においてもシャンク５１、ヘッド５２などの加工時間を必要としていたばかりでなく、間隙の間隔を調整する時間を必要としていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記切削装置の切削工具への振動発生は、バイトホルダに振動発生手段を設けるもの、あるいはチップホルダ受け面とチップホルダの下面間に間隙を設けるものなどを切削装置自体に施す必要があり、その振動発生手段の高価な設備費用が必要であり、これら振動発生手段の加工及び組み立て時間を必要とするなどの問題があった。
また、総型研削砥石での研削加工は、総型研削砥石とワークの接触面積が大きくなるのに伴って発熱量が大きくなり、砥粒の脱落および磨耗、切削粉の総型研削砥石表面ヘの付着などが発生して研削効率が悪くなり、砥石の寿命が短くなるなどの問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、振動発生を総型研削砥石の高速回転による動アンバランスによって簡単に得られるため研削装置への振動手段の附加が必要でなく設備費用及び加工工数などが不要である総型研削砥石の研削方法及び研削装置を提供することにある。
また、発熱量が少なく、砥粒の脱落および磨耗、切削粉の総型研削砥石表面ヘの付着が小さく研削効率、研削能率が良く、総型研削砥石の寿命が長い総型研削砥石の研削方法及び研削装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の総型研削砥石の研削方法は、被研削加工ワークの加工面と総型研削砥石を接触させ、総型研削砥石の高速回転により前記ワークに目的形状の研削加工を行う総型研削砥石の研削方法であって、総型研削砥石に振動を強制発生させながら研削加工を行うことを特徴とする。
【００１０】
前記構成の総型研削砥石の研削方法によれば、総型研削砥石の高速回転による動アンバランスを発生させて、研削砥石に振動を強制発生させながら研削加工を行うために、この振動により総型研削砥石の砥粒面と被研削加工ワークとの間に間隙が発生しこの間隙で研削液の流入が促進され、研削加工による発熱が研削液により抑制され、研削粉の排出が促進され総型研削砥石表面への研削粉の溶着が減少する。
したがって、研削抵抗を低減することができ総型研削砥石の砥粒の脱落や磨耗が少なく、砥石寿命も長い。なお、総型研削砥石とは、複数の研削面（例えばＵ、Ｖ溝、曲面など）を同時に研削する砥石のことである。
【００１１】
本発明の請求項２記載の総型研削砥石の研削装置は、被研削加工ワークの加工面に総型研削砥石を接触させ、総型研削砥石の高速回転によりワークに目的形状の研削加工を行う総型研削砥石の研削装置であって、総型研削砥石、又は総型研削砥石クイルにアンバランサを設け、動アンバランス振動を強制発生させることを特徴とする。
【００１２】
前記構成の総型研削砥石の研削装置によれば、振動発生手段を総型研削砥石の高速回転による動アンバランスによって簡単に発生させ得るために、研削装置への振動部材の附加が必要でないばかりか加工工数や設備費用をも必要としない。なお、動アンバランスとは、回転物の質量が回転軸中心に円周面および径方向に不均一であれば高速回転よって振動を発生することであって、総型研削砥石クイルとは、砥石のスピンドルの軸径と、高周波ピンドルの先端部の取付穴径とが異なるために介在せしめた回転軸部材である。
【００１３】
本発明の請求項３記載の総型研削砥石の研削装置は、総型研削砥石の砥石、又は砥石スピンドルにアンバランサを付与して振動を強制発生させることを特徴とする請求項２記載の総型研削砥石の研削装置である。
【００１４】
前記構成の総型研削砥石の研削装置によれば、アンバランサは、ある一定の質量を有するバランスウエイトを総型研削砥石クイル、又は総型砥石スピンドルの外周側面に固着しても良く、これらの外周側面の一部をドリルなどで切欠してもよい。
また、総型研削砥石素材の外周研削面の一部を切欠した後、砥粒を固着した総型研削砥石でもよいので設備費用を必要としない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した総型研削砥石の研削方法および研削装置の第１実施形態を図１を参照して詳細に説明する。また、本発明を適用した第２実施形態を図２を参照して詳細に説明する。
図１は総型研削砥石でレールなどの溝加工を行う本発明装置の一部切欠側面図である。図２はトロイダル型無段変速機のディスクの内周面に複数個軸方向に溝を設け、図示しない回転軸の外周面に設けられた凸部と上記溝とを嵌合固着する溝を総型研削砥石によって研削加工するようにした本発明装置の一部切欠側面図である。
【００１６】
図１に示すように、第Ｉ実施形態の総型研削砥石３は、炭化珪素砥粒（ＣＢＮ）を総型研削砥石素材表面に固着したもので、レール溝８を研削加工するものである。この総型研削砥石の研削装置は、高周波スピンドル１の端部７の中央部に総型研削砥石クイル２が固定して設けられ、該砥石クイル２の先端中央部に総型研削砥石３を固着した総型研削砥石スピンドル６がボルトネジ１０で固着されている。
【００１７】
一方、被研削加工ワーク４は、総型研削砥石３方向にスライド可能であり、且つ、レール溝８の長さ方向にスライド可能である。また、上下方向にも移動可能なスライドテーブル５に固定されている。
オイルミストノズル１１は、冷却用のオイルミスト１２を研削部に向けて噴射する。前記総型研削砥石クイル２の外周側面に回転動アンバランスを得るためのアンバランサ９が設けられている。
【００１８】
アンバランサ９の具体的な構成は、総型研削砥石クイル２の側面にエンドミルによって穴径４ｍｍ、深さ２ｍｍの小穴を開けたものである。
なお、このアンバランサ９はある一定の質量を有するバランスウエイトを総型研削砥石クイル２、又は総型研削砥石スピンドル６の外周側面に固着しても良く、これらの外周側面の一部をドリルなどで切欠してもよい。また、図示していないが総型研削砥石素材の外周研削面の一部を切欠した後、砥粒を固着した総型研削砥石でもよい。
【００１９】
次に、第１実施形態の総型研削砥石の作用について説明する。
前記総型研削砥石３の側面と被研削加工ワーク４の溝加工面を対峙して設け、総型研削砥石３を２００００ｒｐｍ　に回転させ、総型研削砥石３の側面と被研削加工ワーク４の加工面を接触させ、ある一定の速さでスライドテーブル５をレールの溝の長さ方向にスライドさせ、且つ総型研削砥石３と被研削加工ワーク４を徐々に接近させるとともに、切削オイルミスト１２をオイルミストノズル１１から噴射させながら研削加工を行う。
【００２０】
次に、図２に示すように、第２実施形態の総型研削砥石２３は、炭化珪素砥粒（ＣＢＮ）を総型研削砥石素材表面に固着したものである。トロイダル型無段変速機のディスク２５の回転中央部には長穴が設けられ、この穴の内周面には複数個のスプライン溝２６が配設される。
この総型研削砥石の研削装置は、高周波スピンドル２１の端部２７には総型研削砥石クイル２２が設けられ、該総型研削砥石クイル２２の先端中央部に総型研削砥石２３が固着されている。
【００２１】
一方、無段変速機のディスク２５は、総型研削砥石２３方向に前後移動可能で、インデックス回転可能な被加工ワークの固定台２４に固定される。オイルミストノズル３０は冷却用オイルミスト３１を研削部に向けて噴射する。
前記総型研削砥石クイル２２の外周側面には上述した回転動アンバランスを得るためのアンバランサ２８が設けられている。
なお、このアンバランサ２８はある一定の質量を有するバランスウエイトを固着しても良く、総型研削砥石クイル２２の外周側面の一部をエンドミルなどで切欠してもよい。また、総型研削砥石の砥粒として、炭化珪素砥粒（ＣＢＮ）を用いたが、ダイヤモンド、溶融アルミナなどを用いて総型研削砥石素材表面に結合しても良い。
【００２２】
次に、第２実施形態の総型研削砥石研削装置の作用について説明する。
前記総型研削砥石２３の側面とトロイダル型無段変速機のディスク２５の内周面のスプライン溝２６とを対峙して設け、総型研削砥石２３を２００００　ｒｐｍ　に回転させる。研削装置の高周波スピンドル２１に設けた前記総型研削砥石２３をディスク２５の加工面と接触させ、ある一定の速さで被加工ワークの固定台２４をディスク２５のスプライン溝２６の長さ方向にスライドさせる。
そして、総型研削砥石２３と、ディスク２５の内周面のスプライン溝２６の溝の深さ方向に徐々に接近させ、切削オイルミスト３１をオイルミストノズル３０から噴射させながら研削加工を行う。
【００２３】
【実施例】
本発明の総型研削砥石の研削装置と、動アンバランスを発生させない振動のない総型研削砥石による加工条件との比較を表１に示す。振動のない総型研削砥石による加工の場合は砥粒の結合度、集中度とも低いレベルの総型研削砥石を使用せざるを得ず、研削抵抗も６０％程度高かった。この条件を表１で示す。
【００２４】
【表１】
2004017235.tif 000003
【００２５】
アンバランサ９の具体的な構成は、総型研削砥石クイル２の側面にエンドミルによって穴径４ｍｍ、深さ２ｍｍの小穴を開けたものである。
このときの総型研削砥石クイルの半径は６ｍｍ、総型研削砥石クイル２の材質である鋼の比重は７．８ｇで、２００００ｒｐｍ　で動アンバランス量は０．１９ｇ×６ｍｍ＝１．１４ｇｍｍであった。動アンバランサの具体的な構成を表２で示す。
【００２６】
【表２】
2004017235.tif 000004
【００２７】
前記したように、総型研削砥石の研削方法およびその装置は、研削砥石に強制振動を発生させるために砥石の研削面とワークとの間に間隙が発生して研削抵抗が小さかった。また、砥石クイルの側面に小穴を開けるのみで上記振動を発生させるようにしたので設備費が不要であった。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る総型研削砥石の研削方法および研削装置は、総型研削砥石の高速回転による動アンバランスを発生させて、研削砥石に振動を強制発生させながら研削加工を行うために、この振動により総型研削砥石の砥粒面と加工ワークとの間に間隙が発生しこの間隙で研削液の流入が促進され、研削加工による発熱が研削液により抑制され、研削粉の排出が促進され総型研削砥石表面への研削粉の溶着が減少する。
したがって、研削抵抗を低減することができ総型研削砥石の砥粒の脱落や磨耗が少なく、砥石寿命も長いので加工効率の良い総型研削砥石の加工方法である。また、これらの振動発生手段を総型研削砥石の高速回転による動アンバランスによって簡単に発生させ得るために、研削装置への振動部材の附加が必要ないばかりでなく、その加工工数や設備費用を必要としない安価な総型研削砥石の研削方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す一部縦断側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す一部縦断側面図である。
【図３】従来のたわみ振動体を設けた一例を示す側面図である。
【図４】従来のチップホルダを振動させて切削する一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１、２１　　　高周波スピンドル
２、２２　　　総型研削砥石クイル
３、２３　　　総型研削砥石
４　　　　　　被研削加工ワーク
５　　　　　　スライドテーブル
６　　　　　　総型研削砥石スピンドル
７、２７　　　高周波スピンドルの端部
８　　　　　　レール溝
９、２８　　　アンバランサ
１０　　　　　ボルトネジ
１１、３０　　オイルミストノズル
１２、３１　　オイルミスト
２４　　　　　被加工ワークの固定台
２５　　　　　トロイダル型無段変速機のデイスク
２６　　　　　トロイダル型無段変速機のデイスク内周面のスプライン溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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