JP2000317847A - 仕上げ工具及び仕上げ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 仕上げ工具１０は、切削油通路２３を備
えたホルダ本体１１と、球状弾性体２４に砥粒２６を備
え、先端に複数の切削油噴出孔２８，２８を有し、ホル
ダ本体１１の他端に取付けた袋状砥石１３とからなる。
仕上げ工具１０を工作機械のスピンドル６６に取付け、
スピンドル６６から供給した切削油を袋状砥石１３の切
削油噴出孔２８から噴射しつつ研削を行うときに、切削
油の供給圧力を変化させることで、袋状砥石１３の形状
を変化させる仕上げ加工方法。 【効果】 切削油噴出孔を形成したので、切削油の圧力
を調整しつつ、袋状砥石の伸びを変化させることがで
き、溝形状部の仕上げ加工が容易である。ＮＣ工作機械
のテーブル上で切削及び研削加工ができ、加工を集約
し、ワークの生産効率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研削工具、特に袋状
砥石を取付けた仕上げ工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】袋状砥石を取付けた仕上げ工具には、例
えば、実開昭６１−１９５９７０号公報「研磨具」に示
されたものがある。この研磨具１は、同公報の第２図に
よれば、回転ボス３（符号は同公報に記載されたものを
使用した）に磨き玉４を取付けたものであり、磨き玉４
の球体９は、軟質のプラスチックで中空に成形したもの
である。球体９内に流体（空気圧、液体）を封入して膨
らませることにより、磨き玉４を球状に保つ。回転ボス
３を研磨機に取付け、回転ボス３とともに、磨き玉４を
回転させつつワークを研磨する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の構造では、流体
圧が球体９を常に膨らませるように作用し、弾性的に変
形するため、磨き玉４はワークの曲面に馴染む。しか
し、変形性能に限界があるため、狭い溝に追従させるこ
とはできない。このため、上記公報の仕上げ工具は複雑
な形状のワークの仕上げには不向きであると言わざるを
えない。

【０００４】そこで、本発明の目的は、複雑な形状のワ
ークの仕上げに適した仕上げ工具及び仕上げ加工方法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、一端から他端へ切削油を流すことのでき
る切削油通路を備えたホルダ本体と、薄肉の球状弾性体
の外周面に砥粒を備え、球状弾性体の先端に複数の切削
油噴出孔を有し、ホルダ本体の他端に取付けた袋状砥石
とから仕上げ工具を構成する。ホルダ本体に切削油通路
を形成することで、袋状砥石に切削油を供給する。ま
た、袋状砥石の先端に複数の切削油噴出孔を形成し、切
削油を循環させつつ、袋状砥石内の圧力を制御し、球状
弾性体の張りを調整する。

【０００６】請求項２は、請求項１記載の仕上げ工具を
工作機械のスピンドルに取付け、このスピンドルを介し
て供給した切削油を袋状砥石の切削油噴出孔から噴射し
つつ研削を行うときに、切削油の供給圧力を変化させる
ことで、袋状砥石の形状を変化させることを特徴とす
る。袋状砥石の形状を変化させると、袋状砥石がワーク
に倣うのは容易である。切削油の供給圧力が低いと、球
状弾性体の張りは弱く、変形の自由度が大きい。一方、
供給圧力が高いと、球状弾性体の張りは強く、球状弾性
体自身の形状を保つように作用する。ワークの形状に合
せ連続的に袋状砥石の形状を変化させるので、ワークに
倣うのが容易である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る仕上げ工具の斜視図で
あり、仕上げ工具１０は、ホルダ本体１１と、このホル
ダ本体１１に取付けたロッド１２と、このロッド１２に
取付けた袋状砥石１３とからなり、ＮＣ工作機械である
マシニングセンタ１４にホルダ本体１１を介して袋状砥
石１３を自動的に取付けるものである。次に、仕上げ工
具１０を具体的に説明する。

【０００８】図２は本発明に係る工具保持装置の断面図
であり、仕上げ工具１０は、一端２１から他端２２へ切
削油を流すことのできる切削油通路２３を備えたホルダ
本体１１と、薄肉の球状弾性体２４の外周面２５に砥粒
２６を備え、球状弾性体２４の先端２７に２個の切削油
噴出孔２８，２８を有し、ホルダ本体１１の他端２２に
ロッド１２を介して取付けた袋状砥石１３とからなる。

【０００９】ホルダ本体１１は、テーパ状（例えば、Ｊ
ＩＳ−Ｂ６１０１）のシャンク部３１と、このシャンク
部３１に隣接して形成したフランジ部３２と、このフラ
ンジ部３２に隣接して形成した筒部３３と、この筒部３
３のテーパに嵌合するコレット３４と、このコレット３
４を締付けるナット３５とからなるコレットホルダであ
る。３６はストッパである。Ｃ１はホルダ本体１１の軸
中心を示す。

【００１０】ナット３５は、コレット３４に嵌合するリ
テーナ３７及びボール３８を有するものである。ストッ
パ３６は、中心部に孔３９を形成したものであり、ロッ
ド１２の突出し量Ｌ１を調整する部材である。

【００１１】ロッド１２は、一端４１から他端４２へ切
削油を流すことのできる供給孔４３と、他端４２の外面
に形成した砥石取付け部４４とからなる。４５は袋状砥
石１３を止めるバンドである。切削油噴出孔２８は、ホ
ルダ本体１１の軸中心Ｃ１の近傍に開けた孔である。

【００１２】以上に述べた仕上げ工具の作用を次に説明
する。図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る仕上げ工具の
作用図である。（ａ）において、マシニングセンタ１４
にホルダ本体１１を介して袋状砥石１３を取付け、マシ
ニングセンタ１４の切削液供給装置により低圧の切削油
５１を矢印の如く給油し、袋状砥石１３を回転させ
る。切削油５１は切削油通路２３を通過し、ロッド１２
の供給孔４３を通り、袋状砥石１３の切削油噴出孔２
８，２８からワークＷに矢印の如く至る。

【００１３】袋状砥石１３に切削油噴出孔２８，２８を
形成すると、切削油を循環させつつ、袋状砥石１３内の
圧力制御ができる。低圧の切削油５１を供給すると、
の如く袋状砥石１３の内面にかかる力は小さく、袋状砥
石１３には切削油５１による伸びは発生しない。ワーク
Ｗに袋状砥石１３を押付けると、押付けによって伸びる
から、ワークＷに倣いやすい。また、ホルダ本体１１の
軸中心Ｃ１の近傍に切削油噴出孔２８，２８を形成する
と、切削油５１はワークＷに切込む砥粒２６に直接至
り、砥石の目詰りの抑制、切り粉除去及び冷却など切削
油５１の機能を十分に発揮させることができ、生産効率
が向上する。

【００１４】（ｂ）において、切削油５１の圧力を中圧
〜高圧に設定すると、の如く袋状砥石１３の内面にか
かる力は大きくなり、袋状砥石１３は伸びる。球状の袋
状砥石１３でワークＷの曲面に倣いつつ曲面の研削加工
を実施する。また、曲面で袋状砥石１３が押されると、
袋状砥石１３の薄肉の球状弾性体２４が押上げを吸収す
るので、ロッド１２に大きな研削抵抗がかからず、ロッ
ド１２が振動（ビビリ）することはなく、所望の表面粗
さを確保することができる。

【００１５】（ｃ）において、切削油５１の圧力を低圧
にし、ワークＷのＵ字状の溝に袋状砥石１３を入れた
後、圧力を中圧に上昇させ、袋状砥石１３に張りを与
え、Ｕ字状の溝に倣いつつ研削加工を実施する。このよ
うに、袋状砥石１３内の圧力を変えるので、ワークＷの
形状に合せて袋状砥石１３の形状を変えることができ、
ワークＷの形状に袋状砥石１３を倣わせるのはより容易
である。

【００１６】次に、本発明に係る仕上げ工具を使用した
仕上げ加工方法を示す。図４は本発明に係る仕上げ加工
方法の第１説明図であり、図左上に示すＸはテーブルの
移動方向、ＹはＸに直交する軸、ＺはＸ，Ｙに直交する
鉛直軸である。ＮＣ工作機械であるところのマシニング
センタ１４は、ベース６１と、このベース６１にＸ軸方
向に移動自在に取付けたテーブル６２と、このテーブル
６２の両側から上部に配置したコラム６３と、このコラ
ム６３に固定したクロスレール６４と、このクロスレー
ル６４にＹ軸方向に移動自在に取付けた主軸部６５と、
この主軸部６５にＺ軸方向に移動自在に設けたスピンド
ル６６（主軸）と、このスピンドル６６を介して切削油
を供給する切削液供給装置６７と、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の
３軸の移動（切削条件）を制御する制御盤６８及び操作
盤６９と、複数の切削工具７１・・・を交換する自動工具
交換装置（ＡＴＣ）７２とからなる。Ｗはテーブル６２
上に取付けたワークである。

【００１７】自動工具交換装置７２は、ツールマガジン
７３とチェンジャアーム７４とからなり、ツールマガジ
ン７３は複数の切削工具７１・・・を予め納めておくもの
である。切削液供給装置６７は、切削油の供給出圧力を
低圧、中圧及び高圧の３段階、若しくは任意に圧力設定
できるものである。

【００１８】ツールマガジン７３に切削工具７１・・・及
び仕上げ工具１０を収納し、制御部に作成済のＮＣプロ
グラムを入力（オンライン又はＦＤ等）する。仕上げ工
具１０のホルダ本体をテーパ状のシャンク部及びフラン
ジ部に形成したので、既製のツールマガジン７３と干渉
することなく、ツールマガジン７３に容易に収納するこ
とができる。

【００１９】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る仕上げ
加工方法の第２説明図である。（ａ）において、マシニ
ングセンタ１４のテーブル６２の所定位置にワークＷを
セットし、スピンドル６６に切削工具７１を取付け、ワ
ークＷを切削加工する。ワークＷの切削が完了すると、
スピンドル６６は自動工具交換装置に至る。

【００２０】（ｂ）において、自動工具交換装置７２で
切削工具７１から仕上げ工具１０へ工具交換を行う。具
体的には、まず、自動工具交換装置７２内のチェンジャ
アーム７４の一端７５が切削工具７１を取付けたフラン
ジ部７６に嵌合し、矢印の如く下降し、スピンドル６
６から切削工具７１を取り外す。次に、チェンジャアー
ム７４は矢印の如く回転し、予めツールマガジンから
抜き取り、他端７７に掛けておいた仕上げ工具１０をス
ピンドル６６に臨ませる。続けて、チェンジャアーム７
４は矢印の如く上昇し、仕上げ工具１０のシャンク部
３１がスピンドル６６に嵌合し、袋状砥石１３を取付け
る。工具交換が完了すると、スピンドル６６は自動工具
交換装置７２から離れ、ワークに向う。

【００２１】仕上げ工具１０にフランジ部３２を形成し
たので、自動工具交換装置７２で工具交換をすることが
でき、手間がかからない。また、シャンク部３１を形成
したので、マシニングセンタ１４のスピンドル６６に仕
上げ工具１０を取付けることができる。

【００２２】（ｃ）において、ワークＷに臨んだ仕上げ
工具１０は、ＮＣプログラムによって、続けて、ワーク
Ｗの研削加工を行う。スピンドル６６を介して供給した
切削油５１を袋状砥石１３の切削油噴出孔２８，２８か
ら噴射しつつ研削を行う。切削油５１の供給圧力の制御
によって袋状砥石１３がワークＷに倣うので、複雑なス
ピンドル６６の送り制御（Ｚ軸方向）を必要としない。
その結果、スピンドル６６の送り（オフセット）制御が
容易になるので、マシニングセンタ１４で研削加工を実
施することができる。

【００２３】スピンドル６６を介して供給した切削油５
１を袋状砥石１３の切削油噴出孔２８，２８から噴射し
つつ研削を行うときに、切削油５１の供給圧力を変化さ
せることで、袋状砥石１３の形状を仮想線の如く変化さ
せる。仕上げ工具１０のみで、溝及び平面の研削加工を
行うので、生産効率が向上する。

【００２４】マシニングセンタ１４の切削工具でワーク
Ｗを切削加工し、切削工具から仕上げ工具１０に工具交
換し、続けて、仕上げ工具１０でワークＷを研削加工す
る。マシニングセンタ１４のテーブル６２上で切削加工
及び研削加工を実施するので、ワークＷを運搬する必要
がなく、運搬する手間が省ける。また、仕上げ工具１０
の軸中心Ｃ１はスピンドル６６と同心なので、切削工具
のＮＣプログラムを利用することができ、容易に所定距
離だけオフセットさせることができ、ＮＣプログラムの
作成に時間がかからない。

【００２５】図６（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る仕上げ
加工方法の第３説明図である。（ａ）において、スピン
ドル６６を介して供給する切削油５１の供給圧力を低圧
に設定する。低圧で切削油５１を循環させると、袋状砥
石１３がワークＷの形状に倣うのは容易である。

【００２６】（ｂ）において、切削油５１の供給圧力を
低圧〜高圧に任意に設定すると、溝形状部に袋状砥石１
３を倣わせるのは容易である。その結果、袋状砥石１３
の外径Ｄより小さい溝幅Ｔの溝形状部を容易に研削加工
できる。このように、切削液供給装置の供給出圧力をワ
ークＷの形状に対応させて変化させながら仕上げ加工を
行う。

【００２７】（ｃ）において、袋状砥石１３で深い溝形
状部を仕上げる。切削油５１の供給圧力を低圧〜高圧に
任意に設定し、袋状砥石１３の形状を変化させるので、
袋状砥石１３はワークＷの形状に倣いやすく、研削抵抗
を吸収する。その結果、ロッド１２に大きな研削抵抗が
かからず、ロッド１２を長くして（突出し量が多い）深
い溝を研削することができる。

【００２８】尚、本発明の実施の形態に示した図２の切
削油噴出孔２８の寸法、数量及び位置は任意である。ま
た、ホルダ本体１１は、コレットホルダに限定するもの
ではなく、ロッド１２もストレートに限定するものでは
く、例えば、テーパ状であってもよい。切削油通路をホ
ルダ本体の軸中心に形成したが、ＮＣ工作機械の違いに
よっては、ホルダ本体の軸直角方向に切削油通路を形成
してもよく、ＮＣ工作機械の切削液供給装置から供給で
きる構成であればよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、ホルダ本体に切削油通路を形成
し、このホルダ本体に球状弾性体の袋状砥石を取付け、
球状弾性体の先端に複数の切削油噴出孔を形成したの
で、袋状砥石内の圧力調整が容易である。切削油の圧力
で袋状砥石の張りを調整し、袋状砥石の形状を変化させ
るから、複雑な形状のワークの仕上げ加工が容易であ
る。

【００３０】請求項２では、工作機械のスピンドルに仕
上げ工具を取付け、切削油を切削油噴出孔から噴射しつ
つ研削を行うときに、切削油の供給圧力を変化させるこ
とで、袋状砥石の形状を変化させる。袋状砥石の形状を
変化させると、袋状砥石がワークの形状に倣うのは容易
である。また、切削油の供給圧力を変化させ、ワークに
袋状砥石の形状を倣わせるので、スピンドルの送りを複
雑に制御する必要がなく、ＮＣ工作機械で研削加工がで
きる。その結果、ＮＣ工作機械の切削工具でワークを切
削後、切削工具から仕上げ工具に工具交換し、続けて、
袋状砥石でワークの研削を行うことができる。ＮＣ工作
機械のテーブル上で切削及び研削加工ができるので、従
来のように研磨機へワークを運搬する必要がなく、さら
に、ワークを取付ける段取りも必要なく、みがきに手間
がかからない。従って、加工を集約し、ワークの生産効
率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る仕上げ工具の斜視図

【図２】本発明に係る工具保持装置の断面図

【図３】本発明に係る仕上げ工具の作用図

【図４】本発明に係る仕上げ加工方法の第１説明図

【図５】本発明に係る仕上げ加工方法の第２説明図

【図６】本発明に係る仕上げ加工方法の第３説明図

【符号の説明】

１０…仕上げ工具、１１…ホルダ本体、１３…袋状砥
石、１４…工作機械（マシニングセンタ）、２１…一
端、２２…他端、２３…切削油通路、２４…球状弾性
体、２５…外周面、２６…砥粒、２７…先端、２８…切
削油噴出孔、５１…切削油、６６…スピンドル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 拓也 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 伊東 勲 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB02 BA22 BH09 BH32 EE40 FF18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端から他端へ切削油を流すことのでき
   る切削油通路を備えたホルダ本体と、 薄肉の球状弾性体の外周面に砥粒を備え、球状弾性体の
   先端に複数の切削油噴出孔を有し、前記ホルダ本体の他
   端に取付けた袋状砥石と、からなる仕上げ工具。
2. 【請求項２】 請求項１記載の仕上げ工具を工作機械の
   スピンドルに取付け、このスピンドルを介して供給した
   切削油を袋状砥石の切削油噴出孔から噴射しつつ研削を
   行うときに、前記切削油の供給圧力を変化させること
   で、袋状砥石の形状を変化させることを特徴とする仕上
   げ加工方法。