JPH0523968A - 研摩方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、構造簡単で取扱いが容易な、しか
も仕上げ工程の自動化を容易に達成し得る研摩方法およ
び装置を提供することを目的とする。 【構成】 上方側に開口する凹状の被加工面を有するワ
ーク６と、上下方向に往復運動し、ワーク６の被加工面
と概ね同形状をした凸状の加工面を有する工具３と、ワ
ーク６と工具３との間で挟まれて加圧変形され、砥粒が
混練された粘弾性体12と、ワーク６に対する工具３の加
圧押圧時にワーク被加工面と工具加工面との間から流動
して外部にはみ出し得る粘弾性体12に対し、外圧を加え
ワーク被加工面上にこれを戻す戻し装置８，14とを有し
て構成する。そして粘弾性体12が被加工面に圧接されて
流動する際に、粘弾性体中の砥粒がワーク被加工面に擦
過作用を繰り返し行うようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電加工等によって仕
上げ加工されたワークの被加工面を更に細かい面粗度に
なるよう研摩するための研摩方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＤＭ加工（形彫り）などの放電加工
は、加工形状に対して概ね同形状をした電極をワーク
（被加工物）に漸次近付けながら両者の間に放電現象を
励起させ、ワーク表面部分を除去することによって、ワ
ークを所定形状に形造る加工方法である。

【０００３】この放電加工方法は、回転切削工具では加
工できない内面コーナや微細部分を容易に加工すること
ができるという優れた特長を有するものの、放電現象が
スポット的に起きるのでワークの被加工面の面粗度には
自ら一定の限界があり且つ放電現象の際の熱によって被
加工面の材質が変化する等といった不可避的な課題が内
在する。

【０００４】このため、金型製作のようにそれ以上の加
工面粗度を必要とする場合や表面性状の変化・変質を嫌
う（従って、その部分を除去すべき）場合には、加工後
のワークに対して更に仕上げ加工（研摩作業）を別途施
す必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記仕上げ
加工は通常手作業によって行われ、斯かる作業は極めて
厄介であり面倒である。あるいは部分的に機械化されて
いる場合もあるが、構造が複雑で高価であり、またＮＣ
プログラムを作らなければならない等、取扱いも複雑で
ある。よってこの仕上げ工程を簡単な構造及び取扱い
で、しかも自動化し得る研摩方法および装置の出現が希
求されている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る研摩方法は、ワークの上面に開口する凹
状の被加工面に砥粒が混練された粘弾性体を入れ、前記
ワークの上方に前記被加工面と概ね同形状をした凸状の
加工面を有する工具を対面させ、前記ワークと前記工具
との間で上下方向の相対的な往復運動を行わせ、前記工
具とワークとが所定距離まで接近して前記粘弾性体が前
記工具の加工面と前記ワークの加工面との間隙を流動し
ながら前記ワークの上面にはみ出す際に前記粘弾性体中
の砥粒が前記ワークの被加工面を圧接しながら擦過し、
前記工具とワークとが離間したときに前記はみ出した粘
弾性体を前記ワークの凹状の被加工面内に戻し、前記往
復運動と前記粘弾性体の戻し動作とを繰り返し行って前
記ワークの凹状の被加工面を研摩するようにしたことを
特徴とする。また、本発明に係る研摩装置は、上方側に
開口する凹状の被加工面を有するワークと、前記ワーク
の上方において駆動装置に連結されて上下方向に往復運
動し、前記ワークの被加工面と概ね同形状をした凸状の
加工面を有する工具と、前記ワークと工具との間で挟ま
れて加圧変形され、砥粒が混練された粘弾性体と、前記
ワークに対する前記工具の加圧押圧時に前記ワーク被加
工面と前記工具加工面との間から流動して外部にはみ出
し得る粘弾性体に対し、外圧を加え前記ワーク被加工面
上にこれを戻す戻し装置と、前記工具が上昇していると
きに前記戻し装置を動作させ、前記戻し装置の戻し動作
が終了したとき前記工具が下降するようにタイミングを
とる制御手段とを有し、前記粘弾性体が前記ワークの被
加工面に圧接された状態で流動する際に前記粘弾性体中
の砥粒が前記ワーク被加工面を繰り返し擦過し得るよう
に構成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上下動し得る工具によって粘弾性体が加圧さ
れ、これがワーク被加工面と工具加工面との間を流動す
ることによりワーク被加工面は効果的に良好に擦過され
る。このとき、外部にはみ出す粘弾性体は戻し装置によ
ってワーク被加工面上に容易に戻されるので、この擦過
作用が繰り返し得られ、これにより合理的・経済的な研
摩作業を行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明に係る研摩装置の一実施例の要部
側面断面図、図２は、図１のII−II線に沿い上方側から
見た図、図３は、実施例における加工工程図である。先
ず、図１及び２を参照して図示実施例装置の基本構造に
ついて説明すると、中央の上方に配置されているのは、
図示しない上下動装置に連結されたヘッド２であり、該
ヘッド２の下側には、加工用の工具３が取り付けられて
いる。この工具３の下方側には、装置本体（図示せず）
の固定ベース５上に取り付けられたワーク（被加工物）
６が位置する。このワーク６の外周には、これを取り囲
むように空圧作動式の複数のシリンダ８がベース９を介
して適宜取り付けられている。これらのシリンダ８の作
動部であるロッド10先端部分には、後述する加工工程時
にワーク６外側にはみ出す粘弾性体12を元の中央部分に
押し戻すためのプレート14が取着されている。

【０００９】ワーク６は、えぐられたような凹所６ａを
その中央に有し、工具外形と概ね同じ形状を有するこの
凹所６ａは、予め別の加工方法（例えば型彫り放電加
工）によって１次的に形造られ、凹所６ａの内表面（被
加工面）はある程度精度良く出来上がっている。このワ
ーク凹所６ａ内には、所定の粘弾性度を有し砥粒が混練
された半固体状の粘弾性体12が放り込まれている。

【００１０】この粘弾性体12は、ゆっくり変形させた時
には小さい力で変形させることができるが、急激に変形
させる時には反発力が大きいというように、変形する速
度に応じて反発性（反発力）が異なり得る流動体であ
る。従って、粘弾性体12は、後述するように工具３とワ
ーク６とに挟まれて所定圧力が加えられると、その圧縮
状態のままワーク６の被加工面をこするようにして工具
３とワーク６との間隙を流動する。この際、砥粒が被加
工面に圧接された状態で移動するため、ワーク被加工面
の極微細な突起部が砥粒によって削り取られる（すなわ
ち、いわゆる擦過される）。この砥粒の流動による擦過
作用により、ワーク被加工面は全体的にきわめて良好な
面粗度に仕上げられることになる。

【００１１】砥粒としては、炭化ケイ素やダイヤモンド
等、そして基材としては、所定の粘弾性度を有する樹脂
材料等を用いることができる。尚、簡便には、粘弾性体
として市販品（例えば、株式会社東洋エクスツルードホ
ーンが提供する研磨材（商品名、メディア))を用いるこ
とができる。次に、図３を参照して実施例装置における
加工工程について以下説明する。

【００１２】先ず、図示しない上下動装置によって工具
３が漸次下降されて工具３とワーク６との間隙が狭めら
れ、その間にある粘弾性体12が加圧されると、粘弾性体
12は、上述した特性に基づいて外方向（矢印方向）に流
動し始める（図３（ａ))。このとき砥粒流動によって、
ワーク被加工面は適切に擦過される。そして、工具３が
所定下降位置で停止すると、砥粒流動も停止し、このと
き粘弾性体12の大部分は、ワーク凹所６ａを取り囲むワ
ーク上面部分にはみ出てしまう（図３（ｂ))。

【００１３】次いで、工具３を今度は上昇させることに
なるが（図３（ｃ))、このままでは、粘弾性体12はそれ
自体の粘性故にワーク凹所６ａの中央に復帰しないの
で、このはみ出た粘弾性体12を元の場所に強制的に戻す
べく、シリンダ８を駆動してロッド先端のプレート14を
移動させてこの粘弾性体12を凹所６ａ内に押し入れる
（図３（ｄ))。

【００１４】ここで工具３が上昇したことをリミットス
イッチで検出したらシリンダ８の駆動を開始し、シリン
ダ８が粘弾性体の戻し動作を終了して初期状態に復帰し
たことを別のリミットスイッチで検出したら工具３を下
降動作させるといった、工具３の上下動作とシリンダ８
の戻し動作とのタイミングをとる制御手段は、図示を省
略するが、これらのリミットスイッチと周知のシーケン
ス回路との組み合せで構成されている。

【００１５】以上の一連の工程で、１回の加工工程が終
了するが、これだけでは、充分な擦過効果を期待できな
い虞れがあるので、再度（ａ）乃至（ｄ）から成る一連
の工程を必要な回数だけ繰り返すようにする。これによ
り、ワーク６の被加工面は、上述した砥粒流動による擦
過作用が多数回繰り返される結果、面粗度の極めて優れ
た仕上げ面に変貌することになる。

【００１６】以上説明したように、本実施例装置によれ
ば、極めて簡易・簡便な構造から成るにも拘らず、手作
業を必要とせずに精度良い研摩（擦過）加工を行い得る
ように容易にシステム構成でき、しかもワークの被加工
面の面粗度を良好に仕上げることができ、作業能率や効
率が飛躍的に向上すると共に仕上げ工程の簡略化や自動
化が図れ、合理的・経済的である。

【００１７】尚、ワーク６は、ワーク内側に粘弾性体12
が戻る（あるいは戻り易い）ような内面（被加工面）形
状であり、ワーク内側からワーク内面に沿って粘弾性体
が流動する（あるいは流動し易い）ような内面形状であ
る、例えば凹状の被加工面を有することが原則となる。
とすれば、例えばワイヤ放電加工によって穿設された上
下に貫通した穴を有するワークに対し、その穴の内周面
を表面粗さ的に良好に仕上げたいような場合、底が無い
のであるから、本実施例装置を用いて研摩作業を行うこ
とはできない。

【００１８】しかしながら、このようなワークに対して
も、ワーク下側に所定部材（図示せず）を当てがって下
穴を塞ぎ、便宜的・一時的に底を設けてやりさえすれ
ば、本実施例装置によって加工を行い得ることは言うま
でもない。また、例えばワークが型彫り放電加工によっ
て１次的に形造られたようなものの場合、その放電電極
をそのまま（あるいはある程度の表面処理を施して）本
実施例における工具として流用することも可能である。

【００１９】更に、本明細書においては、加工時にはみ
出る粘弾性体12を凹所中央に戻す手段としては、シリン
ダ８等を用いて構成されているが、本発明の思想自体は
これに何ら制限されるものではなく、様々の態様のもの
が考えられ得ることは言うまでもない。ところで、ワー
ク被加工面（内面）の形状等にもよるが、工具３による
下降加圧時に粘弾性体12が内面を均等に流動するとは限
らない、従って研摩状態が不均一になるような虞れがあ
る場合には、例えば工具３の上下方向の中心軸線と、ワ
ーク６の対応する中心軸線、とを適宜（例えば、上記一
連の工程毎に順次）ずらして加圧パターンを変えていく
加工方法が考えられる。すなわち、このようにすると加
工時の工具及びワーク間の間隙寸法が不均一になり、粘
弾性体12の流動状態が変化・変動する、別言すれば、研
摩状態を制御することができ、これにより、更に優れた
面粗度の被加工面を容易にそして確実に得ることができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、手
作業に依存することなく良好な面粗度を有する仕上げ面
を容易に形成することができ、作業能率や効率が著しく
向上する。また、これにより仕上げ工程の自動化が図
れ、簡単な構造でかつ取扱いも容易であることから合理
的・経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る研摩装置の一実施例の要
部側面断面図である。

【図２】図２は、図１のII−II線に沿い上方側から見た
図である。

【図３】図３は、実施例における加工工程図である。

【符号の説明】

３…工具 ６…ワーク（被加工物） ６ａ…凹所 ８…シリンダ 12…粘弾性体 14…プレート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの上面に開口する凹状の被加工面
   に砥粒が混練された粘弾性体を入れ、前記ワークの上方
   に前記被加工面と概ね同形状をした凸状の加工面を有す
   る工具を対面させ、前記ワークと前記工具との間で上下
   方向の相対的な往復運動を行わせ、前記工具とワークと
   が所定距離まで接近して前記粘弾性体が前記工具の加工
   面と前記ワークの加工面との間隙を流動しながら前記ワ
   ークの上面にはみ出す際に前記粘弾性体中の砥粒が前記
   ワークの被加工面を圧接しながら擦過し、前記工具とワ
   ークとが離間したときに前記はみ出した粘弾性体を前記
   ワークの凹状の被加工面内に戻し、前記往復運動と前記
   粘弾性体の戻し動作とを繰り返し行って前記ワークの凹
   状の被加工面を研摩するようにしたことを特徴とする研
   摩方法。
2. 【請求項２】 上方側に開口する凹状の被加工面を有す
   るワークと、 前記ワークの上方において駆動装置に連結されて上下方
   向に往復運動し、前記ワークの被加工面と概ね同形状を
   した凸状の加工面を有する工具と、 前記ワークと工具との間で挟まれて加圧変形され、砥粒
   が混練された粘弾性体と、 前記ワークに対する前記工具の加圧押圧時に前記ワーク
   被加工面と前記工具加工面との間から流動して外部には
   み出し得る粘弾性体に対し、外圧を加え前記ワーク被加
   工面上にこれを戻す戻し装置と、 前記工具が上昇しているときに前記戻し装置を動作さ
   せ、前記戻し装置の戻し動作が終了したとき前記工具が
   下降するようにタイミングをとる制御手段とを有し、 前記粘弾性体が前記ワークの被加工面に圧接された状態
   で流動する際に前記粘弾性体中の砥粒が前記ワーク被加
   工面を繰り返し擦過し得るように構成したことを特徴と
   する研摩装置。