JPH08112749A

JPH08112749A - 回転砥石式研削切断装置

Info

Publication number: JPH08112749A
Application number: JP24892994A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tamura; 比呂志田村
Original assignee: NIPPON PLAST SEITO KK
Current assignee: NIPPON PLAST SEITO KK
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】回転砥石の切れ味、研削力を高め、設備投資
的に実施を容易にする。【構成】難削材料の被加工物２を着脱可能に支持する
加工テーブル４に加振器３を固定し、加振器３の作動で
被加工物２を特殊振動させることで、被加工物２が、回
転砥石１の刃先に接触したり離れたりをくり返すため、
被加工物２と回転砥石１との間の接触抵抗が減少し、研
削切断が容易となること及び、被加工物２が回転砥石１
の刃先砥粒をたたきつける効果が生じ、研削切断性が増
し、又自生発刃作用が向上し、良好な研削切断性が持続
出来るので被加工物２が大きな断面の難削材でも容易に
研削切断出来る。尚、被加工物２の研削点が回転砥石１
の刃先と接触したり離れたりすることにより、研削液が
研削点に十分流入する。更に加振器３から加工テーブル
４に印加する特殊振動は、加工テーブル４を支持する防
振手段５で外部機構を振動から保護し、加振器３の効率
を良くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円板状の回転砥石でフ
ァインセラミックス等の被加工物を研削切断する研削切
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】難削材料のアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）・ジル
コニヤ（ＺｒＯ₂）・炭化硅素（ＳｉＣ）・窒化硅素
（Ｓｉ₃Ｎ₄）・サイアロン（Ｓｉ・Ａｌ・Ｏ・Ｎ）等の
ファインセラミックスや超硬（Ｗ・Ｃ）は、ダイヤモン
ド回転砥石で研削切断し、鉄系特殊鋼の高速度鋼・工具
鋼に高硬度の焼入れを施した難削材料は、立方晶窒化ほ
う素等の超砥粒回転砥石で研削切断されている。

【０００３】この研削切断方式は、直切り方式と揺動切
り方式及び間欠オッシレーション切り方式が一般的であ
る。

【０００４】直切り方式では、加工テーブルに固定され
た難削材料である被加工物に高速回転する回転砥石の周
辺部の刃を進入させている。この場合の固定された被加
工物に対する回転砥石の移動方向は、被加工物に円弧方
向から回転砥石を進入させる円弧移動方向と、被加工物
の真横から回転砥石を進入させる水平直線移動方向と、
被加工物に真上から或いは真下から進入させる垂直移動
方向と、これら各移動方向を組み合わせた移動方向があ
る。また、回転砥石で被加工物を研削切断するときに
は、回転砥石と被加工物の間に研削加工液（冷却液）を
供給している。

【０００５】また、揺動切り方式では、高速回転する回
転砥石を左右横方向や上下縦方向に往復揺動させなが
ら、回転砥石の周辺の刃を加工テーブルに固定された被
加工物に進入させている。この場合の回転砥石の移動方
向は、直切り方式と同じ方向があり、被加工物の研削切
断の際に研削加工液が使用される。

【０００６】また、間欠オッシレーション切り方式で
は、被加工物に回転砥石を間欠的に進入させて被加工物
を段階的に研削切断している。例えば、被加工物の真上
から回転砥石を一定量下降させ、回転砥石又は被加工物
を横にスライドさせて被加工物を一定量研削切断し、更
に回転砥石を一定量下降させ、回転砥石又は被加工物を
横にスライドさせて被加工物を更に一定量研削する動作
の繰り返しで、被加工物が研削切断される。この場合も
回転砥石の移動方向は、直切り方式と同じ方向があり、
被加工物の研削切断の際に研削加工液が使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンド回転砥石
や立方晶窒化ホウ素回転砥石でファインセラミックス等
の難削材料である被加工物を研削切断する場合、被加工
物の切断面積が大きくなる程、良好な研削切断が困難と
なっている。即ち、難削材料の被加工物を高速回転する
回転砥石で研削切断すること自体が難しくて、良好に研
削切断できるのは極めて小切断面積に限られ、被加工物
の切断面積が大きくなると、被加工物の切断面が曲がっ
たり、切断面にクラックや割れ欠けが発生する確率が高
くなり、悪くすると回転砥石自体が割れることがある。

【０００８】そこで、回転砥石による難削材料の切れ
味、研削力を高める方式として、回転砥石又は研削加工
液に超音波振動を与える研削切断方式が知られている
（特開平３−１１１１６６号公報等参照）。この方式に
よると、回転砥石と被加工物の間の研削加工液が超音波
振動することで、洗浄作用や攪拌効果が生まれ、砥石の
作業面に溶着した加工屑が除去される。また研削加工液
が、研削点に効率よく供給されるため、作業面に加工屑
が溶着することを防止し、加工屑の排出性が向上するの
で研削切断面のスクラッチを減少させる効果はあるが、
難削材料の大断面物を研削切断するだけの切削性改良に
は至っていない。

【０００９】又別の技術で、回転砥石自身を超音波振動
させる方式では、砥石刃先の砥粒を被加工物にたたきつ
ける効果が生じ、砥粒の自生発刃作用を促進するので、
難削材料の研削切断性が向上する。

【００１０】しかし、回転砥石を超音波振動させること
は、大きなパワーと高度な技術、高価な設備を要して実
施が難しい問題があった。また、回転砥石を超音波振動
させると、回転砥石の回転軸と軸受の間に回転砥石の円
滑な高速回転を邪魔する超音波振動が加わって、被加工
物の研削切断精度を悪くする不具合があった。

【００１１】本発明の目的は、回転砥石の研削力を一段
と高めた、設備投資的に有利な回転砥石式研削切断装置
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
する技術的手段は、回転砥石で研削切断される被加工物
を特殊振動させる加振器を装備したことである。

【００１３】本発明においては、被加工物を支持する加
工テーブルに上記加振器を固定し、加工テーブルを介し
て被加工物に加振器の特殊振動を与えるようにすること
が、実用上に望ましい。

【００１４】また、本発明においては、上記加工テーブ
ルを、この加工テーブルに加振器により加えられる特殊
振動を吸収する弾性を有する防振手段で支持しておくこ
とが、被加工物と加工テーブル以外への加振器の特殊振
動の伝達を防止する用途において有効である。

【００１５】

【作用】回転砥石で研削切断するに当り、被加工物を特
殊振動させることで、被加工物が回転砥石刃先に接触し
たり離れたりをくり返すため、被加工物と、回転砥石間
の接触抵抗が減少し、研削切断が容易となること及び、
被加工物が回転砥石の刃先砥粒にたたきつける効果が生
じ研削切断性が増し、又自生発刃作用が向上して、良好
な研削切断性が持続出来るので大きな断面の難削材でも
容易に研削切断出来る。

【００１６】尚、被加工物の研削点が回転砥石刃先と接
触したり離れたりをくり返すことにより、研削液が、研
削点に十分流入するので、冷却効果が向上し研削点で、
被加工物が、熱歪によるクラック発生を防止し、加工屑
の除去効果が向上し、研削面でのスクラッチやチッピン
グの発生を防止する作用がある。

【００１７】また、被加工物と加工テーブルのみに特殊
振動を印加したことで、回転砥石を高速回転させる駆動
系やその他、電装系への有害な振動の伝播を防止し、特
殊振動を被加工物に集中させたことで加振器の出力を小
さくすることが出来る。

【００１８】更に被加工物を加工テーブルのみを介して
加振したことで、既存の回転砥石駆動系や電装系を、そ
のまま利用できる利点がある。

【００１９】

【実施例】以下、実施例について図面を参照して説明す
る。

【００２０】図１及び図２に示される第１の実施例の研
削切断装置は、定位置で高速回転する回転砥石１に対し
て被加工物２を横移動させるようにした装置で、被加工
物２を着脱可能に支持する加工テーブル４と、これに固
定された加振器３を備える。加工テーブル４は、例えば
防振手段５を介してスライド台６上に支持され、スライ
ド台６は水平に固定されたレール台７上に横移動可能に
支持される。加工テーブル４を横に前進移動させて高速
回転する回転砥石１に被加工物２を進入させるとき、回
転砥石１と被加工物２の間に必要に応じて研削加工液
（図示せず）が供給される。

【００２１】被加工物２は、例えばアルミナやジルコニ
ヤファインセラミック等の難削材料で、図面では円柱状
のものを示すが、その材料、形状は特定されない。回転
砥石１は、被加工物２の材料に対応したダイヤモンド回
転砥石や立方晶窒化ホウ素回転砥石等の円板状のもの
で、水平な回転軸８に垂直に固定される。尚、回転砥石
１は、被加工物２の形状に応じて上下動するものであっ
てもよい。

【００２２】加工テーブル４は、例えば水平台１０の上
面両端部に前壁１１と後壁１２を立設し、前壁１１と後
壁１２の間の水平台１０上にクランパ１３をスライド自
在に配置し、クランパ１３を後壁１２に螺装したネジ棒
１４で前後動させた構造である。前壁１１とクランパ１
３の間の水平台１０上に被加工物２を置き、ネジ棒１４
を手動で回転させてクランパ１３を前進させて、被加工
物２をクランパ１３と前壁１１で挟持することで、被加
工物２が加工テーブル４に固定される。このとき、クラ
ンパの前後動作は、ネジ棒に限らず、流体シリンダー等
でもよい。図２に示すように、前壁１１と水平台１０に
は回転砥石１の周辺部の刃部分が入るスリット１５が形
成され、このスリット１５に回転砥石１が進入して被加
工物２が研削切断される。水平台１０の下面に加振器３
がボルト等で固定される。

【００２３】加振器３は、加工テーブル４を介して被加
工物２に適度な特殊振動を与えるもので、特殊振動の駆
動源にエアー圧、油圧を使用したもの、或いは、電動バ
イブレータを使用したものが適用される。加振器３によ
る被加工物２の特殊振動方向は、図１の矢印で示す垂直
方向の他、水平左右方向、水平前後方向や垂直と水平を
複合した方向が可能であり、この振動方向は被加工物２
の材質、加工内容によって選択される。

【００２４】加工テーブル４をスライド台６上に支持す
る防振手段５は、加振器３の作動で加工テーブル４に加
えられる特殊振動を吸収するスプリングやゴム状弾性部
材、エアー圧式や油圧式のショックアブソーバーであ
る。この防振手段５により加振器３の特殊振動がスライ
ド台６やレール台７に伝達されず、従って、加振器３の
特殊振動が加工テーブル４と被加工物２だけに集中して
伝達されて、加振器３を効率良く使用することができ
る。

【００２５】図１の実線に示すように、加工テーブル４
に被加工物２を固定し、加振器３で加工テーブル４と被
加工物２を特殊振動させながら、図１の鎖線に示すよう
に、スライド台６を前進移動させて高速回転する回転砥
石１で被加工物２を研削切断する。このとき、回転砥石
１で被加工物２の間に図示しない研削加工液が供給され
て、被加工物２の回転砥石１で研削切断される切口を流
れる。

【００２６】このように回転砥石１で被加工物２を研削
切断するに当り、被加工物２を加振器３で特殊振動させ
ることで、被加工物２が、回転砥石１の刃先に接触した
り離れたりをくり返すため、被加工物２と回転砥石１間
の接触抵抗が減少し、研削切断が容易となること及び被
加工物２を回転砥石１の刃先砥粒に、たたきつける効果
が生じ、研削切断性が増し、又自生発刃作用が向上し、
良好な研削切断性が持続出来るので、大きな断面の難削
材でも、容易に研削切断出来る。

【００２７】尚、被加工物２の研削点が、回転砥石１の
刃先と接触したり離れたりをくり返すことにより、図示
していない研削液が、研削点に十分流入するので、冷却
効果が向上し、研削点で被加工物２が熱歪によるクラッ
ク発生を防止し、加工屑の除去効果が向上することで、
被加工物２の研削切断面でのスクラッチやチッピングの
発生を防止する作用のあることを実験により確認した。

【００２８】この実験に用いた被加工物２の種類はアル
ミナ系ファインセラミックで回転砥石１の種類はダイヤ
モンド回転砥石を採用した。

【００２９】又特殊振動発生用加振器３はエアー式で特
殊振動のスペックは振幅０．０２ミリメートル、周波数
６０Ｈｚ、単純垂直方向としたとき最も良好で振幅は最
大１．０ミリメートル、最小０．００５ミリメートルお
よび、周波数は最大１００Ｈｚ、最小１０Ｈｚが適当な
範囲で、この範囲を外れるとスムースな加振が不能とな
り、又加振の効果が得られなかった。

【００３０】図３の第２の実施例に示される研削切断装
置は、被加工物２を定位置に固定して、その真上から回
転砥石１を下降させて、被加工物２に回転砥石１を進入
させるようにした装置で、被加工物２を着脱可能に支持
する加工テーブル４とこれに固定された加振器３を備え
る。加工テーブル４は、防振手段５を介して、ベッド６
に支持される。加工テーブル４に固定した、被加工物２
に回転砥石１が真上から進入するとき、回転砥石１と被
加工物２の間に必要に応じて、図示していない研削加工
液を供給する。

【００３１】尚、本発明は、上記実施例以外の直切り方
式、揺動切り方式、間欠オッシレーション切り方式等の
研削切断装置にも、上記同様に適用できる。

【００３２】また、上記実施例は、回転砥石と被加工物
の間に研削加工液（冷却液）を供給する湿式の研削切断
装置で説明したが、研削加工液を使用しない乾式の研削
切断装置においても本発明の適用が可能である。この乾
式研削切断装置の場合は、被加工物の切断面に付着した
切削屑が被加工物の特殊振動で確実、迅速に振り落とさ
れて、回転砥石の切れ味、切削力が向上する。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、回転砥石で研削切断す
るに当り、被加工物を特殊振動させることで、被加工物
が回転砥石刃先に接触したり離れたりをくり返すため、
被加工物と回転砥石間の接触抵抗が減少し、研削切断が
容易となること及び被加工物が回転砥石の刃先砥粒にた
たきつける効果が生じ、研削切断性が増し、又自生発刃
作用が向上し、良好な研削切断性が持続出来るので、大
きな断面の難削材でも容易に研削切断出来る。尚、被加
工物の研削点が回転砥石刃先と接触したり離れたりをく
り返すことにより、研削液が研削点に十分流入するので
冷却効果が向上し研削点で被加工物が熱歪によるクラッ
ク発生を防止し又、加工屑の除去効果が向上し、研削切
断面でのスクラッチやチッピングの発生を防止する。

【００３４】また、研削加工液を使用しない乾式装置に
おいては、切削屑が被加工物の特殊振動で確実、迅速に
除去されて目詰まりが防止され、回転砥石の切れ味、切
削力が増大する効果もある。

【００３５】また、被加工物に特殊振動を与えるだけの
ため、回転砥石とこれを高速回転させる駆動系や電装系
に振動が伝わらず、回転砥石の高速回転が常に円滑に行
われて、被加工物の研削切断精度が向上する。かつ、回
転砥石に高速回転する既存のものが使用され、設備投資
的に有利な研削切断装置が提供できる。

【００３６】また、被加工物を支持する加工テーブルに
加振器を固定し、加工テーブルを防振手段で支持するこ
とで、加振器による特殊振動が加工テーブルと被加工物
だけに集中的に伝達されて、加振器を効率良く使用する
ことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す研削切断装置の要
部の正面図。

【図２】図１の研削切断装置の側面図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す研削切断装置の要
部の正面図。

【符号の説明】

１回転砥石２被加工物３加振器４加工テーブル５防振手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転砥石で研削切断される被加工物を特
殊振動させる加振器を装備したことを特徴とする回転砥
石式研削切断装置。
【請求項２】前記加振器を、被加工物を支持する加工
テーブルに固定し、この加工テーブルを、加振器により
加えられる特殊振動を吸収する防振手段で支持し、加工
テーブルを介して被加工物に加振器の特殊振動を有効に
印加することを特徴とする請求項１記載の回転砥石式研
削切断装置。
【請求項３】前記特殊振動の振幅は１．０ミリメート
ル〜０．００５ミリメートルとし、周波数は１０〜１０
０Ｈｚとし、振動方向は、垂直・水平Ｘ・Ｙ及びその複
合とすることを特徴とする請求項１記載の回転砥石式研
削切断装置。