JPS62236660A - ロ−タリ平面研削盤用砥石片 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はロータリ平面研削盤に使用する砥石片および砥
石ヘッドに関するものである。

従来の技術 ロータリ平面研削盤に使用する砥石へ・ラド１は従来第
１図に説明図で示したように、環状ホルダ２の外周面沿
いに等間隔環状配置で装着する砥石片３を、研削面３ａ
が長方形をなすものとし、研削盤スピンドル（図示しな
い）に取付け、はぼ毎分１２００回転程度を許容最大回
転数として使用していた。

砥石片３の研削面３ａが前記のように長方形であると、
第１図中に矢印ａで示す方向に砥石へラド１を回転しつ
つ、矢印すで示すよう、砥石ヘッド中心部から外方に向
けて研削液を噴射した場合、砥石片３に当った研削液は
砥石片移動方向後方に屈折すると同時に、砥石片３．３
間を通じて遠心力で直接外部に放散する研削液とともに
流出するため、砥石片３の研削面３ａと被研削物との間
に浸入する以前に排出する傾向があった。

又、進行方向先端から後端に至る横幅が等しい゛長方形
の研削面３ａは、先端側で発生した切粉がそのまま後端
に至る間において研削面３ａと被研削物との間に存在す
ることになり、自体で生じた切粉の上に乗上げる状態と
なって研削能率の低下をまねき、さらに砥石片３と被研
削物との間に有害な抵抗が生じ、高精度の研削を困難に
していた。

この砥石片は平面度を５μ以内に押えようとすると、研
削比が１．７となり、非常に非能率的なものであった。

現在の研削加工は仕上面粗さおよび寸法精度が要求され
るばかりでなく高切込みによる高能率研削も要求される
にいたっている。

上記問題点を解決し、また業界の要求に応えるべく９本
願出願人は実開昭５２−７５１９１号（実公昭５３−１
０６３０号）にて研削進行方向前部よりも後部が狭い横
幅の研削面をもった砥石片を開示した。この砥石片は研
削面が略三角であり、三面のうち一つの面を研削進行方
向前方に向け、該面の横幅を研削幅として砥石ヘッドの
外周に等間隔に組み付けられる。砥石ヘッドはロータリ
研削盤の回転軸に固定され、加工物が固定されているテ
ーブルの回転方向とは逆方向に回転させられる。研削液
は砥石ヘッドの回転中心から研削方向に向けて噴射され
る。

発明が解決しようとする問題点 従来の砥石片は、砥石ヘッドに組み付けるとき、研削進
行方向前部よりも後部が狭い横幅となるように、三角形
状の研削面の一辺が砥石ヘッドの回転方向に向けられる
。この砥石により長方形の研削面を有する砥石よりも高
能率研削が可能となり更に寸法精度も向上するにいたっ
たが、業界の要望は高く、更に高能率研削、仕上面粗さ
および寸法精度の向トが求められるに至っている。この
要望に応えるべく９本発明は研削比が高＜、　　Ｌかも
仕上面粗さおよび寸法精度が良好なロータリ平面研削盤
用砥石片を提供することを目的とする。

従来の砥石を用いた研削加工を分析すると１次のような
欠点があることが判った。従来の砥石は実質的に研削を
行う砥石片の一辺が研削液の噴射方向と平行し、研削面
にかからないので、外方に沿った部分への研削液の浸透
が不十分になり損耗が大きい。特に外向きの角部分の研
削抵抗が大となり、楔状の損耗が生じる。この損耗によ
って実質的に研削作用を果す部分が研削面の内側半分と
なり、研削比が落ちるとともに寸法精度にも悪影響を及
ぼしていることが判った。また、研削液の浸透が不十分
なので研削面の内側半分が特に目づまりを起しやすいこ
とも判った。

本発明者はその原因が研削進行方向前方に向いている研
削幅にあるものとし１種々改良を加えて本発明に至った
。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するため９本発明者は数々の実験を行い
、結論としてロータリ平面研削盤用砥石片の研削面は二
等辺三角形近似で、頂角相当部分を９０″または鈍角と
し、底辺相当部分の全部もしくは大部分を組付は回転半
径をもった円弧で近似し、かつ頂角相当部分および底角
相当部分を欠除した形状に形成することが有効であるこ
とが判つた。

ロータリ平面研削盤用砥石ヘッドは上記砥石片を所定数
個環状ホルダに該研削面が平面研削面をなすよう略等間
隔で環状に装着して成る。各砥石片はその研削面の円弧
部分が外向きに、研削面における頂角相当部分の二等分
線が環状ホルダの半径線に合致もしくはほぼ合致させて
組み付けられている。なお、ロータリ平面研削盤用砥石
ヘッドは、環状に配列した砥石片の中央側に研削液の供
給口を備える。

作用 従来の砥石片は研削進行方向前方に向いている研削幅で
加工物の実質的な研削を行っていたが。

本発明にかかる砥石片は研削面の円弧部分で研削を行う
。研削面の頂角相当部分を９０”または鈍角としている
ので、噴射された研削液は砥石片の二等辺のうち１回転
進行方向前面側の一辺に当った分が内方への押圧力を受
は一旦内側に押戻されるように砥石片の内側を回り、さ
らに一部分が砥石片の研削面と加工面との間に入り、冷
却と研削切粉の除去を行い再び研削面外に出たところで
１回転方向前後の砥石片間を通り抜ける研削液とともに
外方へ放出される。

実施例 つぎに２図面を参照しながら本発明の砥石片および砥石
ヘッドの好ましい実施の態様を実施例により説明すると
、まず、砥石片は、第２図に平面図で、第３図に第２図
■矢視背面図で、さらに第４図に第３図■矢視側面図に
符号４で示したように頂角を鈍角とし、底辺を円弧とし
、かつ頂角相当部分と２つの底角相当部分とを削落とし
た水平断面形状二等辺三角形近似の異形柱状とし、材質
は１例えばビトリファイド研削砥石中の白色溶融アルミ
ナ質ＷＡ４８１あるいは立方品窒化硼素砥拉などとする
。勿論、砥石の材質については被研削物が金属である場
合とガラスである場合とにより異なるし、さらに、金属
の種類、研削の条件によっても異り、ガラスの場合も、
その種類によって異なる材質のものを選択使用する。

一方、前記砥石片４を装着する環状ホルダは。

第５図に取付けた砥石片４を一部のみ示した平面図で示
す本発明の実施例において符号５で示しであるように、
１２個の砥石片４を装着できるように外周面部分に１２
の凹部６を等分割配置でしたものであり、各四部６．６
間の凸部７には砥石押え用の金具８をそれぞれ取付ける
ようにしである。前記各凹部６は砥石片４の二等辺９ａ
、９ｂ面が密着するよう砥石片４の頂角相当角度に合致
させである。さらに各凹部６は砥石片４を嵌合わせたと
き、砥石片４の頂角相当部分における二等分線が環状ホ
ルダ５の半径線に合致するように左右対象の開度で外方
に向き開いている。

金Ａ８は左右中央部を前記環状ホルダ５の凸部７に臨ま
せ、第６図に第５図Ｖｌ−Ｖｌ線視断面図で示したよう
に、２本のボルトＬＱ、ｌＯでそれぞれ環状ホルダ５に
固着し、四部６に嵌合わせた砥石片４を固定する。この
金具８は高さを環状ホルダ５と等しく形成してあり、左
右側には凹部６に嵌めた砥石片４の二等辺三角形状底辺
相当部分１１を押える切欠段部１２．１２を存する。

図示の砥石片４の底辺トロ当部分１１は環状ホルダ５の
中心点（仮想点であり１図示しないロータリ平面研削盤
のスピンドル軸心に合致する）を中心とした円弧面であ
って、凹部６への装着時に環状ホルダ５の内周面及び外
周面と同心の周面の一部を形成する。環状ホルダが大径
の場合砥石片の底辺相当部分は、環状ホルダの外周面よ
り小さな曲率半径としてもよく、場合により２部分的に
凹部を形成してもよい。なお砥石片の欠除部は面取り状
ないし小曲面状としてもよい。

頂角の角度αはおよそ９０〜１２０’位とし、砥石の寸
法、研削条件によって適宜選定する。

本実施例では、環状ホルダ５を、内径２５０ｍｍ。

外径３４０ｍｍ、高さ８０ｍ＋ｓ、凹部６の両斜面６ｂ
のなす角度αを９４’　、半径線と直交する底面６ａの
幅２０ｍｍ、内周面５ａと底面６ａの最小厚み１９　ｍ
ｍとし、これに’ＪｆＨする砥石片４は高さ　１５０　
ｍｍとしである。研削液供給口は砥石片の中央側に研削
液が供給されるようなものであればよく、公知の平面研
削盤用ヘッドに用いられるものでもよい。

本発明砥石片および砥石ヘッドは前記のように（Ｒ成す
るから、環状ホルダ５の各四部６に砥石片４をそれぞれ
嵌合わせ、砥石片４の各下面（研削面となる而）を同一
水平面上に揃えた状態で、金具８により各砥石片４を固
定しく第５図及び第６図参照）砥石ヘッドを組立る。

続いて第７図に示す説明図により本発明砥石片および砥
石ヘッドの作用を説明する。

前記のようにして環状ホルダ５の全部の凹部６に砥石片
４を取付け２図示しないロータリ平面研削盤のスピンド
ルに取付けたのち、第７図において矢印ａで示す方向に
本発明砥石ヘッドを回転するとともに中心部から外方に
向は矢印すで示すよう研削液がヘッドの回転により遠心
力で放射状に供給されると、研削液は砥石片４の二等辺
９ａ。

９ｂのうち５回転進行方向前面側の一辺９ａに当った分
が内方への押圧力を受は一旦内側に押戻されるように砥
石片４の内側を回り、さらに一部分が砥石片４の研削面
と被研削物との間に入り。

再び研削面外に出たところで１回転方向前後の砥石ハ４
．４間を通抜ける研削液とともに外方に放出する。

一方、砥石片４の研削面は、二等辺三角形近似の形状で
あり、二等辺９ａ、９ｂを内側に向け。

かつ頂角相当部分の二等分線が環状ホルダ５の半径線上
に合致しているので２回転進行方向後半部分の幅が後端
に至るにつれて狭まるため、前半部分で発生した切粉は
速やかに研削面外に排出する。

このように切粉が研削面の後半部において被研削物との
間に残らないから、研削に有害な抵抗も生じないし、切
粉による滑り、浮上り等仕上りに悪影響を及ぼす現象が
生じない。さらに、砥石片４を平断面形状近似二等辺三
角形で頂角を９０″もしくは鈍角とし、底辺を組付は回
転半径をもつ円弧とする形状の異形柱状とし、頂角相当
部分と底角トロ当部分を欠除しであるので形状の面での
強度が大きく、長期使用に耐える。又、水平断面形状が
最下面である研削面と同形である場合、がなり短かくな
るまで使用できることになる。

比較実験 本発明にかかる砥石の研削性能をみるために実開昭５２
−７５１９１号にかかる砥石との比較を行った。

各砥石の諸元を′＆１に示す。

表１ 比較において、各砥石の材質を一定にするため、　ＰＡ
３Ｇ−５−Ｈ７−Ｖ７５Ｈの平形砥石より第８図および
第９図に示すところの研削面形状を有する砥石片を切り
出した。

第８図に示す砥石片は本発明にかかる砥石片であり、研
削面頂部を適度に面取し、高さｌＩ＝２８ｍ＋ｓ。

長さＬ＝５５ｍ＋ｓ、外周の曲率半径Ｒ−１７５報、二
等辺頂角α−９４°の各寸法とした。

第９図は実開昭５２−７５１９１号にかかる砥石片の研
削面を示したものである。この砥石片も上記同様研削面
頂部を適度に面取りし、高さＨ＝３８ｍ＋ｓ、長さＬ＝
４５ｍｍの各寸法とした。いずれの砥石片も断面積をｌ
Ｏ，３ｃ＋＃とし、長さを４０ｍｍとした。砥石ヘッド
に組み付ける砥石片のセット本数を研削に関与するもの
各１０本としさらに各２本を研削面から５　ｍｍ浮かせ
て配し、砥石ヘッドに相当する厚味３５ＩＩＩ１１直径
３５０１Ｂ！ｌの鉄板の凹部にエポキシ樹脂で接着し１
組立径が３５０　ｍ＋ｍになるようにした。接着にあた
って１本発明にかかる砥石片は二等辺の中心線が鉄板の
半径方向に、実開昭５２−７５１９１号の砥石片は高さ
方向の辺が砥石ヘッドである鉄板の回転方向に向くよう
にした。

加工物に硬度ＨＩ？Ｂ９２の５４５Ｃ＃質材を用い・加
工面の寸法を３００ｍｕ　Ｘ　　３００ｍ＋ｓにし、厚
みを３０ｍｍにした。

研削にあたって、サンシン全自動ロータリ一平面研削盤
５Ｐ０８００型を用い、上記加工物の中心をテーブルの
中心に細え、テーブルを毎分２０回転で回転させ、テー
ブルの回転方向と逆方向の回転で砥石ヘッドを毎分１０
９１回転で回転させた。研削液にはノリタケクールＡＰ
Ｔ１００倍液を用い、毎分２５℃で加工面に噴射した。

切込速度を毎分０　、２　ｍｍとし、最初、捨研として
加工物を上記条件で１回研削し、砥石面を安定させた後
に研削試験を行った。総切込量を　０　、５　ｍｍとし
、４０秒間スパークアウトした。

測定にあたっては第１０図に示す加工面上のＯ印で仕上
面あらさを測定し、・印で平面度を測定した。Ｑ印の位
置Ｘは加工物の端縁より７５　ｍｍ＋奥に入ったところ
であり、・印Ｙは１０市入ったところである。

仕上面あらさ、平面度、研削量、砥石摩耗量。

その他の測定結果を表２に示す。

表２ 研削後における各砥石片の研削面を観察すると９本発明
にかかる砥石片にはほとんど研削切粉の付着がないのに
対し、実開昭５２−７５１９１号にかかる砥石片には研
削面の回転中心に向いた稜線に沿って研削切粉が多数付
着しているニーとが判った。この観察から１本発明の砥
石片の方が冷却と洗浄が十分行われ、砥石面の目詰りが
少ないといえる。

また、加工物の加工面を観察すると１本発明より実開昭
５２−７５１９１号の砥石片の方が加工物中心に現れた
同心円模様の条痕の大きさが大きく約１．５倍あった。

この結果からみると１本発明の砥石片は研削にあたって
研削面の平面度が比較的維持されるのに対し、実開昭５
２−７５１９１号の砥石片は研削面の形状で砥石ヘッド
の半径方向外側に向いた頂部が楔状に損耗し研削面を平
面に維持できないことが判った。

史に本発明の砥石片は、実開昭５２−７５１９１号の砥
石片と比べて研削比が４０％優れており、また平面度も
はるかに良いことが判った。一般に平面度を良くするた
めには負荷を小さくして研削する必要があるが１本発明
では実開昭５２−７５１９１号の砥石よりも負荷が高い
にもかかわらず、平面度がよいという結果が得られた。

発明の効果 以上の説明から明らかなように２本発明砥石片および砥
石ヘッドは従来のロータリ平面研削盤用長方形砥石片お
よび砥石ヘッドにおける問題点をすべて解消でき、砥石
面を所定位置に安定保持できると共に、研削面を常にき
れいに保持できるので従来のようにいちいちドレッサを
かける必要もなく、抵抗も少ないことから、従来１５馬
力の動力を必要としていた研削盤であっても１０馬力の
動力で十分間に合うようになり、電力の節減にも役立ち
、又、従来、毎分１２００回転程度を限界としていた回
転を１８００回転程度まで高めることができるので、仕
１　ｉｂｉも良好となるなど多くの優れた効果をもたら
すものである。

また１本出願人にかかる実開昭５２−７５１９１号の砥
石片および砥石ヘッドと比べてみても１本発明にかかる
砥石片および砥石ヘッドは研削比で４０％優れ、研削切
粉の付着が少なくかっクサビ状の欠損がないので、平面
度が高く仕１―面壱らさも比較的小さいという効果を得
た。これは本発明にかかる砥石片および砥石ヘッドの方
が研削液の流れが良好であることを示すものと思われる
。本発明で最も重要なことは高負荷で平面度を５μｍに
押えることができたということである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の砥石ヘッドの一例を略示した動作説明図
、第２図は本発明砥石ハの平面図、第３図は第２図■矢
視背面図、第４図は第３図■矢視側面図、第５図は一部
を図示省略した本発明砥石ヘッドの実施例の゛１乏面図
、第６図は第５図ＶＩ−Ｖｌ線視断面図、第７図は本発
明砥石ヘッドの略示動作説明図、第８図は比較実験に用
いた本発明砥石片の・１之面図、第９図は比較実験に用
いた従来の砥石片の平面図、第１Ｏ図は比較実験におい
て研削した加工物の平面図である。 ４・・・砥石片、　　５・・・環状ホルダ、　　６・・
・凹部。 ７・・・凸部、　　８・・・金具、　　９ａ、９ｂ・・
・二等辺。 １０・・・ボルト。 特許出願人　　後　藤　　友　昭 代　理　人　　弁理士　加藤！ＩＪＩ道（他１名） 第１図 第３図　　　　　　第４図 第５図 第。、　　　　　　　　第７７ 第８図 第９図 第１０図 イ士ｋ［ｉ凸にく（グメｑす」＝イ立３ｒ平面戊ｆ）層
り足ＣＩ９箇所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二等辺三角形近似の形状の研削面を有する異形柱状のロ
   ータリ平面研削盤用砥石片を所定数個環状ホルダに該研
   削面が平面研削面をなすよう略等間隔で環状に装着した
   ホルダを備えた研削ヘッドを有しヘッド中央部に研削液
   供給口を有するロータリ平面研削盤のための砥石片であ
   って、二等辺三角形近似で、頂角相当部分が９０°もし
   くは鈍角であり、底辺相当部分の全部または大部分が環
   状ホルダに対する組付け回転半径に近似の半径をもった
   円弧で近似され、かつ頂角相当部分および底角相当部分
   が欠除した形状の研削面を有する異形柱状のロータリ平
   面研削盤用砥石片。