专利名称：冷却剂供给方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在以砂轮的砂轮端面磨削加工工件的端面的磨削装置中遮断砂轮端面所带动的空气层、以将冷却剂充分供给磨削点的冷却剂供给方法及装置。
背景技术：
在砂轮以受驱动后旋转的状态支承在砂轮架上、工件以受驱动后旋转的状态支承在工件支承装置上的磨削装置上，有时一边对磨削点供给冷却剂一边使砂轮架朝着工件支承装置移动，用砂轮的两侧砂轮端面对工件的凹槽形状的磨削部位的两侧端面进行磨削加工，并用砂轮的外周面对圆筒外周面进行磨削加工。在以上场合，砂轮的转动使空气层被砂轮端面所带动，该空气层会阻碍冷却剂在砂轮端面上的附着，以致造成对磨削点的冷却剂供给的不充分，随着在平面形砂轮端面与工件的端面接触的磨削点上的接触面积增大，在工件的端面会因为磨削加工而产生磨削烧结。
日本专利文献1中记载了一种砂轮带动的空气层的遮断装置，该装置为了遮断因为砂轮G的转动而被两侧面23a、23b所带动的空气层30到达磨削点P，从磨削点P的砂轮转动方向上游侧的砂轮外周缘的点26沿着包含磨削点P在内的砂轮前方的小圆弧部分27的弦28，将喷气机朝着砂轮G的两侧面23a、23b倾斜喷射，同时，与砂轮G的两侧面23a、23b间隔着极小间隙设置与之相对的遮风板31。
并且，为了遮断被砂轮G的两侧面所带动的空气层40，以向由两侧面磨削工件的端面的磨削点充分供给冷却剂，在磨削点的上游侧的第1及第2位置上以呈直角地与砂轮侧面相对的方式配置第1及第2喷嘴41、42，并用图3的直角喷嘴从个两喷嘴向砂轮侧面喷射高压的冷却剂流。
〔日本专利文献1〕特开2004-17265号公报(第4页、图1)在专利文献1所记载的砂轮带动的空气层的遮断装置上，为了防止工件W与阻碍板31间的相互干扰，要使阻碍板31的安装位置远离磨削点P，因此降低了阻碍板31遮断空气层的效果。并且，为了提高遮断效果必须增大喷气器的流量，而会耗费大量的空气。
采用直角喷嘴方式时，是利用从第1及第2喷嘴41、42朝着砂轮侧面直角喷射的冷却剂流来遮断被砂轮带动的空气层40，同时要使冷却剂流缠绕在砂轮侧面上。但是，由于是从第1及第2喷嘴41、42将冷却剂流呈直角地喷射到砂轮侧面，因此不仅会造成冷却剂大量飞散，而且在第1位置上缠绕在砂轮侧面上的冷却剂流会被在第2位置上喷射到砂轮侧面的冷却剂流遮断，导致缠绕在砂轮侧面上的冷却剂流量不充分。
发明内容
本发明正是为了解决以上问题，目的在于提供一种既不会造妨碍随着砂轮转动而被带动的空气层、又可以将冷却剂充分供给用砂轮端面磨削加工工件的端面的磨削点、成本低且构成简单的冷却剂供给方法及装置。
为了解决上述问题，技术方案1的磨削装置中的冷却剂供给方法是，使可旋转地支承在砂轮架的砂轮和支承在工件支承装置的工件相对移动，以一边向磨削点供给冷却剂，一边用前述砂轮的砂轮端面对前述工件的端面进行磨削加工，其特征在于，向着比前述砂轮端面的前述磨削点靠近转动方向上游侧的第1位置射出第1冷却剂流，向着比前述第1位置接近磨削点的第2位置射出第2冷却剂流，从与包含前述砂轮的旋转轴线和前述工件的旋转轴线的平面平行的方向看，使前述第1冷却剂流的射出方向相对前述砂轮端面而倾斜预定角度，由此使前述第1冷却剂流遮断前述砂轮端面所带动的空气层，并使前述第2冷却剂流的射出方向相对于前述砂轮端面而以小于前述第1冷却剂流的倾斜角度的角度倾斜，由此使前述第2冷却剂流在用前述第1冷却剂流遮断被带动的空气层的前述第2位置上附着于前述砂轮端面上。
技术方案2的冷却剂供给装置是使可旋转地支承在砂轮架的砂轮和支承在工件支承装置的工件相对移动，以一边向磨削点供给冷却剂，一边用前述砂轮的砂轮端面对前述工件的端面进行磨削加工，其特征在于，具备向着前述砂轮端面上的比前述磨削点靠近转动方向上游侧的第1位置射出第1冷却剂流的第1喷嘴、以及向着比前述第1位置接近磨削点的第2位置射出第2冷却剂流的第2喷嘴，前述第1喷嘴如下配置为了使前述第1冷却剂流遮断前述砂轮端面所带动的空气层，从与包含前述砂轮的旋转轴线和前述工件的旋转轴线的平面平行的方向看，前述第1冷却剂流的射出方向相对前述砂轮端面而倾斜预定角度，前述第2喷嘴如下配置为了使前述第2冷却剂流在用前述第1冷却剂流遮断被带动的空气层的前述第2位置上附着于前述砂轮端面上，前述第2冷却剂流的射出方向相对于前述砂轮端面而以小于前述第1冷却剂流的倾斜角度的角度倾斜。
技术方案3是在技术方案2的冷却剂供给装置中，前述第2冷却剂流和前述砂轮端面间所形成的角度为15°～30°。
技术方案4是在技术方案2或3的冷却剂供给装置中，前述第1冷却剂流和前述砂轮端面间所形成的角度为45°～75°。
技术方案5是在技术方案2至4中任一项的冷却剂供给装置中，从与前述砂轮的旋转轴线平行的方向看，前述第1冷却剂流的射出方向为前述砂轮的法线方向，前述第2冷却剂流的射出方向为前述砂轮的切线方向。
技术方案6在技术方案2至4项中任一项的冷却剂供给装置中，从与包含前述砂轮的旋转轴线和前述工件的旋转轴线的平面正交的方向看，前述第1冷却剂流的射出方向是相对于前述砂轮而呈90°～120°。
〔发明效果〕技术方案1的发明是在一边向磨削点供给冷却剂一边用砂轮的砂轮端面对工件的端面进行磨削加工时，向着砂轮端面上比磨削点靠近转动方向上游侧的第1位置射出的第1冷却剂流遮断被砂轮端面带动的空气层，向着砂轮端面的比第1位置更接近磨削点的第2位置射出的第2冷却剂流在用第1冷却剂流遮断被带动的空气层的第2位置上附着于砂轮端面，在砂轮端面上形成厚的冷却剂层。由此，可向用砂轮端面对工件的端面进行磨削加工的磨削点充分供给冷却剂，提高磨削点的冷却效率，抑制加工中的工件的热膨胀，尽可能降低砂轮端面磨削工件的端面时的磨削阻力。由此避免工件的端面产生磨削烧结，可有效地进行高精度的磨削加工。
采用技术方案2的发明，向着砂轮端面上比磨削点靠近转动方向上游侧的第1位置而从第1喷嘴射出的第1冷却剂流遮断被砂轮端面带动的空气层，向着砂轮端面的比第1位置更接近磨削点的第2位置而从第2喷嘴射出的第2冷却剂流在用第1冷却剂流遮断被带动的空气层的第2位置上附着于砂轮端面，在砂轮端面上形成厚的冷却剂层。由此，可向磨削点充分供给冷却剂，可提供能有效地对工件进行高精度的磨削加工、结构简单，成本低廉的冷却剂供给装置。
技术方案3的发明中，第2冷却剂流和砂轮端面所形成的角度为15°～30°，因此第2冷却流可顺利良好地附着在砂轮端面上，对于磨削点更可充分地供给冷却剂。
技术方案4的发明中，第1冷却剂流和砂轮端面所形成的角度为45°～75°，因此第1冷却流可确实地遮断砂轮端面所带动的空气层，同时一部分可附着在砂轮端面上。
技术方案5的发明中，从与砂轮的旋转轴线平行的方向看，第1冷却剂流是朝着砂轮的法线方向射出，第2冷却剂流是朝着砂轮的切线方向射出，因此第1冷却剂流在抑制其飞散的状态下遮断了砂轮端面所带动的空气层，第2冷却剂流就在第1冷却剂流遮断被带动的空气层的第2位置上顺利地附着在砂轮端面上。
技术方案6的发明中，从与包含砂轮的旋转轴线和工件的旋转轴线的平面正交的方向看，第1冷却剂流和砂轮端面所形成的角度是90°～120°，因此第1冷却剂流在抑制其朝着外侧飞散的状态下可确实地遮断砂轮端面所带动的空气层。
图1是表示具备实施例的冷却剂供给装置的磨削装置的局部剖面侧视图。
图2为冷却剂供给装置的正视图。
图3表示从与包含砂轮和工件的旋转轴线的平面平行的方向看的第1、第2冷却剂流相对于砂轮端面的倾斜角度。
图4表示从与包含砂轮和工件的旋转轴线的平面正交的方向看的第1冷却剂流相对于砂轮端面的倾斜角度。
图5表示从与砂轮的旋转轴线平行的方向看的第1、第2冷却剂流的射出方向。
图6是从正面看的现有冷却剂供给装置。
〔符号说明〕10…基座、11…砂轮架、12…伺服马达、13…砂轮轴、14…伺服马达、16…砂轮片、17…工作台、18…滚珠螺杆机构、19…工件支承装置、20…主轴台、21…砂轮罩、22、23…第1、第2位置、24、25…第1、第2冷却剂流、26、27…第1、第2喷嘴、28…空气层、29…第3冷却剂流、30…第3喷嘴、31…冷却剂供给单元、G…砂轮、Ga、Gb…砂轮端面、Gp…砂轮的外周面、W…工件、Ws…磨削部位、Wa、Wb…两侧端面、Wp…圆筒外周面、P…磨削点。
具体实施例方式
以下，结合附图针对本发明实施例的冷却剂供给方法及装置说明如下。如图1、图2表示，在基座10上，可滑动地载置砂轮架11，藉伺服马达12经由滚珠螺杆机构朝着X轴方向进退移动。前端装有砂轮G的砂轮轴13可自由旋转地轴支在砂轮架11上，且受马达驱动而旋转。砂轮G是在用铁等金属成形的圆盘形基体15的外周面粘接着多个砂轮片16而构成。基座10上可滑动地装设有工作台17，利用伺服马达14而经由滚珠螺杆机构18可在与X轴呈直角的Z轴方向移动。在工作台17上，安装有构成工件支承装置19的主轴台20及顶尖台，工件W被夹持在主轴台20和顶尖台的两中心间，受驱动而旋转。工件W具有凹槽形状的磨削部位Ws，在一边对磨削点P供给冷却剂一边使砂轮台11朝着工件支承装置19而在X轴方向前进移动时，磨削部位Ws的两侧端面Wa、Wb在削点P上受到砂轮G的砂轮片16部分的两侧面、即砂轮端面Ga、Gb的磨削加工，磨削部位Ws的圆筒外周面Wp受到砂轮G的外周面Gp在磨削点P上的磨削加工。
砂轮台11固定有覆盖砂轮G的砂轮罩21。该砂轮罩21上固定有第1及第2喷嘴26、27，该第1及第2喷嘴26、27向着比砂轮端面Ga、Gb的磨削点P靠近砂轮G的旋转方向上游侧的第1位置及比该第1位置更接近磨削点P的第2位置射出第1及第2冷却剂24、25，砂轮罩21上还固定有第3喷嘴30，该第3喷嘴30朝着砂轮G的外周面Gp的磨削点P流出第3冷却剂流29。该等第1至第3喷嘴26、27、30与冷却剂供给单元31连接。
第1喷嘴26如下配置在与包含砂轮G的旋转轴线和工件W的旋转轴线的平面平行的方向从砂轮G的前面看，第1冷却剂流24的射出方向相对于砂轮端面Ga、Gb而以45°～75°范围内的预定角度倾斜，以使第1冷却剂流24遮断被砂轮端面Ga、Gb所带动的空气层28(图3)。并且，第1喷嘴26如下配置从与包含砂轮G的旋转轴线和工件W的旋转轴线的平面正交的方向看，，第1冷却剂流24的射出方向相对于砂轮端面Ga、Gb而以90°～120°范围内的预定角度倾斜(图4)。由此，从与砂轮G的旋转轴线平行的方向看，第1冷却剂流24的射出方向成为砂轮G的法线方向(图5)。
第2喷嘴27如下配置在与包含砂轮G的旋转轴线和工件W的旋转轴线的平面平行的方向从砂轮G的前面侧看，第2冷却剂流25的射出方向相对于砂轮端面Ga、Gb而以比第1冷却剂流的倾斜角度小的15°～30°范围内的角度倾斜，以使第2冷却剂流25在用第1冷却剂流24遮断被带动的空气层28的第2位置上附着在砂轮端面Ga、Gb上(图3)。由此，从与砂轮G的旋转轴线平行的方向看，第2冷却剂流25的射出方向成为砂轮G的切线方向(图5)。
第1冷却剂流24的流速、流量小于第2冷却剂流25的流速、流量或与之相同。当第1冷却剂流24的流速、流量为遮断被砂轮端面Ga、Gb带动的空气层28所需的较小流速、流量时，可更有效地防止冷却剂的飞溅。
以下说明前述构成的实施形态的动作。将工件W夹持在主轴台20和顶尖台的两中心间且使之旋转时，工作台17是借着伺服马达14而朝Z轴方向移动，且在磨削部位Ws与砂轮G相对的位置上分度。冷却剂供给单元31的马达启动而驱动泵旋转，从第1至第3喷嘴16、17、30将冷却剂供给至砂轮G的两侧砂轮端面Ga、Gb及外周面Gp，砂轮架11通过伺服马达12而以端面磨削进刀速度前进，工件W的两侧端面Wa、Wb受到高速转动的砂轮G的两侧砂轮端面Ga、Gb在磨削点P上的磨削，工件W的圆筒外周面Wp则被砂轮G的外周面Gp在磨削点P上施以粗磨削、精磨削、无火花磨削。
此时，从第1喷嘴26射出的第1冷却剂流24从与包含砂轮G的旋转轴线和工件W的旋转轴线的平面平行的方向看，相对于砂轮端面Ga、Gb而以45°～75°范围内的预定角度倾斜，从与包含砂轮G的旋转轴线和工件W的旋转轴线的平面正交的方向看，相对于砂轮端面Ga、Gb而以90°～120°范围内的预定角度倾斜，且是向比各砂轮端面Ga、Gb的磨削点P更靠近转动方向上游侧的第1位置22喷射，因此被砂轮端面Ga、Gb所带动的空气层28被第1冷却剂流24遮断。并且，从第2喷嘴27射出的第2冷却剂流25从与包含砂轮G的旋转轴线和工件W的旋转轴线的平面平行的方向看，相对于砂轮端面Ga、Gb而以比第1冷却流的倾斜角度小的15°～30°范围内的角度倾斜，向着比各砂轮端面Ga、Gb的第1位置22更接近磨削点P的第2位置23射出，以在被第1冷却剂流24遮断被带动的空气层28的第2位置23上附着于各砂轮端面Ga、Gb，在各砂轮端面Ga、Gb上形成厚的冷却剂层。由此，向各砂轮端面Ga、Gb对工件W的各端面Wa、Wb进行磨削加工的磨削点P充分供给冷却剂，提升磨削点的冷却效率，抑制加工中工件W的热膨胀，可降低4成砂轮端面在磨削工件的端面时的磨削阻力，工件W的两侧端面Wa、Wb不会产生磨削烧结，可有效地以高精度进行工件的端面的磨削加工。
上述实施形态中，砂轮G的两侧面是砂轮端面Ga、Gb，但是在砂轮的旋转轴线相对于Z轴倾斜、砂轮的外周部分通过工具机装置成形为砂轮外周部分与X轴平行的砂轮端面及与Z轴平行的外周面的角磨削装置上，也可从第1及第2喷嘴26、27朝着该角砂轮的砂轮端面的第1及第2位置22、23射出第1、第2冷却剂流24、25。
权利要求
1.一种冷却剂供给方法，用于如下磨削装置使可旋转地支承在砂轮架的砂轮和支承在工件支承装置的工件相对移动，一边向磨削点供给冷却剂，一边用所述砂轮的砂轮端面对所述工件的端面进行磨削加工，其特征在于，向着比所述砂轮端面的所述磨削点更靠近转动方向上游侧的第1位置射出第1冷却剂流，向着比所述第1位置更接近磨削点的第2位置射出第2冷却剂流，从与包含所述砂轮的旋转轴线和所述工件的旋转轴线的平面平行的方向看，使所述第1冷却剂流的射出方向相对所述砂轮端面而倾斜预定角度，由此使所述第1冷却剂流遮断被所述砂轮端面所带动的空气层，并使所述第2冷却剂流的射出方向相对于所述砂轮端面而以小于所述第1冷却剂流的倾斜角度的角度倾斜，由此使所述第2冷却剂流在被所述第1冷却剂流遮断了被带动的空气层的所述第2位置上附着于所述砂轮端面上。
2.一种冷却剂供给装置，使可旋转地支承在砂轮架的砂轮和支承在工件支承装置的工件相对移动，一边向磨削点供给冷却剂，一边用所述砂轮的砂轮端面对所述工件的端面进行磨削加工，其特征在于，具备向着所述砂轮端面上的比所述磨削点更靠近转动方向上游侧的第1位置射出第1冷却剂流的第1喷嘴、以及向着比所述第1位置更接近磨削点的第2位置射出第2冷却剂流的第2喷嘴，所述第1喷嘴如下配置为了使所述第1冷却剂流遮断所述砂轮端面所带动的空气层，从与包含所述砂轮的旋转轴线和所述工件的旋转轴线的平面平行的方向看，所述第1冷却剂流的射出方向相对所述砂轮端面而倾斜预定角度，所述第2喷嘴如下配置为了使所述第2冷却剂流在被所述第1冷却剂流遮断被带动的空气层的所述第2位置上附着于所述砂轮端面上，所述第2冷却剂流的射出方向相对于所述砂轮端面而以小于所述第1冷却剂流的倾斜角度的角度倾斜。
3.如权利要求2所述的冷却剂供给装置，其特征在于，所述第2冷却剂流和所述砂轮端面所形成的角度为15°～30°。
4.如权利要求2或3所述的冷却剂供给装置，其特征在于，所述第1冷却剂流和所述砂轮端面所形成的角度为45°～75°。
5.如权利要求2至4中任一项所述的冷却剂供给装置，其特征在于，从与所述砂轮的旋转轴线平行的方向看，所述第1冷却剂流的射出方向为所述砂轮的法线方向，所述第2冷却剂流的射出方向为所述砂轮的切线方向。
6.如权利要求2至5中任一项所述的冷却剂供给装置，其特征在于，从与含所述砂轮的旋转轴线和所述工件的旋转轴线的平面正交的方向看，所述第1冷却剂流的射出方向相对于所述砂轮而呈90°～120°。
全文摘要
一种冷却剂供给方法，在一边向磨削点供给冷却剂，一边用所述砂轮的砂轮端面对所述工件的端面进行磨削加工时，向着比所述砂轮端面的所述磨削点更靠近转动方向上游侧的第1位置射出的第1冷却剂流可遮断砂轮端面所带动的空气层，向着比所述第1位置更接近磨削点的第2位置射出的第2冷却剂流在被第1冷却剂流遮断被带动的空气层的第2位置上附着在砂轮端面上，因此可以将冷却剂充分供给磨削点。
文档编号B24B55/02GK1861324SQ200610077659
公开日2006年11月15日 申请日期2006年4月25日 优先权日2005年4月28日
发明者森田浩, 坂田裕, 横田真一 申请人:株式会社捷太格特, 丰田万磨株式会社