專利名稱：研磨方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨方法及裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的冷卻液供給裝置(日本實開昭51-146490(日本實愿昭50-66966))如圖19所示，通過空氣噴嘴E來將冷卻液噴嘴CN所噴出的冷卻液從抵接于砂輪G的點朝向與上述旋轉(zhuǎn)方向相反的方向吹向砂輪外周面的旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)位置，來阻止連續(xù)環(huán)繞于砂輪外周面的空氣層的旋轉(zhuǎn)，遮斷朝向研磨點的流入，來將冷卻液良好地供給到研磨點。
以往的研磨盤的砂輪清洗裝置(日本實開平2-100770(日本實愿平1-7603))如圖20所示，砂輪清洗裝置GC配設(shè)在冷卻液噴射裝置的冷卻液噴出用噴嘴CN的內(nèi)側(cè)的砂輪附近，清洗用噴嘴GCN的前端部的開口部是形成為將管體壓扁的舌狀形狀，通過朝水平方向均勻地吹噴向涵蓋砂輪G的切削面的整個寬度，來將附著堵塞于砂輪G的切削面的氣孔的研磨粉末吹走，來將砂輪G的切削面維持在正常狀態(tài)。
以往的冷卻液供給裝置(日本特開平6-8143)如圖21所示，配設(shè)有接近砂輪G的外周面GO的研磨點，且被控制為與砂輪直徑相對應(yīng)的角度，將其與砂輪之間的距離保持在適當(dāng)?shù)拈g隔的剖面為翼狀的整流板P，對在高速旋轉(zhuǎn)的砂輪G的外周面附近所產(chǎn)生的空氣層的流動進(jìn)行變化整流，通過將冷卻液供給到上述整流板P與上述砂輪G之間，來將冷卻液大量且確實地引導(dǎo)至研磨點。
以往的超高速加工的冷卻液供給裝置(日本特開平6-155300)如圖22所示，會以高壓將冷卻液從第一噴嘴N朝向研磨點K噴射，通過配置在研磨點K的更上流側(cè)的遮蔽板SP，來阻止形成于砂輪G的外周面上的空氣膜進(jìn)入到研磨點K。
上述現(xiàn)有的冷卻液供給裝置由于是通過空氣噴嘴E來將冷卻液從抵接于砂輪G的點朝向與上述旋轉(zhuǎn)方向相反的方向吹向砂輪外周面的旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)位置，所以存在因連續(xù)環(huán)繞于砂輪外周面的空氣流與來自于空氣噴嘴E的噴出流會撞在一起而產(chǎn)生空氣的亂流，對于冷卻液朝向研磨點的供給帶來惡劣影響的問題。
上述現(xiàn)有的研磨盤的砂輪清洗裝置由于是通過從清洗用噴嘴GCN的舌狀的前端部朝水平方向均勻地吹噴向涵蓋砂輪G的切削面的整個寬度，從而將附著堵塞于砂輪G的切削面的氣孔的研磨粉末吹走，將砂輪的切削面維持在正常狀態(tài)，所以與原本的目的不相同，同時存在用來將堵塞于砂輪的切削面的研磨粉末吹走的空氣流對于冷卻液朝向研磨點的供給帶來惡劣影響的問題。
上述現(xiàn)有的冷卻液供給裝置由于是通過被控制為與砂輪直徑相對應(yīng)的角度，且將其與砂輪之間的距離保持在適當(dāng)?shù)拈g隔的剖面為翼狀的整流板P使在高速旋轉(zhuǎn)的砂輪G的外周面附近所產(chǎn)生的空氣層的流動變化整流，所以存在整流過后的空氣層的流動還存在于研磨點，因此無法確實地將冷卻液導(dǎo)引到砂輪表面的研磨點這樣的問題。
上述現(xiàn)有的超高速研磨加工的冷卻液供給方式由于是通過將遮蔽板SP設(shè)置在研磨點K的上流側(cè)的位置，機械性地遮斷形成于研磨砂輪G的外周面上的空氣膜，所以在遮蔽板SP與研磨砂輪G的外周面之間存在有間隙，無法完全遮斷空氣膜，存在不得不以高壓噴射的方式來供給冷卻液，無法將低流量的冷卻液引導(dǎo)向研磨點這樣的問題。
因此，本發(fā)明者著眼于本發(fā)明的技術(shù)思想，針對供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨方法，通過從橫方向吹散沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層，將沿著砂輪的外周的圓周方向的伴隨空氣流的流動方向變更成伴隨空氣流的寬度方向，從而排除沿著上述砂輪的外周的上述空氣層(伴隨空氣流)，將冷卻液供給到排除了空氣層的研磨點的上流部位的砂輪表面，沿著上述砂輪表面將冷卻液導(dǎo)引到砂輪表面的研磨點；并進(jìn)一步研究開發(fā)，其結(jié)果，達(dá)成了本發(fā)明的目的，將冷卻液供給到砂輪表面且確實地將其導(dǎo)引到砂輪表面的研磨點，并且能大幅度地削減冷卻液的供給量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明(第1發(fā)明)的研磨方法是一種供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨方法，其中，通過將沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層朝橫方向吹散來排除該空氣層，將冷卻液供給到排除了空氣層的研磨點的上流部位的砂輪表面，沿著上述砂輪表面將冷卻液導(dǎo)引至砂輪表面的研磨點。
本發(fā)明(第2發(fā)明)的研磨方法是在上述第1發(fā)明中，在上述砂輪表面上的上述研磨點的上流側(cè)，通過相對于沿著砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射流體，將上述空氣層吹散來將上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層排除遮斷，將冷卻液供給到該遮斷位置與上述研磨點之間，讓冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點。
本發(fā)明(第3發(fā)明)的研磨裝置是一種供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨裝置，其中，在上述砂輪表面上的上述研磨點的上流側(cè)，配設(shè)相對于沿著砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射流體的流體噴嘴，并配設(shè)通過從上述流體噴嘴所噴出的噴射流體來將上述空氣層吹散，將冷卻液供給到排除遮斷了上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層的遮斷位置與上述研磨點之間的研磨液噴嘴，讓從上述研磨液噴嘴所供給的冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點。
本發(fā)明(第4發(fā)明)的研磨裝置是在上述第3發(fā)明中，上述流體噴嘴，于水平面內(nèi)配設(shè)在從沿著上述砂輪外周表面的角度0起算的一定的角度范圍內(nèi)。
本發(fā)明(第5發(fā)明)的研磨裝置是在上述第3發(fā)明中，上述流體噴嘴配設(shè)在從平行于上述砂輪的軸部的水平方向的角度0起算的上下方向一定的角度范圍內(nèi)。
本發(fā)明(第6發(fā)明)的研磨裝置是在上述第3發(fā)明中，上述流體噴嘴配設(shè)在由上述研磨液噴嘴所供給的上述冷卻液接觸到上述砂輪的表面的接觸點起算的上流區(qū)域的一定距離范圍內(nèi)。
由上述結(jié)構(gòu)而成的第1發(fā)明的研磨方法是一種供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨方法，通過將沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層朝橫方向吹散來排除該空氣層，將冷卻液供給到排除了空氣層的研磨點的上流部位的砂輪表面，沿著上述砂輪表面將冷卻液導(dǎo)引至砂輪表面的研磨點，所以起到了將冷卻液供給到砂輪表面且將其確實地導(dǎo)引至砂輪表面的研磨點，并且可大幅度地削減冷卻液的供給量的效果。
由上述結(jié)構(gòu)而成的第2發(fā)明的研磨方法是在上述第1發(fā)明中，在上述砂輪表面上的上述研磨點的上流側(cè)，通過相對于沿著砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射流體，將上述空氣層吹散來將上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層排除遮斷，將冷卻液供給到該遮斷位置與上述研磨點之間，讓冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點，所以起到了將上述冷卻液供給到砂輪表面且將其確實地導(dǎo)引至砂輪表面的研磨點的效果。
由上述結(jié)構(gòu)而成的第3發(fā)明的研磨裝置是一種供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨方法，通過配設(shè)在上述砂輪表面上的上述研磨點的上流側(cè)的上述流體噴嘴，相對于沿著砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射流體，通過從上述流體噴嘴所噴出的噴射流體來將上述空氣層吹散，通過上述研磨液噴嘴，將冷卻液供給到排除遮斷了上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層的遮斷位置與上述研磨點之間，讓從上述研磨液噴嘴所供給的冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點，所以起到了將上述冷卻液供給到砂輪表面且將其確實地導(dǎo)引至砂輪表面的研磨點的效果。
由上述結(jié)構(gòu)而成的第4發(fā)明的研磨裝置是在上述第3發(fā)明中，上述流體噴嘴于水平面內(nèi)配設(shè)在從沿著上述砂輪外周表面的角度0起算的一定的角度范圍內(nèi)，所以利用上述噴射流體來將沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層朝向橫方向吹散來排除該空氣層，并且起到了上述噴射流體的噴出流不會對上述冷卻液朝向研磨點的供給帶來惡劣影響的效果。
由上述結(jié)構(gòu)而成的第5發(fā)明的研磨裝置是在上述第3發(fā)明中，上述流體噴嘴配設(shè)在從平行于上述砂輪的軸部的水平方向的角度0起算的上下方向一定的角度范圍內(nèi)，所以起到了利用上述噴射流體來將沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層朝向橫方向吹散來排除該空氣層的效果。
由上述結(jié)構(gòu)而成的第6發(fā)明的研磨裝置是在上述第3發(fā)明中，上述流體噴嘴配設(shè)在由上述研磨液噴嘴所供給的上述冷卻液接觸到上述砂輪的表面的接觸點起算的上流區(qū)域的一定距離范圍內(nèi)，所以起到了利用上述噴射流體來將沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層朝向橫方向吹散，將上述冷卻液供給到確實排除了上述空氣層的上述砂輪表面，將上述冷卻液確實地供給到上述砂輪表面的研磨點的效果。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的研磨方法及裝置的沿著砂輪1的外周面的空氣層的流動及噴射空氣所造成的流動的變化的局部主視圖。
圖2是表示本第1實施方式的研磨方法及裝置的沿著砂輪1的外周面的空氣層的流動及冷卻液的流動的狀態(tài)的局部側(cè)視圖。
圖3是表示本第1實施方式的研磨裝置整體的俯視圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實施例的研磨方法及裝置的冷卻液的流動狀態(tài)的局部側(cè)視圖。
圖5是表示本第1實施例的研磨方法及裝置的冷卻液的流動狀態(tài)的局部主視圖。
圖6是表示比較例的研磨方法及裝置的冷卻液的流動狀態(tài)的局部側(cè)視圖。
圖7是表示本比較例的研磨方法及裝置的冷卻液的流動狀態(tài)的部分主視圖。
圖8是表示改變了本發(fā)明的第2實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴的高度方向的位置時的位置關(guān)系的局部主視圖。
圖9是表示改變了本發(fā)明的第2實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴的高度方向的位置時的位置關(guān)系的局部側(cè)視圖。
圖10是用來說明本發(fā)明的第3實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴的水平角度的兩個例子的局部分俯視圖。
圖11是用來說明本第3實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴及研磨液噴嘴的位置關(guān)系的局部主視圖及局部側(cè)視圖。
圖12是用來說明本發(fā)明的第4實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴的上下角度的四個例子的局部主視圖。
圖13是用來說明本發(fā)明的第5實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴及研磨液噴嘴的位置關(guān)系的局部主視圖及局部側(cè)視圖。
圖14是用來說明本第5實施例的研磨方法及裝置的空氣噴嘴及研磨液噴嘴的位置關(guān)系的局部主視圖及局部側(cè)視圖。
圖15是用來說明與本第5實施例的研磨方法及裝置進(jìn)行比較的比較例的局部側(cè)視圖。
圖16是用來比較本第6實施例的研磨方法及裝置與比較例的砂輪軸損失動力的曲線圖。
圖17是模式性地表示從上述第1實施例的研磨液噴嘴所供給的冷卻液的流動狀態(tài)的局部分側(cè)視圖。
圖18是模式性地顯示從現(xiàn)有技術(shù)的研磨液噴嘴所供給的冷卻液的流動狀態(tài)的局部側(cè)視圖。
圖19是顯示現(xiàn)有的冷卻液供給裝置的側(cè)視圖。
圖20是顯示現(xiàn)有的研磨盤的砂輪清洗裝置的側(cè)視圖。
圖21是顯示現(xiàn)有的冷卻液供給裝置的局部側(cè)視圖。
圖22是顯示現(xiàn)有的研磨加工的冷卻裝置的局部側(cè)視圖。
圖23是顯示本發(fā)明的其它變形型態(tài)的噴嘴的配設(shè)方式的局部主視圖及局部側(cè)視圖。
圖24是用來說明其它變形方式的噴嘴的配設(shè)方式的說明圖。
圖25是表示本發(fā)明的其它變形方式的噴嘴的配設(shè)方式的局部主視圖。
圖26是表示本發(fā)明的其它變形方式的噴嘴的排出開口形狀及配設(shè)方式的局部側(cè)視圖。
圖27是表示本發(fā)明的其它變形方式的噴嘴的配設(shè)方式的局部側(cè)視圖及顯示砂輪剖面形狀的沿著A-A線的局部分剖視圖。
圖號說明1砂輪2流體噴嘴3研磨液噴嘴W工件10外周面11研磨點12空氣層13遮斷位置具體實施方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式)
本實施方式的研磨方法及裝置如圖1～圖3所示，是一種供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪1來研磨工件W的研磨方法及裝置，在上述砂輪1的外周面10上的上述研磨點11的上流側(cè)，配設(shè)相對于沿著上述砂輪1的外周面10連續(xù)環(huán)繞的空氣的流動的空氣層12噴出從該空氣層12的寬度方向的其中一側(cè)橫切到另一側(cè)的噴射流體的流體噴嘴2，在通過從上述流體噴嘴2所噴出的噴射流體來將上述空氣層12吹散來排除遮斷上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層12的遮斷位置13與上述研磨點11之間配設(shè)有用來供給冷卻液的研磨液噴嘴3，來讓從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點本實施方式的切削裝置如圖3所示，工作臺101可通過伺服馬達(dá)SM的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而在基臺100上直線移動，在配設(shè)于工作臺101上且可改變相對之間的距離的主軸臺102與車床尾座103之間可旋轉(zhuǎn)地挾持著工件W，通過由相對于工件W并排設(shè)置的馬達(dá)104旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的砂輪1來研磨上述工件W的外周面。
構(gòu)成上述流體噴嘴2的空氣噴嘴如圖1及圖2所示，在上述砂輪1的外周面10上的上述研磨點11的一定距離上流側(cè)，以上述砂輪1的軸方向、即水平橫方向配設(shè)成相對沿著上述砂輪1的外周面10連續(xù)環(huán)繞于上述砂輪1的圓周方向的空氣流、即空氣層12，從該空氣層12的寬度方向的其中一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的作為噴射流體的噴射空氣是朝向水平橫方向地噴出。
作為上述空氣噴嘴的一例，是設(shè)定調(diào)整成噴出每分鐘200N升流量的空氣。
通過從作為上述流體噴嘴2的上述空氣噴嘴所噴出的噴射空氣，將沿著上述砂輪1的外周面10連續(xù)環(huán)繞的圓周方向的空氣的流動(伴隨空氣流)、即上述空氣層12的流動的方向直角地彎曲而形成了被吹向水平橫方向的氣流14，上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層12、即伴隨空氣流會在遮斷位置13被排除遮斷，形成了低壓低流速的區(qū)域。
為了將冷卻液供給到排除遮斷了空氣層12、即伴隨空氣流且形成低壓低流速區(qū)域的上述遮斷位置13與上述研磨點11之間，而把上述研磨液噴嘴3從斜上方以一定的角度沿上述砂輪1的圓周方向配設(shè)，讓從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)排除了上述空氣層12的砂輪1的表面的上述研磨點11。
作為上述磨液噴嘴3的一例，是設(shè)定調(diào)整成噴出每分鐘200N升流量的冷卻液。
上述的本實施方式的研磨方法及裝置，在上述砂輪1的外周面10上的上述研磨點1 1的一定距離上流側(cè)，沿著上述砂輪1的外周面10連續(xù)環(huán)繞于上述砂輪1的圓周方向的空氣流、即空氣層12，朝向水平橫方向噴出從該空氣層12的寬度方向的其中一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的作為噴射流體的噴射空氣，形成了橫方向的氣流14。通過讓從上述空氣噴嘴所噴出的噴射空氣相對于連續(xù)環(huán)繞于上述砂輪1的圓周方向的空氣流、即空氣層12朝水平橫方向噴出來形成橫向的氣流14，而會有作為阻止上述空氣層12到達(dá)上述研磨點11的空氣屏障這樣的作用。
通過從上述空氣噴嘴所噴出的噴射空氣，將沿著上述砂輪1的外周面10連續(xù)環(huán)繞的圓周方向的空氣的流動(伴隨空氣流)、即上述空氣層12的流動的方向直角地彎曲而形成了被吹向水平橫方向的氣流14，所以上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層12、即伴隨空氣流在遮斷位置13被排除遮斷，形成了低壓低流速的區(qū)域。
從上述砂輪1的斜上方沿圓周方向配設(shè)的上述研磨液噴嘴3將冷卻液供給到排除遮斷了空氣層12、即伴隨空氣流的上述遮斷位置13與上述研磨點11之間，讓從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液以確實附著在排除了上述空氣層12的砂輪1的表面上的狀態(tài)到達(dá)上述研磨點11。
達(dá)成上述作用的本實施方式的研磨方法及裝置，是通過上述砂輪1的表面上的配設(shè)在上述研磨點11的上流側(cè)的作為上述流體噴嘴2的上述空氣噴嘴，相對于沿著上述砂輪1的外周10連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向的其中一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射空氣，通過從上述流體噴嘴所噴出的噴射空氣來將上述空氣層12的流動方向直角地變更來將上述空氣層12吹散，通過上述研磨液噴嘴3，將冷卻液供給到排除遮斷了上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層的遮斷位置13與上述研磨點11之間的某程度的負(fù)壓區(qū)域，讓從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)上述砂輪1的外周表面10的研磨點，所以可以起到在讓上述冷卻液確實地附著在上述砂輪1的外周表面10的狀態(tài)下供給冷卻液，且可以將其確實地導(dǎo)引至上述砂輪1的外周表面10的研磨點11的效果。
本實施方式的研磨方法及裝置，在從上述研磨液噴嘴3所供給的上述冷卻液與上述砂輪1相交處的上部，通過用作為上述流體噴嘴2的上述空氣噴嘴從與上述砂輪1的圓周方向大致垂直的方向噴出供給空氣，來遮斷上述砂輪1的連續(xù)環(huán)繞的空氣層的流動，并且通過實現(xiàn)低壓、低流速區(qū)域，來確實地將其導(dǎo)引至上述砂輪1的外周表面10的上述研磨點11，所以可用少量的冷卻液來進(jìn)行研磨。
本實施方式的研磨方法及裝置由于可以大幅地削減上述冷卻液的供給量，并且由于冷卻量的流量很少，所以具有冷卻液所造成的砂輪軸動力損失也會很少的優(yōu)點。
本實施方式的研磨方法及裝置由于可以減少伴隨上述冷卻液的供給所產(chǎn)生的霧沫，可以防止作業(yè)環(huán)境的惡化，并且由于利用從作為上述流體噴嘴2的上述空氣噴嘴所噴出的空氣來遮斷上述空氣層12，所以具有不需要相對使用上造成上述砂輪的直徑變化的調(diào)整機構(gòu)的優(yōu)點。
本實施方式的研磨方法及裝置由于可大幅度地削減冷卻液的流量，所以不需要傳統(tǒng)的大型冷卻液槽、大流量泵、高壓泵，也可削減占地空間，且可大量削減與冷卻液相關(guān)的消耗電力、冷卻液的維持費、及廢液處理費等。
發(fā)明的實施例以下，根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的實施例。
(第1實施例)本第1實施例的研磨方法及裝置是關(guān)于具備上述實施方式的基本構(gòu)造及設(shè)定的實施例，如圖4及圖5所示，在供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪1來研磨工件W的研磨裝置中，在上述砂輪1的外周面10上的上述研磨點11的上流側(cè)，沿水平橫方向配設(shè)相對于沿著上述砂輪1的外周面10連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層12(圖2)噴出從該空氣層12的寬度方向的其中一側(cè)橫切到另一側(cè)的噴射空氣的空氣噴嘴2，且配設(shè)有研磨液噴嘴3，通過從上述空氣噴嘴2所噴出的上述噴射空氣來將上述空氣層12朝向水平橫方向吹散，將上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層12的流動的方向(圓周方向)變更成直角的水平橫方向(軸方向)，來將冷卻液供給到排除遮斷了沿著上述砂輪1的外周面10的上述空氣層12的遮斷位置13與上述研磨點11之間，讓從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點。
本第1實施例的空氣噴嘴2的噴射空氣的流量，是200NL/min，這里的N升是標(biāo)準(zhǔn)升(在0℃，1大氣壓的狀態(tài)的體積)，是在預(yù)定溫度、壓力下的流量。
上述砂輪1的旋轉(zhuǎn)速度V為80～200m/s，從空氣噴嘴2供給作為噴射空氣的擋風(fēng)空氣時的冷卻液的流動，冷卻液流量為2～3L/min，會到達(dá)附著在上述砂輪1的外周表面10而供給到研磨點11。
用來確認(rèn)本第1實施例的效果的比較例只是沒有從第一實施例的空氣噴嘴2供給作為噴射空氣的擋風(fēng)空氣，與上述第一實施例同樣，上述砂輪1的旋轉(zhuǎn)速度V為80～200m/s，冷卻液的流量為2～3L/min，由于在本比較例中沒有從空氣噴嘴2供給作為排除遮斷空氣層12的噴射空氣的擋風(fēng)空氣，由于與上述傳統(tǒng)的情形同樣地中介有沿著上述砂輪1的外周表面10的空氣層12，所以冷卻液流無法到達(dá)上述砂輪1的外周表面10。
在本第1實施例中，是從上述空氣噴嘴2對沿著上述砂輪1的外周表面10的空氣層12噴出噴射空氣，所以會將上述空氣層12朝水平橫方向吹散，將上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層12的流動方向(圓周方向)變更向直角的水平橫方向(軸方向)，然后從研磨液噴嘴3將冷卻液供給到排除遮斷了沿著上述砂輪1的外周面10的上述空氣層12的遮斷位置13與上述研磨點11之間的低壓低流速區(qū)域，該冷卻液會吸附在上述砂輪1的外周表面10的上述研磨點11的上部。
由于從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液以在附著于上述砂輪1的外周表面10的狀態(tài)到達(dá)研磨點11，該狀態(tài)的冷卻液層的厚度t1如圖4所示很薄，結(jié)果該層中的冷卻液的密度很大，沒有中介著空氣層12。因此，不包含空氣層12的冷卻液層會到達(dá)研磨點，可起到很大的冷卻效果。
在上述的比較例中，由于沒有使用來自于空氣噴嘴2的作為噴射空氣的擋風(fēng)壁，所以仍然存在有沿著上述砂輪1的外周面10的上述空氣層12，而讓冷卻液流無法到達(dá)砂輪1的表面。
也就是說，在沒有放出噴射空氣時，從研磨液噴嘴3所噴出的上述冷卻液如圖6及圖7所示，會向柳樹的枝葉般地一面分散一面流下。研磨點的冷卻液的流動層的寬度t2是放出噴射空氣的本第1實施例時的寬度t1的三倍以上，該液層的密度很小，液層中存在有空氣層。因此，研磨點11的冷卻效果很小。
(第2實施例)本第2實施例的研磨方法及裝置，為了要確認(rèn)將空氣噴嘴2相對于研磨點11配置在砂輪1的旋轉(zhuǎn)方向上流側(cè)的哪個范圍區(qū)域較佳，而在多個距離位置上配置空氣噴嘴2，在三種砂輪旋轉(zhuǎn)速度下，進(jìn)行了空氣層12是否被噴射空氣排除遮斷，從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液是否到達(dá)砂輪表面的研磨點的確認(rèn)實驗。
該實驗如圖8、圖9及表1所示，是對不使砂輪旋轉(zhuǎn)地供給冷卻液、將空氣噴嘴2配置在從冷卻液接觸到砂輪面的位置到空氣噴嘴2的垂直距離為18mm、30mm、50mm、95mm的位置的四個例子，以及作為比較例的將空氣噴嘴2配置在同垂直距離8mm的位置、砂輪圓周速度是以80m/s、120m/s、160m/s的三個例子來進(jìn)行的。
研磨液噴嘴3的前端位置固定在觸水點上方的39mm處。而觸水點的高度設(shè)定在研磨點更上方的15mm處。
針對18mm、30mm、50mm的三個例子，冷卻液流量Q是每分鐘2升(2L/min)，針對95mm的例子，冷卻液流量Q是每分鐘3升(3L/min)。
由表1可知，在將空氣噴嘴2配置在垂直距離為18mm、30mm、50mm、95mm的位置的本第二實施例的四個例子，相對于砂輪圓周速度的三個例子，空氣層12均被噴射空氣排除遮斷，且從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)了砂輪表面的研磨點。
表1

針對將空氣噴嘴2配置在垂直距離8mm的位置的比較例，空氣排出口太接近冷卻液觸水點，確認(rèn)了冷卻液會被吹散的情形。
由以上可得知，空氣噴嘴2在砂輪1的旋轉(zhuǎn)方向上流側(cè)的可配置范圍區(qū)域是其下限由不會將冷卻液吹散的最近的位置決定，其上限由通過來自于空氣噴嘴2的噴射空氣所排除遮斷的空氣層12不會再形成的最遠(yuǎn)位置決定，在下限與上限之間的范圍即可。
(第3實施例)本第3實施例的研磨方法及裝置如圖10(A)、(B)所示，在使空氣噴嘴2平行于上述砂輪1的軸方向的水平面上，針對相對于與上述砂輪1的外周面10相切的基準(zhǔn)線是配置成不同的水平角度的兩個例子，進(jìn)行了空氣層12是否被噴射空氣排除遮斷，從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液是否有到達(dá)砂輪表面的研磨點的確認(rèn)實驗。
該實驗如圖10(A)、(B)、圖11(A)、(B)及表2所示，是針對將空氣噴嘴2配置在上述砂輪1的觸水點的更上方50mm處的與外周面10相切的基準(zhǔn)線的相對水平角度0度的位置的例子(圖10(A))、以及配置在上述砂輪1的外周面10的軸方向的中點的相對于上述基準(zhǔn)線為60度的水平角度的例于(圖10(B))，在砂輪的圓周速度為160m/s且冷卻液的流量Q為每分鐘2升(2L/min)的情況下進(jìn)行的。
表2

從表2可看出，配置在水平角度0度的例子與配置在60度的水平角度的例子中，均可確認(rèn)空氣層12被噴射空氣排除遮斷，且從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)了砂輪表面的研磨點。
(第4實施例)本第4實施例的研磨方法及裝置如圖12(A)～(C)所示，針對將空氣噴嘴2配置在相對于平行于上述砂輪1的軸方向的水平面的多個上下方向的角度的四個例子，進(jìn)行了空氣層12是否被噴射空氣排除遮斷，從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液是否到達(dá)砂輪表面的研磨點的確認(rèn)實驗。
該實驗如圖11(A)、(B)、圖12(A)～(C)及表2所示，是針對將空氣噴嘴2配置在相對上述砂輪1的觸水點的更上方50mm處的平行于上述砂輪1的軸方向的上下角度為0的水平面(圖12(A))為上方角度30度及60度的上下角度的位置的兩個例子(圖12(B))、以及配置在相對于上述水平面的下方-30度及-60度的上下角度的兩個例子(圖12(C))，在砂輪的旋轉(zhuǎn)速度為160m/s且冷卻液的流量Q為每分鐘2升(2L/min)的情況下進(jìn)行的。
由表2可看出，相對于水平角度0配置在上方30度的例子與配置在下方的-30度及-60度的水平角度的兩個例子中，可確認(rèn)空氣層12被噴射空氣排除遮斷，且從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)了砂輪表面的研磨點。
針對將配置于觸水點的50mm上方的上述空氣噴嘴2配置在相對于上述水平角度0的上方60度處的例子，通過來自于空氣噴嘴2的噴射空氣的吹出，與上述砂輪1的旋轉(zhuǎn)無關(guān)，產(chǎn)生吹散觸水點的冷卻液的液端這樣的現(xiàn)象。如果將上述空氣噴嘴2配置在從觸水點起算的上方50mm處更上方的話，則解決了該問題。
(第5實施例)本第5實施例的研磨方法及裝置如圖13(A)、(B)及圖14(A)、(B)所示，針對固定了空氣噴嘴2的位置，改變研磨液噴嘴3的位置、即高度的兩個例子，在與使用了上述傳統(tǒng)的遮蔽板的比較例的比較，來進(jìn)行空氣層12是否被噴射空氣排除遮斷，從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液是否到達(dá)了砂輪表面的研磨點的確認(rèn)實驗。
該實驗如圖13(A)、(B)、圖14(A)、(B)所示，在將空氣噴嘴2配置在上述砂輪1的觸水點的上方95mm處時，針對將研磨液噴嘴3的位置配置在觸水點的更上方39mm的例子(圖13(A)、(B))、與配置在觸水點更上方85mm處的例子(圖14(A)、(B))的兩個例子，在冷卻液的流量Q為每分鐘3升(3L/min)的情況下進(jìn)行的。
在將研磨液噴嘴3的位置調(diào)整到觸水點上方39mm處的例子與在上方85mm處的兩個例子中，均可確認(rèn)空氣層12被噴射空氣排除遮斷，從研磨液噴嘴3所供給的冷卻液到達(dá)了砂輪表面的研磨點。
(第6實施例)本第6實施例的研磨方法及裝置，在從上述研磨液噴嘴3所供給的上述研磨液、即冷卻液與上述砂輪1相交處的上部，與上述第一實施方式的研磨方法及裝置同樣地，通過作為上述流體噴嘴2的上述空氣噴嘴從與上述砂輪1的圓周方向大致垂直的方向噴出供給空氣，在與圖15所示通過直角噴嘴3來將冷卻液吹在圓周速度120m/s的砂輪1的外周面10的比較例的比較，針對動力損失及冷卻液的使用量進(jìn)行了確認(rèn)實驗。
本第6實施例的最大的特征是，冷卻液的使用量與上述比較例相比是十五分之一左右，冷卻液的維持費、廢液處理費等都大幅度地減少。
在如圖16所示的比較例中，來自于直角噴嘴的冷卻液的噴射所造成的砂輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)的動力損失2.0千瓦/小時，本第6實施例的動力損失是0。砂輪旋轉(zhuǎn)速度變高的話，在使用直角噴嘴時，冷卻液的噴射所造成的砂輪軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的動力損失會有變得更大的趨勢。
上述的實施方式是為了說明而例示的，本發(fā)明并不限定于此，只要不違反本領(lǐng)域的技術(shù)人員可從權(quán)利要求書、發(fā)明說明及附圖所記載的本發(fā)明的技術(shù)思想，則可以加以變更或附加其它東西。
在上述第1實施例中，作為一個例子，是使用圖4及圖6來將利用來自于空氣噴嘴2的噴射空氣的上述第1實施例與沒有利用噴射空氣的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行對比來加以說明，而如圖17及圖18所示，可強調(diào)表現(xiàn)沿著上述砂輪1的外周面10的上述空氣層12的厚度，在現(xiàn)有技術(shù)中，從上述研磨液噴嘴3所供給的冷卻液是很明確地沒有附著在上述砂輪1的外周表面10與研磨點11。
在上述實施方式及實施例中，雖然是針對從砂輪的寬度方向的其中一側(cè)將擋風(fēng)空氣吹向砂輪的外周面的例子來加以說明，但本發(fā)明在來自單一方向的擋風(fēng)空氣無法擋住砂輪的寬度方向全體的氣流的加工對象及情況下，如圖23所示，將擋風(fēng)空氣或流體的供給方向作成來自于砂輪T的寬度方向的兩側(cè)面方向(左右方向)，在加寬砂輪寬度且在兩端具有圓弧形狀時(圖24(A))、砂輪具有斜角形狀時(圖24(B))、砂輪為圓弧形狀時(圖24(C))，則可采用配設(shè)了多個噴嘴N1、N2、N3的對應(yīng)的變形方式。
如圖25所示，如加工對象為曲軸CS或類似的砂輪T伸入到配重C之間進(jìn)行加工中，本發(fā)明可采用將構(gòu)成空氣供給管的噴嘴N配設(shè)在砂輪T的外周面的寬度方向的中央部，通過將擋風(fēng)空氣從開口于噴嘴N的兩側(cè)的多個開口朝左右方向供給，來遮斷沿著砂輪T的外周面連續(xù)環(huán)繞的空氣流的變形方式。
如圖26所示，作為將擋風(fēng)空氣供給到砂輪T的外周面的噴嘴N的排出口的形狀，本發(fā)明除了采用具有一般圓形的開口的圓形噴嘴CN之外，還可以采用具有狹縫狀的開口的平噴嘴HN、或并列設(shè)置多個具有圓形開口的圓形噴嘴的排列噴嘴AN，形狀、排列方法并沒有特別限定，與需要相對應(yīng)的各種構(gòu)造也包含在本發(fā)明的權(quán)利要求書內(nèi)。
如圖27所示，在具有不同級、圓弧狀、錐狀等的成形砂輪T上，本發(fā)明可采用在作用于各研磨是以多個噴嘴N1、N2、N3來擋住外周面上的空氣流，將來自于冷卻液噴嘴KN的低流量冷卻液確實地供給到研磨點K的變形方式。
權(quán)利要求
1.一種研磨方法，是供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨方法，其特征為通過將沿著旋轉(zhuǎn)的砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層朝橫方向吹散來排除該空氣層，將冷卻液供給到排除了空氣層的研磨點的上流部位的砂輪表面，沿著上述砂輪表面將冷卻液導(dǎo)引至砂輪表面的研磨點。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征為在上述砂輪表面上的上述研磨點的上流側(cè)，通過相對于沿著砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射流體，將上述空氣層吹散來將上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層排除遮斷，將冷卻液供給到該遮斷位置與上述研磨點之間，讓冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點。
3.一種研磨裝置，是供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪來研磨工件的研磨裝置，其特征為在上述砂輪表面上的上述研磨點的上流側(cè)，配設(shè)相對于沿著砂輪的外周連續(xù)環(huán)繞的空氣流、即空氣層噴出從該空氣層的寬度方向一側(cè)朝向另一側(cè)橫切的噴射流體的流體噴嘴，并配設(shè)通過從上述流體噴嘴所噴出的噴射流體來將上述空氣層吹散，將冷卻液供給到排除遮斷了上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層的遮斷位置與上述研磨點之間的研磨液噴嘴，讓從上述研磨液噴嘴所供給的冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點。
4.如權(quán)利要求3所述的研磨裝置，其特征為上述流體噴嘴于水平面內(nèi)配設(shè)在從沿著上述砂輪外周表面的角度0度起算的一定的角度范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的研磨裝置，其特征為上述流體噴嘴配設(shè)在從平行于上述砂輪的軸部的水平方向的角度0度起算的上下方向一定的角度范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3所述的研磨裝置，其特征為上述流體噴嘴配設(shè)在由上述研磨液噴嘴所供給的上述冷卻液接觸到上述砂輪的表面的接觸點起算的上流區(qū)域的一定距離范圍內(nèi)。
全文摘要
一種研磨方法及裝置，可將冷卻液供給到砂輪表面且導(dǎo)引到砂輪表面的研磨點，并大幅度地削減冷卻液的供給量。在供給冷卻液且通過旋轉(zhuǎn)的砂輪(1)來研磨工件(W)的研磨方法及裝置中，在上述砂輪(1)的外周面(10)上的上述研磨點(11)的上流側(cè)，配設(shè)噴出相對于沿著上述砂輪(1)的外周面(10)連續(xù)環(huán)繞的空氣的流動的空氣層(12)從該空氣層(12)的寬度方向的其中一側(cè)橫切到另一側(cè)的噴射流體的流體噴嘴(2)，在通過從上述流體噴嘴(2)所噴出的噴射流體將上述空氣層(12)吹散來排除遮斷上述連續(xù)環(huán)繞的空氣層(12)的遮斷位置(13)與上述研磨點(11)之間配設(shè)有供給冷卻液的研磨液噴嘴，使從上述研磨液噴嘴所供給的冷卻液到達(dá)砂輪表面的研磨點。
文檔編號B24B55/00GK1473686SQ03119809
公開日2004年2月11日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者森田浩, 吉見隆行, 向井良平, 平, 行 申請人:豐田工機株式會社