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【発明の名称】 ねじ研削盤
【発明者】 【氏名】工藤 健治

【要約】 【課題】長尺のワークであっても、高精度にねじ溝を形成できるようにしたねじ研削盤を提供する。

【解決手段】ねじ研削盤において、ワークWが挿通するワーク挿通孔17aを有し、かつ一側面に、ワークWが露呈するとともに、砥石30aが進入しうるようにした凹溝17bが設けられた振れ止め用ホルダ17を、ワークWと平行に配設されたねじ送り機構20、21により、ワークWの軸方向に沿って移動させられるように設け、振れ止め用ホルダ17の軸方向移動用のモータ19を、砥石台12をワークWの軸方向と平行に移動させる縦送り装置Aにおける縦送りモータ25と同期して駆動するようにする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主軸台と心押し台との間にワークを把持し、ワークを回転させつつ、砥石台に設けた回転する砥石を押し当て、前記砥石台をワークの軸方向に移動させることにより、ワークの外周面にねじ切りを行うようにしたねじ研削盤において、
前記ワークが挿通するワーク挿通孔を有し、かつ一側面に、ワークが露呈するとともに、前記砥石が進入しうるようにした凹溝が設けられた振れ止め用ホルダを、ワークと平行に配設されたねじ送り機構により、ワークの軸方向に沿って移動させられるように設け、前記振れ止め用ホルダの軸方向移動用のモータを、前記砥石台をワークの軸方向と平行に移動させる縦送り装置における縦送りモータと同期して駆動するようにしたことを特徴とするねじ研削盤。
【請求項2】
振れ止め用ホルダにおけるワーク挿通孔の凹溝側の開口部に、ワークを回転可能に軸受するブッシュを設けた請求項1記載のねじ研削盤。
【請求項3】
砥石台から振れ止め用ホルダの側面に向かって突出し、先端が振れ止め用ホルダの側面に当接することにより、砥石台と振れ止め用ホルダとの間の距離の変動を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出値に基づいて、砥石台をワークに向かって進退させる横送り装置の送り量を補正するようにした請求項1または2記載のねじ研削盤。
【請求項4】
検出手段が、砥石台に設けられ、かつ突子の軸線方向の進退量を検出しうるリニアセンサと、このリニアセンサの突子の先端に基端が当接され、かつ砥石台の内部を貫通して、先端が振れ止め用ホルダの側面に当接させられた検出ロッドとを備えている請求項3記載のねじ研削盤。
【請求項5】
検出手段が、砥石台に軸線方向に摺動可能として貫設され、基端にリニアセンサが取り付けられ、かつ内部に検出ロッドが軸線方向に摺動可能として挿通させられた案内筒と、この案内筒に設けられ、かつ検出ロッドを、振れ止め用ホルダの側面に向かって付勢する付勢手段と、砥石台に設けられ、かつ前記案内筒を軸線方向に位置調節する位置調節手段とを備えている請求項4記載のねじ研削盤。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、長尺の丸棒状ワークの外周面に、高精度でねじ切り加工するのに好適なねじ研削盤に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種のねじ研削盤として、主軸台と心押し台との間にワークを把持し、ワークを回転させつつ、砥石台に設けた回転する砥石を押し当て、前記砥石台をワークの軸方向に移動することにより、ワークの外周面にねじ切りを行うようにしたものがある(例えば特許文献1参照)
【特許文献1】特開2002−28864号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、この特許文献1に記載されているねじ研削盤は、加工対象であるワークの長さが、その外形に対して比較的短い場合には、好適に使用することができるが、ワークの長さが、その外形に対して、著しく長い場合は、ワークの中間部に振れが生じ、高精度の加工ができなくなるおそれがある。このような精度の低下は、高精度が要求されるボールねじのねじ切り加工においては、重大な問題である。
【0004】
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、長尺のワークであっても、高精度にねじ溝を形成できるようにしたねじ研削盤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によると上記の課題は次のようにして解決される。
(1)主軸台と心押し台との間にワークを把持し、ワークを回転させつつ、砥石台に設けた回転する砥石を押し当て、前記砥石台をワークの軸方向に移動させることにより、ワークの外周面にねじ切りを行うようにしたねじ研削盤において、前記ワークが挿通するワーク挿通孔を有し、かつ一側面に、ワークが露呈するとともに、前記砥石が進入しうるようにした凹溝が設けられた振れ止め用ホルダを、ワークと平行に配設されたねじ送り機構により、ワークの軸方向に沿って移動させられるように設け、前記振れ止め用ホルダの軸方向移動用のモータを、前記砥石台をワークの軸方向と平行に移動させる縦送り装置における縦送りモータと同期して駆動するようにする。
【0006】
(2)上記(1)項において、振れ止め用ホルダにおけるワーク挿通孔の凹溝側の開口部に、ワークを回転可能に軸受するブッシュを設ける。
【0007】
(3)上記(1)または(2)項において、砥石台から振れ止め用ホルダの側面に向かって突出し、先端が振れ止め用ホルダの側面に当接することにより、砥石台と振れ止め用ホルダとの間の距離の変動を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出値に基づいて、砥石台をワークに向かって進退させる横送り装置の送り量を補正するようにする。
【0008】
(4)上記(3)項において、検出手段が、砥石台に設けられ、かつ突子の軸線方向の進退量を検出しうるリニアセンサと、このリニアセンサの突子の先端に基端が当接され、かつ砥石台の内部を貫通して、先端が振れ止め用ホルダの側面に当接させられた検出ロッドとを備えるものとする。
【0009】
(5)上記(4)項において、検出手段が、砥石台に軸線方向に摺動可能として貫設され、基端にリニアセンサが取り付けられ、かつ内部に検出ロッドが軸線方向に摺動可能として挿通させられた案内筒と、この案内筒に設けられ、かつ検出ロッドを、振れ止め用ホルダの側面に向かって付勢する付勢手段と、砥石台に設けられ、かつ前記案内筒を軸線方向に位置調節する位置調節手段とを備えるものとする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項1記載の発明によると、ワークのねじ切り部分である砥石による研削部分が、振れ止め用ホルダにより保持され、この振れ止め用ホルダが、砥石の送りと同期して、同方向に送られるので、長尺のワークであっても、ワークの中央部分の加工時に、ワーク自体のたわみによる振れが生じることなく、高精度でねじ切り加工を行うことができる。
【0011】
請求項2記載の発明によると、ワークの加工部分の両側部が、ブッシュを介して、振れ止め用ホルダに確実に保持されるため、ワークの振れを確実に抑えることができる。
【0012】
請求項3記載の発明によると、振れ止め用ホルダのねじ送り機構と、砥石台の縦送り装置との熱膨張の差、その他の原因により、万一、砥石台と振れ止め用ホルダとの間の距離が変動したとしても、その変動が検出手段により検出され、その検出値に基づいて、砥石をワークに向かって進退させる横送り装置の送り量が補正されるため、研削深度等を常に一定に保つことができ、精度の向上に寄与することができる。
【0013】
請求項4記載の発明によると、検出手段の構造を簡素化することができるとともに、リニアセンサを、過酷な条件を余儀なくされるワークの加工部位から離して、静穏な部位に配設することができ、精度の向上に寄与することができる。
【0014】
請求項5記載の発明によると、加工位置における振動などによるリニアセンサへの影響を軽減できるとともに、検出ロッドの先端を、常時振れ止め用ホルダの側面に安定して当接させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明のねじ研削盤の一実施形態を、添付図面を参照して説明する。
このねじ研削盤は、長尺状のワークWの外周にボールねじ溝を形成するためのものである。
図1および図2に示すように、このねじ研削盤は、平面視長方形のベッド1と、ベッド1の前部に立設された左右方向を向くマウントベース2と、このマウントベース2の上面に固定された、左右方向であるX軸方向を向くガイドレール3と、ガイドレール3の左端に対向するようにして、ベッド1上に設けられた主軸台4と、ガイドレール3上に、左右方向に摺動可能として装架され、かつクランプ5aによりガイドレール3上の適宜位置に固定される心押し台5とを備え、主軸台4から突出するワークスピンドル4aに、ワークWの一端部をチャック6を介して連結するとともに、ワークWの他端の中心に、心押し台5から突出した心押し軸7を押し付けることにより、ワークWを、X軸方向を向くようにして、回転可能に支持している。
【0016】
マウントベース2より後方のベッド1上に設けられた左右方向を向く前後1対のマウントベース8、8上には、ガイドレール9、9がそれぞれ固定され、両ガイドレール9、9には、サドルガイド10、10を介して、サドル11が、ワークWと平行に移動しうるように装架されている。
サドル11上には、砥石台12が、X軸と直交する前後方向であるY軸方向に移動しうるように装架され、砥石台12の前端には、スピンドルベース13を介してスピンドルヘッド14が、ワークWと対向するようにして固定されている。
【0017】
ガイドレール3上には、移動テーブル15が、ガイドレール3に沿って移動可能として装架されており、この移動テーブル15上には、ガイドブロック16を介して、ワークWの振れ止め用ホルダ17が設けられている。
【0018】
主軸台4には、ワークスピンドル4aを回転させる主軸モータ18が設けられているとともに、この主軸モータ18と並列して、ガイド軸駆動モータ19が設けられている。
【0019】
ガイド軸駆動モータ19は、ワークWと平行に配設された送りねじ20を回転駆動するためのものであり、この送りねじ20は、上記ガイドブロック16を貫通するとともに、ガイドブロック16の端面に設けた送りナット21に螺合し、送りねじ20の回転に応じて、移動テーブル15、ガイドブロック16、振れ止め用ホルダ17を、X軸方向に移動させるようになっている。
【0020】
振れ止め用ホルダ17には、ワークWが貫通する左右方向を向くワーク挿通孔17aが設けられているとともに、後面におけるワークWの研削位置に対応する部分に、ワークWが露呈するとともに、後述する砥石が進入しうるようにした凹溝17bが設けられており、この凹溝17b内において、後述する砥石が振れ止め用ホルダ17に干渉することなく、ワークWの外周を研削できるようになっている。
【0021】
振れ止め用ホルダ17におけるワーク挿通孔17aの凹溝17b側の開口部には、ワークWを回転可能に軸受するブッシュ22、22が設けられており、このブッシュ22、22により、ワークWの振れを確実に防止しうるようになっている。
【0022】
サドル11の下部には、送りねじ20と平行な送りねじ23に螺合する送りナット24が固着されている。送りねじ23は、ガイド軸モータ19に同期してサドル11を軸方向に送る縦送りモータ25に結合されている。
縦送りモータ25、送りねじ23、送りナット24等により、サドル11を介して、砥石台12をX軸方向に移動させる縦送り装置Aが形成されている。
【0023】
砥石台12の後部には、モータ取付台12aを介して、砥石軸モータ26が配設され、この砥石軸モータ26は、プーリ27,28およびベルト29を介して砥石軸30に連係され、砥石軸30に動力を伝達するようになっている。
【0024】
砥石軸30は、スピンドルヘッド14に回転可能に軸受され、かつその軸端に、砥石30aが装着されている。砥石30aは、円盤形をなし、かつ外周に、円弧面とした研削面が形成され、凹溝17a内に進入して、ブッシュ22、22間に保持されたワークWの外周に押し当てられて、研削を行う。
【0025】
サドル11の上面には、左右1対のガイドレール(その一方のみを図2に示す)31が、サドル11の移動方向と直交するように固着されており、両ガイドレール31上には、砥石台12が、ガイドブロック32を介して、Y軸方向に摺動可能として装着されている。
【0026】
両ガイドレール31間の中央には、これと平行する送りねじ33が配設され、この送りねじ33は、サドル11の後部に減速ギア34を介して固定された横送りモータ35により回転駆動されるとともに、砥石台12の後端下部に設けた送りナット36に螺合し、砥石台12を、Y軸方向、すなわち前後方向である砥石の研削方向に進退駆動する。
横送りモータ35、送りねじ33、送りナット36等により、サドル11に対して、砥石台12をY軸方向に移動させる、すなわちワークWに向かって進退させる横送り装置Bが形成されている。
【0027】
砥石台12には、砥石台12から振れ止め用ホルダ17の後面に向かって突出し、先端が振れ止め用ホルダ17の側面に当接することにより、砥石台12と振れ止め用ホルダ17との間の距離の変動を検出する検出手段37が設けられており、この検出手段37の検出値に基づいて、砥石台12をワークWに向かって進退させる横送り装置Bにおける横送りモータ35の送り量を補正されるようになっている。
【0028】
図示の実施形態においては、検出手段37は、砥石台12に設けられ、かつ突子38aの軸線方向の進退量を検出しうるリニアセンサ38と、このリニアセンサ38の突子38aの先端に基端が当接され、かつ砥石台12の内部を貫通して、先端が振れ止め用ホルダ17の後面に当接させられた検出ロッド39とを備えている。
【0029】
また、図3および図4に示すように、検出手段37は、砥石台12に前後方向に摺動可能として貫設され、後端である基端に、リニアセンサ38が、側面視下向きコ字状の取付金具40をもって取り付けられ、かつ内部に検出ロッド39が軸線方向に摺動可能として挿通させられた案内筒41と、この案内筒41に設けられ、かつ検出ロッド39を、振れ止め用ホルダ17の後面に向かって付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね42と、砥石台12に設けられ、かつ案内筒41を軸線方向に位置調節する位置調節手段43とを備えている。
【0030】
砥石台12と案内筒41との間、および案内筒41と検出ロッド39との間には、それらの軸線方向の相対的な移動を円滑にするためのリニアガイド44、44、45、45、およびそれらへの塵埃の侵入を防止するためのダストシール46、46、47、47が設けられている。
【0031】
位置調節手段43は、前端が砥石台12の後端面に固着された側面視上向きコ字状の支持金具48の後端部に固着された位置調節用モータ49と、その回転軸と一体に設けた前後方向を向く送りねじ50と、案内筒41の後端部に取り付けられたねじブラケット51の下端部に設けられ、かつ上記送りねじ50に螺合する送りナット52とからなっている。
【0032】
図1に示すように、主軸台4の後面には、ドレッサモータ53により回転させられるようにしたドレッサ54が設けられている。
また、ワークWに研削しようとするボール溝のピッチに応じて、砥石30aの傾斜角度を調節したいときは、砥石台12の後端に設けたウオームホイール55に噛合するウォーム56を、手動操作により回転させ、砥石30aを、砥石軸30およびスピンドルヘッド14等とともに、Y軸方向を向く軸線回りに回動させるようになっている。
【0033】
各モータのうち、砥石軸モータ26は、高速回転用のインダクタンスモータであり、その他のモータ18、19、25、35、49、53は、ACサーボモータからなり、これら各モータは、制御盤57に接続され、制御盤57に内蔵されたプログラムに従って制御され、自動的にワークWのねじ切り作業が行われる。
【0034】
ねじ切り作業を行うのに先だって、まずワークWまたはマスターワークを、主軸台4と心押し台5との間に把持し、砥石30aを、手動制御により、ワークW等の外周面に当接する加工原点に位置させた後、位置調節用モータ49を手動制御して、案内筒41を、検出ロッド39の先端が振れ止め用ホルダ17の後面に当接する適宜の位置まで進退させ、その状態で、リニアセンサ38をリセットする。
【0035】
次いで、砥石30aを初期位置まで復帰させた後、制御盤57に、研削しようとするボール溝の深さ、その他の条件を入力し、すべての条件を入力し終えた後、スタートスイッチ(図示略)を作動させる。
すると、上述した各モータが、予め定められたプロクラムに従って自動的に制御され、まず、主軸モータ18が作動させられて、ワークWが定速回転させられ、次いで、砥石軸モータ26と縦送りモータ25と横送りモータ35とが作動させられて、砥石30aが、回転させられつつ、加工原点へ移動させられる。
【0036】
この状態から、砥石30aが、入力されたボール溝の深さ分だけ、前進させられると、ワークWの外周面に、ボール溝の始端が研削され、次いで、その状態のままで、ガイド軸駆動モータ19と縦送りモータ25とが、互いに同期して作動させられることにより、砥石30aと振れ止め用ホルダ17とが、等速で右方に移動させられ、そのとき、ワークWが定速回転させられていることにより、ワークWの外周面には、螺旋状のボール溝が連続して研削される。
【0037】
砥石30aが、ワークWの長手方向の中央に近づくにしたがって、ワークWの振れのおそれが大となるが、ワークWは、砥石30aと同期して移動する振れ止め用ホルダ17の凹部17a内に設けられた1対のブッシュ22により加工部分の両側部が保持されているので、通常は、最も振れが大となる長手方向中央部分を研削する際にも、振れが生じることなく、安定して研削作業が行われる。
【0038】
また、万一、振れ止め用ホルダ17のねじ送り機構と縦送り装置Aとの熱膨張の差、その他の原因により、万一、砥石台12と振れ止め用ホルダ17との間の距離が変動したとしても、その変動が検出手段37により検出され、その検出値に基づいて、砥石30aをワークWに向かって進退させる横送り装置Bの送り量が補正されるため、研削深度等を常に一定に保つことができ、精度の向上に寄与することができる。
【0039】
具体的には、検出手段37が、砥石台12と振れ止め用ホルダ17との間の距離が、Δtだけ変動したときは、横送り装置Bによる砥石30aの進出量を+Δtとなるように補正して、横送り装置Bを制御する。
【0040】
したがって、砥石30aが加工終端位置に達するまで、ワークWの外周面には、所望のボール溝が高精度で研削される。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明のねじ研削盤の一実施形態の平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う拡大縦断側面である。
【図3】図2のIII部拡大図である。
【図4】図2のIV部拡大図である。
【符号の説明】
【0042】
1 ベッド
2 マウントベース
3 ガイドレール
4 主軸ヘッド
4aワークスピンドル
5 心押し台
5aクランプ
6 チャック
7 心押し軸
8 マウントベース
9 ガイドレール
10 サドルガイド
11 サドル
12 砥石台
12aモータ支持台
13 スピンドルベース
14 スピンドルヘッド
15 移動テーブル
16 ガイドブロック
17 振れ止め用ホルダ
17aワーク挿通孔
17b凹溝
18 主軸モータ
19 ガイド軸モータ
20、23、33 送りねじ
21、24、36 送りナット
22 ブッシュ
25 縦送りモータ
26 砥石軸モータ
27、28 プーリ
29 ベルト
30 砥石軸
31 ガイドレール
32 ガイドブロック
34 減速ギヤ
35 横送りモータ
37 検出手段
38 リニアセンサ
38a突子
39 検出ロッド
40 取付金具
41 案内筒
42 圧縮コイルばね(付勢手段)
43 位置調節手段
44、45 リニアガイド
46、47 ダストシール
48 支持金具
49 位置調節用モータ
50 送りねじ
51 ねじブラケット
52 送りナット
53 ドレッサモータ
54 ドレッサ
55 ウオームホイール
56 ウオームギヤ
57 制御盤
A 縦送り装置
B 横送り装置
W ワーク
【出願人】 【識別番号】395009008
【氏名又は名称】厚木機械株式会社
【出願日】 平成18年12月1日(2006.12.1)
【代理人】 【識別番号】100060759
【弁理士】
【氏名又は名称】竹沢 荘一

【識別番号】100087893
【弁理士】
【氏名又は名称】中馬 典嗣


【公開番号】 特開2008−137111(P2008−137111A)
【公開日】 平成20年6月19日(2008.6.19)
【出願番号】 特願2006−325575(P2006−325575)