CN103906593A - 螺纹磨床的磨具定心方法和定心用测量装置 - Google Patents

螺纹磨床的磨具定心方法和定心用测量装置 Download PDF

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Abstract

在磨具轴(51)的旋转轴线(T)相对于主轴(1)的轴线(S)倾斜来磨削工件的内表面的螺纹槽的螺纹磨床中，将具有圆筒外周面(3A)的定心装置(3)装配于主轴(1)。将具有两个测量器(20A、20B)的测量单元(10)安装于定心装置(3)，以使测头(22)能够与磨具(52)的上下两侧顶部触碰。通过使测头(22)与定心装置(3)的圆筒外周面触碰，设定两个测量器(20A、20B)的原点。通过使测量单元(10)沿定心装置(3)的轴向移动，使两个测量器(20A、20B)的各测头(22)分别与磨具(52)的上下两侧顶部触碰。然后调节磨具轴(51)的位置，使测量器(20A)的测量值与测量器(20B)的测量值相等。

Description

螺纹磨床的磨具定心方法和定心用测量装置
技术领域
本发明涉及螺纹磨床的磨具定心方法和实施该方法所使用的定心用测量装置。
背景技术
在对滚珠螺母(ball nut)的螺纹槽等工件的圆筒内周面进行螺纹槽磨削的螺纹磨床中，将磨具安装在磨具轴的前端，并且将工件安装在与磨具轴对置的主轴上，磨具轴的旋转轴线根据螺纹槽的导程角相对于主轴的轴线倾斜配置。在这样的螺纹磨床中，在磨削之前需要对工件进行磨具的定心。
作为现有的定心方法，例如在专利文献1中公开了下述定心方法：将球状的被测头安装在相对于工件的旋转轴线倾斜的磨具轴的轴线上的磨具安装位置，并且将测量器把持在使工件旋转的主轴上，然后，使测量器在被测头的周围旋转从而用测量器测量被测头的位置，基于测量结果来移动磨具轴，由此将被测头的球心定位在工件的旋转轴线上，之后，用磨具替换被测头并安装在磨具轴上。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2002-326144号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，由于在专利文献1所记载的现有的定心方法中，是在磨具安装部安装专用的测量夹具(球状的被测头)进行测量，而并非用磨具本身进行测量，因此不仅需要测量夹具和磨具的互换这样的麻烦的作业，并且还有可能因互换导致测量精度变差。
本发明是鉴于上述情况而做出，其目的在于提供一种能够以简单的测量作业高精度进行定心的螺纹磨床的磨具定心方法和定心用测量装置。
用于解决课题的手段
本发明的上述目的，通过下述结构来实现。
(1)一种磨具的定心方法，其是螺纹磨床的磨具的定心方法，该螺纹磨床包括：磨具轴；安装于上述磨具轴的磨具；和与上述磨具轴对置的主轴，该主轴用于安装具有需磨制螺纹槽的圆筒内周面的工件，上述磨具轴的旋转轴线根据上述螺纹槽的导程角而相对于上述主轴的轴线倾斜，上述磨具的定心方法的特征在于，具有：
按照使具有圆筒外周面的定心装置的中心轴线与上述主轴的轴线一致的方式将该定心装置装配于上述主轴的工序；
将具有第一测量器和第二测量器的测量单元以能够沿着上述定心装置的轴向移动的方式装配于上述定心装置的工序，其中，上述第一测量器具有第一测头，该第一测头在与上述定心装置的轴向正交的正交方向上与上述磨具的一侧顶部触碰；上述第二测量器具有第二测头，该第二测头在上述正交方向上与上述磨具的和上述一侧顶部对置的另一侧顶部触碰；
通过使上述第一测头和上述第二测头与上述定心装置的圆筒外周面触碰，设定上述第一测量器的原点和上述第二测量器的原点的工序；
通过使上述测量单元沿着上述定心装置的轴向移动，使上述第一测头和上述第二测头分别与上述正交方向上的上述磨具的两侧顶部触碰的工序；和
通过调节上述磨具轴的位置，使得以上述第一测量器的上述原点为基准的测量值与以上述第二测量器的上述原点为基准的测量值相等，将上述磨具的中心定位于上述主轴的轴线上的工序。
(2)根据上述(1)所记载的上述方法，其还具有：
调节上述第一测量器和上述第二测量器的位置的工序，使得在上述测量单元以上述定心装置为中心旋转了90度的状态下，上述第一测头与和上述磨具的倾斜方向正交的方向上的上述磨具的一侧顶部触碰，上述第二测头与和上述磨具的倾斜方向正交的方向上的与上述一个顶部对置的上述磨具的另一侧顶部触碰；
通过使利用上述定心装置设定于原点的上述第一测量器和上述第二测量器沿着上述定心装置的轴向移动，使得上述第一测头和上述第二测头与和上述磨具的倾斜方向正交的方向上的上述磨具的两侧顶部触碰的工序；和
通过调节上述磨具轴的位置，使得以上述第一测量器的上述原点为基准的测量值与以上述第二测量器的上述原点为基准的测量值相等，将上述磨具的中心定位于上述主轴的轴线上的工序。
(3)一种磨具定心用测量装置，其是用于螺纹磨床的磨具定心的测量装置，该螺纹磨床具有：磨具轴；安装于上述磨具轴的磨具；和与上述磨具轴对置的主轴，上述主轴用于装配具有需磨制螺纹槽的圆筒内周面的工件，上述磨具轴的旋转轴线根据上述螺纹槽的导程角而相对于上述主轴的轴线倾斜，上述磨具定心用测量装置的特征在于，具有：
定心装置，其具有圆筒外周面，以中心轴线与上述主轴的轴线一致的方式装配在上述主轴上；
测量单元，其具有筒体、第一测量器和第二测量器，利用上述第一测量器和上述第二测量器来测量上述磨具在与上述定心装置的轴向正交的正交方向上的位移，其中，上述筒体以能够沿着轴向和周向相对于上述定心装置移动的方式装配于上述定心装置的圆筒外周面，上述第一测量器具有第一测头，上述第一测头在上述正交方向上与上述磨具的一侧顶部触碰，上述第二测量器具有第二测头，上述第二测头在上述正交方向上与上述磨具的和上述一侧顶部对置的另一侧顶部触碰。
(4)根据上述(3)所记载的测量装置，上述第一测量器和上述第二测量器中的至少一个测量器能够沿着上述定心装置的轴向相对于上述筒体移动。
发明的效果
根据本发明的螺纹磨床的磨具定心方法，能够在将磨具安装在磨具轴上的状态下，通过使两个测量器的测头从与主轴的轴线垂直的半径方向同时与磨具的倾斜方向上的两侧顶部触碰，精确地测量倾斜的磨具的位置。因此，无需花费对专用测量夹具与磨具进行互换的工夫，也无需担心因互换导致测量精度变差，能够以简单的测量作业高精度进行定心。
另外，根据本发明的螺纹磨床的磨具定心用测量装置，仅通过使用定心装置和筒体上安装有两个测量器的测量单元，就能够在将磨具保持安装于磨具轴的状态下，简单且高精度地进行倾斜磨具的定心。
附图说明
图1是实施本发明定心方法时的状态的示意图，图1(a)表示侧视图，图1(b)表示俯视图。
图2是该定心方法的最初工序的说明图。
图3是图2的下一道工序的说明图。
图4是图3的下一道工序的说明图。
图5是图4的下一道工序的说明图。
图6是实施磨具的进刀方向的定心时的状态的侧视图。
符号说明
1  主轴
3  定心装置
3A  圆筒外周面
10  测量单元
20A、20B  测量器
22  测头
51  磨具轴
52  磨具
S   主轴的轴线
T   磨具的旋转轴线
O   磨具的中心
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是实施本发明实施方式的定心方法时的状态的侧视图，图2～图5是定心方法的工序说明图。
如图1所示，该螺纹磨床具有：支承于未图示的主轴台并能够自由旋转的主轴1；和支承于未图示的磨具台并在轴线方向上与主轴1对置的磨削轴50。主轴1能够围绕水平的轴线S旋转，在主轴1上安装有未图示的工件。磨具轴51被支承于磨削轴50的前端部并能够自由旋转，圆盘状的磨具52安装在磨具轴51的前端。
该磨具52用于对安装在主轴1上的工件的圆筒内周面磨削出螺纹槽，因此，根据螺纹槽的导程角，使磨具轴51的旋转轴线T在与主轴1的轴线S平行的基准平面内相对于主轴1的轴线S倾斜角度α。在该实施方式中，由于与主轴1的轴线S平行的基准平面是铅垂面，所以磨具52在上下方向倾斜角度α。
用于实施本实施方式的定心方法的测量装置具备：具有作为定心基准的圆筒外周面3A，在中心轴线与主轴1的轴线S一致的状态下，通过卡盘(chuck)2安装于主轴1的圆筒状定心装置3；和能够沿该定心装置3的圆筒外周面3A自由滑动并与之嵌合的测量单元10。测量单元10具有：安装于定心装置3的圆筒外周面3A，能够沿着轴向(图1中箭头A的方向)和周向(图1中箭头B的方向)自由滑动的筒体11；和藉助臂部12、13安装于该筒体11的两个测量器(千分表)20A、20B。
两个测量器20A、20B被设置为能够通过使各测头22的平坦面分别与安装于磨具轴51的磨具52的倾斜方向的两侧顶部(在本实施方式中为上下顶点)触碰，测量磨具52在与主轴1的轴线S垂直的方向上的位移。即，测量器20A、20B被安装在周向隔开180度的位置。在此，两个测量器20A、20B中的至少一个测量器(在本实施方式中仅测量器20B)被设置为能够沿着箭头C所示的主轴1的轴线S的方向调节其相对于筒体11的位置。
在用该测量装置进行磨具52的定心的情况下，首先如图2所示，藉助卡盘2将具有作为定心基准的圆筒外周面3A的定心装置3安装于主轴1。此时，定心装置3的中心轴线与主轴1的轴线S一致。接着，将测量单元10的筒体11嵌于定心装置3的外周面。
然后，如图3所示，使测量单元10沿着轴向滑动，调节两个测量器20A、20B在轴线S方向的位置，使得测头22能够分别与倾斜的磨具52的两侧顶部触碰。具体而言，在定位为使得上侧的测量器20A的测头22与磨具52的上侧的顶点触碰的状态下，使下侧的测量器20B沿着轴线方向(箭头C方向)移动，以使得下侧的测量器20B的测头22与磨具52的下侧的顶点触碰。
接着，如图4所示，通过使测量单元10沿轴向(箭头A1方向)滑动，使两个测量器20A、20B的各测头22的平坦面与定心装置3的圆筒外周面3A触碰。如此设定两个测量器20A、20B的原点(零点)。
接着，如图5所示，使测量单元10在定心装置3上沿着轴向(箭头A2方向)滑动，使两个测量器20A、20B的各测头22分别与磨具52的倾斜方向的两侧顶部(上下2点)触碰。
然后，调节磨具轴51上下方向的位置，以使得两个测量器20A、20B的以原点为基准的测量值相等。如此将磨具52的中心O(磨具轴51的旋转轴线T与磨具52的厚度方向的中心线U的交点)在铅垂面内定心于主轴1的轴线S。
接着说明对进刀方向(水平方向)的磨具52进行定心的方法。在上述工序中将磨具52的中心在铅垂面内定心于主轴1的轴线S之后，在进刀方向进行磨具52的定心的情况下，如图6所示，将测量单元10在定心装置3上旋转90度，使两个测量器20A、20B位于水平面内。然后，在该状态下，调节两个测量器20A、20B的位置，使得测头22能够分别从与主轴1的轴线S垂直的半径方向与安装于磨具轴51的磨具52的倾斜方向正交的方向(水平方向)的两侧顶部(从磨具52的正面观察时为左右的顶点)触碰。即，使两个测量器20A、20B在轴线S方向上的位置一致。
接着，使利用定心装置3设定了原点的两个测量器20A、20B的各测头22分别与上述两侧顶部触碰。然后，在水平方向调节磨具轴51的位置，使得两个测量器20A、20B的以原点为基准的测量值相等。如此将磨具52的中心O在水平面内定心于主轴1的轴线S。
如上所述，根据本实施方式的螺纹磨床的磨具定心方法，其具有：在定心装置3的中心轴线与主轴1的轴线S一致的状态下，将具有作为定心基准的圆筒外周面3A的该定心装置3安装于主轴1的工序；将把持有两个测量器20A、20B以使各测头22能够分别从与主轴1的轴线S垂直的半径方向与安装于磨具轴51的磨具52的倾斜方向的两侧顶部触碰的测量单元10以能够沿着轴向滑动的方式安装于定心装置3的工序；通过使两个测量器20A、20B的各测头22与定心装置3的圆筒外周面3A触碰来设定两个测量器20A、20B的原点的工序；通过使测量单元10在轴向上沿着定心装置3移动，使两个测量器20A、20B的各测头22分别与磨具52的倾斜方向的两侧顶部触碰的工序；和通过调节磨具轴51的位置以使得两个测量器20A、20B的以原点为基准的测量值相等，将磨具52的中心在基准平面内定心于主轴1的轴线S的工序。由此，能够在磨具52安装于磨具轴51的状态下，使两个测量器20A、20B的测头22从与主轴1的轴线S垂直的半径方向同时与磨具52的倾斜方向的两侧顶部触碰，从而能够精确测量倾斜的磨具52的位置。因此，无需花费对专用测量夹具与磨具进行互换的工夫，也无需担心因互换导致测量精度变差，能够以简单的测量作业高精度进行定心。
另外，还具有下述工序：调节两个测量器20A、20B的位置，使得在测量单元10以定心装置3为中心旋转了90度的状态下，能够使各测头22从与主轴1的轴线S垂直的半径方向与和安装于磨具轴51的磨具52的倾斜方向正交的方向上的两侧顶部触碰的工序；通过使利用定心装置3设定了原点的两个测量器20A、20B的各测头22分别与上述两侧顶部触碰的工序；和通过调节磨具轴51的位置以使得两个测量器20A、20B的以原点为基准的测量值相等，使磨具52的中心在与基准平面正交的平面内定心于主轴1的轴线S的工序。由此能够进行磨具52在进刀方向上的定心。
另外，根据本实施方式的螺纹磨床的磨具的定心用测量装置，其具有：定心装置3，其具有作为定心基准的圆筒外周面3A，在使中心轴线与主轴1的轴线S一致的状态下安装于主轴1；和测量单元10，其具有以能够沿着轴向和周向相对于定心装置移动的方式装配于定心装置3的圆筒外周面3A的筒体11，该筒体11安装有两个测量器20A、20B，通过使各测头22与安装于磨具轴51的磨具52的倾斜方向的两侧顶部触碰，能够测量与主轴1的轴线S垂直的方向上的磨具52的位移。由此，通过仅使用定心装置3和筒体11上安装有两个测量器20A、20B的测量单元10，就能够在磨具52安装于磨具轴51的状态下，简单且高精度地进行倾斜的磨具52的定心。
另外，两个测量器20A、20B中的至少一个测量器被设置为能够沿着主轴1的轴线方向调节其相对于筒体11的位置。由此，能够使测量器20A、20B的位置在主轴1的轴线方向上错开，能够使两个测量器20A、20B的测头22分别与磨具52的倾斜方向的两侧顶部触碰。另外，由于能够改变测量器20A、20B的位置，所以即使磨具52的倾斜角度变更，也能够使磨具52的顶部分别与测量器20A、20B的各测头22触碰。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，能够适当进行变形、改良等。此外，只要能够实现本发明，上述实施方式中的各结构要素的材质、形状、尺寸、数量、配置部位等则没有限定，可以为任意形态。
以上，尽管参照特定实施方式对本发明进行了详细说明，但在不脱离本发明的精神和范围的前提下可进行各种变更和修正，这对于本领域技术人员而言是不言而喻的。本申请基于2012年10月31日提出的日本专利申请(特愿2012-240925号)而提出，其内容作为参照援引于此。

Claims (4)

1.一种磨具的定心方法，所述磨具是螺纹磨床上的磨具，所述螺纹磨床具有：磨具轴；安装于所述磨具轴的磨具；和与所述磨具轴对置的主轴，所述主轴用于装配具有需磨制螺纹槽的圆筒内周面的工件，所述磨具轴的旋转轴线根据所述螺纹槽的导程角而相对于所述主轴的轴线倾斜，所述磨具的定心方法的特征在于，具有：
按照使具有圆筒外周面的定心装置的中心轴线与所述主轴的轴线一致的方式将所述定心装置装配于所述主轴的工序；
将具有第一测量器和第二测量器的测量单元以能够沿着所述定心装置的轴向移动的方式装配于所述定心装置的工序，其中，所述第一测量器具有第一测头，所述第一测头在与所述定心装置的轴向正交的正交方向上与所述磨具的一侧顶部触碰；所述第二测量器具有第二测头，所述第二测头在所述正交方向上与所述磨具的和所述一侧顶部对置的另一侧顶部触碰；
通过使所述第一测头和所述第二测头与所述定心装置的圆筒外周面触碰，设定所述第一测量器的原点和所述第二测量器的原点的工序；
通过使所述测量单元沿着所述定心装置的轴向移动，使所述第一测头和所述第二测头分别与所述正交方向上的所述磨具的两侧顶部触碰的工序；和
通过调节所述磨具轴的位置，使得以所述第一测量器的所述原点为基准的测量值与以所述第二测量器的所述原点为基准的测量值相等，将所述磨具的中心定位于所述主轴的轴线上的工序。
2.如权利要求1所述的磨具的定心方法，其特征在于，还具有：
调节所述第一测量器和所述第二测量器的位置的工序，使得在所述测量单元以所述定心装置为中心旋转了90度的状态下，所述第一测头与和所述磨具的倾斜方向正交的方向上的所述磨具的一侧顶部触碰，所述第二测头与和所述磨具的倾斜方向正交的方向上的与所述一侧顶部对置的所述磨具的另一侧顶部触碰；
通过使得利用所述定心装置来设定原点的所述第一测量器和所述第二测量器沿着所述定心装置的轴向移动，使得所述第一测头和所述第二测头与和所述磨具的倾斜方向正交的方向上的所述磨具的两侧顶部触碰的工序；和
通过调节所述磨具轴的位置，使得以所述第一测量器的所述原点为基准的测量值与以所述第二测量器的所述原点为基准的测量值相等，将所述磨具的中心定位于所述主轴的轴线上的工序。
3.一种磨具定心用测量装置，所述磨具是螺纹磨床上的磨具，所述螺纹磨床具有：磨具轴；安装于所述磨具轴的磨具；和与所述磨具轴对置的主轴，所述主轴用于装配具有需磨制螺纹槽的圆筒内周面的工件，所述磨具轴的旋转轴线根据所述螺纹槽的导程角而相对于所述主轴的轴线倾斜，所述磨具定心用测量装置的特征在于，具有：
定心装置，所述定心装置具有圆筒外周面，以中心轴线与所述主轴的轴线一致的方式装配在所述主轴上；
测量单元，所述测量单元具有筒体、第一测量器和第二测量器，利用所述第一测量器和所述第二测量器来测量所述磨具的在与所述定心装置的轴向正交的正交方向上的位移，其中，所述筒体以能够沿着所述定心装置的轴向和周向相对于所述定心装置移动的方式装配于所述定心装置的圆筒外周面，所述第一测量器具有第一测头，所述第一测头在所述正交方向上与所述磨具的一侧顶部触碰，所述第二测量器具有第二测头，所述第二测头在所述正交方向上与所述磨具的和所述一侧顶部对置的另一侧顶部触碰。
4.如权利要求3所述的磨具定心用测量装置，其特征在于，
所述第一测量器和所述第二测量器中的至少一个测量器能够沿着所述定心装置的轴向相对于所述筒体移动。
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