JP2001062682A - テーブル切込み式研削盤 - Google Patents

テーブル切込み式研削盤

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JP2001062682A
JP2001062682A JP23606799A JP23606799A JP2001062682A JP 2001062682 A JP2001062682 A JP 2001062682A JP 23606799 A JP23606799 A JP 23606799A JP 23606799 A JP23606799 A JP 23606799A JP 2001062682 A JP2001062682 A JP 2001062682A
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JP
Japan
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grinding
work
bed
grinding machine
grinding wheel
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JP23606799A
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Tadashi Yamauchi
正 山内
Kazuo Tabuchi
一雄 田渕
Hiroo Kikuchi
宏朗 菊地
Naoki Makino
直樹 牧野
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、重量の大きい砥石台を切込み
送りすることなく、高速、高精度の切込み送りのできる
研削盤を提供することである。 【構成】ベッド1上の前後方向に摺動自在に載置された
ワークテーブルである旋回テーブル15上の主軸台17
と心押台18のセンター間にワークW(複数の円筒加工
箇所を有するもの)が支持され、回転駆動される。一
方、ベッド1に固定された砥石台2には前記ワークWの
加工箇所に対応する複数の砥石車5a〜fが支持され、
回転駆動される。そして、ベッド1上の両側前後方向に
固定された送り用ボールねじ30、30´をサーボモー
タ34、34´を同期制御することにより、該ボールね
じ30、30´に螺合するナットホルダにその両端がピ
ボット43、43´連結された旋回テーブル15が進退
移動され、砥石車5a〜fに対して切込み送りしてワー
クWの研削作業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転砥石車を有する砥
石台をベッドに固定し、ワークを支持するワークテーブ
ルをベッド上で、砥石台に対して切込み送りするように
構成されたテーブル切込み式研削盤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、回転砥石車を有する砥石台をワ
ークの回転外周に進退して研削加工を行う形式の研削盤
は、図5に示すような構成となっている。すなわち、ベ
ッド51の一端に左右方向にワークWを回転支持する主
軸台53がワークテーブル52を介して設けられ、ベッ
ド1上の長手方向に案内され、前記主軸台の主軸(ワー
クの軸心)と直交する方向に進退自在に砥石台54が支
持されている。砥石台54の先端部には、ワークWの軸
線と平行する方向に1個又は複数の砥石車61を有する
砥石軸62が回転自在に支持され、駆動モータ(図示せ
ず)により回転駆動されるようになっている。ベッド5
1上に前記砥石台54の案内面に沿って砥石台送り用ね
じ57が前後のベアリングサポート55、56により支
持され、歯車減速機構60を介してサーボモータ59に
より制御回転されるように構成されている。この場合、
両ベアリングサポート55、56は、砥石軸軸心の高さ
を抑えること、砥石車61との干渉を避けること等によ
り砥石車61の後方に設けられる。前記送り用ねじ57
には、砥石台54の下部に固定されたナットホルダ58
中に保持されたナットが螺合されており、砥石台54
は、サーボモータ59を回転することにより歯車減速機
構60を介して送りねじ57を回転させ、それに螺合し
ているナットを介してワークWに対して進退制御される
ように構成されている。また、クランクピンの研削等の
複数の砥石車による加工の際には、加工箇所はその軸線
方向に幅があることから、ワークWにテーパが生じやす
く、そのテーパ加工誤差を排除するため、砥石台54上
に支持されている砥石軸62を、その軸線方向(ワーク
軸線に接近、離間する方向)に傾動することのできるテ
ーパ補正装置63が設けられており、ワークのテーパ加
工誤差を補正している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
構成された研削盤では、砥石台の重量が大きいので砥石
台の送り系に減速装置が必要となり、減速装置による送
り精度の低下、送り速度の低速化等の問題があり、ま
た、送りねじ57の軸心と、砥石台の重心を完全に一致
させることができないため、砥石台の進退時に砥石台に
微妙な蛇行が発生し、加工精度に悪影響を与えるという
問題があった。さらに、前記のように構成された研削盤
では、砥石台54を切込み送りするためには、ワーク軸
心の鉛直線(イ)と砥石車61の軸心の鉛直線(ロ)と
の距離が正確に制御送りされることが必要とされるが、
制御される点はナットホルダ58であるので、送り制御
するための力の伝達経路は、ワークWの軸心(イ)、前
側ベアリングサポート55、ナットホルダ58、砥石車
軸心(ロ)となる。したがって、力の伝達経路の距離
は、主軸台のワーク軸心の鉛直線(イ)と送りねじの前
側ベアリングサポート55の基準線(ハ)との距離A、
前側ベアリングサポート55からナットホルダ58の基
準線(ニ)との距離B、及びナットホルダ58から砥石
車軸心の鉛直線(ロ)までの距離C、の合計(A+B+
C)と長いものとなるので、加工精度は、夫々の部分の
歪みや熱変形の影響を受け、加工精度に悪影響を与える
という問題があった。さらに、テーパ加工誤差の補正の
ためのテーパ補正装置が、加振源である砥石軸62に設
けられているので、ワークの真直度、真円度に悪影響を
及ぼすことになる。
【0004】そこで、本発明の目的は、上記問題点を解
決し、重量の大きい砥石台を切込み送りすることなく、
高速、高精度の切込み送りのできる研削盤を提供するこ
とである。本発明の他の目的は、切込み送りの力の伝達
経路を短くすることにより、熱変形等による加工精度へ
の悪影響を少なくした加工精度の高い研削盤を提供する
ことである。本発明のさらに他の目的は、テーパ補正機
構を砥石台に設ける必要がなく、加工精度への振動の悪
影響を少なくした加工精度の高い研削盤を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のテーブル切込み式研削盤は、砥石車を回転
支持する砥石台をベッドに固定し、ベッド上にワークを
回転支持するワークテーブルを砥石台に対し進退可能と
し、該ワークテーブルの両端を一対の送り装置により砥
石車の径方向に進退するようにしたことを特徴とするも
のである。
【0006】また、本発明のテーブル切込み式研削盤
は、前記特徴に加え、前記ワークテーブルを、ベッド上
で砥石台に対して進退する切込みテーブルと、該切込み
テーブル上にセンターピボットで連結された旋回テーブ
ルとで構成すると共に、前記送り装置をねじ送り機構で
構成し、旋回テーブルの両端を前記ねじ送り機構の送り
ねじに螺合するナットホルダと連結したことを特徴とす
るものである。ここで、ナットホルダが連結されるテー
ブルの両端とは、両端面の近辺が好ましいが、両端面と
センタピボットとの間の適宜位置を意味する。
【0007】また、本発明のテーブル切込み式研削盤
は、前記特徴に加え、前記ねじ送り機構の送りねじのス
ラスト基準を砥石軸中心と整列(直下に配置)し、ナッ
トをワークの回転中心と整列(直下に配置)したことを
特徴とするものである。
【0008】さらにまた、本発明のテーブル切込み式研
削盤は、前記特徴に加え、砥石台に両端支持した砥石軸
の支持部間に複数の砥石車を取り付けたマルチホイール
研削盤であることを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のテーブル切込み式研削盤
は、砥石車を回転支持する砥石台をベッドに固定し、ベ
ッド上にワークを回転支持するワークテーブルを砥石台
に対し進退可能とし、該ワークテーブルの両端を一対の
送り装置により砥石車の径方向に進退するようにしたこ
とを特徴とするものであるので、ワークテーブルをその
両端で同時に進退させるので蛇行することがなく、精密
送りが可能となる。また、重量が重く、振動発生源であ
る砥石台をベッドに固定し、ワークテーブルを進退する
ようにしたので、振動の影響の少ない高精度加工の可能
な研削盤を構成できる。
【0010】また、本発明のテーブル切込み式研削盤
は、前記ワークテーブルを、ベッド上で砥石台に対して
進退する切込みテーブルと、該切込みテーブル上にセン
ターピボットで連結された旋回テーブルとで構成すると
共に、前記送り装置をねじ送り機構で構成し、旋回テー
ブルの両端を前記送りねじ機構の送りねじに螺合するナ
ットホルダと連結しているので、ワークテーブルの切込
み送り機構がテーパ調整機能を兼ねることができ、従来
のように砥石軸を傾動させるテーパ補正機構を設ける必
要がなく、また、サーボモータの回転を制御して送りね
じの回転を制御することにより加工中に同時にテーパ補
正を行うことが可能となっった。
【0011】さらにまた、本発明のテーブル切込み式研
削盤は、前記送りねじのスラスト基準を砥石軸中心と整
列(直下に配置)し、ナットをワークの回転中心と整列
(直下に配置)したことにより、砥石軸とワーク回転軸
との間の送り機構の力伝達経路が、両者の軸間距離に相
当する最短となり、送り系の剛性が向上すると共に、熱
変位の影響は、両者の軸間距離に相当する送りねじの部
分の熱変位だけとなり、熱変位の悪影響を受け難い構成
となる。
【0012】さらにまた、本発明のテーブル切込み式研
削盤は、通常の円筒研削盤として構成できるが、砥石台
に両端支持した砥石軸の支持部間に複数の砥石車を取り
付け、複数の加工箇所を同時に加工するマルチホイール
研削盤として構成することにより、両端の加工箇所のス
パンが長いので、一対の送りねじによる同期送りをする
ことによりその効果を一層発揮することができる。
【0013】
【実施例】本発明のテーブル切込み式研削盤の1実施例
を図1〜図4について説明する。図1は本実施例のテー
ブル切込み式研削盤の全体を示す平面図である。図1に
示すように、ベッド1の後方には砥石台2が固定又は一
体形成されており、砥石台2の前部には両側の軸受部3
により砥石軸4が回転自在に支持され、両軸受部3の間
には複数の砥石車5a〜fが固定されている。砥石車5
は、砥石台2の後部に載置された砥石駆動モータ6によ
りプーリ7、ベルト10、プーリ8を介して駆動回転さ
れる。一方、ベッド1の前方部分には、前後方向に、V
形案内面12及び平形案内面13が設けられ、それら両
案内面12、13に案内されて、ワークWを回転自在に
支持するワークテーブルが前後方向に摺動自在に載置さ
れている。ワークテーブルを案内する案内面は、V形及
び平形として例示したが、この他、V形とV形の組合せ
や、T形や、LMガイド等も使用できる。ワークテーブ
ルは、後述するように、前記ベッド1上のV形案内面1
2及び平形案内面13に案内支持される切込みテーブル
14と、その上にセンターピボット16により旋回自在
に載置された旋回テーブル15とから構成され、旋回テ
ーブル15上には一端に主軸台17が、他端には心押台
18が載置され、主軸台17のチャック20と心押台1
8との間にワーク(例えばクランクシャフト)Wが支持
され、主軸台17の駆動モータ19により回転されるよ
うになっている。
【0014】そして、ベッド1の両側には、それぞれV
形案内面12及び平形案内面13に沿ってワークテーブ
ル14及び15を砥石台2の砥石車5の径方向に向かっ
て進退させるための一対の送り装置としての切込み送り
用ボールねじ30、30´が設けられている。両切込み
送り用ボールねじ30、30´は、それぞれ前側ベアリ
ングサポート31、31´と後側ベアリングサポート3
2、32´により回転自在にベッド1上に支持され、そ
の後部に設けられたエンコーダ35、35´付きサーボ
モータ34、34´によりカップリング33、33´を
介して回転制御されるように構成されている。本実施例
の場合にはその砥石軸4の支持部間にワークであるクラ
ンクシャフトWの各加工部分に対応する複数の砥石車5
a〜fが固定され、砥石台4の後部に設けられた砥石駆
動モータ6によりプーリ7、ベルト10、プーリ8によ
り砥石車5を回転駆動するように構成されている。この
ような研削盤は一般にマルチホイール研削盤と称される
ものである。さらに具体的な構成は、図1のA−A矢視
断面図である図2、図1のB−B矢視断面図である図3
により明らかとなる。
【0015】図2(図1のA−A矢視断面図)に示され
るように、ベッド1の前方部分に前後方向に形成された
V形案内面12に沿って、ベッド1上に送り用ボールね
じ30が前側ベアリングサポート31、後側ベアリング
サポート32により回転自在に支持されている。この場
合に、ボールねじ30は、後側ベアリングサポート32
によりスラスト方向が固定されており、前側ベアリング
サポート31においてはスラスト方向には固定されてい
ない。したがって、ボールねじ30が、負荷、熱等によ
り変形した場合には、後側ベアリングサポート32を基
準として前方へ向かって伸縮することになる。そして、
ボールねじ30のスラスト方向の基準となる後側ベアリ
ングサポート32は、砥石軸4の軸心の鉛直線(ロ)上
(直下)に配置され、後述の、切込みテーブル14を進
退するためのナット40を保持するナットホルダ41
は、ワークWの回転軸心の鉛直線(イ)上(直下)に配
置することにより、送り系の変形による誤差を最小にす
るように構成されている。ボールねじ30は、その軸後
端に取付けられたエンコーダ35付きのサーボモータ3
4によりカップリング33を介して回転制御される。
【0016】図3(図1のB−B矢視断面図)をも参照
して、ベッド1の前方の中央部には前後方向に、V形案
内面12及び平形案内面13が互いに離間して形成さ
れ、それら両案内面12、13に係合する形状の案内面
をその下面に有する切込みテーブル14が前後方向に摺
動自在に載置されている。切込みテーブル14は、ベッ
ド1のV形案内面12に係合する縦長のV形被案内部1
4aと、平形案内面13と係合する縦長の平形被案内部
14bとが夫々離間してベッド1上に案内支持されてお
り、両被案内部14a,14bは連結部14cにより一
体に結合されている。切込みテーブル14のV形被案内
部14a及び平形被案内部14bは、安定した案内をす
るために図2において明らかなように縦長に形成されて
いる。そのため、砥石台2の下部にまで及ぶことになる
ので、両被案内部14a,14bが摺動可能となるよう
に砥石台2の下部にトンネル45、46が設けられてい
る(図3参照)。したがって、切込みテーブル14は、
図1の平面図でみるとH形を形成している。なお、ベッ
ド1の中央部の凹所47はクーラント回収通路である。
【0017】切込みテーブル14(具体的には連結部1
4c)上には、旋回テーブル15がその中央部で鉛直に
配されたセンターピボット16により鉛直軸の周りに水
平旋回自在に載置されている。旋回テーブル15の両端
部には、ピボット43、43´が固定され、その先端は
下方に延在されている。両ピボット43、43´は、夫
々ベッド1上の前後方向に配置された送りねじ30、3
0´に螺合して進退されるナットホルダ41、41´と
係合されている。この係合は、ナットホルダ41、41
´の上面に設けられた溝42、42´に前記ピボット4
3、43´が嵌合することにより、両者が切込み方向に
は一体に移動し、これと直交する方向には移動自在とな
っている。本実施例においては、ピボット43、43´
は旋回テーブル15の両端部に固定され、それぞれナッ
トホルダ41、41´と係合されているが、ピボット4
3、43´を設ける位置は端部でなくともセンタピボッ
ト16と両端部の間であれば良いことになる。ナットホ
ルダ41、41´内には送り用ボールねじ30、30´
に螺合するナット40、40´が保持され、ナット4
0、40´はバックラッシュ除去のために互いに反対方
向に付勢された2つのナットから構成されている。
【0018】旋回テーブル15の上面には、一端に主軸
台17が、他端には心押台18が載置され、主軸台17
のチャック20と心押台18との間にワーク(例えばク
ランクシャフト)Wが支持され、主軸台17の駆動モー
タ19により回転されるようになっている。したがっ
て、サーボモータ34、34´の回転によりボールねじ
30、30´を回転させると、それに螺合されているナ
ット40、40´及び、ナットホルダ41、41´がベ
ッド1の前後方向に移動され、該ナットホルダ41、4
1´と切込み方向のみ一体化されたピボット43、43
´により旋回テーブル15及びそれとセンターピボット
16により一体化された切込みテーブル14がベッドの
前後方向(切込み送り方向)に摺動されることになる。
通常は、両サーボモータ34、34´を同期制御するこ
とにより、ベッド1上に固定された砥石軸4に平行にワ
ークWの軸線を保ちながら砥石車5の径方向に対してワ
ークWを切込み送りすることができる。
【0019】次ぎに、本発明の実施例における作動を図
4により説明する。旋回テーブル15上の主軸台17と
心押台18のセンター間にワークW(複数の円筒加工箇
所を有するもの)を支持し、主軸駆動モータ19により
回転駆動する。一方、砥石台2には前記ワークWの加工
箇所に対応する複数の砥石車5a〜fを固定し、砥石軸
4の端部に固定されたプーリ17を駆動モータ15、プ
ーリ16、ベルト18により回転させる。そして、両側
の送り用ボールねじ30´30´をサーボモータ34、
34´を同期制御することにより、ワークWを砥石車5
a〜fに対して切込み送りして、研削作業を行う。ワー
クWの両端部分には公知の定寸装置48、49が設けら
れており、それら一対の定寸装置48、49の測定結果
により、ワークWの両端研削部にテーパが生じないとき
は、粗研削、精研削、微研削の間、左右一対のサーボモ
ータ34、34´が同期回転され、左右のナット(従っ
て、旋回テーブルの両端)は同一切込み送りされる。
【0020】研削途中(例えば、粗研削又は精研削の終
了時点)で、中間スパークアウト研削し、この状態にお
けるワークWの両端研削部の径を一対の定寸装置48,
49で測定する。その測定結果によりワークWのテーパ
状態が測定された場合には、その後の研削作業において
補正動作を行う。すなわち、図4において、左側研削部
が小径、右側研削部大径となる場合には、径差分だけ旋
回テーブル15の左端側を後退させるか、右側端を前進
させる(旋回位置イ)。逆に、右側研削部が小径、左側
研削部大径となる場合には、径差分だけ旋回テーブル1
5の右端側を後退させるか、左側端を前進させる(旋回
位置ロ)。このテーパ調整の後、その後の研削(精研削
又は微研削)を行い、定寸装置48、49の一方から定
寸信号が出る時、最終スパークアウト研削を行って、テ
ーブル15を同期して後退送りし、研削作業を終了す
る。テーパの補正は中間スパークアウト中に行ってもよ
いが、残りの研削切込みの中に径差分だけ一方のボール
ねじの回転量に徐々に加算するか、他方のボールねじの
回転量に徐々に減算するようにし、最終スパークアウト
研削時点でテーパが除去されるようにしてもよい。別な
使用形態として、左右の研削箇所に故意にテーパを付け
る加工形態も実現可能である。この場合、左右のボール
ねじの回転量を同期回転量に対し目的とするテーパ分だ
け異ならせることにより可能となる。
【0021】(その他の実施例)前記の実施例において
は、本発明のテーブル切込み式研削盤を、砥石台に両端
を支持された砥石軸の支持部間に複数の砥石車を取り付
けたマルチホイール研削盤に適用した例について述べた
が、本発明のテーブル切込み式研削盤はそれらマルチホ
イール研削盤に限らず、円筒研削盤等の他の研削盤とし
ても適用できることはいうまでもない。また、砥石台2
両側の送り装置をねじ送り機構として例示したが、その
他の形式の送り装置、例えばリニアモータ式送り装置を
用いることもできる。この場合、ベッド1上にステータ
を、旋回テーブル15に可動子(ロータ)を配置する。
【0022】
【発明の効果】本発明のテーブル切込み式研削盤は、砥
石台をベッドに固定し、ベッド上にワークを回転支持す
るワークテーブルを砥石台に対し進退可能とし、該ワー
クテーブルの両端を一対の送り装置により進退するよう
にしたので、ワークテーブルをその両端で同時に進退さ
せるので蛇行することがなく、精密送りが可能となる。
また、重量が重く、振動発生源でもある砥石台をベッド
に固定し、ワークテーブル側を進退するようにしたの
で、送り速度を早く出来ると共に、振動の影響の少ない
高精度加工の可能な研削盤を構成できる。
【0023】また、本発明のテーブル切込み式研削盤
は、前記ワークテーブルを、ベッド上で進退する切込み
テーブルと、該切込みテーブル上にセンターピボットで
連結された旋回テーブルとで構成すると共に、旋回テー
ブルの両端を前記送り装置の送りねじに螺合するナット
ホルダと連結しているので、テーブルの切込み送り機構
がテーパ調整機能を兼ねることができ、従来のように砥
石軸を傾動させるテーパ調節機構を設ける必要がなくな
った。また、サーボモータの回転を制御して送りねじの
回転を制御することにより加工中にテーパ調整を行うこ
とが可能となると共に、意識的にテーパ加工を行うこと
もできる。
【0024】さらにまた、本発明のテーブル切込み式研
削盤は、前記送り装置の送りねじのスラスト基準を砥石
軸中心と整列(直下に配置)し、ナットをワークの回転
中心と整列(直下に配置)したことにより、砥石軸とワ
ーク回転軸との間の送り機構の力伝達経路が、両者の軸
間距離に相当する最短となり、送り系の剛性が向上する
と共に、熱変位の影響は、両者の軸間距離に相当する送
りねじの部分の熱変位だけとなり、熱変位の悪影響を受
け難い。
【0025】さらにまた、本発明のテーブル切込み式研
削盤は、砥石台に両端支持した砥石軸の支持部間に複数
の砥石車を取り付けたマルチホイール研削盤として構成
すれば、両端の加工箇所のスパンが長いので、一対の送
りねじによる同期送りをすることによりその効果をより
効率的に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のテーブル切込み式研削盤の全
体を示す平面図。
【図2】本発明の実施例のテーブル切込み式研削盤を示
す、図1のA−A矢視断面図。
【図3】本発明の実施例のテーブル切込み式研削盤を示
す、図1のB−B矢視断面図。
【図4】本発明の実施例のテーブル切込み式研削盤にお
けるテーパ調整のための動作説明図。
【図5】本発明の従来例の研削盤を示す側面断面図。
【符号の説明】
1: ベッド 2: 砥石台 4: 砥石軸 5a〜f: 砥石車 14: 切込みテーブル 15: 旋回テーブル 16: センタピボット 17: 主軸台 18: 心押台 30、30´: ボールねじ 31、31´: 前側ベアリングサポート 32、32´: 後側ベアリングサポート 34、34´: サーボモータ 40: ナット 41、41´: ナットホルダ 43、43´: ピボット W: ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 宏朗 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 牧野 直樹 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 Fターム(参考) 3C034 AA13 AA19 BB22 BB32 BB37 BB56 BB74 DD20 3C043 AA01 AA12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】砥石車を回転支持する砥石台をベッドに固
    定し、ベッド上にワークを回転支持するワークテーブル
    を砥石台に対し進退可能とし、該ワークテーブルの両端
    を一対の送り装置により砥石車の径方向に進退するよう
    にしたことを特徴とするテーブル切込み式研削盤。
  2. 【請求項2】前記ワークテーブルを、ベッド上で砥石台
    に対して進退する切込みテーブルと、該切込みテーブル
    上にセンターピボットで連結された旋回テーブルとで構
    成すると共に、前記送り装置をねじ送り機構で構成し、
    旋回テーブルの両端を前記ねじ送り機構の送りねじに螺
    合するナットホルダと連結したことを特徴とする請求項
    1記載のテーブル切込み式研削盤。
  3. 【請求項3】前記送り装置をねじ送り機構で構成し、こ
    の機構の送りねじのスラスト基準を砥石軸中心と整列
    (直下に配置)し、ナットをワークの回転中心と整列
    (直下に配置)したことを特徴とする請求項1又は2記
    載のテーブル切込み式研削盤。
  4. 【請求項4】前記研削盤は、砥石台に両端支持した砥石
    軸の支持部間に複数の砥石車を取り付けたマルチホイー
    ル研削盤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    か1記載のテーブル切込み式研削盤。
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