JP2005001037A

JP2005001037A - 研削盤

Info

Publication number: JP2005001037A
Application number: JP2003165462A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Wakazono; 賀生若園; Hisanobu Kobayashi; 久修小林
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】クーラントの飛散を加工エリア内に抑えて円滑に機外に排出し、切粉やクーラントが機械に悪影響を与えないようにする。
【解決手段】砥石台１３が砥石台送り装置によってワーク支持駆動装置に向かって前進され、クーラント供給装置３５から加工区域にクーラントを供給しながら砥石車Ｇがワークを研削加工する。研削盤の全体カバー６０は分離カバーによって加工エリアとスライドエリアに分離されているので、研削加工によって生じる切粉およびクーラントが砥石台基部２４に飛散して砥石台スライド機構、砥石台送り装置に浸入し案内精度、送り精度を低化させることを防止できる。また、切粉およびクーラントは加工区域の下方に開口するクーラントシュート６８に直接落下回収され、クーラントトイ６９によって機外に排出されるので、これらがベッド１２を熱変形させて加工精度を低下させることがなくなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動されるワークに向かって回転駆動される砥石車を進退移動してワーク外周面を研削加工する研削盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砥石車が回転駆動可能に支承された砥石台を主軸台および心押台に向かって進退可能にベッド上にスライド機構を介して装架し、主軸台と心押台との間に回転駆動可能に支承されたワークを砥石車によってクーラントノズルからクーラントを掛けながら研削加工する研削盤において、クーラントが飛散することを防止するために、砥石車がワークを研削加工する加工エリアをカバーで覆っている。特許文献１には、砥石車を覆う砥石車カバーを砥石台に設け、ワークを覆うカバーを砥石車カバーまで覆うように後方に拡大してベッドに固定し、クーラントの飛散を確実に防止したカバー装置を備えた研削盤が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９６４５９号公報（第３，４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の研削盤では、砥石車がワークを研削加工する加工エリアと砥石台のスライド機構を覆うスライドエリアとにカバー装置が分離されていないので、クーラントが砥石台のスライド機構や送り機構に浸入する可能性があった。また、主軸台と心押台がベッドに載置されているので、砥石車がワークを研削加工する加工区域から切粉やクーラントがベッド上に直接落下してベッドを熱変形させて加工精度を低下させることがあった。
【０００５】
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、クーラントの飛散を加工エリア内に抑えて円滑に機外に排出し、切粉やクーラントが機械に悪影響を与えないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ベッド上に載置されワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に軸承する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置とを備えた研削盤において、前記ワーク支持駆動装置および前記砥石台を覆う全体カバーをベッド上に取付け、前記全体カバー内を前記ワーク支持駆動装置、前記砥石車および前記軸受部が位置する加工エリアと前記基部および前記砥石台スライド機構が位置するスライドエリアに分離する分離カバーを前記軸受部と前記全体カバーとの間に配置し、前記加工エリア内において加工区域の下方に開口するクーラントシュートを前記ベッドに穿設したクーラント回収穴に収納し、前記クーラントシュートに落下回収された加工液を機外に導くためのクーラントトイを前記ベッドに配置したことである。
【０００７】
本発明によれば、砥石台が砥石台送り装置によってワーク支持駆動装置に向かって前進され、クーラント供給装置から加工区域にクーラントを供給しながら砥石車がワークを研削加工する。研削盤は分離カバーによって加工エリアとスライドエリアに分離されているので、研削加工によって生じる切粉およびクーラントが砥石台基部に飛散して砥石台スライド機構、砥石台送り装置に浸入し案内精度、送り精度を低下させることを防止できる。また、切粉およびクーラントは加工区域の下方に開口するクーラントシュートに直接落下回収され、クーラントトイによって機外に排出されるので、これらがベッドを熱変形させて加工精度を低下させることがなくなる。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記ベッド上に載置された断面Ｌ字形状のイケールと、該イケールの垂直壁に固定されワークを支持して回転駆動する主軸台とによって前記ワーク支持駆動装置を構成したことである。
【０００９】
この発明によれば、主軸台をクーラントシュート上にオーバハングしてワークを支持できるので、切粉およびクーラントをクーラントシュートに上方から好都合に落下させることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記ベッド上に載置された断面Ｌ字形状のイケールと、該イケールの垂直壁に主軸台スライド機構を介して主軸軸線方向に移動可能に装架され前記ワークの両端を支持する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台と、左右主軸台を主軸軸線方向に夫々移動させる左右主軸台移動装置と、前記ワークを両端から同期して回転駆動するために前記左右主軸を同期回転させる左右主軸サーボモータとによって前記ワーク支持駆動装置を構成したことである。
【００１１】
この発明によれば、左右主軸台を接近させてワークの両端を夫々支持するので、ワークを支持するために従来のようにラムを前進させてオーバハングすることがなくワークの支持剛性が高くなる。また、ワークは同期回転される左右主軸によって両端から捩れることなく高精度に回転駆動される。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記砥石台スライド機構および前記主軸台スライド機構を円筒ローラリニアガイドで構成したことである。
【００１３】
本発明によれば、砥石台の軸受部および基部は加工エリアおよびスライドエリアに夫々位置して離間しており、かつ主軸台はイケールからオーバハングしているが、砥石台の基部および主軸台を円筒ローラリニアガイドで案内することによって砥石台および主軸台を高剛性、高精度に支持することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記砥石台スライド機構および前記主軸台スライド機構を高剛性の円筒ローラリニアガイドで構成することにより、前記砥石台、砥石軸および主軸台などの１次の固有振動数を３００Ｈｚ以上にしたことである。
【００１５】
この発明によれば、小径砥石の周速を高速度にするために砥石軸が高速回転されて高周波数の加振源になっても、構造体が共振することがなく高精度の研削加工を行うことができる。
【００１６】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至５のいずれか１項において、前記砥石台送り装置をリニアモータによって構成したことである。
【００１７】
この発明によれば、研削盤の全体カバーが分離カバーによって加工エリアとスライドエリアに分離されているので、研削加工によって生じる切粉およびクーラントがスライドエリアに配置されたリニアモータに付着してリニアモータの送り精度を低下させることを防止できる。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。図１，２に示すように、研削盤１０は、ワークＷを水平な主軸軸線回りに回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置１１がベッド１２上に載置され、砥石車Ｇを主軸軸線と平行な軸線回りに回転駆動可能に支承する砥石台１３が主軸軸線と平行なＺ軸方向およびＺ軸と直角で水平なＸ軸方向にワークＷに対して相対的に移動可能にベッド１２上に装架されている。即ち、ベッド１２上には一対の円筒ローラリニアガイド１４のレール１５がＺ軸方向に延在して固定され、各レール１５に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体１６にトラバースベース１７が固定されている。ベッド１２上にはレール１５間にＺ軸リニアモータマグネット１８が固定され、トラバースベース１７の下面にはＺ軸リニアモータコイル１９がリニアモータマグネット１８に対向して固定され、Ｚ軸リニアモータ２０が構成されている。トラバースベース１７上には砥石台スライド機構である一対の円筒ローラリニアガイド２１のレール２２がＸ軸方向に延在して固定され、各レール２２に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体２３に砥石台１３の基部２４が固定されている。レール２２間にＸ軸リニアモータマグネット２５が固定され、基部２４の下面にはＸ軸リニアモータコイル２６がリニアモータマグネット２５に対向して固定され、砥石台送り装置であるＸ軸リニアモータ２７が構成されている。砥石台１３の前部には軸受部２８が設けられ、軸受部２８には砥石車Ｇを一端に装着された砥石軸２９が回転可能に軸承されている。砥石軸２９は他端にプーリ３０が固着され、基部２４に搭載された駆動モータ３１の出力軸に固着されたプーリ３２との間にベルト３３が掛渡されて回転駆動される。ベルト３３にはベルトテンション付与機構３４によって適宜テンションが付与される。
【００１９】
クーラント供給装置３５は、図略のタンク内に貯溜されたクーラントをモータにより駆動されるポンプによって汲み上げ、フレキシブルホースおよび砥石台１３の基部２４に取付けたクーラント供給管３７を経由して軸受部２８上に取付けられたクーラントノズル３６から砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺の加工区域に向けて供給する。
【００２０】
ベッド１２上には砥石台１３と対向する前方位置に旋回テーブル４０が旋回位置調整可能に固定され、旋回テーブル４０上に断面Ｌ字状の左右イケール４１ａ，４１ｂが固定されている。図３，４に示すように、左右イケール４１ａ，４１ｂの垂直壁４２ａ，４２ｂの砥石台１３と対向する一方面には、主軸台スライド機構である一対の円筒ローラリニアガイド４３のレール４４がＺ軸方向に延在して夫々固定され、各レール４４に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体４５に左右主軸台４６ａ，４６ｂが夫々固定されている。主軸台４６ａ，４６ｂにはワークＷの両端を支持する左右主軸４７ａ，４７ｂがＺ軸と平行な主軸軸線回りに回転可能に夫々軸承されている。左右主軸４７ａ，４７ｂの先端にはワークＷの両端面に穿設されたセンタ穴に嵌合してワークＷをセンタ支持する左右センタ４９ａ，４９ｂが夫々嵌着されている。左右主軸４７ａ，４７ｂはワークＷを両端から同期して回転駆動するために左右主軸サーボモータ４８ａ，４８ｂによって回転駆動される。
【００２１】
左右イケール４１ａ，４１ｂの垂直壁４２ａ，４２ｂの他方面には、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂによって夫々回転駆動される左右送りネジ５１ａ，５１ｂが主軸軸線方向に軸承されている。左右イケール４１ａ，４１ｂの垂直壁４２ａ，４２ｂにはＺ軸方向に長い貫通穴５２ａ，５２ｂが夫々穿設され、貫通穴５２ａ，５２ｂ内に左右バーガイド５３ａ，５３ｂが左右円筒ローラリニアガイド４３のレール４４の各間にＺ軸方向に配置され両端を貫通穴５２ａ，５２ｂの両端部で左右イケール４１ａ，４１ｂに固定されている。左右連結部材５４ａ，５４ｂの各中央部は貫通穴５２ａ，５２ｂ内で左右バーガイド５３ａ，５３ｂに摺動可能に嵌合され、左右連結部材５４ａ，５４ｂの各一端は左右送りネジ５１ａ，５１ｂに送りナット５５ａ，５５ｂを介してネジ結合され、各他端は左右主軸台４６ａ，４６ｂに連結されている。
【００２２】
左主軸台４６ａと左連結部材５４ａの他端との連結は、左連結部材５４ａが左送りネジ５１ａの正転によって右進され、左連結部材５４ａの他端にフローチングジョイント５６を介して連結された当接部材５７が、左主軸台４６ａの前壁５８ａの裏面に当接し押圧することによって行われる。なお、左連結部材５４ａが左送りネジ５１ａの逆転によって左進されると、当接部材５７に設けた係止部が前壁５８ａに係合して左主軸台４６ａを後退させる。右主軸台４６ｂと右連結部材５４ｂの他端との連結は、右主軸台４６ｂの前壁５８ｂの裏面と右連結部材５４ｂの他端との間に挿入された圧縮スプリング５９を介して行われる。前壁５８ｂと右連結部材５４ｂの他端との所定距離以上の開離は規制されているので、右連結部材５４ｂが右送りネジ５１ｂの逆転によって右進されると右主軸台４６ａが後退される。
【００２３】
左右主軸台４６ａ，４６ｂをＺ軸と平行な水平軸線方向に夫々移動させる左右主軸台移動装置７０ａ，７０ｂは、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂによって夫々回転駆動される左右送りネジ５１ａ，５１ｂ、左右連結部材５４ａ，５４ｂ、フローチングジョイント５６、当接部材５７および圧縮スプリング５９等によって構成されている。ワークＷを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置１１は、左右主軸台４６ａ，４６ｂ、左右センタ４９ａ，４９ｂが嵌着された左右主軸４７ａ，４７ｂ、左右円筒ローラリニアガイド４３、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂ、左右送りネジ５１ａ，５１ｂおよび左右バーガイド５３ａ，５３ｂ等によって構成されている。研削盤１０の位置関係は、ワーク支持駆動装置１１が位置する方を前側とし、ワーク支持駆動装置１１側から砥石台１３を見て左側、右側としている。
【００２４】
図１，２において、砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺の加工区域の下方には、クーラント回収穴６７がベッド１２上面に凹設され、加工区域に向かって上方に開口するクーラントシュート６８がクーラント回収穴６７内に収納されている。クーラントシュート６８の下端開口は、ベッド１２内を挿通して配置されたクーラントトイ６９に連通され、落下回収されたクーラントはクーラントトイ６９を流れて機外後方に排出される。
【００２５】
６０はワーク支持駆動装置１１、砥石台１３およびトラバースベース１７等を覆う全体カバー６０で、ベッド１２上に取付けられている。全体カバー６０内はワーク支持駆動装置１１、砥石車Ｇおよび砥石台１３の軸受部２８が位置する加工エリア６１と砥石台１３の基部２４、トラバースベース１７および円筒ローラリニアガイド１４、２１等が位置するスライドエリア６２とに分離カバー６６によって前後方向に分離されている。即ち、トラバースベース１７の前側には、軸受部２８がスライドエリア６２から加工エリア６１に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体６３が支柱を介して固定されている。枠体６３の上下外縁は全体カバー６０の下面およびベッド１２の上面に接近して配置され、左右外縁はトラバースベース１７のＺ軸方向移動を許容するために全体カバー６０の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。枠体６３の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体６３の左右外縁に固定され、他端が全体カバー６０の左右内面に固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂによって遮蔽され、枠体６３に穿設された軸受部２８の通過穴内周と軸受部２８の外周との間は、一端が軸受部２８の外周に固定され、他端が枠体６３の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー６５によって遮蔽されている。左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５によって、全体カバー６０内を加工エリア６１とスライドエリア６２とに分離する分離カバー６６が構成されている。
【００２６】
次に、上記実施の形態の作動について説明する。ワークＷが左右主軸台４６ａ，４６ｂ間に搬入されると、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂが駆動されて左右主軸台４６ａ，４６ｂが左右主軸台移動装置７０ａ，７０ｂによって互いに接近され、ワークＷが左右センタ４９ａ，４９ｂ間に挟持されて図略のクランプ装置によりクランプされる。左右主軸サーボモータ４８ａ，４８ｂが同期回転されて左右主軸４７ａ，４７ｂが同期回転されワークＷが両端から回転駆動される。Ｚ軸リニアモータ２０によってトラバースベース１７がＺ軸方向に移動されて砥石車ＷがワークＷの加工箇所とＺ軸方向で整列される。Ｘ軸リニアモータ２７が駆動されて砥石台１３が、早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度で前進され、クーラント供給装置３５によってクーラントノズル３６から加工区域にクーラントが供給され、駆動モータ３１によりベルト３３を介して回転駆動される砥石車ＧによってワークＷの加工箇所が研削加工される。
【００２７】
加工区域に供給されたクーラントは砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点を潤滑かつ冷却し切粉とともに加工区域直下に開口するクーラントシュート６８内に落下し、クーラントトイ６９を流れて機外に迅速に排出される。このように、切粉およびクーラントはクーラントシュート６８に直接落下回収され機外に迅速に排出されるので、ベッド１２上を流れて熱変形させ加工精度を低下させることがない。
【００２８】
トラバースベース１７のＺ軸方向移動につれて分離カバー６６の枠体６３がＺ軸方向に移動され、枠体６３の左右外縁に一端が固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂが伸縮し、枠体６３の左右外縁の外側と全体カバー６０の左右内面との間にできるスペースを遮蔽する。砥石台１３の軸受部２８がＸ軸方向に進退すると、一端が軸受部２８の外周に固定された通過穴蛇腹カバー６５が伸縮して軸受部２８と通過穴との間を遮蔽する。左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５からなる分離カバー６６によって、全体カバー６０内がワー砥石車ＧがワークＷを研削加工する加工エリア６１と、砥石台１３が円筒ローラリニアガイド１４，２１によってＺ軸およびＸ軸方向にガイドされるスライドエリア６２とに分離され、切粉およびクーラントが円筒ローラリニアガイド１４，２１、リニアモータ２０，２７に浸入して案内精度、送り精度を低下させることがない。ワークＷの研削加工が完了すると、砥石台１３がＸ軸リニアモータ２７によって戻り速度で後退され一研削サイクルが終了する。
【００２９】
上記実施形態では、砥石台１３をトラバースベース１７によってＺ軸方向にワーク支持駆動装置１１に対し相対移動するようにしているが、ワーク支持駆動装置１１をＺ軸方向に移動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研削盤の側面図。
【図２】図１に示す研削盤の全体カバーを外して上方から見た平面図。
【図３】ワーク支持駆動装置の断面平面図。
【図４】ワーク支持駆動装置の側面図。
【符号の説明】
１０・・・研削盤、１１・・・ワーク支持駆動装置、１２・・・ベッド、１３・・・砥石台、１４，２１・・・円筒ローラリニアガイド、２０，２７・・・リニアモータ、２４・・・基部、２８・・・軸受部、３５・・・クーラント供給装置、３６・・・クーラントノズル、４１ａ，４１ｂ・・・左右イケール、４２ａ，４２ｂ・・・垂直壁、４３・・・左右円筒ローラリニアガイド、４６ａ，４６ｂ・・・左右主軸台、４７ａ，４７ｂ・・・左右主軸、４８ａ，４８ｂ・・・左右主軸サーボモータ、６０・・・全体カバー、６１・・・加工エリア、６２・・・スライドエリア、６３・・・枠体、６４ａ，６４ｂ・・・左右蛇腹カバー、６５・・・通過穴蛇腹カバー、６６・・・分離カバー、６８・・・クーラントシュート、６９・・・クーラントトイ、７０ａ，７０ｂ・・・左右主軸台移動装置，Ｇ・・・砥石車、Ｗ・・・ワーク。

Claims

ベッド上に載置されワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に軸承する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置とを備えた研削盤において、前記ワーク支持駆動装置および前記砥石台を覆う全体カバーをベッド上に取付け、
前記全体カバー内を前記ワーク支持駆動装置、前記砥石車および前記軸受部が位置する加工エリアと前記基部および前記砥石台スライド機構が位置するスライドエリアに分離する分離カバーを前記軸受部と前記全体カバーとの間に配置し、
前記加工エリア内において加工区域の下方に開口するクーラントシュートを前記ベッドに穿設したクーラント回収穴に収納し、
前記クーラントシュートに落下回収された加工液を機外に導くためのクーラントトイを前記ベッド内に配置したことを特徴とする研削盤。
請求項１において、前記ベッド上に載置された断面Ｌ字形状のイケールと、該イケールの垂直壁に固定されワークを支持して回転駆動する主軸台とによって前記ワーク支持駆動装置を構成したことを特徴とする研削盤。
請求項１において、前記ベッド上に載置された断面Ｌ字形状のイケールと、該イケールの垂直壁に主軸台スライド機構を介して主軸軸線方向に移動可能に装架され前記ワークの両端を支持する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台と、左右主軸台を主軸軸線方向に夫々移動させる左右主軸台移動装置と、前記ワークを両端から同期して回転駆動するために前記左右主軸を同期回転させる左右主軸サーボモータとによって前記ワーク支持駆動装置を構成したことを特徴とする研削盤。
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記砥石台スライド機構および前記主軸台スライド機構を円筒ローラリニアガイドで構成したことを特徴とする研削盤。
請求項４において、前記砥石台スライド機構および前記主軸台スライド機構を高剛性の円筒ローラリニアガイドで構成することにより、前記砥石台、砥石軸および主軸台などの１次の固有振動数を３００Ｈｚ以上にしたことを特徴とする研削盤。
請求項１乃至５のいずれか１項において、前記砥石台送り装置をリニアモータによって構成したことを特徴とする研削盤。