JP2006035371A - Spindle hole polishing device - Google Patents
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Description
本発明は、本発明は旋盤やフライス盤等の工作機械における主軸のテーパ穴を、分解して移動することなく機械に据え付けられたままの状態で再研磨できるようにする主軸穴研磨装置に関するものである。 The present invention relates to a spindle hole polishing apparatus that allows a spindle hole in a machine tool such as a lathe or a milling machine to be re-polished while being disassembled and moved without being disassembled. is there.
従来より、マシニングセンタ等の工作機械における主軸のテーパ穴は長期間の使用で摩耗や疵が付くことがあり、そうなると加工制度に影響が出ることから一定期間又は一定使用時間が経過するとテーパ穴を研磨(研削)し直す再研磨処理が行われる。この再研磨処理を行うには、主軸を工作機械から分解して取外し、専用の内面研削盤にセットして研磨するものであった。 Conventionally, the taper hole in the spindle of a machine tool such as a machining center may become worn or wrinkled over a long period of use, and this will affect the machining system, so the taper hole will be polished after a certain period of time or a certain period of use. A re-grinding process is performed. In order to perform this re-polishing treatment, the spindle was disassembled from the machine tool and removed, and set on a dedicated internal grinding machine for polishing.
しかしながら、この主軸を取り外して再研磨する手段は大変面倒であるとともに、時間も多く掛かる能率の悪いものであったため、何らかの対策が望まれているものであった。尚、工作機械の主軸の着脱に関する例としては、特許文献1において開示されたものが知られている。
このような実情に鑑みることにより、本発明の目的は、主軸のテーパ穴の再研磨を工作機械に組み付けられたままの状態で行える研磨装置を提案するものであり、これによって主軸を機械から分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業を解消し、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようにする点にある。 In view of such circumstances, the object of the present invention is to propose a polishing apparatus that can re-grind the tapered hole of the main shaft while it is assembled to the machine tool, thereby disassembling the main shaft from the machine. In addition, it eliminates the cumbersome and time-consuming inefficient work of assembling, and makes it possible to re-polish the tapered hole of the spindle easily and conveniently.
請求項1の構成は、主軸穴研磨装置において、工作機械に据付自在な台枠2と、前記工作機械の主軸43のテーパ穴46を研磨自在な回転研磨具23を有する研磨機構5と、前記回転研磨具23の前記台枠2に対する姿勢を可変設定可能な姿勢調節機構Bと、前記姿勢調節機構Bによって前記台枠2に対する姿勢が定められた状態の前記回転研磨具23をその回転軸心X方向に移動自在な移動機構9と、から成ることを特徴とする。
The structure of claim 1 is the main shaft hole polishing apparatus, wherein the
請求項2の構成は、請求項1に記載の主軸穴研磨装置において、前記姿勢調節機構Bは、前記研磨機構5を前記台枠2に対して横軸心P回りに回動移動自在に支承するとともに、前記研磨機構5の前記台枠2に対する回動移動を阻止する係止機構6を設けて、前記回転軸心Xの水平面に対する角度θが増減調節自在な構造に構成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the spindle hole polishing apparatus according to the first aspect, the posture adjusting mechanism B supports the polishing mechanism 5 so as to be rotatable about the horizontal axis P with respect to the
請求項3の構成は、請求項2に記載の主軸穴研磨装置において、前記係止機構6は、前記回転研磨具23が前記横軸心P回りに下降揺動するのを受止めるとともに、台枠2に対する高さ調節が自在な載置具6Bを設けて構成されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the main shaft hole polishing apparatus according to the second aspect, the
請求項4の構成は、請求項1〜3の何れか一項に記載の主軸穴研磨装置において、前記移動機構9は、前記台枠2に前記姿勢調節機構Bを介して支持される受台3と、前記研磨機構5を支持するとともに前記受台3に対してスライド移動自在に支持される往復台4と、前記往復台4を前記受台3に対して往復スライド移動させるネジ送り手段nとから構成されていることを特徴とする。
The configuration of claim 4 is the spindle hole polishing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the moving mechanism 9 is supported by the
請求項5の構成は、請求項4に記載の主軸穴研磨装置において、前記ネジ送り手段nは、前記受台3に回転自在、かつ、軸方向移動不能に支承された螺軸10と、この螺軸10に螺合する状態で前記往復台4に装備されたコマ部材14とから成るとともに、前記螺軸10を手動回転操作するための操作ハンドル11が装備されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the spindle hole polishing apparatus according to the fourth aspect, wherein the screw feeding means n is a screw shaft 10 supported on the
請求項6の構成は、請求項5に記載の主軸穴研磨装置において、前記台枠2は、工作機械に載置して据付けるための底板2aと、前記研磨機構5を姿勢調節機構Bを介して支持すべく前記底板2aの左右端部から立ち上がる左右の側板2c,2dと、これら側板2c,2dの後端部どうしを連結する背板2bとから成る略箱状のものに構成されるとともに、前記背板2bには、前記操作ハンドル11を外部から手動回動操作するための操作用大孔7が形成されていることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the spindle hole polishing apparatus according to the fifth aspect, the
請求項1の構成によれば、台枠に姿勢調節機構及び移動機構を介して研磨機構が装備されて主軸穴研磨装置としてあるので、この主軸穴研磨装置を持ち運びして工作機械に据付自在、即ち主軸は工作機械に組付けられたままで主軸穴研磨装置を運んできてテーパ穴の研磨を行うことができる。つまり、主軸穴研磨装置を工作機械に持って行けるので、テーパ穴を再研磨するに当たり、主軸を工作機械から分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業が不要になって解消され、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようになる。 According to the configuration of claim 1, since the polishing mechanism is provided on the underframe via the attitude adjustment mechanism and the moving mechanism as the spindle hole polishing apparatus, the spindle hole polishing apparatus can be carried and installed on a machine tool. That is, the spindle can be polished by carrying the spindle hole polishing apparatus while the spindle is attached to the machine tool. In other words, since the spindle hole polishing machine can be brought to the machine tool, the troublesome and time-consuming work of disassembling and assembling the spindle from the machine tool is eliminated when re-polishing the tapered hole. Thus, the taper hole of the spindle can be re-polished easily and conveniently.
請求項2の構成によれば、姿勢調節機構によって回転研磨具の水平面に対する角度が増減調節自在であるから、水平な回転軸心を有する主軸即ちテーパ穴をその最下端位置においてテーパ穴内周面に沿う状態で略主軸回転軸心方向に回転研磨具を移動させて研磨することができる。つまり、回転研磨具の回転軸心と主軸の回転軸心とが平面視において一致するように台枠を工作機械にセットすることにより、回転研磨具の姿勢調節としては水平面に対する(台枠に対する)上下角度の位置を調節設定するだけで良いものとなり、例えば、上下角度と左右の旋回角度とを調節する構造に比べて、調節要素が最も少なくて済み、構造簡単で部品数も少なく廉価に主軸穴研磨装置を提供することができる。 According to the configuration of the second aspect, since the angle of the rotary polishing tool with respect to the horizontal plane can be increased or decreased by the posture adjusting mechanism, the main shaft having a horizontal rotation axis, that is, the tapered hole is formed on the inner peripheral surface of the tapered hole at the lowest end position. In this state, polishing can be performed by moving the rotary polishing tool substantially in the direction of the main shaft rotation axis. That is, by setting the frame on the machine tool so that the rotation axis of the rotary polishing tool and the rotation axis of the main shaft coincide with each other in a plan view, the posture of the rotary polishing tool is adjusted with respect to the horizontal plane (with respect to the frame). It is only necessary to adjust the position of the vertical angle. For example, compared with the structure that adjusts the vertical angle and the left and right turning angle, there are few adjustment elements, the structure is simple, the number of parts is small, and the spindle is inexpensive. A hole polishing apparatus can be provided.
請求項3の構成によれば、回転研磨具を横軸心回りで揺動自在とする枢支構造と、その下降揺動する回転研磨具を受止める載置具とを設けるだけの簡単な構造で済み、構造簡単で廉価に姿勢調節機構を構成できる利点がある。 According to the configuration of the third aspect, a simple structure in which a pivot structure that allows the rotary polishing tool to swing around the horizontal axis and a mounting tool that receives the rotary polishing tool that descends and swings is provided. Therefore, there is an advantage that the posture adjustment mechanism can be configured at a low cost with a simple structure.
請求項4の構成によれば、台枠側の受台と研磨機構側の往復台とを用いて精度良くスライド移動自在に支持できるとともに、ネジ送り手段によって往復台、即ち研磨機構をガタつきの少ない精度の良い状態で、かつ、無理なく少しずつスライド移動させることができる。つまり、回転研磨具を触れなく一定の送り速度で精度良く送り出し移動)できるので、主軸テーパ穴の再研磨処理を仕上げ精度に優れる状態で行える主軸穴研磨装置を提供することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the carriage can be slidably supported with high precision using the frame side receiving platform and the polishing mechanism side carriage, and the carriage, that is, the polishing mechanism is less loose by the screw feeding means. The slide can be moved little by little in a highly accurate state. That is, since the rotary polishing tool can be accurately fed and moved at a constant feed speed without touching, a spindle hole polishing apparatus capable of performing the polishing process of the spindle taper hole with excellent finishing accuracy can be provided.
請求項5の構成によれば、操作ハンドルを手指操作によって回動あっせることで螺軸を回動させ、螺軸に螺合しているコマ部材即ち往復台をスライド移動させることができる。つまり、移動機構は、電動モータ等の駆動減を持たない手動操作式に構成されており、回転研磨具を移動させるという必要な機能を得ながら、構造簡単で廉価なものとすることができる。 According to the configuration of the fifth aspect, the screw shaft is rotated by rotating the operation handle by finger operation, and the top member, that is, the carriage, screwed to the screw shaft can be slid. That is, the moving mechanism is configured as a manually operated type that does not have a reduction in driving of an electric motor or the like, and can have a simple structure and low cost while obtaining a necessary function of moving the rotary polishing tool.
請求項6の構成によれば、研磨機構を支持する台枠を、底板と左右の側板と背板との4面から成る略箱状のものに構成したので、研磨機構を下方、左右側亜方、及び後方からガードしながら強度や剛性に富むものとすることができるとともに、操作ハンドルを手動で回動操作するための操作用大孔を背板に形成してあるから、背板は研磨機構に近づけて、即ち、主軸穴研磨装置をコンパクトに構成しながらも回転研磨具のスライド移動が支障なく行える合理的なものとすることができる。 According to the configuration of the sixth aspect, the frame for supporting the polishing mechanism is formed in a substantially box-like shape including four surfaces of the bottom plate, the left and right side plates, and the back plate. It can be made strong and rigid while guarding from the rear and rear, and a large hole for operation for manually rotating the operation handle is formed in the back plate. It can be made rational, that is, the sliding movement of the rotary polishing tool can be performed without hindrance while the spindle hole polishing apparatus is made compact.
以下、本発明による主軸穴研磨装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は主軸穴研磨装置の全体側面図、図2は図1の主軸穴研磨装置の矢視A図、図3は駆動研磨機構の構造を示す側面図、図4はギヤ増速機構の一部を示す側面図、図5は主軸テーパ穴の研磨状況を示す作用図、図6は種類の異なる研磨工具が装着された研磨機構の要部を示す側面図、図7は旋盤による通常の作業状態を示す全体図、図8は主軸穴研磨装置を旋盤に装備させた状態を示す概略の全体図である。 Hereinafter, embodiments of a spindle hole polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an overall side view of the spindle hole polishing apparatus, FIG. 2 is an arrow A view of the spindle hole polishing apparatus in FIG. 1, FIG. 3 is a side view showing the structure of a drive polishing mechanism, and FIG. FIG. 5 is a side view showing the main part of the polishing mechanism equipped with different types of polishing tools, and FIG. 7 is a normal work by a lathe. FIG. 8 is a schematic overall view showing a state in which a lathe is equipped with a spindle hole polishing apparatus.
主軸穴研磨装置1は、図1、図2に示すように、工作機械(図示省略)に据付け自在なイケール構造の台枠2と、この台枠2に左右向きの第1支点Pで傾倒可能に支持される受台3と、受台3に前後スライド自在に支持される往復台4と、往復台4の上面に取付固定される駆動研磨機構5とから構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the spindle hole polishing apparatus 1 can be tilted at a
台枠2は、棒状載置具(係止機構の一例)6を有する底板2aと、操作用大孔7が形成される背板2bと、これら底板2a及び背板2bを左右から挟込んでボルト止め一体化する略三角形の左右側板2c,2dとから構成されている。左右の側板2c,2dには、受台3の脚部3Aの左右に形成された突出軸部3aを回動自在に内嵌する軸受孔8が形成されている。棒状載置具6は、底板2aに起立固定された棒状本体6Aと、ナット6nの操作によって昇降移動可能に棒状本体6Aの頂面に螺設されたピン部材(載置具の一例)6Bとから構成されている。尚、左右の側板2c,2dの外側には、紐掛け用のフック29(図2参照)が固定されている。
The
受台3は、往復台4を前後スライド自在に嵌合支持するベース3Bと、このベース3Bの下面側に位置する脚部3Aと、この脚部3Aの左右の突出軸部3aと、手動移動機構9とから構成されている。ベース3Bは、第1支点Pによる左右側板2c,2dに枢支されるとともに、前端部が棒状載置具6で受止め支持される略三点支持構造によって台枠2支持にされている。故に、ピン部材6Bの高さ位置を調節することにより、受台3の先端上がり傾斜角を増減調節設定することができる。
The
手動移動機構(移動機構の一例)9は、ベース3Bの背面に取付けられる軸受部材12を用いてベース3Bの後部に回転自在で、かつ、前後移動不能に嵌装される螺軸10と、その螺軸10の後方突出軸部10bに取付けられる操作ハンドル11と、ベース3Bの螺軸10の上側部分に形成された前後に長い長孔13を通して螺軸10に螺合されるコマ部材14とから構成されている。
A manual movement mechanism (an example of a movement mechanism) 9 includes a screw shaft 10 that is rotatably mounted on the rear portion of the
コマ部材14は、駆動研磨機構5を支持する往復台4の後部に上下貫通状態で埋設内嵌されており、その下部には螺軸10のネジ部10aに周方向の所定長さでもって螺合(噛合う)する噛合部14bを有している。コマ部材14は、蓋15とボルト16とによって往復台4に装備されている。つまり、操作用大孔7から手指操作でハンドル11を回して螺軸10を回動すれば、これに螺合されているコマ部材14が軸方向、即ち前後方向に動くから、コマ部材14を有する往復台4を螺軸10の軸方向である矢印イ方向(略前後方向)に正逆にスライド移動させることができる。
The
往復台4は、ベース3Bにスライド移動自在に嵌合支持される下部台部分4Aと、これの上側に位置する上部支持部分4Bとから成り、コマ部材14はこれら移動台部4A及び支持台部4Bとの双方を上下に貫通する状態で装備されている。往復台4は、図1に示される状態が受台3に対して最も後退した位置であり、操作ハンドル11の層により、仮想線せ示す突出位置までスライド移動させることができる。
The carriage 4 includes a
駆動研磨機構5は、モータ部17と、支持枠部18と、変速部19と、研磨工具21を支持する軸受部20とから構成されている。支持枠部18は、上部支持部分4Bにボルト止め載置されるとともに、変速部の一部を兼ねる側面視で逆L字状の部材であり、駆動研磨機構5を往復台4に固定支持させている。研磨工具21は、軸受部20に着脱自在に挿入支持される支承筒22と、この支承筒22に回転自在に支持される砥石(回転研磨具の一例)23とから成っている。つまり、モータ部17に導通して駆動回転すれば、その回転数を変速部19で増速して砥石23を高速で回転駆動することができる。
The drive polishing mechanism 5 includes a
駆動研磨機構5について詳しく説明する。図3、図4に示すように、変速部19及び支持枠部18は、モータ部17のモータ軸17aの回転数を増速して軸受部20の出力軸20Aに伝達するギヤ増速機構24を内蔵している。即ち、モータ軸17aに嵌装されたピニオン大ギヤ25と中間軸26の小ギヤ26aとが咬合し、かつ、中間軸26の大ギヤ26bと出力軸20Aの小ギヤ20aとが咬合する2段増速構造に構成されている。尚、中間軸26は、支持枠部18と変速部19とに跨って回転自在に支承されている。
The drive polishing mechanism 5 will be described in detail. As shown in FIGS. 3 and 4, the
研磨工具21の支承筒22は、砥石23の軸部23aを一体回転状態に内嵌する回転軸27を内装しており、その回転軸27の基端部と軸受部20の出力軸20Aの先端部とが凹凸係合による継手部28により、一体回転状態に伝道連結されている。また、支承筒22の基端部が軸受部20の先端部に内嵌自在に形成されており、この支承筒22の軸受部20への挿入に伴って出力軸20Aと回転軸27とが連動連結される。
The
次に、主軸孔研磨装置1の旋盤への装着並びに研磨について説明する。先に、図7に一般的な旋盤について簡単に説明する。旋盤Sは、旋盤本体を構成するベッド41と、これの一方の端部に設けられた駆動部42と、駆動部42に軸受50を介して支承された主軸43と、ベッド41の他方の端部に主軸43の軸方向に移動可能に設けられた心押台44と、心押台44に保持される心押センター45等から構成されている。主軸43には、その端部に形成されたテーパ穴46(後述)を利用してチャック47が取付けられており、このチャック47の爪48に一方の軸端g1が把持固定され、かつ、心押センター45に支持される他方の軸端g2を有するワーク(被加工対象物)Gが装備されている。この駆動回転されるワークGは、例えば、仮想線で示す切削工具(バイト)49によって端面研削される。
Next, mounting and polishing on the lathe of the spindle hole polishing apparatus 1 will be described. First, a general lathe will be briefly described with reference to FIG. The lathe S includes a
旋盤Sに主軸孔研磨装置1を装着するには、次のように行う。即ち、図8に示すように、チャック47を主軸43から取り去り、主軸43の端部並びにテーパ穴46が露出された状態としてから、主軸孔研磨装置1をベッド41における主軸43近くの箇所に載置する。それから、軸受部20の、即ち研磨工具21(砥石23)の回転軸心Xと主軸43の軸心Zとが平面視において一致するように、かつ、所定の高さ位置となるように台枠2を位置調節した後、台枠2をベッド41上にボルトなどを用いて固定する。次に、棒状載置具6の高さを調節し、回転軸心Xの水平線Hとなす傾斜角θ(図1参照)が主軸43のテーパ穴46の傾斜角度に合致するよう微調整する。
In order to attach the spindle hole polishing apparatus 1 to the lathe S, it is performed as follows. That is, as shown in FIG. 8, after removing the
主軸穴研磨装置1のセット操作が終わると、旋盤Sを起動させて主軸43を所定の回転数で回転させ、それからハンドル11を人為操作で回し、図5に示すように、受台3を、即ち研磨機構5を突出方向にスライド移動させ、テーパ穴46の内周面を、開口部側から内奥側に架けて4研磨する再研削処理を行う。尚、便宜上、図5においては、主軸43の軸心Zと平行となる水平線Hが傾斜し、本来傾斜している軸受部20の回転軸心Xが水平となる状態で描いてある。再研削処理が終了すると、旋盤Sを停止させ、主軸孔研磨装置1をベッド41から外して移動し、取り外されていたチャック47を主軸43に組付けるのである。
When the setting operation of the spindle hole polishing apparatus 1 is completed, the lathe S is activated to rotate the
例えば、支持枠部18を往復台4に対して上下方向に位置調節自在に支持させることにより、駆動研磨機構5を旋盤Sに対して高さ位置の調節が可能となる高さ調節機構を設け、主軸43に対する高さ位置の微調整や研磨代(研磨量)の調節が簡単で便利に行えるようにしても良い。また、支持枠部18を往復台4に対して旋回移動可能に支持する旋回調節機構を設けて、テーパ穴46に対する砥石23の位置調節操作の簡単化や正確さ向上等が可能となるように構成しても良い。さらに、螺軸10を電動モータ等を用いても往復台4の往復移動を駆動スライドさせる機構を追加しても良い。
For example, a height adjusting mechanism is provided that enables the height of the driving polishing mechanism 5 to be adjusted with respect to the lathe S by supporting the
参考として図6に研磨工具21を別のものに交換した場合を示す。この研磨工具21’は、砥石23’の径や幅が図3等に示す砥石23と異なるとともに、支承筒22’の径や形状も図3に示す支承筒22と異なっているが、軸受部20への挿入構造、及び継手部28の構造は同じである。
For reference, FIG. 6 shows a case where the polishing
本実施例においては、螺軸10とコマ部材14とでネジ送り手段nが構成され、突出軸部3aと軸受孔8とが横軸心Pで相対回動自在に嵌合する構造と棒状載置具6とで姿勢調節機構Bが構成されているものである。尚、移動機構9を、電動モータ等の駆動源を有した駆動型に構成しても良く、また、姿勢調節機構も駆動型に構成することも可能である。
In the present embodiment, the screw shaft n and the
以上説明したように、本発明による主軸穴研磨装置1は、工作機械Sに据付自在な台枠2と、工作機械Sの主軸43のテーパ穴46を研磨自在な回転研磨具23を有する研磨機構5と、回転研磨具23の台枠2に対する姿勢を可変設定可能な姿勢調節機構Bと、姿勢調節機構Bによって台枠2に対する姿勢が定められた状態の回転研磨具23をその回転軸心X方向に移動自在な移動機構9と、から成ることを特徴とする。これにより、台枠2に姿勢調節機構B及び移動機構9を介して研磨機構5が装備されて主軸穴研磨装置1としてあるので、この主軸穴研磨装置1を持ち運びして工作機械Sに据付自在、即ち主軸43は工作機械Sに組付けられたままで主軸穴研磨装置1を運んできてテーパ穴46の研磨を行うことができる。つまり、主軸穴研磨装置1を工作機械Sに持って行けるので、テーパ穴46を再研磨するに当たり、主軸43を工作機械Sから分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業が不要になって解消され、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようになる。
As described above, the spindle hole polishing apparatus 1 according to the present invention has a polishing mechanism having the
1 主軸穴研磨装置
2 台枠
2a 底板
2b 背板
2c,2d 側板
3 受台
4 往復台
5 研磨機構
6 係止機構
6B 載置具
7 操作用大孔
9 移動機構
10 螺軸
11 操作ハンドル
23 回転研磨具
43 主軸
46 テーパ穴
n ネジ送り手段
B 姿勢調節機構
P 横軸心
X 回転研磨具の回転軸心
θ 回転研磨具回転軸心の水平面に対する角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft hole grinding | polishing
Claims (6)
The underframe includes a bottom plate for mounting and mounting on a machine tool, left and right side plates rising from left and right ends of the bottom plate to support the polishing mechanism via a posture adjusting mechanism, and rear ends of these side plates. And a large box for operation for manually rotating the operation handle from the outside is formed in the back plate. Item 6. The spindle hole polishing apparatus according to Item 5.
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