JP2008279594A - ワークの精密仕上げのための精密加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精密加工装置を改善して、ロット数のそれぞれ異なるワークの種々の各仕上げ加工作業を経済的かつ効率的に実施できるようにする。
【解決手段】精密加工装置の回転テーブル５は第１の回転位置Ｉを有し、該回転位置ではワーク２を工具４によって加工し、第２の回転位置を有しており、該回転位置ではワークは、第１の装入兼取り出し部位８でワークスピンドル７から取り出され、若しくはワークスピンドルに装着され、第２の回転位置と異なる第３の回転位置を有し、該回転位置ではワークは、第２の装入兼取り出し部位９でワークスピンドルから取り出され、若しくは該ワークスピンドル７に装着されるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、予め加工成形若しくは創成されたワークの精密仕上げのための精密加工装置であって、該精密加工装置は、工具スピンドルに配置された少なくとも１つの工具、及び回転テーブルを備えており、該回転テーブルは垂直な回転軸を有しており、前記回転テーブルにワークスピンドルを配置してあり、該ワークスピンドルはワークを支持するようになっている形式のものに関する。

特に、歯車若しくは予め加工成形若しくは創成されて歯部若しくは成形面を有するワークの製作において、最終仕上げの加工工程は重要である。歯面に例えば研削加工を施して、歯面に正確な輪郭を与えるようになっている。歯車製造における効率のよい製作方法として、研削ウォーム（若しくはホブ）を用いて歯形を切削創成している。切削すべき歯車に研削ウォームを係合させて回転させ、研削ウォームは歯面を正確な寸法に研削創成するようになっている。別の手段としてならい研削盤、若しくは輪郭研削盤或いは形削り盤によるならい研削若しくは平面切削もあり、この場合に研削ディスクは、ワークの研削加工すべき輪郭に相応した輪郭を有している。

ワークの実際の製作に際しては種々の要求が課せられる。大量生産の場合には大量の製品を精密加工若しくは精密仕上げしなければならない。このために自動化率を高めることが重要である。この場合に、加工過程の無駄時間や待機時間を短くして、精密加工装置（精密工作機械）の有効利用率を高めることが必要である。このために、装入兼取り出し装置を投入して、精密加工装置へのワークの装入並びに仕上げられたワークの取り出しを最適化することは知られている。他方においては、少量の製品を加工しなければならない。

経済的な理由で、つまり設備費用の高いことに基づき、多くの場合に互いに異なる各加工目的（加工作業）に応じて専用工具機械若しくは特殊機械を設けることは不可能である。むしろ、種々の数の製品の各加工作業をできるだけ少ない機械で処理できるようにすることが必要である。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の精密加工装置、特に研削盤（研削工作機械）を改善して、ロット数のそれぞれ異なるワークの種々の各仕上げ加工作業を経済的かつ効率的に実施できるようにすることである。精密工作装置は、ロット数の異なるワークの仕上げ加工作業に自在に用いられるようにしたい。

前記課題を解決するために本発明の構成に基づき、回転テーブルは第１の回転位置を有しており、該回転位置ではワークを工具によって加工（仕上げ）するようになっており、
回転テーブルは第２の回転位置を有しており、該回転位置ではワークは、第１の装入兼取り出し部位（装入兼取り出しステーション）でワークスピンドルから取り出され、若しくはワークスピンドルに装着されるようになっており、回転テーブルはさらに、第２の回転位置と異なる第３の回転位置を有しており、該回転位置ではワークは、第２の装入兼取り出し部位（装入兼取り出しステーション）でワークスピンドルから取り出され、若しくは該ワークスピンドルに装着されるようになっている。

装入兼取り出し部位のうちの１つは、有利にはワークスピンドルに対するワークの手動の装着及び取り出しのために形成されている。このために、精密加工装置の前で回転テーブルの第２の回転位置に、精密加工装置の加工室への通路を設けてあり、該通路はドアによって閉鎖されるようになっている。特に有利には、第２の回転位置は第１の回転位置に対して９０°の角度間隔を置いて配置されている。

装入兼取り出し部位のうちの別の１つは、有利にはワークスピンドルに対するワークの自動の装着及び取り出しのために形成されている。精密加工装置の前で第３の回転位置に、装入兼取り出し装置を配置してある。この場合に有利には、第３の回転位置は第１の回転位置に対して１８０°の角度間隔を置いて配置されている。ワークスピンドルの軸（軸線）は有利には垂直に配置されている。

精密加工装置は有利実施態様では研削盤として形成されており、工具はドレッシング可能若しくは研ぎ直し可能な研削工具であり、回転テーブルの規定された所定の１つの外周部位置（外周領域）にドレッサー工具を配置してあり、該ドレッサー工具は研削工具に係合させられるようになっている。ドレッサー工具は、有利には１軸式ドレッサー装置、若しくは２軸式ドレッサー装置、若しくは３軸式ドレッサー装置に受容されている。

シャフト状のワークを支持するために、回転テーブルの規定された所定の１つの外周部位置に、滑り案内部材（滑り案内台若しくはスライダーガイド装置）を配置してある。さらに回転テーブルの規定された所定の１つの外周部位置に、別のドレッサー工具を配置してあり、該ドレッサー工具は直線状若しくは円弧状のドレッサーエッジ（[dressing edge]ドレッサー縁部）を備えている。別のドレッサー工具は有利には滑り案内部材に配置されている。別のドレッサー工具は歯車のならい研削若しくは輪郭研削のためのならい板である。別のドレッサー工具は、特に有利には歯車の研削のための一条若しくは多条の研削ウォームである。

本発明に基づく前述の構成により、精密加工装置（精密工作機械）は加工すべきロット数に関連して柔軟に使用されるようになっている。精密加工装置にワークを、選択的に手動で若しくは自動的に装入することができるようになっている。本発明に基づく精密加工装置は特に、重いワークを手動で装入するために適している。これによって少量ロットのワーク（製品）も多量ロットのワークも効率的かつ経済的に加工され、精密加工装置の設備費用を節減して、経済的な製造過程を達成している。

図面に本発明の実施例を示してある。図示の実施例では精密加工装置は歯車研削盤である。図面において、図１は、回転テーブルを備えた歯車研削盤の内室の斜視図であり、図２は、図１の歯車研削盤の回転テーブルの、図１と異なる角度から見た拡大斜視図であり、図３は、図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第１の回転位置を占めている状態での平面図であり、図４は、図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第２の回転位置を占めている状態での平面図であり、図５は、図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第３の回転位置を占めている状態での平面図であり、図６は、図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第４の回転位置を占めている状態での平面図であり、図７は、図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第５の回転位置を占めている状態での平面図である。

図１には歯車研削盤１の作業室を示してあり、歯車研削盤は主要な構成要素として工具スピンドル３を備えており、工具スピンドルに、図示の実施例では研削ウォームとして形成された研削工具４を配置してあり、さらに回転テーブル５を備えており、回転テーブルは垂直な回転軸６を有しており、回転テーブルにはワークスピンドル７を配置してあり、ワークスピンドル（工作物用スピンドル）はワーク２を保持するようになっている。

実施例では歯車研削盤を示してあるものの、本発明は、予め加工成形されたワーク２の精密仕上げ加工のための種々の精密加工装置に用いられるものである。ワーク（工作物）は特に歯車若しくはギヤであるものの、これに限定されるものではない。

図２に示してあるように、回転テーブル５は複数のステーションを有しており、各ステーション（作業箇所）は回転テーブル５の所定の回転によって所定の位置若しくは作業部位へ移されるようになっている。第１に回転テーブル５にはワークスピンドル７を配置してあり、ワークスピンドル７も垂直な回転軸（回転軸線）を有しており、この場合にワークスピンドル７の回転軸と回転テーブル５の回転軸６とは互いに平行であり、かつ互いに離間されている。ワークスピンドル７を適切に回転駆動することによって、ワーク２の外周の加工（研削若しくは研磨）すべき部位は、所定の加工位置（作業位置）へ移され、このことは一般的に知られていることである。回転テーブル５にはさらに滑り案内部材１３を配置してあり、滑り案内部材はシャフト状のワーク２の支持のために用いられるようになっている。

図示の実施例ではドレッシング可能な研削工具を用いるようになっており、回転テーブル５にドレッサー工具１２を配置してある。ドレッサー工具(dressing tool)は、１乃至３つのドレッサーディスク若しくはドレッサーホイールによって形成されていてよく、研削工具４に当て付けられて、研削工具４に所望の輪郭をあたえるようになっている。

滑り案内部材１３に別のドレッサー工具１４を配置してあり、該ドレッサー工具は実施例ではドレッサーバーを有している。研削ウォームのドレッシング（研削刃の仕上げ若しくは研ぎ直し）時に、研削ウォームのヘッド部分はドレッサーバーを用いて一回のドレッシング工程によって完全にドレッシングされ、この場合にドレッサーバーは研削ウォームの軸線に対して平行にして研削ウォームに半径方向で所定の量だけ押し込まれるようになっている。ドレッサーバーの長さは有利には少なくともドレッサー工具１４の幅と同じである。

回転テーブル５のために互いに異なる少なくとも３つの位置を設けてあり、該各位置（回転位置）で回転テーブル５は位置決め（固定若しくはロック）されるようになっている。

図３に示す第１の回転位置Ｉでは、ワーク２を研削工具４によって加工するようになっており、つまり、第１の回転位置Ｉは機械の通常の作業位置（加工位置）である。

図４に示す回転テーブル５の第２の回転位置ＩＩでは、ワーク２を、歯車研削盤１の第１の装入兼取り出し部位８でワークスピンドル７から取り出し、若しくはワークスピンドル７に装着するようになっている。回転テーブル５はワークスピンドル７を第２の回転位置ＩＩでドア１０の近傍に位置決めしており、ドアは歯車研削盤１の作業室を閉鎖している。ドア１０の開放の後に、ワーク２は回転位置ＩＩで手動で取り出され、若しくは新たなワークをワークスピンドル７に取り付けるようになっている。

滑り案内部材（滑り往復台）１３を設けて該滑り案内部材にドレッサー工具（ヘッドドレッサー）１４を配置したことによって、回転位置ＩＩで研削ウォームのヘッドもドレッシングされるようになっている。

図５に示す回転テーブル５の第３の回転位置ＩＩＩでは、ワーク２を歯車研削盤１の第２の装入兼取り出し部位でワークスピンドル７から取り出し、若しくはワークスピンドル７に装着するようになっている。この場合に回転テーブル５はワークスピンドル７を回転位置ＩＩＩで歯車研削盤１の側方の領域に位置決めしている。装入兼取り出し装置１１を設けてあり、該装入兼取り出し装置は加工済みのワーク２を自動的にワークスピンドル７から取り出し、かつ新たに加工すべきワークをワークスピンドル７に装着するようになっている。

第３の回転位置ＩＩＩでは、第１の装入兼取り出し部位８から別のドレッサー工具（ドレッサーバー）を装備することができる。

回転テーブル５の駆動部を工作機械の制御部によって適切に制御することに基づき、回転テーブル５の各回転位置は、選択的にワークを手動で取り扱うために第１の装入兼取り出し部位８へ移され、若しくはワークを自動的に処理するために第２の装入兼取り出し部位９へ移されるようになっている。

図６にはさらに別の第４の回転位置ＩＶを示してあり、該回転位置ではドレッサー工具１２は、研削工具をドレッシングするために所定の位置に移されるようになっている。

図７に示してある第５の回転位置Ｖは、第１の装入兼取り出し部位８でドレッサー工具１２を装備するために用いられるものである。

回転テーブルを備えた歯車研削盤の内室の斜視図 図１の歯車研削盤の回転テーブルの、図１と異なる角度から見た拡大斜視図 図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第１の回転位置を占めている状態での平面図 図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第２の回転位置を占めている状態での平面図 図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第３の回転位置を占めている状態での平面図 図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第４の回転位置を占めている状態での平面図 図１の歯車研削盤の、回転テーブルが第５の回転位置を占めている状態での平面図

符号の説明

１ 歯車研削盤、 ワーク２、 ３ 工具スピンドル、 ４ 研削工具、 ５ 回転テーブル、 ６ 回転軸、 ワークスピンドル７、 ８，９ 装入兼取り出し部位、 １０ ドア、 １１ 装入兼取り出し装置、 １２ ドレッサー工具、１３ 滑り案内部材、 ドレッサー工具

Claims (17)

1. ワーク（２）の精密仕上げのための精密加工装置であって、該精密加工装置は、工具スピンドル（３）に配置された少なくとも１つの工具（４）、及び回転テーブル（５）を備えており、該回転テーブル（５）は垂直な回転軸（６）を有しており、前記回転テーブル（５）にワークスピンドル（７）を配置してあり、該ワークスピンドル（７）はワーク（２）を支持している形式のものにおいて、
   前記回転テーブル（５）は第１の回転位置（Ｉ）を有しており、該回転位置ではワーク（２）を工具（４）によって加工するようになっており、
   前記回転テーブル（５）は第２の回転位置（ＩＩ）を有しており、該回転位置では前記ワークは、第１の装入兼取り出し部位（８）で前記ワークスピンドル（７）から取り出され、若しくは該ワークスピンドル（７）に装着されるようになっており、
   前記回転テーブル（５）は、第２の回転位置（ＩＩ）と異なる第３の回転位置（ＩＩＩ）を有しており、該回転位置では前記ワーク（２）は、第２の装入兼取り出し部位（９）で前記ワークスピンドル（７）から取り出され、若しくは該ワークスピンドル（７）に装着されるようになっていることを特徴とする、ワークの精密仕上げのための精密加工装置。
2. 装入兼取り出し部位（８）のうちの１つは、ワークスピンドル（７）に対するワークの手動の装着及び取り出しのために形成されている請求項１に記載の精密加工装置。
3. 精密加工装置（１）の前で第２の回転位置（ＩＩ）に、精密加工装置の加工室への通路を設けてあり、該通路はドア（１０）によって閉鎖されるようになっている請求項２に記載の精密加工装置。
4. 第２の回転位置（ＩＩ）は第１の回転位置（Ｉ）に対して９０°の角度間隔を置いて配置されている請求項２又は３に記載の精密加工装置。
5. 装入兼取り出し部位（９）のうちの１つは、ワークスピンドル（７）に対するワークの自動の装着及び取り出しのために形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の精密加工装置。
6. 精密加工装置（１）の前で第３の回転位置（ＩＩＩ）に、装入兼取り出し装置（１１）を配置してある請求項５に記載の精密加工装置。
7. 第３の回転位置（ＩＩＩ）は第１の回転位置（Ｉ）に対して１８０°の角度間隔を置いて配置されている請求項５又は６に記載の精密加工装置。
8. ワークスピンドル（７）の軸は垂直に配置されている請求項１から７のいずれか１項に記載の精密加工装置。
9. 精密加工装置は研削盤として形成されており、工具（４）はドレッシング可能な研削工具であり、回転テーブル（５）の所定の１つの外周部位置にドレッサー工具（１２）を配置してあり、該ドレッサー工具は前記研削工具（４）に係合させられるようになっている請求項１から８のいずれか１項に記載の精密加工装置。
10. ドレッサー工具（１２）は１軸式ドレッサー装置に受容されている請求項９に記載の精密加工装置。
11. ドレッサー工具（１２）は２軸式ドレッサー装置に受容されている請求項９に記載の精密加工装置。
12. ドレッサー工具（１２）は３軸式ドレッサー装置に受容されている請求項９に記載の精密加工装置。
13. 回転テーブル（５）の所定の１つの外周部位置に、滑り案内部材（１３）を配置してある請求項１から１２のいずれか１項に記載の精密加工装置。
14. 回転テーブル（５）の所定の１つの外周部位置に、別のドレッサー工具（１４）を配置してあり、該ドレッサー工具は直線状若しくは円弧状のドレッサーエッジを備えている請求項９から１３のいずれか１項に記載の精密加工装置。
15. 別のドレッサー工具（１４）は滑り案内部材（１３）に配置されている請求項１３又は１４に記載の精密加工装置。
16. 別のドレッサー工具（１４）は歯車の研削のためのならい研削若しくは輪郭研削のためのならい板である請求項９から１５のいずれか１項に記載の精密加工装置。
17. 別のドレッサー工具（１４）は、歯車の研削のための一条若しくは多条の研削ウォームである請求項９から１５のいずれか１項に記載の精密加工装置。

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