JP2009214276A - Cylindrical grinding machine and cylindrical grinding method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は円筒研削盤およびその研削方法に関し、さらに詳細には、研削加工条件に応じて円筒工作物の支持状態を切替変更するセンタ構造を備えた円筒研削盤およびこの円筒研削盤による円筒研削方法に関する。 The present invention relates to a cylindrical grinder and a grinding method thereof, and more specifically, a cylindrical grinder having a center structure that switches and changes a support state of a cylindrical workpiece according to grinding processing conditions, and a cylindrical grinding method using the cylindrical grinder About.
円筒研削盤は、円筒状の工作物(以下ワークと称する。)の両端の軸心位置を支持して、ワークの外径面を研削する最も一般的な研削盤であって、ワークの一端の軸心位置を支持する主軸センタを備える主軸台と、ワークの他端の軸心位置を支持する心押センタを備える心押台と、これら主軸台および心押台によりセンタ支持されたワークの円筒外径面を研削する砥石車を備える砥石台とを備えてなり、ワークを低速で回転させながら高速で回転する砥石車によってワーク外径面を研削加工する構成とされ、目的に応じて、砥石車を相対的にワーク軸方向へトラバースしながら、砥石車によりワーク外径面を研削加工するトラバース研削や、ワークに対して砥石車を切り込んでワーク外径面を研削加工するプランジカット研削などが行われる。 A cylindrical grinder is the most common grinder that supports the axial positions of both ends of a cylindrical workpiece (hereinafter referred to as a workpiece) and grinds the outer diameter surface of the workpiece. A headstock having a spindle center for supporting the shaft center position, a tailstock having a tailstock center for supporting the shaft center position of the other end of the work, and a cylinder of the work supported by the center and the tailstock. A grinding wheel with a grinding wheel that grinds the outer diameter surface, and is configured to grind the outer diameter surface of the workpiece with a grinding wheel that rotates at a high speed while rotating the workpiece at a low speed. Traverse grinding that grinds the workpiece outer diameter surface with a grinding wheel while traversing the car in the workpiece axis direction, and plunge cut grinding that cuts the grinding wheel against the workpiece and grinds the workpiece outer diameter surface Done
ところで、この円筒研削におけるワークのセンタ支持方法として、(a)上記主軸センタと心押センタが回転不能に固定されるとともに、ワークが回転駆動されるいわゆるデッドセンタまたは固定センタ方式、(b)上記主軸センタと心押センタが回転可能とされて、これらセンタがワークと共に回転駆動される、いわゆるライブセンタまたは回転センタ方式、(c)デッドセンタ方式において、回転不能に固定された上記主軸センタと心押センタが回転可能な主軸センタと心押センタに組み替えられる方式があるが、いずれもそれぞれ以下に述べるような問題があった。 By the way, as a center support method of the workpiece in this cylindrical grinding, (a) a so-called dead center or fixed center system in which the spindle center and the tailstock center are fixed in a non-rotatable manner and the workpiece is rotationally driven, (b) the above In the so-called live center or rotation center system in which the spindle center and the tailstock center are rotatable and these centers are driven to rotate together with the workpiece, (c) in the dead center system, the spindle center and the core fixed in a non-rotatable manner. There are methods in which the push center can be replaced with a rotatable spindle center and a tailstock center, but each has the following problems.
(a)デッドセンタ方式においては、主軸センタと心押センタが非回転なので、ワークに心振れが発生し難くて、高い研削精度を期待できる反面、支持回転されるワークとの間に相対的な回転を生じて、支持部に発熱・磨耗を生じやすく、これがため、ワークに対する心押荷重を大きくすることができず、重切削(研削)加工が行えない。 (A) In the dead center system, since the spindle center and the tailstock center do not rotate, it is difficult for the workpiece to run out and high grinding accuracy can be expected. Rotation is likely to generate heat and wear on the support portion, which makes it impossible to increase the tailstock load on the workpiece and to perform heavy cutting (grinding) processing.
(b)ライブセンタ方式においては、上記デッドセンタ方式の場合と逆に、主軸センタと心押センタが回転するので、ワークとの間に発熱・磨耗の発生がなく、重切削(研削)加工が行える反面、主軸センタと心押センタの回転ブレがワークの心振れを誘発し易く、これがため、高い研削精度を期待できない。 (B) In the live center method, contrary to the dead center method, the spindle center and the tailstock center rotate, so there is no heat generation or wear between the workpiece and heavy cutting (grinding) processing. On the other hand, the rotational blurring between the spindle center and the tailstock center tends to induce runout of the workpiece, and therefore high grinding accuracy cannot be expected.
(c)デッドセンタ方式において、組替えによりライブセンタ方式が採用可能なものにあっては、組替え作業に時間と労力を要して、作業性が非常に悪かった。 (C) In the dead center method, if the live center method can be adopted by recombination, time and labor are required for recombination work, and workability is very poor.
この点に関連して、特許文献1に記載されるように、心押台の心押センタが非回転のデッドセンタと回転可能なライブセンタのいずれかに選択的に切り替える構造を備えた円筒研削盤も開発され提案されている。
In this regard, as described in
しかしながら、この円筒研削盤におけるライブセンタは、心押台の心押センタが自由回転可能とされて、主軸台の主軸センタさらにはワークの回転に従動して回転する形式であることから、ワークとの間の相対的な回転が発生することもあり、また、ライブセンタとデッドセンタのいずれにおいても、ワークに対する心押荷重は同じであり、これがため、以下のような問題があり十分なものではなかった。 However, the live center in this cylindrical grinder is a type in which the tailstock center of the tailstock is freely rotatable and is rotated by the spindle center of the headstock and further the rotation of the workpiece. Relative rotation may occur, and the live load and the dead center have the same tailstock load on the workpiece, which is not sufficient because of the following problems: There wasn't.
すなわち、心押荷重が大きく高負荷であると、デッドセンタ時におけるセンタ支持部の発熱・磨耗に発展する問題があり、一方、心押荷重が小さく軽負荷であると、ライブセンタ時におけるセンタとワーク間の支持剛性が不十分で、加工時に高負荷をかけることができず、重切削(研削)加工が行えない。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、円筒研削におけるワークのセンタ支持構成を、選択的に、デッドセンタ方式とライブセンタ方式とに切替えることができる構成を備え、汎用性に富むとともに、高精度でサイクルタイムを大幅に短縮した円筒研削を実現することができる円筒研削盤を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to selectively switch the center support configuration of a workpiece in cylindrical grinding between a dead center method and a live center method. An object of the present invention is to provide a cylindrical grinding machine that has a configuration capable of being used, is versatile, and can realize cylindrical grinding with high accuracy and greatly reduced cycle time.
また、本発明の他のもう一つの目的とするところは、上記円筒研削盤により、高精度でサイクルタイムが短く効率の良い円筒研削を実行することができる円筒研削方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a cylindrical grinding method capable of performing efficient cylindrical grinding with high accuracy, a short cycle time, and high efficiency by the above cylindrical grinding machine.
上記目的を達成するため、本発明の円筒研削盤は、ワークの両端の軸心位置を支持して、ワークの外径面を研削するものであって、ワークの一端の軸心位置を支持する主軸センタを備える主軸台と、ワークの他端の軸心位置を支持する心押センタを備える心押台と、これら主軸台および心押台によりセンタ支持されたワークの円筒外径面を研削する砥石車を備える砥石台とを備えてなり、上記主軸台において、上記主軸センタは回転可能に軸承されかつ主軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記ワークを回転駆動するワーク回転手段が設けられ、上記心押台において、上記心押センタは回転可能に軸承されかつ心押軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記心押台の軸方向の心押圧力を調整する心押圧調整手段が設けられ、上記主軸センタおよび心押センタは、選択的に、相互に同期して回転駆動しながらワークをセンタ支持するライブセンタとして、または回転停止した状態でワークをセンタ支持するデッドセンタとして機能する構成とされていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the cylindrical grinding machine of the present invention supports the axial positions of both ends of the workpiece and grinds the outer diameter surface of the workpiece, and supports the axial position of one end of the workpiece. Grinding the spindle outer surface having a spindle center, the tailstock having a tailstock center for supporting the center position of the other end of the workpiece, and the cylindrical outer diameter surface of the workpiece supported by the spindlestock and the tailstock. A grinding wheel platform including a grinding wheel, wherein the spindle center is rotatably supported and connected to a spindle rotation driving source, and a workpiece rotating means for rotating the workpiece is provided. In the tailstock, the tailstock center is rotatably supported and connected to the tailstock shaft rotation drive source, and a tail pressure adjusting means for adjusting a tailstock pressure in the axial direction of the tailstock. Provided above main The center and the tailstock center are selectively configured to function as a live center that supports the workpiece while rotating and driving in synchronization with each other, or as a dead center that supports the workpiece in a state where the rotation is stopped. It is characterized by that.
好適な実施態様として、以下に列挙するような構成が採用され得る。
(1)上記主軸台、心押台および主軸台における駆動源を相互に連動して制御する制御手段を備え、この制御手段は、重研削時において、上記主軸センタおよび心押センタが相互に同期して回転駆動しながらワークをセンタ支持する上記ライブセンタとして機能するとともに、仕上げ研削時において、上記主軸センタおよび心押センタが回転停止した状態でワークをセンタ支持する上記デッドセンタとして機能するように、上記駆動源を制御する構成とされる。
As a preferred embodiment, the configurations listed below can be adopted.
(1) A control means for controlling the headstock, the tailstock, and the drive source in the headstock in conjunction with each other is provided. The control means synchronizes the spindle center and the tailstock center with each other during heavy grinding. In addition to functioning as the live center that supports the workpiece while rotating, the spindle center and the tailstock center function as the dead center that supports the workpiece while the spindle center and the tailstock center stop rotating during finish grinding. The drive source is controlled.
(2)上記ワーク回転手段は、上記工作物の上記主軸台側の端部に取り付けられたケレを介してワークを回転駆動するケレ駆動装置である。 (2) The workpiece rotating means is a scraping drive device that rotationally drives the workpiece via a scrape attached to an end of the workpiece on the headstock side.
(3)上記心押圧調整手段は、上記心押台における心押センタの軸方向心押し荷重を重研削時と仕上げ研削時で切替え調整する構成とされる。 (3) The tail pressing adjustment means is configured to switch and adjust the axial centering load of the tailstock center in the tailstock between heavy grinding and finish grinding.
(4)上記心押圧調整手段は、上記心押センタを上記心押台に対して軸方向へ押圧する心押圧調整バネと油圧シリンダとを備えてなり、上記心押圧調整バネは、上記仕上げ研削時において、上記心押センタを上記軸方向へ所定の圧力をもって弾発付勢するとともに、上記油圧シリンダは、上記重研削時において、上記心押センタを上記軸方向へ所定の圧力をもって付勢する構成とされる。 (4) The center pressing adjustment means includes a center pressing adjusting spring and a hydraulic cylinder that press the tail center against the tailstock in the axial direction, and the center pressing adjusting spring includes the finish grinding. At the same time, the tailstock center is elastically biased with a predetermined pressure in the axial direction, and the hydraulic cylinder biases the tailstock center with a predetermined pressure in the axial direction during heavy grinding. It is supposed to be configured.
(5)上記心押圧調整バネは、上記心押センタを上記軸方向へ所定の圧力をもって常時弾発付勢するとともに、上記油圧シリンダは、上記重研削時において、上記心押圧調整バネの弾発付勢作用と協働して、上記心押センタを上記軸方向へ所定の圧力をもって追加付勢する構成とされる。 (5) The center pressing adjustment spring constantly elastically urges the center pressing center in the axial direction with a predetermined pressure, and the hydraulic cylinder is configured to release the center pressing adjustment spring during the heavy grinding. In cooperation with the biasing action, the tailstock center is additionally biased with a predetermined pressure in the axial direction.
(6)上記油圧シリンダは、上記主軸台、心押台および主軸台における駆動源を相互に連動して制御する制御手段により、上記主軸センタおよび心押センタが、相互に同期して回転駆動しながらワークをセンタ支持するライブセンタとして機能する時に作動して、上記心押センタを上記軸方向へ所定の圧力をもって付勢し、上記主軸センタおよび心押センタが、回転停止した状態でワークをセンタ支持するデッドセンタとして機能する時に作動停止する。 (6) In the hydraulic cylinder, the spindle center and the tailstock center are rotationally driven in synchronization with each other by the control means for controlling the spindle stock, the tailstock and the drive source in the spindle stock in conjunction with each other. However, it operates when functioning as a live center for supporting the workpiece, and urges the tailstock center with a predetermined pressure in the axial direction so that the spindle center and the tailstock center stop rotating. Deactivates when functioning as a supporting dead center.
(7)上記心押台において、心押軸が心押台ハウジングに回転可能にかつ軸方向へ移動可能に軸承されるとともに、この心押軸の先端部に上記心押センタが同軸状に取外し可能に取り付けられ、上記心押軸は、上記心押軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、この心押軸回転駆動源が上記制御手段に電気的に接続され、上記心押軸の後端部に、この心押軸を上記心押台ハウジングに対して軸方向前方へ押圧する上記心押圧調整バネが設けられ、上記心押軸の外周部に、この心押軸を上記心押台ハウジングに対して軸方向へ往復移動させる上記油圧シリンダが設けられ、この油圧シリンダのピストンを前後方向へ往復移動させる油圧供給装置の油圧源および圧油制御弁が上記制御手段に電気的に接続されている。 (7) In the tailstock, the tailstock is rotatably supported by the tailstock housing and is movable in the axial direction, and the tailstock center is coaxially removed from the tip of the tailstock. The tailstock shaft is drive-coupled to the tailstock shaft rotation drive source, the tailstock shaft rotation drive source is electrically connected to the control means, and the rear end of the tailstock shaft The centering pressure adjusting spring for pressing the tailstock shaft axially forward with respect to the tailstock housing is provided at a portion, and the tailstock shaft is disposed on the outer periphery of the tailstock shaft. The hydraulic cylinder for reciprocating in the axial direction with respect to the hydraulic cylinder is provided, and the hydraulic source of the hydraulic supply device for reciprocating the piston of the hydraulic cylinder in the front-rear direction and the pressure oil control valve are electrically connected to the control means. Yes.
(8)上記心押軸は、上記心押台ハウジングに静圧軸受を介して回転可能にかつ軸方向へ移動可能に軸承されている。 (8) The tailstock is supported by the tailstock housing so as to be rotatable and movable in the axial direction via a hydrostatic bearing.
(9)上記主軸台および心押台における前記両センタの取付構造は、回転可能とされた回転軸の先端部に、テーパシャンク穴および取付端面がそれぞれ設けられてなり、これにより、上記両センタは、上記テーパシャンク穴を利用したテーパ嵌合取付構造と、上記取付端面を利用した端面取付構造とのいずれか一方を選択的に採用可能な構成とされる。 (9) The mounting structure of the two centers in the headstock and the tailstock is provided with a tapered shank hole and a mounting end surface at the tip of the rotatable rotating shaft, respectively. Is configured such that either one of the taper fitting mounting structure using the taper shank hole and the end surface mounting structure using the mounting end surface can be selectively employed.
また、本発明の第1の円筒研削方法は、上記円筒研削盤により、ワークの両端の軸心位置を支持して、ワークの外径面を研削する円筒研削方法であって、上記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、上記砥石車により上記ワークの外径面を重研削加工することを特徴とする。 The first cylindrical grinding method of the present invention is a cylindrical grinding method in which the cylindrical centering machine supports the axial positions of both ends of the workpiece and grinds the outer diameter surface of the workpiece. Using the tailstock center as a live center, the outer diameter surface of the workpiece is heavily ground by the grinding wheel.
また、本発明の第2の円筒研削方法は、同じく上記円筒研削盤により、ワークの両端の軸心位置を支持して、ワークの外径面を研削する円筒研削方法であって、上記主軸センタおよび心押センタをデッドセンタとして、上記砥石車により上記ワークの外径面を仕上げ研削加工することを特徴とする。 Further, the second cylindrical grinding method of the present invention is a cylindrical grinding method for grinding the outer diameter surface of the workpiece while supporting the axial center positions of both ends of the workpiece by the cylindrical grinding machine. In addition, the outer diameter surface of the workpiece is finish-grinded by the grinding wheel using the tailstock center as a dead center.
さらに、本発明の第3の円筒研削方法は、同じく上記円筒研削盤により、ワークの両端の軸心位置を支持して、ワークの外径面を研削する円筒研削方法であって、上記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、上記砥石車により上記ワークの外径面を重研削加工した後、上記主軸センタおよび心押センタをデッドセンタとして、上記砥石車により上記ワークの外径面を仕上げ研削加工することを特徴とする。 Further, the third cylindrical grinding method of the present invention is a cylindrical grinding method for grinding the outer diameter surface of the work by supporting the axial positions of both ends of the work by the same cylindrical grinding machine, and the spindle center. After the outer diameter surface of the workpiece is heavily ground by the grinding wheel using the grinding wheel as a live center, the outer diameter surface of the workpiece is finished by the grinding wheel using the spindle center and the tailstock center as a dead center. It is characterized by grinding.
好適な実施態様として、上記重研削に先立ち、上記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、上記砥石車により上記両センタを機内研削加工して、これら両センタのライブ振れを防止するようにする。 As a preferred embodiment, prior to the heavy grinding, the spindle center and the tailstock center are used as a live center, and both the centers are subjected to in-machine grinding by the grinding wheel so as to prevent live shake of these centers. .
本発明の円筒研削盤によれば、ワークの一端の軸心位置を支持する主軸センタを備える主軸台と、ワークの他端の軸心位置を支持する心押センタを備える心押台と、これら主軸台および心押台によりセンタ支持されたワークの円筒外径面を研削する砥石車を備える砥石台とを備えてなり、上記主軸台において、上記主軸センタは回転可能に軸承されかつ主軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記ワークを回転駆動するワーク回転手段が設けられ、上記心押台において、上記心押センタは回転可能に軸承されかつ心押軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記心押台の軸方向の心押圧力(心押荷重)を調整する心押圧調整手段が設けられ、上記主軸センタおよび心押センタは、選択的に、相互に同期して回転駆動しながらワークをセンタ支持するライブセンタとして、または回転停止した状態でワークをセンタ支持するデッドセンタとして機能する構成とされているから、以下に列挙するような効果が得られ、汎用性に富むとともに、高精度でサイクルタイムを大幅に短縮した円筒研削を実現することができる円筒研削盤を提供することができる。 According to the cylindrical grinding machine of the present invention, a spindle stock having a spindle center for supporting the axial center position of one end of the workpiece, a tailstock having a tailstock center for supporting the axial center position of the other end of the workpiece, and these And a grinding wheel head including a grinding wheel for grinding a cylindrical outer diameter surface of a work supported by the spindle table and the tailstock. In the spindle table, the spindle center is rotatably supported and driven to rotate the spindle. And a work rotating means for driving the work to rotate. In the tailstock, the tailstock center is rotatably supported and connected to a tailstock rotation driving source. A tail pressing adjustment means for adjusting a tail pressing force (tail pressing load) in the axial direction of the tailstock is provided, and the spindle center and the tailstock center are selectively rotated in synchronization with each other. Set the work It is configured to function as a live center that supports the workpiece or as a dead center that supports the workpiece in a state where the rotation is stopped, so that the effects listed below are obtained, versatility, and high accuracy. It is possible to provide a cylindrical grinder capable of realizing cylindrical grinding with a significantly shortened cycle time.
(1)主軸台の主軸センタと心押台の心押センタを、ライブセンタまたはデッドセンタとして選択的に切替え使用することができるので、一台の円筒研削盤で重研削加工と仕上げ研削加工という加工条件の異なる研削加工を実行することができる。 (1) Since the spindle center of the headstock and the tailstock of the tailstock can be selectively switched as a live center or a dead center, it is called heavy grinding and finish grinding with a single cylindrical grinder. Grinding with different processing conditions can be executed.
すなわち、上記主軸センタと心押台の心押センタがライブセンタとして機能するライブセンタ方式では、主軸センタと心押センタが回転して、センタ支持するワークとの間に発熱・磨耗の発生がなく、これにより、高剛性・高負荷支持による、切込み量が大きくかつ研削負荷が大きな重研削加工を行うことができ、一方、上記主軸センタと心押台の心押センタがデッドセンタとして機能するデッドセンタ方式においては、主軸センタと心押センタが非回転であるから、これらセンタの組付け精度等に起因するセンタ回転時の心振れがなく、これにより、センタ支持するワークに心振れが発生し難く、高い研削精度が要求される仕上げ研削を行うことができる。 In other words, in the live center system in which the spindle center and the tailstock of the tailstock function as a live center, the spindle center and the tailstock center rotate, and there is no generation of heat and wear between the workpiece that supports the center. This makes it possible to perform heavy grinding with high rigidity and high load support and a large cutting amount and a large grinding load. On the other hand, the spindle center and the tailstock of the tailstock function as a dead center. In the center system, the spindle center and tailstock center are non-rotating, so there is no center runout during center rotation due to the assembly accuracy of these centers, and this causes center runout in the workpiece that supports the center. It is difficult to perform finish grinding that requires high grinding accuracy.
(2)主軸台の主軸センタと心押台の心押センタを、簡単な切替え操作だけで、ライブセンタまたはデッドセンタとして選択的に切替え使用することができるので、従来の時間と労力を要して作業性の悪いセンタ組替え作業がまったく不要で、重研削加工と仕上げ研削加工を効率よく切替えて実行することができる。 (2) Since the spindle center of the headstock and the tailstock of the tailstock can be selectively switched as a live center or a dead center by a simple switching operation, conventional time and labor are required. This eliminates the need for center rework with poor workability, and enables efficient switching between heavy grinding and finish grinding.
例えば、主軸台、心押台および主軸台における駆動源を相互に連動して制御する制御手段を備え、この制御手段による自動切替えにより、主軸センタおよび心押センタをライブセンタとデッドセンタとして機能するように制御することで、一連の円筒研削加工サイクル内において、ライブセンタとデッドセンタの自動切り替えが可能となり、高精度でかつサイクルタイムを大幅に短縮する円筒研削を実行することが可能となる。 For example, the spindle head, the tailstock, and the control means for controlling the driving source in the headstock in conjunction with each other are provided, and the spindle center and the tailstock center function as a live center and a dead center by automatic switching by the control means. By controlling in this way, it is possible to automatically switch between a live center and a dead center within a series of cylindrical grinding cycles, and it is possible to perform cylindrical grinding with high accuracy and greatly shortening the cycle time.
(3)ワークのセンタ支持状態を維持したままで、上記主軸センタと心押センタをライブセンタからデッドセンタに切替え使用できるので、センタ支持方式の変更に伴うワークの心ズレが生じることがなく、この点からも高い研削精度が得られる。 (3) Since the spindle center and the tailstock center can be switched from the live center to the dead center while maintaining the center support state of the work, the center of the work does not shift due to the change of the center support method. From this point, high grinding accuracy can be obtained.
(4)ライブセンタとしての主軸センタと心押センタは、いずれも回転駆動源により積極的にかつ同期して回転駆動されるので、センタ支持するワークとの間に相対的な回転が発生する可能性がきわめて少なく、センタ支持部における発熱・磨耗の発生を有効かつ確実に回避することができる。 (4) Since both the spindle center and the tailstock center as a live center are driven to rotate positively and synchronously by a rotation drive source, relative rotation can occur between the workpiece and the center. Therefore, it is possible to effectively and reliably avoid the generation of heat and wear at the center support portion.
(5)心押台の軸方向の心押圧力(心押荷重)を調整する心押圧調整手段が設けられているので、ライブセンタまたはデッドセンタとしてのワークに対する心押荷重をそれぞれ最適値に設定することができ、この結果、デッドセンタ時において、心押荷重が大きく高負荷となって、センタ支持部の発熱・磨耗に発展する問題、あるいは、ライブセンタ時において、心押荷重が小さく軽負荷となって、センタとワーク間の支持剛性が不十分となる問題などの発生が有効に防止される。 (5) Since a tail pressing adjustment means is provided to adjust the tailstock pressure (tailstock load) in the axial direction of the tailstock, the tailstock load on the work as a live center or dead center is set to an optimum value. As a result, there is a problem that the tailstock load becomes large and high at the dead center, and heat develops and wears at the center support part, or the tailstock load is small and light at the live center. Thus, the occurrence of problems such as insufficient support rigidity between the center and the workpiece is effectively prevented.
また、上記円筒研削盤による本発明の円筒研削方法によれば、上記主軸センタと心押センタをライブセンタとして上記ワークの外径面の重研削加工を、また上記主軸センタと心押センタをデッドセンタとして上記ワークの外径面の仕上げ研削加工を、それぞれ単独で行うほか、制御手段による自動切換えによって、上記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、上記砥石車により上記ワークの外径面を重研削加工した後、上記主軸センタおよび心押センタをデッドセンタとして、上記砥石車により上記ワークの外径面を仕上げ研削加工するから、上述した効果が有効に発揮されて、一連の円筒研削加工サイクル内において、ライブセンタとデッドセンタの自動切り替えも可能となり、高精度でかつサイクルタイムが短く効率の良い円筒研削を実行することが可能となる。 Further, according to the cylindrical grinding method of the present invention using the cylindrical grinder, the main spindle center and the tailstock center are used as a live center for heavy grinding of the outer surface of the workpiece, and the spindle center and the tailstock center are dead. As the center, the outside grinding surface of the workpiece is individually ground, and by the automatic switching by the control means, the spindle center and the tailstock center are used as the live center, and the grinding wheel is used to set the outside diameter surface of the workpiece. After heavy grinding, the outer diameter surface of the workpiece is finish-grinded by the grinding wheel using the spindle center and the tailstock center as a dead center, so that the above-described effects are effectively exhibited and a series of cylindrical grinding processes It is possible to automatically switch between the live center and dead center within the cycle, and the cycle time is short and efficient with high accuracy. It is possible to execute the cylinder grinding.
さらに、上記重研削に先立ち、上記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、上記砥石車により上記両センタを機内研削加工して、これら両センタのライブ振れを防止するようにすることにより、主軸センタおよび心押センタのいずれかの軸心が回転中心に対して偏心している場合でも、これらライブセンタに支持されるワークの回転中心は砥石車の軸心と平行することになり、上記センタの軸心の偏心が砥石車によるワークの円筒研削に影響することがなく、所定の精度の重研削加工、さらには、重研削加工の長所を生かしつつ、デッドセンタ方式による仕上げ研削加工と同等の精度をも得ることが可能となる。 Further, prior to the heavy grinding, the spindle center and the tailstock center are used as a live center, and both the centers are ground in the machine by the grinding wheel so as to prevent the live shake of these centers. Even if the center of the center or the center of the tailstock is eccentric with respect to the center of rotation, the center of rotation of the work supported by these live centers will be parallel to the axis of the grinding wheel. The eccentricity of the shaft center does not affect the cylindrical grinding of the workpiece by the grinding wheel, and the same precision as the finishing grinding by the dead center method while taking advantage of the heavy grinding with the specified accuracy and the advantages of heavy grinding. Can also be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施形態1
本発明に係る円筒研削盤を図1〜図6に示し、この円筒研削盤は、円筒状のワークWの両端の軸心位置をセンタ支持して、ワークWの外径面Waを研削するもので、具体的には、ワークWのセンタ支持部を構成する主軸台1および心押台2と、ワークWの研削加工部を構成する砥石台3と、これらセンタ支持部1、2および研削加工部3を連動して制御する制御部(制御手段)4とを主要部として備えてなる。
A cylindrical grinder according to the present invention is shown in FIGS. 1 to 6, and this cylindrical grinder grinds the outer diameter surface Wa of the workpiece W while supporting the axial center positions of both ends of the cylindrical workpiece W in the center. Specifically, the
具体的には、図1(a)および(b)に示すように、装置ベッド5上の前部にテーブル6が左右X方向(トラバース方向)へ移動可能に設けられて、このテーブル6上に上記センタ支持部(主軸台、心押台)1、2が装置されるとともに、このテーブル6の後方位置に、上記研削加工部(砥石台)3が前後方向Yつまりテーブル6のトラバース方向Xに対して垂直な切込み方向へ移動可能に装置されている。また、具体的には図示しないが、上記テーブルは、図示しないトラバース装置によりトラバース方向Xへ往復移動されるとともに、上記砥石台3は、図示しない切込み装置により砥石車の切込み方向Xへ往復移動される。上記トラバース装置および切込み装置の駆動源は、上記制御部4に電気的に接続されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1A and 1B, a table 6 is provided at the front portion on the
また、上記センタ支持部1、2は、重研削加工に適したライブセンタ方式としての機能と、仕上げ研削加工に適したデッドセンタ方式としての機能の両機能を兼備し、これら機能を選択的に発揮し得る構成とされている。
The
主軸台1は、ワークWの一端をセンタ支持するとともに、ワークWに回転力を与えるもので、具体的には、図2に示すように、ワークWの一端の軸心位置を支持する主軸センタ10を備えるとともに、ワークWを回転駆動するワーク回転部(ワーク回転手段)11が設けられてなる。
The
主軸センタ10は、ワークWの一端の軸心位置に設けられたセンタ穴Wbに挿入係合する先細テーパ形状の先端部10aを備えてなり、具体的には図示しないが、主軸台1に回転可能に軸承された主軸12の先端部に取外し交換可能に取付け固定されるとともに、この主軸12が動力伝導ベルトや歯車機構等の動力伝達機構13を介して主軸回転駆動源である駆動モータ14に駆動連結されている。この駆動モータ14はサーボモータからなり、制御部4に電気的に接続されている。
The
上記ワーク回転部11は、具体的にはワークWの主軸台1側の端部に取り付けられたケレ11aを介してワークWを回転駆動するケレ駆動装置からなる。このケレ駆動装置11は、上記主軸12の先端部外周に、回転駆動部15が主軸12と同心状にかつ回転可能に軸承されるとともに、動力伝導ベルトや歯車機構等の動力伝達機構16を介してワーク回転駆動源である駆動モータ17に駆動連結されている。この駆動モータ17はサーボモータからなり、制御部4に電気的に接続されている。また、上記回転駆動部15には、ケレ駆動バー11bが前方へ水平に延びて一体的に設けられており、このケレ駆動バー11bが、ワークWに取外し可能に取付け固定された上記ケレ11aに回転方向へ係合する構成とされている。
Specifically, the
心押台2は、ワークWの他端をセンタ支持するもので、具体的には図2に示すように、ワークWの他端の軸心位置を支持する心押センタ20を備えるとともに、心押台2の軸方向の心押圧力(心押荷重)を調整する心押圧調整部(心押圧調整手段)21が設けられてなる。
The
心押センタ20は、ワークWの他端の軸心位置に設けられたセンタ穴Wcに挿入係合する先細テーパ形状の先端部20aを備えてなり、心押台2に回転可能に軸承された心押軸22の先端部22aに取外し交換可能に取り付け固定されている。この心押軸22は、心押台2に回転可能に軸承されるとともに、動力伝導ベルトや歯車機構等の動力伝達機構23を介して心押軸回転駆動源である駆動モータ24に駆動連結されている。この駆動モータ24はサーボモータからなり、制御部4に電気的に接続されている。
The
心押圧調整部21は、具体的には、上記心押台2における心押センタ20の軸方向心押し荷重を重研削時と仕上げ研削時で切替え調整する構成とされており、図示の実施形態においては、心押軸22を軸方向前方へ押圧移動する心押圧調整バネ25と、心押軸22を軸方向へ往復移動させる油圧シリンダ26とから構成されている。
Specifically, the tail pressing
図示の実施形態の心押台2の具体的内部構造が図3に示されており、以下、上記心押圧調整部21の具体的構造を含めて詳細に説明する。
A specific internal structure of the
心押台2は、前記テーブル6上に固設された心押台ハウジング30の内部に、上記各構成部21(25、26)、22、24が装置されてなる。
The
心押軸22は、心押台ハウジング30に、静圧軸受31の前後ラジアル軸受部31a、31bを介して、回転可能にかつ軸方向へ移動可能に軸承されるとともに、この心押軸22の先端部22aのテーパシャンク穴22bに、上記心押センタ20が、その基端部のテーパシャンク20bを介して同軸状にかつ取外し可能にテーパ嵌合により取り付けられている(テーパ嵌合取付構造)。なお、具体的には図示しないが、上記主軸センタ10の回転主軸12に対する取付け構造も、心押軸22と同様のテーパ嵌合取付構造とされている。
The
上記心押軸22の後端部には、心押軸回転駆動部32が、キー嵌合33により、軸方向へ相対的に移動可能にかつ回転方向に一体的に回転可能に駆動連結されるとともに、この心押軸回転駆動部32は動力伝導プーリの形態とされて、動力伝導ベルト34aおよび動力伝導プーリ34bを介して、心押台ハウジング30に固設された上記駆動モータ24の出力軸24aに駆動連結されている。また、上記心押軸回転駆動部32は、後述する心押圧調整部21の油圧シリンダ26のシリンダ本体40の後端部外周に、ラジアル軸受43、43を介して回転可能に支持されている。
A tailstock shaft
心押圧調整部21を構成する心押圧調整バネ25は圧縮スプリングからなり、心押軸22の後端部に介装されて、この心押軸22を心押台ハウジング30に対して軸方向前方へ押圧する構造とされている。この心押圧調整バネ25は、後述するように、主として仕上げ研削時における心押荷重の調整手段として機能する。
The center
具体的には、心押軸22の後端部に、その軸心の沿って伸びる円筒凹部35が後方開放状に設けられ、この円筒凹部35内に、上記心押圧調整バネ25がバネ受けシャフト36を介して内装保持されている。この心押圧調整バネ25は、その先端部25aがばね受けシャフト36の先端受座37に当接係合されるとともに、その後端部25bが心押台ハウジング30に設けられたバネ圧調整部38に当接係合されている。また、上記バネ受けシャフト36は、先端部36aがラジアル軸受39を介して上記心押軸22の円筒凹部35の底部に相対的に回転可能にかつ軸方向へ一体的に連結されるとともに、後端部36bが上記調整部38の円筒状調整ハンドル38aの内部に摺動可能に挿入支持されている。このバネ圧調整部38は、上記調整ハンドル38aが心押台ハウジング30に取付け固定されたナット部材38bに螺進退可能に螺合支持されてなる。
Specifically, a cylindrical
これにより、心押圧調整バネ25は、心押軸22を軸方向前方へ所定の圧力をもって常時弾発付勢するとともに、上記バネ圧調整部38の調整ハンドル38aを回転操作することで、その弾発付勢力(心押圧力)が適宜調整可能とされている。
As a result, the center pressing
また、上記油圧シリンダ26は、心押軸22の外周部に設けられて、心押軸22を心押台ハウジング30に対して軸方向へ往復移動させる構造とされている。すなわち、この油圧シリンダ26は、ワークWをセンタ支持部1、2に着脱する際の心押センタ20の前進後退動作と、ワークWをセンタ支持部1、2にセンタ支持する際の心押荷重の調整動作の両機能を兼備する。この油圧シリンダ26は、後述するように、重研削時における心押荷重の調整手段として機能する。
The
具体的には、油圧シリンダ26のシリンダ本体40は、その軸心位置に作動対象である上記心押軸22を配置して構成されている。つまり、心押台ハウジング30内に円筒状のシリンダ本体40が一体的に設けられており、このシリンダ本体40内に作動ピストン41が前後方向へ往復摺動可能に設けられるとともに、この作動ピストン41に、上記心押軸22が上記静圧軸受31を介して、相対的に回転可能にかつ軸方向へ一体的に駆動連結されている。
Specifically, the
換言すれば、上記作動ピストン41は、シリンダ本体40と心押軸22との間に形成された円筒空間を前後方向へ移動する円筒形状とされるとともに、その前後方向中央部位が、静圧軸受31のスラスト軸受部31c、31cを介して、心押軸22の環状係合フランジ22cと相対的回転可能でかつ軸方向へ一体的に係合している。この目的のため、上記作動ピストン41の内径部に軸受フランジ42が一体結合され、この軸受フランジ42の軸受面42a、42bが上記心押軸22の係合フランジ22cの前後面に対向して、これら両対向面間に上記スラスト軸受部31c、31cがそれぞれ形成されている。
In other words, the working
シリンダ本体40における上記作動ピストン41の前後位置には、前後シリンダ室40a、40bが形成され、シリンダ油圧供給装置46からの圧油が、これら前後シリンダ室40a、40b内へ選択的にかつ交互に供給されることで、作動ピストン41さらには心押軸22が前後方向へ往復移動する。
Front and
これに関連して、心押軸22の後端には、ドグ44が取り付けられるとともに、このドグ44に近接して、ドグ44を検知する前後近接スイッチ45a、45bがリミットスイッチとして設けられている。これら前後両近接スイッチ45a、45bは、制御部4に電気的に接続されており、これにより油圧シリンダ26による心押軸22つまり心押センタ2の前後方向への往復移動における前進端位置と後退端位置が規定制御される。
In this connection, a
上記シリンダ油圧供給装置46は、具体的には図示しないが従来公知の基本構造を備えており、その油圧源の油圧ポンプおよび油圧回路の圧油制御弁が上記制御部4に電気的に接続されている。
Although not specifically shown, the cylinder hydraulic
そして、上記油圧シリンダ26は、上記制御部4により、ワークWを主軸センタ10と心押センタ20に着脱する際に作動して心押センタ20を前進後退動作させるとともに、上記主軸センタ10および心押センタ20が、相互に同期して回転駆動しながらワークWをセンタ支持するライブセンタとして機能する時に作動して、上記心押センタ20を上記軸方向前方へ所定の圧力をもって付勢し、また上記主軸センタ10および心押センタ20が、回転停止した状態でワークWをセンタ支持するデッドセンタとして機能する時に作動停止する(心押荷重の調整動作)。
The
また、上記静圧軸受31は、上述したように、前後ラジアル軸受部31a、31b、スラスト軸受部31c、31cを備えてなる油圧静圧軸受であり、前後ラジアル軸受部31a、31bが、上記心押軸22を心押台ハウジング30に回転可能に軸支するとともに、スラスト軸受部31c、31cが上記心押軸22を上記油圧シリンダ26の作動ピストン41に対して回転にかつ軸方向へ一体的に支持する。
Further, as described above, the
この静圧軸受31の軸受油圧供給装置47は、具体的には図示しないが従来公知の基本構造を備えており、その油圧源の油圧ポンプおよび油圧回路の圧油制御弁が上記制御部4に電気的に接続されている。
The bearing hydraulic
以上のような構成とされたセンタ支持部1、2において、前述したように、主軸センタ10および心押センタ20は、選択的に、ライブセンタとしてまたはデッドセンタとして機能する構成とされている。
In the
次に、これらのライブセンタとデッドセンタとしての機能構成について、図4および表1に基づいて説明する。 Next, functional configurations of the live center and the dead center will be described with reference to FIG.
(A)ライブセンタ方式:
ライブセンタ方式においては、図4(a)に示すように、主軸センタ10と心押センタ20がライブセンタとして機能して、これら主軸センタ10と心押センタ20は相互に同期して回転駆動しながらワークWをセンタ支持する。
(A) Live center method:
In the live center system, as shown in FIG. 4A, the
すなわち、ライブセンタ方式においては、主軸回転駆動源である駆動モータ14と心押軸回転駆動源である駆動モータ24が相互に同期して、かつワーク回転駆動源である駆動モータ17に対して同期して回転駆動して、主軸センタ10と心押センタ20は、回転駆動しながらワークWをセンタ支持する。
That is, in the live center system, the
また、主軸センタ10と心押センタ20がセンタ支持するワークWと同期して回転すると、ワークWとの相対的な回転がなくて、ワークWとの間に発熱・磨耗の発生がない。このため、心押し荷重を大きくとることができ、したがって、心押圧調整部21の油圧シリンダ26が油圧駆動して、心押センタ20が前方へ移動され、これにより、ワークWのセンタ支持の心押荷重は所定の大きな値に設定される。
Further, when the
なお、この場合の心押荷重は、厳密には、心押センタ20を常時前方へ弾発付勢する心押圧調整バネ25との協働作用(心押圧調整バネ25の弾発付勢作用と協働して、油圧シリンダ26が心押センタ20を軸方向前方へ所定の圧力をもって追加付勢)により設定されることになるが、実質的には油圧シリンダ26の駆動制御により設定される。
Strictly speaking, the tailstock load in this case is the cooperative action of the center pressing
このようなライブセンタ方式のセンタ支持部1、2においては、主軸センタ10と心押センタ20が回転するので、これら両センタ10、20の組付け精度等に起因する回転ブレがワークの心振れを誘発し易く、高い研削精度を期待できないが、一方、ワークWとの間に発熱・磨耗の発生がなく、また大きな心押荷重によりワークWの高い支持剛性を確保することができ、切込み量が大きくかつ研削負荷が大きな重研削加工(例えば、荒研削加工)に適している(表1の上段参照)。
In the live center type
(B)デッドセンタ方式:
デッドセンタ方式においては、図4(b)に示すように、主軸センタ10と心押センタ20がデッドセンタとして機能して、これら主軸センタ10と心押センタ20は回転停止した状態でワークWをセンタ支持する。
(B) Dead center method:
In the dead center method, as shown in FIG. 4 (b), the
すなわち、デッドセンタ方式においては、主軸回転駆動源である駆動モータ14と心押軸回転駆動源である駆動モータ24が駆動停止して、回転駆動源である駆動モータ17のみが回転駆動し、主軸センタ10と心押センタ20は、回転停止した状態でワークWをセンタ支持する。
That is, in the dead center system, the
また、主軸センタ10と心押センタ20が回転停止した状態でワークWをセンタ支持すると、回転するワークWとの相対的な回転が生じて、ワークWとの間に発熱・磨耗の発生がある。このため、心押し荷重を大きくとることができず、したがって、心押圧調整部21の油圧シリンダ26は駆動停止して、心押センタ20を常時前方へ弾発付勢する心押圧調整バネ25による心押荷重だけが作用し、これにより、ワークWのセンタ支持の心押荷重は所定の小さな値に設定される。
Further, if the workpiece W is center-supported in a state where the
このようなデッドセンタ方式のセンタ支持部1、2においては、主軸センタ10と心押センタ20が回転停止しているので、ワークWとの間に発熱・磨耗の発生があり、また小さな心押荷重によりワークWの支持剛性も低いが、一方、両センタ10、20の組付け精度等に起因する回転ブレがなくて、センタ支持するワークWに心振れを誘発することもなく、高い研削精度を期待でき、切込み量が小さくかつ研削負荷が小さくて高い研削精度が要求される仕上げ研削加工に適している(表1の下段参照)。
In the
なお、本実施形態の円筒研削盤においては、主軸センタ10および心押センタ20が、選択的にライブセンタとしてまたはデッドセンタとして機能する構成とされていることから、ライブセンタ方式による加工からデッドセンタ方式による加工に方式変換される際に、主軸センタ10および心押センタ20は、回転主軸12および心押軸22の回転方向の定位置で停止(軸回転定位置停止)するようにそれぞれ駆動制御される構成とされている。
In the cylindrical grinding machine of the present embodiment, the
すなわち、主軸台1における主軸センタ10と回転主軸12、および/または、心押台2における心押センタ20と心押軸22は、その組付け後において、両者の軸心をほぼ完全一致するように造り込むことは極めて困難な状況にあり、通常はわずかに偏心した状態となっている。
That is, the
例えば図5(a)に示すように、主軸台1において、主軸センタ10の軸心X10つまり主軸センタ10の先端が回転主軸12の軸心X12に対して偏心している場合、および/または、心押台2において、心押センタ20の軸心X20つまり心押センタ20の先端が心押軸22の軸心X22に対して偏心している場合を考えてみる。
For example, as shown in FIG. 5 (a), the
主軸センタ10と心押センタ20が回転駆動されるライブセンタにおいては、図6(a)に示すように、これら両センタ10、20により回転支持されるワークWの回転中心XWも上記砥石車50の軸心X50に対して傾斜した状態にあり、両センタ10、20の回転ブレがそのままワークWの心振れ(XW)となり、高い研削精度を期待できないことは上述したとおりである。
In the live
本実施形態のように、主軸センタ10と心押センタ20が、選択的にライブセンタとしてまたはデッドセンタとして機能する構成とされていると、ライブセンタ方式による加工からデッドセンタ方式による加工に方式変換される際に、回転主軸12および心押軸22の回転方向の任意の位置で両センタ10、20が停止するような構成では、例えば図5(b)の(i)および(ii)に示すように、主軸センタ10と回転主軸12、および/または、心押センタ20と心押軸22の偏心が、ワークWの回転中心XWの上記砥石車50の軸心X50に対する傾斜状態を誘発してしまい、しかも、ワークWの回転中心XWの上記砥石車50の軸心X50に対する傾斜状態もばらばらで姿勢が定まらず、デッドセンタ方式の利点である高い研削精度が得られない。
If the
この点に鑑みて、本実施形態においては、ライブセンタ方式による加工からデッドセンタ方式による加工に方式変換される際に、主軸センタ10と回転主軸12、および/または、心押センタ20と心押軸22の偏心が、研削精度に影響しないように、図5(c)に示すように、主軸センタ10および心押センタ20は、回転主軸12および心押軸22の回転方向の定位置で停止(軸回転定位置停止)するようにそれぞれ駆動制御される構成とされている。
In view of this point, in the present embodiment, the
具体的には、主軸センタ10と心押センタ20が固定されたデッドセンタ方式に変換された状態において、図5(c)に示すように、上記両センタ10、20を結ぶ直線が砥石車50の軸心X50と平行になり、これにより、ワークWの回転中心XWも砥石車50の軸心X50と平行になり、主軸センタ10および/または心押センタ20の軸心の偏心が砥石車50によるワークWの円筒研削に影響することがなく、所定の研削加工精度を確保することが可能となる。
Specifically, in a state converted to a dead center system in which the
図示の実施形態においては、心押圧調整部21による上記ライブセンタとデッドセンタの選択的な切替えは、基本的には、後述するように、制御部4により自動切換えで行われるが、図示しない切替えスイッチを手動操作しても行われる。
In the illustrated embodiment, the selective switching between the live center and the dead center by the center pressing
砥石台3は、上記センタ支持部1、2によりセンタ支持されたワークWの円筒外径面Waを研削する砥石車50を備えてなる。この砥石車50は、図1に示すように、その外周面50aが円筒砥石面とされるとともに、具体的には図示しないが、従来公知の一般的基本構造を備えている。つまり、砥石車50は、砥石軸51に取外し可能に取付け固定され、この砥石軸51が上記砥石車台3に回転可能に軸承されるとともに、動力伝導ベルトや歯車機構を介して駆動モータ等の回転駆動源に駆動連結されている。この砥石車50の回転駆動源はサーボモータからなり、制御部4に電気的に接続されている。
The grinding wheel base 3 includes a
制御部4は、主軸台1、心押台2および砥石台3における各駆動源を相互に連動して制御するもので、具体的には、CPU、ROM、RAMおよびI/Oポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されたCNC装置である。
The
この制御装置6には、前述したように、主軸台1、心押台2および砥石台3における各駆動源(駆動モータ14、17、24等、および油圧供給装置46、47の駆動源)や近接スイッチ45a、45b等の各種センサが電気的に接続されるとともに、以下に述べる円筒研削工程(円筒研削方法)を実行するための制御プログラムが、数値制御データとして、予めまたは図示しない操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定される。
As described above, the
しかして、以上のように構成された円筒研削盤において、ワークWは、センタ支持部1、2によりセンタ支持された状態において、ワーク回転部11により低速で回転されながら、高速で回転する砥石車50によって外径面Waをトラバース研削やプランジカット研削などの円筒研削加工が施されるところ、前述したように、ライブセンタ方式(主軸センタ10と心押センタ20がライブセンタとして機能する方式)によるワークWの外径面Waの荒研削加工(重研削加工)、およびデッドセンタ方式(主軸センタ10と心押センタ20がデッドセンタとして機能する方式)によるワークWの外径面Waの仕上げ研削加工がそれぞれ単独で行われるほか、上述の制御部4による自動切換えによって、ワークWはセンタ支持部1、2から取り外されることなくセンタ支持されたままで、ワークWに対する荒研削加工と仕上げ研削加工という要求研削精度等の加工条件が異なる二種類の研削加工が連続して行われる。
Thus, in the cylindrical grinding machine configured as described above, the workpiece W is rotated at a high speed while being rotated at a low speed by the
すなわち、(1)荒研削加工工程においては、ワーク回転駆動源である駆動モータ17が回転駆動するとともに、主軸回転駆動源である駆動モータ14と心押軸回転駆動源である駆動モータ24が上記駆動モータ17に同期して回転駆動し、これにより、センタ支持部1、2の主軸センタ10および心押センタ20は、相互に同期するとともに、回転駆動部15により低速で回転されるワークWに同期して回転駆動し、ワークWをライブセンタとして支持しながら(心押荷重→大、ワークWの支持剛性→大)、高速で回転する砥石車50がワークWの外径面Waを重研削加工(切込み量→大、研削負荷→大)を行う。
That is, (1) In the rough grinding process, the
(2)荒研削加工工程が終了すると、ワークWがセンタ支持部1、2から取り外されることなくそのままセンタ支持された状態で、上記制御部4により、上記センタ支持部1、2の主軸センタ10および心押センタ20が、ライブセンタからデッドセンタに支持方式を自動的に切替えられる。
(2) When the rough grinding process is completed, the
(3)仕上げ研削加工工程においては、ワーク回転駆動源である駆動モータ17が回転駆動するとともに、主軸回転駆動源である駆動モータ14と心押軸回転駆動源である駆動モータ24が駆動停止し、これにより、センタ支持部1、2の主軸センタ10および心押センタ20は、回転停止した状態でワークWをデッドセンタとして支持しながら(心押荷重→小、ワークWの支持剛性→小)、高速で回転する砥石車50がワークWの外径面Waを仕上げ研削加工(切込み量→小、研削負荷→小)を行う。
(3) In the finish grinding process, the
以上の円筒研削工程におけるワーク回転駆動源(駆動モータ)17、主軸回転駆動源(駆動モータ)14および心押軸回転駆動源(駆動モータ)24の動作タイミングが図6に示されている。 FIG. 6 shows operation timings of the work rotation drive source (drive motor) 17, the main shaft rotation drive source (drive motor) 14, and the tailstock shaft rotation drive source (drive motor) 24 in the above cylindrical grinding process.
以上説明したように、本実施形態の円筒研削盤によれば、ワークWの一端の軸心位置をセンタ支持する主軸センタ10を備える主軸台1と、ワークWの他端の軸心位置をセンタ支持する心押センタ20を備える心押台2と、これら主軸台1および心押台2によりセンタ支持されたワークWの円筒外径面Waを研削する砥石車50を備える砥石台3とを備えてなり、上記主軸台1において、上記主軸センタ10は回転可能に軸承されかつ主軸回転駆動源である駆動モータ14に駆動連結されるとともに、上記ワークWを回転駆動するワーク回転部11が設けられ、上記心押台2において、上記心押センタ20は回転可能に軸承されかつ心押軸回転駆動源である駆動モータ24に駆動連結されるとともに、上記心押台2の軸方向の心押圧力(心押荷重)を調整する心押圧調整部21が設けられ、上記主軸センタ10および心押センタ20は、自動で選択的に、相互に同期して回転駆動しながらワークWをセンタ支持するライブセンタとして、または回転停止した状態でワークWをセンタ支持するデッドセンタとして機能する構成とされているから、以下に列挙するような作用効果が得られ、汎用性に富むとともに、高精度でサイクルタイムを大幅に短縮した円筒研削を実現することができる。
As described above, according to the cylindrical grinding machine of the present embodiment, the
(i)主軸台1の主軸センタ10と心押台2の心押センタ20を、ライブセンタまたはデッドセンタとして選択的に切替え使用することができるので、一台の円筒研削盤で重研削加工(例えば荒研削加工)と仕上げ研削加工という要求研削精度等の加工条件の異なる研削加工を実行することができる。
(I) Since the
すなわち、上記主軸センタ10と心押台2の心押センタ20がライブセンタとして機能するライブセンタ方式では、主軸センタ10と心押センタ20が回転して、センタ支持するワークWとの間に発熱・磨耗の発生がなく、これにより、高剛性・高負荷支持による、切込み量が大きくかつ研削負荷が大きな重研削加工を行うことができ、一方、上記主軸センタ10と心押台2の心押センタ20がデッドセンタとして機能するデッドセンタ方式においては、主軸センタ10と心押センタ20が非回転であるから、これらセンタの組付け精度等に起因するセンタ回転時の心振れがなく、これにより、センタ支持するワークWに心振れが発生し難く、高い研削精度が要求される仕上げ研削を行うことができる。
That is, in the live center system in which the
(ii)主軸台1の主軸センタ10と心押台2の心押センタ20を、簡単な切替え操作だけで、ライブセンタまたはデッドセンタとして選択的に切替え使用することができるので、従来の時間と労力を要して作業性の悪いセンタ組替え作業がまったく不要で、重研削加工と仕上げ研削加工を効率よく切替えて実行することができる。
(Ii) Since the
すなわち、主軸台1、心押台2および主軸台1における駆動源を相互に連動して制御する制御部4を備え、この制御部4による自動切替えにより、主軸センタ10および心押センタ20をライブセンタとデッドセンタとして機能するように制御することで、一連の円筒研削加工サイクル内において、ライブセンタとデッドセンタの自動切り替えが可能となり、高精度でかつサイクルタイムを大幅に短縮する円筒研削を実行することが可能となる。
That is, a
(iii)ワークWのセンタ支持状態を維持したままで、上記主軸センタ10と心押センタ20をライブセンタからデッドセンタに切替え使用できるので、センタ支持方式の変更に伴うワークWの心ズレが生じることがなく、この点からも高い研削精度が得られる。
(Iii) Since the
(iv)ライブセンタとしての主軸センタ10と心押センタ20は、いずれも回転駆動源により積極的にかつ同期して回転駆動されるので、センタ支持するワークWとの間に相対的な回転が発生する可能性がきわめて少なく、センタ支持部における発熱・磨耗の発生を有効かつ確実に回避することができる。
(Iv) Since both the
(v)心押台2の軸方向の心押圧力(心押荷重)を調整する心押圧調整部21が設けられているので、ライブセンタまたはデッドセンタとしてのワークWに対する心押荷重をそれぞれ最適値に設定することができ、この結果、デッドセンタ時において、心押荷重が大きく高負荷となって、センタ支持部の発熱・磨耗に発展する問題、あるいは、ライブセンタ時において、心押荷重が小さく軽負荷となって、センタとワークW間の支持剛性が不十分となる問題などの発生が有効に防止される。
(V) Since the center pressing adjusting
実施形態2
本実施形態は図7に示されており、実施形態1の円筒研削盤において機内センタ研削を行う構成とされたものである。
This embodiment is shown in FIG. 7, and is configured to perform in-machine center grinding in the cylindrical grinding machine of the first embodiment.
例えば図8(a)に示すように、主軸台1において、主軸センタ10の軸心X10つまり主軸センタ10の先端が回転主軸12の軸心X12に対して偏心している場合、および/または、心押台2において、心押センタ20の軸心X20つまり心押センタ20の先端が心押軸22の軸心X22に対して偏心している場合を考えてみる。
For example, as shown in FIG. 8 (a), the
主軸センタ10と心押センタ20が固定されたデッドセンタであれば、主軸台1および/または心押台2を微小距離だけ移動させて、図8(b)に示すように、これら両センタ10、20を結ぶ直線を砥石車50の軸心X50と平行にすることにより、ワークWの回転中心XWは砥石車50の軸心X50と平行することになり、上述の主軸センタ10および/または心押センタ20の軸心の偏心が砥石車50によるワークWの円筒研削に影響することはなく、所定の精度の研削加工が可能である。
If the
これに対して、上記主軸センタ10と心押センタ20が回転駆動されるライブセンタであると、上述したデッドセンタの場合のような偏心修正は行うことができず、図8(c)に示すように、これら両センタ10、20を結ぶ直線Xは砥石車50の軸心X50に対して傾斜した状態にあり、つまり、これら両センタ10、20により回転支持されるワークWの回転中心XWも上記砥石車50の軸心X50に対して傾斜した状態にある。
On the other hand, if the
そして、このように両センタ10、20を結ぶ直線が砥石車50の軸心X50に対して傾斜した状態でのライブセンタ方式での円筒研削においては、両センタ10、20の回転ブレがそのままワークWの心振れ(XW)となり、所期の精度の研削加工ができない。
Then, in the cylindrical grinding of a live center type in a state where the straight line connecting this manner both
本実施形態においては、このようなライブセンタ方式での円筒研削における問題点を解消するため、ライブセンタ方式によるワークWの外径面Waの重研削加工に先立ち、主軸センタ10および心押センタ20をライブセンタとして、機内センタ研削用の砥石車60(両端部分がテーパ形状の砥石面60a、60bとされたもの)により上記両センタ10、20を機内研削加工して、これら両センタ10、20のライブ振れを防止する。
In the present embodiment, in order to eliminate such problems in cylindrical grinding by the live center method, the
すなわち、例えば図7(a)に示すように、主軸センタ10および心押センタ20の軸心X10、X20が回転主軸12および心押軸22の軸心X12、X22に対してそれぞれ偏心している場合に、まず、機内センタ研削用の砥石車60を、砥石台1の砥石軸51に取り付けて、駆動モータ24により心押センタ20を回転駆動しながら、回転する砥石車60のテーパ形状の砥石面60bが上記心押センタ20の先端部分を研削し(図7(a)参照)、続いて、駆動モータ14により主軸センタ10を回転駆動しながら、回転する砥石車60のテーパ形状の砥石面60bが上記心押センタ20の先端部分を研削する(図示省略)。
That is, for example, as shown in FIG. 7A, the shaft centers X 10 and X 20 of the
この機内センタ研削により、上記両センタ10、20の先端部10a、20aは、図7(b)に示すように、回転主軸12および心押軸22の軸心X12、X22に一致する先細のテーパ形状に修正されることになる。
This machine center grinding, the
しかして、以上のように機内センタ研削を施された円筒研削盤における重研削加工においては、ワークWは、ライブセンタである主軸センタ10と心押センタ20により回転支持されながら(心押荷重→大、ワークWの支持剛性→大)、その外径面Waを高速で回転する砥石車50により研削加工(切込み量→大、研削負荷→大)されるところ、図8(a)に示すように、上記主軸センタ10および心押センタ20の軸心X10、X20が回転主軸12および心押軸22の軸心X12、X22に対してそれぞれ偏心している場合でも、これらライブセンタ10、20の先端部10a、20aに支持されるワークWの回転中心XWは砥石車50の軸心X50と平行することとなって、ワークWの回転ブレも生じず、この結果、上記センタ10、20の軸心X10、X20の偏心が砥石車50によるワークWの円筒研削に影響することはなく、所定の精度の重研削加工はもちろんのこと、さらには、重研削加工の長所を生かしつつ、デッドセンタ方式による仕上げ研削加工と同等の精度を得ることも可能となる。
Thus, in the heavy grinding process in the cylindrical grinder subjected to in-machine center grinding as described above, the workpiece W is rotated and supported by the
また、本実施形態の円筒研削盤においては、上述のごとく、機内センタ研削を行うことにより、主軸センタ10および心押センタ20のの先端部10a、20aが、図7(b)に示すように、回転主軸12および心押軸22の軸心X12、X22に一致する先細のテーパ形状に修正される結果、実施形態1において、ライブセンタ方式による加工からデッドセンタ方式による加工に方式変換される際に行われていた駆動制御、つまり、主軸センタ10および心押センタ20の軸回転定位置停止(回転主軸12および心押軸22の回転方向の定位置で停止すること)は不要となる。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
Further, in the cylindrical grinder of the present embodiment, as described above, by performing in-machine center grinding, the
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
実施形態3
本実施形態は図9に示されており、実施形態1の円筒研削盤において主軸センタ10および心押センタ20の取付け構造が改変されたものである。
Embodiment 3
This embodiment is shown in FIG. 9, and the mounting structure of the
すなわち、主軸センタ10および心押センタ20の取付け構造は、実施形態1および2においては、前述したように、図3に示すようなテーパ嵌合取付構造とされているが、本実施形態においては、図9に示すように、テーパ嵌合取付構造Aと端面取付構造Bのいずれか一方が選択的に採用可能な構成とされている。
That is, the mounting structure of the
テーパ嵌合取付構造は、図9(a)に示すように、主軸センタ10(心押センタ20)の基部取付部10b(20b)は図示のごとくテーパシャンクの形態とされるとともに、これに対応して、回転主軸12(心押軸22)の先端部12a(22a)中央にはテーパシャンク穴12b(22b)が開設されて、これら、10b(20b)、12b(22b)が取外し可能に嵌合固定される構成とされている。
In the taper fitting mounting structure, as shown in FIG. 9A, the
一方、端面取付構造は、図9(b)に示すように、主軸センタ10(心押センタ20)の基部が平板状の取付フランジ部10c(20c)と一体形成されるとともに、これに対応して、回転主軸12(心押軸22)の先端面12c(22c)が回転主軸12(心押軸22)の軸心X12(X22)に直交する平坦な取付端面に形成されて、上記取付フランジ部10c(20c)が回転主軸12(心押軸22)の先端面12c(22c)に当接係合された状態で、取付ボルト70、70、…により取外し可能に締付け固定される構成とされている。
On the other hand, as shown in FIG. 9 (b), the end face mounting structure is such that the base portion of the spindle center 10 (the tailstock center 20) is integrally formed with the flat
しかして、以上のように構成された主軸センタ10と心押センタ20の取付け構造においては、表2に示すようなテーパ嵌合取付構造Aと端面取付構造Bの特徴を考慮して、これら両取付構造A、Bのいずれか一方が目的に応じて適宜選択的に採用され得る。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
Therefore, in the mounting structure of the
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。 The above-described embodiment is merely a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various design changes can be made within the scope.
W ワーク
Wa ワークの外径面
A テーパ嵌合取付構造
B 端面取付構造
1 主軸台
2 心押台
3 砥石台
4 制御部(制御手段)
5 装置ベッド
6 テーブル
10 主軸センタ
10a 主軸センタの先端部
10b 主軸センタのテーパシャンク
10c 主軸センタの取付フランジ部
11 ワーク回転部(ワーク回転手段)
12 回転主軸
12b 回転主軸のテーパシャンク穴
12c 回転主軸の取付端面
13 駆動モータ(主軸回転駆動源)
15 回転駆動部
16 駆動モータ(ワーク回転駆動源)
20 心押センタ
20a 心押センタの先端部
20b 心押センタのテーパシャンク
20c 心押センタの取付フランジ部
21 心押圧調整部(心押圧調整手段)
22 心押軸
22b 心押軸のテーパシャンク穴
22c 心押軸の取付端面
24 駆動モータ(心押軸回転駆動源)
25 心押圧調整バネ
26 油圧シリンダ
31 静圧軸受
46 シリンダ油圧供給装置
47 軸受油圧供給装置
50 砥石車
60 機内センタ研削用の砥石車
60a、60b テーパ形状の砥石面
W Work Wa Work outer diameter surface A Taper fitting mounting structure B End
5
12
15
20
22
25 Center
Claims (14)
工作物の一端の軸心位置を支持する主軸センタを備える主軸台と、
工作物の他端の軸心位置を支持する心押センタを備える心押台と、
これら主軸台および心押台によりセンタ支持された工作物の円筒外径面を研削する砥石車を備える砥石台とを備えてなり、
前記主軸台において、前記主軸センタは回転可能に軸承されかつ主軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、前記工作物を回転駆動するワーク回転手段が設けられ、
前記心押台において、前記心押センタは回転可能に軸承されかつ心押軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、前記心押台の軸方向の心押圧力を調整する心押圧調整手段が設けられ、
前記主軸センタおよび心押センタは、選択的に、相互に同期して回転駆動しながら工作物をセンタ支持するライブセンタとして、または回転停止した状態で工作物をセンタ支持するデッドセンタとして機能する構成とされている
ことを特徴とする円筒研削盤。 A cylindrical grinding machine that supports the axial positions of both ends of the workpiece and grinds the outer diameter surface of the workpiece,
A headstock with a spindle center that supports the axial position of one end of the workpiece;
A tailstock with a tailstock center that supports the axial position of the other end of the workpiece;
A grinding wheel head equipped with a grinding wheel for grinding a cylindrical outer diameter surface of a workpiece supported by the spindle stock and the tailstock.
In the headstock, the spindle center is rotatably supported and connected to a spindle rotation drive source, and is provided with a work rotation means for driving the workpiece to rotate.
In the tailstock, the tailstock center is rotatably supported and is drivingly connected to a tailstock shaft rotation drive source, and a tail pressure adjusting means for adjusting a tailstock pressure in the axial direction of the tailstock is provided. And
The spindle center and the tailstock center selectively function as a live center that supports the workpiece while being rotationally driven in synchronization with each other, or as a dead center that supports the workpiece while the rotation is stopped. A cylindrical grinding machine characterized by
この制御手段は、重研削時において、前記主軸センタおよび心押センタが相互に同期して回転駆動しながら工作物をセンタ支持する前記ライブセンタとして機能するとともに、仕上げ研削時において、前記主軸センタおよび心押センタが回転停止した状態で工作物をセンタ支持する前記デッドセンタとして機能するように、前記駆動源を制御する構成とされている
ことを特徴とする請求項1に記載の円筒研削盤。 Control means for controlling the spindle head, the tailstock and the driving source in the spindle stock in conjunction with each other,
The control means functions as the live center for supporting the workpiece while the spindle center and the tailstock center are rotationally driven in synchronization with each other during heavy grinding, and the spindle center and 2. The cylindrical grinding machine according to claim 1, wherein the driving source is controlled so as to function as the dead center for supporting the workpiece in a state where the tailstock center is stopped. 3.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の円筒研削盤。 3. The cylinder according to claim 1, wherein the workpiece rotating means is a chip driving device that rotationally drives the workpiece via a chip attached to an end portion of the workpiece on the headstock side. Grinder.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の円筒研削盤。 3. The structure according to claim 1, wherein the tail pressing adjustment unit is configured to switch and adjust the axial centering load of the tailstock center in the tailstock between heavy grinding and finish grinding. 4. Cylindrical grinding machine.
前記心押圧調整バネは、前記仕上げ研削時において、前記心押センタを前記軸方向へ所定の圧力をもって弾発付勢するとともに、前記油圧シリンダは、前記重研削時において、前記心押センタを前記軸方向へ所定の圧力をもって付勢する構成とされている
ことを特徴とする請求項4に記載の円筒研削盤。 The center press adjusting means comprises a center press adjusting spring and a hydraulic cylinder for pressing the tail center against the tailstock in the axial direction,
The center pressing adjustment spring elastically urges the tail center with a predetermined pressure in the axial direction during the finish grinding, and the hydraulic cylinder presses the center center with the predetermined pressure during the heavy grinding. The cylindrical grinding machine according to claim 4, wherein the cylindrical grinding machine is configured to be biased with a predetermined pressure in the axial direction.
ことを特徴とする請求項5に記載の円筒研削盤。 The center pressing adjustment spring constantly and elastically biases the center pressing center with a predetermined pressure in the axial direction, and the hydraulic cylinder performs a resilient biasing action of the center pressing adjustment spring during the heavy grinding. The cylindrical grinding machine according to claim 5, wherein the cylindrical grinder is configured to additionally urge the tailstock center with a predetermined pressure in the axial direction in cooperation with the centering force.
ことを特徴とする請求項5に記載の円筒研削盤。 The hydraulic cylinder includes a work piece while the spindle center and the tailstock center are rotationally driven in synchronization with each other by a control unit that controls the spindle stock, the tailstock and the drive source in the spindle stock in conjunction with each other. Is activated when it functions as a live center that supports the workpiece, and the centering center is urged with a predetermined pressure in the axial direction, and the workpiece center is supported with the spindle center and the tailstock center stopped rotating. 6. The cylindrical grinder according to claim 5, wherein the cylinder grinder is stopped when functioning as a dead center.
前記心押軸は、前記心押軸回転駆動源に駆動連結されるとともに、この心押軸回転駆動源が前記制御手段に電気的に接続され、
前記心押軸の後端部に、この心押軸を前記心押台ハウジングに対して軸方向前方へ押圧する前記心押圧調整バネが設けられ、
前記心押軸の外周部に、この心押軸を前記心押台ハウジングに対して軸方向へ往復移動させる前記油圧シリンダが設けられ、
この油圧シリンダのピストンを前後方向へ往復移動させる油圧供給装置の油圧源および圧油制御弁が前記制御手段に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項7に記載の円筒研削盤。 In the tailstock, the tailstock is supported by the tailstock housing so as to be rotatable and movable in the axial direction, and the tailstock center is detachably attached to the tip of the tailstock. And
The tailstock is drivingly coupled to the tailstock rotation drive source, and the tailstock rotation drive source is electrically connected to the control means,
The tail pressing adjustment spring that presses the tailstock shaft axially forward with respect to the tailstock housing is provided at a rear end portion of the tailstock shaft,
The hydraulic cylinder for reciprocating the tailstock shaft in the axial direction with respect to the tailstock housing is provided on the outer periphery of the tailstock shaft,
The cylindrical grinding machine according to claim 7, wherein a hydraulic pressure source and a pressure oil control valve of a hydraulic pressure supply device for reciprocating the piston of the hydraulic cylinder in the front-rear direction are electrically connected to the control means.
ことを特徴とする請求項8に記載の円筒研削盤。 9. The cylindrical grinding machine according to claim 8, wherein the tailstock is supported by the tailstock housing so as to be rotatable and movable in an axial direction via a hydrostatic bearing.
これにより、前記両センタは、前記テーパシャンク穴を利用したテーパ嵌合取付構造と、前記取付端面を利用した端面取付構造とのいずれか一方を選択的に採用可能な構成とされている
ことを特徴とする請求項1に記載の円筒研削盤。 The mounting structure of both the centers in the headstock and the tailstock is provided with a tapered shank hole and a mounting end surface at the tip of the rotating shaft that is rotatable,
Thereby, both the centers are configured to be able to selectively adopt either a taper fitting mounting structure using the tapered shank hole or an end surface mounting structure using the mounting end surface. The cylindrical grinding machine according to claim 1, wherein
前記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、前記砥石車により前記工作物の外径面を重研削加工する
ことを特徴とする円筒研削方法。 A cylindrical grinding method for grinding an outer diameter surface of a workpiece by supporting the axial positions of both ends of the workpiece by the cylindrical grinding machine according to any one of claims 1 to 10,
A cylindrical grinding method, wherein the spindle center and the tailstock center are used as a live center, and the outer diameter surface of the workpiece is subjected to heavy grinding with the grinding wheel.
前記主軸センタおよび心押センタをデッドセンタとして、前記砥石車により前記工作物の外径面を仕上げ研削加工する
ことを特徴とする円筒研削方法。 A cylindrical grinding method for grinding an outer diameter surface of a workpiece by supporting the axial positions of both ends of the workpiece by the cylindrical grinding machine according to any one of claims 1 to 10,
A cylindrical grinding method, wherein the main spindle center and the tailstock center are used as dead centers, and the outer diameter surface of the workpiece is finish ground by the grinding wheel.
前記主軸センタおよび心押センタをライブセンタとして、前記砥石車により前記工作物の外径面を重研削加工した後、前記主軸センタおよび心押センタをデッドセンタとして、前記砥石車により前記工作物の外径面を仕上げ研削加工する
ことを特徴とする円筒研削方法。 A cylindrical grinding method for grinding an outer diameter surface of a workpiece by supporting the axial positions of both ends of the workpiece by the cylindrical grinding machine according to any one of claims 1 to 10,
The spindle center and the tailstock center are used as a live center, and the outer diameter surface of the workpiece is subjected to heavy grinding using the grinding wheel, and then the spindle center and the tailstock center are used as a dead center, and the grinding wheel is used to remove the workpiece. A cylindrical grinding method characterized by finish grinding an outer diameter surface.
ことを特徴とする請求項11または13に記載の円筒研削方法。
Prior to the heavy grinding, the spindle center and the tailstock center are used as live centers, and both the centers are ground in the machine by the grinding wheel so as to prevent live shake of these centers. Item 14. The cylindrical grinding method according to Item 11 or 13.
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