JP2016060001A - Machine tool and tool holder unit therefor - Google Patents

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岳見 浅井
Takemi Asai
岳見 浅井
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Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool holder unit and a machine tool for accurately jetting coolant to a machining portion with a simple configuration.SOLUTION: A machine tool includes: a tool holder unit 300 which includes a tool rotary shaft which has a flow passage formed to pass through a rotary shaft, a holder body 302 which is detachably engaged with the tool rotary shaft and has a flow passage formed to be continuous to the tool rotary shaft, a grindstone 105 which is mounted in the tool holder body and is rotated by the rotary shaft, and a cap section 304 which holds the grindstone together with the tool holder body. The machine tool performs inner periphery grinding in a workpiece by the grindstone. The tool holder body is formed in an axial center section and includes a main supply hole to which coolant is supplied from a machine side of the tool machine. The cap section is extended to a surface orthogonal to an axial direction, and includes a recess communicated with the main supply hole and a plurality of branch supply holes communicated with an outer peripheral surface or an outside surface side orthogonal to the axial direction from the recess, and jets coolant from the branch supply holes to a peripheral surface side of the grindstone.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、工作機械及びその工具ホルダユニットに関し、特に、クーラント供給機構を備えた工作機械及びその工具ホルダユニットに関する。   The present invention relates to a machine tool and a tool holder unit thereof, and more particularly, to a machine tool including a coolant supply mechanism and a tool holder unit thereof.

従来、研削盤等の工作機械において、ワークを研削加工する際には、所定の経路を介して案内・供給したクーラント(研削液)を砥石による加工部位に向けて噴射するようにしている。特に、いわゆる内研として、円筒状のワーク等の内周穴に入る比較的小さな砥石を用いて、その内周の雌ネジ等を研削する工作機械においては、工具ホルダ側或いはワーク支持台側の所定の箇所から伸長するクーラント供給路から伸長するクーラントノズルの先端を加工部位に向けて配置し、ノズルからクーラントを噴射するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, when a workpiece is ground in a machine tool such as a grinder, coolant (grinding fluid) guided and supplied via a predetermined path is sprayed toward a processing site by a grindstone. In particular, as a so-called internal laboratory, in a machine tool for grinding a female screw or the like on its inner periphery using a relatively small grindstone that enters an inner peripheral hole of a cylindrical workpiece or the like, the tool holder side or the work support base side The tip of a coolant nozzle extending from a coolant supply path extending from a predetermined location is arranged toward the processing site, and coolant is jetted from the nozzle (for example, see Patent Document 1).

また、加工用工作機械において、主軸に配設される工具ホルダ等の軸心部を貫通して形成された供給孔を介して、工具の先端部にクーラントとして切削液を供給する、いわゆるセンタースルークーラントに関する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, in a machining machine tool, a so-called center through is used to supply cutting fluid as coolant to the tip of a tool through a supply hole formed through a shaft center of a tool holder or the like disposed on a spindle. A technique related to the coolant is known (see, for example, Patent Document 2).

特開平8−112746号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-112746 特開2003−334738号公報JP 2003-334738 A

しかしながら、特許文献1記載の従来例は、例えば、円筒状のワークの外周面を研削する場合等には、比較的加工部位に精度よくクーラントを噴射することができるが、例えば、深穴のワークの内周面を研削する場合等には、砥石の位置に応じて加工部位が内周方向と上下方向の双方で移動していくため、的確に加工部位にクーラントを噴射し続けることは困難である。仮に、加工部位に適応するようにクーラントノズルの角度等をNCで制御しようとすれば、構造及び制御技術の複雑化は免れない。   However, in the conventional example described in Patent Document 1, for example, when the outer peripheral surface of a cylindrical workpiece can be ground, the coolant can be sprayed relatively accurately to the processing site. For example, when grinding the inner peripheral surface of the machine, it is difficult to accurately inject coolant to the machining part because the machining part moves both in the inner circumferential direction and in the vertical direction according to the position of the grindstone. is there. If the angle of the coolant nozzle or the like is controlled by the NC so as to adapt to the processing site, the structure and the control technology are complicated.

また、特許文献2記載の従来例は、マシニングセンタ等によりワークを切削加工する場合に、センタースルー構造でクーラント(切削液)を切削工具の先端側の加工部位には供給し易いが、工具軸に直交するように取り付けられた円盤状の砥石によりワークを研削する場合には、砥石の周端面によるワークの加工部位に向けてクーラントを噴出するのは困難である。この場合、軸芯部から周端面側に向う供給孔を砥石そのものに設けることも考えられるが、砥石の硬度の脆弱化等を招いてしまう。また、多孔質の砥石を使用して砥石の軸芯部から周端面側にクーラントを滲出させる構成では、砥石の選択や用途等の制約を受けてしまう。 In addition, in the conventional example described in Patent Document 2, when a workpiece is cut by a machining center or the like, a coolant (cutting fluid) is easily supplied to the processing portion on the tip side of the cutting tool with a center through structure. When a workpiece is ground with a disc-shaped grindstone mounted so as to be orthogonal, it is difficult to eject the coolant toward the workpiece processing portion by the peripheral end surface of the grindstone. In this case, although it is conceivable to provide the grindstone itself with a supply hole directed from the shaft core portion toward the peripheral end surface, the hardness of the grindstone becomes weak. Moreover, in the structure which uses a porous grindstone and exudes a coolant from the axial center part of a grindstone to the peripheral end surface side, it will receive restrictions, such as selection of a grindstone and a use.

そこで、簡単な構成でありながら、ワークの内周面を砥石で研削する場合等に加工部位に的確にクーラントを噴射することが可能な技術の開発が望まれていた。 Therefore, there has been a demand for the development of a technique capable of accurately injecting coolant to a processing site when the inner peripheral surface of a workpiece is ground with a grindstone, etc., with a simple configuration.

本発明は上述のような事情から為されたものであり、その目的は、簡単な構成でありながら、ワークの内周面を砥石で研削する場合等に加工部位に的確にクーラントを噴射することが可能な技術を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and its purpose is to accurately inject coolant to a processing site when grinding the inner peripheral surface of a workpiece with a grindstone while having a simple configuration. It is to provide a technology that can.

上記目的を達成するため、本発明の第1の様相に係る工具ホルダユニットは、回転軸に配設される工具ホルダ本体と該工具ホルダ本体に取り付けられ、前記回転軸により回転される砥石と、該取り付けられた砥石を前記工具ホルダ本体とで挟持するホルダキャップとを有し、前記砥石によりワークの内周研削を行う工作機械において、前記工具ホルダ本体は軸心部に形成され、工作機械の機械側からクーラントが供給される主供給孔を備え、前記ホルダキャップは、軸方向と直交する面に広がり、前記主供給孔と連通する窪み部と、該窪み部から軸方向と直交する外周面又は外側面側に連通する複数の分岐供給孔とを有し、該分岐供給孔から前記砥石の周面側に向けて前記クーラントを噴出する構造を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a tool holder unit according to the first aspect of the present invention includes a tool holder body disposed on a rotating shaft, a grindstone attached to the tool holder body and rotated by the rotating shaft, A tool cap for holding the attached grindstone between the tool holder main body and the inner grind of the workpiece by the grindstone, wherein the tool holder main body is formed at an axial center, The holder cap is provided with a main supply hole for supplying coolant from the machine side, and the holder cap extends to a surface orthogonal to the axial direction, and communicates with the main supply hole, and an outer peripheral surface orthogonal to the axial direction from the recess Alternatively, it has a plurality of branch supply holes communicating with the outer surface side, and has a structure in which the coolant is ejected from the branch supply holes toward the peripheral surface side of the grindstone.

尚、前記分岐供給孔は、前記窪みから前記出口に向けて砥石側に斜めに形成されているのが好適である。 The branch supply hole is preferably formed obliquely on the grindstone side from the recess toward the outlet.

上記目的を達成するため、本発明の第2の様相に係る工作機械は、回転軸の内部を貫通する流路が形成される工具回転軸と、前記工具回転軸に着脱自在に係合するとともに流路が前記工具回転軸と連続するように形成された工具ホルダを備え、前記工具ホルダは、回転軸に配設される工具ホルダ本体と該工具ホルダ本体に取り付けられ、前記回転軸により回転される砥石と、該取り付けられた砥石を前記工具ホルダ本体とで挟持するホルダキャップとを有し、前記砥石によりワークの内周研削を行う工作機械において、前記工具ホルダ本体は軸心部に形成され、工作機械の機械側からクーラントが供給される主供給孔を備え、前記ホルダキャップは、軸方向と直交する面に広がり、前記主供給孔と連通する窪み部と、該窪み部から軸方向と直交する外周面又は外側面側に連通する複数の分岐供給孔とを有し、該分岐供給孔から前記砥石の周面側に向けて前記クーラントを噴出することを特徴とする工作機械。 In order to achieve the above object, a machine tool according to a second aspect of the present invention is detachably engaged with a tool rotating shaft in which a flow path penetrating the rotating shaft is formed, and the tool rotating shaft. A tool holder is formed so that a flow path is continuous with the tool rotation axis, and the tool holder is attached to the tool holder main body disposed on the rotation axis and the tool holder main body, and is rotated by the rotation axis. And a tool cap for holding the attached grindstone between the tool holder body and grinding the inner periphery of the workpiece with the grindstone, the tool holder body is formed at the shaft center portion. And a main supply hole through which coolant is supplied from the machine side of the machine tool, wherein the holder cap extends in a plane perpendicular to the axial direction and communicates with the main supply hole, and the axial direction from the recess straight And a plurality of branch supply hole communicating with the outer peripheral surface or the outer surface side, a machine tool, characterized by ejecting the coolant from the branch supply holes toward the peripheral surface of the grinding wheel.

本発明によれば、簡単な構成でありながら、ワークの内周面を砥石で研削する場合等に加工部位に的確にクーラントを噴射することが可能な技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, although it is simple structure, when grinding the internal peripheral surface of a workpiece | work with a grindstone etc., the technique which can inject a coolant precisely to a process part can be provided.

本発明が適用される研削装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the grinding device to which the present invention is applied. 本発明が適用される研削装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the grinding device to which this invention is applied. 図1に示した研削装置におけるA軸の搖動制御を示す図である。It is a figure which shows the A-axis rocking | fluctuation control in the grinding apparatus shown in FIG. 図1に示した研削装置における研削液の第1の経路を示す図である。It is a figure which shows the 1st path | route of the grinding fluid in the grinding apparatus shown in FIG. 図4に示した研削液の第1の経路からの研削液の噴出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ejection method of the grinding fluid from the 1st path | route of the grinding fluid shown in FIG. 図1に示した研削装置における研削液の第2の経路を示す図である。It is a figure which shows the 2nd path | route of the grinding fluid in the grinding apparatus shown in FIG. 本発明の比較例としての円錐キャップ付き工具ホルダユニットを示す図であり、(a)はその底面図、(b)はその正面図、(c)はその斜視図である。It is a figure which shows the tool holder unit with a conical cap as a comparative example of this invention, (a) is the bottom view, (b) is the front view, (c) is the perspective view. 図4に示した研削液の第1の経路からの研削液の噴出及び図7に示した円錐キャップ付き工具ホルダユニットによる課題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the subject by the ejection of the grinding fluid from the 1st path | route of the grinding fluid shown in FIG. 4, and the tool holder unit with a conical cap shown in FIG. 本発明の実施形態に係る研削装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a grinding device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る工具ホルダユニットを示す図であり、(a)はその底面図、(b)はその正面図、(c)はその斜視図である。It is a figure which shows the tool holder unit which concerns on embodiment of this invention, (a) is the bottom view, (b) is the front view, (c) is the perspective view. 本発明の実施形態に係る工具ホルダユニットのキャップ部の構成を示す図であり、(a)はその底面図、(b)はその正面図、(c)はその正面のA−A断面図、(d)はその正面の透視図、(e)はその平面図である。It is a figure which shows the structure of the cap part of the tool holder unit which concerns on embodiment of this invention, (a) is the bottom view, (b) is the front view, (c) is AA sectional drawing of the front, (D) is the perspective view of the front, (e) is the top view.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明が適用される研削装置の概略構成を示す図、図2は、本発明が適用される研削装置の構成を示す機能ブロック図、図3は、図1に示した研削装置におけるA軸の搖動制御を示す図である。図1に示すように、本実施形態の研削装置100は、図示しないベッドと、ベッド上に載置された加工ベース部104と、加工ベース部104に対して所定方向(X−Y−Z3軸方向)に移動可能な砥石軸ヘッド106と、砥石軸ヘッド106をX−Y−Z3軸方向に駆動するヘッド側X−Y−Z3軸駆動装置(図示しないコラムを含む)108と、研削装置100の加工ベース部104上に設けられたワーク支持台110と、ドレッサー112を備えている。また、本実施形態の研削装置100は、図2に示すように、X−Y−Z−A−Cの各軸方向の駆動を司るモータドライバ201,202,203,204,205と、これらモータドライバ201,202,203,204,205をそれぞれ制御すると共に各軸の回転数、送り速度等を数値制御すると共にその補間機能を含むCNC(コンピュータ数値制御)装置200を備えており、このCNC(コンピュータ数値制御)装置200には、その数値制御のためのデータ(加工物の諸元)を、例えば対話形式で入力することが可能な加工プログラムが内蔵されている。即ち、研削装置100は、図2に示すように、X−Y−Zの3軸方向と、A及びCの2(軸)方向から成る5(軸)方向の制御が可能であり、砥石軸ヘッド106をX−Y−Z軸方向にそれぞれ駆動するモータドライバ201,202,203とそれぞれのモータ211,212、213、加工ベース部104をA軸モータ214と軸受214A、214Bを介してA軸方向に旋回駆動するモータドライバ204、チャック機構CHを備えたワーク軸WAXをC軸方向に回転駆動するモータドライバ205、砥石軸107を回転駆動する工具スピンドルドライバ206と、その工具スピンドルモータ216及びドレッサードライバ207と、そのモータ217と、CNC(コンピュータ数値制御)装置200を備えており、CNC(コンピュータ数値制御)装置200が、所定の加工プログラムに従って、モータドライバ201〜207を各軸方向に駆動制御すること等によって、ワークWが所望の雌ネジ形状に加工(研削)される。また、加工する雌ネジ形状等に応じて、ドレッサー112により砥石105がドレスされる。尚、1回使用した砥石を再使用する際にも、ドレッサー112により砥石105のツルーイングやドレス(形状直しや目立て)を行なうことがあり、ドレスと単純に言った場合もツルーイング(形状直し)を含むものとする。便宜上図1の上下方向をZ軸(送り軸)方向それと垂直で紙面に平行な方向をX軸(送り軸)としそれらと直行するようにY軸(送り軸)を定義し、チャックおよびワーク軸が図に表現された状態(方向)にあるとき、ワークにX軸回りの回転を与える軸をA軸(回転軸)方向、そして、Z軸回りに回転を与える軸をC軸(回転軸)方向と定義する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a grinding apparatus to which the present invention is applied, FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration of a grinding apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 3 is a grinding apparatus illustrated in FIG. It is a figure which shows peristaltic control of the A axis | shaft in FIG. As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 100 according to the present embodiment includes a bed (not shown), a processing base unit 104 placed on the bed, and a predetermined direction (XYZ3 axes) with respect to the processing base unit 104. ), A head side XYZ 3-axis drive device (including a column not shown) 108 for driving the grinding wheel shaft head 106 in the XYZ 3-axis direction, and a grinding device 100. A workpiece support 110 and a dresser 112 provided on the machining base 104 are provided. Further, as shown in FIG. 2, the grinding apparatus 100 of the present embodiment includes motor drivers 201, 202, 203, 204, and 205 that control driving in the respective axial directions of XYZ-A-C, and these motors. A CNC (computer numerical control) device 200 that controls the drivers 201, 202, 203, 204, and 205 and numerically controls the rotational speed and feed rate of each axis and includes an interpolation function thereof is provided. The computer numerical control device 200 has a built-in machining program capable of inputting data for the numerical control (workpiece specifications) in, for example, an interactive format. That is, as shown in FIG. 2, the grinding apparatus 100 can control in the 5 (axis) direction composed of the 3 axis directions of XYZ and the 2 (axis) directions of A and C. Motor drivers 201, 202, and 203 for driving the head 106 in the X, Y, and Z axis directions, the respective motors 211, 212, and 213, and the processing base portion 104 are connected to the A axis via the A axis motor 214 and the bearings 214A and 214B. Motor driver 204 that pivots in the direction, motor driver 205 that rotates the work axis WAX equipped with the chuck mechanism CH in the C-axis direction, tool spindle driver 206 that rotationally drives the grindstone shaft 107, the tool spindle motor 216, and the dresser A driver 207, its motor 217, and a CNC (computer numerical control) device 200 are provided. Motor numerical control) device 200, according to a predetermined machining program, such as by driving and controlling the motor driver 201 to 207 in each axial direction, the workpiece W is machined (ground) to the desired female screw shape. Further, the grindstone 105 is dressed by the dresser 112 in accordance with the shape of the female screw to be processed. Even when the grindstone that has been used once is reused, the dresser 112 may perform truing or dressing (reshape or sharpening) of the grindstone 105, and truing (reshape) may be simply referred to as dress. Shall be included. For convenience, the vertical direction in FIG. 1 is the Z-axis (feed axis) direction, and the direction parallel to the paper plane is the X-axis (feed axis). Is in the state (direction) represented in the figure, the axis that gives the workpiece rotation around the X axis is the A axis (rotary axis) direction, and the axis that gives rotation around the Z axis is the C axis (rotary axis) Defined as direction.

また、上述したように、加工ベース部104は、砥石軸ヘッド106に対して、砥石軸107を軸として、図3にも示すように、旋回可能に構成されている。この旋回可能角度は、砥石軸107の方向がZ軸と一致している場合を便宜上0度とし、反時計回りを正方向とすると、例えば、−α度〜α度(例えばα=25)である。但し、これに限られることはなく、ネジ研削に必要な角度が含まれていればよい。この加工ベース部104が旋回する方向が、上述したA方向と規定される。 Further, as described above, the processing base portion 104 is configured to be rotatable with respect to the grindstone shaft head 106 as shown in FIG. The swivelable angle is, for example, −α degrees to α degrees (for example, α = 25), assuming that the direction of the grindstone shaft 107 coincides with the Z axis is 0 degrees for convenience and the counterclockwise direction is the positive direction. is there. However, the present invention is not limited to this, and an angle necessary for screw grinding may be included. The direction in which the machining base portion 104 turns is defined as the A direction described above.

砥石軸ヘッド106には、砥石105が砥石軸107により軸承され、工具スピンドルモータ216により回転駆動される。ヘッド側X−Y−Z3軸駆動装置(図示しないコラムを含む)108に設けた砥石ヘッド駆動(サーボ)モータ212は、CNC(コンピュータ数値制御)装置200内のパルス分配回路(図示せず)から分配されるたとえば制御パルスに基づいて作動するモータドライバ203により制御駆動され、砥石軸ヘッド106にZ方向の送りを与える。Z方向に送りzを与えるときに、sinα倍だけモータドライバ202によりY方向にも送りを与え、Z−Y平面上で工具を送る長さを加工したいネジのリードで割った回数だけモータドライバ205によりC軸回転を与える。これらの動作を同期して行う3軸同時制御により、研削装置100は、深穴のワークWの内周面に上下方向に連続した雌ネジを加工することができる。また、エンコーダ等の位置検出器(図示せず)がA軸モータ214の回転角度を介して加工ベース部104の旋回位置を検出し、この検出値はセンサコントローラ(図示せず)を介して、CNC(コンピュータ数値制御)装置200に入力される。   A grindstone 105 is supported on the grindstone shaft head 106 by a grindstone shaft 107 and is rotated by a tool spindle motor 216. A grinding wheel head drive (servo) motor 212 provided in the head side XYZ triaxial drive device (including a column not shown) 108 is supplied from a pulse distribution circuit (not shown) in the CNC (computer numerical control) device 200. It is controlled and driven by a motor driver 203 that operates based on a distributed control pulse, for example, and feeds the grinding wheel head 106 in the Z direction. When feeding z in the Z direction, the motor driver 202 also feeds in the Y direction by sin α times, and the motor driver 205 is divided by the number of times the screw lead to be machined is divided by the lead length of the screw to be machined on the ZY plane. To give C-axis rotation. By the three-axis simultaneous control in which these operations are performed in synchronization, the grinding apparatus 100 can process a female screw continuous in the vertical direction on the inner peripheral surface of the work W in the deep hole. Further, a position detector (not shown) such as an encoder detects the turning position of the machining base portion 104 via the rotation angle of the A-axis motor 214, and this detected value is sent via a sensor controller (not shown). Input to a CNC (computer numerical control) device 200.

CNC(コンピュータ数値制御)装置200は、その各々は図示しないが、研削装置100全体を制御し管理する中央処理装置(CPU)、メモリ、外部とのデータの授受を行うインタフェース、及びCPUからの指令に応じて複数軸分の駆動指令を各軸に分配送出する機能を備えている。CPUには、たとえば専用または汎用のディジタルインタフェースやA−D/D − Aコンバータなどの入出力装置を介してセンサコントローラが接続され、このセンサコントローラはCPUにより制御されている。更に、インタフェースには、制御データ等を入力する入力装置(図示せず)が接続され、また各軸への指令分配機構には、モータドライバ201〜207を介して前述のモータ群が接続されている。メモリには、ワークWを加工するための加工プログラム及びその他のデータ等が格納されている。   Each of the CNC (computer numerical control) devices 200 is not shown, but a central processing unit (CPU) for controlling and managing the entire grinding device 100, a memory, an interface for exchanging data with the outside, and a command from the CPU. Accordingly, a function of distributing and sending drive commands for a plurality of axes to each axis is provided. For example, a sensor controller is connected to the CPU via an input / output device such as a dedicated or general-purpose digital interface or an AD / DA converter, and the sensor controller is controlled by the CPU. Further, an input device (not shown) for inputting control data and the like is connected to the interface, and the above-described motor group is connected to the command distribution mechanism to each axis via motor drivers 201 to 207. Yes. The memory stores a machining program for machining the workpiece W, other data, and the like.

次に、本実施形態の研削装置100における研削液(クーラント)の供給経路及び方法について説明する。ここで、本発明の理解を容易にするために、比較例として、図4及び図5を参照して、従来の研削装置における研削液(クーラント)の供給経路及び方法について簡単に述べておく。図4及び図5に示すように、A軸モータ214側から供給され、加工ベース部104内の流路を介して、ワーク支持台110の空孔110A内に設けられたクーラントノズル402から砥石105によるワークWの雌ネジの加工部位に向けて研削液(クーラント)が噴出される(第1の供給経路P1)。
しかしながら、ワークWと同期して回転してしまうクーラントノズル402は、例えば90度直立するように固定されているため、旋回角度αと砥石105までの距離がちょうど適合する時には、砥石105による加工部位に的確にクーラントを供給できるが、砥石105が、例えば、図8の矢印Uで示す上方位置で加工するようになると、砥石105による加工部位に的確にクーラントを供給できなくなる。
Next, the supply path and method of the grinding fluid (coolant) in the grinding apparatus 100 of this embodiment will be described. Here, in order to facilitate understanding of the present invention, as a comparative example, a grinding fluid (coolant) supply path and method in a conventional grinding apparatus will be briefly described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 4 and 5, the grindstone 105 is supplied from the coolant nozzle 402 that is supplied from the A-axis motor 214 side and provided in the hole 110 </ b> A of the work support base 110 through the flow path in the processing base portion 104. Grinding fluid (coolant) is ejected toward the machining part of the female thread of the workpiece W (first supply path P1).
However, the coolant nozzle 402 that rotates in synchronization with the workpiece W is fixed so as to stand upright, for example, 90 degrees. Therefore, when the turning angle α and the distance to the grindstone 105 are just suitable, the processing site by the grindstone 105 is processed. Although the coolant can be supplied accurately, for example, when the grindstone 105 is processed at an upper position indicated by the arrow U in FIG. 8, the coolant cannot be accurately supplied to the processing site by the grindstone 105.

そこで、本実施形態の研削装置100では、上述した研削液(クーラント)の第1の供給経路P1に加え、研削液(クーラント)の第2の供給経路P2を採用した。図6は、本実施形態の研削装置100における研削液の第2の供給経路P2を示す図である。即ち、ヘッド側X−Y−Z3軸駆動装置(図示しないコラムを含む)108内から砥石軸ヘッド106及び砥石ホルダ(クイル)H及び砥石軸107の軸芯部を貫通して設けられた(センタースルーの)供給孔から砥石105による加工部位に向けて研削液(クーラント)を噴出できるのが望ましい。しかしながら、例えば、砥石ホルダHのキャップ部材(図示せず)の軸芯部までの貫通孔を設けて、その貫通孔から研削液(クーラント)を噴出しても、砥石105は砥石軸107に直交するように取り付けられているので、砥石105による加工部位に向けて研削液(クーラント)を噴出するのは困難である。この場合、砥石ホルダHのキャップ部材として、図7に示すように、先端側に頂部を有する円錐形のキャップ部材ECを設けることも考えられる。この円錐形のキャップ部材ECによれば、例えば、第1の経路P1を介してクーラントノズル402から上方の砥石105側に向けて噴出された研削液(クーラント)がその頂部及び円錐面に衝突し、遠心力と相俟って円錐面を流れて砥石105の周面側に放射状に分散させて行き渡らせることが可能になる。 Therefore, the grinding apparatus 100 of the present embodiment employs the second supply path P2 of the grinding fluid (coolant) in addition to the first supply path P1 of the grinding fluid (coolant) described above. FIG. 6 is a view showing a second supply path P2 of the grinding fluid in the grinding apparatus 100 of the present embodiment. In other words, the head side XYZ three-axis drive device (including a column not shown) 108 is provided so as to penetrate the grinding wheel shaft head 106, the grinding wheel holder (quill) H, and the shaft core portion of the grinding wheel shaft 107 (center). It is desirable that the grinding fluid (coolant) can be ejected from the supply hole of the through hole toward the portion to be processed by the grindstone 105. However, even if, for example, a through hole is provided to the shaft core portion of the cap member (not shown) of the grindstone holder H and the grinding liquid (coolant) is ejected from the through hole, the grindstone 105 is orthogonal to the grindstone shaft 107. Therefore, it is difficult to eject the grinding liquid (coolant) toward the portion processed by the grindstone 105. In this case, as a cap member of the grindstone holder H, as shown in FIG. 7, it is also conceivable to provide a conical cap member EC having a top on the tip side. According to the conical cap member EC, for example, the grinding fluid (coolant) ejected from the coolant nozzle 402 toward the upper grindstone 105 via the first path P1 collides with the top and the conical surface. In combination with the centrifugal force, it is possible to flow through the conical surface and disperse it radially around the peripheral surface of the grindstone 105.

しかしながら、上述したように、砥石105が、図8の矢印Uで示す上方位置で加工するようになると、砥石105による加工部位に的確にクーラントを供給できなくなるのは同様であり、深穴の内周研削を行う場合(雌ネネジの研削等)において砥石がどのような高さ位置にあっても加工部位に的確にクーラントを供給するという課題を解決することはできない。 However, as described above, when the grindstone 105 is machined at the upper position indicated by the arrow U in FIG. 8, the coolant cannot be accurately supplied to the machining site by the grindstone 105. In the case of circumferential grinding (such as internal thread grinding), the problem of accurately supplying coolant to the machining site cannot be solved regardless of the height of the grinding wheel.

そこで、本発明者は、以下に述べる本発明の工具ホルダユニットの実施形態の構成を案出したので、図9−図11を参照して説明する。図9は、本発明の実施形態に係る研削装置の概略構成を示す図である。図10は、本発明の実施形態に係る工具ホルダユニットを示す図であり、(a)はその底面図、(b)はその正面図、(c)はその斜視図である。図11は、本発明の実施形態に係る工具ホルダユニットのキャップ部の詳細構成を示す図であり、(a)はその底面図、(b)はその正面図、(c)はその正面のA−A断面図、(d)はその正面の透視図、(e)はその平面図である。 本実施形態の研削装置100は、図9に示すように、工具ホルダユニット300を有している。この工具ホルダユニット300は、図10(a)(b)(c) に示すように、ホルダ本体302と、キャップ部304とを備える。ホルダ本体302は、砥石軸ヘッド側取付け部306と、フランジ部308と、長尺の円筒状から成るクイル部310とを有する。砥石105は、このホルダ本体302のクイル部310に取り付けられ、キャップ部304により封止固定されることで、砥石軸107に固定されて用いられる。キャップ部304は、例えば、図11(a)(b)(c)(d)(e) に示すように、円周に6等配で誘導用の孔304aを設けている。先端の窪み304Hに入った研削液(クーラント)は、一旦この窪み304Hに溜まり、研削液(クーラント)の油勢と工具回転の遠心力で周面側の端に寄せられ、誘導用の孔304a内を流れて、誘導用の孔304aの出口付近の加工部位に導かれる。 Then, since this inventor devised the structure of embodiment of the tool holder unit of this invention described below, it demonstrates with reference to FIGS. 9-11. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a view showing a tool holder unit according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a bottom view thereof, (b) is a front view thereof, and (c) is a perspective view thereof. FIG. 11 is a diagram showing a detailed configuration of the cap portion of the tool holder unit according to the embodiment of the present invention, in which (a) is a bottom view thereof, (b) is a front view thereof, and (c) is a front view thereof. -A sectional view, (d) is a front perspective view thereof, and (e) is a plan view thereof. The grinding apparatus 100 of this embodiment has a tool holder unit 300 as shown in FIG. The tool holder unit 300 includes a holder main body 302 and a cap portion 304 as shown in FIGS. The holder main body 302 has a grindstone shaft head side mounting portion 306, a flange portion 308, and a quill portion 310 having a long cylindrical shape. The grindstone 105 is used by being fixed to the grindstone shaft 107 by being attached to the quill portion 310 of the holder main body 302 and being sealed and fixed by the cap portion 304. For example, as shown in FIGS. 11A, 11B, 11C, and 11C, the cap portion 304 is provided with guide holes 304a in a 6-perimeter arrangement on the circumference. The grinding fluid (coolant) that has entered the recess 304H at the tip temporarily accumulates in the recess 304H, and is brought close to the end on the peripheral surface side by the oil force of the grinding fluid (coolant) and the centrifugal force of the tool rotation, so that a guide hole 304a is provided. It flows inside and is guided to the processing site near the outlet of the guide hole 304a.

即ち、上述した第2の経路P2を有する研削装置において、砥石105による研削加工に必要なクーラントをヘッド側X−Y−Z3軸駆動装置(図示しないコラムを含む)108に設けられた固定配管(図示せず)から供給すると、クーラントは砥石軸ヘッド106に収められた工具回転軸(砥石軸)107及び工具ホルダユニット300の概略中心を通ってホルダ本体302に到達する。次いで、クーラントはホルダ本体302内部に設けられた流路を経てキャップ部304の中央にある穴から窪み304Hに溜まり、研削液(クーラント)の油勢と工具回転の遠心力で周面側の端に寄せられ、誘導用の孔304a内を流れて、誘導用の孔304aの出口付近の加工部位に導かれる。尚、本実施形態の研削装置100では、砥石105は、クーラントを流す何らの孔も形成されていない、従来からの砥石を用いている。なお、砥石105の形を形成している結合剤には多くの種類が存在し、当然のことではあるが無気孔タイプの結合剤で作られた砥石にも本発明は適用可能である。
この工具ホルダユニット300のキャップ部304からクーラント流Cflowを加工時に噴出させることで、ワーク支持台110の底部に設けられたクーラントノズル402から加工部位に向けて噴射させるクーラントは不要となる、或いは、クーラント流Cflowと併用可能となる。ワークWは、ワーク支持台110のチャックCHにより回転可能に保持されており、内周面に雌ネジの加工が可能である。
That is, in the grinding apparatus having the second path P2 described above, the fixed pipe (provided with the head-side XYZ three-axis drive device (including a column not shown) 108 is provided with coolant necessary for grinding by the grindstone 105. When supplied from a not shown), the coolant reaches the holder main body 302 through the tool rotation shaft (grinding wheel shaft) 107 housed in the grinding wheel shaft head 106 and the approximate center of the tool holder unit 300. Next, the coolant accumulates in the depression 304H from the hole in the center of the cap portion 304 through a flow path provided in the holder main body 302, and the end on the peripheral surface side is caused by the oil force of the grinding fluid (coolant) and the centrifugal force of the tool rotation. , And flows through the guide hole 304a and is guided to the processing site near the outlet of the guide hole 304a. In the grinding apparatus 100 of the present embodiment, the grindstone 105 uses a conventional grindstone in which no holes for flowing coolant are formed. There are many types of binders that form the shape of the grindstone 105, and the present invention is naturally applicable to grindstones made of non-porous binders.
By jetting the coolant flow Cflow from the cap portion 304 of the tool holder unit 300 at the time of machining, the coolant sprayed from the coolant nozzle 402 provided at the bottom of the workpiece support base 110 toward the machining site becomes unnecessary, or It becomes possible to use together with the coolant flow Cflow. The workpiece W is rotatably held by the chuck CH of the workpiece support 110, and an internal thread can be processed on the inner peripheral surface.

本実施形態の研削装置100では、キャップ部304の円周に6等配で設けた誘導用の孔304aのそれぞれからクーラント流が噴出しているので、加工する部位の形状や深さによってクーラント流が到達しないという問題がないので、大切込みのクリープフィード研削等にも応用可能である。   In the grinding apparatus 100 of the present embodiment, since the coolant flow is ejected from each of the guide holes 304a provided in six circumferences on the circumference of the cap portion 304, the coolant flow depends on the shape and depth of the part to be processed. Therefore, it can be applied to precious creep feed grinding.

以上に述べた実施形態では、本発明を内周研削(内研)による雌ネジの加工に適用したが、これに限られないのは、勿論である。本発明は、例えば、砥石による外周研削(外研)等にも適用することができる。   In the embodiment described above, the present invention is applied to the processing of the internal thread by the inner circumference grinding (internal grinding), but it is needless to say that the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to, for example, outer peripheral grinding (grinding) using a grindstone.

100 研削装置、 104 加工ベース部、 105 砥石、
106 砥石軸ヘッド、 107 砥石軸、
108 ヘッド側X−Y−Z3軸駆動装置、 110 ワーク支持台、
112 ドレッサー、 200 CNC(コンピュータ数値制御)装置、
201、202、203、204、205 モータドライバ、
206 工具スピンドルドライバ、 207 ドレッサードライバ、
214 A軸モータ、 214A、214B 軸受、
216 工具スピンドルモータ、 217 モータ、 W ワーク、
CH チャック機構、 WAX ワーク軸、P1、P2 クーラント供給経路
300 工具ホルダユニット、 302 ホルダ本体、 304 キャップ部、
306 砥石軸ヘッド側取付け部、 308 フランジ部、
310 クイル部、 304a 誘導用の孔、 304H 窪み
100 grinding device, 104 processing base, 105 grinding wheel,
106 grinding wheel head, 107 grinding wheel shaft,
108 head side XYZ 3-axis drive device, 110 work support base,
112 dresser, 200 CNC (computer numerical control) device,
201, 202, 203, 204, 205 Motor driver,
206 Tool spindle driver, 207 Dresser driver,
214 A-axis motor, 214A, 214B bearing,
216 Tool spindle motor, 217 motor, W workpiece,
CH chuck mechanism, WAX workpiece axis, P1, P2 coolant supply path 300 tool holder unit, 302 holder body, 304 cap part,
306 Grinding wheel shaft head side mounting part, 308 Flange part,
310 Quill, 304a Guide hole, 304H depression

Claims (4)

回転軸に配設される工具ホルダ本体と該工具ホルダ本体に取り付けられ、前記回転軸により回転される砥石と、該取り付けられた砥石を前記工具ホルダ本体とで挟持するホルダキャップとを有し、前記砥石によりワークの内周研削を行う工作機械における工具ホルダユニットであって、前記工具ホルダ本体は軸心部に形成され、工作機械の機械側からクーラントが供給される主供給孔を備え、前記ホルダキャップは、軸方向と直交する面に広がり、前記主供給孔と連通する窪み部と、該窪み部から軸方向と直交する外周面又は外側面側に連通する複数の分岐供給孔とを有し、該分岐供給孔から前記砥石の周面側に向けて前記クーラントを噴出する構造を有することを特徴とする工具ホルダユニット。 A tool holder body disposed on the rotating shaft, a grindstone attached to the tool holder body and rotated by the rotating shaft, and a holder cap for clamping the attached grindstone between the tool holder body, A tool holder unit in a machine tool that performs inner peripheral grinding of a workpiece with the grindstone, wherein the tool holder main body is formed in an axial center portion, and includes a main supply hole through which coolant is supplied from the machine side of the machine tool, The holder cap extends in a plane perpendicular to the axial direction, and has a hollow portion communicating with the main supply hole, and a plurality of branch supply holes communicating from the hollow portion to the outer peripheral surface or the outer surface side perpendicular to the axial direction. The tool holder unit has a structure for ejecting the coolant from the branch supply hole toward the circumferential surface of the grindstone. 請求項1に記載の工具ホルダユニットであって、前記分岐供給孔は、前記窪みから前記出口に向けて砥石側に斜めに形成されていることを特徴とする工具ホルダユニット。 2. The tool holder unit according to claim 1, wherein the branch supply hole is formed obliquely on the grindstone side from the recess toward the outlet. 3. 回転軸の内部を貫通する流路が形成される工具回転軸と、前記工具回転軸に着脱自在に係合するとともに流路が前記工具回転軸と連続するように形成された工具ホルダを備え、前記工具ホルダは、回転軸に配設される工具ホルダ本体と該工具ホルダ本体に取り付けられ、前記回転軸により回転される砥石と、該取り付けられた砥石を前記工具ホルダ本体とで挟持するホルダキャップとを有し、前記砥石によりワークの内周研削を行う工作機械において、前記工具ホルダ本体は軸心部に形成され、工作機械の機械側からクーラントが供給される主供給孔を備え、前記ホルダキャップは、軸方向と直交する面に広がり、前記主供給孔と連通する窪み部と、該窪み部から軸方向と直交する外周面又は外側面側に連通する複数の分岐供給孔とを有し、該分岐供給孔から前記砥石の周面側に向けて前記クーラントを噴出することを特徴とする工作機械。 A tool rotation shaft in which a flow path penetrating the inside of the rotation shaft is formed, and a tool holder that is detachably engaged with the tool rotation shaft and formed so that the flow path is continuous with the tool rotation shaft, The tool holder includes a tool holder main body disposed on a rotating shaft, a grindstone attached to the tool holder main body and rotated by the rotating shaft, and a holder cap for clamping the attached grindstone between the tool holder main body and the tool holder main body. The tool holder main body is formed in an axial center portion, and includes a main supply hole through which coolant is supplied from the machine side of the machine tool, and the holder The cap has a recess that extends in a plane orthogonal to the axial direction and communicates with the main supply hole, and a plurality of branch supply holes that communicate from the recess to the outer peripheral surface or the outer surface side orthogonal to the axial direction. , Machine tool, characterized in that for ejecting the coolant from the branch supply hole toward the circumferential surface of the grinding wheel. 請求項3に記載の工作機械であって、前記分岐供給孔は、前記窪みから前記出口に向けて砥石側に斜めに形成されていることを特徴とする工作機械。
4. The machine tool according to claim 3, wherein the branch supply hole is formed obliquely on the grindstone side from the recess toward the outlet. 5.
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