JP2782268B2 - バツクアツプ力可変工作物支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 工作物の厚さ方向に研削力を加えて研削を行う研削盤
の工作物支持装置に関するものである。

従来の技術 例えば第８図のような工作物をその中心軸中心線を基
準として薄右肉周辺部をアングルスライド研削盤にて研
削する場合、周辺部の研削点の研削力による変形（倒
れ）を防ぎ中心軸中心線に垂直であり又同心の薄肉周辺
部を得るために第７図のような工作物支持装置を用い周
辺部背面を弾性的に支持して研削が行われていた。

発明が解決しようとする課題 第７図のような工作物支持装置を用い周辺部背面をほ
ぼ一様に弾性的に支持しても第８図のように工作物にリ
ブがある場合リブの先端部Ａ付近では工作物の剛性が高
く研削加工時の周辺部研削点の軸方向微小変形は他の部
分よりも小となる。又Ｂ部付近では研削加工面積が大き
く研削力法線力も大となる結果研削加工時の周辺部研削
点の軸方向微小変形は他の部分よりも大となる。即ち工
作物の形状により周辺部研削点の微小変形が局部的に不
均一になることがある。その結果工作物が加工を終わっ
た状態ではＡ部は厚さが薄くＢ部は厚さが厚くなる傾向
がある。これは工作物の局部剛性の差に基づき変化する
ことのある工作物の研削点に於ける微小変形に基づく復
元力と背面からの弾性的支持力との和の力に常に釣り合
うべき変動することがある研削力法線力が前記の力の和
と釣り合わないことがある結果である。研削面には平坦
でなくなることや外周面の円筒度も悪化することは自明
である。例え研削時に若干の研削点に微小変形が存在し
ていて研削を行ったときに円周平面部が平面に研削され
ず円錐面に研削されても、この誤差は均一であれば円周
平面部を研削する砥石面を工作物中心線に垂直でなくこ
の誤差を消去する微小角度傾斜させれば研削終了後に工
作物中心線に垂直な円周平面部を得ることは容易であ
る。外周円周面の円筒度誤差も研削加工中工作物の周辺
部の軸方向微小変形が一定であれば同様な方法で良好な
円筒度が得られる。しかし研削加工中工作物の周辺部研
削点の軸方向微小変形が一定でない場合は前述のように
円周平面部の良好な平坦度は得られなかった。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたもので、目的とするところは研削加工中工作物
の周辺部研削点の軸方向微小変形が一定であるように工
作物を弾性的に支持するバックアップ力可変工作物支持
装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、主軸と心押台間
に保持され研削面が円板状面である工作物の円板の厚み
方向に研削力を加えて研削を行う研削盤の円周上で厚さ
方向の剛性が異なる工作物の支持装置であって、主軸の
前面同心で主軸方向に移動可能に設けられたバックアッ
プ本体を設け、該バックアップ本体を工作物側へ常時付
勢するとともに前進端位置を規定する第１ばね部材を設
け、前記バックアップ本体に同心同一円周上で工作物の
円板面に対応して配置され主軸方向に移動可能な当て金
を設け、該当て金の円板当接部位の剛性及び研削負荷に
対応してバックアップ力の異なるものに取り替え及びバ
ックアップ力の調整を可能とするとともに前記第１ばね
部材により弱い力で前記当て金を円板面に当接させる第
２ばね部材を設けてなり、研削力に対する円板の剛性を
均一化したものである。

また、主軸と心押台間に保持され研削面が円板状面で
ある工作物の円板の厚み方向に研削力を加えて研削を行
う研削盤の円周上で厚さ方向の剛性がことなる工作物の
支持装置であって、主軸の前面同心で主軸方向に移動可
能に設けられたバックアップ本体を設け、該バックアッ
プ本体を工作物側へ常時付勢するとともに前進端位置を
規定するばね部材を設け、該バックアップ本体の工作物
同心同一円周上に工作物円板面に対応して放射状に配置
された板ばねを設け、該板ばねは内端に円板面に当接す
る当て金を有し外端を前記バックアップ本体の環状突起
に形成した凹部に嵌装されて放射方向に固定され円板当
接部位の剛性及び研削負荷に対応するようばね幅・厚み
の異なるものに取り替え及びバックアップ力の調整を可
能に構成して、研削力に対する円板の剛性を均一化した
ものである。

作用 工作物の各部分に局部的にバックアップ力が加えられ
るごとく工作物支持部分を分割配置し、研削に入る直前
に前進し工作物の背面から工作物の形状に応じて各部分
に独立にバックアップを加える。この局部的バックアッ
プ力をばねが発生させる。このバックアップ力は、ばね
に調整ねじを付加し微細に調整できる。

実施例 以下図面によって本発明を説明する。

第１図は第８図に示したような工作物を研削するため
のバックアップ力可変工作物支持装置の断面図である。
第２図はその正面図である。第１図に工作物１の円周平
面部２及び外周円筒面３を砥石４で研削する場合が示さ
れている。図において５は工作物を支持し必要に応じて
回転を伝達する主軸６を内蔵する主軸台である。主軸駆
動電動機（図示されていない）からの回転はベルト７、
主軸６の上に配置されたプーリ8,プーリ８に固着されて
いる押さえ蓋9,押さえ蓋９に螺合しているピン10を介し
て、主軸６の前端に固着され押さえ蓋９の前面にほぼ密
接して配置されピン10に係合している面板11に伝達され
る。12は面板11にねじ止めされている複数本のガイドバ
ー13に案内され軸方向に摺動するバックアップ本体であ
る。14は主軸台５に固設されている油圧シリンダで嵌装
されたピストンのピストンロッド15はその油圧室16に高
圧油が入れば主軸台５より突出する方向（図で右方向）
に移動し油圧室17に高圧油が入れば主軸台５の方向（図
で左方向）に移動する。ピストンロッド15が右方向に移
動するとピストンロッド15の一端に固着されているバッ
クアップ連結片18がバックアップ本体12のフランジ部19
の右方向への運動を妨げないのでバックアップ本体12の
右方向の運動が可能となる。ピストンロッド15が左方向
に移動するとピストンロッド15の一端に固着されている
バックアップ連結片18がバックアップ本体12のフランジ
部19を圧迫しバックアップ本体12を主軸台方向に移動さ
せ工作物１の着脱を容易にさせる。バックアップ本体12
はそのフランジ部19が解放され右方向運動が可能になる
と、面板11とバックアップ本体12との間に複数個軸方向
に配置されたコイルばね20により主軸台５より離れて工
作物１の方向へ移動し第１図に示された状態になる。コ
イルばね20の合力は後述するばね22の合力より十分大き
い。バックアップ本体12が右方向に動いたこの状態では
バックアップ本体12上に同心円上に配置されている複数
個のばね22がその前端に配置された当て金22aを工作物
１の円周平面部２の背面に押し付け、砥石４の研削力に
対するバックアップ力を与えている。そのばね22の圧力
は当て金22aの支持している点の工作物１の円周周辺部
２の局部的剛性や研削負荷に対応して強弱がある。即ち
第８図において工作物１にリブがあってリブの先端部Ａ
付近のように工作物１の円周平面部２の局部的剛性が高
い点では比較的圧力の弱いばねが配置され、又Ｂ付近の
ように研削加工面積が大きく研削力法線力も大となる点
をバックアップする所には比較的圧力の強いばねが位置
され、研削時の研削点での円周周辺部２の局部的微小変
形が全円周にわたって均一であるように配慮されてあ
る。21はばね20を案内するとともにバックアップ本体12
の最大移動量を限定しているばね案内である。23は面板
11にねじ止めされている回し金でその先端は工作物１の
特定の穴にのみ係合し工作物１を駆動するとともにバッ
クアップ本体12と工作物１との相対的位置を常に一定に
保っている。24は工作物１の中心軸で心押台25に嵌入さ
れているセンタ26と主軸６に嵌入されているセンタ27と
により保持されている。LS2,LS3及びLS4はそれぞれ研削
盤の自動サイクル運転に必要な信号を発する近接スイッ
チで、LS2は面板11の外周に設置されているドッグ28に
感応して面板11従って工作物１の停止する角方向位置を
一定にさせる装置、LS3とLS4とはバックアップ本体12の
フランジ部19に感応してバックアップ本体12の位置を判
定する装置にそれぞれ属している。

次に本発明に係る実施例で第１図に示されたバックア
ップ力可変工作物支持装置の動作について説明する。

工作物１の中心軸24を両センタ26,27の間に装着す
る。その際に回し金23の先端を工作物１の指定された穴
1aに嵌入させて工作物１とバックアップ12即ちばね22の
配列状態との角度的相対位置を合致させる。その後に研
削盤を始動させると油圧シリンダ14の油圧室16に高圧油
が入りピストンロッド15並びにバックアップ連結片18は
右方向に移動する。それまでバックアップ連結片18によ
りフランジ部19を介して左方に保持されていたバックア
ップ本体12はバックアップ連結片18が右方向に前進する
のでばね20の力で同様に右方向に前進を始める。その時
にLS3はその前面にフランジ部19がなくなったことを感
知して主軸台電動機起動信号を発し、主軸台電動機がベ
ルト7,プーリ8,押さえ蓋9,ピン10,面板11を介してバッ
クアップ本体12,更に面板11から回し金23を介して工作
物１、また面板11から主軸６を介してセンタ27を回転さ
せる。バックアップ本体12はばね案内21で限定されてい
るその最大前進位置まで前進しそこで停止する。その際
にLS4がフランジ部19を感知しバックアップ本体12が前
進終端に到達したことが確認され、砥石早送り前進信号
を発し、研削が開始される。この状態でバックアップ本
体12はばね22の合力により十分に大きいばね20の力でそ
の最大前進位置に強固に保持される。この位置でバック
アップ本体12上に複数配置されているばね22はその先端
に配置された当て金22aを介して工作物１の円周平面部
２の背面に研削法線力の大きな部分にはそれに対応した
大きな力を、工作物１の剛性の高い局所にはそれに対応
して弱い力を加えている。従って研削時の研削点の微小
変形は一定に保たれ、研削を終了し研削力が加わらなく
なり、工作物１の円周平面部２の研削力による微小変形
が消滅した状態では円周平面部２は完全に平坦な平面と
なる。研削が終了すると砥石４は早送り後退または位置
決め後退し、主軸台電動機はドッグ28を感知するLS2か
らの信号により面板11を規定位置即ち次の工作物１を装
着するときに回し金23を工作物１に嵌入させ易い角度位
置に停止させる。面板11並びにバックアップ本体12が停
止すると油圧シリンダ14の油圧室17に高圧油が送られピ
ストンロッド15及びバックアップ連結片18は左方に移動
し、バックアップ連結片18がバックアップ本体12のフラ
ンジ部19を圧迫しバックアップ本体12を左方に移動さ
せ、工作物１の取り外しを可能にして研削過程を終了す
る。

コイルばねの替わりに板ばねを使用した別の実施例の
要部を第３図，第４図に示す。第１図に示した実施例の
部品と同じ名称を持ち同等の機能を有する部品には第３
図においても同じ符号が付してある。それらの部品につ
いては説明を省略する。31はバックアップ本体12に固着
された環状体でその一端に板ばね32を支持する環状突起
33,34を設け、環状突起33,34には板ばね32を放射状に配
列固定する凹部が作られている。板ばね32はその凹部に
嵌装され押さえ金35で固定される。板ばね32はその一端
に固着された工作物を受ける当て金36を介して工作物に
バックアップ力を加える。このバックアップ力は、当て
金36の支持している点の工作物１の円周周辺部２の局部
的剛性や研削負荷に対応して強弱があるように、板ばね
の幅や厚さを変更して調整してある。即ち第８図におい
て工作物１にリブがあってリブの先端部Ａ付近のように
工作物１の円周平面部２の局部的剛性が高い点では比較
的圧力の弱い板ばねが配置され、又Ｂ部付近のようにリ
ブがなく円周平面部の局部的剛性が弱い点また研削加工
面積が大きく研削力法線力も大となる点をバックアップ
する所には比較的圧力の強い板ばねが配置され、研削時
の研削点での円周周辺部２の局部的微小変形が全円周に
わたって均一であるように配置されてある。板ばねを使
用する方式では一般にコイルばねを使用する方式の場合
よりも多数の点でバックアップ力を加え得るので、コイ
ルばねを使用する方式の場合よりも更に精細な適応が可
能である。この方式のバックアップ力可変工作物支持装
置の動作はコイルばねを使用した第１の実施例の場合と
同様なので説明を省略する。

第５図は第１図のコイルばねを使用する方式の場合に
て、バックアップ力を微細に調節するために当て金22a
に変えてロックナット付調節ねじ41を有する当て金22b
を使用したバックアップ力可変工作物支持装置の工作物
支持部分のみを示したもので、調節ねじを回転すること
によりバックアップ本体12と工作物１との間にあるコイ
ルばね22のバックアップ力を微細に増減できて、研削時
の研削点における工作物１の軸方向微小変形を更に均一
にすることが可能又は容易になる。第３図に示した板ば
ねを使用した方式のバックアップ力可変工作物支持装置
の場合でも第６図に示すごとくロックナット付調節ねじ
42を設けバックアップ力を微細に増減できる。

発明の効果 本発明は上述のように構成したので、以下の効果を奏
する。

バックアップ力可変工作物支持装置は研削時の研削点
の研削力による工作物の微小変形が工作物の剛性の局部
的相違または局部的な研削量の相違に基づく研削荷重の
相違により一定でない場合でもバックアップ力をそれに
対応して設定することにより、研削時の研削点の研削力
による工作物の微小変形を一定に保ち正確な研削平面を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバックアップ力可変工作物支持装
置のコイルばねを使用した方式の実施例の断面図、第２
図はその正面図、第３図は板ばねを使用した方式の実施
例の要部説明図、第４図は第３図の正面図、第５図はコ
イルばねを使用した方式の場合のロックナット付調節ね
じを設けた実施例の工作物支持部分のみを示した要部説
明図、第６図は板ばねを使用した方式の場合のロックナ
ット付調節ねじを設けた実施例の要部を示した概略図、
第７図は従来の工作物支持装置の断面図、第８図は例と
して示した工作物の正面図の略図である。 １……工作物、４……砥石 ５……主軸台、６……主軸 11……面板、12……バックアップ本体 13……ガイドバー、14……油圧シリンダ 15……ピストンロッド 18……バックアップ連結片 19……フランジ部、20,22……ばね 22a……当て金、23……回し金 25……心押台、26,27……センタ 31……環状体、32……板ばね 33,34……環状突起 35……押さえ金、36……当て金 41,42……ロックナット付調節ねじ

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 有 愛知県名古屋市北区辻町２丁目18番地 株式会社大隈技研内 (56)参考文献 特開 昭59−110528（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 41/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸と心押台間に保持され研削面が円板状
   面である工作物の円板の厚み方向に研削力を加えて研削
   を行う研削盤の円周上で厚さ方向の剛性が異なる工作物
   の支持装置であって、主軸の前面同心で主軸方向に移動
   可能に設けられたバックアップ本体を設け、該バックア
   ップ本体を工作物側へ常時付勢するとともに前進端位置
   を規定する第１ばね部材を設け、前記バックアップ本体
   に同心同一円周上で工作物の円板面に対応して配置され
   主軸方向に移動可能な当て金を設け、該当て金の円板当
   接部位の剛性及び研削負荷に対応してバックアップ力の
   異なるものに取り替え及びバックアップ力の調整を可能
   とするとともに前記第１ばね部材により弱い力で前記当
   て金を円板面に当接させる第２ばね部材を設けてなり、
   研削力に対する円板の剛性を均一化したことを特徴とす
   るバックアップ力可変工作物支持装置。
2. 【請求項２】主軸と心押台間に保持され研削面が円板状
   面である工作物の円板の厚み方向に研削力を加えて研削
   を行う研削盤の円周上で厚さ方向の剛性がことなる工作
   物の支持装置であって、主軸の前面同心で主軸方向に移
   動可能に設けられたバックアップ本体を設け、該バック
   アップ本体を工作物側へ常時付勢するとともに前進端位
   置を規定するばね部材を設け、該バックアップ本体の工
   作物同心同一円周上に工作物円板面に対応して放射状に
   配置された板ばねを設け、該板ばねは内端に円板面に当
   接する当て金を有し外端を前記バックアップ本体の環状
   突起に形成した凹部に嵌装されて放射方向に固定され円
   板当接部位の剛性及び研削負荷に対応するようばね幅・
   厚みの異なるものに取り替え及びバックアップ力の調整
   を可能に構成して、研削力に対する円板の剛性を均一化
   したことを特徴とするバックアップ力可変工作物支持装
   置。