JP3566403B2 - 主軸テーパ穴再研装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、マシニングセンタ等工作機械の主軸テーパ穴は長期間の使用で摩耗や疵が付くと加工制度に影響が出るのでテーパ穴の再研削加工が行われている。この作業は主軸を工作機械から分解取外して専用の内面研削盤で再研削を行っていた。この方法は大変面倒で、時間を要し能率が悪いため、最近実公平4−40844号で公知の可搬式加工装置が開発された。
【0003】
このものは図8に示すように工作機械のテーブル上に設置可能なベース101の長手方向に移動可能に設けられたスライドベース102上に、水平軸回りに回転可能に支持される旋回テーブル103を設け、この旋回テーブル上に移動可能に設けられているスライドベース104に駆動モータ105を有するホイールヘッド106が取着されている。このホイールヘッド106は旋回テーブル103の90°旋回で横形主軸107Aにもたて形主軸107Bにも対応可能で、バイエルモータ108により軸方向移動可能とされており、研削時の砥石の切込はハンドル109により行うようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた実公平4−40844号の先行技術は、横形主軸とたて形主軸とに対応するための旋回テーブルを有し、研削時の砥石の切込とオッシレーション用の送り機構を有する大掛かりな装置となっている。このため持ち運びに不便で、コスト高になるという問題を有している。
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あり、その目的とするところは、マシニングセンタ等工作機械が有している軸制御機能を利用して再研削を行う簡素かつ低コストの主軸テーパ穴再研削装置を供給しようとするものである。
【0005】
【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の主軸テーパ穴再研装置は、主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な数値制御工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるL形ベースと、該L形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する駆動手段と、前記内研主軸頭の旋回角度を前記砥石軸が主軸軸心線と主軸テーパ面とのなす角度とほぼ一致するように調整する手段とからなり、工作機械の主軸回転と数値制御による各軸制御機能とを利用して再研削加工するものである。
【0006】
また主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるL形ベースと、該L形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台上の直線案内に沿って移動可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭を移動する第1駆動手段と、前記内研主軸頭に前記直線案内と平行に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する第2駆動手段と、前記旋回台を前記砥石軸が主軸軸線と主軸テーパ面とのなす角度と一致するように旋回する第3駆動手段と、前記第1駆動手段及び第3駆動手段のそれぞれのサーボモータを制御する数値制御装置とを設けたものである。
【0007】
【作用】
請求項1の主軸テーパ穴再研装置でたて形主軸のテーパ穴を再研削する場合は、例えばL形ベースを内研主軸頭が取り付けられている内側の一方の平面が垂直でテーブル移動方向と直交するようにテーブル上に固定し、砥石軸がテーパ面と一致するように内研主軸頭を旋回し、主軸を回転して主軸頭のテーブル移動方向と直交するの水平方向移動による砥石の切込みと、主軸スリーブの主軸軸心方向の移動と主軸頭の水平方向移動とのNC同期制御による斜め方向の往復動とでたて形主軸のテーパ穴の再研削加工を行う。
【0008】
また、請求項1の主軸テーパ穴再研装置で横形主軸のテーパ穴を再研削する場合は、L形ベースを外側のテーブル取付面でない一方の平面が垂直でテーブル移動可能と平行にテーブル上に固定し、砥石軸がテーパ面と一致するように内研主軸頭を旋回し、テーブルの主軸軸心線と直角な水平方向の移動による砥石の切込みと、主軸頭の主軸軸心方向の移動とテーブルの水平方向の移動とのNC同期制御による斜め方向の往復動とで横形主軸のテーパ穴の再研削加工を行う。
【0009】
請求項2の主軸テーパ穴再研装置で同期二軸制御のできない旧形の数値制御工作機械のたて形主軸テーパ穴を再研削する場合は、請求項1の作用と同様、L形ベースを旋回台が取り付けられている面が垂直でテーブル移動方向と直交するようにテーブル上に固定し、NC制御で旋回台を砥石軸が主軸テーパ穴のテーパ面と一致するように旋回し、主軸頭のテーブル移動方向と直交する水平方向移動による砥石の切込みと、NC制御による内研主軸頭の砥石軸方向の往復移動とによりたて形主軸のテーパ穴の再研削加工を行う。
【0010】
また、請求項2の主軸テーパ穴再研装置で上述と同様の旧形の数値制御工作機械の横形主軸のテーパ穴を再研削する場合は、請求項1と同様、L形ベースを外側のテーブル取付面でない一方の平面が垂直でテーブル移動方向と平行にテーブル上に固定し、NC制御で旋回台を砥石軸がテーパ面と一致するように旋回し、テーブルの水平方向の移動による砥石の切込みと、NC制御による内研主軸頭の砥石軸方向の往復移動とにより横形主軸のテーパ穴の再研加工を行う。
【0011】
【実施例】
以下実施例について図面にもとづいて説明する。
実施例1
図1は実施例1の主軸テーパ穴再研装置により門形式のたて形マシニングセンタの主軸テーパ穴を再研削していることを示す正面図で、図3は主軸テーパ穴再研装置の斜視図である。図1のたて形マシニングセンタにおいて、ベッド1上に設けられた前後方向(X軸方向)の案内上にテーブル2が移動位置決め可能に載置され、図示しない門形コラムに設けられているクロスビーム上の左右方向(Y軸方向)の案内上にテーブル2が移動位置決め可能に載置され、図示しない門形コラムに設けられているクロスビーム上の左右方向(Y軸方向)の案内上に移動位置決め可能に載架されている図示しない主軸頭に、主軸スリーブ3が上下方向(Z軸方向)に移動位置決め可能に支持され、主軸スリーブ3に主軸4が回転可能に軸承されている。
【0012】
実施例1の主軸テーパ穴再研装置5のテーブル2上に取付けられるL形ベース6は、図3に示すように外側の互いに直角をなす二面6a,6bがたて形マシニングセンタのテーブル2と後述の横形マシニングセンタのテーブル12との上面に選択的に当接される取付面に形成されていて、内側の一方の平面6cの中央部に案内穴6d〔図2(b)〕が垂直に穿設されている。この案内穴6dに回転可能に嵌合されるボス部を一体に有する旋回台7が平面6c上に旋回角度位置変更可能に載置され、旋回台7上に内研主軸頭8が固着されている。
【0013】
内研主軸頭8には砥石軸9が回転可能に軸承されていて、砥石軸9の先端に内研用砥石10が着脱可能に嵌着されており、砥石軸9は砥石モータ11によりベルト22を介して回転される。旋回台7は主軸テーパ穴4aのテーパ面と主軸中心線とのなす角度θと砥石軸心線がほぼ一致するように複数本のボルト13によりL形ベース6に固着されていて、予めこのときの旋回角度位置を表すゼロマーク7aが刻印されている。そして旋回台7のボルト穴は円弧状の長穴に形成されていて、旋回台7の外周に凸部7bが一体に形成されている。L形ベース6の旋回台取付面6c上には、この凸部7bの両側位置に座14が固着されていて、この両側の座14に調整ボルト15が凸部7bにほぼ直角に先端が当接するように螺着されている。
【0014】
以上のように構成されている実施例1の主軸テーパ穴の再研装置5をたて形マシニングセンタのテーブル2上に取り付け、主軸4のテーパ穴4aの再研削を行う場合は、図1に示すように先ずL形ベース6の外側の一面6aをテーブル取付面とし、テーブル2に刻設されている図示しないX軸方向のT溝を基準として、旋回台7が取付られている垂直面6cが例えばX軸方向前側を向くように主軸テーパ穴再研削装置5をテーブル2上に固着する。
【0015】
次いで主軸テーパ穴4aに図示しない工具ホルダ付の砥石修正用ダイヤモンドドレッサを装着する。そして回転する砥石10の外周にドレッサのダイヤモンドの先端が当接するようにテーブル2と図示しない主軸頭と主軸スリーブ3とをそれぞれ位置決めしたのち、主軸頭のY軸移動と主軸スリーブ3のZ軸移動とのNC同期制御によりダイヤを斜め(角度θ)方向に移動して砥石修正を行う。
【0016】
次いでダイヤモンドドレッサを主軸から取り外し、図示しない主軸頭のY軸移動と主軸スリーブのZ軸移動とで砥石10を切削開始位置に位置決めしたのち、主軸頭のY軸方向移動による切込みと主軸頭と主軸スリーブ3のY・Z同期移動による斜め方向の往復動とにより主軸テーパ穴4aの再研削加工が行われる。
尚、再研削装置5は旋回台取付面1cがY軸方向を向くようにしてテーブル2上に取付けることも可能である。
また、マグネットベースを有するダイヤモンドドレッサを主軸スリーブ先端面に取り付けて砥石修正を行うこともできる。
【0017】
図2は横形マシニングセンタの主軸テーパ穴の再研削を行うために主軸テーパ品再研装置5をテーブル上に取り付けた図である。図2の横形マシニングセンタにおいて、床上に設置された図示しないベッド上に設けられた左右(X軸)方向の案内上にテーブル12が移動位置決め可能に載置され、ベッド上の前後(Z軸)方向の案内上に図示しないコラムが移動位置決め可能に載置されている。コラムの前側面に設けられている垂直(Y軸)方向の案内上に主軸頭13が移動位置決め可能に載架され、主軸頭13に複数の軸受により主軸14が水平かつ回転可能に軸承されていて、主軸14の中心穴は先端部がテーパ穴14aに形成されている。
【0018】
このように構成されている横形マシニングセンタのテーブル12上に主軸テーパ穴再研装置5を取着する場合は、L形ベース6外側の一方の平面6bをテーブル取付面とし、テーブル12上の図示しないX軸方向のT溝を基準とし、外側の他方の平面6aがZ軸方向反主軸頭13側を向くように主軸テーパ穴再研装置5をテーブル12上に固着する。そして主軸頭13のY軸移動で主軸14の軸心を砥石軸9の軸心と同一高さに位置決めしたのち、例えば主軸テーパ穴14aにダイヤモンドドレッサを取り付けてテーブル12のX軸移動による切込みと、図示しないコラムのZ軸移動とテーブル12のX軸移動との同期制御による斜め(角度θ)方向の送りとで砥石修正を行い、ダイヤモンドドレッサを主軸テーパ穴から取外したのち前述と同様の砥石の切込み送りと斜め方向の送り(往復動)とにより主軸テーパ穴14aの再研削加工を行う。
【0019】
実施例2
実施例2の図6に示す主軸テーパ穴再研装置は、二軸同期制御機能を有しない旧形のNC装置を有するたて形マシニングセンタ又は横形マシニングセンタ或いは手動式のたて又はよこ形中ぐりフライス盤の主軸テーパ穴の再研削を行うものである。従って図4のたて形マシニングセンタ及び図5の横形マシニングセンタの構造は実施例1と同一のため、同一符号を付して説明を省略する。
【0020】
主軸テーパ穴再研装置25のL形ベース26は外側の互いに直角をなす二面26a,26bがたて形又はよこ形マシニングセンタのテーブル上面と選択的に当接される取付面に形成され、内側の一方の面26cの中央部に長手方向の案内27aを上面に有し底面に旋回中心軸27bを一体に有する旋回台27が回転可能に設けられている。旋回中心軸27bの先端部はL形ベース外側の一面26bに設けられている凹部26d内に突出し、この突出する先端部にギヤ28が嵌着されている〔図4(b)〕。
【0021】
長手方向の案内27a上に移動台29が移動可能に載置され、移動台29上に内研主軸頭30が案内27aと平行に固着されている。旋回台27には案内27aの中間にボールねじ31が回転可能に支持され、ボールねじ31の後端にプーリ32が嵌着されている〔図4〕。旋回台27に一体に形成されているモータベース27b上にNC制御の送りモータ40が固着され、送りモータ40の出力軸にプーリ41が嵌着されていて、プーリ32,41間にベルト42が張設されている。
【0022】
内研主軸頭30には砥石軸33が回転可能に支持され、砥石軸33の先端に内研用砥石34が着脱可能に嵌着されている。砥石軸33は移動台29上に内研主軸頭30を跨ぐように固着されているモータベース35上に固着の砥石モータ36によりベルト37を介して駆動される。
【0023】
更にL形ベース26の内側の一面26c上にはNC制御の旋回モータ38が垂直に固着され、旋回モータ38の出力軸の先端部は凹部26d内に突出し、この先端部にギヤ28と噛合するギヤ39が嵌着されている。
従って実施例2の主軸テーパ穴再研装置25は、砥石修正時と研削時の送り機能と、テーパ角度合わせ用の旋回機能とを有している点が実施例1の主軸テーパ穴再研装置5と異なるとこであり、送りモータ40と旋回モータ38を制御するための図示しないNC装置が設けられている。
【0024】
以上のように構成されている実施例2の主軸テーパ穴再研装置25をたて形マシニングセンタのテーブル2上に取り付けて主軸テーパ穴4aの再研削を行う場合は、図4に示すようにL形ベース26外側の一面26aをテーブル取付面とし、テーブル2に刻設されている図示しないX軸方向のT溝を基準とし、旋回台27が取付けられている内側の一面26cが、例えばX軸方向前側を向くように主軸テーパ穴再研装置25をテーブル2上に固着する。
【0025】
次いで旋回台27が主軸テーパ穴4aのテーパ面の主軸軸心線とのなす角度θと一致する旋回角度位置に位置決めされているかを確認し、一致していなければNCに角度θを入力して旋回台27を指定旋回角度に位置決めする。次いで例えば主軸スリーブ3の下面に図示しないマグネットベースを有するダイヤモンドドレッサを取着し、NCのドレッシングプログラムに従って送りモータ40を制御して移動台29をドレッシング送り速度で移動して砥石34の修正を行う。
次いでダイヤモンドドレッサを主軸頭3より取外したのち、砥石軸33の軸心が主軸4の軸心を通るY軸線と一致するようにテーブル2をX軸移動位置決めし図示しない主軸頭のY軸移動と、主軸スリーブ3のZ軸移動とで砥石34を研削開始位置に位置決めする。
【0026】
次いで砥石34を回転し、送りモータ40による移動台29の移動で砥石34をテーパ穴4a内に挿入し、軽くテーパ面に当接させて旋回台27の旋回角度位置が正しいかを確認する。そして万一間違っていたらNCに角度補正値を入力して、旋回台27の旋回角度位置を補正したのち、再度試し研削を行う。また旋回台27の旋回角度位置が正しければNCの研削プログラムに従って送りモータ40を回転制御して移動台29を往復動させ、主軸頭3のY軸方向の切込み送りとこの往復動とで主軸テーパ穴4aの再研削加工を行う。
【0027】
実施例2の主軸テーパ穴再研装置25を横形マシニングセンタのテーブル12に取り付けて主軸テーパ穴14aの再研削を行う場合は、図5に示すようにL形ベース26外側の一方の面26bをテーブル取付面とし、テーブル12上の図示しないX軸方向のT溝を基準とし、外側の他方の面26aをZ軸方向反主軸頭13側向きとして主軸テーパ穴再研装置25をテーブル12上に固着する。
【0028】
次いで、前述のように旋回台27の旋回角度位置が主軸テーパ穴14aのテーパ面と主軸軸心線とのなす角度θと一致しているかを確認し、一致していたら主軸頭13をY軸移動して砥石軸33の軸心が主軸14の軸心と同一高さになる位置に位置決めして、砥石修正を行う。
【0029】
次いでテーブル12のX軸移動と主軸頭13のZ軸移動で砥石34を研削開始位置に位置決めし、前述のように砥石34をテーパ面に軽く当接させて試し研削を行い旋回台27の旋回角度位置が正しいかを確認する。そして正しければNCの研削プログラムに従って送りモータ40を回転制御して移動台を往復動させ、テーブル12のX軸方向の切込み送りとこの往復動とで主軸テーパ穴14aの再研削加工を行う。
【0030】
尚、実施例2の主軸テーパ穴再研装置25は必ずしも旋回台27の自動旋回機構を必要とするものではなく、図7に示すように実施例1の旋回台7と同様の旋回台47上にスライドベース48を固着し、旋回台47の角度位置調整を調整ボルト45により行うようにすることもできる。
【0031】
【発明の効果】
本発明の主軸テーパ穴再研装置は上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏するものである。
請求項1は、外側の二面がたて形又は横形主軸に対応するテーブル取付面に形成されたL形ベースの内側の一方の平面上に内研主軸頭を旋回可能に設けた主軸テーパ穴再研装置を、工作機械のテーブル上に取付け、工作機械の主軸回転及び数値制御による軸制御機能を利用して主軸テーパ穴の再研削加工を行うようにしたので、最も簡素で低コストのたて形主軸にも横形主軸にも対応可能な装置となり、可搬性と経済性が向上する。
【0032】
請求項2は、請求項1の主軸テーパ穴再研装置にNC制御による内研主軸頭を砥石軸方向に往復移動する送り機能と、内研主軸頭の自動旋回機能とを加えたので、二軸同期制御のできない旧形の数値制御装置を有する工作機械或いは手動式工作機械の主軸テーパ穴の再研削を行うことができる極めて高能率かつ可搬性に優れた装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の主軸テーパ穴再研装置をたて形マシニングセンタのテーブル上に取着して主軸テーパ穴の再研削加工を行っている状態を示す側面図である。
【図2】同じく実施例1の主軸テーパ穴再研装置を横形マシニングセンタのテーブル上に取着した状態を示す図で、(a)は上視図、(b)は側面図である。
【図3】実施例1の主軸テーパ穴再研装置の傾斜図である。
【図4】本発明の実施例2の主軸テーパ穴再研装置をたて形マシニングセンタのテーブル上に取着した状態を示す図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図5】同じく実施例2の主軸テーパ穴再研装置を横形マシニングセンタのテーブル上に取着した状態を示す図で、(a)は上視図、(b)は側面図である。
【図6】実施例2の主軸テーパ穴再研装置の斜視図である。
【図7】実施例2の他の実施例の主軸テーパ穴再研装置の斜視図である。
【図8】従来の技術の可搬式加工装置の側面図である。
【符号の説明】
1 ベッド 2,12 テーブル
3 主軸スリーブ 13 主軸頭
5,25 主軸テーパ穴再研装置
6,26 L形ベース
7,27 旋回台 8,30 内研主軸頭
9,33 砥石軸
10,34 内研用砥石
11,36 砥石モータ
15 調整ボルト 29 移動台
31 ボールねじ 40 送りモータ
38 旋回モータ

Claims (2)

  1. 主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な数値制御工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるL形ベースと、該L形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する駆動手段と、前記内研主軸頭の旋回角度を前記砥石軸が主軸軸心線と主軸テーパ面とのなす角度とほぼ一致するように調整する手段とからなり、工作機械の主軸回転と数値制御による各軸制御機能とを利用して再研削加工することを特徴とする主軸テーパ穴再研装置。
  2. 主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるL形ベースと、該L形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台上の直線案内に沿って移動可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭を移動する第1駆動手段と、前記内研主軸頭に前記直線案内と平行に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する第2駆動手段と、前記旋回台を前記砥石軸が主軸軸線と主軸テーパ面とのなす角度と一致するように旋回する第3駆動手段と、前記第1駆動手段及び第3駆動手段のそれぞれのモータを制御する数値制御装置とを設けたことを特徴とする主軸テーパ穴再研装置。
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