JP3973751B2 - 研削盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークの加工面を仕上げ研削する研削盤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、砥石を傾斜させて、ワークの被加工面を研削する研削盤が提案されている(特開平4−82662号公報)。この装置では、砥石の外周面を互いに鋭角状に交わる一対の研削面とし、一方の研削面にてワークを研削する場合には、砥石の回転軸心を傾斜させて、その研削面がワークの被加工面に対して線接触(線当たり)して研削するようにしている。
【0003】
こうすることにより、砥石とワークとが線接触となるため砥石の接触圧が一定とすることができ、被加工面のダレ等がなく加工精度を高めることができる等の利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、ワークを加工テーブル上に保持した状態で直線状に往復動して加工することにより、一平面となるように研削を行なっている。
【0005】
ところが、別の面を研削するときは、加工テーブルから一旦取り外してワークを反転させ、再び加工テーブル上に載置して他の面を加工(研削)していた。
このため、従来の研削盤では、自動研削を行なうことが難しかった。
【0006】
この発明は、平面研削等の種々の研削が可能であり、加工精度が高い研削を行なうことができ、自動研削も可能な研削盤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、装置フレーム上において、一方向において往復移動自在に配置されたスライド部材と、前記スライド部材上に配置され、加工に供されるワークを支持するとともに、その回転中心の回りで回転自在に設けられたターンテーブルと、前記スライド部材を往復駆移動させる往復移動機構と、装置フレームの砥石ヘッドに設けられ、ワークの被加工面を研削するための研削面が周部に少なくとも2個所設けられた砥石と、前記砥石の回転軸心を前記一方向とは直交する方向に配置するとともに前記砥石の回転軸心が水平線に対して所定角度に傾斜するように砥石を傾動自在に支持する傾斜支持手段と、前記スライド部材と、スライド部材の復移動をガイドするガイド手段との当接する面間には、圧力流体が供給され、前記往復移動機構を第1の往復移動機構としたとき、前記スライド部材(26)の往復移動方向と同方向に、同第1の往復移動機構を往復移動自在に位置調整可能であるとともに、前記位置調整後の前記第1の往復移動機構の往復移動時には、前記第1の往復移動機構を停止保持する第2の往復移動機構を備えていることを特徴とする研削盤をその要旨とするものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記傾斜支持手段は、砥石の傾斜角度を変更できるものである研削盤を要旨とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2において、前記往復移動機構は、装置フレーム上においてその回転軸心がスライド部材と同方向にスライド可能に配設されるとともに、同スライド部材に連結されたクランクと、同クランクを回転駆動する駆動手段とを含むことをその要旨とするものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項4において、第2の往復移動機構は、スライドプレートを、前記スライド部材の往復移動方向と同方向に往復移動させるものであり、前記クランクは、同スライドプレート上において回転駆動されるものであることを要旨とするものである。
【0011】
請求項5に記載の発明は、 請求項1乃至請求項5の内いずれかにおいて、砥石の回転軸心を含む第1平面で切断したとき、砥石の研削面は、砥石の回転軸心と直交する第2平面となす角度θが、0°<|θ|<90°となるように形成されていることをその要旨とするものである。
【0012】
研削面が2個設けられた場合の図9の例で示すと、砥石Tの回転軸心Mを含む第1平面で切断したとき、研削面Ta,Tbの外形線は、砥石Tの回転軸心Mと直交する第2平面Pと交わる。この第2平面Pから研削面Ta,Tbまでの間の角度をθとする。そして、図9に示すように第2平面Pから研削面Taまで時計回り方向に測定した角度を正とし、第2平面から研削面Tbまで反時計回り方向まで測定した角度を負とする。
【0013】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、ターンテーブル上にワークを支持した状態で、往復移動機構を駆動すると、スライド部材は、ターンテーブルとともにワークを一方向において往復移動する。
【0014】
傾斜支持手段は回転軸心が水平線に対して所定角度傾斜するように砥石を傾斜して支持する。この状態で、砥石を往復移動するワークに対して当接すると、ワークは、砥石の研削面にて研削される。このとき、研削面は、外周部に設けられてワークの被加工面に対して線当たりするため、加工精度を向上することができる。
【0015】
又、ワークの所定箇所の研削が終了した場合、ターンテーブルを回転することにより、ワークの次の被加工面を砥石に対して対応配置する。
又、請求項1の発明によれば、前記往復移動機構を第1の往復移動機構としたとき、第2の往復移動機構により、第1往復移動機構がスライド部材の往復移動方向において変位する。この結果、スライド部材の往復移動が行われる領域の、砥石との相対的移動が可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、傾斜支持手段は、そのワークの被加工面に対応して砥石の傾斜角度を変更して支持する。
【0016】
請求項3に記載の発明によれば、駆動手段がクランクを回転駆動すると、このクランクのクランクモーション作用により、スライド部材が一方向に往復移動する。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、第2の往復移動機構は、スライドプレートを、前記スライド部材の往復移動方向と同方向に往復移動させる。そして、クランクは、同スライドプレート上において回転駆動される。
【0019】
請求項5に記載の発明によれば、砥石の研削面は、砥石の回転軸心を含む第1平面で切断したとき、砥石の回転軸心と直交する第2平面となす角度θが、
0°<|θ|<90°となるように形成される。この角度において、ワークの被加工面に対して線当たりの研削を行なうことが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図1〜図3は、本実施形態のワークテーブル装置11を備えた研削盤10を示す図である。図1及び図2では、同研削盤10の研削機構12を構成する加工具としての砥石車13を二点鎖線にて示している。
【0021】
ワークテーブル装置11は砥石車13の下方に配置され、加工に供されるワークWを支持している。そして、回転駆動される砥石車13をワークWに当接させるとともに、同ワークWをワークテーブル装置11の動作により同砥石車13に対して往復直線移動させることで、同ワークWの研削がなされる。
【0022】
前記ワークテーブル装置11について説明する。
図3に示すように装置フレーム21は、ワークテーブル装置11用の第1本体フレーム22Aと、研削機構12用の第2本体フレーム12Bとにより構成されている。図1に示すように第1本体フレーム22Aは箱状をなし、前記研削機構12の前方側に配置されている。アッパフレーム23は第1本体フレーム22Aの上面において、略水平状態で取り付けられている。ミドルフレーム24は第1本体フレーム22Aの内部において、アッパフレーム23と所定間隔をおいて平行に配設されている。
【0023】
一対の第1ガイドレール25は前記アッパフレーム23の上面において、その左端側(図1及び図2において)から中央付近にかけて所定間隔をおいて平行に敷設されている。一対のガイド突部20は、図5に示すようにスライドテーブル26において第1ガイドレール25に対向する両側面の下部に形成され、スライドテーブル26の長手方向に延在されている。ガイド突部20は、対向する第1ガイドレール25の「コ」字状の溝内に入り込んでいる。スライドテーブル26はガイド突部20を以って第1ガイドレール25に支持され、ガイド突部20が第1ガイドレール25により案内される。すなわち、図6に示すガイド突部20側の案内面である上面20a、側面20b及び下面20cが、それぞれ対向する第1ガイドレール25側の案内面である上面25a、側面25b及び下面25cに案内されることで、第1ガイドレール25の延在方向に沿って直線移動可能である。前記スライドテーブル26は、本発明のスライド部材を構成する。
【0024】
スライドテーブル26には、ターンテーブル27がその回転中心を中心にして往復回動自在に載置されている。同ターンテーブル27は、スライドテーブル26内に設けられた図示しないサーボモータにて往復回動される。同サーボモータの回動により、ターンテーブル27は任意の角度の旋回が可能とされている。ターンテーブル27は、その上面にワークWを載置するためのワーク載置面27aが形成されるとともに、例えば、電磁チャックを内蔵し、その電磁力によってワークWをワーク載置面27aに吸着保持する。ワーク載置面27aは水平面とされている。
【0025】
図1及び図2に示すように一対の第2ガイドレール28は、前記ミドルフレーム24の上面においてその右端側から中央付近にかけて所定間隔をおいて平行に敷設され、前記第1ガイドレール25と同方向に延在されている。第2ガイドレール28は横断面「コ」字状をなし、互いに他のガイドレール28に対して開口を対向させた状態で配置されている。
【0026】
図4に示すようにスライドプレート29は、その下部が第2ガイドレール28間に入り込んでいる。一対のガイド突部30は、スライドプレート29において第2ガイドレール28に対向する両側面の下部に形成され、スライドプレート29の長手方向に延在されている。ガイド突部30は、対向する第2ガイドレール28の「コ」字状の溝内に入り込んでいる。スライドプレート29はガイド突部30を以って第2ガイドレール28に支持され、ガイド突部30が第2ガイドレール28により案内される。すなわち、ガイド突部30側の案内面である上面30a、側面30b及び下面30cが、それぞれ対向する第2ガイドレール28側の案内面である上面28a、側面28b及び下面28cに案内されることで、第2ガイドレール28の延在方向に沿って直線移動可能である。
【0027】
概略円筒状をなすブラケット32は、前記スライドプレート29の右端側(図1において)に固定されている。回転軸心としてのシャフト33はブラケット32に対して図示しないベアリングを介して回転可能に支持されている。プーリ35は前記シャフト33の上端部に固定されている。電動モータ36は、前記スライドプレート29の左端側に配設されている。同電動モータ36と前記プーリ35とは、ベルト37を介して連結されている。従って、同プーリ35は、電動モータ36の駆動によりシャフト33の軸線Lを中心として同シャフト33とともに回転される。
【0028】
そして、クランク38を構成する円形のプレート39は、前記プーリ35の上面に重合固定されている。図2に示すようにガイド溝39aは同プレート39の上面においてその直径線上に凹設されている。
【0029】
前記クランク38、及び電動モータ36は、(第1)往復移動機構を構成している。又、電動モータ36は、駆動手段を構成している。
ネジ棒40は、同ガイド溝39a内において回動可能に配設されている。クランク38を構成するクランクピン41は、その基部を以て同ガイド溝39a内にスライド自在に嵌入され、前記ネジ棒40は同クランクピン41の基部に螺通されている。同じくバランスウエイト42はその基部を以て同ガイド溝39a内にスライド自在に嵌入され、前記ネジ棒40は同バランスウエイト42の基部に螺通されている。
【0030】
そして、前記クランクピン41とバランスウエイト42とは、プレート39の軸線Lを中心とした180°点対称位置に配置されている。従って、前記ネジ棒40を回動操作することにより、同クランクピン41とバランスウエイト42とがガイド溝39aに沿って互いに近接・離間方向に移動される。すなわち、本実施形態のクランク38は、軸線Lを中心としたクランクピン41の公転半径を変更可能であるとともに、同クランクピン41に対してバランスウエイト42が近接・離間方向に移動されることで、回転バランスの調整をも同時に行い得るように構成されている。
【0031】
前記ガイド溝39a及びネジ棒40とにより、公転半径調節機構が構成されている。
連結ピン43は、前記スライドテーブル26の一端側に設けられている。同連結ピン43と前記クランク38のクランクピン41とは、ロッド44を介して連結されている。同ロッド44と連結ピン43及びクランクピン41との連結部分には、それぞれベアリング45,46が介在されており、同ベアリング45,46によって、前記ロッド44がクランクピン41或いは連結ピン43を中心として水平面内で回動されることが許容されている。従って、前記電動モータ36の駆動によりクランク38が回転駆動され、同クランク38の回転力が媒介節であるロッド44を介してスライドテーブル26に伝達される。その結果、同スライドテーブル26が、滑り対偶の関係にある第1ガイドレール25(固定側)上を往復直線移動される。
【0032】
第3ガイドレール51は、第1本体フレーム22A内の下部において前記第2ガイドレール28と平行に配設されている。スライダ52は第3ガイドレール51上に支持され、第3ガイドレール51の延在方向に沿って直線移動可能である。ネジ軸53は第1本体フレーム22Aによりその軸心の回りで回転自在に支持され、第3ガイドレール51に沿って水平方向に延在されている。ネジ軸53は、スライダ52に貫設された、ナットとしてのネジ孔52aに螺通されている(図4参照)。サーボモータ54は第1本体フレーム22Aの外側方に配設され、ネジ軸53を正逆方向へ回転駆動する。従って、スライダ52は、ネジ軸53が正逆方向へ回転駆動されることで、第3ガイドレール51に沿って往復直線移動される。
【0033】
ネジ軸53、及びサーボモータ54は第2往復移動機構を構成している。
図1及び図4に示すように凸状部55はスライドプレート29の裏面に突設されている。ミドルフレーム24において第2ガイドレール28間には、凸状部55のミドルフレーム24の下部内への挿入を許容する透孔24aが形成されている。凹状部56はスライダ52の上面に設けられている。凸状部55は凹状部56に入り込んでおり、図4の左側に向かう左側面55aが凹状部56の左内壁面56aに、右側に向かう右側面55bが凹状部56の右内壁面56bにそれぞれ微少な間隙(図4には誇張して描いてある)を持って対向されている。各面55a,55b,56a,56bは、ネジ軸53の軸線に対して垂直面をなす。なお、凸状部55の下面とそれに対向する凹状部56の内底面との間には、ある程度の間隙が確保されている。
【0034】
従って、サーボモータ54の駆動によりネジ軸53が回転されてスライダ52が図4の左側へ直線移動すると、凹状部56の右内壁面56bにより右側面55bを介して凸状部55が押され、スライドプレート29が図面左側へ直線移動される。また、スライダ52が図4の右側へ直線移動すると、凹状部56の左内壁面56aにより右側面55aを介して凸状部55が押され、スライドプレート29が図面右側へ直線移動される。
【0035】
次に、スライドテーブル26のガイド突部26に設けられた静圧受けについて説明する。
図5及び図6に示すように、静圧ポケット57は、各ガイド突部20の上面20a、側面20b及び下面20cにおいて、ガイド突部20の延在方向に所定間隔で複数が形成されている。ポンプ59はスライドテーブル26に内蔵されており、吐出管路59aが各静圧ポケット57に接続されている。ポンプ59は吸入管路59bが加工液タンク60に接続され、加工液を加圧して各静圧ポケット57に供給する。すなわち、研削加工時において、ポンプ59が作動されることにより、砥石車13とワークWとの間に供給される加工液を、圧力流体として使用している。
【0036】
加圧された加工液をガイド突部20の各静圧ポケット57に供給することで、上面20aと上面25a、側面20bと側面25b、及び下面20cと下面25cの各間に静圧液体薄膜が形成され、スライドテーブル26が第1ガイドレール25に対して浮遊される。
【0037】
次に、研削機構12を図3、図9及び図10を参照して説明する。
研削機構12用の第2本体フレーム22Bは箱状をなし、ワークテーブル装置11の後方側に配置されている。第2本体フレーム22B上面には前後方向(図3において左右方向)に延びる案内レール61によりサドル62前後方向に往復動自在に設けられている。前記サドル62は案内レール61の下面に突設した連結部63を介して第2本体フレーム22Bの前後に延びるように支持された前後送りネジ軸65に連結されている。
【0038】
この送りネジ軸65の後方にはギア機構66を介してサドル駆動用モータ68が正逆回転することにより、送りネジ軸65を介してサドル62が前後に往復動される。前記サドル62の上面にはコラム69が立設され、このコラム69上面には、上下に延びる上下送りネジ軸70がそのネジ作用によって移動可能に支持されている。そして、上下送りネジ軸70の下端には砥石ヘッド71が固定されている。又、前記コラム69の上部にはヘッド駆動用モータ74が固定されている。同ヘッド駆動用モータ74の駆動により、前記上下送りネジ軸70を介して砥石ヘッド71が上下動するようになっている。
【0039】
砥石ヘッド71は、四角ボックス状に形成され、その前後は開口されている。前記砥石ヘッド71の内部にはアーム部72が挿通配置されている。又、アーム部72の前端には、砥石Tが回転可能に装着されるとともに、アーム部72の後部には、前記砥石Tを回転駆動するための砥石駆動用モータ73が配設されている。
【0040】
前記アーム部72は、砥石ヘッド71の両側壁に設けられたピン75の回りで傾動可能(本実施形態では、アーム部72が水平状態(水平線)から上下にそれぞれ45°傾動可能)に支持されているとともに、その前端は前記ワークテーブル装置11の上方に位置されている。
【0041】
すなわち、砥石ヘッド71の後部には、支持片76が固着されている。同固着片76にはピン76aを介して油圧シリンダ77が揺動自在に支持されている。油圧シリンダ77のピストンロッド78先端は砥石駆動用モータ73の接続片79に対して回動自在に軸支されている。
【0042】
前記砥石ヘッド71、アーム72、砥石駆動用モータ73、油圧シリンダ77、固着片76等により傾斜支持手段が構成されている。
前記砥石Tは、図8及び図9に示すように、略円盤状をなし、その外周面には一対の研削面Ta,Tbが設けられている。研削面Ta,Tbは、砥石Tの回転軸心Mを含む平面(第1平面)で切断したとき、砥石Tの回転中心Mに直交する平面(第2平面)Pに対して、それぞれの角度θa=45°,θb=−45°となるように設定されている(図10(a),(b)参照)。なお、この実施形態では、前記平面Pは砥石Tの厚みの1/2となる部分を通過する。又、θa,θbは本発明のθに相当する。
【0043】
図示しないNC制御装置は、予め設定されたワークWの加工プログラムに従って、上記の各種モータ36,54,68,73,74、ポンプ59及び油圧シリンダ77を好適に制御する。
【0044】
さて、上記のように構成された研削盤10の作用を説明する。
まず、ブロック状をなすワークWの4方側面(以下、第1側面、第2側面、第3側面、第4側面という)Wa〜Wdの直角研削及び、ワークWの上面Weを研削(以下、5面研削という)する場合について説明する。
【0045】
なお、以下の説明においては、ターンテーブル26のサーボモータ、モータ36,54,68,73,74、ポンプ59、油圧シリンダ77は特に断らなくても図示しないNC制御装置によって制御されているものとする。
【0046】
なお、ワークWをターンテーブル27上に保持する以前においては、砥石ヘッド71は、ワークWのターンテーブル27上への取付けに干渉しない上方位置(待機位置)に位置しているものとする。
【0047】
又、予めサーボモータ54が作動されることにより、クランク38の回転中心位置がワークWの研削に必要な往復移動距離に応じて所定位置に位置するように、ネジ軸53が回転された後、停止されている。
【0048】
この状態で、ワークWをターンテーブル27のワーク載置面27aの所定位置に位置するように電磁チャックにて吸着保持させる。なお、このワークWの保持位置は、予め図示しない位置決め装置にて設定されている。
【0049】
この後、図示しないNC制御装置によって、電動モータ36が駆動されると、クランク38の回転により、同クランク38のクランクピン41が軸線Lを中心として公転され、スライドテーブル26(ワークW)が往復直線移動される。すなわち、同スライドテーブル26の移動ストロークは、クランクピン41の軸線Lを中心とした公転直径に規定される。
【0050】
又、ワークWの第1側面Waを研削できるように、サドル駆動用モータ68が回転されることにより、サドル62が前進して所定位置にて停止する。そして、砥石車13の砥石Tが水平線に対して上方に45°傾斜するように(図10(a)参照)油圧シリンダ77が作動される。そして、ヘッド駆動用モータ74が回転されて砥石ヘッド71が下動される。又、この状態で、往復移動しているワークWに対して、砥石駆動用モータ73が駆動されて砥石車13が回転されつつワーク載置面27a上に載置されたワークWの第1側面Waに当接する。このとき、加工液(図示しない)が噴射されながら研削が行なわれる。このときの研削面はTbとなる(図10(a)参照)。このようにして、砥石ヘッド71が下動する間に、往復直線移動するワークWの第1側面Waがその全幅に亘って上部から下部までが研削される。
【0051】
ワークWの第1側面Waの研削が終了すると、ヘッド駆動用モータ74が逆転されて砥石ヘッド71が上動され、砥石TがワークWから上方へ離間した位置(待機位置)に移動される。又、サドル駆動用モータ68が回転されて、サドル62が後退されて所定位置にて停止する。一方、電動モータ36及び砥石駆動用モータ73が停止され、スライドテーブル26の往復直線移動及び砥石車13が停止される。
【0052】
次に、ワークWの第2側面Wbが研削できるように、ターンテーブル27が90°時計回り方向に回動されて停止する。
そして、電動モータ36が再度回転されて、スライドテーブル26が往復直線移動が開始される。以下、同様に、サドル駆動用モータ68が回転されることにより、サドル62が前進して所定位置にて停止する。そして、ヘッド駆動用モータ74が回転されて砥石ヘッド71が下動される。又、この状態で、往復移動しているワークWに対して、砥石駆動用モータ73が駆動され、砥石車13が回転されつつワーク載置面27a上に載置されたワークWの第2側面Wbに当接する。このとき、加工液(図示しない)が噴射されながら研削が行なわれる。このようにして、砥石ヘッド71が下動する間に、往復直線移動するワークWの第2側面Wbがその全幅に亘って上部から下部までが研削される。
【0053】
以下、第3側面Wc及び第4側面Wdも第2側面Wbと同様に、各ターンテーブル26のサーボモータ、モータ36,54,68,73,74、ポンプ59、油圧シリンダ77が制御されて、研削が行われる。
【0054】
上記のようにして第4側面Wdの研削が終了すると、次にワークWの上面Weの研削が行われる。
すなわち、ヘッド駆動用モータ74が逆転されて砥石ヘッド71が上動され、砥石TがワークWから上方へ離間した位置(待機位置)に移動される。又、サドル駆動用モータ68が回転されて、サドル62が後退されて所定位置にて停止する。一方、電動モータ36及び砥石駆動用モータ73が停止され、スライドテーブル26の往復直線移動及び砥石車13が停止する。
【0055】
この後、再度ワークWの第1側面Waがコラム69側に向くようにターンテーブル26が90°回転された後、ワークWの上面Weが研削できるように、サドル駆動用モータ68が回転されてサドル62が前進され、ワークWの上面Weの第1側面Wa側に砥石Tが位置したときに停止される。
【0056】
そして、電動モータ36が再度回転されて、スライドテーブル26が往復直線移動が開始される。次に、ワークWの上面Weを研削できるように、ヘッド駆動用モータ74が回転されて砥石ヘッド71が所定量下動されて停止される。同時に砥石駆動用モータ73が駆動されて砥石車13が回転されつつワークWの上面Weに当接させる。なお、このとき、この状態で往復移動しているワークWに対して、加工液(図示しない)を噴射させながら行なう。このときの研削面はTaとなる(図10(a)参照)。又、サドル駆動用モータ68が回転されて、サドル62が前進される。
【0057】
このようにして、砥石ヘッド71が前進する間に、往復直線移動するワークWの上面Weがその全幅に亘って後部(図3において右部)から前部(図3において、左部)までが研削される。
【0058】
上記のようにしてワークWの上面Weが研削された後、ヘッド駆動用モータ74が回転されることにより、砥石Tが上昇されてワークWから離間され、他のモータ等36、68も停止されて砥石Tの回転、クランク38の作動、ポンプ59等の駆動等が停止される。この後、ワークWをターンテーブル27から外して他の作業工程に移送する。
【0059】
次に、上面に凹状の溝が形成されたワークWにおいて、同溝S内を研削する場合について説明する。
図3の2点鎖線で示すワークWの溝Sは、予め放電加工により形成されており、同ワークWは、溝Sが第1ガイドレール25が延びる方向と同方向に向くように、ターンテーブル27の載置面27a上に電磁チャックにて吸着保持されているものとする。
【0060】
上記の状態で、図示しないNC制御装置によって、電動モータ36が駆動されると、クランク38の回転により、同クランク38のクランクピン41が軸線Lを中心として公転され、スライドテーブル26(ワークW)が往復直線移動される。すなわち、同スライドテーブル26の移動ストロークは、クランクピン41の軸線Lを中心とした公転直径に規定される。
【0061】
又、ワークWの溝Sの第1内側面Saを研削できるように、サドル駆動用モータ68が回転されて、サドル62を前進又は後退して所定位置にて停止させる。そして、砥石車13の砥石Tが水平線に対して上方に45°傾斜するように(図10(a)参照)油圧シリンダ77が作動される。そして、ヘッド駆動用モータ74が回転されて砥石ヘッド71が下動される。又、この状態で、往復移動しているワークWに対して、砥石駆動用モータ73が駆動されて砥石車13が回転されつつワーク載置面27a上に載置されたワークWの第1内側面Saに当接させる。このとき、加工液(図示しない)が噴射されながら研削が行なわれる。
【0062】
このときの研削面は第1内側面Saの研削を行なうTbと、溝Sの底面を研削するTaとなる(図10(a)参照)。このようにして、砥石ヘッド71が下動する間に、往復直線移動するワークWの第1内側面Saがその全幅に亘って上部から下部までが研削される。さらに、下方に移動してきた、砥石Tは溝Sの第1内側面Sa寄りの底面を研削する。そして、この後、サドル駆動用モータ68が回転駆動されて、砥石Tが溝Sの上部縁に接触しない範囲で、サドル62が若干後退され、研削面Taにより、溝Sの底面が研削される。
【0063】
研削が終了すると、ヘッド駆動用モータ74が逆転されて砥石ヘッド71が上動され、砥石TがワークWから上方へ離間した位置(待機位置)に移動される。一方、電動モータ36及び砥石駆動用モータ73が停止され、スライドテーブル26の往復直線移動及び砥石車13が停止される。
【0064】
次に、ワークWの溝Sの第2内側面Sbが研削できるように、サドル駆動用モータ68が回転されることにより、サドル62が前進又は後退されて所定位置にて停止される。そして、砥石車13の砥石Tが水平線に対して下方に45°傾斜するように(図10(b)参照)油圧シリンダ77が作動される。そして、ヘッド駆動用モータ74が回転されて砥石ヘッド71が下動される。
【0065】
そして、電動モータ36及び砥石駆動用モータ73が駆動されることにより、スライドテーブル26の往復直線移動が開始されるとともに砥石車13が回転される。又、この状態で、往復移動しているワークWに対して、砥石車13が回転されつつワーク載置面27a上に載置されたワークWの第2内側面Sbに当接される。このとき、加工液(図示しない)が噴射されながら研削が行なわれる。
【0066】
このときの研削面は第2内側面Sbの研削を行なうTaと、溝Sの底面を研削するTbとなる(図10(b)参照)。このようにして、砥石ヘッド71が下動する間に、往復直線移動するワークWの第1内側面Saがその全幅に亘って上部から下部までが研削される。さらに、下方に移動してきた、砥石Tは溝Sの第2内側面Sb寄りの底面を研削する。そして、この後、サドル駆動用モータ68が回転駆動されて、砥石Tが溝Sの上部縁に接触しない範囲で、サドル62が若干前進され、研削面Tbにより、溝Sの底面が研削される。
【0067】
研削が終了すると、ヘッド駆動用モータ74が逆転されて砥石ヘッド71が上動され、砥石TがワークWから上方へ離間した位置(待機位置)に移動される。一方、電動モータ36及び砥石駆動用モータ73が停止され、スライドテーブル26の往復直線移動及び砥石車13が停止される。
【0068】
上記構成の本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
(1) この実施形態においては、各側面Wa〜Wd、上面We、並びに、溝Sの第1内側面Sa、第2内側面Sb、及び溝Sの底面を、砥石Tを傾斜した状態で、傾斜した砥石Tの研削面Ta,Tbにて研削するようにした。砥石Tの研削面Ta,TbとワークWとの当接面(前記各側面等)とは、線接触(線当たり)となるため、砥石TがワークWの当接面を圧接する圧接力が一定となり、精密に研削することができる。
【0069】
(2) この実施形態においては、砥石TとワークWとの接触が縦方向(上下方向の線接触となるため、砥石TがワークWの中央部の側面等を研削している場合でも、加工液(クーラント)が侵入し易くなる。
【0070】
(3) この実施形態においては、ターンテーブル27を備えて、同ターンテーブル27上にワークWを保持するようにした。そして、同ワークWを90°回転することにより、ブロック上のワークWの4面の直角研削ができる。
【0071】
併せて、ワークWの4方側面Wa〜Wdも上面も、砥石Tの研削面Ta,Tbにて線接触にて研削されるため、研削された面は何れも、同等の加工(研削)精度を得ることができる。
【0072】
溝Sの第1内側面Sa,第2内側面Sb、及び底面も同様に同等の加工(研削)精度を得ることができる。
(4) この実施形態においては、上記のようにターンテーブル27を備えているため、ワークWの被加工面を変えたい場合においても、ターンテーブル27を駆動することにより、ワークWの位置変えが簡単にできるため、手作業でワークWを載せかえる必要がなく、連続的にワークWの各被加工面の研削ができる効果を奏する。従って、自動研削する場合には、この効果は大きい。
【0073】
(5) この実施形態では、クランク38のクランクモーションにより、ワークWを高速で往復動させることができる。
(6) この実施形態では、スライドテーブル26のガイド突部20における各静圧ポケット57に加圧流体としての加工液を供給することで、ガイド突部20と第1ガイドレール25の上面20aと上面25a、側面20bと側面25b、及び下面20cと下面25cの各間に静圧液体薄膜が形成され、スライドテーブル26が第1ガイドレール25に対して浮遊されるようにした。
【0074】
このため、スライドテーブル26と第1ガイドレール25との滑り抵抗を小さくでき、スライドテーブル26のスムーズな往復直線移動を行なうことができる。又、クランク38によるスライドテーブル26の高速の往復移動がされた場合においても、滑らかな作動を得ることができる。
【0075】
(7) この実施形態では、サーボモータ54を回転駆動すると、ネジ軸53が回転されることにより、スライドプレート29が移動されて、クランク38の回転中心Lを変更できるようにした。この結果、クランク38のクランクモーションによってスライドテーブル26の移動できる範囲(領域)の砥石との相対的位置を変更することができる。これはターンテーブル27が回転されて次に研削されるべきワークWの被加工面の位置が直前に研削されていた被加工面の研削される範囲(領域)とは、図1において、左右いずれかにおいてずれた場合に、サーボモータ54を正逆回転することにより、対応することができる。
【0076】
なお、この発明の実施形態は前記実施形態の構成に限定されるものでなく以下のようにしてもよい。
(1)前記実施形態では、クランク38を採用したが、クランク38の代わりに、サーボ制御可能なシリンダにてスライドテーブル26を往復移動するようにしてもよい。このサーボ制御可能なシリンダにおいても、前記実施形態と同等の作用効果を得る。
【0077】
(2)前記実施形態では、ネジ軸53をサーボモータ54にて回動して、クランク38の回転中心Lを変更できるようにしたが、シリンダにて、クランク38の位置を変更するようにしてもよい。
【0078】
(3)前記実施形態では、砥石Tの研削面Ta,Tbの角度をθa=45°,θb=−45°としたが、この角度に限定されるものではない。
角度Ta=Tb=θとしたとき、水平面である載置面27aに載置されたワークWの垂直面をこの砥石Tの研削面Ta,Tbで研削する場合、砥石Tの回転軸心Mは水平線に対して、±θ(時計回り方向をプラスとする)で傾斜するものとする。
【0079】
(4)又、研削面の角度は一対に限定されるものではなく、3個、或いは4個以上あってもよい。この場合、砥石Tの研削面にてワークの線当たりで研削できれば、加工精度を向上することができる。
【0080】
又、各研削面の角度θは、互いに異なっていてもよい。こうすると、ワークWの被加工面に応じた種々の加工ができる。
(5)前記実施形態では、サドル62により、コラム69を前進後退するようにしたが、この代わりに、コラム69を固定して、反対に、ワークテーブル装置11側をコラム69に対して、前進後退移動せさるようにしてもよい。
【0081】
(6)前記実施形態では、溝Sの第1内側面Saの研削後、第2内側面Sbを研削するときは、砥石Tの傾斜を変えることによって行なったが、ターンテーブル27を180°反転させた後、第1内側面Saを研削した傾斜角度で引き続き、研削を行なってもよい。
【0082】
(7)前記実施形態では、5面研削を行なうようにしたが、もちろん、一面の平面研削、2面研削、3面研削、4面研削等も行なうことができることは勿論のことである。
【0083】
次に、前記実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想をその効果とともに記載する。
【0084】
(A) 請求項2において、クランク(38)に、クランクモーションの公転半径を調節可能な公転半径調節機構(39a,40)を設けたことを特徴とする研削盤。こうすることにより、スライドテーブルの移動ストロークの微調節が可能である。
(B) 第2の往復移動機構は、スライドプレート(29)を、往復直線移動させるためのネジ軸(53)と、同ネジ軸(53)を駆動するネジ軸駆動手段(54)にて構成されたものである請求項4に記載の研削盤。こうすることにより、ネジ軸53と、ネジ軸駆動手段によって、請求項4の作用効果を奏する。
【0085】
(C) 請求項5において、砥石の外周面には、砥石の回転軸心に対して、角度(θ)の異なる研削面が2つ以上形成されていることを特徴とする研削盤。こうすると、ワークWの被加工面に応じた種々の加工ができる。
【0086】
【発明の効果】
請求項1及び請求項4に記載の発明によれば、一度、ターンテーブル上にワークを保持すれば、平面研削だけではなく、種々の研削を行なうことができる。又、加工精度が高い研削を行なうことができ、しかも、ワークの位置変えも連続的にでき、自動研削も可能な研削盤とすることができる。さらには、スライド部材と、ガイド手段との当接する面間に圧力流体が供給されていることにより静圧流体薄膜が形成され、スライド部材がガイド手段に対して浮遊される結果、スライド部材とガイド手段との滑り抵抗を小さくでき、スライド部材のスムーズな往復直線移動を行なうことができる。
又、請求項1、及び請求項4に記載の発明によれば、第2の往復移動機構により、第1往復移動機構がスライド部材の往復移動方向において変位することができ、スライド部材の往復移動が行われる領域の、砥石との相対的移動が可能となる。
【0087】
請求項2に記載の発明によれば、傾斜支持手段によって、砥石の傾斜角度を変更できるため、ワークの種々の被加工面に対応することができる。
請求項3に記載の発明によれば、クランクのクランクモーション作用により、スライド部材が一方向に往復移動することができ、高速化を図ることができる。
【0089】
請求項5に記載の発明によれば、砥石の研削面は、砥石の回転軸心を含む第1平面で切断したとき、砥石の回転軸心と直交する第2平面となす角度θが、
0°<|θ|<90°となるように形成することにより。この角度において、ワークの被加工面に対して線当たりの研削を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態の研削盤の正断面図。
【図2】 同じく研削盤の平面図。
【図3】 同じく研削盤の一部切欠側面図。
【図4】 同じく要部正断面図。
【図5】 同じく要部側断面図。
【図6】 ガイド突部の一部を拡大しして示す斜視図。
【図7】 作用を示す研削盤の平面図。
【図8】 同じく作用を示す研削盤の正面図。
【図9】 砥石車の傾斜状態を示す説明図。
【図10】 (a)、及び(b)は砥石の作用を示す説明図。
【符号の説明】
10…研削盤、11…ワークテーブル装置、12…研削機構、13…砥石車、
20…ガイド突部、21…装置フレーム、25…第1ガイドレール、
26…スライドテーブル(スライド部材を構成する)、
27…ターンテーブル、28…第2ガイドレール、
29…スライドプレート、36…電動モータ(駆動手段を構成する)、
38…クランク(電動モータ36と共に(第1)往復移動機構を構成する。)、40…ネジ棒、51…第3ガイドレール、52…スライダ、53…ネジ軸、
54…サーボモータ(ネジ軸53とともに第2往復移動機構を構成する。)、
57…静圧ポケット、59…ポンプ、65…前後送りネジ軸、
70…上下送りネジ軸、71…砥石ヘッド、72…アーム部、
73…砥石駆動用モータ、74…ヘッド駆動モータ、
77…油圧シリンダ(砥石ヘッド71、アーム72、砥石駆動用モータ73、固着片76等とともに傾斜支持手段を構成する。)、
T…砥石、Ta,Ta…研削面、P…第2平面、M…砥石Tの回転中心、
W…ワーク、S…溝、Sa…第1内側面、Sb…第2内側面。
Claims (5)
- 装置フレーム(21)上において、一方向において往復移動自在に配置されたスライド部材(26)と、前記スライド部材(26)上に配置され、加工に供されるワーク(W)を支持するとともに、その回転中心の回りで回転自在に設けられたターンテーブル(27)と、前記スライド部材(26)を往復駆移動させる往復移動機構と、装置フレーム(21)の砥石ヘッド(71)に設けられ、ワーク(W)の被加工面を研削するための研削面が外周部に少なくとも2個所設けられた砥石(T)と、前記砥石(T)の回転軸心(M)を前記一方向とは直交する方向に配置するとともに前記砥石(T)の回転軸心(M)が水平線に対して所定角度に傾斜するように砥石(T)を傾斜支持する傾斜支持手段と、前記スライド部材(26)と、スライド部材(26)の往復移動をガイドするガイド手段との当接する面間には、圧力流体が供給され、前記往復移動機構を第1の往復移動機構としたとき、前記スライド部材(26)の往復移動方向と同方向に、同第1の往復移動機構を往復移動自在に位置調整可能であるとともに、前記位置調整後の前記第1の往復移動機構の往復移動時には、前記第1の往復移動機構を停止保持する第2の往復移動機構を備えていることを特徴とする研削盤。
- 前記傾斜支持手段は、砥石の傾斜角度を変更できるものである請求項1に記載の研削盤。
- 前記往復移動機構は、
装置フレーム(21)上においてその回転軸心がスライド部材(26)と同方向にスライド可能に配設されるとともに、同スライド部材(26)に連結されたクランク(38)と、同クランクを回転駆動する駆動手段(36)と
を含む請求項1又は請求項2に記載の研削盤。 - 第2の往復移動機構は、スライドプレート(29)を、前記スライド部材(26)の往復移動方向と同方向に往復移動させるものであり、前記クランク(38)は、同スライドプレート(29)上において回転駆動されるものである請求項1に記載の研削盤。
- 砥石(T)の回転軸心(M)を含む第1平面上で切断したとき、砥石(T)の研削面は、砥石(T)の回転軸心(M)と直交する第2平面(P)となす角度θが、0°<|θ|<90°となるように形成されていることを特徴とする、請求項1乃至請求項4の内いずれかに記載の研削盤。
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