JP3979421B2 - スプラインボール溝を研削する装置 - Google Patents
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Description
なお説明すると、上記研削砥石は軸受け具を介してスピンドルに回転自在に支持される。また、研削砥石にはプーリが連結され、研削砥石とは離間した位置に設けられる駆動モータの回転軸に取付けられるプーリとの間にベルトが掛け渡される。
さらに従来技術の1つの例として、研削砥石をワーク軸線に対して所定角度β°斜めに傾け、かつ軸線と並行に軸移動してワーク内径に溝の研削をなす研削方法で、[特許文献1]に開示される、図10に示すような、研削砥石のドレス方法が単石旋回タイプのドレス方式のものがある。
したがって、円板状研削砥石をワーク軸線に対して並行に向け、かつワーク軸線と並行に軸移動する研削では研削能率が悪く、仕上げられたスプラインボール溝の表面粗さに難点が残る。
さらに、研削砥石をワーク軸線に対し所定角度β°斜めに傾け、かつ軸線と平行に軸移動してワーク内径にスプラインボール溝の研削をなす研削方法で、図10に示すように、研削砥石のドレス方法が単石旋回タイプのドレス方式のものの場合は、下記のような問題があった。
図11は、単石ドレスタイプで下記寸法を狙ってドレスしたゴシックアーチ溝の形状誤差を示す。R=3mmで、接触角45°であり、θ=40°〜50°位置近傍のR=3mmは確保できるが、溝底や溝肩部の形状誤差は図11の下図に示す通りの形状誤差を生じることになる。
図1に、第1の研削工程をなす研削装置Kを示す。この研削装置Kにより、ワークWの内径に研削したスピンドルボール溝b1を得るようになっている。
上記ワークWは、回転テーブルT上に載置しチャッキングにより固定され、研削装置Kの研削動作終了ごとに所定角度づつ回動駆動される。
研削装置Kにおいて、装置本体である研削スピンドル1の先端に、第1の砥石ホルダ2と、第2の砥石ホルダ3が連接した状態で取付けられる。さらに、上記第2の砥石ホルダ3の先端には棒状の研削砥石4が取付けられる。
上記研削砥石4の移動量ZLは、研削スピンドル1の上死点Oaから下死点Obに至る距離そのものであり、研削スピンドル1が上死点Oaに位置したとき、研削砥石4先端を後述するドレッサ装置Dがドレスするよう配置される。
研削スピンドル1の下死点Ob位置は研削砥石4のワークWに対する研削終了位置B点に対応する。これらの間のA点が研削開始位置となっていて、研削砥石4の研削ストロークGLはA点からB点に至る距離である。
そして、研削終了位置B点において研削砥石と第1,第2の砥石ホルダ2,3が最も深くワークW内径に挿入されるのだが、このときもなお各砥石ホルダ2,3はワークW内径に全く接触することのない傾き角度β°に設定されている。
この研削砥石4は、棒状の金属材からなる第2の砥石ホルダ3と一体化されていて、第2の砥石ホルダ3は砥石支持体となる。第2の砥石ホルダ3の一端部にねじ部3aが設けられ、先に説明した第1の砥石ホルダ2にねじ込まれる。
上記ねじ部3aから先は、両端がストレート状のテーパ部3bが形成され、さらにこの先端はテーパ部3b先端直径よりもごく細い直径で所定長さのストレート部3cとなっている。ストレート部3cの基端側外径には、ローレット加工が施されている。
すなわち、上記内層砥石部4aは基端に鍔部を有する中空筒体であって、鍔部外径はテーパ部3b先端外径とほぼ等しく、内径はストレート部3c外径と同一に設定される。内層砥石部4aは、鍔部端面がテーパ部3b先端に当接するまで嵌め込まれ、かつテーパ部3b先端面とストレート部3c外径に貼着固定される。特に、ストレート部3c一部にローレット加工が施されているところから、内層砥石部4aに対する接着強度を高く保持し得る。
なお、外層砥石部4bと内層砥石部4aの先端部は、ともに所定の曲率半径のR状に形成される。したがって研削砥石4は丸棒状でありながら、この先端部はR状となっている。
図5および図6に、研削装置Kと、この研削装置Kの研削砥石4をドレスするドレッサ装置Dの概略構成を示す。
ドレッサ装置Dにおいて、図中5は内部に図示しない駆動モータを収容するロータリドレッサスピンドルであり、この回転軸にテーパ体6が取付けられる。上記テーパ体6には円板状のロータリドレッサ7が嵌め込まれ、さらに押さえカラー8を介してクランプボルト9によってテーパ体6に取付け固定される。
上記クランプボルト9にはボール10が一体に取付けられていて、AEセンサー11に取付けられる板ばね12が上記ボール10に接触するよう位置設定される。上記AEセンサー11はセンサーブラケット13に取付けられ、このセンサーブラケット13は上記ロータリドレッサスピンドル5とともにスピンドルブラケット14に取付けられている。
なお、ドレス時において研削砥石4の軸線Laはロータリドレッサ7の接線方向(すなわち、ワークWの軸線Lb方向)とは所定角度β°だけ傾いた姿勢であり、かつ研削砥石4をロータリドレッサ7の接線方向と並行して軸移動し、研削砥石4を成形するようになっている。
図1および図2に示すように、研削スピンドル1と第1,第2の砥石ホルダ2,3とともに内外2層構造体である研削砥石4をワーク軸線Lbに対して所定角度β°だけ傾け、かつワーク軸線Lbと並行に軸移動する。
研削砥石4の移動スタート位置は、すなわちロータリドレッサ7による研削砥石4のドレス位置であり、あらかじめ後述するようにしてロータリドレッサ7に対して研削砥石4が位置合わせされている。
上記研削砥石4がドレス位置からスタートし、所定位置A点でワークWの内径に当接し、スプラインボール溝の研削が開始される。研削砥石4はその姿勢のまま同一方向に移動し、研削エンド位置B点において研削されたスプラインボール溝b1を得る研削工程をなす。
前記の研削工程で研削した研削砥石4をスタート位置に戻したところで、ロータリドレッサ7による研削砥石4に対するドレス工程が行われる。このときも、研削砥石4をワークWの軸線Lbに対して斜めに傾斜した状態であることは変わらない。
このようにして、研削砥石4でワークWの内径にスプラインボール溝b1を研削し、その都度、研削砥石4をロータリドレッサ7のドレス溝15に押し当ててドレスし砥石成形をなすので、研削砥石4は常にすこぶる高い研削能率を保持し、表面粗さ精度が安定して高精度化を得られる。
図2に示すように、ここでは、円板状をなす研削砥石20を備えた面取り用研削装置Sが用いられる。上記円板状研削砥石20は、その周端部が得るべき面取り形状に合致するよう形成される。
すなわち、駆動ベルト23は駆動プーリ25と研削砥石20側のプーリ22との間に掛け渡されている。ホルダ21の中間部には複数の中間プーリ26が所定間隔を存して設けられていて、上記駆動ベルト23の中間部分が掛合する。
円板状研削砥石20は、研削されたスプラインボール溝b1の両側端の面取り部を研削する。この状態で、面取り用研削装置Sは、従来用いられる研削装置のように円板状研削砥石20を用いてワーク軸線Lbに並行に向け、かつワーク軸線Lbと並行に軸移動するので、この軸受け具が小さく研削力に対する剛性が弱いものであるが、面取り部のみを研削するので何らの不具合もない。
つぎに、ロータリドレッサ7のドレス溝15に対する研削砥石4の位置決め設定方法について説明する。
本願発明の研削砥石のドレス方法は、総型形状を呈したロータリドレッサの中心位置を狙って通しドレスを行うことを特徴としている。ここで、通しドレスとは、総型形状のロータリドレッサの回転方向にロータリーと直角方向に回転している砥石を通過させてツルーイング&ドレッシングを行う方法をいう。
図7(A)に示すように、研削砥石4をY方向である図の左側方向へ軸移動してドレス溝15の一側端に当接させ、その位置を検出する第1の位置決め工程をなす。
なお説明すると、研削砥石4がドレス溝15の一側端に当接すると、その振動がロータリドレッサ7から押さえカラー8とクランプボルト9およびボール10を介して板ばね12に伝達する。板ばね12は弾性変形して振動を拡大し、よってAEセンサー11が感知するところとなる。
このときの研削砥石4の位置確認も同様に、当接時の振動がロータリドレッサ7から押さえカラー8とクランプボルト9およびボール10を介して板ばね12に伝達し、ここで振動が拡大してAEセンサー11が感知する。
ここで、研削砥石4の中心位置がドレス溝15の中心位置に合致することとなり、研削砥石4位置を保持した状態でこの先端部をドレス溝15に接触させ、研削砥石4のドレスをなすドレス工程となる。
しかも、上記研削装置Kの構成上、研削砥石4はワークW内径のスプラインボール溝b1の研削をなす都度ドレスされる。すなわち、研削砥石4による研削と、研削砥石4に対するドレスが交互に行われることになり、高精度の研削砥石成形が得られて研削能率の向上と、研削砥石4の長寿命化を得られる。
図8に示すドレッサ装置DAは、ロータリドレッサ7Aの周面に沿って断面半円弧状のドレス溝15Aが形成される。また、図5と同様に、研削砥石4をワーク軸線Lbに対し所定角度β°斜めに傾け、かつワーク軸線Lbと並行に軸移動してドレスすることには変わりがない。
図9に示すように、第1の位置決め工程として、研削砥石4をY方向である図の左側へ軸移動して、ドレス溝15Aの一側端に当接させ、その位置をAEセンサー11が先に述べたようにして検出する。
この第2の位置決め工程により研削砥石4の位置を設定したあと、研削砥石4を所定角度β°斜めに傾けたまま上下左右YまたはZ軸方向に移動し、研削砥石4全面をドレスするドレス工程をなす。
また、研削砥石4はワークW内径のスプラインボール溝の研削をなす都度ドレスされ、高精度の研削砥石成形による研削能率の向上とともに研削砥石の長寿命化を得られる。
Claims (7)
- 上死点から下死点の範囲で移動自在な研削スピンドルおよび、この研削スピンドルにワーク軸線に対し所定角度β°斜めに傾けて支持され、ワーク軸線と並行に軸移動され、上死点から下死点の間の位置でワーク内径にスプラインボール溝の研削が開始される棒状の研削砥石を備えた研削装置と、
この研削装置における研削スピンドルの上死点位置に対向して配置され、上記研削砥石がスプラインボール溝を研削する都度、上記研削砥石がワーク軸線に対し所定角度β°斜めに傾けたまま移動して押し当てられるドレス溝を備えた砥石成形のロータリドレッサであるドレッサ装置と
を具備することを特徴とするスプラインボール溝を研削する装置。 - 上記研削装置における棒状の研削砥石は、
先端にストレート部を有する金属材からなる棒状の砥石支持体と、
この砥石支持体の先端ストレート部に嵌め込み固定される中空筒体からなる内層砥石部と、
この内層砥石部の周面に嵌め込み固定されて、内層砥石部と一体化され、先端に形成されるR状部でワーク内径にスプラインボール溝を研削する中空筒体からなる外層砥石部と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のスプラインボール溝を研削する装置。 - 上記研削装置は、上記棒状の研削砥石によって研削されたスプラインボール溝を有するワークの、ワーク軸線に対し所定角度β°斜めに傾けられるとともに、ワーク軸線と並行に軸移動され、スプラインボール溝の両側端部に沿って面取り研削をなす円板状の研削砥石を備えたことを特徴とする請求項1記載のスプラインボール溝を研削する装置。
- 上記ドレッサ装置は、
駆動源を収容するロータリドレッサスピンドルと、このロータリドレッサスピンドルの回転軸に取付けられるテーパ体と、このテーパ体にクランプボルトを介して取付け固定され周面に沿ってドレス溝が設けられる円板状のロータリドレッサと、上記クランプボルトに一体に取付けられるボールと、このボールに接触するよう位置設定される板ばねと、この板ばねを取付けたAEセンサーと
を備えたことを特徴とする請求項1記載のスプラインボール溝を研削する装置。 - 上記ドレッサ装置におけるロータリドレッサは、総型形状をなすとともに、このロータリドレッサの回転方向と直角方向に上記研削装置における棒状の研削砥石の回転方向が定められ、
上記研削砥石はワーク軸線に対して所定角度β°斜めに傾けた状態で軸移動し、上記ロータリドレッサのドレス溝における幅方向の中心位置を狙って通しドレスされることを特徴とする請求項1記載のスプラインボール溝を研削する装置。 - 上記ドレッサ装置におけるロータリドレッサは、総型形状をなすとともに、このロータリドレッサの回転方向と直角方向に上記研削装置における棒状の研削砥石の回転方向が定められ、
上記研削砥石を所定角度β°斜めに傾けた状態で軸移動して、断面円弧状のドレス溝一側端に当接させ、その位置を検出する第1の位置決め手段と、
この第1の位置決め手段により研削砥石のドレス溝当接位置を検出したあと、上記研削砥石を所定角度β°斜めに傾けたまま軸移動して上記ドレス溝の他側端に当接させ、その位置を検出する第2の位置決め手段と、
この第2の位置決め手段により研削砥石のドレス当接位置を検出したあと、研削砥石を所定角度β°斜めに傾けたまま第1の位置決め手段のドレス溝当接位置と第2の位置決め手段のドレス溝との当接位置との中間位置に位置決めする第3の位置決め手段と、
この第3の位置決め手段により位置決めしたあと、研削砥石の位置を中間位置に保持してドレス溝に接触させ研削砥石全面をドレスするドレス手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のスプラインボール溝を研削する装置。 - 上記ドレッサ装置におけるロータリドレッサは、総型形状をなすとともに、このロータリドレッサの回転方向と直角方向に上記研削装置における棒状の研削砥石の回転方向が定められ、
上記研削砥石を所定角度β°斜めに傾けた状態で軸移動して、断面半円弧状のドレス溝一側端に当接させ、その位置を検出する第1の位置決め手段と、
この第1の位置決め手段により研削砥石のドレス溝当接位置を検出したあと、上記研削砥石を所定角度β°斜めに傾けままドレス溝近似中心点Oに軸移動する第2の位置決め手段と、
この第2の位置決め手段により研削砥石の位置を設定したあと、研削砥石を所定角度β°斜めに傾けたまま上下Z軸方向または左右Y軸方向に移動し、研削砥石全面をドレスするドレス手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のスプラインボール溝を研削する装置。
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