JP4015291B2

JP4015291B2 - 円筒研削盤及びそのワーク軸、並びにこの円筒研削盤による平錐の加工方法

Info

Publication number: JP4015291B2
Application number: JP21513998A
Authority: JP
Inventors: 智阿久津; 俊久鶴谷; 増雄目崎
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: JP2000042878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の円筒研削盤に関するものであり、特に、小径のピンや平錐の加工に適したテーパ面加工の可能な小型の円筒研削盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小径のピンや平錐の加工に適した、テーパ面加工の可能な小型の円筒研削盤として、従来使用されていた円筒研削盤の１例を図９及び図１０に示す。図９は、この円筒研削盤の平面図であり、図１０は、正面図である。この従来例の円筒研削盤は、図９及び図１０に示すように、脚１００の上面に設けられた扇形に広がるベース１０１を有し、このベース１０１の左側の上面にワーク軸台１０２が配置されている。このワーク軸台１０２は、ベース１０１の上面に固定されたワーク軸台取付台１０３と、このワーク軸台取付台１０３の上面に軸方向の位置が調整可能に固定されるワーク軸台本体１０４とを有し、このワーク軸台本体１０４に、ワーク軸１０５が回転可能に配置されており、ワーク軸１０５の先端には、コレットチャック１０６を介してワーク１０７が把持される。
【０００３】
また、ベース１０１の右側の上面には、砥石軸台１０８が、ワーク軸１０５の先端部に位置する設計上の加工位置として設定された旋回中心Ｄを中心にしてベース１０１の右端部に設けられた案内溝１０９に沿って旋回可能に設けられている。砥石軸台１０８は、この旋回範囲の中央位置にあるときにワーク軸１０５の中心線に平行なＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台１１０と、このＸ軸摺動台１１０に直交する方向に摺動するＹ軸摺動台１１１とを有し、Ｘ軸摺動台１１０はハンドル１１２の回転で、Ｙ軸摺動台１１１はハンドル１１３の回転で、図示しない送りねじを回転することによって、それぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に送られる。そして、Ｙ軸摺動台１１１の上面には、砥石軸１１４を回転可能に支持し、鉛直なＥ軸を中心として旋回する砥石軸台本体１１５が配置され、砥石軸１１４の先端には、砥石軸１１４と共に回転可能に砥石１１６が固定されている。
【０００４】
この従来例の円筒研削盤では、円筒研削を行う際には、砥石軸台１０８を旋回中心Ｄを中心とする旋回範囲の中央位置（図９に示す位置）に配置して固定し、ワーク軸１０５及び砥石軸１１４を回転駆動して、ハンドル１１２を回転することによってＸ軸摺動台１１０を円筒研削の研削送り方向に、ハンドル１１３を回転することによってＹ軸摺動台１１１を砥石の切り込み方向に送って所定の円筒研削加工を行い、テーパ面加工を行う際には、Ｘ軸摺動台１１０が所定のテーパ面となる角度に沿って移動するように砥石軸台１０８を旋回中心Ｄを中心とする旋回範囲の任意の位置（所定のテーパ角度となる位置）に配置して固定し、ワーク軸１０５及び砥石軸１０４を回転駆動して、円筒切削の際と同様に、ハンドル１１２の回転でＸ軸摺動台１１０を研削送り方向に、ハンドル１１３の回転でＹ軸摺動台１１１を砥石の切り込み方向に送ることによって所定のテーパ面加工を行うものである。
【０００５】
この従来例の円筒研削盤は、手動で研削加工を行うもので、生産性が非常に悪いと共に、作業者の技能によって製品の品質にバラツキが生じるので、本出願人は、この作業工程を自動化した円筒研削盤を特開平７−１７８６６４号公報として開示した。この第２の従来例の円筒研削盤の平面図を図１１に示す。この円筒研削盤は、図１１に示すように、脚１２０の上面に、Ｙ軸方向に摺動するＹ軸摺動台１２１と、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台１２２とが独立して設けられており、Ｙ軸摺動台１２１の上面には、ワーク１２３を保持して回転するワーク軸１２４を回転可能に支持するワーク軸台１２５が、Ｘ軸摺動台１２２の上面には、砥石軸１２６を支持する砥石軸台１２７が配置されている。この砥石軸台１２７は、Ｘ軸摺動台１２２の上面に旋回中心Ｆを中心として旋回可能に配置されており、この砥石軸台１２７に回転可能に支持されている砥石軸１２６の先端には、砥石軸１２６と共に一体となって回転可能な砥石１２８が固定されている。
【０００６】
更に、この第２の従来例の円筒研削盤には、研削加工したワークの外径寸法を自動測定する自動測定装置１２９と、研削加工に使用した砥石１２８をドレッシングするためのドレッシング装置１３０とが、１個のＸＹ摺動台１３１の上面に配置されており、所定のタイミングでワーク１２３の外径寸法を自動測定して残りの削り代を確認し、或いは、砥石１２８をドレッシングして所定の形状に整形し、又は砥石１２８の切刃を再生するように構成されているが、本発明には直接関係しないので、その詳細の説明は省略する。
【０００７】
第２の従来技術の円筒研削盤では、円筒研削を行う際には、砥石軸台１２７を基準位置（図１１に示すように、砥石軸１２６の中心線がＹ軸に平行な位置）に配置して固定し、ワーク軸１２４及び砥石軸１２６を回転駆動し、数値制御装置によってＸ軸摺動台１２２を円筒研削の研削送り方向に、Ｙ軸摺動台１２１を砥石の切り込み方向に送ることによって所定の円筒研削加工を行い、テーパ面加工を行う際には、砥石軸台１２７を旋回範囲の所定の位置（所定のテーパ面に対して砥石１２８が正対する位置）に配置して固定し、ワーク軸１２４及び砥石軸１２６を回転駆動し、数値制御装置によってＸ軸摺動台１２２とＹ軸摺動台１２１とを所定のテーパ面となるように同期補間して移動し、研削方向及び砥石の切り込み方向に送ることによって所定のテーパ面加工を行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして、第２の従来技術の円筒研削盤では、テーパ面加工を含む円筒研削作業の作業工程を自動化することを達成したが、依然として、テーパ面加工における砥石の位置決め及び加工するワークの供給、加工済みの製品の取り出し等は手動で行うものであり、完全な自動化を達成したものではなく、また、平錐の刃先角のように傾斜の大きいテーパ面を加工可能とするためには、Ｘ軸摺動台とＹ軸摺動台との摺動するストロークを大きくしなければならず、加工するワークに比較して大型の装置とならざるを得ないものであった。
【０００９】
また、この第２の従来技術の円筒研削盤に使用する砥石は１個のみであり、粗加工と仕上げ加工とを行う場合には、粗加工用の砥石と仕上げ加工用の砥石とを手動で交換しなければならず、粗加工用の砥石と仕上げ加工用の砥石との交換を避けるためには、粗加工用の砥石を取り付けた砥石軸と仕上げ加工用の砥石を取り付けた砥石軸との２個の砥石軸を設け、粗加工又は仕上げ加工を行う際には、加工に使用する砥石軸のみを前進させて他方の砥石軸は後退させて加工することとなり、それぞれの砥石軸に摺動台が必要となるとともに、使用しない側の砥石軸を後退させておくスペースも必要となって、更に大型で高価な円筒研削盤とならざるを得なかった。
【００１０】
本発明は、可能な限り小型で且つ安価な円筒研削盤を提供することを目的とするものであり、更に、ワークの供給、搬出を含めて完全に自動化することを可能にすると共に、数値制御装置によって制御する制御軸の数を最小にしながら、平錐の加工等のテーパ面の加工を含む各種の円筒研削加工を全て行えるようにした円筒研削盤を提供することを目的とするものであり、そのためのワーク軸台と砥石軸台の構成、並びにこの円筒研削盤による平錐の加工方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これらの課題を解決するために、ワーク軸台と砥石軸台とを有し、該ワーク軸台と該砥石軸台とが少なくともＸ軸方向とＹ軸方向に相対的に移動し、且つ、前記ワーク軸台と前記砥石軸台とにそれぞれ回転可能に配置されたワーク軸と砥石軸とを具備する円筒研削盤において、前記ワーク軸台は、Ｙ軸方向に摺動するＹ軸摺動台と、該Ｙ軸摺動台上に配置され、鉛直なＡ軸を中心として旋回するＡ軸旋回台と、該Ａ軸旋回台上においてワーク軸台本体に組み込まれる水平に配置された回転可能な前記ワーク軸とを有し、前記砥石軸台は、前記Ｙ軸に直交するＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台と、該Ｘ軸摺動台上に配置され、鉛直なＢ軸を中心として旋回するＢ軸旋回台と、該Ｂ軸旋回台上に、前記ワーク軸とほぼ同じ高さで水平に配置された回転可能な前記砥石軸とを有していて、前記ワーク軸は、ブレーキ手段によってドローバーを前記ワーク軸台本体に対して固定し、ワークを把持するコレットチャックが挿入される回転軸を研削加工に使用するモータによって正逆回転することで前記ドローバーに螺合している前記コレットチャックを前記回転軸と共に回転し、前記コレットチャックを開閉可能とすると共に、前記Ｙ軸方向に摺動する前記Ｙ軸摺動台と前記Ｘ軸方向に摺動する前記Ｘ軸摺動台と、鉛直な軸を中心として旋回する前記Ａ軸旋回台と前記Ｂ軸旋回台、及び前記コレットチャックの開閉とが、いずれも数値制御装置によって制御されている円筒研削盤を提供するものである。
【００１２】
そしてこの円筒研削盤は、ワーク軸の高速で回転する回転駆動と低速で割り出し回転する位置決め制御の双方が、数値制御装置によって一元的に制御されることが望ましい。
また、この円筒研削盤は、更にＸ軸方向及びＹ軸方向に摺動可能なＸＹ摺動台に配置された、ワークを支持するワークレストが設けられ、数値制御装置によって制御されることが望ましい。
【００１３】
更に、ワーク軸台と砥石軸台とを有し、該ワーク軸台と該砥石軸台とが少なくともＸ軸方向とＹ軸方向に相対的に移動し、且つ、前記ワーク軸台と前記砥石軸台とにそれぞれ回転可能に配置されたワーク軸と砥石軸とを具備する円筒研削盤において、前記ワーク軸の高速で回転する回転駆動と低速で割り出し回転する位置決め制御の双方が数値制御装置によって一元的に制御され、前記ワーク軸は、ワークを把持する開閉可能なコレットチャックと、該コレットチャックと相対的に回転することによって前記コレットチャックを開閉するドローバーと、該ドローバーを前記ワーク軸台本体に回転不能に固定するブレーキ手段とを有し、前記ドローバーを前記ブレーキ手段によって前記ワーク軸台本体に回転不能に固定し、コレットチャックが挿入された回転軸を前記数値制御装置による制御の下に、研削加工に使用するモータにて正、逆転方向に回転することによって前記ドローバーに螺合している前記コレットチャックが前記回転軸と共に回転し、前記コレットチャックを開閉可能とする円筒研削盤のワーク軸を提供するものである。
【００１４】
【００１５】
そして、更に、ワーク軸台と砥石軸台とを有し、該ワーク軸台と該砥石軸台とが少なくともＸ軸方向とＹ軸方向に相対的に移動し、且つ、前記ワーク軸台と前記砥石軸台とにそれぞれ回転可能に配置されたワーク軸と砥石軸とを具備する円筒研削盤において、前記ワーク軸台は、Ｙ軸方向に摺動するＹ軸摺動台と、該Ｙ軸摺動台上に配置され、鉛直なＡ軸を中心として旋回するＡ軸旋回台と、該Ａ軸旋回台上に水平に配置された回転可能な前記ワーク軸とを有し、前記砥石軸台は、前記Ｙ軸に直交するＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台と、該Ｘ軸摺動台上に配置され、鉛直なＢ軸を中心として旋回するＢ軸旋回台と、該Ｂ軸旋回台上に、前記ワーク軸とほぼ同じ高さで水平に配置された回転可能な前記砥石軸とを有し、前記砥石軸を前記Ｘ軸に平行に配置し、前記ワーク軸を加工する平錐の刃先角度又は切刃の逃げ面の角度に対応する位置に旋回し、前記ワーク軸を割り出し位置決めして平錐の刃先又は切刃の逃げ面を加工する工程と、前記砥石軸を前記Ｙ軸に平行に配置し、前記ワーク軸を加工する平錐の外径が所定の逆テーパとなる位置に旋回し、前記ワーク軸を回転駆動して平錐の外径を加工する工程と、前記砥石軸を前記Ｙ軸に平行に配置し、前記ワーク軸を加工する平錐の２面幅が所定のテーパとなる位置に旋回し、前記ワーク軸を割り出し位置決めして平錐の２面幅を加工する工程とからなる平錐の加工方法を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の円筒研削盤の１実施例を示し、図１は平面図、図２は正面図である。図において、本発明の研削盤は、脚１の上面の左側にワーク軸台２が、ほぼ中央の手前側に砥石軸台３が設けられている。ワーク軸台２は、Ｙ軸方向（図１では上下方向）に摺動するＹ軸摺動台４と、このＹ軸摺動台４の上面に配置されており鉛直なＡ軸を中心として旋回するＡ軸旋回台５とを有しており、このＡ軸旋回台５は、水平方向に配置されたワーク軸６０を回転可能に支持している。そして、このワーク軸６０は、円筒研削の際に所定の回転数で回転するばかりでなく、Ｃ軸として回転角度を制御することが可能となっている。
【００１７】
一方、脚１の上面のほぼ中央の手前側に設けられている砥石軸台３は、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向（図１では左右方向）に摺動するＸ軸摺動台７と、このＸ軸摺動台７の上面に配置されており鉛直なＢ軸を中心として旋回するＢ軸旋回台８とを有しており、このＢ軸旋回台８には、水平方向に配置された砥石軸９がワーク軸６０とほぼ同じ高さに回転可能に支持されており、円筒研削の際に所定の回転数で砥石１０を回転する。
【００１８】
このワーク軸６０と砥石軸９は、図１に示すように、ワーク軸６０の中心線の標準位置がＸ軸方向に平行であり、砥石軸９の中心線の標準位置がＹ軸方向に平行となっており、ワーク軸６０に把持されたワーク１１は、砥石軸９に固定された砥石１０の端面で研削することによって円筒研削が行われる。そして、ワーク軸台２がＹ軸方向に移動することによって砥石の切り込み方向の送り（直径方向の寸法調整）が行われ、砥石軸台３がＸ軸方向に移動することによって砥石１０の研削送りが行われる。また、テーパ面の研削を行うときには、ワーク軸６０をＡ軸旋回台５によって所定の角度だけ時計回りに旋回することによってテーパ面の研削が行われる。
【００１９】
砥石軸台３に対し奥側には、研削されたワーク１１の外径寸法を自動測定する自動測定装置１２がＹ軸方向に進退可能に設けられており、その先端部に接近して、小径のワーク１１の場合にワーク１１を支持するワークレスト１３が設けられている。そして、その右側には、使用後の砥石１０をドレッシングして所定の形状に整形し、又は砥石１０の切刃を再生するドレッシングホィール１４が回転可能なドレッシング軸１５に固定され、ドレッシング装置１６を構成している。そして、自動測定装置１２、ワークレスト１３及びドレッシング装置１６は、いずれもＸ軸方向及びＹ軸方向に摺動可能なＸＹ摺動台１７上に配置されている。
【００２０】
これらの摺動台等、即ち、砥石軸９をＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台７、ワーク軸６０をＹ軸方向に摺動するＹ軸摺動台４、ワーク軸６０を旋回するＡ軸旋回台５、砥石軸９を旋回するＢ軸旋回台８、ワーク軸６０の回転角度を制御するＣ軸、及び外径測定装置１２、ワークレスト１３及びドレッシング装置１６をＸＹ両軸方向に摺動するＸＹ摺動台１７は、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ａ軸、Ｂ軸及びＣ軸として図示しない数値制御装置によって数値制御されている。
【００２１】
本発明の円筒研削盤のワーク軸６０及び砥石軸９について、以下に詳述する。
図３は、本発明の円筒研削盤のワーク軸６０の構成の１実施例の詳細を示す部分断面図であって、Ａ軸旋回台５の上面にワーク軸台本体２０が固定されており、このワーク軸台本体２０にワーク軸６０が組み込まれている。ワーク軸６０の回転軸６は、前部に設けられた前部ラジアル静圧軸受２１及びスラスト静圧軸受２２と、ほぼ中央部のやや後方寄りに設けられた後部ラジアル静圧軸受２３とによって回転可能に支持されている。ここで、本実施例では、これらの静圧軸受は圧縮空気による静圧軸受を採用している。圧縮空気による静圧軸受は、圧縮空気源を要するのみで格別の付帯設備を必要とせず、安価に使用することができるばかりでなく、使用後の圧縮空気を大気中に放出しても環境に影響を与えない長所を有しており、負荷容量は比較的小さいが、小型の円筒研削盤のように高速で回転し、且つ、研削負荷の小さいものには、この欠点も格別の障害とならない。
【００２２】
また、本実施例のワーク軸６０の回転軸６は、インバータ制御のビルトインモータ２４によって回転駆動され、円筒研削加工時の高速で連続回転する回転駆動と、割り出し位置決め時のＣ軸の位置決め制御による低速回転の双方が、数値制御装置によって一元的に制御されており、連続回転する回転駆動は第１の検出リング２５によって検出されて回転速度が制御され、割り出し位置決め時のＣ軸位置は第２の検出リング２６によって検出されてＣ軸の位置決め制御が行われる。
【００２３】
回転軸６は中空となっていて、先端には、ワーク２７を把持するコレットチャック２８が回転軸６に対して回転不能に挿入されており、後方から、ドローバー２９が貫通してコレットチャック２８に螺合している。このドローバー２９は、後端に設けられたハンドル３０を回転することによって手動でコレットチャック２８を開閉することが可能となっており、更に、電気的に制御されるブレーキ手段３１によってワーク軸台本体２０に対して回転不能に固定し、回転軸６をビルトインモータ２４で正、逆転することによってコレットチャック２８を開閉することが可能となっている。
【００２４】
即ち、ブレーキ手段３１によってドローバー２９をワーク軸台本体２０に対して固定し、ビルトインモータ２４によって回転軸６を逆回転させると、ドローバー２９に螺合しているコレットチャック２８が回転軸６と共に逆回転してワーク２７を把持し、回転軸６を正回転させるとワーク２７を開放する。従って、任意のワークの自動供給搬出装置（図示しない）を設置することによって、ワークの自動供給、自動搬出を行うことができる。
【００２５】
図４は、本発明の円筒研削盤の砥石軸９の構成の１実施例の詳細を示す部分断面図であって、Ｂ軸旋回台８の上面に砥石軸台本体４０が固定されており、この砥石軸台本体４０に砥石軸９が組み込まれている。砥石軸９は、前部に設けられた前部ラジアル静圧軸受４１及びスラスト静圧軸受４２と、後部に設けられた後部ラジアル静圧軸受４３とによって回転可能に支持されている。本実施例では、これらの静圧軸受は圧縮空気による静圧軸受を採用している。圧縮空気による静圧軸受のメリットは前述したワーク軸６０の軸受部と同様なので、ここでは詳述しない。
【００２６】
本実施例の砥石軸９は、ワーク軸６０と同様に、インバータ制御のビルトインモータ４４によって回転駆動されている。しかし、この砥石軸９では、研削加工時の高速で連続回転する回転駆動のみであってＣ軸の位置決め制御は行われない。また、本実施例の砥石軸９は、その両端部に砥石１０ａ及び１０ｂが固定されており、鉛直なＢ軸（図１参照）を中心にしてＢ軸旋回台８が１８０度旋回することによって、砥石１０ａ及び１０ｂが交互に加工位置に配置される。この砥石１０ａ、１０ｂは、通常は仕上げ加工用砥石と粗加工用砥石とを取り付けるものであり、発熱による砥石軸９の伸びの影響の少ないスラスト静圧軸受４２側（図示左側）に仕上げ加工用砥石１０ａを取り付けることが望ましい。
【００２７】
図５及び図６は、本発明の円筒研削盤で加工するワークの一例として平錐を示し、図５は正面図、図６は側面図を示す。図に示すように、平錐５０は、シャンク部５１と錐部５２とからなり、錐部５２は、先端の頂角が通常１２０度の切刃５３とこの切刃５３の逃げ面（図示しない）、通常１度以下の逆テーパとなっている外径部５４及び外径部５４に通常１〜２度以下のテーパを付けて設けた２面幅５５からなっている。そして、この平錐は、ツイストドリルが使用できない小径の穴加工（通常は１ｍｍ以下の径の穴加工）に専ら使用されており、シャンク部５１の直径の超硬金属の棒材から研削加工によって製造される。
【００２８】
以下、本発明の円筒研削盤による平錐５０の研削加工について、図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、図１の要部のみを拡大して描いた図であって、図７は平錐５０の外径部５４及び２面幅５５を研削加工する際のワーク軸６０と砥石軸９の配置を示す図であり、図８は平錐５０の切刃５３及び切刃５３の逃げ面を研削加工する際のワーク軸６と砥石軸９の配置を示す図である。
【００２９】
本発明の円筒研削盤による平錐５０の研削加工は次のように行われる（図３及び図５、図６も参照）。
先ず、加工前のワーク２７である超硬金属の棒材をワーク軸６０に供給してコレットチャック２８で把持する。この際、手動で供給するときには、回転軸６の回転を止めてドローバー２９を逆回転することによってコレットチャック２８を開放し、加工前のワーク２７を所定の位置まで挿入してドローバー２９を正回転してコレットチャック２８に加工前のワーク２７を把持させる。自動で加工前のワーク２７を供給するときには、ブレーキ手段３１でドローバー２９を回転不能に固定し、回転軸６を正回転させてコレットチャック２８を開放し、加工前のワーク２７を図示しない自動供給装置で供給し、回転軸６を逆回転してコレットチャック２８でワーク２７を把持することによって行われる。
【００３０】
平錐５０の研削加工工程では、最初に切刃５３の研削加工を行う。切刃５３の研削加工は、図８に示すように、Ａ軸旋回台５を刃先の角度（通常１２０度）及び切刃５３のすくい角に対応する角度（本実施例では３５度）だけＡ軸に沿って旋回して停止するとともに、Ｂ軸旋回台８によって砥石軸９を−９０度の位置に旋回して粗加工用砥石１０ｂを選択し、ワーク軸６０をＣ軸の回りに９４度割り出し回転して位置決めして、片方の切刃の粗研削加工を行い、片方の切刃の粗研削加工が終了すると、ワーク軸６０をＣ軸の回りに更に１８０度割り出し回転して２７４度の位置に位置決めし、他方の切刃の粗研削加工を行う。双方の切刃の粗研削加工が終了すると、砥石軸を９０度の位置に旋回して仕上げ加工用砥石１０ａを選択し、先に他方の切刃の仕上げ研削加工を行い、Ｃ軸を１８０度戻して片方の切刃の仕上げ研削加工を行って切刃５３の研削加工が終了する。
【００３１】
次に、同様にして、切刃５３の逃げ面の研削加工を行う。逃げ面の研削加工では、Ａ軸旋回台５の旋回角度を４０度の位置とし、ワーク軸６０をＣ軸の回りに１２３度及び３０３度の位置に割り出し回転して位置決めする点が異なるのみで、切刃５３の研削加工と全く同様にして粗研削加工及び仕上げ研削加工を行うことによって、切刃５３の逃げ面の研削加工を行う。
【００３２】
続いて、平錐５０の外径部５４の逆テーパ面の研削加工を行う。このときは、Ａ軸旋回台５を逆テーパの角度（通常１度以下）だけ標準位置からＡ軸を中心に旋回して停止するとともに、Ｂ軸旋回台８によって砥石軸９を図７に示すように０度の位置（標準位置）に旋回して粗加工用砥石１０ｂを選択し、ワーク軸６０を連続回転させながら研削することによって逆テーパの粗研削加工を行い、砥石軸９を１８０度の位置に旋回して仕上げ加工用砥石１０ａを選択して仕上げ研削加工を行う。ここで、この逆テーパ面の粗研削加工は１工程のみで行われるとは限らず、平錐５０のシャンク部５１の直径と外径部５４の直径の差によっては、必要に応じて複数回の粗研削加工を行うことは従来技術と同様である。同様に、仕上げ研削加工も１工程のみで行われるとは限らず、必要に応じて複数回の仕上げ研削加工を行うことも多い。
【００３３】
平錐５０の外径部５４の精度（切刃５３と外径部５４との交点の外径寸法の精度）は、平錐５０の使用時における穴加工精度に直接影響するので、本実施例では、最後の仕上げ研削加工の前に、自動測定装置１２で平錐５０の外径部５４の直径（切刃５３と外径部５４との交点の外径寸法）を測定し、この寸法の誤差を補正して最後の仕上げ研削加工を行うことによって平錐５０の精度を保証するようになっている。前述したように、自動測定装置１２は、図１に示すＸＹ摺動台１７の上面に配置されており、ＸＹ摺動台１７によってワーク１１に接近するとともに、自動測定装置１２がＹ軸方向に前進して、平錐５０の外径部５４の直径を接触又は非接触（本実施例では非接触）にて測定する。尚、自動測定装置１２による平錐５０の外径寸法の測定は、この１回に限られるものではなく、任意のタイミングで任意の回数だけ行うことができることは勿論である。
【００３４】
平錐５０の研削加工の工程では、最後に平錐５０の２面幅５５の研削加工を行う。２面幅５５は、僅かにシャンク部５１側が厚いテーパ面となっているので、Ａ軸旋回台５をテーパの角度（通常１〜２度以下）だけＡ軸に沿って旋回して停止するとともに、Ｂ軸旋回台８によって砥石軸９を図７に示すように０度の位置に旋回して粗加工用砥石１０ｂを選択し、ワーク軸６０をＣ軸の回りに０度の位置に割り出し回転して位置決めして、片方の２面幅の粗研削加工を行い、片方の２面幅の粗研削加工が終了すると、ワーク軸６０をＣ軸の回りに１８０度の位置に割り出し回転して位置決めし、他方の２面幅の粗研削加工を行う。２面幅の粗研削加工が終了すると、砥石軸９を１８０度の位置に旋回して仕上げ加工用砥石１０ａを選択し、先に他方の２面幅の仕上げ研削加工を行い、Ｃ軸を０度の位置に戻して片方の２面幅の仕上げ研削加工を行って平錐５０の研削加工の工程が終了する。この工程でも、複数回の粗研削加工を行い、或いは２面幅の厚さを自動測定装置１２で測定することがあることは、外径部５４の逆テーパ面の研削加工と同様である。
【００３５】
平錐５０の研削加工の工程が終了すると、再度、平錐５０の外径部５４の直径を測定して製品の良否を判定する。ここで、外径部５４の直径が許容誤差内にあるときには良品として取り出され、直径が許容誤差より大きいときには外径部５４の仕上げ研削加工の工程に戻り、小さいときには不良品として排出される。この製品の取り出し工程も、ワークの供給工程と同様に、手動でドローバー２９を回転して行うことも可能であり、ブレーキ手
段３１でドローバー２９を固定し、ビルトインモータ２４の回転でコレットチャック２８を開閉し、図示しない自動搬出装置によって製品を取り出すようにすることも可能である。
【００３６】
製品の搬出工程が終了すると、必要に応じて砥石１０ａ又は１０ｂのドレッシングが行われる。このドレッシング工程は、使用して磨耗した砥石１０ａ又は１０ｂをドレッシングして所定の形状に整形し、又は切刃を再生する工程であって、ワークの複数個の加工毎に１回行うものであり、製品の搬出工程が終了して次のワークの供給工程の前に行われる。ドレッシングが終了し、又はドレッシングを行わないときには製品の搬出工程が終了するとすぐに、次のワークを供給する供給工程が開始され、次の平錐の研削加工工程が始まる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているので、小型で且つ安価な円筒研削盤を提供することができる。また、ワークの供給、搬出を含めて完全に自動化することを可能にすると共に、数値制御装置によって制御する制御軸の数を最小にしながら、平錐の加工等のテーパ面の加工を含む各種の円筒研削加工を全て行えるようにした円筒研削盤を提供することができる。
【００３８】
更に、本発明の円筒研削盤のワーク軸は、ドローバーをワーク軸台本体に固定して、ビルトインモータで回転軸を回転することによってコレットチャックを自動で開閉可能にし、任意の自動供給搬出装置を設けることによって全自動運転の円筒研削盤を構成することができる。また、本発明の円筒研削盤の砥石軸は、両端部に砥石が取り付け可能となっているので、粗研削加工と仕上げ研削加工とで砥石を交換する必要がなく、１個の砥石軸のみで粗研削加工と仕上げ研削加工が可能となり、小型で安価な円筒研削盤を構成することが可能となる。
【００３９】
また、本発明は、前述した円筒研削盤を使用した平錐の加工方法を提供するものであり、小型で安価な円筒研削盤による完全に自動化することが可能であると共に、作業者の技能によって製品の品質にバラツキが生じない平錐の加工方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円筒研削盤の１実施例の平面図である。
【図２】本発明の円筒研削盤の１実施例の正面図である。
【図３】本発明のワーク軸の１実施例の詳細を示す部分断面図である。
【図４】本発明の砥石軸の１実施例の詳細を示す部分断面図である。
【図５】本発明の円筒研削盤で加工する平錐を示す正面図である。
【図６】本発明の円筒研削盤で加工する平錐を示す側面図である。
【図７】平錐の外径部及び２面幅を研削加工する際のワーク軸と砥石軸の配置を示す図１の要部拡大図である。
【図８】平錐の切刃（切刃の逃げ面）を研削加工する際のワーク軸と砥石軸の配置を示す図１の要部拡大図である。
【図９】従来技術の円筒研削盤の平面図である。
【図１０】従来技術の円筒研削盤の正面図である。
【図１１】第２の従来技術の円筒研削盤の平面図である。
【符号の説明】
１脚
２ワーク軸台
３砥石軸台
４Ｙ軸摺動台
５Ａ軸旋回台
６回転軸
７Ｘ軸摺動台
８Ｂ軸旋回台
９砥石軸
１０砥石
１０ａ仕上げ加工用砥石
１０ｂ粗加工用砥石
１１ワーク
１２自動測定装置
１３ワークレスト
１４ドレッシングホイール
１５ドレッシング軸
１６ドレッシング装置
１７ＸＹ摺動台
２０ワーク軸台本体
２１前部ラジアル静圧軸受
２２スラスト静圧軸受
２３後部ラジアル静圧軸受
２４ビルトインモータ
２５第１の検出リング
２６第２の検出リング
２７ワーク
２８コレットチャック
２９ドローバー
３０ハンドル
３１ブレーキ手段
４０砥石軸台本体
４１前部ラジアル静圧軸受
４２スラスト静圧軸受
４３後部ラジアル静圧軸受
４４ビルトインモータ
５０平錐
５１シャンク部
５２錐部
５３切刃
５４外径部
５５２面幅
６０ワーク軸

Claims

ワーク軸台と砥石軸台とを有し、該ワーク軸台と該砥石軸台とが少なくともＸ軸方向とＹ軸方向に相対的に移動し、且つ、前記ワーク軸台と前記砥石軸台とにそれぞれ回転可能に配置されたワーク軸と砥石軸とを具備する円筒研削盤において、
前記ワーク軸台は、Ｙ軸方向に摺動するＹ軸摺動台と、該Ｙ軸摺動台上に配置され、鉛直なＡ軸を中心として旋回するＡ軸旋回台と、該Ａ軸旋回台上においてワーク軸台本体に組み込まれる水平に配置された回転可能な前記ワーク軸とを有し、
前記砥石軸台は、前記Ｙ軸に直交するＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台と、該Ｘ軸摺動台上に配置され、鉛直なＢ軸を中心として旋回するＢ軸旋回台と、該Ｂ軸旋回台上に、前記ワーク軸とほぼ同じ高さで水平に配置された回転可能な前記砥石軸とを有していて、
前記ワーク軸は、ブレーキ手段によってドローバーを前記ワーク軸台本体に対して固定し、ワークを把持するコレットチャックが挿入される回転軸を研削加工に使用するモータによって正逆回転することで前記ドローバーに螺合している前記コレットチャックを前記回転軸と共に回転し、前記コレットチャックを開閉可能とすると共に、
前記Ｙ軸方向に摺動する前記Ｙ軸摺動台と前記Ｘ軸方向に摺動する前記Ｘ軸摺動台と、鉛直な軸を中心として旋回する前記Ａ軸旋回台と前記Ｂ軸旋回台、及び前記コレットチャックの開閉とが、いずれも数値制御装置によって制御されていることを特徴とする円筒研削盤。
前記ワーク軸の高速で回転する回転駆動と低速で割り出し回転する位置決め制御の双方が、数値制御装置によって一元的に制御されることを特徴とする請求項１記載の円筒研削盤。
前記円筒研削盤には、更にＸ軸方向及びＹ軸方向に摺動可能なＸＹ摺動台に配置された、前記ワークを支持するワークレストが設けられ、数値制御装置によって制御されていることを特徴とする請求項１記載の円筒研削盤。
ワーク軸台と砥石軸台とを有し、該ワーク軸台と該砥石軸台とが少なくともＸ軸方向とＹ軸方向に相対的に移動し、且つ、前記ワーク軸台と前記砥石軸台とにそれぞれ回転可能に配置されたワーク軸と砥石軸とを具備する円筒研削盤において、
前記ワーク軸の高速で回転する回転駆動と低速で割り出し回転する位置決め制御の双方が数値制御装置によって一元的に制御され、
前記ワーク軸は、ワークを把持する開閉可能なコレットチャックと、該コレットチャックと相対的に回転することによって前記コレットチャックを開閉するドローバーと、該ドローバーを前記ワーク軸台本体に回転不能に固定するブレーキ手段とを有し、
前記ドローバーを前記ブレーキ手段によって前記ワーク軸台本体に回転不能に固定し、コレットチャックが挿入された回転軸を前記数値制御装置による制御の下に、研削加工に使用するモータにて正、逆転方向に回転することによって前記ドローバーに螺合している前記コレットチャックが前記回転軸と共に回転し、前記コレットチャックを開閉可能とすることを特徴とする円筒研削盤のワーク軸。
ワーク軸台と砥石軸台とを有し、該ワーク軸台と該砥石軸台とが少なくともＸ軸方向とＹ軸方向に相対的に移動し、且つ、前記ワーク軸台と前記砥石軸台とにそれぞれ回転可能に配置されたワーク軸と砥石軸とを具備する円筒研削盤において、
前記ワーク軸台は、Ｙ軸方向に摺動するＹ軸摺動台と、該Ｙ軸摺動台上に配置され、鉛直なＡ軸を中心として旋回するＡ軸旋回台と、該Ａ軸旋回台上に水平に配置された回転可能な前記ワーク軸とを有し、
前記砥石軸台は、前記Ｙ軸に直交するＸ軸方向に摺動するＸ軸摺動台と、該Ｘ軸摺動台上に配置され、鉛直なＢ軸を中心として旋回するＢ軸旋回台と、該Ｂ軸旋回台上に、前記ワーク軸とほぼ同じ高さで水平に配置された回転可能な前記砥石軸とを有し、
前記砥石軸を前記Ｘ軸に平行に配置し、前記ワーク軸を加工する平錐の刃先角度又は切刃の逃げ面の角度に対応する位置に旋回し、前記ワーク軸を割り出し位置決めして平錐の刃先又は切刃の逃げ面を加工する工程と、
前記砥石軸を前記Ｙ軸に平行に配置し、前記ワーク軸を加工する平錐の外径が所定の逆テーパとなる位置に旋回し、前記ワーク軸を回転駆動して平錐の外径を加工する工程と、前記砥石軸を前記Ｙ軸に平行に配置し、前記ワーク軸を加工する平錐の２面幅が所定のテーパとなる位置に旋回し、前記ワーク軸を割り出し位置決めして平錐の２面幅を加工する工程とからなることを特徴とする平錐の加工方法。