JP4192605B2 - Cylindrical grinding machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1つの軸線の廻りに回転支持される工作物を、この工作物の長手方向及びこれを横切る方向に移動可能な砥石により研削加工する円筒研削盤に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の円筒研削盤は、砥石台を工作物(以下、ワークと云う)の長手方向およびこれを横切る方向に移動できる形式のもので、砥石台トラバース形研削盤として知られている。特開2002−292546号公報は、砥石台トラバース形研削盤の一例を示す。この公知の研削盤においては、ベッド上にワーク支持装置としての主軸台及び心押台が工作物の両端を支持してこの工作物を1つの軸線の廻りに回転できるようにしている。また前記ベッド上には、前記軸線と平行にトラバース案内面が直接設けられるか或いはベッド上に固定された固定ベース上に設けられ、この案内面にそって可動ベースが移動可能に案内される。砥石を回転支持する砥石台は、可動ベース上に前記トラバース案内面と直交する方向に進退可能に搭載される。砥石台は、可動ベースと一体的にワークの長手方向に送られ、また可動ベース上でワークに向かって進退できるように構成されている。
【0003】
砥石と工作物が接触する研削点を含む加工領域直下の前記ベッド上の部分は、加工領域に吐出されたクーラントが落下するクーラント回収部として形成され、このクーラント回収部に回収されたクーラントはベッド上の傾斜通路に沿って流動し、ベッド上面に開口する排出口からクーラント供給装置へ戻される。通常、クーラント供給装置は、研削盤と分離して配置され、ベッドの側方近辺に設置される。クーラント供給装置のリザーバ部は前記排出口とビニールパイプで接続され、ベッド上面から排出口を経て機外に排出されるクーラントを受容するようになっている。
【0004】
さらに、前記加工領域直下の前記ベッド上のクーラント回収部には研削屑が堆積しがちであるため、前記ベッドの上面に常時クーラントを流して研削屑を積極的に排出口に向けて移送するようにしている。特に、クーラントの使用量を従来の1割程度以下に抑えるようにした研削方式では、ベッド上に勢いのあるクーラント流ができにくので、加工領域直下のベッド上に研削屑が堆積しやく、この研削屑を除去するためにベッド上面に常時クーラント流をつくるようにしている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−292545号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の砥石トラバース形研削盤においては、加工領域に供給されるクーラントの大部分がその加工領域直下のベッド上面のクーラント回収部に直接落下し、ベッドに対し熱的な悪影響を及ぼす不具合を生じている。特に、研削屑排出用のクーラント流をベッド上に形成する場合は、この熱的悪影響がベッドの熱変形、延いては加工寸法変化に顕著に現れる。
【0007】
また、このクーラント回収部に落下したクーラントは、研削屑排出用クーラント流と共にクーラント供給装置のリザーバ部内へ還流されるまでにベッド上にかなりの量が滞留する。このため、クーラント供給装置は、回収のタイムラグとしてのベッド上の滞留量をも考慮した大容量のクーラントを使用せざるをえなく、使用中のクーラントの維持管理や寿命に達した多量の汚染クーラントの廃却処理に大きな負担となる。
【0008】
従って、本発明の主たる目的は、加工領域に供給されるクーラントの大部分がベッドに熱的影響を与えないようにすることにある。
【0009】
本発明の他の目的は、ベッド上におけるクーラントの滞留を殆ど無くし、クーラント供給装置のリザーバ部へ速やかに回収されるようにすることにより、必要なクーラント容量を大幅に削減することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段とその作用】
上述した課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ワークと砥石とが接触する研削点を含む加工領域の直下に上下方向に延びるクーラント回収穴をベッド上に開口し、このクーラント回収穴の下端部と連通すると共にクーラント供給装置の挿入を許容する横穴をベッドの側面に開口し、この横穴からクーラント供給装置を挿入して回収装置のクーラント受入部をクーラント回収穴に臨ませ、摺動ベースを前記クーラント回収穴の少なくとも一部を跨いだ状態で両端においてベッド上でワークに向かう第2水平方向に進退可能に案内し、砥石を回転支持する砥石台をこの摺動ベース上においてワークの長手方向である第1水平方向に移動可能に案内した。
【0011】
この構成によれば、加工領域に供給されるクーラントの大部分はクーラント回収穴へ直接落下し、この回収穴の下端部に進出しているクーラント供給装置内へ還流される。これにより、ベッド上面におけるクーラント流の滞留は勿論のこと、ベッドとクーラントの接触も殆どなくなるので、ベッドはクーラントによる熱的悪影響から開放され、またクーラントの必要な容量が減少される。さらに、砥石台をワークの長手方向に水平案内する摺動ベースをクーラント回収穴の一部を跨いで設けたので、クーラント回収穴の開口面積が拡大され、クーラントの回収が容易になる。また、摺動ベースの両端をベッド上に両端がワークに対し進退する方向に案内したので、砥石台をワークの軸線方向に案内する案内面は摺動ベースと共に工作物に接近でき、摺動ベースからの砥石台のオーバハンング距離が短縮され、砥石台の支持剛性が向上される。
【0012】
請求項2に記載の発明は、上方に立ち上がった垂直壁を有する支持テーブルをベッドと一体的に設け、ワークの両端部を支持し少なくとも一方がワークを回転駆動できる第1及び第2支持台を前記垂直壁に砥石台側で固定支持した。
【0013】
この構成によれば、ワークを支持する支持台の下面と対向するベッドの部位は、これら支持台を搭載する面としての役割から開放される。これにより、支持台の下面と対向するベッドの部位の一部へクーラント回収穴が拡大され、クーラント回収穴の開口面積はより一層拡大され、クーラントの回収が確実となる。
【0014】
好ましくは、請求項3に記載されるように、クーラント回収穴及びこの回収穴に連通する横穴の下端部を設置床面に開放した。これにより、クーラント供給装置は、設置床面を移動されて横穴から挿入され、そのクーラント受入部がクーラント回収穴の直下に進出される。これにより、円筒研削盤に対するクーラント供給装置の組み込みが容易となる。
【0015】
さらに好ましくは、請求項4に記載されるように、クーラント回収穴は平面的に観て矩形とし、このクーラント回収穴の第1水平方向(ワーク長手方向)の長さを、この円筒研削盤が加工できる最長のワークを支持した状態においてもこの最長のワークの両端部の直下にクーラント回収穴が開口するような長さとし、またクーラント回収穴の第2水平方向(ワークに向かう方向)長さを、ワークを研削する加工位置に摺動ベースが前進した状態においてこの摺動ベースの下面にクーラント回収穴が存在するような長さとした。
【0016】
この構成によれば、最長のワークの何れの端部を研削加工するときでも、この状態における研削点の下方にはクーラント回収口が開口しており、同時に前進動作した摺動ベースの下方にクーラント回収口が開口しており、クーラントの回収が一層確実にされる。
【0017】
請求項5に記載の発明は、砥石を両側で支持する一対の軸受部を砥石台の前端の砥石支持部に設けた。
【0018】
この構成によれば、両端支持による砥石の支持剛性が向上するので直径の小さな砥石軸を使用でき、一対の軸受部のワーク長手方向の幅を短くできる。これにより、砥石支持部の幅を狭くでき、最短ワークを加工するときでも砥石支持部をワーク支持台間へ侵入させることが可能となる。この場合、直径の小さな砥石を使用が可能となり、砥石交換作業における砥石の可搬性が改善される。
【0019】
請求項6に記載される発明は、摺動ベースを砥石とワークが係合する研削点よりも上位においてその両端部が第2水平方向に進退できるように案内し、砥石台を摺動ベースに懸垂状態で第1水平方向に進退可能に案内し、これら摺動ベース及び砥石台の案内手段を前記研削点よりも上位に配置した。
【0020】
この構成により、加工領域から飛散するクーラントは研削点よりも上位に配置される摺動ベース及び砥石台の案内手段には侵入し難くなり、これら案内手段を損傷することが実質的に解消される。
【0021】
請求項7に記載される発明は、ベッドを平面的に観て後部が開放されて中央の凹空間がクーラント回収空間として使用されるU字状に形成し、開放された後部からクーラント供給装置を挿入してこの中央の凹空間にクーラント供給装置の受入部を配置し、砥石台ユニットには凹空間を跨ってベッド上で両端部が第2水平方向に移動可能に案内される摺動ベースを設けた。
【0022】
この構成によれば、ベッド中央の凹空間は拡大されたクーラント回収空間として機能し、この空間におけるクーラント供給装置の組み込みが容易となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0024】
図1〜図3は、本発明による第1の実施の形態として具現される数値制御円筒研削盤の概略平面図、右側面図及び図2のA―A断面図を示す。これら図において、10はベッドで、このベッド10の前部(図示下方)にはワーク支持装置11が配置されている。このワーク支持装置11を構成するL形支持テーブル12がベッ10の全幅に亘って延出され、支持テーブル12は基部12Aにおいてベッド10の上面に固定されている。支持テーブル12は、基部12Aから上方に延びる垂直壁12Bを備え、この垂直壁12Bの垂直面上で第1支持台である主軸台13及び第2支持台である心押台14が左右方向(第1水平方向)に離間して配置されている。つまり、主軸台13及び心押台14は、それらの前側面が取付基準面13F、14Fとして形成され、この取付基準面13F、14Fにおいて垂直壁12Bに固定されている。主軸台13は固定設置され、心押台14はワークWの長さに応じて主軸台13に向かう方向に進退位置調整可能に設けられ、その調整された位置で固定できるように構成されている。
【0025】
主軸台13は、サーボモータ15により回転される主軸16を回転自在に支持し、心押台14と対向する先端に嵌着したセンタ17によりワークWの一端を支持する。一方、心押台14は、サーボモータ18により回転される心押軸19を主軸16と共通の軸線の廻りに回転自在に支持し、主軸台13側の先端に嵌着したセンタ20によりワークWの他端を支持する。この場合、心押軸19は図略のシリンダ装置により軸方向進退可能であり、通常は図略の圧縮スプリングにより主軸台13側に押圧され、軸方向に不動の主軸16に対しスプリング力によりワークWを軸方向に押圧している。サーボモータ15及び18は、図略のCNC装置により同期回転制御され、センタ17、20がワークWの両端センタ穴に押圧する摩擦力によりサーボモータ15、18の回転力をワークWに伝達する両端駆動機構を構成している。
【0026】
主軸台13の前記取付基準面13Fと反対の面には、ツルーイング装置25が設けられている。この装置25は、モータ26により回転される図略のツルア軸の先端にツルーイング工具としてのツルアTを固定し、回転されるツルアTにより後述する砥石Gをツルーイングし、砥石Gの研削能力を再生する。
【0027】
べッド10の後部上面には、砥石台ユニット30が配置されている。このユニット30は、摺動ベース31と砥石台32から構成されている。ベッド10の左右方向両側には、一対の直線ガイドレール33が前後方向(第2水平方向)中央部から後部にかけて水平に延びている。各ガイドレール33は、前後一対のベアリングブロック34を摺動自在に案内し、これらベアリングブロック34が摺動ベース31の左右方向の各端部下面に固着されている。これにより、摺動ベース31は、ベッド10上で前後方向(第2水平方向)に進退可能に搭載されている。
【0028】
摺動ベース31の上面には、前後に離間して左右方向に延びる一対の直線ガイドレール36が固設され、各ガイドレール36に左右一対のベアリングブロック37が摺動自在に案内されている。砥石台32は、前部下面において前ガイドレール36上の一対のベアリングブロック37を結合し、後部下面において後ガイドレール36上の一対のベアリングブロック37を結合し、これにより摺動ベース31上を左右方向(第1水平方向)に進退可能に案内されている。
【0029】
摺動ベース31を前後方向に送る進退送り装置は、一対の直線ガイドレール33と平行にこれら間の略中間位置に配置されたX軸送り機構40からなる。この機構40は、ベッド10上の後部に取り付けられたサーボモータ41、これにより回転される送りねじ42及びこのねじに螺合し摺動ベース32の下面に取り付けられたナット43にて構成され、サーボモータ41の回転により摺動ベース31及び砥石台32を前後方向に進退送りする。
【0030】
一方、砥石台32を摺動ベース31上で左右方向にトラバース送りする装置は、一対の直線ガイドレール36と平行にこれら間の略中間位置に配置されたZ軸送り機構45からなる。この機構45は、摺動ベース31の右端に取り付けられたサーボモータ46、これにより回転される送りねじ47及びこのねじに螺合し砥石台32の下面に取り付けられたナット48にて構成され、サーボモータ46の回転により砥石台32をZ軸方向にトラバース送りする。
【0031】
砥石台32は、その前部において砥石Gを回転支持する軸受機構50を備えている。図4及び図5に詳細図示するように、軸受機構50は、砥石挿入空間を挟んで左右側に一対の軸受部51L、51Rを構成している。砥石Gの台金中心のテーパ穴に嵌合して砥石Gを着脱可能に固着する砥石軸は、対向する端部が公知の着脱機構により一体結合と分離が可能に構成され、この着脱部において砥石Gの台金が固定される。
【0032】
つまり、砥石軸は、左砥石軸52と右砥石軸53との組み合わせ形式のもので、左砥石軸52を右砥石軸53から左方に分離することにより、砥石Gを砥石台32から取り外し可能としている。このため、左砥石軸52は、ラジアル流体軸受により回転及び軸動可能に支持され、一方、右砥石軸53は、ラジアル流体軸受及びスラスト流体軸受により軸方向移動を規制されて回転可能に支持されている。右砥石軸53の外端は、プーリ55が固着され、砥石台32の中央部に内蔵されたビルトインモータ56のプーリ57とベルト58を介して連結され、ビルトインモータ56により回転駆動される。なお、砥石Gは、円盤状の金属製台金の外周に立方晶窒化ホウ素の粒子からなる砥粒層を形成したCBN砥石が使用される。
【0033】
再び図1〜図3を参照すれば、ベッド10の上面にはその幅方向の中央位置でかつ奥行き方向には前方(図示下方)に寄った位置に矩形のクーラント回収穴10Aが開口し、このクーラント回収穴10Aはベッド10を垂直に貫通して下面に開口している。図2に示すように、矩形断面(図3参照)の横穴10Bが開口し、回収穴10Aと交差し、連通している。横穴10Bの下面はベッド10の下面に開放され、これにより横穴10Bは全長に亘って床面に対面されている。
【0034】
クーラント供給装置80は、回転輪81により設置床面F上を移動でき、その水平なリザーバ部80Aがベッド10の後方部から横穴10Bに挿入され、クーラント受入部80Bをクーラント回収穴10Aの直下に臨ませている。クーラント供給装置80は、電動機82により駆動される図略のポンプユニットからなる供給部80Cを含み、供給管83からフレキシブルパイプ84を介して砥石台32上に設置したクーラントノズル装置85へクーラントを供給する。これにより、ノズル装置85の先端ノズル85Aから研削点を中心とする加工領域に供給されたクーラントは、回収穴10A内に直接落下し、一部はロート部材86に案内されてクーラント受入部80Bに流入し、クーラント供給装置80へ還流される。
【0035】
図中80Dは研削屑の排出部を示し、クーラント供給装置80から回収ホッパ87へ研削屑が排出される。
【0036】
ベッド10上面における回収穴10Aの幅(第1水平方向長さ)は、ベッド10の幅の1/4程度は必要であり、好ましくは、ベッド10幅の略1/2とするか、この研削盤が加工できる最長ワークを主軸台13及び心押台14間に取り付けた際に、砥石Gがこのワークの端部近辺を研削するときに、その研削点の直下には回収穴10Aが存在するような幅とされる。また、ベッド10上面における回収穴10Aの奥行き方向長さは、その前端縁が主軸16の軸線よりも前側に進出しており、後端縁は研削位置へ前進した摺動ベース31の前後方向の略中間位置まで張り出しており、好適には、ベッド10のX軸方向長さの1/3〜1/2に選定される。
【0037】
回収穴10Aのこのような奥行きを確保するため、支持ベース12の幅方向中央部は凹状にえぐられており、図1に示すように、センタ17、20、主軸16、心押軸19等のワーク支持系は、主軸台13及び心押台14の一部を含めて、平面的に回収穴10Aの範囲内に属している。摺動ベース31を前後方向に案内する一対の直線ガイドレール33の先端部は、回収穴10Aの後端縁を超えて前方へ進出している。この摺動ベースが進出して砥石台32が研削位置にあるとき、摺動ベース31は回収穴10A上でこの回収穴10Aを跨ぐ位置関係となるが、摺動ベース10に対する砥石軸受部50のオーバハング量は、所定距離に維持される。
【0038】
上記のように構成される第1の実施の形態においては、図略のCNC装置により制御されるサーボモータ46の動作によりワークWの長手方向(第1水平方向)において砥石Gが位置決め送りされ、同じくCNC装置により制御されるサーボモータ41の動作よりワークWの径方向(第2水平方向)において砥石Gが切込み送りされる。
【0039】
トラバース研削の場合、例えば、砥石GをワークWの一端部に整列するように砥石台Gのトラバース位置が制御され、続いて摺動ベース31が前進されてワークWの一端部が砥石Gにより研削され、その後砥石台32を摺動ベース31上でトラバース往復運動させてワークWの長手方向の表面を研削してゆく。摺動ベース31は砥石GがワークWの一端或いは他端に到達する毎に所定切込み量だけ前進され、この切込み送りとトラバース送りを繰り返し実行してワークWの長手方向の全領域を研削して行く。
【0040】
プランジ研削の場合、ワークWの長手方向における砥石台32の位置が制御されてワークWの長手方向における研削位置が特定され、その後摺動テーブル31が前進送りされてプランジ研削が実行される。
【0041】
上記したトラバース研削及びプランジ研削を実行する間中、図2に示すノズル85AからはクーラントがワークWと砥石Gとの接触点である研削点を中心とする加工領域に向けて放出される。クーラントは、加工領域直下で大きく開口した回収穴10A内に直接落下し、クーラント供給装置80に即座に回収される。本実施の形態においては、従来のようにベッド10上で滞留するクーラントの量は略ゼロであり、ノズル85Aから放出された後クーラント供給装置80に回収されるまでのベッド10上での滞留時間が短いので、クーラント供給装置80は、小容量のものを使用でき、よってクーラントの維持費を低減できる。
【0042】
また、砥石GがワークW表面と当接する研削加工中においては、摺動ベース31は回収穴10Aを跨いだ位置にあり、摺動ベース31の下方もクーラントが流入落下できるので、クーラントの回収が容易となる。この場合、軸受機構50の摺動ベース31に対するオーバハング量は、摺動ベース31がクーラント回収穴10Aを跨ぐ位置に進出することにより、クーラント回収を妨げないような形態で同時に最小限度に留められ、よって摺動ベース31、砥石台32を含めた砥石台ユニットの研削抵抗に対する剛性は強固に維持され、ワークの研削精度は高く維持される。すなわち、左右移動する摺動ベース上に前後進退する砥石台を搭載する従来構造の円筒研削盤では、摺動ベースに対する砥石台のオーバハング量を減少させる配置とする場合では摺動ベースがクーラント回収の妨げとなり、クーラント回収を確実にしようとする場合では前記オーバンハング量が大きくなり、両者は背反事象として解消できなかったが、本実施の形態によれば、上記した構成によりこの点の課題を解決している。
【0043】
さらに、加工領域に放出されたクーラントは、大きく開口した回収穴10Aに流入することにより、ベッド10表面での流動量が減少され、クーラントがベッド10に与える熱力学的な悪影響を減少することができる。
【0044】
特に、本実施の形態では、砥石台32前部に設けた軸受機構50は、砥石Gをその両側に配置した左右一対の軸受部51L、51Rで両端支持するようにした。これにより、従来の研削盤における片持ち支持の砥石軸に砥石を固着するような形態と比べて、軸受剛性が向上される。このことは、砥石軸52、53を小径かつ短くでき、軸受機構50を左右幅方向を含めて小形化でき、よって小径の砥石Gの使用を可能にし、砥石交換時における砥石Gの取り扱いが容易となり、また、所謂凹カムの研削のように大径砥石では干渉を生じるワーク外周の凹部の研削に適用可能となる等の利点が得られる。
【0045】
また、砥石Gのツルーイングの場合、砥石GがツルアTの一側面側に位置決めされ、所定のツルーイング切込み量を与えるように摺動ベース31が前進された後、砥石GがツルアTを横切る往復移動するように砥石台32の送り運動が制御される。図1に明示されるように、ツルアTは回収穴10Aの上方に配置されており、これにより砥石Gをツルーイングする場合において両者の接触点に向けて放出されるクーラントを直下の回収穴10A内に落下流入させることができる。
【0046】
(他の実施の形態)
次に、図6〜図8を参照して、本発明による第2の実施の形態を説明する。
【0047】
この第2の実施の形態においては、摺動ベース31は、ワークWの回転軸線と砥石Gの回転軸線を包含する水平面(以下、軸線包括水平面と称す)より上位で前後方向に進退送りされるように構成される。ベッド10の前後方向略中央から後部にかけての左右側面部及び後面部は、前記軸線包括水平面よりも高く延ばされ、平面的に観て逆U字状に連なる垂直壁部10Uを形成する。この垂直壁部10Uの平行部分の頂面にガイドレール33が固設される。摺動ベース31は、これらガイドレール33上を走行する各対のベアリングブロック34、34を両端部の下面に固着し、ガイドレール33に沿って第2水平方向に進退移動される。砥石台32は、摺動ベース31に懸垂状態で搭載され、この摺動ベース31の長手方向に沿って第1水平方向にトラバース移動される。
【0048】
より具体的には、摺動ベース31の下面に左右方向に延びる前後一対の直線ガイドレール36が固設されている。砥石台32は、これらレール36の各々に沿って移動される左右一対のベアリングブロック37をその前部上面及び後部上面に固着し、レール36に沿って進退移動される。この場合、Z軸送り機構45は、摺動ベース31の下面において前後に離間したガイドレール36間に配置したサーボモータ46と、送りねじ47とナット48とで構成される。砥石台32を包囲する垂直壁部10Uの内部は大きく抉られ、砥石台32の移動空間を定義し、同時にクーラントの飛散防止用のスプラッシュカバーとしての機能を兼用する。
【0049】
この第2の実施の形態は、上記の構成とされることにより、ガイドレール33、36へのクーラント及び研削屑の飛散を防止し、摺動ベース31及び砥石台32の案内性能を長期に亘り高精度に維持できる特長を備える。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であり、同一機能部材は同一の参照符号を用いて示されている。
【0050】
さらに、図9及び図10を参照して本発明による第3の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態においては、ベッド10は、平面的に観てU字状に形成され、後部から前方に向けてクーラント回収空間10Sが形成されている。この回収空間10Sは、ベッド10の後端面から始まるその前後方向の全域に亘ってベッド10の上下面に開放している。クーラント供給装置80の水平リザーバ部80Aが回収空間10S内に挿入され、ロート部材86を介して加工領域から落下するクーラントを回収するように配置される。
【0051】
ベッド10の一対の平行な両垂直壁部10Vの頂面には、直線ガイドレール33が固設されている。摺動ベース31は、両垂直壁部10Vに跨って延出され、両端部下面でベアリングブロック34を固着してガイドレール33に沿って前後進退可能とされている。X軸送り機構40は、この場合、左右2組からなり、各組はサーボモータ41L(41R)、送りねじ42L(42R)及びナット43L(43R)にて構成される。ナット43L、43Rは、摺動ベース31の両端部側面から突出するナットホルダ部に固着されている。
【0052】
これにより、両サーボモータ41L、41Rが同期制御されるとき、摺動ベース31及びこれに搭載した砥石台32が前後方向に進退送りされる。また、両サーボモータ41L、41R間に故意に微小の回転量の偏差を与えるとき、砥石台32及び砥石Gを水平面内で微小角度傾動でき、砥石Gの幅方向の偏磨耗を修正したり、逆に積極的にワーク表面にテーパを形成できる。
【0053】
なお、その他の構成は第1の実施の形態と同様であり、同一機能部材には同一参照符号を付けて示してある。
【0054】
この実施の形態においては、クーラント回収空間10Sを大きくとれ、クーラントの回収領域を拡大してクーラントの回収を確実にできる。回収空間10Sに設けるクーラント回収手段の選択の自由度が大きく、貯蔵槽の深い縦形の供給装置を使用する場合では、この装置を回収空間10S内に収容でき、この円筒研削盤の設置に必要な床面積を小さくできる。
【0055】
この実施の形態においては、左右両側に配置した2組のX軸送り機構に代えて、両垂直壁部10Vの後端部をクロスビームで連接し、このクロスビームの中間部に1組のX軸送り機構40を配置する変形例を採用できる。
【0056】
(その他の変形例)
第1及び第2の実施の形態におけるX軸送り機構40として、図9に示す第3の実施の形態のように、摺動ベースの両端側に2組のX軸送り機構40を配置する変形例を採用できる。
【0057】
上述した各実施の形態及び各変形例におけるX軸送り機構40及びZ軸送り機構45の一方或いは両方をリニアモータ駆動機構とする変形例を採用できる。
【0058】
ワーク支持装置は、両センタ駆動方式を例示したが、一般的なワーク駆動面板を備えるデッドセンタ式主軸台とデッドセンタ式心押台との組み合せを採用でき、ワーク全長が短い場合は、心押台を使用せずにワーク把持チャック付きの主軸台のみで構成し得る。
【0059】
砥石台32は、両側軸受式を採用しているが、周知の片持ち軸受式の砥石台も採用できる。
【0060】
摺動ベース31、砥石台32の案内機構は直線ガイドレールとベアリングブロックからなるものを使用したが、滑り軸受式の直線案内機構や静圧軸受式の直線案内機構により置換できる。
【0061】
クーラント供給装置80が挿入或いは収容される横穴10B或いは収容空間10Sは、ベッドの後面に開口しているが、ベッドの左側面や右側面から開口してもよいし、状況が許す場合ではベッド10の正面側から開口するようにしてもよい。
【0062】
加工されるワークとしては、円筒棒状ワーク、カムシャフト、クランクシャフトなどの各種の回転状態で加工される種々のワークが対象となる。
【0063】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、加工領域に供給されるクーラントの大部分はクーラント回収穴へ直接落下し、この回収穴の下端部に進出しているクーラント供給装置内へ還流される。これにより、ベッド上面におけるクーラント流の滞留は勿論のこと、ベッドとクーラントの接触も殆どなくなるので、ベッドはクーラントによる熱的悪影響から開放され、またクーラントの必要な容量が減少される。さらに、摺動ベースをクーラント回収穴の少なくとも一部を跨いだ状態でその両端部をベッド上でワークに向かう方向に進退 送り可能に設け、砥石台をこの摺動ベース上でワークの長手方向にトラバース送り可能に設けたので、研削位置に摺動ベースを前進させたとき、摺動ベースの下方には回収穴が存在してクーラントの回収を容易にし、一方摺動ベースに対する砥石台の前進方向のオーバハング量を増大させずに研削抵抗に対する機械剛性を強固に維持できる。
【0064】
請求項2に記載の発明によれば、ワークを支持する第1及び第2の支持台は、砥石台に面する面と反対側の側面において支持され、下面が開放されているので、この下面に対向するベッドの部分、つまり、加工中のワークの直下にクーラント回収穴を形成でき、クーラントの回収を確実にしている。
【0065】
請求項3に記載の発明によれば、クーラント回収穴がベッドを貫通して上下面に開口し、クーラント供給装置が設置床面上を移動して横穴からクーラント回収穴の直下に侵入できるので、研削盤に対するクーラント供給装置の装備が容易であり、かつ研削盤の所要フロアスペースを縮小できる。
【0066】
請求項4に記載の発明によれば、クーラント回収穴は、平面的に見て矩形とし、その幅をこの円筒研削盤が加工できる最長のワークを取り付けたときにでもこのワークの両端部の直下に開口するような幅とし、また研削前進位置において摺動ベースの下面に形成されるような奥行き寸法に設定したので、クーラントの回収が一層確実となる。
【0067】
請求項5に記載の発明によれば、砥石を両側で支持することにより砥石軸受機構を小形化し、この砥石軸受機構が第1及び第2のワーク支持台間に進出できるようにしたので、小径砥石の使用が可能となり、砥石交換が容易となり、外周の小さな局率の凹部を持つワークの研削も可能となる。
【0068】
請求項6に記載の発明によれば、摺動ベースの案内機構を研削点よりも上位に配置し、砥石台を摺動ベースから懸垂状態でトラバース送り可能に搭載したので、摺動ベース及び砥石台の案内機構が研削点よりも上位となり、研削点から飛散したクーラントが案内機構に侵入する不具合を防止できる
【0069】
請求項7に記載の発明によれば、ベッドを平面的に観てU字状に形成し、中央の凹空間をクーラント回収空間としてこの空間内にクーラント供給装置を配置したので、クーラントの回収領域を拡大して回収を一層容易とし、かつクーラント供給装置の設置が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施の形態としての数値制御円筒研削盤の概略平面図。
【図2】第1の実施の形態の右側面図。
【図3】図2のA―A線に沿って破断した第1実施形態の断面図。
【図4】第1実施形態の砥石台の軸受部を破断して示す一部断面図。
【図5】第1実施形態の砥石台の右側面図。
【図6】本発明による第2の実施の形態としての数値制御円筒研削盤の概略平面図。
【図7】第2の実施の形態の右側面図。
【図8】図7のB―B線に沿って破断した第2実施形態の断面図。
【図9】本発明による第3の実施の形態としての数値制御円筒研削盤の概略平面図。
【図10】第3の実施の形態の右側面図。
【符号の説明】
W:ワーク、 10:ベッド、 10A:クーラント回収穴、 10B:横穴、 10U、10V:垂直壁部、10S:クーラント回収空間、 12:支持テーブル、 13:主軸台、
14:心押台、 G:砥石、 30:砥石台ユニット、 31:摺動ベース、 32:砥石台、 50:砥石軸受機構、51L、51R:軸受部、 52、53:第1及び第2砥石軸、
56:ビルトインモータ、 15、18、41、46:サーボモータ、 80:クーラント供給装置、80A:リザーバ部、80B:クーラント受入部、80C:クーラント供給部、85A:ノズル、
F:設置床面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylindrical grinder that grinds a workpiece rotatably supported around one axis with a grindstone that can move in the longitudinal direction of the workpiece and in a direction crossing the workpiece.
[0002]
[Prior art]
This type of cylindrical grinder is of a type that can move the wheel head in the longitudinal direction of the workpiece (hereinafter referred to as a workpiece) and the direction that crosses it.barIt is known as a S-type grinder. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-292546 shows an example of a grindstone traverse type grinding machine. In this known grinding machine, a headstock and a tailstock as work support devices are supported on the bed by supporting both ends of the workpiece so that the workpiece can be rotated about one axis. Further, a traverse guide surface is provided directly on the bed in parallel with the axis, or is provided on a fixed base fixed on the bed, and the movable base is guided movably along the guide surface. A grindstone table that rotatably supports the grindstone is mounted on a movable base so as to be able to advance and retreat in a direction perpendicular to the traverse guide surface. The grinding wheel platform is configured so that it can be fed integrally with the movable base in the longitudinal direction of the workpiece and can move forward and backward on the movable base toward the workpiece.
[0003]
The portion on the bed immediately below the processing area including the grinding point where the grindstone and the workpiece come into contact is formed as a coolant recovery section where the coolant discharged to the processing area falls, and the coolant recovered in the coolant recovery section is the bed. It flows along the upper inclined passage and is returned to the coolant supply device from the discharge port opened on the upper surface of the bed. Usually, the coolant supply device is arranged separately from the grinding machine and is installed near the side of the bed. The reservoir portion of the coolant supply device is connected to the discharge port by a vinyl pipe, and receives coolant discharged from the upper surface of the bed through the discharge port to the outside of the apparatus.
[0004]
Furthermore, since the grinding waste tends to accumulate in the coolant recovery part on the bed immediately below the processing area, the coolant is always flowed to the upper surface of the bed so that the grinding waste is positively transferred toward the discharge port. I have to. In particular, in the grinding method in which the amount of coolant used is suppressed to about 10% or less than the conventional amount, it is difficult to generate a vigorous coolant flow on the bed, so it is easy to accumulate grinding debris on the bed directly under the processing area. In order to remove the grinding debris, a coolant flow is always generated on the upper surface of the bed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-292545 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional grinding wheel traverse type grinding machine described above, most of the coolant supplied to the machining area falls directly to the coolant recovery part on the upper surface of the bed immediately below the machining area, causing a problem that has a thermal adverse effect on the bed. Has occurred. In particular, when a coolant flow for discharging grinding scraps is formed on the bed, this adverse thermal effect is conspicuous in the thermal deformation of the bed and, in turn, the change in machining dimensions.
[0007]
In addition, a considerable amount of the coolant that has fallen to the coolant recovery portion stays on the bed before being returned to the reservoir portion of the coolant supply device together with the coolant flow for discharging the grinding waste. For this reason, the coolant supply device must use a large-capacity coolant that also considers the retention amount on the bed as a recovery time lag, and maintains a large amount of contaminated coolant that has reached the end of its service life. It becomes a big burden for the disposal process.
[0008]
Therefore, the main object of the present invention is to prevent most of the coolant supplied to the processing area from thermally affecting the bed.
[0009]
Another object of the present invention is a bedaboveThe purpose is to substantially reduce the required coolant capacity by eliminating the stagnation of the coolant and allowing the coolant to be quickly recovered in the reservoir of the coolant supply device.
[0010]
[Means for solving the problems and their functions]
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1A coolant recovery hole that extends in the vertical direction directly below the machining area that includes the grinding point where the workpiece and grinding wheel come into contact opens on the bed, communicates with the lower end of this coolant recovery hole, and allows a coolant supply device to be inserted. In the side of the bed, insert the coolant supply device through this side hole, face the coolant receiving part of the recovery device to the coolant recovery hole, and place both ends with the sliding base straddling at least part of the coolant recovery hole Were guided so as to be able to advance and retreat in the second horizontal direction toward the workpiece on the bed, and a grinding wheel base for rotating and supporting the grinding stone was guided on the sliding base so as to be movable in the first horizontal direction which is the longitudinal direction of the workpiece.
[0011]
According to this configuration, most of the coolant supplied to the processing region falls directly into the coolant recovery hole, and is returned to the coolant supply device that has advanced to the lower end of the recovery hole. As a result, not only the coolant flow stays on the upper surface of the bed but also the contact between the bed and the coolant is almost eliminated, so that the bed is freed from the adverse thermal effects of the coolant and the required capacity of the coolant is reduced. Furthermore, since the sliding base that horizontally guides the grindstone table in the longitudinal direction of the workpiece is provided across a part of the coolant recovery hole, the opening area of the coolant recovery hole is enlarged, and the coolant recovery becomes easy. In addition, since both ends of the sliding base are guided on the bed in such a direction that both ends move forward and backward with respect to the workpiece, the guide surface for guiding the grindstone table in the axial direction of the workpiece can approach the workpiece together with the sliding base. The overhanging distance of the wheel head from the wheel is shortened, and the support rigidity of the wheel head is improved.
[0012]
Claim2According to the invention, the support table having the vertical wall rising upward is provided integrally with the bed, and the first and second support bases that support both ends of the work and at least one of which can rotationally drive the work are provided on the vertical wall. And fixedly supported on the grinding wheel base side.
[0013]
According to this configuration, the portion of the bed that faces the lower surface of the support table that supports the workpiece is released from the role as the surface on which the support table is mounted. As a result, the coolant recovery hole is expanded to a part of the bed portion facing the lower surface of the support base, the opening area of the coolant recovery hole is further expanded, and the coolant recovery is ensured.
[0014]
Preferably, the claim3The lower end part of the coolant recovery hole and the horizontal hole communicating with the recovery hole was opened to the installation floor surface. As a result, the coolant supply device is moved on the installation floor and inserted from the lateral hole, and the coolant receiving portion is advanced just below the coolant recovery hole. This facilitates the incorporation of the coolant supply device into the cylindrical grinder.
[0015]
More preferably, the claims4The coolant recovery hole has a rectangular shape when viewed in plan, and the length of the coolant recovery hole in the first horizontal direction (workpiece longitudinal direction) supports the longest workpiece that can be machined by this cylindrical grinder. In such a state, the length of the coolant recovery hole opens just below both ends of the longest workpiece, and the second horizontal direction (direction toward the workpiece) of the coolant recovery hole is the machining position at which the workpiece is ground. In such a state that the coolant recovery hole exists in the lower surface of the slide base when the slide base is advanced.
[0016]
According to this configuration, even when any end of the longest workpiece is ground, the coolant recovery port is opened below the grinding point in this state, and at the same time, the coolant is moved below the sliding base that has moved forward. The recovery port is open, so that coolant recovery is further ensured.
[0017]
Claim5In the invention described in (1), a pair of bearing portions that support the grindstone on both sides are provided on the grindstone support portion at the front end of the grindstone base.
[0018]
According to this configuration, since the support rigidity of the grindstone by both-end support is improved, a grindstone shaft having a small diameter can be used, and the width of the pair of bearing portions in the workpiece longitudinal direction can be shortened. This makes it possible to narrow the width of the grindstone support, and allow the grindstone support to penetrate between the work support platforms even when machining the shortest workpiece.Is possibleIt becomes ability. In this case, a grindstone having a small diameter can be used, and the portability of the grindstone in the grindstone replacement work is improved.
[0019]
Claim6In the invention described in the above, the sliding base is guided so that both ends thereof can advance and retreat in the second horizontal direction above the grinding point where the grindstone and the workpiece are engaged, and the grindstone base is suspended from the sliding base. The first horizontal direction was guided so as to be able to advance and retreat, and the guide means of the sliding base and the grindstone table were arranged above the grinding point.
[0020]
With this configuration, the coolant scattered from the machining area is less likely to enter the sliding base and grinding wheel guide means disposed above the grinding point, and damage to these guiding means is substantially eliminated. .
[0021]
Claim7In the invention described in the above, the rear part is opened in a plan view of the bed, and a central concave space is formed in a U shape used as a coolant recovery space, and a coolant supply device is inserted from the opened rear part. The receiving portion of the coolant supply device is disposed in the central concave space, and the grinding wheel base unit is provided with a sliding base that is guided so that both end portions can move in the second horizontal direction on the bed across the concave space.
[0022]
According to this configuration, the concave space in the center of the bed functions as an enlarged coolant recovery space, and it is easy to incorporate the coolant supply device in this space.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
1 to 3 are a schematic plan view, a right side view, and a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 of a numerically controlled cylindrical grinder embodied as a first embodiment of the present invention. In these drawings,
[0025]
The
[0026]
A truing
[0027]
A grinding
[0028]
A pair of
[0029]
The advancing / retreating device that feeds the sliding
[0030]
On the other hand, the device for traverse-feeding the
[0031]
The
[0032]
That is, the grindstone shaft is a combination of the left grindstone shaft 52 and the
[0033]
1 to 3 again, a rectangular
[0034]
The
[0035]
In the drawing,
[0036]
The width (first horizontal direction length) of the
[0037]
In order to ensure such a depth of the
[0038]
In the first embodiment configured as described above, the grindstone G is positioned and fed in the longitudinal direction (first horizontal direction) of the workpiece W by the operation of the
[0039]
In the case of traverse grinding, for example, the traverse position of the grindstone base G is controlled so that the grindstone G is aligned with one end of the workpiece W, and then the sliding
[0040]
In the case of plunge grinding, the position of the
[0041]
During the above-described traverse grinding and plunge grinding, the coolant is discharged from the
[0042]
Further, during the grinding process in which the grindstone G is in contact with the surface of the workpiece W, the sliding
[0043]
Further, the coolant discharged to the processing region flows into the
[0044]
In particular, in the present embodiment, the
[0045]
In the case of truing of the grindstone G, the grindstone G is positioned on one side of the truer T, and after the sliding
[0046]
(Other embodiments)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0047]
In the second embodiment, the sliding
[0048]
More specifically, a pair of front and rear
[0049]
In the second embodiment, the above-described configuration prevents the coolant and grinding dust from being scattered on the guide rails 33 and 36, and the guide performance of the sliding
[0050]
Furthermore, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the
[0051]
Straight guide rails 33 are fixed to the top surfaces of the pair of parallel
[0052]
Thereby, when both
[0053]
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same functional members are denoted by the same reference numerals.
[0054]
In this embodiment, the
[0055]
In this embodiment, instead of the two sets of X-axis feed mechanisms arranged on the left and right sides, the rear ends of both
[0056]
(Other variations)
As the
[0057]
A modification in which one or both of the
[0058]
The work support device has been exemplified by the dual-center drive system, but a combination of a dead center type headstock with a general work drive face plate and a dead center type tailstock can be adopted. It can be configured only with a spindle head with a workpiece gripping chuck without using a base.
[0059]
The
[0060]
The guide mechanism of the sliding
[0061]
The
[0062]
As a workpiece to be machined, various workpieces to be machined in various rotational states such as a cylindrical rod-like workpiece, a camshaft, and a crankshaft are targeted.
[0063]
【The invention's effect】
As detailed above, according to the present invention,Most of the coolant supplied to the machining area falls directly into the coolant recovery hole, and is returned to the coolant supply device that has advanced to the lower end of the recovery hole. As a result, not only the coolant flow stays on the upper surface of the bed but also the contact between the bed and the coolant is almost eliminated, so that the bed is freed from the adverse thermal effects of the coolant and the required capacity of the coolant is reduced. Furthermore, with the sliding base straddling at least a part of the coolant recovery hole, both ends of the sliding base advance and retreat in the direction toward the workpiece on the bed. Since the wheel head is provided so that it can be traversed in the longitudinal direction of the workpiece on this sliding base, there is a recovery hole below the sliding base when the sliding base is advanced to the grinding position. Thus, the coolant can be easily collected, while the mechanical rigidity against the grinding resistance can be maintained firmly without increasing the amount of overhang in the forward direction of the grindstone with respect to the sliding base.
[0064]
Claim2According to the invention described in (1), the first and second support tables that support the workpiece are supported on the side surface opposite to the surface facing the grindstone table, and the lower surface is open. A coolant recovery hole can be formed immediately below the bed portion, that is, the workpiece being processed, thereby ensuring coolant recovery.
[0065]
Claim3According to the invention described in the above, the coolant recovery hole penetrates the bed and opens on the upper and lower surfaces, and the coolant supply device can move on the installation floor surface and enter the coolant directly from the lateral hole. The coolant supply device is easy to equip, and the required floor space of the grinding machine can be reduced.
[0066]
Claim4According to the invention described in (1), the coolant recovery hole is rectangular when viewed in plan, and the width is opened directly below both ends of the workpiece even when the longest workpiece that can be processed by the cylindrical grinding machine is attached. Since the width is set to such a depth and the depth dimension is set to be formed on the lower surface of the sliding base at the grinding advance position, the recovery of the coolant is further ensured.
[0067]
Claim5According to the invention described in the above, since the grindstone bearing mechanism is downsized by supporting the grindstone on both sides, and this grindstone bearing mechanism can be advanced between the first and second workpiece support bases, Therefore, it is easy to replace the grindstone, and it is possible to grind a workpiece having a small concave portion on the outer periphery.
[0068]
Claim6According to the invention described in the above, the guide mechanism of the sliding base is disposed above the grinding point, and the grinding wheel base is mounted so as to be able to traverse in a suspended state from the sliding base. The mechanism is higher than the grinding point, and it is possible to prevent the trouble that the coolant splashed from the grinding point enters the guide mechanism.
[0069]
Claim7According to the invention described above, the bed is formed in a U-shape when viewed in plan, and the coolant supply device is arranged in this space with the central concave space as the coolant recovery space. Thus, recovery is further facilitated, and installation of the coolant supply device is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a numerically controlled cylindrical grinder as a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the first embodiment.
3 is a cross-sectional view of the first embodiment taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the bearing portion of the grindstone table of the first embodiment in a cutaway manner.
FIG. 5 is a right side view of the grinding wheel base according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic plan view of a numerically controlled cylindrical grinder as a second embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a right side view of the second embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the second embodiment taken along line BB in FIG.
FIG. 9 is a schematic plan view of a numerically controlled cylindrical grinder as a third embodiment according to the present invention.
FIG. 10 is a right side view of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
W: Workpiece, 10: Bed, 10A: Coolant recovery hole, 10B: Horizontal hole, 10U, 10V: Vertical wall, 10S: Coolant recovery space, 12: Support table, 13: Headstock
14: Tailstock, G: Grinding wheel, 30: Grinding wheel base unit, 31: Sliding base, 32: Grinding wheel base, 50: Grinding wheel bearing mechanism, 51L, 51R: Bearing part, 52, 53: First and second grinding wheels axis,
56: Built-in motor, 15, 18, 41, 46: Servo motor, 80: Coolant supply device, 80A: Reservoir unit, 80B: Coolant receiving unit, 80C: Coolant supply unit, 85A: Nozzle,
F: Installation floor
Claims (7)
前記砥石とワークとが接触する研削加工領域の直下で上下方向に延びるクーラント回収穴を前記ベッドに開口し、
このクーラント回収穴の下端部と連通すると共にクーラント供給装置の挿入を許容する横穴を前記ベッドの側面に開口し、前記横穴から前記クーラント供給装置を挿入してこの回収装置のクーラント受入部を前記クーラント回収穴に臨ませ、
前記砥石台ユニットは、前記クーラント回収穴の少なくとも一部を跨いだ状態で両端が前記ベッド上で前記第2水平方向に進退可能に案内された摺動ベースと、この摺動ベース上において前記第1水平方向に移動可能に案内され前記砥石を回転支持する砥石台とにより構成されていることを特徴とする円筒研削盤。A bed, a workpiece support device for rotatably supporting the workpiece around a horizontal axis on the bed, and a first horizontal parallel to the horizontal axis on the bed while rotating and supporting a grinding wheel for grinding the workpiece. In a cylindrical grinder comprising a grinding wheel base unit guided so as to be movable in a second horizontal direction across the direction and the horizontal axis,
Opening a coolant recovery hole in the bed extending in the vertical direction directly below the grinding region where the grindstone and the workpiece contact,
A lateral hole that communicates with the lower end of the coolant recovery hole and allows the coolant supply device to be inserted is opened in a side surface of the bed, and the coolant supply device is inserted from the lateral hole so that the coolant receiving portion of the recovery device is connected to the coolant. Face the recovery hole,
The grindstone base unit has a sliding base that is guided so that both ends thereof can advance and retreat in the second horizontal direction on the bed in a state of straddling at least a part of the coolant recovery hole. A cylindrical grinding machine characterized by comprising a grinding wheel base that is guided so as to be movable in one horizontal direction and that rotatably supports the grinding wheel.
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