JP4245987B2 - Grinding equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば金型の型面等を高精度に研削する場合に使用される研削加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば金型の型面等のように、曲面状をなすワークの加工面を高精度に微細研削する場合には、粗加工、あるいは中仕上げ用の専用の加工機を用い、その後、専用の研削加工機を使用して、研削チップ等の回転接触により加工面を所定形状に高精度に研削加工していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来は、複数台の専用機を必要とし、設備費用の面で不利であるばかりでなく、ワークの段取り替えが必要になるため、加工精度が低下するおそれがあった。
【0004】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、1台の加工機械で、ワークの粗加工から仕上げ加工まで研削することができる研削加工装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、モータにより回転される研削チップを本体に設けた研削加工装置において、前記本体を研削盤のコラムに対して着脱可能に取り付けられる取付用フレームに対して水平軸線を中心に旋回可能に支持するとともに、その本体を旋回させるための旋回モータを設け、さらに本体には前記コラムのスピンドルに対して外嵌して位置決めするための外嵌部を設け、前記旋回モータには駆動プーリを設けるとともに、前記取付用フレームには前記本体に連結される被動プーリを設け、該被動プーリは前記スピンドル及び前記外嵌部と同一軸線上に位置するように前記取付用フレームに対して回転可能に支持され、前記旋回モータの回転により、前記駆動プーリ及び前記被動プーリを介して前記本体を旋回させることによって、前記本体の旋回中心が研削盤のスピンドルの軸線位置となるように構成したことを特徴とするものである。
【0006】
従って、請求項1に記載の発明によれば、通常の研削盤のコラムに容易に取り付けて使用することができ、研削盤のコラムに取付用フレームを取り付ける際に、コラムのスピンドルを基準として、所定位置に正確に位置決め配置することができる。そして、研削加工時に本体の旋回によって、研削チップをワークの加工面に対して法線方向から対向接触させることができて、加工精度の向上に寄与できる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、本体に支持筒を軸線方向へ移動可能に挿通支持し、前記研削チップ及び流体モータを有する回転軸を前記支持筒に回転可能に収容支持したことを特徴とするものである。
【0008】
従って、請求項2に記載の発明においては、研削チップを回転させるためのモータが流体モータであるため、何らかの原因により、研削チップの回転方向に大きな負荷が作用した場合、それを有効に逃がすことができる。
【0009】
請求項3に記載の発明においては、請求項1または請求項2に記載の発明において、本体には支持筒及び回転軸の荷重を軽減するためのカウンタウェイトを支持したことを特徴とするものである。
【0010】
従って、請求項3に記載の発明においては、研削チップにより加工面に作用する接触圧は、カウンタウェイトで低減される。
請求項4に記載の発明においては、請求項3に記載の発明において、カウンタウェイトと支持筒との間には連結索を設け、本体には前記連結索を案内するための回転体を回転可能に支持し、前記支持筒、カウンタウェイト及び回転体と本体との間にはそれぞれ静圧軸受を介装したことを特徴とするものである。
【0011】
よって、請求項4に記載の発明によれば、カウンタウェイトの作用と相まって、加工面には研削チップによる接触圧がほとんど作用しないため、高精度な微圧加工が可能となる。
【0012】
請求項5に記載の発明においては、請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の流体モータがエアモータであることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1及び図2に示すように、研削盤11のコラム12にはスピンドル13が回転可能に支持され、その先端には図示しない回転砥石が着脱可能に取り付けられるようになっている。コラム12には取付板14が固定され、この取付板14には複数のボルト15により図示しない砥石カバーが着脱可能に取り付けられるようになっている。
【0014】
前記研削盤11のスピンドル13から回転砥石を取り外すとともに、取付板14から砥石カバーを取り外した状態で、その取付板14には研削加工装置16が着脱可能に取り付けられるようになっている。すなわち、研削加工装置16には取付用フレーム17が装備され、この取付用フレーム17が前記複数のボルト15により取付板14に着脱可能に取り付けられるようになっている。
【0015】
前記取付用フレーム17には本体18が回転可能に支持され、その端部にはスピンドル13に外嵌するための外嵌部18aが突設されている。そして、取付用フレーム17をコラム12上の取付板14に取り付ける際に、この本体18上の外嵌部18aをスピンドル13に外嵌することにより、そのスピンドル13の軸線を基準として、加工装置16全体が所定位置に位置決め配置されるようになっている。なお、ここで、スピンドル13は、回転されることなく、停止状態を維持される。
【0016】
図1〜図3に示すように、前記本体18の外嵌部18aと同一軸線上に位置するように、取付用フレーム17には被動プーリ19がベアリング20を介して回転可能に支持され、連結部材21を介して本体18に連結されている。前記取付用フレーム17にはサーボモータよりなる旋回用モータ22が配設され、そのモータ軸22aに取り付けられた駆動プーリ23と前記被動プーリ19との間にはベルト24が掛装されている。そして、旋回用モータ22の回転により、駆動プーリ23、ベルト24及び被動プーリ19を介して、本体18がスピンドル13の軸線を中心に水平軸線を中心に旋回されるようになっている。この実施形態においては、本体18は前記スピンドル13の軸線位置を中心に旋回される。
【0017】
図1、図2及び図4〜図6に示すように、前記本体18には支持筒25が静圧軸受26を介して自身の軸線方向へ移動可能に挿通支持されている。支持筒25内には回転軸27が自身の軸線を中心に回転可能に収容支持され、その下端には工具としての研削チップ28が取り付けられている。回転軸27の中間部には流体モータ29が設けられ、回転軸27の外周に形成された複数のタービン溝29aと、支持筒25に形成された複数のエア吹付け孔29bとから構成されている。そして、エア吹付け孔29bからタービン溝29aにエアが吹き付けられることにより、回転軸27が高速にて回転されるようになっている。
【0018】
前記本体18にはカウンタウェイト30が静圧軸受31を介して支持筒25の移動方向と同方向へ移動可能に支持され、このカウンタウェイト30と支持筒25との上端部間が連結索32により連結されている。本体18上には回転体33がブラケット34及び静圧軸受35を介して回転可能に支持され、この回転体33の外周に前記連結索32が周回案内されている。
【0019】
前記本体18上には移動用シリンダ36が配設され、そのピストンロッド36aが連結板37を介して連結索32に連結されている。そして、この移動用シリンダ36により連結索32を介して、支持筒25及び回転軸27が上下方向に移動されて、研削チップ28がワークW上の加工面Waと接触する位置に配置される。この場合、カウンタウェイト30により支持筒25及び回転軸27の荷重が相殺軽減されて、研削チップ28が加工面Waに対してほぼ無荷重状態で接触されるようになっている。
【0020】
次に、前記のように構成された研削加工装置の動作を説明する。
さて、この研削加工装置16の使用時には、図1及び図2に示すように、研削盤11におけるコラム12の取付板14に対し、砥石カバーに代えて取付用フレーム17が取り付けられて、加工装置16全体がコラム12に装着される。この場合、本体18の外嵌部18aがコラム12のスピンドル13に外嵌され、スピンドル13の軸線を基準として、加工装置16全体が所定位置に正確に位置決め配置される。
【0021】
この状態で、加工装置16が運転されると、流体モータ29により回転軸27を介して研削チップ28が高速で回転される。それとともに、図示しない制御装置により旋回用モータ22が回転され、駆動プーリ23、ベルト24及び被動プーリ19を介して、本体18がスピンドル13の軸線を中心に旋回される。これにより、研削チップ28がワークWの加工面Waに対して法線方向から接触するように対向配置される。
【0022】
さらに、前記制御装置により移動用シリンダ36が作動され、連結索32を介して支持筒25及び回転軸27が上下方向に移動されて、研削チップ28がワークW上の所定加工面Waと接触する位置に対向配置される。この場合、支持筒25及び回転軸27の移動に伴い、連結索32を介してカウンタウェイト30が上下方向に移動される。これにより、支持筒25及び回転軸27の荷重が相殺軽減されて、研削チップ28が加工面Waに対してほぼ無荷重状態で接触される。よって、ワークWの加工面Waは高速回転している研削チップ28にて、所定形状に高精度に微細研削される。
【0023】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) この研削加工装置においては、研削盤11のコラム12に対して着脱可能に取り付けるための取付用フレーム17が装備されているので、取付用フレーム17を介して、通常の研削盤11のコラム12に対し容易に取り付けて使用することができる。従って、ワークWを研削盤11で粗加工あるいは中仕上げして、その後、研削盤11の回転砥石(図示しない)を外して、この実施形態の研削加工装置をコラム12に支持すれば、仕上げ加工を行うことができる。従って、1台の研削盤で粗加工から仕上げ加工まで1連の加工を行うことができるとともに、ワークWの段取り替えが不要になるため、高精度加工が可能となる。
【0024】
(2) この研削加工装置においては、取付用フレーム17を研削盤11のコラム12に取り付ける際に、本体18上の外嵌部18aをコラム12のスピンドル13に外嵌することにより、そのスピンドル13を基準として、装置全体を所定位置に正確に位置決め配置することができる。
【0025】
(3) この研削加工装置においては、研削加工時に旋回用モータ22にて本体18を取付用フレーム17に対して旋回させることにより、研削チップ28をワークWの加工面Waに対して法線方向から対向接触させることができて、加工面Waに凹凸が存在しても、加工精度を向上させることができる。
【0026】
(4) この研削加工装置においては、本体18が研削盤のスピンドル13の軸線位置を中心として旋回されるため、研削加工装置を研削盤に搭載した状態で、微圧加工装置の旋回を高精度に行うことができる。
【0027】
(5) この研削加工装置においては、本体18に支持筒25が軸線方向へ移動可能に挿通支持され、その支持筒25内には研削チップ28及び流体モータ29を有する回転軸27が回転可能に収容支持されている。本体18には支持筒25及び回転軸27の荷重を軽減するためのカウンタウェイト30が移動可能に支持されるとともに、カウンタウェイト30と支持筒25との間の連結索32を案内するための回転体33が回転可能に支持されている。そして、支持筒25、カウンタウェイト30及び回転体33と本体18との間には、それぞれ静圧軸受26,31,35が介装されている。
【0028】
このため、研削チップ28を回転させるためのモータが流体モータであるため、何らかの原因により、研削チップ28の回転時に、その方向に大きな負荷が作用した場合、その負荷を吸収できる。このため、研削チップ28が負荷に抗して無理に回転されることがない。また、研削チップ28によりワークWの加工面Waに作用する接触圧が、カウンタウェイト30で低減される。さらに、カウンタウェイト30や支持筒25などが静圧軸受により支持されているため、研削チップ28の軸線方向移動においては、ほとんど抵抗が作用しない。よって、加工面には研削チップ28による接触圧がほとんど作用しないため、高精度な微圧加工が可能となる。
【0029】
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態において、回転軸27と研削チップ28との間に、軽い振動を付与するバイブレータを介装し、このバイブレータにより、研削中に研削チップ28を軽く振動させること。このようにすれば、研削加工効率を向上させることができる。
【0030】
・ 前記実施形態において、回転軸27と研削チップ28との間に、スプリングクラッチ等の一方向クラッチを設けて、研削チップ28に回転方向における大きな負荷が作用した場合、回転軸27と研削チップ28との間の回転伝達が遮断されるように構成すること。
【0031】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明においては、1台の加工装置で粗加工から仕上げ加工まで1連の加工が加工になるとともに、ワークの加工面を高精度に微細研削することができる優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態の研削加工装置を示す要部側断面図。
【図2】 図1の研削加工装置の要部拡大横断面図。
【図3】 図1の3−3線における拡大断面図。
【図4】 図1の4−4線における拡大断面図。
【図5】 図1の一部を拡大して示す部分断面図。
【図6】 図5の6−6線における断面図。
【符号の説明】
11…研削盤、12…コラム、13…スピンドル、16…研削加工装置、17…取付用フレーム、18…本体、18a…外嵌部、22…旋回用モータ、25…支持筒、26…静圧軸受、27…回転軸、28…研削チップ、29…流体モータ、30…カウンタウェイト、31…静圧軸受、32…連結索、33…回転体、35…静圧軸受、36…移動用シリンダ、W…ワーク、Wa…加工面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grinding apparatus used when, for example, a mold surface of a mold is ground with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when grinding a work surface of a curved surface, such as a mold surface, with high precision, a dedicated processing machine for roughing or intermediate finishing is used, and then dedicated The machined surface was ground to a predetermined shape with high accuracy by rotating contact of a grinding tip or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, conventionally, a plurality of dedicated machines are required, which is not only disadvantageous in terms of equipment cost, but also requires a setup change of the workpiece, so that the machining accuracy may be lowered.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The object is to provide a grinding apparatus capable of grinding from rough machining to finishing of a workpiece with a single processing machine.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a grinding apparatus in which a grinding tip rotated by a motor is provided on a main body, and the main body is detachably attached to a column of a grinding machine. with pivotally supported about a horizontal axis relative to the mounting frame, outside for positioning fitted around the pivot motor for rotating the main body is provided for further spindle said column to the body The fitting motor is provided with a driving pulley, and the mounting frame is provided with a driven pulley connected to the main body, and the driven pulley is positioned on the same axis as the spindle and the outer fitting part. So as to be able to rotate with respect to the mounting frame, and the rotation of the turning motor causes the book to pass through the driving pulley and the driven pulley. By pivoting the pivoting center of the body it is characterized in that configured so that the axis position of a spindle of a grinding machine.
[0006]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it can be easily mounted and used on a normal grinder column, and when mounting the mounting frame on the grinder column, the column spindle is used as a reference. It can be positioned and arranged accurately at a predetermined position. The grinding tip can be brought into contact with the machining surface of the workpiece from the normal direction by turning the main body during grinding, which contributes to improvement in machining accuracy.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the support cylinder is inserted into and supported by the main body so as to be movable in the axial direction, and the rotary shaft having the grinding chip and the fluid motor is rotatable to the support cylinder. It is characterized in that it is housed and supported.
[0008]
Therefore, in the invention described in claim 2, since the motor for rotating the grinding tip is a fluid motor, if a large load acts in the rotation direction of the grinding tip for some reason, it is effectively released. Can do.
[0009]
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, the main body supports a support cylinder and a counterweight for reducing the load on the rotating shaft. is there.
[0010]
Therefore, in the invention described in claim 3, the contact pressure acting on the processing surface by the grinding tip is reduced by the counterweight.
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, a connecting line is provided between the counterweight and the support tube, and a rotating body for guiding the connecting line is rotatable on the main body. And a hydrostatic bearing is interposed between the support cylinder, the counterweight, and the rotating body and the main body.
[0011]
Thus, according to the fourth aspect of the invention, coupled with the action of the counterweight, the contact pressure by the grinding tip hardly acts on the machined surface, so that high-precision fine pressure machining is possible.
[0012]
The invention according to claim 5 is characterized in that the fluid motor according to any one of claims 2 to 4 is an air motor.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0014]
A
[0015]
A
[0016]
As shown in FIGS. 1 to 3, a driven
[0017]
As shown in FIGS. 1, 2, and 4 to 6, a
[0018]
A
[0019]
A moving
[0020]
Next, the operation of the grinding apparatus configured as described above will be described.
Now, when the grinding
[0021]
When the
[0022]
Further, the moving
[0023]
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this grinding apparatus, since the mounting
[0024]
(2) In this grinding apparatus, when the
[0025]
(3) In this grinding apparatus, the grinding
[0026]
(4) In this grinding apparatus, since the
[0027]
(5) In this grinding apparatus, a
[0028]
For this reason, since the motor for rotating the grinding
[0029]
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
-In the said embodiment, the vibrator which provides a light vibration is interposed between the
[0030]
In the above embodiment, when a one-way clutch such as a spring clutch is provided between the
[0031]
【The invention's effect】
As described above in the embodiment, in the present invention, a series of processing from roughing to finishing is performed with one processing apparatus, and the processing surface of the workpiece can be finely ground with high accuracy. Exhibits excellent effects that can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a main part showing a grinding apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the grinding apparatus of FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
5 is a partial cross-sectional view showing a part of FIG. 1 in an enlarged manner.
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記旋回モータには駆動プーリを設けるとともに、前記取付用フレームには前記本体に連結される被動プーリを設け、該被動プーリは前記スピンドル及び前記外嵌部と同一軸線上に位置するように前記取付用フレームに対して回転可能に支持され、
前記旋回モータの回転により、前記駆動プーリ及び前記被動プーリを介して前記本体を旋回させることによって、前記本体の旋回中心が研削盤のスピンドルの軸線位置となるように構成したことを特徴とする研削加工装置。In a grinding apparatus provided with a grinding tip rotated by a motor on the main body, the main body is supported so as to be pivotable about a horizontal axis with respect to a mounting frame that is detachably attached to a column of a grinding machine, Provided with a turning motor for turning the main body, and further provided with an outer fitting portion for externally fitting and positioning with respect to the column spindle ,
The swing motor is provided with a driving pulley, and the mounting frame is provided with a driven pulley connected to the main body, and the driven pulley is positioned on the same axis as the spindle and the outer fitting portion. Supported rotatably for the frame,
Grinding characterized in that the turning center of the main body becomes the axial position of the spindle of the grinding machine by turning the main body through the driving pulley and the driven pulley by the rotation of the turning motor. Processing equipment.
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