JP4480370B2 - 歯及びねじ研削盤 - Google Patents

Description

この発明は研磨屑形成加工（ｃｈｉｐ−ｆｏｒｍｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）のための装置に関する。この装置は、歯車やねじ型ワークピース、例えば、親ねじ、ねじ転造ダイス及びねじ圧縮機スクリュの研削及び測定に利用できる。

ワークピースの研磨屑形成加工をする経済効率を高めるための広範囲に亘る証明された原理の一つは、単一の組立加工品における多様な加工作業の連続運転性能である。これの実施例は、特に、自動旋盤及び製作センタである。一つ又は異なるいくつかの加工ユニット上の複数の異なる切削工具によって、全てのワークピースの外部表面は、関連する組立加工品の加工にアクセスできるよう加工される。ワークピース表面上の測定操作はまた、自動処理工程に含まれる。多機能製作センタは、異なる機能と加工技術、例えば旋削、フライス削り、穴あけ加工、研削、測定のような技術を持つ多くの装置に置換することができる。

限界は、一方では装備の程度、すなわち装置ユニットやＮＣ軸等の数によって増える機械類のコストにあり、他方では加工プロセスを設定する時間経費にある。設定作業は、装置が頻繁にリセットされる中程度の大きさで小さい系列の加工の場合主に実質的な出費要因である。

歯及びねじ研削の分野で多機能ワークピースの加工の例はドイツ国特許１９６２５５２０号明細書（特許文献１）に記載されている。第一の加工作業では、予め歯切りされ焼入れされた歯車の歯は第一の加工ユニットに配置された研削ウォームによって研削される；第二の作業では第二の加工ユニットに配置されたホーニング歯車によってホーニングされる。測定ユニットによって、ワークピースは歯面を加工する前に心出しされる。すなわち、ワークピースの歯は研削ウォームのねじ山と一致するように一直線に並べられる。しかしながら、構成の仕方により、この装置上で歯車だけを加工することができる。さらに、ここで使われた加工技術、連続歯形研削や創成ホーニングは、研削ウォームやホーニングストーン用の特別なワークピースドレッシング工具を必要とする。結果として生じる比較的長い設定及び再設定時間は、高い生産性にもかかわらず、装置が経済的に小さい系列に適していないことを意味する。単一の組立加工品の加工作業数は２つに制限される。

市場で見られる他の装置に、焼き入れられた歯車の予め歯切りされた歯は、連続創成研削法により早い材料除去スピードで、第一の作業で粗く研磨され、第二の作業で正確な歯面の輪郭形成が指数輪郭形成研削により行われる。装置の構造スタイルにより、この解決方法も歯車を加工することに適しているだけである。そしてここでも、一つの組立加工品の加工作業数は２つに限られる。

広範囲の丸型か又は立方体のワークピースのための最新の製作センタによりもたらされる解決方法のような、多機能加工のための万能の解決方法は、歯及びねじ研削の分野で知られていない。
ドイツ国特許１９６２５５２０号明細書

本発明の目的は、歯車とねじ型ワークピースの両方が、大規模と中規模と小規模な系列の生産において、異なる工具と加工技術で経済的に加工されうる研磨屑形成加工のための装置、特に研削装置を提供することである。

この目的は、請求項１に記載された特徴を有する装置によって達成される。

本発明による装置は、歯車の歯面及びねじ型ワークピースのねじ部を研磨屑形成加工することに一般的に適している。この装置は、ワークスピンドルと装置基台と旋回ヘッドとから成る。加工される歯車やねじ型ワークピースを保持するワークスピンドルは、第一スライド上の第一軸まわりの回転のために設置され、装置基台は第一スライドを担持し、第一軸と平行に移動できる。旋回ヘッドは第二軸まわりを回転するために設置されている。加工工具や測定工具を取り付けた少なくとも二つの、好ましくは四つの機能ユニットを、ワークスピンドルに向けられた旋回ヘッドの前端面に配置する。旋回ヘッドに対して位置を変え、かつ旋回ヘッドを旋回させることによって、必要に応じて、これらの機能ユニットのうちの少なくとも二つを、加工される歯車またはねじ型ワークピースに作動接続することができる。こうして加工及び測定の工具を組立歯車やねじ型ワークピースと連続的に係合させることができ、その結果、連続創成研削、指数輪郭形成研削及びホーニングのような異なる工具と加工技術の使用が、一つの及び同一の組立加工品において可能となる。

機能ユニットは、半径方向への移動にとって最もうまく配置され、関連する機能ユニットの機能に従って、旋回ヘッドの旋回軸に対して平行である。同様にこれは、少なくともプラスマイナス９０°、好ましくは３６０°まで旋回又は回転可能である。

関連する加工作業の必要に応じて、ワークスピンドルは、直接に又は歯車ユニットを介して、電動機で最もよく駆動される。

さらに有利な実施例を、従属請求項から説明する。

以下、本発明をその好適な実施例について添付図面を参照して説明する。

図１は、オペレータ側から見た歯及びねじ部研削盤の状態を表している。加工されるワークピース４を保持するワークスピンドル１は、ワークスライド２上の第一軸Ｃ′の周りに回転するように設置される。ワークスライド２は回転軸２に平行に移動するための案内路にある装置基台３上に設置される。旋回ヘッド６は、ワークスピンドル１と対向した装置基台３の部分に設置され、その旋回ヘッドは軸Ａ周りに回転可能であり、軸Ｃ′に直角で水平であることが好ましい。

本発明によると、少なくとも二つの、好ましくは四つまでの機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、ワークスピンドル１に向けられた旋回ヘッド６の前端面に配置されている。装置の対象とする用途によって、これらの機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、類似した或いは類似していない加工工具１０，１４，１５，１７か又は測定工具１２を備えている。その機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、旋回ヘッド６上に直接載置できる。しかしながら、適当な送りスライドの前端面に少なくとも一つの機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを配置することが有利である。そのような送りスライドの四つまでは旋回ヘッド６内に配置されることができ、旋回軸Ａに平行に移動する案内路に位置する。説明の都合上、送りスライドの一つのみを説明する。参照符号５ａは送りスライドを示し、７ａはその前端面を示している。少なくとも二つの、好ましくは全ての機能ユニットは、旋回ヘッド６上か又は関連する送りスライドの端面上で旋回軸Ａに対して半径方向に移動可能である。本発明により、機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄへの電力及び研削剤／潤滑剤の供給路１９，２０と、装置制御ユニットとの信号交換とは、旋回ヘッド６及び／又は関連する送りスライド５ａを介して装置基台３の後方から行われる。これによって装置の作業領域での工具セッティングへアクセスすることを妨げるような露出したケーブル及びホースによる伝達は避けられる。

ここに記載された実施例では、送りスライド５ａの端面７ａに配置された機能ユニット８ａは、ねじ部又は歯を研削するための第一輪郭形成砥石車１０に取り付けられた第一スピンドルユニット９である。機能ユニット８ｂは、測定ユニット１１であって、測定フィーラ１２を介してワークピースの形状を測定する。機能ユニット８ｃは、第二スピンドルユニット１３であって、連続創成研削のための研削ウォーム１４及び歯車の指数輪郭形成研削のための第二輪郭形成砥石車１５とを備えている。この実施例での機能ユニット８ｄは、ドレッシング円盤１７を有するドレッシング装置１６であって、研削ウォーム１４、及び／又は、輪郭形成砥石車１０，１５をドレッシングする。

旋回ヘッド６の旋回軸Ａを中心に放射状か、及び／又は、その軸に平行な機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの可動性により、全ての加工工具と計測工具を衝突しないで連続的に作業位置に移動させることが可能である。

研削工具１０，１４，１５に代えて、歯車のホーニングとシェービングのための工具を他の種類の加工工具、例えば、穿孔機、斜角定規、歯車とねじ型ワークピースの球形又は非球形の外部研削のような工具と同様に使うことができる。また、測定フィーラ１２に代えて、歯車型及びねじ型ワークピースを測定するための他の普通の測定機器を使うことができる。

ワークスライド２に配置されていてワークピース４の回転軸Ｃ′方向に移動可能なワーク心押し台１８によって、円盤形と軸型両方のワークピースを設定することができる。ワークピース４の角度位置の精度とねじれの剛性に対する高い要求を満たす一方で、ワークスピンドル１の速度範囲が加工されるワークピースに対して十分であることを確かめるために、直接か又は機械スピード減速歯車ユニットを介して、電動機でワークスピンドル１を駆動することができる。

本発明による装置基台３上のワークピース４と機能ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの構造的配置によって、一方では同じ組立加工品でこの装置に連続的にいくつかの異なる操作をすることができる。他方、装置は歯車とねじ型ワークピースの両方を加工したり測定したりするのに適している。送りスライドと機能ユニットの比較的小さい運動質量により、装置もホブやタップのようなワークピースを効率的に加工することに特に適している。それらのワークピースは（食い込みによって）大きなスライド加速を有する工具の揺れを必要とする。

本発明に係る歯及びねじ部研削盤の説明図である。 図１の歯及びねじ部研削盤の旋回ヘッドの説明図である。

符号の説明

１ ワークスピンドル
２ ワークスライド
３ 装置基台
４ ワークピース
５ａ 送りスライド
６ 旋回ヘッド
７ａ 送りスライド５ａの前端面
８ａ 機能ユニット
８ｂ 機能ユニット
８ｃ 機能ユニット
８ｄ 機能ユニット
９ 第一スピンドルユニット
１０ 第一輪郭形成砥石車
１１ 測定ユニット
１２ 測定フィーラ
１３ 第二スピンドルユニット
１４ 研削ウォーム
１５ 第二輪郭形成砥石車
１６ ドレッシング装置
１７ ドレッシング円盤
１８ ワーク心押し台
１９ 電源装置
２０ 研削剤／潤滑剤供給路
Ａ 旋回ヘッドの旋回軸
Ｃ′ ワークピースの回転軸線

Claims (10)

1. 歯車及びねじ型ワークピースの研磨屑形成加工のための装置であって、
   ａ．研削される歯車やねじ型ワークピースを保持するワークスピンドルからなり、このスピンドルは第一スライド上の第一軸まわりを回転するように設置され、
   ｂ．第一スライドを受ける装置基台を備え、この第一スライドは第一軸と平行に移動可能であり、
   ｃ．旋回ヘッドは第二軸まわりに回転するように設置され、
   ワークスピンドルに向けられた旋回ヘッドの前端面には、少なくとも二つの機能ユニットが配置され、このユニットは加工工具又は測定工具を備え、旋回ヘッドに対する移動及び旋回ヘッドの旋回により、必要に応じて、少なくとも二つの機能ユニットを加工される歯車又はねじ型ワークピースに作動接続することを特徴とする歯車及びねじ型ワークピースの研磨屑形成加工装置。
2. 旋回ヘッドが、少なくともプラスマイナス９０°まで旋回可能である請求項１に記載の装置。
3. 第二軸が第一軸に直角である請求項１又は２記載の装置。
4. 機能ユニットが旋回ヘッドに対して半径方向に移動可能に配置された請求項１乃至３いずれかに記載の装置。
5. 少なくとも一つの機能ユニットが旋回ヘッドの旋回軸に平行に移動可能である請求項１乃至４いずれかに記載の装置。
6. 旋回軸に平行に移動可能な機能ユニットが送りスライド上に配置され、その送りスライドが旋回ヘッド内に配置されている請求項５に記載の装置。
7. 全ての機能ユニットが研削、フライス削り、ホーニング、シェービング、ドレッシング又はワークピースの他の研磨屑形成加工のための加工工具と、或いは歯車、及び／又は、ねじ型ワークピースの形状を測定するための測定工具とを備えている請求項１乃至６いずれかに記載の装置。
8. 機能ユニットと装置制御システム間の信号交換と同様機能ユニットへの電力と研削剤／潤滑剤の供給は、ワークスピンドルから離れた方向に向けられた旋回ヘッドの後からなされ、その旋回ヘッドを介して導かれる請求項１乃至７いずれかに記載の装置。
9. その供給と信号交換が割り当てられた送りスライドを介して導かれる請求項６及び８に記載の装置。
10. ワークスピンドルが電動機で直接又は減速歯車ユニットを介して駆動されうる請求項１乃至９いずれかに記載の装置。

Images