JP5262576B2 - Thread groove grinding device rest device and thread groove grinding device - Google Patents
Thread groove grinding device rest device and thread groove grinding deviceInfo
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Abstract
Description
本発明は、ねじ溝の研削において、加工抵抗によって工作物が振れたり撓んだりするのを防止するレスト装置及びかかるレスト装置を備えた研削装置に関するものである。 The present invention relates to a rest device for preventing a workpiece from being shaken or bent due to a machining resistance in grinding a thread groove, and a grinding device provided with such a rest device.
従来、ボールねじ等の長尺ワークのねじ溝を研削加工する場合、ワークの両端をセンタで支持するだけでは、ワークが加工抵抗と自重とによって振れたり撓んだりする。このような振れや撓みを防止するため、例えば特許文献1の発明がある。これによると、外周にねじ溝を有する長尺ワークの両端のセンタを支持する一対の端部支持部材(心押し台と主軸台)と、端部支持部材で支持された長尺ワークのねじ溝を研削する砥石と対向してねじ溝曲面を支持するレスト装置と、を備えている。このように、砥石に対向してレスト装置で支持する位置を一定にすることで、レスト装置の支持位置によって砥石に対してワークの撓みが変化するのを防止する。また、加工されたねじ溝をレスト装置で支持することで、レスト装置を受ける面を前加工する手間を省くことができ、加工前のワーク外形面(レスト装置を受ける面)の精度にねじ溝加工が影響を受けることを防止することができるというものである。
しかし、特許文献1では、ねじ溝を研削する砥石に対向する1点で支持するため、ねじ研削加工に伴って複雑に変動する加工抵抗やワークの自重による多方向の力に対するレスト装置としての剛性が弱く、振れ止めとして充分機能しないおそれがあった。また、ねじ溝のボールが転動する面をレスト装置で支持するため、せっかく高精度で加工されたねじ溝の加工面を荒らすおそれがあった。 However, in Patent Document 1, since the thread groove is supported at one point facing the grinding wheel, the rigidity as a rest device against multidirectional forces due to machining resistance and workpiece weight that fluctuate complicatedly with thread grinding. However, there was a risk that it would not function as a steady rest. Further, since the surface of the thread groove ball on which the ball rolls is supported by the rest device, there is a risk that the processed surface of the thread groove processed with high accuracy may be roughened.
本発明は、上記課題を解決するためその目的は、多方向の力に対する高い剛性を確保し、加工されたねじ溝の加工面を良好に維持するねじ溝研削用レスト装置及びかかるレスト装置を備えた研削装置を提供することである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has an object to provide a thread groove grinding rest device that secures high rigidity against multidirectional forces and maintains a machined surface of the machined thread groove, and the rest device. A grinding device is provided.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、ねじ溝を砥石で研削する際の研削抵抗による撓みを防止するために、工作物であるねじ軸をレストシューで支持するレスト装置において、前記レストシューは、ねじ軸の螺旋溝面を、下方から当接する下方レストシューと砥石の反対側から当接する後方レストシューとを有し、前記下方レストシュー及び前記後方レストシューには、これらのレストシューを、当接する前記螺旋溝面の形状に倣い該螺旋溝面に接離する方向に進退させるレストシュー進退機構と、各前記レストシューを前記螺旋溝面に当接した位置で固定させるレストシュー固定機構とが、夫々設けられていることである。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 1 is that the screw shaft, which is a workpiece, is used as a rest shoe to prevent bending due to grinding resistance when the thread groove is ground with a grindstone. In the supporting rest device, the rest shoe includes a lower rest shoe that contacts the spiral groove surface of the screw shaft from below and a rear rest shoe that contacts from the opposite side of the grindstone, and the lower rest shoe and the rear rest The shoe has a rest shoe advancing / retreating mechanism that moves these rest shoes in a direction to contact and separate from the spiral groove surface following the shape of the contacting spiral groove surface, and each of the rest shoes to contact the spiral groove surface. And a rest shoe fixing mechanism for fixing at each position.
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記下方レストシュー及び前記後方レストシューには、前記ねじ軸のねじ部のリード角に倣うリード角調整装置が備えられていることである。 The structural feature of the invention according to claim 2 is that, in claim 1, the lower rest shoe and the rear rest shoe are provided with a lead angle adjusting device that follows the lead angle of the threaded portion of the screw shaft. That is.
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記ねじ軸がボールねじに使用されるボールねじ軸である場合に、前記下方レストシュー及び前記後方レストシューは、前記砥石によって研削された螺旋溝面のボール転動面以外の部分に当接するように配置されていることである。 The structural feature of the invention according to claim 3 is that in claim 1 or 2, when the screw shaft is a ball screw shaft used for a ball screw, the lower rest shoe and the rear rest shoe are It is arrange | positioned so that it may contact | abut to parts other than the ball rolling surface of the spiral groove surface ground with the grindstone.
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記ねじ溝研削装置用レスト装置は、前記砥石を支承する砥石台に設けられ、前記砥石が摩耗により外径を減じるのに伴って、前記下方レストシュー及び前記後方レストシューの前記砥石に対する相対位置を調節する位置調節機構を備えていることである。 The structural feature of the invention according to claim 4 is that, in any one of claims 1 to 3, the rest device for a thread groove grinding device is provided on a grindstone table for supporting the grindstone, and the grindstone is worn. The position adjustment mechanism which adjusts the relative position with respect to the said grindstone of the said lower rest shoe and the said back rest shoe is accompanied with reducing an outer diameter by.
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、ねじ軸が螺旋状に形成されたねじ軸を回転可能に支持する工作物支持装置と、該工作物支持装置に支持されたねじ軸を回転駆動するねじ軸回転駆動装置と、前記ねじ溝の螺旋溝面を研削する砥石を回転駆動可能に支承する砥石台と、該砥石台を前記工作物支持装置に対して前記ねじ軸の軸方向に相対移動させる軸方向移動装置と、前記砥石台を前記工作物支持装置に対して前記ねじ軸の半径方向に相対移動させる半径方向移動装置と、前記ねじ軸の回転に同期して前記砥石台が前記ねじ軸の軸方向に相対移動するように前記ねじ軸回転駆動装置及び前記軸方向移動装置を作動させる同期作動装置と、を備えたねじ溝研削装置において、前記砥石台には、該砥石台に伴って前記ねじ軸の軸方向に移動可能な請求項1乃至請求項4に記載されたレスト装置が設けられていることである。 The structural features of the invention according to claim 5 are: a workpiece support device that rotatably supports a screw shaft having a screw shaft formed in a spiral shape; and a rotational drive of the screw shaft supported by the workpiece support device. A screw shaft rotation drive device that rotates, a grindstone table that rotatably supports a grindstone that grinds the spiral groove surface of the screw groove, and the grindstone table relative to the workpiece support device in the axial direction of the screw shaft. An axial movement device for movement, a radial movement device for moving the wheel head relative to the workpiece support device in the radial direction of the screw shaft, and the wheel head in synchronization with the rotation of the screw shaft. In the thread groove grinding apparatus comprising the screw shaft rotation driving device and the synchronous operation device that operates the axial movement device so as to move relative to each other in the axial direction of the screw shaft, the grindstone table includes the grindstone table. Along with this, it can move in the axial direction of the screw shaft Rest device according to claims 1 to 4 is that are provided.
請求項1に係る発明によれば、ねじ溝にレストシューを挿入する際にレストシュー進退機構を作動させ、下方レストシューと後方レストシューとをねじ軸の螺旋溝面に夫々当接させて螺旋溝面外形に倣わせる。そして、レストシュー固定機構を作動させ、螺旋溝面外形に倣った位置を維持した状態でねじ軸の研削加工を行わせる。このように、下方と後方の2方向から支持するので、ねじ研削加工に伴って複雑に変動する加工抵抗やワークの自重による多方向の力に対して強い剛性で対応することができる。また、このように2方向から支持する場合には、支持する工作物の外径や溝の深さが異なるため、2つのレストシューを最適な位置で当接させて支持することが困難な場合がある。しかし、本件発明では、ねじ軸の螺旋溝面の外径や溝の深さに相違があっても、レストシューを下方及び後方から実際に当接させて倣わせることで、最適な位置にレストシューを簡単に配置して支持させることが可能となり、研削時の振れや撓みを効果的に防止してねじ軸の加工精度を飛躍的に向上させることができる。また、ねじ軸の螺旋溝面でレストシューを受けるので、レスト受け面を前加工する手間が省けて生産コストの低減を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the rest shoe is inserted into the screw groove, the rest shoe advance / retreat mechanism is operated, and the lower rest shoe and the rear rest shoe are brought into contact with the spiral groove surface of the screw shaft, respectively. Follow the groove surface outline. Then, the rest shoe fixing mechanism is operated, and the screw shaft is ground while maintaining the position following the outer shape of the spiral groove surface. Thus, since it supports from two directions below and back, it can respond with strong rigidity to the multidirectional force by the processing resistance which fluctuates complicated with thread grinding processing, or the dead weight of a work. Also, when supporting from two directions in this way, the outer diameter of the workpiece to be supported and the depth of the groove are different, so it is difficult to support the two rest shoes in contact with each other at an optimal position. There is. However, in the present invention, even if there is a difference in the outer diameter of the spiral groove surface of the screw shaft and the depth of the groove, the rest shoe is actually brought into contact from below and rearward to make it follow, so that the optimum position can be obtained. The rest shoe can be easily arranged and supported, and the processing accuracy of the screw shaft can be greatly improved by effectively preventing run-out and bending during grinding. Further, since the rest shoe is received by the spiral groove surface of the screw shaft, it is possible to save the labor for pre-processing the rest receiving surface and to reduce the production cost.
請求項2に係る発明によれば、複数種類のねじ軸を研削する場合でも、研削するねじ軸毎に、リード角調整装置によって、そのねじ部のリード角に倣うように下方レストシューと後方レストシューとを調節することが可能なので、多くの段取り時間を必要とすることなく、これらの2つのレストシューを簡単に最適な位置に調節して支持させることができる。 According to the second aspect of the present invention, even when a plurality of types of screw shafts are ground, the lower rest shoe and the rear rest are made to follow the lead angle of the threaded portion by the lead angle adjusting device for each screw shaft to be ground. Since it is possible to adjust the shoe, these two rest shoes can be easily adjusted and supported at an optimal position without requiring a lot of setup time.
請求項3に係る発明によれば、レストシューが、砥石によって研削された螺旋溝面のボール転動面以外の部分でボールねじ軸と当接するので、ボール転動面にレストシューとの接触で傷を付けることなく高精度で研削させることができる。 According to the invention of claim 3, the rest shoe abuts the ball screw shaft at a portion other than the ball rolling surface of the spiral groove surface ground by the grindstone, so that the ball rolling surface is brought into contact with the rest shoe. It can be ground with high accuracy without scratching.
請求項4に係る発明によれば、砥石が、研削による使用やドレッシング・ツルーイングといった整形による摩耗で、砥石外径が小さくなると、レスト装置が砥石台に設けられているため、砥石(回転中心)とレストシューの支持面との相対位置が変わらずに、砥石がボールねじ軸の研削面に接触すべき面とレストシューの支持面との位置が離れてしまうこととなる。このようなときでも、本件発明のレスト装置によると、位置調節機構により砥石(回転中心)に対するレストシューの相対位置を調節することで、最も適当な位置で継続して支持することができる。 According to the invention according to claim 4, when the grindstone is worn by shaping such as use by grinding or dressing / truing, and the grindstone outer diameter becomes small, the rest device is provided on the grindstone base, so the grindstone (rotation center) As a result, the relative position between the support surface of the rest shoe and the rest shoe does not change, and the surface where the grindstone should come into contact with the grinding surface of the ball screw shaft and the support surface of the rest shoe are separated. Even in such a case, according to the rest device of the present invention, the relative position of the rest shoe with respect to the grindstone (rotation center) can be adjusted by the position adjusting mechanism, so that it can be continuously supported at the most appropriate position.
請求項5に係る発明によれば、下方と後方の2方向からねじ研削加工に伴って複雑に変動する加工抵抗やワークの自重による多方向の力に対して強い剛性で支持することができる。また、レストシューを下方及び後方から実際に当接させて倣わせることで、常に最適な位置にレストシューを簡単に配置して支持させることが可能となり、研削時の振れや撓みを効果的に防止してねじ軸の加工精度を飛躍的に向上させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to support with high rigidity against multi-directional force due to machining resistance and workpiece weight that fluctuate in complex with thread grinding from the lower and rear two directions. In addition, the rest shoe can be placed in contact with the shoe from the bottom and rear to make it follow, so that the rest shoe can be easily placed and supported at the optimum position at all times. Therefore, the processing accuracy of the screw shaft can be dramatically improved.
以下、本発明の実施形態に係るレスト装置を備えたねじ溝研削装置を図面に基づいて説明する。図1はねじ溝研削装置の概要を示す平面図であり、第2図は砥石台に設けられたレスト装置の使用状態を示す図である。ねじ溝研削装置10は、ベッド11と、ベッド11上に載置されボールねじ軸Wを回転駆動可能に支持する工作物支持装置12と、ベッド11上にボールねじ軸Wの軸方向及び半径方向に移動可能に装架された砥石台13と、砥石台13に回転駆動可能に支承されボールねじ軸Wに形成されたねじ溝Wgの螺旋溝面Ws(図8参照)を研削する砥石Gと、研削抵抗によるボールねじ軸Wの撓みを防止するためにボールねじ軸Wを後述するレストシュー45,46で支持するレスト装置15とを備えている。
Hereinafter, a thread groove grinding device provided with a rest device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing an outline of a thread groove grinding apparatus, and FIG. 2 is a view showing a use state of a rest apparatus provided on a grindstone table. The thread
ボールねじ軸Wは、例えばラック同軸型電動パワーステアリング装置に使用されるボールねじ軸であり、溝の両側に螺旋溝面Wsを有するねじ溝Wgが螺旋状に形成されている。このボールねじ軸Wの一端部にはラックWrが形成され、他端部には連結軸Wcが形成されている。ねじ溝Wgの軸方向の断面形状は、例えば図8に示すように、両円弧の半径Rが交差するように両円弧の中心O1,O2が互いにボールねじ軸Wの軸方向に僅かに変位された円弧C1,C2と、両円弧C1,C2をねじ溝Wgの谷側底部で半径方向に逃がして連結する逃げ溝Dとからなっている。ボールねじ軸Wと図略のナットとの間に介在される鋼製のボールBが、溝両側の螺旋溝面Wsをなす2つの円弧C1,C2の中央部分のボール転動面Wbを転動するように構成されている。 The ball screw shaft W is a ball screw shaft used in, for example, a rack coaxial type electric power steering apparatus, and a screw groove Wg having a spiral groove surface Ws on both sides of the groove is formed in a spiral shape. A rack Wr is formed at one end of the ball screw shaft W, and a connecting shaft Wc is formed at the other end. For example, as shown in FIG. 8, the cross-sectional shape of the screw groove Wg is slightly displaced in the axial direction of the ball screw shaft W with respect to the center O1, O2 of both arcs so that the radii R of both arcs intersect each other. Arcs C1 and C2 and escape grooves D that connect both arcs C1 and C2 by escaping in the radial direction at the bottom of the valley of the thread groove Wg. A steel ball B interposed between the ball screw shaft W and a nut (not shown) rolls on the ball rolling surface Wb at the center of the two arcs C1 and C2 forming the spiral groove surfaces Ws on both sides of the groove. Is configured to do.
工作物支持装置12は、図1に示すように、ねじ溝研削装置10のベッド11上に所定距離離間して設置された主軸台16と心押台17とからなり、主軸台16には、ボールねじ軸Wの一端を把持するチャック18を取付けた主軸19が回転可能に軸承され、主軸19はサーボモータ20によって回転駆動されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
心押台17には、ボールねじ軸Wの他端を支持する心押センタ21を取付けた心押軸22がZ軸方向に進退可能に支持され、心押軸22は図略の進退用シリンダによって進退されるようになっている。ボールねじ軸Wは、心押軸22の進退によって、他端に設けられたセンタ穴を心押センタ21によって支持され、その一端を主軸台16のチャック18に把持される。そして、ボールねじ軸Wは、サーボモータ20により回転される。主軸19、チャック18、サーボモータ20等によって、工作物支持装置12に支持されたボールねじ軸Wを回転駆動するねじ軸回転駆動装置24が構成される。
The tailstock 17 supports a
ベッド11上には、スライド25が一対のリニアガイド26によってボールねじ軸Wの軸方向と平行な方向(Z軸方向)に移動可能に案内支持されている。スライド25は、サーボモータ27によってボールねじ28を介してZ軸方向に移動される。スライド25上には砥石台13が一対のリニアガイド30によってボールねじ軸Wの半径方向と平行な水平方向(X軸方向)に移動可能に装架され、砥石台13はサーボモータ31によってボールねじ29を介してX軸方向に移動される。
On the bed 11, a slide 25 is guided and supported by a pair of
スライド25、リニアガイド26、サーボモータ27、ボールねじ28等によって、砥石台13を工作物支持装置12に対してボールねじ軸Wの軸方向に移動させる軸方向移動装置32が構成される。リニアガイド30、ボールねじ29、サーボモータ31等によって、砥石台13を工作物支持装置12に対してボールねじ軸Wの半径方向に移動させる半径方向移動装置33を構成する。
The slide 25, the
砥石台13には砥石軸34が工作物支持装置12側に設けられた軸受部35により両端部を回転可能に軸承され、モータ36によってベルト47を介して回転駆動されるようになっている。砥石軸34の中央部には砥石Gがボールねじ軸Wと対向して固定されている。
A
レスト装置15は、砥石台13の前側に、軸受部35と並んで設けられている。砥石台13の前端部37には、図2に示すように、レスト本体38が一対のリニアガイド39により上下方向に移動可能に装架され、サーボモータ40によってボールねじ49(図2参照)を介して上下動される。即ち、レスト本体38上面に固定されたサーボモータ40によって回転駆動されるボールねじ49がレスト本体38に回転可能に軸承され、このボールねじ49に螺合するナット50が砥石台13の前端部に固定されている。レスト本体38には、X軸方向に延在するガイド部41が設けられ、ガイド部41には進退部材42が一対のリニアガイド51により前後方向に移動可能に装架されている(図2及び図3参照)。進退部材42は油圧シリンダ43によってボールねじ軸Wに対して進退移動される。油圧シリンダ43は図略の油圧ポンプに連通され、この油圧ポンプと油圧シリンダ43との間には電磁弁(図略)が設けられ、この電磁弁の開閉を制御する数値制御装置48によって油圧シリンダ43の駆動が制御される。これらの進退部材42及び油圧シリンダ43等によって位置調節機構を構成する。また、進退部材42には、縦壁部44aと横壁部44bとを有するL字形のシューベース44が並設されている。このシューベース44は、進退部材42に対して、図3に示すように、回動支軸52により回動支軸52の中心回りに回動可能に設けられ、所定幅の一対の円弧穴53にそれぞれ遊嵌された固定ねじ54によって、シューベース44の回動が所定の箇所で停止・固定されるようになっている。砥石Gは、ボールねじ軸Wの研削に合わせて傾斜するようになっており、砥石台13に取り付けられているレスト装置15も砥石Gの傾斜に伴って同方向に傾斜する。ところが、レスト装置15は砥石Gの反対側からボールねじ軸Wを受けるものであり、ボールねじ軸Wのねじ溝Wgに倣うためには逆方向に傾斜させる必要がある。そのため、砥石台に対するレスト装置15の角度を、これらの回動支軸52、円弧穴53及び固定ねじ54によって逆方向に傾斜させる補正を行うものである。
The
また、シューベース44の縦壁部44aには螺旋溝面Wsに砥石Gの反対側から当接する後方レストシュー46が設けられている。後方レストシュー46の基端部には、図4に示すように、回動支持突起軸55が形成され、回動支持突起軸55に対してボールねじ軸Wへの当接部分(後述する当接部46a,46b)が偏心した位置に設けられる。この回動支持突起軸55はシューベース44の縦壁部44aに貫設された回動支持穴56に回動支持突起軸55の中心O3回りに回動可能に支承される。後方レストシュー46の回動は、縦壁部44aの上下に一対で形成された円弧穴57に遊嵌された固定ねじ58により所定範囲に規制され、かつ所定の位置で位置決めされて固定される。このようにボールねじ軸Wへの当接部分(当接部46a,46b)を、回動支持突起軸55の中心O3回りに所定範囲で回動させることで、ねじ溝Wgのリード角に倣うよう調節するようになっている。
Further, a
また、後方レストシュー46は、図5に示すように、レストシュー進退機構としてのエアシリンダ機構59と、レストシュー固定機構としてのストッパ機構60とを備えている。エアシリンダ機構59は、先端側及び基端側にエアの供給孔61が開口するシリンダ62と、シリンダ62より進退して先端が螺旋溝面Wsに当接するする当接ピストン部材63とを有している。当接ピストン部材63は、その中央部外周にはシリンダ62の内壁に摺動する鍔部64が周設され、基端部から鍔部64へかけての側面には当接ピストン部材63が進退する方向に沿って一条のV溝65が形成されている。鍔部64の外周部にはエアのシール77が設けられている。鍔部64から先端部へかけては円柱状の摺動部66が形成され、摺動部66はシリンダ62の摺動ガイド部67に摺動可能にガイドされる。当接ピストン部材63の先端(当接部46a,46b)は、耐摩耗性を有する材料で形成され、螺旋溝面Wsに当接して工作物Wを支持するようになっている(図8参照)。前記シリンダ62の先端側及び基端側に開口するエアの供給孔61は、鍔部64の前後に夫々開口し、図略のエアポンプに連通されている。このエアポンプと供給孔61の間には後述する数値制御装置48で制御される電磁弁(図略)が設けられ、当接ピストン部材63をエア圧で駆動させるようになっている。摺動ガイド部67にはエアのシール68が設けられている。
Further, as shown in FIG. 5, the
ストッパ機構60は、図5に示すように、前記当接ピストン部材63の進退方向に直角に進退するピストン部材69を備えている。ピストン部材69の本体部側外周部にはシール70が設けられ、ピストン部材69の先端部側を摺動させる摺動ガイド部79にはシール78が設けられている。ストッパ機構60のシリンダ71において、その先端側及び基端側にエアの供給孔72がシール70の前後に夫々開口している。これらのエアの供給孔72は図略のエアポンプに連通されている。このエアポンプと供給孔72の間には数値制御装置48で制御される電磁弁(図略)が設けられ、エア圧によりピストン部材69がエアシリンダ機構59の当接ピストン部材63に向かって進退するようになっている。そして、ピストン部材69の先端部が前記当接ピストン部材63のV溝65に接触して当接ピストン部材63の進退する動きを止めるようになっている。後方レストシュー46は、エアシリンダ機構59によって前進して螺旋溝面Wsに当接した当接ピストン部材63を、ストッパ機構60によって、その当接した位置を固定・維持させることにより、ボールねじ軸Wを最適な位置で支持するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
また、後方レストシュー46は、図9に示すように、砥石Gによって研削された螺旋溝面Wsの中のボール転動面Wb以外の部分に当接するように、砥石Gが当接する箇所からねじ溝Wgが例えば2〜3溝ずれ、かつ位相が180度ずれた位置に砥石Gと対向して配置されている。螺旋溝面Wsが研削されたボールねじ軸Wは、鋼製のボールBを介してボールナットが螺合されてボールねじ装置を構成する。螺旋溝面Wsの中のボール転動面Wbに傷が付くと、ボールが傷部分を転動することにより振動を誘発し異音を発生する。ボール転動面Wbに傷が発生しないように、後方レストシュー46の前端面の両側縁部には、砥石Gによって研削された両螺旋溝面Wsにボール転動面Wbから谷側に外れた部分で当接する当接部46a,46bが形成されている。
Further, as shown in FIG. 9, the
また、シューベース44の横壁部44bには、砥石Gからねじ溝Wgに作用する研削力によるボールねじ軸Wの撓みを防止するように、ボールねじ軸Wのねじ溝Wgの螺旋溝面Wsに下方から当接する下方レストシュー45が設けられている。下方レストシュー45の下端には、図4に示すように、嵌合穴73が設けられ、この嵌合穴73の中心04に対して当接部分(後述する当接部45a,45b)が偏心した位置に設けられている。下方レストシュー45は、嵌合穴73においてシューベース44の横壁部44bより直角に突設されたシュー支持軸74に回動可能に支承されている。この下方レストシュー45の回動は、縦壁部44aの円弧穴75に遊嵌された固定ねじ76と、図略の円弧穴に遊嵌された固定ねじ77(図3参照)等により所定範囲に規制され、かつ所定位置で位置決めされて固定される。このようにボールねじ軸Wへの当接部分(当接部45a,45b)を、嵌合穴73の中心O4回りに所定範囲で回動させることで、ねじ溝Wgのリード角に倣うよう調節するようになっている。
Further, the
また、下方レストシュー45にも、前記後方レストシュー46と同様なエアシリンダ機構59とストッパ機構60とが設けられている。その構成は同様であるので、説明を省略する。また、下方レストシュー45は、砥石Gによって研削された螺旋溝面Wsの中のボール転動面Wb以外の部分に下方から当接するように、砥石Gが当接する箇所からねじ溝Wgが2〜3溝ずれ、かつ位相が90度ずれた位置に配置されている。図8に参照番号で示したように、下方レストシュー45の前端面の両側縁部にも、砥石Gによって研削された両螺旋溝面Wsにボール転動面Wbから谷側に外れた部分で当接する当接部45a,45bが形成されている。なお、シュー支持軸74、嵌合穴73、円弧穴57,75、固定ねじ58,76、回動支持突起軸55、回動支持穴56等によりリード角調整装置を構成する。
The
数値制御装置48は、NCデータに基づいてサーボモータ20,27を回転制御し、砥石台13が主軸19の回転に同期してZ軸方向に移動され、砥石Gはねじ溝Wgの螺旋溝面Wsを螺旋状に研削する。砥石台13に設けられたレスト装置15の下方及び後方レストシュー45,46も砥石Gによって研削された螺旋溝面Wsのボール転動面Wb以外の部分に当接した状態でボールねじ軸Wの回転に同期してボールねじ軸Wの軸方向に移動する。
The
次に上記実施形態のレスト装置を備えたねじ溝研削装置の作動について説明する。まず、工作物(ボールねじ軸)Wを主軸19のチャック18に回転方向の位相決めを行って把持し、その後端部を心押台17の心押センタ21で支持して起動釦を押すと、数値制御装置48はねじ溝研削プログラムを実行する。サーボモータ27が数値制御装置48からの指令により回転駆動され、スライド25がボールねじ28を介してZ軸方向に移動される。そして、砥石がボールねじ軸Wのねじ溝Wgの始端部と対向する研削開始位置に割り出される。
Next, the operation of the thread groove grinding device provided with the rest device of the above embodiment will be described. First, the workpiece (ball screw shaft) W is gripped by phasing the
次にサーボモータ20,27がねじ溝創生NCデータにより同時2軸制御されて回転され、砥石台13はボールねじ軸Wの回転に同期してボールねじ軸Wの軸方向に移動され、ボールねじ軸Wと砥石Gとの間でねじ溝創生運動が行われる。これと同時に、サーボモータ31が回転され、砥石台13が工作物支持装置12に向かってX軸方向に前進位置に移動され、砥石Gが工作物(ボールねじ軸)Wに向かって切り込まれる。
Next, the
ねじ溝Wgの始端部分の螺旋溝面Wsが砥石Gにより研削されると、サーボモータ40及び油圧シリンダ43が駆動される。この場合、砥石台13に対するレスト装置15の角度を、逆方向に傾斜させる補正を行う。また、創生されるねじ溝Wgのリード角にあわせて、予め後方レストシュー46、下方レストシュー45を中心O3,O4回りに回動させ、その回動位置で固定させて位置決めしておく。なお、後方レストシュー46及び下方レストシュー45は、エアシリンダ機構59により夫々の当接ピストン部材63を後退させた状態で維持する。次に、レスト本体38が上昇されるとともに、進退部材42が後退される。そして、エアシリンダ機構59を駆動させて下方及び後方レストシュー45,46の各当接ピストン部材63を進出させ、当接部45a,45b及び46a,46bを砥石Gによって研削された両螺旋溝面Wsにボール転動面Wbから谷側に外れた部分で当接させる。続いて、ストッパ機構60を作動させて進出した当接ピストン部材63を固定させ、当接部45a,45b及び46a,46bが両螺旋溝面Wsにボール転動面Wbから谷側に外れた部分で当接した状態を維持させる。このようにして、下方及び後方レストシュー45,46は砥石Gによって研削された螺旋溝面Wsのボール転動面Wb以外の部分に当接した状態で砥石台13とともに移動されるので、ボールねじ軸Wは砥石Gに近い軸方向位置で下方及び後方レストシュー45,46によって支持されて研削され、ボールねじ軸Wの撓みが防止されてねじ溝Wgが高精度に研削される。このとき、ボール転動面Wbには下方及び後方レストシュー45,46が接触しないので傷が付くことが無い。また、下方及び後方レストシュー45,46の前端両側縁部に設けられた当接部45a,45b及び46a,46bが、砥石Gによって研削された両螺旋溝面Wsに当接しているので、両螺旋溝面Wsからの力が下方及び後方レストシュー45,46の前端両側縁部にバランスよく作用し、下方及び後方レストシュー45,46が安定した状態でボールねじ軸Wを支持することができる。
When the spiral groove surface Ws at the start end portion of the thread groove Wg is ground by the grindstone G, the
さらに、下方及び後方レストシュー45,46の当接部45a,45b及び46a,46bは、砥石Gによって研削された両螺旋溝面Wsに、図8に示すように、ボール転動面Wbから谷側に外れた部分で当接するので、当接部45a,45b及び46a,46bと両螺旋溝面Wsとの当接部における共通接線とボールねじ軸Wの軸方向とのなす角度が小さくなり、レストシュー45,46が両螺旋溝面Wsに対してねじ溝Wの軸方向に僅かに逃げることが可能となり、研削加工中に微小なピッチ誤差等を吸収することができる。
Further, the
また、研削加工中に供給されるクーラントがねじ軸Wgの回転につれて両螺旋溝面Ws間の逃げ溝Dを通って下方及び後方レストシュー45,46の前端背面まで十分供給されるので、当接部45a,45b及び46a,46bと両螺旋溝面Wsとの間で、焼き付きを生じることが無い。
Further, the coolant supplied during grinding is sufficiently supplied through the escape groove D between the spiral groove surfaces Ws to the lower side and the front end back surfaces of the rear rest shoes 45 and 46 as the screw shaft Wg rotates. No seizure occurs between the
次に、砥石Gがねじ軸Wgを終端まで研削すると、サーボモータ31が逆回転され、砥石台13が後退位置に後退されて、砥石車Gがねじ溝Wgから離脱する。また、サーボモータ40及び油圧シリンダ43を逆に駆動させて、レスト本体38及び進退部材42が離脱位置に移動され、下方及び後方レストシュー45,46の当接部45a,45b及び46a,46bが、砥石Gによって研削された螺旋溝面Wsから離脱する(図6及び図7参照)。
Next, when the grinding wheel G grinds the screw shaft Wg to the end, the servo motor 31 is rotated in the reverse direction, the
上記のレスト装置を備えたねじ溝研削装置によると、ねじ溝Wgにレストシュー45、46を挿入する際にレストシュー進退機構(エアシリンダ機構59)を作動させ、下方レストシュー45と後方レストシュー46とをボールねじ軸Wの螺旋溝面Wsに夫々当接させて螺旋溝面WSの外形に倣わせる。そして、レストシュー固定機構(ストッパ機構60)を作動させ、螺旋溝面Wsの外形に倣った位置を維持した状態でボールねじ軸Wの研削加工を行わせる。このように、下方と後方の2方向からボールねじ軸Wを支持するので、ねじ研削加工に伴って複雑に変動する加工抵抗やワークの自重による多方向の力に対して強い剛性で対応することができる。また、このように2方向から支持する場合には、支持する工作物の外径やねじ溝の深さが異なるため、2つのレストシューを最適な位置で当接させて支持することが困難な場合がある。しかし、本件発明では、ボールねじ軸Wの螺旋溝面Wsの外径やねじ溝Wgの深さに相違があっても、レストシュー45、46を下方及び後方から実際に当接させて倣わせることで、最適な位置にレストシュー45,46を簡単に配置して支持させることが可能となり、研削時の振れや撓みを効果的に防止してねじ軸の加工精度を飛躍的に向上させることができる。また、ボールねじ軸Wの螺旋溝面Wsでレストシュー45,46を受けるので、従来のようにレスト受け面を前加工する手間が省けて生産コストの低減を図ることができる。
According to the thread groove grinding apparatus provided with the above-described rest device, when the rest shoes 45 and 46 are inserted into the thread groove Wg, the rest shoe advancement / retraction mechanism (air cylinder mechanism 59) is operated, and the
また、複数種類のねじ軸を研削する場合でも、研削するねじ軸毎に、リード角調整装置(55,56,57,58,73,74,75,76等)によって、そのねじ部のリード角に倣うように下方レストシュー45と後方レストシュー46とを調節することが可能なので、多くの段取り時間を必要とすることなく、これらの2つのレストシュー45,46を簡単に最適な位置に調節して支持させることができる。
Further, even when grinding a plurality of types of screw shafts, the lead angle of the thread portion is adjusted by a lead angle adjusting device (55, 56, 57, 58, 73, 74, 75, 76, etc.) for each screw shaft to be ground. Since the
また、砥石Gが、研削による使用やドレッシング・ツルーイングといった整形による摩耗で、砥石外径が小さくなると、レスト装置15が砥石台13に設けられているため、砥石(回転中心)Gとレストシュー45,46の支持面との相対位置が変わらずに、砥石Gがボールねじ軸Wの研削面に接触すべき面とレストシュー45,46の支持面との位置が離れてしまうこととなる。このようなときでも、本件発明のレスト装置15によると、位置調節機構(42,43)により砥石Gに対してレストシュー45,46を近づける調節をすることで、最も適当な位置で継続して支持することができる。
In addition, when the grindstone G is worn by shaping or wear due to shaping such as dressing / truing, and the grindstone outer diameter becomes small, the
また、レストシュー45,46が、砥石Gによって研削された螺旋溝面Wsのボール転動面以外の部分でボールねじ軸Wと当接するので、ボール転動面Wbにレストシュー45,46との接触で傷を付けることなく高精度で研削させることができる。 Further, since the rest shoes 45 and 46 are in contact with the ball screw shaft W at portions other than the ball rolling surface of the spiral groove surface Ws ground by the grindstone G, the rest shoes 45 and 46 are in contact with the ball rolling surface Wb. Grinding can be performed with high accuracy without scratching by contact.
なお、ねじ軸としてボールねじ軸としたが、これに限定されず、例えば、一般的なねじ溝が形成されるねじ軸の研削に使用することができる。 In addition, although it was set as the ball screw shaft as a screw shaft, it is not limited to this, For example, it can be used for grinding of the screw shaft in which a general screw groove is formed.
10・・・ねじ溝研削装置、12・・・工作物支持装置、13・・・砥石台、15・・・レスト装置、24・・・ねじ軸回転駆動装置、32・・・軸方向移動装置、33・・・半径方向移動装置、42・・・位置調節機構(進退部材)、43・・・位置調節機構(油圧シリンダ)、45・・・下方レストシュー、46・・・後方レストシュー、48・・・同期作動装置(数値制御装置)、55・・・リード角調整装置(回動支持突起軸)、56・・・リード角調整装置(回動支持穴)、57・・・リード角調整装置(円弧穴)、58・・・リード角調整装置(固定ねじ)、59・・・レストシュー進退機構(エアシリンダ機構)、60・・・レストシュー固定機構(ストッパ機構)、73・・・リード角調整装置(嵌合穴)、74・・・リード角調整装置(シュー支持軸)、75・・・リード角調整装置(円弧穴)、76・・・リード角調整装置(固定ねじ)、G・・・砥石、W・・・ねじ軸(ボールねじ軸)、Wb・・・ボール転動面、Ws・・・螺旋溝面。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記レストシューは、ねじ軸の螺旋溝面を、下方から当接する下方レストシューと前記砥石の反対側から当接する後方レストシューとを有し、
前記下方レストシュー及び前記後方レストシューには、これらのレストシューを、当接する前記螺旋溝面の形状に倣い該螺旋溝面に接離する方向に進退させるレストシュー進退機構と、各前記レストシューを前記螺旋溝面に当接した位置で固定させるレストシュー固定機構とが、夫々設けられていることを特徴とするねじ溝研削装置用レスト装置。 In order to prevent bending due to grinding resistance when grinding a thread groove with a grindstone, in a rest device that supports a screw shaft that is a workpiece with a rest shoe,
The rest shoe has a lower rest shoe that contacts the spiral groove surface of the screw shaft from below and a rear rest shoe that contacts from the opposite side of the grindstone,
The lower rest shoe and the rear rest shoe include a rest shoe advancing / retreating mechanism for moving the rest shoe in a direction of moving in and out of the spiral groove surface following the shape of the spiral groove surface to be in contact with each other. And a rest shoe fixing mechanism for fixing the shoe at a position in contact with the spiral groove surface.
前記砥石台には、該砥石台に伴って前記ねじ軸の軸方向に移動可能な請求項1乃至請求項4に記載されたレスト装置が設けられていることを特徴とするねじ溝研削装置。
A workpiece support device that rotatably supports a screw shaft having a screw shaft formed in a spiral shape, a screw shaft rotation drive device that rotationally drives the screw shaft supported by the workpiece support device, and a spiral of the screw groove A grindstone base that rotatably supports a grindstone that grinds the groove surface, an axial movement device that moves the grindstone base relative to the workpiece support device in the axial direction of the screw shaft, and the grindstone stand A radial movement device that moves relative to a workpiece support device in the radial direction of the screw shaft; and the screw that moves the grindstone table in the axial direction of the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft. In a thread groove grinding apparatus comprising: an axial rotation driving device and a synchronous operation device that operates the axial movement device;
The thread groove grinding apparatus according to claim 1, wherein the grinding wheel base is provided with a rest device according to claim 1, which is movable in the axial direction of the screw shaft along with the grinding wheel base.
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