JP5510779B2

JP5510779B2 - 研削装置

Info

Publication number: JP5510779B2
Application number: JP2009142269A
Authority: JP
Inventors: 強志八木; 浩二小野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-06-15
Also published as: JP2010284776A; WO2010147086A1; US9108294B2; US20120058716A1

Description

本発明は、砥石のドレス機構を備えた研削装置に関する。

平面研削盤や円筒研削盤等の研削装置は、回転駆動される主軸の先端部にワークを固定するチャックを設け、回転駆動される砥石軸の砥石ヘッドに砥石を取り付けて、主軸と砥石軸を主軸の軸方向や直角方向へ相対的に移動させ、チャックに固定されたワークの加工面を砥石で研削するようにしている。

このような研削装置には、研削中に目詰まり等を生じる砥石を簡便にドレスできるように、砥石を砥石ヘッドに取り付けたままでドレスするドレス機構を備えたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載されたものでは、砥石軸の上方に、砥石軸と平行にした回動可能な回動軸を備えたドレスヘッド支持ベースを設け、このドレスヘッド支持ベースに回動軸と平行なスピンドルを設けて、このスピンドルにドレス工具としてドレス材を着脱可能とし、回動軸を回動することにより、ドレス材を砥石に押し当てるようにしている。また、ドレスヘッド支持ベースにモータを取り付け、モータの回転を歯車伝達機構によって、ドレス材を取り付けたスピンドルに伝達するようにしている。

また、特許文献２に記載されたものでは、ワークを取り付ける主軸ヘッドを、ドレス工具を取り付けるヘッドと兼用のものとし、ワークを取り外した主軸ヘッドにドレス工具を取り付けて、砥石ヘッドに取り付けられた砥石をドレスするようにしている。

特開平８−２２９８１５号公報特開２００６−９５６６３号公報

特許文献１に記載された研削装置は、回動軸を備えたドレスヘッド支持ベースを設け、さらに、ドレス材を取り付けたスピンドルを回転させるモータと歯車伝達機構を設ける必要があるので、ドレス機構が大掛かりで複雑な構成となり、製造コストも高価なものとなる問題がある。また、特許文献２に記載された研削装置は、ドレス機構は単純な構成であるが、砥石をドレスする毎に、ワークを取り外した主軸ヘッドにドレス工具を取り付ける必要があるので、ドレス工具の取り付けに手間がかかる問題がある。

そこで、本発明の課題は、簡単な構成で容易に砥石をドレスでき、製造コストも安価なドレス機構を備えた研削装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、回転駆動される主軸の先端部にワークを固定するチャックを設け、回転駆動される砥石軸の砥石ヘッドに砥石を取り付けて、前記主軸と砥石軸を相対的に移動させ、前記チャックに固定されたワークの加工面を、前記砥石ヘッドに取り付けられた砥石で研削する研削装置において、前記主軸の先端部に、前記砥石をドレスするドレス工具を取り付けるドレスヘッドを設け、前記砥石でワークを研削する研削時は、前記ドレスヘッドに取り付けられたドレス工具が砥石と接触せず、前記ドレス工具で砥石をドレスするドレス時は、前記ワークを固定するチャックが砥石と接触しないように、前記ドレス工具が取り付けられている構成を採用した。

すなわち、主軸の先端部に、砥石をドレスするドレス工具を取り付けるドレスヘッドを設け、砥石でワークを研削する研削時は、ドレスヘッドに取り付けられたドレス工具が砥石と接触せず、ドレス工具で砥石をドレスするドレス時は、ワークを固定するチャックが砥石と接触しないように、ドレス工具が取り付けられているようにすることにより、主軸と砥石軸の相対的な移動を利用して、ドレス工具を砥石に押し当てるとともに、主軸の回転を利用してドレスヘッドを回転させ、かつ、ドレスする毎にドレス工具を取り付けることも不要として、簡単な構成で容易に砥石をドレスできるようにした。また、この研削装置は、ドレス工具を取り付けたままワークを研削できるので、自動運転中に所定の加工個数または加工時間のインターバルで自動的にドレスを行う自動スキップドレス機能を容易に付与することができ、自動の加工ラインに組み込んで用いるのにも適している。

前記チャックと前記ドレスヘッドを前記主軸の軸方向に相対移動可能とし、前記研削時と前記ドレス時とで、前記チャックとドレスヘッドが異なる位置に固定されることにより、ドレス工具がワークを研削する砥石と干渉しないように、十分に退避させることができる。

前記ドレス工具を取り付けるドレスヘッドは、前記ワークを固定するチャックの外径側に配置するとよい。

前記研削装置は、前記主軸と前記砥石軸を平行に配設した平面研削盤とすることができる。

前記研削装置は、前記主軸と前記砥石軸を直角に配設した平面研削盤とすることもできる。

前記研削装置は、前記ワークの内径面を加工面とする内径研削盤とすることもできる。

前記研削装置は、前記ワークの外径面を加工面とする外径研削盤とすることもできる。

本発明の研削装置は、主軸の先端部に、砥石をドレスするドレス工具を取り付けるドレスヘッドを設け、砥石でワークを研削する研削時は、ドレスヘッドに取り付けられたドレス工具が砥石と接触せず、ドレス工具で砥石をドレスするドレス時は、ワークを固定するチャックが砥石と接触しないように、ドレス工具が取り付けられているようにしたので、簡単な構成で容易に砥石をドレスすることができ、製造コストも安価なものとすることができる。また、この研削装置は、ドレス工具を取り付けたままワークを研削できるので、自動運転中に所定の加工個数または加工時間のインターバルで自動的にドレスを行う自動スキップドレス機能を容易に付与することができ、自動の加工ラインに組み込んで用いるのにも適している。

第１の実施形態の研削装置の要部を示す縦断面図ａ、ｂは図１のチャックでワークを固定する手順を示す縦断面図図１の研削装置で砥石をドレスする状態を示す縦断面図ａは第２の実施形態の研削装置の要部を示す縦断面図、ｂはａのIV−IV線に沿った断面図図４の研削装置で砥石をドレスする状態を示す縦断面図第３の実施形態の研削装置の要部を示す縦断面図図６の研削装置で砥石をドレスする状態を示す縦断面図第４の実施形態の研削装置の要部を示す縦断面図図８の研削装置で砥石をドレスする状態を示す縦断面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この研削装置は、図１に示すように、回転駆動される主軸１の先端部に設けたチャック３に円筒状のワークＷを固定し、主軸１と平行に回転駆動される砥石軸４の砥石ヘッド５に取り付けられた砥石６でワークＷの端面を加工面として研削する平面研削盤であり、主軸１の先端部にドレスヘッド７が設けられ、このドレスヘッド７にリング状のドレス工具８がチャック３の外径側で取り付けられている。

前記主軸１は、軸受９で回転自在に支持された外筒部１ａと、外筒部１ａの内側にスライド可能に回り止めされて進退駆動される軸部１ｂとからなり、軸部１ｂの先端側にチャック３が設けられている。ワークＷは、外筒部１ａの先端に取り付けられた固定リング１０で、軸方向を固定されている。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記チャック３は、軸部１ｂのネック部１ｃに、その先端の拡径された頭部２の後面側で外嵌されたクランプリング３ａと、クランプリング３ａの両側の外径テーパ面３ａａに装着された一対のＯリング３ｂと、クランプリング３ａの後面側でネック部１ｃに外嵌されたベースリング３ｃとからなり、クランプリング３ａには、頭部２との間の空気を逃がすエア抜き孔３ａｂが設けられている。

図２（ａ）に示すように、チャック３が軸部１ｂと一緒に前進した状態で、ワークＷが頭部２に被せられて、固定リング１０に軸方向下端を当接される。こののち、図２（ｂ）に示すように、軸部１ｂを後退駆動して、クランプリング３ａを頭部２とベースリング３ｃとの間で挟圧することにより、各外径テーパ面３ａａに装着されたＯリング３ｂが拡径するように圧縮されて、円筒状のワークＷの内径面を押し付け、ワークＷを固定する。

図１は、前記砥石６でワークＷを研削する研削時の状態を示し、主軸１の軸方向に移動可能とされた砥石軸４が前進して、回転する砥石ヘッド５に取り付けられたカップ状の砥石６が、同じく回転する主軸１の先端部のチャック３に固定されたワークＷの端面に押し付けられている。

図３は、前記ドレス工具８で砥石６をドレスするドレス時の状態を示す。このとき、ワークＷを取り外されたチャック３は、外筒部１ａの先端に取り付けられた固定リング１０の内方に後退し、砥石軸４が研削時よりも前進して、回転するドレスヘッド７に取り付けられたリング状のドレス工具８の端面が砥石６に押し当てられている。このドレス工具８としては、砥石６がレジノイドボンドＣＢＮ砥石等の超砥粒砥石の場合には、アルミナ、炭化珪素等の砥粒を用いたドレスストーンや、５Ａ族金属を有効成分として含有するＸパワー（商品名、三栄精工株式会社製）が使用され、その他の通常砥石等の場合には、ダイヤモンドドレッサが使用される。

図４および図５は、第２の実施形態を示す。この研削装置も平面研削盤であり、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記チャック３とドレスヘッド７が先端部に設けられた主軸１側の構成は、第１の実施形態のものと同じであり、回転駆動される砥石軸４が主軸１と直角に配設され、砥石ヘッド５に円盤状の砥石６が取り付けられている点が異なる。砥石軸４は、その軸方向と、軸方向と直角な上下方向および左右方向に移動可能とされている。

図４（ａ）、（ｂ）は、前記砥石６でワークＷを研削する状態を示し、砥石軸４が下方へ移動して、回転する砥石ヘッド５に取り付けられた円盤状の砥石６が、回転する主軸１の先端部のチャック３に固定されたワークＷの端面に押し付けられ、この状態で砥石軸４が軸方向に進退して、ワークＷの加工面が研削されている。

図５は、前記ドレス工具８で砥石６をドレスする状態を示す。第１の実施形態のものと同様に、ワークＷを取り外されたチャック３は、外筒部１ａの先端に取り付けられた固定リング１０の内方に後退し、砥石軸４が研削時よりも下方へ移動するとともに前方へ前進して、回転するドレスヘッド７に取り付けられたリング状のドレス工具８の端面が砥石６に押し当てられている。

上述した第１および第２の実施形態では、チャックを移動させて、ドレスヘッドと軸方向に相対移動可能としたが、ドレスヘッドまたは、ドレスヘッドとチャックの両方を移動させて、これらを軸方向に相対移動可能とすることもできる。

また、上述した第１および第２の実施形態では、ドレス時にワークをチャックから取り外すようにしたが、ワークおよびドレス工具の大きさや位置関係に応じて、チャックとドレスヘッドの軸方向の相対移動位置を調整し、ワークをチャックに固定したままドレスを行うこともできる。

図６および図７は、第３の実施形態を示す。この研削装置は、図６に示すように、回転駆動される主軸１の先端部のチャック３が、円筒状のワークＷを内径面で固定するものとされ、主軸１と平行に回転駆動される砥石軸４の砥石ヘッド５に取り付けられた円盤状の砥石６でワークＷの外径面を研削する外径研削盤であり、主軸１の先端部に設けられたドレスヘッド７に、リング状のドレス工具８がチャック３の外径側で取り付けられている。このドレス工具８は、外径面に使用用途に応じた形状のドレス材８ａが装着されている。砥石軸４は、その軸方向および軸方向と直角な上下方向に移動可能とされている。なお、ワークＷを固定するチャック３は、この他にも、周知のシューマグネットチャック方式等のものとすることもできる。

図６は、前記砥石６でワークＷを研削する状態を示し、砥石軸４が前進して、回転する砥石ヘッド５に取り付けられた円盤状の砥石６が、主軸１の先端部のチャック３に固定されたワークＷの外径面に押し付けられている。

図７は、前記ドレス工具８で砥石６をドレスする状態を示す。砥石軸４は研削時よりも上方へ移動するとともに前進し、回転するドレスヘッド７に取り付けられたドレス工具８の外径面が砥石６に押し当てられている。なお、このドレス状態では、ワークＷがチャック３から取り外されているが、ワークＷをチャック３に固定したままドレスすることもできる。

図８および図９は、第４の実施形態を示す。この研削装置は、図８に示すように、回転駆動される主軸１の先端部のチャック３が、円筒状のワークＷを外径面で固定するものとされ、主軸１と平行に回転駆動される砥石軸４の砥石ヘッド５に取り付けられた円柱状の砥石６でワークＷの内径面を研削する内径研削盤であり、第３の実施形態のものと同様に、主軸１の先端部に設けられたドレスヘッド７に、リング状のドレス工具８がチャック３の外径側で取り付けられている。このドレス工具８は、外径面と先端面に使用用途に応じた形状のドレス材８ａが装着されている。砥石軸４は、その軸方向と、軸方向と直角な上下方向に移動可能とされている。なお、ワークＷを固定するチャック３は、この他にも、周知のシューマグネットチャック方式や幅クランプ方式等のものとすることもできる。

図８は、前記砥石６でワークＷを研削する状態を示し、砥石軸４が前進して、回転する砥石ヘッド５に取り付けられた円筒状の砥石６が、主軸１の先端部のチャック３に固定されたワークＷの内径面に押し付けられている。

図９は、前記ドレス工具８で円筒状の砥石６の外径面をドレスする状態を示す。砥石軸４は研削時よりも上方へ移動するとともに前進し、回転するドレスヘッド７に取り付けられたドレス工具８の外径面が砥石６の外径面に押し当てられている。砥石６の端面をドレスするときは、図中に一点鎖線で示すように、ドレス工具８の先端面が砥石６の端面に押し当てられる。このドレス状態でも、ワークＷがチャック３から取り外されているが、ワークＷをチャック３に固定したままドレスすることもできる。

上述した各実施形態の研削装置は、軸受の内輪や外輪等のように、主にリング状のワークを研削するのに好適であり、その中でも、リング端面の精度が要求されるような、車輪取り付けフランジを有するハブ輪のインナ側に端面を固定して外嵌される内輪や、円錐ころ軸受の内外輪等の加工に用いると便利である。

上述した各実施形態では、砥石軸を移動可能として主軸と砥石軸を相対移動させるようにしたが、主軸または主軸と砥石軸の両方を移動可能とすることもできる。

また、上述した各実施形態では、ドレスヘッドをチャックの外径側に配置したが、ワークおよびドレス工具の大きさ、形状、位置関係等によっては、ドレスヘッドをチャックの内径側に配置して、ドレス工具の外径側でワークを研削するようにしてもよい。

１主軸
１ａ外筒部
１ｂ軸部
１ｃネック部
２頭部
３チャック
３ａクランプリング
３ａａ外径テーパ面
３ａｂエア抜き孔
３ｂＯリング
３ｃベースリング
４砥石軸
５砥石ヘッド
６砥石
７ドレスヘッド
８ドレス工具
８ａドレス材
９軸受
１０固定リング

Claims

回転駆動される主軸の先端部にワークを固定するチャックを設け、回転駆動される砥石軸の砥石ヘッドに砥石を取り付けて、前記主軸と砥石軸を相対的に移動させ、前記チャックに固定されたワークの加工面を、前記砥石ヘッドに取り付けられた砥石で研削する研削装置において、
前記チャックを前記主軸の軸方向に進退可能とし、前記主軸に、前記ワークを軸方向に位置決めする固定リングと、前記砥石をドレスするドレス工具とを、ドレス工具の端面が固定リングの端面よりも突出するように取り付け、
前記砥石でワークを研削する研削時は、前記ドレス工具が砥石と接触せず、前記ドレス工具で砥石をドレスするドレス時は、前記チャックが砥石と接触しないように、前記チャックを進退させることを特徴とする研削装置。
前記ドレス工具を取り付けるドレスヘッドを、前記ワークを固定するチャックの外径側に配置した請求項１に記載の研削装置。
前記研削装置が、前記主軸と前記砥石軸を平行に配設した平面研削盤である請求項１または２に記載の研削装置。
前記研削装置が、前記主軸と前記砥石軸を直角に配設した平面研削盤である請求項１または２に記載の研削装置。