JP5954119B2

JP5954119B2 - ねじ研削盤における砥石の芯出し方法、及び、芯出し用の測定装置

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Publication number: JP5954119B2
Application number: JP2012240925A
Authority: JP
Inventors: 潔五十嵐
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: WO2014069371A1; CN103906593A; CN103906593B; JP2014091170A; US20150298269A1; US9707649B2

Description

本発明は、ねじ研削盤における砥石の芯出し方法、及び、その方法の実施に用いる芯出し用の測定装置に関するものである。

ボールナットのねじ溝など、ワークの円筒内周面にねじ溝を研削するねじ研削盤では、砥石軸の先端に砥石が取り付けられるとともに、砥石軸に対向する主軸にワークが取り付けられ、砥石軸の回転軸線がねじ溝のリード角に応じて主軸の軸線に対して傾けて配置されている。このようなねじ研削盤では、研削に先立って、ワークに対し砥石の芯出しを行う必要がある。

従来の芯出し方法として、例えば特許文献１には、ワークの回転軸線に対して傾けた砥石軸の軸線上の砥石取付位置に球状の被測定子を取り付けると共に、ワークを回転する主軸に測定器を保持させる。そして、測定器を被測定子の周囲で回転して被測定子の位置を測定器で測定し、測定結果に基づいて砥石軸を移動することで、被測定子の球心をワークの回転軸線上に位置決めし、その後、砥石を被測定子と交換して砥石軸に取り付ける、という芯出し方法が開示されている。

特開２００２−３２６１４４号公報

ところが、特許文献１に記載の従来の芯出し方法では、砥石取付部に専用の測定治具（球状の被測定子）を取り付けて測定し、砥石そのものを測定するものではないため、測定治具と砥石の付け替えという面倒な作業が必要である上、付け替えに伴う測定精度の悪化を来す可能性があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な測定作業で精度良く芯出しすることのできる、ねじ研削盤における砥石の芯出し方法、及び、芯出し用の測定装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１）砥石軸の先端に砥石が取り付けられるとともに、前記砥石軸に対向する主軸に、ねじ溝が研削される円筒内周面を有するワークが取り付けられ、前記砥石軸の回転軸線が前記ねじ溝のリード角に応じて前記主軸の軸線に対して傾けて配置されるねじ研削盤における砥石の芯出し方法であって、
前記主軸に、芯出し基準となる円筒外周面を有する芯出しマスターを、該芯出しマスターの中心軸線を前記主軸の軸線と一致させた状態で装着する工程と、
前記砥石軸に取り付けられた砥石の傾斜方向の２つの頂部に前記主軸の軸線と垂直な半径方向からそれぞれ測定子を当てることができるように２つの測定器を保持した測定ユニットを、前記芯出しマスターに軸方向スライド自在に装着する工程と、
前記芯出しマスターの円筒外周面に前記２つの測定器の各測定子を当てることで、２つの測定器の原点を出す工程と、
前記測定ユニットを芯出しマスター上で軸方向に移動させて、２つの測定器の各測定子を前記砥石の傾斜方向の２つの頂部にそれぞれ当てる工程と、
前記２つの測定器の前記原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように前記砥石軸の位置を調節することで、前記砥石の中心を前記基準平面内で前記主軸の軸線に対して芯出しする工程と、
を備えることを特徴とするねじ研削盤における砥石の芯出し方法。
（２）前記測定ユニットを前記芯出しマスター上で９０度回転させた状態で、前記砥石軸に取り付けられた砥石の傾斜方向と直交する方向における２つの他の頂部に前記主軸の軸線と垂直な半径方向からそれぞれ測定子を当てることができるように前記２つの測定器の位置を調整する工程と、
前記芯出しマスターを用いて原点を出した状態の前記２つの測定器の各測定子を２つの前記他の頂部にそれぞれ当てる工程と、
前記２つの測定器の前記原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように前記砥石軸の位置を調節することで、前記砥石の中心を前記基準平面と直交する平面内で前記主軸の軸線に対して芯出しする工程と、
をさらに有することを特徴とする上記（１）に記載のねじ研削盤における砥石の芯出し方法。
（３）砥石軸の先端に砥石が取り付けられるとともに、前記砥石軸に対向する主軸に、ねじ溝が研削される円筒内周面を有するワークが取り付けられ、前記砥石軸の回転軸線が前記ねじ溝のリード角に応じて前記主軸の軸線に対して傾けて配置されるねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置であって、
芯出し基準となる円筒外周面を有し、中心軸線を前記主軸の軸線と一致させた状態で該主軸に装着される芯出しマスターと、
該芯出しマスターの円筒外周面に軸方向および周方向にスライド自在に装着される筒体を有し、該筒体に、前記砥石軸に取り付けられた砥石の傾斜方向の２つの頂部にそれぞれ測定子を当てることで、前記主軸の軸線に垂直な方向における砥石の変位を測定できる２つの測定器を取り付けた測定ユニットと、
を具備することを特徴とするねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置。
（４）前記２つの測定器のうち少なくとも一方が、前記筒体に対し前記主軸の軸線方向に沿って位置調整可能に設けられていることを特徴とする上記（３）に記載のねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置。

本発明のねじ研削盤における砥石の芯出し方法によれば、砥石を砥石軸に装着したままの状態で、砥石の傾斜方向の２つの頂部に２つの測定器の測定子を主軸の軸線に垂直な半径方向から同時に当てることにより、傾斜した砥石の位置を正確に測定することができる。従って、専用の測定治具と砥石とを付け替える手間がかからず、付け替えに伴う測定精度の悪化を来す心配もなく、簡単な測定作業で精度良く芯出しすることができる。

また、本発明のねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置によれば、芯出しマスターと、筒体に２つの測定器を取り付けた測定ユニットを用いるだけで、砥石を砥石軸に装着したままの状態で、傾斜した砥石の芯出しを簡単に精度良く行うことができる。

本発明の芯出し方法を実施している状態を示す側面図である。同芯出し方法の最初の工程説明図である。図２の次の工程説明図である。図３の次の工程説明図である。図４の次の工程説明図である。砥石の切り込み方向の芯出しを実施している状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態の芯出し方法を実施している状態を示す側面図、図２〜図５は芯出し方法の工程説明図である。

図１に示すように、このねじ研削盤は、図示しない主軸台に回転自在に支持された主軸１と、図示しない砥石台に支持されて主軸１に軸線方向で対向するように設けられた研削スピンドル５０とを有している。主軸１は、水平な軸線Ｓの回りを回転することができるようになっており、主軸１には図示しないワークが装着される。研削スピンドル５０の先端部には、砥石軸５１が回転自在に支持されており、砥石軸５１の先端には円盤状の砥石５２が取り付けられている。

この砥石５２は、主軸１に取り付けられたワークの円筒内周面にねじ溝を研削するものであるため、ねじ溝のリード角に応じて砥石軸５１の回転軸線Ｔが、主軸１の軸線Ｓと平行な基準平面内で主軸１の軸線Ｓに対して角度αだけ傾けられている。この実施形態では、主軸１の軸線Ｓと平行な基準平面が鉛直面であるから、砥石５２は上下方向に角度αだけ傾いている。

本実施形態の芯出し方法を実施するための測定装置は、芯出し基準となる円筒外周面３Ａを有し、中心軸線を主軸１の軸線Ｓと一致させた状態で主軸１にチャック２を介して装着される円筒状の芯出しマスター３と、この芯出しマスター３の円筒外周面３Ａにスライド自在に嵌合される測定ユニット１０とを備えている。測定ユニット１０は、芯出しマスター３の円筒外周面３Ａに軸方向（図１中矢印Ａ方向）および周方向（図１中矢印Ｂ方向）にスライド自在に装着される筒体１１と、この筒体１１にアーム１２、１３を介して取り付けられた２つの測定器（インジケータ）２０Ａ、２０Ｂとを有している。

２つの測定器２０Ａ、２０Ｂは、砥石軸５１に取り付けられた砥石５２の傾斜方向の２つの頂部（本実施形態では、上下の頂点）にそれぞれ測定子２２の平坦面を当てることで、主軸１の軸線Ｓに垂直な方向における砥石５２の変位を測定できるように設けられている。つまり、周方向の１８０度離れた位置に測定器２０Ａ、２０Ｂが取り付けられている。ここでは、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂのうちの少なくとも一方（本実施形態では、測定器２０Ｂだけ）が、筒体１１に対し、矢印Ｃで示す主軸１の軸線Ｓに沿った方向に位置調整可能に設けられている。

この測定装置で砥石５２の芯出しを行う場合は、まず、図２に示すように、主軸１にチャック２を介して、芯出し基準となる円筒外周面３Ａを有する芯出しマスター３を、芯出しマスター３の中心軸線を主軸１の軸線Ｓと一致させた状態で装着する。次に、芯出しマスター３の外周面に測定ユニット１０の筒体１１を嵌める。

そして、図３に示すように、測定ユニット１０を軸方向にスライドさせて、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの軸線Ｓ方向の位置を、傾斜した砥石５２の２つの頂部に測定子２２をそれぞれ当てることができるように調整する。即ち、上側の測定器２０Ａの測定子２２を砥石５２の上側の頂点に当てるように位置決めした状態で、下側の測定器２０Ｂを軸線方向（矢印Ｃ方向）に動かして、下側の測定器２０Ｂの測定子２２を砥石５２の下側の頂点に当てることができるように調整する。

次に、図４に示すように、測定ユニット１０を軸方向（矢印Ａ１方向）にスライドさせて戻し、芯出しマスター３の円筒外周面３Ａに、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの各測定子２２の平坦面を当てることで、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの原点を出す（「０」点セット）。

次に、図５に示すように、測定ユニット１０を芯出しマスター３上で軸方向（矢印Ａ２方向）にスライドさせて、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの各測定子２２を砥石５２の傾斜方向の２つの頂部（上下の２点）にそれぞれ当てる。

そして、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの原点「０」を基準とした測定値が互いに等しくなるように砥石軸５１の上下方向の位置を調節することで、砥石５２の中心Ｏ（砥石軸５１の回転軸線Ｔと砥石５２の中心線Ｕの交点）を鉛直内で主軸１の軸線Ｓに対して芯出しする。

次に、切り込み方向（水平方向）に砥石５２の芯出しを行う方法について説明する。上述の工程で砥石５２の中心を鉛直面内で主軸１の軸線Ｓに対して芯出しした後、引き続いて、切り込み方向に砥石５２の芯出しを行う場合は、図６に示すように、測定ユニット１０を芯出しマスター上で９０度回転させて、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂが水平面内に位置するように設定する。そして、その状態で、砥石軸５１に取り付けられた砥石５２の傾斜方向と直交する方向（水平方向）における２つの他の頂部（砥石５２の正面から見て左右の頂点）に主軸１の軸線Ｓと垂直な半径方向からそれぞれ測定子２２を当てることができるように２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの位置を調整する。つまり、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの軸線Ｓ方向の位置を揃える。

次に、芯出しマスター３を用いて原点を出した状態の２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの各測定子２２を上述した２つの他の頂部にそれぞれ当てる。そして、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように砥石軸５１の位置を水平方向に調節することで、砥石５２の中心Ｏを水平面内で主軸１の軸線Ｓに対して芯出しする。

以上説明したように、本実施形態のねじ研削盤における砥石の芯出し方法によれば、主軸１に、芯出し基準となる円筒外周面３Ａを有する芯出しマスター３を、該芯出しマスター３の中心軸線を主軸１の軸線Ｓと一致させた状態で装着する工程と、砥石軸５１に取り付けられた砥石５２の傾斜方向の２つの頂部に主軸１の軸線Ｓと垂直な半径方向からそれぞれ測定子２２を当てることができるように２つの測定器２０Ａ、２０Ｂを保持した測定ユニット１０を、芯出しマスター３に軸方向スライド自在に装着する工程と、芯出しマスター３の円筒外周面３Ａに２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの各測定子２２を当てることで、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの原点を出す工程と、測定ユニット１０を芯出しマスター３上で軸方向に移動させて、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの各測定子２２を砥石５２の傾斜方向の２つの頂部にそれぞれ当てる工程と、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように砥石軸５１の位置を調節することで、砥石５２の中心を基準平面内で主軸１の軸線Ｓに対して芯出しする工程と、を備える。これにより、砥石５２を砥石軸５１に装着したままの状態で、砥石５２の傾斜方向の２つの頂部に２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの測定子２２を主軸１の軸線Ｓに垂直な半径方向から同時に当てることができ、傾斜した砥石５２の位置を正確に測定することができる。従って、専用の測定治具と砥石とを付け替える手間がかからず、付け替えに伴う測定精度の悪化を来す心配もなく、簡単な測定作業で精度良く芯出しすることができる。

また、測定ユニット１０を芯出しマスター３上で９０度回転させた状態で、砥石軸５１に取り付けられた砥石５２の傾斜方向と直交する方向における２つの他の頂部に主軸１の軸線Ｓと垂直な半径方向からそれぞれ測定子２２を当てることができるように２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの位置を調整する工程と、芯出しマスター３を用いて原点を出した状態の２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの各測定子２２を２つの他の頂部にそれぞれ当てる工程と、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように砥石軸５１の位置を調節することで、砥石５２の中心を基準平面と直交する平面内で主軸１の軸線Ｓに対して芯出しする工程と、をさらに有する。これにより、砥石５２の切り込み方向の芯出しを行うことができる。

また、本実施形態のねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置によれば、芯出し基準となる円筒外周面３Ａを有し、中心軸線を主軸１の軸線Ｓと一致させた状態で主軸１に装着される芯出しマスター３と、芯出しマスター３の円筒外周面３Ａに軸方向および周方向にスライド自在に装着される筒体１１を有し、該筒体１１に、砥石軸５１に取り付けられた砥石５２の傾斜方向の２つの頂部にそれぞれ測定子２２を当てることで、主軸１の軸線Ｓに垂直な方向における砥石５２の変位を測定できる２つの測定器２０Ａ、２０Ｂを取り付けた測定ユニット１０と、を具備する。これにより、芯出しマスター３と、筒体１１に２つの測定器２０Ａ、２０Ｂを取り付けた測定ユニット１０を用いるだけで、砥石５２を砥石軸５１に装着したままの状態で、傾斜した砥石５２の芯出しを簡単に精度良く行うことができる。

また、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂのうち少なくとも一方が、筒体１１に対し主軸１の軸線方向に沿って位置調整可能に設けられている。これにより、測定器２０Ａ、２０Ｂの位置を主軸１の軸線方向にずらして配置することができ、砥石５２の傾斜方向における２つの頂部に、２つの測定器２０Ａ、２０Ｂの測定子２２をそれぞれに当てることができる。また、測定器２０Ａ、２０Ｂの位置を変えることができるので、砥石５２の傾斜角度が変更されても使用できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１主軸
３芯出しマスター
３Ａ円筒外周面
１０測定ユニット
２０Ａ、２０Ｂ測定器
２２測定子
５１砥石軸
５２砥石
Ｓ主軸の軸線
Ｔ砥石の回転軸線
Ｏ砥石の中心

Claims

砥石軸の先端に砥石が取り付けられるとともに、前記砥石軸に対向する主軸に、ねじ溝が研削される円筒内周面を有するワークが取り付けられ、前記砥石軸の回転軸線が前記ねじ溝のリード角に応じて前記主軸の軸線に対して傾けて配置されるねじ研削盤における砥石の芯出し方法であって、
前記主軸に、芯出し基準となる円筒外周面を有する芯出しマスターを、該芯出しマスターの中心軸線を前記主軸の軸線と一致させた状態で装着する工程と、
前記砥石軸に取り付けられた砥石の傾斜方向の２つの頂部に前記主軸の軸線と垂直な半径方向からそれぞれ測定子を当てることができるように２つの測定器を保持した測定ユニットを、前記芯出しマスターに軸方向スライド自在に装着する工程と、
前記芯出しマスターの円筒外周面に前記２つの測定器の各測定子を当てることで、２つの測定器の原点を出す工程と、
前記測定ユニットを芯出しマスター上で軸方向に移動させて、２つの測定器の各測定子を前記砥石の傾斜方向の２つの頂部にそれぞれ当てる工程と、
前記２つの測定器の前記原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように前記砥石軸の位置を調節することで、前記砥石の中心を前記基準平面内で前記主軸の軸線に対して芯出しする工程と、
を備えることを特徴とするねじ研削盤における砥石の芯出し方法。
前記測定ユニットを前記芯出しマスター上で９０度回転させた状態で、前記砥石軸に取り付けられた砥石の傾斜方向と直交する方向における２つの他の頂部に前記主軸の軸線と垂直な半径方向からそれぞれ測定子を当てることができるように前記２つの測定器の位置を調整する工程と、
前記芯出しマスターを用いて原点を出した状態の前記２つの測定器の各測定子を２つの前記他の頂部にそれぞれ当てる工程と、
前記２つの測定器の前記原点を基準とした測定値が互いに等しくなるように前記砥石軸の位置を調節することで、前記砥石の中心を前記基準平面と直交する平面内で前記主軸の軸線に対して芯出しする工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のねじ研削盤における砥石の芯出し方法。
砥石軸の先端に砥石が取り付けられるとともに、前記砥石軸に対向する主軸に、ねじ溝が研削される円筒内周面を有するワークが取り付けられ、前記砥石軸の回転軸線が前記ねじ溝のリード角に応じて前記主軸の軸線に対して傾けて配置されるねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置であって、
芯出し基準となる円筒外周面を有し、中心軸線を前記主軸の軸線と一致させた状態で該主軸に装着される芯出しマスターと、
該芯出しマスターの円筒外周面に軸方向および周方向にスライド自在に装着される筒体を有し、該筒体に、前記砥石軸に取り付けられた砥石の傾斜方向の２つの頂部にそれぞれ測定子を当てることで、前記主軸の軸線に垂直な方向における砥石の変位を測定できる２つの測定器を取り付けた測定ユニットと、
を具備することを特徴とするねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置。
前記２つの測定器のうち少なくとも一方が、前記筒体に対し前記主軸の軸線方向に沿って位置調整可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のねじ研削盤における砥石の芯出し用の測定装置。