JP6182110B2 - Honing machine - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は、ワークの曲面や球面をホーニング加工するホーニング加工装置に関する。 The present invention relates to a honing apparatus for honing a curved surface or a spherical surface of a workpiece.
ボールバルブやボールジョイント、人工関節などには、互いに接触しながら連接運動するメカニカルな対偶としての外球ワーク（凸球部材）と内球ワーク（凹球部材）が備わっている。外球部（凸球部）と内球部（凹球部）は、鉄、ステンレス、ニッケル、クロム、チタンなどの高強度金属やそれらの合金や硬質セラミックスなどからなり、砥石を用いて研磨加工している。円滑な摺動性を得るためには、ワークの球面の真球度合いを高める必要があり、旧来は手作業となっていた。 A ball valve, a ball joint, an artificial joint, and the like are provided with an outer sphere work (convex sphere member) and an inner sphere work (concave sphere member) as mechanical kinematic pairs that move in contact with each other. The outer sphere part (convex sphere part) and inner sphere part (concave sphere part) are made of high-strength metals such as iron, stainless steel, nickel, chromium, titanium, their alloys or hard ceramics, and are polished using a grindstone. doing. In order to obtain smooth slidability, it is necessary to increase the true sphericity of the spherical surface of the workpiece, which has been a manual work in the past.
工作機械の進歩に伴い、砥石を回転させながらワークに当接させてワークの球面をホーニング加工するホーニング加工装置が検討され実用化されている。 With the advancement of machine tools, honing processing apparatuses for honing a spherical surface of a work by contacting a work while rotating a grindstone have been studied and put into practical use.
特許文献１は、ホーニング加工方法に関し、基端が回転自在に支持される回転軸の先端に球面体加工物を設け、回転する一対の球面体加工物の球面に適合するカップ型の砥石が球面体加工物の球面体中心を中心に揺動し、球面体中心を通る回転軸線で回転中の球面体加工物の表面にホーニング加工を施すホーニング加工方法であって、砥石が上記揺動の中間点に位置した時に、球面体加工物の回転軸線と砥石の二つの回転軸線が同一面内にあり、且つ砥石の両回転軸線共に、球面体中心から先端に向かう球面体加工物の回転軸線と砥石の二つの回転軸線とが成す角度が、互いに同一の鋭角の角度となる様に、一対の砥石を夫々傾斜させて配置し、前記球面体加工物を回転させると共に、前記二つの砥石を同じ方向に回転させ、両砥石を同時に、又は交互に一方の砥石を前記球面体加工物に圧接して、球面体加工物の加工面を加工すること（その請求項１）、が記載されている。 Patent Document 1 relates to a honing method, in which a spherical workpiece is provided at the tip of a rotating shaft whose base end is rotatably supported, and a cup-type grindstone that fits the spherical surface of a pair of rotating spherical workpieces is a spherical surface. A honing method in which the surface of the spherical workpiece is swung around the center of the spherical body of the workpiece and is rotated by a rotation axis passing through the center of the spherical body, wherein the grinding stone is intermediate When positioned at a point, the rotation axis of the spherical workpiece and the two rotation axes of the grindstone are in the same plane, and both the rotation axes of the grindstone and the rotation axis of the spherical workpiece from the spherical body center to the tip A pair of grindstones are arranged so as to be inclined so that the angle formed by the two rotation axes of the grindstone is the same acute angle with each other, the spherical workpiece is rotated, and the two grindstones are the same Rotate in the direction and move both wheels simultaneously Or one of the grinding wheel in pressure contact with the spherical body workpiece alternately processing the processing surface of the spherical body workpieces (Part claim 1), is described.
特許文献２は、レンズの球面研削装置に関し、ワーク軸を軸方向移動するＺ軸サーボモータと、このＺ軸サーボモータの出力トルクの制御装置と、揺動台を揺動するＢ軸サーボモータと、前記揺動台上に設けたガイドに沿って前記ワーク軸と交叉する方向に往復移動するＸ移動台と、このＸ移動台を駆動するＸ軸サーボモータと、前記Ｘ移動台に前記ガイドと直交する方向にして装着された前記砥石軸の２本とを備え、当該２本の砥石軸の一方は、前記揺動台の揺動中心を通る位置で前記ワーク軸に対して所定角度傾斜した状態で回転し、前記２本の砥石軸の他方は、前記揺動中心から加工するレンズの曲率中心までの距離をｄとして、軸が前記揺動中心を通る位置を原点とする軸直角方向の移動量ｘと前記ワーク軸に対する傾斜角θとの間のｘ＝ｄtanθの関係を維持して回転すること（その請求項１）、が記載されている。 Patent Document 2 relates to a spherical grinding device for a lens, a Z-axis servomotor that moves the workpiece axis in the axial direction, a control device for the output torque of the Z-axis servomotor, a B-axis servomotor that swings a swing table, An X moving table that reciprocates in a direction crossing the workpiece axis along a guide provided on the swing table, an X axis servo motor that drives the X moving table, and the guide on the X moving table. And two of the grindstone shafts mounted in an orthogonal direction, and one of the two grindstone shafts is inclined at a predetermined angle with respect to the workpiece shaft at a position passing through the rocking center of the rocking table. The other of the two grindstone shafts is rotated in a state where the distance from the rocking center to the center of curvature of the lens to be processed is d, and the axis is perpendicular to the axis where the axis passes through the rocking center. Between the movement amount x and the inclination angle θ with respect to the workpiece axis Rotating while maintaining the relationship of x = dtanθ (Part claim 1), it is described.
特許文献３は、ワークを球面加工する球面加工機に関し、ワークに球面が形成されるように研削するための研削工具を有し、前記ワーク回転装置により回転させられる前記ワークに前記研削工具を回転させながら押し当て可能な研削ユニットと、前記球面に形成されたワークの表面を研磨するための研磨具を有し、前記ワーク回転装置により回転させられる前記ワークに前記研磨具を回転させながら押し当て可能な研磨ユニットとを備え（その請求項１）、前記研削ユニットは、前記研削工具を回転させる研削工具回転装置と、前記ワーク回転装置により回転させられる前記ワークに前記研削工具が接触可能な位置とそこから退避した位置との間で前記研削工具回転装置を移動させる研削工具移動装置とを有し、前記研磨ユニットは、前記研磨具を回転させる研磨具回転装置と、前記ワーク回転装置により回転させられる前記ワークに前記研磨具が接触可能な位置とそこから退避した位置との間で前記研磨具回転装置を移動させる研磨具移動装置とを有すること（その請求項２）、が記載されている。 Patent Document 3 relates to a spherical processing machine that processes a workpiece into a spherical surface, and has a grinding tool for grinding so that a spherical surface is formed on the workpiece, and rotates the grinding tool to the workpiece rotated by the workpiece rotating device. A grinding unit that can be pressed while rotating, and a polishing tool for polishing the surface of the workpiece formed on the spherical surface, and pressing while rotating the polishing tool against the workpiece rotated by the workpiece rotating device A polishing unit capable of rotating the grinding tool, and a position where the grinding tool can contact the workpiece rotated by the workpiece rotating device. And a grinding tool moving device for moving the grinding tool rotating device between a position retracted from the grinding tool rotating device, and the polishing unit comprises the polishing unit. A polishing tool rotating device for rotating a tool, and a polishing tool movement for moving the polishing tool rotating device between a position where the polishing tool can come into contact with the work rotated by the work rotating device and a position retracted therefrom. Having a device (claim 2 thereof).
特許文献４は、ホーニングツールに関し、ホーニング盤等の主軸に取り付けられるマンドレル本体と、該マンドレル本体の径方向へ進退可能な砥石を有する砥石台と、該砥石台を進退動作させるウェッヂとを備えてなり、前記マンドレル本体は、その先端側が加工径に対応した外径を有する小径部とされるとともに、その基端側が該小径部より大径の外径を有する大径部とされ、前記マンドレル本体に、案内溝が軸線方向へ延びて設けられ、該案内溝内に、前記砥石台が径方向へ進退可能に設けられるとともに、前記ウェッヂが軸線方向へ進退可能に設けられ、前記砥石台は前記マンドレル本体の小径部から大径部へ延びる長尺のもので、その先端側外径に前記砥石が設けられるとともに、その内径に前後一対の従動カム面が設けられ、前記ウェッヂは前記マンドレル本体の小径部から大径部へ延びる長尺のもので、その外径に前記従動カム面と協働する前後一対の駆動カム面が設けられ、これら駆動カム面および従動カム面は、同一角度をもって傾斜する傾斜面とされ、これにより、前記ウェッヂが前方進出位置または後方退入位置にあるとき、前記砥石が前記マンドレル本体の小径部から径方向外側へ突出し、一方、前記ウェッヂが後方退入位置または前方進出位置にあるとき、前記砥石が前記小径部内に退入するようにされており（その請求項１）、前記マンドレル本体の大径部の前後位置に環状溝が設けられるとともに、該環状溝内に弾性リング部材が嵌着され、該弾性リング部材の弾発力によって、前記砥石台が常時径方向内側へ付勢されていること（その請求項３）、が記載されている。 Patent Document 4 relates to a honing tool, and includes a mandrel main body attached to a main shaft such as a honing machine, a grindstone base having a grindstone capable of moving back and forth in the radial direction of the mandrel main body, and a wedge for moving the grindstone base forward and backward. The mandrel main body is a small diameter portion having an outer diameter corresponding to the machining diameter at the distal end side, and a large diameter portion having an outer diameter larger than the small diameter portion at the proximal end side. In addition, a guide groove is provided extending in the axial direction, and in the guide groove, the whetstone base is provided so as to be able to advance and retreat in the radial direction, and the wedge is provided so as to be able to advance and retreat in the axial direction. The long mandrel body extends from the small-diameter portion to the large-diameter portion, the front end side outer diameter is provided with the grindstone, and the inner diameter is provided with a pair of front and rear driven cam surfaces, The edge is a long one extending from the small-diameter portion to the large-diameter portion of the mandrel body, and a pair of front and rear drive cam surfaces cooperating with the driven cam surface are provided on the outer diameter thereof. The drive cam surface and the driven cam surface Are inclined surfaces inclined at the same angle, so that when the wedge is in the forwardly advanced position or the backwardly retracted position, the grindstone protrudes radially outward from the small diameter portion of the mandrel body, while the wedge When the wheel is in the backward retracted position or forwardly advanced position, the grindstone is retracted into the small diameter portion (the claim 1), and an annular groove is provided at the front and rear positions of the large diameter portion of the mandrel body. In addition, an elastic ring member is fitted in the annular groove, and the grindstone base is always urged radially inward by the elastic force of the elastic ring member (the third aspect thereof), It has been described.
特許文献５は、砥石径を変化させる砥石径拡縮手段をもつホーニング盤に関し、工具が着脱可能に装着される工作機械の主軸と、上記工具による工作物の加工量を予め設定された基準値との比較に基づいて測定する加工量測定手段と、上記工具を収納した状態でこの工具についての上記基準値を設定するための基準値設定部材と、工具を上記主軸と交換用工具が収納される工具収納位置との間で搬送することにより主軸に装着される工具の交換を行う自動工具交換装置とを備えた加工装置において、上記工具収納位置に上記基準値設定部材を設置し、この基準値設定部材内に収納されている工具を上記主軸へ搬送するように上記自動工具交換装置を構成し（その請求項１）、上記加工量測定手段として、上記ホーニング盤に装着された工具から穴径寸法測定用のエアを噴射させる寸法測定用エア供給手段と、そのエア圧を検出して上記工具が挿入された穴の穴径寸法を求める寸法検出手段とを備え、上記基準値設定部材を、円筒状内周面を有して内部に上記工具が収納されるマスタリングで構成するとともに、このマスタリング内に収納された工具からマスタリング内にエアを噴射させる基準圧力設定用エア供給手段を備えたこと（その請求項４）、が記載されている。 Patent Document 5 relates to a honing machine having a grindstone diameter expansion / contraction means for changing a grindstone diameter, a spindle of a machine tool on which a tool is detachably mounted, and a reference value in which a machining amount of a workpiece by the tool is set in advance. A machining amount measuring means for measuring based on the comparison, a reference value setting member for setting the reference value for the tool in a state where the tool is stored, a tool and the replacement tool are stored in the tool In a processing apparatus provided with an automatic tool changer that changes a tool mounted on a spindle by conveying it to and from a tool storage position, the reference value setting member is installed at the tool storage position, and the reference value The automatic tool changer is configured to convey a tool stored in a setting member to the spindle (claim 1), and a tool mounted on the honing machine is used as the machining amount measuring means. A reference value setting member, comprising: a dimension measuring air supply means for injecting air for hole diameter dimension measurement; and a dimension detecting means for detecting the air pressure to obtain the hole diameter dimension of the hole into which the tool is inserted. And a reference pressure setting air supply means for injecting air into the mastering from the tool stored in the mastering. (Claim 4).
ところで、ワークの曲面や球面を加工するホーニング装置においては、大別してワークの外周面の曲面や球面を加工する場合とワークの内周面の曲面や球面を加工する場合があり、これら両方の加工を高精度で行うことが要求される。しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の装置では、ワークの外周面のほか内周面の加工を想定していないか、想定していたとしても、両方の加工を高精度で行うことはできなかった。特に内周面の加工に際して、ワークか砥石を広範囲で揺動させる必要があるが、基台上でこれを実現しようとすると、装置が大型化する問題も有する。
また、上述のようにワークは高強度金属やそれらの合金や硬質セラミックスなどからなり、砥石を用いて研磨加工する際に、砥石の摩耗によって研磨作業が中断することが少なからずある。しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の装置では、砥石が摩耗すると研磨作業が中断し、砥石交換による稼働率の低下を招く。特許文献５に記載の装置では、砥石が摩耗すると交換用工具が収納されるマガジンから代わりの工具を取り出して自動交換することから、大掛かりな装置構成となってしまい、また、加工装置本体とマガジンとの行き来によって研磨作業が中断してしまう。
By the way, in the honing equipment that processes the curved surface and spherical surface of the workpiece, there are two cases: machining the curved surface and spherical surface of the outer peripheral surface of the workpiece and processing the curved surface and spherical surface of the inner peripheral surface of the workpiece. Is required to be performed with high accuracy. However, in the apparatuses described in Patent Documents 1 to 4, even if the inner peripheral surface as well as the outer peripheral surface of the workpiece is not assumed, it is possible to perform both processes with high accuracy. There wasn't. In particular, when machining the inner peripheral surface, it is necessary to swing the workpiece or the grindstone in a wide range. However, if this is realized on the base, there is a problem that the apparatus becomes large.
In addition, as described above, the workpiece is made of a high-strength metal, an alloy thereof, hard ceramics, or the like, and the polishing operation is often interrupted due to wear of the grindstone when the grindstone is polished. However, in the apparatuses described in Patent Documents 1 to 4, when the grindstone is worn, the polishing operation is interrupted, and the operating rate is reduced due to the grindstone replacement. In the apparatus described in Patent Document 5, when a grindstone is worn, a replacement tool is taken out from a magazine in which a replacement tool is stored and automatically replaced, so that a large-scale apparatus configuration is formed. As a result, the polishing operation is interrupted.
そこで本発明の目的は、ワークの曲面や球面の加工を効率よく行うことができるとともに、回転支持される砥石に対して砥石が摩耗したときに即座に次の砥石を同じ位置に正確に供給することができるホーニング加工装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to efficiently process a curved surface or a spherical surface of a workpiece, and immediately supply the next grindstone to the same position immediately when the grindstone wears against the grindstone supported by rotation. An object of the present invention is to provide a honing apparatus capable of performing the same.
本発明は、ワークを把持して回転するワーク回転機構と、ワークを回転して加工する砥石回転機構とを備え、ワークの曲面や球面を加工するホーニング加工装置において、前記砥石回転機構は、基台又は基台に配される垂直板に、円周上のＲレール又はＲ溝を配して上下に揺動させるもので、ワークと砥石の接触点を中心軸とする円周上に揺動することを特徴とする。
本発明によれば、前記ワーク回転機構は、砥石との接触点を中心に円周上に揺動するので、ワークの曲面や球面を正確に加工することができる。
The present invention includes a workpiece rotating mechanism that rotates while gripping the workpiece, and a grinding wheel rotation mechanism for processing by rotating the workpiece, the honing processing apparatus for processing a curved surface or spherical surface of the workpiece, the grinding wheel rotation mechanism is based on A vertical plate placed on the base or base is provided with an R rail or R groove on the circumference and rocks up and down. It swings on the circumference around the contact point between the workpiece and the grindstone. It is characterized by doing.
According to the present invention, the workpiece rotating mechanism swings on the circumference around the contact point with the grindstone, so that the curved surface or spherical surface of the workpiece can be processed accurately.
本発明としては、前記砥石回転機構は、複数の砥石が外周に配されるタレット回転盤により水平姿勢で回転するものであり、その回転方向とその逆の回転方向の左右の揺動動作であることを特徴とする。また、本発明としては、前記砥石回転機構は、複数の砥石が外周に配されるタレット回転盤により垂直姿勢で回転するものであり、その回転方向とその逆の回転方向の上下の揺動動作であることを特徴とする。
本発明によれば、ワークと砥石の接触位置を中心に更に水平方向の左右に揺動動作するので、連続的な動作でワークの曲面や球面を正確に加工することができる。
According to the present invention, the grindstone rotating mechanism rotates in a horizontal posture by a turret rotating disk on which a plurality of grindstones are arranged on the outer periphery, and is a left-right swinging operation in the rotation direction and the opposite rotation direction. It is characterized by that. Further, according to the present invention, the grindstone rotating mechanism is configured to rotate in a vertical posture by a turret rotating disk having a plurality of grindstones arranged on the outer periphery, and vertically swings in the rotating direction and the opposite rotating direction. It is characterized by being.
According to the present invention, the rocking operation is further performed to the left and right in the horizontal direction around the contact position between the workpiece and the grindstone, so that the curved surface and spherical surface of the workpiece can be accurately processed by a continuous operation.
本発明としては、前記砥石回転機構は、複数の砥石が外周に配されるタレット回転盤と、複数の砥石の各軸を回転させる一つの駆動手段と、複数の砥石回転軸と駆動手段の軸とを連結解除する連結解除手段を備え、連結解除手段を介して砥石回転軸を切り替えて駆動させる前記タレット回転盤の揺動方向の一方と一致することを特徴とする。
本発明によれば、一つのタレット駆動手段を連結解除手段を介して複数の砥石を回転させる砥石回転軸を駆動手段の軸と連結解除を行って一つの駆動手段で砥石を回転させることができる。
According to the present invention, the grindstone rotating mechanism includes a turret rotating disk on which a plurality of grindstones are arranged on the outer periphery, one driving unit that rotates each axis of the plurality of grindstones, a plurality of grindstone rotating shafts, and a shaft of the driving unit Is connected to one of the rocking directions of the turret rotating plate which is driven by switching the grindstone rotating shaft via the connection releasing means.
According to the present invention, a grindstone rotating shaft that rotates a plurality of grindstones via a connection releasing means can be decoupled from a shaft of the driving means, and the grindstone can be rotated by one driving means. .
本発明としては、前記砥石回転機構は、複数の砥石が配されるタレット回転盤と、タレット回転盤を回転させる回動手段を備え、上記複数の砥石がワークの内側曲面や内側球面を加工する砥石と、ワークの外側曲面や外側球面を加工する砥石とが配されていることを特徴とする。
本発明によれば、ワークの内側曲面や内側球面を加工するとともにワークの外側曲面や外側球面を加工するに際して、対応する内側加工用の砥石と外側加工用の砥石を交換して加工できるので、連続した加工が効率的に行うことができる。
According to the present invention, the grindstone rotating mechanism includes a turret rotating disk on which a plurality of whetstones are arranged, and a rotating unit that rotates the turret rotating disk, and the plurality of whetstones process an inner curved surface and an inner spherical surface of a workpiece. and the grindstone, characterized in that the grinding wheel for machining the outer side surfaces and an outer spherical surface of the workpiece is disposed.
According to the present invention, when processing the inner curved surface and inner spherical surface of the workpiece and processing the outer curved surface and outer spherical surface of the workpiece, the corresponding inner processing grindstone and outer processing grindstone can be exchanged and processed, Continuous processing can be performed efficiently.
本発明によれば、ワークに対して上下に揺動させる上下揺動機構と、回転支持されるワークに対して左右に揺動させる左右揺動機構を備えるので、ワークの曲面や球面の加工を効率よく行うことができる。また、前記砥石回転機構は、複数の砥石が配されるタレット回転盤と、タレット回転盤を回転させる回動手段を備えるので、回転支持される砥石に対して砥石が摩耗したときに即座に次の砥石を同じ位置に正確に供給することができる。 According to the present invention, the vertical swing mechanism that swings up and down with respect to the workpiece and the left and right swing mechanism that swings left and right with respect to the rotationally supported workpiece are provided. It can be done efficiently. In addition, the grindstone rotating mechanism includes a turret rotating disk on which a plurality of grindstones are arranged and a rotating means for rotating the turret rotating disk. Can be accurately supplied to the same position.
図１と図２は本発明の実施形態の、側面図であり、本実施の形態のホーニング加工装置１は、基台１０に、ワークを把持して回転するワーク回転機構２と、ワークＷを回転して加工する砥石回転機構１１を備え、ワークＷの外側曲面の加工とワークの内側曲面の加工をするホーニング加工装置１である。これらの制御は、基台１０の制御盤１７により制御される。ワーク回転機構２と砥石回転機構１１は、基台１０上の中心軸２ａの上で加工動作を行なうように構成され、ワーク回転機構２も砥石回転機構１１も上記中心軸２ａに向けた動作を行なう。基台１０の傍には、クーラント液Ｃ１を供給するセパレータＣ２が配置されている。 1 and 2 are side views of an embodiment of the present invention. A honing apparatus 1 according to the present embodiment includes a workpiece rotating mechanism 2 that rotates by gripping a workpiece and a workpiece W on a base 10. The honing apparatus 1 includes a grindstone rotating mechanism 11 that rotates and processes, and processes the outer curved surface of the workpiece W and the inner curved surface of the workpiece. These controls are controlled by the control panel 17 of the base 10. The workpiece rotating mechanism 2 and the grindstone rotating mechanism 11 are configured to perform a machining operation on the central axis 2a on the base 10, and both the workpiece rotating mechanism 2 and the grindstone rotating mechanism 11 operate toward the central axis 2a. Do. A separator C2 for supplying the coolant liquid C1 is disposed near the base 10.
ワーク回転機構１２は、ワークＷをチャックしながらその回転軸３により回転させるが、上下に揺動動作する機構Ｓ１を備えている。上下揺動機構Ｓ１は、基台１０に立設される垂直板１４に配置される円弧状の溝やレールに沿って行なわれる（図６と図７）。すなわち、垂直板１４の上方にはラック・ピニオン機構６ａ，６ｂのラック６ａが垂直方向にＲ形状に配置されるとともに、ラック・ピニオン機構６ａ，６ｂを駆動させるモータＭ４が取り付けられており、上記Ｒ形状のレールＲｇや溝Ｒｍに沿って上下動する構造である。垂直板１４には、ワークＷを回転させる回転軸４を把持して回転する把持機構（チャック）８と、把持機構８を駆動させるラック１５ｂ（Ｒ状のピニオン）が設けられている。また、回転盤４の上方には回転盤４を垂直方向で回転させる駆動手段（モータ）Ｍ４が垂直板１４に取り付けられている。そして、図６中の符号Ｒｇが補強用のガイド（Ｒ状ガイド）であり、上記ラック・ピニオン機構６ａ，６ｂを補助する。なお、レール構造ではなく、溝Ｒｍに沿って駆動させることも可能である（図３）。したがって、ラック・ピニオン機構６ａ，６ｂで上下動作されるワーク回転機構１２は、その主軸２ａをＲ状のガイド６ａに載せて、Ｒ状ラック６ａをピニオン６ｂと連動して駆動すると、主軸２ａが上下に揺動する。本実施の形態では、ワークＷは、砥石Ｔの水平位置Ｏを基準に上下４５度の合計９０度の範囲Ｌ１で揺動すると（図６）と、図６（ｂ）のように、あたかもワークＷのほうが上下動しているような動さになる。
上記構成のワーク回転機構２は、基台１０に配される揺動機構Ｓ２により基台１０上において水平姿勢で左右に揺動動作可能に取り付けられ、基台１０上の中心軸２ａを中心にして左右に揺動する。上記中心軸２ａは、ワークＷと砥石Ｔが接触する位置である。また、タレット回転盤４の下方には、ワークＷに向かって前後動するスライド動作機構Ｓａがスライド駆動手段Ｓ３により駆動するよう設けられている（図１）。
The work rotation mechanism 12 includes a mechanism S1 that rotates the vertical axis 3 while chucking the work W while rotating the work W. The vertical swing mechanism S1 is performed along an arcuate groove or rail disposed on the vertical plate 14 erected on the base 10 (FIGS. 6 and 7). That is, the rack 6a of the rack and pinion mechanisms 6a and 6b is arranged in an R shape in the vertical direction above the vertical plate 14, and a motor M4 for driving the rack and pinion mechanisms 6a and 6b is attached. This structure moves up and down along the R-shaped rail Rg and the groove Rm. The vertical plate 14 is provided with a gripping mechanism (chuck) 8 that grips and rotates the rotating shaft 4 that rotates the workpiece W, and a rack 15 b (R-shaped pinion) that drives the gripping mechanism 8. A driving means (motor) M4 for rotating the turntable 4 in the vertical direction is attached to the vertical plate 14 above the turntable 4. Reference numeral Rg in FIG. 6 is a reinforcing guide (R-shaped guide), which assists the rack and pinion mechanisms 6a and 6b. It is also possible to drive along the groove Rm instead of the rail structure (FIG. 3). Accordingly, when the workpiece rotating mechanism 12 that is moved up and down by the rack and pinion mechanisms 6a and 6b is mounted on the R-shaped guide 6a and the R-shaped rack 6a is driven in conjunction with the pinion 6b, the spindle 2a is moved. Swings up and down. In the present embodiment, when the workpiece W swings within a total range of 90 degrees of 45 degrees up and down with respect to the horizontal position O of the grindstone T (FIG. 6), as if the workpiece W is as shown in FIG. 6B. W moves like moving up and down.
The workpiece rotation mechanism 2 having the above-described configuration is mounted on the base 10 so as to be able to swing left and right in a horizontal posture by the swing mechanism S2 disposed on the base 10, and is centered on the central axis 2a on the base 10. Swing left and right. The central axis 2a is a position where the workpiece W and the grindstone T come into contact. A slide operation mechanism Sa that moves back and forth toward the workpiece W is provided below the turret rotary disk 4 so as to be driven by the slide drive means S3 (FIG. 1).
また、上記砥石回転機構２は、上記ワーク回転機構２と対応するように、基台１０上の中心軸２ａを中心にして左右にスライド動作（水平姿勢でのスライド動作）も行なうことができ、他方の垂直板１４もこれに対応して、左右に揺動動作する機構Ｓ３を備えている（図３、図８）。すなわち、左右揺動機構Ｓ３は、連結板Ｓ２ｂを介して上記中心軸２ａを中心に左右に揺動するものであり、前記タレット回転盤４は、連結板Ｓ１ａを介して基台１０上に配される板に形成される円弧状のレール（Ｒ状レール）Ｒｍに沿って基台１０上において円周上で左右に揺動駆動させる構造になっている。なお、前述のラック・ピニオン機構６ａ，６ｂを駆動させるものでも良い。また、上記揺動機構Ｓ１とＳ２の一方側の移動を停止した状態において、他方を揺動させることができ、その組み合わせの揺動範囲は極めて広い範囲に設定可能である。 Further, the grindstone rotating mechanism 2 can also perform a sliding operation (sliding operation in a horizontal posture) to the left and right around the central axis 2a on the base 10 so as to correspond to the workpiece rotating mechanism 2. Correspondingly, the other vertical plate 14 is also provided with a mechanism S3 that swings left and right (FIGS. 3 and 8). That is, the left-right swing mechanism S3 swings left and right around the central axis 2a via the connecting plate S2b, and the turret rotating disk 4 is arranged on the base 10 via the connecting plate S1a. It is structured to be driven to swing left and right on the circumference on the base 10 along an arc-shaped rail (R-shaped rail) Rm formed on the plate. Note that the rack and pinion mechanisms 6a and 6b described above may be driven. Further, in a state where the movement of one side of the swing mechanisms S1 and S2 is stopped, the other can be swung, and the swing range of the combination can be set to a very wide range.
本実施形態に係るタレット回転盤４は、その外周にタレット４ａが４個配置されて（平面で十字を呈する）、一つの砥石Ｔが摩耗すると他の砥石Ｔに切り替えるために回転させる。図５に示すように、連結解除手段７，６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂ，９ｃにより一つのモータ（砥石駆動手段）Ｍ１で４つの回転軸３を切り替えて駆動させる。すなわち、タレット回転盤４の中央に回転ドライバー機構６ａ６ｂとマイタギア（傘歯車）９ｃにより、砥石駆動手段Ｍ１の主軸２ａの回転力が連結軸７に伝達され、この連結軸７が複数の砥石を回転させる主軸（４つの主軸）と連結解除する（図４（ａ）（ｂ））。すなわち、タレット回転盤４の中央には、凹側と凸側の回転ドライバー６ａ，６ｂで配置され、これら凹側と凸側が嵌合して回転構造であり、回転ドライバー６ａ，６ｂにマイタギア（傘歯車）９ｃが嵌合して回転する。砥石駆動手段Ｍ１の回転軸９ａは上記マイタギア（傘歯車）９ｃと嵌合して回転して、連結軸７を回転させる。連結軸７と、複数の砥石Ｔの主軸１３とは、連結解除がピンの差込解除で行われる。砥石Ｔは、球関節（自在継手）８ａが複数の各主軸３の先端に取り付けられている。凹側の回転ドライバー６ａ，６ｂは、保持リング（凹側の回転ドライバー保持リング）５に連結されている。符号７は、砥石の主軸３と連結して回転する連結軸７であり、その外周にベアリングＢｒが配されている。したがって、一つの砥石駆動手段Ｍ１の軸９ａが上記連結解除手段７，６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂ，９ｃを介して複数の回動軸３に交互に切り替えて駆動させるが、上記連結軸７の一方方向の回転では砥石Ｔを回転させるが、その逆方向の回転ではクラッチが外れて砥石Ｔの回転は行なわれず、その間に上記回転ドライバー機構６ａ６ｂとマイタギア（傘歯車）９ｃにより、他の砥石Ｔを移動させる体制に入る。 The turret rotating disk 4 according to the present embodiment has four turrets 4a arranged on its outer periphery (presenting a cross in a plane), and is rotated to switch to another grindstone T when one grindstone T is worn. As shown in FIG. 5, the four rotary shafts 3 are switched and driven by one motor (grinding stone drive means) M1 by the connection release means 7, 6a, 6b, 9a, 9b, 9c. That is, the rotational force of the main shaft 2a of the grindstone driving means M1 is transmitted to the connecting shaft 7 by the rotary driver mechanism 6a6b and the miter gear (bevel gear) 9c at the center of the turret rotating disk 4, and the connecting shaft 7 rotates a plurality of grindstones. The main shafts (four main shafts) to be connected are released (FIGS. 4A and 4B). That is, in the center of the turret rotating disk 4, the concave and convex rotary drivers 6a and 6b are arranged, and the concave and convex sides are fitted to each other to form a rotating structure. A miter gear (umbrella) is attached to the rotary drivers 6a and 6b. (Gear) 9c is fitted and rotated. The rotating shaft 9a of the grindstone driving means M1 is fitted and rotated with the miter gear (bevel gear) 9c to rotate the connecting shaft 7. The connection shaft 7 and the main shaft 13 of the plurality of grindstones T are released by releasing the pin insertion. The grindstone T has a ball joint (universal joint) 8 a attached to the tip of each of the plurality of main shafts 3. The concave rotation drivers 6 a and 6 b are connected to a holding ring (concave rotation driver holding ring) 5. Reference numeral 7 denotes a connecting shaft 7 that rotates in connection with the main shaft 3 of the grindstone, and a bearing Br is disposed on the outer periphery thereof. Therefore, the shaft 9a of one grindstone driving means M1 is alternately switched to the plurality of rotating shafts 3 via the connection release means 7, 6a, 6b, 9a, 9b, 9c. In one direction of rotation, the grindstone T is rotated, but in the opposite direction, the clutch is disengaged and the grindstone T is not rotated. During that time, the rotation driver mechanism 6a6b and the miter gear (bevel gear) 9c cause another grindstone T to rotate. Enter the system to move.
砥石Ｔは、いわゆるカップ砥石Ｔが使用され（ワーク外側用と内側用とがあり、左右の角部のテーパ（傾斜）が異なる。）、これを把持する把持手段８を備え、把持手段８が自在継ぎ手８ａにより関節動作を行う。したがって、自在継ぎ手８ａを介してワークＷに対する接触角度を変えることも可能である。 As the grindstone T, a so-called cup grindstone T is used (for the work outer side and the inner side, and the taper (inclination) of the right and left corners is different), and the gripping means 8 is provided. Joint operation is performed by the universal joint 8a. Therefore, the contact angle with respect to the workpiece W can be changed via the universal joint 8a.
また、上記タレット回転盤４を揺動動作させる左右の揺動機構Ｓ２が設けられている。図３と５に示すように、左右の揺動機構Ｓ２は、タレット回転盤４に配されるタレット回転用のウォームホイール１５ａと、タレット回転盤４に配されるタレット回転用のウォームホイール１５ａと、タレットモータＭ２と連動するウォームギア１５ｂにより構成されて、タレット回転用のウォームホイール２ａを回転させて、これによりタレット回転盤４を水平方向に揺動動作させる。なお、タレット回転用のウォームホイール１５ａの中央を砥石駆動手段Ｍ１の回転軸９ａの外周に配置されている。タレットモータＭ２は、タレット回転盤４に搭載され、タレット回転盤４は、水平方向の回転する（一方方向に回転する）とともに、この回転方向とその逆方向の揺動（左右の揺動動作）も可能である（ワークＷに対してタレット回転盤４が上記回転方向とその逆方向に揺動させることができる）。
ここで、タレット回転盤４を垂直姿勢で配置することも可能であり、この場合は、４個のタレットを交換するための回転と、タレット回転盤４に配されるタレット回転用のウォームホイール１５ａと、タレット回転盤４に配されるタレット回転用のウォームホイール１５ａと、タレットモータＭ２と連動するウォームギア１５ｂにより構成されて、タレット回転用のウォームホイール２ａを上下方向に回転させて、これによりタレット回転盤４を上下に揺動動作させることができる。
Further, left and right swing mechanisms S2 for swinging the turret rotating disk 4 are provided. As shown in FIGS. 3 and 5, the left and right swing mechanism S 2 includes a turret rotating worm wheel 15 a disposed on the turret rotating plate 4, and a turret rotating worm wheel 15 a disposed on the turret rotating plate 4. The worm gear 15b interlocked with the turret motor M2 is used to rotate the turret rotating worm wheel 2a, thereby causing the turret rotating disk 4 to swing in the horizontal direction. The center of the turret rotating worm wheel 15a is disposed on the outer periphery of the rotating shaft 9a of the grindstone driving means M1. The turret motor M2 is mounted on the turret rotating disk 4. The turret rotating disk 4 rotates in the horizontal direction (rotates in one direction) and swings in the direction opposite to the rotation direction (left and right swinging operation). (The turret rotating disk 4 can be swung with respect to the workpiece W in the rotation direction and in the opposite direction).
Here, it is also possible to arrange the turret rotating disk 4 in a vertical posture. In this case, the rotation for exchanging four turrets and the worm wheel 15a for rotating the turret disposed on the turret rotating disk 4 are used. And a worm wheel 15a for rotating the turret disposed on the turret rotating disk 4 and a worm gear 15b interlocked with the turret motor M2, and the turret rotating worm wheel 2a is rotated in the vertical direction, whereby the turret The turntable 4 can be swung up and down.
次に、上記構成のホーニング加工装置１を使用して、外周面と内球面を加工する実際の例を説明する。
まず、スライド機構Ｓにより水平支持されるワークＷの位置にタレット回転盤４を移動させる。
ワークＷの外周を加工するときは、ワーク回転機構１２をその基準となる水平姿勢で中心軸２ａを基準位置にしてワークＷを回転させる（図９）。一方、砥石回転機構２は、ワークＷの位置を基準の中心軸２ａの位置にスライド機構等で位置合わせして、左右の揺動機構Ｓ２により、ワークＷを中心としてその左右に揺動させて、砥石回転機構２の位置を設定する。そして、タレットモータ（タレット回転盤４を駆動させるサーボモータ）Ｍ２が駆動すると、その軸をウォームホイール１５ａとウォームギア１５ｂを介してタレット回転盤４を水平方向に揺動動作、つまり水平方向の回転方向とその逆方向に揺動させる。なお、図９から図１０では、Ｏが砥石回転の主軸の加工水平ラインである。
砥石Ｔの磨耗が生じたときには、駆動モータＭ１でタレット回転盤４を回動させて（連結解除手段６ａ，６ｂ等で切り替えて）、各タレッット（回転体）４ａの先端の砥石Ｔを回転させる。このときの回転方向は、左右揺動動作Ｓ２と同じ回転方向（水平方向の回転）である。したがって、左右の動作と同じであるので、一つの砥石Ｔが磨耗しても、タレット回転盤４を回転させて、新しい砥石Ｔで研削できる。なお、水平揺動モータＭ６によりタレット回転盤４を揺動させると、水平方向の左右の揺動動作としてワークＷの加工を行うことができる。
Next, the actual example which processes an outer peripheral surface and an inner spherical surface using the honing processing apparatus 1 of the said structure is demonstrated.
First, the turret rotating disk 4 is moved to the position of the workpiece W that is horizontally supported by the slide mechanism S.
When the outer periphery of the workpiece W is machined, the workpiece W is rotated with the workpiece rotation mechanism 12 as the reference horizontal posture and the center axis 2a as the reference position (FIG. 9). On the other hand, the grindstone rotating mechanism 2 aligns the position of the workpiece W with the position of the reference center axis 2a by a slide mechanism or the like, and swings it left and right around the workpiece W by the left and right swing mechanism S2. The position of the grindstone rotating mechanism 2 is set. When the turret motor (servo motor for driving the turret rotating disk 4) M2 is driven, the turret rotating disk 4 swings in the horizontal direction via the worm wheel 15a and the worm gear 15b, that is, the horizontal rotating direction. And swing in the opposite direction. In FIGS. 9 to 10, O is a processing horizontal line of the main spindle of the grindstone rotation.
When the grindstone T is worn, the turret rotating disk 4 is rotated by the drive motor M1 (switched by the connection release means 6a, 6b, etc.), and the grindstone T at the tip of each turret (rotating body) 4a is rotated. . The rotation direction at this time is the same rotation direction (horizontal rotation) as that of the left-right swing operation S2. Accordingly, since the operation is the same as that of the left and right, even if one grindstone T is worn, the turret rotating disk 4 can be rotated and ground with the new grindstone T. When the turret rotating disk 4 is swung by the horizontal swing motor M6, the workpiece W can be processed as a horizontal swing operation in the horizontal direction.
ここで、ワーク回転機構１２を上下に揺動させる揺動動作Ｓ１を加えて加工することができる。図１０（ａ）（ｂ）に示すように、更に上下に揺動させて加工する。このようにすると、回転支持されるワークＷの外周面を上下方向に連続的に変化させて研削できる。
前記ワーク回転機構１２は、砥石Ｔとの接触点を中心に円周上Ｌ１に揺動して、他方、砥石回転機構は、タレット回転盤４により水平方向の左右に揺動動作するので（ワークＷと砥石Ｔの接触点を中心軸２ａの位置（図９ではＯ位置）として、垂直方向で交差する。）、連続的な動作でワークＷの曲面や球面を正確に加工することができる。
また、ワーク回転機構１２を上下に揺動させる揺動動作Ｓ１を加えて加工することができる。図１１（ａ）（ｂ）に示すように、更に左右に揺動させて加工する。このようにすると、回転支持されるワークＷの外周面を水平方向と上下方向に連続的に変化させて研削できる。
なお、タレット回転盤４には、ワークＷの内周側加工用の砥石Ｔ１と外周側加工用の砥石Ｔ２とを搭載させることが可能である。ワークＷの内周側加工用の砥石Ｔ１と外周側加工用の砥石Ｔ２とは、左右の角部の砥石のＲ形状が異なる。したがって、ワークＷの内側曲面（内周面）Ｗａと外側曲面（外周面）Ｗｂを加工するに際して、対応する内側加工用の砥石Ｔ１と外側加工用の砥石Ｔ２を交換して加工したり、４個の砥石をすべていずれかの砥石を使用したりして、連続した加工が効率的に行うことができる。そして、内周加工用の砥石Ｔと外周加工用の砥石Ｔとを４個のタレットを有するタレット回転盤４に装着することで、両方の加工を上記タレット回転盤４で行なうことが可能である。
Here, machining can be performed by adding a swinging operation S1 that swings the workpiece rotating mechanism 12 up and down. As shown in FIGS. 10A and 10B, the workpiece is further swung up and down for processing. If it does in this way, the outer peripheral surface of the workpiece | work W rotatably supported can be ground and changed continuously to an up-down direction.
The workpiece rotating mechanism 12 swings on the circumference L1 around the contact point with the grindstone T. On the other hand, the grindstone rotating mechanism swings left and right in the horizontal direction by the turret rotating disk 4 (workpiece). The contact point between W and the grindstone T is defined as the position of the central axis 2a (the O position in FIG. 9 ), and the curved surface and spherical surface of the workpiece W can be accurately processed by continuous operation.
Further, machining can be performed by adding a swinging operation S1 that swings the workpiece rotating mechanism 12 up and down. As shown in FIGS. 11A and 11B, the workpiece is further swung left and right for processing. If it does in this way, the outer peripheral surface of the workpiece | work W supported by rotation can be ground by changing continuously in a horizontal direction and an up-down direction.
The turret rotating disk 4 can be equipped with a grindstone T1 for machining the inner circumference side of the workpiece W and a grindstone T2 for machining the outer circumference side. The grindstone T1 for processing the inner peripheral side of the workpiece W and the grindstone T2 for processing the outer peripheral side are different in the R shape of the grindstone at the left and right corners. Accordingly, when machining the inner curved surface (inner circumferential surface) Wa and the outer curved surface (outer circumferential surface) Wb of the workpiece W, the corresponding inner processing grindstone T1 and outer processing grindstone T2 are exchanged and processed. Continuous grinding can be performed efficiently by using any one of the grindstones. Then, by attaching the grindstone T for inner periphery processing and the grindstone T for outer periphery processing to the turret rotating disk 4 having four turrets, both processes can be performed by the turret rotating disk 4. .
以上、本実施の形態では、複数の砥石の粗さは異なるものを使用しても良い。また、複数の砥石Ｔは４個の例で説明したが、これよりも少なくしたり多くしたりすることが可能である。また、上記上下と左右の揺動機構Ｓ１〜Ｓ３を組み合わせることができ、更に前後の左右のスライド機構Ｓａ，Ｓｂによる位置を設定して加工することも可能である。 As described above, in the present embodiment, the grindstones having different roughness may be used. Moreover, although the some grindstone T demonstrated in the example of four pieces, it is possible to reduce or increase more than this. Further, the above and below and left and right swing mechanisms S1 to S3 can be combined, and it is also possible to set the positions by the front and rear left and right slide mechanisms Sa and Sb for processing.
１ ホーニング加工装置、
２ 砥石回転機構、２ａ 中心軸、
３ タレットの回転軸（砥石回転の主軸）、
４ タレット回転盤、４ａ タレット（回転体）、
６ａ，６ｂ 連結解除手段（回転ドライバー）、
７ 連結軸（連結解除手段）、
８ 把持機構（チャック）、
９ａ マイタギア（連結解除手段）、
１２ ワーク回転機構、
１３ ワークを回転させる軸（回転軸）、
１４ 垂直板、
Ｓａ 前後のスライド機構、Ｓｂ 左右のスライド機構、
Ｓ１ 上下の揺動機構、Ｌ１ 上下の揺動機構の揺動範囲、
Ｓ２ 左右の揺動機構、Ｌ２ 左右の揺動機構の揺動範囲、
Ｓ３ 左右の揺動機構、Ｌ３ 左右の揺動機構の揺動範囲、
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６ モータ（駆動手段）、
Ｍ１ 砥石駆動手段、Ｍ２ 左右の揺動の駆動手段、
Ｍ４ 上下の揺動の駆動手段、Ｍ６ 水平スライドの駆動モータ、
Ｔ，Ｔ１ 砥石（外側加工用の砥石）、
Ｔ，Ｔ２ 砥石（内側加工用の砥石）、
Ｗ ワーク、Ｗａ ワークの外側面、Ｗｂ ワークの外側面
1 Honing machine,
2 grinding wheel rotation mechanism, 2a central axis,
3 Turret rotation axis (grinding wheel rotation spindle),
4 Turret turntable, 4a Turret (rotary body),
6a, 6b Connection release means (rotary driver),
7 connection shaft (connection release means),
8 Grip mechanism (chuck),
9a Miter gear (connection release means),
12 Work rotation mechanism,
13 Axis for rotating workpiece (rotary axis),
14 Vertical plate,
Sa slide mechanism before and after, Sb slide mechanism left and right,
S1 vertical swing mechanism, L1 vertical swing mechanism swing range,
S2 Left and right swing mechanism, L2 Left and right swing mechanism swing range,
S3 Left and right swing mechanism, L3 Left and right swing mechanism swing range,
M1, M2, M3, M4, M5, M6 motors (drive means),
M1 grinding wheel driving means, M2 right and left swing driving means,
M4 vertical swing drive means, M6 horizontal slide drive motor,
T, T1 grinding wheel (grinding wheel for outside processing),
T, T2 grinding wheel (grinding wheel for inner processing),
W work, Wa work outer surface, Wb Work outer surface
Claims (4)
前記ワーク回転機構は、基台又は基台に配される垂直板に、円周上のＲレール又はＲ溝を配して上下又は左右に揺動させるもので、ワークと砥石の接触点を中心軸とする円周上に揺動することを特徴とするホーニング加工装置。 In a honing machine that has a workpiece rotation mechanism that grips and rotates a workpiece and a grindstone rotation mechanism that rotates and processes the workpiece,
The work rotation mechanism is a vertical plate arranged on a base or a base, and is provided with an R rail or an R groove on the circumference so that it swings up and down or left and right. A honing apparatus characterized by swinging on a circumference of a shaft.
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