JP6386319B2

JP6386319B2 - 研削盤

Info

Publication number: JP6386319B2
Application number: JP2014196011A
Authority: JP
Inventors: 慧藤崎; 松本　耕; 耕松本
Original assignee: SHIGIYA MACHINERY WORKS Ltd
Current assignee: SHIGIYA MACHINERY WORKS Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: JP2016064486A

Description

本発明は、研削盤に係り、特に供給されたクーラントの回収流路の改良に関する。

ワーク保持部が保持したワークの研削中に、クーラントを供給するようにした研削盤において、ワークの加工点に供給されたクーラントは、ベッドの表面上を砥石装置側である後方へ流れ、ベッド後部を経て、ベッドの背面に配置されたクーラントタンク内に流入し、再びワークの加工点に供給される。このクーラントはワークの加工熱により温度上昇した状態となってベッドの表面を流れるため、ベッドは不均一に加熱され、この熱による変形が研削盤の加工精度を低下させる。
例えば特許文献１乃至３に開示された研削盤によれば、ベッドの表面上を流すのではなく、ワークの加工点の下に位置するベッド表面に対して切欠箇所を形成して、クーラントをベッド表面から下へ落下させる構造になっている。ベッド表面に切欠箇所を形成したことによる剛性低下を補うことが必要になる。

特開２００５−２３１０３０号公報特開２００２−１２７０１２号公報特開２００４−２２３６３４号公報

本発明は、クーラントの熱によるベッドの熱変形に起因して生じるワーク加工精度の低下を回避できるベッド構造を有する研削盤を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る研削盤は、ワークの両端を同軸上に支持して回転させるワーク保持装置と、
前記ワーク保持装置の背面から正面側に向けてワークへの切り込み移動する砥石装置と、前記砥石装置がワークを研削する箇所に向けてクーラントを供給するクーラントノズルと、前記ワーク保持装置と砥石装置に対して機械加工の基準面を提供し、一体状に結合された上面壁、前面壁、左面壁、右面壁を有するベッドであって、
前記上面壁は、正面側に並列して前記ワーク保持装置を支持する左右の台部と、前記左右の台部の間に設けられ正面側に向けて下に傾斜し、前記前面壁の外面上に下流端を有する傾斜箇所と、前記ワーク保持装置と砥石装置の間であって、前記ワーク保持装置に沿って前記ベッドの左右端部から前記傾斜箇所に向けて下降傾斜するように溝部が設けられ、前記クーラントノズルから供給されたクーラントは前記溝部に落下し前記傾斜箇所を経由して正面側に到り、前記前面壁の前外方に脱するように形成されたベッドと、
前記ベッドに対して断熱状に別体として設置され、前記前面壁の前外方に脱したクーラントをクーラントタンクに案内する第１の樋とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ワーク保持装置に対して機械加工の基準面を提供する台部が上面壁に設けられ、この間をクーラントが流れるようにしたため、クーラントが接する箇所が限定され、クーラントの熱の影響を受けにくい。また、クーラントは台部の間からベッド外に直ちに流下することから、比較的短い経路上を実現でき、ベッドとクーラントの接触時間が短縮化される。また、ベッドの上面壁に穴を開ける構造でないため、ベッドとしての強度性が維持できる。

実施例による研削盤を示す図である。研削盤を斜め後上方から見た斜視概要図である。研削盤を斜め前上方から見た斜視概要図である。樋を消去した状態の図２中の符号ｘ１−ｘ１部分を示す断面図である。図２中の符号ｘ２−ｘ２部分を示す一部省略断面図である。樋を示した状態の図２中の符号ｘ１−ｘ１部分を示す断面図である。図２中の符号ｘ３−ｘ３部分を示す一部省略断面図である。

実施例１による研削盤１は、ベッド上の正面側でワークｗを保持するワーク保持装置２ａと、ベッド１００の背面側から正面側に切り込み移動する砥石装置２ｂとを備えている。箱形のベッド１００は、ワーク保持装置２ａと砥石装置２ｂを保持する上面壁１ｇを有し、上面壁１ｇはワーク保持装置２ａと砥石装置２ｂに対して、工作機械としての加工精度を保証する機械加工上の基準面を提供する。ワーク保持装置２ａはワークｗを単にベッド１００上の定位置に固定するもの、ワークｗを直線的な移動可能に位置保持するもの、又は、ワークｗを回転駆動可能に位置保持するものなどの何れでも良い。なお、図１中、符号ａ１は研削盤１の背面側から正面側へ向かう方向を示し、符号ｂ１は左側を示している。

砥石装置２ｂは電動モータなどで回転駆動される砥石車３をワーク保持装置２ａにより位置保持されたワークｗに対し相対変位させることによりワーク保持装置２ａの背面からワークｗを切り込むように加工する。ワーク保持装置２ａはベッド１００の正面側に配置され、砥石装置２ｂは砥石車３を正面側に移動させるため、ワークｗと砥石車３の接触点である加工点はベッド１００の正面側に位置し、正面側に立つ作業者に対してワークｗを加工する様子が観察できるようになっている。

ベッド１００は、ワークｗの研削加工中にワークｗの加工点に供給されるクーラントを回収する液路４を備えている。液路４は、ワーク保持装置２ａの左右方向ｂ０長さ中央寄り位置に、方向ａ１に向かって形成された案内路４ａとワーク保持装置２ａの背面側に左右方向ｂ０に沿って案内路４ｂを有している。ベッド１００の上面壁１ｇは、ワーク保持装置２ａに対して加工精度の基準となる面を与える左右２つの台部４１、４２を有し、台部４１、４２が上側に突出してワーク保持装置２ａを左右で支える。また、上面壁１ｇは、台部４１、４２の間の箇所において、少なくとも支持箇所の方向ａ１の範囲ｃ１内において、正面側に向けて下に傾斜する傾斜箇所ｓを有している。傾斜箇所ｓの左右方向ｂ０の存在範囲は、砥石装置２ｂによる左右方向ｂ０の研削範囲ＥＸである。

案内路４ａは、傾斜箇所ｓによって構成され、支持箇所の間を通して重力でクーラントを流下させる。案内路４ａの上流には、ワーク保持装置２ａの背面側に左右方向ｂ０に向かうように形成される案内路４ｂが設けられている。案内路４ｂはベッド１００の左端側から案内路４ａの最上流点に向け降下するように形成された右側案内路４ｂ１と、ベッド１００の右端側から案内路４ａの最上流点に向け降下するように形成された左側案内路４ｂ２を有している。

案内路４ａは、ワーク保持装置２ａの下を通った後、ベッド１００の正面側にある側壁を脱して、樋３４によりベッド１００の背面側に設けられたクーラントタンクに回収される。ベッド１００上のクーラントを迅速にベッド１００の外方に流出させるのは、クーラントの熱によるベッド１００の偏った熱変形を回避するためである。クーラントは潤滑や冷却のための液体であり、単なる水であっても良い。

図２には他の箱形のベッド２００が示されている。図２のｘ１−ｘ１断面（図４、図６）、ｘ２−ｘ２断面（図５）、ｘ３−ｘ３断面（図７）を参照して、ベッド２００の内部構造を説明する。

ベッド２００は、前面壁１ａ、左面壁１ｄ、後面壁１ｃ、右面壁１ｆにより周囲を囲まれ、その内部を十字に交差する第１中央面壁１ｂと第２中央面壁１ｅが設けられている。前後面壁１ａ、１ｃ及び第１中央面壁１ｂは、左右方向ｂ０に沿うものである。また、左右面壁１ｄ、１ｄ及び第２中央面壁１ｅは、前後方向ａ０に沿うものである。第１中央面壁１ｂ、第２中央面壁１ｅ、前後左右面壁１ａ〜１ｆの交叉箇所は一体状に結合されており、また３つの面壁１ａ、１ｂ、１ｃの下端部は曲げ強度を増大させるために肉厚部を形成されている。

ベッド２００は前後左右面壁１ａ、１ｃ、１ｄ、１ｆで囲まれた領域の上方開口を覆う上面壁１ｇが形成され、これと交差する前後左右および第１、第２中央の面壁１ａ〜１ｆと一体状に結合されている。上面壁１ｇの前部の左右各端部ｄ２１、ｄ２２は２つの面壁１ｄ、１ｆに対し左右方向ｂ０の外方へ張り出されており、各端部ｄ２１、ｄ２２の下面部には左右方向ｂ０に沿う補強壁部ｄ３１と前後方向ａ０に沿う補強壁部ｄ３２とが一体状に形成されている（図４）。さらに各面壁１ａ〜１ｇには必要に応じ補強部ｄ４が設けられ、また重量軽減などのため透孔ｄ５が形成されている（図５）。

ベッド２００の上面壁１ｇの上面にはワーク保持装置２ａ及び砥石装置２ｂが設けられている。ワーク保持装置２ａは上面壁１ｇの正面側の上方に設けられており、また砥石装置２ｂはワーク保持装置２ａの背面側の上面壁１ｇ部分の上方に設けられている。
ワーク保持装置２ａは、上面壁１ｇに同体状且突状に設けられた左右の台部５に支持された左右一対からなる主軸台６ａ、６ｂと、これら主軸台６ａ、６ｂを左右方向ｂ０へ変位させる第１駆動機構部７とを有している。

台部４１，４２の上面には、第１駆動機構部７が設置されている。第１駆動機構部７は、左右方向ｂ０に沿わせられた一対の直線状の案内レール５ａ、５ｂを有し、案内レール５ａ、５ｂ間に位置されたネジ軸９を図示しないサーボモータにより回転させることにより一対の主軸台６ａ、６ｂを左右方向ｂ０に若干変更可能である。各主軸台６ａ、６ｂの基台部８は案内レール５ａ、５ｂに左右方向ｂ０の移動自在に支持された複数のサドル部材５ｃに載置状に固定され、これらサドル部材５ｃと同体状に左右移動する。

一対の主軸台６ａ、６ｂは、左右方向ｂ０で対向する一対の主軸１０ａ、１０ｂ及び、それぞれの主軸１０ａ、１０ｂを回動させるサーボモータ１１ａ、１１ｂを備えている。各主軸１０ａ、１０ｂは、基台部８と同体状に形成された軸受箇所により左右方向ｂ０に沿って移動するクイル１２ａ、１２ｂにＺ軸回りの回転が可能なように支承され、ワークｗを支持するための主軸センタ１３ａ、１３ｂを具備する。

次に砥石装置２ｂは、図５において、上面壁１ｇと同体状に形成された左右向きの第２軌道台部１４と、この第２軌道台部１４に支持される移動台１５と、この移動台１５を左右方向ｂ０へ変位させる第２駆動機構部１６と、移動台１５の上面側に設けられた案内手段１７を介して前後方向ａ０の変位可能に支持された砥石台５０と、この砥石台５０を前後方向ａ０へ変位させる第３駆動機構部１９とを有している。

第２軌道台部１４はベッド２００の上面の第１軌道台部５の後方に前後一対の直線状の案内部１４ａ、１４ｂを左右方向ｂ０に沿わせて突状に形成されており、これら案内部１４ａ、１４ｂの間箇所であるベッド２００の上面は凹み状とされている。そして前側の案内部１４ａの上面には断面Ｖ形の凹み状とされた案内面ｅ１が左右方向ｂ０に沿って形成され、一方、後側の案内部１４ｂの上面には左右方向ｂ０に沿って長く形成された細長状の水平面からなる案内面ｅ２が形成されている。

移動台１５は第２軌道台部１４の案内部１４ａ、１４ｂにより左右方向ｂ０の移動可能に支持され、下面に前後一対の被案内部１５ａ、１５ｂが形成されている。前側の被案内部１５ａは第２軌道台部１４の前側の案内面ｅ１に左右方向ｂ０の摺動可能に支持される断面Ｖ形の下向き突状であり、一方、後側の被案内部１５ｂは第２軌道台部１４の後側の案内面ｅ２に左右方向ｂ０の摺動可能に支持される左右方向ｂ０へ長い長方形状の水平面になっている。

第２駆動機構部１６は、第２軌道台部１４と移動台１５の間に装設されており、例えば、案内部１４ａ、１４ｂ間に位置されたネジ軸１８を既存の機構により回転させることにより移動台１５をベッド２００に対し左右方向ｂ０へ移動する。
案内手段１７は移動台１５と砥石台５０の間に装設されており、例えば移動台１５の上面に前後方向ａ０に沿って設けられた左右一対の図示しない案内レールと、これら案内レールのそれぞれに前後方向ａ０の移動可能に支持され且つ、上面に砥石台５０の一部である基台部２０の下面を載置状に固定される図示しない複数のサドル部材とを備える。これにより砥石台５０は移動台１５上において基台部２０と同体状に前後方向ａ０へ移動可能である。

砥石台５０は、左右方向ｂ０に沿った砥石軸２１に固定された砥石車２２と、砥石軸２１を左右方向ｂ０に沿わせた状態で回転自在に支承する軸受部２３と、砥石軸２１の右端に回転力を付与する電動モータ２４とを備えている。
砥石車２２は砥石台５０の左前寄り位置の上方に位置され、砥石台５０に固定された砥石カバー２５により上部及び後部を覆われる。電動モータ２４は砥石台５０の上面後部に固定されており、この電動モータ２４の出力軸の回転が砥石軸２１に伝達される。

第３駆動機構部１９は移動台１５と砥石台５０の間に装設されており、例えば、移動台１５の上面に設けられた図示しない左右一対の案内レールの間に位置される前後方向ａ０に沿うネジ軸２８や、砥石台５０の下面に固定され且つこのネジ軸２８に螺合される図示しないナット体、ネジ軸２８を回転させるサーボモータ２７を備える。

ワーク保持装置２ａに保持されたワークｗは砥石車２２を当接されて加工されるが、この加工中におけるワークｗの加工点にはワークｗの有害な発熱を回避するためクーラントがクーラントノズル２９により連続的に供給される。

クーラント送給装置３１は、クーラントノズル２９へクーラントを送給する。一方、クーラントノズル２９からベッド１００上に流出したクーラントは回収され、還流ライン３２を経てクーラント送給装置３１へ戻される。クーラント送給装置３１は、クーラントタンク３１ｂと、クーランタンク３１ｂ内に蓄えられたクーラントをクーラントノズル２９に向け送給する送液ポンプ３１ｃが設置されている。

還流ライン３２はベッド２００の上面壁１ｇ上に存在する部分とベッド２００から脱した部分とで形成されている。ベッド２００の上面壁１ｇ上に存在する部分は、クーラントノズル２９からワーク加工領域内に供給されたクーラントをベッド２００の正面側に重力により流下させる液路４からなっている。この液路４は、案内路４ａと案内路４ｂとからなる。

上面壁１ｇの上側に突出した台部４１、４２の間が、案内路４ａとなっている。図７に示すように、台部４１、４２の頭頂部は、ベッド２００と同体状の梁板４３で橋渡しされている。尚、梁板４３は必須では無い。上面壁１ｇは、台部４１、４２の間の箇所において、正面側に向けて下に傾斜する傾斜箇所ｓを有している。傾斜箇所ｓの左右方向ｂ０の存在範囲は、砥石装置２ｂによる左右方向ｂ０の研削範囲ＥＸである。本実施例においては、第１軌道台部５により、主軸台６ａ、６ｂが左右移動可能にしているが、第２軌道台部１４により砥石装置２ｂが左右動可能であるので、第１軌道台部５を設けずに台部４１、４２にそれぞれ主軸台６ａ、６ｂを固定的に取り付けても良い。傾斜箇所ｓは、支持箇所の間を通して重力でクーラントを流下させて案内路４ａを形成する。

第１軌道台部５の背後の上面壁１ｇには左右方向に沿う溝部ｔが設けられ、その底面が図４に示すように傾斜箇所ｓの頂上に向けベッド２００の左右端部から漸次に降下している。溝部ｔが案内路４ｂを形成する。案内路４ｂの上側には図６に示すように樋３０が案内路４ａに向け漸次降下するように装設されている。樋３０は、案内路４ｂに落下すべきクーラントの大部分を捕獲して、案内路４ａに直接流し込むものである。案内路４ａの下流端はベッド２００の前面壁１ａの外面上の左右長さ中央寄り位置の上部に固定された液受け箱３３ａ内に導かれている。

液路４を経てベッド２００上の前外方に流出したクーラントは、液受け箱３３ａから樋３４を経てクーラントタンク３１ｂ内に至る。液受け箱３３ａや樋３４は、ベッド２００とは別体であり、熱がベッド２００に伝達され難いように断熱状に設置されている。

次に動作について説明する。
ワーク保持装置２ａのクイル１２ａ、１２ｂにワークｗの各端部を把持させ、ワークｗを各主軸１０ａ、１０ｂの回転に連動して回転させる。一方では砥石台５０をベッド２００上で前後方向ａ０及び左右方向ｂ０に移動させて砥石車２２をワークｗに当接させることによりワークｗの表面を研削加工させる。
この加工中、クーラントノズル２９からワークｗと砥石車２２の接触箇所である加工点に向けクーラントを流出させる。このように供給されたクーラントはワークｗの加工点を潤滑すると同時にこの加工点の周辺を冷却し洗浄した後、ワーク加工領域のベッド２００の上面壁１ｇに落下する。

この後、クーラントは案内路４ｂに流入し、以後、案内路４ａを流下して液受け箱３３ａ内にワークｗの切削により生じた切粉と一緒に流れ込む。

このように実施例１、２によれば、ワーク保持装置２ａに対して機械加工の基準面を提供する台部４１、４２が上面壁１ｇに設けられ、この間をクーラントが流れるようにしたため、クーラントが接する箇所が限定され、クーラントの熱の影響を受けにくい。また、クーラントは台部４１、４２の間からベッド１００、２００外に直ちに流下することから、比較的短い経路上を実現でき、ベッド１００、２００とクーラントの接触時間が短縮化される。また、ベッド１００、２００の上面壁１ｇに穴を開ける構造でないため、ベッドとしての強度性が維持できる。

またベッド１００、２００上からその外方へのクーラントが迅速に流出するので、ベッド１００、２００上に堆積する切粉の量を低減させことができる。また、液受け箱３３ａや樋３４の内方に切粉などからなるスラッジが堆積した場合には、液受け箱３３ａや樋３４の上側を開放状態として外方に取り出すことが可能である。

さらに、ワーク加工領域においてクーラントの排出性が良好となるため、ワークｗの研削点の直下のベッド１００、２００の上面壁１ｇの高さを従来よりも高くすることができる。その結果、加工時におけるワーク保持装置２ａ及び砥石装置２ｂを通る力線経路を短くすることができ、研削加工精度が向上する。

また、ベッド１００、２００は、ワーク保持装置２ａが支持される台部５の左右長さ中央寄り位置に、案内路４ａが設けられている、案内路４ａの傾斜底面はベッド２００の上面壁１ｇを連続させるものであり、ベッド１００、２００の構造的な強度が維持できる。

また液路４を経てベッド１００、２００の正面から脱したクーラントをベッド１００，２００の外方に配設されたクーラントタンク３１ｂ内まで流下させるための樋３４をベッド１００、２００の外周面に沿わせて配設している。この樋３４には、液路４から流出した切粉を受入れ堆積するが、容易に取り出すことができる。

また、ワーク保持装置２ａの背後の左右方向ｂ０に沿って、上面壁１ｇに溝部ｔが設けられ、これが上面開放形の案内路４ｂとして機能し、漸次降下するように設けられており、かつ、案内路４ｂの上側に樋３０が設けられ、熱せられたクーラントの大部分がベッド１００、２００上に直接降り注ぐことなく、一旦樋に受け取られる。このため、クーラントの大部分は、樋３０により案内路４ａに直接落下して、台部４１、４２の周囲を熱に晒すことが低減される。これにより、台部４１、４２が主軸台６ａ、６ｂに提供する加工精度の基準が熱によって変動することが抑制される。

２ａワーク保持装置
４液路
４ａ、４ｂ案内路
５第１軌道台部
３１ｂクーラントタンク
３３ａ液受け箱（上面が開放された部分）
３４樋
１００、２００ベッド
ｂ０左右方向
ｗワーク

Claims

ワークの両端を同軸上に支持して回転させるワーク保持装置と、
前記ワーク保持装置の背面から正面側に向けてワークへの切り込み移動する砥石装置と、前記砥石装置がワークを研削する箇所に向けてクーラントを供給するクーラントノズルと、前記ワーク保持装置と砥石装置に対して機械加工の基準面を提供し、一体状に結合された上面壁、前面壁、左面壁、右面壁を有するベッドであって、
前記上面壁は、正面側に並列して前記ワーク保持装置を支持する左右の台部と、前記左右の台部の間に設けられ正面側に向けて下に傾斜し、前記前面壁の外面上に下流端を有する傾斜箇所と、前記ワーク保持装置と砥石装置の間であって、前記ワーク保持装置に沿って前記ベッドの左右端部から前記傾斜箇所に向けて下降傾斜するように溝部が設けられ、前記クーラントノズルから供給されたクーラントは前記溝部に落下し前記傾斜箇所を経由して正面側に到り、前記前面壁の前外方に脱するように形成されたベッドと、
前記ベッドに対して断熱状に別体として設置され、前記前面壁の前外方に脱したクーラントをクーラントタンクに案内する第１の樋とを有することを特徴とする研削盤。
請求項１記載の研削盤であって、前記左右の台部の頭頂部分が橋渡し状に連結されていることを特徴とする研削盤。
請求項１記載の研削盤であって、前記ワーク保持装置は左右の主軸台を有し、それぞれが左右の台部に固定されていることを特徴とする研削盤。
請求項１記載の研削盤であって、前記ベッドに対して断熱状に設置され、前記前面壁の前外方に流出するクーラントを受ける液受け箱を有し、前記樋は前記液受け箱から前記樋を経てクーラントはクーラントタンクに到ることを特徴とする研削盤。
請求項１記載の研削盤であって、前記溝部に落下すべきクーラントの大部分を捕獲して前記傾斜箇所に流し込む第２の樋であって、前記第２の樋は、前記溝部の上側に傾斜箇所に向かって漸次降下していることを特徴とする研削盤。