JP6831604B1 - Cylindrical grinder - Google Patents
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Abstract
【課題】円筒形状を有するワークの中心軸に対して同軸度の高い加工を行うことのできる円筒研削装置を提供すること。【解決手段】円筒研削装置100は、メインベース10上に対向して配置された固定側センターシャフト取付けベース20及び移動側センターシャフト取付けベース30と、固定側センターシャフト取付けベース20に取付けられ、円筒形状を有するワーク60の一方の端部を支持する固定側センターシャフト21と、移動側センターシャフト取付けベース30に取付けられ、ワーク60の他方の端部を支持する移動側センターシャフト31と、移動側センターシャフト取付けベース30に取付けられ、ワーク60を把持してその軸線を中心に回転させるワーク回転機構40と、固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31によって水平に支持されたワーク60の外周面を加工する砥石車50とを備えている。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylindrical grinding apparatus capable of performing machining having a high coaxiality with respect to a central axis of a work having a cylindrical shape. SOLUTION: A cylindrical grindstone device 100 is attached to a fixed side center shaft mounting base 20 and a moving side center shaft mounting base 30 and a fixed side center shaft mounting base 20 arranged so as to face each other on a main base 10, and is cylindrical. A fixed side center shaft 21 that supports one end of a workpiece 60 having a shape, a moving side center shaft 31 that is attached to a moving side center shaft mounting base 30 and supports the other end of the work 60, and a moving side. A work rotation mechanism 40 that is mounted on the center shaft mounting base 30 and grips the work 60 and rotates around its axis, and an outer peripheral surface of the work 60 that is horizontally supported by the fixed side center shaft 21 and the moving side center shaft 31. It is equipped with a grindstone 50 for processing. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、円筒形状を有するワークの研削加工に用いて好適な研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus suitable for use in grinding a workpiece having a cylindrical shape.
円筒研削盤:円筒形状を有するワークに高速回転する砥石車(研削砥石)を当て、その外周部を研削する工作機械として、円筒研削盤が広く用いられている(例えば、特許文献1等)。 Cylindrical grinding machine: A cylindrical grinding machine is widely used as a machine tool that applies a grindstone (grinding grindstone) that rotates at high speed to a workpiece having a cylindrical shape and grinds the outer peripheral portion thereof (for example, Patent Document 1 and the like).
円筒研削盤を用いて円筒形状のワークを加工する場合は、回転する砥石車とは反対方向にワークを回転させる必要がある。通常、ワークを回転させるには、ワークの両端をセンターシャフト(或いはスクロールチャック等)で保持し、センターシャフトを回転させることでワークを回転させる方式が採用されている。 When machining a cylindrical workpiece using a cylindrical grinding machine, it is necessary to rotate the workpiece in the direction opposite to the rotating grindstone. Usually, in order to rotate the work, a method is adopted in which both ends of the work are held by a center shaft (or a scroll chuck or the like) and the work is rotated by rotating the center shaft.
しかしながら、このようなワーク保持構造の場合、センターシャフトの回転部にはベアリングやブッシュ等が使用されるため、センターシャフトを回転させるには、ベアリングやブッシュ等とセンターシャフトとの間にラジアル方向のスキマが必要となり、このスキマによってセンターシャフト同士の間に芯ズレが発生してしまう。 However, in the case of such a work holding structure, a bearing, a bush, or the like is used for the rotating portion of the center shaft. Therefore, in order to rotate the center shaft, a radial direction is used between the bearing, the bush, or the like and the center shaft. A gap is required, and this gap causes misalignment between the center shafts.
センターシャフト同士の間に芯ズレが発生すると、ワークは、回転する砥石車に対して上下左右いずれかの方向に偏心しながら回転してしまうため、砥石車の切込み量及び切込み角度が一定にならない。その結果、例えばワークに溝加工を施すと、加工された溝は、ワークの中心軸に対して同軸度及び直角度に加工誤差が発生してしまう。 If the center shafts are misaligned, the workpiece will rotate while being eccentric to the rotating grindstone in either the up, down, left, or right direction, so the depth of cut and the angle of cut of the grindstone will not be constant. .. As a result, for example, when a work is grooved, a machining error occurs in the machined groove in the coaxiality and the squareness with respect to the central axis of the work.
このように、円筒形状を有するワークに対して高精度な研削加工を施すためには、ワークを両側から支持する部材間の軸芯ズレが極めて微小であること、すなわちワークを両側から支持する部材間の同軸度を高精度に確保することが要求される。 In this way, in order to perform high-precision grinding on a work having a cylindrical shape, the axial misalignment between the members that support the work from both sides is extremely small, that is, the member that supports the work from both sides. It is required to secure the coaxiality between them with high accuracy.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、円筒形状を有するワークの中心軸に対して同軸度の高い加工を行うことのできる円筒研削装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cylindrical grinding device capable of performing machining having a high coaxiality with respect to a central axis of a work having a cylindrical shape. There is.
本発明の第1の態様に係る円筒研削装置は、メインベース上に対向して配置された固定側取付けベース及び移動側取付けベースと、前記固定側取付けベースに取付けられ、円筒形状を有するワークの一方の端部を支持する固定側ワーク支持手段と、前記移動側取付けベースに取付けられ、前記ワークの他方の端部を支持する移動側ワーク支持手段と、前記移動側取付けベースに取付けられ、前記ワークを把持してその軸線を中心に回転させるガイド機構と、を備える。 The cylindrical grinding device according to the first aspect of the present invention comprises a fixed-side mounting base and a moving-side mounting base arranged to face each other on the main base, and a work mounted on the fixed-side mounting base and having a cylindrical shape. A fixed-side work supporting means that supports one end, a moving-side work supporting means that is attached to the moving-side mounting base and supports the other end of the work, and a moving-side mounting base that is attached to the moving-side mounting base. It is provided with a guide mechanism that grips the work and rotates it around its axis.
本発明の第2の態様に係る円筒研削装置は、前記第1の態様において、前記ガイド機構は、回転ハンドルと、前記回転ハンドルに連結されたタイミングプーリー及びタイミングベルトと、前記ワークを把持するガイド部とを備え、前記回転ハンドルを回転させることにより、前記タイミングプーリー及び前記タイミングベルトを介して前記ガイド部を回転させるように構成されている。 In the cylindrical grinding apparatus according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the guide mechanism includes a rotary handle, a timing pulley and a timing belt connected to the rotary handle, and a guide for gripping the work. The guide portion is configured to be provided with a portion and to rotate the guide portion via the timing pulley and the timing belt by rotating the rotary handle.
本発明の第3の態様に係る円筒研削装置は、前記第1または第2の態様において、前記ワークの外周面の加工は、溝加工である。 In the cylindrical grinding machine according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the processing of the outer peripheral surface of the work is grooving.
本発明の第4の態様に係る円筒研削装置は、前記第1〜第3のいずれかの態様において、前記メインベースと前記固定側取付けベースとの接触面及び前記メインベースと前記移動側取付けベースとの接触面は、前記メインベース側が台形形状を有し、前記固定側取付けベース側及び前記移動側取付けベース側がV溝形状を有している。
本発明の第5の態様に係る円筒研削装置は、前記第1〜第4のいずれかの態様において、前記固定側ワーク支持手段及び前記移動側ワーク支持手段によって支持された前記ワークの外周面を加工する砥石車をさらに備える。
本発明の第6の態様に係る円筒研削装置は、前記第1〜第5のいずれかの態様において、前記固定側ワーク支持手段は固定側センターシャフトであり、前記移動側ワーク支持手段は移動側センターシャフトである。
In any one of the first to third aspects, the cylindrical grinding apparatus according to the fourth aspect of the present invention has a contact surface between the main base and the fixed side mounting base, and the main base and the moving side mounting base. The main base side of the contact surface has a trapezoidal shape, and the fixed side mounting base side and the moving side mounting base side have a V-groove shape.
The cylindrical grindstone device according to a fifth aspect of the present invention has, in any one of the first to fourth aspects, the outer peripheral surface of the work supported by the fixed side work supporting means and the moving side work supporting means. Further equipped with a grindstone to process.
In the cylindrical grinding apparatus according to the sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the fixed side work supporting means is a fixed side center shaft, and the moving side work supporting means is a moving side. It is a center shaft.
本発明によれば、円筒形状を有するワークの中心軸に対して同軸度の高い加工を行うことのできる円筒研削装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a cylindrical grinding apparatus capable of performing machining having a high coaxiality with respect to the central axis of a work having a cylindrical shape.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the range necessary for the explanation for achieving the object of the present invention will be schematically shown, and the range necessary for the explanation of the relevant part of the present invention will be mainly described. It shall be based on known technology.
図1は、本発明の一実施形態に係る円筒研削装置の構成を示す平面図、図2は、図1における矢示II−II方向の断面図、図3は、図1における矢示III方向の側面図、図4は、図1における矢示IV方向の側面図である。 FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a cylindrical grinding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view in the direction of arrow II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a direction of arrow III in FIG. FIG. 4 is a side view in the direction of arrow IV in FIG.
本実施形態の円筒研削装置100は、メインベース10上に対向して配置された固定側センターシャフト取付けベース20及び移動側センターシャフト取付けベース30と、固定側センターシャフト取付けベース20に取付けられ、円筒形状を有するワーク60の一方の端部を支持する固定側センターシャフト21と、移動側センターシャフト取付けベース30に取付けられ、ワーク60の他方の端部を支持する移動側センターシャフト31と、移動側センターシャフト取付けベース30に取付けられ、ワーク60を把持してその軸線を中心に回転させるワーク回転機構40と、固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31によって水平に支持されたワーク60の外周面を加工する砥石車50とを備えている。
The
図2に示すように、固定側センターシャフト取付けベース20に取付けられた固定側センターシャフト21は、加工対象物であるワーク60の一方の端部を確実に保持しつつスムースな往復運動を可能とするために、スプリング22によってワーク60に向かう方向に付勢されている。
As shown in FIG. 2, the fixed-
また、固定側センターシャフト21は、摺動抵抗が小さく、ガタの無い往復運動を可能とするために、メタルブッシュ23で支持されており、付属のアーム24を揺動することにより、アーム24の先端のピニオンギア25とラック26により、芯ズレの無いスムースな往復運動が可能となるように構成されている。この構造により、固定側センターシャフト21と移動側センターシャフト31によって水平に支持されたワーク60は、常に一定の力で両側から中心方向へ押し付けられる。
Further, the fixed
固定側センターシャフト取付けベース20に設けられた固定側センターシャフト取付穴27の内径とメタルブッシュ23の外径は合わせ加工が施されており、且つメタルブッシュ23の内径と固定側センターシャフト21の外径も合わせ加工が施されている。これにより、固定側センターシャフト21を固定側センターシャフト取付けベース20に取付けた後もラジアルガタの無い、高い取り付け精度を確保することができる。
The inner diameter of the fixed side center
図3に示すように、メインベース10と固定側センターシャフト取付けベース20との接触面は、メインベース10側が台形形状を有し、固定側センターシャフト取付けベース20側がV溝形状を有している。
As shown in FIG. 3, the contact surface between the
メインベース10上に固定側センターシャフト取付けベース20を取付ける際は、例えば固定側センターシャフト取付穴27の径をφ20mmとしたとき、固定側センターシャフト取付穴27の中心軸の位置が、メインベース10の基準面A及びBからそれぞれ、
X軸方向基準面:Bから50±0.002mm、
Z軸方向基準面:Aから160±0.003mm、
となるように、固定側センターシャフト取付けベース20のV溝部を研磨加工し、両者の位置合わせを行う。
When mounting the fixed side center
X-axis datum: 50 ± 0.002 mm from B,
Z-axis direction reference plane: 160 ± 0.003 mm from A,
The V-groove portion of the fixed-side center
このように、メインベース10と固定側センターシャフト取付けベース20との接触面の形状を工夫することにより、固定側センターシャフト取付けベース20をガタの無い状態でメインベース10上に取り付けることができる。
By devising the shape of the contact surface between the
一方、ワーク60の他方の端部を支持する移動側センターシャフト31は、移動側センターシャフト取付けベース30に設けられた移動側センターシャフト取付穴37に挿入されている。すなわち、移動側センターシャフト31自体は回転せず、移動側センターシャフト取付穴37と同軸でガタの無い位置で締結され、固定される構造になっている。
On the other hand, the moving
移動側センターシャフト31を移動側センターシャフト取付穴37に取付ける際は、ラジアル方向のガタを無くすために、移動側センターシャフト取付穴37の内径と移動側センターシャフト31の外径の合わせ加工が施される。これにより、移動側センターシャフト31を移動側センターシャフト取付けベース30に取付けた後もラジアルガタの無い、高い取り付け精度を確保することができる。
When mounting the moving
図4に示すように、メインベース10と移動側センターシャフト取付けベース30との接触面は、メインベース10側が台形形状を有し、移動側センターシャフト取付けベース20側がV溝形状を有している。
As shown in FIG. 4, the contact surface between the
メインベース10上に移動側センターシャフト取付けベース30を取付ける際は、例えば移動側センターシャフト取付穴37の径をφ20mmとしたとき、移動側センターシャフト取付穴37の中心軸の位置が、メインベース10の基準面A及びBからそれぞれ、
X軸方向基準面:Bから50±0.002mm、
Z軸方向基準面:Aから160±0.003mm、
となるように、移動側センターシャフト取付けベース30のV溝部を研磨加工し、両者の位置合わせを行う。
When mounting the moving side center
X-axis datum: 50 ± 0.002 mm from B,
Z-axis direction reference plane: 160 ± 0.003 mm from A,
The V-groove portion of the moving side center
このように、メインベース10と移動側センターシャフト取付けベース30との接触面の形状を工夫することにより、移動側センターシャフト取付けベース30をガタの無い状態でメインベース10上に取り付けることができる。
By devising the shape of the contact surface between the
メインベース10の上面には、Y方向に沿ってレール溝11が設けられており、移動側センターシャフト取付けベース30のV溝部には、このレール溝11に嵌合されるガイドピン32が設けられている。移動側センターシャフト取付けベース30は、レール溝11に沿って移動可能な状態でメインベース10に取付けられている。
A
ワーク60を円筒研削装置100に装着する際は、予めワーク60の両端にセンター孔を形成しておき、ワーク60の一方のセンター孔を固定側センターシャフト21の先端に挿入する。次に、移動側センターシャフト取付けベース30をメインベース10のレール溝11に沿って移動し、移動側センターシャフト31の先端をワーク60のもう一方のセンター孔に挿入する。
When mounting the
このように、本実施形態の円筒研削装置100は、メインベース10を基準としてX及びZ方向に固定側センターシャフト取付けベース20と移動側センターシャフト取付けベース30の2つのセンター孔(固定側センターシャフト取付穴27及び移動側センターシャフト取付穴37)の中心を高精度で位置合わせし、且つ固定側センターシャフト取付けベース20及び移動側センターシャフト取付けベース30のそれぞれのV溝部を研磨することで、X及びZ方向を同時に位置合わせ可能としている。これにより、固定側センターシャフト取付けベース20及び移動側センターシャフト取付けベース30をメインベース10に組付けた後も、取付けガタの無い、高い位置精度の確保が可能となる。
As described above, the
また、本実施形態の円筒研削装置100は、加工対象物であるワーク60が固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31によって支持され、固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31の中心軸に沿って回転させられるが、固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31自体は、取付けベース(固定側センターシャフト取付けベース20、移動側センターシャフト取付けベース30)に固定されていて回転しないため、ワーク60の回転による芯ズレの発生を確実に排除することが可能な構造になっている。
Further, in the cylindrical
また、ワーク60を固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31に取り付ける際の煩雑な芯出し調整も不要となるので、加工効率を向上させることができる。
Also, since complicated centering adjustment when mounting the
移動側センターシャフト取付けベース30には、固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31の中心軸に沿ってワーク60を回転させるためのワーク回転機構40が取付けられている。
A
ワーク回転機構40は、移動側センターシャフト取付けベース30の側面に配置された回転ハンドル41を手動で回すことによって、駆動側タイミングプーリー42及び駆動側タイミングベルト43を介して駆動側プーリー44を回転し、移動側センターシャフト31の取り付け位置とは異なる箇所に取付けられた回転軸45を回転させる。さらに、この回転軸45には従動側プーリー46が固定されており、この従動側プーリー46が回転軸45と共に回転することによって、従動側タイミングベルト47及び従動側タイミングプーリー48を介して、ガイド部49を回転させる構造になっている。
The
これにより、固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31に支持されたワーク60が砥石車50の回転方向と反対の方向に回転するように回転ハンドル41を回すことにより、ワーク60の外周面に対して溝加工が行われる。
As a result, the
以上のように構成された本実施形態の円筒研削装置100によれば、ワーク60を支持する固定側センターシャフト21及び移動側センターシャフト31が取付けベース(固定側センターシャフト取付けベース20、移動側センターシャフト取付けベース30)に固定されていて回転しないため、ワーク60を回転させたときに、固定側センターシャフト21と移動側センターシャフト31との間の同軸度が高精度に確保される。
According to the
これにより、ワーク60の回転による芯ズレの発生を確実に排除することができるので、例えばワーク60の外周に溝加工を施す場合、ワーク60の中心軸に対して同軸度及び直角度が高い溝を形成することができる。
As a result, it is possible to reliably eliminate the occurrence of misalignment due to the rotation of the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
前記実施形態のワーク回転機構40は、回転ハンドル41を手動で回すことによってワーク60を回転させる方式を採用しているが、モーター等の回転駆動装置を使ってワーク60を回転させる方式を採用してもよい。
前記実施形態では、固定側センターシャフト21と移動側センターシャフト31とでワーク60を支持するものとしたが、ワーク60を支持する手段はセンターシャフトに限定されるものではなく、例えば固定側スクロールチャックと移動側スクロールチャックとでワーク60を支持してもよい。
但し、スクロールチャックでワーク60を支持する場合は、ワークの両端を爪で把持した後、テストインジケーター等を使用した芯出し作業によって芯ぶれを無くす調整作業が必要になるという煩わしさがあるため、ワーク支持手段としてはスクロールチャックが好ましい。
The
In the above embodiment, the
However, when the
ワーク60の外周に施す加工は溝加工に限定されず、ネジ加工等であってもよい。また、メインベース10自体を、斜めに傾けて保持することで、円筒形状を有するワーク60の外周をテーパー形状に研削加工することも可能である。
The processing applied to the outer circumference of the
前記実施形態の円筒研削装置100は、砥石車50を備えているものとしたが、他の研削装置、例えば平面研削盤のワークテーブル上に本発明の円筒研削装置を搭載し、この平面研削盤に備わる砥石車でワークの外周を研削加工するようにしてもよい。これにより、本発明の円筒研削装置の小型・軽量化、省スペース化及びコスト低減を図ることができる。
Although the cylindrical grinding
10 メインベース
11 レール溝
20 固定側センターシャフト取付けベース(固定側取付けベース)
21 固定側センターシャフト(固定側ワーク支持手段)
22 スプリング
23 メタルブッシュ
24 アーム
25 ピニオンギア
26 ラック
27 固定側センターシャフト取付穴
30 移動側センターシャフト取付けベース(移動側取付けベース)
31 移動側センターシャフト(移動側ワーク支持手段)
32 ガイドピン
37 移動側センターシャフト取付穴
40 ワーク回転機構
41 回転ハンドル
42 駆動側タイミングプーリー
43 駆動側タイミングベルト
44 駆動側プーリー
45 回転軸
46 従動側プーリー
47 従動側タイミングベルト
48 従動側タイミングプーリー
49 ガイド部
50 砥石車
60 ワーク
100 円筒研削装置
10
21 Fixed side center shaft (fixed side work support means)
22
31 Moving side center shaft (moving side work supporting means)
32
Claims (5)
前記固定側取付けベースに取付けられ、円筒形状を有するワークの一方の端部を支持する固定側センターシャフトを備えた固定側ワーク支持手段と、
前記移動側取付けベースに取付けられ、前記ワークの他方の端部を支持する移動側センターシャフトであって、該移動側センターシャフトとは同軸の移動側センターシャフト取付穴とガタのない位置で固定される、移動側センターシャフト、を備えた移動側ワーク支持手段と、
前記移動側取付けベースに取付けられ、前記固定側センターシャフト及び前記移動側センターシャフトによって把持された前記ワークを回転させるワーク回転機構と、
を備える円筒研削装置であって、
前記ワーク回転機構は、回転ハンドルと、前記回転ハンドルに連結されたタイミングプーリー及びタイミングベルトと、ガイド部とを備え、前記回転ハンドルが回転されることで、前記固定側センターシャフトが前記固定側取付けベースに固定されて回転せず前記移動側センターシャフトが前記移動側取付けベースに固定されて回転せずに、前記タイミングプーリーが前記移動側センターシャフトに係る軸とは異なる回転軸回りに回転し、前記タイミングプーリー及び前記タイミングベルトを介して前記ガイド部が前記ワークを回転させることでワークの中心軸に対して同軸度の高い加工を行うように構成されていることを特徴する円筒研削装置。 The fixed side mounting base and the moving side mounting base arranged opposite to each other on the main base,
A fixed-side work supporting means that is mounted on the fixed-side mounting base and has a fixed-side center shaft that supports one end of a work having a cylindrical shape.
A moving side center shaft that is mounted on the moving side mounting base and supports the other end of the work, and is fixed to the moving side center shaft mounting hole coaxial with the moving side center shaft at a position without play. A moving side work supporting means equipped with a moving side center shaft ,
A work rotation mechanism that rotates the work mounted on the moving side mounting base and gripped by the fixed side center shaft and the moving side center shaft.
It is a cylindrical grinding machine equipped with
The work rotation mechanism includes a rotary handle, a timing pulley and a timing belt connected to the rotary handle, and a guide portion. When the rotary handle is rotated, the fixed side center shaft is attached to the fixed side. The timing pulley rotates around a rotation axis different from the axis related to the moving side center shaft without being fixed to the base and rotating and the moving side center shaft is fixed to the moving side mounting base and does not rotate. A cylindrical grinding apparatus characterized in that the guide portion is configured to rotate the work through the timing pulley and the timing belt to perform machining having a high degree of coaxiality with respect to the central axis of the work .
The cylindrical grinding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the fixed-side work supporting means is a fixed-side center shaft, and the moving-side work supporting means is a moving-side center shaft.
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