JPH02500350A - 扁平面の研摩加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

鳥平面の研摩加工装置 技術分野 本発明は機械技術、特に扁平面の研摩加工装置に関する。 従来の技術 この分野にて既知の研摩加工用工作機械は、ベッドと、駆動軸に取付ける面仮に 設ける砥石車とを包含する。駆動軸は、ラジアル−スラスト耐摩軸受によって該 ベッドで支持されるケーシング内に軸支される。砥石車への回転は、駆動軸と面 板を介して駆動装置によって伝達される。ベッドに取付ける工作主軸台により生 じる力により工作片は砥石車端面に押圧される。 砥石車端面に対して垂直な核力によって軸受に対するモーメントが生じると、駆 動軸、面板及び砥石車が変形するので工具作業面の寸法が不正確になり、従って 機械加工の精度が低下する。更に駆動軸がラジアル−スラスト軸受により軸支さ れると、かかる軸受の精度は限定されていて内部に遊びが生じるので、砥石車が 振動し、機械加工の精度が低下する。 既知の工作片研摩装置（ＧＢ、Ａ、２１２４１１４）は、工作片を支持するため にスラスト軸受によって取付けた面板を担持する環状支持体を有するベッドと、 咳面板に同軸固定されて該ベッドの環状支持体に取付けたラジアル軸受に軸支さ れる駆動軸とを包含する。該面板は歯車装置と駆動軸とを介して駆動装置によっ て回転する。 駆動軸の被動歯車の下端部は固定され、歯車の円周に沿って等間隔で設けだ液圧 シリンダのピストン棒を介して上端面に力が加わるのでスラスト軸受内の予荷重 が確実なものとなる。 この機械の場合、歯車の保合帯域における半径方向及び軸方向の力により生じる 傾斜モーメントが駆動軸の軸方向部分に作用して駆動軸を変形させるので、スラ スト軸受から面板が持ち上るようになり、スラスト軸受内の予荷重の配分が不均 一になり摩耗も不均一になる。従って回転平滑度にロスが生じ、振動で時間と共 に機械加工の精度が低下する。更に、動力シリンダにより生じる力の均等度が多 少なくなるので付加的なモーメントが生じて駆動軸の各個所に作用するので面仮 に加わる傾斜モーメントが更に増加し、機械加工を高速実施することが出来なく なる。 前述の欠点のない扁平面研摩加工装置（ＳＵ、Ａ、１１０４７６２）は、工作主 軸台と環状支持体を支持するベッドを包含する。環状支持体は、しっかり固定し た同軸駆動軸により回転する面板をスラスト軸受によって担持するが、この場合 、該軸の上端部は環状支持体に取付けた耐摩軸受に軸支され、下端部は、ベッド により支持されるケーシングに取付けた耐摩軸受に軸支した駆動装置の被動部材 の短形軸とクラッチによって連結する。 同様に該装置は、ケーシングをベッドに固定した空気式ダイアフラムの型式の環 状支持体に面板を押圧するための調節可能な装置を包含する。 この先行技術による装置の場合、駆動装置内に半径方向の力が発生せず、駆動軸 に対して空気式ダイアフラムが同軸構造を有する故に軸方向面に傾斜モーメント が生じないので、スラスト軸受において荷重が均一に配分される。しかしながら 、スラスト軸受のステップを介しである種の力で環状支持体に対して面板を押圧 するので、駆動軸下端部の振れが増加して駆動軸が長くなり、回転中にステップ に加わる荷重が不均一になる故にスラスト軸受のステップと面板の軸受面の両者 の摩耗が不均一になり、最終的には機械加工の精度が低下する。 更に、該工作機械の構造は複雑で、ベッドにより支持される空気式ダイアフラム と被動部材との組立体の軸方向寸法は構造の剛性を考慮してかなり長くなるので 、研摩加工装置の金属重量が増加する。 本発明の詳細な説明 本発明の目的は、スラスト軸受のステップと面板の軸受面との摩耗を均一にする ことによって環状支持体に対する面板の押圧を均一にして機械加工の精度を高め るような構造を有し、しかも面板及び駆動軸の製造条件を緩和し、ベッドに組み 入れられる工作機械の部品や組立体の寸法を短縮して金属重量を軽減することに よって咳面板及び駆動軸の製造の簡易化が可能な扁平面の研削加工用工作機械を 提供することである。 本発明の目的を達成するための扁平面を研摩加工するための工作機械は、工作主 軸台を支持するベッドと、該ベッドに固定した環状支持体上にスラスト軸受によ って回転取付けされ、研摩軸受に軸支した中空棒内を通る同軸駆動軸により回転 する砥石車を担持する面板と、面板を環状支持体に押圧し、中空棒を有する空気 式ダイアフラムを包含する調節可能な装置とを包含し、該環状支持体が同軸ブシ ュを有し、空気式ダイアフラムのケーシングを取付けた該ブシュ内に軸方向運動 を可能にするように中空棒を取付け、駆動軸の耐摩軸受を中空棒内に取付け、駆 動軸が弾性部材によって面板と連結することを特徴とする。 環状支持体の同軸ブシュに空気式ダイアフラムを取付けることによって駆動軸の 長さの短縮が可能となるので製造が簡単になり、空気式ダイアフラム組立体の寸 法も少なくなるので金属重量は小さくなる。 中空棒内に駆動軸の耐摩軸受を設けることによって、駆動軸の嵌合面の数が少な くなるので製造条件が緩和されて製造が更に簡単になる。 環状支持体の同軸ブシュ内に中空棒を設けると、駆動軸に働く半径方向力は、ベ ッドに取付けた環状支持体のブシュによってラジアル軸受を介して完全に吸収さ れるので、駆動軸下端部に駆動装置の駆動部材を直接取付は可能となり、かくて 、駆動装置の被動部材の軸受組立体がなくなるので金属重量は更に低下する。 弾性部材によって駆動軸と面板とを連結することによって製造時の不正確さによ り生じる残留傾斜モーメントか吸収され、かかる部品の組立体により環状支持体 に対する面板の圧力が均一になり、スラスト軸受のステップ及び面板の軸受面の 摩耗が均一になる。 該弾性部材は、駆動軸に同軸取付けした少なくとも１個の同心波形部を有する円 板型式のものであることが望ましい。 弾性部材を駆動軸に同軸取付けする円板型式のものにすることによって、駆動軸 に対して研摩具を有する面板を公立てすることが可能となる。 弾性円板に少なくとも１個の同心波形部を設けることによって所与のトルクと共 に弾性度が増加するのでスラスト軸受内の力の配分がより均一になる。 従って、本発明による扁平面の研摩加工用工作機械を用いることにより研摩加工 の精度が高まり、工作機械の基本組立体の運用寿命が延び、金属重量が軽（なる 。 ４、

【図面の簡単な説明】

本発明の前記及び他の特徴は、本発明の好適実施例を示す添附の図面を参照して 以下に詳述する。 添附の図面は本発明による扁平面を研摩加工する工作機械の概略を示す長手方向 断面図である。 本発明の好適実施例 微細片支持体、高圧石英及びセラミック構成体、ポリヘドラル（ｐｏｌｙｈｅｄ ｒａｌ）使い捨て硬質金属及びセラミック挿入体等、本発明による扁平面の研摩 加工用工作機械を以下本発明の機械と称し、該機械は、この目的に通する何らか の種類の電気モータ型式の駆動装置２を支持するベッド１を有する。 本発明による機械は、駆動装置２及びベルｌ−６からの回転をキー５によって軸 ３に伝達する滑車４を下端部に有する該軸３を包含する。円周方向に等間隔で隔 設されるボルト７は、該軸と同軸の弾性部材８を軸３の上端部に固定する。弾性 変形に耐え得る金属製弾性部材８は平ばねの如き円板型式のものか又は少なくと も１個の同心波形部８ａを有する。 弾性部材８の周辺部は、面板９と同軸の同心中ぐり部内にて、円周に沿って等間 隔に隔設されるボルト１０によって数面仮に取付けられる。 同様に本発明の機械は、工作片の種類や寸法に従って必要な作業面区域を提供す るように選択した外径及び内径を有する平面砥石車型式の研摩具１１を有する。 研摩具１１はボルト（図示せず）によって面板９に同軸固定される。 本発明の機械は、円周に沿って等間隔で配置したボルト（図示せず）によってベ ッド１に固定した環状支持体１２を有する。 スラスト軸受１３は面ｔＩｉ９を支持するために環状支持体１２に同心取付けさ れる。 スラスト軸受１３は、面板９に面する研摩コーティング部を存するステップ型式 のものである。摩擦係数を下げるために、潤滑システム（図示せず）を介してス ラスト軸受１３に液体潤滑剤を供給する。 同様に該スラスト軸受は流体式、水圧式又は空気式スラスト軸受の型式のもので ある。 環状支持体１２は、軸方向に運動可能なように内部に中空棒１５を取付けた同軸 ブシュ１４を有する。ブシュ１４と中空棒１５の係合面は、ベルト６の張力によ って生じるたわみモーメントによる相対回転を回避するように極めて正確に機械 加工される。この実施例の場合、ブシュ１４は環状支持体１２と一体であるが、 別個のものとして形成し、環状支持体１２に固定してもよい。 スリーブ型式の中空棒１５の中空部には、半径方向及び軸方向荷重を吸収する既 知の型式の適当なラジアル−スラスト耐摩軸受１６を設ける。軸受１５の予荷重 はナツト１７によって得られる。 ラジアル−スラスト軸受１６の内側レースには軸３を取付ける。 中空棒１５のフランジ１日は、ブシュ１４の下部（図面にて）に取付けたケーシ ング２２を有する空気式ダイアフラム２１の膜２０の内部をリング１９によって 支持する。端板２３は２室２４及び２５を設けるように膜２０の外部をケーシン グ２２に取付ける役割を果す０面板９を環状支持体１２に押圧する力を変えるよ うに室２４及び２５に異なる圧力で圧縮空気を供給する管２６を空気式ダイアフ ラム２１のケーシング２２に設ける。同様に空気式ダイアフラム２１は環状シー ル２７を有し、空気式ダイアフラム２１の室２４及び２５から空気が漏出しない ようにする。 同様に本発明の機械は突合せ部２９によってベッドに取付ける工作主軸台２８を 有する。 工作主軸台２８は工作片を締付けるための装置を有する。この実施例の場合、か かる締付は装置を２個使用しく３個又はそれ以上の装置の使用も可）、各々ホル ダ３０の研摩具１１の方へ向いた表面には、工作片（図示せず）を収容するため の収容部（図示せず）を設ける。該ホルダは、軸３と平行に延長してそこから等 間隔に設けたスピンドル３１に取付けられる。 スピンドル３１は、駆動装置３２（ここでは言及せず）の軸とスピンドル３１に 設けたベルト３３及び滑車（言及せず）によって既知の型式の適当な電気モータ ーである駆動装置と作動連結する。 同様に機械の工作主軸台は、工作片を研摩具１１に押圧するための装置３４を有 する。この特定実施例の場合、２個の押圧装置を軸３に対して対称に位置決めす る。 各押圧装置３４の室３５は、室３５を２個の空間３７と３８に分割する膜３６を 有し、該空間は管を介して圧縮空気源（図示せず）と空気送出し路（図示せず） とに連通ずる。各層３６の周辺部は室３５の壁と連結し、膜の中央部は、装置３ ４と共通の板４１に下端を固定した心押し台４０の上端部（図面にて）に固定さ れる。板４１は、工作片を締付けるための装置に力を伝達し、更には研摩具１１ に力を伝達するような構造を有する。心押し台４０は軸３と平行に、かつ工作主 軸台２８のケーシング４３と一体の案内部材４２を介して軸３に対して対称に延 長する。 同様に機械のベッド１は軸３に対して対称な３個所に配置する調節スペーサ４４ を有する。調節スペーサ４４の厚さは極めて正確になっていて、工作片の厚さに 応じて選択される。本発明による扁平面の研摩加工用機械は以下の如く作動する 。 工作片を保持するホルダ３０を配置するために、加圧装置３４の室３５の下方ス ペース３８に圧縮空気を送給する。膜３６はたわみ、板４１及びスピンドル３１ と共に研摩具１１から離れてケーシング４３の案内部材４２内を移動する心押し 台４０に力を伝える。この位置にて、スピンドル３１の基準面（図示せず）から 研摩具１１（言及せず）の作業面までの距離は、工作片を入れたホルダ３０の厚 さを上回り、この距離は、調節スペーサ４４によってベッド１に対して工作主軸 台２８のケーシング４３の位置を調節することによって得られる。 同時に、空気式ダイアフラム２１のスペース２４に圧縮空気を供給する。膜２０ は、ブシュ１４の穴を降下する（図面にて）中空棒１５に力を伝える。同様にラ ジアル−スラスト耐摩軸受１６とそこに軸支されて滑車４を担持する軸３は中空 棒と共に移動し、弾性部材８の波形部を変形させ、面板９をスラスト軸受に対し て押圧する。室２４内の圧縮空気の圧力値は、スラスト軸受１３を最適条件にて 作動させるように選択されて面板９によってスラスト軸受１３に生じる圧力によ って変化する。 研摩具１１は、ベルト６、滑車４、軸３、弾性部材８及び面板９を介して駆動装 置２によって回転する。同時にスピンドル３１はベルト３３と滑車（言及せず） を介して駆動装置３２によって回転する。工作片（図示せず）を含むホルダ３０ は、例えば既知のマニピュレータによって研摩具１１とスピンドル３１との間の 空間に送り込まれる。圧縮空気は所定の圧力で加圧装置３４０室の空間３７に送 給される。膜３６は、ケーシング４３の案内部材４２内にてスピンドル３１と共 に研摩具１１の方へ移動する心押し台４０に力を伝える。スピンドル３１がホル ダ３０に接近すると、ホルダはスピンドル３１と接触してそれらの軸（図示せず ）と整合し、ホルダ内の工作片（図示せず）は研摩具１１の作業面（言及せず） と接触し、切削帯域に圧力を与える。スピンドル３１の基準面（言及せず）とそ れに接触するホルダ３０の面（言及せず）との間に生じる摩擦力によってホルダ ３０が回転する。同時に、所定圧力の圧縮空気を空気式ダイアフラム２１のスペ ース２５に入れると、中空棒１５と、軸３のラジアル−スラスト軸受１６と、弾 性部材８とによって工作片を研摩具１１に押圧するための装置によって生じる力 にほぼ等しい補償力が膜２０によって面板９に生じる。 従って、スラスト軸受１３には最適な力が常時与えられる。部品製造時の不正確 さは弾性部材８によって補償されるので、荷重の差異が現れるのを除いてスラス ト軸受に均一な環状荷重が配分されることになる。ベルトの張力による力は環状 支持体１２のブシュ１４により吸収される。 産業上の利用分野 本発明は、高圧石英共振装置、微細片支持体、使い捨て硬金属挿入体、鉱物セラ ミック及び他の合成材、宝石類等の扁平面を正確に研摩研削するために使用すれ ば最も効果的である。 同様に本発明による扁平面の研摩加工装置は、軸方向荷重のある他の切削過程を 実施するための正確なスピンドル又は作業台としても使用可能である。 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ベッド（１）に取付けた工作主軸台（２８）と、ベッド（１）に固定した環 状支持体（１２）にスラスト軸受（１３）によって回転可能に取付けられ、耐摩 軸受に軸支される同軸駆動軸（３）によって回転する研摩具（１１）を担持する 面板（９）と、中空棒を有する空気式ダイアフラム（２１）を包含する環状支持 体（１２）に面板（９）を押圧するための調節可能な装置とを包含し、該駆動軸 が該中空棒内を通り、環状支持体（１２）が、軸方向運動するように中空棒（１ ５）を取付け、空気式ダイアフラム（２１）のケーシング（２２）を支持する同 軸ブシュ（１４）を有し、駆動軸（３）の耐摩軸受（１６）を中空棒（１５）に 取付け、駆動軸３が弾性部材（８）によって面板（９）と連結することを特徴と する扁平面の研摩加工用工作機械。 ２）駆動軸（３）に同軸取付けした少なくとも１個の同心波形部（８ａ）を有す る円板型式の弾性部材（８）を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項 記載の工作機械。