JPH0710481B2 - Ｎｃブロ−チ研削盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はブローチ刃溝のすくい面を自動研削するブロー
チ研削盤に関する。

（従来の技術） 近年NC装置を用いた自動ブローチ研削盤によりブローチ
の刃溝のすくい面を研削することが行われている。この
場合ブローチの切刃と切刃の段差、切刃のピッチ、研削
代などのデータをNC装置に入力しNC装置からのパルス信
号によってサーボモータを作動させブローチを取付けた
テーブルおよび砥石を取付けた砥石軸頭などに所定の動
きを与えブローチの刃溝のすくい面を自動研削してい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかし研削前のブローチは焼入前の旋削加工やフライス
加工の製作誤差と熱処理時の材料の伸び，曲りが相乗
し、刃溝ピッチに誤差が発生するのが常である。これら
の誤差は製作上除去することは困難である。従ってブロ
ーチの図面に記載されている称呼寸法のデータをNC装置
に入力し、該データに基いて研削すると前述のピッチ誤
差が災いして各刃の研削量に過不足が生じる。つまり必
要以上に研削される刃と充分に研削されない刃が出来る
ことになる。そのためにブローチの寿命を著しく短くし
コスト高を招いている。また、ブローチは形状が複雑で
刃数の多い切削工具であり、荒刃の部分と仕上刃の部分
の摩耗量に差が生じることが多い。従って再研削する場
合の研削量は荒刃と仕上刃の摩耗量に応じて別々に設定
することも可能であるが、その場合再研削前の切刃ピッ
チに対して再研削後の切刃ピッチは研削量を加減した量
だけ違ってくる。

また、再研削の回数を重ねる毎にブローチのピッチも少
しづつ違ってくる。即ち、再研削に際しても、前述の如
き図面の称呼寸法のデータをNC装置に入力し、研削する
のでは各刃の研削量に過不足が生じることになる。この
問題を解消するため再研削毎に切刃の位置を探り当てて
その位置を基準に再研削を行う方法が一部で採られてい
るがその都度位置を探る無駄な作業が不可避であるため
非能率である。

（問題点を解決するための手段） この発明に係るNCブローチ研削盤は、複数のブローチデ
ータを記憶する第１の記憶装置とブローチに対する使用
砥石の直径、回転数、傾斜角度などの機械のセット条件
を決めるためのデータを記憶する第２の記憶装置と研削
代、送り速度などの研削条件データを記憶する第３の記
憶装置と、前記第１、第２の記憶装置のデータを基にブ
ローチを研削するために必要なデータに演算する演算処
理装置と、前記第１、第３の記憶装置からのデータを一
時記憶装置に入力するための変換処理装置と前記変換処
理装置からのデータを記憶しておくための一時記憶装置
と、前記一時記憶装置のデータを基に複数のサーボモー
タに指令信号を送る制御装置とからなり、さらにその制
御装置で次回の再研削時に必要な数値にデータを書き換
えて再び変換処理装置を経て第１の記憶装置に転送し記
憶しておくように構成し、ブローチ各刃の摩耗量に応じ
て補正したデータを再研削ごとに自動的に書き換えて記
憶させ、次回再研削時はこのデータを基準に予め設定し
た研削取代を自動的に研削するようにしたものである。

（作用） ブローチを再研削する必要が生じた場合、第１記憶装置
に蓄積された各ブローチの研削前のブローチデータを呼
び出し、これを基準にして予め定められた研削代だけ再
研削する。再研削後のデータはその都度制御装置で演算
して記憶装置に記憶させて次回の再研削の基礎データと
して使用する。あるいは数回の再研削後にピッチが大幅
にずれてきた時点で測定し直して改めてデータを記憶装
置に入力させて、このデータを基準に再研削を行う。

また、最初にブローチを研削する時には、焼入前の加工
誤差、熱処理歪による誤差などで切刃のピッチが揃って
いないので、先ず検出装置を用い、ピッチ位置を検出し
その位置を記憶装置に記憶させてそのデータを基準に各
刃の研削量を決め自動研削する。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面について説明する。第１
図、第２図は本発明に係るNCブローチ研削盤の一例を示
し、ベッド（１）の上面に形成されたスライドウエイ
（２）にテーブル（３）が載置されており、サーボモー
タ（４）に直結する送りねじ（５）に螺合するナット
（６）を介してベッド（１）上をテーブル（３）が水平
方向に動くようになっている。ベッド（１）の背面に形
成されたスライドウエイ（７）にコラム（８）が取付け
られている。該コラム（８）にはサーボモータ（９）が
塔載されておりモータ軸に直結したベベルギヤー（10）
が送りねじ（11）に取付けられたベベルギヤ（12）と噛
合い、ベベルギヤの回転に伴い上下送りねじ（11）とナ
ット（13）によってコラム（８）が上下し、後述の砥石
軸頭（20）を上下に移動するようになっている。コラム
（８）の上面にラム旋回台（14）が載置され、ラム旋回
台（14）上に形成されたスライドウエイ（15）にラム
（16）が第１図の紙面に交わる方向（第２図において左
右方向）に移動可能に取付けられている。さらにラム
（16）は後端に取付けられたサーボモータ（17）に直結
された送りねじ（18）の回転によってナット（19）を介
して第２図において左右方向に動くようになっている。

水平テーブル（３）の両端にワークヘッド（22）とテー
ルストック（23）が固定されワークヘッド（22）の主軸
（24）はモータ（25）によって回転するようになってい
る。ブローチ（26）はワークヘッド側のセンター（27）
とテールストック側のセンター（28）によって挾持され
て廻し金（29）により回転を与えられ、砥石軸（30）の
先端に取付けられた砥石（31）により第３図に詳細に示
すように刃溝のすくい面（58）が研削される。ブローチ
（26）と砥石（31）の位置の制御は以下に示す制御盤
（32）により制御される。

上述の制御盤（32）内には第５図に示す通り複数のブロ
ーチの切刃のピッチ、刃数、外径、すくい角などブロー
チの諸元を記憶する第１の記憶装置（33）と砥石の回転
数のセット角など機械のセット条件を決めるデータを記
憶する第２記憶装置（34）と、研削代、送り速度など研
削条件を決めるデータを記憶する第３記憶装置（35）と
が内蔵されている。ブローチを再研削する場合先づ第１
記憶装置（33）から研削を要するブローチのデータを予
め定められたブローチのNo.などをキーとして引出して
該データと第２記憶装置（34）からのセット条件データ
を演算処置装置（36）に入力し、所望の砥石の回転数、
セット角などの計算を行わしめる。また第３記憶装置
（35）より該ブローチに関する研削代送り速度などの研
削に必要なデータを引出して前記第１記憶装置（33）の
ブローチデータと共に変換処理装置（37）を経て一時記
憶装置（38）に記憶させる。制御装置（39）は一時記憶
装置（38）のデータをプログラムに従って引出してテー
ブル駆動用サーボモータ（４）、ラム前後駆動用サーボ
モータ（17）、砥石ヘッド上下駆動用サーボモータ
（９）の各々に指令を送り機械を制御している。

第６図により荒刃と仕上刃の摩耗量を考慮したデータを
再研削ごとに書き変えて記憶しておき、このデータを基
準に機械を制御し各刃に対して予め設定された研削取代
を自動的に研削する場合について説明する。

（59）は荒刃であり（60）（61）（62）（63）は仕上刃
である。ブローチの再研削は最後端の仕上刃（63）より
開始する。砥石（31）とブローチの位置合せは第１図に
示すテーブル（３）とコラム（８）およびラム（16）を
それぞれ単独で移動させて第３図、第４図に示す如くブ
ローチの掬面（58）に砥石（31）を当てて、この点を基
準に前記テーブル（３）とコラム（８）およびラム（1
6）を予め設定した位置まで待避させてその点をNCの原
点として機械を起動させて機械が記憶しているデータに
基いて予め設定した順序に従ってブローチのすくい面を
自動研削させるものである。

第６図（イ）に示すように最初に仕上刃（63）のすくい
面（58）を予め設定した研削量（ａ）の値まで研削す
る。次にテーブル（３）をブローチピッチＡの値まで移
動させて仕上刃（62）のすくい面（58）を設定した研削
量（ａ）の値まで研削する。以下同様に仕上刃（61）
（60）のすくい面を研削量（ａ）の値まで研削する。荒
刃（59）は摩耗量が大きいため前記仕上刃研削量（ａ）
より大きい値（ｂ）を設定し研削することになる。

その結果、研削前のブローチピッチを第６図（イ）に示
すようにA,B,C,D.とすると再研削後のブロチピッチは第
６図（ロ）のようにA₁,B₁,C₁,D₁となりこの数値を制御
装置（39）で次回の研削時に必要な数値にデータを書き
換えて、第５図において点線で示すように一時記憶装置
（38）から変換処理装置（37）を経て第１記憶装置（3
3）に記憶させて次期再研削の基準として使用する。以
後第６図（ハ）、（ニ）に示す如く再研削を重ねるごと
にブローチピッチは遂次変化していくが再研削毎に上記
の如くデータを補正し書き換えていく。このため各刃に
対して研削量の過不足が生じることはない。

次に検出装置を用いた研削盤の実施例を説明する。研削
盤の概要は第７図、第８図に示す通りである。また研削
は前述の実施例と同様に行われるので省略するが、研削
されたブローチの切刃のピッチにずれが生じ、これを測
定する必要がある場合には後述のような検出装置により
測定する。測定値は再研削用プログラムを作成するため
のデータとして第９図に示す如く制御装置（39）から変
換処理装置（37）を経て第１記憶装置（33）に記憶させ
るような仕組みになっている。

第10図、第11図に検出装置の一例を詳細に示す。第７
図、第８図に示すように研削盤の砥石軸頭（20）の前面
に設けられた検出装置取付台（21）の案内面に嵌合する
スライダー（43）に取付けられている。スライダー（4
3）はつまみ（44）に直結された送りねじ（45）に螺合
するナット（46）を介して砥石軸（30）の軸方向に対し
て直角の方向に移動させることが出来る。このスライダ
ー（43）の前面に水平方向スライダー（65）を取付ける
案内金（64）が取付けられている。水平方向スライダー
（65）はつまみ（48）に直結された送りねじ（49）に螺
合するナット（50）を介して案内金（64）のＶ溝に沿っ
て水平方向に動かせるようになっている。水平方向スラ
イダー（65）の前面にベースプレート（47）が取付けら
れており、これに取付具（51）付き電気信号出力端子を
持った計器（52）および触針（53）を具えた測定子（5
4）を保持する弾性体（55）が固定されている。弾性体
（55）の一方に取付けられた前記測定子（54）は圧縮バ
ネ（56）によってストッパー（57）に押付けられてい
る。

第１図、第２図に示す実施例と同様にテーブル（３）と
コラム（８）およびラム（16）をそれぞれ単独で移動さ
せて第10図、第11図（イ）に示す如くブローチの掬面
（58）に砥石（31）を当ててこの点を基準に前記テーブ
ル（３）とコラム（８）およびラム（16）を予め設定し
た位置まで退避させて次に第11図（ロ）に示す触針（5
3）が前記ブローチ掬面（58）に正しく当るまでベース
プレート（47）の位置を調整する。

自動測定サイクルの動作順序は次に述べる通りである。
制御盤（32）上のNC起動ボタンスイッチONによりＺ軸サ
ーボモータ（９）が駆動しコラム（８）の下降が開始さ
れる。同時にＸ軸サーボモータ（４）が駆動しテーブル
（３）が左行開始する。前記検出装置の触針（53）がブ
ローチ刃溝に入った位置でＸ軸Ｚ軸共一旦停止し、次に
Ｘ軸サーボモータ（４）だけを駆動してテーブル（３）
を左行させてブローチすくい面（58）に触針（53）が当
った位置で停止する。この位置を一時記憶装置（38）に
記憶させる。次にＸ軸サーボモータ（４）を駆動し、テ
ーブル（３）を右行させて触針（53）が前記ブローチす
くい面（58）より少し離れた位置で停止させる。次にＺ
軸サーボモータ（９）を駆動しコラム（８）を上昇させ
て触針（53）がブローチ刃溝より抜けきった位置で停止
させる。次に第２刃を測定するためにＸ軸サーボモータ
（４）を駆動しテーブル（３）を右行させてブローチピ
ッチ相当量移動した位置で停止させる。第２刃以降の測
定は上記の第１刃の測定と同じ手順で自動的に行うこと
によってブローチ各刃の実測値を記憶装置に記憶させる
ことが出来る。

（効果） 本発明に係るブローチ研削盤は、上述の如く各ブローチ
の刃先又はすくい面のピッチなどのデータを記憶する記
憶装置を備えているのでブローチ各刃に生じる摩耗量を
考慮し、補正したデータを再研削ごとに書き換え記憶さ
せておけるので、このデータを基準にしてブローチの各
切刃に対して予め設定された研削取代で自動的にかつ短
時間に研削できる利点がある。また、再研削回数を重ね
る毎に切刃のピッチが当初のものより遂次変化していっ
ても、再研削毎にデータを補正し書き換えで記憶してい
るので研削量の過不足が生ずることなく精密な再研削が
確保される。従って不等ピッチのブローチでもこれが可
能となる。など多くの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の部分切断正面図、第２図は同
実施例の部分切断側面図、第３図は砥石スピンドルとブ
ローチの関係位置を示す拡大正面図、第４図は同側面
図、第５図はブロック図、第６図はブローチ研削の状態
を示す説明図、第７図は他の実施例の要部の正面図、第
８図は同実施例の部分切断側面図、第９図は同ブロック
図、第10図は本発明に測定装置を用いた場合の測定装置
の一例を示す正面図、第10図（イ）は本発明に測定装置
を用いた場合の測定装置の一例を示す正面図、同図
（ロ）は同図（イ）のA-A線による断面図、第11図
（イ）、（ロ）は触針の動きを示す側面図である。 32……制御盤 33……第１記憶装置 34……第２記憶装置 35……第３記憶装置 36……演算処理装置 37……変換処理装置 38……一時記憶装置 39……制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のブローチデータを記憶する第１の記
   憶装置（33）と、機械のセット条件を決めるためのデー
   タを記憶する第２の記憶装置（34）と、研削条件データ
   を記憶する第３の記憶装置（35）と、前記第１、第２の
   記憶装置のデータを基に各ブローチを研削するために必
   要なデータに演算する演算処理装置（37）と、前記第
   １、第３の記憶装置からのデータを一時記憶装置に入力
   するための変換処理装置と前記変換処理装置からのデー
   タを記憶しておくための一時記憶装置と前期一時記憶装
   置のデータを基に複数のサーボモータに指令信号を送る
   制御装置とからなり、さらに前記制御装置で次回の再研
   削時に必要な数値にデータを書き換えて再び変換処理装
   置を経て第１の記憶装置に転送し記憶するように構成し
   たことを特徴とするNCブローチ研削盤。