JPS61244455A - 研削盤 - 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】 本発明は、ベッド、このベッド上で第一の方向（Ｚ）で
水平に摺動可能でありかつ垂直な軸（Ｂｌ）を中心にし
て旋回可能な工作主軸台、ベッド上に設けられた工作物
保持コラムおよびこの工作物保持コラムに沿って垂直方
向で（Ｙ一方向で）移動可能な工作物すべり台とを備え
ている数値制御される研削盤、特にならい研削盤に関す
る。

多くの異なるかで多様な方向を指向している面およびプ
ロフィルから合成された複雑な輪郭を持つ工作物の研削
は特に現代の大量生産にあっては研削盤およびその制御
に高度の要件を課している。特に例えばタービン枦根或
いはタービンのタービンノズルのような工作物の生産研
削における要求されている高度の寸法安定性および研削
結果の再現性は実地において大きな問題を提起しており
、この場合またこの問題と共に工作物加工の高い経済性
への要求も前面に位置している。

導入部に記載した特徴を持つ研削盤はドイツ連邦共和国
公開特許公報第３２４６１６８号から公知である。この
研削盤によりタービン羽根のような工作物の研削も可能
ではあるが、しかし比較的単純な輪郭を持った工作物し
か研削できない。

なぜなら、この研削盤にあっては工作物および工作主軸
台の相対的な位置決めの可能性が著しく制限されている
からである。このことは特に、縦方向すべり台上に設け
られた旋回可能な横方向すべり台上での工作主軸台の配
設がこの横方向すべり台に関しては傾斜した送りを許容
はするが、旋回された位置ではすべり台の付加的な送り
運動を必要とすると言う事実に基ずいている。この研削
盤の作業領域は極めて限られている。なぜなら、旋回角
度が大きい場合工作物方向への送りは極めて困難になり
、時としてもはや不可能ですらあるからである。従って
、この研削盤により複雑な工作物、例えば上記のタービ
ン羽根脚部およびタービン羽根頭部にあって加工し得る
面および輪郭の選択は比較的狭い範囲に限られている。

米国特許第４１８６５２９号から、工作主軸台が回転可
能な持上げコラムによって担持されているとしい車すべ
り台上に水平方向に運動可能に案内されている様式の切
削工具を研削するための研削盤が知られている。工作物
保持体は十字すべり台上に組立てられており、ごの十字
すべり台はテーブル上で水平方向に移動可能な縦方向す
べり台上で垂直な軸を中心にして旋回可能に支承されて
いる。工作物保持体自体は水平方向の傾倒軸を中心にし
て傾倒可能でありかつこの傾倒軸に対して垂直に指向し
ている回転軸を中心にして回転可能である。軽量な工作
物の研削および小さい研削力にとっては、この研削盤の
構造と機械の軸構成は使用に耐え得るものではあるが、
しかし現代の生産研削にあって今日必要とされる大きな
研削力の下での重量のある工作物の加工にとってはこの
公知の研削盤は不適切である。工作物におけるとしい車
の作用点が傾倒軸から遠く離れており、従って大きな横
力が生じ、この横力が−大きな研削力を適用した場合芯
ずと言ってよいほど一加工の精密さを阻害する。このこ
とは精密工作物、例えば航空機用のタービンのタービン
羽根の加工にあっては許容しがたいことである。

タービン羽根の頭部および脚部における異なる面と輪郭
を研削するための数値制御される機械は米国特許公報第
４４１７４２２号により知られている。この機械はその
構造の点で冒頭に記載した機械と著しく異なる。

本発明の根底をなす課題は、複雑な、互いに異なる方向
を指向していてかつ湾曲した多数の輪郭と面とから成る
形状を持つ工作物の研削を固定状態で、しかもまた経済
的な大量生産様式でかつ極めて高度な精密さを以て許容
する、冒頭に記載した様式の数値制御による研削盤を提
供することである。

上記の課題は冒頭に記載した様式の数値制御による研削
盤にあって本発明により以下のようにして解決される。

即ち、工作物保持コラムおよび工作主軸台が第一の方向
に対して横方向で（ｘ−方向で）互いに相対的に水平方
向で摺動可能であること、工作物すべり台が水平なかつ
同心的な回転軸（Ａ）を中心にして回転可能な工作物ヘ
ッドを担持していること、およびこの工作物ヘッドに少
なくとも一つの工作物保持体が回転軸に対して垂直な旋
回軸（Ｃ）を中心にして旋回可能に支承されていること
によって解決される。

工作物ヘッドの回転軸（Ａ）の交点と工作物保持体の旋
回軸（Ｃ）は本発明にあっては固定された工作物内に存
在しているか或いはこの工作物の近傍に存在している。

この構成の結果、工作物を旋回させる際の送り道程が短
くなり、かつまたこれに伴い機械の構造がコンパクトに
なる。

その上、大きな研削を負荷した場合でも僅かな横力が生
じるに過ぎず、このことは研削加主の精密さの助けとな
る。

本発明の他の構成により、工作物保持コラムはベッド上
で工作主軸台の運動軌跡に対して横方向に第二の方向（
Ｘ）で水平に移動可能なすべり台上に設けられている。

工作物保持コラムは垂直な軸（Ｂ２）を中心にして回転
可能である。

付加的に本発明により工作物保持コラムは少なくとも二
つの垂直に移動可能な工作物すべり台を備えている。こ
れにより機械時間の更に合理的な利用が可能となる。な
ぜなら、一つの工作物の加工の間工作物保持コラムの背
面側に既に一つの新しい加工すべき工作物を装着するこ
とが可能であるからである。更にこの工作物保持コラム
の付加的な旋回可能性により工作物のとしい車に対する
相対的な付加位置決めが可能となる。

研削盤の多様性は本発明により、工作主軸台がベッド上
で第一の方向（Ｚ）で水平に摺動可能なとしい車すべり
台上に設けられていること、およびとしい車すべり台が
第一の工作主軸台以外に第二の工作主軸台を担持してい
ることによって更に拡大される。第二の工作主軸台はプ
ロフィルの異なるとしい車を備えている。従って等しい
固定状態で工作物の他の異なる研削を行うことが可能で
ある。本発明の他の構成によりベッド上には第一の方向
（Ｚ）で水平に摺動可能な少なくとも二つのとしい車す
べり台が互いに並んで支承されており、これらのとしい
車すべり台は各々少なくとも一つの工作主軸台を担持し
ている。両としい車すべり台は互いに無関係に駆動可能
であり、従って本発明による研削盤のこの実施形では、
他方の工作主軸台のとしい車を使用中にもう一方の工作
主軸台のとしい車の修正或いは交換を行うことが可能と
なる。これによっても装備変えのための研削盤の停止時
間が短縮される。工作主軸台の少なくとも一つは本発明
により付加的に第一の方向に対して横方向（ｘ−方向）
に水平に移動可能である。

研削盤の特別安定したかつ場所を取らない構造は本発明
により、少なくとも一つの工作主軸台が基台上に組立て
られていてかつ少なくとも一つのとしい車を備えている
としい軸と基台上に設けられていてかつとしい軸に対し
て回転モーメントを伝達するための手段を備えていると
しい駆動部を担持している橋絡構造部を備えており、こ
の橋絡構造部がとしい車方向に整向されていて、このと
しい車方向に或いはこのとしい車から離間するように運
動可能でありかつ修正装置を担持している修正すべり台
を橋絡固定していることによって達せられる。としい軸
のとしい軸ケーシングはこの研削盤の実施形では少なく
とも部分的に橋絡構造部によって橋絡固定されており、
この場合この橋絡構造部の一部はとしい車のための保護
フードとして形成されている。

本発明により提案された研削盤により、極めて有利な方
法により複雑な形状の工作物の互いに傾斜して指向しか
つ湾曲している異なった多数の面および輪郭を固定した
ままで極端な精密さを以て研削することが可能となる。

この研削盤はタービン羽根脚部およびタービン羽根頭部
の加工に良く適している。高度の精密さは生産研削およ
び大きな研削力にあっても保証される。

使用に供される研削軸の本発明により提案された組合わ
せは特に、曲率が工作物固定部の旋回曲率より大きい湾
曲の研削をも許容する。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。

第１図には本発明による研削盤の一実施例が透視図で図
示されている。はぼＴ−字形に形成されているベッドｌ
上でとしい車すべり台２が縦方向（Ｚ一方向）で摺動可
能に案内されている。

このとしい車すべり台は工作主軸台３を担持している。

この工作主軸台３は回転テーブル４上で垂直な軸（Ｂｌ
）を中心にして回転可能に支承されている。

工作主軸台３は基台６を備えており、この基台上にはと
しい車７を備えている第１図から認めることのできない
といし軸が設けられている。

基台６はとしい車７のための駆動モータ９が固定されて
いる橋絡構造部８を担持している。駆動モータ９からと
しい車７を担持しているとしい軸への回転モーメント伝
達はケーシング１１（第３図も参照のこと）内に設けら
れた歯付ベルト駆動部を介して行われる。橋絡構造部８
は修正装置１３のすべり台案内部１２を固定している。

このケベリ台案内部１２上でとしい車７の周面方向に或
いはこの周面から離間する方向（Ｗ一方向で）運動可能
に案内されていてかつ修正駆動部１６によって駆動され
る第１図からは認めることのできない修正工具を担持し
ている修正すべり台１４はケーシング１７内に設けられ
ている伝動機構を介して送りモータ１８によって駆動さ
れる。

としい軸の軸ケーシングととしい車７は橋絡構造部によ
って部分的に橋絡固定されており、従って橋絡構造部の
部分１９は同時にとしい車のための保護フードを形成し
ている。この部分１９はとしい車の周面の作用領域方向
に指向されている冷却剤ノズル２１を担持している。

ベッドｌの長手方向に対して横方向に走る部分ｌａ上に
おいて、長手方向に対して横方向（ｘ−方向）でベッド
ｌａ上を移動可能な横すべり台２２上に工作物保持コラ
ム２３が設けられている。

この工作物保持コラム２３はその工作主軸台３に面した
側に工作物すべり台２４を担持しており、この工作物す
べり台は工作物保持コラムに沿って垂直方向（Ｙ一方向
）で上下に移動可能である。

工作物すべり台２４の前面には工作物収受部２６が多様
に旋回可能に設けられている。この工作物収受部に関し
ては第２図により以下に詳しく説明する。

第２図から、Ｙ一方向で上下に移動可能な工作物すべり
台２４がその前面に工作物ヘッド２７を備えており、こ
の工作物ヘッドが二重矢印２８の方向で水平な軸Ａを中
心にして回転可能に支承されているのが認められる。こ
の工作物ヘッド２７には基板２９が固定されており、こ
の基板は二つの軸受台３１と３１ａを担持している。こ
れらの軸受台３１．３１ａの間には材料保持体３２が回
転軸Ａに対して横方向に指向されている旋回軸Ｃを中心
にして旋回可能に支承されている。軸Ｃを中心にした旋
回方向は二重矢印３３で示した。工作物保持体３２は詳
しく図示しなかった固定ユニット３４を備えており、こ
の固定ユニットは通常の様式で固定ブロック３６内に挿
入された工作物３７を収容している。この目的に適して
いる固定ブロック、その製造および工作物からの取外し
に関しては例えば本出願人のドイツ特許願Ｐ　３４３９
４３９、Ｐ　３４３９２５０とＰ　３４２７８８５から
知られている。

Ｃ−軸を中心とした旋回運動のための駆動部は軸受台３
１内に設けられている。Ａ−軸を中心とした回転運動は
工作物すべり台２４上に設けられた駆動モータ３８によ
って行われる。工作物すべり台２４のためのすべり台部
動部はコラム２３内に設けられており図面からは見られ
ない。

上記の研削盤によって加工出来る工作物の典型的な例は
第５図に透視図で示した。この工作物は二つのタービン
ノズル３９を備えているタービンリムセグメントである
。ここで以下に述べる加工段を一例として挙げる。内部
プラットフォルム４１ｉにおいて湾曲部Ｒ１とＲ２並び
に側面４２の平坦面および場合によっては溝が加工され
る。

外側プラットフォーム４１ａにあっては湾曲部Ｒ３゜Ｒ
４およびＲ５が、そして側面４３にあっては平坦面およ
び場合によっては溝が研削される。その上内方および外
方の舌片部４４ｉと４４ａにおいては平坦面４６と溝４
６ａと４６ｂが研削されなければならない。同じ工作物
のこれらの異なる研削課題は唯一箇所の固定で上記の研
削盤の構成でかつこの研削盤の提案された軸配設により
極めて有利な方法で最適に行われる。

第３図には本発明により提案された研削盤の他の実施例
を図示した。この研削盤は第１図と関連してえ記載した
研削盤と全く一致しているので、第１図と同じ部材は同
じ参照符号で示した。これらの部材に関しては説明の繰
り返しを避けた。第１図に図示した研削盤との相違点と
して、第３図に図示した研削盤は第一の工作主軸台３ａ
を備えた第一のとしい車すべり台２ａ以外に第二の工作
主軸台３ｂを備えた第二のとしい車すべり台２ｂを有し
てる。工作主軸台３ａ、　３ｂは全く同じ構造で構成さ
れており、第１図に関連して説明した工作主軸台３と等
しい。この研削盤にあって特異な点は、としい車すべり
台２ａと２ｂとが互いに別個に縦方向で移動可能である
ことである。としい車ずベリ台２ｂは付加的に横すべり
台４７を備えており、この横すべり台により工作主軸台
３ｂのとしい車を工作物方向に送ることが可能である。

この横すべり台４７上で工作主軸台３ｂ並びに他の工作
主軸台３ａも垂直な軸を中心にして回転可能に支承され
ている。この構造により工作物の多様な加工が可能であ
る。工作主軸台３ｂは、図面に示されているように、外
側円味部を研削するためのとしい車７ｂを備えている。

しかもこのとしい車は同様に内部研削のための工具とし
ても形成することが可能である。

第４図は第３図による実施形を変形した実施形を示して
いる。この実施形にあっても第３図および第１図に示し
た研削盤と同じ部材は同じ参照符号を付した。この実施
形にあってもベッドは参照符号ｌで示されており、この
ベッド上をとしい車すべり台２ｃが縦方向に移動゛可能
に案内されている。このとしい車すべり台２Ｃは第４図
による実施形にあづては垂直な軸を中心にして旋回可能
な二つの工作主軸台３ｃと３ｄを並列して担持している
。これらの工作主軸台の構成は第１図による実施形と等
しく、従って此処では詳しく説明しない。工作主軸台３
ｃと３ｄは共通の縦方向すべり台２ｃ上に回転可能に支
承されている。前端側に工作物収受部２６を担持してい
るコラム２３ａはこの実施形の場合はすべり台２２上に
設けられており、このすべり台は研削盤の横方向ベッド
上でＸ一方向に運動可能に案内されている。もちろん、
すべり台２２は第４図による実施形の場合は回転テーブ
ル４８を担持しており、この回転テーブル上に工作物保
持コラム２３ａが取付けられている。即ち、この工作物
保持コラムは研削盤のこの実施形の場合はすべり台２２
上で二重矢印４９の方向で垂直な軸８２を中心にして旋
回可能である。工作物収受部２６に相対して、工作物保
持コラム２３ａは第二の垂直に移動可能な工作物すべり
台２４ａにおいて第二の工作物収受部２６ａを担持して
いる。画工作物収受部は第２図に図示した実施形におけ
ると同様に形成されている。しかし工作物保持体３２は
両側で支承される代わりに片側でのみ支承されている。

これによって工作物収受部の根本的な構造は何等変わら
ない。本発明による研削盤のこの実施形は、としい車に
対する工作物の位置決めのための他の可能性および後方
の工作物収受部２６ａにおいて、工作物収受部２６内に
工作物を固定して加工している状態で、工作物を交換す
ることの可能性を提供′する点で利点がある。これによ
り研削盤の合理的な使用が可能となる。その上、第４図
に図示した研削盤も単純なしかもコンパクトな構造にも
かかわらず研削盤の法尻な多様性を可能にすると言う利
点を有している。研削盤の上記したすべての実施形の安
定性は、現代の大量生産方式における大きな研削力にあ
っても極めて正確な研削結果を達成することが可能であ
る程大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研削盤の透視図、第２図は工作物
収受部の透視図、 第３図は本発明による研削盤の他の実施形の透視図、 第４図は第４図による研削盤の変形した構成の平面図、 第５図は本発明による研削盤により加工される工作物の
一実施例として示したタービンの二枚羽根のタービンノ
ズルの透視図。 図中符号は、 ３．３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・工作主軸台２３・・
・工作物コラム ２７・・・工作物ヘッド ３２・・・工作物保持体 Ａ・・・回転軸 Ｂ１・・・垂直な軸 Ｃ・・・旋回軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ベッド、このベッド上で第一の方向（Ｚ）で水平に
   摺動可能でありかつ垂直な軸（Ｂ １）を中心にして旋回可能な工作主軸台、 ベッド上に設けられた工作物保持コラムお よびこの工作物保持コラムに沿つて垂直方 向で（Ｙ−方向で）移動可能な工作物すべり台とを備え
   ている数値制御される研削盤、 特にならい研削盤において、工作物保持コ ラム（２３）と工作主軸台（３〜３ｄ）が第一の方向に
   対して横方向で（ｘ−方向で）互いに相対的に水平に摺
   動可能であること、工作物 すべり台（２４）が水平かつ同心的な回転軸（Ａ）を中
   心にして回転可能な工作物ヘッド（２７）を担持してい
   ること、およびこの工作物ヘッド（２７）に少なくとも
   一つの工作物保持体（３２）が回転軸に対して垂直な旋
   回軸（Ｃ）を中心にして旋回可能に支承されていること
   を 特徴とする、研削盤。 ２）工作物ヘッド（２７）の回転軸（Ａ）と工作物保持
   体（３２）の旋回軸（Ｃ）の交切点が固定された工作物
   （３７）内に或いはその近傍に存在している、特許請求
   の範囲第１項に記載 の研削盤。 ３）工作物保持コラム（３２）がベッド（１ａ）上で工
   作主軸台（３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）の運動軌跡に
   対して横方向で第二の方向（ｘ）で水平に移動可能なす
   べり台（２２）上に設けられている、特許請求の範囲第
   １項或いは第２項 に記載の研削盤。 ４）工作物保持コラム（２３）が垂直な軸（Ｂ２）を中
   心にして回転可能である、特許請求の 範囲第１項から第３項までのいずれか一つに記載の研削
   盤。 ５）工作物保持コラム（３２）が垂直に移動可能な少な
   くとも二つの工作物すべり台（２４、２４ａ）を備えて
   いる、特許請求の範囲第４項に記載の研削盤。 ６）工作主軸台（３ｃ）がベッド（１）上で第一の方向
   （ｚ）で水平に移動可能なとしい車すべり台（２ｃ）上
   に設けられており、かつとしい車すべり台が第一の工作
   主軸台以外に第 二の工作主軸台（３ｄ）を担持している、特許請求の範
   囲第１項から第５項までのいずれ か一つに記載の研削盤。 ７）第一の方向（２）で水平に摺動可能な少なくとも二
   つのとしい車すべり台（２ａ、２ｂ）がベッド（１）上
   に互いに並んで支承されており、かつ各としい車すべり
   台が少なくと も一つの工作主軸台（３ａ、３ｂ）を担持している、特
   許請求の範囲第１項から第６項まで のいずれか一つに記載の研削盤。 ８）工作主軸台（３ｂ）の少なくとも一つが付加的に第
   一の方向（Ｚ）に対して横方向（ｘ−方向）で水平に移
   動可能である、特許請 求の範囲第６項或いは第７項に記載の研削 盤。 ９）少なくとも一つの工作主軸台（３〜３ｂ）が基台（
   ６）上に設けられていてかつ少なくとも一つのとしい車
   （７）を備えたとしい軸および基台上に設けられていて
   かつ回転モ ーメントをとしい軸に伝達する手段（１１）を備えてい
   るとしい車駆動部（９）を担持している橋絡構造部（８
   ）とを備えており、この橋絡構造部がとしい車（７）方
   向に整向されていてかつこのとしい車に接近するように およびこのとし車から離間するように運動 可能なかつ修正装置を担持している修正工 具台（１４）を橋絡固定するように構成されている、特
   許請求の範囲第１項から第８項ま でのいずれか一つに記載の研削盤。 １０）としい軸のとしい軸ケーシングが少なくとも部分
   的に橋絡構造部（８）によつて橋絡固定されており、か
   つ橋絡構造部（８）の部分（１９）がとしい車（７）の
   ための保護フードとして形成されている、特許請求の範
   囲 第９項に記載の研削盤。