TW201622856A - 螺桿軸之硏削方法、螺桿軸之硏削裝置 - Google Patents

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藤代裕章
桑野孝史
松尾慎吾
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    • B23G1/36—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by grinding
    • B23G1/38—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by grinding with grinding discs guided along the workpiece in accordance with the pitch of the required thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本發明之螺桿軸之研削方法係藉由使接觸於磨輪5之螺桿軸10一面旋轉一面向軸向以移動量移動而進行研削者，該螺桿軸之研削方法中，為了形成n條螺紋槽，對於第1條螺紋槽，藉由檢測螺桿軸10之伸縮量且根據此修正螺桿軸10之移動量的第1步驟、根據第1步驟中檢測出之伸縮量修正研削開始位置的第2步驟、及使螺桿軸10移動第1步驟中修正之移動量進行研削的第3步驟形成，對於第2條以後之螺紋槽，藉由使螺桿軸10旋轉360/n度以變更研削開始位置的第4步驟及第1~3步驟形成。藉此，能高精度地形成2條以上螺紋槽。

Description

螺桿軸之研削方法、螺桿軸之研削裝置
本發明係關於一種螺桿軸之研削方法、螺桿軸之研削裝置。
先前，作為用於研削螺桿軸以形成螺紋槽之研削裝置，提出有目的在於即便因研削所致之發熱而令螺桿軸伸縮變形亦能良好地保持研削精度者。例如，參照日本專利第3700255號公報。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第3700255號公報
然而，上述先前之研削裝置未考慮到形成2條以上螺紋槽之情況。
因此，本發明係鑒於上述問題而完成，其目的在於提供一種能高精度地形成2條以上螺紋槽的螺桿軸之研削方法及研削裝置。
為了解決上述問題，本發明提供一種螺桿軸之研削方法，其係藉由使接觸於磨輪之螺桿軸一面旋轉一面向軸向移動既定移動量 而進行研削，其特徵在於：為了形成n條螺紋槽，對於第1條螺紋槽，藉由檢測上述螺桿軸之伸縮量，根據上述伸縮量修正上述螺桿軸之移動量的第1步驟、根據上述第1步驟中檢測之上述伸縮量修正研削開始位置的第2步驟、及使上述螺桿軸移動上述第1步驟中修正之移動量進行研削的第3步驟形成；對於第2條以後之螺紋槽，藉由使上述螺桿軸旋轉360/n度以變更研削開始位置的第4步驟、及上述第1~3步驟形成。
而且，本發明提供一種螺桿軸之研削裝置，其係藉由使接觸於磨輪之螺桿軸一面旋轉一面向軸向移動既定移動量進行研削，其特徵在於，具備：檢測器，其檢測上述螺桿軸之伸縮量；及NC裝置，其控制上述螺桿軸之移動與旋轉；為了形成n條螺紋槽，上述NC裝置中，第1條螺紋槽之研削係藉由根據上述伸縮量修正上述螺桿軸之移動量，且根據上述伸縮量修正研削開始位置，使上述螺桿軸移動所修正之移動量而進行；第2條以後之螺紋槽之研削係藉由使上述螺桿軸旋轉360/n度以變更研削開始位置且與上述第1條螺紋槽之研削同樣地進行。
根據本發明，可提供一種能高精度地形成2條以上螺紋槽的螺桿軸之研削方法及研削裝置。
1‧‧‧研削裝置
2‧‧‧主軸
3‧‧‧尾座
4‧‧‧進給台
5‧‧‧磨輪
6‧‧‧檢測器
8‧‧‧NC裝置
10‧‧‧螺桿軸
12‧‧‧主軸用馬達
17‧‧‧進給台用馬達
圖1A係表示本發明之實施形態之螺桿軸之研削裝置的概略圖，圖1B係表示螺桿軸伸長之狀況之圖1A之局部放大圖。
圖2A~圖2D係表示研削螺桿軸之狀況的圖。
圖3係表示螺桿軸之移動量與累積旋轉角之圖。
首先，參照圖1A對於本實施形態之螺桿軸之研削裝置的整體構成進行說明。
圖1A中之本實施形態之研削裝置1係用於對圓柱狀之軸構件之外周面進行研削而形成螺旋狀之螺紋槽者，且具備主軸2、尾座3、進給台4、磨輪5、檢測器6及NC裝置8。
主軸2，係在透過夾頭11將螺桿軸10之一端限制於旋轉軸方向之同時、使其可與主軸2一同旋轉之方式予以保持之物。於主軸2安裝有主軸用馬達12。可藉由主軸用馬達12之驅動使螺桿軸10與主軸2一同旋轉。
尾座3係與主軸2相向地支撐螺桿軸10之另一端。詳細而言，將由彈簧13向螺桿軸10側施力之尾座頂尖14緊貼至設於螺桿軸10之端面的未圖示之中心孔，藉此支撐螺桿軸10。藉由此構成，能穩定地支撐因研削時之發熱而向長度方向伸縮變形的螺桿軸10。以下，將螺桿軸10之長度方向、即圖1A之左右方向簡稱為「軸向」。
進給台4係載置主軸2、主軸用馬達12及尾座3者。進給台4係透過固設於進給台4之螺母15、及卡合於螺母15之進給螺釘16與進給台用馬達17連結。可藉由進給台用馬達17之驅動使主軸用馬達12、尾座3及支撐於其等之螺桿軸10向軸向一體移動。
磨輪5係藉由使圓盤形磨石一面旋轉一面緊貼於螺桿軸10以研削螺桿軸10(磨輪5之本體未圖示)。不論進給台4之軸向位置如何，磨輪5之軸向位置均始終固定。
檢測器6係根據尾座頂尖14之移動檢測出螺桿軸10之長度之變化量、即伸縮量。參照圖1B。檢測器6係配置於尾座3上。
NC(Numerical Control，數值控制)裝置8係根據檢測器6之輸出控制主軸用馬達12及進給台用馬達17的驅動。
具有上述構成之本實施形態之研削裝置1，係按照以下動作順序研削螺桿軸10以形成2條螺紋槽。
又，假設因溫度變化所致的螺桿軸10之向軸向之伸縮相同。螺桿軸10之圖1A中之左端係藉由夾頭11被限制於旋轉軸之方向，故而，螺桿軸10之延長變形係朝向尾座3側、即圖1A之右方。磨輪5於軸向之位置固定，研削係自螺桿軸10之尾座3側朝主軸2側進行。主軸2之旋轉速度與進給台4之移動速度固定。
步驟S1：NC裝置8使磨輪5旋轉且驅動進給台用馬達17使進給台4及螺桿軸10向尾座3側移動基準移動量L。參照圖2A。又，NC裝置8係以與進給台用馬達17同步之方式驅動主軸用馬達12使主軸2及螺桿軸10旋轉。藉此，利用磨輪5研削螺桿軸10。此處，所謂基準移動量L 係指對於未伸縮變形之螺桿軸10預先設定的進給台4之移動量、即行程。又，研削後，NC裝置8驅動進給台用馬達17使螺桿軸10向主軸2側移動，且使磨輪5之位置返回至開始研削之研削開始位置(即在軸向之位置及在旋轉方向之位置)。
步驟S2：檢測器6根據尾座頂尖14之移動量檢測螺桿軸10之伸縮量△L(參照圖2B)，且經由放大器19將其輸出至NC裝置8。再者，嚴格而言，為了提高研削精度，較佳為，伸縮量△L係自螺桿軸10全體之伸縮量減去未形成螺紋槽之螺桿軸10之兩端部分伸縮量所得者，即檢測出形成有螺紋槽之部分之伸縮量。
步驟S3：NC裝置8根據上述步驟S2中所得之螺桿軸10之伸縮量△L算出進給台4之移動量L+△L。
步驟S4：NC裝置8使進給台4動作，使螺桿軸10自上述步驟S1之研削開始位置向與伸縮方向相反之方向移動上述步驟S2中所得的伸縮量△L。參照圖2C。藉此，可對因螺桿軸10之伸縮所產生的研削開始位置在軸向上之位置偏離進行修正。
步驟S5：與上述步驟S1同樣的，NC裝置8使磨輪5、主軸2及進給台4動作以對螺桿軸10進行研削。此時，NC裝置8使進給台4移動上述步驟S3中所得之移動量L+△L。參照圖2D。
步驟S6：適當變更磨輪5之種類且由NC裝置8反復執行上述步驟S2~S5，藉此，對螺桿軸10依序進行粗研削、中粗研削及精研削，從而於螺桿軸10形成第1條螺紋槽。
步驟S7：NC裝置8使主軸2動作，以使螺桿軸10旋轉180 度。藉此，可設定螺桿軸10之第2條螺紋槽之研削開始位置(即在旋轉方向之位置)。參照圖3。
步驟S8：實施上述步驟S2~S6。藉此，於螺桿軸10形成第2條螺紋槽。
本實施形態之研削裝置1中，粗研削、中粗研削、精研削之發熱量不同，即使因此使螺桿軸10之伸縮量變化，亦可於上述步驟S1~S6之每次研削時檢測螺桿軸10之伸縮量且配合該檢測出之伸縮量修正螺桿軸10之移動量與研削開始位置，藉此，能使磨輪5之位置自研削開始位置至研削結束位置均與螺紋槽一致，從而能防止磨輪5局部接觸螺紋槽且能高精度地形成第1條螺紋槽。又，藉由利用上述步驟S7設定第2條螺紋槽之研削開始位置使第2條螺紋槽之相位對準第1條螺紋槽之相位，且利用上述步驟S8即上述步驟S2~S6進行與第1條螺紋槽同樣的研削，可高精度地形成第2條螺紋槽而不會相對於第1條螺紋槽產生位置偏離。因此，可實現間距精度良好的2條螺桿軸10。
利用上述構成，本實施形態之研削裝置1可增大粗研削時之進刀量。而且，進行中粗研削及精研削時，磨輪5不會局部接觸螺紋槽，能減少中粗研削及精研削之次數。此外，能以良好的間距精度研削出2條螺紋槽。藉此，能提高研削效率，故而亦能實現低成本化。
本實施形態中，於上述動作順序之步驟S1、S5中，螺桿軸10之移動與旋轉之同步係藉由使螺桿軸10之移動與旋轉同時開始且同時結束、即令螺桿軸10持續旋轉直至螺桿軸10之移動結束的時序為止之方式進行。然而，並不限於此，亦可於上述步驟S3中算出當上述步驟S5中使螺 桿軸10以移動量L+△L移動時用於使旋轉與螺桿軸10之移動同步的螺桿軸10之旋轉量(稱為累積旋轉角θ)。參照圖3。藉此，藉由在上述步驟S5中使螺桿軸10以移動量L+△L移動，與此同時使螺桿軸10旋轉累積旋轉角θ，能使螺桿軸10之移動與旋轉以更佳的精度同步，從而能以更高的精度研削螺桿軸10。再者，螺桿軸10之移動與旋轉之同步亦可藉由根據上述步驟S5中螺桿軸10之移動量L+△L變更螺桿軸10之旋轉速度或移動速度之方式進行。
上述動作順序中，亦可以是在形成第1條螺紋槽時，將步驟S2中所得之螺桿軸10之伸縮量△L作為資料蓄積保存於NC裝置8，在形成第2條螺紋槽時，於步驟S3之螺桿軸10之移動量L+△L之算出及步驟S4之研削開始位置之修正中一併考慮上述資料。藉此，能以更高的精度研削螺桿軸10。
本實施形態之研削裝置1亦可藉由反復執行上述步驟S7及S8於螺桿軸10形成3條以上螺紋槽。具體而言，於形成n條(n為整數)螺紋槽時，當於上述步驟S7設定研削開始位置(即在旋轉方向之位置)時，只要使螺桿軸10繞軸中心旋轉360/n度即可。例如，若為3條螺桿軸則旋轉120度，若為4條螺桿軸則旋轉90度。藉此，可高精度地進行n條螺紋槽之研削。
本實施形態之研削裝置1中，亦可代替尾座3將螺桿軸10之一端以防振裝置加以支撐。此時，只要作成將球狀之探針(feeler)緊貼於螺桿軸10端面之未圖示之中心孔，由檢測器6根據探針之位移來檢測螺桿軸10之伸縮量的構成即可。
1‧‧‧研削裝置
2‧‧‧主軸
3‧‧‧尾座
4‧‧‧進給台
5‧‧‧磨輪
6‧‧‧檢測器
8‧‧‧NC裝置
10‧‧‧螺桿軸
11‧‧‧夾頭
12‧‧‧主軸用馬達
13‧‧‧彈簧
14‧‧‧尾座頂尖
15‧‧‧螺母
16‧‧‧進給螺釘
17‧‧‧進給台用馬達
19‧‧‧放大器

Claims (3)

  1. 一種螺桿軸之研削方法，其係藉由使接觸於磨輪之螺桿軸一面旋轉一面向軸向移動既定移動量進行研削，其特徵在於：為了形成n條螺紋槽，對於第1條螺紋槽，藉由檢測上述螺桿軸之伸縮量且根據上述伸縮量修正上述螺桿軸之移動量的第1步驟、根據上述第1步驟中檢測之上述伸縮量修正研削開始位置的第2步驟、及使上述螺桿軸移動上述第1步驟中修正之移動量進行研削的第3步驟形成；對於第2條以後之螺紋槽，藉由使上述螺桿軸旋轉360/n度以變更研削開始位置的第4步驟、及上述第1~3步驟形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之螺桿軸之研削方法，其中，以可旋轉且限制於軸向之方式保持上述螺桿軸之一端以實施上述各步驟。
  3. 一種螺桿軸之研削裝置，其係藉由使接觸於磨輪之螺桿軸一面旋轉一面向軸向移動既定移動量進行研削，其特徵在於，具備：檢測器，其檢測上述螺桿軸之伸縮量；及NC裝置，其控制上述螺桿軸之移動與旋轉；為了形成n條螺紋槽，上述NC裝置中，第1條螺紋槽之研削係藉由根據上述伸縮量修正上述螺桿軸之移動量，且根據上述伸縮量修正研削開始位置，使上述螺桿軸移動經修正之移動量來進行；第2條以後之螺紋槽之 研削係藉由使上述螺桿軸旋轉360/n度以變更研削開始位置且與上述第1條螺紋槽之研削同樣地進行。
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