(57)【要約】      （修正有）【課題】加工部の位置を測定する測定装置を用いることなく、被加工物の回転軸方向における加工部の位置精度を所望の値とできる内面研削盤を提供する。【解決手段】被加工物Ｗを回転させる主軸台５と、砥石車９を保持する砥石台７を備え、被加工物Ｗの内周面を研削する内面研削盤において、砥石台７の砥石車９が装着される側の端面に基準金１４を装着し、被加工物Ｗの端面を基準金１４に押し当てる。砥石車９を偏心して保持する砥石軸頭８を旋回させることにより、砥石車９を被加工物Ｗの半径方向へ移動させ被加工物Ｗに切込むように制御して、被加工物Ｗの内周面を研削する。【選択図】図２
2014200904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記主軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、砥石車を保持する砥石軸を備え、
前記砥石車の回転軸線を含む研削作用部の断面形状を、前記主軸により回転駆動される被加工物の内周面に転写して所望の形状に研削する内面研削盤において、
前記主軸に対して、軸方向には移動可能で回転方向には拘束され、前記被加工物を把持する把持装置と、
前記砥石軸を自らの旋回軸線に対して偏心して保持する砥石軸頭本体と、
前記砥石軸頭本体を旋回自在に支持する砥石台本体と、
前記砥石軸頭本体を旋回させることにより、前記砥石軸を前記被加工物の半径方向へ移動させる砥石車切込み手段と、
前記砥石台本体の前記砥石車が保持される側の端面に装着され、前記把持装置と対向する基準金と、
前記把持装置を前記基準金の方向へ押し当てる押付手段と、
前記押付手段により前記被加工物を前記基準金に押し当て、前記砥石車切込み手段により前記砥石車を前記被加工物に切込むように、前記主軸と前記砥石軸と前記押付手段と前記砥石車切込み手段を制御して内面研削を行う制御装置を備え、
前記所望の形状の所定部位と前記被加工物の前記基準金と接触する端面の間の前記砥石軸線方向の距離は、前記所定部位を研削する前記砥石車の部位と前記基準金の前記被加工物との接触面の間の前記砥石軸線方向の距離と等しい内面研削盤。
【請求項２】
前記砥石軸の軸方向の位置の基準と前記砥石軸頭本体の軸方向の位置の基準が、前記基準金の近傍に配置される請求項１に記載の内面研削盤。
【請求項３】
前記基準金は、前記主軸の回転軸線と同軸の軸心回りに回転可能に支持される請求項１または請求項２に記載の内面研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内面研削盤において、被加工物の回転軸方向における加工部の位置精度を高めることを目的として、加工部の位置を測定装置で測定して被加工物と砥石車の相対位置を制御することが行われている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２２８５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内面研削盤においては、被加工物を保持する主軸と砥石車を保持する砥石軸台はベッド上に支持されており、ベッド、主軸、砥石軸台の熱変位による位置誤差を生じる。この誤差を補正するために測定装置が用いられるが、加工部の位置を測定装置で測定して被加工物と砥石車の相対位置を制御するためには、測定をするための工程が必要であり、この工程の時間だけ加工時間が長くなる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、内面研削盤において、加工部の位置を測定する測定装置を用いることなく、被加工物の回転軸方向における加工部の位置精度を所望の値とできる内面研削盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記主軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、砥石車を保持する砥石軸を備え、
前記砥石車の回転軸線を含む研削作用部の断面形状を、前記主軸により回転駆動される被加工物の内周面に転写して所望の形状に研削する内面研削盤において、
前記主軸に対して、軸方向には移動可能で回転方向には拘束され、前記被加工物を把持する把持装置と、
前記砥石軸を自らの旋回軸線に対して偏心して保持する砥石軸頭本体と、
前記砥石軸頭本体を旋回自在に支持する砥石台本体と、
前記砥石軸頭本体を旋回させることにより、前記砥石軸を前記被加工物の半径方向へ移動させる砥石車切込み手段と、
前記砥石台本体の前記砥石車が保持される側の端面に装着され、前記把持装置と対向する基準金と、
前記把持装置を前記基準金の方向へ押し当てる押付手段と、
前記押付手段により前記被加工物を前記基準金に押し当て、前記砥石車切込み手段により前記砥石車を前記被加工物に切込むように、前記主軸と前記砥石軸と前記押付手段と前記砥石車切込み手段を制御して内面研削を行う制御装置を備え、
前記所望の形状の所定部位と前記被加工物の前記基準金と接触する端面の間の前記砥石軸線方向の距離は、前記所定部位を研削する前記砥石車の部位と前記基準金の前記被加工物との接触面の間の前記砥石軸線方向の距離と等しいことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に関わる発明において、前記砥石軸の軸方向の位置の基準と前記砥石軸頭本体の軸方向の位置の基準が、前記基準金の近傍に配置されることである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に関わる発明において、前記基準金は、前記主軸の回転軸線と同軸の軸心回りに回転可能に支持されることである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項1に係る発明によれば、被加工物に転写された所望の形状の所定部位と被加工物の基準金との接触する端面の前記砥石軸線方向の間の距離は、所定部位を研削する砥石車の部位と基準金の被加工物と接触する面の間の砥石軸線方向の距離のみで決定される。砥石車と基準金は、ベッドを介することなく同一の砥石台に装着されているため、砥石車と基準金の温度差が少ない。このため、砥石車と基準金の間の砥石軸線方向の距離の熱による変動が小さくなる。結果として、被加工物の軸方向寸法誤差が小さい内面研削盤を実現できる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、砥石車と偏心軸の軸方向の基準位置が基準金の近傍に配置されるので、砥石車と基準金の軸方向の距離が短いので、熱変位による誤差がさらに小さい内面研削盤を実現できる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、研削加工時に基準金が被加工物と共に回転するので、基準金の磨耗が小さい内面研削盤を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の内面研削盤の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】本実施形態の砥石軸部の詳細を示す断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図５】本実施形態の研削工程を示すフローチャート図である。
【図６】本実施形態の研削加工時の主軸台と砥石台の相対位置を表す平面図である。
【図７】本実施形態の研削時の砥石車と被加工物の相対位置を表す断面図である。
【図８】本実施形態の砥石車の被加工物への切り込み状態を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、内面研削盤１は、ベッド２を備え、ベッド２上にベース３を備え、ベース３上にはベース３によりＸ軸方向に往復可能に支持され、モータ１２で往復駆動されるテーブル４を備えている。さらに、テーブル４上にはＸ軸に直交するＺ軸方向にモータ１３により往復駆動される主軸台５を備えている。主軸台５は、被加工物Ｗを把持する把持装置６を回転自在に支持し、Ｚ軸と平行な軸線周りに回転駆動する。主軸台５の側面には、ドレスロール１１を回転駆動するドレス１０が配置されている。
また、ベッド２上には、砥石車９を回転自在に支持する砥石台７が、砥石車９の回転軸線がＺ軸と平行になるように固定されている。
【００１４】
この内面研削盤１は、所定のプログラムを実行することで研削加工や砥石成形を実行する制御装置３０を備えている。制御装置３０の機能的構成として、テーブル４の送りを制御するＸ軸制御装置３０１、主軸台５の送りを制御するＺ軸制御装置３０２、砥石軸の旋回切込みを制御するＵ軸制御装置３０３、砥石車９の回転を制御する砥石車制御装置３０４、主軸５１の回転を制御する主軸制御装置３０５、ドレス１０を制御するドレス制御装置３０６などを具備している。
【００１５】
図２に基づき、砥石台７の詳細について説明する。
ベッド２上に固定された砥石台本体７０に備えた静圧軸受７０ａ、７０ｂにより、砥石車９を回転自在に支持する砥石軸頭８（詳細は後に説明する）を、Ｚ軸と平行な軸線周りに旋回自在に支持している。また、砥石台本体７０の砥石車９の装着される側の端部には、砥石軸頭８の軸方向の基準位置となる静圧スラスト軸受７０ｃを備えており、反対の端面にはプレート７４を備えている。砥石台本体７０、砥石軸頭８、プレート７４により液圧室７８を構成している。
静圧軸受７０ａ、７０ｂ、静圧スラスト軸受７０ｃ、液圧室７８には、流路７０ｄを経由して、図示しない圧油供給装置から圧油が供給される。これにより、砥石軸頭８は、回転自在に支持されると共に、液圧室７８の圧力により静圧スラスト軸受７０ｃに押付けられる。
砥石軸頭８の外周の軸方向の中央部には歯車７１が固定されており、歯車７１は、外周に歯車を備えたピニオン７２と噛合っており、ピニオン７２は砥石台本体７０により回転自在に支持され、モータ７３で回転駆動される。
砥石台７は、以上の構成を備えており、砥石台本体７０の砥石車９の装着される側の端面には、主軸の回転軸線と垂直な平面１４ａを備えた基準金１４が装着されている。
【００１６】
図２に基づき、主軸台５と把持装置６の詳細について説明する。
主軸台５は主軸５１を回転自在に支持している。被加工物Ｗを把持する把持装置６は、主軸５１に対して回転は拘束され軸方向には所定の距離だけ移動可能に支持されている。把持装置６は、皿ばね５２により主軸５１の先端側に所定の力で押付けられている。
砥石車９と把持装置６は、被加工物Ｗの内径に砥石車９が挿入可能な相対位置に配置されている。また、基準金１４は、被加工物Ｗの端面が基準金１４の平面１４ａに接触可能な位置に配置されている。
【００１７】
図３に基づき砥石軸頭８の詳細について説明する。
砥石軸頭本体８０は、砥石軸８１を砥石軸頭本体８０の内周面に備えた静圧軸受８０ａ、８０ｂにより回転自在に支持する。砥石軸８１は一端にフランジ部８１ａを備えこの端面には砥石車９を装着可能なねじを備えている、また、他端部にはスラストリング８２が装着され他端の終端部にはモータ８３のロータが連結されている。また、砥石軸頭本体８０の砥石車９の装着される側の端部には、砥石軸８１の軸方向の基準位置となる静圧スラスト軸受８０ｃを備えている。砥石軸頭本体８０、砥石軸８１、スラストリング８２により液圧室８４を構成している。
静圧軸受８０ａ、８０ｂ、静圧スラスト軸受８０ｃ、液圧室８４には、流路８０ｄと溝７０ｅと流路７０ｄを経由して、図示しない圧油供給装置から圧油が供給される。これにより、砥石軸８１は、回転自在に支持されると共に、液圧室８４の圧力によりモータ取り付け方向に作用する力を受け、フランジ部８１ａは静圧スラスト軸受８０ｃに押付けられている。
【００１８】
ここで、砥石軸頭本体８０の外周面と静圧軸受８０ａ、８０ｂの内周面は、偏心しており偏心量はｅである。このため、図３のＢ−Ｂ断面矢視図である図４に示すように、砥石軸頭本体８０の回転軸線Ｐと砥石軸８１の回転軸線Ｑも偏心しており偏心量はｅである。砥石軸頭本体８０には歯車７１が固定されおり、その歯面がピニオン７２の歯面と噛合っている。このため、ピニオン７２が回転すると砥石軸頭本体８０が回転し、砥石軸８１の回転軸線Ｑは回転軸線Ｐの周りを半径ｅの円周を描き旋回する。この旋回運動をＵ軸と称する。主軸５１の回転軸線と砥石車９の回転軸線Ｑが同軸になるのは、水平線に対して点Ｐと点Ｑを結ぶ線が角度Θ０をなすときであり、この位置をＵ軸加工原点と称する。
【００１９】
内面研削盤１による研削方法を、図５のフローチャートに基づき説明する。
はじめに、工作物搬入出位置において被加工物Ｗを把持装置６に装着する。工作物搬入出位置は図６の（ａ）図に示す位置である（Ｓ１）。テーブル４をＸ軸方向へ送り、図６の（ｂ）図に示すように、被加工物Ｗと砥石車９の回転軸線が同軸となるＸ軸加工開始位置へ主軸台５を位置決めする（Ｓ２）。主軸台５をＺ軸方向へ送り、被加工物Ｗと基準金１４が接触した後、さらに、所定の距離だけ皿ばね５２を圧縮するＺ軸加工開始位置へ主軸台５を位置決めする。Ｚ軸加工開始位置は図６の（ｃ）図に示す位置である。この時、図７に示すように、把持装置６は皿ばね５２により所定の力で被加工物Ｗを基準金１４に押し付け、その力は皿ばね５２の復元力となる。この状態で、主軸台５と砥石軸台７の間で熱変位等による相対位置変動があっても、その変動は皿ばね５２の伸縮で吸収される。このため、被加工物の端面からの加工部の最大径の位置の軸方向の距離ｍは、基準面１４ａと砥石車９の最大径の位置の距離ｎに等しくなる。（Ｓ３）。
【００２０】
主軸５１を回転させて、被加工物Ｗを回転させる（Ｓ４）。砥石車９をＵ軸方向へ送り、被加工物Ｗに切込む。図４において、モータ７３によりピニオン７２を左回転させて、歯車７１を介して砥石軸頭本体８０を所定の角度Θ１まで右回りに回転させる。これにより、図８の（ｂ）図に示すように、砥石車９はＵ軸方向へ旋回し、被加工物Ｗの内周面に切込まれ、被加工物Ｗの内径溝を所定の径に研削する（Ｓ５）。砥石車９をＵ軸加工原点へ戻す。モータ７３によりピニオン７２を右回転させて、歯車７１を介して砥石軸頭本体８０を所定の角度Θ０まで左回りに回転させる。これにより、図８の（ａ）図に示すように、砥石車９は被加工物Ｗと同軸上のＵ軸加工原点に位置決めされる（Ｓ６）。主軸台５をＺ軸方向で砥石軸台から離れる方法へ送り、図５の（ｂ）図の位置に位置決めする（Ｓ７）。テーブル４をＸ軸方向へ送り、図６の（ａ）図に示す工作物搬入出位置に位置決めし、工作物を取り出す（Ｓ８）。
【００２１】
以上のように、本実施事例の内面研削盤１を用いて研削を行うと、被加工物Ｗの端面から溝の最大径の位置までの寸法は、基準金１４の平面１４ａから砥石車９の最大径の位置までの距離ｍで決まる。すなわち、ベッド２や主軸台５などの部位の熱変位などによる誤差の影響を受けないで研削ができる。
また、基準金１４と、砥石軸頭本体８０の軸方向の位置の基準である静圧スラスト軸受７０ｃと、砥石軸８１の軸方向の位置の基準である静圧スラスト軸受７０ｃの砥石軸方向の距離が近いため、基準金１４と砥石軸８１の間の熱変位は小さくなる。
以上より、本実施事例の内面研削盤１を用いると、測定装置を用いることなく、被加工物Ｗの軸方向の加工位置を所望の精度に研削することができる。
【００２２】
上記実施例では、基準金１４を砥石台本体７０に固定したが、主軸台５の回転軸線と同軸で回転できるように支持してもよい。この場合、被加工物と基準金の間の相対すべりがなくなり、摩擦による発熱や、基準金の消耗を防止できる。
【符号の説明】
【００２３】
Ｗ：被加工物  ２：ベッド  ３：ベース  ４：テーブル  ５：主軸台  ６：把持装置  ７：砥石台  ８：砥石軸頭  ９：砥石車  １４：基準金  ７０ｃ：静圧スラスト軸受  ７１：歯車  ７２：ピニオン  ３０：制御装置  ３０１：Ｘ軸制御装置  ３０２：Ｚ軸制御装置  ３０３：Ｕ軸制御装置  ３０４：砥石軸制御装置  ３０５：主軸制御装置    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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