JPH0319028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、棒状ワーク例えばボールエンドミル
の円弧部の外周刃面並に刃裏すくい刃面を研削ま
たは切削加工する為の工作機械に関するものであ
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ 一般に素材からボールエンドミルを製作する場
合やスクエアカツトのエンドミルからボールエン
ドミルに改造する場合に任意の刃先形状を得るこ
とができない。

またエンドミル、ボールエンドミルは切削性能
を上げるために、第１０，１１図に示す様にねじ
れのついたものが多い。

しかしボールエンドミルにおいては、軸部Ａと
円弧部Ｂが連続して仕上げ加工することが困難な
為、別々に行なつている。特に、円弧部Ｂの再研
削では、ボールエンドミルの刃裏すくい刃面ｂに
刃受けを用いる為、軸部刃面と円弧部刃面の接
点、いわゆるボールの肩に変曲点や砥石製刃物に
よる食い込みを生じ易いなどの問題点がある。

本発明の目的は、軸部刃面と円弧部刃面の接
点、いわゆるボールの肩に変曲点や砥石製刃物に
よる食い込みを生じない棒状ワーク加工用工作機
械の提供である。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明による課題解決手段は、第１図ないし第
１５図の如く、サドル１と、該サドル１に直線移
動自在に設けられたテーブルＧと、該テーブルＧ
の移動方向に軸方向を有する棒状ワークＷの基部
を保持する保持具Ｃを有し前記テーブルＧに装着
されたワークヘツドＤと、棒状ワークＷをその軸
Ｅ周りにねじる方向へ回転させるために前記保持
具Ｃと一体的なスピンドル２を回転させるねじり
装置Ｆと、棒状ワークＷを研削または切削するた
めの刃物Ｊを切込送り機構Ｍを介して支持する刃
物台Ｋと、棒状ワークＷの軸上の縦中心ｅ周りに
刃物台Ｋを旋回させる旋回台Ｌと、前記テーブル
Ｇの移動により該テーブルＧと前記ねじり装置Ｆ
とを連動させる第一連動機構Ｈ１、および前記旋
回台Ｌの旋回により該旋回台Ｌと前記ねじり装置
Ｆとを連動させる第二連動機構Ｈ２を形成する連
動装置とを具え、 該連動装置は、前記テーブルＧと独立して設け
られ該テーブルＧと同方向に移動自在でかつサド
ル１１に固定自在とされた受台９と、ワークヘツ
ドＤ（または受台９）に設けられたガイドローラ
６と、受台９（または前記ワークヘツドＤ）に傾
斜角度θが任意に調整自在に設けられ前記ガイド
ローラ６を転動自在に嵌合する傾斜ガイド８と、 テーブルＧの移動または受台９の移動により、
傾斜ガイドとこれに案内されるガイドローラとの
間で生じる両者の相対的な上下運動を、前記ねじ
り装置によるスピンドルの回転運動に変換する第
一変換機構と、 旋回台Ｌの旋回運動を受台９の直線移動に変換
する第二変換機構２３と を有し、 前記第一連動機構Ｈ１は、受台９を固定した状
態で、テーブルＧの移動により傾斜ガイド８とこ
れに案内されるガイドローラ９との間で生じる両
者の相対的な上下運動を、第一変換機構を介して
ねじり装置Ｆによるスピンドル２の回転運動に変
換するよう形成され、 前記第二連動機構Ｈ２は、受台９を移動可能と
した状態で旋回台Ｌの旋回運動を第二変換機構２
３を介して受台９の直線移動に変換し、受台９の
直線移動により、傾斜ガイド８とこれに案内され
るガイドローラ９との間で生じる両者の相対的な
上下運動を、第一変換機構を介してねじり装置Ｆ
によるスピンドル２の回転運動に変換するよう形
成されたものである。

＜作用＞ 上記課題解決手段において、ボールエンドミル
の外周刃面ａ（第１１図）を研削するために、第
１０図の軸部Ａの領域を研削する場合、受台９を
固定したままテーブルＧを移動する。そうする
と、第９図に示す様に棒状ワークＷが左方に移
動し、以つて軸部Ａ部のスパイラル形状の外周部
を研削する。

すなわち、第３図において、テーブルＧを右側
から左側へ移動すれば、ガイドローラ６は傾斜ガ
イド８の溝８ａ内を右側から左側に移動してガイ
ドローラ６が押し下げられ、この下降運動によ
り、第一変換機構を介してねじり装置Ｆを構成す
るワイヤ３が移動してワークスピンドル２に回転
が与えられ、これによりワークＷは軸部Ａのスパ
イラル研磨の為の運動をなす。

次に回転する砥石製刃物Ｊで軸部Ａの研削が終
了して円弧部Ｂに移る場合、第９図の如く軸部
Ａと円弧部Ｂの接点部の所でテーブルＧの移動を
停止する。そして、受台９を移動可能な状態に切
換え、旋回台Ｌを旋回すると、第二連動機構Ｈ２
の一部を構成する第二変換機構２３により、その
旋回運動がワークＷの軸心と同方向の直線運動に
変換され、この運動を連接棒１０により、今まで
停止していた受台９に伝達するので、受台９がサ
ドル１１上で右方へ引張られ、傾斜ガイド８が右
方へ移動する。

そうすると、第４図の如くガイドローラ６は相
対的に下方に移動し、このため、第一変換機構を
介してねじり装置Ｆのワイヤ３が移動し、ワーク
Ｗは左方への運動を停止したまま軸Ｅ周りの回転
のみ始める。すなわち、ガイドローラ６、ワイヤ
３を介してワークスピンドル２に回転が与えら
れ、これによりワークＷは円弧部Ｂのスパイラル
研磨の為の運動をなす。

したがつて、第１０図および第１１図に示すね
じれのついた外周刃面ａの研削が容易に行なえ
る。

＜実施例＞ 以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する
と、本発明に係る棒状ワーク加工用の工作機械
は、第１〜１３図、特に第１，２図において、棒
状ワークＷの基部を保持する保持具Ｃを有するワ
ークヘツドＤと、棒状ワークＷをその軸Ｅ周りに
ねじる方向へ回転させるためにねじり装置Ｆと、
前記ワークヘツドＤを支持し棒状ワークＷをその
軸方向である左右方向に往復移動させるテーブル
Ｇと、該テーブルＧの往復運動を棒状ワークＷの
回転運動に変換するようテーブルＧの移動により
これとねじり装置Ｆとを連動させる第一連動機構
Ｈ１と、棒状ワークＷを研削または切削するため
の刃物Ｊを切込送り機構Ｍを介して支持する刃物
台Ｋと、棒状ワークＷの軸と直交する縦中心ｅ周
りに刃物台Ｋを旋回させる旋回台Ｌと、該旋回台
Ｌの旋回運動を棒状ワークＷの回転運動に変換す
るよう旋回台Ｌの旋回によりこれとねじり装置Ｆ
とを連動させる第二連動機構Ｈ２とを具え、前記
第一連動機構Ｈ１と第二連動機構Ｈ２とを形成す
る連動装置が設けられている。

なお、図において、棒状ワークＷは、ボールエ
ンドミルの素材棒である。

また、前記ワークヘツドＤは、テーブルＧに手
動式又はモータによる自動式の送りねじを介して
取付けられ、任意の位置でテーブルＧに位置決め
される。

また、テーブルＧは、手動又はモータによりサ
ドル１上を左右に移動可能である。このテーブル
Ｇの移動方向は、ワークＷの軸心方向と同一であ
る。

更に、前記ねじり装置Ｆを構成するために、保
持具Ｃに連結されワークヘツドＤ内に支持された
ワークスピンドル２には、その外周に滑りのない
様張力を与えられたワイヤ３が巻付けられ、この
ワイヤ３の移動によりワークスピンドル２が回転
するよう構成されている。

前記連動装置は、前記テーブルＧと独立して設
けられ該テーブルＧと同方向に移動自在でかつサ
ドル１１に固定自在とされた受台９と、ワークヘ
ツドＤに設けられたガイドローラ６と、受台９に
傾斜角度θが任意に調整自在に取付けられ前記ガ
イドローラ６を転動自在に嵌合する傾斜ガイド８
と、テーブルＧの移動または受台９の移動によ
り、傾斜ガイド８とこれに案内されるガイドロー
ラ６との間で生じる両者の相対的な上下運動を、
前記ねじり装置Ｆによるスピンドル２の回転運動
に変換する第一変換機構と、旋回台Ｌの旋回運動
を受台９の直線移動に変換する第二変換機構２３
とを有している。

前記第一連動機構Ｈ１は、受台９を固定した状
態で、テーブルＧの移動により傾斜ガイド８とこ
れに案内されるガイドローラ９との間で生じる両
者の相対的な上下運動を、第一変換機構を介して
前記ねじり装置Ｆによるスピンドル２の回転運動
に変換するよう形成される。

すなわち、前記第一連動機構Ｈ１は次の如く構
成されている。つまり、前記ワイヤ３の両端部
は、第２図の如く、ワークヘツドＤに支持された
上下一対のプーリー４，５を介してガイドローラ
６の支持片７に止着され、該ローラ６は溝８ａを
有する傾斜ガイド８に嵌合され、その溝８ａを軽
く移動できるよう構成されている。そして、前記
プーリー４，５および支持片７は、ワークヘツド
Ｄに一体的に取付けられたケース内に支持されて
おり、ワークヘツドＤと共にテーブルＧ上を左右
移動可能とされる。このプーリ４，５および支持
片７により、前記第一変換機構が形成されてい
る。

前記傾斜ガイド８は、第３図に示す様に、受台
９に傾斜角度θが任意に調整可能になる様に取付
けられる。受台９が固定された傾斜ガイド８が傾
けられた状態において、テーブルＧを左右に移動
することにより、ローラ６が傾斜ガイド８の溝８
ａを転動し、支持片７の上下方向の位置が変動す
るから、ワイヤ３が移動してワークスピンドル２
に回転が与えられ、これによりワークＷはその軸
部Ａのスパイラル研磨のための運動をなすことに
なる。

今、ボールエンドミルの外周刃面ａ（第１１図）
を研削することを考えてみる。第１０図の軸部Ａ
の領域を研削する場合、第９図に示す様に棒状
ワークＷをテーブルＧの移動により左方に移動
し、以つて軸部Ａ部のスパイラル形状の外周部を
研削する。

次に、回転する砥石製刃物Ｊで軸部Ａの研削が
終了して円弧部Ｂに移る場合、第９図の如く軸
部Ａと円弧部Ｂの接点部の所でテーブルＧの移動
を停止する。すなわち、第３図において、ガイド
ローラ６は傾斜ガイド８の溝８ａ内を右側から左
側に移動してくるがテーブルＧの停止と共に停止
する。

また、前記第二連動機構Ｈ２は、受台９を移動
可能とした状態で旋回台Ｌの旋回運動を第二変換
機構２３を介して受台９の直線移動に変換し、受
台９の直線移動により、傾斜ガイド８とこれに案
内されるガイドローラ９との間で生じる両者の相
対的な上下運動を、第一変換機構を介してねじり
装置Ｆによるスピンドル２の回転運動に変換する
よう形成されたものである。

すなわち、第二連動機構Ｈ２は、第２図、第５
図ないし第８図の如く、支台１５ｂに回転自在に
支持された回転体１５と、該回転体１５のアーム
２０と旋回台Ｌとを連結し旋回台Ｌの旋回力を回
転体１５に伝達するロツド２１と、ワークＷの軸
心方向に移動可能に案内されたスライド台１２
と、旋回台Ｌの旋回による回転体１５の回転運動
をスライド台１２の直線移動に変換するねじ１
６、ナツト１７、ハンドル１８およびスライドロ
ーラ１４を有する調整装置と、スライド台１２と
前記受台９とを連接して傾斜ガイド８を移動させ
るための連接棒１０と、傾斜ガイド８内に嵌合さ
れたガイドローラ６と、ガイドローラ６の移動を
ワイヤ３の移動に変換するプーリー４，５および
支持片７等とから構成される。

ここで、前記第二変換機構２３は、主としてロ
ツド２１、回転体１５、回転１５の回転中心から
偏心した位置にあるスライドローラ１４、スライ
ド台１２、および連接棒１０等から構成される。

そして、前記第二連動機構Ｈ２は次の作動が可
能なように構成される。つまり、連接棒１０が今
まで停止していた受台９をサドル１１上で左右動
可能とし、この受台９が右方へ引張られると、第
４図の如くガイドローラ６は相対的に下方に移動
し始める。このため、ワイヤ３が移動し、ワーク
Ｗは左方への運動を停止したまま軸Ｅ周りの回転
のみ始める。そして、この回転はワークＷが左方
向へ移動した時の回転と同一方向に連続して行な
われる。

ここで傾斜ガイド８、受台９は連接棒１０を介
してサドル１１上を右方へ動くのであるが、連接
棒１０は第２図のスライド台１に接続され、この
スライド台１２は第５，６図の様に両側をスライ
ドガイド１３内をスライドする様に案内され、そ
の方向は、テーブルＧの運動方向と同一である。

スライド台１２は、自分の移動する方向と平面
的に直角な方向に、ローラガイド溝１４ａを有
し、該溝１４ａにはスライドローラ１４が自由に
動く様に嵌合されている。

スライドローラ１４は、以下の如く取付けられ
ている。すなわち、支台１５ｂに回転体１５が定
位置で自己の中心１５ａの周りに回転自在に支承
され、この回転体１５の中に、スライド台１２の
ガイド溝１４ａと平行なねじり角調整ねじ１６が
置かれ、この調整ねじ１６にナツト１７が螺合さ
れ、このナツト１７に前記ローラ１４が回転自由
になる様に取付けられている。そして、ナツト１
７は、第７，８図の如くハンドル１８の回転によ
り回転体の回転中心１５ａからの位置調整量Ｚの
調整ができる。すなわち、スライドローラ１４
は、通常は、回転体１５の回転中心１５ａから偏
心した位置にあり、その偏心量は位置調整量Ｚに
等しい。

そして、ねじ１６、ナツト１７、ハンドル１８
等により旋回台Ｌの旋回角を前記ねじり装置Ｆの
ねじり角に変換する変換率を調整する調整装置が
構成される。

そして、通常は、位置調整量Ｚは棒状ワークＷ
の先端半径量Ｒと同一に調整するが、調整量Ｚを
変えることにより、前記傾斜ガイド８のねじり角
θ（第３図）が零でないかぎり、円弧部Ｂの研磨
に際し、連動、単独いずれの場合でも、円弧部Ｂ
のねじり角θを変えることができる。

例えばＺ＝０とすと、第二連動機構Ｈ２は、旋
回台Ｌが旋回し、これに連動して回転体１５が回
転しても回転体１５の軸中心１５ａ上にローラ１
４の軸中心が位置するので、スライド台１２は左
右動することなく、その傾斜ガイド８が連接棒１
０によつて引張られない。そのため、ワークＷの
回転はなく、したがつて円弧部Ｂのねじりは行な
われず、円弧部Ｂのねじり角は第８図ａの様に零
となる。すなわち、先端側正面から見た刃先の外
周刃面ａの形状は、第８図ａに実線ａで示すよう
な直線となり、Ｚを大きくするにしたがい第８図
ａ仮想線の様にねじり角は大となる様な運動をす
る。

これにより、素材からボールエンドミルを製作
する場合やスクエアカツトのエンドミルからボー
ルエンドミルに改造する場合に任意の刃先形状を
得ることができる。

また、前記旋回台Ｌは、第１，２図の如く、縦
中心ｅ周りに扇形サドル１９上を手動式に又はモ
ータによる自動式に旋回可能とされ、その中心ｅ
より偏心した部分と回転体１５のアーム２０とは
ロツド２１で連結される。

従つて上記の如くしてなる第二連動機構Ｈ２に
より旋回台Ｌが旋回すると、ロツド２１を介し
て、支台１５ｂ（第５図）上の回転体１５が回転
し、その回転中心１５ａより位置調整量Ｚだけ偏
心した位置にあるスライドローラ１４が、第６図
の実線の位置から仮想線の位置へ回動し、これに
よりスライド台１２が右方へ移動する。このため
スライド台１２に連結された連接棒１０、傾斜ガ
イド８が右方へ移動し、ガイドローラ６は下方へ
押されるのでスピンドル２は回転する。

また、ボールエンドミル用棒状ワークＷと回転
刃物Ｊの研削時の関係位置は第９図の通りであ
る。このとき刃物Ｊの旋回中心ｅは棒状ワークＷ
のボール半径Ｒの中心に置く。そして第９図は
研削開始状態であり、棒状ワークＷは図外の左側
の傾斜ガイド８の角度によつて任意のねじれ角度
でもつて回転を与えられながら移動する。同図
は棒状ワークＷの軸部Ａと円弧部Ｂの接点、即ち
ボールの肩部に達した図である。ここで棒状ワー
クＷの左方への移動は停止する。ここから刃物Ｊ
が円弧に沿つて、円弧の中心ｅに半径Ｒ（＝Ｚ）
でもつて回転し始める。同図ではボール部での
刃物Ｊの研削途中での関係位置を表わす。この
時、前述の様に傾斜ガイド８は第９図〜の間
で右方へ移動する。そして第９図では棒状ワー
クＷの軸心Ｅと直角に刃物Ｊの回転中心が位置し
ており円弧部Ｂの研削がこの位置で終了する。

この時、第４図において、傾斜ガイド８は右方
に棒状ワークＷの半径Ｒ量だけ移動し、以つてス
パイラル運動の為にガイドローラ６は相対的に下
方に押し下げられ棒状ワークＷの円弧部研削にお
ける必要なねじれが与えられることになる。

次に第１３図に示す様に、砥石刃物J′を刃裏す
くい面ｂに当て前述に示すと同様な運動をさせる
ことにより、外周刃面ａと同様に刃裏すくい面ｂ
を研削できる。また傾斜ガイド８を外周刃面ａ、
刃裏すくい刃面ｂ共に同一の条件で設定すること
により、外周刃面、刃裏すくい刃面共に、いわゆ
るボールの肩部の刃物の食い込み及び変曲点を心
配されることもなく滑らかな同一の流れを有する
刃面が得られる。

なお、金型の抜き勾配の為に、第１２図，
の如きいわゆるテーパボールエンドミルW′が使
用されるが、テーパボールエンドミルはボールの
先端B′のみを研削して、軸部A′の研削を怠たる
と、マニシングセンターやNCフライス盤を利用
して加工する場合、刃先が摩損し、再研削する度
に、プログラムの変更を余儀なくされる。すなわ
ち、同図においてＰは新品テーパエンドミルの
ボール中心、Ｐ１は先端のみ研削した時のボール
中心である。この様な再研削テーパボールエンド
ミルを利用すると、寸法ｘがｘ１に拡大する為、
加工時の位置関係がその都度違い、プログラムが
使用不可になつてしまう。

しかるに、本発明機械を用い、同図の如く軸
部A′と円弧部B′を同時研削すれば、中心P′をＰ
１′まで再研削しても寸法ｘは変化せず、再研削
後も相似形であるため、プログラムは寸法ｙのみ
の補正でよいことになる。なお、本発明では円弧
部のみの研削も勿論可能である。

次に第１４，１５図について、本発明の他の実
施例を説明すると、これは、棒状ワークＷの軸上
の縦中心ｅ周りに保持具Ｃを旋回させる旋回台
L′の例であり、これにおいて、旋回台L′はサドル
１に固定され、縦中心ｅ周りに手動式に又はモー
タによる自動式に旋回可能とされ、その中心ｅよ
り偏心した部分ｆと回転体１５′のアーム２０′と
はロツド２１′で連結されて、第二連動機構Ｈ２
が構成されている。その他の構成、作用は既述実
施例と同様である。

また、本発明においては、ガイドローラ６を、
ワークヘツドＤの代わりに受台９に、また傾斜ガ
イド８を、受台９の代わりにワークヘツドＤに傾
斜角度θが調整自在に取付けてもよい。

＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本明によると、
ワークヘツドと受台のうちの一方に支持されたガ
イドローラと、前記ワークヘツドと受台のうちの
他方に傾斜角度が任意に調整自在に設けられた傾
斜ガイドとが嵌合された構成により、ボールエン
ドミル用棒状ワークの軸部及び円弧部のねじれ刃
研削において、そのねじれ角に沿い運動を連続し
て行なうことにより、軸部と円弧部の接点におい
て変曲点あるいは食い込みのない極めて滑らかな
連続研削が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
ねじり装置および刃物台物分の斜視図、第２図は
第一連動機構及び第二連動機構部分の斜視図、第
３，４図はガイド部分の正面図、第５図は第二連
動機構の要部の正面図、第６図はスライド台の平
面図、第７，８図は第二連動機構の回転体部分の
平面図、第８図ａはボールエンドミルの正面図、
第９図は研削作用説明用平面図、第１０図はボー
ルエンドミルの側面図、第１１図は同斜視図、第
１２図はテーパボールエンドミルの側面図、第１
３図はボールエンドミルの研削状態斜視図、第１
４図は他の実施例の旋回台部分の斜視図、第１５
図は同じく第二連動機構部分の平面図である。 Ｃ：保持具、Ｄ：ワークヘツド、Ｅ：軸部、
Ｆ：ねじり装置、Ｇ：テーブル、Ｈ１：第一連動
機構、Ｈ２：第二連動機構、Ｊ：刃物、Ｋ：刃物
台、Ｌ，L′：旋回台、Ｗ：棒状ワーク、ｅ：縦中
心、θ：傾斜角度、６：ガイドローラ、８：傾斜
ガイド、９：受台、１０：連接棒、１２：スライ
ド台、１３：スライドガイド、１４：スライドロ
ーラ、１４ａ：ガイド溝、１５，１５′：回転体、
１６：調整ねじ、１７：ナツト、１８：ハンド
ル、２０，２０′：アーム、２１，２１′：ロツ
ド、２３：変換機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サドルと、 該サドルに直線移動自在に設けられたテーブル
   と、 該テーブルの移動方向に軸方向を有する棒状ワ
   ークの基部を保持する保持具を有し前記テーブル
   に装着されたワークヘツドと、 棒状ワークをその軸周りにねじる方向へ回転さ
   せるために前記保持具と一体的なスピンドルを回
   転させるねじり装置と、 棒状ワークを研削または切削するための刃物を
   切込送り機構を介して支持する刃物台と、 棒状ワークの軸上の縦中心周りに刃物台を旋回
   させる旋回台と、 前記テーブルの移動により該テーブルと前記ね
   じり装置とを連動させる第一連動機構、および前
   記旋回台の旋回により該旋回台と前記ねじり装置
   とを連動させる第二連動機構を形成する連動装置
   と を具え、 該連動装置は、 前記テーブルと独立して設けられ該テーブルと
   同方向に移動自在でかつサドルに固定自在とされ
   た受台と、 ワークヘツドと受台のうちの一方に設けられた
   ガイドローラと、 ワークヘツドと受台のうちの他方に傾斜角度が
   任意に調整自在に設けられ前記ガイドローラを転
   動自在に嵌合する傾斜ガイドと、 テーブルの移動または受台の移動により、傾斜
   ガイドとこれに案内されるガイドローラとの間で
   生じる両者の相対的な上下運動を、前記ねじり装
   置によるスピンドルの回転運動に変換する第一変
   換機構と、 旋回台の旋回運動を受台の直線移動に変換する
   第二変換機構と を有し、 前記第一連動機構は、受台を固定した状態で、
   テーブルの移動により傾斜ガイドとこれに案内さ
   れるガイドローラとの間で生じる両者の相対的な
   上下運動を、第一変換機構を介してねじり装置に
   よるスピンドルの回転運動に変換するよう形成さ
   れ、 前記第二連動機構は、受台を移動可能とした状
   態で、旋回台の旋回運動を第二変換機構を介して
   受台の直線移動に変換し、受台の直線移動により
   傾斜ガイドとこれに案内されるガイドローラとの
   間で生じる両者の相対的な上下運動を、第一変換
   機構を介してねじり装置によるスピンドルの回転
   運動に変換するよう形成された ことを特徴とする棒状ワーク加工用工作機械。