JPH04101769A

JPH04101769A - 治具グラインダ装置

Info

Publication number: JPH04101769A
Application number: JP21960790A
Authority: JP
Inventors: Shoji Futamura; 昭二二村
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1992-04-03
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JP2839670B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、治具グラインダ装置、特に垂直軸を有する貫
通穴の内面を研削するのに好適な立型の治具グラインダ
装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、精密な穴の内面を加工する場合には、治具グライ
ンダ装置を使用して、穴の内面を砥石によって研削する
のが最も一般的な手段である。第３図は砥石軸駆動用の
駆動軸を垂直に配設した立型の治具グラインダ装置の例
を示す一部断面要部正面図である。同図において、３１
は主軸ヘッドであり、下端部に主軸３２を垂直回転自在
に設けると共に、主軸ヘッド３１の回りに公転し、かつ
全体として垂直方向に上下動可能なように構成する。３
３はチャックであり、主軸３２の下端部に装着して軸付
砥石３４を着脱可能なように形成する。３５は加工テー
ブルであり、水平面内において移動自在に形成すると共
に、被加工体３６が載置される。以上の構成により、被
加工体３６の貫通穴３７の内面を軸付砥石３４によって
研削して精密に仕上げるのである。

この場合、主軸３２は通常１０，００（１−２０，００
Ｏｒｐｍ　（場合によっては５０，００（１−６０，０
０Ｏｒｐｍ　）の高速で回転させつつ、主軸ヘッド３１
の回りを公転および上下動により、貫通穴３７の内面を
研削する。

上記従来の治具グラインダ装置においては、軸付砥石３
４の下端が全く自由状態であるため、軸に対して直角方
向の外力（例えば研削力）が作用した場合には、容易に
撓み、若しくは変形してしまうため、加工精度を低下さ
せるのみならず、極めて僅かな研削力しか印加できない
ため、研削に長時間を要し、能率が低いという問題があ
る。また、上記加工精度および能率の低下は、貫通穴の
内径が小さい程、また軸方向長さが長い程助長され、極
端な場合には研削加工が不可能となるという非所望な問
題が発生する。

上記第３図図示従来例における非所望な問題は、軸付砥
石３４がいわゆる片持であることに起因している。即ち
、片持の場合といわゆる両持の場合とを比較すると、下
記の式により明らかなように撓みが大きく異なる。なお
、下記の式は、片持梁の撓みδ、と両持梁の撓みδ２と
を示すものである。

３ＥＩ　　　　　　　　　　　　　２４ＥＴ式中、Ｐは
荷重、２は荷重点と支点との間の距離、Ｅは縦弾性係数
、■は慣性モーメントを表す。

そのため、本願発明者らは、先に上記の問題の解決を図
ることを目的とする治具グラインダ（特願昭６１−３１
３５２６号）を提案した。以下、当該提案の治具グライ
ンダを第４図に関連して説明する。

なお、第４図は上記提案の治具グラインダを説明するた
めの要部断面図であり、図中の符号４１は従動ユニット
、４２はチャック、４３は圧縮コイルばね。

４４はガイド穴、４５はコロガリ軸受、４６は砥石、４
６ａは研削部、４６ｂは取付軸を表し、その他の符号は
第３図に対応している。

第４図において、主軸３２は垂直軸の回りに回転自在お
よび上下動自在に形成する。主軸３２の下方には、当該
主軸３２と同軸的に従動ユニット４１が設けられると共
に、当該従動ユニット４１の上端部にはチャック４２が
設けられている。そして、上記従動ユニット４１は、圧
縮コイルばね４３により支承されると共に、当該従動ユ
ニット４１を上記主軸３２と同軸的に位置決めするため
のガイド穴４４との間にコロガリ軸受４５が介装されて
いる。次に、砥石４６は、研削部４６ａの上下端部に取
付軸４．６　ｂが同軸的に設けられて一体に形成されて
いる。そして、砥石４６をチャック３３．４２間に着装
して、当該主軸３２を回転させ、かつ上下動させれば、
上記従動ユニット４１を上記主軸３２と協同して回転お
よび上下動自在とすることができる。なお、上記加工テ
ーブル３５は、例えばＮＣ制御により水平面内において
移動自在に構成されている。

第４図図示提案例は、貫通穴３７を有する被加工体３６
を加工テーブル３５上に載置固定した状態で、当該加工
テーブル３５に上記ＮＣ制御による移動を行わせながら
、主軸３２を介して砥石４６を回転かつ上下動させるこ
とにより、上記貫通穴３７の内面を所定の精度に仕上げ
ることができる。そして、第４図図示提案例においては
、砥石４６が両端にて保持されているため、前述した両
持梁の撓み原理により、砥石４６の剛性が向上し、軸と
直角方向の外力が作用しても撓み量を著しく軽減させる
ことが可能となり、加工精度や加工能率を大幅に向上さ
せることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第４図図示提案例においては、従動ユニット４１が
主軸３２の回転、上下動に追随して回転、上下動するよ
う構成されているが、当該従動ユニット４１の慣性によ
り、上記砥石４６の取付軸４６ｂに捻り応力が作用する
ことを防止するため、当該従動ユニット４１に上記チャ
ック４２を回転せしめる例えばモータ等の駆動手段（図
示省略）を設け、当該チャック４２が上記主軸３２と同
期回転させるようにすることが考慮される。

しかしながら、上記チャック４２と上記主軸３２との回
転を完全に同期させることは、非常に困難であるという
問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き問題点を解決することを目的とし
ており、そのため、本発明の治具グラインダ装置は、垂
直軸の回りに回転自在に構成された工具駆動用の駆動軸
と、被加工体が載置される加工テーブルとをそなえ、上
記駆動軸と加工テーブルとを水平方向に相対移動自在に
構成されてなり、上記駆動軸に着脱自在に装着される工
具により上記加工テーブルに載置された被加工体を加工
する治具グラインダ装置において、上記駆動軸と協同し
て移動する従動装置をそなえ、上記従動装置は、上記工
具の下端部を着脱自在に保持する従動軸と、上記従動軸
の外周面に対して所定の対向間隙を有する内周面をそな
えたドライブ・スリーブと、上記ドライブ・スリーブの
回転駆動を行う駆動手段とをそなえ、上記従動軸の外周
面とドライブ・スリーブの内周面との対向間隙に流体が
介在されるよう構成されていることを特徴としている。

以下、図面を参照しつつ説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明の治具グラインダ装置の一実施例側面図
、第２図は第１図図示実施例における従動装置を説明す
るための要部断面拡大図を示す。

第１図において、図中の符号１は被加工体、２はベツド
　３はＹ軸テーブルであって図示Ｙ軸方向へ移動自在に
ベツビ２上に設置されるもの、４はコラムであって図示
Ｘ軸方向へ移動自在にＹ軸テーブル３上に設置されるも
の、５は制御モータであってコラム４のＸ軸方向への移
動を制御するもの、６は昇降アームであって図示Ｘ軸方
向へ昇降自在にコラム４に支持されるもの、７は制御モ
ータであって昇降アーム６の２軸方向への昇降を制御す
るもの、８は工具駆動装置、９は駆動軸１０および１１
はチャック、１２は従動装置、１３は従動軸、１４は工
具軸、１５は砥石、１６は加工テーブルを表している。

第１図図示実施例は、昇降アーム６が上記制御モータ７
によりＸ軸方向への昇降自在かつＹ軸チー°プル３およ
びコラム４を介して水平方向における移動を可能とする
よう構成されている。そして、上記昇降アーム６の上部
先端に工具駆動装置８が装着されると共に、下部先端に
は第２図に関連して詳細に後述する従動装置１２が装着
されている。

上記砥石１５が取付けられた工具軸１４は、チャ、り１
０および１１を介して上記駆動軸９および従動軸１３に
着脱自在に装着される。以下、第２図に関連して上記従
動装置１２について説明する。なお、図中の符号２１は
従動装置本体、２２はモータ、２３はドライブ・スリー
ブ、２４はモータ２２の出力軸、２５はキ、２６は流体
導入孔を表しており、その他の符号は第１図に対応して
いる。

第２図において、従動装置１２は、従動装置本体２１、
モータ２２．ドライブ・スリーブ２３およびチャック１
１をそなえた従動軸１３により構成され、第１図に図示
されている如く、昇降アーム６の下部先端に装着されて
いる。そして、上記ドライブ・スリーブ２３は、モータ
２２により駆動され、従動装置本体２１に対して摺動回
転自在に構成されている。

また、従動軸１３は、上記ドライブ・スリーブ２３に対
して摺動回転自在に構成されている。また、従動装置本
体２１には、上記従動軸１３とドライブ・スリーブ２３
との対向間隙に対して、流体（例えばエアー、油等）を
供給するための流体導入孔２６が形成されている。従っ
て、上記従動軸１３は、流体を介してドライブ・スリー
ブ２３に保持されることになる。即ち、従動軸１３は、
上記モータ２２により駆動されるドライブ・スリーブ２
３と共に回転する。

そして、上記モータ２２の回転数を制御することにより
、従動軸１３の回転と工具駆動装置８側の駆動軸９の回
転即ちチャック１０の回転とチャック１１の回転を同期
させるようにすることにより、工具軸１４に捻しれが生
じることなく研削加工を行うことができる。なお、チャ
ック１０の回転とチャック１１の回転とが同期するよう
に上記モータ２２の回転数を制御すると説明したが、完
全に同期させることは事実上困難である。前述した如く
、上記従動軸１３は、出力軸２４に直接保持されている
のではなく、流体を介して保持されているため、当該流
体がいわばクツションの働きをすることにより、多少の
回転ズレがあっても問題ない。従って、上記モータ２２
の回転数制御が容易となる。即ち、例えば、上記工具駆
動装置８例の駆動軸９の回転とモータ２２の回転とが完
全に同期している場合を想定すると、上記チャック１０
．工具軸１４．チャック１１を介して上記駆動軸９に連
結されている従動軸１３の回転は、上記モータ２２によ
り駆動されるドライブ・スリーブ２３の回転と同期して
いて介在する流体はいわば静止状態にあり、上記ドライ
ブ、スリーブ２３の回転駆動力はそのまま上記従動軸１
３に供給される。上記従動軸１３とドライブ・スリーブ
２３とに回転差が生した場合には、上記流体がその回転
差に対応して流体の表面と裏面（即ち、上記従動軸１３
の外周面側と上記ドライブ・スリーブ２３の内周面側）
との間に速度差が生じる。即ち、流体自身の摩擦抵抗を
介して上記ドライブ・スリーブ２３の回転駆動力が従動
軸１３に伝達される。従って、上記従動軸１３とドライ
ブ・スリーブ２３とに回転差が生じた場合でも、工具軸
１４に生じる捻しれ力は無視できる程度のものである。

以上、研削工具に砥石を用いた治具グラインダ装置につ
いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく
、砥石以外の研削工具を用いる場合にも適用することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、工具の両端を保持
することにより、工具の剛性が向上し、工具軸と直角方
向の外力による撓み量を著しく減少させることが可能と
なると共に工具の両端を夫々独立して駆動し、かつ下端
の駆動を流体を介して行うことにより、工具の捻じれ発
生を防止することが可能となり、加工精度および加工能
率を大幅に向上させることができる。また、工具下端の
駆動を流体を介して行うことは、工具の駆動手段の回転
数制御を容易とする利点を生むことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の治具グラインダ装置の一実施例側面図
、第２図は第１図図示実施例における従動装置を説明す
るための要部断面拡大図、第３図および第４図はそれぞ
れ治具グラインダ装置の従来例を説明するための説明図
を示す。図中、１は被加工体、２はベツド、３はＹ軸テーブル、
４はコラム、５および７は制御モータ。６は昇降アーム、８は工具駆動装置、９は駆動軸。１０および１１はチャック、１２は従動装置、１３は従
動軸、１４は工具軸、１５は砥石８１６は加工テーブル
。２２はモータ、２３はドライブ・スリーブ、２４はモー
タ２２の出力軸、２５はキー、２６は流体導入孔を表わ
す。第１図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】垂直軸の回りに回転自在に構成された工具駆動用の駆動
軸と、被加工体が載置される加工テーブルとをそなえ、
上記駆動軸と加工テーブルとを水平方向に相対移動自在
に構成されてなり、上記駆動軸に着脱自在に装着される
工具により上記加工テーブルに載置された被加工体を加
工する治具グラインダ装置において、上記駆動軸と協同して移動する従動装置をそなえ、上記従動装置は、上記工具の下端部を着脱自在に保持する従動軸と、上記従動軸の外周面に対して所定の対向間隙を有する内
周面をそなえたドライブ・スリーブと、上記ドライブ・
スリーブの回転駆動を行う駆動手段とをそなえ、上記従動軸の外周面とドライブ・スリーブの内周面との
対向間隙に流体が介在されるよう構成されていることを特徴とする治具グラインダ装置。