JPH0451969Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、研削加工装置に関し、特に金型加工
によるテーパ面やテーパ穴を研削加工する治具研
削等に用いられるものに関する。

（従来の技術とその問題点） 近年、この種の研削加工装置としては、工具交
換装置を有するマシニングセンタに、研削加工機
能ももたせた複合加工機が開発されている。この
複合加工機によれば、回転主軸に研削用工具ホル
ダーを工具交換アームによつて選択的に自動装着
できるとともに、テーブル上に固定したワークの
穴内周面或は平面、曲面等の研削仕上げを高速か
つ高精度に行えるようになつた。

しかし、従来用いられている研削用工具ホルダ
ーは、回転主軸の主軸中心線より砥石軸を偏心方
向に移動調整して工具有効径を調整する機構、お
よび砥石軸を軸方向に進退運動させるすなわちサ
イクルストローク駆動機構を備えているが、砥石
軸自体を主軸中心線に対し傾斜調整させることは
できなかつた。

このため、例えば金型加工による位置決め深穴
等では0°〜30°の抜き勾配があり、このようなテ
ーパ穴に対しては、テーブルを傾けて、しかもイ
ンデツクスさせながら研削加工を行なわなければ
ならなかつた。

このため、インデツクステーブル等複雑な機構
と複雑な送り制御を必要とし、またテーブル傾斜
角度の微調整やセツテイングも難しく、各種ワー
クのテーパ穴、テーマ面の形状に容易に対応する
ことができなかつた。

（問題点を解決するための手段） そこで、本考案は、主軸中心線に対し砥石軸を
偏心かつ傾斜調整でき、しかもサイクルストロー
ク駆動できる研削用工具ホルダーを用いることに
より、各種テーパ穴、テーパ面に対し、テーブル
を傾斜させることなく、すなわちワークを固定し
たまま、研削を可能とし、工具を調整することに
よつて穴研削や溝研削など複数種の研削加工に対
応でき、複雑なテーブル機構やその送り制御を必
要とせず、位置決め精度も高く、特にマシニング
センタにおいてきわめて高効率かつ高精度な研削
加工が行えるようにしたものである。

すなわち、本考案の研削加工装置は、研削用工
具ホルダーのホルダー本体に対し、工具支軸を摺
動自在に保持した保持筒を主軸中心線と直交する
方向の軸を中心に傾斜調整可能に支持し、かつこ
の工具支軸に対し、砥石ホルダーを偏心調整可能
に支持し、しかも工具支軸のサイクルストローク
用駆動部を設けて、被研削面のテーパ角度および
穴径に応じて砥石ホルダーを傾斜かつ偏心調整す
ることにより、回転位置決めが容易に行え、さら
にオシレーシヨンを伴つて、高精度な研削仕上げ
が行えるように構成したものである。

（実施例） 第１図は、本考案装置の断面図、第２図は第１
図Ａ方向から見た一部破断側面図、第３図は傾斜
角調整ダイヤルの正面図、第４図は第１図の下面
図、第５図は研削動作説明図である。

１は回転主軸で、自動工具交換機能を有する複
合加工型のマシニングセンタに設けられ、各種加
工データに基づいて図示しないテーブル送りを伴
つてＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に自動位置決め制御さ
れ、ACサーボモータにより回転駆動される。

２は研削用ホルダーで、不使用時は図示しない
工具マガジンに格納され、使用時に図示しない工
具交換アームを介して上記回転主軸１に自動装着
される。

この研削用工具ホルダー２は、ホルダー本体
３、保持筒４、サイクルストローク用駆動部５、
工具支軸６、スライドベース７、スライドサドル
８、砥石ホルダー９、傾斜角調整部１０および偏
心量調整部１１で構成されている。

ホルダー本体３の上部には、上記回転主軸１の
テーパ嵌合部１ａに嵌着され先端にクランプ用プ
ルスタツド１２ａを有するテーパ状のシヤンク部
１２が形成されている。また、このホルダー本体
３には、下方に向かつて一対の支持アーム１３，
１４が相対向して突設されている。

保持筒４は、上記一対の支持アーム１３，１４
間に形成される空間内に収納され、両支持アーム
１３，１４間に上記回転主軸１の主軸中心線Ｌに
対し直交する方向の軸線Ｃを中心に揺動可能に支
持されている。すなわち保持筒４の上記軸線Ｃ上
の一側面には上記一方の支持アーム１３に向かつ
て凸軸４ａが突設され、かつ反対側の側面には傾
斜角調整部１０を構成する後述するギヤ１５がそ
の中心を軸線Ｃに一致させて一体的に固着されて
いる。上記凸軸４ａは上記支持アーム１３に固定
した軸受４４に回動自在に支持され、上記ギヤ１
５はそのギヤ軸１５ａを支持アーム１４に固定し
た軸受１６に回動自在に支持されている。また、
この保持筒４の内部にはリング状の内周スプライ
ン４０がキー１７を介して嵌着固定されている。

サイクルストローク用駆動部５は、エアーシリ
ンダにてなり、上記保持筒４の上端部には取付フ
ランジ部材１８を介して一体に固着されている。
そして、両端のポート１９，２０を介して図示し
ないエアー源に通じる空圧回路に接続されてい
る。

工具支軸６は、外周スプラインにてなり、上記
保持筒４内の内周スプライン４０に係合し、回転
方向に固定されているとともに軸方向にのみ摺動
自在に案内保持されている。この工具支軸６の上
端は、上記サイクルストローク用駆動部５のエア
ーシリンダのピストンロツド５ａに結合され、軸
方向にサイクルストローク運動されるようになつ
ている。

スライドベース７は、上記工具支軸６の下端に
上記保持筒６とは接触しない位置に固着されてい
る。このスライドベース７の下面には主軸中心線
Ｌと直交しかつ軸線Ｃとも直交するＤ方向に直線
状に延びた案内突条２１が形成され、この案内突
条２１は両側縁において下方へ行くに従い、たが
いに広がるようなテーパ案内面２１ａ，２１ａを
有している。

スライドサドル８は、上面に上記スライドベー
ス７の案内突条２１に嵌合するスライド凹溝２２
が形成され、このスライド凹溝２２を上記案内突
条２１に嵌通させることにより、案内突条２１の
両テーパ案内面２１ａ，２１ａに案内支持されて
Ｄ方向に摺動可能に取付けられている。そして、
このサドル８には砥石ホルダー取付孔８ａが形成
されている。

砥石ホルダー９は、エアータービンを内蔵した
研削スピンドル２３とこのスピンドル２３の先端
に取付られた砥石２４とにてなり、上記スライド
サドル８の砥石ホルダー取付孔８ａに装着されて
いる。また、上記研削スピンドル２３からのエア
ーホース４１は、先端にプラグ２６を有し、この
プラグ２６は上記ホルダー本体３の外周に回転自
在に嵌合支持された支持枠２５に固定支持されて
いる。また、このプラグ２６の先端部は、上記シ
ヤンク部１２が回転主軸１に完全に装着されると
同時に、装着本体側のコネクタ２７に結合され、
上記空圧回路の固定配管２７ａに接続されるよう
になつている。

すなわち、上記エアーホース４１、プラグ２
６、コネクタ２７および空圧回路が上記研削スピ
ンドル２３への駆動力伝送手段となつている。

また、上記支持枠２５の上方には上記プラグ２
６に摺動自在に挿通した当接板２８がスプリング
２９を介して弾力的に支持されている。

この当接板２９の一側にはコ字状の係合凹部を
形成したストツパー３０が突設され、この工具ホ
ルダー２が回転主軸１から外れているときに、ホ
ルダー本体３側のストツパーピン３１と係合して
ホルダー本体３を所定の位相に保持するものであ
る。

傾斜角調整部１０は、第２図および第３図で示
すように、傾斜角調整ダイヤル３２、ピニオン３
３および上記ギヤ１５でなる調整機構と、締付け
ナツト３４、軸受１６、くさび部材３５および上
記ギヤ１５とでなるロツク機構とで構成されてい
る。

調整ダイヤル３２は、上記支持アーム１４に回
動自在に挿通したダイヤル軸３２ａの先端に固定
したピニオン３３を介して、上記ギヤ１５を回動
させ、このギヤ１５と一体の保持筒４を、軸線Ｃ
を中心に所望の角度に傾斜調整するようになつて
いる。そして、この調整ダイヤル３２或は固定基
板３６上には第３図のように、0°〜3°の目盛が刻
まれている。

締付けナツト３４は、支持アーム１４に固定さ
れた上記軸受１６に対し、回動のみ可能に支持ア
ーム１４の外面側に突出して設けられ、上記ギヤ
軸１５ａの先端部に形成されたねじと螺合し、ギ
ヤ１５を軸線Ｃに沿つて引き込みおよび押し出
す。

上記軸受１６の内端内周縁にはテーパ部１６ｂ
が形成され、このテーパ部１６ｂに係合するよう
に上記ギヤ１５にくさび部材３５が固定されてお
り、このくさび係合の係脱によつてギヤ１５をホ
ルダー本体３に対し設定した回動角度にロツクお
よびアンロツクするようになつている。

偏心量調整部１１は、上記スライドベース７に
取付けた支持板４２に頭部を回動自在に支持した
送りねじ３７とスライドサドル８に形成した雌ね
じ３８とでなる調整機構と、上記スライドサドル
８のスライド凹孔２２内でスライドベース７の案
内突条２１の一側に嵌め込まれたジブ４３と、こ
のジブ４３をスライドサドル８の外側より締付け
および緩めるロツクねじ３９とでなるロツク機構
とで構成されている。

すなわち、上記送りねじ３７を回動調整してス
ライドサドル８をスライドベース７に沿つてＤ方
向に摺動させることにより偏心量調整がなされ、
かつ上記ロツクねじ３９を締付けることによりジ
ブ４３を介してスライドサドル８をスライドベー
ス７に強固にクランプされ、設定した偏心位置に
ロツクされるようになつている。

また、４５はホルダー本体３側のカバーで、４
６はスライドサドル８側のカバーである。

（実施例の作用） 第１図ないし第４図で示すように、砥石軸Ｍを
主軸中心線Ｌと一致させたホルダー２では、通常
のＸ，Ｙ軸制御による円弧補間内径研削を行うこ
とができ、また、第２図の状態からスライドベー
ス７に沿つてＤ方向にサドル８を移動し、主軸中
心線Ｌおよび工具支軸６に対し砥石軸Ｍを所定量
偏心させた工具ホルダー２では、Ｘ，Ｙ方向固定
のまま主軸１の回転と砥石２４の回転とによつて
ワークＷの内径、輪郭、面研削等を行うことがで
きる。

さらに、砥石軸Ｍの傾斜角調整を行うことによ
り、第５図に示すようなテーパ穴、テーパ面の研
削を行うことができる。

この場合、まず第２図において、工具ホルダー
２側面より締付けナツト３４を緩めることによ
り、ギヤ１５を左方向へ微動させ、くさび３５と
軸受１６のテーパ面１６ａの間の拘着を解き、ギ
ヤ１５の回動を許す態勢にアンロツクし、その
後、調整ダイヤル３２をワークＷのテーパ穴Ｈの
傾斜角度αに合わせて回動調節する。

これにより、ピニオン３３、ギヤ１５を介して
保持筒４が軸線Ｃを中心に回動され、第１図に二
点鎖線で示すように砥石軸Ｍが主軸中心線Ｌに対
しα度傾斜される。

この状態で締付けナツト３４を締付けることに
より、ギヤ軸１５ａを第１図において右方向へ引
き込み、くさび３５と軸受１６のテーパ面１６ａ
とを強固に結合し、保持筒４をホルダー本体３に
ロツクする。

次に、テーパ穴Ｈの穴径に合わせて砥石軸Ｍを
偏心させる。

まず、ロツクねじ３９を緩め、スライドサドル
８がスライドベース２１上を揺動できる態勢にア
ンロツクし、その後、テーパ穴Ｈの穴径を合わせ
て送りねじ１１を調整し、スライドサドル８を第
１図におけるＤ方向に移動して、砥石軸Ｍを工具
支軸６に対しｍ量偏心させる。

この状態でロツクねじ３９を締付け、ジブ４３
を介してスライドベース２１の案内突条２１にサ
ドル８を強く締着固定してロツクする。

したがつて、第５図のように砥石軸Ｍを主軸中
心線Ｌに対しα度傾斜されかつその同一平面上で
軸線Ｃ上をｍ量偏心した工具構造にセツテイング
される。

次に、この工具ホルダー２を用いたテーパ穴研
削について説明する。

Ｘ，Ｙ軸制御によつて主軸１をテーブル上の所
定の座標位置に位置決めをする。エアーホース４
１より研削スピンドル２３のエアータービンに空
圧が供給され、砥石２４は高速回転駆動される。

次いで、主軸１がＺ軸方向に動作され、テーブ
ル上のワークのテーパ穴Ｈに先端の砥石２１を挿
入し、研削を開始する。

主軸１は、装置本体側に設けた図示しないAC
サーボモータより減速装置を介して低速回転駆動
される。

すなわち、第５図に示すように、砥石２４は軸
Ｍを中心に回転しながらかつ主軸中心線Ｌの回り
を一定の傾斜角度αを保ちながら公転され、テー
パ穴Ｈの内面全周を研削加工する。

このとき、同時にエアーシリンダ５によつて工
具支軸６を軸方向にサイクルストローク運動させ
ることができ、これにより先端の砥石２４はオシ
レートされテーパ穴Ｈの上端から下端まで全域を
一度に研削加工する。

また、主軸１は、別個に主軸割出し機能を有
し、この割出し回転と、Ｘ，Ｙ制御を伴う研削に
よれば各種形状のテーパ面や輪郭に沿つた研削加
工が行え、また、サイクルストロークのオシレー
シヨンだけによれば直線溝研削やテーパ溝研削等
種々の研削加工が可能となる。

さらに、このように各種設定調整された工具ホ
ルダー２を複数本工具マガジンに格納しておくこ
とにより、ATCによる工具ホルダー２の選択に
よつて、一加工工程で複数種の研削加工を自動的
に短時間で行うことができる。

なお、上記研削スピンドル２３はエアータービ
ン駆動のものに限らず、研削用途に応じて例えば
高周波やギヤ増速駆動等によるものを取付けるこ
とも可能である。

さらに、傾斜角調整部１０や偏心量調整部１１
は上記実施例の構造に限らず例えばカム機構やリ
ンク機構等を用いた他の構造を採用してもよい。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、ワーク
の各種被研削面のテーパ角度および穴径に応じ
て、研削用工具ホルダーの砥石軸自体を傾斜およ
び偏心調整できるので、テーパ穴、テーパ面研削
加工の際、テーブルを傾斜させることなく、すな
わちワークを固定したまま研削を可能とし、複雑
なテーブル機構やその送り制御を必要とせず、芯
出しも安定し高精度な回転位置決めが行える。さ
らに、砥石軸のサイクルストローク運動も伴つて
全面的な研削仕上げが短時間でかつ高精度に行え
る。

また、各種テーパ穴、テーパ面に対し、砥石軸
の傾斜角と偏心量がそれぞれ設定調整できるの
で、各種ワークに対応でき、しかも、傾斜角を与
えなければ垂直面の研削が可能であり、また偏心
量を与えなければ通常の円弧補間内径研削も可能
であり、さらに回転主軸を停止させた状態でサイ
クルストローク運動によるオシレーシヨンのみで
直線溝研削やテーパ溝研削等が容易に行え、各種
研削用途に応じて工具ホルダーを設定調整するこ
とにより複数種の研削加工に容易に対応できる。

特にマシニングセンタにおいて、各種に設定調
整された工具ホルダーを複数本工具マガジンに格
納しておくことにより、自動工具交換装置による
工具ホルダーの選択によつて一加工工程で多種の
研削加工を自動的に高効率で行うことができる。

また、傾斜角調整部と偏心量調整部はそれぞれ
に調整機構とロツク機構とを備えているので、外
部調整が容易で、しかも設定状態に確実に固定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の断面図、第２図は第１図
Ａ方向から見た一部破断側面図、第３図は傾斜角
調整ダイヤルの正面図、第４図は第１図の下面
図、第５図は研削動作説明図である。 １……回転主軸、２……研削用工具ホルダー、
３……ホルダー本体、４……保持筒、５……サイ
クルストローク用駆動部、６……工具支軸、７…
…スライドベース、８……スライドサドル、９…
…砥石ホルダー、１０……傾斜角調整部、１１…
…偏心量調整部、３２，３３，１５……傾斜角の
調整機構を構成する傾斜角調整ダイヤル、ピニオ
ンおよびギヤ、３４，１６，３５，１５……傾斜
角のロツク機構を構成する締付けナツト、軸受、
くさび部材およびギヤ、３７，３８……偏心量の
調整機構を構成する送りねじおよび雌ねじ、４
３，３９……偏心量のロツク機構を構成するジブ
およびロツクねじ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 回転主軸と、この回転主軸に装着される研削
   用工具ホルダーとでなり、この研削用工具ホル
   ダーは、上記回転主軸に嵌着されるシヤンク部
   を形成したホルダー本体と、このホルダー本体
   に主軸中心線と直交する軸を中心に揺動可能に
   支持された保持筒と、この保持筒に取付けられ
   たサイクルストローク用駆動部と、上記保持筒
   内に軸方向にのみ摺動自在に挿入され上記サイ
   クルストローク用駆動部に連結されて保持筒内
   を軸方向に進退運動される工具支軸と、この工
   具支軸に固定されたスライドベースと、このス
   ライドベースに上記保持筒の揺動平面と同一平
   面上で上記主軸中心線と直交する方向に摺動可
   能に支持されたスライドサドルと、このスライ
   ドサドルに取付けられた砥石ホルダーと、この
   砥石ホルダーに設けられ先端に砥石を装着して
   回転駆動する研削スピンドルと、この研削スピ
   ンドルに駆動力を伝送する駆動力伝送手段と、
   上記ホルダー本体と保持筒間に設けられ保持筒
   の上記主軸中心線に対する傾斜角度を調整する
   傾斜各調整部と、上記スライドベースとスライ
   ドサドル間に設けられ上記工具支軸に対する砥
   石ホルダーの偏心量を調整する偏心量調整部と
   で構成されていることを特徴とする研削加工装
   置。 (2) 上記傾斜角調整部および偏心量調整部はそれ
   ぞれの調整機構とロツク機構とを備えているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の研削加工装置。