JPH0641786Y2 - 研磨用治具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、精密な穴研磨加工を要する加工物を保持し、
精密中ぐり盤、立型（縦軸）フライス盤あるいはマシニ
ングセンター等の工作機械の機械テーブル上に搭載され
る研磨用治具に関する。

（従来技術） 従来治具研削盤により精密な穴加工をする場合には、加
工物は固定しておき、一方主軸に連結された砥石軸をそ
れ自体を回転させることは勿論のこと、砥石軸を工作機
械の主軸に対して半径方向に偏心微動させながらさらに
遊星回転させ、これらの砥石軸の運動により加工物の穴
の研磨加工を行っている。

上記のように砥石軸を偏心微動させながら遊星回転させ
る装置として、砥石軸と主軸の間に介在させる治具グラ
インダーヘッドは開発されている。しかしながらこの装
置は主軸と共に回転して半径方向に移動させる構造であ
るので、砥石軸の剛性と精密な微動量を充分に満足させ
るものではない。

（考案の目的） 本考案の目的は、半径方向の偏心微動と遊星回転とを加
工物取付側で行えるようにすることにより、砥石軸を中
間ヘッド等を介さずに支軸に直結出来るようにして、加
工精度の向上を図ることである。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本考案は、回転テーブル駆動
モーターにより垂直軸心回りに回転する回転テーブルを
治具本体に設け、上記回転テーブル上に水平面内の互い
に直交するＸ、Ｙ軸方向に移動自在にクロステーブルを
設け、クロステーブルをＸ軸方向に移動させるためのＸ
軸用ねじ送り機構とクロステーブルをＹ軸方向に移動さ
せるためのＹ軸用ねじ送り機構をクロステーブルに連結
し、各Ｘ軸、Ｙ軸用ねじ送り機構の入力端部にはそれぞ
れＸ軸、Ｙ軸用従動カップリングを設け、各従動カップ
リングに対して適宜のアクチュエータにより係合離脱す
る駆動カップリングを備え、該駆動カップリングをクロ
ステーブル駆動用モーターに連結した研磨用治具を提供
する。

（作用） Ｘ軸用カップリングとＹ軸用カップリングを接続して、
クロステーブル駆動用モーターにより駆動するねじ送り
機構により、クロステーブルをＸ軸及びＹ軸方向に動か
し、加工物の各穴の位置決めを行う。次に両Ｘ軸、Ｙ軸
用カップリングをそれぞれ離脱させ、回転テーブルの回
転により加工物に砥石軸に対する遊星回転をあたえると
共に工作機械の機械テーブルの移動により、切り込みの
ための偏心微動を行う。

この場合砥石軸自体は偏心微動及び遊星回転する必要は
ないので、機械の主軸に直結されており、従って従来の
ように偏心微動及び遊星回転用の中間ヘッドを介在させ
る場合に比べ、砥石軸の剛性が向上し、精密な穴加工を
行える。

また加工物取付側で偏心微動及び遊星回転を与えるよう
にしていることにより、大型化及び健剛性化が容易に達
成され、さらに加工回転中の指令が容易な構造となる。

（実施例） 第３図は工作機械の一例である精密治具中ぐり盤を示し
ており、機械テーブル１は水平面内でＸ軸、Ｙ軸の２軸
方向に移動自在であり、機械の主軸には砥石ヘッドを有
する砥石軸２が直結されており、この砥石軸２は所定位
置で高速回転する。このような工作機械の機械テーブル
１上に第１図及び第２図に示すような本考案による研磨
用治具が搭載される。

第２図において、研磨用治具は下端部に治具本体11を備
え、該治具台本体11は機械テーブル１に固定される。治
具台本体11の上側には垂直軸心回り回転自在な回転テー
ブル12が設けられ、該回転テーブル12は回転テーブル駆
動モーター23に連動連結されている。該回転テーブル駆
動モーター23により回転テーブル12の回転あるいは割り
出しを行う。回転テーブル駆動モーター23は治具本体11
に固着されている。

第１図において、水平面内の互いに直交する方向をＸ軸
とＹ軸とすると、回転テーブル12の上側には下から順に
Ｘ軸用スライドガイド台14、Ｙ軸用スライドガイド台18
及びクロステーブル21が配置されている。Ｘ軸用スライ
ドガイド台14上のＹ軸用スライドガイド台18のＸ軸方向
の移動並びに、Ｙ軸用スライドガイド台18上のクロステ
ーブル21のＹ軸方向の移動により、クロステーブル21上
の加工物をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することが出
来るようになっている。

クロステーブル21を２軸方向に移動するための構造を詳
しく説明すると、Ｘ軸用スライドガイド台14は回転テー
ブル12の上側に固着されており、Ｘ軸用スライドガイド
台14にはＸ軸方向に延びる２本のガイドレール15が形成
されている。該ガイドレール15上にＹ軸用スライドガイ
ド台18がＸ軸方向に移動自在に支持されている。該Ｙ軸
用スライドガイド台18は、めねじ部25及びおねじ部26よ
りなるＸ軸用ねじ送り機構によりＸ軸方向に移動される
ようになっている。即ちめねじ部25はＹ軸用スライドガ
イド台18の下面に固着されており、上記めねじ部25に螺
挿されたおねじ部26はＸ軸方向に延びると共にＸ軸用ス
ライドガイド台14に回転自在に支持され、おねじ部26の
先端部（前端部）にはＸ軸用従動カップリング27が固着
されている。

一方治具本体11の前端部にはブラケット24を介してＸ軸
用駆動モーター29及びＸ軸用カップリング着脱シリンダ
ー30が設けられると共にＸ軸用駆動カップリング28が回
転自在に支持されている。該Ｘ軸用駆動カップリング28
はＸ軸用駆動モーター29に連動連結すると共に前記従動
カップリング27に対向しており、着脱シリンダー30によ
りＸ軸方向に進退して上記従動カップリング27に対して
係合離脱自在となっている。

Ｙ軸用スライドガイド台18の上面にはＹ軸方向に延びる
２本のガイドレール19が設けられ、該ガイドレール19上
にクロステーブル21がＹ軸方向移動自在に支持されてい
る。クロステーブル21は、めねじ部33及びおねじ部34よ
りなるＹ軸用ねじ送り機構によりＹ軸用スライドガイド
台18上をＹ軸方向に移動されるようになっている。めね
じ部33はクロステーブル21の下面に固着されており、上
記めねじ部33に螺挿されたおねじ部34はＹ軸方向に延び
ると共にＹ軸用スライドガイド台18に回転自在に支持さ
れ、おねじ部34の先端部にはＹ軸用従動カップリング35
が固着されている。

一方治具本体11の第１図左端部にはサブスライドガイド
台31が固着され、該ガイド台31の上にはＸ軸方向に延び
る２本のガイドレール（ボール式レール）38が設けら
れ、該ガイドレール38にはサブスライド32がＸ軸方向と
平行に移動自在に支持されている。該サブスライド32に
はＹ軸用駆動モーター37及びＹ軸用カップリング着脱シ
リンダー40が設けられると共にＹ軸用駆動カップリング
36が回転自在に支持されている。該駆動カップリング36
はＹ軸用駆動モーター37に連動連結すると共に前記従動
カップリング35に対向しており、着脱シリンダー40によ
りＹ軸方向に進退して上記従動カップリング35に対して
係合離脱自在なっている。

前記各モーター23、29、37及び着脱シリンダー30、40は
制御コントローラー（図示せず）に接続されてこれによ
り制御されるようになっており、また第３図の主軸に直
結された砥石軸２と第１図各モーター23、29、37との連
携動作も上記同一のコントローラーで制御されるように
なっている。

次に作動を説明する。

（１）回転テーブル12が回転し、任意の作業が完了する
と、回転テーブル12はまずＸ軸用両カップリング27、28
が噛み合う位置で停止し、それと共にＸ軸用スライドガ
イド台14の上のＹ軸用スライドガイド台18を、Ｙ軸用両
カップリング35、36が噛み合う位置に位置決めする。

（２）従動カップリング27、35と駆動カップリング28、
36とが噛み合い、各軸用駆動モーター29、37を駆動させ
ることにより加工物の穴の位置決めを行う。即ちＸ軸用
駆動モーター29により、Ｘ軸用カップリング28、27、お
ねじ部26及びめねじ部25を介してＹ軸用スライドガイド
18をＸ軸方向に移動させ、これと共にＹ軸用駆動モータ
ー37によりＹ軸用カップリング36、35、おねじ部34及び
めねじ部33を介してクロステーブル21をＹ軸方向に移動
させる。

上記移動中において、Ｙ軸用スライドガイド台18がＸ軸
方向に移動する時には。サブスライド32上のＹ軸用駆動
モーター37及びＹ軸用駆動カップリング36もＹ軸用スラ
イドガイド台18と共にＸ軸方向に移動する。

（３）加工物の穴の位置決めが完了すると、各駆動カッ
プリング28、36はそれぞれ着脱シリンダー30、40の作動
によりり退き、各従動カップリング27、35から離脱す
る。即ち回転テーブル12が回転可能な状態となる。

（４）第２図の高速で回転する砥石軸２を加工物の穴内
に下降させて、研磨作業に移行する。研磨作業中、切り
込み用の微動動作は第３図の工作機械の機械テーブル１
のＸ、Ｙ軸方向の移動により行い、遊星回転動作は回転
テーブル12の回転により行う。即ち砥石軸２自体は微動
動作も遊星回転動作も行わない。

（５）研磨作業が完了すると、回転テーブル12はＸ軸用
従動カップリング27がＸ軸用駆動カップリング28に対応
する位置で停止し、両カップリング27、28が噛み合う。
一方クロステーブル21のＹ軸方向の位置は、前述の噛み
合いを外した時のままの位置であるので、Ｙ軸用の両カ
ップリング35、36も必然的に噛み合い位置に停止し、両
カップリング36、37が噛み合う。

（６）そして次の穴を位置きめするために、前述の第
（２）項で説明したと同様に両駆動モーター29、37によ
り位置決めされる。

（別の実施例） （１）第１図の実施例では、Ｙ軸用駆動モーター37及び
Ｙ軸用駆動カップリング36はサブスライド32に搭載さ
れ、Ｙ軸用スライドガイド台18と共にＸ軸方向に移動出
来るようになっているが、Ｙ軸用駆動モーター37を治具
本体11に固定することも出来る。

この場合、穴の位置決めを行う時は、まずＸ軸用駆動モ
ーター29により、Ｙ軸用スライドガイド台18の位置を両
Ｙ軸用カップリング35、36が噛み合う位置に戻してから
上記両Ｙ軸用カップリング35、36を噛み合わせ、クロス
テーブル21のＹ軸方向の位置替えを行う。そしてＹ軸方
向の位置が決まったらＹ軸用カップリング35、36を外
し、Ｘ軸用駆動モーター29でＸ軸方向の位置決めを行
う。

（２）Ｘ軸駆動用とＹ軸駆動用のモーターを１個の共通
のモーターとすることもできる。

この場合は、Ｘ軸用のおねじ部とＹ軸用おねじ部の高さ
が異なることを考慮して、例えばＸ軸用駆動カップリン
グにクラッチ等を介して共通の駆動モーターを連結する
と共に、Ｙ軸用駆動カップリングをギヤ機構等を介して
下方の上記駆動モーターにクラッチ等により連結する。

位置決めを行う場合には、まずＸ軸駆動用カップリング
を噛み合わせてＹ軸用カップリングを噛み合い位置に位
置決めし、これによりクロステーブルをＹ軸方向に移動
してＹ軸方向の位置決めをし、そしてＹ軸用カップリン
グを外してＸ軸方向の位置決めをする。

（３）各モーターを制御するコントローラには、加工物
の仕様情報が入力されると予め装備された加工パターン
に準じて各軸が作動し、自動的に加工が進行し、全工程
が完了するというプログラムを装備した制御内容を構築
することも出来る。

また部分的な動作内容だけで簡単に利用することもでき
る。

（４）各駆動カップリング28、36を進退するカップリン
グ着脱アクチュエータとしては、空圧シリンダーあるい
は油圧シリンダー等を用いることができる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案は、回転テーブル駆動モータ
ー23により垂直軸心回りに回転する回転テーブル12を治
具本体11に設け、上記回転テーブル12上に水平面内に互
いに直交するＸ、Ｙ軸方向に移動自在にクロステーブル
21を設け、クロステーブル21をＸ軸方向に移動させるた
めのＸ軸用ねじ送り機構とクロステーブル21をＹ軸方向
に移動させるためのＹ軸用ねじ送り機構をクロステーブ
ル21に連結し、各Ｘ軸、Ｙ軸ねじ送り機構の入力端部に
はそれぞれＸ軸、Ｙ軸用従動カップリング27、35を設
け、各従動カップリング27、35に対して適宜のアクチュ
エータにより係合離脱する駆動カップリング28、36を備
え、該駆動カップリング28、36をクロステーブル駆動用
モーターに連結しているので、次のような利点がある。

（１）回転テーブル12の回転により加工物に砥石軸２に
対する遊星回転をあたえると共に工作機械の機械テーブ
ル１の移動により、切り込みのための偏心微動を行うこ
とができるので、砥石軸自体は偏心微動及び遊星回転す
る必要はなくなり、機械の主軸に直結することができ、
従って従来のように偏心及び遊星回転用の中間ヘッドを
介在させる場合に比べ、砥石軸の剛性が向上し、精密な
穴加工を行える。

（２）加工物取付け側で偏心微動及び遊星回転を与える
ようにしていることにより、大型化及び健剛性化が容易
に達成され、さらに加工回転中の指令が容易な構造とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用した研磨用治具（回転テーブル装
置）の平面図、第２図は第１図のII矢視図（正面図）、
第３図は本考案の研磨用治具が装着される工作機械の一
例を示す斜視図である。１……機械テーブル、２……砥
石軸、11……治具本体、12……回転テーブル、14……Ｘ
軸用スライドガイド台、18……Ｙ軸用スライドガイド
台、21……クロステーブル、23……回転テーブル駆動モ
ーター、25、26……Ｘ軸用おねじ部、Ｘ軸用めねじ部
（Ｘ軸用ねじ送り機構）、27……Ｘ軸用従動カップリン
グ、28……Ｘ軸用駆動カップリング、29……Ｘ軸用駆動
モーター（クロステーブル駆動用モーター）、33、34…
…Ｙ軸用おねじ部、Ｙ軸用めねじ部（Ｙ軸用ねじ送り機
構）、35……Ｙ軸用従動カップリング、36……Ｙ軸用駆
動カップリング、37……Ｙ軸用駆動モーター（クロステ
ーブル駆動用モーター）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加工物を保持すると共に中ぐり盤等の工作
   機械の機械テーブル上に固定される研磨治具において、
   回転テーブル駆動モーターにより垂直軸心回りに回転す
   る回転テーブルを治具本体に設け、上記回転テーブル上
   に水平面内の互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に移動自在に
   クロステーブルを設け、クロステーブルをＸ軸方向に移
   動させるためのＸ軸用ねじ送り機構とクロステーブルを
   Ｙ軸方向に移動させるためのＹ軸用ねじ送り機構をクロ
   ステーブルに連結し、各Ｘ軸、Ｙ軸用ねじ送り機構の入
   力端部にはそれぞれＸ軸、Ｙ軸用従動カップリングを設
   け、各従動カップリングに対して適宜のアクチュエータ
   により係合離脱する駆動カップリングを備え、該駆動カ
   ップリングをクロステーブル駆動用モーターに連結した
   ことを特徴とする研磨用治具。