JPH08132320A - 外面ねじの研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一本のねじ軸を二個の砥石を用いて同時に研削
する極めて能率よい外面ねじの研削方法を提供する。 【構成】二個一対とした研削砥石１７，１７を被加工ね
じ軸Ｗを挟んで対向配置する。各砥石１７において、研
削面の中心を通る面Ｐを垂直面に対して被研削ねじのリ
ード角θ相当分旋回させることにより両砥石１７，１７
を勝手違いの方向に傾斜せしめる。それら二個の研削砥
石１７，１７を被加工ねじ軸の軸心を通る垂直面に対し
直交する方向から同時に切り込ませて研削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はねじ軸の外面ねじ研削方
法に係り、特に長尺ねじ軸の研削時間を大幅に短縮でき
る外面ねじ研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、例えばボールねじのねじ軸の外面
ねじ研削は、研削盤に設置した一個の回転砥石車（以
下、単に砥石という）を用いて行っている。ワークであ
る被加工ねじ軸は、予め研削代を見込んで下ねじを旋削
加工して焼入れされており、このワークを水平に支持し
て回転させながら砥石をあて、所定の切込み量で半径方
向に切り込みながらねじ軸に沿い相対移動させて一条ね
じを研削する。

【０００３】ところで、最近はボールねじを使用してい
る機械の高速化が進み、これに伴ってボールねじの大リ
ード・二条化が著しい。この二条ねじも、従来は一個の
砥石で研削している。その場合は、先ず一条目を研削加
工し、その後研削盤の主軸を１８０°半回転させて位相
をずらし、二条目を研削加工する方法が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボール
ねじのねじ軸のように直径に対して長さが著しく大きい
ねじ軸は、剛性がないため一回の砥石切込量を多くとる
ことができず、したがって加工時間が著しくかかるとい
う問題点がある。しかも、二条ねじを研削加工する場合
には、主軸の１８０°インデックスを用いて一条毎に研
削するので一層加工時間がながくかかるのみならず、二
条間の精度確保のため次のような問題点を生じている。

【０００５】一条毎の逐次研削のため一条目のねじ研
削と二条目のねじ研削との間に時間差があり、この時間
差により僅かな温度差が生じて累積リード誤差が発生
し、その結果隣接ピッチ誤差となる。 また、研削時に発生する内部応力変化が一条目と二条
目との間におこると、加工物の伸縮となり、隣接ピッチ
誤差の要因となる。

【０００６】この誤差を抑えて精密研削するには、高
度な温度管理をしながらしかも研削時の発熱や応力発生
を抑えるように微小研削するなどが必要で、研削時間が
一層増大して長尺多条ねじのコスト高を招いている。 なお、このような従来のねじ研削加工、特に上記一条ね
じにおける研削加工の能率の向上を目的として、ワーク
を挟んで対向させた二個の砥石を用いて一条ねじを研削
する研削盤が特開平５−１６２０１５及び特開平６−４
７６２１号の各公報に提案されている。

【０００７】このものは、機台上にワークを取り付ける
主軸台と、これに対向する心押台と、両台の中間位置に
配しワークに沿って往復自在なサドルとを備え、サドル
上には垂直軸心を旋回中心とする旋回位置調節装置を介
して支持されたスライドを設けてある。そしてこのスラ
イド上に、主軸台と心押台とにより支持されるワークの
軸方向のほぼ同一位置の両側において、ワークに向かっ
て進退自在に対向する二つの砥石台を設けてあり、ワー
クの回転と研削砥石とワーク間の軸方向相対移動の割合
を一定にする各駆動手段を備えている。

【０００８】研削加工にあたっては、先ず切るべきねじ
ピッチを設定してこれに対応するリード角を計算し、リ
ード角調整ハンドルの操作で旋回位置調節装置を介して
スライドを水平面内で傾動させて両砥石をワークの軸心
に対して所要のリード角だけ傾ける。この状態の両砥石
を同時に用いて、それぞれに設定された所定の切り込み
量でワークのねじ研削を行うものとされている。

【０００９】これら公報開示の従来例にあっては、旋回
位置調節装置は二個の砥石を、垂直軸を旋回中心として
ワークの軸心を含む水平面沿いに、スライドと共に一体
的に傾動（旋回）させることによって両対向砥石に１／
２リード分のオフセットを与えている。しかしながら、
スライドも同時に一体に旋回しているために各砥石の切
込量が変化してしまい、その結果正確な１／２リード分
のオフセットは確保できない。

【００１０】また、水平に支持されているワークに対
し、砥石はワーク軸心を含む水平面に沿った方向から切
り込むのであるから、砥石の研削点におけるねじ溝の有
するリード角傾斜の大きさに対応させて、砥石の研削エ
ッジを含む面を垂直面に対してもリード角相当傾斜（旋
回）させる必要がある。にもかかわらず、その点に関し
てなんらの記載も認められず、実際上はねじ研削不能で
ある。

【００１１】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたものであり、一本のねじ軸の外面
ねじを対向する二個の砥石を用いて同時に研削すること
により、極めて能率よい研削加工を可能とする外面ねじ
の研削方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の外面ねじの研削方法は、被加工ねじ軸を回転させ
つつ研削砥石を当該ねじ軸に平行に相対移動させて外面
ねじを研削加工する外面ねじの研削方法において、二個
一対とした研削砥石を前記ねじ軸を挟んで対向配置する
とともに、各砥石において研削面の中心を通る面を垂直
面に対して被研削ねじのリード角相当分旋回させて両砥
石を勝手違いの方向に傾斜せしめ、それら二個の研削砥
石を被加工ねじ軸の軸心を通る垂直面に対し直交する方
向から同時に切り込ませて研削加工を行うことを特徴と
するものである。

【００１３】

【作用】一条ねじにも、二条ねじにも適用できる研削方
法である。一条ねじの場合は、二個の砥石を１／２リー
ド分オフセットして一方を先行させる。その先行砥石の
切込量より深い切込量に後行砥石を設定して同時に研削
する。二条ねじの場合は、二個の砥石をオフセットさせ
ずに被加工ねじ軸に対し直交方向に対向させた状態で切
り込み、同時に研削する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図面を参照して説明する。
図１ないし図４は、この発明の第１の実施例の概要を示
すもので、図１はこの発明の方法を実施するための研削
盤の正面図、図２はそのII−II線矢視で示す主要部分の
配置関係図、図３は二個の砥石によるワークの同時研削
の一態様を説明する図２の部分拡大図、図４は図３の平
面図である。

【００１５】被加工ねじ軸（ワーク）Ｗは、研削盤のベ
ッド１上にテーブル２を介して搭載されている主軸台３
に回転可能に設けた主軸４とこれに対向配置した心押台
５とに水平に支持される。テーブル２は、ベッド１の上
面に直線案内装置７を介して軸方向に摺動自在に案内さ
れつつ、送りねじ装置８ａを備えたテーブル送り駆動装
置８で往復動可能である。

【００１６】このテーブル２を挟んで両側に、二基の砥
石台１０が砥石台ベッド１１の上面に対称的に配置され
ている。各砥石台１０は、直線案内装置１３ａと送りね
じ１３ｂを有する砥石台研削送り駆動装置１３を備えて
おり、直線案内装置１３ａを介して摺動自在に案内され
つつ、送りねじ１３ｂの正逆回転でテーブル２に対して
直交する方向に往復動可能である。また、一方の砥石台
１０の方には、砥石ベッド１１上をワークＷに沿う方向
に微小量づつ移動可能とするスライド機構１４を設けて
あり、これにより一方の砥石台１０の位置はワークＷに
沿って微調整可能である。

【００１７】各砥石台１０の台上には、リード角旋回機
構１５が例えば円筒状のフレーム１６を有して設けられ
ると共に、そのフレーム１６内に、砥石（車）１７とそ
の回転駆動装置（例えばベルト式）１８と砥石直後に進
退可能に配した砥石総形整形装置（例えばダイヤモンド
ドレッサ）１９とが設けられている。この場合、砥石整
形装置１９には進退距離微調整機構を設けるのが望まし
い。リード角旋回機構１５は、円筒状のフレーム１６の
軸心Ｏ₁₆が加工状態にセットされたワークＷの軸心を通
る水平面上に位置してワークＷの軸心に直交するように
設けてあり、且つ当該フレーム軸心Ｏ₁₆を旋回中心とし
て円筒状のフレーム１６を所定角度だけ旋回させること
ができるようにしてある。

【００１８】上記研削盤により、ワークＷの外面に二条
ねじを研削する方法は以下の通りである。予め研削代を
見込んで二条ねじの下ねじが形成されているワークＷの
両端部を主軸４と心押台５とで支持し、必要に応じて中
間位置において振れ止め２０で下方から支持してワーク
Ｗを研削盤に取り付ける。

【００１９】そのワークＷの外面ねじのリード角θに合
わせて、一方の砥石台１０上のリード角旋回機構１５の
円筒状のフレーム１６を、図１に示すように角度θだけ
主軸４側方向に旋回させて固定する。これにより、一方
の砥石台１０上の砥石１７は、その研削面の中心を通る
面Ｐをフレーム軸心Ｏ₁₆を通る垂直面に対してリード角
θ相当分傾斜した姿勢に固定される。また、他方の砥石
台１０上のリード角旋回機構１５の円筒状のフレーム１
６を、角度θだけ心押台５側方向に旋回させて固定す
る。これにより、他方の砥石台１０上の砥石１７は、そ
の研削面の中心を通る面Ｐをフレーム軸心Ｏ₁₆を通る垂
直面に対してリード角θ相当分一方の砥石１７とは逆側
に傾斜した姿勢に固定される。

【００２０】これら両砥石台１０のフレーム軸心Ｏ
₁₆は、一方の砥石台１０の位置をスライド機構１４によ
りワークＷに沿う方向に微調整することで、ワークＷの
軸心を挟んで完全に一直線上に一致させる。主軸４の駆
動でワークＷを回転させ、砥石台研削送り駆動装置１３
の駆動により両側の研削砥石１７をワークＷに接近させ
て、図３，図４に示すように所定の切込量だけ切り込ま
せる。このとき、両砥石１７，１７の研削点Ｋ₁ ，Ｋ₂
は各フレーム軸心Ｏ₁₆，Ｏ₁₆を結ぶ線上に完全に一致し
てワークＷの軸心に対して直交している。一方の研削点
Ｋ₁ は二条ねじの一方のねじ溝Ｗ_a に切り込み、他方の
研削点Ｋ₂ は他方のねじのねじ溝Ｗ_b の対向位置に切り
込む。

【００２１】この状態で、テーブル送り駆動装置８の駆
動により、主軸４の回転に正確に同期させつつテーブル
２ひいてはワークＷを軸方向に送って、二条のねじを同
時に研削加工する。次に、上記研削盤により、ワークＷ
の外面に一条ねじを研削する方法を説明する。

【００２２】この場合は、スライド機構１４により一方
の砥石台１０をワークＷに沿い平行移動させ、図５に示
すように、両砥石１７，１７の間をワークＷのねじの１
／２リード分ずらして配置する。そして、先行する一方
の砥石１７は切込量ｔ₁ と後行の他方の砥石１７はそれ
から更に切込量ｔ₂ との和（ｔ₁ ＋ｔ₂ ）の深さ分を二
個の砥石１７で連続的に切り込んでいく。このようにす
れば、従来一個の砥石で先ず深さｔ₁ の切込量で研削加
工した後、次に改めて更に切込量ｔ₂ で研削加工してい
く場合に比べてほぼ半分の時間で研削することが可能に
なる。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に例示した研削
盤の構成に限定されるものではないことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の外面ねじ
の研削方法によれば、被加工ねじ軸を回転させつつ研削
砥石を当該ねじ軸に平行に相対移動させて外面ねじを研
削加工する場合に、二個一対とした研削砥石をねじ軸を
挟んで対向配置し、各砥石において研削面の中心を通る
面を垂直面に対して被研削ねじのリード角相当分旋回さ
せて両砥石を勝手違いの方向に傾斜せしめ、それら二個
の研削砥石を被加工ねじ軸の軸心を通る垂直面に対し直
交する方向から同時に切り込ませて研削加工を行うもの
とした。そのため、一条ねじまたは二条ねじを極めて能
率よく短時間で研削加工できるという効果を奏する。

【００２５】また、研削ねじの精度に関しても、以下の
ような効果を得ることができる。一条ねじを研削する場
合、１／２リード分被加工ねじ軸沿いにオフセットした
二個の砥石で同時に直角方向から切り込むものであるか
ら、従来の二個の対向砥石をねじ軸に対し斜めに切り込
むもののように各砥石の切込量が変化して正確な１／２
リード分のオフセットが確保できないということがな
く、本発明によれば極めて正確な一条ねじの研削ができ
る。

【００２６】二条ねじを研削する場合、二条の同時研
削であるから時間差がなく、温度差による累積リード誤
差が発生しない。その結果隣接ピッチ誤差が防止され
る。 従って、高度な温度管理をしながらしかも研削時の発
熱や応力発生を抑えるように微小研削するなどの必要は
なく、長尺多条ねじであっても高精度・低コスト・高生
産性が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための研削盤の正面図
である。

【図２】図１のII−II線矢視で示す主要部分の配置関係
図である。

【図３】本発明の二個の砥石による二条ねじの同時研削
の態様を説明する図２の部分拡大図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】本発明の二個の砥石による一条ねじの同時研削
の態様を説明する平面図である。

【符号の説明】

Ｗ 被加工ねじ軸（ワーク） １５ リード角旋回機構 １７ （研削）砥石

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工ねじ軸を回転させつつ研削砥石を
   当該ねじ軸に平行に相対移動させて外面ねじを研削加工
   する外面ねじの研削方法において、二個一対とした研削
   砥石を前記ねじ軸を挟んで対向配置するとともに、各砥
   石において研削面の中心を通る面を垂直面に対して被研
   削ねじのリード角相当分旋回させて両砥石を勝手違いの
   方向に傾斜せしめ、それら二個の研削砥石を被加工ねじ
   軸の軸心を通る垂直面に対し直交する方向から同時に切
   り込ませて研削加工を行うことを特徴とする外面ねじの
   研削方法。