JP2000084852A - 研削盤用ドレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリードレスとＮＣドレスとの双方の欠
点を相互に補完し合うことによって、短時間で高精度の
ドレスが可能となる研削盤用ドレス装置を提供する。 【解決手段】 棒状のワークＷを研削する例えば雄ねじ
研削盤の主軸３又は送りテーブル７に、ワークＷの軸線
と同方向の軸線回りに回動されるロータリーホイル２５
を備えて砥石１７の周縁を粗ドレスするロータリードレ
ス２１を設ける。また、主軸３又は送りテーブル７に、
柄部の先端にダイヤモンドを設けた単石ドレス工具が砥
石１７の軸線に直交する回転軸回りで傾斜可能に保持さ
れ、砥石１７の周縁を仕上げドレスするＮＣドレス２３
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削盤等に用いら
れる砥石を所望の形状に形成する研削盤用ドレス装置に
関し、特に、セット替えや砥石交換時等に必要となる砥
石のドレス作業を、効率的に且つ高精度に行う技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ボールねじのねじ軸に形成され
る雄ねじは、まずねじ形状に切削された後、研削盤によ
ってねじ研削される。このねじ研削には、例えば一山ね
じ研削砥石を使用することができる。この場合、砥石は
円板状であり周縁部がねじ溝に対応させた形状に形成さ
れている。そして、研削盤によりワークの回転に伴うね
じ山の進みに応じて砥石を送り方向に移動させるトラバ
ース研削が行なわれる。即ち、このトラバース研削にお
いては、砥石の回転運動と、ワークの回転運動、及びワ
ークの軸方向への往復運動によって、ワーク外周がねじ
に沿って螺旋状に研削される。

【０００３】従来、このような研削盤に装着される砥石
の曲面形状等のドレスには、例えばロータリードレス、
又はＮＣドレスが使用されていた。ロータリードレス
は、外周に緻密にダイヤモンドが埋め込まれた回転式の
ドレッサーで、ドレッサーと砥石とを押圧し合うこと
で、砥石にドレッサーの形状を転写するものである。こ
のロータリードレスは、ロータリーホイルに複数の異な
る転写形状を形成しておくことができ、プランジカット
であるために形状変更を短時間で済ませることができ
る。一方、ＮＣドレスは、先端部が鋭利に形成されたダ
イヤモンドが柄部（シャンク）に取り付けられた単石ド
レス工具を用いる。このＮＣドレスにおいては、砥石に
対する単石ドレス工具の相対位置を制御するＮＣプログ
ラム装置の制御プログラムを変更することにより、形状
変更にフレキシブルに対応することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たロータリードレスは、形状変更に短時間で対応できる
ものの、砥石交換時やセット替え時等にはロータリーホ
イルを交換する必要がある場合が多く、多種のロータリ
ーホイルを品揃えしておく必要があり、また、作業量が
増大することからもコストアップに繋がる問題があっ
た。また、ロータリードレスによるドレス精度は、ＮＣ
ドレスに劣るという欠点があった。一方、ＮＣドレス
は、高精度なドレスが可能であり、形状変更に対してフ
レキシブルに対応できるものの、シングルポイント旋回
であるためドレスに時間がかかると共に、先端ダイヤモ
ンド部分の磨耗が速く進行し、ドレス量が多い場合にド
レス開始時とドレス終了時の形状に誤差が生じ易いとい
う欠点があった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、ロータリードレスとＮＣドレスとの双方の欠点を
相互に補完し合うことによって、短時間で高精度のドレ
スが可能となる研削盤用ドレス装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る研削盤用ドレス装置は、ワークを回転駆動す
る主軸の軸線方向に移動可能な送りテーブルと、前記主
軸の軸線方向に対する直交方向に移動可能な砥石切込テ
ーブルと、前記砥石切込テーブルに固設され、前記軸線
方向を回転軸として装着した円板状の砥石を回転駆動す
る砥石スピンドルと、前記送りテーブル側に設けられ、
少なくとも１列のドレス用周溝を外周面に形成したロー
タリーホイルを、前記砥石の軸線に対して平行な軸線回
りに回転駆動して前記砥石の周縁部を粗ドレスするロー
タリードレスと、前記送りテーブル側に設けられ、先端
部を鋭利に形成した単石ドレス工具を前記砥石の軸線に
直交する軸回りで傾斜自在に保持して前記砥石の周縁部
を仕上げドレスするＮＣドレスと、前記砥石のドレス作
業の動作制御を行うＮＣプログラム装置と、を備えて構
成したことを特徴とする。

【０００６】この研削盤用ドレス装置では、砥石交換時
やセット替時において、初期の多量なドレスの必要な時
に、ロータリードレスによって一気に必要な形状に近い
形状までドレスが行える。その後、ＮＣドレスによって
高精度に仕上げドレスが行われる。従って、ＮＣドレス
によるドレス量が少ないため、ドレス時間が短縮され、
単石ドレス工具の先端部の磨耗量低減が可能となる。こ
の結果、短時間で高精度なドレスが可能になると共に、
長時間、所定のドレス形状を維持することができる。

【０００７】そして、研削盤用ドレス装置は、前記ロー
タリーホイルが異なる形状のドレス用溝を複数列備えて
いることが好ましい。

【０００８】この研削盤用ドレス装置では、ロータリー
ホイルの各ドレス用溝に順次砥石を押し当てることで粗
ドレスを段階的に行うことができるため、１つのドレス
用溝当たりのドレス量が低減し、ロータリーホイルの寿
命を伸ばすと共に、効率よくドレス作業を行うことがで
きる。

【０００９】さらに、研削盤用ドレス装置は、前記ロー
タリーホイルが、砥石のサイドドレス面を含めたドレッ
シング形状となっていることが好ましい。

【００１０】この研削盤用ドレス装置では、ロータリー
ドレスによって、砥石を必要な形状に近い形状までドレ
スする際、同時にサイドドレスが行われ、後のＮＣドレ
スによる仕上げドレス時の単石ドレス工具との干渉や、
ワーク加工時に溝以外の部分が研削されることが回避さ
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研削盤用ドレ
ス装置の好適な実施形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１に本発明に係る研削盤用ドレス装置の平面図を
示した。本発明に係る研削盤用ドレス装置１は、セット
替えの多い例えば雄ねじ研削盤に対し好適に適用でき
る。そこで、以降は雄ねじ研削盤に適用した研削盤用ド
レス装置を一例として説明する。雄ねじ研削盤の主軸３
には、ワークＷを把持するチャック５を備えており、棒
状のワークＷは主軸３によりチャック５を介して回転さ
れる。

【００１２】また、主軸３は送りテーブル７に固設され
ており、ベッド９に対し不図示の移動機構によって主軸
３の軸線方向（以下、「Ｘ方向」という）に移動自在と
なっている。ワークＷは、送りテーブル７が移動される
ことで、主軸３と共にＸ方向に移動される。

【００１３】一方、ベッド９には砥石切込テーブル１１
が設けられている。砥石切込テーブル１１は、ベッド９
に対し不図示の移動機構によってＸ軸方向と直交する方
向（以下、「Ｙ方向」という）に移動自在となってい
る。砥石切込テーブル１１には、ワークＷの中心軸に対
して駆動軸１３ａを平行に設定した砥石スピンドル１５
が固設してある。この砥石スピンドル１５の駆動軸１３
ａには、円板状の砥石１７が装着されている。

【００１４】このような雄ねじ研削機構とすることによ
り、主軸３によるワークＷの回転と、送りテーブル７に
よるワークＷのＸ方向の往復運動と、砥石スピンドル１
５による砥石１７の回転と、砥石切込みテーブル１１の
Ｙ方向の往復運動によって、ワークＷの外周を螺旋状に
研削するトラバース研削を行うことができる。

【００１５】尚、送りテーブル７及び砥石切込テーブル
１１は、ベッド９との摺動部の一部に設けられた位置検
出手段によって移動量が検出されるようになっている。
この位置検出手段としては、例えば磁気スケール等のリ
ニアスケールが好適に用いられる。このリニアスケール
は、磁気目盛りが施されたスケールの上を磁気検出ヘッ
ドが移動することにより得られる電気信号から、その変
位を検出して移動量を検出するものである。これにより
簡便にして高精度で位置検出を行うことができる。

【００１６】この雄ねじ研削盤は、砥石１７をドレスす
る粗ドレス用としてのロータリードレス２１と、仕上げ
ドレス用としてのＮＣドレス２３とを備えている。これ
らロータリードレス２１、ＮＣドレス２３は、送りテー
ブル７の送り方向に主軸３の砥石１７側の側面に並設さ
れている。本実施形態においては、ロータリードレス２
１とＮＣドレス２３とを主軸３の側面に設けているが、
例えば、ロータリードレス２１、ＮＣドレス２３を、送
りテーブル７に直接固定してもよい。即ち、送りテーブ
ル７のＸ軸方向の移動によって、砥石１７に対してそれ
ぞれのドレス位置が選択可能な構成となっていればよ
い。

【００１７】まず、ロータリードレス２１の構成を説明
する。図２にロータリードレスの要部拡大図を、図３に
図２の部分拡大図を示した。ロータリードレス２１は円
盤状の周面を所望の溝形状に形成したロータリーホイル
２５を回転駆動しつつ、砥石１７をロータリーホイル２
５の溝に押し当てることで砥石１７のドレスを行うもの
である。図２に示すように、ロータリードレス２１のロ
ータリーホイル２５には、断面略Ｖ字状の複数（この例
では３列）のドレス用周溝２７ａ、２７ｂ、２７ｃを形
成している。各溝にはサイドカット用の傾斜θ（Ｙ軸と
のなす角）とワークへの溝形状加工用の半径Ｒの曲面が
形成されている。即ち、それぞれの溝２７ａ、２７ｂ、
２７ｃには、傾斜角度θ１、θ２、θ３で溝内壁を形成
すると共に、溝底部に半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の半径を有
する曲面を形成している。この傾斜角度θ及び半径Ｒ
は、θ１＞θ２＞θ３、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３なる関係で、
溝の並び方向に徐々に角度及び半径が変化するように形
成されている。尚、この溝表面にはダイヤモンド等の砥
粒が植え付けられている。

【００１８】また、各溝の溝開口は砥石１７の幅より大
きく設定しており、各溝底部の曲面は、砥石１７の側面
に形成される形状（例えば、ゴシックアーチ形状）を形
成するために必要な形状（即ち、ドレス代を含んだ形
状）で形成されている。このような形状のロータリーホ
イル２５を備えたロータリードレス２１により砥石１７
をドレスする際は、砥石１７を各溝２７ａ、２７ｂ、２
７ｃに順次挿入することで段階的に行う。ここで、図３
に示すように、ロータリーホイル２５の１つの溝に砥石
１７の周縁部を挿入する場合を考える。砥石１７をロー
タリーホイル２５側に送る（切込む）ことで、まず、角
度θの溝内壁により砥石１７周縁の角部１７ａが除去さ
れてサイドカットが徐々に形成されてゆく。さらに切込
みを進めると、砥石１７先端部に溝底部の半径Ｒの曲面
を転写した半円形状部１７ｂが形成される。このように
して、砥石１７はロータリーホイルの内壁２９の形状が
転写された形状に粗ドレスされる。このサイドカットに
より、後述するＮＣドレス時の工具の干渉を防止できる
他、ワークのねじ溝加工時における溝以外の部分が研削
されることを防止できる。

【００１９】本実施形態におけるロータリードレス２１
は、形状の異なる浅、中、深の３つの溝２７ａ、２７
ｂ、２７ｃを有しており、砥石１７を浅、中、深の溝の
順に挿入することで粗ドレスが完了することになる。従
って、深溝の形状が目的とする溝形状に最も近いものと
なる。しかし、この手順に限らず、目的とする溝形状や
砥石材質に応じて中溝２７ｂからドレスをスタートさせ
たり、浅溝から深溝にスキップする等の適宜変更を行っ
てもよい。このように、ロータリードレス２１では、砥
石１７のドレスを段階的に異なる溝２７ａ、２７ｂ、２
７ｃにより行うことで、ドレス量の比較的多い粗ドレス
を高速に行うことができると共に、砥石１７とは線又は
面で接触するためにロータリーホイルの摩耗を低減する
ことができる。また、段階的に粗ドレスを行うことで、
溝一つ当たりのドレス時間を短縮でき、ロータリーホイ
ル２５の寿命をより長く確保することができる。

【００２０】このロータリードレス２１は、砥石１７の
ドレス工程において、上述したように粗ドレスを担って
いる。この粗ドレスの後、後述のＮＣドレス２３によっ
て砥石１７の仕上げドレスが行われる。

【００２１】次に、ＮＣドレス２３の構成を説明する。
図４は図１のＡ−Ａ矢視図で、ＮＣドレス２３の要部構
成を示している。図４によれば、単石の単石ドレス工具
３５が先端に設けられた柄部３１がコ字状の支持フレー
ム３７の中央部に固定され、さらにこの支持フレームの
両腕部３７ａは、柄部３１に直交し軸受４１によって回
転自在に支持された軸３９に固定されており、軸３９は
旋回モータ４３によって回転駆動される（以下、この回
転方向を「ψ方向」という）。

【００２２】本実施形態においては、軸３９が図１の紙
面に垂直な方向（以下、「Ｚ方向」という）で配置され
ている。尚、ＮＣドレス２３は、軸３９がＺ軸方向で配
置されることが好ましいが、これに限定されるものでは
なく、軸３９がＸ軸に直交する任意の方向、即ち、砥石
１７周面の接線に対して平行な方向に配置されるもので
あればよい。

【００２３】単石ドレス工具３５は、軸３９によるψ方
向の回転と、送りテーブル７によるＸ方向の移動と、砥
石切込テーブル１１によるＹ方向の移動動作によって、
図５に示すように、単石ドレス工具３５の先端が砥石１
７の曲面形状、或いはゴシックアーチ形状に倣って移動
可能となる。これにより、図６に示すように、粗ドレス
によって砥石１７のサイドドレス１７ｃ面の先端に形成
された半円形状部１７ｂは、斜線部１７ｄが除去され
て、一例として示すゴシックアーチ形状１７ｅに成形さ
れる。尚、このときのψ方向の回転、Ｘ方向、Ｙ方向の
移動は、後述するＮＣプログラム装置からの指令に基づ
いて行われる。このＮＣプログラム装置には、任意のド
レス指令（プログラム）を入力することができ、任意の
砥石形状を簡便にして得ることができる。以上の仕上げ
ドレスにより、ワークＷに溝加工するための砥石１７の
最終的な形状に砥石がドレスされる。

【００２４】次に、この研削盤用ドレス装置１の駆動系
及びその動作手順を説明する。研削盤用ドレス装置の駆
動系の概略構成を表すブロック図を図７に示した。図７
に示すように、ＮＣプログラム装置５１からは、ワーク
ＷのＹ軸方向の位置を示す指令値が砥石切込みテーブル
１１のＹ軸サーボ機構５３に送られる。Ｙ軸サーボ機構
５３には、砥石切込テーブル１１の現在位置を検出する
リニアスケール等のＹ軸変位検出器５５からの変位フィ
ードバック信号が加えられている。これにより、ロータ
リードレス２１、ＮＣドレス２３に対する砥石１７のＹ
方向の位置決めがなされる。

【００２５】また、ＮＣプログラム装置５１からは、ワ
ークＷのＸ軸方向の位置を示す指令値が送りテーブル７
のＸ軸サーボ機構５７に送られる。Ｘ軸サーボ機構５７
には、送りテーブル７の現在位置を検出するＸ軸変位検
出器５９からの変位フィードバック信号が加えられてい
る。これにより、ロータリードレス２１、ＮＣドレス２
３に対する砥石１７のＸ方向の位置決めがなされる。

【００２６】更に、ＮＣプログラム装置５１からは、単
石ドレス工具３５のψ方向の回転位置を示す旋回指令値
が旋回モータ４３のψ回転サーボ機構６１に送られる。
ψ回転サーボ機構６１には、単石ドレス工具３５の現在
位置を検出するエンコーダ等のψ回転検出器６３からの
変位フィードバック信号が加えられている。これによ
り、単石ドレス工具３５に対する砥石１７のψ方向の位
置決めがなされる。また、ＮＣプログラム装置５１から
は、ロータリードレス２１のドレス開始に同期して、ロ
ータリーホイル２５を回転するための回転指令が送られ
る。

【００２７】以上説明した研削盤用ドレス装置による砥
石のドレス作業を図８に示すフローチャートに基づいて
説明する。まず、ロータリーホイル２５、ＮＣドレス２
３へのドレス指令がＮＣプログラム装置５１に入力され
ると、送りテーブル７がＸ方向に、砥石切込テーブル１
１がＹ方向に移動して、ロータリードレス２１の溝２７
ａの位置に砥石１７の被ドレス面が位置決めされる（ス
テップ１、以下Ｓ１とする）。その後、ロータリーホイ
ル２５に回転指令を送り、ロータリーホイル２５を回転
させて（Ｓ２）、砥石切込みテーブル１１により切込み
を与えながらロータリーホイル２５の溝２７ａの形状に
よる砥石１７の粗ドレスを行う。このとき、砥石１７は
砥石スピンドル１５により回転駆動される。このドレス
動作は、切込みテーブル１１のＹ方向の位置監視により
制御される。溝２７ａによる粗ドレスの終了後、同様に
して砥石１７を、ロータリーホイル２５の溝２７ｂ、溝
２７ｃに順次位置決めし、これらの溝形状による砥石１
７の粗ドレスを行う（Ｓ３、Ｓ４）。

【００２８】このようにして、ロータリーホイル２５の
全溝による粗ドレスが完了すると、ＮＣプログラム装置
５１は、送りテーブル７、砥石切込テーブル１１に移動
指令を送り、ＮＣドレス２３のダイヤモンド３３の位置
に砥石１７を位置決めする（Ｓ５）。

【００２９】そして、ＮＣプログラム装置５１は、送り
テーブル７、砥石切込テーブル１１、旋回モータ４３に
移動指令を送る。この移動指令により単石ドレス工具３
５は、軸３９の回転と、送りテーブル７の移動と、砥石
切込テーブル１１の移動とによって、図５に示すように
仮想中心７１を中心として砥石１７に対して相対的に旋
回移動される（Ｓ６）。この際、砥石１７は砥石スピン
ドル１５によって回転駆動されている。このステップに
より砥石１７に対する仕上げドレスが行われ、所望の形
状に砥石がドレスされる。以上のステップで全ドレス作
業が完了し、砥石１７によるワークＷの加工準備に移
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る研削
盤用ドレス装置では、ドレス量の多い粗ドレスとしてド
レス用周溝を有するロータリードレスを用い、最終的な
砥石形状に仕上げる仕上げドレスでは、単石ドレス工具
をプログラマブルに動作させるＮＣドレスを用いてい
る。

【００３１】ロータリードレスでは、多量の砥石成形を
要する粗ドレスを一気に行うことができ、また、砥石を
複数の溝を設けることで個々の溝でのドレス量を減少さ
せ、これにより溝の磨耗量を低減させて寿命を長くする
ことができる。仕上げドレスでは、粗ドレス後の砥石に
対し単石ドレス工具を動作させることで、所望の形状に
まで砥石形状を高精度に仕上げることができる。

【００３２】このように、本発明に係る研削盤用ドレス
装置によれば、ロータリードレスとＮＣドレスの欠点を
相互に補完し合うことによって、短時間で且つ高精度な
ドレスが可能となり、砥石交換やセット替え時等の作業
が効率化され、円滑にドレス作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削盤用ドレス装置を備えた雄ね
じ研削盤の平面図である。

【図２】ロータリードレスのロータリーホイルの要部拡
大図である。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】単石ドレス工具の相対的な旋回動作を示す説明
図である。

【図６】ロータリードレスによりドレスされる砥石周縁
部の拡大図である。

【図７】本発明に係る研削盤用ドレス装置の駆動系の概
略構成を示すブロック図である。

【図８】本発明に係る研削盤用ドレス装置の主要動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 研削盤用ドレス装置 ３ 主軸 ７ 送りテーブル ９ ベッド １１ 砥石切込テーブル １５ 砥石スピンドル １３ａ 駆動軸 １７ 砥石 ２１ ロータリードレス ２３ ＮＣドレス ２５ ロータリーホイル ３１ 柄部 ３３ ダイヤモンド ３５ 単石ドレス工具 ３９ ψ回転軸 Ｗ ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを回転駆動する主軸の軸線方向に
   移動可能な送りテーブルと、 前記主軸の軸線方向に対する直交方向に移動可能な砥石
   切込テーブルと、 前記砥石切込テーブルに固設され、前記軸線方向を回転
   軸として装着した円板状の砥石を回転駆動する砥石スピ
   ンドルと、 前記送りテーブル側に設けられ、少なくとも１列のドレ
   ス用周溝を外周面に形成したロータリーホイルを、前記
   砥石の軸線に対して平行な軸線回りに回転駆動して前記
   砥石の周縁部を粗ドレスするロータリードレスと、 前記送りテーブル側に設けられ、先端部を鋭利に形成し
   た単石ドレス工具を前記砥石の軸線に直交する軸回りで
   傾斜自在に保持して前記砥石の周縁部を仕上げドレスす
   るＮＣドレスと、 前記砥石のドレス作業の動作制御を行うＮＣプログラム
   装置と、を備えて構成したことを特徴とする研削盤用ド
   レス装置。