【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじやその他の送りねじ用のナットねじ溝をラップ加工するナットねじ溝のラップ加工方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナットのねじ溝、特にボールねじ等の送りねじのナットねじ溝は、その精度が即、位置決め精度等に影響し高精度が要求される。このようなナットねじ溝の加工方法として、ねじ溝の旋削および熱処理を終えたナットに、仕上げ加工としてラップ加工することが既に知られている。
【０００３】
従来のナットねじ溝のラップ加工方法としては、例えば図５に示すものがある。この方法は、加工機に支持されたねじ軸形工具５４のねじ山５４ａに、旋削および熱処理を終えたナット６０のねじ溝６０ａを噛み合わせ、このねじ軸形工具５４とナット６０とを相対回転させることにより、ナット６０のねじ溝６０ａをラップ加工するもので、ねじ軸形工具５４は両端がチャック５２と回転センタ５３によって支持され、ねじ溝６０ａを有するナット６０の軸線と、ねじ軸形工具５４の回転軸線５４ｂとを平行な関係を保って相対移動させる直線案内手段にナット６０が支持され、このナット６０のねじ溝６０ａをラップ加工するようにしたものである。
【０００４】
直線案内手段は、ベッド５５上にねじ軸形工具５４の回転軸線５４ｂに対して平行に設けられた２本の案内レール５６、５６と、この案内レール５６、５６上を移動可能な移動台５７と、この移動台５７上に固定されたブラケット５８に回転可能に支持され、かつ、回転軸線５４ｂに対して同心度および直角度をそれぞれ設定したナット取付部である内周面５９ａおよび端面５９ｂを有する円筒状の取付軸５９を備えている。
【０００５】
一方、図６に示すように、このねじ軸形工具５４のねじ山５４ａは、ナット６０のねじ溝６０ａの形状と一致するように成形された鋼製の台金の表面に、ラップ材としてのダイヤモンド粒子やＣＢＮ砥粒等の硬質の砥粒が電着されている。そして、このねじ軸形工具５４のねじ山５４ａをナット６０のねじ溝６０ａに噛み合わせてその形状を転写させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したねじ軸形工具５４のねじ山５４ａは、ナット６０のねじ溝６０ａの形状と一致するように成形された鋼製の台金の表面に、ラップ材としてのダイヤモンド粒子やＣＢＮ砥粒等の硬質の砥粒が電着されたものであるから、良好な加工精度を得るためには、こうした工具に非常に高い形状精度が要求される。また、ねじ軸形工具５４のねじ山５４ａが凸状であるため、このねじ山５４ａをゴシックアーチ形状に精度良く製作することは極めて難しい。
【０００７】
さらに、この加工方法でナット６０のねじ溝６０ａにその形状を転写されるまで加工を行なう必要があるため、ねじ軸形工具５４とナット６０の相対回転速度を余り大きくできないため加工に長時間を要すると共に、作業の標準化が難しく、作業者の経験と勘に頼らざるを得ない状況で、量産には適用できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ナットねじ溝の加工精度とラップ加工の作業性を向上したナットねじ溝のラップ加工方法および装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、両端を回転自在に支持したラップ棒のねじ山に被加工物であるナットねじ溝を噛み合わせ、ナットとラップ棒との間に加工圧を付与した状態で、ナットとラップ棒の両方を回転させ、このラップ棒のねじ山をナットねじ溝に弾性接触させラップ加工するナットねじ溝のラップ加工方法である。
【００１０】
このように、ラップ棒のねじ山をナットねじ溝に弾性接触させてラップ加工するようにしたため、良好な面粗さを効率良く達成することができる共に、前加工で得られた溝形状精度を崩すことなく、安定した高精度のナットねじ溝のラップ加工が行える。また、ラップ棒のねじ山形状をナットねじ溝に転写する従来のラップ加工に比べ、ねじ山に高い形状精度を必要とせず、ねじ山の成形が容易で、また種々のナットねじ溝形状に対応することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、両端を回転自在に支持したラップ棒のねじ山に被加工物であるナットねじ溝を噛み合わせ、ナットとラップ棒との間に加工圧を付与した状態で、ナットとラップ棒の両方を回転させ、このラップ棒のねじ山をナットねじ溝に弾性接触させると共に、このラップ棒の回転に伴ってナットを軸方向に移動させてナットねじ溝の全周をラップ加工するナットねじ溝のラップ加工方法である。
【００１２】
このように、ラップ棒のねじ山をナットねじ溝に弾性接触させると共に、このラップ棒の回転に伴ってナットを軸方向に移動させてナットねじ溝の全周をラップ加工するようにしたため、ナットねじ溝におけるラップ棒の接触部分が、ナットの回転に伴って溝方向に順次変わって行き、ねじ溝全周に亙ってラップ加工を高精度に行うと共に、ナットねじ溝の肩部等に生じた切削時のバリ等も同時に除去することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、ナットねじ溝に噛み合う弾性砥石を螺旋状に固着したラップ棒と、このラップ棒を回転させるラップ棒回転駆動手段と、前記ラップ棒を挿通させたナットを保持するチャックと、このチャックを回転自在に、かつナットとラップ棒の噛み合いによりラップ棒の回転に伴って軸方向に移動自在に支持するチャック支持手段と、前記ナットを回転させるナット回転駆動手段と、前記ナットにラップ棒に対する加工圧を付与する加工圧負荷手段とを備えたナットねじ溝のラップ加工装置である。
【００１４】
このように、ナットとラップ棒の噛み合いによりラップ棒の回転に伴って、ナットはチャック支持手段に案内されながらチャックと共に軸方向に自由に移動する。この移動により、ナットねじ溝は全周に亙って加工でき、ナットを強制移動させるものと比べ、無理な荷重が作用せず円滑に加工できる。したがって、装置や制御系が簡素化できると共に、ナットのねじ溝面にほぼ均一に弾性砥石を接触させることができる。さらに、従来のようにラップ棒のねじ山形状をナットのねじ溝形状に厳密に一致させなくても、切削等で形成した前加工の形状をほとんど損なうことなく高精度に、かつ良好な仕上げ面を形成することができる。
【００１５】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記チャック支持手段は、チャックを回転自在に支持するホルダと、このホルダの下部側面に固着した重錘とを備え、前記ホルダの軸心をスライドバーに平行となるように設置し、このスライドバーに対して前記ホルダをその上部に設けた案内部を介して進退自在に、かつ揺動自在に支持することにより、前記ナットにラップ棒に対する加工圧を付与するようにすれば、安定した加工圧を付与することができ、特別な加圧機構を設ける必要がない。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記チャック支持手段は、チャックを回転自在に支持するホルダを備え、前記ホルダの軸心をスライドバーに平行となるように設置し、このスライドバーに対して前記ホルダをその上部に設けた案内部を介して進退自在に支持し、前記弾性砥石のねじ山を、その有効径が前記ナットねじ溝の有効径よりも僅かに大径のねじ山から前記ナットねじ溝の有効径よりも小径のねじ山となるよう漸次縮径させて成形し、前記弾性砥石の弾性変形によって前記ナットにラップ棒に対する加工圧を付与するようにしても良い。
【００１７】
このように、弾性砥石のねじ山を、その有効径がナットねじ溝の有効径よりも僅かに大径のねじ山からナットねじ溝の有効径よりも小径のねじ山となるよう漸次縮径させて成形し、弾性砥石の弾性変形によってナットにラップ棒に対する加工圧を付与するようしたため、ナットは軸周りの回転方向に拘束しておくだけで良い。したがって、複雑な加圧機構を設ける必要がなく装置を簡素化できる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明のように、前記ラップ棒の外周に前記ナットねじ溝のリードと一致するリードを有するねじ溝を形成し、このねじ溝に沿ってひも状の弾性砥石を連続的に、または断続的に巻回すれば、ナットねじ溝のリードと一致するリードを有したラップ面を容易に、かつ高精度にラップ棒に形成することができる。
【００１９】
好ましくは、請求項７に記載の発明のように、前記弾性砥石は、硬質の砥粒とこれを結合するポリウレタン系の樹脂とで構成すれば、所望の弾性を有する弾性砥石を容易に成形することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明に係るナットねじ溝のラップ加工装置を示す一部を断面した正面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【００２１】
このラップ加工装置１は、被加工物であるナット２に挿通されるラップ棒３と、このラップ棒３を回転させるラップ棒回転駆動手段４と、チャック５と、このチャック５を回転自在に支持するホルダ６ａ等からなるチャック支持手段６と、ナット回転駆動手段７と、加工圧負荷手段８とを備えている。ナット２は、ボールねじのナットであり、ボール転走溝となるねじ溝２ａが旋削等により形成され、焼入れ焼戻し等の熱処理が施されている。
【００２２】
一方、ラップ棒３は、図２に示すように、ナット２のねじ溝２ａと同じリードのＵ字状またはＶ字状のねじ溝３ａを有するねじ軸３ｂに、円形または楕円形の断面形状に成形したひも状の弾性砥石９をねじ溝３ａに沿って巻回している。この弾性砥石９は、ラップ材としてのダイヤモンド粒子やＣＢＮ砥粒等の硬質の砥粒、またはＧＣ、ＷＡ等の普通砥粒をポリウレタン系の樹脂で結合したもので、巻回した状態で、そのねじ山９ａ（凸部）がナット２のねじ溝２ａの溝底径よりも小径になるように接着剤で固着している。なお、ひも状の弾性砥石９は、ねじ溝３ａの全周に巻回しても良いし、所定の長さに成形したものを連続的に、あるいは断続的に巻回しても良い。
【００２３】
ラップ棒回転駆動手段４は、図１に示すように、主軸チャック１０ａを有し、基台１１上に設置された主軸１０と、この主軸１０を正逆に回転駆動する主軸モータ１２と、主軸チャック１０ａに一端が把持されたラップ棒３の他端をセンタ１３で支持する芯押し台（図示せず）とで構成される。この芯押し台は主軸１０と同心で軸方向に進退可能に設置されている。
【００２４】
チャック５はナット２の外周を把持し、コレットチャック等からなる。このチャック５は、ホルダ６ａに軸受（図示せず）を介して回転自在に設置され、ナット回転駆動手段７により回転駆動される。ナット回転駆動手段７は、ナット駆動モータ１４と、このナット駆動モータ１４の出力をチャック５に伝える駆動伝達系１５とからなる。ナット駆動モータ１４は一方向にのみ回転するものを用いている。駆動伝達系１５は、チャック５の外周に設けられた従動ギヤ５ａと、ナット駆動モータ１４の出力軸に設けられた駆動ギヤ１４ａとからなるギヤ列で構成される。これらの従動ギヤ５ａと駆動ギヤ１４ａによってナット２に一定速度の回転を与えることにより、ラップ棒３との相対速度差が生じ、ナット２のねじ溝２ａの全周を加工することができる。
【００２５】
ホルダ６ａは、上部の案内部６ｂでスライドバー１６に対して進退自在に、かつ揺動自在に支持されている。このスライドバー１６は、主軸１０および芯押し台の軸線と平行に設置され、チャック５は、その軸心がスライドバー１６に平行となるように設置されている。これらホルダー６ａとスライドバー１６により、チャック支持手段６が構成されている。
【００２６】
加工圧負荷手段８は、重錘であり、ホルダ６ａの下部の側面にボルト等で固着されている。この加工圧負荷手段８によってホルダ６ａにスライドバー１６回りの揺動力が生じ、この揺動力によってナット２とラップ棒３の間の加工圧が付与される。なお、加工圧負荷手段８はこうした重錘に限らず、簡易なばねのようなものであっても良い。
【００２７】
ホルダ６ａの移動経路の両端には、ホルダ６ａの位置を検出するセンサ１７、１８が並設されている。これらのセンサ１７、１８は、主軸１０の正逆切換位置を検出するセンサで、ホルダ６ａを検出するとその検出信号で主軸モータ１２の回転方向が逆方向に切り換えられる。
【００２８】
次にラップ加工の動作説明をする。ナット２にラップ棒３を挿通した状態で、ナット２はチャック５に支持され、また、ラップ棒３は主軸チャック１０ａと芯押し台のセンタ１３とで支持される。この状態でラップ棒３を主軸モータ１２により回転させ、かつ、ナット２をチャック５と共にナット駆動モータ１４により回転させることにより、ナット２のねじ溝２ａのラップ加工が行なわれる。加工圧は、ホルダ６ａに取り付けられた重錘からなる加工圧負荷手段８で付与される。この場合、ナット２のねじ溝２ａよりもその有効径が小径のねじ山９ａを有するラップ棒３を用いている。このラップ棒３の回転によりナット２を回転させるので、ナット２のねじ溝２ａにおけるラップ棒３との接触部分がナット２の回転に伴って溝方向に変わって行き、ねじ溝２ａは溝方向にラップ加工が進められる。また、ナット２を保持したホルダ６ａが移動自在であるため、ナット２とラップ棒３との噛み合いにより、ラップ棒３の回転に伴ってナット２はホルダ６ａと共に軸方向に移動する。したがって、ナット２は、ねじ溝２ａ全体およびねじ溝２ａの肩部がラップ棒３の各部でラップ加工されることになる。これにより、前加工の形状を損なうことなく高精度、かつ良好な仕上げ面を形成することができると共に、ねじ溝２ａの肩部等に生じた切削時のバリ等を容易に除去することができる。
【００２９】
ホルダ６ａが所定のストローク端まで来ると、センサ１７でその位置が検出され、主軸モータ１２の回転方向が反転させられる。したがってラップ棒３が逆方向に回転し、ナット２は逆方向に移動することになる。このようにして、ナット２が軸方向に所定ストロークを往復移動しながらラップ加工が行なわれる。同時に、切り込み量測定ゲージ（図示せず）により、スライドバー１６の軸心を中心にした切り込み方向のホルダ６ａの変位量が監視され、この変位量の検出信号により加工仕上り寸法が制御される。
【００３０】
図３は本発明に係るラップ棒の他の実施形態を示す。このラップ棒１９は、ねじ軸２０の外周に螺旋状に形成したねじ溝２０ａに沿ってひも状の弾性砥石２１を巻回させた点は前述したものと同じであるが、ねじ軸２０をテーパ状に形成し、弾性砥石２１のねじ山２１ａの有効径を漸次縮径させている点が異なる。すなわち、小径側のねじ山をナット２のねじ溝２ａの有効径よりも小径に、一方、大径側のねじ山をナット２のねじ溝２ａの有効径よりも僅かに大径になるように成形している。こうした構成にすることにより、ラップ棒１９を回転運動させるだけで、弾性砥石２１の弾性変形のみで加工圧を付与することができ、ナット２のねじ溝２ａの全周をラップ加工することができる。この場合、ナット２は軸回りの回転方向に拘束しておくだけで良い。なお、ここではラップ棒１９のねじ軸２０をテーパ状に形成したものを例示したが、これに限らず、例えばねじ軸２０に形成するねじ溝２０ａの径を漸次縮径するように形成し、同一断面の弾性砥石２１を巻回しても良い。
【００３１】
ボールねじのねじ溝は通常ゴシックアーチをなす断面形状であるが、本発明に係るラップ棒では、弾性砥石を加工圧により弾性変形させ、被加工面であるナットねじ溝面と均一に接触させることができるため、図４に示すように、弾性砥石２２、２３の断面形状は必ずしもゴシックアーチ形状に成形する必要はなく、（ａ）に示すように、断面が円形のねじ山２２ａであっても、また、（ｂ）に示すように、断面が楕円のねじ山２３ａであっても良い。したがって、ラップ棒のねじ山を、従来のようにナットのねじ溝に合わせて高精度に成形する必要はない。
【００３２】
このラップ加工方法および装置は、弾性砥石を有するラップ棒３（１９）を用い、ナットとラップ棒の両方を回転させ、弾性砥石を加工圧により弾性変形させて被加工面であるナットねじ溝面と均一に接触させてラップ加工するようにしたので、良好な面粗さを効率良く達成することができる共に、前加工で得られた溝形状精度を崩すことなく、安定した高精度のナットねじ溝のラップ加工が行える。また、ラップ棒のねじ山形状をナットねじ溝に転写する従来のラップ加工に比べ、ねじ山に高い形状精度を必要とせず、成形が容易で、種々のナットねじ溝形状に対応することができる。さらに、本発明に係るラップ棒を使用すれば、ナットねじ溝の肩部等に生じた切削時のバリ等も同時に除去することができる。したがって、従来のように、作業者の経験と勘に頼ることなく、作業の標準化ができ量産に適している。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るナットねじ溝のラップ加工方法は、両端を回転自在に支持したラップ棒のねじ山に被加工物であるナットねじ溝を噛み合わせ、ナットとラップ棒との間に加工圧を付与した状態で、ナットとラップ棒の両方を回転させ、このラップ棒のねじ山をナットねじ溝に弾性接触させラップ加工するようにしたため、良好な面粗さを効率良く達成することができる共に、前加工で得られた溝形状精度を崩すことなく、安定した高精度のナットねじ溝のラップ加工が行える。また、ラップ棒のねじ山形状をナットねじ溝に転写する従来のラップ加工に比べ、ねじ山に高い形状精度を必要とせず、ねじ山の成形が容易で、種々のナットねじ溝形状に対応することができる。
【００３５】
また、このラップ棒の回転に伴ってナットを軸方向に移動させてナットねじ溝の全周をラップ加工するようにすれば、ナットねじ溝におけるラップ棒の接触部分が、ナットの回転に伴って溝方向に順次変わって行き、ねじ溝全周に亙ってラップ加工を高精度に行うと共に、ナットねじ溝の肩部等に生じた切削時のバリ等も同時に除去することができる。
【００３６】
また、本発明に係るナットねじ溝のラップ加工装置は、ナットねじ溝に噛み合う弾性砥石を螺旋状に固着したラップ棒と、このラップ棒を回転させるラップ棒回転駆動手段と、前記ラップ棒を挿通させたナットを保持するチャックと、このチャックを回転自在に、かつナットとラップ棒の噛み合いによりラップ棒の回転に伴って軸方向に移動自在に支持するチャック支持手段と、前記ナットを回転させるナット回転駆動手段と、前記ナットにラップ棒に対する加工圧を付与する加工圧負荷手段とを備えているため、ナットとラップ棒の噛み合いによりラップ棒の回転に伴って、ナットはチャック支持手段に案内されながらチャックと共に軸方向に自由に移動する。この移動により、ナットねじ溝は全周に亙って加工でき、強制移動させるものと比べ、無理な荷重が作用せず円滑に加工できる。したがって、装置や制御系が簡素化できると共に、ナットのねじ溝面にほぼ均一に弾性砥石を接触させることができ、ラップ棒のねじ山形状がナットのねじ溝形状が厳密に一致していなくても前加工の形状をほとんど損なうことなく高精度に、かつ良好な仕上げ面を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るナットねじ溝のラップ加工装置を示す一部を断面した正面図である。
（ｂ）は同上、Ｉ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図２】本発明に係るラップ棒を示す正面図である。
【図３】本発明に係るラップ棒の他の実施形態を示す正面図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係るラップ棒の他の実施形態を示す要部断面図である。
（ｂ）は、同上さらに他の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）は、従来のナットねじ溝のラップ加工装置を示す平面図である。
（ｂ）は、同上正面図である。
【図６】従来のナットねじ溝をラップ加工している状態を示す作動説明図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・・・・ラップ加工装置
２・・・・・・・・・・・・・・・ナット
２ａ、３ａ・・・・・・・・・・・ねじ溝
３、１９・・・・・・・・・・・・ラップ棒
３ｂ、２０・・・・・・・・・・・ねじ軸
４・・・・・・・・・・・・・・・ラップ棒回転駆動手段
５・・・・・・・・・・・・・・・チャック
５ａ・・・・・・・・・・・・・・従動ギヤ
６・・・・・・・・・・・・・・・チャック支持手段
６ａ・・・・・・・・・・・・・・ホルダ
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・案内部
７・・・・・・・・・・・・・・・ナット回転駆動手段
８・・・・・・・・・・・・・・・加工圧負荷手段
９、２１、２２、２３・・・・・・弾性砥石
９ａ、２０ａ、２２ａ、２３ａ・・ねじ山
１０・・・・・・・・・・・・・・主軸
１０ａ・・・・・・・・・・・・・主軸チャック
１１・・・・・・・・・・・・・・基台
１２・・・・・・・・・・・・・・主軸モータ
１３・・・・・・・・・・・・・・センタ
１４・・・・・・・・・・・・・・ナット駆動モータ
１４ａ・・・・・・・・・・・・・駆動ギヤ
１５・・・・・・・・・・・・・・駆動伝達系
１６・・・・・・・・・・・・・・スライドバー
１７、１８・・・・・・・・・・・センサ
５２・・・・・・・・・・・・・・チャック
５３・・・・・・・・・・・・・・回転センタ
５４・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸形工具
５４ａ・・・・・・・・・・・・・ねじ山
５４ｂ・・・・・・・・・・・・・回転軸線
５５・・・・・・・・・・・・・・ベッド
５６・・・・・・・・・・・・・・案内レール
５７・・・・・・・・・・・・・・移動台
５８・・・・・・・・・・・・・・ブラケット
５９・・・・・・・・・・・・・・取付軸
５９ａ・・・・・・・・・・・・・内周面
５９ｂ・・・・・・・・・・・・・端面
６０・・・・・・・・・・・・・・ナット
６０ａ・・・・・・・・・・・・・ねじ溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for lapping a nut screw groove for lapping a nut screw groove for a ball screw or another feed screw.
[0002]
[Prior art]
The thread groove of the nut, particularly the nut thread groove of a feed screw such as a ball screw, has high accuracy, which affects positioning accuracy and the like, and is required to have high accuracy. As a processing method of such a nut screw groove, it has been already known to lap a nut after finishing turning and heat treatment of the screw groove as finishing processing.
[0003]
As a conventional nut thread groove lapping method, for example, there is one shown in FIG. According to this method, the thread groove 54a of the nut 60 after turning and heat treatment is engaged with the thread 54a of the threaded shaft tool 54 supported by the processing machine, and the threaded shaft tool 54 and the nut 60 are relatively rotated. By doing so, the screw groove 60a of the nut 60 is lapped, and the screw shaft type tool 54 is supported at both ends by the chuck 52 and the rotation center 53, and the axis of the nut 60 having the screw groove 60a and the screw shaft type tool. The nut 60 is supported by linear guide means for relatively moving the rotation axis 54b of the nut 54 while maintaining a parallel relationship with the rotation axis 54b, and the thread groove 60a of the nut 60 is lapped.
[0004]
The linear guide means includes two guide rails 56, 56 provided on the bed 55 in parallel to the rotation axis 54 b of the screw-shaped tool 54, and a movable platform 57 movable on the guide rails 56, 56. And an inner peripheral surface 59a and an end surface 59b, which are rotatably supported by a bracket 58 fixed on the moving table 57, and which are nut mounting portions each having a concentricity and a perpendicularity set with respect to the rotation axis 54b. And a cylindrical mounting shaft 59.
[0005]
On the other hand, as shown in FIG. 6, the thread 54 a of the screw shaft type tool 54 is formed on the surface of a steel base formed so as to conform to the shape of the thread groove 60 a of the nut 60 as a wrap material. Hard abrasive grains such as diamond particles and CBN abrasive grains are electrodeposited. Then, the thread 54a of the screw shaft type tool 54 is engaged with the thread groove 60a of the nut 60 to transfer the shape.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the thread 54a of the screw shaft type tool 54 described above is formed on the surface of a steel base metal formed so as to conform to the shape of the thread groove 60a of the nut 60, by using diamond particles or CBN abrasive grains as a wrap material. Since such hard abrasive grains are electrodeposited, very high shape accuracy is required for such tools in order to obtain good machining accuracy. Further, since the thread 54a of the screw shaft type tool 54 is convex, it is extremely difficult to accurately produce the thread 54a in a Gothic arch shape.
[0007]
Further, since it is necessary to perform the processing by this processing method until the shape is transferred to the thread groove 60a of the nut 60, the relative rotation speed between the screw shaft type tool 54 and the nut 60 cannot be increased so much that the processing takes a long time. In addition, there is a problem that it cannot be applied to mass production in a situation where it is difficult to standardize the work and it is necessary to rely on the experience and intuition of the worker.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for lapping a nut screw groove, which improve the processing accuracy of the nut screw groove and the workability of the lap processing.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention according to claim 1 of the present invention engages a nut thread groove, which is a workpiece, with a thread of a lap rod rotatably supported at both ends, thereby forming a nut and a lap rod. This is a method of lapping a nut thread groove in which both a nut and a lap rod are rotated while a processing pressure is applied therebetween, and the thread of the lap rod is brought into elastic contact with the nut thread groove to lap the thread.
[0010]
As described above, since the lap processing is performed by making the thread of the lap rod elastically contact the nut thread groove, good surface roughness can be efficiently achieved, and the groove shape accuracy obtained by the pre-processing is improved. Stable and highly accurate lapping of nut thread grooves without breaking. Also, compared to the conventional lapping process, in which the thread shape of the lap bar is transferred to the nut thread groove, the thread does not require high shape accuracy, the thread can be easily formed, and it can be used in various nut thread shapes. can do.
[0011]
The invention according to claim 2 is a state in which a nut thread groove, which is a workpiece, is engaged with a thread of a lap rod rotatably supported at both ends, and a processing pressure is applied between the nut and the lap rod. Then, both the nut and the lap rod are rotated, and the thread of the lap rod is brought into elastic contact with the nut thread groove, and the nut is moved in the axial direction with the rotation of the lap rod, thereby rotating the entire circumference of the nut thread groove. This is a method of lapping a nut screw groove for lapping a nut.
[0012]
As described above, the thread of the lap rod is brought into elastic contact with the nut thread groove, and the nut is moved in the axial direction with the rotation of the lap rod to lap the entire circumference of the nut thread groove. The contact portion of the lap rod in the thread groove changes sequentially in the groove direction with the rotation of the nut, and lapping is performed with high accuracy over the entire circumference of the thread groove, and also occurs at the shoulder of the nut thread groove. Burrs during cutting can be removed at the same time.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a lap rod in which an elastic grindstone meshing with a nut screw groove is spirally fixed, a lap rod rotation driving means for rotating the lap rod, and a nut having the lap rod inserted therethrough. A chuck for holding, chuck supporting means for rotatably supporting the chuck, and movably in the axial direction along with rotation of the lap rod by engagement of the nut and the lap rod, and nut rotation driving means for rotating the nut; And a processing pressure load means for applying a processing pressure to the wrap bar to the nut.
[0014]
As described above, the nut is freely moved in the axial direction together with the chuck while being guided by the chuck supporting means, with the rotation of the wrap rod due to the engagement between the nut and the wrap rod. Due to this movement, the nut thread groove can be machined over the entire circumference, and can be machined smoothly without applying an excessive load, as compared with the case where the nut is forcibly moved. Therefore, the apparatus and the control system can be simplified, and the elastic grindstone can be brought into almost uniform contact with the thread groove surface of the nut. Furthermore, even if the thread shape of the wrap bar does not exactly match the thread shape of the nut as in the past, high-precision and good finish surfaces can be obtained without substantially impairing the shape of the pre-processed formed by cutting etc. Can be formed.
[0015]
Preferably, as in the invention as set forth in claim 4, the chuck supporting means includes a holder for rotatably supporting the chuck, and a weight fixed to a lower side surface of the holder. The holder is installed so as to be parallel to the slide bar, and the holder is supported on the slide bar so as to be able to advance and retreat and swing freely through a guide portion provided on the upper portion of the holder, so that the nut has a If the processing pressure is applied, a stable processing pressure can be applied, and there is no need to provide a special pressing mechanism.
[0016]
Further, as in the invention as set forth in claim 5, the chuck supporting means includes a holder for rotatably supporting the chuck, and the holder is installed so that the axis of the holder is parallel to the slide bar. The elastic whetstone has a screw thread whose effective diameter is slightly larger than the effective diameter of the nut thread groove by supporting the holder so as to be able to advance and retreat via a guide portion provided on the upper part of the holder. Therefore, the diameter of the nut thread groove may be gradually reduced so as to be smaller than the effective diameter of the thread groove, and a processing pressure may be applied to the nut by the elastic deformation of the elastic grindstone.
[0017]
In this way, the diameter of the thread of the elastic grindstone is gradually reduced so that the effective diameter becomes slightly smaller than the effective diameter of the nut thread groove from the thread slightly larger than the effective diameter of the nut thread groove. Since the processing pressure is applied to the nut by the elastic deformation of the elastic grindstone, the nut only needs to be restrained in the rotation direction around the axis. Therefore, there is no need to provide a complicated pressurizing mechanism, and the apparatus can be simplified.
[0018]
Further, as in the invention according to claim 6, a thread groove having a lead corresponding to the lead of the nut thread groove is formed on the outer periphery of the lap bar, and a string-like elastic grindstone is continuously formed along the thread groove. If the wrapping surface is wrapped regularly or intermittently, the wrapping surface having the lead that matches the lead of the nut thread groove can be easily and accurately formed on the wrapping rod.
[0019]
Preferably, if the elastic grindstone is made of hard abrasive grains and a polyurethane-based resin that binds the hard abrasive grains, the elastic grindstone having desired elasticity can be easily formed. be able to.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a front view in which a part of a nut thread groove lapping device according to the present invention is shown in section, and FIG. 1B is a sectional view taken along line II in FIG.
[0021]
The lapping machine 1 includes a lap rod 3 inserted into a nut 2 which is a workpiece, a lap rod rotation driving unit 4 for rotating the lap rod 3, a chuck 5, and a rotatable support for the chuck 5. A chuck supporting means 6 including a holder 6a for performing the rotation, a nut rotation driving means 7, and a processing pressure loading means 8 are provided. The nut 2 is a nut of a ball screw, and a thread groove 2a serving as a ball rolling groove is formed by turning or the like, and is subjected to heat treatment such as quenching and tempering.
[0022]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the wrap rod 3 has a U-shaped or V-shaped screw groove 3 a having the same lead as the screw groove 2 a of the nut 2 and a circular or elliptical cross-sectional shape. A formed string-shaped elastic grindstone 9 is wound along the thread groove 3a. The elastic grindstone 9 is formed by bonding hard abrasive grains such as diamond particles or CBN abrasive grains as a wrapping material, or ordinary abrasive grains such as GC and WA with a polyurethane-based resin. The thread 9a (convex portion) is fixed with an adhesive so that the diameter is smaller than the groove bottom diameter of the thread groove 2a of the nut 2. The string-shaped elastic grindstone 9 may be wound around the entire circumference of the thread groove 3a, or may be formed into a predetermined length continuously or intermittently.
[0023]
As shown in FIG. 1, the lap rod rotation driving means 4 has a spindle chuck 10a, a spindle 10 installed on a base 11, a spindle motor 12 for driving the spindle 10 to rotate in the forward and reverse directions, and a spindle. It comprises a tailstock (not shown) that supports the other end of the lap bar 3, one end of which is gripped by the chuck 10 a, at the center 13. The tailstock is installed concentrically with the main shaft 10 so as to be able to advance and retreat in the axial direction.
[0024]
The chuck 5 grips the outer periphery of the nut 2 and is composed of a collet chuck or the like. The chuck 5 is rotatably mounted on a holder 6 a via a bearing (not shown), and is driven to rotate by a nut rotation driving unit 7. The nut rotation drive means 7 includes a nut drive motor 14 and a drive transmission system 15 for transmitting the output of the nut drive motor 14 to the chuck 5. The nut drive motor 14 rotates only in one direction. The drive transmission system 15 is configured by a gear train including a driven gear 5 a provided on the outer periphery of the chuck 5 and a drive gear 14 a provided on an output shaft of the nut drive motor 14. When the nut 2 is rotated at a constant speed by the driven gear 5a and the drive gear 14a, a relative speed difference with the lap bar 3 is generated, and the entire circumference of the thread groove 2a of the nut 2 can be machined.
[0025]
The holder 6a is supported by the upper guide portion 6b so as to be able to advance and retreat and swing freely with respect to the slide bar 16. The slide bar 16 is installed parallel to the axis of the main shaft 10 and the tailstock, and the chuck 5 is installed so that its axis is parallel to the slide bar 16. The holder 6a and the slide bar 16 constitute the chuck supporting means 6.
[0026]
The processing pressure loading means 8 is a weight, and is fixed to a lower side surface of the holder 6a with a bolt or the like. A swinging force around the slide bar 16 is generated in the holder 6a by the working pressure loading means 8, and a working pressure between the nut 2 and the lap bar 3 is applied by the swinging force. The processing pressure loading means 8 is not limited to such a weight, but may be a simple spring.
[0027]
At both ends of the movement path of the holder 6a, sensors 17, 18 for detecting the position of the holder 6a are juxtaposed. These sensors 17 and 18 are sensors for detecting the forward / reverse switching position of the main shaft 10, and when the holder 6a is detected, the rotation direction of the main shaft motor 12 is switched in the reverse direction by the detection signal.
[0028]
Next, the operation of the lap processing will be described. With the wrap bar 3 inserted through the nut 2, the nut 2 is supported by the chuck 5, and the wrap bar 3 is supported by the spindle chuck 10a and the center 13 of the tailstock. In this state, the thread groove 2a of the nut 2 is lapped by rotating the lap rod 3 by the spindle motor 12 and rotating the nut 2 together with the chuck 5 by the nut drive motor 14. The processing pressure is applied by a processing pressure loading means 8 composed of a weight attached to the holder 6a. In this case, a wrap bar 3 having a thread 9a whose effective diameter is smaller than the thread groove 2a of the nut 2 is used. Since the nut 2 is rotated by the rotation of the wrap rod 3, the contact portion of the nut 2 with the wrap rod 3 in the screw groove 2a changes in the groove direction with the rotation of the nut 2, and the screw groove 2a is turned in the groove direction. Lapping is advanced. In addition, since the holder 6a holding the nut 2 is movable, the nut 2 moves in the axial direction together with the holder 6a with the rotation of the wrap rod 3 due to the engagement between the nut 2 and the wrap rod 3. Therefore, in the nut 2, the entire screw groove 2 a and the shoulder portion of the screw groove 2 a are wrapped by the respective portions of the wrap bar 3. Thereby, a high-precision and good finished surface can be formed without impairing the shape of the pre-processing, and burrs and the like at the time of cutting generated on the shoulder portion and the like of the thread groove 2a can be easily removed. .
[0029]
When the holder 6a reaches a predetermined stroke end, its position is detected by the sensor 17, and the rotation direction of the spindle motor 12 is reversed. Therefore, the wrap bar 3 rotates in the opposite direction, and the nut 2 moves in the opposite direction. In this manner, lapping is performed while the nut 2 reciprocates a predetermined stroke in the axial direction. At the same time, the amount of displacement of the holder 6a in the cutting direction about the axis of the slide bar 16 is monitored by a cutting amount measuring gauge (not shown), and the finished machining dimension is controlled by a detection signal of the displacement amount.
[0030]
FIG. 3 shows another embodiment of the wrap bar according to the present invention. The lap rod 19 is the same as that described above in that a string-shaped elastic grindstone 21 is wound along a screw groove 20a formed in a spiral shape on the outer periphery of the screw shaft 20, but the screw shaft 20 is tapered. The difference is that the effective diameter of the thread 21a of the elastic grindstone 21 is gradually reduced. That is, the thread on the small diameter side is made smaller in diameter than the effective diameter of the thread groove 2a of the nut 2, while the thread on the large diameter side is made slightly larger in diameter than the effective diameter of the thread groove 2a of the nut 2. Molding. With such a configuration, the processing pressure can be applied only by the elastic deformation of the elastic grindstone 21 by simply rotating the lap bar 19, and the entire circumference of the thread groove 2a of the nut 2 can be lap-processed. . In this case, the nut 2 need only be restrained in the direction of rotation about the axis. Here, the screw shaft 20 of the wrap bar 19 is formed in a tapered shape. However, the present invention is not limited to this. For example, the screw shaft 20 may be formed so that the diameter of a screw groove 20a formed in the screw shaft 20 is gradually reduced. Elastic grindstones 21 having the same cross section may be wound.
[0031]
The thread groove of a ball screw usually has a cross-sectional shape that forms a gothic arch. However, in the lap rod according to the present invention, the elastic grindstone is elastically deformed by a processing pressure, and is brought into uniform contact with a nut screw groove surface that is a surface to be processed. Therefore, as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the elastic grindstones 22 and 23 does not necessarily need to be formed into a gothic arch shape, and even if the cross-section is a circular thread 22a as shown in FIG. Alternatively, as shown in (b), the thread 23a may have an elliptical cross section. Therefore, it is not necessary to form the thread of the lap bar with high precision in accordance with the thread groove of the nut as in the related art.
[0032]
This lapping method and apparatus uses a lap rod 3 (19) having an elastic grindstone, rotates both a nut and a lap rod, and elastically deforms the elastic grindstone by a processing pressure to form a nut screw groove surface as a surface to be processed. Lap processing by making uniform contact with the surface, so that good surface roughness can be achieved efficiently and at the same time, stable and high-precision nut screws are maintained without breaking the groove shape accuracy obtained in the previous processing. Groove lapping can be performed. Also, compared to the conventional lapping process in which the thread shape of the lap bar is transferred to the nut thread groove, the thread does not require high shape accuracy, the molding is easy, and it is possible to cope with various nut thread shapes. . Furthermore, if the lap rod according to the present invention is used, burrs and the like at the time of cutting generated on the shoulder portion of the nut thread groove and the like can be removed at the same time. Therefore, the work can be standardized without depending on the experience and intuition of the worker as in the related art, which is suitable for mass production.
[0033]
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments at all, but is merely an example, and may be variously modified without departing from the gist of the present invention. The scope of the present invention is, of course, indicated by the appended claims, and further includes the equivalent meanings described in the appended claims and all modifications within the scope. Including.
[0034]
【The invention's effect】
As described in detail above, the method of lapping a nut thread groove according to the present invention is such that a nut thread groove as a workpiece is engaged with a thread of a lap rod rotatably supported at both ends, and the nut and the lap rod In the state where the processing pressure is applied during the process, both the nut and the lap rod are rotated, and the thread of the lap rod is elastically brought into contact with the nut thread groove to perform the lap processing, so that good surface roughness is efficiently obtained. In addition to achieving the above, stable and accurate lapping of the nut thread groove can be performed without destroying the groove shape accuracy obtained in the pre-processing. Also, compared to the conventional lapping process, in which the thread shape of the lap bar is transferred to the nut thread groove, the thread does not require high shape accuracy, the thread can be easily formed, and it can correspond to various nut thread shapes. be able to.
[0035]
In addition, if the nut is moved in the axial direction with the rotation of the wrap rod to lap the entire circumference of the nut screw groove, the contact portion of the lap rod in the nut screw groove is rotated with the rotation of the nut. It changes sequentially in the groove direction, lapping is performed with high precision over the entire circumference of the thread groove, and burrs and the like generated at the shoulder of the nut thread groove at the time of cutting can be removed at the same time.
[0036]
Further, the wrapping device for a nut screw groove according to the present invention includes a lap rod in which an elastic grindstone meshing with the nut screw groove is helically fixed, lap rod rotation driving means for rotating the lap rod, and a lap rod inserted therethrough. A chuck for holding the set nut, a chuck supporting means for rotatably supporting the chuck and axially movable along with the rotation of the lap bar by meshing the nut and the wrap bar, and a nut for rotating the nut Since the rotation driving means and the processing pressure load means for applying a processing pressure to the wrap rod to the nut are provided, the nut is guided by the chuck support means with the rotation of the lap rod due to the engagement of the nut and the lap rod. While freely moving in the axial direction together with the chuck. By this movement, the nut screw groove can be machined over the entire circumference, and can be machined smoothly without applying an excessive load, as compared with the case of forcibly moving. Therefore, the apparatus and the control system can be simplified, and the elastic grindstone can be brought into almost uniform contact with the thread groove surface of the nut, and the thread shape of the wrap bar does not exactly match the thread shape of the nut. Also, it is possible to form a high-accuracy and good-finished surface without substantially impairing the shape of pre-processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a partially sectional front view showing a nut thread groove lapping device according to the present invention.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II of the above.
FIG. 2 is a front view showing a wrap rod according to the present invention.
FIG. 3 is a front view showing another embodiment of the wrap bar according to the present invention.
FIG. 4A is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the wrap bar according to the present invention.
(B) is principal part sectional drawing which shows another embodiment same as the above.
FIG. 5A is a plan view showing a conventional nut thread groove lapping device.
(B) is a front view same as the above.
FIG. 6 is an operation explanatory view showing a state in which a conventional nut screw groove is lapped.
[Explanation of symbols]
1. Lapping device 2. Nut 2a, 3a Screw groove 3, 19 Wrap bar 3b, 20 Screw shaft 4・ Lap rod rotation driving means 5 ・ ・ ・ ・ ・ Chuck 5a ・ ・ ・ ・ ・ ・ Geared gear 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・······ Chuck support means 6a ··· Holder 6b ··· Guide unit 7 ··· ······· Nut rotation driving means 8 ····· Processing pressure loading means 9, 21, 22, 23 ····· Elastic whetstone 9a, 20a , 22a, 23a Thread 10 ... spindle 0a Spindle chuck 11 Base 12 Spindle motor 13 Center 14 Nut drive motor 14a Drive gear 15 Drive transmission system 16 Slide bars 17 and 18 Sensors 52: chuck 53: rotation center 54: screw shaft Shaped tool 54a Thread 54b Rotation axis 55 Bed 56 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Guide rail 57 ・ ・ ・... Mounting platform 58 ... Bracket 59 ... Mounting shaft 59a・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inner peripheral surface 59b ・ ・ ・ ・ ・ ・ End surface 60 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Nut 60a ・ ・ ・ ・ ・ ・..... thread groove
