JP4165302B2 - 研削盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動されるワークに向かって回転駆動される砥石車を進退移動してワーク外周面を研削加工する研削盤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワーク支持駆動装置に回転駆動可能に支承されたワークに向かって砥石車が回転駆動可能に支承された砥石台を進退して、砥石車によってワークを研削加工する研削盤において、特許文献1に記載されているように、ベッド上に載置された主軸台と、該主軸台に対向してベッド上に載置された心押台とでワーク支持駆動装置を構成し、心押台に主軸台に向かって進退可能に支承したラム先端に嵌着されたセンタと主軸台に設けられたセンタとの間でワークを挟持している。また、ラムを主軸台に対して進退移動しワークの長さに応じて心間距離の調整を行っている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−96459号公報(第3,4頁、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の研削盤では、主軸台と心押台がベッドに載置されているので、砥石車がワークを研削加工する加工区域から切粉やクーラントがベッド上に直接落下してベッドを熱変形させて加工精度を低下させることがあった。ラムの進退移動の精度を確保するためにラムの長さを長くし、ラムを支承する軸受部を油潤滑しなければならず、心押台の長さが長くなり、構造が複雑になって機械全体が大型化しコスト高になる不具合があった。さらに、ラムがオーバハングしてワークを支持するので、ワークを支持する剛性が低下する不具合があった。
【0005】
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、高剛性かつ高精度にワークを支持することができて小型化可能なワーク支持駆動装置を備えた研削盤を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段と作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、断面L字形状の左右イケールを前記ベッド上に固定し、前記ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を前記左右イケールの垂直壁の一面に夫々固定された自己潤滑式の左右リニアガイドを介して前記左右イケールに主軸軸線方向に移動可能に装架し、左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジを前記左右イケールの垂直壁の他面に主軸軸線方向に夫々軸承し、自己潤滑式の左右バーガイドを前記左右イケールに前記左右イケールの垂直壁に夫々穿設された貫通穴内に主軸軸線方向に固定し、左右連結部材の各中央部を前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、前記左右連結部材の各一端を前記左右送りネジにネジ結合し各他端を前記左右主軸台に連結し各中央部を前記貫通穴内で前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合して前記ワーク支持駆動装置を構成したことである。
【0007】
本発明によれば、ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台が、ベッドに固定された断面L字形状の左右イケールの垂直壁の一面に夫々固定された自己潤滑式の左右リニアガイドを介して前記左右イケールに主軸軸線方向に移動可能に装架され、左右サーボモータにより左右送りネジが回転され、左右連結部材がバーガイドに案内されて互いに接近され、左右連結部材に当接されて左右主軸台が左右リニアガイドに案内されて接近し、左右主軸台に軸承された左右主軸がワークの両端を挟持して回転駆動する。この回転駆動されるワークに向かって砥石台が前進され砥石車がワークを研削加工する。このように、左右主軸台を接近させてワークの両端を夫々支持するので、従来のラムのようにオーバハングすることがなく、高剛性かつ高精度にワークを支持することができる。また、ワークは左右主軸によって両端から捩れることなく高精度に回転駆動される。さらに、主軸台は並設された送りネジによってリニアガイドにガイドされて移動されるので、工作物支持駆動装置の長さを短くして小型化することができる。
そして、主軸台を左右イケールの垂直壁からオーバハングして取付けることができるので、切粉およびクーラントを下方に直接落下させることができる。また、左右リニアガイドおよび左右バーガイドは自己潤滑式であるので、潤滑装置を設ける必要がなく構造が簡単になりコスト低減することができる。さらに左右バーガイドを左右イケールの垂直壁に穿設した貫通穴内に主軸軸線方向に配置したので、厚さを薄くして小型化することできる。
【0011】
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、断面L字形状の左右イケールを前記ベッド上に固定し、前記ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を前記左右イケールの垂直壁に夫々固定された左右リニアガイドを介して前記左右イケールに主軸軸線方向に移動可能に装架し、左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジを前記左右イケールに前記主軸軸線方向に軸承し、左右バーガイドを前記左右イケールに前記主軸軸線方向に固定し、左右連結部材の各中央部を前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、前記左右連結部材の各一端を前記左右送りネジにネジ結合し各他端を前記左右主軸台に連結し、前記左右主軸の先端に前記ワークの両端センタ穴に嵌合する左右センタを嵌着し、該左右センタ間でワークを挟持する方向に前記左右連結部材から前記左右主軸台に力を伝達する左右作用点と前記左右センタの先端までの各距離を等しくしたことである。
【0012】
この発明によれば、ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台が、ベッドに固定された断面L字形状の左右イケールの垂直壁に夫々固定された左右リニアガイドを介して前記左右イケールに主軸軸線方向に移動可能に装架され、左右サーボモータにより左右送りネジが回転され、左右連結部材が左右バーガイドに案内されて互いに接近され、左右連結部材に当接されて左右主軸台が左右リニアガイドに案内されて接近し、左右主軸台に軸承された左右主軸がワークの両端を挟持して回転駆動する。この回転駆動されるワークに向かって砥石台が前進され砥石車がワークを研削加工する。このように、左右主軸台を接近させてワークの両端を夫々支持するので、従来のラムのようにオーバハングすることがなく、高剛性かつ高精度にワークを支持することができる。また、ワークは左右主軸によって両端から捩れることなく高精度に回転駆動される。さらに、左右主軸台は並設された送りネジによってリニアガイドにガイドされて移動されるので、工作物支持駆動装置の長さを短くして小型化することができる。そして、左右主軸台を左右イケールの垂直壁からオーバハングして取付けることができるので、切粉およびクーラントを下方に直接落下させることができる。さらに、左右連結部材から左右主軸台に力を伝達する左右作用点と左右センタの先端までの各距離が等しいので、左右センタ間で工作物を挟持したときに、工作物からセンタ先端に作用する力と連結部材から作用点に作用する力によって左右主軸台が微小量旋回しても、左右センタの変位量が等しくなり支持されたワークの軸線が主軸軸線と平行なZ軸方向に対して傾斜することが防止でき、研削加工されたワークの円筒度を向上することができる。
【0013】
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、前記左右連結部材と前記左右主軸台との間の連結の一方は、前記連結部材と前記主軸台とをフローチングジョイントを介して連結し、他方は圧縮スプリングを介して連結したことである。
【0014】
本発明によれば、左右連結部材と左右主軸台との各間をフローチングジョイントおよび圧縮スプリングを介して夫々連結するので、各間の連結条件が近くなり、左右主軸台の変位が同様となってワークの支持精度が向上する。
【0015】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。 図1,2に示すように、研削盤10は、ワークWを水平な主軸軸線回りに回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置11がベッド12上に載置され、砥石車Gを主軸軸線と平行な軸線回りに回転駆動可能に支承する砥石台13が主軸軸線と平行なZ軸方向およびZ軸と直角で水平なX軸方向にワークWに対して相対移動可能にベッド12上に装架されている。即ち、ベッド12上には一対の円筒ローラリニアガイド14のレール15がZ軸方向に延在して固定され、各レール15に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体16にトラバースベース17が固定されている。ベッド12上にはレール15間にZ軸リニアモータマグネット18が固定され、トラバースベース17の下面にはZ軸リニアモータコイル19がリニアモータマグネット18に対向して固定され、ベース送り装置であるZ軸リニアモータ20が構成されている。トラバースベース17上には一対の円筒ローラリニアガイド21のレール22がX軸方向に延在して固定され、各レール22に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体23に砥石台13の基部24が固定されている。レール22間にX軸リニアモータマグネット25が固定され、基部24の下面にはX軸リニアモータコイル26がリニアモータマグネット25に対向して固定され、X軸リニアモータ27が構成されている。砥石台13の前部には軸受部28が設けられ、軸受部28には砥石車Gを一端に装着された砥石軸29が回転可能に軸承されている。砥石軸29は他端にプーリ30が固着され、基部24に搭載された駆動モータ31の出力軸に固着されたプーリ32との間にベルト33が掛渡されて回転駆動される。ベルト33にはベルトテンション付与機構34によって適宜テンションが付与される。
【0016】
クーラント供給装置35は、図略のタンク内に貯溜されたクーラントをモータにより駆動されるポンプによって汲み上げ、フレキシブルホースおよび砥石台13の基部24に取付けたクーラント供給管37を経由して軸受部28上に取付けられたクーラントノズル36から砥石車GがワークWを研削加工する研削点近辺の加工区域に向けて供給する。
【0017】
ベッド12上には砥石台13と対向する前方位置に旋回テーブル40が旋回位置調整可能に固定され、旋回テーブル40上に断面L字状の左右イケール41a,41bが固定されている。図3,4に示すように、左右イケール41a,41bの垂直壁42a,42bの砥石台13と対向する一方面には、自己潤滑式の一対の円筒ローラリニアガイド43のレール44がZ軸方向に延在して夫々固定され、各レール44に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体45に左右主軸台46a,46bが夫々固定されている。主軸台46a,46bにはワークWの両端を支持する左右主軸47a,47bがZ軸と平行な主軸軸線回りに回転可能に夫々軸承されている。左右主軸47a,47bの先端にはワークWの両端面に穿設されたセンタ穴に嵌合してワークWをセンタ支持する左右センタ49a,49bが夫々嵌着されている。左右主軸47a,47bはワークWを両端から同期して回転駆動するために左右主軸サーボモータ48a,48bによって回転駆動される。
【0018】
左右イケール41a,41bの垂直壁42a,42bの他方面には、左右サーボモータ50a,50bによって夫々回転駆動される左右送りネジ51a,51bが主軸軸線方向に軸承されている。左右イケール41a,41bの垂直壁42a,42bにはZ軸方向に長い貫通穴52a,52bが夫々穿設され、貫通穴52a,52b内に自己潤滑式の左右バーガイド53a,53bが左右円筒ローラリニアガイド43のレール44の各間にZ軸方向に配置され両端を貫通穴52a,52bの両端部で左右イケール41a,41bに固定されている。左右連結部材54a,54bの各中央部は貫通穴52a,52b内で左右バーガイド53a,53bに摺動可能に嵌合され、左右連結部材54a,54bの各一端は左右送りネジ51a,51bに送りナット55a,55bを介してネジ結合され、各他端は左右主軸台46a,46bに連結されている。
【0019】
左主軸台46aと左連結部材54aの他端との連結は、左連結部材54aが左送りネジ51aの正転によって右進され、左連結部材54aの他端にフローチングジョイント56を介して連結された当接部材57が、左主軸台46aの前壁58aの裏面に当接し押圧することによって行われる。なお、左連結部材54aが左送りネジ51aの逆転によって左進されると、当接部材57に設けた係止部が前壁58aに係合して左主軸台46aを後退させる。右主軸台46bと右連結部材54bの他端との連結は、右主軸台46bの前壁58bの裏面と右連結部材54bの他端との間に挿入された圧縮スプリング59を介して行われる。前壁58bと右連結部材54bの他端との所定距離以上の開離は規制されているので、右連結部材54bが右送りネジ51bの逆転によって右進されると右主軸台46aが後退される。このように、左右連結部材54a,54bと左右主軸台46a,46bとの各間は、フローチングジョイント56および圧縮スプリング59を介して夫々連結されているので、各間の連結条件が近くなり、左右主軸台46a,46bの変位が同様となり、ワークWの支持精度が向上する。
【0020】
左右センタ49a,49b間でワークWを挟持する方向に左右連結部材54a,54bを互いに前進したとき、左右連結部材54a,54bから左右主軸台46a,46bに力が伝達される左右作用点である当接部材57が当接する前壁58aの当接面および圧縮スプリング59が当接する前壁58bの当接面と左右センタ49a,49bの先端までの各距離Ha,Hbが等距離となるように構成されている。これにより、左右センタ49a,49b間で工作物を挟持したとき、工作物Wから左右センタ49a,49b先端に作用する力と左右連結部材54a,54bから作用点に作用する力によって左右主軸台46a,46bが微小量旋回しても、左右センタ49a,49b先端の変位量が等しくなり支持されたワークWの軸線がZ軸方向に対して傾斜することが防止できる。
【0021】
ワークWを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置11は、左右イケール41a,41b、左右主軸台46a,46b、左右センタ49a,49bが嵌着された左右主軸47a,47b、左右円筒ローラリニアガイド43、左右サーボモータ50a,50b、左右送りネジ51a,51bおよび左右バーガイド53a,53b等によって構成されている。研削盤10の位置関係は、ワーク支持駆動装置11が位置する方を前側とし、ワーク支持駆動装置11側から砥石台13を見て左側、右側としている。
【0022】
図1,2において、砥石車GがワークWを研削加工する研削点近辺の加工区域の下方には、クーラント回収穴67がベッド12上面に凹設され、加工区域に向かって上方に開口するクーラントシュート68がクーラント回収穴67内に収納されている。クーラントシュート68の下端開口は、ベッド12内を挿通して配置されたクーラントトイ69に連通され、落下回収されたクーラントはクーラントトイ69を流れて機外後方に排出される。
【0023】
60はワーク支持駆動装置11、砥石台13およびトラバースベース17等を覆う全体カバー60で、ベッド12上に取付けられている。全体カバー60内はワーク支持駆動装置11、砥石車Gおよび砥石台13の軸受部28が位置する加工エリア61と砥石台13の基部24、トラバースベース17および円筒ローラリニアガイド14、21等が位置するスライドエリア62とに分離カバー66によって前後方向に分離されている。即ち、トラバースベース17の前側には、軸受部28がスライドエリア62から加工エリア61に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体63が支柱を介して固定されている。枠体63の上下外縁は全体カバー60の下面およびベッド12の上面に接近して配置され、左右外縁はトラバースベース17のZ軸方向移動を許容するために全体カバー60の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。枠体63の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体63の左右外縁に固定され、他端が全体カバー60の左右内面に固定された左右蛇腹カバー64a,64bによって遮蔽され、枠体63に穿設された軸受部28の通過穴内周と軸受部28の外周との間は、一端が軸受部28の外周に固定され、他端が枠体63の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー65によって遮蔽されている。左右蛇腹カバー64a,64bおよび通過穴蛇腹カバー65によって、全体カバー60内を加工エリア61とスライドエリア62とに分離する分離カバー63が構成されている。
【0024】
次に、上記実施の形態の作動について説明する。ワークWが左右主軸台46a,46b間に搬入されると、左右サーボモータ50a,50bが回転駆動され、左右連結部材54a,54bが左右送りネジ51a,51bと送りナット55a,55bとの螺合によって互いに接近され、左右主軸台46a,46bがフローチングジョイント56および圧縮スプリング59を介して左右連結部材54a,54bによって押動され、左右主軸47a,47bの先端に嵌着された左右センタ49a,49b間にワークWが挟持されて図略のクランプ装置によりクランプされる。このとき、左右連結部材54a,54bはフローチングジョイント56および圧縮スプリング59を介して略同様の条件で左右主軸台46a,46bを押動するので、左右主軸台46a,46bの変位が略等しくなり、ワークWを高精度に支持できる。また、左右センタ49a,49b間でワークWを挟持したとき、左右連結部材54a,54bから左右主軸台46a,46bに力が伝達される左右作用点と左右センタ49a,49bの先端までの各距離Ha,Hbが等しいので、工作物Wから左右センタ49a,49b先端に作用する力と左右連結部材54a,54bから作用点に作用する力により左右主軸台46a,46bが微小量旋回しても、左右センタ49a,49b先端の変位量が等しくなり支持されたワークWの軸線がZ軸方向に対して傾斜することが防止でき、研削加工されたワークWの円筒度が高くなる。
【0025】
ワークWが左右センタ49a,49b間に挟持されると、左右主軸サーボモータ48a,48bが同期回転されて左右主軸47a,47bが同期回転されワークWが両端から回転駆動される。Z軸リニアモータ20によってトラバースベース17がZ軸方向に移動されて砥石車GがワークWの加工箇所とZ軸方向で整列される。X軸リニアモータ27が駆動されて砥石台13が、早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度で前進され、クーラント供給装置35によってクーラントノズル36から加工区域にクーラントが供給され、駆動モータ31によりベルト33を介して回転駆動される砥石車GによってワークWの加工箇所が研削加工される。
【0026】
加工区域に供給されたクーラントは砥石車GがワークWを研削加工する研削点を潤滑かつ冷却し切粉とともに加工区域直下に開口するクーラントシュート68内に落下し、クーラントトイ69を流れて機外に迅速に排出される。切粉およびクーラントはクーラントシュート68に直接落下回収され機外に迅速に排出されるので、ベッド12上を流れて熱変形させ加工精度を低下させることがない。
【0027】
このとき、全体カバー60内は、左右蛇腹カバー64a,64bおよび通過穴蛇腹カバー65からなる分離カバー66によってワー砥石車GがワークWを研削加工する加工エリア61と、砥石台13が円筒ローラリニアガイド14,21によってZ軸およびX軸方向にスライドされるスライドエリア62とに分離され、切粉およびクーラントが円筒ローラリニアガイド14,21、リニアモータ20,27に浸入して案内精度、送り精度を低下させることがない。ワークWの研削加工が完了すると、砥石台13がX軸リニアモータ27によって戻り速度で後退され一研削サイクルが終了する。
【0028】
上記実施形態では、砥石台13をトラバースベース17によってZ軸方向にワーク支持駆動装置11に対し相対移動するようにしているが、ワーク支持駆動装置11をZ軸方向に移動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る研削盤の側面図。
【図2】 図1に示す研削盤の全体カバーを外して上方から見た平面図。
【図3】 ワーク支持駆動装置の断面平面図。
【図4】 ワーク支持駆動装置の側面図。
【符号の説明】
10・・・研削盤、11・・・ワーク支持駆動装置、12・・・ベッド、13・・・砥石台、14,21・・・円筒ローラリニアガイド、20,27・・・リニアモータ、24・・・基部、28・・・軸受部、35・・・クーラント供給装置、36・・・クーラントノズル、41a,41b・・・左右イケール、42a,42b・・・垂直壁、43・・・左右円筒ローラリニアガイド、46a,46b・・・左右主軸台、47a,47b・・・左右主軸、48a,48b・・・左右主軸サーボモータ、49a,49b・・・左右センタ、50a,50b・・・左右サーボモータ、51a,51b・・・左右送りネジ、52a,52b・・・貫通穴、53a,53b・・・左右バーガイド、54a,54b・・・左右連結部材、55a,55b・・・送りナット、56・・・フローチングジョイント、57・・・当接部材、58a,58b・・・左右前壁、59・・・圧縮スプリング、60・・・全体カバー、61・・・加工エリア、62・・・スライドエリア、63・・・枠体、64a,64b・・・左右蛇腹カバー、65・・・通過穴蛇腹カバー、66・・・分離カバー、68・・・クーラントシュート、69・・・クーラントトイ、G・・・砥石車、W・・・ワーク。
Claims (3)
- ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、
断面L字形状の左右イケールを前記ベッド上に固定し、
前記ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を前記左右イケールの垂直壁の一面に夫々固定された自己潤滑式の左右リニアガイドを介して前記左右イケールに主軸軸線方向に移動可能に装架し、
左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジを前記左右イケールの垂直壁の他面に主軸軸線方向に夫々軸承し、
自己潤滑式の左右バーガイドを前記左右イケールに前記左右イケールの垂直壁に夫々穿設された貫通穴内に主軸軸線方向に固定し、
左右連結部材の各中央部を前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、
前記左右連結部材の各一端を前記左右送りネジにネジ結合し各他端を前記左右主軸台に連結し各中央部を前記貫通穴内で前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合して前記ワーク支持駆動装置を構成したことを特徴とする研削盤。 - ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、
断面L字形状の左右イケールを前記ベッド上に固定し、
前記ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を前記左右イケールの垂直壁に夫々固定された左右リニアガイドを介して前記左右イケールに主軸軸線方向に移動可能に装架し、
左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジを前記左右イケールに前記主軸軸線方向に軸承し、
左右バーガイドを前記左右イケールに前記主軸軸線方向に固定し、
左右連結部材の各中央部を前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、
前記左右連結部材の各一端を前記左右送りネジにネジ結合し各他端を前記左右主軸台に連結し、
前記左右主軸の先端に前記ワークの両端センタ穴に嵌合する左右センタを嵌着し、該左右センタ間でワークを挟持する方向に前記左右連結部材から前記左右主軸台に力を伝達する左右作用点と前記左右センタの先端までの各距離を等しくしたことを特徴とする研削盤。 - 請求項2において、前記左右連結部材と前記左右主軸台との間の連結の一方は、前記連結部材と前記主軸台とをフローチングジョイントを介して連結し、他方は圧縮スプリングを介して連結したことを特徴とする研削盤。
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