DE102016122148A1 - Nockenschleifmaschine und Nockenschleifverfahren - Google Patents

Nockenschleifmaschine und Nockenschleifverfahren Download PDF

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transverse
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Yoshihiro Mizutani
Satoshi Abeta
Masaharu Inoue
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JTEKT Corp
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Abstract

Ein Nockenschleifverfahren umfasst folgendes: einen Einstellschritt S11 eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Erlangens eines Winkelbereichs einer gemeinsamen Fläche basierend auf ersten Nockenhubdaten eines ersten Nockens und zweiten Nockenhubdaten eines zweiten Nockens; einen ersten Nockenschleifschritt S12 eines Schleifens des ersten Nockens; einen zweiten Nockenschleifschritt S14 eines Schleifens des zweiten Nockens; und einen Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Bewegens eines Schleifrads in einer Querrichtung, um ein Ausfeuern eines ungeschliffenen Teils durchzuführen, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken verbleibt, nach dem zweiten Nockenschleifschritt S14.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Nockenschleifmaschinen und Nockenschleifverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Schleifmaschine und ein Schleifverfahren für einen Kompositnocken bzw. einen zusammengesetzten Nocken, in dem zwei Nocken mit unterschiedlichen Nockenhüben und verschiedenen Phasenwinkel angeordnet sind, um in der axialen Richtung nebeneinander zu liegen.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Einlass- und Auslassprozesse zu und von einem Zylinder einer Brennkraftmaschine werden durch einen Ventilöffnungsbetrieb durchgeführt. Der Ventilöffnungsbetrieb wird durch einen Betrieb bzw. eine Betätigung eines Drehnockens durchgeführt.
  • Um eine Ausgabe der Brennkraftmaschine etc. zu verbessern, werden verschiedene Ventilöffnungssteuerprozesse für den Ventilöffnungsbetrieb in Abhängigkeit davon verwendet, ob die Maschinendrehzahl hoch oder niedrig ist.
  • In einem von solchen Steuerverfahren sind ein erster Nocken für geringe Drehzahlen bzw. langsame Geschwindigkeiten und ein zweiter Nocken für hohe Drehzahlen bzw. hohe Geschwindigkeiten als ein Nocken vorgesehen, der ein Ventil betätigt, und die Ventilöffnungssteuerung wird durch ein Auswählen des ersten Nockens und des zweiten Nockens je nach Bedarf gemäß der Maschinendrehzahl durchgeführt. In diesem Fall wird ein wahlweises Umschalten zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken ausgeführt, wenn ein Stößel des Ventils sich relativ zu dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken in der axialen Richtung bewegt, während er mit dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken in Kontakt ist.
  • 21 bis 23 sind schematische Ansichten, die die Positionsbeziehung zwischen einem ersten Nocken 112 für langsame Drehzahlen und einem zweiten Nocken 114 für hohe Drehzahlen zeigt. Wie ebenfalls aus diesen Figuren heraus gesehen werden kann, hat der erste Nocken 112 für geringe Drehzahlen bzw. langsame Geschwindigkeiten typischerweise eine geringe maximale Hubhöhe, und die maximale Hubhöhe des zweiten Nockens 114 für hohe Drehzahlen ist typischerweise größer als jene des ersten Nockens 112. Die Phasenwinkel des ersten und zweiten Nockens 112, 114 sind derart, dass die Phase des zweite Nockens 114 für hohe Drehzahlen vor jener des ersten Nockens 112 für geringe Drehzahlen hinsichtlich der Drehrichtung (Richtung, die durch einen Pfeil von 21 gezeigt ist) ist, nämlich derart, dass der Ventilöffnungsbetrieb durch den zweiten Nocken 114 früher als durch den ersten Nocken 112 durchgeführt wird. Wie in 21 gezeigt ist, sind der erste Nocken 112 für geringe Drehzahlen und der zweite Nocken 114 für hohe Drehzahlen derart positioniert, dass das Nockenprofil in der Hubhöhenrichtung des zweiten Nockens 114 und das Nockenprofil in der Hubhöhenrichtung des ersten Nockens 112 voneinander in der Winkelrichtung versetzt sind.
  • Wie in 22 und 23 gezeigt ist, sind der erste Nocken 112 für niedrige Drehzahlen und der zweite Nocken 114 für hohe Drehzahlen angeordnet, um in der axialen Richtung nebeneinander zu liegen. Nämlich sind der erste und der zweite Nocken 112, 114 als ein Kompositnocken bzw. ein zusammengesetzter Nocken 110 vorgesehen. In diesem Fall sind sowohl der erste Nocken 112 für niedrige Drehzahlen als auch der zweite Nocken 114 für hohe Drehzahlen derart ausgebildet, dass ein Basiskreisabschnitt verschieden zu dem Nockenprofil, das sich in der Hubhöhenrichtung gemäß dem Winkel ändert, einen festen Radius R von der Nockenwellenmitte aus hat. Ein bestimmter Winkelbereich, in dem der Basiskreisabschnitt des ersten und des zweiten Nockens 112, 114 einander überlappen, ist ein gemeinsamer Basiskreisabschnitt C. In dem Bereich von diesem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C bewegt sich der Stößel relativ zu dem ersten und zweiten Nocken 112, 114, während er in Kontakt damit ist, um zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 umzuschalten, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Ein Schleifen des zusammengesetzten Nockens bzw. Kompositnockens 110, der aus dem ersten Nocken 112 für niedrige Drehzahlen und dem zweiten Nocken 114 für hohe Drehzahlen besteht, wird gewöhnlicherweise mit einer Nockenschleifmaschine unter Verwendung eines Schleifrads T durchgeführt (siehe 22 und 23). Ein Schleifen des Kompositnockens 110 wird durch ein Durchführen eines Einstechschleifens (plunge grinding) von einem von dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 durchgeführt und dann ein Durchführen eines Einstechschleifens des anderen implementiert.
  • Zum Beispiel zeigen 22 und 23 den Fall, in dem ein Schleifen des ersten Nockens 112 für geringe Drehzahlen zuerst durchgeführt wird und dann ein Schleifen des zweiten Nockens 114 für hohe Drehzahlen durchgeführt wird. In diesem Fall wird ein Schleifen des ersten Nockens 112 mit dem Schleifrad T basierend auf voreingestellten Nockenhubdaten des ersten Nockens 112 für geringe Drehzahlen durchgeführt. Danach wird das Schleifrad T zu der Position hin bewegt, die dem zweiten Nocken 114 für hohe Drehzahlen entspricht, und ein Schleifen des zweiten Nockens 114 wird mit dem Schleifrad T basierend auf voreingestellten Nockenhubdaten des zweiten Nockens 114 für hohe Drehzahlen durchgeführt. Ein Schleifen des Kompositnockens 110 wird dementsprechend mit der Nockenschleifmaschine durchgeführt. Siehe z. B. deutsches Patent DE 10333916 B4 und japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. H04-13560 ( JP H04-13560 A ).
  • Wie in 23 gezeigt ist, wird in dem vorangehenden Schleifen des Kompositnockens 110 mit der Nockenschleifmaschine unter Verwendung des Schleifrads T der Kompositnocken 110 nicht vollständig geschliffen. Und zwar hat der Kompositnocken 110 einen ungeschliffenen Teil F an der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken 112, 114 in dem Bereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C. In 22 und 23 ist der ungeschliffene Teil F übertrieben gezeigt, um ein Verständnis zu vereinfachen. Insbesondere ist die Größe des ungeschliffenen Teils F in der Größenordnung von mehreren Mikrometern.
  • Falls der Kompositnocken bzw. der zusammengesetzte Nocken 110 den ungeschliffenen Teil F an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 in dem Bereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C hat, gelangt der Stößel über den ungeschliffenen Teil F, wenn er sich relativ zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 bewegt. Die Betätigung eines Bewegens des Stößels relativ zu dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 wird deshalb nicht problemlos bzw. gleichmäßig durchgeführt, was eine Ventilöffnungssteuerung beeinträchtigt. Das Schleifrad T muss deshalb häufig gerichtet werden.
  • Das Problem, dass der Kompositnocken 110 den ungeschliffenen Teil F hat, wird insbesondere beschrieben. Wie in 22 und 23 gezeigt ist, hat das Schleifrad T eine größere axiale Breite als der erste Nocken 112 für niedrige Drehzahlen und der zweite Nocken 114 für hohe Drehzahlen. Das Schleifrad T wird an beiden Enden Ta, Tb von dessen Schleiffläche stumpf, wenn ein Werkstück oder ein Nocken mit dem Schleifrad T geschliffen wird. Und zwar wird das Schleifrad T schneller an beiden Enden Ta, Tb von dessen Schleiffläche als in dessen Mitte abgenutzt bzw. verschlissen, was ein Stumpfwerden der Enden Ta, Tb des Schleifrads T verursacht.
  • Wie in 22 gezeigt ist, ist in dem Fall eines Durchführens eines Einstechschleifens des ersten Nockens 112 für niedrige Geschwindigkeiten das Schleifrad T derart positioniert, dass dessen rechtes Ende Ta mit der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 ausgerichtet ist. Das linke Ende Tb des Schleifrads T ragt deshalb über die linke Seite des ersten Nockens 112 hinaus vor. Ein Stumpfwerden des linken Endes Tb des Schleifenrads T beeinträchtigt dementsprechend nicht ein Schleifen des ersten Nockens 112. Jedoch beeinträchtigt ein Stumpfwerden des rechten Endes Ta des Schleifrads T ein Schleifen der Seite des ersten Nockens 112 der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114, was einen ungeschliffenen Teil F zurücklässt. Der schwarze Teil in 22 zeigt den ungeschliffenen Teil F. In 22 und 23 sind Schleiftoleranzen des ersten und zweiten Nockens 112, 114, welche durch Phantomlinien gezeigt sind, ebenfalls übertrieben gezeigt, um ein Verständnis zu vereinfachen.
  • Wie in 23 gezeigt ist, wird, nachdem ein Schleifen des ersten Nockens 112 beendet ist, das Schleifrad T relativ zu der Position des zweiten Nockens 114 hin bewegt, um ein Einstechschleifen des zweiten Nockens 114 durchzuführen. In diesem Einstechschleifen wird das Schleifrad T derart positioniert, dass dessen linkes Ende Tb mit der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 ausgerichtet ist. Das rechte Ende Ta des Schleifrads T ragt deshalb über die rechte Seite des zweiten Nockens 114 über. Ein Stumpfwerden des rechten Endes Ta des Schleifrads T beeinträchtigt daher nicht ein Schleifen des zweiten Nockens 114. Jedoch beeinträchtigt ein Stumpfwerden des linken Endes Tb des Schleifrads T ein Schleifen der Seite des zweiten Nockens 114 der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114 was einen ungeschliffenen Teil F zurücklässt. Dieser ungeschliffene Teil F zusammen mit dem ungeschliffenen Teil F des ersten Nockens 112 in 22, welche beide in 23 schwarz gezeigt sind, verbleibt an der Grenze bzw. dem Grenzbereich zwischen dem ersten und zweiten Nocken 112, 114.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nockenschleifmaschine zu bieten, die einen ungeschliffenen Teil entfernen kann, der an der Grenze bzw. dem Grenzbereich in einem gemeinsamen Basiskreisabschnitt zwischen einem ersten Nocken und einem zweiten Nocken eines zusammengesetzten Nockens bzw. Kompositnockens erzeugt wird, welche verschiedene Hubhöhen haben.
  • Eine Nockenschleifmaschine nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schleift einen zusammengesetzten Nocken bzw. Kompositnocken.
  • Der Kompositnocken weist folgendes auf: einen ersten Nocken, der einen ersten Basiskreisabschnitt mit einem ersten Radius und einer festen Hubhöhe von einer Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat, und einen ersten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche; einen zweiten Nocken, der einen zweiten Basiskreisabschnitt mit einem ersten Radius und einer festen Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen zweiten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat. Der erste Nocken und der zweite Nocken sind koaxial angeordnet, um in einer axialen Richtung nebeneinander zu liegen. Der erste Nocken und der zweite Nocken haben voneinander verschiedene Formen, wobei die Form des ersten Nockens ersten Nockenhubdaten entspricht, und die Form des zweiten Nockens zweiten Nockenhubdaten entspricht. Zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts sind zueinander eben bzw. bündig (flush), um einen gemeinsamen Basiskreisabschnitt auszubilden.
  • Die Nockenschleifmaschine weist folgendes auf: eine Basiseinheit, die als eine Basis dient; eine Spindelvorrichtung, die über der Basiseinheit platziert ist und eine Werkstückdrehvorrichtung aufweist, die den Kompositnocken um die Mittelachse herum derart stützt, dass der Kompositnocken drehbar ist; eine Schleifradvorrichtung, die über der Basiseinheit platziert ist und ein Drehschleifrad bzw. ein drehbares Schleifrad aufweist; eine Querbewegungsvorrichtung, die das Schleifrad relativ zu dem Kompositnocken in der axialen Richtung hin und her bewegen kann; eine Einstechbewegungsvorrichtung, die das Schleifrad relativ zu den Kompositnocken in einer Richtung bewegen kann, die die axiale Richtung schneidet; und eine Steuervorrichtung, die die Werkstückdrehvorrichtung, die Querbewegungsvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert.
  • Die Steuervorrichtung weist folgendes auf: eine Einstelleinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, die einen Winkelbereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts erlangt, der durch zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts ausgebildet wird, die zueinander eben bzw. bündig sind, basierend auf den ersten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des ersten Nockens eingestellt ist, und den zweiten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des zweiten Nockens eingestellt ist; eine erste Nockenschleifeinheit bzw. eine Schleifeinheit des ersten Nockens, die die Einstechbewegungsvorrichtung und die Querbewegungsrichtung steuert, um das Schleifrad zu einer Position hin zu bewegen, die der Außenumfangsfläche des ersten Nockens zugewandt ist, und die Werkstückdrehvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert, um den ersten Nocken zu schleifen; eine zweite Nockenschleifeinheit bzw. eine Schleifeinheit des zweiten Nockens, die nach dem Schleifen des ersten Nockens die Einstechbewegungsvorrichtung und die Querbewegungsvorrichtung steuert, um das Schleifrad zu einer Position hin zu bewegen, die der Außenumfangsfläche des zweiten Nockens zugewandt ist, und die Werkstückdrehvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert, um den zweiten Nocken zu schleifen; und eine gemeinsame Basiskreisabschnittsquerschleifeinheit bzw. eine Querschleifeinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, die nach dem Schleifen des zweiten Nockens die Querbewegungsvorrichtung steuert, um das Schleifrad von einer Position des zweiten Nockens zu einer Position über eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken in einer Querrichtung zu bewegen, und die Werkstückdrehvorrichtung steuert, um den Kompositnocken bzw. den zusammengesetzten Nocken innerhalb des Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts hinsichtlich des Schleifrads zu drehen, um ein Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchzuführen.
  • Gemäß der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts, falls das Schleifen des ersten und zweiten Nockens des Kompositnockens mit dem Schleifrad unter Verwendung der Schleifeinheit des ersten Nockens und der Schleifeinheit des zweiten Nockens bzw. der ersten Nockenschleifeinheit und der zweiten Nockenschleifeinheit durchgeführt wird, verbleibt ein ungeschliffener Teil an der Grenze bzw. an dem Grenzbereich zwischen den Nocken in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt. Dieser ungeschliffene Teil wird wie folgt entfernt.
  • Zuerst wird der Winkelbereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts des ersten und zweiten Nockens, an dem der ungeschliffene Teil verbleibt, durch die Einstelleinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der Steuereinheit erlangt.
  • Dieser Winkelbereich wird basierend auf den ersten Nockenhubdaten des ersten Nockens und den zweiten Nockenhubdaten des zweiten Nockens erlangt.
  • Nachdem das Schleifen des ersten Nockens und des zweiten Nockens beendet ist, wird das Schleifrad in der Querrichtung von der Position des zweiten Nockens, der unter Verwendung der zweiten Nockenschleifeinheit geschliffen ist, zu einer Position auf der Außenumfangsfläche der Grenze bzw. des Grenzbereichs zwischen dem ersten und zweiten Nocken in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt bewegt, wo der ungeschliffene Teil verbleibt. Ein Querschleifen dieses Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird durchgeführt, um den ungeschliffenen Teil an der Grenze zu entfernen.
  • Nachdem das Schleifen des zweiten Nockens unter Verwendung der zweiten Nockenschleifeinheit beendet ist, wird das Schleifrad wie es ist in der Querrichtung bewegt, ohne weggezogen oder vorversetzt zu werden. Entsprechend kann der ungeschliffene Teil zuverlässig entfernt werden. In dem Fall, in dem das Schleifrad weggezogen, in der Querrichtung zu der Position der Grenze hin bewegt und vorversetzt wird, um ein Einstechschleifen durchzuführen, nachdem das Schleifen des zweiten Nockens unter Verwendung der zweiten Nockenschleifeinheit beendet ist, kann es eine Abweichung in der Vorversatzposition bzw. Vorschubposition des Schleifrads geben und der ungeschliffene Teil kann nicht vollständig entfernt werden.
  • In der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts kann das Schleifen des ersten Nockens unter Verwendung der ersten Nockenschleifeinheit ein Grobschleifen und ein Feinschleifen umfassen, das Schleifen des zweiten Nockens unter Verwendung der zweiten Nockenschleifeinheit kann ein Grobschleifen, ein Feinschleifen und ein Ausfeuern umfassen, und das Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts kann nach dem Ausfeuern des zweiten Nockens durchgeführt werden.
  • Gemäß der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts wird der ungeschliffene Teil entfernt, nachdem das Ausfeuern durchgeführt ist. Zum Beispiel kann dies die Nockenschleifzeit verglichen mit dem Fall reduzieren, in dem der ungeschliffene Teil nach dem Feinschleifen und nach dem Ausfeuern entfernt wird.
  • In der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts kann die Querschleifeinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der Steuervorrichtung das Schleifrad in der Querrichtung in einem Bereich von der Position des zweiten Nockens zu einer Position des ersten Nockens über die Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken hin bewegen. Die Steuervorrichtung kann ferner eine erste Nockenausfeuerungseinheit aufweisen, die nach dem Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts die Werkstückdrehvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert, um ein Ausfeuern des ersten Nockens mit dem Schleifrad durchzuführen.
  • Gemäß der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts wird das Ausfeuern des ersten Nockens mit dem Schleifrad nach dem Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchgeführt. Ein Werkzeugzeichen bzw. eine Werkzeugkerbe, die durch das Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ausgebildet wird, kann deshalb lediglich von dem ersten Nocken aus entfernt werden.
  • In der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts kann das Querschleifen in dem Querschleifteil des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ein Oszillationsschleifen bzw. Schwingschleifen sein, in dem das Schleifrad in der axialen Richtung zwischen dem ersten und zweiten Nocken hin und her bewegt wird.
  • Gemäß der Nockenschleifmaschine des vorangehenden Aspekts, falls das Schwingschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchgeführt wird, wird eine Vielzahl von Werkzeugzeichen bzw. -kerben an dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt ausgebildet, so dass die Werkzeugkerben voneinander versetzt sind. Die Werkzeugkerben sind deshalb weniger erkennbar.
  • Ein Nockenschleifverfahren gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Nockenschleifverfahren zum Schleifen eines zusammengesetzten Nockens bzw. eines Kompositnockens.
  • Der Kompositnocken weist folgendes auf: einen ersten Nocken, der einen ersten Basiskreisabschnitt mit einem ersten Radius und einer festen Hubhöhe von einer Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen ersten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat; und einen zweiten Nocken, der einen zweiten Basiskreisabschnitt mit einem ersten Radius und der festen Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen zweiten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat. Der erste Nocken und der zweite Nocken sind koaxial angeordnet, um in einer axialen Richtung nebeneinander zu liegen. Der erste Nocken und der zweite Nocken haben voneinander verschiedene Formen, wobei die Form des ersten Nockens ersten Nockenhubdaten entspricht und die Form des zweiten Nockens zweiten Nockenhubdaten entspricht. Zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts sind bündig zueinander bzw. eben zueinander, um einen gemeinsamen Basiskreisabschnitt auszubilden.
  • Das Nockenschleifverfahren des vorangehenden Aspekts weist folgendes auf: einen Einstellschritt eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Erlangens eines Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, der durch zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts ausgebildet ist, die zueinander bündig bzw. eben sind, basierend auf den ersten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des ersten Nockens eingestellt ist, und den zweiten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des zweiten Nockens eingestellt ist; einen ersten Nockenschleifschritt eines Durchführens eines Einstechschleifens des ersten Nockens mit dem Schleifrad basierend auf den ersten Nockenhubdaten; einen zweiten Nockenschleifschritt eines nach dem ersten Nockenschleifschritt Durchführens eines Einstechschleifens des zweiten Nockens mit dem Schleifrad basierend auf den zweiten Nockenhubdaten; und einen Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Bewegens des Schleifrads nach dem zweiten Nockenschleifschritt von einer Position des zweiten Nockens zu einer Position über eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken in einer Querrichtung und eines Drehens des Kompositnockens innerhalb des Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts hinsichtlich des Schleifrads, um ein Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchzuführen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Das vorangehende und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Beispielsausführungsformen hinsichtlich den angefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu repräsentieren, und wobei:
  • 1 eine schematische Ansicht eines zusammengesetzten Nockens bzw. Kompositnockens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wenn in der Richtung einer Nockenachse betrachtet;
  • 2 eine Seitenansicht eines ersten Nockens und eines zweiten Nockens des Kompositnockens ist, wenn in einer Richtung senkrecht zu der Nockenachse betrachtet;
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform ist, die ein Beispiel eines Nockensteuermechanismus zeigt, der wahlweise Kompositnocken 14 steuert;
  • 4 eine Draufsicht einer Nockenschleifmaschine ist;
  • 5 eine rechte Seitenansicht der Nockenschleifmaschine ist;
  • 6 ein Blockdiagramm ist, das Steuerfunktionen einer Steuervorrichtung zeigt;
  • 7 einen Prozessablauf einer ersten Ausführungsform zeigt, der von der Steuervorrichtung durchgeführt wird;
  • 8 einen Prozessablauf einer zweiten Ausführungsform zeigt, der von der Steuervorrichtung durchgeführt wird;
  • 9 einen detaillierten Prozessablauf eines ersten Nockenschleifschritts zeigt;
  • 10 einen detaillierten Prozessablauf eines zweiten Nockenschleifschritts zeigt;
  • 11 einen detaillierten Prozessablauf eines Schwingschleifschritts eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts zeigt;
  • 12 einen detaillierten Prozessablauf eines linkswärts gerichteten Querschleifschritts des gemeinsamen Basiskreisabschnitts zeigt;
  • 13 einen detaillierten Prozessablauf eines Luftschleifschritts des ersten Nockens zeigt;
  • 14 einen detaillierten Prozessablauf eines rechtswärts gerichteten Querschleifschritts des gemeinsamen Basiskreisabschnitts zeigt;
  • 15 einen detaillierten Prozessablauf eines Luftschleifschritts des zweiten Nockens zeigt;
  • 16 eine Darstellung eines Schleifens des ersten Nockens ist;
  • 17 eine Darstellung eines Schleifens des zweiten Nockens ist;
  • 18 eine Darstellung der ersten Ausführungsform ist, die ein Querschleifen eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts darstellt;
  • 19 eine Darstellung der zweiten Ausführungsform ist, die ein Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts darstellt;
  • 20 ein Abwicklungsdiagramm ist, das konzeptartig Bahnen eines Schleifrads hinsichtlich des ersten und zweiten Nockens in einer dritten Ausführungsform zeigt;
  • 21 eine schematische Ansicht eines Kompositnockens ist, wenn in der Richtung einer Nockenachse betrachtet, die einen Stand der Technik darstellt;
  • 22 eine Seitenansicht eines ersten Nockens und eines zweiten Nockens des Kompositnockens ist, wenn in einer Richtung senkrecht zu der Nockenachse betrachtet, die ein Schleifen des ersten Nockens darstellt; und
  • 23 ein Diagramm ist, das ein Schleifen des zweiten Nockens darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst wird ein zusammengesetzter Nocken bzw. Kompositnocken 10 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht des Kompositnockens 10, wenn in der Richtung einer Nockenachse x betrachtet. 2 ist eine Seitenansicht, die die maximalen Hubhöhenpositionen eines ersten Nockens 12 und eines zweiten Nockens 14 des Kompositnockens 10 zeigen, wenn in einer Richtung senkrecht zu der Nockenachse x betrachtet.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist der Kompositnocken 10 der vorliegenden Ausführungsform durch den ersten Nocken 12 und den zweiten Nocken 14 ausgebildet, die angeordnet sind, um in der axialen Richtung nebeneinander zu liegen. In der vorliegenden Ausführungsform dient der erste Nocken 12 als ein Nocken für langsame Geschwindigkeiten bzw. niedrige Drehzahlen, und der zweite Nocken 14 dient als ein Nocken für hohe Geschwindigkeiten bzw. hohe Drehzahlen. Die maximale Hubhöhe des ersten Nockens 12 für langsame Drehzahlen ist geringer als jene des zweiten Nockens 14 für hohe Drehzahlen. Wie in 2 gezeigt ist, sind der erste Nocken 12 für langsame Drehzahlen und der zweite Nocken 14 für hohe Drehzahlen mit der gleichen Breite in der axialen Richtung x ausgebildet. Das heißt, die Breite E1 des ersten Nockens 12 ist die gleiche wie die Breite E2 des zweiten Nockens 14.
  • Wie in 1 gezeigt ist, haben der erste Nocken 12 für langsame Drehzahlen und der zweite Nocken 14 für hohe Drehzahlen verschiedene Phasenwinkel. Die Phase des zweiten Nockens 14 für hohe Drehzahlen liegt vor jener des ersten Nockens 12 für langsame bzw. niedrige Drehzahlen hinsichtlich der Drehrichtung (Richtung, die durch einen Pfeil in 1 gezeigt ist) einer Brennkraftmaschine. Ein Ventilöffnungsbetrieb bzw. eine Ventilöffnungsbetätigung für die Brennkraftmaschine wird deshalb durch den zweiten Nocken 14 früher als durch den ersten Nocken 12 durchgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Nocken 12 für niedrige Drehzahlen und der zweite Nocken 14 für hohe Drehzahlen derart positioniert, dass das Nockenprofil in der Hubhöhenrichtung des zweiten Nockens 14 und das Nockenprofil in der Hubhöhenrichtung des ersten Nockens 14 voneinander in der Winkelrichtung versetzt sind und außerdem voneinander vorragen, wenn in der Richtung der Nockenachse betrachtet. Die maximale Nockenhöhenposition von einem Nocken kann außerhalb einer Phase zu dem anderen Nocken sein, selbst wenn deren Nockenprofile voneinander nicht vorragen und das andere Nockenprofil sich innerhalb des einen Nockenprofils befindet.
  • Wie in 1 gezeigt ist, besteht jede von der Kontur des ersten Nockens 12 und der Kontur des zweiten Nockens 14 aus einem Basiskreisabschnitt mit einem festen ersten Radius r von der Mittelachse x des Nockens und einem nockenhöhenvariierenden Profilabschnitt verschieden zu dem Basiskreisabschnitt. In 1 repräsentiert C1 einen ersten Basiskreisabschnitt des ersten Nockens 12 und D1 repräsentiert einen nockenhöhenvariierenden Profilabschnitt des ersten Nockens 12. Ähnlicher Weise repräsentiert C2 einen zweiten Basiskreisabschnitt des zweiten Nockens 14 und D2 repräsentiert einen nockenhöhenvariierenden Profilabschnitt des zweiten Nockens 14. Da der erste Nocken 12 und der zweite Nocken 14 verschiedene Nockenhöhen und verschiedene Phasenwinkel haben, ist der Bereich des ersten Basiskreisabschnitts C1 verschieden von jenem des zweiten Basiskreisabschnitts C2. In 1 zeigt der gemeinsame Basiskreisabschnitt C die Flächenabschnitte des ersten und zweiten Nockens 12, 14 welche bündig zueinander bzw. eben zueinander sind, nämlich die Flächenabschnitte des ersten und zweiten Nockens 12, 14 in denen der erste Basiskreisabschnitt C1 des ersten Nockens 12 und der zweite Basiskreisabschnitt C2 des zweiten Nockens 14 einander überlappen.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform, die ein Beispiel eines Nockensteuermechanismus 16 darstellt, der wahlweise den ersten Nocken 12 und den zweiten Nocken 14 des Kompositnockens 10 steuert, der an einer Nockenwelle 18 montiert ist. Der erste Nocken 12 und der zweite Nocken 14 sind an der Nockenwelle 18 angeordnet. Der erste Nocken 12 und der zweite Nocken 14 sind für jedes Ventil 20 vorgesehen und bilden zusammen den Kompositnocken bzw. den zusammengesetzten Nocken 10. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei von den Kompositnocken 10 auf der Nockenwelle 18 montiert, so dass sich die Kompositnocken 10 einstückig hinsichtlich der Nockenwelle 18 drehen können und sich in der axialen Richtung bewegen können.
  • Jedes Ventil 20 wird auf und ab bewegt durch eine Schwingbewegung von einem entsprechenden von Stößeln 22. Der Stößel 22 berührt wahlweise den ersten Nocken 12 oder den zweiten Nocken 14 und wird dementsprechend durch die Nocken 12, 14 geschwungen. Insbesondere ist der Stößel 22 mit einer Stößelwalze 23 versehen, und der Stößel 22 berührt wahlweise den ersten Nocken 12 oder den zweiten Nocken 14 durch einen Kontakt zwischen der Stößelwalze 23 und den Nocken 12, 14. Dieser selektive Kontakt bzw. wahlweise Kontakt zwischen dem Stößel 22 und den Nocken 12, 14 wird erreicht durch einen Eingriff zwischen einem Stift 26 eines Aktors 24, wie zum Beispiel einem elektromagnetischen Solenoid, und einem spiralförmig genuteten Element 28, das einstückig mit dem Kompositnocken 10 auf einer Seite des Kompositnockens 10 vorgesehen ist. Das spiralförmig genutete Element 28 hat eine axiale spiralförmige Nut in dessen Außenumfangsfläche. Der Stift 26 von jedem Aktor 24 steht mit der Spiralnut von jedem spiralförmig genuteten Element 28 in Eingriff, wodurch die zwei Kompositnocken 10 in der axialen Richtung durch eine Drehung der Nockenwelle 18 und den Kompositnocken 10 bewegt werden. Die Spiralnuten der spiralförmig genuteten Elemente 28, die auf der rechten und linken Seite angeordnet sind, sind in der gleichen Richtung ausgebildet. Zum Beispiel bewegen sich die Kompositnocken 10 zu der rechten Seite hin, wenn der Stift 26 mit der Sprialnut von einem spiralförmig genuteten Element 28 in Eingriff steht. Die Kompositnocken 10 bewegen sich zu der linken Seite hin, wenn der Stift 26 mit der Spiralnut des anderen spiralförmig genuteten Elements 28 in Eingriff steht. Die Position des Nockens, der den Stößel 22 berührt, wird auf diese Weise umgeschaltet. Die Umschaltbetätigung unter Verwendung des Aktors 24 wird durchgeführt, wenn der Stößel 22 in Kontakt mit dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C des ersten Nockens 12 oder des zweiten Nockens 14 ist.
  • Eine Nockenschleifmaschine 30 wird nachfolgend mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist eine Draufsicht und 5 ist eine rechte Seitenansicht. Eine Reitstockvorrichtung 58 in 4 ist in 5 nicht gezeigt. Die X-, Y- und Z-Achse in den Figuren sind zueinander senkrecht. Die X-Achsenrichtung ist die vertikale Aufwärtsrichtung und die X- und die Z-Achsenrichtung sind horizontale Richtungen senkrecht zueinander.
  • Die Nockenschleifmaschine 30 der vorliegenden Ausführungsform dreht sich und stützt die Nockenwelle 18 oder ein Werkstück W mit den Kompositnocken 10 und schleift die Nockenwelle 18 mit einem zylindrischen Schleifrad T. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Nockenschleifmaschine 30 eine Eingabevorrichtung 32, wie zum Beispiel ein Keyboard, eine Displayvorrichtung bzw. Anzeigevorrichtung 34, wie zum Beispiel einen Monitor, eine Datenlesevorrichtung 36, wie zum Beispiel ein Bandlesegerät, und eine automatische Programmiervorrichtung 38, eine numerische Steuervorrichtung 40, Antriebseinheiten 42, 44, 46, 48, eine Schleifradvorrichtung 50 und eine Werkstückstützvorrichtung 52 auf.
  • Die Datenlesevorrichtung 36 liest verschiedene Daten gemäß eines Betriebs, der durch die Bedienperson durchgeführt wird unter Verwendung der Eingabevorrichtung 32 und der Display- bzw. Anzeigevorrichtung 34. In diesem Fall liest die Datenlesevorrichtung 36 Nockenhubdaten, die die Form des zu schleifenden Kompositnockens 10 und den Radius des Schleifrads T spezifizieren. In der vorliegenden Ausführungsform liest die Datenlesevorrichtung 36 zwei Teile bzw. Sätze von Nockenhubdaten, nämlich Nockenhubdaten der Nocken 12, 14 mit verschiedenen Phasenwinkel und verschiedenen Hubhöhen, wie in 1 gezeigt ist. Und zwar liest die Datenlesevorrichtung 36 erste Nockenhubdaten, die die Form des ersten Nockens 12 zeigen, zweite Nockenhubdaten, die die Form des zweiten Nockens 14 zeigen, den Winkel von einer Referenzphase zu der Phase, die dem maximalen Hub des ersten Nockens entspricht, und den Winkel von einer Referenzphase zu der Phase, die dem maximalen Hub des zweiten Nockens 14 entspricht. Die Referenzphase des ersten Nockens 12 ist die gleiche wie jene des zweiten Nockens 14.
  • Die Bedienperson gibt die folgenden Daten in die Eingabevorrichtung 32 ein, während sie auf die Anzeigevorrichtung 34 sieht.
    • (a) die Breite E1 des ersten Nockens 12
    • (b) die Breite E2 des zweiten Nockens 14
    • (c) die Breite G und Durchmesser H des Schleifrads T
    • (d) die Drehzahl m1 des Schleifrads T, die Drehzahl n1 einer Spindel 74 und den Vorschub J des Schleifrads T zum Luftschleifen
    • (e) die Drehzahl m2 des Schleifrads T, die Drehzahl n2 der Spindel 74 und den Vorschub K des Schleifrads T zum Grobschleifen
    • (f) die Drehzahl m3 des Schleifrads T, die Drehzahl n3 der Spindel 74 und den Vorschub M des Schleifrads T zum Feinschleifen
    • (g) die Drehzahl m4 des Schleifrads T, die Drehzahl n4 der Spindel 74 und den Betrag einer Drehung der Spindel 74 zum Ausfeuern
    • (h) die Drehzahl m5 des Schleifrads T, die Drehzahl n5 der Spindel 74 und den Betrag einer Drehung der Spindel 74 zu der Zeit eines Entfernens eines ungeschliffenen Teils
  • Die Daten (d) bis (g) werden für jeden von einem ersten Nockenschleifschritt und einem zweiten Nockenschleifschritt eingegeben, und ein Programm für den ersten Nockenschleifschritt und ein Programm für den zweiten Nockenschleifschritt werden automatisch durch die automatische Programmiervorrichtung 38 erzeugt.
  • Die Nockenschleifmaschine 30 weist eine Basiseinheit 54 auf, die als eine Basis dient, auf der verschiedene Vorrichtungen platziert werden. Die Nockenschleifmaschine 30 hat einen Arbeitstisch 65 und einen Radkopf 70 auf der Basiseinheit 54. Der Arbeitstisch 65 kann in der Z-Achsenrichtung durch eine Arbeitstischantriebsvorrichtung 66 hin und her bewegt werden. Der Radkopf 70 kann in der X-Achsenrichtung durch eine Radkopfantriebsvorrichtung 68 hin und her bewegt werden. Die Arbeitstischantriebsvorrichtung 66 der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Querbewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, und die Radkopfantriebsvorrichtung 68 entspricht der Einstechbewegungsvorrichtung.
  • Die Nockenschleifmaschine 30 hat eine Spindelvorrichtung 56 und die Reitstockvorrichtung 58 auf dem Werktisch 65. Die Spindelvorrichtung 56 weist die Spindel 74 auf. Die Spindel 74 dreht sich um eine Spindeldrehachse, die parallel zu der X-Achse ist und durch die Mitte eines Zentrums bzw. einer Mitte 72 führt. Die Reitstockvorrichtung 58 weist eine Mitte 73 auf, die an der Spindeldrehachse angeordnet ist. Die Spindel 74 kann durch eine Spindelantriebsvorrichtung 76 gedreht werden. Die Spindelantriebsvorrichtung 76 entspricht der Werkstückdrehvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die Mitten 72, 73 halten die Nockenwelle 18 mit den Kompositnocken bzw. zusammengesetzten Nocken 10 oder das Werkstück W dazwischen. Die Spindel 74 ist mit einem Positionierungsstift 78 versehen, der die Nockenwelle 18 oder das Werkstück W und die Spindel 74 veranlasst, sich in Phase miteinander zu drehen. Die Nockenwelle 18 oder das Werkstück W hat einen Passabschnitt (nicht gezeigt), in den der Positionierungsstift 78 gepasst wird. Die Nockenwelle 18 ist dementsprechend derart positioniert, dass der Positionierungsstift 78 in den Passabschnitt gepasst ist und zwischen den Mitten bzw. Zentrierungen 72, 73 gehalten wird.
  • Der Radkopf 70 hat das Schleifrad T, das darauf platziert ist. Das Schleifrad T wird durch eine Schleifradantriebsvorrichtung 80, wie zum Beispiel einen Motor, gedreht. In der vorliegenden Ausführungsform bilden der Radkopf 70, das Schleifrad T und die Schleifradantriebsvorrichtung 80 die Schleifradvorrichtung 50 der vorliegenden Erfindung.
  • Die numerische Steuervorrichtung 40 steuert verschiedene Vorrichtungen durch ein Ausgeben von Steuersignalen an die Antriebseinheiten 42, 44, 46, 48, um die verschiedenen Antriebsvorrichtungen 68, 76, 66, 80 antreibend zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform steuert die numerische Steuervorrichtung 40 die Position in der X-Achsenrichtung des Radkopfes 70 oder die Position, zu der das Schleifrad T hin vorversetzt oder zurückgezogen wird, durch ein Ausgeben eines Steuersignals an die Antriebseinheit 42, um die Radkopfantriebsvorrichtung 68 antreibend zu steuern. Die numerische Steuervorrichtung 40 steuert außerdem die Position in der Z-Achsenrichtung des Werktisches 65 durch ein Ausgeben eines Steuersignals an die Antriebseinheit 46, um die Werktischantriebsvorrichtung 66 antreibend zu steuern. Die numerische Steuervorrichtung 40 steuert außerdem die Drehzahl des Schleifrads T durch ein Ausgeben eines Steuersignals an die Antriebseinheit 48, um die Schleifradantriebsvorrichtung 80 antreibend zu steuern.
  • Die Antriebseinheit 44 erlangt einen tatsächlichen Drehwinkel bzw. Ist-Drehwinkel der Spindel 74 von einem Erfassungssignal eines Encoders bzw. Gebers 76E der Spindelantriebsvorrichtung 76, um eine Regelung durchzuführen. Die Antriebseinheit 42 erlangt eine tatsächliche Position bzw. Ist-Position in der X-Achsenrichtung des Radkopfes 70 von einem Erfassungssignal eines Encoders bzw. Gebers 68E der Radkopfantriebsvorrichtung 68, um eine Regelung durchzuführen. Die Antriebseinheit 46 erlangt eine tatsächliche Position bzw. Ist-Position in der X-Achsenrichtung des Werktisches 65 von einem Erfassungssignal eines Encoders bzw. Gebers 66E der Werktischantriebsvorrichtung 66, um eine Regelung durchzuführen.
  • Insbesondere der Encoder 66E und die Antriebseinheit 46 erfassen einen Betrag, um den der Werktisch 65 bewegt wurde. Der Encoder 68E und die Antriebseinheit 42 erfassen den Betrag, um den der Radkopf 70 zu dem Werktisch 65 hin bewegt wurde. Falls der Betrag, um den das gewünschte Element zu bewegen ist, nämlich der Betrag, der durch ein Steuerbefehlssignal oder ein Steuersignal angezeigt wird, zu dem Betrag passt, um den das gewünschte Element tatsächlich bewegt wurde, nämlich den Betrag, der durch den Encoder und die Antriebseinheit erfasst ist, wird ein Beendigungs- bzw. Vervollständigungssignal an die numerische Steuervorrichtung 40 geschickt.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wird die Nockenwelle 18 oder das Werkstück W zwischen den Mitten 72, 73 derart gehalten, dass die Werkstückdrehachse PW, welche die Mittelachse der Nockenwelle 18 mit den Kompositnocken 10 ist, zu der Spindeldrehachse passt, welche die Drehachse der Spindel 74 ist.
  • In der Nockenschleifmaschine 30, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, befinden sich die Spindeldrehachse (die zu der Werkstückdrehachse PW in dem Beispiel von 5 passt) und die Schleifraddrehachse PT oder die Drehachse des Schleifrads T auf der gleichen horizontalen Ebene STM.
  • Die Steuerung, die durch eine Steuervorrichtung 64 durchgeführt wird, wird beschrieben. Die Steuervorrichtung 64 ist durch Komponenten ausgebildet, die sich in dem Bereich befinden, der von einer Phantomlinie in 4 umgeben ist. Die Steuervorrichtung 64 steuert jede Antriebsvorrichtung, die ein Schleifen des ersten Nockens 12 und des zweiten Nockens 14 durchführt. Das heißt, die Steuervorrichtung 64 steuert die Spindelantriebsvorrichtung 76, die als die Werkstückdrehvorrichtung dient, die Werktischantriebsvorrichtung 66, die als die Querbewegungsvorrichtung dient, und die Radkopfantriebsvorrichtung 68, die als die Einstechbewegungsvorrichtung dient.
  • Wie in 6 gezeigt ist, weist die Steuervorrichtung 64 Steuerfunktionseinheiten auf, die diese Antriebsvorrichtungen steuern. Das heißt, die Steuervorrichtung 64 weist eine Einstelleinheit 82 eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts, eine erste Nockenschleifeinheit 84, eine zweite Nockenschleifeinheit 86, eine Querschleifeinheit 88 eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts und eine erste Nockenausfeuerungseinheit 90 auf.
  • Die Einstelleinheit 82 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ist eine Funktionseinheit, die den gemeinsamen Basiskreisabschnitt C des ersten und zweiten Nockens 12, 14 durch ein Programm für den Einstellschritt des gemeinsamen Basiskreises in einem Steuerprozessablauf einstellt, der nachfolgend beschrieben ist.
  • Die erste Nockenschleifeinheit 84 ist eine Funktionseinheit, die ein Schleifen des ersten Nockens 12 durch ein Programm für den ersten Nockenschleifschritt durchführt, der nachfolgend beschrieben ist. Die zweite Nockenschleifeinheit 86 ist eine Funktionseinheit, die ein Schleifen des zweiten Nockens 14 durch ein Programm für den zweiten Nockenschleifschritt durchführt, der nachfolgend beschrieben ist.
  • Die Querschleifeinheit 88 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ist eine Funktionseinheit, die ein Entfernen des ungeschliffenen Teils durchführt, der durch den ersten Nockenschleifschritt und den zweiten Nockenschleifschritt erzeugt ist, durch ein Programm für den Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, der nachfolgend beschrieben ist.
  • Die erste Nockenausfeuerungseinheit 90 ist eine Funktionseinheit, die ein Ausfeuern des ersten Nockens 12 nach dem Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts in einer zweiten Ausführungsform durchführt, der nachfolgend beschrieben ist, durch ein Programm für den ersten Nockenausfeuerungsschleifschritt, der nachfolgend beschrieben ist.
  • Der Steuerprozessablauf, der einen Betrieb der Antriebsvorrichtungen unter Verwendung der Funktionseinheiten steuert, umfasst einen Steuerprozessablauf der ersten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, und einen Steuerprozessablauf der zweiten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist. Jede von den Ausführungsformen wird nachfolgend beschrieben.
  • Zuerst wird die erste Ausführungsform beschrieben, die in 7 gezeigt ist. Wie in dem Steuerprozessablauf von 7 gezeigt ist, werden zuerst die ersten Nockenhubdaten bezüglich dem Außenprofil des ersten Nockens 12, der in 1 gezeigt ist, und die zweiten Nockenhubdaten bezüglich dem Außenprofil des zweiten Nockens 14, der in 1 gezeigt ist, in Schritt S10 eingelesen, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Als nächstes wird der gemeinsame Basiskreisabschnitt C des ersten und zweiten Nockens 12, 14 in dem Einstellschritt S11 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts erlangt. Der gemeinsame Basiskreisabschnitt C wird aus den ersten Nockenhubdaten oder Daten bezüglich eines Einstellens des Hubs hinsichtlich des Drehwinkels des ersten Nockens 12, der in 1 gezeigt ist, und den zweiten Nockenhubdaten oder Daten bezüglich eines Einstellens des Hubs hinsichtlich des Drehwinkels des zweiten Nockens 14, der in 1 gezeigt ist, erlangt. Der Winkelbereich, in dem die Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts C1 des ersten Nockens 12 und die Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts C2 des zweiten Nockens 14, der in 1 gezeigt ist, eine gemeinsame Fläche mit einem Radius r haben, wird als der gemeinsame Basiskreisabschnitt C erlangt. Der Einstellschritt S11 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts muss lediglich zu der Zeit durchgeführt werden, wenn der zweite Nockenschleifschritt beendet ist, der nachfolgend beschrieben wird.
  • Dann wird ein Schleifen des ersten Nockens 12 in dem ersten Nockenschleifschritt S12 durchgeführt. 16 ist eine schematische Ansicht, die ein Schleifen darstellt, das in dem ersten Nockenschleifschritt durchgeführt wird. Die Steuervorrichtung 64 steuert die Werktischantriebsvorrichtung 66 und die Radkopfantriebsvorrichtung 68, um das Schleifrad T an die Position hin zu bewegen, die der Außenumfangsfläche des ersten Nockens 12 zugewandt ist. Die Steuervorrichtung 64 steuert die Spindelantriebsvorrichtung 76 und die Radkopfantriebsvorrichtung 68, um ein Einstechschleifen des ersten Nockens 12 durchzuführen.
  • 9 zeigt einen detaillierten Prozessablauf des ersten Nockenschleifschritts S12. Wie in 9 gezeigt ist, wird ein Schleifen des ersten Nockens 12 in einer Reihenfolge eines Positionierens S31, eines Luftschleifens S32, eines Grobschleifens S33, eines Feinschleifens S34, eines Ausfeuerns S35 und eines Radkopfzurückziehens S36 durchgeführt. In dem Positionieren S31 wird der Werktisch 65 zu der rechten Seite hin bewegt, so dass das rechte Ende des ersten Nockens 12 sich an der Position befindet, die dem rechten Ende des Schleifrads T in der Querrichtung in 16 (laterale Richtung in 16) entspricht. Der Radkopf 70 wird derart vorversetzt, dass sich das Schleifrad T an einer Position entfernt von der Achse x des Kompositnockens 10 zu dem Radkopf 70 um einen Betrag hin befindet, der der Summe des Radius r, des Vorschubs J des Luftschleifens und des Vorschubs K für das Grobschleifen und des Vorschubs M für das Feinschleifen in der Einstechrichtung (vertikale Richtung in 16) entspricht.
  • In dem Positionieren S31 wird das rechte Ende des Schleifrads T an dem rechten Ende des ersten Nockens 12 in der Querrichtung (laterale Richtung) in 16 positioniert, und das Schleifrad T wird um einen Betrag entfernt von dem ersten Nocken 12 positioniert, der dem Vorschub J für das Luftschleifen in der Einstechrichtung (vertikale Richtung) entspricht. In dem Luftschleifen S32 wird das Schleifrad T in der Einstechrichtung um den Betrag bewegt, der dem Vorschub J für das Luftschleifen entspricht, so dass das Schleifrad T mit der Außenumfangsfläche des ersten Nockens 12 in Kontakt kommt. In dem Grobschleifen S33 wird das Schleifrad T, das die Außenumfangsfläche des ersten Nockens 12 berührt, in der Einstechrichtung um einen Betrag vorversetzt, der dem Vorschub K für das Grobschleifen entspricht, und das Grobschleifen wird durchgeführt. In dem Feinschleifen S34 wird das Schleifrad T in der Einstechrichtung um einen Betrag vorversetzt, der dem Vorschub M für das Feinschleifen entspricht, und das Feinschleifen wird durchgeführt. Nachfolgend wird in dem Ausfeuern S35 ein Ausfeuern durchgeführt, bis der Betrag einer Drehung der Spindel 74 einen vorbestimmten Wert erreicht. Nachdem diese Schritte beendet sind, wird der Radkopf 70 in dem Radkopfzurückziehen S36 in der Einstechrichtung um einen Betrag zurückgezogen, der der Summe des Vorschubs J, des Vorschubs K und des Vorschubs M entspricht, um sich für den nachfolgenden zweiten Nockenschleifschritt S14 bereitzumachen.
  • Rückbeziehend auf 7, nachdem der erste Nockenschleifschritt S12 beendet ist, wird die Querbewegung S13 durchgeführt. Die Querbewegung ist die Bewegung des Schleifrads T von der Position von 16 zu der Position von 17. Das heißt, die Betätigung eines Bewegens des Werktisches 65 zu der rechten Seite hin um einen Betrag, der der Breite G des Schleifrads T in der Querrichtung entspricht.
  • Nachfolgend wird der zweite Nockenschleifschritt S14 durchgeführt. Ein Schleifen des zweiten Nockens 14 wird in dem zweiten Nockenschleifschritt S14 durchgeführt. 17 stellt ein Schleifen dar, das in dem zweiten Nockenschleifschritt S14 durchgeführt wird. Die Steuervorrichtung 64 steuert die Werktischantriebsvorrichtung 66 und die Radkopfantriebsvorrichtung 68, um das Schleifrad T zu der Position hin zu bewegen, die der Außenumfangsfläche des zweiten Nockens 14 zugewandt ist, über eine Bahn, die durch einen Pfeil in 17 gezeigt ist. Die Steuervorrichtung 64 steuert die Spindelantriebsvorrichtung 76 und die Radkopfantriebsvorrichtung 68, um ein Einstechschleifen des zweiten Nockens 14 durchzuführen.
  • 10 zeigt einen detaillierten Prozessablauf des zweiten Nockenschleifschritts S14. Wie in 14 gezeigt ist, wird ein Schleifen des zweiten Nockens 14 in der Reihenfolge eines Positionierens S41, eines Luftschleifens S42, eines Grobschleifens S43, eines Feinschleifens S44 und eines Ausfeuerns S45 durchgeführt. In dem Positionieren S41 wird das Schleifrad T für den zweiten Nockenschleifschritt S14 durch die Querbewegung S13 positioniert. Durch dieses Positionieren wird das linke Ende des Schleifrads T an dem linken Ende des zweiten Nockens 14 in der Querrichtung positioniert. Das Schleifrad T befindet sich um einen Betrag entfernt von dem zweiten Nocken 14 an einer Position, der dem Vorschub J für das Luftschleifen in der Einstechrichtung entspricht. In dem Luftschleifen S42 wird das Schleifrad T in der Einstechrichtung um einen Betrag vorversetzt, der dem Vorschub J für das Luftschleifen entspricht. In dem Grobschleifen S43 wird das Schleifrad T in der Einstechrichtung um einen Betrag vorversetzt, der dem Vorschub K für das Grobschleifen entspricht. In dem Feinschleifen S44 wird das Schleifrad T in der Einstechrichtung um einen Betrag vorversetzt, der dem Vorschub M für das Feinschleifen entspricht. Nachfolgend wird in dem Ausfeuern S45 ein Ausfeuern durchgeführt, bis der Betrag einer Drehung der Spindel 74 einen vorbestimmten Wert erreicht.
  • Der Vorschub J für das Luftschleifen in dem ersten Nockenschleifschritt S12 und dem zweiten Nockenschleifschritt S14 ist ein Betrag, der größer als der maximale Hub des ersten Nockens 12 oder des zweiten Nockens 14 ist und der das Schleifrad T nicht veranlasst, den ersten Nocken 12 oder den zweiten Nocken 14 zu beeinträchtigen, selbst wenn der Werktisch 65 in der Querrichtung bewegt wird mit dem Radkopf 70, der sich an der Position vor dem Luftschleifen befindet. Das heißt, der maximale Hub ist gleich dem maximalen Wert der Hubdaten minus dem minimalen Wert der Hubdaten. Der minimale Wert der Hubdaten ist der Radius des ersten Basiskreisabschnitts C1 oder des zweiten Basiskreisabschnitts C2.
  • In dem Luftschleifen, dem Grobschleifen, dem Feinschleifen und dem Ausfeuern des ersten Nockenschleifschritts S12 und des zweiten Nockenschleifschritts S14 wird der Radkopf 70 vorversetzt oder zurückgezogen basierend auf den ersten Nockenhubdaten oder den zweiten Nockenhubdaten in Verbindung mit dem Drehwinkel der Spindel 74. Dieser Vorversatz oder Rückzug des Radkopfes 70 wird zusammen mit dem Betrieb eines Vorversetzens des Schleifrads T in der Einstechrichtung um einen Betrag vorgenommen, der dem Vorschub entspricht.
  • Ein Nockenschleifen in dem ersten Nockenschleifschritt S12 und dem zweiten Nockenschleifschritt S14 wird in drei Stufen in der Reihenfolge eines Grobschleifens, eines Feinschleifens und eines Ausfeuerns durchgeführt. Dies kann die Zeit verringern, die für ein Schleifen erforderlich ist. Das Nockenschleifen kann durch lediglich das Feinschleifen durchgeführt werden. In diesem Fall dauert es jedoch lange, das Nockenschleifen durchzuführen. Das Ausfeuern betrifft einen Schleifprozess, der keinen Vorschub umfasst, wie ein Einstechschleifen. Das Werkstück W, das dem Feinschleifen unterzogen wird, hat eine Auslenkung aufgrund des Bearbeitens. Das Ausfeuern wird durchgeführt, um ein Schleifen ohne ein Beinhalten eines Vorschubs durchzuführen, um die Auslenkung bzw. Ablenkung zu eliminieren. Und zwar wird das Ausfeuern für eine verbesserte Schleifgenauigkeit durchgeführt.
  • In dem Einstechschleifen des ersten Nockens 12 und des zweiten Nockens 14 mit dem Schleifrad T in dem ersten Nockenschleifschritt S12 und dem zweiten Nockenschleifschritt S14 verbleibt der ungeschliffene Teil F an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14. Der schwarze Teil in den Figuren repräsentiert den ungeschliffenen Teil F. Der ungeschliffene Teil F und die Schleiftoleranzen des ersten und zweiten Nockens 12, 14, welche durch Phantomlinien in den Figuren gezeigt sind, werden übertrieben gezeigt, um ein Verständnis zu vereinfachen.
  • Nach dem zweiten Nockenschleifschritt S14 wird der ungeschliffene Teil F, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 verbleibt, geschliffen und in dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts entfernt, der in 7 gezeigt ist.
  • 18 ist eine schematische Ansicht, die ein Schleifen in dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts darstellt. In dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird der Werktisch 65 zu der linken Seite in der Querrichtung bewegt, so dass sich das rechte Ende Ta des Schleifrads T an der Position befindet, die dem rechten Ende des zweiten Nockens 14 entspricht. Das linke Ende Tb des Schleifrads T befindet sich daher an einer Position über dem ungeschliffenen Teil F hinaus, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 zu der linken Seite hin verbleibt. Um diesen Betrieb eines Bewegens des Werktisches 65 zu der Linken hin durchzuführen, steuert die Steuervorrichtung 64 die Werktischantriebsvorrichtung 66, um die Querbewegung des Schleifrads T zu machen, wie durch einen Pfeil in 19 gezeigt ist.
  • In dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ist, da der Winkel des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C 180 Grad oder weniger ist, die Drehzahl n5 der Spindel 74 in diesem Schritt S15 geringer als die Drehzahl n3 der Spindel 74 in dem Feinschleifen, und die Geschwindigkeit der Querbewegung in diesem Schritt S15 ist höher als jene der Querbewegung, die nach dem ersten Nockenschleifschritt und vor dem zweiten Nockenschleifschritt gemacht wird.
  • Die Querbewegung wird derart gemacht, dass sich das linke Ende Tb des Schleifrads T an einer Position über dem ungeschliffenen Teil F hinaus befindet, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 zu der linken verbleibt. Zur gleichen Zeit wird die Spindelantriebsvorrichtung 76 gesteuert, um den ersten und zweiten Nocken 12, 14 in den Winkelbereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C zu drehen, wodurch der ungeschliffene Teil F an der Grenze entfernt wird und ein Ausfeuern des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C durchgeführt wird. Der ungeschliffene Teil F wird auf diese Weise entfernt.
  • In der Querbewegung des Schleifrads T, die vorangehend beschrieben ist, werden mit dem Schleifrad T, das sich an einem Gegenuhrzeigersinnende CA des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C in 1 befindet, der erste und zweite Nocken 12, 14 in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht und zu der Rechten in der Querrichtung hinsichtlich des Schleifrads T bewegt. Mit dem Schleifrad T, das sich an einem Gegenuhrzeigersinnende CB des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C befindet und das um einen Betrag bewegt wurde, der der Breite G des Schleifrads T minus der Breite des ungeschliffenen Teils F entspricht, durch die Querbewegung, wird der Radkopf 70 rasch zurückgezogen, um den nockenhöhenvariierenden Profilabschnitt D1 des ersten Nocken 12 daran zu hindern, durch das Schleifrad T geschliffen zu werden.
  • Es ist wünschenswert, dass dann, wenn die Querbewegung des Schleifrads T in 18 derart gemacht wird, dass sich das linke Ende Tb des Schleifrads T an einer Position über dem ungeschliffenen Teil F zu der Linken hinaus befindet, das rechte Ende Ta des Schleifrads T sich nicht an einer Position über das rechte Ende des zweiten Nockens 14 zu der Linken hinaus befindet. Die Schleiffläche des zweiten Nockens 14, der in dem zweiten Nockenschleifschritt geschliffen wird, wird daher nicht beeinträchtigt.
  • Der Steuerprozessablauf der zweiten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben. In dem Steuerprozessablauf der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Schritte wie jene des Steuerprozessablaufs der ersten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen. Der Schritt S10 eines Eingebens der Nockenhubdaten des ersten und zweiten Nockens, der Einstellschritt S11 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, der erste Nockenschleifschritt S12, die Querbewegung S13 und der zweite Nockenschleifschritt S14 sind die gleichen wie jene des Steuerprozessablaufs der ersten Ausführungsform.
  • Wie in dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der ersten Ausführungsform wird der ungeschliffene Teil F, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 verbleibt, geschliffen und in dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der zweiten Ausführungsform entfernt, wie in 8 gezeigt ist. Jedoch ist der Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der zweiten Ausführungsform von dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der ersten Ausführungsform in dem Bereich der Querbewegung verschieden, die gemacht wird, um den ungeschliffenen Teil F zu entfernen.
  • 19 ist eine schematische Ansicht, die ein Schleifen des Querschleifschritts S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts darstellt. Wie in der ersten Ausführungsform steuert die Steuervorrichtung 64 zuerst die Spindelantriebsvorrichtung 76, um das Schleifrad T derart zu positionieren, dass das Schleifrad T den gemeinsamen Basiskreisabschnitt C des zweiten Nockens 14 berührt. In diesem Zustand steuert die Steuervorrichtung 64 die Werktischantriebsvorrichtung 66, um die Querbewegung des Schleifrads T vorzunehmen, wie durch einen Pfeil in 19 gezeigt ist.
  • In der zweiten Ausführungsform wird diese Querbewegung derart vorgenommen, dass sich das linke Ende Tb des Schleifrads T an einer Position über dem ungeschliffenen Teil F, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 verbleibt, zu der Linken hinaus befindet und dass sich das rechte Ende Ta des Schleifrads T an der Position befindet, die dem linken Ende des zweiten Nockens 14 entspricht. In dieser Querbewegung steuert die Steuervorrichtung 64 die Spindelantriebsvorrichtung 76 und die Radkopfantriebsvorrichtung 68, um den ersten und zweiten Nocken 12, 14 in den Winkelbereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C zu drehen, der in dem Einstellschritt S11 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts erlangt wird, wodurch der ungeschliffene Teil F an der Grenze entfernt wird und ein Ausfeuern des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C durchgeführt wird. Der ungeschliffene Teil F wird auf diese Weise entfernt. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Querschleifen“ auf ein Entfernen des ungeschliffenen Teils F und ein Ausfeuern in dem Bereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C durch die Querrichtung des Schleifrads T.
  • In der zweiten Ausführungsform wird der erste Nockenausfeuerungsschritt S26 durchgeführt, nachdem das Querschleifen in dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchgeführt ist.
  • In dem ersten Nockenausfeuerungsschritt S26 befindet sich das Schleifrad T an dem Gegenuhrzeigersinnende CB des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C und wird in der Querrichtung um einen Betrag bewegt, der der Breite G des Schleifrads T entspricht. In diesem Zustand wird der Radkopf 70 vorversetzt oder zurückgezogen basierend auf den Hubdaten des ersten Nockens 12 gemäß dem Drehwinkel der Spindel 74, um ein Ausfeuern des ersten Nockens 12 durchzuführen. Eine Werkzeugmarke bzw. -kerbe, die an dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C in dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ausgebildet ist, wird lediglich von dem ersten Nocken 12 durch das Ausfeuern des ersten Nockens 12 entfernt.
  • Nachdem das Ausfeuern beendet ist, wird der Radkopf 70 rasch zurückgezogen, um den nockenhöhenvariierenden Profilabschnitt D1 des ersten Nockens 12 daran zu hindern, durch das Schleifrad T geschliffen zu werden. In der ersten Ausführungsform wird das Schleifrad T in der Querrichtung um einen kleinen Betrag in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C bewegt. In der zweiten Ausführungsform jedoch wird das Schleifrad T in der Querrichtung um einen großen Betrag in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C bewegt. Entsprechend, falls es eine Grenze bezüglich der Geschwindigkeit der Querbewegung gibt, wird die Drehzahl der Spindel 74 verglichen zu der ersten Ausführungsform reduziert.
  • Eine dritte Ausführungsform, die in 11 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben. In der dritten Ausführungsform werden Schritte S10 bis S14 in dem Steuerprozessablauf von 7 wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt, jedoch wird der Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts mit einem Schwingschleifschritt S50 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ersetzt, welcher in 11 gezeigt ist. In dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der zweiten Ausführungsform wird das Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C durch eine einzelne Querbewegung zu der linken Seite hin durchgeführt. In dem Schwingschleifschritt S50 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der dritten Ausführungsform wird jedoch ein Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C durch eine Vielzahl von hin- und hergehenden Querbewegungen durchgeführt.
  • Der Schwingschleifschritt S50 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf 11 beschrieben. Der Schwingschleifschritt S50 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird durchgeführt, in einer Reihenfolge eines linkswärts gerichteten Querschleifschritts S51 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, eines ersten Nockenluftschleifschritts S60, eines rechtswärts gerichteten Querschleifschritts S70 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, eines zweiten Nockenluftschleifschritts S80, eines Hochzählschritts S52 (n = n + 1), eines Zählwertbestimmungsschritts S53 (n = a) und eines Zählwertzurücksetzschritts S54 (n = 0). Falls es in dem Zählwertbestimmungsschritt S53 bestimmt wird, dass der Zählwert n nicht den Wert a erreicht hat, werden Schritte S51 bis S53 erneut durchgeführt. Falls es in dem Zählwertbestimmungsschritt S53 bestimmt wird, dass der Zählwert n gleich dem Wert a ist, wird der Schwingschleifschritt S50 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts beendet.
  • Der linkswärts gerichtete Querschleifschritt S51 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird mit Bezug auf 12 beschrieben. Der linkswärts gerichtete Querschleifschritt S51 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird in einer Reihenfolge von Schritten S55, S56 und S57 durchgeführt. In dem Schritt S55 entspricht die Phase CA des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C dem Schleifrad T, und das linke Ende des Schleifrads T entspricht dem linken Ende des zweiten Nockens 14. In dem linkswärts gerichteten Querbewegungsschritt S56 werden der erste und der zweite Nocken 12, 14 in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht und werden außerdem zu der Linken hin hinsichtlich des Schleifrads T bewegt, um ein Querschleifen durchzuführen. In dem Schritt S57 entspricht die Phase CB des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C dem Schleifrad T, und das rechte Ende des Schleifrads T entspricht dem rechten Ende des ersten Nockens 12.
  • Der erste Nockenluftschleifschritt S60 wird mit Bezug auf 13 beschrieben. Der erste Nockenluftschleifschritt S60 wird durchgeführt in einer Reihenfolge eines Rückzugsluftschleifschritts S61 und eines Vorversatzluftschleifschritts S62. In dem Rückzugsluftschleifschritt S61 wird der Radkopf 70 um einen Betrag zurückgezogen, der dem Vorschub J entspricht, und der Radkopf 70 wird vorversetzt oder zurückgezogen basierend auf den ersten Nockenhubdaten mit dem ersten und dem zweiten Nocken 12, 14, die in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden. In dem Vorversatzluftschleifschritt S62 wird der Radkopf 70 um einen Betrag vorversetzt, der dem Vorschub J entspricht, und der Radkopf 70 wird vorversetzt oder zurückgezogen basierend auf den ersten Nockenhubdaten mit dem ersten und dem zweiten Nocken 12, 14 die in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden.
  • Der rechtswärts gerichtete Querschleifschritt S70 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird mit Bezug auf 14 beschrieben. Der rechtswärts gerichtete Querschleifschritt S70 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts wird in der Reihenfolge von Schritten S71, S72 und S73 durchgeführt. In dem Schritt S71 entspricht die Phase CA des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C dem Schleifrad T, und das rechte Ende des Schleifrads T entspricht dem rechten Ende des zweiten Nockens 14. In dem rechtswärts gerichteten Querbewegungsschritt S72 werden der erste und der zweite Nocken 12, 14 in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht und werden außerdem zu der Rechten hin hinsichtlich des Schleifrads T bewegt, um ein Querschleifen durchzuführen. In dem Schritt S73 entspricht die Phase CB des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C dem Schleifrad T und das linke Ende des Schleifrads T entspricht dem linken Ende des zweiten Nockens 14.
  • Der zweite Nockenluftschleifschritt S80 wird mit Bezug auf 15 beschrieben. Der zweite Nockenluftschleifschritt S80 wird durchgeführt in einer Reihenfolge eines Rückzugsluftschleifschritts S81 und eines Vorversatzluftschleifschritts S82. In dem Rückzugsluftschleifschritt S81 wird der Radkopf 70 um einen Betrag zurückgezogen, der dem Vorschub J entspricht, und der Radkopf 70 wird vorversetzt oder zurückgezogen basierend auf den zweiten Nockenhubdaten mit dem ersten und dem zweiten Nocken 12, 14, die in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden. In dem Vorversatzluftschleifschritt S82 wird der Radkopf 70 um den Betrag vorversetzt, der dem Vorschub J entspricht, und der Radkopf 70 wird vorversetzt oder zurückgezogen basierend auf den zweiten Nockenhubdaten mit dem ersten und dem zweiten Nocken 12, 14, die in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden.
  • Die Bahn des Schleifrads T hinsichtlich des ersten Nockens 12 und des zweiten Nockens 14 der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf 20 beschrieben. 20 ist ein Diagramm, das die Außenumfänge des ersten und des zweiten Nockens 12, 14 zeigt, die in einer ebenden Art und Weise entwickelt sind.
  • Das Schleifrad T bewegt sich entlang einer Bahn T2 in dem linkswärts gerichteten Querbewegungsschritt S56. Das Schleifrad T bewegt sich entlang einer Bahn T3 in dem Rückzugsluftschleifschritt S61 und dem Vorversatzluftschleifschritt S62. Das Schleifrad T bewegt sich entlang einer Bahn T4 in dem rechtswärts gerichteten Querbewegungsschritt S72. Das Schleifrad T bewegt sich entlang einer Bahn T1 in dem Rückzugsschleifschritt S81 und dem Vorversatzluftschleifschritt S82.
  • Gemäß den vorangehenden Ausführungsformen wird der ungeschliffene Teil F, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 in dem ersten Nockenschleifschritt S12 und dem zweiten Nockenschleifschritt S14 erzeugt ist, durch die Querschleifschritte S15, S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts entfernt. Entsprechend, wenn sich der Stößel 22 relativ zwischen dem ersten und zweiten Nocken 12, 14 bewegt, gelangt der Stößel 22 nicht über den ungeschliffenen Teil F, wie in den konventionellen Beispielen, und der Betrieb des Stößels 22 wird problemlos bzw. gleichmäßig durchgeführt. Dies eliminiert die Notwendigkeit für ein häufiges Ersetzen des Schleifrads und ein frühes Richten des Schleifrads.
  • Gemäß den vorrangehenden Ausführungsformen wird in dem Querschleifschritt S15, S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, der nach dem zweiten Nockenschleifschritt S14 durchgeführt wird, das Schleifrad T in der Querrichtung von dem zweiten Nocken 14, der in dem zweiten Nockenschleifschritt S14 geschliffen wird, zu der Position des ungeschliffenen Teils hin bewegt, ohne in der Einstechrichtung bewegt zu werden, in sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform. Dies erzeugt eine akkurat bearbeitete Nockenfläche mit dem ungeschliffenen Teil, der von dort entfernt ist. In dem Fall, in dem das Schleifrad T in der Einstechrichtung zurückgezogen wird, in der Querrichtung bewegt wird, und in der Einstechrichtung vorversetzt wird, um das Schleifrad T zu der Position des ungeschliffenen Teils hin zu bewegen nach dem zweiten Nockenschleifschritt S14, kann eine Positionsabweichung von mehreren Mikrometern in der Einstechrichtung verursacht werden und der ungeschliffene Teil kann nicht vollständig entfernt werden.
  • In der ersten Ausführungsform ist der Betrag, um den das Schleifrad T in der Querrichtung in dem Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts bewegt wird, so klein wie die Breite des ungeschliffenen Teils F. Die Bearbeitungszeit ist deshalb kurz. Andererseits, da das Schleifrad T in der Querrichtung mit der sich drehenden Spindel 74 bewegt wird, wird eine Werkzeugkerbe in einem spiralförmigen Muster in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C ausgebildet. Jedoch, da die Tiefe der Werkzeugkerbe wenige Mikrometer tief ist, beeinträchtigt die Werkzeugkerbe den Stößel weniger als der ungeschliffene Teil F mit einer Größe von mehreren Mikrometern.
  • In der zweiten Ausführungsform ist der Betrag, um den das Schleifrad T in der Querrichtung in dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts bewegt wird, so groß wie die Breite G des Schleifrads T. Die Bearbeitungszeit ist deshalb lang. Jedoch wird ein Ausfeuern des ersten Nockens 12 nach einem Ausfeuern des zweiten Basiskreisabschnitts C durchgeführt. Dies ist darin vorteilhaft, dass eine Werkzeugkerbe, die in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C des ersten Nockens 12 ausgebildet ist, entfernt wird.
  • In der dritten Ausführungsform, da das Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts C wiederholt durchgeführt wird, ist die Bearbeitungszeit lang. Jedoch, da eine Vielzahl von Werkzeugkerben in dem gemeinsamen Basiskreisabschnitt C ausgebildet ist, so dass die Werkzeugkerben voneinander versetzt sind, sind die Werkzeugkerben weniger spürbar bzw. deutlich.
  • In der ersten bis dritten Ausführungsform, die vorrangehend beschrieben sind, werden ein Querschleifen und ein Schwingschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitt C lediglich nach einem Ausfeuern des zweiten Nockens durchgeführt. Dies kann die Bearbeitungszeit verglichen mit dem Fall reduzieren, in dem ein Querschleifen und ein Schwingschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitt C selbst nach einem Grobschleifen und Feinschleifen durgeführt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorrangehend hinsichtlich den spezifischen Ausführungsformen beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden.
  • Zum Beispiel haben in den vorrangehenden Ausführungsformen der erste Nocken und der zweite Nocken die gleiche Breite in der axialen Richtung. Jedoch können der erste Nocken und der zweite Nocken verschiedenen Breiten in der axialen Richtung haben. Es sollte vermerkt werden, das in diesem Fall der erste und der zweite Nocken verschiedenen Oberflächendrücken von dem Schleifrad T in dem Einstechschleifen ausgesetzt sind.
  • Zum Beispiel ist die zweite Ausführungsform hinsichtlich eines Beispiels beschrieben, in dem ein Ausfeuern des ersten Nockens 12 in dem ersten Schleifschritt S12 und außerdem nach dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchgeführt wird. In anderen Ausführungsformen kann ein Ausfeuern des ersten Nockens 12 nicht in dem ersten Schleifschritt S12 durgeführt werden und kann nach dem Querschleifschritt S25 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchgeführt werden. Dies ist vorteilhaft, da die gesamte Bearbeitungszeit reduziert werden kann.
  • Die vorrangehenden Ausführungsformen sind hinsichtlich dem Fall beschrieben, in dem der erste Nocken 12 ein Nocken für geringe Drehzahlen und der zweite Nocken 14 ein Nocken für hohe Drehzahlen ist. Jedoch kann der erste Nocken 12 ein Nocken für hohe Drehzahlen sein, und der zweite Nocken 14 kann ein Nocken für niedrige Drehzahlen sein.
  • Ein Nockenschleifverfahren umfasst folgendes: einen Einstellschritt S11 eines gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Erlangens eines Winkelbereichs einer gemeinsamen Fläche basierend auf ersten Nockenhubdaten eines ersten Nockens und zweiten Nockenhubdaten eines zweiten Nockens; einen ersten Nockenschleifschritt S12 eines Schleifens des ersten Nockens; einen zweiten Nockenschleifschritt S14 eines Schleifens des zweiten Nockens; und einen Querschleifschritt S15 des gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Bewegens eines Schleifrads in einer Querrichtung, um ein Ausfeuern eines ungeschliffenen Teils durchzuführen, der an der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken verbleibt, nach dem zweiten Nockenschleifschritt S14.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10333916 B4 [0008]
    • JP 04-13560 A [0008]

Claims (8)

  1. Nockenschleifmaschine, die einen zusammengesetzten Nocken schleift, wobei der zusammengesetzte Nocken folgendes aufweist: einen ersten Nocken, der einen ersten Basiskreisabschnitt mit einem ersten Radius und einer festen Hubhöhe von einer Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen ersten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat, und einen zweiten Nocken, der einen zweiten Basiskreisabschnitt mit dem ersten Radius und der festen Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen zweiten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat, wobei der erste Nocken und der zweite Nocken koaxial angeordnet sind, um in einer axialen Richtung nebeneinander zu liegen, der erste Nocken und der zweite Nocken voneinander verschiedene Formen haben, wobei die Form des ersten Nockens ersten Nockenhubdaten entspricht und die Form des zweiten Nockens zweiten Nockendaten entspricht, und zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts bündig zueinander sind, um einen gemeinsamen Basiskreisabschnitt auszubilden, wobei die Nockenschleifmaschine folgendes aufweist: eine Basiseinheit, die als eine Basis dient; eine Spindelvorrichtung, die über der Basiseinheit platziert ist und eine Werkstückdrehvorrichtung aufweist, die den zusammengesetzten Nocken um dessen Mittelachse drehbar stützt; eine Schleifradvorrichtung, die über der Basiseinheit platziert ist und ein sich drehendes Schleifrad aufweist; eine Querbewegungsvorrichtung, die das Schleifrad relativ zu dem zusammengesetzten Nocken in der axialen Richtung hin und her bewegen kann; eine Einstechbewegungsvorrichtung, die das Schleifrad relativ zu dem zusammengesetzten Nocken in einer Richtung bewegen kann, die die axiale Richtung schneidet; und eine Steuervorrichtung, die die Werkstückdrehvorrichtung, die Querbewegungsvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert; wobei die Steuervorrichtung folgendes aufweist: eine Einstelleinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, die einen Winkelbereich des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, der durch zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts ausgebildet ist, die bündig zueinander sind, basierend auf den ersten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des ersten Nockens eingestellt ist, und den zweiten Nockenhubdaten erlangt, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des zweiten Nockens eingestellt ist, eine erste Nockenschleifeinheit, die die Einstechbewegungsvorrichtung und die Querbewegungsvorrichtung steuert, um das Schleifrad an eine Position zu bewegen, die der Außenumfangsfläche des ersten Nockens zugewandt ist, und die Werkstückdrehvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert, um den ersten Nocken zu schleifen, eine zweite Nockenschleifeinheit, die nach dem Schleifen des ersten Nockens die Einstechbewegungsvorrichtung und die Querbewegungsvorrichtung steuert, um das Schleifrad an eine Position zu bewegen, die der Außenumfangsfläche des zweiten Nockens zugewandt ist, und die Werkstückdrehvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert, um den zweiten Nocken zu schleifen, und eine Querschleifeinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, die nach dem Schleifen des zweiten Nockens die Querbewegungsvorrichtung steuert, um das Schleifrad von einer Position des zweiten Nockens an eine Position über eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken in der Querrichtung zu bewegen, und die Werkstückdrehvorrichtung steuert, um den zusammengesetzten Nocken innerhalb des Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts hinsichtlich des Schleifrads zu drehen, um ein Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchzuführen.
  2. Nockenschleifmaschine nach Anspruch 1, wobei das Schleifen des ersten Nockens unter Verwendung der ersten Nockenschleifeinheit ein Grobschleifen und ein Feinschleifen aufweist, wobei das Schleifen des zweiten Nockens unter Verwendung der zweiten Nockenschleifeinheit ein Grobschleifen, ein Feinschleifen und ein Ausfeuern aufweist, und das Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts nach dem Ausfeuern des zweiten Nockens durchgeführt wird.
  3. Nockenschleifmaschine nach Anspruch 2, wobei die Querschleifeinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts der Steuervorrichtung das Schleifrad in der Querrichtung in einem Bereich von der Position des zweiten Nockens zu einer Position des ersten Nockens über die Grenze zwischen dem ersten und zweiten Nocken hinaus bewegt, und die Steuervorrichtung ferner folgendes aufweist: eine erste Nockenausfeuerungseinheit, die nach dem Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts die Werkstückdrehvorrichtung und die Einstechbewegungsvorrichtung steuert, um ein Ausfeuern des zweiten Nockens mit dem Schleifrad durchzuführen.
  4. Nockenschleifmaschine nach Anspruch 1, wobei das Querschleifen in der Querschleifeinheit des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ein Schwingschleifen ist, in dem das Schleifrad in der axialen Richtung zwischen dem ersten und zweiten Nocken hin und her bewegt wird.
  5. Nockenschleifverfahren zum Schleifen eines zusammengesetzten Nockens, wobei der zusammengesetzte Nocken folgendes aufweist: einen ersten Nocken, der einen ersten Basiskreisabschnitt mit einem ersten Radius und einer festen Hubhöhe von einer Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen ersten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat, und einen zweiten Nocken, der einen zweiten Basiskreisabschnitt mit dem ersten Radius und der ersten festen Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche und einen zweiten Nockenabschnitt mit einer variierenden Hubhöhe von der Mittelachse zu dessen Außenumfangsfläche hat, wobei der erste Nocken und der zweite Nocken koaxial angeordnet sind, um in einer axialen Richtung nebeneinander zu liegen, der erste Nocken und der zweite Nocken verschiedene Formen haben, wobei die Form des ersten Nockens ersten Nockenhubdaten entspricht und die Form des zweiten Nockens zweiten Nockenhubdaten entspricht, und zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts zueinander bündig sind, um einen gemeinsamen Basiskreisabschnitt auszubilden, wobei das Nockenschleifverfahren folgendes aufweist: einen Einstellschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts zum Erlangen eines Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts, der durch zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des ersten Basiskreisabschnitts und zumindest den Teil der Außenumfangsfläche des zweiten Basiskreisabschnitts ausgebildet ist, die bündig zueinander sind, basierend auf den ersten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des ersten Nockens eingestellt ist, und den zweiten Nockenhubdaten, in denen ein Hub hinsichtlich eines Drehwinkels des zweiten Nockens eingestellt ist; einen ersten Nockenschleifschritt eines Durchführens eines Einstechschleifens des ersten Nockens mit dem Schleifrad basierend auf den ersten Nockenhubdaten; einen zweiten Nockenschleifschritt eines Durchführens eines Einstechschleifens des zweiten Nockens mit dem Schleifrad basierend auf den zweiten Nockenhubdaten nach dem ersten Nockenschleifschritt; und einen Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts eines Bewegens des Schleifrads von einer Position des zweiten Nockens zu einer Position über eine Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken in der Querrichtung hinweg nach dem zweiten Nockenschleifschritt und eines Bewegens des zusammengesetzten Nockens innerhalb des Winkelbereichs des gemeinsamen Basiskreisabschnitts hinsichtlich des Schleifrads, um ein Querschleifen des gemeinsamen Basiskreisabschnitts durchzuführen.
  6. Nockenschleifverfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Nockenschleifschritt ein Grobschleifen und ein Feinschleifen aufweist, der zweite Nockenschleifschritt ein Grobschleifen, ein Feinschleifen und ein Ausfeuern aufweist, und der Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts nach dem Ausfeuern des zweiten Nockenschleifschritts durchgeführt wird.
  7. Nockenschleifverfahren nach Anspruch 6, wobei in dem Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts das Schleifrad in der Querrichtung in einem Bereich von der Position des zweiten Nockens zu einer Position des ersten Nockens über die Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken bewegt wird, und das Nockenschleifverfahren ferner folgendes aufweist: einen ersten Ausfeuerungsschritt eines Durchführens eines Ausfeuerns des ersten Nockens mit dem Schleifrad nach dem Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts.
  8. Nockenschleifverfahren nach Anspruch 5, wobei das Querschleifen in dem Querschleifschritt des gemeinsamen Basiskreisabschnitts ein Schwingschleifen ist, in dem das Schleifrad in der axialen Richtung zwischen dem ersten und zweiten Nocken hin und her bewegt wird.
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