JP2004188560A - Cam grinding machine, and cam grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークの外周を所定のカム形状に研削するカム研削盤及びカム研削方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、主軸に装着したワークの外周に回転砥石を接触させた状態で、それらを回転させながら回転砥石を主軸の軸線と直交する方向へ相対移動させて、ワークの外周を非真円形状に研削する装置としては、例えば車両用エンジンにおけるカムを研削するためのカム研削盤が知られている。
【0003】
この種のカム研削盤においては、ワークを支持する主軸の回転割出角度と回転砥石の移動位置との位置関係を設定して、ワークの最終仕上げ形状を表す唯一のプロファイルデータがあらかじめ数値制御装置(以下、単に制御装置という)に記憶されている。そして、このプロファイルデータに基づいて、制御装置により主軸の回転割出角度に応じて回転砥石の移動位置が制御され、ワークの外周がプロファイルデータに対応した所定のカム形状に研削されるようになっている。
【0004】
また、この種のカム研削盤においては、ワークの外周を所望のカム形状に順に近付けて研削するように、粗研削→中仕上げ研削→仕上げ研削→スパークアウト等の複数の研削工程を経て、ワークの外周の切込み量(研削代)を順に減少させながら研削が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用エンジンに用いられる一般的なカム41は、図9(b)に示すように、ベース円部41aと、そのベース円部41aの両側から延びるリフト部41bと、両リフト部41b間を結ぶカムトップ部41cとからなるいわゆる卵形の非真円形状のカム形状をなしている。そして、前記両リフト部41bは、見かけ上ほとんど判別できないが、わずかに膨らむ凸状をなしていた。
【0006】
これに対して、昨今では燃費やエミッション向上等の要望から、図9(a)に実線で示すように、両リフト部41bを凹状にして、カム41全体のカム形状がほぼひょうたん形となるように形成される場合もある。このようにすれば、ベース円部41aの前後に凹状部分が位置することになり、このカム41にとって動作制御されるバルブ(図示しない)は開放状態と閉鎖状態との間の途中動作速度が増加して、エンジンの出力や燃費等を向上できる。
【0007】
なお、この明細書において、図9(a)(b)及び他の図面に示されるカムは、理解を容易にするために、形状を誇張し、全体形状を細長く描いてある。
一方、カムは、そのプロファイルデータに基づいて研削されるが、前記のひょうたん形のカムの場合、凹状の両リフト部41bではさらに切込み量が増大するとともに、加減速時定数が高くなりすぎる。このため、主軸の回転速度を図9(b)に比較して極端に遅く設定して研削を行う必要があって、研削能率の低下を招くという問題があった。
【0008】
このような問題点に対処するため、例えばプロファイルデータを加工途中で設定し直して、1台のカム研削盤により複数の研削工程を実行したり、複数台のカム研削盤を使用して、各研削工程を異なったプロファイルデータに基づいて実行したりする研削方法も考えられる。
【0009】
すなわち、前述の第1の研削方法では、1台のカム研削盤において、まず卵形のカム形状に相当するプロファイルデータを設定した状態で、切込み量の大きな粗研削等の研削を所定数のワークに対して実行する。その後、プロファイルデータをひょうたん形のカム形状に相当するデータに設定し直して、切込み量の比較的小さな仕上げ研削等の研削を所定数のワークに対して実行する。
【0010】
また、第2の研削方法では、複数台のカム研削盤に、卵形のカム形状に相当するプロファイルデータや、ひょうたん形のカム形状に相当するプロファイルデータ等の異なったデータをあらかじめ設定しておく。そして、各カム研削盤を使用して、ワークを各カム研削盤に順次搬送して所定数のワークに対し複数の研削工程を順に実行していく。
【0011】
しかしながら、前記第1の研削方法においては、研削工程間でプロファイルデータを設定し直す必要があるため、研削作業を一旦中止する必要があり、操作が面倒で研削能率が低下するという問題があった。また、第2の研削方法においては、複数台のカム研削盤を使用する必要があるとともに、ワークを各カム研削盤間で搬送する必要があるため、研削能率が低下するとともに、設備コストが高くなるという問題があった。
【0012】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、例えばリフト部に凹部を有する形状のカムを、複数の研削工程を経て能率良く短時間で研削することができるカム研削盤及びカム研削方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ワークの外周を複数の研削工程により、所定のカム形状に研削するカム研削盤において、少なくとも基本カム形状に相当する基本プロファイルデータ、及び最終カム形状に相当する最終プロファイルデータを含む複数のプロファイルデータを記憶する記憶手段と、前記研削工程の進行に従って記憶手段より、基本プロファイルデータから最終プロファイルデータまでの複数のプロファイルデータを順に読み出して、それらのデータに基づいて研削動作を段階的に行わせる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0014】
従って、この請求項1に記載の発明によれば、複数の研削工程の進行に従って、あらかじめ記憶された基本プロファイルデータから最終プロファイルデータまでの複数のデータが順に読み出されて、それらのデータに基づいて研削動作が自動的に行われる。従って、プロファイルデータを設定し直したり、ワークを複数の研削盤間において搬送したりする手間を省略できるとともに、異なるプロファイルデータを備えた研削盤を複数用意したりする必要がない。よって、例えばリフト部に凹部を有する形状のカムを、あらかじめ定められた複数の研削工程を経て能率良く、しかも低い設備コストで研削することができる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記基本プロファイルデータは、ベース円部、リフト部及びカムトップ部を有する基本カム形状に相当するデータであり、最終プロファイルデータは前記リフト部を凹状にした最終カム形状に相当するデータであることを特徴とするものである。
【0016】
従って、この請求項2に記載の発明によれば、例えば車両用エンジンにおけるカムのように、両側のリフト部に凹部を有するひょうたん形の形状のカムを研削する場合に有効である。
【0017】
請求項3に記載の発明は、ワークの外周を複数の研削工程により、所定のカム形状に研削するカム研削方法において、少なくとも基本カム形状に相当する基本プロファイルデータ、及び最終カム形状に相当する最終プロファイルデータを含む複数のプロファイルデータをあらかじめ記憶させ、前記研削工程の進行に従って、基本プロファイルデータから最終プロファイルデータまでの複数のプロファイルデータを順に読み出して、それらのデータに基づいて研削動作を段階的に行わせることを特徴とするものである。
【0018】
従って、この請求項3に記載の発明によれば、前記請求項1に記載の作用と同様の作用を得ることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記基本プロファイルデータにより、ベース円部、リフト部及びカムトップ部を有する基本カム形状を研削し、最終プロファイルデータにより、前記リフト部を凹状にした最終カム形状を研削することを特徴とするものである。
【0019】
従って、この請求項4に記載の発明によれば、請求項2に記載の作用と同様の作用を得ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図1〜図8に基づいて説明する。
図1及び図2に示すように、カム研削盤のベース11上にはワーク支持台12が図示しない移動機構によりZ方向へ往復移動可能に支持されている。ワーク支持台12上には主軸台13が配設固定され、主軸14及びその主軸14を回転させるための主軸用モータ15を備えている。ワーク支持台12上にはホルダ16が主軸14との間の間隔を調整自在に配設され、主軸14に対向するようにその軸線上に位置する支軸17を備えている。
【0021】
前記主軸台13の主軸14とホルダ16の支軸17との間には、ワークWがワーク支持台12の前記移動方向であるZ方向に沿って軸線が延びるように着脱可能に装着され、そのワークW上には複数の被研削部Waが軸線方向へ所定間隔をおいて形成されている。この実施形態では、ワークWはカムシャフトであって、被研削部Waは、研削加工が施されることによりカムとなる。そして、このワークWの装着状態で、主軸用モータ15が回転されることにより、ワークWが自身の軸線を中心として図1の反時計方向へ回転される。また、この主軸用モータ15の回転がエンコーダ18により、主軸14の回転割出角度として検出されて、その検出データが制御装置19に出力されるようになっている。
【0022】
前記ベース11上には砥石台20がワークWの軸線方向Zと直交するX方向へ往復移動可能に配設され、移動用モータ21によりボールネジ22を介して移動される。また、この移動用モータ21の回転がエンコーダ23により、砥石台20の移動位置として検出されて、制御装置19に出力されるようになっている。砥石台20には回転砥石24が回転軸25を介して回転可能に支持され、砥石用モータ26によりプーリ27,28及びベルト29を介して一方向に回転されるようになっている。
【0023】
そして、回転砥石24がワークW上の1つの被研削部Waに対向配置された状態で、回転砥石24が一方向へ高速回転されるとともに、ワークWが一方向へ回転される。この状態で、回転砥石24がワークWに対して離間する位置からワークWに接近してそのワークWに接触する。この状態で、カムの中心から外周面までの回転角度ごとのリフトデータ、回転砥石24の径及びカムの回転角度ごとの回転砥石24の切り込み量をファクタとした回転砥石24のX方向位置を表すプロファイルデータに従って回転砥石24がX方向に往復移動される。この回転砥石24の往復動により被研削部Waの外周が所要形状に研削される。また、この被研削部Waに対する研削は、被研削部Waの外周に対する回転砥石24の切込み量(研削代)を減少させながら、粗研削→中仕上げ研削→仕上げ研削→スパークアウトの順で、複数の研削工程を経て行われる。この研削工程を経ることにより、被研削部Waの外周に、図6に示すような非真円形状をなす所定カム形状のカム30が形成されるようになっている。
【0024】
この実施形態においては、カム30のカム面は、その回転中心を中心とした円弧形状のベース円部30aと、そのベース円部30aの両端から延び、凹状をなすリフト部30bと、リフト部30bを介してベース円部30aの反対側に位置するカムトップ部30cとを備えている。
【0025】
図2に示すように、前記制御装置19には、CPU(中央処理装置)31、ROM(リードオンリメモリ)32、及びRAM(ランダムアクセスメモリ)33が設けられている。CPU31は、カム研削盤全体の動作を制御するための制御手段を構成している。ROM32は、カム研削盤全体の動作を制御するためのプログラム等を記憶している。RAM33は、研削動作を実行するための各種データを一時的に記憶する記憶手段を構成している。
【0026】
すなわち、RAM33には、図3に実線で示すような基本カム形状に相当する基本プロファイルデータD1、及び同図に破線で示すような最終カム形状に相当する最終プロファイルデータD2が、主軸14の回転割出角度に対する砥石台20の位置としてあらかじめ記憶されている。最終プロファイルデータD2は、破線の部分のみが基本プロファイルデータD1と相違する。
【0027】
そして、前記基本プロファイルデータD1に係るカム30の基本カム形状は、図5に示すように、ベース円部30aと、そのベース円部30aの両側から延びるやや凸状または直線状のリフト部30bと、両リフト部30b間を結ぶカムトップ部30cとからなるいわゆる「卵形」をなしている。また、最終プロファイルデータD2に係るカム30の最終カム形状は、図6に示すように、ベース円部30aと、そのベース円部30aの両側から延びる凹状のリフト部30bと、両リフト部30b間を結ぶカムトップ部30cとからなるいわゆる「ひょうたん形」をなしている。
【0028】
そして、前記各プロファイルデータD1,D2では、図5(a)及び図6(a)に示すように、回転砥石24に対する被研削部Waの接触位置が、カム30のベース円部30aと対応する位置になっている場合において、回転砥石24、すなわち砥石台20の位置が「0」となるように設定されている。また、図5(b)及び図6(b)に示すように、回転砥石24に対する被研削部Waの接触位置が、カム30のリフト部30bと対応する位置になったときに、砥石台20の位置が「0」から徐々に変位される。この場合、最終プロファイルデータD2では、破線で示すように、立ち上がり開始部分と立ち下がり終了部分、すなわちリフト部30bの部分が基本プロファイルデータD1に比較して、変位カーブが起立するように設定されている。その後、図5(c)及び図6(c)に示すように、回転砥石24に対する被研削部Waの接触位置が、カム30のカムトップ部30cと対応する位置になったときに、砥石台20の位置が最大変位量に達するようになっている。
【0029】
また、前記RAM33には、図4(a)及び(b)に示すように、主軸14の回転割出角度に対する回転砥石24、すなわち砥石台20のX方向における移動速度のデータD1a,D2aが、前記各プロファイルデータD1,D2に対応してあらかじめ記憶されている。この場合、最終プロファイルデータD2に対応する移動速度データD2aでは、基本プロファイルデータD1に対応する移動速度データD1aに比較して、加減速を同一にまたは低くするために、移動速度の変動開始部及び変動終了部の傾斜が緩やかになるように設定されている。すなわちカム30のリフト部30bの部分の傾斜が緩やかになるように設定されている。従って、図4(b)から明らかなように、最終プロファイルデータD2の実行時には、主軸1回転当たり時間t1に対応する分だけ砥石台20の移動速度が遅くなる。言い換えれば、粗研削においては、基本プロファイルデータD1に対応した図4(a)の移動速度データD1aに基づいて実行されるから主軸1回転当たりt1の時間が短くて済む。
【0030】
さらに、前記RAM33には、図7に示すように、粗研削、中仕上げ研削、仕上げ研削、及びスパークアウトの各研削工程に対応して、切込み量(研削代)、使用データの種別及び研削量をそれぞれ示す各データがあらかじめ記憶されている。すなわち、粗研削では、切込み量が所定の大きな値に、使用データが基本プロファイルデータD1に、研削量がワークWの4回転分にそれぞれ設定されている。中仕上げ研削では、切込み量が所定の中程度の値に、使用データが最終プロファイルデータD2に、研削量がワークWの4回転分にそれぞれ設定されている。仕上げ研削では、切込み量が所定の小さな値に、使用データが最終プロファイルデータD2に、研削量がワークWの4回転分にそれぞれ設定されている。スパークアウトでは、切込み量が「0」に、使用データが最終プロファイルデータD2に、研削量がワークWの1回転分にそれぞれ設定されている。
【0031】
そして、CPU31は、RAM33に記憶された各データに基づいて、粗研削、中仕上げ研削、仕上げ研削、及びスパークアウトの各研削工程の研削動作を順に実行させる。この場合、各エンコーダ18,23から主軸14の回転割出角度及び砥石台20の移動位置を検出し、これらの検出結果、各プロファイルデータD1,D2及び砥石台20の移動速度データD1a,D2a等に基づいて、主軸用モータ15及び移動用モータ21を回転制御する。これらの制御により、図5に示すように、ワークWの被研削部Waを卵形の基本カム形状に研削した後に、図6に示すように、ひょうたん形の最終カム形状に研削するようになっている。
【0032】
次に、前記のように構成されたカム研削盤の動作を説明する。
さて、このカム研削盤において、主軸14と支軸17との間にワークWが装着された状態で、研削運転が開始されると、制御装置19のCPU31の制御により、図8に示すフローチャートに従って、ワークW上の各被研削部Waに研削が施される。すなわち、研削運転が開始されると、まずRAM33から基本プロファイルデータD1が読み出される(ステップS1)。これとともに、RAM33から粗研削用の切込み量データや研削量データが読み出され、そのデータに基づいて被研削部Waに対する回転砥石24の切込み量や研削量がRAM33の所定のワーキングエリア(図示しない)に設定される(ステップS2)。
【0033】
この状態で、基本プロファイルデータD1に基づいて、主軸用モータ15及び移動用モータ21が回転制御され、回転砥石24により被研削部Waの外周が所定の大きな切込み量にて粗研削される(ステップS3)。この粗研削により、図5に示すように、ワークWの各被研削部Waが、まず卵形のカム形状に形成される。そして、ワークWが所定の4回転分だけ回転されたか否かが判別され(ステップS4)、所定回転量に達するまで、前記ステップS3に戻って粗研削動作が続行される。
【0034】
一方、前記ステップS4の判別において、ワークWが所定回転量に達すると、粗研削が終了して、RAM33から最終プロファイルデータD2が読み出される(ステップS5)。これとともに、RAM33から中仕上げ研削用の切込み量データや研削量データが読み出され、そのデータに基づいて被研削部Waに対する回転砥石24の切込み量や研削量がRAM33のワーキングエリアに設定される(ステップS6)。
【0035】
その後、最終プロファイルデータD2に基づいて、主軸用モータ15及び移動用モータ21が回転制御され、回転砥石24により被研削部Waの外周が所定の中程度の切込み量にて中仕上げ研削される(ステップS7)。この中仕上げ研削により、図6に示すように、ワークWの各被研削部Waが、粗研削後の卵形のカム形状から、リフト部30bに凹部を有するひょうたん形のカム形状に形成される。そして、ワークWが所定の4回転分だけ回転されたか否かが判別され(ステップS8)、所定回転量に達するまで、前記ステップS7に戻って中仕上げ研削動作が続行される。
【0036】
さらに、前記ステップS8の判別において、ワークWが所定回転量に達すると、中仕上げ研削が終了して、RAM33から仕上げ研削用の切込み量データや研削量データが読み出され、そのデータに基づいて回転砥石24の切込み量や研削量が設定される(ステップS9)。そして、最終プロファイルデータD2に基づいて、主軸用モータ15及び移動用モータ21が回転制御され、回転砥石24により被研削部Waの外周が所定の小さな切込み量にて、ひょうたん形のカム形状に仕上げ研削される(ステップS10)。その後、ワークWが所定の4回転分だけ回転されて仕上げ研削が終了したか否かが判別され(ステップS11)、所定回転量に達するまで、前記ステップS10に戻って仕上げ研削動作が続行される。
【0037】
一方、前記ステップS11の判別において、ワークWが所定回転量に達すると、仕上げ研削が終了して、RAM33からスパークアウト用の切込み量データや研削量データが読み出され、そのデータに基づいて回転砥石24の切込み量や研削量が設定される(ステップS12)。そして、最終プロファイルデータD2に基づいて、主軸用モータ15及び移動用モータ21が回転制御され、回転砥石24により被研削部Waの外周が切込み量「0」にて、ひょうたん形のカム形状にスパークアウトされる(ステップS13)。
【0038】
その後、ワークWが所定の1回転分だけ回転されたか否かが判別され(ステップS14)、所定回転量に達するまで、前記ステップS13に戻ってスパークアウトの動作が続行される。そして、ワークWが所定の1回転分だけ回転されると、ワークWの被研削部Waに対する各研削工程の研削が終了して、その被研削部Waの外周には所定のひょうたん形のカム形状をなすカム30が形成される。
【0039】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) このカム研削盤においては、基本カム形状に相当する基本プロファイルデータD1、及び最終カム形状に相当する最終プロファイルデータD2を含む複数のプロファイルデータが、制御装置19のRAM33にあらかじめ記憶されるようになっている。そして、ワークWに対する複数の研削工程の進行に従って、制御装置19のCPU31の制御にてRAM33より、基本プロファイルデータD1から最終プロファイルデータD2までの複数のデータが順に読み出されて、それらのデータに基づいて研削動作が段階的に行われるようになっている。
【0040】
このため、例えばひょうたん形等の凹部を有するカム形状のカム30の研削に際して、1台のカム研削盤により、研削工程間でプロファイルデータを設定し直しながら、各研削工程の研削を行う場合のように、プロファイルデータを設定変更するという面倒な操作を行う必要がない。また、複数台のカム研削盤を使用して、異なったプロファイルデータで複数の研削工程の研削を行う場合のように、カム研削盤を複数台用意したり、各カム研削盤間でワークWを搬送したりする必要がない。よって、ひょうたん形等の凹部を有するカム形状のカム30を、複数のプロファイルデータに基づく研削工程を経て能率良く短時間で研削することができる。すなわち、従来方法と比較して、粗研削や中仕上げ研削の主軸速度を速くすることができるため、トータルの研削時間を短くすることができる。
【0041】
(2) このカム研削盤においては、前記基本プロファイルデータD1が卵形の基本カム形状に相当するデータからなり、最終プロファイルデータD2がひょうたん形の最終カム形状に相当するデータからなっている。このため、例えば車両用エンジンにおけるカムのように、両側のリフト部30bに凹部を有するひょうたん形のカム形状のカム30を研削する場合に特に効果を発揮する。
【0042】
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態において、卵形の基本カム形状に相当する基本プロファイルデータD1に基づいて、粗研削及び中仕上げ研削を行い、ひょうたん形の最終カム形状に相当する最終プロファイルデータD2に基づいて、仕上げ研削及びスパークアウトを行うようにすること。
【0043】
・ 前記実施形態において、中仕上げ研削を2回に分け、粗研削及び第1中仕上げ研削は基本プロファイルデータD1に基づいて行い、第2中仕上げ研削、仕上げ研削及びスパークアウトは最終プロファイルデータD2に基づいて行うようにすること。
【0044】
・ 前記実施形態において、RAM33に基本プロファイルデータ及び最終プロファイルデータを含む3つ以上の複数のプロファイルデータをあらかじめ記憶しておき、それらのデータを順に読み出して、各工程の研削を段階的に行うようにすること。例えば、基本プロファイルデータ、中間プロファイルデータ及び最終プロファイルデータをあらかじめ記憶しておき、それらを順に読み出して研削加工を行うように構成すること。
【0045】
・ 前記実施形態において、各研削工程における切り込み量や研削量(ワークWの回転量)を任意に変更して設定すること。
・ 前記実施形態において、基本プロファイルデータD1を卵形とは異なった基本カム形状に相当するデータに変更し、最終プロファイルデータD2をひょうたん形とは異なった最終カム形状に相当するデータに変更すること。
【0046】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明においては、例えばひょうたん形等の凹部を有する形状のカムを、複数の研削工程を経て能率良く短時間で研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態のカム研削盤を示す側面図。
【図2】図1のカム研削盤の平面図。
【図3】砥石台の位置に関するデータの説明図。
【図4】(a)は基本プロファイルデータに従う砥石台の移動速度に関するデータの説明図、(b)は最終プロファイルデータに従う砥石台の移動速度に関するデータの説明図。
【図5】(a)は基本カム形状のカムのベース円部の研削状態を示す説明図、(b)は同じくリフト部の研削状態を示す説明図、(c)は同じくカムトップ部の研削状態を示す説明図。
【図6】(a)は最終カム形状のカムのベース円部の研削状態を示す説明図、(b)は同じくリフト部の研削状態を示す説明図、(c)は同じくカムトップ部の研削状態を示す説明図。
【図7】研削工程ごとの切込み量や使用データ等の区分を示す説明図。
【図8】図1のカム研削盤による研削動作を示すフローチャート。
【図9】(a)はひょうたん形状のカムの正面図、(b)は従来のカム研削方法の説明図。
【符号の説明】
14…主軸、15…主軸用モータ、19…制御装置、20…砥石台、21…移動用モータ、24…回転砥石、26…砥石用モータ、30…カム、30b…リフト部、31…制御手段としてのCPU、33…記憶手段としてのRAM、W…ワーク、D1…基本プロファイルデータ、D2…最終プロファイルデータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cam grinding machine and a cam grinding method for grinding the outer periphery of a work into a predetermined cam shape.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, with the rotating grindstone in contact with the outer periphery of the work mounted on the spindle, the rotating grindstone is moved relatively to the direction perpendicular to the axis of the spindle while rotating them, and the outer periphery of the work is ground into a non-circular shape. For example, a cam grinder for grinding a cam in a vehicle engine is known as an apparatus for performing the above.
[0003]
In this type of cam grinder, the positional relationship between the rotation indexing angle of the spindle supporting the work and the moving position of the rotating grindstone is set, and the only profile data representing the final finished shape of the work is set in advance by a numerical controller. (Hereinafter, simply referred to as a control device). Then, based on the profile data, the control device controls the moving position of the rotary grindstone in accordance with the rotation index angle of the spindle, and the outer periphery of the workpiece is ground into a predetermined cam shape corresponding to the profile data. ing.
[0004]
Also, in this type of cam grinder, the workpiece is subjected to a plurality of grinding processes such as rough grinding → medium finish grinding → finish grinding → spark-out so that the outer periphery of the workpiece approaches the desired cam shape in order. Grinding is performed while the cutting amount (grinding allowance) on the outer periphery of the workpiece is sequentially reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 9B, a
[0006]
On the other hand, in recent years, due to demands for improvement of fuel efficiency and emission, etc., as shown by a solid line in FIG. 9A, both
[0007]
In this specification, the cams shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b) and other drawings are exaggerated in shape and elongated in overall shape for easy understanding.
On the other hand, the cam is ground based on the profile data. However, in the case of the gourd-shaped cam, the cut amount is further increased in the
[0008]
In order to cope with such a problem, for example, profile data is reset during processing, and a plurality of grinding processes are executed by one cam grinder, or each cam grinder is used by using a plurality of cam grinders. A grinding method in which the grinding process is performed based on different profile data is also conceivable.
[0009]
That is, in the first grinding method described above, a single cam grinder is used to first set a predetermined number of workpieces such as rough grinding with a large cutting depth in a state where profile data corresponding to an oval cam shape is set. Execute for Thereafter, the profile data is reset to data corresponding to a gourd-shaped cam shape, and grinding such as finish grinding with a relatively small depth of cut is performed on a predetermined number of workpieces.
[0010]
In the second grinding method, different data such as profile data corresponding to an egg-shaped cam shape and profile data corresponding to a gourd-shaped cam shape are preset in a plurality of cam grinders. . Then, using each cam grinder, the work is sequentially conveyed to each cam grinder, and a plurality of grinding steps are sequentially performed on a predetermined number of works.
[0011]
However, in the first grinding method, it is necessary to reset the profile data between the grinding steps, so it is necessary to temporarily stop the grinding operation, and there is a problem that the operation is troublesome and the grinding efficiency is reduced. . Further, in the second grinding method, it is necessary to use a plurality of cam grinders, and it is necessary to transport the work between the cam grinders, so that the grinding efficiency is reduced and the equipment cost is high. There was a problem of becoming.
[0012]
The present invention has been made by paying attention to the problems existing in such a conventional technique. An object of the present invention is to provide a cam grinding machine and a cam grinding method capable of efficiently grinding a cam having a concave portion in a lift portion through a plurality of grinding steps in a short time.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a cam grinding machine for grinding an outer periphery of a work into a predetermined cam shape by a plurality of grinding steps, wherein a basic profile data corresponding to at least a basic cam shape is provided. Storage means for storing a plurality of profile data including final profile data corresponding to the final cam shape, and a plurality of profile data from basic profile data to final profile data are sequentially read from the storage means as the grinding process proceeds. And control means for causing the grinding operation to be performed stepwise based on the data.
[0014]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, a plurality of data from the basic profile data stored in advance to the final profile data are sequentially read out as the plurality of grinding steps progress, and based on the data. The grinding operation is performed automatically. Therefore, it is possible to omit the trouble of resetting the profile data and transporting the work between a plurality of grinding machines, and it is not necessary to prepare a plurality of grinding machines having different profile data. Therefore, for example, a cam having a concave portion in the lift portion can be efficiently ground through a plurality of predetermined grinding steps, and can be ground at low equipment cost.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the basic profile data is data corresponding to a basic cam shape having a base circle portion, a lift portion, and a cam top portion, and the final profile data is The data is data corresponding to a final cam shape in which the lift portion is concave.
[0016]
Therefore, the invention according to the second aspect is effective when grinding a gourd-shaped cam having concave portions in the lift portions on both sides, such as a cam in a vehicle engine.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a cam grinding method for grinding an outer periphery of a workpiece into a predetermined cam shape by a plurality of grinding steps, wherein at least basic profile data corresponding to the basic cam shape and final profile data corresponding to the final cam shape. A plurality of profile data including profile data is stored in advance, and a plurality of profile data from the basic profile data to the final profile data are sequentially read out according to the progress of the grinding process, and the grinding operation is performed stepwise based on the data. It is characterized in that it is performed.
[0018]
Therefore, according to the invention described in claim 3, it is possible to obtain the same operation as the operation described in claim 1.
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, a basic cam shape having a base circle portion, a lift portion, and a cam top portion is ground based on the basic profile data, and the lift is performed based on final profile data. It is characterized in that a final cam shape having a concave portion is ground.
[0019]
Therefore, according to the invention described in
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, a work support table 12 is supported on a
[0021]
The work W is detachably mounted between the
[0022]
A grindstone table 20 is provided on the base 11 so as to be able to reciprocate in an X direction orthogonal to the axial direction Z of the workpiece W, and is moved by a moving
[0023]
Then, in a state where the
[0024]
In this embodiment, the cam surface of the
[0025]
As shown in FIG. 2, the
[0026]
That is, the
[0027]
As shown in FIG. 5, the basic cam shape of the
[0028]
In each of the profile data D1 and D2, as shown in FIGS. 5A and 6A, the contact position of the portion to be ground Wa with the
[0029]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
[0030]
Further, as shown in FIG. 7, the
[0031]
Then, based on the data stored in the
[0032]
Next, the operation of the cam grinder configured as described above will be described.
Now, in this cam grinding machine, when the grinding operation is started in a state where the work W is mounted between the
[0033]
In this state, the rotation of the
[0034]
On the other hand, in the determination in step S4, when the work W reaches the predetermined rotation amount, the rough grinding is finished, and the final profile data D2 is read from the RAM 33 (step S5). At the same time, the cutting amount data and the grinding amount data for the medium finish grinding are read from the
[0035]
Thereafter, the rotation of the
[0036]
Further, in the determination of the step S8, when the workpiece W reaches the predetermined rotation amount, the intermediate finish grinding is finished, the cutting amount data and the grinding amount data for the finish grinding are read from the
[0037]
On the other hand, when the work W reaches the predetermined rotation amount in the determination of the step S11, the finish grinding is finished, and the cutout amount data and the grinding amount data for spark out are read from the
[0038]
Thereafter, it is determined whether the work W has been rotated by a predetermined rotation (step S14), and the process returns to step S13 to continue the spark-out operation until the work W reaches the predetermined rotation amount. Then, when the workpiece W is rotated by a predetermined rotation, the grinding in the respective grinding steps on the workpiece Wa of the workpiece W is completed, and the outer periphery of the workpiece Wa has a predetermined gourd-shaped cam shape. Is formed.
[0039]
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this cam grinder, a plurality of profile data including basic profile data D1 corresponding to the basic cam shape and final profile data D2 corresponding to the final cam shape are stored in the
[0040]
For this reason, for example, when grinding a cam-shaped
[0041]
(2) In this cam grinder, the basic profile data D1 comprises data corresponding to an oval basic cam shape, and the final profile data D2 comprises data corresponding to a gourd-shaped final cam shape. For this reason, the present invention is particularly effective when grinding a gourd-shaped
[0042]
(Example of change)
This embodiment can be embodied with the following changes.
In the above embodiment, rough grinding and semi-finishing are performed based on the basic profile data D1 corresponding to the oval basic cam shape, and finishing is performed based on the final profile data D2 corresponding to the gourd-shaped final cam shape. Perform grinding and spark-out.
[0043]
In the above-described embodiment, the intermediate finish grinding is divided into two times, and the rough grinding and the first intermediate finish grinding are performed based on the basic profile data D1, and the second intermediate finish grinding, the finish grinding, and the spark-out are performed in the final profile data D2. To do so.
[0044]
In the above embodiment, three or more profile data including the basic profile data and the final profile data are stored in the
[0045]
In the above embodiment, the cutting amount and the grinding amount (the rotation amount of the work W) in each grinding step are arbitrarily changed and set.
In the above embodiment, the basic profile data D1 is changed to data corresponding to a basic cam shape different from the egg shape, and the final profile data D2 is changed to data corresponding to a final cam shape different from the gourd shape. .
[0046]
【The invention's effect】
As described above in the embodiment, in the present invention, a cam having a concave shape such as a gourd can be efficiently and quickly ground through a plurality of grinding steps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a cam grinder according to one embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the cam grinder of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of data relating to a position of a grinding wheel head.
4A is an explanatory diagram of data relating to a moving speed of a grinding wheel head according to basic profile data, and FIG. 4B is an explanatory diagram of data relating to a moving speed of a grinding wheel head according to final profile data.
5A is an explanatory view showing a grinding state of a base circle portion of a cam having a basic cam shape, FIG. 5B is an explanatory view showing a grinding state of a lift section, and FIG. Explanatory drawing which shows a state.
6A is an explanatory diagram showing a grinding state of a base circle portion of a cam having a final cam shape, FIG. 6B is an explanatory diagram showing a grinding state of a lift portion, and FIG. Explanatory drawing which shows a state.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing sections of a cutting amount, use data, and the like for each grinding process.
FIG. 8 is a flowchart showing a grinding operation by the cam grinder of FIG. 1;
FIG. 9A is a front view of a gourd-shaped cam, and FIG. 9B is an explanatory view of a conventional cam grinding method.
[Explanation of symbols]
14 ... spindle, 15 ... spindle motor, 19 ... controller, 20 ... grindstone head, 21 ... moving motor, 24 ... rotating grindstone, 26 ... grindstone motor, 30 ... cam, 30b ... lift unit, 31 ... control means
Claims (4)
少なくとも基本カム形状に相当する基本プロファイルデータ、及び最終カム形状に相当する最終プロファイルデータを含む複数のプロファイルデータを記憶する記憶手段と、
前記研削工程の進行に従って記憶手段より、基本プロファイルデータから最終プロファイルデータまでの複数のプロファイルデータを順に読み出して、それらのデータに基づいて研削動作を段階的に行わせる制御手段と
を備えたことを特徴とするカム研削盤。In a cam grinding machine that grinds the outer periphery of the work into a predetermined cam shape by a plurality of grinding processes,
Storage means for storing a plurality of profile data including at least basic profile data corresponding to the basic cam shape, and final profile data corresponding to the final cam shape;
Control means for sequentially reading a plurality of profile data from the basic profile data to the final profile data from the storage means in accordance with the progress of the grinding step, and performing a grinding operation stepwise based on the data. A characteristic cam grinding machine.
少なくとも基本カム形状に相当する基本プロファイルデータ、及び最終カム形状に相当する最終プロファイルデータを含む複数のプロファイルデータをあらかじめ記憶させ、
前記研削工程の進行に従って、基本プロファイルデータから最終プロファイルデータまでの複数のプロファイルデータを順に読み出して、それらのデータに基づいて研削動作を段階的に行わせることを特徴とするカム研削方法。In a cam grinding method for grinding the outer periphery of a work into a predetermined cam shape by a plurality of grinding steps,
A plurality of profile data including at least basic profile data corresponding to the basic cam shape and final profile data corresponding to the final cam shape are stored in advance,
A cam grinding method characterized by sequentially reading out a plurality of profile data from basic profile data to final profile data in accordance with the progress of the grinding step, and performing a grinding operation stepwise based on the data.
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