JP2005088086A - Method and apparatus for working on end surface of tubular article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として筒状に形成された工業製品の端面を研削材により仕上げ加工するのに好適な筒状品の端面加工方法とその加工装置に関するものである。 The present invention relates to an end surface processing method for a cylindrical product suitable for finishing an end surface of an industrial product, which is mainly formed in a cylindrical shape, with an abrasive and a processing apparatus therefor.
従来、比較的大きな負荷を受ける箇所で使用されるコイルスプリング、言い換えると線径が大きい材料で形成されるコイルスプリングは、その自由長端面をコイルの軸線に直交して平坦な面に形成する必要があり、そのために、コイル端部をスパイラル部分から少し変形させて両端間が平行するように加工されており、その自由長での両端面を所定寸法でかつ平行した面に加工されている。 Conventionally, coil springs used in locations subject to relatively large loads, in other words, coil springs made of a material having a large wire diameter, need to have their free long end faces formed on a flat surface perpendicular to the coil axis. Therefore, the coil end portion is slightly deformed from the spiral portion and processed so that both ends are parallel to each other, and both end surfaces of the free length are processed into parallel surfaces with a predetermined dimension.
このコイルスプリングの成形仕上げ加工については、そのほとんどが筒状の保持体に加工するコイルスプリングを保持させて、回転砥石を用いて端面の研削を行っている。 Most of the coil spring forming finish processing is to hold a coil spring to be processed into a cylindrical holding body, and to grind the end face using a rotating grindstone.
したがって、現状でのコイルスプリングの端面加工については、研削のための被加工品の保持部への装着作業など準備作業について多くの時間を要するので、作業効率が悪く、また、寸法精度を高めることが困難である。特に、ステンレス材を用いて作られたコイルスプリングの場合は、端面を研削する作業が困難である。なぜならば、ステンレス材は研削時に、ばね鋼製のものに比べて軟質であるので、砥石の目詰まりが生じやすく、研削時に目詰まりを起こすと過負荷によって加工面が過剰に加熱されて焼き付くという問題が生じる。また、加熱されることにより線材に伸びが生じて寸法が狂い、当然、材質に変化が生じて好ましくない。また、寸法精度を高められないという問題もある。 Therefore, the current end face processing of coil springs requires a lot of time for preparation work such as mounting work piece to the holding part for grinding, so work efficiency is poor and dimensional accuracy is increased. Is difficult. In particular, in the case of a coil spring made of stainless steel, it is difficult to grind the end face. This is because stainless steel is softer than that made of spring steel during grinding, so clogging of the grindstone is likely to occur. Problems arise. Further, the heating causes elongation of the wire rod, resulting in a distorted dimension. Naturally, the material is changed, which is not preferable. There is also a problem that the dimensional accuracy cannot be increased.
そのほかに、回転砥石を用いて研削する関係で、コイルバネの端面を研削すると、どうしてもその研削部の端縁にかえり(研削面と反対方向に削り残された縁が折り返す状態で残留する)が発生し、これを研削加工後に別途ヤスリなどで削り落とす二次加工が必要になり、手数を要する。また、研削時に発生する粉塵が飛散して作業環境を悪化させるという問題点もある。 In addition, when grinding the end face of a coil spring because of grinding using a rotating grindstone, there is inevitably a burr on the edge of the grinding part (the edge left behind in the direction opposite to the grinding surface remains in a folded state). However, it is necessary to perform a secondary process in which this is ground off with a file after grinding. There is also a problem that dust generated during grinding is scattered and the working environment is deteriorated.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、作業性を容易にして、確実に、かつ短時間で仕上げ加工を施せる筒状品の端面加工方法とその加工装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve such problems, and provides an end face processing method and processing apparatus for a cylindrical product that can be easily and reliably finished in a short time. It is intended to do.
前記目的を達成するために、第1発明による筒状品の端面加工方法は、
ワーク保持手段にて保持されて軸線周りに回転するワークの端面に対し、駆動する所要幅で無端状の研削ベルトを、そのターン部を押し当てるとともに、適宜範囲で幅方向に往復動させて研削加工することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a method for processing an end face of a cylindrical product according to the first invention comprises:
Grinding the end surface of the workpiece that is held by the workpiece holding means and rotating around the axis with the endless grinding belt with the required width to drive, and reciprocating in the width direction within an appropriate range It is characterized by processing.
また、第2発明による筒状品の端面加工方法は、
ワーク保持手段にて保持されて軸線周りに回転するワークの端面に対し、駆動する所要幅で無端状の研削ベルトを、そのターン部を押し当てるとともに、適宜範囲で幅方向に往復動させて研削し、この際前記ワークの研削部に向けてクーリングエアを吹き付けてワークの冷却と研削屑の除去を行うことを特徴とするものである。
Moreover, the end surface processing method of the cylindrical product according to the second invention is as follows.
Grinding the end surface of the workpiece that is held by the workpiece holding means and rotating around the axis with the endless grinding belt with the required width to drive, and reciprocating in the width direction within an appropriate range At this time, cooling air is blown toward the grinding portion of the workpiece to cool the workpiece and remove grinding debris.
前記加工方法を実施する装置として、第3発明による筒状品の端面加工装置は、
回転軸心線上でワークを着脱可能に同軸で固定保持して軸線周りに回転駆動力をそのワークに与えるようにされたワーク保持手段と、このワーク保持手段を介して被加工面を研削側に進退させる送り手段と、前記ワーク保持手段に対向して回転駆動される研削ベルトを備える研削手段とを備えることを特徴とするものである。
As an apparatus for carrying out the processing method, an end face processing apparatus for a cylindrical product according to the third invention is:
A workpiece holding means adapted to detachably fix and hold the workpiece on the axis of rotation about the axis, and to apply a rotational driving force to the workpiece around the axis, and the work surface to the grinding side via the workpiece holding means It comprises feed means for advancing and retreating, and grinding means comprising a grinding belt that is rotationally driven to face the work holding means.
前記第3発明において、ワーク保持手段は、水平状態に軸受支される回転軸の先端にワークを外周から軸線上で同軸保持できるクランパーを備え、かつそのクランパーに付随させてワークの後端を位置決めするクランパーの位置決め機構を有しているのがよい(第4発明)。 In the third aspect of the invention, the work holding means includes a clamper capable of holding the work coaxially from the outer periphery on the axis line at the front end of the rotating shaft supported in a horizontal state, and the rear end of the work is positioned in association with the clamper. It is preferable to have a clamper positioning mechanism (fourth invention).
前記第3発明におけるクランパーの位置決め機構は、前記回転軸が中空にされて、その内部を貫通して配される位置決め操作軸の後端をその回転軸の後端から突き出させて操作ノブが取付けられ、かつその位置決め操作軸の先端部をねじ軸に形成して前記クランパーの操作基部から前方に突き出させた状態で、そのねじ軸部にワークの長さ寸法を定める位置決め部片が螺合配設される構成であるのがよい(第5発明)。 In the clamper positioning mechanism according to the third aspect of the present invention, the rotary shaft is hollow, the rear end of the positioning operation shaft arranged through the inside protrudes from the rear end of the rotary shaft, and the operation knob is attached. In addition, a positioning part piece that determines the length of the workpiece is screwed to the screw shaft part in a state where the tip part of the positioning operation shaft is formed on the screw shaft and protrudes forward from the operation base part of the clamper. It is good that it is provided (5th invention).
前記第4発明または第5発明におけるクランパーは、少なくとも3個のワーク把持片を備えて、ワークの外径に応じて周囲からクランプする構成であるのが好ましい(第6発明)。 The clamper according to the fourth or fifth invention preferably comprises at least three workpiece gripping pieces and is clamped from the periphery according to the outer diameter of the workpiece (sixth invention).
また、前記クランパーのワーク把持片先端と干渉しない前部位置に上下位置調節可能なワーク先端受支機構が設けられているのが好ましい(第7発明)。 Further, it is preferable that a workpiece tip support mechanism capable of adjusting the vertical position is provided at a front position where the clamper does not interfere with the workpiece gripping piece tip (seventh invention).
また、前記送り手段は、前記ワーク保持手段とワーク先端受支機構を支持する支持盤を、機台上に配置されるベースプレートに設けられるガイド部材に沿ってアクチュエータにより、前記研削手段の研削ベルトによる研削部に対して進退可能にスライドする構成とされているのがよい(第8発明)。 Further, the feeding means uses a support plate for supporting the work holding means and the work tip support mechanism by means of an actuator along a guide member provided on a base plate arranged on a machine base, and by a grinding belt of the grinding means. It is good to be the structure which slides so that advance / retreat is possible with respect to a grinding part (8th invention).
また、前記送り手段を備えるワーク保持手段とワーク先端受支機構とを支持する支持盤およびベースプレートが、機台上で前記ワーク保持手段に対するワークの着脱を容易にするため前記研削手段と対峙する位置から側方へ移動可能に構成されるのがよい(第9発明)。 Further, a position where a support plate and a base plate for supporting the work holding means including the feeding means and the work tip support mechanism are opposed to the grinding means for facilitating attachment / detachment of the work with respect to the work holding means on the machine base. It is good to be comprised so that movement to the side is possible (9th invention).
また、前記第3発明において、前記研削手段によりワークが研削される研削部の上側には、その研削部に向かってエアを吹き付ける冷却ノズルが配置され、その直下位置に研削屑を受ける容器が配置される構成であるのが好ましい(第10発明)。 In the third aspect of the invention, a cooling nozzle that blows air toward the grinding portion is disposed above the grinding portion where the workpiece is ground by the grinding means, and a container that receives grinding waste is disposed immediately below the cooling nozzle. It is preferable that it is the structure (10th invention).
第1発明によれば、筒状の物品(ワーク)における端面を研削加工するに際して、そのワークを保持して軸線周りに回転させながら、その端面を無端状の研削ベルトが円周方向にターンする部分に押し付けて研削することにより、研削ベルトによる研削を有効に行わせることができる。言い換えると、エンドレスで走行する研削ベルトがリング状のワーク加工面に対して一挙にその全体と接触せずに研削するので、切削抵抗を少なくし、かつ切り屑が研削砥粒に付着しない状態で加工され、研削機能を十分に発揮させて効率よく加工できるのである。また、研削ベルトをその幅方向に往復動させながら研削することと、ワークを軸線周りに回転させることにより、加工面を正確に研削でき、寸法精度を高めることができるという効果を奏する。 According to the first invention, when grinding the end face of the cylindrical article (work), the endless grinding belt turns the end face in the circumferential direction while holding the work and rotating it around the axis. Grinding with the grinding belt can be effectively performed by pressing the portion and grinding. In other words, since the grinding belt that runs endlessly grinds the ring-shaped workpiece machining surface without touching the whole, it reduces cutting resistance and prevents chips from adhering to the abrasive grains. It is processed and can be processed efficiently with full use of the grinding function. In addition, by grinding while reciprocating the grinding belt in the width direction and rotating the workpiece around the axis, it is possible to accurately grind the processed surface and increase the dimensional accuracy.
前記第2発明によれば、前記第1発明の効果に加えて、研削部にエアを吹き付けることにより、ワークが研削による摩擦熱で加熱されて研削部分に隣接する部分の品温の上昇を防ぎ、熱ひずみが生じないようにすることができる。併せて研削箇所に対して下向きにエアを吹き付けることで研削屑が飛散するのを防止し、下部に受け容器を配置すれば研削屑を回収して作業環境の改善を図ることができるという効果を奏する。 According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, by blowing air to the grinding part, the workpiece is heated by frictional heat caused by grinding to prevent an increase in the temperature of the part adjacent to the grinding part. It is possible to prevent thermal distortion from occurring. At the same time, air is blown downward against the grinding part to prevent grinding dust from scattering, and if a receiving container is placed at the bottom, the grinding waste can be recovered and the work environment can be improved. Play.
第3発明によれば、前記第1発明の筒状品の端面加工方法を実施するに適した構成とされているので、前記第1発明と同様の効果を発揮させることができる。 According to the third aspect of the invention, since it is configured to be suitable for carrying out the end face processing method for a cylindrical product of the first aspect, the same effects as in the first aspect can be exhibited.
また、第4発明によれば、筒状の物品を保持するのに、水平状態で回転する回転軸の先端に設けたクランパーによりワークを外周で掴んで、その回転軸と同軸に保持するとともに、そのクランパーで保持されるワークの後端を位置決め機構によって長さ寸法を設定できるようにされているので、送り寸法を決めることにより、研削手段による研削でのワーク長さを正しく仕上げることができる。 According to the fourth invention, in order to hold the cylindrical article, the workpiece is gripped on the outer periphery by the clamper provided at the tip of the rotating shaft that rotates in a horizontal state, and is held coaxially with the rotating shaft. Since the length dimension of the rear end of the workpiece held by the clamper can be set by the positioning mechanism, the workpiece length in grinding by the grinding means can be finished correctly by determining the feed dimension.
また、第5発明によれば、ワークの仕上げ長さ寸法を決める位置決め機構が、クランパーを支持する回転軸内を利用して挿通される操作軸後端側で操作ノブにより、その操作軸を回転させて先端側にて螺合する位置決め片をクランパー内で進退させることにより設定できるので、簡単な操作で設定を容易に行えるという利点がある。 According to the fifth aspect of the invention, the positioning mechanism that determines the finish length dimension of the workpiece rotates the operation shaft by the operation knob on the rear end side of the operation shaft that is inserted using the inside of the rotation shaft that supports the clamper. Since the positioning piece that is screwed on the distal end side can be set by advancing and retreating in the clamper, there is an advantage that the setting can be easily performed by a simple operation.
また、第6発明によれば、クランパーはそのワーク把持片が、ワークの外径に応じて周囲から掴むようにされるので、ワークの外径が異なる外径のワークであっても自由に掴み径を変更して使用できるという利点がある。 According to the sixth aspect of the invention, since the work gripping piece of the clamper is gripped from the periphery in accordance with the outer diameter of the work, it can be freely gripped even when the work has different outer diameters. There is an advantage that the diameter can be changed.
さらに、第7発明によれば、ワークのクランパー位置より前側に下側からワークを支持できる先端受支機構を配することで、研削ベルトによる研削時にワークに下向きの外力が作用するのを、そのワークの回転を阻害することなく受け止めるようにしたことで、研削面を軸心に対して直角に仕上げることができ、寸法精度を高め得るという効果を奏する。 Further, according to the seventh invention, by arranging the tip support mechanism that can support the workpiece from the lower side in front of the workpiece clamper position, a downward external force acts on the workpiece during grinding by the grinding belt. Since the rotation of the workpiece is received without being hindered, the grinding surface can be finished at a right angle to the axis, and the dimensional accuracy can be improved.
また、前記第8発明によれば、ワークを保持して回転させながら、かつワーク先端部を正しく保持してアクチュエータによって研削部に向かって送る操作ができるようにされているので、その操作を自動化すれば作業能率を著しく向上させることができるという効果を奏する。 According to the eighth aspect of the invention, since the workpiece can be held and rotated, and the tip of the workpiece can be properly held and fed to the grinding portion by the actuator, so that the operation can be automated. If it carries out, there exists an effect that work efficiency can be improved remarkably.
またさらに、第9発明によれば、ワーク保持手段とワーク先端受支機構を搭載する支持盤ならびにベースプレートが機台上で研削手段に対するワークの研削位置から側方に移動できるので、ワーク保持手段へのワークの取り付け・取り外し作業を容易にし、作業性の向上を図ることができ、多数のワークを加工する場合における加工操作以外の作業効率を高めることができる。 Furthermore, according to the ninth invention, since the support plate and the base plate on which the workpiece holding means and the workpiece tip support mechanism are mounted can move laterally from the grinding position of the workpiece with respect to the grinding means on the machine base, This makes it possible to facilitate the work of attaching and detaching the workpieces, improving the workability, and improving the work efficiency other than the machining operation when machining a large number of workpieces.
前記第10発明によれば、ワークが研削される研削部に対して上側から下向きにクーリングエアを吹き付けるようにすることと研削屑の受け容器を下部に配置することで、前記第2発明と同様の効果を発揮させることができる。 According to the tenth aspect of the invention, the cooling air is blown downward from the upper side to the grinding part where the workpiece is ground, and the receiving container for the grinding waste is disposed at the lower side, the same as in the second aspect of the invention. The effect of can be demonstrated.
次に、第1発明および第2発明による筒状品の端面加工方法を、その実施に好適な第3発明による筒状品の端面加工装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, the cylindrical product end face machining method according to the first invention and the second invention will be described with reference to the drawings with respect to a specific embodiment of the cylindrical product end face machining apparatus according to the third invention. explain.
図1には筒状品の端面加工装置の一実施形態を表わす正面図が、図2には図1の平面図が、図3にはワーク保持手段を表わす縦断面図(a)とA−A視図(b)が、図4にはワーク先端受支機構の正面図(a)と平面図(b)が、図5にはワーク着脱位置移動手段の平面図(a)と側面図(b)が、図6には研削手段の横行機構側面図(a)とその要部の平面図(b)が、図7には研削ベルトの一具体例要部の斜視図が、それぞれ示されている。 FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an end face processing apparatus for a cylindrical product, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view (a) showing a workpiece holding means and A- FIG. 4A is a front view (a) and a plan view (b) of the workpiece tip support mechanism. FIG. 5 is a plan view (a) and a side view of the workpiece attachment / detachment position moving means. FIG. 6 shows a side view (a) of the traversing mechanism of the grinding means and a plan view (b) of the principal part thereof, and FIG. 7 shows a perspective view of the principal part of one specific example of the grinding belt. ing.
この筒状品の端面加工装置1(以下、ワーク端面加工装置1という)は、コイルスプリングの自由長端面を所要寸法に仕上げるのに使用されるものである。したがって、ワークはコイルスプリングを指す。 This cylindrical end surface processing apparatus 1 (hereinafter referred to as a workpiece end surface processing apparatus 1) is used to finish a free-length end surface of a coil spring to a required dimension. Therefore, the work refers to a coil spring.
本実施形態のワーク端面加工装置1は、所要寸法に枠組み構成された機台2と、この機台2上に対向配置されるワーク60の保持手段10およびその送り手段30と、ワークの保持手段10に対向して配される研削ベルト41を主体とする研削手段40とで構成されている。
A workpiece end
まず、機台2は、前記ワークの保持手段10(以下、ワーク保持手段10という)および送り手段30を搭載する支持部3と、研削手段40を搭載する支持部4とに分かれて形成されており、研削手段40における研削ベルト41の回転軸心と前記ワーク保持手段10によって保持されるワーク60の軸心とが同一レベルとなるように、支持面の高さが設定されており、枠組み構造にて形成されている。
First, the
次に、前記ワーク保持手段10は、機台2のワーク保持手段支持部3上に、旋回可能に配置されるベースプレート5の上側で送り手段30を介して設けられた支持盤11上に配設されている。そして、ワーク保持手段10は、前記支持盤11上に二個の受け台12を介して軸受13,13により水平に支持されてモータ駆動で回転自在な回転軸14と、この回転軸14の先端に取り付くワーク60を把持するクランパー15(少なくとも3個の把持片を備えるチャック)とで構成され、ワーク60(コイルスプリング)の軸心を回転軸心線aに合致させて対向する研削手段40の研削ベルト41により端面を加工されるように構成されている。
Next, the work holding means 10 is disposed on a
前記クランパー15は、周知構造の拡縮機構を内蔵する面盤からその支持部と反対側(前方)に少なくとも3本の長い寸法の把持片15aが回転方向に等分して配置され、それら把持片15aが前記拡縮機構によって軸心から半径方向またはその逆方向に移動させることによりワーク60の外周を把持する構造のものである。また、前記把持片15aは、先端部15a′の内側所要長さ寸法の部分がワーク60に接触して実質的に保持力を加えるようにされている。
The
前記回転軸14は、中空軸で、その先端に前述のクランパー15を同一軸心で固着しており、後端部にモータ16からベルト17により動力が伝達されるプーリ18が取付けられている。この回転軸14の軸心に沿って形成される孔は、中間位置から先端方向に孔径が大きくされた段付孔14aになっており、この孔部には位置決め操作軸19が貫通して回転可能に組み込まれている。前記位置決め操作軸19は、中間部を前記回転軸14の段付孔14aにおける太い径の部分に嵌る直径にして、前部をねじ軸19aにされ、後部を前記中間部より細い径にされ、その中間部の後端を段付孔14aの段部に接触させるとともに、その軸後部を回転軸14の後端から後方に突き出した後端部にてストップカラー20で抜け止めされ、後端に回転操作用のノブ21が取付けられている。また、前記位置決め操作軸19のねじ軸部19aを前記クランパー15の把持片15a先端よりも短い範囲で軸心部に突き出させ、そのねじ軸部19aに位置決め部片23の中央ボス23aに形成されるねじ孔23bと螺合するようにされている。なお、前記回転軸14の駆動モータ16は支持盤11の側方に付設されるモータ台16′上に搭載されている。
The
前記位置決め部片23は、前記クランパー15の各把持片15a(この実施形態では3個の把持片15aが配されている)の間にそれぞれ受片23cが介在するようにされた、言い換えると三等分されて中央のボス23aから放射状に受片23cを突き出す形状のものであり、前記ボス23aには前述の位置決め操作軸19におけるねじ軸部19aが螺合するようにねじ孔23bが設けられている。このようにされる位置決め部片23は、クランパー15の把持片15aによって把持されるワーク60の後端位置を設定するもので、位置決め操作軸19を後端のノブ21を掴んで回転させることにより、クランパー15の各把持片15aによって回転方向の動きを阻止されるのでねじ軸部19aとボス23aのねじ孔23bとの螺合による働きで軸線方向に前後動させ、クランパー15によるワーク60の保持後端を設定できるようにするものである。
The
さらに、前記支持盤11上には、前述のクランパー15の前方下部位置に、上下位置調節可能なワーク先端受支機構25が配設されている。このワーク先端受支機構25は、図4(a)および(b)で示されるように、上部に所要の間隔で軸線を平行させて2個のローラ27,27を回転自在に軸支持するローラ支持ブラケット26と、このローラ支持ブラケット26を前述のクランパー15の回転軸心線aの延長直下位置で、その回転軸心線a方向に直交する向きに配して、前記ローラ27が前記回転軸心線a直下の両側に等分配置されるように支持する高さ調節部材28と、ローラ支持ブラケット26の姿勢を維持するための二本のガイド部材29とで構成されている。
Further, a workpiece
前記高さ調節部材28は、支持盤11に設けられた取付孔28bを挿通して下面から上方に突出配置されるねじ軸体で、下端に回転操作用のノブ28aが固着されており、ねじ部を前記ローラ支持ブラケット26の中央部で上下方向に穿設されるねじ孔26aに螺合させて、そのローラ支持ブラケット26を上下可動に支持するものである。また、前記ガイド部材29は、前記高さ調節部材28を挟んで両側に所要の間隔で配されており、上端をローラ支持ブラケット26の下部に固着されて、支持盤11に設けられたガイド孔29aに挿通されている。
The
前記送り手段30は、前記ベースプレート5上で移動軸線に平行して所要間隔にて両端部を直立するブラケット31,31′に支持され水平に配置される2本のガイド軸32,32(本発明におけるガイド部材に対応)と、前記支持盤11の下面に固着されて各ガイド軸32,32に滑合被嵌するスライダー33,33と、後部側の前記ブラケット31′にロッド34a端を固着されて支持盤11側に付設されるエアシリンダ34(本発明のアクチュエータに対応)とで構成されている。なお、前記スライダー33は、各ガイド軸32に対して所要の間隔で前後に2個設けられている。図中符号39は送り停止後の復帰動作を容易にするスプリングである。
The feed means 30 is supported by two
さらに、前記ベースプレート5の下側には、ワーク60のクランパー15への着脱時にワーク保持手段10を移動させるワーク着脱位置移動手段35が付設されている。このワーク着脱位置移動手段35は、機台2のワーク保持手段支持部3に設けられた旋回支持部で、ベースプレート5の中心に基端を固着される旋回軸36が、機台2のワーク保持手段支持部3の下部でボス3aにて旋回自在に支持されており、その旋回軸36に基端を固着される旋回アーム37の先端部と、基端を前記支持部3のプレート3bの下側で枢支されるエアシリンダ38のロッド38a端とを、フォーク片38bによりピン38c連結されて、そのエアシリンダ38の作動によってワーク保持手段10が研削作業位置から側方に約40°回動変位できるようにされている(図2に二点鎖線bで表わしている)。
Further, a workpiece attaching / detaching position moving means 35 for moving the workpiece holding means 10 when attaching / detaching the
一方、研削手段40は、前記機台2の研削手段支持部4上に、前記ワーク保持手段10によって保持されるワーク60に対向させて、そのワーク保持手段10の回転軸心線aと研削ベルト41の走行回転軸心cとが合致するようにその研削ベルト41を支持する研削ベルト支持フレーム42(以下、単に支持フレーム42という)と、この支持フレーム42の側面に所定の間隔で配される2個のベルトプーリ43a,43bからなるベルト支持機構43に巻き掛けられて駆動する研削ベルト41と、前記支持フレーム42をワーク保持手段10の回転軸心線aに対して直交する横方向に適宜量往復動させる横行機構50とで構成されている。
On the other hand, the grinding means 40 is opposed to the
前記支持フレーム42は、水平状態に形成されるベース部42aと、このベース部42a上に直立する支持プレート42bとからなり、支持プレート42bの一側面にベルト支持機構43(二個のベルトプーリ43,43′)が付設されている。そして、ベース部42aの下側に横行機構50が設けられている。
The
前記ベルト支持機構43は、支持プレート42bに軸受44aにて横向き回転自在に支持される駆動軸44と、所要距離離れてテークアップ45によって前後に移動可能で横向きに設けられる従動軸46とに、それぞれ所要直径の平プーリ43a,43bが取付けられ、その両プーリ43a,43bに巻き掛けて無端状の研削ベルト41が架設されている。なお、前記駆動軸44は、支持プレート42bの研削ベルト巻き掛け部と反対面側で、モータ台46aに取付けられた減速モータ46の出力軸上の駆動プーリ47aから駆動軸44上のプーリ47bにベルト48を巻き掛けられて動力伝達されるようになっている。また、前記研削ベルト41の張力を定常に保たせるテークアップ45は、従動軸46の支持軸受部45aをエアシリンダ45bによる推力で定常張力となるように付勢される機能を備えている。そして、研削ベルト41の張架部分上側には研削屑の飛散防止と安全性を確保するために保護カバー49が支持プレート42bに取付けられて配されている。
The
ここで使用される研削ベルト41は、例えば図7に例示されるように、特開2003-11069号公報で知られているような、エンドレス状に形成されたベルト基材41a上に、ウエブの表面に無数の砥粒を付着させてなる所要寸法の研削部片41b多数枚を、その基部側で固着されたものであり、その多数の研削部片41bのラップして露出する端部41cによって研削するようにされたものが使用される。なお、この研削ベルト41では、研削時に前記研削部片41bの端部41cによって生じる空隙部41dが研削屑の排除に役立つように機能する。
The grinding
このような構成の研削手段40の支持フレーム42におけるベース部42aと機台2の支持部4との間に横行機構50が設けられている。その横行機構50は、支持台4(支持部4)の上面に前記研削ベルト41の走行方向と直交する向きで中央から所要の距離を置いて前後に配されるレール部51,51に、前記支持フレーム42のベース部42a下面に設けられるスライダー52,52を滑合させて横方向に摺動自在とされている。そして、支持台4の天板4a下面に取付けられた減速モータ53の出力軸53aを上向きに突き出させて、その出力軸53aの突出端部に回転円板54が取付けられ、その回転円板54の軸心を通って前記レール部51,51と平行な線上でベース部42aの下面から垂設された枢支軸ピン55にて基端を枢支されるロッド56と、そのロッド56先端部を前記回転円板54の外周寄りに設けたピン57と接続してクランク運動する構成によって、回転円板54の一回転によるクランク運動の1ストローク分、支持フレーム42が往復運動するようにされている。
A
なお、前記ワーク保持手段10側に付帯する送り手段30のエアシリンダ34およびワーク着脱位置移動手段35のエアシリンダ38と、研削手段40側のテークアップ用エアシリンダ45bとは、図示省略する周知のエア供給ユニットにおいて制御手段によって予め設定されたプログラムに基づいてエアの供給・停止操作が行われるようにされる。また装置全体の制御についてもプログラムに基づいて作動できるようにされるのがよい。
The
さらに、前記ワーク保持手段10におけるクランパー15にて支持されるワーク60が、研削手段40の研削ベルト41によって端面を研削される研削部Aの上方位置には、クーリングエアの噴出しノズル65(本発明の冷却ノズルに対応)が噴出し口を下向きにして配設されている。このクーリングエアの噴出しノズル65には、別途設置のコンプレッサ66から、もしくは工場のラインエアから分岐したエア配管67で接続して研削部Aにクーリングエアを吹き付けられるようにする。また、その研削部Aの直下には機台2上に載置できる大きさの受け容器70を配置して、前記クーリングエアの吹き付けによって研削部で発生する研削屑を受け入れるようにする。図中符号68は、エア配管の開閉バルブである。
Further, a cooling air jet nozzle 65 (main) is provided above the grinding part A where the
このように構成される本実施形態のワーク端面加工装置1を用いてワーク60(コイルスプリング)の端面を加工するには、まずワーク保持手段10のクランパー15にワーク60を保持させる。
In order to machine the end face of the work 60 (coil spring) using the work end
ワーク60をクランパー15に装着するには、それに先立ってワーク60の外形寸法に基づき自由長に応じて位置決め操作軸19を操作して位置決め部片23の出入りを設定する。この位置決め部片23を移動させるには、位置決め操作軸19を後端のノブ21の回転操作でねじ軸部19aに螺合する位置決め部片23を前後に移動させ、装着されるワーク60のクランパー15から前方に突き出す長さを設定する。言い換えるとコイルスプリング(ワーク60)の自由長に応じて研削量の設定を行う。
In order to mount the
次いで、ワーク60を開放状態にあるクランパー15の把持片15aに囲まれた空間部に被研削面側を前(研削側)にして装填する。その後にクランパー15の拡縮機構を操作して把持片15aを内向きに移動させワーク60を外側からクランプする。この際、各把持片15aは連動して移動するので自動的にその軸心を回転軸心線aに合致させることができる。こうしてクランパー15にワーク60が保持されると、その前下部に配されているワーク先端受支機構25のノブ28aを回転操作して、ローラ支持ブラケット26により支持される二個のローラ27,27がクランパー15によって保持されているワーク60の先端部外周を受けている状態に設定する。この際、前記二個のローラ27,27の位置が高すぎるとワーク60の先端部が正しく位置しないことになるので、回転時に軽くワーク60の外周を支えてローラ27が回転する状態に設定するのが好ましい。
Next, the
設定準備が整えば、ワーク保持手段10側のモータ16を起動して回転軸14を回転させると、クランパー15とともにワーク60が回転される。一方研削手段40では、研削ベルト41の各研削部片41bがその露出端部41cをワーク60面に対して撫で付けるように接触する向きで駆動されるようにする。研削手段40におけるモータ46を起動して研削ベルト41を駆動させる。これと同時にテークアップ45のエアシリンダ45bを作動させて研削ベルト41が緊張状態で駆動するようにし、かつ横行機構50のモータ53を起動することにより回転円板54と揺動するロッド56とのクランク運動で、支持フレーム42がレール51,51に案内されて横方向に適宜量往復動する。また、クーリングエアをコンプレッサ66からバルブ68を開いて噴出しノズル65に供給し、研削部Aに向けて吹き付けるようにする。
When the setting preparation is completed, when the
このような状態でワーク保持手段10側の送り手段30を作動させ、エアシリンダ34によって待機位置から前方に移動させる。エアシリンダ34が前進動作する(エアシリンダ34のピストンロッド34a側にエアが供給される)と、支持盤11がガイド軸32にスライダー33を介して案内されて前進し、この支持盤11上に取り付くワーク保持手段10のクランパー15により保持されているワーク60が回転する研削ベルト41の駆動側プーリ43aで支持される部分の頂端部(ターン部)に接触して研削される。
In such a state, the feeding means 30 on the work holding means 10 side is operated, and the
研削部Aにあっては、ワーク60がクランパー15によってクランプされた状態で所要速度にて軸線周りに回転し、研削ベルト41が所要速度で駆動プーリ43aの周面に沿って走行しながら横方向に往復動している状態で、研削ベルト41の研削面にワーク60端面が接触することになる。しかも、ワーク60のセンター(回転軸心線a)と研削ベルト41の駆動プーリ43a軸心c(図1参照)とが同一面上に位置するように支持されているので、回転するワーク60の端面に対して研削ベルト41の接触部がちょうど水平に横断する状態で接触して研削されることになり、かつ研削ベルト41が横行機構50の働きで幅方向に往復移動しながら研削を行うから、加工面が筒状であってもその軸線に直交した平坦面に仕上げることができるのである。なお、この際の研削ベルト41の研削面に対するワーク60の接触力は、送り手段30におけるエアシリンダ34の推進力によって与えられる。
In the grinding part A, the
また、研削位置においては、回転するワーク60がその先端部を下側からワーク先端受支機構25のローラ27,27によって回転状態を維持させながらワーク60の先端部を定常位置に保持しているので、研削ベルト41の回転(研削ベルトの研削面が下向きに移動する)によりワーク60端面に下向きの力が作用しても、なんら問題なく支持されて端面が回転軸心線aに対し直交する状態を維持されて、加工面を正しく仕上げることができるのである。
Further, at the grinding position, the rotating
さらに、この研削部Aでは、研削ベルト41により前述のようにしてワーク60の端面を研削する間、その上方に配されているクーリングエアの噴出しノズル65からクーリングエアが吹き付けられているので、研削に伴うワーク60の被加工面が研削ベルト41の研削面との接触摩擦によって、ワーク端部が加熱されるのを冷却され、焼き付く現象を防止される。また、加熱による熱膨張で線条が伸びるのを防止されるので加工精度が低下することもなく、規定値に仕上げることができるのである。したがって、品質低下や仕上げ寸法の狂いなどが生じることもなく、加えて正確に研削できるので、かえりの発生もない。また、研削ベルト41も研削部Aでは、クーリングエアによりワーク60とともに冷却されるので、循環駆動するその研削ベルト41も冷却効果によって損耗する度合いを低減することになり、好ましい結果が得られることとなる。
Further, in this grinding part A, while the end face of the
一般的にワーク60(コイルスプリング)の端面の切削は、切削量が比較的少ないので、送り手段30によって推進される研削部での移動量を、例えば予め支持盤11に関連させてリミットスイッチ(図示せず)を設けて、規制することにより設定することができる。こうして過度に切削しないようにすることと、短時間で仕上げるようにすることで、前記冷却操作とによって研削時における発熱を回避して品質を低下を起こすことなく高能率で仕上げることができるのである。 Generally, since the cutting amount of the end surface of the workpiece 60 (coil spring) is relatively small, the amount of movement in the grinding portion driven by the feeding means 30 is set in advance with a limit switch ( (Not shown) can be provided and regulated. By avoiding excessive cutting in this way and finishing in a short time, the cooling operation can avoid heat generation during grinding and finish with high efficiency without causing deterioration in quality. .
しかも、前述の研削ベルト41を使用すれば、研削時に発生する切り屑が研削部片41bの先端部41c間に形成されている空隙41dによって外部に排出する機能で目詰まりを生じさせずに研削できることから、研削速度を高めて加工することができて好ましい結果が得られる。また、研削加工中、前記のようにクーリングエアを研削部に吹き付けて作業を行うので、研削によって発生する切り屑はすべて吹き落とされて研削部Aの直下に配置した受け容器70内に受け入れられて、回収することができる。したがって、周囲に飛散することがなく、作業環境の改善に役立てられる。
In addition, if the above-described grinding
研削操作が終わると、速やかに送り手段を逆動作(エアシリンダ34への圧気の供給をシリンダヘッド側に切換える)させて、支持盤11を後退させることにより、ワーク60を研削部から待機位置まで引き戻す。その後に回転軸14の駆動を停止させ、ワーク着脱位置移動手段35のエアシリンダ38を作動させて所定角度旋回軸36の周りにベースプレート5以上を旋回させると、支持盤11上のワーク保持手段10もともに旋回して、クランパー15にて保持されているワーク60が研削部から横に離れた位置まで移動する(図2二点鎖線bで表わす参照)。したがって、クランパー15によるクランプを開放させるとワーク60を手早く取り出すことができる。
When the grinding operation is finished, the feed means is quickly reversed (the supply of pressurized air to the
ワーク60は、その一方の端面のみ加工されている場合は、そのワーク60の向きを変えて未加工部分を先端側にしてクランパー15にてクランプさせ、ワーク着脱位置移動手段35を前記と逆に作動させて待機位置に戻し、以後前述の要領で研削位置まで前進させて研削すればよい。なお、片面が加工済みの場合は、ワーク60の前進停止位置がその加工代分多く移動するようにリミット位置の設定を変更すればよい。
When only one end surface of the
また、前記クーリングエアの供給については、ワークの着脱位置移動手段35におけるワーク60の着脱操作(ワークの着脱位置移動手段35が旋回操作されて研削作業位置から着脱位置に移動する)に連動して供給を停止させるようにコントローラによってエア配管67中のバルブ68を操作すれば、エアの使用量を節約することができる。
The cooling air is supplied in conjunction with the
上述のように、本実施形態によれば、簡単な操作でもって例えばコイルスプリングのように筒状体を形成する物品の端面であっても正確に平坦面に加工することができるのであり、しかも短時間でもって仕上げられて、かつ大きな発熱を伴わないで加工できるから、加工面の品質低下を来たすことがなく、効果的な加工を施すことができる。また、ワークの装着をクランパーによって行わせると同時に、先端部を研削体の移動にともなう切削負荷に対抗して支持させることで、仕上げ面の精度を一層向上させることができるのである。 As described above, according to the present embodiment, even an end surface of an article forming a cylindrical body such as a coil spring can be accurately processed into a flat surface with a simple operation. Since it can be finished in a short time and can be processed without generating a large amount of heat, it can be effectively processed without deteriorating the quality of the processed surface. Further, the accuracy of the finished surface can be further improved by mounting the workpiece with the clamper and simultaneously supporting the tip portion against the cutting load accompanying the movement of the grinding body.
したがって、前記実施形態の説明ではコイルスプリングの端面加工について記載したが、その他パイプ状の物品の端面仕上げにも使用できることは言うまでもない。また、研削ベルトについては、前述の構成のものがもっとも好ましいが、これに限定されるものではなく、切り屑の排除機能を備えているものであれば他の構造のものを使用することができる。したがって、研削ベルトについては前記実施形態のものに限定されるものではない。また、前記実施形態ではエアシリンダを用いているが、これに代えて電動シリンダや油圧シリンダを採用できることは言うまでもない。またさらに、前記説明では研削部に向けてエアを噴き付けて研削を行う場合について記載したが、必要に応じてエアの噴き付け操作を行わないで作業することも可能である。 Therefore, although the end face processing of the coil spring has been described in the description of the above embodiment, it is needless to say that the end face finishing of other pipe-shaped articles can be used. As for the grinding belt, the one having the above-described configuration is most preferable, but the present invention is not limited to this, and any other structure having a chip removal function can be used. . Therefore, the grinding belt is not limited to that of the above embodiment. In the embodiment, an air cylinder is used, but it goes without saying that an electric cylinder or a hydraulic cylinder can be used instead. Furthermore, in the above description, the case where air is sprayed toward the grinding part to perform grinding has been described, but it is also possible to work without performing the air spraying operation as necessary.
1 ワーク端面加工装置
2 機台
3 ワーク保持手段支持部
4 研削手段の支持部
10 ワーク保持手段
11 支持盤
14 回転軸
15 クランパー
16,46 モータ
19 位置決め操作軸
19a ねじ軸部
21 ノブ
23 位置決め部片
25 ワーク先端受支機構
30 送り手段
32 ガイド軸
33 スライダー
34,38,45b エアシリンダ
35 ワーク着脱位置移動手段
36 旋回軸
37 旋回アーム
38b フォーク片
40 研削手段
41 研削ベルト
42 支持フレーム
43 ベルト支持機構
43a,43b ベルトプーリ
45 テークアップ
50 横行機構
51 レール部
52 スライダー
54 回転円板
56 ロッド
57 ピン
60 ワーク(コイルスプリング)
65 クーリングエアの噴出しノズル
66 コンプレッサ
70 研削屑の受け容器
DESCRIPTION OF
65 Cooling
Claims (10)
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JP2003313682A JP2005088086A (en) | 2003-08-08 | 2003-09-05 | Method and apparatus for working on end surface of tubular article |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116572125A (en) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 湖南电气职业技术学院 | Wind-driven generator blade terminal surface grinding device |
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2003
- 2003-09-05 JP JP2003313682A patent/JP2005088086A/en not_active Withdrawn
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