JP2005177903A - 異径ワークのセンターレス研削加工方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 異径ワーク18の研削加工において、円筒状部2の直径より研削面である筒長部分が小さな場合でも安定して高精密に研削することができ、またその一部を切削した後のかえり4を研削によって効率的にかつ精密に取り除くことができる異径ワーク18のセンターレス研削加工方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 大径の円筒状部2と小径の棒状のステム部からなる異径ワーク18のセンターレス研削加工において、異径ワーク18の円筒状部2の直径が研削幅より小さく剛性が小さいことにより生じるワーク1の微少な曲げを防ぎ、研削中におけるワーク1の微細な動きを止めるために該ステム部の受台の受面を半円形又は真円形とし、コントローラー7及び砥石6の回転力によるワーク1にかかる力を利用して固定を確保し安定したセンターレス研削ができるようにし、また、円筒状部2の切欠き3に発生するかえり4の除去を確実かつ精密に行うことにより、作業時間と不良率の低減をはかるようにした。
【選択図】 図2
【解決手段】 大径の円筒状部2と小径の棒状のステム部からなる異径ワーク18のセンターレス研削加工において、異径ワーク18の円筒状部2の直径が研削幅より小さく剛性が小さいことにより生じるワーク1の微少な曲げを防ぎ、研削中におけるワーク1の微細な動きを止めるために該ステム部の受台の受面を半円形又は真円形とし、コントローラー7及び砥石6の回転力によるワーク1にかかる力を利用して固定を確保し安定したセンターレス研削ができるようにし、また、円筒状部2の切欠き3に発生するかえり4の除去を確実かつ精密に行うことにより、作業時間と不良率の低減をはかるようにした。
【選択図】 図2
Description
本発明は、大径の円筒状部と小径の棒状のステム部からなる異径ワークのセンターレス研削加工に関するものである。
従来のワークのセンターレス研削加工においては、砥石6、コントローラー7及び支持刃11より構成され、標準ワーク17は支持刃11と充分な接触面積を有しており、研削時砥石6、コントローラー7の回転力により支持刃11に充分に押し付けられて固定され研削が行われる
(特許文献1参照、図12) 。
(特許文献1参照、図12) 。
しかし、大径の円筒状部2と小径の棒状のステム部a15からなる異径ワーク18、特に円筒状部2がその直径より研削面である筒長幅が小さい場合、円筒状部2が支持刃11によって支持される幅が小さくなり異径ワーク18の軸方向の安定が確保しにくかった
(特許文献2参照、図13) 。
(特許文献2参照、図13) 。
また、本発明の一事例である自動車部品であるワーク1は、その機能上、円筒状部2の一部分を切欠き3の如く切削加工する必要があるが、その切削後に切削端にかえり4が発生し、これを除去しないと製品として使用することはできない。従来は、これらのかえり4を除去するために、手動でやすりをかけて取り除くか、又は円筒状部2の表面を旋盤切削して取り除いていた。
異径ワーク18の棒状のステム部a15とそれを支持する支持刃11の支持刃突起部19との支持状態は線接触であり、コントローラー7、砥石6の回転力は円筒状部2の幅の狭い研磨部のみに加わり、回転伝達部(研削部)の僅かな接触角度の違いにより異径ワーク18は微小な軸方向の左右のふれ、ずれを発生することがあり精密な研削精度を得ることが難しかった(図13)。
大径の円筒状部2と小径の棒状のステム部a15からなる異径ワーク18で、特にその円筒状部2の筒の直径より筒長すなわち研削幅が小さいワーク研削方法として、従来は手動によるやすりをかける方法や、精密旋盤による研削法がある。しかし、手動によるやすりがけをする方法は、手動によるために時間がかかり、すり残し等が発生する。また、やすりの目詰まり等を生じ、あるいは人の勘に頼るため、大径の円筒状部2が約5/100mm前後の厳しい許容公差にかかわらずこの範囲におさめられない等の欠点があった。
精密旋盤による研削法では、異径ワーク18に大きな研削力が加わるため、円筒状部2の直径Dに対してその研削幅Hが充分にあるときは異径ワーク18全体の剛性が高いため、異径ワーク18が研削中に動いたり、はねたりせず比較的容易に加工が可能であるが、直径Dに対して研削幅Hが小さい時は、軸方向の剛性が低いので、研削力により異径ワーク18が微少な曲がりを生じ、切削むら、偏芯切削、公差はずれ等の欠点が発生していた(図5)。
本発明の一事例である自動車部品であるワーク1の場合は、手動によるやすりがけでの研削では時間がかかり、すり残し又は許容公差内を維持できないという欠点がある。精密旋盤での研削では、切削端に生じたかえり4を除去するために円筒状部2の表面を切削するがそのとき表面に凸起したかえり4が切削される場合もあるが、完全に取り除くことは難しくその一部がかえり(内側)5の状態に曲がり込んで残留して完全な製品とすることができないという欠点があった。また、切削用バイト(刃先)の磨耗により、その研削によって円筒状部2の表面粗さが所定の許容公差内に入らない現象があり、不良品の発生の原因となっていた(図6、図7、図8)。
本発明の研削装置は、ワーク1を研削用砥石6側に押付け、かつワーク1に所定の回転数を与えるコントローラー7、ワーク1を支持する支持台10に取り付けた支持刃11、ワーク1の左右、上下を規制する受台a8、受台b20、それらを固定するためのソケットスクリュー9、また、ワーク1を軸方向に固定するストッパー12、ストッパー12を支持するストッパー支持台13、ストッパー調整用ナット16より構成されている。
ワーク1の円筒状部2は支持刃11により支持され、また、棒状のステム部a15、ステム部b21は、支持刃11にソケットスクリュー9により固定された受台a8、受台b20により左右及び下方への動きが規制されている。また、ワーク1の軸方向の位置を決定するためにストッパー12を設置してある。
ステム部a15、ステム部b21がそれぞれ当接する受台a8、受台b21の受面は、ステム部a15、ステム部b21とそれぞれ同径のステム受部a14、ステム受部b22からなり、ワーク1のステム部a15及びステム部b21の下部は面接触して安定した保持力を有している。ステム受部a14、ステム受部b22は半円形で、その上方隙間からワーク1を挿入する。一方、軸方向からワーク1を挿入する場合は、半円形のステム受部a14への挿入することができ、また真円形のステム受部a14へ差込むことができこの場合はワーク1の上方向への動きを完全に規制することができる(図9、図10、図11)。
ワーク1のステム部b21が極端に短く、受台b20を設置することが不可能な場合 は、ステム部の片側のみを受ける受台a8を設けてステム部a15を固定支持するように構成することができる(図3、図4)。
コントローラー7は、ワーク1に対して直角横方向Mに移動することができ、その円周部は硬質ゴムでできている。コントローラー7がワーク1の円筒状部2に接触したとき、摩擦係数が大きいためコントローラー7の回転によりワーク1に回転を与える。コントローラー7は一般的に砥石6の回転数の1/5〜1/10に設定し、反時計回転Aの方向に回転し、ワーク1に押付けることによりその摩擦力によりワーク1に回転力を与える。これによりワーク1は時計回転Bの方向の回転が得られる(図2)。
砥石6は、2400rpm〜2600rpmで時計回転Cの方向に回転しており、コントローラー7により駆動されたワーク1の回転数の差速により研削が行われる(図2)。
砥石6の回転力及びコントローラー7の回転力によりワーク1の円筒状部2はその分力により斜下方に力を受け、この力は支持刃11により支持される。またステム部a15、ステム部b21も同様に斜下方に力を受け、受台a8の半円形又は真円形のステム受部a14及び受台b20の半円形のステム受部b22に押さえ付けられることによりワーク1全体は安定した状態で載置され、加工誤差等が発生しにくい。
コントローラー7はワーク1と直角のM方向に移動できるので、ワーク1の押付力を加減することによりその研磨状態を制御することが可能であり、またワーク1の円筒状部2の外径寸法をコントロールすることができる(図2)。
円筒状部2と棒状のステム部a15及びステム部b21からなる異径ワーク18において、特にその円筒状部2の直径より筒面の研削幅が小さい場合、ワーク1が支持刃11と接触する支持幅が小さくなり異径ワーク18の軸方向の左右の安定が確保しにくかったが、本発明の支持刃11にソケットスクリュー9に取り付けられた受台a8、受台b20のステム受部a14、ステム受部b22によってステム部a15、ステム部b21が左右及び下方への動きが規制されるため、異径ワーク18は確実に固定され研削幅の小さい円筒状部位を容易にかつ精密に研削することができる。
切削端に生じたかえり4を除去するために、手動によるやすりがけは時間がかかり、すり残しや厳しい寸法公差をクリアすることが難しかったが、本発明の方法によると短時間にかつ精密にかえり4を除去することができる。
精密旋盤切削によって切削端に生じたかえり4を除去する方法では、そのかえり4の一部が残り、また切削バイトの磨耗等に起因して不良品が発生するが、本発明によるとこのような問題点が解決でき不良品の発生はほとんど皆無である。
本発明を以下の実施例に従って説明する。
全長70mm、円筒状部2の直径17mmφ、円筒状部2の長さ10mm、ステム部a15の長さ40mm、ステム部a15の直径6mmφ、また、円筒状部2における円の両側に各々厚さ3mm、長さ3mmの切削での切欠き3を有した特殊形状ボルトをその切欠き3の切削でのかえり4を除去するため、そのステム部a15を受台a8のステム受台a14に設置し、また円筒状部2の外周を支持刃11にセットする。
設置されたワーク1に、左右に移動可能で350rpmで逆時計回転Aの方向に回転している直径170mmφのコントローラー7を接触させ、コントローラー7の回転力でワーク1を時計回転Bの方向に回転駆動させる(図2)。
砥石6は直径300mmφであり、反時計回転Cの方向に2500rpmで回転しており、コントローラー7により回転しているワーク1がコントローラー7により砥石6側に押付けられ研削が行われる。砥石6の回転数2500rpm、コントローラー7の回転数350rpmで研削した場合は、研削部分は36m/secの差速により研削が行われる(図2)。
目視によりかえり4が除去された時点で、コントローラー7でワーク1の押付けを停止し研削を終了させる。他の方法と比較して、1/1000〜5/1000mmで完全にかえり4は除去され、円筒状部2の許容公差2/100〜7/100mm内を充分に充たしている。
本実施例では、10本のワークに対して、従来の手動によるやすりがけ又は切削によるかえり取りによると35〜45分を要したが、本方法によれば18分で完了することができた。また、2万本のテストをした結果、従来の方法では不良率は1〜2%であったが、本発明の方法では0%という優れた結果が得られた。この方法によれば、作業効率の向上と不良品の低減という所期に目途した効果を奏することができた。
1 ワーク
2 円筒状部
3 切欠き
4 かえり
5 かえり(内側)
6 砥石
7 コントローラー
8 受台a
9 ソケットスクリュー
10 支持台
11 支持刃
12 ストッパー
13 ストッパー支持台
14 ステム受部a
15 ステム部a
16 ストッパー調整用ナット
17 標準ワーク
18 異径ワーク
19 支持刃突起部
20 受台b
21 ステム部b
22 ステム受部b
2 円筒状部
3 切欠き
4 かえり
5 かえり(内側)
6 砥石
7 コントローラー
8 受台a
9 ソケットスクリュー
10 支持台
11 支持刃
12 ストッパー
13 ストッパー支持台
14 ステム受部a
15 ステム部a
16 ストッパー調整用ナット
17 標準ワーク
18 異径ワーク
19 支持刃突起部
20 受台b
21 ステム部b
22 ステム受部b
Claims (12)
- 大径の円筒状部と小径の棒状のステム部からなる異径ワークのセンターレス研削加工において、ワークの円筒状部を載置する支持刃と、ワークのステム部を固定支持するステム受部を設け、該円筒状部の筒径を筒長より大きくした異径ワークを研削することを特徴とするワークのセンターレス研削加工装置。
- 上記ステム部の両側を固定支持する2つのステム受部を設けたことを特徴とする請求項1に記載のワークのセンターレス研削加工装置。
- 上記ステム部の片側を固定支持するステム受部を設けたことを特徴とする請求項1に記載のワークのセンターレス研削加工装置。
- 上記ステム受部には半円形孔を設けて、該ステム部を固定支持することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のワークのセンターレス研削加工装置。
- 上記ステム受部には真円形孔を設けて、該ステム部を固定支持することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のワークのセンターレス研削加工装置。
- 上記ステム受部には半円形と真円形との組合せ孔を設けて、該ステム部を固定支持することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のワークのセンターレス研削加工装置。
- 大径の円筒状部と小径の棒状のステム部からなる異径ワークをセンターレス研削加工する手段として、ワークの円筒状部を支持刃の上に載置し、ステム受部でワークのステム部を固定支持させるようにし、該円筒状部の筒径を筒長より大きくして異径ワークを研削するようにしたことを特徴とするワークのセンターレス研削加工方法。
- 上記ステム部の両側に設けたステム受部によって該ステム部を固定支持するようにしたことを特徴とする請求項7に記載のワークのセンターレス研削加工方法。
- 上記ステム部の片側に設けたステム受部によって該ステム部を固定支持するようにしたことを特徴とする請求項7に記載のワークのセンターレス研削加工方法。
- 上記ステム部をステム受部の半円形孔によって固定支持させるようにしたことを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載のワークのセンターレス研削加工方法。
- 上記ワークのステム部をステム受部の真円形孔によって固定支持させるようにしたことを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載のワークのセンターレス研削加工方法。
- 上記ワークのステム部をステム受部の半円形と真円形とを組み合わせた孔によって固定支持させるようにしたことを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載のワークのセンターレス研削加工方法。
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JP2003420041A JP2005177903A (ja) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | 異径ワークのセンターレス研削加工方法及びその装置 |
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ID=34781734
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JP2003420041A Pending JP2005177903A (ja) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | 異径ワークのセンターレス研削加工方法及びその装置 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109108744A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-01 | 扬州英迪贸易有限公司 | 一种金属棒材机加工用无心磨床 |
CN112338654A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-09 | 清研精密轴承研究院(洛阳)有限公司 | 一种小圆锥滚子磨削可调支撑装置 |
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-
2003
- 2003-12-17 JP JP2003420041A patent/JP2005177903A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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