JP2006026800A - Lapping device and lapping film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークの加工面をフィルムラッピング加工(以下単にラッピング加工)する砥粒付きのラッピングフィルムと、ラッピング加工装置に関する。 The present invention relates to a lapping film with abrasive grains for film lapping (hereinafter simply referred to as lapping) on a work surface of a workpiece, and a lapping apparatus.
例えば、車両のエンジン部品であるカムシャフトのカムロブ部やジャーナル部あるいはクランクシャフトのジャーナル部や揺動ピン部等のような断面円弧状の外周面を有するワークを仕上げ加工する場合は、最近、一面に砥粒が設けられた帯状をした長尺なラッピングフィルムを用いてラッピング加工している。 For example, when finishing a work having an outer peripheral surface with a circular arc cross section such as a cam lobe part or a journal part of a camshaft which is an engine part of a vehicle or a journal part or a swing pin part of a crankshaft, Wrapping is performed using a long wrapping film in the form of a belt provided with abrasive grains.
このラッピング加工は、ワークの加工面をラッピングフィルムで覆い、対向配置された凹シューによりラッピングフィルムを背面側から押圧し、ラッピングフィルムをワークに押付けた状態でワークに回転を与えると同時に、ワークを軸方向にオシレーション(振動)し、ラッピングフィルムの砥粒面でワークを加工する超仕上げ加工である(例えば、下記特許文献1参照。)。
In this lapping process, the work surface of the work is covered with a lapping film, the lapping film is pressed from the back side by a concave shoe arranged oppositely, and the work is simultaneously rotated while the lapping film is pressed against the work. This is super-finishing that oscillates (vibrates) in the axial direction and processes the workpiece with the abrasive surface of the lapping film (see, for example,
このようなラッピング加工では、ワークの軸方向に沿う加工面の形状が中凹状になる傾向がある。ワークを軸方向に往復動させるオシレーションを行なうと、ラッピングフィルムの砥粒面は、往復動するワークのエッジ部からダメージを受けて砥粒が早く摩耗したり剥離することになる。砥粒の摩耗や剥離は、ワークのエッジ部が当るラッピングフィルムの両外側縁部で生じ、ラッピングフィルムの両外側縁部での作用砥粒数が中央部の作用砥粒数より少なくなる。この結果、ワークの加工面の除去量が両端部に比べて中央部が相対的に増加し、ワークの軸線方向に沿う加工面の形状が略中凹形状になる。 In such lapping processing, the shape of the processed surface along the axial direction of the workpiece tends to be a concave shape. When the oscillation for reciprocating the workpiece in the axial direction is performed, the abrasive grain surface of the wrapping film is damaged from the edge portion of the reciprocating workpiece and the abrasive grains are quickly worn or peeled off. The abrasion and peeling of the abrasive grains occur at both outer edges of the wrapping film where the edge portion of the workpiece hits, and the number of working abrasive grains at both outer edges of the wrapping film is smaller than the number of working abrasive grains at the center. As a result, the removal amount of the work surface of the workpiece is relatively increased in the center portion as compared with both end portions, and the shape of the work surface along the axial direction of the work becomes a substantially concave shape.
例えば、中凹形状に偏摩耗したカムロブ部を用いてバルブリフターを作動させると、カムロブ部に作用する各バルブリフターの荷重バランスが崩れ、各バルブリフターが均一に作動せず、エンジンの作動特性が変化する虞がある。 For example, if a valve lifter is operated using a cam lobe part that is unevenly worn in a concave shape, the load balance of each valve lifter acting on the cam lobe part is lost, and each valve lifter does not operate uniformly, resulting in engine operating characteristics. May change.
また、ワーク加工面の中凹形状は、顕微鏡などにより拡大視すると、所定の曲率半径を有するきれいな円弧ではなく、比較的大きな凹部間に小さい凸部が複数存在する凹状であり、加工面に要求される所望の真直度や面粗度を得ることはできない。 In addition, when the workpiece work surface is magnified with a microscope or the like, it is not a clean circular arc with a predetermined radius of curvature, but a concave shape with a plurality of small protrusions between relatively large recesses. The desired straightness and surface roughness cannot be obtained.
ラッピングフィルムに関しても、ワークをオシレーションすると、これに追随して幅方向に位置ズレする虞がある。ラッピング加工では、ワークとラッピングフィルムの相対的な移動により加工量が決まるので、ラッピングフィルムがオシレーションにより幅方向に位置ズレすれば、加工量が少なくなる。 With respect to the wrapping film, when the workpiece is oscillated, there is a possibility that the position is shifted in the width direction following this. In the wrapping process, the processing amount is determined by the relative movement of the workpiece and the wrapping film. Therefore, if the wrapping film is displaced in the width direction due to oscillation, the processing amount is reduced.
これを防止するために、ラッピングフィルムの背面にバックコーティングし、シューによる制動力を高めているが、ラッピングフィルムの位置ズレによりバックコーティング自体が摩耗することになり、制動力が低下し、シュー凹部への巻き込み、送り方向への不必要な送り出しが生じ、加工の不均一性、加工量の低下が生じ、製品品質が低下する虞がある。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ラッピングフィルムの位置ズレに起因する加工の不均一性、加工量の低下を防止し、加工の均一性を長期にわたって維持できる、コスト的に有利なラッピング加工装置とラッピングフィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and prevents the processing non-uniformity and processing amount from being reduced due to the positional deviation of the wrapping film, and can maintain the processing uniformity over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a lapping apparatus and a lapping film that are particularly advantageous.
上記目的を達成する本発明に係るラッピング加工装置は、断面非真円の円弧状をしたワークの加工面を覆い、薄肉基材の一面に砥粒が設けられた長尺な帯状のラッピングフィルムと、前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、前記ワークを軸方向にオシレーションするオシレーション手段と、前記ラッピングフィルムの背面側に設けられた凹シューにより前記ラッピングフィルムの砥粒面をワークの加工面に押付ける凹シュー手段と、を有するラッピング加工装置であって、前記ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部を保持するフィルム保持機構を前記凹シュー手段に設けたことを特徴とする。 A lapping apparatus according to the present invention that achieves the above object includes a long belt-shaped lapping film that covers a machining surface of a work having an arc shape with a non-circular cross section and is provided with abrasive grains on one surface of a thin substrate. Rotating drive means for rotating the workpiece, oscillation means for oscillating the workpiece in the axial direction, and processing of the abrasive grain surface of the wrapping film by a concave shoe provided on the back side of the wrapping film And a concave shoe means for pressing against the surface, wherein the concave shoe means is provided with a film holding mechanism for holding at least one side end of the wrapping film.
上記目的を達成する本発明に係るラッピングフィルムは、断面非真円の円弧状をしたワークの加工面を覆うように配置され、凹シューにより砥粒面をワークの加工面に押付けた状態で、当該ワークを回転すると共に軸方向にオシレーションし、前記ワークの加工面をラッピング加工する、長尺な帯状のラッピングフィルムであって、前記凹シューの近傍に設けられた保持ローラの外周と凹凸嵌合する凹凸嵌合部を少なくとも一方の側端部に設けたことを特徴とする。 The wrapping film according to the present invention that achieves the above object is arranged so as to cover the work surface of the work having an arc shape with a non-circular cross section, with the abrasive surface pressed against the work surface of the work by the concave shoe, A long belt-like wrapping film that rotates the workpiece and oscillates in the axial direction, and wraps the processed surface of the workpiece. The concave / convex fitting portion to be mated is provided on at least one side end portion.
上記のように構成した本発明に係るラッピング加工装置では、ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部をフィルム保持機構により保持するので、ワークの軸方向オシレーション時に、ラッピングフィルムの加工部分に生じる位置ズレを防止できる。この結果、位置ズレに起因する加工の不均一性を防止し、長期にわたって良好な加工の維持、製品品質の向上を図ることができる。 In the lapping apparatus according to the present invention configured as described above, since at least one side end of the wrapping film is held by the film holding mechanism, a positional shift that occurs in the processed part of the wrapping film during the axial oscillation of the workpiece. Can be prevented. As a result, it is possible to prevent the processing non-uniformity due to the positional deviation, maintain good processing over a long period of time, and improve the product quality.
上記のように構成した本発明に係るラッピングフィルムでは、保持ローラの外周と凹凸嵌合する凹凸嵌合部を有しているので、凹シューと接する背面側に設ける、滑り止めとしてのダイアモンド電着加工やバックコーティングが不要となり、ラッピングフィルム自体のコストを低減できる。また、ズレなく確実に送られ、弛みによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止でき、長期にわたって良好な加工の維持できることになる。 The wrapping film according to the present invention configured as described above has a concave-convex fitting portion that fits with the outer periphery of the holding roller. Therefore, diamond electrodeposition as an anti-slip provided on the back side in contact with the concave shoe. No processing or back coating is required, and the cost of the wrapping film itself can be reduced. In addition, it is reliably sent without deviation, and it is possible to prevent processing defects or non-uniformity of processing due to slackness and maintain good processing over a long period of time.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はラッピング加工装置の概略図、図2は図1の2−2線に沿う概略断面図で、同ラッピング加工装置の上下アーム閉状態を示し、図3は同上下アームの開状態を示す概略断面図、図4は本実施形態のワークを示し、(A)は同ワークの斜視図、(B)は同ワークの要部説明図である。なお、ワークの軸線方向(図1で左右方向)をX方向、X方向に直交する水平方向(図1で紙面直交方向)をY方向、X方向に直交する鉛直方向(図1で上下方向)をZ方向と定義する。 1 is a schematic view of the lapping apparatus, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and shows a closed state of the upper and lower arms of the lapping apparatus, and FIG. 3 shows an open state of the upper and lower arms. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view, FIG. 4 shows a workpiece of the present embodiment, (A) is a perspective view of the workpiece, and (B) is an explanatory view of a main part of the workpiece. Note that the workpiece axial direction (left-right direction in FIG. 1) is the X direction, the horizontal direction orthogonal to the X direction (perpendicular direction in FIG. 1) is the Y direction, and the vertical direction orthogonal to the X direction (up and down direction in FIG. 1). Is defined as the Z direction.
図1,2においてラッピング加工装置1について概説すれば、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルム11と、ラッピングフィルム11の背面側に配置され、先端部の形状がワークWの回転方向に中凹状とされたシュー3(以下、凹シュー3)により、ラッピングフィルム11の砥粒面をワークWに押付ける凹シュー手段70と、ワークWを回転駆動する回転駆動手段40と、ワークWを軸線方向にオシレーションするオシレーション手段50と、を有しており、ラッピングフィルム11、凹シュー手段70は、ワークWであるカムシャフト60の軸線方向に複数設けられた各カムロブ部61を個々にラッピング加工するように設けられている。
1 and 2, the
なお、ワークWとしては、図4Aに示すカムシャフト60を挙げることができ、このカムシャフト60におけるカムロブ部61が加工面となる。カムロブ部61は、図4Bに示すように、全体的には、略卵状をした非真円の円弧状の周面を有しており、ベースサークルをなすベース部d、カムのリフトを定めるトップ部a、トップ部aの両側に連続し、エンジンのバルブを開き始めたり、閉じ始めたりするイベント部b1,b2、ベース部dからイベント部b1,b2へのアプローチをなすランプ部c1,c2の複数の部位を備え、軸心O(回転中心)から加工面までの半径は部位ごとに変化している。
An example of the workpiece W is the
各部の曲率半径は、ベース部dは一定であるが、イベント部b1,b2はほぼ直線的であるため非常に大きく、トップ部aは比較的小さく、カムロブ部61では、トップ部aで最も摩擦力が発生することになる。
The radius of curvature of each part is constant at the base part d but very large because the event parts b 1 and b 2 are substantially linear, the top part a is relatively small, and the
ここに、「非真円の円弧状」とは、回転中心から一の部位までの半径が他の部位までの半径と異なる円弧形状をいい、楕円形状や、図示したカムロブ部61のような卵形状が含まれることはもちろんのこと、外形は円形状であるが回転中心が円中心から偏心したものも含まれる。
Here, the “non-circular arc shape” refers to an arc shape in which the radius from the center of rotation to one part is different from the radius to the other part, such as an elliptical shape or an egg like the
さらにラッピング加工装置1につき詳述する。図1において、回転駆動手段40は、主軸41を回転自在に支持するヘッドストック42と、主軸41の先端に設けられかつワークWであるカムシャフト60の一端を把持するチャック43と、主軸41にベルト44を介して連結された主軸モータM1と、カムシャフト60の他端を支持するセンタ45を備えたテールストック46と、を有している。
Further, the
カムシャフト60は、主軸モータM1の回転がベルト44および主軸41を介して伝達され、主軸モータM1の回転速度を変えることにより、ワーク回転速度が所望の速度に設定され、加工中におけるワークWの回転位置は、主軸41に取付けられたロータリエンコーダS1により検出される。
Camshaft 60, the rotation of the spindle motor M 1 is transmitted through the
ヘッドストック42とテールストック46は、それぞれY方向に沿ってスライド移動自在なテーブル47と48上に設けられ、これらテーブル47、48は、X方向に沿ってスライド移動自在なテーブル49上に載置されている。
The head stock 42 and the
オシレーション手段50は、テーブル49の端面に当接する偏心回転体51と、偏心回転体51を回転駆動するオシレーション用モータM2と、テーブル49の端面を偏心回転体51に常時当接させるばね等の弾性手段52と、を有している。
The oscillation means 50 includes an
オシレーションの速度Voは、モータM2の回転速度を変えることにより所望の速度(たとえば、10Hz)に設定され、振幅は、オシレーション用モータM2の軸心に対する偏心回転体51の偏心量に基づいて設定される。本実施形態では、偏心量は約1mm程度であり、オシレーションの幅は約2mm程度である。オシレーションに伴うカムシャフト60のX方向位置の変化は、偏心回転体51の回転位置を検出するロータリエンコーダS2を偏心回転体51の軸に取付け、検出する。
The oscillation speed Vo is set to a desired speed (for example, 10 Hz) by changing the rotational speed of the motor M 2 , and the amplitude is set to the eccentric amount of the eccentric rotating
なお、偏心回転体51の偏心量の調整は、例えば調整プレート(図示せず)の挿入枚数を変えるなどの公知の手段を併用してもよい。
For adjusting the eccentric amount of the eccentric rotating
図5は凹シュー部分の概略図、図6は図5の6−6線に沿う概略断面相当図である。 FIG. 5 is a schematic view of the concave shoe portion, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional equivalent view taken along line 6-6 of FIG.
凹シュー3は、例えば、金属、セラミック、あるいは耐油性、耐水性に優れた硬質ウレタン樹脂(例えば、ポリエーテル系のウレタンエラストマー用プレポリマー)等により構成されている。
The
凹シュー3の先端部の形状は、図5に示すように、中央に凹状部分3bが形成され、凹状部分3bと滑らかに連続するように、揺動ピン29を通る中心線を対称軸として左右対称の断面凸状の円弧面3aが形成されている。したがって、各凹シュー3がカムロブ部61の加工面に押し付けられると、ラッピングフィルム11を介してではあるが、カムロブ部61の加工面とはそれぞれ2点での線接触となり、上下の凹シュー3をカムロブ部61に押し付けると、合計4点でカムロブ部61と接触することになり、カムロブ部61は安定的に回転することになる。なお、本明細書では、凹シュー3がラッピングフィルム11を介してワークWの加工面と間接的に当接することを「接触」と略称することがある。
As shown in FIG. 5, the shape of the tip of the
凹シュー3の軸方向幅Mは、図6に示すように、ワークWが軸方向にオシレーションしても凹シュー3から逸脱しないように、ワークWの加工面の幅w1にオシレーション幅w0を考慮して決定されている。
As shown in FIG. 6, the axial width M of the
一方、ラッピングフィルム11は、種々のタイプがあるが、本実施形態では、薄肉基材11aが非伸縮性の高い材料、たとえば、厚さが25μm〜130μm程度のポリエステルなどから構成され、この基材の内面には、数μm〜200μm程度の粒径を有する多数の砥粒(具体的には、酸化アルミニウム、シリコンカーバイト、ダイアモンドなどからなる)が接着剤により均一に取付けられている。
On the other hand, the wrapping
このラッピングフィルム11は、図2,3に示すように、図上上部の供給ローラ15から引き出され、上アーム22の先端に設けられた一対の第1ガイドローラR1と、上アーム22の内方位置に取付けられている第2ガイドローラR2と、下アーム23の内方位置に取付けられている第3ガイドローラR3と、下アーム23の先端に設けられた一対の第4ガイドローラR4などにガイドされ、巻取りローラ16に巻き取られる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the wrapping
巻取りローラ16にはモータM3が連結され、モータM3を作動し巻取りローラ16を回転すると、供給ローラ15からラッピングフィルム11が順次繰り出される。ラッピングフィルム11の繰り出し量は、巻取りローラ16の軸に取付けられたロータリエンコーダS3により回転量を検出することにより行なう。なお、ラッピングフィルム11のテンションは、供給ローラ15および巻取りローラ16の近傍に設けられたロック装置(図示せず)とモータM3の作動により付与される。
A motor M 3 is connected to the winding
対をなす上アーム22と下アーム23は、支持ピン24を中心としてZ方向に相対的に開閉自在とされ、上アーム22の後端部には、油圧あるいは空圧などにより作動する流体圧シリンダ25の一端がピン連結され、下アーム23の後端部にはロッド26の先端がピン連結されている。
The
流体圧シリンダ25によりロッド26を伸ばすと、上下のアーム22、23は、図2に示す閉状態となり、縮めると、図3に示す開状態となる。上下のアーム22、23の支持ピン24を中心とする回動は、ラッピングフィルム11と共に行なわれ、閉じ回動により凹シュー3がラッピングフィルム11を介してカムロブ部61に当接され、開き回動によりカムロブ部61と凹シュー3との当接が解除される。
When the
なお、上記モータM1、M2、M3、M4およびロータリエンコーダS1、S2、S3は、CPUやメモリを主体とするコントローラ200(図1参照)に接続されている。コントローラ200は、ロータリエンコーダS1、S2、S3の検出結果を監視しつつ、モータM1、M2、M3、M4を制御し、ラッピング加工装置1の加工時および加工停止時の各構成の動作を制御している。
The motors M 1 , M 2 , M 3 , M 4 and the rotary encoders S 1 , S 2 , S 3 are connected to a controller 200 (see FIG. 1) mainly composed of a CPU and a memory. The
このように引き出されたラッピングフィルム11は、供給ローラ15から巻取りローラ16まで導かれるが、その途中は単にガイドローラにより案内されるのみであり、ワークWを加工する部分において幅方向に力が作用すると、位置ズレを規制するものはない。また、幅Lに関しても、図6に示すように、ワークWの加工面の幅w1と、オシレーションの幅w0(約2mm)と、余裕代δとを考慮して決定されているが、装置のコンパクト化あるいはコスト的な問題から不必要に大きくすることもできない。
The wrapping
したがって、ラッピングフィルム11は、オシレーション時のように、ワークWの加工部分において横方向から力が作用する、位置ズレを起こす虞がある。
Therefore, the wrapping
ワークWを軸方向にオシレーションすると、ワークWと砥粒との接する距離が長くなり、ワークWに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。しかし、ラッピング加工によりワーク加工面を成形する場合には、機械加工が完了したままの、カムロブ部61の両側端部が略90度のエッジ部を有するワークWを加工することになり、このエッジ部がラッピングフィルム11に当り、砥粒4の剥離や脱落が生じ、またオシレーション時に軸方向に大きな力が作用し、この力によりラッピングフィルム11が位置ズレを起こす虞がある。位置ズレを起こすと、前記作用砥粒数が減少し、加工量が低下し、不均一な加工となる。
When the workpiece W is oscillated in the axial direction, the contact distance between the workpiece W and the abrasive grains is increased, the number of working abrasive grains per unit time with respect to the workpiece W is increased, the machining time is shortened, and the machining efficiency of the workpiece is increased. be able to. However, when the workpiece surface is formed by lapping, the workpiece W having both edge portions of the
このため、本実施形態では、ラッピングフィルム11の位置ズレを防止するために、凹シュー手段70にラッピングフィルム11を位置固定的に保持するフィルム保持機構90を設けている。
For this reason, in this embodiment, in order to prevent displacement of the
図7は本実施形態の凹シュー手段の概略図、図8は図7の8−8線に沿う概略平面図、図9は図7の9−9線に沿う概略断面相当図である。 7 is a schematic view of the concave shoe means of the present embodiment, FIG. 8 is a schematic plan view taken along line 8-8 of FIG. 7, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.
凹シュー手段70は、図7に示すように、シューケース28を有しているが、このシューケース28は、図2,3に示すように、アーム22、23の先端部に設けられた凹部27内でばね33により昇降変位可能に設けられている。なお、シューケース28は、モータ駆動されるカムによりばね付勢された押圧棒を昇降させる移動手段(不図示)により凹部27内で昇降変位するようにしてもよい。この場合には、前記揺動ピン29は、各アーム22、23と長孔嵌合となる。
The concave shoe means 70 has a
図7において、シューケース28内には、凹シュー3が揺動ピン29を中心としてワークWの回転に伴って揺動するように支持されているが、この凹シュー3にフィルム保持機構90が設けられている。
In FIG. 7, the
このように凹シュー3の直近位置にフィルム保持機構90を設けると、加工部分の直近位置でラッピングフィルム11を保持でき、ラッピングフィルム11の位置ズレを容易に防止できるのみでなく、凹シュー手段70の全体構造もよりコンパクトにでき、好ましいものとなる。しかも、従来のラッピングフィルム11では、薄肉基材11aの他面に、凹シュー3との間の滑りを防止するため、ゴムあるいは合成樹脂等の抵抗材料(図示せず)をバックコーティングするか、あるいは滑り止め加工しているが、本実施形態のようにフィルム保持機構90によりラッピングフィルム11を保持すれば、凹シュー3の直近位置でラッピングフィルム11を保持でき、このような滑り防止加工が不要となり、コスト的に極めて有利となる。
When the film holding mechanism 90 is provided in the closest position of the
さらに詳述すれば、フィルム保持機構90は、ラッピングフィルム11をガイドしつつ送りかつ固定的に保持する一対の保持ローラ91と、保持ローラ91の回転を制御するストッパ機構93と、保持ローラ91相互間の間隔が狭まるのを防止する押圧機構97と、を有している。
More specifically, the film holding mechanism 90 includes a pair of holding
保持ローラ91は、図7,9に示すように、凹シュー3の両側にそれぞれ2個ずつ、合計4個設けられている。各保持ローラ91は、同一の外径を有し、凹シュー3から突出された軸92にそれぞれ回転可能に支持されているが、凹シュー3を間にして対向する一対の保持ローラ91は同軸的に設けられている。
As shown in FIGS. 7 and 9, a total of four holding
各保持ローラ91は、いわば歯車状をしており、外周面には突起tが等間隔に多数形成されている。なお、保持ローラ91の外周面の一部は、凹シュー3の円弧面3aの沿った形状を有している。突起tは、図8に示すように、ラッピングフィルム11の両側端部に形成された通孔あるいは凹部(以下、凹部rと総称する)と嵌合している。
Each holding
このように突起tと凹部rが嵌合すれば、ラッピングフィルム11をセットする時、凹シュー3の先端部の凹形状に沿った形状にセットし易く、加工する上からは好ましいものとなる。
If the projection t and the recess r are fitted in this way, when the
また、保持ローラ91を回転すると、ラッピングフィルムの幅方向両側で突起tと凹部rが嵌合しつつラッピングフィルムの両側での送りを均等に掛けることができるので、凹シュー3の先端部の凹状部分3dでラッピングフィルム11に弛みが生じることなく送ることができ、位置ズレして凹シューに巻き込まれたり、無駄に送り出されたりすることがなく、加工の不均一性を防止できる。
Further, when the holding
したがって、ラッピングフィルム11は、送り方向あるいはオシレーション方向のいずれの場合も、確実に保持されることになるので、位置ズレによる加工の不均一性を確実に防止し、長期にわたって良好な加工を維持できる。
Therefore, since the
なお、完全でなくある程度加工の均一性が保たれればよい場合は、保持ローラ91は、必ずしも凹シュー3の両側にそれぞれ2個ずつ設けることはなく、一側のみに2個設けるかあるいは対向する一対のもののみとしてもよい。つまり、ラッピングフィルム11の長手方向である送り方向あるいは幅方向であるオシレーション方向のいずれか一方に複数個設けてもよい。
If it is not perfect and it is sufficient that the processing uniformity is maintained to some extent, two holding
ストッパ機構93は、凹シュー3の側面における両保持ローラ91間やや下方位置に設けられ、油圧あるいは空圧などの流体圧により作動されるアクチュエータ94と、アクチュエータ94により直線的に往復動されるロッド95の先端に設けられた裁頭円錐台状の係合部材96と、を有している。
The
このストッパ機構93は、ラッピングフィルム保持機能とテンション付与機能とを有することになる。例えば、アクチュエータ94によりロッド95を突出し、係合部材96の鋭角的に張り出された尖端部96aを両保持ローラ91の突起t間に入り込ませると、突起tと係合し、保持ローラ91の回動が阻止されることになり、ラッピングフィルム11が位置固定的に保持される。
The
また、アクチュエータ94がロッド95を突出し、尖端部96aが突起tを介して保持ローラ91を相互に反対方向に回動すると、両保持ローラ91間のラッピングフィルム11がぴんと張ることができ、所定のテンションを付与することもできる。
Further, when the actuator 94 projects the
したがって、本実施形態のストッパ機構93は、ラッピングフィルム11の保持機能とテンション付与機能とを発揮することになり、これら機能を発揮するものを別々に設ける場合に比し極めてコンパクトな機構となる。ただし、本発明は、これのみに限定されるものではなく、ラッピングフィルム11の保持と、ラッピングフィルム11のテンション付与とをそれぞれ別の機構で行なってもよいことはいうまでもない。
Therefore, the
押圧機構97は、図9に示すように、凹シュー3の先端部近傍に形成された貫通孔3c内に一対のピン98とコイルばね99を設けることにより構成されている。コイルばね99の弾性力は、ピン98を介して両保持ローラ91間の間隔を押し拡げるので、両保持ローラ91間の間隔が狭まることによるラッピングフィルム11の弛みが防止され、ラッピングフィルム11を幅方向においてぴんと張った状態に維持する。
As shown in FIG. 9, the
なお、ピン98の先端は、回転する保持ローラ91との摩擦を低減するため、球形状とするかあるいはDLC(Diamond-Like-Carbon)などの低摩擦コーティングを施すことが好ましい。
The tip of the
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、各カムロブ部61に対応する両押圧アーム22,23がそれぞれ開の状態で、モータM3を作動すると、巻取りローラ16が回転してラッピングフィルム1が送りローラRにガイドされ、所定量移動し、凹シュー3の部分には新規な砥粒面のラッピングフィルム11セットされる。
First, both the
供給ローラ15近傍に設けられたロック装置をロックし、モータM3を作動すると、ラッピングフィルム1にはある程度のテンションが付与される。
Lock the locking device provided in the vicinity of the
一方、ワークWの加工位置近傍では、フィルム保持機構90のストッパ機構93が、アクチュエータ94の作動により係合部材96の尖端部96aが保持ローラ91の突起t間に入り込み、保持ローラ91の回動を阻止し、ラッピングフィルム11を位置固定的に保持する。これにより、ラッピングフィルム11は、凹シュー3の先端部の凹状部分3bに沿った状態で保持される。
On the other hand, in the vicinity of the processing position of the workpiece W, the
また、押圧機構97では、コイルばね99によりピン98が両保持ローラ91に向って突出され、両保持ローラ91間の間隔が狭まらないようにする。これによりラッピングフィルム11の幅方向の弛みが防止される。
Further, in the
この状態で巻取りローラ16近傍のロック装置をロックすると、ラッピングフィルム11は、弛みなく取付けられる。
When the locking device near the winding
ヘッドストック42とテールストック46との間にワークWであるカムシャフト60をセットし、流体圧シリンダ25を作動すると、両押圧アーム22,23は閉じ、これに伴ってラッピングフィルム11が、ワークWの各カムロブ部61上にセットされ、砥粒面が凹シュー3により所定の押付け力でワークWの加工面である各カムロブ部61に押付けられる。
When the
モータM1を作動すると、ワークWが回転し、各加工面は、ラッピングフィルム11の砥粒面によりラッピング加工される。また、モータM2を作動すると、偏心回転体51が弾性手段52の弾発力に抗して回転し、テーブル49をX方向に往復動させ、ワークWをX方向にオシレーションする。
Upon actuation of the motor M 1, and the workpiece W is rotated, the working surface is lapped by abrasive surface of the lapping
ワークWを軸中心に回転すると、ワークWに押し付けられている凹シュー3は、非真円の円弧状の周面を有するカムロブ部61に倣って進退移動しながら揺動ピン29を中心に揺動しつつ、ラッピングフィルム11の砥粒面でラッピング加工を行なう。なお、カムシャフト60は、多数のカムロブ部61を有しているが、これらが一斉にラッピング加工される。
When the workpiece W is rotated about the axis, the
一方、オシレーションすると、ワークWと砥粒との接する距離が長くなり、ワークWに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。 On the other hand, when the oscillation is performed, the distance between the workpiece W and the abrasive grains is increased, the number of working abrasive grains per unit time with respect to the workpiece W is increased, the machining time is shortened, and the machining efficiency of the workpiece can be increased.
加工中、本実施形態では、凹シュー3の直近位置でフィルム保持機構90がラッピングフィルム11を保持しているので、ラッピングフィルムの位置ズレが抑制される。
During processing, in the present embodiment, since the film holding mechanism 90 holds the
例えば、ワークWをオシレーションすると、凹シュー3を間に対向して設けられた保持ローラ91の突起tが凹部rに嵌合し、ラッピングフィルムの幅方向両側を保持するので、オシレーション方向でのラッピングフィルムの位置ズレが確実に防止される。また、ラッピングフィルム11の送り方向に関しても同様に位置ズレが防止される。
For example, when the workpiece W is oscillated, the protrusion t of the holding
したがって、ラッピングフィルム11が加工抵抗により送り方向に位置ズレして凹シュー3に巻き込まれたり、無駄に送り出されたりすることはなく、ラッピングフィルム11の位置ズレによる加工の不均一性が確実に防止される。したがって、作用砥粒数の減少、加工量の低下もなく、良好な状態で均一なラッピング加工が行なわれる。
Therefore, the wrapping
加工が完了すると、モータM1,M2が停止し、ワークWを交換して、新たなワークWの加工を行なう。そして、所定個数のワークWが加工されると、ラッピングフィルム11に送りを掛け、新たな面で加工を行なう。
When the machining is completed, the motors M 1 and M 2 are stopped, the workpiece W is replaced, and a new workpiece W is machined. When a predetermined number of workpieces W are processed, the wrapping
このラッピングフィルム11の送りにおいても、ラッピングフィルム11は、幅方向両側で突起tと凹部rが嵌合しつつ均等に送りを掛けることができるので、ラッピングフィルム11が位置ズレすることはない。
Even when the
また、ストッパ機構93のアクチュエータ94がロッド95を突出すると、尖端部96aが突起tを介して保持ローラ91を相互に反対方向に回動し、両保持ローラ91間のラッピングフィルム11が送り方向でぴんと張ることもでき、テンション不足の場合には、これにより所定のテンションが付与された状態にすることができる。
When the
上述したように、本実施形態によれば、ラッピングフィルム11の送り方向若しくはオシレーション方向の少なくとも一方に沿って複数個の保持ローラ91を設けると、ラッピングフィルム11の送り方向の位置ズレあるいはラッピングフィルム11のオシレーション方向の位置ズレを抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, when a plurality of holding
保持ローラ91の間隔が狭くならないように押圧機構97により保持ローラ91を押し拡げれば、ラッピングフィルム11に張力を与えることができ、ラッピングフィルム11の撓みによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止し、位置ズレもさらに抑制できる。
If the holding
ワーク加工中、ストッパ機構93により保持ローラ91を固定すれば、ラッピングフィルム11が加工抵抗によりラッピングフィルム11の送り方向に位置ズレし、凹シュー3に巻き込まれたり、無駄に送り出されることがなく、加工の不均一性を防止し、安定した加工を安価に行なうことができる。
If the holding
ワークの加工前に、テンション付与手段によりラッピングフィルム11を送り方向に牽引し、テンションを付与すれば、ラッピングフィルム11が弛むことによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止でき、ラッピングフィルム11のズレをさらに防止できる。
If the
保持ローラ91の外周突起tがラッピングフィルム11の凹部rに嵌合すると、ラッピングフィルム11が凹シュー3に対し位置決めされるので、ワーク加工中でのラッピングフィルム11のズレが確実に防止され、テンションも付与し易く、ラッピングフィルム11の弛みによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止でき、長期にわたって良好な加工の維持、製品品質の向上を図ることができる。
When the outer peripheral projection t of the holding
保持ローラ91の外周突起tが嵌合する凹部rを有するラッピングフィルム11であれば、ラッピングフィルム自体がズレなく確実に送られるので、従来滑り止めとしてラッピングフィルム11に施していたダイアモンド電着加工やバックコーティングが不要となり、ラッピングフィルム自体のコストを低減できる。
In the case of the
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、凹シュー3の先端部をワークの軸方向に平坦な形状としているが、ワークWによってはカムロブ部61を中凸形状に成形することがある。例えば、カムシャフトにより直接バルブリフターを作動させる直動式の動弁システムでは、カムシャフトとバルブリフターとの間に作用する摩擦力が、燃費に直接影響することから、最も摩擦力が発生するカムロブ部のトップ部付近を中凹形状とすると、カムロブ部の中心部分にバルブリフターの荷重が掛かり、好ましいことから、カムロブ部を中凸状に成形することがある。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the tip portion of the
このようなワークWを成形する場合には、凹シュー3の先端部をワークの軸方向に円弧状凹形状とし、この形状に沿った形状にワークWを成形する。
In forming such a workpiece W, the tip of the
本発明は、凹シュー3の先端部の形状がワークの軸方向に平坦なもののみでなく、円弧状凹形状としたものにも適用することもできる。
The present invention can be applied not only to the shape of the tip of the
また、前記実施形態では、保持ローラ91に突起tが、ラッピングフィルム11に凹部rが形成されているが、逆であってもよく、突起tと凹部rにより凹凸嵌合部を形成するものであればよい。
Further, in the above embodiment, the protrusion t is formed on the holding
本発明は、自動車用エンジンに使用されるカムシャフトのカムロブ部を成形するラッピング加工に適している。 The present invention is suitable for lapping processing for forming a cam lobe portion of a camshaft used in an automobile engine.
3…凹シュー、
3b…凹シューの凹部、
11…ラッピングフィルム、
11a…薄肉基材、
40…回転駆動手段、
50…オシレーション手段、
70…凹シュー手段、
90…フィルム保持機構、
91…保持ローラ、
93…ストッパ機構(テンション付与機構)、
97…押圧機構、
r…凹部、
t…突起、
W…ワーク。
3 ... concave shoe,
3b: concave portion of the concave shoe,
11 ... Wrapping film,
11a ... Thin base material,
40: Rotation drive means,
50 ... oscillation means,
70 ... concave shoe means,
90 ... film holding mechanism,
91 ... holding roller,
93 ... Stopper mechanism (tensioning mechanism)
97 ... Pressing mechanism,
r ... recess,
t ... protrusions,
W ... Work.
Claims (8)
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ワークを軸方向にオシレーションするオシレーション手段と、
前記ラッピングフィルムの背面側に設けられた凹シューにより前記ラッピングフィルムの砥粒面をワークの加工面に押付ける凹シュー手段と、
を有するラッピング加工装置であって、
前記ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部を保持するフィルム保持機構を前記凹シュー手段に設けたことを特徴とするラッピング加工装置。 A long strip-shaped wrapping film that covers the processed surface of the arc-shaped workpiece having a non-circular cross section and is provided with abrasive grains on one surface of the thin substrate;
A rotation driving means for rotating the workpiece;
Oscillation means for oscillating the workpiece in the axial direction;
Concave shoe means for pressing the abrasive grain surface of the wrapping film against the processing surface of the workpiece by a concave shoe provided on the back side of the wrapping film;
A lapping apparatus having
A lapping apparatus characterized in that a film holding mechanism for holding at least one side end of the wrapping film is provided in the concave shoe means.
前記凹シューの近傍に設けられた保持ローラの外周と凹凸嵌合する凹凸嵌合部を少なくとも一方の側端部に設けたことを特徴とするラッピングフィルム。 It is arranged so as to cover the work surface of the arc-shaped work with a non-circular cross section, and while rotating the work and oscillating in the axial direction while pressing the abrasive grain surface against the work surface of the work by the concave shoe, A long belt-shaped wrapping film that wraps the processed surface of the workpiece,
A wrapping film characterized in that an uneven fitting portion for engaging with an outer periphery of a holding roller provided in the vicinity of the concave shoe is provided at at least one side end.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004208682A JP2006026800A (en) | 2004-07-15 | 2004-07-15 | Lapping device and lapping film |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113492347A (en) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 株式会社三信 | Method and apparatus for grinding rotor of motor |
-
2004
- 2004-07-15 JP JP2004208682A patent/JP2006026800A/en active Pending
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