JP2006068832A - 円形研磨加工を行う方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、大量連続生産においても、２つの回転対称面間にバリのない鋭い移行縁部を有する工作物の確実で正確な加工を可能にする円形研磨加工の方法及び装置を提供することである。
【解決手段】
工作物軸を中心にして回転する工作物（１８）の加工のため、第１研磨作業で第１工作物面を加工するために、第１工具軸を中心にして回転する第１研磨工具（２０）及び工作物（１８）を互いに向けて前進させる。さらに、第２研磨作業で第２工作物面を加工するために、第２工具軸（５６）を中心にして回転する第２研磨工具（５４）を工作物（１８）に向けて前進させる。２つの工作物面は、工作物軸に関して回転対称に設計され、互いに隣接配置されてその間にバリのない鋭い円形移行縁部を生じる。２つの研磨作業は、同時に終了するように制御される。
【選択図】 図１

Description

［発明の詳細な説明］
本発明は、特許請求の範囲の独立項の前文に従った工作物の円形研磨加工を行う方法、及び円形研磨加工方法を実施する装置に関する。

［従来技術］
少なくとも部分的に回転対称構造であって、対称軸を画定する工作物軸、及び工作物軸に関して回転対称であるように設計された２つの隣接面を有し、その隣接面間に円形移行縁部を生じる工作物が、多くの用途で必要とされている。そのような工作物は、たとえば、バルブまたはノズルニードルとして使用されて、一般的に２面の一方が密封シートを形成し、２面の他方がバルブまたはノズルニードルのガイド面を形成する。そのようなバルブまたはノズルニードルを、時には１０００バールを超える圧力を制御しなければならない高圧用途、たとえば、最近のガソリンまたはディーゼルエンジン用の燃料噴射システム等にも使用できるようにするために、製造許容差の遵守に関する厳しい要件を満たさなければならない。特に、シート面及びガイド面間の移行縁部は、できる限り鋭いエッジを有すると共にバリのないように形成しなければならない。

上記形式の工作物の加工には、切れ刃が形状的にはっきりしていないチップ形成方法（研磨加工方法とも呼ばれる）、特に研削及びホーニングが用いられる。したがって、円形研磨加工方法は、たとえば、円形研削方法または円形ホーニング方法にすることができる。したがって、円形研削装置及び円形ホーニング装置の両方を、円形研磨加工方法を実施するための装置とみなすことができる。

公報ＷＯ第０１／６０５６５号（Robert Bosch GmbH)は、円形研削によって燃料噴射弁用のバルブニードルを製造できるようにする研削方法及び研削装置を開示している。研削装置は、研削砥石と、工作物に関して研削砥石の反対側に配置されたバリ除去マンドレルとを備えている。研削砥石が工作物の研削面を研削する時、バリが発生し、これは、この研削面と隣接面との間に生じる移行縁部を越えて隣接面の領域内へ突出する。工作物がそれの軸を中心にして回転する回転の結果として、バリがバリ除去マンドレルによって研削面上に押し戻され、研削砥石によって次の接触時に削り取られるように、バリ除去マンドレルが配置されて構成されている。

公報ＷＯ第０１／６０５６５号に従った研削方法及び研削装置には、工作物の多大に連続した大量生産に関連した欠点がある。正確に言うと、バリ発生がバリ除去マンドレルによって確実には防止されないことが繰り返し発生する。したがって、所望の製造品質を確保できるようにするため、工作物の複雑な再検査が必要である。
ＷＯ ０１／６０５６５

［発明の提示］
本発明の目的は、大量連続生産においても、２つの回転対称面間にバリのない鋭い移行縁部を有する工作物を確実かつ正確に加工することができる円形研磨加工方法及び装置を詳細に記載することである。

目的を達成する手段は、特許請求の範囲の独立項の特徴によって画定される。本発明によれば、工作物軸を有する工作物を加工するために、円形研磨加工方法が実施される。円形加工方法を実施している間、工作物が工作物軸を中心にして回転する一方、同時に、第１研磨作業（特に、研削作業またはホーニング作業）で第１工作物面を加工するために、第１工具軸を中心にして回転する第１研磨工具（特に、研削工具またはホーニング工具）及び工作物を互いに向けて前進させる。本発明に従った加工方法は、第２研磨作業で第２工作物面を加工するために、第２工具軸を中心にして回転する第２研磨工具（特に、研削工具またはホーニング工具）を工作物に向けて前進させることを特徴とする。２つの工作物面は、工作物軸に関して回転対称に設計され、互いに隣接配置されてその間にバリのない鋭い円形移行縁部を生じる。この場合、２つの研磨作業は、それらが同時に終了するように制御される。

言い換えると、これは、工作物軸を中心にした工作物の回転中、２つの研磨作業が、少なくともそれらの最後近くで並行して（同時に）実施され、同時に終了することを意味する。

２つの研磨作業が並行して実施されている間、第１工作物面の研磨加工中に第１研磨工具によっておそらく発生して、移行縁部を越えて第２工作物面の領域内に、したがって第２研磨工具によって加工される領域内に突出するバリが、工作物が工作物軸を中心として回転する結果として工作物の１回転未満のうちの次の接触中に第２研磨工具によって削り取られる。同様に、第２工作物面の研磨加工中に第２研磨工具によっておそらく発生して、移行縁部を越えて第１工作物面の領域内に、したがって第１研磨工具によって加工される領域内に突出するバリが、工作物の１回転未満のうちの次の接触中に第１研磨工具によって削り取られる。このため、２つの工作物面の並行（同時）研磨加工中、移行縁部でのいかなるバリの発生も最初から効率的に防止される。

さらに、２つの工作物面の並行研磨加工中、工作物面の並行しない（同時でない）研磨加工中に先に形成されていた移行縁部のいかなるバリも、削り取られる。したがって、本発明に従った方法の終了後にバリのない移行縁部を形成するために、終了前に２つの研磨作業の一方が一定時間にわたって単独で実施されて、この時に移行縁部にバリが形成されるかどうかは重要でない。本発明に従った加工方法の終了間近で２つの研磨作業を並行して実施し、加工方法の終了時に２つの研磨作業を同時に終わることにより、移行縁部の領域に先に発生していたバリもすべて削り取られる。

少なくとも本発明に従った加工方法の終了時に、２つの研磨作業が並行して実施され、同時に終わるので、移行縁部にいかなるバリも残らない。「同時に」という用語は、本明細書の文脈では、第１及び第２研磨作業の終了間の何らかの時間差が、この時間差に対応する期間中に２つの研磨工具の一方だけが工作物に（研削）接触している時でも、バリの発生には短すぎることを意味する。硬質合金から作製された工作物を、硬質合金の研削に適した研削砥石であって、工作物に対して約２０〜６０ｍ／秒の大きさの程度の通常の研削速度で移動する研削砥石によって研削する場合、「同時に」という用語は、上記意味で、２つの研削作業の終わりの間の時間差が約０．５秒未満、好ましくは約０．３秒未満、さらには特に約０．２秒未満であることを意味する。

本発明に従った方法によって第１研磨作業を実施するために、工作物を第１研磨作業中は静止している工作物軸を中心にして回転させて、第１研磨工具を工作物に向けて前進させることができる。そのような研磨作業は通常、円形研削装置によって行われ、この装置では、細長い工作物が、第１研磨作業中は静止しているスピンドル主軸台に取り付けられた工作物スピンドルと、第１研削作業中は静止している心押し台上に配置されたスリーブとの間に受け取られる。しかし、これの代替として、工作物軸を中心に回転している工作物を、第１研削作業中は静止している第１工具軸を中心にして回転している第１研磨工具に向けて前進させることもできる。そのような研磨作業は一般的に、心無し円形研削（すなわち、スリーブを伴わない円形研削）用に構成された円形研削装置によって実施される。さらに、原則的には、第１研磨作業を実施している間、第１研磨工具及び工作物軸（または工作物軸を画定する工作物スピンドル）の両方を同時に移動させることもできる。

ＷＯ０１／６０５６５号に記載されている研削方法と比べた時、本発明に従った加工方法にはさらに、移行縁部を生じる２つの隣接工作物面が少なくとも部分的に並行して（すなわち、同時に）加工され、その結果、工作物を製造する加工時間が相当に短縮されるという利点がある。これは、特に工作物の大量連続生産には重要な利点である。

本発明に従った方法の進行中、２つの研磨作業を時間制御だけで実施することが可能である。すなわち、２つの研磨作業をそれぞれ、開始から決められた時間長さにわたって実施し、それにより、２面の各々についてそれぞれの時間長さに対応した除去量をチップ切削によって除去する。この場合、本発明に従った方法を実施するために、２つの研磨作業の開始時を、２つの研磨作業に必要な時間長さ間の時間差の量だけずれるように決定することができる。次に、２つの研磨作業をこの時間差の量だけずれた開始時間で開始し、それにより、２つの研磨作業の完了後、これらは同時に終了する。

しかし、本発明の好適な実施形態によれば、２つの研磨作業の少なくとも一方が測定制御によって実施される。本明細書の文脈では、研磨作業を測定制御で実施することは、研磨作業で加工される工作物面を研磨作業の実施中に測定して、所望の公称寸法に達した時点で直ちに研磨作業を終了することを意味すると理解される。本発明のこの実施形態で本発明に従った方法を実施するには、最初に、工作物面の第１測定の後、測定制御研磨作業の完了に必要な時間長さの第１推定値をその測定結果に基づいて決定する。次に、この推定値を、他方の研磨作業を完了するのに必要な時間長さの時間値と比較して、測定制御研磨作業を完了するための推定値及び他方の研磨作業を完了するための時間値間の時間差を決定する。他方の研磨作業が時間制御作業である場合、その時間値は、この研磨作業にすでに費やされた時間に基づいて決定することができる。反対に、他方の研磨作業も同様に測定制御作業である場合、その時間値は、第１測定制御作業に対応した推定値と同様にして推定することができる。次に、作業の完了までの時間が短いと決定された研磨作業を時間差に従って遅らせる。２つの研磨作業を同時に終了できるように時系列的正確度を高めるため、時間差の決定、及びそれに従った一方の研磨作業の遅延を本発明に従った方法の実施中に数回実施することができる。

本発明に従った方法を実施するために、２つの加工された工作物面の一方を円錐形に設計する一方、他方の加工された工作物面を円錐形または円筒形のいずれかに設計することができる。

本発明に従った方法は、外面円形研削に、すなわち、加工すべき一方の工作物面が外面円錐構造を有し、加工すべき他方の工作物も同様に外面が円錐形または円筒形のいずれかである工作物の円形研削に特に適する。外面円形研削のために、一般的に研削砥石が使用され、その研削砥石の直径は、研削すべき領域での工作物の直径より相当に大きい。この場合、比較的大型の研削砥石の使用中のバリの発生は重大な問題であるので、利点が特に重要である。

しかし、原則的に、本発明に従った方法は、外面及び内面混合型円形研削（すなわち、内面円錐工作物面及びそれに隣接した外面円錐または円筒形状のいずれかであるさらなる工作物面の研削）か、または２つの隣接した内面円錐工作物面の内面円形研削にさえも使用することもできる。これらの場合、内面円錐工作物面の研削にはそれぞれ比較的小径の研削砥石が使用される。

工作物の円形研磨加工を行う発明に従った方法を実施するように構成された研磨装置は特に、工作物を受け取るように構成された工作物ホルダを設けた工作物スピンドル軸を中心にして回転する工作物スピンドルを備えた研削装置またはホーニング装置にすることができる。研磨装置は、第１工具軸を中心にして回転する第１研磨工具と、第１研磨工具及び工作物を互いに向けて前進させるための第１前進装置とをさらに備えている。第１前進装置は、この第１前進装置により、第１研磨工具が工作物に向けて前進することができるか、または工作物が工作物スピンドルと一緒に第１研磨工具に向けて前進することができるかのいずれかであるように構成されている。しかし、第１研磨工具及び工作物を互いに向けて前進させるために、第１研磨工具及び工作物スピンドルを伴った工作物の両方を静止ベースに対して同時に移動可能にすることもできる。本発明に従った研磨装置は、第２工具軸を中心にして回転する第２研磨工具、第２研磨工具を工作物に向けて前進させるように構成された第２前進装置、及び研磨装置を制御する制御装置をさらに備えている。制御装置は、第１研磨作業で第１工作物面を加工するために、第１前進装置によって第１研磨工具及び工作物を互いに向けて前進させるように第１前進装置を制御するように構成されている。制御装置はさらに、第２研磨作業で第２工作物面を加工するために、第２前進装置によって第２研磨工具を工作物に向けて前進させるように第２前進装置を制御するように構成されており、２つの工作物面は、工作物スピンドル軸に関して回転対称であるように設計され、互いに隣接配置されてその間に円形移行縁部を生じる。さらに、２つの前進装置を制御する制御装置は、２つの研磨作業を同時に終了させるように構成されている。

第１前進装置は、第１スライドを有し、第１研磨工具及び工作物を互いに向けて前進させるために、第１スライドによって工作物を工作物スピンドルと共に、または第１研磨工具をまっすぐな第１リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸に対して斜めか、または直角に移動させることができる。第１研磨工具を直角に工作物に向けて前進させる場合、これを直線送り込みと呼び、また直角からずれた前進の場合、斜め送り込みと呼ぶ。

第１リニアガイドに沿って移動可能な第１スライドの代替として、第１前進装置は、他の適当な前進手段、たとえば、ピボット軸を中心にして回動可能なプラットフォームを有することもできる。

また、工作物及び第１研磨工具間に２度（２つ）の並進自由度を有する平面相対移動を生じることを可能にするために、さらなる並進移動軸を第１研磨工具及び工作物スピンドル間に設けてもよい。

本発明の好適な変更例によれば、第２前進装置は、第２スライドを有し、これにより、第２研磨工具をまっすぐな第２リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸に対して斜めか、または直角に移動させることができ、第２リニアガイドは、第２研磨工具を工作物に関して第１研磨工具の反対側から工作物に向けて前進させることができるように配置されている。第１前進装置と同様に、第２前進装置は、斜め送り込み式か、または直線送り込み式に配置することもできる。

この場合、第２リニアガイドは、少なくとも２つの細長いガイド部材を有し、これらのガイド部材は、第２スライドを案内すると共に第２スライドの移動方向を画定し、また、互いに平行な２本の幾何学的軸を画定する。ガイド部材は、たとえば、レールまたはガイドロッドにすることができる。ガイド部材は、（幾何学的）工作物スピンドル軸がガイド部材によって画定された軸間を通過するように配置される。これらによって画定された軸が工作物スピンドル軸を両側で通過するようにしたガイド部材の配置により、第２研磨工具による工作物加工のための研磨装置の高い剛性が、したがって、高い加工精度が保証される。

好ましくは、第２前進装置のガイド部材はさらに、工作物スピンドル軸が単にガイド部材の延長線間を通るのではなく、ガイド部材そのものの間を通るように配置される。それにより、研磨装置の特に高い剛性が得られる。

第２リニアガイドに沿って移動可能な第２スライドの代わりに、第２前進装置は、他の適当な前進手段、たとえば、ピボット軸を中心にして回動可能なプラットフォームを有することもできる。

第２研磨工具は、特に研削砥石にすることができる。第２リニアガイドに沿って移動可能な第２スライドを有する本発明の上記変更例に関して言うと、その場合、研磨装置は好ましくは、研削砥石の形直しを行う形直し工具をさらに備えている。形直し工具は、研磨砥石に関して工作物スピンドル軸の反対側に配置することができ、それにより、研削砥石は、第２スライドによって工作物または形直し工具のいずれかに向けて選択的に移動することができる。それにより、コンパクトで省スペース化された構造の研磨装置が得られる。

好ましくは、第２前進装置は、第３スライドを有し、これによって第２研磨工具をまっすぐな第３リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸に平行に移動させることができる。この場合、第３リニアガイドは、少なくとも３つの細長いガイド部材を有し、これらのガイド部材は、第３スライドを案内すると共に第３スライドの移動方向を画定し、また、それぞれ互いに平行な幾何学的軸を画定する。ガイド部材は、たとえば、レールまたはガイドロッドにすることができる。ガイド部材は、工作物スピンドル軸が、第３リニアガイドのその少なくとも３本の無限長さの軸の周囲の想像上の包絡面（すなわち、幾何学的意味での包絡面）によって囲まれる空間内に位置するように配置される。言い換えると、第３リニアガイドのガイド部材は、工作物スピンドル軸が、工作物スピンドル軸に垂直な平面上に位置する多角形を通り、そのコーナーが、ガイド部材に割り当てられた第３リニアガイドの軸によって画定されるように配置される。このガイド部材構造も、第２研磨工具による工作物加工のための研磨装置の高い剛性を、したがって高い加工精度を保証する。

第２前進装置が第２リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸に対して斜めか、または直角に移動可能な第２スライド、及び第３リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸に平行に移動可能な第３スライドの両方を有する場合、好ましくは第２スライドを第２リニアガイドによって第３スライド上に移動可能に配置し、それにより、直列運動学的に第２スライドを第３スライドに追従させる。それにより、比較的単純で剛直な構造の第２前進装置が得られる。しかし、原則的に、特定の用途では逆の直列運動学的配置も可能である、すなわち、第３スライドを第３リニアガイドによって第２スライド上に移動可能に配置するようなスライド配置も可能である。

研磨装置は、工作物の加工中、工作物の一方の長手端部を安定させるためのスリーブを設けた心押し台をさらに備えることができる。この場合、好ましくは第２前進装置は、心押し台上に配置される。それにより、特に単純で剛直な構造の研磨装置が得られる。

心押し台及びスリーブを備え、第２前進装置が第３リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸に平行に移動可能な第３スライドをさらに有する研磨装置の場合、第３リニアガイドは好ましくは心押し台上に配置される。その場合、第３スライドは、心押し台に対して第３リニアガイドに沿って移動可能である。さらに好ましくは、第３スライド内に形成された通路を通る配置でスリーブを心押し台に連結し、それにより、第３スライドがスリーブから独立的にスリーブに沿って移動可能になる。スリーブを心押し台に対して工作物スピンドル軸に平行に調節または移動させるように構成された調節装置をスリーブ自体に設けてもよい。その場合、第３スライド及びスリーブは、互いに独立的に心押し台に対して工作物スピンドル軸に平行に移動可能である。

本発明のさらなる好都合な実施形態及び特徴の組み合わせは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲全体から推論できるであろう。

例示的な実施形態を説明するために使用される図面では、全図面を通して同一部品には基本的に同一の参照番号が付けられている。

［発明を実施する方法］
図１〜図３は、安定した静止機械ベッド（図示せず）を有する外面円形研削装置１０を示している。機械ベッド上に、まっすぐなリニアガイド（図示せず）が配置されており、これを以下の説明では第４リニアガイドと呼ぶ。以下の説明で第４スライドと呼ぶスライド（図示せず）が、図面に両方向矢印６２で示されているように、第４リニアガイド上を直線移動可能である。

第４スライド上に工作物スピンドル主軸台（図示せず）が固定的に配置され、その内部で工作物スピンドル１２がほぼ水平な工作物スピンドル軸（１４）を中心にして回転可能に取り付けられており、工作物スピンドル軸１４は、第４リニアガイド上の第４スライドの移動方向に平行に延びている。工作物スピンドルの片持ち端部に工作物クランプ装置１６が配置されて、その内部に細長い工作物１８の長手端部が掴持される。工作物スピンドル１２はモータ（図示せず）によって駆動され、それにより、研削中、上記工作物スピンドルが、工作物スピンドル軸１４を中心にして約８００回／分の回転速度で回転する。

機械ベッド上にさらなるまっすぐなリニアガイド（図示せず）が配置されており、これを以下の説明では第１リニアガイドと呼ぶ。以下の説明で第１スライドと呼ぶスライド（図示せず）が、工作物スピンドル軸１４に対して斜めに第１リニアガイドに沿って移動することができる。第１スライドは、外面円形研削装置１０の主スピンドル主軸台（図示せず）を担持しており、（主研削砥石２０と呼ぶ）第１研削砥石２０が、主スピンドル主軸台内にほぼ水平な第１工具軸（図示せず）を中心にして回転可能に取り付けられている。第１スライド及び第１リニアガイドは、図面に両方向矢印２２で示されているように、第１研削砥石２０を工作物１８に向けて前進させ、再びそれから離れるように移動させる働きをする第１前進装置の一部である。

第１研削砥石２０は、工作物１８の円筒面を研削するように構成され、工作物１８はこの円筒面の領域の直径が約４ｍｍである。第１研削砥石２０は、砥石直径が約５００ｍｍであり、モータ（図示せず）によって駆動されて、研削中、上記研削砥石が第１工具軸を中心にして約１７５０回／分の回転速度で回転する。

さらに、心押し台３０が、第４スライド上に工作物スピンドル主軸台と向き合わせてしっかり取り付けられている。工作物スピンドル主軸台の方向に突出したスリーブ３２が、心押し台３２の、工作物スピンドル主軸台に面する端面に配置されており、このスリーブは、油圧駆動部によって心押し台３０に対して工作物スピンドル軸１４に平行に移動可能である。

工作物スピンドル１２及びスリーブ３２は、工作物クランプ装置１６で一方の長手端部が掴時されている工作物１８を工作物スピンドル１２及びスリーブ３２間に受け取るように構成されており、この工作物は、工作物スピンドル軸１４を中心にした回転中、他方の長手端部がスリーブ中心によって安定化されている。さらに、心押し台３０、工作物スピンドル主軸台、及び第１リニアガイド上を移動可能な主スピンドル主軸台は互いに対して、第１前進装置によって主研削砥石２０を工作物スピンドル１２及びスリーブ中心間で工作物１８に向けて前進させることができるように配置されている。

心押し台３０上に４本のまっすぐなガイドロッド３４、３６、３８、４０が配置されており、それらは、それぞれ工作物スピンドル軸１４に平行に配置されており、心押し台３０の、工作物スピンドル主軸台に面する端面から工作物スピンドル主軸台の方向に突出している。４本のガイドロッド３４、３６、３８、４０は、以下の説明で第３リニアガイドと呼ぶさらなるまっすぐなリニアガイドの一部である。心押し台３０の、工作物スピンドル主軸台に面する端面の直ぐ前方に、以下の説明で第３スライド４２と呼ぶさらなるスライド４２が配置されており、これに４つのガイドブッシュが設けられ、これらのガイドブッシュを第３リニアガイドの４本のガイドロッド３４、３６、３８、４０が通っている。第３スライド４２は、図１〜図３に両方向矢印４４で示されているように、心押し台３０及び工作物スピンドル主軸台間の領域内で、心押し台３０に対して第３リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸１４に平行に移動可能である。

第３リニアガイドの４本のガイドロッド３４、３６、３８、４０は、心押し台３０の断面にほぼ対応する矩形のコーナーを形成するようにして配置される。さらに、４本のガイドロッド３４、３６、３８、４０は工作物スピンドル軸１４に対して、第３リニアガイドの４本のガイドロッド３４、３６、３８、４０によって定められる矩形を工作物スピンドル軸１４が通るように配置されている。

工作物スピンドル軸１４に同軸的に延びるスリーブ通路が、第３スライド４２内に形成されている。心押し台３０の端面から突出したスリーブ３２は、この通路を通って延出し、それにより、第３スライド４２は、スリーブ３２から独立的に第３リニアガイドに沿って移動可能である。

第３スライド４２の、心押し台３０から遠い方に位置して工作物スピンドル主軸台に面する前側に、２本のまっすぐなガイドロッド４６、４８が配置され、これらはそれぞれ、工作物スピンドル軸１４に直角かつほぼ水平方向に延在する。これらの２本のガイドロッド４６、４８は、以下に第２リニアガイドと呼ぶさらなるまっすぐなリニアガイドの一部である。第３スライド４２の、工作物スピンドル主軸台に面する前面の直ぐ前方に、以下の説明で第２スライド５０と呼ぶさらなるスライド５０が配置されており、これに２つのガイドブッシュが設けられ、これらのガイドブッシュを第２リニアガイドの２本のガイドロッド４６、４８が通っている。第２スライド５０は、図面に両方向矢印５２で示されているように、第３スライド４２及び工作物スピンドル主軸台間の領域内で、第３スライド４２に対して第２リニアガイドに沿って工作物スピンドル軸１４に直角かつほぼ水平方向に移動可能である。

第２リニアガイドのガイドロッド４６、４８は、第３スライド４２上にほぼ垂直方向に上下に並べて配置され、第３スライド４２に形成されたスリーブ通路は（したがって、それとほぼ同軸的な工作物スピンドル軸１４と共に）、第２リニアガイドの２本のガイドロッド４６、４８間のほぼ中間の高さを通っている。

第２スライド５０の、第３スライド４２から遠い方に位置して工作物スピンドル主軸台に面する前側に、補助研削砥石５４と呼ぶ第２研削砥石５４が配置され、これは、第２スライド５０に対して、工作物スピンドル軸１４に平行に配置されたほぼ水平な第２工具軸５６を中心にして回転可能に取り付けられている。第２スライド５０及び第３スライド４２は第２及び第３リニアガイドと共に、第２研削砥石５４をほぼ水平面上でクロススライドのようにして工作物１８に向けて前進させ、再びそれから離れるように移動させる働きをする第２前進装置の一部である。この場合、第２研削砥石５４が工作物１８の、工作物スピンドル軸１４、すなわち工作物１８に関して第１研削砥石２０の反対側に位置する工作物１８の側に配置され、この側から工作物１８に向けて前進し、再びそれから離れるように移動することができるように、第２前進装置が構成されて配置されている。

第２研削砥石５４は、工作物１８の外側円錐面を研削するように構成されており、この外側円錐工作物面は、第１研削砥石２０によって研削された円筒工作物面に隣接して、その間に鋭い円形移行縁部を生じる。第２研削砥石５４は、砥石直径が約１００ｍｍであり、モータ（図示せず）によって駆動されて、それにより研削中、この研削砥石は第２工具軸５６を中心にして約６０００回／分の回転速度で回転する。

心押し台３０上にはさらに形直しユニットが配置されており、これは、心押し台３０に対して垂直回動軸を中心にして回動式に調節可能な形直しスピンドル主軸台５８を有し、その内部に、ほぼ水平な形直しスピンドル軸を中心にして回転可能な形直しスピンドルが取り付けられている。形直しスピンドル上に、第２研削砥石５４の形直しを行うように構成された形直しホィール６０が配置されている。形直しユニットは、第２研削砥石５４に関して工作物スピンドル軸１４の反対側に配置され、それにより、第２研削砥石５４を第２スライド５０によって工作物１８または形直し工具６０のいずれかに向けて選択的に移動させることができる。第２スライド５０及び第３スライド４２は、それぞれに割り当てられたリニアガイドに沿って同時に移動するので、第２研削砥石５４は、形直しホィール６０及び／または工作物１８に対して一平面上で２度の並進自由度を具備して移動することもできる（研削砥石５４の補間運動または移動とも呼ばれる）。

図１及び図２は、第１研削砥石２０及び第２研削砥石５４の両方を工作物１８に向けて前進させて、工作物１８を２つの研削砥石２０、５４によって並行して研削する作業位置に外面円形研削装置１０を示す。わかりやすくするために、第１研削砥石２０及び工作物スピンドル主軸台が図３に示されていない。図２は、第２研削砥石５４を第２リニアガイドに沿って工作物１８から離れて形直しホィール６０に向けて移動させ、また、第１研削砥石２０を工作物１８から離れるように移動させている作業位置に外面円形研削装置１０を示す。

図１〜図３に示されている外面円形研削装置１０はさらに、第４スライド上に配置された第１測定装置であって、第１研削砥石２０による研削中に生じる工作物１８からの除去量を測定するように構成された第１測定装置（図示せず）と、第４スライド上に配置された第２測定装置であって、第２研削砥石５４による研削中に生じる工作物１８からの除去量を測定するように構成された第２測定装置（図示せず）と、第１及び第２前進装置を制御するように構成された制御装置（図示せず）とを備えている。

図１〜図３には図示されていない、本発明に従った外面円形研削装置の別の変更例では、第２測定装置が第４スライド上ではなく、スリーブ上に配置されている。

図示されていない本発明のさらなる変更例に従った外面円形研削装置では、工作物スピンドル主軸台、心押し台及び第１測定装置が、機械ベッド上に静止状態に配置されている。しかし、この目的のために工作物及び主研削砥石間で２度の並進自由度を具備した平面相対移動を可能にするため、機械ベッドに対して一平面上で２度の並進自由度を具備して移動可能なクロススライド上に主研削砥石を配置する。

図１〜図３に示された外面円形研削装置１０によって工作物１８の円筒面及び外側円錐面を、その間にバリのない鋭い円形移行縁部が生じるように研削するために、まず、第１研削作業で第１研削砥石２０によって工作物１８から削り取るべき除去量を第１除去量測定装置によって測定する。第１除去量測定装置の測定結果を機械制御部に送信し、機械制御部はそれから第１研削作業を完了するのに必要な第１時間長さを決定する。同時に、第２研削作業で第２研削砥石５４によって工作物１８から削り取るべき除去量を第２除去量測定装置によって測定する。第２除去量測定装置の測定結果も同様に機械制御部に送信し、機械制御部はそれから第２研削作業を完了するのに必要な第２時間長さを決定する。その後、機械制御部は、第１及び第２時間長さの差を決定する。次に、２つの研削作業を開始し、機械制御部は、時間差に従って、研削作業の完了までが短いと判断された方の時間長さの研削作業を、他方の研削作業の開始後に開始するように、第１及び第２前進装置を制御する。これには、２つの研削作業を同時に完了するという効果がある。

本発明の別の変更例によれば、時間差が機械制御部によって自動的に決定されない。代わりに、まず、工作物から取り除くべき２つの除去量を第１及び第２除去量測定装置によって測定し、次にオペレータがこれらの除去量から、２つの研削作業を完了するための時間長さ、及びこれらの時間長さ間の時間差を計算する。その後、オペレータが、互いにほぼ同一に構成された一連の工作物を加工できるように機械制御部をプログラムして、各工作物に実施すべき２つの研削作業の開始点を、研削作業を実施するために決定された時間長さから計算された時間差の量だけずれるように決定する。その後、時間スイッチ点を永久的にプログラムした状態で、加工すべき一連の工作物を加工する。

要約すると、本発明により、大量連続生産においても、２つの回転対称面間にバリのない鋭い移行縁部を有する工作物の確実で正確な加工を可能にする円形研磨加工の方法及び装置が詳細に記載されていると言える。

本発明の好適な第１実施形態に従った、第１作業位置にある研磨装置の上方から見た簡略部分図である。 第２作業位置にある図１の研磨装置の図１に対応する図である。 図１の研磨装置の簡略化した部分斜視図である。

符号の説明

１０ 外面円形研削装置
１２ 工作物スピンドル
１４ 工作物スピンドル軸
１６ 工作物クランプ装置
１８ 工作物
２０ 第１研削砥石
２２、４４、５２、６２ 両方向矢印
３０ 心押し台
３２ スリーブ
３４、３６、３８、４０、４６、４８ ガイドロッド
４２ 第３スライド
５０ 第２スライド
５４ 第２研削砥石
５６ 第２工具軸
５８ 形直しスピンドル主軸台
６０ 形直しホィール

Claims (10)

1. 工作物軸を有する工作物（１８）の円形研磨加工方法において、該方法を実施している間、前記工作物は前記工作物軸を中心にして回転する一方、同時に、第１研磨作業で第１工作物面を加工するために、第１工具軸を中心にして回転する第１研磨工具（２０）及び前記工作物（１８）を互いに向けて前進させる研磨円形方法であって、第２研磨作業で第２工作物面を加工するために、第２工具軸（５６）を中心にして回転する第２研磨工具（５４）を前記工作物（１８）に向けて前進させ、前記２つの工作物面は、前記工作物軸に関して回転対称に設計され、互いに隣接配置されてその間に円形移行縁部を生じ、また、前記２つの研磨作業は、同時に終了することを特徴とする、研磨円形加工方法。
2. 前記２つの研磨作業の少なくとも一方は、測定制御装置によって実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記２つの工作物面の少なくとも一方は、円錐に設計されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 工作物（１８）を円形研磨加工する研磨装置（１０）において、前記工作物（１８）を受け取るように構成された工作物ホルダ（１６）を備えて工作物スピンドル軸（１４）を中心にして回転する工作物スピンドル（１２）、第１工具軸を中心にして回転する第１研磨工具（２０）、及び該第１研磨工具（２０）及び前記工作物（１８）を互いに向けて前進させるための第１前進装置を有する研磨装置（１０）であって、第２工具軸（５６）を中心にして回転する第２研磨工具（５４）、該第２研磨工具（５４）を前記工作物（１８）に向けて前進させるための第２前進装置、及び該研磨装置（１０）を制御する制御装置であって、それにより、第１研磨作業で第１工作物面を加工するために、前記第１前進装置によって前記第１研磨工具（２０）及び前記工作物（１８）を互いに向けて前進させ、また、第２研磨作業で第２工作物面を加工するために、前記第２前進装置によって前記第２研磨工具（５４）を前記工作物（１８）に向けて前進させる、制御装置をさらに備えており、前記２つの工作物面は、前記工作物スピンドル軸（１４）に関して回転対称に設計され、互いに隣接配置されてその間に円形移行縁部を生じ、また、前記２つの前進装置を制御する前記制御装置は、前記２つの研磨作業を同時に終了させるように構成されていることを特徴とする、研磨装置。
5. 研磨装置（１０）であって、前記第１前進装置は、第１スライドを有し、前記第１研磨工具（２０）及び前記工作物（１８）を互いに向けて前進させるために、前記第１スライドによって前記工作物（１８）を前記工作物スピンドル（１２）と共に、または前記第１研磨工具（２０）をまっすぐな第１リニアガイドに沿って前記工作物スピンドル軸（１４）に対して斜めか、または直角に移動させることができることを特徴とする、請求項４に記載の研磨装置。
6. 研磨装置（１０）であって、前記第２前進装置は、第２スライド（５０）を有し、前記第２研磨工具（５４）を前記工作物（１８）に関して前記第１研磨工具（２０）の反対側から前記工作物（１８）に向けて前進させるために、前記第２スライドによって前記第２研磨工具をまっすぐな第２リニアガイドに沿って前記工作物スピンドル軸（１４）に対して斜めか、または直角に移動させることができ、該第２リニアガイドは、少なくとも２つの細長いガイド部材（４６、４８）を有し、該ガイド部材は、前記第２スライド（５０）を案内すると共に該第２スライド（５０）の移動方向を画定し、また、互いに平行な２本の軸を画定して、前記工作物スピンドル軸（１４）が前記２軸間を通過するように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の研磨装置。
7. 研磨装置（１０）であって、前記第２研磨工具（５４）は、研削砥石（５４）であり、また、前記研磨装置（１０）は、該研削砥石（５４）の形直しを行う形直し工具（６０）をさらに備えており、該形直し工具（６０）は、前記研削砥石（５４）に関して前記工作物スピンドル軸（１４）の反対側に配置されており、それにより、前記研削砥石（５４）は、前記第２スライド（５０）によって前記工作物（１８）または前記形直し工具（６０）のいずれかに向けて選択的に移動することができることを特徴とする、請求項６に記載の研削工具。
8. 研磨装置（１０）であって、前記第２前進装置は、第３スライド（４２）を有し、該第３スライドによって前記第２研磨工具（５４）をまっすぐな第３リニアガイドに沿って前記工作物スピンドル軸（１４）に平行に移動させることができ、前記第３リニアガイドは、少なくとも３つの細長いガイド部材（３４、３６、３８、４０）を有し、該ガイド部材は、前記第３スライド（４２）を案内すると共に該第３スライド（４２）の移動方向を画定し、また、それぞれ前記工作物スピンドル軸（１４）に平行な軸を画定して、前記工作物スピンドル軸（１４）が前記第３リニアガイドの前記少なくとも３本の軸の周囲の包絡面によって囲まれる空間内に位置するように配置されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の研磨装置。
9. 研磨装置（１０）であって、前記工作物の加工中、前記工作物（１８）の一方の長手端部を安定させるためのスリーブ（３２）を設けた心押し台（３０）をさらに備えており、前記第２前進装置は、前記心押し台（３０）上に配置されていることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の研磨装置。
10. 研磨装置（１０）であって、前記第３リニアガイドは、前記心押し台（３０）上に配置され、それにより、前記第３スライド（４２）は、前記心押し台（３０）に対して前記第３リニアガイドに沿って移動することができ、前記第３スライド（４２）内に形成された通路を通る配置で前記スリーブ（３２）が前記心押し台（３０）に連結されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の研磨装置。
    

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