JP2009208196A - センタレス研削装置及びセンタレス研削における仕上がり寸法の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの仕上がり寸法精度を向上させることができる、センタレス研削装置等を提供する。
【解決手段】センタレス研削装置１は、研削砥石７と、調整砥石９と、ワークレスト１１と、ワークレストの位置を変更する位置変更機構２１とを備える。位置変更機構は、ベース部材２３と、その上にスライド可能に載置されたスライド部材２５と、スライド部材にスライド力を付与するスライド力付与手段２７とを含む。ベース部材は、水平方向に対して傾斜する傾斜支持面２９を有し、スライド部材は、ワークレストを支持すると共に、傾斜支持面と平行に延び且つ該傾斜支持面に当接する傾斜底面３１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、センタレス研削装置及びセンタレス研削における仕上がり寸法の調整方法に関するものである。

円柱状のワークの外周を研削する手法として、従来より、センタレス研削法が存在している（特許文献１参照）。センタレス研削法は、ワークを、センタ支持することなく、研削砥石、調整砥石及びワークレストの３部材との接触態様により支持する量産的効率の高い研削方法である。既存のセンタレス研削方法では、ワークの仕上がり寸法は、研削砥石と調整砥石との間隔調整によって制御されている。また、研削砥石や調整砥石のそれぞれ下方には、研削砥石スライド機構や調整砥石スライド機構が設けられており、研削砥石及び調整砥石はそれぞれ回転軸方向と直交する方向に水平スライドでき、それによって、両砥石の間隔が調整される。

しかしながら、上述した既存のセンタレス研削方法や装置においては、各スライド機構の位置決め精度がそのままワークの仕上がり寸法の精度となる。そして、実際には、要求されるワークの仕上がり寸法の精度が０．１［μｍ］であるのに対し、スライド機構の微動位置決め精度を０．１［μｍ］とすることは容易ではない。すなわち、上述の機構ではスライド機構の位置決め精度を向上させないと、ワークの仕上がり寸法の精度を向上させることができなかった。
特開２００４−１３６３９１号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ワークの仕上がり寸法精度を向上させることができる、センタレス研削装置等を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明は、研削砥石と、調整砥石と、ワークレストと、前記ワークレストの位置を変更する位置変更機構とを備えるセンタレス研削装置であって、前記位置変更機構は、ベース部材と、前記ベース部材上にスライド可能に載置されたスライド部材と、前記スライド部材にスライド力を付与するスライド力付与手段とを含み、前記ベース部材は、水平方向に対して傾斜する傾斜支持面を有し、前記スライド部材は、前記傾斜支持面と平行に延び且つ該傾斜支持面に当接する傾斜底面を有し、前記ワークレストが、前記スライド部材に対して固定されている。

同課題を解決するための別の本発明は、研削砥石と、調整砥石と、ワークレストと、前記ワークレストの位置を変更する位置変更機構とを備えるセンタレス研削装置であって、前記ワークレストは、その先端にワークを支持するワーク支持面を有し、前記ワーク支持面は、水平方向に対して傾斜しており、前記位置変更機構は、平面視、前記研削砥石及び調整砥石の回転軸に対して傾斜する方向に直線的に前記ワークレストを移動させるように構成されている。

同課題を解決するための本発明に係る仕上がり寸法の調整方法は、ワークレストの位置を変更する位置変更機構として、水平方向に対して傾斜する傾斜支持面を有するベース部材と、前記傾斜支持面に対し平行に延びる傾斜底面を有し且つ前記ワークレストを固定す
るスライド部材とを用意し、前記傾斜底面を前記傾斜支持面に当接させながら、前記ベース部材に対して前記スライド部材をスライドさせ、前記ワークレストの位置を変更する。

さらに、同課題を解決するための本発明に係る別の仕上がり寸法の調整方法は、水平方向に対して傾斜したワーク支持面を有するワークレストの位置を変更する位置変更機構を用意し、前記位置変更機構によって、平面視、研削砥石及び調整砥石の回転軸に対して傾斜する方向に直線的に前記ワークレストを移動させる。

通常、センタレス研削では、ワークの中心は研削砥石と調整砥石の各中心を結んだ直線（以下、ＧＲセンタと称する）より上で加工される。従って研削砥石と調整砥石の間隔が一定であれば、ワークの中心が垂直方向でＧＲセンタに近づけば、仕上がり寸法は小さくなり、離れれば大きくなる。従って、ワークを昇降させることで、仕上がりワークの寸法の制御が可能となる。ワークを加工する場所がＧＲセンタより少し高い場所であるため、ワークの高さの変化量に対して、仕上がり変化量は小さい。また、ワークレストを上述したように移動した場合、スライドの移動距離の変化量に対して、ワークの高さの変化量も小さいため、ワークレストの移動量に対する仕上がりワークの変化量は、十分に小さくすることができる。このことより、ワークレストの位置決め誤差よりも、ワークの仕上がり寸法の誤差を十分小さくすることが可能となり、本発明によってワークの仕上がり寸法精度を十分に向上させることができる。

なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
まず、図１に、本実施の形態１に係るセンタレス研削法を適用するセンタレス研削装置の構成を示す。センタレス研削装置１は、スルフィード方式である。

センタレス研削装置１は、装置設置面３に固定されたベッド５を備えている。ベッド５の上には、研削砥石７、調整砥石９及びワークレスト１１が設けられている。研削砥石７及び調整砥石９は回転可能に支持されている。また、研削砥石７は、ベッド５上に設けられた研削砥石スライド機構１３によって、ワークレスト１１に対して接近・離隔方向にスライド可能に設けられている。調整砥石９も同様に、ベッド５上に設けられた調整砥石スライド機構１５によって、ワークレスト１１に対して接近・離隔方向にスライド可能に設けられている。

研削砥石７と調整砥石９との間には、ワークレスト１１が設けられている。ワークレスト１１は、概ね板状に構成されており、その上部先端に、ワーク１７を支持するワーク支持面１９を有する。ワーク支持面１９は、水平方向に対して傾斜している。より詳細には、ワーク支持面１９は、図１の紙面においてみて、すなわち、研削砥石７及び調整砥石９の回転軸ＣＡと平行な方向から投影的にみて、直線状をなしている。また、ワーク支持面１９は、研削砥石７側のほうが調整砥石９側のほうよりも高くなる向きに傾斜している。

ワークレスト１１は、仕上がり寸法の調整時に、ベッド５上に設けられた位置変更機構２１によってその位置が適切に変更される。図２及び図３に基づいて、位置変更機構の詳細について説明する。

位置変更機構２１は、ベース部材２３と、スライド部材２５と、スライド力付与手段２７とを含んでいる。ベース部材２３は、ベッド５に固定されており、その上部には、水平方向に対して傾斜する傾斜支持面２９を有している。スライド部材２５は、傾斜支持面２９と平行に延び且つその傾斜支持面２９に当接する傾斜底面３１を有する。また、傾斜支持面２９及び傾斜底面３１の傾斜の方向は、装置設置面３や研削砥石７及び調整砥石９の回転軸ＣＡに対して傾いており、別の述べ方をすると、図１や図３の紙面と交差する方向に傾いている。

スライド部材２５は、その傾斜底面３１をベース部材２３の傾斜支持面２９に面接触させるようにして、ベース部材２３の上方にスライド可能に載置されている。スライド部材２５には、ワークレスト１１が固定されている。スライド力付与手段２７は、サーボモータ３３と、送りねじ機構３５とから構成されている。

次に、仕上がり寸法の調整方法について説明する。ワークの仕上がり寸法を調整する場合には、サーボモータ３３を駆動させて、送りねじ機構３５を介してスライド部材２５にスライド力を付与する。これによって、スライド部材２５は、ベース部材２３の傾斜支持面２９によって案内されて斜めに昇降する。すなわち、スライド部材２５の進行距離そのものが昇降距離になるのではなく、傾斜支持面２９に沿った僅かな高さ変化が昇降距離となる。このため、従来のようにスライド機構の位置決め精度がそのままワークの仕上がり寸法の精度となるわけではなく、ワークの高さを精密に移動させて、ワークの仕上がり寸法の精度を極めて精密に制御することを可能とした。これにより、スライドの位置決めの誤差より十分小さい誤差で仕上がり寸法の制御を可能とする。

また、ワークレスト１１が装置設置面３に対して垂直に延長する状態において、ベース部材２３の傾斜支持面２９と、スライド部材２５の傾斜底面３１とが共に平行に傾斜しているので、スライド部材２５及びワークレスト１１が斜めに昇降しても、ワークレスト１１は装置設置面３に対する垂直状態を維持したまま昇降することが可能となっている。

実施の形態２．
次に、本発明に係るセンタレス研削装置及び仕上がり寸法の調整方法に関する改変した実施の形態について説明する。図４に、本実施の形態２に係るセンタレス研削法を適用するセンタレス研削装置の構成を示す。

センタレス研削装置１０１は、スルフィード方式であり、装置設置面３に固定されたベッド５の上方に、前述の実施の形態１のセンタレス研削装置１と同様、研削砥石７、調整砥石９、ワークレスト１１、研削砥石スライド機構１３及び調整砥石スライド機構１５を備えている。

ワークレスト１１は、仕上がり寸法の調整時に、ベッド５上に設けられた位置変更機構１２１によってその位置が適切に変更される。図５及び図６に基づいて、位置変更機構の詳細について説明する。

位置変更機構１２１は、ベース部材１２３と、スライド部材１２５と、スライド力付与手段１２７とを含んでいる。ベース部材１２３は、ベッド５に固定されており、その上部には、水平方向に延在する支持面１２９を有している。スライド部材１２５は、支持面１２９と平行に延び且つその支持面１２９に当接する底面１３１を有する。

スライド部材１２５は、その底面１３１をベース部材１２３の支持面１２９に面接触させるようにして、ベース部材１２３の上方にスライド可能に載置されている。スライド部
材１２５には、ワークレスト１１が固定されている。

スライド力付与手段１２７は、サーボモータ１３３と、送りねじ機構１３５とから構成されている。送りねじ機構１３５のねじ延長方向、すなわちスライド部材１２５のスライド方向は、研削砥石７及び調整砥石９の回転軸ＣＡと平行ではなく、回転軸ＣＡに対して傾斜している。つまり、本実施の形態２における位置変更機構１２１は、図６の平面に示されるように、回転軸ＣＡと非平行なすなわち交差するような方向Ｓに沿って直線的にスライド部材２５及びワークレスト１１を移動させる。

次に、仕上がり寸法の調整方法について説明する。ワークの仕上がり寸法を調整する場合には、サーボモータ１３３を駆動させて、送りねじ機構１３５を介してスライド部材１２５にスライド力を付与する。これによって、スライド部材１２５は、回転軸ＣＡと非平行な方向Ｓに沿ってスライドされる。このとき、スライド部材１２５と一体的に移動するワークレスト１１のワーク支持面１９は、実施の形態１の場合と同様、水平方向に対して傾斜しすなわち回転軸ＣＡと平行な方向から投影的にみて、直線状をなしている。したがって、上記のようにワーク支持面１９が回転軸ＣＡと非平行に水平移動しても、ワーク支持面１９におけるワーク１７と当接する部位の高さが変化する。換言するならば、ワークレスト１１に支持されているワーク１７の高さが変化する。このような態様によっても、スライド部材１２５の進行距離そのものがワーク１７の昇降距離になるのではなく、ワーク支持面１９の傾斜に起因した当接部位の僅かな高さ変化がワーク１７の昇降距離となる。このため、従来のようにスライド機構の位置決め精度がそのままワークの仕上がり寸法の精度となるわけではなく、ワークの高さを精密に移動させて、ワークの仕上がり寸法の精度を極めて精密に制御することを可能とした。これにより、スライドの位置決め誤差より十分小さい誤差で仕上がり寸法の制御を可能とする。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

本発明の実施の形態１に係るセンタレス研削装置の構成を示す図である。 図１の矢印ＩＩからみたセンタレス研削装置の側面図である。 図１の矢印ＩＩＩからみたセンタレス研削装置の平面図である。 本発明の実施の形態２に係るセンタレス研削装置の構成を示す図である。 図４の矢印Ｖからみたセンタレス研削装置の側面図である。 図４の矢印ＶＩからみたセンタレス研削装置の平面図である。

符号の説明

１ センタレス研削装置
７ 研削砥石
９ 調整砥石
１１ ワークレスト
１７ ワーク
１９ ワーク支持面
２１、１２１ 位置変更機構
２３ ベース部材
２５ スライド部材
２７ スライド力付与手段
２９ 傾斜支持面
３１ 傾斜底面

Claims (4)

1. 研削砥石と、調整砥石と、ワークレストと、前記ワークレストの位置を変更する位置変更機構とを備えるセンタレス研削装置であって、
   前記位置変更機構は、ベース部材と、前記ベース部材上にスライド可能に載置されたスライド部材と、前記スライド部材にスライド力を付与するスライド力付与手段とを含み、
   前記ベース部材は、水平方向に対して傾斜する傾斜支持面を有し、
   前記スライド部材は、前記傾斜支持面と平行に延び且つ該傾斜支持面に当接する傾斜底面を有し、
   前記ワークレストは、前記スライド部材に対して固定されている
   センタレス研削装置。
2. 研削砥石と、調整砥石と、ワークレストと、前記ワークレストの位置を変更する位置変更機構とを備えるセンタレス研削装置であって、
   前記ワークレストは、その先端にワークを支持するワーク支持面を有し、
   前記ワーク支持面は、水平方向に対して傾斜しており、
   前記位置変更機構は、平面視、前記研削砥石及び調整砥石の回転軸に対して傾斜する方向に直線的に前記ワークレストを移動させる
   センタレス研削装置。
3. ワークレストの位置を変更する位置変更機構として、水平方向に対して傾斜する傾斜支持面を有するベース部材と、前記傾斜支持面に対し平行に延びる傾斜底面を有し且つ前記ワークレストを固定するスライド部材とを用意し、
   前記傾斜底面を前記傾斜支持面に当接させながら、前記ベース部材に対して前記スライド部材をスライドさせ、前記ワークレストの位置を変更する
   センタレス研削における仕上がり寸法の調整方法。
4. 水平方向に対して傾斜したワーク支持面を有するワークレストの位置を変更する位置変更機構を用意し、
   前記位置変更機構によって、平面視、研削砥石及び調整砥石の回転軸に対して傾斜する方向に直線的に前記ワークレストを移動させる
   センタレス研削における仕上がり寸法の調整方法。

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