JP2014034071A - Rest device of grinder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、砥石車と工作物を相対移動させて研削加工を行う研削盤に適用されるレスト装置に関するものである。 The present invention relates to a rest device applied to a grinding machine that performs grinding by relatively moving a grinding wheel and a workpiece.
研削盤は、レスト装置を工作物の外周面に接触させて工作物を支持して研削加工を行っている。このように、レスト装置を用いることにより、工作物の剛性が比較的小さい場合においても、研削抵抗による工作物の撓みを抑制した研削加工を可能としている。しかしながら、工作物の外周面に凹凸がある場合には、これらの凹部および凸部がレスト装置に接触すると、工作物の軸心が変位することになる。研削盤による研削加工においては、このような工作物の軸心の変位に伴い研削抵抗が変動して、工作物の外周面に周期的なうねりが発生することが知られている。 The grinding machine performs grinding by bringing a rest device into contact with the outer peripheral surface of the workpiece and supporting the workpiece. As described above, by using the rest device, even when the rigidity of the workpiece is relatively small, it is possible to perform the grinding process in which the bending of the workpiece due to the grinding resistance is suppressed. However, when the outer peripheral surface of the workpiece has irregularities, the axial center of the workpiece is displaced when these concave and convex portions come into contact with the rest device. In grinding with a grinder, it is known that the grinding resistance fluctuates with the displacement of the axis of the workpiece, and periodic waviness occurs on the outer peripheral surface of the workpiece.
これに対して、特許文献1,2には、2つのレストシューの位置を適宜設定することにより、工作物に発生したうねりを除去できるとされる研削盤のレスト装置が開示されている。特許文献1によると、工作物の外周面における凹凸の数に基づいて一方のレストシューの位置を調整する構成が記載されている。また、特許文献2には、2つのレストシューの設置角度を調整する構成が記載されている。
On the other hand,
しかしながら、特許文献1,2の構成においては、2つのレストシューの初期位置によって様々な周期および振幅のうねりが発生することになる。そのため、特許文献1,2の構成では、発生したうねりの周期などによっては、うねりを十分に除去できないおそれがあった。また、研削盤には、工作物の真円度を向上できるように研削加工の高精度化の要請がある。
However, in the configurations of
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、研削加工において工作物の真円度を向上できる研削盤のレスト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a rest device for a grinding machine that can improve the roundness of a workpiece in grinding.
(請求項1)本発明に係る研削盤のレスト装置は、砥石車と工作物を相対移動させて研削加工を行う研削盤に適用され、前記工作物の外周面に沿って周方向に互いに離間して配置され、前記工作物の外周面に接触して前記工作物を支持する3つのレストシューと、隣り合う何れか2つの前記レストシューの間に位置する回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記研削加工前における前記工作物の外径と前記研削加工後における前記工作物の外径との間の直径に設定された仮想円に各前記レストシューが接するように各前記レストシューを保持する保持部材と、を備え、前記研削加工において、前記工作物が前記仮想円よりも大径の場合には各前記レストシューのうち周方向両端側に位置する2つの前記レストシューにより前記工作物を支持し、前記工作物が前記仮想円よりも小径の場合には各前記レストシューのうち前記保持部材の前記回転軸を挟んで隣り合う2つの前記レストシューにより前記工作物を支持する。 (Claim 1) A rest apparatus for a grinding machine according to the present invention is applied to a grinding machine that performs grinding by relatively moving a grinding wheel and a workpiece, and is separated from each other in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the workpiece. The three rest shoes are arranged in contact with the outer peripheral surface of the workpiece and support the workpiece, and are provided so as to be rotatable around a rotation shaft positioned between any two adjacent rest shoes. Each rest shoe is in contact with a virtual circle set to a diameter between the outer diameter of the workpiece before grinding and the outer diameter of the workpiece after grinding. A holding member for holding, and in the grinding process, when the workpiece has a diameter larger than the imaginary circle, the work is performed by two rest shoes positioned on both ends in the circumferential direction of the rest shoes. To support things Said workpiece supporting the workpiece by two the rest shoe adjacent to each other with the rotating shaft of the holding member of each said rest shoe in the case of smaller diameter than the virtual circle.
(請求項2)また、第一の前記レストシューは、前記砥石車が前記工作物に接触する研削点および前記工作物の軸心を通る基準線に対して、周方向に第一角度αずれた位置に配置され、第二の前記レストシューは、第一の前記レストシューから周方向に第二角度βずれた位置、または前記基準線に対して周方向に90°ずれた位置に配置され、第三の前記レストシューは、第一の前記レストシューと第二の前記レストシューとの間に配置され、第一の前記レストシューから第二の前記レストシューに向かって周方向に第三角度γずれた位置に配置され、前記第一角度αは、0°<α<90°の範囲で設定され、前記第二角度βは、mを0以外の整数として、(2m・α)°に設定され、前記第三角度γは、nを正の整数として、{(2n−1)・α}°に設定され、前記保持部材の前記回転軸は、第一の前記レストシューと第三の前記レストシューの間に位置するようにしてもよい。 (Claim 2) Further, the first rest shoe is shifted by a first angle α in the circumferential direction with respect to a reference line passing through a grinding point where the grinding wheel contacts the workpiece and an axis of the workpiece. The second rest shoe is disposed at a position shifted from the first rest shoe by a second angle β in the circumferential direction, or at a position shifted by 90 ° in the circumferential direction with respect to the reference line. The third rest shoe is disposed between the first rest shoe and the second rest shoe, and is third in the circumferential direction from the first rest shoe to the second rest shoe. The first angle α is set in a range of 0 ° <α <90 °, and the second angle β is (2m · α) ° where m is an integer other than 0. And the third angle γ is {(2n−1) · α} °, where n is a positive integer. The rotation shaft of the holding member may be positioned between the first rest shoe and the third rest shoe.
(請求項3)また、前記保持部材の前記回転軸は、第一の前記レストシューと第三の前記レストシューの中央に配置されるようにしてもよい。
(請求項4)また、前記第一角度αは、pを正の整数として、{180/(p+2)}°に設定されるようにしてもよい。
(請求項5)また、前記工作物の外周面と接触する各前記レストシューの接触面は、前記研削加工前における前記工作物の外周面の曲率よりも小さい曲率となる曲面に形成されているようにしてもよい。
(Claim 3) Further, the rotation shaft of the holding member may be arranged at the center of the first rest shoe and the third rest shoe.
(Claim 4) The first angle α may be set to {180 / (p + 2)} °, where p is a positive integer.
(Claim 5) Further, the contact surface of each rest shoe that contacts the outer peripheral surface of the workpiece is formed into a curved surface having a curvature smaller than the curvature of the outer peripheral surface of the workpiece before the grinding. You may do it.
(請求項1)本発明によると、レスト装置は、研削盤による研削加工において、工作物が仮想円よりも大径の場合には、3つのレストシューのうち周方向両端側に位置する2つのレストシューで工作物を支持することになる。そして、レスト装置は、研削加工により工作物の外径が徐々に小さくなり仮想円よりも小径となった場合には、3つのレストシューのうち保持部材の回転軸を挟んで隣り合う2つのレストシューで工作物を支持することになる。つまり、本発明のレスト装置では、研削盤の加工対象である工作物の外径が変化すると、3つのレストシューのうち工作物に接触させる2つのレストシューを自動的に変化させる構成となっている。 (Claim 1) According to the present invention, in a grinding process by a grinder, when the workpiece has a larger diameter than the virtual circle, the rest device includes two rest shoes positioned on both circumferential sides of the three rest shoes. The work is supported by the rest shoe. Then, when the outer diameter of the workpiece is gradually reduced by grinding and becomes smaller than the virtual circle, the rest device has two rests adjacent to each other across the rotation shaft of the holding member among the three rest shoes. The work is supported by the shoe. That is, in the rest device of the present invention, when the outer diameter of the workpiece to be processed by the grinding machine changes, the two rest shoes brought into contact with the workpiece among the three rest shoes are automatically changed. Yes.
さらに、3つのレストシューを保持する保持部材は、回転軸を中心に回転可能に設けられている。そのため、レスト装置は、工作物の外周面に凹凸があった場合には、その凹凸の周方向に移動に伴って保持部材が揺動(往復回転)することになる。つまり、本発明のレスト装置では、工作物の外周形状に倣うように各レストシューを工作物の軸心に対して相対移動させる構成となっている。このような構成により、研削加工における研削抵抗の変動を抑制することが可能となり、工作物の真円度を向上させることができる。 Further, the holding member that holds the three rest shoes is provided so as to be rotatable about the rotation axis. Therefore, when the rest device has irregularities on the outer peripheral surface of the workpiece, the holding member swings (reciprocates) as it moves in the circumferential direction of the irregularities. That is, the rest device of the present invention is configured to move each rest shoe relative to the axis of the workpiece so as to follow the outer peripheral shape of the workpiece. With such a configuration, it becomes possible to suppress fluctuations in grinding resistance in grinding, and the roundness of the workpiece can be improved.
(請求項2)本発明によると、工作物が仮想円よりも大径の場合には、保持部材の周方向両端側に位置する第一および第二のレストシューが工作物を支持することになる。この状態で研削加工を行った際に、工作物の外周面に凹凸があると、第一および第二のレストシューの設置角度により、工作物の外周面には第一角度αの倍角2αを1周期とするうねりが発生することになる。そして、工作物が仮想円よりも小径となると、保持部材の回転軸を挟んで位置する第一および第三のレストシューが工作物を支持することになる。 (Claim 2) According to the present invention, when the workpiece has a larger diameter than the virtual circle, the first and second rest shoes positioned at both ends in the circumferential direction of the holding member support the workpiece. Become. When grinding is performed in this state, if there are irregularities on the outer peripheral surface of the workpiece, a double angle 2α of the first angle α is set on the outer peripheral surface of the workpiece depending on the installation angle of the first and second rest shoes. Swelling with one cycle occurs. When the workpiece has a smaller diameter than the virtual circle, the first and third rest shoes positioned across the rotation shaft of the holding member support the workpiece.
このとき、第一および第三のレストシューは、うねりの半周期(n=1の場合)だけ離れた位置において、工作物の外周面を支持している。つまり、第一のレストシューがうねりの凹部を支持しているときには、第三のレストシューがうねりの凸部を支持している。これにより、何れのレストシューがうねりの凸部を支持している際にも工作物の軸心の移動を防止するとともに、うねりの凹部を確実に接触して確実に工作物を支持することができる。よって、研削加工における研削抵抗の変動を抑制して、発生した工作物のうねりを除去することができる。従って、工作物の真円度を向上させることができる。 At this time, the first and third rest shoes support the outer peripheral surface of the workpiece at a position separated by a half period of waviness (when n = 1). That is, when the first rest shoe supports the undulating concave portion, the third rest shoe supports the undulating convex portion. This prevents the movement of the axis of the workpiece even when any of the rest shoes supports the convex portion of the swell, and reliably supports the workpiece by contacting the concave portion of the swell. it can. Therefore, the fluctuation of the grinding resistance in the grinding process can be suppressed, and the generated waviness of the workpiece can be removed. Therefore, the roundness of the workpiece can be improved.
(請求項3)本発明によると、工作物が仮想円よりも小径となり第一および第三のレストシューに支持されている状態において、保持部材が回転軸を中心に揺動することにより、第一のレストシューから工作物の軸心までの距離と、第三のレストシューから工作物の軸心までの距離との和が一定となる。これにより、工作物の外周面にうねりが発生している状態においても、工作物の軸心の移動をより確実に防止することができる。従って、より安定して工作物を支持することで工作物のうねりを除去できるので、研削加工における加工精度を向上できる。 (Claim 3) According to the present invention, in a state where the workpiece has a smaller diameter than the virtual circle and is supported by the first and third rest shoes, The sum of the distance from one rest shoe to the axis of the workpiece and the distance from the third rest shoe to the axis of the workpiece is constant. Thereby, even when the waviness is generated on the outer peripheral surface of the workpiece, the movement of the axis of the workpiece can be more reliably prevented. Therefore, since the waviness of the workpiece can be removed by supporting the workpiece more stably, the processing accuracy in grinding can be improved.
(請求項4)本発明によると、工作物が仮想円よりも大径であって第一および第二のレストシューに支持されている状態において、工作物にうねりが発生した場合に、そのうねりの1周期に対する角度の整数倍が360°となる。つまり、工作物の外周面には、第一角度αの倍角2αを1周期として、(p+2)周期分のうねりが発生することになる。これにより、工作物のうねりは周方向に滑らかに連続することになるので、レスト装置は、工作物が仮想円よりも小径となった状態において、第一および第三のレストシューにより工作物Wを好適に支持するとともに、工作物に発生したうねりをより確実に除去することができる。 (Claim 4) According to the present invention, when the workpiece has a larger diameter than the virtual circle and is supported by the first and second rest shoes, the undulation occurs in the workpiece. An integral multiple of the angle for one period is 360 °. That is, the undulation corresponding to (p + 2) periods occurs on the outer peripheral surface of the workpiece, where the double angle 2α of the first angle α is one period. As a result, the undulation of the workpiece is smoothly continued in the circumferential direction. Therefore, the rest device is operated by the first and third rest shoes in a state where the workpiece has a smaller diameter than the virtual circle. Can be suitably supported, and the undulation generated in the workpiece can be more reliably removed.
(請求項5)本発明によると、各レストシューは、工作物の外周面にうねりが発生している場合にも、保持部材の揺動により工作物の外周形状に倣うように工作物との接触状態を好適に維持することができる。また、各レストシューが基準線に対して所定角度となるようにそれぞれ配置されている場合には、接触面の曲率が工作物の外周面の曲率よりも小さいため、各レストシューに設定された所定角度を維持することができる。よって、レスト装置は、工作物に凹凸がある場合には目標周期のうねりを発生させるとともに、当該うねりを確実に除去することができる。従って、工作物の真円度を向上させることができる。 (Claim 5) According to the present invention, each rest shoe is connected to the workpiece so as to follow the outer peripheral shape of the workpiece by the swinging of the holding member even when waviness is generated on the outer peripheral surface of the workpiece. The contact state can be suitably maintained. In addition, when each rest shoe is arranged so as to have a predetermined angle with respect to the reference line, the curvature of the contact surface is smaller than the curvature of the outer peripheral surface of the workpiece. A predetermined angle can be maintained. Therefore, the rest device can generate the undulation of the target period when the workpiece has irregularities, and can reliably remove the undulation. Therefore, the roundness of the workpiece can be improved.
<実施形態>
(研削盤1の構成)
以下、本発明の研削盤のレスト装置を具体化した実施形態について図1〜図3を参照して説明する。研削盤1は、支持された工作物Wに対して砥石車11を相対移動させて研削加工を行う工作機械である。この研削盤1は、砥石台10と、主軸装置20と、レスト装置30とを備えて構成される。本実施形態において、研削盤1は、工作物Wであるクランクシャフトのジャーナルに対して研削加工を行う場合を例示している。
<Embodiment>
(Configuration of grinding machine 1)
Hereinafter, an embodiment embodying a rest device for a grinding machine of the present invention will be described with reference to FIGS. The grinding
砥石台10は、工作物Wを研削する砥石車11と、砥石車11を支持する砥石軸12を有する。砥石車11は、例えば、円盤状の金属コアの外周に硬質の砥粒を結合させて構成される。砥石軸12は、砥石台10にZ軸方向(図1の左右方向)と平行な軸線回りに回転可能に支持され、図示しない砥石軸駆動モータによって回転駆動される。また、砥石台10は、ベッド2の上面に配置され、Z軸方向と直交するX軸方向(図1の上下方向)に延びる図示しないガイドレール上に配置される。そして、砥石台10は、X軸用のサーボモータの回転駆動によって、砥石車11をX軸方向に移動可能としている。砥石台10は、研削盤1の制御装置により砥石車11のX軸方向への移動および砥石軸12の回転数などを制御される。
The
主軸装置20は、工作物WがZ軸回りに回転可能となるように、センタにより工作物Wの両端部を軸方向に挟み込んで支持する。この主軸装置20は、ベッド2の上面においてZ軸方向に延びる図示しないガイドレール上に配置されたテーブル21の上面に設置され、Z軸用のサーボモータの回転駆動によって、工作物WをZ軸方向に移動可能としている。この主軸装置20は、工作物Wの一端部を支持する主軸台25と、工作物Wの他端部を支持する心押台26とを備える。
The
主軸台25は、テーブル21上に設置され、主軸25aを回転可能に支持している。主軸25aの先端には、工作物Wの一端部を支持する主軸センタ25bが取り付けられている。また、主軸25aは、サーボモータによって回転駆動されるようになっている。主軸台25は、研削盤1の制御装置により主軸の回転数や回転位相などを制御される。心押台26は、テーブル21上において主軸台25とZ軸方向に対向して同軸的に設置されている。心押台26は、主軸台25側(図1の左側)の端部に、工作物Wの他端部を支持する心押しセンタ26bが取り付けられている。
The
レスト装置30は、研削盤1による研削加工において、工作物Wの外周面にレストシューを接触させて工作物Wを支持する装置である。レスト装置30は、工作物Wのリヤ側(工作物Wを挟んで砥石車11の反対側であって、図2の右側)に配置された3つのレストシュー31,32,33と、工作物Wの真下に配置されたレストシュー34と、保持部材35と、レストアーム36とを備えて構成される。
The
工作物Wのリヤ側に位置する3つのレストシュー31,32,33は、工作物Wの外周面に沿って周方向に離間して配置され、工作物Wの外周面に接触して工作物Wを支持する。これらの3つのレストシュー31,32,33は、保持部材35により保持されており、ここでは保持部材35の上端側、下端側、中央側に配置されている順に、第一のレストシュー31、第二のレストシュー32、第三のレストシュー33としている。各レストシュー31,32,33は、工作物Wの外周面と接触する接触面31a,32a,33aを、保持部材35の回転軸35a方向に延びる円筒状の曲面に形成され、工作物Wに対してそれぞれ線接触して、工作物Wを支持可能としている。
The three
保持部材35は、3つのレストシュー31,32,33を支持する部材である。この保持部材35は、図2に示すように、レスト装置30に対して回転軸35aを中心に回転可能に設けられている。この回転軸35aは、3つのレストシュー31,32,33のうち隣り合う第一のレストシュー31と第三のレストシュー33の間に位置している。このような構成により、保持部材35は、回転軸35aを中心に揺動すると、保持する3つのレストシュー31,32,33と工作物Wの軸心Oとの距離が変動するようになっている。
The holding
また、保持部材35は、図3に示すように、仮想円Cvに各レストシュー31,32,33が接するように、各レストシュー31,32,33を保持している。ここで、仮想円Cvの直径Dvは、工作物Wの素材径Dw1と仕上げ径Dw2との間に設定される(Dw1>Dv>Dw2)。また、工作物Wの素材径Dw1は研削加工前における工作物Wの外径Dwであって、工作物Wの仕上げ径Dw2は研削加工後における工作物Wの外径Dwである。
As shown in FIG. 3, the holding
このような構成によると、レスト装置30は、工作物Wの外径Dwが仮想円Cvの直径Dvよりも大径の場合には(Dw>Dv)、3つのレストシュー31,32,33のうち中央側に位置する第三のレストシュー33が工作物Wと非接触となる。よって、レスト装置30は、保持部材35の両端側に位置する第一のレストシュー31と第二のレストシュー32で工作物Wを支持することになる。
According to such a configuration, the
そして、レスト装置30は、研削加工により工作物Wの外径Dwが仮想円Cvの直径Dvよりも小径となると(Dw<Dv)、3つのレストシュー31,32,33のうち、回転軸35aから最も離間している第二のレストシュー32が工作物Wと非接触となり、保持部材35の回転軸35aを挟んで周方向に配置された第一のレストシュー31と第三のレストシュー33で工作物Wを支持することになる。このように、レスト装置30は、研削盤1の加工対象である工作物Wの外径Dwの変化に伴い、3つのレストシュー31,32,33のうち工作物Wに接触させる2つのレストシューを自動的に変化させる構成となっている。
When the outer diameter Dw of the workpiece W becomes smaller than the diameter Dv of the virtual circle Cv by grinding (Dw <Dv), the
工作物Wの真下に配置された第四のレストシュー34は、工作物Wを下方から支持し、工作物Wの軸心OのY方向位置を維持させている。この第四のレストシュー34は、支持軸36a回りに回転可能なレストアーム36により支持されている。レスト装置30の詳細構成および研削加工における動作の詳細については後述する。
The
(レスト装置30の詳細構成)
続いて、レスト装置30の詳細構成について、図2および図3を参照して説明する。レスト装置30において、保持部材35に保持される第一のレストシュー31は、図3に示すように、基準線Lsに対して周方向下側に第一角度αずれた位置に配置されている。ここで、基準線Lsとは、図2に示すように、砥石車11が工作物Wに接触する研削点Tおよび工作物Wの軸心Oを通る直線である。
(Detailed configuration of rest device 30)
Next, the detailed configuration of the
また、第一のレストシュー31の第一角度αは、(0°<α<90°)の範囲で設定される。さらに、この第一角度αは、pを正の整数として、{180/(p+2)}°により示される角度に設定され、本実施形態においては、15°に設定されている(p=10,α=15°)。ここで、リヤ側のレストシューが基準線Lsから周方向にずれた角度を設置角度とすると、第一のレストシュー31の設置角度は、第一角度αと等しく、15°である。
The first angle α of the
レスト装置30において、保持部材35に保持される第二のレストシュー32は、図3に示すように、加工前の接触状態において、第一のレストシュー31から周方向下側に第二角度βずれた位置に配置されている。第二のレストシュー32の第二角度βは、mを0以外の整数として、(2m・α)°に設定される。つまり、第二角度βは、第一角度αの偶数倍に設定され、本実施形態においては、30°に設定されている(α=15°,m=1)。従って、第二のレストシュー32の設置角度は、第一角度αに第二角度βを加算した45°となる。
In the
レスト装置30において、保持部材35に保持される第三のレストシュー33は、第一のレストシュー31と第二のレストシュー32との間に配置され、第一のレストシュー31から第二のレストシュー32に向かって周方向下側に第三角度γずれた位置に配置されている。第三のレストシュー33の第三角度γは、nを正の整数として、{(2n−1)・α}°に設定される。つまり、第三角度γは、第一角度αの奇数倍、且つ第二角度βよりも小さい角度に設定され、本実施形態においては、15°に設定されている(α=15°,n=1)。従って、第三のレストシュー33の設置角度は、第一角度αに第三角度γを加算した30°となる。
In the
保持部材35の回転軸35aは、第一のレストシュー31と第三のレストシュー33の中央に配置されている。つまり、本実施形態においては、回転軸35aから第一、第三のレストシュー31,33までの距離が等しくなるように構成されている。従って、保持部材35の回転軸35aは、第一のレストシュー31から第二のレストシュー32に向かって第三角度γの半角(γ/2)ずれた位置に配置される。従って、回転軸35aは、基準線Lsに対して周方向下側に22.5°ずれた位置に配置されている。
The
また、各レストシュー31,32,33は、上述したように、工作物Wの外周面と接触する接触面31a,32a,33aを円筒状の曲面に形成されている。そして、それぞれの接触面31a,32a,33aは、研削加工前における工作物Wの外周面の曲率よりも小さい曲率となるように形成されている。つまり、各接触面31a,32a,33aの曲率円の直径は、少なくとも工作物Wの素材径Dw1よりも小径となっている。
In addition, as described above, each of the rest shoes 31, 32, and 33 has contact surfaces 31 a, 32 a, and 33 a that are in contact with the outer peripheral surface of the workpiece W formed in a cylindrical curved surface. And each
(レスト装置30の研削加工における動作)
上述した構成からなるレスト装置30の研削加工における動作を図2〜図5を参照して説明する。先ず、工作物Wを主軸台25と心押台26とにより支持する。次に、主軸装置20のZ軸用のサーボモータを動作させて、工作物Wにおける加工位置、即ちクランクシャフトのジャーナルがある軸方向位置に砥石車11を位置決めする。そして、レスト装置30を工作物Wに接近させるように移動させるとともに、レストアーム36を支持軸36a回りに回転させて第四のレストシュー34を工作物Wに接触させる。
(Operation in grinding of the rest device 30)
The operation | movement in the grinding process of the
ここで、3つのレストシュー31,32,33は保持部材35により仮想円Cvに接するように配置されており、当該仮想円Cvの直径Dvは工作物Wの素材径Dw1よりも小径である。よって、レスト装置30を工作物Wに接近させると、図3に示すように、保持部材35に保持された3つのレストシュー31,32,33のうち保持部材35の両端側に位置する第一のレストシュー31と第二のレストシュー32が工作物Wに接触する。このように、レスト装置30は、研削加工の開始時において、第一、第二のレストシュー31,32により工作物Wのリヤ側を支持し、第四のレストシュー34により工作物Wの下側を支持している。
Here, the three
次に、主軸台25のサーボモータにより工作物Wを軸心O回りに回転させる。そして、砥石車11を回転させながら砥石台10のX軸用のサーボモータにより工作物Wに前進させて研削加工が開始される。このとき、工作物Wのリヤ側に位置し、工作物Wと接触している第一、第二のレストシュー31,32は、砥石車11に向かって工作物Wを押圧する状態を維持されている。そのため、工作物Wの外周面に凹凸がある場合には、工作物Wの軸心Oが変位することになり、研削点Tにおける研削抵抗が変動することになる。
Next, the workpiece W is rotated around the axis O by the servo motor of the
ここで、研削抵抗の変動は、例えば、研削加工前の別加工における削り残しなどによる凹凸がレストシューと接触した場合や、ジャーナルに設けられた油穴にクーラントが流入して動圧が低下した場合などに生じるものである。何れの場合においても、研削抵抗の変動は、工作物Wの回転により周期的に増減を繰り返すことになる。そして、工作物Wの外周面の凸部がリヤ側のレストシューと接触して、工作物Wの軸心Oが砥石車11側に変位すると、研削抵抗が増加するとともに、研削点Tにおける研削量も増えて凹部が形成される。また、工作物Wの外周面の凹部がリヤ側のレストシューと接触して、工作物Wの軸心Oがレスト装置30側に変位すると、研削抵抗が減少するとともに、研削点Tにおける研削量も減って凸部が形成される。
Here, the fluctuation of the grinding resistance is caused, for example, when the unevenness caused by uncut material in another processing before grinding processing contacts the rest shoe, or when the coolant flows into the oil hole provided in the journal and the dynamic pressure decreases. It occurs in some cases. In any case, the fluctuation of the grinding resistance is periodically increased and decreased by the rotation of the workpiece W. And if the convex part of the outer peripheral surface of the workpiece W contacts the rest shoe on the rear side and the axis O of the workpiece W is displaced to the
そして、新たに形成された凹部および凸部がリヤ側のレストシューと接触することにより、さらに研削点Tに凸部および凹部が形成され、これが繰り返されることで工作物Wの外周面に周期的なうねりが発生する場合がある。このうねりの周期については、砥石車11と工作物Wとリヤ側のレストシューの位置関係に相関する。より詳細には、うねりの周期は、リヤ側のレストシューが基準線Lsに対して周方向にずれた角度に応じた周期となる。具体的には、リヤ側のレストシューが基準線Lsから周方向に設置角度θずれた位置に配置されている場合には、設置角度θの倍角2θを1周期とするうねりが発生する。
Then, the newly formed recesses and protrusions come into contact with the rear-side rest shoe, so that the protrusions and recesses are further formed at the grinding point T, and this is repeated to periodically form the outer peripheral surface of the workpiece W. A swell may occur. The waviness period correlates with the positional relationship among the grinding
つまり、本実施形態において、工作物Wのリヤ側に配置された第一のレストシュー31および第二のレストシュー32の設置角度がそれぞれ15°(α),45°(α+β)であることから、第一のレストシュー31により30°(2α)を1周期とするうねりと、第二のレストシュー32により90°(2(α+β))を1周期とするうねりが発生することになる。ここで、2(α+β)周期が2α周期の奇数倍(ここでは3倍)となることから、2(α+β)周期のうねりにおいて凸部および凹部が形成される位相は、2α周期のうねりにおいて凸部および凹部が形成される位相と一致することになる。従って、第一のレストシュー31および第二のレストシュー32による工作物Wの支持によりうねりが発生する場合には、図4に示すように、実質的に2α周期のうねりのみが生成されているものとみなせる。
That is, in this embodiment, the installation angles of the
また、このうねりにおける1周期に対する角度2α(30°)の整数倍(ここでは12倍)が360°となるので、工作物Wのうねりは、周方向に滑らかに連続するように生成される。また、第四のレストシュー34は、基準線Lsから90°ずれた位置に配置されており、工作物Wを真下から支持している。そのため、工作物Wの外周面の凹凸が第四のレストシュー34に接触した場合には、工作物Wの軸心Oが上下方向(Y軸方向)に変位するのみとなる。よって、第四のレストシュー34と工作物Wの凹凸との接触は、研削点Tにおける研削抵抗に対しては影響が小さく、うねりの発生には直接的に関与しない。
Further, since the integral multiple (here, 12 times) of the angle 2α (30 °) with respect to one period in this undulation is 360 °, the undulation of the workpiece W is generated so as to be smoothly continued in the circumferential direction. Further, the
このように、研削盤1による研削加工が開始されると、工作物Wの外径Dwがレスト装置30の仮想円Cvの直径Dvよりも大径の間は(Dw>Dv)、第一、第二のレストシュー31,32が工作物Wを支持した状態で研削加工が行われる。そして、工作物Wにうねりが発生する場合には、2α周期のうねりが生成される。そして、工作物Wの外径Dwが研削加工により徐々に小さくなって、レスト装置30の仮想円Cvの直径Dvよりも小径となると(Dw<Dv)、図5に示すように、第一、第三のレストシュー31,33が工作物Wを支持した状態で研削加工が行われる。
Thus, when grinding by the grinding
ここで、研削加工において工作物Wに発生するうねりは実際には微小な凹凸であるが、図4においては、レスト装置30の動作を説明するために工作物Wのうねりを誇張して示している。工作物Wと接触している第一、第三のレストシュー31,33は、砥石車11に向かって工作物Wを押圧する状態を維持されている。そのため、第一、第三のレストシュー31,33は、これらを保持する保持部材35が回転軸35aを中心に揺動するので、工作物Wの回転に伴って工作物Wの外周形状に倣うように周方向および径方向に相対移動することになる。
Here, the undulation generated in the workpiece W in the grinding process is actually a minute unevenness, but in FIG. 4, the undulation of the workpiece W is exaggerated for explaining the operation of the
また、上述したように、第三のレストシュー33は、第一のレストシュー31から周方向下側に第三角度γずれた位置に配置されている。つまり、第一、第三のレストシュー31,33の間隔(γ=15°)は、本実施形態において、工作物Wのうねりにおける1周期に対する角度2α(30°)の半角(α=γ=15°)と一致している。よって、第一、第三のレストシュー31,33は、図4に示すように、工作物Wのうねりの半周期ずれた位置で工作物Wにそれぞれ接触して支持している。
Further, as described above, the
これにより、例えば、第一のレストシュー31がうねりの凹部を支持しているときには、第三のレストシュー33がうねりの凸部を支持している。さらに、保持部材35の回転軸35aが第一、第三のレストシュー31,33の中央に配置されている。そのため、第一、第三のレストシュー31,33が工作物Wの外周形状に倣って相対移動する際に、保持部材35が回転軸35aを中心に揺動することで、第一のレストシュー31から工作物Wの軸心Oまでの距離L1と、第三のレストシュー33から工作物Wの軸心Oまでの距離L3との和が常に一定となる。
Thereby, for example, when the
このような構成によると、うねりの凸部を支持する際には、従来では研削点Tにおける研削抵抗が増加するところ、第一、第三のレストシュー31,33の一方が工作物Wの径方向外側に退避しながら工作物Wを支持する。そして、うねりの凹部を支持する際には、従来では研削点Tにおける研削抵抗が減少するところ、第一、第三のレストシュー31,33の他方が工作物の径方向内側に追従しながら工作物Wを支持する。このように、保持部材35が揺動しながら各レストシュー31,33を保持することにより、各レストシュー31,33の工作物Wに対する押圧力の変化を低減し、工作物Wの軸心Oが変位することを抑制している。
According to such a configuration, when supporting the undulation convex portion, conventionally, the grinding resistance at the grinding point T is increased, but one of the first and third rest shoes 31 and 33 is the diameter of the workpiece W. The workpiece W is supported while retracting outward in the direction. When supporting the undulation recess, the grinding resistance at the grinding point T is conventionally reduced, and the other of the first and third rest shoes 31 and 33 follows the inner side in the radial direction of the workpiece. Support the object W. In this way, by holding the rest shoes 31 and 33 while the holding
研削加工において、第一、第三のレストシュー31,33により工作物Wを支持している工程では、工作物Wの軸心Oの変位が抑制され、これによって研削点Tにおける研削抵抗の変動が抑制される。そして、砥石台10のX軸用のサーボモータにより砥石車11を工作物Wに前進させて研削加工が継続されると、工作物Wの外径Dwが徐々に小径になるとともに、工作物Wのうねりが研削されて除去される。研削盤1は、工作物Wの外径Dwが目標とする仕上げ径Dw2となると、砥石台10による砥石車11の前進を停止して研削加工を終了する。
In the grinding process, in the process in which the workpiece W is supported by the first and third rest shoes 31 and 33, the displacement of the axis O of the workpiece W is suppressed, and thereby the fluctuation of the grinding resistance at the grinding point T is suppressed. Is suppressed. When the
(本実施形態の構成による効果)
上述した研削盤1のレスト装置30によると、レスト装置30は、回転可能に設けられた保持部材35により3つのレストシュー31,32,33を保持し、研削加工による工作物Wの外径Dwの変化に伴って、工作物Wに接触させる2つのレストシューを自動的に変化させる構成となっている。そのため、レスト装置30は、工作物Wの外周面に凹凸があった場合には、工作物Wの外周形状に倣うように各レストシュー31,32,33を工作物Wの軸心Oに対して相対移動させるものとした。このような構成により、研削加工における研削抵抗の変動を抑制することが可能となり、工作物Wの真円度を向上させることができる。
(Effects of the configuration of the present embodiment)
According to the
また、レスト装置30は、工作物Wが仮想円Cvよりも大径の場合には、保持部材35の周方向両端側に位置する第一および第二のレストシュー31,32により工作物Wを支持する。これにより、工作物Wの外周面に凹凸があった場合には、第一および第二のレストシュー31,32の設置角度(15°,45°)により、工作物Wの外周面には実質的に第一角度αの倍角2αを1周期とするうねりが発生することになる。つまり、工作物Wのリヤ側から2つのレストシュー31,32により工作物Wを支持しているにも関わらず、実質的に一種類の周期となるうねりを生成している。
Further, when the workpiece W has a larger diameter than the virtual circle Cv, the
そして、レスト装置30は、工作物Wが仮想円Cvよりも小径となると、保持部材35の回転軸35aを挟んで位置する第一および第三のレストシュー31,33が工作物Wを支持する。このとき、第三のレストシュー33は、第一のレストシュー31に対してうねりの半周期(α)ずれた位置にある。これにより、何れのレストシュー31,33がうねりの凸部を支持している際にも工作物Wの軸心Oの移動を防止するとともに、うねりの凹部を確実に接触して確実に工作物Wを支持することができる。よって、研削加工における研削抵抗の変動を抑制して、発生した工作物Wのうねりを除去することができる。
In the
また、保持部材35の回転軸35aが第一のレストシュー31と第三のレストシュー33の中央に配置されるものとした。これにより、2つのレストシュー31,33が工作物Wを支持している状態において、保持部材35が回転軸35aを中心に揺動することにより、第一のレストシュー31から工作物Wの軸心Oまでの距離L1と、第三のレストシュー33から工作物Wの軸心Oまでの距離L3との和が一定となる。これにより、工作物Wの外周面にうねりが発生している状態においても、工作物Wの軸心Oの移動をより確実に防止することができる。従って、より安定して工作物Wを支持することで工作物Wのうねりを除去できるので、研削加工における加工精度を向上できる。
Further, the
第一のレストシュー31の第一角度αは、pを正の整数として、{180/(p+2)}°を満たす角度に設定されるものとした。そして、本実施形態では、p=10として、第一角度αが15°となり、これにより工作物Wのうねりの1周期に対する角度が30°となるようにした。これにより、うねりの1周期に対する角度の整数倍が360°となる。つまり、本実施形態においては、工作物Wの外周面には、第一角度α(15°)の倍角2α(30°)を1周期として、(p+2=12)周期分のうねりが発生することになる。これにより、工作物Wのうねりは周方向に滑らかに連続することになるので、レスト装置30は、工作物Wが仮想円Cvよりも小径となった状態において、第一および第三のレストシュー31,33により工作物Wを好適に支持し、工作物Wに発生したうねりをより確実に除去することができる。
The first angle α of the
ここで、3つのレストシュー31,32,33は、工作物Wにうねりが発生した場合に、保持部材35の揺動により工作物Wの外周形状に倣うように周方向および径方向に相対移動することになる。そのため、工作物Wの外周面と接触するレストシュー31,32,33の接触面31a,32a,33aにおいて、工作物Wとの接触点が周方向に移動するおそれがある。工作物Wとの接触点が周方向に移動すると、各レストシュー31,32,33の設置角度がずれることになる。
Here, the three
そこで、本実施形態のように、各レストシュー31,32,33の接触面31a,32a,33aは、円筒状の曲面に形成し、その曲率を研削加工前における工作物Wの外周面の曲率よりも小さくなるようにしている。これにより、各レストシュー31,32,33は、工作物Wの外周面にうねりが発生している場合にも、保持部材35の揺動により工作物Wの外周形状に倣うように工作物Wとの接触状態、および設定された各レストシュー31,32,33の設置角度を好適に維持することができる。よって、レスト装置30は、工作物Wに凹凸がある場合には目標周期のうねりを発生させるとともに、当該うねりを確実に除去することができる。従って、工作物Wの真円度を向上させることができる。
Thus, as in the present embodiment, the contact surfaces 31a, 32a, 33a of the
<実施形態の変形態様>
本実施形態では、各レストシュー31,32,33は、それぞれ第一角度α=15°(p=10)、第二角度β=30°(m=1)、第三角度γ=15°(n=1)として配置されるものとした。これに対して、それぞれの角度は適宜設定されるものとしてもよい。このような構成においても、工作物Wの外径Dwの変化に伴って、工作物Wを支持する2つのレストシューの組み合わせが研削加工の途中で変化するため、研削加工の加工精度を向上し、工作物の真円度を向上させることができる。
<Modification of Embodiment>
In the present embodiment, each of the rest shoes 31, 32, 33 has a first angle α = 15 ° (p = 10), a second angle β = 30 ° (m = 1), and a third angle γ = 15 ° ( n = 1). On the other hand, each angle may be set as appropriate. Even in such a configuration, as the outer diameter Dw of the workpiece W changes, the combination of the two rest shoes that support the workpiece W changes during the grinding process, which improves the processing accuracy of the grinding process. The roundness of the workpiece can be improved.
但し、それぞれの角度は、本実施形態で示した範囲または数式を満たすように設定されると好適である。例えば、第一角度α=30(p=4)、第二角度β=−30°(m=−1)、第三角度γ=30°(n=1)として配置するようにしてもよい。ここで、第二角度β=−30°は、第一のレストシュー31が角度をとった周方向とは反対に向かって30°ずれた位置に第二のレストシュー32が配置されることを示している。即ち、第一のレストシュー31が基準線Lsから周方向下側に30°ずれた位置に配置されているのに対して、第二のレストシュー32は、基準線Lsから周方向上側に30°ずれた位置に配置される。さらに、第三のレストシュー33は、第一のレストシュー31から第二のレストシュー32に向かって30°なので、基準線Ls上に配置される。このような構成においても本実施形態と同様の効果を奏する。
However, it is preferable that each angle is set so as to satisfy the range or the mathematical expression shown in the present embodiment. For example, the first angle α = 30 (p = 4), the second angle β = −30 ° (m = −1), and the third angle γ = 30 ° (n = 1) may be arranged. Here, the second angle β = −30 ° indicates that the
また、第二のレストシュー32の第二角度βは、90°に設定するようにしてもよい。このような構成では、第二のレストシュー32は、本実施形態における第四のレストシュー34と同様に、工作物Wを下方から支持することになる。そうすると、第二のレストシュー32に工作物Wの凹凸が接触した場合には、工作物Wの軸心Oが上下方向(Y軸方向)に変位するのみなので、第一のレストシュー31との位置関係により第二のレストシュー32の設置角度を定める必要がない。このような構成においても本実施形態と同様の効果を奏する。
Further, the second angle β of the
1:研削盤、 11:砥石車、 30:レスト装置、 31:第一のレストシュー、 32:第二のレストシュー、 33:第三のレストシュー、 31a,32a,33a:接触面、 35:保持部材、 35a:回転軸、 α:第一角度、 β:第二角度、 γ:第三角度、 Ls:基準線、 T:研削点、 W:工作物、 O:軸心、 Dw:工作物の外径、 Cv:仮想円、 Dv:仮想円の直径 1: grinding machine, 11: grinding wheel, 30: rest device, 31: first rest shoe, 32: second rest shoe, 33: third rest shoe, 31a, 32a, 33a: contact surface, 35: Holding member, 35a: rotation axis, α: first angle, β: second angle, γ: third angle, Ls: reference line, T: grinding point, W: workpiece, O: shaft center, Dw: workpiece , Cv: virtual circle, Dv: virtual circle diameter
Claims (5)
前記工作物の外周面に沿って周方向に互いに離間して配置され、前記工作物の外周面に接触して前記工作物を支持する3つのレストシューと、
隣り合う何れか2つの前記レストシューの間に位置する回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記研削加工前における前記工作物の外径と前記研削加工後における前記工作物の外径との間の直径に設定された仮想円に各前記レストシューが接するように各前記レストシューを保持する保持部材と、を備え、
前記研削加工において、前記工作物が前記仮想円よりも大径の場合には各前記レストシューのうち周方向両端側に位置する2つの前記レストシューにより前記工作物を支持し、前記工作物が前記仮想円よりも小径の場合には各前記レストシューのうち前記保持部材の前記回転軸を挟んで隣り合う2つの前記レストシューにより前記工作物を支持する研削盤のレスト装置。 Applied to grinding machines that perform grinding by moving the grinding wheel and workpiece relative to each other,
Three rest shoes that are spaced apart from each other in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the workpiece, and that support the workpiece in contact with the outer peripheral surface of the workpiece;
It is provided rotatably around a rotation shaft located between any two of the adjacent rest shoes, and an outer diameter of the workpiece before the grinding and an outer diameter of the workpiece after the grinding A holding member that holds each rest shoe so that each said rest shoe comes into contact with a virtual circle set to a diameter between,
In the grinding process, when the workpiece is larger in diameter than the virtual circle, the workpiece is supported by the two rest shoes positioned on both ends in the circumferential direction of the rest shoes, and the workpiece is When the diameter is smaller than the imaginary circle, the rest device of the grinding machine supports the workpiece by the two rest shoes adjacent to each other with the rotation shaft of the holding member among the rest shoes.
第二の前記レストシューは、第一の前記レストシューから周方向に第二角度βずれた位置、または前記基準線に対して周方向に90°ずれた位置に配置され、
第三の前記レストシューは、第一の前記レストシューと第二の前記レストシューとの間に配置され、第一の前記レストシューから第二の前記レストシューに向かって周方向に第三角度γずれた位置に配置され、
前記第一角度αは、0°<α<90°の範囲で設定され、
前記第二角度βは、mを0以外の整数として、(2m・α)°に設定され、
前記第三角度γは、nを正の整数として、{(2n−1)・α}°に設定され、
前記保持部材の前記回転軸は、第一の前記レストシューと第三の前記レストシューの間に位置する、請求項1の研削盤のレスト装置。 The first rest shoe is disposed at a position shifted by a first angle α in the circumferential direction with respect to a grinding point at which the grinding wheel contacts the workpiece and a reference line passing through the axis of the workpiece,
The second rest shoe is disposed at a position shifted from the first rest shoe by a second angle β in the circumferential direction, or at a position shifted by 90 ° in the circumferential direction with respect to the reference line,
The third rest shoe is disposed between the first rest shoe and the second rest shoe, and a third angle in the circumferential direction from the first rest shoe toward the second rest shoe. It is arranged at a position shifted by γ,
The first angle α is set in a range of 0 ° <α <90 °,
The second angle β is set to (2m · α) °, where m is an integer other than 0,
The third angle γ is set to {(2n−1) · α} °, where n is a positive integer,
The rest device for a grinding machine according to claim 1, wherein the rotation shaft of the holding member is located between the first rest shoe and the third rest shoe.
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JP2019042864A (en) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 日本精工株式会社 | Grinding apparatus and grinding method for ring-shaped member and method of manufacturing radial bearing |
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2012
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