JP3107481B2 - 段付き工作物のセンタレス研削方法および装置 - Google Patents

段付き工作物のセンタレス研削方法および装置

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JP3107481B2 JP05163929A JP16392993A JP3107481B2 JP 3107481 B2 JP3107481 B2 JP 3107481B2 JP 05163929 A JP05163929 A JP 05163929A JP 16392993 A JP16392993 A JP 16392993A JP 3107481 B2 JP3107481 B2 JP 3107481B2
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は段付き工作物のセンタ
レス研削方法および装置に関し、さらに詳細には、外径
の異なる円筒軸部を有する工作物をインフィードにてセ
ンタレス研削する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】外径の異なる二つの円筒軸部を有するい
わゆる段付きの工作物(以下、ワークと称する)を、イ
ンフィードでセンタレス研削する場合、図5に示すよう
に、ワークWを、その円筒外径面に見合ったプロフィー
ルを有する調整車Rと受け板(ブレード)Bで支持しな
がら、同じくワークWの円筒外径面に見合ったプロフィ
ールを有する砥石車Gによって、ワークWの小径部aと
大径bを研削加工する。
【0003】この場合、ワークWの小径部aと大径部b
では外径差があるため、これら両径部a,bの周速度に
差(周速差)が生じて、両径部a,bにそれぞれ接して
いる調整車RのRa部またはRb部のいずれかに必ず相
対的なスベリが生じる。
【0004】つまり、小径部aの周速度が調整車RのR
a部の周速度と一致した場合は、大径部bと調整車Rの
Rb部間で相対的スベリが生じ、一方、大径部bの周速
度が調整車RのRb部の周速度と一致した場合は、小径
部aと調整車RのRa部間で相対的スベリが生じること
となる。この結果、この相対的スベリが生じた調整車R
の部分RaまたはRbは、他の部分RbまたはRaより
も早く磨耗することとなり、ワークWの研削精度(真円
度,円筒度等)を低下させてしまうという問題がある。
【0005】この点に関連して、従来種々のセンタレス
研削技術が開発提案されている。例えば、特公昭60−
44108号公報に開示されるものは、上記調整車Rの
Ra部とRb部を相互に独立した別体構造として、これ
らのいずれか一方例えばRb部を、調整車駆動軸Rsに
対して固定的に取り付けるとともに、他方のRa部を調
整車駆動軸Rsに対して自由回転可能に支持する。
【0006】そして、研削時においては、調整車RのR
b部によりワークWを制動回転させるとともに、Ra部
はワークWの小径部aを単に自由回転支持することによ
り、ワークWと調整車Rとの間に相対的スベリが生じな
いようにしている。また、調整車Rのドレッシング時に
おいては、ワークWの両径部a,bに対応した段差を正
確に出す必要があるため、図示しない結合ピンによりR
a部とRb部を一体結合させてドレッシングを行うよう
にしている。
【0007】また、特開平4−93161号公報に開示
されるものは、調整車RのRa部とRbをそれぞれ別個
独立した駆動機構に取り付けることにより、Ra部とR
b部の回転数(回転速度)をそれぞれ独立して制御し
て、ワークWと調整車Rとの間に相対的スベリが生じな
いようにしている。
【0008】さらに、図6に示すように、ワークWの一
方例えば大径部bを調整車Rで制動回転支持する一方、
他方例えば小径部aをシューSにより支持するようにし
たものもある。この構造においては、調整車Rおよびシ
ューSとワークWとの位置関係を決定した後、これらを
一体で送り込んでいくことにより、ワークWと調整車R
との間に相対的スベリが生じないようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の研削技術においては、いずれも以下に述べるよう
な問題があった。
【0010】(1) 特公昭60−44108号公報に開示
されるものにおいては、調整車Rのドレッシングに際し
て、正確なプロフィールを出すために調整車RのRa部
とRb部を一体結合させる必要があるところ、その結合
作業および離脱作業は調整車Rの回転を一旦停止させた
状態で行わなければならず、作業性が非常に悪い。
【0011】(2) 特開平4−93161号公報に開示さ
れるものにおいては、調整車RのRa部とRbの駆動機
構が別個独立しているため、装置自体が大型化するとと
もに、装置コストの上昇を招く。
【0012】(3) 図6に示すものにおいては、調整車R
とシューSを同時に送り込んでいるため、ワークWの小
径部aも大径bも同じように研削されていき、やはり研
削精度が低下してしまう。つまり、調整車RとシューS
の相対的位置関係がこれら両者の磨耗差等により変化し
て、その結果ワークWの真円度、円筒度が悪くなる。例
えば、調整車Rが所期の設定位置よりワークW側へ接近
した場合、ワークWは図7(a) に示すような傾き状態を
招き、一方調整車Rが所期の設定位置よりワークWから
離隔した場合、ワークWは図7(b) に示すような傾き状
態を招き、いずれにしても正確な真円度、円筒度を得る
ことはできない。
【0013】さらに、調整車RとシューSの相対的位置
関係を調整するのは大変な困難を伴い、またなんらかの
調整方法により、相対的位置を所期設定値に調整できた
としても、シューSに比べて調整車Rの磨耗が早いの
で、やはりワークWは図7(b)と同様な傾き状態となっ
てしまう。
【0014】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、段付ワー
クの安定した姿勢と周速度を保持して、高い真円度と円
筒度を得ることができるセンタレス研削方法および装置
を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の研削方法は、段付ワークの円筒外径面をイ
ンフィードでセンタレス研削する方法であって、ワーク
の一方の径部を調整車で制動回転支持するとともに、他
方の径部をシューで支持し、粗研削時においては、上記
調整車およびシューを同一速度で送り込むとともに、仕
上研削時においては、上記調整車をシューよりも相対的
に前進させて送り込むようにしたことを特徴とする。
【0016】仕上研削時においては、上記シューの送り
込みを停止するとともに、上記調整車を送り込むように
するか、あるいは上記調整車とシューを送り込むととも
に、上記調整車の送り込み速度をシューの送り込み速度
よりも速くするようにする。
【0017】また、本発明の研削装置は、上記センタレ
ス研削方法を実施するためのものであって、ワークの円
筒外径面の段差を正確に出すべく成形された砥石面を有
し、回転駆動する砥石車と、ワークの一方の径部を制動
回転支持する調整車と、ワークの他方の径部を支持する
シューと、このシューを送り込む下スライド装置と、こ
の下スライド装置上に設けられて、上記調整車を送り込
む上スライド装置と、これら上下スライド装置を相互に
連動して自動制御する制御装置とを備えてなることを特
徴とする。
【0018】
【作用】本発明においては、ブレード上に支持される段
付きワークの一方の径部例えば大径部を調整車で制動回
転支持するとともに、他方の径部例えば小径部をシュー
で支持し、粗研削時は、上記調整車とシューを同一速度
で、つまり両者の相対的位置関係を一定に保ちながら送
り込んで、砥石車による研削を施す。一方、これに続く
仕上研削時は、調整車をシューよりも相対的に前進させ
て送り込むようにして、砥石車による研削を施す。
【0019】すなわち、研削抵抗が大きい粗研削時にお
いては、シュー支持によりワークの逃げを防止して、ワ
ークの大径部と小径部を同じように研削していく。一
方、研削が終わりに近づいて研削抵抗が小さい仕上研削
時においては、調整車をシューよりも少し前に前進させ
ることにより、シューによるワークの支持状態を解除し
て、制動側の調整車のみでワークを支持しながら研削を
施す。これにより、ワークは調整車とシューのワークに
対する相対的位置関係の影響がなくなり、両径部が修正
されながら仕上げ研削される。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。
【0021】実施例1 本発明に係るセンタレス研削盤を図1〜図3に示し、こ
の研削盤は、具体的には、外径の異なる二つの円筒軸部
a,bを有するいわゆる段付きのワークWを、インフィ
ードでセンタレス研削するためのもので、回転駆動する
砥石車G、ワークWの大径部bを支持する調整車R、ワ
ークWの小径部aを支持するシューS、下スライド装置
1、上スライド装置2および制御装置3を主要部として
構成されている。BはワークWを下側から支持するブレ
ード(受け板)を示し、ワークWの円筒外径面に見合っ
たプロフィールの支持面Baを有する。4はこのブレー
ドを支持する支持台で、下スライド装置1上に設けられ
ている。
【0022】砥石車Gは、図示のごとく、ワークWの円
筒外径面に見合ったプロフィール、つまりこの円筒外径
面の段差を正確に出すべく成形された砥石面Ga,Gb
を有している。この砥石車Gの回転主軸10は従来周知
の一般的基本構造を備えており、装置ベッド11上に設
けられた砥石車台12上に回転可能に装着されるととも
に、図示しない駆動モータ等の駆動源に連係されてい
る。
【0023】調整車RはワークWの大径部bを制動回転
支持するもので、その回転主軸20が、上スライド装置
2の上スライドベース2a上に回転可能に装着されると
ともに、図示しない駆動モータ等の駆動源に連係されて
いる。
【0024】シューSはワークWの小径部aを支持する
もので、ブレードBに取り付けられて、下スライド装置
1の下スライドベース1a上に装着されている。
【0025】下スライド装置1はシューSを送り込むも
ので、下スライドベース1aおよび送りねじ装置1bか
ら構成されている。下スライドベース1aは、装置ベッ
ド11上に設けられたスライドレール13に沿って送り
込み方向Xへ往復移動可能とされ、その上面には、上記
ブレードBおよびシューSが装着されるとともに、上ス
ライド装置2が移動可能に装着されている。
【0026】また、送りねじ装置1bは下スライドベー
ス1aを移動させるもので、下スライドベース1aに螺
進退可能に連係されたボールねじ15aと、このボール
ねじ15aを回転駆動するサーボモータ15bとからな
る。このサーボモータ15bは、装置ベッド11上に配
置されるとともに、制御装置3に電気的に接続されてい
る。
【0027】上スライド装置2は、上記調整車Rを送り
込むもので、上スライドベース2aおよび送りねじ装置
2bから構成されている。上スライドベース2aは、下
スライドベース1a上に設けられたスライドレール16
に沿って送り込み方向Xへ往復移動可能とされ、上記調
整車Rおよびその駆動源が装着されている。
【0028】また、送りねじ装置2bは上スライドベー
ス2aを移動させるもので、上スライドベース2aに螺
進退可能に連係されたボールねじ17aと、このボール
ねじ17aを回転駆動するサーボモータ17bとからな
る。このサーボモータ17bは、上記下スライドベース
1a上に配置されるとともに、制御装置3に電気的に接
続されている。
【0029】制御装置3は、砥石車Gおよび調整車Rの
駆動源、ならびに上下スライド装置1,2のサーボモー
タ15b,17b等を相互に連動して自動制御するもの
で、具体的には、CPU、ROM、RAMおよびI/O
ポートなどからなるマイクロコンピュータで構成された
CNC装置である。このCNC装置3には、以下に述べ
る研削工程を実行するための制御プログラムが、NC
(数値制御)データとして、予めまたは図示しない操作
盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定されてい
る。
【0030】しかして、以上のように構成されたセンタ
レス研削盤において、ブレードB上に支持される段付き
ワークWは、その大径部bが調整車Rで制動回転支持さ
れるとともに、小径部aがシューSで支持された後、制
御装置3の制御プログラムに従って、以下の粗研削およ
び仕上研削の工程が自動で連続して行われる。
【0031】A.粗研削工程:調整車RとシューSのワ
ークWの両径部a,bに対する相対的位置関係が設定さ
れた後、上スライド装置2が停止された状態で下スライ
ド装置1が駆動し、下スライドベース1aが送込み方向
Xへ所定の一定速度で送り込まれる。
【0032】これにより、調整車RとシューSは、同一
速度でつまり両者の相対的位置関係を一定に保ちながら
送り込まれて、砥石車Gによる粗研削加工がなされる
(図2参照)。
【0033】B.仕上研削工程:粗研削工程が終了する
と、今度は下スライド装置1が停止するとともに、上ス
ライド装置2が駆動して、上スライドベース2aが送込
み方向Xへ所定の一定速度で送り込まれる。
【0034】これにより、シューSの送り込みが停止す
るとともに、調整車Rのみが送り込まれて、砥石車Gに
よる仕上研削加工がなされる(図3参照)。
【0035】すなわち、研削抵抗が大きい粗研削時にお
いては、図2に示すように、ワークWの小径部aがシュ
ーSにより支持されて、このワークWの逃げが有効に防
止され、ワークWの大径部bと小径部aは同じように研
削されていく。
【0036】一方、研削が終わりに近づいて、研削抵抗
が小さくなる仕上研削時においては、図3に示すよう
に、調整車RがシューSよりも少し前に前進して(送込
み方向X)、シューSによるワークWの支持状態が解除
されて、ワークWは制動側の大径部bのみが調整車Rに
より支持されながら研削されていく。
【0037】これにより、ワークWは調整車Rとシュー
SのワークWに対する相対的位置関係の影響がなくなっ
て、図7に示すようなワークWの支持状態が回避され、
この結果、両径部a,bは、砥石車Gの砥石面Ga,G
bにより適宜修正されながら仕上げ研削されて、高い真
円度と円筒度が得られることとなる。
【0038】なお、図示しないが、本例においては、研
削盤に対するワークWの搬入および搬出作業も、制御装
置3により搬入搬出装置により自動的に行われて、一連
の研削工程が全自動で行われる構成とされている。
【0039】実施例2 本例は制御装置3に入力設定される制御プログラムが実
施例1のものと若干変更されたものである。
【0040】本例においては、実施例1と同じ粗研削工
程が実行された後、続く仕上研削工程において、下スラ
イドベース1aの送り込みがそのまま、または若干減速
して行われるとともに、上スライド装置2が駆動して、
上スライドベース2aが送込み方向Xへ所定の一定速度
で送り込まれるように各構成装置が駆動制御される。
【0041】すなわち、本例の仕上研削工程において
は、上記調整車RとシューSが送り込まれるとともに、
上記調整車Rの送り込み速度がシューSの送り込み速度
よりも速くなるように駆動制御されて、実施例1と同様
の研削結果が得られるよう構成されている。その他の構
成および作用は実施例1と同じである。
【0042】実施例3 本例は図4に示し、ワークWの小径部aが調整車Rによ
り制動回転支持されるとともに、大径部bがシューSに
より支持される構成とされたものである。
【0043】すなわち、本例が対象とするワークWは、
小径部aの長さ寸法が大径部bのそれよりも大きいた
め、小径部aが制動側軸部に選定されて、ワークWの安
定した制動回転が得られる支持構成とされている。その
他の構成および作用は実施例1または実施例2と同様で
ある。
【0044】なお、上記実施例1〜実施例3はあくまで
も本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明
はこれに限定されることなく、その範囲内において種々
設計変更可能である。例えば、調整車RおよびシューS
を送り込むための具体的構造は、図示例の上下スライド
装置1,2と同様な作用をする他の構造も採用すること
ができる。
【0045】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
研削抵抗が大きい粗研削時は、調整車とシューによりワ
ークを支持して、その大径部と小径部を同じように研削
する一方、研削が終わりに近づいて研削抵抗が小さい仕
上研削時は、シューによるワークの支持状態を解除し
て、調整車のみでワークを支持しながら研削を施すよう
にしたから、ワークの両径部は、調整車とシューの相対
的な位置関係の影響を受けることなく、正確に成形され
た砥石車の砥石面により修正されながら仕上げ研削さ
れ、この結果、良好な真円度と円筒度を得ることができ
る。
【0046】また、仕上研削時における調整車とシュー
の相対的な位置関係の影響を防止できるので、従来大変
な困難を伴っていたこれらの位置調整を容易かつ迅速に
行うことが可能で、作業時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1であるセンタレス研削盤を示
す概略正面図である。
【図2】同センタレス研削盤の粗研削時の動作を説明す
る概略平面図である。
【図3】同センタレス研削盤の仕上研削時の動作を説明
する概略平面図である。
【図4】本発明の実施例3であるセンタレス研削盤を示
す概略平面図である。
【図5】従来の段付ワーク用のセンタレス研削盤を示す
概略平面図である。
【図6】従来の他の段付ワーク用のセンタレス研削盤を
示す概略平面図である。
【図7】従来の他の段付ワーク用のセンタレス研削盤に
よるワークの研削加工状態を説明するための概略平面図
である。
【符合の説明】
W ワーク a ワークの小径部(円筒軸部) b ワークの大径部(円筒軸部) B ブレード G 砥石車 Ga,Gb 砥石車の砥石面 R 調整車 S シュー X 送込み方向 1 下スライド装置 1a 下スライドベース 1b 送りねじ装置 2 上スライド装置 2a 上スライドベース 2b 送りねじ装置 3 制御装置 10 砥石車の回転主軸 20 調整車の回転主軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 5/30 B24B 5/18 B24B 5/22

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 段付き工作物の円筒外径面をインフィー
    ドでセンタレス研削する方法であって、 工作物の一方の径部を調整車で制動回転支持するととも
    に、他方の径部をシューで支持し、 粗研削時においては、上記調整車およびシューを同一速
    度で送り込むとともに、仕上研削時においては、上記調
    整車をシューよりも相対的に前進させて送り込むように
    したことを特徴とする段付き工作物のセンタレス研削方
    法。
  2. 【請求項2】 仕上研削時において、上記シューの送り
    込みを停止するとともに、上記調整車を送り込むように
    した請求項1に記載の段付き工作物のセンタレス研削方
    法。
  3. 【請求項3】 仕上研削時において、上記調整車とシュ
    ーを送り込むとともに、上記調整車の送り込み速度をシ
    ューの送り込み速度よりも速くするようにした請求項1
    に記載の段付き工作物のセンタレス研削方法。
  4. 【請求項4】 段付き工作物の円筒外径面をインフィー
    ドでセンタレス研削する装置であって、 工作物の円筒外径面の段差を正確に出すべく成形された
    砥石面を有し、回転駆動する砥石車と、 工作物の一方の径部を制動回転支持する調整車と、 工作物の他方の径部を支持するシューと、 このシューを送り込む下スライド装置と、 この下スライド装置上に設けられて、上記調整車を送り
    込む上スライド装置と、 これら上下スライド装置を相互に連動して自動制御する
    制御装置とを備えてなり、 この制御装置は、請求項1から請求項3のいずれかに記
    載の研削方法を実行するように構成されていることを特
    徴とする段付き工作物のセンタレス研削装置。
  5. 【請求項5】 上記シューは、工作物を支持する受け板
    に取り付けられている請求項4に記載の段付き工作物の
    センタレス研削装置。
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