JP3567076B2 - ワークの内周球面研削方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの内周球面を研削加工するための方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、略円筒状のワークの内周球面を研削する場合、図5に示すようにして行っている。
【0003】
すなわち、ワークWを周方向に回転させる一方、カップ砥石25を回転させてワークWの内周に配設する。この場合、カップ砥石25は、その回転軸25aがワークWの回転中心Waを含む第1平面P1に直交する第2平面P2内に位置するように配置する。そして、ワークWをカップ砥石25に向かって平行移動させる。これにより、ワークWの内周球面にカップ砥石25の端面外周縁部が摺接し、ワークWの内周面が球面研削される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記カップ砥石25は、端面外周縁部が2箇所の位置A,Bで同時にワークWの内周球面に摺接する。このため、単位面積当たりの接触圧が小さくなり、砥石25の切れ味が悪くなる。また、砥石25の切れ味が悪くなることにより、切込み送り速度を上げることができず、切削時間が長くなり、コストアップを招来する。
【0005】
そこで、本発明は、短時間に研削可能なワークの内周球面研削方法を提供することを第1の課題とする。
【0006】
さらに、所望の表面粗さを有する高精度な研削をも行うことのできるワークの内周球面研削方法を提供することを第2課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記第1課題を解決するための手段として、略円筒状で、内周面が球状であるワークを、周方向に回転させる一方、該ワークの内周にカップ砥石を、該カップ砥石の回転軸がワークの回転中心を含む第1平面に直交するように配設して回転させ、カップ砥石又はワークを、前記回転軸の軸心方向に相対的に移動させることにより、カップ砥石をワークの内周球面に摺接させて内面研削するワークの内周球面研削方法において、
前記内面研削を、前記カップ砥石の回転軸の軸心が、前記ワークの回転中心を含み、かつ、前記第1平面に直交する第2平面から所定寸法離れた位置で行うようにしたものである。
【0008】
また、本発明は、さらに前記第2の課題を解決するための手段として、前記内面研削の完了前に、前記カップ砥石の回転軸の軸心が前記第2平面内に位置するように平行移動させて内面研削するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【0010】
図1は、本発明に係る内周球面研削方法が適用される研削装置の概略図である。この研削装置は、大略、ベース1の上面に設けたワーク支持台2と、砥石支持台3とからなる。
【0011】
ワーク支持台2は、切込み用ACサーボモータ4の駆動により、ベース1上をX軸方向(図1中、上下方向、X,X’で示す。)に前進及び後退動作可能となっている。このワーク支持台2では、主軸5に設けた取付プレート6に、バッキングプレート7を介して略円筒状のワークWが取り付けられている。ワークWの外周面は、図2に示すように、支持部材8及び押さえアーム9によって回転自在に支持されている。なお、ワークWの内周面は球状に形成されており、その内径は従来周知の定寸装置10によって測定されるようになっている。
【0012】
前記主軸5は、ベルト11を介して主軸用モータ12によって回転駆動するようになっている。前記バッキングプレート7は円筒状で、内蔵する磁石(図示せず)によってその先端にワークWを吸着・保持するようになっている。前記支持部材8は、一対のシュー13を有している。各シュー13は、周方向の位置及び径方向の突出量を調整可能に設けられており、ワークWの外周面に当接して、ワークWの下方側を支持する。一方、前記押さえアーム9は、ワーク支持台2に回動自在に設けられ、内周面に一対のローラ14を有する。押さえアーム9は、ワークWが支持部材8の各シュー13によって下方側を支持された状態で回動し、ローラ14でワークWの上方側を支持する。なお、図1中、15は後述するカップ砥石25の切れ味を回復させるためのドレッサを示す。
【0013】
砥石支持台3は、テーブル用ACサーボモータ16の駆動により、ベース1上をZ軸方向(図1中左右方向)に前進及び後退動作可能な第1テーブル17と、Y軸用サーボモータ18の駆動により、第1テーブル17上をY軸方向(図1中、紙面に直交する方向)に上昇及び降下動作可能な第2テーブル19とを備えている。
【0014】
前記第1テーブル17の一端側壁面には、図3に示すように、Y軸用サーボモータ18の駆動により回転するネジ部材20がベアリング21を介して回転自在に取り付けられている。また、第1テーブル17の上面には、前記ネジ部材20の先端が螺合するキャップ22を介してスライド部材23がZ軸方向(図2中、左右方向、Z,Z’で示す。)に往復移動自在に配設されている。スライド部材23の上面は図2中左側に向かうに従って徐々に高くなるように形成されている。一方、第2テーブル19の底面は、前記スライド部材23の上面に対応するように図2中左に向かうに従って徐々に上方に傾斜している。これにより、前記Y軸用サーボモータ18を正逆回転駆動すると、ネジ部材20が正逆回転し、スライド部材23は図2中左右方向に移動し、第2テーブル19がY軸方向(図2中、上下方向、Y,Y’で示す。)に移動する。
【0015】
前記第2テーブル19の上面には、ホイールヘッド24と、ホイールヘッド用モータ26が載置されている。ホイールヘッド24には、アーム24aが延設され、このアーム24aの先端に砥石軸25aが設けられ、この砥石軸25aに有底筒状のカップ砥石25が回転自在に取り付けられている。カップ砥石25は、開口端面が研削面であり、ホイールヘッド用モータ26の駆動によりベルト27a,27bを介して周方向に回転するようになっている。
【0016】
次に、前記構成の研削装置によるワークWの内周球面の研削加工について説明する。
【0017】
すなわち、主軸用モータ12を駆動してワークWを回転させると共に、ホイールヘッド用モータ26を駆動してカップ砥石25を回転させる。そして、テーブル用ACサーボモータ16を駆動して第1テーブル17を図1中Z方向に移動させ、ワークWにカップ砥石25を接近させる。また、切込み用ACサーボモータ4を駆動してワークWをX軸方向に、Y軸用サーボモータ18を駆動してカップ砥石25をY軸方向に移動させることにより、図1中2点鎖線で示すように、ワークWの内周にカップ砥石25を位置決めする。このとき、カップ砥石25の回転軸25aの軸心を、図4に示すように、ワークWの回転中心Waを含む平面P1に直交し、ワークWの回転中心Waを含み、かつ、前記平面P1に直交する平面P2に対して所定寸法dだけ離れた位置に停止させる。
【0018】
次に、切込み用ACサーボモータ4を駆動することにより、カップ砥石25に対してワークWの内周球面を接近させる。前述のように、ワークWに対してカップ砥石25の位置を所定寸法dだけずらせているため、カップ砥石25の外周縁部が1箇所でのみワークWの内周球面に摺接する。つまり、ワークWに対してカップ砥石25は位置Aでのみ片当たりし、大きな接触圧が得られる。したがって、前記切込み用ACサーボモータ4による切込み送り量を大きくしても良好な研削状態が維持され、ワークWの内周球面を効率的に研削することが可能となる。
【0019】
このようにして研削加工が続行されるが、定寸装置10からの入力信号により仕上げ寸法まで所定寸法となれば、切込み用ACサーボモータ4を駆動してワークWをX軸方向に、Y軸用サーボモータ18を駆動してカップ砥石25をY軸方向に平行移動させる。そして、カップ砥石25の回転軸25aを、従来同様、図5に示すように、前記平面P2内に位置させる。この場合、カップ砥石25をワークWの内周球面に沿って移動させる。また、切込み用ACサーボモータ4の回転数を小さくして切込み送り量を抑える。この結果、ワークWの内周球面にカップ砥石25が、図5中AのみならずBをも含む2箇所で摺接し、その接触圧が小さくなると共に、カップ砥石25の1回転当たりの研削量が抑えられるので、仕上がり面精度(面粗度)を高めることが可能となる。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るワークの内周球面研削方法によれば、カップ砥石の回転軸の軸心を第2平面から所定寸法離れた位置で研削加工するようにしたので、カップ砥石が1箇所でのみワークの内周球面に摺接することになり、接触圧を高めて効率的な研削加工を行わせることが可能となる。
【0021】
また、研削完了前にカップ砥石の回転軸の軸心を第2平面内に位置させるようにしたので、カップ砥石が2箇所でワークの内周球面に摺接することになり、良好な表面粗さに仕上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る研削装置の概略図である。
【図2】図1のワーク支持台の正面図(a)及びその部分断面図(b)である。
【図3】図1の砥石支持台の断面図である。
【図4】本実施形態に係る研削状態を示す正面図である。
【図5】従来例に係る研削状態を示す正面図である。
【符号の説明】
2 ワーク支持台
3 砥石支持台
25 カップ砥石
25a 回転軸
P1 第1平面
P2 第2平面
W ワーク
Wa 回転中心
Claims (2)
- 略円筒状で、内周面が球状であるワークを、周方向に回転させる一方、該ワークの内周にカップ砥石を、該カップ砥石の回転軸がワークの回転中心を含む第1平面に直交するように配設して回転させ、カップ砥石又はワークを、前記回転軸の軸心方向に相対的に移動させることにより、カップ砥石をワークの内周球面に摺接させて内面研削するワークの内周球面研削方法において、
前記内面研削を、前記カップ砥石の回転軸の軸心が、前記ワークの回転中心を含み、かつ、前記第1平面に直交する第2平面から所定寸法離れた位置で行うことを特徴とするワークの内周球面研削方法。 - 前記内面研削の完了前に、前記カップ砥石の回転軸の軸心が前記第2平面内に位置するように平行移動させて内面研削することを特徴とする請求項1に記載のワークの内周球面研削方法。
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