JP3928252B2 - Sphere polishing method - Google Patents

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、球体、例えば玉軸受等に使用される鋼球(ボール)を研磨する球体研磨方法に関する。
特に、被加工球体1ロットあたりの数量(以下「ロット数量」という)が一定でないことが原因で起こるロット間の加工条件の変化と、その結果によるロット間の球体の仕上がり寸法精度のバラツキを防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の球体の研磨に用いられる研磨装置としては、例えば図1に示される装置が知られている。
【0003】
図1において、回転する回転盤体1、およびこれと同軸上に位置して対向する静止した固定盤体2のそれぞれには、研磨加工される球体(ボール)3の曲率半径に近似した環状溝(ボール溝)4が複数同心状に設けられている。回転盤体1の環状溝(不図示)4と固定盤体2の環状溝4は互いに対向しており、対向する各一対の環状溝4が研磨回路の1つを構成してボール3を研磨加工するように構成されている。回転盤体1(実際にはこれと一体の回転軸)を軸支する軸受を油静圧回転軸受とし、スライド案内機構を油静圧案内としたものが先に本願出願人により出願されている(特願平9−87220号)。これは、回転軸受を静圧とすることにより、回転精度を高めるとともに、スライド案内機構を静圧案内とすることにより、押圧機構による押圧力の制御の高精度化を図ることにより、ボールの加工精度を向上させるものである。
【0004】
研磨加工は、皿状で回転する回転コンベア5から入口シュート6を介して上記研磨回路に球体3を連続的に供給し、回転盤体1を回転させながら、固定盤体1または回転盤体2をスライド機構を介して互いに接近する方向に押圧することにより行われる。加工の終わった球体3は、出口シュート7を介してコンベア5にもどされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
コンベア5に一度に収容する数万個の球体3は、「1ロット」と称して管理される。
しかし、球体3の最終球体精度を決定付ける最終研磨工程で加工されるロット量は、現状では様々な理由によりロット毎に異なるのが普通である。
【0006】
一方、最終研磨工程における加工条件は数値管理がされていないのが現状であり、オペレータの熟練によるところが大きい。よって、前記ロット量のバラツキに対応した加工条件の調整が明確でなく、最終球体精度が安定しない。
【0007】
JISで規格されている球体精度G3クラスまでは前記加工方法でも加工可能であるが、昨今のコンピュータ関連機器等に使用される玉軸受に対する要求精度は厳しくなってきており、前記精度不安定によるロット不良が発生するという問題点がある。
【0008】
したがって、本発明の目的は、ロットが変わってロット毎に加工数量が異なっても、球体に対する加工条件が常に一定となり、最終加工精度を安定させることができる球体研磨方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の球体研磨方法は、あらかじめ加工するロット量を調べ、これに基づいて、1回当りの平均研磨量(研磨回路1回通過当たりの球体の直径の減少量(nm/pass)の平均値)が所定の値を保つように各パラメータを加工前、または加工途中に設定することを特徴とするものである。
【0010】
そのため、砥石の切れ味や盤体間に供給されるラップ液などの条件が一定と考えてよい場合には、1つの球体当たりに作用する加工圧力が一定となるように各パラメータを設定する。また、これらの条件が変化する場合には、ロット毎の1回当りの研磨量の変化に基づき、前記各パラメータの設定条件を補正するのがより好ましい。
【0011】
【実施例】
本発明に係る第1実施例について説明する。
本実施例に係る研磨装置の構成を、図2〜図4に示す。ここで、図2は球体研磨装置における要部の斜視図であり、図3は、図1の要部を備える球体研磨装置の全体構成図、図4は、図2における回転コンベアの要部拡大図である。
【0012】
図2において、不図示の盤体回転機構により回転する回転盤体1、および回転盤体1と同軸上に位置して対向する静止した固定盤体2のそれぞれには、断面形状の寸法が研磨加工される球体3の曲率半径に近似した環状溝(ボール溝)4が複数同心状に設けられている。回転盤体1の環状溝4と固定盤体2の環状溝4は互いに対向しており、対向する各一対の環状溝4が研磨回路の1つを構成して球体3を研磨加工するように構成されている。
さらに固定盤体2と回転盤体1とのいずれか一方をスライド案内するスライド案内機構(不図示)と、前記いずれかの盤体を他方の盤体に向けて押圧する後述する押圧機構(第3図中16)とを備えている。そして、研磨回路に被加工球体3を連続的に供給し、回転盤体1を回転させながら前記押圧機構を作動させることにより、研磨加工が行われる。
【0013】
回転コンベア5は、外壁5aと回転部5bとからなり、その中には1度に加工するロットの球体3が収容される。前記回転コンベア5の回転部5bは外壁5aの下部に内臓された駆動モータ5dにより、減速機構5eを介して回転駆動されるが、駆動モータ5dの回転制御は後述する制御ユニット15により行われる。固定盤体2および回転コンベア5の間には、回転コンベア5内の球体3を研磨回路に送る入口シュート6、および研磨回路内で研磨された球体3を回転コンベア5に戻す出口シュート7が設けられている。
【0014】
図2に示すように、回転盤体1には、一対のころがり軸受11に軸支された回転軸12が固定されており、この回転軸12はベルト伝動装置13を介して駆動モータ14によって回転される。駆動モータ14は、制御ユニット15によりその回転が制御される。一方、固定盤体2は押圧機構としての加圧シリンダ機構16に連結されており、この加圧シリンダ機構16は、固定盤体2の回転盤体1への押圧力を調整するための油圧回路30に接続されている。この油圧回路30は、方向切換弁17、比例電磁制御弁機構20及び油ポンプ21を含む。加圧シリンダ機構16の各ポートに接続された管路18a、18bには、方向切換弁17の各ポートが接続されている。また、管路18a、18bの端末は油タンク19に接続されている。加圧シリンダ機構16の各ポートへの油の供給圧力を比例電磁制御弁機構20により調整することにより、回転盤体1に対する固定盤体2の押圧力を調整する。
【0015】
また、図4(a)に示すように、回転コンベア5の外壁部5aの内側上部に均一板8を設けて下部を空間にしている。均一板8は、板状部分8a、外壁部へ板状部分8aを固定するための固定ネジ8b及び固定部材8cからなり、板状部材8aの長手方向は回転コンベア5の半径方向と一致しており、その板面は回転コンベア5の底面と垂直な関係となっている。均一板8の設置位置は、回転コンベア5の入口シュート6より出口シュート7に近い側の任意の位置であり、その設置高さは、ボールの量、回転コンベアの容積及び断面形状により定める。
このような均一板を設けたことにより、図4(b)に示すように、コンベア5に収容され、図2中矢印Xの方向に送られるボール3の高さを一定にすることができ、コンベア5から回転盤体1及び固定盤体2の研磨回路内へ流れ込むボール3の単位時間当たりの流れ込み量の均一化を図ることができる。また、一般にボールが小径の場合は、ボール1個の重量が軽いためコンベアまたはボールがラップ液で濡れた状態ではラップ液の粘性のため、ボールの高さの不均一が生じやすい。しかし、本実施例の構成によれば、ボール3が小径の場合にも、ボールの高さを均一にすることができる。
【0016】
本実施例においては、ロット数量の変化に応じて加圧シリンダ機構16による固定盤体2の押圧力、コンベア5の回転速度、回転盤体1の回転数を変化させることによりボールの加工条件を揃えることとしている。この1ロットの研磨加工工程においては、粗加工、中仕上加工および仕上加工のごとく3段階の加工を有し、それぞれの段階に見合った加工速度および径寸法に精度を得るべく、加工圧力、回転円盤速度やコンベア速度の調整が行われる。具体的には、ロット数量Sと、ある瞬間に固定盤体1と回転盤体2との間(以下、「研磨回路」という)にあるボール3の数の平均値Nとの関係に着目し、Sが変化してもボール1個にかかる力pが一定となるよう諸元を制御する。
【0017】
ここで、ある瞬間にある1個のボールが研磨回路内にある確率Fは、以下の式(1)で表される。
F=(2k/D)/(C+(2k/D)) (1)
この式中、Dは回転盤体の1分あたりの回転数(rpm)、Cはコンベア5の1回転に要する時間(分/回転)、kは(研磨回路のうち、入口シュート6及び出口シュート7のための切り欠き部を除いた複数の溝の長さの平均値)/(研磨回路の複数の溝の平均直径×円周率)(以下、kを「有効溝長さ比」という)である。
CはDより十分大きいことを考慮すると、式(1)は
F=2k/(D×C) (2)
となる。
一方、研磨回路内にあるボール数Nは、ロット数量S、研磨回路内にある確率Fにより次のように表せる。
N=F×S (3)
この式は、(2)より、
N=(2k×S)/(D×C) (4)
となる。
【0018】
したがって、押圧機構16により固定盤体2に加える押圧力をPとすると、ボール1個にかかる力pは、押圧機構16により研磨回路内にあるすべてのボール3にかかる力を、ボール数で割った値であるから、式(4)よりpは以下の式で表せる。
p=P/N=(P×D×C)/(2k×S) (5)
よって、pは、Sがロット毎に変化しても、それに応じて、P、DおよびCを変化させることにより理論上は調整することができる。
【0019】
本実施例においては、実際には予め設定されたボール1個あたりにかける力p(kgf/個)を達成するために、ロット数量Sの変化に応じて、押圧機構による押圧力Pを制御している。
【0020】
具体的には、固定円盤の有効溝長さ比 k=0.875であり、
加工力は手動バルブの開閉によって調整する油圧シリンダ(シリンダ有効面積30cm2 )により発生する球体研磨装置において、
最初のロットを以下の条件で最終研磨加工する場合、
鋼球(ボール)の直径:2mm
単位体積当たりの重量:7.8×10-6kg/mm3
標準ロット重量W :9.8kg
標準回転円盤速度D :20rpm
標準コンベア速度C :15min/rev
標準加工時間 :20hrs(80pass)
である。なお、標準加工時間は、粗加工、中仕上加工、仕上加工の総加工時間をいう。
この場合のロット数量Sは、
S=9.8×1,000,000/32.7≒30万個、
加工圧力Pを受ける球体数Nは、式(4)(N=(2k×S)/(D×C))より、
N=(2×0.875×300,000)/(20×15)=1750個
であることから、ボール1個あたりにかける加工圧力pすなわち、
標準粗加工圧力 :200gf/個
標準中仕上加工圧力:150gf/個
標準仕上加工圧力 :100gf/個
を達成する加工圧力Pは、 式(5)(p=P/N)より、それぞれ、
標準粗加工圧力 :350kgf(11.7kgf/cm2
標準中仕上加工圧力:263kgf( 8.8kgf/cm2
標準仕上加工圧力 :175kgf( 5.8kgf/cm2
となる。したがって、最初のロットでは、油圧シリンダのゲージ圧力を、初期状態では11.7kgf/cm2 に設定し、粗加工終了後8.8kgf/cm2 に変更し、さらに、中仕上加工終了後に5.8kgf/cm2 にバルブを調整して加工を行っている。このようにして、加圧シリンダ機構16、油圧回路30を調整して、1ロットについての加工が全て終了すると、次のロットの加工へ移る。
【0021】
よって、次の加工ロットのロット重量が8.0kgであったとする。この場合、るときは、以下のように加工圧力P' のみを変更することにより、ボール1個あたりにかかる力p' を、最初のロットのボール1個あたりにかかる力pと同一にすることができる。すなわち、
S′=8×1,000,000/32.7=24.5万個、
N′=(2×0.875×245,000)/(20×15)=1430個、
であるから、ボール1個あたりにかける加工圧力pを、標準粗加工圧力、標準中仕上加工圧力、標準仕上加工圧力において、ロット重量が9.8kgの場合と同じにするための加工圧力P′は、式(5)より、それぞれ
粗加工圧力 :9.5kgf/cm2
中仕上加工圧力:7.2kgf/cm2
仕上加工圧力 :4.8kgf/cm2
となる。
したがって、油圧シリンダのゲージ圧力を、初期状態では9.5kgf/cm2 に設定し、粗加工終了後7.2kgf/cm2 に変更し、さらに、中仕上加工終了後に4.8kgf/cm2 にバルブを調整して加工を行うと、ボール1個あたりにかける加工圧力が初期ロットと次のロットとで同一であるため、両ロットのロット数量が異なっても両ロットのボールの仕上げ寸法(平均値)をそろえることができる。
【0022】
以下に本実施例の変形例を示す。
図3の例では、押圧機構としての加圧シリンダ機構16を固定盤体2の側に設けているが、回転盤体1の側に設けてもよい。また、加工は二段階または一段階でもよい。
【0023】
均一板8の設置位置は、コンベア上の球の厚さ、量が大きくばらついている場合は、均一板8の存在によりボールが回転コンベア5からあふれることを防ぐために、出口シュート7から離れた位置に設置することが好ましい。また、コンベア上の球の厚さ、量のばらつきが小さい場合は、均一板8は、出口シュート7により近い位置に設置することが可能である。さらに、板状部材8aを回転コンベアの外壁部5a沿いに移動可能なように外壁部5aに設置しても良い。
【0024】
また、図4(a)では、回転コンベア5の外壁部5aの内側上部に均一板8を設けて、ボールの高さを均一にしているが、図4(c)に示すように、回転コンベア5の出口シュート7に中空部材108を接続して、ボールのコンベア5からの流出量を規制することによっても、同様の効果を得ることができる。この中空部材の形状、設置位置はボールの量、回転コンベアの容積及び断面形状により定める。
【0025】
また、本実施例の入口シュート6、出口シュート7の代わりに、ビニールホース、パイプ管等の管状部材でボールを搬送してもよい。この場合には、ボールの搬送量を調整して、管状部材中でボールが常時上下に変動する程度の余裕を生ずる程度にする。これにより、回転コンベア5内のボールの高さを均一にすることが可能である。
【0026】
また、図4(a)の均一板に代えて、図4(d)に示すように、コンベア5の外壁部5aに支持部材30を介して串状部材32を設けても良い。串状部材32は、その径が先細りとなっており、細い側の先端がコンベアの底面に向くように底面に垂直に設けられている。串状部材32はコンベア上に2本配置されており、その位置は図4(e)に示すように、それぞれの串状部材32がコンベアの半径方向に設けられた2つの支持部材30それぞれに、コンベアの中心からの距離が異なるように配置されている。串状部材32は竹からなるものが好ましいが、ボールに傷をつけない材質であればよい。
【0027】
このように串状部材を配置すると、コンベア5上にボールの量が少ない部分では、コンベア上のボールの高さが低いため、ボールは串状部材の細い部分を通過することとなり、ボールに対する抵抗が小さくなる。一方、コンベア5上にボールの量が多い部分では、コンベア上のボールの高さが高くなるため、ボールは串状部材の太い部分を通過することとなり、ボールに対する抵抗が大きくなる。したがって、ボールが少ない部分ではボールの移動が速く、ボールが多い部分ではボールの移動が遅いため、ボールの加工を進めるうちにボールの流れが均一化される。
【0028】
また、均一板、串状部材、管状部材を組み合わせてもよい。
また、串状部材の本数、太さは、ボールの量、サイズにより変更することが好ましい。
【0029】
以上の均一板8、中空部材108、または串状部材32の作用により、回転盤体1及び回転コンベア5の回転速度が一定の場合に、研磨回路に時間当たりに供給されるボールの数量の変動を抑制することができるので、ロット内の各ボールの仕上げ寸法の相互差を従来より小さくできる。この作用と、前記第1実施例による効果との組合わせにより、ロット間、及びロット内のボール寸法が、高精度に均一に維持される。
【0030】
次に、第2実施例について説明する。
本実施例では、第1実施例と同様に、ロット量Sの変化に応じて、押圧機構による押圧力Pを制御しているが、Pの制御に図5に示すようなコンピュータ制御システムを用いている点が異なる。また、前記特願平9−87220号と同様、回転盤体1を回転支持する軸受は油静圧回転軸受とし、スライド案内機構を油静圧案内としている点も異なる。
【0031】
図5に示すコンピュータ制御システム50は制御ユニット52を有し、制御ユニット52はコンピュータ部54、モータコントローラ56および油圧制御ユニット58を含む。
【0032】
コンピュータ部54は、中央処理装置(CPU)60、メモリ部62、演算部64、データ入力部66およびパラレルI/Oボード68からなり、CPU60は、データ入力部66から入力されるデータにしたがって、メモリ部62、演算部64、パラレルI/Oボード68との間で、相互にデータの交換を行う。コンピュータ部54は、そのパラレルI/Oボード68を介して、モータコントローラ56および油圧制御ユニット58に接続しており、これらの動作を制御するようになっている。
【0033】
モータコントローラ56は、回転盤体1用駆動モータ14および回転コンベア5用駆動モータ5dに接続しており、コンピュータ部54からの信号に基づいて、これらの駆動モータを制御する。
油圧制御ユニット58は、比例電磁制御弁機構20に接続しており、コンピュータ部54からの信号に基づいて、比例電磁制御弁機構20を制御する。
【0034】
コンピュータ制御システム50は、具体的には以下のように動作する。
データ入力部66(例えばキーボード)から加工条件を設定するのに必要なパラメータを入力する。ロット重量Wはロットが変わるたびに入力するが、それ以外の条件は初期ロットの加工時に入力すればその後は入力する必要はない。なお、ロット数量Sが分かっている場合は、ロット重量Wに代えてロット数量Sを入力する。ここでいう他の条件とは、鋼球の直径及び単位体積当たりの重量(Sを直接入力する場合は不要)、回転盤体の単位時間当たりの回転数D(rpm)、回転コンベアの1回転に要する時間C(min/rev)、各工程(粗加工、中仕上、仕上)に対応するボール1個あたりにかける力p1、p2、p3(gf/個)及び各工程においてボールを研磨回路に通す回数(コンベア回転数またはパス数)または加工時間のことである。なお、有効溝長さ比kは、固定盤体の形状で決まる固定値であって、制御プログラム中にすでに組み込んである。
【0035】
メモリ部62には予め上記の入力値に基づき前記第1実施例の場合と同様に、各工程における加工圧力Pを算出するプログラムが格納されており、演算部64でこのプログラムにより算出が行われ、その結果に基づき、油圧制御ユニット58が制御される。コンベアおよび回転盤体の回転速度は前記入力値がモータコントローラに渡される。
【0036】
以上のように、本実施例にかかる装置は、静圧回転軸受および静圧スライドを持ち、コンピュータシステムの制御機能により、各加工パラメータをあらかじめ設定することが可能である。
これ以外の構成および効果は第1実施例と同一である。
【0037】
この装置において、最初のロットを以下の条件で最終研磨加工する場合、
鋼球(ボール)の直径:1/16inch
単位体積当たりの重量:7.8×10-6kg/mm3
標準ロット重量W :10kg
標準回転円盤速度D :40rpm
標準コンベア速度C :12min/rev
標準加工時間:20hrs(100pass)
ロット数量Sは、
S=10×1,000,000/16.3≒61.4万個、
加工圧力Pを受ける球体数Nは、式(4)(N=(2k×S)/(D×C))より、
N=(2×0.875×614,000)/(40×12)=2240個
であることより、ボール1個あたりにかかる加工圧力pすなわち
標準粗加工圧力 :150gf/個
標準中仕上加工圧力:100gf/個
標準仕上加工圧力 :60gf/個
を達成する加工圧力Pは、式(5)(p=P/N)より、それぞれ、
標準粗加工圧力 :336kgf
標準中仕上加工圧力:224kgf
標準仕上加工圧力 :134kgf
となる。この一連の演算は、前記のように予め用意されたプログラムにより、演算部64で行われる。
【0038】
次の加工ロット重量が9kgであるときは、図5のコンピュータシステムの初期設定画面でロット重量W′を入力すると、上と同様にロット量S′、加工圧力Pを受けるボール数N′が演算部64で算出される。さらに、ボール1個あたりにかかる加工圧力pすなわち上述したのと同じ標準粗加工圧力、標準中仕上加工圧力、標準仕上加工圧力を達成する加工圧力P′が前記プログラムを用いて演算部64で以下のように算出される。
粗加工圧力 :302kgf
中仕上加工圧力:201kgf
仕上加工圧力 :121kgf
よって、第2実施例においては、加圧シリンダ機構16、油圧回路30を調整する第1実施例よりも制御が容易である。
【0039】
次に、第3実施例について説明する。本実施例も第2実施例と同様の構成を備えるが、本実施例においては、ロット数量の変化に応じてコンベアの1回転あたりの時間C(コンベア速度)及び、加工時間を制御することにより、ロットが変わっても粗加工、中仕上、仕上の各工程に対応するボール1個あたりにかける力p1、p2、p3がそれぞれ一定に保たれるようにしている。
【0040】
すなわち、データ入力部66にロット毎にS(またはW)を入力し、初回のみ他の条件として、鋼球の直径及び単位体積当たりの重量、回転盤体の単位時間当たりの回転数D、標準加工圧力P(kgf)、粗加工、中仕上、仕上の各工程に対応するボール1個当たりにかける力p1、p2、p3及びパス数を入力する。
【0041】
具体的には、最初のロットの加工条件(鋼球の直径、単位体積当たりの重量、標準ロット重量、標準回転円盤速度、標準コンベア速度および標準加工時間)が第2実施例と同一の条件である場合において、標準加工圧力を336kgfとした場合、次の加工ロットのロット数量S″が、
S″=(9×1,000,000)/16.3≒55.2万個、
であるときは、ボール1個あたりにかかる加工圧力pすなわち
標準粗加工圧力 :150gf/個
標準中仕上加工圧力:100gf/個
標準仕上加工圧力 :60gf/個
を達成するコンベア速度C″は、式(5)(p=(P×D×C)/(2k×S))より、予め用意されたプログラムに基づき、演算部64で粗加工、中仕上、仕上の各工程に対応するものが算出され、コンピュータ制御システムにより自動的に、
標準粗加工 :10.8min/rev
標準中仕上加工:7.2min/rev
標準仕上加工 :4.3min/rev
に変更される。
【0042】
また、ボールが研磨回路を通る回数(100pass)は一定としていることより、コンベア速度の変更に伴って、加工時間も自動的に変更される。
すなわち、標準粗加工、標準中仕上加工、標準仕上加工をそれぞれ40、40、20pass(計100pass)とすると、
標準粗加工 :10.8min×40=432min
標準中仕上加工:7.2min×40=288min
標準仕上加工 :4.3min×20=86min
合計806min=13hrs26minとなる。(コンベア速度が12min/revで一定の場合、100passで20hrsとなる)
【0043】
なお、各工程で標準加工圧力Pを一定としたがこれを工程毎に変え、コンベア速度を工程によらず一定としてもよい。例えば上の例で第2実施例と同様、P1=336kgf、P2=224kgf、P3=134kgfとし、最初のロットのコンベア速度12min/revとした場合、次のロットでは、各工程とも10.8min/revと設定され、加工時間は100passで18hrsとなる。
【0044】
次に、第4実施例について説明する。
本実施例は、前記第3実施例において、加工によって回転盤体又は固定盤体の溝が摩耗し、研磨効率が落ちた場合において、式(5)に基づく、コンベア速度の変更に加え、加工圧力Pを変更することによって、ボール1個あたりにかかる加工圧力pに補正を加えることにより1回当たりの平均研磨量(研磨回路1回通過当たりの球体の直径の減少量の平均値)を一定の範囲内に保つものである。
【0045】
具体的には、第3実施例において、各ロットについて、加工前後の球体をサンプリングし、直径を測定したところ、初期ロット加工時の平均研磨量が10nm/passであり、次のロットの平均研磨量が9nm/passであった。この結果に基づき、さらに次のロットでは加工圧力Pを20%高めて加工するように設定したところ、このロットの平均研磨量は10nm/passとなった。これは、例えば、予め、平均研磨量の変化と、加工圧力との関係を調べておき、そのテーブルを用意しておくことにより、達成される。
【0046】
なお、前記テーブルをメモリ62に記憶させておき、データ入力部66には前の2つのロットのそれぞれの平均研磨量を入力するようにしておくとともに、該入力値と前記テーブルよりPの補正値を算出するプログラムも用意しておき、Pを自動的に変更するようにしてもよい。
なお、本実施例では、前記第3実施例、すなわちコンベア回転速度を変化させることによりpを一定に保つ実施例にさらにpに補正を加え、研磨量の均一化を図るものであったが、前記第1実施例、または第2実施例と組み合わせてもよいことはいうまでもない。
【0047】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の球体研磨方法によれば、ロット毎に加工数量が異なる場合において、ロットが変わっても球体1個あたりにかかる力pが一定となって、球体に対する加工条件が一定となり、1pass当たり(研磨回路1回通過当たり)の平均研磨量を一定にでき、最終加工精度を安定させることが可能である。また、加工ロット量を事前に計測し、簡単な計算あるいは簡単な入力を行うだけで、ロット毎に加工量が変化しても、常に一定の加工を行うことができ、球体の加工精度の安定を図ることができる。
【0048】
さらに砥石の切れ味等の条件が変化した場合に前の2回のロットの結果に基づき、加工条件を補正することにより、さらに安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の球体研磨装置における要部の斜視図である。
【図2】従来の球体研磨装置における要部の斜視図である。
【図3】図2の要部を備える従来の球体研磨装置の全体構成図である。
【図4】ボールの高さを均一とする手段の例を示す図である。
【図5】第2実施例のコンピュータ制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
1 回転盤体
2 固定盤体
3 球体
4 環状溝
5 回転コンベア
11 転がり軸受
12 回転軸
13 ベルト伝動装置
14 駆動モータ
16 加圧シリンダ機構
30 油圧回路
C コンベアの1回転に要する時間
D 回転盤体の1分当たりの回転数
k 有効溝長さ比
N 研磨回路内にあるボール数
P 押圧力
p ボール1個にかかる力
S ロット数量
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a sphere polishing method for polishing a sphere, for example, a steel ball (ball) used for a ball bearing or the like.
In particular, changes in processing conditions between lots due to the fact that the quantity per sphere to be processed (hereinafter referred to as “lot quantity”) is not constant, and the resulting variation in the dimensional accuracy of the spheres between lots are prevented. On how to do.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a polishing apparatus used for polishing this type of sphere, for example, an apparatus shown in FIG. 1 is known.
[0003]
In FIG. 1, an annular groove approximating the radius of curvature of a sphere (ball) 3 to be polished is provided in each of a rotating rotating disk body 1 and a stationary stationary disk body 2 positioned coaxially and opposed thereto. A plurality of (ball grooves) 4 are provided concentrically. An annular groove (not shown) 4 of the rotating disk body 1 and an annular groove 4 of the stationary disk body 2 face each other, and each pair of the annular grooves 4 constituting one of the polishing circuits constitutes one of the polishing circuits to polish the ball 3. It is configured to process. The applicant of the present invention has previously filed an application in which a bearing that supports the rotating disk body 1 (actually, a rotating shaft integrated therewith) is an oil hydrostatic rotary bearing and the slide guide mechanism is an oil hydrostatic guide. (Japanese Patent Application No. 9-87220). This is because the rotational accuracy is improved by making the rotary bearing a static pressure, and the processing of the ball is performed by making the slide guide mechanism a static pressure guide, thereby improving the control of the pressing force by the pressing mechanism. The accuracy is improved.
[0004]
In the polishing process, the spherical body 3 is continuously supplied from the rotating conveyor 5 rotating in a dish shape to the polishing circuit via the entrance chute 6, and the rotating disk body 1 is rotated while the rotating disk body 1 is rotated. Is performed by pressing them in a direction approaching each other via a slide mechanism. The processed sphere 3 is returned to the conveyor 5 via the exit chute 7.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Tens of thousands of spheres 3 accommodated on the conveyor 5 at a time are managed as “one lot”.
However, the lot amount processed in the final polishing step that determines the final sphere accuracy of the sphere 3 is usually different for each lot for various reasons.
[0006]
On the other hand, the processing conditions in the final polishing process are currently not numerically controlled, and are largely dependent on the skill of the operator. Therefore, the adjustment of the processing conditions corresponding to the variation in the lot amount is not clear, and the final sphere accuracy is not stable.
[0007]
Up to the sphere accuracy G3 class specified by JIS can be processed by the above-mentioned processing method, but the required accuracy for ball bearings used in recent computer-related equipment has become stricter. There is a problem that defects occur.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a sphere polishing method capable of stabilizing the final processing accuracy by constantly changing the processing conditions for the sphere even if the lot changes and the processing quantity varies from lot to lot.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the sphere polishing method of the present invention examines the lot amount to be processed in advance, and based on this, the average polishing amount per time (the amount of decrease in the sphere diameter per pass of the polishing circuit ( Each parameter is set before processing or during processing so that an average value of nm / pass) is kept at a predetermined value.
[0010]
Therefore, when conditions such as the sharpness of the grindstone and the lapping liquid supplied between the disc bodies may be considered to be constant, each parameter is set so that the machining pressure acting on one sphere is constant. Further, when these conditions change, it is more preferable to correct the setting conditions of each parameter based on the change in the polishing amount per time for each lot.
[0011]
【Example】
A first embodiment according to the present invention will be described.
The structure of the polishing apparatus according to this example is shown in FIGS. Here, FIG. 2 is a perspective view of a main part of the sphere polishing apparatus, FIG. 3 is an overall configuration diagram of the sphere polishing apparatus including the main part of FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged main part of the rotary conveyor in FIG. FIG.
[0012]
In FIG. 2, the dimensions of the cross-sectional shape of each of the rotating disk body 1 that is rotated by a disk body rotating mechanism (not shown) and the stationary stationary disk body 2 that is positioned coaxially and opposed to the rotating disk body 1 are polished. A plurality of annular grooves (ball grooves) 4 approximating the radius of curvature of the sphere 3 to be processed are provided concentrically. The annular groove 4 of the rotating disk body 1 and the annular groove 4 of the fixed disk body 2 are opposed to each other, and each pair of opposed annular grooves 4 constitutes one of the polishing circuits so that the sphere 3 is polished. It is configured.
Further, a slide guide mechanism (not shown) that slides and guides one of the fixed platen 2 and the rotary platen 1 and a later-described pressing mechanism (first) that pushes one of the plates toward the other platen. 3) in FIG. Polishing is performed by continuously supplying the workpiece sphere 3 to the polishing circuit and operating the pressing mechanism while rotating the rotating disk 1.
[0013]
The carousel 5 includes an outer wall 5a and a rotating part 5b, in which a sphere 3 of a lot to be processed at a time is accommodated. The rotating section 5b of the rotary conveyor 5 is rotationally driven via a speed reduction mechanism 5e by a drive motor 5d built in the lower part of the outer wall 5a. The rotation control of the drive motor 5d is performed by a control unit 15 described later. Between the fixed platen body 2 and the rotary conveyor 5, there are provided an inlet chute 6 for sending the spheres 3 in the rotary conveyor 5 to the polishing circuit, and an outlet chute 7 for returning the spheres 3 polished in the polishing circuit to the rotary conveyor 5. It has been.
[0014]
As shown in FIG. 2, a rotating shaft 12 supported by a pair of rolling bearings 11 is fixed to the rotating disk body 1, and the rotating shaft 12 is rotated by a drive motor 14 via a belt transmission device 13. Is done. The rotation of the drive motor 14 is controlled by the control unit 15. On the other hand, the fixed platen body 2 is connected to a pressurizing cylinder mechanism 16 as a pressing mechanism, and the pressurizing cylinder mechanism 16 is a hydraulic circuit for adjusting the pressing force of the fixed platen body 2 to the rotating platen body 1. 30. The hydraulic circuit 30 includes a direction switching valve 17, a proportional electromagnetic control valve mechanism 20, and an oil pump 21. Each port of the direction switching valve 17 is connected to the pipelines 18 a and 18 b connected to each port of the pressurizing cylinder mechanism 16. Further, the ends of the pipes 18 a and 18 b are connected to the oil tank 19. By adjusting the supply pressure of oil to each port of the pressurizing cylinder mechanism 16 by the proportional electromagnetic control valve mechanism 20, the pressing force of the fixed platen body 2 against the rotary platen body 1 is adjusted.
[0015]
Moreover, as shown to Fig.4 (a), the uniform board 8 is provided in the inner side upper part of the outer wall part 5a of the rotary conveyor 5, and the lower part is made into space. The uniform plate 8 includes a plate-like portion 8a, a fixing screw 8b for fixing the plate-like portion 8a to the outer wall portion, and a fixing member 8c. The longitudinal direction of the plate-like member 8a coincides with the radial direction of the rotary conveyor 5. The plate surface is perpendicular to the bottom surface of the rotary conveyor 5. The installation position of the uniform plate 8 is an arbitrary position closer to the exit chute 7 than the entrance chute 6 of the rotary conveyor 5, and the installation height is determined by the amount of balls, the volume of the rotary conveyor, and the cross-sectional shape.
By providing such a uniform plate, as shown in FIG. 4B, the height of the balls 3 accommodated in the conveyor 5 and sent in the direction of the arrow X in FIG. 2 can be made constant, It is possible to make the inflow amount per unit time of the balls 3 flowing from the conveyor 5 into the polishing circuit of the rotating disk body 1 and the fixed disk body 2 uniform. In general, when the ball has a small diameter, the weight of one ball is light, and when the conveyor or the ball is wet with the lap liquid, the lap liquid is viscous, and therefore the height of the ball is likely to be uneven. However, according to the configuration of the present embodiment, even when the ball 3 has a small diameter, the height of the ball can be made uniform.
[0016]
In the present embodiment, the processing conditions of the balls are changed by changing the pressing force of the fixed platen body 2 by the pressure cylinder mechanism 16, the rotation speed of the conveyor 5, and the rotation number of the rotary platen 1 according to the change in the lot quantity. Try to align. This one-lot polishing process has three stages of roughing, intermediate finishing, and finishing, and processing pressure and rotation to obtain accuracy in the processing speed and diameter suitable for each stage. The disk speed and conveyor speed are adjusted. Specifically, paying attention to the relationship between the lot quantity S and the average value N of the number of balls 3 between the fixed platen 1 and the rotary platen 2 (hereinafter referred to as “polishing circuit”) at a certain moment. , The specifications are controlled so that the force p applied to one ball is constant even if S changes.
[0017]
Here, the probability F that one ball at a certain moment is in the polishing circuit is expressed by the following equation (1).
F = (2k / D) / (C + (2k / D)) (1)
In this equation, D is the number of rotations per minute (rpm) of the rotating disk body, C is the time (minute / rotation) required for one rotation of the conveyor 5, and k is (in the polishing circuit, inlet chute 6 and outlet chute). (Average value of the lengths of the plurality of grooves excluding the notch portion for 7) / (average diameter of the plurality of grooves of the polishing circuit × circumference ratio) (hereinafter, k is referred to as “effective groove length ratio”) It is.
Considering that C is sufficiently larger than D, equation (1) is
F = 2k / (D × C) (2)
It becomes.
On the other hand, the number N of balls in the polishing circuit can be expressed as follows according to the lot quantity S and the probability F in the polishing circuit.
N = F × S (3)
This equation is obtained from (2)
N = (2k × S) / (D × C) (4)
It becomes.
[0018]
Therefore, if the pressing force applied to the fixed platen body 2 by the pressing mechanism 16 is P, the force p applied to one ball is obtained by dividing the force applied to all the balls 3 in the polishing circuit by the pressing mechanism 16 by the number of balls. From the equation (4), p can be expressed by the following equation.
p = P / N = (P × D × C) / (2k × S) (5)
Therefore, p can theoretically be adjusted by changing P, D, and C accordingly even if S changes from lot to lot.
[0019]
In the present embodiment, in order to achieve a preset force p (kgf / piece) applied to one ball, the pressing force P by the pressing mechanism is controlled in accordance with the change in the lot quantity S. ing.
[0020]
Specifically, the effective groove length ratio k of the fixed disk is k = 0.875,
The hydraulic force is adjusted by opening and closing the manual valve.2 In the spherical polishing apparatus generated by
When the first lot is final polished under the following conditions:
Diameter of steel ball (ball): 2mm
Weight per unit volume: 7.8 × 10-6kg / mmThree
Standard lot weight W: 9.8 kg
Standard rotating disk speed D: 20 rpm
Standard conveyor speed C: 15 min / rev
Standard processing time: 20 hrs (80 pass)
It is. The standard processing time means the total processing time of rough processing, intermediate finishing processing, and finishing processing.
The lot quantity S in this case is
S = 9.8 × 1,000,000 / 32.7≈300,000,
The number N of spheres that receive the processing pressure P is obtained from the equation (4) (N = (2k × S) / (D × C))
N = (2 × 0.875 × 300,000) / (20 × 15) = 1750
Therefore, the processing pressure p applied per ball, that is,
Standard roughing pressure: 200 gf / piece
Standard finishing pressure: 150 gf / piece
Standard finishing processing pressure: 100 gf / piece
The processing pressure P that achieves the following equation (5) (p = P / N):
Standard roughing pressure: 350 kgf (11.7 kgf / cm2 )
Standard finishing machining pressure: 263 kgf (8.8 kgf / cm2 )
Standard finishing processing pressure: 175 kgf (5.8 kgf / cm2 )
It becomes. Therefore, in the first lot, the gauge pressure of the hydraulic cylinder is 11.7 kgf / cm in the initial state.2 8.8kgf / cm after roughing2 Furthermore, 5.8kgf / cm after finishing the finishing process2 Processing is performed by adjusting the valve. In this way, when the pressurizing cylinder mechanism 16 and the hydraulic circuit 30 are adjusted to complete the processing for one lot, the processing for the next lot is started.
[0021]
Therefore, it is assumed that the lot weight of the next processing lot is 8.0 kg. In this case, by changing only the processing pressure P ′ as follows, the force p ′ applied to each ball is made equal to the force p applied to each ball of the first lot. Can do. That is,
S ′ = 8 × 1,000,000 / 32.7 = 2245 thousand,
N ′ = (2 × 0.875 × 245,000) / (20 × 15) = 1430
Therefore, the processing pressure P ′ for making the processing pressure p applied to one ball equal to the case where the lot weight is 9.8 kg at the standard rough processing pressure, the standard medium finishing processing pressure, and the standard finishing processing pressure. From Equation (5)
Roughing pressure: 9.5 kgf / cm2
Medium finishing processing pressure: 7.2 kgf / cm2
Finishing pressure: 4.8 kgf / cm2
It becomes.
Therefore, the gauge pressure of the hydraulic cylinder is 9.5 kgf / cm in the initial state.2 To 7.2 kgf / cm after roughing2 Furthermore, 4.8kgf / cm after finishing the intermediate finishing2 When processing with the valve adjusted, the processing pressure applied to each ball is the same in the initial lot and the next lot, so the finishing dimensions of the balls in both lots ( Average value).
[0022]
Below, the modification of a present Example is shown.
In the example of FIG. 3, the pressure cylinder mechanism 16 as a pressing mechanism is provided on the fixed platen body 2 side, but may be provided on the rotating platen body 1 side. Further, the processing may be two steps or one step.
[0023]
The installation position of the uniform plate 8 is a position away from the exit chute 7 in order to prevent the balls from overflowing from the rotary conveyor 5 due to the presence of the uniform plate 8 when the thickness and amount of the balls on the conveyor vary greatly. It is preferable to install in. Further, when the variation in the thickness and amount of the balls on the conveyor is small, the uniform plate 8 can be installed at a position closer to the outlet chute 7. Furthermore, you may install in the outer wall part 5a so that the plate-shaped member 8a can move along the outer wall part 5a of a rotary conveyor.
[0024]
Further, in FIG. 4A, a uniform plate 8 is provided on the inner upper portion of the outer wall 5a of the rotary conveyor 5 to make the ball height uniform, but as shown in FIG. 4C, the rotary conveyor The same effect can be obtained by connecting the hollow member 108 to the five outlet chutes 7 and regulating the amount of the ball discharged from the conveyor 5. The shape and installation position of the hollow member are determined by the amount of balls, the volume of the rotary conveyor, and the cross-sectional shape.
[0025]
Moreover, you may convey a ball | bowl with tubular members, such as a vinyl hose and a pipe pipe, instead of the entrance chute 6 and the exit chute 7 of a present Example. In this case, the conveyance amount of the ball is adjusted so that there is a margin that the ball always fluctuates up and down in the tubular member. Thereby, it is possible to make the height of the balls in the rotary conveyor 5 uniform.
[0026]
Further, instead of the uniform plate of FIG. 4A, as shown in FIG. 4D, a skewer-like member 32 may be provided on the outer wall portion 5a of the conveyor 5 via a support member 30. The skewer-shaped member 32 has a tapered diameter, and is provided perpendicular to the bottom surface so that the tip on the narrow side faces the bottom surface of the conveyor. Two skewer-shaped members 32 are arranged on the conveyor, and as shown in FIG. 4 (e), each skewer-shaped member 32 is disposed on each of the two support members 30 provided in the radial direction of the conveyor. The distance from the center of the conveyor is different. The skewer-shaped member 32 is preferably made of bamboo, but may be any material that does not damage the ball.
[0027]
When the skewer-like member is arranged in this manner, the ball on the conveyor 5 has a small height on the conveyor 5, so that the ball passes through the narrow part of the skewer-like member. Becomes smaller. On the other hand, since the height of the ball on the conveyor is high in the portion where the amount of balls is large on the conveyor 5, the ball passes through the thick portion of the skewer member, and the resistance to the ball increases. Accordingly, the movement of the ball is fast in the portion where the number of balls is high, and the movement of the ball is slow in the portion where the number of balls is large.
[0028]
Moreover, you may combine a uniform plate, a skewer-like member, and a tubular member.
Further, the number and thickness of the skewer members are preferably changed according to the amount and size of the balls.
[0029]
Due to the action of the uniform plate 8, the hollow member 108, or the skewer-like member 32, when the rotational speeds of the rotating disk body 1 and the rotary conveyor 5 are constant, the number of balls supplied per hour to the polishing circuit is changed. Therefore, the difference in the finishing dimension of each ball in the lot can be made smaller than before. By combining this action with the effects of the first embodiment, the ball dimensions between lots and within lots are maintained uniformly with high accuracy.
[0030]
Next, a second embodiment will be described.
In the present embodiment, as in the first embodiment, the pressing force P by the pressing mechanism is controlled according to the change in the lot amount S, but a computer control system as shown in FIG. Is different. Further, like the Japanese Patent Application No. 9-87220, the bearing for rotating and supporting the rotating disk body 1 is an oil hydrostatic rotary bearing, and the slide guide mechanism is an oil hydrostatic guide.
[0031]
A computer control system 50 shown in FIG. 5 includes a control unit 52, and the control unit 52 includes a computer unit 54, a motor controller 56, and a hydraulic control unit 58.
[0032]
The computer unit 54 includes a central processing unit (CPU) 60, a memory unit 62, a calculation unit 64, a data input unit 66, and a parallel I / O board 68. The CPU 60 follows the data input from the data input unit 66. Data is mutually exchanged between the memory unit 62, the calculation unit 64, and the parallel I / O board 68. The computer unit 54 is connected to the motor controller 56 and the hydraulic pressure control unit 58 via the parallel I / O board 68, and controls these operations.
[0033]
The motor controller 56 is connected to the drive motor 14 for the rotating disk body 1 and the drive motor 5 d for the rotary conveyor 5, and controls these drive motors based on signals from the computer unit 54.
The hydraulic control unit 58 is connected to the proportional electromagnetic control valve mechanism 20 and controls the proportional electromagnetic control valve mechanism 20 based on a signal from the computer unit 54.
[0034]
Specifically, the computer control system 50 operates as follows.
Parameters necessary for setting machining conditions are input from the data input unit 66 (for example, a keyboard). The lot weight W is input every time the lot changes, but other conditions do not need to be input thereafter if they are input when the initial lot is processed. If the lot quantity S is known, the lot quantity S is input instead of the lot weight W. The other conditions here include the diameter of the steel ball and the weight per unit volume (not required when S is directly input), the rotational speed D (rpm) of the rotating disk body per unit time, and one rotation of the rotating conveyor. Time C (min / rev) required for each step (forces p1, p2, p3 (gf / piece) applied to each ball corresponding to each step (roughing, intermediate finishing, finishing) and the ball in the polishing circuit in each step This is the number of passes (number of conveyor rotations or number of passes) or processing time. The effective groove length ratio k is a fixed value determined by the shape of the fixed platen and is already incorporated in the control program.
[0035]
Similarly to the case of the first embodiment, a program for calculating the machining pressure P in each process is stored in the memory unit 62 in advance based on the above input value, and the calculation unit 64 performs the calculation using this program. Based on the result, the hydraulic control unit 58 is controlled. The input values of the rotation speeds of the conveyor and the rotating disk are passed to the motor controller.
[0036]
As described above, the apparatus according to the present embodiment has a static pressure rotary bearing and a static pressure slide, and each processing parameter can be set in advance by the control function of the computer system.
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[0037]
In this equipment, when the first lot is subjected to final polishing under the following conditions:
Diameter of steel ball (ball): 1/16 inch
Weight per unit volume: 7.8 × 10-6kg / mmThree
Standard lot weight W: 10kg
Standard rotating disk speed D: 40 rpm
Standard conveyor speed C: 12 min / rev
Standard processing time: 20 hrs (100 pass)
Lot quantity S is
S = 10 × 1,000,000 / 16.3≈614,000,
The number N of spheres that receive the processing pressure P is obtained from the equation (4) (N = (2k × S) / (D × C))
N = (2 × 0.875 × 614,000) / (40 × 12) = 2240
Therefore, the processing pressure p applied per ball, that is,
Standard roughing pressure: 150 gf / piece
Standard finishing pressure: 100 gf / piece
Standard finishing processing pressure: 60 gf / piece
From the formula (5) (p = P / N), the processing pressure P to achieve
Standard roughing pressure: 336kgf
Standard finishing pressure: 224kgf
Standard finishing processing pressure: 134kgf
It becomes. This series of calculations is performed in the calculation unit 64 by the program prepared in advance as described above.
[0038]
When the next processing lot weight is 9 kg, when the lot weight W ′ is input on the initial setting screen of the computer system in FIG. 5, the number of balls N ′ receiving the lot amount S ′ and the processing pressure P is calculated in the same manner as above. Calculated by the unit 64. Further, the processing pressure p applied to each ball, that is, the same standard rough processing pressure, the standard finishing processing pressure, and the processing pressure P ′ for achieving the standard finishing processing pressure as described above are calculated by the calculation unit 64 using the program. It is calculated as follows.
Roughing pressure: 302kgf
Medium finishing processing pressure: 201kgf
Finishing pressure: 121kgf
Therefore, in the second embodiment, control is easier than in the first embodiment in which the pressure cylinder mechanism 16 and the hydraulic circuit 30 are adjusted.
[0039]
Next, a third embodiment will be described. The present embodiment also has the same configuration as the second embodiment, but in this embodiment, by controlling the time C (conveyor speed) per conveyor rotation and the processing time in accordance with the change in the lot quantity. Even if the lot changes, the forces p1, p2, and p3 applied to each ball corresponding to the roughing, intermediate finishing, and finishing processes are kept constant.
[0040]
That is, S (or W) is input to the data input unit 66 for each lot, and as the other conditions only for the first time, the diameter of the steel ball and the weight per unit volume, the rotational speed D per unit time of the rotating disk body, The processing pressure P (kgf), rough processing, intermediate finishing, and forces p1, p2, and p3 applied to each ball corresponding to each process are input.
[0041]
Specifically, the processing conditions of the first lot (steel ball diameter, weight per unit volume, standard lot weight, standard rotating disk speed, standard conveyor speed and standard processing time) are the same as in the second embodiment. In some cases, when the standard processing pressure is 336 kgf, the lot quantity S ″ of the next processing lot is
S ″ = (9 × 1,000,000) /16.3≈552,000,
Is the processing pressure p per ball, that is,
Standard roughing pressure: 150 gf / piece
Standard finishing pressure: 100 gf / piece
Standard finishing processing pressure: 60 gf / piece
The conveyor speed C ″ for achieving the following is rough processing, intermediate finishing by the arithmetic unit 64 based on a program prepared in advance from Equation (5) (p = (P × D × C) / (2k × S)). The one corresponding to each process of the finish is calculated, automatically by the computer control system,
Standard roughing: 10.8 min / rev
Standard finishing process: 7.2 min / rev
Standard finishing: 4.3 min / rev
Changed to
[0042]
Further, since the number of times the ball passes through the polishing circuit (100 pass) is constant, the processing time is automatically changed as the conveyor speed is changed.
That is, if the standard roughing, standard finishing, and standard finishing are 40, 40, and 20 passes (total of 100 passes),
Standard roughing: 10.8 min x 40 = 432 min
Standard finishing process: 7.2 min × 40 = 288 min
Standard finishing processing: 4.3 min × 20 = 86 min
The total is 806 min = 13 hrs 26 min. (If the conveyor speed is constant at 12 min / rev, it will be 20 hrs at 100 pass)
[0043]
Although the standard processing pressure P is constant in each process, this may be changed for each process, and the conveyor speed may be constant regardless of the process. For example, in the above example, similarly to the second embodiment, when P1 = 336 kgf, P2 = 224 kgf, P3 = 134 kgf and the conveyor speed of the first lot is 12 min / rev, in the next lot, each process is 10.8 min / rev is set, and the processing time is 18 hours at 100 pass.
[0044]
Next, a fourth embodiment will be described.
In this embodiment, in the third embodiment, when the groove of the rotating disk body or the fixed disk body is worn by processing and the polishing efficiency is lowered, in addition to the change of the conveyor speed based on the formula (5), the processing By changing the pressure P, by correcting the processing pressure p applied to each ball, the average polishing amount per time (the average value of the decrease in the diameter of the sphere per pass of the polishing circuit) is made constant. Keep within the range.
[0045]
Specifically, in the third embodiment, for each lot, the spheres before and after processing were sampled and the diameter was measured. As a result, the average polishing amount at the time of initial lot processing was 10 nm / pass, and the average polishing of the next lot The amount was 9 nm / pass. Based on this result, in the next lot, when the processing pressure P was set to be increased by 20%, the average polishing amount of this lot was 10 nm / pass. This is achieved, for example, by examining the relationship between the change in the average polishing amount and the processing pressure in advance and preparing a table thereof.
[0046]
The table is stored in the memory 62, and the average polishing amount of each of the previous two lots is input to the data input unit 66, and the correction value of P is calculated from the input value and the table. It is also possible to prepare a program for calculating and to automatically change P.
In this embodiment, the third embodiment, i.e., the embodiment in which p is kept constant by changing the conveyor rotation speed, is further corrected to p to achieve a uniform polishing amount. Needless to say, it may be combined with the first embodiment or the second embodiment.
[0047]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the sphere polishing method of the present invention, when the processing quantity varies from lot to lot, even if the lot changes, the force p applied to each sphere is constant, and the processing conditions for the sphere are constant. Becomes constant, the average polishing amount per pass (per pass of the polishing circuit) can be made constant, and the final processing accuracy can be stabilized. In addition, by measuring the processing lot amount in advance and performing simple calculations or simple inputs, even if the processing amount changes for each lot, constant processing can be performed at all times, and the processing accuracy of the sphere is stable. Can be achieved.
[0048]
Furthermore, when conditions, such as the sharpness of a grindstone, change, based on the result of the previous two lots, the processing conditions can be corrected to achieve further stability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a conventional spherical polishing apparatus.
FIG. 2 is a perspective view of a main part in a conventional spherical polishing apparatus.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a conventional sphere polishing apparatus including the main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing an example of means for making the height of a ball uniform.
FIG. 5 is a block diagram showing a computer control system of a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Turntable
2 Fixed platen
3 Sphere
4 annular groove
5 Rotating conveyor
11 Rolling bearing
12 Rotating shaft
13 Belt drive
14 Drive motor
16 Pressure cylinder mechanism
30 Hydraulic circuit
C Time required for one rotation of the conveyor
D Number of revolutions per minute of rotating disc
k Effective groove length ratio
N Number of balls in the polishing circuit
P pressing force
p Force on one ball
S lot quantity

Claims (1)

所定間隔を存して互いに対向すると共に対向面間に研磨加工される球体を狭持し得る2つの盤体と、
前記2つの盤体の少なくとも一方を回転させる回転機構と、
前記2つの盤体に供給する複数の前記球体を収容して回転するコンベアと、
前記2つの盤体のいずれか一方を他方側に押圧する押圧機構と、
前記2つの盤体の対向面間に前記球体を狭持した状態で前記2つの盤体の少なくとも一方を前記回転機構により回転させ、
前記2つの盤体のいずれか一方を他方側に前記押圧機構により押圧しながら前記球体を研磨する球体の研磨方法において、
球体のロット数量がロット毎に異なっても、一つの球体にかかる力が一定となるように、前記押圧機構により加える押圧力、前記コンベアの回転に要する時間及び前記盤体の回転数を調整することにより、球体の1回当たりの平均研磨量を一定の範囲に調整することを特徴とする球体の研磨方法。
Two disc bodies that are opposed to each other at a predetermined interval and can hold a sphere to be polished between the opposing surfaces;
A rotation mechanism for rotating at least one of the two plate bodies;
A conveyor that accommodates and rotates a plurality of the spheres to be supplied to the two board bodies ;
A pressing mechanism that presses one of the two board bodies to the other side;
Rotating at least one of the two disk bodies by the rotating mechanism in a state where the sphere is sandwiched between opposing surfaces of the two disk bodies;
In the sphere polishing method of polishing the sphere while pressing either one of the two disk bodies to the other side by the pressing mechanism,
Even if the number of spheres varies from lot to lot, the pressing force applied by the pressing mechanism, the time required to rotate the conveyor, and the number of rotations of the board are adjusted so that the force applied to one sphere is constant. Thus, the spherical polishing method is characterized in that the average polishing amount per time of the sphere is adjusted within a certain range .
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