JP4264649B2 - センタレス研削方法および研削盤 - Google Patents

Description

この発明は、センタレス研削盤、とくに、前後方向にのびた円筒状第１被削面および第１被削面の軸方向前側で、その半径方向外側に位置させられている後向きの環状第２被削面を有するワークを研削するために適するセンタレス研削方法および研削盤に関する。

この種の研削盤としては、第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石と、第１被削面を支持しかつワークに後向きの推力を与える調整車と、ワークの後向きの移動を規制するストッパと、第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれ同時にインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る砥石送り手段とを備えているものが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

上記従来の研削盤では、調整車は第１被削面を支持するだけで、第２被削面は支持されない状態で研削が行われていた。そのため、第２被削面に作用する研削抵抗によって第１被削面に曲げ応力が働き、第２被削面の研削精度に問題があった。

他の研削盤としては、第１被削面を研削するための第１作用面を有する第１砥石と、第２被削面を研削するための第２作用面を有する第２砥石と、第１被削面を支持しかつワークに後向きの推力を与える調整車と、ワークの後向きの移動を規制するストッパと、第１被削面を第１作用面がインフィード研削およびスパークアウト研削し、この後に、第２被削面を第２作用面がインフィード研削およびスパークアウト研削するように第１および第２砥石を別々に送る砥石送り手段とを備えているものが知られている（例えば、特許文献３、特許文献４および特許文献５参照。）。

この他の研削盤においては、第１および第２被削面を別々に研削するようにしているため、研削時間が長く掛かるという問題点がある。さらに、２つの砥石を別々に送る機構を必要とするため、設備投資の増加や生産効率の低下を招くという問題点があった。
特開昭５３−３３４９７号公報 特開昭５８−１１４８４７号公報 特開平６−３１２３５４号公報 特開平６−２１０５５９号公報 特開平１０−７１５４６号公報

この発明の目的は、上記問題点を解決し、短時間で、高い精度で研削を行うことができ、しかも、設備費の安価なセンタレス研削方法および研削盤を提供することができる。

この発明によるセンタレス研削方法は、円筒状第１被削面および第１被削面の軸方向一端側で、その半径方向外側に位置させられている第１被削面の軸方向他端側向きの環状第２被削面を有するワークを研削するためのセンタレス研削方法であって、第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石を用い、第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれインフィード研削およスパークアウト研削するように砥石を送る第１砥石送り工程と、スパークアウト研削完了と同時またはその後に第２被削面から第２作用面が離れるようにワークを送るワーク送り工程と、第２被削面から第２作用面が離れた後に、第１被削面を第１作用面がインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る第２砥石送り工程とを備えているものである。

この発明によるセンタレス研削方法では、第１被削面および第２被削面を同時に研削を始めて、研削の最終段階で、第２被削面を砥石から離して、第１被削面のみを研削するようにしている。そのため、第２被削面を研削する際の研削抵抗が第１被削面の研削に影響を及ぼすことがなく、第２被削面の研削精度を向上させることができる。さらには、第１被削面および第２被削面を同時に研削を始めているため、研削時間を短縮でき、しかも、１つの砥石で第１被削面および第２被削面を研削できるため、設備費が安価で済む。

この発明によるセンタレス研削方法は、以下の研削盤によって、好適に実施される。

すなわち、この発明によるセンタレス研削盤は、前後方向にのびた円筒状第１被削面および第１被削面の軸方向前側で、その半径方向外側に位置させられている後向きの環状第２被削面を有するワークを研削するためのセンタレス研削盤であって、第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石と、第１被削面を支持しかつワークに後向きの推力を与える調整車と、ワークの後向きの移動を規制するストッパと、第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれインフィード研削をするように砥石を送りかつインフィード研削からスパークアウト研削に切り換えられるようにその送りを停止する第１砥石送り手段と、インフィード研削の開始と同時またはその前にストッパを後退させかつスパークアウト研削完了と同時またはその後に第２被削面から第２作用面が離れるようにストッパを前進させるストッパ送り手段と、第２被削面から第２作用面が離れた後に、第１被削面を第１作用面がインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る第２砥石送り手段とを備えているものである。

さらに、第２砥石送り手段の作動中に、ストッパを前後させる機能がストッパ送り手段に備わっていると、第１被削面の真円度等の精度をさらに向上させることができる。

また、ストッパの移動がＮＣ制御によって行われるようになされていると、ストッパの位置調整を正確に行うことができる。このため、ストッパの位置を微調整することにより、第２被削面を所定の寸法に容易に研削することができる。

この発明による他のセンタレス研削盤は、前後方向にのびた円筒状第１被削面および第１被削面の軸方向前側で、その半径方向外側に位置させられている後向きの環状第２被削面を有するワークを研削するセンタレス研削盤であって、第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石と、第１被削面を支持しかつワークに後向きの推力を与える調整車と、ワークの後向きの移動を規制するストッパと、第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る砥石送り手段と、インフィード研削の開始と同時またはその前にストッパを調整車の推力に基づくワークの移動速度よりも遅い速度でストッパを後退させるストッパ移動手段とを備えているものである。

この発明による他のセンタレス研削盤では、研削時にストッパを後退させる速度がゆっくりであるから、第２被削面に作用する研削抵抗を小さくすることができる。そのため、研削精度の向上が計れ、ドレスインターバルも伸びる。

この発明によれば、短時間で、高い精度の研削を行うことができる。とくに、第１被削面の研削を仕上げる際には、第２被削面の研削の影響を受けないため、第１被削面の研削精度を向上させることができる。しかも、設備費を安価にすることができる。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

以下の説明において、前後とは、図１に矢印Ａで示す側を前といい、これと反対側を後というものとする。

図２を参照すると、ワークＷは、エンジンのバルブであって、軸部Ｓおよびこれの基部に連なる傘部Ｐよりなる。軸部Ｓの外周面が円筒状第１被削面Ｇ１を形成する。傘部Ｐの外周面が円環状第２被削面Ｇ２を形成する。第１被削面Ｇ１および第２被削面Ｇ２は、同心である。第２被削面Ｇ２は、テーパをなして、第１被削面Ｇ１の先端側を向いている。

センタレス研削盤は、図１に示すように、既知の構造をもつものであって、前後方向にのびた軸線を有する砥石11と、砥石11とほぼ平行に並べられている調整車12と、調整車12とともにワークＷを支持するブレード13と、ワークＷの後向きの移動を規制するストッパ14とによって構成されている。

砥石11は、図示しない砥石台に装備されかつ第１被削面Ｇ１を研削するための前後方向に拡がる円筒状第１作用面21と、この円筒状第１作用面21の前端に僅かな間隔をおいて連なり第２被削面Ｇ２を研削するための円環テーパ状第２作用面22を有している。

砥石台は、図示しない砥石送り装置によって砥石半径方向に往復動させられるようになっている。砥石送り装置は、第１砥石送り機構および第２砥石送り機構を具備している。

ストッパ14は、図示しないが、ＮＣ制御されるストッパ送り装置によって前後動させられるようになされている。

つぎに、研削動作を順を追って説明する。研削動作は、第１研削および第２研削に分けて行われる。

まず、図３(a)に示すように、第１研削において、ストッパ14は前進限に位置させておいて、ワークＷを、その傘部Ｐが前を向き、軸部Ｓが前後方向に伸びるように砥石11および調整車12間におけるブレード13上に置く。このときに、ワークＷの第１被削面Ｇ１は、調整車12とともにブレード13によって支持され、その第２被削面Ｇ２はブレード13および調整車12の前方に突出させられている。ブレード13上に置かれたワークＷは、調整車12の後向き推力によって後向きに移動させられ、ストッパ14に当接したところで停止させられる。第１被削面Ｇ１および第１作用面21と、第２被削面Ｇ２および第２作用面22とは、所定の間隙をおいて相対させられている。

つぎに、第１砥石送り機構によって砥石11をワークＷに接近する方向に送る。図３(b)に示すように、第１被削面Ｇ１に第１作用面21が、第２被削面Ｇ２に第２作用面22がそれぞれ当接すると、これと同時に、ストッパ14を後退させる。この後、ワークＷがストッパ側に移動しながら第１被削面Ｇ１および第２被削面Ｇ２が同時にインフィード研削される。このときに、第２被削面Ｇ２は、調整車12およびブレード13によって支持されていないため、第２被削面Ｇ２に作用する研削抵抗により、第１被削面Ｇ１には曲げ応力が発生する。

図３(c)に示すように、ワークＷがストッパ14に当接すると、砥石11の送りを一旦停止する。そうすると、インフィード研削からスパークアウト研削に切り換えられる。スパークアウト研削が完了すると、第１研削の終了である。第１研削では第１被削面Ｇ１の研削は終了していない。

第１研削が終了すると、図３(d)に示すように、ストッパ14を前進させ、ワークＷを前向きに移動させる。そうすると、第２被削面Ｇ２と第２作用面22間に間隙が生じる。

ついで、第２研削を開始する。第２研削は、第２砥石送り機構によって行われる。再び、砥石11をワークＷに向かって送りながら第１被削面Ｇ１のインフィード研削をし、ついで、送りを停止して、第１被削面Ｇ１をスパークアウト研削すると、第２研削が完了する。第２研削中は、第１被削面Ｇ１のみの研削であるから、第２被削面Ｇ２は研削されないため、その影響は全く受けることがない。

この第２研削中において、ストッパ14を前後させてワークＷをオシレートさせるようにしてもよい。そうすると、第１被削面Ｇ１の真円度を向上させることが可能となる。

この後、砥石11をワークＷから離すと、全ての研削サイクルが完了する。

つぎに、他の実施の形態について説明する。上記の実施の形態においては、図３(b)に示すように、第１被削面Ｇ１に第１作用面21が、第２被削面Ｇ２に第２作用面22がそれぞれ当接すると、これと同時に、ストッパ14を後退させていたが、このときのストッパ14の後退速度は、調整車12の推力に基づいてワークＷが後退させられる速度よりも相当に素早いものであった。これに代わり、この他の実施の形態では、ストッパ14を調整車12によってワークＷが後退させられる速度よりも十分に遅い速度で後退させられるように構成されている。これにより、第２被削面Ｇ２をゆっくり研削することになり、第２被削面Ｇ２に作用する研削負荷が小さくなり、第１被削面Ｇ１に作用する曲げ応力も小さくすることができる。

図４は、上記のワークＷとは異なる形状をもつワークＷおよびこれを研削するための研削盤の変形例を示すものである。

この変形例によるワークＷ′は、軸部Ｓ′と、これの一端に一体的に設けられたフランジＦとよりなる。軸部Ｓ′の外周面が円筒状第１被削面Ｇ１′を形成している。フランジＦの軸部側の一側面が円環状第２被削面Ｇ２′を形成している。第２被削面Ｇ２′は、第１被削面Ｇ１′の一端に連なりかつ第１被削面Ｇ１′と直交させられている。

砥石11は、第１および第２被削面Ｇ１′、Ｇ２′とそれぞれ対応する第１および第２作用面31、32を有している。

この発明による研削盤の斜視図である。 同研削盤によって研削されるワークの説明図である。 同研削盤の研削動作を順示す説明図である。 変形例によるワークおよび研削盤の説明図である。

符号の説明

11 砥石
12 調整車
14 ストッパ
21 第１作用面
22 第２作用面
Ｗ ワーク
Ｇ１ 第１被削面
Ｇ２ 第２被削面

Claims (5)

1. 円筒状第１被削面および第１被削面の軸方向一端側で、その半径方向外側に位置させられている第１被削面の軸方向他端側向きの環状第２被削面を有するワークを研削するためのセンタレス研削方法であって、
   第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石を用い、
   第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る第１砥石送り工程と、
   スパークアウト研削完了と同時またはその後に第２被削面から第２作用面が離れるようにワークを送るワーク送り工程と、
   第２被削面から第２作用面が離れた後に、第１被削面を第１作用面がインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る第２砥石送り工程と、
   を備えているセンタレス研削方法。
2. 前後方向にのびた円筒状第１被削面および第１被削面の軸方向前側で、その半径方向外側に位置させられている後向きの環状第２被削面を有するワークを研削するためのセンタレス研削盤であって、
   第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石と、
   第１被削面を支持しかつワークに後向きの推力を与える調整車と、
   ワークの後向きの移動を規制するストッパと、
   第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれインフィード研削をするように砥石を送りかつインフィード研削からスパークアウト研削に切り換えられるようにその送りを停止する第１砥石送り手段と、
   インフィード研削の開始と同時またはその前にストッパを後退させかつスパークアウト研削完了と同時またはその後に第２被削面から第２作用面が離れるようにストッパを前進させるストッパ送り手段と、
   第２被削面から第２作用面が離れた後に、第１被削面を第１作用面がインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る第２砥石送り手段と、
   を備えているセンタレス研削盤。
3. 第２砥石送り手段の作動中に、ストッパを前後させる機能がストッパ送り手段に備わっている請求項２に記載のセンタレス研削盤。
4. ストッパの移動がＮＣ制御によって行われるようになされている請求項２または３に記載のセンタレス研削盤。
5. 円筒状第１被削面および第１被削面より前方に位置させられかつ第１被削面に対して同心状をなしている後向きの円環状第２被削面を有するワークを研削するセンタレス研削盤であって、
   第１被削面を研削するための第１作用面および第２被削面を研削するための第２作用面を有する砥石と、
   第１被削面を支持しかつワークに後向きの推力を与える調整車と、
   ワークの後向きの移動を規制するストッパと、
   第１被削面を第１作用面が、第２被削面を第２作用面がそれぞれインフィード研削およびスパークアウト研削するように砥石を送る砥石送り手段と、
   インフィード研削の開始と同時またはその前にストッパを調整車の推力に基づくワークの移動速度よりも遅い速度でストッパを後退させるストッパ移動手段と、
   を備えているセンタレス研削盤。
   

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