JP4923369B2 - センタレス研削盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂タンジェンシャルタイプのセンタレス研削盤の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、転がり軸受のころの製造に使用するセンタレス研削盤は、インフィードタイプのもの、スルーフィードタイプのもの、タンジェンシャルタイプのものに大別することができる。
前記インフィードタイプでは、回転砥石と調整車との間の研削用隙間にワークをセットした状態で、これらの回転砥石と調整車との相対回転により、ワークの外周面を所定形状に研削する。
【0003】
前記スルーフィードタイプでは、例えばワークが転動可能な螺旋溝を調整車の外周に設けておいて、前記螺旋溝によってワークを回転砥石の軸線方向に沿って送りながら、研削を進める。
一方、前記タンジェンシャルタイプは、回転砥石と調整車との間の研削用隙間に、前記回転砥石の外周面に対して略接線方向に沿ってワークを送り込んで、前記ワークの外周面を所定形状に研削する。
【0004】
ところで、前述のインフィードタイプのものは、ワーク外周面の多様な形状の研削が可能で、また、加工精度を高めることも比較的容易である。しかしながら、ワークの研削位置へのセットがバッチ式となり、手間のかかるワークの入れ替え作業がその都度必要になるため、生産性が良くないという欠点があった。
【0005】
一方、前述のスルーフィードタイプのものは、回転砥石の軸線方向にワークを順送りすることで研削を進めるため、多数のワークを連続処理することができ、生産性に優れる。しかしながら、ワークを回転砥石の軸線方向に送りながら研削するため、ワーク外周の研削面の形状が、単純な円筒面や円錐面に限られ、例えば、外径が途中で変わる段付き形状や樽型形状等の複雑な形状の研削ができないという欠点があった。
【0006】
また、例えば特開2000−117600号公報等に開示されたタンジェンシャルタイプのセンタレス研削盤の場合は、研削動作中に最適芯高にての加工が維持されるように、回転砥石軸もしくは調整車軸と搬送手段の位置とを微調整しながら、回転砥石と調整車との間の研削用隙間に順にワークを通過させることで、多数のワークを連続処理することができ、高い生産性を発揮し得る。
更に、回転砥石に対するワークの送り方向が、回転砥石の外周に対して略接線方向となり、回転砥石の形状をドレス成形してやることによって、回転砥石に接する面が直線でない段付き形状や樽型形状等の複雑な形状の研削も可能になり、インフィードタイプやスルーフィードタイプと比較して、欠点が少ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のタンジェンシャルタイプのセンタレス研削盤では、通常、ワークを回転砥石側に押す調整車の外周面は、ワークの軸線方向の全幅に渡って径が一定の単純な円筒面形状とされている。また、ワークの一端を位置決めする端面基準を、ワークを回転砥石の接線方向に送り込む搬送手段としてのブレードに装備している。
【0008】
そこで、両端の径が異なるワーク等のように、調整車に接する形状が直線、若しくは軸方向に対称の形状を有していない場合には、ワークの最大径部分のみしか調整車に接触せず、調整車によるワークの押圧箇所が局部的に偏るため、回転砥石の外周面に対するワークの接触圧をワークの加工面全域に渡って均一化することができない。その結果、研削動作中に、ワークの姿勢が不安定となり、加工精度が低下する虞があった。
【0009】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、ワークの外周面の研削形状に関わらず、生産性と高い加工精度とを低コストで両立させることができる良好なタンジェンシャルタイプのセンタレス研削盤を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、回転砥石と、この回転砥石の外周面との間にワークの外周面を研削する研削用隙間を形成する調整車と、前記ワークの外周面と前記回転砥石の外周面との略接線方向に沿って前記ワークを前記研削用隙間に搬送するワーク搬送手段とを備えて、前記ワークの外周面を所定形状に研削するセンタレス研削盤であって、前記調整車の外周面には、ワーク支持溝が設けられ、前記ワーク支持溝は、前記調整車の周方向に亘って形成される閉環状の周溝であり、前記ワーク支持溝の横断面形状が前記ワークの外周面の研削形状に合致することを特徴とするセンタレス研削盤により達成される。
【0011】
上記構成によれば、回転砥石と調整車との間の研削用隙間に、順にワークを通過させることで、多数のワークを連続処理することができる。
また、回転砥石に対するワークの送り方向が、回転砥石の外周に対して略接線方向となり、回転砥石の形状をドレス成形してやることによって回転砥石に接する面が直線でない段付き形状や樽型形状等の複雑な形状のワークの研削も可能である。
更に、軸方向に対称の形状を有していないワークの場合にも、ワークの軸方向の全幅に渡って調整車のワーク支持溝がワークの外周面に接触することができ、回転砥石に対するワークの接触圧をワークの加工面全域に渡って均一化することができるので、研削動作中にワークの姿勢が不安定となって加工精度が低下する虞れがなくなる。
【0012】
尚、好ましくは前記ワーク支持溝には、前記ワークの一端面を位置決めする端面基準が設けられる。
この場合、ワークの端面形状に明らかな傾斜を持っており、ワーク搬送手段のブレード等で基準面を取る事が難しい際にも、調整車のワーク支持溝の溝加工の形状により柔軟に対応することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るセンタレス研削盤を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るセンタレス研削盤の全体構成図を示す斜視図である。
【0014】
本第1実施形態のセンタレス研削盤1は、所謂タンジェンシャルタイプのもので、図1に示したように、回転砥石3と、この回転砥石3の外周面3aとの間にワーク5の外周面5aを研削する研削用隙間7を形成する調整車9と、前記ワーク5の外周面5aと前記回転砥石3の外周面3aとの略接線方向に沿って前記ワーク5を前記研削用隙間7に搬送するワーク搬送手段11とを備えて、前記ワーク5の外周面3aを所定形状に研削する。
【0015】
前記回転砥石3は、砥石スピンドル部21に回転可能に軸支されており、図2中時計回り方向に回転駆動される。また、前記砥石スピンドル部21には、送りねじ22が装備されており、図2に示すように、該送りねじ22に沿う移動動作によって、研削動作時に回転砥石3の中心位置を、Og1からOg2の範囲sで水平変位させ、ワーク5との接触位置の角度βを調整することができる。
【0016】
前記回転砥石3の中心がOg2に移動したとき、前記ワーク5に接触する回転砥石3の外周面3aは、図2の一点鎖線G2で示す位置になる。
前記回転砥石3の中心がOg1に移動したとき、前記ワーク5に接触する回転砥石3の外周面3aは、図2の実線G1で示す位置になる。
【0017】
本第1実施形態におけるワーク5は、円錐転がり軸受に転動体として組み込まれる円錐ころである。
前記ワーク搬送手段11は、搬送手段本体31上の定位置に回転可能に支持されたブレード保持器32の回転によって、該ブレード保持器32の外周部に保持したワーク5を、順次、前記ワーク5の外周面5aと前記回転砥石3の外周面3aとの略接線方向から研削用隙間7に搬送する。
【0018】
前記ブレード保持器32は、図1に示したように、円板部32aの外周から軸方向に突出する複数本のブレード32bによって、前記ワーク5を収容する複数個のポケット32cを形成したものである。
前記ポケット32cは、前記円板部32aの半径方向外方にはワーク5を出し入れ可能な収容空間であり、研削用隙間7を通り過ぎたワーク5は、自重によってポケット32cから落下して、その下方に装備されている回収用シュート34を介して、所定箇所に回収される。
【0019】
前記調整車9は、図1に示したように、調整車スピンドル部41に回転可能に支持されている。調整車スピンドル部41は、研削時には調整車9が前記ブレード保持器32の内周部に嵌入され、ツルーイング時には調整車9が図1に示したようにブレード保持器32とは離間した状態となるように、該調整車9の軸方向にスライド移動可能に支持されている。
【0020】
そこで、研削時には、前記調整車9が調整車スピンドル部41の移動動作によって、図3に示すように、ブレード保持器32の内周部に移動して、前記回転砥石3の外周面3aとの間に研削用隙間7を画成すると共に、前記ブレード保持器32のポケット32cによって該研削用隙間7に送られてくるワーク5を回転砥石3の外周面3aに押し付ける。前記調整車9は、回転砥石3と同様に時計回り方向に回転駆動され、前記ブレード保持器32は、調整車9と逆方向(即ち、反時計回り方向)に回転駆動される。
【0021】
本第1実施形態の場合、図3及び図4に示すように、前記調整車9の外周面9aには、横断面形状が前記ワーク5の外周面5aの研削形状(即ち、ワーク5の円錐面を形成するテーパ面)に合致するワーク支持溝51が形成されている。
このワーク支持溝51は、調整車9の外周を周方向に連続して形成された凹溝であり、底面51aがワーク5の外周面5aの研削形状に成形される。
【0022】
更に、ワーク5にかかる研削抵抗により押し付けらるワーク5の太径側(図4中左側)の溝側面51bに、該ワーク5を位置決めする端面基準が設定されている。
また、前記溝側面51bと前記底面51aとの交差部には、これら溝側面51b及び底面51aを加工する際に、工具の引っ掛かりを防止して加工を確実にするための逃げ51dが形成されている。
なお、前記調整車9の材質としては、耐摩耗性と硬さに優れた焼き入れ鋼を使用することが好ましい。
【0023】
即ち、上述の如きセンタレス研削盤1によれば、回転砥石3と調整車9との間の研削用隙間7に、順にワーク5を通過させることで、多数のワーク5を連続処理することができ、高い生産性を発揮し得る。
そして、前記ワーク5の軸方向の全幅に渡って、調整車9のワーク支持溝51の底面51aがワーク5の外周面3aに接触することができ、回転砥石3に対するワーク5の接触圧をワーク5の加工面全域に渡って均一化することができるので、研削動作中にワーク5の姿勢が不安定となり加工精度が低下する虞れがなく、インフィード研削と同等の高い加工精度を安定維持することができる。
【0024】
更に、本第1実施形態の場合、前記ワーク支持溝51の溝側面51bが、ワーク5の太径側の端面に当接して該ワーク5を位置決めする端面基準に設定されており、前記調整車9にワーク支持溝51を形成する際、同一部品上に設定した端面基準を加工基準位置として高精度にワーク支持溝51の底面51aを形成することができるので、研削時におけるワーク支持溝51によるワーク5外周面3aの押さえを更に高精度に均一化することができ、加工精度の高精度化に対する信頼性が向上する。
【0025】
図5は、本発明の第2実施形態に係るセンタレス研削盤の要部横断面図である。
ここに示したセンタレス研削盤60は、調整車69及び回転砥石63を軸方向に長尺に形成すると共に、調整車69の外周面には、横断面形状が前記ワーク5の外周面5aの研削形状に合致するワーク支持溝61が所定の離間間隔で複数列(本実施形態においては、4列)に形成されており、同時に、複数個のワーク5を研削処理可能にしたものである。尚、各ワーク支持溝61にワーク5を順に供給できるように、図示しないワーク搬送手段も改良したものが採用される。
【0026】
前記各ワーク支持溝61は、上記第1実施形態のワーク支持溝51と同形状であり、溝側面61bと底面61aとの交差部には、逃げ61dが形成されている。尚、これら各ワーク支持溝61はリードを持たず、加工位置は軸方向に移動することなく、加工が行われる。
本第2実施形態に係るセンタレス研削盤のように、調整車69の外周に複数列のワーク支持溝61を並列装備して、複数個のワーク5を同時に研削加工する構成にすると、その分、設備の大型化を抑えて、生産性を向上させることができる。
【0027】
図6は、本発明の第3実施形態に係るセンタレス研削盤の要部横断面図である。本第3実施形態におけるワーク6は、自動調心ころ軸受に転動体として組み込まれる球面ころである。
本第3実施形態のセンタレス研削盤70は、回転砥石73の外周面73aが、ドレス成形によってワーク6の外周面6aの形状に対応した断面円弧状に形成されると共に、調整車79のワーク支持溝71の底面71aも、ワーク6の外周面の形状に合致する断面円弧状に形成されたものであり、他の構成部分は上記第1実施形態のセンタレス研削盤1と同様である。
【0028】
前記各ワーク支持溝71には、上記第1実施形態のワーク支持溝51と同様に、溝側面71bと底面71aとの交差部に逃げ71dが形成されている。
なお、ワーク6の研削面が球面である場合、該ワーク6を位置決めする端面基準に設定された溝側面71bへの押し当ては、一例として砥石軸や調整車軸のスキュー等で行うことができる。
【0029】
即ち、本第3実施形態のセンタレス研削盤70によれば、回転砥石73に対するワーク6の送り方向が、回転砥石73の外周に対して略接線方向となり、回転砥石73の外周面73aの形状をワーク6の外周面の形状に対応した断面円弧状にドレス成形してやることによって、回転砥石73に接する面が直線でない球面状のワーク6の研削も可能である。
【0030】
そして更に、前記ワーク6の軸方向の全幅に渡って、調整車79のワーク支持溝71の底面71aがワーク6の外周面6aに接触することができ、回転砥石73に対するワーク6の接触圧をワーク6の加工面全域に渡って均一化することができるので、研削動作中にワーク6の姿勢が不安定となり加工精度が低下する虞れがなく、インフィード研削と同等の高い加工精度を安定維持することができる。
【0031】
図7は、本発明の第4実施形態に係るセンタレス研削盤の要部横断面図である。本第4実施形態におけるワーク8は、スラスト自動調心ころ軸受や球面円錐ころ軸受等に転動体として組み込まれる両端部の径寸法が異なったたる形のころであり、円錐ころに球面ころのようなクラウニングRがついた形状を有している。
【0032】
本第4実施形態のセンタレス研削盤80は、回転砥石83の外周面83aが、ドレス成形によってワーク8の外周面8aの形状に対応した断面円弧状に形成されると共に、調整車89のワーク支持溝81の底面81aも、ワーク8の外周面8aの形状に合致する断面円弧状に形成されたものであり、他の構成部分は上記第1実施形態のセンタレス研削盤1と同様である。
【0033】
更に、前記ワーク8にかかる研削抵抗により押し付けらるワーク8の太径側(図7中左側)の溝側面81bに、該ワーク8を位置決めする端面基準が設定されている。
また、前記各ワーク支持溝81には、上記第1実施形態のワーク支持溝51と同様に、溝側面81bと底面81aとの交差部に逃げ81dが形成されている。
【0034】
即ち、本第4実施形態のセンタレス研削盤80によれば、回転砥石83に対するワーク8の送り方向が、回転砥石83の外周に対して略接線方向となり、回転砥石83の外周面83aの形状をワーク8の外周面8aの形状に対応した断面円弧状にドレス成形してやることによって、回転砥石83に接する面が軸方向に対称の形状を有していない略たる形の前記ワーク8の研削も可能である。
【0035】
そして更に、前記ワーク8の軸方向の全幅に渡って、調整車89のワーク支持溝81の底面81aがワーク8の外周面8aに接触することができ、回転砥石83に対するワーク8の接触圧をワーク8の加工面全域に渡って均一化することができるので、研削動作中にワーク8の姿勢が不安定となり加工精度が低下する虞れがなく、インフィード研削と同等の高い加工精度を安定維持することができる。
【0036】
尚、本発明のセンタレス研削盤で研削するワークは、上記各実施形態における転がり軸受の転動体に限るものではなく、調整車のワーク支持溝の底面形状をワークの外周面形状に合わせた曲面形状や多面形状にすることで、種々の外形形状のワークに対して高精度な研削を実現することができる。
【0037】
又、本発明のセンタレス研削盤におけるワーク搬送手段は、上記実施形態におけるワーク搬送手段11のように、ブレード保持器32の回転によってワークを送り込むタンジェンシャルタイプに限らず、研削用隙間7へすべりシュートで搬送入したり、研削用隙間7の上部からチャットを持ったロボットアームで搬送入するワーク搬送手段にも適応できる。
更に、本発明のセンタレス研削盤において、ワークの研削精度を更に向上させるために、回転砥石や調整車の位置を微調整して、加工するワークの芯高さを最適化するような制御を組合せることも可能である。
【0038】
【発明の効果】
上述した如き本発明のセンタレス研削盤によれば、回転砥石と調整車との間の研削用隙間に、順にワークを通過させることで、多数のワークを連続処理することができる。
また、回転砥石に対するワークの送り方向が、回転砥石の外周に対して略接線方向となり、回転砥石の形状をドレス成形してやることによって回転砥石に接する面が直線でない段付き形状や樽型形状等の複雑な形状のワークの研削も可能である。
【0039】
更に、軸方向に対称の形状を有していないワークの場合にも、ワークの軸方向の全幅に渡って調整車のワーク支持溝がワークの外周面に接触することができ、回転砥石に対するワークの接触圧をワークの加工面全域に渡って均一化することができるので、研削動作中にワークの姿勢が不安定となり加工精度が低下する虞れがなくなる。
従って、ワークの外周面の研削形状に関わらず、生産性と高い加工精度とを低コストで両立させることができる良好なタンジェンシャルタイプのセンタレス研削盤を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るセンタレス研削盤の全体構成図を示す斜視図である。
【図2】図1に示したセンタレス研削盤の研削時における回転砥石と調整車とワークとの位置関係を示す概略正面図である。
【図3】図1に示したセンタレス研削盤の研削時における調整車とワークと搬送手段との位置関係を示す要部拡大斜視図である。
【図4】図1に示したセンタレス研削盤の研削時における回転砥石と調整車とワークとの位置関係を示す要部横断面図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係るセンタレス研削盤の要部横断面図である。
【図6】本発明の第3実施形態に係るセンタレス研削盤の要部横断面図である。
【図7】本発明の第4実施形態に係るセンタレス研削盤の要部横断面図である。
【符号の説明】
1 センタレス研削盤
3 回転砥石
3a 外周面
5 ワーク
5a 外周面
7 研削用隙間
9 調整車
9a 外周面
11 ワーク搬送手段
32 ブレード保持器
51 ワーク支持溝
51a 底面
51b 溝側面(端面基準)
Claims (5)
- 回転砥石と、この回転砥石の外周面との間にワークの外周面を研削する研削用隙間を形成する調整車と、前記ワークの外周面と前記回転砥石の外周面との略接線方向に沿って前記ワークを前記研削用隙間に搬送するワーク搬送手段とを備えて、前記ワークの外周面を所定形状に研削するセンタレス研削盤であって、
前記調整車の外周面には、ワーク支持溝が設けられ、
前記ワーク支持溝は、前記調整車の周方向に亘って形成される閉環状の周溝であり、
前記ワーク支持溝の横断面形状が前記ワークの外周面の研削形状に合致することを特徴とするセンタレス研削盤。 - 前記ワーク支持溝には、前記ワークの一端面を位置決めする端面基準が設けられることを特徴とする請求項1に記載のセンタレス研削盤。
- 前記ワーク支持溝には、前記端面基準が設定される側の溝側面と底面との交差部に逃げが形成されていることを特徴とする請求項2に記載のセンタレス研削盤。
- 前記調整車は、焼き入れ鋼からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセンタレス研削盤。
- 前記調整車の外周面には、前記ワーク支持溝が所定の離間間隔で複数列形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のセンタレス研削盤。
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