JP5213553B2 - 研削装置および研削方法 - Google Patents
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この構成によると、ワークの外径にクラウニング形状を形成する手法として、砥石の断面形状をクラウニング形状とし、ワークの外径面にその断面形状を転写させるようにしたため、砥石断面のクラウニング形状を適宜設計することで、任意のクラウニング形状をワークに形成することができ、また高精度に加工することができる。また、キャリアを駆動定盤と同心で回転させる駆動仕様とし、ワークに加工点を通過させながら、クラウニング加工を行うようにしたため、ワークの給排が効率良く行えて、高能率で加工が行える。この場合に、砥石は、駆動定盤に対して回転軸心を傾けたため、砥石を駆動定盤に対して対面方向としながら、砥石に切り込みを与えることができて、研削加工が可能となる。また、砥石を駆動定盤に対して対面方向として、かつ傾けるようにしたため、ワークの長い公転範囲を砥石と接触させて、長い研削距離を得ることができ、そのため効率の良い研削加工が行える。
このように、円筒ころなどのワークの外径面に、対数クラウニングなどの任意のクラウニング形状を効率良く研削加工できる。これにより、コスト低減か可能となる。また、駆動定盤と砥石の間隔を固定することができるため、加工寸法のばらつきを抑えることができる。
このように、軸心の傾きによって生じる砥石・キャリア間の間隔の広がり部を利用し、ワーク供給部,ワーク排出部を位置させた場合、キャリアに対するワークの供給・排出において、ワークが砥石と干渉するのを簡単に回避することができる。これにより、回転仕様のキャリアを用い、連続的にワークを流しながら研削加工することが実現できて、高効率でワークの給排を行うことができる。
このように、個別に回転速度を設定可能とすることで、例えばキャリアの回転速度を、加工対象のワークに応じて一定回転速度としたり、回転速度を変化させて加工精度を向上させることができる。
駆動定盤の回転軸心を垂直姿勢とした場合は、駆動定盤のワーク接触面上にワークを配置してワークの自転を容易化し、設備製造や調整の簡易化が可能となる。また、駆動定盤の回転軸心を水平姿勢とした場合は、キャリアの上部側からワークを供給し、キャリアの下部側から排出する構成とすることで、ワーク供給・排出の容易化が可能となる。駆動定盤の回転軸心を傾斜させると、上記した垂直姿勢の場合の長所と水平姿勢の場合の長所とを兼ね備えたものとできる。
すなわち、傾斜させることで、ワークを駆動定盤上で安定して支持し、かつワークの給排も効率良く行える。また、駆動定盤の回転軸心を傾斜させると、平面投影形状が小さくできて、機械の剛性を上げることができる。
この構成によると、ワークの外径面に効率良くクラウニング形状を研削加工できる。
この発明の研削方法は、この発明の研削装置を用い、駆動定盤の回転とキャリアの回転とで、ワークに公転および自転の複合動作を与えながら、このワークの外径面を前記砥石によりクラウニング形状に研削するため、ワークの外径面に効率良くクラウニング形状を研削加工できる。
砥石2の回転軸9は、砥石2が駆動定盤1のワーク接触面1aと対面するように、砥石台14に図示しない軸受を介して回転自在に支持される。この回転軸9の軸心が砥石2の回転軸心O2とされる。この砥石2は、図1(A)のように、砥石台14に設けられたモータ25を駆動源として回転駆動される。すなわち、モータ25の出力軸25aの回転が、プーリ26、ベルト27、およびプーリ28を介して前記回転軸9に伝達される。
上記した各モータ16,20,25,30は、図1に示す制御手段37で制御される。制御手段37は、例えばコンピュータ式の制御装置からなり、駆動定盤1を回転させるモータ16、およびキャリア3を回転駆動させるモータ20に対して、それぞれ個別に設定可能な回転速度で回転制御可能とされる。制御手段37は、各モータ16,20,25,30を、閉ループ制御するものであっても、開ループ制御するものであっても良い。
なお、駆動定盤1の回転軸心O1に対する磁石2の回転軸心O2の角度θは、ワークWのサイズやクラウニング量により調整可能とすることが好ましい。この調整は、砥石台9または案内台13に設けた調整機構(図示せず)により行えるようにする。上記角度θは固定であっても良い。また、この角度θは、例えば、0.1〜0.2度の程度の範囲が好ましい。ただし、この角度θは、ワークサイズやクラウニング量によりワーク供給・排出時に砥石との干渉を避けるため、更に大きくする可能性がある。図3では、上記角度θの傾きを強調して図示しているが、実際には、図1(B)に示すように、角度θは微小な角度とされる。
図3(A)に矢印Aで示すように、駆動定盤1は例えば右回りに回転駆動され、キャリア3は矢印Bで示すように駆動定盤1とは逆方向に回転駆動される。砥石2も矢印Cで示すように左回りに回転駆動される。このような回転駆動状態において、ワーク供給部35からキャリア本体4のワーク保持溝8にワークWが順次供給される。ワーク保持溝8に保持されて、キャリア本体4の両面に突出する状態とされたワークWは、駆動定盤1のワーク接触面1a上をキャリア3の回転により加工点へと移動させられる。この場合の加工点は、キャリア本体4と砥石2の間の間隔が最も狭まった部分である。駆動定盤1の回転方向とキャリア3の回転方向は互いに逆方向であるため、ワークWは自転する。すなわち、ワークWは、キャリア3と駆動定盤1の回転により公転と自転の複合動作を行いながら加工点へと移動し、加工点において砥石2により研削加工が行なわれる。
砥石2は、そのワーク接触面の砥石軸心O2を含む断面での断面形状をクラウニング形状としているので、上記研削加工により、ワークWの外径面にクラウニング形状が転写される。この場合のクラウニング形状は、ワークWとされる例えば円筒ころが構成部品となる軸受の性能を向上させる計算により、予め設計された対数形状や任意の形状に形成されている。また、砥石2の回転軸心O2が、駆動定盤1の回転軸心O1に対して所定角度θだけ傾斜させてあることから、前記研削加工において、ワークWに対して適度な切込を与えることができる。キャリア3の回転速度は、加工対象のワークWに応じて一定回転速度としても良いし、回転速度を変化させて加工精度を向上させるようにしても良い。
すなわち、このクラウニング研削装置によると、次の各利点が得られる。
(1) ワークWの外径にクラウニング形状を形成する手法として、砥石2の断面形状をクラウニング形状とし、ワークWの外径面にその断面形状を転写させるようにしたため、砥石断面のクラウニング形状を適宜設計することで、任意のクラウニング形状をワークWに形成することができ、また高精度に加工することができる。
(2) キャリア3を駆動定盤1と同心で回転させる駆動仕様とし、ワークWに加工点を通過させながら、クラウニング加工を行うようにしたため、ワークWの給排が効率良く行えて、高能率で加工が行える。
(3) この場合に、砥石2は、駆動定盤1に対して回転軸心O2を傾けたため、砥石2を駆動定盤1に対して対面方向としながら、砥石2に切り込みを与えることができて、研削加工が可能となる。また、砥石2を駆動定盤1に対して対面方向として、かつ傾けるようにしたため、ワークWの長い公転範囲を砥石2と接触させて、長い研削距離を得ることができ、そのため効率の良い研削加工が行える。
(4) 駆動定盤1と砥石2の間隔を固定することができるため、加工寸法のばらつきを抑えることができる。
(5) 駆動定盤1の回転軸心O1を水平面に対して傾斜させたため、ワークWを駆動定盤1上で安定して支持し、かつワークWの給排も効率良く行える。また、駆動定盤1の回転軸心O1を傾斜させたため、平面投影形状が小さくできて、機械の剛性を上げることができる。
1a…ワーク接触面
2…砥石
3…キャリア
8…ワーク保持溝
16…駆動定盤用モータ
20…キャリア用モータ
24…ガイド
35…ワーク供給部
36…ワーク排出部
37…制御手段
Claims (7)
- 回転中心に対して略垂直なワーク接触面を有し回転駆動される駆動定盤と、この駆動定盤と同心に設置されて回転駆動されるキャリアと、このキャリアに設けられてワークをキャリアの両面に突出状態でかつ前記駆動定盤に接触状態に保持する複数の放射状のワーク保持溝と、前記キャリアの外周における円周方向の一部に前記キャリアから離れて設けられて前記キャリア内のワークの端部を案内する円弧状のガイドと、前記駆動定盤に対面して回転駆動され前記駆動定盤の回転軸心に対して同一方向または傾斜した回転軸心を有し、前記キャリア,駆動定盤,およびガイドによって支持されているワークを研削する砥石とを備え、この砥石のワーク接触面の砥石軸心を含む断面での断面形状を、ワークの外径面に転写させることを特徴とする研削装置。
- 請求項1において、前記キャリアに対してワーク保持溝のキャリア外径側端からワークの供給および排出をそれぞれ行うワーク供給部およびワーク排出部を、前記ワーク駆動定盤に対する砥石の回転軸心の傾きによって生じる、砥石と駆動定盤間の間隔の広がり部に位置させた研削装置。
- 請求項1または請求項2において、前記駆動定盤を回転させる回転駆動源、および前記キャリアを回転駆動させる回転駆動源に対して、それぞれ個別に設定可能な回転速度で回転させる制御手段を設けた研削装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記駆動定盤が水平面に対して傾斜している研削装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記砥石が、リング型、ディスク型、またはカップ型の砥石である研削装置。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記ワークが、円筒ころ、または円すいころである研削装置。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の研削装置を用い、駆動定盤の回転とキャリアの回転とで、ワークに公転および自転の複合動作を与えながら、このワークの外径面を前記砥石によりクラウニング形状に研削することを特徴とする研削方法。
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