JPH0635102B2 - Method and apparatus for forming a cam working surface by grinding - Google Patents
Method and apparatus for forming a cam working surface by grindingInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は真直ぐな長手方向軸線のまわりに延びかつカム
の作動面としての役目をする線織面を研削により形成す
る方法および前記方法を実施するための装置に関する。The present invention relates to a method for grinding a ruled surface which extends around a straight longitudinal axis and serves as the working surface of a cam, and an apparatus for carrying out said method.
この研削操作によりカムの外面である円周方向の側面が
形成される。この円周方向の側面はカムにより作動せし
められる要素が協働する作動側面である。By this grinding operation, a circumferential side surface which is the outer surface of the cam is formed. This circumferential side is the actuating side with which the elements actuated by the cam cooperate.
これに関連して、いずれの位置においても円形であり、
従って不連続部分のない側面を形成する問題が生ずる。In this connection, it is circular at any position,
Therefore, there arises a problem of forming a side surface having no discontinuity.
多数のカムの製造に関連して起るもう一つの問題は、か
かるカム側面を迅速な連続した自動的な操作で製造可能
にする必要があることである。Another problem associated with the manufacture of large numbers of cams is the need for such cam sides to be manufacturable with rapid, continuous and automated operation.
これらの困難な問題は、本発明の一態様によれば、平坦
な加工面を有しかつ前記加工面に垂直な軸線のまわりに
回転する研削用砥石を設け、前記加工面を加工されるべ
きカムの面と接触するように配置し、前記カムをその長
手方向軸線のまわりに回転させ、前記カムを長手方向軸
線を揺動軸線のまわりに角揺動運動させ、前記研削用砥
石をその回転軸線に平行に変位させしかもカムの回転と
カムの長手方向の軸線の角揺動と研削用砥石の変位とを
同時に行い、前記カムの回転、前記カムの長手方向軸線
の揺動および前記研削用砥石の変位と所定の関係で連動
する制御装置を設けることを含み、前記制御装置が前記
研削用砥石の平坦な加工面を加工されるべきカム面と常
に接触させるように作用するようになった真直ぐな長手
方向軸線のまわりにのびかつカムの作動面の役目をする
線織面を研削により形成する方法により達成される。These difficult problems are, according to one aspect of the present invention, provided with a grinding wheel that has a flat machined surface and that rotates around an axis perpendicular to the machined surface, and the machined surface should be machined. The cam is placed in contact with the surface of the cam, the cam is rotated about its longitudinal axis, the cam is angularly swung about its longitudinal axis about the rocking axis, and the grinding wheel is rotated. The cam is rotated, the cam is rotated, the longitudinal axis of the cam is angularly oscillated, and the grinding wheel is displaced at the same time, whereby the cam is rotated, the longitudinal axis of the cam is oscillated, and the grinding is performed. Including the provision of a control device that works in a predetermined relationship with the displacement of the grindstone, the control device acts so that the flat machining surface of the grinding stone is always in contact with the cam surface to be machined. Around a straight longitudinal axis The ruled surface that serves as a working surface of NobiKatsu cam is achieved by a method of forming a grinding.
本発明は、別の一態様によれば、カム素材をその長手方
向軸線のまわりに回転するように装着する加工品スライ
ドと、回転しうる平坦な研削用砥石が配置された工具ス
ピンドルとを備えたカムの作動面である線織面を前述し
た方法により研削により形成する装置において、前記加
工品スライドが揺動軸線のまわりに回転可能であり、か
つ前記工具スピンドルが摺動キャリジ上に配置されしか
もカムの回転と加工品スライドの角揺動と摺動キャリジ
の変位とが同時に行われるようになっており、前記カム
の長手方向軸線のまわりの回転、前記加工品スライドの
揺動軸線のまわりの角移動および前記摺動工具スピンド
ルキャリジの変位と所定の関係で連動するようになった
制御装置を設け、前記関係は研削用砥石の平坦な加工面
を加工されるべきカム面と常に接触するようになってい
ることを特徴とする装置を提供するものである。The invention, according to another aspect, comprises a work piece slide for mounting a cam blank for rotation about its longitudinal axis and a tool spindle having a rotatable flat grinding wheel disposed therein. In a device for forming a ruled surface, which is an operating surface of a cam, by grinding by the method described above, the work piece slide is rotatable about an axis of swing, and the tool spindle is arranged on a sliding carriage. Moreover, the rotation of the cam, the angular swing of the work piece slide, and the displacement of the sliding carriage are performed at the same time. The rotation of the cam about the longitudinal axis of the cam and the swing axis of the work piece slide are performed. Is provided with a control device which is interlocked with the angular movement of the wheel and the displacement of the sliding tool spindle carriage in a predetermined relationship, and the relationship is such that a flat machined surface of a grinding wheel should be machined. It provides an apparatus characterized by being adapted to constant contact with the beam surface.
本発明は添付図面について記載した以下の説明からさら
に十分に理解されよう。The present invention will be more fully understood from the following description in connection with the accompanying drawings.
全体を符号1で示したカムは作動面2を有している。作
動面2は軸線X−Xのまわりに回転する平面が占める連
続した位置の包絡線として形成される。この包絡線は回
転するときに軸線X−Xに対して異なる角位置を占め
る。第1図においては、母面が二つの連続した位置、す
なわち、平面(A)および(B)で示してある。平面
(A)は母線7に沿ってカムの作動面2に接線をなして
配置され、一方平面(B)は母線8に沿って作動面2に
接線をなして配置されている。図示の場合には、母線7
および8は軸線X−Xに対して傾斜している。しかしな
がら、母線7,8は軸線X−Xに平行であるかまたは軸
線X−Xと交わるようにすることもでき、その場合に
は、母線7,8は軸線X−Xを含む平面に属することに
なろう。カム1は軸線として前記軸線X−Xを有する単
純なシャフト3により担持されている。全体を符号4で
示した右側の円筒形の研削用砥石は円形の環の形態の平
坦な前部加工面5を有している。研削用砥石4は軸線Y
−Yのまわりに回転しうるようになっている。軸線Y−
Yは第1図では軸線X−XとX1において交わりかつ軸
線X−Xに垂直になっている。第1図の平面(A)はま
た二つの軸線X−XおよびY−Yによって画成された平
面YYX1Xに垂直になっている。平面(A)は、破線
6に沿って、二つの軸線X−XおよびY−Yにより画成
された前記平面と交わっている。第1図では、破線6は
軸線X−Xに平行である。その結果、研削用砥石4がカ
ム1に向かって送られると研削用砥石の加工面5が母線
7に沿ってカム1の作動面2と係合する。第2図に示し
た位置ではカム1は平面(B)を軸線X−XおよびY−
Yの平面YYX1Xに垂直に配置するように回転されて
いる。この平面(B)は二つの軸線X−XおよびY−Y
により画成された平面YYX1Xと母線9に沿って交わ
っている。母線9はカムの軸線X−Xに平行ではなく、
軸線X−Xと交差して角度(K)を形成している。その
結果、母線9は研削用砥石の面5に平行ではなく、面5
と角度(K)を形成する。第3図について説明すると、
破線は第2図と同じ位置にあるカム1を示し、一方軸線
は、軸線X−XおよびY−Yにより画成された平面YY
X1Xに垂直な揺動軸線Z−Zのまわりにカム軸線X−
Xを角度Kだけ回転することにより得られた位置におけ
るカム1を示しており、平面(B)と軸線X−Xおよび
Y−Yにより形成された平面との交差により形成された
母線9が研削用砥石の面5に平行に配置されるようにな
っている。この位置において、研削用砥石4をその軸線
Y−Yに平行に前進させたときに研削用砥石4の加工面
5が母線8に沿ってカム面2と係合する。その結果、第
1図に示した加工位置から第3図に示した加工位置に変
えるために、次の工程を実施しなければならない。The cam, generally designated by 1, has an actuating surface 2. The working surface 2 is formed as an envelope of successive positions occupied by a plane rotating about the axis X-X. This envelope occupies a different angular position with respect to the axis X-X as it rotates. In FIG. 1, the mother surface is shown in two consecutive positions, namely planes (A) and (B). The plane (A) is arranged tangentially to the actuating surface 2 of the cam along the generatrix 7, while the plane (B) is arranged tangentially to the actuating surface 2 along the generatrix 8. In the case shown, bus 7
And 8 are inclined with respect to the axis X-X. However, the busbars 7, 8 can also be parallel to or intersect the axis XX, in which case the busbars 7, 8 must belong to the plane containing the axis XX. Would. The cam 1 is carried by a simple shaft 3 which has said axis XX as its axis. The right cylindrical grinding wheel, indicated generally by 4, has a flat front working surface 5 in the form of a circular ring. Grinding wheel 4 has axis Y
It can rotate around -Y. Axis Y-
Y intersects the axis X-X and X 1 in FIG. 1 and is perpendicular to the axis X-X. The plane (A) in FIG. 1 is also perpendicular to the plane YYX 1 X defined by the two axes XX and YY. The plane (A) intersects, along the dashed line 6, the plane defined by the two axes XX and YY. In FIG. 1, the broken line 6 is parallel to the axis XX. As a result, when the grinding wheel 4 is fed toward the cam 1, the machined surface 5 of the grinding wheel engages the working surface 2 of the cam 1 along the generatrix 7. In the position shown in FIG. 2, the cam 1 has the plane (B) on the axes X-X and Y-.
It has been rotated so that it is oriented perpendicular to the Y plane YYX 1 X. This plane (B) has two axes X-X and Y-Y.
Intersects the plane YYX 1 X defined by The busbar 9 is not parallel to the cam axis XX,
It intersects the axis X-X to form an angle (K). As a result, the busbar 9 is not parallel to the surface 5 of the grinding wheel,
Form an angle (K) with. Referring to FIG. 3,
The broken line shows the cam 1 in the same position as in FIG. 2, while the axis is the plane YY defined by the axes XX and YY.
X 1 X Cam axis X- around swing axis Z-Z perpendicular to X
Shown is the cam 1 in a position obtained by rotating X by an angle K, the busbar 9 formed by the intersection of the plane (B) with the plane formed by the axes XX and YY being ground. It is arranged so as to be parallel to the surface 5 of the grinding wheel. At this position, when the grinding wheel 4 is advanced in parallel with its axis Y-Y, the processed surface 5 of the grinding wheel 4 engages with the cam surface 2 along the generatrix 8. As a result, the following steps must be performed in order to change from the processing position shown in FIG. 1 to the processing position shown in FIG.
(i)第2図においてシャフト3を角度(F)だけ回転す
る。(i) In FIG. 2, the shaft 3 is rotated by an angle (F).
(ii)シャフト3の軸線X−Xを第3図に示したように角
度(K)だけ揺動し、 (iii)研削用砥石4をその軸線Y−Yに平行に移動す
る。(ii) The axis X-X of the shaft 3 is swung by an angle (K) as shown in FIG. 3, and (iii) the grinding wheel 4 is moved parallel to the axis Y-Y.
これらの三工程が同時に行われる。もしも研削工程によ
って形成することが必要なカム作動面2の形状が既知で
あれば、角度(F)の値、それに応じたカム軸線X−X
の揺動角度(K)の値およびそれに応じた軸線Y−Yに
沿った研削用砥石4の移動量のすべての値を計算するこ
とができる。These three steps are performed simultaneously. If the shape of the cam operating surface 2 that needs to be formed by the grinding process is known, the value of the angle (F) and the corresponding cam axis XX
It is possible to calculate all the values of the rocking angle (K) and the corresponding amount of movement of the grinding wheel 4 along the axis Y-Y.
それ故に、研削用砥石の移動量および揺動角度(K)の
値はシャフト3の回転量即ち角度(F)の値によって決
定することができる。その結果、シャフト3をその軸線
X−Xのまわりにゆっくりと回転させてシャフト3がそ
の軸線のまわりに回転する間にシャフト3を連続して変
化する角度(K)に等しい量だけ揺動させ、かつそれに
応じて研削用砥石4を砥石4の軸線に平行に移動させる
と、砥石の軸線Y−Yのまわりに高速で回転する研削用
砥石4がその加工面5によりカム1所要の作動面2を形
成する。Therefore, the amount of movement of the grinding wheel and the value of the swing angle (K) can be determined by the amount of rotation of the shaft 3, that is, the value of the angle (F). As a result, the shaft 3 is slowly rotated about its axis X-X to oscillate the shaft 3 by an amount equal to a continuously changing angle (K) while the shaft 3 rotates about its axis. When the grinding wheel 4 is moved in parallel with the axis of the grinding wheel 4 accordingly, the grinding wheel 4 rotating at a high speed around the axis Y-Y of the grinding wheel causes the working surface 5 to move the working surface required by the cam 1. Form 2.
第10図は第1図ないし第6図に例示した方法を実施す
るための装置20を示している。装置20は全体を符号
21で示した台を有している。台21はその頂部に2個
の長手方向のガイド22を備えている。摺動キャリジと
しての役目をするヘッドストック23がガイド22の上
を摺動するように配置されている。工具キャリヤ即ちヘ
ッドストック23はスピンドル24を回転するための駆
動装置を備えており、スピンドル24には全体を符号4
で示した研削用砥石が装着されている。ヘッドストック
23は該ヘッドストックをガイド22に沿って長手方向
に移動させるための駆動装置を支持している。ヘッドス
トック23の前方の台21の上には、支持板25が配置
されている。支持板25の上には、プラットホーム26
が軸線Z−Zのまわりに回転するように配置されてい
る。プラットホーム26には、横方向ガイド27aを有
する細長い加工品スライド27が固定されている。クロ
ススライド28がガイド27a上を摺動できるようにな
っており、またその頂部において加工品ヘッドとしての
役目をする第1直立部材29と、後部センターとしての
役目をする第2直立部材30とを有している。第1直立
部材29はモータ31を担持している。モータ31はそ
の回転運動をシャフト3が配置されたスピンドルに伝達
する。シャフト3はカムシャフトであり、そして4個の
カム1を有している。装置20は操作のために必要な移
動を行なう図示していない数値制御装置を有している。
その結果、カムシャフト3がモータ31によりその軸線
X−Xのまわりに回転せしめられるときに、加工品スラ
イド27がプラットホーム26とともに同時に回転せし
められ、そして角度(K)の揺動運動を行なう。それと
同時に、また既知の型式の数値制御装置により、工具ヘ
ッド23が軸線Y−Yの方向にガイド22に沿って周期
的に往復動せしめられそれにより研削用砥石の加工面5
が加工されるカム1の作動面2と一定の状態で結合する
ように保たれる。FIG. 10 shows an apparatus 20 for carrying out the method illustrated in FIGS. The device 20 has a pedestal generally designated 21. The table 21 is provided with two longitudinal guides 22 on its top. A headstock 23, which serves as a sliding carriage, is arranged so as to slide on the guide 22. The tool carrier or headstock 23 is equipped with a drive for rotating a spindle 24, which is designated by 4 in its entirety.
The grinding wheel shown in is attached. The headstock 23 supports a drive for moving the headstock longitudinally along the guide 22. A support plate 25 is arranged on the table 21 in front of the headstock 23. A platform 26 is provided on the support plate 25.
Are arranged to rotate about an axis Z-Z. An elongated workpiece slide 27 having a lateral guide 27a is fixed to the platform 26. A cross slide 28 is slidable on the guide 27a, and at the top thereof, a first upright member 29 that serves as a workpiece head and a second upright member 30 that serves as a rear center are provided. Have The first upright member 29 carries a motor 31. The motor 31 transmits its rotational movement to the spindle on which the shaft 3 is arranged. The shaft 3 is a cam shaft and has four cams 1. The device 20 has a numerical control device (not shown) that performs the necessary movements for operation.
As a result, when the camshaft 3 is rotated about its axis X-X by the motor 31, the workpiece slide 27 is simultaneously rotated with the platform 26 and makes an oscillating movement of angle (K). At the same time, and by means of a numerical control device of known type, the tool head 23 is periodically reciprocated along the guide 22 in the direction of the axis Y--Y, whereby the machined surface 5 of the grinding wheel 5
Are kept in constant contact with the working surface 2 of the cam 1 to be machined.
第1図は本発明の方法により作動面を形成することが必
要なカムを斜視図で示した図解用分解図でありかつカム
面を加工するようになった平坦な研削用砥石を示した
図、第2図および第3図は本発明の方法の引続く加工工
程の間の第1図のカムおよび砥石を示した図、第4図、
第5図および第6図は第1図、第2図および第3図にそ
れぞれ相当した平面図、第7図、第8図および第9図は
第4図、第5図および第6図を矢印VII、VIIIおよびIX
によりそれぞれ示した方向に見た図、かつ第10図は本
発明の方法を実施するための装置の斜視図である。 1……カム、2……線織面、3……シャフト、4……研
削用砥石、5……加工面、7,8,9……母線、(X−
X)、(Y−Y)……軸線、(Z−Z)……揺動軸線、
20……カム研削装置、23……ヘッドストック、24
……スピンドル、27……加工品スライド。FIG. 1 is a schematic exploded view showing a perspective view of a cam which is required to form an operating surface by the method of the present invention, and shows a flat grinding wheel for processing the cam surface. 2 and 3 show the cam and grindstone of FIG. 1 during subsequent processing steps of the method of the invention, FIG.
5 and 6 are plan views corresponding to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, respectively, and FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 9 are FIG. 4, FIG. 5 and FIG. Arrows VII, VIII and IX
FIG. 10 is a perspective view of the apparatus for carrying out the method of the present invention. 1 ... Cam, 2 ... Striped surface, 3 ... Shaft, 4 ... Grinding stone, 5 ... Processing surface, 7,8,9 ... Bus, (X-
X), (Y-Y) ... axis, (Z-Z) ... swing axis,
20 ... Cam grinding device, 23 ... Headstock, 24
...... Spindle, 27 …… Processed product slide.
Claims (4)
な軸線のまわりを回転する研削用砥石を設け、前記加工
面を加工されるべきカムの面と接触するように配置し、
前記カムをその長手方向軸線のまわりに回転させ、前記
カムの長手方向軸線を前記カムの長手方向軸線と前記砥
石の回転軸線とに直角な平面に平行な揺動軸線のまわり
で角揺動運動させ、前記研削用砥石をその回転軸線に平
行に変位させしかも前記カムの回転とカムの長手方向の
軸線の角揺動と研削用砥石の変位とを同時に行い、前記
カムの回転、前記カムの長手方向軸線の揺動および前記
研削用砥石の変位を所定の関係で制御して前記制御装置
が前記研削用砥石の平坦な加工面を加工されるべきカム
面と常に接触させることを特徴とする、真直ぐな長手方
向軸線のまわりに延びかつカムの作動面である線織面を
研削により形成する方法。1. A grinding wheel having a flat working surface and rotating about an axis perpendicular to the working surface is provided, and the working surface is arranged so as to come into contact with a surface of a cam to be worked,
Rotating the cam about its longitudinal axis, an angular oscillating motion about the oscillating axis parallel to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the cam and the axis of rotation of the grindstone. Then, the grinding wheel is displaced in parallel to the rotation axis thereof, and further, the rotation of the cam, the angular oscillation of the longitudinal axis of the cam and the displacement of the grinding wheel are simultaneously performed, whereby the rotation of the cam and the movement of the cam of the cam are performed. It is characterized in that the swing of the longitudinal axis and the displacement of the grinding wheel are controlled in a predetermined relationship so that the control device always makes the flat machined surface of the grinding wheel come into contact with the cam surface to be machined. , A method of grinding to form a ruled surface which extends around a straight longitudinal axis and which is the working surface of the cam.
て、前記カムの作動面である線織面は前記カムの長手方
向軸線を通る平面中の母線によって形成されていること
を特徴とする方法。2. A method according to claim 1, characterized in that the working surface of the cam, the ruled surface, is formed by a generatrix in a plane passing through the longitudinal axis of the cam. how to.
転するように装着する加工品スライドと、回転しうる平
坦な研削用砥石が配置された工具スピンドルとを備えた
カムの作動面である線織面を研削により形成する装置に
おいて、前記加工品スライドが前記カム素材の長手方向
軸線と前記砥石の回転軸線とに直角な平面に平行な揺動
軸線のまわりで回転可能であり、前記工具スピンドルは
摺動キャリジ上に配置されており、更に、前記カムの回
転と加工品スライドの角揺動と摺動キャリジの変位とを
同時に行いしかも前記カムの長手方向軸線のまわりの回
転と前記加工品スライドの揺動軸線のまわりの角移動と
前記摺動キャリジの変位とを所定の関係で制御して研削
用砥石の平坦な加工面を加工されるべきカム面に常に接
触させるための制御装置を備えたことを特徴とするカム
の作動面を研削により形成する装置。3. A working surface of a cam having a work piece slide for mounting the cam blank for rotation about its longitudinal axis and a tool spindle having a rotatable flat grinding wheel disposed therein. In a device for forming a ruled surface by grinding, the workpiece slide is rotatable about a swing axis parallel to a plane perpendicular to a longitudinal axis of the cam blank and a rotation axis of the grindstone, The spindle is arranged on a sliding carriage and is further adapted to simultaneously rotate the cam, angularly swing the work piece slide, and displace the sliding carriage, and further rotate the cam about the longitudinal axis of the cam and perform the machining. A control for controlling the angular movement of the product slide about the swing axis and the displacement of the sliding carriage in a predetermined relationship so that the flat machining surface of the grinding wheel is always in contact with the cam surface to be machined. Device formed by grinding the working surface of the cam, characterized in that it comprises a device.
て、前記カムは該カムの長手軸線を通る平面中の母線に
よって形成された作動面である線織面を有することを特
徴とする装置。4. The device according to claim 3, wherein the cam has a ruled surface which is an operating surface formed by a generatrix in a plane passing through the longitudinal axis of the cam. apparatus.
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