JPH0679614A - 丸球面ホーニング加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高い真球度が得られると共に、真球度を測定
しながら加工が行える丸球面のホーニング加工法を提供
する。 【構成】 同一平面上において、交点を真球の球心０と
する１２０度間隔の三軸線１、２、３を定め、先端に環
状の砥石８を固定した三つの砥石軸４、５、６を具え
る。これら砥石軸４、５、６を球心０方向に前進させて
三つの砥石で加工球を保持し、各砥石８を回転させなが
ら、加工球に対して等圧となるよう押圧して研磨する。
ここで、砥石軸の回転と同時に、砥石軸の一つを、前記
三軸線を含む平面に垂直で、該砥石軸の回転軸を含む平
面上で球心を軸として揺動し、他の二つの砥石軸も同時
に一体揺動させ、加工球を回転させながらその加工を行
う。更に、三軸線を含む平面に対し、垂直方向の加工球
直径上に測定子を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸のない丸球面のホー
ニング加工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軸のない玉の球面を磨いて真球度を高め
る方法として、従来、次のような方法が用いられてき
た。これは、図６に示すような上下両部に分けられる石
臼２０を用いるもので、この石臼上部２０ａの下面及び
同下部２０ｂの上面には、断面がほぼ半円状の環状溝２
１が設けられている。この上下両部の環状溝の間に、砥
粒を配して複数の加工球２２を挟み込み、上下の石臼を
相対的に回転させて球の表面加工を行う。そして、真球
度の高いもののみを選別し、使用するのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような加
工方法では各球ごとの真球度のばらつきが大きく、精度
の低いものも多い。選別された球の平均的な真球度は２
０ｍｍ径のもので±５μｍ程度である。一方、真球度を
測定しながら加工し、一定の真球度に加工できたものか
ら順次送り出しできれば非常に好都合である。しかし、
上記の従来方法では、球は石臼の環状溝内に配置される
ため、加工中に真球度を測定することはできず、加工後
に選別作業を必要とする。

【０００４】本発明は、このような技術的背景のもとな
されたもので、その目的は、±１μｍ程度の高い真球度
が得られると共に、真球度を測定しながら加工が行える
丸球面のホーニング加工法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明方法は、同一平面上において、１２０度間
隔の三軸線を定め、この三軸線の交点を真球の球心と
し、前記各軸線を回転軸として、球心側先端に環状の砥
石を固定した三つの砥石軸を具え、これら砥石軸を球心
方向に前進させて三つの砥石で加工球を保持し、各砥石
を回転させながら、加工球に対して等圧となるよう押圧
して研磨する方法であって、前記砥石軸の一つを、前記
三軸線を含む平面に垂直で、該砥石軸の回転軸を含む平
面上で球心を軸として揺動し、他の二つの砥石軸を、同
時に揺動させ、前記三軸線を含む平面上で球心を軸とし
て一体となって運動し、加工球を回転させながらその加
工を行うことを特徴とする。

【０００６】さらに、前記方法において、三軸線を含む
平面に対し、垂直方向の加工球直径上に測定子を配置
し、加工球の真球度を測定しながら加工を行うことを特
徴とするものである。以下、本発明を実施する装置及び
ホーニング加工法を説明する。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明を実施する装置の加工部概略
を示す上面図で、１，２，３は同一平面上における１２
０度間隔の三軸線を示し、この三軸線の交点Ｏは所定寸
法の真球の球心である。この軸線１，２，３を回転軸と
して、砥石軸４，５，６が配される。各砥石軸４，５，
６の先端は球心Ｏの方向に向き、その先端にはホルダー
７を備え、各ホルダー７には等しい大きさ、性能の砥石
８が固定される。

【０００８】砥石８は環状をなし、それぞれ回転中心を
各軸線１，２，３に合わせて固定されている。又、この
砥石８の外径は、真球に内接し、各辺が各軸線１，２，
３と直交する正三角形を想定して、この正三角形の各辺
よりも若干短い寸法とする。本例では、隣接する各砥石
間の間隔がほぼ２ｍｍとなる砥石を用いた。

【０００９】又、図示していないが、砥石軸４，５，６
はベースによって支持される。このベースは、砥石軸の
前進，後退並びにその位置制御及び正逆両方向への回転
を行うと共に、各自の速度を調整する機能を備える。

【００１０】更に、前記ベース及びベース関連について
説明する。図２で、１０は砥石軸４，６保持するベース
を示す。両ベース１０間は、例えば金具１４により相互
関係を保つように一体に保持され、連杆１１の往復運動
により、軸線１，２，３を含む平面内において球心Ｏを
軸とし、砥石軸４，６を一体に揺動することができる。

【００１１】又、図３，４は，砥石軸を備えるベースの
構成を示し、図３は側面図、図４は上面図である。図に
おいて、１２、１２’はベースを間にし、例えば、横杆
１３によってこれを一体に固定するベース保持板であ
る。これは、軸線に平行して脚部１５をのばし、球心Ｏ
を通り、横杆１３と平行する基準線Ｒ−Ｒ’と交差する
位置に回転軸１６、１６’を具える。そして、これを軸
として、ベースを図３の矢印方向（図４では軸線を含む
紙面に垂直な面内）に回転できるよう構成する。この構
成により、砥石は軸線１，２，３を含む平面に垂直であ
って、軸線２を含む平面内において、加工球の面上を揺
動することができる。

【００１２】その他、装置の構成としては、図示してい
ないが、球心Ｏに向かい、垂直方向に昇降できる台座が
設けられている。これは、加工前後で、各砥石が後退し
た際に加工球を支持するものである。

【００１３】次に、このような装置を用いた加工方法を
説明する。先ず、各砥石を後退させた状態で、台座上に
加工球を載せ、これを各砥石と同様の高さ位置にセット
する。次に、球心Ｏに対して各砥石軸４，５，６を前進
させ、加工球９を保持して、台座を下げる。この状態
で、三つの砥石がそれぞれ等圧で加工球９を押圧するよ
う調整して、各砥石軸４，５，６に回転を与える。砥石
軸の回転方向は、同４及び６が互いに反対方向に回転す
れば、同５の回転方向はいずれの方向でもよい。本例で
は図１に矢印で示すように、砥石軸５，６は球心から見
て左回りに、同４は右回りとした。

【００１４】更に、これら砥石軸４，５，６は、先の回
転と同時に、揺動をも与えられる。既に述べたように、
砥石軸４と６は一体となり、球心Ｏを軸として、軸線
１，２，３を含む平面内で左右に揺動する。又、砥石軸
５は、球心Ｏを軸として、軸線１，２，３を含む平面に
垂直であって、軸線２を含む平面内において、加工球の
面上を揺動する。

【００１５】以上のような、砥石軸の回転と揺動によっ
て、加工球９は回転しながら研磨される。研磨当初、砥
石内周縁が加工球に接することになるが、研磨にともな
い砥石は摩耗して、その外周縁が加工球に接することに
なる。そして、砥石の研磨面は所定の真球面の一部にほ
ぼ等しい凹球面状となって研磨が行われる。

【００１６】前記の揺動は、砥石軸の回転と相まって、
加工球を確実に回転させると共に、その回転方向を様々
な方向に変え、加工球全体をまんべんなく研磨するため
に行われる。

【００１７】ここで、仮に砥石軸の揺動を行わず、その
回転のみ行った場合を考える。図１に示す矢印の方向に
各砥石軸を回転させれば、砥石軸４と５に固定された砥
石が隣接する方向への回転力が大きくなり、加工球はそ
の方向に回転する。しかし、このままでは加工球の回転
方向はほぼ一定で、又表面の凹凸が大き過ぎれば、加工
球は回転しない。このため、前記のように各砥石軸を揺
動させることで、加工球と砥石の接触する面を順次変
え、加工球を確実に回転させて、その回転方向を種々変
化させている。

【００１８】更に、図５に基づいて、ホーニング加工中
における加工球の直径測定方法について説明する。図示
のように、球心Ｏを通る加工球の直径上に測定子１７，
１７’を設置する。測定機は、例えば「東京精密社製」
円筒測定機等が用いられる。図１で示したように、各砥
石軸は水平面上に配置され、その揺動によっても加工球
の上下部に砥石が及ばないため、測定子の設置位置を、
球心Ｏを通る垂直軸上としても加工の支障になることが
ない。

【００１９】このように、回転しながら研磨される加工
球の直径を常時測定できるため、加工しながら真球に近
ずくことが監視できる。真球に近ずくと、加工球表面の
凹凸が少なくなり、砥石との摩擦抵抗が小さくなるた
め、加工球はしだいに回転しなくなってくる。そして、
所定精度になれば砥石軸の回転と揺動を停止し、台座で
加工球を支持して、各砥石軸を後退させて加工を終了す
る。実際に本発明方法で加工を行ったところ、２０ｍｍ
径の加工球において、±１μｍ程度の真球度を得ること
ができた。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ホーニング
加工方法によれば、同一平面上に１２０度間隔で配置し
た３軸線上の砥石を回転、揺動させることにより、加工
球を回転させ、全体を偏りなく研磨することができる。
また、加工中に加工球の径を測定できるため、加工精度
の向上は著しく、作業効率も向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する装置の加工部を示す上面図で
ある。

【図２】本発明の実施において、砥石により３軸線を含
む平面内で加工球に対して揺動を与える機構を示す構成
図である。

【図３】本発明の実施において、砥石により３軸線を含
む平面と垂直をなす面内で加工球に対して揺動を与える
機構を示す側面図である。

【図４】第３図の機構の上面図である。

【図５】本発明による加工球の直径測定方法を示す説明
図である。

【図６】従来法で用いられている石臼を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１，２，３ 軸線 ４，５，６ 砥石軸 ７ ホルダー ８ 砥石 ９ 加工球 １０ ベース １１ 連杆 １２，１２’ 保持板 １３ 横杆 １４ 金具 １５ 脚部 １６，１６’ 回転軸 １７，１７’ 測定子 ２０ 石臼 ２０ａ 石臼上部 ２０ｂ 石臼下部 ２１ 環状溝 ２２ 加工球

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一平面上において、１２０度間隔の三
   軸線を定め、この三軸線の交点を真球の球心とし、前記
   各軸線を回転軸として、球心側先端に環状の砥石を固定
   した三つの砥石軸を具え、これら砥石軸を球心方向に前
   進させて三つの砥石で加工球を保持し、各砥石を回転さ
   せながら、加工球に対して等圧となるよう押圧して研磨
   する方法であって、前記砥石軸の一つを、前記三軸線を
   含む平面に垂直で、該砥石軸の回転軸を含む平面上で球
   心を軸として揺動し、他の二つの砥石軸を、同時に揺動
   させ、前記三軸線を含む平面上で球心を軸として一体と
   なって運動し、加工球を回転させながらその加工を行う
   ことを特徴とする丸球面ホーニング加工法。
2. 【請求項２】 三軸線を含む平面に対し、垂直方向の加
   工球直径上に測定子を配置し、加工球の真球度を測定し
   ながら加工を行うことを特徴とする請求項１記載の丸球
   面ホーニング加工法。