JPS58192743A - カム研削方法 - Google Patents

カム研削方法

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JPS58192743A
JPS58192743A JP57071727A JP7172782A JPS58192743A JP S58192743 A JPS58192743 A JP S58192743A JP 57071727 A JP57071727 A JP 57071727A JP 7172782 A JP7172782 A JP 7172782A JP S58192743 A JPS58192743 A JP S58192743A
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小出 強志
Norihiko Shimizu
清水 紀彦
Yuichiro Komatsu
小松 有一郎
Toshio Maruyama
丸山 敏男
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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/08Single-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
    • B24B19/12Single-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
    • B24B19/125Single-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 electrically controlled, e.g. numerically controlled

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマスクカムに倣って回転と揺動運動が与えられ
るワークに対し砥石を送り込んで所望プロフィル形状の
カムを研削子るカム研削方法に関するものである。
本発明の目的は砥石台の送り込み速度を大幅に高めて加
工時間の短縮による生産性向上を図ることであり、これ
とともに送り込み速度の高速化に伴う砥石表面の荒れと
か切残しを防ぎ、かつ面粗度悪化、プロフィル誤差の発
生を抑制し、更には研削焼けを仕上げ面に残さないよう
にすることである。
近年省エネルギ、生産コストの低減、品質向上の要求は
増々きびしくなっており、カムプロフィル研削の分野に
おいても、自動車メーカを中心としてサイクルタイムの
短縮化、加工精度の向上が要求されている。サイクルタ
イムと加工精度は相反するものであり、双方を満足させ
るだめの努力が色々なされているが、未だ要求を満足す
るに至っていないのが現状である。
マスクカムに倣ってワークに回転と揺動運動を与えるカ
ムプロフィル研削では、第1図に示寸ようにワークの単
位時間当りの回転角度dθに対する研削除去率が絶えず
変化する。この変化量は、研削時間を一定C単位時間当
りの除去量一定〕にした場合、ワーク回転を高速にすれ
ば大きくなり振動が起き易いが、第2図(A)に示すよ
うに砥石との接触弧長さtaが減少するため発熱が少く
研削焼け、割れが生じにくい。
この特性を利用した従来のカム研削においては、荒研削
サイクルを通じてワークを8Orpm程度で高速回転さ
せているが、砥石切込み速度を上げると振動や切残しが
多くなるため切込み速度Flは25闘/m=程度しか与
えられず、これ以上の加工能率向上は極めて困難である
。この場合の荒研削サイクルを第3図に、仕上研削サイ
クルを第4図に示寸。
ここにN1は高速回転領域、N2は低速回転領域を示し
、F2は仕上時の切込み速度でFlの約1/10の速度
に設定されている。Dlは荒研削取代、D2は仕上研削
取代で・Dl:15D2に設定される。
ところでワーク回転数を低速回転にすれば、研削除去率
の変化量は小さくなり第2図(B)に示寸ように砥石と
の接触弧長lbが増すため、砥粒1個当りの負荷は軽減
し、揺動台加速度も減少するので、工ゎ。いヵよ、□−
2よ7.7.。2゜え   ♂性を利用した従来のカム
研削条件としては、砥石切込み時にはワークを3Qrp
m (N3)で低速回転させ、切込み端以後のスパーク
アウト時にはワークを6Orpm (N4)で高速回転
させている。このような研削サイクルにおいては、砥石
切込み速度を前者に比較して40IIIII/m1n(
F3)程度まで高めることができるが、ワークを低速回
転させることにより、第2図(B)に示すように砥石と
の接触弧長さlbが増すため、研削焼け、割れが発生し
易くなる。よって研削条件の設定は、加工能率を犠牲に
して低目にせざるを得なかった。この場合の荒研削サイ
クルを第5図に、仕上研削サイクルを第6図に示す。
ここに仕上時の切込速度F4としてはF3の約1/10
に設定され、荒研削取代D1、仕上研削取代D2は第3
図、第4図の場合とほぼ同じ値に設定される。
本発明はかかる点に鑑み、加工能率を向上中るために砥
石切込み速度を高めるとともに振動の発生とか切残しの
増大をさけるべくワーク回転を低速にし、かつ研削焼け
の発生に対しては砥石切込みをステップ切込みとなして
熱量管理し、研削焼は層が仕上面に残らないようにして
加工せんと干るものである。
かかるカム研削方法を実施中るだめの研削装置の構成に
ついて第7図、第8図に基いて説明する。
本体をなすベッド10上にはテーブル11及び砥石台1
2が互いに直交する方向に摺動可能に案内され、それぞ
れ送りモータ13.14にて送り制御されるようになっ
ている。テーブル11上には揺動台15が枢軸16を中
心にして揺動可能に枢支され、この揺動軸線と平行な主
軸17が揺動台15の一端部に軸承されている。この主
軸17の中央部には複数のマスクカム18が固着され、
前記テーブル11に固着された主軸台19に回転可能に
支持された7オロアローラ20とスプリング25の張力
によって当接し揺動台15に揺動運動を与えるようにな
っている。前記主軸17の一端にはセンタ21が保持さ
れ、このセンタ21に対向して揺動台15の他端には心
押台22が設けられ、マスクカム18と同軸的にワーク
Wとしてのカム軸を支承するようになっている。23は
揺動台15上の主軸17と連結されこれを回転駆動する
変速可能なモータである。前記砥石台12には砥石26
を装架した砥石軸27が回転可能に軸承され、この砥石
軸27には砥石台12上に載置されだモータ28とプー
リ29.30、ベルト31を介して回転結合されている
32は予めプログラムされた指令データに基いて上記カ
ム研削盤の各部の動作を制御する制御装置である。前記
砥石台送りモータ14及びテーブル送りモータ13、主
軸駆動モータ23はそれぞれモータ駆動ユニッ)33.
、34.35を介して制御装置32と接続され、制御装
置32から圧力される制御指令により後述する砥石台1
2のステップ切込み及び主軸モータ23によるワーク回
転の低速、高速切替え、研削加工すべきカムと砥石とを
対応させるテーブル割出しが制御される。尚Sl、 S
2.  ・・・はテーブル割出し位置確認用のリミット
スイッチであり、これらスイッチの確認信号は制御装置
32に与えられテーブル送りモータ13を停止させる作
用をなす。
制御装置32には後述中る本発明による研削サイクルを
達成するだめの制御指令を入力するだめの指令入力装置
36が設けられ、研削条件としての砥石台送り速度、切
込み量、ワーク回転速度、テーブル割出し量等が順次入
力されメモIJ Mに記憶されるようになっている。
次に本発明の特徴とする研削サイクルを第9図、第10
図に基いて説明する。第9図は荒研削サイクルを示し・
第10図は仕上げ研削サイクルを示す。
いずれのサイクルにおいて、も砥石の切込みは3ステツ
プのステップ切込みが与えられる。荒研削サイクルの第
1ステップ切込み及び第1ステツプ切込端のスパークア
ウトはワークをa□ rpm (N1o)で低速回転さ
せる。第9図の例では第2ステップ切込み端まで低速回
転させているが、第2ステップ切込み端以後のスパーク
アウト途中まで低速回転を続けても良い。第3ステップ
切込み時にはワークを75rpm (Nzo)で高速回
転させスパークアウト後に砥石台を急速戻しする。
この場合の砥石切込み速度F1は、第1図の場合の約2
.5倍、第4図の場合の約1.5倍の約60ss/mi
nの切込み速度が与えられる。ワーク回転数が低いため
前述の理由によって研削焼けはさけ難いが、研削焼は層
、焼き割れか加工表面に残存しないように前記熱量管理
は次のようにして行う。研削焼は熱量は切込み速度一定
であれば切込み深さに比例し、゛焼き割れ層の深さもこ
れに比例することになる。従って次回のステップ切込み
で除去できる深さ以上に研削焼は層、焼き割れ層が生じ
ないように第1ステップ切込み量DELを設定する。
第2ステップ切込み量DS2も第3ステップ切込み量]
)S3も同様な考え方で設定する。この結果として第2
ステップ切込み量DS2は第1ステップ切込み量DSL
より小さく、第3ステップ切込み量D33は第2ステッ
プ切込み量DS2よりも小さくしなければならない。実
験的に求めた実用的な切込み量のおよその比率は、DS
L :DS2 : DS3=150 : 10 :1で
あり、DSlはおよそ311IIに設定される。このよ
うに各ステップ切込み量を制御子ることにより研削焼け
の問題は解決できる。
ここにかかる切込み速度F1における各ステップ切込み
時間は、切込み量が最大の第1ステップ切込みにおいて
は2〜3秒で、ワークが1〜2回転する間に切込み端に
達する。第2ステップ切込みにあっては約0.2秒であ
り、第3ステップ切込みにあっては0.02秒であり、
ワーク1回転にみたないわずかな時間で切込み端に達し
、これ以降は一定負荷の研削が行われる。各ステップ切
込み端でのスパークアウトは、ワーク回転が低速で切残
しが少くない上、一定負荷状態で研削されるのでおよそ
ワーク1.5回転に要する時間で十分である。
第10図に示す仕上研削サイクルは、面粗度を確深する
だめに最終スパークアウト研削時のワーク回転を低速(
NIO)にし、砥石切込み時にはN2oにて高速回転さ
せ3段階のステップ切込みヲ与えている。この場合の切
込み量は荒研削サイクルの第1段階のステップ切込み量
に比べて1/100以下であるので、ワーク回転速度が
高くても、研削除去率自体の値が小さくなりその変化量
は問題とならない。よって振動等の影響もなく、砥石切
込み速度をFlの1/2の30as/minまで高める
ことができる。
このようにステップ切込みに干ることにより荒研削サイ
クル時及び仕上げ研削サイクル時の切込み速度を大幅に
高めることができる上、切残し量も小さくできるためス
パークアウト時間も短くできる。これによってサイクル
タイムも大幅に短縮でき加工能率を著しく高めることが
でき、正味加工時間で、前記従来例に比べ30〜50%
の時間短縮が可能になり、加工精度の低下もなくすこと
ができる。
以上述べたように本発明によるカム研削方法によれば、
ワークを低速回転させて砥石の高速切込みを与えるよう
にし、かつその切込みは3段階のステップ切込みとして
与えるようにしたので、従来のカム研削サイクルに比し
より高速での切込みが可能となり、しかも研削除去率の
変化量も小さくできることから切残し量も減少させるこ
とができ、サイクルタイムを短縮し加工能率を大幅に向
上することができる。ワーク低速回転に伴う研削焼け、
割れの発生に対してはステップ切込み方式の採用による
熱量管理にて次段階の切込みで除去できる深さ以上には
変質層を残さないようにしたことによりこの問題を解決
している。換言すれば、このような研削焼け、割れの問
題の解決によってより高速で切込みを与えることができ
るようになっている。
第1図はカムプロフィル研削における研削除去率の変化
を示す説明図、第2図はワーク回転速度を高低変化させ
た場合の研削状況を示す図、第3図、第4図は従来の研
削サイクルの一例を示すもので、第3図は荒研削サイク
ル図、第4図は仕上研削サイクル図、第5図、第6図は
従来の研削サイクルの他の例を示すもので、第5図は荒
研削サイクル図、第6図は仕上研削サイクル図、第7図
以下は本発明の実施例を示すもので、第7図、第8図は
カム研削盤の構成を示す図、第9図は荒研削サイクル図
、第10図は仕上研削サイクル図である。
11・・・テーブル、12・・O砥石台、13.14・
・・送りモータ、15・・・揺動台、18・・・マスタ
カム、20・・・フォロアローラ、23・・・主軸ヨウ
、−2,2600,工ゎ、32*e*jlJケ□、  
 ・j′34、35.36@・・モータ駆動ユニット。
特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マスクカムに倣って回転と揺動運動の与えられる
    ワークに砥石を切込んで所望プロフィルのカムを研削す
    る方法であって、前記砥石を装架する砥石台を比較的速
    い粗研削速度で切込む粗研削サイクルを少くとも3段階
    のステップ切込みとして与え、第1段階のステップ切込
    み量DEL、第2段階のステップ切込み量DS2 、第
    3段階のステップ切込み量DS3をDSL ) DS2
     ) DS3に設定するとともに第1段階または第2段
    階のステップ切込み時はワークを低速回転させ、第2段
    階もしくは第3段階のステップ切込み時はワークを高速
    回転させるようにしたことを特徴とするカム研削方法。
  2. (2)前記各段階のステップ切込みは、各切込み前進端
    にて前記ワークが1〜2回転する間前記砥石台の切込み
    を停止させるようにした特許請求の範囲第1項記載のカ
    ム研削方法。
  3. (3)マスクカムに倣って回転と揺動運動の与えられる
    ワークに砥石を切込んで所望プロフィルのカムを研削す
    る方法であって、前記砥石を装架する砥石台を比較的速
    い精研削速度で切込む仕上げ研削サイクルを少くとも3
    段階のステップ切込みとして与え、第1段階のステップ
    切込み量DSIO,第2段階のステップ切込み量DS2
    0.第3段階のステップ切込み量DS30をDSIO>
    DS20>DS:50に設定するとともに第1段階及び
    第2段階のステップ切込み時はワークを高速回転させ、
    第3段階のステップ切込み時はワークを低速回転させる
    ようにしたことを特徴とするカム研削方法。
JP57071727A 1982-04-29 1982-04-29 カム研削方法 Granted JPS58192743A (ja)

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EP83103975A EP0093352B1 (en) 1982-04-29 1983-04-22 Method of forming cam by grinding
US06/487,828 US4528781A (en) 1982-04-29 1983-04-22 Method of forming cam by grinding
DE8383103975T DE3365575D1 (en) 1982-04-29 1983-04-22 Method of forming cam by grinding

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