JPS60114454A - クランク軸の研削方法 - Google Patents

クランク軸の研削方法

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JPS60114454A
JPS60114454A JP21849983A JP21849983A JPS60114454A JP S60114454 A JPS60114454 A JP S60114454A JP 21849983 A JP21849983 A JP 21849983A JP 21849983 A JP21849983 A JP 21849983A JP S60114454 A JPS60114454 A JP S60114454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grinding
crankshaft
motor
grindstone
plunge
Prior art date
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Pending
Application number
JP21849983A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Tsujiuchi
辻内 敏雄
Katsuro Harada
原田 勝郎
Hisashi Mizutani
水谷 久志
Masatoshi Miyazaki
宮崎 正敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyoda Koki KK filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP21849983A priority Critical patent/JPS60114454A/ja
Publication of JPS60114454A publication Critical patent/JPS60114454A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36Single-purpose machines or devices
    • B24B5/42Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (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】 [技術分野〕 本発明は、工作物(ワーク)としてのクランク軸の加工
箇所を効率よく研削加工しうるようにしたクランク軸の
研削方法に関するものである。
[従来技術] 一般に、ワークたるクランク軸のビン部あるいはジャー
ナル部は、直線部と、該直線部の両側の曲線部とを有す
る形状となっている。従来、このビン部あるいはジャー
ナル部を研削するには、当該加工箇所の形状と一致する
形状に砥石をドレッシングし、かかる総形砥石を用いて
いわゆるプランジ研削している。
しかしながら、このような研削方法ではクランク軸の種
類に応じて多数の砥石を用意しなければならず、特に最
近ではクランク軸の加工にCBN砥石(立方晶窒化珪素
砥石)を用いて加工の高能率化が図られてJ5す、この
ような高価な砥石を多種用意することは大きなコスト負
担となる。
−2− [発明の目的] 本発明は、上記従来の欠点を克服せんとするもので、従
来のような総形砥石を用いず、クランク軸の被加工部で
あるビン部あるいはジャーナル部の加工幅よりも狭くか
つ両端に曲面部を有するような砥石を用いるとともに、
この砥石ならびにクランク軸の移動を数値制御すること
により、1種類のみの砥石によって各種のビン部あるい
はジャーナル部を研削加工しうるような研削方法を提供
せんとするものである。
[発明の構成] 本発明は、クランク軸の被加工部の加工幅より狭くかつ
両端に曲面部を有する砥石をクランク軸線と直交する方
向に相対移動して前記加工幅を所定間隔に区切ってプラ
ンジ研削する工程と、該プランジ研削の後に前記砥石を
クランク軸線方向に相対移動して仕上寸法までトラバー
ス研削する工程とから成るクランク軸の研削方法である
ここにおいて、プランジ研削とはワークであるクランク
軸に対して砥石を前進させ、必要な切込−3− みを与えることによって所定寸法まで研削する研削方法
であり、1−ラバース研削とは加工面に砥石面を若干切
込ませた状態でクランク軸の軸方向に相対運動させて研
削する方法である。クランク軸の被加工部とは、ビン部
及び/又はジャーナル部のことで、通常、ビン部、ジャ
ーナル部を比較すると外径値、加工幅(軸方向の長さ)
が異なるのみで、加工幅両端部には同様な曲面部を有し
ている。
砥石の幅は、クランク軸の被加工部の加工幅より狭いこ
とが前提であるが、被加工部の中央に小径部が存在する
場合は該小径部の軸方向長さより狭いことが前提となる
本発明の研削方法は、プランジ研削を完了したのちにト
ラバース研削するのが原則である。ここにおいて、前記
の小径部が存在する場合はトラバース研削の途中でクラ
ンク軸のクランク軸線方向の移動と、砥石のクランク軸
線と直交する方向の移動を同時進行させるものであって
もよい。
[発明の効果] −4一 本発明によれば、クランク軸の被加工部であるビン部あ
るいはジャーナル部の、仕上げるべき寸法をデータとし
てインプットしておけば、1種類の砥石によって各種の
ビン部あるいはジャーナル部を研削加工することができ
る。
また、被加工部の軸方向中央部の直径を小さく加工する
必要がある場合、砥石あるいはクランク軸のトラバース
軌跡を制御する数値制御データをその形状に応じた値に
設定することで極めて簡単に対応することができる。
[実施例コ 以下、本発明の実施例につき添付図面に基づいて説明す
る。第1図は本発明を具体化したものの全体平面図を示
し、符号1は研削盤のベッドであって、該ベッド1上に
は図のX軸方向及びこれと直交するY軸方向に2本づつ
のレール2.3が敷設され、このレール2.3上をテー
ブル4及び砥石台5が往復動可能に設けられている。
前記テーブル4上の両端部には、左主軸台6及び右主軸
台7が設けられ、両者間にチャック8゜−5− 9を介してワークであるクランク軸Wがその軸線を前記
Y軸と平行にして支持される。また両生軸台6.7内の
回転軸は駆動モータ11によって回転せしめられ、この
場合同期軸12の存在により前記両生軸台6.7内の回
転軸が正しく同期回転するようになっている。
前記砥石台5には砥石駆動用モータ13が配設され、こ
のモータによって回転せしめられる砥石14が前記砥石
台5から側方に突出する如くに設けられている。該砥石
14の軸14aは前記クランク軸Wの軸と平行になって
いる。前記砥石台5の近傍のベッド1の側面には、砥石
台5をレール3沿いに移動させるためのサーボモータ(
以下、レール3の長手方向をX軸と称し、該モータをX
軸サーボモータM×と称する)が固定されている。
また、右主軸台7の近傍のベッド1の側面にはテーブル
4をレール2沿いに移動させるためのサーボモータ(以
下、レール2の長手方向をY軸と称し、該モータをY軸
サーボモータMYと称する)が固定されている。
−6− 符号15は定寸装置であって、クランク軸Wの被加工部
であるジャーナル部Wjあるいはビン部Wpの加工寸法
が所定の値になったかどうかを検知する働きをする。即
ち、前記定寸装置15から突出している3個の突出端子
15a、15b、15Cのうち両側の端子15a、15
bは被加工部の加工中を検出するためのものであり、他
の端子15cはもう1つの端子15d (第1図の紙面
垂直方向裏側にあり図示してない)と相まって被加工部
の直径値を検出するためのものである。
上記端子158〜15dによる被加工部の軸方向長さ及
び直径値の検出信号は、入力側インターフェースIF+
を介して中央情報処理装置CPUで処理され、一方中央
情報処理装置CPUの出力信号出力側インターフェース
IF2を介してドライブユニツ1〜DUY、DUXへそ
れぞれ送られ、上記Y軸サーボモータMY、及びX軸サ
ーボモータM×がそれぞれ制御される。尚、被加工部の
所定寸法(直径値や加工中)は予めマニュアルデータ・
イントップMDIとしてインターフェース■−7− F3を介して前記処理装置CPUに入力され、記憶装置
MEMに記憶される。
次に、クランク軸Wのジャーナル部Wj又はビン部Wp
を研削加工する場合の加工順序について述べる。本実施
例では、第1図、第3図に示すような4気筒エンジン用
のクランク軸のビン部WPを加工する場合につき第4図
および第5図を参照Lノで説明する。
先ず、チャック8.9上に搬入されたクランク軸Wはビ
ン部P2.P3が上方位置に、またビン部P+、P4が
下方位置に位置している。従って搬入と同時に第1ビン
部P1の軸線回りにクランク軸Wを回転するよう第1ビ
ン部PI、第4ビン部P4の中心を主軸中心に一致させ
る必要があるため当該研磨装置に装着しである周知の割
出し装置により位相割出しの作業をし、その第1ビン部
P1の加工を行なう(第4図ステップ100〜101)
第1ビン部P1の加工は第5図に示すサブルーチンに従
って行なわれるもので、その第1ビン部−8− Plの加工のための砥石の相対移動軌跡を第2図に示す
。すなわち原位置において砥石14はレフトポジション
LPに位置しており、かかる状態でモータMxを作動さ
せて第2図の矢印■の如くにクランク軸Wの方向に砥石
14を148の位置まで接近させ、所定の外径値になる
までプランジ研削する(第4図ステップ200〜202
)。第1ビン部P1の外径が所定の値となったら、矢印
■の如くに砥石14を後退させる。後退量は予め定めら
れたLBなる量であり、前記モータMxにLBに応じた
逆転パルスを送出することによって後退させる。次に砥
石14がセンターポジションCPとなるようにモータM
Vにパルスを送出してテーブル4を移動させ(矢印■)
、14bなる後退端にある砥石14を矢印■の如(に(
LB+ΔL)だけ前進させて前記14aなる砥石位置よ
りもΔしだけ余分に切り込ませることによりビン部P1
の外径面を段付状にプランジ研削する(ステップ203
〜205)。
その後、モータM×に逆転パルスを送出して前−〇 − 記14bなる後退端位置まで砥石14を後退させ(矢印
■)、次に砥石14がライトポジションRPに位置する
までモータMYにパルス送出してクランク軸を移動させ
る(矢印■)。このときの砥石位置が140である。し
かるのちに、LBなる距離に応じた数の正転パルスをモ
ータMxに送出してビン部P1の外径をプランジ研削し
く矢印■。
砥石位置は14d)、モータMYにパルス送出して所定
寸法に達するまでビン部P1の右方端の曲面部の加工を
する(矢印■、砥石位置は14e)(ステップ206〜
300)。
次に、両モータMX 、MYの2軸に同時にその加工部
の形状に応じたパルス分配をして矢印■。
O20の如くに砥石14をビン部P1の表面に沿うよう
に移動させていわゆるトラバース研削し、ビン部P1の
左方端の曲面部の加工をする(砥石位置14f)。該ト
ラバース研削は、いわば仕上研削となるもので、前記左
方端の加工部が所定値に達すると、−担砥石14は矢印
(■の如くに相対移動してレフトポジションLPに達し
、−10− その後は矢印Oの如くに最後端位置(ビン部の加工が完
了するとかかる実線示の砥石14の位置まで後退する)
まで移動する(ステップ301〜304)。
第5図に示すような、砥石とクランク軸を相対移動させ
て、1つのビン部の加工をするためのサブルーチンの処
理が終了すると再び第4図に示すメインルーチンに復帰
する。すなわち本実施例は、上述のように4気筒エンジ
ン用のクランク軸を加工する例であり、上記の如き作動
で第1ビン部P1を加工完了したのちは第3図示の他の
3個のビン部P2.P3.P4を加工する必要がある。
この場合、P+とP4とは位相が同じであることから、
Plの加工完了後はP4を加工した方が能率・的であり
、これゆえに第3図に示すようにインデックスポジショ
ンIP+から同IP4となるように、モータM’/にパ
ルス送出してクランク軸Wを軸方向左方(第3図におい
て)に移動させる(第5図ステップ102)。
この後第2図、第5図と同様な手順により第4− 11
 − ビン部P4の加工を完了させることができる。そして、
該第4ビン部P4を加工完了したのちは、再度位相割出
ししてモータMYにパルス送出することにより砥石14
がインデックスポジションIP3になるようにクランク
軸Wを軸方向移動させ、第3ビン部P3を加工する(第
5図ステップ103〜106)。最後に、クランク軸W
をさらに軸方向移動させ、砥石14がインデックスポジ
ションIP2にして第2ビン部P2を加工する。これに
より4箇所のビン部P + ” P 4を全部加工した
ことになり、モータMyにパルス送出して砥石14が最
初のインデックスポジションIP+になるようにし、次
のクランク軸のビン部加工に備える(第4図ステップ1
07〜109〉。
尚、前記第4ビン部P4の加工後に第2ビン部P2を加
工せず第3ビン部P3を加工したのは、第4ビン部P4
加工後であり距離的に近く、能率的だからである。
ここで、第2図のようにビン部P1の中央部を段付状と
して直径を少し小さくしている理由につ−12− いて述べる。一般に、第6図の如くすべり軸受21で支
持される軸22の形状はストレート形状とするか、ある
いは中央部の直径を少し太くするのが通例である。しか
しながら、軸受21は完全な剛体でないため破線21a
で示すように両端において大きく弾性変形をし、その結
果両端のすきまが大きくなって油が流出しやすくなり、
発生動圧力も、理論値曲線23に対し破線で示す曲線2
4の如(に両側において低くなる傾向にある。このため
第7図、第8図の軸25の如く、中央に小径部25a 
、251)を設けることにより、軸受21が変形しても
軸受中の範囲内において軸受すきまがほぼ一定となりス
トレート形状の軸で軸受の変形がない場合と同様な動圧
力状態を得るようにしているのである。
尚、上記実施例説明においては、第2図のようにビン部
の中央部の直径が小さいものを例にとって述べたわけで
あるが、別設、ビン部の中央がストレート形状のもので
も本発明を当然に適用することができる。ただ、ビン部
がストレート形状の−13= ものの方が、第2図中の矢印■、(EE)、(EE)の
如くトラバース研削丸中に砥石およびクランク軸を同時
に制御させる必要がないから制御が簡単である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す装置全体の全体平面図
、第2図は加工順序を示す断面図、第3図はクランク軸
Wに対する砥石のインデックスポジションを示ず正面図
、第4図はクランク軸のうちの4つのビン部すべてを加
工する場合のメインルーチンを示ずフローチャート、第
5図はクランク軸のうちの1つのビン部を加工する場合
のサブルーチンを示すフローチャート、第6図は一般の
クランク軸の軸受構造を示す断面図、第7図及び第8図
はクランク軸のビン部あるいはジャーナル部の中央を細
くした場合の軸受構造を示す断面図である。 2.3・・・レール 4・・・テーブル 5・・・砥石台 −14− 6.7・・・主軸台 14・・・砥石 1ylx・・・X軸サーボモータ Ml/・・・Y軸サーボモータ W・・・クランク軸 特許出願人 費田工機株式会社 同 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 藤谷 修 同 弁理士 丸山明夫 −15− 第2図 LP GP PP 第3図 IP11P2 1P3 1P4 p2 P3 特開昭GO−114454(7) 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)クランク軸の被加工部の加工幅より狭くかつ両端
    に曲面部を有する砥石を前記加工幅の所定間隔毎に前記
    クランク軸線と直交する方向に相対移動して前記被加工
    部をプランジ研削する工程と、該プランジ研削の後に前
    記砥石をクランク軸線方向に相対移動して前記被加工部
    を仕上寸法までトラバース研削する工程とから成ること
    を特徴とするクランク軸の研削方法。 (2〉プランジ研削及びトラバース研削は、数値制御に
    よりモータ駆動を制御してなされる特許請求の範囲第1
    項記載のクランク軸の研削方法。 (3)前記トラバース研削は被加工部の軸方向中央部に
    小径部が存在するクランク軸の小径部形状に応じて前記
    クランク軸のクランク軸線方向への移動に砥石のクラン
    ク軸線と直交する方向の移動を合成させて加工する特許
    請求の範囲第1項記載−1− のクランク軸の研削方法。
JP21849983A 1983-11-19 1983-11-19 クランク軸の研削方法 Pending JPS60114454A (ja)

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WO1998003303A1 (en) * 1996-07-24 1998-01-29 Unova U.K. Limited Improvements relating to grinding methods and apparatus
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