JPS6253312B2 - - Google Patents
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- JPS6253312B2 JPS6253312B2 JP52115251A JP11525177A JPS6253312B2 JP S6253312 B2 JPS6253312 B2 JP S6253312B2 JP 52115251 A JP52115251 A JP 52115251A JP 11525177 A JP11525177 A JP 11525177A JP S6253312 B2 JPS6253312 B2 JP S6253312B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
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- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は硬質材料例えば鋼材、セラミツク、硬
質合金、水晶、ルビー、シリコン、サフアイア、
ガラス等の加工素材の表面ラツプ仕上げ方法に関
し、特に表面ラツプ機械における研磨方法および
その機械に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention applies to hard materials such as steel, ceramics, hard alloys, crystal, ruby, silicon, sapphire,
The present invention relates to a surface lap finishing method for processed materials such as glass, and in particular to a polishing method in a surface lap machine and the machine.
従来の加工素材の仕上げ方法においては仕上げ
機械の作動要素の回転速度の値および方向を変え
て同じ加工素材をラツプ仕上げする間に直接ラツ
プ工具を修正している。このような従来の方法の
欠点は長期使用後にラツプ工具が摩耗し修正作業
に労力を要することである。この摩耗現象には２
つの特徴がある。１つはラツプ工具の輪郭が最初
の形状と異なる摩耗工作表面形状となることであ
る。この場合、加工素材の両面を仕上げるときに
は上側および下側のラツプ工具の形状は一致して
いる。この欠点はしだいに摩耗するラツプ工具表
面上の圧力に対応して適当な速度を選定しないた
めに起る。他の１つはラツプ工具の表面層が内部
応力分布に従いかつ微細なひびの形成による動力
学的平衡状態の発生により最大摩擦抵抗を得るこ
とである。これにより従来方法においては加工素
材仕上げと同時にラツプ工具を修正することはで
きず仕上げ時間は増加し仕上げ精度は修正時間に
依存する。摩耗現象を除去する１つの方法は外部
からの圧力を周期時に変化させ装置を平衡状態か
ら解除することである。実際には部材の加工表面
形状の精度を安定化することは可能である。２つ
の異る方法、即ちラツプ工具の加工表面の最初の
形状を得る方法あるいはラツプ工具の加工表面の
所定状態において所望形状に最も近い形となるよ
うに仕上げ工程のフアクタ組合わせる方法により
加工素材の表面層を所望の仕上げ状態とする。ホ
ルダーのソケツト内のラツプ工具間に配置された
加工素材を仕上げ加工する表面ラツプ機械は公知
である。このホルダーは遊星機構の太陽ギヤと噛
み合う遊星ピニオンを具備した偏心軸上に装着さ
れる。このような機械においてはホルダー回転の
偏心量を変えることはできない。従つて加工工程
中にラツプ工具上を運動する加工素材の軌跡を変
えることはできずこのためラツプ工具を同時に機
械的に修正することはできない。ソ連特許No.
483229，B24b7／22に開示された発明は平面研磨
用の表面ラツプ機械について述べておりこれは下
側ラツプ工具が固定され、上側ラツプ工具が回転
し、遊星機構の太陽ギヤ、ピニオンケージ、およ
びこのピニオンケージ軸に固定したキヤリアとリ
ンク結合したギヤ機構に固定したホルダーを具備
し、上記軸はホルダーギヤおよび太陽ギヤ間に配
置した遊転ギヤを担持し、ホルダーギヤはピニオ
ンケージ上に乗座するキヤリアを通過する別の軸
上に装着する（ソ連特許No.483229，Cl.B23b7／
22参照）。この機械は次のような欠点を有してい
る。即ちピニオンケージとホルダーとの回転速度
比を変えることができずまた加工工程中に偏心量
が変えられない。偏心量は機械を停止して変えな
ければならない。 In conventional workpiece finishing methods, the lapping tool is directly modified during lapping of the same workpiece by changing the value and direction of the rotational speed of the working elements of the finishing machine. A disadvantage of this conventional method is that the lapping tool wears out after long-term use and repair work is labor-intensive. This wear phenomenon has two
There are two characteristics. One is that the lap tool profile results in a worn surface shape that is different from the initial shape. In this case, when finishing both sides of the workpiece, the shapes of the upper and lower lap tools are the same. This drawback results from not selecting an appropriate speed to accommodate the pressure on the lapping tool surface, which gradually wears. Another is that the surface layer of the lap tool follows the internal stress distribution and obtains maximum frictional resistance by creating a dynamic equilibrium state through the formation of fine cracks. As a result, in the conventional method, it is not possible to modify the lap tool at the same time as finishing the workpiece, increasing the finishing time and making the finishing accuracy dependent on the modification time. One way to eliminate the wear phenomenon is to periodically vary the external pressure to take the device out of equilibrium. In reality, it is possible to stabilize the accuracy of the machined surface shape of the member. The workpiece can be shaped in two different ways, either by obtaining the initial shape of the lap tool's working surface or by combining the factors of the finishing process to obtain the closest shape to the desired shape for a given condition of the lap tool's working surface. Bring the surface layer to the desired finish. Surface lapping machines are known for finishing workpieces placed between lapping tools in sockets of holders. This holder is mounted on an eccentric shaft with a planetary pinion that meshes with the sun gear of the planetary mechanism. In such machines, the amount of eccentricity of holder rotation cannot be changed. Therefore, it is not possible to change the trajectory of the workpiece moving over the lap tool during the machining process, so that the lap tool cannot be mechanically modified at the same time. Soviet patent no.
The invention disclosed in No. 483229, B24b7/22 describes a surface lapping machine for surface polishing, in which the lower lapping tool is fixed, the upper lapping tool rotates, and the sun gear of the planetary mechanism, the pinion cage, and the It is equipped with a holder fixed to a gear mechanism linked to a carrier fixed to a pinion cage shaft, the shaft carries an idling gear arranged between a holder gear and a sun gear, and the holder gear sits on the pinion cage. Mounted on a separate shaft that passes through the carrier (USSR Patent No. 483229, Cl.B23b7/
22). This machine has the following drawbacks. That is, the rotational speed ratio between the pinion cage and the holder cannot be changed, and the amount of eccentricity cannot be changed during the machining process. The amount of eccentricity must be changed by stopping the machine.
本発明の目的は加工素材の仕上げ方法及び機械
における上記欠点を解消することである。本発明
の第１の目的はラツプ工具表面の研磨度および加
工素材表面の摩耗を制御できるような表面ラツプ
方法および機械を提供することである。このため
本発明においては加工素材を表面ラツプ機械で仕
上げる方法であつて、加工素材はホルダーのソケ
ツト内に配置しホルダーを加工素材とともにその
軸廻りに回転させ、その軸は同時に機械の駆動軸
の軸心廻りに偏心的に回転させるような方法であ
り、上記２つの回転運動とともにホルダー２の軸
１を駆動軸の軸心から偏心した平行な軸廻りに回
転させ、駆動軸の軸心に対するホルダー２の軸の
回転の与えられた合計偏心量ｅに対する加工時間
ｔは加工素材３（ラツプ工具）の全表面で均一な
研磨状態の場合に得られ、この研磨の度合いは以
下の式により決定している。 The object of the invention is to overcome the above-mentioned drawbacks in methods and machines for finishing workpieces. A first object of the present invention is to provide a surface lapping method and machine which allows control of the degree of polishing of the lapping tool surface and the wear of the workpiece surface. Therefore, in the present invention, the workpiece is finished with a surface lapping machine, in which the workpiece is placed in the socket of a holder, and the holder is rotated together with the workpiece around its axis, and the axis is simultaneously connected to the drive shaft of the machine. This method rotates the holder eccentrically around the axis, and along with the above two rotational movements, the shaft 1 of the holder 2 is rotated around a parallel axis that is eccentric from the axis of the drive shaft, and the holder relative to the axis of the drive shaft The machining time t for a given total eccentricity e of the rotation of the two axes is obtained when the entire surface of the workpiece 3 (lap tool) is in a uniform polishing state, and the degree of polishing is determined by the following formula: ing.
〓＝∫ｔ２ ｔ１Ｋ（Ｖ，ａ〓，Ｐ，ｈ，T0）Vdt
＝研磨の度合
ここでt1およびt2は積分の時間限界であり
はラツプ工具（加工素材）の材料の研磨度合であ
る。 〓=∫ t2 t1 K(V, a〓, P, h, T 0 ) Vdt = degree of polishing Here, t 1 and t 2 are the time limits of integration. is the degree of polishing of the lap tool (processing material) material.
ここでＶ：各工程において速度の値および方向
を変えたときの加工素材およびラツ
プ工具の相対運動の速度；
ａ〓：加工素材およびラツプ工具の相対
運動の接線加速度；
Ｐ：ラツプ工具および加工素材機関の圧
力；
ｈ：加工素材およびラツプ工具間の研磨
隙間；
T0：工作区域の温度。 Here, V: velocity of the relative motion of the workpiece and wrap tool when changing the speed value and direction in each process; a: tangential acceleration of the relative motion of the workpiece and wrap tool; P: wrap tool and workpiece Pressure of the engine; h: Grinding gap between the workpiece and lap tool; T 0 : Temperature of the work area.
このような方法によつて加工素材の仕上げ工程
を２つの点においてその仕上げ度合いを安定化す
ることができる。即ちラツプ工具の加工表面の形
状が時間とともに変形しない点およびラツプ工具
および加工素材表面の研磨特性に基いて加工制御
する点である。本発明の別の実施例においては仕
上げ工程中にこの工程の次のフアクタを連続段階
的に変化させる。即ち加工素材およびラツプ工具
の相対運動速度、この運動の接線加速度、および
加工素材とラツプ工具間の接触部の圧力である。
このようにして加工素材およびラツプ工具材料の
研磨の度合を周期的に変えることにより上記材料
に発生する微細な欠陥ひびの形成を抑え仕上げの
加工状態を変化させることによつて仕上げ後の品
質が向上し、労力、コストも改善される。本発明
のさらに別の実施例においては加工素材はまず荒
仕上げされこのとき速度、接線加速度および圧力
は段階的に通常平均値からある最大値まで増加さ
せ、続いて上記通常値に戻し、この後速度を段階
的に増加させかつこれに応じて加工素材およびラ
ツプ工具の相対運動の接線加速度を減少させるこ
とにより最終仕上げを行なう。このような方法に
おいてはラツプ工具を交換することなく加工素材
およびラツプ工具間の接触圧力、加工素材および
ラツプ工具の相対運動の速度および加速度を変化
させることにより荒仕上げと最終仕上げを１つの
工程で行なうことができ仕上げ表面の品質が向上
し労力も減少する。本発明の別の実施例において
は駆動軸の偏心軸上に取付けたホルダーが上記駆
動軸の軸心および上記偏心軸と平行なホルダー自
身の軸廻りに遊星機構により回転し、このホルダ
ーのソケツト内のラツプ工具間に配置した加工素
材を加工する表面ラツプ機械であつて、上記遊星
機構の遊星ピニオンが駆動軸の偏心軸上に取付け
られかつそれ自身の別の偏心軸を有しこの軸は前
記軸とずれた位置でかつそれと平行に配置されこ
の軸上に駆動軸の軸廻りに偏心して回転するホル
ダーを担持するような表面ラツプ機械を提供す
る。このようなラツプ機械においては、加工素材
を保持するホルダーを備えた偏心軸を有する中間
遊星ピニオンを駆動軸の偏心軸廻りに回転させる
ことにより加工工程中に駆動軸に対するホルダー
の軸の回転速度および合計偏心量を変えることが
できる。本発明のさらに別の実施例においては遊
星機構の遊星ピニオンのハブ上に別の遊星機構を
設け、さらに２重摺動接手を設けその一方の部材
は上記別の遊星機構の遊星ピニオンとなり、他の
一方の部材はホルダーに固定され別の偏心軸上に
回転可能に装着されたような表面ラツプ機械を提
供する。このような機械においてはホルダーおよ
び別の遊星駆動源間に配したリング機構によりホ
ルダーに回転を伝える２重摺動接手を介して駆動
軸に対するホルダーの偏心量の変化に応じホルダ
ーの回転速度を変化させることができる。本発明
のさらに別の実施例においては遊星機構の太陽ギ
ヤ、ピニオンケージ、およびこのピニオンケージ
軸に固定したキヤリアと機械的にリンク結合され
たギヤ機構上に固定したホルダーからなり、遊転
ギヤがホルダーギヤおよび太陽ギヤ間に配置され
このホルダーギヤはピニオンケージ上に乗座する
キヤリアを通過する別の軸上に装着されるような
表面ラツプ機械であつて、ピニオンケージと同軸
的な別の軸を担持する円板を具備し、さらにデフ
アレンシヤル機構を具備し、その１つの軸はピニ
オンケージと連結し他の１方の軸は円板とともに
遊転ギアと結合され、この別の軸はキヤリアの溝
内に入りさらにピニオンケージの円弧状の溝内に
入るような表面ラツプ機械を提供する。このよう
な機械においてはホルダーギヤをキヤリアととも
にピニオンケージ軸に対し回転させることにより
仕上げ工程中にホルダーおよびラツプ工具の偏心
量を変えることができる。これはキヤリアが円板
およびピニオンケージをリンク結合するデフアレ
ンシヤル機械の本体を回転させることにより円板
の回転相を変えたときにピニオンケージの円弧状
の溝に沿つて動く別の軸により作動されたときに
行なわれる。 By using such a method, the degree of finishing of the processed material can be stabilized in two respects. That is, the shape of the machining surface of the lapping tool does not change over time, and the machining is controlled based on the polishing characteristics of the lapping tool and the surface of the workpiece. In another embodiment of the invention, during the finishing process the following factors of the process are varied in successive steps. the relative speed of movement of the workpiece and the lap tool, the tangential acceleration of this movement, and the pressure at the contact between the workpiece and the lap tool.
In this way, by periodically changing the degree of polishing of the processed material and lap tool material, the formation of minute defects and cracks that occur in the material is suppressed, and the quality after finishing is improved by changing the finishing machining conditions. It also improves labor and cost. In a further embodiment of the invention, the workpiece is first rough-finished, with the speed, tangential acceleration and pressure being increased in steps from a normal average value to a certain maximum value, and then returning to the above-mentioned normal value. Final finishing is achieved by stepwise increasing the speed and correspondingly decreasing the tangential acceleration of the relative motion of the workpiece and lap tool. In this method, rough finishing and final finishing are performed in one process by changing the contact pressure between the workpiece and the lap tool, the speed and acceleration of the relative movement of the workpiece and the lap tool, without changing the lap tool. This improves the quality of the finished surface and reduces labor. In another embodiment of the present invention, a holder mounted on an eccentric shaft of a drive shaft is rotated by a planetary mechanism around the axis of the drive shaft and the axis of the holder itself parallel to the eccentric shaft, and the holder is rotated by a planetary mechanism. surface lapping machine for machining workpieces arranged between lapping tools of said planetary mechanism, wherein the planetary pinion of said planetary mechanism is mounted on the eccentric shaft of said drive shaft and has its own separate eccentric shaft; A surface lapping machine is provided which carries a holder arranged offset from and parallel to an axis on which the holder rotates eccentrically about the axis of a drive shaft. In such lap machines, an intermediate planetary pinion having an eccentric shaft and a holder for holding the workpiece is rotated around the eccentric axis of the drive shaft, thereby controlling the rotational speed of the shaft of the holder relative to the drive shaft during the machining process. The total eccentricity can be changed. In yet another embodiment of the invention, another planetary mechanism is provided on the hub of the planetary pinion of the planetary mechanism, and a double sliding joint is provided, one member of which is the planetary pinion of the other planetary mechanism, and the other. provides a surface lapping machine, one member of which is fixed to a holder and rotatably mounted on another eccentric shaft. In such machines, a ring mechanism placed between the holder and another planetary drive source changes the rotational speed of the holder in response to changes in the eccentricity of the holder with respect to the drive shaft via a double sliding joint that transmits rotation to the holder. can be done. A further embodiment of the invention comprises a sun gear of a planetary mechanism, a pinion cage, and a holder fixed on a gear mechanism mechanically linked to a carrier fixed to the shaft of the pinion cage, and an idling gear. The holder gear is disposed between a holder gear and a sun gear, and the holder gear is a surface lap machine mounted on another shaft that passes through a carrier seated on a pinion cage, and the holder gear is mounted on another shaft coaxial with the pinion cage. The system further includes a differential mechanism, one shaft of which is connected to the pinion cage, the other shaft is connected with the disc and an idling gear, and this other shaft is connected to the pinion cage. To provide a surface lapping machine which enters into a groove of a carrier and further into an arcuate groove of a pinion cage. In such machines, the eccentricity of the holder and lap tool can be changed during the finishing process by rotating the holder gear together with the carrier relative to the pinion cage shaft. This is actuated by another shaft that moves along the arc-shaped groove of the pinion cage when the carrier changes the rotational phase of the disc by rotating the main body of the differential machine linking the disc and pinion cage. It will be done when it is done.
以下添付図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
加工素材の仕上げ工程においてホルダー２の軸
１（第１図、第２図）が振動しつつ周期的に偏心
遊星運動し同時に偏心量「ｅ」および可変的又は
一定速度で回転する素材３を保持するホルダー２
の軸１廻りの回転が変化するために加工素材はラ
ツプ工具の研磨表面上に複雑な軌跡を描いて運動
する。第１図にラツプ工具４に対する加工素材３
を保持するホルダー２の軸１の運動の軌跡a1…ａ
oの一列であるABCDを示す。この場合には工作
区域５はラツプ工具４の工作表面の全周囲に位置
している。第３図はラツプ工具４の軸廻りに回転
するホルダー２の軸１のラツプ工具４の軸に対す
る各種の軌跡a1…ａoを示す。ラツプ工具４の工
作表面上の加工素材３の振動の振幅の変化および
ラツプ工具４の工作表面内の工作区域５の限界内
での工作時間はラツプ工具４の各基板断面の摩耗
の均等性により決定される。ラツプ工具の各基板
断面の研磨度は時間Δｔ＝t2−t1内での機械的運
動工作モードにより決まり次の式から計算され
る。 During the finishing process of the workpiece, the shaft 1 of the holder 2 (Figs. 1 and 2) vibrates and periodically makes an eccentric planetary movement, and at the same time holds the workpiece 3 rotating with an eccentric amount "e" and a variable or constant speed. holder 2
As the rotation around the axis of the lapping tool changes, the workpiece moves in a complicated trajectory on the polishing surface of the lapping tool. Figure 1 shows the workpiece 3 for the lap tool 4.
The locus of movement of axis 1 of holder 2 that holds a 1 ...a
Shows ABCD, which is a sequence of o . In this case, the working area 5 is located around the entire circumference of the working surface of the lap tool 4. FIG. 3 shows various trajectories a 1 . The change in the amplitude of the vibration of the workpiece 3 on the work surface of the lap tool 4 and the machining time within the limits of the work zone 5 within the work surface of the lap tool 4 are determined by the uniformity of wear on each board cross section of the lap tool 4. It is determined. The degree of polishing of each substrate cross section of the lap tool is determined by the mechanical movement machining mode within the time Δt=t 2 −t 1 and is calculated from the following equation.
〓＝∫ｔ２ ｔ１Ｋ（Ｖ，ａ〓，Ｐ，ｈ，T0）Vdt （）
ここでＫ（Ｖ，ａ〓，Ｐ，ｈ，T0）はラツプ工
具部材の研磨強度が、ラツプ工具表面上での加工
素材の相対運動の速度（Ｖ）、接線加速度（ａ
〓）、加工素材およびラツプ工具間の比圧力
（Ｐ）、加工素材およびラツプ工具間の研磨隙間即
ち研磨層の厚さ（ｈ）、ラツピング区域の温度
（T0）の関数であることを示し、ミクロン／mmあ
るいはm2／mmで計測される。t1およびt2は積分の
時間限界を示す。研磨強度（Ｋ）はテーラーの第
一次近似式により計算される。〓=∫ t2 t1 K (V, a〓, P, h, T 0 ) Vdt () Here, K (V, a〓, P, h, T 0 ) is the polishing strength of the lap tool member, The velocity of the relative movement of the workpiece above (V), the tangential acceleration (a
〓) is a function of the specific pressure between the workpiece and the lapping tool (P), the polishing gap between the workpiece and the lapping tool, that is, the thickness of the polishing layer (h), and the temperature of the lapping zone (T 0 ). , measured in microns/mm or m 2 /mm. t 1 and t 2 indicate the time limits of integration. The polishing strength (K) is calculated using Taylor's first approximation formula.
ここでV0，ａ〓０，P0，h0，T0 0は時間t1におけ
るＶ，ａ〓，Ｐ，ｈ，T0の値であり、Ｖt，ａ
〓ｔ，Ｐt，ｈt，Ｔ０ ｔは時間t2におけるＶ，ａ〓，
Ｐ，ｈ，T0の値である。機械的仕上げ効率を良
くするためにラツプ工具４の各工作区域５の研磨
状態は等しいようにする。即ち
〓１＝〓２＝〓３＝…＝〓i＝…＝〓o（）
である。ここでｉ＝１，２，３，……ｎはラツピ
ングする工作区域の数であり工作区域は連続して
いても分離していてもよい。 Here, V 0 , a〓 0 , P 0 , h 0 , T 0 0 are the values of V, a〓, P, h, T 0 at time t 1 , and V t , a
〓 t , P t , h t , T 0 t is V at time t 2 , a〓,
These are the values of P, h, and T 0 . In order to improve mechanical finishing efficiency, the polishing conditions of each working area 5 of the lap tool 4 are made equal. That is, 〓 1 = 〓 2 = 〓 3 =...=〓 i =...=〓 o (). Here, i=1, 2, 3, . . . n is the number of work areas to be wrapped, and the work areas may be continuous or separated.
加工表面の研磨度を均一にする本発明に係る方
法は工作過程においてラツプ工具および加工素材
の軸の相対位置を連続的に変化させることによ
り、一面あるいは両面仕上げの加工部材表面の各
円形区域からの除去屑が等しいと仮定して加工素
材表面の工作に用いられる。この場合、ラツプ工
具および加工素材は加工素材の各区域上で係合し
工具および素材表面の形成工程制御が可能とな
る。工具（加工素材）の工作表面の研磨度は次の
フアクタにより影響を受ける。 The method according to the invention for uniformly polishing the workpiece surface involves continuously changing the relative positions of the axes of the wrap tool and the workpiece during the machining process, so that the polishing level of the workpiece surface can be uniformly polished from each circular area on the surface of the workpiece finished on one or both sides. It is used for machining the surface of the workpiece, assuming that the removed debris is equal. In this case, the lap tool and the workpiece engage over each area of the workpiece, allowing control of the forming process of the tool and workpiece surface. The degree of polishing of the work surface of the tool (work material) is influenced by the following factors:
Ｖ：ラツプ工具表面上での加工素材の相対運動
速度（または加工素材に対する工具の速
度）
ａ〓：工具表面上での加工素材相対運動中の接
線加速度（あるいは加工素材に対する工具
の接線加速度）
Ｐ：工作区域における工具および加工素材間の
比圧力
ｈ：加工素材および工具間の研磨隙間
T0：工作区域の温度
個々のフアクタが工作中に変化すると加工素材
（ラツプ工具）の部材の研磨強度が変化する。加
工素材の研磨強度（K0）およびラツプ工具の研磨
強度（Ｋd）の変化がラツプ工具に対する加工素
材の相対速度（Ｖ）、接線加速度（ａ〓）および
接触圧力（Ｐ）に依存することはシリコンおよび
セラミツクに対するK0およびＫdの値により実験
的に確かめられた。また温度がラツピング部材の
非研磨部分の特性にある影響を及ぼし工作温度条
件を決定して部材の研磨強度（Ｋ）に影響する
（Orlov P.N.著、NIIMACH Moscow、1972出版
「加工素材のダイヤモンドラツピング研磨」参
照）。 V: Relative motion velocity of the workpiece on the surface of the lap tool (or speed of the tool with respect to the workpiece) a =: Tangential acceleration during relative motion of the workpiece on the tool surface (or tangential acceleration of the tool with respect to the workpiece) P : Specific pressure between the tool and the workpiece in the work area h: Grinding gap between the workpiece and the tool T 0 : Temperature in the work area As individual factors change during work, the polishing strength of the workpiece (lap tool) increases. Change. Changes in the abrasive strength of the workpiece (K 0 ) and the abrasive strength of the lap tool (K d ) depend on the relative velocity (V) of the workpiece to the lap tool, the tangential acceleration (a〓), and the contact pressure (P). was confirmed experimentally by the values of K 0 and K d for silicon and ceramics. Temperature also has a certain influence on the properties of the unpolished parts of the wrapping part, determines the machining temperature conditions and influences the polishing strength (K) of the part (Orlov PN, NIIMACH Moscow, 1972, "Diamond Wrapping of Processed Materials"). (see "Polishing").
本発明の物理学的原理は以下の通りである。 The physical principle of the invention is as follows.
加工素材および工具間の接触区域における接触
圧力を均一にし同時にある区域におけるすべての
部材を１つの機械的モードで工作することにより
局所的ラツピング中に加工素材およびラツプ工具
間に応力均衡状態が生ずる。加工素材をラツプ工
具の全工作表面でラツプするときに１つの一定の
機械的モードの局所的仕上げと周期限度内での機
械的状態変化とを組合わせる。このことは加工素
材をラツプ工具の全表面で仕上げる場合工作サイ
クル内において１つの機械的モードは別の形に変
化することである。この場合、機械的モードの変
化による応力の強さおよび微細なひびの密度によ
る部材の応力均衡状態に周期的変化が現われる。
１つの仕上げサイクルは速度比がi2bの特性の２
つあるいはそれ以上の機械的モードを含む。部材
の局所的仕上げからラツプ工具全表面によるラツ
ピングへの遷移は偏心機構（第４図）により自動
的に行なわれる。この偏心機構は遊星機構の軸９
と噛み合う中間遊星ピニオン８を坦持する偏心軸
７を備えた偏心駆動軸６を具備しかつラツプ工具
４により仕上げられる加工素材を保持するホルダ
ー２の軸１となる別の偏心軸を具備した組立て偏
心軸からなる。この別の偏心軸は番号１で表わ
す。このような組立て偏心軸により工作中にラツ
プ工具の回転中心に対するホルダの回転中心の偏
心量「ｅ」をゼロから最大値「ｅnax」まで変え
ることができる。工作工程において加工素材はラ
ツプ工具の工作表面中心と同心的に運動し機械の
偏心量の設定により周期的に外サイクロイド、内
サイクルロイド、ペリサイクロイド曲線を描く
（P.N.Orlov著、NIIMACH、1972、Moscow出版
「加工素材のダイヤモンドラツピング研磨」参
照）。速度が変化すると表面層の品質が低下する
ためラツプ工具に対する加工素材の速度は一定
（Vconst）にして円形の軌跡を描きながら仕上げ
を行なわなければならない。これに対し荒仕上げ
の場合には可変速度（Vvar）および可変接線加
速度ａ〓）でもよい。このように周期的あるいは
常にラツプ工具に対する加工素材の振動の振幅を
変化させる方法によりラツプ工具を平面ラツプ工
具の場合には所定の平面度内にまた球面ラツプ工
具の場合には所定の球面度内に保つことができ加
工精度が安定する。さらにこの方法においては局
所的に加工素材を工作することができ各々の工作
区域においてはすべて同様に研磨が行なわれる。
従つて本発明に係る仕上げ方法においては機械作
動要素の角速度および直線速度が周期的に一定時
間ごとにラツプ工具の工作表面の研磨特性に従つ
て以下の式のように変化する。 By equalizing the contact pressure in the contact area between the workpiece and the tool and at the same time machining all parts in an area in one mechanical mode, a stress balance is created between the workpiece and the lapping tool during local wrapping. When wrapping the workpiece over the entire working surface of the wrapping tool, one constant mechanical mode of local finishing and a mechanical state change within periodic limits are combined. This means that one mechanical mode changes to another during the machining cycle when the workpiece is finished on the entire surface of the lap tool. In this case, periodic changes appear in the stress balance state of the member due to the stress intensity due to changes in the mechanical mode and the density of minute cracks.
One finishing cycle has a speed ratio of 2 with the characteristic of i 2 b.
Contains one or more mechanical modes. The transition from local finishing of the part to lapping with the entire surface of the lapping tool is automatically effected by an eccentric mechanism (FIG. 4). This eccentric mechanism is the axis 9 of the planetary mechanism.
an assembly comprising an eccentric drive shaft 6 with an eccentric shaft 7 carrying an intermediate planetary pinion 8 meshing with the lapping tool 4 and another eccentric shaft serving as the shaft 1 of the holder 2 holding the workpiece to be finished by the lapping tool 4; Consists of an eccentric shaft. This further eccentric shaft is designated by the number 1. With such an assembly eccentric shaft, the eccentricity "e" of the rotation center of the holder with respect to the rotation center of the lap tool can be changed from zero to the maximum value "e nax " during machining. During the machining process, the workpiece moves concentrically with the center of the work surface of the lap tool, and periodically draws exocycloid, endocycloid, and pericycloid curves depending on the eccentricity setting of the machine (PN Orlov, NIIMACH, 1972, Moscow Publishing) (See “Diamond lapping polishing of processed materials”). If the speed changes, the quality of the surface layer deteriorates, so the speed of the workpiece relative to the lap tool must be kept constant (Vconst) and finishing must be performed while drawing a circular trajectory. On the other hand, in the case of rough finishing, variable speed (Vvar) and variable tangential acceleration a) may be used. In this way, by periodically or constantly changing the amplitude of the vibration of the workpiece relative to the lap tool, the lap tool can be moved within a predetermined degree of flatness in the case of a flat wrap tool, and within a predetermined degree of sphericity in the case of a spherical wrap tool. The machining accuracy can be kept stable. Moreover, in this method, the workpiece can be worked locally, and each working area is polished in the same way.
Therefore, in the finishing method according to the present invention, the angular velocity and linear velocity of the mechanical operating element are periodically varied at regular intervals according to the polishing characteristics of the work surface of the lap tool as shown in the following equation.
Ａ＝Kg∫ｔ２ ｔ１√2 yc ２＋b・bc ２−2・b・yc・bc・ps（yc−bc）dt
ここでKg：仕上げ工程の動力学的効果に対す
る補正係数；
Ｒおよびｒb：加工素材に対するラツプ工具
表面上の点の相対運動の軌跡を決める
ベクトル計算式の成分；
ωbc：ホルダに対するラツプ工具中心の角速
度；
ωycホルダに対するラツプ工具の角速度；
t1およびt2：ラツプ工具と加工素材との接触
開始時間および終了時間。 A=Kg∫ t2 t1 √ 2 yc 2 + b・bc 2 −2・b・yc・bc・ps ( yc − bc ) dt where Kg: correction coefficient for the dynamic effect of the finishing process; R and r b : Component of the vector calculation formula that determines the locus of relative motion of a point on the surface of the lap tool with respect to the workpiece; ω bc : Angular velocity of the center of the lap tool with respect to the holder; ω yc Angular velocity of the lap tool with respect to the holder; t 1 and t 2 : Lap Start and end time of contact between tool and workpiece.
さらにラツプ工具に対する加工素材の相対運動
の速度および接線加速度、加工素材およびラツプ
工具間の接触部の圧力を変化させまたこれらの変
化の順序を変え加工素材はまず速度、接線加速度
および圧力を公称値に対し周期的に増加させ荒仕
上げされ、続いて加工素材は速度を周期的に増加
されかつこれに対応して接線加速度を減少され
る。仕上げ工程におけるこれらフアクタの時間に
対する変化を解析すれば一面および両面工作用の
仕上げ工程が制御可能とな。この工程の効率を問
題とするならばＶ，ａ〓，Ｐにより加工素材にお
いて最大の工作屑量が得られる。加工素材の表面
仕上げ層状態が問題となるときにはＶ，ａ〓，Ｐ
により所望の表面研磨厚さが得られる。加工素材
−研磨中間層−ラツプ工具により構成される表面
仕上げ機構で得られる効果は圧力Ｐ、速度Ｖおよ
び加速度ａ〓間の各種の関連状態における加工素
材およびラツプ工具表面層の物理的および機械的
特性の変化により得られる。第１図はラツプ工具
４に対する加工素材３の相対運動の任意の軌跡を
示し、この軌跡は速度比i2b＝n2／ｎb（ピニオン
ケージｎb速度に対するホルダー速度n2の比）の
値に依存する。速度n2およびｎbが比例的に変わ
ると軌跡は変化せずにラツプ工具４に対する加工
素材３の相対運動の平均速度および加速度が変化
する。ラツプ工具４上での加工素材３の相対運動
の１つのまたは同種の軌跡ａb，a1，a2…ａoはＶ
およびａ〓の値により何時でも外サイクロイドの
形で存在することができる（第３ａおよび３ｂ
図）。即ちυおよびａ〓の値により加工素材の軌
跡は一定となるようにすることができる。速度Ｖ
および接線加速度ａ〓の値は機械の作動機構の角
速度に依存し公知の計算式により計算できる。弾
性のあるプラスチツク変形区域の微細なひびで覆
われた区域の工作による層構造の変化において現
われるフアクタＶ，ａ〓，Ｐの作用効果に対する
加工素材およびラツプ工具の異なる特性は加工素
材−研磨中間層−ラツプ工具により構成される機
械の特性および加工素材およびラツプ工具表面の
硬度により決まる。周期的あるいは非周期的に速
度Ｖ、加速度ａ〓、圧力Ｐを循環的に変化させる
ことにより表面層に応力平衡状態を作ることがで
き従つて表面層全体において個々の工作区域の研
磨深さに関する欠点が除かれる。微細な欠陥ひび
はこのひびの発生速度および特性を変える表面層
での可変作用応力の振動数および振幅特性に応じ
て拡がる。Ｖ，ａ〓，Ｐの変化によりラツプ工具
および加工素材でのの研磨量が変化する。この結
果、脆性材料の加工素材の仕上げ効率および品質
はラツプ工具を交換することなくまた従来のよう
に研磨材の粒子サイズを変えることなく速度Ｖ、
加速度ａ〓、および圧力Ｐを変化させることによ
りまたその変化の組合わせを各種変えることによ
り荒仕上げおよび最終仕上げができ良好となる。
このため従来のように速度Ｖを変化させる荒仕上
げ中においては、同時に加速度ａ〓および圧力Ｐ
を変化させ速度の増加に伴い加速度ａ〓を比例的
に増加させかつ圧力を1.5ないし２倍だけ減少さ
せる。逆に最終仕上げにおいて速度Ｖが増加する
とこれに伴い加速度ａ〓は減少し圧力Ｐは一定に
保たれる。 Furthermore, the speed and tangential acceleration of the relative movement of the workpiece to the lap tool, the pressure at the contact area between the workpiece and the lap tool are changed, and the order of these changes is changed so that the workpiece first changes its velocity, tangential acceleration, and pressure to the nominal values. The workpiece is then rough-finished by increasing the speed periodically and decreasing the tangential acceleration correspondingly. By analyzing the changes in these factors over time during the finishing process, the finishing process for single-sided and double-sided machining can be controlled. If the efficiency of this process is an issue, then V, a〓, and P will yield the maximum amount of machining chips in the processed material. When the condition of the surface finish layer of the processed material is a problem, V, a〓, P
The desired surface polishing thickness can be obtained. The effect obtained by the surface finishing mechanism consisting of the workpiece, the polishing intermediate layer, and the lap tool is based on the physical and mechanical effects of the workpiece and the lap tool surface layer under various related conditions between pressure P, velocity V, and acceleration a. Obtained by changing properties. FIG. 1 shows an arbitrary trajectory of the relative movement of the workpiece 3 with respect to the lap tool 4, and this trajectory is determined by the speed ratio i 2 b = n 2 /n b (ratio of the holder speed n 2 to the pinion cage n b speed). Depends on the value. If the velocities n 2 and n b change proportionally, the average velocity and acceleration of the relative movement of the workpiece 3 with respect to the lap tool 4 change without changing the trajectory. One or similar trajectory a b , a 1 , a 2 ...a o of the relative movement of the workpiece 3 on the lap tool 4 is V
and a〓 can exist in the form of an exocycloid at any time (3a and 3b
figure). In other words, the trajectory of the workpiece can be made constant depending on the values of υ and a〓. speed V
The value of the tangential acceleration a is dependent on the angular velocity of the operating mechanism of the machine and can be calculated using a known formula. The different characteristics of the processed material and the lapping tool on the effects of the factors V, a, P, which appear in the layer structure change due to the machining of the area covered with fine cracks in the elastic plastic deformation area, are the processed material-abrasive intermediate layer. -Determined by the characteristics of the machine constructed by the lap tool and the hardness of the workpiece material and the surface of the lap tool. By cyclically varying the velocity V, the acceleration a, and the pressure P, either periodically or aperiodically, it is possible to create a stress equilibrium state in the surface layer and thus to control the polishing depth of the individual working areas in the entire surface layer. Defects are removed. Microscopic defect cracks propagate depending on the frequency and amplitude characteristics of the variable acting stress in the surface layer, which changes the rate and characteristics of this crack. The amount of polishing of the lap tool and the workpiece changes depending on the changes in V, a〓, and P. As a result, the finishing efficiency and quality of brittle materials can be improved by increasing the speed V without changing the lap tool or changing the particle size of the abrasive as in the past.
By varying the acceleration a and the pressure P, and by varying the combinations of these changes, rough finishing and final finishing can be achieved.
Therefore, during rough finishing in which the speed V is changed as in the past, the acceleration a〓 and the pressure P
, the acceleration a≓ increases proportionally with increasing speed, and the pressure decreases by a factor of 1.5 to 2. Conversely, when the speed V increases during final finishing, the acceleration a decreases and the pressure P remains constant.
ある場合にはフアクタは変化しないこともあ
る。速度Ｖ、加速度ａ〓、圧力Ｐの変化の順序即
ちＶ→Ｐ→ａ〓またはＶ→ａ〓→ＰまたはＶ→Ｐ
→Ｖ→ａ〓等またはａ〓→Ｐ→ＶまたはＰ→Ｖ→
ａ〓またはＰ→ａ〓→Ｐまたはａ〓→Ｐ→Ｖにお
いてはその大きさもまた変化し（V1→V2−P2−
P1→P2→ａ〓またはP1→P2→V1→V2→V3等）、こ
れによつて柔軟性および脆性、加工素材およびラ
ツプ工具の表面層の応力変化値が加工素材−研磨
中間層−ラツプ工具の機械の特性に基いて制御可
能となる。仕上げ工程における脆性材料の機械的
破壊の観点から、加工素材およびラツプ工具の研
磨粒子による研磨屑除去動作により破壊工程特
性、即ち動力学的荷重の増加に伴う固体の脆性破
壊の度合が決まる。仕上げ工程において、仕上げ
材料の表面層の動力学的荷重はラツプ工具に対す
る加工素材の相対速度の接線加速度ａ〓の増加に
伴い大きくなる。従つて工作屑の除去量を増加さ
せるために非単調な荷重状態を作る必要がある。
従つて、荒仕上げ中に効率を上げるために相対運
動の速度および加速度を増加させることが必要で
ある。圧力はＶおよびａ〓が増加すると減少する
ように変化すべきである。微細な切削工程中のす
べての不規則性を除去することにより表面層破壊
が減少し応力を受ける異成分層および微細な欠陥
ひびが減少する。従つて良好な表面層を得るため
の脆性材料の仕上げ工程において、圧力Ｐを一定
に保つたまま加速度ａ〓を逆に変化させながら速
度Ｖを変化させる。こうして常に速度、加速度お
よび圧力を工作中に制御しながら加工素材の工作
表面のラツプ工具を機械的に修正することにより
単一工程で荒仕上げおよび最終仕上げを効率よく
しかも高い精度で行なうことができる。本発明を
用いてセラミツク板を工作した場合球状表面の加
工精度が上昇し摩耗抵抗を1.5ないし２倍程度改
良できた。 In some cases, the factor may not change. The order of changes in velocity V, acceleration a〓, and pressure P, that is, V→P→a〓 or V→a〓→P or V→P
→V→a〓 etc. or a〓→P→V or P→V→
In a〓 or P→a〓→P or a〓→P→V, its magnitude also changes (V 1 →V 2 −P 2 −
P 1 →P 2 →a〓 or P 1 →P 2 →V 1 →V 2 →V 3 , etc.), this allows the flexibility and brittleness, the stress change value of the workpiece and the surface layer of the lap tool to be - Grinding intermediate layer - can be controlled based on the mechanical characteristics of the lapping tool. From the point of view of mechanical fracture of brittle materials during the finishing process, the abrasive debris removal action by the abrasive particles of the workpiece and lap tool determines the fracture process characteristics, ie, the degree of brittle fracture of the solid with increasing dynamic load. In the finishing process, the dynamic load on the surface layer of the finishing material increases as the tangential acceleration a of the relative velocity of the workpiece to the lap tool increases. Therefore, it is necessary to create a non-monotonic loading state in order to increase the amount of workpiece debris removed.
Therefore, it is necessary to increase the speed and acceleration of relative movement to increase efficiency during rough finishing. The pressure should change so that it decreases as V and a〓 increase. Eliminating all irregularities during the micro-cutting process reduces surface layer fractures and reduces stressed heterogeneous layers and micro-defect cracks. Therefore, in the finishing process of a brittle material to obtain a good surface layer, the velocity V is varied while the acceleration a is reversely varied while the pressure P is kept constant. In this way, by constantly controlling the speed, acceleration, and pressure during machining and mechanically modifying the lap tool on the work surface of the workpiece, rough finishing and final finishing can be performed efficiently and with high precision in a single step. . When a ceramic plate was machined using the present invention, the machining accuracy of the spherical surface increased and the wear resistance was improved by about 1.5 to 2 times.
第４図は上記説明方法を実施する加工素材の表
面ラツプ機械の概略図でであ。この機械は中心軸
Ｏ−Ｏに関し偏心量「emax／２」の偏心軸７を
担持する偏心駆動軸６を含む。この偏心軸７上に
はベアリング１０を介して中間遊星ピニオン８が
運動可能に取付けられその外側リム１２は中空軸
９の内側リム１３の内歯と噛み合う。中間遊星ピ
ニオン８はさらにその軸に関し偏心量「emax／
２」で装着された別の偏心軸１を備えこの偏心軸
はホルダー２の軸となる。ホルダー２はラツプ工
具４間に位置する加工素材３を保持する。偏心駆
動軸６、中空軸９およびラツプ工具４の回転駆動
装置は図示しない。加工素材３は別の偏心軸１の
廻りに偏心回転運動することにより複雑な軌跡を
描きながらホルダー２に保持されつつラツプ工具
４により工作される。作動中、ホルダー２の中心
およびラツプ工具４の回転中心間の基本偏心量
「ｅ」は偏心駆動軸６、中間遊星ピニオン８およ
び別の偏心軸１からなる組立て偏心機構を用いる
ことによりゼロ（０）から最大値（emax）まで
変えることができる。 FIG. 4 is a schematic diagram of a surface lapping machine for processing materials that implements the method described above. The machine includes an eccentric drive shaft 6 carrying an eccentric shaft 7 with an eccentricity "emax/ 2 " about the central axis OO. An intermediate planetary pinion 8 is movably mounted on the eccentric shaft 7 via a bearing 10, the outer rim 12 of which meshes with the internal teeth of the inner rim 13 of the hollow shaft 9. The intermediate planetary pinion 8 further has an eccentricity "emax/
2 '' is provided with another eccentric shaft 1, which serves as the axis of the holder 2. The holder 2 holds the workpiece 3 located between the lap tools 4. The eccentric drive shaft 6, the hollow shaft 9 and the rotary drive device for the lapping tool 4 are not shown. The workpiece 3 is machined by the lap tool 4 while being held by the holder 2 while drawing a complicated trajectory by eccentric rotational movement around another eccentric shaft 1. During operation, the basic eccentricity "e" between the center of the holder 2 and the center of rotation of the lapping tool 4 is brought to zero by using an assembly eccentric mechanism consisting of an eccentric drive shaft 6, an intermediate planetary pinion 8 and a further eccentric shaft 1. ) to the maximum value (emax).
機械は以下のように作動する。偏心駆動軸６の
回転速度が遊星機構の中空軸９の回転速度と等し
い場合には、中間遊星ピニオン８は偏心軸７に関
し回転せず従つて軸O1−O1は軸Ｏ−Ｏに関し一
定の偏心量「ｅ」で回転しこの偏心量は別の偏心
軸１の最初の設置位置によりゼロから最大値まで
変えることができる。 The machine operates as follows. If the rotational speed of the eccentric drive shaft 6 is equal to the rotational speed of the hollow shaft 9 of the planetary mechanism, the intermediate planetary pinion 8 does not rotate about the eccentric shaft 7 and the axis O 1 -O 1 is therefore constant with respect to the axis O-O. This eccentricity can be changed from zero to a maximum value depending on the initial installation position of another eccentric shaft 1.
両軸６および９の回転速度が一致しない場合に
は、中間遊星ピニオン８は軸７に関し回転し中心
軸Ｏ−Ｏに関する別の偏心軸１の偏心量を時間と
ともに変化させる。別の偏心軸１の位置が中心軸
Ｏ−Ｏの位置と一致したときには（中心軸Ｏ−Ｏ
に対する軸７の回転半径および軸７に対する別の
偏心軸１の回転半径は等しくemax／２）の場
合）、両軸６，９の回転角速度は等しく加工素材
はラツプ工具表面上で円形軌跡を描く。偏心駆動
軸６および中空軸９の速度およびラツプ工具４の
回転速度を変えることによりラツプ工具上で加工
素材は各種の軌跡を描く。即ち加工素材の局所加
工（ラツプ工具のある区域内で加工素材を工作し
工作区域を拡大してラツプ工具全表面に移動させ
る）によりラツプ工具の機械的修正が正確に行な
われる。第５図は加工素材の表面ラツピング機械
の別の実施例を示し第６図はこの機械の２重摺動
接手の構成要素を示す。機械は中央軸Ｏ−Ｏに関
し偏心量emax／２を有する偏心軸１５を担持す
る偏心駆動軸１４からなる。この軸１５上にベア
リング１６を介して遊星ピニオン１７が運動可能
に取付けられこのピニオンは中空軸２０の太陽ギ
ヤ１９と噛み合う外側リム１８を備えたハブを具
備している。遊星ピニオン１７のハブ上にこれと
同軸的にボールベアリング２１を介して別の遊星
ピニオン２２が装着されその上端２３は２重摺動
接手の接手部材を構成する。別の遊星ピニオン２
２の外側に歯を形成したリム２４は偏心駆動軸１
４および中空軸２０と同軸的なスピンドル２６の
内側に歯を形成したリム２５ち噛み合う。遊星ピ
ニオン１７上にその軸に関し偏心量emax／２を
有する別の偏心軸２７が設けられホルダー２８の
軸となる。２重摺動接手の上側円板３０はボール
ベアリング２９を介して別の偏心軸２７上に装着
され、この上側円板はホルダー２８に固定され
る。円板３０の下面には溝３１が形成され中間接
手円板３２の突起を受容する。中間接手円板３２
の反対側には別の突起が形成され２重摺動接手の
下側円板の溝に嵌合する。ホルダー２８はラツプ
工具３４，３４間に位置する加工素材３３を保持
する。偏心駆動軸１４、中空軸２０、スピンドル
２６およびラツプ工具３４，３５の回転駆動源は
図示しない。 If the rotational speeds of both shafts 6 and 9 do not match, the intermediate planetary pinion 8 rotates about the shaft 7 and changes the eccentricity of the other eccentric shaft 1 with respect to the central axis OO over time. When the position of another eccentric shaft 1 coincides with the position of the central axis O-O (central axis O-O
If the radius of rotation of axis 7 relative to axis 7 and the radius of rotation of another eccentric axis 1 relative to axis 7 are equal emax/ 2 ), the angular velocities of rotation of both axes 6 and 9 are equal and the workpiece traces a circular trajectory on the lap tool surface. . By changing the speeds of the eccentric drive shaft 6 and the hollow shaft 9 and the rotational speed of the lapping tool 4, the workpiece draws various trajectories on the lapping tool. That is, by local machining of the workpiece (machining the workpiece within a certain area of the lap tool, enlarging the work area and moving it over the entire surface of the lap tool), the mechanical correction of the lap tool is carried out accurately. FIG. 5 shows another embodiment of a machine for surface wrapping of workpieces, and FIG. 6 shows the components of the double sliding joint of this machine. The machine consists of an eccentric drive shaft 14 carrying an eccentric shaft 15 having an eccentricity emax/ 2 with respect to the central axis OO. A planetary pinion 17 is movably mounted on this shaft 15 via a bearing 16 and has a hub with an outer rim 18 meshing with a sun gear 19 of the hollow shaft 20. Another planetary pinion 22 is mounted coaxially with the hub of the planetary pinion 17 via a ball bearing 21, and its upper end 23 constitutes a joint member of a double sliding joint. Another planetary pinion 2
The rim 24 with teeth formed on the outside of the eccentric drive shaft 1
4 and a rim 25 formed with teeth on the inside of a spindle 26 coaxial with the hollow shaft 20. Another eccentric shaft 27 having an eccentricity emax/ 2 with respect to that shaft is provided on the planetary pinion 17 and serves as the shaft of the holder 28. The upper disc 30 of the double sliding joint is mounted on another eccentric shaft 27 via a ball bearing 29, and this upper disc is fixed to a holder 28. A groove 31 is formed on the lower surface of the disc 30 to receive a protrusion of the middle arm disc 32. Middle arm disc 32
Another projection is formed on the opposite side and fits into a groove in the lower disc of the double sliding joint. Holder 28 holds a workpiece 33 located between lap tools 34, 34. The rotational drive sources for the eccentric drive shaft 14, the hollow shaft 20, the spindle 26, and the lap tools 34, 35 are not shown.
機械は以下のように作動する。加工素材はホル
ダー２８に保持され偏心駆動軸１４廻りの偏心回
転運動による複雑な軌跡に沿つて運動しながらラ
ツプ工具３４，３５間で加工される。作動中偏心
量はゼロから最大値まで変化させることができ
る。偏心駆動軸１４の回転速度が中空軸２０の回
転速度と等しい場合には遊星ピニオン１７は偏心
軸１５の廻りに回転せず従つて別の偏心軸２７は
中央軸Ｏ−Ｏに関して一定の偏心量で回転し、こ
の偏心量は別の偏心軸２７の最初の設定位置によ
りゼロから最大値まで変化させることができる。
偏心駆動軸１４および中空軸２０の回転速度が一
致しない場合には遊星ピニオン１７は軸１５廻り
に回転開始し中央軸Ｏ−Ｏに対する別の偏心軸２
７の偏心量を時間とともに変化させる。別の偏心
軸２７の位置が中央軸Ｏ−Ｏの位置と一致すると
両軸１４，２０の回転角速度は等しくなりホルダ
ー２８内の加工素材３３はラツプ工具３４，３５
の表面上で円形軌跡に沿つて運動する。回転運動
は遊星機構を介してスピンドル２６から２重摺動
接手の下側円板に伝達される。この接手は別の偏
心軸２７上に遊転可能に取付けたホルダー２８に
固定した上側円板３０および中間円板３２を具備
する。中空軸２０の回転速度がスピンドル２６の
回転速度と等しいときには別の遊星ピニオン１２
は遊星ピニオン１７に対し回転せずまたホルダー
２８は別の偏心軸２７廻りに回転しない。中空軸
２０およびスピンドル２６の回転速度が一致しな
いときにはホルダー２８は別の偏心軸２７廻りに
回転する。偏心駆動軸１４、中空軸２０、スピン
ドル２６およびラツプ工具３４，３５の回転速度
を変えることによりラツプ工具上での加工素材３
３の軌跡を変えることができる。即ち加工素材の
局所工作し（加工素材をラツプ工具のある区域内
で加工する）、この工作区域はラツプ工具全表面
まで拡大可能でありこれによりラツプ工具表面の
機械的修正度合を正確にできる。 The machine operates as follows. The material to be processed is held in a holder 28 and processed between lap tools 34 and 35 while moving along a complicated locus due to eccentric rotational movement around the eccentric drive shaft 14. The amount of eccentricity during operation can be varied from zero to a maximum value. When the rotational speed of the eccentric drive shaft 14 is equal to the rotational speed of the hollow shaft 20, the planetary pinion 17 does not rotate around the eccentric shaft 15, so that the other eccentric shaft 27 has a constant eccentricity with respect to the central axis O-O. The amount of eccentricity can be changed from zero to the maximum value by changing the initial setting position of another eccentric shaft 27.
If the rotational speeds of the eccentric drive shaft 14 and the hollow shaft 20 do not match, the planetary pinion 17 starts rotating around the shaft 15 and rotates around another eccentric shaft 2 with respect to the central axis O-O.
The amount of eccentricity of No. 7 is changed over time. When the position of another eccentric shaft 27 coincides with the position of the central axis O-O, the rotational angular velocities of both shafts 14 and 20 are equal, and the workpiece 33 in the holder 28 is moved to the lap tools 34 and 35.
moves along a circular trajectory on the surface of The rotational movement is transmitted from the spindle 26 to the lower disc of the double sliding joint via a planetary mechanism. This joint comprises an upper disc 30 and an intermediate disc 32 fixed to a holder 28 which is rotatably mounted on another eccentric shaft 27. Another planetary pinion 12 when the rotational speed of the hollow shaft 20 is equal to the rotational speed of the spindle 26
does not rotate relative to the planetary pinion 17, and the holder 28 does not rotate about another eccentric shaft 27. When the rotational speeds of the hollow shaft 20 and the spindle 26 do not match, the holder 28 rotates about another eccentric shaft 27. By changing the rotational speed of the eccentric drive shaft 14, the hollow shaft 20, the spindle 26, and the lap tools 34, 35, the workpiece 3 can be moved on the lap tool.
You can change the trajectory of 3. That is, the workpiece is locally machined (the workpiece is machined within a certain area of the lap tool), and this machining area can be extended to cover the entire surface of the lap tool, thereby making it possible to precisely modify the degree of mechanical modification of the surface of the lap tool.
第７図に機械の別の例を示し、第８図にそのホ
ルダー駆動機構を示す。機械はソケツト内の加工
素材３７を保持するホルダー３６からなり、この
ホルダーは２つのラツプ工具３８，３９間に位置
し、ホルダー３６のギヤ４０には遊転ギヤ４１が
噛み合う。ホルダーのギヤ４０の軸Ａ−Ａは遊転
ギヤ４１の軸Ｃ−Ｃ上に遊転可能に取付けたキヤ
リア４２と連結される。遊転ギヤ４１は太陽ギヤ
４３と噛み合いかつピニオンケージ４４上に固定
した軸Ｃ−Ｃ上に遊転的に装着される。軸Ａ−Ａ
はピニオンケージ４４上に乗座しキヤリア４２と
ともに軸Ｃ−Ｃに対し回転可能である。別の軸４
５には別の軸Ｂ−Ｂを担持する円板４６が備わ
り、軸Ｂ−Ｂはピニオンケージ４４の円弧状の溝
を通過したキヤリア４２の溝に入る。こうして別
の軸４５およびキヤリア４２間にリンク機構が形
成される。ピニオンケージ４４および別の軸４５
はギヤ伝達機構４８，４９およびベベルギヤデフ
アレンシヤル５０を介して駆動源４７により駆動
される。デフアレンシヤルのハウジングはハンド
ル５１により垂直軸廻りに回転可能であ。ホルダ
ーギヤおよび太陽ギヤの回転軸の偏心量「ｂ」は
ピニオンケージ４４に対する別の軸４５の回転角
αにより定まる。 FIG. 7 shows another example of the machine, and FIG. 8 shows its holder drive mechanism. The machine consists of a holder 36 which holds a workpiece 37 in a socket, this holder being located between two lap tools 38, 39, with a gear 40 of the holder 36 meshing with an idling gear 41. The axis A-A of the gear 40 of the holder is connected to a carrier 42 which is freely rotatably mounted on the axis C-C of the idling gear 41. The idling gear 41 meshes with the sun gear 43 and is idly mounted on a shaft C--C fixed on the pinion cage 44. Axis A-A
is seated on the pinion cage 44 and is rotatable together with the carrier 42 about the axis CC. another axis 4
5 is provided with a disc 46 carrying another shaft B--B, which enters a groove in the carrier 42 passing through an arc-shaped groove in the pinion cage 44. A link mechanism is thus formed between the further shaft 45 and the carrier 42. Pinion cage 44 and another shaft 45
is driven by a drive source 47 via gear transmission mechanisms 48, 49 and a bevel gear differential 50. The housing of the differential is rotatable about a vertical axis by means of a handle 51. The eccentricity "b" of the rotational shafts of the holder gear and the sun gear is determined by the rotational angle α of the other shaft 45 with respect to the pinion cage 44.
この機械は以下のように作動する。駆動部４
７，４８，４９，５０により円板４６およびピニ
オンケージ４４とともに軸４５が回転する。ピニ
オンケージ４４の軸が遊転ギヤ４１を太陽ギヤ４
３廻りに回転させかつホルダー３６のホルダーギ
ヤ４０を回転させる。ホルダー３６の孔内に位置
する加工素材３７は上側および下側ラツプ工具３
９，３８間で加工される。ピニオンケージ４４お
よびホルダー３６のギヤ４０の角速度ω１および
ω２の方向は一致する。円板４６を備えた別の軸
４５およびピニオンケージ４４間の角度αは遊転
ギヤ４８，４９の速度比およびデフアレンシヤル
５０のハウジングの回転角βにより定まる。遊転
ギヤ４８，４９の速度比が１：１の場合には角度
αは角度βと等しい。こうして角度βを変えるこ
とによりデフアレンシヤル５０のハウジングはキ
ヤリア４２を回転させ加工素材３７を加工中に角
度αおよび偏心量ｅを変化させる。これにより加
工素材の仕上げ工程が自動化されかつその仕上げ
面は良好となる。これはこの機械が工作中に直接
仕上げ加工に関するパラメータを制御できるため
である。 This machine works as follows. Drive part 4
7, 48, 49, and 50, the shaft 45 rotates together with the disk 46 and pinion cage 44. The shaft of the pinion cage 44 connects the idling gear 41 to the sun gear 4.
3 rotations and rotate the holder gear 40 of the holder 36. The workpiece 37 located in the hole of the holder 36 is attached to the upper and lower lap tools 3.
Processed between 9 and 38. The directions of the angular velocities ω 1 and ω 2 of the gear 40 of the pinion cage 44 and the holder 36 coincide. The angle α between the further shaft 45 with disk 46 and the pinion cage 44 is determined by the speed ratio of the idler gears 48, 49 and the angle of rotation β of the housing of the differential 50. When the speed ratio of the idle gears 48 and 49 is 1:1, the angle α is equal to the angle β. By changing the angle β in this manner, the housing of the differential 50 rotates the carrier 42 and changes the angle α and the eccentricity e while processing the workpiece 37. This automates the finishing process of the processed material and provides a good finished surface. This is because this machine can control finishing parameters directly during machining.
第１図および第２図は本発明に係る偏心機械の
概略図であり、１方はラツプ工具軸に対するホル
ダー軸の運動の軌跡の一例を示す。第３ａ図およ
び第３ｂ図は第１図および第２図に示した機械に
おけるラツプ工具軸に対するホルダー軸の軌跡の
例である。第４図は本発明に係る偏心機械の長手
方向断面図であり、この機械は作動中にラツプ工
具軸に対するホルダー軸の偏心量を変えることが
できる。第５図は作動中にラツプ工具軸に対する
ホルダー軸の偏心量を変えることができかつホル
ダーの軸廻りの回転速度が制御可能なような本発
明に係る偏心機械の概略図である。第６図は第５
図に示した機械における２重摺動接手の概略図で
あり、この接手は別の遊星機構からホルダーへの
回転の伝達を確実に行なう。第７図は作動中にラ
ツプ工具軸に対するホルダー軸の偏心量が変化し
かつホルダーの回転軸廻りの回転速度が制御可能
なような本発明に係る偏心機械の概略図である。
第８図は第７図に示した機械におけるホルダー駆
動機構の作動機構の上面図である。
１……軸、２……ホルダー、３……加工素材、
４……ラツプ工具、６……駆動軸、２７，７……
偏心軸、９……遊星機構の軸、２２……遊星ピニ
オン、４１……遊転ギヤ、４２……キヤリア、４
４……ピニオンケージ、４６……円板。
1 and 2 are schematic diagrams of an eccentric machine according to the invention, one of which shows an example of the locus of movement of the holder axis relative to the lap tool axis. 3a and 3b are examples of the trajectory of the holder axis relative to the lap tool axis in the machine shown in FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of an eccentric machine according to the invention, which machine can change the eccentricity of the holder axis relative to the lap tool axis during operation. FIG. 5 is a schematic view of an eccentric machine according to the invention in which the amount of eccentricity of the holder axis relative to the lap tool axis can be varied during operation and the rotational speed of the holder about the axis can be controlled. Figure 6 is the 5th
1 is a schematic diagram of a double sliding joint in the machine shown, which ensures the transmission of rotation from another planetary mechanism to a holder; FIG. FIG. 7 is a schematic diagram of an eccentric machine according to the present invention in which the amount of eccentricity of the holder axis relative to the lap tool axis changes during operation and the rotational speed of the holder about the axis of rotation can be controlled.
FIG. 8 is a top view of the operating mechanism of the holder drive mechanism in the machine shown in FIG. 7. 1...shaft, 2...holder, 3...processing material,
4... Wrap tool, 6... Drive shaft, 27, 7...
Eccentric shaft, 9... Axis of planetary mechanism, 22... Planetary pinion, 41... Idle gear, 42... Carrier, 4
4...Pinion cage, 46...Disc.
Claims (1)
８，３６のソケツト内に加工素材３，３３，３７
を配置し、該保持具２，２８，３６はその軸芯
0′−0′，Ａ−Ａ廻りに回転可能であるとともに該
軸芯0′−0′，Ａ−Ａを表面ラツプ機械駆動軸の軸
芯０−０の廻りに回転させ、該駆動軸は前記ラツ
プ工具に対し位置が固定された表面ラツプ機械の
加工素材仕上げ方法において、前記各回転運動と
同時に前記保持具の軸芯0′−0′，Ａ−Ａをさらに
これと平行で同軸でなくかつ前記駆動軸の軸芯０
−０から偏心した別の軸芯0″−0″，Ｃ−Ｃの廻り
に回転させ、加工素材とラツプ工具との相対運動
の速度と、この運動の接線加速度と、加工素材と
ラツプ工具との接触部で発生する圧力とを変化さ
せることを特徴とする加工素材の表面ラツプ仕上
げ方法。 ２ 前記加工素材をまず荒仕上げしこのとき前記
速度、接線加速度および圧力を段階的に平均公称
値から最大値まで変化させ続いて前記公称値に戻
し、この後前記速度を段階的に増加させかつこれ
に応じて加工素材およびラツプ工具間の相対運動
の接線加速度を減少させることにより最終仕上げ
加工を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の加工素材の表面ラツプ仕上げ方法。 ３ 加工素材３３収容のためのソケツトを有する
保持具２８を備え、該保持具２８はその軸芯0′−
0′廻りに回転しかつラツプ工具３３，３４間に配
設されるとともに駆動軸１４の偏心軸１５上に装
着され、該駆動軸１４はその軸芯０−０廻りに回
転する表面ラツプ機械において、第１の遊星機構
１７，１８，１９，２０を具備し、その遊星歯車
１８は前記駆動軸１４の偏心軸１５上に装着さ
れ、前記駆動軸の軸芯０−０及び偏心軸１５と別
にさらにこれらに平行で位置がずれた別の偏心軸
２７を備え、該別の偏心軸２７上に前記保持具２
８を支持してこれを前記駆動軸１４の軸芯０−０
に関し累積した偏心量（emax）で回転させ、前
記第１の遊星機構の遊星歯車１８のハブ１７上に
第２の遊星機構２２，２４，２５，２６を装着
し、オルダム接手を具備してその一方の部材が該
第２の遊星機構の遊星歯車２２を構成し他の一方
の部材３０は前記別の偏心軸２７上に回転可能に
装着されかつ前記保持具２８に対し固定されたこ
とを特徴とする表面ラツプ機械。 ４ 加工素材３７収容のためのソケツトを有する
保持具３６を備え、該保持具３６はその軸芯Ａ−
Ａ廻りに回転しかつラツプ工具３８，３９間に配
設されるとともに軸芯Ｃ−Ｃ廻りに回転するキヤ
リア４２を介して駆動軸（ピニオンケージ）４４
の偏心した軸芯Ａ−Ａ上に装着された表面ラツプ
機械において、前記駆動軸（ピニオンケージ）４
４と同軸上の円板４６およびデフアレンシヤル機
構を備え、該円板上に軸芯Ｂ−Ｂを有する別の軸
を有し、該デフアレンシヤル機構の一方の軸は駆
動軸（ピニオンケージ）４４に連結され、他の一
方は遊星歯車４８，４９を介して前記円板４６に
連結され、前記軸芯Ｂ−Ｂ上の軸は前記キヤリア
４２の溝に入りかつ前記駆動軸（ピニオンケー
ジ）４４の円弧状の溝に入ることを特徴とする表
面ラツプ機械。[Claims] 1. Holder 2, 2 arranged between two lap tools
Processing materials 3, 33, 37 in sockets 8, 36
are arranged, and the holders 2, 28, 36 are
0'-0', A-A, and the axis 0'-0', A-A is rotated around the axis 0-0 of the surface lap machine drive shaft, and the drive shaft is In a method for finishing a workpiece of a surface lapping machine whose position is fixed relative to the lapping tool, the axes 0'-0', A-A of the holder are further parallel to and not coaxial with the lapping tool at the same time as each of the rotational movements. and the axis of the drive shaft is 0
Rotate around another axis 0''-0'', C-C eccentric from -0, and calculate the speed of relative movement between the workpiece and the lap tool, the tangential acceleration of this movement, and the relationship between the workpiece and the lap tool. A surface lap finishing method for processed materials characterized by changing the pressure generated at the contact area of the material. 2. The workpiece is first rough-finished, with the speed, tangential acceleration and pressure being varied stepwise from an average nominal value to a maximum value and then back to the nominal value, after which the speed is increased stepwise and 2. A surface lap finishing method for a workpiece according to claim 1, wherein the final finishing process is carried out by reducing the tangential acceleration of the relative motion between the workpiece and the lap tool accordingly. 3 A holder 28 having a socket for accommodating the workpiece 33 is provided, and the holder 28 has its axis 0'-
In a surface lapping machine which rotates around 0' and is disposed between the lapping tools 33 and 34 and is mounted on an eccentric shaft 15 of a drive shaft 14, the drive shaft 14 rotates around its axis 0-0. , a first planetary mechanism 17, 18, 19, 20, the planetary gear 18 of which is mounted on the eccentric shaft 15 of the drive shaft 14, separate from the axis 0-0 of the drive shaft and the eccentric shaft 15. Furthermore, another eccentric shaft 27 parallel to these and shifted in position is provided, and the holder 2 is mounted on the other eccentric shaft 27.
8 and align it with the axis 0-0 of the drive shaft 14.
The second planetary mechanism 22, 24, 25, 26 is mounted on the hub 17 of the planetary gear 18 of the first planetary mechanism, and is equipped with an Oldham joint. One member constitutes the planetary gear 22 of the second planetary mechanism, and the other member 30 is rotatably mounted on the other eccentric shaft 27 and fixed to the holder 28. surface lapping machine. 4 A holder 36 having a socket for accommodating the workpiece 37 is provided, and the holder 36 has its axis A-
The drive shaft (pinion cage) 44 rotates around A and is disposed between the lap tools 38 and 39 and rotates around the axis C-C.
In the surface lap machine mounted on the eccentric shaft A-A of the drive shaft (pinion cage) 4
4 and a differential mechanism, and has another shaft on the disk having an axis B-B, and one axis of the differential mechanism is a drive shaft (pinion cage). ) 44, and the other side is connected to the disk 46 via planetary gears 48, 49, and the shaft on the axis B-B enters the groove of the carrier 42 and connects to the drive shaft (pinion cage). ) A surface lapping machine characterized by entering 44 arcuate grooves.
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| SU762406781A SU662328A1 (en) | 1976-09-27 | 1976-09-27 | Machine for finish-working of parts |
| SU762425203A SU761247A2 (en) | 1976-12-10 | 1976-12-10 | Part-lapping machine |
| SU772452301A SU656819A2 (en) | 1977-02-25 | 1977-02-25 | Flat-finishing machine |
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| CA (1) | CA1122413A (en) |
| DE (1) | DE2742630C2 (en) |
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