TWI428203B - 雙面磨床 - Google Patents

Description

雙面磨床

本發明係有關於一種雙面磨床，其中有一對的磨輪可同時對一工件的二側表面進行表面研磨，特別是有關於一種雙面磨床，包含有一承載盤，其係固定至一承載盤轉軸上，並設有一工件固持孔，以供將一工件固定在其內。

在此種型式的雙面磨床中，工件是供應至設在一輸送軌道上預定之裝載位置處的工件固持孔內，在該工件因一承載盤的轉動而插入至磨輪之間，以研磨該工件的二側表面後，該工件固持孔內的該工件即會被卸除出去。透過依序將工件供應至位在裝載位置處的工件固持孔內，可以連續地研磨多個工件(參見專利文獻一)。

在此雙面磨床中，固定在工件固持孔內的工件一定會通過磨輪之間的同一弧形輸送軌道。但是，在有許多工件要接續地加以研磨的情形中，磨輪上會在較短的時間內產生不均的磨耗，這會降低表面研磨的精度。因此必須要使用修整裝置頻繁地修整磨輪，這會降低研磨作業的效率。

另一方面，有建議一種包含有可在繞其軸線轉動時進行迴轉之承載盤的雙面磨床者。在此種雙面磨床中，工件是分別固定在多個設於承載盤上的工件固持孔內，而因轉動及迴旋的組合之故會形成相當複雜的工件輸送軌道，因之可減少磨輪的不均勻磨耗，進而可改善研磨精度(參見 專利文獻二)。

〔專利文獻一〕日本專利早期公開第11－138430號。 〔專利文獻二〕日本實用新案申請第62－49754號(日本實用新案早期公開第63－158754號微縮影片)。

在如同專利文獻二的同時使用承載盤的轉動及迴旋的結構中，承載盤的驅動機構會相當的複雜，增加製造成本。另外，改變及調整工件輸送軌道是相當的困難，因此要配合各種尺寸的工件亦是相當的困難。再者，由於工件的裝載位置是會改變的，因此裝載裝置的結構亦會變成相當的複雜。

(本發明的目的)

本發明的目的在於提供一種雙面磨床，其中用以固定工件的工件固持孔的輸送軌道可由一簡單的結構加以複雜化，因此磨輪將不容易產生不均勻的磨耗，而能長時期保持表面研磨的精度。

為能解決此問題，根據本發明之一觀點的雙面磨床包含一對磨輪，其等係設置在同一磨輪轉動軸線上而互相面對，及包含一承載盤，其具有一可將一工件固定在其內的 工件固持孔，並係固定至一承載盤轉軸上，該承載盤轉軸具有一轉動軸線，該轉動軸線係平行於該磨輪轉動軸線，該工件係在一位於該工件固持孔的輸送軌道上的預定裝載位置處供應至該工件固持孔內，在該工件因承載盤的轉動而插入至該等磨輪之間，以研磨該工件的二側表面後，該工件固持孔內的該工件即會卸除出去，此雙面磨床的特徵在於該承載盤轉軸係由一擺動構件加以支撐，該擺動構件可繞著一擺動軸線擺動，該擺動軸線係平行於該承載盤轉動軸線，以及一擺動驅動機構可將一擺臂加以擺動，以使該承載盤轉軸及該承載盤繞著該擺動軸線擺動。

因此，固定於該承載盤內而插入至該等磨輪之間的該工件會通過該等磨輪之間而同時被擺動。因此，相較於工件僅通過弧形輸送軌道的習用技藝而言，其將可以長時間保持高研磨精度，而能減少磨輪上不均勻磨耗的產生。

另外，由於承載盤轉軸及承載盤會被擺動，因此相較於要利用轉動及迴旋的習用裝置而言，其可以達到結構簡單及成本降低。

在根據本發明此一觀點的雙面磨床中，最好該擺臂是設置成可使得該擺動軸線位於該裝載位置的工件固持孔的中心處。

因此，即使承載盤被擺動構件加以擺動，工件的裝載位置仍不會改變，且該裝載位置永遠會維持在一固定的位置處。因此，裝載裝置的結構將不會複雜。

第1圖至第5圖顯示出根據本發明一實施例的直立式雙面磨床，下面將配合於這些圖式來說明本發明之一實施例。第1是一示意圖，顯示出根據本發明一實施例的直立式雙面磨床的整體。在下面的說明中，為了便於說明解釋，操作員所在的前側將設為此直立式雙面磨床的前方，如圖式中箭號所示。在磨床本體1中，一對上方及下方磨輪2設置於一垂直的磨輪軸線O1上而互相面對，每一磨輪2均是固定在位於磨輪軸線O1上的上方及下方磨輪轉軸3之一者上。上方及下方磨輪轉軸3係結合至驅動馬達5上，而在其間分別設有動力傳輸機構，且上方及下方磨輪轉軸3係構造成能夠沿垂直方向移動。

一承載裝置支撐枱7係設置於該磨床本體1的前方側，一工件承載裝置10設置於該承載裝置支撐枱7上。一薄板狀承載盤11水平地設置於工件承載裝置10的上方末端處。承載盤11是固定在設於工件承載裝置10內的垂直承載盤轉軸12上，而承載盤11之後側末端部位則是插置於該二磨輪2之間。一裝載裝置13設置於承載盤11上的預定裝載位置A11處。一工件接收裝置14連接至工件承載裝置10上。該工件接收裝置14可接收一卸載而已加工過的工件，並留置該已加工過工件。

(工件承載裝置10的整體結構)

第2圖是一放大平面圖，顯示出第1圖中的工件承載 裝置10，第3圖是沿著第2圖中線III－III所取的剖面圖，第4圖是沿著第2圖中線IV－IV所取的剖面圖，第5圖則是沿著第4圖中線V－V所取的剖面圖。參閱第2圖，承載盤轉軸12及承載盤11是構造成能夠沿著箭號R的方向繞一承載盤轉動軸線O2轉動。在承載盤11中，在相對於承載盤轉動軸線O2對稱的位置處設有多對的工件固持孔18。承載盤11的厚度是比未加工之工件的厚度為薄，且承載盤11的厚度是構造成在一工件W固定於該工件固持孔18內時，能使工件W之上方及下方末端表面的突出量大於研磨裕度。也就是說，當工件W在被固定於工件固持孔18內而插置於該二磨輪2之間時，承載盤11的厚度是能夠讓工件W的二側末端表面被研磨掉預定的量，而不會讓磨輪2接觸到承載盤11。

一弧形的入口側下方導引台21是設置於磨輪2的工件入口側(與旋轉方向R這一側相對的一側)，而位於磨輪2旁邊。入口側下方導引台21是沿著工件固持孔18的輸送軌道設置的。一入口側上方導引台22設置成讓此入口側上方導引台22與入口側下方導引台21間具有一預定的間距，且此入口側上方導引台22係自上方面向著該入口側下方導引台21。入口側上方導引台22是形成為在承載盤11的周邊方向上較入口側下方導引台21為短。一弧形的出口側下方導引台23是設置於磨輪2的工件出口側(旋轉方向R的這一側)，而位於磨輪2旁邊。出口側下方導引台23是沿著工件固持孔18的輸送軌道設置的。一 出口側上方導引台24設置成讓此出口側上方導引台24與出口側下方導引台23間具有一預定的間距，且此出口側上方導引台24係自上方面向著該出口側下方導引台23。出口側上方導引台24是形成為在承載盤11的周邊方向上較出口側下方導引台23為短。

入口側下方導引台21與入口側上方導引台22在垂直方向上所形成的間隙是稍微大於未加工之工件W的厚度，以使得至少能讓固定在工件固持孔18內的未加工工件W平順地通過該間隙。另一方面，出口側下方導引台23與出口側上方導引台24在垂直方向上所形成的間隙是大於已加工之工件W的厚度，以使得至少能讓固定在工件固持孔18內的已加工工件W平順地通過該間隙。

工件W的裝載位置A1是設置於入口側下方導引台21上位在與旋轉方向R這一側相反的一側的位置處，也就是說，位在不與入口側上方導引板22重疊的一部份上。一工件閂定壁13a，其係屬於裝載裝置13的，係設置於裝載位置A1的旋轉方向R這一側，且工件閂定壁13a是以人字形朝向裝載位置A1開放的。

參閱第3圖，工件閂定壁13是設置於承載盤11的上方，且此工件閂定壁13是由一適當的支撐托架加以固定在工件承載裝置10內的適當構件上。工件閂定壁13的下方邊緣是設置成相對於入口側下方導引台21之上方末端表面分隔開一段稍微大於未加工工件W之厚度的距離。因此，僅可讓一個固定在承載盤11之工件固持孔18內的 工件W通過工件閂定壁13的下方邊緣與入口側導引台21的上方末端表面之間。也就是說，裝載於裝載位置A1上的未加工工件W會被工件閂定壁13加以閂固住。當工件固持孔18在裝載位置A1處因承載盤11的轉動而被加以裝填時，位於下方的工件W即會掉落至工件固持孔18而被裝載，且此工件W會沿著旋轉方向R而輸送。

另一方面，工件W的卸載位置A2是位於出口側下方導引台23在旋轉方向R這一側的邊緣旁，而工件接收裝置14的一桿構件14a則是設置於卸載位置A2的下方。也就是說，在諸如活塞環之類的環狀工件W要研磨的情形中，自出口側下方導引台23之該邊緣卸放出來的工件W會在卸載位置A處由該桿構件14a的前側末端加以接收，而工件W則會因桿構件14a的向前而向下的傾斜度而自動地向前滑落，並由該桿構件14a加以留置住。

一擺臂30的基部末端部位30a，其中有該裝載位置A1的中心O3設於一擺動軸線上，係設置於該入口側下方導引台21的下方。擺臂30係自該基部末端部位30a延伸通過該承載盤11的轉動軸線O2，且該擺臂30係可轉動地支撐著該承載盤轉軸12於一前側末端部位30b上。

一曲柄式擺動驅動機構31設置於擺臂30的前側末端部位30b的前方，以供擺動該擺臂30。該曲柄式擺動驅動機構31的一輸出連桿32係由一連接銷34加以可轉動地結合至擺臂30的前側末端部位30b的前側末端表面上。 (承載盤的轉動結構及工件承載裝置10的擺動結構)

參閱第3圖，擺臂30的基部末端部位30a係由一擺動支撐軸36加以支撐，而能藉由一對上方及下方軸承37而繞著擺動軸線O3擺動。擺動支撐軸36係垂直地固定於承載裝置支撐枱7上。

在擺臂30的前側末端部位30b上形成有一向上突出的圓柱狀部位，而承載盤轉軸12則是藉由上方及下方軸承41而以可轉動的方式支撐在該圓柱狀部位的內側周邊表面上。承載盤轉軸12的下方末端部位是結合至固定在擺臂30下方部位上的承載盤轉動驅動馬達44的輸出軸44a上。一碟狀的承載盤固定托架47固定在承載盤轉軸12的上方末端，而設置於固定托架47上的承載盤11則是由一鎖固碟48自上方加以鎖緊並固定住。

一支撐滾輪50設置於擺臂30的前緣的下方表面上，而能夠滾動。該支撐滾輪50係設置於一位於承載裝置支撐枱7上的軌條51上，且該支撐滾輪50可隨著擺臂30的擺動而在軌條51上滾動。

第4圖顯示出詳細的曲柄式擺動驅動機構31。此曲柄式擺動驅動機構31包含有一設有齒輪的馬達61，其係結合至一設於承載裝置支撐枱7上的結合台60上；一曲柄臂63，其係固定在該設有齒輪的馬達61的輸出軸61a的上方末端部位上；以及該連桿32，其係由銷62加以可 轉動地結合至曲柄臂63的前側末端部位上。該設有齒輪的馬達61的輸出軸61a的轉動可帶動連桿32的銷62繞著通過曲柄臂63的輸出軸線O4轉動，因之而透過連桿32擺動擺臂30。連桿32包含有一螺接部位32a，位於其中間處，因此連桿32的長度係能以伸縮螺套的方式加以調整。也就是說，擺臂30的擺動開始位置及擺動結束位置可藉由調整連桿32的長度來加以改變。藉由使用一長形孔洞或多個銷孔，其可調整曲柄臂63的長度，或者銷62在連桿32之前側末端部位的位置，因之而可調整銷62自設有齒輪的馬達的輸出軸61a偏離開的偏離量。因此可以調整擺臂30的擺動量(振幅)。

第5圖顯示出詳細的擺動驅動機構31。該對支撐滾輪50間在擺動方向B1及B2上具有距離，且在擺臂30的前緣邊緣部位上設有一擺動位置偵測突出部70，位於該等支撐滾輪50之間。另一方面，一對擺動位置偵測近接開關72設置成在擺動方向B1及B2上具有一距離而面對著該擺臂30的前緣邊緣表面。當突出部70靠近於該等近接開關72之每一者時，該近接開關72即可偵測到該擺臂30的擺動開始位置及擺動結束位置。

(作業)

(1)在第2圖中，許多個低構形工件(例如說厚度為0.5mm至1.0mm的活塞環)W裝載於裝載位置A1，這些工件W係由工件閂定壁13加以閂固住。在此狀態下， 當承載盤11沿著箭號R的方向繞著承載盤轉動軸線O2轉動時，曲柄式擺動驅動機構31即會將擺臂30沿著箭號B1及B2的方向繞著擺動軸線O3擺動。

(2)當工件固持孔18因承載盤11的轉動而到達裝載位置A1時，位在底部的工件W即可供應至工件固持孔18內。當固定在工件固持孔18內的工件W通過入口側下方導引台21及入口側上方導引台22間的間隙時，該工件W在垂直方向上的位置會被導引成能配合於磨輪2間的間隙，工件W即可插入至磨輪2之間，且該等上方及下方磨輪2即可對該工件W的上方及下方末端表面進行面研磨。在研磨的過程中，如前所述，承載盤11在繞著承載盤轉動軸線O2轉動時，亦會繞著擺動軸線O3擺動。因此，工件固持孔18內的該工件W將不會形成簡單的弧形輸送路徑，而是水平波動的輸送路徑，且該工件W會通過該等磨輪2之間。因此，不均勻的磨耗將不容易於在長時間使用後發生，而能維持高的表面研磨精度。

(3)在研磨後，卸放至工件出口側的工件W會通過出口側下方導引台23與出口側上方導引台24之間，且該工件W會在卸載位置A2處自出口側下方導引台23在旋轉方向R這一側的邊緣處掉落而釋放出去，並由工件接收裝置14的桿構件14a加以接收，而後向前滑落而留置。

(4)已加工工件W自其內卸放出去後的工件固持孔18會再次移動至裝載位置A1，而未加工工件W則再供應至該工件固持孔18內。

在本實施例中，由於擺臂30的擺動軸線O3是與裝載位置A1的中心重合，即使擺臂30被擺動，該裝載位置亦不會改變，而工件固持孔18永遠會通過固定不動的裝載位置A1。因此，其僅需要將屬於裝載裝置13的簡易工件閂定壁13加以固定至該一位置上即可，故能實現簡單的架構。

(其他的實施例)

(1)在前述的實施例中，本發明是應用至磨輪轉動軸線是垂直設置的直立式雙面磨床上。但是，本發明亦可應用至磨輪轉動軸線是水平設置的水平式雙面磨床上。

1‧‧‧磨床本體

2‧‧‧磨輪

3‧‧‧磨輪轉軸

5‧‧‧驅動馬達

7‧‧‧承載裝置支撐枱

10‧‧‧工件承載裝置

11‧‧‧承載盤

12‧‧‧承載盤轉軸

13‧‧‧裝載裝置

13a‧‧‧工件閂定壁

14‧‧‧工件接收裝置

14a‧‧‧桿構件

18‧‧‧工件固持孔

21‧‧‧入口側下方導引台

22‧‧‧入口側上方導引台

23‧‧‧出口側下方導引台

24‧‧‧出口側上方導引台

30‧‧‧擺臂

30a‧‧‧基部末端部位

30b‧‧‧前側末端部位

31‧‧‧曲柄式擺動驅動機構

32‧‧‧連桿

32‧‧‧螺接部位

34‧‧‧連接銷

36‧‧‧擺動支撐軸

37‧‧‧軸承

41‧‧‧軸承

44‧‧‧承載盤轉動驅動馬達

44a‧‧‧輸出軸

47‧‧‧固定托架

48‧‧‧鎖固碟

50‧‧‧支撐滾輪

51‧‧‧軌條

60‧‧‧結合台

61‧‧‧設有齒輪的馬達

61a‧‧‧輸出軸

62‧‧‧銷

63‧‧‧曲柄臂

70‧‧‧突出部

72‧‧‧近接開關

A1‧‧‧裝載位置

A2‧‧‧卸載位置

O1‧‧‧磨輪軸線

O2‧‧‧承載盤轉動軸線

O3‧‧‧擺動軸線

O4‧‧‧輸出軸線

R‧‧‧旋轉方向

W‧‧‧工件

第1圖是一示意圖，顯示出根據本發明一實施例的直立式雙面磨床的整體。

第2圖是一放大平面圖，顯示出第1圖中之直立式雙面磨床的工件承載裝置。

第3圖是沿著第2圖中線III－III所取的剖面圖。

第4圖是沿著第2圖中線IV－IV所取的剖面圖。

第5圖是沿著第4圖中線V－V所取的剖面圖。

1‧‧‧磨床本體

2‧‧‧磨輪

3‧‧‧磨輪轉軸

5‧‧‧驅動馬達

7‧‧‧承載裝置支撐枱

10‧‧‧工件承載裝置

11‧‧‧承載盤

12‧‧‧承載盤轉軸

13‧‧‧裝載裝置

14‧‧‧工件接收裝置

A1‧‧‧裝載位置

O1‧‧‧磨輪軸線

O2‧‧‧承載盤轉動軸線

O3‧‧‧擺動軸線

W‧‧‧工件

Claims (1)

1. 一種雙面磨床，包含：一對磨輪，其係設置在同一磨輪轉動軸線上而互相面對，及一承載盤，其具有一可將一工件固定在其內的工件固持孔，並係固定至一承載盤轉軸上，該承載盤轉軸具有一轉動軸線，該轉動軸線係平行於該磨輪轉動軸線，該工件係在位於該工件固持孔的輸送軌道上的一預定之裝載位置處被供應至該工件固持孔內，在該工件因承載盤的轉動而插入至該等磨輪之間，以研磨該工件的二側表面後，該工件固持孔內的該工件被卸除，其中該承載盤轉軸係被一擺動構件支撐，該擺動構件可繞著一擺動軸線擺動，該擺動軸線係平行於該承載盤轉動軸線，以及一擺動驅動機構可擺動一擺臂，以使該承載盤轉軸及該承載盤繞著該擺動軸線擺動；以及該擺臂是設置成使得該擺動軸線位於該裝載位置的工件固持孔的中心處。