WO2015108174A1 - 両頭平面研削装置および研削方法 - Google Patents

両頭平面研削装置および研削方法 Download PDF

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WO2015108174A1
WO2015108174A1 PCT/JP2015/051153 JP2015051153W WO2015108174A1 WO 2015108174 A1 WO2015108174 A1 WO 2015108174A1 JP 2015051153 W JP2015051153 W JP 2015051153W WO 2015108174 A1 WO2015108174 A1 WO 2015108174A1
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workpiece
holding
holding member
work
grinding
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PCT/JP2015/051153
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸雄 尾崎
克幸 曲本
実 高見
Original Assignee
日清工業株式会社
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    • 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
    • B24B5/37Single-purpose machines or devices for grinding rolls, e.g. barrel-shaped rolls
    • 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
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06Work supports, e.g. adjustable steadies
    • 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
    • B24B7/00Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B24B7/17Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings for simultaneously grinding opposite and parallel end faces, e.g. double disc grinders

Definitions

  • the present invention relates to a double-head surface grinding apparatus and a grinding method, and more specifically, a piston ring of a large marine engine, an inner and outer ring of a cross roller bearing for a rotary table of a machine tool, and an inner and outer ring of a large bearing for a wind power generator.
  • the present invention relates to a double-head surface grinding apparatus and a grinding method for grinding both sides of a large annular workpiece or a substantially annular workpiece in a ring or the like.
  • a double-head surface grinding apparatus is used to grind a workpiece.
  • the in-hole driven roller is disposed in the center hole provided in the workpiece, and the driving roller and the outer peripheral driven roller are disposed on the outer periphery of the workpiece.
  • the workpiece is sandwiched by rollers and is rotatably supported. Then, the workpiece is cut from above and below by the rotating upper grindstone and lower grindstone, and both surfaces of the workpiece are ground simultaneously.
  • a main object of the present invention is to provide a double-sided surface grinding apparatus and a grinding method capable of stably holding various workpieces and obtaining good grinding accuracy.
  • a double-head surface grinding apparatus for grinding both main surfaces of an annular workpiece, a pair of grindstones that are arranged to face each other at an interval in a first direction and rotate, and a first direction
  • a rotating shaft extending to the workpiece, a workpiece holding portion for holding a plurality of locations on the inner peripheral surface of the workpiece, and connecting the rotating shaft and the workpiece holding portion and adjusting the position of the workpiece holding portion in the radial direction of the rotating shaft
  • a rotation driving unit that rotates the rotation shaft, the position adjustment unit, the workpiece holding unit, and the workpiece integrally around the rotation axis in a state where the inner peripheral surface of the workpiece is held by the workpiece holding unit, and the rotation
  • a double-head surface grinding apparatus comprising a grindstone cutting portion for cutting at least one grindstone into a workpiece in order to grind both main surfaces of the workpiece with a part of the workpiece to be sandwiched between a pair of grindstones .
  • a grinding method for grinding both main surfaces of an annular workpiece by a pair of grindstones arranged opposite to each other with a gap in the first direction and rotating the workpiece by a workpiece holding portion.
  • a grinding method comprising a grinding wheel cutting step of cutting at least one of the grinding stones and grinding both main surfaces of the workpiece.
  • the work holding part holds the inner peripheral surface of the work so that the work does not move relative to the work holding part during the grinding (in other words, the work and the work holding part move integrally), It can suppress that a workpiece
  • maintenance part does not hold
  • the work holding part in the radial direction of the rotating shaft can be adjusted, regardless of the diameter or shape of the inner peripheral surface of the work, the work holding part is moved until it contacts a plurality of locations on the inner peripheral surface of the work, The inner peripheral surface of the workpiece can be reliably held by the workpiece holding portion. As a result, various workpieces can be stably held and good grinding accuracy can be obtained.
  • the work holding unit includes a plurality of holding members extending radially from the rotating shaft, and each holding member can advance and retract in the radial direction of the rotating shaft and can contact the inner peripheral surface of the work.
  • the holding force per position of the inner peripheral surface of the workpiece (the force by which the holding member presses the inner peripheral surface of the workpiece) ) Is small.
  • the holding member can be easily brought into contact with the inner peripheral surface of the work simply by moving the holding member forward and backward in the radial direction of the rotation shaft.
  • the position adjustment unit is configured such that the position of each holding member can be adjusted individually. In this case, since the position with respect to the inner peripheral surface of the workpiece can be adjusted for each holding member, the inner peripheral surface of the workpiece can be favorably held regardless of the type of the workpiece.
  • the position adjustment unit is configured to be capable of adjusting the positions of a plurality of holding members simultaneously.
  • the position of the plurality of holding members can be adjusted by a single operation, and the work of holding the inner peripheral surface of the workpiece by the plurality of holding members can be performed in a short time.
  • the plurality of holding members include at least a first holding member, a second holding member, and a third holding member, a contact position with the first holding member of the inner peripheral surface of the workpiece being a first position, 2
  • the contact position with the holding member is the second position and the contact position with the third holding member is the third position
  • the second position and the third position are opposite to the first position with respect to the rotation axis.
  • the second position and the third position are located on the opposite side with respect to a straight line passing through the first position and the center of the rotation axis. In this case, the first holding member, the second holding member, and the third holding member are pressed against the inner peripheral surface of the workpiece.
  • the second position and the third position are located on the opposite side of the first position with respect to the rotation axis.
  • the force applied to the workpiece from the first holding member and the force applied to the workpiece from the second holding member and the third holding member respectively have components in at least opposite directions.
  • the second position and the third position are located on the opposite side with respect to a straight line passing through the first position and the center of the rotation axis.
  • the force applied from the second holding member to the workpiece and the force applied from the third holding member to the workpiece have at least components in opposite directions. As a result, the workpiece can be held more stably.
  • the rotating shaft and the workpiece are arranged concentrically. In this case, the position adjustment of the work holding part by the position adjustment part and the holding of the inner peripheral surface of the work can be performed more smoothly.
  • both main surfaces of the workpiece mean a pair of surfaces connected to the inner peripheral surface of the workpiece.
  • the two main surfaces of the workpiece mean a pair of annular surfaces (that is, two surfaces excluding the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the workpiece surface). To do.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the double-head surface grinding apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is a front view, (b) is a top view, (c) is a side view. It is a side view solution figure which shows the principal part of the double-head surface grinding apparatus shown in FIG. It is a cross-sectional solution figure which shows the principal part of the double-head surface grinding apparatus shown in FIG. It is a flowchart which shows an example of operation
  • FIG. 13 is an illustrative sectional view taken along line AA in FIG. 12. It is an enlarged view which shows the workpiece holding part and position adjustment part vicinity of the double-head surface grinding apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 15 is an illustrative sectional view taken along line BB in FIG. 14.
  • (A) is a figure which shows the workpiece
  • (b) is a figure which shows the workpiece
  • a double-sided surface grinding apparatus 10 is a horizontal double-sided surface grinding apparatus, and includes a bed column 12. An opening 14 extending in the vertical direction is formed in the center of the front surface of the bed column 12. A workpiece W can be advanced and retracted from the opening 14 into the bed column 12.
  • a pair of grindstones 16 a and 16 b for grinding the workpiece W are disposed coaxially facing each other with an interval in an arrow H direction (horizontal direction in this embodiment).
  • the arrow H direction corresponds to the first direction
  • the grindstones 16a and 16b each have an annular shape in a side view.
  • the work W has an annular shape in a side view
  • the work W has an inner peripheral surface having a circular cross section.
  • the pair of grindstones 16a and 16b are supported by the grindstone shafts 18a and 18b.
  • the grindstone shafts 18a and 18b are supported by the grindstone shaft units 20a and 20b so as to be rotatable and horizontally movable, and interlocked with the drive motors 24a and 24b via the belts 22a and 22b. Therefore, the rotational driving force of the drive motors 24a and 24b is transmitted to the grindstone shafts 18a and 18b via the belts 22a and 22b, whereby the grindstones 16a and 16b are rotationally driven.
  • the grindstone shafts 18a and 18b can be moved in the horizontal direction by the grindstone cutting portions 26a and 26b, respectively.
  • the grindstone shafts 18a and 18b are moved in the horizontal direction by the grindstone cutting portions 26a and 26b, whereby the pair of grindstones 16a and 16b are moved in the horizontal direction.
  • a lid 28 that can be opened and closed is provided at the center of the upper surface of the bed column 12.
  • the front bed 30 is arranged in front of the bed column 12.
  • a transport unit 32 and a rotation drive unit 34 are supported on the front bed 30.
  • the conveyance unit 32 includes a pair of guide rails 36a and 36b, a work table 38, a table moving screw 40, and a drive motor 42.
  • the pair of guide rails 36a and 36b are formed on the front bed 30 so as to extend in the front-rear direction. That is, the pair of guide rails 36a and 36b are disposed so as to be orthogonal to the grindstone shafts 18a and 18b.
  • the work table 38 is slidably disposed on the pair of guide rails 36a and 36b.
  • the table moving screw 40 is connected to the lower surface of the work table 38.
  • the drive motor 42 is connected to the table moving screw 40.
  • the rotation drive unit 34 is disposed on the work table 38 and includes a drive motor 44.
  • a rotation shaft 46 for rotating the workpiece W is attached to the end of the rotation drive unit 34 so as to extend in the direction of arrow H.
  • the rotation drive unit 34 is driven by a drive motor 44 and rotates a rotation shaft 46 for rotating the workpiece W.
  • the rotation shaft 46 includes a cylindrical portion 47 extending in the direction of arrow H, and a flange-shaped disk portion 48 formed at the end of the cylindrical portion 47.
  • a substantially cylindrical screw ring 49 is provided at the center of the disc portion 48.
  • the screw ring 49 includes a cylindrical portion 50 and a flange portion 52 formed at the end of the cylindrical portion 50.
  • a plurality (12 in this embodiment) of screw holes 54 are formed on the side surface of the cylindrical portion 50 at substantially equal intervals in the circumferential direction.
  • the screw ring 49 is attached to the base flange 56.
  • the base flange 56 is formed in a substantially hollow disk shape.
  • the base flange 56 has a plurality of (in this embodiment) a circular hollow portion 58 into which the screw ring 49 is inserted and a position corresponding to each screw hole 54 of the screw ring 49 (in a straight line). 12) guide grooves 60.
  • Each guide groove 60 extends (radially) in the radial direction of the base flange 56.
  • the plurality of guide grooves 60 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the base flange 56.
  • the base flange 56 has a plurality (12 in this embodiment) of protrusions 61 provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the base flange 56, and the guide groove 60 is between the adjacent protrusions 61. It is formed.
  • the flange portion 52 of the screw ring 49 is attached to the base flange 56 by the fastening member 62.
  • the base flange 56 to which the screw ring 49 is attached is fixed to the shaft end portion (disk portion 48) of the rotating shaft 46 by a plurality (four in this embodiment) of fastening members 64.
  • a work holding portion 65 is disposed on the base flange 56.
  • the work holding part 65 includes a plurality of (in this embodiment, 12) strip-like holding members 66.
  • Each holding member 66 is fitted in the guide groove 60 of the base flange 56 so that it can slide with high precision, and is arranged so as to extend in the radial direction of the base flange 56 (radially).
  • the plurality of holding members 66 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the base flange 56.
  • each holding member 66 is set to be smaller than the thickness T in the axial direction of the workpiece W so that the holding member 66 is not ground by the grindstones 16a and 16b.
  • the holding member 66 on the guide groove 60 is sandwiched between a base flange 56 and a guide plate 68, and the guide plate 68 is attached to the base flange 56 by a fastening member 70.
  • the holding member 66 is guided so as not to jump out of the guide groove 60 and to slide smoothly without rattling.
  • An adjustment screw 72 is screwed into the screw hole 54 of the screw ring 49.
  • the adjustment screw 72 is arranged in a straight line with the holding member 66, and the head of the adjustment screw 72 is arranged to be able to press the end of the holding member 66.
  • the adjustment screw 72 and the holding member 66 can be advanced and retracted in the radial direction of the rotary shaft 46 with respect to the inner peripheral surface of the workpiece W by rotating the adjustment screw 72 with a jig such as a torque wrench (forward rotation or reverse rotation). Then, the adjustment screw 72 is rotated in the circumferential direction to push out the holding member 66 until the distal end portion of the holding member 66 comes into pressure contact with the inner peripheral surface of the workpiece W.
  • a guide plate 74 is provided above the base flange 56 to assist the positioning of the work W when the holding member 66 is set on the work W.
  • the guide plate 74 is provided so as to be able to advance and retract in the axial direction of the rotary shaft 46.
  • the work holding portion 65 (the plurality of holding members 66) is “the position of contact with the first holding member on the inner peripheral surface of the work is the first position, and the position of contact with the second holding member is the second position.
  • the second position and the third position are located on the opposite side of the first position with respect to the rotation axis, and the first position and the center of the rotation axis
  • the first holding member, the second holding member, and the third holding member satisfy the condition that “the second position and the third position are located on the opposite side with respect to a straight line passing through”.
  • a holding member 66 indicating “12 o'clock” is a first holding member 66x
  • a holding member 66 indicating “4 o'clock” is a second holding member 66y, “8 o'clock”, for example.
  • the contact position between the first holding member 66x and the workpiece W is the first position x
  • the contact position between the second holding member 66y and the workpiece W is the second position y
  • the contact position between the third holding member 66z and the workpiece W is the third position z.
  • the second position y and the third position z are located on the opposite side of the first position x with respect to the rotation shaft 46, and a straight line P passing through the first position x and the center C of the rotation shaft 46 is used as a reference.
  • the second position y and the third position z are located on the opposite side.
  • the position adjustment unit 76 includes a screw ring 49, a base flange 56, and a plurality of adjustment screws 72.
  • the position adjusting unit 76 can connect the rotating shaft 46 and the work holding unit 65 and adjust the position of the work holding unit 65 in the radial direction of the rotating shaft 46.
  • the projecting dimension of any four holding members 66 positioned in the cross direction is set to be smaller than the inner diameter dimension of the workpiece W by about 0.5 mm.
  • the projecting dimension of the remaining holding member 66 is set smaller than this.
  • one side of the workpiece W is pressed against the guide plate 74 to position the workpiece W.
  • two holding members 66 positioned in the opposite direction among the four holding members 66 in the cross direction form one set, and in each set, the holding members 66 are alternately pushed outward in the radial direction.
  • the holding member 66 is pushed by turning the adjusting screw 72 with, for example, a torque wrench.
  • the holding members 66 are alternately stretched with a predetermined torque in each set. Similarly, with respect to the remaining holding members 66, the holding members 66 are alternately tensioned with a predetermined torque in each set of two holding members 66 positioned in opposite directions. In this way, the inner peripheral surface of the workpiece W is held by the workpiece holding portion 65 (a plurality of holding members 66).
  • step S1 the workpiece W is held by the workpiece holding unit 65 as described above.
  • step S3 the work table 38 is advanced toward the bed column 12 by the transport unit 32, and the work W held by the work holding unit 65 is moved to the grinding position. That is, the workpiece W is fed between the pair of grindstones 16a and 16b (step S3).
  • step S5 the rotation of the workpiece W is started by the rotation driving unit 34 (step S5). Specifically, the rotation shaft 46 is rotated by the driving force of the drive motor 44, and the position adjustment unit 76, the workpiece holding unit 65, and the workpiece W are integrally formed around the rotation shaft 46 with the arrow R ⁇ b> 1 shown in FIG. 2. Rotate in the direction.
  • step S7 the grindstone 16a is returned to the grinding start position (step S9).
  • the grinding wheel 16b on the right side advances toward the workpiece W by the grinding wheel cutting portion 26b, the grinding stone 16b contacts the workpiece W, and the contact position is detected by a sensor (not shown) (step S11). . Thereafter, the grindstone 16b is returned to the grinding start position (step S13).
  • Step S15 rough grinding infeed is performed by the grindstones 16a and 16b (step S17), and fine grinding infeed is performed by the grindstones 16a and 16b.
  • Step S19 fine grinding infeed is performed by the grindstones 16a and 16b.
  • step S21 it is sparked out (step S21), and the grindstones 16a and 16b are retracted to their original positions (step S23). Then, the rotation of the work W is stopped (step S25), and the work table 38 moves backward from the bed column 12 and moves to the attachment / detachment position of the work W (step 27).
  • step S1 to step S27 Such processing from step S1 to step S27 is repeated, and a plurality of workpieces W are ground sequentially.
  • the workpiece holding unit 65 prevents the workpiece W from moving relative to the workpiece holding unit 65 during the grinding (in other words, the workpiece W and the workpiece holding unit 65 move integrally). Since the inner peripheral surface of W is held, it is possible to suppress the workpiece W from moving in a direction in which the pair of grindstones 16a and 16b face the workpiece holding portion 65 during grinding. Further, the work holding unit 65 does not hold both main surfaces (surfaces to be ground) of the work W. Therefore, even if the surface to be ground of the workpiece W is warped, flapping of the workpiece W during grinding can be suppressed.
  • the rotation shaft 46, the position adjusting unit 76, the workpiece holding unit 65, and the workpiece W can be rotated integrally.
  • the workpiece W can be ground with the peripheral surface held by the workpiece holder 65 and the rotation shaft 46 as a reference, and flapping of the workpiece W during grinding can be suppressed.
  • the workpiece holding portion 65 is brought into contact with a plurality of locations on the inner circumferential surface of the workpiece W regardless of the diameter or shape of the inner circumferential surface of the workpiece W.
  • the inner peripheral surface of the workpiece W can be reliably held by the workpiece holding portion 65, and various workpieces W can be stably held.
  • the workpiece W can be ground by the small-diameter grindstones 16a and 16b regardless of the diameter and warpage of the workpiece W, and appropriate parallelism and flatness can be secured for the surface to be ground of the workpiece W, which is favorable. Grinding accuracy is obtained, and accuracy as a processing reference surface of inner and outer diameters, which is a subsequent process, can be secured.
  • the holding force per one location of the inner peripheral surface of the workpiece W (the holding member 66 applies the inner peripheral surface of the workpiece W).
  • the pressing force is small.
  • the holding member 66 can be easily brought into contact with the inner peripheral surface of the workpiece W only by moving the holding member 66 forward and backward in the radial direction of the rotation shaft 46.
  • the inner peripheral surface of the workpiece W can be favorably held regardless of the type of the workpiece W.
  • the shape of the inner peripheral surface of the workpiece W is not a perfect circle, and it can correspond to an annular workpiece having a shape other than a circle such as an ellipse, a quadrangle, a hexagon, or a rice ball shape.
  • an elliptical annular workpiece W1 as shown in FIG. 5 can be handled.
  • the first holding member 66x, the second holding member 66y, and the third holding member 66z are pressed against the inner peripheral surface of the workpiece W, whereby the first holding member 66x, the second holding member 66y, and the second holding member 66z are pressed.
  • the work W can be pressed and held with sufficient force by the 3 holding members 66z.
  • the second position y and the third position z are located on the opposite side of the first position x with respect to the rotation shaft 46.
  • the force applied to the workpiece W from the first holding member 66x and the force applied to the workpiece W from the second holding member 66y and the third holding member 66z have at least components in opposite directions.
  • the second position y and the third position z are located on the opposite side with respect to a straight line P passing through the first position x and the center C of the rotation shaft 46.
  • the force applied to the workpiece W from the second holding member 66y and the force applied to the workpiece W from the third holding member 66z have at least components in opposite directions. As a result, the workpiece W can be held more stably.
  • the workpiece W can be finished by grinding once from the material to the finished dimension, the productivity is improved, and the effective grinding width of the grindstones 16a and 16b may be small, so that the grindstone cost can be suppressed. Furthermore, the double-head surface grinding apparatus 10 can be made compact.
  • the holding member 66 corresponding to each adjustment screw 72 is advanced radially outward to hold the inner peripheral surface of the work W.
  • An automatic chucking method in which the operation is performed by one operation may be employed.
  • a cam shaft 78 is passed coaxially through the center of the rotating shaft 46a. That is, the rotating shaft 46a includes a cylindrical portion 47a extending in the direction of arrow H (see FIG. 1), and a flange-shaped hollow disc portion 48a formed at the end of the cylindrical portion 47a. The portion 47a and the hollow disc portion 48a are inserted.
  • the cam shaft 78 is provided so as to be rotatable with respect to the rotation shaft 46a, and is connected to a cam rotation drive actuator (not shown).
  • a disc cam 80 is fixed to the shaft end portion of the cam shaft 78 by a plurality of (four in this embodiment) fastening members 82.
  • the disc cam 80 includes an annular cam groove 84.
  • the cam groove 84 has the same number (12 in this embodiment) of crests 84a and troughs 84b as the plurality of holding members 66a included in the work holding part 65a.
  • a lock mechanism (not shown) is provided for fixing the cam shaft 78 to the rotation shaft 46a (making the rotation shaft 46a unrotatable with respect to the cam shaft 78). Therefore, the cam shaft 78 can be fixed to the rotating shaft 46a by the lock mechanism in a state where a roller 92 described later is positioned in the peak portion 84a of the cam groove 84 or in the valley portion 84b.
  • Each holding member 66 a is provided with a spring hole 86, and a spring 88 and a plunger 90 are inserted into the spring hole 86.
  • a roller 92 is attached to the end of the plunger 90, and the roller 92 fits in the cam groove 84.
  • the base flange 56a is formed in a substantially hollow disk shape. The inner diameter of the base flange 56a and the outer diameter of the disc cam 80 are substantially equal.
  • the base flange 56a is fitted to the outside of the disc cam 80, and is fixed to the hollow disc portion 48a of the rotating shaft 46a by a plurality (four in this embodiment) of fastening members 64.
  • the position adjustment unit 76a includes a base flange 56a, a cam shaft 78, a cam rotation drive actuator, a disc cam 80, a fastening member 82, a spring 88, a plunger 90, and a roller 92.
  • Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIG.
  • the position adjustment unit 76a is configured to be capable of adjusting the positions of the plurality of holding members 66a at the same time, the position adjustment of the plurality of holding members 66a can be performed with a single operation. The operation of holding the inner peripheral surface of the workpiece W by the holding member 66a can be performed in a short time.
  • the elliptical work W1 is held by the work holding part 65b.
  • the radius of the major axis of the workpiece W1 is longer by the length S than the radius of the perfect circle.
  • a plurality (12 in this embodiment) of air cylinders 94 are provided on the base flange 56b together with a plurality (12 in this embodiment) of holding members 66b included in the work holding portion 65b.
  • a holding member 66 b is connected to the piston rod 96 of each air cylinder 94.
  • Each air cylinder 94 is connected to the air supply joint 100 via a corresponding pipe 98.
  • the air supply joint 100 is coaxially passed through the center of the rotation shaft 46b, and is provided so as to be rotatable integrally with the rotation shaft 46b. That is, the rotating shaft 46b includes a cylindrical portion 47b extending in the direction of arrow H (see FIG.
  • the base flange 56b is formed in a substantially hollow disk shape.
  • the inner diameter of the base flange 56b and the outer diameter of the air supply joint 100 are substantially equal.
  • the base flange 56b is fitted to the outside of the air supply joint 100, and is fixed to the hollow disk portion 48b of the rotating shaft 46b by a plurality (four in this embodiment) of fastening members 64.
  • the position adjustment unit 76b includes a base flange 56b, an air cylinder 94, a pipe 98, an air supply joint 100, and an air supply source.
  • Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIG.
  • each holding member 66b can be individually driven by one operation, and by using the air cylinder 94, a workpiece having a large difference in inner diameter (for example, a difference between a major axis and a minor dimension) can be obtained.
  • a workpiece having a large difference in inner diameter for example, a difference between a major axis and a minor dimension
  • all the holding members 66b can press and hold the inner peripheral surface of the workpiece with an equal force.
  • a hydraulic cylinder may be used instead of the air cylinder. The same applies to the embodiments shown in FIGS.
  • the length and the tip shape of the holding member are changed according to the workpiece to be processed, it is not limited to an annular workpiece such as a bearing inner / outer ring, a cross roller bearing inner / outer ring, a piston ring, a triangle, It becomes easier to deal with workpieces of any annular shape such as a quadrangle.
  • the length of each holding member 66b of the embodiment shown in FIG. 8 is changed as shown in FIG. 9, the rectangular-shaped (hexagonal) work W2 as shown in FIG. 9 can be easily held. .
  • each holding unit In order to adjust the position of each holding unit individually, it may be configured as in the embodiment shown in FIGS.
  • a work holding part 65c and a position adjustment part 76c are used instead of the work holding part 65 and the position adjustment part 76 of the double-head surface grinding apparatus 10 shown in FIG. 1, a work holding part 65c and a position adjustment part 76c are used. .
  • the position adjusting unit 76c includes a screw ring 49c, a base flange 56c, and a holding plate 102.
  • the substantially cylindrical screw ring 49 c is configured similarly to the screw ring 49 except that the screw hole 54 is not provided. That is, the screw ring 49c is provided at the center of the disc portion 48 of the rotating shaft 46, and includes a cylindrical portion 50c and a flange portion 52 formed at the end of the cylindrical portion 50c. The screw ring 49c is attached to the base flange 56c.
  • the base flange 56c is configured similarly to the base flange 56 except that it does not have the guide groove 60 and the protrusion 61. That is, the base flange 56c is formed in a substantially hollow disk shape and has a circular hollow portion 58 into which the screw ring 49c is inserted. With the cylindrical portion 50c of the screw ring 49c fitted into the hollow portion 58, the flange portion 52 of the screw ring 49c is attached to the base flange 56c by the fastening member 62. Then, the base flange 56c to which the screw ring 49c is attached is fixed to the shaft end portion (disk portion 48) of the rotating shaft 46 by a plurality (four in this embodiment) of fastening members 64. The holding plate 102 is attached to the base flange 56c.
  • the holding plate 102 is formed in a hollow disc shape, and has a circular hollow portion 104 through which the screw ring 49c is inserted, and a plurality (12 in this embodiment) of substantially rectangular through holes 106.
  • the plurality of through holes 106 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the holding plate 102.
  • the thickness of the holding plate 102 is set slightly smaller than the thickness T in the axial direction of the workpiece W so that the holding plate 102 is not ground by the grindstones 16a and 16b while increasing the bending rigidity of the holding plate 102.
  • the outer diameter of the holding plate 102 is set slightly smaller than the inner diameter of the workpiece W.
  • the outer diameter of the holding plate 102 is set so that the gap G between the holding plate 102 and the workpiece W is, for example, about 5 mm.
  • the holding plate 102 is fixed to the base flange 56c by a plurality (six in this embodiment) of fixing bolts 108. Therefore, the rotating shaft 46, the screw ring 49c, the base flange 56c, and the holding plate 102 are arranged coaxially and can be rotated simultaneously.
  • Each through hole 106 of the holding plate 102 is formed with a screw hole 110 that extends in the radial direction of the holding plate 102 (radially) and penetrates the outer peripheral surface of the holding plate 102.
  • the screw hole 110 is provided so as to pass through an appropriate position in the thickness direction of the holding plate 102 (in this embodiment, a substantially central portion in the thickness direction).
  • the work holding part 65c includes a plurality (12 in this embodiment) of bolt-like holding members 66c. Each holding member 66c is screwed into the corresponding screw hole 110 and provided so as to extend in the radial direction of the holding plate 102 (radially). The plurality of holding members 66 c are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the holding plate 102. By rotating the holding member 66c (forward or reverse), the holding member 66c can be advanced or retracted in the radial direction of the rotary shaft 46 with respect to the inner peripheral surface of the workpiece W.
  • the holding member 66c can be moved back and forth with respect to the screw hole 110 by the interaction between the male screw of the holding member 66c and the female screw of the screw hole 110, and the position of the holding member 66c can be adjusted. And until the front-end
  • the holding member 66 c is fixed by the lock nut 112. Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIG.
  • the holding plate 102 that holds the holding member 66c is formed in a disc shape and is integrally formed without being divided in the circumferential direction, so that the bending rigidity of the holding plate 102 can be increased. Further, since the outer diameter of the holding plate 102 can be increased to the vicinity of the inner diameter of the workpiece W, the bending rigidity of the holding plate 102 can be further increased. Further, the length of the holding member 66c that protrudes from the outer peripheral surface of the holding plate 102 is shortened with the same dimension as the gap G, and the holding member 66c is resistant to bending and can be formed into a substantially integrated structure with the holding plate 102. Therefore, the rigidity of each holding member 66c is substantially the same as that of the holding plate 102 and can be increased. This embodiment is particularly effective when the thickness of the workpiece W to be ground is small.
  • a workpiece holding portion 65d and a position adjusting portion 76d are used instead of the workpiece holding portion 65b and the position adjusting portion 76b of the embodiment shown in FIG.
  • the position adjusting unit 76d includes a base flange 56d, an air cylinder 94, a pipe 98, an air supply joint 100, a holding plate 102a, and an air supply source.
  • the base flange 56d is configured in the same manner as the base flange 56b except that the guide groove 60 and the protrusion 61 are not provided. That is, the base flange 56d is formed in a substantially hollow disk shape. The inner diameter of the base flange 56d and the outer diameter of the air supply joint 100 are substantially equal. The base flange 56d is fitted to the outside of the air supply joint 100, and is fixed to the hollow disc portion 48b (see FIG. 8) of the rotating shaft 46b by a plurality of (four in this embodiment) fastening members 64 (see FIG. 8). Is done. The embodiment shown in FIG.
  • FIG. 12 also has the hollow disc portion 48b and the fastening member 64, but the illustration of the hollow disc portion 48b and the fastening member 64 is omitted in FIG. 12 in order to avoid complication of the drawing. .
  • FIG. 14 The same applies to FIG. 14 (described later).
  • the holding plate 102a is formed in a hollow disk shape, and the holding plate 102a is thick in the axial direction of the workpiece W so that the holding plate 102a is not ground by the grindstones 16a and 16b while increasing the bending rigidity of the holding plate 102a. It is set slightly smaller than T (see FIG. 10).
  • the outer diameter of the holding plate 102a is set slightly smaller than the inner diameter of the workpiece W.
  • the outer diameter of the holding plate 102a is set so that the gap Ga between the holding plate 102a and the workpiece W is, for example, about 5 mm.
  • the holding plate 102a is fixed to the end portion on the outer peripheral side of the base flange 56d by a plurality of (six in this embodiment) fixing bolts 108a.
  • the holding plate 102a has a plurality of (12 in this embodiment) through holes 110a.
  • the plurality of through holes 110a are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the holding plate 102a, and are provided so as to penetrate from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of the holding plate 102a and to extend radially (radially).
  • the through hole 110a is provided so as to pass through an appropriate position in the thickness direction of the holding plate 102a (substantially the central portion in the thickness direction).
  • the work holding part 65d includes a plurality (12 in this embodiment) of rod-like holding members 66d.
  • the plurality of holding members 66d are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the holding plate 102a.
  • Each holding member 66d is inserted into the corresponding through hole 110a, is provided so as to extend (radially) in the radial direction of the holding plate 102a, and smoothly in the radial direction of the rotation shaft 46b with respect to the inner peripheral surface of the workpiece W.
  • Each holding member 66 d is connected to the piston rod 96 of the corresponding cylinder 94 via a connection joint 114.
  • each air cylinder 94 When the air supplied from an air supply source (not shown) is supplied to each air cylinder 94 provided on the base flange 56d via the air supply joint 100 and each pipe 98, the holding member 66d moves forward all at once.
  • the work W can be held by pressing the inner peripheral surface of the work W.
  • the holding member 66d After the workpiece W is clamped, the holding member 66d is fixed by a lock screw 116 screwed into the holding plate 102a and integrated with the holding plate 102a (see FIG. 13). Accordingly, the rigidity of each holding member 66d is substantially equal to that of the disk-shaped holding plate 102a and can be increased.
  • Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIG.
  • a workpiece holding portion 65e and a holding plate 102b are used instead of the workpiece holding portion 65d and the holding plate 102a of the embodiment shown in FIG.
  • the holding plate 102b is formed in a hollow disc shape and has a thick portion 118 on the outer peripheral portion thereof. Accordingly, the outer peripheral portion of the holding plate 102b is formed in an L-shaped cross section. The thickness of the thick portion 118 of the holding plate 102b may be larger than the thickness T in the axial direction of the workpiece W so that the bending rigidity of the holding plate 102b can be increased. The outer diameter of the holding plate 102b is set slightly smaller than the inner diameter of the workpiece W.
  • the holding plate 102b is fixed to the outer peripheral end of the base flange 56d by a plurality of (six in this embodiment) fixing bolts 108a.
  • the thick portion 118 of the holding plate 102b has a plurality (12 in this embodiment) of through holes 110b.
  • the plurality of through-holes 110b are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the holding plate 102b (thick part 118), and penetrate from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the thick part 118 and radially (radially) ) To extend.
  • the work holding part 65e includes a plurality (12 in this embodiment) of rod-like holding members 66e.
  • the plurality of holding members 66e are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the holding plate 102b.
  • Each holding member 66e is inserted through the corresponding through hole 110b, provided to extend (radially) in the radial direction of the holding plate 102b, and smoothly in the radial direction of the rotation shaft 46b with respect to the inner peripheral surface of the workpiece W.
  • the diameter of the tip 120 is set slightly smaller than the width T of the workpiece W so that the tip 120 of each holding member 66e can enter between the wheels 16a and 16b without contacting the wheels 16a and 16b. .
  • tip part 120 can be made small by making the outer peripheral surface of the holding plate 102b approach the grindstones 16a and 16b. Since the portion of the holding member 66e excluding the tip 120 is located outside the grindstones 16a and 16b, it can be made thicker and the rigidity of the holding member 66e can be improved.
  • Each holding member 66e is connected to the piston rod 96 of the corresponding cylinder 94 via a connection joint 114. After clamping the workpiece W, the holding member 66e is fixed by a lock screw 116a screwed into the holding plate 102b, and is integrated with the holding plate 102b. Accordingly, the rigidity of each holding member 66e is substantially equal to that of the disk-shaped holding plate 102b and can be increased.
  • Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIG.
  • the thickness of the holding plate 102b can be increased without being limited by the thickness of the workpiece W, and the rigidity of the holding plate 102b can be further increased. Can be strengthened. Further, by shortening the tip 120 of the holding member 66e, the rigidity of the integrated structure of the holding plate 102b and the holding member 66e can be further improved. In particular, if the distance between the center C1 of the rotating shaft 46b for rotating the workpiece W and the centers of the grindstones 16a and 16b is increased, and the distance L (see FIG. 14) where the workpiece W enters between the grindstones 16a and 16b is reduced, The tip portion 120 can be shortened, which is more effective.
  • the present invention is not limited to a case where both the pair of grindstones are cut into the work when the work is sandwiched between the pair of grindstones and both main surfaces of the work are ground, and only one of the pair of grindstones is used. This can also be applied to the case where the workpiece is cut.
  • the present invention is applied to a horizontal double-sided surface grinding apparatus has been described.
  • the present invention can also be applied to a vertical double-headed surface grinding apparatus in which a grindstone shaft is arranged in a vertical direction.
  • the present invention can be applied not only to in-feed grinding but also to traverse creep feed grinding in which so-called creep feed grinding or creep grinding is repeatedly performed while feeding a workpiece toward the grinding wheel while rotating the workpiece.
  • Rotation drive part 46, 46a, 46b Rotating shaft 65, 65a, 65b, 65c, 65d, 65e

Landscapes

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Abstract

 両頭平面研削装置(10)は、環状のワーク(W)の内周面の複数箇所を保持するためのワーク保持部(65)を含む。ワーク保持部(65)は、回転軸(46)からみて放射状に延びる複数の保持部材(66)を含み、各保持部材(66)は、回転軸(46)の径方向に進退可能でありかつワーク(W)の内周面に接触可能である。位置調整部(76)は、回転軸(46)とワーク保持部(65)とを連結しかつ回転軸(46)の径方向におけるワーク保持部(65)の位置を調整する。ワーク保持部(65)によってワーク(W)の内周面を保持した状態で、回転軸(46)と位置調整部(76)とワーク保持部(65)とワーク(W)とを回転軸(46)周りに一体的に回転させ、回転するワーク(W)の一部を一対の砥石(16a),(16b)で挟んでワーク(W)の両主面を研削する。

Description

両頭平面研削装置および研削方法
 この発明は両頭平面研削装置および研削方法に関し、より特定的には、船舶用大型エンジンのピストンリング、工作機械のローターリテーブル用のクロスローラベアリングの内外輪および風力発電機用の大型ベアリングの内外輪などの中、大型の環状ワークまたは略環状ワークの両面を研削する両頭平面研削装置および研削方法に関する。
 従来、ワークを研削するために両頭平面研削装置が用いられている。たとえば、特許文献1に記載されている両頭平面研削装置では、ワークに設けられた中心穴に穴内従動ローラが配置されるとともに、ワークの外周に駆動ローラおよび外周従動ローラが配置されることによって、ワークがローラによって挟持されかつ回転可能に支持される。そして、回転する上部砥石および下部砥石によってワークが上下から切り込まれてワークの両面が同時に研削される。
特開2002-96262号公報
 この研削装置によって、大型と呼ばれる直径500mm~1200mm程度のピストンリングやベアリング内外輪の両面を同時に研削する場合、穴内従動ローラ、駆動ローラおよび外周従動ローラに対してワークは、一対の砥石が対向する(ワークの軸方向の厚み)方向に自由に動く。すなわち、ワークは各ローラによって挟持され回転可能に支持されるので、各ローラに対してワークは移動し、その結果、研削中にワークは、一対の砥石が対向する方向にも自由に動いてしまう。したがって、図16(a),(b)に示すように、被研削面に山型やS型のような反りを有するワークを、一対の砥石によって挟むと、図17に示すように、砥石によって挟まれていない部分が、反りの影響を受けてワークの回転とともに、挟んだ砥石部分を支点として、反りの量に応じて振れ動いてばたついたり大きく振動したりする。すると、ローラ上でワークが円滑に回転せず、ワークが蛇行や振動しながら回転するため、良好な研削精度が得られないという問題がある。ワークを両砥石で挟んだ時にワークのばたつきは反りの量に比例して大きくなるため、ワークの反りが大きい場合、研削精度はさらに低下する。また、ワーク径が大きく、壁肉厚み(径方向厚み)が薄くなるほどワークの歪、反りは大きくなり、ワークの軸方向の厚みが小さいほどワークの剛性が低くなるので、ベアリングの外輪やピストンリングなどの所謂、壁肉薄のワークはより研削が困難になる。
 また、特許文献1の研削装置によって大型の壁肉薄のワークを研削する場合、穴内従動ローラと駆動ローラと外周従動ローラの3つのローラが略一直線上に位置することになる。これでは、ワークを支持する箇所が偏在してしまい、ワークを安定して保持できない。
 それゆえに、この発明の主たる目的は、様々なワークを安定して保持できかつ良好な研削精度が得られる、両面平面研削装置および研削方法を提供することである。
 この発明の或る見地によれば、環状のワークの両主面を研削する両頭平面研削装置であって、第1方向に間隔をあけて対向配置されかつ回転する一対の砥石と、第1方向に延びる回転軸と、ワークの内周面の複数箇所を保持するためのワーク保持部と、回転軸とワーク保持部とを連結しかつ回転軸の径方向におけるワーク保持部の位置を調整するための位置調整部と、ワーク保持部によってワークの内周面を保持した状態で、回転軸と位置調整部とワーク保持部とワークとを回転軸周りに一体的に回転させる回転駆動部と、回転するワークの一部を一対の砥石で挟んでワークの両主面を研削するために少なくとも一方の砥石をワークに対して切り込ませる砥石切込部とを備える、両頭平面研削装置が提供される。
 この発明の他の見地によれば、第1方向に間隔をあけて対向配置されかつ回転する一対の砥石によって環状のワークの両主面を研削する研削方法であって、ワーク保持部によってワークの内周面の複数箇所を保持する保持工程と、第1方向に延びる回転軸周りにワーク保持部およびワークを一体的に回転させる回転工程と、回転するワークの一部を一対の砥石で挟んで少なくとも一方の砥石を切り込ませワークの両主面を研削する砥石切込工程とを備える、研削方法が提供される。
 上述の発明では、研削中にワークがワーク保持部に対して動かない(言い換えれば、ワークとワーク保持部とが一体的に動く)ようにワーク保持部によってワークの内周面を保持するので、研削中にワークがワーク保持部に対して、一対の砥石が対向する方向に動くことを抑制できる。また、ワーク保持部は、ワークの両主面(被研削面)を保持しない。したがって、たとえワークの被研削面に反りがあっても、研削時のワークのばたつきを抑制できる。さらに、回転軸の径方向におけるワーク保持部の位置を調整できるので、ワークの内周面の径や形状に拘わらず、ワーク保持部をワークの内周面の複数箇所に接触するまで移動させ、ワーク保持部によってワークの内周面を確実に保持することができる。その結果、様々なワークを安定して保持できかつ良好な研削精度が得られる。
 好ましくは、ワーク保持部は、回転軸からみて放射状に延びる複数の保持部材を含み、各保持部材は、回転軸の径方向に進退可能でありかつワークの内周面に接触可能である。この場合、回転軸からみて放射状に延びる複数の保持部材によってワークの内周面を保持するので、ワークの内周面の一箇所当たりの保持力(保持部材がワークの内周面を押圧する力)は小さくて済む。また、保持部材を回転軸の径方向に進退させるだけで、保持部材をワーク内周面に容易に接触させることができる。
 また好ましくは、位置調整部は、各保持部材を個別に位置調整可能に構成される。この場合、保持部材ごとにワークの内周面に対する位置を調整できるので、ワークの種類に拘わらずワークの内周面を良好に保持できる。
 さらに好ましくは、位置調整部は、複数の保持部材を同時に位置調整可能に構成される。この場合、一回の操作で複数の保持部材の位置調整を行うことができ、複数の保持部材によってワークの内周面を保持する作業を短時間で行うことができる。
 好ましくは、複数の保持部材は、少なくとも第1保持部材、第2保持部材および第3保持部材を含み、ワークの内周面のうち、第1保持部材との接触位置を第1位置とし、第2保持部材との接触位置を第2位置とし、第3保持部材との接触位置を第3位置とした場合に、回転軸を基準として第2位置および前記第3位置は第1位置とは反対側に位置し、第1位置と回転軸の中心とを通る直線を基準として第2位置と第3位置とは反対側に位置する。この場合、第1保持部材、第2保持部材および第3保持部材がワークの内周面に押し付けられる。これにより、第1保持部材、第2保持部材および第3保持部材によってワークを十分な力で押圧して保持できる。また、回転軸を基準として、第2位置および第3位置は第1位置とは反対側に位置する。この場合、第1保持部材からワークに与えられる力と、第2保持部材および第3保持部材からそれぞれワークに与えられる力とは、少なくとも逆方向の成分を有する。さらに、第1位置と回転軸の中心とを通る直線を基準として、第2位置と第3位置とは反対側に位置する。この場合、第2保持部材からワークに与えられる力と第3保持部材からワークに与えられる力とは、少なくとも逆方向の成分を有する。これらの結果、ワークをより安定して保持できる。
 また好ましくは、回転軸とワークとは同心円状に配置される。この場合、位置調整部によるワーク保持部の位置調整およびワークの内周面の保持をより円滑に行うことができる。
 なお、この発明においてワークの両主面とは、ワークの内周面に接続される一対の面のことを意味する。たとえば、ワークが円環形状を有する場合には、ワークの両主面とは一対の円環状の面(すなわち、ワークの表面のうち外周面および内周面を除く2つの面)のことを意味する。
 この発明の上述の目的およびその他の目的、特徴、局面および利点は、添付図面に関連して行われる以下のこの発明の実施形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
この発明の一実施形態に係る両頭平面研削装置を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は平面図であり、(c)は側面図である。 図1に示す両頭平面研削装置の主要部を示す側面図解図である。 図1に示す両頭平面研削装置の主要部を示す断面図解図である。 図1に示す両頭平面研削装置の動作の一例を示すフロー図である。 図1に示す両頭平面研削装置によって楕円環状のワークを保持する場合を示す図である。 この発明の他の実施形態に係る両頭平面研削装置の主要部を示す側面図解図である。 図6に示す両頭平面研削装置のワーク保持部および位置調整部近傍を示す拡大図である。 この発明のその他の実施形態に係る両頭平面研削装置のワーク保持部および位置調整部近傍を示す拡大図である(楕円環状のワークを保持した状態)。 図8に示す両頭平面研削装置のワーク保持部および位置調整部近傍を示す拡大図である(角環状のワークを保持した状態)。 この発明のさらにその他の実施形態に係る両頭平面研削装置の主要部を示す断面図解図である。 図10に示す両頭平面研削装置の主要部を示す側面図解図である。 この発明の他の実施形態に係る両頭平面研削装置のワーク保持部および位置調整部近傍を示す拡大図である。 図12のA-A線断面図解図である。 この発明のその他の実施形態に係る両頭平面研削装置のワーク保持部および位置調整部近傍を示す拡大図である。 図14のB-B線断面図解図である。 (a)は山型の反りを有するワークを示す図であり、(b)はS型の反りを有するワークを示す図である。 従来技術におけるワークのばたつきを示す図解図である。
 以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
 図1(a)~(c)を参照して、両頭平面研削装置10は、横型両頭平面研削装置であり、ベッドコラム12を含む。ベッドコラム12の前面中央部には、上下方向に延びる開口部14が形成される。ベッドコラム12内へは開口部14からワークWが進退可能である。ベッドコラム12内には、ワークWを研削するための一対の砥石16a,16bが矢印H方向(この実施形態では水平方向)に間隔をあけて同軸上に対向配置される。この実施形態では、矢印H方向が第1方向に相当し、砥石16a,16bはそれぞれ側面視において円環形状を有する。また、この実施形態では、ワークWは側面視において円環形状を有し、ワークWは断面円形の内周面を有する。
 一対の砥石16a,16bは、砥石軸18a,18bによって支持される。砥石軸18a,18bは、砥石軸ユニット20a,20bによって回転自在かつ水平移動可能に支持されるとともに、ベルト22a,22bを介して駆動モータ24a,24bに連動する。したがって、駆動モータ24a,24bの回転駆動力がベルト22a,22bを介して砥石軸18a,18bに伝達され、これによって砥石16a,16bが回転駆動される。
 砥石軸18a,18bはそれぞれ、砥石切込部26a,26bによって水平方向に移動可能である。砥石軸18a,18bが砥石切込部26a,26bによって水平方向に移動することによって、一対の砥石16a,16bが水平方向に移動する。ベッドコラム12の上面中央部には開閉可能な蓋部28が設けられる。
 ベッドコラム12の前面にはフロントベッド30が配置される。フロントベッド30に搬送部32および回転駆動部34が支持される。
 搬送部32は、一対の案内レール36a,36b、ワークテーブル38、テーブル移動ねじ40および駆動モータ42を含む。一対の案内レール36a,36bは、フロントベッド30上において前後方向に延びるように形成される。すなわち、一対の案内レール36a,36bは、砥石軸18a,18bに直交するように配置される。ワークテーブル38は、一対の案内レール36a,36b上に摺動可能に配置される。テーブル移動ねじ40はワークテーブル38の下面に接続される。駆動モータ42は、テーブル移動ねじ40に接続される。駆動モータ42を駆動すると、テーブル移動ねじ40が回転され、それによってワークテーブル38が案内レール36a,36b上を摺動し、ベッドコラム12に対して進退する。これにより、ワークWは一対の砥石16a,16bに対して進退可能となる。回転駆動部34は、ワークテーブル38上に配置され、駆動モータ44を含む。回転駆動部34の端部には、ワークWを回転させるための回転軸46が矢印H方向に延びるように取り付けられる。回転駆動部34は、駆動モータ44によって駆動され、ワークWを回転させるための回転軸46を回転させる。
 図2および図3を参照して、回転軸46は、矢印H方向に延びる円筒部47と、円筒部47の端部に形成されるフランジ状の円板部48とを含み、回転軸46の円板部48の中央部には略円筒状のねじリング49が設けられる。ねじリング49は、円筒部50と円筒部50の端部に形成されるフランジ部52とを含む。円筒部50の側面には、周方向に略等間隔で複数(この実施形態では12個)のねじ孔54が形成される。
 ねじリング49は、ベースフランジ56に取り付けられる。ベースフランジ56は、略中空円盤状に形成される。ベースフランジ56は、ねじリング49が嵌入される円形状の中空部58と、ねじリング49の各ねじ孔54に対応する位置に(一直線状になるように)形成される複数(この実施形態では12個)のガイド溝60とを有する。各ガイド溝60は、ベースフランジ56の径方向に(放射状に)延びる。複数のガイド溝60は、ベースフランジ56の周方向に略等間隔で配置される。言い換えれば、ベースフランジ56は、ベースフランジ56の周方向に略等間隔に設けられる複数(この実施形態では12個)の突部61を有し、隣り合う突部61の間にガイド溝60が形成される。中空部58にねじリング49の円筒部50を嵌入した状態で、ねじリング49のフランジ部52がベースフランジ56に締結部材62によって取り付けられる。そして、ねじリング49が取り付けられたベースフランジ56が回転軸46の軸端部(円板部48)に複数(この実施形態では4個)の締結部材64によって固定される。このとき、回転軸46とねじリング49とベースフランジ56とは、同軸状に配置されかつ同時に回転可能となる。ベースフランジ56にはワーク保持部65が配置される。ワーク保持部65は、複数(この実施形態では12個)の短冊状の保持部材66を含む。各保持部材66は、精度よくスライドできるようにベースフランジ56のガイド溝60に嵌められ、ベースフランジ56の径方向に(放射状に)延びるように配置される。複数の保持部材66は、ベースフランジ56の周方向に略等間隔で配置される。また、保持部材66が砥石16a,16bによって研削されないように、各保持部材66の厚みはワークWの軸方向の厚みTより小さい寸法に設定される。ガイド溝60上の保持部材66は、ベースフランジ56とガイド板68とによって挟まれ、ガイド板68はベースフランジ56に締結部材70によって取り付けられる。このようなガイド板68によって、保持部材66がガイド溝60から飛び出さずかつがたつきなく円滑にスライドできるように案内される。ねじリング49のねじ孔54には調整ねじ72が螺入される。調整ねじ72は、保持部材66と一直線上に配置され、かつ調整ねじ72の頭部が保持部材66の端部を押圧可能に配置される。調整ねじ72をたとえばトルクレンチなどの治具で回転(正転または逆転)することによって、調整ねじ72および保持部材66をワークWの内周面に対して回転軸46の径方向に進退できる。そして、保持部材66の先端部がワークWの内周面に圧接するまで、調整ねじ72を周方向に回転して保持部材66を押し出す。このようにして、ワークWの内周面が複数(この実施形態では12個)の保持部材66から径外方向に適度な押圧力を均等に受け、複数の保持部材66によってワークWが外側に張り出す(押し出される)ように保持される。また、ベースフランジ56の上方には、ワークWに保持部材66をセットするときのワークWの位置決めを補助するための案内板74が設けられる。案内板74は、回転軸46の軸方向に進退可能に設けられ、ワークWへの保持部材66のセットが完了すれば、図示しない進退駆動モータによって所定の位置まで後退する。
 なお、この実施形態では、図2に示すように、12個の保持部材66が周方向に略等間隔(略30度の間隔)で配置されている。したがって、ワーク保持部65(複数の保持部材66)が「ワークの内周面のうち、第1保持部材との接触位置を第1位置とし、第2保持部材との接触位置を第2位置とし、第3保持部材との接触位置を第3位置とした場合に、回転軸を基準として第2位置および第3位置は第1位置とは反対側に位置し、第1位置と回転軸の中心とを通る直線を基準として第2位置と第3位置とは反対側に位置する」という条件を満たす、第1保持部材、第2保持部材および第3保持部材を含むことは明らかである。図2を参照して、時計に例えて、たとえば、「12時」を指す保持部材66を第1保持部材66x、「4時」を指す保持部材66を第2保持部材66y、「8時」を指す保持部材66を第3保持部材66zとすると、第1保持部材66xとワークWとの接触位置が第1位置x、第2保持部材66yとワークWとの接触位置が第2位置y、第3保持部材66zとワークWとの接触位置が第3位置zとなる。この場合、回転軸46を基準として第2位置yおよび第3位置zとは第1位置xとは反対側に位置し、第1位置xと回転軸46の中心Cとを通る直線Pを基準として第2位置yと第3位置zとは反対側に位置する。この実施形態では、位置調整部76は、ねじリング49、ベースフランジ56および複数の調整ねじ72を含む。位置調整部76によって、回転軸46とワーク保持部65とを連結しかつ回転軸46の径方向におけるワーク保持部65の位置を調整できる。
 ついで、ワーク保持部65(複数の保持部材66)をワークWにセットする方法について説明する。
 まず、12個の保持部材66のうち、十字方向に位置する任意の4個の保持部材66の張り出し寸法が、ワークWの内径寸法より0.5mm程度小さくセットされる。残りの保持部材66の張り出し寸法はこれより更に小さくセットされる。ついで、ワークWの片面が案内板74に押し当てられてワークWが位置決めされる。次に、十字方向の4個の保持部材66のうち正反対に位置する2つの保持部材66が1セットとされ、各セットにおいて保持部材66が交互に、径方向外方へ押し出されていく。このとき、調整ねじ72をたとえばトルクレンチで回すことによって、保持部材66が押される。そして、保持部材66が4個ともワークWの内周面に接触すれば、各セットにおいて保持部材66が所定のトルクで交互に張られていく。残りの保持部材66についても同様にして、正反対に位置する2つの保持部材66からなる各セットにおいて保持部材66が所定のトルクで交互に張られていく。このようにして、ワークWの内周面がワーク保持部65(複数の保持部材66)によって保持される。
 次に、図4を参照して、両頭平面研削装置10の主要動作を説明する。
 まず、上述のようにしてワーク保持部65によってワークWが保持される(ステップS1)。次に、搬送部32によってワークテーブル38をベッドコラム12に向けて前進させ、ワーク保持部65に保持されたワークWを研削位置まで移動させる。すなわち、ワークWが一対の砥石16a,16b間に送り込まれる(ステップS3)。
 次に、回転駆動部34によってワークWの回転が開始される(ステップS5)。具体的には、駆動モータ44の駆動力によって回転軸46が回転し、それに伴って位置調整部76、ワーク保持部65およびワークWが、回転軸46周りに一体的に図2に示す矢印R1方向に回転する。
 次に、駆動モータ24a,24bによってそれぞれ砥石16a,16bが図2に示す矢印R2方向に回転されるとともに、砥石切込部26aによって左側(図1参照)の砥石16aがワークWに向かって前進し、砥石16aがワークWに接触し、図示しないセンサで接触位置が検出される(ステップS7)。その後、砥石16aは研削開始位置まで戻される(ステップS9)。
 次に、砥石切込部26bによって右側(図1参照)の砥石16bがワークWに向かって前進し、砥石16bがワークWに接触し、図示しないセンサで接触位置が検出される(ステップS11)。その後、砥石16bは研削開始位置まで戻される(ステップS13)。
 次に、左右の砥石16a,16bが接触位置まで前進し(ステップS15)、砥石16a,16bによって粗研削インフィードが行われ(ステップS17)、さらに、砥石16a,16bによって精研削インフィードが行われる(ステップS19)。このとき、一対の砥石16a,16bで一時に挟み込まれるのはワークWの一部であるが、ワークWは回転しているので、ワークWの研削されるべきすべての面が一対の砥石16a,16b間を通過し、ワークWの両主面が同時に研削される。その後、スパークアウトされ(ステップS21)、砥石16a,16bは元の位置まで後退する(ステップS23)。そして、ワークWの回転が停止され(ステップS25)、ワークテーブル38がベッドコラム12から後退し、ワークWの着脱位置まで移動する(ステップ27)。
 このようなステップS1からステップS27の処理が繰り返され、複数のワークWが順次研削される。
 以下、両頭平面研削装置10の作用効果を説明する。
 両頭平面研削装置10によれば、研削中にワークWがワーク保持部65に対して動かない(言い換えれば、ワークWとワーク保持部65とが一体的に動く)ようにワーク保持部65によってワークWの内周面を保持するので、研削中にワークWがワーク保持部65に対して、一対の砥石16a,16bが対向する方向に動くことを抑制できる。また、ワーク保持部65は、ワークWの両主面(被研削面)を保持しない。したがって、たとえワークWの被研削面に反りがあっても、研削時のワークWのばたつきを抑制できる。すなわち、ワークWの被研削面が反りや歪等を有するか否か拘わらず、回転軸46と位置調整部76とワーク保持部65とワークWとが一体的に回転するようにワークWの内周面をワーク保持部65で保持して、回転軸46を基準としてワークWを研削でき、研削時のワークWのばたつきを抑制できる。
 また、回転軸46の径方向におけるワーク保持部65の位置を調整できるので、ワークWの内周面の径や形状に拘わらず、ワーク保持部65をワークWの内周面の複数箇所に接触するまで移動させ、ワーク保持部65によってワークWの内周面を確実に保持することができ、様々なワークWを安定して保持できる。その結果、ワークWの径や反り等に関係なく、小径の砥石16a,16bによってワークWを研削することができ、ワークWの被研削面について適正な平行度、平面度を確保でき、良好な研削精度が得られ、後工程である内外径の加工基準面としての精度を確保できる。
 回転軸46からみて放射状に延びる複数の保持部材66によってワークWの内周面を保持するので、ワークWの内周面の一箇所当たりの保持力(保持部材66がワークWの内周面を押圧する力)は小さくて済む。また、保持部材66を回転軸46の径方向に進退させるだけで、保持部材66をワークWの内周面に容易に接触させることができる。
 保持部材66ごとにワークWの内周面に対する位置を調整できるので、ワークWの種類に拘わらずワークWの内周面を良好に保持できる。すなわち、ワークWの内周面の形状が真円ではなく、楕円、四角形状、六角形状、おむすび形状など、円形以外の形状を有する環状のワークに対応できる。たとえば、図5に示すような楕円環状のワークW1にも対応できる。
 図2を参照して、第1保持部材66x、第2保持部材66yおよび第3保持部材66zがワークWの内周面に押し付けられることによって、第1保持部材66x、第2保持部材66yおよび第3保持部材66zによりワークWを十分な力で押圧して保持できる。また、回転軸46を基準として、第2位置yおよび第3位置zは第1位置xとは反対側に位置する。この場合、第1保持部材66xからワークWに与えられる力と、第2保持部材66yおよび第3保持部材66zからそれぞれワークWに与えられる力とは、少なくとも逆方向の成分を有する。さらに、第1位置xと回転軸46の中心Cとを通る直線Pを基準として、第2位置yと第3位置zとは反対側に位置する。この場合、第2保持部材66yからワークWに与えられる力と第3保持部材66zからワークWに与えられる力とは、少なくとも逆方向の成分を有する。これらの結果、ワークWをより安定して保持できる。
 回転軸46とワークWとは同心円状に配置されるので、位置調整部76によるワーク保持部65の位置調整およびワークWの内周面の保持をより円滑に行うことができる。
 ワークWを素材から仕上げ寸法まで一回の研削で終了することができるので、生産性が向上し、砥石16a,16bの有効研削幅が小さくてよいので砥石コストを抑制できる。さらに、両頭平面研削装置10をコンパクトにできる。
 上述の実施形態では、各調整ねじ72によって対応する保持部材66を径外方に進めワークWの内周面を保持したが、図6に示す実施形態のように、すべての保持部材66の進退動作を1つの操作で行う自動チャッキング方式が採用されてもよい。
 図6および図7を参照して、この実施形態では、回転軸46aの中心に同軸上にカム軸78が通される。すなわち、回転軸46aは、矢印H方向(図1参照)に延びる円筒部47aと、円筒部47aの端部に形成されるフランジ状の中空円板部48aとを含み、カム軸78は、円筒部47aおよび中空円板部48aに挿通される。カム軸78は、回転軸46aに対して回動可能に設けられ、図示しないカム回転駆動アクチュエータに接続される。カム軸78の軸端部には円板カム80が複数(この実施形態では4つ)の締結部材82によって固定される。円板カム80は、環状のカム溝84を含む。カム溝84は、ワーク保持部65aに含まれる複数の保持部材66aと同数(この実施形態では12個)の山部84aと谷部84bとを有する。また、この実施形態では、カム軸78を回転軸46aに固定する(カム軸78に対して回転軸46aを回転不能にする)ためのロック機構(図示せず)が設けられる。したがって、後述するローラ92がカム溝84の山部84aに位置する状態や谷部84bに位置する状態で、ロック機構によってカム軸78を回転軸46aに固定することができる。そして、ロック機構によってカム軸78を回転軸46aに固定させた状態でカム回転駆動アクチュエータを駆動させると、カム軸78と回転軸46aとを一体的に回転させることができる。各保持部材66aにはスプリング穴86が設けられ、スプリング穴86の中にスプリング88とプランジャ90とが挿入される。プランジャ90の端にはローラ92が取り付けられ、ローラ92はカム溝84に嵌る。ベースフランジ56aは、略中空円盤状に形成される。ベースフランジ56aの内径と円板カム80の外径とは略等しい。ベースフランジ56aは、円板カム80の外側に嵌められ、複数(この実施形態では4個)の締結部材64によって回転軸46aの中空円板部48aに固定される。この実施形態では、位置調整部76aは、ベースフランジ56a、カム軸78、カム回転駆動アクチュエータ、円板カム80、締結部材82、スプリング88、プランジャ90およびローラ92を含む。その他の構成については、図1に示す実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
 この実施形態では、ワークWがセットされカム軸78が左方向(図7でいえば反時計回り(矢印R3)方向)に回転されて、円板カム80がローラ92を押し上げるとプランジャ90が押される。すると、適正クランプ力に設定されたスプリング88を介して、保持部材66aが押し出され、ワークWの内周面がすべての保持部材66aによって保持される。このようにして、1つのカム軸78を回転させることによって、すべての保持部材66aによるワークWの内周面の保持が可能となる。そして、図示しないロック機構によって保持部材66aをワークWの保持位置でロックすれば、研削中において保持部材66aが一定の力でワークWを保持し続けることができる。
 この実施形態によれば、位置調整部76aは、複数の保持部材66aを同時に位置調整可能に構成されるので、一回の操作で複数の保持部材66aの位置調整を行うことができ、複数の保持部材66aによってワークWの内周面を保持する作業を短時間で行うことができる。
 また、すべての保持部材66bの進退動作を、1つの操作によって行うために、図8に示す実施形態のように構成されてもよい。この実施形態では、楕円のワークW1がワーク保持部65bによって保持される。ワークW1の長径の半径は、真円の半径より長さSだけ長い。
 この実施形態では、ベースフランジ56bに、ワーク保持部65bに含まれる複数(この実施形態では12個)の保持部材66bとともに、複数(この実施形態では12個)のエアシリンダ94が設けられる。各エアシリンダ94のピストンロッド96に保持部材66bが連結される。各エアシリンダ94は、対応するパイプ98を介してエア供給ジョイント100に接続される。エア供給ジョイント100は、回転軸46bの中心に同軸上に通され、回転軸46bと一体的に回動可能に設けられる。すなわち、回転軸46bは、矢印H方向(図1参照)に延びる円筒部47bと、円筒部47bの端部に形成されるフランジ状の中空円板部48bとを含み、エア供給ジョイント100は、円筒部47bおよび中空円板部48bに挿通され、かつ回転軸46bに固定される。エア供給ジョイント100の端部は回転軸46bの端部から突出し、エア供給ジョイント100の端部の外側面に複数のパイプ98が放射状に接続される。図示しないエア供給源から供給されたエアが、エア供給ジョイント100および各パイプ98を介して各エアリンダ94に供給されると、保持部材66bが一斉に前進してワークW1の内周面を押圧してワークW1を保持することができる。ベースフランジ56bは、略中空円盤状に形成される。ベースフランジ56bの内径とエア供給ジョイント100の外径とは略等しい。ベースフランジ56bは、エア供給ジョイント100の外側に嵌められ、複数(この実施形態では4個)の締結部材64によって回転軸46bの中空円板部48bに固定される。この実施形態では、位置調整部76bは、ベースフランジ56b、エアシリンダ94、パイプ98、エア供給ジョイント100およびエア供給源を含む。その他の構成については、図1に示す実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
 この実施形態によれば、1つの操作で各保持部材66bを個別に駆動でき、エアシリンダ94を用いることによって、内径の差(たとえば長径と短経との差)が大きいワークや異形のワークに対して、保持部材66bの張り出した量(ストローク量)に関係なくすべての保持部材66bが均等な力でワークの内周面を押圧し保持することができる。なお、エアシリンダに代えて油圧シリンダが用いられてもよい。図12および図14に示す実施形態についても同様である。
 上述の実施形態において、保持部材の長さや先端形状を、加工したいワークに応じて変更すれば、ベアリング内外輪、クロスローラベアリング内外輪、ピストンリング等の円環状のワークに限定されず、三角形、四角形など任意の環状形状のワークへ一層対応し易くなる。たとえば、図8に示す実施形態の各保持部材66bの長さを図9に示すように変更すれば、図9に示すような角環状(六角形状)のワークW2を容易に保持することができる。
 各保持部を個別に位置調整するために、図10および図11に示す実施形態のように構成されてもよい。
 図10および図11を参照して、この実施形態では、図1に示す両頭平面研削装置10のワーク保持部65および位置調整部76に代えて、ワーク保持部65cおよび位置調整部76cが用いられる。
 位置調整部76cは、ねじリング49cと、ベースフランジ56cと、保持プレート102とを含む。
 略円筒状のねじリング49cは、ねじ孔54を有さない点を除いてねじリング49と同様に構成される。すなわち、ねじリング49cは、回転軸46の円板部48の中央部に設けられ、円筒部50cと円筒部50cの端部に形成されるフランジ部52とを含む。ねじリング49cは、ベースフランジ56cに取り付けられる。
 ベースフランジ56cは、ガイド溝60および突部61を有さない点を除いてベースフランジ56と同様に構成される。すなわち、ベースフランジ56cは、略中空円盤状に形成され、ねじリング49cが嵌入される円形状の中空部58を有する。中空部58にねじリング49cの円筒部50cを嵌入した状態で、ねじリング49cのフランジ部52がベースフランジ56cに締結部材62によって取り付けられる。そして、ねじリング49cが取り付けられたベースフランジ56cが回転軸46の軸端部(円板部48)に複数(この実施形態では4個)の締結部材64によって固定される。ベースフランジ56cには保持プレート102が取り付けられる。
 保持プレート102は、中空円板状に形成され、ねじリング49cが挿通する円形状の中空部104と、複数(この実施形態では12個)の略長方形状の貫通孔106とを有する。複数の貫通孔106は、保持プレート102の周方向に略等間隔で設けられる。保持プレート102の曲げ剛性を高くしつつ保持プレート102が砥石16a,16bによって研削されないように、保持プレート102の厚みはワークWの軸方向の厚みTよりやや小さく設定される。また、保持プレート102の外径はワークWの内径よりやや小さく設定される。保持プレート102とワークWとの隙間Gがたとえば5mm程度になるように、保持プレート102の外径は設定される。保持プレート102は、ベースフランジ56cに複数(この実施形態では6個)の固定ボルト108によって固定される。したがって、回転軸46とねじリング49cとベースフランジ56cと保持プレート102とは、同軸状に配置されかつ同時に回転可能となる。保持プレート102の各貫通孔106には、保持プレート102の径方向に(放射状に)延びて保持プレート102の外周面に貫通するねじ孔110が形成される。ねじ孔110は、保持プレート102の厚み方向の適正な位置(この実施形態では、厚み方向の略中央部)を通るように設けられる。
 ワーク保持部65cは、複数(この実施形態では12個)のボルト状の保持部材66cを含む。各保持部材66cは、対応するねじ孔110に螺入され、保持プレート102の径方向に(放射状に)延びるように設けられる。複数の保持部材66cは、保持プレート102の周方向に略等間隔で配置される。保持部材66cを回転(正転または逆転)することによって、保持部材66cをワークWの内周面に対して回転軸46の径方向に進退できる。言い換えれば、保持部材66cの雄ねじとねじ孔110の雌ねじとの相互作用によって、ねじ孔110に対して保持部材66cを進退でき、保持部材66cの位置を調整できる。そして、保持部材66cの先端部がワークWの内周面に圧接するまで、保持部材66cを周方向に回転して押し出す。このようにして、ワークWの内周面が複数(この実施形態では12個)の保持部材66cから径外方向に適度な押圧力を均等に受け、複数の保持部材66cによってワークWが外側に張り出す(押し出される)ように保持される。保持部材66cはロックナット112によって固定される。その他の構成については、図1に示す実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
 この実施形態によれば、保持部材66cを保持する保持プレート102は円板状に形成され、周方向に分割されることなく一体的に形成されるので、保持プレート102の曲げ剛性を強くできる。また、保持プレート102の外径がワークWの内径付近にまで大きくできるので、保持プレート102の曲げ剛性をさらに強くできる。さらに、保持部材66cのうち保持プレート102の外周面から飛び出す長さが隙間Gと同寸法で短くなり、保持部材66cは、曲がりに強く、保持プレート102と略一体構造とすることができる。したがって、各保持部材66cの剛性は、保持プレート102と略同等となり、大きくできる。この実施形態は、研削するワークWの厚みが小さい場合に特に効果的である。
 また、ワークを自動でクランプし保持するために、図12および図13に示す実施形態のように構成されてもよい。
 図12および図13を参照して、この実施形態では、図8に示す実施形態のワーク保持部65bおよび位置調整部76bに代えて、ワーク保持部65dおよび位置調整部76dが用いられる。
 位置調整部76dは、ベースフランジ56d、エアシリンダ94、パイプ98、エア供給ジョイント100、保持プレート102aおよびエア供給源を含む。
 ベースフランジ56dは、ガイド溝60および突部61を有さない点を除いてベースフランジ56bと同様に構成される。すなわち、ベースフランジ56dは、略中空円盤状に形成される。ベースフランジ56dの内径とエア供給ジョイント100の外径とは略等しい。ベースフランジ56dは、エア供給ジョイント100の外側に嵌められ、複数(この実施形態では4個)の締結部材64(図8参照)によって回転軸46bの中空円板部48b(図8参照)に固定される。なお、図12に示す実施形態においても中空円板部48bおよび締結部材64を有するが、図面の煩雑化を避けるために図12において中空円板部48bおよび締結部材64の図示は省略されている。図14(後述)においても同様である。
 保持プレート102aは、中空円板状に形成され、保持プレート102aの曲げ剛性を高くしつつ保持プレート102aが砥石16a,16bによって研削されないように、保持プレート102aの厚みはワークWの軸方向の厚みT(図10参照)よりやや小さく設定される。また、保持プレート102aの外径はワークWの内径よりやや小さく設定される。保持プレート102aとワークWとの隙間Gaがたとえば5mm程度になるように、保持プレート102aの外径は設定される。保持プレート102aは、ベースフランジ56dの外周側の端部に複数(この実施形態では6個)の固定ボルト108aによって固定される。また、保持プレート102aは、複数(この実施形態では12個)の貫通孔110aを有する。複数の貫通孔110aは、保持プレート102aの周方向に略等間隔に設けられ、保持プレート102aの内周面から外周面まで貫通するようにかつ径方向に(放射状に)延びるように設けられる。貫通孔110aは、保持プレート102aの厚み方向の適正な位置(厚み方向の略中央部)を通るように設けられる。
 ワーク保持部65dは、複数(この実施形態では12個)の棒状の保持部材66dを含む。複数の保持部材66dは、保持プレート102aの周方向に略等間隔で配置される。各保持部材66dは、対応する貫通孔110aに挿通され、保持プレート102aの径方向に(放射状に)延びるように設けられかつワークWの内周面に対して回転軸46bの径方向に円滑に進退可能に設けられる。各保持部材66dは、対応するシリンダ94のピストンロッド96に連結ジョイント114を介して連結される。そして、図示しないエア供給源から供給されたエアが、エア供給ジョイント100および各パイプ98を介して、ベースフランジ56dに設けられる各エアリンダ94に供給されると、保持部材66dが一斉に前進してワークWの内周面を押圧してワークWを保持することができる。保持部材66dは、ワークWをクランプした後、保持プレート102aに螺入されたロックねじ116によって固定され、保持プレート102aと一体化される(図13参照)。これによって、各保持部材66dの剛性は、円板状の保持プレート102aと略同等となり、大きくできる。その他の構成については、図8に示す実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
 さらに、ワークを自動でクランプし保持するために、図14および図15に示す実施形態のように構成されてもよい。
 図14および図15を参照して、この実施形態では、図12に示す実施形態のワーク保持部65dおよび保持プレート102aに代えて、ワーク保持部65eおよび保持プレート102bが用いられる。
 保持プレート102bは、中空円板状に形成され、その外周部に肉厚部118を有する。したがって、保持プレート102bの外周部は、断面L字状に形成される。保持プレート102bの曲げ剛性を高くできるように、保持プレート102bの肉厚部118の厚みはワークWの軸方向の厚みTより大きくされてもよい。また、保持プレート102bの外径はワークWの内径よりやや小さく設定される。保持プレート102bは、ベースフランジ56dの外周側の端部に複数(この実施形態では6個)の固定ボルト108aによって固定される。また、保持プレート102bの肉厚部118は、複数(この実施形態では12個)の貫通孔110bを有する。複数の貫通孔110bは、保持プレート102b(肉厚部118)の周方向に略等間隔に設けられ、肉厚部118の内周面から外周面まで貫通するようにかつ径方向に(放射状に)延びるように設けられる。
 ワーク保持部65eは、複数(この実施形態では12個)の棒状の保持部材66eを含む。複数の保持部材66eは、保持プレート102bの周方向に略等間隔で配置される。各保持部材66eは、対応する貫通孔110bに挿通され、保持プレート102bの径方向に(放射状に)延びるように設けられかつワークWの内周面に対して回転軸46bの径方向に円滑に進退可能に設けられる。各保持部材66eの先端部120が砥石16a,16bに接触することなく砥石16a,16b間に入りワークWを保持できるように、先端部120の直径はワークWの幅Tより少し小さく設定される。また、保持プレート102bの外周面を砥石16a,16bに接近させることによって、先端部120の長さを小さくできる。保持部材66eのうち先端部120を除く部分は、砥石16a,16bの外側に位置するので、太くでき、保持部材66eの剛性を向上できる。各保持部材66eは、対応するシリンダ94のピストンロッド96に連結ジョイント114を介して連結される。保持部材66eは、ワークWをクランプした後、保持プレート102bに螺入されたロックねじ116aによって固定され、保持プレート102bと一体化される。これによって、各保持部材66eの剛性は、円板状の保持プレート102bと略同等となり、大きくできる。その他の構成については、図12に示す実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
 この実施形態によれば、砥石16a,16b間に保持プレート102bを挿入する必要がないので、保持プレート102bの厚みをワークWの厚みに制限されることなく大きくでき、保持プレート102bの剛性をより強化できる。また、保持部材66eの先端部120を短くすることによって、保持プレート102bと保持部材66eとの一体構造の剛性をより向上できる。特に、ワークWを回転させる回転軸46bの中心C1と砥石16a,16bの中心との距離を大きくして、砥石16a,16b間にワークWが入る距離L(図14参照)を小さくすれば、先端部120を短くでき、より効果的である。
 この発明は、ワークを一対の砥石で挟んでワークの両主面を研削する際に、一対の砥石をともにワークに対して切り込ませる場合に限定されず、一対の砥石のいずれか一方のみをワークに対して切り込ませる場合にも適用できる。
 上述の実施形態では、この発明を横型の両頭平面研削装置に適用した場合について説明したが、この発明は砥石軸を垂直方向に配した立型の両頭平面研削装置にも適用できる。
 また、この発明は、インフィード研削だけではなく、ワークを回転させながら、砥石の外から砥石に向かって送り込む所謂クリープフィード研削、あるいはクリープ研削を繰り返すトラバースクリープフィード研削を行う場合にも適用できる。
 以上、この発明の好ましい実施形態について説明されたが、この発明の範囲および精神を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であることは明らかである。この発明の範囲は、添付された請求の範囲のみによって限定される。
 10   両頭平面研削装置
 16a,16b   砥石
 26a,26b   砥石切込部
 34   回転駆動部
 46,46a,46b   回転軸
 65,65a,65b,65c,65d,65e   ワーク保持部
 66,66a,66b,66c,66d,66e   保持部材
 66x   第1保持部材
 66y   第2保持部材
 66z   第3保持部材
 76,76a,76b,76c,76d   位置調整部
 C,C1   回転軸の中心
 P   第1位置と回転軸の中心とを通る直線
 W,W1,W2   ワーク
 x   第1位置
 y   第2位置
 z   第3位置

Claims (7)

  1.  環状のワークの両主面を研削する両頭平面研削装置であって、
     第1方向に間隔をあけて対向配置されかつ回転する一対の砥石と、
     前記第1方向に延びる回転軸と、
     前記ワークの内周面の複数箇所を保持するためのワーク保持部と、
     前記回転軸と前記ワーク保持部とを連結しかつ前記回転軸の径方向における前記ワーク保持部の位置を調整するための位置調整部と、
     前記ワーク保持部によって前記ワークの内周面を保持した状態で、前記回転軸と前記位置調整部と前記ワーク保持部と前記ワークとを前記回転軸周りに一体的に回転させる回転駆動部と、
     回転する前記ワークの一部を前記一対の砥石で挟んで前記ワークの両主面を研削するために少なくとも一方の前記砥石を前記ワークに対して切り込ませる砥石切込部とを備える、両頭平面研削装置。
  2.  前記ワーク保持部は、前記回転軸からみて放射状に延びる複数の保持部材を含み、
     前記各保持部材は、前記回転軸の径方向に進退可能でありかつ前記ワークの内周面に接触可能である、請求項1に記載の両頭平面研削装置。
  3.  前記位置調整部は、前記各保持部材を個別に位置調整可能に構成される、請求項2に記載の両頭平面研削装置。
  4.  前記位置調整部は、前記複数の保持部材を同時に位置調整可能に構成される、請求項2に記載の両頭平面研削装置。
  5.  前記複数の保持部材は、少なくとも第1保持部材、第2保持部材および第3保持部材を含み、
     前記ワークの内周面のうち、前記第1保持部材との接触位置を第1位置とし、前記第2保持部材との接触位置を第2位置とし、前記第3保持部材との接触位置を第3位置とした場合に、前記回転軸を基準として前記第2位置および前記第3位置は前記第1位置とは反対側に位置し、前記第1位置と前記回転軸の中心とを通る直線を基準として前記第2位置と前記第3位置とは反対側に位置する、請求項2から4のいずれかにに記載の両頭平面研削装置。
  6.  前記回転軸と前記ワークとは同心円状に配置される、請求項1から5のいずれかに記載の両頭平面研削装置。
  7.  第1方向に間隔をあけて対向配置されかつ回転する一対の砥石によって環状のワークの両主面を研削する研削方法であって、
     ワーク保持部によって前記ワークの内周面の複数箇所を保持する保持工程と、
     前記第1方向に延びる回転軸周りに前記ワーク保持部および前記ワークを一体的に回転させる回転工程と、
     回転する前記ワークの一部を前記一対の砥石で挟んで少なくとも一方の前記砥石を切り込ませ前記ワークの両主面を研削する砥石切込工程とを備える、研削方法。
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