JP2008119824A - Finishing method by belt of workpiece outer periphery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for finishing, promptly and effectively a workpiece having a protruding surface portion and a recessed surface portion therearound, especially a camshaft. <P>SOLUTION: A loose belt portion of a grinding belt 1 is brought into close contact with the protruding surface portion of the workpiece 2. In processing the recessed surface portion, the grinding belt is pressed against a surface to be processed of the workpiece. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、駆動されたエンドレスな研磨ベルトを用いて、加工品の外周面をベルトにより仕上げ処理する方法に関する。   The present invention relates to a method for finishing an outer peripheral surface of a workpiece with a belt using a driven endless polishing belt.

そのような方法は、例えば、特許文献１により周知である。研磨ベルトが、処理すべき加工品に部分的に巻き付き、その結果研磨ベルトの面が加工品の周囲に密着する。   Such a method is well known, for example, from US Pat. The abrasive belt partially wraps around the workpiece to be processed, so that the surface of the abrasive belt adheres to the periphery of the workpiece.

特許文献２により、同じくエンドレスな研磨ベルトを用いて、波打った形状の加工品の外周面を仕上げ処理する方法が周知である。加工品の柔軟な処理を可能とするために、加工品を処理している間に研磨ベルトの巻付け角を変化させている。   Patent Document 2 discloses a method of finishing an outer peripheral surface of a wavy shaped workpiece using the same endless polishing belt. In order to allow flexible processing of the workpiece, the winding angle of the polishing belt is changed while the workpiece is being processed.

特許文献３は、研磨剤層の不均一な磨耗を防止するために研削ローラーを組み込んだエンドレスな研磨ベルトを用いて、クランクシャフト及びカムシャフトを仕上げ処理する方法を記載している。   Patent Document 3 describes a method of finishing a crankshaft and a camshaft by using an endless polishing belt incorporating a grinding roller in order to prevent uneven wear of an abrasive layer.

特許文献４により、非円筒形のカムシャフトの仕上げ処理方法が周知である。この周知の方法では、二つの支持ロールが、回転する加工品に対して研磨ベルトを押し付けている。研磨ベルトは、エンドレスではなく、加工品と一回接触した後使用済みの研磨ベルト用のコイルに巻き取られている。加工品の表面は、研磨ベルトとの二つの接触ゾーンにおいて線状に処理されている。   According to Patent Document 4, a finishing method for a non-cylindrical camshaft is well known. In this known method, two support rolls press the abrasive belt against the rotating workpiece. The polishing belt is not endless, but is wound around a coil for a used polishing belt after making a single contact with the workpiece. The surface of the workpiece is treated linearly in two contact zones with the abrasive belt.

ここで説明した方法は、加工品の凸面の幾何学的形状を仕上げ処理することが実証されている。しかし、これらの方法では、例えば、カムシャフトの場合のように、加工品の外周面が凸面部分と凹面部分の両方を有する場合、面全体を処理することは不可能である。その理由は、前述したベルトによる処理では、研磨ベルトが凹面領域から離れてその上を引っ張られる結果、その領域を処理することができなくなるからである。従って、そのような加工品の領域を仕上げるために、ホーニング砥石を使用している。しかし、ホーニング砥石を用いた処理は、比較的負担がかかり、そのため時間がかかる。
ドイツ特許公開第１０３４２１３５号明細書 ドイツ特許公開第１０３４２１３９号明細書 ドイツ特許公開第１０３４２１３７号明細書 米国特許公開第２００４／００２９４９９号明細書 The method described here has been demonstrated to finish the convex geometry of the workpiece. However, in these methods, for example, when the outer peripheral surface of the workpiece has both a convex portion and a concave portion as in the case of a camshaft, it is impossible to process the entire surface. The reason is that in the above-described treatment with the belt, the polishing belt is separated from the concave area and pulled on it, so that the area cannot be treated. Therefore, honing grindstones are used to finish such work product areas. However, processing using a honing grindstone is relatively burdensome and therefore time consuming.
German Patent Publication No. 10342135 German Patent Publication No. 10342139 German Patent Publication No. 10342137 US Patent Publication No. 2004/0029499

前述した問題点を背景として、この発明の課題は、加工品の周囲に凸面部分と凹面部分の両方を有する加工品、特に、カムシャフトを仕上げ処理するための速く効果的な方法を提示することである。   Against the background of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a fast and effective method for finishing a workpiece, in particular a camshaft, having both convex and concave portions around the workpiece. It is.

この課題は、この発明にもとづき、駆動されるエンドレスな研磨ベルトを用いて、加工品の凸面部分と凹面部分を有する外周面をベルトにより仕上げ処理する方法であって、
研磨ベルトの緩んだベルト部分を加工品の凸面部分と密着させ、
凹面部分を処理するためには、ローラーを用いて、加工品の処理すべき面に対して研磨ベルトを押圧する、
方法によって解決される。 This subject is a method of finishing an outer peripheral surface having a convex portion and a concave portion of a processed product with a belt using an endless polishing belt driven based on the present invention,
Adhere the loose belt part of the polishing belt to the convex part of the processed product,
In order to process the concave portion, the roller is used to press the polishing belt against the surface to be processed.
Solved by the method.

この発明による方法によって、凹面領域においても加工品の処理すべき面に研磨ベルトの面を密着させることが可能となる。このベルトは、速いベルト速度で動かされており、難なく揺動を重ね合わせることもできる。工具の幾何学的形状をその時々の表面領域に最適に適合させることによって、加工品の表面を改善することが実現される。この発明による方法は、基本的にホーニング砥石により凹面部分を処理する方法よりも効果的である。研磨ベルトの速い動作速度によって、研磨速度を速くすることが可能となる。更に、この発明による方法は、加工品の幾何学的形状に依存すること無く広範囲に用いることができるので、非常に柔軟である。ベルトは、処理する際に加工品の所定の形状に追従して、特に、表面の粗さを調整するものである。   By the method according to the present invention, the surface of the polishing belt can be brought into close contact with the surface to be processed of the workpiece even in the concave region. This belt is moved at a high belt speed, and can be overlapped without difficulty. By optimizing the tool geometry to the current surface area, it is realized to improve the surface of the workpiece. The method according to the present invention is basically more effective than the method of treating a concave portion with a honing grindstone. The high operating speed of the polishing belt makes it possible to increase the polishing speed. Furthermore, the method according to the invention is very flexible because it can be used in a wide range without depending on the geometry of the workpiece. The belt follows a predetermined shape of the processed product during processing, and particularly adjusts the surface roughness.

研磨ベルトは、リターンローラーを介して案内されており、リターンローラーと加工品は、凸面と凹面を処理するために互いに相対的に位置を変えられる。リターンローラーは、凸面部分を処理する場合には緩んだベルト部分の巻付け角を変更するとともに、凸面部分の湾曲に適合させるために、例えば、ベルトの進行方向と交差する方向に対して位置を変えることができる。凹面部分を処理する場合、リターンローラーは、例えば、ベルトの進行方向に対して位置を変えられ、そうすることによって、加工品の処理すべき凹面に対して研磨ベルトを押し付けることができる。この発明による方法によって、処理している間に凸面部分の仕上げから凹面部分の仕上げに切り換えることが可能となる。それによって、その時々の処理すべき表面部分に対して最適なベルトの輪郭がそれぞれ適用されることとなる。   The polishing belt is guided via a return roller, and the return roller and the workpiece are repositioned relative to each other to treat the convex and concave surfaces. When processing the convex surface portion, the return roller changes the winding angle of the loose belt portion and adjusts the position to the direction intersecting the belt traveling direction in order to adapt to the curvature of the convex surface portion, for example. Can be changed. When processing the concave portion, the return roller can be repositioned, for example, with respect to the direction of belt travel, so that the abrasive belt can be pressed against the concave surface to be processed of the workpiece. The method according to the invention makes it possible to switch from finishing the convex part to finishing the concave part during processing. As a result, an optimum belt contour is applied to each surface portion to be treated at that time.

それに代わって、凹面部分を処理するために、ベルトの進行方向と交差する方向に対して位置を変えることが可能であり、緩んだベルト部分に作用するプレッシャーローラーを用いて、加工品の処理すべき面の凹面部分に対して研磨ベルトを押し付けることもできる。それによって、ベルトが、常に加工品の形状と適合して、形状を変化させてしまうことが防止される。   Alternatively, to process the concave part, it is possible to change the position relative to the direction intersecting the direction of travel of the belt and to process the workpiece using a pressure roller acting on the loose belt part. The polishing belt can also be pressed against the concave portion of the power surface. Thereby, it is prevented that the belt is always adapted to the shape of the workpiece and changes its shape.

処理している間に加工品を回転させるとともに、加工品の角度位置に応じて、凹面に対して研磨ベルトを押し付けるローラーの送り運動を制御することは、この発明の範囲内である。   It is within the scope of this invention to rotate the workpiece during processing and control the feed movement of the roller that presses the abrasive belt against the concave surface according to the angular position of the workpiece.

しかし、先ずは加工品の凹面部分を処理し、それに続いて凸面部分を処理することも、この発明の範囲内である。その場合、凹面部分を処理する場合には加工品を静止させる一方、それに続く凸面部分を処理する場合には加工品を回転させることができる。この発明による方法によって、ベルトによる仕上げ処理は、加工品の表面を最適化することを目指して制御されることとなる。ベルトの輪郭を凸面又は凹面部分に個別的に適合させることが可能となる。   However, it is also within the scope of this invention to first treat the concave portion of the workpiece and subsequently treat the convex portion. In that case, when processing the concave surface portion, the workpiece can be stopped, while when processing the subsequent convex surface portion, the workpiece can be rotated. With the method according to the invention, the finishing process with the belt is controlled with the aim of optimizing the surface of the workpiece. The contour of the belt can be individually adapted to the convex or concave part.

凹面部分を処理する場合に研磨ベルトとの面による接触を可能とするために、ローラーは、有利には、例えば、ブルコラン（登録商標）又はゴムから成る、特に、ショアー硬さの小さい、鋼鉄と比べて柔らかい表面を有する。   In order to allow surface contact with the abrasive belt when processing concave parts, the roller is advantageously made of steel, for example made of bulcolan® or rubber, in particular of low Shore hardness Has a softer surface.

以下では、単一の実施例を図示した図面にもとづき、この発明を詳しく説明する。   In the following, the present invention will be described in detail based on the drawings illustrating a single embodiment.

図１ａと１ｂは、この発明にもとづき、駆動されたエンドレスな研磨ベルトを用いて、加工品の凸面部分と凹面部分を有する外周面をベルトにより仕上げ処理する方法を図示している。この実施例では、処理する加工品は、カムシャフト２である。カムシャフト２の凸面部分を処理するために、研磨ベルト１の緩んだベルト部分をカムシャフト２に密着させている（図１ａ参照）。それに対して、凹面部分を処理する場合、ローラー３を用いて、加工品の処理すべき面に対して研磨ベルト１を押し付けている（図１ｂ参照）。研磨ベルト１は、同時にリターンローラーとしても構成されているローラー３を介して案内されている。リターンローラー３は、カムシャフト２の凸面及び凹面を処理するために、カムシャフトに対して相対的に位置を変えられている（図１ａと１ｂの矢印参照）。図１ａでは、凸面部分を処理する場合に緩んだベルト部分の巻付け角αを変更するとともに、凸面部分の湾曲に適合させるために、ベルトの進行方向と交差する方向に対して、リターンローラー３の位置を変えている。それに対して、図１ｂでは、ベルトの進行方向に対してリターンローラー３の位置を変え、そのようにして凹面部分を処理する場合にカムシャフト２に対して研磨ベルト１を押し付けている。カムシャフト２の場合、研磨ベルト１の輪郭をカムシャフト２の表面に最適に適合させることによって、表面を改善することが実現される。   FIGS. 1a and 1b illustrate a method of finishing a convex part of a workpiece and an outer peripheral surface having a concave part with a belt using a driven endless polishing belt according to the present invention. In this embodiment, the processed product to be processed is the camshaft 2. In order to process the convex surface portion of the camshaft 2, the loose belt portion of the polishing belt 1 is brought into close contact with the camshaft 2 (see FIG. 1a). On the other hand, when the concave surface portion is processed, the polishing belt 1 is pressed against the surface to be processed of the workpiece using the roller 3 (see FIG. 1b). The polishing belt 1 is guided through a roller 3 which is also configured as a return roller at the same time. The return roller 3 is moved relative to the camshaft to process the convex and concave surfaces of the camshaft 2 (see arrows in FIGS. 1a and 1b). In FIG. 1a, in order to change the winding angle α of the loose belt portion when processing the convex surface portion and to adapt to the curvature of the convex surface portion, the return roller 3 with respect to the direction crossing the traveling direction of the belt. The position of is changed. In contrast, in FIG. 1b, the polishing roller 1 is pressed against the camshaft 2 when the position of the return roller 3 is changed with respect to the traveling direction of the belt and the concave surface portion is thus treated. In the case of the camshaft 2, it is realized that the surface is improved by optimally matching the contour of the abrasive belt 1 to the surface of the camshaft 2.

図２ａと２ｂには、この発明による代替方法が図示されている。この方法では、ベルトの進行方向と交差する方向に対して位置を変えることが可能なプレッシャーローラー４が、更に配備されている。凸面部分を処理する場合、プレッシャーローラー４は、静止位置に有り、研磨ベルト１から離されている。それに対して、凹面部分を処理する場合、プレッシャーローラー４は、緩んだベルト部分に作用して、加工品の凹面部分に対して研磨ベルト１を押し付けている。従って、プレッシャーローラー４の位置を変えることによって、研磨ベルト１の輪郭を加工品の凹面部分と個別的に適合させることも可能である。   An alternative method according to the invention is illustrated in FIGS. 2a and 2b. In this method, a pressure roller 4 that can change its position with respect to a direction that intersects the traveling direction of the belt is further provided. When processing the convex surface portion, the pressure roller 4 is in a stationary position and is separated from the polishing belt 1. On the other hand, when processing the concave portion, the pressure roller 4 acts on the loose belt portion and presses the polishing belt 1 against the concave portion of the workpiece. Therefore, by changing the position of the pressure roller 4, the contour of the polishing belt 1 can be individually adapted to the concave portion of the workpiece.

図１ａ〜２ｂから分かる通り、処理している間加工品２を回転させている。加工品の凹面に対して研磨ベルトを押し付けているローラー３又は４の送り運動は、加工品２の角度位置に応じて制御され、その結果対応する角度において、ローラー３，４は凹面に密着することとなる。   As can be seen from FIGS. 1a-2b, the workpiece 2 is rotated during processing. The feed movement of the roller 3 or 4 pressing the polishing belt against the concave surface of the workpiece is controlled according to the angular position of the workpiece 2, and as a result, the rollers 3 and 4 are in close contact with the concave surface at the corresponding angle. It will be.

加工品を連続して回転させる方法は、処理時間に関して最適であり、前述した手法でのローラー３，４の送り運動は、加工品２を連続して回転させている間に制御される。この発明による考えにもとづき得られる方法の変化形態は、先ずはローラー３，４の相応の送り運動の下で加工品２の凹面部分を処理し、それに続き凸面部分を処理する、即ち、図１ａ及び２ａの方法の工程の前に図１ｂ又は２ｂに図示された方法の工程を実行することである。この方法の変化形態では、凹面部分を処理する場合には加工品２は静止している一方、その後の凸面部分を処理する場合には加工品２は回転するものと規定することができる。この発明による方法によって、加工品の表面を最適化するようにベルトによる仕上げ処理を制御することが可能となる。処理している間、研磨ベルト１と加工品２の間の接触位置に対して、凹面と凸面の幾何学的形状の中からいずれか一方を選ぶことができる。この接触させる輪郭は、処理している間に切り換えることも可能であり、その結果研磨ベルト１は、その時々の加工品２の所定の形状に追従し、そのため加工品２の形状を変化させずに、その表面の粗さだけが処理されることとなる。   The method of continuously rotating the workpiece is optimal with respect to the processing time, and the feed movement of the rollers 3 and 4 in the above-described manner is controlled while the workpiece 2 is continuously rotated. A variant of the method which can be obtained on the basis of the idea according to the invention is to first treat the concave part of the workpiece 2 under a corresponding feed movement of the rollers 3, 4 and subsequently to treat the convex part, ie FIG. 1a. And performing the method steps illustrated in FIG. 1b or 2b before the method steps of 2a. In this variation of the method, it can be defined that the workpiece 2 is stationary when processing the concave portion, while the workpiece 2 is rotating when processing the subsequent convex portion. The method according to the invention makes it possible to control the finishing process with the belt so as to optimize the surface of the workpiece. During processing, either one of the concave and convex geometric shapes can be selected for the contact position between the polishing belt 1 and the workpiece 2. The contour to be contacted can also be switched during processing, so that the polishing belt 1 follows the predetermined shape of the workpiece 2 at that time and therefore does not change the shape of the workpiece 2. In addition, only the roughness of the surface is processed.

この発明にもとづく加工品外周面の凸面部分のベルトによる仕上げ処理方法Finishing method using a belt on the convex portion of the outer peripheral surface of the processed product according to the present invention この発明にもとづく加工品外周面の凹面部分のベルトによる仕上げ処理方法Finishing method using a belt on the concave portion of the outer peripheral surface of the processed product according to the present invention この発明にもとづく方法の代替実施構成Alternative implementation of the method according to the invention この発明にもとづく方法の代替実施構成Alternative implementation of the method according to the invention

符号の説明Explanation of symbols

１ 研磨ベルト
２ カムシャフト
３ リターンローラー
４ プレッシャーローラー
α 巻付け角
1 Polishing belt 2 Camshaft 3 Return roller 4 Pressure roller α Winding angle

Claims (9)

駆動されたエンドレスな研磨ベルト（１）を用いて、加工品の凸面部分と凹面部分を有する外周面をベルトにより仕上げ処理する方法であって、
研磨ベルト（１）の緩んだベルト部分を加工品（２）の凸面部分に密着させ、
凹面部分を処理するためには、ローラーを用いて、加工品の処理すべき面に対して研磨ベルトを押し付ける方法。 A driven endless polishing belt (1) is used to finish an outer peripheral surface having a convex surface portion and a concave surface portion of a processed product with a belt,
The loose belt part of the polishing belt (1) is brought into close contact with the convex part of the processed product (2),
In order to process the concave surface portion, a method of pressing the polishing belt against the surface to be processed of the workpiece using a roller. リターンローラー（３）を介して研磨ベルト（１）を案内し、凸面と凹面を処理するために、リターンローラー（３）と加工品（２）の位置を互いに相対的に変える請求項１に記載の方法。   2. The position of the return roller (3) and the workpiece (2) are changed relative to each other in order to guide the abrasive belt (1) via the return roller (3) and to treat the convex and concave surfaces. the method of. 凸面部分を処理する場合に緩んだベルト部分の巻付け角αを変更するとともに、凸面部分の湾曲に適合させるために、ベルトの進行方向と交差する方向に対してリターンローラー（３）の位置を変える請求項２に記載の方法。   In order to change the winding angle α of the loose belt portion when processing the convex surface portion, and to adapt to the curvature of the convex surface portion, the position of the return roller (3) is set with respect to the direction intersecting the traveling direction of the belt. The method of claim 2, wherein the method is varied. ベルトの進行方向に対してリターンローラー（３）の位置を変えて、加工品（２）の凹面部分を処理する場合に加工品の処理すべき面に対して研磨ベルト（１）を押し付ける請求項２に記載の方法。   The position of the return roller (3) is changed with respect to the traveling direction of the belt, and when the concave surface portion of the processed product (2) is processed, the polishing belt (1) is pressed against the surface to be processed of the processed product 2. The method according to 2. ベルトの進行方向と交差する方向に対して位置を変えることが可能であるとともに、緩んだベルト部分に作用するプレッシャーローラー（４）を用いて、加工品の処理すべき面の凹面部分に対して研磨ベルト（１）を押し付ける請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。   It is possible to change the position with respect to the direction crossing the traveling direction of the belt, and using a pressure roller (4) acting on the loose belt portion, the concave portion of the surface to be processed of the workpiece is processed. 4. The method according to claim 1, wherein the polishing belt is pressed. 処理している間加工品（２）を回転させるとともに、凹面部分に対して研磨ベルト（１）を押し付けているローラー（３，４）の送り運動を加工品（２）の角度位置に応じて制御する請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。   While processing, the workpiece (2) is rotated, and the feed movement of the rollers (3, 4) pressing the polishing belt (1) against the concave portion is made according to the angular position of the workpiece (2). The method according to claim 1, wherein the method is controlled. 処理している間加工品（２）を連続して回転させる請求項６に記載の方法。   7. A method according to claim 6, wherein the workpiece (2) is continuously rotated during processing. 先ずは加工品（２）の凹面部分を処理し、それに続いて凸面部分を処理する請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。   7. The method as claimed in claim 1, wherein first the concave part of the workpiece (2) is processed and then the convex part is processed. 凹面部分を処理する場合に加工品（２）を静止させ、それに続く凸面部分を処理している間加工品（２）を回転させる請求項８に記載の方法。   9. A method according to claim 8, wherein the workpiece (2) is stationary when processing the concave portion and the workpiece (2) is rotated while processing the subsequent convex portion.
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