JP2018069391A5 - 研削装置およびこれを用いる転がり軸受の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ツルーイング装置を備える研削装置およびこれを用いる転がり軸受の製造方法に関する。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、簡易かつ低コストで、機械の熱変形による影響を受けづらくすることが可能な研削装置およびこれを用いる転がり軸受の製造方法を提供することを目的としている。
そして、前記測定基準と前記ドレッサーとは、熱的影響による前記相対距離の誤差が予め設定した目標加工精度を満たす範囲内となる位置関係に配設されている。
また、上記目的を達成するために、本発明の一の態様に係る転がり軸受の製造方法は、ワークとして転がり軸受の軌道輪を対象とし、本発明の第1の態様に係る研削装置を用いて転がり軸受を製造する。
また、上記目的を達成するために、本発明の一の態様に係る転がり軸受の製造方法は、ワークとして転がり軸受の軌道輪を対象とし、本発明の第1の態様に係る研削装置を用いて転がり軸受を製造する。
Claims (11)
- 第1の回転軸と該第1の回転軸の先端部に取付けられた回転砥石と前記第1の回転軸を回転駆動する第1の回転駆動源とを有する研削部と、
ワークを固定支持するワーク支持用部材と、前記ワーク支持用部材を第2の回転軸を介して前記第1の回転軸と並行な軸回りに回転可能に支持する支持台と、前記第2の回転軸を回転駆動する第2の回転駆動源とを有するワーク支持部と、
センサ軸と該センサ軸の先端部に設けられた接触式の測定子とを有するタッチプローブと、
前記研削部及び前記タッチプローブを軸並行に固定支持するベース部と、
前記タッチプローブの位置基準となる測定基準と、
基台と該基台の前記ワーク支持部と対向する側に設けられた前記回転砥石をツルーイングするためのドレッサーとを有するツルーイング部と、
移動駆動源及び案内部材を備え、前記移動駆動源の駆動力によって、前記ベース部を、前記ワークの研削位置、前記回転砥石のツルーイング位置、前記ワークの形状の測定位置及び前記測定基準の測定位置へと前記案内部材に沿って直交2軸方向に移動する移動機構部と、
前記第1及び第2の回転駆動源並びに前記移動駆動源を駆動制御して、研削用の回転速度で回転する前記回転砥石を前記ワーク支持用部材に固定支持された前記ワークに接触させて、前記ワークを研削する処理を行う研削処理部と、
前記移動駆動源を駆動制御して、前記タッチプローブの前記測定子を前記ワーク支持部に固定支持された研削加工後の前記ワークに接触させて、該ワークの形状を測定する処理を行うワーク形状測定処理部と、
前記移動駆動源を駆動制御して、前記タッチプローブを前記測定基準に接触させて、前記測定基準の位置座標を測定する処理を行う測定基準座標測定部と、
前記第1の回転駆動源及び前記移動駆動源を駆動制御して、ツルーイング用の回転速度で回転する前記回転砥石を前記ツルーイング部の前記ドレッサーに接触させて前記回転砥石をツルーイングする処理を行うツルーイング処理部と、
前記回転砥石とツルーイング時に接触する前記ドレッサーの接触点であるツルーイング点の位置座標を測定するツルーイング点座標測定部と、
ツルーイング終了時の前記ベース部の位置座標を前記測定基準の位置座標で代表して、該測定基準の位置座標とツルーイング終了時に前記ツルーイング点座標測定部で測定した前記ツルーイング点の位置座標との相対距離と、前記ワーク形状測定処理部で測定した前記ワークの形状情報とに基づき、研削加工時に前記回転砥石が前記ワークと接触するときの前記代表の位置座標に対応する前記ベース部の位置座標を決定するベース位置決定部と、
前記ベース位置決定部で決定した前記ベース部の位置座標に基づき前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工部と、を備え、
前記測定基準と前記ドレッサーとは、熱的影響による前記相対距離の誤差が予め設定した目標加工精度を満たす範囲内となる位置関係に配設されている研削装置。 - 前記測定基準は前記ツルーイング部を構成する前記基台に設けられている請求項1に記載の研削装置。
- 研削加工時の前記回転砥石と前記ワークとの接触点である加工点の位置が、前記直交2軸方向に対して直交する軸方向から視て、前記第1の回転軸を挟んで前記ツルーイング点側に位置するように構成されている請求項1又は2に記載の研削装置。
- 前記ワークは、転がり軸受の軌道輪を構成する円環状の部材であり、
前記研削処理部は、前記ワークの周面に転動体の転動路となる溝を研削する溝研削処理
を行うように構成されており、
前記ワーク形状測定処理部は、前記ワークの周面に形成された前記溝の前記ワークの中心を介して対向又は背面対向する2つの溝部の形状を測定すると共に、該2つの溝部の形状から特定される溝底部の座標に基づき溝底部間の直線距離である溝底径及び前記ワークの中心位置の座標を算出する処理を行うように構成されており、
前記ベース位置決定部は、前記測定基準の位置座標とツルーイング終了時の前記ツルーイング点の位置座標との相対距離と、前記溝底径及び前記ワークの中心位置の座標とに基づき、研削加工時に前記回転砥石が前記ワークと接触するときの前記代表の位置座標に対応する前記ベース部の位置座標を決定する請求項3に記載の研削装置。 - 前記ワークは、前記転がり軸受の外輪を構成する部材であり、
前記直交2軸は、鉛直方向の一方の軸であるZ軸と、前記ワーク支持部と前記ツルーイング部とが並ぶ方向の他方の軸であるX軸とから構成され、
前記測定基準のX軸座標及びZ軸座標とツルーイング終了時点の前記ツルーイング点のX軸座標及びZ軸座標との相対距離をXrt及びZrtとし、前記外輪を構成する部材に形成された溝の溝底径である第1の溝底径をDiとし、前記外輪を構成する部材の中心位置のX軸座標及びZ軸座標である第1の中心座標をXci及びZciとし、前記代表の位置座標に対応する前記ベース部のX軸座標及びZ軸座標をXb及びZbとして、該Xb及びZbを下式(1)及び(2)に従って算出する請求項4に記載の研削装置。
Xb=Xci+Xrt+Di/2 ・・・(1)
Zb=Zci+Zrt ・・・(2) - 研削加工時の前記回転砥石と前記ワークとの接触点である加工点の位置が、前記直交2軸方向に対して直交する軸方向から視て、前記第1の回転軸を挟んで前記ツルーイング点とは反対側に位置するように構成され、
前記回転砥石の直径である砥石径を測定する砥石径測定部を備え、
前記ベース位置決定部は、前記測定基準の位置座標とツルーイング終了時の前記ツルーイング点の位置座標との相対距離と、前記ツルーイング終了時に前記砥石径測定部で測定した前記砥石径と、前記ワークの形状情報とに基づき、研削加工時に前記回転砥石が前記ワークと接触するときの前記代表の位置座標に対応する前記ベース部の位置座標を決定する請求項1又は2に記載の研削装置。 - 前記ワークは、転がり軸受の軌道輪を構成する円環状の部材であり、
前記研削処理部は、前記ワークの周面に転動体の転動路となる溝を研削する溝研削処理を行うように構成されており、
前記ワーク形状測定処理部は、前記ワークの周面に形成された前記溝の前記ワークの中心を介して背面対向する2つの溝部の形状を測定すると共に、該2つの溝部の形状から特定される溝底部の座標に基づき溝底部間の直線距離である溝底径及び前記ワークの中心位置の座標を算出する処理を行うように構成されており、
前記ベース位置決定部は、ツルーイング終了時の前記測定基準の位置座標と前記ツルーイング点の位置座標との相対距離と、前記ツルーイング終了時の前記砥石径と、前記溝底径及び前記ワークの中心位置の座標とに基づき、研削加工時に前記回転砥石が前記ワークと接触するときの前記代表の位置座標に対応する前記ベース部の位置座標を決定する請求項6に記載の研削装置。 - 前記ワークは、前記転がり軸受の内輪を構成する部材であり、
前記直交2軸は、鉛直方向の一方の軸であるZ軸と、前記ワーク支持部と前記ツルーイング部とが並ぶ方向の他方の軸であるX軸とから構成され、
前記測定基準のX軸座標及びZ軸座標とツルーイング終了時の前記ツルーイング点のX軸座標及びZ軸座標との相対距離をXrt及びZrtとし、前記ツルーイング終了時の前
記砥石径をDwとし、前記内輪を構成する部材に形成された溝の溝底径である第2の溝底径をDoとし、前記内輪を構成する部材の中心位置のX軸座標及びZ軸座標である第2の中心座標をXoc及びZocとし、前記代表の位置座標に対応する前記ベース部のX軸座標及びZ軸座標をXb及びZbとして、該Xb及びZbを下式(3)及び(4)に従って算出する請求項7に記載の研削装置。
Xb=Xoc+Do/2+Xrt+Dw ・・・(3)
Zb=Zoc+Zrt ・・・(4) - 前記ツルーイング点と対向して該ツルーイング点からX軸方向に前記砥石径の長さよりも離れた位置に設けられた近接センサを備え、
前記砥石径測定部は、
ツルーイングの実行タイミングにおいて、前記ワークの加工完了時の前記回転砥石の中心点のX軸座標Xow及びZ軸座標Zowと、前記第2の溝底径Doと、前記第2の中心座標Xoc及びZocとから、下式(5)に従って、加工完了時の砥石径である第1の砥石径Dwnを算出する第1の砥石径算出処理と、
前記第1の砥石径Dwnを算出後に前記回転砥石を、前記ツルーイング点から所定距離αだけ離れた位置から前記近接センサの検知範囲の境界である近接検知境界まで送ったときの第1の砥石送り距離Xw0を測定し、該第1の砥石送り距離Xw0の測定後に前記回転砥石を切り込み量A0だけ切り込んでツルーイングした後のツルーイング終了時の位置から前記回転砥石を前記近接検知境界まで送ったときの第2の砥石送り距離Xw1を測定し、前記第1の砥石径Dwnと前記第1の砥石送り距離Xw0と前記切り込み量A0と前記第2の砥石送り距離Xw1とから下式(6)に従って、前記回転砥石の基準の砥石径である基準砥石径Dw0を算出する基準砥石径算出処理と、
以降のツルーイングの実行タイミングにおいて、前記回転砥石を切り込み量A1で切り込んでツルーイングした後のツルーイング終了時の位置から、前記回転砥石を前記近接検知境界まで送ったときの第3の砥石送り距離Xw2を測定し、前記第2の砥石送り距離Xw1と前記第3の砥石送り距離Xw2との差である距離差ΔXwを算出し、前記基準砥石径Dw0を算出時の前記ツルーイング点のX軸方向の磨耗位置T0と前記第3の砥石送り距離X2を測定時の前記ツルーイング点のX軸方向の磨耗位置T1との差である磨耗差ΔTを算出し、前記基準砥石径Dw0と前記距離差ΔXwと前記磨耗差ΔTとから、下式(7)に従って、前記ツルーイング終了時の砥石径である第2の砥石径Dwを算出する第2の砥石径算出処理と、を実行する請求項8に記載の研削装置。
Dwn=2×(Xow−Xoc)−Do ・・・(5)
Dw0=Dwn−2×(Xw1−Xw0−A0) ・・・(6)
Dw=Dw0−2×(ΔXw+ΔT) ・・・(7) - 前記近接センサは、前記ツルーイング部を構成する前記基台にセンサ支持部材を介して支持されており、
前記センサ支持部材は、低線膨張合金製の部材から構成されている請求項9に記載の研削装置。 - 前記ワークとして転がり軸受の軌道輪を対象とし、請求項1から10のいずれか一項に記載の研削装置を用いて転がり軸受を製造する転がり軸受の製造方法。
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