JP4186820B2 - Lapping device and lapping method - Google Patents

Description

本発明は、ワークの加工面を砥粒付きのラッピングフィルム（以下単にフィルムと称することもある）によりフィルムラッピング加工（以下単にラッピング加工）するラッピング加工装置とラッピング加工方法に関する。   The present invention relates to a lapping apparatus and a lapping process method for film wrapping (hereinafter simply referred to as lapping) on a work surface of a workpiece by a lapping film with abrasive grains (hereinafter also simply referred to as film).

例えば、カムシャフトのカムロブ部やジャーナル部あるいはクランクシャフトのジャーナル部やピン部等のような断面円弧状外周面を有するワークを仕上げ加工する場合は、最近、一面に砥粒が設けられたラッピングフィルムによりラッピング加工されている。   For example, when finishing a workpiece having an arc-shaped outer peripheral surface such as a cam lobe portion or journal portion of a camshaft or a journal portion or pin portion of a crankshaft, a lapping film recently provided with abrasive grains on one side Wrapping process.

このラッピング加工は、ワークの加工面をラッピングフィルムで覆い、対向配置されたシューでフィルムを背面側から加圧し、フィルムをワークに押付けた状態でワークを回転しながらフィルムの砥粒面でワークを研削する超仕上げ加工である。ラッピング加工装置は、フィルムを介してシューをワークに押付ける機構のほか、ワークを回転駆動する機構や、ワークおよびラッピングフィルムのうちの少なくとも一方にワークの軸線方向に沿うオシレーションを付与するオシレーション機構を有している（例えば、特許文献１参照。）。   In this lapping process, the work surface of the work is covered with a wrapping film, the film is pressed from the back side with a shoe placed oppositely, and the work is rotated on the abrasive surface of the film while rotating the work with the film pressed against the work. Super-finishing process to grind. In addition to a mechanism for pressing a shoe against a work through a film, the lapping apparatus is a mechanism for rotationally driving the work, and an oscillation for giving oscillation along the axial direction of the work to at least one of the work and the wrapping film. It has a mechanism (for example, refer to Patent Document 1).

ここで、加工面が断面非真円形状のワークは、ワークの軸心（回転中心）から加工面までの半径が外周面の各部位ごとに異なっている。例えば、カムシャフトにおけるカムロブ部は、ベースサークル（基準円）をなすベース部、カムのリフトを定めるトップ部、ベース部からトップ部にかけて伸びるイベント部などの複数の部位を備え、ワークの軸心から加工面までの半径は、ベース部終端からトップ部に向かうにつれて長くなっている。   Here, in the workpiece having a non-circular cross-section, the radius from the workpiece center (rotation center) to the machining surface is different for each part of the outer peripheral surface. For example, the cam lobe part of the camshaft has a plurality of parts such as a base part that forms a base circle (reference circle), a top part that defines the lift of the cam, and an event part that extends from the base part to the top part. The radius to the processing surface becomes longer from the base end toward the top.

このようなワークを、シューの押付け力、ワークの回転速度およびオシレーションの速度を一定にして加工すると、加工面における単位周長当たりのフィルムと外周面との接触時間が、部位ごとに異なり、加工面に対するフィルムの接触面圧も、部位ごとに異なることになる。この結果、カムロブ部の加工面における単位周長当たりの加工量が不均一となり、均一な面粗度を有する加工面が得られない虞がある。   When such a workpiece is processed with the pressing force of the shoe, the rotation speed of the workpiece, and the oscillation speed constant, the contact time between the film and the outer peripheral surface per unit circumferential length on the processed surface varies from site to site, The contact surface pressure of the film with respect to the processed surface is also different for each part. As a result, the machining amount per unit circumferential length on the machining surface of the cam lobe portion becomes non-uniform, and there is a possibility that a machining surface having a uniform surface roughness cannot be obtained.

したがって、シューを固定的に保持せず、ワークの回転に伴って、いわゆる首振り運動する方式が採用され、極力加工量や面粗度の均一化を図っている。なお、シューには、ワークの加工面に当接する側の形状によって凸形状のシュー（以下、単に凸シュー）と、凹形状のシュー（以下、単に凹シュー）があるが、凸シューはワークの加工面との接点が１点であり、ワークの回転に伴って首振り運動すると加工を行なわない状態が起こる虞があるので、凹シューが使用されている。   Therefore, a so-called swinging system is employed as the work rotates without holding the shoe fixedly, and the amount of processing and surface roughness are made uniform as much as possible. The shoe includes a convex shoe (hereinafter simply referred to as a convex shoe) and a concave shoe (hereinafter simply referred to as a concave shoe) depending on the shape of the workpiece in contact with the work surface. A concave shoe is used since there is a single point of contact with the processing surface and there is a risk that processing will not occur if the head swings as the workpiece rotates.

凹シューは、ワークの回転軸と凹シューの支持軸とを結ぶ中心線を対称軸としてワークの加工面に当接する円弧面が対称に配置され、両円弧面間に凹部が存在する形状となっており、この円弧状に膨出された円弧面がフィルムを介してワークに接することになる。   The concave shoe has a shape in which a circular arc surface that abuts the work surface of the workpiece is symmetrical about the center line connecting the rotation axis of the workpiece and the support shaft of the concave shoe, and a concave portion exists between both circular arc surfaces. The arc surface bulged in the arc shape comes into contact with the workpiece through the film.

したがって、ワークの回転軸に向かうように凹シューの支持軸に所定の押圧荷重を加えると、凹シューの各円弧面上の一点（厳密には線接触）が加工点となり、凹シュー上の２点がフィルムを介してワークを押圧することになる。   Therefore, when a predetermined pressing load is applied to the support shaft of the concave shoe so as to go to the rotation axis of the workpiece, one point (strictly, line contact) on each arc surface of the concave shoe becomes a processing point, and 2 on the concave shoe. The point presses the workpiece through the film.

しかし、凹シューが前記支持軸を中心として首振り運動すると、支持軸に加えられた押圧荷重がそのまま加工点で凹シューがワークを押圧する作用荷重として作用するものではなく、首振りに伴う傾斜角に対応する分力となるので、押圧荷重より小さな値の作用荷重となる。   However, when the concave shoe swings around the support shaft, the pressing load applied to the support shaft does not act as an acting load for the concave shoe to press the workpiece at the processing point. Since the component force corresponds to the corner, the applied load is smaller than the pressing load.

このため、凹シューの傾斜角が大きい部位（具体的には、イベント部）では、凹シューがワークを押圧する力が小さくなり、加工に伴う除去量も少なくなるので、十分な加工時間を与えないと、削り残しが生じたり、所望の面粗度が得られない。また、加工時間を長くすると、生産性が低減し、コスト的に不利となるという問題がある。   For this reason, at the part where the inclination angle of the concave shoe is large (specifically, the event part), the force with which the concave shoe presses the workpiece is reduced, and the amount of removal associated with the processing is also reduced. Otherwise, there will be uncut parts and the desired surface roughness cannot be obtained. Further, when the processing time is lengthened, there is a problem that productivity is reduced and disadvantageous in cost.

特に、イベント部は、エンジンのバルブを開き始めたり、閉じ始めたりする重要な部位であり、このイベント部における面粗度が、トップ部やベース部における面粗度に比べて低下すると、バルブの円滑な作動に支障を来す虞がある。   In particular, the event part is an important part where the valve of the engine starts to open or close, and when the surface roughness in this event part decreases compared to the surface roughness in the top part or the base part, There is a risk of hindering smooth operation.

さらに、凹シューは、各円弧面上に加工点を有する２点当たりで加工を行うため、加工に寄与する作用砥粒数あるいは接触面積には、限界があり、この点でも十分な加工時間を与えなければならないという問題もある。
特開平７−２３７１１６号公報 （図１、図２参照） Furthermore, since the concave shoe is processed at two points each having a processing point on each circular arc surface, there is a limit to the number of working abrasive grains or the contact area that contributes to the processing. There is also the problem of having to give.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-237116 (see FIGS. 1 and 2)

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、凹シューであっても、ワークに対する作用荷重を補正し、所望の面粗度が短時間で得られ、接触面積も大きくすることができる、ラッピング加工装置とラッピング加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems associated with the prior art described above, and corrects the load acting on the workpiece even in the case of a concave shoe so that a desired surface roughness can be obtained in a short time, and the contact area can be obtained. It is an object of the present invention to provide a lapping apparatus and a lapping method that can be increased.

かかる目的を達成する第１の発明は、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに対してラッピング加工を施す、薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルムと、前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、前記ラッピングフィルムの背面側に配置され、前記ワークに追従して回動可能に支持された凹形状のシューと、当該凹形状のシューをワークに向けて押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けるシュー押付手段と、を有するラッピング加工装置であって、前記凹形状のシューは、前記シュー押付手段により押圧されワークの加工面に接することにより生じる固定接触点間に、独立のシュー押付手段により押圧されワークの加工面に接する可動シューを有することを特徴とするラッピング加工装置である。   A first invention that achieves such an object includes a lapping film in which abrasive grains are provided on one surface of a thin base material, and a lapping film that performs lapping on a workpiece having an arc-shaped machining surface with a non-circular cross section. A rotational driving means for rotationally driving, a concave shoe disposed on the back side of the wrapping film and rotatably supported following the workpiece, and pressing the concave shoe against the workpiece A shoe pressing means for pressing the abrasive grain surface of the wrapping film against the work, wherein the concave shoe is pressed by the shoe pressing means and comes into contact with the work surface of the work. A lapping apparatus having a movable shoe that is pressed by an independent shoe pressing means and is in contact with a work surface of a workpiece between fixed contact points that are generated. That.

第２の発明は、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに向けてラッピングフィルムの背面側に配置された凹形状のシューを押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けた状態で、前記ワークを回転駆動しつつラッピング加工を施すラッピング加工方法であって、前記凹形状のシューがワークの加工面と接する複数の固定接触点間に、ワークの加工面に対し近接離間変位可能な可動シューを設け、前記ワークの加工面と少なくとも３点以上の接触点を有する状態で、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けつつラッピング加工を施すことを特徴とするラッピング加工方法である。   According to a second aspect of the invention, a concave shoe disposed on the back side of the wrapping film is pressed against a work having an arcuate processing surface having a non-circular cross section, and the abrasive grain surface of the wrapping film is pressed against the work. A lapping method for performing lapping while rotating the workpiece in a pressed state, wherein the concave shoe is in proximity to the workpiece machining surface between a plurality of fixed contact points that contact the workpiece machining surface. A lapping process is provided, wherein a lapping process is provided, wherein a movable shoe that can be moved apart is provided, and the abrasive surface of the lapping film is pressed against the work while having at least three contact points with the work surface of the work. It is a processing method.

第１および第２の発明によれば、凹シューが有している加工点である固定接触点間に、ワークの加工面に近接離間可能な可動シューを設けたので、カムシャフトのカムロブ部のように断面非真円の円弧状の加工面を有するワークであっても、少なくとも３つの加工点を有することになり、凹シューが首振り運動し傾斜しても、可動シューが作用荷重を補正し、所定の力で凹シューをワークの加工面に押し付けることができ、しかも、多くの加工点で加工を行うため、加工に寄与する作用砥粒数あるいは接触面積も増大することになり、加工時間が短時間でも所望の面粗度を得ることができる。   According to the first and second aspects of the invention, the movable shoe that can be moved close to and away from the machining surface of the workpiece is provided between the fixed contact points that are the machining points of the concave shoe. Thus, even a workpiece having an arc-shaped machining surface with a non-circular cross section will have at least three machining points, and even if the concave shoe swings and tilts, the movable shoe corrects the applied load. In addition, the concave shoe can be pressed against the processing surface of the workpiece with a predetermined force, and since the processing is performed at many processing points, the number of working abrasive grains or the contact area that contributes to the processing also increases. The desired surface roughness can be obtained even in a short time.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施形態に係るラッピング加工装置の概略構成図、図２はシュー押付手段の閉状態を示す概略断面図、図３はシュー押付手段の開状態を示す概略断面図、図４は本実施形態のワークを示し、（Ａ）は同ワークの斜視図、（Ｂ）は同ワークの要部説明図である。なお、説明の便宜上、ワークの軸線方向（図１で左右方向）をＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向（図１で紙面直交方向）をＹ方向、Ｘ方向に直交する鉛直方向（図１で上下方向）をＺ方向と定義する。 <First Embodiment>
1 is a schematic configuration diagram of a lapping apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a closed state of shoe pressing means, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an open state of shoe pressing means, and FIG. Shows the workpiece of this embodiment, (A) is a perspective view of the workpiece, (B) is an explanatory view of the main part of the workpiece. For convenience of explanation, the workpiece axial direction (left-right direction in FIG. 1) is the X direction, the horizontal direction orthogonal to the X direction (the direction orthogonal to the drawing in FIG. 1) is Y direction, and the vertical direction is orthogonal to the X direction (FIG. 1). The vertical direction is defined as the Z direction.

図１,２においてラッピング加工装置１について概説すれば、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルム１１と、ラッピングフィルム１１の背面側に配置された凹シュー３０と、凹シュー３０をワークＷの加工面に押付けてラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付けるシュー押付手段２０と、ワークＷを回転駆動する回転駆動ユニット４０と、ワークＷおよびラッピングフィルム１１のうちの少なくとも一方にワークＷの軸線方向に沿うオシレーションを付与するオシレーションユニット５０と、を有しており、前記ラッピングフィルム１１、凹シュー３０およびシュー押付手段２０は、ワークＷであるカムシャフト６０の軸線方向に複数設けられた各カムロブ部６１を個々にラッピング加工するように設けられている。   1 and 2, the wrapping processing apparatus 1 will be outlined. A wrapping film 11 in which abrasive grains are provided on one surface of a non-stretchable and deformable thin base material, and a recess disposed on the back side of the wrapping film 11. The shoe 30, the shoe shoe pressing means 20 that presses the concave shoe 30 against the work surface of the workpiece W and presses the abrasive grain surface of the wrapping film 11 against the workpiece W, the rotational drive unit 40 that rotationally drives the workpiece W, the workpiece W and An oscillation unit 50 for providing oscillation along the axial direction of the workpiece W to at least one of the wrapping films 11. The wrapping film 11, the concave shoe 30 and the shoe pressing means 20 Each cam lobe portion 61 provided in the axial direction of the cam shaft 60 is individually lapped. It is provided to do.

なお、ワークＷは、図４Ａに示すように、カムシャフト６０のカムロブ部６１であるが、カムロブ部６１は、図４Ｂに示すように、全体的には、略卵状をした非真円の円弧状の周面を有しており、ベースサークルをなすベース部ｄ、カムのリフトを定めるトップ部ａ、トップ部ａの両側に連続し、エンジンのバルブを開き始めたり、閉じ始めたりするイベント部ｂ_１，ｂ_２、ベース部ｄからイベント部ｂ_１，ｂ_２へのアプローチをなすランプ部ｃ_１，ｃ_２の複数の部位を備えている。ここに、「断面非真円の円弧状」とは、回転中心から一の部位までの半径が他の部位までの半径と異なる円弧形状をいい、楕円形状や、図示したカムロブ部６１のような卵形状が含まれることはもちろんのこと、外形は円形状であるが回転中心が円中心から偏心したものも含まれる。 4A, the workpiece W is a cam lobe portion 61 of the camshaft 60. As shown in FIG. 4B, the cam lobe portion 61 is generally an oval non-circular shape. An event that has an arc-shaped peripheral surface, a base part d that forms a base circle, a top part a that defines the lift of the cam, and a continuous part on both sides of the top part a, and starts opening or closing the engine valve There are a plurality of portions of the ramp portions c ₁ and c ₂ that approach the event portions b ₁ and b ₂ from the portions b ₁ and b ₂ and the base portion d. Here, the “circular arc shape with a non-circular cross section” refers to an arc shape in which the radius from the rotation center to one part is different from the radius to the other part, such as an elliptical shape or the cam lobe portion 61 shown in the figure. Of course, an egg shape is included, but the outer shape is circular but the center of rotation is eccentric from the center of the circle.

さらにラッピング加工装置１につき詳述する。まず、図１において、前記回転駆動ユニット４０は、主軸４１を回転自在に支持するヘッドストック４２と、主軸４１の先端に設けられかつワークＷであるカムシャフト６０の一端を把持するチャック４３と、主軸４１にベルト４４を介して連結された主軸モータＭ_１と、カムシャフト６０の他端を支持するセンタ４５を備えたテールストック４６と、を有している。 Further, the lapping apparatus 1 will be described in detail. First, in FIG. 1, the rotary drive unit 40 includes a head stock 42 that rotatably supports a main shaft 41, a chuck 43 that is provided at the tip of the main shaft 41 and grips one end of a camshaft 60 that is a workpiece W, The main shaft 41 includes a main shaft motor M ₁ connected to the main shaft 41 via a belt 44, and a tail stock 46 including a center 45 that supports the other end of the cam shaft 60.

カムシャフト６０は、主軸モータＭ_１の回転がベルト４４および主軸４１を介して伝達され、主軸モータＭ_１の回転速度を変えることにより、ワーク回転速度が所望の速度に設定され、加工中におけるワークＷの回転位置は、主軸４１に取り付けられたロータリエンコーダＳ_１により検出される。ヘッドストック４２とテールストック４６は、それぞれＹ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル４７と４８上に設けられ、これらテーブル４７、４８は、Ｘ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル４９上に載置されている。 Camshaft 60, the rotation of the spindle motor M ₁ is transmitted through the belt 44 and the main shaft 41, by changing the rotational speed of the spindle motor M _1, the workpiece rotational speed is set to the desired speed, the workpiece during machining The rotational position of W is detected by a rotary encoder S ₁ attached to the main shaft 41. The head stock 42 and the tail stock 46 are respectively provided on tables 47 and 48 that are slidable along the Y direction. The tables 47 and 48 are placed on a table 49 that is slidable along the X direction. Has been.

前記オシレーションユニット５０は、テーブル４９の端面に当接する偏心回転体５１と、偏心回転体５１を回転駆動するオシレーション用モータＭ_２と、テーブル４９の端面を偏心回転体５１に常時当接させるバネなどの弾性手段５２と、を有している。 The oscillation unit 50 always makes the eccentric rotator 51 in contact with the end surface of the table 49, the oscillation motor M ₂ that rotationally drives the eccentric rotator 51, and the end surface of the table 49 always in contact with the eccentric rotator 51. Elastic means 52 such as a spring.

オシレーションの速度Ｖｏは、モータＭ_２の回転速度を変えることにより所望の速度に設定され、振幅は、オシレーション用モータＭ_２の軸心に対する偏心回転体５１の偏心量に基づいて設定される。本実施形態では、偏心量は約１ｍｍ程度であり、オシレーションの振幅は約２ｍｍ程度である。なお、偏心回転体５１の偏心量の調整は、例えば調整プレート（図示せず）の挿入枚数を変えるなどの公知の手段を併用してもよい。オシレーションに伴うカムシャフト６０のＸ方向位置の変化は、偏心回転体５１の回転位置を検出するロータリエンコーダＳ_２を偏心回転体５１の軸に取付け、検出する。 Speed Vo of the oscillation is set to a desired speed by changing the rotational speed of the motor M _2, the amplitude is set on the basis of the eccentricity of the eccentric rotor 51 relative to the axis of oscillation motor M ₂ . In this embodiment, the amount of eccentricity is about 1 mm, and the amplitude of oscillation is about 2 mm. For adjusting the eccentric amount of the eccentric rotating body 51, for example, known means such as changing the number of inserted adjustment plates (not shown) may be used in combination. Change in the X-direction position of the cam shaft 60 due to the oscillation is attached a rotary encoder S ₂ for detecting the rotational position of the eccentric rotor 51 to the shaft of the eccentric rotor 51, is detected.

前記ラッピングフィルム１１には、種々のタイプがあるが、本実施形態では、基材が非伸縮性の高い材料、例えば、板厚が２５μｍ〜１３０μｍ程度のポリエステルなどから構成され、この基材の一面には、数μｍ〜２００μｍ程度の粒径を有する多数の砥粒（具体的には、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、ダイアモンドなどからなる）が接着剤により設けられている。基材の他面には、凹シュー３０との滑りを防止するため、ゴムあるいは合成樹脂等の抵抗材料（図示せず）をバックコーティングするか、あるいは滑り止め加工を施す。   Although there are various types of the wrapping film 11, in this embodiment, the base material is made of a material having high non-stretch properties, for example, polyester having a plate thickness of about 25 μm to 130 μm. A large number of abrasive grains (specifically, made of aluminum oxide, silicon carbide, diamond, etc.) having a particle diameter of about several μm to 200 μm are provided with an adhesive. On the other surface of the base material, a resistance material (not shown) such as rubber or synthetic resin is back-coated or anti-slip processing is performed in order to prevent slipping with the concave shoe 30.

このラッピングフィルム１１は、図２,３に示すように、供給リール１５から引き出され、上アーム２２の先端に設けられた一対の第１ガイドローラＲ_１と、上アーム２２の内方位置に取り付けられている第２ガイドローラＲ_２と、下アーム２３の内方位置に取り付けられている第３ガイドローラＲ_３と、下アーム２３の先端に設けられた一対の第４ガイドローラＲ_４などにガイドされ、巻取りリール１６に巻き取られる。巻取りリール１６にはモータＭ_３が連結され、モータＭ_３を作動し巻取りリール１６を回転すると、供給リール１５からフィルム１１が順次繰り出される。フィルム１１の繰り出し量は、巻取りリール１６の軸に取付けられたロータリエンコーダＳ_３により回転量を検出することにより行なう。なお、フィルム１１のテンションは供給リール１５および巻取りリール１６の近傍に設けられたロック装置（図示せず）の作動により付与される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the wrapping film 11 is pulled out from the supply reel 15 and attached to a pair of first guide rollers R ₁ provided at the tip of the upper arm 22 and an inner position of the upper arm 22. The second guide roller R ₂ that is provided, the third guide roller R ₃ that is attached to the inner position of the lower arm 23, the pair of fourth guide rollers R ₄ that are provided at the tip of the lower arm 23, etc. Guided and wound on the take-up reel 16. A motor M ₃ is connected to the take-up reel 16, and when the motor M ₃ is operated to rotate the take-up reel 16, the film 11 is sequentially fed from the supply reel 15. Feed amount of the film 11 is performed by detecting the amount of rotation by the rotary encoder S ₃ attached to the shaft of the take-up reel 16. The tension of the film 11 is applied by the operation of a lock device (not shown) provided in the vicinity of the supply reel 15 and the take-up reel 16.

前記シュー押付手段２０は、図２,３に示すように、上下アーム２２,２３、流体圧シリンダ２５、ロッド２６およびシューケース２８などから構成されている
前記対をなす上アーム２２と下アーム２３は、凹シュー３０が配置されている先端部が、支持ピン２４を中心としてＺ方向に相対的に開閉自在とされ、上アーム２２の後端部には、油圧あるいは空圧などにより作動する流体圧シリンダ２５の一端がピン連結され、下アーム２３の後端部にはロッド２６の先端がピン連結されている。上下のアーム２２、２３は、流体圧シリンダ２５によりロッド２６を伸ばすと、図２に示す閉状態となり、縮めると、図３に示す開状態となる。上下のアーム２２、２３の支持ピン２４を中心とする回動は、ラッピングフィルム１１と共に行なわれ、閉じ回動により凹シュー３０がラッピングフィルム１１を介してカムロブ部６１に当接され、開き回動によりカムロブ部６１と凹シュー３０との当接が解除される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the shoe pressing means 20 is composed of upper and lower arms 22 and 23, a fluid pressure cylinder 25, a rod 26, a shoe case 28, and the like. The tip portion where the concave shoe 30 is disposed can be opened and closed relatively in the Z direction with the support pin 24 as the center, and the rear end portion of the upper arm 22 is operated by hydraulic pressure or pneumatic pressure. One end of the pressure cylinder 25 is pin-connected, and the tip of the rod 26 is pin-connected to the rear end portion of the lower arm 23. The upper and lower arms 22 and 23 are in the closed state shown in FIG. 2 when the rod 26 is extended by the fluid pressure cylinder 25, and are in the open state shown in FIG. 3 when contracted. The upper and lower arms 22, 23 are pivoted around the support pin 24 together with the wrapping film 11, and the closed shoe 30 is brought into contact with the cam lobe portion 61 via the wrapping film 11 by closing and pivoting. Thus, the contact between the cam lobe portion 61 and the concave shoe 30 is released.

図５はラッピング加工装置の要部を示す断面図である。前記上下のアーム２２、２３の先端部には、図５に示すように、凹部２７が形成され、この凹部２７内に、凹シュー３０を首振り自在に保持するシューケース２８が収納されている。このシューケース２８は、各アーム２２、２３に対し揺動ピン２９ａを中心として揺動し、このシューケース２８の中空部２８ａ内に収納された凹シュー３０は、揺動ピン２９ｂを中心として揺動する。この揺動ピン２９ｂは、カムシャフト６０の軸心Ｏを通る軸線上に位置し、シュー押付け力が効率的にフィルム１１に作用させている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of the lapping apparatus. As shown in FIG. 5, a recess 27 is formed at the tip of the upper and lower arms 22 and 23, and a shoe case 28 for holding the recess shoe 30 swingably is accommodated in the recess 27. . The shoe case 28 swings around the swing pin 29a with respect to the arms 22 and 23, and the concave shoe 30 housed in the hollow portion 28a of the shoe case 28 swings around the swing pin 29b. Move. The swing pin 29b is located on an axis passing through the axis O of the camshaft 60, and the shoe pressing force is applied to the film 11 efficiently.

なお、シューケース２８は、モータ駆動されるカムによりばね付勢された押圧棒を昇降させる移動手段（不図示）により凹部２７内で昇降変位するようにしてもよい。この場合には、前記揺動ピン２９ａは、各アーム２２、２３と長孔嵌合となる。   The shoe case 28 may be displaced up and down in the recess 27 by a moving means (not shown) for moving up and down a pressing bar biased by a motor-driven cam. In this case, the swing pin 29a is fitted into each arm 22 and 23 with a long hole.

凹シュー３０について詳述する。図６は本発明に係るラッピング装置に使用される凹シューの第１の実施形態を示す断面図、図７は図６の７−７線に沿う断面図である。この凹シュー３０は、図５および図６に示すように、前記凹形状をした本体３１と、この本体３１の設けられた可動シュー３２とを有している。   The concave shoe 30 will be described in detail. 6 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the concave shoe used in the lapping apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the concave shoe 30 has a main body 31 having the concave shape and a movable shoe 32 provided with the main body 31.

本体３１は、ワークＷと接触する側、つまり先端部側が、揺動ピン２９ｂを通る中心線を対称軸として左右対称の断面凸状の円弧面３０ａを有しており、前記シュー押付手段２０により押圧されると、カムロブ部６１の加工面に押し付けられ、フィルム１１を介してではあるが、カムロブ部６１の加工面とは２点での線接触となる。したがって、この凹シュー３０は、先端部が上下の凹シュー３０でカムロブ部６１と４点で接することから、カムロブ部６１は安定的に回転することになる。   The main body 31 has a circular arc surface 30a having a convex cross-section that is symmetrical with respect to the center line passing through the swing pin 29b on the side in contact with the workpiece W, that is, the tip end side. When pressed, it is pressed against the processing surface of the cam lobe portion 61 and is in line contact at two points with the processing surface of the cam lobe portion 61 through the film 11. Therefore, the tip of the concave shoe 30 is in contact with the cam lobe portion 61 at four points by the upper and lower concave shoes 30, so that the cam lobe portion 61 rotates stably.

なお、本明細書では、凹シュー３０がフィルム１１を介してワークＷの加工面と間接的に当接することを「接触」、凹シュー３０がフィルム１１を介してワークＷの加工面と間接的に当接する面積のことを「接触面積」と、凹シュー本体３１の凸状円弧面３０ａがフィルム１１を介してワークＷの加工面と当接する点のことを「固定接触点Ｃ_１」と略称する。 In the present specification, the indirect contact of the concave shoe 30 with the processed surface of the workpiece W via the film 11 is “contact”, and the concave shoe 30 is indirectly connected to the processed surface of the workpiece W via the film 11. The contact area is abbreviated as “contact area”, and the point where the convex arcuate surface 30a of the concave shoe body 31 abuts the processed surface of the workpiece W via the film 11 is abbreviated as “fixed contact point C ₁ ”. To do.

図６，７に示すように、可動シュー３２は、前記２つの固定接触点Ｃ_１間に、独立のシュー押付手段２０ａによりワークの加工面に押圧され接するように設けられている。このように固定接触点Ｃ_１間に可動シュー３２を設けると、可動シュー３２によりフィルム１１を介してワークＷの加工面と当接する点（以下、前記固定接触点Ｃ_１に対し可動接触点Ｃ_２と称す）が得られることになるので、凹シュー３０全体としては、ワークＷの加工面に対し位置変位しない２つの固定接触点Ｃ_１と、ワークＷの加工面に対し位置変位可能な１つの可動接触点Ｃ_２を有することになり、後に詳述するが、作用加重を補正でき、接触面積が増大し、良好な面粗度を短時間に得ることができる。 As shown in FIGS. 6 and 7, the movable shoe 32, the between two fixed contact points C _1, it is provided in contact is pressed against the processing surface of the work by an independent shoe pressing unit 20a. When the movable shoe 32 is provided between the fixed contact points C _{1 in} this way, the movable shoe 32 abuts the processed surface of the workpiece W via the film 11 (hereinafter referred to as the movable contact point C ₁ with respect to the fixed contact point C _1). it means _{that 2} hereinafter) is obtained, as a whole concave shoe 30, two fixed contact points not located displaced relative to the processing surface of the workpiece W and C _1, it can be positioned displaced to the processing surface of the workpiece W 1 One of the will have a movable contact point C _2, will be described in detail later, but can be corrected action weighted, the contact area increases, it is possible to obtain a good surface roughness in a short time.

この可動シュー３２は、確実にワークＷの加工面と当接する接触点Ｃ_２を形成するものであれば、どのような形状をしたものであってもよいが、本実施形態では、ワークＷの加工面に接する側（先端部）の形状が、ワークＷの回転方向において所定の曲率Ｒ_３１を有する凸状とされている。このようにすれば、偏荷重を加えることなく良好な荷重を加えることができ、ラッピングフィルムの長手方向で引っかかりや切れなどのトラブルを防止できる。なお、この曲率Ｒ_３１は、可動シュー３２のワークＷの回転方向における端部のみに形成しても良く、複合的であってもよく、さらには全面が球状であってもよい。 The movable shoe 32 is as long as it forms a contact point C ₂ to machine surfaces and abutment reliably workpiece W, may be obtained by any shape but, in the present embodiment, the workpiece W The shape on the side (tip portion) in contact with the processing surface is a convex shape having a predetermined curvature R ₃₁ in the rotation direction of the workpiece W. If it does in this way, a good load can be added, without applying an unbalanced load, and troubles, such as catching and cutting in the longitudinal direction of a wrapping film, can be prevented. Incidentally, the curvature R ₃₁ may be formed only on the end portion in the rotational direction of the workpiece W of the movable shoe 32 may be a composite, or even the entire surface is spherical.

この可動シュー３２は、前記固定接触点Ｃ_１間の中央部、つまり凹シューの最も窪んだ部分に形成されたシリンダ室３３内に設けられ、Ｏリング３４によりシールされている。凹シュー本体３１の中央部に可動シュー３２を設けると、凹シュー３０の構造自体が簡素でコンパクトにでき、安価であるとともに、ワークの回転による荷重バランスが良く、安定した品質を得ることができる。 The movable shoe 32 is provided in a cylinder chamber 33 formed in the central portion between the fixed contact points C ₁ , that is, the most depressed portion of the concave shoe, and is sealed by an O-ring 34. When the movable shoe 32 is provided at the center of the concave shoe main body 31, the structure of the concave shoe 30 itself can be simple and compact, is inexpensive, has a good load balance due to rotation of the workpiece, and can obtain stable quality. .

このシリンダ室３３には、外部から高圧空気が導入される通路３５が設けられているが、この通路３５は、凹シュー３０を首振り運動させるための揺動ピン２９ｂとは干渉しないように設けられ、コンプレッサあるいは工場内圧縮空気供給源などの高圧供給源Ｇと切換弁や排気弁など（いずれも不図示）と連通されている。この通路３５や高圧供給源Ｇが可動シュー３２を押圧する、いわば加圧アクチュエータであり、前記シュー押付手段２０とは独立別個のシュー押付手段２０ａである。   The cylinder chamber 33 is provided with a passage 35 through which high-pressure air is introduced from the outside. The passage 35 is provided so as not to interfere with the swing pin 29b for swinging the concave shoe 30. In addition, a high-pressure supply source G such as a compressor or a compressed air supply source in a factory is communicated with a switching valve, an exhaust valve, etc. (all not shown). The passage 35 and the high pressure supply source G are so-called pressure actuators that press the movable shoe 32, and are shoe pressing means 20 a that are independent from the shoe pressing means 20.

なお、上記モータＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４およびロータリエンコーダＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３は、ＣＰＵやメモリを主体とするコントローラ１００に接続されている。コントローラ１００は、ロータリエンコーダＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の検出結果を監視しつつ、モータＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４を制御し、ラッピング加工装置１の加工時および加工停止時の各構成の動作を制御している。 The motors M ₁ , M ₂ , M ₃ , M ₄ and the rotary encoders S ₁ , S ₂ , S ₃ are connected to a controller 100 mainly composed of a CPU and a memory. The controller 100 controls the motors M ₁ , M ₂ , M ₃ , and M ₄ while monitoring the detection results of the rotary encoders S ₁ , S ₂ , and S ₃ . Controls the operation of each component.

次に、作用を説明する。   Next, the operation will be described.

まず、各カムロブ部６１に対応する両押圧アーム２２，２３がそれぞれ開の状態で、供給リール１５近傍に設けられたロック装置をロックし、モータＭ_３を作動し巻取りリール１６を回転すると、ラッピングフィルム１は所定量移動し、新規な砥粒面がセットされ、ラッピングフィルム１に所定のテンションが付与される。巻取りリール１６近傍のロック装置をロックすると、ぴんと張った状態のラッピングフィルム１となる。 First, both the pressing arms 22, 23 is in the open each state corresponding to each cam lobe portion 61, to lock the locking device provided in the vicinity of the supply reel 15, when rotating the take-up reel 16 operates motor M _3, The wrapping film 1 moves by a predetermined amount, a new abrasive grain surface is set, and a predetermined tension is applied to the wrapping film 1. When the lock device in the vicinity of the take-up reel 16 is locked, the wrapping film 1 is tightly stretched.

この状態でヘッドストック４２とテールストック４６との間にワークＷであるカムシャフト６０をセットし、流体圧シリンダ２５を作動すると、両押圧アーム２２，２３は閉じ、ラッピングフィルム１は、ワークＷの各カムロブ部６１上にセットされ、両凹シュー３０により所定の押付け力でワークＷの加工面である各カムロブ部６１に押付けられる。   In this state, when the camshaft 60 as the work W is set between the head stock 42 and the tail stock 46 and the fluid pressure cylinder 25 is operated, both the pressing arms 22 and 23 are closed, and the wrapping film 1 is attached to the work W. It is set on each cam lobe portion 61 and is pressed against each cam lobe portion 61 which is a machining surface of the workpiece W by a predetermined pressing force by the both concave shoes 30.

モータＭ_１を作動すると、ワークＷが回転し、各加工面は、ラッピングフィルム１の砥粒面によりラッピング加工されることになり、モータＭ_２を作動すると、偏心回転体５１が弾性手段５２の弾発力に抗して回転し、テーブル４９をＸ方向にオシレーションさせ、ワークＷをＸ方向にオシレーションする。なお、オシレーションが行なわれると、ワークＷと砥粒との接する距離が長くなり、ワークＷに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。 When the motor M ₁ is operated, the workpiece W is rotated, and each processing surface is lapped by the abrasive surface of the wrapping film 1. When the motor M ₂ is operated, the eccentric rotating body 51 is moved to the elastic means 52. It rotates against the elastic force to oscillate the table 49 in the X direction and the work W in the X direction. When oscillation is performed, the distance between the workpiece W and the abrasive grains increases, the number of working abrasive grains per unit time with respect to the workpiece W increases, the machining time is shortened, and the workpiece machining efficiency is increased. Can do.

ここにおいて、ラッピングフィルム１を使用してカムロブ部６１を回転しながらラッピング加工する場合、シュー押付け力は、カムロブ部６１の回転位置に応じて変化する。   Here, when the lapping film 1 is used to perform lapping while rotating the cam lobe portion 61, the shoe pressing force changes according to the rotational position of the cam lobe portion 61.

図８は本実施形態の押圧荷重と作用荷重を示す説明図、図９はワークの位相角度に対する作用荷重の変化を示すグラフである。   FIG. 8 is an explanatory view showing the pressing load and the working load of this embodiment, and FIG. 9 is a graph showing the change of the working load with respect to the phase angle of the workpiece.

カムロブ部６１は、図４Ｂに示すように、加工面が断面非真円形状である。このようなワークＷを、一定の回転速度で加工すると、加工面における単位周長当たりのフィルム１１と外周面との接触時間がカムロブ部６１の各部位ごとに異なる。また、首振り自在な凹シュー３０をカムロブ部６１に向けて押付けると、凹シュー３０がイベント部ｂ_１，ｂ_２に接触するときには、凹シュー３０は首振りして傾き、図８に示すように、付与されたシュー押付け力（押圧荷重Ｆ）のうち接触点の法線方向に作用する分力（作用荷重Ｆ_１）が比較的小さくなる。さらに、イベント部ｂ_１，ｂ_２は、曲率半径が非常に大きいので、他の部位に比べて、凹シュー３０との接触面積が大きくなる。ワークＷの加工面に対するフィルム１１の接触面圧に関しても、各部位ごとに異なり、特に、イベント部ｂ_１，ｂ_２での接触面圧の低下が著しい。したがって、加工面における単位周長当たりの加工量が不均一となり、その結果、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ_１，ｂ_２の面粗度が低下する虞が生じる。 As shown in FIG. 4B, the cam lobe portion 61 has a non-circular cross section on the machining surface. When such a workpiece W is processed at a constant rotational speed, the contact time between the film 11 and the outer peripheral surface per unit peripheral length on the processed surface differs for each part of the cam lobe portion 61. Further, when the concave shoe 30 that can swing freely is pressed toward the cam lobe portion 61, when the concave shoe 30 contacts the event portions b ₁ and b ₂ , the concave shoe 30 swings and tilts, as shown in FIG. In this way, the component force (acting load F ₁ ) acting in the normal direction of the contact point in the applied shoe pressing force (pressing load F) becomes relatively small. Furthermore, since the event parts b ₁ and b ₂ have a very large radius of curvature, the contact area with the concave shoe 30 is larger than in other parts. The contact surface pressure of the film 11 with respect to the processed surface of the workpiece W is also different for each part, and the decrease in the contact surface pressure at the event portions b ₁ and b ₂ is particularly remarkable. Therefore, the machining amount per unit circumferential length on the machined surface becomes non-uniform, and as a result, the surface roughness of the machined surface, in particular, the surface roughness of the event portions b ₁ and b ₂ may be reduced.

ところが、本実施形態では、可動シュー３２のシリンダ室３３に高圧空気を供給すると、可動シュー３２は、常にカムロブ部６１にフィルム１１を押し付ける。具体的には、コントローラ１００が、回転しているカムロブ部６１が初期位置に至ったときに位相角が０度、カムロブ部６１が回転して凹シュー３０がイベント部ｂ_１、ｂ_２に接触している間に位相角１８０度、カムロブ部６１がさらに回転して反転位置に至ったときに位相角が３６０度となるように、押付け用モータＭ_４の回転を制御する制御信号を当該モータＭ_４に出力する。位相角が１８０度になるとシュー押付け力Ｆが最大となる。 However, in this embodiment, when high-pressure air is supplied to the cylinder chamber 33 of the movable shoe 32, the movable shoe 32 always presses the film 11 against the cam lobe portion 61. More specifically, when the rotating cam lobe portion 61 reaches the initial position, the controller 100 rotates the cam lobe portion 61 when the rotating cam lobe portion 61 reaches the initial position, and the concave shoe 30 contacts the event portions b ₁ and b ₂ . phase angle 180 degrees while you are, so that the phase angle is 360 degrees when reaches the inverted position further rotated the cam lobe portion 61, the control signal for controlling the rotation of the pressing motor M ₄ motor and outputs it to the M _4. When the phase angle is 180 degrees, the shoe pressing force F is maximized.

このようにロータリエンコーダＳ_１によりカムロブ部６１の回転位置を検出し、除去量を増やしたい部分、つまり、イベント部ｂ_１、ｂ_２で作用荷重Ｆ_１が大きくなるように、シリンダ室３３内の圧力を大きくすると、可動シュー３２はカムロブ部６１の加工面に強く押し付けられ、図８に示す作用荷重Ｆ_２が加わることになり、図９に示すように、破線で示す作用荷重Ｆ_１の低下が、実線で示すように補正されて大きくなり、押し付け力が増大でき、必要な除去量を安定して得ることができる。 In this way, the rotary position of the cam lobe 61 is detected by the rotary encoder S ₁ , so that the applied load F ₁ is increased in the portion where the removal amount is to be increased, that is, the event portions b ₁ and b ₂ . increasing the pressure, the movable shoe 32 is strongly pressed against the working surface of the cam lobe portion 61, will be the applied load F ₂ shown in FIG. 8 applied, as shown in FIG. 9, reduction in applied load F ₁ indicated by a broken line However, as shown by the solid line, it is corrected and becomes large, the pressing force can be increased, and the necessary removal amount can be stably obtained.

また、可動シュー３２がカムロブ部６１の加工面に押し付けられると、シュー本体３１により形成される２つの固定接触点Ｃ_１と、この固定接触点Ｃ_１間に設けられた可動シュー３２により形成される可動接触点Ｃ_２が得られ、３つの接触点でカムロブ部６１に接することになるので、加工に寄与する作用砥粒数あるいは接触面積も増大することになり、加工時間が短時間であっても、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ_１、ｂ_２の面粗度の低下が抑えられ、所望の面粗度を得ることができる。 Further, the movable shoe 32 when pressed against the working surface of the cam lobe portion 61, two of the fixed contact point C ₁ formed by the shoe body 31, is formed by the movable shoe 32 provided between the fixed contact point C ₁ movable contact point C ₂ are obtained that, it means that the contact with the cam lobe portion 61 at three contact points, the action number of abrasive grains or the contact area which contributes to machining also will be increased, processing time was a short period of time However, a reduction in the surface roughness of the processed surface, particularly the surface roughness of the event portions b ₁ and b ₂ , can be suppressed, and a desired surface roughness can be obtained.

＜第２の実施形態＞
図１０は本発明の第２の実施形態を示す要部断面図、図１１は同実施形態のワークの位相角度に対する作用荷重の変化を示すグラフである。前記第１の実施形態では、可動シュー３２の独立のシュー押付手段２０ａは、シリンダ室に高圧空気を供給するものであるが、高圧配管や切換弁などの付帯設備が必要となるので、本実施形態では、シュー押付手段２０ａとして、図１０に示すように、ばね３６などからなる弾性体を使用している。ここに、弾性体としては、前記ばねのほか、たとえば、ゴム、合成樹脂、風船などを使用することもできる。 <Second Embodiment>
FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a graph showing a change in applied load with respect to the phase angle of the workpiece of the embodiment. In the first embodiment, the independent shoe pressing means 20a of the movable shoe 32 supplies high-pressure air to the cylinder chamber, but additional equipment such as high-pressure piping and a switching valve is required. In the embodiment, as the shoe pressing means 20a, an elastic body made of a spring 36 or the like is used as shown in FIG. Here, in addition to the spring, for example, rubber, synthetic resin, balloon or the like can be used as the elastic body.

このような押付手段２０ａを使用しても、機能的には前述した第１の実施形態と同様であるため、詳述は避けるが、この弾性体による押付力（作用荷重Ｆ_１）は、凹シュー本体の押付力（押圧荷重Ｆ）の１／２以下となるように設定することが好ましい。 Even if such a pressing means 20a is used, since it is functionally the same as the first embodiment described above, the detailed description is avoided, but the pressing force (the applied load F ₁ ) by this elastic body is concave. It is preferable to set so that it becomes 1/2 or less of the pressing force (pressing load F) of the shoe body.

このようにすれば、図１１に示すように、可動シュー３２を有していないものの押付力（破線で示す）に比し押付力（作用荷重Ｆ_１）を大きくすることができ、前述したイベント部ｂ_１，ｂ_２での押付力の低下を補正し、カムロブ部６１全体を安定的に加工でき、除去量が低下することもない。 In this way, as shown in FIG. 11, the pressing force (the applied load F ₁ ) can be increased as compared with the pressing force (shown by a broken line) of the one that does not have the movable shoe 32. The lowering of the pressing force at the parts b ₁ and b ₂ is corrected, the entire cam lobe part 61 can be processed stably, and the removal amount does not decrease.

＜第３の実施形態＞
図１２は本発明の第３の実施形態を示す要部断面図である。前記第１，２の実施形態では、可動シュー３２は、凹シュー３０の本体３１の中央に１つのみ設けられたものであるが、本実施形態では、図１２に示すように、複数個設けられている。可動シュー３２の設置位置としては、２つの固定接触点Ｃ_１間と、これら固定接触点Ｃ_１の側部であり、可動シュー３２の押付手段２０ａとしては、スペースの問題もあることから、ばね３６、ゴム、合成樹脂、風船などの弾性体を使用することが好ましい。 <Third Embodiment>
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part showing a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, only one movable shoe 32 is provided at the center of the main body 31 of the concave shoe 30, but in this embodiment, a plurality of movable shoes 32 are provided as shown in FIG. It has been. The movable shoe 32 is installed between the two fixed contact points C ₁ and on the side of the fixed contact point C ₁ , and the pressing means 20 a of the movable shoe 32 has a space problem. 36. It is preferable to use an elastic body such as rubber, synthetic resin or balloon.

この可動シュー３２の押付力に関しても、前述した第２の実施形態と同様、凹シュー本体の押付力（押圧荷重Ｆ）の１／２以下となるように設定することが好ましく、可動シュー３２の１つ当りの押付力（作用荷重Ｆ_１）は、均等若しくは最大でも１／２Ｆ以下とすることが好ましい。 The pressing force of the movable shoe 32 is also preferably set to be ½ or less of the pressing force (pressing load F) of the concave shoe body, as in the second embodiment described above. It is preferable that the pressing force per one (working load F ₁ ) is equal to or less than ½F at the maximum.

このようにすれば、第２の実施形態における可動シュー３２により作動加重Ｆ_１の補正がさらに細かく精度良く行なうことができ、カムロブ部６１全体を安定して加工することができ、加工時間が短時間であっても所望の面粗度を得ることができる。 Thus, the correction of the actuation weighted F ₁ by the movable shoe 32 can be performed more finely accuracy in the second embodiment, it is possible to stably processed the whole cam lobe portion 61, the processing time is short Even if it is time, a desired surface roughness can be obtained.

＜第４の実施形態＞
図１３は本発明の第４の実施形態を示すもので、前記図７に相当する要部断面図、図１４は同実施形態の加工に伴う除去量を示すグラフである。第４の実施形態の凹シュー３０および可動シュー３２は、先端部側の軸方向形状が、曲率Ｒ_１、Ｒ_２を有するように形成されている。可動シュー３２の構成としては、前記第２実施形態のものと同様、押付手段２０ａとしてはばね３６が使用されている。 <Fourth Embodiment>
FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of the main part corresponding to FIG. 7, and FIG. 14 is a graph showing the removal amount accompanying the processing of the same embodiment. The concave shoe 30 and the movable shoe 32 of the fourth embodiment are formed such that the shape in the axial direction on the tip side has curvatures R ₁ and R ₂ . As the configuration of the movable shoe 32, a spring 36 is used as the pressing means 20a, as in the second embodiment.

カムロブ部６１には、従来からクラウニングを付けることが行なわれているが、このクラウニングを付けるために、凹シュー３０および可動シュー３２ともに曲率Ｒ_１、Ｒ_２を有する凹形状とすることが好ましい。可動シュー３２の曲率Ｒ_２は、凹シュー３０の曲率Ｒ_１に対してＲ_１≦Ｒ_２となる関係を有している。 Conventionally, the cam lobe portion 61 has been crowned. In order to apply this crowning, it is preferable that the concave shoe 30 and the movable shoe 32 have a concave shape having curvatures R ₁ and R ₂ . The curvature R ₂ of the movable shoe 32 has a relationship of R ₁ ≦ R ₂ with respect to the curvature R ₁ of the concave shoe 30.

このようにすれば、図１４に示すように、従来カムロブ部６１の軸方向の中央部で少なかった除去量を補正しつつ、カムロブ部６１に良好な所定のクラウニングを形成することができる。   In this way, as shown in FIG. 14, a good predetermined crowning can be formed in the cam lobe portion 61 while correcting the amount of removal that is small at the central portion in the axial direction of the conventional cam lobe portion 61.

以上説明したように、上述した実施形態のラッピング加工装置１によれば、ラッピング加工装置の凹形状のシュー３０を、首振り自在に保持したので、ラッピングフィルム１１を介してワークＷの加工面に複数箇所で当接する凹状先端部が、ワークＷを安定的に回転させ、安定的なラッピング加工を可能とし、加工品質の向上を図ることができ、また、シュー押付手段２０により押圧されワークＷの加工面に接することにより生じる固定接触点Ｃ_１間に、独立のシュー押付手段２０ａにより押圧されワークＷの加工面に接する可動シュー３２を設けたので、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークＷであっても、少なくとも３つの加工点Ｃ_１，Ｃ_２を有することになり、凹シュー３０が首振り運動し傾斜しても、可動シュー３２が作用荷重を補正し、所定の力で凹シュー３０をワークＷの加工面に押し付けることができ、しかも、多くの加工点で加工を行うため、加工に寄与する作用砥粒数あるいは接触面積も増大することになり、加工時間が短時間でも所望の面粗度を得ることができる。 As described above, according to the lapping apparatus 1 of the above-described embodiment, since the concave shoe 30 of the lapping apparatus is held swingably, the lapping film 11 is provided on the processing surface of the workpiece W via the lapping film 11. Concave tip portions that come into contact at a plurality of locations can stably rotate the workpiece W, enable stable lapping processing, improve processing quality, and are pressed by the shoe pressing means 20 and between the fixed contact points C ₁ caused by contact with the working surface, is provided with the movable shoe 32 in contact with the processing surface of the pressed workpiece W by an independent shoe pressing unit 20a, an arc-shaped working surface of the cross-section non-circular Even if the workpiece W has, it has at least three machining points C ₁ and C ₂ , and the movable shoe 32 acts even if the concave shoe 30 swings and tilts. The load can be corrected and the concave shoe 30 can be pressed against the processing surface of the workpiece W with a predetermined force. Further, since the processing is performed at many processing points, the number of working abrasive grains or the contact area contributing to the processing also increases. That is, the desired surface roughness can be obtained even in a short processing time.

凹形状のシュー３０や可動シュー３２の先端部側の軸方向形状を、所定の曲率Ｒ_１，Ｒ_２を有する凹状とすると、カムロブ部６１のクラウニング付けを容易に行なうことができる。 If the axial shape on the tip end side of the concave shoe 30 or the movable shoe 32 is a concave shape having predetermined curvatures R ₁ and R ₂ , the cam lobe portion 61 can be easily crowned.

可動シュー３２を固定接触点Ｃ_１間の中央部に配置すれば、凹シュー３０の構造自体が簡素でコンパクトにでき、安価であるとともに、ワークＷの回転による荷重バランスが良く、安定した品質を得ることができる。 By arranging the movable shoe 32 in the central portion between the fixed contact points C _1, the structure itself of the concave shoe 30 can be a compact and simple, with a low cost, good load balance by the rotation of the work is W, the stable quality Obtainable.

可動シュー３２の先端部側のワーク回転方向形状を凸状とすると、偏荷重を加えることなく良好な荷重を加えることができ、ラッピングフィルム１１の長手方向で引っかかりや切れなどのトラブルを防止できる。   If the workpiece rotation direction shape on the tip end side of the movable shoe 32 is convex, a good load can be applied without applying an offset load, and troubles such as catching and cutting in the longitudinal direction of the wrapping film 11 can be prevented.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、前記実施形態では、ワークＷの加工面はカムシャフト６０のカムロブ部６１であるが、これのみに限定されるものでもなく、例えば、クランクシャフトのジャーナル部やピン部等のような断面非真円の円弧状の加工面を有するものであれば、他の種々のワークＷにも適用できる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the processed surface of the workpiece W is the cam lobe portion 61 of the camshaft 60, but is not limited to this. For example, the cross-sectional non-sectional shape such as a journal portion or a pin portion of the crankshaft is not limited. Any other workpiece W can be applied as long as it has a perfect circular arc-shaped machining surface.

本発明にかかるラッピング加工装置は、首振り自在に保持し凹シューの固定接触点間に、独立のシュー押付手段により押圧されワークの加工面に接する可動シューを設け、ワーク加工面に対する作用荷重を補正し、短時間の加工で所望の面粗度を得ることができる、自動車用エンジンのカムシャフトなどを加工するものに適している。   The lapping apparatus according to the present invention is provided with a movable shoe that is held by a swingable and is pressed by an independent shoe pressing means between the fixed contact points of the concave shoe and is in contact with the work surface of the work. It is suitable for processing a camshaft or the like of an automobile engine that can be corrected and obtain a desired surface roughness in a short time.

本発明の実施形態に係るラッピング加工装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a lapping apparatus according to an embodiment of the present invention. ラッピング加工装置に開閉自在に設けられた上下のアームの閉状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the closed state of the upper and lower arms provided in the lapping apparatus so that opening and closing is possible. 上下のアームの開状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the open state of an upper and lower arm. 本実施形態のワークを示し、（Ａ）は同ワークの斜視図、（Ｂ）は同ワークの要部説明図である。The workpiece | work of this embodiment is shown, (A) is a perspective view of the workpiece | work, (B) is principal part explanatory drawing of the workpiece | work. ラッピング加工装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of a lapping apparatus. 凹シューの第１の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of a concave shoe. 図６の７−７線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the 7-7 line | wire of FIG. 本実施形態の押圧荷重と作用荷重を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pressing load and action load of this embodiment. 同実施形態のワークの位相角度に対する作用荷重の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the acting load with respect to the phase angle of the workpiece | work of the embodiment. 凹シューの第２の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of a concave shoe. 同実施形態のワークの位相角度に対する作用荷重の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the acting load with respect to the phase angle of the workpiece | work of the embodiment. 本発明の第３の実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the 4th Embodiment of this invention. 同実施形態の加工に伴う除去量を示すグラフである。It is a graph which shows the removal amount accompanying the process of the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１１…ラッピングフィルム、
２０…シュー押付手段、
２０ａ…独立のシュー押付手段、
３０…凹シュー、
３０ａ…凹シューの円弧面、
３１…凹シュー本体、
３２…可動シュー、
３６…弾性体
４０…回転駆動手段、
Ｃ_１…固定接触点、
Ｃ_２…可動接触点、
Ｆ…押圧荷重、
Ｆ_１…作用荷重、
Ｒ_１…凹シューの曲率、
Ｒ_２…可動シューの軸方向曲率、
Ｒ_３１…可動シューのワーク回転方向曲率、
Ｗ…断面非真円の円弧状の加工面を有するワーク。 11 ... Wrapping film,
20 ... shoe pressing means,
20a: Independent shoe pressing means,
30 ... concave shoe,
30a: Arc surface of concave shoe,
31 ... concave shoe body,
32 ... movable shoe,
36 ... Elastic body 40 ... Rotation drive means,
C ₁ ... fixed contact point,
C ₂ ... movable contact point,
F: Press load,
F ₁ ... Working load,
R ₁ ... curvature of the concave shoe,
R ₂ ... Axial curvature of the movable shoe,
R ₃₁ ... curvature of the movable shoe in the workpiece rotation direction,
W: Work having an arc-shaped machining surface with a non-circular cross section

Claims (8)

断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに対してラッピング加工を施す、薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルムと、
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ラッピングフィルムの背面側に配置され、前記ワークに追従して回動可能に支持された凹形状のシューと、
当該凹形状のシューをワークに向けて押付け、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けるシュー押付手段と、
を有するラッピング加工装置であって、
前記凹形状のシューは、前記シュー押付手段により押圧されワークの加工面に接することにより生じる固定接触点間に、独立のシュー押付手段により押圧されワークの加工面に接する可動シューを有することを特徴とするラッピング加工装置。 A lapping film in which abrasive grains are provided on one surface of a thin base material, which is subjected to lapping processing on a workpiece having an arc-shaped processing surface having a non-circular cross section,
A rotation driving means for rotating the workpiece;
A concave shoe disposed on the back side of the wrapping film and supported so as to be able to rotate following the workpiece;
A shoe pressing means for pressing the concave shoe against the workpiece, and pressing the abrasive grain surface of the wrapping film against the workpiece;
A lapping apparatus having
The concave shoe has a movable shoe that is pressed by an independent shoe pressing unit and is in contact with the workpiece processing surface between fixed contact points that are generated by being pressed by the shoe pressing unit and contacting the workpiece processing surface. Wrapping machine. 前記凹形状のシューは、前記ワークの加工面と接する３点以上の接触点を有し、これら接触点の内の少なくとも２点は前記固定接触点であり、少なくとも１点は前記ワークの加工面に対し近接離間変位可能な可動接触点である請求項１に記載のラッピング加工装置。   The concave shoe has three or more contact points in contact with the work surface of the workpiece, at least two of the contact points are the fixed contact points, and at least one point is the work surface of the work The lapping apparatus according to claim 1, wherein the lapping apparatus is a movable contact point that can be moved toward and away from the movable contact point. 前記凹形状のシューは、先端部側の、ワークの軸方向における形状が、所定の曲率を有する凹状である請求項１または２に記載のラッピング加工装置。   3. The lapping apparatus according to claim 1, wherein the concave shoe has a concave shape having a predetermined curvature on the tip side in the axial direction of the workpiece. 前記可動シューは、前記固定接触点間の中央部に配置したことを特徴とする請求項１に記載のラッピング加工装置。   The lapping apparatus according to claim 1, wherein the movable shoe is disposed at a central portion between the fixed contact points. 前記可動シューは、先端部側の、ワークの回転方向における形状が、凸状である請求項１または４に記載のラッピング加工装置。   5. The lapping apparatus according to claim 1, wherein the movable shoe has a convex shape on the tip side in the rotation direction of the workpiece. 前記可動シューは、先端部側の、ワークの軸方向における形状が、所定の曲率を有する凹状である請求項１，４，５のいずれかに記載のラッピング加工装置。   The lapping apparatus according to any one of claims 1, 4 and 5, wherein the movable shoe has a concave shape having a predetermined curvature on the tip side in the axial direction of the workpiece. 前記独立のシュー押付手段は、弾性体若しくは加圧アクチュエータにより構成したことを特徴とする請求項１に記載のラッピング加工装置。   2. The lapping apparatus according to claim 1, wherein the independent shoe pressing means is constituted by an elastic body or a pressure actuator. 断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに向けてラッピングフィルムの背面側に配置された凹形状のシューを押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けた状態で、前記ワークを回転駆動しつつラッピング加工を施すラッピング加工方法であって、
前記凹形状のシューがワークの加工面と接する複数の固定接触点間に、ワークの加工面に対し近接離間変位可能な可動シューを設け、前記ワークの加工面と少なくとも３点以上の接触点を有する状態で、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けつつラッピング加工を施すことを特徴とするラッピング加工方法。 In a state where the concave shoe disposed on the back side of the wrapping film is pressed against a work having an arc-shaped processing surface with a non-circular cross section, and the abrasive surface of the wrapping film is pressed against the work, A lapping method for performing lapping while rotating a workpiece,
A movable shoe is provided between a plurality of fixed contact points where the concave shoe is in contact with the work surface of the workpiece, and can be moved close to and away from the work surface of the work, and at least three contact points with the work surface of the work are provided. A lapping method, wherein the lapping process is performed while pressing the abrasive grain surface of the lapping film against the workpiece.

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