JP6575192B2 - Electromagnetic chuck and composite grinding machine equipped with electromagnetic chuck - Google Patents
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Description
本発明は、電磁チャック、及びその電磁チャックを備えた複合研削盤に関する。 The present invention relates to an electromagnetic chuck and a composite grinding machine including the electromagnetic chuck.
従来、工作物に対して切削、及び研削等の加工を行なう場合、工作物を、爪などによって締め付ける一般的な機械的チャックによって固定するのではなく、工作物の形状、及び加工したい部位に応じて、電磁気による吸着力(磁気吸引力)を利用して、面板上に固定する技術が有る(特許文献1−2参照)。 Conventionally, when processing such as cutting and grinding is performed on a workpiece, the workpiece is not fixed by a general mechanical chuck that is tightened with a nail or the like, but according to the shape of the workpiece and the part to be processed. Thus, there is a technique of fixing on a face plate using an electromagnetic attraction (magnetic attraction) (see Patent Document 1-2).
しかしながら、特許文献1−2に開示される技術では、工作物、及び工作物が固定される電磁チャックの面板の材質は、通常、ともに金属である。このため、接触する工作物の下面と面板の上面との間の摩擦係数は小さくなりやすい。従って、たとえば、工作物の研削中に、工作物を固定する吸着力(磁気吸引力)を超える大きな力が工作物に付与された場合、工作物が面板上で、初期位置からずれる虞が有る。これに対し、コイルに流す電流量を増加させる、又はコイルの巻数を増加させる等、によって工作物に対する吸着力を向上させ、工作物に対する保持力を向上させる対策が考えられる。しかし、コイルに流す電流量を増加させる場合には、発熱量が増加するという課題がある。また、コイルの巻数を増加させる場合には、電磁チャックの体格が大きくなってしまうという課題がある。 However, in the technique disclosed in Patent Literature 1-2, both the workpiece and the material of the face plate of the electromagnetic chuck to which the workpiece is fixed are usually metals. For this reason, the coefficient of friction between the lower surface of the workpiece to contact and the upper surface of the face plate tends to be small. Therefore, for example, when a large force exceeding the attraction force (magnetic attraction force) for fixing the workpiece is applied to the workpiece during grinding of the workpiece, the workpiece may be shifted from the initial position on the face plate. . On the other hand, it is conceivable to increase the amount of current flowing through the coil or increase the number of turns of the coil to improve the attracting force on the workpiece and improve the holding force on the workpiece. However, when increasing the amount of current flowing through the coil, there is a problem that the amount of heat generation increases. Further, when increasing the number of turns of the coil, there is a problem that the size of the electromagnetic chuck becomes large.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、加工時において、十分な保持力によって工作物の固定が可能な小型の電磁チャック、及び電磁チャックを備えた複合研削盤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a compact electromagnetic chuck capable of fixing a workpiece with a sufficient holding force during machining, and a composite grinding machine including the electromagnetic chuck. For the purpose.
上記課題を解決するため、請求項1の電磁チャックは、面板上面に所定方向に配列された複数の磁極部、及び隣り合う前記磁極部の間に形成された溝部を備え、前記磁極部の磁気力によって、前記磁極部の上面に工作物を吸着し固定する電磁チャック本体と、前記溝部に、深さ方向に移動可能に配置され、前記工作物が前記磁極部の上面に固定された場合、前記工作物の下面に対し、前記磁極部による前記工作物に対する吸着力よりも小さな力で前記工作物を吸着方向と反対方向である押圧方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材が前記工作物の前記下面を前記吸着力よりも前記小さな力で押圧するよう、前記押圧部材を前記押圧方向に付勢する付勢部材と、前記押圧部材を支持し、前記押圧部材を前記溝部の前記深さ方向に案内するとともに前記面板における前記溝部が延びる方向への前記押圧部材の移動を規制するガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記溝部に配置され、前記溝部が延びる方向に弾性変形可能な板ばねであるとともに、前記溝部が延びる方向における前記押圧部材の内側端部及び外側端部の少なくとも一方を前記電磁チャック本体に固定する。 In order to solve the above problem, an electromagnetic chuck according to claim 1 includes a plurality of magnetic pole portions arranged in a predetermined direction on the upper surface of the face plate and a groove portion formed between the adjacent magnetic pole portions, When the electromagnetic chuck main body that attracts and fixes the work piece on the upper surface of the magnetic pole part by force and the groove part is movably disposed in the depth direction, and the work piece is fixed on the upper surface of the magnetic pole part, A pressing member that presses the workpiece in a pressing direction that is opposite to the attracting direction with a force smaller than the attracting force of the magnetic pole portion against the workpiece against the lower surface of the workpiece, and the pressing member is the workpiece An urging member for urging the pressing member in the pressing direction so as to press the lower surface of the pressing member with a force smaller than the suction force; and supporting the pressing member; and pressing the pressing member with the depth of the groove portion. When guiding in the direction E Bei and a guide member for restricting the movement of the pressing member of the direction in which the groove extends in the plane plate, the guide member, the disposed in the groove, an elastically deformable plate spring in a direction in which the groove extends In addition, at least one of the inner end and the outer end of the pressing member in the direction in which the groove extends extends to the electromagnetic chuck body.
このように、面板上面に形成された溝部に、工作物の下面を押圧方向に押圧する押圧部材が配置される。押圧部材による工作物の下面への押圧は、付勢部材の押圧部材への付勢により行なわれる。このとき、押圧部材は、ガイド部材によって、溝部の深さ方向に案内されるとともに、面板における溝部が延びる方向への移動が規制される。このため、付勢部材によって押圧部材が押圧方向に付勢されても、押圧部材の側面が、溝部の側面に強く押し付けられる虞は低い。これにより、付勢部材による押圧部材の押圧方向への付勢力が、押圧部材の側面と溝部の側面との接触によって消費され低下する虞は低い。このため、押圧部材による工作物の下面への押圧によって、押圧部材の上面と工作物の下面との間の摩擦力は向上し、工作物への加工時においても工作物は面板上に良好に保持される。 Thus, the pressing member that presses the lower surface of the workpiece in the pressing direction is disposed in the groove formed on the upper surface of the face plate. The pressing to the lower surface of the workpiece by the pressing member is performed by urging the urging member to the pressing member. At this time, the pressing member is guided in the depth direction of the groove by the guide member, and movement in the direction in which the groove in the face plate extends is restricted. For this reason, even if the pressing member is urged in the pressing direction by the urging member, the possibility that the side surface of the pressing member is strongly pressed against the side surface of the groove portion is low. Thereby, the urging force of the urging member in the pressing direction of the pressing member is less likely to be consumed and reduced due to the contact between the side surface of the pressing member and the side surface of the groove. For this reason, the pressing force on the lower surface of the workpiece by the pressing member improves the frictional force between the upper surface of the pressing member and the lower surface of the workpiece, and the workpiece is satisfactorily placed on the face plate even when machining the workpiece. Retained.
また、上記課題を解決するため、請求項5の複合研削盤は、旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルにおける前記旋回軸線を中心とする円周上にそれぞれ設けられ、前記旋回軸線と平行な主軸線回りに回転可能な工作主軸を有する複数の主軸台と、複数の前記工作主軸に設けられ、それぞれ前記工作物の保持が可能な複数の保持装置と、前記旋回テーブルに対して相対移動可能にそれぞれ設けられ、前記旋回テーブルの旋回により前記工作物が順次搬送されることで、対応するそれぞれの研削旋回位置に前記工作物が位置決めされる場合に、対応する前記工作物を研削する複数の砥石と、を備え、前記保持装置は、上述の電磁チャックである。
また、上記課題を解決するため、請求項6の複合研削盤は、旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルにおける前記旋回軸線を中心とする円周上にそれぞれ設けられ、前記旋回軸線と平行な主軸線回りに回転可能な工作主軸を有する複数の主軸台と、複数の前記工作主軸に設けられ、それぞれ工作物の保持が可能な複数の保持装置と、前記旋回テーブルに対して相対移動可能にそれぞれ設けられ、前記旋回テーブルの旋回により前記工作物が順次搬送されることで、対応するそれぞれの研削旋回位置に前記工作物が位置決めされる場合に、対応する前記工作物を研削する複数の砥石と、を備え、前記保持装置は、面板上面に所定方向に配列された複数の磁極部、及び隣り合う前記磁極部の間に形成された溝部を備え、前記磁極部の磁気力によって、前記磁極部の上面に前記工作物を吸着し固定する電磁チャック本体と、前記溝部に、深さ方向に移動可能に配置され、前記工作物が前記磁極部の上面に固定された場合、前記工作物の下面に対し、前記磁極部による前記工作物に対する吸着力よりも小さな力で前記工作物を吸着方向と反対方向である押圧方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材が前記工作物の前記下面を前記吸着力よりも前記小さな力で押圧するよう、前記押圧部材を前記押圧方向に付勢する付勢部材と、前記押圧部材を支持し、前記押圧部材を前記溝部の前記深さ方向に案内するとともに前記面板における前記溝部が延びる方向への前記押圧部材の移動を規制するガイド部材と、を備える電磁チャックである。
In order to solve the above-mentioned problem, the composite grinding machine according to
In order to solve the above-mentioned problem, the composite grinding machine according to claim 6 is provided on a turning table capable of turning around a turning axis, and on a circumference centered on the turning axis of the turning table. A plurality of spindle stock having a work spindle that can rotate around a spindle parallel to the axis, a plurality of holding devices that are provided on the plurality of work spindles and each can hold a workpiece, and the swivel table Each of the workpieces is provided so as to be relatively movable, and when the workpiece is sequentially transferred by turning of the turning table, the corresponding workpiece is ground when the workpiece is positioned at the corresponding grinding turning position. A plurality of grindstones, and the holding device includes a plurality of magnetic pole portions arranged in a predetermined direction on the upper surface of the face plate, and a groove portion formed between the adjacent magnetic pole portions, An electromagnetic chuck main body that attracts and fixes the workpiece to the upper surface of the magnetic pole portion by the magnetic force of the pole portion, and the groove portion are arranged to be movable in the depth direction, and the workpiece is placed on the upper surface of the magnetic pole portion. A pressing member that, when fixed, presses the workpiece against the lower surface of the workpiece in a pressing direction that is opposite to the attracting direction with a force smaller than the attracting force of the magnetic pole on the workpiece; An urging member that urges the pressing member in the pressing direction so that the member presses the lower surface of the workpiece with the force smaller than the suction force, and the pressing member is supported, and the pressing member is And a guide member that guides the groove in the depth direction and restricts movement of the pressing member in a direction in which the groove in the face plate extends.
このように、工作物の研削が連続的に多数行なわれる複合研削盤の保持装置に上記電磁チャックを適用することによって、工作物は、加工中に面板上でズレることなく安定して研削できる。これにより、工作物の加工精度が向上する。 As described above, by applying the electromagnetic chuck to the holding device of the composite grinding machine in which a large number of workpieces are continuously ground, the workpiece can be stably ground without being displaced on the face plate during processing. Thereby, the machining accuracy of the workpiece is improved.
<第一実施形態>
(1.複合研削盤の構成)
以下、本発明の第一実施形態に係る電磁チャックに相当する各保持装置61,62,63,64を、工作物Wであるベアリングの外輪Wa及び内輪Wbに対する複数種の研削を1台で行なう複合研削盤1に適用した場合について説明する。なお、図1においては、水平面で直交する方向をX軸線方向及びY軸線方向とし、X軸線方向及びY軸線方向に直交する方向をZ軸線方向とする。図1に示すように、複合研削盤1は、ベッド2を備え、ベッド2上には、旋回テーブル5と、コラム3a,3b,3cと、図略の駆動機構でZ軸線方向と平行なZd軸線回りに旋回可能な旋回アーム3dと、を備える。
<First embodiment>
(1. Configuration of composite grinding machine)
Hereinafter, each
旋回テーブル5は、図3に示す駆動機構51によって、Z軸線方向と平行なC軸線(旋回軸線)回りに旋回可能に構成される。図1及び図2に示すように、旋回テーブル5には、4つの保持装置61〜64(電磁チャック、後に詳述する)が、C軸線を中心とする同一円周上に等角度間隔(90度間隔)で設けられる。図3に示すように、各保持装置61〜64には、主軸台81〜84がそれぞれ取り付けられる(ただし、図3では、代表として保持装置61及び主軸台81のみ示す)。ここでは、各保持装置61〜64は、同一装置であり、主軸台81〜84も同一主軸台となっている。主軸台81は、主軸本体811と、工作主軸812とを備える。工作主軸812は、主軸本体811に内蔵される図略の駆動機構でC軸線方向と平行なG軸線(主軸線)回りに回転可能に、主軸本体811の上端から突出するように設けられる。工作主軸812の上端には、保持装置(図3では保持装置61を示す)が固定される。
The turning table 5 is configured to be turnable about a C axis (swivel axis) parallel to the Z axis direction by a
各保持装置61〜64が配置される旋回テーブル5には、貫通穴52がそれぞれ穿設される。そして、主軸台81の主軸本体811が、各貫通穴52に対応する旋回テーブル5の裏面に固定され、主軸台81の工作主軸812が、各貫通穴52に貫装される。各保持装置61〜64は、磁気力で外輪Wa又は内輪Wb(工作物W)を吸引して面板の上面に保持し、工作主軸812とともにG軸線回りに回転する。
Through-
外輪Wa又は内輪Wbは、図2の紙面上において左側に位置する保持装置(図2の状態では保持装置61であるが、旋回テーブル5の旋回により入れ替わる。以下、同様である。)に搬入され、図2の紙面上において下側に位置する保持装置(図2の状態では保持装置64であるが、旋回テーブル5の旋回により入れ替わる。以下、同様である。)から搬出される。外輪Wa又は内輪Wbの搬入及び搬出は、図略のロボットにより行われる。ロボットは、外輪Wa又は内輪Wbの中心軸線を保持装置61の回転中心と一致させた状態で、外輪Wa又は内輪Wbを搬入可能に構成される。なお、外輪Wa又は内輪Wbの搬入及び搬出は、作業者により行なうようにしてもよく、その場合の上記中心位置合わせは、治具等を用いて行なう。
The outer ring Wa or the inner ring Wb is carried into a holding device (the holding
詳細は後述するが、旋回テーブル5は、図2の時計回りに所定角度で旋回して外輪Wa又は内輪Wbを搬送する。そして、図2において、左側に位置する保持装置61では、搬入される工作物Wが外輪Waの場合には外周面研削が行われる。また、搬入される工作物Wが内輪Wbの場合には内周面研削が行われる。上側に位置する保持装置62では、外輪Waの内周面に設けられる軌道溝WaGに対する研削である外輪軌道溝面研削が行われる。
Although details will be described later, the turning table 5 turns at a predetermined angle clockwise in FIG. 2 to convey the outer ring Wa or the inner ring Wb. In FIG. 2, the holding
また、右側に位置する保持装置63では、内輪Wbの外周面に設けられる軌道溝WbGに対する研削である内輪軌道溝面研削が行われる。そして、下側に位置する保持装置64では、外輪Waの内周面に設けられる軌道溝WaGに対して行なわれる外輪軌道溝面超仕上げ研削、又は内輪Wbの外周面に設けられる軌道溝WbGに対して行なわれる内輪軌道溝面超仕上げ研削が行われて搬出される。なお、以下の説明では、旋回テーブル5において上記左側の位置は、周面研削位置Pp、上記上側の位置は、外輪研削位置Po、上記右側の位置は、内輪研削位置Pi、上記下側の位置は、超仕上げ研削位置Pbという。
Further, in the holding
コラム3a,3b,3cは、駆動機構(図1にコラム3aの駆動機構3Aのみ示す)によって、X軸線方向と平行なXa軸線方向、Xb軸線方向、Xc軸線方向にそれぞれ往復移動(進退)可能に構成される。図1に示すように、各コラム3a,3b,3cの側面には、駆動機構41a,41b,41cによって、Z軸線方向と平行なZa軸線方向、Zb軸線方向、Zc軸線方向にそれぞれ昇降(進退)可能な砥石台4a,4b,4cをそれぞれ備える。各砥石台4a,4b,4cは、駆動機構91a,91b,91cによって、Za軸線(砥石軸線)回り、Zb軸線(砥石軸線)回り、Zc軸線(砥石軸線)回りにそれぞれ回転駆動可能なロータリー型の砥石車9a,9b,9cをそれぞれ備える。各砥石車9a,9b,9cは、下方に延びる保持軸92a,92b,92cの下端にそれぞれ保持される。
The
各砥石車9a,9b,9cが、周面研削位置Pp、外輪研削位置Po、内輪研削位置Piに対しそれぞれ進退可能となるように、各コラム3a,3b,3cは、ベッド2上に配置される。砥石車9aは、外輪Waの外周面研削、又は内輪Wbの内周面研削を行なうため、例えばCBN(Cubic Boron Nitride)砥石が用いられる。また、砥石車9b,9cは、外輪Waの外輪軌道溝面研削(内周面)、内輪Wbの内輪軌道溝面研削(外周面)を行なうため、例えばアルミナ砥石が用いられる。
The
旋回アーム3dは、図略の駆動機構でZ軸線方向と平行なZe軸線方向に昇降可能且つZe軸線(砥石軸線)回りに回転可能な単石型の砥石9dを備える。砥石9dは、旋回アーム3dの先端から下方に延びる保持軸92dの下端部の外周面に砥石9dの研削部がZe軸線に直角な方向を向くように保持される。砥石9dは、外輪Waの内周面の外輪軌道面超仕上げ研削又は内輪Wbの外周面の内輪軌道面超仕上げ研削を行うため、例えばCBN砥石が用いられる。なお、単石型の砥石9dに代えて、ロータリー型の砥石車でもよい。
The
(2.電磁チャック)
次に、本発明に係る電磁チャックである各保持装置61〜64について、図4〜図7に基づき説明する。図4〜図7に示すように、保持装置61〜64は、それぞれ電磁チャック本体170、押圧部材180、複数のバネ183(付勢部材に相当する)、及び二個のガイド部材190,191を備える。なお、保持装置61〜64は、電磁コイル等も備えるが、公知であるので、その構成、及び作動についての詳細な説明は省略する。また、図4には、一部の押圧部材180、及びガイド部材190,191のみ図示してある。
(2. Electromagnetic chuck)
Next, each holding
電磁チャック本体170は、例えば鉄系の磁性材料によって、底部である円形の面板171を上側にして有底筒状に形成される。図4,図5に示すように、面板171の上面は、磁極部172と、溝部173とを備える。磁極部172は、面板171上で、面板171の周方向(所定方向に相当)に複数配列される。本実施形態では、扇状に形成された8個(複数に相当)の磁極部172が、面板171のG軸線(主軸線)回りで周方向に等間隔に配列される。8個の磁極部172の上面高さは全て同一である。なお、以降、磁極部172の上面を保持面172aと称す。8個の磁極部172は、磁化されると、周方向にS極、N極が順に形成される(図5参照)。また、溝部173は、面板171の周方向に配列された隣り合う磁極部172の間の凹部によって、面板171の径方向に延びるよう形成される。
The electromagnetic chuck
図5に示すように、溝部173の幅は、面板171の中心(G軸線)から外周に向かって拡幅するよう形成される。なお、この態様に限らず、溝部173の幅は、面板171の中心(G軸線)から外周に向かって平行であってもよい。また、溝部173の幅は、面板171の中心(G軸線)から外周に向かって縮幅するよう形成されてもよい。また、磁極部172及び溝部173の数は、8個未満でもよいし、8個を超えて設けてもよい。
As shown in FIG. 5, the width of the
図6に示すように、溝部173は、側面173a,173a、及び底面173bを備える。前述したように、溝部173は、磁極部172の側面に沿って、面板171の中心(G軸線)から外周に向かって拡幅し、且つ面板171上において放射状に形成される。また、図7に示すように、溝部173は、面板171の中心から径方向外方に向かう全長に亘って、磁極部172の上面から底面173bまでの距離(深さ)が一定に形成される。溝部173に囲まれた部分は空間であるので、非磁性領域である。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、電磁チャック本体170が備える溝部173の底面173bには、六面体形状を呈する内側固定部174、及び外側固定部175が底面173bに固定されている。このとき、固定の方法は問わないが、本実施形態では、内側固定部174、及び外側固定部175の下面にそれぞれ凸部を突設し、各凸部を底面173bに設けた各嵌合孔に圧入している。内側固定部174は、面板171の径方向内側で中心近傍の底面173b上に固定される。外側固定部175は、面板171の径方向外側の底面173b上に固定される。内側固定部174、及び外側固定部175の上面からは、めねじ174a,175aが内部に向って形成される。
As shown in FIG. 7, on the
押圧部材180は、非磁性体で形成される。また、押圧部材180は、面板171の径方向(溝部173が延びる方向に相当)に延在して形成され、溝部173内において、内側固定部174と外側固定部175との間に配置される。なお、以降の説明において、特別な説明なく径方向といった場合、面板171における径方向のことをいうものとする。押圧部材180は、隣り合う各磁極部172の間にそれぞれ形成される各溝部173の形状に合わせて形成されて各溝部173に嵌合される。
The pressing
図6,図7に示すように、押圧部材180は、最表面部材181と、支持体182と、を備える。支持体182は、支持体本体182aと、各ガイド部材190,191とそれぞれ連結されるための内側端部182b、及び外側端部182cと、を備える(図7参照)。内側端部182b、及び外側端部182cは、支持体本体182aの径方向両側からそれぞれ径方向外方又は径方向内方に突出して形成される。支持体本体182aの上面と、内側端部182b,及び外側端部182cの各上面とは相互に平行である。内側端部182b、及び外側端部182cの上面から下面にかけては、ともに、めねじが貫通して形成される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the pressing
内側端部182b及び外側端部182cの上面は、最表面部材181の上面よりも溝部173の底面173b側の低い位置に設けられる。なお、図6に示すように、面板171の周方向において、溝部173の両側面173a、173aと、各側面173a、173aに対向する押圧部材180の各側面180d,180eとの間には、所定の隙間tを備えている。所定の隙間tは、押圧部材180が溝部173の深さ方向(図6における上下方向)に移動する際、側面180d,180eが、溝部173の側面173a,173aと接触せずに移動可能となるよう設けられる。
The upper surfaces of the
押圧部材180は、工作物Wが、磁気力によって磁極部172の保持面172aに吸着されて固定された場合、工作物Wの下面に対して、磁極部172の磁化による工作物Wに対する吸着力Fmag(磁気吸引力)よりも小さな押圧力Fgで工作物Wを吸着方向と反対方向(押圧方向)に押圧する(Fmag>Fg)。そのため、図6,図7に示すように、押圧部材180の下面と、溝部173の底面173bとの間にN個(本実施形態では5個)のバネ183(付勢部材)を備える。押圧部材180は、圧縮された各バネ183の各反力の総和によって工作物Wを吸着方向と反対方向(押圧方向)に押圧する。つまり、押圧力Fgは、一個のバネ183の押圧力fg×N個に等しい(Fg=fg×N)。本実施形態においては、図5,図7に示すように、バネ183は、面板171の中心から径方向外方に向って、例えば、5個配置されている。
When the workpiece W is attracted and fixed to the holding
最表面部材181は、支持体本体182aの上面に設けられる。最表面部材181は、非磁性体で形成され、上面が工作物Wの下面に当接する。最表面部材181は、例えば、エポキシ樹脂に所定の粒径の砥粒を混ぜ込んで形成される。詳細には、最表面部材181は、最表面部材181の上面と工作物Wの下面との間の摩擦係数μ2が、磁極部172の保持面172aと工作物Wの下面との間の摩擦係数μ1より大きな高摩擦材によって形成される(μ1<μ2)。ただし、この態様には限らず、μ1≧μ2でもよい。これによっても、最表面部材181が工作物Wの下面と当接しない場合と比較すれば、当接面積が増えた分だけ、工作物Wの下面と保持装置61,62,63,64の上面との間の摩擦力は向上するので、本発明に係る効果についても、相応に得ることができる。
The
支持体182は、例えば、SUS304、SUS316等の非磁性体で形成される。支持体182は、最表面部材181と、バネ183との間に介在される。支持体182は、最表面部材181より、硬度が高い高硬度材料により形成される。このように配置されることで、最表面部材181とバネ183との直接の当接を回避し、バネ183による最表面部材181の摩耗を効果的に防止できる。ただし、この態様には限らず、支持体182の硬度が、最表面部材181の硬度以下でもよい。
The
また、支持体182の材質は、SUS304、SUS316等の金属に限らず樹脂によって形成してもよい。このとき、支持体182の硬度は、最表面部材181の硬度より高いほうが好ましい。しかし、上述したとおり、支持体182の硬度が、最表面部材181の硬度以下でもよい。なお、押圧部材180が溝部173内で深さ方向にスムーズに移動可能であれば、押圧部材180の側面180d,180eのうち一方の側面と対向する溝部173の側面173aとの間は若干、接触していてもよい。
The material of the
バネ183(付勢部材)は、例えば、SUS304、SUS316等の非磁性体で形成される。本実施形態では、バネ183は、ウェーブワッシャを含む複数(N個)の板バネである。前述したように、バネ183は、支持体182と底面173bとの間に、必要な個数(N個)だけ配置される。そして、工作物Wが、磁気力によって磁極部172の保持面172aに吸着され固定された際に、最表面部材181が、工作物Wの下面に当接し、その下面に向かって所望の押圧力Fg(=fg×N)で付勢する。なお、本実施形態では、一例として、バネ183は、支持体182と底面173bとの間に、それぞれ5個ずつ配置される。
The spring 183 (biasing member) is formed of a nonmagnetic material such as SUS304 or SUS316, for example. In the present embodiment, the
ガイド部材190,191は、例えば、SK材(JIS G 4802)によって形成され、同じ形状を有する。図5、図7、図10に示すように、ガイド部材190,191は、厚みの薄い直方体形状で形成された薄板状部材である。そして、ガイド部材190,191は、長手方向が、面板171の径方向(溝部173が延びる方向)に延在するよう配置される。ガイド部材190,191は、延在する長手方向に所定の大きさの引張り力を付与されると、弾性変形域内において弾性変形が可能な板ばねである。なお、本発明では、ガイド部材190,191は、延在方向において、弾性変形域内で使用される。ガイド部材190,191の長手方向両端部には、それぞれ後述するボルトB1〜B4の軸部を挿通するための貫通孔が設けられる。
The
ガイド部材190は、押圧部材180に設けられた内側端部182bと溝部173に設けられた内側固定部174と、をボルトB1,B2により連結されて押圧部材180を支持する。また、ガイド部材191は、押圧部材180に設けられた外側端部182cと溝部173に設けられた外側固定部175と、をボルトB3,B4により連結して押圧部材180を支持する。このとき、図10に示すように、工作物Wが、磁極部172の保持面172aに、磁気力によって吸着されていない場合には、押圧部材180は、自由長状態のバネ183の上端部に載置される状態となる。このような状態で、ガイド部材190,191は、ガイド部材190,191の平面部が、溝部173の底面173bと平行になるよう内側端部182b,内側固定部174,外側端部182c、及び外側固定部175に、ボルトB1〜B4によって固定される。
The
このように、押圧部材180の内側端部182b、及び外側端部182cと、電磁チャック本体170の固定された内側固定部174、及び外側固定部175とが、ガイド部材190,191を介して連結固定される。これにより、ガイド部材190,191は、押圧部材180を径方向(溝部173が延びる方向)両側から支持し、溝部173の深さ方向に案内するとともに、面板171における周方向(磁極部172の配列方向)、及び径方向への押圧部材180の移動を良好に規制する。
As described above, the
このように構成された電磁チャック(保持装置61,62,63,64)は、電磁チャック本体170内の磁極用鋼材(図略)に巻いたコイル(図略)に通電されることによって磁極部172が磁化される。これにより、押圧部材180の最表面部材181上に載置された工作物Wを、保持面172a上に磁気力で吸引し、工作物Wの下面と磁極部172の保持面172aとを密着固定する(図6,図7参照)。このとき、押圧部材180(最表面部材181)は、工作物Wの下面に押し込まれ、溝部173内に収容される。
The electromagnetic chuck (holding
図1に示すように、複合研削盤1は、制御装置30を備えており、制御装置30の機能的構成として、コラム3a,3b,3cの送りの制御、砥石台4a,4b,4cの昇降の制御、旋回テーブル5の旋回の制御、主軸台81〜84の回転と保持装置61〜64の吸引の制御、砥石車9a,9b,9cの回転の制御、旋回アーム3dの旋回と砥石9dの回転及び昇降の制御、及びデータやプログラムの記録等を行なう。制御装置30は、予め設定された制御データに基づき、各装置を制御することで、複数の研削工程を実施する。
As shown in FIG. 1, the composite grinding machine 1 includes a
(3.複合研削盤の作動)
次に、複数種類の工作物Wの研削としてベアリングの外輪Waの外周面研削、外輪軌道面研削、外輪軌道面超仕上げ研削、及び内輪Wbの内周面研削、内輪軌道面研削、及び内輪軌道面超仕上げ研削を行なう複合研削盤1の動作を図2及び図8A〜図8Gを参照して説明する。ここで、複合研削盤1では、保持装置61が周面研削位置Ppに位置決めされている状態(図2、図8Aに示す状態)を初期状態とし、この時の旋回テーブル5の旋回位置を基準位置の0度とする。
(3. Operation of composite grinding machine)
Next, the outer peripheral surface grinding of the outer ring Wa of the bearing, the outer ring raceway surface grinding, the outer ring raceway surface superfinishing grinding, and the inner peripheral surface grinding of the inner ring Wb, the inner ring raceway surface grinding, and the inner ring raceway are ground as a plurality of types of workpieces W. The operation of the composite grinding machine 1 that performs surface superfinish grinding will be described with reference to FIGS. 2 and 8A to 8G. Here, in the composite grinding machine 1, the state in which the holding
先ず、制御装置30は、最初の外輪Waaを磁気による吸着力(磁気吸引力)によって保持装置61の磁極部172の保持面172aに吸引固定する(図8A参照)。そして、制御装置30は、外周面研削プログラムに基づき外輪Waaの外周面研削を制御する(図8A参照)。
First, the
このとき、外輪Waaの外周面を研削するため、砥石車9aを外輪Waaの外周面に押し付ける。これにより、外輪Waaは、砥石車9aとの接点において、法線方向、及び接線方向に大きな研削抵抗を受ける。保持装置61は、外輪Waaが、砥石車9aから、このような大きな研削抵抗を受けても、面板(保持面172a)上で移動しないよう固定する必要がある。本発明は、このような場合に、外輪Waaが面板上で移動しないよう、保持装置61に大きな固定力(吸着力)を発生させることを目的とする。また、外輪Waの内周面、及び各軌道溝面に対する各研削、又は内輪Wbの外周面、内周面、及び各軌道溝面に対する各研削においても、外輪Wa又は内輪Wbは、上記と同様に各砥石から大きな研削抵抗を受ける。そこで、このような研削抵抗を受けても、外輪Wa又は内輪Wbが、保持装置61〜64の面板上(保持面172a)で移動しないよう十分な固定力(吸着力)を保持装置61〜64に発生させることを目的とする。なお、本発明に係る磁気の吸着力による外輪Wa又は内輪Wbの保持装置61〜64への固定の詳細については、後に詳述する。
At this time, in order to grind the outer peripheral surface of the outer ring Waa, the
次に、制御装置30は、外輪Waaの外周面研削が完了したら、旋回テーブル5を90度旋回させる(図8B参照)。これにより、保持装置61は、外輪研削位置Poに位置決めされ、保持装置64は、周面研削位置Ppに位置決めされることになる。そして、制御装置30は、最初の内輪Wbaを保持装置64に取り付ける(図8C図参照)。このときにも、保持装置61における外輪Waaと同様、内輪Wbaは、保持装置64の磁極部172の保持面172aに磁気による吸着力(磁気吸引力)によって固定される。
Next, when the outer peripheral surface grinding of the outer ring Waa is completed, the
そして、制御装置30は、内周面研削プログラムに基づき内輪Wbaの内周面研削を制御するとともに、外輪軌道溝面研削プログラムに基づき外輪Waaの外輪軌道溝面研削を制御する(図8C参照)。これらの制御は、平行して行われる。なお、以降においても、保持装置62、63に対して、外輪Wa又は内輪Wbは、保持装置64の磁極部172の保持面172aに磁気による吸着力によって固定される。
Then, the
次に、制御装置30は、内輪Wbaの内周面研削、及び外輪Waaの外輪軌道溝面研削が完了したら、旋回テーブル5を180度旋回させる(図8D参照)。これにより、保持装置61は、超仕上げ研削位置Pbに位置決めされる。保持装置64は、内輪研削位置Piに位置決めされ、保持装置62は、周面研削位置Ppに位置決めされる。また、保持装置63は、外輪Wa及び内輪Wbが吸着されていない空の状態で外輪研削位置Poに位置決めされる。
Next, when the inner peripheral surface grinding of the inner ring Wba and the outer ring raceway groove surface grinding of the outer ring Waa are completed, the
次に、制御装置30は、磁気力によって次の外輪Wabを保持装置62に固定する(図8E参照)。そして、制御装置30は、外周面研削プログラムに基づき外輪Wabの外周面研削を制御する。また、制御装置30は、内輪軌道溝面研削プログラムに基づき内輪Wbaの内輪軌道溝面研削を制御する。さらに、制御装置30は、外輪超仕上げ研削プログラムに基づき外輪Waaの外輪軌道溝面超仕上げ研削を制御する(図8E参照)。これらの制御は、平行して行われる。
Next, the
次に、制御装置30は、外輪Waaの外輪超仕上げ研削を完了後、砥石9dを待機位置へ退避させる。そして、制御装置30は、保持装置61の磁気吸着力を解除し、外輪Waaを保持装置61から取り出す(図8E参照)。
Next, the
次に、制御装置30は、外輪Waaの外周面研削、及び内輪Wbaの内輪軌道溝面研削が完了したら、旋回テーブル5を90度旋回させる(図8F参照)。これにより、保持装置61は、周面研削位置Ppに位置決めされ、保持装置62は、外輪研削位置Poに位置決めされ、保持装置64は、超仕上げ研削位置Pbに位置決めされる。そして、保持装置63は、外輪Wa及び内輪Wbが吸着されていない空の状態で内輪研削位置Piに位置決めされることになる。
Next, when the outer peripheral surface grinding of the outer ring Waa and the inner ring raceway surface grinding of the inner ring Wba are completed, the
制御装置30は、次の内輪Wbbを保持装置61に磁気力によって固定する(図8G参照)。そして、制御装置30は、内周面研削プログラムに基づき内輪Wbbの内周面研削を制御する。また、制御装置30は、外輪軌道溝面研削プログラムに基づき外輪Wabの外輪軌道溝面研削(内周面)を制御する。さらに、制御装置30は、内輪軌道溝面超仕上げ研削プログラムに基づき内輪Wbaの内輪軌道溝面超仕上げ研削(外周面)を制御する(図8G参照)。これらの制御は、平行に行われる。
The
次に、制御装置30は、内輪Wbaの内輪超仕上げ加工の完了後、砥石9dを待機位置へ退避させる。そして、制御装置30は、保持装置64の磁気吸着力を解除し、内輪Wbaを保持装置64から取り出す(図8G参照)。
Next, after completing the inner ring superfinishing of the inner ring Wba, the
(4.電磁チャックの作用)
次に、保持装置61〜64(電磁チャック)の作用について詳細に説明する。説明には、代表として、外輪Waaを磁気による吸着力(磁気吸引力)によって保持装置61(電磁チャック)の磁極部172の保持面172aに吸引固定する場合について説明する。
(4. Action of electromagnetic chuck)
Next, the operation of the holding
まず、外輪Waaが、磁極部172の保持面172aに載置されていない状態について説明する。外輪Waaが磁極部172の保持面172a上に載置されていない状態において、押圧部材180を構成する最表面部材181及び支持体182と,バネ183(付勢部材)と、ガイド部材190,191とは、溝部173内において図9,図10に示す状態で配置される。本実施形態においては、バネ183は、一つの溝部173に、例えば5個ずつ配置される(図5,図10参照)。これにより、最表面部材181は、溝部173の開口から上方へ若干、突出(図9,図10の寸法L参照)する。これは、バネ183が、圧縮されておらず自由高さ(自由長)状態であることによる。このときの溝部173の開口から突出する寸法は、例えば数十μm〜数百μmオーダーである。ただし、この態様には限らず、溝部173の開口から突出する寸法Lは、工作物Wが保持装置61の保持面172aに吸着されたときに、押圧部材180が、溝部173内に完全に収容可能であれば、いくつでもよく任意に設定すればよい。
First, a state where the outer ring Waa is not placed on the holding
このとき、ガイド部材190,191の上面(平面)は、図10に示すように、溝部173の底面173bとほぼ平行である。つまり、ガイド部材190,191は、曲げ応力も、延在方向への引張り応力も発生していない自由長状態である。
At this time, the upper surfaces (planes) of the
次に、磁極用鋼材(図略)に巻いたコイル(図略)に通電することによって磁極部172を磁化する。これにより、各磁極部172の保持面172aに外輪Waaの底面が磁気力によって吸引され、外輪Waaの下面が各保持面172a上に密着固定される(図6,図7参照)。
Next, the
このように、磁気力によって吸着され、外輪Waaの下面が磁極部172の保持面172a上に固定された場合、外輪Waaの下面が、吸着力が発生する前には溝部173の開口から上方へ突出していた最表面部材181の上面を下方に押圧して移動させる。そして、最表面部材181の上面と保持面172aと、が同一面高さとなる。これに伴い、支持体182の下面に当接するバネ183(付勢部材)の上端部が、最表面部材181,支持体182を介して下方に押され、圧縮方向に所定の撓み量δ(=L)だけ撓む。このとき、一個のバネ183のバネ定数をkとすると、バネ183の1個あたりの押圧力fgは、fg=kδとなる。これにより、全部でN個配置されるバネ183は、撓みの反力としての押圧力Fg(=fg×N)で、外輪Waaを吸着方向と反対方向に押圧する。
As described above, when the outer ring Waa is attracted by the magnetic force and the lower surface of the outer ring Waa is fixed on the holding
このとき、押圧部材180は、図7に示すように、径方向両側に固定されたガイド部材190,191の作用によって、径方向両側から均等な力を受けながら溝部173の底面173bの方向に移動する。これに伴い、ガイド部材190,191は、図7に示すように弾性域内において均等に曲げ変形されるとともに、弾性域内において、延在方向に均等に伸長し、引張り応力Pを発生させる。ガイド部材190,191のこのような均等な変形によって、押圧部材180は、溝部173の深さ方向にバランスよく案内されながら溝部173の底面173bの方向に向って安定して移動する。また、このような状態においては、押圧部材180は、ガイド部材190,191によって、径方向及び周方向の移動も規制される。言い換えると、押圧部材180は、両端からのガイド部材190,191の作用によって、深さ方向(押圧方向)を移動する間、底面173bと平行な平面上における位置が良好に規制される。
At this time, as shown in FIG. 7, the pressing
このため、押圧部材180の側面180d,180eが、底面173bと平行な平面上において大きく移動し、溝部173の側面173a,173aと強く当接して、複数のバネ183による押圧部材180の上方への押圧力Fgを減少させる虞はない。これにより、押圧部材180の最表面部材181が、外輪Waaの下面を押圧力Fgで押圧し、外輪Waaの下面と最表面部材181との間の摩擦力を増加させて、外輪Waaを良好に保持する。
For this reason, the side surfaces 180d and 180e of the
なお、上述したガイド部材190,191の曲げ変形及び伸び変形の反力によって、押圧部材180が、ガイド部材190,191から押圧方向に付勢される場合もある。この場合には、バネ183による押圧力Fg(=fg×N)に対し、ガイド部材190,191による押圧力も考慮に入れて演算すればよい。ただし、説明が複雑になるので、以降においては、上述したガイド部材190,191の変形により発生する反力に基づく押圧力は、考慮に入れずに説明する。
In addition, the pressing
上記において、押圧力Fgは、磁極部172の磁化による外輪Waa(工作物W)に対する吸着力Fmagよりも小さな押圧力となるよう設定されている(Fmag>Fg)。このため、押圧部材180(最表面部材181、支持体182、及びバネ183)は、磁気力による外輪Waaの保持面172a上への固定によって、最表面部材181が外輪Waaの下面と当接し、溝部173の内部に確実に押し込まれ収容される。
In the above, the pressing force Fg is set to be a pressing force smaller than the attractive force Fmag to the outer ring Waa (workpiece W) due to the magnetization of the magnetic pole portion 172 (Fmag> Fg). For this reason, the pressing member 180 (the
上記より、外輪Waa(工作物W)と保持装置61との間の摩擦力Fは、(数1)式によって求められる。
(数1)
F=μ1×(Fmag−N×fg)+μ2×N×fg
F;外輪Waa(工作物W)と保持装置61との間の摩擦力
μ1;各磁極部172の8個の保持面172a(上面)と外輪Waaの下面との間の摩擦係数
Fmag;磁極部172の磁化による外輪Waaに対する吸着力
μ2;8個の最表面部材181と外輪Waaの下面との間の摩擦係数
N;バネ183の総個数
fg;バネ183の一個あたりの押圧力(バネ荷重)(fg=kδ)
From the above, the frictional force F between the outer ring Waa (workpiece W) and the holding
(Equation 1)
F = μ1 × (Fmag−N × fg) + μ2 × N × fg
F: Friction force between the outer ring Waa (workpiece W) and the holding
上記(数1)式からわかるように、吸着力Fmagが変化した場合には、バネ183の総個数Nを変更する、若しくはバネ183の1個あたりの押圧力fg(バネ荷重)を構成するバネ定数k、または撓み量δの少なくとも一方を変更することによって、対応すればよい。そして、摩擦力Fが所定の値以上となるよう、各数値を設定する。なお、摩擦力Fの所定の値は、事前に実験等によって設定すればよい。
As can be seen from the above equation (1), when the attractive force Fmag changes, the total number N of the
上記より、保持装置61だけでなく、保持装置61と同様の構成を有する保持装置62〜64においても、外輪Waa(工作物W)又は内輪Wba(工作物W)が、保持装置61〜64の各磁極部172の各保持面172aに十分な摩擦力Fによって強固に固定される。これにより、工作物Wは、初期に保持装置61〜64の上面に配置された位置からずれないので、精度よく各研削ができる。
From the above, not only the holding
(5.実施形態による効果)
上述の説明から明らかなように、上記第一実施形態の保持装置61〜64(電磁チャック)によれば、円形の面板171上面に、所定方向(周方向)に配列された複数の磁極部172、及び隣り合う磁極部172の間に形成された溝部173を備え、磁極部172の磁気力によって、磁極部172の上面に工作物W,Wa,Wbを吸着し固定する電磁チャック本体170と、溝部173に、深さ方向に移動可能に配置され、工作物Wが磁極部172の上面に固定された場合、工作物Wの下面に対し、磁極部172による工作物Wに対する吸着力よりも小さな力で工作物Wを吸着方向と反対方向である押圧方向に押圧する押圧部材180と、押圧部材180が工作物Wの下面を吸着力よりも小さな力で押圧するよう、押圧部材180を押圧方向に付勢する付勢部材183と、押圧部材180を支持し、押圧部材180を溝部173の深さ方向に案内するとともに面板171における径方向(溝部173が延びる方向)への押圧部材180の移動を規制するガイド部材190,191と、を備える。
(5. Effect by embodiment)
As is clear from the above description, according to the holding
このように、面板171の上面に形成された溝部173に、工作物Wの下面を押圧方向に押圧する押圧部材180が配置される。押圧部材180による工作物Wの下面への押圧は、押圧部材180へのバネ183(付勢部材)の付勢により行なわれる。このとき、押圧部材180は、ガイド部材190,191によって支持され、溝部173の深さ方向に案内されるとともに、面板171における径方向への移動が規制される。このため、押圧部材180を溝部173に配置する際、押圧部材180の側面180d,180eが、溝部173の側面173a,173aに、強く接触しないよう配置すれば、バネ183(付勢部材)によって押圧部材180が押圧方向に付勢された場合にも、押圧部材180の側面180d,180eが、溝部173の側面173a,173aに強く押し付けられる虞は低い。
Thus, the pressing
これにより、バネ183(付勢部材)による押圧部材180の押圧方向への押圧力Fg(=fg×N)が、押圧部材180の側面180d,180eと溝部173の側面173a,173aとの接触によって消費され低下する虞は低い。従って、工作物Wの下面と、保持装置61〜64(電磁チャック)の面板171との間の摩擦力に加え、工作物Wの下面と押圧部材180との間の摩擦力が追加されるので、研削加工時においても工作物Wは面板171上に良好に保持される。
Thereby, the pressing force Fg (= fg × N) in the pressing direction of the
また、上記実施形態によれば、ガイド部材190,191は、押圧部材180の、面板171における周方向(磁極部172が配列される方向)への移動を規制する。これにより、押圧部材180の上面と工作物Wの下面とが周方向に相対移動し、表面を相互に摩耗させる虞はない。
Further, according to the embodiment, the
また、上記実施形態によれば、押圧部材180は、径方向(溝部173が延びる方向)に延在して形成され、ガイド部材190,191は、押圧部材180の径方向における内側の内側端部182b及び外側の外側端部182cで押圧部材180を電磁チャック本体170に固定する。これにより、押圧部材180の下面と溝部173の底面173bとの間には、バネ183(付勢部材)を配置するスペースを大きく確保できる。従って、バネ183による押圧部材180を押圧する押圧力の調整幅を広く取ることができ汎用性が向上する。
Further, according to the embodiment, the pressing
また、上記実施形態によれば、ガイド部材190,191は、径方向(溝部173が延びる方向)に延在し、延在する方向に弾性変形可能な板ばねである。これにより、押圧部材180の径方向両端で、押圧部材180を支持できるので、保持面172aの径方向中央では、ガイド部材190,191の存在によって磁気力に影響を及ぼされる虞は少ないので、良好に工作物Wを吸着できる。
Further, according to the embodiment, the
また、上記実施形態によれば、板ばねのガイド部材190,191は、押圧部材180と工作物Wとの接触面より溝部173の底面173b側に上面が形成される。これにより、保持面172aから上に突出する部材を排除しやすいので、工作物Wと保持面172aから突出する部材とが干渉する虞がない。
Further, according to the above embodiment, the upper surfaces of the
また、上記実施形態によれば、複合研削盤1は、旋回軸線回りに旋回可能な旋回テーブル5と、旋回テーブル5における旋回軸線を中心とする円周上にそれぞれ設けられ、旋回軸線と平行な主軸線回りに回転可能な工作主軸812〜842(工作主軸822,832、842は図示しない)を有する複数の主軸台81〜84と、工作主軸812〜842に設けられ、それぞれ工作物Wの保持が可能な複数の保持装置61〜64と、旋回テーブル5に対して相対移動可能にそれぞれ設けられ、旋回テーブル5の旋回により工作物Wが順次搬送されることで、対応するそれぞれの研削旋回位置に工作物Wが位置決めされる場合に、対応する工作物Wを研削する複数の砥石と、を備え、保持装置61〜64は、上述の電磁チャックである。
Further, according to the above embodiment, the composite grinding machine 1 is provided on the turning table 5 that can turn around the turning axis, and on the circumference around the turning axis in the turning table 5, and is parallel to the turning axis. A plurality of
このように、ベアリングの内輪及び外輪の研削が連続的に多数行なわれる複合研削盤1の保持装置61〜64に本発明に係る電磁チャックを適用することによって、X−Y軸平面で研削抵抗を受ける工作物Wは、加工中に面板171上でズレることなく安定して研削できる。これにより、内輪Wb及び外輪Waは、加工精度が向上する。また、工作物Wとして、加工精度が必要な複数の部品(組合わせて製品となる部品)を同時加工する場合には、加工効率も向上する(工作物Wとして、ボールベアリング,プレーンベアリングなどのベアリング、その他の組合せ製品等を適用した場合)。
In this way, by applying the electromagnetic chuck according to the present invention to the holding
<第二実施形態>
上記、第一実施形態では、ガイド部材190,191を板状部材とし、ガイド部材190,191を押圧部材180と、電磁チャック本体170との間に固定した。しかし、この態様には、限らない。第二実施形態として、図11に示すようにガイド部材290,291が、ブッシュ283,283と、ピン284,284とによって構成されてもよい。なお、第二実施形態では、第一実施形態と異なる部分のみ符号を替えて説明し、変更のない部分については、説明を省略するとともに、第一実施形態での説明と同じ符号を用いて説明する場合もある。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the
図11に示すように、第二実施形態では、押圧部材280が、径方向(溝部173が延びる方向)に延在している。押圧部材280の上面全面には、最表面部材181が設けられている。そして、押圧部材280は、下面に開口する開口孔281,282を径方向における両端に一個ずつ備える。開口孔281,282には、ドライ軸受であるブッシュ283,283が各開口孔281,282にそれぞれ圧入されている。また、ピン284,284が、溝部173の底面173bの圧入孔に圧入により立設される。そして、各ピン284,284と各ブッシュ283,283とが軸線方向に相対移動可能に係合し、ガイド部材290,291が、構成される。これにより、ガイド部材290,291が、押圧部材280を溝部173の深さ方向に案内するとともに面板171における径方向(溝部173が延びる方向)、及び周方向(磁極部172が配列される方向)への移動を規制する。これによっても、第一実施形態と同様の効果が期待できる。
As shown in FIG. 11, in the second embodiment, the pressing
(6.その他)
なお、上記第一,第二実施形態においては、本発明に係る保持装置61〜64(電磁チャック)を複合研削盤1に適用したが、この態様には限らない。保持装置61〜64はどのような加工機の保持装置として適用してもよい。また、加工機に限らず、部品を固定する固定具として、どのような装置に用いてもよい。これらによっても同様の効果が期待できる。
(6. Others)
In the first and second embodiments, the holding
また、上記第一,第二実施形態においては、最表面部材181は、例えば、エポキシ樹脂に所定の粒径の砥粒を混ぜ込んで形成されるものと説明した。しかし、この態様には限らない。最表面部材181は、どのような部材で形成されてもよい。たとえば、通常、自動車の変速機に使用されるクラッチ板を用いてもよい。また、さまざまな金属板の表面に凹凸を設けて摩擦係数を向上させたものでもよい。また、前述したように、摩擦係数μ2が、摩擦係数μ1より小さくてもよい。さらには、最表面部材181はなくてもよく、この場合、支持体182の上面を直接、工作物Wの下面に当接させればよい。
In the first and second embodiments, it has been described that the
また、上記第一,第二実施形態においては、電磁チャックの磁極部172の磁化は、磁極用鋼材(図略)に巻いたコイル(図略)に通電することで実現するものとした。しかし、この態様には限らない。電磁チャックの磁極部172の磁化は、電磁チャック本体170内の永久磁石(図略)を移動することによって実現させる方式のものでもよい。これによっても同様の効果が得られる。
In the first and second embodiments, the magnetization of the
また、上記第一,第二実施形態においては、押圧部材180を溝部173の深さ方向に案内するガイド部材190,191,290,291は、面板171の径方向(溝部173が延びる方向)において押圧部材180,280の両端に設けられた。しかし、この態様には限らない。ガイド部材190,191,290,291は、径方向における押圧部材180,280のいずれか一方の端部のみに設けてもよい。これによっても、押圧部材180の径方向への移動は十分規制できる。また、ガイド部材190,191(290,291)のうち、いずれか一方のガイド部材190,191(290,291)を一個だけ設ける場合、押圧部材180,280に周り止めを設けて周方向(磁極部172が配列される方向)への移動を規制してもよい。
In the first and second embodiments, the
また、上記第二実施形態においては、ブッシュ283,283はドライ軸受であるとして説明した。しかし、この態様には、限らない。ピンに対してスラスト方向に相対移動するシャフト用の軸受であれば、何でもよい。たとえば、ニードルベアリングやボールベアリングでもよい。
In the second embodiment, the
1・・・複合研削盤、 2・・・ベッド、 5・・・旋回テーブル、 9a,9b,9c・・・砥石車、 9d・・・砥石、 30・・・制御装置、 61〜64・・・保持装置(電磁チャック)、 81〜84・・・主軸台、 170・・・電磁チャック本体、 171・・・面板、 172・・・磁極部、 172a・・・保持面、 173・・・溝部、 173a・・・側面、 173b・・・底面、 174・・・内側固定部、 175・・・外側固定部、 180,280・・・押圧部材、 180d,180e・・・側面、 182・・・支持体、 182a・・・支持体本体、 182b・・・内側端部、 182c・・・外側端部、 183・・・バネ(付勢部材)、 190,191,290,291・・・ガイド部材、 F・・・摩擦力、Fg,fg・・・押圧力、 Fmag・・・吸着力、 W・・・工作物、 Wa,Waa,Wab・・・外輪(工作物)、 WaG,WbG・・・軌道溝、 Wb,Wba,Wbb・・・内輪(工作物)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite grinding machine, 2 ... Bed, 5 ... Turning table, 9a, 9b, 9c ... Grinding wheel, 9d ... Grinding wheel, 30 ... Control device, 61-64 · Holding device (electromagnetic chuck), 81 to 84 ··· spindle head, 170 ··· electromagnetic chuck body, 171 ··· face plate, 172 ··· magnetic pole portion, 172a · · · holding surface, 173 ···
Claims (6)
前記溝部に、深さ方向に移動可能に配置され、前記工作物が前記磁極部の上面に固定された場合、前記工作物の下面に対し、前記磁極部による前記工作物に対する吸着力よりも小さな力で前記工作物を吸着方向と反対方向である押圧方向に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材が前記工作物の前記下面を前記吸着力よりも前記小さな力で押圧するよう、前記押圧部材を前記押圧方向に付勢する付勢部材と、
前記押圧部材を支持し、前記押圧部材を前記溝部の前記深さ方向に案内するとともに前記面板における前記溝部が延びる方向への前記押圧部材の移動を規制するガイド部材と、
を備え、
前記ガイド部材は、前記溝部に配置され、前記溝部が延びる方向に弾性変形可能な板ばねであるとともに、前記溝部が延びる方向における前記押圧部材の内側端部及び外側端部の少なくとも一方を前記電磁チャック本体に固定する、電磁チャック。 A plurality of magnetic pole portions arranged in a predetermined direction on the upper surface of the face plate and a groove portion formed between the adjacent magnetic pole portions, and a workpiece is attracted and fixed to the upper surface of the magnetic pole portion by the magnetic force of the magnetic pole portion. An electromagnetic chuck main body,
When the workpiece is fixed to the upper surface of the magnetic pole portion, the groove portion is arranged to be movable in the depth direction, and the lower surface of the workpiece is smaller than the attraction force of the magnetic pole portion to the workpiece. A pressing member that presses the workpiece with a force in a pressing direction opposite to the suction direction;
An urging member that urges the pressing member in the pressing direction so that the pressing member presses the lower surface of the workpiece with the force smaller than the suction force;
A guide member that supports the pressing member, guides the pressing member in the depth direction of the groove portion, and restricts movement of the pressing member in a direction in which the groove portion in the face plate extends;
Bei to give a,
The guide member is a leaf spring disposed in the groove and elastically deformable in a direction in which the groove extends, and at least one of the inner end and the outer end of the pressing member in the direction in which the groove extends extends. Electromagnetic chuck fixed to the chuck body .
前記ガイド部材は、前記溝部が延びる方向に延在して形成される、請求項1又は2に記載の電磁チャック。 The pressing member is formed to extend in a direction in which the groove extends.
It said guide member, prior SL are formed to extend in a direction extending groove portion, an electromagnetic chuck according to claim 1 or 2.
前記旋回テーブルにおける前記旋回軸線を中心とする円周上にそれぞれ設けられ、前記旋回軸線と平行な主軸線回りに回転可能な工作主軸を有する複数の主軸台と、
複数の前記工作主軸に設けられ、それぞれ前記工作物の保持が可能な複数の保持装置と、
前記旋回テーブルに対して相対移動可能にそれぞれ設けられ、前記旋回テーブルの旋回により前記工作物が順次搬送されることで、対応するそれぞれの研削旋回位置に前記工作物が位置決めされる場合に、対応する前記工作物を研削する複数の砥石と、
を備え、
前記保持装置は、請求項1−4の何れか一項に記載の電磁チャックである、複合研削盤。 A swivel table capable of swiveling around a swivel axis;
A plurality of headstocks each having a work spindle that is provided on a circumference around the swivel axis in the swivel table and is rotatable about a main axis parallel to the swivel axis;
A plurality of holding devices provided on a plurality of the work spindles, each capable of holding the workpiece;
Corresponding to the case where the workpiece is positioned at each of the corresponding grinding turning positions by sequentially moving the workpiece by turning the turning table. A plurality of grindstones for grinding the workpiece;
With
The composite grinding machine, wherein the holding device is the electromagnetic chuck according to any one of claims 1 to 4 .
前記旋回テーブルにおける前記旋回軸線を中心とする円周上にそれぞれ設けられ、前記旋回軸線と平行な主軸線回りに回転可能な工作主軸を有する複数の主軸台と、A plurality of headstocks each having a work spindle that is provided on a circumference around the swivel axis in the swivel table and is rotatable about a main axis parallel to the swivel axis;
複数の前記工作主軸に設けられ、それぞれ工作物の保持が可能な複数の保持装置と、A plurality of holding devices provided on the plurality of work spindles, each capable of holding a workpiece;
前記旋回テーブルに対して相対移動可能にそれぞれ設けられ、前記旋回テーブルの旋回により前記工作物が順次搬送されることで、対応するそれぞれの研削旋回位置に前記工作物が位置決めされる場合に、対応する前記工作物を研削する複数の砥石と、Corresponding to the case where the workpiece is positioned at each of the corresponding grinding turning positions by sequentially moving the workpiece by turning the turning table. A plurality of grindstones for grinding the workpiece;
を備え、With
前記保持装置は、The holding device is
面板上面に所定方向に配列された複数の磁極部、及び隣り合う前記磁極部の間に形成された溝部を備え、前記磁極部の磁気力によって、前記磁極部の上面に前記工作物を吸着し固定する電磁チャック本体と、A plurality of magnetic pole portions arranged in a predetermined direction on the upper surface of the face plate, and a groove portion formed between the adjacent magnetic pole portions, and the workpiece is attracted to the upper surface of the magnetic pole portion by the magnetic force of the magnetic pole portion. An electromagnetic chuck body to be fixed;
前記溝部に、深さ方向に移動可能に配置され、前記工作物が前記磁極部の上面に固定された場合、前記工作物の下面に対し、前記磁極部による前記工作物に対する吸着力よりも小さな力で前記工作物を吸着方向と反対方向である押圧方向に押圧する押圧部材と、When the workpiece is fixed to the upper surface of the magnetic pole portion, the groove portion is arranged to be movable in the depth direction, and the lower surface of the workpiece is smaller than the attraction force of the magnetic pole portion to the workpiece. A pressing member that presses the workpiece with a force in a pressing direction opposite to the suction direction;
前記押圧部材が前記工作物の前記下面を前記吸着力よりも前記小さな力で押圧するよう、前記押圧部材を前記押圧方向に付勢する付勢部材と、An urging member that urges the pressing member in the pressing direction so that the pressing member presses the lower surface of the workpiece with the force smaller than the suction force;
前記押圧部材を支持し、前記押圧部材を前記溝部の前記深さ方向に案内するとともに前記面板における前記溝部が延びる方向への前記押圧部材の移動を規制するガイド部材と、A guide member that supports the pressing member, guides the pressing member in the depth direction of the groove portion, and restricts movement of the pressing member in a direction in which the groove portion in the face plate extends;
を備える電磁チャックである、複合研削盤。A composite grinding machine, which is an electromagnetic chuck comprising:
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