JPH0230465A - 研削方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はニー１ルヘアリン、グに用いるニー；・ルの
端部あるいは各種機器に用いる丸軸のようなワークの端
部を球面状などに研削する方法と装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

丸軸状のワークの端部を球面状に研削する方法として従
来は研削する目的の形状に合致する凹入面を有する砥石
を用いる方法が一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の研削方法の場合、被研削面の半径や
形状が変ると、この半径や形状に応じた凹入面を有する
砥石と取替える必要がある。従って各種の半径や形状の
凹入面を有する砥石をあらかしめ多数用意しておくか、
または、半径や形状が異なる毎に砥石の凹入面を修正す
る必要があり、手数がかかるとともに、コスト高の原因
になる。

この発明は上記のような従来方法の問題点に鑑みて、砥
石を取替えるごとなく各種の大きさのｆ、ト面や球面に
近い任意の形状の研削ができる方法と装置を捉供するこ
とを目的とするものである。

〔課題を解決するだめの手段〕

」二記の目的を達成するために、この発明は全周に亘る
円弧状凹入面を有する回転砥石を回転させ、丸軸状のワ
ークをその軸心の回りに自転させながら、」二記砥石の
回転中心に交叉する方向で、」二記砥石の円弧状凹入面
の一端から進入してワークの端面を円弧状凹入面に接触
させることにより球面状などに研削することを特徴とす
る研削方法と、外周を一葉双曲線となるように形成して
その外周面にワーク保持用の複数のリテーナを回転軸芯
に対して一定の角度となるように配置した回転１ラムと
、上記ドラムの各リテーナ間に丸軸状のワークを供給す
る手段と、ドラムの回転方向と逆の方向に走行しつつリ
テーナ間のワークに接触してワクを１−ラムの回転方向
と逆の方向に自転させるベルトと、自転により生じた推
力により軸方向に移動しようとするワークの移動方向の
端部を支持するバンキングプレー１・からなるワークの
送り手段と、この送り手段により円弧状経路に沿って移
動するワークの先端部を受りてワークの先端部を所定の
形状に研削する円弧状凹入面を外周に存する砥石により
構成した研削装置とを提供するものである。

〔実施例〕

第１図に示す実施例において、１は回転軸２の端部に固
定した砥石、３は丸軸状のワークである。

砥石２の外周には円弧状凹入面４を全周に亘って形成す
る。

」二記凹入面４は第２図のようにワーク３の端部を半径
ｒの球面ａに研削しようとする場合、Ｒｐ＋ｒの半径の
円弧状凹入面４を砥石１の全周に設しノる。

そして、」二記凹入面４０円弧の中心０と同心の半径Ｒ
２の円弧をワーク３の端面から半径ｒだけ入った位置の
ワーク３の中心Ｏ６が通るようにワーク３を平行移動さ
せると、ワーク３の端面は球面ａとなる。

上記の場合の砥石の成形は第３図のように軸４を中心に
回転するドレッサホルダ５の先端にダイヤモンドドレッ
サ６壱固定して半径Ｒｐ＋ｒで砥石１の全周を整形すれ
ばよい。

また、第４図のように、ドレッサホルダ５の先端に、ダ
イヤモンドドレッサ６を軸７により回転自在に取付＋ｊ
、軸７を中心としてドレッサ６を回転させながら軸４を
中心にドレッサボルダ５を回転させても凹入面４の形状
は第２図のものと同じである。

上記の砥石１の凹入面４′の形状と、ワーク３の自転と
連続送りとが合致すればワーク３の端部の球面成形が行
われる。

第５図はその一実施例で、１１はドラムであって、その
外周に複数のリテーナ１２を一定の間隔で固定して矢印
方向に回転させる。

１３はベルトで、ローラ１４．１５でドラム１１の外周
に圧着し、矢印方向に駆動する。

加工されるワーク３はシュート１６」二を転がってトラ
ム１１の下方からリテーナ１２の間に入り、ドラム１１
の回転に伴いリテーナ１２とともに上方に回り、ベルト
１３の内側に入る。

ベル１−１３はドラム１１０回転方向と逆の方向へ走行
しているため、リテーナ１２の間から出ているワーク３
の外周かベルト１３に摺擦されてドラム１１と逆の方へ
回転しながら上方へ移動して排出し、排出シュート１７
へ排出される。

上記の機構は各ワーク３に回転運動を与えるだけのもの
であるから、さらに軸方向の位置決めが必要である。

ワーク３を軸方向に送る方法の一例として第６図に示す
方法がある。

この第６図に示すように、ドラム１１の外周を一葉双曲
面に加工し、その外周面１８に一定の間隔で、ドラム１
１の軸芯１９に対して一定の角度で傾斜した仮想の線を
ワークの母線２０とし、ワ−り３がこの母線２０に沿う
ように各リテーナ１２を配置する。

第７図は展開図でドラム１１が左方へ回転し、ベルト１
３が右方へ走行したとき各ワーク３は矢印の方向に回転
し、ドラム１１とワーク３に働く分力によって各ワーク
３ばバッキングプレー１・２１に押し付けられながら移
動する。

上記で明らかなように各ワーク３はドラム１１の外周に
沿って自転しながら円弧状に移動する。

すなわち、前記第２図の場合はワーク３は砥石１の回転
中心に平行な面に沿って前進させながら、砥石１の曲面
に沿って横移動させる方法であったが、第５図ないし第
７図のようなワーク３の駆動方法の場合は第８図のよう
なワークの送りとなる。

すなわち、第８図において、砥石１の回転軸８八に対し
て直角または所定角度となったワークの公転軸芯Ｂを中
心とする円弧Ｃに沿ってワーク３を公転させながら自転
さセてワーク３を軸方向に送ることになる。

この場合ワークの端面を所望の形状に研磨しなければな
らないから金形状を球面と考えて、前記の砥石の成形法
に合致させようとすれば、第８図のように９０°の範囲
でワーク３の先端形状を先端より外周に至る間の連続接
触の研削点ａの軌跡が得られるように砥石１とワーク３
の関係位置を定めればよい。

第８図によりその位置の基本は、 化ワーク尖端の研削位置は、ワークの軸芯が砥石の中ノ
ら弓こ向いていること。

Ｕ、ワークの外周９面の終点位置は、砥石研削面のどこ
かで接触していること。

ること。

二　ワークは、自転すること。

である。

この条件をワークの通過する砥石面の形状をモデル化し
て図解すると第９図のようになる。

すなわち、ワーク３の自転を加味するとリング状のチュ
ーブ内面が研削されるということになる。

この第９図の研削の場合の研削点は図示点線のようにリ
ング状チューブの９０°範囲の外周でつながり、この線
を研削線すとする。

このようにチューブの外周面の研削点の連続がチューブ
断面の９０’の範囲でつながっておれば所定のワーク形
状の研削が出来る。

成形形状の考え方は、第９図のチューブ状リングを砥石
面に押し当てたとき砥石面との接触が研削線すに沿って
いればよいことになる。

従って、ワーク３の砥石に対する当て方はこの条件さえ
満足すればどのような相対的方向でも良いごとになる。

今１例として、第１０圓のように砥石面にチューブ状リ
ングを押しつけ、このリングと砥石面とは、図の点線の
ような接触をするとずれば、このチュブの代わりに前記
第５図乃至第７図で説明したようなワーク３の送り機構
によりワーク３の先端を砥石１に当てればワーク３の自
転公転により所定の研削加工ができる。

すなわち、このような砥石の成形は１ポイント成形ダイ
ヤモンドドレッサで第１０図、第１１図に示すリング状
チューブ拡大図に示すように、Ｐ点の回転角とドレッサ
ー先端の回転角を同期させれば、砥石の形状は成る成形
形状（水平ドレス）となる。

その形状は、第１２図にて説明すると、軸端外周Ｐ１よ
り軸端尖端：Ｐ２迄水平ドレスにて成形され、ワークは
ドレスの通過点に合致して、研削される軌道は、図の水
平ドレス軌跡で表される。

このとき任意のドレス位置２３点ではチューブの内面に
対しΔ景だけ砥石の成形は不足していることになってい
る。これは水平ドレスと本来移動すべきドレス点とのず
れによって生じたものである。

このドレス不足量は補正しなければ正しい形状が得られ
ないのは当然で、その数値は次式（１）又は（１）′−
水平ドレスにてドレスする場合の補正値−にて補正すれ
ばよい。

ｘ２／ｒ２＋ｙ２／ｂ２＝１、ｙ＝Ｘｔａｎαよりｘ２
／　ｒ２＋ｘ”　ｊａｎ”α／−１、Ｘ　２−（１／　
ｒ　２−ｔ−ｔａｎ２α／ｂ２　）△−ｘ／ｃｏｓα △−］／ｃｏｓα［１／　（］／ｒ２＋　ｔａｎ２α／
　（Ｒ２ｃｏｓ２α＋　２　Ｒｒ　＋　ｒ　２）　ｌ　
］　””＝−＝（ｆ）０式において、α−４５°が最大
であり、α−４５°方向をｙ軸とし水平ドレス軌跡をｙ
軸とした場合、 ｙ″ａ　ｃｏｓ４．５　ｘ　十ｃ・・・・・・・・・・
■となり、はぼ０式と一致する。

これを関解すると、第１３０の如くなる。即ち、ドレン
シングアームの旋回角の×４．５の増速をし、旋回中心
より偏心量・ａの円運動をドレッサーに伝えて補正する
か、或はその形状のカムを取り付けてドレッサー尖端補
正を行えば正規の砥石形状が得られる。

上記の砥石の成形方法で、ワークを回転キャリアにて連
続送りをする場合での砥石の成形を説明したが、この基
本の姿は前記第１図の点研削であるから、砥石とワーク
の相対位置やドレス半径によって研削出来る形状は、第
１４図の原理により第１５図に示すような種々のものが
得られる。

また、基準点旋回の角速度と基準点における、ドレッザ
ー回転半径二ｒの回転角速度との相対速度を、２軸間時
制御によってコントロールし砥石の成型をすることによ
って、ワークの加ニー先端形状は、凸面の範囲内で自由
に研削できる。この両面速度の制御−２軸制御は、例え
ば基準点旋回と、ドレッサー旋回の動力をパルスモータ
とし、パルス制御する方法、あるいは歯車伝動などの機
械的な方法などによって容易に実行可能である。

〔発明の効果〕

この発明は前記のように、全周に亘る円弧状凹入面を有
する回転砥石を回転させ、丸軸状のワタをその軸心の回
りに自転させながら、上記砥石の回転中心に交叉する方
向で、上記砥石の円弧状凹入面の一端から進入してワー
クの端面を円弧状凹入面に接触させるものであるから、
砥石とワークの相対位置やドレス半径により種々の形状
の研削が行えるものである。

また、装置としては外周を一葉双曲線となるように形成
してその外周面にワーク保持用の複数のリテーナを回転
軸芯に対して一定の角度となるように配置した回転ドラ
ムと、上記ドラムの各リテーナ間に丸軸状のワークを供
給する手段と、ドラのワークに接鼠虫して、ワークをド
ラムの回転方向と逆の方向に自転させるベルトによりワ
ークを自転させつつ送るものであるから、ワークは自転
するとともに推力を生じてバッキングプレートに押しつ
けられるのでワークの保持および長さ精度の維持が確実
であり、このようなワークの送り手段により送られるワ
ークの先端部を砥石の円弧状凹入面に圧着せしめて研削
するものであるから、連続研削が行え、量産に適してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法の原理を示す正面図、第２図は同
上の要部を示す拡大正面図、第３図、第４図は砥石のト
レス状態を示す拡大正面図、第５０はワークの連続送り
装置の一例を示す斜視図、第６図は同上のドラムの詳細
を示す斜視図、第７図は同上の外周部の展開図、第８図
は砥石によるワークの研削点を示す斜視図、第９図はワ
ークの通過する砥石面をモデル化した斜視図、第１０図
は同上を砥石に当てかった状態の斜視図、第１１図は同
上の一部の拡大斜視図、第１２図は同上を更に詳細に説
明するための正面図と側面図と断面図、第１３圀はドレ
ッサの尖端補正の説明図、第１４１ｆｆｉは各種形状の
研削状態の正面図、第１５図は各種仕上品の一部切欠正
面図である。 １・・・・・・砥石、　　　　　３・・・・・・ワーク
、４′・・・・・・円弧状凹入面、１１・・・・・・ド
ラム、１２・・・・・リテーナ、　１３・・・・・・ベ
ルト。 特許出願人　株式会社メント研究所 同　代理人 鎌 田 文 第１４図 Ｃ而 第１５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）全周に亘る円弧状凹入面を有する回転砥石を回転
   させ、丸軸状のワークをその軸心の回りに自転させなが
   ら、上記砥石の回転中心に交叉する方向で、上記砥石の
   円弧状凹入面の一端から進入してワークの端面を円弧状
   凹入面に接触させることにより球面状などに研削するこ
   とを特徴とする研削方法。
2. （２）外周を一葉双曲線となるように形成してその外周
   面にワーク保持用の複数のリテーナを回転軸芯に対して
   一定の角度となるように配置した回転ドラムと、上記ド
   ラムの各リテーナ間に丸軸状のワークを供給する手段と
   、ドラムの回転方向と逆の方向に走行しつつリテーナ間
   のワークに接触してワークをドラムの回転方向と逆の方
   向に自転させるベルトと、自転により生じた推力により
   軸方向に移動しようとするワークの移動方向の端部を支
   持するバッキングプレートからなるワークの送り手段と
   、この送り手段により円弧状経路に沿って移動するワー
   クの先端部を受けてワークの先端部を所定の形状に研削
   する円弧状凹入面を外周に有する砥石により構成した研
   削装置。