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JP3738764B2 - Lapping device and lapping method - Google Patents
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JP3738764B2 - Lapping device and lapping method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
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およびラッピング加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、クランクシャフトのピン部やジャーナル部あるいはカムシャフトのカムロブ部やジャーナル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。
【0003】
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、このフィルムを背面からシューで加圧し、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加工する。ラッピング加工装置は、シューをフィルムを介して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。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−237116号公報 (図1、図2参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ワークの中には、穴部が開口された加工面を有するものがある。例えば、クランクシャフトのピン部やジャーナル部には、穴部としての油穴が軸直交方向に貫通して形成されている。このような油穴は、相手部品(例えば、軸受けメタル)に傷を付けることがないように、油穴の口元のかど部は断面アール形状を有していることが好ましい。
【0006】
このため、従来では、いわゆるハードシューによりラッピングフィルムの砥粒面をワークの加工面に押付けてラッピング加工した後に、いわゆるソフトシューによりラッピングフィルムの砥粒面を油穴の口元に押付ける追加加工を施し、油穴の口元のかど部にアール部を形成している。
【0007】
しかしながら、ハードシューによる加工と、ソフトシューによる加工とを別個独立して行うため、ハードシューを備えるラッピング加工装置と、ソフトシューを備えるラッピング加工装置とを準備しなければならず、加工能率が悪く、加工に比較的長時間を要している。設備台数の増加に伴い、設備費や加工費の増加も招来する。
【0008】
また、ハードシューによる加工によって加工面の形状精度(真円度や真直度)を高めた後に、ソフトシューによる加工をさらに行うことから、加工面の形状精度がソフトシューによる加工によって大きく崩れる虞がある。
【0009】
さらに、ソフトシューによる加工時にラッピングフィルムが油穴の口元のかど部に食い込み過ぎて、砥粒の剥離などを招来する虞もある。
【0010】
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、油穴などの穴部が開口された加工面を有するワークであっても、迅速に加工でき、加工費の増加や形状精度(真円度や真直度)の低下を可及的に抑え、しかも、ラッピングフィルムの砥粒の剥離を低減し得るラッピング加工装置およびラッピング加工方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【0012】
本発明は、穴部が開口された加工面を有するワークに対してラッピング加工を施すラッピング加工装置であって、
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、
前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記加工面に押付ける第1のシューと、
前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記穴部の口元に押付ける第2のシューと、
前記第2のシューを、前記穴部の口元に向けて押付けられる作動位置と前記穴部の口元から離反する非作動位置との間で駆動するシュー駆動手段と、
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
回転するワークにおける前記穴部の位置を検出する検出手段と、
加工中における前記穴部の位置に応じて前記シュー駆動手段の作動を制御する制御手段と、を有し、
前記第2のシューにより前記ラッピングフィルムを押付けることにより施されるラッピング加工を、前記穴部の口元およびその周辺に限定するようにしたことを特徴とするラッピング加工装置である。
【0013】
また、本発明は、穴部が開口された加工面を有するワークに、第1のシューによりラッピングフィルムの砥粒面を押付けた状態で、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、
回転するワークにおける前記穴部の位置を検出手段により検出し、加工中における前記穴部の位置に応じて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記穴部の口元に押付ける第2のシューを、前記穴部の口元に向けて押付けられる作動位置または前記穴部の口元から離反する非作動位置に駆動し、前記第2のシューにより前記ラッピングフィルムを押付けることにより施されるラッピング加工を、前記穴部の口元の周辺に限定するようにしたことを特徴とするラッピング加工方法である。
【0014】
【発明の効果】
本発明に係るラッピング加工装置およびラッピング加工方法によれば、油穴などの穴部が開口された加工面を有するワークであっても、迅速に加工でき、加工費の増加や形状精度(真円度や真直度)の低下を可及的に抑え、しかも、ラッピングフィルムの砥粒の剥離を防止し得るという効果を奏する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【0016】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るラッピング加工装置1を示す概略構成図、図2は、ラッピング加工装置1に開閉自在に設けられた上下のアーム22、23の閉状態を示す概略断面図、図3は、上下のアーム22、23の開状態を示す概略断面図、図4(A)(B)は、ラッピング加工装置1の要部を示す断面図であり、図4(A)は、ソフトシューを構成する第2のシュー72が油穴66の口元67に向けて押付けられる作動位置に駆動された状態を示し、図4(B)は、ソフトシューが油穴66の口元67から離反する非作動位置に駆動された状態を示している。図5(A)〜(C)および図6(A)〜(C)は、ソフトシュー72を非作動位置から作動位置に駆動する範囲の説明に供する図である。また、図7(A)は、ラッピング加工されるワークWとしてのクランクシャフト62の一例を示す斜視図、図7(B)は、クランクシャフト62に形成された油穴66を示す一部切り欠き断面図である。なお、説明の便宜上、クランクシャフト62の軸線方向(図1において左右方向)をX方向と定義し、X方向に対して直交する水平方向(図1において紙面に直交する方向)をY方向と定義し、X方向に対して直交する鉛直方向(図1において上下方向)をZ方向と定義する。
【0017】
図1〜図4を参照して本実施形態の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の砥粒面をワークWの加工面65に押付ける第1のシュー71と、ラッピングフィルム11の砥粒面を加工面65に開口された穴部66の口元67に押付ける第2のシュー72と、第2シュー72を穴部66の口元67に向けて押付けられる作動位置と穴部66の口元67から離反する非作動位置との間で駆動するシュー駆動ユニット30(シュー駆動手段に相当する)と、ワークWを回転駆動する回転駆動ユニット40(回転駆動手段に相当する)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、回転するワークWにラッピングフィルム11を押圧しラッピング加工を施している。本実施形態のラッピング加工装置1は、穴部66が開口された加工面65を有するワークWに対してラッピング加工を施すために好適に用いられる。この種のワークWとして、図7(A)に示すように、クランクシャフト62を挙げることができ、このクランクシャフト62におけるピン部63やジャーナル部64の外周面が、ラッピング加工を施す加工面65となる。図7(B)に示すように、クランクシャフトのピン部63やジャーナル部64には、穴部66としての油穴が軸直交方向に貫通して形成され、加工面65には油穴66の口元67が開口している。ピン部63やジャーナル部64の位置に対応して、対をなす上アーム22および下アーム23が複数対配置されている(図1参照)。
【0018】
以下、ラッピング加工装置1について詳述する。
【0019】
図1を参照して、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の先端に連結されクランクシャフト62の一端を把持するチャック43と、主軸41にベルト44を介して接続される主軸モータM1と、クランクシャフト62の他端を支持するセンタ45を備えるテールストック46と、を有している。クランクシャフト62は、主軸モータM1の回転動がベルト44および主軸41を介して伝達されて回転駆動される。主軸モータM1の回転速度を変えることにより、ワーク回転速度Vwが所望の速度に設定される。回転するクランクシャフト62における油穴66の位置を検出するために、主軸41には、加工中におけるワークWの回転位置を検出するロータリエンコーダS1(検出手段に相当する)が取り付けられている。ヘッドストック42およびテールストック46のそれぞれはY方向に沿ってスライド移動自在なテーブル47、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上に配置されている。クランクシャフト62をヘッドストック42とテールストック46との間にセットしたり、クランクシャフト62を加工位置に移動したりするために、各テーブル47、48、49が移動される。
【0020】
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M2と、を有している。オシレーションユニット50には、テーブル49の端面と偏心回転体51とを常時当接させるためにテーブル49を偏心回転体51に向けて押圧する弾発力を付勢するバネなどの弾性手段52が設けられている。オシレーション用モータM2の回転速度を変えることにより、オシレーション速度Voが所望の速度(例えば、10Hz)に設定される。オシレーションの振幅は、オシレーション用モータM2の軸心に対する偏心回転体51の偏心量に基づいて定まる。偏心量は約1mmであり、オシレーションの振幅は約2mmである。なお、偏心回転体51の偏心量は、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により調整自在となっている。偏心回転体51の軸には、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S2が取り付けられている。
【0021】
前記ラッピングフィルム11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、シリコンカーバイト、ダイアモンドなどからなる)が接着剤により取り付けられている。砥粒は、基材の一面に全面にわたって接着してもよく、また、所定幅の無砥粒領域を間欠的に形成したものであってもよい。基材の他面には、第1と第2のシュー71、72に対する滑り止めのため、ゴムあるいは合成樹脂等からなる抵抗材料(図示せず)を取り付けるバックコーティングか、場合によっては滑り止め加工が施されている。
【0022】
図2および図3を参照して、ラッピングフィルム11は、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R1と、下アーム23の先端に設けられた一対の第2ガイドローラR2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M3が接続されている。モータM3を作動し巻取りリール16を回転すると、供給リール15からラッピングフィルム11が順次繰り出される。ラッピングフィルム11の繰り出し量を検出するために、巻取りリール16の軸には、回転量を検出するロータリエンコーダS3が取り付けられている。供給リール15および巻取りリール16の近傍にはロック装置(図示せず)が設けられ、このロック装置の作動によりフィルム11全体に所定のテンションが付与される。
【0023】
前記対をなす上アーム22および下アーム23は、第1と第2のシュー71、72を配置する先端部がZ方向に相対的に開閉自在なように、支持ピン24を介して回動自在に設けられている。上アーム22の後端部には、油圧あるいは空気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の後端部にはピストンロッド26の先端がピン連結されている。ピストンロッド26を収縮状態から伸張すると、上下のアーム22、23は、支持ピン24を中心として先端部が閉じる方向に回動し、図2に示す閉状態となる。一方、ピストンロッド26を伸張状態から収縮すると、上下のアーム22、23は、先端部が開く方向に回動し、図3に示す開状態となる。上下のアーム22、23の回動は、ラッピングフィルム11と共に行なわれ、閉じ回動により第1シュー71がラッピングフィルム11を介して加工面65に当接し、開き回動により加工面65と第1シュー71との当接を解除する。
【0024】
図示する実施形態では、前記第1シュー71はハードシューからなり、前記第2のシュー72はソフトシューからなる。周知のように、ハードシュー71は、砥石やスチールなどの硬質材料から形成されている。ラッピングフィルム11をハードシュー71でバックアップして、ラッピングフィルム11の砥粒面を加工面65に押付けることにより、円筒面である加工面65の形状精度(真円度や真直度)が高精度に仕上げ加工される。一方、ソフトシュー72は、前記ハードシュー71よりも柔らかく弾性変形可能な例えばウレタン樹脂材料などから形成されている。ソフトシュー72は、弾性変形して、フィルム11を介してではあるが比較的広い面積で加工面65に接触する。ソフトシュー72は、ハードシュー71に比べてワーク形状を矯正する機能は低いものの、加工面65の面粗度を向上する機能に優れたシューである。第1の実施形態では、このソフトシュー72を、口元かど部67aにアール部68(図7(B)を参照)を形成するために使用している。なお、本明細書では、シューがフィルム11を介してワークWの外周面と間接的に当接することを「接触」と略称する。
【0025】
シューは、その先端部の形状から凹シューと凸シューとに分類されるが、ハードシュー71は凹状先端部を有する凹シューであり、ソフトシュー72は凸状先端部を有する凸シューに形成されている。本実施形態のソフトシュー72は、口元かど部67aにアール部68を形成するのに特化した形状を有するシュー、例えば、球面形状を有する凸シューとするのが好ましい。
【0026】
ハードシュー71は、加工面65に対向する内周面を有するシューケース73に複数個取り付けられている。図示例では、上下のシューケース73のそれぞれに2個ずつ取り付けられている。シューケース73は、上下のアーム22、23の先端部に形成した凹部27の中に、ワークWに対して進退移動自在に収納されている。シューケース73は、その外側面が凹部27の内側面にガイドされながら移動する。シューケース73の背面には、圧縮コイルバネからなるワーククランプ用バネ74が配置されている。ハードシュー71は、ワーククランプ用バネ74の弾発力が付勢され、ラッピングフィルム11を介して加工面65に押付けられる。
【0027】
ソフトシュー72は、図4(A)(B)に示すように、シューホルダ75の先端に取り付けられ、クランクシャフト62に対して+X方向(図中右側)に配置されている。シューホルダ75は、クランクシャフト62の軸心O(回転中心)を通るX方向に沿って進退移動自在なロッド76の先端に取り付けられている。ロッド76は、クランクシャフト62に対して接近する前進限位置(図4(A)に示される状態)と、クランクシャフト62から離反する後進限位置(図4(B)に示される状態)との間で進退移動する。
【0028】
前記シュー駆動ユニット30は、図4(A)(B)に概念的に示すように、ロッド76の後端に当接する回転自在な偏心カム31と、偏心カム31を回転駆動するモータM4と、ロッド76の後端と偏心カム31とが常時当接した状態に維持する図示しない弾性手段と、を有している。図4(A)に示すように、偏心カム31が回転して当該偏心カム31のトップ部がロッド76の後端に当接すると、ロッド76が前進限位置に移動する。これにより、ソフトシュー72は、油穴66の口元67に向けて押付けられる作動位置に達し、ラッピングフィルム11の砥粒面が口元67に押付けられる。一方、図4(B)に示すように、偏心カム31のベース部がロッド76の後端に当接すると、ロッド76が後進限位置に移動する。これにより、ソフトシュー72は、油穴66の口元67から離反する非作動位置に達し、ラッピングフィルム11の口元67への押付けが解除される。このようなソフトシュー72の位置(作動位置または非作動位置)を検出するために、偏心カム31の軸には、偏心カム31の回転位置を検出するロータリエンコーダS4が取り付けられている。
【0029】
なお、偏心カム31のカムリフトやベースサークル径の寸法などは、ロッド76の移動量つまりソフトシュー72の移動量や、ソフトシュー72の押付け力などに基づいて決定される。また、偏心カム31の回転中心の位置はX方向に調整自在とされ、同じ偏心カム31を使用する場合でも、ソフトシュー72の押付け力を調整することが可能とされている。
【0030】
図5(A)〜(C)および図6(A)〜(C)を参照して、ソフトシュー72を非作動位置から作動位置に駆動する範囲について説明する。これらの図においては、矢印で示すように、クランクシャフト62は時計回り方向に回転しているとする。また、図5(B)および図6(B)に示すように、油穴66の軸線がX方向となす角度θがゼロのとき、つまり、油穴66の軸線がX方向と平行になる位置をクランクシャフト62の基準位置とする。
【0031】
ソフトシュー72を非作動位置から作動位置に駆動するタイミングは、回転するクランクシャフト62が基準位置に達した瞬間のみであることが理想的である。しかしながら、クランクシャフト62は常時回転駆動されているため、クランクシャフト62が基準位置に達した瞬間だけソフトシュー72を作動位置に駆動したのでは、クランクシャフト62の回転とソフトシュー72の移動との同期が僅かにずれただけで、油穴66の口元67全周を均一に加工できなくなる虞がある。そこで、クランクシャフト62が基準位置に達する前からソフトシュー72を作動位置に駆動し、クランクシャフト62が基準位置に達した後もしばらくはソフトシュー72を作動位置に維持しておくことが望ましい。
【0032】
口元67に対するラッピング加工は、口元67にソフトシュー72が接触している間中、行われる。これより、ソフトシュー72を作動位置に駆動するのは、口元67におけるいずれかの部分が作動位置にあるソフトシュー72に接触し得るクランクシャフト62の回転角度範囲だけでよい。図5(A)に示すように、クランクシャフト62が基準位置(θ=0度)に達する前のθ=−α度の回転角度で、口元67のうち回転方向前端部分がソフトシュー72に当接し、図5(C)に示すように、基準位置に達した後のθ=+α度の回転角度で、口元67のうち回転方向後端部分がソフトシュー72から離れるとする。この場合には、ソフトシュー72を作動位置に駆動するのは、ランクシャフト62がθ=−α度からθ=+α度まで回転する2α度の範囲でよい。
【0033】
ソフトシュー72によりラッピングフィルム11を押付けることにより施されるラッピング加工は、油穴66の口元67およびその周辺に限定するのが好ましい。これは、加工面65の形状精度(真円度や真直度)がソフトシュー72による加工によって崩れることを防止するためである。したがって、ソフトシュー72を作動位置に駆動するのは、前記範囲(2α度)よりも小さい範囲にすることがより好ましい。図6(A)(C)に概念的に示せば、ソフトシュー72を作動位置に駆動するのは、クランクシャフト62が基準位置(θ=0度)に達する前のθ=−β度(β<α)の回転角度から、基準位置に達した後のθ=+βの回転角度まで回転する2β度が好ましい。
【0034】
そして、本実施形態のラッピング加工装置1にあっては、ロータリエンコーダS1でクランクシャフト62の回転位置を検出することにより、回転するクランクシャフト62における油穴66の位置を検出し、加工中における油穴66の位置に応じてソフトシュー72を作動位置または非作動位置に駆動するように、シュー駆動ユニット30の作動を制御し、ソフトシュー72によりラッピングフィルム11を押付けることにより施されるラッピング加工を、油穴66の口元67の周辺に限定するようにしてある。
【0035】
上記の制御について、図8を参照しつつ説明する。図8は、本発明に係るラッピング加工装置1の制御系を示す概略ブロック図である。
【0036】
図8を参照して、ロータリエンコーダS1、S2、S3、S4は、CPUやメモリを主体とするコントローラ100(制御手段に相当する)に接続され、加工中におけるクランクシャフト62の回転位置、ソフトシュー72の位置を変更する偏心カム31の回転位置に関する検出信号などがコントローラ100に入力される。ワーク回転速度Vwを定める主軸モータM1の回転速度、および、オシレーション速度Voを定めるオシレーション用モータM2の回転速度に関する検出信号のそれぞれもコントローラ100に入力される。コントローラ100は、ロータリエンコーダS1からのクランクシャフト62の回転位置に関する信号に基づいて、油穴66の位置を判断する。そして、コントローラ100は、加工中における油穴66の位置に応じて、ソフトシュー72の位置を作動位置または非作動位置に可変制御する。
【0037】
ソフトシュー72位置の変更制御は、油穴66の位置に同期してソフトシュー72が口元67に出入りするように、偏心カム31やモータM4などを含むシュー駆動ユニット30の作動を制御することによってなされる。
【0038】
具体的には、コントローラ100は、回転するクランクシャフト62が基準位置(θ=0度)に達したときに偏心カム31のトップ部がロッド76の後端に当接するように、モータM4の回転を制御する制御信号を当該モータM4に出力する。これにより、ソフトシュー72が作動位置に達し、ラッピングフィルム11の砥粒面が口元67に押付けられ、かど部67aにアール部68が形成される。アール部68の半径は、例えば、10μm〜20μm程度である。
【0039】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【0040】
まず、ヘッドストック42とテールストック46との間にクランクシャフト62を支持し、ピン部63やジャーナル部64の位置に上下のアーム22、23を移動する。このとき、流体圧シリンダ25は、ピストンロッド26を収縮しており、上アーム22および下アーム23を開位置に保持している。この後、流体圧シリンダ25を作動させてピストンロッド26を伸張し、上下のアーム22、23を閉じる方向に回動する。この閉回動によりラッピングフィルム11は、加工面65上にセットされる。
【0041】
上下のアーム22、23を開回動している間に、モータM3を作動して巻取りリール16を回転する。ラッピングフィルム11は、所定量移動し、新規な砥粒面が加工面65上にセットされるようになる。その後、供給リール15近傍に設けられたロック装置をロックして、巻取りリール16を回転すると、ラッピングフィルム11に所定のテンションが付与される。次いで、巻取りリール16近傍のロック装置をロックすると、テンションが付与され弛みのない状態のラッピングフィルム11となる。
【0042】
クランクシャフト62をクランプすると、ハードシュー71は、ワーククランプ用バネ74の弾発力が付勢されて加工面65に向けて押付けられる。
【0043】
そして、オシレーションユニット50を作動させてクランクシャフト62に軸方向に沿うオシレーションを付与しつつ、回転駆動ユニット40を作動させてクランクシャフト62を軸中心で回転すると、ハードシュー71によりラッピングフィルム11の砥粒面が加工面65に押付けられ、加工面65が全面にわたってラッピング加工される。加工面65の全体に対する加工はハードシュー71により行われるため、加工能率は高いものとなっている。
【0044】
この加工中においては、コントローラ100は、シュー駆動ユニット30の作動を制御し、クランクシャフト62の回転と、ソフトシュー72の移動とを同期させている。ロータリエンコーダS1は、クランクシャフト62の回転位置を検出し、コントローラ100は、クランクシャフト62の回転位置から油穴66の位置を判断し、加工中における油穴66の位置に応じて、ソフトシュー72の位置を作動位置または非作動位置に可変制御する。すなわち、コントローラ100は、モータM4の作動を制御し、回転するクランクシャフト62が基準位置(θ=0度)に達したときに偏心カム31のトップ部がロッド76の後端に当接するように偏心カム31を回転させる。
【0045】
これにより、ソフトシュー72が作動位置に達し、ラッピングフィルム11の砥粒面が口元67に押付けられ、かど部67aにアール部68が形成される。
【0046】
ラッピング加工中は、クランクシャフト62は、設定回数(例えば5回)だけ正回転され、その後、同じ設定回数だけ逆回転される。回転方向を変えることにより、ラッピングフィルム11の目詰まりが解消されて性能が維持され、また、口元67全周が均一に加工される。
【0047】
このように、ハードシュー71による加工面65全周に対する加工と、ソフトシュー72による口元67に対する加工とを1台のラッピング加工装置で行うため、加工能率が良く、加工に要する時間を短縮することができる。また、設備台数の増加を伴わないので、設備費や加工費の増加も抑えることができる。
【0048】
また、ソフトシュー72によりラッピングフィルム11を押付けることにより施されるラッピング加工を、油穴66の口元67の周辺に限定したので、加工面65の形状精度(真円度や真直度)がソフトシュー72による加工によって崩れる虞がない。さらに、加工面65の形状精度(真円度や真直度)を高めるハードシュー71による加工と、口元かど部67aにアール部68を形成するソフトシュー72による加工とを同一工程で行っていることから、ソフトシュー72による加工が及んだ加工面65上の部位にも、ハードシュー71によるワーク形状を矯正する機能が働くことになる。この観点からも、加工面65の形状精度がソフトシュー72による加工によって崩れる虞がない。
【0049】
ハードシューによる加工の後に、ソフトシューによりラッピングフィルムの砥粒面を口元67に押付ける追加加工を施した対比例の場合には、ソフトシューによる加工時にラッピングフィルムが口元かど部67aに食い込み過ぎて、砥粒の剥離などが生じてしまう。図9に、ラッピングフィルム91の砥粒層の一部が剥離した不具合例が示される。図示するように、ラッピングフィルム91の幅方向略中央部にフィルム搬送方向に沿って帯状に伸びる剥離個所92が生じている。
【0050】
これに対して、本実施形態では、ソフトシュー72によるラッピング加工を油穴66の口元67の周辺に限定したので、ラッピングフィルム11が口元かど部67aに食い込み過ぎることがなく、ラッピングフィルム11の砥粒の剥離が低減し、剥離する個所も低減する。
【0051】
クランクシャフト62は、多数のピン部63やジャーナル部64を有しているが、ラッピング加工は、これらピン部63やジャーナル部64に対し一斉に行なわれる。ラッピング加工が完了すると、流体圧シリンダ25を作動させてピストンロッド26を収縮し、上下のアーム22、23を開く方向に回動し、クランクシャフト62を取り出し可能な状態とする。クランクシャフト62を取り出した後、他のクランクシャフト62をセットすれば、同様のラッピング加工を開始することができる。
【0052】
以上説明したように、第1の実施形態のラッピング加工装置1によれば、ラッピングフィルム11と、ラッピングフィルム11の砥粒面を加工面65に押付ける第1のシュー71と、ラッピングフィルム11の砥粒面を穴部としての油穴66の口元67に押付ける第2のシュー72と、第2のシュー72を油穴66の口元67に向けて押付けられる作動位置と油穴66の口元67から離反する非作動位置との間で駆動するシュー駆動ユニット30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の回転位置を検出して回転するワークWにおける油穴66の位置を検出するロータリエンコーダS1と、加工中における油穴66の位置に応じて第2のシュー72を作動位置または非作動位置に駆動するようにシュー駆動ユニット30の作動を制御するコントローラ100と、を有し、第2のシュー72によりラッピングフィルム11を押付けることにより施されるラッピング加工を油穴66の口元67の周辺に限定したので、油穴66が開口された加工面65を有するワークWであっても、迅速に加工でき、加工費の増加や形状精度(真円度や真直度)の低下を可及的に抑え、しかも、ラッピングフィルム11の砥粒の剥離や剥離する個所を低減し得るという効果を奏する。
【0053】
また、第1のシュー71はハードシューからなり、第2のシュー72はソフトシューからなるので、加工面65の形状精度(真円度や真直度)を高めるハードシュー71による加工と、口元かど部67aにアール部68を形成するソフトシュー72による加工とが同一工程で行われ、ソフトシュー72による加工が及んだ加工面65上の部位にも、ハードシュー71によるワーク形状を矯正する機能が働いている。したがって、加工面65の形状精度がソフトシュー72による加工によって崩れる虞がない。
【0054】
また、穴部は例えば油穴66であり、このような油穴66を備えるクランクシャフト62のピン部63やジャーナル部64の加工面65を好適にラッピング加工できる。
【0055】
また、ラッピングフィルム11は、非伸縮性でかつ変形可能であるので、ワークWに対して、好適なラッピング加工を行い得る。
【0056】
また、本実施形態のラッピング加工装置1は、油穴66が開口された加工面65を有するワークWに、第1のシュー71によりラッピングフィルム11の砥粒面を押付けた状態で、ワークW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、回転するワークWにおける油穴66の位置をロータリエンコーダS1により検出し、加工中における油穴66の位置に応じて、ラッピングフィルム11の砥粒面を油穴66の口元67に押付ける第2のシュー72を、油穴66の口元67に向けて押付けられる作動位置または油穴66の口元67から離反する非作動位置に駆動し、第2のシュー72によりラッピングフィルム11を押付けることにより施されるラッピング加工を、油穴66の口元67の周辺に限定したラッピング加工方法を具現化したものであり、上述したように、油穴66が開口された加工面65を有するワークWであっても、迅速に加工でき、加工費の増加や形状精度(真円度や真直度)の低下を可及的に抑え、しかも、ラッピングフィルム11の砥粒の剥離や剥離する個所を低減し得るという効果を奏する。
【0057】
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態に係るラッピング加工装置2に開閉自在に設けられた上下のアーム22、23の閉状態を示す概略断面図である。また、図11(A)は、第2の実施形態で使用されるシュー80およびシューケース83を示す断面図、図11(B)は、同図(A)を矢印Bから見た矢視図である。なお、図10において、図2に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0058】
図10に示すように、第2の実施形態に係るラッピング加工装置2は、第1の実施形態と同様に、油穴などの穴部66が開口された加工面65を有するワークWとしてのクランクシャフト62に対してラッピング加工を施すのに好適なラッピング加工装置であり、ラッピングフィルム11と、ラッピングフィルム11の砥粒面を加工面65に押付けるシュー80と、を有している。但し、シュー80の構造自体の点で第1の実施形態と相違し、第2のシュー72やシュー駆動ユニット30を備えていない点でも第1の実施形態と相違している。
【0059】
図11(A)(B)に示すように、第2の実施形態に係るシュー80は、ハードシューを構成する第1のシュー部材81と、ソフトシューを構成する第2のシュー部材82とを含んでいる。そして、第2のシュー部材82は、ラッピングフィルムを穴部66の口元67に押付ける部位、換言すれば、穴部66が通過する個所に配置してある。図中左端のシューは、穴部66が通過する個所も含めて第1のシュー部材81のみから構成されている。
【0060】
第1のシュー部材81は、ハードシューを構成するために、砥石やスチールなどの硬質材料から形成されている。一方、第2のシュー部材82は、ソフトシューを構成するために、前記第1のシュー部材81よりも柔らかく弾性変形可能な例えばウレタン樹脂材料などから形成されている。
【0061】
第2のシュー部材82の表面は、第1のシュー部材81の表面よりも若干寸法(数μm)だけ、ワークWに向けて突出している。第2のシュー部材82の突出量は、第2のシュー部材82の硬さおよびシュー押付け力に基づいて最適値が決定されている。
【0062】
かかる構成のシュー80を備えるラッピング加工装置2では、クランクシャフト62をクランプすると、第1のシュー部材81および第2のシュー部材82はともに、ワーククランプ用バネ74の弾発力が付勢されて加工面65に向けて押付けられる。
【0063】
そして、クランクシャフト62に軸方向に沿うオシレーションを付与しつつ、回転駆動ユニット40を作動させてクランクシャフト62を軸中心で回転すると、ハードシューを構成する第1のシュー部材81によりラッピングフィルム11の砥粒面が加工面65に押付けられ、加工面65が全面にわたってラッピング加工される。さらに、ソフトシューを構成する第2のシュー部材82によりラッピングフィルム11の砥粒面が口元67に押付けられ、かど部67aにアール部68が形成される。
【0064】
ラッピング加工中は、クランクシャフト62は、設定回数(例えば5回)だけ正回転され、その後、同じ設定回数だけ逆回転される。回転方向を変えることにより、ラッピングフィルム11の性能が維持され、また、口元67全周が均一に加工される。
【0065】
このように、第2の実施形態においても、第1のシュー部材81つまりハードシューによる加工面65全周に対する加工と、第2のシュー部材82つまりソフトシューによる口元67に対する加工とを1台のラッピング加工装置で行うため、加工能率が良く、加工に要する時間を短縮することができる。また、設備台数の増加を伴わないので、設備費や加工費の増加も抑えることができる。
【0066】
また、既存のラッピング加工装置におけるシューを第2の実施形態のシュー80に付け替えることもできるので、第1の実施形態に比べて、設備費や加工費の増加をより一層抑えることができる。
【0067】
さらに、左端のシュー80をハードシューのみから構成しておき、加工面65の形状精度(真円度や真直度)を高めるハードシューによる加工と、口元かど部67aにアール部68を形成するソフトシューによる加工とを同一工程で行っていることから、ソフトシューによる加工が及んだ加工面65上の部位は、左端のハードシューによるワーク形状を矯正する機能が働いている。これにより、加工面65の形状精度がソフトシューによる加工によって崩れる虞がない。
【0068】
なお、第2の実施形態は、第1の実施形態に比べて口元かど部67aの丸め量が比較的小さいワークWに対して、有効に適用できる。
【0069】
(改変例)
ワークWの加工面65はクランクシャフト62のピン部63やジャーナル部64に限定されるものでもなく、穴部66が開口された加工面65を有する限りにおいて、他の種々のワークWに適用できることはいうまでもない。
【0070】
第1の実施形態においては、シュー駆動手段30として、偏心カム31、モータM4などを使用した形態を例示したが、これに限定されるものではなく、適宜改変可能である。例えば、サーボモータ、空気圧などにより作動する流体圧シリンダなどのアクチュエータを用いて、第2のシュー72を作動位置または非作動位置に駆動してもよい。
【0071】
また、第2シュー72をソフトシューで構成した場合を示したが、第1シュー71と同じハードシューから構成し、第2シュー72の押付け力を第1シュー71の押付け力よりも弱くする形態でも同様の効果を得ることができる。シュー押付け力は、油圧や空気などの流体圧を調整したり、バネの弾発力を調整したりすればよい。
【0072】
また、ソフトシュー72をワークの軸方向にオシレーションしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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。
【図2】 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。
【図3】 上下のアームの開状態を示す概略断面図である。
【図4】 図4(A)(B)は、ラッピング加工装置1の要部を示す断面図であり、図4(A)は、ソフトシューを構成する第2のシューが油穴の口元に向けて押付けられる作動位置に駆動された状態を示し、図4(B)は、ソフトシューが油穴の口元から離反する非作動位置に駆動された状態を示している。
【図5】 図5(A)〜(C)は、ソフトシューを非作動位置から作動位置に駆動する範囲の説明に供する図である。
【図6】 図6(A)〜(C)は、ソフトシューを非作動位置から作動位置に駆動する範囲の説明に供する図である。
【図7】 図7(A)は、ラッピング加工されるワークとしてのクランクシャフトの一例を示す斜視図、図7(B)は、クランクシャフトに形成された油穴を示す一部切り欠き断面図である。
【図8】 本発明に係るラッピング加工装置の制御系を示す概略ブロック図である。
【図9】 ラッピングフィルムの砥粒層の一部が剥離した不具合例を示す図である。
【図10】 本発明の第2の実施形態に係る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。
【図11】 図11(A)は、第2の実施形態で使用されるシューおよびシューケースを示す断面図、図11(B)は、同図(A)を矢印Bから見た矢視図である。
【符号の説明】
1.2…ラッピング加工装置
11…ラッピングフィルム
30…シュー駆動ユニット(シュー駆動手段)
40…回転駆動ユニット(回転駆動手段)
50…オシレーションユニット
62…クランクシャフト(ワーク)
63…ピン部
64…ジャーナル部
65…加工面
66…油穴(穴部)
67…口元
67a…かど部
68…アール部
71…第1のシュー、ハードシュー
72…第2のシュー、ソフトシュー
80…シュー
81…第1のシュー部材、ハードシュー
82…第2のシュー部材、ソフトシュー
100…コントローラ(制御手段)
M1…主軸モータ
M4…モータ
S1…ロータリエンコーダ(検出手段)
S2、S3、S4…ロータリエンコーダ
W…穴部が開口された加工面を有するワーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lapping apparatus and a lapping process method for film lapping (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).
[0002]
[Prior art]
For example, when finishing a workpiece having a cross-sectional arc-shaped outer peripheral surface such as a pin portion or journal portion of a crankshaft or a cam lobe portion or journal portion of a camshaft, a lapping film having abrasive grains on one side recently. Wrapping process.
[0003]
In this lapping process, the work surface of the work is covered with a wrapping film, the film is pressed with a shoe from the back, and the work is processed on the abrasive surface of the film while rotating the work while the film is pressed against the work. In addition to a mechanism that presses a shoe against a workpiece through a film, the lapping machine is a mechanism that rotates the workpiece, and an oscillation that imparts oscillation along the axial direction of the workpiece to at least one of the workpiece and the wrapping film. It has a mechanism (for example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-237116 (see FIGS. 1 and 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Some workpieces have a machined surface with holes. For example, an oil hole as a hole is formed in a pin portion or a journal portion of the crankshaft so as to penetrate in the direction perpendicular to the axis. It is preferable that the corner of the mouth of the oil hole has a rounded cross-sectional shape so that such an oil hole does not damage the counterpart component (for example, a bearing metal).
[0006]
For this reason, conventionally, after the lapping film abrasive surface is pressed against the work surface of the workpiece with a so-called hard shoe, additional processing is performed to press the abrasive surface of the wrapping film against the mouth of the oil hole with a so-called soft shoe. The rounded part is formed at the corner of the mouth of the oil hole.
[0007]
However, since the processing using the hard shoe and the processing using the soft shoe are performed independently, a wrapping processing device including a hard shoe and a wrapping processing device including a soft shoe must be prepared, resulting in poor processing efficiency. The processing takes a relatively long time. As the number of equipment increases, equipment costs and processing costs also increase.
[0008]
In addition, after increasing the shape accuracy (roundness and straightness) of the processed surface by processing with a hard shoe, processing with a soft shoe is further performed, so there is a risk that the shape accuracy of the processed surface will be greatly destroyed by processing with a soft shoe. is there.
[0009]
Furthermore, the wrapping film may bite into the corners of the oil holes at the time of processing with a soft shoe, leading to the peeling of abrasive grains.
[0010]
The present invention has been made to solve the problems associated with the above-described conventional technology, and even a workpiece having a machining surface with a hole portion such as an oil hole can be machined quickly, resulting in an increase in machining cost. Another object of the present invention is to provide a lapping apparatus and a lapping method that can suppress a decrease in shape accuracy (roundness and straightness) as much as possible and reduce the peeling of abrasive grains of a lapping film.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following means.
[0012]
The present invention is a lapping apparatus for performing a lapping process on a workpiece having a machining surface with a hole portion opened,
A wrapping film in which abrasive grains are provided on one surface of a thin substrate;
A first shoe that presses the abrasive surface of the wrapping film against the processed surface;
A second shoe that presses the abrasive surface of the wrapping film against the mouth of the hole;
Shoe driving means for driving the second shoe between an operating position pressed toward the mouth of the hole and a non-operating position separated from the mouth of the hole;
A rotation driving means for rotating the workpiece;
Detection means for detecting the position of the hole in the rotating workpiece;
Control means for controlling the operation of the shoe drive means according to the position of the hole during processing,
The lapping apparatus is characterized in that lapping performed by pressing the lapping film with the second shoe is limited to the mouth of the hole and the periphery thereof.
[0013]
The present invention also provides a lapping method for performing lapping while rotating the workpiece while the abrasive grain surface of the lapping film is pressed by a first shoe against a workpiece having a machining surface in which a hole is opened. Because
The position of the hole in the rotating workpiece is detected by a detecting means, and a second shoe that presses the abrasive grain surface of the wrapping film against the mouth of the hole according to the position of the hole during processing, Driving to an operating position pressed toward the mouth of the hole or a non-operating position away from the mouth of the hole, and wrapping applied by pressing the wrapping film with the second shoe, It is a lapping method characterized by being limited to the periphery of the mouth of the hole.
[0014]
【The invention's effect】
According to the lapping apparatus and the lapping method according to the present invention, even a workpiece having a machining surface in which a hole portion such as an oil hole is opened can be quickly machined, and an increase in machining cost and shape accuracy (roundness) Degree and straightness) can be suppressed as much as possible, and the abrasive grains of the wrapping film can be prevented from peeling off.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a lapping apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a closed state of upper and lower arms 22 and 23 provided in the lapping apparatus 1 so as to be openable and closable. 3 is a schematic cross-sectional view showing the open state of the upper and lower arms 22 and 23, and FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views showing the main part of the lapping apparatus 1, FIG. 4A shows a state in which the second shoe 72 constituting the soft shoe is driven to an operating position where the second shoe 72 is pressed toward the mouth 67 of the oil hole 66, and FIG. The state where it was driven to the non-operation position which leaves | separates from the mouth 67 is shown. FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C are views for explaining a range in which the soft shoe 72 is driven from the non-operation position to the operation position. 7A is a perspective view showing an example of a crankshaft 62 as a workpiece W to be lapped, and FIG. 7B is a partially cutaway view showing an oil hole 66 formed in the crankshaft 62. It is sectional drawing. For convenience of explanation, the axial direction (the left-right direction in FIG. 1) of the crankshaft 62 is defined as the X direction, and the horizontal direction orthogonal to the X direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1) is defined as the Y direction. The vertical direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the X direction is defined as the Z direction.
[0017]
The lapping apparatus 1 of this embodiment will be outlined with reference to FIGS. 1 to 4. A lapping film 11 in which abrasive grains are provided on one surface of a non-stretchable and deformable thin substrate, and the lapping film 11. The first shoe 71 that presses the abrasive grain surface against the processing surface 65 of the workpiece W, and the second shoe 72 that presses the abrasive grain surface of the wrapping film 11 against the mouth 67 of the hole 66 opened in the processing surface 65. And the shoe drive unit 30 (corresponding to shoe drive means) that drives between the operating position where the second shoe 72 is pressed toward the mouth 67 of the hole 66 and the non-operating position separated from the mouth 67 of the hole 66. ), A rotational drive unit 40 (corresponding to rotational drive means) that rotationally drives the workpiece W, and at least one of the workpiece W and the wrapping film 11 along the axial direction of the workpiece W. It includes a oscillation unit 50 for imparting the oscillation, and pressing the lapping film 11 to the workpiece W rotating is subjected to lapping. The lapping apparatus 1 of the present embodiment is suitably used for lapping a workpiece W having a machining surface 65 with a hole 66 opened. As this type of workpiece W, a crankshaft 62 can be cited as shown in FIG. 7A, and the outer peripheral surfaces of the pin portion 63 and the journal portion 64 of the crankshaft 62 are processed surfaces 65 on which lapping is performed. It becomes. As shown in FIG. 7B, oil holes as holes 66 are formed in the pin portion 63 and the journal portion 64 of the crankshaft so as to penetrate in the direction perpendicular to the axis, and the oil holes 66 are formed on the processed surface 65. The mouth 67 is open. A plurality of pairs of upper arm 22 and lower arm 23 are arranged corresponding to the positions of the pin part 63 and the journal part 64 (see FIG. 1).
[0018]
Hereinafter, the lapping apparatus 1 will be described in detail.
[0019]
Referring to FIG. 1, the rotation drive unit 40 includes a head stock 42 that rotatably supports a main shaft 41, a chuck 43 that is connected to the tip of the main shaft 41 and grips one end of a crankshaft 62, and a belt attached to the main shaft 41. The main shaft motor M <b> 1 connected via the shaft 44, and a tail stock 46 including a center 45 that supports the other end of the crankshaft 62. The crankshaft 62 is rotationally driven by the rotation of the main shaft motor M1 being transmitted through the belt 44 and the main shaft 41. By changing the rotation speed of the spindle motor M1, the work rotation speed Vw is set to a desired speed. In order to detect the position of the oil hole 66 in the rotating crankshaft 62, a rotary encoder S1 (corresponding to detection means) for detecting the rotational position of the workpiece W during processing is attached to the main shaft 41. Each of the head stock 42 and the tail stock 46 is provided on tables 47 and 48 that are slidable along the Y direction, and these tables 47 and 48 are arranged on a table 49 that is slidable along the X direction. ing. In order to set the crankshaft 62 between the headstock 42 and the tailstock 46, or to move the crankshaft 62 to the processing position, the respective tables 47, 48, 49 are moved.
[0020]
The oscillation unit 50 includes an eccentric rotator 51 that contacts the end surface of the table 49, and an oscillation motor M <b> 2 that rotationally drives the eccentric rotator 51. The oscillation unit 50 includes an elastic means 52 such as a spring for biasing a resilient force that presses the table 49 toward the eccentric rotator 51 so that the end surface of the table 49 and the eccentric rotator 51 are always in contact with each other. Is provided. By changing the rotation speed of the oscillation motor M2, the oscillation speed Vo is set to a desired speed (for example, 10 Hz). The oscillation amplitude is determined based on the amount of eccentricity of the eccentric rotating body 51 with respect to the axis of the oscillation motor M2. The amount of eccentricity is about 1 mm, and the amplitude of oscillation is about 2 mm. The eccentric amount of the eccentric rotating body 51 can be adjusted by known means such as changing the number of inserted adjustment plates (not shown). A rotary encoder S <b> 2 that detects the rotational position of the eccentric rotator 51 is attached to the shaft of the eccentric rotator 51.
[0021]
Although there are various types of the wrapping film 11, in this embodiment, the base material is made of a highly non-stretchable material, for example, a 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 several μm to 200 μm are attached by an adhesive. The abrasive grains may be bonded to the entire surface of the base material, or may be formed by intermittently forming non-abrasive grain regions having a predetermined width. On the other surface of the base material, a back coating for attaching a resistance material (not shown) made of rubber or synthetic resin to prevent the first and second shoes 71 and 72 from slipping, or in some cases, a slip-proofing process. Is given.
[0022]
2 and 3, the wrapping film 11 is pulled out from the supply reel 15, and a pair of first guide rollers R <b> 1 provided at the front end of the upper arm 22 and a pair provided at the front end of the lower arm 23. Is guided by the second guide roller R2 and the like, and is taken up by the take-up reel 16. A motor M3 is connected to the take-up reel 16. When the motor M3 is operated and the take-up reel 16 is rotated, the wrapping film 11 is sequentially fed out from the supply reel 15. In order to detect the feed amount of the wrapping film 11, a rotary encoder S3 for detecting the rotation amount is attached to the shaft of the take-up reel 16. A lock device (not shown) is provided in the vicinity of the supply reel 15 and the take-up reel 16, and a predetermined tension is applied to the entire film 11 by the operation of the lock device.
[0023]
The paired upper arm 22 and lower arm 23 are rotatable via a support pin 24 so that the distal end portions where the first and second shoes 71 and 72 are disposed can be opened and closed relatively in the Z direction. Is provided. One end of a fluid pressure cylinder 25 that is operated by hydraulic pressure or air pressure is pin-connected to the rear end portion of the upper arm 22, and the tip of a piston rod 26 is pin-connected to the rear end portion of the lower arm 23. When the piston rod 26 is extended from the contracted state, the upper and lower arms 22 and 23 are pivoted about the support pins 24 in the direction in which the tip ends are closed, and are in the closed state shown in FIG. On the other hand, when the piston rod 26 is contracted from the extended state, the upper and lower arms 22 and 23 are rotated in the direction in which the distal ends are opened, and are in the open state shown in FIG. The upper and lower arms 22, 23 are rotated together with the wrapping film 11, the first shoe 71 comes into contact with the processing surface 65 through the wrapping film 11 by closing rotation, and the processing surface 65 and the first surface are rotated by opening rotation. The contact with the shoe 71 is released.
[0024]
In the illustrated embodiment, the first shoe 71 is a hard shoe, and the second shoe 72 is a soft shoe. As is well known, the hard shoe 71 is made of a hard material such as a grindstone or steel. By backing up the wrapping film 11 with the hard shoe 71 and pressing the abrasive surface of the wrapping film 11 against the processed surface 65, the shape accuracy (roundness or straightness) of the processed surface 65, which is a cylindrical surface, is high. Finished. On the other hand, the soft shoe 72 is formed of, for example, a urethane resin material that is softer and elastically deformable than the hard shoe 71. The soft shoe 72 is elastically deformed and comes into contact with the processing surface 65 with a relatively large area through the film 11. The soft shoe 72 is a shoe excellent in the function of improving the surface roughness of the processed surface 65 although the function of correcting the workpiece shape is lower than that of the hard shoe 71. In the first embodiment, the soft shoe 72 is used to form the rounded portion 68 (see FIG. 7B) in the mouth corner portion 67a. In the present specification, the contact of the shoe indirectly with the outer peripheral surface of the workpiece W via the film 11 is abbreviated as “contact”.
[0025]
The shoe is classified into a concave shoe and a convex shoe according to the shape of its tip, but the hard shoe 71 is a concave shoe having a concave tip and the soft shoe 72 is formed as a convex shoe having a convex tip. ing. The soft shoe 72 of the present embodiment is preferably a shoe having a shape specialized for forming the rounded portion 68 at the mouth corner portion 67a, for example, a convex shoe having a spherical shape.
[0026]
A plurality of hard shoes 71 are attached to a shoe case 73 having an inner peripheral surface facing the processing surface 65. In the illustrated example, two pieces are attached to each of the upper and lower shoe cases 73. The shoe case 73 is housed in a recess 27 formed at the tip of the upper and lower arms 22 and 23 so as to be movable forward and backward with respect to the workpiece W. The shoe case 73 moves while its outer surface is guided by the inner surface of the recess 27. A work clamping spring 74 made of a compression coil spring is disposed on the back surface of the shoe case 73. The hard shoe 71 is pressed against the work surface 65 through the wrapping film 11 by the elastic force of the work clamping spring 74.
[0027]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the soft shoe 72 is attached to the tip of the shoe holder 75 and is arranged in the + X direction (right side in the figure) with respect to the crankshaft 62. The shoe holder 75 is attached to the tip of a rod 76 that can move forward and backward along the X direction passing through the axis O (rotation center) of the crankshaft 62. The rod 76 has a forward limit position approaching the crankshaft 62 (the state shown in FIG. 4A) and a reverse travel limit position separating from the crankshaft 62 (the state shown in FIG. 4B). Move back and forth between.
[0028]
As conceptually shown in FIGS. 4A and 4B, the shoe drive unit 30 includes a rotatable eccentric cam 31 that contacts the rear end of the rod 76, a motor M4 that rotationally drives the eccentric cam 31, And an elastic means (not shown) that maintains the rear end of the rod 76 and the eccentric cam 31 in a state where they are always in contact with each other. As shown in FIG. 4A, when the eccentric cam 31 rotates and the top portion of the eccentric cam 31 contacts the rear end of the rod 76, the rod 76 moves to the forward limit position. As a result, the soft shoe 72 reaches the operating position where it is pressed toward the mouth 67 of the oil hole 66, and the abrasive grain surface of the wrapping film 11 is pressed against the mouth 67. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the base portion of the eccentric cam 31 comes into contact with the rear end of the rod 76, the rod 76 moves to the backward limit position. As a result, the soft shoe 72 reaches the non-operating position that is separated from the mouth 67 of the oil hole 66, and the pressing of the wrapping film 11 to the mouth 67 is released. In order to detect the position (operating position or non-operating position) of the soft shoe 72, a rotary encoder S4 that detects the rotational position of the eccentric cam 31 is attached to the shaft of the eccentric cam 31.
[0029]
The cam lift and base circle diameter of the eccentric cam 31 are determined based on the movement amount of the rod 76, that is, the movement amount of the soft shoe 72, the pressing force of the soft shoe 72, and the like. In addition, the position of the rotation center of the eccentric cam 31 can be adjusted in the X direction, and even when the same eccentric cam 31 is used, the pressing force of the soft shoe 72 can be adjusted.
[0030]
With reference to FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C, the range in which the soft shoe 72 is driven from the non-actuated position to the actuated position will be described. In these drawings, it is assumed that the crankshaft 62 rotates in the clockwise direction as indicated by an arrow. Further, as shown in FIGS. 5B and 6B, when the angle θ between the axis of the oil hole 66 and the X direction is zero, that is, the position where the axis of the oil hole 66 is parallel to the X direction. Is a reference position of the crankshaft 62.
[0031]
Ideally, the timing of driving the soft shoe 72 from the non-operating position to the operating position is only the moment when the rotating crankshaft 62 reaches the reference position. However, since the crankshaft 62 is always driven to rotate, if the soft shoe 72 is driven to the operating position only at the moment when the crankshaft 62 reaches the reference position, the rotation of the crankshaft 62 and the movement of the soft shoe 72 There is a possibility that the entire circumference of the mouth 67 of the oil hole 66 cannot be processed uniformly even if the synchronization is slightly shifted. Therefore, it is desirable to drive the soft shoe 72 to the operating position before the crankshaft 62 reaches the reference position, and to maintain the soft shoe 72 in the operating position for a while after the crankshaft 62 reaches the reference position.
[0032]
The lapping process for the mouth 67 is performed while the soft shoe 72 is in contact with the mouth 67. As a result, the soft shoe 72 is driven to the operating position only in the rotational angle range of the crankshaft 62 in which any part of the mouth 67 can come into contact with the soft shoe 72 in the operating position. As shown in FIG. 5A, at the rotation angle of θ = −α degrees before the crankshaft 62 reaches the reference position (θ = 0 degrees), the front end portion in the rotational direction of the mouth 67 contacts the soft shoe 72. 5C, it is assumed that the rear end portion in the rotation direction of the mouth 67 is separated from the soft shoe 72 at a rotation angle of θ = + α degrees after reaching the reference position. In this case, the soft shoe 72 may be driven to the operating position within a range of 2α degrees where the rank shaft 62 rotates from θ = −α degrees to θ = + α degrees.
[0033]
The lapping process performed by pressing the lapping film 11 with the soft shoe 72 is preferably limited to the mouth 67 of the oil hole 66 and its periphery. This is to prevent the shape accuracy (roundness or straightness) of the processed surface 65 from being broken by the processing by the soft shoe 72. Therefore, it is more preferable to drive the soft shoe 72 to the operating position within a range smaller than the range (2α degrees). 6 (A) and 6 (C), the soft shoe 72 is driven to the operating position when θ = −β degrees (β before the crankshaft 62 reaches the reference position (θ = 0 degrees). A rotation angle of <α) to a rotation angle of θ = + β after reaching the reference position is preferably 2β degrees.
[0034]
In the lapping apparatus 1 of the present embodiment, the rotary encoder S1 detects the rotational position of the crankshaft 62, thereby detecting the position of the oil hole 66 in the rotating crankshaft 62, and the oil during processing. The lapping process is performed by controlling the operation of the shoe drive unit 30 so as to drive the soft shoe 72 to the operating position or the non-operating position in accordance with the position of the hole 66 and pressing the lapping film 11 with the soft shoe 72. Is limited to the periphery of the mouth 67 of the oil hole 66.
[0035]
The above control will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic block diagram showing a control system of the lapping apparatus 1 according to the present invention.
[0036]
Referring to FIG. 8, rotary encoders S1, S2, S3, and S4 are connected to a controller 100 (corresponding to control means) mainly composed of a CPU and a memory, and the rotational position of the crankshaft 62 during processing, the soft shoe A detection signal relating to the rotational position of the eccentric cam 31 that changes the position 72 is input to the controller 100. A detection signal related to the rotation speed of the spindle motor M1 that determines the workpiece rotation speed Vw and the rotation speed of the oscillation motor M2 that determines the oscillation speed Vo are also input to the controller 100. The controller 100 determines the position of the oil hole 66 based on a signal related to the rotational position of the crankshaft 62 from the rotary encoder S1. Then, the controller 100 variably controls the position of the soft shoe 72 to the operating position or the non-operating position according to the position of the oil hole 66 during processing.
[0037]
The change control of the position of the soft shoe 72 is performed by controlling the operation of the shoe drive unit 30 including the eccentric cam 31 and the motor M4 so that the soft shoe 72 enters and exits the mouth 67 in synchronization with the position of the oil hole 66. Made.
[0038]
Specifically, the controller 100 rotates the motor M4 so that the top portion of the eccentric cam 31 contacts the rear end of the rod 76 when the rotating crankshaft 62 reaches the reference position (θ = 0 degrees). Is output to the motor M4. Thereby, the soft shoe 72 reaches the operating position, the abrasive grain surface of the wrapping film 11 is pressed against the mouth 67, and the rounded portion 68 is formed in the corner portion 67a. The radius of the rounded portion 68 is, for example, about 10 μm to 20 μm.
[0039]
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0040]
First, the crankshaft 62 is supported between the head stock 42 and the tail stock 46, and the upper and lower arms 22 and 23 are moved to the positions of the pin portion 63 and the journal portion 64. At this time, the fluid pressure cylinder 25 contracts the piston rod 26 and holds the upper arm 22 and the lower arm 23 in the open position. Thereafter, the fluid pressure cylinder 25 is operated to extend the piston rod 26 and rotate in a direction to close the upper and lower arms 22 and 23. By this closing rotation, the wrapping film 11 is set on the processing surface 65.
[0041]
While the upper and lower arms 22 and 23 are opened and rotated, the motor M3 is operated to rotate the take-up reel 16. The wrapping film 11 moves by a predetermined amount, and a new abrasive grain surface is set on the processing surface 65. Thereafter, when a lock device provided in the vicinity of the supply reel 15 is locked and the take-up reel 16 is rotated, a predetermined tension is applied to the wrapping film 11. Next, when the locking device in the vicinity of the take-up reel 16 is locked, the wrapping film 11 is given a tension and is not loosened.
[0042]
When the crankshaft 62 is clamped, the hard shoe 71 is pressed toward the processing surface 65 by the elastic force of the work clamping spring 74.
[0043]
Then, when the rotation unit 40 is operated and the crankshaft 62 is rotated about the axis while the oscillation unit 50 is operated and the crankshaft 62 is given oscillation along the axial direction, the wrapping film 11 is rotated by the hard shoe 71. The abrasive grain surface is pressed against the processing surface 65, and the processing surface 65 is lapped over the entire surface. Since the processing of the entire processing surface 65 is performed by the hard shoe 71, the processing efficiency is high.
[0044]
During this processing, the controller 100 controls the operation of the shoe drive unit 30 to synchronize the rotation of the crankshaft 62 and the movement of the soft shoe 72. The rotary encoder S1 detects the rotational position of the crankshaft 62, and the controller 100 determines the position of the oil hole 66 from the rotational position of the crankshaft 62, and the soft shoe 72 according to the position of the oil hole 66 during processing. Is variably controlled to an operating position or a non-operating position. That is, the controller 100 controls the operation of the motor M4 so that the top portion of the eccentric cam 31 contacts the rear end of the rod 76 when the rotating crankshaft 62 reaches the reference position (θ = 0 degrees). The eccentric cam 31 is rotated.
[0045]
Thereby, the soft shoe 72 reaches the operating position, the abrasive grain surface of the wrapping film 11 is pressed against the mouth 67, and the rounded portion 68 is formed in the corner portion 67a.
[0046]
During the lapping process, the crankshaft 62 is rotated forward a set number of times (for example, 5 times) and then reversely rotated the same set number of times. By changing the rotation direction, clogging of the wrapping film 11 is eliminated and the performance is maintained, and the entire circumference of the mouth 67 is processed uniformly.
[0047]
As described above, since the processing on the entire circumference of the processing surface 65 by the hard shoe 71 and the processing on the mouth 67 by the soft shoe 72 are performed by one lapping processing apparatus, the processing efficiency is good and the time required for processing is shortened. Can do. Further, since there is no increase in the number of equipment, the increase in equipment costs and processing costs can be suppressed.
[0048]
Further, since the lapping process performed by pressing the lapping film 11 with the soft shoe 72 is limited to the periphery of the mouth 67 of the oil hole 66, the shape accuracy (roundness and straightness) of the processed surface 65 is soft. There is no risk of collapse due to processing by the shoe 72. Furthermore, the processing by the hard shoe 71 that increases the shape accuracy (roundness and straightness) of the processed surface 65 and the processing by the soft shoe 72 that forms the rounded portion 68 in the mouth corner portion 67a are performed in the same process. Therefore, the function of correcting the work shape by the hard shoe 71 also works on the portion on the processing surface 65 that has been processed by the soft shoe 72. From this point of view as well, there is no possibility that the shape accuracy of the processed surface 65 is broken by the processing by the soft shoe 72.
[0049]
In the case of comparison with the additional processing of pressing the abrasive surface of the wrapping film against the mouth 67 with the soft shoe after processing with the hard shoe, the wrapping film bites into the mouth corner 67a too much during processing with the soft shoe. As a result, peeling of the abrasive grains occurs. FIG. 9 shows a failure example in which a part of the abrasive grain layer of the wrapping film 91 is peeled off. As shown in the figure, a peeling portion 92 extending in a strip shape along the film conveyance direction is generated at a substantially central portion in the width direction of the wrapping film 91.
[0050]
On the other hand, in this embodiment, since the lapping process by the soft shoe 72 is limited to the periphery of the mouth 67 of the oil hole 66, the lapping film 11 does not bite into the mouth corner portion 67a, and the lapping film 11 is ground. Grain peeling is reduced, and the number of places where peeling occurs is reduced.
[0051]
The crankshaft 62 has a large number of pin portions 63 and journal portions 64, and lapping is performed on these pin portions 63 and journal portions 64 all at once. When the lapping process is completed, the fluid pressure cylinder 25 is operated to contract the piston rod 26, and the upper and lower arms 22 and 23 are rotated in the opening direction so that the crankshaft 62 can be taken out. If another crankshaft 62 is set after taking out the crankshaft 62, the same lapping process can be started.
[0052]
As described above, according to the wrapping processing apparatus 1 of the first embodiment, the wrapping film 11, the first shoe 71 that presses the abrasive grain surface of the wrapping film 11 against the processing surface 65, and the wrapping film 11 A second shoe 72 that presses the abrasive surface against the mouth 67 of the oil hole 66 as a hole, an operating position where the second shoe 72 is pressed toward the mouth 67 of the oil hole 66, and the mouth 67 of the oil hole 66. The position of the oil hole 66 in the workpiece W that rotates by detecting the rotational position of the workpiece W, and the rotational drive unit 40 that drives the workpiece W to rotate between the non-actuated position that is separated from the workpiece W. The shoe drive unit 3 is configured to drive the second shoe 72 to the operating position or the non-operating position in accordance with the rotary encoder S1 to be detected and the position of the oil hole 66 during processing. And the controller 100 for controlling the operation of the oil hole 66, and the lapping process performed by pressing the lapping film 11 with the second shoe 72 is limited to the periphery of the mouth 67 of the oil hole 66. Even a workpiece W having an opened processing surface 65 can be processed quickly, suppressing an increase in processing costs and a decrease in shape accuracy (roundness and straightness) as much as possible. There is an effect that it is possible to reduce the peeling of the abrasive grains and the parts to be peeled off.
[0053]
Further, since the first shoe 71 is made of a hard shoe and the second shoe 72 is made of a soft shoe, processing by the hard shoe 71 for improving the shape accuracy (roundness and straightness) of the processing surface 65, and the corner of the mouth. The processing by the soft shoe 72 that forms the rounded portion 68 in the portion 67a is performed in the same process, and the work shape by the hard shoe 71 is also corrected at the portion on the processing surface 65 that has been processed by the soft shoe 72. Is working. Therefore, there is no possibility that the shape accuracy of the processed surface 65 is lost due to the processing by the soft shoe 72.
[0054]
Further, the hole portion is, for example, an oil hole 66, and the processing surface 65 of the pin portion 63 of the crankshaft 62 and the journal portion 64 having such an oil hole 66 can be suitably lapped.
[0055]
Further, since the wrapping film 11 is non-stretchable and deformable, a suitable wrapping process can be performed on the workpiece W.
[0056]
In addition, the lapping apparatus 1 of the present embodiment is configured so that the workpiece W is pressed against the workpiece W having the machining surface 65 with the oil hole 66 opened by the first shoe 71 against the abrasive surface of the wrapping film 11. A lapping method for performing lapping while rotating, wherein the position of the oil hole 66 in the rotating workpiece W is detected by the rotary encoder S1, and the lapping film 11 is ground according to the position of the oil hole 66 during processing. The second shoe 72 that presses the grain surface against the mouth 67 of the oil hole 66 is driven to an operating position that is pressed toward the mouth 67 of the oil hole 66 or a non-operating position that is separated from the mouth 67 of the oil hole 66, The wrapping process performed by pressing the wrapping film 11 with the two shoes 72 is limited to the periphery of the mouth 67 of the oil hole 66. As described above, even the workpiece W having the machining surface 65 with the oil hole 66 opened can be quickly machined, and the machining cost increases and the shape accuracy (roundness and It is possible to suppress the decrease in straightness) as much as possible and to reduce the peeling of the abrasive grains of the wrapping film 11 and the places where peeling occurs.
[0057]
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a closed state of the upper and lower arms 22 and 23 provided to be openable and closable in the lapping apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. 11A is a cross-sectional view showing the shoe 80 and the shoe case 83 used in the second embodiment, and FIG. 11B is an arrow view of FIG. It is. 10, members that are the same as those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0058]
As shown in FIG. 10, the lapping apparatus 2 according to the second embodiment is similar to the first embodiment in that a crank as a workpiece W having a machining surface 65 in which a hole 66 such as an oil hole is opened. The lapping machine is suitable for lapping the shaft 62, and includes a lapping film 11 and a shoe 80 that presses the abrasive grain surface of the lapping film 11 against the machining surface 65. However, it differs from the first embodiment in the structure of the shoe 80 itself, and also differs from the first embodiment in that the second shoe 72 and the shoe drive unit 30 are not provided.
[0059]
As shown in FIGS. 11A and 11B, a shoe 80 according to the second embodiment includes a first shoe member 81 constituting a hard shoe and a second shoe member 82 constituting a soft shoe. Contains. The second shoe member 82 is disposed at a portion where the wrapping film is pressed against the mouth 67 of the hole 66, in other words, at a location where the hole 66 passes. The shoe at the left end in the figure includes only the first shoe member 81 including the portion through which the hole 66 passes.
[0060]
The first shoe member 81 is formed of a hard material such as a grindstone or steel in order to constitute a hard shoe. On the other hand, the second shoe member 82 is formed of, for example, a urethane resin material that is softer and more elastically deformable than the first shoe member 81 in order to form a soft shoe.
[0061]
The surface of the second shoe member 82 protrudes toward the workpiece W by a slight size (several μm) from the surface of the first shoe member 81. The optimal amount of protrusion of the second shoe member 82 is determined based on the hardness of the second shoe member 82 and the shoe pressing force.
[0062]
In the lapping apparatus 2 including the shoe 80 having such a configuration, when the crankshaft 62 is clamped, both the first shoe member 81 and the second shoe member 82 are urged by the elastic force of the work clamp spring 74. It is pressed toward the processing surface 65.
[0063]
Then, when the rotation drive unit 40 is operated and the crankshaft 62 is rotated about the axis while giving oscillation along the axial direction to the crankshaft 62, the wrapping film 11 is formed by the first shoe member 81 constituting the hard shoe. The abrasive grain surface is pressed against the processing surface 65, and the processing surface 65 is lapped over the entire surface. Furthermore, the abrasive grain surface of the wrapping film 11 is pressed against the mouth 67 by the second shoe member 82 constituting the soft shoe, and the rounded portion 68 is formed in the corner portion 67a.
[0064]
During the lapping process, the crankshaft 62 is rotated forward a set number of times (for example, 5 times) and then reversely rotated the same set number of times. By changing the rotation direction, the performance of the wrapping film 11 is maintained, and the entire circumference of the mouth 67 is processed uniformly.
[0065]
As described above, also in the second embodiment, the processing for the entire circumference of the processing surface 65 by the first shoe member 81, that is, the hard shoe, and the processing for the mouth 67 by the second shoe member 82, that is, the soft shoe are performed by one unit. Since it is performed by the lapping processing apparatus, the processing efficiency is good and the time required for processing can be shortened. Further, since there is no increase in the number of equipment, the increase in equipment costs and processing costs can be suppressed.
[0066]
Moreover, since the shoe in the existing lapping apparatus can be replaced with the shoe 80 of the second embodiment, an increase in equipment cost and processing cost can be further suppressed as compared with the first embodiment.
[0067]
Further, the left end shoe 80 is composed only of a hard shoe, processing with a hard shoe that increases the shape accuracy (roundness and straightness) of the processed surface 65, and software for forming a rounded portion 68 in the mouth corner portion 67a. Since the processing with the shoe is performed in the same process, the function of correcting the workpiece shape with the hard shoe at the left end works at the portion on the processing surface 65 that has been processed with the soft shoe. Thereby, there is no possibility that the shape accuracy of the processing surface 65 may be lost by processing with the soft shoe.
[0068]
Note that the second embodiment can be effectively applied to the workpiece W in which the rounding amount of the mouth corner portion 67a is relatively small as compared with the first embodiment.
[0069]
(Modification example)
The processing surface 65 of the workpiece W is not limited to the pin portion 63 or the journal portion 64 of the crankshaft 62, and can be applied to various other workpieces W as long as the hole 66 has the processing surface 65 opened. Needless to say.
[0070]
In the first embodiment, an example in which the eccentric cam 31 and the motor M4 are used as the shoe drive means 30 is illustrated, but the present invention is not limited to this and can be appropriately modified. For example, the second shoe 72 may be driven to the operating position or the non-operating position using an actuator such as a fluid pressure cylinder that is operated by a servo motor or air pressure.
[0071]
Further, although the case where the second shoe 72 is configured by a soft shoe has been shown, the second shoe 72 is configured by the same hard shoe as the first shoe 71, and the pressing force of the second shoe 72 is weaker than the pressing force of the first shoe 71. However, the same effect can be obtained. The shoe pressing force may be adjusted by adjusting the fluid pressure such as hydraulic pressure or air, or adjusting the spring force of the spring.
[0072]
Further, the soft shoe 72 may be oscillated in the axial direction of the workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a lapping apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a closed state of upper and lower arms provided in a lapping apparatus so as to be freely opened and closed.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an open state of upper and lower arms.
4 (A) and 4 (B) are cross-sectional views showing the main part of the lapping apparatus 1, and FIG. 4 (A) shows the second shoe constituting the soft shoe at the mouth of the oil hole. FIG. 4B shows a state where the soft shoe is driven to a non-operating position where the soft shoe is separated from the mouth of the oil hole.
FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining a range in which the soft shoe is driven from the non-operating position to the operating position.
FIGS. 6A to 6C are views for explaining a range in which the soft shoe is driven from the non-operating position to the operating position.
7A is a perspective view showing an example of a crankshaft as a workpiece to be lapped, and FIG. 7B is a partially cutaway sectional view showing an oil hole formed in the crankshaft. It is.
FIG. 8 is a schematic block diagram showing a control system of the lapping apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a view showing a defect example in which a part of an abrasive layer of a wrapping film is peeled off.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a closed state of upper and lower arms provided to be opened and closed in a lapping apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11A is a cross-sectional view showing a shoe and a shoe case used in the second embodiment, and FIG. 11B is an arrow view of FIG. It is.
[Explanation of symbols]
1.2 ... Lapping device
11 ... Wrapping film
30 ... Shoe drive unit (shoe drive means)
40: Rotation drive unit (rotation drive means)
50 ... Oscillation unit
62 ... Crankshaft (workpiece)
63 ... pin part
64 ... Journal
65 ... Machining surface
66 ... oil hole (hole)
67 ... Mouth
67a ... Corner
68 ... Earl Club
71 ... first shoe, hard shoe
72. Second shoe, soft shoe
80 ... Shoe
81. First shoe member, hard shoe
82 ... Second shoe member, soft shoe
100: Controller (control means)
M1 ... Spindle motor
M4 ... motor
S1 ... Rotary encoder (detection means)
S2, S3, S4 ... Rotary encoder
W: Work having a machining surface with a hole

Claims (6)

穴部が開口された加工面を有するワークに対してラッピング加工を施すラッピング加工装置であって、
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、
前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記加工面に押付ける第1のシューと、
前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記穴部の口元に押付ける第2のシューと、
前記第2のシューを、前記穴部の口元に向けて押付けられる作動位置と前記穴部の口元から離反する非作動位置との間で駆動するシュー駆動手段と、
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
回転するワークにおける前記穴部の位置を検出する検出手段と、
加工中における前記穴部の位置に応じて前記第2のシューを前記作動位置または前記非作動位置に駆動するように、前記シュー駆動手段の作動を制御する制御手段と、を有し、
前記第2のシューにより前記ラッピングフィルムを押付けることにより施されるラッピング加工を、前記穴部の口元の周辺に限定するようにしたことを特徴とするラッピング加工装置。
A lapping machine for lapping a workpiece having a machining surface with an open hole,
A wrapping film in which abrasive grains are provided on one surface of a thin substrate;
A first shoe that presses the abrasive surface of the wrapping film against the processed surface;
A second shoe that presses the abrasive surface of the wrapping film against the mouth of the hole;
Shoe driving means for driving the second shoe between an operating position pressed toward the mouth of the hole and a non-operating position separated from the mouth of the hole;
A rotation driving means for rotating the workpiece;
Detection means for detecting the position of the hole in the rotating workpiece;
Control means for controlling the operation of the shoe driving means so as to drive the second shoe to the operating position or the non-operating position in accordance with the position of the hole during processing,
A lapping apparatus characterized in that lapping performed by pressing the lapping film with the second shoe is limited to the periphery of the mouth of the hole.
前記第1のシューはハードシューからなり、前記第2のシューはソフトシューからなる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 first shoe is a hard shoe, and the second shoe is a soft shoe. 前記穴部は油穴である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 hole is an oil hole. 穴部が開口された加工面を有するワークに対してラッピング加工を施すラッピング加工装置であって、
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、
前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記加工面に押付けるシューと、を有し、
前記シューは、ハードシューを構成する第1のシュー部材と、ソフトシューを構成する第2のシュー部材とを含み、前記第2のシュー部材を、前記ラッピングフィルムを前記穴部の口元に押付ける部位かつ前記穴部が通過する箇所の一部に配置したことを特徴とするラッピング加工装置。
A lapping machine for lapping a workpiece having a machining surface with an open hole,
A wrapping film in which abrasive grains are provided on one surface of a thin substrate;
A shoe that presses the abrasive surface of the wrapping film against the processed surface,
The shoe includes a first shoe member constituting a hard shoe and a second shoe member constituting a soft shoe, and the second shoe member is pressed against the mouth of the hole portion with the wrapping film. A lapping apparatus characterized by being arranged at a part and a part of a part through which the hole part passes .
前記ラッピングフィルムは、非伸縮性でかつ変形可能であることを特徴とする請求項1または請求項4に記載のラッピング加工装置。The lapping processing apparatus according to claim 1, wherein the lapping film is non-stretchable and deformable. 穴部が開口された加工面を有するワークに、第1のシューによりラッピングフィルムの砥粒面を押付けた状態で、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、
回転するワークにおける前記穴部の位置を検出手段により検出し、加工中における前記穴部の位置に応じて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記穴部の口元に押付ける第2のシューを、前記穴部の口元に向けて押付けられる作動位置または前記穴部の口元から離反する非作動位置に駆動し、前記第2のシューにより前記ラッピングフィルムを押付けることにより施されるラッピング加工を、前記穴部の口元の周辺に限定するようにしたことを特徴とするラッピング加工方法。
A lapping method for performing lapping while rotating the workpiece while pressing the abrasive surface of the lapping film with a first shoe against a workpiece having a machining surface in which a hole is opened,
The position of the hole in the rotating workpiece is detected by a detecting means, and a second shoe that presses the abrasive grain surface of the wrapping film against the mouth of the hole according to the position of the hole during processing, Driving to an operating position pressed toward the mouth of the hole or a non-operating position away from the mouth of the hole, and wrapping applied by pressing the wrapping film with the second shoe, A lapping method characterized by being limited to the periphery of the mouth of the hole.
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