JP4193511B2

JP4193511B2 - Lapping shoe

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Publication number: JP4193511B2
Application number: JP2003035191A
Authority: JP
Inventors: 正博小又; 雅彦飯泉; 清長谷川; 崇荻野; 智浩近藤; 和夫武田; 孝文渡辺; 義之千田; 靖志松下
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-02-13
Also published as: JP2004243458A

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において用いられるラッピング加工用のシューに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カムシャフトのカムロブ部やジャーナル部あるいはクランクシャフトのジャーナル部やピン部等のような断面円弧状外周面を有するワークを仕上げ加工する場合は、最近、一面に砥粒が設けられたラッピングフィルムによりラッピング加工されている。
【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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このようなラッピング加工において用いられるシューは、その先端部の形状から凸シューと凹シューとに分類される。凸シューは、位置固定的に保持され、その先端部が凸状円弧となっているので、ワークの円弧状外周面とはフィルムを介してであるが、いわば１点での線接触となる。一方、凹シューは、当該凹シューを支持する軸中心に回動自在に保持され、フィルムを介して加工面に複数箇所で当接する凹状先端部を有している。凹シューは、先端部はへこ（凹）んでいるものの、ワークとの当接面自体は凸状円弧となっているので、ワークの円弧状外周面とはフィルムを介してであるが、いわば２点での線接触となる。
【０００５】
この凹シューを用いて、カムシャフトのカムロブ部のような加工面が断面非真円形状のワークに対してラッピング加工する場合には、当該凹シューは、ワークの回転に伴って首を振るように回動しながら、フィルムをワークに押付けている。したがって、凹シューでは、フィルムを介してワークに接触する箇所がワークの回転に伴って変化している。
【０００６】
なお、本明細書では、シューがフィルムを介してワークの外周面と間接的に当接することを「接触」と略称する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２３７１１６号公報（図１、図２参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
シューは、スチールあるいは合成樹脂により構成された比較的剛性を有するものであるが、ラッピング加工時には、ある程度の弾性変形が生じながら、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付けている。
【０００９】
ラッピング加工が施された加工面の加工品質には、面粗度や、ワークの軸線方向に沿う真直度などがあるが、当該加工品質とシューの硬さとの間には、密接な関係がある。すなわち、前者の面粗度を良好にするためには、シューを比較的軟らかい材質から形成し、シューの弾性変形量を大きくするのが好ましい。一方、後者の真直度を良好にするためには、シューを比較的硬い材質から形成し、シューの弾性変形量を小さくするのが好ましい。
【００１０】
しかしながら、従来のシューでは、その全体がある一つの材質から構成されていることから、真直度および面粗度の両者をバランスよく良好に仕上げることが難しいという問題がある。特に、凹シューでは、ワークに接触する箇所が当該ワークの回転に伴って変化することから、真直度および面粗度の両者をバランスよく良好に仕上げることが一層難しいという問題がある。
【００１１】
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、真直度および面粗度の両者をバランスよく良好に仕上げることが可能なラッピング加工用のシューを提供することを目的とする。
【００１２】
【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。
【００１３】
断面非真円の円弧状の加工面を有し回転駆動されるワークに対して、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を押付けるラッピング加工用のシューであって、
前記シューは、所定の軸を中心に回動自在に保持されるとともに前記ラッピングフィルムを介して前記加工面に複数箇所で当接する凹状先端部を有する凹シューから構成され、
さらに、前記ワークの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層、および／または、前記ワークの軸線方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層を有し、
前記ワークの前記加工面は、カムシャフトにおけるカムロブ部の外周面であり、
前記複数の押付け層のうち前記カムロブ部のトップ部の先端が前記ラッピングフィルムを介して接触する押付け層は、前記トップ部の先端が前記ラッピングフィルムを介して接触しない他の押付け層に比べて弾性変形量が小さいことを特徴とするラッピング加工用のシューである。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係るラッピング加工用のシューによれば、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに対してラッピング加工するにあたり、カムロブ部のトップ部において真直度および面粗度の両者をバランスよく良好に仕上げることが可能になり、カムロブ部の他の部位においても良好な面粗度を安定して得ることができるという効果を奏する。さらに、シューのジャンピングを防止しつつワーク回転速度を高速にすることができ、カムロブ部に対するラッピング加工を施す際の加工時間を短縮することができる。
【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、本発明に係るラッピング加工用のシュー７０を組み込んだ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）は、第１の実施形態に係るラッピング加工用のシュー７０を示す断面図、図４（Ｂ）は、シュー７０とワークＷとの接触状態を示す概念図、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、シュー７０の複数の押付け層７１、７２、７３の説明に供する図である。また、図６（Ａ）は、ラッピング加工されるワークＷとしてのカムシャフト６０の一例を示す斜視図、図６（Ｂ）は、カムシャフト６０のカムロブ部６１における各部位の説明に供する図である。なお、説明の便宜上、カムシャフト６０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を参照してラッピング加工装置１について概説すれば、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルム１１と、ラッピングフィルム１１の背面側に配置されラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付けるラッピング加工用のシュー７０と、ワークＷを回転駆動する回転駆動ユニット４０と、ワークＷおよびラッピングフィルム１１のうちの少なくとも一方にワークＷの軸線方向に沿うオシレーションを付与するオシレーションユニット５０と、を有し、回転するワークＷの加工面６５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。前記シュー７０は、所定の軸を中心に回動自在に保持されるとともにラッピングフィルム１１を介して加工面６５に複数箇所で当接する凹状先端部を有する凹シューから構成され、さらに、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を有している（図４（Ａ）参照）。本実施形態のシュー７０は、断面非真円の円弧状の加工面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６（Ａ）に示すように、カムシャフト６０を挙げることができ、このカムシャフト６０におけるカムロブ部６１の外周面が、ラッピング加工を施す加工面６５となる。カムロブ部６１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】
なお、本明細書における「断面非真円の円弧状」とは、回転中心から一の部位までの半径を他の部位までの半径と異ならせることを意図した円弧形状をいい、楕円形状や、図示したカムロブ部６１のような卵形状が含まれることはもちろんのこと、外形は円形状であるが回転中心が円中心から偏心したものも含まれると理解されなければならない。
【００１９】
以下、ラッピング加工装置１について詳述する。
【００２０】
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の先端に連結されカムシャフト６０の一端を把持するチャック４３と、主軸４１にベルト４４を介して接続される主軸モータＭ１と、カムシャフト６０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。カムシャフト６０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、ワーク回転速度が所望の速度に設定される。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。カムシャフト６０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、カムシャフト６０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。
【００２１】
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。なお、図１中の符号２００は、ラッピング加工装置１の作動を制御するコントローラである。
【００２２】
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、シュー７０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。
【００２３】
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、上アーム２２の内方位置に取り付けられている第２ガイドローラＲ２と、下アーム２３の内方位置に取り付けられている第３ガイドローラＲ３と、下アーム２３の先端に設けられた一対の第４ガイドローラＲ４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。
【００２４】
前記対をなす上アーム２２および下アーム２３は、シュー７０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、閉じ回動によりシュー７０がラッピングフィルム１１を介してカムロブ部６１に当接し、開き回動によりカムロブ部６１とシュー７０との当接を解除する。
【００２５】
前記シュー７０は、凹シューから構成され、カムロブ部６１の加工面６５とは２点での線接触となる。上下のシュー７０によりカムロブ部６１は４点支持されることから、当該カムロブ部６１を安定的に回転させることができる。
【００２６】
シュー７０は、所定の軸としての揺動ピン２９を介してシューケース２８に回動自在に保持されている。シューケース２８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２８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２８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３３が配置されている。シュー７０は、ワーククランプ用バネ３３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。上下の揺動ピン２９はカムシャフト６０の軸心Ｏを通る線上に位置し、シュー押付け力が効率的にフィルム１１に作用するようにしてある。
【００２７】
前記カムロブ部６１は、図６（Ｂ）に示すように、ベースサークルをなすベース部ｄ、カムのリフトを定めるトップ部ａ、トップ部ａの両側に連続し、エンジンのバルブを開き始めたり、閉じ始めたりするイベント部ｂ１、ｂ２、ベース部ｄからイベント部ｂ１、ｂ２へのアプローチをなすランプ部ｃ１、ｃ２の複数の部位を備えている。カムロブ部６１のように加工面６５が断面非真円形状の場合には、カムロブ部６１の軸心Ｏ（回転中心）から加工面６５までの半径が部位ごとに変化し、ベース部ｄの終端からトップ部ａに向かうにつれて長くなっている。また、ベース部ｄは曲率半径が一定であるが、イベント部ｂ１、ｂ２はほぼ直線的であるため曲率半径が非常に大きく、トップ部ａは曲率半径が比較的小さくなる。
【００２８】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、カムシャフト６０の回転により、トップ部ａの入り側において、シュー１７０のジャンピングＪが生じた状況を示す概略図、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、カムシャフト６０の回転により、トップ部ａの抜け側において、シュー１７０のジャンピングＪが生じた状況を示す概略図である。なお、図７および図８では、上側のシュー１７０のみを図示してある。
【００２９】
カムロブ部６１をラッピング加工する場合において、カムロブ部６１の回転に伴って加工部位が移行するときに、シュー１７０がカムロブ部６１から離れるジャンピング（跳ね）現象が生じることがある（図７（Ｂ）（Ｃ）、図８（Ｃ）参照）。シュー１７０のジャンピングＪは、カムシャフト６０を高速回転したときに顕著に発生する。シュー１７０にジャンピングＪが生じると、加工面６５に対する仕事量が大幅に減少して他の部位に比べて面粗度が悪くなったり、加工面６５に圧痕が生じたりする。加工品質に悪影響を及ぼすジャンピングＪを防止するため、加工中のワーク回転速度は、回転するカムロブ部６１に追従してシュー１７０を押付けることが可能な速度以下に設定されている。
【００３０】
ところで、従来のシューでは、その全体がある一つの材質から構成されていることから、真直度および面粗度の両者をバランスよく良好に仕上げることができず、さらに、シューのジャンピングを防止しつつワーク回転速度を高速にすることができない、という問題がある。
【００３１】
この点について詳述すると、シューをある一つの材質から構成すると、第１に、シューの硬さを必要以上に軟らかくできないという制限を受ける。シューの硬さを軟らかくし過ぎると、形状精度、特に真直度が悪化するからである。カムロブ部６１にあっては、トップ部ａの真直度が最も要求されている。上記の制限からシューの硬さを硬くすると、シューのジャンピングが生じやすくなるため、ワーク回転速度を高速にできず、ラッピング加工に長時間を要する結果となる。
【００３２】
シューをある一つの材質から構成すると、第２に、シューの硬さを必要以上に硬くできないという制限を受ける。シューの硬さを硬くし過ぎると、良好な面粗度を得にくいからである。上記の制限からシューの硬さを軟らかくすると、ワークＷの軸線方向に沿う幾何学形状（以下、「軸方向幾何学形状」とも言う）が、両端部に比べて中央部が僅かに窪んだいわゆる中凹形状になることがある。シューが軟らかいと、その弾性作用により、カムロブ部６１の軸方向のエッジ部にラッピングフィルム１１が押付けられ易くなる。すると、オシレーションに伴って移動するカムロブ部６１のエッジ部によって砥粒がダメージを受け、中央部での作用砥粒数に比べて両端部での作用砥粒数が相対的に減少し、加工面６５の除去量が、両端部に比べて中央部が相対的に増加するためである。軸方向幾何学形状が中凹形状になると、トップ部ａの真直度が要求されたレベルに達せず、加工不良になる虞がある。なお、ワークＷの中には、真直度を高精度に仕上げることが要求されるワークＷの他に、軸方向幾何学形状を積極的に中凸や中凹にすることを意図したワークも存在する。
【００３３】
ある一つの材質から構成されたシューにあっては、上記のようにシューの硬さに対する相反する要求をバランスよく満足することは事実上不可能である。その結果、良好な真直度および良好な面粗度の両立を図ることができず、さらに、シューのジャンピングを防止しつつワーク回転速度を高速にすることができない。
【００３４】
そこで、第１の実施形態に係るシュー７０は、図４（Ａ）に示したように、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３（図示例では３層）を有している。ここに、複数の押付け層７１、７２、７３のうちカムロブ部６１のトップ部ａの先端がラッピングフィルム１１を介して接触する押付け層７１は、トップ部ａの先端がラッピングフィルム１１を介して接触しない他の押付け層７２、７３に比べて、弾性変形量を小さくするのが好ましい。
【００３５】
詳述すると、シュー７０における複数の押付け層７１、７２、７３は、硬度が異なる硬質樹脂材料から形成されている。ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠したスプリング式硬さ試験（Ａ型）による硬度で表すと、中央に配列する押付け層７１（以下、「中央押付け層」とも言う）は、例えば９０Ｈｓ（ＪＩＳＡ）の硬質ウレタン樹脂７４から形成されている。ここで言う「中央」とは、少なくともトップ部ａの先端がシュー７０に接触する最大幅の範囲に相当する領域を指している（後述する図５を参照）。ワークＷの回転方向に沿って中央押付け層７１の両側に配列する押付け層７２、７３（以下、「側方押付け層」とも言う）は、例えば８０Ｈｓ（ＪＩＳＡ）の硬質ウレタン樹脂７５から形成されている。ある一つの材質から構成される従来一般的なシューを基準にすると、硬質ウレタン樹脂７４は前記材質よりも硬く、硬質ウレタン樹脂７５は前記材質よりも軟らかい。中央押付け層７１が、カムロブ部６１のトップ部ａの先端が接触する押付け層に相当し、側方押付け層７２、７３が、トップ部ａの先端が接触しない他の押付け層に相当し、中央押付け層７１は側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さい。このように押付け層を構成する部材の材質７４、７５の弾性率を異ならせることにより、ワークＷの回転方向に沿って配列される複数の押付け層７１、７２、７３の弾性変形量を異ならせている。
【００３６】
使用する硬質ウレタン樹脂７４、７５は、耐油性、耐水性に優れる材質のものが望ましい。たとえば、ポリエーテル系のウレタンエラストマー用プレポリマーを用いたタケネートＬ−１１２８（武田薬品工業（株）製）などを用いることができる。なお、硬質ウレタン樹脂７４、７５の硬度は上述したものに限られないことは言うまでもない。
【００３７】
図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、中央押付け層７１における、ワークＷの回転方向に沿う幅（図中左右方向に相当する）について説明する。なお、図５では、上側のシュー７０のみを図示してある。また、図５（Ａ）に示されるシュー７０の位置を、初期位置とする。
【００３８】
図５に矢印で示される反時計回り方向にカムロブ部６１が回転する場合において、トップ部ａがシュー７０から抜け出るときには、シュー７０は初期位置から揺動ピン２９を中心に時計回り方向に回動（首振り運動）し（図５（Ｂ））、トップ部ａがシュー７０に入り込むときには、シュー７０は初期位置から揺動ピン２９を中心に反時計回り方向に回動している（図５（Ｃ））。トップ部ａの先端は、シュー７０から抜け出るときには点Ｐ１においてシュー７０に接触し、シュー７０に入り込むときには点Ｐ２においてシュー７０に接触している。そして、点Ｐ１、Ｐ２のそれぞれから揺動中心を通るシュー７０の中心線Ｏｓに下ろした垂線の長さをＬ１、Ｌ２とする。このときには、中心線Ｏｓから図中左側にＬ１、図中右側にＬ２の範囲を中央押付け層７１とする必要があり、中央押付け層７１の幅はＬ１＋Ｌ２以上の寸法が必要となる。
【００３９】
なお、ラッピングフィルム１１の目詰まりを解消するなどの目的から、ワークＷは、設定回数（例えば５回）だけ正回転された後、同じ設定回数だけ逆回転される。中央押付け層７１の幅は、カムロブ部６１が正逆いずれの方向に回転しても、トップ部ａの先端が中央押付け層７１に必ず接触し、側方押付け層７２、７３に接触することがないように決定されている。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４１】
まず、ヘッドストック４２とテールストック４６との間にカムシャフト６０を支持し、カムロブ部６１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、カムロブ部６１の加工面６５上にセットされる。
【００４２】
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。
【００４３】
カムロブ部６１をクランプすると、シュー７０はワーククランプ用バネ３３の弾発力が付勢されてカムロブ部６１に向けて押付けられ、ラッピングフィルム１１の砥粒面が加工面６５に押付けられる。
【００４４】
そして、オシレーションユニット５０を作動させてカムシャフト６０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を作動させてカムシャフト６０を軸中心で回転すると、シュー７０を保持したシューケース２８が凹部２７の中でカムロブ部６１の回転に倣って進退移動しながら、加工面６５がラッピング加工される。
【００４５】
カムシャフト６０は、多数のカムロブ部６１を有しているが、ラッピング加工は、これらカムロブ部６１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、カムシャフト６０を取り出し可能な状態とする。カムシャフト６０を取り出した後、他のカムシャフト６０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。
【００４６】
このラッピング加工中において、トップ部ａ以外の部位（ジャーナル部ｂ１、ｂ２やランプ部ｃ１、ｃ２）が加工される位置にカムロブ部６１が回転した状態が図４（Ｂ）に示されている。この状態では、ラッピングフィルム１１を介してシュー７０と加工面６５とが接触する位置は、側方押付け層７２、７３上にある。側方押付け層７２、７３を中央押付け層７１よりも軟らくしてあるので、側方押付け層７２、７３は中央押付け層７１に比べて弾性変形量が大きい。さらに、ある一つの材質から構成される従来一般的なシューを基準にして、側方押付け層７２、７３は前記材質よりも軟らかい硬質ウレタン樹脂７５から形成してあるので、側方押付け層７２、７３の弾性変形量は従来よりも大きいものとなる。したがって、加工面６５に対するラッピングフィルム１１の接触面積が従来よりも広くなり、砥粒による加工面６５の単位時間当たりの除去量が増加する。これにより、加工面６５は、良好な面粗度に安定して仕上げられる。また、広範囲でラッピング加工するということは、ワークＷに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮することを意味する。
【００４７】
カムロブ部６１の軸心Ｏからトップ部ａまでの半径は長いので、トップ部ａが加工されるときには、ワーククランプ用バネ３３の圧縮量が大きくなり、シュー押付け力が大きくなる。図５（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、ラッピングフィルム１１を介してシュー７０とトップ部ａの先端とが接触する位置は、中央押付け層７１上にある。中央押付け層７１を側方押付け層７２、７３よりも硬くしてあるので、中央押付け層７１は側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さい。さらに、ある一つの材質から構成される従来一般的なシューを基準にして、中央押付け層７１は前記材質よりも硬い硬質ウレタン樹脂７４から形成してあるので、中央押付け層７１の弾性変形量は従来よりも小さいものとなる。中央押付け層７１は硬くて弾性変形量が小さいので、カムロブ部６１の軸方向のエッジ部にラッピングフィルム１１が押付けられ難く、オシレーションに伴ってカムロブ部６１のエッジ部が移動しても、砥粒が受けるダメージは従来に比べて小さくなる。したがって、トップ部ａにおける中央部での作用砥粒数と軸方向両端部での作用砥粒数とがほぼ同等になり、加工面６５の除去量が、両端部に比べて中央部が相対的に増加することはない。これにより、トップ部ａでの軸方向幾何学形状が中凹形状になることが抑制されてフラットになり、トップ部ａは、良好な真直度の形状精度に仕上げられる。
【００４８】
さらに、トップ部ａがシュー７０に入り込んだり、シュー７０から抜け出たりする際の衝撃は、軟らかい側方押付け層７２、７３が弾性変形することによって吸収される。したがって、カムシャフト６０を従来よりも高速回転して加工するときでも、シュー７０のジャンピングを抑制することができる。これにより、ワーク回転速度を高速にし、時間当たりの除去量を増大させ、加工時間の短縮を図ることができる。なお、上述したように砥粒が受けるダメージは小さくなるが、この砥粒ダメージが小さくなるということは、同じシュー押付け力の下では、砥粒による加工面６５の単位時間あたりの除去量が増加することを意味する。この観点からも、加工時間が短くなる。
【００４９】
加工条件の一例を挙げると、カムシャフト６０の回転数は１２０ｒｐｍ、シュー押付け圧（ゲージ元圧）は０．４ＭＰａ、オシレーション速度は１０Ｈｚである。
【００５０】
以上説明したように、第１の実施形態に係るラッピング加工用のシュー７０によれば、断面非真円の円弧状の加工面６５を有し回転駆動されるワークＷに対してラッピングフィルム１１を押付けるシュー７０であって、当該シュー７０は、所定の軸を中心に回動自在に保持されるとともにラッピングフィルム１１を介して加工面６５に複数箇所で当接する凹状先端部を有する凹シューから構成され、さらに、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を有しているので、シュー７０の硬さに対する相反する要求をバランスよく満足することができ、その結果、良好な形状精度（特に、真直度）および良好な面粗度の両立を図ることができる。
【００５１】
また、複数の押付け層７１、７２、７３は、硬度が異なる硬質樹脂材料７４、７５から形成されているので、弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を容易に形成することができる。
【００５２】
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、このシュー７０を用いることにより、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークＷに対して、好適なラッピング加工を行い得る。
【００５３】
また、ワークＷの加工面６５は、カムシャフト６０におけるカムロブ部６１の外周面であり、複数の押付け層７１、７２、７３のうちカムロブ部６１のトップ部ａの先端がラッピングフィルム１１を介して接触する中央押付け層７１は、トップ部ａの先端がラッピングフィルム１１を介して接触しない他の側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さいので、カムロブ部６１のトップ部ａにおいて良好な形状精度（特に、真直度）および良好な面粗度の両立を図ることができる。カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２やランプ部ｃ１、ｃ２などの他の部位においても良好な面粗度を安定して得ることができる。さらに、シュー７０のジャンピングを防止しつつワーク回転速度を高速にすることができ、カムロブ部６１に対するラッピング加工を施す際の加工時間を短縮することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係るラッピング加工用のシュー８０を示す断面図である。
【００５５】
第２の実施形態に係るシュー８０は、第１の実施形態と同様に、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３（図示例では３層）を有している。
【００５６】
但し、第２の実施形態にあっては、複数の押付け層７１、７２、７３のうち少なくとも一つの押付け層は、ラッピングフィルム１１に接触しない位置に金属製コア８１（金属製ブロックに相当する）が配置されている点で、複数の押付け層７１、７２、７３を硬度が異なる硬質樹脂材料７４、７５から形成した第１の実施形態と相違する。
【００５７】
詳述すると、第２の実施形態に係るシュー８０は、一の硬質樹脂材料から形成したシュー本体８２と、シュー本体８２の背面（図中下側）の中央に配置されたブロック形状の金属製コア８１と、を有している。ここで言う「中央」も、第１の実施形態での定義と同様に、少なくともトップ部ａの先端がシュー８０に接触する最大幅の範囲に相当する領域を指している（図５を参照）。シュー本体８２の背面は、ラッピングフィルム１１に接触することはない。シュー本体８２は一の材料から形成され、境界は存在していないが、金属製コア８１を中央にのみ配置することにより、シュー８０全体としてみれば、３つの押付け層７１、７２、７３が構成されている。中央押付け層７１は、金属製コア８１が配置される分だけ硬質樹脂材料の容積が少ないので、側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さくなる。このように金属製コア８１を配置することにより、ワークＷの回転方向に沿って配列される複数の押付け層７１、７２、７３の弾性変形量を異ならせている。
【００５８】
ある一つの材質から構成される従来一般的なシューを基準にして、中央押付け層７１が前記材質よりも硬く、側方押付け層７２、７３が前記材質よりも軟らかくなるように、シュー本体８２を形成する硬質樹脂材料の硬度および金属製コア８１の高さ寸法（図中上下方向寸法）が選択され、決定されている。
【００５９】
上記構成のシュー８０を用いてラッピング加工すると、第１の実施形態と同様に、側方押付け層７２、７３は中央押付け層７１に比べて弾性変形量が大きいので、トップ部ａ以外の部位を加工するときには、加工面６５に対するラッピングフィルム１１の接触面積が従来よりも広くなり、砥粒による加工面６５の単位時間当たりの除去量が増加する。これにより、加工面６５は、良好な面粗度に安定して仕上げられる。
【００６０】
また、トップ部ａを加工するときには、中央押付け層７１は側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さいので、オシレーションに伴ってカムロブ部６１のエッジ部が移動しても、砥粒が受けるダメージは従来に比べて小さくなる。これにより、トップ部ａでの軸方向幾何学形状が中凹形状になることが抑制されてフラットになり、トップ部ａは、良好な真直度の形状精度に仕上げられる。
【００６１】
さらに、カムシャフト６０を従来よりも高速回転して加工するときでも、その衝撃を軟らかい側方押付け層７２、７３が弾性変形することによって吸収するので、シュー８０のジャンピングを抑制することができる。これにより、ワーク回転速度を高速にし、時間当たりの除去量を増大させ、加工時間の短縮を図ることができる。
【００６２】
以上説明したように、第２の実施形態に係るラッピング加工用のシュー８０によっても、シュー８０の硬さに対する相反する要求をバランスよく満足することができ、その結果、良好な形状精度（特に、真直度）および良好な面粗度の両立を図ることができる。具体的には、カムロブ部６１のトップ部ａにおいて良好な形状精度（特に、真直度）および良好な面粗度の両立を図ることができ、イベント部ｂ１、ｂ２などの他の部位においても良好な面粗度を安定して得ることができ、さらには、加工時間を短縮することができる。
【００６３】
また、複数の押付け層７１、７２、７３のうち少なくとも一つの押付け層は、ラッピングフィルム１１に接触しない位置に金属製コア８１を配置しているので、弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を容易に形成することができる。
【００６４】
なお、金属製コア８１をシュー本体８２の背面に配置した例を図示したが、ラッピングフィルム１１に接触しない位置であればいずれの部位に配置してもよく、シュー本体８２の内部に埋設する形態でもよい。
【００６５】
（第２の実施形態の改変例）
図１０は、第２の実施形態の改変例に係るラッピング加工用のシュー９０を示す断面図である。
【００６６】
この改変例では、シュー本体９２は、第１の実施形態と同様に、硬度が異なる硬質樹脂材料７４、７５から形成され、３つの押付け層７１、７２、７３が構成されている。また、金属製コア９１は、シュー本体９２の背面の中央のみならず、端部側にも配置してある。但し、金属製コア９１は、断面凹形状をなし、高さ寸法（図中上下方向寸法）が異なっている。このように、硬度を異ならせたシュー本体９２と、高さ寸法を異ならせた金属製コア９１との組み合わせにより、ワークＷの回転方向に沿って配列される複数の押付け層７１、７２、７３の弾性変形量を異ならせている。
【００６７】
このシュー９０も上述した第２の実施形態と同様の作用、効果を奏する。さらに、金属製コア９１の形状、寸法、配置位置を調整することにより、シュー本体９２の材質の硬度調整だけでは困難な微妙な弾性変形量の相違を実現できる。したがって、シュー９０の硬さや弾性変形量をより適切に制御して、シュー９０の硬さに対する相反する要求をより一層バランスよく満足することができるという効果を奏する。
【００６８】
なお、金属製コア９１をシュー本体９２の内部に埋設してもよい。
【００６９】
（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態に係るラッピング加工用のシュー１００を示す断面図である。
【００７０】
第３の実施形態に係るシュー１００は、第１および第２の実施形態と同様に、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３（図示例では３層）を有している。
【００７１】
但し、第３の実施形態にあっては、複数の押付け層７１、７２、７３のうち少なくとも一つの押付け層は、当該押付け層をワークＷに向けて押付ける弾発力を付勢するバネ部材１０４、１０５、１０６（弾性手段に相当する）が配置されている点で、第１および第２の実施形態と相違する。
【００７２】
詳述すると、第３の実施形態に係るシュー１００は、硬質樹脂材料から形成した３つのシュー片１０１、１０２、１０３と、各シュー片１０１、１０２、１０３の背面側に配置され各シュー片１０１、１０２、１０３をワークＷに向けて押付ける弾発力を付勢する３つのバネ部材１０４、１０５、１０６と、を有している。中央に位置するシュー片１０１およびバネ部材１０４（以下、「中央シュー片１０１」「中央バネ部材１０４」と言う）により中央押付け層７１が構成され、側方に位置するシュー片１０２、１０３およびバネ部材１０５、１０６（以下、「側方シュー片１０２、１０３」「側方バネ部材１０５、１０６」と言う）により側方押付け層７２、７３が構成されている。ここで言う「中央」も、第１の実施形態での定義と同様に、少なくともトップ部ａの先端がシュー１００に接触する最大幅の範囲に相当する領域を指している（図５を参照）。中央シュー片１０１および側方シュー片１０２、１０３は、同じ硬度の硬質樹脂材料から形成してある。各バネ部材１０４、１０５、１０６は圧縮スプリングから形成され、中央バネ部材１０４が付勢する弾発力は、側方バネ部材１０５、１０６が付勢する弾発力よりも大きい。バネ長さを異ならせたり、バネ定数を異ならせたりすることにより、中央バネ部材１０４および側方バネ部材１０５、１０６のそれぞれが付勢する弾発力を異ならせている。このようにバネ部材１０４、１０５、１０６を配置することにより、ワークＷの回転方向に沿って配列される複数の押付け層７１、７２、７３の弾性変形量を異ならせている。なお、図中符号１０７は、シュー１００の背面を覆うカバー部材である。
【００７３】
ある一つの材質から構成される従来一般的なシューを基準にして、中央押付け層７１が前記材質よりも硬く、側方押付け層７２、７３が前記材質よりも軟らかくなるように、シュー片１０１、１０２、１０３を形成する硬質樹脂材料の硬度およびバネ部材１０４、１０５、１０６が選択され、決定されている。
【００７４】
上記構成のシュー１００を用いてラッピング加工すると、第１および第２の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００７５】
また、複数の押付け層７１、７２、７３のうち少なくとも一つの押付け層は、当該押付け層をワークＷに向けて押付ける弾発力を付勢するバネ部材１０４、１０５、１０６を配置しているので、弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を容易に形成することができる。
【００７６】
なお、すべての層７１、７２、７３にバネ部材１０４、１０５、１０６を配置した例を示したが、少なくとも一つの押付け層、例えば、中央押付け層７１にのみバネ部材１０４を配置しても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。中央シュー片１０１および側方シュー片１０２、１０３を異なる硬度の硬質樹脂材料から形成してもよい。また、弾性手段としてバネ部材１０４、１０５、１０６などの固体系のものを使用する場合に限られず、空圧や油圧などの流体圧を利用する機構としてもよい。
【００７７】
（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態に係るラッピング加工用のシュー１１０を示す断面図である。
【００７８】
第４の実施形態に係るシュー１１０は、第１の実施形態と同様に、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を有している。
【００７９】
但し、第４の実施形態にあっては、複数の押付け層７１、７２、７３の相互間に、シュー１１０の弾性変形を制限する拘束層１１１をさらに介在させている点で、第１の実施形態と相違する。
【００８０】
詳述すると、第４の実施形態に係るシュー１１０は、第１の実施形態と同様に、硬質ウレタン樹脂７４から形成された中央押付け層７１と、硬質ウレタン樹脂７５から形成された側方押付け層７２、７３と、を有している。さらに、中央押付け層７１と各側方押付け層７２、７３との間に、スチール（例えば、炭素鋼）製の金属プレート１１２を配置し、この金属プレート１１２によって前記拘束層１１１を構成している。拘束層１１１を介在させることにより、５つの押付け層７１、７２、７３、１１１、１１１が構成されている。各金属プレート１１２は、中央押付け層７１および側方押付け層７２、７３に密着し固定されている。金属プレート１１２のラッピングフィルム１１と接する側の当接面（図中上面）は、中央押付け層７１の当接面（図中上面）および側方押付け層７２、７３の当接面（図中上面）との間に段差が生じないように、滑らかな円弧面に形成されている。また、金属プレート１１２の当接面には、ラッピングフィルム１１の滑りを防止する滑り止めを施すことが望ましい。具体的な滑り止めの例として、ダイアモンドなどの耐摩耗性に優れた砥粒を電着により固着させている。
【００８１】
上記構成のシュー１１０を用いてラッピング加工すると、第１の実施形態と同様に、側方押付け層７２、７３は中央押付け層７１に比べて弾性変形量が大きいので、トップ部ａ以外の部位を加工するときには、加工面６５に対するラッピングフィルム１１の接触面積が従来よりも広くなり、加工面６５は、良好な面粗度に安定して仕上げられる。さらに、トップ部ａ以外の部位が金属プレート１１２を通過する際には、シュー１１０の弾性変形が制限され、ワークＷの軸線方向に沿ってフラットな面でラッピングフィルム１１が加工面６５に押付けられる。このため、トップ部ａ以外の部位は、金属プレート１１２を通過する際に、形状精度が修正されながら加工される。したがって、側方押付け層７２、７３を中央押付け層７１に比べて軟らかくしても、トップ部ａ以外の部位は、形状の悪化を招くことなく、良好な面粗度に安定して仕上げられる。
【００８２】
また、トップ部ａを加工するときには、中央押付け層７１は側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さいので、トップ部ａでの軸方向幾何学形状が中凹形状になることが抑制されてフラットになり、トップ部ａは、良好な真直度の形状精度に仕上げられる。
【００８３】
さらに、カムシャフト６０を従来よりも高速回転して加工するときでも、シュー１１０のジャンピングを抑制することができるので、ワーク回転速度を高速にして、加工時間の短縮を図ることができる。
【００８４】
しかも、金属プレート１１２を介在させたことにより、より軟らかい材質から側方押付け層７２、７３を形成することができるので、接触面積をより一層拡大できるとともに、ワーク回転速度をさらに高速化してもカムロブ部６１の回転に伴う衝撃をより一層吸収して、回転するカムロブ部６１に追従してラッピングフィルム１１を適切に押付けることが可能となる。したがって、加工面６５の面粗度をより一層安定させることが可能になるのみならず、加工時間のさらなる短縮が可能となる。
【００８５】
以上説明したように、第４の実施形態に係るラッピング加工用のシュー１１０によれば、複数の押付け層７１、７２、７３の相互間に、弾性変形を制限する拘束層１１１が介在しているので、カムロブ部６１のトップ部ａにおいて良好な形状精度（特に、真直度）および良好な面粗度の両立を図ることができ、イベント部などの他の部位においても良好な形状精度（特に、真直度）および良好な面粗度を安定して得ることができる。すなわち、カムロブ部６１の円周上の全周にわたって、良好な形状精度と良好な面粗度とを両立することができる。さらには、加工時間を短縮することができる。
【００８６】
（第５の実施形態）
図１３は、第５の実施形態に係るラッピング加工用のシュー１２０を示す斜視図である。
【００８７】
第５の実施形態に係るシュー１２０は、第１の実施形態と同様に、ワークＷの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層７１、７２、７３を有している。
【００８８】
但し、第５の実施形態にあってはさらに、ワークＷの軸線方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層を有している点で、第１〜第４の実施形態と相違する。
【００８９】
詳述すると、第５の実施形態に係るシュー１２０は、ワークＷの回転方向に沿って中央に配列する中央押付け層７１と、中央押付け層７１の両側に配列する側方押付け層７２、７３と、を有している。中央押付け層７１は、硬質ウレタン樹脂７４からなる中心層１２１と、ワークＷの軸線方向（図中Ｘ方向）に沿って中心層１２１の両側に配列されスチール（例えば、炭素鋼）からなる金属製側方層１２２、１２３とから形成されている。側方押付け層７２、７３は、硬質ウレタン樹脂７５からなる中心層１２４と、ワークＷの軸線方向に沿って中心層１２４の両側に配列され硬質ウレタン樹脂７４からなる側方層１２５、１２６とから形成されている。すなわち、中央押付け層７１は、ワークＷの軸線方向に沿って、スチール−硬質ウレタン樹脂７４−スチールの３層構造をなし、側方押付け層７２、７３は、ワークＷの軸線方向に沿って、硬質ウレタン樹脂７４−硬質ウレタン樹脂７５−硬質ウレタン樹脂７４の３層構造をなしている。硬質ウレタン樹脂７４は、硬質ウレタン樹脂７５よりも硬い。中央押付け層７１は金属製側方層１２２、１２３を含み、側方押付け層７２、７３は軟らかい硬質ウレタン樹脂７５からなる中心層１２４を含むため、中央押付け層７１は、側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さくなる。このように押付け層を構成する部材の材質の弾性率を異ならせることにより、ワークＷの回転方向に沿って配列される複数の押付け層７１、７２、７３の弾性変形量を異ならせ、かつ、ワークＷの軸線方向に沿って配列される複数の層１２１〜１２３、１２４〜１２６の弾性変形量を異ならせている。金属製側方層１２２、１２３は、第４の実施形態における金属プレート１１２と同様に、シュー１２０の弾性変形を制限する拘束層１１１としても作用する。
【００９０】
上記構成のシュー１２０を用いてラッピング加工すると、第４の実施形態と同様に、側方押付け層７２、７３は中央押付け層７１に比べて弾性変形量が大きいので、トップ部ａ以外の部位を加工するときには、加工面６５に対するラッピングフィルム１１の接触面積が広く、加工面６５は、良好な面粗度に安定して仕上げられる。さらに、トップ部ａ以外の部位が金属製側方層１２２、１２３を通過する際には、シュー１２０の弾性変形が制限され、ワークＷの軸線方向に沿ってフラットな面でラッピングフィルム１１が加工面６５に押付けられる。このため、トップ部ａ以外の部位は、金属製側方層１２２、１２３を通過する際に、形状精度が修正されながら加工される。したがって、側方押付け層７２、７３を中央押付け層７１に比べて軟らかくしても、トップ部ａ以外の部位は、形状の悪化を招くことなく、良好な面粗度に安定して仕上げられる。
【００９１】
また、トップ部ａを加工するときには、中央押付け層７１は側方押付け層７２、７３に比べて弾性変形量が小さいので、トップ部ａでの軸方向幾何学形状が中凹形状になることが抑制されてフラットになり、トップ部ａは、良好な真直度の形状精度に仕上げられる。
【００９２】
さらに、カムシャフト６０を高速回転して加工するときでも、シュー１２０のジャンピングを抑制することができるので、ワーク回転速度を高速にして、加工時間の短縮を図ることができる。
【００９３】
しかも、金属製側方層１２２、１２３を有することにより、より軟らかい材質から側方押付け層７２、７３を形成することができるので、接触面積をより一層拡大できるとともに、ワーク回転速度をさらに高速化してもカムロブ部６１の回転に伴う衝撃をより一層吸収して、回転するカムロブ部６１に追従してラッピングフィルム１１を適切に押付けることが可能となる。したがって、加工面６５の面粗度をより一層安定させることが可能になるのみならず、加工時間のさらなる短縮が可能となる。
【００９４】
ところで、ワークの中には、軸方向幾何学形状を積極的に中凸にすることを意図したワークや、逆に、積極的に中凹にすることを意図したワークも存在する。例えば、カムロブ部６１にあっては、バルブリフタ（図示せず）との接触点を減らすことによりフリクションの低減を図るために、軸方向幾何学形状をフラットではなく中凸にすることがある。また、クランクシャフトのピン部にあっては、軸方向幾何学形状を中凹にすることがある。
【００９５】
このようなワークをラッピング加工する場合に、第５の実施形態を適用し、ワークの軸線方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層１２１〜１２３、１２４〜１２６の材質や物性値を適切に配置することにより、加工面の軸方向幾何学形状を任意の形状（例えば、中凸形状、中凹形状、凹凸の大きさ）に制御することが可能となる。
【００９６】
以上説明したように、第５の実施形態に係るラッピング加工用のシュー１２０によれば、ワークＷの軸線方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層１２１〜１２３、１２４〜１２６を有しているので、加工面６５の軸方向幾何学形状を任意の形状（例えば、中凸形状、中凹形状、凹凸の大きさ）に制御することが可能となる。
【００９７】
また、中央押付け層７１および側方押付け層７２、７３は、ワークＷの軸線方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の層１２１〜１２３、１２４〜１２６から形成されているので、カムロブ部６１の円周上の全周にわたって、良好な形状精度と良好な面粗度とを両立することができる。さらには、加工時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラッピング加工用のシューを組み込んだ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）は、第１の実施形態に係るラッピング加工用のシューを示す断面図、図４（Ｂ）は、シューとワークとの接触状態を示す概念図である。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、シューの複数の押付け層の説明に供する図である。
【図６】図６（Ａ）は、ラッピング加工されるワークとしてのカムシャフトの一例を示す斜視図、図６（Ｂ）は、カムシャフトのカムロブ部における各部位の説明に供する図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、カムシャフトの回転により、トップ部の入り側において、シューのジャンピングが生じた状況を示す概略図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｃ）は、カムシャフトの回転により、トップ部の抜け側において、シューのジャンピングが生じた状況を示す概略図である。
【図９】第２の実施形態に係るラッピング加工用のシューを示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態の改変例に係るラッピング加工用のシューを示す断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係るラッピング加工用のシューを示す断面図である。
【図１２】第４の実施形態に係るラッピング加工用のシューを示す断面図である。
【図１３】第５の実施形態に係るラッピング加工用のシューを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ラッピング加工装置
１１…ラッピングフィルム
２９…揺動ピン（所定の軸）
４０…回転駆動ユニット
５０…オシレーションユニット
６０…カムシャフト（ワークＷ）
６１…カムロブ部
６５…加工面
７０、８０、９０、１００、１１０、１２０…シュー
７１、７２、７３…ワークの回転方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層
７４、７５…硬度が異なる硬質樹脂材料
８１、９１…金属製コア（金属製ブロック）
１０４、１０５、１０６…バネ部材（弾性手段）
１１１…拘束層
１１２…金属プレート
１２１〜１２３、１２４〜１２６…ワークの軸線方向に沿って配列されるとともに弾性変形量が異なる複数の押付け層
ａ…カムロブ部のトップ部
Ｗ…ワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shoe for lapping used in a lapping apparatus that wraps a processed surface of a workpiece with a lapping film with abrasive grains (hereinafter sometimes simply referred to as a film).
[0002]
[Prior art]
For example, when finishing a workpiece having an arc-shaped outer peripheral surface such as a cam lobe portion or journal portion of a camshaft or a journal portion or pin portion of a crankshaft, a lapping film recently provided with abrasive grains on one side Wrapping process.
[0003]
In this lapping process, the work surface of the work is covered with a lapping 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 in a state where the film is pressed against the work (for example, , See Patent Document 1).
[0004]
The shoe used in such lapping is classified into a convex shoe and a concave shoe from the shape of its tip. Since the convex shoe is held in a fixed position and its tip is a convex arc, it is in line contact with the arc-shaped outer peripheral surface of the workpiece via a film, but so to speak. On the other hand, the concave shoe is rotatably held at the center of the shaft that supports the concave shoe, and has a concave tip portion that comes into contact with the processing surface at a plurality of positions via the film. Although the tip of the concave shoe is concave (concave), the contact surface itself with the workpiece is a convex arc, so the arc-shaped outer peripheral surface of the workpiece is through a film. Line contact at two points.
[0005]
When this concave shoe is used to wrap a workpiece having a non-circular cross section, such as the cam lobe portion of the camshaft, the concave shoe swings the neck as the workpiece rotates. While rotating, the film is pressed against the workpiece. Therefore, in the concave shoe, the portion that contacts the workpiece through the film changes as the workpiece rotates.
[0006]
In the present specification, the contact of the shoe indirectly with the outer peripheral surface of the workpiece via the film is abbreviated as “contact”.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-237116 (see FIGS. 1 and 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The shoe is made of steel or synthetic resin and has relatively rigidity, but the wrapping film is pressed against the work surface of the work while causing some elastic deformation during the wrapping process.
[0009]
The processing quality of the lapping processed surface includes surface roughness and straightness along the axial direction of the workpiece, but there is a close relationship between the processing quality and shoe hardness. . That is, in order to improve the former surface roughness, it is preferable to form the shoe from a relatively soft material and increase the elastic deformation amount of the shoe. On the other hand, in order to improve the straightness of the latter, it is preferable to form the shoe from a relatively hard material and reduce the elastic deformation amount of the shoe.
[0010]
However, the conventional shoe has a problem that it is difficult to finish both straightness and surface roughness in a well-balanced manner because the entire shoe is made of a single material. In particular, the concave shoe has a problem that it is more difficult to finish both the straightness and the surface roughness in a well-balanced manner because the location in contact with the workpiece changes as the workpiece rotates.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems associated with the prior art, and an object thereof is to provide a shoe for lapping which can finish both straightness and surface roughness in a good balance. And
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following means.
[0013]
  A shoe for wrapping that presses a wrapping film having abrasive grains on one surface of a thin-walled substrate against a rotationally driven workpiece having a non-circular arc-shaped processing surface,
  The shoe is configured by a concave shoe having a concave tip portion that is held rotatably about a predetermined axis and abuts the processing surface at a plurality of positions via the wrapping film,
  Further, a plurality of pressing layers arranged along the rotation direction of the workpiece and having different elastic deformation amounts and / or a plurality of pressing layers arranged along the axial direction of the workpiece and having different elastic deformation amounts. Possess,
The processing surface of the workpiece is an outer peripheral surface of a cam lobe portion in the camshaft,
Among the plurality of pressing layers, the pressing layer in which the tip of the top portion of the cam lobe part contacts via the wrapping film is more elastic than the other pressing layer in which the tip of the top part does not contact via the wrapping film. Small deformationA wrapping shoe characterized by the above.
[0014]
【The invention's effect】
  According to the shoe for lapping according to the present invention, when lapping a workpiece having an arc-shaped machining surface with a non-circular cross section,At the top of the cam lobeBoth straightness and surface roughness can be finished well in a balanced manner.Thus, good surface roughness can be stably obtained at other parts of the cam lobe.There is an effect.Furthermore, the work rotation speed can be increased while preventing the jumping of the shoe, and the processing time for lapping the cam lobe can be shortened.
[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 showing a lapping apparatus 1 incorporating a shoe 70 for lapping according to the present invention, and FIG. 2 shows closing of upper and lower arms 22 and 23 provided in the lapping apparatus 1 so as to be freely opened and closed. FIG. 3 is a schematic sectional view showing an open state of the upper and lower arms 22 and 23, and FIG. 4A is a sectional view showing a shoe 70 for lapping according to the first embodiment. 4B is a conceptual diagram showing a contact state between the shoe 70 and the workpiece W, and FIGS. 5A to 5C are views for explaining a plurality of pressing layers 71, 72, 73 of the shoe 70. It is. 6A is a perspective view showing an example of the camshaft 60 as the workpiece W to be lapped, and FIG. 6B is a diagram for explaining each part in the cam lobe portion 61 of the camshaft 60. is there. For convenience of explanation, the axial direction of the camshaft 60 (left-right direction in FIG. 1) is defined as the X direction, and the horizontal direction orthogonal to the X direction (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 will be briefly described 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 a back side of the lapping film 11 are provided. A wrapping shoe 70 that is disposed and presses the abrasive grain surface of the wrapping film 11 against the workpiece W, a rotational drive unit 40 that rotationally drives the workpiece W, and the workpiece W and the wrapping film 11 on at least one of the workpiece W And an oscillating unit 50 for providing oscillation along the axial direction. The wrapping film 11 is pressed against the processing surface 65 of the rotating workpiece W to perform lapping. The shoe 70 is constituted by a concave shoe having a concave tip portion that is held rotatably about a predetermined axis and abuts the processed surface 65 at a plurality of positions via the wrapping film 11. A plurality of pressing layers 71, 72, and 73 are arranged along the rotational direction and have different elastic deformation amounts (see FIG. 4A). The shoe 70 according to the present embodiment is suitably used for lapping a workpiece W having an arcuate machining surface 65 with a non-circular cross section. As this type of workpiece W, as shown in FIG. 6A, a camshaft 60 can be cited, and the outer peripheral surface of the cam lobe portion 61 in the camshaft 60 becomes a processing surface 65 on which lapping processing is performed. Corresponding to the position of the cam lobe 61, a plurality of pairs of upper and lower arms 22 and 23 are arranged (see FIG. 1).
[0018]
In addition, the “circular shape with a non-circular cross section” in the present specification refers to an arc shape intended to make the radius from the rotation center to one part different from the radius to the other part, an elliptical shape, It should be understood that an egg shape like the cam lobe portion 61 shown in the figure is included, and that the outer shape is circular but the center of rotation is eccentric from the center of the circle.
[0019]
Hereinafter, the lapping apparatus 1 will be described in detail.
[0020]
Referring to FIG. 1, the rotary 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 camshaft 60, and a belt attached to the main shaft 41. And a tail stock 46 including a center 45 that supports the other end of the camshaft 60. The camshaft 60 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 is set to a desired speed. A rotary encoder S1 that detects the rotational position of the workpiece W during machining 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 camshaft 60 between the headstock 42 and the tailstock 46, or to move the camshaft 60 to the processing position, the respective tables 47, 48, 49 are moved.
[0021]
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 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. 1 is a controller that controls the operation of the lapping apparatus 1.
[0022]
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. In order to prevent the shoe 70 from slipping, the other surface of the base material is back-coated with a resistance material (not shown) made of rubber, synthetic resin, or the like, or in some cases, slip-resistant.
[0023]
With reference to FIGS. 2 and 3, the wrapping film 11 is pulled out from the supply reel 15 and attached to a pair of first guide rollers R <b> 1 provided at the tip of the upper arm 22 and an inner position of the upper arm 22. The second guide roller R2, the third guide roller R3 attached to the inner position of the lower arm 23, the pair of fourth guide rollers R4 provided at the tip of the lower arm 23, etc. It is wound on a 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.
[0024]
The paired upper arm 22 and lower arm 23 are rotatably provided via a support pin 24 so that the tip portion where the shoe 70 is disposed can be opened and closed relatively in the Z direction. 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 and 23 are rotated together with the wrapping film 11, the shoe 70 comes into contact with the cam lobe portion 61 via the wrapping film 11 by the closing rotation, and the cam lobe portion 61 and the shoe 70 are rotated by the opening rotation. Release contact.
[0025]
The shoe 70 is formed of a concave shoe and is in line contact with the processed surface 65 of the cam lobe portion 61 at two points. Since the cam lobe portion 61 is supported at four points by the upper and lower shoes 70, the cam lobe portion 61 can be stably rotated.
[0026]
The shoe 70 is rotatably held by the shoe case 28 via a swing pin 29 as a predetermined shaft. The shoe case 28 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 28 moves while its outer surface is guided by the inner surface of the recess 27. A work clamping spring 33 made of a compression coil spring is disposed on the back surface of the shoe case 28. The shoe 70 is urged by the elastic force of the work clamping spring 33 and is pressed against the processing surface 65 via the wrapping film 11. The upper and lower swing pins 29 are positioned on a line passing through the axis O of the camshaft 60 so that the shoe pressing force acts on the film 11 efficiently.
[0027]
As shown in FIG. 6 (B), the cam lobe portion 61 is continuous with a base portion d that forms a base circle, a top portion a that defines the lift of the cam, and both sides of the top portion a. Event parts b1 and b2 that start to close, and a plurality of parts of ramp parts c1 and c2 that approach the event parts b1 and b2 from the base part d are provided. When the machining surface 65 has a non-circular cross section like the cam lobe portion 61, the radius from the axis O (rotation center) of the cam lobe portion 61 to the machining surface 65 changes for each part, and the end of the base portion d is reached. From the top to the top part a. Further, the radius of curvature of the base portion d is constant, but the event portions b1 and b2 are substantially linear, so the curvature radius is very large, and the top portion a has a relatively small curvature radius.
[0028]
FIGS. 7A to 7C are schematic views showing a situation in which jumping J of the shoe 170 occurs on the entrance side of the top portion a due to the rotation of the camshaft 60, and FIGS. FIG. 6 is a schematic view showing a situation in which jumping J of the shoe 170 occurs on the slipping side of the top portion a due to rotation of the camshaft 60. 7 and 8, only the upper shoe 170 is shown.
[0029]
When the cam lobe portion 61 is lapped, a jumping phenomenon in which the shoe 170 separates from the cam lobe portion 61 may occur when the machining portion shifts with the rotation of the cam lobe portion 61 (FIG. 7B). (C), see FIG. 8C). The jumping J of the shoe 170 occurs remarkably when the camshaft 60 is rotated at a high speed. When jumping J occurs in the shoe 170, the amount of work with respect to the processed surface 65 is greatly reduced, resulting in poor surface roughness or indentation on the processed surface 65 as compared with other parts. In order to prevent jumping J that adversely affects the machining quality, the workpiece rotation speed during machining is set to be equal to or lower than the speed at which the shoe 170 can be pressed following the rotating cam lobe portion 61.
[0030]
By the way, in the conventional shoe, since the whole is made of a single material, both straightness and surface roughness cannot be finished well in a balanced manner, and further, jumping of the shoe is prevented. There is a problem that the work rotation speed cannot be increased.
[0031]
When this point is explained in detail, if the shoe is made of a single material, firstly, there is a restriction that the hardness of the shoe cannot be softened more than necessary. This is because if the hardness of the shoe is too soft, shape accuracy, particularly straightness, deteriorates. In the cam lobe portion 61, the straightness of the top portion a is most required. When the hardness of the shoe is increased due to the above limitation, jumping of the shoe is likely to occur, so that the work rotation speed cannot be increased, resulting in a long time for lapping.
[0032]
If the shoe is made of a single material, secondly, there is a restriction that the shoe cannot be harder than necessary. This is because it is difficult to obtain good surface roughness if the shoe is too hard. When the hardness of the shoe is softened due to the above limitation, the geometric shape along the axial direction of the workpiece W (hereinafter, also referred to as “axial geometric shape”) is a so-called concave portion in which the central portion is slightly recessed compared to both end portions. May have a concave shape. If the shoe is soft, the wrapping film 11 is easily pressed against the axial edge portion of the cam lobe portion 61 due to its elastic action. Then, the abrasive grains are damaged by the edge portion of the cam lobe portion 61 that moves along with the oscillation, and the number of working abrasive grains at both ends is relatively reduced as compared with the number of working abrasive grains at the center portion. This is because the removal amount of the surface 65 is relatively increased in the central portion as compared with the both end portions. When the axial geometric shape is a concave shape, the straightness of the top portion a does not reach the required level, and there is a risk of processing failure. In addition to the workpieces W that are required to finish the straightness with high accuracy, there are workpieces that are intended to actively make the axial geometric shape convex or concave. To do.
[0033]
In a shoe made of a single material, it is practically impossible to satisfy the conflicting requirements for the hardness of the shoe in a balanced manner as described above. As a result, it is impossible to achieve both good straightness and good surface roughness, and it is not possible to increase the work rotation speed while preventing shoe jumping.
[0034]
Therefore, as shown in FIG. 4A, the shoe 70 according to the first embodiment is arranged along the rotation direction of the workpiece W and has a plurality of pressing layers 71, 72, 73 having different elastic deformation amounts. (Three layers in the illustrated example). Here, among the plurality of pressing layers 71, 72, 73, the pressing layer 71 in which the tip of the top portion a of the cam lobe portion 61 contacts via the wrapping film 11 is in contact with the tip of the top portion a via the wrapping film 11. It is preferable to reduce the amount of elastic deformation compared to the other pressing layers 72 and 73 that do not.
[0035]
Specifically, the plurality of pressing layers 71, 72, 73 in the shoe 70 are formed of hard resin materials having different hardnesses. When expressed in terms of hardness by a spring-type hardness test (A type) in accordance with JIS-K6301, the pressing layer 71 arranged in the center (hereinafter also referred to as “center pressing layer”) is, for example, 90Hs (JIS A) hard urethane. The resin 74 is formed. The “center” here refers to a region corresponding to a range of the maximum width where at least the tip of the top portion a contacts the shoe 70 (see FIG. 5 described later). The pressing layers 72 and 73 (hereinafter also referred to as “side pressing layers”) arranged on both sides of the central pressing layer 71 along the rotation direction of the workpiece W are formed of, for example, a hard urethane resin 75 of 80 Hs (JIS A). ing. On the basis of a conventional general shoe made of one material, the hard urethane resin 74 is harder than the material and the hard urethane resin 75 is softer than the material. The center pressing layer 71 corresponds to a pressing layer that contacts the tip of the top portion a of the cam lobe portion 61, and the side pressing layers 72 and 73 correspond to other pressing layers that do not contact the tip of the top portion a. The pressing layer 71 has a smaller amount of elastic deformation than the side pressing layers 72 and 73. Thus, by varying the elastic modulus of the materials 74 and 75 of the members constituting the pressing layer, the amount of elastic deformation of the plurality of pressing layers 71, 72 and 73 arranged along the rotation direction of the workpiece W is varied. ing.
[0036]
The hard urethane resins 74 and 75 to be used are preferably made of a material excellent in oil resistance and water resistance. For example, Takenate L-1128 (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) using a polyether-based prepolymer for urethane elastomer can be used. Needless to say, the hardness of the hard urethane resins 74 and 75 is not limited to that described above.
[0037]
With reference to FIG. 5 (A)-(C), the width | variety (equivalent to the left-right direction in the figure) in the center pressing layer 71 along the rotation direction of the workpiece | work W is demonstrated. In FIG. 5, only the upper shoe 70 is shown. Further, the position of the shoe 70 shown in FIG.
[0038]
In the case where the cam lobe portion 61 rotates in the counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. 5, when the top portion a comes out of the shoe 70, the shoe 70 rotates clockwise from the initial position around the swing pin 29. (Swing motion) (FIG. 5B), when the top portion a enters the shoe 70, the shoe 70 rotates counterclockwise around the swing pin 29 from the initial position (FIG. 5). (C)). The tip of the top portion a contacts the shoe 70 at the point P1 when it comes out of the shoe 70, and contacts the shoe 70 at the point P2 when it enters the shoe 70. Then, let L1 and L2 be the lengths of perpendiculars drawn from the respective points P1 and P2 to the center line Os of the shoe 70 passing through the swing center. At this time, it is necessary to make the center pressing layer 71 a range of L1 on the left side in the drawing and L2 on the right side in the drawing from the center line Os, and the width of the central pressing layer 71 needs to be L1 + L2 or more.
[0039]
For the purpose of eliminating clogging of the wrapping film 11, the workpiece W is rotated forward by a set number of times (for example, 5 times) and then reversely rotated by the same set number of times. The width of the central pressing layer 71 is such that the tip of the top part a always contacts the central pressing layer 71 and the side pressing layers 72 and 73 regardless of whether the cam lobe portion 61 rotates in the forward or reverse direction. Has been decided not to.
[0040]
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0041]
First, the cam shaft 60 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 position of the cam lobe 61. 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 of the cam lobe portion 61.
[0042]
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.
[0043]
When the cam lobe portion 61 is clamped, the elastic force of the work clamping spring 33 is urged to press the shoe 70 toward the cam lobe portion 61, and the abrasive surface of the wrapping film 11 is pressed against the processing surface 65.
[0044]
Then, when the oscillation unit 50 is operated to give the camshaft 60 oscillation along the axial direction, the rotation drive unit 40 is operated to rotate the camshaft 60 about the axis, thereby holding the shoe 70. The machining surface 65 is lapped while 28 moves forward and backward in the recess 27 following the rotation of the cam lobe 61.
[0045]
The camshaft 60 has a number of cam lobe portions 61, and lapping is performed on these cam lobe portions 61 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 camshaft 60 can be taken out. If another camshaft 60 is set after the camshaft 60 is taken out, the same lapping process can be started.
[0046]
FIG. 4B shows a state in which the cam lobe portion 61 is rotated to a position where a portion other than the top portion a (journal portions b1, b2 and ramp portions c1, c2) is processed during the lapping process. In this state, the positions where the shoe 70 and the processing surface 65 are in contact with each other via the wrapping film 11 are on the side pressing layers 72 and 73. Since the side pressing layers 72 and 73 are softer than the central pressing layer 71, the side pressing layers 72 and 73 have a larger amount of elastic deformation than the central pressing layer 71. Furthermore, since the side pressing layers 72 and 73 are made of a hard urethane resin 75 that is softer than the above-mentioned material, the side pressing layers 72 and 73 are formed based on a conventional general shoe made of a single material. The amount of elastic deformation 73 is larger than the conventional one. Therefore, the contact area of the wrapping film 11 with respect to the processing surface 65 becomes wider than before, and the amount of removal of the processing surface 65 by abrasive grains per unit time increases. Thereby, the processing surface 65 is stably finished with good surface roughness. Further, lapping processing over a wide range means that the number of working abrasive grains per unit time for the workpiece W increases and the processing time is shortened.
[0047]
Since the radius from the axis O of the cam lobe portion 61 to the top portion a is long, when the top portion a is processed, the amount of compression of the work clamping spring 33 is increased, and the shoe pressing force is increased. As shown in FIGS. 5A to 5C, the position where the shoe 70 and the tip of the top part a contact via the wrapping film 11 is on the central pressing layer 71. Since the central pressing layer 71 is harder than the side pressing layers 72 and 73, the central pressing layer 71 has a smaller amount of elastic deformation than the side pressing layers 72 and 73. Furthermore, since the central pressing layer 71 is formed of a hard urethane resin 74 that is harder than the above-mentioned material based on a conventional general shoe made of one material, the amount of elastic deformation of the central pressing layer 71 is as follows. Smaller than before. Since the central pressing layer 71 is hard and has a small amount of elastic deformation, the wrapping film 11 is difficult to be pressed against the axial edge portion of the cam lobe portion 61, and even if the edge portion of the cam lobe portion 61 moves due to oscillation, the grinding The damage received by the grains is smaller than before. Therefore, the number of working abrasive grains in the central portion of the top portion a is substantially equal to the number of working abrasive grains in both axial end portions, and the removal amount of the processed surface 65 is relatively larger in the central portion than in the both end portions. Will not increase. As a result, the geometrical shape in the axial direction at the top portion a is suppressed from being a concave shape and becomes flat, and the top portion a is finished with good straightness shape accuracy.
[0048]
Further, the impact when the top portion a enters the shoe 70 or comes out of the shoe 70 is absorbed by the elastic side pressing layers 72 and 73 being elastically deformed. Therefore, jumping of the shoe 70 can be suppressed even when the camshaft 60 is processed at a higher speed than before. As a result, the workpiece rotation speed can be increased, the amount of removal per time can be increased, and the machining time can be shortened. As described above, the damage received by the abrasive grains is reduced. However, this reduced abrasive damage means that the removal amount per unit time of the processed surface 65 by the abrasive grains increases under the same shoe pressing force. It means to do. Also from this viewpoint, the processing time is shortened.
[0049]
As an example of processing conditions, the rotational speed of the camshaft 60 is 120 rpm, the shoe pressing pressure (gauge base pressure) is 0.4 MPa, and the oscillation speed is 10 Hz.
[0050]
As described above, according to the lapping processing shoe 70 according to the first embodiment, the wrapping film 11 is applied to the workpiece W that has the arc-shaped processing surface 65 having a non-circular cross section and is driven to rotate. The shoe 70 is a pressing shoe that is held so as to be rotatable about a predetermined axis, and has a concave tip portion that comes into contact with the processing surface 65 at a plurality of positions via the wrapping film 11. Further, since it has a plurality of pressing layers 71, 72, 73 that are arranged along the rotation direction of the workpiece W and have different elastic deformation amounts, conflicting requirements for the hardness of the shoe 70 are balanced. As a result, it is possible to achieve both good shape accuracy (particularly straightness) and good surface roughness.
[0051]
Further, since the plurality of pressing layers 71, 72, 73 are formed from the hard resin materials 74, 75 having different hardness, the plurality of pressing layers 71, 72, 73 having different elastic deformation amounts can be easily formed. it can.
[0052]
Further, since the wrapping film 11 is non-stretchable and deformable, by using this shoe 70, a suitable wrapping process can be performed on the workpiece W having an arc-shaped processing surface with a non-circular cross section. .
[0053]
The processed surface 65 of the workpiece W is the outer peripheral surface of the cam lobe portion 61 of the camshaft 60, and the tip of the top portion a of the cam lobe portion 61 among the plurality of pressing layers 71, 72, 73 is interposed through the wrapping film 11. The central pressing layer 71 in contact has a small amount of elastic deformation compared to the other side pressing layers 72 and 73 in which the tip of the top portion a does not contact via the wrapping film 11, so that it is good in the top portion a of the cam lobe portion 61. It is possible to achieve both good shape accuracy (particularly straightness) and good surface roughness. Good surface roughness can be stably obtained also in other portions such as the event portions b1 and b2 and the ramp portions c1 and c2 of the cam lobe portion 61. Furthermore, the work rotation speed can be increased while preventing the jumping of the shoe 70, and the processing time for lapping the cam lobe portion 61 can be shortened.
[0054]
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a shoe 80 for lapping according to the second embodiment.
[0055]
Similar to the first embodiment, the shoe 80 according to the second embodiment has a plurality of pressing layers 71, 72, 73 (in the illustrated example) that are arranged along the rotation direction of the workpiece W and have different elastic deformation amounts. 3 layers).
[0056]
However, in the second embodiment, at least one pressing layer among the plurality of pressing layers 71, 72, 73 is a metal core 81 (corresponding to a metal block) at a position not in contact with the wrapping film 11. Is different from the first embodiment in which the plurality of pressing layers 71, 72, 73 are formed from hard resin materials 74, 75 having different hardnesses.
[0057]
More specifically, the shoe 80 according to the second embodiment is made of a shoe main body 82 made of one hard resin material, and a block-shaped metal disposed at the center of the back surface (lower side in the figure) of the shoe main body 82. And a core 81. The “center” mentioned here also refers to a region corresponding to the range of the maximum width where at least the tip of the top portion a contacts the shoe 80, as defined in the first embodiment (see FIG. 5). . The back surface of the shoe main body 82 does not come into contact with the wrapping film 11. The shoe body 82 is formed of one material and has no boundary. However, by arranging the metal core 81 only at the center, the three pressing layers 71, 72, 73 are configured as the entire shoe 80. Has been. The central pressing layer 71 has a smaller volume of the hard resin material as the metal core 81 is disposed, so that the amount of elastic deformation is smaller than that of the side pressing layers 72 and 73. By arranging the metal core 81 in this way, the elastic deformation amounts of the plurality of pressing layers 71, 72, 73 arranged along the rotation direction of the workpiece W are varied.
[0058]
The shoe main body 82 is formed so that the central pressing layer 71 is harder than the material and the side pressing layers 72 and 73 are softer than the material on the basis of a conventional general shoe made of a single material. The hardness of the hard resin material to be formed and the height dimension (the vertical dimension in the figure) of the metal core 81 are selected and determined.
[0059]
When the lapping process is performed using the shoe 80 having the above configuration, the side pressing layers 72 and 73 have a larger elastic deformation amount than the central pressing layer 71 as in the first embodiment. When processing, the contact area of the lapping film 11 with respect to the processing surface 65 becomes wider than before, and the removal amount per unit time of the processing surface 65 by abrasive grains increases. Thereby, the processing surface 65 is stably finished with good surface roughness.
[0060]
Further, when the top portion a is processed, since the central pressing layer 71 has a smaller elastic deformation amount than the side pressing layers 72 and 73, even if the edge portion of the cam lobe portion 61 moves due to the oscillation, the grinding force is reduced. The damage received by the grains is smaller than before. As a result, the geometrical shape in the axial direction at the top portion a is suppressed from being a concave shape and becomes flat, and the top portion a is finished with good straightness shape accuracy.
[0061]
Further, even when the camshaft 60 is processed while rotating at a higher speed than before, the impact is absorbed by the elastic side pressing layers 72 and 73 being elastically deformed, so that jumping of the shoe 80 can be suppressed. As a result, the workpiece rotation speed can be increased, the amount of removal per time can be increased, and the machining time can be shortened.
[0062]
As described above, the shoe 80 for lapping according to the second embodiment can satisfy the conflicting requirements for the hardness of the shoe 80 in a balanced manner, and as a result, good shape accuracy (particularly, (Straightness) and good surface roughness can be achieved. Specifically, it is possible to achieve both good shape accuracy (particularly straightness) and good surface roughness at the top part a of the cam lobe part 61, and good at other parts such as the event parts b1 and b2. It is possible to obtain a stable surface roughness and to shorten the processing time.
[0063]
Moreover, since at least one pressing layer among the plurality of pressing layers 71, 72, 73 has the metal core 81 disposed at a position where it does not contact the wrapping film 11, the plurality of pressing layers 71, 72 and 73 can be formed easily.
[0064]
In addition, although the example which has arrange | positioned the metal core 81 in the back surface of the shoe main body 82 was shown in figure, as long as it is a position which does not contact the wrapping film 11, you may arrange | position in any site | part and the form embedded inside the shoe main body 82 But you can.
[0065]
(Modification of the second embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a shoe 90 for lapping according to a modification of the second embodiment.
[0066]
In this modified example, the shoe main body 92 is formed of hard resin materials 74 and 75 having different hardnesses as in the first embodiment, and includes three pressing layers 71, 72, and 73. Further, the metal core 91 is disposed not only at the center of the back surface of the shoe main body 92 but also at the end side. However, the metal core 91 has a concave cross-sectional shape and has different height dimensions (vertical direction dimensions in the figure). As described above, a plurality of pressing layers 71, 72, 73 arranged along the rotation direction of the workpiece W by a combination of the shoe main body 92 having different hardness and the metal core 91 having different height dimensions. The amount of elastic deformation is different.
[0067]
The shoe 90 also has the same operations and effects as the second embodiment described above. Further, by adjusting the shape, dimensions, and arrangement position of the metal core 91, it is possible to realize a subtle difference in elastic deformation amount that is difficult only by adjusting the hardness of the material of the shoe main body 92. Therefore, it is possible to more appropriately control the hardness and the amount of elastic deformation of the shoe 90 and to satisfy the conflicting requirements for the hardness of the shoe 90 in a more balanced manner.
[0068]
The metal core 91 may be embedded in the shoe main body 92.
[0069]
(Third embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a shoe 100 for lapping according to the third embodiment.
[0070]
As in the first and second embodiments, the shoe 100 according to the third embodiment is arranged along the rotation direction of the workpiece W and has a plurality of pressing layers 71, 72, 73 (different in elastic deformation amount). In the example shown, it has three layers).
[0071]
However, in the third embodiment, at least one pressing layer among the plurality of pressing layers 71, 72, 73 is a spring member that urges a resilient force that presses the pressing layer toward the workpiece W. It differs from the first and second embodiments in that 104, 105, 106 (corresponding to elastic means) are arranged.
[0072]
More specifically, the shoe 100 according to the third embodiment is provided with three shoe pieces 101, 102, 103 formed from a hard resin material and on the back side of each shoe piece 101, 102, 103. , 102, and 103, and three spring members 104, 105, and 106 that urge the elastic force that presses the workpiece W toward the workpiece W. A central pressing layer 71 is constituted by the shoe piece 101 and the spring member 104 (hereinafter referred to as “central shoe piece 101” and “central spring member 104”) located in the center, and the shoe pieces 102 and 103 and springs located on the side are formed. Side pressing layers 72 and 73 are constituted by members 105 and 106 (hereinafter referred to as “side shoe pieces 102 and 103” and “side spring members 105 and 106”). The “center” here also refers to a region corresponding to the range of the maximum width where at least the tip of the top portion a is in contact with the shoe 100, as defined in the first embodiment (see FIG. 5). . The central shoe piece 101 and the side shoe pieces 102 and 103 are made of a hard resin material having the same hardness. Each spring member 104, 105, 106 is formed of a compression spring, and the elastic force that the central spring member 104 urges is greater than the elastic force that the side spring members 105, 106 urge. By changing the spring length or the spring constant, the resilient force that each of the central spring member 104 and the side spring members 105 and 106 urges is made different. By arranging the spring members 104, 105, 106 in this way, the elastic deformation amounts of the plurality of pressing layers 71, 72, 73 arranged along the rotation direction of the workpiece W are made different. Reference numeral 107 in the figure denotes a cover member that covers the back surface of the shoe 100.
[0073]
On the basis of a conventional general shoe made of a single material, the shoe piece 101, so that the central pressing layer 71 is harder than the material and the side pressing layers 72, 73 are softer than the material. The hardness of the hard resin material that forms 102 and 103 and the spring members 104, 105, and 106 are selected and determined.
[0074]
When lapping is performed using the shoe 100 having the above-described configuration, the same operations and effects as those of the first and second embodiments are obtained.
[0075]
Further, at least one pressing layer among the plurality of pressing layers 71, 72, 73 is provided with spring members 104, 105, 106 that urge a resilient force that presses the pressing layer toward the workpiece W. Therefore, it is possible to easily form the plurality of pressing layers 71, 72, 73 having different elastic deformation amounts.
[0076]
In addition, although the example which has arrange | positioned the spring members 104, 105, 106 to all the layers 71, 72, 73 was shown, even if it arrange | positions the spring member 104 only to at least 1 pressing layer, for example, the center pressing layer 71, it is the same. It goes without saying that the effects of can be obtained. The central shoe piece 101 and the side shoe pieces 102 and 103 may be formed from hard resin materials having different hardnesses. Further, the elastic means is not limited to the case where a solid member such as the spring members 104, 105, 106 is used, and a mechanism using fluid pressure such as pneumatic pressure or hydraulic pressure may be used.
[0077]
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a shoe 110 for lapping according to the fourth embodiment.
[0078]
Similar to the first embodiment, the shoe 110 according to the fourth embodiment includes a plurality of pressing layers 71, 72, and 73 that are arranged along the rotation direction of the workpiece W and have different elastic deformation amounts. Yes.
[0079]
However, in the fourth embodiment, the first embodiment is that a constraining layer 111 that restricts elastic deformation of the shoe 110 is further interposed between the plurality of pressing layers 71, 72, 73. It differs from the form.
[0080]
Specifically, the shoe 110 according to the fourth embodiment is similar to the first embodiment in that the central pressing layer 71 formed from the hard urethane resin 74 and the side pressing layer formed from the hard urethane resin 75 are used. 72, 73. Further, a metal plate 112 made of steel (for example, carbon steel) is disposed between the central pressing layer 71 and the side pressing layers 72 and 73, and the constraining layer 111 is configured by the metal plate 112. . Five pressing layers 71, 72, 73, 111, 111 are configured by interposing the constraining layer 111. Each metal plate 112 is in close contact with and fixed to the central pressing layer 71 and the side pressing layers 72 and 73. The contact surface (upper surface in the drawing) of the metal plate 112 on the side in contact with the wrapping film 11 is the contact surface (upper surface in the drawing) of the central pressing layer 71 and the contact surfaces of the side pressing layers 72 and 73 (upper surface in the drawing). ) With a smooth arc surface so as not to cause a step. In addition, it is desirable that the contact surface of the metal plate 112 be provided with a slip stopper that prevents the wrapping film 11 from slipping. As a specific example of anti-slip, an abrasive having excellent wear resistance such as diamond is fixed by electrodeposition.
[0081]
When the lapping process is performed using the shoe 110 having the above-described configuration, the side pressing layers 72 and 73 have a larger elastic deformation amount than the central pressing layer 71 as in the first embodiment. When processing, the contact area of the wrapping film 11 with respect to the processing surface 65 becomes wider than before, and the processing surface 65 is stably finished with good surface roughness. Further, when a portion other than the top portion a passes through the metal plate 112, the elastic deformation of the shoe 110 is limited, and the wrapping film 11 is pressed against the processing surface 65 with a flat surface along the axial direction of the workpiece W. . For this reason, parts other than the top part a are processed while the shape accuracy is corrected when passing through the metal plate 112. Therefore, even if the side pressing layers 72 and 73 are made softer than the central pressing layer 71, the portions other than the top portion a are stably finished with good surface roughness without causing deterioration of the shape.
[0082]
Further, when the top portion a is processed, the central pressing layer 71 has a smaller amount of elastic deformation than the side pressing layers 72 and 73, so that the axial geometric shape at the top portion a may be a concave shape. It is suppressed and becomes flat, and the top portion a is finished with good straightness and shape accuracy.
[0083]
Furthermore, since the jumping of the shoe 110 can be suppressed even when the camshaft 60 is rotated at a higher speed than before, the workpiece rotation speed can be increased and the machining time can be shortened.
[0084]
In addition, since the side pressing layers 72 and 73 can be formed from a softer material by interposing the metal plate 112, the contact area can be further increased, and the cam lobe can be increased even if the work rotation speed is further increased. It is possible to further absorb the impact associated with the rotation of the portion 61 and follow the rotating cam lobe portion 61 to appropriately press the wrapping film 11. Accordingly, not only can the surface roughness of the processed surface 65 be further stabilized, but also the processing time can be further shortened.
[0085]
As described above, according to the shoe 110 for lapping according to the fourth embodiment, the constraining layer 111 that restricts elastic deformation is interposed between the plurality of pressing layers 71, 72, 73. Therefore, it is possible to achieve both good shape accuracy (particularly straightness) and good surface roughness at the top portion a of the cam lobe portion 61, and good shape accuracy (particularly, also in other parts such as the event portion). Straightness) and good surface roughness can be stably obtained. That is, it is possible to achieve both good shape accuracy and good surface roughness over the entire circumference of the cam lobe portion 61. Furthermore, the processing time can be shortened.
[0086]
(Fifth embodiment)
FIG. 13 is a perspective view showing a shoe 120 for lapping according to the fifth embodiment.
[0087]
Similar to the first embodiment, the shoe 120 according to the fifth embodiment includes a plurality of pressing layers 71, 72, and 73 that are arranged along the rotation direction of the workpiece W and that have different elastic deformation amounts. Yes.
[0088]
However, in the fifth embodiment, the first to fourth embodiments further include a plurality of pressing layers arranged along the axial direction of the workpiece W and having different elastic deformation amounts. Is different.
[0089]
Specifically, the shoe 120 according to the fifth embodiment includes a central pressing layer 71 arranged in the center along the rotation direction of the workpiece W, and side pressing layers 72 and 73 arranged on both sides of the central pressing layer 71. ,have. The center pressing layer 71 is made of a metal made of steel (for example, carbon steel) arranged on both sides of the center layer 121 along the axial direction (X direction in the drawing) of the workpiece W and the center layer 121 made of the hard urethane resin 74. The side layers 122 and 123 are formed. The side pressing layers 72 and 73 include a center layer 124 made of a hard urethane resin 75 and side layers 125 and 126 made of a hard urethane resin 74 arranged on both sides of the center layer 124 along the axial direction of the workpiece W. Is formed. That is, the center pressing layer 71 has a three-layer structure of steel-hard urethane resin 74-steel along the axial direction of the workpiece W, and the side pressing layers 72 and 73 extend along the axial direction of the workpiece W. A three-layer structure of hard urethane resin 74 -hard urethane resin 75 -hard urethane resin 74 is formed. The hard urethane resin 74 is harder than the hard urethane resin 75. Since the central pressing layer 71 includes metal side layers 122 and 123, and the side pressing layers 72 and 73 include a central layer 124 made of a soft hard urethane resin 75, the central pressing layer 71 includes the side pressing layer 72, Compared to 73, the amount of elastic deformation is small. Thus, by varying the elastic modulus of the material of the member constituting the pressing layer, the amount of elastic deformation of the plurality of pressing layers 71, 72, 73 arranged along the rotation direction of the workpiece W is varied, and The elastic deformation amounts of the plurality of layers 121 to 123 and 124 to 126 arranged along the axial direction of the workpiece W are varied. The metal side layers 122 and 123 also act as the constraining layer 111 that restricts the elastic deformation of the shoe 120, similarly to the metal plate 112 in the fourth embodiment.
[0090]
When the lapping is performed using the shoe 120 having the above-described configuration, the side pressing layers 72 and 73 have a larger elastic deformation amount than the central pressing layer 71 as in the fourth embodiment. When processing, the contact area of the wrapping film 11 with respect to the processing surface 65 is wide, and the processing surface 65 is stably finished with good surface roughness. Further, when a portion other than the top portion a passes through the metal side layers 122 and 123, the elastic deformation of the shoe 120 is limited, and the wrapping film 11 is processed on a flat surface along the axial direction of the workpiece W. Pressed against the surface 65. For this reason, parts other than the top part a are processed while the shape accuracy is corrected when passing through the metal side layers 122 and 123. Therefore, even if the side pressing layers 72 and 73 are made softer than the central pressing layer 71, the portions other than the top portion a are stably finished with good surface roughness without causing deterioration of the shape.
[0091]
Further, when the top portion a is processed, the central pressing layer 71 has a smaller amount of elastic deformation than the side pressing layers 72 and 73, so that the axial geometric shape at the top portion a may be a concave shape. It is suppressed and becomes flat, and the top portion a is finished with good straightness and shape accuracy.
[0092]
Furthermore, since the jumping of the shoe 120 can be suppressed even when the camshaft 60 is rotated at a high speed, the work rotation speed can be increased and the machining time can be shortened.
[0093]
Moreover, since the side pressing layers 72 and 73 can be formed from a softer material by having the metal side layers 122 and 123, the contact area can be further increased and the work rotation speed can be further increased. However, it is possible to further absorb the impact associated with the rotation of the cam lobe portion 61 and appropriately press the wrapping film 11 following the rotating cam lobe portion 61. Accordingly, not only can the surface roughness of the processed surface 65 be further stabilized, but also the processing time can be further shortened.
[0094]
By the way, among the workpieces, there are workpieces intended to positively make the axial geometric shape positively convex, and conversely, workpieces intended to positively make the concave shape positive. For example, in the cam lobe portion 61, the axial geometric shape may be made convex rather than flat in order to reduce friction by reducing the contact point with a valve lifter (not shown). Further, in the pin portion of the crankshaft, the axial geometric shape may be made concave.
[0095]
When wrapping such a workpiece, the fifth embodiment is applied, and the materials of the plurality of pressing layers 121 to 123 and 124 to 126 arranged along the axial direction of the workpiece and having different elastic deformation amounts are used. By appropriately arranging the physical property values, the axial geometric shape of the processed surface can be controlled to an arbitrary shape (for example, a middle convex shape, a middle concave shape, and a size of the concave and convex portions).
[0096]
As described above, according to the shoe 120 for lapping processing according to the fifth embodiment, a plurality of pressing layers 121 to 123, 124 to which are arranged along the axial direction of the workpiece W and have different elastic deformation amounts. Since it has 126, it becomes possible to control the axial direction geometric shape of the processing surface 65 to arbitrary shapes (for example, a middle convex shape, a middle concave shape, the magnitude | size of an unevenness | corrugation).
[0097]
  The central pressing layer 71 and the side pressing layers 72 and 73 are arranged along the axial direction of the workpiece W and have a plurality of layers 121 to 123 and 124 to 12 having different elastic deformation amounts.6Therefore, good shape accuracy and good surface roughness can be achieved over the entire circumference of the cam lobe 61. Furthermore, the processing time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a lapping apparatus incorporating a shoe for lapping according to 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.
4A is a cross-sectional view showing a shoe for lapping according to the first embodiment, and FIG. 4B is a conceptual diagram showing a contact state between the shoe and a workpiece.
FIGS. 5A to 5C are views for explaining a plurality of pressing layers of a shoe.
6A is a perspective view showing an example of a camshaft as a workpiece to be lapped, and FIG. 6B is a diagram for explaining each part in a cam lobe portion of the camshaft.
FIGS. 7A to 7C are schematic views showing a situation in which shoe jumping occurs on the entrance side of the top portion due to rotation of the camshaft.
FIGS. 8A to 8C are schematic views showing a situation in which shoe jumping has occurred on the slipping side of the top portion due to rotation of the camshaft.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a shoe for lapping according to a second embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a shoe for lapping according to a modification of the second embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a shoe for lapping according to a third embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a shoe for lapping according to a fourth embodiment.
FIG. 13 is a perspective view showing a shoe for lapping according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Lapping device
11 ... Wrapping film
29 ... Oscillating pin (predetermined axis)
40 ... Rotation drive unit
50 ... Oscillation unit
60. Camshaft (work W)
61 ... Cam lobe
65 ... Machining surface
70, 80, 90, 100, 110, 120 ... shoe
71, 72, 73 ... A plurality of pressing layers arranged along the rotation direction of the workpiece and having different elastic deformation amounts
74, 75 ... Hard resin materials with different hardness
81, 91 ... Metal core (metal block)
104, 105, 106 ... spring members (elastic means)
111 ... Restricted layer
112 ... Metal plate
121-123, 124-126 ... A plurality of pressing layers arranged along the axial direction of the workpiece and having different elastic deformation amounts
a ... Top of cam lobe
W ... Work

Claims

A shoe for lapping that presses a lapping film provided with abrasive grains on one surface of a thin-walled substrate against a workpiece that has an arc-shaped machining surface with a non-circular cross section and is driven to rotate,
The shoe is constituted by a concave shoe having a concave tip portion that is held rotatably about a predetermined axis and abuts the processing surface at a plurality of positions via the wrapping film,
Furthermore, it has a plurality of pressing layers arranged along the rotation direction of the workpiece and different in the amount of elastic deformation ,
The processing surface of the workpiece is an outer peripheral surface of a cam lobe portion in the camshaft,
Among the plurality of pressing layers, the pressing layer in which the tip of the top portion of the cam lobe part contacts via the wrapping film is more elastic than the other pressing layer in which the tip of the top part does not contact via the wrapping film. A wrapping shoe characterized by a small amount of deformation .

2. The lapping according to claim 1, wherein the pressing layer and / or the other pressing layer is formed of a plurality of layers arranged along an axial direction of the workpiece and having different elastic deformation amounts. Shoe for processing.

The shoe for lapping according to claim 1 , wherein the plurality of pressing layers are formed of hard resin materials having different hardnesses.

The shoe for lapping according to claim 1 , wherein a metal block is disposed at a position where at least one of the plurality of pressing layers does not contact the wrapping film.

At least one pressing layers of the plurality of pressing layers, according to claim 1, characterized in that resilient means for biasing the resilient force for pressing towards the pressing layer on the workpiece is located A shoe for lapping.

The wrapping shoe according to claim 1 , wherein the wrapping film is non-stretchable and deformable.

The shoe for lapping according to claim 1, wherein a constraining layer for restricting elastic deformation is interposed between the plurality of pressing layers.