JP5316936B2 - 超仕上げ装置 - Google Patents

Description

本発明は、砥石をワークに押圧する砥石ヘッドを往復揺動させて、ワークの加工面を超仕上げ加工する超仕上げ装置に関する。

軸対称な軸受部品等を精密加工する装置として、回転駆動される主軸にワークをセットし、主軸の回りに回転するワークに砥石を押圧する砥石ヘッドを往復揺動させて、ワークの加工面を超仕上げ加工する超仕上げ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたものを含めて、従来の超仕上げ装置は、砥石ヘッドを支持する支持部材を、空気軸受によってガイド部材のガイド軸やガイド孔にスライド自在に支持された揺動部材に取り付け、この揺動部材に回転駆動される偏心カムを当接させて、偏心カムの回転によって揺動部材をガイド部材のスライド方向に往復揺動させ、揺動部材に取り付けられた砥石ヘッドの支持部材を往復揺動させるようにしている。

特開２００４−２０９６３１号公報

上述した従来の超仕上げ装置は、砥石ヘッドを往復揺動させる揺動部材を、空気軸受によってガイド部材にスライド自在に支持しているので、ガイド部材と揺動部材のガイド部を高い精度で加工する必要があり、製造コストが高くなる問題がある。また、空気軸受に圧縮空気を常時供給する必要があるので、ランニングコストも高くなる。

そこで、本発明の課題は、製造コストが安価で、かつ、ランニングコストも安価な超仕上げ装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、回転駆動される主軸にワークをセットし、主軸の回りに回転するワークに砥石を押圧する砥石ヘッドを往復揺動させて、ワークの加工面を超仕上げ加工する超仕上げ装置において、前記砥石ヘッドを往復揺動させる手段を、砥石ヘッドを支持する支持ユニットを、基台フレームに前記往復揺動方向で間隔を開けて対向する一対の板ばねで往復揺動方向に揺動自在に連結された揺動部材に取り付け、この揺動部材に往復揺動方向で対向する一対のガイド板を設けて、この一対のガイド板の対向面に回転駆動される偏心カムを当接させ、この偏心カムの回転によって前記揺動部材を往復揺動させて、揺動部材に取り付けられた前記砥石ヘッドの支持ユニットを往復揺動させるものとした構成を採用した。

すなわち、砥石ヘッドを往復揺動させる手段を、砥石ヘッドを支持する支持ユニットを、基台フレームに往復揺動方向で間隔を開けて対向する一対の板ばねで往復揺動方向に揺動自在に連結された揺動部材に取り付け、この揺動部材に往復揺動方向で対向する一対のガイド板を設けて、この一対のガイド板の対向面に回転駆動される偏心カムを当接させ、この偏心カムの回転によって揺動部材を往復揺動させて、揺動部材に取り付けられた砥石ヘッドの支持ユニットを往復揺動させるものとすることにより、揺動部材を支持する空気軸受を不要として、製造コストが安価で、かつ、ランニングコストも安価な超仕上げ装置を提供できるようにした。

前記偏心カムに転がり軸受を外嵌し、この転がり軸受を介して前記一対のガイド板に偏心カムを当接させることにより、高速で回転する偏心カムと揺動部材のガイド板との摺動摩擦を低減し、偏心カムの駆動トルクを低減できるとともに、揺動部材の横振動を防止することができる。揺動部材を基台フレームに連結する板ばねは、板面と平行方向には高い剛性を有するが、ガイド板と偏心カムとの摺動摩擦によってスティックスリップが生じると、揺動部材に細かい横振動を生じさせる恐れがある。

前記偏心カムが当接される一対のガイド板の対向面に、耐摩耗性の優れた硬質皮膜または硬質部材を設けることにより、ガイド板の摩耗による往復揺動のストロークの変化を防止することができる。

前記基台フレームに連結される前記板ばねの基端側を、複数のボルトで基台フレームに締結することにより、揺動部材の横振動をより確実に防止することができる。

前記板ばねの枚数または板厚を変更可能とすることにより、超仕上げの加工抵抗に応じて板ばねの剛性を変え、揺動部材を確実に往復揺動させることができる。

本発明の超仕上げ装置は、砥石ヘッドを往復揺動させる手段を、砥石ヘッドを支持する支持ユニットを、基台フレームに往復揺動方向で間隔を開けて対向する一対の板ばねで往復揺動方向に揺動自在に連結された揺動部材に取り付け、この揺動部材に往復揺動方向で対向する一対のガイド板を設けて、この一対のガイド板の対向面に回転駆動される偏心カムを当接させ、この偏心カムの回転によって揺動部材を往復揺動させて、揺動部材に取り付けられた砥石ヘッドの支持ユニットを往復揺動させるものとしたので、揺動部材を支持する空気軸受を不要として、製造コストが安価で、かつ、ランニングコストも安価なものとすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この超仕上げ装置は、図１に示すように、回転駆動される主軸１にバッキングプレート２を介してワークＷをセットし、基台フレーム３の縦向きの旋回テーブル４に後述する板ばね１０で揺動部材１１を連結して、揺動部材１１に支持ユニット２１を介して取り付けられた砥石ヘッド３１を往復揺動させ、砥石ヘッド３１に装着された砥石３２でワークＷの加工面を超仕上げするものであり、この実施形態では、ワークＷとしての円すいころ軸受の内輪の大鍔面を超仕上げしている。

前記旋回テーブル４は、基台フレーム３に取り付けられたねじ式の伸縮アーム５によって、揺動部材１１の揺動方向を決定する旋回角を調整されるとともに、外周の部分歯車６と噛み合う歯車エンコーダ７によって旋回角を検出され、外周部の円弧孔８に嵌め込まれるボルト８ａによって、所定の旋回位置で基台フレーム３に固定される。

前記揺動部材１１には、揺動方向にスライドする延長部材１２が取り付けられ、支持ユニット２１は延長部材１２の先端に取り付けられている。延長部材１２は、ねじ棒１３とナット１４の螺合位置を変えることによってスライド位置を調整され、一対の平行な長孔１５に嵌め込まれるボルト１５ａによって、所定のスライド位置で揺動部材１１に固定される。

前記支持ユニット２１は、延長部材１２に設けられた斜め向きのフレーム１２ａに、支持プレート２２で上下方向へスライド可能に取り付けられ、支持プレート２２のガイドレール２２ａに、砥石ヘッド３１を押圧する押圧シリンダ３３のブラケット３３ａがスライド可能に取り付けられるとともに、支持プレート２２には、押圧シリンダ３３と砥石ヘッド３１をワークＷに向かって進退駆動する駆動シリンダ２３が取り付けられている。支持プレート２２はねじ棒２４とナット２５の螺合位置を変えることによって、延長部材１２のフレーム１２ａに対するスライド位置を調整され、ボルト締めによって所定のスライド位置に固定されて、砥石３２のワークＷに対する進退位置が位置決めされる。砥石ヘッド３１は、押圧シリンダ３３のブラケット３３ａにガイド棒３４で案内され、砥石３２をワークＷの加工面に押圧するように押圧シリンダ３３で押圧される。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記揺動部材１１は、基台フレーム３の旋回テーブル４に、往復揺動方向で間隔を開けて対向する一対の板ばね１０で揺動自在に連結され、揺動部材１１に往復揺動方向で間隔を開けて対向するように設けた一対のガイド板１１ａに、モータの回転軸１６に取り付けられた偏心カム１６ａが、後述する転がり軸受１９を介して当接されようになっている。したがって、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、偏心カム１６ａの回転駆動に伴って、揺動部材１１が往復揺動する。

前記一対の板ばね１０の基端側は、旋回テーブル４に設けられたボス４ａの平行な側面に、座板１７ａを噛ませて複数のボルト１８ａで締結され、先端側も、揺動部材１１に設けられたボス１１ｂの平行な側面に、座板１７ｂを噛ませて複数のボルト１８ｂで締結されている。板ばね１０は枚数や板厚を変更することができ、超仕上げの加工抵抗に応じてばね剛性を変えることができる。

また、前記偏心カム１６ａの外径面には転がり軸受１９が外嵌され、転がり軸受１９の外輪１９ａが一対のガイド板１１ａと転接するようになっており、外輪１９ａが転接する一対のガイド板１１ａの内側面には、耐摩耗性の優れた超硬板２０がろう付けされている。

上述した実施形態では、ワークとして円すいころ軸受の内輪の大鍔面を超仕上げするものを示したが、本発明に係る超仕上げ装置は、軸対称な任意のワークの外径面や内径面等を超仕上げすることもできる。

超仕上げの装置の実施形態を示す正面図 ａは図１の旋回テーブルと揺動部材の連結状態を示す正面図、ｂはａのII−II線に沿った断面図 ａ、ｂは、図２の揺動部材が往復揺動する状態を示す断面図

符号の説明

１ 主軸
２ バッキングプレート
３ 基台フレーム
４ 旋回テーブル
４ａ ボス
５ 伸縮アーム
６ 部分歯車
７ 歯車エンコーダ
８ 円弧孔
８ａ ボルト
１０ 板ばね
１１ 揺動部材
１１ａ ガイド板
１１ｂ ボス
１２ 延長部材
１２ａ フレーム
１３ ねじ棒
１４ ナット
１５ 長孔
１５ａ ボルト
１６ 回転軸
１６ａ 偏心カム
１７ａ、１７ｂ 座板
１８ａ、１８ｂ ボルト
１９ 転がり軸受
１９ａ 外輪
２０ 超硬板
２１ 支持ユニット
２２ 支持プレート
２２ａ ガイドレール
２３ 駆動シリンダ
２４ ねじ棒
２５ ナット
３１ 砥石ヘッド
３２ 砥石
３３ 押圧シリンダ
３３ａ ブラケット
３４ ガイド棒

Claims (4)

1. 回転駆動される主軸にワークをセットし、主軸の回りに回転するワークに砥石を押圧する砥石ヘッドを往復揺動させて、ワークの加工面を超仕上げ加工する超仕上げ装置において、
   前記砥石ヘッドを往復揺動させる手段は、砥石ヘッドを支持する支持ユニットを、基台フレームに前記往復揺動方向で間隔を開けて対向する一対の板ばねで往復揺動方向に揺動自在に連結された揺動部材に取り付け、この揺動部材に往復揺動方向で対向する一対のガイド板を設けて、この一対のガイド板の対向面に回転駆動される偏心カムを当接させ、この偏心カムの回転によって前記揺動部材を往復揺動させて、揺動部材に取り付けられた前記砥石ヘッドの支持ユニットを往復揺動させるものであり、
   前記板ばねの枚数または板厚を変更可能としたことを特徴とする超仕上げ装置。
2. 前記偏心カムに転がり軸受を外嵌し、この転がり軸受を介して前記一対のガイド板に偏心カムを当接させるようにした請求項１に記載の超仕上げ装置。
3. 前記偏心カムが当接される一対のガイド板の対向面に、耐摩耗性の優れた硬質皮膜または硬質部材を設けた請求項１または２に記載の超仕上げ装置。
4. 前記基台フレームに連結される前記板ばねの基端側を、複数のボルトで基台フレームに締結した請求項１乃至３のいずれかに記載の超仕上げ装置。

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