物品的表面切削装置及表面切削方法.pdf

本发明提供物品的表面切削装置及表面切削方法，其将电枢(90)固定于夹头(74)，使之不能旋转，在该状态下，一边使粗加工用刀具(62)及精加工用刀具(64)在换向器(92)的轴向且周向彼此一体移动，一边切削换向器(92)的表面。据此，由于使粗加工用刀具(62)及精加工用刀具(64)一体移动，所以与分体移动的情况相比，能够使装置的构成简单，能够实现装置的小型化及成本下降。另外，在将电枢(90)固定于夹头(74)使之不能旋转的状态下，切削换向器(92)的表面，因此，例如不会如使电枢(90)旋转的情况一样，旋转驱动装置的振动传递到电枢(90)、或旋转轴的轴振摆转印到换向器(92)的正圆度，从而能够确保换向器(92)表面的加工精度。

1、  一种表面切削装置，其具备：
固定装置(74、174)，其用于将物品(92)固定成不能旋转；
粗加工用切削装置(62)及精加工用切削装置(64)，其在所述物品(92)的轴向且周向可彼此一体移动地设置，用于切削所述物品(92)的表面。

2、  如权利要求1所述的表面切削装置，其中，所述物品(92)为旋转电机的电枢(90)所具备的换向器(92)。

3、  如权利要求2所述的表面切削装置，其中，所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)配置成在沿所述换向器(92)的周向移动而切削所述换向器(92)的表面时，通过形成于所述换向器(92)的多个下刻槽(97)的定时错开相当于通过所述各下刻槽(97)的周期的1/2周期的量。

4、  如权利要求1所述的表面切削装置，其中，包括：
进给用驱动装置(14、114)，其产生旋转驱动力；
旋转直动变换装置(38、40、138、140)，其用于将所述进给用驱动装置(14、114)的旋转驱动力变换成在所述物品(92)的轴向的直线驱动力并传递到所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)。

5、  如权利要求1所述的表面切削装置，其中，包括：
旋转用驱动装置(16、114)，其产生旋转驱动力；
旋转驱动力传递装置(28、30、32、128、130、132)，其用于将所述旋转用驱动装置(16、114)的旋转驱动力传递到所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)。

6、  如权利要求1所述的表面切削装置，其中，
所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)可退避地设置在所述物品(92)的径向外侧，
所述表面切削装置具有退避装置(68、72、168、172)，其用于使所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)随着向所述物品(92)的轴向终端部的移动而向所述物品(92)的径向外侧退避。

7、  如权利要求1～6中任一项所述的表面切削装置，其中，所述粗加工用切削装置(62)相对于所述精加工用切削装置(64)在进给方向上错开配置。

8、  一种表面切削方法，其在通过固定装置(74、174)将物品(92)固定成不能旋转的状态下，使粗加工用切削装置(62)及精加工用切削装置(64)在所述物品(92)的轴向且周向上彼此一体地移动，同时切削所述物品(92)的表面。

9、  如权利要求8所述的表面切削方法，其中，对旋转电机的电枢(90)所具备的作为所述物品(92)的换向器(92)的表面进行切削。

10、  如权利要求9所述的表面切削方法，其中，在使所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)在所述换向器(92)的周向移动而对所述换向器(92)的表面进行切削时，使所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)形成为通过形成于所述换向器(92)的多个下刻槽(97)的定时错开相当于通过所述各下刻槽(97)的周期的1/2周期的量。

11、  如权利要求8所述的表面切削方法，其中，将共用的进给用驱动装置(14、114)的旋转驱动力变换成在所述物品(92)的轴向的直线驱动力，传递到所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)，使所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)在所述物品(92)的轴向移动，从而对所述物品(92)的表面进行切削。

12、  如权利要求8所述的表面切削方法，其中，将共用的旋转用驱动装置(16、114)的旋转驱动力传递到所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)，使所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)在所述物品(92)的周向移动，从而对所述物品(92)的表面进行切削。

13、  如权利要求8所述的表面切削方法，其中，使所述粗加工用切削装置(62)及所述精加工用切削装置(64)随着向所述物品(92)的轴向终端部的移动而向所述物品(92)的径向外侧退避。

14、  如权利要求8～13中任一项所述的表面切削方法，其中，在使所述粗加工用切削装置(62)相对于所述精加工用切削装置(64)在进给方向上错开的状态下，对所述物品(92)的表面进行切削。

物品的表面切削装置及表面切削方法
技术领域
本发明涉及物品的表面切削装置及表面切削方法。
背景技术
目前，作为物品的表面切削装置及表面切削方法，例如，公知的是切削旋转电机的电枢所具备的换向器表面的表面切削装置及表面切削方法。切削该换向器表面的表面切削装置及表面切削方法中，通过V型支承台支承电枢的旋转轴，在电枢的铁芯外周部卷装平带，使电枢旋转，通过进给刀架对换向器的表面进行切削。
但是，这种切削换向器表面的表面切削装置及表面切削方法中，电枢相对于支承台的出入，可通过使刀架后退同时使平带后退来确保充分的空间而进行。
但是，刀架具备两个刀头，在各自实施粗加工和精加工的情况下，由于固定电枢的位置，移动刀架进行加工，因此，刀架在切削进给方向和切削外径向的二轴向需要移动机构。另外，必须充分确保用于使电枢由支承台出入的空间，因此，必须要确保各移动机构的行程足够长。所以，存在由此带来换向器的加工精度降低的问题。
于是，为解决此问题，也提案了一种技术，该技术在支承电枢的支承台上附加移动功能，刀架可以只在进给方向上进行移动，同时确保电枢相对于支承台的出入所需的空间、和抑制换向器的加工精度的下降(例如，参照特开平2-250707号公报)。
但是，在该特开平2-250707号公报记载的例子中，存在以下问题。即，为了确保用于支承电枢的支承台的刚性，需要将平带强力压紧在电枢铁芯的外周部，该平带受到反作用力，故为了使支承台向电枢的径向移动，需要充分的推力，由此使装置整体大型化。
另外，还存在如下问题，即由于将平带向电枢的铁芯挤压，所以用于使平带旋转的驱动装置的振动容易传递到电枢，从而可能造成换向器的加工精度下降。
另外，由于通过支承台可旋转地支承电枢的旋转轴，所以旋转轴的正圆度(即，轴振摆)转印到换向器的正圆度，加工换向器以使之成为比旋转轴的正圆度高的正圆度比较困难。因此，为了提高旋转轴的正圆度，必须进行砂纸研磨等加工作为切削加工换向器的前加工，而造成成本增高。
发明内容
本发明是鉴于上述事情而开发的，提供物品的表面切削装置及表面切削方法，其目的在于装置的小型化、确保加工精度、降低成本。
为解决本发明的课题，本发明一个方式提供一种物品的表面切削装置，其具备：固定装置，其用于将物品固定成不能旋转；粗加工用切削装置及精加工用切削装置，其在所述物品的轴向且周向可彼此一体移动地设置，用于切削所述物品的表面。根据该构成，由于用于切削物品表面的粗加工用切削装置及精加工用切削装置可一体移动地设置，所以与可分别移动地设置的情况相比，装置的构成简单，能够实现装置的小型化及成本下降。另外，由于在通过固定装置将物品固定成不能旋转的状态下切削物品的表面，因此，不会例如上述使物品旋转的情况那样，用于使平带旋转的驱动装置的振动传递到物品、或物品的旋转轴的轴振摆转印到物品的正圆度，从而能够确保物品表面的加工精度。
所述表面切削装置也可以将所述物品作为旋转电机的电枢所具备的换向器。根据该构成，在实现装置的小型化及成本下降的同时，能够确保作为物品的换向器的表面的加工精度。
另外，所述表面切削装置中，所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置配置成在沿所述换向器的周向移动而切削所述换向器的表面时，通过形成于所述换向器的多个下刻槽的定时错开相当于通过所述各下刻槽的周期的1/2周期的量。根据该构成，由于在使粗加工用切削装置及精加工用切削装置沿换向器的周向移动而切削换向器的表面时，粗加工用切削装置及精加工用切削装置的通过换向器的多个下刻槽的定时错开相当于通过各下刻槽的周期的1/2周期的量，所以能够抑制粗加工用切削装置的切削振动和精加工用切削装置的切削振动产生共振，能够确保换向器的表面的加工精度。
而且，所述表面切削装置也可以具备：进给用驱动装置，其产生旋转驱动力；旋转直动变换装置，其用于将所述进给用驱动装置的旋转驱动力变换成在所述物品的轴向的直线驱动力并传递到所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置。根据该构成，能够通过共用的进给用驱动装置使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向移动，因此与分别使用进给用驱动装置的情况相比，能够实现装置的小型化及成本下降。另外，能够通过旋转直动变换装置从进给用驱动装置的旋转驱动力得到用于使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向移动的直线驱动力，从而能够使用于使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向移动的构成简单。
另外，所述表面切削装置也可以具备：旋转用驱动装置，其产生旋转驱动力；旋转驱动力传递装置，其用于将所述旋转用驱动装置的旋转驱动力传递到所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置。根据该构成，由于能够通过共用的旋转用驱动装置使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的周向移动，所以与分别利用旋转用驱动装置的情况相比，能够实现装置的小型化及成本下降。
而且，所述表面切削装置也可以设置退避装置，该退避装置可使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置退避地设置在所述物品的径向外侧，用于使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置随着向所述物品的轴向终端部的移动而向所述物品的径向外侧退避。根据该构成，粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向且周向移动而切削物品的表面，当不久到达物品的轴向终端部时，通过退避装置使之向物品的径向外侧退避。因此，与使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向退避的情况相比，在物品的轴向的移动距离短，因此能够抑制因在物品的轴向的移动距离长而引起的加工精度的降低。另外，粗加工用切削装置及精加工用切削装置在到达物品的轴向终端部的阶段向物品的径向外侧退避，因此即使在物品的轴向的移动距离短，也能够充分确保用于物品相对于固定装置的出入的空间。由此能够实现装置的小型化。
而且，所述表面切削装置也可以将所述粗加工用切削装置相对于所述精加工用切削装置在进给方向上错开配置。根据该构成，由于能够在使粗加工用切削装置相对于所述精加工用切削装置在进给方向上错开配置的状态下切削物品的表面，所以能够先通过述粗加工用切削装置对物品的表面进行粗加工，其后通过精加工用切削装置对粗加工后的表面进行精加工。由此，能够确保物品的表面的加工精度。
另外，为了解决本发明的课题，基于本发明的另外的状态的物品的表面加工方法，在通过固定装置将物品固定成不能旋转的状态下，一边使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在所述物品的轴向且周向上彼此一体地移动，一边切削所述物品的表面。根据该表面切削方法，由于用于切削物品表面的粗加工用切削装置及精加工用切削装置可一体移动地设置，所以与可分别移动地设置的情况相比，装置的构成简单，能够实现装置的小型化及成本下降。另外，由于在通过固定装置将物品固定成不能旋转的状态下切削物品的表面，因此，不会例如上述使物品旋转的情况那样，用于使平带旋转的驱动装置的振动传递到物品、或物品的旋转轴的轴振摆转印到物品的正圆度，从而能够确保物品表面的加工精度。
所述表面切削方法也可以对旋转电机的电枢所具备的作为所述物品的换向器的表面进行切削。由此，在能够实现装置的小型化及成本下降的同时，能够确保作为物品的换向器的表面的加工精度。
所述表面切削方法在使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置在所述换向器的周向移动而对所述换向器的表面进行切削时，使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置形成为通过形成于所述换向器的多个下刻槽的定时错开相当于通过所述各下刻槽的周期的1/2周期的量。由此，由于在使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在换向器的周向移动而对换向器的表面进行切削时，粗加工用切削装置及精加工用切削装置的通过换向器的多个下刻槽的定时错开相当于通过各下刻槽的周期的1/2周期的量，所以能够抑制粗加工用切削装置的切削振动和精加工用切削装置的切削振动产生共振，能够确保换向器的表面的加工精度。
而且，所述表面切削方法也可以将共用的进给用驱动装置的旋转驱动力变换成在所述物品的轴向的直线驱动力并传递到所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置，使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置在所述物品的轴向移动，从而对所述物品的表面进行切削。由此，由于通过共用的进给用驱动装置使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向移动，所以与分别使用进给用驱动装置的情况相比，能够实现装置的小型化及成本下降。另外，由于从进给用驱动装置的旋转驱动力得到用于使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向移动的直线驱动力，所以能够使用于使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向移动的构成简单。
另外，所述表面切削方法也可以将共用的旋转用驱动装置的旋转驱动力传递到所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置，使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置在所述物品的周向移动，从而对所述物品的表面进行切削。由此，由于通过共用的旋转用驱动装置使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的周向移动，所以与分别使用旋转驱动装置的情况相比，能够实现装置的小型化及成本下降。
而且，所述表面切削方法也可以使所述粗加工用切削装置及所述精加工用切削装置随着向所述物品的轴向终端部的移动而向所述物品的径向外侧退避。由此，由于使粗加工用切削装置及精加工用切削装置随着向物品的轴向终端部的移动而向物品的径向外侧退避，所以与使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在物品的轴向退避的情况相比，在物品的轴向的移动距离短，能够抑制因在物品的轴向的移动距离长而引起的加工精度的下降。另外，使粗加工用切削装置及精加工用切削装置在到达物品的轴向终端部的阶段向物品的径向外侧退避，因此即使在物品的轴向的移动距离短，也能够充分确保用于物品相对于固定装置的出入的空间。由此，能够实现装置的小型化。
而且，所述表面切削方法也可以在使所述粗加工用切削装置相对于所述精加工用切削装置在进给方向上错开的状态下，对所述物品的表面进行切削。由此，由于在使粗加工用切削装置相对于精加工用切削装置在进给方向上错开的状态下，对所述物品的表面进行切削，所以能够先通过粗加工用切削装置对物品的表面进行粗加工，其后通过精加工用切削装置对粗加工后的物品的表面进行精加工。由此，能够确保物品表面的加工精度。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的表面切削装置的主视图；
图2是本发明的第一实施方式的表面切削装置的俯视图；
图3是表示通过刀具切削换向器表面的状态的说明图；
图4是表示粗加工用刀具和精加工用刀具的位置关系的说明图；
图5是测定刀具所产生的切削阻力的曲线图；
图6是说明粗加工用刀具的切削振动和精加工用刀具的切削振动彼此抵消的原理的说明图；
图7是表示在换向器上装有橡胶衬垫的状态的图；
图8是表示刀具退避的状态的说明图；
图9是本发明的第二实施方式的表面切削装置的主视图；
图10表示刀具退避的状态的说明图；
图11是表示扁平型的电枢的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对换向器的表面切削装置适用本发明的例子进行说明。
第一实施方式
首先，对本发明的第一实施方式进行说明。
图1、图2是表示本发明第一实施方式的表面切削装置10的整体图。该图所示的表面切削装置10，例如为用于对旋转电机的电枢90所具备的换向器92的表面进行切削的装置。表面切削装置10具有在水平方向延伸的架台12。在架台12的一侧设有刀具进给用电动机(进给用驱动装置)14及刀具旋转用电动机(旋转用驱动装置)16，在架台12的另一侧设有在垂直方向延伸的工件夹具42。
在刀具进给用电动机14的驱动轴18上可一体旋转地设有第一驱动滑轮22，在该第一驱动滑轮22上卷绕有同步带26的一端。同步带26的另一端卷绕在相对工件夹具42旋转自如地设置的第一从动滑轮24上，在该第一从动滑轮24的上侧的端面一体形成有凸轮面(旋转直动变换装置的一部分)38。
在第一从动滑轮24的上方沿工件夹具42设有LM导轨44。在该LM导轨44上具有固定于工件夹具42的固定件46、和相对于该固定件46在垂直方向自由移动的移动件48。移动件48具备与上述的凸轮面38滑接的凸轮从动件(旋转直动变换装置的一部分)40，随着第一从动滑轮24的旋转在垂直方向上进行移动。
另外，在移动件48上可一体移动地设有旋转构件50。该旋转构件50通过轴承52相对于移动件48以垂直方向为旋转轴自由旋转。另外，在旋转构件50上可一体旋转地设有第二从动滑轮(旋转驱动力传递装置的一部分)30。在该第二从动滑轮30上卷绕有圆形带(旋转驱动力传递装置的一部分)32的一端，圆形带32的另一端卷绕在可一体旋转地设于上述刀具旋转用电动机16的驱动轴20的第二驱动滑轮(旋转驱动力传递装置的一部分)28上。
另外，在上述旋转构件50上设有一对刀夹54。各刀夹54分别构成为具有一对臂部56、58的大致L字状。通过设于一对臂部56、58的连结部的转动轴构件60相对于旋转构件50以水平方向为转动轴进行自由转动。
在各刀夹54所具备的一对臂部中的在垂直方向上延伸的臂部56的前端，分别设有粗加工用刀具(粗加工用切削装置)62及精加工用刀具(精加工用切削装置)64。该粗加工用刀具62及精加工用刀具64的各自刀尖做成凸头R(参照图3)。粗加工用刀具62，例如通过适宜设定一对刀夹54的相对位置等，相对于精加工用刀具64在进给方向(上方)上错开配置。
另外，粗加工用刀具62相对于精加工用刀具64从换向器92的对角线上沿周向错开规定长度(扇形体96及下刻槽97的周向长度的一半)配置(参照图4)。由此，如后所述，在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动而对换向器92的表面进行切削时，使粗加工用刀具62及精加工用刀具64通过形成于换向器92的多个下刻槽97的定时错开相当于通过各下刻槽97的周期的1/2周期的量(参照图6)。
在各刀夹54所具备的一对臂部中的在水平方向延伸的臂部58和旋转构件50之间，设有弹簧构件66。而且，各刀夹54被该弹簧构件66施力，以使各刀具向压紧换向器92一侧进行转动。
在各臂部58的前端分别设有挡块(退避装置的一部分)68。该挡块68伴随着刀夹54与旋转构件50一起向上侧移动，而抵接于形成在外壳70上部的锥形面(退避装置的一部分)72。而且，挡块68抵接于锥形面72，由此，刀夹54向使各刀具离开换向器92的径向外侧的一侧进行转动而退避(参照图8)。
另外，在工件夹具42的上端设有用于把持电枢90的旋转轴使其不能旋转的夹头(固定装置)74，该夹头74通过气缸76进行开闭。
而且，根据本实施方式的表面切削装置10，通过上述构成，例如按照下述的要领对换向器92的表面进行切削。
即，电枢90固定于投入加载器78上。然后，该投入加载器78降下，电枢90的旋转轴中换向器92侧的部分插入夹头74。接着，由气缸76向夹头74供给空气，关闭夹头74。由此，通过夹头74，电枢90成为固定成不能旋转的状态。此时，在换向器92上密接橡胶衬垫80(参照图7)，防止切粉进入电枢90的线圈部。
接着，刀具进给用电动机14及刀具旋转用电动机16工作。当刀具进给用电动机14工作时，该刀具进给用电动机14的旋转驱动力通过第一驱动滑轮22及同步带26传递到第一从动滑轮24，第一从动滑轮24在被减速的状态下进行旋转。另外，当第一从动滑轮24旋转时，凸轮面38一体旋转，凸轮从动件40滑接该凸轮面38，由此，将来自刀具进给用电动机14的旋转驱动力变换成在垂直方向的直线驱动力，旋转构件50与LM导轨44的移动件48一起上升。
另外，当刀具旋转用电动机16工作时，该刀具旋转用电动机16的旋转驱动力通过第二驱动滑轮28及圆形带32传递到第二从动滑轮30，从而旋转构件50进行旋转。
而且，这样通过旋转构件50上升且进行旋转，由此粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向且周向进行移动，从而通过该粗加工用刀具62及精加工用刀具64对换向器92的表面进行切削。
此时，由于粗加工用刀具62相对于精加工用刀具64在进给方向(上方)上错开配置，所以先通过粗加工用刀具62对换向器92的表面进行粗加工，其后通过精加工用刀具64对进行粗加工后的换向器92的表面再进行精加工。
但是，在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动而切削换向器92的表面时，如图5所示，在各刀具上产生振动。即，在各刀具切削换向器92的扇形体96时，切削阻力增加，在各刀具通过换向器92的下刻槽97时，切削阻力减小。因此，导致在各刀具上产生振动。
但是，粗加工用刀具62相对于精加工用刀具64从换向器92的对角线上在周向错开规定长度(扇形体96及下刻槽97的周向长度的一半)配置(参照图4)。因此，在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动而切削换向器92的表面时，粗加工用刀具62及精加工用刀具64的通过换向器92的多个下刻槽97的定时错开相当于通过各下刻槽97的周期的1/2周期的量(参照图6)。即，粗加工用刀具62的切削振动和精加工用刀具64的切削振动彼此抵消，从而抑制粗加工用刀具62的切削振动和精加工用刀具64的切削振动产生共振，同时，对换向器92进行粗加工及精加工。
而且，当粗加工用刀具62及精加工用刀具64到达换向器92的轴向终端部时，挡块68抵接于形成在外壳70的上部的锥形面72。而且，从该状态起，使刀夹54与旋转构件50一起再向上侧移动，随之，挡块68被锥形面72向下侧挤压，由此刀夹54向使各刀具向换向器92的径向外侧离开的一侧进行转动而退避(参照图8)。即，同时进行粗加工用刀具62及精加工用刀具64的进给停止和从换向器92的离开。由此，充分确保为将电枢90从夹头74拆下所需的空间。
而且，在刀夹54转动退避的阶段，刀具进给用电动机14及刀具旋转用电动机16被停止，在夹头74成为打开的状态后，从夹头74取出电枢90，对换向器92的切削加工结束。
另外，在电枢90从夹头74取出后，为准备对下一个换向器92进行切削加工，刀具进给用电动机14倒转，刀夹54与旋转构件50一起降下。由此，挡块68离开锥形面72，刀夹54通过弹簧构件66的施力向原来的位置转动。然后，在以后重复进行上述工序，由此对多个换向器92进行切削加工。
另外，上述切削加工中，切削换向器92时的切入量通过利用取代调整螺钉82变更刀夹54相对于旋转构件50的转动角度而进行调整。这种情况下，由于粗加工用刀具62及精加工用刀具64采用凸头R的刀具，所以即使随着刀夹54的转动角度的变更而变更粗加工用刀具62及精加工用刀具64的切刃角，也能够确保换向器92的表面粗糙度一定(参照图3)。
而且，根据使用了该表面切削装置10的表面切削方法，能够达到以下特有的作用及效果。
即，根据本实施方式的表面切削方法，由于使用于切削换向器92的表面的粗加工用刀具62及精加工用刀具64一体移动，所以与分体移动的情况相比，能够使装置的构成简单，实现装置的小型化及成本降低。
另外，由于在将电枢90固定于夹头74上不能旋转的状态下，对换向器92的表面进行加工，所以不会如目前那样使电枢90旋转的情况一样，用于使平带旋转的驱动装置的振动传递到电枢90、或旋转轴的正圆度(即，轴摆振)转印到换向器92的正圆度，从而能够确保换向器92的表面加工精度。
通过将电枢90固定成不能旋转，与可旋转地固定电枢的情况相比，能够使用于固定电枢90的构成简单，另外，当然可以进行两端支承，尤其还能够单臂支承电枢90，因此，即使为旋转轴的换向器92的相反侧的部分短的扁平型的电枢，也能够容易成为切削对象。由此，能够将这样的扁平型的电枢和非扁平型的通常的电枢混合在共用的加工线中。
另外，根据本实施方式的表面切削方法，在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动而切削换向器92的表面时，粗加工用刀具62及精加工用刀具64的通过换向器92的多个下刻槽的定时错开相当于通过各下刻槽97的周期的1/2周期的量(参照图6)，因此能够抑制粗加工用刀具62的切削振动和精加工用刀具64的切削振动产生共振，从而能够确保换向器92表面的加工精度。
根据本实施方式的表面切削方法，通过共用的刀具进给用电动机14使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向移动，因此与分别利用刀具进给用电动机14的情况相比，能够实现装置的小型化及成本降低。
另外，通过凸轮面38及凸轮从动件40，能够由刀具进给用电动机14的旋转驱动力得到直线驱动力，该直线驱动力用于使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向移动，从而能够使用于使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向移动的构成简单。
根据本实施方式的表面切削方法，通过共用的刀具旋转用电动机16使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动，因此与分别使用刀具旋转用电动机16的情况相比，能够实现装置的小型化及成本降低。
根据本实施方式的表面切削方法，由于使粗加工用刀具62及精加工用刀具64随着向换向器92的轴向终端部的移动而向换向器92的径向外侧退避，所以与使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向退避的情况相比，在换向器92的轴向的移动距离短，从而能够抑制因在换向器92的轴向的移动距离长而引起的加工精度的下降。
由于在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64到达换向器92的轴向终端阶段向换向器92的径向外侧退避，所以即使在换向器92的轴向的移动距离短，也能够充分确保用于电枢90相对于夹头74的出入的空间。由此，能够实现装置的小型化。
根据本实施方式的表面切削方法，由于在使粗加工用刀具62相对于精加工用刀具64在进给方向上错开的状态下切削换向器92的表面，所以能够先通过粗加工用刀具62对换向器92的表面进行粗加工，其后通过精加工用刀具64对进行粗加工后的换向器92的表面进行精加工。由此，能够确保换向器92表面的加工精度。
根据本实施方式的表面切削方法，由于换向器92不旋转，所以能够将安装于换向器92上的橡胶衬垫80(参照图7)形成为沿换向器92的外形形状(扇形体96及下刻槽97的凹凸形状)的形状。由此，能够更有效地防止切粉混入电枢90的线圈部。
第二实施方式
下面，对本发明的第二实施方式进行说明。
图9表示本发明第二实施方式的表面切削装置110的整体图。本实施方式的表面切削装置110相对于上述本发明的第一实施方式的表面切削装置10，在下面说明的构成上有所不同。另外，本实施方式中，与上述本发明的第一实施方式相同的构成用相同的符号表示，省略其说明。
在表面切削装置110中设有电动机(进给用驱动装置、旋转用驱动装置)114。在电动机114的驱动轴118的一端可一体旋转地设有第一驱动滑轮122，在电动机114的驱动轴118的另一端可一体旋转地设有第二驱动滑轮(旋转驱动力传递装置的一部分)128。在第一驱动滑轮122上卷绕有同步带126的一端，同步带126的另一端卷绕在第一从动滑轮124上。
第一从动滑轮124可一体旋转地设于旋转构件134上，旋转构件134通过轴承113相对于架台112自由旋转地设置，在旋转构件134上在垂直方向可移动地设有移动构件136。在旋转构件134上设有凸轮槽(旋转直动变换装置的一部分)138，在该凸轮槽138中，移动自由地插入设于移动构件136的移动销(旋转直动变换装置的一部分)140。而且，移动构件136通过移动销140伴随旋转构件134的旋转而在凸轮槽138移动，由此相对于旋转构件134在轴向上移动。
另一方面，在第二驱动滑轮128上卷绕有圆形带(旋转驱动力传递装置的一部分)132的一端，圆形带132的另一端卷绕在第二从动滑轮(旋转驱动力传递装置的一部分)130上。第二从动滑轮130可一体旋转地设于旋转构件150上，旋转构件150通过轴承131相对上述移动构件136旋转自如地设置。另外，第一驱动滑轮122、同步带126及第一从动滑轮124构成的第一减速系和第二驱动滑轮128、圆形带132及第二从动滑轮130构成的第二减速系设定成不同的减速比。
在第二从动滑轮130及旋转构件150上同轴状设置筒状构件144，该筒状构件144通过轴承145旋转自如地设于一体设于上述旋转构件134上的工件夹具142上。另外，在筒状构件144上设有一对刀夹154。各刀夹154通过旋转轴构件160相对于筒状构件144以水平方向为转动轴而进行自如转动。
另外，一对刀夹154的在水平方向上延伸的各臂部作为抵接部(退避装置的一部分)168构成。该抵接部168随刀夹154向上侧移动，抵接于配置于上方的挡块(退避装置的一部分)172。而且，通过抵接部168抵接于挡块172，刀夹154向使各刀具向离开换向器92的径向外侧的一侧进行转动而退避(参照图10)。
另外，在工件夹具142的上端设有用于支承电枢90的旋转轴94可旋转的轴承184。还有，在投入加载器178上设有用于把持电枢90的旋转轴94不能旋转的夹头(固定装置)174。
而且，根据本实施方式的表面切削装置110，通过上述构成，例如按照下面的要领对换向器的表面进行切削。
即，电枢90固定于投入加载器178的夹头174。此时，电枢90通过夹头174成为固定成不能旋转的状态。接着，投入加载器178降下，电枢90的旋转轴94插入轴承184。此时，在轴承的184的内周形成油膜，以便吸收旋转轴94外径的公差幅度及正圆度的影响。此时，换向器92上密接橡胶衬垫80，从而防止切粉混入电枢90的线圈部(参照图7)。
接着，电动机114工作。当电动机114工作时，电动机的旋转驱动力通过第一驱动滑轮122及同步带126传递到第一从动滑轮124，第一从动滑轮124在被减速后的状态下进行旋转。另外，当第一从动滑轮124旋转时，旋转构件134旋转，移动销140在该旋转构件134的凸轮槽138中移动，由此，来自电动机114的旋转驱动力变换成在垂直方向的直线驱动力，旋转构件150与移动构件136一起上升。
当电动机114工作时，该电动机114的旋转驱动力通过第二驱动滑轮128及圆形带132传递到第二从动滑轮130，旋转构件150进行旋转。
然后，这样旋转构件150上升且进行旋转，由此粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向且周向移动，从而通过该粗加工用刀具62及精加工用刀具64对换向器92的表面进行切削。
此时，与上述本发明的第一实施方式一样，换向器92的表面先被粗加工用刀具62粗加工，其后再通过精加工用刀具64对进行粗加工后的换向器92的表面进行精加工。
另外，在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动而切削换向器92的表面时，粗加工用刀具62及精加工用刀具64的通过换向器92的多个下刻槽97的定时错开相当于通过各下刻槽97的周期的1/2周期的量(参照图6)，从而抑制粗加工用刀具62的切削振动和精加工用刀具64的切削振动发生共振，同时对换向器92进行粗加工及精加工。
而且，当粗加工用刀具62及精加工用刀具64到达换向器92的轴向终端部时，抵接部168抵接于挡块172。而且，从该状态起，刀夹154与旋转构件150一起再向上侧移动，随之，抵接部168被挡块172向下侧挤压，由此刀夹154向使各刀具离开换向器92的径向外侧的一侧进行转动而退避(参照图10)。即，同时进行粗加工用刀具62及精加工用刀具64的进给停止和从换向器92的离开。由此，能够充分确保为从工件夹具142上拆下电枢90所需的空间。
而且，在刀夹154进行转动退避后的阶段，电动机114停止，投入加载器178上升，夹头174成为打开的状态后，从夹头174取出电枢90，换向器92的切削加工完成。
另外，在从夹头174取出电枢90后，为了准备对下一个换向器92进行切削加工，电动机114逆旋转，刀夹154降下。由此，抵接部168离开挡块172，刀夹154通过未图示的弹簧构件的施力而向原来的位置转动。然后，在以后重复进行上述工序，由此对多个换向器92进行切削加工。
另外，在上述切削加工中，切削换向器92时的切入量通过利用取代调整弹簧182变更刀夹154相对于筒状构件144的转动角度来进行调整。
而且，根据利用了该表面切削装置110的表面切削方法，可实现以下特有的作用及效果。
即，根据本实施方式的表面切削方法，由于使用于切削换向器表面的粗加工用刀具62及精加工用刀具64一体移动，所以与分体移动的情况相比，能够使装置的构成简单，从而实现装置的小型化及成本降低。
另外，由于在将电枢90固定于夹头174上不能旋转的状态下切削换向器92的表面，所以不会如目前使电枢90旋转的情况一样，用于使平带旋转的驱动装置的振动传递到电枢90、或旋转轴94的正圆度(即，轴振摆)转印到换向器92的正圆度，从而能够确保换向器92表面的加工精度。
另外，由于固定电枢90固定成不能旋转，所以与可旋转地固定电枢90的情况相比，能够使用于固定电枢90的构成简单。另外，当然可以进行两端支承，尤其还可以单臂支承电枢90，因此，即使为旋转轴94的换向器92的相反侧的部分短的扁平型的电枢90(参照图11)，也能够容易成为切削对象。由此，能够将这样的扁平型的电枢和非扁平型的通常的电枢混合在共用的加工线中。
另外，根据本实施方式的表面切削方法，在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的周向移动而切削换向器92的表面时，粗加工用刀具62及精加工用刀具64的通过换向器92的多个下刻槽97的定时错开相当于通过各下刻槽97的周期的1/2周期的量(参照图6)，因此能够抑制粗加工用刀具62的切削振动和精加工用刀具64的切削振动产生振动，能够确保换向器92表面的加工精度。
根据本实施方式的表面切削方法，通过共用的电动机114使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向且周向移动，因此与分别使用电动机114的情况相比，能够实现装置的小型化及成本降低。尤其是，即使对于粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器的轴向及周向移动，也使用共用的电动机114，因此更能够实现装置的小型化及成本降低。
通过凸轮槽138及移动销140，能够由刀具进给用电动机14的旋转驱动力得到用于使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向移动的直线驱动力，能够使用于使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向移动的构成简单。
另外，根据本实施方式的表面切削方法，由于使粗加工用刀具62及精加工用刀具64随着向换向器92的轴向终端部的移动而向换向器92的径向外侧退避，所以与使粗加工用刀具62及精加工用刀具64在换向器92的轴向退避的情况相比，在换向器92的轴向的移动距离短，从而能够抑制因在换向器92的轴向的移动距离长而引起的加工精度的降低。
另外，由于在使粗加工用刀具62及精加工用刀具64到达换向器92的轴向终端部的阶段向换向器92的径向外侧退避，所以即使在换向器92的轴向的移动距离短，也能够充分确保用于电枢90相对于工件夹具142的出入的空间。由此，能够实现装置的小型化。
另外，根据本实施方式的表面切削方法，由于在使粗加工用刀具62相对于精加工用刀具64在进给方向上错开的状态下切削换向器92的表面，所以能够先通过粗加工用刀具62对换向器92的表面进行切削加工，其后，再通过精加工用刀具64对进行粗加工后的换向器92的表面进行精加工。由此，能够确保换向器92表面的加工精度。
另外，根据本实施方式的表面切削方法，由于换向器92不旋转，所以能够将安装于换向器92的橡胶衬垫80(参照图7)形成为沿换向器92的外形形状(扇形体96及下刻槽97的凹凸形状)的形状。由此，能够更有效地防止切粉混入电枢90的线圈部。
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于本实施方式，当然可以进行各种各样的变形、变更、改良。
例如，本发明也适用于切削换向器以外的物品的表面的情况。