圆筒磨削方法及圆筒磨削装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410061850.9

申请日:

2004.06.25

公开号:

CN1575923A

公开日:

2005.02.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

B24B5/00

主分类号:

B24B5/00

申请人:

精工电子有限公司

发明人:

新谷裕之; 德永范夫

地址:

日本千叶县千叶市

优先权:

2003.06.27 JP 185689/2003

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

胡强;杨松龄

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内容摘要

提供一种适合于小型小径轴承内圈的高速精密磨削的圆筒磨削方法和圆筒磨削装置。将被加工物夹持在主轴基准端面和搬送推压部的浮动部件的推压面之间,用滑靴保持被加工物外周,用磨具对被加工物外周面进行磨削加工。上述浮动部件被小径球向被加工物方向施力,用该施力推压上述推压面所对置的被加工物端面。由于浮动部件对小径球的自动调芯作用,浮动部件推压面仿形于对置的被加工物端面,从而用整个推压面均等地推压被加工物端面。通过该整个推压面的均等推压,被加工物以主轴基准端面和滑靴为基准,被稳定地保持着、并进行旋转,因此,可进行精密的磨削加工。浮动部件由于质量小,故可瞬时进行旋转起动、停止。

权利要求书

1.  一种圆筒磨削方法,其特征在于,用滑靴以滑动接触方式支承被加工物的外周面,使上述被加工物的一个端面与主轴的基准端面对置,通过用调芯结构的推压部件推压上述被加工物的另一端面,从而将上述一个端面推压在上述基准端面上并使其贴紧,一边通过上述主轴的旋转使上述被加工物旋转、一边用磨具对上述被加工物的外周面进行磨削加工。

2.
  一种圆筒磨削装置,其特征在于,该装置包括以下部分:
具有与被加工物的一个端面对置的基准端面、并进行旋转的主轴;
以滑动接触方式支承上述被加工物的外周面的滑靴;
用推压面推压上述被加工物的另一端面、并对上述一个端面进行推压使其贴紧在上述基准端面上的调芯结构的推压部件;
对上述被加工物的外周面进行磨削加工的磨具。

3.
  如权利要求2所述的圆筒磨削装置,上述调芯结构由球以及与该球接触的圆锥凹部构成。

4.
  如权利要求2所述的圆筒磨削装置,上述调芯结构由推压部件的轴芯后端部以及与该轴芯后端部相接触的球构成,
上述推压部件的外周隔着空隙被保持在盖上,上述推压部件成为浮动部件。

5.
  如权利要求4所述的圆筒磨削装置,上述轴芯后端部配置在上述推压部件的中心孔底部,在该轴芯后端部上形成有与上述球接触的圆锥凹部。

6.
  如权利要求4所述的圆筒磨削装置,在上述推压部件上,将具有上述推压面的前部凸缘配置在外周前侧,将后部凸缘配置在外周后侧,将被加工物支承杆部从上述前端凸缘向前方突出地配置。

7.
  如权利要求6所述的圆筒磨削装置,在上述盖的前侧形成有内径台阶部,上述后部凸缘可与上述内径台阶部卡合。

8.
  如权利要求3-7任一项所述的圆筒磨削装置,上述球配置在包含上述推压部件的上述推压面的面附近。

9.
  如权利要求4、6或7所述的圆筒磨削装置,上述球被上述推压部件和推力垫圈夹着,
在上述推压部件的上述轴芯后端部和上述推力垫圈的与球的对接部上,分别形成有接收上述球的圆锥凹部,
上述推力垫圈通过上述球,将上述推压部件向被加工物一侧施力。

10.
  如权利要求2-9任一项所述的圆筒磨削装置,上述推压部件的质量为被加工物质量的2倍以下。

11.
  如权利要求2-10任一项所述的圆筒磨削装置,被加工物是小型的小径轴承的内圈,磨具对上述内圈的圈面进行磨削加工。

说明书

圆筒磨削方法及圆筒磨削装置
技术领域
本发明涉及圆筒磨削方法及圆筒磨削装置,尤其是涉及适合于小型的小径轴承之内圈磨削的圆筒磨削方法及圆筒磨削装置。
背景技术
象小型的小径轴承之内圈那样的小直径被加工物的圆筒磨削技术,以往,众所周知的有下述技术,即使被加工物的一端面与主轴的基准端面抵接触,用滑靴保持其外周,将主轴的旋转动力传递给被加工物,被加工物旋转时,一边将抵接力给予滑靴、一边用磨具进行磨削。该技术中,被加工物与主轴基准端面的对接作用,众所周知的有:将与主轴同步旋转的推压部件推压在被加工物的另一端面上的方法,和用磁铁吸附在主轴基准端面上的方法。
前者利用推压部件的方法,公开在例如专利文献1、专利文献2中。
专利文献1
实公平-7885号公报(参照说明书第4页左栏第47行-右栏第23行,第4页右栏第30行-第5页左栏第2行及图1)
专利文献2
实开平1-149260号公报(参照说明书第14页第9行-第12行及图4)
专利文献1中,如图4所示,在主轴(对接旋转部件)110的基准端面110a与销129的凸缘状对接面129b之间夹持着被加工物133。被加工物133的外周由滑靴134以滑动接触方式支承着,一边通过主轴110和推压旋转部件101的旋转而进行旋转驱动、一边用磨具132进行磨削加工。销129被轴承127、128旋转自如地支承在套筒126内,用推压旋转部件101推压被推压部129a。于是,凸缘状对接面129b推压被加工物133,从而由凸缘状对接面和主轴基准端面110夹持被加工物。
套筒126,滑动自如地被保持在装载臂123的一端上。推压旋转部件101和主轴110同步旋转,利用油压在轴线方向上得到驱动。装载臂123,在将销129的凸起部129c插入到被加工物133的中心孔133a中的状态下,在未图示的供给位置、排出位置和图中的加工位置之间旋转,供给、排出被加工物133,如图所示,在加工中停止在加工位置上。在旋转移动中,被加工物133的主轴侧端面133b与滑动板113进行滑动接触,不会脱离销129掉下。
在专利文献1的技术中,当被加工物133的两端面133b、133c的平行度差,或销129的轴线与主轴110的轴线安装得不平行时,凸缘状对接面129b的一侧与被加工物端面133c碰抵,使被加工物133倾斜而离开主轴基准端面110a而浮动,在不稳定的支承状态下进行磨削加工。结果,存在着被加工物133振动而使加工精度降低的缺点。而且,还需要有使主轴110和推压旋转部件101同步旋转用的结构。
在专利文献2中,如图5所示,被加工物133被夹持在主轴(对接旋转构件)110的基准端面110a和推压旋转部件111的前端部3处的弹性突起111a、111a、111a之间。被加工物133的外周被滑靴134进行滑动接触支承,一边利用主轴110和推压旋转部件111的旋转,进行旋转驱动、一边由磨具132进行磨削加工。推压旋转部件111和弹性突起部111a用相同材料形成一体,大概是用弹性塑料材料之类的弹性材料。
在专利文献2的技术中,即使被加工物133的两端面133b、133c的平行度差、或推压旋转部件111的轴线与主轴110的轴线安装得不平行,由于弹性突起部111a的弹性变形,3处的弹性突起部111a也相当均匀地推压被加工物的端面133c,故被加工物133可较稳定地被支承着。但是,推压旋转部件111的材料是塑料之类的弹性材料,故存在着磨削液或混入磨削液中的磨粒、磨屑等易造成推压旋转部件损耗的缺点。而且,还需要有使主轴110和推压旋转部件111同步旋转的结构。
在后者用磁铁吸附的方法中,在磨削加工中被加工物会磁化,故必须在磨削工序之后增加进行脱磁的脱磁工序。而且,不能适合于非磁性体的被加工物。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而开发的,其目的在于提供一种圆筒磨削方法和圆筒磨削装置,这种方法和装置通过将被加工物稳定、且正确地推压并支承在主轴基准端面和滑靴上,便可实现精密的圆筒磨削。
本发明中,用滑靴4、以滑动接触方式对被加工物6(标记参照图1-图3)的外周面进行支承,使上述被加工物的一个端面与主轴11的基准端面11a对置,用自动调芯结构的推压部件21对上述被加工物的另一端面进行推压,从而将上述一端面推压在上述基准端面上、使其紧密接触,边通过上述主轴的旋转而使上述被加工物旋转、边用磨具对上述被加工物的外周面进行磨削加工,由此而达到上述目的。
在该发明中,上述自动调芯结构由推压部件21的轴芯后端部21a和与该轴芯后端部接触的小径球23构成,上述推压部件的外周隔着空隙27被盖25保持着,或者将上述推压部件设成浮动部件,或者进而将上述小径球配置在包含上述推压部件的推压面21b的面附近,上述小径球被上述推压部件和推力垫圈22夹持着,在上述推压部件的上述轴芯后端部和上述推力垫圈的小径球对接部分上,分别形成有接收上述小径球的圆锥凹部21a、22b,上述推力垫圈通过上述小径球、将上述推压部件向被加工物一侧施力时,便顺畅地进行自动调芯,同时,可大幅度地抑制传递给推压小径球23地推力垫圈22等施力机构的旋转转矩,主轴11引起的被加工物的旋转非常顺畅。
若上述推压部件的质量为被加工物质量的2倍以下,则推压部件21和被加工物的惯性力矩小,与旋转的主轴11的接触及脱离动作相对应的、追随性良好地进行旋转起动、停止。
小型的小径轴承内圈圈面的磨削若采用本发明,则可获得圆度良好的高精度的小型小径轴承内圈。
发明的效果
如以上所述那样,在本发明中,用滑靴以滑动接触方式支承被加工物的外周面,使上述被加工物的一个端面与主轴的基准端面对置,用自动调节结构的推压部件推压上述被加工物的另一端面,从而将上述一个端面推压在上述基准端面上使其贴紧,一边通过上述主轴的旋转使上述被加工物旋转、一边用磨具对上述被加工物的外周面进行磨削加工。利用自动调芯作用,推压部件对被加工物端面进行仿形,用整个推压面均等地推压被加工物端面,故以主轴基准端面和滑靴为基准稳定地保持被加工物、并使其旋转,进行圆度高的精密的磨削加工。
附图说明
图1是表示本发明一实施形式的局部纵剖面图。
图2是图1的II-II向视图。
图3是图1的主要部分放大剖面图。
图4是表示现有技术的圆筒磨削装置的部分放大剖面图。
图5是表示现有技术的圆筒磨削装置的部分放大剖面图。
具体实施方式
以下,参照图1-图3对本发明的实施形式进行说明。
图1是表示本发明的一实施形式之局部纵剖面图,图2是图1的II-II向视图,图3是图1的主要部分放大剖面图。
图1-图3中,标记1表示主轴部,标记2为搬送推压部,标记3为磨具,标记4为滑靴,标记5为装载臂。
主轴部分的构成
上述主轴部分1包括旋转自如的主轴11,以及与该主轴11的后部直接连接的主轴马达12。在主轴11的前端面上形成有垂直于主轴轴线的基准端面11a(参照图3)。在该部分基准端面11a上,安装耐磨损性材质的衬板,或在表面上进行耐磨损处理较理想。
搬送推压部的构成
在该实施形式中,上述搬送推压部2固定在上述装载臂5的前端部上。该搬送推压部2包括:推压部件21、推力垫圈22、小径球23、套筒24、盖25及弹簧26。
上述小径球23,被推压部件21和推力垫圈22夹着。上述套筒24,设成内插推力垫圈22而进行滑动导向的形式。盖25固定在套筒24的前端部上,隔着空隙27包围推压部件21的外周。上述弹簧26,弹性安装在推力垫圈后端部22a和套筒24的孔底部24a之间,将推力垫圈22向前方施力。
上述推压部件21的中心孔底部(轴芯后端部)形成有圆锥凹部21a,该圆锥凹部21a接收上述小径球23,与其对接。在上述推力垫圈22的前端部中心的小径球对接部上也形成有圆锥凹部22b,该圆锥凹部22b接收上述小径球23,并与其对接。即,推压部件21,以其圆锥凹部21a与小径球23相接触,与盖25隔着空隙27,在盖25内成为以小径球2为中心可自由摆头的自动调芯结构的浮动部件。
在推压部件21的外周上,具有前部凸缘21c和后部凸缘21d,其中前部凸缘在前方具有推压面21b。上述后部凸缘21d,可与盖25的内径台阶部25a卡合,以防止从推压部件21的搬送推压部2上脱落。
上述圆锥凹部21a,在本实施形式中由于与包含上述推压面21b的面交叉,故小径球23配置在包含推压部件21的推压面21b的面附近。这种配置使得自动调芯动作非常顺利。
标记21e,是从前部凸缘21c向前方突出的被加工物支承杆部。该被加工物支承杆部21e插入被加工物6的孔6d内,如下面将要说明的那样,使被加工物6在其供给位置L、排出位置U、加工位置M之间移动时,由于这种插入状态,推压部件21将被加工物6保持住。
在上述搬送推压部2的套筒24后端上安装有管道接头28,经过该管道接头28将空气从省略图示的压缩气源导入压力缸室29内,将推力垫圈22向前方施力。即,推力垫圈22一直由上述弹簧26施力,而且,空气被导入到了压力缸室29中时,由空气压和弹力进行强有力的施力。由于这些施力,推力垫圈22通过小径球23将推压部件21向被加工物6一侧施力。
在该实施形式中,以直径为12mm的被加工物为对象,但是,在被加工物更小的场合,不用弹簧26,仅用空气压力或仅用弹力进行施力,也可减小自动调节结构的轴线方向的负荷。
磨具、滑靴和主轴部分、搬送推压部
上述磨具3和滑靴4,如图2所示,配设在被加工物(该实施形式中为小型的小径轴承的内圈)6的外周上。即,前部滑靴4a和后部滑靴4b以滑动接触方式支承被加工物6的外周,磨具3从被加工物6的半径方向进刀,对被加工物6的外周面(内圈的圈面6c)进行磨削加工。
被加工物6,在其轴线方向上,如下述那样被支承在主轴部分1和搬送推压部2之间。
使被加工物6的一个端面6a与旋转的主轴11的基准端面11a对置,并且用上述自动调芯结构之推压部件21的推压面21b,对被加工物6的另一端面6b进行推压,上述一端面6a便如图3所示那样被推压、并贴紧在基准端面11a上,一边通过主轴11的旋转而使被加工物6旋转,一边将被加工物6支承在主轴11和推压部件21之间。
滑靴4a、4b的各前端这样配置,即,如众所周知的那样,滑靴在半径方向上支承着的被加工物6的轴线,与主轴11的轴线稍许偏离。通过这样配置,被加工物6由主轴11进行回转驱动时,被加工物6便一边被推压在滑靴4a、4b的各前端、一边进行旋转。
推压部件21的轴线,与由滑靴的前端位置决定的被加工物6的轴线一致,推压部件21的推压面21b对被加工物6的端面6b进行推压时,推压部件21和被加工物6一体地旋转。成为自动调芯结构的圆锥凹部21a、21b和小径球23,由于与上述被加工物6的轴线一致,故任一个圆锥凹部21a、22b和小径球23相互滑动、如同枢轴轴承那样地作用,推压部件21旋转时,推力垫圈22也不旋转。
推压部件21的轴线,即使与被加工物6的轴线有稍许偏离,也没什么特别的妨碍。即使在推压部件21的轴线与主轴11的轴线一致的磨削试验中,与使推压部件21的轴线和被加工物6的轴线一致的场合相比,球等的磨损、被磨削加工的被加工物的圆度没有大的差异。
由于这样,故主轴11传递来自基准端面11a的旋转动力,使被加工物6和推压部件21旋转。因此,若推压部件21的质量比被加工物6的质量大得太多,则被加工物6的端面6b与推压部件21的推压面21b之间打滑,(被加工物6+推压部件21)的惯性增大,被加工物6的起动、停止的响应延迟。该响应性的降低,导致生产率下降,而且,还导致起动、停止时的主轴基准端面11a与被加工物端面6a的磨损。通过试验,弄清了:推压部件21的质量若为被加工物6的质量的2倍以下,则可迅速地进行被加工物6的起动、停止,响应性好。
上述小径球23,本实施形式中采用硬球,为了防止磨损,其表面实施了金刚石镀层。另外,两圆锥凹部21a、22b的表面进行了精密加工。
被加工物6的两端面6a、6b若完全平行,这样,通过推压部件21的推压,被加工物6的一个端面6a便贴紧在主轴11的基准端面11a上,被加工物6便被滑靴4和基准端面11a稳定地支承着,精密地进行磨削加工。但是,存在着被加工物6的两端面6a、6b不完全平行的情况,若推压部件21没有自动调芯结构,则推压部件21的推压面21b不推压被加工物6的另一端面6b的整个面,而是在端面6b上的一处进行推压,使被加工物6倾斜,出现部分地离开主轴11的基准端面11a而浮起的倾向,与使被加工物6振动等一样,不能进行精密的磨削加工。
本发明中,由于具有自动调芯结构,故,即使被加工物两端面6a、6b的平行度稍许差一些,推压部件21的推压面21b随着被加工物6的端面6b倾斜,也均等地推压整个端面6b,由于该均等推压,被加工物6被稳定地支承着,精密地进行磨削加工。
被加工物的供给、排出
下面,对被加工物的供给部、排出部进行说明。
前端固定有搬送推压部2的装载臂5,如图2所示,可围绕其轴5a进行旋转,使搬送推压部2在被加工物供给位置L、排出位置U、加工位置M之间移动。装载臂的轴5a,可在其轴线方向上往复移动规定的距离,如图1所示,可使装载臂5在前进位置F和后退位置R之间往复运动。
被加工物供给位置L处有供给槽7,该供给槽7内排成1列地收放有未加工的被加工物6、6。在被加工物排出位置U处,配置有未图示的排出槽。加工位置M,是配置有已说明的主轴部分1、磨具3、滑靴4的位置。
标记8是从被加工物供给位置L到加工位置M地与上述主轴基准端面11a基本配置在同一面上的、被加工物6的滑靴。
磨削周期的动作说明
对以上结构的被加工物的供给、磨削加工、排出的磨削周期动作进行说明。
(1)从供给槽将被加工物交给搬送推压部
若装载臂5在被加工物供给位置L处从后退位置R向前进位置F移动,则推压部件21的被加工物支承杆部21e,被插入到供给槽7最下端的被加工物6U的孔6d内。装载臂5,在前进位置F处围绕装载臂的轴5a旋转,一直旋转到加工位置M。此间,被加工物6的前端面6a与导向板8接触,不会脱离被加工物支承杆部21e而落下。
(2)交给搬送推压部的被加工物的磨削加工
若到达加工位置M,则保持在被加工物支承杆部21e上的被加工物6,与主轴基准端面11a对置,并配置在被滑靴4a、4b支承的位置上。
在此,向搬送推压部2的压力缸室29供给空气,推压部件21利用该空气压力和弹簧26的弹力,推压被加工物6,使得被加工物端面6a贴紧主轴基准端面11a。推压部件21,由于其自动调芯结构,故推压面21b正确地对被加工物端面6b进行仿形,可保证被加工物端面6a和主轴基准端面11a贴紧。在该状态下,主轴11的旋转动力能可靠地传递给被加工物6、推压部件21,被加工物6和推压部件21成为一体地开始旋转,一边将被加工物6的外周推压在滑靴4a、4b上,一边稳定地继续旋转。
磨具3向该稳定旋转中的被加工物6进刀,精密地对其外周面6c进行磨削加工。
(3)搬送推压部加工完毕的被加工物的排出
装载臂5反转,磨削加工完毕的被加工物6,沿着导向板8被搬送到被加工物排出位置U。在被加工物排出位置U处,排出槽入口的爪移动至接收被加工物6的位置,随着装载臂5移动到后退位置R,被加工物6脱开被加工物支承杆部21e而移动至排出槽上,作为加工完成品排出。
排出完毕后,装载臂5进一步反转,空的推压部件21到达被加工物供给位置L,便转换到上述(1)的动作,反复进行磨削周期的动作。
本发明中,对小推压部件进行精密加工后,组装自动调芯结构,进行磨削加工试验的结果,可以确认能显著提高主轴基准端面与被加工物端面的贴紧性,能实现非常精密的,特别是圆度好的磨削加工。而且,不将旋转传递给自动调芯结构的推压力施力侧,只有被加工物和小推压部件旋转,故旋转部分的惯性力矩小,旋转起动、停止时间短,可缩短磨削周期时间。
本发明,对小型的小径轴承的内圈之圈面的磨削加工之类的、要求具有高圆度的小径小尺寸的被加工物的磨削加工特别有用。而且,不是用磁力吸附被加工物的装置,故,可容易地应用于非磁性体、弱磁性体材料的被加工物。

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提供一种适合于小型小径轴承内圈的高速精密磨削的圆筒磨削方法和圆筒磨削装置。将被加工物夹持在主轴基准端面和搬送推压部的浮动部件的推压面之间,用滑靴保持被加工物外周,用磨具对被加工物外周面进行磨削加工。上述浮动部件被小径球向被加工物方向施力,用该施力推压上述推压面所对置的被加工物端面。由于浮动部件对小径球的自动调芯作用,浮动部件推压面仿形于对置的被加工物端面,从而用整个推压面均等地推压被加工物端面。通。

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