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JP2009000794A - 両頭平面研削盤 - Google Patents

両頭平面研削盤 Download PDF

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Abstract

【課題】両頭平面研削盤において、簡単な構造で、研削精度を構造させ、砥石車の偏摩耗を防ぐ。
【解決手段】同一の砥石回転軸芯O1上に対向配置された一対の砥石車2と、前記砥石回転軸芯O1と平行な回転軸芯O2を有するキャリヤ円板回転軸12に固定されると共にワークWを保持するワーク保持孔18を有するキャリヤ円板11と、を備えており、ワーク保持孔18の搬送軌道上の所定のローディング位置A1で前記ワーク保持孔18にワークWを供給し、前記両砥石車2間にワークWを挿入してワークWの両面を研削した後、前記ワーク保持孔18のワークWを排出する両頭平面研削盤である。前記キャリヤ円板回転軸12は、キャリヤ円板回転軸芯O2と平行な揺動軸芯O3回り揺動可能な揺動アーム30に支持され、揺動駆動機構31により、キャリヤ円板11と共に前記揺動軸芯O3回りに揺動される。
【選択図】図2

Description

本発明は、一対の砥石車によりワークの両端面を同時に平面研削する両頭平面研削盤に関し、特に、キャリヤ円板回転軸に固定されると共にワークを保持するワーク保持孔を有するキャリヤ円板を備えた両頭平面研削盤に関する。
この種両頭平面研削盤は、ワーク保持孔の搬送軌道上の所定のローディング位置で前記ワーク保持孔にワークが供給され、キャリヤ円板の回転により前記両砥石車間にワークを挿入してワークの両面を研削した後、前記ワーク保持孔のワークを排出するようになっており、ローディング位置においてワーク保持孔に順次ワークを供給することにより、多数のワークを連続的に研削するようになっている(特許文献1参照)。
上記両頭平面研削盤によると、ワーク保持孔に保持されたワークは、両砥石車間において、常に同一の円弧状の搬送軌道を通過することになるが、多数のワークを連続して研削する場合には、短い時間で砥石車に偏摩耗が生じ、平面研削精度が低下する。このため、ドレス装置により頻繁に砥石車のドレッシングを行わなければならず、研削作業能率が低下する。
これに対し、自転すると共に公転するキャリヤ円板を備え、該キャリヤ円板に形成された複数のワーク保持孔にワークをそれぞれ保持し、キャリヤ円板の自転運動と公転運動とを組合せることにより複雑なワークの搬送軌道を構成し、これにより、砥石車の偏摩耗を少なくし、研削精度を向上させる両頭平面研削盤がある(特許文献2)。
特開平11−138430号公報。 実願昭62−49754号(実開昭63−158754号)のマイクロフイルム。
上記特許文献2のように、キャリヤ円板の自転と公転を利用する構造では、キャリヤ円板の駆動機構が複雑化し、製造コストが高くなり、また、ワーク搬送軌道の変更調節が困難であり、各種寸法のワークに対応させることも困難になる。さらに、ワークのローディング位置が変化することにより、ローディング装置の構造も複雑化する。
(発明の目的)
本発明は、簡単な構造により、ワークを保持したワーク保持孔の搬送軌道を複雑化することにより、砥石車に偏摩耗が生じ難くし、長時間、平面研削精度を保つことができる両頭平面研削盤を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、本発明は、同一の砥石回転軸芯上に対向配置された一対の砥石車と、前記砥石回転軸芯と平行な回転軸芯を有するキャリヤ円板回転軸に固定されると共にワークを保持するワーク保持孔を有するキャリヤ円板と、を備え、前記ワーク保持孔の搬送軌道上の所定のローディング位置で前記ワーク保持孔にワークを供給し、キャリヤ円板の回転により前記両砥石車間にワークを挿入してワークの両面を研削した後、前記ワーク保持孔のワークを排出する両頭平面研削盤において、前記キャリヤ円板回転軸は、キャリヤ円板回転軸芯と平行な揺動軸芯回り揺動可能な揺動部材に支持され、揺動駆動機構による揺動アームの揺動により、キャリヤ円板と共に前記揺動軸芯回りに揺動されるようになっている。
上記構成によると、キャリヤ円板に保持されて両砥石車間に挿入されるワークは、揺動しつつ両砥石車間を通過するので、単に円弧形の搬送軌道を通過する従来例と比べ、砥石車の偏摩耗の発生を少なくできると共に、長時間に亘って高い研削精度を維持することができる。
また、キャリヤ円板回転軸と共にキャリヤ円板を揺動させるので、従来の自転と公転を利用した装置と比べ、構造が簡単で、コストが安くなる。
本発明は、好ましくは、前記揺動軸芯が、前記ローディング位置のワーク保持孔の中心に位置するように、前記揺動軸を配置する。
上記構成によると、揺動部材によりキャリヤ円板が揺動しても、ワークのローディング位置は変化せず、常に一定位置に維持されるので、ローディング装置の構造が複雑化しない。
図1乃至図5は本発明による竪型両頭平面研削盤の一実施の形態であり、これらの図面に基づいて本発明を説明する。図1は竪型両頭平面研削盤全体の側面略図であり、説明の都合上、作業者が位置する正面側を、矢印で示すように縦型両頭平面研削盤の「前方」として、以下説明する。研削盤本体1内には、垂直な砥石軸芯O1上に上下一対の砥石車2が対向配置され、各砥石車2は砥石軸芯O1上に配置された上下の砥石回転軸3にそれぞれ固着されている。上下の砥石回転軸3は、それぞれ動力伝達機構を介して駆動モータ5に連動連結されると共に、上下方向移動可能に構成されている。
研削盤本体1の前側にはキャリヤ装置支持台7が設けられ、該キャリヤ装置支持台7上にワークキャリヤ装置10が配置されている。ワークキャリヤ装置10の上端には薄板状のキャリヤ円板11が水平に配置され、該キャリヤ円板11は、ワークキャリヤ装置10内に配置された垂直なキャリヤ円板回転軸12の上端部に固着されると共に、後端部分が両砥石車2間に挿入されている。キャリヤ円板11上には、所定のローディング位置A11にローディング装置13が配置されている。また、ワークキャリヤ装置10には、アンローディングされた加工済みのワークを受け取り、保持するワーク受け装置14が接続されている。
(ワークキャリヤ装置10の全体構成)
図2は、図1のワークキャリヤ装置10の平面拡大図、図3及び図4はそれぞれ図2のIII-III、IV-IV断面図、図5は図4のV-V断面図である。図2において、キャリヤ円板回転軸12及びキャリヤ円板11は、キャリヤ円板回転軸芯O2回りに矢印R方向に回転するように構成されており、キャリヤ円板11には、キャリヤ円板回転軸芯O2を対称軸心とした対称位置に、それぞれ一対のワーク保持孔18が形成されている。キャリヤ円板11の厚みは、未加工のワークの厚みより薄く、かつ、ワーク保持孔18にワークWを保持した時に、ワークWの上下端面の突出量が、それぞれ研削代よりも大きくなるような厚みとなっている。すなわち、ワークWをワーク保持孔18に保持した状態で両砥石車2間に挿入した時に、キャリヤ円板11に砥石車2が接触することなく、ワークWの両端面を所定量だけ研削できる厚みとなっている。
砥石車2のワーク入口側(回転方向R側と反対側)には、ワーク保持孔18の搬送軌道に沿った円弧形の入口側下ガイド台21が砥石車2に隣接配置されると共に、該入口側下ガイド台21に対して所定の隙間を置いて上方から対向する入口側上ガイド板22が配置されており、該入口側上ガイド板22は入口側下ガイド台21よりもキャリヤ円板11の周方向に短く形成されている。砥石車2のワーク出口側(回転方向R側)には、ワーク保持孔18の搬送軌道に沿った円弧形の出口側下ガイド台23が砥石車2に隣接配置されると共に、出口側下ガイド台23に対して所定の隙間を置いて上方から対向する出口側上ガイド板24が配置されており、該出口側上ガイド板24は入口側下ガイド台23よりもキャリヤ円板11の周方向に短く形成されている。
入口側下ガイド台21と入口側上ガイド板22との上下方向の隙間は、少なくともワーク保持孔18に保持された未加工のワークWがそれぞれ滑らかに通過しうるように、未加工のワークWの厚みより若干大きく形成されている。一方、出口側下ガイド台23と入出口側上ガイド板24との上下方向の隙間は、少なくともワーク保持孔18に保持された加工済みのワークWがそれぞれ滑らかに通過しうるように、加工済みのワークWの厚みより大きく形成されている。
ワークWのローディング位置A1は、入口側下ガイド台21上の回転方向R側と反対側の部分、すなわち、入口側上ガイド板22と重ならない部分に設定されており、ローディング位置A1の回転方向R側に、ローディング装置13として、ローディング位置A1に向いて「へ」の字状に開くワーク係止壁13aが配置されている。
図3において、前記ワーク係止壁13はキャリヤ円板11の上側に配置されると共に、適宜の支持ブラケットによりワークキャリヤ装置10の適当な部材に支持されており、ワーク係止壁13の下端縁は、入口側下ガイド台21の上端面に対して未加工のワークWの厚みより若干大きい距離を隔てるように配置されている。これにより、ワーク係止壁13の下端縁と入口側ガイド台21の上端面との間を、キャリヤ円板11のワーク保持孔18に保持された1個のワークWのみが通過しうるようになっている。すなわち、図2において、ローディング位置A1に積載された未加工のワークWは、前記ワーク係止壁13によって係止されており、キャリヤ円板11の回転によりローディング位置A1にワーク保持孔18が位置すると、最下位のワークWが重力によりワーク保持孔18に落下供給され、回転方向Rに搬送される。
一方、ワークWのアンローディング位置A2は、出口側下ガイド台23の回転R側の端縁に隣接する位置となっており、このアンローディング位置A2の下方には、前記ワーク受け装置14の棒状部材14aの先端部が位置している。すなわち、ピストンリング等のように環状のワークWを研削する場合に、出口側下ガイド台23の端縁から排出されるワークWを、棒状部材14aの先端によりアンローディング位置Aで受け止め、棒状部材14aの前下がりの傾斜により自動的に前方に滑動させ、保持するようになっている。
入口側下ガイド台21の下方には、ローディング位置A1の中心O3を揺動軸芯とする揺動アーム30の基端部30aが配置されており、該揺動アーム30は、基端部30aからキャリヤ円板11の回転軸芯O2と通り、先端部30bにおいて前記キャリヤ円板回転軸12を回転可能に支持している。
揺動アーム30の先端部30bの前方には、揺動アーム30を揺動するためのクランク式揺動駆動機構31が配置されており、該クランク式揺動駆動機構31の出力用連結ロッド32が、揺動アーム30の先端部30bの前端面に連結ピン34を介して回動自在に連結されている。
(ワークキャリヤ装置10のキャリヤ円板回転構造及び揺動構造)
図3において、揺動アーム30の基端部30aは、キャリヤ装置支持台7上に垂直に固定された揺動支軸36に、上下一対の軸受37を介して揺動軸芯O3回り揺動自在に支持されている。
揺動アーム30の先端部30bには上方に突出する筒形部分が形成され、該筒形部分の内周面に上下の軸受41を介してキャリヤ円板回転軸12が回転可能に支持されている。キャリヤ円板回転軸12の下端部は、揺動アーム30の下端部に取り付けられたキャリヤ円板回転用の駆動モータ44の出力軸44aに連結されている。キャリヤ円板回転軸12の上端には、円板状のキャリヤ円板取付ブラケット47が固着され、該取付ブラケット47上に載置されたキャリヤ円板11は、締め付け円板48により、上方から締め付け固定されている。
揺動アーム30の最先端部の下面には支持ローラ50が転動自在に備えられており、該支持ローラ50は、キャリヤ装置支持台7上に設けられたレール51上に載置され、揺動アーム30の揺動に従ってレール51上を転動するようになっている。
図4はクランク式揺動駆動機構31の詳細を示しており、クランク式揺動駆動機構31は、キャリヤ装置支持台7に設けられた取付台60に取り付けられたギヤドモータ61と、該ギヤドモータ61の出力軸61aの上端部に固着されたクランクアーム63と、該クランクアーム63の先端部にピン62を介して回動自在に連結された前記連結ロッド32とから構成されており、ギヤドモータ61の出力軸61aを回転することにより、クランクアーム63を介して連結ロッド32のピン62を出力軸芯O4回りに周回させ、連結ロッド32を介して揺動アーム30を揺動させるようになっている。連結ロッド32は、途中にボルト継手部分32aを備えており、これにより、ターンバックル式に長さ調節可能となっている。すなわち、連結ロッド32の長さを調節することにより、揺動アーム30の揺動開始位置及び終端位置を変更できるようになっている。また、クランクアーム63の長さを調節し、または、連結ロッド32の前端部のピン62の位置を、長孔又は複数のピン孔を利用して調節することにより、ピン62のギヤドモータ出力軸61aからの偏芯量を調節し、これより、揺動アーム30の揺動量(振幅)を調節することができる。
図5は揺動駆動機構31の平面構造を詳細に示しており、前記支持ローラ50は揺動方向B1、B2に間隔をおいて一対設けられており、支持ローラ50間の揺動アーム30の最先端部には揺動位置検出用の突起70が設けられている。一方、揺動アーム30の最先端面に対向するように、揺動方向B1、B2に間隔を置いて一対の揺動位置検出用の近接スイッチ72が配置されており、前記突起70が各近接スイッチ72に接近することにより、揺動アーム30の揺動開始位置及び揺動終端位置をそれぞれ検出するようになっている。
(作用)
(1)図2において、ロ−ディング位置A1には多数の薄物ワ−ク(例えば0.5mm〜1.0mm厚さのピストンリング等)Wが積載され、ワーク係止壁13によって係止さており、この状態で、キャリヤ円板11をキャリヤ円板回転軸芯O2回りに矢印R方向に回転すると共に、クランク式揺動駆動機構31により、揺動アーム30を揺動軸芯O3回りに矢印B1,B2方向に揺動させる。
(2)キャリヤ円板11の回転によりワーク保持孔18がローディング位置A1にくると、最下位のワ−クWがワーク保持孔18に供給される。ワーク保持孔18に保持されたワークWは、入口側下ガイド台21と入口側上ガイ板22との隙間を通過することにより、上下方向の位置が両砥石車2の隙間に合致するようにガイドされ、両砥石車2間に挿入され、上下の両砥石車2によりワークWの上下両端面が平面研削される。この研削工程において、キャリヤ円板11は、前述のようにキャリヤ円板回転軸芯O2回りに回転すると共に、揺動軸芯O3回りに揺動しているので、ワーク保持孔18内のワークWの搬送軌道は、単なる円弧状ではなく、水平方向に波を打つような搬送軌道となり、両砥石車2間を通過する。したがって、長時間使用しても偏摩耗の発生は少なく、高い平面研削精度を保つことができる。
(3)研削後、ワーク出口側に排出されるワークWは、まず、出口側下ガイド台23と出口側上ガイド板24との間を通過し、出口側下ガイド台23の回転方向R側の端縁からアンローディング位置A2に落下放出され、ワーク受け装置14の棒状部材14aによって受け止められ、前方に滑動して、保持される。
(4)加工済みワークWが排出されたワーク保持孔18は、再びローディング位置A1まで移動し、未加工のワークWが供給される。
本実施の形態においては、揺動アーム30の揺動軸芯O3を、ローディング位置A1の中心と一致させているので、揺動アーム30が揺動しても、ローディング位置が変化することはなく、ワーク保持孔18は必ず一定のローディング位置A1を通過する。したがって、ローディング装置13として、単なるワーク係止壁13を一つの位置に固定するだけでよく、簡単な構成とすることができる。
[その他の実施の形態]
(1)前記実施の形態は、砥石回転軸芯を垂直に配設した竪型両頭平面研削盤に適用したが、砥石回転軸芯を水平に配設した横型の両頭平面研削盤に適用することも可能である。
本発明による竪型両頭平面研削盤全体の側面略図である。 図1の竪型両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置の平面拡大図である。 図2のIII-III断面図である。 図2のIV-IV断面図である。 図4のV-V断面図である。
符号の説明
2 砥石車
3 砥石車回転軸
11 キャリヤ円板
12 キャリヤ円板回転軸
13 ローディング装置
14 アンローディング装置
30 揺動アーム
31 クランク式揺動駆動機構
W ワーク
O1 砥石車回転軸芯
O2 キャリヤ円板回転軸芯
O3 揺動軸芯

Claims (2)

  1. 同一の砥石回転軸芯上に対向配置された一対の砥石車と、前記砥石回転軸芯と平行な回転軸芯を有するキャリヤ円板回転軸に固定されると共にワークを保持するワーク保持孔を有するキャリヤ円板と、を備え、前記ワーク保持孔の搬送軌道上の所定のローディング位置で前記ワーク保持孔にワークを供給し、キャリヤ円板の回転により前記両砥石車間にワークを挿入してワークの両面を研削した後、前記ワーク保持孔のワークを排出する両頭平面研削盤において、
    前記キャリヤ円板回転軸は、キャリヤ円板回転軸芯と平行な揺動軸芯回り揺動可能な揺動部材に支持され、揺動駆動機構による揺動アームの揺動により、キャリヤ円板と共に前記揺動軸芯回りに揺動されるようになっていることを特徴する両頭平面研削盤。
  2. 請求項1記載の両頭平面研削盤において、
    前記揺動軸芯が、前記ローディング位置のワーク保持孔の中心に位置するように、前記揺動アームを配置していることを特徴とする両頭平面研削盤。
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