JPH0248157A - 曲面加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は曲面部を持つ加工物の曲面部表面を研削加工す
る曲面加工方法に関する。

（従来の技術） 現在、セラミックスからなる機械部品が広く使用されて
おり、その中に球面部などの曲面部を持った製品も多く
見受けられる。例えば、ディゼルエンジンの弁駆動機構
には、半球をなす球面部と軸部を同一中心軸線上に並ぶ
構成のセラミックス部品が摺動部品として使用されてい
る。そして、この球面部を持つセラミックス部品は、同
じ形状をなすセラミックス粉末成形体を焼結して焼結体
を形成し、その後で球面部の表面を研削加工により仕上
げるようしている。

従来、上記のセラミックス部品の球面部を研削加工する
場合には円筒研削盤か用いられ、第５図または第７図で
示す加工方法か採用されている。

加工するセラミックス部品１は、半球面をなす球面部１
ａと軸部１ｂとを同一中心軸線上で一体に形成した形状
をなしている。研削加工に際しては、セラミックス部品
１の軸部１ｂを円筒研削盤のチャック２に取付けて、部
品１全体を回転させる。

そして、第５図で示す方法は、外周部がセラミックス部
品１の球面部１ａの外形形状に対応した球面凹部を持つ
総形砥石３を使用し、この総形砥石３を回転させながら
、その外周球面凹部をセラミックス部品１の球面部１ｂ
に当てて球面部１ａを研削加工する方法である。また、
第７図で示す方法は、円板形の砥石４を使用し、この砥
石４を回転させながらその外周面と側面とが交差する一
方のエツジをセラミックス部品１の球面部１ａの表面に
当て、砥石１のセラミックス部品軸方向移動および径方
向移動を適宜組合わせることにより上記エツジを球面部
１ａの表面に沿って移動させて研削を行なう方法である
。

（発明か解決しようとする課ＭＩＪ） しかしながら、このよな従来の加工方法においては次に
述べる問題がある。

まず、前者の加工方法では、総形砥石３で研削を続けて
行くと、第６図で示すように砥石３の外周球面凹部か摩
耗して形状が崩れて加工に使用できなくなる。このため
、砥石３にツルーイング（形直し）を施して、形削れし
た外周球面凹部の形状をセラミックス部品］の球面部１
ａの形状に合うように修正する必要があるが、このよう
に球面部１ａの曲面形状に合わせて形状を高い精度で修
正することは大変困難であり、外周球面凹部の形状修正
が高い精度で行なえず、後の研削加工の加工精度か低下
することがある。また、後者の方法では円板砥石４を軸
方向移動と径方向移動とを精度良く組合わせて移動させ
るために、通常の円筒研削盤で砥石の移動制御が困難で
、数値制御円筒研削盤を使用しており、設備が高価とな
る。そして、研削を続けると、第８図で示すように砥石
４のエツジが摩耗して丸くなるので、この砥石４の形状
変化分を補償するように数値制御のためのプログラムを
補正する必要があるが、この補正は大変困難で手数を要
している。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、安価な設
備の研削盤を加工物の曲面部を精度良く研削加工するこ
とができ、しかも砥石のツルーイングが容易である曲面
加工方法を提供することを目的とする。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明の曲面加工方法は、曲
面部を持つ加工物をその中心軸線を中心として回転させ
るとともに、円板形をなす砥石をその中心軸線を中心と
して回転させながら、その外周面を前記加工物の曲面部
表面に接触させ、さらに前記砥石を、前記曲面部の形状
中心を中心とし、且つ前記砥石の中心軸線が前記加］−
物の曲面部の接線方向に沿って移動するように旋回させ
て、前記加工物の曲面表面を研削することを特徴とする
ものである。

（作用） すなわち、本発明の加工方法では砥石の旋回を自動的に
行なうようにすると、砥石および加工物の位置決めを正
確に行なえば、研削盤を数値制御方式にすることなく加
工物の球面部の研削を正確に行なうことができる。また
、研削に伴う砥石の外周面か摩耗するたけであるから、
ツルーイングによる形状修正が容易である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明の加工方法の一実施例を第１図および第２図を参
照して説明する。

この実施例で研削加工の対象とするのは、前記第５図お
よび第７図で示すようにディーゼルエンジンの弁駆動機
構において摺動部品として使用するセラミックス部品で
あり、この部品１は半球面形をなす球面部１ａと軸部１
ｂとからなるものである。

セラミックス部品１を研削加工するには、第５図および
第７図で示される従来から使用されている円筒研削盤を
使用する。この円筒研削盤はセラミックス部品１の軸部
１ｂを保持するチャック２を備えたものである。また、
セラミックス部品１を研削する砥石としては、第７図で
示すように通常使用されている円板形の砥石４を使用す
る。この砥石４は、円筒研削盤においてチャック２で保
持したセラミックス部品１の球面部１ａの中心点０を中
心とし、且つ中心軸線がこの球面部１ａの外形の接線方
向に沿って移動するように旋回できるように設ける。す
なわち、砥石４は回転軸５に取付け、この回転軸５を円
筒研削盤に設けた図示しない旋回機構に保持する。この
旋回機構は、回転軸５が加工物の球面部の外形の接線方
向に沿って移動するように、砥石４をチャック２で保持
した加工物の中心軸線すなわち、チャック２の回転軸線
Ｌ−ＬＩ＝の一点を中心とする所定の半径で旋回させる
ものである。この旋回機構の送りは自動で行なうものと
する。砥石４の旋回中心となる回転軸線Ｌ−Ｌ上の点は
、加工物の球面部の大きさに応じて変位させることかで
きる。

そして、研削加二１−を行なうに際しては、円筒研削盤
のチャック２てセラミックス部品］の軸部１ｂを保持し
、チャック２を回転駆動してセラミックス部品１を回転
させる。一方、砥石４は旋回機構により例えはセラミッ
クス部品１の球面部１ａの周縁部に対向するＡ位置に位
置させておき、回転軸４を回転駆動させて図示矢印方向
に回転させながら、外周面をセラミックス部品１の球面
部１ａの表面に接触させる。この場合、砥石４の外周面
の幅方向中心か球面部Ａの表面に点接触する。

これにより砥石４が接触した球面部１ａの表面は研削さ
れる。次いで、旋回機構により砥石４を、回転軸５が球
面部１の外形の接線方向に沿って移動するように球面部
１ａの中心点Ｏを中心として所定半径で旋回させる。砥
石４を旋回させる範囲は、Ａ位置から球面部１ａの中間
部を経て球面部１ａの中央頂点に対応するＢ位置までの
範囲である。このようにして砥石４を旋回させることに
よりセラミックス部品１の球面部１ａの表面を研削する
ことかできる。さらに、必要に応じて砥石４を所定の研
削深さをもってセラミックス部品１の球面部１ａの中心
Ｏに向けて移動させ、前回よりも小さい旋回半径でＢ位
置からＡ位置に向けて砥石４を旋回機構により旋回させ
て球面部１ａの研削を行なう。このようにして砥石４に
よる研削を必要回数行ない、セラミックス部品１の球面
部ｌａの表面を球形をなすように仕上げる。

しかして、この加工方法においては、砥石４をセラミッ
クス部品１の球面部１ａに対し一定のきＩ′径を持って
旋回させるたけで、球面部１ａに対する研削加工を正確
に行なうことができ、研削加工中に砥石４の位置調節を
行なう必要がない。このため、研削加工に先立ち砥石４
が一定の旋回半径で旋回するように球面部１ａに対して
正確に位置決めを行ない、後は砥石４を自動送り（必要
に応じて手動送りでも良い。）で旋回させることにより
、通常の数値制御方式による円筒研削盤によらず通常の
円筒研削盤を用いて正確な研削を行なうことかできる。

また、この研削加工では、第３図で示すように砥石４の
外周面か球面部１ａとの接触により摩耗して溝かできて
形部れを生じる。このため、この溝を取り除いて砥石４
のツルーイング（形直し）を施すか、このツルーイング
は単に砥石４の外周部を削って平坦にするたけであるか
ら、最も単純なもので作業か大変容易である。

本発明の加工方法では、砥石の加工物に対する接触圧力
を変化させて研削を能率良く、しかも精度良く行なうよ
うにすることができる。第４図は、第１図で示す実施例
において砥石の接触圧力を変化させることを適用した場
合を示している。この実施例では砥石４を次に述べる構
成で支持している。砥石４の回転軸５を保持した腕６の
基部６ａが保持軸７の内部に形成した孔部８に移動自在
に挿入され、ノックピン９で固定できるようになってい
る。保持軸７は図示しない旋回機構において加工物の曲
面部の径方向に沿う方向に移動自在に設けられ、図示し
ない駆動機構により軸方向に移動されるようになってい
る。また、保持軸７の孔部には腕６の基部６ａを囲んで
圧縮コイルばね１０か設けてあり、このコイルばね１０
の一端は孔部８で支持され、他端は腕６に当接していて
腕６に対して砥石４に向けてばね力を加えている。

そして、研削に際してはじめにノックピン９で腕６を保
持軸７に固定し、保持軸７の位置の設定により、砥石４
のセラミックス部品１の球面部１ａに対する接触圧力を
設定する。この状態で砥石４を前記実施例と同じ動作を
させてセラミックス部品１の研削を行なう。次いで、ノ
ックピン９を外して腕８を自由な状態とし、腕６に作用
するコイルばね１０のばね力を利用して砥石４をセラミ
ックス部品１の球面部１ａに接触させる。この場合、保
持軸７を軸方向に移動させてコイイルばね９の圧縮度を
変えて腕６に作用するコイルばね４のばね力の強さを調
節し、砥石４の球面部１ａに作用する接触圧力を調節す
る。この接触圧力は前回研削した球面部１ａの表面をさ
らに精度良く仕上げるために必要な大きさである。この
ようにすると簡単な段取りで砥石４により球面部を２段
階に分けて研削することができる。なお、砥石４の接触
圧力を調整する機構としては、コイルばねに限らず空気
シリンダなどを用いてもよい。

なお、本発明の加工方法は前述した実施例に限定される
ことない。対象とする加工物は他の要とに使用される球
面部を持つセラミックス部品であっても良く、セラミッ
クス部品に限定されず球面部をもつ金属部品も対象にす
ることができる。加工物の曲面部は球面部の場合が最も
本加工方法を効果的に適用することができるが、球面に
限定されることもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の曲面加工方法によれば、通
常の円筒研削盤を用いて加工物の曲面部の夜容易且つ精
度良く研削加工できるために、曲面部の研削加工に際し
て数値制御方式の高価な円筒研削盤を使用する必要かな
く、研削加工に使用する研削盤の設備費を削減すること
かでき、また研削に伴い形部れした砥石の形直しを行な
うツルーイングが簡単てあり、常に精度の高い研削加工
を行なうことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の加工方法の一実施例を示
し、第１図および第２図は研削加工時を示す平面図およ
び側面図、第３図は研削加工に使用した砥石の摩耗状態
を示す説明図、第４図は他の実施例を示す平面図、第５
図は従来の研削加工の一例を示す正面図、第６図は第５
図で示す研削加工に用いた砥石の摩耗状態を示す説明図
、第７図は従来の研削加工の一例を示す正面図、第８図
は第７図で示す研削加工に用いた砥石の摩耗状態を示す
説明図である。 １・・・セラミックス部品（加工物）、３．４・・砥石
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 」 第 図 第 図 図 郊 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 曲面部を持つ加工物をその中心軸線を中心として回転さ
   せるとともに、円板形をなす砥石をその中心軸線を中心
   として回転させながら、その外周面を前記加工物の曲面
   部表面に接触させ、さらに前記砥石を、前記曲面部の形
   状中心を中心とし且つ前記砥石の中心軸線が前記加工物
   の曲面部の接線方向に沿って移動するように旋回させて
   、前記加工物の曲面部表面を研削することを特徴とする
   曲面加工方法。