JPH0512101B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、マスタカムに倣つて回転と揺動運動
が与えられるカムシヤフト上の複数のカム素材を
所望のプロフイルに研削するカム研削方法に関す
るものである。

＜従来技術＞ マスタカムに倣つてカム素材に回転と揺動運動
を与えてカム素材を研削するプロフイル研削にお
いては、カム素材をワンチヤツクで荒から仕上げ
まで全自動で研削するようになつている。

従来、カムシヤフト上の複数のカム素材を研削
する場合のサイクルは、砥石車を荒ドレツシング
した状態で、荒研削サイクルによりすべてのカム
素材をテーブルをインデツクスしながら順次荒研
削し、しかる後砥石車を仕上ドレツシングして仕
上研削サイクルにより前記各カム素材を再びテー
ブルをインデツクスしながら順次仕上研削するい
わゆる二工程研削方式が採用されている。

しかしながら、かかる従来の方式においては、
荒研削と仕上研削とでテーブル割出しを２回繰返
す必要があるため、テーブル割出し時間が長くな
り、サイクルタイムの短縮に限界を生じているの
が実状である。

従つて、サイクルタイムを短縮するためには、
１カムづつ荒から仕上げまで連続して研削し、１
回のテーブル割出しですべてのカム素材を研削で
きるようにすることが有効となる。

ところで従来の方式においては、仕上研削に移
る際に砥石車のドレツシングが行われるため、荒
研削時において砥石車が受けるダメージをある程
度犠牲にしても研削能率の向上を可能にできる
が、上記したように荒から仕上げまで連続して研
削する場合には、仕上面粗度およびカムプロフイ
ル精度を向上させるうえで、荒研削時における砥
石車のダメージをいかに小さく抑えて研削能率を
向上させるかが重要なポイントとなる。

＜発明の目的＞ よつて本発明の目的は、カムシヤフト上のすべ
てのカム素材を１回のテーブル割出しによつて最
終仕上面に研削する方法を提供し、以つてサイク
ルタイムの短縮を図ることである。

本発明の他の目的は、荒研削による砥石車のダ
メージをできるだけ少なくし、研削途中でドレツ
シングを行うことなく最終仕上精度の向上を図る
ことである。

＜発明の構成＞ かかる目的を達成するために本発明は、カムシ
ヤフト上の複数のカム素材を１カムづつ荒から仕
上げまで研削するために、主軸（カムシヤフト）
回転数を低くした状態で砥石車を急速に切込んで
カム素材の大きな取代を砥石車に大きなダメージ
を与えることなく高能率に荒研削（第１ステツ
プ）し、次いで回転数を高くして削残しを除去
（第２ステツプ）するとともに、焼割れ層を除去
（第３ステツプ）し、最後に回転数を再び低くし
てカム素材を仕上研削（第４ステツプ）し、しか
る後テーブルをインデツクスさせるとともに、砥
石車をドレツシングするようにしたものである。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図および第２図において、本体をなすベ
ツド１０上にはテーブル１１及び砥石台１２が互
いに直交する方向に摺動可能に案内され、それぞ
れ送りモータ１３，１４にて送り制御されるよう
になつている。テーブル１１上には揺動台１５が
枢軸１６を中心として揺動可能に枢支され、この
揺動軸線と平行な主軸１７が揺動台１５の一端部
に軸承されている。この主軸１７の中央部には複
数のマスタカム１８が固着され、前記テーブル１
１に固着された主軸台１９に回転可能に支持され
たフオロアローラ２０とスプリング２５の張力に
よつて当接し揺動台１５に揺動運動を与えるよう
になつている。前記主軸１７の一端にはセンタ２
１が保持され、このセンタ２１に対向して揺動台
１５の他端には心押台センタ２２が設けられ、こ
れら両センタ２１，２２間に複数のカム素材Ｗ１
を備えたカムシヤフトＷが支承されるようになつ
ている。２３は揺動台１５上の主軸１７と連結さ
れこれを回転駆動する変速可能なモータである。
前記砥石台１２には砥石車２６を装架した砥石軸
２７が回転可能に軸承され、この砥石軸２７は砥
石台１２上に載置されたモータ２８とプーリ２
９，３０、ベルト３１を介して回転結合されてい
る。また砥石台１２上には砥石車２６をドレツシ
ングするドレツシング装置４０が設置され、ドレ
ツシングツール４１が砥石軸線方向に摺動可能に
装架され、送りモータ４２によつて送り制御され
るようになつている。

３２は予めプログラムされた指令データに基づ
いて上記カム研削盤の各部の動作を制御する制御
装置である。前記砥石台送りモータ１４、テーブ
ル送りモータ１３、主軸駆動モータ２３およびド
レツシングツール送りモータ４２はそれぞれモー
タ駆動ユニツト３３，３４，３５，３６を介して
制御装置３２と接続され、制御装置３２から出力
される制御指令により後述する砥石台１２のステ
ツプ切込み、主軸駆動モータ２３による主軸回転
の低速、高速切替え、研削加工すべきカム素材Ｗ
１と砥石車２６とを対応させるテーブル割出しお
よび砥石車２６のドレツシングが制御される。尚
Ｓ１，Ｓ２，……はテーブル割出し位置確認用の
リミツトスイツチであり、これらスイツチの確認
信号は制御装置３２に与えられテーブル送りモー
タ１３を停止させる作用をなす。

制御装置３２には後述する本発明による研削サ
イクルを達成するための制御指令を入力するため
の指令入力装置３７が設けられ、研削条件として
の砥石台送り速度、切込み量、主軸回転速度、テ
ーブル割出し量等が順次入力されメモリＭに記憶
されるようになつている。

次に本発明の特徴とする研削サイクルを第３図
に基づいて説明する。

かかる研削サイクルは、カムシヤフトＷ上の各
カム素材Ｗ１を荒研削から仕上研削まで連続して
行うもので、基本的にはできるだけ大きな取代を
砥石車２６に大きなダメージを与えることなく高
能率に荒研削する第１ステツプと、この第１ステ
ツプにおいて生じたカムサイド部の削残しを除去
する第２ステツプと、前記第１ステツプにおいて
生じた焼割れ層を除去する第３ステツプと、カム
素材Ｗ１の面粗度およびプロフイル精度を出すた
めに仕上研削する第４ステツプとからなる。

前記第１ステツプでは、主軸１７を低速Ｎ１で
回転させながら砥石台１２を高速Ｆ１で大きな切
込み量Ｄ１切込んでカム素材Ｗ１を荒研削する。
この場合の主軸回転数Ｎ１はサイクル中最低の
15rpm、切込み速度Ｆ１は90mm／minであり、カ
ム素材Ｗ１が１回転する以前に砥石台１２は切込
み端に達する。またスパークアウトはカム素材Ｗ
１の１回転に設定されている。このように主軸１
７の回転を低速にすれば、研削除去率の変化量は
小さくなり、カム素材Ｗ１と砥石車２６との接触
面積が増大するため、砥粒１個当りの負荷は軽減
され、砥石台１２の切込み速度を高めても砥石車
２６に与えるダメージを小さくすることができ
る。

前記第２ステツプでは、カムサイド部の削残し
による焼割れを防止するため、主軸１７を高速Ｎ
２で回転させ、切込み量Ｄ２は削残し部分に焼割
れ層を増加させないように例えば0.05mm程度の小
さな値に設定されている。すなわち、主軸回転数
Ｎ２はサイクル中最高の60rpmであり、また切込
み速度Ｆ２は60mm／minである。なお、この場合
のスパークアウトはカム素材Ｗ１の１〜２回転に
設定されている。

前記第３ステツプでは、主軸１７の回転は引続
き高速Ｎ２であり、切込み量Ｄ３は、主軸１７の
回転が高速のため砥石車２６に与えるダメージが
大きくなりやすいので、あまり大きくすることな
く、しかして第１ステツプにおいて生じた焼割れ
層を除去するに必要な値、例えば0.2mm程度に設
定されている。この場合の主軸回転数Ｎ２および
切込み速度Ｆ３は第２ステツプ時と同じであり、
スパークアウトもカム素材Ｗ１の１〜２回転に設
定されている。

このように第２および第３ステツプでは、第１
ステツプにおいて生じたカムサイド部の削残しを
除去してカムプロフイルを修正し、しかる後に焼
割れ層を除去するので、第３ステツプにおいてカ
ムサイド部の削り代を増大させることがなく、カ
ムサイド部における新たな焼割れ層の発生を防止
できる。

前記第４ステツプでは、カム素材Ｗ１に所望の
仕上面を形成するために、切込み量Ｄ４は最も少
なく、また主軸１７の回転は面粗度を満足できる
程度に低速Ｎ３に設定されている。すなわち、主
軸回転数Ｎ３は27rpm、切込み速度Ｆ４は30mm／
minであり、スパークアウトはカム素材Ｗ１の２
回転に設定されている。

このことから明らかなように、各ステツプにお
ける主軸回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、Ｎ２＞Ｎ３
＞Ｎ１の関係に設定され、また切込み量Ｄ１〜Ｄ
４は、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ４の関係に設定さ
れ、Ｄ１：Ｄ２：Ｄ３：Ｄ４は全取代の大小によ
つて異なるが、およそ250〜300：５：20：１であ
る。但し、上記関係はＮ２＞Ｎ３＝Ｎ１，Ｄ１＞
Ｄ３＞Ｄ２＝Ｄ４にも設定し得る。

なお、上記した各主軸回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３
の数値は、砥石車２６に対するカム周速度を一定
に制御するものにあつては、その平均値として理
解されたい。

このようにカム素材Ｗ１は荒研削から仕上研削
まで連続して加工され、その後砥石台１２は急速
戻しされる。次いで次に加工すべきカム素材Ｗ１
を砥石車２６に対応させるべくテーブル１１がイ
ンデツクスされ、このテーブル１１のインデツク
スの間にドレツシングツール４１により砥石車２
６のドレツシングが行われる。しかしてテーブル
１１のインデツクスが完了すると、前述したと同
様な研削サイクルが開始され、次のカム素材Ｗ１
が荒研削から仕上研削まで連続して加工される。
以下同様な動作を繰返してカムシヤフトＷのすべ
てのカム素材Ｗ１がテーブル１１の１回の割出し
動作で仕上げられる。この場合、砥石車２６のド
レツシングはカムシヤフトＷ上のカム素材Ｗ１の
数と同じ回数だけ必要となり、一般には従来の場
合よりも回数が増加するが、かかるドレツシング
はテーブル１１のインデツクスの間に行われるた
め、ドレツシングによるサイクルタイムへの影響
はなく、また砥石車２６のダメージが少ないこと
からドレツシングの切込み量も少なくてすみ、砥
石寿命が短くなることもない。

第４図は本発明の他の実施例の研削サイクルを
示すもので、前記第１ステツプにおいて生ずる焼
割れ層が大きな場合に、第３ステツプを２段ない
しは３段に設定して砥石車２６にダメージを与え
ることなく、焼割れ層を除去するようにしたもの
である。

第５図は本発明のさらに他の実施例の研削サイ
クルを示すもので、前記第２ステツプにおける砥
石台１２の切込み量を０にして、すなわちスパー
クアウトのみでカムサイド部の削残しを除去する
ようにしたものである。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、カムシヤ
フト上の複数のカム素材を１カムづつ荒から仕上
げまで連続して研削し、しかる後テーブルをイン
デツクスするとともに、砥石車をドレツシングす
るようにしたので、従来の二工程研削方式に比べ
てテーブル割出時間を半減できるようになり、サ
イクルタイムを大幅に短縮できる特徴がある。

また本発明においては、各カム素材を荒から仕
上げまで連続して研削するために、まず主軸（カ
ムシヤフト）の回転数を低くした状態で砥石車を
急速に切込んで荒研削し、次いで回転数を高くし
て削残しを除去するとともに、焼割れ層を除去
し、最後に回転数を再び低くして仕上研削するよ
うになつているので、カム素材の大きな取代を高
能率に荒研削できるとともに、荒研削時の砥石ダ
メージを少なくできることから、研削途中でドレ
ツシングを行わなくても仕上精度を良好に保つこ
とができる特徴がある。

しかも本発明においては、荒研削の後回転数を
高速にしてまず削残しを除去し、その後に焼割れ
層を除去するようになつているので、削残しによ
る焼割れ層の増大を防止し得、少ない取代で焼割
れ層を除去できる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図お
よび第２図はカム研削盤の構成を示す図、第３図
は研削サイクルを示す図、第４図および第５図は
他の実施例を示す研削サイクル図である。 １１……テーブル、１２……砥石台、１３，１
４……送りモータ、１５……揺動台、１８……マ
スタカム、２０……フオロアローラ、２３……主
軸駆動モータ、２６……砥石車、３２……制御装
置、３３，３４，３５，３６……駆動ユニツト、
４１……ドレツシングツール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マスタカムに倣つて回転と揺動運動が与えら
   れるカムシヤフト上の複数のカム素材を、テーブ
   ルをインデツクスさせながら砥石車によつて所望
   のプロフイルに順次研削する方法であつて、前記
   各カム素材を研削する研削サイクルは、第１ステ
   ツプでカムシヤフトを低速回転させながら砥石車
   を高速で切込んで大きな取代を荒研削し、第２ス
   テツプでカムシヤフトを高速回転させて前記第１
   ステツプによる削残しを除去し、第３ステツプで
   カムシヤフトを高速回転させながら砥石車を切込
   んで焼割れ層を除去し、第４ステツプでカムシヤ
   フトを低速回転させながら砥石車を切込んでカム
   素材を仕上研削するようにし、この研削サイクル
   の後に次のカム素材を研削するべくテーブルをイ
   ンデツクスさせるとともに、砥石車のドレツシン
   グを行うようにしたカム研削方法。 ２ 前記各ステツプのスパークアウトを、カム素
   材が１〜２回転する間行うようにしてなる特許請
   求の範囲第１項に記載のカム研削方法。 ３ 前記第２ステツプと第３ステツプの回転数を
   同一に設定し、かつ前記第１、第２および第３、
   第４ステツプの各回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の関係
   を、Ｎ２＞Ｎ３≧Ｎ１に設定してなる特許請求の
   範囲第１項に記載のカム研削方法。 ４ 前記第２ステツプで砥石車を少量だけ切込む
   ようにしてなる特許請求の範囲第１項に記載のカ
   ム研削方法。 ５ 前記第１、第２、第３、第４ステツプの各切
   込み量Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の関係を、Ｄ１＞
   Ｄ３＞Ｄ２≧Ｄ４に設定してなる特許請求の範囲
   第４項に記載のカム研削方法。 ６ 前記第３ステツプを多段に設定してなる特許
   請求の範囲第１項に記載のカム研削方法。