JPH0683249U - 凸球面精密仕上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凸球面を有するワークを機械的に精密仕上加
工し、良好な真球度及び表面粗さをうる。 【構成】 ワークの凸球部（６）に応じたカップ状の砥
石（７）を、スピンドル（８）の回転軸に軸方向に移動
可能に、かつ回転を拘束してキー（１２）を介して連結
し、圧縮ばね（１４）で付勢し、キャップスクリュ（１
５）で抜止めし、スピンドル（８）を固定した架台（１
６）はガイドポスト（２２）で上下動自在に、かつジャ
ッキ（３１）で上下位置を調整し、更に架台（１６）の
めねじ（２８）に、スピンドル（８）と平行なねじ棒
（２７）を螺合させ、揺動板（２５）後端に設けたシリ
ンダ（２９）のピストンロッドと連結し、ハンドル（３
０）で回転して砥石（７）の進退位置を調整し、シリン
ダ（２９）を作用させて急速に後退可能とし、揺動板
（２５）の先端を、砥石（７）の軸心延長上の直下に設
けたベース（３３）の中心ピン（３４）に回転自在に嵌
合し、揺動板（２５）の揺動と、砥石（７）の回転との
ために夫々、可変速のモータ（図示せず）とモータ（１
８）とを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は凸球面精密仕上装置に関し、プレス機械のクランク軸とスライドとを 連結するコンロッド又はアジャストスクリュの凸球部、あるいは精度を要するエ ア式球面軸受の凸球面部、並びに油圧プランシャポンプの凸球面部などを精密に 仕上げるために用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例へばコンロッドの凸球部を精密仕上げするために、この凸球部を受け るボールカップを作り、図４に示すように、ボールカップ（１）上にコンロッド （２）の凸球部を嵌合させ、コンロッド（２）を垂直、又は少し傾けた状態とし 、ラップ粉を介在させて共摺りする方法、または、ボールカップ状のマスターゲ ージを作製し、これを用いてラップする方法などが多く用いられていた。あるい は、安易な方法としてはペーパーヤスリを用いて手仕上げする方法が用いられた 。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述の従来の技術では、ボールカップ（１）にコンロッド（２）の凸球部を嵌 合させ、ラップ粉を介して両方を夫々の軸回りに回転させて共摺りをすると、両 方が互いに摩耗することと、回転中心付近の加工速度が周辺部の加工速度よりも 遅いことから、所要の寸法、真球度及び表面粗さに仕上げることが困難である。 また、コンロッド（２）の凸球部に対応するマスターゲージを作製しても、同 上の理由で所要の寸法精度に仕上げることが困難である。 ペーパーヤスリを用いて手仕上げを行うことは、多くの時間を要する上に作業 者の疲労が大きく、均一なラップはできないので、要求する寸法及び真球度の精 度は得られない。 本考案の目的は、上述の欠点を除き、所要の寸法、真球度及び表面粗さの精度 がえられる凸球面精密仕上装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するための本考案の構成は、ワークの凸球部を精密仕上げす る凸球面精密仕上げ装置において、前期ワークの凸球部に適合するカップ状砥石 と、このカップ状砥石と同心に設けられ、回転軸を前期カップ状砥石に軸線回り に回転不能に、かつ軸方向に移動可能で突出端を規制し、突出方向へ付勢して支 持したスピンドルと、水平なベースに立設した中心ピンに一端部を回転自在に嵌 合し、中心ピン回りに任意の角度に揺動制御される揺動板と、この揺動板上に上 下位置調整可能に、かつ前記中心ピンの方向に摺動自在に設けられ、前記スピン ドルの軸心を水平にし、かつこの軸心の延長線が前記中心ピンの中心の直上を通 るように支持した架台と、前記スピンドルの下方に対応して前記揺動板上に設け られ、前記架台のめねじに螺合し、前記架台を進退位置調整するねじ棒と、この ねじ棒の後端にピストンロッドを連結して前記揺動板上の後端部に設けられ、常 時は前記架台を前進側に保持し、加工終了時に急速に後退させるシリンダと、前 記架台上に設けられ、前記砥石を所要の回転で駆動する可変速のモータ等を具備 させた。

【０００５】

【作用】

ベースの中心ピンの中心を加工すべき凸球部の中心に位置させ、その両中心と 直角方向に砥石軸を配置し、砥石の軸心高さをワークの凸球部の中心に一致させ 、砥石を凸球部に向けて前進させ、砥石がワークに当接してから若干前進させる ことにより、砥石の付勢力でワークを押圧し、ワーク及び砥石を回転させつつ、 揺動板を揺動させることにより砥石を揺動させて加工する。

【０００６】

【実施例】

図１において、凸球面精密仕上装置（３）の主な構造を示し、図２及び図３に おいて、凸球面精密仕上装置（３）を普通施盤（４）に取り付け、ワーク（５） を加工する状態を示している。 図１において、ワーク（５）の凸球部（６）の周面に適合するカップ状の細粒 の砥石（７）は、軸心を水平にして凸球部（６）の球の中心に向け、かつスピン ドル（８）の軸心と一直線として、スピンドル（８）の回転軸の先端に取り付け られている。すなわち、砥石（７）に同心にスリーブ（９）をホロセット（１０ ）で固定し、スピンドル（８）の回転軸の先端に同心に取り付けたホルダ（１１ ）に、スリーブ（９）を摺動自在に嵌合し、ホルダ（１１）に植え込んだキー（ １２）をスリーブ（９）のキー溝（１３）に嵌合させている。従って、砥石（７ ）はスピンドル（８）の回転軸に対して、回転方向には拘束され、軸方向には移 動可能となっている。スリーブ（９）の端面には、円周角を２〜４等分した位置 に受穴を設け、ホルダ（１１）と受穴との間に圧縮ばね（１４）を設けてスリー ブ（９）を抜け方向に付勢し、またホルダ（１１）にねじ込んだキャップスクリ ュ（１５）で砥石（７）を抜け止めし、かつキャップスクリュ（１５）をねじ込 んで圧縮ばね（１４）を圧縮することにより付勢力を調整できるようにしている 。この調整した付勢力は砥石（７）を凸球部（５）に押し当てた時のプリロード を決定し、加工に最適な圧接力を得るものである。同時に凸球部（６）側から何 等かの原因で砥石（７）を押す方向に移動させる力が働けば、圧縮ばね（１４） が縮んで逃げるようになっている。 スピンドル（８）は架台（１６）に固定され、スピンドル（８）の回転軸の後 端にはタイミングプーリ（１７）が固定されている。架台（１６）上には可変速 のモータ（１８）を固定し、モータ（１８）の出力軸に固定したタイミングプー リ（１９）とタイミングプーリ（１７）との間を、タイミングベルト（２０）で 連結している。 架台（１６）の上ベース（２１）には、下向きに４本のガイドポスト（２２）を 立設し、また架台（１６）の下ベース（２３）には、ガイドポスト（２２）を上 下に摺動自在に案内するブッシュ（２４）を設けている。ガイドポスト（２２） は、スピンドル（８）の軸方向の左右に等距離に、かつ軸方向に間隔をあけて設 けてある。下ベース（２３）は揺動板（２５）の上面で下面を案内され、揺動板 （２５）に固定したガイド（２６）、（２６）により両側部を案内され、スピン ドル（８）の軸方向に摺動可能である。スピンドル（８）の軸心の直下に、軸心 と平行なねじ棒（２７）を設け、これを下ベース（２３）上面に固定しためねじ （２８）に螺合させるとともに、ねじ棒（２７）と同心に揺動板（２５）の後端 部上面に設けた急速後退用のシリンダ（２９）のピストンロッドと連結し、かつ ハンドル（３０）で回転できるようになっている。ハンドル（３０）を回せば架 台（１６）に載せた砥石（７）を進退位置調整でき、かつシリンダ（２９）のピ ストンロッドを後退させることにより、加工完了時に砥石（７）を急速に後退さ せ、凸球部（６）の表面に傷を発生させないようにしている。ねじ棒（２７）を またいで、門形のジャッキ（３１）を下ベース（２３）に固定して設け、ジャッ キボルト（３２）により上ベース（２１）を上下に位置調整できる。下ベース（ ２３）は後側があいたコの宇状の平面形を有し、砥石（７）を後退させたとき、 下ベース（２３）とシリンダ（２９）とが干渉しないようにしてある。 揺動板（２５）の前端部は、砥石（７）の軸心を延長した直下に中心を合致さ せてベース（３３）に立設した中心ピン（３４）に、回転自在に嵌合支持されて いる。揺動板（２５）には、中心ピン（３４） の上方をおおうふた（３５）を 設け、その上面部に中心ピン（３４）と同心にタイミングプーリ（３６）を固定 している。このタイミングプーリ（３６）を、図３及び図４において後述する可 変速かつ正転・逆転可能なモータ（３７）で駆動し、揺動板（２５）を揺動させ るようになっている。揺動板（２５）下面とベース（３３）上面との間には圧力 エアを供給し、揺動に要する動力を極めて小さくしている。

【０００７】 図２及び図３において、普通旋盤（４）に凸球面精密仕上装置（３）を取りつ けて使用する場合を示している。ワーク（５）をチャック（３８）とテールスト ツク（３９）とのセンタ間に支持し、ケレ（４０）で回転を与えるようにし、凸 球面精密仕上装置（３）は、そのベース（３３）を普通旋盤（４）の往復台（４ １）の横送り台（４２）上に固定する構成となっている。ワーク（５）凸球部 （６）を、スリーブ（９）に仮取付けしたダイヤルゲージ（図示せず）で測定し ながら、往復台（４１）と横送り台（４２）でＸ−Ｙ方向に位置調整し、中心ピ ン（３４）の直上に凸球部（６）の中心がくるように設定する。続いてジャッキ （３１）のジャッキボルト（３１）で砥石（７）の軸心高さを凸球部（６）の中 心に合わせ、ハンドル（３０）でねじ棒（２７）を回して砥石（７）を凸球部（ ６）に当接させ、圧縮ばね（１４）が若干縮んだ位置に調整する。ベース（３３ ）に設けたモータ（３７）の出力軸に取付けたタイミングプーリ（４３）と、揺 動板（２５）に固定したタイミングプーリ（３６）とは、タイミングベルト（４ ４）で連結されている。モータ（３７）の正転・逆転範囲を調整して揺動板（２ ５）の揺動角（Ａ）を設定し砥石（７）が凸球部（６）の所要面範囲を精密仕上 げできるようにする。揺動角（Ａ）はタイミングプーリ（４３）に同心に取付け 、ベース（３３）で拘束したロータリエンコーダ（４５）で測定する。上述の間 、シリンダ（２９）のピストンロッドは図１に示す前進端に保持する。これで準 備が終わり、チャック（３８）を回転させてワーク（５）を回転させると同時に 、モータ（１８）及びモータ（３７）を起動させ、砥石（７）を回転させ、揺動 板（２５）を揺動させれば、凸球部（６）の外面は一様に軽く研削加工され、優 れた真球度及び表面粗さが得られる。 実績によれば、旋削された凸球部（６）の真球度２μｍ、表面粗さ１０μｍで あったものが、精密化上げ後に真球度０．３μｍ、表面粗さ０．３μｍが得られ 、かつ外径の寸法精度も所要のものが得られた。 なお、補足的事項であるが、砥石（７）を圧縮ばね（１４）で適切な付勢力を 与えているので、図１に示す凸球部（６）に、一点鎖線で示すような穴が開いて いる場合、砥石（７）が穴にかかっても円滑に逃げ、加工を円滑に続けることが できる。加工完了時は、前述のとおりシリンダ（２９）に圧力エアを作用させ、 ピストンロッドを急速に後退させれば、精密仕上げされた凸球部（６）の鏡面と なった表面に傷がつくことはない。なお、タイミングプーリ（１７）及び（１９ ）の径を変え、砥石（７）を増速すれば、研削にも使用できる。

【０００８】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば次のような効果が得られる。 （１）砥石（７）をワークに対して付勢させることができるので、砥石をワーク に当接したときのプリロードの調整が容易である。従って欠球も容易に加工でき る。 （２）砥石（７）を速に後退させることができるのでワーク表面に傷をつけるこ とがない。 （３）ワークの凸球部と砥石との相対回転速度が大きく、かつ凸球部の全周面に 砥石が均一に当接するので、一様に加工でき、優れた真球度と表面粗さ及び所要 の寸法に精度仕上げすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 凸球面超仕上装置の要部を断面とした正面
図、

【図２】 普通旋盤に装備した実施例の平面図、

【図３】 図２の正面図、

【図４】 従来例の説明図、

【符号の説明】

３は凸球面精密仕上装置、４は普通旋盤、５はワーク、
６は凸球部、７は砥石、８はスピンドル、９はスリー
ブ、１０はホロセット、１１はホルダ、１２はキー、１
３はキー溝、１４は圧縮ばね、１５はキャップスクリ
ュ、１６は架台、１７、１９、３６、４３はタイミング
プーリ、１８はモータ、２０、４４はタイミングベル
ト、２１は上ベース、２２はガイドポスト、２３は下ベ
ース、２４はブッシュ、２５は揺動板、２６はガイド、
２７はねじ棒、２８はめねじ、２９はシリンダ、３０は
ハンドル、３１はジャッキ、３２はジャッキボルト、３
３はベース、３４は中心ピン、３５はふた、３７はモー
タ、３８はチャック、３９はテールストック、４０はケ
レ、４１は往復台、４２は横送り台、４５はロータリエ
ンコーダである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの凸球部周面を加工する凸球面精密
   仕上装置において、ワークを回転軸を中心に回転させる
   部材と、前記凸球部に適合するカップ状の砥石（７）を
   前記砥石（７）を回転させると共に前記ワークに向けて
   付勢するスピンドル（８）を設け、該スピンドル（８）
   の軸心を前記凸球部の中心を中心として揺動自在にし、
   前記スピンドルを移動させて砥石（７）を前進後退させ
   る装置を設けたことを特徴とする凸球面精密仕上装置。