特許 6378437 円筒状部品研磨設備及びそのワークピース推進装置、並び研磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6378437

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】円筒状部品研磨設備及びそのワークピース推進装置、並び研磨方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/02 20120101AFI20180813BHJP

   B24B 51/00 20060101ALI20180813BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/02

   B24B51/00

   B24B41/06 A

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-526065(P2017-526065)

(86)(22)【出願日】2015年11月24日

(65)【公表番号】特表2017-537799(P2017-537799A)

(43)【公表日】2017年12月21日

(86)【国際出願番号】CN2015095395

(87)【国際公開番号】WO2016095668

(87)【国際公開日】20160623

【審査請求日】2017年6月26日

(31)【優先権主張番号】201410784413.3

(32)【優先日】2014年12月16日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】505245449

【氏名又は名称】天津大学

【氏名又は名称原語表記】Ｔｉａｎ Ｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】任成祖

(72)【発明者】

【氏名】▲とう▼曉帆

(72)【発明者】

【氏名】賀英倫

(72)【発明者】

【氏名】陳光

(72)【発明者】

【氏名】▲じん▼新民

【審査官】 上田 真誠

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許発明第００３２３９８８（ＤＥ，Ｃ２）

【文献】 特開２０００−０９４３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０９６４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−１００３７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４７４４４６０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３９９１０１７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０２１０６２９２（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３７／０２

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｂ２４Ｂ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

付勢装置（７）と、動力システム（８）と、ワークピース搬送装置（３）に順に接続するワークピース推進装置（２）と、研磨ディスク装置（１）と、ワークピース・研磨液分離装置（５）と、ワークピース洗浄装置（６）と、ワークピース混合装置（４）を含み、前記付勢装置（７）は、前記研磨ディスク装置（１）に対して付勢し、前記動力システム（８）は、前記研磨ディスク装置（１）を駆動する円筒状部品研磨設備であって、
前記研磨ディスク装置（１）は、第１研磨ディスク（１１）と第２研磨ディスク（１２）を含み、前記第２研磨ディスク（１２）と前記第１研磨ディスク（１１）とは、相対的に回動し、前記第２研磨ディスク（１２）の第１研磨ディスク（１１）に対する回転軸線は、ＯＯ'であり、前記第１研磨ディスク（１１）と第２研磨ディスク（１２）とは、対向する表面が平面であり、前記平面は、第１研磨ディスク（１１）の作業面（１１１）であり、前記第２研磨ディスク（１２）と第１研磨ディスク（１１）とが対向する表面には、１組の放射状の直線溝（１２１）が設けられており、前記直線溝（１２１）の溝面は、前記第２研磨ディスク（１２）の作業面（１２１１）であり、前記第２研磨ディスク（１２）の作業面（１２１１）は、横断面輪郭がアーチ形や、Ｖ字形、アーチを有するＶ字形を呈し、研磨加工するとき、加工されるワークピース（９）は、溝方向に沿って直線溝（１２１）に布置されると共に、加工されるワークピース（９）の外円筒面と第２研磨ディスク（１２）の作業面（１２１１）とは接触しており、前記直線溝（１２１）の基準面とは、直線溝に配置される、加工されるワークピース（９）の軸線ｌを通過し、かつ第１研磨ディスク（１１）の作業面（１１１）に垂直する平面であり、前記加工されるワークピース（９）が直線溝（１２１）との接触点又は接触アーチの中点箇所における法平面と、前記直線溝（１２１）の基準面との夾角は、θであり、前記夾角θの数値範囲は、３０〜６０°であり、前記直線溝（１２１）の第２研磨ディスク（１２）の中心に近接する一端は、推進口であり、前記直線溝（１２１）の他端は、排出口であり、直線溝（１２１）の基準面と回転軸線ＯＯ'との偏心距離は、ｅであり、ｅの数値範囲は、零以上であり、かつ回転軸線ＯＯ'から前記直線溝（１２１）の推進口までの距離より小さく、前記偏心距離ｅの値が零であるとき、直線溝は、ラジアルに布置され、前記第２研磨ディスク（１２）の中央位置には前記ワークピース推進装置（２）の取付部が設けられており、
研磨加工の圧力及び研磨潤滑の条件で、第１研磨ディスク作業面（１１１）材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数はｆ_１であり、第２研磨ディスク作業面（１２１１）材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数はｆ_２であり、かつ、ｆ１＞ｆ２であり、それにより、加工されるワークピースが研磨加工においてスピンを実現することを保証し、
前記ワークピース推進装置（２）は、本体を含み、前記本体には複数の押付機構（２２）と複数の貯蔵タンク（２３）とが取り付けられており、押付機構（２２）の数及び貯蔵タンク（２３）の数は、前記研磨ディスク装置における直線溝（１２１）の数と同じであり、それぞれの押付機構（２２）は、いずれも、それぞれ、１つの貯蔵タンク（２３）と配合し、前記貯蔵タンク（２３）の底部にはプッシングロッド供給口（２３１）及び排出口（２３２）が設けられ、前記押付機構（２２）は、本体底部に設けられる貫通孔を含み、前記貫通孔（２２５）は、プッシングロッド供給口（２３１）及び排出口（２３２）の中心との接続線と同軸であり、前記貫通孔（２２５）には、プッシングロッド（２２４）及びプッシングロッドの位置決め機構が設けられ、前記貯蔵タンク（２３）の排出口は、直線溝（１２１）の推進口と一対一対応し、すべてのプッシングロッド（２２４）は、いずれも、同一間欠往復運動機構により駆動され、それにより、貯蔵タンク（２３）における、加工されるワークピース（９）を直線溝（１２１）に押し込むことを特徴とする円筒状部品研磨設備。

【請求項2】

前記プッシングロッドの位置決め機構は、プッシングロッド（２２４）に設けられる位置決め軸肩と、貫通孔に設けられる位置決め段差と、プッシングロッド（２２４）にカバーするばね（２２３）とからなることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部品研磨設備。

【請求項3】

前記間欠往復運動機構は、ディスク状カム機構又は円錐状カム機構を採用することを特徴とする請求項１に記載の円筒状部品研磨設備。

【請求項4】

円筒状部品研磨設備用のワークピース推進装置であって、本体を含み、前記本体には複数の押付機構（２２）と複数の貯蔵タンク（２３）とが取り付けられており、押付機構（２２）の数及び貯蔵タンク（２３）の数は、前記研磨ディスク装置における直線溝（１２１）の数と同じであり、それぞれの押付機構（２２）は、いずれも、それぞれ、１つの貯蔵タンク（２３）と配合し、前記貯蔵タンク（２３）の底部にはプッシングロッド供給口（２３１）及び排出口（２３２）が設けられ、前記押付機構（２２）は、本体底部に設けられる貫通孔を含み、前記貫通孔（２２５）は、プッシングロッド供給口（２３１）及び排出口（２３２）の中心との接続線と同軸であり、前記貫通孔（２２５）には、プッシングロッド（２２４）及びプッシングロッドの位置決め機構が設けられ、前記貯蔵タンク（２３）の排出口は、直線溝（１２１）の推進口と一対一対応し、すべてのプッシングロッド（２２４）は、いずれも、同一間欠往復運動機構により駆動され、それにより、貯蔵タンク（２３）における、加工されるワークピース（９）を直線溝（１２１）に押し込むことを特徴とする円筒状部品研磨設備用のワークピース推進装置。

【請求項5】

前記プッシングロッドの位置決め機構は、プッシングロッド（２２４）に設けられる位置決め軸肩と、貫通孔に設けられる位置決め段差と、プッシングロッド（２２４）にカバーするばね（２２３）とからなることを特徴とする請求項４に記載の円筒状部品研磨設備用のワークピース推進装置。

【請求項6】

円筒状部品研磨方法であって、請求項１又は２に記載の円筒状部品研磨設備を採用し、かつ以下のステップを含み、即ち、
ステップ１、ワークピース搬送：ワークピース搬送装置（３）は、加工されるワークピースをワークピース推進装置（２）の貯蔵タンク（２３）に送り込み、プッシングロッド（２２）は、間欠往復運動機構の駆動で、すべての直線溝には加工されるワークピース（９）がいっぱいに充填されるまで、貯蔵タンク（２３）における、加工されるワークピース（９）を貯蔵タンクの底部から直線溝（１２１）に推進し、
ステップ２、研磨加工：付勢装置（７）は、研磨ディスク装置（１）に対して付勢し、加工されるワークピースは、第１研磨ディスク作業面（１１１）及び第２研磨ディスク作業面（１２１１）との間に接触しており、動力システム（８）は、研磨ディスク装置（１）を駆動し、第２研磨ディスク（１２）は、第１研磨ディスク（１１）に対して回動し、第１研磨ディスク（１１）と第２研磨ディスク（１２）との合力作用で、加工されるワークピース（９）は、その軸線を回って自転すると共に、加工されるワークピース（９）は、直線溝（１２１）の推進口から排出口へ平行摺動し、上記運動過程において、加工されるワークピース（９）が排出口から直線溝（１２１）を脱離するまで、研磨液における遊離砥粒の作用で加工されるワークピース（９）材料の微小除去を実現し、
ステップ３、ワークピースの洗浄：ワークピース・研磨液分離装置（５）は、ステップ２にて研磨されたワークピースと研磨液とを分離させ、研磨液が濾過して沈殿した後に、繰り返して利用することができ、ワークピースは、ワークピース洗浄装置（６）により洗浄された後、ステップ４に進入し、
ステップ４、ワークピースは、ワークピース混合装置（４）により原来の秩序を乱した後にステップ１に戻し、
ある時間の連続的に循環して研磨加工した後、ワークピースを抜取検査し、プロセス要求に達すると、研磨加工を終了し、そうではないと、続いて研磨加工することを特徴とする円筒状部品研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高精度の円筒状部品外円表面の精密加工の技術分野に関し、特に、円筒状部品の外円表面の研磨設備及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

円筒ころ軸受は、各種の回転機械に広く応用されている。円筒ころ軸受の重要な部品である円筒ころとして、その外円表面の加工精度は、円筒ころ軸受の性能に直接的に影響している。円筒状部品の外円表面の精密加工の主な方法として、超仕上及びダブルディスク遊星式研磨方法が挙げられている。

【0003】

超仕上は、粒度が細かい油砥石を研削装置として使用し、油砥石は、ワークピースに対して負荷を印加して、かつワークピースに対して、低速軸方向運動及び微小往復振動を行い、それにより、微量切削を実現する仕上げ加工方法である。現在、円筒ころの外円表面の精密加工は、芯なし貫通式超仕上方法を採用することが多く、その設備は、２つのガイドローラ及び油砥石を取り付けた１つの超仕上ヘッドからなり、ガイドローラは、ワークピースを支持しながら、ワークピースを駆動して低速螺旋運動させ、超仕上ヘッドは、比較的低い圧力で油砥石をワークピースに押し付け、油砥石とワークピースとの間には面接触を形成し、油砥石は、同時に軸方向に沿って高周波数振動する。芯なし貫通式超仕上過程において、同一バッチの円筒ころは、順次加工領域を貫通して、かつ油砥石により超仕上加工され、すべての円筒ころは、いずれも、複数回加工領域を通過した後、ある超仕上工程（超粗化、超細化、超精化）が終了する。芯なし貫通式超仕上は、ワークピースの表面の粗さを改良することができ（貫通式超仕上は、通常、Ｒａ０．０２５μｍに達することができる）、その前の工程に形成する表面劣化層を除去し、ワークピースの真円度を向上することができる。油砥石と超精化ローラの摩耗状態変化及びそれぞれの円筒ころ自身の差異以外、各円筒ころの超仕上条件及びパラメータが同じである。

【0004】

しかし、加工原理の制約で、超仕上は、以下のような技術欠陥がある。一方で、加工過程において、油砥石及びガイドローラの摩耗状態の変化は、円筒ころの円筒表面のサイズ精度及び形状精度の向上にとっては不利である。他方で、芯なし貫通式超仕上方法は、同一時刻に有限のいくつかの円筒ころが加工され、その材料除去量が、その同一バッチのほかの円筒ころの直径同士の差異に殆んど影響されず、そのため、芯なし貫通式超仕上は、円筒ころの直径同士の差異を明らかに低減することができない。以上の２つの方面の問題があるため、ワークピースの外円表面の加工精度（形状精度及びサイズの一致性）の向上が遅く、加工周期が長く、コストが高い。

【0005】

ダブルディスク遊星式円筒状部品の研磨設備の主な構造は、上研磨ディスクと、下研磨ディスクと、遊星ギヤホルダと、外リングギヤと、内リングギヤとを含む。上研磨ディスクと下研磨ディスクとは、同軸布置され、それぞれ、独立して回動し、上研磨ディスクは、加圧作用を発揮し、遊星ギヤホルダは、内リングギヤと外リングギヤとの間に位置し、円筒ころは、ホルダの孔溝に位置し、孔溝は、ホルダ表面に放射状に分布している。研磨するとき、ホルダは、研磨ディスクの中心を回って公転しながら自転し、円筒ころは、上研磨ディスク、下研磨ディスク及びホルダの作用で、ホルダの中心を回って公転しながら自己の軸線を回って自転し、複雑な空間運動を行う。上研磨ディスクと下研磨ディスクとの間の研磨液の作用で材料の微小除去を実現する。ダブルディスク遊星式円筒状部品研磨設備により、精度が高い円筒状ワークピース外円表面が得られ、例えば、長さ３０〜４０ ｍｍのワークピースに対して、ダブルディスク研磨機を利用して精密加工した後に、真円度の誤差が０．００１ ｍｍより小さく、縦断面直径の一致性が０．００２ｍｍより小さく、表面の粗さがＲａ ０．０２５μｍより小さくなるように達することができる。しかし、ダブルディスク研磨機は、少量（数十乃至数百）の円筒状ワークピースの外円精密加工のみに用いられる。ダブルディスク遊星式研磨方法は、軸受ローラの量産要求を満足することができない。

【0006】

よって、芯なし貫通式超仕上方法を採用して円筒状ワークピースの外円表面に対して精密加工を行い、加工精度の方面には天然の不足があるが、ダブルディスク遊星式研磨方法は、量産の要求を満たすことができず、そのため、比較的高い加工精度及び量産を実現することができる円筒状部品外円表面精密加工設備が必要であり、それにより、高精度円筒ころ軸受の円筒ころの外円表面の加工精度及び生産規模の要求を満足する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

既存技術の問題について、本発明は、円筒状部品研磨設備を提供すると共に、該設備による研磨方法を提供し、本発明に係る設備は、量産することができ、突出箇所の材料を多く除去し、窪み箇所の材料を少し除去し、直径が比較的大きい円筒ころの円筒表面の材料を多く除去し、直径が比較的小さい円筒ころの円筒表面の材料を少し除去し、それにより、円筒ころの円筒表面の形状精度及びサイズの一致性を向上することができ、円筒状部品（円筒ころ）表面の加工効率を向上し、加工コストを低下することができる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記技術問題を解決するために、本発明は、円筒状部品研磨設備を提供し、付勢装置と、動力システムと、ワークピース搬送装置に順に接続するワークピース推進装置と、研磨ディスク装置と、ワークピース・研磨液分離装置と、ワークピース洗浄装置と、ワークピース混合装置を含む。前記付勢装置は、前記研磨ディスク装置に対して付勢し、前記動力システムは、前記研磨ディスク装置を駆動する。前記研磨ディスク装置は、第１研磨ディスクと第２研磨ディスクを含み、前記第２研磨ディスクと前記第１研磨ディスクとは、相対的に回動し、前記第２研磨ディスクの第１研磨ディスクに対する回転軸線は、ＯＯ'であり、前記第１研磨ディスクと第２研磨ディスクとは、対向する表面が平面であり、前記平面は、第１研磨ディスクの作業面であり、前記第２研磨ディスクと第１研磨ディスクとが対向する表面には、１組の放射状の直線溝が設けられている。前記直線溝の溝面は、前記第２研磨ディスクの作業面であり、前記第２研磨ディスクの作業面は、横断面輪郭がアーチ形や、Ｖ字形、アーチを有するＶ字形を呈し、研磨加工するとき、加工されるワークピースは、溝方向に沿って直線溝に布置されると共に、加工されるワークピースの外円筒面と第２研磨ディスクの作業面とは接触している。前記直線溝の基準面とは、直線溝に配置される、加工されるワークピースの軸線を通過し、かつ第１研磨ディスクの作業面に垂直する平面である。前記加工されるワークピースが直線溝との接触点又は接触アーチの中点箇所における法平面と、前記直線溝の基準面との夾角は、θであり、前記夾角θの数値範囲は、３０〜６０°である。前記直線溝の第２研磨ディスクの中心に近接する一端は、推進口であり、前記直線溝の他端は、排出口である。直線溝の基準面と回転軸線ＯＯ'との偏心距離は、ｅであり、ｅの数値範囲は、零以上であり、かつ回転軸線ＯＯ'から前記直線溝の推進口までの距離より小さい。前記偏心距離ｅの値が零であるとき、直線溝は、ラジアルに布置される。前記第２研磨ディスクの中央位置には前記ワークピース推進装置の取付部が設けられている。研磨加工の圧力及び研磨潤滑の条件で、第１研磨ディスク作業面材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数はｆ_１であり、第２研磨ディスク作業面材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数はｆ_２であり、かつ、ｆ_１ ＞ｆ_２であり、それにより、加工されるワークピースが研磨加工においてスピンを実現することを保証する。

【0009】

本発明に係る円筒状部品研磨設備用のワークピース推進装置は、本体を含み、前記本体には複数の押付機構と複数の貯蔵タンクとが取り付けられており、押付機構の数及び貯蔵タンクの数は、前記研磨ディスク装置における直線溝の数と同じである。それぞれの押付機構は、いずれも、それぞれ、１つの貯蔵タンクと配合し、前記貯蔵タンクの底部にはプッシングロッド供給口及び排出口が設けられ、前記押付機構は、本体底部に設けられる貫通孔を含み、前記貫通孔は、プッシングロッド供給口及び排出口の中心との接続線と同軸であり、前記貫通孔には、プッシングロッド及びプッシングロッドの位置決め機構が設けられている。前記貯蔵タンクの排出口は、直線溝の推進口と一対一対応し、すべてのプッシングロッドは、いずれも、間欠往復運動機構により駆動され、それにより、貯蔵タンクにおける、加工されるワークピースを直線溝に押し込む。

【0010】

本発明における円筒状部品研磨設備を採用する研磨方法は、以下のステップを含む。
ステップ１、ワークピース搬送：ワークピース搬送装置は、加工されるワークピースをワークピース推進装置の貯蔵タンクに送り込み、プッシングロッドは、間欠往復運動機構の駆動で、すべての直線溝には加工されるワークピースがいっぱいに充填されるまで、貯蔵タンクにおける、加工されるワークピースを貫通孔を介して直線溝に推進し、
ステップ２、研磨加工：付勢装置は、研磨ディスク装置に対して付勢し、加工されるワークピースは、第１研磨ディスク作業面及び第２研磨ディスク作業面との間に接触している。動力システムは、研磨ディスク装置を駆動し、第２研磨ディスクは、第１研磨ディスクに対して回動し、第１研磨ディスクと第２研磨ディスクとの合力作用で、加工されるワークピースは、その軸線を回って自転すると共に、加工されるワークピースは、直線溝の推進口から排出口へ平行摺動する。上記運動過程において、加工されるワークピースが排出口から直線溝を脱離するまで、研磨液における遊離砥粒の作用で加工されるワークピース材料の微小除去を実現し、
ステップ３、ワークピースの洗浄：ワークピース・研磨液分離装置は、ステップ２にて研磨されたワークピースと研磨液とを分離させ、研磨液が濾過して沈殿した後に、繰り返して利用することができ、ワークピースは、ワークピース洗浄装置により洗浄された後、ステップ４に進入し、
ステップ４、ワークピースは、ワークピース混合装置により原来の秩序を乱した後にステップ１に戻し、
ある時間の連続的に循環して研磨加工した後、ワークピースを抜取検査し、プロセス要求に達すると、研磨加工を終了する。そうではないと、続いて研磨加工する。

【0011】

既存技術に比べて、本発明の有益な効果は、以下の通りである。

【0012】

本発明は、同一時刻に複数本の直線溝に分布する大量の円筒ころを同時に研磨加工し、かつ混合工程を含み、同一時刻に研磨加工を行う円筒ころの組合せは、大きなランダムネスを有するが、直径が比較的大きい円筒ころが受けた作業負荷は、直径が比較的小さい円筒ころより大きく、ワークピースの加工される表面の突出箇所が受けた作業負荷は、ワークピースの加工される表面の窪み箇所より大きく、それにより、直径が比較的大きい円筒ころの円筒表面の材料を多く除去し、直径が比較的小さい円筒ころの円筒表面の材料を少し除去し、加工される方面の突出箇所の材料を多く除去し、加工される表面の窪み箇所の材料を少し除去し、それにより、円筒ころの円筒表面のサイズの一致性を向上する。同時に加工されるワークピースの数量は多く、かつ加工過程において、直径が比較的大きい円筒ころの円筒表面の材料を多く除去し、突出箇所の材料を多く除去するので、円筒ころの円筒表面の加工効率を向上するうえで有利であり、そのため、量産することができ、かつワークピースのサイズの一致性がよく、形状精度が高く、円筒ころの円筒表面の加工効率が高く、加工コストが低い。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、ダブルディスク直線溝円筒状部品外円表面精密加工設備を示す模式図である。

【図2】図２は、研磨ディスク装置を示す模式図である。

【図3】図３は、直線溝を有する第２研磨ディスクを示す模式図である。

【図4】図４は、加工されるワークピースが研磨ディスク装置において加工を行うときの断面図であり、（ａ）は、第２研磨ディスクの直線溝の作業面の断面輪郭がＶ形である模式図であり、（ｂ）は、第２研磨ディスクの直線溝の作業面の断面輪郭がアーチ形である模式図であり、（ｃ）は、第２研磨ディスクの作業面の断面輪郭がアーチを有するＶ形である模式図である。

【図5】図５−１は、ディスク状カムにより駆動される供給装置の横断面模式図であり、図５−２は、図５−１に示すディスク状カムが異なる許容限度を有する模式図であり、（ａ）は、単一許容限度を採用するディスク状カムであり、ｂは、２重許容限度を採用するディスク状カムであり、ｃは、３重許容限度を採用するディスク状カムである。

【図6】図６は、ディスク状カムにより駆動される推進装置の縦断面模式図である。

【図7】図７は、円錐状カムにより駆動される推進装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面及び具体的な実施例を結び合わせて、さらに、本発明の技術案を詳しく説明する。

【0015】

本発明に係る円筒状部品研磨設備であって、図１に示すように、付勢装置７と、動力システム８と、ワークピース搬送装置３に順に接続するワークピース推進装置２と、研磨ディスク装置１と、ワークピース・研磨液分離装置５と、ワークピース洗浄装置６と、ワークピース混合装置４を含み、前記付勢装置７は、前記研磨ディスク装置１に対して付勢し、前記動力システム８は、前記研磨ディスク装置１を駆動する。

【0016】

前記研磨ディスク装置１は、図２に示すように、第１研磨ディスク１１と第２研磨ディスク１２を含み、前記第２研磨ディスク１２と前記第１研磨ディスク１１とは、相対的に回動し、前記第２研磨ディスク１２の第１研磨ディスク１１に対する回転軸線は、ＯＯ'であり、前記第１研磨ディスク１１と第２研磨ディスク１２とは、対向する表面が平面であり、前記平面は、第１研磨ディスク１１の作業面１１１である。図３に示すように、前記第２研磨ディスク１２と第１研磨ディスク１１とが対向する表面には、１組の放射状の直線溝１２１が設けられている。前記直線溝１２１の溝面は、前記第２研磨ディスク１２の作業面１２１１である。図４に示すように、前記第２研磨ディスク１２の作業面１２１１は、横横断面輪郭がアーチ形や、Ｖ字形、アーチを有するＶ字形を呈し、図４の（ａ）に示すような第２研磨ディスク１２の作業面１２１１は、横断面輪郭がＶ字形であり、図４の（ｂ）に示すような第２研磨ディスク１２の作業面１２１１は、横断面輪郭がアーチ状であり、図４の（ｃ）に示すような第２研磨ディスク１２の作業面１２１１は、横断面輪郭がアーチを有するＶ字形であり、直線溝の底部にはくず収容溝１２１２が設けられている。加工されるワークピース９は、横方向に偏心直線溝１２１に布置され、加工されるワークピース９は、第１研磨ディスク１１の作業面１１１と第２研磨ディスク１２の作業面１２１１からなる研磨作業領域に研磨加工を行う。第１研磨ディスク１１の作業面１１１材料と加工されるワークピース９材料とからなる摩擦対では、前記作業状況負荷及び研磨液潤滑条件での摩擦係数ｆ_１は、第２研磨ディスク１２の作業面１２１１材料と加工されるワークピース９材料とからなる摩擦対の相同条件での摩擦係数ｆ_２より大きい。

【0017】

研磨加工するとき、加工されるワークピース９は、溝方向に沿って直線溝１２１に布置されると共に、加工されるワークピース９の外円筒面と第２研磨ディスク１２の作業面１２１１とは、接触し、直線溝１２１の作業面１２１１により加工されるワークピース９の外円表面を位置決めする。前記直線溝１２１の基準面αとは、直線溝に布置される、加工されるワークピースの軸線ｌを通過し、かつ第１研磨ディスク１１の作業面１１１に垂直する平面である。前記加工されるワークピース９が直線溝１２１との接触点又は接触アーチの中点Ａ箇所における法平面βと、前記直線溝１２１の基準面との夾角は、θであり、前記夾角θの数値範囲が３０〜６０°である。前記直線溝１２１の第２研磨ディスク１２の中心に近接する一端は、加工されるワークピースの推進口であり、前記直線溝１２１の他端は、排出口である。直線溝１２１の基準面αと第２研磨ディスク１２の第１研磨ディスク１１に対する回転軸線ＯＯ'との偏心距離はｅであり、ｅの数値範囲は、零以上であり、かつ回転軸線ＯＯ'から前記直線溝１２１の推進口までの距離より小さい。前記偏心距離ｅの値が零であるとき、直線溝１２１は、実際に、ラジアルに布置される。前記第２研磨ディスク１２の中央位置には、前記ワークピース推進装置２の取付部が設けられている。

【0018】

研磨加工の圧力及び研磨潤滑条件で、第１研磨ディスク作業面１１１材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数は、ｆ_１であり、第２研磨ディスク作業面１２１１材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数は、ｆ_２であり、かつｆ１＞ｆ２であり、それにより、加工されるワークピースが研磨加工においてスピンを実現することを保証する。

【0019】

本発明における前記ワークピース推進装置２は、その構成が図５−１、図５−２、図６及び図７に示すように、本体を含み、前記本体には複数の押付機構２２と複数の貯蔵タンク２３とが取り付けられており、複数の押付機構２２は、周向に沿って布置し、押付機構２２の数及び貯蔵タンク２３の数は、前記研磨ディスク装置における直線溝１２１の数と同じである。前記貯蔵タンク２３の断面サイズは、加工されるワークピース９のサイズに合わせて、断面サイズが異なる貯蔵タンク２３を交換することにより、異なる直径の加工されるワークピース９の加工要求を満足することができる。それぞれの押付機構２２は、いずれも、それぞれ、貯蔵タンク２３と配合し、前記貯蔵タンク２３の底部にはプッシングロッド供給口２３１及び排出口２３２が設けられ、前記押付機構２２は、本体底部に設けられる貫通孔２２５を含み、前記貫通孔２２５は、プッシングロッド供給口２３１及び排出口２３２の中心との接続線と同軸であり、前記貫通孔２２５と前記プッシングロッド供給口２３１とは貫通し、前記貫通孔２２５にはプッシングロッド２２４及びプッシングロッドの位置決め機構が設けられ、該位置決め機構は、プッシングロッド２２４に設けられる位置決め軸肩２２２、貫通孔に設けられる位置決め段差及びプッシングロッド２２４にカバーするばね２２３からなり、前記位置決め軸肩２２２は、プッシングロッド２２４のストロークを制限し、前記ばね２２３は、プッシングロッド２２４とカムとが接触することを保証し、前記貯蔵タンク２３の排出口と直線溝１２１の推進口とは、一対一対応し、すべてのプッシングロッド２２は、いずれも、終始に同一間欠往復運動機構（図５−１に示すディスク状カム２１１又は図７に示す円錐状カム２１２）に接触し、即ち、同一間欠往復運動機構により駆動され、それにより、すべてのプッシングロッド２２４は、カムによりプッシングロッド２２４を推移して、貫通孔２２５に往復移動させる。それにより、貯蔵タンク２３における、加工されるワークピース９は、貯蔵タンク２３の底部の排出口２３２を介して直線溝１２１に押し込まれる。加工されるワークピース９は、積層して貯蔵タンク２３に貯蔵され、かつ最も下端の一枚の加工されるワークピース９の軸線は、該貯蔵タンク２３に対応する直線溝１２１における、加工されるワークピース９の軸線ｌと共線である。連続的に研磨加工するとき、ワークピース搬送装置３は、加工されるワークピース９をワークピース推進機構２まで搬送し、加工されるワークピース９が貯蔵タンク２３に貯蔵される。

【0020】

本発明におけるワークピース搬送装置３は、市場によく使用される振動原料搬送機構及び螺旋原料搬送機構を採用し、その機能は、加工されるワークピース９の連続搬送を実現することである。本発明に係るワークピース混合装置４は、市場によく使用される円筒ワークピース混合機構を採用し、その目的は、ワークピースの排列順序を乱し、加工のランダムネスを向上することである。本発明におけるワークピース・研磨液分離装置５は、沈殿溝、研磨液搬送管路及び研磨液分離装置が設けられており、その目的は、設備のために研磨液を搬送し、使用した研磨液を収集し、沈殿して濾過した後、研磨くずと研磨液とを分離させ、かつ研磨液の循環使用を実現することである。本発明におけるワークピース洗浄装置６は、市場によく使用されるワークピース洗浄装置を採用し、その目的は、洗浄液を用いて一回研磨したワークピースを洗浄し、かつ洗浄液を回収することである。ローラの洗浄で発生する廃水は、環境汚染を防止するために、ダクトを介して、まず、沈殿溝に流れて沈殿し、沈殿した廃水は、研磨液分離装置に進入して遠心分離して濾過し、分離した洗浄液は、ローラ洗浄装置に戻して、続いて使用する。
本発明に係る設備における前記間欠往復運動機構は、ディスク状カム機構又は円錐状カム機構を採用して駆動し、間欠往復運動機能を完了するために、ワークピース推進機構２の構造は、複数種の方案を採用することができる。実施例１は、図５−１、図５−２及び図６に示すように、図５−２における（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、単一、２重及び３重許容限度のディスク状カムの構造を示し、複数の許容限度のディスク状カム２１１を利用して間欠往復運動を実現することができる。その作業過程は、以下の通りである。複数の許容限度のディスク状カム２１１を利用し、カムと第１研磨ディスク１１とが接続するが、プッシングロッド２２４と第２研磨ディスク１２と接続し、２つの研磨ディスク間の回転速度差を利用して、ディスク状カム２１１の上昇距離の変化によりプッシングロッド２２４を駆動して、加工されるワークピース９を直線溝１２１に推進する。

【0021】

実施例２は、図７に示すように、円錐状カム２１２により駆動される間欠往復運動機構を利用する。その作業過程は、以下の通りである。円錐状カム２１２は、付加動力源の駆動で直線往復運動を行うことにより、プッシングロッド２２４を駆動して加工されるワークピース９を直線溝１２１に推進する。実施例１、実施例２は、いずれも、カムの断面サイズ、貯蔵タンクの断面サイズを改変することにより、異なるサイズの加工されるワークピースの要求を満足し、適用性が強い。

【0022】

本発明に係る円筒状部品研磨設備を採用して円筒状部品研磨を実現することは、以下のステップを含む。
ステップ１、ワークピース搬送：ワークピース搬送装置３は、加工されるワークピースをワークピース推進装置２の貯蔵タンク２３に送り込み、プッシングロッド２２は、間欠往復運動機構の駆動で、すべての直線溝には加工されるワークピース９がいっぱいに充填されるまで、貯蔵タンク２３における、加工されるワークピース９を貯蔵タンクの底部から直線溝１２１に推進し、
ステップ２、研磨加工：付勢装置７は、研磨ディスク装置１に対して付勢し、加工されるワークピース９は、第１研磨ディスク作業面１１１及び第２研磨ディスク作業面１２１１との間に接触している。動力システム８は、研磨ディスク装置１を駆動し、第２研磨ディスク１２は、第１研磨ディスク１１に対して回動し、加工されるワークピース９は、第１研磨ディスク１１の作業面１１１、第２研磨ディスク１２の作業面１２１１からなる研磨作業領域に加工される。研磨加工の圧力及び研磨潤滑の条件で、第１研磨ディスク作業面１１１材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数f_１は、第２研磨ディスク作業面１２１１材料と加工されるワークピース材料との間の摩擦係数f_２より大きく、第１研磨ディスク１１と第２研磨ディスク１２との合力作用で、加工されるワークピース９は、その軸線を回って自転すると共に、ワークピース推進装置２は、連続的に直線溝１２１へ加工されるワークピース９を押し込み、直線溝１２１における、加工されるワークピース９は、後続きの加工されるワークピースの推進力を受けて、加工されるワークピース９は、直線溝１２１の推進口から排出口へ平行摺動する。上記運動過程において、研磨ディスク装置１の作業面と加工されるワークピース９の外円筒面との接触領域は、加工されるワークピース９が排出口から直線溝１２１を脱離するまで、研磨液における遊離砥粒の作用で加工されるワークピース９材料の微小除去を実現する。
研磨過程において、同一時刻に複数本の直線溝１２１に分布する大量の加工されるワークピース９は、同時に研磨加工を行い、かつ同一時刻に研磨加工を行う、加工されるワークピース９の組合せは、大きなランダムネスを有し、直径が比較的大きい加工されるワークピース９が受けた負荷は、直径が比較的小さい加工されるワークピース９より大きく、直径が比較的大きい加工されるワークピース９の外円表面の材料を多く除去し、直径が比較的小さい加工されるワークピース９の外円表面の材料を少し除去するうえで有利であり、それにより、加工されるワークピース９の外円表面のサイズの一致性を向上する。当該加工方法は、同一の加工されるワークピース９の外円表面の突出箇所の材料を多く除去し、直径が比較的大きい外円表面の材料を多く除去する特徴を有し、加工されるワークピース９の外円表面の加工効率、サイズ精度及び一致性を向上することができる。
ステップ３、ワークピースの洗浄：ワークピース・研磨液分離装置５は、ステップ２にて研磨されたワークピースと研磨液とを分離させ、研磨液が濾過して沈殿した後に、繰り返して利用することができ、ワークピースは、ワークピース洗浄装置６により洗浄された後、ステップ４に進入する。
ステップ４、ワークピースは、ワークピース混合装置４により原来の秩序を乱した後にステップ１に戻す。
ある時間の連続的に循環して研磨加工した後、ワークピースを抜取検査し、プロセス要求に達すると、研磨加工を終了する。そうではないと、続いて研磨加工する。

【0023】

本発明の研磨方法を採用すると、同一時刻に直線溝１２１に分布する、大量の加工されるワークピース９は、研磨加工を行うことができ、かつ同一時刻に研磨加工を行う、加工されるワークピース９の組合せは、大きなランダムネスを有し、直径が比較的大きい加工されるワークピース９が受けた負荷は、直径が比較的小さい加工されるワークピース９より小さく、直径が比較的大きい加工されるワークピース９の円筒表面の材料を多く除去し、直径が比較的小さい加工されるワークピース９の円筒表面の材料を少し除去するうえで有利であり、それにより、加工されるワークピース９の円筒表面のサイズの一致性を向上する。突出箇所の材料を多く除去し、直径が比較的大きい加工されるワークピース９の円筒表面の材料を多く除去し、加工されるワークピース９の円筒表面の加工効率を向上するうえで有利である。

【0024】

以上、図面を参照しながら、本発明を説明したが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されず、上記の具体的な実施形態は、例示的なものであり、制限するものではない。当業者は、本発明の示唆で、本発明の要旨を脱離しない場合で、多くの変形を行うことができ、それは、いずれも、本発明の保護範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0025】

１、研磨ディスク装置
２、ワークピース推進機構
３、ワークピース搬送装置
４、ワークピース混合装置
５、ワークピース・研磨液分離装置
６、ワークピース洗浄装置
７、付勢装置
８、動力システム
９、加工されるワークピース
１１、第１研磨ディスク
１１１、第１研磨ディスクの作業面
１２、第２研磨ディスク
ＯＯ'、第２研磨ディスクの第１研磨ディスクに対する回転軸線
１２１、第２研磨ディスクにおける直線溝
１２１１、第２研磨ディスクの作業面
１２１２、第２研磨ディスクの直線溝底部のくず収容溝
２１１、ディスク状カム
２１２、円錐状カム
２２、押付機構
２２２、位置決め軸肩
２２３、ばね
２２４、プッシングロッド
２２５、貫通孔
２３、貯蔵タンク。
ｌ 、直線溝に布置される、加工されるワークピースの軸線
Δω、第２研磨ディスクと第１研磨ディスクとの相対回転速度
ω_１、加工されるワークピースが加工を行うときの自転角速度
α、軸線ｌを通過し、かつ 第１研磨ディスクの作業面に垂直する平面
β、加工されるワークピースと直線溝の作業面との唯一な接触点または接触アーチの中点Ａ箇所における法平面
θ、面αと面βとの夾角
ｅ、面αから第２研磨ディスクの第１研磨ディスクに対する回転軸線ＯＯ'までの偏心距離
ｒ、加工されるワークピースの外円半径。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5-1】

【図5-2】

【図6】

【図7】