磨削装置的制作方法

本实用新型涉及能够进行高精度的双面平面磨削加工的磨削装置。

背景技术：

以往公知有一种双面平面磨削加工，使用具备配置于上下的一对旋转砂轮和插入于该旋转砂轮之间的载板的磨削装置，利用上下的旋转砂轮同时对设置于载板的工件的两个端面进行平面磨削。例如，在对构成图6所示的回转式压缩机11的成组的汽缸3与活塞4进行双面平面磨削加工的情况下，利用分别设置于单独的加工线的磨削装置进行磨削加工。因此在磨削加工后，分别单独地测量汽缸3和活塞4的厚度，并基于该测量数据进行反馈修正，通过NC控制来调整砂轮的切入量，维持规定的厚度尺寸。

但是存在以下问题：由于设备壳体因外部空气、冷却介质的影响而热膨胀或者热位移，或构成双面平面磨削装置的旋转砂轮的锋利程度在加工中发生变化，从而磨削加工后的汽缸3与活塞4的厚度之差产生偏差的问题，并且有可能使压缩机的泄漏损失加大。虽然进行使汽缸3与活塞4组合的嵌合作业，但汽缸3与活塞4的厚度之差在偏差幅度上为4μm左右。

例如在下述专利文献1公开的双面平面磨床的工件载置装置中，构成为将具有凹部的一对旋转支架以旋转自如的方式配置于能够在一对旋转砂轮之间出入的载板。一对旋转支架构成为：在载板内配置于能够同时磨削的范围内，使中间传动齿轮分别与各旋转支架的外周齿轮啮合，使各中间传动齿轮啮合于单独的驱动马达。即，能够利用1个驱动马达使一对旋转支架旋转驱动，对保持于旋转支架的两个以上的工件同时进行双端面磨削加工。

专利文献1：日本特开2000-271842号公报

上述专利文献1为用相同装置同时对两种部件进行磨削的结构，并非为一边确认工件的厚度尺寸、一边交替地进行磨削的结构。因此存在磨削加工后的汽缸与活塞的厚度之差产生偏差，需要组装工序中的部件的嵌合作业的情况。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决上述课题所做出的，目的在于提供如下的磨削装置，该磨削装置特别是在对构成回转式压缩机的汽缸和活塞进行双面平面磨削时，能够进行高精度的磨削加工，并且能够抑制磨削加工后的汽缸与活塞的厚度之差的偏差幅度。

作为解决上述课题的手段，本实用新型的磨削装置对构成回转式压缩机的汽缸以及活塞进行双端面磨削加工，所述磨削装置具备：一对旋转砂轮，它们在同一旋转轴心上空开间隔而对置地配置；载板，其被插入于所述一对旋转砂轮之间；凹部，其设置于所述载板，对所述汽缸或者所述活塞进行保持；旋转机构，其使所述载板旋转；以及控制部，其进行如下控制，即，利用所述旋转机构使所述载板旋转，并利用所述旋转砂轮交替地对保持于所述凹部的所述汽缸以及所述活塞进行双端面磨削加工。

优选地，还具备振动检测单元，其检测由所述汽缸或者所述活塞加工中的磨削负荷产生的振动。

优选地，还具备变动检测单元，其检测所述汽缸或者所述活塞的相对于磨削负荷的变动。

优选地，在所述旋转砂轮的磨削输送速度被设定为V0的情况下，并且将所述汽缸以及所述活塞的材质的易切削性的常量化设为A1，且磨削的面积为As的情况下，将磨削输送速度V0切换为最佳磨削输送速度V＝A1×V0÷As。

本实用新型的磨削装置能够在同一装置中，使载板旋转来交替地对保持于凹部的汽缸与活塞进行双端面磨削加工，因此例如即使设备壳体因外部空气、冷却介质的影响而热膨胀或者热位移、或旋转砂轮的锋利程度在加工中发生变化，也能够抑制汽缸与活塞的厚度之差的偏差幅度。

另外，由于每次进行汽缸以及活塞的加工，通过使载板旋转，向加工位置交替地反复进行汽缸以及活塞的供给、排出，因此例如在对汽缸进行磨削期间，能够测量活塞的厚度，能够一边对旋转砂轮的磨削输送进行微调、一边进行磨削。

即，由于本实用新型的磨削装置能够进行高精度的磨削加工，因此能够取消以往所需的嵌合作业、提高制造效率，进而能够减少压缩机的泄漏损失使其稳定化。

附图说明

图1是简要地表示本实用新型的实施方式1的磨削装置的主要部分的放大立体图。

图2是本实用新型的实施方式1的磨削装置的控制框图。

图3(A)是表示利用本实用新型的磨削装置加工后的汽缸以及活塞的加工尺寸误差的经时变化的图，图3(B)是表示加工尺寸误差的分布的图。

图4是简要地表示本实用新型的实施方式2的磨削装置的主要部分的放大立体图。

图5是简要地表示本实用新型的实施方式2的磨削装置的主要部分的放大立体图。

图6是简要地表示回转式压缩机的结构的一个例子的纵剖视图。

附图标记说明：1…载板；2a…凹部；2b…凹部；2c…凹部；2d…凹部；3…汽缸；4…活塞；5…旋转机构；5a…旋转轴；6…上部旋转砂轮；7…下部旋转砂轮；8…加速度传感器；9…电流传感器；10…事后量规；11…回转式压缩机；20…控制部；60…上部主轴头；70…下部主轴头；100…磨削装置。

具体实施方式

实施方式1

接下来，基于附图对本实用新型的磨削装置的实施方式1进行说明。

图1是简要地表示本实用新型的实施方式1的磨削装置的主要部分的放大立体图。图2是本实用新型的实施方式1的磨削装置的控制框图。

如图1所示，实施方式1的磨削装置100是在对回转式压缩机11(参照图6)所使用的汽缸3与活塞4进行双面平面磨削时，实现将汽缸3以及活塞4的厚度之差的偏差幅度形成为例如2μm以内的高精度的磨削的装置。

磨削装置100具备：上部旋转砂轮6以及下部旋转砂轮7，它们在同一旋转轴心上空开间隔而对置地配置；载板1，其被插入于上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7之间；旋转机构5，其使载板1旋转；控制部20，其对上部旋转砂轮6、下部旋转砂轮7以及旋转机构5的动作进行控制。

如图1所示，上部旋转砂轮6以及下部旋转砂轮7由具有圆环状的砂轮面的杯型构成。上部旋转砂轮6安装为借助具备马达等的旋转驱动的上部主轴头60而能够旋转。另外，下部旋转砂轮7安装为借助具备马达等的旋转驱动的下部主轴头70而能够旋转。另外，省略详细地图示，上部主轴头60由具备上下方向的输送机构的柱支承为能够上下移动。另一方面，下部主轴头70固定地组装于柱。旋转驱动以及上下方向的输送机构由控制部20进行控制。

上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7的旋转方向能够通过旋转驱动而向相同方向或者不同的方向旋转。另外，上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7的旋转方向、旋转速度以及磨削输送速度，根据汽缸3以及活塞4的种类、厚度来适当变更。

在俯视观察下，载板1为横长圆形，并且由插入到设置于上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7之间的空间的程度的厚度构成。另外，载板1的形状不限定于图示的实施方式，而是能够考虑实施状况进行适当地变更。

在载板1的上表面，如图1所示，俯视观察载板1，分别保持汽缸3以及活塞4的圆形的凹部2a、2b，以旋转机构5的旋转轴5a为中心以对称的配置设置有两个。在两个凹部2a、2b中，在一方的凹部2a安装有汽缸3，在另一方的凹部2b安装有活塞4。

另外，省略详细地图示，各凹部2a、2b分别构成为能够以中心轴为旋转轴自转，能够使安装于各凹部2a、2b的汽缸3或者活塞4旋转。

载板1固定于在载板1的中心部配置的旋转机构5的旋转轴5a的上端部，借助旋转马达(省略图示)的动作而与旋转轴5a一体地旋转。而且，伴随载板1的旋转，能够将各凹部2a、2b交替地配置于：上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7之间的加工位置、和从该位置旋转180度后的交换位置。即，能够在对安装于一方的凹部2a的汽缸3进行磨削的过程中，对安装于凹部2b的活塞4的厚度尺寸进行测量，或者更换活塞4。

控制部20是控制器，例如内置于上部主轴头60。控制部20具备：CPU；RAM(随机存储器)，其存储各种数据；以及ROM(只读存储器)，其存储上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7的旋转方向、旋转速度以及上部旋转砂轮6的磨削输送速度、用于进行载板1的旋转机构5的控制等的程序等(均未图示)。控制部20按照ROM内的程序，对上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7的旋转方向、旋转速度以及上部旋转砂轮6的切削输送速度等进行适当地控制。

另外，控制部20优选进行如下控制，即，在上部旋转砂轮6的磨削输送速度设定为V0的情况下，并且在将汽缸3以及活塞4的材质的易切削性的常量化设置为A1，磨削的面积为As的情况下，将磨削输送速度V0切换为最佳磨削输送速度V＝A1×V0÷As。A1例如用加工了1000个成为基准的工件时砂轮的磨损量H0与同样加工了1000个成为对象的材料工件时的砂轮的磨损量H1之比来计算。

如图2所示，控制部20在输入侧连接有：作为振动检测单元的加速度传感器8、和作为变动检测单元的电流传感器9。而且，在输出侧连接有：上部旋转砂轮6的驱动机构、下部旋转砂轮7的驱动机构以及载板1的旋转机构5。

加速度传感器8安装于使上部旋转砂轮6旋转的旋转驱动(马达等)，对由汽缸3以及活塞4加工中的磨削负荷产生的振动进行检测。

电流传感器9安装于使上部旋转砂轮6旋转的旋转驱动(马达等)的动力线，对汽缸3以及活塞4的相对于磨削负荷的变动进行检测。

由加速度传感器8以及电流传感器9检测出信号的控制部20，基于检测出的检测值，来控制上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7的旋转方向、旋转速度以及上部旋转砂轮6的磨削输送速度。

接下来，对磨削装置100的磨削动作进行简洁地说明。

首先，例如用事前量规测量磨削加工前的汽缸3以及活塞4的厚度，计算出通过两端面磨削进行切削的加工余量。然后基于计算出的结果，利用NC控制来调整上部旋转砂轮6的加工开始位置，并且控制磨削负荷。

接下来，进行分别安装于载板1的两个凹部2a、2b的汽缸3和活塞4的磨削加工。磨削装置100基于上述计算出的数据，例如从汽缸3开始进行双面平面磨削。磨削作业利用控制部20调整上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7的旋转方向、旋转速度，并且一边调整上部旋转砂轮6的切削输送速度、一边进行。此时，汽缸3利用自转的凹部2a进行旋转。

另外，在磨削加工中，控制部20基于加速度传感器8检测出的由磨削负荷产生的振动、以及相对于电流传感器9检测出的磨削负荷的变动，来调整上部旋转砂轮6、下部旋转砂轮7的旋转速度、旋转方向，并且进行上部旋转砂轮6的磨削输送速度的调整。

接下来，若汽缸3的磨削加工结束，则控制部20使上部旋转砂轮6向上方移动，借助旋转机构5使载板1旋转180度，向加工位置供给安装有活塞4的凹部2b。然后用上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7进行活塞4的磨削加工。

一旦磨削加工结束，则从加工位置排出的汽缸3例如用事后量规10测量，在因上部旋转砂轮6以及下部旋转砂轮7的磨损、热位移的影响在尺寸上存在偏差的情况下，进行反馈修正控制，在活塞4的磨削加工结束后，再次进行磨削加工。这样，测量汽缸3和活塞4的厚度，并且交替地进行磨削加工。

在此，在图3(A)、图3(B)中示出使用本实用新型的磨削装置进行汽缸3以及活塞4的磨削加工后的结果。图3(A)是表示用本实用新型的磨削装置加工后的汽缸3以及活塞4的加工尺寸误差的经时变化的曲线图，图3(B)是表示加工尺寸误差的分布的曲线图。

在图3(A)中，纵轴表示加工尺寸的误差，横轴表示进行了磨削加工的时刻。如图3(A)所示，汽缸3和活塞4的加工尺寸误差的波形基本一致。因此如图3(B)所示，通过配套地组装供给在各时刻进行了磨削加工的汽缸3和活塞4，从而能够抑制汽缸3与活塞4的厚度之差的偏差幅度。

因此，实施方式1的磨削装置能够在同一装置中，使载板1旋转从而交替地对利用各凹部2a、2b保持的汽缸3与活塞4进行双头磨削加工，因此例如即便设备壳体因外部空气、冷却介质的影响而热膨胀或者热位移、或者上部旋转砂轮6以及下部旋转砂轮7的锋利程度在加工中发生变化，也能够抑制汽缸3与活塞4的厚度之差的偏差幅度。

另外，由于每次进行汽缸3与活塞4的加工，使载板1旋转，向加工位置交替地反复进行汽缸3和活塞4的供给、排出，因此例如能够在磨削汽缸3期间测量活塞4的厚度，能够一边对上部旋转砂轮6的磨削输送进行微调、一边进行磨削加工。

其结果，由于能够进行高精度的磨削加工，因此能够取消以往所需的嵌合作业、提高制造效率，进而能够减少压缩机的泄漏损失使其稳定化。

而且，基于用加速度传感器8以及电流传感器9测量出的信息，对上部旋转砂轮6以及下部旋转砂轮7的动作进行控制，因此能够灵活地应对汽缸3和活塞4的磨削面积以及被除去加工的体积的变化、材质的硬度的不同，因此能够进行更高精度的磨削加工。

另外，通过将利用两端面磨削进行切削的加工余量设为20μm以内，从而作为压缩机不会产生有害的毛刺，能够在后工序中取消去毛刺作业。即，由于能够防止因去毛刺作业产生的在边缘部的塌边、凹陷，因此对压缩机的泄漏损失的减少有效。

实施方式2

接下来，基于图4以及图5对本实用新型的磨削装置的实施方式2进行说明。

图4以及图5是简要地表示本实用新型的实施方式2的磨削装置的主要部分的放大立体图。另外在实施方式2中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，并对相同的位置标注相同的附图标记，且省略其说明。

对于实施方式2的磨削装置100而言，在俯视观察下，载板1呈圆形，并且由插入于上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7之间的程度的厚度构成。在俯视观察载板1时，在载板1的上表面，在旋转机构5的旋转轴5a的周围每隔90度间隔，设置有四个保持汽缸3和活塞4的圆形的凹部2a～2d。在图4所示的实施方式2的情况下，作为一个例子，在凹部2a～2d中，在凹部2a、2c安装有活塞4，在凹部2b、2d安装有汽缸3。

载板1利用旋转马达(省略图示)的动作，以90度间隔与旋转轴5a一体地旋转。伴随载板1的旋转，各凹部2a～2d能够配置在：上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7之间的加工位置、和从该位置旋转90度后的交换位置。即，在对安装于凹部2a的汽缸3进行磨削的过程中，能够测量安装于凹部2b～2d的汽缸3或者活塞4的厚度尺寸，或者更换汽缸3或活塞4。

另外，省略详细地图示，各凹部2a～2d分别构成为能够以中心轴为旋转轴自转，能够使安装于各凹部2a～2d的汽缸3或活塞4旋转。

接下来，对实施方式2的磨削装置100的磨削动作进行简洁地说明。

首先，例如用事前量规对磨削加工前的汽缸3以及活塞4的厚度进行测量，计算出通过两端面磨削进行切削的加工余量。然后，基于计算出的结果，利用NC控制来调整上部旋转砂轮6的加工开始位置，并且控制磨削负荷。

接下来，进行分别安装于载板1的四个凹部2a～2d的汽缸3和活塞4的磨削加工。磨削装置100基于上述计算出的数据，例如从活塞4开始进行双面平面磨削。磨削作业利用控制部20来调整上部旋转砂轮6与下部旋转砂轮7的旋转速度、旋转方向并且调整上部旋转砂轮6的切削输送速度来进行。此时，活塞4借助自转的凹部2a进行旋转。

另外，在磨削加工中，控制部20基于加速度传感器8检测出的由磨削负荷产生的振动以及相对于电流传感器9检测出的磨削负荷的变动，来调整上部旋转砂轮6、下部旋转砂轮7的旋转速度、旋转方向，并且进行上部旋转砂轮6的磨削输送速度的调整。

接下来，若活塞4的磨削加工结束，则控制部20使上部旋转砂轮6向上方移动，借助旋转机构5使载板1旋转90度，向加工位置供给安装有汽缸3的凹部2b。然后，用上部旋转砂轮6和下部旋转砂轮7进行汽缸3的磨削加工。之后进一步使载板1旋转，按顺序进行安装于凹部2c的活塞4的磨削加工、安装于凹部2d的汽缸3的磨削加工。

一旦磨削加工结束，则从加工位置排出的汽缸3或者活塞4，例如用事后量规10进行测量，在因旋转砂轮的磨损、热位移的影响而在尺寸上存在偏差的情况下，进行反馈修正控制，在全部的汽缸3以及活塞4的磨削加工结束后，再次进行磨削加工。这样，测量汽缸3和活塞4的厚度并且交替地进行磨削加工。

另外，在图4所示的实施方式2中，示出在凹部2a～2d安装有汽缸3和活塞4的结构，但如图5所示，也能够由在凹部2a～2d仅安装有汽缸3的结构、或者省略详细图示，但在凹部2a～2d仅安装有活塞4的结构来实施。

即，若为图5的情况，则能够相对于预先计算出的活塞4的厚度，以成为最佳的厚度的方式进行汽缸3的磨削加工。其结果，由于无需加工不同的材质、硬度的汽缸3或者活塞4，因此能够防止砂轮的异常磨损、堵塞，并且能够延长修正间隔，因此能够改善生产率。

以上基于实施方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限定于上述的实施方式的结构。例如在实施方式1以及2中，对具备加速度传感器8以及电流传感器9的结构进行了说明，但不设置加速度传感器8以及电流传感器9来进行双端面磨削加工，也能够充分实现高精度的磨削加工。另外，在实施方式1以及2中，虽然对在载板1设置有两个凹部1的结构和设置有四个凹部的结构进行了说明，但不限定于上述个数。即，谨慎起见，补充说明所谓的本领域技术人员根据需要进行的各种变更、应用、使用的范围也包含在本实用新型的主旨(技术的范围)中。