本发明涉及一种通过砂轮对工件进行加工的装置。
背景技术：
例如，作为圆锥滚子轴承的滚动体而使用的圆锥滚子在其制造的过程中，在通过磨削加工而形成之后，对端面(直径较大的一侧的端面)进行精加工。例如日本特开2003-300133号公报公开了进行所述加工的装置。在该加工装置中，使旋转的砂轮与由辊支承的圆锥滚子的端面接触。
图6是表示对圆锥滚子99的端面98进行精加工的以往的加工装置的一部分的立体图。该加工装置具备对圆锥滚子99进行支承的未图示的支承机构(例如，上述辊)以及搭载砂轮91的砂轮单元90。砂轮91通过电动机92而绕水平方向的中心线ca旋转。砂轮单元90设置在加工装置的基体94上，能够绕位于砂轮单元90的中央部的竖直方向的中心线c0旋转(参照图7)。以下，将所述竖直方向的中心线c0称为旋转中心线c0。
在对圆锥滚子99的端面98进行精加工的装置中，圆锥滚子99以定位后的状态被支承，因此以该圆锥滚子99(端面98)为加工基准。因此，需要对圆锥滚子99进行砂轮单元90(砂轮91)的位置调整。因此，如图6所示，为了前后方向的位置调整，砂轮单元90具有上部单元96和下部单元97。在上部单元96形成有搭载砂轮91及电动机92且以前后方向为槽方向的燕尾槽96a。下部单元97具有与燕尾槽96a嵌合的凸条97a。砂轮单元90具备通过使把手95旋转而使上部单元96相对于下部单元97沿前后方向移动并通过未图示的工具等进行定位的机构(以下，将该机构称为前后调整机构。)。进而，为了砂轮91的左右方向的位置调整，虽然未图示，加工装置具有左右方向上长的滚珠引导轴，通过未图示的气缸使砂轮单元90沿着滚珠引导轴移动。由此，加工装置具备使砂轮单元90(砂轮91)相对于基体主体94沿左右方向移动且利用未图示的工具等进行定位的机构(以下，称为左右调整机构。)。
在此，圆锥滚子99的端面98被精加工成沿着具有预定的曲率半径的球面的形状。因此，在由于圆锥滚子99的型号的变更等而变更端面98的曲率半径的情况下，使砂轮单元90绕旋转中心线c0旋转，通过变更砂轮91相对于圆锥滚子99的朝向来应对(参照图7)。图8是说明砂轮91及圆锥滚子99的俯视图。在图8中，双点划线表示的砂轮91处于其中心线ca与左右方向一致的基准状态。实线表示的砂轮91表示从所述基准状态开始，以旋转中心线c0为基准而使砂轮单元90旋转了角度a的状态。
如上所述，在变更圆锥滚子99的端面98的曲率半径的情况下，需要对应于该变更来调整砂轮91的朝向(角度)。例如，如图8所示，以旋转中心线c0为基准而使砂轮单元90旋转角度a。于是，旋转中心线c0位于砂轮单元90的中央部，因此，作为加工基准的圆锥滚子99的端面98上的加工点p0与(实线所示的)砂轮91在左右方向及前后方向上产生位置偏离。因此，在以往的加工装置中，为了使砂轮91相对于加工点p0进行对位，需要通过所述左右调整机构使砂轮单元90沿左右方向移动来进行位置调整，进而，需要通过所述前后调整机构使砂轮单元90在前后方向上移动来进行位置调整。
这样，在以往的加工装置中，砂轮单元90的旋转中心线c位于该砂轮单元90的中央部。因此，当变更砂轮91的朝向时，需要在前后方向及左右方向这两个方向上对砂轮单元90(砂轮91)重新进行位置调整。为此，加工停止，因此生产效率下降。为了这样的位置调整，需要前后调整机构及左右调整机构这双方，也存在加工装置变得复杂的问题。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种能够抑制生产效率的下降且简化结构的加工装置。
本发明的一个方式的加工装置通过砂轮对工件的加工对象面进行加工，其结构上的特征在于，包括：支承机构，支承所述工件；砂轮单元，搭载所述砂轮；以及基体，将所述砂轮单元支承为能够绕竖直方向的中心线旋转，其中，使所述砂轮与由所述支承机构支承的所述工件的加工对象面接触的加工点位于作为所述砂轮单元的旋转中心的所述中心线的延长线上。
附图说明
参照附图，根据以下对示例性的实施方式的说明，本发明的上述及后述的特征与优点变得明确，其中，相同的标号被用于表示相同的部件，其中，
图1是表示本发明的加工装置的一实施方式的一部分的立体图。
图2是支承机构的说明图。
图3是表示加工装置的一部分的立体图。
图4是表示图1所示的加工装置的一部分的俯视图。
图5是表示图3所示的加工装置的一部分的俯视图。
图6是表示以往的加工装置的一部分的立体图。
图7是表示以往的加工装置的一部分的立体图。
图8是说明以往的加工装置中的砂轮及圆锥滚子的俯视图。
具体实施方式
图1是表示本发明的加工装置的一个实施方式的一部分的立体图。该加工装置5是通过砂轮31对工件的加工对象面进行加工的装置。本实施方式的所述工件是作为圆锥滚子轴承的滚动体而使用的圆锥滚子7。所述加工对象面是圆锥滚子7的端面8。该端面8是直径较大的一侧的端面，是与圆锥滚子轴承的内圈的凸缘部接触的面。图1所示的加工装置5作为研磨加工装置发挥功能，对于端面8进行研磨加工作为精加工。
加工装置5具备对圆锥滚子7进行支承的支承机构10(参照图2)、搭载砂轮31的砂轮单元30及基体20。图2是支承机构10的说明图。本实施方式的支承机构10具备两个辊(调整轮)11、12及支承构件13。一对辊11、12从上下夹持圆锥滚子7，支承构件13与圆锥滚子7进行滑动接触。辊11、12处于与圆锥滚子7的外周面9接触的状态。通过辊11、12的旋转，圆锥滚子7绕该圆锥滚子7的中心线cb旋转。在该支承机构10中，圆锥滚子7以中心线cb为基准而在径向上被定位，并且在轴向上也被定位。圆锥滚子7以定位的状态被支承，因此该圆锥滚子7(端面8)成为加工基准。
因此，在加工装置5(参照图1)中，将由所述支承机构10支承的圆锥滚子7的中心线cb的方向定义为左右方向。本实施方式的中心线cb的方向(左右方向)成为水平方向。将与该左右方向正交的水平方向定义为前后方向。另外，支承机构10也可以形成为图示的方式以外的结构。支承机构10在作业场地搭载于固定的(未图示的)装置主体上。
砂轮单元30具备砂轮31、安装有砂轮31的轴32、将轴32支承为能够旋转的支架33及电动机(带有减速器的电动机)35。电动机35的旋转向轴32传递，通过电动机35的旋转而使砂轮31绕着砂轮31的中心线ca旋转。本实施方式的砂轮31为杯形状(有底圆筒形状)，具有与圆锥滚子7的端面8接触的圆筒部31a。支架33设置在砂轮单元30具有的支承台36上。该支承台36具有平板状的第一板部37。第一板部37的下表面38呈水平且为平滑面。
具备以上的结构的砂轮单元30设置在基体20上。即，基体20从下方支承砂轮单元30。基体20在作业场地搭载于固定的(未图示的)装置主体。
基体20具有下机构部21和设置在该下机构部21上的第二板部22，下机构部21与第二板部22成为一体。然而，在本实施方式中，第二板部22能够沿前后方向移动地支承于下机构部21。通过后述的摆动机构50能够使第二板部22及其上的砂轮单元30沿前后方向摆动。第二板部22的上表面23呈水平且为平滑面。以使第一板部37的下表面38成为与该上表面23进行面接触的状态将第一板部37载放于第二板部22上。
第一板部37与第二板部22由以轴中心线为竖直方向的轴27连结。包含该轴27且将第一板部37与第二板部22连结的连结部29设置在第一板部37及第二板部22的左右方向的一侧(在图1中为右侧)的端部。所述轴27由轴承部(滚动轴承)28支承为能够旋转。轴27和滚动轴承28中的一方设置于第一板部37，另一方设置于第二板部22。第二板部22是固定侧的构件。由此，如图3所示，相对于第二板部22，第一板部37能够绕竖直方向的中心线c1旋转。通过第一板部37旋转而使砂轮单元30绕中心线c1旋转。
通过以上的结构(如图1及图3所示)，包含第二板部22的基体20成为将包含第一板部37的砂轮单元30支承为能够绕竖直方向的中心线c1旋转的结构。第一板部37的下表面38和第二板部22的上表面23由平滑面构成。由此，在两者之间产生滑动，能够容易地使砂轮单元30旋转。另外，优选在第一板部37的下表面38与第二板部22的上表面23之间形成油膜。
如图3所示，使砂轮单元30绕中心线c1旋转的动作通过操作机构55进行。操作机构55具有把手56、丝杠轴57、支承托架59和螺母构件58。把手56由作业者操作。丝杠轴57通过把手56的旋转而旋转。支承托架59将丝杠轴57支承为能够旋转。螺母构件58通过丝杠轴57的旋转而沿丝杠轴57移动。支承托架59安装于基体20(第二板部22)。支承托架59构成为，使螺母构件58能够与第一板部37一体移动。通过丝杠轴57的旋转而使螺母构件58移动，由此，包含第一板部37的砂轮单元30以中心线c1为中心进行旋转移动。当使砂轮单元30旋转至预定位置时，通过锁定机构60对砂轮单元30进行限制，砂轮单元30变得无法旋转。
加工装置5为了进行研磨加工而具备摆动机构50。本实施方式的摆动机构50具备(未图示的)滚珠丝杠装置及直线引导件。以使滚珠丝杠装置的轴向及基于直线引导件的引导方向成为前后方向的方式将它们设置于基体20的下机构部21。所述滚珠丝杠装置的移动体以微小行程进行往复移动，由此能够使砂轮单元30与第二板部22一起沿前后方向摆动。这样，加工装置5具备使砂轮单元30沿前后方向进行直线往复动作的摆动机构50。
摆动机构50除了具备在对圆锥滚子7进行研磨加工时如上所述使砂轮单元30沿前后方向以微小行程往复移动的功能之外，还具备使砂轮单元30沿前后方向移动而用于进行位置设定的功能(在后文进行说明)。即，在所述滚珠丝杠装置中，通过增大所述移动体的移动行程，能够使砂轮单元30沿前后方向移动而进行位置调整。另外，所述移动体能够与第二板部22一体移动。基于摆动机构50的砂轮单元30的移动被进行数值控制，砂轮单元30的位置设定能够实现自动化。
在通过砂轮31进行加工前或进行加工后，在圆锥滚子7相对于支承机构10上的加工位置进行进出的准备状态下，使砂轮31退避到退避位置。退避位置是使砂轮31向左右方向的一侧(在图3中，为左侧)移动的位置。加工装置5具备使砂轮31沿左右方向(在退避位置与加工位置之间)滑动移动的机构(将其称为左右移动机构45。)。左右移动机构45还具备对砂轮31的左右方向的移动进行限制的功能(即，在加工位置对砂轮31进行位置限制的功能)及将砂轮31按压于圆锥滚子7的端面8的功能。
图4及图5是表示图1及图3所示的加工装置5的一部分的俯视图。另外，图1示出砂轮31的中心线ca与左右方向一致的状态，将该状态定义为基准状态。图3示出从该基准状态开始，使砂轮单元30在俯视视角下绕顺时针方向以中心线c1为中心旋转了预定角度的状态。图4是所述基准状态下的俯视图。图5是使砂轮单元30旋转的状态(图3的状态)的俯视图。
如图5所示，砂轮31与圆锥滚子7的端面8接触而进行加工。本实施方式的砂轮31如上所述为杯形状，具有与端面8接触的圆筒部31a。端面8被精加工成沿着具有预定的曲率半径的球面的形状，因此该圆筒部31a的前端面成为与目标形状对应的形状。圆筒部31a的前端面与圆锥滚子7的端面8进行局部接触。砂轮31为杯形状，因此容易使砂轮31对位于加工点p1。
圆锥滚子7处于由支承机构10(参照图2)定位的状态。使砂轮31一边旋转一边与旋转的圆锥滚子7的端面8接触，通过摆动机构50使砂轮31往复移动。砂轮31与端面8接触的区域的中心成为加工点p1。基于摆动机构50的往复移动以加工点p1为中心沿前后方向进行。
图4及图5中的“c1”是成为砂轮单元30的旋转中心的中心线。如上述的图(以及图1及图3)所示，使砂轮31与由支承机构10(参照图2)支承的圆锥滚子7的端面8接触的加工点p1位于成为砂轮单元30的旋转中心的中心线c1的延长线上。如上所述，在支承机构10上的加工位置使圆锥滚子7进出的准备状态下，通过所述左右移动机构45(参照图3)使砂轮31退避到退避位置。砂轮31与圆锥滚子7的端面8不接触。当使砂轮31移动到加工位置时，加工点p1位于成为砂轮单元30的旋转中心的中心线c1的延长线上，在该加工点p1处，砂轮31与端面8接触。
在具备以上的结构的加工装置5中，当圆锥滚子7的型号被变更或圆锥滚子7的端面8的曲率半径被变更时，需要变更砂轮31的角度。另外，该角度是在俯视视角下(参照图5)圆锥滚子7的中心线cb与砂轮31的中心线ca所成的角度b。即使在这样变更砂轮31的角度的情况下，在本实施方式的加工装置5中，所述加工点p1也位于砂轮单元30的旋转中心(中心线c1)的延长线上。因此，即使变更砂轮31的角度，加工点p1与砂轮31之间的左右方向的位置偏离及前后方向的位置偏离也(几乎)为0。由此，能够省去砂轮单元30的前后方向及左右方向的位置调整的麻烦，能够抑制生产效率的下降。其结果是，能够省略以往(参照图7)所需的位置调整用的前后调整机构或左右调整机构，简化加工装置5的结构。
在本实施方式的加工装置5中，存在根据圆锥滚子7的型号的变更而变更砂轮31的尺寸(直径)的情况。这种情况下，需要使砂轮单元30沿前后方向移动而进行位置设定。例如，在减小砂轮31的直径(杯径)的情况下，为了使该砂轮31对合于加工点p1，需要使砂轮单元30在图4及图5中向下移动。因此，本实施方式的加工装置5具备摆动机构50作为用于进行研磨加工的结构。与砂轮31的尺寸变更相伴的砂轮单元30的前后方向的位置设定使用该摆动机构50进行。因此，即使需要变更砂轮31的尺寸，也不需要另外设置以往(参照图7)那样的前后调整机构，能简化加工装置5。
如上所述公开的实施方式在全部的方面为例示而不是限制性的。即，本发明的加工装置并不局限于图示的方式，在本发明的范围内也可以是其他方式。例如，在所述实施方式中，说明了进行研磨加工的情况，但是除此以外，本发明的加工装置也可以是进行研磨或磨削的装置。作为加工的对象的工件可以为圆锥滚子以外的构件。支承机构10只要能够对圆锥滚子7进行定位并保持即可，也可以是图2所示那样的包括上下两个辊11、12和一个支承构件13的结构以外的结构。
根据本发明的加工装置，即使变更砂轮的角度，也能够省去砂轮单元的前后方向及左右方向的位置调整的麻烦。由此，能够抑制生产效率的下降，而且，能够省略这样的位置调整用的机构。其结果是，能简化加工装置的结构。