(57)【要約】      （修正有）【課題】  大量連続生産においても、２つの回転対称面間にバリのない鋭い移行縁部を有する工作物の確実で正確な円形研削ができる円形研削を行う方法及び装置の提供。【解決手段】  研削作業中、補助工具軸１５３を中心にして回転する補助研磨工具１５４が、工作物１１８に押し付けられる。補助研磨工具１５４は、研磨表面が第２工作物面１１３から研磨表面及び第２工作物面１１３間に生じる接触線１０９の方向に移行縁部１１９を越えて突出するようにして工作物１１８に押し付けられ、それにより、第１工作物面１１７の研削中に移行縁部1１９の領域に発生するバリが、補助研磨工具１５４によって除去される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物軸（１１４）を有する工作物（１８、１１８）の円形研削方法において、該方法を実施している間、前記工作物は前記工作物軸（１１４）を中心にして回転する一方、同時に、研削砥石軸を中心にして回転する研削砥石（２０、１２０）及び前記工作物（１８、１１８）を互いに向けて前進させ、それにより、前記工作物軸（１１４）に関して回転対称であるように設計された第１工作物面（１１７）を研削し、前記工作物はさらに第２工作物面（１１３）を有し、該第２工作物面（１１３）は、前記工作物軸（１１４）に関して回転対称であるように設計されて、直線母線によって画定され、前記２つの工作物面（１１７、１１３）は、その間に円形移行縁部（１１９）を生じるように互いに隣接配置される、円形研削方法であって、研削中、補助工具軸（１５３）に直角に配置された平坦な研磨表面を有して該補助工具軸（１５３）を中心にして回転する補助研磨工具（５４、１５４）を、前記研磨表面が前記第２工作物面（１１３）に対する接平面上に配置されて接触線（１０９）に沿って前記第２工作物面（１１３）に接触するようにして前記工作物（１８、１１８）に押し付け、また、前記研磨表面は、前記第２工作物面（１１３）から前記接触線（１０９）の方向に前記移行縁部（１１９）を越えて突出することを特徴とする、円形研削方法。
【請求項２】
前記工作物（１８、１１８）への前記補助研磨工具（５４、１５４）の押し付け及び前記第１工作物面（１１７）の研削が同時に終了することを特徴とする、請求項１に記載の円形研削方法。
【請求項３】
工作物（１８、１１８）を、特に請求項１または２に従って円形研削する装置において、前記工作物（１８、１１８）を受け取るように構成された工作物ホルダ（１６）を備えて工作物スピンドル軸を中心にして回転する工作物スピンドル（１２）、研削砥石軸を中心にして回転する研削砥石（２０、１２０）、及び該研削砥石（２０、１２０）及び前記工作物（１８、１１８）を互いに向けて前進させるための第１前進装置を有する円形研削装置であって、補助工具軸（１５３）に直角に配置された平坦な研磨表面を有して該補助工具軸（１５３）を中心にして回転する補助研磨工具（５４、１５４）と、前記補助研磨工具（５４、１５４）を前記工作物（１８、１１８）に向けて前進させる第２前進装置と、前記第１前進装置によって前記研削砥石（２０、１２０）及び前記工作物（１８、１１８）を互いに向けて前進させ、それにより、１つの研削作業で第１工作物面（１１７）を研削できるように該装置を制御する制御装置とをさらに備えていること、及び前記研削作業中、前記第２前進装置によって前記補助研磨工具（５４、１５４）を前記工作物（１８、１１８）に向けて前進させ、前記補助研磨工具（５４、１５４）がそれの研磨表面を第２工作物面（１１３）に押し付けるようにし、前記２つの工作物面（１１７、１１３）は、前記工作物スピンドル軸に関して回転対称であるように設計され、前記第２工作物面（１１３）は、直線母線によって画定され、前記２つの工作物面（１１７、１１３）は、その間に円形移行縁部（１１９）を生じるように互いに隣接配置され、また、前記研磨表面は、前記第２工作物面（１１３）に対する接平面上に配置されて、接触線（１０９）に沿って前記第２工作物面（１１３）に接触し、また、前記研削表面は、前記第２工作物面（１１３）から前記接触線（１０９）の方向に前記移行縁部（１１９）を越えて突出することを特徴とする、円形研削装置。
【請求項４】
前記補助研磨工具（５４、１５４）の一部分は、円筒構造であり、前記研磨表面は、円筒底面部分であることを特徴とする、請求項３に記載の円形研削装置。
【請求項５】
前記補助研磨工具（５４、１５４）は、前記第２工作物面（１１３）に押し付けられている間、前記研磨表面上の前記接触線（１０９）が、前記研磨表面の外縁部から前記補助工具軸（１５３）を通る直径に沿って前記補助工具軸（１５３）を越えて前記移行縁部（１１９）まで連続線として延びるように構成されて配置されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の円形研削装置。
【請求項６】
前記補助研磨工具（５４、１５４）が前記第２工作物面（１１３）に押し付けられている間、前記工作物（１８、１１８）を前記工作物スピンドル軸を中心にして回転させ、また前記補助研磨工具（５４、１５４）を前記補助工具軸（１５３）を中心にして回転させ、それにより、前記補助研磨工具（５４、１５４）は前記接触線（１０９）と前記移行縁部（１１９）との交点の領域に、この領域での前記工作物（１８、１１８）の速度の方向と逆の速度成分を有することを特徴とする、請求項５に記載の円形研削装置。
【請求項７】
前記補助研磨工具（５４、１５４）は、ホーニングピン（５４、１５４）または精密砥石を有することを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の円形研削装置。
【請求項８】
前記研削表面の調整を行う調整工具をさらに備えることを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１項に記載の円形研削装置。
【請求項９】
前記補助研磨工具（５４、１５４）を前記第２工作物面（１１３）に押し付ける力の選択的設定を行う手段をさらに備えることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか１項に記載の円形研削装置。
【請求項１０】
前記補助研磨工具（５４、１５４）は、前記研磨表面が前記第２工作物面（１１３）に押し付けられている間、同時に前記研削砥石（２０、１２０）が前記第１工作物面（１１７）を加工する研削力よりはるかに小さい研削力で前記第２工作物面（１１３）を加工することを特徴とする、請求項３〜９のいずれか１項に記載の円形研削装置。
【請求項１１】
前記補助研磨工具（５４、１５４）は、少なくとも１つの測定器具を備えて前記工作物スピンドル（１２）に対して移動可能な台（５０）上に配置されていることを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか１項に記載の円形研削装置。
【請求項１２】
前記補助研磨工具（５４、１５４）は、前記第２工作物面（１１３）に押し付けられている間、前記工作物（１８、１１８）の、前記研削砥石（２０、１２０）から離れる方に面する側に配置されていることを特徴とする、請求項３〜１１のいずれか１項に記載の円形研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の詳細な説明］
本発明は、特許請求の範囲の独立項の前文に従った工作物の円形研削を行う方法、及び円形研削方法を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来技術］
少なくとも部分的に回転対称構造であって、対称軸を画定する工作物軸、及び工作物軸に関して回転対称であるように設計された２つの隣接面を有し、隣接面間に円形移行縁部を生じる工作物が、多くの用途で必要とされている。そのような工作物は、たとえば、バルブニードルまたはノズルニードルとして使用されて、一般的に２面の一方が密封シートを形成し、２面の他方がバルブニードルまたはノズルニードルのガイド面を形成する。そのようなバルブニードルまたはノズルニードルを、時には１，０００バールを十分に超える圧力を制御しなければならない高圧用途、たとえば、最近のガソリンまたはディーゼルエンジン用の燃料噴射装置にも使用できるようにするために、製造許容差の遵守に関する厳しい要件を満たさなければならない。特に、シート面及びガイド面間の移行縁部は、できる限り鋭いエッジを有すると共にバリを除去して形成しなければならない。
【０００３】
上記形式の工作物は、円形研削方法を使用して加工され、円形研削装置として知られるものが、この円形研削方法を実施するために使用される。
【０００４】
公報ＷＯ第０１／６０５６５号（Robert Bosch GmbH)は、円形研削によって燃料噴射弁用のバルブニードルを製造できるようにする円形研削方法及び円形研削装置を開示している。円形研削装置は、研削砥石と、工作物を挟んで研削砥石と向き合わせて配置されたバリ除去マンドレルとを備えている。研削砥石が工作物の研削面を研削する時、バリが発生し、これは、この研削面と隣接面との間に生じる移行縁部を越えて、隣接面の領域内へ突出する。工作物がそれの軸を中心にして回転する結果として、バリがバリ除去マンドレルによって研削面上に押し戻され、研削砥石に次に接触する間に削り取られるように、バリ除去マンドレルが配置されて構成されている。
【０００５】
公報ＷＯ第０１／６０５６５号に従った円形研削方法及び円形装置には、工作物の多大に連続した大量生産に関して欠点があることが明らかである。正確に言うと、バリ発生がバリ除去マンドレルによって確実には防止されないことが繰り返し発生する。したがって、所望の製造品質を確保できるようにするため、工作物の複雑な再検査が必要である。
【特許文献１】ＷＯ  ０１／６０５６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
［発明の提示］
本発明の目的は、大量連続生産においても、２つの回転対称面間にバリのない鋭い移行縁部を有する工作物を確実かつ正確に加工することができる円形研削方法及び装置を詳細に記載することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
目的の解決手段は、特許請求の範囲の独立項の特徴によって画定される。本発明によれば、工作物軸を有する工作物を加工するために、円形研削方法が実施される。円形研削方法を実施している間、工作物が工作物軸を中心にして回転する一方、同時に、研削砥石軸を中心にして回転する研削砥石及び工作物を互いに向けて前進させ、それにより、１つの研削作業で、工作物軸に関して回転対称であるように設計された第１工作物面を研削する。工作物は、第２工作物面を有し、この第２工作物面は、工作物軸に関して回転対称であるように設計されて、直線母線によって画定される。２つの工作物面は、その間に鋭い円形移行縁部を生じるように互いに隣接配置される。本発明に従った円形研削方法は、補助工具軸に直角に（すなわち、垂直に）配置された平坦な研磨表面を有して補助工具軸を中心にして回転する補助研磨工具を工作物に押し付けることを特徴とする。補助研磨工具は、研磨表面が第２工作物面に対する接平面上に（すなわち、第２工作物面上に位置する接平面上に）配置されて、第２工作物面の移行縁部に隣接した部分でこの第２工作物面にまっすぐな接触線に沿って接触するようにして、工作物に押し付けられる。この場合、研磨表面は、第２工作物面から接触線の方向に移行縁部を越えて突出する。
【０００８】
本発明に従った研削方法により、第１工作物面の研削中におそらく発生して、移行縁部を越えて第２工作物面の上方の領域に突出するバリが、補助研磨工具によるか、またはそれの研磨表面によって除去され、その結果、第１及び第２工作物面間にバリのない鋭い移行縁部が生じる。
【０００９】
第２工作物面は、工作物軸に関して回転対称であるように設計され、第２工作物面は、幾何学的には工作物軸を中心にして回転する直線母線によって画定される。すなわち、第２工作物面は、円錐面か、またはまっすぐな円筒の表面部分のいずれかの形をとる。その結果として、第２工作物面に載っている接平面は（したがって、補助研磨工具の研磨表面も）第２工作物面に一点だけでなく、まっすぐな接触線に沿って接触する。したがって、研磨表面は、第２工作物面に押し付けられて補助工具軸を中心にして回転する時、線形ではなく二次元的に磨耗し、それにより、それの平坦な表面形状を保持する。
【００１０】
第１工作物面も同様に、円錐形か、または円筒の表面部分の形に設計することができる。しかし、その代替として、それを別の形で第１工作物軸に関して回転対称であるように設計することもでき、その場合、それは湾曲母線によって画定される。
【００１１】
本発明に従った研削方法を実施するために、工作物を研削作業中は静止している工作物軸を中心に回転させて、研削砥石を工作物に向けて前進させることができる。そのような研削作業は通常、円形研削装置によって行われ、この装置では、細長い工作物が、研削作業中は静止しているスピンドル主軸台に取り付けられた工作物スピンドルと、研削作業中は静止している心押し台上に配置されたスリーブとの間に受け取られる。しかし、これの代替として、工作物軸を中心に回転している工作物を、研削作業中は静止している研削砥石軸を中心に回転する研削砥石に向けて前進させることもできる。そのような研削作業は一般的に、心無し円形研削（すなわち、スリーブを伴わない円形研削）用に構成された円形研削装置によって実施される。さらに、原則的には、研削作業を実施している間、研削砥石及び工作物軸（または工作物軸を画定する工作物スピンドル）の両方を同時に移動させることもできる。
【００１２】
好ましくは、工作物への補助研磨工具の押し付け及び第１工作物面の研削が同時に終了する。少なくとも本発明に従った方法の最後まで、２つの研磨作業（すなわち、一方の研削砥石及び第１工作物面間の研削作業、及び他方の補助研磨工具及び他方の第２工作物面間の研磨作業）が同時に実施され、同時に終了するので、移行縁部にいかなるバリも残らない。「同時に」という用語は、本明細書の文脈では、第１及び第２研磨作業の終了間にあり得る時間差が、この時間差に対応する期間中に２つの研磨工具の一方だけが工作物に（研磨）接触している時でも、バリの発生には短すぎることを意味する。
【００１３】
しかし、工作物への補助研磨工具の押し付け及び第１工作物面の研削が同時に終了することは、本発明が機能するために絶対的に必要であるわけではない。特に、補助研磨工具が、研磨表面で第２工作物面に押し付けられている間、同時に研削砥石が第１工作物面を加工する研削力よりはるかに小さい研削力で第２工作物面を加工する場合、補助研磨工具の押し付けはこの場合実質的にバリをまったく発生しないので、補助研磨工具の押し付けを研削より後に終了してもよい。
【００１４】
特に本発明に従った方法を実施するように構成されている本発明に従った円形研削装置は、工作物を受け取るように構成された工作物ホルダを有して工作物スピンドル軸を中心にして回転する工作物スピンドルを備えている。円形研削装置は、研削砥石軸を中心にして回転する研削砥石、及び第１前進装置をさらに備えている。この第１前進装置により、研削砥石が工作物に向かって前進することができるか、または工作物が工作物スピンドルと一緒に研削砥石に向かって前進することができるかのいずれかであるように、第１前進装置が構成されている。しかし、研削砥石及び工作物スピンドルを伴った工作物の両方を静止ベースに対して同時に移動可能にして、研削砥石及び工作物を互いに向けて前進させることもできる。本発明に従った円形研削装置は、補助工具軸に直角に配置された平坦な研磨表面を有して補助工具軸を中心にして回転する補助研磨工具をさらに備えている。本発明に従った円形研削装置は、補助研磨工具を工作物に向けて前進させるように構成された第２前進装置、及び円形研削装置を制御する制御装置もさらに備えている。
【００１５】
制御装置は、研削砥石及び工作物を互いに向けて前進させ、それにより、１つの研削作業で第１工作物面を加工できるように、第１前進装置を制御するように構成されている。制御装置はさらに、研削作業が実施されている間、第２前進装置によって補助研磨工具を工作物に向けて前進させて、補助研磨工具がそれの研磨表面を第２工作物面に押し付けるように、第２前進装置を制御するように構成されている。２つの工作物面は、工作物スピンドル軸に関して回転対称であるように設計され、また、第２工作物面は、直線母線によって画定される。さらに、２つの工作物面は、その間に円形移行縁部を生じるように互いに隣接配置される。制御装置及び第２前進装置はさらに、研磨表面が第２工作物面に押し付けられる時、研磨面が第２工作物面に対する接平面上に配置されて、接触線に沿って第２工作物面に接触し、また、第２工作物面から接触線の方向に移行縁部を越えて突出するように構成されている。
【００１６】
工作物スピンドル軸を中心にした工作物、及び補助工具軸を中心にした補助研磨工具の同時回転中、研磨表面は第２工作物面に接触する位置にあって、第２工作物面から移行縁部を越えて突出するので、第１工作物面の研削中におそらく発生して、移行縁部を越えて第２工作物面の上方の領域に突出するバリが、補助研磨工具によるか、またはそれの研磨表面によって除去され、その結果、第１及び第２工作物面間にバリのない鋭い移行縁部が生じる。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、補助研磨工具の少なくとも一部分が円筒（ピン形とも呼ぶ）構造であり、研磨表面は、円筒底面部分である。補助研磨工具全体は、全円筒またはピン形構造を有することもできる。補助研磨工具のピン形部分は特に、円形面の形の底面部分すなわち研磨表面を有するまっすぐな円筒の形にすることができる。しかし、原則的に、他の形状の補助研磨工具も、たとえば、環状構造の研磨表面を有する中空円筒構造の補助研磨工具か、または矩形または正方形の研磨表面を有する平行六面体構造の補助研磨工具も可能である。
【００１８】
好ましくは、補助研磨工具は、第２工作物面に押し付けられている間、研磨表面上の接触線が、研磨表面の外縁部から補助工具軸を通る直径に沿って（またはその延長部分を通って）補助工具軸（またはその延長部分）を越えて移行縁部まで連続線として延びるように構成されて配置されている。本明細書の文脈では、軸は常に幾何学的意味での軸を意味すると理解される。したがって、研磨表面上の接触線は、研磨表面の外縁部から（機械的）補助工具軸またはその延長部分を通る直径に沿って（機械的）補助工具軸またはその延長部分を越えて移行縁部まで連続線として延びる。その結果、研磨表面が第２工作物面に押し付けられている間、同時に補助研磨工具が補助工具軸を中心にして回転する時、研磨表面全体が磨耗する。その結果、研磨表面は、磨耗するがほぼ平坦のままであり、そのため、移行縁部の望ましくないなまり（丸み）が回避される。好ましくは、研磨表面は、移行縁部よりわずかな小部分だけ突出して、研磨表面の磨耗ができる限り均一になることを保証できるようにする。したがって、たとえば、研磨表面及び第２工作物面間の接触線は、補助工具軸を通る研磨表面直径の２／３を超える、好ましくは３／４を超える、特に４／５を超える寸法にすることができる。
【００１９】
本発明のさらに好都合な実施形態によれば、補助研磨工具が第２工作物面に押し付けられている間、工作物を工作物スピンドル軸を中心にして回転させ、また補助研磨工具を補助工具軸を中心にして回転させ、それにより、補助研磨工具（または研磨表面）が接触線と移行縁部との交点の領域に、この領域での工作物の速度の方向と逆の速度成分を有するようにする。言い換えると、工作物スピンドル軸に対する工作物の回転方向及び補助工具軸に対する補助研磨工具の回転方向は、研磨表面が第２工作物面に接する移送縁部の領域で研磨表面が工作物の速度と逆向きの速度成分を有するように選択される。その結果、この領域で、研磨表面及び工作物間に高い相対速度が達成され、したがって、研削砥石によって発生したバリの効率的な除去が行われ、したがって、これによって工作物の移行縁部でのバリの発生が有効に防止される。
【００２０】
本発明に従った円形研削装置の補助研磨工具は、研磨表面を備えたホーニングピンまたは精密砥石（デガシットストーン、超仕上げ石、研摩石または砥石とも呼ばれる）を有することができる。この場合、研磨表面は好ましくは、ホーニングピンまたは精密砥石の端面として構成される。
【００２１】
本発明に従った装置は、補助研磨工具の研磨表面の調整（形直しとも呼ばれる）用の調整工具をさらに備えることができる。そのような調整工具は、研磨表面の調整専用に（すなわち、別個に）構成された調整装置の一部にすることができる。しかし、専用調整装置の代替として、調整工具は単に、調整のために、工作物スピンドル上の工作物のように受け取られて硬質表面を有する工具であってもよく、その場合、補助工具軸を中心にして回転中の補助研磨工具を、工作物スピンドル軸を中心にして回転中の調整工具に向けて前進させ、それにより、補助研磨工具の研磨表面の調整を行う。そのような調整工具は特に、円形研削装置によって加工される工作物の形状と同一の形状を有する。しかし、調整工具を使用する代わりに、研磨表面を円形研削装置の作業中に磨耗する材料から作製して、そのため、調整がまったく必要ない補助研磨工具を使用することもできる。そのような材料は、たとえば、ホーニング工具、特にホーニングピンの製造に一般的な材料にすることができる。
【００２２】
好都合なことに、本発明に従った円形研削装置は、補助研磨工具を第２工作物面に押し付ける力の選択的設定を行う手段をさらに備えている。これにより、研磨表面を第２工作物面に押し付ける圧力を、研削砥石による研削中に予想されるバリの発生に適応させる可能性が得られる。好都合なことに、その力または圧力ができる限り低く保たれ、そのため、研削中におそらく発生するバリが除去されるだけであって、同時に第２工作物面の寸法が、補助研磨工具による加工の結果として大きく変更されることがない。
【００２３】
好都合なことに、本発明に従った円形研削装置は、補助研磨工具が、研磨表面で第２工作物面に押し付けられている間、同時に研削砥石が第１工作物面を加工する研削力より相当に小さい研削力で第２工作物面を加工するように構成されている。本明細書の文脈では、研削力とは、物理単位（面積／時間単位）を有する工作物の切削加工用に一般的に定められる単位面積当たりの力を意味すると理解される。研削砥石の研削力に対する補助研磨工具の研削力の比は一般的に、第１工作物面の研削中に研削砥石のスピンドル駆動部が与えることができる設備最大力に対する第２工作物面の加工中に補助研磨工具のスピンドル駆動部が与えることができる設備最大力の比に対応する。補助研磨工具の研削力は、第１工作物面を研削中の研削砥石の研削力より相当に小さいので、先行の研削作業で高精度で所望寸法に研削済みであると思われる第２工作物面の寸法は、本発明に従った研削方法を実施している間、ほぼ不変のままである。補助研磨工具の研削力は、研削砥石の研削力の１％未満、好ましくは０．５％未満、特に０．１％未満でもよい。
【００２４】
本発明の好適な第３変更例によれば、補助研磨工具は、少なくとも１つの測定器具を備えて工作物スピンドルに対して移動可能な測定器具台と呼ばれるものの上に配置されている。その場合、補助研磨工具を工作物に向けて前進させる働きをする第２前進装置を、測定器具台の移動または運動と一緒の移動または運動装置によって形成することができる。一方では補助研磨工具の前進または運動用に、また他方では測定器具台の移動または運動用に単一の運動装置を使用するだけである場合、簡単でコスト効率の高い構造の円形研削装置が得られる。測定器具台に配置する代わりに、補助研磨工具を円形研削装置の別の部分に、たとえば、静止装置に対して移動可能な部品である心押し台スリーブ上に配置することもできる。さらなる代替として、第２前進装置は、補助研磨工具を工作物に向けて前進させる働きだけをする個別の運動装置として構成してもよい。
【００２５】
本発明のさらに好都合な態様によれば、補助研磨工具は、第２工作物面に押し付けられている間、工作物の、研削砥石から離れる方に面する側に配置される。その場合、補助研磨工具の研磨表面及び研削砥石は、工作物を対向する２側部から対向方向に同時に押し付ける。その結果、研削作業中の工作物の安定性が高まり、これは、研削中の精度の向上に役立つであろう。
【００２６】
本発明のさらなる好都合な実施形態及びさらなる組み合わせは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲全体から推論できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
例示的な実施形態を説明するために使用される図面では、全図面を通して同一部品には基本的に同一の参照番号が付けられている。
【００２８】
［発明を実施する方法］
図１及び図２は、安定した静止機械ベッド（図示せず）を有する円筒表面研削装置１０を示している。機械ベッド上に、まっすぐなリニアガイド（図示せず）が配置されており、これを以下の説明では第１リニアガイドと呼ぶ。以下の説明で第１スライド１１と呼ぶスライド１１が、図１に両方向矢印６２で示されているように、第１リニアガイド上を直線移動可能である。
【００２９】
第１スライド１１上に工作物スピンドル主軸台１３が固定的に配置され、その内部で工作物スピンドル１２がほぼ水平な工作物スピンドル軸（図示せず）を中心に回転可能に取り付けられており、工作物スピンドル軸は、第１リニアガイド上の第１スライド１１の移動方向に平行に、（すなわち、第１リニアガイドに平行に）延在している。工作物スピンドル１２の片持ち端部に工作物クランプ装置１６が配置されて、その内部に細長い工作物１８の長手端部が掴持される。工作物スピンドル１２はモータ（図示せず）によって駆動され、それにより、研削中、上記工作物スピンドルが、図１に矢印１５で示されているように、工作物スピンドル軸を中心にして約８００回／分の回転速度で回転する。
【００３０】
機械ベッド上にさらなるまっすぐなリニアガイド（図示せず）が配置されており、これを以下の説明では第２リニアガイドと呼ぶ。以下の説明で第２スライドと呼ぶスライド（図示せず）が、工作物スピンドル軸に対して傾斜して第２リニアガイドに沿ってほぼ水平に移動可能である。第２スライドは、円形表面研削装置１０の研削スピンドル主軸台（図示せず）を担持しており、研削砥石２０が、研削スピンドル主軸台内でほぼ水平な研削砥石軸（図示せず）を中心にして回転可能に取り付けられている。第２スライド及び第２リニアガイドは、図１に両方向矢印２２で示されているように、研削砥石２０を工作物１８に向けて前進させ、再びそれから離れるように移動させる働きをする第１前進装置の一部である。
【００３１】
図１及び図２に示されている円形表面研削装置１０は、機械制御部を備えており、これは、円形表面研削装置１０のすべての構成部品の制御と共に、特に第１前進装置及びさらに後述する第２前進装置の制御も行うように構成されている。
【００３２】
さらに、心押し台３０が、第１スライド上で工作物スピンドル主軸台１３と向き合わせて固定的に取り付けられている。工作物スピンドル主軸台１３の方向に突出したスリーブ３２が、心押し台３０の、工作物スピンドル主軸台１３に面する端面に配置されており、このスリーブ３２は、油圧駆動部（図示せず）によって心押し台３０に対して工作物スピンドル軸に平行に移動可能である。
【００３３】
工作物スピンドル１２及びスリーブ３２は、工作物クランプ装置１６で一方の長手端部が掴持されている工作物１８を工作物スピンドル１２及びスリーブ３２間に受け取るように構成されており、上記工作物は、工作物スピンドル軸を中心にして回転する間、他方の長手端部がスリーブ中心によって安定化されている。さらに、心押し台３０、工作物スピンドル主軸台１３、及び第２リニアガイド上を移動可能な研削スピンドル主軸台は互いに対して、研削砥石２０を第１前進装置によって工作物スピンドル１２及びスリーブ中心間で工作物１８に向けて前進させることができるように構成されている。
【００３４】
研削砥石２０は、工作物１８の円錐外面を研削するように構成されており、この外面は、工作物スピンドル軸に関して回転対称であるように構成される。工作物１８はさらに、円筒構造の外面を有し、これも同様に工作物スピンドル軸に関して回転対称であるように構成される。２つの工作物面は、その間に円形の移行縁部を生じるように互いに隣接配置され、工作物は、円筒外面の領域で（したがって、移行縁部の領域でも）約４ｍｍの直径を有する。研削砥石２０は、砥石直径が約５００ｍｍであって、モータ（図示せず）によって駆動され、それにより、上記研削砥石は研削中に研削砥石軸を中心にして約１７５０回／分の回転速度で回転する。この場合、図１に矢印２１で示されているように、研削砥石２０が工作物１８に接触する領域での研削砥石２０の速度が、この領域で工作物スピンドル軸を中心に工作物が回転することによる工作物１８の速度の逆向きになるように、研削砥石２０の回転方向が選択される。
【００３５】
さらに、工作物スピンドル主軸１３及び心押し台３０間の領域で、測定台プリンス（台座）４２が第１スライド１１上に固定的に配置されている。測定台プリンス４２上に第３スライド５０が配置され、これは、工作物スピンドル軸に対して直角をなす第３リニアガイドに沿って、かつ、図１に両方向矢印５２で示されているように、測定ダイプリンス４２に対してほぼ水平に移動可能である。第３スライド５０は、測定器具を担持する測定台５０として機能し、測定器具は、特に研削砥石２０によって加工する工作物１８の直径を測定して、測定制御された研削作業を実施することができるように構成される。
【００３６】
測定台プリンス４２及び第３スライド５０は第３リニアガイドと共に、測定台５０を工作物１８に向けて、及び再びそれから遠ざかるように移動させる働きをする測定台位置決め装置の一部である。この場合、測定台位置決め装置は、第３スライド５０すなわち測定台５０が、工作物１８の、工作物１８を挟んで研削砥石２０と向き合う側に配置されるように構成されて配置されている。
【００３７】
さらに、第３スライド５０すなわち測定台５０に補助スピンドル５６が配置されており、この補助スピンドル５６は、工作物スピンドル軸に対して直角をなして斜め下向きに傾斜した補助スピンドル軸を中心にして第３スライド５０に対して回転可能に取り付けられている。補助スピンドル５６の片持ち端部にホーニングピンクランプ装置が配置され、これは、ほぼまっすくな円筒形である細長いホーニングピン５４の一方の長手端部を掴持し、ホーニングピン５４の円筒軸は補助スピンドル軸と同軸的に配置されている。円筒形ホーニングピン５４の、補助スピンドルから遠い位置の円筒底面部分が、研磨表面、すなわち、ホーニングピン５４のホーニング表面を形成する。
【００３８】
補助スピンドル５６はホーニングピン５４と共に、図１に両方向矢印４４で示されているように、空気圧駆動部によって第３スライド５０に対して補助スピンドル軸の方向に直線移動可能である。この空気圧駆動部は、測定台プリンス４２及び第３スライド５０から形成された測定台位置決め装置と共に、ホーニング表面が工作物１８の円筒外面を押し付けるようにホーニングピン５４を工作物１８に向けて前進させる働きをする第２前進装置の一部である。図１及び図２に示された円形表面研削装置１０において、工作物１８の円錐外面を研削するために、研削砥石を第１前進装置によって工作物１８に向けてほぼ水平に前進させると同時に、ホーニングピン５４を、工作物１８の、工作物１８を挟んで研削砥石２０と向き合う側で工作物１８の円筒外面に斜め上方から押し付けるように、第２前進装置が構成されて配置されている。さらに、補助スピンドル５６を移動させる空気圧駆動部は、この駆動部がホーニングピンを工作物１８に、補助スピンドル５６を介して、用途に応じて特定的に設定された力で押し付けるように、機械制御部によって作動させることができる。この特定用途向けの力は、円形表面研削装置１０のこの設定中に一連の研削プロセス用に（すなわち、１つの用途のために）オペレータが適当な設定装置で手動で設定することができる。
【００３９】
ホーニングピン５４は、直径が約１〜２ｍｍである。補助スピンドル５６（及びそれに伴ってホーニングピン５４）はモータ（図示せず）によって駆動されて、ホーニング中に上記補助スピンドルは補助スピンドル軸を中心にして約５０〜１００回／分の回転速度で回転する。この場合、図１に矢印５５で示されているように、ホーニング表面が工作物の円錐及び円筒工作物面間に生じる移行縁部の領域で工作物１８に接触する時、ホーニングピン（またはホーニング表面）が、接触線と移行縁部との交点の領域に（工作物１８が工作物スピンドル軸を中心にして回転することによる）この領域での工作物１８の速度の方向と逆の速度成分を有するように、補助スピンドル５６の回転方向が選択される。
【００４０】
図１は、研削砥石２０及びホーニングピン５４の両方を工作物１８に向けて前進させて、工作物１８を研削砥石２０及びホーニングピン５４の両方によって同時に加工する作業位置に円形表面研削装置１０を示す。図２は、ホーニングピン５４が工作物１８から離れるように移動している作業位置に円形表面研削装置１０を示す。さらに、わかりやすくするために、図２には研削砥石２０が示されていない。
【００４１】
図１及び図２に示された円形表面研削装置によって、円筒外面及び円錐外面間にバリがない鋭い円形移行縁部が生じるように工作物１８を研削するために、まず最初に工作物１８を図１及び図２に示された円形表面研削装置の工作物クランプ装置１６内で掴持し、工作物スピンドル１２によって駆動して、工作物スピンドル軸を中心にして回転させる。機械制御部によって制御された第１研削作業で、研削砥石軸を中心に回転中の研削砥石２０を第１前進装置によって工作物１８に向けて前進させ、それにより、工作物１８の円筒外面を研削砥石２０の第１プロフィール部分によって高精度に研削する。
【００４２】
次に、機械制御部によって制御しながら、研削砥石軸を中心にして回転中の研削砥石２０を第１前進装置によって工作物１８に向けて前進させ、それにより、研削砥石２０はその第２プロフィール部分によって工作物１８の円錐外面を研削する。機械制御部が作動させる円錐工作物面の研削と同時に、補助スピンドル軸を中心にして回転中のホーニングピン５４を第２前進装置によって工作物１８に向けて前進させ、それにより、ホーニングピン５４のホーニング表面を工作物１８の円筒外面に押し付ける。補助スピンドル５６を移動させるための空気圧駆動部は、円形表面研削装置１０の設定中に、この駆動部が補助スピンドル５６を介して約０．５〜１ニュートンの力でホーニングピン５４を工作物１８に押し付けるようにオペレータによって予め設定されている。ホーニングピン５４は第２前進装置によって工作物１８に押し付けられて、ホーニングピン５４の、補助スピンドル軸に対して直角に配置されたホーニング表面が、円筒工作物面に対する接平面上に配置されて、円筒工作物面の移行縁部に接する部分でまっすぐな接触線に沿ってその工作物面に接触する。接触線は、ホーニング表面上にホーニング表面の外縁部からホーニングピン５４の円筒軸を通る直径に沿って円筒軸を越えて移行縁部まで連続線として延びる。この場合、ホーニングピン５４のホーニング表面は、円筒工作物面から接触線の方向に、移行縁部より約０．２〜０．３ｍｍだけ突出する。その結果、研削砥石２０による円錐工作物面の研削中におそらく発生して、移行縁部を越えて円筒工作物面の周囲の領域内へ突出するバリが、ホーニングピン５４によるか、またはそれのホーニング表面によって直ちに除去され、その結果、工作物１８の円筒及び円錐外面間にバリのない鋭い移行縁部が生じる。しかし、工作物１８の円筒外面の加工すなわちホーニング中にホーニングピン５４が加える研削力は、工作物１８の円錐外面の研削中に研削砥石２０が加える研削力の約０．５％に満たないので、工作物１８の、予め高精度に研削されている円筒外面の寸法が、ホーニングピン５４による加工の結果として大幅に変更されることはない。
【００４３】
機械制御部によって制御されて、研削砥石２０によって工作物１８の円錐外面を研削する研削作業の終了と同時に、ホーニングピン５４によって工作物１８の円筒外面をホーニングするホーニング作業も終了する。これにより、工作物１８の円錐及び円筒外面間に生じる移行縁部の背後にいずれのバリもまったく残らないことを保証することができる。
【００４４】
図１及び図２に示された円形表面研削装置１０はさらに、ホーニングピン用に、２つの端部位置センサを有する端部位置監視装置を備えている。一方の端部位置センサは、ホーニングピン５４の、図１に示された（ホーニングピン５４が工作物１８まで前進している）端部位置を検出する。他方の端部位置センサは、ホーニングピン５４の、図２に示された（ホーニングピン５４が工作物１８から離れるように移動した）端部位置を検出する。端部位置監視装置により、円形表面研削装置１０を自動または半自動操作する時、ホーニングピン５４が工作物１８に向かって前進中である時の工作物交換を防止することができる。さらに、端部位置監視装置は、交換が必要になる程度のホーニングピン５４の破損及び／またはホーニングピン５４の磨耗も検出できるようにする。
【００４５】
図３及び図４はそれぞれ、研削砥石１２０、円筒ホーニングピン１５４及び工作物１１８の一部分を示す。研削砥石１２０及びホーニングピン１５４は、本発明の好適な第２実施形態に従って構成された円形表面研削装置１１０の一体部品である。わかりやすくするために、図３及び図４には円形表面研削装置１１０の残りの構成部品が示されていない。
【００４６】
図３及び図４に示されている工作物１１８は、図１及び図２に示されている工作物１８と同一構成である。それは、工作物軸１１４に関して回転対称であるように構成されて、円筒外面１１３及び円錐外面１１７を有し、それらは、その間に円形の移行縁部１１９を生じるように互いに隣接配置される。
【００４７】
図３及び図４は、１つの作業位置にある円形表面研削装置１１０を示している。この作業位置では、工作物１１８が、図３及び４に矢印１１５で示されているように、工作物軸１１４と同軸的に配置された工作物スピンドル軸を中心にして回転する。さらに、研削砥石１２０が、工作物１１８の円錐外面１１７に向かって前進し、研削砥石１２０は、図３及び図４に矢印１２１で示されているように、研削砥石軸（図示せず）を中心にして回転する。さらに、この作業位置では、ホーニングピン１５４も、そのホーニング表面が工作物１１８の円筒外面１１３に向かって前進しており、ホーニングピン１５４は、図３及び４に矢印１５５で示されているように、ホーニングピン１５４の円筒軸と同軸的な補助スピンドル軸１５３を中心にして回転する。この場合、ホーニングピン１５４のホーニング表面は、円筒工作物面１１３からホーニング表面及び円筒工作物面１１３間に生じる接触線１０９の方向に接触線の長さの１０％だけ移行縁部１１９を越えて突出している。
【００４８】
このため、図３及び図４に示されたような研削装置１１０の作業位置では、工作物１１８は、研削砥石１２０及びホーニングピン１５４の両方によって同時に加工される。この場合、工作物１１８の回転方向１１５及び研削砥石１２０の回転方向１２１が固定されており、そのため、研削砥石１２０が工作物１１８に接する領域での研削砥石１２０の速度が、この領域で工作物が工作軸スピンドル軸を中心にして回転することによる工作物１１８の速度と逆の向きである。さらに、ホーニングピン１５４の回転方向１５５が固定されて、それにより、ホーニングピン（またはホーニング表面）は、ホーニング表面及び円筒工作物面１１３間に生じる接触線１０９と移行縁部１１９との交点の領域に、この領域での工作物１１８の速度の方向と逆の速度成分を有する。
【００４９】
図３及び図４に示されている円形表面研削装置１１０が、図１及び図２に示されている円形表面研削装置１０と異なる点は実質的に、ホーニングピン１５４が斜め上方から工作物１１８に向かって前進するのではなく、ほぼ水平に前進することだけであり、それにより、ホーニングピン１５４のホーニング表面は、実質的に研削砥石１２０から離れる方に面する側から、また、研削砥石１２０が工作物１１８の円錐外面１１７に向かって前進する前進方向と逆の方向で工作物１１８の円筒外面１１９に押し付けられる。その結果、研削作業中に工作物１１８を良好に安定させることができ、これは、研削中の精度の向上に役立つことができるであろう。
【００５０】
本発明の好都合な変更に従った図示しないさらなる円形表面研削装置では、第２前進装置全体が、測定台プリンス、空気圧駆動部、第３スライド、補助スピンドル及びホーニングピンと共に、第１スライドに対して工作物スピンドル軸に平行に（したがって、第１リニアガイドに平行に）、まっすぐな第４リニアガイドに沿って移動可能な第４スライド上に配置される。第４スライドの可動性により、単一の工作物チャック掴持中に、本発明に従った複数の方法を順次実行し、それによって、それぞれの場合に工作物の２つの隣接した回転対称面間に複数のバリのない鋭い移行縁部を加工することができるようになる。
【００５１】
要約すると、本発明により、大量連続生産においても、２つの回転対称面間にバリのない鋭い移行縁部を有する工作物の確実で正確な円形研削を可能にする円形研削用の方法及び装置が詳細に記載されていると言える。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の好適な第１実施形態に従った、第１作業位置にある円形研削装置の斜め上方から見た簡略部分図である。
【図２】第２作業位置にある図１の円形研削装置の斜め上方から見た簡略部分図である。
【図３】本発明の好適な第１実施形態に従った円形研削装置の上方から見た簡略化した概略部分図である。
【図４】図１の円形研削装置の正面から見た簡略化した概略部分図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１１０  円形表面研削装置
１１、５０  スライド
１２  工作物スピンドル
１３  工作物スピンドル主軸台
１５、２１、５５、１１５、１２１、１５５  矢印
１６  工作物クランプ装置
１８、１１８  工作物
２０、１２０  研削砥石
２２、４４、５２、６２  両方向矢印
３０  心押し台
３２  スリーブ
４２  測定台プリンス
５４、１５４  ホーニングピン
５６  補助スピンドル
１０９  接触線
１１３  円筒外面
１１４  工作物軸
１１７  円錐外面
１１９  移行縁部
１５３  補助スピンドル軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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