CN107553230A - 磨削方法以及磨床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨削方法以及磨床，在该磨削方法中，将无火花磨削的圈数设定为2以上的数，以在进行无火花磨削时形成于工件的周期性的凹凸的波长的整数倍、与工件的磨削部位的外周的一圈大小的长度不一致的方式，与无火花磨削的圈数对应地调整砂轮与主轴中的至少一方的转速，利用在进行第二圈以后的无火花磨削时与无火花磨削的圈数对应地使相位相对于第一圈的无火花磨削的凹凸进行了偏移的凹凸的凹部，来抵消在进行第一圈的无火花磨削时形成的凹凸的凸部。

Description

磨削方法以及磨床

技术领域

本发明涉及使用绕砂轮旋转轴线旋转且与砂轮旋转轴线正交的截面为圆形的砂轮来磨削旋转的工件的外周面的磨削方法以及磨床。

背景技术

在磨床中，利用绕与砂轮旋转轴线平行的主轴旋转轴线旋转的主轴支承工件。而且，在进行粗磨削的情况下，将绕砂轮旋转轴线旋转的砂轮的外周面比较大地切入绕主轴旋转轴线旋转的工件的外周面使两者接触，在接触之后也切入(按压)砂轮进行磨削。而且，在无火花磨削中，将旋转的砂轮的外周面相对于旋转的工件的外周面比较小地切入使两者轻轻地接触，在接触之后不切入砂轮，使工件环绕一圈或者两圈等，由此顺利地完成工件的表面。应予说明，砂轮的在单位时间内的转速N与主轴的在单位时间内的转速n被设定为不同的转速。这里，在砂轮转速N为主轴转速n的正好整数倍的情况(N/n＝整数的情况)下，通过第一圈的无火花磨削在工件的外周面正好形成N/n个凹凸。而且，即便进行第二圈、第三圈…第k圈的无火花磨削，也在工件的相同的位置形成相同的N/n个凹凸，因此助长了凹凸的形成，产生被称为所谓颤振的微小振动。

因此，在日本特开2007－54896号公报中，记载了以使砂轮转速N/工件转速n亦即转速比不形成为整数倍的方式，防止产生颤振的磨削方法。另外，记载了将N/n(转速比)的值中的除去了整数部后的小数部的值设定为0.2～0.8的情况。

在日本特开2007－54896号公报所记载的磨削方法中，以使砂轮转速N/工件转速n亦即转速比不形成为整数倍的方式，防止产生颤振。若使砂轮转速N/工件转速n不形成为整数倍，则通过无火花磨削使工件旋转几圈，颤振便会充分变小。但是，仅通过使砂轮转速N/工件转速n不形成为整数倍并且将N/n的值中的除去了整数部后的小数部的值设定为0.2～0.8的话，有可能直至颤振充分变小为止，不得不通过无火花磨削使工件旋转好几圈。由此，磨削加工时间延长，加工效率降低。

发明内容

本发明的目的之一在于提供磨削方法以及磨床，从砂轮转速N/工件转速n亦即转速比不形成为整数倍的膨大量的N/n的值之中，设定出与无火花磨削的圈数对应的适当的值，由此能够通过无火花磨削更顺利地完成工件的表面，能够进一步缩短颤振充分变小为止的时间。

本发明的一个方式的磨削方法如下：使用砂轮和主轴，上述砂轮绕砂轮旋转轴线旋转，且是与上述砂轮旋转轴线正交的截面为圆形的旋转体，上述主轴使棒状的工件绕主轴旋转轴线旋转，使绕上述砂轮旋转轴线旋转的上述砂轮的外周面与绕上述主轴旋转轴线旋转的上述工件的外周面接触，来磨削上述工件的外周面。

在上述磨削方法中，将进行在使上述砂轮相对于上述工件切入之后不将上述砂轮进一步切入而磨削上述工件的外周面的无火花磨削时的上述工件的圈数设定为2以上的数，以在进行上述无火花磨削时，因振动而在上述工件中的磨削部位的外周面沿周向形成的周期性的凹凸的波长的整数倍、与上述工件中的上述磨削部位的外周的一圈大小的长度不一致的方式，与上述无火花磨削的圈数对应地调整上述砂轮的转速与上述主轴的转速中的至少一方的转速，利用在进行第二圈以后的上述无火花磨削时与上述无火花磨削的圈数对应地使相位相对于通过第一圈的上述无火花磨削形成的上述凹凸进行了偏移的上述凹凸的凹部，来抵消在进行第一圈的上述无火花磨削时在上述工件的上述磨削部位沿周向形成的上述凹凸中的凸部。

根据上述方式的磨削方法，首先，将进行无火花磨削时的工件的圈数设定为2以上的数，以周期性的凹凸的波长的整数倍与工件的外周的一圈大小的长度不一致的方式，与无火花磨削的圈数对应地调整砂轮或者主轴的至少一方的转速。并且，将进行无火花磨削时的工件的圈数设定为2以上的数并且与无火花磨削的圈数对应地调整N/n的值。由此，即便因颤振而在进行第一圈的无火花磨削时形成凹凸，也在第二圈以后的无火花磨削中，形成与第一圈相比相位进行了偏移的凹凸(与无火花磨削的圈数对应地使相位进行了偏移的凹凸)。由此，利用在第二圈以后的无火花磨削中与无火花磨削的圈数对应地使相位相对于第一圈的凹凸进行了偏移的凹凸，来抵消通过第一圈的无火花磨削在工件的表面形成的凹凸中的凸部。例如，在无火花磨削的圈数为2的情况下，利用偏移了1/2波长大小的第二圈的凹凸的凹部，抵消形成于第一圈的凹凸的凸部。并且，在例如无火花磨削的圈数为3的情况下，利用每次偏移了1/3波长大小的第二圈、第三圈的凹凸的凹部，抵消形成于第一圈的凹凸的凸部。这样，与预先设定的无火花磨削的圈数对应地高效地抵消通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸的凸部，因此直至颤振充分变小为止，无需过度进行无火花磨削。即，能够进一步缩短颤振充分变小为止的时间。

也可以形成为：在上述方式的磨削方法中，

将上述砂轮的在单位时间内的转速设为N，

将上述主轴的在单位时间内的转速设为n，

将进行上述无火花磨削时的上述工件的圈数设为n0，

将N/n的值中的整数部的值设为m，

将N/n的值中的小数部的值设为s，

在该情况下，将n0的值设定为2以上的整数，并且以使N/n的值中的小数部的值s形成为s≈1/n0的方式调整N或者n的值中的至少一方，由此，通过第一圈的上述无火花磨削在上述工件的上述磨削部位沿周向形成m+1/n0个周期性的上述凹凸，通过第二圈以后的上述无火花磨削，形成相对于一圈前的上述无火花磨削具有1/n0波长大小的偏移的上述凹凸，由此利用通过第二圈以后的n0－1次上述无火花磨削形成的上述凹凸中的凹部，来削去通过第一圈的上述无火花磨削形成的上述凹凸中的凸部。

根据上述方式的磨削方法，与无火花磨削的圈数对应地将波长偏移适当的量，由此利用相对于第一圈的凹凸偏移了1/n0波长的第二圈的凹凸的凹部、偏移了2/n0波长的第三圈的凹凸…，抵消通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸的凸部。这样，通过与无火花磨削的圈数对应地适当地设定N/n的小数部的值即s的值，能够利用剩余的n0－1次无火花磨削的凹凸中的凹部来高效地削去通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸中的凸部。即，无需过度进行无火花磨削，能够进一步缩短颤振充分变小为止的时间。

本发明的另一方式的磨床包括：

砂轮，其绕砂轮旋转轴线旋转，且是与上述砂轮旋转轴线正交的截面为圆形的旋转体；

砂轮座，其供上述砂轮安装并具有驱动上述砂轮旋转的砂轮用驱动马达；

主轴，其绕主轴旋转轴线旋转，支承棒状的工件并使上述工件绕上述主轴旋转轴线旋转；

主轴箱，其供上述主轴安装并具有驱动上述主轴旋转的主轴用驱动马达；

切入装置，其使上述砂轮与支承于上述主轴的上述工件以沿与上述砂轮旋转轴线交叉的方向相对地相互接近或分离的方式移动；以及

控制装置，其设定上述砂轮的转速、上述主轴的转速、无火花磨削的圈数以及上述接近或分离的移动量。

上述控制装置具有：

切入磨削部，其使上述砂轮与上述工件相对接近而使上述砂轮切入上述工件进行磨削；

无火花磨削部，其进行上述无火花磨削，在上述无火花磨削中，在利用上述切入磨削部使上述砂轮相对于上述工件切入之后，不进一步切入上述砂轮而磨削上述工件的外周面；

避让部，其使上述砂轮与上述工件相对分离；以及

工序存储部，其存储使上述切入磨削部、上述无火花磨削部以及上述避让部依次进行动作的动作顺序。

而且，上述无火花磨削部所使用的数据有：

上述砂轮的在单位时间内的转速N、

上述主轴的在单位时间内的转速n、以及

进行上述无火花磨削时的上述工件的圈数n0，

上述控制装置在n0的值不足2的情况下将n0的值变更为2以上的整数，或者将n0的值预先设定为2以上的整数，

上述控制装置在将N/n的值中的除去了整数部的值后的小数部的值设为s的情况下，以形成为s≈1/n0的方式，变更N或者n的值中的至少一方，或者预先设定N以及n的值。

根据上述方式的磨床，能够适当地实现从砂轮转速N/工件转速n亦即转速比不形成为整数倍的膨大量的N/n的值之中，设定出与无火花磨削的圈数对应的适当的值，由此能够通过无火花磨削更顺利地完成工件的表面，能够进一步缩短颤振充分变小为止的时间的磨床。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的下述实施方式进行的详细描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，对于相同的要素标注相同的标记，其中：

图1是表示磨床的简要构造的例子的立体图。

图2是表示磨床的简要构造的例子的侧视图。

图3是表示磨床的简要构造的例子的俯视图。

图4A是对磨床的控制装置的处理步骤的例子进行说明的流程图的前半部分。

图4B是对磨床的控制装置的处理步骤的例子进行说明的流程图的后半部分。

图5是对在设定为无火花磨削的圈数n0＝2的情况下，进行第一圈的无火花磨削时的形成于工件的磨削部位的凹凸的轨迹、和进行第二圈的无火花磨削时的形成于工件的磨削部位的凹凸的轨迹的例子进行说明的图。

图6是对在设定为无火花磨削的圈数n0＝3的情况下，进行第一圈的无火花磨削时的形成于工件的磨削部位的凹凸的轨迹、进行第二圈的无火花磨削时的形成于工件的磨削部位的凹凸的轨迹、以及进行第三圈的无火花磨削时的形成于工件的磨削部位的凹凸的轨迹的例子进行说明的图。

具体实施方式

以下，使用附图对用于实施本发明的方式进行说明。首先，使用图1～图3对应用了本发明的磨削方法的磨床2的整体结构进行说明。

图1～图3表示磨床2的整体结构的例子。磨床2具有床身10、工作台20、主轴箱30、尾座40以及砂轮座50等。应予说明，在记载有X轴、Y轴以及Z轴的图中，X轴、Y轴以及Z轴相互正交，Y轴方向表示铅垂向上，Z轴方向表示砂轮55切入工件W的水平方向，X轴方向表示与主轴31的旋转轴线31J平行的水平方向。在本例中工件W为圆柱状或者圆筒状，但工件W的形状并不限定于该形状，也可以为带有多个阶梯的圆筒状或者局部为圆锥状等。

床身10在俯视下大致构成为T字形，设置有沿X轴方向延伸的X轴引导面12、12V，并设置有沿X轴方向延伸的X轴狭缝12K。并且，在床身10设置有沿Z轴方向延伸的Z轴引导面15、15V，并设置有沿Z轴方向延伸的Z轴狭缝15K。

砂轮座50被载置于床身10，被Z轴引导面15、15V静压引导支承，能够沿Z轴方向往复移动。砂轮座驱动马达50M(相当于切入装置)基于来自控制装置80的控制信号使滚珠丝杠50B(参照图2)旋转。控制装置80一边基于来自编码器50E(旋转检测机构)的检测信号检测砂轮座50的在Z轴方向的位置一边控制砂轮座驱动马达50M来控制砂轮座50的在Z轴方向的位置。应予说明，如图2所示，在滚珠丝杠50B嵌合有螺母50N，该螺母50N经由插通于狭缝15K(参照图1)的臂50A与砂轮座50连接。因此，若砂轮座驱动马达50M驱动滚珠丝杠50B旋转则螺母50N的在Z轴方向的位置移动，从而经由臂50A与螺母50N连接的砂轮座50沿Z轴引导面15、15V在Z轴方向移动。

在砂轮座50设置有砂轮轴54和砂轮马达55M(相当于砂轮用驱动马达)，该砂轮轴54被支承为绕与X轴方向平行的砂轮旋转轴线55J自由旋转。应予说明，如图3所示，砂轮旋转轴线55J和主轴旋转轴线31J均与X轴平行，如图2所示，砂轮旋转轴线55J和主轴旋转轴线31J位于相同的假想水平面VM上。

在砂轮马达55M安装有大径带轮51。并且，在砂轮轴54一端安装有砂轮55，在砂轮轴54另一端安装有小径带轮52。而且，在大径带轮51与小径带轮52架设有动力传递用带53。在砂轮轴54附近设置有能够检测砂轮55的转速的旋转检测机构55S。控制装置80一边基于来自旋转检测机构55S的检测信号检测砂轮55的转速一边控制砂轮马达55M来控制砂轮55的转速。

砂轮55的沿与砂轮轴54正交的平面剖切的截面为圆形，在砂轮55的外周面通过粘合剂或电沉积等固定有CBN磨粒，砂轮55和砂轮轴54形成为一体并绕砂轮旋转轴线55J旋转。另外，虽省略图示，但在砂轮55的上方设置有冷却液喷嘴，该冷却液喷嘴朝向砂轮55的磨削点K排出冷却以及润滑用冷却液。从省略图示的冷却液箱向该冷却液喷嘴供给冷却液，被用于冷却以及润滑磨削点K(包括砂轮旋转轴线55J和主轴旋转轴线31J在内的假想水平面VM、与砂轮55的与工件W对置的一侧的外周面的交点)的冷却液由省略图示的流路回收，并在进行了杂质过滤等之后，返回冷却液箱。

工作台20被载置于床身10，被X轴引导面12、12V静压引导支承于，能够沿X轴方向往复移动。工作台驱动马达20M基于来自控制装置80的控制信号使滚珠丝杠(省略图示)旋转。控制装置80一边基于来自编码器20E(旋转检测机构)的检测信号检测工作台20的在X轴方向的位置一边控制工作台驱动马达20M来控制工作台20的在X轴方向的位置。应予说明，在滚珠丝杠嵌合有螺母(省略图示)，该螺母经由插通于狭缝12K的臂(省略图示)与工作台20连接。因此，若工作台驱动马达20M驱动滚珠丝杠旋转则螺母的在X轴方向的位置移动，从而经由臂与螺母连接的工作台20沿X轴引导面12、12V在X轴方向移动。而且，在工作台20上的在X轴方向的一端固定主轴箱30，在另一端固定尾座40。

主轴箱30具有绕与X轴方向平行的主轴旋转轴线31J旋转的主轴31、以主轴旋转轴线31J为中心轴线的中央部32、驱动主轴31旋转的主轴马达31M(相当于主轴用驱动马达)、以及编码器31E等。在主轴31安装有将主轴31与工件W连接的驱动件33。驱动件33具有把持工件W的把持部33A、和将把持部33A与主轴31连接的连接部33B，驱动件33与主轴31形成为一体并绕主轴旋转轴线31J旋转而使工件W旋转。控制装置80一边基于来自编码器31E的检测信号检测主轴31的旋转角度、转速一边控制主轴马达31M来控制主轴31的旋转角度、转速(即，工件W的旋转角度、转速)。

尾座40具有以主轴旋转轴线31J为中心轴线的中央部42、和收容中央部42并沿朝向主轴箱30的方向对该中央部42施力的压头41。尾座40的中央部42的中心轴线和主轴箱30的中央部32的中心轴线均与主轴旋转轴线31J一致。由中央部32和中央部42夹持的工件W被中央部42向主轴箱30侧按压，并借助主轴31以及驱动件33的旋转而绕主轴旋转轴线31J旋转。

控制装置80具有省略图示的存储装置(相当于工序存储部)。而且，在存储装置存储有用于控制装置80控制砂轮座驱动马达50M、砂轮马达55M以及工作台驱动马达20M等的程序、数据等。例如在控制装置80中的未图示的存储装置(相当于工序存储部)存储有表示后述砂轮转速N[rpm]、主轴转速n[rpm]、无火花磨削圈数n0、以及工作台20或砂轮座50的移动方向和移动量等的数据等。

有时在砂轮和主轴产生上述颤振等。砂轮和主轴一边旋转一边进行微小的振动。在砂轮的在单位时间内的转速(以下，记载为砂轮转速)、与主轴的在单位时间内的转速(以下，记载为主轴转速)的转速比(＝砂轮转速/主轴转速)为整数倍的情况下，在进行无火花磨削时，在工件W的表面正好形成整数个凹凸。而且，在转速比正好为整数倍的情况下，在第一圈、第二圈…第k圈的无火花磨削中，砂轮的凹部或者凸部对应于工件的相同的位置的凹部或者凸部，凹部或者凸部变大，而颤振变大。

例如，在砂轮转速N＝3500[rpm]、主轴转速n＝50[rpm]的情况下，N/n＝3500/50＝70，转速比正好为整数倍。在该情况下，在将砂轮相对于工件切入之后，不切入砂轮而进行磨削工件的外周面的无火花磨削时，在工件的周围正好形成70个凹凸。另外，在该情况下，在工件的周围正好形成70个凹凸，因此无论将无火花磨削的圈数设定为几圈，都在相同的位置形成凹凸。因此，因该凹凸而产生颤振，无论执行几圈无火花磨削，都无法充分减小所产生的颤振。

本申请的发明人注意到：在转速比(＝砂轮转速/主轴转速)为整数倍的情况下，如上述那样，无论将无火花磨削的圈数设定为几圈，都在相同的位置形成凹凸，因此所形成的凹凸的高度不仅不会降低，反倒是会变大。但是，在转速比(＝砂轮转速/主轴转速)与整数倍不一致的情况下，相对于通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸而言，在第二圈中形成相位偏移的凹凸。因此，想到能够利用通过第二圈的无火花磨削形成的凹凸(相位偏移的凹凸)的凹部抵消通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸的凸部。并且，想到通过与无火花磨削的圈数对应地使凹凸的相位偏移，能够利用第二圈以后的凹凸的凹部高效地削去形成于第一圈的凹凸的凸部。

例如，在砂轮转速N＝3500[rpm]、主轴转速n＝50[rpm]、无火花磨削圈数n0＝2的情况下，N/n＝3500/50＝70，在该状态下，在通过第一圈的无火花磨削在工件W的磨削部位沿周向正好形成70个凹凸。但是，通过第二圈的无火花磨削形成的凹凸的相位与形成于第一圈的凹凸的相位相同，因此无法利用第二圈的凹凸抵消第一圈的凹凸。因此，若例如n＝49[rpm]，则N/n＝71.428≈71.5，因此在第一圈的无火花磨削中能够在工件W的磨削部位形成约71.5个凹凸。而且，在接下来的第二圈的无火花磨削中，形成相位偏移了约0.5个大小(若将一个凹凸的长度考虑为1个波长，则通过长度换算而为约1/2波长大小)的凹凸。在无火花磨削圈数n0＝2的情况下，为了利用通过第二圈的无火花磨削形成的凹凸的凹部高效地削去通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸的凸部，而如图5所示，使第二圈的凹凸的轨迹相对于第一圈的凹凸的轨迹偏移1/2波长大小即可。

图5是例如砂轮转速N＝3500[rpm]、主轴转速n＝49[rpm]、无火花磨削圈数n0＝2的情况下的工件W以及凹凸的示意图，为了便于理解，将凹凸的波长、振幅记载得比实际大。图5示出了从Psp的位置沿顺时针旋转方向通过无火花磨削形成凹凸的例子。在该情况下，N/n＝3500/49＝71.428…≈71.5，因此从Psp的位置沿顺时针方向环绕一圈为止，形成约71.5个凹凸。若将N/n的值形成为整数部的值m+小数部的值s，则在该情况下m＝71且s≈0.5(＝1/n0)。也就是说，如图5所示的单点划线(记载为“第一圈的凹凸的轨迹”)所示，在第一圈的无火花磨削中，形成71个(m个)凹凸和0.5个(s个或者1/n0个)凹凸。而且，如图5所示的虚线(记载为“第二圈的凹凸的轨迹”)所示，在第二圈的无火花磨削中，形成与第一圈相比相位偏移了0.5波长大小的71.5个凹凸。

图5的例子示出了在第一圈的无火花磨削中，按照单点划线所示的“第一圈的凹凸的轨迹”，对于“无火花磨削前的工件W的外周面”削去了点所示的“第一圈的削除部”的情况。即，示出了在第一圈的无火花磨削结束的时刻，凹凸的高度为ΔH1的情况。而且，示出了在第二圈的无火花磨削中，按照虚线所示的“第二圈的凹凸的轨迹”，削去了斜阴影线所示的“第二圈的削除部”的情况。因此，如图5中的粗实线所示，无火花磨削(两圈)结束后的工件W的外周面的凹凸的高度从ΔH1向ΔH2降低，从而颤振降低。

根据上述说明以及图5可知，在设定为无火花磨削圈数n0＝2的情况下，若第二圈的凹凸相对于第一圈的凹凸正好偏移了1/2波长大小，则能够利用第二圈的凹凸的凹部最高效地抵消并削去第一圈的凹凸的凸部。即，在无火花磨削圈数n0＝2的情况下，更加优选N/n0的小数部的值s＝1/n0＝1/2＝0.5。若采用其他写法，则更加优选N/n＝m+1/n0(m为任意整数)＝m+0.5。

图6是例如砂轮转速N＝3500[rpm]、主轴转速n＝52[rpm]、无火花磨削圈数n0＝3的情况下的工件W以及凹凸的示意图，为了便于理解，将凹凸的波长、振幅记载得比实际大。图6示出了从Psp的位置沿顺时针旋转方向通过无火花磨削形成凹凸的例子。在该情况下，N/n＝3500/52＝67.307≈67.333…，因此从Psp的位置沿顺时针方向环绕一圈为止，形成约67.3个凹凸。若将N/n的值形成为整数部的值m+小数部的值s，则在该情况下m＝67且s≈0.333…(＝1/n0)。也就是说，如图6所示的单点划线(记载为“第一圈的凹凸的轨迹”)所示，在第一圈的无火花磨削中，形成67个(m个)的凹凸和0.3个(s个或者1/n0个)凹凸。而且，如图6所示的长间隔虚线(记载为“第二圈的凹凸的轨迹”)所示，在第二圈的无火花磨削中，形成与第一圈相比相位偏移了0.3波长大小的67.3个凹凸。并且，如图6所示的短间隔虚线(记载为“第三圈的凹凸的轨迹”)所示，在第三圈的无火花磨削中，形成与第二圈相比相位偏移了0.3波长大小的(与第一圈相比相位偏移了0.6波长大小的)67.3个凹凸。

图6的例示出了在第一圈的无火花磨削中，按照单点划线所示的“第一圈的凹凸的轨迹”，对于“无火花磨削前的工件W的外周面”削去了点所示的“第一圈的削除部”的情况。即，示出了在第一圈的无火花磨削结束的时刻，凹凸的高度为ΔH1的情况。而且，示出了在第二圈的无火花磨削中，按照长间隔虚线所示的“第二圈的凹凸的轨迹”，削去了斜阴影线所示的“第二圈的削除部”的情况。而且，示出了在第三圈的无火花磨削中，按照短间隔虚线所示的“第三圈的凹凸的轨迹”，削去了网格状阴影线所示的“第三圈的削除部”的情况。因此，如图6中的粗实线所示那样，无火花磨削(三圈)结束后的工件W的外周面的凹凸的高度从ΔH1向ΔH3降低，从而颤振降低。

根据上述说明以及图6可知，在设定为无火花磨削圈数n0＝3的情况下，若第二圈和第三圈的凹凸相对于第一圈的凹凸正好偏移了1/3波长大小，则能够利用第二圈的凹凸的凹部和第三圈的凹凸最高效地抵消并削去第一圈的凹凸的凸部。即，在无火花磨削圈数n0＝3的情况下，更加优选N/n0的小数部的值s＝1/n0＝1/3＝0.333。若采用其他写法，则更加优选N/n＝m+1/n0(m为任意整数)＝m+0.333。

如上述那样，砂轮转速N、主轴转速n以及无火花磨削圈数n0之间的关系优选形成为将“N/n的值分离为整数部的值m和小数部的值s时的小数部的值s＝1/n0”的关系。在该情况下，在工件的外周形成m+1/n0个周期性的凹凸。无火花磨削圈数n0为2以上的数(整数)即可，并不限定于2和3，但若将无火花磨削圈数设定为较大的值则加工时间变长，因此考虑加工时间和颤振的降低程度而将无火花磨削圈数n0设定为适当的值。

接下来，使用图4A和图4B所示的流程图对控制装置80的处理步骤的例子进行说明。工作人员在磨床2的中央部32以及中央部42之间放置工件W，并将驱动件33安装于主轴31和工件W之后，从控制装置80进行加工开始操作。控制装置80从工作人员接受加工开始操作，并开始图4A所示的处理。

在步骤S10中，控制装置80从(省略图示的)存储装置将n0、N、n的值分别读出，并进入步骤S13。应予说明，n0是作为进行无火花磨削时的工件W的圈数(以下，记载为无火花磨削圈数)预先设定的值。并且，N是作为砂轮55的在单位时间内的转速(以下，记载为砂轮转速)被预先设定的值。并且，n是作为主轴31的在单位时间内的转速(以下，记载为主轴转速)预先设定的值。

在进入了步骤S13的情况下，控制装置80对是否N/n≈m+1/n0进行判定，在N/n≈m+1/n0的情况(是)下进入步骤S15，在并非N/n≈m+1/n0的情况(否)下进入步骤S14。应予说明，N是预先设定的砂轮转速，n是预先设定的主轴转速，m是任意整数，n0是预先设定的无火花磨削圈数。虽应对N/n是否与m+1/n0近似进行判定，但将近似的阈值例如形成为0.1。而且，对N/n与m+1/n0之间的偏差是否为近似阈值以下进行判定。即，对是否|N/n－(m+1/n0)|≤0.1进行判定。应予说明，近似阈值并不限定于0.1，若为0.1以下，则例如也可以为0.01。应予说明，也可以对是否N/n≈m+1/n0进行判定。在该情况下，对是否|N/n－(m+1/n0)|≤0.1进行判定。

在例如N＝3500[rpm]、n＝50[rpm]、n0＝2的情况下，N/n＝3500/50＝70，因此在该情况下m＝70。而且，若向|N/n－(m+1/n0)|代入各值，则|N/n－(m+1/n0)|＝|3500/50－(70+1/2)|＝|－0.5|。由于|－0.5|＞0.1，所以在该情况下，判定为并非N/n≈m+1/n0。另外，在例如N＝3500[rpm]、n＝49[rpm]、n0＝2的情况下，N/n＝3500/49＝71.428…，因此在该情况下m＝71。而且，若向|N/n－(m+1/n0)|代入各值，则|N/n－(m+1/n0)|＝|3500/49－(71+1/2)|＝|－0.072…|。由于|－0.072|≤0.1，所以在该情况下，判定为N/n≈m+1/n0。

若更简单地考虑，则“是否N/n≈m+1/n0”能够置换为“是否N/n的小数部的值≈1/n0”。将N/n的值分解为整数部的值m+小数部的值s，并对小数部的值s与1/n0之间的偏差是否为近似阈值以下进行判定。即与对是否|小数部的值s－1/n0|≤0.1进行判定相同。在例如N＝3500[rpm]、n＝49[rpm]、n0＝2的情况下，N/n(＝71.428)的小数部的值s为s＝0.428。因此，|s－1/n0|＝|0.428－0.5|＝|－0.072|。由于|－0.072|≤0.1，所以在该情况下，判定为N/n的小数部的值≈1/n0。

在进入了步骤S14的情况下，控制装置80以形成为N/n≈m+1/n0的方式改写存储装置中存储的砂轮转速N或者主轴转速n中的至少一方的值并进入步骤S15。例如，在N＝3500[rpm]、n＝50[rpm]、n0＝2被存储于存储装置的情况下，控制装置80试着将n的值以50为中心而变更为各种值，来查找满足|N/n－(m+1/n0)|≤0.1的n的值。而且，若确认到通过使n＝49[rpm](N/n＝71.428)，而|N/n－(m+1/n0)|＝|3500/49－(71+1/2)|＝|－0.072|，由此能够满足|N/n－(m+1/n0)|≤0.1，则控制装置80将存储装置中存储的主轴转速n改写为49[rpm]。

并且，例如，在N＝3500[rpm]、n＝50[rpm]、n0＝3被存储于存储装置的情况下，控制装置80试着将n的值以50为中心而变更为各种值，来查找满足|N/n－(m+1/n0)|≤0.1的n的值。而且，若确认到通过使n＝52[rpm](N/n＝67.307)，而|N/n－(m+1/n0)|＝|3500/52－(67+1/3)|＝|－0.026|，由此能够满足|N/n－(m+1/n0)|≤0.1，则控制装置80将存储装置中存储的主轴转速n改写为52[rpm]。应予说明，虽在上述例子中调整(变更)了主轴转速n，但只要调整(变更)砂轮转速N与主轴转速n的至少一方即可。

在进入了步骤S15的情况下，控制装置80读出预先设定的砂轮转速N(或者在步骤S14中变更后的砂轮转速N)，并进行控制以将砂轮的转速形成为N[rpm]。并且，控制装置80读出预先设定的主轴转速n(或者在步骤S14中变更后的主轴转速n)，并进行控制以将主轴的转速形成为n[rpm]，并进入步骤S20。

在步骤S20中，控制装置80从(省略图示的)存储装置读出粗磨削用工作台位置数据和粗磨削用砂轮座切入(速度·量)数据，并进入步骤S21。

在步骤S21中，控制装置80基于粗磨削用工作台位置数据控制工作台20的在X轴方向的位置。并且，控制装置80基于粗磨削用砂轮座切入(速度/量)数据控制砂轮座50的在Z轴方向的位置，并进入步骤S22。由此，砂轮55以按照切入速度和切入量切入工件W的方式进行移动，由此进行粗磨削。

在步骤S22中，控制装置80对粗磨削是否结束进行判定，在粗磨削结束的情况(是)下进入步骤S30，在粗磨削未结束的情况(否)下返回步骤S21。例如，能够测量工件W的直径的工件直径测量装置(省略图示)与工件W被磨削的部位接触，控制装置80在由该工件直径测量装置测量出的工件W的直径达到了预先设定的粗磨削结束直径的情况下判定为粗磨削结束。

在进入了步骤S30的情况下，控制装置80从(省略图示的)存储装置读出精磨削用工作台位置数据和精磨削用砂轮座切入(速度/量)数据，并进入步骤S31。

在步骤S31中，控制装置80基于精磨削用工作台位置数据控制工作台20的在X轴方向的位置。并且，控制装置80基于精磨削用砂轮座切入(速度/量)数据控制砂轮座50的在Z轴方向的位置，并进入步骤S32。由此，砂轮55以按照切入速度和切入量切入工件W的方式进行移动，由此进行精磨削(砂轮的切入量比粗磨削的情况少。砂轮的切入速度比粗磨削的情况慢。)。

在步骤S32中，控制装置80对精磨削是否结束进行判定，在精磨削结束的情况(是)下进入图4B记载的步骤S40，在精磨削未结束的情况(否)下返回步骤S31。例如，控制装置80在由上述工件直径测量装置测量出的工件W的直径达到了预先设定的精磨削结束直径的情况下判定为精磨削结束。

在进入了步骤S40的情况下，控制装置80从(省略图示的)存储装置读出微磨削用工作台位置数据和微磨削用砂轮座切入(速度/量)数据，并进入步骤S41。

在步骤S41中，控制装置80基于微磨削用工作台位置数据控制工作台20的在X轴方向的位置。并且，控制装置80基于微磨削用砂轮座切入(速度/量)数据控制砂轮座50的在Z轴方向的位置，并进入步骤S42。由此，砂轮55以按照切入速度和切入量切入工件W的方式进行移动，由此进行微磨削。微磨削的砂轮的切入量比精磨削的情况少。砂轮的切入速度比精磨削的情况慢。

在步骤S42中，控制装置80对微磨削是否结束进行判定，在微磨削结束的情况(是)下进入步骤S50，在微磨削未结束的情况(否)下返回步骤S41。例如，控制装置80在由上述工件直径测量装置测量出的工件W的直径达到了预先设定的微磨削结束直径的情况下判定为微磨削结束。

在进入了步骤S50的情况下，控制装置80从(省略图示的)存储装置读出无火花磨削用工作台位置数据、无火花磨削用砂轮座位置数据以及无火花磨削圈数n0，并进入步骤S51。

在步骤S51中，控制装置80基于无火花磨削用工作台位置数据控制工作台20的在X轴方向的位置。并且，控制装置80基于无火花磨削用砂轮座位置数据控制砂轮座50的在Z轴方向的位置，按照无火花磨削圈数n0进行无火花磨削，并进入步骤S52。由此，进行无火花磨削，在无火花磨削中，，使砂轮55相对于工件W相对比较小地切入，使砂轮55比较轻地接触工件W，在接触之后不切入而磨削工件W的外周面。

通过该无火花磨削，在例如无火花磨削圈数n0＝2的情况下，如图5所示，利用相位偏移了1/2的第二圈的凹凸的凹部抵消第一圈的凹凸的凸部。另外，在例如无火花磨削圈数n0＝3的情况下，如图6所示，利用相位每次偏移了1/3的第二圈以及第三圈的凹凸的凹部抵消第一圈的凹凸的凸部。

在步骤S52中，控制装置80对无火花磨削是否结束进行判定，在无火花磨削结束的情况(是)下进入步骤S60，在无火花磨削未结束的情况(否)下返回步骤S51。例如，若使工件W旋转了预先设定的无火花磨削圈数n0，则控制装置80判定为无火花磨削结束。

在进入了步骤S60的情况下，控制装置80控制砂轮座50的在Z轴方向的位置向预先设定的砂轮座待机位置改变而将工件W从砂轮座50分离，并控制工作台20的在X轴方向的位置向预先设定的工作台待机位置改变。而且，控制装置80停止砂轮55的旋转，停止主轴31的旋转，并结束处理。

在上述处理中，进行步骤S21(粗磨削)、步骤S31(精磨削)以及步骤S41(微磨削)的处理的控制装置80具有切入磨削部，该切入磨削部使砂轮与工件相对接近，而使砂轮切入工件进行磨削。并且，进行步骤S51(无火花磨削)的处理的控制装置80具有无火花磨削部，该无火花磨削部进行无火花磨削，在无火花磨削中，利用切入磨削部使砂轮相对于工件比较小地切入，使砂轮比较轻地接触工件，在接触之后不切入而磨削工件的外周面。并且，进行步骤S60的处理的控制装置80具有避让部，该避让部使砂轮与工件相对分离。而且，省略图示的存储装置相当于存储有使切入磨削部、无火花磨削部以及避让部依次进行动作的动作顺序亦即控制程序的工序存储部。

以上，在本实施方式中，以将无火花磨削圈数设定为2以上的数(整数)，并使转速比(＝砂轮转速/主轴转速)与整数倍不一致的方式，与无火花磨削的圈数对应地调整砂轮转速与主轴转速的至少一方。由此，利用通过第二圈以后的无火花磨削形成的凹凸(与无火花磨削的圈数对应地偏移了相位的凹凸)的凹部来抵消通过第一圈的无火花磨削形成的凹凸的凸部，从而能够更顺利地完成工件的表面。另外，能够根据无火花磨削的圈数高效地削去凹凸的凸部，因此能够进一步缩短颤振充分变小为止的时间。例如，在无火花磨削仅为一圈的情况下凹凸的高度为约0.7[μm]，但在如本实施方式的处理那样进行设定而将无火花磨削形成为两圈的情况下，能够确认到凹凸的高度降低至约0.35[μm]。

在上述实施方式中，如图1所示，描述了砂轮座50能够沿与主轴旋转轴线31J正交的方向往复移动的例子。作为其他实施方式，还能够将本发明应用于砂轮座能够沿相对于主轴旋转轴线倾斜的方向往复移动的角磨床。另外，本实施方式的说明中使用的数值为一个例子，并不限定于该数值。

Claims (3)

1.一种磨削方法，其中，

使用砂轮和主轴，

所述砂轮绕砂轮旋转轴线旋转，且是与所述砂轮旋转轴线正交的截面为圆形的旋转体，

所述主轴使棒状的工件绕主轴旋转轴线旋转，

在所述磨削方法中，使绕所述砂轮旋转轴线旋转的所述砂轮的外周面与绕所述主轴旋转轴线旋转的所述工件的外周面接触，来磨削所述工件的外周面，

所述磨削方法包括：

将进行在使所述砂轮相对于所述工件切入之后不进一步切入所述砂轮而磨削所述工件的外周面的无火花磨削时的所述工件的圈数设定为2以上的数的工序；

以在进行所述无火花磨削时，因振动而在所述工件中的磨削部位的外周面沿周向形成的周期性的凹凸的波长的整数倍、与所述工件中的所述磨削部位的外周的一圈大小的长度不一致的方式，与所述无火花磨削的圈数对应地调整所述砂轮的转速与所述主轴的转速中的至少一方的转速的工序；以及

利用在进行第二圈以后的所述无火花磨削时与所述无火花磨削的圈数对应地使相位相对于通过第一圈的所述无火花磨削形成的所述凹凸进行了偏移的所述凹凸的凹部，来抵消在进行第一圈的所述无火花磨削时在所述工件的所述磨削部位沿周向形成的所述凹凸中的凸部的工序。

2.根据权利要求1所述的磨削方法，其中，

将所述砂轮的在单位时间内的转速设为N，

将所述主轴的在单位时间内的转速设为n，

将进行所述无火花磨削时的所述工件的圈数设为n0，

将N/n的值中的整数部的值设为m，将N/n的值中的小数部的值设为s，

在该情况下，将n0的值设定为2以上的整数，并且以使N/n的值中的小数部的值s形成为s≈1/n0的方式调整N或者n的值中的至少一方，

由此，通过第一圈的所述无火花磨削在所述工件的所述磨削部位沿周向形成m+1/n0个周期性的所述凹凸，

通过第二圈以后的所述无火花磨削，形成相对于一圈前的所述无火花磨削具有1/n0波长大小的偏移的所述凹凸，由此利用通过第二圈以后的n0－1次所述无火花磨削形成的所述凹凸中的凹部，来削去通过第一圈的所述无火花磨削形成的所述凹凸中的凸部。

3.一种磨床，其中，包括：

砂轮，其绕砂轮旋转轴线旋转，且是与所述砂轮旋转轴线正交的截面为圆形的旋转体；

砂轮座，其供所述砂轮安装并具有驱动所述砂轮旋转的砂轮用驱动马达；

主轴，其绕主轴旋转轴线旋转，支承棒状的工件并使所述工件绕所述主轴旋转轴线旋转；

主轴箱，其供所述主轴安装并具有驱动所述主轴旋转的主轴用驱动马达；

切入装置，其使所述砂轮与支承于所述主轴的所述工件以沿与所述砂轮旋转轴线交叉的方向相对地相互接近或分离的方式移动；以及

控制装置，其设定所述砂轮的转速、所述主轴的转速、无火花磨削的圈数以及所述接近或分离的移动量，

所述控制装置具有：

切入磨削部，其使所述砂轮与所述工件相对接近而使所述砂轮切入所述工件进行磨削；

无火花磨削部，其进行所述无火花磨削，在所述无火花磨削中，在利用所述切入磨削部使所述砂轮相对于所述工件切入之后，不进一步切入所述砂轮而磨削所述工件的外周面；

避让部，其使所述砂轮与所述工件相对分离；以及

工序存储部，其存储使所述切入磨削部、所述无火花磨削部以及所述避让部依次进行动作的动作顺序，

所述无火花磨削部所使用的数据有：

所述砂轮的在单位时间内的转速N、

所述主轴的在单位时间内的转速n、以及

进行所述无火花磨削时的所述工件的圈数n0，

所述控制装置在n0的值不足2的情况下将n0的值变更为2以上的整数，或者将n0的值预先设定为2以上的整数，

所述控制装置在将N/n的值中的除去了整数部的值后的小数部的值设为s的情况下，以形成为s≈1/n0的方式，变更N或n的值中的至少一方，或者预先设定N以及n的值。