CN111823139A - 砂轮的修整方法以及砂轮的修正装置 - Google Patents

Abstract

砂轮的修整方法具备：使上述砂轮旋转的步骤、在上述旋转过程中使上述砂轮的外周的磨削面与修整工具抵接的步骤、在上述旋转过程中使上述砂轮与上述修整工具向上述砂轮的砂轮宽度方向相对移动的步骤，上述修整方法进一步具备：测定上述修整工具相对于上述砂轮的上述砂轮宽度的上述修整工具磨损量的步骤；以及使用上述修整工具磨损量，作为进刀方向的进刀量，根据上述砂轮与上述修整工具的上述砂轮宽度方向的相对移动，使上述砂轮与上述修整工具向上述进刀方向相对移动，由此修整上述砂轮的步骤。

Description

砂轮的修整方法以及砂轮的修正装置

技术领域

本发明涉及砂轮的修整方法以及砂轮修正装置。

背景技术

以往，在磨床中，作为加工刀具使用砂轮。砂轮的磨削面伴随着工件的加工而磨损、变形，因此在对规定量的工件进行加工后等，通过金刚石修整工具等的修整工具进行修整，由此进行磨削面的再生(例如，参照日本特开2007－175815号公报)。

然而，因在通过金刚石修整工具将砂轮在砂轮宽度方向上修整的过程中金刚石逐渐磨损而变短，存在砂轮的磨削面在宽度方向上倾斜，从而使一侧的角部比另一侧的角部向径向变高的情况。而且，若使用具有倾斜的磨削面的砂轮对工件进行磨削，则一侧的角部与工件强有力地抵接，由此存在在工件的表面产生进给标记的问题。

发明内容

本发明提供一种排除修整工具伴随着修整的磨损的影响，而能够再生与砂轮宽度方向平行的磨削面的砂轮的修整方法以及砂轮修正装置。

根据本发明的一个方式，砂轮的修整方法具备：使上述砂轮旋转的步骤、在上述旋转过程中使上述砂轮的外周的磨削面与修整工具抵接的步骤、以及在上述旋转过程中使上述砂轮与上述修整工具在上述砂轮的砂轮宽度方向上相对移动的步骤。

上述方式的修整方法进一步具备：测定上述修整工具相对于上述砂轮的上述砂轮宽度的上述修整工具磨损量的步骤；以及使用上述修整工具磨损量，作为进刀方向的进刀量，根据上述砂轮与上述修整工具的上述砂轮宽度方向的相对移动，使上述砂轮与上述修整工具向上述进刀方向相对移动，由此修整上述砂轮的步骤。

根据该方法，测定修整工具相对于砂轮的砂轮宽度的磨损量，使用修整工具磨损量，作为进刀量，根据砂轮与修整工具的砂轮宽度方向的相对移动，使上述砂轮与上述修整工具向进刀方向相对移动，由此起到排除修整工具伴随着修整的磨损的影响，而能够再生与砂轮宽度方向平行的磨削面的效果。

根据本发明的其他的方式，砂轮的修正装置具备：设置为能够旋转的上述砂轮、修整工具、以及控制部。上述修正装置构成为使上述砂轮旋转，在上述旋转过程中使上述砂轮的外周的磨削面与上述修整工具抵接，在上述旋转过程中使上述砂轮与上述修整工具向上述砂轮的砂轮宽度方向相对移动，由此修整上述砂轮。

上述方式的修正装置的上述控制部使用上述修整工具相对于上述砂轮的上述砂轮宽度的磨损量亦即修整工具磨损量，作为进刀方向的进刀量。上述控制部构成为根据上述砂轮与上述修整工具的上述砂轮宽度方向的相对移动，使上述砂轮与上述修整工具向上述进刀方向相对移动，由此修整上述砂轮。

根据该结构，使用修整工具相对于砂轮的砂轮宽度的磨损量亦即修整工具磨损量，作为进刀量，根据砂轮与修整工具的砂轮宽度方向的相对移动，使上述砂轮与上述修整工具向进刀方向相对移动，由此起到排除修整工具伴随着修整的磨损的影响，而能够再生与砂轮宽度方向平行的磨削面的效果。

附图说明

图1是表示实施方式的磨床的整体结构的俯视图。

图2是表示实施方式的砂轮修正方法的流程的流程图。

图3是表示实施方式的金刚石磨损量测定方法的流程的流程图。

图4是表示基于相关技术的方法的修整工序的示意图。

图5是表示基准面加工工序的示意图。

图6是表示砂轮形状转印工序的示意图。

图7是放大表示形成于工件的表面的砂轮形状的转印槽的示意图。

图8是表示修整开始时以及修整结束时的砂轮的样子的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的砂轮的修整方法以及砂轮修正装置的实施方式进行说明。

(1.磨床的整体结构)

参照图1，对本发明的实施方式的磨床1的整体结构进行说明。磨床1是执行本发明的砂轮的修整方法的砂轮修正装置。图1是表示磨床1的整体结构的俯视图。磨床1是使砂轮11相对于支承于台座2的工件W相对移动并进行磨削加工的机床。磨床1构成为具备砂轮座10、Z轴进给装置50、工件支承装置20、X轴进给装置60、修整工具30、控制装置40。

砂轮座10具有砂轮11与砂轮轴12。在砂轮座10设置有旋转驱动对工件W进行磨削的砂轮11的砂轮旋转驱动装置15。砂轮轴12是经由轴承以能够旋转的方式支承于砂轮座10，并被上述的砂轮旋转驱动装置15以规定的转速旋转驱动的砂轮11的旋转轴。另外，砂轮11由芯部111以及砂轮层112构成。在本实施方式中，芯部111是形成为圆盘状的铁等的金属芯部，通过螺栓等能够装卸地连结于砂轮轴12。砂轮层112是在外周形成在磨削加工时与工件W接触的磨削面112a的部位，例如构成为在芯部111的外周通过陶瓷结合剂、树脂结合剂等结合剂(粘合剂)结合有氧化铝、碳化硅等的磨粒。

另外，砂轮座10在配置于台座2的上表面并沿与砂轮11的中心轴AW正交的方向延伸的未图示的导轨上被引导支承。砂轮11通过由Z轴马达51与省略图示的Z轴滚珠丝杠构成的Z轴进给装置50，能够在与台座2的上表面平行且作为工件W的径向的Z轴方向(图1的上下方向)移动。另外，Z轴马达51以及砂轮旋转驱动装置15通过控制装置40控制砂轮11向Z轴方向的移动以及砂轮11的转速等。

工件支承装置20以能够绕工件W的中心轴旋转的方式支承工件W的两端。工件支承装置20具有工作台21、主轴座22、尾座23、卡盘24、以及顶尖25。工作台21配置于磨床1的台座2的上表面并在沿砂轮11的中心轴AW的方向延伸的未图示的导轨上被引导支承。工作台21通过由X轴马达61与省略图示的X轴滚珠丝杠构成的X轴进给装置60，在与台座2的上表面平行且作为工件W的轴向的X轴方向(图1的左右方向)移动。

主轴座22以及尾座23在工作台21的上表面对置配置并分别支承工件W的一端或者另一端。在主轴座22装有利用主轴旋转驱动装置26而旋转的主轴27，通过旋转驱动主轴27，工件W旋转。另外，主轴旋转驱动装置26通过控制装置40控制主轴27的转速、旋转相位等。在主轴27设置有用于把持工件W的一端的卡盘24，在尾座23设置有支承工件W的另一端的顶尖25。因此，工件W通过卡盘24与顶尖25以能够绕与工作台21的移动方向(X轴方向)平行的轴旋转的方式被支承两端，并且被主轴旋转驱动装置26旋转驱动。

修整工具30是公知的金刚石单石修整工具，且是固定保持于主轴座22的砂轮座10侧的侧面的修整工具保持部22a，并修整砂轮11的外周的磨削面112a的工具。修整工具30构成为具备圆柱状的柄31与固定保持于柄31的前端的金刚石单石32。

控制装置40相当于本发明的控制部，是能够通过加工程序的执行进行数值控制而进行工件W的磨削加工、砂轮11的修整，且使用具有CPU、ROM、RAM、硬盘等的计算机而构成的CNC控制装置。控制装置40与X轴进给装置60、Z轴进给装置50、使砂轮轴12旋转驱动的砂轮旋转驱动装置15、使主轴27旋转驱动的主轴旋转驱动装置26连接，并且与各种传感器连接，而对来自各传感器的信号进行处理，并且控制各部。此外，控制装置40进一步具备用于输入加工程序等的输入机构、用于输出处理内容、处理状况等的输出机构(均未图示)。

(2.砂轮的修整方法)

接下来，参照图2，对本实施方式的砂轮的修整方法进行说明。图2是表示砂轮的修整方法的流程的流程图。如图2所示，本实施方式的砂轮的修整方法具有磨损量测定工序S1(S表示步骤。其他的步骤也相同。)、进刀速度计算工序S2、修整工序S3。

磨损量测定工序S1是测定在通过修整工具30在砂轮宽度方向上对砂轮11进行一次修整时产生的金刚石单石32的磨损量的工序。具体而言，如图3所示，磨损量测定工序S1具有预备修整工序S11、基准面加工工序S12、砂轮形状转印工序S13、直线度测定工序S14。

首先，在预备修整工序S11中，通过现有方法边使砂轮11旋转边进行砂轮11的修整。即，在预备修整工序S11中，如图4所示，通过X轴进给装置60使修整工具30与砂轮11在砂轮宽度方向(X轴方向)上相对移动，而不使修整工具30与砂轮11的进刀方向(Z轴方向)的相对位置变化。由此，磨削面112a形成为径向高度伴随着从砂轮宽度方向的修整开始侧的端部朝向修整结束侧的端部而逐渐增大的倾斜面。因此，如图4右侧所图示的那样，修整结束后的磨削面112a的修整开始侧(左侧)的角部较低(直径较小)，修整结束侧(右侧)的角部较高(直径较大)。

接下来，在基准面加工工序S12中，使工件W与砂轮11分别旋转，在工件W上加工与砂轮宽度方向平行的基准面。即，如图5所示，通过Z轴进给装置50使结束了预备修整工序S11的砂轮11向Z轴方向移动至规定的进刀位置，经由工作台21使工件W相对于砂轮从一端至另一端在X轴方向相对移动，由此在工件W的外周加工基准面。

接下来，在砂轮形状转印工序S13中，在工件W的基准面转印砂轮11的砂轮形状。具体而言，如图6所示，使砂轮11与工件W的轴向中间位置对置，在该位置使砂轮向X轴方向进行ΔX的进刀。ΔX为充分大于金刚石磨损量的值。砂轮形状转印工序S13的结果，如图7所示，在工件W的基准面转印有砂轮形状而形成转印槽。

接下来，在直线度测定工序S14中，测定在砂轮形状转印工序S13中形成的转印槽G的直线度。直线度的测定能够使用公知的直线度仪、粗糙度仪。具体而言，从基准面向转印槽G的X轴方向依次进行定位，测定各个位置处的Z轴方向位移长度与基准面的差，如图7所示，将距通过测定值的起点P且与基准面平行的直线L的位移的最大差a设为直线度。在以下的工序中，将该直线度的值a用作金刚石磨损量a。

在磨损量测定工序S1后，在进刀速度计算工序S2中计算砂轮的进刀速度。在后述的修整工序S3中，如图8所示，在修整工具30相对于砂轮11向X轴方向相对移动砂轮宽度d的期间，砂轮11进行金刚石磨损量a的进刀。因此，在将修整工具30的X轴方向移动速度设为V1时，砂轮11的进刀速度V2能够计算为V2＝V1×a/d。修整工具30的X轴方向移动速度V1是基于砂轮11的种类而被预先决定的值。此外，控制装置40执行进刀速度计算工序S2，由此构成本发明的进刀速度计算部。

在进刀速度计算工序S2后，使砂轮11旋转而执行修整工序S3。在修整工序S3中，在控制装置40设定砂轮11的旋转速度、修整开始位置的X轴位置信息、X轴方向移动速度V1、Z轴方向移动速度(砂轮11的进刀速度)V2，而执行修整。图8左图表示修整开始时的样子，右图表示修整结束时的样子，利用虚线表示砂轮11的进刀开始前的位置。在修整结束时，金刚石单石32因磨损而短于修整开始时，但通过X轴进给装置60使修整工具30以速度V1向X轴方向移动的同时通过Z轴进给装置50使砂轮11以速度V2进刀，而能够排除磨损的影响，使与砂轮宽度方向平行的磨削面112a再生。

然后，使用通过上述的本实施方式的方法被修整的、具有无倾斜的磨削面112a的砂轮11，由此能够相对于工件W实施进给标记被减少的磨削加工。

(3.总结)

如上所述，根据本实施方式，测定针于砂轮宽度的修整工具30的磨损量，使用针于砂轮宽度的修整工具30的磨损量作为进刀量，根据砂轮11与修整工具30的砂轮宽度方向的相对移动，使砂轮11与修整工具30向进刀方向相对移动，由此能够起到排除修整工具30伴随着修整的磨损的影响，再生与砂轮宽度方向平行的磨削面112a的效果。

另外，在本实施方式中，具有基于金刚石磨损量a与预先决定的砂轮宽度方向的相对移动速度亦即宽度方向速度V1，计算作为进刀方向的相对移动速度的进刀速度V2的进刀速度计算工序S2，修整工序S3通过X轴进给装置60使砂轮11与修整工具30以宽度方向速度V1向砂轮宽度方向相对移动，并且通过Z轴进给装置50使砂轮11与修整工具30以进刀速度V2向进刀方向相对移动。因此，向控制装置40输入宽度方向速度V1与进刀速度V2，以宽度方向速度V1使工作台21向X轴方向移动，并且使砂轮座10以进刀速度V2在Z轴方向上向修整工具30侧移动，由此能够再生与砂轮宽度方向平行的磨削面112a。

另外，在本实施方式中，磨损量测定工序S1具有不使砂轮11与修整工具30向进刀方向(Z轴方向)相对移动而修整砂轮11的预备修整工序S11、在工件W加工与砂轮宽度方向平行的基准面的基准面加工工序S12、在工件W的基准面转印砂轮11的砂轮形状而形成转印槽的砂轮形状转印工序S13以及测定在砂轮形状转印工序S13中形成的转印槽的直线度的直线度测定工序S14，将在直线度测定工序S14中获得的直线度设为金刚石磨损量。因此，通过使用直线度仪、粗糙度仪测定转印槽的直线度，能够正确地测定金刚石磨损量。此外，修整工具30是在前端固定保持金刚石单石32而成的金刚石单石修整工具，根据本实施方式的方法，能够测定因修整而连续地磨损的金刚石单石32的磨损量，作为修整工具磨损量。

(4.变形例)

本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内各种实施变更。在上述实施方式中，示出了为了测定金刚石磨损量，而测定在工件W转印砂轮形状的转印槽的直线度的例子，但不限定于此。

例如，磨损量测定工序S1也可以在不使砂轮11与修整工具30向进刀方向相对移动而修整砂轮11的预备修整工序S11后，代替S12～S14的工序，实施在砂轮11的磨削面112a的砂轮宽度方向的两端分别测定径向高度的高度测定工序，将在高度测定工序中获得的砂轮宽度方向两端的径向高度彼此的差分设为金刚石磨损量。高度测定工序例如也可以使触摸传感器与磨削面112a的多个位置接触，从控制装置40取得分别接触时的机械坐标，将各机械坐标的差分的最大值设为金刚石磨损量。

另外，作为修整工具30，示出了金刚石单石修整工具的例子，但与上述实施方式相同，在修整工具磨损的情况下，在使用在圆盘状的整周烧结粒状的金刚石、CBN而成的滚子式砂轮修整工具的情况下，也能够应用本发明。

Claims (8)

1.一种修整方法，其是砂轮的修整方法，所述修整方法的特征在于，具备：

使所述砂轮旋转的步骤、

在所述旋转过程中使所述砂轮的外周的磨削面与修整工具抵接的步骤、以及

在所述旋转过程中使所述砂轮与所述修整工具在所述砂轮的砂轮宽度方向上相对移动的步骤，

所述修整方法还具备：

测定所述修整工具相对于所述砂轮的所述砂轮宽度的所述修整工具磨损量的步骤；

使用所述修整工具磨损量，作为进刀方向的进刀量，根据所述砂轮与所述修整工具的所述砂轮宽度方向的相对移动，使所述砂轮与所述修整工具向所述进刀方向相对移动，由此修整所述砂轮。

2.根据权利要求1所述的修整方法，其特征在于，

进一步具备基于所述修整工具磨损量与预先决定的所述砂轮宽度方向的相对移动速度亦即宽度方向速度，计算所述进刀方向的相对移动速度亦即进刀速度的步骤，

所述修整工序包含使所述砂轮与所述修整工具以所述宽度方向速度向所述砂轮宽度方向相对移动并且以所述进刀速度向所述进刀方向相对移动的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的修整方法，其特征在于，

所述磨损量的所述测定具有：

不使所述砂轮与所述修整工具向所述进刀方向相对移动，而预备地修整所述砂轮的步骤、

在工件加工与所述砂轮宽度方向平行的基准面的步骤、

在所述工件的所述基准面转印所述砂轮的砂轮形状而形成转印槽的步骤、以及

测定通过所述转印而形成的所述转印槽的直线度的步骤，

通过所述直线度的所述测定而获得的所述直线度相当于所述修整工具磨损量。

4.根据权利要求1或2所述的修整方法，其特征在于，

所述磨损量的所述测定具有：

不使所述砂轮与所述修整工具向所述进刀方向相对移动，而预备地修整所述砂轮的步骤、以及

在所述预备的修整后，在所述砂轮宽度方向的所述砂轮的所述磨削面中的两端测定所述砂轮的径向的各个高度的步骤，

通过所述高度测定而获得的所述砂轮宽度方向的所述两端处的所述高度之间的差分相当于所述修整工具磨损量。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的修整方法，其特征在于，

所述修整工具具有包含在前端被固定以及保持的金刚石单石的金刚石单石修整工具，

所述修整工具磨损量相当于所述金刚石单石的磨损量。

6.一种修正装置，其是砂轮的修正装置，所述修整装置的特征在于，具备：

设置为能够旋转的所述砂轮、

修整工具、以及

控制部，

所述修正装置构成为使所述砂轮旋转，在所述旋转过程中使所述砂轮的外周的磨削面与所述修整工具抵接，在所述旋转过程中使所述砂轮与所述修整工具向所述砂轮的砂轮宽度方向相对移动，由此修整所述砂轮，

所述控制部使用所述修整工具相对于所述砂轮的所述砂轮宽度方向的磨损量亦即修整工具磨损量，作为进刀方向的进刀量

所述控制部构成为根据所述砂轮与所述修整工具的所述砂轮宽度方向的相对移动，使所述砂轮与所述修整工具向所述进刀方向相对移动，由此修整所述砂轮。

7.根据权利要求6所述的修正装置，其特征在于，

进一步具备进刀速度计算部，所述进刀速度计算部构成为基于所述修整工具磨损量与预先决定的所述砂轮宽度方向的相对移动速度亦即宽度方向速度，计算所述进刀方向的相对移动速度亦即进刀速度，

所述控制部构成为使所述砂轮与所述修整工具以所述宽度方向速度向所述砂轮宽度方向相对移动，并且以所述进刀速度向所述进刀方向相对移动。

8.根据权利要求6或7所述的修正装置，其特征在于，

所述修整工具具有包含在前端被固定以及保持的金刚石单石的金刚石单石修整工具，

所述修整工具磨损量相当于所述金刚石单石的磨损量。

Images