DE102018125485A1

DE102018125485A1 - Schleifmaschine und schleifverfahren

Info

Publication number: DE102018125485A1
Application number: DE102018125485.7A
Authority: DE
Inventors: Akira Watanabe; Hiroyuki Nakano
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN109693152A; JP7135288B2; CN109693152B; JP2019076960A

Abstract

Eine Steuervorrichtung (3) einer Schleifmaschine (1) weist eine Eingabevorrichtung (32), die einen Geraderichtbetrag, wenn vor dem Schleifen eine Biegung in einem Werkstück (W) geradegerichtet wird, und einen Verformungsbetrag des Werkstücks (W) nach dem Schleifen eingibt, und eine Speichervorrichtung (33) auf, die eine Korrelation zwischen dem eingegebenen Geraderichtbetrag und Verformungsbetrag speichert. Die Steuervorrichtung (31) nimmt auf die Korrelation Bezug, um einen Verformungsbetrag eines derzeit zu schleifenden Werkstücks (W) zu berechnen, der einem eingegebenen Geraderichtbetrag des derzeit zu schleifenden Werkstücks (W) entspricht, sie steuert einen Vorschub einer Vorschubvorrichtung (24, 25) unter Berücksichtigung des Verformungsbetrags, und sie führt mit einer Schleifscheibe (28) ein Schleifen des derzeitigen Werkstücks (W) durch.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine und ein Schleifverfahren.
Beschreibung des Stands der Technik
Die JP 3 840 389 B2 beschreibt eine Schleifmaschine, die dazu imstande ist, ein zylindrisches Werkstück zu schleifen, das wie eine Kurbelwelle eines Kompressors für eine Klimaanlage ein exzentrisches zylindrisches Teil hat. Die Schleifmaschine schleift eine Kurbelwelle eines Kompressors für eine Klimaanlage, während sie mit einer Hauptspindel ein Ende der Kurbelwelle freitragend abstützt.
In dem Fall, dass diese Schleifmaschine ein längliches Werkstück wie eine Kurbelwelle eines Fahrzeugmotors (nachstehend einfach als Kurbelwelle bezeichnet) schleift, wird die Kurbelwelle jedoch infolge des Schleifwiderstands und anderer Faktoren stark ausgelenkt. Beim Schleifen einer solchen Kurbelwelle ist es daher schwierig, eine hohe Genauigkeit beizubehalten.
Die JP 5 473 006 B2 beschreibt eine Schleifmaschine, die einen Kurbelschenkel und einen Kurbelzapfen (exzentrischen Zapfen) einer Kurbelwelle schleift. Die Schleifmaschine führt das Schleifen durch, während sie beide Enden der Kurbelwelle mit Spitzen abstützt und eines der Enden mit einem Futter von einer der Spitzen hält. Mit dieser Schleifmaschine ist es möglich, beim Schleifen einer Kurbelwelle eine hohe Genauigkeit beizubehalten.
Zum Anfertigen einer Kurbelwelle wird das Material der Kurbelwelle durch Schmieden hergestellt, wobei ein Kurbelschenkel und ein Kurbelzapfen des Materials der Kurbelwelle induktionsgehärtet werden. Das Induktionshärten führt dazu, dass sich die Kurbelwelle biegt. Deswegen wird die gebogene Kurbelwelle durch eine Geraderichtvorrichtung geradegerichtet. Dann wird die Kurbelwelle durch die Schleifmaschine in die endgültige Form geschliffen.
Die Schleifmaschine schleift und entfernt von einem Ende aus aufeinanderfolgend die Oberflächenschichten von Kurbelzapfen von zum Beispiel einer Reihenvierzylinder-Flatplane-Kurbelwelle. Die innere Spannung, die aufgrund der Geraderichtvorrichtung erzeugt wird, wird dann von dem einen Ende aus aufeinanderfolgend von den Kurbelzapfen gelöst. Somit wird die oben beschriebene Biegung wieder hervorgebracht, sodass sich die Kurbelwelle verformt. Dadurch schwankt unter den Kurbelzapfen, ausgenommen dem am anderen Ende, der Kolbenhub eines Kurbelzapfens bezüglich des Kurbelschenkels (nachstehend einfach als „Exzentrizität eines Kurbelzapfens“ bezeichnet).
Um die Schwankung zu reduzieren, wird an den Kurbelzapfen zunächst von dem einen Ende aus aufeinanderfolgend ein Grobschleifvorgang durchgeführt. Dann wird an den Kurbelzapfen von dem einen Ende aus aufeinanderfolgend ein Feinschleifvorgang durchgeführt. In diesem Schritt wird als Fertigbearbeitungszugabe im Feinschleifvorgang die Mindestbearbeitungszugabe eingestellt, die erforderlich ist, um die im Grobschleifvorgang auftretende Verformung zu beseitigen.
Obwohl die herkömmliche Schleifmaschine, indem sie das Schleifen wie oben beschrieben durchführt, eine Schwankung der Exzentrizität zwischen den Kurbelzapfen reduzieren kann, wird eine Schleifmaschine gewünscht, die dazu imstande ist, die Schwankung weiter zu reduzieren. Darüber hinaus muss die herkömmliche Schleifmaschine nach Abschluss des Grobschleifvorgangs an allen Kurbelzapfen den Feinschleifvorgang abschließen, und daher gibt es eine Grenze bei der Verbesserung der Schleifeffizienz.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Schleifmaschine und ein Schleifverfahren mit verbesserter Schleifgenauigkeit und Schleifeffizienz zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Schleifmaschine zur Verfügung gestellt, die Folgendes umfasst: einen Scheibenspindelstock, der eine Schleifscheibe so trägt, dass die Schleifscheibe drehbar ist, und der einen Schleifscheibenantriebsmotor hat, der die Schleifscheibe drehend antreibt; einen Spindelstock, der ein Werkstück so trägt, dass das Werkstück drehbar ist, und der einen Werkstückantriebsmotor hat, der das Werkstück drehend antreibt; eine Vorschubvorrichtung, die die Schleifscheibe in einer Richtung, die eine Drehachse des Werkstücks kreuzt, relativ zum Werkstück hin- und von ihm wegbewegt; und eine Steuervorrichtung, die einen Vorschub der Vorschubvorrichtung steuert und mit der Schleifscheibe ein Schleifen des Werkstücks durchführt.
Die Steuervorrichtung weist Folgendes auf: eine Eingabevorrichtung, die einen Geraderichtbetrag, wenn vor dem Schleifen eine Biegung in dem Werkstück geradegerichtet wird, und einen Verformungsbetrag des Werkstücks nach dem Schleifen eingibt; und eine Speichervorrichtung, die eine Korrelation zwischen dem eingegebenen Geraderichtbetrag und Verformungsbetrag speichert. Die Steuervorrichtung nimmt auf die Korrelation Bezug, um einen Verformungsbetrag eines derzeit zu schleifenden Werkstücks zu berechnen, der einem eingegebenen Geraderichtbetrag des derzeit zu schleifenden Werkzeugs entspricht, sie steuert den Vorschub der Vorschubvorrichtung unter Berücksichtigung des Verformungsbetrags, und sie führt mit der Schleifscheibe ein Schleifen des derzeitigen Werkstücks durch.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks mit der oben beschriebenen Schleifmaschine zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Eingeben eines Geraderichtbetrags, wenn vor dem Schleifen eine Biegung in dem Werkstück geradegerichtet wird, und eines Verformungsbetrags des Werkstücks nach dem Schleifen; Speichern einer Korrelation zwischen dem eingegebenen Geraderichtbetrag und Verformungsbetrag; und Bezugnehmen auf die Korrelation, um einen Verformungsbetrag eines derzeit zu schleifenden Werkstücks zu berechnen, der einem eingegebenen Geraderichtbetrag des derzeit zu schleifenden Werkstücks entspricht, Steuern des Vorschubs der Vorschubvorrichtung unter Berücksichtigung des Verformungsbetrags und Durchführen von Schleifen des derzeitigen Werkstücks mit der Schleifscheibe.
Gemäß der Schleifmaschine und dem Schleifverfahren der obigen Ausgestaltungen wird der Vorschub der Schleifscheibe beruhend auf dem Verformungsbetrag des Werkstücks nach dem Schleifen gesteuert, der anhand des Geraderichtbetrags des Werkstücks vor dem Schleifen berechnet wird. Es ist daher möglich, jedes Werkstück passend zu schleifen und die Schleifgenauigkeit zu verbessern. Selbst wenn das Werkstück zum Beispiel eine Vielzahl von zu schleifenden Teilen hat, können Grobschleifen und Feinschleifen auch kontinuierlich an den Teilen durchgeführt werden. Daher ist es möglich, die Schleifeffizienz zu verbessern.
Figurenliste
Die obigen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Zahlen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, wobei:

1 eine Draufsicht ist, die eine Schleifmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine zu schleifende Kurbelwelle in der radialen Richtung gesehen darstellt;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Anfertigen einer Kurbelwelle darstellt;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Schleifen einer Kurbelwelle darstellt;
5A eine gebogene Kurbelwelle in der radialen Richtung gesehen darstellt;
5B ein Geraderichten der gebogenen Kurbelwelle in der radialen Richtung gesehen darstellt;
5C den Geraderichtbetrag der Kurbelwelle in der radialen Richtung gesehen darstellt;
6A den Lagezusammenhang zwischen dem Drehzentrum eines Kurbelschenkels, der Mitte eines Kurbelzapfens und dem Drehzentrum einer Schleifscheibe darstellt, wenn die Phase des Kurbelschenkels 0° beträgt;
6B den Lagezusammenhang zwischen dem Drehzentrum des Kurbelschenkels, der Mitte des Kurbelzapfens und dem Drehzentrum der Schleifscheibe darstellt, wenn die Phase des Kurbelschenkels 90° beträgt;
6C den Lagezusammenhang zwischen dem Drehzentrum des Kurbelschenkels, der Mitte des Kurbelzapfens und dem Drehzentrum der Schleifscheibe darstellt, wenn die Phase des Kurbelschenkels 180° beträgt;
6D den Lagezusammenhang zwischen dem Drehzentrum des Kurbelschenkels, der Mitte des Kurbelzapfens und dem Drehzentrum der Schleifscheibe darstellt, wenn die Phase des Kurbelschenkels 270° beträgt;
7 ein Kurvenbild ist, das den Zusammenhang zwischen dem Geraderichtbetrag der Kurbelwelle vor dem Schleifen und dem Verformungsbetrag der Kurbelwelle nach dem Schleifen (Abweichungen der Exzentrizität der Kurbelzapfen) darstellt;
8 den Lagezusammenhang zwischen dem Drehzentrum des Kurbelschenkels, der Mitte des Kurbelzapfens und dem Drehzentrum der Schleifscheibe darstellt, um ein Verfahren zur Berechnung der Vorschubposition der Schleifscheibe während des Schleifens zu erläutern; und
9 den Lagezusammenhang zwischen dem Drehzentrum des Kurbelschenkels, der Mitte des Kurbelzapfens und dem Drehzentrum der Schleifscheibe darstellt, um das Verfahren zum Berechnen der Vorschubposition der Schleifscheibe während des Schleifens zu erläutern.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen als ein Beispiel einer Schleifmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Doppelkopf-Schleifmaschine beschrieben. Wie in 2 dargestellt ist, wird in der folgenden Beschreibung als ein Beispiel eines mit der Schleifmaschine 1 zu schleifenden Werkstücks eine Reihenvierzylinder-Flatplane-Kurbelwelle W dargestellt. Die zu schleifenden Teile sind Kurbelzapfen P1 bis P4.
Jeder der Kurbelzapfen P1 bis P4 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die radial exzentrisch von einer zentralen Achse Lj zylindrischer Kurbelschenkel J1 bis J5 aus eine zentrale Achse Lp hat.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Schleifmaschine 1 ein Bett 11 auf, das am Boden festgemacht ist. An dem Bett 11 sind ein Spindelstock 12 und ein Reitstock 13 angebracht, um die Kurbelwelle W an beiden Enden so abzustützen, dass die Kurbelwelle W drehbar ist.
Auf dem Spindelstock 12 wird drehbar eine Hauptspindel Cm (C-Achse) getragen. An dem fernen Ende der Hauptspindel Cm sind eine Spitze 14 und ein Dreibacken-Futter 15 angebracht, um ein Ende der Kurbelwelle W abzustützen. Die Hauptspindel Cm wird in einer axialen Richtung parallel zur Z-Achse durch eine Vorrück-/Zurückfahrantriebsvorrichtung 16 vorgerückt und zurückgefahren, und sie wird um eine zur Z-Achse parallele Achse herum durch einen Hauptservomotor 17 (Werkstückantriebsmotor), der einen Encoder 17a hat, drehend angetrieben.
Auf dem Reitstock 13 wird eine Nebenspindel Cs (C-Achse) drehbar so getragen, dass sie zur Hauptspindel Cm koaxial ist. An einem fernen Ende der Nebenspindel Cs ist eine Spitze 18 angebracht, um das andere Ende des Werkstücks W abzustützen. Die Nebenspindel Cs wird in der zur Z-Achse parallelen axialen Richtung durch eine Spitzenpressvorrichtung 19 vorgerückt und zurückgefahren, und sie wird synchron zur Hauptspindel Cm um die zur Z-Achse parallele Achse herum durch einen Nebenservomotor 20, der einen Encoder 20a hat, drehend angetrieben.
Die Vorrück-/Zurückfahrantriebsvorrichtung 16 weist einen Hauptbewegungsmotor 16a, eine Vorschubschraube 16b, eine Führung 16c, einen Schieber 16d und ein schwimmendes Verbindungsstück 16e auf. Die Vorschubschraube 16b ist mit der Motorwelle des Hauptbewegungsmotors 16a verbunden. Die Führung 16c ist parallel zur Vorschubschraube 16b angeordnet.
Der Schieber 16d ist derart angeordnet, dass die Vorschubschraube 16b mit ihm im Gewindeeingriff steht und dass die Führung 16c durch ihn hindurchgeht. Außerdem ist der Schieber 16d über das schwimmende Verbindungsstück 16e mit der Hauptspindel Cm verbunden. Wenn die Vorschubschraube 16b durch den Hauptbewegungsmotor 16a gedreht wird, bewegt sich der Schieber 16d entlang der Führung 16c, sodass die Hauptspindel Cm in der zur Z-Achse parallelen axialen Richtung um eine vorbestimmte Strecke vorgerückt oder zurückgefahren wird.
Die Spitzenpressvorrichtung 19 weist einen Nebenbewegungsmotor 19a, eine Vorschubschraube 19b, eine Führung 19c, einen Schieber 19d und eine Feder 19e auf. Die Vorschubschraube 19b ist mit der Motorwelle des Nebenbewegungsmotors 19a verbunden. Die Führung 19c ist parallel zur Vorschubschraube 19b angeordnet.
Der Schieber 19d ist derart angeordnet, dass die Vorschubschraube 19b mit ihm im Gewindeeingriff steht und dass die Führung 19c durch ihn hindurchgeht. Außerdem presst der Schieber 19d die Nebenspindel Cs über die Feder 19e zum Werkstück W hin, und er ist mit der Nebenspindel Cs über einen (nicht dargestellten) Stopper-Stab derart verbunden, dass sich die Nebenspindel Cs vom Werkstück W wegbewegen kann.
Wenn die Vorschubschraube 19b durch den Nebenbewegungsmotor 19a gedreht wird, bewegt sich der Schieber 19d entlang der Führung 19c, sodass die Nebenspindel Cs in der zur Z-Achse parallelen axialen Richtung um eine vorbestimmte Strecke vorgerückt oder zurückgefahren wird. Die Kurbelwelle W wird an einem Ende von dem Futter 15 getragen, und sie wird an den entgegengesetzten Enden zwischen den Spitzen 14 und 18 gehalten und abgestützt, wenn die Hauptspindel Cm und die Nebenspindel Cs durch die Vorrück-/Zurückfahrantriebsvorrichtung 16 und die Spitzenpressvorrichtung 19 in der zur Z-Achse parallelen axialen Richtung bewegt werden.
Die Hauptspindel Cm ist durch das schwimmende Verbindungstück 16e so fixiert, dass sie bezüglich des Schiebers 16d nicht in der zur Z-Achsenrichtung parallelen axialen Richtung bewegt wird. Wenn die Spitzenpressvorrichtung 19 die Nebenspindel Cs in der zur Z-Achse parallelen axialen Richtung bewegt, sodass die Feder 19e komprimiert wird, kann daher auf die Kurbelwelle W eine dem Kompressionsbetrag der Feder 19e entsprechende Anpresskraft aufgebracht werden.
Außerdem sind auf dem Bett 11 in der zur Z-Achsenrichtung parallelen axialen Richtung Seite an Seite zwei Tische 23 angeordnet. Jeder Tisch 23 kann durch einen Z-Achsen-Servomotor 21, der einen Encoder 21a hat, und eine Vorschubschraube 22 in der Z-Achsenrichtung bewegt werden.
Auf den Tischen 23 sind in der zu Z-Achse parallelen axialen Richtung Seite an Seite zwei Scheibenspindelstöcke 26 angeordnet. Jeder Scheibenspindelstock 26 kann durch einen X-Achsen-Servomotor 24 (Vorschubvorrichtung), der einen Encoder 24a hat, und eine Vorschubschraube 25 (Vorschubvorrichtung) in einer zur X-Achse parallelen axialen Richtung (die Drehachse der Kurbelwelle W kreuzenden Richtung) bewegt werden.
Die Schleifscheibe 28 wird auf jedem Scheibenspindelstock 26 durch einen Schleifscheibenantriebsmotor 27 drehbar um eine zur Z-Achse parallele Achse getragen. Auf jedem Scheibenspindelstock 26 ist auch eine Kühlmitteldüse 29 (siehe 6A) angeordnet, um einem Schleifpunkt Kühlmittel zuzuführen. Auf dem Bett 11 ist eine Größenbestimmungsvorrichtung 30 angeordnet, die den Durchmesser der Kurbelwelle W (der Kurbelzapfen P1 bis P4 und der Kurbelschenkel J1 bis J5) misst.
Die Schleifmaschine 1 ist mit einer Steuervorrichtung 31 versehen, die die Hauptspindel Cm, die Nebenspindel Cs und die Schleifscheiben 28 dreht und den Vorschub der Schleifscheiben 28 zur Kurbelwelle W steuert.
Wie unten im Einzelnen beschrieben wird, weist die Steuervorrichtung 31 eine Eingabevorrichtung 32 und eine Speichervorrichtung 33 auf. Die Eingabevorrichtung 32 gibt den Geraderichtbetrag, um den vor dem Schleifen die Verformung der Kurbelwelle W geradegerichtet wird, und den Verformungsbetrag der Kurbelwelle nach dem Schleifen ein. Die Speichervorrichtung 33 speichert eine Tabelle, die eine Beziehung (Korrelation) zwischen dem eingegebenen Geraderichtbetrag und Verformungsbetrag darstellt.
Die Steuervorrichtung 31 nimmt auf die Tabelle Bezug, um einen Verformungsbetrag einer derzeit zu schleifenden Kurbelwelle W zu berechnen, der einem eingegebenen Geraderichtbetrag der derzeit zu schleifenden Kurbelwelle W entspricht. Dann steuert die Steuervorrichtung 31 den Vorschub der Schleifscheiben 28 unter Berücksichtigung des Verformungsbetrags und führt ein Schleifen der Kurbelwelle W (der Kurbelzapfen P1 bis P4 und der Kurbelschenkel J1 bis J5) mit den Schleifscheiben 28 durch.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Anfertigen der Kurbelwelle W beschrieben. Wie in dem Abschnitt „Beschreibung des Stands der Technik“ beschrieben wurde, wird die innere Spannung, die durch die Geraderichtvorrichtung erzeugt wird, aufeinanderfolgend gelöst, wenn die Schleifmaschine die Oberflächenschichten der Kurbelzapfen P1 bis P4 in der Reihenfolge vom Kurbelzapfen P1 bis zum Kurbelzapfen P4 aufeinanderfolgend schleift und entfernt. Deswegen wird die durch das Induktionshärten verursachte Biegung wieder hervorgerufen, sodass sich die Kurbelwelle W verformt.
Daher schwankt die Exzentrizität zwischen den Kurbelzapfen P1 bis P3 außer dem letzten geschliffenen Kurbelzapfen P4. Die Erfinder fanden heraus, dass es eine Korrelation zwischen dem oben beschriebenen Verformungsbetrag der Kurbelwelle W in der Schleifmaschine, also den Abweichungen der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4, und dem Geraderichtbetrag der Kurbelwelle W in der Geraderichtvorrichtung gibt. In der folgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Verfahren zum Auffinden einer Korrelation zwischen dem Geraderichtbetrag der Kurbelwelle W und den Abweichungen der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4 beschrieben.
Gemäß dem Verfahren zum Auffinden einer Korrelation zwischen dem Geraderichtbetrag der Kurbelwelle W und den Abweichungen der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4 wird zunächst durch Schmieden das Material der Kurbelwelle W hergestellt (Schritt S1 von 3) und die Kurbelschenkel J1 bis J5 und die Kurbelzapfen P1 bis P4 des Materials der Kurbelwelle W werden induktionsgehärtet (Schritt S2 von 3). Das Induktionshärten führt dazu, dass sich die Kurbelwelle W biegt. Somit wird der Biegungsbetrag zu diesem Zeitpunkt als ein erster Biegungsbetrag B1 gemessen (Schritt S3 von 3).
Wie in 5A dargestellt ist, wird die Kurbelwelle W genauer in der Richtung gebogen, die eine Drehachse Lw kreuzt. Es ist zu beachten, dass 5A ein Beispiel darstellt, in dem der Biegungsbetrag des Kurbelschenkels J3 maximiert ist, und sie nicht die Kurbelzapfen P1 bis P4 darstellt. Somit wird als erster Biegungsbetrag B1 der Abstand zwischen der Drehachse Lw der Kurbelwelle W und einer zentralen Achse Lj3 des Kurbelschenkels J3 gemessen.
Als Nächstes wird die gebogene Kurbelwelle W durch die Geraderichtvorrichtung geradegerichtet (Schritt S4 von 3). Obwohl die gebogene Kurbelwelle W durch die Geraderichtvorrichtung geradegerichtet wird, bleibt die Kurbelwelle W etwas gebogen. Somit wird der Biegungsbetrag zu diesem Zeitpunkt als ein zweiter Biegungsbetrag B2 gemessen (Schritt S5 von 3).
Wie in 5B gezeigt ist, wird auf den Kurbelschenkel J3 konkret eine Last H in einer Richtung senkrecht zur Drehachse Lw der Kurbelwelle W aufgebracht, um die gebogene Kurbelwelle W (von dem Zustand, der in 5B durch eine Strichlinie angegeben wird, bis zu dem Zustand, der in 5B durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist) geradegerichtet. Wie in 5C dargestellt ist, wird dann als zweiter Biegungsbetrag B2 der Abstand zwischen der Drehachse Lw der Kurbelwelle W und der zentralen Achse Lj3 des Kurbelschenkels J3 gemessen.
Dann wird die Differenz zwischen dem ersten Biegungsbetrag B1 und dem zweiten Biegungsbetrag B2 als ein Geraderichtbetrag B3 der durch die Geraderichtvorrichtung geradegerichteten Kurbelwelle W berechnet (Schritt S6 von 3). Dann wird der berechnete Geraderichtbetrag B3 der Kurbelwelle W durch den Bediener unter Verwendung der Eingabevorrichtung 32 der Steuervorrichtung 31 der Schleifmaschine 1 eingegeben (Eingabeschritt), damit er in der Speichervorrichtung 33 gespeichert wird. Dann wird die Kurbelwelle W durch die Schleifmaschine 1 so geschliffen, dass sie in die endgültige Form der Kurbelwelle W gebracht wird (Schritt S7 von 3).
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 6A bis 6D die Positionen des Kurbelzapfens P1 und der Schleifscheibe 28 während des Schleifens der Kurbelwelle W beschrieben. In den 6A bis 6D wird angenommen, dass die Kurbelwelle W nicht abgelenkt oder verformt ist. Außerdem wird in der folgenden Beschreibung die nach links gehende Richtung in den 6A bis 6B als eine nach vorne gerichtete Vorschubrichtung der Schleifscheibe 28 und die nach rechts gehende Richtung in den 6A bis 6B wird als eine nach hinten gerichtete Vorschubrichtung der Schleifscheibe 28 bezeichnet.
Der Winkel der Linie, die ein Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und eine Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 verbindet, bezüglich der Linie, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 verbindet, ist ein Drehwinkel α des Kurbelschenkels J3 (nachstehend als eine Phase α des Kurbelschenkels J3 bezeichnet). In den 6A bis 6D ist der Kurbelschenkel J3 nicht dargestellt.
Wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3, wie in 6A dargestellt ist, 0° beträgt, befindet sich die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 auf der Linie, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 verbindet, und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 befindet sich in der nach hinten gerichteten Vorschubrichtung an der am weitesten hinten liegenden Position.
Das heißt, dass ein Schleifpunkt Q des Kurbelzapfens P1 und der Schleifscheibe 28 auf der Linie liegt, die die Mitte Op des Kurbelzapfens P1 das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 verbindet. Das von der Kühlmitteldüse 29 aus zugeführte Kühlmittel wird dem Schleifpunkt Q von der Oberseite der Schleifscheibe 28 aus zugeführt.
Wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3, wie in 6B dargestellt ist, 90° beträgt, befindet sich die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 bezüglich des DrehSpitzen Oj3 des Kurbelschenkels J3 an der obersten exzentrischen Position, und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 befindet sich von der Position aus, an der sich das Drehzentrum Og befindet, wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3 0° beträgt, an einer Position, die in der nach vorne gerichteten Vorschubrichtung verschoben ist.
Wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3, wie in 6C dargestellt ist, 180° beträgt, befindet sich die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 auf der Linie, die von der Linie ausgeht, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 verbindet, und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 liegt von der Position aus, an der sich das Drehzentrum Og befindet, wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3 90° beträgt, an der am weitesten vorne liegenden Position, die in der nach vorne gerichteten Vorschubrichtung verschoben ist.
Wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3, wie in 6D dargestellt ist, 270° beträgt, befindet sich die Mitte Op1 des Kurbelzapfes P1 bezüglich des DrehSpitzen Oj3 des Kurbelschenkels J3 an der untersten exzentrischen Position, und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 befindet sich von der Position aus, an der sich das Drehzentrum Og befindet, wenn die Phase α des Kurbelschenkels J3 180° beträgt, an einer Position, die in der nach hinten gerichteten Vorschubrichtung verschoben ist.
Wenn der Kurbelzapfen P1 geschliffen wird, werden die Vorgänge der 6A bis 6D wiederholt. Die anderen Kurbelzapfen P2 bis P4 können auf die gleiche Weise geschliffen werden. Nach Abschluss des Schleifens wird die durch die Geraderichtvorrichtung erzeugte innere Spannung aufeinanderfolgend gelöst. Deswegen wird die durch das Induktionshärten verursachte Biegung wiederhergestellt, sodass die Kurbelwelle W verformt wird. Dann wird der Verformungsbetrag gemessen und als die Abweichung der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 festgelegt (Schritt S8 von 3).
Konkret verformt sich die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P bezüglich der Drehmitte Oj3 des Kurbelschenkels J3 in der radialen Richtung. Dementsprechend wird der Abstand zwischen der Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen und dem Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 gemessen.
Dann wird die Differenz zwischen dem gemessenen Abstand und dem Abstand zwischen der konzipierten Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 und dem Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 berechnet, und die berechnete Differenz wird als eine Abweichung ΔS der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 festgelegt. Die berechnete Abweichung ΔS der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 wird durch den Benutzer unter Verwendung der Eingabevorrichtung 32 der Steuervorrichtung 31 der Schleifmaschine 1 eingegeben (Eingabeschritt), damit sie in der Speichervorrichtung 33 gespeichert wird.
Auf diese Weise wird der Zusammenhang zwischen dem im Schritt S6 berechneten Geraderichtbetrag B3 der Kurbelwelle W und der im Schritt S8 berechneten Abweichung ΔS der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 in der Speichervorrichtung 33 als eine Tabelle gespeichert (Schritt S9 von 3, Speicherschritt). Auf diese Weise endet der gesamte Prozess. Indem der oben beschriebene Prozess durchgeführt wird, während der Geraderichtbetrag B3 der Kurbelwelle W geändert wird, wird die oben beschriebene Tabelle in der Speichervorrichtung 33 als eine Datenbank gespeichert.
Wie in 7 dargestellt ist, gibt es zwischen dem Geraderichtbetrag B3 der Kurbelwelle W und den Abweichungen ΔS der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4 zum Beispiel eine lineare Korrelation. Es ist zu beachten, dass in 7 jede der Abweichungen ΔS der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4 für vier Geraderichtbeträge B3 der Kurbelwelle W aufgetragen ist. Jede Auftragung wird in eine Gerade genähert.
Die Abweichungen ΔS der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4 sind Werte, die ermittelt wurden, als zunächst gleichzeitig die Kurbelzapfen P1 und P2 und dann gleichzeitig die anderen Kurbelzapfen P3 und P4 geschliffen wurden. Die Abweichungen ΔS der Exzentrizität der Kurbelzapfen P1 bis P4 können somit ermittelt werden, indem der Geraderichtbetrag B3 der zu schleifenden Kurbelwelle W berechnet wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Überblick über ein Schleifverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gegeben. In diesem Beispiel wird der Kurbelzapfen P1 durch die Schleifscheibe 28 geschliffen, wie in 8 dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass R den Radius der Schleifscheibe 28 darstellt und dass r den Radius des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen darstellt, der in 8 durch eine durchgezogene Linie angegeben wird. Die anderen Kurbelzapfen P2 bis P4 können auf die gleiche Weise geschliffen werden.
Bei diesem Schleifsteuervorgang muss die Vorschubposition der Schleifscheibe 28, d. h. ein Abstand X zwischen dem Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und dem Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28, in Übereinstimmung mit der Phase α des Kurbelschenkels J3 geändert werden. In 8 wird der Winkel, der durch eine Linie M1, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 verbindet, und eine Linie M2 ausgebildet wird, die das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 und die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen verbindet, als β definiert.
Eine Mitte Opal des Kurbelzapfens Pa1 vor dem Schleifen (durch eine einmal kurz und einmal lang gestrichelte Linie angegeben) ist von der Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen um eine Abweichung ΔS der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen in der Richtung einer Linie M3 verschoben, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen verbindet. Die Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen beträgt S - ΔS.
Mit den oben beschriebenen Einstellungen steuert die Schleifmaschine 1 das Schleifen eines gedachten Kurbelzapfens Pb1 (durch eine einmal lang und zweimal kurz gestrichelte Linie angegeben), dessen Mitte mit der Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen zusammenfällt und der den Kurbelzapfen Pa1 vor dem Schleifen enthält. In diesem Fall ändert sich der Radius des gedachten Kurbelzapfens Pb1 mit fortschreitendem Schleifen, aber die Exzentrizität des gedachten Kurbelzapfens Pb1 ist S - ΔS und konstant.
In diesem Beispiel wird in der Anfangsphase des Grobschleifens der Radius des gedachten Kurbelzapfens Pb1 auf r + Δr1 + Δr2 + ΔS eingestellt; in der zweiten Phase des Grobschleifens (nach Abschluss des Schleifens von ΔS) wird der Radius des gedachten Kurbelzapfens Pb1 auf r + Δr1 + Δr2 eingestellt; beim Feinschleifen (nach Abschluss des Schleifens von Δr1) wird der Radius des gedachten Kurbelzapfens Pb1 auf r + Δr2 eingestellt; und beim Ausfunken nach Abschluss des Feinschleifens (nach Abschluss des Schleifens von Δr2) wird der Radius des gedachten Kurbelzapfens Pb1 auf r eingestellt. Es ist zu beachten, dass Δr1 die Schneidmenge beim Grobschleifen und Δr2 die Schneidmenge beim Feinschleifen darstellt.
Die Anfangsphase des Grobschleifens in der Schleifmaschine 1 (vor dem Schleifen von ΔS) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (1). Da in der Gleichung (1) die Werte R, S, ΔS, Δr1, Δr2 und α bekannt sind, kann β ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (2) X berechnet werden. Dann wird eine Tabelle erzeugt, die den Zusammenhang zwischen α und X darstellt, und der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird in Übereinstimmung mit dieser Tabelle gesteuert. $(S - Δ S) sin α = (r + Δ r1 + Δ r2 + Δ S + R) sin β$
$X = (S - Δ S) cos α + (r + Δ r1 + Δ r2 + Δ S + R) cos β$
Die zweite Stufe des Grobschleifens in der Schleifmaschine 1 (nach Abschluss des Schleifens von ΔS) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (3). Da in der Gleichung (3) die Werte R, S, ΔS, Δr1, Δr2 und α bekannt sind, kann β ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (4) X berechnet werden. Dann wird eine Tabelle erzeugt, die den Zusammenhang zwischen α und X darstellt, und der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird in Übereinstimmung mit dieser Tabelle gesteuert. $(S - Δ S) sin α = (r + Δ r1 + Δ r2 + Δ S + R) sin β$
$X = (S - Δ S) cos α + (r + Δ r1 + Δ r2 + Δ S + R) cos β$
Das Feinschleifen (nach Abschluss des Schleifens von Δr1) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (5). Da in der Gleichung (5) die Werte R, r, S, ΔS, Δr2 und α bekannt sind, kann β ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (6) X berechnet werden. Dann wird eine Tabelle erzeugt, die den Zusammenhang zwischen α und X darstellt, und der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird in Übereinstimmung mit dieser Tabelle gesteuert. $(S - Δ S) sin α = (r + Δ r2 + R) sin β$
$X = (S - Δ S) cos α + (r + Δ r2 + R) cos β$
Das Ausfunken nach dem Feinschleifen (nach Abschluss des Schleifens von Δr2) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (7). Da in der Gleichung (7) die Werte R, r, S, ΔS und α bekannt sind, kann β ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (8) X berechnet werden. Der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird somit an der Position gestoppt, die X entspricht, um das Schleifen zu steuern. $(S - Δ S) sin α = (r + R) sin β$
$X = (S - Δ S) cos α + (r + R) cos β$
Als Nächstes wird der Schleifvorgang (Schleifschritt) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die Steuervorrichtung 31 schiebt die Hauptspindel Cm (Spitze 14) und die Nebenspindel Cs (Spitze 18) aufeinander zu, um so die Kurbelwelle W zu pressen und abzustützen (Schritt S11 von 4). Dann bringt die Steuervorrichtung 31 das Futter 15 dazu, die Kurbelwelle W zu halten, sie steuert den Betrieb des Hauptservomotors 17, des Nebenservomotors 20 und des Schleifscheibenantriebsmotors 27, und sie startet die Drehung der Kurbelwelle W und der Schleifscheibe 28 (Schritt S12 von 4).
Die Steuervorrichtung 31 steuert den Betrieb des X-Achsen-Servomotors 24, um so die Schleifscheibe 28 in der X-Achsenrichtung in Richtung Kurbelwelle W nach vorne zu schieben und mit Trockenschleifen zu beginnen (Schritt S13 von 4). In der Zwischenzeit liest die Steuervorrichtung 31 eine Tabelle aus, die den Zusammenhang zwischen der Phase α des Kurbelschenkels J3 und der Vorschubposition X der Schleifscheibe 28 darstellt, der der zu schleifenden Kurbelwelle W entspricht (Schritt S14 von 4).
Die Steuervorrichtung 31 erfasst unter Verwendung eines (nicht dargestellten) Kontakterfassungssensors (Schallemissionssensors) eine Schallemissionswelle, die durch die Schleifscheibe 28 erzeugt wird, und sie bestimmt, ob sich die Schleifscheibe 28 mit dem Kurbelzapfen Pa1 in Kontakt befindet (Schritt S15 von 4). Falls bestimmt wird, dass sich die Schleifscheibe 28 mit dem Kurbelzapfen Pa1 in Kontakt befindet, steuert die Steuervorrichtung 31 dann den Vorschub der Schleifscheibe 28 in Übereinstimmung mit der ausgelesenen Tabelle, um so das Grobschleifen (Schritt S16 von 4), dann das Feinschleifen (Schritt S17 von 4) und dann das Ausfunken (Schritt S18 von 4) durchzuführen.
Bei Abschluss des Ausfunkens steuert die Steuervorrichtung 31 den Betrieb des X-Achsen-Servomotors 24 so, dass die Schleifscheibe 28 in der X-Achsenrichtung von der Kurbelwelle W weg nach hinten geschoben wird (Schritt S19 von 4). Dann steuert die Steuervorrichtung 31 den Betrieb des Hauptservomotors 17, des Nebenservomotors 20 und des Schleifscheibenantriebsmotors 27 und stoppt die Drehung der Kurbelwelle W und der Schleifscheibe 28 (Schritt S20 von 4).
Dann bringt die Steuervorrichtung 31 das Futter 15 dazu, die Kurbelwelle W freizugeben, und sie fährt die Hauptspindel Cm (Spitze 14) und die Nebenspindel Cs (Spitze 18) auseinander, um so die Kurbelwelle W zu entfernen (S21 von 4). Dann bestimmt die Steuervorrichtung 31, ob es eine nächste Kurbelwelle W gibt, die geschliffen werden soll (Schritt S22 von 4). Falls es eine nächste Kurbelwelle W gibt, die geschliffen werden soll, kehrt der Prozess zum Schritt S11 zurück, um den oben beschriebenen Prozess zu wiederholen. Falls es keine nächste Kurbelwelle W gibt, die geschliffen werden soll, endet der gesamte Prozess.
Gemäß der Schleifmaschine 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Vorschub der Schleifscheibe 28 beruhend auf dem Verformungsbetrag der Kurbelwelle W nach dem Schleifen gesteuert, der anhand des Geraderichtbetrags B3 der Kurbelwelle W vor dem Schleifen, d. h. der Abweichung ΔS der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1, berechnet wird. Es ist daher möglich, jede Kurbelwelle W passend zu schleifen und die Schleifgenauigkeit zu verbessern. Obwohl die Kurbelwelle W eine Vielzahl von zu schleifenden Teilen P1 bis P4 hat, können das Grobschleifen und Feinschleifen an den Teilen P1 bis P4 auch kontinuierlich durchgeführt werden. Daher ist es möglich, die Schleifeffizienz zu verbessern.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Überblick über ein anderes Schleifverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gegeben. In diesem Beispiel wird ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Schleifverfahren der Schleifzapfen P1 durch die Schleifscheibe 28 geschliffen, wie in 9 dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass R den Radius der Schleifscheibe 28 darstellt und dass r den Radius des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen darstellt, der in 9 durch eine durchgezogene Linie angegeben wird.
Auch bei diesem Schleifsteuervorgang muss die Vorschubposition der Schleifscheibe 28, d. h. der Abstand zwischen dem Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und dem Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 in Übereinstimmung mit der Phase α des Kurbelschenkels J3 geändert werden.
In 9 ist die Mitte Opal des Kurbelzapfens Pa1 vor dem Schleifen (durch eine einmal lang und einmal kurz gestrichelte Linie angegeben) von der Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen in der Richtung der Linie M3, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und die Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen verbindet, um eine Abweichung ΔS der Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen verschoben. Die Exzentrizität des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen ist S - ΔS.
Dieses Schleifverfahren ist hinsichtlich der oben beschriebenen Aspekte das gleiche wie das obige Schleifverfahren, es unterscheidet sich von dem obigen Schleifverfahren aber hinsichtlich der folgenden Aspekte. Und zwar wird der Winkel, der durch die Linie M1, die das Drehzentrum Oj3 des Kurbelschenkels J3 und das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 verbindet, und eine Linie M4 ausgebildet wird, die das Drehzentrum Og der Schleifscheibe 28 und die Mitte Opal des Kurbelzapfens Pa1 vor dem Schleifen verbindet, als γ definiert.
Mit den oben beschriebenen Einstellungen steuert die Schleifmaschine 1 das Schleifen des Kurbelzapfens Pa1 vor dem Schleifen, dessen Mitte um ΔS von der Mitte Op1 des Kurbelzapfens P1 nach dem Schleifen verschoben ist. In diesem Fall ändern sich mit fortschreitendem Schleifen der Radius des Kurbelzapfens Pa1 und die Exzentrizität des Kurbelzapfens Pa1.
In diesem Beispiel wird in der Anfangsphase des Grobschleifens der Radius des Kurbelzapfens Pa1 vor dem Schleifen auf r + Δr1 + Δr2 und die Exzentrizität auf S eingestellt; in der zweiten Phase des Grobschleifens (nach Abschluss des Schleifens von Δr1) wird der Radius des Kurbelzapfens Pa1 auf r + Δr2 und die Exzentrizität auf S - ΔS1 eingestellt; beim Feinschleifen wird der Radius des Kurbelzapfens Pa1 auf r + Δr2 und die Exzentrizität auf S - ΔS2 eingestellt; und beim Ausfunken nach Abschluss des Feinschleifens (nach Abschluss des Schleifens von Δr2) wird der Radius des Kurbelzapfens Pa1 auf r und die Exzentrizität auf S - ΔS eingestellt. Es ist zu beachten, dass ΔS1 und ΔS2 den Zusammenhang ΔS > ΔS2 > ΔS1 haben.
Die Anfangsphase des Grobschleifens in der Schleifmaschine 1 (vor dem Schleifen von Δr1) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (9). Da in der Gleichung (9) die Werte R, S, ΔS, Δr1, Δr2 und α bekannt sind, kann γ ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (10) X berechnet werden. Dann wird eine Tabelle erzeugt, die den Zusammenhang zwischen α und X darstellt, und der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird in Übereinstimmung mit dieser Tabelle gesteuert. $Ssin α = (r + Δ r1 + Δ r2 + R) sin γ$
$X = Scos α + (r + Δ r1 + Δ r2 + R) cos γ$
Die zweite Stufe des Grobschleifens in der Schleifmaschine 1 (nach Abschluss des Schleifens von Δr1) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (11). Da in der Gleichung (11) die Werte R, S, ΔS, Δr2 und α bekannt sind, kann γ ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (12) X berechnet werden. Dann wird eine Tabelle erzeugt, die den Zusammenhang zwischen α und X darstellt, und der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird in Übereinstimmung mit dieser Tabelle gesteuert. $(S - Δ S1) sin α = (r + Δ r2 + R) sin γ$
$X = (S - Δ S1) cos α + (r + Δ r2 + R) cos γ$
Das Feinschleifen erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (13). Da in der Gleichung (13) die Werte R, r, S, ΔS, Δr2 und α bekannt sind, kann γ ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (14) X berechnet werden. Dann wird eine Tabelle erzeugt, die den Zusammenhang zwischen α und X darstellt, und der Vorschub der Schleifscheibe 28 wird in Übereinstimmung mit dieser Tabelle gesteuert. $(S - Δ S2) sin α = (r + Δ r2 + R) sin γ$
$X = (S - Δ S2) cos α + (r + Δ r2 + R) cos γ$
Das Ausfunken nach dem Feinschleifen (nach Abschluss des Schleifens von Δr2) erfolgt unter der Bedingung der folgenden Gleichung (15). Da in der Gleichung (15) die Werte R, r, S, ΔS und α bekannt sind, kann γ ermittelt werden. Dementsprechend kann durch die folgende Gleichung (16) X berechnet werden. Somit wird der Vorschub der Schleifscheibe (28) an der Position gestoppt, die X entspricht, um das Schleifen zu steuern. Dieses Schleifverfahren kann für die gleiche Wirkung wie das Schleifverfahren des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels sorgen. $(S - Δ S) sin α = (r + R) sin γ$
$X = (S - Δ S) cos α + (r + R) cos γ$
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel speichert die Speichervorrichtung 33 eine Tabelle, die den Zusammenhang zwischen dem Geraderichtbetrag und dem Verformungsbetrag darstellt. Allerdings kann die Speichervorrichtung 33 einen Vergleichsausdruck (Korrelation) zwischen dem Geraderichtbetrag und dem Verformungsbetrag speichern.
In dem obigen Ausführungsbeispiel ist als Werkstück die Reihenvierzylinder-Flatplane-Kurbelwelle W beschrieben worden. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auch bei einer Crossplane-Kurbelwelle und einer Reihensechszylinder-Kurbelwelle angewandt werden, und sie kann auch bei einer zylindrischen Welle und einer anderen Nockenwelle als die Kurbelwelle W angewandt werden.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist die Schleifmaschine 1 derart konfiguriert, dass die Hauptspindel Cm und die Nebenspindel Cs drehend angetrieben werden. Allerdings kann die Schleifmaschine 1 auch derart konfiguriert werden, dass nur die Hauptspindel Cm drehend angetrieben wird. Die Schleifmaschine 1 kann eine Einzelkopf-Schleifmaschine sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3840389 B2 [0002]
JP 5473006 B2 [0004]

Claims

Schleifmaschine mit: einem Scheibenspindelstock, der eine Schleifscheibe so trägt, dass die Schleifscheibe drehbar ist, und der einen Schleifscheibenantriebsmotor hat, der die Schleifscheibe drehend antreibt; einem Spindelstock, der ein Werkstück so trägt, dass das Werkstück drehbar ist, und der einen Werkstückantriebsmotor hat, der das Werkstück drehend antreibt; einer Vorschubvorrichtung, die die Schleifscheibe in einer Richtung, die eine Drehachse des Werkstücks kreuzt, relativ zum Werkstück hin- und von ihm wegbewegt; und einer Steuervorrichtung, die einen Vorschub der Vorschubvorrichtung steuert und mit der Schleifscheibe ein Schleifen des Werkstücks durchführt, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Eingabevorrichtung, die einen Geraderichtbetrag, wenn vor dem Schleifen eine Biegung in dem Werkstück geradegerichtet wird, und einen Verformungsbetrag des Werkstücks nach dem Schleifen eingibt; und eine Speichervorrichtung, die eine Korrelation zwischen dem eingegebenen Geraderichtbetrag und Verformungsbetrag speichert, und die Steuervorrichtung auf die Korrelation Bezug nimmt, um einen Verformungsbetrag eines derzeit zu schleifenden Werkstücks zu berechnen, der einem eingegebenen Geraderichtbetrag des derzeit zu schleifenden Werkstücks entspricht, den Vorschub der Vorschubvorrichtung unter Berücksichtigung des Verformungsbetrags steuert und mit der Schleifscheibe ein Schleifen des derzeitigen Werkstücks durchführt.
Schleifmaschine nach Anspruch 1, wobei das Werkstück, an dem die Steuervorrichtung das Schleifen durchführt, ein Werkstück ist, das in der Richtung, die die Drehachse des Werkstücks kreuzt, gebogen ist.
Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Werkstück, an dem die Steuervorrichtung das Schleifen durchführt, eine Kurbelwelle ist, die einen Kurbelschenkel und einen Kurbelzapfen aufweist, wobei der Kurbelzapfen eine zentrale Achse hat, die von einer Drehachse des Kurbelschenkels aus radial exzentrisch ist.
Schleifmaschine nach Anspruch 3, wobei die Steuervorrichtung den Vorschub der Vorschubvorrichtung steuert, indem sie einen Abstand zwischen der Drehachse des Kurbelschenkels und einer Drehachse der Schleifscheibe beruhend auf einem Abstand zwischen der zentralen Achse des Kurbelzapfens nach dem Schleifen und der Drehachse der Schleifscheibe berechnet.
Schleifscheibe nach Anspruch 3, wobei die Steuervorrichtung den Vorschub der Vorschubvorrichtung steuert, indem sie einen Abstand zwischen der Drehachse des Kurbelschenkels und einer Drehachse der Schleifscheibe beruhend auf einem Abstand zwischen der zentralen Achse des Kurbelzapfens vor dem Schleifen und der Drehachse der Schleifscheibe berechnet.
Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks mit einer Schleifmaschine, wobei die Schleifmaschine Folgendes umfasst: einen Scheibenspindelstock, der eine Schleifscheibe so trägt, dass die Schleifscheibe drehbar ist, und der einen Schleifscheibenantriebsmotor hat, der die Schleifscheibe drehend antreibt; einen Spindelstock, der ein Werkstück so trägt, dass das Werkstück drehbar ist, und der einen Werkstückantriebsmotor hat, der das Werkstück drehend antreibt; eine Vorschubvorrichtung, die die Schleifscheibe in einer Richtung, die eine Drehachse des Werkstücks kreuzt, relativ zum Werkstück hin- und von ihm wegbewegt; und eine Steuervorrichtung, die einen Vorschub der Vorschubvorrichtung steuert und mit der Schleifscheibe ein Schleifen des Werkstücks durchführt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Eingeben eines Geraderichtbetrags, wenn vor dem Schleifen eine Biegung in dem Werkstück geradegerichtet wird, und eines Verformungsbetrags des Werkstücks nach dem Schleifen; Speichern einer Korrelation zwischen dem eingegebenen Geraderichtbetrag und Verformungsbetrag; und Bezugnehmen auf die Korrelation, um einen Verformungsbetrag eines derzeit zu schleifenden Werkstücks zu berechnen, der einem eingegebenen Geraderichtbetrag des derzeit zu schleifenden Werkstücks entspricht, Steuern des Vorschubs der Vorschubvorrichtung unter Berücksichtigung des Verformungsbetrags und Durchführen von Schleifen des derzeitigen Werkstücks mit der Schleifscheibe.