-
Technisches Gebiet
-
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Schleifscheibenabrichtverfahren (Schleifscheibenabziehverfahren) und auf eine Schleifmaschine, die das Abrichtverfahren (Abziehverfahren) anwendet.
-
Stand der Technik
-
Üblicherweise werden Werkstücke in verschiedenen Formen auf einer Schleifmaschine bearbeitet. Zum Beispiel gibt es, wie in 9 gezeigt ist, ein Werkstück W, das Folgendes aufweist: einen Spindelabschnitt WA; und einen scheibenförmigen Abschnitt WB, der eine Flanschform hat, die von einer im Wesentlichen Mitte (Zentrum) des Spindelabschnitts WA vorsteht, und in dem zumindest die Fläche an einer Seite in der axialen Richtung mit einer Konusfläche (schrägen Fläche) WC ausgebildet ist. Die Konusfläche WC des Werkstücks W wird durch eine Schleifscheibe der Scheibenbauart TA geschliffen, indem die Schleifscheibe der Scheibenbauart TA mit der Konusfläche WC in Kontakt gebracht wird, während das Werkstück W um die Achse gedreht wird.
-
Die vorstehend beschriebene Schleifscheibe TA ist eine sogenannte Winkelschleifscheibe TA, in der, wie in 9 gezeigt ist, eine Schleiffläche (Schleifoberfläche) TA1 an ihrem Umfang mit Bezug auf eine Schleifscheibendrehachse ZTA geneigt ist und die eine Länge hat, die im Wesentlichen gleich zu der Breite der Konusfläche WC ist. Diese Winkelschleifscheibe TA ist an einer Schleifmaschine angebracht und wird um die Schleifscheibendrehachse ZTA durch die Antriebskraft eines Motors oder dergleichen gedreht. Dann wird das Werkstück W um eine Werkstückdrehachse ZW durch eine andere Antriebsquelle gedreht und wird es durch die Schleiffläche TA1 der Winkelschleifscheibe TA geschliffen, indem die Winkelschleifscheibe TA, die sich dreht, mit der Konusfläche WC in Kontakt gebracht wird.
-
Wenn die Konusfläche WC des Werkstücks geschliffen wird, ist zwischen einer Konusfläche WC1 an der Seite nahe der Werkstückdrehachse ZW und einer Konusfläche WC2 an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW die Umfangsgeschwindigkeit an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW höher. Folglich verursacht die Durchmesserdifferenz an der Konusfläche WC des Werkstücks W eine Differenz in dem Schleifabtragsausmaß, wodurch eine Differenz in der endgültigen (endbearbeiteten, fertigen) Oberflächenrauheit des endbearbeiteten (fertigen) Werkstücks verursacht wird.
-
Des Weiteren hat die Winkelschleifscheibe TA, die eine Form hat, in der die Schleiffläche TA mit Bezug auf die Schleifscheibendrehachse ZTA geneigt ist, einen Abschnitt mit großem Durchmesser TA3, in dem der Durchmesser des Außenumfangs relativ groß ist, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser TA2, in dem der Durchmesser klein ist. Aus diesem Grund neigt an der Schleiffläche TA1 der Winkelschleifscheibe TA die Anzahl der Schleifkörner, die in der Umfangsrichtung des Abschnitts mit großem Durchmesser TA3 angeordnet sind, dazu, dass sie relativ größer ist als die Anzahl der Schleifkörner, die in der Umfangsrichtung des Abschnitts mit kleinem Durchmesser TA2 angeordnet sind. Daher ergibt sich aus der Tatsache, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser TA2 der Schleiffläche TA1 der Winkelschleifscheibe TA das Werkstück W mit einer kleinen (geringen) Anzahl von Schleifkörnern verglichen zu dem Abschnitt mit großem Durchmesser TA3 bearbeitet, so dass deren endbearbeitete Oberflächenrauheit des Werkstücks W, das der Bearbeitung unterzogen worden ist, zu einem großen Wert neigt.
-
Bei dem Schleifen der Konusfläche WC des Werkstücks W durch die Winkelschleifscheibe TA tritt ein derartiges Verhältnis auf, dass der Abschnitt mit großem Durchmesser TA3 der Winkelschleifscheibe TA die Konusfläche WC1 an der Seite nahe der Werkstückdrehachse ZW berührt und dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser TA2 die Winkelschleifscheibe TA die Konusfläche WC2 an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW berührt. Aus diesem Grund ist die endbearbeitete Oberflächenrauheit der endbearbeiteten Konusfläche WC des Werkstücks W an der Konusfläche WC2 an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW aufgrund einer Kombination des Einflusses, der mit der Differenz in der Umfangsgeschwindigkeit des Werkstücks W einhergeht, und des Einflusses, der mit der Differenz der Anzahl von Schleifkörnern der Winkelschleifmaschine TA einhergeht, größer.
-
Die Technik, die in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, verwendet eine Schleifscheibe, die eine Schleiffläche hat, die kleiner ist als die Breite der Konusfläche des Werkstücks, und die Schleifscheibe, die die Konusfläche berührt, wird entlang der erzeugenden Linie (Erzeugenden) der Konusfläche bewegt, um das Schleifen auszuführen. Bei diesem Schleifen wird der Versuch unternommen, dass die endbearbeitete Oberflächenrauheit der endbearbeiteten Konusfläche innerhalb einer gewünschten Toleranz fällt, indem die Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) des Werkstücks geändert wird.
-
Stand der Technik Dokumente
-
Patentdokumente
-
- Patentdokument 1: JP-A-2004-345054
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist
-
Jedoch benötigt gemäß der Technik in dem Patentdokument 1 die Bearbeitung der konischen Fläche eine gewisse Zeit, so dass die Bearbeitung nicht effizient ausgeführt werden kann. Demgemäß haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ihre Aufmerksamkeit auf ein Verfahren zum Abrichten (Abziehen) einer Schleifscheibe durch ein Abrichtwerkzeug (Abziehwerkzeug) gerichtet, das ein Abziehen (Abrichten) und Richten (Schlichten) einer Schleifscheibe ausführt.
-
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in Anbetracht eines derartigen Punkts gemacht worden und es ist ein zu lösendes Problem, die Differenz, wenn eine Konusfläche eines Werkstücks geschliffen wird, in der endbearbeiteten (fertigen) Oberflächenrauheit zwischen der Konusfläche an der Seite nahe der Werkstückdrehachse und der Konusfläche an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse zu reduzieren, um das Werkstück effizienter zu bearbeiten.
-
Mittel zum Lösen des Problems
-
Um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, weist die vorliegende Erfindung ein Schleifscheibenabrichtverfahren (Schleifscheibenabziehverfahren) und eine Schleifmaschine gemäß den nachstehenden Gesichtspunkten auf.
-
Zunächst umfasst ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Schleifscheibenabrichtverfahren Schleifscheibenabziehverfahren) in einer Schleifmaschine, die eine Schleifscheibe mit einer axialen Länge an einer Außenumfangsfläche der Schleifscheibe aufweist, die im Wesentlichen gleich zu einer Länge einer erzeugenden Linie (Erzeugenden) einer Konusfläche (schrägen Fläche) eines Werkstücks ist, und die die Konusfläche des Werkstücks schleift, indem die Außenumfangsfläche mit der Konusfläche in Kontakt gebracht wird, ohne dass sich die Schleifscheibe in eine Richtung der erzeugenden Linie der Konusfläche bewegt, zum Abrichten (Abziehen) der Schleifscheibe mittels eines Abrichtwerkzeugs (Abziehwerkzeugs), wobei die Schleifscheibe zum Schleifen der Konusfläche des Werkstücks durch Inkontaktbringen der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe der Schleifmaschine mit der Konusfläche dient, während sich das Werkstück mit der Konusfläche um die Werkstückdrehachse mit Bezug auf die Werkstückdrehachse dreht, wobei, wenn die Außenumfangsfläche der Schleifscheibe abgerichtet (abgezogen) wird, während eine Position des Abrichtwerkzeugs mit Bezug auf die Schleifscheibe relativ entlang der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe von einer Endseite zu der anderen Endseite in einer axialen Richtung der Schleifscheibe an der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe bewegt wird, eine relative Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs, wenn eine Position der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe, die einen Abschnitt mit großem Durchmesser der Konusfläche des Werkstücks schleift, abgerichtet wird, geringer ist als eine relative Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs, wenn eine Position der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe, die einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Konusfläche des Werkzeugs schleift, abgerichtet wird.
-
Gemäß diesem ersten Gesichtspunkt kann durch Ändern der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs beim Ausführen des Abrichtens der Oberflächenzustand der Schleifscheibe geändert werden. Das heißt, die Schleifflächenrauigkeit (Schleifoberflächenrauigkeit) der Schleiffläche (Schleifoberfläche) der Schleifscheibe, die die Konusfläche an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse schleift, an der die Umfangsgeschwindigkeit hoch ist, wird relativ kleiner gemacht als die Schleifoberflächenrauigkeit der Schleiffläche der Schleifscheibe, die die Konusfläche an der Seite nahe der Werkstückdrehachse schleift, an der die Umfangsgeschwindigkeit niedrig (gering, klein) ist. Dadurch kann, wenn die Konusfläche des Werkstücks geschliffen wird, die Differenz der endbearbeiteten (fertigen) Oberflächenrauheit kleiner gemacht werden zwischen der Konusfläche an der Seite nahe der Werkstückdrehachse und der Konusflächen an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse. Des Weiteren kann, indem die axiale Länge der Schleifscheibe an der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe im Wesentlichen gleich zu der Länge der erzeugenden Linie der Konusfläche des Werkstücks gemacht wird (ist), wenn die Außenumfangsfläche der Schleifscheibe mit der Konusfläche in Kontakt gebracht wird und geschliffen wird, das Schleifen ausgeführt werden, ohne dass die Schleifscheibe in der Richtung der erzeugenden Linie der Konusfläche relativ bewegt wird, so dass das Werkstück effizient bearbeitet werden kann. Daher kann, wenn die Konusfläche des Werkstücks geschliffen wird, die Differenz der endbearbeiteten Oberflächenrauheit kleiner gemacht werden zwischen der Konusfläche an der Seite nahe der Werkstückdrehachse und der Konusfläche an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse und kann das Werkstück effizienter bearbeitet werden.
-
Ein zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst das Drehschleifsteinabrichtverfahren (Schleifscheibenabrichtverfahren) gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Gesichtspunkt, wobei das Abrichtwerkzeug relativ von der Position der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe, die den Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Konusfläche des Werkstücks schleift, zu der Position der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe hin bewegt wird, die den Abschnitt mit großem Durchmesser der Konusfläche des Werkstücks schleift, und die relative Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs allmählich verringert wird, oder wobei das Abrichtwerkzeug relativ von der Position der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe, die den Abschnitt mit großem Durchmesser der Konusfläche des Werkstücks schleift, zu der Position der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe hin bewegt wird, die den Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Konusfläche des Werkstücks schleift, und die relative Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs allmählich erhöht wird.
-
Gemäß diesem zweiten Gesichtspunkt wird durch allmähliches Ändern der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs beim Ausführen des Abrichtens die Schleifoberflächenrauheit der Schleifscheibe allmählich geändert, so dass die endbearbeitete Oberflächenrauheit der Konusfläche des Werkstücks gleichmäßiger gemacht werden kann.
-
Ein dritter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst das Schleifscheibenabrichtverfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Gesichtspunkt oder zweiten Gesichtspunkt, wobei die Schleifscheibe eine zylindrische, plane (ebene) Schleifscheibe ist.
-
Gemäß diesem dritten Gesichtspunkt tritt, dadurch dass die Schleifscheibe die zylindrische, plane Schleifscheibe ist, die Differenz der Anzahl von Schleifkörnern, die in der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche angeordnet sind, nicht einfach auf. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, die Differenz der Dichte der Schleifkörner zu berücksichtigen, und kann durch Einstellen der Schleifoberflächenrauheit der Schleiffläche der Schleifscheibe die endbearbeitete Oberflächenrauheit der Konusfläche des Werkstücks eingestellt werden, so dass die endbearbeitete Oberflächenrauheit der Konusfläche des Werkstücks gleichmäßiger gemacht werden kann.
-
Ein vierter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schleifmaschine, die Folgendes aufweist: eine Schleifscheibe; ein Abrichtwerkzeug (Abziehwerkzeug), das die Schleifscheibe abrichtet (abzieht); und eine Steuerungseinrichtung, wobei die Schleifmaschine das Schleifscheibenabrichtverfahren gemäß einem von dem ersten Gesichtspunkt bis zu dem dritten Gesichtspunkt auf der Grundlage einer Anweisung der Steuerungseinrichtung ausführt.
-
Gemäß diesem vierten Gesichtspunkt kann, wenn die Konusfläche des Werkstücks geschliffen wird, eine Schleifmaschine erhalten werden, mit der die Differenz der endbearbeiteten Oberflächenrauheit kleiner gemacht werden kann zwischen der Konusfläche an der Seite nahe der Werkstückdrehachse und der Konusfläche an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse, und kann das Werkstück effizienter bearbeitet werden.
-
Vorteile der Erfindung
-
Gemäß den Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung kann, wenn die Konusfläche des Werkstücks geschliffen wird, die Differenz der endbearbeiteten Oberflächenrauheit kleiner gemacht werden zwischen der Konusfläche an der Seite nahe der Werkstückdrehachse und der Konusfläche an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse und kann das Werkstück effizienter bearbeitet werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Draufsicht einer Schleifmaschine in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
-
2 ist eine Schnittansicht eines Werkstücks in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
-
3 ist eine Draufsicht, die eine Position zu der Zeit des Schleifens durch eine Schleifscheibe in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
-
4 ist eine Draufsicht, die eine Position beim Abrichten der Schleifscheibe in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
-
5 ist eine vergrößerte Draufsicht von Teil V von 4.
-
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Schleifscheibe an einem Teil VI von 5.
-
7 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Bearbeitung durch eine Steuerungseinrichtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
-
8(a) bis 8(c) sind Diagramme, die Änderungen der relativen Bewegungsgeschwindigkeit eines Abrichtwerkzeugs beim Ausführen eines Abrichtens in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigen, wobei 8(a) ein erstes Beispiel der Änderung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs ist, 8(b) ein zweites Beispiel der Änderung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs ist, und 8(c) ein drittes Beispiel der Änderung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs ist.
-
9 ist eine schematische Ansicht, die das Beispiel zum Schleifen in dem Stand der Technik zeigt.
-
Form zum Ausführen der Erfindung
-
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse orthogonal zueinander, wobei die y-Achse eine senkrechte Aufwärtsrichtung anzeigt, die z-Achse die Richtung der Werkstückdrehachse ZW anzeigt, die die Drehachse des Werkstücks W ist, und die x-Achse die Hin- und Herbewegungsrichtung einer Schwenkplattform 12 anzeigt.
-
Nachstehend ist mit Bezug auf 1 bis 8(c) eine Schleifmaschine 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein erstes Ausführungsbeispiel ist die Schleifmaschine 1, in der eine plane (ebene) Schleifscheibe TP (korrespondiert zu der Schleifscheibe) in einer geeigneten Position an der Schwenkplattform 12 angeordnet ist.
-
<Allgemeine Struktur der Schleifmaschine 1 (Fig. 1)>
-
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Schleifmaschine 1 mit einem Gestell 10, einem Hauptspindeltisch 11, der in der Lage ist, in der z-Achsenrichtung auf dem Gestell 10 hin- und herbewegt zu werden, und der Schwenkplattform 12 vorgesehen, die in der Lage ist, in der x-Achsenrichtung auf dem Gestell 10 hin- und herbewegt zu werden, und ist die Schwenkplattform 12 in der Lage, um eine Schwenkachse ZS parallel zu der y-Achse geschwenkt zu werden. Eine Steuerungseinrichtung (eine numerische Steuerungsvorrichtung, etc.) zum Steuern von beweglichen Bauteilen und dergleichen ist nicht dargestellt.
-
Der Hauptspindeltisch 11 bewegt sich in der z-Achsenrichtung durch einen z-Achsenantriebsmotor 11M und eine Vorschubschraube hin und her, und die Steuerungseinrichtung gibt ein Steuerungssignal zu dem z-Achsenantriebsmotor 11M aus, während das Signal von einer Positionserfassungseinrichtung 11E, wie zum Beispiel einem Encoder (Messgeber, Wertgeber), erfasst wird, um dadurch eine Positionierung des Hauptspindeltischs 11 in der z-Achsenrichtung auszuführen.
-
Die Schwenkplattform 12 bewegt sich in der x-Achsenrichtung durch einen x-Achsenantriebsmotor 11M und eine Vorschubschraube hin und her, und die Steuerungseinrichtung gibt ein Steuerungssignal zu dem x-Achsenantriebsmotor 12M aus, während das Signal von einer Positionserfassungseinrichtung 12E, wie zum Beispiel einem Encoder (Messgeber, Wertgeber), erfasst wird, um dadurch eine Positionierung der Schwenkplattform 12 in der x-Achsenrichtung auszuführen.
-
Auf dem Hauptspindeltisch 11 sind eine Hauptspindelplattform 12, die mit einem Zentrierbauteil 21 vorgesehen ist, und ein Reitstock 30, der mit einem Zentrierbauteil 31 vorgesehen ist, angeordnet, und sind das Zentrierbauteil 21 und das Zentrierbauteil 31 an (in, entlang) der Werkstückdrehachse ZW parallel zu der z-Achsenrichtung angeordnet. Des Weiteren ist an dem Reitstock 30 eine Abrichtvorrichtung (Abziehvorrichtung) 25 zum Abrichten (Abziehen) der planen Schleifscheibe TP angeordnet. (Abhängig von dem angeordneten Positionsverhältnis der planen Schleifscheibe TP kann die Abrichtvorrichtung 25 an der Hauptspindelplattform 20 vorgesehen sein.)
-
Das Zentrierbauteil 21 ist an einer Hauptspindel 22 vorgesehen, die Hauptspindel 22 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor vorgesehen, und die Steuerungseinrichtung ist in der Lage, um die Hauptspindel 22 um die Werkstückdrehachse ZW, die durch das Ende (Spitze) des Zentrierbauteils 21 hindurchtritt, bis zu einem vorgegebenen Winkel mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit zu drehen.
-
Das Zentrierbauteil 31 ist auf einer Reitspindel 32 vorgesehen, und die Reitspindel 32 ist drehbar oder nicht drehbar gestützt.
-
Die Schwenkplattform 12 ist in der Form einer Platte ausgebildet, so dass deren Baugröße kleiner ist, und in der Umgebung der Mitte der Schwenkplattform 12 ist ein Schwenkmotor 13 derart vorgesehen, um in der y-Achsenrichtung vorzustehen. Die Steuerungseinrichtung gibt ein Steuerungssignal zu dem Schwenkmotor 13 aus, während ein Signal von einer Winkelerfassungseinrichtung, wie zum Beispiel einem Encoder (Messgeber, Wertgeber), erfasst wird, um dadurch den Schwenkwinkel der Schwenkplattform 12 zu steuern.
-
An der Schwenkplattform 12 ist eine plane Schleifscheibenvorrichtung 50, die mit der planen Schleifscheibe TP (korrespondiert zu der Schleifscheibe) vorgesehen ist, derart angeordnet, um den Schwenkmotor 13 dazwischen anzuordnen.
-
Eine Schleifscheibendrehachse ZTP, die die Drehachse der planen Schleifscheibe TP ist, ist innerhalb einer Ebene orthogonal zu der Schwenkachse ZS angeordnet.
-
Die plane Schleifscheibe TP ist einem Endabschnitt in einer Richtung in der Richtung der Schleifscheibendrehachse ZTP angeordnet (in 1 ist die plane Schleifscheibe TP an einem Endabschnitt an der rechten Seite angebracht).
-
Des Weiteren wird die plane Schleifscheibe TP durch einen Riemen 50B von einem Schleifscheibenantriebsmotor 50M gedreht (angetrieben).
-
Des Weiteren ist, obwohl an der Schleifmaschine 1 eine Kühldüse, die ein Kühlmittel zuführt, in der Umgebung der Position eines Kontakts zwischen dem Werkstück W und der planen Schleifscheibe TP (die Stelle zum Schleifen) vorgesehen ist, dies nicht dargestellt.
-
Wie in 1 gezeigt ist, hat die plane Schleifscheibe TP eine Schleiffläche (Schleifoberfläche) TP1 (korrespondiert zu der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe) parallel zu der Schleifscheibendrehachse ZTP und ist wie ein Zylinder geformt.
-
In der plane Schleifscheibe TP ist die axiale Länge der Schleiffläche TP1, die die Außenumfangsfläche ist, im Wesentlichen gleich zu der Länge der erzeugenden Linie (Erzeugende) WL (siehe 2) der Konusfläche WC des Werkstücks W.
-
Wie in 3 gezeigt ist, kann die Schleifmaschine 1 die Konusfläche WC des Werkstücks W schleifen, indem die Schwenkplattform 12 relativ nahe an das Werkstück W gebracht wird, indem die Schwenkfläche 12 so geschwenkt wird, dass die Position der Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP die Bearbeitungsposition der planen Schleifscheibe TP ist/wird, die die Konusfläche WC des Werkstücks W schleift (die Position, an der die Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP mit der Konusfläche WC des Werkstücks W in Kontakt gebracht wird).
-
Obwohl es nicht gezeigt ist, sind die Werkstückdrehachse ZW, die Schleifscheibendrehachse ZTP und eine Abrichtwerkzeugsdrehachse ZTR der Abrichtvorrichtung 25 in einer relativen Bewegungsebene orthogonal zu der Schwenkachse ZS angeordnet.
-
<Allgemeine Struktur des Werkstücks W (Fig. 2)>
-
Wie in 1 gezeigt ist, hat das Werkstück W seine beiden Endabschnitte (oder die Umgebung seiner beiden Endabschnitte), die durch das Zentrierbauteil 21 und das Zentrierbauteil 31 gestützt sind (ein Spannfutter kann anstelle der Zentrierbauteile verwendet werden).
-
Wie in 2 gezeigt ist, hat das Werkstück W einen Spindelabschnitt WA und einen scheibenförmigen Abschnitt WB, der wie eine Krempe (Rand, Kante) im Wesentlichen in der Mitte des Spindelabschnitts WA vorsteht und an dem zumindest eine Fläche an einer Seite in der axialen Richtung in der Konusfläche WC ausgebildet ist. An dem scheibenförmigen Abschnitt WB ist ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi kontinuierlich von dem Spindelabschnitt WA mit einem Durchmesser Di ausgebildet und ist ein Abschnitt mit großem Durchmesser WBo kontinuierlich von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi mit einem Durchmesser Do derart ausgebildet, um wie eine Krempe (Rand, Kante) vorzustehen. Die Konusfläche WC ist in einem Winkel Wθ ausgebildet, wenn sie in einem Querschnitt betrachtet wird. Auf diese Weise ist die erzeugende Linie WL in der Konusfläche WC des Werkstücks W ausgebildet.
-
<Struktur der Abrichtvorrichtung 25 (Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 5)>
-
Wie in 1 gezeigt ist, dient die Abrichtvorrichtung 25 zum Abrichten der planen Schleifscheibe TP und ist an dem Reitstock 30 angeordnet.
-
Die Abrichtvorrichtung 25 hat ein Abrichtwerkzeug TR, das um die Abrichtwerkzeugdrehachse ZTR parallel zu der Werkstückdrehachse ZW gedreht wird, und einen nicht dargestellten Antriebsmotor, der dieses Abrichtwerkzeug TR dreht (antreibt).
-
4 zeigt einen Zustand, in dem die Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP relativ geschwenkt ist und in eine Abrichtstartposition A bewegt wird (siehe 5). Das heißt, wie in 5 gezeigt ist, schwenkt die Schleifmaschine 1 die plane Schleifscheibe TP durch die Schwenkplattform 12 derart, dass die Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP und eine Abrichtwerkzeugsfläche TR1 des Abrichtwerkzeugs TR der Abrichtvorrichtung 25 im Wesentlichen auf derselben geraden Linie liegen.
-
5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die plane Schleifscheibe TP durch das Abrichtwerkzeug TR der Abrichtvorrichtung 25 abgezogen wird. Das Abrichtwerkzeug TR hat im Wesentlichen eine Scheibenform und dessen Außenumfangsfläche dient als die Abrichtfläche (Abrichtoberfläche) TR1.
-
Als Teil des Fachwissens zu der Schleifscheibe der Schleifmaschine gibt es ein Verhältnis zwischen der Schleifzulässigkeitsquerschnittsfläche und der endbearbeiteten (fertigen) Oberflächenrauheit der geschliffenen bearbeiteten Fläche des Werkstücks (das Werkstück W in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Das heißt, es gibt ein derartiges Verhältnis, dass je größer die Schleifzulässigkeitsquerschnittsfläche ist, desto größer ist die endbearbeitete Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche des Werkstücks.
-
Des Weiteren gibt es als einen Teil des Fachwissens über das Abrichten der Schleifscheibe der Schleifmaschine ein derartiges Verhältnis, dass je höher die Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs mit Bezug auf die Schleifscheibe ist, desto größer ist die endbearbeitete Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche des Werkstücks, das/die durch die Schleifscheibe bearbeitet wird, die durch das Abrichtwerkzeug abgezogen wird.
-
Mit Bezug auf diese Teile des Fachwissens wird bei dem Schleifen der planen Schleifscheibe TP der Fokus auf das Ändern der Geschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs TR gerichtet.
-
<Bearbeitungsablauf des Verfahrens zum Abrichten der planen Schleifscheibe TP (Fig. 7)>
-
Nachstehend ist mittels des Ablaufdiagramms, das in 7 gezeigt ist, ein Beispiel des Bearbeitungsablaufs des Verfahrens zum Abrichten der planen Schleifscheibe TP durch die Steuerungseinrichtung beschrieben. Die Steuerungseinrichtung führt die Bearbeitung, die in 7 gezeigt ist, in Fällen aus, wie zum Beispiel wenn eine Anweisung zum Ausführen zum Abrichten vorgesehen ist oder wenn die voreingestellte Abrichtzeitabstimmung(-zeitpunkt) eintritt.
-
In einem Schritt S10 schwenkt und bewegt die Steuerungseinrichtung relativ die Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP (die Position, die in 4 gezeigt ist), so dass die Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP die Abrichtstartposition A ist, und schreitet zu einem Schritt S20 voran.
-
In dem Schritt S20 legt die Steuerungseinrichtung die Anfangsbewegungsgeschwindigkeit der relativen Bewegungsgeschwindigkeit F des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP fest und schreitet zu einem Schritt S30 voran. Zum Beispiel ist/wird, wenn die Abrichtstartposition A, die in 5 gezeigt ist, die Seite ist, an der der Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi der Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird (siehe 2), die Anfangsbewegungsgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit festgelegt, die verglichen zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Seite relativ hoch ist, an der der Abschnitt mit großem Durchmesser WBo der Konusfläche WC geschliffen wird (siehe 2), und wird/ist, wenn die Abrichtstartposition A die Seite ist, an der der Abschnitt mit großem Durchmesser WBo der Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird (siehe 2), die Anfangsfestlegungsgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit festgelegt, die relativ niedrig (gering, klein) ist, verglichen zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Seite, an der der Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi der Konusfläche WC geschliffen wird (siehe 2).
-
In dem Schritt S30 bewegt die Steuerungseinrichtung die relative Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP mit der festgelegten relativen Bewegungsgeschwindigkeit F, um das Abrichten auszuführen (der Zustand, der in 5 gezeigt ist), und schreitet zu einem Schritt S40 voran.
-
In dem Schritt S40 erfasst die Steuerungseinrichtung die derzeitige relative Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP und schreitet zu einem Schritt S50 voran.
-
In dem Schritt S50 bestimmt die Steuerungseinrichtung, ob die relative Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP eine Abrichtendposition B (siehe 5) erreicht hat oder nicht. Wenn es die Abrichtendposition B erreicht hat (Ja), schreitet die Steuerungseinrichtung zu einem Schritt S70 voran, und wenn es die Abrichtendposition B noch nicht erreicht hat (Nein), schreitet die Steuerungseinrichtung zu einem Schritt S60 voran.
-
Wenn zu dem Schritt S60 vorangeschritten wird, legt die Steuerungseinrichtung die Bewegungsgeschwindigkeit gemäß der Position fest, wird zu dem Schritt S30 zurückgekehrt und wiederholt den Schritt S30 und die nachfolgenden Schritte. Zum Beispiel wird, wenn eine Bewegung von der Seite, an der der Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi der Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird, zu der Seite gemacht wird, an der der Abschnitt mit großem Durchmesser WBo geschliffen wird, die Bewegungsgeschwindigkeit allmählich oder schrittweise gemäß der Position verringert (siehe 8(a) bis 8(c)), und wird, wenn eine Bewegung von der Seite, an der der Abschnitt mit großem Durchmesser WBo der Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird, zu der Seite gemacht wird, an der der Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi geschliffen wird, die Bewegungsgeschwindigkeit allmählich oder schrittweise gemäß der Position erhöht.
-
Wenn zu dem Schritt S70 vorangeschritten wird, schwenkt oder bewegt die Steuerungseinrichtung die Position der planen Schleifscheibe TP zu der Anfangsposition (die Position, die in 1 gezeigt ist) (sie kehrt zu der Anfangsposition zurück) und beendet die Abrichtbearbeitung.
-
Die Änderung in der relativen Geschwindigkeit der planen Schleifscheibe TP und der Abrichtvorrichtung 25 erfolgt allmählich oder schrittweise. Obwohl es wünschenswerter ist, dass die Änderung der Relativgeschwindigkeit F der planen Schleifscheibe TP und der Abrichtvorrichtung 25 sukzessiv gemäß der relativen Positionen des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP geändert wird, wie in 8(a) gezeigt ist, kann die Änderung schrittweise erfolgen, jedes Mal wenn sich die relative Position des Abrichtwerkzeugs TR mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP um eine vorbestimmte Distanz bewegt, wie in 8(b) gezeigt ist, oder sie kann in zwei Schritten erfolgen, wie in 8(c) gezeigt ist.
-
Durch Ausführen des vorstehend beschriebenen Abrichtens wird die Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP in einen Zustand gebracht, in dem sich das Vorsprungsausmaß der Schleifkörner allmählich ändert, wie in 6 gezeigt ist.
-
Bezüglich des Vorsprungsausmaß H der Schleifkörner TP2 an der Schleiffläche TP1 wird ein Abrichten so ausgeführt, dass, wie in 6 gezeigt ist, das Vorsprungsausmaß HA an der Seite, an der der Abschnitt mit kleinem Durchmesser WBi der Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird, groß ist und das Vorsprungsausmaß HB an der Seite, an der der Abschnitt mit großem Durchmesser WBo geschliffen wird, klein ist. Auf diese Weise wird die Schleifoberflächenrauheit eingestellt.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem Verfahren zum Abrichten der planen Schleifscheibe TP (Schleifscheibe) und der Schleifmaschine 1 zum Ausführen des Abrichtverfahrens gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Ändern der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs TR beim Ausführen des Abrichtens der Oberflächenzustand der planen Schleifscheibe TP geändert werden. Das heißt, die Schleifoberflächenrauheit der Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP, die die Konusfläche WC in der Position an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW schleift, an der die Umfangsgeschwindigkeit hoch ist (die Seite des Abschnitts mit großem Durchmesser WBo), wird relativ kleiner gemacht als die Schleifoberflächenrauheit der Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP, die die Konusfläche WC in der Position an der Seite nahe der Werkstückdrehachse ZW schleift, an der die Umfangsgeschwindigkeit klein (niedrig) ist (die Seite des Abschnitts mit kleinem Durchmesser WBi). Dadurch kann, wenn die Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird, die Differenz der endbearbeiteten Oberflächenrauheit kleiner gemacht werden zwischen der Position der Konusfläche WC an der Seite nahe der Werkstückdrehachse ZW (an der Seite des Abschnitts mit kleinem Durchmesser WBi) und der Position der Konusfläche WC an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW (an der Seite des Abschnitts mit großem Durchmesser WBo). Des Weiteren kann, indem die axiale Länge der planen Schleifscheibe TP an der Schleiffläche TP1 (korrespondierend zu der Außenumfangsfläche der Schleifscheibe) der planen Schleifscheibe TP im Wesentlichen gleich gemacht wird zu der Länge der erzeugenden Linie WL der Konusfläche WC des Werkstücks W, wenn die Konusfläche WC geschliffen wird, indem die Außenumfangsfläche der planen Schleifscheibe TP mit der Konusfläche WC in Kontakt gebracht wird, die Konusfläche WC geschliffen werden, ohne dass die plane Schleifscheibe TP in der Richtung der erzeugenden Linie WL der Konusfläche WC relativ bewegt wird, so dass das Werkstück W effizient bearbeitet werden kann.
-
Des Weiteren wird durch allmähliches Ändern der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs TR beim Ausführen des Abrichtens die Schleifoberflächenrauheit der planen Schleifscheibe TP allmählich geändert, so dass die endbearbeitete Oberflächenrauheit der Konusfläche WC des Werkstücks W gleichmäßiger gemacht werden kann.
-
Des Weiteren tritt dadurch, dass die Schleifscheibe die zylindrische, plane Schleifscheibe TP ist, die Differenz der Anzahl von Schleifkörnern, die in der Umfangsrichtung der Schleiffläche TP1 angeordnet sind, nicht einfach auf. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, die Differenz der Dichte der Schleifkörner TP2 zu berücksichtigen, und es kann durch Einstellen der Schleifoberflächenrauheit der Schleiffläche TP1 der planen Schleifscheibe TP die endbearbeitete Oberflächenrauheit der Konusfläche WC des Werkstücks W eingestellt werden, so dass die endbearbeitete Oberflächenrauheit der Konusfläche WC des Werkstücks W gleichmäßiger gemacht werden kann.
-
Des Weiteren kann die Schleifmaschine 1 erhalten werden, mit der, wenn die Konusfläche WC des Werkstücks W geschliffen wird, die Differenz der endbearbeiteten Oberflächenrauheit kleiner gemacht werden kann zwischen der Position der Konusfläche WC an der Seite nahe der Werkstückdrehachse ZW (an der Seite des Abschnitts mit kleinem Durchmesser WBi) und der Position der Konusfläche WC an der Seite entfernt von der Werkstückdrehachse ZW (an der Seite des Abschnitts mit großem Durchmesser WBo), und mit der das Werkstück W effizienter bearbeitet werden kann.
-
Während das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben ist, sind das Schleifscheibenabrichtverfahren und die Schleifmaschine zum Ausführen des Abrichtverfahrens der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt und sie kann auch in verschiedenen Formen ausgeführt werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
-
Zum Beispiel ist, während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Schleifscheibenabrichtverfahren mit der planen Schleifscheibe TP als ein Beispiel beschrieben ist, die vorliegende Erfindung auch in dem Fall einer Winkelschleifscheibe anwendbar.
-
Des Weiteren ist, während ein Beispiel, in dem in der x-Achsenrichtung die plane Schleifscheibe TP mit Bezug auf das Werkstück W beweglich ist und in der z-Achsenrichtung das Werkstück W mit Bezug auf die plane Schleifscheibe TP beweglich ist, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt ist, lediglich eine derartige Struktur erforderlich, in der die plane Schleifscheibe TP relativ in der x-Achsenrichtung und in der z-Achsenrichtung (beweglich in der xz-Ebene [korrespondierend zu der relativen Bewegungsebene]) mit Bezug auf das Werkstück W beweglich ist.
-
Des Weiteren ist, während bezüglich der Schleifmaschine 1, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ein Beispiel, in dem die plane Schleifscheibe TP an der Schwenkplattform 12 vorgesehen ist, gezeigt ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es kann eine Multifunktionsschleifmaschine, in der eine plane Schleifscheibe und eine Winkelschleifscheibe in geeigneten Positionen an der Schwenkplattform angeordnet sind, angewandt werden. Demgemäß kann ein beliebiger Abschnitt, der von der Konusfläche eines Werkstücks verschieden ist, geschliffen werden.
-
Während bezüglich der Schleifmaschine 1, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ein Beispiel, in der jede Schleifscheibe in einer auskragenden (einseitig eingespannten) Weise gestützt (gelagert) ist, gezeigt ist, kann die Schleifscheibe in einer doppelten gestützten (gelagerten) Weise gestützt sein.
-
Die Form und die Struktur der Schleifscheibe und die Form des Werkstücks W sind nicht auf jene beschränkt, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
-
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung (Nr. 2013-073593) , die am 29. März 2013 eingereicht worden ist, wobei deren Inhalt unter Bezugnahme Teil dieser Beschreibung ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schleifmaschine
- 10
- Gestell
- 11
- Hauptspindeltisch
- 12
- Schwenkplattform
- 13
- Schwenkmotor
- 11M
- Z-Achsenantriebsmotor
- 11E
- Positionserfassungseinrichtung
- 12M
- X-Achsenantriebsmotor
- 12E
- Positionserfassungseinrichtung
- 20
- Hauptspindelplattform
- 21
- Zentrierbauteil
- 22
- Hauptspindel
- 25
- Abrichtvorrichtung (Abziehvorrichtung)
- 30
- Reitstock
- 31
- Zentrierbauteil
- 32
- Reitspindel
- 50
- plane (ebene) Schleifscheibenvorrichtung
- 50B
- Riemen
- TP
- plane (ebene) Schleifscheibe (Schleifscheibe)
- TP1
- Schleiffläche (Außenumfangsfläche der Schleifscheibe)
- TP2
- Schleifkorn
- H
- Vorsprungsausmaß
- HA
- Vorsprungsausmaß
- HB
- Vorsprungsausmaß
- W
- Werkstück
- WC
- Konusfläche (schräge Fläche)
- WA
- Spindelabschnitt
- WB
- scheibenförmiger Abschnitt
- WBi
- Abschnitt mit kleinem Durchmesser
- WBo
- Abschnitt mit großem Durchmesser
- WC
- Konusfläche (schräge Fläche)
- Di
- Durchmesser
- Do
- Durchmesser
- WL
- erzeugende Linie (Erzeugende)
- Wθ
- Winkel
- ZS
- Schwenkachse
- ZW
- Werkstückdrehachse
- ZTP
- Schleifscheibendrehachse
- ZTR
- Abrichtwerkzeugdrehachse
- TR
- Abrichtwerkzeug (Abziehwerkzeug)
- TR1
- Abrichtwerkzeugfläche
- F
- relative Bewegungsgeschwindigkeit
- A
- Abrichtstartposition
- B
- Abrichtendposition
