DE112015004949T5

DE112015004949T5 - Schleifscheibe und verfahren zum herstellen der schleifscheibe

Info

Publication number: DE112015004949T5
Application number: DE112015004949.5T
Authority: DE
Inventors: Akira Watanabe
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-08-10
Also published as: CN107073687A; WO2016068283A1; CN107073687B; US20170348828A1; US10160096B2

Abstract

Eine Schleifscheibe hat ein scheibenartiges Element und eine Schleifschicht, die an einer äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements vorgesehen ist. Die Schleifschicht hat eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln, die in einer Umfangsrichtung geteilt sind. Jedes der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel ist durch Anordnen eines ersten Schleifschnitzels und eines zweiten Schleifschnitzels in der Achsenrichtung ausgebildet, wobei das erste Schleifschnitzel und das zweite Schleifschnitzel unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Ein Grenzabschnitt zwischen dem ersten Schleifschnitzel und dem zweiten Schleifschnitzel von zumindest drei in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind, sind zu einer vorbestimmten Richtung in der Achsenrichtung in der Reihenfolge angeordnet, in der die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schleifscheibe und ein Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe.
Bekannterweise war z.B. ein Schleifstein verfügbar, die den Zapfen, den Kurbelzapfen oder Ähnliches einer Fahrzeugkurbelwelle schleift (sh. Patentdokument 1, das im Folgenden beschrieben ist). Auf der in dem Patentdokument 1 offenbarten Schleifscheibe sind zwei Arten von unterschiedlichen Eigenschaften aufweisenden Schleifschichten in einem Zustand bereitgestellt, in dem sie in Schnitzel (Chips) auf der äußeren Randoberfläche eines scheibenartigen Elements unterteilt sind, das die Schleifscheibe ausbildet. Da zu der Zeit des Schleifens ein hoher Schleifwiderstand verursacht wird, ist insbesondere auf den winkeligen Abschnitten an beiden Enden der äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements in Richtung der Drehachse eine Schleifschicht bereitgestellt, die aus abschleifenden Körnern mit einem großen Korndurchmesser und Verschleißwiderstand ausgebildet ist. Darüber hinaus ist auf dem zylindrischen Abschnitt zwischen den winkeligen Abschnitten an beiden Enden der äußeren Randoberfläche, wo eine hohe Endfertigungsgenauigkeit erwartet wird, eine Schleifschicht bereitgestellt, die aus abschleifenden Körnern ausgebildet ist, die einen kleinen Korndurchmesser aufweisen und anfällig für Verschleiß sind, da kein hoher Schleifwiderstand verursacht wird. Da sich jedoch in dem voranstehend Beschriebenen die Schleifschicht, die verschleißwiderstandsfähig ist, und die Schleifschicht, die für Verschleiß anfällig ist, in der axialen Richtung aneinander fügen, und die Schleifarbeit zur gleichen Zeit durchgeführt wird, ist der Grad des Verschleißes zwischen den Schleifschichten unterschiedlich, so dass an den Grenzabschnitten ein Höhenunterschied verursacht wird. Aus diesem Grund besteht eine Möglichkeit, dass dieser Höhenunterschied zu dem Werkstück übertragen wird, um die Endfertigungsgenauigkeit zu verschlechtern.
Entsprechend sind auf der Schleifscheibe des Patentdokuments 1 die Grenzabschnitte in der axialen Richtung, die aus den zwei Arten der Schleifschnitzel ausgebildet sind, nicht mit einer Form einer kontinuierlichen geraden Linie, in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche bereitgestellt, wie aus 6 ersichtlich ist, sondern sind in einer sogenannten gestuften Form bereitgestellt, wo sie eins ums andere gestuft sind, wie aus 3 ersichtlich ist. Dies unterdrückt das Auftreten eines großen Höhenunterschieds an den Grenzabschnitten zwischen der Schleifschicht, die verschleißwiderstandsfähig ist, und der Schleifschicht, die für Verschleiß anfällig ist, was das Auftreten eines zu dem Werkstück übertragenen Höhenunterschieds unterdrückt.
Druckschriften des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP-A-H11-188640

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Jedoch sind auf dem voranstehend beschriebenen Schleifstein die Grenzabschnitte in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche lediglich eins ums andere gestuft. Aus diesem Grund ist es schwierig, das Auftreten eines Höhenunterschieds aufgrund des Verschleißes an den Grenzabschnitten zwischen der Schleifschicht, die verschleißwiderstandsfähig ist, und der Schleifschicht, die für Verschleiß anfällig ist, zu unterdrücken.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wurde unter Betrachtung des voranstehend beschriebenen Problems gemacht, und eine Aufgabe davon ist es, eine Schleifscheibe und ein Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe bereitzustellen, in denen zwei Arten von Schleifschichten, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, in einer axialen Richtung angeordnet sind, und die ein Werkstück, das unterschiedliche Formen von Sollschleifabschnitten aufweist, mit herausragender Endfertigungsgenauigkeit schleifen kann.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Schleifscheibe gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Schleifscheibe mit: einem scheibenartigen Element; und einer auf einer äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements vorgesehene Schleifschicht, wobei die Schleifschicht eine Mehrzahl in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel (Schleifchip) hat, die in einer Umfangsrichtung des scheibenartigen Elements geteilt sind, wobei jedes der in der Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel durch Anordnen eines ersten Schleifschnitzels und eines zweiten Schleifschnitzels in einer Achsenrichtung der Schleifscheibe ausgebildet ist, das erste Schleifschnitzel und das zweite Schleifschnitzel unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, und wobei eine Form eines Grenzabschnitts zwischen dem ersten Schleifschnitzel und dem zweiten Schleifschnitzel eine Form ist, die unterschiedliche Positionen in der Achsenrichtung verbindet.
Dabei sind in der Achsenrichtung Grenzabschnitte der zumindest drei in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel kontinuierlich mit einer großen Breite in der Achsenrichtung in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche im Vergleich mit dem Stand der Technik angeordnet, wo die zwei Grenzabschnitte immer so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung in der Umfangsrichtung gestuft sind.
Aus diesem Grund kann dafür gesorgt werden, dass der Höhenunterschied aufgrund des Verschleißes zwischen dem ersten Schleifschnitzel und dem zweiten Schleifschnitzel, der aufgrund des Unterschieds der Eigenschaften verursacht wird, sanfter gemacht werden kann, als der Höhenunterschied aufgrund des Verschleißes zwischen zwei Arten von Schleifschichten, der aufgrund des Unterschieds in den Eigenschaften des Stands der Technik verursacht wird, so dass die Endfertigungsgenauigkeit des Werkstücks herausragend gemacht werden kann.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen der voranstehend beschriebenen Schleifscheibe, wobei das Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe hat: Ausbilden der Schleifschicht durch Anordnen der ersten und zweiten Schleifschnitzel, die in jeder der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel an der äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements bereitgestellt sind. Mit dem Herstellungsverfahren ist es möglich, die Schleifscheibe herzustellen, die die Vorteile ähnlich zu den voranstehend beschriebenen erlangen kann.
Eine Schleifscheibe gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Schleifscheibe mit: einem scheibenartigen Element; und einer Schleifschicht, die auf einer äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements vorgesehen ist, wobei die Schleifschicht eine Mehrzahl in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel (Schleifchips) hat, die in einer Umfangsrichtung geteilt sind, wobei jedes der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel durch Anordnen eines ersten Schleifschnitzels und eines zweiten Schleifschnitzels in einer Achsenrichtung ausgebildet ist, das erste Schleifschnitzel und das zweite Schleifschnitzel unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wobei ein Grenzabschnitt zwischen dem ersten Schleifschnitzel und dem zweiten Schleifschnitzel von jedem der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel als ein Achsenrichtungsgrenzabschnitt definiert ist, und wobei die Achsenrichtungsgrenzabschnitte von zumindest drei der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind, zu einer vorbestimmten Richtung in der Achsenrichtung in einer Reihenfolge der zumindest drei kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet en in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel angeordnet sind.
Gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt sind in Bereichen in der Achsenrichtung, in der die Grenzabschnitte der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel vorhanden sind, die ersten Schleifschnitzel und die zweiten Schleifschnitzel in einem Gemisch zu einem vorbestimmten Verhältnis vorhanden, und wenn sie in der Achsenrichtung der Schleifscheibe betrachtet werden, ist das Verhältnis des Gemisches geändert. Aus diesem Grund ist, wenn die Schleifscheibe das Werkstück bearbeitet, die Größe des Verschleißes, der in den Bereichen der Grenzabschnitte in der Achsenrichtung verursacht wird, eine Größe zwischen der Größe des Verschleißes, der auf den einzelnen ersten Schleifschnitzeln verursacht wird, und der Größe des Verschleißes, der auf den einzelnen zweiten Schleifschnitzeln verursacht wird. Dabei ist in dem Erzeugnis des vorliegenden Gesichtspunkts in den Bereichen des Grenzabschnitts in der Achsenrichtung der zwischen den ersten Schleifschnitzeln und den zweiten Schleifschnitzeln verursachte Höhenunterschied im Vergleich mit dem Höhenunterschied sanft, der verursacht wird, wenn die ersten Schleifschnitzel und die zweiten Schleifschnitzel unter einer Bedingung angeordnet sind, wo kaum eine Breite der Grenzabschnitte in der axialen Richtung vorliegt, so dass die Endfertigungsgenauigkeit des Werkstücks herausragend ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Vorderansicht, die eine Schleifscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
1B ist eine Seitenansicht der Schleifscheibe der 1A.
2 ist eine schematische Ansicht, die die Oberflächenbedingung der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P zeigt.
3 ist eine Abwicklungsansicht der Umgebungen der Achse einer Schleifschicht.
4 ist eine vergrößerte Ansicht des S-Abschnitts der 3.
5 ist eine Ansicht, die einen Schleifer zeigt, an den die Schleifscheibe gemäß der ersten Ausführungsform angebracht ist.
6 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Schleifscheibe gemäß der ersten Ausführungsform und einem Werkstück W zeigt.
7 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen einer Schleifscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform und dem Werkstück W zeigt.
8A ist eine Vorderansicht, die eine Schleifscheibe gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
8B ist eine Seitenansicht der Schleifscheibe der 8A.
9 ist eine Abwicklungsansicht der Umgebungen der Achse der Schleifschicht.
10 ist eine vergrößerte Ansicht der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P.
11 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern der Oberflächenbedingung der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln 2A bis 2P.
12 ist eine Ansicht, die einen Schleifer zeigt, an dem die Schleifscheibe gemäß der dritten Ausführungsform angebracht ist.
13 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Schleifscheibe gemäß der dritten Ausführungsform und dem Werkstück zeigt.
14 ist eine Ansicht zum Erläutern einer ersten Modifikation entsprechend der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2D der 9.
15 ist eine Ansicht zum Erläutern einer zweiten Modifikation entsprechend der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2D der 9.
16 ist eine Ansicht zum Erläutern einer dritten Modifikation entsprechend der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2D der 9.
17 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Schleifscheibe gemäß einer vierten Ausführungsform.
18 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen einer Schleifscheibe gemäß einer fünften Ausführungsform und dem Werkstück W zeigt.
Art zum Ausführen der Erfindung
Erste Ausführungsform
(Struktur der Schleifscheibe)
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der Schleifscheibe der vorliegenden Erfindung ausgehend von den Zeichnungen beschrieben. Wie aus 1A ersichtlich ist, ist eine Schleifscheibe 10 mit einer scheibenartigen Basis 13 (entsprechend einem Beispiel des scheibenartigen Elements) und einer auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 vorgesehenen Schleifschicht 16 bereitgestellt. Die scheibenartige Basis 13 ist aus einem Metall wie z.B. Eisen oder Aluminium, einem Harz oder Ähnlichem ausgebildet. Die scheibenartige Basis 13 wird um die Drehachse der Schleifscheibe 10 (im Folgenden lediglich als um die Achse bezeichnet) gedreht. Wenn im Folgenden der Begriff Achse ohne eine besondere Erläuterung erwähnt wird, bedeutet dies die Drehachse der Schleifscheibe 10. Die Schleifschicht 16 ist mit einer Mehrzahl von (16 in der vorliegenden Ausführungsform) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln A bis P bereitgestellt, die in der Umfangsrichtung gleich geteilt sind. Die Schleifscheibe 10 ist eine Formschleifscheibe deren zu schleifender Gegenstand eine konkave Nut ist, die auf dem äußeren Rand bereitgestellt ist, wie z.B. der Kurbelzapfen oder der Zapfen einer Fahrzeugkurbelwelle.
Die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P sind in alphabetischer Reihenfolge in der Umfangsrichtung auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 bereitgestellt. Wie aus 1B und 2 ersichtlich ist, sind die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P jeweils mit zwei ersten Schleifschnitzeln 11, einem zweiten Schleifschnitzel 12 und zwei Mischabschnitten bereitgestellt. Die ersten Schleifschnitzel 11, die zweiten Schleifschnitzel 12 und die Mischabschnitte sind unterschiedliche Eigenschaften aufweisende Schleifsteine. Während die zwei durch jedes der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P besessenen Mischabschnitte eine ähnliche Form und Eigenschaft aufweisen, werden zum Zweck der Unterscheidung die durch die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P besessenen Mischabschnitte in der Beschreibung entsprechend Mischabschnitte 18a bis 18p genannt. Das in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel A ist nämlich mit den Mischabschnitten 18a und 18a bereitgestellt, und das in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel B ist mit den Mischabschnitten 18b und 18b bereitgestellt. Ähnlich sind die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel C bis P mit den Mischabschnitten 18c und 18c bis 18p und 18p entsprechend bereitgestellt. Die zwei ersten Schleifschnitzel 11, das eine zweite Schleifschnitzel 12 und die Mischabschnitte 18a bis 18p sind in einem Zustand angeordnet, in dem sie in einer voreingestellten Reihenfolge in der Achsenrichtung auf jedem der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P angeordnet sind.
Betreffend die voranstehend beschriebene voreingestellte Reihenfolge wird stellvertretend das in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel A beschrieben. Für das in der Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel A ist die voreingestellte Reihenfolge die Reihenfolge des ersten Schleifschnitzels 11, des Mischabschnitts 18a, des zweiten Schleifschnitzels 12, des Mischabschnitts 18a und des ersten Schleifschnitzels 11. Wie aus 1B ersichtlich ist, sind nämlich die ersten Schleifschnitzel 11 auf den Winkelabschnitten (R-Abschnitte) an beiden in einer R-Form ausgebildeten Seiten in der Achsenrichtung der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 vorgesehen. Das zweite Schleifschnitzel 12 ist auf dem zylindrischen Abschnitt (C-Abschnitt) als Zentralabschnitt zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 in der Achsenrichtung der äußeren Randoberfläche vorgesehen. Die Mischabschnitte 18a und 18a sind zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 bzw. dem zweiten Schleifschnitzel 12 vorgesehen. Das gleiche betrifft die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel B bis P. Obwohl dies später im Detail beschrieben werden wird, sind auf jedem der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P die Grenzabschnitte zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und dem zweiten Schleifschnitzel 12 als Achsenrichtungsgrenzabschnitte definiert, und in der vorliegenden Ausführungsform entsprechende Mischabschnitte 18a bis 18p den Achsenrichtungsgrenzabschnitten.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die ersten Schleifschnitzel 11 durch Binden von superabschleifenden (super-abrasiv) Körnern 14 (entsprechend einem Beispiel der abschleifenden Körner) wie z.B. CBN oder Diamant durch ein Bindematerial 15 ausgebildet. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Oberflächenbedingung der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P zeigt. Die ersten Schleifschnitzel 11 sind als Beispiel durch Binden von abschleifenden CBN-Körnern mit einer Korngröße von #80 durch ein gesintertes Bindematerial 15 mit einem Konzentrationsverhältnis von 200 in einer rechteckigen Form z.B. mit einer Dicke von 4 bis 8 mm ausgebildet. Deswegen sind die ersten Schleifschnitzel 11 Schleifschnitzel, die einen großen Korndurchmesser des Schleifsteins aufweisen, so dass sie zum Grobschleifen dienen und in der Härte hoch und vergleichsweise widerstandsfähig gegenüber Verschleiß sind. Obwohl dies später im Detail beschrieben ist, wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Breite in der Achsenrichtung unter den ersten vier Schleifschnitzeln 11 unterschiedlich, die von den in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P durch die vier in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D, E bis H, I bis L und M bis P besessen sind, die in der Umfangsrichtung aneinander gefügt sind.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die zweiten Schleifschnitzel 12 durch das Binden von superabschleifenden Körnern 19 (entsprechend dem abschleifenden Korn) wie z.B. CBN oder Diamant durch ein Bindematerial 20 ausgebildet. Das Bindematerial 20 ist ein Bindematerial, das elastischer als das Bindematerial 15 der ersten Schleifschnitzel 11 ist. Die zweiten Schleifschnitzel 12 sind als ein Beispiel durch Binden von abschleifenden CBN-Körnern mit einer Korngröße von #800 durch ein harziges Bindematerial 20 mit einem Konzentrationsverhältnis von 30 in einer Rechteckform z.B. mit einer Dicke von 4 bis 8 mm ausgebildet. Als das harzige Bindematerial 20 wird z.B. ein Phenolharz verwendet.
Deswegen sind die zweiten Schleifschnitzel 12 Schleifschnitzel, die einen kleinen Korndurchmesser des Schleifsteins aufweisen, so dass sie zu dem Endfertigungsschleifen dienen und eine niedrige Härte aufweisen und vergleichsweise anfällig für Verschleiß sind. Obwohl dies später im Detail beschrieben wird, wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Breite in der Achsenrichtung zwischen den vier zweiten Schleifschnitzeln 12 unterschiedlich, die aus den in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln A bis P durch die vier in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D, E bis H, I bis L und M bis P besessen sind, die in der Umfangsrichtung aneinander gefügt sind.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die Mischabschnitte 18a bis 18p Schleifsteinabschnitte, wo z.B. abschleifende CBN-Körner (die superabschleifenden Körner 19) mit einer Korngröße von #800, die durch die zweiten Schleifschnitzel 12 besessen sind, und, z.B. abschleifende CBN-Körner (die superabschleifenden Körner 14) mit einer Korngröße von #80, die durch die ersten Schleifschnitzel 11 besessen sind, im Wesentlichen gleichförmig in dem Gemisch vorhanden. In den Mischabschnitten 18a bis 18p sind ebenfalls das gesinterte Bindematerial 15 und das harzige Bindematerial 20 in dem Gemisch vorhanden. Deswegen weisen die Mischabschnitte 18a bis 18p die Abschnitte von sowohl den ersten Schleifschnitzeln 11 wie auch den zweiten Schleifschnitzeln 12 auf, und die Anfälligkeit für Verschleiß davon ist im Wesentlichen zwischen der der ersten Schleifschnitzel 11 und der der zweiten Schleifschnitzel 12. Es ist erwünscht, dass die Breiten der Mischabschnitte 18a bis 18p in der Achsenrichtung breiter sind, die in der Lage sind, ein oder zwei superabschleifende Körner 14 und 19 aufzunehmen. Die axialen Breiten La (sh. die Abwicklungsansicht der 3) der Mischabschnitte 18a bis 18p sind im Wesentlichen die gleichen. Darüber hinaus ist die Dicke der Mischabschnitte 18a bis 18p im Wesentlichen die gleiche wie die der ersten Schleifschnitzel 11 und der zweiten Schleifschnitzel 12.
Die somit ausgebildeten Schleifschnitzel 11, 12 und 11 und die Mischabschnitte 18a bis 18p, die die gleiche Dicke aufweisen, sind in der voranstehend erwähnten Reihenfolge in der Achsenrichtung an der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 angeordnet, wodurch die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P ausgebildet werden.
(Betreffend das Überlappen der Mischabschnitte 18a bis 18p)
Die voranstehend erwähnte 3 ist eine Abwicklungsansicht, wo die Schleifschicht 16 an der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 um die Achse abgewickelt ist. Da das Überlappen der Mischabschnitte 18a bis 18p beschrieben ist, die sich in der Umfangsrichtung aneinander fügen, werden in dieser Beschreibung die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D herausgepickt, und als ein Stellvertreter beschrieben. Wie aus 4 ersichtlich ist, die eine vergrößerte Ansicht des S-Abschnitts der 3 ist, sind der Mischabschnitt 18a an der rechten Seite der 1B, der durch das in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel A besessen ist, und der Mischabschnitt 18b auf der rechten Seite der 1B, der dem rechtsseitigen Mischabschnitt 18a der Achsenrichtungsgrenzabschnitte entspricht, der durch das in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel B besessen ist, das mit dem in der Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A in der Umfangsrichtung aneinander gefügt ist, so vorgesehen, dass die Mittelabschnitte (sh. die Mittellinien CL) der Breiten La der Mischabschnitte 18a und 18b in der Achsenrichtung nicht miteinander zusammenfallen. Wie darüber hinaus aus 4 ersichtlich ist, sind der Mischabschnitt 18a und der Mischabschnitt 18b so vorgesehen, dass sie einander um eine vorbestimmte Größe α in der Achsenrichtung der scheibenartigen Basis 13 überlappen.
Darüber hinaus weisen die Anordnungen zwischen den in Umfangsrichtung aneinander gefügten Mischabschnitten 18b und 18c und 18c und 18d ein ähnliches Verhältnis zu dem zwischen dem Mischabschnitt 18a und dem Mischabschnitt 18b auf. Außerdem weisen betreffend die anderen Mischabschnitte 18e bis 18p die Anordnungen zwischen den in Umfangsrichtung aneinander gefügten Mischabschnitten ein ähnliches Verhältnis zu dem zwischen dem Mischabschnitt 18a und dem Mischabschnitt 18b auf. Jedoch sind die Werte der vorbestimmten Überlappungsgrößen α nicht notwendigerweise die gleichen.
Wenn im Folgenden die Mischabschnitte 18a bis 18p beschrieben werden, von denen die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P zwei aufweisen, wird die Beschreibung lediglich mit Bezug auf die Mischabschnitte 18a und 18p auf der rechten Seite in 3 gegeben, solange dies nicht anders erwähnt ist.
Wie darüber hinaus aus 3 und 4 ersichtlich ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Mittelabschnitte in der Achsenrichtung der Mischabschnitte 18a bis 18d und 18i bis 18l der vier (den zumindest drei entsprechend) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D und I bis L, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung an der äußeren Randoberfläche angeordnet sind, linker Hand (der vorbestimmten Richtung entsprechend) in der Achsenrichtung in 3 und 4 in der Reihenfolge angeordnet, in der die vier in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D und I bis L kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Darüber hinaus sind die Mittelpositionen in der Achsenrichtung der Mischabschnitte 18e bis 18h und 18m bis 18p der vier (entsprechend den zumindest drei) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel E bis H und M bis P, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung auf der äußeren Randoberfläche angeordnet sind, rechter Hand (die vorbestimmte Richtung) in der Achsenrichtung in 3 und 4 in der Reihenfolge angeordnet, in der die vier in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel E bis H und M bis P kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Durch diese Anordnung der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P sind die Mischabschnitte 18a bis 18p mit einer großen Breite in der Achsenrichtung bereitgestellt und können eine kontinuierliche und abgerundete Form einer großen Kurve ausbilden.
Eine derartige abgerundete Form einer Kurve wird frei durch Anpassen der vorbestimmen Größen α des Überlappens in der Achsenrichtung zwischen den Mischabschnitten 18a bis 18p erhalten, die in der Umfangsrichtung auf der äußeren Randoberfläche aneinander gefügt sind. Betreffend die Form der Kurve wird tatsächlich ein Schleifversuch durchgeführt und eine Form, wo die Größe des auf den Mischabschnitten 18a bis 18p verursachten Verschleißes herausragend unterdrückt wird, wird ausgewählt, und die Form kann eine beliebige Form sein. In diesem Fall können die Mischabschnitte 18a bis 18p z.B. so angeordnet sein, dass eine Sinuskurve ausgebildet wird, wenn die Mittelpunkte in der Umfangsrichtung an den Mittelabschnitten (CL) der Mischabschnitte 18a bis 18p in der Achsenrichtung gleichmäßig in alphabetischer Reihenfolge der Indizes der Mischabschnitte 18a bis 18p verbunden sind.
Wie darüber hinaus aus 1B ersichtlich ist, sind die Mischabschnitte 18a bis 18p (die Achsenrichtungsgrenzabschnitte), die zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und den zweiten Schleifschnitzeln 12 ausgebildet sind, auf Teilen der R-Abschnitte an beiden Enden in der Achsenrichtung der äußeren Randoberfläche an der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 vorgesehen. Die ersten Schleifschnitzel 11 und 11 sind nämlich entsprechend auf Teilen der R-Abschnitte vorgesehen, und die zweiten Schleifschnitzel 12 sind auf dem zylindrischen Abschnitt (C-Abschnitt) und den verbleibenden Teilen der R-Abschnitte vorgesehen.
In dem voranstehend Beschriebenen sind von den Mischabschnitten 18a bis 18p, von denen die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P jeweils zwei aufweisen, lediglich die Mischabschnitte 18a bis 18p auf der rechten Seite in 3 beschrieben. Jedoch sind die Mischabschnitte 18a bis 18p auf der linken Seite in 3 ähnlich ausgebildet.
(Verfahren zum Herstellen der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P)
Als nächstes wird das Verfahren zum Herstellen der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P beschrieben. Um das erste Schleifschnitzel 11 herzustellen, wird zuerst ein mit den superabschleifenden Körnern 14 gemischtes Pulver, das Bindematerial 15 und Ähnliches mit einer gleichförmigen Dicke auf eine untere Pressform einer konkaven rechtwinkligen Form gefüllt. Danach wird das Pulver auf der unteren Pressform durch eine erste obere Form gepresst, so dass ein Schleifschnitzel in einer rechteckigen Form geformt wird. Dann wird das pressgeformte Schleifschnitzel getrocknet, und nach dem Trocknen gebrannt, um das erste Schleifschnitzel 11 zu vervollständigen. Das zweite Schleifschnitzel 12 wird durch ein ähnliches Verfahren wie das erste Schleifschnitzel 11 mit lediglich dem Unterschied hergestellt, dass die superabschleifenden Körner 14 und das Bindematerial 15 zu den superabschleifenden Körnern 19 und dem Bindematerial 20 geändert werden.
Die Mischabschnitte 18a bis 18p werden durch Durchführen eines Brennens unter der Bedingung hergestellt, in der die Grenzabschnitte zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und den zweiten Schleifschnitzeln 12 miteinander in Berührung sind. In der Nachbarschaft der Berührungsabschnitte der gebrannten ersten Schleifschnitzel 11 und zweiten Schleifschnitzel 12 werden das Bindematerial 15 und das Bindematerial 20 geschmolzen. Unter dieser Bedingung werden die superabschleifenden Körner 14 und 19 der ersten Schleifschnitzel 11 und der zweiten Schleifschnitzel 12 miteinander vermischt, um die Mischabschnitte 18a bis 18p auszubilden.
Die somit ausgebildeten in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P werden kontinuierlich gemäß der voranstehend beschriebenen Anordnungsregel mit einem Klebstoff (nicht gezeigt) auf den gesamten Rand in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 geklebt.
(Struktur eines Schleifers 25)
Als nächstes wird ausgehend von 5 der Schleifer 25 beschrieben, an dem die Schleifscheibe 10 angebracht ist, um ein Werkstück W zu schleifen. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist auf einem Bett 26 ein Tisch 27 gleitfähig platziert und in einer Z-Achsenrichtung durch eine Kugelspindel durch einen Servomotor 28 beweglich. Auf dem Tisch 27 sind ein Kopfstock 29 und ein Reitstock 30 angebracht, um einander gegenüberzuliegen, und das Werkstück W wird in der Mitte in der Z-Achsenrichtung zwischen dem Kopfstock 29 und dem Reitstock 30 gelagert. Auf dem Kopfstock 29 ist eine Hauptwelle 31 drehbar gelagert, und durch einen Servomotor 32 gedreht. Das Werkstück W ist mit der Hauptwelle 31 durch ein Drehherz oder Ähnliches gekoppelt, um gedreht zu werden.
Auf dem Bett 26 ist ein Schleifscheibenkopf 34 gleitbar platziert, und wird durch einen Servomotor 35 durch eine Kugelspindel in einer X-Achsenrichtung bewegt, die die Z-Achse rechtwinklig schneidet. Auf dem Schleifscheibenkopf 34 ist eine Schleifscheibenspindel 36 drehbar gelagert und durch einen eingebauten Motor 37 gedreht. Zu dem Ende der Schleifscheibenspindel 36 ist eine Mittelbohrung 38, die in die scheibenartige Basis 13 der Schleifscheibe 10 gebohrt ist, gepasst und mittels einer Schraube fixiert.
Ein CNC-Gerät 40 ist mit Antriebsschaltkreisen 41 bis 44 der Servomotoren 28, 32 und 35 und dem eingebauten Motor 37 verbunden. Das CNC-Gerät 40 führt aufeinanderfolgend NC-Programme zum Schleifen zu der Zeit des Schleifens durch, um zu verursachen, dass die Schleifscheibe 10 das Werkstück W schleift.
(Betreffend den Betrieb des Schleifers)
Wenn verursacht wird, dass die Schleifscheibe 10 das Werkstück W schleift, führt das CNC-Gerät 40 NC-Programme zum Schleifen durch, und gibt eine Drehanweisung zu dem Antriebsschaltkreis 44 des eingebauten Motors 37 aus, um die Schleifscheibe 10 mit einer hohen Drehzahl zu drehen. Darüber hinaus gibt das CNC-Gerät 40 eine Drehanweisung zu dem Antriebsschaltkreis 42 des Servomotors 32 aus, der die Hauptwelle 31 dreht, um das Werkstück W mit einer zum Schleifen geeigneten Umfangsgeschwindigkeit zu drehen. Dann wird eine Sendeanweisung zum Bewegen des Tischs 27 in der Z-Achsenrichtung zu einer Position, in der das Werkstück W der Schleifscheibe 10 gegenüberliegt, zu dem Antriebsschaltkreis 41 des Servomotors 28 ausgegeben.
Wenn die Schleifscheibe 10 dem zu schleifenden Teil des Werkstücks W gegenüberliegt, wird eine Anweisung zum Vorziehen des Schleifscheibenkopfs 34 in der X-Achsenrichtung mit einer Grobschleifsendegeschwindigkeit zu dem Antriebsschaltkreis 43 des Servomotors 35 ausgegeben. Dabei schleift die Schleifscheibe 10 das Werkstück W, während sie mit einem Kühlmittel von einer nichtdargestellten Kühlmitteldüse versorgt wird.
Als nächstes wird ein Fall, in dem das Werkstück W durch die Schleifscheibe 10 geschliffen wird, im Detail beschrieben. Wie voranstehend erwähnt wurde, ist das Werkstück W eine Kurbelwelle, und das zu schleifende Teil sind z.B. ein Kurbelzapfen 45 und Drehachsenrichtungsseitenoberflächen 46 und 47 des in 6 gezeigten Kurbelzapfens, die ein konkaver Abschnitt der Kurbelwelle sind. Im Folgenden werden Fälle beschrieben, in denen der Kurbelzapfen 45 und die Drehachsenrichtungsseitenoberflächen 46 und 47 lediglich als konkaver Abschnitt bezeichnet werden. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist die Schleifscheibe 10 ein Formschleifstein, und weist eine Form auf, die geringfügig größer als der konkave Abschnitt in der Achsenrichtung (Z-Achsenrichtung) ist. Wenn die Schleifscheibe 10 in den konkaven Abschnitt schneidet, schneidet die Schleifscheibe 10 aus diesem Grund die Seitenoberflächen 46 und 47 (die schraffierten Teile) des konkaven Abschnitts, während sie diese durch Schleifen entfernt, mit den beiden in der Achsenrichtung mit den ersten Schleifschnitzeln 11 bereitgestellten Endabschnitten (R-Abschnitten), die verschleißwiderstandsfähig sind. Wenn dann der zylindrische Abschnitt (C-Abschnitt) der äußeren Randoberfläche der Schleifscheibe 10 die äußere Randoberfläche des Kurbelzapfens 45 erreicht, der die Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts ist, wird die Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts (die äußere Randoberfläche des Kurbelzapfens 45) durch die zweiten Schleifschnitzel 12 geschliffen, die anfällig für Verschleiß sind, und dabei die Endfertigung durchgeführt.
Zu dieser Zeit sind die Mischabschnitte 18a bis 18p der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P so ausgebildet, dass sie eine abgerundete Kurve in der Umfangsrichtungsrichtung der äußeren Randoberfläche der Schleifscheibe 10 aufweisen. Die Mischabschnitte 18a bis 18p sind nämlich in einer Form ausgebildet, in der Verschleiß einfach unterdrückt wird, wenn das Werkstück W geschliffen wird. Aus diesem Grund wird das Auftreten eines Höhenunterschieds aufgrund von Verschleiß auf den Mischabschnitten 18a bis 18p zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11, die verschleißwiderstandsfähig sind, und den zweiten Schleifschnitzeln 12, die für Verschleiß anfällig sind, wirkungsvoll unterdrückt.
Wie darüber hinaus in 1B ersichtlich ist, sind die Mischabschnitte 18a bis 18p (die Achsenrichtungsgrenzabschnitte), die zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und dem zweiten Schleifschnitzel 12 ausgebildet sind, auf den Teilen der R-Abschnitte an beiden Enden in der Achsenrichtung der äußeren Randoberfläche auf der äußeren Randoberfläche vorgesehen. Die ersten Schleifschnitzel 11 und 11 sind nämlich entsprechend auf Teilen der R-Abschnitte vorgesehen, und die zweiten Schleifschnitzel 12 sind auf dem zylindrischen Abschnitt und den verbleibenden Teilen der R-Abschnitte vorgesehen. Aus diesem Grund sind die Mischabschnitte 18a bis 18p nicht auf dem zylindrischen Abschnitt (C-Abschnitt) vorgesehen. Sogar falls die Mischabschnitte 18a bis 18p verschlissen sind, um einen Höhenunterschied zu verursachen, wird deswegen der Höhenunterschied nicht zu der Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts (der äußeren Randoberfläche des Kurbelzapfens 45) des durch die zweiten Schleifschnitzel 12 geschliffenen Werkstücks W übertragen, die auf dem zylindrischen Abschnitt (C-Abschnitt) bereitgestellt sind, so dass eine herausragende Endfertigungsgenauigkeit erhalten werden kann.
(Vorteile der Ausführungsform)
Wie aus der voranstehend gegebenen Beschreibung deutlich wird, ist gemäß der ersten Ausführungsform die Schleifscheibe 10 eine Schleifscheibe 10, die mit der scheibenartigen Basis 13 (dem scheibenartigen Element) und der auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 vorgesehene Schleifschicht 16 bereitgestellt ist, und die Schleifschicht 16 mit der Mehrzahl von (sechzehn) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln A bis P bereitgestellt ist, die in der Umfangsrichtung geteilt sind, und die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P jeweils durch Anordnen der ersten Schleifschnitzel 11 und der zweiten Schleifschnitzel 12 ausgebildet sind, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften in der Achsenrichtung aufweisen. Auf jedem der Mehrzahl der (sechzehn) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P sind die Grenzabschnitte zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und dem zweiten Schleifschnitzel 12 als Achsenrichtungsgrenzabschnitte definiert. Die Achsenrichtungsgrenzabschnitte von, aus der Mehrzahl der (sechzehn) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln A bis P, den vier (zumindest drei) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D und I bis L oder in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel E bis H und M bis P, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind, sind zu der vorbestimmten Richtung in der Achsenrichtung in der Reihenfolge der vier (zumindest drei) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D und I bis L oder in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel E bis H und M bis P angeordnet, die in der Umfangsrichtung kontinuierlich angeordnet sind.
Dabei werden die Achsenrichtungsgrenzabschnitte der vier (zumindest drei) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis D und I bis L oder in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel E bis H und M bis P kontinuierlich mit einer großen Breite in der Achsenrichtung in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche im Vergleich mit dem Stand der Technik angeordnet, wo die zwei Grenzabschnitte immer so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung in der Umfangsrichtung gestuft sind. Aus diesem Grund kann der Höhenunterschied aufgrund des Verschleißes zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und den zweiten Schleifschnitzeln 12, der aufgrund des Unterschieds der Eigenschaften verursacht wird, sanfter als der Höhenunterschied aufgrund des Verschleißes zwischen zwei Arten von Schleifschichten gemacht werden, der durch den Unterschied der Eigenschaften in dem Stand der Technik verursacht wird, so dass die Endfertigungsgenauigkeit des Werkstücks W herausragend gemacht werden kann.
Darüber hinaus wird ein Unterschied in dem Grad des Höhenunterschieds aufgrund des Verschleißes, der zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und den zweiten Schleifschnitzeln 12 verursacht wird, gemäß dem Grad des Unterschieds der Eigenschaften (dem Korndurchmesser, der Härte, der Art des Bindematerials oder Ähnlichem der Schleifsteine) zwischen den ersten und zweiten Schleifschnitzeln 11 und 12 verursacht. Zu dieser Zeit werden die Größen der Änderung der axialen Positionen der Achsenrichtungsgrenzabschnitte der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung der Schleifscheibe 10 angeordnet sind, gemäß dem Grad des Höhenunterschieds geändert. Wenn z.B. der Höhenunterschied zu groß ist, wird die Änderung so vorgenommen, dass die Änderungsgröße der axialen Positionen der Achsenrichtungsgrenzabschnitte, nämlich die vorbestimmten Größen α des Überlappens in der Achsenrichtung der Achsenrichtungsgrenzabschnitte, die in der Umfangsrichtung aneinander gefügt sind, reduziert werden, und dass die Breiten der Änderung der Achsenrichtungsgrenzabschnitte in der Achsenrichtung erhöht werden. Wenn darüber hinaus der Höhenunterschied klein ist, können die vorbestimmten Größen α des Überlappens in der Achsenrichtung, die die Änderungsgröße der axialen Positionen der Achsenrichtungsgrenzabschnitte sind, erhöht werden. Dadurch kann der Höhenunterschied der Schleifschicht 16 aufgrund von Verschleiß wirkungsvoll verteilt werden, so dass die Endfertigungsgenauigkeit des Werkstücks W noch herausragender gemacht werden kann.
Darüber hinaus sind gemäß der ersten Ausführungsform die ersten Schleifschnitzel 11 von großem Korndurchmesser der abschleifenden Körner und hoher Härte, die zweiten Schleifschnitzel 12 sind von kleinem Korndurchmesser der abschleifenden Körner und niedriger Härte, die ersten Schleifschnitzel 11 sind auf beiden Endabschnitten der Schleifschicht 16 in der Achsenrichtung vorgesehen, und die zweiten Schleifschnitzel 12 sind in dem Mittelabschnitt der Schleifschicht 16 in der Achsenrichtung vorgesehen.
Wenn dabei z.B. der konkave Abschnitt des zylindrischen Werkstücks W, das mit dem konkaven Abschnitt auf dem gesamten Rand bereitgestellt ist, geschliffen wird, kann es herausragend geschliffen werden. Da nämlich die innere Seitenoberfläche des konkaven Abschnitts, wo die Schleifgröße groß ist, und der Schleifwiderstand hoch ist, durch diejenigen der ersten Schleifschnitzeln 11, die einen großen Korndurchmesser der abschleifenden Körner und eine hohe Härte aufweisen, ausgebildet ist, ist der Verschleiß der Schleifschicht 16 unterdrückt. Da darüber hinaus die mit Boden versehene Oberfläche des konkaven Abschnitts, wo der Schleifwiderstand niedrig ist, durch die Schleifschicht 16 geschliffen wird, die aus den zweiten Schleifschnitzeln 12 ausgebildet ist, die einen kleinen Korndurchmesser der abschleifenden Körner und eine niedrige Härte aufweisen, ist die Endfertigungsgenauigkeit verbessert.
Darüber hinaus ist gemäß der ersten Ausführungsform der Schleifschicht 16 mit dem zylindrischen Abschnitt (C-Abschnitt) und den R-Abschnitten bereitgestellt, die an beiden Enden des zylindrischen Abschnitts (C-Abschnitt) vorgesehen sind, die ersten Schleifschnitzel 11 sind auf Teilen der R-Abschnitte vorgesehen, die zweiten Schleifschnitzel 12 sind auf dem zylindrischen Abschnitt und den verbleibenden Teilen der R-Abschnitte vorgesehen, und die Achsenrichtungsgrenzabschnitte sind auf Teilen der R-Abschnitte vorgesehen. Zu dieser Zeit sind die Teile der R-Abschnitte nicht in direkter Berührung mit der äußeren Randoberfläche des Zylinders des Werkstücks W. Aus diesem Grund wird sogar, falls ein Höhenunterschied aufgrund von Verschleiß auf den Achsenrichtungsgrenzabschnitten verursacht wird, die auf den Teilen der R-Abschnitte ausgebildet sind, der Höhenunterschied nicht zu der äußeren Randoberfläche des Zylinders des Werkstücks W übertragen, so dass die Endfertigungsgenauigkeit herausragend ist.
Darüber hinaus weisen gemäß der ersten Ausführungsform die Achsenrichtungsgrenzabschnitte vorbestimmte Breiten in der Achsenrichtung auf, und in den Breiten sind die abschleifenden Körner der ersten und zweiten Schleifschnitzel 11 und 12, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und an beiden Enden der Achsenrichtungsgrenzabschnitte in der Achsenrichtung vorgesehen sind, in dem Gemisch vorhanden, um die Mischabschnitte 18a bis 18p auszubilden.
Da in den Mischabschnitten 18a bis 18p die zwei Arten von abschleifenden Körnern 14 und 19 unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, in dem Gemisch vorhanden sind, sind die Größen des Verschleißes der Mischabschnitte 18a bis 18p Werte zwischen den Größen des Verschleißes der ersten und zweiten Schleifschnitzel 11 und 12 auf beiden Seiten in der Achsenrichtung der Mischabschnitte 18a bis 18p. Aus diesem Grund verbinden die Mischabschnitte 18a bis 18p, nachdem sie verschlissen sind, die ersten und zweiten Schleifschnitzel 11 und 12 auf beiden Seiten der Mischabschnitte 18a bis 18p mit einer sanften Neigung, und unterdrücken dabei wirkungsvoll das Auftreten eines Höhenunterschieds einer steilen Neigung zwischen den ersten und zweiten Schleifschnitzeln 11 und 12.
Darüber hinaus sind gemäß der ersten Ausführungsform die Größen (die vorbestimmten Größen α) des Überlappens in der Achsenrichtung der Mischabschnitte 18a bis 18p mit den in der Umfangsrichtung aneinander angefügten Mischabschnitte der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 (das scheibenartige Element) geändert.
Durch das somit Ändern der vorbestimmten Größe α des Überlappens zwischen den Mischabschnitten 18a bis 18p kann die Konfiguration des kontinuierlichen Verbindens der Achsenrichtungsgrenzabschnitte in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 eine gewünschte Konfiguration in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche gemacht werden. Zum Beispiel können die Mischabschnitte 18a bis 18p durch Anpassen der vorbestimmten Größe α des Überlappens so angeordnet werden, dass, wenn die Mittelabschnitte in der Umfangsrichtung an den Mittelpositionen der Mischabschnitte 18a bis 18p in der Achsenrichtung gleichmäßig in der alphabetischen Reihenfolge der Indizes der Mischabschnitte 18a bis 18p verbunden werden, die verbundene gekrümmte Linie eine Sinuskurve ausbildet. Dabei kann der aufgrund des Verschleißes zwischen den unterschiedliche Eigenschaften aufweisenden ersten Schleifschnitzeln 11 und zweiten Schleifschnitzeln 12 verursachte Höhenunterschied eine vorbestimmte Form und Größe aufweisend gemacht werden, so dass die Endfertigungsgenauigkeit des Werkstücks W außerordentlich herausragend gemacht werden kann. Falls darüber hinaus der voranstehend erwähnte Vorteil mit dem Vorteil der Mischabschnitte 18a bis 18p selbst kombiniert wird, der dafür sorgt, dass der Höhenunterschied eine sanfte Neigung ist, wird der Vorteil weiter verbessert.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform lediglich in der relativen Größe zur Größe des konkaven Abschnitts unterschiedlich, der der durch die Schleifscheibe zu schleifende Gegenstand ist. In der ersten Ausführungsform ist die Schleifscheibe 10 ein Formschleifstein, der eine Querschnittsform aufweist, die größer als der konkave Abschnitt an der äußeren Randoberfläche ist. Jedoch weist in der zweiten Ausführungsform, wie aus 7 ersichtlich ist, eine Schleifscheibe 110 eine Größe auf, die in dem konkaven Abschnitt aufgenommen werden kann. Die Struktur der Schleifscheibe 110 ist ähnlich zu der der Schleifscheibe 10 der ersten Ausführungsform. Deswegen wird die Beschreibung mit ähnlichen Elementen durch ähnliche Bezugszeichenbezeichnungen wie die in der ersten Ausführungsform bezeichnet gegeben.
Ein Fall, in dem das Werkstück W durch die Schleifscheibe 110 geschliffen wird, wird beschrieben. Wie voranstehend erwähnt wurde, ist das Werkstück W die Kurbelwelle, und der zu schleifende Gegenstand ist der konkave Abschnitt der Kurbelwelle. Wie aus 7 ersichtlich ist, ist die Schleifscheibe 110 in einer Größe ausgebildet, die in dem konkaven Abschnitt in der Achsenrichtung aufgenommen werden kann. Aus diesem Grund schneidet die Schleifscheibe 110 in die Richtungen des Pfeils Ar1 und des Pfeils Ar2, die aus 7 ersichtlich sind, um die achsenrichtungsseitigen Oberflächen 46 und 47 des konkaven Abschnitts durch Schleifen zu entfernen. Die Schleifscheibe 110 entfernt nämlich die Seitenoberflächen 46 und 47 des konkaven Abschnitts mit den Achsenrichtungsendabschnitten (R-Abschnitte), die die ersten Schleifschnitzel 11 aufweisen, die verschleißwiderstandsfähig sind. Wenn dann das Entfernen der Seitenoberflächen 46 und 47 beendet ist, erreicht die äußere Randoberfläche der Schleifscheibe 110 die Bodenoberfläche (äußere Randoberfläche) des konkaven Abschnitts, und das Endfertigungsschleifen der Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts wird durch den zylindrischen Abschnitt (C-Abschnitt) der äußeren Randoberfläche der Schleifscheibe 110 durchgeführt, die mit den zweiten Schleifschnitzeln 12 bereitgestellt ist, die für Verschleiß anfällig sind. Mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist alles andere ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Durch diese Ausführungsform werden ähnliche Vorteile wie die der ersten Ausführungsform erhalten.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe 10 in den voranstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Schleifschicht 16 durch Anordnen der bereits ausgebildeten sechzehn (eine Mehrzahl von) in der Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 13 (das scheibenartige Element) ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Herstellungsverfahren begrenzt; sie kann durch getrenntes Kleben der ersten und zweiten Schleifschnitzel 11 und 12 und Bestimmen der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P an der äußeren Randoberfläche hergestellt werden, ohne voranstehend die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P auszubilden. In diesem Fall sind die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P nicht mit den Mischabschnitten 18a bis 18p bereitgestellt, und nur mit den Achsenrichtungsgrenzabschnitten bereitgestellt, die keine Breite oder Einheit aufweisen. Die ersten Schleifschnitzel 11 und die zweiten Schleifschnitzel 12 sind nämlich gemacht, ohne dass die Mischabschnitte 18a bis 18p dazwischen eingefügt sind, aneinandergefügt zu sein. Dadurch können ebenfalls adäquate Vorteile erhalten werden.
Darüber hinaus können die Mischabschnitte 18a bis 18p der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel A bis P durch ein Herstellungsverfahren hergestellt werden, das unterschiedlich zu dem der vorliegenden Ausführungsform ist. Die Mischabschnitte 18a bis 18p können nämlich einzeln durch Pressen und zwischen die ersten Schleifschnitzel 11 und die zweiten Schleifschnitzel 12 eingefügt werden hergestellt werden. Dadurch können ähnliche Vorteile wie die der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen erhalten werden.
Während darüber hinaus in den ersten und zweiten Ausführungsformen sechzehn in der Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel in der Umfangsrichtung angeordnet sind, kann die Anzahl größer als diese oder kleiner als diese sein.
Darüber hinaus sind in den ersten und zweiten Ausführungsformen, wie aus 1B ersichtlich ist, die Mischabschnitte 18a bis 18p (die Achsenrichtungsgrenzabschnitte), die zwischen den ersten Schleifschnitzeln 11 und den zweiten Schleifschnitzeln 12 ausgebildet sind, auf Teilen der R-Abschnitte an beiden Enden der Schleifschicht 16 bereitgestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt; die Mischabschnitte 18a bis 18p können auf den verbleibenden Teilen der R-Abschnitte oder dem zylindrischen Abschnitt bereitgestellt sein. Dadurch können ebenfalls adäquate Vorteile erhalten werden.
Darüber hinaus sind in den ersten und zweiten Ausführungsformen für das Werkstück W, das aus einer Art von Material hergestellt ist, die Schleifscheiben 10 und 110 durch Kombinieren der zwei Arten von ersten und zweiten Schleifschnitzeln 11 und 12 gemäß der Formteile mit unterschiedlichen Schleifwiderständen strukturiert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt; für ein Werkstück, wo eine Mehrzahl von Arten von Material zusammengefügt sind, kann eine Schleifscheibe durch Kombinieren von Schleifschnitzeln gemäß den Materialien strukturiert sein. Dadurch werden ähnliche Vorteile zu denen der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen erhalten.
Dritte Ausführungsform
(Struktur einer Schleifscheibe)
Im Folgenden wird ausgehend von den Zeichnungen eine dritte Ausführungsform der Schleifscheibe der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie aus 8A ersichtlich ist, ist eine Schleifscheibe 210 mit einer scheibenartigen Basis 213 (entsprechend einem Beispiel des scheibenartigen Elements) und einer auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 vorgesehenen Schleifschicht 216 bereitgestellt. Die scheibenartige Basis 213 wird aus einem Metall wie z.B. Eisen oder Aluminium, einem Harz oder Ähnlichem geformt. Die scheibenartige Basis 213 wird um die Drehachse der Schleifscheibe 210 gedreht (im Folgenden lediglich einfach als um die Achse bezeichnet).
Wenn im Folgenden der Begriff Achse ohne bestimmte Erläuterung verwendet wird, bedeutet dies die Drehachsenschleifscheibe 210. Wenn darüber hinaus der Begriff Achsenrichtung ohne besondere Erläuterung verwendet wird, bedeutet dies die Richtung der Drehachse der Schleifscheibe 210. Die Schleifschicht 216 ist mit einer Mehrzahl von (sechzehn in der vorliegenden Ausführungsform) in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P, die in der Umfangsrichtung gleich geteilt sind, bereitgestellt. Während in der dritten Ausführungsform die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P alle in der voreingestellten gleichen Form ausgebildet sind, sind diese zur Bequemlichkeit der Erläuterung als in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel 2A bis 2P geteilt bezeichnet. Die Schleifscheibe 210 ist eine Formschleifscheibe, deren zu schleifender Gegenstand eine konkave Nut ist, die auf dem äußeren Rand wie z.B. der Kurbelzapfen oder der Zapfen einer Fahrzeugkurbelwelle bereitgestellt ist.
Wie aus 8B und 9 ersichtlich ist, wo die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P in der Umfangsrichtung der scheibenartigen Basis 213 der Schleifscheibe 210 und um die Achse eben abgewickelt sind, sind die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P jeweils mit zwei ersten Schleifschnitzeln 211, einem zweiten Schleifschnitzel 212 und Grenzabschnitten 218a bis 218p in zwei Positionen bereitgestellt. Die ersten Schleifschnitzel 211, die zweiten Schleifschnitzel 212 und die Grenzabschnitte 218a bis 218p sind in einem Zustand angeordnet, in dem sie in einer voreingestellten Reihenfolge in der Achsenrichtung auf den in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln 2A bis 2P angeordnet sind (sh. 10). Die vorbestimmte Reihenfolge ist die Reihenfolge von, von der linken Seite (oder der rechten Seite) der 10, dem ersten Schleifschnitzel 211, den Grenzabschnitten 218a bis 218p, dem zweiten Schleifschnitzel 212, den Grenzabschnitten 218a bis 218p und dem ersten Schleifschnitzel 211. Die ersten Schleifschnitzel 211 und die zweiten Schleifschnitzel 212 weisen unterschiedliche Eigenschaften als Schleifsteine auf (Details werden später beschrieben). Die Grenzabschnitte 218a bis 218p sind Berührungsabschnitte und Grenzabschnitte zwischen den ersten Schleifschnitzeln 211 und den zweiten Schleifschnitzeln 212.
(Ausführliche Beschreibung der Grenzabschnitte 218a bis 218p)
Wie aus 8B und 9 ersichtlich ist, sind alle Grenzabschnitte 218a bis 218p auf der linken Seite der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P in der gleichen Form ausgebildet. Darüber hinaus sind alle Grenzabschnitte 218a bis 218p auf der rechten Seite der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P ebenfalls in der gleichen Form ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die rechten und linken Grenzabschnitte 218a bis 218p alle die gleiche Form auf. Während die rechten und linken Grenzabschnitte 218a bis 218p die gleiche Form aufweisen, wie voranstehend erwähnt wurde, werden zur Bequemlichkeit der Erläuterung im Folgenden die Grenzabschnitte 218a bis 218p auf der linken Seite der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P als Grenzabschnitte 218al bis 218pl bezeichnet. Ähnlich werden die Grenzabschnitte 218a bis 218p auf der rechten Seite der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P als Grenzabschnitte 218ar bis 218pr bezeichnet (sh. 9).
Wie aus 10 ersichtlich ist, die die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P zeigt, sind die Grenzabschnitte 218al bis 218pl auf der linken Seite und die Grenzabschnitte 218ar bis 218lr auf der rechten Seite so bereitgestellt, dass die Winkel α° mit Bezug auf eine Grenzlinie L1 mit einen in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel, die die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung anfügen, der gleiche Winkel sind, nämlich die gleiche Neigung mit Bezug auf die Achsenrichtung. Dabei sind die zweiten Schleifschnitzel 212 Seitenendoberflächen der zwei ersten Schleifschnitzel 211 der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P, die die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr ausbilden, parallel zueinander ausgebildet.
In dem voranstehend Beschriebenen sind die Winkel α° der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar und 218pr, die mit Bezug auf die Grenzlinie L1 ausgebildet sind, Winkel in einem Fall, in dem die Schleifschicht 216 in der Umfangsrichtung in einen ebenen Zustand abgewickelt ist, wie aus 10 ersichtlich ist. Die Grenzlinie L1 ist eine Linie parallel zu der Achse in dem ebenen Zustand, in dem die Schleifschicht 216 in der Umfangsrichtung unter einer Bedingung abgewickelt ist, in der die Achse projiziert ist. Deswegen kann gesagt werden, dass die Winkel α° Winkel mit Bezug auf die Achse in dem ebenen Zustand sind, in dem die Schleifschicht 216 in die Umfangsrichtung und einer Bedingung abgewickelt ist, in der die Achse auf eine beliebige Position der Schleifschicht 216 projiziert ist.
Aus dem voranstehend Beschriebenen können die rechten und linken ersten Schleifschnitzel 211 in einer Punktsymmetrieform mit Bezug auf den Massenmittelpunkt C1 der zweiten Schleifschnitzel 212 ausgebildet werden, so dass die gleichen Schleifschnitzel als rechte und linke erste Schleifschnitzel 211 verwendet werden können. Dabei können in der vorliegenden Ausführungsform zweiunddreißig erste Schleifschnitzel 211, die mit der gleichen Form ausgebildet werden, als die sechzehn ersten Schleifschnitzel 211 auf jeder aus rechter und linker Seite der Schleifscheibe 210 in 9 verwendet werden, was effizient ist.
Wie aus 10 ersichtlich ist, sind die ersten Schleifschnitzel 211 jeweils mit einem Hauptabschnitt 211a und einem ausgedehnten Abschnitt 211b bereitgestellt. Und die ersten Schleifschnitzel 211 sind, wie aus 8B ersichtlich ist, in winkeligen Abschnitten (R-Abschnitte) als beide Enden in der Achsenrichtung vorgesehen, welche winkeligen Abschnitte in einer R-Form auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 ausgebildet sind. Von den ersten Schleifschnitzeln 211 sind die ausgedehnten Abschnitte 211b in einem Bereich Ra und einem Bereich Rb vorgesehen, die Bereiche sind, wo die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr in der Achsenrichtung vorliegen. Deswegen sind die Hauptabschnitte 211a hauptsächlich auf den Seitenoberflächen der winkeligen Abschnitte (R-Abschnitte) vorgesehen, die andere Positionen als der Bereich Ra und der Bereich Rb in den winkeligen Abschnitten (R-Abschnitte) sind. Der Bereich Ra ist ein Bereich in der Achsenrichtung, wo der linke Seitengrenzabschnitt 218al in 10 vorhanden ist. Der Bereich Rb ist ein Bereich in der Achsenrichtung, wo der rechte Seitengrenzabschnitt 218ar in 10 vorhanden ist.
Wie aus 10 ersichtlich ist, sind die zweiten Schleifschnitzel 212 jeweils mit einem Hauptabschnitt 212a und ausgewählten Abschnitten 212b und 212c an beiden Seiten in der Achsenrichtung bereitgestellt. Der Hauptabschnitt 212a ist auf einem zylindrischen Abschnitt Cy der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 vorgesehen. Darüber hinaus sind die ausgedehnten Abschnitte 212b und 212c in den Bereichen Ra und Rb vorgesehen. Insbesondere erstrecken sich die ausgedehnten Abschnitte 212b und 212c in der Richtung der ersten Schleifschnitzel 211 von beiden Enden in der axialen Richtung des Hauptabschnitts 212a, der auf dem zylindrischen Abschnitt Cy in einer derartigen Weise vorgesehen ist, dass er mit den Endabschnitten in der axialen Richtung der ausgedehnten Abschnitte 211b und 211b der ersten Schleifschnitzel 211 in Berührung ist.
Wie voranstehend beschrieben wurde, sind die Grenzabschnitte, die Abschnitte sind, wo die ausgedehnten Abschnitte 212b und 212c der zweiten Schleifschnitzel 212 und die ausgedehnten Abschnitte 211b und 211b der ersten Schleifschnitzel 211 in Berührung sind, mit der gleichen Neigung mit Bezug auf die Achsenrichtung der Schleifscheibe 210 ausgebildet. Insbesondere sind die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr, die durch die Berührungsabschnitte (Grenzen) zwischen den ausgedehnten Abschnitten 212b und 212c der zweiten Schleifschnitzel 212 und die ausgedehnten Abschnitte 211b und 211b der ersten Schleifschnitzel 211 ausgebildet sind, aus geraden Linien ausgebildet, die die gleiche Neigung α° von einem Ende U zu dem anderen Ende V, wie aus 10 ersichtlich ist, in der Umfangsrichtung der Schleifschicht 216 und in einem ebenen Zustand, indem sie um die Achse abgewickelt sind, aufweisen.
Die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr ist nämlich eine Form, die Positionen (z.B. Punkte P1 und P2) verbindet, die in der Achsenrichtung unterschiedlich sind. Mit anderen Worten, die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr weist in dem abgewickelten ebenen Zustand einen Verschiebungsbestandteil in der Achsenrichtung auf. Darüber hinaus ist mit anderen Worten die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr eine Form, die der gleichen Richtung in der Achsenrichtung von dem einen Ende U zu dem anderen Ende V in dem abgewickelten ebenen Zustand kontinuierlich verbunden und linear ist.
Wie aus 11 ersichtlich ist, sind die ersten Schleifschnitzel 211 durch Binden von superabschleifenden Körnern 214 wie z.B. CBN oder Diamant mittels einem Bindematerial 215 ausgebildet sind. 11 ist eine schematische Ansicht, die eine Vergrößerung der Oberflächenbedingung der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2B zeigt. Die ersten Schleifschnitzel 211 sind als ein Beispiel durch Binden von CBN-abschleifenden Körnern mit einer Korngröße von #80 durch das gesinterte Bindematerial 215 mit einem Konzentrationsverhältnis von 200 z.B. mit einer Dicke von 4 bis 8 mm ausgebildet. Deswegen sind die ersten Schleifschnitzel 211 Schleifschnitzel, die einen großen Korndurchmesser des Schleifsteins aufweisen, so dass sie zum Grobschleifen dienen und eine hohe Härte aufweisen und vergleichsweise widerstandsfähig gegenüber Verschleiß sind.
Wie aus 11 ersichtlich ist, sind die zweiten Schleifschnitzel 212 durch Binden von superabschleifenden Körnern 219 wie z.B. CBN oder Diamant mittels einem Bindematerial 220 ausgebildet. Das Bindematerial 220 ist ein Bindematerial, das elastischer als das Bindematerial 215 der ersten Schleifschnitzel 211 ist. Die zweiten Schleifschnitzel 212 sind als Beispiel durch Binden von CBN-abschleifenden Körnern mit einer Korngröße von #800 durch das harzige Bindematerial 220 mit einem Konzentrationsverhältnis von 30 z.B. mit einer Dicke von 4 bis 8 mm ausgebildet. Als das harzige Bindematerial 220 wird z.B. ein Phenolharz verwendet. Deswegen sind die zweiten Schleifschnitzel 212 Schleifschnitzel, die einen kleinen Korndurchmesser des Schleifsteins aufweisen, so dass sie zum Endfertigungsschleifen dienen und eine niedrige Härte aufweisen und vergleichsweise anfällig für Verschleiß sind.
Wie aus 11 ersichtlich ist, weisen die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr eine minimale Breite auf, wenn sie genau betrachtet werden, und z.B. sind in dem Gemisch CBN-superabschleifende Körner (die superabschleifenden Körner 219) mit einer Korngröße von #800, die durch die zweiten Schleifschnitzel 212 besessen werden, und z.B. CBN-abschleifende Körner (die superabschleifenden Körner 214) mit einer Korngröße von #80, die durch die ersten Schleifschnitzel 211 besessen sind, in dem Gemisch vorhanden. In den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr sind ebenfalls das gesinterte Bindematerial 215 und das harzige Bindematerial 220 in dem Gemisch vorhanden. Deswegen weisen die Grenzabschnitte 218a bis 218p die Eigenschaften von sowohl den ersten Schleifschnitzeln 211 wie auch den zweiten Schleifschnitzeln 212 auf, und die Anfälligkeit für Verschleiß davon liegt im Wesentlichen zwischen der Anfälligkeit für Verschleiß der ersten Schleifschnitzel 211 und der Anfälligkeit für Verschleiß der zweiten Schleifschnitzel 212.
Die Breite der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr ist eine Breite, die eines der zwei superabschleifenden Körner 214 und 219 aufnehmen kann, und ist eine sich ergebende Breite, die zu der Zeit eines später beschriebenen Brennens verursacht wird. Darüber hinaus ist die Dicke der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr im Wesentlichen die gleiche wie die der ersten Schleifschnitzel 211 und der zweiten Schleifschnitzel 212. In der vorliegenden Ausführungsform wird durch das Ersinnen des Wegs die somit ausgebildeten Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr selbst in den Bereich Ra und dem Bereich Rb anzuordnen und den an den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr verursachten Höhenunterschied sanft zu machen, der auf das Werkstück W übertragene und verursachte Höhenunterschied unterdrückt.
Die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr müssen nicht notwendigerweise die gemischte Zusammensetzung aufweisen, wie voranstehend beschrieben wurde. In den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr können nämlich unter der Annahme, dass lediglich die Grenzlinien zwischen den ersten Schleifschnitzeln 211 und den zweiten Schleifschnitzeln 212 vorhanden sind, die Grenzlinien als die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr zugewiesen werden. Die Dicke der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr zu dieser Zeit ist als die Dicke der Endabschnitte der ersten Schleifschnitzel 211 und der zweiten Schleifschnitzel 212 aufgefasst.
Und die ersten Schleifschnitzel 211, 212 und 211 und die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr, die wie voranstehend beschrieben ausgebildet sind und die gleiche Dicke aufweisen, sind in der voranstehend beschriebenen Reihenfolge in der Achsenrichtung auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 angeordnet, wodurch die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe 210
Als nächstes wird das Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe 210 beschrieben. Zuerst wird das Verfahren zum Herstellen der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P beschrieben. Zum Herstellen der ersten Schleifschnitzel 211 wird zuerst ein mit den superabschleifenden Körnern 214 gemischtes Pulver, das Bindematerial 215 und Ähnliches mit einer gleichförmigen Dicke z.B. auf eine untere Pressform, die eine ebene Form aufweist, der ersten Schleifschnitzel 211 gefüllt, wie in 10 gezeigt ist. Wie voranstehend beschrieben wurde, sind die zwei ersten Schleifschnitzel 211, die an beiden Seiten in der axialen Richtung der zweiten Schleifschnitzel 212 vorgesehen sind, wie aus 10 ersichtlich ist, lediglich vertikal umgekehrt zueinander und sind die gleichen, wenn sie einzeln betrachtet werden.
Danach wird das auf die untere Pressform gefüllte Pulver durch eine erste obere Form gepresst, wodurch ein Schleifschnitzelmaterial geformt wird. Dann wird das pressgeformte Schleifschnitzelmaterial getrocknet, und nach dem Trocknen gebrannt, um die ersten Schleifschnitzel 211 zu vervollständigen, die aus 11 ersichtlich sind.
Darüber hinaus wird betreffend die zweiten Schleifschnitzel 212, wie in dem Verfahren zum Herstellen der ersten Schleifschnitzel 211, ein mit den superabschleifenden Körnern 219 gemischtes Pulver, das Bindematerial 220 und Ähnliches mit einer gleichförmigen Dicke z.B. auf eine untere Pressform, die eine ebene Form aufweist, der zweiten Schleifschnitzel 212 gefüllt, wie aus 10 ersichtlich ist. Danach wird das auf die untere Pressform gefüllte Pulver durch die erste obere Form gepresst, wodurch ein Schleifschnitzelmaterial geformt wird. Dann wird das pressgeformte Schleifschnitzelmaterial getrocknet, und nach dem Trocknen gebrannt, um die zweiten Schleifschnitzel 212 zu vervollständigen, die aus 11 ersichtlich sind.
Die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr werden durch Vorsehen der ersten Schleifschnitzel 211 und der zweiten Schleifschnitzel 212 hergestellt, wie aus 9 und 10 ersichtlich ist, und durch Durchführen eines Brennens mit den miteinander in Berührung befindlichen Grenzabschnitten. Zu dieser Zeit sind die ersten Schleifschnitzel 211 unter einer Bedingung vorgesehen, wo die Richtung davon punktsymmetrisch mit Bezug auf den Massenmittelpunkt C1 an beiden Enden in der Achsenrichtung der zweiten Schleifschnitzel 212 gedreht ist. Dann werden an den Grenzabschnitten zwischen den gebrannten ersten Schleifschnitzeln 211 und den zweiten Schleifschnitzeln 212 das Bindematerial 215 und das Bindematerial 220 verschmolzen. Unter einer derartigen Bedingung werden die superabschleifenden Körner 214 und 219 der ersten Schleifschnitzel 211 und der zweiten Schleifschnitzel 212 miteinander vermischt, um die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr auszubilden (sh. 11).
Die somit ausgebildeten in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P der gleichen Form werden kontinuierlich durch einen Klebstoff (nicht gezeigt) auf den gesamten Rand in der Umfangsrichtung der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 geklebt.
(Struktur eines Schleifers 225)
Als nächstes wird der Schleifer 225, an dem die Schleifscheibe 210 angebracht wird, um das Werkstück W zu schleifen, ausgehend von 12 beschrieben. Wie aus 12 ersichtlich ist, ist auf einem Bett 226 ein Tisch 227 gleitfähig platziert und der Z-Achsenrichtung durch eine Kugelspindel durch einen Servomotor 228 bewegt. Auf dem Tisch 227 sind ein Kopfstock 229 und ein Reitstock 230 so angebracht, dass sie einander gegenüber liegen, und das Werkstück W ist an der Mitte in der Z-Achsenrichtung zwischen dem Kopfstock 229 und dem Reitstock 230 gelagert. Auf dem Kopfstock 229 ist eine Hauptwelle 231 drehbar gelagert und durch einen Servomotor 232 gedreht. Das Werkstück W ist an die Hauptwelle 231 durch ein Drehherz (Mitnehmerherz) oder Ähnliches gekoppelt und gedreht.
Auf dem Bett 226 ist ein Schleifscheibenkopf 234 gleitfähig platziert. Der Schleifscheibenkopf 234 wird durch einen Servomotor 235 durch eine Kugelspindel in der X-Achsenrichtung gedreht, die die Z-Achse rechtwinklig schneidet. Auf dem Schleifscheibenkopf 234 ist eine Schleifscheibenspindel 236 drehbar gelagert. Die Schleifscheibenspindel 236 ist durch einen eingebauten Motor 237 gedreht. An dem anderen Ende der Schleifscheibenspindel 236 ist eine Mittelbohrung 238 eingepasst, die in die scheibenartige Basis 213 der Schleifscheibe 210 gebohrt ist. Dann ist das Ende der Schleifscheibenspindel 236 durch eine Schraube befestigt.
Ein CNC-Gerät 240 ist mit Antriebsschaltkreisen 241 bis 244 der Servomotoren 228, 232 und 235 und dem eingebauten Motor 237 verbunden. Das CNC-Gerät 240 führt aufeinanderfolgend NC-Programme zum Schleifen zu der Zeit des Schleifens durch, um zu verursachen, dass die Schleifscheibe 210 das Werkstück W schleift.
(Betreffend den Betrieb des Schleifers)
Wenn verursacht wird, dass die Schleifscheibe 210 das Werkstück W schleift, führt das CNC-Gerät 240 NC-Programme zum Schleifen aus, und gibt eine Drehanweisung, um die Schleifscheibe 210 mit einer hohen Drehzahl zu drehen, zu dem Antriebschaltkreis 244 des eingebauten Motors 237 aus. Darüber hinaus gibt das CNC-Gerät 240 eine Drehanweisung zu dem Antriebsschaltkreis 242 des Servomotors 232 aus, der die Hauptwelle 231 dreht, um das Werkstück W mit einer zum Schleifen geeigneten Umfangsdrehzahl zu drehen. Dann gibt das CNC-Gerät 240 zu dem Antriebsschaltkreis 241 des Servomotors 228 eine Sendeanweisung zum Bewegen des Tisches 227 in der Z-Achsenrichtung aus, um ihn zu einer Position zu bewegen, wo das Werkstück W der Schleifscheibe 210 gegenüber liegt.
Wenn die Schleifscheibe 210 dem zu schleifenden Teil des Werkstücks W gegenüberliegt, wird eine Anweisung zum Vorziehen des Schleifscheibenkopfs 234 in der X-Achsenrichtung mit einer Grobschleifsendedrehzahl zu dem Antriebsschaltkreis 243 des Servomotors 235 ausgegeben. Dabei schleift die Schleifscheibe 210 das Werkstück W, während sie mit einem Kühlmittel von einer nichtdargestellten Kühlmitteldüse versorgt wird.
(Betrieb)
Als Nächstes wird der Betrieb in einem Fall, in dem das Werkstück W durch die Schleifscheibe 210 geschliffen wird, im Detail beschrieben. Wie voranstehend erwähnt wurde, ist das Werkstück W eine Kurbelwelle, und das zu schleifende Teil ist z.B. ein Kurbelzapfen 245 und drehachsenrichtungsseitige Oberflächen 246 und 247 des Kurbelzapfens, der in 13 gezeigt ist, die ein konkaver Abschnitt der Kurbelwelle sind (sh. 13). Im Folgenden wird es Fälle geben, wo der Kurbelzapfen 245 und die achsenrichtungsseitigen Oberflächen 246 und 247 lediglich als konkave Abschnitte bezeichnet werden.
Wie aus 13 ersichtlich ist, ist die Schleifscheibe 210 ein Formschleifstein, und weist eine Form auf, die in der Achsenrichtung (Z-Achsenrichtung) geringfügig größer als die des konkaven Abschnitts ist. Wenn die Schleifscheibe 210 in den konkaven Abschnitt schneidet, schneidet die Schleifscheibe 210 aus diesem Grund in die Seitenoberflächen 246 und 247 (die abgeschrägten Teile) des konkaven Abschnitts, während sie diese durch Schleifen auf den Seitenoberflächenabschnitten der Achsenrichtung beider Endabschnitte (R-Abschnitte) entfernt, wo die Hauptabschnitte 211a der ersten Schleifschnitzel 211 vorgesehen sind, die verschleißwiderstandsfähig sind. In direktem Zug erreicht der zylindrische Abschnitt Cy der äußeren Randoberfläche der Schleifscheibe 210 die äußere Randoberfläche des Kurbelzapfens 245, die die Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts ist. Dabei geraten durch die ersten Schleifschnitzel 211 die Hauptabschnitte 212a der zweiten Schleifschnitzel 212, die für Verschleiß anfällig sind, mit der Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts (der äußeren Randoberfläche des Kurbelzapfens 245) in Berührung, die Bodenoberfläche wird geschliffen, und dabei eine Endfertigung durchgeführt.
Zu dieser Zeit werden die R-Abschnitte zwischen der Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts und der Seitenoberflächen 246 und 247 des konkaven Abschnitts durch die ausgedehnten Abschnitte 211b der ersten Schleifschnitzel 211 und die ausgedehnten Abschnitte 212b und 212c der zweiten Schleifschnitzel 212 geschliffen, die so bereitgestellt sind, dass sie in die Bereiche Ra und Rb in den R-Abschnitten der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P sich erstrecken.
In diesem Fall sind in der Umfangsrichtung der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr, die durch die Grenzabschnitte zwischen den ausgedehnten Abschnitten 211b der ersten Schleifschnitzel 211 und den ausgedehnten Abschnitten 212b und 212c der zweiten Schleifschnitzel 212 ausgebildet sind, die ersten Schleifschnitzel 211 und die zweiten Schleifschnitzel 212 in dem Gemisch in einem vorbestimmten Verhältnis vorhanden, und das Verhältnis des Gemisches unterscheidet sich zwischen den Positionen in der Achsenrichtung. Insbesondere in der Richtung von den zweiten Schleifschnitzeln 212 zu den ersten Schleifschnitzeln 211 ist zuerst das Verhältnis der zweiten Schleifschnitzel 212 hoch, und das Verhältnis der ersten Schleifschnitzel 211 erhöht sich allmählich zu den ersten Schleifschnitzeln 211 und in direkter Fortsetzung wird die Bedingung derart, dass lediglich die ersten Schleifschnitzel 211 außerhalb der Bereiche Ra und Rb vorhanden sind.
Aus diesem Grund liegt, wenn die Schleifscheibe 210 die R-Abschnitte des konkaven Abschnitts bearbeitet, die Größe des Verschleißes der Schleifscheibe 210, der in den Bereichen Ra und Rb in der Achsenrichtung verursacht wird, in der Mitte zwischen dem Verschleiß der einzelnen ersten Schleifschnitzel 211 und dem Verschleiß der einzelnen zweiten Schleifschnitzel 212. Die Mitte zu dieser Zeit bedeutet nicht das Zentrum. Und in der vorliegenden Ausführungsform ist mit Bezug auf die Größe auf der Seite der zweiten Schleifschnitzel 212 der Verschleiß um die Größe größer, um die das Verhältnis des Gemisches der zweiten Schleifschnitzel 212 höher ist. Da darüber hinaus in der Achsenrichtung das Verhältnis des Gemisches der ersten Schleifschnitzel 211 sich zu den ersten Schleifschnitzeln 211 erhöht, wird die Schleifscheibe 210 widerstandsfähig gegenüber Verschleiß.
Zu dieser Zeit sind in dem eben abgewickelten Zustand der Schleifschicht 216 die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr durch gerade Linien mit einem vorbestimmten Winkel α° mit Bezug auf die Achse (oder die gerade Linie L1), die auf die Ebene der Schleifschicht 216 projiziert ist, ausgebildet. Dabei wird in den Bereichen Ra und Rb in der Achsenrichtung der Höhenunterschied zwischen den ersten Schleifschnitzel 211 und den zweiten Schleifschnitzel 212, der aufgrund des Verschleißes der Schleifschicht 216 verursacht wird, ebenfalls ein gerader abgeschrägter Höhenunterschied gemäß der Größe des Winkels α°. Der gerade abgeschrägte Höhenunterschied, der in der vorliegenden Ausführungsform verursacht wurde, kann nämlich im Vergleich mit dem Höhenunterschied, der verursacht wird, wenn die ersten Schleifschnitzel 211 und die zweiten Schleifschnitzel 212, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, in einer Bedingung vorgesehen sind, wo kaum eine Länge der Grenzabschnitte in der Achsenrichtung vorliegt, nämlich so, dass der Winkel α° 90 Grad beträgt, sanft gemacht werden. Aus diesem Grund kann die Endfertigungsgenauigkeit der geschliffenen Oberfläche des Werkstücks W, zu dem der Höhenunterschied der Schleifschicht 216 übertragen wird, herausragend gemacht werden.
Wie darüber hinaus aus 8B und 13 ersichtlich ist, sind die ersten Schleifschnitzel 211 und die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr nicht auf den zylindrischen Abschnitt Cy vorgesehen, der auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 ausgebildet ist, sondern auf Teilen der R-Abschnitte an beiden Enden der äußeren Randoberfläche. Sogar falls die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr verschlissen werden, um einen Höhenunterschied zu verursachen, wird deswegen der Höhenunterschied nicht zu der Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts (der äußeren Randoberfläche des Kurbelzapfens 245) des Werkstücks W übertragen, der durch die zweiten Schleifschnitzel 212 geschliffen wird, die auf dem zylindrischen Abschnitt Cy bereitgestellt sind, so dass eine herausragende Endfertigungsgenauigkeit erhalten werden kann.
Erste Modifikation
In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform sind die ersten Schleifschnitzel 211 punktsymmetrisch mit Bezug auf den Massenmittelpunkt C1 der Hauptabschnitte 212a der zweiten Schleifschnitzel 212 ausgebildet. Darüber hinaus sind die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr, die auf der Schleifschicht 216 ausgebildet sind, die in einem ebenen Zustand abgewickelt sind, beide aus dem einen Ende U zu dem anderen Ende V ausgebildet, um die gleiche Neigung α° mit Bezug auf die Achse auszubilden, die auf die Schleifschicht 216 projiziert ist, nämlich um parallel zueinander zu liegen. Jedoch ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Wie aus 14 ersichtlich ist, die das Teil entsprechend dem S-Abschnitt der 9 und dessen Nachbarschaft ist, kann als eine erste Modifikation das Folgende angenommen werden: die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und die Grenzabschnitte 218ar bis 218pr sind linear symmetrisch mit Bezug auf eine Linie L2, die durch den Massenmittelpunkt der Hauptabschnitte 212a der zweiten Schleifschnitzel 212 und rechtwinklig zu der Achse durchtritt, und die Neigung von dem einen Ende U zu dem anderen Ende V entsprechend der 10 der dritten Ausführungsform beträgt α° und (180° – α°).
Zweite Modifikation
Darüber hinaus können als eine zweite Modifikation, wie aus 15 ersichtlich ist, die das Teil entsprechend dem S-Abschnitt der 9 und dessen Nachbarschaft ist, die Winkel α und die Formen von, aus den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr, den Grenzabschnitten, die in der Umfangsrichtung aneinander angefügt sind, unterschiedlich sein, anstelle gleich zu sein. Zu dieser Zeit sind an den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr nicht nur die Winkel nur zwischen den aneinander gefügten Grenzabschnitten unterschiedlich, sondern beliebige Winkel können für beliebige Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr eingestellt sein. Nämlich können die Winkel aller Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr unterschiedlich sein, oder die Winkel können mit einer vorbestimmten Regel geändert werden. Dadurch werden ebenfalls adäquate Vorteile erlangt.
Dritte Modifikation
Darüber hinaus sind in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr gerade Linien. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsform begrenzt. Die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr können gekrümmte Linien haben, wie aus 16 ersichtlich ist, was der Teil entsprechend dem S-Abschnitt der 9 und dessen Nachbarschaft ist.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform ausgehend von dem Flussdiagramm der 17 beschrieben. Die vierte Ausführungsform ist lediglich in dem Herstellungsverfahren unterschiedlich zu der dritten Ausführungsform. Deswegen wird lediglich der Unterschied von der dritten Ausführungsform beschrieben und die Beschreibung der gleichen Teile wird ausgelassen. In der dritten Ausführungsform ist die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr voreingestellt, um die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P herzustellen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform begrenzt; in der vierten Ausführungsform, nachdem die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P auf einer Versuchsbasis hergestellt und bewertet sind, werden die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P auf einer formalen Basis ausgehend von den erhaltenen Bewertungsergebnissen hergestellt. Es werden nämlich erwünschte in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel 2A bis 2P hergestellt, während das Ergebnis zurückgemeldet wird.
Wie aus 17 ersichtlich ist, ist das Schleifscheibenherstellungsverfahren in der vierten Ausführungsform mit einem vorläufigen Herstellungsschritt S10, einem Versuchsverarbeitungsschritt S12, einem Grenzabschnittformbestimmungsschritt S14 und einem Grenzabschnittherstellungsschritt S16 bereitgestellt.
An dem vorläufigen Herstellungsschritt S10 wird eine vorläufige Schleifschicht durch das Herstellungsverfahren für die voranstehend beschriebene dritte Ausführungsform so ausgebildet, dass die Grenzabschnitte eine vorbestimmte vorläufige Form aufweisen, und dabei eine vorläufige Schleifscheibe hergestellt. Zu dieser Zeit kann die vorläufige Form der Grenzabschnitte eine beliebige Form sein. Dann wird in dem Versuchsbearbeitungsschritt S12 ein Versuchsbearbeitungserzeugnis durch die vorläufige Schleifschicht der hergestellten vorläufigen Schleifscheibe geschliffen.
An dem Grenzabschnittformbestimmungsschritt S14 wird zuerst der Unterschied zwischen der Größe des Versuchsbearbeitungshöhenunterschieds, der auf der vorläufigen Schleifschicht verursacht wird, nachdem das Versuchsbearbeitungserzeugnis bearbeitet wurde, die Größe des voreingestellten Sollhöhenunterschieds geprüft. Dann wird die Endform der Grenzabschnitte so bestimmt, dass die Größe des Versuchsbearbeitungshöhenunterschieds die gleiche wie die Größe des Sollhöhenunterschieds ist. Zu dieser Zeit können als die Form der Grenzabschnitte die in der dritten Ausführungsform und den ersten bis dritten Modifikationen beschriebenen Formen ausgewählt werden. Darüber hinaus kann der Höhenunterschied in den Bereichen Ra und Rb in der Achsenrichtung ebenfalls durch Erhöhen der Länge (der Bereiche Ra und Rb) der Grenzabschnitte in der Achsenrichtung sanft gemacht werden.
An dem Grenzabschnittherstellungsschritt S16 sind die ersten und zweiten Schleifschnitzel 211 und 212 von jedem der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P an der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 vorgesehen, und die Schleifscheibe 210 wird so hergestellt, dass die Form der Grenzabschnitte, die die Schleifschicht 216 ausbilden, die Endform ist, die in dem Grenzabschnittformbestimmungsschritt S14 bestimmt wurde. Dabei kann eine Schleifscheibe 210 ausgebildet werden, mit der ein gewünschter Höhenunterschied zu der Zeit des Schleifens ausgebildet werden kann.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform beschrieben. Die fünfte Ausführungsform ist unterschiedlich von den dritten und vierten Ausführungsformen lediglich in der relativen Größe der Schleifscheibe zu der Größe des konkaven Abschnitts, der der zu schleifende Gegenstand zu der Zeit des Schleifens ist. In den dritten und vierten Ausführungsformen ist die Schleifscheibe 210 ein Formschleifstein, der eine Querschnittsform aufweist, die größer als der konkave Abschnitt der äußeren Randoberfläche ist. Jedoch weist in der fünften Ausführungsform eine Schleifscheibe 310 eine Größe auf, die in dem konkaven Abschnitt aufgenommen werden kann, wie aus 18 ersichtlich ist. Die Struktur der Schleifscheibe 310 ist ähnlich zu der der Schleifscheibe 210 der dritten und vierten Ausführungsformen. Deswegen werden ähnliche Elemente durch ähnliche Bezugszeichen wie die in den dritten und vierten Ausführungsformen bezeichnet.
Ein Fall, in dem das Werkstück W durch die Schleifscheibe 310 geschliffen wird, wird bestimmt. Wie voranstehend erwähnt wurde, ist das Werkstück W die Kurbelwelle, und der zu schleifende Gegenstand ist der konkave Abschnitt der Kurbelwelle. Wie aus 18 ersichtlich ist, ist die Schleifscheibe 310 in einer Größe ausgebildet, in der sie in dem konkaven Abschnitt in der Achsenrichtung aufgenommen werden kann. Aus diesem Grund schneidet die Schleifscheibe 310 in die Richtungen des Pfeils Ar1 und des Pfeils Ar2, die aus 18 ersichtlich sind, um die Achsenrichtungsseitenoberflächen 246 und 247 des konkaven Abschnitts durch Schleifen zu entfernen. Die Schleifscheibe 310 entfernt die Seitenoberflächen 246 und 247 des konkaven Abschnitts mit den Seitenoberflächen der Achsenrichtungsendabschnitte (R-Abschnitte), die die erste Schleifschnitzel 211 aufweisen, die widerstandsfähig gegenüber Verschleiß sind. Wenn dann das Entfernen der Seitenoberflächen 246 und 247 beendet ist, erreicht die äußere Randoberfläche der Schleifscheibe 310 die Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts (die äußere Randoberfläche der Kurbelwelle), und das Endfertigungsschleifen der Bodenoberfläche des konkaven Abschnitts wird durch den zylindrischen Abschnitt Cy der äußeren Randoberfläche der Schleifscheibe 310 durchgeführt, der mit den Schleifschnitzeln 212 bereitgestellt ist, die anfällig für Verschleiß sind. Mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen sind alle ähnlich zu denen der dritten und vierten Ausführungsformen. Durch diese Ausführungsform können ähnliche Vorteile wie die der dritten und vierten Ausführungsformen erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen dritten bis fünften Ausführungsformen begrenzt; es ist notwendig, dass die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr beliebig zwei Punkte aufweisen, die in der Achsenrichtung in dem Liniensegment zwischen dem einen Ende U und dem anderen Ende V unterschiedlich sind. Sie können nämlich in einer beliebigen Form ausgebildet sein, solange eine Verschiebungskomponente in der Achsenrichtung in dem Liniensegment bereitgestellt ist. Zum Beispiel können die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr in einer S-Form von dem einen Ende U zu dem anderen Ende V ausgebildet sein. Darüber hinaus können die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr in einer U-Form ausgebildet sein, die eine Verschiebungskomponente in der Achsenrichtung von dem einen um eine vorbestimmte Größe in der Achsenrichtung zu verschieben Ende U aufweist, und dann an dem anderen Ende V zu der gleichen Position zurückkehrt wie das eine Ende U in einer Position in der axialen Richtung. Dadurch werden ebenfalls die adäquaten Vorteile erhalten.
(Vorteile in den dritten bis fünften Ausführungsformen)
Gemäß den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Schleifscheibe 210 eine Schleifscheibe 210, die mit der scheibenartigen Basis 213 (das scheibenartige Element) und der Schleifschicht 216 bereitgestellt ist, die auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 vorgesehen ist. Die Schleifschicht 216 ist mit der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P bereitgestellt, die in der Umfangsrichtung der scheibenartigen Basis 213 geteilt sind. Die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P werden durch Anordnen der ersten Schleifschnitzel 211 und der zweiten Schleifschnitzel 212 ausgebildet, die in der Achsenrichtung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, und die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr zwischen den ersten Schleifschnitzeln 211 und den zweiten Schleifschnitzeln 212 ist eine Form, die Positionen verbindet, die in der Achsenrichtung unterschiedlich sind.
Gemäß der voranstehend beschrieben Ausführungsform sind in den Bereichen Ra und Rb in der Achsenrichtung, wo die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P vorhanden sind, die ersten Schleifschnitzel 211 und die zweiten Schleifschnitzel 212 in dem Gemisch in einem vorbestimmten Verhältnis vorhanden, und wenn sie in der Achsenrichtung der Schleifscheibe 210 betrachtet werden, ist das Verhältnis des Gemisches geändert. Aus diesem Grund, wenn die Schleifscheibe 210 das Werkstück W bearbeitet, ist die Größe des in den Bereichen Ra und Rb der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr in der Achsenrichtung eine Größe zwischen der Größe des Verschleißes, der auf den einzelnen ersten Schleifschnitzeln 211 verursacht wird, und der Größe des Verschleißes, der auf den einzelnen zweiten Schleifschnitzeln 212 verursacht wird. Dabei ist in dem Erzeugnis der vorliegenden Ausführungsform in den Bereichen Ra und Rb der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr in der Achsenrichtung der Höhenunterschied, der zwischen den ersten Schleifschnitzeln 211 und den zweiten Schleifschnitzeln 212 verursacht wird, im Vergleich mit dem Höhenunterschied sanft, der verursacht wird, wenn die ersten Schleifschnitzel 211 und die zweiten Schleifschnitzel 212 unter einer Bedingung angeordnet werden, in der kaum eine Breite des Grenzabschnitts in der axialen Richtung vorhanden ist, so dass die Endfertigungsgenauigkeit des Werkstücks W herausragend ist.
Darüber hinaus sind gemäß der voranstehend beschriebenen dritten Ausführungsform die Formen von allen Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P die gleichen. Dabei können die ersten Schleifschnitzel 211, von denen zwei durch jedes der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P verwendet werden, gemeinsame Elemente sein, was zu reduzierten Kosten beiträgt.
Darüber hinaus sind gemäß der ersten bis dritten Modifikationen der voranstehend beschriebenen dritten Ausführungsform die Formen der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P unterschiedlich. Dabei kann die Form des auf den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr verursachten Höhenunterschieds einfach auf eine gewünschte Form angepasst werden.
Darüber hinaus sind gemäß der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P kontinuierlich von dem einen Ende U zu dem anderen Ende V in der Achsenrichtung der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr verbunden. Dabei kann der auf den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr verursachte Höhenunterschied über die gesamte Breite der Grenzabschnitte sanft gemacht werden.
Darüber hinaus wird gemäß den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schnitzel 2A bis 2P durch die gleiche Neigung α° mit Bezug auf die Achsenrichtung ausgebildet. Dabei werden die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr einfach ausgebildet, und durch die Tätigkeit der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr wird der in den Bereichen Ra und Rb der Schleifschicht 216 verursachte Höhenunterschied durch eine abgeschrägte ebene Oberfläche ausgebildet, die einen vorbestimmten Winkel aufweist.
Darüber hinaus wird gemäß dem Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe 210 der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen durch das Anordnen der ersten und zweiten Schleifschnitzel 211 und 212 der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 (das scheibenartige Element) die Schleifschicht 216 ausgebildet, die mit den Grenzabschnitten 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Wie voranstehend beschrieben wurde, wird durch ein einfaches Herstellungsverfahren die voranstehend beschriebene Schleifscheibe 210 erhalten, wo der Grad des auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 (das scheibenartige Element) verursachte Höhenunterschied angepasst ist.
Darüber hinaus ist gemäß dem Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe 210 der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorläufige Herstellungsschritt S10 bereitgestellt, wo die vorläufige Schleifschicht durch das Herstellungsverfahren für die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen so ausgebildet wird, dass die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr eine vorbestimmte vorläufige Form aufweisen. Darüber hinaus ist der Versuchsbearbeitungsschritt S12 bereitgestellt, wo das Versuchsbearbeitungserzeugnis durch die vorläufige Schleifschicht bearbeitet wird. Darüber hinaus ist der Grenzabschnittformbestimmungsschritt S14 bereitgestellt, wo der Unterschied zwischen der Größe des Versuchsbearbeitungshöhenunterschieds, der auf der vorläufigen Schleifschicht nach der Bearbeitung des Versuchsbearbeitungserzeugnisses und der Größe des voreingestellten Sollhöhenunterschieds geprüft wird, und die schlussendliche Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr so bestimmt ist, dass die Größe des Versuchsbearbeitungshöhenunterschieds die gleiche wie die Größe des Sollhöhenunterschieds ist. Außerdem ist der Grenzabschnittherstellungsschritt S16 bereitgestellt, wo danach, damit die Form der Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr die bestimmte schlussendliche Form ist, die ersten und zweiten Schleifschnitzel 211 und 212 von jeder der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 (scheibenartiges Element) vorgesehen sind, um die Schleifschicht 216 auszubilden. Dabei kann ein erwünschter Höhenunterschied immer für die Schleifschicht 216 erhalten werden, so dass die Steuerung einfach durchgeführt werden kann, so dass die Form des zu der äußeren Zylinderrandoberfläche des Werkstücks W übertragene Höhenunterschieds klein ist.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe 210 der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die sechzehn (Mehrzahl von) bereits ausgebildeten in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln 2A bis 2P auf der äußeren Randoberfläche der scheibenartigen Basis 213 (scheibenartiges Element) vorgesehen, um dabei die Schleifschicht 216 auszubilden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Herstellungsverfahren begrenzt; die Schleifscheibe 210 kann durch getrenntes Kleben der ersten und zweiten Schleifschnitzel 211 und 212 und Bestimmen der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P an der äußeren Randoberfläche ohne die in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel 2A bis 2P, die vorläufig ausgebildet wurden, hergestellt werden.
Darüber hinaus kann, während sechzehn in Umfangsrichtung geteilte Schleifschnitzel (2A bis 2P) in der Umfangsrichtung in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform angeordnet sind, die Anzahl größer oder kleiner sein.
Darüber hinaus sind in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform, wie aus 8B ersichtlich ist, die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr, die zwischen den ersten und zweiten Schleifschnitzeln 211 und 212 ausgebildet sind, auf Teilen der R-Abschnitte an beiden Enden der Schleifschicht 216 bereitgestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Die Grenzabschnitte 218al bis 218pl und 218ar bis 218pr können teilweise auf den zylindrischen Abschnitt Cy bereitgestellt sein. Dadurch können ebenfalls adäquate Vorteile erhalten werden.
Darüber hinaus sind in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen für das Werkstück W, das aus einer Art von Material hergestellt ist, die Schleifscheiben 210 und 310 durch Kombinieren der zwei Arten von ersten und zweiten Schleifschnitzeln 211 und 212 gemäß den Formteilen strukturiert, die unterschiedliche Schleifwiderstände aufweisen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt; für ein Werkstück, wo eine Mehrzahl von Arten von Material zusammengefügt sind, kann eine Schleifscheibe durch Kombinieren von Schleifschnitzeln gemäß den Materialien strukturiert sein. Dadurch können ähnliche Vorteile wie die der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen erhalten werden.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung (Patentanmeldung Nr. 2014-222200) , die am 31. Oktober 2014 eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung (Patentanmeldung Nr. 2015-026043) , die am 13. Februar 2015 eingereicht wurde, deren Inhalte hiermit durch Bezug aufgenommen sind.
Beschreibung der Bezugszeichen

10, 110, 210, 310: Schleifscheibe; 11, 211: erstes Schleifschnitzel; 12, 212: zweites Schleifschnitzel; 13, 213: scheibenartige Basis (scheibenartiges Element); 14, 19, 214, 219: superabschleifendes Korn (abschleifendes Korn); 15, 215: gesintertes Bindematerial; 16, 216: Schleifschicht; 18a bis 18p: Mischabschnitt; 20, 220: harziges Bindematerial; 25, 225: Schleifer; A bis P, 2A bis 2P: in Umfangsrichtung geteiltes Schleifschnitzel; W: Werkstück; 211a: Hauptabschnitt; 211b: erstreckter Abschnitt; 212b, 212c: erstreckter Abschnitt; 218a bis 218p: Grenzabschnitt; Ra, Rb: Bereich; S10: vorläufiger Herstellungsschritt; S12: Bearbeitungsschritt; S14: Grenzabschnittformbestimmungsschritt; S16: Grenzabschnittherstellungsschritt.

Claims

Schleifscheibe mit: einem scheibenartigen Element; und einer Schleifschicht, die an einer äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements vorgesehen ist, wobei die Schleifschicht eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln umfasst, die in einer Umfangsrichtung des scheibenartigen Elements geteilt sind, wobei jedes der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel durch Anordnen eines ersten Schleifschnitzels und eines zweiten Schleifschnitzels in einer Achsenrichtung der Schleifscheibe ausgebildet ist, wobei das erste Schleifschnitzel und das zweite Schleifschnitzel unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, und wobei eine Form eines Grenzabschnitts zwischen dem ersten Schleifschnitzel und dem zweiten Schleifschnitzel eine Form ist, die unterschiedliche Positionen in der Achsenrichtung verbindet.
Schleifscheibe nach Anspruch 1, wobei die Formen von allen Grenzabschnitten der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel die gleichen sind.
Schleifscheibe nach Anspruch 1, wobei die Formen der Grenzabschnitte der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel unterschiedlich sind.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Form von jedem der Grenzabschnitte der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel eine Form ist, die kontinuierlich von einem Ende zu dem anderen Ende des Grenzabschnitts in der Achsenrichtung verbunden ist.
Schleifscheibe nach Anspruch 4, wobei die Form von jedem der Grenzabschnitte der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel durch eine gleiche Neigung mit Bezug auf die Achsenrichtung ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe, wobei die Schleifscheibe die Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist, das Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe umfasst: Ausbilden der Schleifschicht durch Anordnen der in jedem der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel bereitgestellten ersten und zweiten Schleifschnitzel auf der äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements.
Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe nach Anspruch 6, mit: einem vorläufigen Herstellungsschritt, eine vorläufige Schleifschicht durch das Herstellungsverfahren nach Anspruch 6 auszubilden, um eine vorläufige Schleifscheibe derart herzustellen, dass die Grenzabschnitte die vorbestimmten vorläufigen Formen aufweisen; einem Versuchsbearbeitungsschritt, ein Versuchsbearbeitungserzeugnis durch die vorläufige Schleifschicht zu bearbeiten; einen Grenzabschnittformbestimmungsschritt, einen Unterschied zwischen einer Größe eines Versuchsbearbeitungshöhenunterschieds, der auf der vorläufigen Schleifschicht nach dem Bearbeiten des Versuchsbearbeitungserzeugnisses verursacht wird, und einer Größe eines voreingestellten Sollhöhenunterschieds zu prüfen, und schlussendliche Formen der Grenzabschnitte derart zu bestimmen, dass die Größe des Versuchsbearbeitungshöhenunterschieds die gleiche wie die Größe des Sollhöhenunterschieds ist; und einen Grenzabschnittherstellungsschritt, die ersten und zweiten Schleifschnitzel von jedem der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel auf der äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements so vorzusehen, um die Schleifschicht derart auszubilden, dass die Grenzabschnitte die vorbestimmten schlussendlichen Formen aufweisen.
Schleifscheibe mit: einem scheibenartigen Element; und einer auf einer äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements vorgesehenen Schleifschicht, wobei die Schleifschicht eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzeln umfasst, die in einer Umfangsrichtung geteilt sind, wobei jedes der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel durch Anordnen eines ersten Schleifschnitzels und eines zweiten Schleifschnitzels in einer Achsenrichtung ausgebildet ist, wobei das erste Schleifschnitzel und das zweite Schleifschnitzel unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wobei ein Grenzabschnitt zwischen dem ersten Schleifschnitzel und dem zweiten Schleifschnitzel von jedem der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel als ein Achsenrichtungsgrenzabschnitt definiert ist, und wobei die Achsenrichtungsgrenzabschnitte von zumindest drei der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind, zu einer vorbestimmten Richtung in der Achsenrichtung in einer Reihenfolge der zumindest drei in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind, angeordnet sind.
Schleifscheibe nach Anspruch 8, wobei das erste Schleifschnitzel einen großen Korndurchmesser eines abschleifenden Korns aufweist und von hoher Härte ist, wobei das zweite Schleifschnitzel einen kleinen Korndurchmesser des abschleifenden Korns aufweist und von niedriger Härte ist, wobei das erste Schleifschnitzel auf jedem Endabschnitt der Schleifschicht in der Achsenrichtung vorgesehen ist, und das zweite Schleifschnitzel in einem Mittelabschnitt der Schleifschicht in der Achsenrichtung vorgesehen ist.
Schleifscheibe nach Anspruch 9, wobei die Schleifschicht einen zylindrische Abschnitt und einen R-Abschnitt umfasst, der an jedem Ende des zylindrischen Abschnitts vorgesehen ist, wobei das erste Schleifschnitzel auf einem Teil von jedem der R-Abschnitte vorgesehen ist, wobei das zweite Schleifschnitzel auf dem zylindrischen Abschnitt und einem verbleibenden Teil von jedem der R-Abschnitte vorgesehen ist, und wobei der Achsenrichtungsgrenzabschnitt auf einem Teil von jedem der R-Abschnitte vorgesehen ist.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei jeder der Grenzabschnitte eine vorbestimmte Breite in der Achsenrichtung aufweist, und in der vorbestimmten Breite die abschleifenden Körner der ersten und zweiten Schleifschnitzel, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die an beiden Enden der Grenzabschnitte in der Achsenrichtung vorgesehen sind, in dem Gemisch vorhanden sind, um einen Mischabschnitt auszubilden.
Schleifscheibe nach Anspruch 11, wobei eine Größenordnung des Überlappens in der Achsenrichtung des Mischabschnitts mit einem an dem Mischabschnitt in der Umfangsrichtung angrenzenden Mischabschnitt auf der äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements sich ändert.
Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe, wobei die Schleifscheibe die Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 8 bis 12 ist, und das Verfahren zum Herstellen der Schleifscheibe umfasst: Ausbilden der Schleifschicht durch Anordnen der ersten und zweiten Schleifschnitzel, die in jeder der Mehrzahl der in Umfangsrichtung geteilten Schleifschnitzel auf der äußeren Randoberfläche des scheibenartigen Elements bereitgestellt ist.