JP2000246605A - 内面研削方法 - Google Patents
内面研削方法Info
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- JP2000246605A JP2000246605A JP11054845A JP5484599A JP2000246605A JP 2000246605 A JP2000246605 A JP 2000246605A JP 11054845 A JP11054845 A JP 11054845A JP 5484599 A JP5484599 A JP 5484599A JP 2000246605 A JP2000246605 A JP 2000246605A
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- grinding wheel
- grinding
- grindstone
- work
- oscillation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
- B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
- B24B5/06—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces internally
- B24B5/10—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces internally involving a horizontal tool spindle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
- B24B53/04—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】砥石オシレーションユニットやオシレーション
作動台等を不要とし、簡素かつ安価な構造で砥石が後退
した時の単位研削幅当りの法線研削力が過大となるのを
防ぎ、ワーク形状の向上および砥石の寿命低下の防止を
図り得る内面研削方法および内面研削盤を提供する。 【構成】インプロセス内径寸法測定を砥石と測定子の同
期したオシレーションにより間歇的に行ってワーク内径
面を研削する内面研削方法において、ワークに向って前
進後退動作する砥石テーブルの移動方向に対して、該砥
石テーブルの後退時の法線研削力が減少するように砥石
周面を傾斜状（テーパ状）にツルーイングし、ワークを
砥石テーブルの移動方向に対して予め傾斜状態に支持
し、この砥石テーブルをその移動方向にオシレーション
させる。
作動台等を不要とし、簡素かつ安価な構造で砥石が後退
した時の単位研削幅当りの法線研削力が過大となるのを
防ぎ、ワーク形状の向上および砥石の寿命低下の防止を
図り得る内面研削方法および内面研削盤を提供する。 【構成】インプロセス内径寸法測定を砥石と測定子の同
期したオシレーションにより間歇的に行ってワーク内径
面を研削する内面研削方法において、ワークに向って前
進後退動作する砥石テーブルの移動方向に対して、該砥
石テーブルの後退時の法線研削力が減少するように砥石
周面を傾斜状（テーパ状）にツルーイングし、ワークを
砥石テーブルの移動方向に対して予め傾斜状態に支持
し、この砥石テーブルをその移動方向にオシレーション
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、母線形状が直線
のワークに対して砥石をオシレーションしつつワーク内
面の研削加工を行う内面研削方法およびこの方法を実施
するのに有用な内面研削盤に関する。
のワークに対して砥石をオシレーションしつつワーク内
面の研削加工を行う内面研削方法およびこの方法を実施
するのに有用な内面研削盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】ころがり軸受内輪等高い精度を要する円
筒状小物部品（ワーク）の内面研削では、間欠インプロ
セス測定を行いつつ砥石を砥石テーブルの軸線に沿って
前記ワーク内へ前後進（オシレーション）させて研削す
る。通常は前記ワークを軸線方向にはさむように砥石と
インプロセスゲージを配置し、両者を連動させて同方向
にオシレーションさせ、砥石がワークから後退したとき
にインプロセスゲージを前進、つまり前記ワークに挿入
して定寸測定を行う。
筒状小物部品（ワーク）の内面研削では、間欠インプロ
セス測定を行いつつ砥石を砥石テーブルの軸線に沿って
前記ワーク内へ前後進（オシレーション）させて研削す
る。通常は前記ワークを軸線方向にはさむように砥石と
インプロセスゲージを配置し、両者を連動させて同方向
にオシレーションさせ、砥石がワークから後退したとき
にインプロセスゲージを前進、つまり前記ワークに挿入
して定寸測定を行う。
【０００３】実際の研削作業中の砥石スピンドルは法線
研削力によってたわみを生じ、砥石オシレーションの後
退時における研削幅の減少の割には法線研削力は小さく
ならず、このときの単位研削幅当りの法線研削力が過大
となるので、砥石後退時に円柱状あるいは円筒状砥石の
先端稜部が前記ワークの研削面を局部的に削り込む現象
が起る。上述の如く砥石はその先端稜部で前記ワークに
急に削り込むこととなるので、砥石の局部的摩耗、砥石
寿命の低下とともにワーク母線形状の悪化をもたらす。
研削力によってたわみを生じ、砥石オシレーションの後
退時における研削幅の減少の割には法線研削力は小さく
ならず、このときの単位研削幅当りの法線研削力が過大
となるので、砥石後退時に円柱状あるいは円筒状砥石の
先端稜部が前記ワークの研削面を局部的に削り込む現象
が起る。上述の如く砥石はその先端稜部で前記ワークに
急に削り込むこととなるので、砥石の局部的摩耗、砥石
寿命の低下とともにワーク母線形状の悪化をもたらす。
【０００４】このため本発明に係る出願人は先に、砥石
のツルーイングをつかさどる砥石テーブルの前後進移動
方向に対して傾斜した方向に砥石をオシレーションさせ
るようにした砥石オシレーション方法を開示し、これを
実現するために図６に示す内面研削盤を開発した（特開
平５−２８５８０８号公報）。この構造を簡単に説明す
れば、砥石テーブル７上に枢軸１５によって旋回可能に
砥石オシレーションユニット６を枢支し、該砥石オシレ
ーションユニット６上に作動台１６を介して旋回可能に
砥石スピンドル装置５を搭載し、砥石オシレーションユ
ニット６を砥石テーブル７の移動方向に対して角度θだ
け旋回させるとともに、前記作動台１６を同じ量だけ該
オシレーションユニット６に対して逆方向に旋回させて
砥石軸をワーク軸線に平行に保持し、この状態で砥石オ
シレーションユニット６により作動台１６をオシレーシ
ョン動作させる構造としている。なお、砥石１のツルー
イングは砥石テーブル７の砥石軸線方向の移動とツルア
８の回転によって行う。２は円筒状ワーク、３はインプ
ロセス測定装置９のインプロセス測定ゲージ、１４は作
動台１６上に立設した砥石スピンドル装置５の枢軸であ
る。
のツルーイングをつかさどる砥石テーブルの前後進移動
方向に対して傾斜した方向に砥石をオシレーションさせ
るようにした砥石オシレーション方法を開示し、これを
実現するために図６に示す内面研削盤を開発した（特開
平５−２８５８０８号公報）。この構造を簡単に説明す
れば、砥石テーブル７上に枢軸１５によって旋回可能に
砥石オシレーションユニット６を枢支し、該砥石オシレ
ーションユニット６上に作動台１６を介して旋回可能に
砥石スピンドル装置５を搭載し、砥石オシレーションユ
ニット６を砥石テーブル７の移動方向に対して角度θだ
け旋回させるとともに、前記作動台１６を同じ量だけ該
オシレーションユニット６に対して逆方向に旋回させて
砥石軸をワーク軸線に平行に保持し、この状態で砥石オ
シレーションユニット６により作動台１６をオシレーシ
ョン動作させる構造としている。なお、砥石１のツルー
イングは砥石テーブル７の砥石軸線方向の移動とツルア
８の回転によって行う。２は円筒状ワーク、３はインプ
ロセス測定装置９のインプロセス測定ゲージ、１４は作
動台１６上に立設した砥石スピンドル装置５の枢軸であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平５−２
８５８０８号公報に記載された内面研削における砥石オ
シレーション方法および内面研削盤は、オシレーション
後退時に砥石をワークから離れる方向に、砥石軸線に対
して傾斜したオシレーション角度θで後退させるので、
砥石後退時の砥石スピンドルのたわみ量が減少し、単位
研削幅当りの法線研削力が小さくなり、前記オシレーシ
ョン角度を適切に選定することにより砥石最後退時の単
位研削幅当りの法線研削力を砥石前進時の法線研削力と
等しくできる。したがって砥石後退位置での急な削り込
みが防止され、研削面に段差のない内面研削が達成でき
るので、この点ではきわめて有用な方法であるが、砥石
のツルーイングをつかさどる砥石テーブルの移動方向
（砥石軸線方向）に対して傾斜した方向に砥石スピンド
ルをオシレーションさせる構造のため、砥石テーブルの
他に前記砥石テーブル上に旋回可能に枢支されてオシレ
ーション動作する作動台を備えた砥石オシレーションユ
ニット等を必要とし、機構が増加かつ複雑化し、全体と
して高価になるという問題があった。
８５８０８号公報に記載された内面研削における砥石オ
シレーション方法および内面研削盤は、オシレーション
後退時に砥石をワークから離れる方向に、砥石軸線に対
して傾斜したオシレーション角度θで後退させるので、
砥石後退時の砥石スピンドルのたわみ量が減少し、単位
研削幅当りの法線研削力が小さくなり、前記オシレーシ
ョン角度を適切に選定することにより砥石最後退時の単
位研削幅当りの法線研削力を砥石前進時の法線研削力と
等しくできる。したがって砥石後退位置での急な削り込
みが防止され、研削面に段差のない内面研削が達成でき
るので、この点ではきわめて有用な方法であるが、砥石
のツルーイングをつかさどる砥石テーブルの移動方向
（砥石軸線方向）に対して傾斜した方向に砥石スピンド
ルをオシレーションさせる構造のため、砥石テーブルの
他に前記砥石テーブル上に旋回可能に枢支されてオシレ
ーション動作する作動台を備えた砥石オシレーションユ
ニット等を必要とし、機構が増加かつ複雑化し、全体と
して高価になるという問題があった。
【０００６】本発明は、上述した砥石オシレーションユ
ニットやオシレーション作動台等を不要とし、簡素かつ
安価な構造で砥石が後退した時の単位研削幅当りの法線
研削力が過大となるのを防ぎ、ワーク形状の向上および
砥石の寿命低下の防止を図り得る内面研削方法および内
面研削盤を提供することにある。
ニットやオシレーション作動台等を不要とし、簡素かつ
安価な構造で砥石が後退した時の単位研削幅当りの法線
研削力が過大となるのを防ぎ、ワーク形状の向上および
砥石の寿命低下の防止を図り得る内面研削方法および内
面研削盤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による研削面の母
線が直線状のワークの内面を研削する内面研削方法は、
インプロセス内径寸法測定を砥石と測定子の同期した高
速オシレーションにより間歇的に行って母線形状が直線
のワーク内径面を研削する内面研削方法において、ワー
クに向って前進後退動作する砥石テーブルの移動方向に
対して、該砥石テーブルの後退時の法線研削力が減少す
るように砥石周面を傾斜状（テーパ状）にツルーイング
し、前記ワークを前記砥石テーブルの移動方向に対して
予め傾斜状態に支持し、前記砥石テーブルをその移動方
向にオシレーションさせるようにしたものである。
線が直線状のワークの内面を研削する内面研削方法は、
インプロセス内径寸法測定を砥石と測定子の同期した高
速オシレーションにより間歇的に行って母線形状が直線
のワーク内径面を研削する内面研削方法において、ワー
クに向って前進後退動作する砥石テーブルの移動方向に
対して、該砥石テーブルの後退時の法線研削力が減少す
るように砥石周面を傾斜状（テーパ状）にツルーイング
し、前記ワークを前記砥石テーブルの移動方向に対して
予め傾斜状態に支持し、前記砥石テーブルをその移動方
向にオシレーションさせるようにしたものである。
【０００８】また本発明による研削面の母線が直線状と
なっているワークの内面を研削する内面研削盤は、砥石
軸線方向にオシレーション動作する砥石テーブルと、該
砥石テーブル上に保持され、かつ、周面が砥石軸線に対
してテーパ状に傾斜した砥石を先端に有する砥石スピン
ドル装置と、前記砥石軸線方向に対し直角方向に移動す
るクロススライドテーブルと、該クロススライドテーブ
ル上に保持され、かつ、砥石周面をトラバースツルーイ
ングする砥石ツルーイング装置と、前記クロススライド
テーブル上に保持され、かつ、ワーク内径面が砥石周面
に接触するように前記ワークを前記砥石テーブルの移動
方向に対して傾斜可能に支持するワーク支持装置と、該
ワーク支持装置上に保持され、かつ、前記ワークととも
に傾斜可能なインプロセス寸法測定装置と、前記砥石テ
ーブルの移動方向に対して砥石周面をテーパ状にツルー
イングするように前記砥石テーブルの前後進動作および
前記クロススライドテーブルの送り動作を制御する制御
装置とを有している。
なっているワークの内面を研削する内面研削盤は、砥石
軸線方向にオシレーション動作する砥石テーブルと、該
砥石テーブル上に保持され、かつ、周面が砥石軸線に対
してテーパ状に傾斜した砥石を先端に有する砥石スピン
ドル装置と、前記砥石軸線方向に対し直角方向に移動す
るクロススライドテーブルと、該クロススライドテーブ
ル上に保持され、かつ、砥石周面をトラバースツルーイ
ングする砥石ツルーイング装置と、前記クロススライド
テーブル上に保持され、かつ、ワーク内径面が砥石周面
に接触するように前記ワークを前記砥石テーブルの移動
方向に対して傾斜可能に支持するワーク支持装置と、該
ワーク支持装置上に保持され、かつ、前記ワークととも
に傾斜可能なインプロセス寸法測定装置と、前記砥石テ
ーブルの移動方向に対して砥石周面をテーパ状にツルー
イングするように前記砥石テーブルの前後進動作および
前記クロススライドテーブルの送り動作を制御する制御
装置とを有している。
【０００９】
【作用】砥石のツルーイングは砥石テーブルとツルアと
の相対移動で行われるが、本発明によれば、砥石テーブ
ルによるオシレーション方向に対して砥石表面がテーパ
状に傾斜してツルーイングされているので、オシレーシ
ョン後退時に砥石はワークから離れる方向に後退する。
また円筒度が必要なワークは、傾斜してツルーイングさ
れた砥石表面の方向に研削時の砥石軸たわみを加えた場
合において適正な円筒度が得られる方向に、予め傾斜し
て支持されている。このため、砥石後退時の砥石スピン
ドルのたわみ量が減少し、単位研削幅当りの法線研削力
が小さくなる。この砥石ツルーイング角度を適切に選定
することにより、砥石最後退時の単位幅当りの法線研削
力が従来より小さくなる。
の相対移動で行われるが、本発明によれば、砥石テーブ
ルによるオシレーション方向に対して砥石表面がテーパ
状に傾斜してツルーイングされているので、オシレーシ
ョン後退時に砥石はワークから離れる方向に後退する。
また円筒度が必要なワークは、傾斜してツルーイングさ
れた砥石表面の方向に研削時の砥石軸たわみを加えた場
合において適正な円筒度が得られる方向に、予め傾斜し
て支持されている。このため、砥石後退時の砥石スピン
ドルのたわみ量が減少し、単位研削幅当りの法線研削力
が小さくなる。この砥石ツルーイング角度を適切に選定
することにより、砥石最後退時の単位幅当りの法線研削
力が従来より小さくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明による砥石ツルー
イング角度θの選定を説明するためのワーク２と砥石１
の位置関係を拡大して示したものである。同図（ａ）は
無負荷状態での砥石１のオシレーション動作状態を示
し、同図（ｂ）は加工時負荷状態でのワークと砥石のオ
シレーション動作状態の縦断面図を示したものである。
本発明においては前述したように砥石スピンドル装置の
先端に設けられる砥石の周面形状を、砥石軸線に対し
て、砥石後退時に砥石スピンドル４のたわみが開放され
て小さくなる方向（砥石軸線に対し角度θ）に傾斜させ
た形状にしてある。砥石後退時の砥石スピンドルのたわ
み量δb は、法線研削力を受けて傾きをもったワーク加
工面２ａと新しく設定した砥石スピンドル装置の砥石周
面の傾きとの角度差から生じるたわみの開放量によって
決まる。ここで砥石後退時の単位研削幅当りの法線研削
力は前述の砥石ツルーイング角度θの大きさにより調整
可能である。この角度θは、後述する数式モデルにより
砥石最前進時の法線研削力を変数とする関数で表わすこ
とが可能となる。
面を参照して説明する。図１は本発明による砥石ツルー
イング角度θの選定を説明するためのワーク２と砥石１
の位置関係を拡大して示したものである。同図（ａ）は
無負荷状態での砥石１のオシレーション動作状態を示
し、同図（ｂ）は加工時負荷状態でのワークと砥石のオ
シレーション動作状態の縦断面図を示したものである。
本発明においては前述したように砥石スピンドル装置の
先端に設けられる砥石の周面形状を、砥石軸線に対し
て、砥石後退時に砥石スピンドル４のたわみが開放され
て小さくなる方向（砥石軸線に対し角度θ）に傾斜させ
た形状にしてある。砥石後退時の砥石スピンドルのたわ
み量δb は、法線研削力を受けて傾きをもったワーク加
工面２ａと新しく設定した砥石スピンドル装置の砥石周
面の傾きとの角度差から生じるたわみの開放量によって
決まる。ここで砥石後退時の単位研削幅当りの法線研削
力は前述の砥石ツルーイング角度θの大きさにより調整
可能である。この角度θは、後述する数式モデルにより
砥石最前進時の法線研削力を変数とする関数で表わすこ
とが可能となる。
【００１１】本発明による砥石ツルーイング角度θを解
析するに際し、以下の仮定を行う。 （イ）単純化のためワークは内面に段の付いていない状
態から研削を行う。 （ロ）砥石が前進位置から後退位置まで移動する間にワ
ークが削られる量は、加工時の砥石スピンドルのたわみ
量に比べて非常に小さいものとする。 （ハ）砥石がワークに削り込む直前の瞬間を取り上げ
て、このときの砥石スピンドルのたわみ量より法線研削
力を求め、砥石がいかにワークに削り込んでいくかを解
析する。 （ニ）砥石面および研削面は研削力による弾性変形を生
じない、つまり砥石とワークの接線は常に直線で表わさ
れる。
析するに際し、以下の仮定を行う。 （イ）単純化のためワークは内面に段の付いていない状
態から研削を行う。 （ロ）砥石が前進位置から後退位置まで移動する間にワ
ークが削られる量は、加工時の砥石スピンドルのたわみ
量に比べて非常に小さいものとする。 （ハ）砥石がワークに削り込む直前の瞬間を取り上げ
て、このときの砥石スピンドルのたわみ量より法線研削
力を求め、砥石がいかにワークに削り込んでいくかを解
析する。 （ニ）砥石面および研削面は研削力による弾性変形を生
じない、つまり砥石とワークの接線は常に直線で表わさ
れる。
【００１２】図１に示す記号の説明は以下のとおりであ
る。 Ａ；砥石オシレーションストローク、 Ａ´；砥石オシレーション時の砥石面に平行にとった砥
石移動長さ、 Ｆf ，Ｆb ；法線研削力、 Ｌ；砥石の軸方向長さ、 Ｗf ，Ｗb ；研削幅、 δf ，δb ；砥石面中央部のたわみ量、 ξf ，ξb ；法線力による砥石面の傾き角、 θ；砥石ツルーイング角度（砥石軸線に対する砥石周面
の母線の角度）、 ここで添字ｆ，ｂは各々砥石前進時（ｆ）および砥石後
退時（ｂ）を示す。また法線方向の機械系たわみ剛性Ｋ
m と砥石面の法線研削力に対する砥石面傾斜感度Ｓc は
以下のように定義される。図２において、研削中の砥石
スピンドル４は砥石面中央部に法線方向の力を受けてた
わむ。このとき法線力Ｆと砥石面中央部に対称な２点
（幅Ｂ）での法線力方向の変位量δ1 ，δ2 を測定すれ
ば、 Ｋm ＝２Ｆ／（δ1 ＋δ2 ） Ｓc ＝（δ1 −δ2 ）／Ｆ・Ｂ
る。 Ａ；砥石オシレーションストローク、 Ａ´；砥石オシレーション時の砥石面に平行にとった砥
石移動長さ、 Ｆf ，Ｆb ；法線研削力、 Ｌ；砥石の軸方向長さ、 Ｗf ，Ｗb ；研削幅、 δf ，δb ；砥石面中央部のたわみ量、 ξf ，ξb ；法線力による砥石面の傾き角、 θ；砥石ツルーイング角度（砥石軸線に対する砥石周面
の母線の角度）、 ここで添字ｆ，ｂは各々砥石前進時（ｆ）および砥石後
退時（ｂ）を示す。また法線方向の機械系たわみ剛性Ｋ
m と砥石面の法線研削力に対する砥石面傾斜感度Ｓc は
以下のように定義される。図２において、研削中の砥石
スピンドル４は砥石面中央部に法線方向の力を受けてた
わむ。このとき法線力Ｆと砥石面中央部に対称な２点
（幅Ｂ）での法線力方向の変位量δ1 ，δ2 を測定すれ
ば、 Ｋm ＝２Ｆ／（δ1 ＋δ2 ） Ｓc ＝（δ1 −δ2 ）／Ｆ・Ｂ
【００１３】図１においてまず、砥石ツルーイング角度
θとした場合の砥石スピンドルたわみ量の変化を求め
る。図１の幾何学的寸法関係から、 Ａｓｉｎθ＝（δf −δb ）−｛（Ａ´−Ｌ／２）ｓｉｎξf ＋（Ｌ／２）ｓｉｎξb ｝・・・（１） このとき法線研削力により傾く砥石面の角度はそれぞ
れ、 ｔａｎξf ＝Ｓc ・Ｆf ＝Ｓc ・Ｋm ・δf ・・・（２） ｔａｎξb ＝Ｓc ・Ｆb ＝Ｓc ・Ｋm ・δb ・・・（３） 次に、従来みられていた砥石後退時の急な削り込みをな
くすため、砥石後退時の単位研削幅当り法線研削力を砥
石前進時のそれと等しくする場合を例にとる。まず砥石
前進時および砥石後退時の単位研削幅当りの法線研削力
Ｐf ，Ｐb は各々、 Ｐf ＝Ｆf ／Ｗf ＝Ｋm δf ／Ｗf ・・・（４） Ｐb ＝Ｆb ／Ｗf ＝Ｋm δb ／Ｗb ・・・（５）
θとした場合の砥石スピンドルたわみ量の変化を求め
る。図１の幾何学的寸法関係から、 Ａｓｉｎθ＝（δf −δb ）−｛（Ａ´−Ｌ／２）ｓｉｎξf ＋（Ｌ／２）ｓｉｎξb ｝・・・（１） このとき法線研削力により傾く砥石面の角度はそれぞ
れ、 ｔａｎξf ＝Ｓc ・Ｆf ＝Ｓc ・Ｋm ・δf ・・・（２） ｔａｎξb ＝Ｓc ・Ｆb ＝Ｓc ・Ｋm ・δb ・・・（３） 次に、従来みられていた砥石後退時の急な削り込みをな
くすため、砥石後退時の単位研削幅当り法線研削力を砥
石前進時のそれと等しくする場合を例にとる。まず砥石
前進時および砥石後退時の単位研削幅当りの法線研削力
Ｐf ，Ｐb は各々、 Ｐf ＝Ｆf ／Ｗf ＝Ｋm δf ／Ｗf ・・・（４） Ｐb ＝Ｆb ／Ｗf ＝Ｋm δb ／Ｗb ・・・（５）
【００１４】砥石後退時の研削幅Ｗb は幾何学的寸法か
ら次のようになる。
ら次のようになる。
【００１５】式（１）と式（４），（５）より、砥石前
進時および後退時における単位研削幅当り法線研削力を
等しくする時の砥石ツルーイング角度θが求められる。
即ちＰf ＝Ｐb より、 δb ＝δf （１−Ａ´／Ｗf ）・・・（７） 式（２）より、 ｓｉｎξf ＝Ｓc Ｋm δf ／√（１＋Ｓc 2 Ｋm 2 δf 2 ）・・・（８） Ｓc 2 Ｋm 2 δf ≪１・・・（９） 式（９）を考慮すれば式（８）は、 ｓｉｎξf ≒Ｓc Ｋm δf ・・・（１０） 同様に、 ｓｉｎξb ≒Ｓc Ｋm δb ・・・（１１） 式（７），（１０），（１１）を式（１）に代入すれ
ば、 ここでＡ＝Ａ´と置けるので、無負荷状態の砥石ツルー
イング角度θは小であるため、 式（１２），（１３）より結局砥石ツルーイング角度θ
は、 ｔａｎθ＝（Ｆf ／Ｗf ）｛１／Ｋm −Ｓc （Ｗf −Ｌ／２）｝・・（１４）
進時および後退時における単位研削幅当り法線研削力を
等しくする時の砥石ツルーイング角度θが求められる。
即ちＰf ＝Ｐb より、 δb ＝δf （１−Ａ´／Ｗf ）・・・（７） 式（２）より、 ｓｉｎξf ＝Ｓc Ｋm δf ／√（１＋Ｓc 2 Ｋm 2 δf 2 ）・・・（８） Ｓc 2 Ｋm 2 δf ≪１・・・（９） 式（９）を考慮すれば式（８）は、 ｓｉｎξf ≒Ｓc Ｋm δf ・・・（１０） 同様に、 ｓｉｎξb ≒Ｓc Ｋm δb ・・・（１１） 式（７），（１０），（１１）を式（１）に代入すれ
ば、 ここでＡ＝Ａ´と置けるので、無負荷状態の砥石ツルー
イング角度θは小であるため、 式（１２），（１３）より結局砥石ツルーイング角度θ
は、 ｔａｎθ＝（Ｆf ／Ｗf ）｛１／Ｋm −Ｓc （Ｗf −Ｌ／２）｝・・（１４）
【００１６】式（１４）からも分るように砥石オシレー
ション時の単位研削幅当りの法線研削力を等しくした場
合の砥石ツルーイング角度θは、砥石前進端での法線研
削力Ｆf を変数にもつ関数で表わされ、この法線研削力
を検出することによって得られた砥石ツルーイング角度
θでツルーイングされた砥石によりオシレーション研削
を行う。スキップ研削中にこの法線研削力が大きく変化
した場合とか砥石交換時などにはこれにあわせて砥石ツ
ルーイング角度θを変更する。
ション時の単位研削幅当りの法線研削力を等しくした場
合の砥石ツルーイング角度θは、砥石前進端での法線研
削力Ｆf を変数にもつ関数で表わされ、この法線研削力
を検出することによって得られた砥石ツルーイング角度
θでツルーイングされた砥石によりオシレーション研削
を行う。スキップ研削中にこの法線研削力が大きく変化
した場合とか砥石交換時などにはこれにあわせて砥石ツ
ルーイング角度θを変更する。
【００１７】次に、上述の内面研削方法を実施する場合
のワーク内面研削盤およびその動作について図３〜図５
を参照して説明する。研削盤の本体ベッド１５上に砥石
テーブル７および該テーブル７の移動方向に軸線を持つ
砥石スピンドル装置５が搭載され、該スピンドル装置５
の砥石スピンドル（クイル）４の先端部に砥石１が装着
されている。砥石テーブル７に対向するように、かつ、
該砥石テーブル７の移動方向に対して直交する方向に移
動可能なクロススライドテーブル１２が本体ベッド１５
上に搭載されている。クロススライドテーブル１２上に
はワーク２およびインプロセス寸法測定装置９を保持し
たワーク主軸台１３が載置されている。インプロセス寸
法測定装置９のインプロセス寸法測定ゲージコンタクト
３はワーク軸線と平行にワーク２内に出入して該ワーク
の内径面を測定するようになっている。主軸台１３は、
図示しない垂直な枢軸を介してクロススライドテーブル
１２に対して旋回可能である。
のワーク内面研削盤およびその動作について図３〜図５
を参照して説明する。研削盤の本体ベッド１５上に砥石
テーブル７および該テーブル７の移動方向に軸線を持つ
砥石スピンドル装置５が搭載され、該スピンドル装置５
の砥石スピンドル（クイル）４の先端部に砥石１が装着
されている。砥石テーブル７に対向するように、かつ、
該砥石テーブル７の移動方向に対して直交する方向に移
動可能なクロススライドテーブル１２が本体ベッド１５
上に搭載されている。クロススライドテーブル１２上に
はワーク２およびインプロセス寸法測定装置９を保持し
たワーク主軸台１３が載置されている。インプロセス寸
法測定装置９のインプロセス寸法測定ゲージコンタクト
３はワーク軸線と平行にワーク２内に出入して該ワーク
の内径面を測定するようになっている。主軸台１３は、
図示しない垂直な枢軸を介してクロススライドテーブル
１２に対して旋回可能である。
【００１８】クロススライドテーブル１２上には砥石軸
線位置より後方に寄ってツルーイング装置２０が設けら
れている。ツルーイング装置２０は高速回転する円盤状
のツルア８が軸支されており、ツルア８が砥石周面に接
触して回転し、同時に砥石１が軸線まわりに回転しつつ
砥石テーブル７の作動で軸線方向に移動することによ
り、砥石１の周面がツルーイングされる。このときクロ
ススライドテーブル１２はクロススライドテーブル用サ
ーボモータ１１の駆動により、砥石１とツルア８が接触
したまま砥石テーブル７と直交方向に移動し、また砥石
テーブル７も砥石テーブル用サーボモータ１０の駆動に
より砥石１とともに砥石軸線方向に移動し、これら両テ
ーブル１２，７の同時制御によって砥石１の周面はその
軸線に対して傾斜状態にツルーイングされる。具体的に
は図示の状態でツルア８が砥石先端から後端へとツルー
イングしていく場合、クロススライドテーブル１２が砥
石先端のツルーイング開始から後退し、これと連動して
砥石テーブル７が前進移動し、砥石１は図示の如く先端
が小径となった円錐台形状にツルーイングされ、そのと
きの砥石母線と砥石軸線とのなす角が砥石ツルーイング
角度θとなる。両サーボモータ１１，１０の同時制御を
行うためのＮＣ機能付きコントローラ１７および増幅器
１８，１９が設けられる。
線位置より後方に寄ってツルーイング装置２０が設けら
れている。ツルーイング装置２０は高速回転する円盤状
のツルア８が軸支されており、ツルア８が砥石周面に接
触して回転し、同時に砥石１が軸線まわりに回転しつつ
砥石テーブル７の作動で軸線方向に移動することによ
り、砥石１の周面がツルーイングされる。このときクロ
ススライドテーブル１２はクロススライドテーブル用サ
ーボモータ１１の駆動により、砥石１とツルア８が接触
したまま砥石テーブル７と直交方向に移動し、また砥石
テーブル７も砥石テーブル用サーボモータ１０の駆動に
より砥石１とともに砥石軸線方向に移動し、これら両テ
ーブル１２，７の同時制御によって砥石１の周面はその
軸線に対して傾斜状態にツルーイングされる。具体的に
は図示の状態でツルア８が砥石先端から後端へとツルー
イングしていく場合、クロススライドテーブル１２が砥
石先端のツルーイング開始から後退し、これと連動して
砥石テーブル７が前進移動し、砥石１は図示の如く先端
が小径となった円錐台形状にツルーイングされ、そのと
きの砥石母線と砥石軸線とのなす角が砥石ツルーイング
角度θとなる。両サーボモータ１１，１０の同時制御を
行うためのＮＣ機能付きコントローラ１７および増幅器
１８，１９が設けられる。
【００１９】砥石ツルーイング角度θを設定するには、
図１に関して説明したように、式（１４）従って行われ
る。式（１４）は法線研削力Ｆf を変数とする関数であ
り、このために砥石スピンドル装置５と砥石テーブル７
との間に４個の法線研削力を検出する圧電形フォースゲ
ージが介在され、各フォースゲージの和により、研削動
作時の砥石１にかかる法線研削力が検出される（なお法
線研削力は予め測定しておいてもよい）。
図１に関して説明したように、式（１４）従って行われ
る。式（１４）は法線研削力Ｆf を変数とする関数であ
り、このために砥石スピンドル装置５と砥石テーブル７
との間に４個の法線研削力を検出する圧電形フォースゲ
ージが介在され、各フォースゲージの和により、研削動
作時の砥石１にかかる法線研削力が検出される（なお法
線研削力は予め測定しておいてもよい）。
【００２０】このように角度θでツルーイングされた砥
石１でワーク２の内径面のオシレーション研削が砥石テ
ーブル７のオシレーション動作により行われる。この
際、インプロセス寸法測定装置９と共働して間歇インプ
ロセス寸法測定によるオシレーション研削がなされる。
ここでワーク２は、砥石表面の母線方向と研削時のクイ
ルベンディング量を考慮して所望の円筒度が得られるよ
うに、ワーク主軸台１３の枢軸回りの旋回により適正な
方向に、具体的にはワーク２の内径面と砥石周面が線接
触することとなる方向に角度θ′で傾斜支持されてい
る。主軸台１３に保持されたインプロセス寸法測定装置
９も同角度で傾斜している。なお、砥石交換時などこの
法線研削力が大きく変化した場合などには、これに合せ
て砥石ツルーイング角度θを変更してもよく、法線研削
力Ｆf を個別に測定することは必ずしも必要でない。ま
た上記の実施例ではワーク２およびインプロセス寸法測
定装置９を保持した主軸台１３がクロススライドテーブ
ル１２に対して水平面内で旋回して該ワークが傾斜する
ように構成したが、本発明はこの形態に限定されるもの
でなく、例えばワーク２の直径方向上側あるいは下側の
ワーク内径面位置で研削する場合には、これに応じてワ
ーク２がインプロセス寸法測定装置９とともに砥石スピ
ンドル装置５の軸線を含む鉛直面内で適正な角度傾斜す
るようにしてもよい。
石１でワーク２の内径面のオシレーション研削が砥石テ
ーブル７のオシレーション動作により行われる。この
際、インプロセス寸法測定装置９と共働して間歇インプ
ロセス寸法測定によるオシレーション研削がなされる。
ここでワーク２は、砥石表面の母線方向と研削時のクイ
ルベンディング量を考慮して所望の円筒度が得られるよ
うに、ワーク主軸台１３の枢軸回りの旋回により適正な
方向に、具体的にはワーク２の内径面と砥石周面が線接
触することとなる方向に角度θ′で傾斜支持されてい
る。主軸台１３に保持されたインプロセス寸法測定装置
９も同角度で傾斜している。なお、砥石交換時などこの
法線研削力が大きく変化した場合などには、これに合せ
て砥石ツルーイング角度θを変更してもよく、法線研削
力Ｆf を個別に測定することは必ずしも必要でない。ま
た上記の実施例ではワーク２およびインプロセス寸法測
定装置９を保持した主軸台１３がクロススライドテーブ
ル１２に対して水平面内で旋回して該ワークが傾斜する
ように構成したが、本発明はこの形態に限定されるもの
でなく、例えばワーク２の直径方向上側あるいは下側の
ワーク内径面位置で研削する場合には、これに応じてワ
ーク２がインプロセス寸法測定装置９とともに砥石スピ
ンドル装置５の軸線を含む鉛直面内で適正な角度傾斜す
るようにしてもよい。
【００２１】図４はオシレーション研削において砥石最
前進時の砥石１とワーク２の関係を示した図であり、図
５は砥石最後退時の砥石１とワーク２の関係を示した図
である。ワーク２が角度θで傾斜していることにより、
砥石最前進時にはワーク内径面は母線が傾斜した砥石１
の周面に全面当りで研削され、砥石１のオシレーション
後退時には砥石１の母線傾斜構造により砥石１はワーク
２から離れる方向に後退させられる。したがって、この
時のクイルベンディング量は減少し、法線研削力が減少
するので、従来のようにオシレーション後退とときに砥
石先端稜部での切込みが過大となってワーク内径面の母
線形状を乱すことがなくなる。また砥石先端部が過負荷
を受けて砥石形状が崩れ、砥石寿命の低下をきたすこと
がなくなる。
前進時の砥石１とワーク２の関係を示した図であり、図
５は砥石最後退時の砥石１とワーク２の関係を示した図
である。ワーク２が角度θで傾斜していることにより、
砥石最前進時にはワーク内径面は母線が傾斜した砥石１
の周面に全面当りで研削され、砥石１のオシレーション
後退時には砥石１の母線傾斜構造により砥石１はワーク
２から離れる方向に後退させられる。したがって、この
時のクイルベンディング量は減少し、法線研削力が減少
するので、従来のようにオシレーション後退とときに砥
石先端稜部での切込みが過大となってワーク内径面の母
線形状を乱すことがなくなる。また砥石先端部が過負荷
を受けて砥石形状が崩れ、砥石寿命の低下をきたすこと
がなくなる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、砥
石オシレーション動作の砥石後退時に砥石がワークから
離れる方向に傾斜させた形状にツルーイングした砥石を
用いてオシレーション研削を行うので、砥石後退時のク
イルベンディング量が小さくなり、単位研削幅当りの法
線研削力が過大となることが防止でき、ワークの形状精
度の向上および砥石寿命の延長が図られる。砥石を砥石
軸線に対して傾斜した方向にオシレーションさせる方法
では、そのための砥石オシレーションユニットやその上
部に搭載する作動台などが砥石テーブル以外に必要とな
り、砥石オシレーションユニットの旋回、クランプ操作
および該ユニットに対する前記作動台の逆方向旋回、ク
ランプなどの操作が必要であったが、本発明では砥石テ
ーブルとツルーイング装置を載置したクロススライドテ
ーブルのＮＣ制御だけで砥石を傾斜状にツルーイングで
き、研削盤自体はテーブルの制御装置を付加するなどの
簡単な変更工事だけで既存の研削盤を利用でき、その操
作もきわめて簡単であり、信頼性の高い内面研削方法お
よび高精度内面研削盤が得られる。
石オシレーション動作の砥石後退時に砥石がワークから
離れる方向に傾斜させた形状にツルーイングした砥石を
用いてオシレーション研削を行うので、砥石後退時のク
イルベンディング量が小さくなり、単位研削幅当りの法
線研削力が過大となることが防止でき、ワークの形状精
度の向上および砥石寿命の延長が図られる。砥石を砥石
軸線に対して傾斜した方向にオシレーションさせる方法
では、そのための砥石オシレーションユニットやその上
部に搭載する作動台などが砥石テーブル以外に必要とな
り、砥石オシレーションユニットの旋回、クランプ操作
および該ユニットに対する前記作動台の逆方向旋回、ク
ランプなどの操作が必要であったが、本発明では砥石テ
ーブルとツルーイング装置を載置したクロススライドテ
ーブルのＮＣ制御だけで砥石を傾斜状にツルーイングで
き、研削盤自体はテーブルの制御装置を付加するなどの
簡単な変更工事だけで既存の研削盤を利用でき、その操
作もきわめて簡単であり、信頼性の高い内面研削方法お
よび高精度内面研削盤が得られる。
【図１】本発明による砥石ツルーイング角度θの選定を
説明するためのワークと砥石の位置関係を拡大して示し
た図である。
説明するためのワークと砥石の位置関係を拡大して示し
た図である。
【図２】研削中の砥石スピンドルのたわみ状態を示した
模式図である。
模式図である。
【図３】本発明の実施例による内面研削盤の概略的な平
面図である。
面図である。
【図４】間欠インプロセス定寸測定研削における砥石オ
シレーション前進端の状態を示す断面図である。
シレーション前進端の状態を示す断面図である。
【図５】間欠インプロセス定寸測定研削における砥石オ
シレーション後退端の状態を示す断面図である。
シレーション後退端の状態を示す断面図である。
【図６】傾斜方向に砥石オシレーションさせる従来の内
面研削盤の部分的な平面図である。
面研削盤の部分的な平面図である。
１ 砥石 ２ ワーク ５ 砥石スピンドル装置 ７ 砥石テーブル ８ ツルア ９ インプロセス寸法測定装置 １０，１１ サーボモータ １２ クロススライドテーブル １３ ワーク主軸台 １７ ＮＣ機能付きコントローラ θ 砥石ツルーイング角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 浩樹 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3C043 AB01
Claims (1)
- 【請求項１】インプロセス内径寸法測定を砥石と測定子
の同期した高速オシレーションにより間歇的に行って母
線形状が直線のワーク内径面を研削する内面研削方法に
おいて、ワークに向って前進後退動作する砥石テーブル
の移動方向に対して、該砥石テーブルの後退時の法線研
削力が減少するように砥石周面を傾斜状（テーパ状）に
ツルーイングし、前記砥石テーブルをその移動方向にオ
シレーションさせることを特徴とする内面研削方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05484599A JP3632489B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 内面研削方法および内面研削盤 |
| US09/517,451 US6616508B1 (en) | 1999-03-02 | 2000-03-02 | Internal grinding method and internal grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05484599A JP3632489B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 内面研削方法および内面研削盤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000246605A true JP2000246605A (ja) | 2000-09-12 |
| JP3632489B2 JP3632489B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=12981955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05484599A Expired - Lifetime JP3632489B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 内面研削方法および内面研削盤 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6616508B1 (ja) |
| JP (1) | JP3632489B2 (ja) |
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| JP2009034783A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Denso Corp | 内面研削パターン設定装置、内面研削装置、内面研削パターン設定方法、内面研削方法及びプログラム |
| CN102229103A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-11-02 | 昆山长鹰硬质合金有限公司 | 内圆小孔研磨磨床 |
| CN103192321A (zh) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | 浙江大学 | 一种面向无心内圆磨床的锥度误差自动调节装置 |
| CN105619250A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-01 | 濮阳贝英数控机械设备有限公司 | 数控轴承磨床内圈滚道测量机构 |
| CN112809466A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-18 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装及方法 |
| CN116276363A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-06-23 | 江苏飞象数控设备有限公司 | 基于圆台加工的无心磨床的防倒置进料机构 |
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| US6846226B2 (en) * | 2000-06-28 | 2005-01-25 | Michael Kapgan | Burr removal apparatus |
| SE524349C2 (sv) * | 2002-10-07 | 2004-07-27 | Skf Ab | En metod för samtidig bearbetning och mätning av parametrar hos en yta som utsättes för maskinbearbetning |
| TWI225819B (en) * | 2003-07-21 | 2005-01-01 | Asia Optical Co Inc | Processing method of mold insert hole |
| JP2005246499A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Toyoda Mach Works Ltd | ツルーイング方法及び装置 |
| US20070298687A1 (en) * | 2006-06-22 | 2007-12-27 | 3M Innovative Properties Company | Apparatus and method for modifying an edge |
| CN102172855A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-09-07 | 绍兴文理学院 | 一种翼型轴承座磨内圆自动检测装置 |
| CN102225525A (zh) * | 2011-04-25 | 2011-10-26 | 无锡市滚动轴承有限公司 | 轴承外圈滚道凸度的加工工装及其加工方法 |
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| CN108942438A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-07 | 洛阳理工学院 | 一种内圆磨床的振荡机构 |
| CN109176194A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-11 | 湖南南方通用航空发动机有限公司 | 一种用于修磨涨圈的豁口接合面的装置 |
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| JPS62166955A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-23 | Seiko Seiki Co Ltd | 内面研削盤 |
| US5384983A (en) * | 1990-02-16 | 1995-01-31 | Ab Uva | Method and grinding machine for the internal grinding of bores |
| JPH04310368A (ja) | 1991-04-05 | 1992-11-02 | Nippon Seiko Kk | 研削制御方法 |
| JP3345910B2 (ja) | 1992-04-07 | 2002-11-18 | 日本精工株式会社 | 内面研削における砥石オシレーション方法および内面研削盤 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP05484599A patent/JP3632489B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-03-02 US US09/517,451 patent/US6616508B1/en not_active Expired - Lifetime
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| CN116276363B (zh) * | 2023-03-14 | 2023-10-27 | 江苏飞象数控设备有限公司 | 基于圆台加工的无心磨床的防倒置进料机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6616508B1 (en) | 2003-09-09 |
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