JP2005324313A - 工作物の研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ショルダ部の研削に伴う砥石車の偏磨耗を抑制することができ、しかも頻繁なツルーイングを繰り返すことなく、研削能率を高めることができる研削方法の提供。
【解決手段】円筒部２０及びこれと垂直のショルダ部２１を有する工作物Ｗ、及び回転可能に軸承された砥石車１０を夫々回転させるとともに、工作物Ｗに対して砥石車１０を相対的に移動させることにより、少なくともショルダ部２１における所定幅の研削取代を研削する工作物の研削方法であって、工作物Ｗの軸線に近づくほど軸線方向の研削幅が狭くなるように、砥石車１０を、ショルダ部２１の周面における所定幅またはそれ以下の研削開始位置から円筒部２０の研削終了位置に向かって斜め方向に送り、ショルダ部２１を略円錐状に加工する第一の研削工程と、砥石車１０を工作物Ｗの軸線方向に送り、第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代を研削する第二の研削工程とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、工作物の研削方法に関し、特に、円筒部及びこれと垂直のショルダ部を有する工作物を研削対象とし、少なくともショルダ部における所定幅の研削取代を砥石車によって研削する工作物の研削方法に関するものである。

クランクシャフト等の工作物、すなわち円筒部と、この円筒部に垂直のショルダ部（端面部ともいう）と、ショルダ部から円筒部に至るＲ部とを有する工作物を研削するための研削方法として、図８（ａ）に示すものが知られている。この研削方法は、仕上げ形状（二点鎖線で示す）と一致する形状の砥石層を有する砥石車４１を用い、一回のプランジカット加工により、工作物Ｗの円筒部４２、ショルダ部４３、及びＲ部４４を研削するものである。

ところが、上記の研削方法によれば、ショルダ部４３を、砥石車４１の肩部４５のみによって研削するため、肩部４５における単位面積当たりの研削量が増え、例えば二点鎖線に示すように偏磨耗が生じていた。このため、周面部４６についてはまだ使用可能であっても、肩部４５の磨耗が大きいことから、砥石車４１のツルーイングを頻繁に繰り返す必要があった。すなわち、砥石車４１の寿命が短くなっていた。

そこで、上記の不具合を解消するため、図８（ｂ）に示す研削方法が提案されている。これは、工作物Ｗにおける円筒部４２の幅よりも狭い幅の砥石車４８を用い、この砥石車４８を、工作物Ｗの径方向へプランジ送りしながら軸線方向へ相対的に移動させること、すなわち矢印Ａのように斜め送りさせることにより、一方のショルダ部４３から円筒部４２の外周面までを同時に研削するものである。これによれば、肩部４９における単位面積当たりの研削量が少なくなり、肩部４９の磨耗量を緩和することができる。このため、上記の研削方法と比べ、偏磨耗が軽減され、頻繁なツルーイングを抑制することが可能になる。しかも、ショルダ部４３と円筒部４２とを同時に加工することから、加工時間を短縮することも可能になる。

以上の従来技術は、当業者において当然として行われているものであり、出願人は、この従来技術が記載された文献を知見していない。

しかし、図８（ｂ）に示す従来の研削方法では、砥石車４８の端面５０と工作物Ｗのショルダ部４３とが面接触するとともに、砥石車４８の回転方向においてショルダ部４３と接触する接触弧の長さが長くなることから、切屑の排出性能が悪化していた。このため、切屑が砥石の気孔部に詰まり、発熱量を上昇させる要因となっていた。なお、過度に発熱した場合には、研削焼けが発生するだけではなく、局部的な膨張が生じ、円筒部４２に対するショルダ部４３の真直度が得られなくなる可能性があった。

また、砥石車４８の端面５０と工作物Ｗのショルダ部４３とが面接触することから、発熱する研削面にクーラント液が到達し難くなり、冷却性能が低下していた。換言すれば、冷却性能の低下により発熱量の増加が助長され、研削速度を速くするなど、研削能率（単位時間に除去する工作物の体積）を高めることが困難となっていた。なお、ツルーイングのインターバルを短く設定すれば、研削能率を高めた場合でも、研削焼けをある程度抑えることができるが、これによればツールコストが高くなるとともに手間が増えることから好ましくない。

そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、切屑の排出性能、及びクーラント液等による冷却性能を高めることにより、頻繁なツルーイングを繰り返すことなく研削能率を高めることができ、しかもショルダ部の研削に伴う砥石車の磨耗を抑制することができる工作物の研削方法の提供を課題とするものである。

本発明にかかる工作物の研削方法は、「円筒部及びこれと垂直のショルダ部を有する工作物、及び該工作物の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承された砥石車を夫々回転させるとともに、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に移動させることにより、少なくとも前記ショルダ部における所定幅の研削取代を前記砥石車によって研削する工作物の研削方法であって、前記工作物の軸線に近づくほど前記軸線方向の研削幅が狭くなるように、前記砥石車を、前記ショルダ部の周面における前記所定幅またはそれ以下の研削開始位置から前記円筒部側の研削終了位置に向かって斜め方向に送り、前記ショルダ部を略円錐状に加工する第一の研削工程と、前記砥石車を前記工作物の略軸線方向に送り、前記第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代を研削する第二の研削工程とを有し、前記第一の研削工程及び前記第二の研削工程により、前記円筒部に対して前記ショルダ部を略垂直に研削加工する」ものである。

ここで用いられる「砥石車」としては、少なくともその肩部及びに端面部に砥石層を備えるものであればよい。なお、肩部は直角であっても円弧状（Ｒ）であっても構わない。また、第一の研削工程において、工作物におけるショルダ部及び円筒部をともに研削加工するようにしてもよく、ショルダ部のみを研削加工するようにしてもよい。また、「略軸線方向」とは、概ね軸線方向であればよく、その範疇には、軸線に対してわずかに傾斜した斜め方向も含まれる。

また、第一の研削工程において、砥石車を斜め方向に送る際、真直ぐ送るようにしてもよく、円弧に沿って送るようにしてもよい。つまり、軸線方向の研削幅が次第に低下する範疇であれば、その変化量が一定であっても変化させるようにしてもよい。

本発明によれば、第一及び第二の研削工程が順に行われる。第一の研削工程では、工作物及び砥石車が夫々回転されるとともに、ショルダ部の周面の研削開始位置から円筒部側の研削終了位置に向かって、砥石車が斜め方向に送られる。この際、ショルダ部に対して砥石車の肩部が斜め方向に切込むことから、ショルダ部の研削面が斜面となり、砥石車との接触面積が少なくなる。このため、切屑の排出性能が高められ、しかもクーラント液を供給した場合には、研削点に対してクーラント液を確実に到達させることが可能になる。また、砥石車が斜め方向に送られることから、工作物の軸線に近づくほど軸線方向の研削幅が狭くなる。したがって、砥石車の肩部における研削量を次第に減らし、肩部の磨耗を軽減することが可能になる。

第二の研削工程では、砥石車が工作物の略軸線方向に送られ、第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代が砥石車の端面及び肩部によって研削される。なお、第一の研削工程において、研削開始位置が、ショルダ部の周面における所定幅（すなわち仕上げ面の位置）よりも短く（浅く）なるように設定されている場合、すなわち周面側においても取代が残されている場合には、その取代を含めて研削が行われる。

ところで、第二の研削工程では、研削の際に、砥石車の端面とショルダ部の研削取代とが面接触するものの、研削取代は略円錐状であることから、研削取代の体積が少なく、しかも砥石車の回転方向においてショルダ部と接触する弧の長さが短くなる。したがって、切屑の排出性能の悪化を防止することができるとともに、研削面に対しクーラント液を容易に到達させることが可能になる。

また、第一の研削工程と第二の研削工程とでは、研削方向が互いに異なることから、砥石層の磨耗が分散され、偏磨耗を抑制することができる。

本発明にかかる工作物の研削方法において、「前記第一の研削工程における研削終了位置は、前記円筒部の外周面が研削される位置であり、前記第二の研削工程では、前記砥石車を、前記研削終了位置から前記軸線方向に送る」ようにしてもよい。

これによると、第一の研削工程では、ショルダ部が略円錐状に加工されるととともに、砥石車の周面部によって円筒部の外周面が研削される。つまり、研削終了位置において円筒部の外周面が研削されることになる。一方、第二の研削工程では、研削終了位置から軸線方向に砥石車が送られる。これにより、工作物の円筒部及びショルダ部がともに研削加工されるとともに、ショルダ部と円筒部とが交差する部分を滑らかに研削加工することができる。

ところで、第一の研削工程においてショルダ部及び円筒部の外周面を研削する方法によれば、ショルダ部については、研削負荷が比較的低いことから、砥石車の送り速度を高めることにより、高能率研削を実現することが可能になるが、円筒部の外周面については、加工幅が大きく、その部分の研削が開始されると研削負荷が大幅に増加することから、砥石車の送り速度を高めることは困難となる。つまり、第一の研削工程においては、円筒部の研削が開始される時点で切込み速度を低下させなければならず、一連の加工時間が長くなることが懸念される。

そこで、この不具合を解消するため、本発明の工作物の研削方法において、「前記第一の研削工程における研削終了位置は、前記円筒部の外周面が研削され始める直前の位置であり、前記第二の研削工程では、前記砥石車を、前記研削終了位置から斜め軸線方向に送り、前記第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代及び前記円筒部の外周面を同時に研削する」方法を採用することが好ましい。

これによれば、第一の研削工程では、研削終了位置を、円筒部の外周面が研削され始める直前の位置としたことにより、円筒部の外周面を研削することなく、ショルダ部が略円錐状に加工された時点で工程を終了する。このため、第一の研削工程では、常に、砥石車の送り速度を高め、高能率研削を実現することが可能になる。一方、第二の研削工程では、砥石車が研削終了位置から斜め軸線方向に送られる。これにより、第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代及び円筒部の外周面がともに研削されるとともに、ショルダ部と円筒部とが交差する部分が滑らかに加工される。また、略円錐状の研削取代を研削する際に円筒部の外周面を同時に研削することから、研削に要する一連の加工時間を短縮することができる。なお、第二の研削工程では、ショルダ部全体を仕上げ研削することから、もともと砥石車の送り速度が低く設定されているため、円筒部の外周面によって研削負荷が増加しても、研削焼け等の不具合は生じない。

また、これらの方法を採用する場合、「前記ショルダ部と前記円筒部との間にＲ部を有する工作物を研削対象とし、前記砥石車は、前記Ｒ部に対応する形状の肩部を有する」ことが好ましい。

これによれば、肩部に、Ｒ部と対応する形状の砥石層を有する砥石車が用いられ、第二の研削工程においてＲ部が研削加工される。これにより、工作物の円筒部、ショルダ部、及びＲ部を滑らかに研削加工することができる。

ところで、第一の研削工程では、Ｒ部と対応する形状の肩部によって研削が行われるが、肩部の中で周面側の部分の方が端面側の部分よりも有効砥粒数が少ないことから、磨耗し易くなる。ところが本発明では、工作物の軸線に近づくほど軸線方向の研削幅が狭くなるため、周面側の部分における研削量は送り量に従って減少する。つまり、有効砥粒数が少ない部分における磨耗が抑制されることとなる。一方、第二の研削工程では、肩部の中で端面側の部分の方が周面側の部分よりも有効砥粒数が少なくなるが、本発明では、円錐状の研削取代を研削加工することから、砥石車の回転方向に対してショルダ部と接触する接触弧の長さは端面側の方が短くなる。このため、この研削工程においても、有効砥粒数の少ない部分における磨耗が抑制され、これにより、磨耗を分散すなわち均一化することが可能になる。

一方、本発明の工作物の研削方法において、「円筒部の両側に一対のショルダ部が形成された工作物を研削対象とし、前記各ショルダ部に対し前記第一の研削工程及び第二の研削工程を順に行う」ようにしてもよい。ここで、「工作物」としては特に限定されるものではないが、クランクシャフトを例示することができる。

これによれば、円筒部の両側に設けられた一対のショルダ部に対して、第一の研削工程及び第二の研削工程が順に行われ、いずれのショルダ部も円筒部に対して略垂直に研削加工される。なお、本発明における砥石車は、アンギュラスライド研削のような砥石車を傾けて固定する方法とは異なるため、一対のショルダ部の間隔が狭い場所でも、砥石車の幅をショルダ部の間隔に合わせて設定することにより、上記の第一及び第二の研削工程を実施することが可能になる。

また、本発明の工作物の研削方法において、「前記第一の研削工程における前記砥石車の送り速度が、前記第二の研削工程における送り速度よりも速くなるように設定されている」ことが好ましい。

第二の研削工程では、仕上げ用の表面粗さを確保するために送り速度は制限されることになるが、第一の研削工程における送り速度を高めることにより、高能率研削を実現することが可能になる。なお、第二の研削工程によればショルダ部全体を仕上げ研削することから、譬え、第一の研削工程において研削焼けが生じても、第二の研削工程によって、研削焼け層を除去することができる。

また、本発明の工作物の研削方法において、「前記第一の研削工程における前記研削開始位置から前記研削終了位置への軌跡は、直線状とする」ことができる。

これによれば、比較的簡単な制御によって砥石車を斜め方向に送ることが可能になる。

一方、本発明の工作物の研削方法において、「前記第一の研削工程における前記研削開始位置から前記研削終了位置への軌跡は、任意の関数等に基づく曲線状とする」こともできる。

これによれば、さらに好適な研削加工を行うことが可能になる。例えば、砥石車の軌跡を二次曲線状とすれば、第一の研削工程における砥石車の磨耗をさらに抑制することが可能になり、砥石車の寿命をさらに延ばすことができる。

このように、本発明の工作物の研削方法によれば、第一及び第二の研削工程では砥石車の接触面積が少なくなり、切屑の排出性能、及びクーラント液等による冷却性能を高めることができる。したがって、頻繁なツルーイングを繰り返すことなく、研削能率を高めることができる。また、送り方向が互いに異なる第一及び第二の研削工程を順に行うことにより砥石層の磨耗が分散され、砥石車の磨耗を抑制することができる。

以下、本発明の第一実施形態である工作物の研削方法、及びその方法に用いられる円筒研削盤について、図１乃至図５に基づき説明する。図１は円筒研削盤の構成を示す平面図であり、図２乃至図５は研削方法を示す説明図である。

まず、図１を基に円筒研削盤について説明すると、円筒研削盤１は、基台部分を構成するベッド２と、このベッド２の上面に載置された砥石台３と、ベッド２の上面に設けられ、工作物Ｗを支持するテーブル４とを備えている。ここで、ベッド２の上面には、工作物Ｗの軸線方向であるＺ軸方向（矢印Ｚ）に摺動自在に支持台５が載置されており、上記砥石台３は、支持台５の上面に、工作物Ｗの径方向であるＸ軸方向（矢印Ｘ）に摺動自在に載置されている。

支持台５は、回転角度を的確に割り出すことが可能なサーボモータ等の駆動装置６によって、送りねじ機構等の駆動伝達機構７を介して、Ｚ軸方向に移動される。一方、砥石台３は、回転角度を的確に割り出すことができるサーボモータ等の駆動装置８によって、送りねじ機構等の駆動伝達機構９を介して、Ｘ軸方向に移動駆動される。これにより、砥石台３は、テーブル４に対して、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に、移動駆動される。また、砥石台３は、円盤状の砥石車１０を軸承するものであり、砥石車１０を回転駆動するモータ等の駆動装置１１を備えている。

テーブル４は、一端側に主軸台１２と他端側に心押し台１３とを備えている。そして、主軸台１２は、回転角度を的確に割り出すことができるサーボモータ等の駆動装置１７によって回転駆動される主軸１４を備えている。工作物Ｗは、一端側が、主軸１４に設けられたチャック１５に把持され、他端側が、心押し台１３に設けられたセンタ１６に押圧されて、テーブル４上にて支持されるとともに、主軸１４の回転軸線を中心軸としてＣ軸周り（矢印Ｃ）に回転駆動される。

ところで、本例では、工作物Ｗとして、クランクシャフトを採用しており、砥石台３に装着された砥石車１０によってクランクジャーナルＷ１やクランクピンＷ２等の研削対象面が研削されるようになっている。なお、図２に示すように、工作物Ｗは、旋盤やフライス盤等による切削加工によって、適宜の研削取代を残した寸法に前加工されており、円筒部２０と、この円筒部２０の軸線に対して垂直となる一対のショルダ部２１と、ショルダ部２１から円筒部２０に至るＲ部２２とを有している。なお、図２において二点鎖線は仕上げ形状を示している。

一方、砥石車１０は、工作物Ｗの軸線（Ｚ軸）と平行な軸線周りに回転可能に軸承されており、図２に示すように、砥石車１０の外周面となる周面部２４と、この周面部２４に対して垂直の端面部２５と、円筒部２４及び端面部２５を繋ぐ肩部２６とに砥石層を有している。なお、肩部２６は、研削加工後の工作物ＷにおけるＲ部２２の形状と一致している。

次に、ショルダ部２１における研削方法について説明する。なお、左右のショルダ部２１は互いに同様の研削方法によって順に研削されることから、ここでは、一方のショルダ部２１に対する研削加工のみを説明し、他方のショルダ部２１に対しては説明を省略する。

図２及び図３に示すように、この研削方法は、第一，第二，及び第三の研削工程からなる。第一の研削工程では、ショルダ部２１の周面の研削開始位置Ｓから円筒部２０側の研削終了位置Ｅに向かって、砥石車１０が斜め方向に送られる（図３（ａ）参照）。なお、この斜め方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の二軸を同時に制御することにより送られることから、ここでは、この方向をＸＺ方向とする。このＸＺ方向の傾斜角度は特に限定されるものではないが、本例ではＸ軸方向に対して０．０１度に設定されている。（なお図面では、便宜上、実際の寸法よりも大きめに描かれている。）また、研削開始位置Ｓは、ショルダ部２１における研削取代の幅と一致する位置であってもよく、それ以下の位置（軸線方向の研削幅が短くなる位置）であってもよい。つまり、ショルダ部２１全面が、後述する第二の研削工程によって仕上げ加工されることから、第一の研削加工ではショルダ部２１の周面側に取り残しがあっても構わない。

このように、第一の研削工程では、ショルダ部２１に対して砥石車１０の肩部２６がＸＺ軸方向に送られることから、ショルダ部２１の研削面が斜面となり、砥石車１０との接触面積が少なくなる。すなわち、図３（ａ）に示すように、研削点の外周側に隙間が形成された状態で研削加工が行われる。このため、切屑の排出性能が高められるとともに、クーラント液を供給した場合には、研削点に対してクーラント液を確実に到達させることが可能になる。

また、図４に示すように、砥石車１０が斜め方向に送られることから、工作物Ｗの軸線（Ｚ軸）に近づくほど軸線方向の研削幅Ｔが狭くなる。したがって、砥石車１０の肩部２６における研削量を次第に減らし、肩部２６の磨耗を低減することができる。さらに詳しく説明すると、ＸＺ方向に送られる第一の研削工程では、肩部２６によって研削が行われるが、図５（ａ）に示すように、肩部２６の中で周面部２４側の部位（ロ）の方が、端面部２５の部位（イ）よりも有効砥粒数（単位幅ｍ当たりの作用砥粒数）が少なくなり、磨耗し易くなる。ところが本例では、工作物Ｗの軸線に近づくほど軸線方向の研削幅Ｔが狭くなるため、周面部２４側の部位（ロ）における研削量は、ＸＺ方向への移動に従って次第に減少する。つまり、有効砥粒数が少ない部位（ロ）における磨耗が抑制されることとなる。

砥石車１０がＸＺ方向に送られ、研削終了位置Ｅに到達すると、図３（ｂ）に示すように、砥石車１０の周面部２４によって円筒部２０の外周面が研削されるとともに、ショルダ部２１において円錐状の研削取代が残された状態となる。

一方、第二の研削工程では、砥石車１０が研削終了位置Ｅから軸線方向（Ｚ軸方向）に送られる。これにより、第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代が砥石車１０の端面部２５及び肩部２６によって研削されるとともに、円筒部２０とショルダ部２１との間にＲ部２２が研削加工される（図３（ｃ）参照）。特に、研削終了位置Ｅから軸線方向に送られるため、工作物Ｗの円筒部２０及びＲ部２２の境界を滑らかに研削加工することができる。なお、言うまでもないが、砥石車１０を回転させながら軸線方向に送ることから、第二の研削工程によれば、図３（ｃ）に示すように、ショルダ部２１の全面を研削加工することができる。

ところで、第二の研削工程では、研削の際に、砥石車１０の端面部２５とショルダ部２１の研削取代とが面接触するものの、研削取代は略円錐状であることから、砥石車１０の回転方向においてショルダ部２１と接触する接触弧の長さが短くなる。すなわち、砥石車１０を一回転させる際に砥石車１０と接触するショルダ部２１の面積が、研削取代を平面とする場合よりも少なくなる。したがって、切屑の排出性能の悪化を抑制することができるとともに、研削面に対してクーラント液を容易に到達させることが可能になる。

また、図４に示すように、砥石車１０が軸線方向に送られる際、肩部２６によってＲ部２２の研削加工が行われる。この場合、図５（ｂ）に示すように、肩部２６の中で端面部２５側の部位（ハ）の方が周面部２４側の部位（二）よりも有効砥粒数（単位幅ｎ当たりの作用砥粒数）が少なくなる。ところが本例では、円錐状の研削取代を研削加工することから、端面部２５側の部位（ハ）の方が、砥石車１０の回転方向に対してショルダ部２１と接触する接触弧の長さが短くなる。つまり、この場合も、有効砥粒数が少ない部位（ハ）における磨耗が抑制される。このように、第一及び第二の研削工程においては、いずれも有効砥粒数が少ない部位における研削量を減らすことができ、これにより、磨耗を分散（均一化）することができる。

ところで、本例では、第一の研削工程における砥石車１０の送り速度を、研削焼けをある程度許容した比較的高い速度に設定し、高能率研削を実現している。一方、第二の研削工程における送り速度は、仕上げ用の表面粗さを確保する比較的遅い速度に設定し、譬え第一の研削工程において研削焼けが生じても、第二の研削工程によって、研削焼け層を除去することを可能にしている。なお、研削加工による変質層の深さは、砥石車１０と工作物Ｗとの接触弧の長さと研削能率に関係している。ここで、本例のように、砥石車１０を斜め送りすると、近似的な点接触となることから加工点直径による接触弧の長さの変化は無視することができるようになるが、研削能率は研削点直径によって変化することとなる。そこで、本例では、直径が大きい位置では送り速度を遅くし、研削点直径の減少に従い送り速度を速くするように制御している。

また、砥粒に対する負荷は、ｇ／ａ（ｇ：砥粒最大切込深さ，ａ：円周方向平均砥粒間隔）によって表され、この値が大きいと、砥粒は摩擦、破砕、または脱落を引き起こし砥石の磨耗となる。また逆にこの値が小さくなると、砥粒が工作物Ｗに切り込まない滑り現象を引き起こし熱の発生や滑り現象による砥粒の摩減が発生する。ところで、このｇ／ａは、加工点周速度、砥石周速度、加工点直径、及び砥石径によって求められる。つまり、ｇ／ａは、加工点直径によって変化することになる。そこで、本例では、加工点直径が変化してもｇ／ａが一定になるように、工作物Ｗの回転速度を制御している。

一方、第三の研削工程では、砥石車１０をＸ軸方向に後退させるようにしている。これによれば、ショルダ部２１の仕上げ面をなめながら、ショルダ部２１に対する砥石車１０の圧接状態が徐々に少なくなるため、ショルダ部２１の反り返りを抑制し、真直度を確保することが可能になる。

このように、上記の研削方法によれば、送り方向が互いに異なる第一及び第二の研削工程を順に行うことにより砥石層の磨耗が分散され、砥石車１０の偏磨耗を抑制することができる。また、いずれの研削工程も砥石車１０の接触面積が少なくなり、切屑の排出性能、及びクーラント液等による冷却性能を高めることができる。したがって、頻繁なツルーイングを繰り返すことなく、研削能率を高めることが可能になる。

特に、上記の研削方法によれば、アンギュラスライド研削のような砥石車を傾けて固定する方法とは異なるため、本例のように工作物Ｗとして、円筒部２０の両側にショルダ部２１が設けられたものを研削対象とした場合でも、砥石車１０の幅を一対のショルダ部２１の間隔に合わせて設定することにより、上記第一及び第二の研削工程を実施することができ、いずれのショルダ部２１も円筒部２０に対して略垂直に研削加工することが可能になる。

次に、本発明の第二実施形態である工作物の研削方法について、図６に基づき説明する。本例の研削方法は、第一実施形態の研削方法と同様の円筒研削盤１を用いてなされるものであり、第一，第二，及び第三の研削工程からなる。なお、第三の研削工程については第一実施形態の研削方法と同様であるため、ここでは第一及び第二の研削工程について説明する。

第一の研削工程では、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の二軸を同時に制御することにより、ショルダ部２１の周面の研削開始位置から円筒部２０側の研削終了位置に向かって、砥石車１０が斜め方向に送られる（図６（ａ）参照）。ここで、研削開始位置Ｓは、ショルダ部２１における研削取代の幅と一致する位置であってもよく、それ以下の位置（軸線方向の研削幅が短くなる位置）であってもよい。つまり、ショルダ部２１全面が、後述する第二の研削工程によって仕上げ加工されることから、第一の研削加工ではショルダ部２１の周面側に取り残しがあっても構わない。一方、研削終了位置は、図６（ｂ）に示すように、筒部２０の外周面が研削され始める直前の位置に設定されている。すなわち、円筒部２０の外周面を研削することなく、ショルダ部２１が略円錐状に加工される位置が、研削終了位置として設定されている。

このように、第一の研削工程では、ショルダ部２１に対して砥石車１０の肩部２６がＸＺ軸方向に送られ、円筒部２０の外周面に接する前に終了することから、第一実施形態の研削方法における作用・効果に加え、常に、砥石車１０の送り速度を高めることができ、高能率研削を実現することが可能になる。つまり、第一実施形態の研削方法によれば、円筒部２０の外周面を研削する際に研削負荷が大幅に増加することから、円筒部２０の研削が開始される時点で切込み速度を低下させなければならず、一連の加工時間が長くなるという不具合があるが、本例では、第一の研削工程の終了時点まで砥石車１０を高速で送ることが可能になる。

一方、第二の研削工程では、砥石車１０が、研削終了位置から斜め軸線方向（斜めＺ軸方向：Ｚ´方向）に送られる。これにより、第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代と、円筒部２０の外周面とが同時に研削され、さらに、円筒部２０とショルダ部２１との間にＲ部２２が研削加工される（図６（ｃ）参照）。このように、略円錐状の研削取代を研削する際に円筒部２０の外周面を同時に研削することから、研削に要する一連の加工時間を短縮することが可能になる。

以上、本発明について好適な二つの実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、第一，第二実施形態の研削方法では、第一の研削工程において、砥石車１０をＸＺ方向に送る際、直線に沿って送る方法を示したが、図２の二点鎖線に示すように、二次曲線状に湾曲させて送るようにしてもよい。この場合、線Ｕのように湾曲させると、第一の研削工程における砥石車１０の磨耗をさらに抑制することが可能になり、逆に線Ｄのように湾曲させると、第二の研削工程における磨耗をさらに抑制することが可能になる。このため、第一及び第二の研削工程における夫々の研削量や磨耗の程度等に応じて、湾曲の向きを決定すれば、砥石車１０の寿命をさらに延ばすことができる。

また、第一，第二実施形態の研削方法では、周面部２４に対して端面部２５が垂直に形成されている砥石車１０を採用する場合について示したが、図７（ａ）に示すように、砥石車３２の端面部３４を周面部３３に対してバックテーパー（回転軸に向かって内側に傾斜した面）となるようにしてもよい。これによれば、ショルダ部２１の研削面と砥石車３２の端面部３４との隙間が一層大きくなり、切屑等の排出性能をさらに高めることができる。

さらに、第一，第二実施形態の研削方法では、第三の研削工程として、砥石車１０をＸ軸方向に後退させるものを示したが、図７（ｂ）に示すように、ショルダ部２１の表面をなめることなく、斜め方向（ＸＺ方向）に後退させるようにしてもよい。これによれば、ショルダ部２１の表面から砥石車１０を素早く放すことが可能になり、一連の加工時間をさらに短縮することができる。また、Ｚ軸方向（第二の研削工程とは逆の方向）に送るようにしてもよい。これによれば、円筒部２０の外周面（取り残された部分）を引き続き研削加工することができる。

第一及び第二実施形態の研削方法に用いられる円筒研削盤の構成を示す平面図である。 第一実施形態の研削方法を示す説明図である。 第一実施形態の研削方法における工程の流れを示す説明図である。 第一実施形態の研削方法における砥石車の位置を示す説明図である。 砥石車における肩部の磨耗についての説明図である。 第二実施形態の研削方法における工程の流れを示す説明図である。 （ａ）は砥石車の他の例を示す説明図であり、（ｂ）は第三の研削工程における変形例を示す説明図である。 従来の研削方法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 砥石車
２０ 円筒部
２１ ショルダ部
２２ Ｒ部
２３ 砥石層
２４ 円筒部
２６ 肩部
３０ 研削取代
Ｗ 工作物

Claims (8)

1. 円筒部及びこれと垂直のショルダ部を有する工作物、及び該工作物の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承された砥石車を夫々回転させるとともに、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に移動させることにより、少なくとも前記ショルダ部における所定幅の研削取代を前記砥石車によって研削する工作物の研削方法であって、
   前記工作物の軸線に近づくほど前記軸線方向の研削幅が狭くなるように、前記砥石車を、前記ショルダ部の周面における前記所定幅またはそれ以下の研削開始位置から前記円筒部側の研削終了位置に向かって斜め方向に送り、前記ショルダ部を略円錐状に加工する第一の研削工程と、
   前記砥石車を前記工作物の略軸線方向に送り、前記第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代を研削する第二の研削工程とを有し、
   前記第一の研削工程及び前記第二の研削工程により、前記円筒部に対して前記ショルダ部を略垂直に研削加工することを特徴とする工作物の研削方法。
2. 前記第一の研削工程における研削終了位置は、前記円筒部の外周面が研削される位置であり、
   前記第二の研削工程では、前記砥石車を、前記研削終了位置から前記軸線方向に送ることを特徴とする請求項１に記載の工作物の研削方法。
3. 前記第一の研削工程における研削終了位置は、前記円筒部の外周面が研削され始める直前の位置であり、
   前記第二の研削工程では、前記砥石車を、前記研削終了位置から斜め軸線方向に送り、前記第一の研削工程において取り残された略円錐状の研削取代及び前記円筒部の外周面を同時に研削することを特徴とする請求項１に記載の工作物の研削方法。
4. 前記ショルダ部と前記円筒部との間にＲ部を有する工作物を研削対象とし、
   前記砥石車は、前記Ｒ部に対応する形状の肩部を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の工作物の研削方法。
5. 円筒部の両側に一対のショルダ部が形成された工作物を研削対象とし、前記各ショルダ部に対し前記第一の研削工程及び前記第二の研削工程を順に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の工作物の研削方法。
6. 前記第一の研削工程における前記砥石車の送り速度が、前記第二の研削工程における送り速度よりも速くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の工作物の研削方法。
7. 前記第一の研削工程における前記研削開始位置から前記研削終了位置への軌跡は、直線状とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の工作物の研削方法。
8. 前記第一の研削工程における前記研削開始位置から前記研削終了位置への軌跡は、任意の関数等に基づく曲線状とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の工作物の研削方法。

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