JP2011148043A - Method for truing grinding tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削工具の整形方法に関し、詳しくは、外周面に複数の面から成る加工面を有する研削工具の整形方法に関する。 The present invention relates to a shaping method for a grinding tool, and more particularly to a shaping method for a grinding tool having a work surface composed of a plurality of surfaces on an outer peripheral surface.
従来、外周面に単一形状でない複数の面から成る加工面を有する研削工具の整形方法は、加工面の逆形状を持つ総形整形砥石を使用する方法が一般的であるが、研削工具の種類が多いと、同数の総形整形砥石が必要で、多大な工具費用がかかる。また、焼入れ鋼や超鋼など高硬度材でできたワークの研削に用いられる研削工具の場合、整形砥石のWA砥石で砥粒の結合材部を脱落させて整形するが、砥粒がダイヤであるのでWA砥石も激しく磨耗し、頻繁に整形砥石の形状補正(ツルーイング)が必要になる。この為、形状チェック作業に多大な時間がかかるという問題がある。 Conventionally, as a shaping method of a grinding tool having a machining surface composed of a plurality of surfaces that are not a single shape on the outer peripheral surface, a method using a general shaping wheel having a reverse shape of the machining surface is generally used. If there are many types, the same number of total shaped grinding wheels are required, and a great tool cost is required. In addition, in the case of a grinding tool used for grinding a workpiece made of a hard material such as hardened steel or super steel, it is shaped by dropping the abrasive bonding material part with the WA grinding stone of the shaping grindstone. Therefore, the WA grindstone also wears violently, and it is frequently necessary to correct the shape of the shaping grindstone (truing). For this reason, there is a problem that the shape check operation takes a long time.
このような場合、外周面を凸状曲面に形成したダイヤホイールを使って、凸状曲面を研削工具の加工面に接触させて倣い加工するプロファイル研削が行なわれる。この方法は、プロファイル研削盤の砥石台に、外周面が凸状曲面に形成されたダイヤホイールを取付けて研削する。ダイヤホイールは高い耐磨耗性を有する非常に目の詰まった砥石なので切れ味に問題があり、研削抵抗を少なくする為に凸状曲面の半径を極力小さくする。ところが、上記の複数の面から成る加工面のような大きい研削面積を、凸状曲面の限られた接触点でプロファイル研削すると、凸状曲面の一部の磨耗の進行が速くなり、加工面の形状精度に悪影響をおよぼす問題があった。 In such a case, using a diamond wheel having an outer peripheral surface formed into a convex curved surface, profile grinding is performed in which the convex curved surface is brought into contact with the processing surface of the grinding tool and copied. In this method, a diamond wheel having an outer peripheral surface formed into a convex curved surface is attached to a grinding wheel base of a profile grinder for grinding. The diamond wheel is a very clogged grindstone with high wear resistance, so there is a problem in sharpness, and the radius of the convex curved surface is made as small as possible to reduce grinding resistance. However, if a large grinding area such as a machining surface composed of a plurality of surfaces as described above is profile-ground at a limited contact point of the convex curved surface, the progress of wear of a part of the convex curved surface is accelerated, and the machining surface There was a problem of adversely affecting the shape accuracy.
そこで、少しでも砥石の磨耗を少なくする技術として、特許文献1に、砥石台を旋回させ、砥石とワークとの接触部位を連続的に変化させる研削加工方法が開示されている。この方法は、砥石台に凸状曲面の外周面を持つ整形砥石を装着し、砥石台を旋回して整形砥石を揺動させ、工具主軸に取付けたワークの端面の凹状球面に接触させて研削する方法である。
Therefore, as a technique for reducing the wear of the grindstone as much as possible,
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、端面の研削方法であり、凸状曲面の中心を相対的な揺動中心とし、その揺動中心は常に主軸軸線上に位置する為、この方法では外周の加工面を整形する方法として応用できない問題があった。
However, the method described in
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、外周面に複数の面から成る加工面を有する研削工具を整形でき、整形砥石の磨耗を極力抑えつつ研削工具の加工面の高い形状精度を確保できる研削工具の整形方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention can shape a grinding tool having a plurality of machining surfaces on the outer peripheral surface, and can ensure high shape accuracy of the machining surface of the grinding tool while minimizing wear of the shaping wheel. It aims at providing the shaping method of a tool.
上記目的を達成するために、第1の課題解決手段は、少なくともX軸、X軸に直交するZ軸、Z軸に直交する軸を旋回軸として旋回するC軸の3方向への各移動軸と、Z軸と平行な回転軸である工具主軸と、C軸の旋回軸と直交する回転軸でありC軸方向に旋回可能な砥石回転軸とを有し、工具主軸あるいは砥石回転軸をX軸およびZ軸方向へ相対的に移動可能な研削加工用機械で行なう研削工具の整形方法であって、外周面に複数の面から成る加工面を有する研削工具に、外周面を凸状曲面に形成した整形砥石を接触させて行なう研削工具の整形方法において、前記工具主軸に前記研削工具を装着し、前記砥石回転軸に前記整形砥石を装着し、前記X軸およびZ軸に直交する前記C軸移動に、前記X軸およびZ軸の移動を同調させて前記凸状曲面を前記加工面を成す面夫々に対して相対的に揺動し、凸状曲面の円弧の略全域を加工面を成す面に接触させると共に、加工面を成す面夫々に整形砥石を所定の回数揺動し、凸状曲面が加工面を成す面の両端部を通過した位置を揺動端とし、両揺動端で加工面を成す面に対し順次所定量の切り込みを与えるようにしたことである。 In order to achieve the above object, the first problem solving means includes at least the X axis, the Z axis orthogonal to the X axis, and the respective movement axes in the three directions of the C axis that revolves around the axis orthogonal to the Z axis. A tool spindle that is a rotation axis parallel to the Z axis, and a grindstone rotation axis that is orthogonal to the swivel axis of the C axis and that can be swung in the C axis direction. A method of shaping a grinding tool performed by a grinding machine that is relatively movable in the axial direction and the Z-axis direction, wherein the outer peripheral surface is formed into a convex curved surface in a grinding tool having a processing surface composed of a plurality of surfaces In the shaping method of a grinding tool performed by contacting the formed shaping wheel, the grinding tool is attached to the tool spindle, the shaping wheel is attached to the grindstone rotating shaft, and the C orthogonal to the X axis and the Z axis Synchronize the movement of the X-axis and Z-axis with the movement of the axis. The curved surface is oscillated relatively to each of the surfaces forming the processing surface, and approximately the entire arc of the convex curved surface is brought into contact with the surface forming the processing surface, and a shaping grindstone is provided on each of the surfaces forming the processing surface. The position where the convex curved surface passes through both ends of the surface forming the machining surface is the rocking end, and a predetermined amount of cut is sequentially given to the surface forming the machining surface at both rocking ends. It is.
また、第2の課題解決手段は、前記研削工具と前記整形砥石とを略同一の硬度とし、工具主軸の回転数と砥石回転軸の回転数を制御して、研削工具の加工面と整形砥石の凸状曲面との接触点における整形砥石の周速を研削工具の周速よりも速くしたことである。 Further, the second problem solving means is that the grinding tool and the shaping grindstone have substantially the same hardness, the number of rotations of the tool spindle and the number of rotations of the grindstone are controlled, and the processing surface of the grinding tool and the shaping grindstone That is, the peripheral speed of the shaping grindstone at the contact point with the convex curved surface is made faster than the peripheral speed of the grinding tool.
本願の請求項1の発明では、前記工具主軸に前記研削工具を装着し、前記砥石回転軸に前記整形砥石を装着し、前記X軸およびZ軸に直交する前記C軸移動に、前記X軸およびZ軸の移動を同調させて前記凸状曲面を前記加工面を成す面夫々に対して相対的に揺動し、凸状曲面の円弧の略全域を加工面を成す面に接触させると共に、加工面を成す面夫々に整形砥石を所定の回数揺動し、凸状曲面が加工面を成す面の両端部を通過した位置を揺動端とし、両揺動端で加工面を成す面に対し順次所定量の切り込みを与えるようにした。
また、本願の請求項2の発明では、前記研削工具と前記整形砥石とを略同一の硬度とし、工具主軸の回転数と砥石回転軸の回転数を制御して、研削工具の加工面と整形砥石の凸状曲面との接触点における整形砥石の周速を研削工具の周速よりも速くした。
これらによれば、外周面に複数の面から成る加工面を有する研削工具を整形でき、整形砥石の凸状曲面の略全域を均等に接触させて、整形砥石の磨耗を極力抑えつつ研削工具の加工面の高い形状精度を確保できる。また、研削工具と整形砥石が略同一の硬度であっても、整形砥石の周速を研削工具の周速よりも速くして、両者の接触点における周速差により、相対的に整形砥石の硬度を硬くすることで磨耗を極力抑え、整形砥石の長寿命化をはかることができる。
In the invention of
In the invention of claim 2 of the present application, the grinding tool and the shaping grindstone have substantially the same hardness, the number of revolutions of the tool spindle and the number of revolutions of the grinding wheel rotation axis are controlled, and the processing surface of the grinding tool and the shaping are shaped. The peripheral speed of the shaping wheel at the point of contact with the convex curved surface of the grinding wheel was made faster than the peripheral speed of the grinding tool.
According to these, it is possible to shape a grinding tool having a machining surface composed of a plurality of surfaces on the outer peripheral surface, and to make contact with the substantially entire area of the convex curved surface of the shaping whetstone evenly, while suppressing the wear of the shaping whetstone as much as possible. High shape accuracy of the machined surface can be secured. In addition, even if the grinding tool and the shaping stone have substantially the same hardness, the circumferential speed of the shaping wheel is made faster than the circumferential speed of the grinding tool, By increasing the hardness, wear can be suppressed as much as possible, and the life of the orthopedic grinding wheel can be extended.
本願発明の実施の形態について、図1〜図4により説明する。研削加工用機械1は、研削工具等のワークを研削加工する工作機械である。研削加工用機械1は、ベッド上に図1において矢印で示すZ軸方向に図示しない移動軸としてのZ軸により移動可能にZ軸テーブル2が設けられ、Z軸テーブル2上にZ軸に直交する矢印で示すX軸方向に図示しない移動軸としてのX軸により移動可能なX軸テーブル3が設けられ、X軸テーブル3上に工具主軸台4が設けられている。工具主軸台4にはZ軸と平行な回転軸である工具主軸5が軸回転可能に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The
工具主軸5には、ワークを研削加工するための研削工具10が着脱可能に保持されている。研削工具10は、円盤形状をした外周面に、複数の面から成る加工面10aを有している。本実施の形態の研削工具10では、加工面10aは、図3、図4に示すように、凹み曲面10cおよび傾斜面10d、10eから成る。尚、加工面10aの形状は、これに限定されない。
A
また、研削加工用機械1のベッド上には、Z軸方向前方に、X軸およびZ軸に直交する軸である旋回軸6が設けられており、旋回軸6には、旋回軸6を旋回中心として矢印で示す図示しない移動軸としてのC軸によりC軸移動可能な、即ちC軸方向に旋回可能なC軸テーブル7が設けられている。C軸テーブル7上には砥石台8が設けられている。砥石台8には旋回軸6に直交する回転軸である砥石回転軸9が軸回転可能に設けられている。
Further, on the bed of the
砥石回転軸9には、研削工具10を整形するための整形砥石11が着脱可能に保持されている。整形砥石11は、研削工具10より大径である円盤形状をした外周面に、研削工具10の加工面10aを整形する接触面11aを有している。接触面11aは、研削工具10の凹み曲面10cより曲率の小さい凸状曲面に形成されている。接触面11aは、研削工具10の加工面10aに、X軸テーブル3およびZ軸テーブル2の移動とC軸テーブル7の旋回により対向可能となっている。
A shaping
次に、研削工具10を整形砥石11で整形する方法について、加工面10aの一面を成す凹み曲面10cを整形する場合にて説明する。
研削加工用機械1には、工具主軸5に研削工具10を取付け、砥石回転軸9に整形砥石11を取付けた状態とする。図2に示すのは、研削工具10の凹み曲面10cと整形砥石11の接触面11aが、お互いの面の中央で対向した時の位置関係である。この時、図3の(C)で示すように、凹み曲面10cと接触面11aは、夫々が断面形状の曲部の中間点でお互い接触している。ここで、凹み曲面10cが接触面11aに接触する接触点を10b、接触面11aが加工面10aに接触する接触点を11bとする。
Next, a method of shaping the
In the
凹み曲面10cに沿って単に接触面11aを移動させると、接触面11a上の接触点11bは略同じ位置となり、凹み曲面10cに接触している整形砥石11の接触点11bの部分だけが磨耗してしまうことになる。そこで、本発明では、図3、図4の(A)〜(E)で順に示すように、整形砥石11のC軸方向への旋回移動に、研削工具10のX軸およびZ軸方向への移動を同調させて、接触面11aを凹み曲面10cに対して相対的に揺動させるようにした。尚、図3および図4における(A)〜(E)の位置関係は夫々一致する。また、図3、図4の(A)〜(E)各間の軌跡は省略する。
If the
図4は、研削工具10をX軸方向とZ軸方向へ移動し、整形砥石11をC軸回りに旋回させ、研削工具10と整形砥石11とを接触させて凹み曲面10cを接触面11aにより整形しながら(A)〜(E)に移動させたときの軌跡を二点鎖線及び実線で示したものである。
In FIG. 4, the grinding
図3および図4において、(A)の位置は研削工具10および整形砥石11が移動を開始する位置とし、(B)の位置は研削工具10の凹み曲面10cおよび整形砥石11の接触面11aが夫々接触を開始する開始位置とし、(D)の位置は切削工具10の凹み曲面10cおよび整形砥石11の接触面11aが夫々の接触を終了する終了位置とし、(E)の位置は研削工具10および整形砥石11が移動を終了する位置とする。先ず、研削工具10をX軸方向とZ軸方向に移動すると共に整形砥石11をC軸回りに旋回させて(B)の開始位置で研削工具10の凹み曲面10cと整形砥石11の接触面11aとを接触させる。このとき、凹み曲面10cが接触面11aと接触する接触点10bと、接触面11aが凹み曲面10cと接触する接触点11bとは、図3の(B)で示すように、凹み曲面10cの右端と、凸状曲面である接触面11aの左側に存在する。整形工具11が凹み曲面10cに沿って相対的に揺動するように、研削工具10を図4に示すように(A)から(E)へ移動させていく。また、研削工具10の移動に同調させて、整形工具11を図4に示すように左回りに旋回して(A)から(E)へ移動させていく。すると、凹み曲面10cにおける接触点10bは、接触面11aと接触を開始する(B)の開始位置から中間点の(C)の位置を通過して接触が終わる(D)の終了位置まで、凹み曲面10c上を右端から左端へ順に移行していく。同時にこれと同調して、接触面11aにおける接触点11bは、凹み曲面10cと接触を開始する(B)の開始位置から中間点の(C)の位置を通過して接触が終わる(D)の終了位置まで、接触面11a上を左側から右側へ順に移行していく。このように、整形工具11がC軸回りに旋回することで、接触面11aが凹み曲面10cと接触する接触点11bを、図3に示すように(B)〜(D)で接触面11a上を左側から右側へずらしながら、整形砥石11の接触面11aは研削工具10の凹み曲面10cに沿って相対的に揺動する。つまり、凸状曲面である接触面11aの円弧の略全域を凹み曲面10cに接触させることができる。
また、(E)の位置を両者の移動を開始する位置とすれば、(A)の位置が移動を終了する位置となり、前述の逆の動作となる。尚、どちらから移動を開始させてもよい。
3 and 4, the position (A) is a position where the grinding
If the position (E) is the position where the movement of both is started, the position (A) is the position where the movement ends, and the above-described operation is reversed. Note that the movement may be started from either.
図3および図4において、両者を(A)の位置から(E)の位置まで移動させたら、次は逆に(E)の位置から(A)の位置まで移動させる、というように繰り返すことで、整形砥石11の相対的な揺動を所定の回数行なうことができる。ここで、整形砥石11の接触面11aが相対的に揺動し、研削工具10の凹み曲面10cの両端部と接触を終了する(B)および(D)の終了位置を通り過ぎ、揺動が終了する(A)および(E)の位置を揺動端とする。整形砥石11の接触面11aを相対的に揺動させて、両揺動端において研削工具10の凹み曲面10cに対し順次所定量の切り込みを与えながら、繰り返し揺動を所定の回数行なうことで、接触面11aと凹み曲面10cを接触させて整形を行なう。
3 and FIG. 4, when both are moved from the position (A) to the position (E), the next is moved from the position (E) to the position (A). The relative wobble of the shaping
傾斜面10d、10eについても、凹み曲面10cと同様に上述の方法で整形を行なって、研削工具10の加工面10aを整形する。
Similarly to the concave
このようにして、研削工具10の加工面10aを成す面と整形砥石11の接触面11aを接触させ、夫々の接触点10b、11bをずらしながら、接触面11aを、加工面10aを成す面に沿うように相対的に揺動させ、揺動端で加工面10aを成す面に対し順次所定量の切り込みを与えて、揺動を所定の回数繰り返し行なう。これらを、加工面10aを成す面10c、10d、10eに夫々行なうことにより、外周面に複数の面10c、10d、10eから成る加工面10aを有する研削工具10を整形でき、研削工具10の加工面10aの高い形状精度を確保できる。また、整形砥石11の凸状曲面である接触面11aを、研削工具10の加工面10aに均等に接触させるので、接触面11aが略均等に磨耗し、整形砥石11の磨耗を極力抑えて寿命を長くできる。
In this way, the surface that forms the processing surface 10a of the grinding
また、整形砥石11の外周の接触面11aまでの径は、研削工具10より大径であるので、研削工具10と整形砥石11の硬度を略同一とすると、両者を同じ回転数で夫々軸回転させれば、大径である整形砥石11の方が研削工具10より、外周面において周速が速くなることで、周速差により硬度が相対的に硬くなる。そして、整形砥石11の方を研削工具10よりも高い回転数で軸回転させれば、周速差がさらに増すので、さらに硬度が相対的に硬くなる。よって、研削工具と整形砥石が略同一の硬度であっても、両者の接触点における周速差により、相対的に整形砥石の硬度を硬くすることで、整形砥石の磨耗を極力抑えることができ長寿命化できる。勿論、整形砥石11の径を研削工具10の径より大径にせず、整形砥石11の方を研削工具よりも高い回転数で回転するようにしても良い。
Moreover, since the diameter to the
1 研削加工用機械
5 工具主軸
6 旋回軸
9 砥石回転軸
10 研削工具
10a 加工面
10b 接触点
10c 凹み曲面(加工面を成す面)
10d 傾斜面(加工面を成す面)
10e 傾斜面(加工面を成す面)
11 整形砥石
11a 接触面(凸状曲面)
11b 接触点
DESCRIPTION OF
10d Inclined surface (surface forming the processed surface)
10e Inclined surface (surface forming the machining surface)
11
11b Contact point
Claims (2)
前記工具主軸に前記研削工具を装着し、前記砥石回転軸に前記整形砥石を装着し、前記X軸およびZ軸に直交する前記C軸移動に、前記X軸およびZ軸の移動を同調させて前記凸状曲面を前記加工面を成す面夫々に対して相対的に揺動し、凸状曲面の円弧の略全域を加工面を成す面に接触させると共に、加工面を成す面夫々に整形砥石を所定の回数揺動し、凸状曲面が加工面を成す面の両端部を通過した位置を揺動端とし、両揺動端で加工面を成す面に対し順次所定量の切り込みを与えることを特徴とする研削工具の整形方法。 At least the X axis, the Z axis orthogonal to the X axis, the respective movement axes in the three directions of the C axis that revolves with the axis orthogonal to the Z axis as the revolving axis, the tool spindle that is a rotation axis parallel to the Z axis, and C Grinding machine having a rotation axis orthogonal to the rotation axis of the axis and a grindstone rotation axis that can be swung in the C-axis direction and capable of relatively moving the tool spindle or the grindstone rotation axis in the X-axis and Z-axis directions In the shaping method of the grinding tool performed in the above, the grinding tool having a processing surface consisting of a plurality of surfaces on the outer peripheral surface, and the shaping tool performed by bringing the shaping grindstone having the outer peripheral surface into a convex curved surface into contact with the grinding tool.
The grinding tool is attached to the tool spindle, the shaping grindstone is attached to the grindstone rotation axis, and the movement of the X axis and the Z axis is synchronized with the movement of the C axis perpendicular to the X axis and the Z axis. The convex curved surface is oscillated relatively to each of the surfaces forming the processing surface, and substantially the entire arc of the convex curved surface is brought into contact with the surface forming the processing surface, and the shaping grindstone is formed on each surface forming the processing surface. The position where the convex curved surface passes through both ends of the surface forming the machining surface is defined as the rocking end, and a predetermined amount of cut is sequentially given to the surface forming the machining surface at both rocking ends. A method of shaping a grinding tool characterized by
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