JP2012148363A

JP2012148363A - ツルーイング方法および研削盤

Info

Publication number: JP2012148363A
Application number: JP2011007615A
Authority: JP
Inventors: Naoto Ono; 直人小野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: JP5668486B2

Abstract

【課題】高精度な検知センサーを用いることなく、短時間に砥石車の外周面を最適な状態に成形できるツルーイング方法及び研削盤を提供する。
【解決手段】粗ツルーイングロール９と仕上ツルーイングロール１０を砥石車７の幅より広い間隔でツルーイング装置１１の回転軸に取り付ける。第１ツルーイング工程では粗ツルーイングロール９を先行させて粗ツルーイングを行った後に、仕上ツルーイングロール１０と砥石車７を接触させることにより、砥石車７と仕上ツルーイングロール１０の相対位置を決める。第２ツルーイング工程では仕上ツルーイングロール１０のみを使用して仕上ツルーイングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、研削盤の砥石車のツルーイング方法に関するものであり、詳しくは砥石車外周面をツルーイングロールによってツルーイングするツルーイング方法および研削盤に関するものである。

研削後の砥石車の形状乱れを成形するためのツルーイングおよびドレッシング方法として、粗成形と仕上成形で特性の異なるドレッシング砥石を複数備えて砥石車を成形する従来技術１（例えば、特許文献１参照）がある。
また、高価なＣＢＮ砥粒を用いた砥石車のツルーイングでは砥石の除去量を必要最小限とすることが重要である。このため、１個のツルーイングロールと、砥石車外周面とツルーイングロール外周面の正確な相対位置を検知する高精度な検知センサーを備えたツルーイング装置用いて２段階のツルーイング条件を変更してツルーイングを行う従来技術２がある。

特開平１−５１２６９号公報特開２００７−２６０８８０号公報

従来技術１では、複数のドレッシング砥石を用いて連続して砥石車をツルーイングまたはドレッシングする場合に、夫々のドレッシング砥石の外周面に砥石車の外周面が接触する位置に砥石車を位置決めした後、所定の切込みをすることで所定の量のツルーイングまたはドレッシングが実施できる。しかしながら、ドレッシング砥石と砥石車の組織が均一でないため、第１のツルーイングまたはドレッシングによる砥石車の半径方向の減少量にはバラツキが生じる。このため、第２のツルーイングまたはドレッシングを行うときに、所定の位置に砥石車の軸心を位置決めしても、ドレッシング砥石に対する砥石車の外周位置にバラツキが生じ、砥石車の微小な除去量の設定が困難となる。
従来技術２では、粗ツルーイングではツルーイングロールの消耗の低減を図り、仕上ツルーイングでは砥石車の切味の向上を図っているが、１個のツルーイングロールを用いてツルーイング条件のみの変更で対応しているため、最適化に限界がある。また、高精度な検知センサーを用いるため、ツルーイング装置が高価となり、相対位置を検知するために余分な検知時間を要する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高精度な検知センサーを用いることなく、短時間に砥石車の外周面を最適な状態に成形できるツルーイング方法および研削盤を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、複数のツルーイング工具を用いた砥石車のツルーイング方法において、
前記複数のツルーイング工具を夫々所定の切込み位置で前記砥石車に順次作用させてツルーイングをする第１ツルーイング工程の後に、
前記第１ツルーイング工程において最後に切込みをしてツルーイングを行った前記ツルーイング工具である仕上ツルーイング工具を用いて、ツルーイングをする第２ツルーイング工程を備えることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記ツルーイング工具が粗ツルーイングロールと１枚の仕上ツルーイングロールであり、
前記粗ツルーイングロールと前記仕上ツルーイングロールを、同一回転軸で保持し回転させ、かつ回転軸方向において前記砥石車の幅より広い間隔で配置し、
前記砥石車の幅方向に前記砥石車と前記ツルーイング工具を相対移動することでツルーイングすることである。

請求項３に係る発明の特徴は、粗ツルーイングロールと、
１枚の仕上ツルーイングロールと、
回転軸方向において砥石車の幅より広い間隔で前記粗ツルーイングロールと前記仕上ツルーイングロールを保持して回転するツルーイング装置と、
前記ツルーイング装置と前記砥石車を、前記砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りするトラバース送り装置と、
前記ツルーイング装置と前記砥石車を、前記砥石車の径方向に相対的に切込み送りする切込み送り装置と、
全ての前記粗、仕上ツルーイングロールを前記砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りをすることで前記砥石車に順次作用させてツルーイングをし、切込みをした最後のツルーイングを前記仕上ツルーイングロールを用いて行う第１ツルーイング工程の後に、前記仕上ツルーイングロールのみを用いて、前記砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りをすることでツルーイングをする第２ツルーイング工程を実施すべく、前記ツルーイング装置と、前記トラバース送り装置と、前記切込み送り装置とを制御する制御装置と、
を備えることである。

請求項1に係る発明によれば、第１ツルーイング工程において、仕上用ツルーイング工具以外の粗ツルーイングに適したツルーイング工具を主として用いて砥石車を除去することで、高能率でツルーイング工具の消耗の少ないツルーイングができる。
第１ツルーイング工程の最後に仕上用の仕上ツルーイング工具を砥石車に接触作用させることで、砥石車の外周面と仕上ツルーイング工具のツルーイング作用部の相対位置を正確に決めることができる。このため、第１ツルーイング工程から第２ツルーイング工程へ移行するとき、砥石車の外周と仕上ツルーイング工具のツルーイング作用部の相対位置が決まっているため、特別な位置検知手段を用いることなく短時間で位置決めでき、かつ第２ツルーイング工程において仕上ツルーイング工具を正確に切込みできる。
第２ツルーイング工程において仕上げツルーイングに適した仕上ツルーイング工具を用いてツルーイングできるため、砥石車の研削性能を最適にできる。

請求項２に係る発明によれば、ツルーイングロールを用いることで工具寿命が長いツルーイングが可能となる。
粗ツルーイングロールと仕上ツルーイングロールを同一回転軸に砥石車の幅より広い間隔で配置しているので、第２ツルーイング工程において砥石車の幅方向に砥石車と仕上ツルーイングロールを相対移動することで仕上ツルーイングロールのみを用いたツルーイングが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、第１ツルーイング工程で粗用ツルーイングロールを主として用いて高能率に砥石車を除去できる。
粗用ツルーイングロールで砥石車を除去した後に仕上用の仕上ツルーイングロールを砥石車に接触作用させることで砥石車の外周面と仕上ツルーイングロールの外周面の相対位置を正確に決めることができる。このため、第２ツルーイング工程へ移行するとき砥石車の外周と仕上ツルーイングロールの外周面の相対位置が決まっているため短時間で移行でき、第２ツルーイング工程において仕上ツルーイングロールを正確に切込みできる。
ツルーイングロールを同一軸に回転支持することでツルーイングロール相互の位置誤差が無くなり、ロール駆動装置を１台とでき安価な構成で複数のツルーイングロールを用いたツルーイングを実現できる。粗ツルーイングロールと仕上ツルーイングロールを砥石車の幅より広い間隔で配置しているので、砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りをする仕上ツルーイングロールのみを用いたツルーイングが可能となる。

本実施形態の研削盤の全体構成を示す概略図である。図１のＡ矢視図である。本実施形態の砥石車とツルーイングロールの幅の関係を示す概略図である。本実施形態のツルーイング工程のフローチャート図である。本実施形態のツルーイング動作を示す概略図である。本実施形態のツルーイング時のツルーイングロールと砥石車の相対位置を示す概略図である。本実施形態のツルーイングロール位置とツルーイングモータ動力を示すグラフである。本実施形態の凹部にツルーイングロールが接触したときのツルーイングロール位置とツルーイングモータ動力を示すグラフである。

以下、本発明のツルーイング方法の実施の形態を円筒研削盤の実施例に基づき、図１〜図８を参照しつつ説明する。
図１、図２に示すように、研削盤１は、ベッド２を備え、ベッド２上にＸ軸方向に往復可能な砥石台３と、Ｘ軸に直交するＺ軸方向に往復可能なテーブル４を備えている。砥石台３は砥石車７を回転自在に支持し、砥石車７を回転させる回転モータ（図示省略する）を備えている。テーブル４上には、工作物Ｗの一端を把持して回転自在に支持し主軸モータ（図示省略する）により回転駆動される主軸５と、工作物Ｗの他端を回転自在に支持する心押し台６を備えており、工作物Ｗは主軸５と心押し台６により支持されて、研削加工時に回転駆動される。ツルーイングモータ１２により回転駆動されるツルーイング工具としての粗ツルーイングロール９と仕上ツルーイングロール１０を回転自在に支持したツルーイング装置１１が、主軸５に付設されている。

この研削盤１は、所定のプログラムを実行することで自動化された研削加工やツルーイングを実行する制御装置３０を備えている。制御装置３０の機能的構成として、砥石台３の送りを制御するＸ軸制御手段３１、テーブル４の送りを制御するＺ軸制御手段３２、ツルーイング装置１０を制御するツルーイング制御手段３３、砥石車７の回転を制御する砥石軸制御手段３４などを具備している。また、ツルーイング制御手段３３の内部にはツルーイングモータ１２の動力を検知できるモータ動力検知手段３３１を備えている。

上記の研削盤１で工作物Ｗの複数の被加工部を砥石車７を用いてプランジ研削すると、図３に示すように、砥石車７の研削作用面が研削量に応じて損耗し、研削を行わない両端部に凸部７ａが形成される。所望の研削性能を維持するためには、凸部７ａの除去を含む砥石形状の修正と砥粒の切れ味を再生するためのツルーイングが必要となる。なお、図３では凹凸を誇張して図示してあるが、実際の凹凸量は数μｍ程度である。

図３に示すように、ツルーイング装置１１は粗ツルーイングロール９と仕上ツルーイングロール１０を同一回転軸Ｏ上に、砥石車７の幅Ｂ２より広い間隔Ｂ１を設けて保持している。粗ツルーイングロール９には破砕性が小さく粒径の大きなダイヤモンドを用いており、高能率でツルーイングをしても脱落、消耗が少ない。一方、仕上ツルーイングロール１０は粒径が小さなダイヤモンドを用いると共に、粗ツルーイングロール９より幅が狭くなっているため、高い面圧を砥石車７に付与でき、砥粒に微細な破砕を与えて切味の良い研削作用面を成形できる。以上のように粗、仕上ツルーイングの各々に適した特性を持ったツルーイングロール備えている。

損耗した砥石車７のツルーイング方法を、図４のツルーイング工程のフローチャートに基づき、図５のサイクル線図と、図６の砥石車７と粗、仕上ツルーイングロール９、１０のＺ軸方向の相対位置図を参考にして説明する。
砥石車７と粗、仕上ツルーイングロール９、１０を回転させた状態で、ツルーイング装置１１をＺ軸方向にテーブル４により移動させ、砥石車７の凸部７ａと粗ツルーイングロール９が接触できる図５に示すＺ軸方向位置Ｚａへ割出す。このときの砥石車７と粗、仕上ツルーイングロール９、１０の相対位置を図６（ａ）に示す（ＳＴＰ１）。砥石車７をＸ軸方向に粗ツルーイングロール９に接近するように前進させる（ＳＴＰ２）。砥石車７の凸部７ａと粗ツルーイングロール９が接触したら砥石車７の送りを停止する。このときの砥石車７と粗ツルーイングロール９の接触は、モータ動力検知手段３３１によりツルーイングモータ１１の動力が変動したことにより検知する（ＳＴＰ３）。ツルーイング装置１１を、テーブル４によりＺ軸の左方向へトラバースさせ、砥石車７と粗ツルーイングロール９の接触が終了する図５に示すＺ軸方向位置Ｚｂへ割出す。このときの砥石車７とツルーイングロールの相対位置を図６（ｂ）に示す（ＳＴＰ４）。砥石車７を所定の粗切込み量Ｘ_１だけＸ軸方向に前進させることにより、粗ツルーイングロール９と仕上ツルーイングロール１０を砥石車７に切込む（ＳＴＰ５）。

ツルーイング装置１１を、テーブル４によりＺ軸の右方向へトラバースさせ、先行する粗ツルーイングロール９で砥石車７の大部分の砥石を除去し、続いて仕上ツルーイングロール１０も砥石車７に接触しながらトラバースし、砥石車７と仕上ツルーイングロール１０の接触が終了する図５に示すＺ軸方向位置Ｚｃで停止する。このときの砥石車７と粗、仕上ツルーイングロール９、１０の相対位置を図６（ｃ）に示す。ここで、粗ツルーイングロール９と砥石車７が接触する位置のツルーイングモータ１１の動力変動を記録しておく（ＳＴＰ６）。砥石車７の凹部７ｂに粗ツルーイングロール９が接触したか否かを判定する。ＳＴＰ６で記録したツルーイングモータ１１の動力変動は砥石車７の凸部７ａのみの接触の場合は図７に示すようになり、凹部７ｂも接触すると図８に示すようになる。図７なら非接触でＳＴＰ８へ移動し、図８なら接触でＳＴＰ９へ移動する（ＳＴＰ７）。ツルーイング装置１１を、テーブル４によりＺ軸の左方向へトラバースさせ、Ｚ軸方向位置Ｚｂまで送る（ＳＴＰ８）。以下、砥石車７の凹部７ｂに粗ツルーイングロール９が接触するまで（ＳＴＰ８）〜（ＳＴＰ７）を繰り返す。

以上が第１ツルーイング工程で、以下が第２ツルーイング工程となる。
砥石車７を所定の仕上切込み量Ｘ_２だけＸ軸方向に前進させることにより、仕上ツルーイングロール１０を砥石車７に切込む（ＳＴＰ９）。ツルーイング装置１１を、テーブル４によりＺ軸の左方向へトラバースさせ仕上ツルーイングロール１０で砥石車７を仕上ツルーイングしながら、Ｚ軸方向位置Ｚｄまで送る。位置Ｚｄは図６（ｄ）に示すように仕上ツルーイングロール１０が砥石車７の左端に位置し、粗ツルーイングロール９が砥石車７の右端に位置し、どちらのツルーイングロールも砥石車７に接触しない位置である。（ＳＴＰ１０）。砥石車７を所定の仕上切込み量Ｘ_２だけＸ軸方向に前進させることにより、仕上ツルーイングロール１０を砥石車７に切込む（ＳＴＰ１１）。ツルーイング装置１１を、テーブル４によりＺ軸の右方向へトラバースさせ仕上ツルーイングロール１０で砥石車７を仕上ツルーイングしながら、Ｚ軸方向位置Ｚｃまで送る（ＳＴＰ１２）。

以上のように、粗ツルーイングである第１ツルーイング工程において、大きな切込みにより主として粗ツルーイングロール９により高能率に砥石車７を除去し、その後に仕上ツルーイングロール１０も砥石車７に接触させることで、砥石車７の外周面と仕上ツルーイングロール１０の外周面の相対位置を決めることができる。このため、特別な位置検知手段を備えた位置検知工程を用いなくても、仕上ツルーイングである第２ツルーイング工程において正確に微小な切込みを与えることが可能となり、第１ツルーイング工程と第２ツルーイング工程を連続し実施でき時間のロスが無い。
また、粗ツルーイングロール９を破砕性が小さく粒径の大きなダイアモンドを用いて耐磨耗性の大きな特性とすることで、高能率で、粗ツルーイングロール９の消耗の少ない粗ツルーイングが可能となる。仕上ツルーイングロール１０を粒径の小さなダイアモンドを用いてロール幅を小さくすることで、微小な切り込みでも砥石車７に大きな面圧を付与することができ、砥石車７の砥粒を微細破砕できる仕上ツルーイングが可能となる。

なお、本実施例では２個のツルーイング工具をツルーイングロールとしたが、単石ダイヤモンドツルアやブレードツルアなどの固定型のツルーイング工具を用いてもよく、３個以上のツルーイング工具を用いてもよい。
また、ツルーイングロールをテーブル側に固定した複数のツルーイング装置に分散取り付けし、夫々の回転速度を最適に設定してもよい。
ツルーイングモータ１２の動力を検知して粗ツルーイングロール９と砥石車７の接触を検知したが、粗ルーイングロール９のアコースティックエミッション（ＡＥ）信号など他の検知手段を用いてもよい。

Ｗ：工作物４：テーブル７：砥石車９：粗ツルーイングロール１０：仕上ツルーイングロール１１：ツルーイング装置１２：ツルーイングモータ３０：制御装置

Claims

複数のツルーイング工具を用いた砥石車のツルーイング方法において、
前記複数のツルーイング工具を夫々所定の切込み位置で前記砥石車に順次作用させてツルーイングをする第１ツルーイング工程の後に、
前記第１ツルーイング工程において最後に切込みをしてツルーイングを行った前記ツルーイング工具である仕上ツルーイング工具を用いて、ツルーイングをする第２ツルーイング工程を備えるツルーイング方法。
前記ツルーイング工具が粗ツルーイングロールと１枚の仕上ツルーイングロールであり、
前記粗ツルーイングロールと前記仕上ツルーイングロールを、同一回転軸で保持し回転させ、かつ回転軸方向において前記砥石車の幅より広い間隔で配置し、
前記砥石車の幅方向に前記砥石車と前記ツルーイング工具を相対移動することでツルーイングする、請求項１記載のツルーイング方法。
粗ツルーイングロールと、
１枚の仕上ツルーイングロールと、
回転軸方向において砥石車の幅より広い間隔で前記粗ツルーイングロールと前記仕上ツルーイングロールを保持して回転するツルーイング装置と、
前記ツルーイング装置と前記砥石車を、前記砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りするトラバース送り装置と、
前記ツルーイング装置と前記砥石車を、前記砥石車の径方向に相対的に切込み送りする切込み送り装置と、
全ての前記粗、仕上ツルーイングロールを前記砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りをすることで前記砥石車に順次作用させてツルーイングをし、切込みをした最後のツルーイングを前記仕上ツルーイングロールを用いて行う第１ツルーイング工程の後に、前記仕上ツルーイングロールのみを用いて、前記砥石車の幅方向に相対的にトラバース送りをすることでツルーイングをする第２ツルーイング工程を実施すべく、前記ツルーイング装置と、前記トラバース送り装置と、前記切込み送り装置とを制御する制御装置と、
を備える研削盤。