JP2012254492A - ツルーイング方法および研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】ツルーイングロール８を砥石車７の外周面に接触させながら、移動させるツルーイング方法において、砥石車７に対するツルーイングロール８の法線方向の切込み量が変動しても、所望の砥石車７の表面粗さが得られるツルーイング方法及び研削盤を提供する。
【解決手段】
砥石車７の研削作用面の法線方向へのツルーイングロール８の切込み量に反比例させて接線方向の移動の速度を大きくする。さらに、砥石車７の周速度Ｖ_ｗとツルーイングロール８の周速度Ｖ_ｔの比Ｖ_ｔ／Ｖ_ｗを、法線方向の切込み量が小さいほど大きくする。
【選択図】図５

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、詳しくはツルーイング工具の送り速度を調整しながら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。

図７に示すように、フィレットＲ部Ｆを備えた工作物Ｗを研削するためにはコーナーＲ部Ｃを備えた砥石車７が用いられる。図８に示すように、ツルーイング時の切込みは、砥石車７の半径方向で一定量となるように設定されるため、砥石車７の研削作用面の法線方向への切込み量ｔ_ｒはコーナーＲ部Ｃの切込み量ｔと比べるとｔ_ｒ＞ｔとなる。法線方向の切込み量が小さいと砥石車７の研削作用面の表面粗さは小さくなり、研削時にフィレットＲ部Ｆに焼けが発生しやすくなる。これを避けるために、回転するツルーイングロール８を用いたツルーイング方法において、コーナーＲ部Ｃと直線部Ｓでツルーイングロール８の周速度と砥石車７の周速度の比率を変えて砥石車７の研削作用面の表面粗さを所望の値とする従来技術１（例えば、特許文献１参照）がある。

特開平３−２７７４６８号公報

従来技術１では、砥石車７のコーナーＲ部Ｃと直線部Ｓでツルーイングロールの周速度と砥石車の周速度の比率を変えて砥石車の研削作用面の表面粗さを所望の値とするので、回転型のツルーイング工具でないと実施できない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回転型のツルーイング工具でなくても砥石車の表面粗さを所望の値と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、砥石車を回転駆動し、ツルーイング工具を前記砥石車の外周面に接触させながら前記砥石車と前記ツルーイング工具を相対移動させる、前記砥石車の研削作用面のツルーイング方法において、
前記研削作用面の法線方向への前記ツルーイング工具の切込み量に応じて前記相対移動の速度を変更することである。

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回転するツルーイングロールであり、前記ツルーイングロールの前記切込み量に応じて、前記砥石車の周速度と前記ツルーイングロールの周速度の比率を変更することである。

請求項３に係る発明の特徴は、回転駆動される砥石車と、
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、
前記砥石車の研削作用面の法線方向への前記ツルーイングロールの切込み量に応じた、前記ツルーイングロールと前記砥石車の相対移動速度を演算する速度演算手段と、
前記相対移動速度で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、砥石車の研削作用面の法線方向へのツルーイング工具の切込み量に応じて相対移動の速度を変更することで、砥石車表面の研削作用面の面粗さを均一にできる。このため、研削面の一部で焼けが発生し、研削能率を低下させる恐れがなくなる。

請求項２に係る発明によれば、砥石車の研削作用面の法線方向へのツルーイングロールの切込み量に応じて相対移動の速度を変更し、さらにツルーイングロールと砥石車の周速度比を変更するので、砥石車の研削作用面の面粗さを均一にできる調整範囲を広くできる。

請求項３に係る発明によれば、砥石車の研削作用面の法線方向へのツルーイングロールの切込み量に応じて送り速度を変更し、さらにツルーイングロールと砥石車の回転速度比を変更するので、砥石車の研削作用面の面粗さを均一にでき、研削面の一部で焼けが発生し、研削能率を低下させる恐れがない研削盤を提供できる。

本実施形態の研削盤の全体構成を示す概略図である。 本実施形態の送り速度演算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工程のフローチャート図である。 本実施形態の砥石車の区分を示す図である。 本実施形態のツルーイング時の砥石車とツルーイングロールの相対位置を示す概略図である。 本実施形態の直線研削作用面のツルーイングロールの切込み量と送り速度の関係を示す概略図である。 砥石車の研削状態を示す概略図である。 研削作用面の法線方向へのツルーイングロールの切込み量を示す概略図である。

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１の実施例に基づき、図１〜図６を参照しつつ説明する。
図１示すように、円筒研削盤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１０により回転駆動されるツルーイングロール８を回転自在に支持したツルーイング装置９が、主軸５に付設されている。

この円筒研削盤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９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時の、ツルーイングロール８と砥石車７の、相対移動の速度（以下の記述では「送り速度」と表記する）と周速度比を演算する速度・周速度比演算手段３３１を備えている。

送り速度を変更し周速度比は一定とする場合の、砥石車７のツルーイング方法を以下に説明する。
はじめに、送り速度演算工程を図２のフローチャートに基づき、図４の砥石車区分図を参考にして説明する。
ツルーイングの半径方向切込み量ｔ_ｒ（図４参照）を読み込む（Ｓ１）。図４に示すように、砥石車の研削作用面の左右のＲ部を対称にａ〜ｄとｉ〜ｆに４分割し、半径方向に伸びる基準線からの角度をΘ_１、Θ_２、Θ_３とする（Ｓ２）。各角度における法線方向切込み量を演算する。幾何学的な関係から導かれる関数により、ｔ_１＝ｆ（ｔ_ｒ，Θ_１）、ｔ_１＝ｆ（ｔ_ｒ，Θ_２）、ｔ_３＝ｆ（ｔ_ｒ，Θ_３）として演算する（Ｓ３）。各区分における平均法線切込み量を、該当する部分の両端部の角度における法線方向切込み量の値を算術平均して演算する。ａ部の平均法線切込み量ｔ_ａはｔ_ａ＝（０＋ｔ_１）／２、ｂ部の平均法線切込み量ｔ_ｂはｔ_ｂ＝（ｔ_１＋ｔ_２）／２、ｃ部の平均法線切込み量ｔ_ｃはｔ_ｃ＝（ｔ_２＋ｔ_３）／２、ｄ部の平均法線切込み量ｔ_ｄはｔ_ｄ＝（ｔ_３＋ｔ_ｒ）／２で演算する。ここで、左右対称に分割したので、ａ部とｉ部のように対称な部分は同一の値を用いる（Ｓ４）。各区分の送り速度を演算する。送り速度Ｖａ〜Ｖｉは所定の係数ｋを平均法線切込み量ｔ_ａ〜ｔ_ｉで除して求める。例えば、ＶａについてはＶａ＝ｋ／ｔ_ａで演算する（Ｓ５）。

つぎに、ツルーイング工程を図３のフローチャートに基づき、図４、図５を参考にして説明する。
砥石車７とツルーイングロール８を回転させた状態で、ツルーイング装置９をＺ軸方向にテーブル４により移動させ、ツルーイングロール８を図５に示すツルーイング開始位置Ｚａへ割出す（Ｓ１）。砥石車７をＸ軸方向にツルーイングロール８に接近するように前進しＸａへ位置決めする（Ｓ２）。砥石車７の側面部とツルーイングロール８が接触する位置Ｚｂへテーブル４を左方向へトラバースさせ割出す（Ｓ３）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すａ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ａで送る（Ｓ４）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｂ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｂで送る（Ｓ５）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｃ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｃで送る（Ｓ６）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｄ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｄで送る（Ｓ７）。Ｚ軸の送りにより、図４に示すｅ部の直線では送り速度Ｖ_ｅで送る（Ｓ８）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｆ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｆで送る（Ｓ９）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｇ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｇで送る（Ｓ１０）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｈ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｈで送る（Ｓ１１）。Ｘ軸とＺ軸の同時２軸制御により、図４に示すｉ部の円弧では接線方向の送り速度Ｖ_ｉで送る（Ｓ１２）。砥石車７を所定の切込み量Ｘ_２だけＸ軸方向に前進させることにより、ツルーイングロール８を砥石車７に切込む（Ｓ１３）。以下、砥石車７のｉ部からａ部までを所定の送り速度で送る（Ｓ１４からＳ２２）。ツルーイング開始位置へ位置決め。砥石台３をＸ_０−Ｘ_２へ後退させ、テーブル４をＺａへ割りだす（Ｓ２３）。

以上のように、送り速度を、砥石車７の研削作用面の法線方向へのツルーイングロール８の切込み量が小さいほど大きくすることで、切込み量が小さい部位の砥石車７の表面粗さが小さくなることを防止できる。結果として、砥石車７のコーナーＲ部における焼けの発生を防止できる。

なお、本実施例では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い。
また、送り速度の変更と合わせて、砥石車７の周速度Ｖ_ｗとツルーイングロール８の周速度Ｖ_ｔの比である周速度比Ｖ_ｔ／Ｖ_ｗを変更してもよい。この場合、Ｖ_ｔ＜Ｖ_ｗとし、回転方向は逆とし、ａ〜ｉの区分毎に法線方向の切込み量が小さいほど周速度比Ｖ_ｔ／Ｖ_ｗを大きくする。

本発明は、コーナーＲ部以外の以下に述べるツルーイングにも有効である。
直線状の研削作用面を備える砥石車１７を用いて、幅の異なる多段形状の工作物を研削する場合に、研削量の違いにより砥石の磨耗量が異なり、図６に示すような段差を生じることがある。この研削作用面を平坦にツルーイングする場合に砥石除去量ｔ_１とｔ_２の差に応じて表面粗さが異なるため、表面粗さを均一にするためには除去量を大きくする必要があった。
本発明を適用して、ツルーイング除去量が小さい場所の送り速度Ｖ_２を、除去量の大きい場所の送り速度Ｖ_１より速くすることで、少ない除去量でも均一な表面粗さを得ることができる。
結果として、ツルーイングによる砥石消耗が小さくなり、砥石の寿命が長くなる。

Ｗ：工作物 ３：砥石台 ４：テーブル ７、１７：砥石車 ８：ツルーイングロール ９：ツルーイング装置 １０：ツルーイングモータ ３０：制御装置

Claims (3)

1. 砥石車を回転駆動し、ツルーイング工具を前記砥石車の外周面に接触させながら前記砥石車と前記ツルーイング工具を相対移動させる、前記砥石車の研削作用面のツルーイング方法において、
   前記研削作用面の法線方向への前記ツルーイング工具の切込み量に応じて前記相対移動の速度を変更するツルーイング方法。
2. 前記ツルーイング工具が回転するツルーイングロールであり、前記ツルーイングロールの前記切込み量に応じて、前記砥石車の周速度と前記ツルーイングロールの周速度の比率を変更する、請求項１記載のツルーイング方法。
3. 回転駆動される砥石車と、
   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、
   前記砥石車の研削作用面の法線方向への前記ツルーイングロールの切込み量に応じた、前記ツルーイングロールと前記砥石車の相対移動速度を演算する速度演算手段と、
   前記相対移動速度で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。

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