JP2014155976A - 研削盤および研削方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クーラントを供給しながら砥石車による研削を行う研削盤において、バックオフ動作の開始時T2sの被加工物の位相θ2sにおけるクーラント動圧による被加工物の撓み量εb(θ2s)を取得し、撓み量εb(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する。そして、バックオフ動作において、決定されたバックオフ量分だけ砥石車を後退させる。
【選択図】図17
Description
(請求項1)本手段に係る研削盤は、クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削盤であって、被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する手段と、前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する手段と、前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる手段とを備える。
(請求項2)前記バックオフ量を決定する手段は、前記被加工物の位相θ2sにおける前記撓み量ε(θ2s)、または、前記撓み量ε(θ2s)に一定値を加算した値を前記バックオフ量とするとよい。
(請求項5)前記第一研削は、砥石車を被加工物へ相対的に前進させる第一前進研削を行い、前記第一前進研削に続いて砥石車を被加工物から相対的に後退させて研削抵抗Fnをゼロにする後退研削を行い、前記バックオフ動作は、前記研削抵抗Fnをゼロとしたまま、前記後退研削に続いて前記砥石車をさらに後退させ、前記被加工物の撓み量ε(θ2s)は、前記クーラントによる前記被加工物の撓み量εb(θ2s)である場合に適用するとよい。
本発明は、上述した研削盤の他に、研削方法としても把握することができる。
(請求項6)本手段に係る研削方法は、クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削方法であって、被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する工程と、前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する工程と、前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる工程とを備える。
ここで、本手段に係る研削方法は、上述した研削盤に関する他の態様を同様に適用することができ、以下に記載するそれぞれの効果と同様の効果を奏する。
(請求項3)バックオフ動作の速度と被加工物の周速度との関係によっては、撓み量ε(θ2s)より最大値ε_maxが大きい場合に、バックオフ動作の最中に確実に切込が生じないようにできる。その結果、確実に上記効果を奏する。
(1.研削盤の構成)
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。当該研削盤の加工対象の被加工物は、クランクシャフトWを例に挙げ、その研削部位は、クランクピン(偏心ピン)Waとする。また、被加工物の研削面であるクランクピンWaには、油穴などの凹所A(図2Cに示す)が形成されている。例えば、当該油穴は、径方向に貫通形成される。
上述したように、研削部位であるクランクピンWaは、回転中心から偏心した位置を中心とした円形状である。そこで、図2A〜図2Dを参照して、クランクシャフトWの回転中心O、および、クランクシャフトWの回転位相θ(以下、位相θと称する)に応じたピン中心Owの位置について説明する。ただし、図2A〜図2Dにおいては、クランクシャフトWが撓み変形していないものとして図示する。図2A〜図2Dにおいては、クーラントノズル19および研削点Pを図示する。
次に、本実施形態における研削方法の概要について、図3および図4A〜図4Eを参照して説明する。ここで、図4A〜図4Eにおいて、Osは、クランクシャフトWが撓んでいないと仮定した場合のピン中心Ow(仮ピン中心と称する)である。Orは、実際のピン中心Ow(実ピン中心と称する)である。すなわち、図4A〜図4Eに示すように、クランクシャフトWが撓んでいる状態において、OwとOrはずれている。
後退研削(図3のT1s〜T1e)においては、砥石車15を後退させながら、荒前進研削工程における半径差の部分を削り取る。ここで、クランクピンWaを研削する場合には、クランクシャフトWの位相θに応じて、クランクシャフトWの剛性K(θ)、クーラント動圧Fp(θ)、研削能率Z(θ)が異なる。そのため、研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)が位相θに応じて変化する。この撓み量εa(θ)を用いて、後退研削を制御する。
F = Fn + Fp ・・・ (1)
[数2]
Fn = Z × α × H ・・・ (2)
Z(θ) = d × v(θ) + γ ・・・ (3)
Fn(θ) = Z(θ) × α × H ・・・ (4)
εa(θ) = Fn (θ) / K(θ) ・・・ (5)
バックオフ動作(図3のT2s〜T2e)においては、砥石車15をさらに後退させる。バックオフ動作は、クーラントの供給量Qを大流量Qmaxから小流量Qminへ切り替えた場合にも、砥石車15によりクランクピンWaに対して切込が発生しないようにするためである。ここで、バックオフ動作において、クランクピンWaには研削抵抗Fnは作用しておらず、クーラント動圧Fpが作用している。従って、クランクピンWaは、クーラント動圧Fpによって撓んでいる。
まず、第一例について説明する。バックオフ動作の開始時T2s(図3に示す)において、クランクシャフトWの位相θ2sを取得する。位相θとクーラント動圧Fp(θ)による撓み量εb(θ)との関係は、図16のようになる。そこで、撓み量εb(θ2s)を取得できる(図15の符号211)。
一方、第二例を適用する場合には、バックオフ動作の速度とクランクピンWaの周速度との関係によっては、撓み量εb(θ2s)より最大値εb_maxが大きい場合に、バックオフ動作の最中に確実に切込が生じないようにできる。その結果、確実に上記効果を奏する。
Claims (6)
- クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削盤であって、
被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、
前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する手段と、
前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する手段と、
前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる手段と、
を備える研削盤。 - 前記バックオフ量を決定する手段は、前記被加工物の位相θ2sにおける前記撓み量ε(θ2s)、または、前記撓み量ε(θ2s)に一定値を加算した値を前記バックオフ量とする、請求項1の研削盤。
- 前記撓み量を取得する手段は、
前記バックオフ動作の開始時T2sから終了時T2eまでの間において各位相θに応じた前記被加工物の撓み量ε(θ2s−θ2e)を算出する手段であり、
前記バックオフ量を決定する手段は、前記撓み量ε(θ2s−θ2e)の最大値ε_max、または、前記最大値ε_maxに一定値を加算した値を前記バックオフ量とする、請求項1の研削盤。 - 前記被加工物の研削面には研削されない凹所を有する、請求項1〜3の何れか一項の研削盤。
- 前記第一研削は、砥石車を被加工物へ相対的に前進させる第一前進研削を行い、前記第一前進研削に続いて砥石車を被加工物から相対的に後退させて研削抵抗Fnをゼロにする後退研削を行い、
前記バックオフ動作は、前記研削抵抗Fnをゼロとしたまま、前記後退研削に続いて前記砥石車をさらに後退させ、
前記被加工物の撓み量ε(θ2s)は、前記クーラントによる前記被加工物の撓み量εb(θ2s)である、請求項1〜4の何れか一項の研削盤。 - クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削方法であって、
被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、
前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する工程と、
前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する工程と、
前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる工程と、
を備える研削方法。
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