JP2015085424A - ブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円盤砥石の外周先端部とブローチの切刃との間に位置ずれが生じにくく、研削取代のばらつき・誤差を小さくすることができるブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法を提供すること。【解決手段】ブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法においては、切刃計測工程として、切刃８１のすくい面８２における切刃位置Ｐ３を計測する。次いで、砥石計測工程として、所定位置にある外周先端部３１１の砥石位置Ｐ１を計測する。次いで、曲面算出工程として、砥石位置Ｐ１に基づいて外周先端部３１１の曲面形状の大きさを曲面係数として算出する。次いで、照合工程として、切刃位置Ｐ３と砥石位置Ｐ１とを照合し、位置算出工程として、曲面係数に基づいて、切刃８１の底面８３及び切刃８１のすくい面８２に接触するときの外周先端部３１１の位置を接触位置Ｐ４として算出する。【選択図】図５

Description

本発明は、円盤砥石によってブローチの切刃のすくい面を研削するブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法に関する。

複数の切刃が軸方向に複数並んで形成されたブローチは、ワークの加工穴等を軸方向に１回通すことによって目標とする切削加工を行うことができるものである。所定の回数、切削加工を行ったときには、切削加工に伴って複数の切刃が摩耗する。そのため、ブローチカッタ研削盤を用いて、摩耗した複数の切刃を研削によって再生している。
例えば、特許文献１においては、研削砥石を回転駆動可能に支持する研削砥石ヘッドと、ブローチの研削開始位置及びピッチを測定するブローチ測定手段と、研削砥石の位置を測定する研削砥石測定手段とを具備するブローチ研削装置について開示されている。このブローチ研削装置においては、ブローチ測定手段によって測定されたブローチの研削開始位置と、研削砥石測定手段によって測定された研削砥石の位置とに基づき、研削砥石をブローチの研削開始位置に位置合わせすることが行われている。

特開２００８−２１３０５０号公報

しかしながら、上記特許文献１のブローチ研削装置においては、すくい角を有するブローチの切刃の形状と、研削砥石における曲面状の外周先端部の形状とを考慮して位置合わせを行っていない。そのため、研削砥石の位置とブローチの切刃との間に位置ずれが生じやすく、研削砥石によってブローチの切刃を研削する研削取代（研削送り量）のばらつき・誤差が大きくなってしまう。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、外周先端部と切刃との間に位置ずれが生じにくく、研削取代のばらつき・誤差を小さくすることができるブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、所定のすくい角を有する複数の切刃が軸方向に複数並んで形成されたブローチの上記切刃のすくい面を、上記ブローチの上記軸方向に対して回転中心軸線が傾斜する状態の円盤砥石の曲面状の外周先端部によって研削するよう構成されたブローチカッタ研削盤において、上記円盤砥石を上記ブローチの軸方向及び径方向に移動させて、上記切刃に対する上記外周先端部の位置合わせを行う砥石位置合わせ方法であって、
上記切刃のすくい面における、上記ブローチの径方向の特定半径位置の上記軸方向の位置を切刃位置として計測する切刃計測工程と、
所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向の位置を砥石位置として計測する砥石計測工程と、
上記切刃位置と上記砥石位置とを照合する照合工程と、
上記砥石位置に基づいて上記外周先端部の曲面形状の大きさを曲面係数として算出する曲面算出工程と、
上記曲面係数に基づいて、上記切刃の底面及び上記切刃のすくい面に接触するときの上記外周先端部の位置を接触位置として算出する位置算出工程と、を含むことを特徴とするブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法にある。

本発明の他の態様は、所定のすくい角を有する複数の切刃が軸方向に複数並んで形成されたブローチの上記切刃のすくい面を、円盤砥石の曲面状の外周先端部によって研削するよう構成されたブローチカッタ研削盤において、
テーブルに配設され、ブローチを回転可能に支持する支持台と、
上記円盤砥石を支持して回転させるとともに該円盤砥石を上記ブローチの軸方向及び径方向に移動させるよう構成され、かつ、上記軸方向に対して回転中心軸線が傾斜する状態の上記円盤砥石の上記外周先端部を上記切刃のすくい面に当接させるよう構成された回転砥石ヘッドと、
該回転砥石ヘッドに配設され、上記切刃のすくい面における、上記ブローチの径方向の特定半径位置の上記軸方向の位置を切刃位置として計測するための切刃計測センサと、
上記テーブルに配設され、所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向の位置を砥石位置として計測するための砥石計測センサと、
上記切刃計測センサによる上記切刃位置と上記砥石計測センサによる上記砥石位置とを照合し、上記砥石位置に基づいて上記外周先端部の曲面形状の大きさを示す曲面係数を算出し、該曲面係数に基づいて、上記切刃の底面及び上記切刃のすくい面に接触するときの上記外周先端部の位置を接触位置として算出し、かつ、上記ブローチを回転させるとともに、上記円盤砥石を回転させて上記回転砥石ヘッドを移動させ、上記円盤砥石の上記外周先端部の位置を、上記切刃のすくい面を研削するための所定の送り量だけ上記接触位置から上記軸方向にずらした位置に合わせる制御手段と、を備えることを特徴とするブローチカッタ研削盤にある。

上記ブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法は、上記切刃計測工程、砥石計測工程、曲面算出工程及び位置算出工程を行うことによって、円盤砥石の外周先端部の位置と、ブローチの切刃の位置とをできるだけ正確に合わせることができる方法である。
具体的には、砥石計測工程においては、円盤砥石の外周先端部の曲面形状の大きさを曲面係数として計測する。そして、位置算出工程においては、曲面算出工程において算出した曲面係数に基づいて、切刃の底面及び切刃のすくい面に接触するときの外周先端部の位置を接触位置として算出する。これにより、円盤砥石の外周先端部の曲面形状の大きさ及び切刃のすくい角を考慮して、外周先端部と切刃との位置合わせを行うことができる。
なお、切刃計測工程と砥石計測工程とは、いずれを先に行ってもよい。また、照合工程と曲面算出工程とは、いずれを先に行ってもよく、同時に行うこともできる。

また、上記ブローチカッタ研削盤においては、上記制御手段は、砥石計測センサによる曲面係数に基づいて、切刃の底面及び切刃のすくい面に接触するときの外周先端部の位置を接触位置として算出する。また、制御手段は、外周先端部の位置を、切刃のすくい面を研削するための所定の送り量だけ接触位置から軸方向にずらした位置に合わせる。
これにより、円盤砥石の外周先端部の曲面形状の大きさ及び切刃のすくい角を考慮して、所定の送り量だけ軸方向にずらして、外周先端部と切刃との位置合わせを行うことができる。

それ故、上記ブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法によれば、円盤砥石の外周先端部とブローチの切刃との間に位置ずれが生じにくく、研削取代（研削送り量）のばらつき・誤差を小さくすることができる。

実施例にかかる、ブローチカッタ研削盤を示す説明図。 実施例にかかる、（ａ）切刃計測センサがブローチの切刃の位置を計測する状態、（ｂ）砥石計測センサが円盤砥石の外周先端部の位置を計測する状態、（ｃ）円盤砥石の外周先端部が切刃のすくい面を研削する状態のブローチカッタ研削盤を示す説明図。 実施例にかかる、切刃計測センサがブローチの切刃の位置を計測する状態を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、第２砥石計測センサが円盤砥石の外周先端部の位置を計測する状態を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、円盤砥石の外周先端部の接触位置が、ブローチの切刃のすくい面に接触する状態を示す説明図。 実施例にかかる、円盤砥石の外周先端部によって切刃のすくい面を研削する状態を、ブローチの軸方向から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、ブローチカッタ研削盤の電気的構成を示すブロック図。 実施例にかかる、ブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法を示すフローチャート。 比較例にかかる、従来のブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法によって位置合わせが行われた円盤砥石の外周先端部によって、切刃の研削を行った場合を示す説明図。 実施例にかかる、ブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法によって位置合わせが行われた円盤砥石の外周先端部によって、切刃の研削を行った場合を示す説明図。

上述したブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法における好ましい実施の形態につき説明する。
上記位置算出工程を行った後には、上記ブローチを回転させる状態で、回転する上記円盤砥石の上記外周先端部を、上記切刃のすくい面を研削するための所定の送り量だけ上記接触位置から上記軸方向にずらした位置に合わせて、上記外周先端部によって上記切刃のすくい面を研削する研削工程を行うことができる。
この場合には、所定の送り量を規定することによって、外周先端部によって切刃を研削する研削取代を、研削を行うごとに安定させることができる。

また、上記砥石計測工程において、上記砥石位置は、上記所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向及び上記径方向の位置として計測することができる。また、上記ブローチカッタ研削盤においては、上記砥石計測センサは、上記砥石位置を、上記所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向及び上記径方向の位置として計測するよう構成されていてもよい。
この場合には、円盤砥石の外周先端部の径方向の位置も計測することにより、研削を行うごとに円盤砥石の外径（半径）が小さくなった場合でも、外周先端部と切刃との間に位置ずれが生じにくくすることができる。

また、上記曲面算出工程において、上記曲面係数は、上記円盤砥石の上記外周先端部の曲率半径ｒとして算出し、上記位置算出工程において、上記接触位置は、上記外周先端部の曲率半径ｒ、上記切刃のすくい角θ、及び上記切刃の底面から上記切刃のすくい面における上記径方向の特定半径位置までの上記半径方向の距離Ａを用いて算出することができる。また、上記ブローチカッタ研削盤においては、上記制御手段は、上記曲面係数を、上記円盤砥石の上記外周先端部の曲率半径ｒとして算出し、上記接触位置を、上記外周先端部の曲率半径ｒ、上記切刃のすくい角θ、及び上記切刃の底面から上記切刃のすくい面における上記径方向の特定半径位置までの上記半径方向の距離Ａを用いて算出することができる。
この場合には、円盤砥石の外周先端部の曲率半径ｒ、切刃のすくい角θ、及び半径方向の距離Ａを用いた計算式によって、容易に外周先端部と切刃との位置合わせを行うことができる。

以下に、ブローチカッタ研削盤及びその砥石位置合わせ方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例のブローチカッタ研削盤１は、図１に示すごとく、所定のすくい角θを有する複数の切刃８１が軸方向Ｌに複数並んで形成されたブローチ８の切刃８１のすくい面８２を、ブローチ８の径方向Ｍに対して傾斜する状態の円盤砥石３１の曲面状の外周先端部３１１によって研削するよう構成されている。ブローチカッタ研削盤１の砥石位置合わせ方法においては、円盤砥石３１をブローチ８の軸方向Ｌ及び径方向Ｍに移動させて、ブローチ８の切刃８１に対する円盤砥石３１の外周先端部３１１の位置合わせを行う。

本例の砥石位置合わせ方法においては、切刃計測工程、砥石計測工程、照合工程、曲面算出工程、位置算出工程及び研削工程を行う。
切刃計測工程においては、図２（ａ）、図３に示すごとく、切刃８１のすくい面８２における径方向Ｍの特定半径位置の軸方向Ｌの位置を切刃位置Ｐ３として計測する。また、砥石計測工程においては、図２（ｂ）、図４に示すごとく、所定位置にある外周先端部３１１の軸方向Ｌ及び径方向Ｍの位置を砥石位置Ｐ１として計測する。次いで、曲面算出工程においては、砥石位置Ｐ１に基づいて外周先端部３１１の曲面形状の大きさを曲面係数として算出する。次いで、照合工程においては、切刃位置Ｐ３と砥石位置Ｐ１とを照合する。

次いで、位置算出工程においては、図５に示すごとく、曲面係数に基づいて、切刃８１の底面８３及び切刃８１のすくい面８２に接触するときの外周先端部３１１の位置を接触位置Ｐ４として算出する。その後、研削工程においては、図２（ｃ）、図６に示すごとく、ブローチ８を回転させる状態で、回転する円盤砥石３１の外周先端部３１１を、切刃８１のすくい面８２を研削するための所定の送り量Ｂだけ接触位置Ｐ４から軸方向Ｌにずらした位置に合わせて、外周先端部３１１によって切刃８１のすくい面８２を研削する。

以下に、本例のブローチカッタ研削盤１及びその砥石位置合わせ方法につき、図１〜図１０を参照して詳説する。
図１に示すごとく、ブローチカッタ研削盤１は、ブローチ８の複数の切刃８１が摩耗した際に、この複数の切刃８１を研削して再生するものである。ブローチ８における複数の切刃８１は、ワークの加工穴を一方向に通すために、軸方向Ｌの一方から他方に向けて順次大きくなっている。複数の切刃８１には、荒削りを行う複数の切刃８１から仕上げ削りを行う複数の切刃８１までがある。本例のブローチ８は、ワークの加工穴の内周面に対してヘリカルギヤを形成するものである。ブローチ８の切刃８１は、ヘリカルギヤの複数の歯面を切削するために、周方向に並ぶ複数の歯を有している。

ブローチカッタ研削盤１は、テーブル２、支持台２１、回転砥石ヘッド３、切刃計測センサ４、砥石計測センサ５Ａ，５Ｂ及び制御手段６を有している。
支持台２１は、テーブル２に配設されており、ブローチ８を回転可能に支持するよう構成されている。支持台２１は、ブローチ８の軸方向Ｌ両側のシャンク部をそれぞれ支持するようテーブル２に一対に配設されている。一方の支持台２１には、ブローチ８を回転させるための回転主軸が設けられている。一対の支持台２１によってブローチ８は水平方向に支持される。

図１に示すごとく、回転砥石ヘッド３は、円盤砥石３１を支持して回転させるとともに円盤砥石３１をブローチ８の軸方向Ｌ及び径方向Ｍに移動させるよう構成されている。回転砥石ヘッド３は、テーブル２に対して移動可能に設けられたコラム２２に配設されている。コラム２２は、テーブル２においてブローチ８の軸方向Ｌに移動可能であり、回転砥石ヘッド３は、コラム２２において径方向Ｍ（上下方向）に移動可能であるとともに円盤砥石３１を水平方向に対して斜めに傾斜させるよう旋回可能である。回転砥石ヘッド３に回転可能に支持された円盤砥石３１は、回転砥石ヘッド３を旋回させることによって、ブローチ８の切刃８１に接触させるときの角度が調整される。回転砥石ヘッド３は、ブローチ８の径方向Ｍに対して傾斜する状態の円盤砥石３１の外周先端部３１１を、ブローチ８の切刃８１のすくい面８２に当接させるよう構成されている。

図２（ａ）、図３に示すごとく、切刃計測センサ４は、回転砥石ヘッド３の下方に配設されており、切刃８１のすくい面８２における径方向Ｍの特定半径位置の軸方向Ｌの位置を切刃位置Ｐ３として計測するために用いられる。切刃計測センサ４は、先端に接触球を有するプローブ４１を有しており、プローブ４１の先端が物体に接触したことを検出するよう構成されている。切刃計測センサ４は、ブローチ８の切刃８１における周方向に並ぶ複数の歯のうちのいずれかの歯についてのすくい面８２の切刃位置Ｐ３を計測するために用いる。そして、このすくい面８２の切刃位置Ｐ３の計測は、一対の支持台２１によってブローチ８を一方向と他方向とに繰り返し回動させて行う。

切刃８１の底面８３（ブローチ８の底面８３）の径方向Ｍの位置は、回転砥石ヘッド３を径方向Ｍに移動させて、切刃計測センサ４のプローブ４１を切刃８１の底面８３に接触させたときの、回転砥石ヘッド３の基準位置からの径方向Ｍへの移動量に基づいて求める。また、切刃８１の底面８３の径方向Ｍの位置は、一対の支持台２１に支持されたときのブローチ８の底面８３の位置として予め定めておくこともできる。

図１に示すごとく、砥石計測センサ５Ａ，５Ｂは、テーブル２に配設されており、所定位置にある円盤砥石３１の外周先端部３１１の軸方向Ｌ及び径方向Ｍの位置を砥石位置Ｐ１として計測するために用いられる。本例の砥石計測センサ５Ａ，５Ｂは、外周先端部３１１の軸方向Ｌの位置を計測する第１砥石計測センサ５Ａと、外周先端部３１１の径方向Ｍの位置を計測する第２砥石計測センサ５Ｂとからなる。第１砥石計測センサ５Ａ及び第２砥石計測センサ５Ｂは、一方の支持台２１の近傍に設けられた計測台２３に配置されている。第１砥石計測センサ５Ａは、円盤砥石３１の外周先端部３１１を上方から接触させるための接触面５１を有している。第２砥石計測センサ５Ｂは、先端に接触球を有するプローブ５２を有しており、プローブ５２の先端が物体に接触したことを検出するよう構成されている。第１砥石計測センサ５Ａは、計測台２３においてプローブ５２を上方に向けて配置されており、第２砥石計測センサ５Ｂは、計測台２３においてプローブ５２を側方に向けて配置されている。

図７に示すごとく、制御手段６は、コンピュータによって構成されており、切刃計測部６１、砥石計測部６２、照合部６３、曲面算出部６４、位置算出部６５及び位置制御部６６を有している。切刃計測部６１は、切刃計測センサ４によって計測する計測データ、及び回転砥石ヘッド３の基準位置からの移動量に基づいて、切刃位置Ｐ３を求めるプログラムである。砥石計測部６２は、第１砥石計測センサ５Ａ及び第２砥石計測センサ５Ｂによって計測する計測データ、及び回転砥石ヘッド３の基準位置からの移動量に基づいて、砥石位置Ｐ１を求めるプログラムである。

照合部６３は、切刃計測センサ４による切刃位置Ｐ３と砥石計測センサによる砥石位置Ｐ１とを照合するプログラムである。曲面算出部６４は、砥石位置Ｐ１に基づいて外周先端部３１１の曲面形状の大きさを示す曲面係数を算出するプログラムである。位置算出部６５は、曲面係数に基づいて、切刃８１の底面８３及び切刃８１のすくい面８２に接触するときの外周先端部３１１の位置を接触位置Ｐ４として算出するプログラムである。位置制御部６６は、ブローチ８を回転させるとともに、円盤砥石３１を回転させて回転砥石ヘッド３を移動させ、円盤砥石３１の外周先端部３１１の位置を、切刃８１のすくい面８２を研削するための所定の送り量Ｂだけ接触位置Ｐ４から軸方向Ｌにずらした位置Ｐ５に合わせるプログラムである。

また、図７に示すごとく、制御手段６の位置制御部６６は、コラム２２の軸方向Ｌへの移動位置の制御、回転砥石ヘッド３の径方向Ｍへの移動位置の制御（同図中、３（Ａ）で示す。）、及び回転砥石ヘッド３の旋回位置の制御（同図中、３（Ｂ）で示す。）を行うよう構成されている。また、位置制御部６６は、回転砥石ヘッド３の軸方向Ｌの位置、径方向Ｍの位置及び旋回位置を検出するよう構成されている。

図１、図５に示すごとく、計測台２３には、第２砥石計測センサ５Ｂとの相対距離が定められたマスタブロック２４が設けられている。制御手段６の照合部６３は、回転砥石ヘッド３を移動させ、切刃計測センサ４のプローブ４１をマスタブロック２４に接触させたときの回転砥石ヘッド３の軸方向Ｌの位置と、円盤砥石３１の外周先端部３１１を第２砥石計測センサ５Ｂのプローブ５２に接触させたときの回転砥石ヘッド３の軸方向Ｌの位置とを用い、切刃計測センサ４によって計測する切刃８１の軸方向Ｌの切刃位置Ｐ３と、第２砥石計測センサ５Ｂによって計測する円盤砥石３１の外周先端部３１１の軸方向Ｌの砥石位置Ｐ１とを照合する。

図２（ａ）、図３に示すごとく、制御手段６の切刃計測部６１は、位置制御部６６によって回転砥石ヘッド３を移動させて、切刃計測センサ４のプローブ４１を切刃８１のすくい面８２に接触させたときには、切刃計測センサ４による計測データと、回転砥石ヘッド３の基準位置からの移動量とに基づいて、切刃８１の軸方向Ｌの切刃位置Ｐ３を計測する。

また、図１に示すごとく、制御手段６の砥石計測部６２は、制御手段６の位置制御部６６によって回転砥石ヘッド３を移動させ、円盤砥石３１の外周先端部３１１を第１砥石計測センサ５Ａの接触面５１に接触させたときの回転砥石ヘッド３の径方向Ｍ（上下方向）の位置を検出することにより、円盤砥石３１の直径Ｄ（半径）を検出する。この円盤砥石３１の直径Ｄは、回転砥石ヘッド３の基準位置からの径方向Ｍへの移動量に基づいて検出される。また、円盤砥石３１の外周先端部３１１の径方向Ｍの位置は、円盤砥石３１の直径Ｄを考慮して補正される。

図２（ｂ）、図４に示すごとく、制御手段６の曲面算出部６４は、回転砥石ヘッド３を移動させて、円盤砥石３１の外周先端部３１１を第２砥石計測センサ５Ｂのプローブ５２に接触させ、第２砥石計測センサ５Ｂによる計測データと、回転砥石ヘッド３の基準位置からの移動量とに基づいて、円盤砥石３１の外周先端部３１１の曲面係数としての曲率半径ｒを算出する。この曲率半径ｒの算出は、外周先端部３１１に対して、回転砥石ヘッド３を段階的に径方向Ｍに移動させたときの第２砥石計測センサ５Ｂによって計測される外周先端部３１１の軸方向Ｌの位置を検出することによって行われる。
より具体的には、第２砥石計測センサ５Ｂによって、外周先端部３１１における、切刃８１のすくい面８２に最も近くなる軸方向Ｌの端部位置である砥石位置Ｐ１を検出する。そして、曲面算出部６４は、回転砥石ヘッド３の基準位置からの移動量に基づいて、切刃８１の底面８３の位置Ｐ２から砥石位置Ｐ１までの距離を算出し、この距離を曲率半径ｒとする。

図５に示すごとく、制御手段６の照合部６３においては、切刃計測センサ４によって計測された切刃８１の軸方向Ｌの位置及び径方向Ｍの特定半径位置とによる切刃位置Ｐ３と、第１砥石計測センサ５Ａによって補正された円盤砥石３１の外周先端部３１１の径方向Ｍの位置及び第２砥石計測センサ５Ｂによって計測された円盤砥石３１の外周先端部３１１の軸方向Ｌの位置とによる砥石位置Ｐ１とが照合される。そして、制御手段６の位置算出部６５は、曲率半径ｒに基づいて、切刃８１の底面８３及び切刃８１のすくい面８２に接触するときの外周先端部３１１の位置を接触位置Ｐ４として算出する。

また、同図に示すごとく、切刃計測センサ４によって計測する、切刃８１のすくい面８２における径方向Ｍの特定半径位置は、切刃８１の底面８３の位置Ｐ２から径方向Ｍに所定距離Ａだけ離れた位置とする。この所定距離Ａを切刃８１の底面８３の位置Ｐ２から切刃８１の先端までの距離とすると検出精度が低下すると考えられる。そのため、特定半径位置は、円盤砥石３１の外周先端部３１１がすくい面８２に接触する位置Ｐ４よりも径方向Ｍの外方に位置する任意の位置として決定することができる。

図５には、円盤砥石３１の外周先端部３１１の接触位置Ｐ４が、ブローチ８の切刃８１のすくい面８２に接触する状態を作図する。同図においては、円盤砥石３１の外周先端部３１１を仮想円Ｓによって示す。
切刃８１には、すくい角θのすくい面８２が形成されていることにより、外周先端部３１１が切刃８１の底面８３及びすくい面８２に接触する接触位置Ｐ４は、外周先端部３１１における、切刃８１のすくい面８２に最も近くなる軸方向Ｌの端部位置である砥石位置Ｐ１から径方向Ｍの外方にずれた位置となる。この接触位置Ｐ４の径方向Ｍの長さは、切刃８１の底面８３から径方向Ｍの外方に、ｒ（１＋ｓｉｎθ）ずれた長さとなる。

また、同図に示すごとく、接触位置Ｐ４から、切刃８１のすくい面８２を垂直にしたときの仮想ラインＬまでの距離をｘとし、切刃８１のすくい面８２における切刃位置Ｐ３から仮想ラインＬまでの距離をＸとすると、切刃位置Ｐ３から接触位置Ｐ４までの軸方向Ｌの長さは、Ｘ−ｘとなる。この軸方向Ｌの長さは、切刃８１のすくい角θ、所定距離Ａ（切刃８１の底面８３から切刃８１のすくい面８２における径方向Ｍの特定半径位置までの半径方向Ｍの距離）を用いて、Ｘ−ｘ＝Ａｔａｎθ−ｒ（１＋ｓｉｎθ）ｔａｎθとなる。

また、切刃８１のすくい面８２の研削を行うときに円盤砥石３１の外周先端部３１１を合わせる研削位置Ｐ５は、外周先端部３１１の径方向Ｍの端面の位置Ｐ２が切刃８１の底面８３に接触する状態で、切刃位置Ｐ３から接触位置Ｐ４までの軸方向Ｌの長さＸ−ｘに、所定の送り量Ｂを加算したＸ−ｘ＋Ｂだけ、接触位置Ｐ４から軸方向Ｌのすくい面８２側にずれた位置とする。すくい面８２の研削取代は、送り量Ｂと同じになる。

本例の砥石位置合わせ方法によって円盤砥石３１の外周先端部３１１の位置を切刃８１のすくい面８２に合わせるのは、ブローチ８の複数の切刃８１のうちのいずれか１つの切刃８１とする。そして、この１つの切刃８１以外の残りの切刃８１は、複数の切刃８１が形成されたピッチに応じて、回転砥石ヘッド３を軸方向Ｌに送ることによって位置合わせを行う。この１つの切刃８１は、複数の切刃８１のうち最も端部に位置する切刃８１とすることができる。

次に、本例のブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法を、図８のフローチャートを参照して説明し、さらにその作用効果につき説明する。
切刃計測工程において、切刃位置Ｐ３を計測するに当たっては、図２（ａ）に示すごとく、位置制御部６６は、テーブル２に対してコラム２２を軸方向Ｌに移動させるとともに、コラム２２に対して回転砥石ヘッド３を径方向Ｍに移動させる。そして、図３に示すごとく、切刃計測センサ４のプローブ４１が、切刃８１のすくい面８２における径方向Ｍの特定半径位置に接触する位置まで回転砥石ヘッド３を移動させる。このとき、切刃計測センサ４及び切刃計測部６１によって、特定半径位置の軸方向Ｌの位置を切刃位置Ｐ３として計測する（図８のステップＳ１）。

次いで、砥石計測工程において、砥石位置Ｐ１を計測するに当たっては、位置制御部６６は、コラム２２を軸方向Ｌに移動させるとともに回転砥石ヘッド３を径方向Ｍに移動させ、円盤砥石３１の外周先端部３１１の径方向Ｍの端部が第１砥石計測センサ５Ａの接触部に接触するまで、回転砥石ヘッド３を移動させる。このとき、第１砥石計測センサ５Ａ及び砥石計測部６２によって、外周先端部３１１の径方向Ｍの端部の位置Ｐ２を計測する（Ｓ２）。

また、砥石計測工程においては、図２（ｂ）に示すごとく、位置制御部６６は、コラム２２を軸方向Ｌに移動させるとともに回転砥石ヘッド３を径方向Ｍに移動させ、円盤砥石３１の外周先端部３１１の軸方向Ｌの端部が第２砥石計測センサ５Ｂのプローブ５２に接触するまで、回転砥石ヘッド３を移動させる。次いで、図４に示すごとく、回転砥石ヘッド３を径方向Ｍに段階的に移動させたときの外周先端部３１１の軸方向Ｌの位置を、第２砥石計測センサ５Ｂ及び砥石計測部６２によって計測する。そして、砥石計測部６２は、第２砥石計測センサ５Ｂによって計測される、外周先端部３１１における、切刃８１のすくい面８２に最も近くなる軸方向Ｌの端部位置である砥石位置Ｐ１を検出する（Ｓ２）。

次いで、照合工程においては、図５に示すごとく、照合部６３は、切刃位置Ｐ３と砥石位置Ｐ１とを照合する（Ｓ３）。次いで、曲面算出工程においては、同図に示すごとく、曲面算出部６４は、砥石位置Ｐ１から、外周先端部３１１の軸方向Ｌの端部の位置Ｐ２までの径方向Ｍの距離を、回転砥石ヘッド３の径方向Ｍへの移動量に基づいて算出し、この距離を曲率半径ｒとして求める（Ｓ４）。
次いで、位置算出工程においては、同図に示すごとく、位置算出部６５は、切刃位置Ｐ３と砥石位置Ｐ１とが照合されたとき、外周先端部３１１の曲率半径ｒ、切刃８１のすくい角θ及び半径方向Ｍの所定距離Ａを用いて、切刃８１の底面８３及び切刃８１のすくい面８２に接触するときの外周先端部３１１の接触位置Ｐ４を算出する（Ｓ５）。また、接触位置Ｐ４が算出されたときには、切刃位置Ｐ３から接触位置Ｐ４までの軸方向Ｌの長さＸ−ｘが算出される。

次いで、研削工程においては、位置制御部６６は、ブローチ８を回転させるとともに、回転砥石ヘッド３の円盤砥石３１を回転させる。そして、位置制御部６６は、回転砥石ヘッド３を、軸方向Ｌの長さＸ−ｘに所定の送り量Ｂを加算したＸ−ｘ＋Ｂだけ、切刃位置Ｐ３から軸方向Ｌのすくい面８２側にずれた位置に移動させる。そして、研削位置Ｐ５において円盤砥石３１の外周先端部３１１による切刃８１のすくい面８２の研削加工が行われる（Ｓ６）。

このように、本例のブローチカッタ研削盤１及びその砥石位置合わせ方法においては、円盤砥石３１の外周先端部３１１の曲率半径ｒ及び切刃８１のすくい角θを考慮して、外周先端部３１１と切刃８１との位置合わせを行うことができる。また、この位置合わせを行うとともに所定の送り量Ｂだけ軸方向Ｌにずらして、外周先端部３１１によって切刃８１の研削を行うことができる。

それ故、本例のブローチカッタ研削盤１及びその砥石位置合わせ方法によれば、円盤砥石３１の外周先端部３１１と切刃８１との間に位置ずれが生じにくく、研削取代（研削送り量）のばらつき・誤差を小さくすることができる。
円盤砥石３１の外周先端部３１１による研削取代の量は、外周先端部３１１の曲率半径ｒの違いによって影響を受ける。

以下に、円盤砥石３１の外周先端部３１１の曲率半径ｒ及び切刃８１のすくい角θを考慮することにより、この研削取代のばらつき・誤差を小さくすることができる理由を示す。
図９には、比較例として、従来の砥石位置合わせ方法において、外周先端部３１１の曲率半径ｒが異なる２種類の円盤砥石３１Ａ，３１Ｂによって、切刃８１のすくい面８２を研削する状態を示す。従来の砥石位置合わせ方法においては、各円盤砥石３１Ａ，３１Ｂの外周先端部３１１の軸方向Ｌの端部の位置Ｐ１、及び切刃８１のすくい面８２の軸方向Ｌの位置を計測する。

この場合、外周先端部３１１の曲率半径ｒが大きい方の第１の円盤砥石３１Ａにおける外周先端部３１１の軸方向Ｌの端部の位置Ｐ１と、外周先端部３１１の曲率半径ｒが小さい方の第２の円盤砥石３１Ｂにおける外周先端部３１１の軸方向Ｌの端部の位置Ｐ１との位置が一致する状態で、切刃８１のすくい面８２が研削されることになる。そのため、第２の円盤砥石３１Ｂによって研削を行う場合に比べて、第１の円盤砥石３１Ａによって研削を行う場合は、切刃８１のすくい面８２をより多く研削することになる。そのため、第２の円盤砥石３１Ｂによる研削取代Ｅ２に比べて、第１の円盤砥石３１Ａの研削取代Ｅ１が大きくなってしまう。

一方、図１０には、本例の砥石位置合わせ方法において、外周先端部３１１の曲率半径ｒが異なる２種類の円盤砥石３１Ａ，３１Ｂによって、切刃８１のすくい面８２を研削する状態を示す。本例の砥石位置合わせ方法においては、各円盤砥石３１Ａ，３１Ｂの外周先端部３１１の曲率半径ｒ及び切刃８１のすくい角θを考慮して、各円盤砥石３１Ａ，３１Ｂの外周先端部３１１によって切刃８１のすくい面８２を研削する研削取代Ｅ３が決定される。

これにより、外周先端部３１１の曲率半径ｒが大きい方の第１の円盤砥石３１Ａによって切刃８１のすくい面８２を研削する場合と、外周先端部３１１の曲率半径ｒが小さい方の第２の円盤砥石３１Ｂによって切刃８１のすくい面８２を研削する場合とにおいて、研削取代Ｅ３に変化がない。それ故、本例の砥石位置合わせ方法によれば、円盤砥石３１Ａ，３１Ｂの外周先端部３１１によって切刃８１の研削を行うごとの、研削取代Ｅ３のばらつき・誤差を小さくできることがわかる。

１ ブローチカッタ研削盤
２ テーブル
２１ 支持台
３ 回転砥石ヘッド
３１ 円盤砥石
３１１ 外周先端部
４ 切刃計測センサ
５Ａ，５Ｂ 砥石計測センサ
６ 制御手段
８ ブローチ
８１ 切刃
８２ すくい面
８３ 底面
ｒ 曲率半径
θ すくい角

Claims (7)

1. 所定のすくい角を有する複数の切刃が軸方向に複数並んで形成されたブローチの上記切刃のすくい面を、上記ブローチの上記軸方向に対して回転中心軸線が傾斜する状態の円盤砥石の曲面状の外周先端部によって研削するよう構成されたブローチカッタ研削盤において、上記円盤砥石を上記ブローチの軸方向及び径方向に移動させて、上記切刃に対する上記外周先端部の位置合わせを行う砥石位置合わせ方法であって、
   上記切刃のすくい面における、上記ブローチの径方向の特定半径位置の上記軸方向の位置を切刃位置として計測する切刃計測工程と、
   所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向の位置を砥石位置として計測する砥石計測工程と、
   上記切刃位置と上記砥石位置とを照合する照合工程と、
   上記砥石位置に基づいて上記外周先端部の曲面形状の大きさを曲面係数として算出する曲面算出工程と、
   上記曲面係数に基づいて、上記切刃の底面及び上記切刃のすくい面に接触するときの上記外周先端部の位置を接触位置として算出する位置算出工程と、を含むことを特徴とするブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法。
2. 上記位置算出工程を行った後には、上記ブローチを回転させる状態で、回転する上記円盤砥石の上記外周先端部を、上記切刃のすくい面を研削するための所定の送り量だけ上記接触位置から上記軸方向にずらした位置に合わせて、上記外周先端部によって上記切刃のすくい面を研削する研削工程を行うことを特徴とする請求項１に記載のブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法。
3. 上記砥石計測工程において、上記砥石位置は、上記所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向及び上記径方向の位置として計測することを特徴とする請求項１又は２に記載のブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法。
4. 上記曲面算出工程において、上記曲面係数は、上記円盤砥石の上記外周先端部の曲率半径ｒとして算出し、
   上記位置算出工程において、上記接触位置は、上記外周先端部の曲率半径ｒ、上記切刃のすくい角θ、及び上記切刃の底面から上記切刃のすくい面における上記径方向の特定半径位置までの上記半径方向の距離Ａを用いて算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローチカッタ研削盤の砥石位置合わせ方法。
5. 所定のすくい角を有する複数の切刃が軸方向に複数並んで形成されたブローチの上記切刃のすくい面を、円盤砥石の曲面状の外周先端部によって研削するよう構成されたブローチカッタ研削盤において、
   テーブルに配設され、ブローチを回転可能に支持する支持台と、
   上記円盤砥石を支持して回転させるとともに該円盤砥石を上記ブローチの軸方向及び径方向に移動させるよう構成され、かつ、上記軸方向に対して回転中心軸線が傾斜する状態の上記円盤砥石の上記外周先端部を上記切刃のすくい面に当接させるよう構成された回転砥石ヘッドと、
   該回転砥石ヘッドに配設され、上記切刃のすくい面における、上記ブローチの径方向の特定半径位置の上記軸方向の位置を切刃位置として計測するための切刃計測センサと、
   上記テーブルに配設され、所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向の位置を砥石位置として計測するための砥石計測センサと、
   上記切刃計測センサによる上記切刃位置と上記砥石計測センサによる上記砥石位置とを照合し、上記砥石位置に基づいて上記外周先端部の曲面形状の大きさを示す曲面係数を算出し、該曲面係数に基づいて、上記切刃の底面及び上記切刃のすくい面に接触するときの上記外周先端部の位置を接触位置として算出し、かつ、上記ブローチを回転させるとともに、上記円盤砥石を回転させて上記回転砥石ヘッドを移動させ、上記円盤砥石の上記外周先端部の位置を、上記切刃のすくい面を研削するための所定の送り量だけ上記接触位置から上記軸方向にずらした位置に合わせる制御手段と、を備えることを特徴とするブローチカッタ研削盤。
6. 上記砥石計測センサは、上記砥石位置を、上記所定位置にある上記外周先端部の上記軸方向及び上記径方向の位置として計測するために用いられることを特徴とする請求項５に記載のブローチカッタ研削盤。
7. 上記制御手段は、上記曲面係数を、上記円盤砥石の上記外周先端部の曲率半径ｒとして算出し、上記接触位置を、上記外周先端部の曲率半径ｒ、上記切刃のすくい角θ、及び上記切刃の底面から上記切刃のすくい面における上記径方向の特定半径位置までの上記半径方向の距離Ａを用いて算出することを特徴とする請求項５又は６に記載のブローチカッタ研削盤。

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