JP2017087364A - Method for working end face portion shape by cylindrical grinder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To subject a three-dimensional surface shape that is not concentric circular to the center of a workpiece to a grind work on a work end face using a cylindrical grinder.MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM: A working method by a wheel spindle stock 4 that moves a rotating grinding wheel 5 in an X direction, a main spindle 10 that rotates a workpiece W, and cylindrical grinders 1, 100 and 200 that change a relative position between the main spindle 10 and the grinding wheel 5 in a Z direction orthogonal to the X direction includes: specifying a cut depth Zs to an end face of the workpiece W corresponding to a rotational phase while the workpiece W supported by the main spindle 10 is revolved once according to a finished shape of a workpiece end face Ws and performing synchronous control so that the grinding wheel 5 relatively moves according to a cut depth specified to correspond to the rotational phase; and thereby cutting the end face of the workpiece.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、円筒研削盤による端面部形状の加工方法に関する。   The present invention relates to a method for processing an end face shape by a cylindrical grinder.

円筒研削盤には、並行な位置関係にある砥石軸とワークの回転軸との間に角度を持たせて研削加工を行うことができるものがある。例えば特許文献1には、ワークを支持したテーブルを縦軸廻りに旋回させる機構を有し、円筒部のテーパ研削をする装置が開示されている。 Some cylindrical grinding machines can perform grinding with an angle between a grindstone shaft and a rotating shaft of a workpiece that are in a parallel positional relationship. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus that has a mechanism for turning a table supporting a workpiece around a vertical axis and performs taper grinding of a cylindrical portion.

特開2000−79543号公報JP 2000-79543 A

円筒研削盤において、ワーク端面に任意の形状を成形する場合、砥石側を当該目的の任意の形状に対して逆形状に成形し、この逆形状をワーク端面に転写するように加工を行う。その結果、ワークの中心に向かって同心円状に凹面になる漏斗のような形状や、逆にワークの中心に向かって同心円状に凸面となる傘のような形状を成形することができる。 In the cylindrical grinder, when an arbitrary shape is formed on the work end surface, the grindstone side is formed in a reverse shape with respect to the desired arbitrary shape, and the reverse shape is transferred to the work end surface. As a result, it is possible to form a funnel-like shape that is concentrically concave toward the center of the workpiece, or an umbrella-like shape that is concentrically convex toward the center of the workpiece.

一方で、ワーク端面に対して、円筒を斜めに切断したような非対象な形状や、波打ち形状等のように同心円状とはならない凹凸面を持つ3次元表面形状を成形することはできない。そのような、3次元表面形状を形成するためには、一般的には3次元移動系を有する切削加工機械を用いる。 On the other hand, it is not possible to form a non-target shape such as an oblique cut of a cylinder or a three-dimensional surface shape having a concavo-convex surface that does not have a concentric shape such as a corrugated shape with respect to the workpiece end surface. In order to form such a three-dimensional surface shape, a cutting machine having a three-dimensional moving system is generally used.

しかしながら、切削加工機械は、刃具の先端がワークに突き立てられ回転によりワーク表面を引きちぎりながら、目的の3次元形状を得るため、加工後の表面は傷が付いている状態である。一方、円筒研削盤では、ワーク表面を押しつぶしながら削る砥石を用いているため、研削面は、切削加工機械に比べて滑らかである。 However, in the cutting machine, the surface after processing is in a state of being scratched in order to obtain the target three-dimensional shape while the tip of the cutting tool is thrust against the work and tears the work surface by rotation. On the other hand, in the cylindrical grinder, since the grindstone which grinds while crushing the workpiece surface is used, the grinding surface is smoother than the cutting machine.

本発明は、ワークの中心に向かって同心円状とはならない凹凸を持った3次元表面形状をワーク端面に対して研削加工する円筒研削盤の端面部形状の加工方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for processing the shape of an end surface portion of a cylindrical grinder that grinds a three-dimensional surface shape having concavities and convexities that are not concentric toward the center of the workpiece with respect to the workpiece end surface. .

上記課題を解決するための本発明の円筒研削盤による端面部形状の加工方法においては、回転する砥石をX方向に移動する砥石台と、ワークを支持して回転させる主軸と、X方向に直交するZ方向に前記主軸と前記砥石の相対位置を変更して研削を行う円筒研削盤による加工方法において、
ワーク端面の仕上がり形状に基づいて、前記主軸に支持されたワークが一回転する間の回転位相に対応して、ワーク端面への切り込み深さを指定し、
回転位相に対応して指定された切り込み深さに基づいて、回転する前記ワークに対して、前記砥石が相対移動するように同期制御をすることにより、前記ワーク端面への切り込みを行うことを特徴とする。
In the processing method of the end face part shape by the cylindrical grinding machine of the present invention for solving the above-mentioned problem, a grindstone base for moving a rotating grindstone in the X direction, a main shaft for supporting and rotating the workpiece, and orthogonal to the X direction In a processing method by a cylindrical grinder that performs grinding by changing the relative position of the spindle and the grindstone in the Z direction,
Based on the finished shape of the workpiece end surface, corresponding to the rotation phase during one rotation of the workpiece supported by the spindle, specify the depth of cut into the workpiece end surface,
Based on the cutting depth designated corresponding to the rotation phase, the workpiece is cut into the workpiece end surface by performing synchronous control so that the grindstone moves relative to the rotating workpiece. And

本発明によれば、円筒研削盤を用いて、ワーク端面に対して、円筒を斜めに切断したような非対称な形状や、波打ち形状等のように同心円状とはならない凹凸面を持つ3次元表面形状を成形することが可能になる。一方で、3次元的な面の形成ではあるが、制御系としては3次元座標制御系ではなく、ワークの回転位相に加えて、砥石をワークに対してX方向へ前後相対移動させる、或いは、主軸の回転軸を揺動させる、若しくは砥石の回転軸を揺動させる、或いは砥石をワークに対してZ方向へ左右相対移動させるのいずれか1つの2軸同期制御で実現可能としている。 According to the present invention, using a cylindrical grinder, a three-dimensional surface having a non-concentric surface such as an asymmetric shape such as a cylinder cut obliquely or a wavy shape with respect to a workpiece end surface. It becomes possible to shape the shape. On the other hand, although it is the formation of a three-dimensional surface, the control system is not a three-dimensional coordinate control system, and in addition to the rotational phase of the workpiece, the grindstone is relatively moved back and forth in the X direction with respect to the workpiece, or It can be realized by two-axis synchronous control that swings the rotating shaft of the main shaft, swings the rotating shaft of the grindstone, or moves the grindstone relative to the workpiece in the Z direction.

円筒研削盤の平面図である。It is a top view of a cylindrical grinder. 実施例1による研削加工の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the grinding process by Example 1. FIG. ワークWが一回転する間に、砥石5が1回だけ往復した場合の研削例を示す図である。It is a figure which shows the grinding example in case the grindstone 5 reciprocates only once, while the workpiece | work W makes one rotation. ワークWが一回転する間に、砥石5が2回だけ往復した場合の研削例を示す図である。It is a figure which shows the example of grinding when the grindstone 5 reciprocates only twice while the workpiece | work W makes one rotation. ワークWの研削加工を行う時の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation | movement at the time of grinding the workpiece | work W. FIG. 他の円筒研削盤の平面図である。It is a top view of another cylindrical grinder. さらに他の円筒研削盤の平面図である。It is a top view of another cylindrical grinding machine. 主軸の回転軸が一回転する間に当該回転軸を揺動させて研削加工を行う原理を示す図である。It is a figure which shows the principle which grinds by rocking the said rotating shaft, while the rotating shaft of a main axis | shaft makes one rotation. 実施例2における、ワークWの研削加工を行う時の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement at the time of grinding the workpiece | work W in Example 2. FIG. 実施例3による研削加工の原理を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of grinding according to a third embodiment. 実施例4による研削加工の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the grinding process by Example 4. FIG.

以下、本発明の円筒研削盤の端面部形状の加工方法を説明するが、これらの実施例においては、円筒状のワークが一回転する間に、ワークを支持する主軸の回転軸の方向に、ワークに対して砥石を相対移動させて切り込みを行い、目的の深さの凹凸を得ている。その際、主軸の回転軸が一回転する間の回転位相において、目的の深さが特定される。ここにおいて、回転位相とは、主軸の回転軸が一回転する間に、どの回転角度にあるかを意味する。例えば、1/4回転位置、1/2回転位置等を言う。 Hereinafter, although the processing method of the end face part shape of the cylindrical grinding machine of the present invention will be described, in these examples, while the cylindrical workpiece rotates once, in the direction of the rotation axis of the main shaft supporting the workpiece, Cutting is performed by moving the grindstone relative to the workpiece to obtain irregularities of the desired depth. At that time, the target depth is specified in the rotation phase during one rotation of the rotation axis of the main shaft. Here, the rotation phase means which rotation angle is present while the rotation axis of the main shaft makes one rotation. For example, a 1/4 rotation position, a 1/2 rotation position, etc. are said.

主軸の回転軸における回転位相に対して特定された目的の深さが、どのように、円筒研削盤の移動系の制御に用いられるかは、各実施例において異なる。実施例1は、砥石の切り込み方向が、主軸の回転軸に対して傾いている場合の実施例であり、切り込むべき目的の深さを砥石のX方向の移動量に変換して、主軸が一回転する間にX方向に砥石を前後させている。実施例2は、主軸の回転軸を当該主軸が一回転する間に揺動させるものであり、切り込むべき目的の深さを主軸回転軸の揺動角度に変換している。実施例3は、主軸の回転軸を当該主軸が一回転する間に砥石の回転軸を揺動させるものであり、切り込むべき目的の深さを砥石回転軸の揺動角度に変換している。実施例4は、主軸の回転軸を当該主軸が一回転する間にワークを主軸の回転軸の向きに左右動させるものであり、切り込むべき目的の深さをワークの左右動の移動量に対応させている。尚、ワークと砥石の移動関係が、直線上の例では、ワークと砥石の相対位置が直線的に変動するものであれば良い。 How the target depth specified for the rotation phase of the rotation axis of the main shaft is used for controlling the moving system of the cylindrical grinder differs in each embodiment. Example 1 is an example in the case where the cutting direction of the grindstone is inclined with respect to the rotation axis of the main shaft. The target depth to be cut is converted into the amount of movement in the X direction of the grindstone, and the main shaft is integrated. While rotating, the grindstone is moved back and forth in the X direction. In the second embodiment, the rotation axis of the main shaft is swung while the main shaft is rotated once, and the target depth to be cut is converted into the swing angle of the main shaft rotation shaft. In the third embodiment, the rotating shaft of the grindstone is swung while the rotating shaft of the main shaft rotates once, and the target depth to be cut is converted into the rocking angle of the grindstone rotating shaft. In the fourth embodiment, the workpiece is moved left and right in the direction of the rotation axis of the main shaft while the main shaft rotates once, and the target depth to be cut corresponds to the movement amount of the left and right movement of the workpiece. I am letting. In addition, in the example in which the movement relationship between the workpiece and the grindstone is a straight line, it is sufficient if the relative position between the workpiece and the grindstone varies linearly.

図1において、円筒研削盤1のベッド2上には、下テーブル3a、上テーブル3bと砥石台4が設けられている。砥石台4は、回転軸Ct廻りに回転される砥石5を軸承し、回転軸Ctに直交する方向(図中X方向)を砥石の切り込み方向として、ベッド2の案内面7上を直線的に移動する。 In FIG. 1, a lower table 3 a, an upper table 3 b, and a grindstone table 4 are provided on a bed 2 of the cylindrical grinding machine 1. The grindstone table 4 supports a grindstone 5 that is rotated about the rotation axis Ct, and linearly moves on the guide surface 7 of the bed 2 with the direction orthogonal to the rotation axis Ct (the X direction in the figure) as the cutting direction of the grindstone. Moving.

上テーブル3bには、主軸台8と心押台9が搭載されている。主軸台8には主軸10が、心押台9には、心押11が設けられている。円筒状のワークWを主軸10と心押11の間に挟んで支持したり、主軸10に設けたチャックで支持したりして、ワークWを主軸モータ12により回転する。 A headstock 8 and a tailstock 9 are mounted on the upper table 3b. A spindle 10 is provided on the spindle stock 8, and a tailstock 11 is provided on the tailstock 9. The cylindrical workpiece W is supported by being sandwiched between the spindle 10 and the tailstock 11 or supported by a chuck provided on the spindle 10, and the workpiece W is rotated by the spindle motor 12.

下テーブル3aは、テーブル送り用のサーボモータ15によりベッド2上にX方向に直交するZ方向に敷設された案内面14に沿って往復移動され、砥石とのZ方向の相対位置を変更する。上テーブル3bは、下テーブル3aに対して縦軸廻りに回転可能なようになっている。このため、並行な位置関係にある砥石5の回転軸Ctと主軸10の回転軸Cmとの間に角度を持たせて研削加工ができる。尚、下テーブル3aをZ方向への移動させる機構の代わりに、砥石台4のほうをZ方向へ移動させる機構を採用する円筒研削盤に対しても、実施例1を適用可能である。 The lower table 3a is reciprocated along the guide surface 14 laid in the Z direction orthogonal to the X direction on the bed 2 by the table feed servo motor 15, and changes the relative position in the Z direction with the grindstone. The upper table 3b can be rotated around the vertical axis with respect to the lower table 3a. For this reason, grinding can be performed with an angle between the rotation axis Ct of the grindstone 5 and the rotation axis Cm of the main shaft 10 in a parallel positional relationship. The first embodiment can also be applied to a cylindrical grinder that employs a mechanism that moves the grindstone table 4 in the Z direction instead of the mechanism that moves the lower table 3a in the Z direction.

図2は、本実施例による研削加工の原理を示す図である。主軸10の回転軸Cmは、通常は砥石5の回転軸Ctに対して平行な位置にあるが、図においては平行な位置から鋭角となる角度αだけ交差させた状態となっている。また、ワークWを研削加工している間は、角度αの変更はせずに固定し、かつZ方向の移動は行わない。ワークWが回転軸Cm廻りに1回転する間に、ワークWの端面Wsの外周側b地点から内周側a地点の間を、砥石5がX方向にワークWに対して相対的に往復運動する移動量をXdとする。なお、ワークWは、円柱W1の同心円上に円板W2を有する形状を想定し、研削を行う端面Wsは円板w2の表面を想定しているが、これに限らない。 FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of grinding according to the present embodiment. The rotation axis Cm of the main shaft 10 is normally at a position parallel to the rotation axis Ct of the grindstone 5, but in the drawing, the rotation axis Cm intersects the parallel position by an acute angle α. Further, while the workpiece W is being ground, it is fixed without changing the angle α, and is not moved in the Z direction. While the workpiece W makes one rotation around the rotation axis Cm, the grindstone 5 reciprocates relative to the workpiece W in the X direction between the outer peripheral side b point and the inner peripheral side a point of the end surface Ws of the workpiece W. Let Xd be the amount of movement. In addition, although the workpiece | work W assumes the shape which has the disk W2 on the concentric circle | round | yen of the cylinder W1, and the end surface Ws which performs grinding assumes the surface of the disk w2, it is not restricted to this.

この間におけるワークWの表面Wsと砥石5の表面Tsとの間隔を計算すると、以下の通りである。ワークWの表面Wsと砥石5の表面Tsは、計算の容易化の為に、平行な面にしている。 The distance between the surface Ws of the workpiece W and the surface Ts of the grindstone 5 during this time is calculated as follows. The surface Ws of the workpiece W and the surface Ts of the grindstone 5 are parallel surfaces for easy calculation.

外周側b地点から内周側a地点に掛けて砥石5の表面Tsが、ZsだけワークWの端面Wsに接近する。ここで、Zsは、

Zs=Xd×sinα

である。すなわち、砥石5の回転軸Ctと主軸10の回転軸Cmとの間に角度αの存在により、砥石5を移動量XdだけX方向に移動させると、ワークWの端面の深さ方向にZsだけ切り込むことができる。
The surface Ts of the grindstone 5 approaches the end surface Ws of the workpiece W by Zs from the outer peripheral side b point to the inner peripheral side a point. Where Zs is

Zs = Xd × sin α

It is. That is, when the grindstone 5 is moved in the X direction by the movement amount Xd due to the presence of the angle α between the rotation axis Ct of the grindstone 5 and the rotation axis Cm of the main shaft 10, only Zs is formed in the depth direction of the end face of the workpiece W. Can be cut.

図3は、ワークWが一回転する間に、砥石5がワークWに対して相対的にX方向に1回だけ往復した場合の研削例である。この往復の過程において、図3Aは砥石5が回転軸Cmから最も離れた位置にある状態を示し、図3Bは180度回転して回転軸Cmに最も近い位置にある状態を示している。図中、○と×はワークWの外周上の位置を示している。 FIG. 3 is an example of grinding when the grindstone 5 reciprocates once in the X direction relative to the workpiece W while the workpiece W rotates once. In this reciprocation process, FIG. 3A shows a state where the grindstone 5 is at a position farthest from the rotation axis Cm, and FIG. 3B shows a state where the grindstone 5 is rotated 180 degrees and is closest to the rotation axis Cm. In the figure, ◯ and X indicate positions on the outer periphery of the workpiece W.

図3Aにおいて砥石5がワークWの端面Wsを薄く切り込んでいるのに対して、図3Bでは深く切り込んでいる。回転するワークWの回転位相に対して砥石5の位置を移動するように同期制御する。この研削加工が終了すると、図3Cに示すように、ワークWの端面Wsに対して、図中において上から下へかけて、円筒を斜めに切断したような形状を成形することができる。図3Dは、ワークWの端面Wsにおいて、砥石5により切削された範囲を示している。位置P0は、削られた範囲が外周側に近くなっており、削り量が少ない。一方、位置P1は、内周側に近づいており、削り量が多くなっている。位置P0の回転位相が初期回転位相(回転起点位置)とすれば、位置P1の回転位相は1/2回転した角度180度の位置である。 In FIG. 3A, the grindstone 5 cuts the end surface Ws of the workpiece W thinly, whereas in FIG. 3B, it cuts deeply. Synchronous control is performed so that the position of the grindstone 5 is moved with respect to the rotational phase of the rotating workpiece W. When this grinding process is completed, as shown in FIG. 3C, a shape in which the cylinder is cut obliquely from the top to the bottom in the drawing can be formed with respect to the end surface Ws of the workpiece W. FIG. 3D shows a range cut by the grindstone 5 on the end surface Ws of the workpiece W. At the position P0, the shaved range is close to the outer peripheral side, and the amount of shaving is small. On the other hand, the position P1 is approaching the inner peripheral side, and the amount of cutting is increased. If the rotational phase of the position P0 is the initial rotational phase (rotation start position), the rotational phase of the position P1 is a position with an angle of 180 degrees that is a half rotation.

図4は、ワークWが一回転する間に、砥石5が2回だけワークWに対して相対的に往復した場合の研削例である。尚、砥石5の研削面は、ワークWの端面Wsに対して並行ではなく、角度θを有している。この往復の過程において、図4A、4Cは砥石5が回転軸Cmから最も離れた位置にある状態を示し、図4B、4Dは90度回転して回転軸Cmに最も近い位置にある状態を示している。図中、○、△、×と□はワークWの外周上の位置を示している。 FIG. 4 is an example of grinding when the grindstone 5 reciprocates relative to the workpiece W only twice while the workpiece W rotates once. The grinding surface of the grindstone 5 is not parallel to the end surface Ws of the workpiece W but has an angle θ. In this reciprocation process, FIGS. 4A and 4C show a state in which the grindstone 5 is at a position farthest from the rotation axis Cm, and FIGS. ing. In the figure, ◯, Δ, × and □ indicate positions on the outer periphery of the workpiece W.

図4A、4Cにおいて砥石5がワークWの端面Wsを薄く切り込んでいるのに対して、図4B、4Dでは深く切り込んでいる。先の例と同様に、回転するワークWの回転位相に対して砥石5の位置を移動するように同期制御する。研削加工が終了すると、図4Eに示すように、ワークWの端面Wsに対して、「おけさ笠」のような形状を成形することができる。図4Fは、ワークWの端面Wsにおいて、砥石5により切削された範囲を示している。位置P2、P4は、削られた範囲が外周側に近くなっており、削り量が少ない。一方、位置P3、P5は、内周側に近づいており、削り量が多くなっている。位置P2の回転位相が初期回転位相(回転起点位置)とすれば、位置P3の回転位相は角度90度回転した位置、位置P4の回転位相は180度回転した位置、位置P5の回転位相は270度回転した位置である。 4A and 4C, the grindstone 5 cuts the end face Ws of the workpiece W thinly, whereas in FIGS. 4B and 4D, it cuts deeply. As in the previous example, synchronous control is performed so that the position of the grindstone 5 moves with respect to the rotational phase of the rotating workpiece W. When the grinding process is completed, as shown in FIG. 4E, a shape like “Okesa-shade” can be formed on the end surface Ws of the workpiece W. FIG. 4F shows a range cut by the grindstone 5 on the end surface Ws of the workpiece W. At the positions P2 and P4, the shaved range is close to the outer peripheral side, and the amount of shaving is small. On the other hand, the positions P3 and P5 approach the inner peripheral side, and the amount of cutting is increased. If the rotational phase of the position P2 is the initial rotational phase (rotation start position), the rotational phase of the position P3 is a position rotated by an angle of 90 degrees, the rotational phase of the position P4 is a position rotated by 180 degrees, and the rotational phase of the position P5 is 270. It is a position rotated by degrees.

以下、図5を用いて、上記の構成においてのワークWの研削加工を行う時の動作を説明する。ワークWは、円柱W1の同心円上に円板W2を有する形状である。一方、砥石は、どのような研削面を有するものが使用されるかが決定されている。砥石は、切り込んださい、その研削面の形状をワークWに対して転写する。作業者は、主軸10と心押11にてワークWを支持させ、テーブル3a上でテーブル3bを角度αだけ旋回させる。 Hereafter, the operation | movement at the time of grinding the workpiece | work W in said structure is demonstrated using FIG. The workpiece W has a shape having a disc W2 on a concentric circle of the cylinder W1. On the other hand, what kind of grinding surface is used for the grindstone is determined. When the grindstone is cut, the shape of the ground surface is transferred to the workpiece W. The operator supports the workpiece W with the spindle 10 and the tailstock 11, and turns the table 3b on the table 3a by an angle α.

次に作業者は、手動操作により、ワークWの端面Wsに対する砥石5の原点座標を決定する(ステップS1)。原点座標の特定については、テーパ研削において利用される公知の技術を用いて行われる。例えば、砥石台4と同体的に固定された測定装置(図示せず)を用いることができる。このような測定装置は、細い棒状の接触端子を有しており、砥石台4を移動させることにより同体状に接触端子が移動して端面Wsに対して接触し、接触時点における座標を用いて原点座標が特定され、円筒研削盤1に記憶される。 Next, an operator determines the origin coordinate of the grindstone 5 with respect to the end surface Ws of the workpiece | work W by manual operation (step S1). Identification of the origin coordinates is performed using a known technique used in taper grinding. For example, a measuring device (not shown) fixed in the same body as the grinding wheel base 4 can be used. Such a measuring apparatus has a thin rod-shaped contact terminal, and when the grindstone base 4 is moved, the contact terminal moves in a body shape and contacts the end surface Ws, using the coordinates at the time of contact. The origin coordinates are specified and stored in the cylindrical grinding machine 1.

次にステップS2において、作業者は、ワークWの端面Wsの仕上がり形状に基づいて、円筒研削盤1に、回転軸Cmにおける特定の回転位相(例えば、ワークWが角度0度、180度だけ回転した位置)に対する取り代として目的の深さZsを入力する。なお、Zsは、角度αだけ傾いた回転軸Cmの長さ方向における距離である。また、Zsは、円板W2の外周における取り代でもある。さらに、円板W2の直径Dは予め設定されているものとする。 Next, in step S2, the operator turns the cylindrical grinding machine 1 on a specific rotational phase (for example, the workpiece W is rotated by 0 degrees and 180 degrees on the rotation axis Cm) based on the finished shape of the end face Ws of the workpiece W. The target depth Zs is input as a machining allowance for the selected position. Zs is a distance in the length direction of the rotation axis Cm inclined by the angle α. Zs is also a machining allowance on the outer periphery of the disk W2. Furthermore, it is assumed that the diameter D of the disk W2 is set in advance.

ステップS3では、円筒研削盤1は、入力された特定の回転位相の取り代を基にして、各回転位相における取り代を補完演算する。補完曲線については、種々選択出来るものとする。尚、ステップS2において、目的の深さZsが回転位相を変数とする式にて入力される場合は、ステップS3では当該式により各回転位相に対する取り代を求める。ステップS4では、円筒研削盤1は、さらに、各回転位相に対して、求めた取り代が得られるX方向の砥石5の位置に換算する。 In step S <b> 3, the cylindrical grinding machine 1 complements the machining allowance at each rotational phase based on the input machining allowance for the specific rotational phase. Various supplemental curves can be selected. In step S2, when the target depth Zs is input by an expression using the rotation phase as a variable, in step S3, a machining allowance for each rotation phase is obtained by the expression. In step S4, the cylindrical grinding machine 1 further converts the position of the grindstone 5 in the X direction where the calculated machining allowance is obtained for each rotational phase.

次のステップS5では、円筒研削盤1は、ワークWの回転、及び砥石5の回転を開始する。砥石5をワークWに向けて、所定の速度で相対移動させる。そしてステップS6では、円筒研削盤1は、回転軸Cmの回転位相に応じて換算されたX方向の距離だけ、砥石5を前後退させる。すなわち、ワークWが回転軸Cmの廻りに一回転する間に、砥石5は1回若しくは複数回往復することになる。この結果、入力された取り代分の研削が行われる。
最後に、ステップS7では、ワークWと砥石5とを離間して、ワークWの回転と砥石5の回転を停止して処理を終了する。
In the next step S5, the cylindrical grinding machine 1 starts rotating the workpiece W and rotating the grindstone 5. The grindstone 5 is moved relative to the workpiece W at a predetermined speed. In step S6, the cylindrical grinding machine 1 moves the grindstone 5 backward by the distance in the X direction converted according to the rotation phase of the rotation axis Cm. That is, the grindstone 5 reciprocates once or a plurality of times while the workpiece W makes one rotation around the rotation axis Cm. As a result, grinding for the input machining allowance is performed.
Finally, in step S7, the work W and the grindstone 5 are separated from each other, the rotation of the work W and the grindstone 5 are stopped, and the process is terminated.

以上、円筒研削盤1によれば、あらゆる形状は不可能であるが、ワークWの端面Wsに対して、円筒を斜めに切断したような非対象な形状や、おけさ笠等のように同心円状とはならない3次元形状を成形することが可能になる。 As described above, according to the cylindrical grinding machine 1, any shape is impossible. However, the cylindrical grinding machine 1 has a non-target shape obtained by obliquely cutting the cylinder with respect to the end surface Ws of the workpiece W, or a concentric circle such as an okeyasa. It becomes possible to form a three-dimensional shape that does not become a shape.

また、砥石5がワークWの端面Wsを押しつぶしながら削るため、切削加工機械に比べて滑らかな面を成形できる。 Moreover, since the grindstone 5 cuts while crushing the end surface Ws of the workpiece W, a smooth surface can be formed as compared with a cutting machine.

このようにして研削されたワークWは、金型パンチや、ノズルの弁体或いは、微少な角度を端面に有する偏心ピン等の成形に使用することができる。特に、完成品の状態において、所謂ヌスミと称されるセンタ穴などの加工が回避される領域を、端面Wsの中心部に有するワークWへの加工が望ましい。 The workpiece W thus ground can be used for molding a die punch, a valve body of a nozzle, an eccentric pin having a minute angle on an end surface, or the like. In particular, in the state of a finished product, it is desirable to process the workpiece W having an area where processing such as a so-called center hole, such as a center hole, is avoided at the center of the end face Ws.

上記実施例の円筒研削盤1においては、主軸台8と心押台9が搭載されている上テーブル3bを下テーブル3aに対して回転させたが、主軸台8のみが回転するもので有っても良い。図6は、そのような円筒研削盤100を示している。ワークWは、主軸10に片持ちされて、砥石5の回転軸に対して、所定の角度を付けられた状態で保持される。円筒研削盤100は、円筒研削盤1における下テーブル3aと上テーブル3bの代わりにZ方向に移動可能なテーブル3を有している点が、円筒研削盤1とはさらに異なるが、他の構成は同じであり、対応する部分には同一の符号が付されている。 In the cylindrical grinding machine 1 of the above embodiment, the upper table 3b on which the headstock 8 and the tailstock 9 are mounted is rotated with respect to the lower table 3a, but only the headstock 8 is rotated. May be. FIG. 6 shows such a cylindrical grinding machine 100. The workpiece W is cantilevered by the main shaft 10 and is held in a state where a predetermined angle is given to the rotation shaft of the grindstone 5. The cylindrical grinding machine 100 is different from the cylindrical grinding machine 1 in that the cylindrical grinding machine 100 has a table 3 movable in the Z direction instead of the lower table 3a and the upper table 3b in the cylindrical grinding machine 1. Are the same, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

一方、図7に示す円筒研削盤200のように回転中心をOtとする回転テーブル6上に砥石台4と案内面7を載せて、任意の位置の回転中心Ot廻りに回転テーブル6を回転させて、回転軸CtとCmとの間に角度を付けることができるようにしても良い。円筒研削盤100においては、ワークWが片持ちされるだけで、また、円筒研削盤200については回転する側が回転テーブル6により回転される砥石台4側であるのが異なるだけで、動作については図5に示した動作と全く同様である。円筒研削盤200は、円筒研削盤1における、下テーブル3aと上テーブル3bの代わりにZ方向に移動可能なテーブル3を有している点が、円筒研削盤1とはさらに異なるが、他の構成は同じであり、対応する部分には同一の符号が付されている。 On the other hand, like the cylindrical grinder 200 shown in FIG. 7, the grindstone table 4 and the guide surface 7 are placed on the rotary table 6 whose rotation center is Ot, and the rotary table 6 is rotated around the rotation center Ot at an arbitrary position. Thus, an angle may be provided between the rotation axes Ct and Cm. In the cylindrical grinding machine 100, only the workpiece W is cantilevered, and the cylindrical grinding machine 200 is different in that the rotating side is the grinding wheel base 4 side rotated by the rotary table 6, and the operation is as follows. The operation is exactly the same as that shown in FIG. The cylindrical grinder 200 is further different from the cylindrical grinder 1 in that the cylindrical grinder 200 includes a table 3 that can move in the Z direction instead of the lower table 3a and the upper table 3b. The configuration is the same, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

上記実施例においては、回転軸Cmの回転位相に応じて、砥石5をX方向に移動させたが、砥石5のX方向への移動はさせずに、回転軸Cmを一回転させる間に回転軸CmをXZ面(X方向とZ方向の2軸によりなす面、実施例では水平面)内で揺動させる動作に変えても良い。 In the above embodiment, the grindstone 5 is moved in the X direction according to the rotation phase of the rotation axis Cm. However, the grindstone 5 is not moved in the X direction but rotated while the rotation axis Cm is rotated once. The axis Cm may be changed to an operation of swinging in the XZ plane (a plane formed by two axes in the X direction and the Z direction, which is a horizontal plane in the embodiment).

図1、6に示した円筒研削盤1、100において、図8は、回転軸Cmが一回転させる間に回転軸Cmを揺動させて研削加工を行う原理を示す図である。図8Aにおいて主軸10の回転軸Cmは砥石5の回転軸Ctに対して、平行な状態である。図8Bは、主軸10の回転軸Cmはこの平行な位置から、回転中心Omを中心として角度αだけ傾けた状態である。ワークWを研削加工している間は、ワークWのZ方向の移動は行わない。また、砥石5もX方向への移動は行わない。尚、説明の便宜上、図において、回転中心Omは回転軸Cm上の一点とているが、必ずしも回転軸Cm上で無くても良く、任意の位置で良い。 In the cylindrical grinding machines 1 and 100 shown in FIGS. 1 and 6, FIG. 8 is a diagram showing the principle of performing the grinding process by swinging the rotation axis Cm while the rotation axis Cm is rotated once. In FIG. 8A, the rotation axis Cm of the main shaft 10 is in a state parallel to the rotation axis Ct of the grindstone 5. FIG. 8B shows a state in which the rotation axis Cm of the main shaft 10 is tilted from this parallel position by an angle α about the rotation center Om. While the workpiece W is being ground, the workpiece W is not moved in the Z direction. Further, the grindstone 5 does not move in the X direction. For convenience of explanation, in the figure, the rotation center Om is one point on the rotation axis Cm. However, the rotation center Om is not necessarily on the rotation axis Cm, and may be at an arbitrary position.

砥石5の表面KMが、ワークWの最外周の表面Wsに切り込む深さZsは、回転中心Omから砥石5の研削面までの距離L(本例では回転中心Omと端面Wsの間の距離と一致させている)、円板W2の直径Dを用いて、傾けた角度αに依存した値となる(図8B参照)。研削加工が終了すると、図8Cに示すように、ワークWの端面に対して、図中において上から下へかけて、円筒を斜めに切断したような形状を成形することができる。図8Dは、ワークWの端面において、砥石5により切削された範囲を示している。位置P6は、砥石5が内周側に近くなっているがワークWと砥石5は平行の位置にあり、削り量が少ない。一方、位置P7は、外周側に近づいているが、ワークWと砥石5は角度をもって交差するため、削り量が多くなっている。
このように、砥石5の回転軸Ctと主軸10の回転軸Cmとの間の角度αを、回転軸Cmが一回転される間に変化させると、ワークWに対して相対的に砥石5がワークWの端面の深さ方向に切り込むことができる。
The depth Zs at which the surface KM of the grindstone 5 cuts into the outermost surface Ws of the workpiece W is the distance L from the rotation center Om to the grinding surface of the grindstone 5 (in this example, the distance between the rotation center Om and the end face Ws) The value depends on the tilted angle α using the diameter D of the disc W2 (see FIG. 8B). When the grinding process is completed, as shown in FIG. 8C, a shape in which the cylinder is obliquely cut from the top to the bottom in the drawing can be formed with respect to the end surface of the workpiece W. FIG. 8D shows a range cut by the grindstone 5 on the end surface of the workpiece W. FIG. At the position P6, the grindstone 5 is close to the inner peripheral side, but the workpiece W and the grindstone 5 are in a parallel position, and the amount of cutting is small. On the other hand, the position P7 is approaching the outer peripheral side, but since the workpiece W and the grindstone 5 intersect with each other at an angle, the amount of cutting is increased.
As described above, when the angle α between the rotation axis Ct of the grindstone 5 and the rotation axis Cm of the main shaft 10 is changed while the rotation axis Cm is rotated once, the grindstone 5 is relatively moved with respect to the workpiece W. The workpiece W can be cut in the depth direction of the end surface.

以下、図9を用いて、円筒研削盤1、100において、上記の構成においてのワークWの研削加工を行う時の動作を説明する。ワークWは、先の実施例と同様に、円柱W1の同心円上に円板W2を有する形状である。 Hereinafter, the operation of the cylindrical grinding machines 1 and 100 when grinding the workpiece W in the above configuration will be described with reference to FIG. The workpiece W has a shape having a disc W2 on a concentric circle of the column W1, as in the previous embodiment.

作業者は、手動操作により、ワークWの端面Wsに対する砥石5の原点座標を決定する(ステップS11)。次に、作業者は、ワークWの端面Wsの仕上がり形状に基づいて、円筒研削盤1、100に、主軸10の回転軸Cmにおける特定の回転位相(例えば、0度、180度)に対する取り代として深さZsを入力する(ステップS12)。
ステップS13では、入力された特定の回転位相の取り代を基にして、各回転位相における取り代を補完演算する。補完曲線については、種々選択出来るものとする。尚、ステップS12において、目的の深さZsが回転位相を変数とする式にて入力される場合は、ステップS13では当該式により各回転位相に対する深さZsを求める。ステップ14において、円筒研削盤1、100は、さらに、回転中心Omと砥石5の研削面との間の距離L、円板W2の直径を用いて、各回転位相に対して求めた深さZsを揺動角度αに換算する。
An operator determines the origin coordinate of the grindstone 5 with respect to the end surface Ws of the workpiece W by manual operation (step S11). Next, based on the finished shape of the end face Ws of the workpiece W, the operator gives the cylindrical grinders 1 and 100 a machining allowance for a specific rotational phase (for example, 0 degrees or 180 degrees) on the rotational axis Cm of the main shaft 10. The depth Zs is input as (step S12).
In step S13, the machining allowance at each rotation phase is complementarily calculated based on the input machining allowance for the specific rotation phase. Various supplemental curves can be selected. In step S12, when the target depth Zs is input by an equation using the rotational phase as a variable, in step S13, the depth Zs for each rotational phase is obtained by the equation. In step 14, the cylindrical grinders 1 and 100 further use the distance L between the rotation center Om and the grinding surface of the grindstone 5 and the diameter of the disc W2 to obtain the depth Zs obtained for each rotation phase. Is converted into a swing angle α.

次のステップS15では、ワークWの回転、及び砥石5の回転を開始し、砥石5をワークWに向けて、所定の速度で相対移動させる。そしてステップS16では、回転軸Cmの角度に応じて換算された角度αとなるように、回転軸Cmを揺動させる。すなわち、ワークWが回転軸Cmの廻りに一回転する間に、回転軸Cmは1回若しくは複数回揺動することになる。この結果、入力された取り代分の研削が行われる。
最後に、ステップS17では、ワークWと砥石5とを離間して、ワークWの回転と砥石5の回転を停止して処理を終了する。
In the next step S15, rotation of the workpiece W and rotation of the grindstone 5 are started, and the grindstone 5 is moved relative to the workpiece W at a predetermined speed. In step S16, the rotation axis Cm is swung so that the angle α converted according to the angle of the rotation axis Cm is obtained. That is, while the workpiece W makes one rotation around the rotation axis Cm, the rotation axis Cm swings once or a plurality of times. As a result, grinding for the input machining allowance is performed.
Finally, in step S17, the work W and the grindstone 5 are separated from each other, the rotation of the work W and the grindstone 5 are stopped, and the process is terminated.

図1の円筒研削盤1においては回転軸Cmの回転中心Omの位置が、円筒研削盤100では砥石5を挟んで反対側になるが、ワークWに対して目的の深さZsを切り込む原理は円筒研削盤100の場合と同様である。 In the cylindrical grinder 1 of FIG. 1, the position of the rotation center Om of the rotation axis Cm is on the opposite side of the grindstone 5 in the cylindrical grinder 100, but the principle of cutting the target depth Zs with respect to the workpiece W is as follows. The same as in the case of the cylindrical grinding machine 100.

図7に示した円筒研削盤200において、回転軸Cmが一回転する間に砥石5の回転軸Ctを揺動せることによっても、同様にワークWの端面Wsを凹凸状に研削加工できる。図10は、その原理を示している。主軸10の回転軸Cmまわりに一回転する間の位相に対応して、切り込むべき目的の深さが指定される点は、先の実施例と同様である。本実施例では、目的の深さZsは、砥石回転軸の揺動角度βに換算する。 In the cylindrical grinding machine 200 shown in FIG. 7, the end surface Ws of the workpiece W can be similarly ground in an uneven shape by swinging the rotational axis Ct of the grindstone 5 while the rotational axis Cm rotates once. FIG. 10 shows the principle. The point that the target depth to be cut is specified corresponding to the phase during one rotation around the rotation axis Cm of the main shaft 10 is the same as in the previous embodiment. In the present embodiment, the target depth Zs is converted into the rocking angle β of the grindstone rotating shaft.

回転テーブル6を回転中心Otに揺動させることにより、ワークWに対して深さZsの切り込みを与えることができる。Otと砥石5の研削先端KSまでの距離hに基づいて、深さZsは揺動角度βに換算される。従って、回転軸Cmが一回転する間に、回転テーブル6を回転中心Otに揺動させれば、ワークWに対して相対的に砥石5がワークWの端面Wsに切り込み、凹凸状に研削加工できるのである。回転中心Otは、任意の点である。 By turning the rotary table 6 to the rotation center Ot, it is possible to give the workpiece W a depth Zs. Based on the distance h from Ot to the grinding tip KS of the grindstone 5, the depth Zs is converted into a swing angle β. Accordingly, if the rotary table 6 is swung to the rotation center Ot while the rotation axis Cm rotates once, the grindstone 5 cuts into the end surface Ws of the workpiece W relative to the workpiece W, and is ground into an uneven shape. It can be done. The rotation center Ot is an arbitrary point.

上記実施例においては、回転軸Cmの回転位相に応じて、砥石5をX方向へ前後動させる、或いは、回転軸Cmを揺動させる、若しくは回転軸Ctを揺動させることにより、凹凸を有する3次元表面にワークWの端面Wsを加工した。一方、本実施例では、図11に示すように、X方向に対する回転軸Cmの方向の角度を固定し(本例の場合、90度)、かつ砥石5のX方向の位置は固定して、回転軸Cmの回転位相に応じてワークWと砥石5の相対位置をZ方向に左右動させる。主軸10の回転軸Cmまわりに一回転する間の特定位相に対して、切り込むべき目的の深さをワークWのZ方向の移動量に対応させている。 In the above-described embodiment, the grindstone 5 is moved back and forth in the X direction according to the rotational phase of the rotating shaft Cm, or the rotating shaft Cm is swung or the rotating shaft Ct is swung so as to have irregularities. The end face Ws of the workpiece W was processed on a three-dimensional surface. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the angle in the direction of the rotation axis Cm with respect to the X direction is fixed (90 degrees in this example), and the position of the grindstone 5 in the X direction is fixed, The relative position of the workpiece W and the grindstone 5 is moved left and right in the Z direction according to the rotation phase of the rotation axis Cm. The target depth to be cut is made to correspond to the amount of movement of the workpiece W in the Z direction with respect to a specific phase during one rotation around the rotation axis Cm of the main shaft 10.

1 円筒研削盤
2 ベッド
3 テーブル
4 砥石台
5 砥石
6 回転テーブル
7 案内面
8 主軸台
10 主軸
11 心押
14 案内面
W ワーク
W1 円柱
W2 円板
Ws 端面
Ct、Cm 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical grinder 2 Bed 3 Table 4 Grinding wheel stand 5 Grinding wheel 6 Rotary table 7 Guide surface 8 Main stand 10 Spindle 11 Tailstock 14 Guide surface W Workpiece W1 Column W2 Disk Ws End surface Ct, Cm Rotation shaft

Claims (5)

回転する砥石をX方向に移動する砥石台と、ワークを支持して回転させる主軸と、X方向に直交するZ方向に前記主軸と前記砥石の相対位置を変更して研削を行う円筒研削盤による加工方法において、
ワーク端面の仕上がり形状に基づいて、前記主軸に支持されたワークが一回転する間の回転位相に対応して、ワーク端面への切り込み深さを指定し、
回転位相に対応して指定された切り込み深さに基づいて、回転する前記ワークに対して、前記砥石が相対移動するように同期制御をすることにより、前記ワーク端面への切り込みを行うことを特徴とする円筒研削盤による端面部形状の加工方法。
By a grinding wheel base that moves a rotating grindstone in the X direction, a main shaft that supports and rotates a workpiece, and a cylindrical grinder that performs grinding by changing the relative position of the main shaft and the grindstone in the Z direction orthogonal to the X direction In the processing method,
Based on the finished shape of the workpiece end surface, corresponding to the rotation phase during one rotation of the workpiece supported by the spindle, specify the depth of cut into the workpiece end surface,
Based on the cutting depth designated corresponding to the rotation phase, the workpiece is cut into the workpiece end surface by performing synchronous control so that the grindstone moves relative to the rotating workpiece. An end face shape processing method using a cylindrical grinder.
前記砥石の回転軸と前記主軸の回転軸とが鋭角となる角度αに交差させて当該角度を固定し、
前記砥石に対して前記ワークがZ方向に相対移動しない状態で前記主軸を回転させ、
前記ワークが一回転する間の回転位相に対応して指定された切り込み深さを、前記角度αを用いて前記砥石のX方向の移動量に換算し、
前記換算した移動量により前記砥石を相対移動させることにより、前記主軸の回転軸の方向へ前記ワーク端面を切り込ませることを特徴とする請求項1の円筒研削盤による端面部形状の加工方法。
The angle of rotation of the grindstone and the axis of rotation of the main shaft intersecting with an acute angle α is fixed,
Rotating the spindle in a state where the workpiece does not move relative to the grindstone in the Z direction,
The cutting depth designated corresponding to the rotation phase during one rotation of the workpiece is converted into the movement amount in the X direction of the grindstone using the angle α,
2. The method of processing an end face portion shape by a cylindrical grinder according to claim 1, wherein the work end face is cut in a direction of a rotation axis of the main shaft by relatively moving the grindstone by the converted movement amount.
前記砥石台による砥石の切り込み送り移動を行わない状態で前記砥石を回転させ、
前記砥石に対して前記ワークがZ方向に相対移動を行わない状態で前記主軸を回転させ、
任意点を中心に前記主軸の回転軸をXZ面内で揺動可能とし、
前記ワークが一回転する間の回転位相に対応して指定された切り込み深さを、前記任意の一点と前記砥石の研削面との間の距離を用いて前記主軸の回転軸に対する揺動角度αに換算し、
前記換算した角度αにより前記一点を中心に前記主軸の回転軸をXZ面内で揺動させることにより、前記主軸の回転軸の方向へ前記ワーク端面を切り込ませることを特徴とする請求項1の円筒研削盤による端面部形状の加工方法。
The grindstone is rotated in a state where the grindstone is not cut and moved by the grindstone table,
The spindle is rotated in a state where the workpiece does not move relative to the grindstone in the Z direction,
The rotation axis of the main shaft can be swung in the XZ plane around an arbitrary point,
The incision depth designated corresponding to the rotation phase during one rotation of the workpiece is determined by using the distance between the arbitrary one point and the grinding surface of the grindstone as the swing angle α of the main shaft with respect to the rotation axis. Converted to
2. The workpiece end surface is cut in the direction of the rotation axis of the main shaft by swinging the rotation shaft of the main shaft in the XZ plane around the one point with the converted angle α. Method of processing the end face shape with a cylindrical grinding machine.
前記砥石台による砥石の切り込み送り移動を行わない状態で前記砥石を回転させ、
前記砥石に対して前記ワークがZ方向に相対移動を行わない状態で前記主軸を回転させ、
任意一点を中心に前記砥石を揺動可能とし、
前記ワークが一回転する間の回転位相に対応して指定された切り込み深さを、前記任意の一点から前記砥石の研削先端までの距離を用いて前記砥石に対する揺動角度βに換算し、
前記換算した角度βにより前記任意一点を中心に前記砥石を揺動させることにより、前記主軸の回転軸の方向へ前記ワーク端面を切り込ませることを特徴とする請求項1の円筒研削盤による端面部形状の加工方法。
The grindstone is rotated in a state where the grindstone is not cut and moved by the grindstone table,
The spindle is rotated in a state where the workpiece does not move relative to the grindstone in the Z direction,
The grindstone can be swung around an arbitrary point,
The incision depth designated corresponding to the rotation phase during one rotation of the workpiece is converted into a rocking angle β with respect to the grindstone using the distance from the arbitrary one point to the grinding tip of the grindstone,
The end face by a cylindrical grinder according to claim 1, wherein the work end face is cut in the direction of the rotation axis of the main shaft by swinging the grindstone about the arbitrary one point with the converted angle β. Machining method of part shape.
X方向に対する回転軸Cmの方向の角度を固定し、かつ前記砥石をX方向に固定して、
前記回転位相に対応して指定された切り込み深さに基づいて、前記Z方向に前記砥石と前記ワークを相対移動することにより、前記主軸の回転軸の方向へ前記ワーク端面を切り込ませることを特徴とする請求項1の円筒研削盤による端面部形状の加工方法。


Fixing the angle of the direction of the rotation axis Cm with respect to the X direction, and fixing the grindstone in the X direction;
Relative movement of the grindstone and the workpiece in the Z direction based on a cutting depth designated corresponding to the rotational phase causes the workpiece end surface to be cut in the direction of the rotation axis of the main shaft. The processing method of the end surface part shape by the cylindrical grinding machine of Claim 1 characterized by the above-mentioned.


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