JP3345910B2 - Wheel Oscillation Method and Internal Grinding Machine in Internal Grinding - Google Patents

Wheel Oscillation Method and Internal Grinding Machine in Internal Grinding

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JP3345910B2
JP3345910B2 JP11397192A JP11397192A JP3345910B2 JP 3345910 B2 JP3345910 B2 JP 3345910B2 JP 11397192 A JP11397192 A JP 11397192A JP 11397192 A JP11397192 A JP 11397192A JP 3345910 B2 JP3345910 B2 JP 3345910B2
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grinding wheel
grinding
oscillation
grindstone
spindle
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夏樹 泉水
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日本精工株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、円筒状ワークに対して
砥石をオシレーションしつつワーク内面の研削加工を行
う場合の砥石オシレーション方法およびこの方法を実施
するのに有用な砥石オシレーション装置を備えた内面研
削盤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for oscillating a grinding wheel on a cylindrical workpiece while grinding the inner surface of the workpiece, and a grinding wheel oscillating apparatus useful for carrying out the method. To an internal grinding machine provided with
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばころがり軸受内輪のような環状小
物部品の内面研削では、間欠インプロセス測定を行いつ
つ砥石を砥石テーブルの軸線に沿ってワーク内へ前後進
(オシレーション)させて研削することが行われてい
る。小物ワークの内面研削の場合、図5,図6のよう
に、寸法上の制約から砥石スピンドル4先端の砥石1と
インプロセスゲージ3を同時にワーク2の研削面に接触
させることができないため、砥石1とインプロセスゲー
ジ3を連動させてオシレーションさせ、砥石1が後退し
たときにインプロセスゲージ3をワーク2に挿入して定
寸測定を行っている。この方法で従来は、間欠測定デー
タが予め設定された定寸値を超えた時点でワーク研削を
終了するのが普通である。しかしこの場合は必ずしも真
の定寸点で研削を終了することができないため、寸法精
度の向上が制限される。これに対し寸法精度の向上を図
るため間欠インプロセス定寸測定中の測定信号によりワ
ーク寸法の予測制御を行い、この予測制御信号により測
定装置の後退と砥石の切込停止を制御する方法および装
置が提案されている(特公昭53−14797号公
報)。この方法においては測定装置が定寸前で後退して
寸法測定動作を終了とし、予測定寸時点で砥石をワーク
から離脱させる。
2. Description of the Related Art For example, in the inner surface grinding of an annular small component such as a rolling bearing inner ring, the grinding wheel is moved back and forth (oscillation) into and out of the work along the axis of the grinding wheel table while performing intermittent in-process measurement. Has been done. In the case of the inner surface grinding of a small work, as shown in FIGS. 5 and 6, the grinding wheel 1 and the in-process gauge 3 at the tip of the grinding wheel spindle 4 cannot be brought into contact with the grinding surface of the work 2 at the same time due to dimensional restrictions. 1 and the in-process gauge 3 are operated in conjunction with each other to oscillate, and when the grindstone 1 retreats, the in-process gauge 3 is inserted into the work 2 to measure the fixed size. Conventionally, in this method, the work grinding is usually terminated when the intermittent measurement data exceeds a predetermined fixed size value. However, in this case, since the grinding cannot always be completed at the true fixed point, the improvement of the dimensional accuracy is limited. On the other hand, in order to improve the dimensional accuracy, a method and an apparatus for performing a predictive control of a workpiece dimension by a measurement signal during an intermittent in-process sizing measurement, and controlling a retreat of the measuring device and a stop of the cutting of the grindstone by the predictive control signal. (Japanese Patent Publication No. 53-14797). In this method, the measuring device is retracted before the fixed size to complete the dimension measuring operation, and the grindstone is separated from the work at the time of the pre-measuring size.
【0003】上述の方法および装置は、定寸予測信号の
タイミングによりオシレーションストロークの任意の位
置で切り上る(砥石とワークの離脱)ので、研削終了時
にワークと砥石の接触位置が一定せず、ワーク内面に直
径寸法の段差ができるなど、ワーク母線形状を悪化させ
る欠点がある。これを解決するために、間欠インプロセ
ス測定装置の間欠測定データを用いてワーク寸法の予測
演算を行い、ワーク寸法が定寸点の或る範囲内に入った
ときに丁度砥石がオシレーションの前進端にくるように
以後のオシレーション速度あるいはオシレーションの残
り回数を規制する方法が提案されている(特願平3−1
00422号)。この方法は、砥石が常にワークに対し
て全面当りの状態で切り上るので、ワークの寸法精度だ
けでなく母線形状精度,円筒精度が向上する。
In the above-described method and apparatus, the position of the oscillation stroke is increased at an arbitrary position of the oscillation stroke (separation of the grinding wheel and the work) according to the timing of the sizing prediction signal. There is a disadvantage that the shape of the work bus is deteriorated, for example, a step of a diameter dimension is formed on the inner surface of the work. In order to solve this, a predictive calculation of the work size is performed using the intermittent measurement data of the intermittent in-process measuring device, and when the work size is within a certain range of the fixed size point, the grinding wheel just advances the oscillation. A method has been proposed in which the oscillation speed or the remaining number of oscillations is regulated so as to reach the end (Japanese Patent Application No. 3-1).
00422). According to this method, since the grinding wheel is always cut up on the entire surface of the work, not only the dimensional accuracy of the work but also the busbar shape accuracy and the cylindrical accuracy are improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】実際の研削作業中の砥
石スピンドル4は、図7,図8に示すように法線研削力
によってたわみを生じ、砥石オシレーションの後退時に
砥石1の先端稜部がワーク2の研削面を局部的に削り込
む現象が起る。具体的には、前述の間欠測定を伴なう研
削方法では図8のように砥石後退時の研削幅Wb はワー
ク全長Wf の約1/2となるが、従来の方法では砥石の
ツルーイングをつかさどる砥石テーブルの移動方向と平
行に砥石スピンドル4をオシレーションさせるので、砥
石後退時における研削幅の減少(Wf →Wb )の割には
法線研削力は小さくならず、したがってこのときの単位
研削幅当りの法線研削力が過大となり、砥石1はその先
端稜部1aでワーク2に急に削り込むこととなる。研削
作業中のワーク母線形状の悪化が大きいと研削終了時の
形状精度に影響を与えるので、加工中からワーク母線形
状を正しく保つ必要がある。上述した従来の方法はいず
れも、定寸法精度を悪くすることなく、加工サイクル中
に悪化したワーク母線形状を研削終了寸前に修正するた
めのものであって、研削途中のワーク形状の向上を狙っ
たものではない。例えば上述した特願平3−10042
2号における研削制御方法では常に砥石が前進端で切り
上ることとしているものの、オシレーション動作中の砥
石先端での急激な削り込みによるワーク母線形状の悪化
を研削終了時に除去しきれない。また従来の方法では、
ワーク形状の悪化だけでなく、砥石後退時の部分的な大
きな研削抵抗により砥石の局部的摩耗が進み、砥石寿命
が低下するという問題がある。
The grinding wheel spindle 4 during the actual grinding operation is deflected by the normal grinding force as shown in FIGS. 7 and 8, and when the grinding wheel oscillation is retracted, the tip ridge of the grinding wheel 1 is moved. However, a phenomenon occurs in which the ground surface of the work 2 is locally cut. Specifically, it is about 1/2 of the grinding width W b is the work the entire length W f during grinding retracted as shown in FIG. 8 is accompanied grinding method intermittent measurement of the foregoing, truing of the conventional method grindstone The grinding wheel spindle 4 is oscillated in parallel with the moving direction of the grinding wheel table for controlling the grinding wheel, so that the normal grinding force does not become small in spite of the reduction of the grinding width (W f → W b ) when the grinding wheel is retracted. , The normal grinding force per unit grinding width becomes excessive, and the grinding wheel 1 is sharply cut into the work 2 at the tip ridge 1a. If the shape of the work bus bar is greatly deteriorated during the grinding operation, the shape accuracy at the end of the grinding will be affected. Therefore, it is necessary to keep the work bus shape correct during the machining. All of the above-mentioned conventional methods are intended to correct the work bus shape deteriorated during the machining cycle just before the end of grinding without deteriorating the constant dimension accuracy, and aim at improving the work shape during the grinding. Not something. For example, Japanese Patent Application No. Hei.
In the grinding control method of No. 2, although the grindstone always cuts up at the forward end, deterioration of the workpiece bus shape due to abrupt cutting at the tip of the grindstone during the oscillation operation cannot be completely removed at the end of grinding. In the conventional method,
In addition to the deterioration of the work shape, there is a problem that the local wear of the grindstone progresses due to a partially large grinding resistance when the grindstone retreats, and the grindstone life is shortened.
【0005】本発明は、砥石が後退した時の単位研削幅
当りの法線研削力が過大となることを防ぎ、ワーク形状
の向上および砥石の寿命低下の防止を図ることを目的と
するものである。
An object of the present invention is to prevent the normal grinding force per unit grinding width from becoming excessive when the grindstone retreats, to improve the work shape and to prevent the life of the grindstone from being shortened. is there.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明による内面研削盤
の砥石オシレーション方法は、砥石のツルーイングをつ
かさどって前後進する砥石テーブルと、前記砥石テーブ
ル上に旋回可能に枢支されかつオシレーション動作する
作動台を備えた砥石スピンドルオシレーションユニット
と、前記作動台上に保持されかつ該作動台に対して旋回
可能な砥石スピンドル装置と、前記砥石テーブルとの相
対移動で前記砥石のツルーイングを行うツルアと、前記
砥石テーブルの前後進動作と連動して円筒状ワークに出
入するインプロセスゲージとを備え、前記円筒状ワーク
の内面をオシレーション研削する内面研削盤の砥石オシ
レーション方法において、砥石ツルーイング時には、前
記砥石テーブルを駆動させて、前記ツルアに対して前記
砥石テーブルが前後進方向に移動して前記砥石をツルー
イングし、オシレーション研削動作時には、砥石母線を
前記砥石テーブルの前後進方向と平行にして前記作動台
を前記砥石テーブルの前後進方向に対して傾斜角θで傾
斜した方向にオシレーションさせ、前記傾斜角θを、前
記作動台を傾斜させない場合と比べて、砥石オシレーシ
ョンにおける砥石後退時の前記砥石と前記ワークとの接
触面の法線研削力が砥石前進時よりも更に減少する方向
に設定したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A method of oscillating a grinding wheel of an internal grinding machine according to the present invention comprises: a grinding wheel table which moves forward and backward by controlling the truing of a grinding wheel; and an oscillation operation pivotally supported on the grinding wheel table. and the grindstone spindle oscillation unit with a working table for the grinding wheel spindle device pivotable relative held and the working platform on the operating table, the phase of the said grindstone table
A truer that performs truing of the whetstone by pair movement, and
Interlock with the forward / backward movement of the grindstone table to produce a cylindrical work
And an in-process gauge for receiving the cylindrical workpiece.
Wheel of the internal grinding machine that oscillates the inner surface of the wheel
When the grinding method is true, the front
Drive the whetstone table and move the
The grindstone table moves in the forward / rearward direction to pull the grindstone
During the oscillation grinding operation.
The operating table is set in parallel with the forward / backward moving direction of the whetstone table.
At an inclination angle θ with respect to the forward and backward traveling direction of the grinding wheel table.
Oscillation is performed in the inclined direction, and the inclination angle θ is
Compared to the case where the operating table is not tilted,
Contact between the grinding wheel and the workpiece when the grinding wheel is retracted
Direction in which the normal grinding force of the contact surface decreases further than when the grinding wheel advances
It is set to.
【0007】また上述の砥石オシレーション方法を実施
するための本発明による内面研削盤は、砥石のツルーイ
ングをつかさどって前後進する砥石テーブルと、前記砥
石テーブル上に旋回可能に枢支されかつオシレーション
動作する作動台を備えた砥石スピンドルオシレーション
ユニットと、前記作動台上に保持されかつ該作動台に対
して旋回可能な砥石スピンドル装置と、前記砥石スピン
ドルオシレーションユニットを前記砥石テーブルに対し
て固定するオシレーションユニット用クランプ装置と、
前記砥石スピンドル装置を前記作動台に対して固定する
砥石スピンドル装置用クランプ装置とを有している。
Further, an internal grinding machine according to the present invention for carrying out the above-mentioned grinding wheel oscillation method comprises a grinding wheel table which moves forward and backward by controlling the truing of the grinding wheel, an oscillation pivotally supported on the grinding wheel table and an oscillation. A grinding wheel spindle oscillation unit having an operating table that operates, a grinding wheel spindle device held on the operating table and rotatable with respect to the operating table, and the grinding wheel spindle oscillation unit fixed to the grinding wheel table. An oscillation unit clamping device,
A clamping device for a grinding wheel spindle device for fixing the grinding wheel spindle device to the operating table.
【0008】[0008]
【作用】本発明によれば、オシレーション後退時に砥石
をワークから離れる方向に砥石をツルーイングする砥石
テーブルの移動方向に対し角度を有して後退させるの
で、砥石後退時の砥石スピンドルのたわみ量が減少し、
単位研削幅当りの法線研削力が小さくなる。このオシレ
ーション角度を適切に選定することにより砥石最後退時
の単位研削幅当りの法線研削力を従来より小さくでき
る。具体的にはツルーイングをつかさどる砥石テーブル
上に、独立したオシレーション方向の砥石駆動を行うオ
シレーションユニットを設け、このオシレーションユニ
ットを砥石テーブルに対して旋回させて角度設定し、ク
ランプする。オシレーションユニットをテーブルに対し
て旋回させても、該ユニット上の作動台に対して前記砥
石スピンドル装置を逆方向に同じ角度旋回させることに
より、砥石の母線は砥石テーブルの移動方向と一致させ
得る。なお砥石のツルーイングは砥石テーブルとツルア
との相対移動で行われる。
According to the present invention, when the oscillation wheel is retracted, the grindstone is retracted at an angle to the moving direction of the grindstone table for truing the grindstone in a direction away from the workpiece. Decreased,
Normal grinding force per unit grinding width is reduced. By properly selecting the oscillation angle, it is possible to reduce the normal grinding force per unit grinding width when the grinding wheel is retracted at the last time. Specifically, an oscillation unit is provided on the grindstone table for controlling truing, and drives the grindstone in an independent oscillation direction, and the oscillation unit is turned with respect to the grindstone table to set an angle and clamp. Even when the oscillation unit is turned with respect to the table, the bus bar of the grindstone can be made to coincide with the moving direction of the grindstone table by turning the grindstone spindle device at the same angle in the opposite direction with respect to the working table on the unit. . The truing of the grindstone is performed by relative movement between the grindstone table and the truer.
【0009】[0009]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明による砥石オシレーション方
法を説明するためのワーク2と砥石1の位置関係を拡大
して示したものである。同図(a)は無負荷状態での砥
石1のオシレーション方向を示し、同図(b)は加工時
負荷状態での砥石最後退時の縦断面を示したものであ
る。本発明においては前述したように砥石スピンドル装
置のオシレーション方向を砥石後退時に砥石スピンドル
4のたわみが開放されて小さくなる方向(砥石軸線に対
し角度θの方向)にとる。砥石後退時の砥石スピンドル
のたわみ量δbは、法線研削力を受けて傾きをもったワ
ーク加工面2aと新しく設定した砥石スピンドル装置の
オシレーション方向との角度差から生じるたわみの開放
量によって決まる。ここで砥石後退時の単位研削幅当り
の法線研削力はオシレーション角度θの大きさにより調
整可能である。この角度θは、後述する数式モデルによ
り砥石最前進時の法線研削力を変数とする関数で表わす
ことが可能となる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged view showing a positional relationship between a work 2 and a grindstone 1 for explaining a grindstone oscillation method according to the present invention. FIG. 3A shows the oscillation direction of the grindstone 1 in a no-load state, and FIG. 3B shows a vertical cross-section of the grindstone 1 when the grindstone retreats under a load during machining. In the present invention, as described above, the oscillation direction of the grindstone spindle device is set to a direction in which the deflection of the grindstone spindle 4 is released when the grindstone retreats and becomes smaller (direction of the angle θ with respect to the grindstone axis). The amount of deflection δ b of the grinding wheel spindle at the time of grinding wheel retreat is determined by the amount of deflection of the bending caused by the angle difference between the workpiece processing surface 2a inclined by receiving the normal grinding force and the newly set oscillation direction of the grinding wheel spindle device. Decided. Here, the normal grinding force per unit grinding width when the grindstone is retracted can be adjusted by the magnitude of the oscillation angle θ. The angle θ can be represented by a function using the normal grinding force at the time of the most forward movement of the grinding wheel as a variable by a mathematical model described later.
【0010】本発明によるオシレーション角度θを解析
するに際し、以下の仮定を行う。 (イ)単純化のためワークは内面に段の付いていない状
態から研削を行う。 (ロ)砥石が前進位置から後退位置まで移動する間にワ
ークが削られる量は、加工時の砥石スピンドルのたわみ
量に比べて非常に小さいものとする。 (ハ)砥石がワークに削り込む直前の瞬間を取り上げ
て、このときの砥石スピンドルのたわみ量より法線研削
力を求め、砥石がいかにワークに削り込んでいくかを解
析する。 (ニ)砥石面および研削面は研削力による弾性変形を生
じない、つまり砥石とワークの接線は常に直線で表わさ
れる。
In analyzing the oscillation angle θ according to the present invention, the following assumptions are made. (B) For simplicity, the work is ground from a state where there is no step on the inner surface. (B) The amount by which the workpiece is shaved while the grindstone moves from the forward position to the retreat position is extremely smaller than the amount of deflection of the grindstone spindle during machining. (C) The moment immediately before the grinding stone is cut into the work is taken up, the normal grinding force is obtained from the deflection amount of the grinding wheel spindle at this time, and analysis is performed on how the grinding stone is cut into the work. (D) The grinding wheel surface and the grinding surface do not undergo elastic deformation due to the grinding force, that is, the tangent between the grinding wheel and the work is always represented by a straight line.
【0011】図1に示す記号の説明は以下のとおりであ
る。 A;砥石オシレーションストローク、 A´;砥石オシレーション時の砥石面に平行にとった砥
石移動長さ、 Ff ,Fb ;法線研削力、 L;砥石長さ、 Wf ,Wb ;研削幅、 δf ,δb ;砥石面中央部のたわみ量、 ξf ,ξb ;法線力による砥石面の傾き角、 θ;オシレーション角度(無負荷状態の砥石面と砥石オ
シレーション方向の角度)、 ここで添字f,bは各々砥石前進時(f)および砥石後
退時(b)を示す。また法線方向の機械系たわみ剛性K
m と砥石面の法線研削力に対する砥石面傾斜感度Sc
以下のように定義される。図2において、研削中の砥石
スピンドル4は砥石面中央部に法線方向の力を受けてた
わむ。このとき法線力Fと砥石面中央部に対称な2点
(幅B)での法線力方向の変位量δ1 ,δ2 を測定すれ
ば、 Km =2F/(δ1 +δ2 ) Sc =(δ1 −δ2 )/(F・B)
The explanation of the symbols shown in FIG. 1 is as follows. A: Grinding wheel oscillation stroke, A ': Grinding wheel moving length taken parallel to the grinding wheel surface during grinding wheel oscillation, F f , F b : Normal grinding force, L: Grinding wheel length, W f , W b ; Grinding width, δ f , δ b ; Deflection amount at the center of the grinding wheel surface, ξ f , ξ b : Tilt angle of the grinding wheel surface due to normal force, θ: Oscillation angle (Wheel surface and grinding wheel oscillation direction with no load) Here, the subscripts f and b indicate the forward movement of the grinding wheel (f) and the backward movement of the grinding wheel (b), respectively. Also, the mechanical deflection stiffness K in the normal direction
grinding surface inclination sensitivity S c with respect to the normal grinding force of m and the grindstone surface can be defined as follows. In FIG. 2, the grinding wheel spindle 4 under grinding receives a force in the normal direction at the center of the grinding wheel surface and deflects. At this time, if the displacements δ 1 and δ 2 in the direction of the normal force at two points (width B) symmetrical to the normal force F and the center of the grinding wheel surface are measured, K m = 2F / (δ 1 + δ 2 ) S c = (δ 1 −δ 2 ) / ( FB )
【0012】図1においてまず、砥石オシレーション方
向を無負荷状態の砥石面から角度θの方向にとった場合
の砥石スピンドルたわみ量の変化を求める。図1の幾何
学的寸法関係から、 Asinθ=(δf −δb )−{(A´−L/2)sinξf +(L/2)sinξb }・・・(1) このとき法線研削力により傾く砥石面の角度はそれぞ
れ、 tanξf =Sc ・Ff =Sc ・Km ・δf ・・・(2) tanξb =Sc ・Fb =Sc ・Km ・δb ・・・(3) 次に、従来みられていた砥石後退時の急な削り込みをな
くすため、砥石後退時の単位研削幅当り法線研削力を砥
石前進時のそれと等しくする場合を例にとる。まず砥石
前進時および砥石後退時の単位研削幅当りの法線研削力
f ,Pb は各々、 Pf =Ff /Wf =Km δf /Wf ・・・(4) Pb =Fb b =Km δb /Wb ・・・(5)
In FIG. 1, first, the change in the deflection of the grinding wheel spindle when the grinding wheel oscillation direction is set in the direction of the angle θ from the grinding wheel surface in a no-load state is obtained. From the geometric dimensional relationship of FIG. 1, Asinθ = (δ f -δ b) - {(A'-L / 2) sinξ f + (L / 2) sinξ b} ··· (1) normal at this time each angle of the grindstone surface inclined by grinding force, tanξ f = S c · F f = S c · K m · δ f ··· (2) tanξ b = S c · F b = S c · K m · δ b ... (3) Next, in order to eliminate the sudden sharpening when the grinding wheel is retracted, the normal grinding force per unit grinding width when the grinding wheel is retracted is made equal to that when the grinding wheel is advanced. To take. First, the normal grinding forces P f and P b per unit grinding width when the grinding wheel is moved forward and when the grinding wheel is retracted are respectively: P f = F f / W f = K m δ f / W f (4) P b = F b / W b = K m δ b / W b ··· (5)
【0013】砥石後退時の研削幅Wb は幾何学的寸法か
ら次のようになる。
[0013] The grinding width W b at the time of the grinding wheel retreat consists of geometric dimensions as follows.
【0014】式(1)と式(4),(5)より、砥石前
進時および後退時における単位研削幅当り法線研削力を
等しくする時の砥石オシレーション角度θが求められ
る。即ちPf =Pb より、 δb =δf (1−A´/Wf )・・・(7) 式(2)より、 sinξf =Sc m δf /√(1+Sc 2 m 2 δf 2 )・・・(8) Sc 2 m 2 δf ≪1・・・(9) 式(9)を考慮すれば式(8)は、 sinξf ≒Sc m δf ・・・(10) 同様に、 sinξb ≒Sc m δb ・・・(11) 式(7),(10),(11)を式(1)に代入すれ
ば、 Asinθ=δf A´/Wf −{(A´−L/2)+(L/2)(1−A´/ Wf )δf c m } =(δf A´/Wf ){1−Sc m (Wf −L/2)}・・・(12) ここでA=A´と置けるので、無負荷状態の砥石面即ち
砥石テーブル送り方向と砥石オシレーション方向の角度
差(砥石オシレーション角度θ)はθが小であるため、 tanθ=sinθ/√(1−sin2 θ) ≒sinθ・・・(13) 式(12),(13)より結局オシレーション角度θ
は、 tanθ=(Ff /Wf ){1/Km −Sc (Wf −L/2)}・・(14)
From the equations (1), (4) and (5), the grinding wheel oscillation angle θ for equalizing the normal grinding force per unit grinding width when the grinding wheel is advanced and retracted is obtained. That P f = P b from, δ b = δ f (1 -A'/ W f) ··· (7) from equation (2), sinξ f = S c K m δ f / √ (1 + S c 2 K m 2 δ f 2 ) (8) S c 2 K m 2 δ f ≪ 1 (9) Considering equation (9), equation (8) becomes: sinξ f ≒ S c K m δ f · · · (10) Similarly, sinξ b ≒ S c K m δ b ··· (11) formula (7), (10), by substituting the equation (1) to (11), a sin .theta = [delta] f A'/ W f - {( A'-L / 2) + (L / 2) (1-A'/ W f) δ f S c K m} = (δ f A'/ W f) {1 −S c K m (W f −L / 2)} (12) Since A = A ′ can be set here, the angle difference between the grinding wheel surface in the unloaded state, that is, the grinding wheel table feeding direction and the grinding wheel oscillation direction ( Since the whetstone oscillation angle θ) is small, tan θ = sin θ / √ (1-si 2 θ) ≒ sinθ ··· (13 ) formula (12), eventually oscillation angle theta from (13)
Tan θ = (F f / W f ) {1 / K m −S c (W f −L / 2)} (14)
【0015】式(14)からも分るように砥石オシレー
ション時の単位研削幅当りの法線研削力を等しくした場
合の砥石オシレーション方向は、砥石前進端での法線研
削力Ff を変数にもつ関数で表わされ、この法線研削力
を検出することによって得られたオシレーション角度θ
でオシレーション研削を行う。スキップ研削中にこの法
線研削力が大きく変化した場合とか砥石交換時などには
これにあわせてオシレーション角度θを変更する。
The grinding wheel oscillation direction for the case of equal normal grinding force per unit grinding width during grinding oscillation as can be seen from the equation (14), the normal grinding force F f in the grindstone forward end Oscillation angle θ expressed by a function with variables and obtained by detecting this normal grinding force
Oscillation grinding is performed. When the normal grinding force changes greatly during skip grinding or when replacing a grinding wheel, the oscillation angle θ is changed accordingly.
【0016】次に、上述の砥石オシレーション方法を実
施する場合のワーク内面研削盤について図3,図4を参
照して説明する。研削盤のベッド上に砥石テーブル7お
よび該テーブル7の移動方向に対向してワーク2を保持
したワーク主軸台(図示省略)が搭載され、さらに主軸
台近傍にインプロセスゲージ3をもつインプロセス測定
装置9が設けられている。砥石テーブル7上には砥石オ
シレーションユニット6が垂直な枢軸15を介して該テ
ーブル7に対して旋回可能に載せられ、また砥石オシレ
ーションユニット6上には、該オシレーションユニット
のガイド部6aに案内されて往復運動する作動台16が
載せられている。この作動台16上には、該作動台に対
して旋回可能な砥石スピンドル装置5が搭載されてい
る。図示の例では砥石スピンドル装置5は、砥石テーブ
ル7に対するオシレーションユニット6の旋回とは独立
して作動台16に立設した枢軸14(図3)のまわりに
旋回可能となっているが、勿論本発明はこのような枢軸
構造に限定されるものでなく、例えば作動台16上面お
よび砥石スピンドル装置5の下面にオシレーションユニ
ット6の枢軸15を中心とした適当な半径の円弧状凹凸
係合部を形成し、この円弧状係合部に沿って砥石スピン
ドル装置5を作動台16に対して旋回するようにしても
よい。砥石スピンドル装置5と作動台16との間には4
個の法線方向力を検出する圧電形フォースゲージ17が
介在され、各フォースゲージ17の和により研削動作時
の砥石1にかかる法線研削力が検出される。
Next, a description will be given of a work inner surface grinder when the above-described grinding wheel oscillation method is carried out with reference to FIGS. In-process measurement in which a grindstone table 7 and a work headstock (not shown) holding the work 2 facing the moving direction of the table 7 are mounted on a bed of the grinding machine, and further having an in-process gauge 3 near the headstock. A device 9 is provided. On the grindstone table 7, a grindstone oscillation unit 6 is mounted so as to be pivotable with respect to the table 7 via a vertical pivot 15. Further, on the grindstone oscillation unit 6, a guide portion 6a of the oscillation unit is provided. An operating table 16 that is guided and reciprocates is mounted. On the operation table 16, a grindstone spindle device 5 that can turn with respect to the operation table is mounted. In the illustrated example, the grinding wheel spindle device 5 is capable of rotating around a pivot 14 (FIG. 3) erected on an operation table 16 independently of the rotation of the oscillation unit 6 with respect to the grinding wheel table 7. The present invention is not limited to such a pivot structure. For example, an arc-shaped concave / convex engaging portion having an appropriate radius around the pivot 15 of the oscillation unit 6 is provided on the upper surface of the operation table 16 and the lower surface of the grinding wheel spindle device 5. May be formed, and the grindstone spindle device 5 may be turned with respect to the operation table 16 along the arcuate engagement portion. The distance between the grinding wheel spindle device 5 and the operation table 16 is 4
A piezoelectric force gauge 17 for detecting the normal force in the normal direction is interposed, and the normal grinding force applied to the grindstone 1 during the grinding operation is detected by the sum of the force gauges 17.
【0017】砥石オシレーションユニット6の後端部の
上面には枢軸15を円弧中心とする円弧溝18が形成さ
れ、この円弧溝18を通して該オシレーションユニット
上面から砥石テーブル7へオシレーションユニット固定
用のクランプボルト19が螺挿されている。砥石テーブ
ル7上には油圧シリンダ装置(図示省略)が載置され、
該油圧シリンダ装置のピストンロッド20とクランプボ
ルト19の頭部が噛合しており、ピストンロッド20の
前進,後退によってクランプボルト19が回転し、その
ボルト頭部で砥石オシレーションユニット6を砥石テー
ブル7に締め付けて自動クランプし、あるいはクランプ
解除するようになっている。図には示されていないが、
砥石スピンドル装置5も適当なクランプ装置によって砥
石スピンドル装置5の旋回後作動台16にクランプでき
るようになっている。
On the upper surface of the rear end portion of the grinding wheel oscillation unit 6, an arc groove 18 having an axis centered on the pivot 15 is formed. Through this arc groove 18, the oscillation unit is fixed to the grinding wheel table 7 from the upper surface of the oscillation unit. The clamp bolt 19 is screwed. A hydraulic cylinder device (not shown) is mounted on the grindstone table 7,
The piston rod 20 and the head of the clamp bolt 19 of the hydraulic cylinder device are engaged with each other, and the clamp bolt 19 is rotated by the forward and backward movement of the piston rod 20, and the grinding wheel oscillation unit 6 is moved by the bolt head to the grindstone table 7. To automatically clamp or release the clamp. Although not shown in the figure,
The grindstone spindle device 5 can also be clamped to the operating table 16 after the turning of the grindstone spindle device 5 by a suitable clamping device.
【0018】砥石オシレーションユニット6はオシレー
ション駆動モータ,リニアガイドおよび偏心カムを有し
ており、前記オシレーションモータの駆動で前記偏心カ
ムおよび前記リニアガイドを介し、上部の作動台16に
ガイド部6aに沿った正弦波状の往復運動(オシレーシ
ョン動作)を与えるようになっている。砥石オシレーシ
ョンユニット6の旋回角度は砥石テーブル7の移動方向
に対してθの角度でとり、この角度がオシレーション角
度とされる。当初のオシレーション角度θを設定する場
合はまず、オシレーション角度θが0の状態で研削を行
い、そのときの砥石前進時の法線研削力 f フォース
ゲージ17から検出し、演算回路21でこのオシレーシ
ョン角度0のときの法線研削力F f を用いて前述の式
(14)にしたがって算出し、砥石オシレーションユニ
ット6のクランプ装置を解放し、演算回路21からの出
力信号でモータ駆動装置22を介して直動モータ13に
より砥石オシレーションユニット6を枢軸15を中心に
角度θだけ旋回させる。次に前述したオシレーションユ
ニット用クランプ装置によって砥石オシレーションユニ
ット6を砥石テーブル7に固定し、同時に砥石スピンド
ル装置5を作動台16に対して同じ角度θだけ逆方向に
旋回させてクランプする。これによって砥石母線Tは砥
石テーブル7の移動方向と平行に保持される。この後、
砥石テーブル7を前進させて砥石スピンドル装置5のス
ピンドル先端の砥石1をワーク2に挿入し、ベッド上の
切込送りモータ(図示省略)により切込みを与えてワー
ク2のオシレーション研削に入る。そのときの砥石オシ
レーションは無負荷時の砥石母線Tに対し角度θだけ傾
斜した方向となる。
The grinding wheel oscillation unit 6 has an oscillation drive motor, a linear guide and an eccentric cam, and is driven by the oscillation motor via the eccentric cam and the linear guide to a guide section 16 on an upper part. A sinusoidal reciprocating motion (oscillation operation) along 6a is given. The turning angle of the grinding wheel oscillation unit 6 is set at an angle θ with respect to the moving direction of the grinding wheel table 7, and this angle is set as the oscillation angle. When setting the initial oscillation angle θ is first subjected to grinding in a state of oscillation angle θ is 0, detects the normal grinding force F f of the time the grinding wheel forward at that time from the force gauge 17, the arithmetic circuit 21 This Oscillation
Using the normal grinding force F f at the time when the application angle is 0, it is calculated according to the above equation (14), the clamp device of the grinding wheel oscillation unit 6 is released, and the motor drive device is output by the output signal from the arithmetic circuit 21. The grinding wheel oscillation unit 6 is turned around the pivot 15 by the angle θ by the linear motor 13 via 22. Next, the grindstone oscillation unit 6 is fixed to the grindstone table 7 by the above-described oscillation unit clamp device, and at the same time, the grindstone spindle device 5 is rotated by the same angle θ with respect to the operation table 16 in the opposite direction to be clamped. Thus, the grindstone bus bar T is held parallel to the moving direction of the grindstone table 7. After this,
The grindstone table 7 is advanced to insert the grindstone 1 at the tip of the spindle of the grindstone spindle device 5 into the work 2, and a cut is provided by a cut feed motor (not shown) on the bed to start the oscillation grinding of the work 2. The grinding wheel oscillation at that time is in a direction inclined by an angle θ with respect to the grinding wheel busbar T at no load.
【0019】砥石1のツルーイングは、砥石テーブル7
の移動方向と平行に設置したツルア8により砥石テーブ
ル7の前後進動作で行われる。
The truing of the grindstone 1 is performed by using a grindstone table 7
Is performed by the forward and backward movement of the grindstone table 7 by the truer 8 installed in parallel to the moving direction of the wheel.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、砥
石オシレーション動作の砥石後退時に砥石がワークから
離れる方向にオシレーションするようにしたので、この
オシレーション角度を適切に設定することにより、砥石
後退時の単位研削幅当りの法線研削力を従来より小さく
することができ、従来インプロセス測定内面研削におい
てワーク研削面に段差を生じる原因となっていた砥石後
退位置での急な削り込みが防止される。図9は従来のオ
シレーション方法による研削でのワーク内径母線形状
(同図(a))と本発明の方法によるワーク母線形状
(同図(b))とを比較した図であり、図9(a)のよ
うに従来は研削面に0.3μm前後の段差が生じていた
が、本発明により図9(b)の如くほとんど段差の検出
されない研削面が得られた。なおこの場合にも定寸法精
度およびサイクルタイムは悪化しなかった。また従来方
法では、ころがり軸受内輪のCBN砥石による研削で5
0個程度のワークを加工すると、砥石面前側半分が偏っ
て粗れたが、本発明の方法を用いた場合は500個程度
のワークを連続加工できるようになり、生産性の著しい
向上がもたらされる。
As described above, according to the present invention, the grindstone is oscillated in the direction away from the work when the grindstone is retracted in the grindstone oscillation operation, so that the oscillation angle can be set appropriately. , The normal grinding force per unit grinding width when the grinding wheel is retracted can be made smaller than before, and the sharp grinding at the grinding wheel retreat position, which previously caused a step on the workpiece grinding surface in the in-process measurement inner surface grinding Is prevented. FIG. 9 is a diagram comparing the workpiece inner diameter bus shape (FIG. 9A) in grinding by the conventional oscillation method with the workpiece bus shape (FIG. 9B) according to the method of the present invention. Conventionally, a level difference of about 0.3 μm was generated on the ground surface as shown in FIG. 9A, but a ground surface with almost no level difference detected as shown in FIG. 9B was obtained by the present invention. In this case, the constant dimensional accuracy and the cycle time did not deteriorate. In the conventional method, the inner diameter of the rolling bearing is reduced by grinding with a CBN grinding wheel.
When about 0 workpieces were machined, the front half of the grindstone surface was unevenly roughened. However, when the method of the present invention was used, about 500 workpieces could be continuously machined, resulting in a remarkable improvement in productivity. It is.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明による砥石オシレーション方法を説明す
るためのワークと砥石の位置関係を拡大して示した図で
ある。
FIG. 1 is an enlarged view showing a positional relationship between a work and a grindstone for explaining a grindstone oscillation method according to the present invention.
【図2】研削中の砥石スピンドルのたわみ状態を示した
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state of deflection of a grinding wheel spindle during grinding.
【図3】本発明の実施例による内面研削盤の部分的な平
面図である。
FIG. 3 is a partial plan view of an internal grinding machine according to an embodiment of the present invention.
【図4】図3の実施例の概略的な側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of the embodiment of FIG.
【図5】間欠インプロセス定寸測定研削における砥石オ
シレーション前進端の状態を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a state of a grinding wheel oscillation advance end in intermittent in-process sizing measurement grinding.
【図6】間欠インプロセス定寸測定研削における砥石オ
シレーション後退端の状態を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of a retreat end of a grinding wheel oscillation in intermittent in-process sizing measurement grinding.
【図7】砥石スピンドルがたわんだときの砥石オシレー
ション前進端の状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state of a grinding wheel oscillation advance end when the grinding wheel spindle is bent.
【図8】砥石スピンドルがたわんだときの砥石オシレー
ション後退端の状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state of a retreat end of a grinding wheel oscillation when a grinding wheel spindle is bent.
【図9】従来の方法と本発明の方法を比較したワーク内
径母線形状精度を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the workpiece inner diameter bus shape accuracy comparing the conventional method and the method of the present invention.
【符号の説明】 1 砥石 2 ワーク 5 砥石スピンドル装置 6 砥石オシレーションユニット 7 砥石テーブル 8 ツルア 13 直動モータ 14,15 枢軸 16 作動台 17 圧電形フォースゲージ 21 演算回路 22 モータ駆動装置[Description of Signs] 1 Grindstone 2 Work 5 Grindstone spindle device 6 Grindstone oscillation unit 7 Grindstone table 8 Truer 13 Linear motor 14, 15 Axis 16 Working table 17 Piezoelectric force gauge 21 Arithmetic circuit 22 Motor drive device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 5/06 B24B 47/20 B24B 49/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B24B 5/06 B24B 47/20 B24B 49/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】砥石のツルーイングをつかさどって前後進
    する砥石テーブルと、前記砥石テーブル上に旋回可能に
    枢支されかつオシレーション動作する作動台を備えた砥
    石スピンドルオシレーションユニットと、前記作動台上
    に保持されかつ該作動台に対して旋回可能な砥石スピン
    ドル装置と、前記砥石テーブルとの相対移動で前記砥石
    のツルーイングを行うツルアと、前記砥石テーブルの前
    後進動作と連動して円筒状ワークに出入するインプロセ
    スゲージとを備え、前記円筒状ワークの内面をオシレー
    ション研削する内面研削盤の砥石オシレーション方法に
    おいて、砥石ツルーイング時には、前記砥石テーブルを駆動させ
    て、前記ツルアに対して前記砥石テーブルが前後進方向
    に移動して前記砥石をツルーイングし、 オシレーション研削動作時には、砥石母線を前記砥石テ
    ーブルの前後進方向と平行にして前記作動台を前記砥石
    テーブルの前後進方向に対して傾斜角θで傾斜した方向
    にオシレーションさせ、 前記傾斜角θを、前記作動台を傾斜させない場合と比べ
    て、砥石オシレーションにおける砥石後退時の前記砥石
    と前記ワークとの接触面の法線研削力F b が砥石前進時
    の法線研削力F f よりも更に減少する方向に設定する
    とを特徴とする内面研削における砥石オシレーション方
    法。
    1. A whetstone spindle oscillation unit comprising: a whetstone table that moves forward and backward by controlling the truing of a whetstone; a whetstone spindle oscillation unit that is pivotally supported on the whetstone table and that performs an oscillating operation; A grindstone spindle device which is held at a position and is rotatable with respect to the operation table, and the grindstone is moved relative to the grindstone table.
    The truing of the truing and the front of the whetstone table
    An impossible process that moves in and out of a cylindrical workpiece in conjunction with the reverse movement
    And an inner surface of the cylindrical work.
    In the grinding wheel oscillation method of the internal grinding machine for grinding, the grinding wheel table is driven during grinding wheel truing.
    The whetstone table moves forward and backward with respect to the truer
    To perform truing of the grindstone, and during oscillation grinding operation , move the grindstone bus bar to the grindstone
    Parallel to the forward and backward direction of the cable
    The direction inclined at an inclination angle θ with respect to the table's forward / reverse direction
    And tilt the inclination angle θ as compared with the case where the operating table is not tilted.
    The grinding wheel when the grinding wheel is retracted in the grinding wheel oscillation
    When the grinding wheel advancing normal grinding force F b of the contact surface between said workpiece
    Grindstone oscillation method in internal grinding, characterized in that the setting in the direction to further decrease than normal grinding force F f of the.
  2. 【請求項2】前記傾斜した方向に前記作動台をオシレー
    ションさせる際の前記傾斜角θを、傾斜させずに前記作
    動台を前記砥石テーブルの前後進方向に一致させてオシ
    レーションさせた時の砥石前進端での法線研削力 f
    基いて定め、この傾斜角θで前記作動台をオシレーショ
    ンさせることを特徴とする請求項1に記載の砥石オシレ
    ーション方法。
    2. The tilt angle θ when the operating table is oscillated in the tilt direction is adjusted without tilting the tilt angle θ.
    Move the platform in the forward and backward direction of the grinding wheel table
    2. The grinding wheel oscillation method according to claim 1 , wherein the operating table is oscillated at the inclination angle θ, which is determined based on a normal grinding force F f at the forward end of the grinding wheel when the grinding wheel is driven. 3.
  3. 【請求項3】前記傾斜した方向に前記作動台をオシレー
    ションさせる際の前記傾斜角θを、砥石前進端および砥
    石後退端の単位研削幅当りの法線研削力が等しくなるよ
    うに設定することを特徴とする請求項1または2に記載
    の砥石オシレーション方法。
    3. The operating table is oscillated in the inclined direction.
    The inclination angle θ at the time of
    The normal grinding force per unit grinding width at the stone retreat end becomes equal
    The grinding wheel oscillation method according to claim 1 or 2 , wherein the grinding wheel is set to the following .
  4. 【請求項4】前記傾斜角θは、 Tanθ=(F f /W f ){(1/K m )−S c (W f −L/2)} ただし、 f ;砥石前進時の法線研削力(Kgf)、 f ;砥石前進時のワークを研削するときの研削幅(m
    m)、 m ;砥石スピンドルの機械系たわみ剛性(Kgf/m
    m)、 c ;砥石面の法線研削力に対する砥石面傾斜感度(K
    gf -1 )、 L;砥石長さ(mm)、 で与えられるθである ことを特徴とする請求項1〜3に
    記載の砥石オシレーション方法。
    4. The inclination angle θ is as follows: Tan θ = (F f / W f ) {(1 / K m ) −S c (W f −L / 2) where F f ; Grinding force (Kgf), W f ; Grinding width (m
    m), K m ; mechanical deflection rigidity of the grinding wheel spindle (Kgf / m
    m), S c ; Sensitivity of grinding wheel surface inclination to normal grinding force of grinding wheel surface (K
    The grinding wheel oscillation method according to any one of claims 1 to 3, wherein θ is given by gf- 1 ), L: grinding wheel length (mm) .
  5. 【請求項5】前記作動台を前記砥石テーブルに対して前
    記傾斜角θだけ傾斜(該砥石テーブルの移動方向に対し
    て角度θ傾斜)させるとともに、前記砥石スピンドル装
    置を前記作動台に対して該作動台の傾斜方向と逆方向に
    前記傾斜角θだけ傾斜させ、これによって砥石母線を前
    記砥石テーブルの移動方向と平行にして前記作動台をオ
    シレーションさせることを特徴とする請求項1〜4に記
    載の砥石オシレーション方法。
    5. The front of the working table with respect to the grinding wheel table.
    Inclined by the inclination angle θ (with respect to the direction of movement of the whetstone table)
    Angle θ) and the grinding wheel spindle device
    Position with respect to the operating table in the direction opposite to the tilt direction of the operating table.
    The wheel is tilted by the tilt angle θ so that the grinding wheel bus is
    Set the worktable in parallel with the direction of movement of the grindstone table.
    Grindstone oscillation method according to claim 1, wherein the to hydrosilation.
  6. 【請求項6】砥石のツルーイングをつかさどって前後進
    する砥石テーブルと、前記砥石テーブル上に旋回可能に
    枢支されかつオシレーション動作する作動台を備えた砥
    石スピンドルオシレーションユニットと、前記作動台上
    に保持されかつ該作動台に対して旋回可能な砥石スピン
    ドル装置と、前記砥石スピンドルオシレーションユニッ
    トを前記砥石テーブルに対して固定するオシレーション
    ユニット用クランプ装置と、前記砥石スピンドル装置を
    前記作動台に対して固定する砥石スピンドル装置用クラ
    ンプ装置とを有することを特徴とする内面研削盤。
    6. A whetstone spindle oscillation unit having a whetstone table which moves forward and backward by controlling the truing of a whetstone, an operation table pivotally supported on the whetstone table and performs an oscillating operation, and A grinding wheel spindle device that is held at and can rotate with respect to the working table, an oscillation unit clamping device that fixes the grinding wheel spindle oscillation unit to the grinding wheel table, and the grinding wheel spindle device is mounted on the working table. An internal grinding machine comprising: a clamping device for a grinding wheel spindle device fixed to the grinding wheel.
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