JP3888850B2 - Grinding method - Google Patents

Description

【０００８】
従って、あらさ高さが最も高い部分での切断部分長さは０に等しいため相対負荷長さｔｐは０％に近似し、あらさ高さが最も低い部分では、切断部分の長さが全長Ｌとほぼ等しくなるため、相対負荷長さｔｐは１００％に近似した値を示す。
【０００９】
このアボットの負荷曲線を用いた評価手法として、ドイツ工業標準規格（ＤＩＮ（Deutsche Industrie Normenausschuss））が知られている。
このＤＩＮ規格による各パラメータＲｐｋ，Ｒｋ，Ｒｖｋ，Ｍｒ１，Ｍｒ２について以下に簡単に説明します。（詳細は「トライボロジスト」第３７巻第１号（１９９２年）第４２頁〜第４５頁を参照）
【００１０】
アボットの負荷曲線上の２点の高さの差（傾き）が最小となる直線（最小傾斜直線）と０％と１００％の限界線との交点ａ，ｂを求め、この交点ａ，ｂからの水平線とアボットの負荷曲線との交点ｃ，ｄを求める。そして、辺ａｃと０％限界線と負荷曲線とにより囲まれる部分の面積と等しい直角三角形（斜線部分）を求めた際の０％限界線上の高さをＲｐｋとし、同様に谷側でＲｖｋ求め、ｃ，ｄ間の高さがＲｋとなる。
【００１１】
これらのパラメータのうち、Ｒｐｋは初期段階で摩耗してしまう部分（初期摩耗分高さ）、Ｒｋは長期間摩耗に耐えうる部分（長期間の耐摩耗部高さ）、Ｒｖｋは実質的に殆ど摩耗しない谷部分（油溜まり部）である。
【００１２】
上記した摺動部品などの潤滑性を要する工作物では、組み付け精度向上のため、初期摩耗分高さＲｐｋは極力小さくし、且つ、潤滑性能を得るため、油溜まり部Ｒｖｋは所定の割合以上（摺動部品の使用目的により要求値が異なる）とすることが要求されている。例えば、ある摺動部品においては、表面あらさ形状が図４（ｃ）の形となることが要求される場合がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
研削盤とラップ盤を用いた従来の加工方法においては、砥石車の表面あらさがそのまま工作物の表面あらさに転写されて、図４（ａ）のように表面あらさ形状に凹凸が形成される。そして、ラップ盤によるラップ工程を行うことにより、図４（ｃ）に示すように初期摩耗分高さＲｐｋが除去されるため、油溜まり部Ｒｖｋを残した理想的な表面あらさ形状を得ることができる。
【００１４】
しかしながら、研削盤のみによりラップ盤と同程度の表面あらさを得る上記手段（１）〜（３）では、砥粒の突き出し量が小さく、且つ揃ってしまうため、図４、（ｂ）に示すように工作物表面の全体的な表面あらさは向上されて初期摩耗分高さＲｐｋを小さくすることはできるが、十分な深さの油溜まり部Ｒｖｋを形成することができないという問題がある。
【００１５】
上記手段（４）では、最も突出した砥粒先端部により、工作物表面の高さが一様に揃ってしまうため、上記手段と同様に油溜まり部Ｒｖｋが形成されないという問題が生じる。
【００１６】
また、砥粒を細粒化、高密度化すれば、その分研削抵抗が増大することとなり、研削焼けや目詰まり等を起こし易くなってしまう。従って、砥石車の送り速度を遅くしたり、ツルーイングインターバルを短くしなければならず、サイクルタイムが長くなってしまう。
【００１７】
これらのことから、潤滑性を要求される摺動部品等の加工においては、研削盤による研削加工のみでは実現することが出来なかった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１に記載の研削方法は、目標寸法までプランジ研削した後に、砥石と工作物との切り込み方向の相対位置を維持した状態のまま砥石を工作物の加工面に対して平行に相対移動、即ち、実質的な砥石の切り込み送り量は零の状態でトラバース研削若しくはオシレーション研削をすることにより工作物の面精度を向上させる。その後、前記砥石を前記維持した相対位置から所望の範囲の油溜まり溝深さ分だけ前記工作物に対して相対的に極めて微小に前進移動させることにより工作物の表面に潤滑用の油溜まり溝を切り込み形成する研削加工方法である。
【００１９】
請求項２に記載の研削加工方法は、砥石を工作物の加工面に対して平行に相対移動させる際に、少なくとも工作物の加工面から外れる位置にまで砥石を往復移動させることにより、砥石の表面あらさにおける最頂部Ｔ（図４（ｂ）を参照）により工作物表面全体が加工されるため、より工作物表面の面精度を向上することができ、その後の油溜まり溝形成により、初期摩耗分高さＲｐｋが除去された理想的な表面あらさ形状を得ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の研削加工方法は、最初にトラバース研削若しくはオシレーション研削により前記目標寸法にまで研削加工した後、砥石を所望の範囲の油溜まり溝深さ分だけ工作物に対して相対的に極めて微小に前進移動させることにより前記工作物の表面に潤滑用の油溜まり溝を切り込み形成する加工方法である。
【００２１】
請求項４に記載の研削加工方法は、前記砥石の幅を前記工作物に油溜まり溝を形成すべき箇所の幅以上とすることにより、油溜まり溝が必要な箇所に１度に精度良く油溜まり溝を形成することができる。
【００２２】
請求項５に記載の研削加工方法は、より高精度に油溜まり溝を形成するため、工作物に対する砥石の位置を測定するリニアスケールを設け、少なくとも前記工作物表面に潤滑用の油溜まり溝を形成するために砥石を所望の範囲の油溜まり溝深さ分だけ前記工作物に対して相対的に前進移動させる際には、このリニアスケールにより測定された砥石の工作物に対する相対的位置を基に前進移動させるようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１において、１０はベッドであり、このベッド１０にテーブル１１が水平方向（Ｙ方向）に移動可能に案内支持されている。テーブル１１上には主軸台１３と心押台１４が対向して設置され、主軸台１３にはワークＷの一端を支持する図略のセンタ及びワークの同一端を把持するチャック１３ｂを支持した主軸１３ａが主軸駆動モータ１３ｃにより回転可能に設けられているとともに、心押台１４にはワークＷの他端をセンタ支持するセンタ１４ａが設けられている。
【００２４】
これら主軸台１３と心押台１４によってワークＷの回転軸線がテーブル１１の水平移動方向Ｙと平行になるようにワークＷが両端支持され、主軸駆動モータ１３ｃの回転によりワークＷが回転駆動されるようになっている。
【００２５】
また、このベッド１０上には、ワークＷの直径寸法を測定し、その測定信号を出力する定寸装置２４が砥石車１６に対向した位置に取り付けられている。この定寸装置２４は一対の接触子２４ａを有し、ベッド１０上に固定されたブラケット２４ｂ上にワークＷの旋回軸線Ｏ（Ｙ軸線方向）に直交したＸ軸線方向に前進後退可能に支持されている。定寸装置２４から出力された測定信号は、アンプ２０に入力され、アンプ２０で増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器２１を介して数値制御措置４０に出力される。
【００２６】
ベッド１０上には、砥石台１５がテーブル１０の移動方向と直交する水平方向（Ｘ方向）にガイド１８の沿って案内支持されている。また、このガイド１８に沿ってその近傍にリニアスケール１９が固定されており、それに対向するように砥石台にはスケール読取りヘッド１９ａが設けられている。これにより、特に後述する砥石台１５の微少前進送り動作時の砥石台位置をより高精度に行うことが出来る。
【００２７】
砥石台１５には砥石車１６がテーブル１１の移動方向と平行な軸線回りに回転可能に軸承されており、この砥石車１６は砥石駆動モータ１７によって図略のプーリ、ベルトを介して回転駆動されるようになっている。
【００２８】
上述したテーブル１１の移動は、ベッド１０に設けられたサーボモータ２２によってなされ、砥石台１５の移動はベッド１０に設けられたサーボモータ２３によってなされるようになっている。ＥＮはそれぞれの位置検出を行うためのエンコーダである。
【００２９】
砥石車１６は、円盤状の砥石コアの外周に砥石層を設けたものであり、この砥石層はＣＢＮ砥粒をビトリファイドボンドで結合したものが用いられている。
【００３０】
次に数値制御装置４０について説明する。数値制御装置４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）４５、メモリ４４、およびインタフェース（Ｉ／Ｆ）４６，４７より構成されている。インタフェース（Ｉ／Ｆ）４６にはＮＣ制御に必要な制御パラメータや、ＮＣプログラムを入力する入出力装置５０と、上述した定寸装置２４のＡ／Ｄ変換器２１とが接続されている。
【００３１】
また、インタフェース（Ｉ／Ｆ）４７にはサーボモータ駆動回路（ＤＵＹ、ＤＵＸ）４１，４２及び主軸駆動回路（ＤＵＣ）４３が接続されている。このサーボモータ駆動回路（ＤＵＹ、ＤＵＸ、ＤＵＣ）４１，４２、主軸駆動回路（ＤＵＣ）４３は中央処理装置４５からの指令を入力してサーボモータ２１，２２及び主軸駆動モータ１３ｃを駆動する回路である。
【００３２】
メモリ４４には、入出力装置５０から入力された制御パラメータとＮＣプログラムがそれぞれ記憶されたパラメータエリアとＮＣプログラムエリアが設けられている。
【００３３】
以上の構成に基づき本実施の形態の作用を図２、３を用いて説明する。
なお、図２は工作物に対する砥石車の相対移動軌跡の説明を分かり易くするため誇張して表現してあり、砥石車１６の移動軌跡を示す矢印は、早送り及び粗研削送りの初期段階以外は工作物に接触して切り込みを与えている。
【００３４】
最初にテーブル１１を移動させて、工作物Ｗの加工すべき箇所を砥石車１６に対向する位置に位置決めする。そして砥石台を早送り速度にて前進させて、砥石車１６の外径端が工作物Ｗの径よりも若干量の離間した位置に位置決めされる（ｓｔｅｐ１００）。この砥石台１５の移動とともに、図略の油圧シリンダを作動させ、定寸装置２４をワークＷ側に前進させる（ｓｔｅｐ１０２）。これにより定寸装置２４の測定子２４ａがワークＷの円筒面に係合し、ワークＷの寸法測定が開始される。
【００３５】
その後、定寸装置２４からの定寸信号（粗研完了目標径ＡＳ１，精研完了目標径ＡＳ２，微研完了目標径ＡＳ３）を判別しながら、粗研削（ｓｔｅｐ１０４、ｓｔｅｐ１０６），精研削（ｓｔｅｐ１０８、ｓｔｅｐ１１０），微研削（ｓｔｅｐ１１２、ｓｔｅｐ１１４）の順番でプランジ研削を行って目標の仕上げ寸法まで加工を行う。仕上げ寸法まで加工が完了した際のワークＷの表面あらさは図４（ａ）の状態となる。
【００３６】
次に、ワークＷと砥石車１６の切り込み方向Ｘの相対位置を維持した状態にて、任意の回数Ｎｎだけテーブル１１を左右に移動、即ちトラバース研削若しくはオシレーション研削を実施する（ｓｔｅｐ１１６、ｓｔｅｐ１１８）。トラバース研削若しくはオシレーション研削後のワークＷの表面あらさは図４（ｂ）に示すように、砥石車１６の表面あらさにおける最先端部ＴによりワークＷ表面が全体的に加工されるため、ワークの表面あらさが向上される。
【００３７】
そして、要求される所定の油溜まり溝深さ分（例えばφ０．０１μｍ）だけ砥石台を微少前進させる（ｓｔｅｐ１２２）ことにより、図４（ｂ）の表面あらさが向上したワークＷの加工面に砥石車１６の表面あらさにおける先端部分により油溜まり溝Ｑが形成される。なお、微少前進させる際には、リニアスケール１９及びスケール読取装置１９ａを用いて、トラバース研削後（ｓｔｅｐ１１６）の砥石位置を正確に読み取り（ｓｔｅｐ１２０）、その読み取り値を基にしてｓｔｅｐ１２２にて砥石台の微少前進を行うことで、送り系の誤差や熱変位に影響されず、より高精度な油溜まり溝の深さ管理を行うことが可能となる。
【００３８】
上記実施の形態においては、円筒研削盤の外周面研削を例示したが、カム形状、内周面加工においても適応することができる。
【００３９】
また、砥石幅よりもワーク幅が広い場合には、最初にトラバース研削（図７（ア））若しくは複数回のプランジ研削を行った後に全体をトラバース研削することにより、所望の目標寸法まで加工を行い、次に所望する油溜まり溝をワーク幅全体に形成するため、砥石台をワーク幅全体に複数回の微少前進を行う。この際、最初の微少前進ではトラバース研削に引き続き砥石台の微少前進を行うため、ボールネジ等の送り系にバックラッシが起こらないので高精度に油溜まり溝を形成することが可能であるが、２回目移行の微少前進では、一端砥石台を後退させなければならないため、送り系のバックラッシにより油溜まり溝の深さを精度良く管理することができない。
【００４０】
そこで、上述のようにリニアスケール１９及びリニアスケール読取装置１９ａを設け、少なくとも油溜まり溝を形成する微少前進加工時にはこのリニアスケールにより砥石台位置を管理することにより、送り系にバックラッシが起きても所望する深さの油溜まり溝を高精度に管理することが可能となる。
【００４１】
また、図７（イ）に示すように、工作物Ｗの幅と同等若しくはそれ以上の幅の砥石車を用いて、始めに所望する目標寸法までトラバース研削を行った後、砥石車と工作物との相対位置を維持したまま（イ）右図に示すように微少前進を行って所望する深さの油溜まり溝を形成するようにしても良い。この際、少なくとも最後のトラバース時には、工作物から砥石車が外れる位置までトラバースを行うと良い。即ち、図４（ｂ）に示すように砥石車の表面あらさにおける最頂部Ｔにて工作物表面全体が加工されるため、より工作物表面の面精度を向上することができるからである。
【００４２】
図７（ウ）は、工作物の加工面と平行なストレート部とこのストレート部に交差するテーパ部を有した砥石車を用いた場合である。
【００４３】
砥石車のテーパ面により粗研削加工を行い、ストレート部により仕上げ加工を行うことができるため、上記（イ）のように複数回のトラバースを必要とせず、１パスでトラバース研削を可能とする砥石車である。この際、砥石車のストレート部を工作物加工面の幅と同等、若しくはそれ以上とすることで、トラバース研削終了後、引き続き砥石台の微少前進により所望する深さの油溜まり溝を形成することができる。
【００４４】
この場合、粗研をテーパ部、仕上げをストレート部で分担して加工を行うため、油溜まり溝加工を行うストレート部の磨耗が少ない、即ち、砥石の表面あらさにおける凹凸の変化が少ないため、高精度に所望する深さの油溜まり溝を形成することができる。
【００４５】
なお、この加工においても、工作物から砥石車が外れる位置にまでトラバースを実施することで、工作物の面精度をより高精度に加工することができる。
【００４６】
また、図８に示すように、左右一対の砥石台１５ａ，１５ｂを有したツインヘッド研削盤を用いて、一方の砥石車１６ａにより所定の寸法までの研削加工を行った後に、他方の砥石車１６ｂにより、トラバース若しくはオシレーションを行って面精度を向上した後に、この他方の砥石車１６ｂの表面あらさの範囲内で微少前進を行って油溜まり溝を形成するようにしても良い。
【００４７】
この際、左右一対の砥石台１５ａ，１５ｂの位置精度に誤差が生じると、高精度な油溜まり溝を形成することができないため、上述のようにリニアスケールを設けたり、例えば一方の砥石車１６ａでは粗研、精研までの研削加工を行い、他方の砥石車１６ｂにより仕上げ研削とトラバース若しくはオシレーション研削と油溜まり溝加工のための微少量前進を行うようにしても良い。
【００４８】
【発明の効果】
この発明の研削加工方法によれば、ラップ工程無しで１台の研削盤により、加工後の工作物にラップ加工後と同程度の潤滑性を考慮した表面あらさ形状を短時間に且つ容易に形成することができる。従って、設備費用の減少が図れるだけでなく、ラップ盤への工作物移動による芯ずれが無くなり、真円度、加工精度の向上、さらには加工時間の短縮が図れる。
【００４９】
また、リニアスケールを設け、少なくとも油溜まり溝形成のために砥石を工作物に対して微少前進させる際にはこのリニアスケールにより測定された砥石位置を基に微少前進させることにより、高精度な油溜まり溝を形成することができる。
【００５０】
さらに、砥石幅を工作物に油溜まり溝を形成すべき箇所と同程度若しくはそれ以上とすることで、油溜まり溝形成を一度の微少前進送りで形成できる、即ち砥石台を後退させる必要がないため、バックラッシ等を起こすことが無く高精度に油溜まり溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削方法を実施する研削盤における平面図である。
【図２】本発明の研削方法を説明する模式図である。
【図３】本発明の研削方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の研削方法における各工程での砥石車および工作物の表面あらさを模式的に表した図である。
【図５】潤滑性評価に用いられるあらさ曲線とアボット負荷曲線である。
【図６】工作物の表面あらさ形状を模式的に表した図である。
【図７】他の実施の形態を説明する図である。
【図８】他の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
１０・・・ベッド、１１・・・テーブル、１３・・・主軸台、１３ａ・・・主軸、１３ｂ・・・チャック、１３ｃ・・・主軸駆動モータ、１４・・・心押台、１４ａ・・・センタ、１５・・・砥石台、１６・・・砥石車、１７・・・砥石駆動モータ、２０・・・アンプ、２２、２３・・・サーボモータ、２４・・・定寸装置、２４ａ・・・接触子、２４ｂ・・・ブラケット、４０・・・数値制御装置、５０・・・入出力装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grinding machine that grinds the outer periphery or inner peripheral surface of a rotating workpiece such as a cylinder or a cam, and more particularly to a workpiece grinding method that requires a surface roughness comparable to that of a lapping machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a means for improving the surface roughness of a workpiece after machining, a lapping process using a lapping machine is performed after a finish grinding process using a grinding machine to finish to a predetermined surface roughness. Therefore, at least two processing machines, a grinding machine and a lapping machine, are required, which not only costs equipment, but also moves the work piece from the grinding machine to the lapping machine. There is a problem that accuracy such as roundness is deteriorated and processing time becomes long.
[0003]
As a means to solve such problems, by improving the surface roughness by the following method, not only a surface roughness equivalent to that of a lapping machine can be obtained with only a grinding machine, but also the roundness accuracy can be improved. It is possible.
[0004]
(1) Abrasive grain refinement.
(2) Increase in abrasive density.
(3) Reduce the truing speed and reduce the truing cut amount to flatten the abrasive grain tip.
(4) Oscillation grinding in which the grinding wheel is ground while reciprocating in parallel with the rotation axis of the workpiece.
[0005]
For workpieces that require lubricity, such as sliding parts, especially for automobiles, the load curve (bearing ratio) of the Abbott as shown in Fig. 5 is used as a method for evaluating the surface roughness after machining. In some cases, the lubricity may be evaluated.
The graph of the roughness curve on the left is the cross-sectional shape of the machined surface of the workpiece that has been filtered with data measured by a stylus measuring instrument, etc., the vertical axis represents the roughness height of the workpiece surface, and the horizontal axis represents the measurement The length L is represented.
[0006]
The graph on the right is the load curve (bearing ratio) of the Abbott, the vertical axis shows the roughness height of the workpiece surface as well as the roughness curve, and the horizontal axis shows when the roughness curve is cut by a straight line parallel to the horizontal axis. The ratio (relative load length tp) of the total line segment length of the cut end to the total length L is expressed as a percentage.
[0007]
For example, the relative load length tp at the roughness height a is expressed by the following equation.
[Expression 1]

[0008]
Accordingly, since the cut portion length at the highest roughness height is equal to 0, the relative load length tp approximates 0%, and at the lowest roughness height, the length of the cut portion is the total length L. Since they are almost equal, the relative load length tp shows a value approximate to 100%.
[0009]
German Industrial Standard (DIN (Deutsche Industrie Normenausschuss)) is known as an evaluation method using the load curve of this Abbott.
Each parameter Rpk, Rk, Rvk, Mr1, Mr2 according to this DIN standard is briefly explained below. (For details, see "Tribologist", Vol. 37, No. 1 (1992), p. 42-p. 45)
[0010]
Intersections a and b between the straight line (minimum slope straight line) that minimizes the height difference (slope) between the two points on the Abbott load curve and the limit line of 0% and 100% are obtained. The intersections c and d between the horizontal line and the Abbott load curve are obtained. Then, the height on the 0% limit line when obtaining a right triangle (hatched portion) equal to the area surrounded by the side ac, the 0% limit line, and the load curve is Rpk, and similarly, Rvk is obtained on the valley side. , C and d are Rk.
[0011]
Of these parameters, Rpk is a portion that wears in the initial stage (initial wear height), Rk is a portion that can withstand long-term wear (long-term wear-resistant height), and Rvk is substantially almost the same. It is a valley part (oil sump part) which does not wear.
[0012]
In the above-described workpieces that require lubricity, such as sliding parts, the initial wear height Rpk is made as small as possible to improve the assembling accuracy, and the oil sump portion Rvk is equal to or greater than a predetermined ratio in order to obtain lubrication performance ( The required value differs depending on the purpose of use of the sliding part). For example, in some sliding parts, the surface roughness shape may be required to be the shape shown in FIG.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional processing method using a grinding machine and a lapping machine, the surface roughness of the grinding wheel is transferred as it is to the surface roughness of the workpiece, and irregularities are formed in the surface roughness shape as shown in FIG. Then, by performing the lapping process with the lapping machine, the initial wear height Rpk is removed as shown in FIG. 4C, so that an ideal surface roughness shape with the oil reservoir Rvk remaining can be obtained. it can.
[0014]
However, in the above means (1) to (3) for obtaining the same surface roughness as that of the lapping machine only by the grinding machine, the protruding amount of the abrasive grains is small and uniform, so as shown in FIG. 4 (b). In addition, although the overall surface roughness of the workpiece surface is improved and the initial wear height Rpk can be reduced, there is a problem in that the oil sump portion Rvk having a sufficient depth cannot be formed.
[0015]
In the means (4), the height of the workpiece surface is evenly arranged by the most protruding abrasive grain tip, so that there is a problem that the oil reservoir Rvk is not formed as in the above means.
[0016]
Further, if the abrasive grains are made finer and densified, the grinding resistance is increased correspondingly, and grinding burns and clogging are likely to occur. Therefore, the feed speed of the grinding wheel must be slowed or the truing interval must be shortened, resulting in a long cycle time.
[0017]
For these reasons, in the processing of sliding parts and the like that require lubricity, it could not be realized only by grinding with a grinder.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the grinding method according to claim 1 is configured such that, after plunge grinding to a target dimension, the grindstone is placed on the workpiece while maintaining the relative position in the cutting direction between the grindstone and the workpiece. parallel to relative movement relative to the processing surface, i.e., the cut feed amount of substantive grindstone improves the surface accuracy of the workpiece by a traverse grinding or oscillation grinding in the state of zero. Thereafter, the grindstone is moved forward by a very small amount relative to the workpiece by the depth of the oil sump groove within a desired range from the maintained relative position, whereby the oil sump groove for lubrication is formed on the surface of the work piece. This is a grinding method for cutting and forming.
[0019]
In the grinding method according to claim 2, when the grindstone is relatively moved in parallel to the work surface of the workpiece, the grindstone is reciprocated at least to a position deviating from the work surface of the work piece. Since the entire workpiece surface is machined by the topmost portion T (see FIG. 4B) in the surface roughness, the surface accuracy of the workpiece surface can be further improved, and the initial wear is achieved by forming the oil sump groove thereafter. An ideal surface roughness shape from which the partial height Rpk has been removed can be obtained.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, the grinding wheel is first ground to the target dimension by traverse grinding or oscillation grinding, and then the grindstone is relative to the workpiece by a depth of the oil sump groove in a desired range. This is a machining method in which an oil reservoir groove for lubrication is cut and formed on the surface of the workpiece by moving it very slightly forward.
[0021]
In the grinding method according to claim 4, the width of the grindstone is set to be equal to or larger than the width of the portion where the oil sump groove is to be formed on the workpiece, so that the oil can be accurately and precisely applied to a place where the oil sump groove is required. A pool groove can be formed.
[0022]
The grinding method according to claim 5 is provided with a linear scale for measuring the position of the grindstone with respect to the workpiece in order to form the oil reservoir groove with higher accuracy, and at least the oil reservoir groove for lubrication is provided on the workpiece surface. When the grindstone is moved forward relative to the workpiece by an oil sump groove depth within a desired range for forming, the relative position of the grindstone with respect to the workpiece measured by the linear scale is used. It is intended to move forward.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a bed, and a table 11 is guided and supported on the bed 10 so as to be movable in the horizontal direction (Y direction). A headstock 13 and a tailstock 14 are installed on the table 11 so as to face each other. The spindle 13 supports a center (not shown) that supports one end of the workpiece W and a spindle 13b that supports a chuck 13b that holds the same end of the workpiece. 13a is rotatably provided by the spindle drive motor 13c, and the tailstock 14 is provided with a center 14a for supporting the other end of the workpiece W as a center.
[0024]
The spindle W and the tailstock 14 support the workpiece W at both ends so that the rotation axis of the workpiece W is parallel to the horizontal movement direction Y of the table 11, and the workpiece W is rotationally driven by the rotation of the spindle driving motor 13c. It is like that.
[0025]
On the bed 10, a sizing device 24 that measures the diameter of the workpiece W and outputs a measurement signal is attached to a position facing the grinding wheel 16. This sizing device 24 has a pair of contacts 24a, and is supported on a bracket 24b fixed on the bed 10 so as to be able to advance and retreat in the X-axis direction perpendicular to the turning axis O (Y-axis direction) of the workpiece W. ing. The measurement signal output from the sizing device 24 is input to the amplifier 20, and the signal amplified by the amplifier 20 is output to the numerical control unit 40 via the A / D converter 21.
[0026]
On the bed 10, a grinding wheel platform 15 is guided and supported along a guide 18 in a horizontal direction (X direction) orthogonal to the moving direction of the table 10. A linear scale 19 is fixed in the vicinity of the guide 18 and a scale reading head 19a is provided on the grindstone table so as to face the linear scale 19. As a result, the position of the grindstone can be performed with higher accuracy especially during the minute forward feed operation of the grindstone 15 described later.
[0027]
A grinding wheel 16 is supported on the grinding wheel base 15 so as to be rotatable about an axis parallel to the moving direction of the table 11. The grinding wheel 16 is rotationally driven by a grinding wheel drive motor 17 via pulleys and belts (not shown). It has become so.
[0028]
The movement of the table 11 described above is performed by a servo motor 22 provided on the bed 10, and the movement of the grindstone table 15 is performed by a servo motor 23 provided on the bed 10. EN is an encoder for detecting each position.
[0029]
The grinding wheel 16 is provided with a grindstone layer on the outer periphery of a disc-shaped grindstone core, and this grindstone layer is formed by bonding CBN abrasive grains with vitrified bonds.
[0030]
Next, the numerical controller 40 will be described. The numerical controller 40 includes a central processing unit (CPU) 45, a memory 44, and interfaces (I / F) 46 and 47. An interface (I / F) 46 is connected to an input / output device 50 for inputting control parameters necessary for NC control and an NC program, and the A / D converter 21 of the sizing device 24 described above.
[0031]
The interface (I / F) 47 is connected to servo motor drive circuits (DUY, DUX) 41 and 42 and a spindle drive circuit (DUC) 43. The servo motor drive circuits (DUY, DUX, DUC) 41 and 42 and the spindle drive circuit (DUC) 43 are circuits that input commands from the central processing unit 45 and drive the servo motors 21 and 22 and the spindle drive motor 13c. is there.
[0032]
The memory 44 is provided with a parameter area and an NC program area in which control parameters and NC programs input from the input / output device 50 are stored, respectively.
[0033]
Based on the above configuration, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
Note that FIG. 2 is exaggerated for easy understanding of the explanation of the relative movement trajectory of the grinding wheel with respect to the workpiece, and the arrows indicating the movement trajectory of the grinding wheel 16 are other than the initial stages of rapid feed and rough grinding feed. A cut is made in contact with the workpiece.
[0034]
First, the table 11 is moved to position the workpiece W to be processed at a position facing the grinding wheel 16. Then, the grinding wheel base is advanced at a fast feed speed, and the outer diameter end of the grinding wheel 16 is positioned at a position slightly spaced apart from the diameter of the workpiece W (step 100). Along with the movement of the grinding wheel base 15, a hydraulic cylinder (not shown) is operated to advance the sizing device 24 toward the workpiece W (step 102). Thereby, the measuring element 24a of the sizing device 24 is engaged with the cylindrical surface of the workpiece W, and the measurement of the dimension of the workpiece W is started.
[0035]
Thereafter, while determining a sizing signal from the sizing device 24 (rough grinding completion target diameter AS1, fine grinding completion target diameter AS2, fine grinding completion target diameter AS3), rough grinding (step 104, step 106), fine grinding (step 108). , Step 110) and fine grinding (step 112, step 114) are performed in the order of plunge grinding to perform processing to a target finish dimension. The surface roughness of the workpiece W when machining to the finished dimension is completed is as shown in FIG.
[0036]
Next, while maintaining the relative position of the workpiece W and the grinding wheel 16 in the cutting direction X, the table 11 is moved left and right an arbitrary number of times Nn, that is, traverse grinding or oscillation grinding is performed (step 116, step 118). . As shown in FIG. 4 (b), the surface roughness of the workpiece W after traverse grinding or oscillation grinding is processed entirely by the most advanced portion T in the surface roughness of the grinding wheel 16, so Surface roughness is improved.
[0037]
Then, the grindstone base is slightly advanced by the required predetermined oil sump groove depth (for example, φ0.01 μm) (step 122), so that the grindstone is added to the processed surface of the workpiece W with improved surface roughness in FIG. An oil sump groove Q is formed by the tip portion of the surface roughness of the wheel 16. When making a slight advance, the position of the grindstone after traverse grinding (step 116) is accurately read (step 120) using the linear scale 19 and the scale reading device 19a, and the grindstone base at step 122 is based on the read value. By performing the slight advance, it is possible to manage the depth of the oil sump groove with higher accuracy without being affected by errors in the feed system and thermal displacement.
[0038]
In the said embodiment, although the outer peripheral surface grinding of the cylindrical grinder was illustrated, it is applicable also in cam shape and inner peripheral surface processing.
[0039]
In addition, when the workpiece width is wider than the grindstone width, traverse grinding (Fig. 7 (a)) or multiple plunge grindings are performed first, and then the entire workpiece is traversed to achieve the desired target dimension. Next, in order to form a desired oil sump groove over the entire workpiece width, the grindstone base is slightly advanced a plurality of times over the entire workpiece width. At this time, since the wheel head is slightly advanced following the traverse grinding in the first minute advance, backlash does not occur in the feed system such as a ball screw, so it is possible to form the oil sump groove with high accuracy. In the slight advance of the transition, the grindstone head must be moved backward once, so that the depth of the oil sump groove cannot be accurately managed by the backlash of the feed system.
[0040]
Therefore, as described above, the linear scale 19 and the linear scale reader 19a are provided, and at least during the minute forward processing for forming the oil sump groove, the position of the grindstone is managed by this linear scale, so that backlash occurs in the feed system. It is possible to manage the oil sump groove having a desired depth with high accuracy.
[0041]
Further, as shown in FIG. 7 (a), after a traverse grinding is first performed to a desired target size using a grinding wheel having a width equal to or larger than the width of the workpiece W, the grinding wheel and the workpiece (A) As shown in the right figure, the oil reservoir groove having a desired depth may be formed by making a slight advance as shown in the right figure. At this time, at least during the last traverse, the traverse may be performed to a position where the grinding wheel is removed from the workpiece. That is, as shown in FIG. 4B, the entire surface of the workpiece is processed at the topmost portion T of the surface roughness of the grinding wheel, so that the surface accuracy of the workpiece surface can be further improved.
[0042]
FIG. 7C shows a case where a grinding wheel having a straight portion parallel to the machining surface of the workpiece and a tapered portion intersecting with the straight portion is used.
[0043]
A rough grinding process can be performed with the tapered surface of the grinding wheel, and a finishing process can be performed with the straight part. Therefore, the traverse grinding can be performed in one pass without the need for multiple traverses as in (A) above. It is a car. At this time, by setting the straight part of the grinding wheel to be equal to or larger than the width of the workpiece processing surface, an oil sump groove having a desired depth is continuously formed by a slight advance of the grinding wheel base after traverse grinding is completed. Can do.
[0044]
In this case, since the rough grinding is performed by the tapered portion and the finishing is shared by the straight portion, the straight portion where the oil sump groove processing is performed is less worn, i.e., there is little change in unevenness on the surface roughness of the grindstone. An oil sump groove having a depth desired for accuracy can be formed.
[0045]
Even in this processing, the surface accuracy of the workpiece can be processed with higher accuracy by performing the traverse to the position where the grinding wheel is removed from the workpiece.
[0046]
In addition, as shown in FIG. 8, after grinding to a predetermined size with one grinding wheel 16a using a twin head grinding machine having a pair of left and right grinding wheels 15a, 15b, the other grinding wheel After the surface accuracy is improved by traversing or oscillating with 16b, the oil sump groove may be formed by making a slight advance within the surface roughness of the other grinding wheel 16b.
[0047]
At this time, if an error occurs in the positional accuracy of the pair of left and right grinding wheel bases 15a and 15b, a highly accurate oil sump groove cannot be formed. Therefore, a linear scale is provided as described above, for example, one grinding wheel 16a. Then, rough grinding and fine grinding may be performed, and the other grinding wheel 16b may perform fine grinding for finishing grinding, traverse or oscillation grinding, and oil sump groove machining.
[0048]
【The invention's effect】
According to the grinding method of the present invention, a surface roughness shape considering the same level of lubricity as that after lapping can be easily formed in a short time with a single grinding machine without a lapping process. can do. Therefore, not only the equipment cost can be reduced, but also misalignment due to the movement of the workpiece to the lapping machine can be eliminated, and the roundness and machining accuracy can be improved and the machining time can be shortened.
[0049]
In addition, when a linear scale is provided and the grindstone is slightly advanced relative to the workpiece to form at least an oil sump groove, it is slightly advanced based on the position of the grindstone measured by the linear scale, so that high-precision oil can be obtained. A pool groove can be formed.
[0050]
Further, by setting the grindstone width to be equal to or greater than the location where the oil sump groove should be formed on the workpiece, the oil sump groove formation can be formed with a single minute forward feed, that is, there is no need to retreat the grindstone base. Therefore, the oil sump groove can be formed with high accuracy without causing backlash or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a grinding machine for carrying out a grinding method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a grinding method of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a grinding method of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the surface roughness of a grinding wheel and a workpiece in each step in the grinding method of the present invention.
FIG. 5 is a roughness curve and an Abbott load curve used for lubricity evaluation.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a surface roughness shape of a workpiece.
FIG. 7 is a diagram illustrating another embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Bed, 11 ... Table, 13 ... Spindle table, 13a ... Spindle, 13b ... Chuck, 13c ... Spindle drive motor, 14 ... Tailstock, 14a ... · Center, 15 ··· Grinding wheel base, 16 · · · Wheel, 17 · · · Wheel drive motor, 20 · · · Amplifier, 22, 23 · · · Servo motor, 24 · · · Sizing device, 24a · ..Contacts, 24b ... brackets, 40 ... numerical control devices, 50 ... input / output devices

Claims (5)

An oil reservoir for lubrication is formed on the surface of the workpiece after the workpiece is ground to a target dimension by the grindstone by moving the grindstone relative to the workpiece while rotating the workpiece and one grindstone. In the grinding method for forming a groove, after plunge grinding to the target dimension, the grindstone is parallel to the machining surface of the workpiece while maintaining the relative position in the cutting direction of the grindstone and the workpiece. The surface accuracy of the workpiece is improved by relative movement to the workpiece, and then the grindstone is advanced relatively minutely relative to the workpiece by the depth of the oil sump groove within a desired range from the maintained relative position. grinding method characterized by forming cut the oil storage groove in the surface of said workpiece by causing moved. 2. The grinding according to claim 1, wherein when the grindstone is relatively moved in parallel to the machining surface of the workpiece, the grindstone is reciprocated at least to a position deviating from the machining surface of the workpiece. Processing method. Lubricating oil reservoirs on the surface of the workpiece after the workpiece is ground to a target dimension by the grindstone by moving the grindstone relative to the workpiece while rotating the workpiece and one grindstone. in grinding process for forming the grooves, relatively very small with respect to the after traverse grinding or oscillation ground to desired size, only the oil storage groove depth of the pre-Symbol grindstone Nozomu Tokoro range the workpiece A grinding method characterized in that the oil reservoir groove is cut and formed in the surface of the workpiece by moving it forward. The grinding method according to any one of claims 1 to 3, wherein a width of the grindstone is set to be equal to or greater than a width at which an oil sump groove is to be formed in the workpiece. A linear scale for measuring the position of the grindstone with respect to the workpiece is provided, and the grindstone is moved by the depth of the oil sump groove within a desired range in order to form an oil sump groove for lubrication on at least the surface of the work piece. 5. When moving forward relative to an object, the object is moved forward based on the relative position of the grindstone with respect to the workpiece measured by the linear scale. The grinding method described in 1.

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