JP5151091B2 - Grinding condition determining method - Google Patents

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JP5151091B2 JP2006227618A JP2006227618A JP5151091B2 JP 5151091 B2 JP5151091 B2 JP 5151091B2 JP 2006227618 A JP2006227618 A JP 2006227618A JP 2006227618 A JP2006227618 A JP 2006227618A JP 5151091 B2 JP5151091 B2 JP 5151091B2
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泰平 山田
浩 森田
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株式会社ジェイテクト
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Description

本発明は、砥粒をボンドで結合した砥石層が円盤状コアの外周面に形成された砥石による研削条件決定方法に関する。 The present invention relates to a grinding condition determination method according grinding wheel grinding wheel layer bonded abrasive grains with a bond is formed on the outer peripheral surface of the disc-like core.

従来、砥粒をボンドで結合した砥石層が円盤状コアの外周面に形成された砥石による研削条件を決定するには、作業者が実際に工作物を研削して研削焼けの評価を行い、所定の規格を満足しない場合は再度研削条件を設定するという方法がとられていた。 Conventionally, to determine the grinding condition by grinding the grinding wheel layer bonded abrasive grains with a bond is formed on the outer peripheral surface of the disc-like core, we evaluate the grinding burn to grind the operator actually workpiece, If you do not satisfy a predetermined standard has been adopted a method of setting the re-grinding conditions. しかし、この研削条件決定方法では、試行錯誤により研削条件を設定していたため、多くの時間が必要であった。 However, in this grinding condition determination method, which sets the grinding conditions by trial and error it was required much time. また、作業者の経験に基づいて研削条件を設定していたため、作業者により研削条件のバラツキが生じ易かった。 In addition, since you had set the grinding conditions based on the operator's experience, the variation in the grinding conditions was easy caused by a worker.

これに対し、特許文献1記載の研削条件決定方法が提案されている。 In contrast, the grinding condition determination method of Patent Document 1 has been proposed. この研削条件決定方法を以下に示す。 It shows this grinding condition determining method as follows. まず、法線研削抵抗と接線研削抵抗のうちの少なくとも一方及びその比の許容値を予め設定しておき、加工中に法線研削抵抗と接線研削抵抗とを測定し、その比を計算する。 First, it may be set the allowable value of at least one and the ratio of the normal grinding force and tangential grinding resistance advance, to measure the normal grinding resistance and the tangential grinding resistance during processing, calculating the ratio. そして、その比が許容範囲内のときは法線研削抵抗と接線研削抵抗のうちの少なくとも一方の許容値と測定値とを比較して研削条件を決定する。 Then, to determine the grinding condition by comparing the measurement values ​​with at least one of the tolerance of the normal grinding force and tangential grinding resistance when in the ratio is acceptable.

特許文献1記載の研削条件決定方法によれば、試行錯誤や作業者の経験によることなく、短時間でかつバラツキのない研削条件を決定することができる。 According to the grinding condition determination method of Patent Document 1, without trial and error and operator's experience, it is possible to determine the short time and at no variation grinding conditions.
特開平4−315571号公報 JP-4-315571 discloses

しかし、上記特許文献1記載の研削条件決定方法では、許容値と研削焼けとの関係が不明確であり、研削焼けの評価について十分であるとはいい難い。 However, the grinding condition determination method of Patent Document 1, an unclear relationship between the permissible value and the grinding burn, hard to say that is sufficient for evaluation of grinding burn.

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、短時間でかつバラツキがない研削条件を決定することができるとともに、研削焼けの発生を抑制することができる研削条件決定方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the conventional problems relating, it is possible to determine the short time and free of variations grinding conditions, provides a grinding condition determination method capable of suppressing the occurrence of grinding burn it is intended to.

発明者は、上記課題解決のために鋭意研究を行い、砥粒の切れ刃を円錐モデル化して法線研削抵抗を計算すると実測値とよく一致することに着目し、以下の発明を完成するに至った。 Inventors conducted intensive studies for the above problem solving, attention is paid to the fact that matches well with the measured values ​​and to calculate the normal grinding force by cone modeled abrasive cutting edge, in the completion of the following invention led was.

すなわち、請求項1に係る研削条件決定方法の特徴は、砥粒をボンドで結合した砥石層が円盤状コアの外周面に形成された砥石による研削条件決定方法において、前記砥石の研削面を形成する砥粒の最表面から所定の切込み深さにおける砥粒断面積を得る断面積取得工程と、該砥粒断面積を底面積、前記所定の切込み深さを高さとする砥粒切れ刃の円錐モデルを想定し、該円錐モデルの頂角の1/2である半頂角に対する正接を計算する正接計算工程と、研削パラメータを設定するパラメータ設定工程と、該研削パラメータ及び前記正接から接線研削抵抗を計算する接線研削抵抗計算工程と、該接線研削抵抗から研削熱量を計算する研削熱量計算工程と、該研削熱量から研削点における最高温度を計算する最高温度計算工程と、該最高温度と That is, the feature of the grinding condition determination method according to claim 1, in the grinding condition determination method according grinding wheel grinding wheel layer bonded abrasive grains with a bond is formed on the outer peripheral surface of the disc-like core, forming a grinding surface of said grinding wheel abrasive grains and the cross-sectional area acquisition step of obtaining an abrasive sectional area at a given depth of cut from the outermost surface, the bottom area of the abrasive grain cross-sectional area, a cone of abrasive cutting edge to the height of the predetermined depth of cut for assuming a model, a tangent calculation step of calculating a tangent with respect to the half apex angle which is a half of the apex angle of the cone model, a parameter setting step of setting the grinding parameters, the tangential grinding resistance from the grinding parameters and the tangent the tangential grinding resistance calculation step of calculating, the grinding heat calculation step of calculating the grinding heat from 該接 line grinding resistance, the highest temperature calculation step of calculating the maximum temperature at the grinding point from the grinding heat, the highest-temperature 値とを比較し、研削焼けを判断する研削焼け判定工程とを備えることである。 The comparator compares the value is to comprise a grinding burn determining step determines grinding burn.

請求項2に係る研削条件決定方法の特徴は、請求項1において、前記断面積取得工程は、レーザ顕微鏡により砥粒表面の3次元形状を表すデータ群を取得するデータ群取得工程と、該データ群に基づいて前記砥粒断面積を求める断面積計算工程とを備えていることである。 Features of grinding condition determination method according to claim 2, in claim 1, wherein the cross-sectional area acquisition step, a data group acquiring step of acquiring a data group representing a three-dimensional shape of the abrasive surface by laser microscopy, the data is that and a cross-sectional area calculation step of calculating the abrasive sectional area based on the group.

請求項3に係る研削条件決定方法の特徴は、請求項1又は2において、前記研削パラメータは、比研削エネルギーCp、砥石周速度V、工作物1回転あたりの切込み量d、研削幅b、工作物速度v、砥粒と工作物との間の摩擦係数μ、砥石と工作物との接触長さL、工作物の密度ρ、工作物の比熱c、工作物の熱伝導率k、工作物への熱分配率aの少なくとも1つであり、前記円錐モデルの前記半頂角をα、定数をK1、K2とすると、 Features of grinding condition determination method according to claim 3, in claim 1 or 2, wherein the grinding parameters, specific grinding energy Cp, grinding wheel peripheral speed V, per rotation workpiece 1 infeed amount d, grinding width b, tool object velocity v, the coefficient of friction between the abrasive grains and the workpiece mu, the contact length L between the grinding wheel and the workpiece, the density of the workpiece [rho, the specific heat c of the workpiece, the thermal conductivity k of the workpiece, the workpiece is at least one of the heat distribution ratio a to, the half apex angle of the conical model alpha, when the constant is K1, K2,
接線研削抵抗Ftは、 Tangential grinding resistance Ft is,
Ft=Cp(vdb/V)+μCp(πvdb/2V)tanα Ft = Cp (vdb / V) + μCp (πvdb / 2V) tanα
研削熱量Qは、 Grinding heat quantity Q is,
Q=(FtV)/(Lb) Q = (FtV) / (Lb)
最高温度θmaxは、 The maximum temperature θmax is,
θmax=K1{L/(ρckv)} K2 ×aQ θmax = K1 {L / (ρckv )} K2 × aQ
により求められることである。 It is to be determined by the.

請求項4に係る研削条件決定方法の特徴は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記所定の切込み深さは、砥粒切れ刃の切込み深さであることである。 Features of grinding condition determination method according to claim 4, in any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined depth of cut is that it is a cutting depth of the abrasive cutting edge.

請求項1に係る研削条件決定方法においては、所定の工程を経て得られた最高温度が閾値以下となるように研削条件を決定しているため、試行錯誤や作業者の経験によることなく研削条件を決定することができる。 In grinding condition determination method according to claim 1, because it determines the grinding condition so that the highest temperature obtained through the predetermined process is not larger than the threshold, and the grinding conditions without trial and error and operator experience it can be determined. また、この研削条件決定方法においては、砥粒の最表面から所定の切込み深さにおける砥粒断面積を底面積、所定の切込み深さを高さとする砥粒切れ刃の円錐モデルを想定すると、半頂角に対する正接及び研削パラメータから計算される法線研削抵抗は実測値とよく一致する。 Moreover, in this grinding condition determination method, the bottom area of the abrasive grain cross-sectional area at a given depth of cut from the outermost surface of the abrasive grain, assuming a conical model of abrasive cutting edge to the height of the predetermined depth of cut, normal grinding resistance which is calculated from the tangent and grinding parameters for the half apex angle coincides well with the measured values. そのため、この円錐モデルに基づいて、法線研削抵抗から計算される接線研削抵抗、研削熱量及び最高温度も実際の値とよく一致すると考えられる。 Therefore, based on this conical model, the tangential grinding resistance which is calculated from the normal grinding force, the grinding heat and the maximum temperature are also considered good agreement with the actual value. したがって、この研削条件決定方法によれば、短時間でかつバラツキがない研削条件を決定することができるとともに、研削焼けの発生を抑制することができる。 Therefore, according to the grinding condition determination method, it is possible to determine the short time and free of variations grinding conditions, it is possible to suppress the occurrence of grinding burn.

請求項2に係る研削条件決定方法においては、データ群取得工程においてレーザ顕微鏡により砥粒表面の3次元形状を表すデータ群を取得し、断面積計算工程においてこのデータ群に基づいて砥粒断面積を求めるため、砥粒の最表面から所定の切込み深さにおける砥粒断面積を正確に測定することができる。 In grinding condition determination method according to claim 2, acquires the data group representing the three-dimensional shape of the abrasive surface by a laser microscope in the data group acquiring step abrasive sectional area on the basis of the data group in the cross-sectional area calculation step to determine the, it is possible to accurately measure the abrasive cross-sectional area of abrasive outermost surface from a predetermined depth of cut.

請求項3に係る研削条件決定方法においては、比研削エネルギーCp、砥石周速度V、工作物1回転あたりの切込み量d、研削幅b、工作物速度v、砥粒と工作物との間の摩擦係数μ、砥石と工作物との接触長さL、工作物の密度ρ、工作物の比熱c、工作物の熱伝導率k、工作物への熱分配率a及び円錐モデルの半頂角αから接線研削抵抗Ft、研削熱量Q及び最高温度θmaxが計算されるため、容易に最高温度θmaxを求めることができる。 In grinding condition determination method according to claim 3, specific grinding energy Cp, grinding wheel peripheral speed V, depth of cut d per rotation workpiece 1, the grinding width b, workpiece velocity v, between the abrasive grains and the workpiece friction coefficient mu, the contact between the grinding wheel and the workpiece length L, a density of the workpiece [rho, the specific heat c of the workpiece, the thermal conductivity k of the workpiece, the half apex angle of the heat distribution factor a and cone model to the workpiece tangential grinding resistance Ft from alpha, for grinding quantity Q and the maximum temperature .theta.max is calculated, it is possible to easily determine the maximum temperature .theta.max.

請求項4に係る研削条件決定方法においては、所定の切込み深さが砥粒切れ刃の切込み深さであるため、妥当な円錐モデルとなり、接線研削抵抗Ft、研削熱量Q及び最高温度θmaxを正確に求めることができる。 In grinding condition determination method according to claim 4, for a given depth of cut is cut depth of abrasive cutting edge, will provide an adequate conical model, the tangential grinding resistance Ft, the grinding quantity Q and the maximum temperature θmax accurate it can be obtained in.

本発明に係る研削条件決定方法を具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。 The embodiment of the grinding condition determination method according to the present invention embodying based on the drawings described below. 図1は、この研削条件決定方法に用いる研削盤を表している。 Figure 1 represents a grinding machine used for the grinding condition determination method. この研削盤では、工作物1が主軸台5の主軸5aと心押し台6の心押し棒6aとで押さえられて支持されている。 This grinder, workpiece 1 is supported by being pressed by the tailstock rod 6a of the main shaft 5a and tailstock 6 headstock 5. また、砥石台7の回転軸7aには砥石10が固着され、回転軸7a及び砥石10はモータ8より高速で回転駆動される。 Further, the rotation shaft 7a of the wheel head 7 is fixed grinding stone 10, the rotating shaft 7a and the grinding wheel 10 is rotated at a higher speed than the motor 8. そして、砥石10が工作物1に当接することにより、工作物1が研削加工される。 By grinding wheel 10 comes into contact with the workpiece 1, the workpiece 1 is grinding. ここで、研削幅をbで表す。 Here, representing the grinding width in terms of b.

砥石10と工作物1との関係を図2に示す。 The relationship between the grinding wheel 10 and the workpiece 1 shown in FIG. 砥石10は、CBN(立方晶窒化ホウ素)やダイヤモンドの超砥粒をボンドで結合した砥石層12が円盤状コア11の外周面に形成されている。 Grinding wheel 10, grinding wheel layer 12 where the superabrasive CBN (cubic boron nitride) or diamond bonded with a bond is formed on the outer peripheral surface of the disk-shaped core 11. 砥石層12は複数の砥石チップ13からなっている。 Grindstone layer 12 is made from a plurality of grinding chips 13. ここで、砥石周速度をV、工作物速度をv、工作物1の1回転あたりの切込み量をd、砥石10と工作物1との接触長さをLで表す。 Here, representing the grinding wheel peripheral speed V, and workpiece speed v, depth of cut d per rotation of the workpiece 1, the contact length between the grinding wheel 10 and the workpiece 1 in L.

図3は、実施形態の研削条件決定方法に用いる研削条件決定装置を表している。 Figure 3 represents a grinding condition determination apparatus used in the grinding condition determination method of the embodiment. この研削条件決定装置は、レーザ顕微鏡20と制御装置21とを備えている。 The grinding condition determination unit is provided with a laser microscope 20 and a controller 21. レーザ顕微鏡20は、砥石チップ13にレーザを照射するレーザ投光器20aと、砥石チップ13から反射されたレーザを検知するCCDカメラ20bとを備えている。 Laser microscope 20 is provided with a laser projector 20a for irradiating a laser to the grindstone chips 13, and a CCD camera 20b for detecting the laser reflected from the grindstone chips 13. レーザ顕微鏡20と制御装置21とは電気的に接続されている。 The laser microscope 20 and the controller 21 are electrically connected.

次に、研削条件決定方法について、図4に示す研削条件決定プログラムのフローチャートにより説明する。 Next, the grinding condition determination method will be described with reference to the flowchart of grinding condition determination program shown in FIG. 研削条件決定装置は研削盤の、例えば砥石10の後側等の、所定の位置に設けられる。 Grinding condition determination device for grinding machine, for example on the side or the like after the grinding wheel 10 is provided at a predetermined position. そして、図示しないスタートスイッチを押すことにより、図4に示す研削条件決定プログラムの実行が開始される。 Then, by pressing a start switch (not shown), execution of the grinding condition determination program shown in FIG. 4 is started.

図4に示す研削条件決定プログラムの実行が開始されると、まず、ステップS10において、砥石チップ13の所定の領域の3次元形状を表すデータ群が取得される。 When the execution of the grinding condition determination program shown in FIG. 4 is started, first, in step S10, the data group representing the three-dimensional shape of the predetermined area of ​​the grindstone chips 13 are obtained. 具体的には、制御処理装置21からの指令により、レーザ投光器20aからレーザが砥石チップ13に照射される。 Specifically, by a command from control processor 21, laser is irradiated on the grinding chips 13 from the laser projector 20a. また、CCDカメラ20bにより、砥石チップ13から反射されたレーザが検知され、そのデータが制御処理装置21に転送される。 Further, the CCD camera 20b, the detected laser reflected from the grindstone chips 13, the data is transferred to the control processor 21. なお、このデータは、砥粒の研削面を基準XY平面としたとき、砥石チップ13表面の基準XY平面からのZ軸方向距離を表している。 This data is, when a reference XY plane grinding surface of the abrasive grains, represent the Z-axis direction distance from a reference XY plane of the grindstone chips 13 surface. こうして、CCDカメラ20bから制御処理装置21に転送されたデータは、砥石チップ13の所定の領域の3次元形状を表すデータ群とされ、制御処理装置21のメモリに記憶される。 Thus, data transferred to the control processor 21 from the CCD camera 20b is a data group representing a three-dimensional shape of the predetermined region of the grinding chips 13, are stored in the memory of the control processor 21. このデータ群は、図5に示すように、X軸方向及びY軸方向とも所定間隔で区切られたメッシュ毎に1個ずつ取得され、マトリックスデータとして記憶される。 The data group, as shown in FIG. 5, both the X-axis direction and the Y-axis direction is acquired one for each mesh separated by predetermined intervals, and stored as a matrix data. ただし、図5においては便宜上、マトリックスの行をb1〜b10、列をa1〜a10としている。 However, for convenience in FIG. 5, the rows of the matrix B 1 to B 10, has a column as a1 to a10. ここで、ステップS10がデータ群取得工程である。 Here, step S10 is the data group acquiring step.

ステップS11においては、データ群に基づいて、砥粒最表面から砥粒切れ刃の切込み深さgにおける砥粒断面積Aを計算する。 In step S11, on the basis of the data groups, computing the abrasive sectional area A in cut depth g of abrasive cutting edges from abrasive outermost surface. 具体的には、図5に示すデータ群のうち切込み深さgを表すデータで囲まれた面積が砥粒断面積Aとされる。 Specifically, the area surrounded by the data representing the cutting depth g in the data group shown in FIG. 5 is a abrasive sectional area A. このようにして、砥粒切れ刃の切込み深さgにおける砥粒断面積Aを正確に測定することができる。 In this way, it is possible to accurately measure the abrasive sectional area A in cut depth g of the abrasive cutting edge. なお、切込み深さgは、10μm以下であり、通常3〜5μm程度である。 Incidentally, depth of cut g is at 10μm or less, usually about 3 to 5 [mu] m. また、砥粒断面積Aを得る砥粒最表面からの位置は任意であるが、これを砥粒切れ刃の切込み深さgとすると計算値と実測値とがより一致するので好ましい。 Also, the position of the abrasive outermost surface to obtain an abrasive sectional area A is optional, this with a cutting depth g of the abrasive cutting edge and the calculated value and the measured value is preferable to more consistent. ここで、ステップS11が断面積計算工程である。 Here, step S11 is the cross-sectional area calculation step. また、ステップS10とステップS11とが断面積取得工程である。 Further, a step S10 and step S11 Togadan area acquisition step.

ステップS12においては、砥粒の切れ刃を円錐モデル30で仮定し、半頂角αの正接tanαを計算する。 In step S12, assuming abrasive cutting edge a conical model 30 calculates the tangent tanα half apex angle alpha. すなわち、図6に示すように、砥粒断面積Aを半径rの底面積、切込み深さgを高さとする砥粒の切れ刃の円錐モデル30を想定し、この円錐モデル30の頂角の1/2である半頂角αに対する正接tanαを下記数4に示す式により計算して求める。 That is, as shown in FIG. 6, assume the bottom area of ​​the radius r of the abrasive sectional area A, the abrasive cone model 30 of the cutting edge of which the height cutting depth g, the apex angle of the conical model 30 determined by calculation according to the equation showing the tangent tanα for half apex angle α which is 1/2 the following expression 4. 図6において、Ftが工作物1を研削するのに必要な力である接線研削抵抗である。 6 is a tangential grinding resistance Ft is the force required to grind the workpiece 1. また、Fnが砥粒を工作物1に貫入させるのに必要な力である法線研削抵抗である。 Further, Fn is the normal grinding force is the force required to penetrate the abrasive grains to the workpiece 1. ここで、ステップS12が正接計算工程である。 Here, step S12 is tangent calculation step.

ステップS13においては、研削パラメータを設定する。 In step S13, it sets the grinding parameters. 研削パラメータは、比研削エネルギーCp、砥石周速度V、工作物1回転あたりの切込み量d、研削幅b、工作物速度v、砥粒と工作物との間の摩擦係数μ、砥石と工作物との接触長さL、工作物の密度ρ、工作物の比熱c、工作物の熱伝導率k、工作物への熱分配率aの少なくとも1つである。 Grinding parameters, specific grinding energy Cp, grinding wheel peripheral speed V, depth of cut d, grinding width b per rotation workpiece 1, the workpiece speed v, the friction coefficient mu, the grinding wheel and the workpiece between the abrasive grains and the workpiece density [rho, the specific heat c of the workpiece, the thermal conductivity k of the workpiece is at least one of the heat distribution ratio a of the workpiece contact length L, a workpiece with. ただし、工作物1により自動的に決定される研削パラメータについては、最初に一度だけ設定すればよい。 However, the grinding parameters are automatically determined by the workpiece 1, may be first once set. ここで、ステップS13がパラメータ設定工程である。 Here, step S13 is a parameter setting step.

ステップS14においては、接線研削抵抗Ftを計算する。 In step S14, to calculate the tangent grinding resistance Ft. 前述のように研削パラメータを設定すると、研削パラメータ及び半頂角αの正接tanαから法線研削抵抗Fnが下記数5に示す式により計算される。 Setting the grinding parameters as described above, the grinding parameters and the half apex angle α tangent tanα is normal grinding resistance Fn is calculated by the formula shown in the following Expression 5. また、接線研削抵抗Ftが下記数6に示す式により計算される。 Also, the tangential grinding resistance Ft is calculated by the formula shown below 6. そして、数5及び数6に示す式より、接線研削抵抗Ftが下記数7に示す式で求められる。 Then, the equation shown in the equation 5 and 6, the tangential grinding resistance Ft is calculated by the equation shown in the following Expression 7. これにより、1個の砥粒についての接線研削抵抗Ftが求まる。 Thus, it is obtained tangential grinding resistance Ft for one abrasive. ここで、ステップS14が接線研削抵抗計算工程である。 Here, step S14 is tangential grinding resistance calculation step. 本実施形態では、10個の砥粒についての接線研削抵抗Ftを求めている。 In the present embodiment, seeking tangential grinding resistance Ft for ten grains.

ステップS15においては、研削熱量Qを計算する。 In step S15, it calculates the grinding amount of heat Q. 研削熱量Qは下記数8に示す式により計算される。 Grinding quantity Q is calculated by the formula shown in the following Expression 8. ステップS15が研削熱量計算工程である。 Step S15 is a grinding heat calculation step.

ステップS16においては、最高温度θmaxを計算する。 In step S16, to calculate the maximum temperature .theta.max. 最高温度θmaxは下記数9に示す式により求められる。 The maximum temperature θmax is determined by the formula shown in the following Expression 9. ただし、本実施形態においては、K1を1.1128、K2を0.5として、下記数10に示す式により計算される。 However, in the present embodiment, K1 to 1.1128, the K2 of 0.5, calculated by the equation shown in the following Expression 10. ステップS16が最高温度計算工程である。 Step S16 is the highest temperature calculating process.

この研削条件決定方法においては、比研削エネルギーCp、砥石周速度V、工作物1回転あたりの切込み量d、研削幅b、工作物速度v、砥粒と工作物との間の摩擦係数μ、砥石と工作物との接触長さL、工作物の密度ρ、工作物の比熱c、工作物の熱伝導率k、工作物への熱分配率a及び円錐モデルの前記半頂角α、定数K1、K2から接線研削抵抗Ft、研削熱量Q及び最高温度θmaxが計算されるため、容易に最高温度θmaxを求めることができる。 In the grinding condition determination method, the specific grinding energy Cp, grinding wheel peripheral speed V, depth of cut d per rotation workpiece 1, the grinding width b, the workpiece speed v, the coefficient of friction between the abrasive grains and the workpiece mu, contact length L between the grinding wheel and the workpiece, the density of the workpiece [rho, the specific heat c of the workpiece, the thermal conductivity k of the workpiece, the half apex angle of the heat distribution factor a and cone model to workpiece alpha, constant K1, K2 from tangential grinding resistance Ft, for grinding quantity Q and the maximum temperature .theta.max is calculated, it is possible to easily determine the maximum temperature .theta.max.

半頂角αの正接tanαと法線研削抵抗との関係を表すグラフを図7に示す。 The graph showing the relationship between the tangent tanα and the normal grinding force of the half apex angle α shown in FIG. G1が計算値のグラフであり、G2が実測値のグラフである。 G1 is a graph of the calculated value, a graph of G2 is actually measured values. 図7によれば、計算値と実測値との間に相関があることが分かる。 According to FIG. 7, it can be seen that there is a correlation between the calculated and measured values.

ステップS17においては、最高温度θmaxと閾値とを比較する。 In step S17, it compares the maximum temperature θmax and the threshold value. ただし、最高温度θmaxは10個の砥粒についての平均値である。 However, the maximum temperature θmax is the average value of the 10 abrasive grains. 最高温度θmaxが閾値より小さい場合(YES)、研削焼けが発生しないと判断し、ステップS18に進む。 If the maximum temperature θmax is smaller than the threshold value (YES), determines that the grinding burn is not generated, the process proceeds to step S18. また、最高温度θmaxが閾値以上である場合(NO)、研削焼けが発生すると判断し、ステップS19に進む。 Further, when maximum temperature θmax is equal to or higher than the threshold (NO), it determines that the grinding burn occurs, the process proceeds to step S19. この際、半頂角αと最高温度θmaxとの関係を図8に示す。 In this case, showing the relationship between the half apex angle α and the maximum temperature θmax in FIG. 図8において、最高温度θmaxがθ0以上で研削焼けが発生するとすれば(すなわちθ0を閾値とすると)、半頂角αがα0以上で研削焼けが発生することを示している。 8, if grinding burn occurs at a maximum temperature θmax is θ0 or more (i.e. θ0 to when the threshold), indicating that the half apex angle α is grinding burn occurs at α0 above.

ステップS18においては、研削焼けが発生しない研削条件である旨を制御装置21のモニタに表示してプログラムの実行を終了する。 In step S18, it displays the effect that the grinding conditions grinding burn is not generated on the monitor of the control unit 21 ends the execution of the program. また、ステップS19においては、研削焼けが発生する研削条件である旨を制御装置21のモニタに表示してステップS13に戻り、再度研削パラメータを設定する。 Further, in step S19, it returns to step S13 to display the effect that the grinding conditions grinding burn occurs on the monitor of the control unit 21 sets the grinding parameters again. したがって、最高温度θmaxがθ0より小さくなるまで、研削パラメータの設定をし直すことになる。 Therefore, the maximum temperature θmax until less than .theta.0, again setting of the grinding parameters. ただし、設定をし直す研削パラメータは、工作物1により自動的に決定されるもの以外のものであり、主に工作物速度v及び切込み量dである。 However, grinding parameters to re-setting is other than those that are automatically determined by the workpiece 1, it is predominantly workpiece velocity v and depth of cut d. ここで、ステップS17、S18、S19が研削焼け判定工程である。 Here, step S17, S18, S19 are grinding burn judgment step. なお、研削条件決定プログラムは、研削作業開始前及びツルーイング間の所定時間毎に、あるいは所定の個数の工作物1を研削する毎に実行される。 Incidentally, the grinding condition determination program is executed at predetermined time between grinding operations before and truing or workpieces 1 a predetermined number for each grinding.

本実施形態の研削条件決定方法においては、所定の工程を経て得られた最高温度θmaxが閾値以下となるように研削条件を決定しているため、試行錯誤や作業者の経験によることなく研削条件を決定することができる。 In grinding condition determination method of this embodiment, since the determined grinding conditions as the maximum temperature θmax obtained through the predetermined process is not larger than the threshold, and the grinding conditions without trial and error and operator experience it can be determined. また、この研削条件決定方法においては、砥粒最表面から砥粒切れ刃の切込み深さgにおける砥粒断面積Aを底面積、切込み深さgを高さとする砥粒の切れ刃の円錐モデル30を想定すると、半頂角αに対する正接tanα及び研削パラメータから計算される法線研削抵抗Fnは実測値とよく一致する。 Moreover, in this grinding condition determination method, abrasive bottom area of ​​the abrasive grain cross-sectional area A from the outermost surface in the depth of cut g of abrasive cutting edges, abrasive cutting edge of the cone model the cut depth g height assuming 30, normal grinding force Fn which is calculated from the tangent tanα and grinding parameters for the α half apex angle coincides well with the measured values. そのため、この円錐モデル30に基づいて、法線研削抵抗Fnから計算される接線研削抵抗Ft、研削熱量Q及び最高温度θmaxも実際の値とよく一致すると考えられる。 Therefore, based on this conical model 30, the tangential grinding resistance Ft which is calculated from the normal grinding force Fn, grinding quantity Q and the maximum temperature θmax also considered good agreement with the actual value. したがって、本実施形態の研削条件決定方法によれば、短時間でかつバラツキがない研削条件を決定することができるとともに、研削焼けの発生を抑制することができる。 Therefore, according to the grinding condition determination method of this embodiment, it is possible to determine the short time and free of variations grinding conditions, it is possible to suppress the occurrence of grinding burn.

なお、本実施形態においては、砥石チップ13の所定の領域の3次元形状を測定して砥粒断面積Aを求めているが、工作物1の所定の領域の3次元形状を測定して砥粒断面積Aを求めてもよい。 In the present embodiment, although seeking abrasive sectional area A by measuring the three-dimensional shape of a predetermined region of the grinding chips 13, to measure the three-dimensional shape of a predetermined region of the workpiece 1 by abrasive it may be obtained Tsubudan area a. また、砥粒表面に金蒸着を施しておき、研削により剥がれた金の面積を測定して砥粒断面積Aを求めてもよい。 Alternatively, it is subjected to gold deposition on the abrasive grain surface, it may be determined abrasive sectional area A by measuring the area of ​​the gold peeled by grinding. さらに、触針を用いて機械的に工作物1の所定の領域の3次元形状を測定して砥粒断面積Aを求めてもよい。 Furthermore, it may also be determined abrasive sectional area A by measuring the three-dimensional shape of a predetermined region of the mechanically workpiece 1 with stylus. また、砥粒断面積Aを求めるに際し、研削盤を停止させてもよいし、停止させなくてもよい。 Further, upon obtaining the abrasive sectional area A, to the grinding machine may be stopped, may not be stopped.

以上、本発明の研削条件決定方法を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。 While the grinding condition determination method of the present invention has been described in accordance with the embodiment, the present invention is not limited thereto, unless contrary to the technical concept of the present invention, it may be modified as appropriate in needless to say.

実施形態に係り、研削盤の概要図。 It relates to embodiments, schematic diagram of a grinding machine. 実施形態に係り、砥石と工作物との関係を示す図。 Relates to the embodiment, it shows the relationship between the grinding wheel and the workpiece. 実施形態に係り、研削条件決定装置の概要図。 It relates to embodiments, schematic view of a grinding condition determination unit. 実施形態に係り、研削条件決定プログラムのフローチャート。 It relates to the embodiment, the flow chart of grinding condition determination program. 実施形態に係り、砥石チップ表面の3次元形状を表すデータ群の図。 Relates to the embodiment, FIG data group representing the three-dimensional shape of the grinding chip surface. 実施形態に係り、砥粒の切れ刃の円錐モデルの斜視図。 It relates to the embodiment, a perspective view of a cone model of the abrasive grains of the cutting edge. 実施形態に係り、半頂角の正接と法線研削抵抗とのグラフ。 Relates to the embodiment, the graph of the tangent and the normal grinding force of the semi-vertex angle. 実施形態に係り、半頂角と最高温度とのグラフ。 It relates to the embodiment, the graph of the semi-vertex angle and the maximum temperature.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11…円盤状コア、12…砥石層、20…レーザ顕微鏡、30…円錐モデル、S10、S11…断面積取得工程(S10…データ群取得工程、S11…断面積計算工程)、S12…正接計算工程、S13…パラメータ設定工程、S14…接線研削抵抗計算工程、S15…研削熱量計算工程、S16…最高温度計算工程、S17、S18、S19…研削焼け判定工程、21…制御装置)、Ft…接線研削抵抗、α…半頂角、A…砥粒断面積、g…切込み深さ、d…切込み量、Cp…比研削エネルギー、V…砥石周速度、v…工作物速度、b…研削幅、L…接触長さ、μ…摩擦係数、ρ…密度、c…比熱、k…熱伝導率、a…熱分配率、Q…研削熱量、Qmax…最高温度。 11 ... disc-like core, 12 ... grinding layer, 20 ... laser microscope, 30 ... conical model, S10, S11 ... sectional area acquisition step (S10 ... data group acquiring step, S11 ... sectional area calculation step), S12 ... tangent calculation step , S13 ... parameter setting step, S14 ... tangential grinding resistance calculation step, S15 ... grinding heat calculation step, S16 ... maximum temperature calculation step, S17, S18, S19 ... grinding burn judgment step, 21 ... control unit), Ft ... tangential grinding resistance, alpha ... half apex angle, A ... abrasive sectional area, g ... cut depth, d ... depth of cut, Cp ... specific grinding energy, V ... grinding wheel peripheral speed, v ... workpiece speed, b ... grinding width, L ... contact length, mu ... friction coefficient, [rho ... density, c ... specific heat, k ... thermal conductivity, a ... heat distribution rate, Q ... grinding heat, Qmax ... maximum temperature.

Claims (4)

  1. 砥粒をボンドで結合した砥石層が円盤状コアの外周面に形成された砥石による研削条件決定方法において、 In grinding condition determination method according grinding wheel grinding wheel layer bonded abrasive grains with a bond is formed on the outer peripheral surface of the disc-like core,
    前記砥石の研削面を形成する砥粒の最表面から所定の切込み深さにおける砥粒断面積を得る断面積取得工程と、 Sectional area acquisition step of obtaining an abrasive area at the abrasive grain of a predetermined cutting depth from the outermost surface to form a grinding surface of said grinding wheel,
    該砥粒断面積を底面積、前記所定の切込み深さを高さとする砥粒切れ刃の円錐モデルを想定し、該円錐モデルの頂角の1/2である半頂角に対する正接を計算する正接計算工程と、 Bottom area of the abrasive grain cross-sectional area, assuming a conical model of abrasive cutting edge to the height of the predetermined depth of cut, calculating the tangent for half apex angle which is a half of the apex angle of the conical model and tangent calculation step,
    研削パラメータを設定するパラメータ設定工程と、 A parameter setting step of setting the grinding parameters,
    該研削パラメータ及び前記正接から接線研削抵抗を計算する接線研削抵抗計算工程と、 The tangential grinding resistance calculation step of calculating a tangential grinding resistance from the grinding parameters and the tangent,
    該接線研削抵抗から研削熱量を計算する研削熱量計算工程と、 And the grinding heat calculation step of calculating the grinding heat from 該接 line grinding force,
    該研削熱量から研削点における最高温度を計算する最高温度計算工程と、 The highest temperature calculation step of calculating the maximum temperature at the grinding point from the grinding heat,
    該最高温度と閾値とを比較し、研削焼けを判断する研削焼け判定工程とを備えることを特徴とする研削条件決定方法。 Comparing the highest-temperature and the threshold value, the grinding condition determination method characterized by comprising a grinding burn determining step determines grinding burn.
  2. 請求項1において、前記断面積取得工程は、レーザ顕微鏡により砥粒表面の3次元形状を表すデータ群を取得するデータ群取得工程と、該データ群に基づいて前記砥粒断面積を求める断面積計算工程とを備えていることを特徴とする研削条件決定方法。 In claim 1, the cross-sectional area the cross-sectional area acquisition step, obtaining a data group acquiring step of acquiring a data group representing a three-dimensional shape of the abrasive surface by laser microscopy, the abrasive grains sectional area on the basis of the data groups grinding condition determination method characterized by and a calculating step.
  3. 請求項1又は2において、前記研削パラメータは、比研削エネルギーCp、砥石周速度V、工作物1回転あたりの切込み量d、研削幅b、工作物速度v、砥粒と工作物との間の摩擦係数μ、砥石と工作物との接触長さL、工作物の密度ρ、工作物の比熱c、工作物の熱伝導率k、工作物への熱分配率aの少なくとも1つであり、前記円錐モデルの前記半頂角をα、定数をK1、K2とすると、接線研削抵抗Ftは下記の数1の式、研削熱量Qは下記の数2の式、最高温度θmaxは下記の数3の式により求められることを特徴とする研削条件決定方法。 According to claim 1 or 2, wherein the grinding parameters, specific grinding energy Cp, grinding wheel peripheral speed V, depth of cut d per rotation workpiece 1, the grinding width b, workpiece velocity v, between the abrasive grains and the workpiece friction coefficient mu, the contact length between the grinding wheel and the workpiece L, density of the workpiece [rho, the specific heat c of the workpiece, the thermal conductivity k of the workpiece is at least one of the heat distribution ratio a of the workpiece, the half apex angle of the conical model alpha, when the constant K1, K2, tangential grinding resistance Ft is the number 1 of the following formula, grinding quantity Q is the number 2 in the formula below, the maximum temperature θmax number below 3 grinding condition determination method characterized in that determined by the equation.
    (数1) (Number 1)
    Ft=Cp(vdb/V)+μCp(πvdb/2V)tanα Ft = Cp (vdb / V) + μCp (πvdb / 2V) tanα
    (数2) (Number 2)
    Q=(FtV)/(Lb) Q = (FtV) / (Lb)
    (数3) (Number 3)
    θmax=K1{L/(ρckv)} K2 ×aQ θmax = K1 {L / (ρckv )} K2 × aQ
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項において、前記所定の切込み深さは、砥粒切れ刃の切込み深さであることを特徴とする研削条件決定方法。 In any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined depth of cut is grinding condition determination method, which is a depth of cut of the abrasive cutting edge.
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