JP5589717B2 - 研削方法および研削盤 - Google Patents
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Description
この条件を達成する研削方法として、研削切屑の形状と研削特性の関係に注目し、研削切屑の形状を所定の形状とするべく砥石回転速度、工作物回転速度、砥石切込み速度を制御する従来技術1(例えば、特許文献1参照)がある。
しかしながら、砥粒の脱落は砥粒に加わる力のみで決まるのではなく、砥粒の保持力によっても大きく異なり、研削により砥粒の保持力は変動するが、従来技術1では保持力に関しては言及されていない。
研削時の切屑の長さを切屑長さLとしたときLを
で算出し、
前記切屑の厚さを切屑厚さgとしたときgを、
で算出し、
研削条件である、前記砥石車の直径をDとし、前記工作物の直径をdとし、前記砥石車の前記工作物に対する切込みをtとし、前記砥石車の研削に寄与する砥粒の間隔である有効砥粒間隔をaとし、前記砥石車の周速度をVとし、前記工作物の周速度をvとし、
あらかじめ求めた、前記切屑厚さgと研削抵抗Prの関係を示すg−Pr関係データ表と、前記切屑長さLと砥粒保持力Phの関係を示すL−Ph関係データ表を用いて、Pr<Phとなる切屑厚さgと切屑長さLの組み合せとなる前記研削条件を選定することである。
砥石車を支持し回転駆動させる砥石車支持手段と、
前記砥石車で前記工作物を研削するべく、前記工作物支持手段と前記砥石車支持手段とを相対移動させる駆動手段と、
切屑長さをLとしたときLを、
で算出し、切屑厚さをgとしたときgを、
で算出し、
あらかじめ求めた、前記切屑厚さgと研削抵抗Prの関係を示すg−Pr関係データ表と、前記切屑長さLと砥粒保持力Phの関係を示すL−Ph関係データ表を用いて、Pr<Phとなる切屑厚さgと切屑長さLの組み合せとなるように、前記砥石車の直径Dと、前記工作物の直径dと、前記砥石車の前記工作物に対する切込みtと、前記砥石車の研削に寄与する砥粒の間隔である有効砥粒間隔aと、前記砥石車の周速度Vと、前記工作物の周速度vを設定するべく、前記駆動手段と、前記砥石車支持手段と、前記工作物支持手段とを制御する制御手段とを備えたことである。
図1に示すように、研削盤1は、ベッド2を備え、ベッド2上にX軸方向に往復可能な砥石台3と、X軸に直交するZ軸方向に往復可能なテーブル4を備えている。砥石台3は砥石車7を回転自在に支持し、砥石車7を回転させる砥石回転モータ(図示省略する)を備えている。テーブル4上には、工作物Wの一端を把持して回転自在に支持し主軸モータ(図示省略する)により回転駆動される主軸5と、工作物Wの他端を回転自在に支持する心押し台6を備えており、工作物Wは主軸5と心押し台6により支持されて、研削加工時に回転駆動される。ツルーイングモータ10により回転駆動されるツルーイングロール9を回転自在に支持したツルーイング装置8が、主軸5に付設されている。
本発明は、砥粒保持力の低下を防止する点に着目してなされたものである。
研削作用面の砥粒は下部をボンドにより接触保持されており、砥粒やボンドの種類により保持部における保持力の単位面積当りの強さは異なるが、どのような種類でも、接触部の深さが大きいほど保持力が大きくなる。砥粒の先端からボンド層までの距離を砥粒突出し量とすると、砥粒突出し量が大きいほど砥粒とボンドの接触部の深さは小さくなるため砥粒の保持力が小さくなる。つまり、砥粒突出し量と砥粒保持力は逆相関の関係となる。
接触弧長さLと砥粒保持力Phの関係は工作物Wの材質や砥石車7のボンド材質により異なるのであらかじめ研削して工作物の材質と砥石車の組合せ毎にデータ化してL−Ph関係データ表を作成しておく。
一方、図5に示すように研削中に1つの砥粒に作用する研削力である研削抵抗Prの大きさは、斜線で示す1つの砥粒により研削される切屑の形状により決まる。切屑の最大厚さである切屑厚さgが大きいほど研削抵抗Prは大きくなる正相関の関係があり、切屑厚さgを制御することで研削抵抗Prを制御できる。
切屑厚さgと研削抵抗Prの関係は工作物Wの材質により異なるのであらかじめ研削して工作物の材質毎にデータ化してg−Pr関係データ表を作成しておく。
さらに、接触弧長さLと実際に研削を行う砥粒の間隔である有効砥粒間隔aの関係は、砥石車7のボンド材質や砥粒の集中度と砥粒径によって異なるのであらかじめ研削して砥石車毎にL−a関係データ表を作成しておく。ここで、個々の有効砥粒間隔aは砥石車の砥粒の分散状態によりばらつきがあるので平均値を用いる。
具体的な研削条件の設定方法を図6のフローチャートに基づき説明する。
工作物Wの直径d、砥石車7の直径D、所望の研削能率Z’ を入力する(STP1)。対象となる工作物の切屑厚さgと研削抵抗Prの関係を示すg−Pr関係データ表と、用いる砥石車の接触弧長さLと砥粒保持力Phの関係を示すL−Ph関係データ表から、Pr<Phとなる切屑厚さgと接触弧長さLの組み合せを選定する(STP2)。用いる砥石車の接触弧長さLと有効砥粒間隔aの関係を示すL−a関係データ表から有効砥粒間隔aを選定する(STP3)。Z’=2・π・d・FからF=Z’/(2・π・d)により砥石車7の切込速度Fを算出する(STP4)。
と、t=F/nからn=F/(L2(1/D+1/d))により工作物Wの回転速度nを算出する(STP5)。
と、v=π・d・nと、V=π・D・Nと、t=F/nからN=2・a・d((1/D+1/d)n・F)0.5/(D・g)により砥石車回転速度Nを算出する(STP6)。
以上により、研削条件を決定するための、工作物回転速度n、砥石車回転速度N、砥石車の切込速度Fを決定することができる。
Claims (3)
- 円筒状の工作物を回転駆動し、砥石車で前記工作物を研削する研削方法において、
研削時の切屑の長さを切屑長さLとしたときLを
で算出し、
前記切屑の厚さを切屑厚さgとしたときgを、
で算出し、
研削条件である、前記砥石車の直径をDとし、前記工作物の直径をdとし、前記砥石車の前記工作物に対する切込みをtとし、前記砥石車の研削に寄与する砥粒の間隔である有効砥粒間隔をaとし、前記砥石車の周速度をVとし、前記工作物の周速度をvとし、
あらかじめ求めた、前記切屑厚さgと研削抵抗Prの関係を示すg−Pr関係データ表と、前記切屑長さLと砥粒保持力Phの関係を示すL−Ph関係データ表を用いて、Pr<Phとなる切屑厚さgと切屑長さLの組み合せとなる前記研削条件を選定する研削方法。 - 前記工作物の研削粗さが所望の値となるように、前記切屑長さと前記切屑厚さを選択して研削する請求項1に記載の研削方法。
- 円筒状の工作物を支持して回転駆動させる工作物支持手段と、
砥石車を支持し回転駆動させる砥石車支持手段と、
前記砥石車で前記工作物を研削するべく、前記工作物支持手段と前記砥石車支持手段とを相対移動させる駆動手段と、
切屑長さをLとしたときLを、
で算出し、
切屑厚さをgとしたときgを、
で算出し、
あらかじめ求めた、前記切屑厚さgと研削抵抗Prの関係を示すg−Pr関係データ表と、前記切屑長さLと砥粒保持力Phの関係を示すL−Ph関係データ表を用いて、Pr<Phとなる切屑厚さgと切屑長さLの組み合せとなるように、前記砥石車の直径Dと、前記工作物の直径dと、前記砥石車の前記工作物に対する切込みtと、前記砥石車の研削に寄与する砥粒の間隔である有効砥粒間隔aと、前記砥石車の周速度Vと、前記工作物の周速度vを設定するべく、前記駆動手段と、前記砥石車支持手段と、前記工作物支持手段とを制御する制御手段と、
を備えた研削盤。
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JP2010214018A JP5589717B2 (ja) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | 研削方法および研削盤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010214018A JP5589717B2 (ja) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | 研削方法および研削盤 |
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JP2012066356A5 JP2012066356A5 (ja) | 2013-10-24 |
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JP2010214018A Expired - Fee Related JP5589717B2 (ja) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | 研削方法および研削盤 |
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