JP6089752B2 - Grinding machine and grinding method - Google Patents

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本発明は、研削盤および研削方法に関するものである。   The present invention relates to a grinding machine and a grinding method.

被加工物を砥石車により荒研削する場合、発熱を抑制するためにクーラントを供給しながら行う。一方、仕上研削においては、高精度を得るために、クーラントの供給量を小流量にする。つまり、クーラントの供給量を変化させると、クーラント動圧が変化する。そこで、特許文献1には、クーラントを大流量から小流量に切り替える前に、非研削状態でバックオフ動作を行っている。バックオフ量は、一定値としている。また、被加工物の研削方法として、荒研削の後に被加工物に対して砥石車を後退させながら研削する後退研削を行い、後退研削の後に仕上研削を行うことについて、特許文献2,3に記載されている。   When a workpiece is roughly ground with a grinding wheel, it is performed while supplying coolant to suppress heat generation. On the other hand, in finish grinding, the coolant supply amount is set to a small flow rate in order to obtain high accuracy. That is, when the coolant supply amount is changed, the coolant dynamic pressure changes. Therefore, in Patent Document 1, a back-off operation is performed in an unground state before switching the coolant from a large flow rate to a small flow rate. The back-off amount is a constant value. In addition, Patent Documents 2 and 3 disclose that the workpiece is ground by performing reverse grinding in which grinding is performed while the grinding wheel is moved backward with respect to the workpiece after rough grinding, and finish grinding is performed after backward grinding. Have been described.

特開2011−31366号公報JP 2011-31366 A 特開2011−93017号公報JP 2011-93017 A 特開2011−140089号公報JP 2011-140089 A

ここで、仕上研削における切込速度は、荒研削に比べて非常に小さい。そのため、バックオフ量を大きくしすぎると、仕上研削を行う際に空研削状態が長くなり、研削時間が長くなる原因となる。一方、バックオフ量を小さくしすぎると、クーラント動圧の低下に伴い被加工物の撓み量が小さくなることで、仕上研削開始時に切込を発生するおそれがある。そのため、バックオフ量を適切値とすることが求められる。   Here, the cutting speed in finish grinding is much smaller than that in rough grinding. For this reason, if the back-off amount is excessively increased, the blank grinding state becomes longer when finish grinding is performed, which causes a longer grinding time. On the other hand, if the back-off amount is too small, the amount of bending of the work piece decreases with a decrease in the coolant dynamic pressure, which may cause a cut at the start of finish grinding. For this reason, it is required to set the back-off amount to an appropriate value.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バックオフ動作の開始時に応じたバックオフ量を決定することで、研削時間を短縮しつつ、高精度に研削することができる研削盤および研削方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. By determining the back-off amount according to the start time of the back-off operation, the grinding can be performed with high accuracy while reducing the grinding time. An object is to provide a board and a grinding method.

被加工物の位相θに応じて被加工物の撓み量ε(θ)が異なることに着目し、バックオフ動作の開始時T2sにおける被加工物の撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定することとした。   Focusing on the fact that the workpiece deflection amount ε (θ) varies depending on the workpiece phase θ, the backoff amount is based on the workpiece deflection amount ε (θ2s) at the start T2s of the backoff operation. It was decided to decide.

(研削盤)
(請求項1)本手段に係る研削盤は、クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削盤であって、被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する手段と、前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する手段と、前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる手段とを備える。
(Grinder)
(Claim 1) The grinding machine according to the present means performs the first grinding with a large flow rate of the coolant, performs a back-off operation in an unground state following the first grinding, and performs the back-off operation. Subsequently, a grinding machine for performing second grinding with a small amount of supply of the coolant, wherein at least one of the rigidity K of the workpiece, the coolant dynamic pressure Fp, the grinding efficiency Z, and the grinding width is the workpiece. Therefore, the pressing force F (θ) in the cutting direction that the workpiece receives from the grinding wheel during the first grinding differs depending on the phase θ, and as a result, the first grinding When the bending amount ε (θ) of the workpiece due to the grinding resistance Fn and the coolant dynamic pressure Fp varies according to the phase θ, the phase θ2s of the workpiece at the start T2s of the back-off operation The amount of bending ε (θ2s) of the workpiece is acquired. Comprising the stage, means for determining a back-off amount on the basis of the amount of deflection epsilon (? 2s), in the back-off operation, and means for retracting the back-off amount.

以下に、本手段に係る研削盤の好ましい態様を記載する。
(請求項2)前記バックオフ量を決定する手段は、前記被加工物の位相θ2sにおける前記撓み量ε(θ2s)、または、前記撓み量ε(θ2s)に一定値を加算した値を前記バックオフ量とするとよい。
Below, the preferable aspect of the grinding machine which concerns on this means is described.
(Claim 2) The means for determining the back-off amount includes the deflection amount ε (θ2s) in the phase θ2s of the workpiece or a value obtained by adding a constant value to the deflection amount ε (θ2s). It is good to use off amount.

(請求項3)前記撓み量を取得する手段は、前記バックオフ動作の開始時T2sから終了時T2eまでの間において各位相θに応じた前記被加工物の撓み量ε(θ2s−θ2e)を算出する手段であり、前記バックオフ量を決定する手段は、前記撓み量ε(θ2s−θ2e)の最大値ε_max、または、前記最大値ε_maxに一定値を加算した値を前記バックオフ量としてもよい。   (Claim 3) The means for obtaining the amount of deflection is the amount of deflection ε (θ2s−θ2e) of the workpiece corresponding to each phase θ between the start time T2s and the end time T2e of the back-off operation. The means for calculating and the means for determining the back-off amount may be a maximum value ε_max of the deflection amount ε (θ2s−θ2e) or a value obtained by adding a constant value to the maximum value ε_max as the back-off amount. Good.

(請求項4)前記被加工物の研削面には研削されない凹所を有する場合に適用するとよい。
(請求項5)前記第一研削は、砥石車を被加工物へ相対的に前進させる第一前進研削を行い、前記第一前進研削に続いて砥石車を被加工物から相対的に後退させて研削抵抗Fnをゼロにする後退研削を行い、前記バックオフ動作は、前記研削抵抗Fnをゼロとしたまま、前記後退研削に続いて前記砥石車をさらに後退させ、前記被加工物の撓み量ε(θ2s)は、前記クーラントによる前記被加工物の撓み量εb(θ2s)である場合に適用するとよい。
(Claim 4) It may be applied when the ground surface of the workpiece has a recess that is not ground.
(Claim 5) In the first grinding, the first forward grinding is performed in which the grinding wheel is relatively advanced to the workpiece, and the grinding wheel is moved backward from the workpiece following the first forward grinding. The back-off operation is performed to make the grinding wheel Fn zero, and in the back-off operation, the grinding wheel is further moved backward following the backward grinding while the grinding force Fn is kept zero, and the amount of bending of the workpiece is reduced. ε (θ2s) may be applied when the amount of bending of the workpiece by the coolant is εb (θ2s).

(研削方法)
本発明は、上述した研削盤の他に、研削方法としても把握することができる。
(請求項6)本手段に係る研削方法は、クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削方法であって、被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する工程と、前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する工程と、前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる工程とを備える。
(Grinding method)
The present invention can be grasped as a grinding method in addition to the above-described grinding machine.
(Claim 6) The grinding method according to this means performs the first grinding with a large coolant supply amount, performs the back-off operation in an unground state following the first grinding, and performs the back-off operation. Subsequently, a grinding method for performing second grinding with the coolant supply amount being a small flow rate, wherein at least one of the rigidity K of the workpiece, the coolant dynamic pressure Fp, the grinding efficiency Z, and the grinding width is the workpiece. Therefore, the pressing force F (θ) in the cutting direction that the workpiece receives from the grinding wheel during the first grinding differs depending on the phase θ, and as a result, the first grinding When the bending amount ε (θ) of the workpiece due to the grinding resistance Fn and the coolant dynamic pressure Fp varies according to the phase θ, the phase θ2s of the workpiece at the start T2s of the back-off operation Obtain the amount of bending ε (θ2s) of the workpiece That comprises a step, a step of determining a back-off amount on the basis of the amount of deflection epsilon (? 2s), in the back-off operation, and a step of retracting the back-off amount.

(請求項1,6)本手段によれば、バックオフ量を、バックオフ動作の開始時T2sにおける被加工物の撓み量ε(θ2s)に基づいて決定している。これにより、バックオフ量を少なくしたとしても、第二研削の開始時において切込が発生することも防止できる。バックオフ量を少なくすることができるため、第二研削における空研削状態を少なくでき、結果として研削時間を短縮できる。
ここで、本手段に係る研削方法は、上述した研削盤に関する他の態様を同様に適用することができ、以下に記載するそれぞれの効果と同様の効果を奏する。
(Claims 1 and 6) According to the present means, the back-off amount is determined on the basis of the deflection amount ε (θ2s) of the work piece at the start time T2s of the back-off operation. Thereby, even if the back-off amount is reduced, it is possible to prevent the incision from occurring at the start of the second grinding. Since the back-off amount can be reduced, the blank grinding state in the second grinding can be reduced, and as a result, the grinding time can be shortened.
Here, the grinding method according to the present means can similarly apply the other aspects related to the grinding machine described above, and have the same effects as the effects described below.

(請求項2)これにより、容易にバックオフ量を決定でき、この場合に確実に上記効果を奏する。
(請求項3)バックオフ動作の速度と被加工物の周速度との関係によっては、撓み量ε(θ2s)より最大値ε_maxが大きい場合に、バックオフ動作の最中に確実に切込が生じないようにできる。その結果、確実に上記効果を奏する。
(Claim 2) Thereby, the back-off amount can be easily determined, and in this case, the above-described effect is surely obtained.
(Claim 3) Depending on the relationship between the speed of the back-off operation and the peripheral speed of the workpiece, when the maximum value ε_max is larger than the deflection amount ε (θ2s), the cutting is surely performed during the back-off operation. It can be prevented from occurring. As a result, the above-described effect is surely obtained.

(請求項4)研削面に凹所を有する場合には、仕上研削において、クーラントの供給量を小流量にすることが、高精度化に重要となる。従って、高精度を図るために、クーラントの供給量を大流量から小流量へ切り替えることが必要となる。この場合に、上記を適用することで、より効果的となる。   (Claim 4) When there is a recess in the grinding surface, it is important for high accuracy to make the coolant supply amount small in finish grinding. Therefore, in order to achieve high accuracy, it is necessary to switch the coolant supply amount from a large flow rate to a small flow rate. In this case, it becomes more effective by applying the above.

(請求項5)後退研削を行うことで、後退研削の終了時において被加工物の形状精度を高くすることができる。そして、後退研削に続いてバックオフ動作を行うことにより、バックオフ量をより小さくできる。   (Claim 5) By performing the backward grinding, the shape accuracy of the workpiece can be increased at the end of the backward grinding. Then, by performing the back-off operation following the backward grinding, the back-off amount can be further reduced.

本発明の実施形態における研削盤の平面図である。It is a top view of the grinding machine in the embodiment of the present invention. クランクシャフトWの位相θが0°の場合に、クランクシャフトWの回転中心Oと、クランクピンWaのピン中心Owと、砥石車15との位置関係を示す図である。ただし、クランクシャフトWが撓んでいないとして図示する。When the phase θ of the crankshaft W is 0 °, it is a diagram showing the positional relationship between the rotation center O of the crankshaft W, the pin center Ow of the crankpin Wa, and the grinding wheel 15. However, it is illustrated that the crankshaft W is not bent. クランクシャフトWの位相θが90°の場合に、クランクシャフトWの回転中心Oと、クランクピンWaのピン中心Owと、砥石車15との位置関係を示す図である。When the phase θ of the crankshaft W is 90 °, it is a diagram showing the positional relationship between the rotation center O of the crankshaft W, the pin center Ow of the crankpin Wa, and the grinding wheel 15. クランクシャフトWの位相θが180°の場合に、クランクシャフトWの回転中心Oと、クランクピンWaのピン中心Owと、砥石車15との位置関係を示す図である。When the phase θ of the crankshaft W is 180 °, it is a diagram showing the positional relationship between the rotation center O of the crankshaft W, the pin center Ow of the crankpin Wa, and the grinding wheel 15. クランクシャフトWの位相θが270°の場合に、クランクシャフトWの回転中心Oと、クランクピンWaのピン中心Owと、砥石車15との位置関係を示す図である。When the phase θ of the crankshaft W is 270 °, it is a diagram showing the positional relationship between the rotation center O of the crankshaft W, the pin center Ow of the crankpin Wa, and the grinding wheel 15. 上段に、砥石車15のX軸位置、クランクシャフトWの外径Dt、下段に、クーラントの供給量Qについての時間変化を示すグラフである。In the upper part, the X axis position of the grinding wheel 15, the outer diameter Dt of the crankshaft W, and in the lower part, a graph showing changes over time in the coolant supply amount Q. 図3の荒前進研削の開始時T0sにおけるクランクピンWaと砥石車15を示す。The crankpin Wa and the grinding wheel 15 at the start time T0s of the rough forward grinding in FIG. 3 are shown. 図3の後退研削の開始時T1s(=T0e)におけるクランクピンWaと砥石車15を示す。The crankpin Wa and the grinding wheel 15 at the time T1s (= T0e) at the start of backward grinding in FIG. 3 are shown. 図3の後退研削の終了時T1e(=バックオフ動作の開始時T2s)におけるクランクピンWaと砥石車15を示す。The crankpin Wa and the grinding wheel 15 at the end T1e (= the start time T2s of the back-off operation) in FIG. 3 are shown. 図3のバックオフ動作の途中(T2sとT2eの間)におけるクランクピンWaと砥石車15を示す。The crankpin Wa and the grinding wheel 15 in the middle of the back-off operation of FIG. 3 (between T2s and T2e) are shown. 図3のバックオフ動作の終了時T2e(=T3s)におけるクランクピンWaと砥石車15を示す。The crankpin Wa and the grinding wheel 15 at the end T2e (= T3s) of the back-off operation in FIG. 3 are shown. 後退研削(T1s〜T1e)において、研削抵抗Fnによる撓み量εa(θ)の算出手順を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the calculation procedure of deflection amount (epsilon) a ((theta)) by grinding resistance Fn in reverse grinding (T1s-T1e). 研削能率Zrealと、クランクピンWaが砥石車15から受ける切込方向の実際の押付力Frealとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the grinding efficiency Zreal and the actual pressing force Freal of the cutting direction which the crankpin Wa receives from the grinding wheel 15. クランクシャフトWの回転位相θに応じた研削点速度v(θ)を示すグラフである。3 is a graph showing a grinding point speed v (θ) corresponding to a rotational phase θ of a crankshaft W. クランクシャフトWの回転位相θに応じた理論的な研削能率Zlogical(θ)を示すグラフである。4 is a graph showing a theoretical grinding efficiency Zlogical (θ) corresponding to the rotational phase θ of the crankshaft W. クランクシャフトWの回転位相θに応じた研削抵抗Fn(θ)を示すグラフである。4 is a graph showing a grinding resistance Fn (θ) corresponding to a rotational phase θ of a crankshaft W. クランクシャフトWの回転位相θに応じた、研削抵抗Fn(θ)によるクランクピンWaの撓み量εa(θ)を示すグラフである。6 is a graph showing the amount of bending εa (θ) of the crankpin Wa due to the grinding resistance Fn (θ) according to the rotational phase θ of the crankshaft W. 研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)を用いた後退研削の制御手順を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control procedure of the reverse grinding using bending amount (epsilon) a ((theta)) by grinding resistance Fn ((theta)). 後退制御の間(T1s〜T1e)において、砥石車15の位置に関する第一例を示すグラフである。It is a graph which shows the 1st example regarding the position of the grinding wheel 15 during reverse control (T1s-T1e). 後退制御の間(T1s〜T1e)において、砥石車15の位置に関する第二例を示すグラフである。It is a graph which shows the 2nd example regarding the position of the grinding wheel 15 during reverse control (T1s-T1e). クランクシャフトWの回転位相θに応じたクーラント動圧Fp(θ)を示すグラフである。4 is a graph showing a coolant dynamic pressure Fp (θ) corresponding to a rotational phase θ of a crankshaft W. クーラント動圧Fp(θ)による撓み量εb(θ)を用いたバックオフ動作の制御手順を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control procedure of the back-off operation | movement using deflection amount (epsilon) b ((theta)) by coolant dynamic pressure Fp ((theta)). クランクシャフトWの回転位相θに応じた、クーラント動圧FpによるクランクピンWaの撓み量εb(θ)に関する第一例を示すグラフである。6 is a graph showing a first example regarding the amount of bending εb (θ) of the crank pin Wa due to the coolant dynamic pressure Fp according to the rotational phase θ of the crankshaft W. バックオフ動作の間(T2s〜T2e)において、砥石車15の位置に関する第一例を示すグラフである。It is a graph which shows the 1st example regarding the position of the grinding wheel 15 during back-off operation | movement (T2s-T2e). クランクシャフトWの回転位相θに応じた、クーラント動圧FpによるクランクピンWaの撓み量εb(θ)に関する第二例を示すグラフである。7 is a graph showing a second example regarding the amount of bending εb (θ) of the crank pin Wa due to the coolant dynamic pressure Fp according to the rotational phase θ of the crankshaft W. バックオフ動作の間(T2s〜T2e)において、砥石車15の位置に関する第二例を示すグラフである。It is a graph which shows the 2nd example regarding the position of the grinding wheel 15 during back-off operation | movement (T2s-T2e).

以下に、本発明に係る研削盤および研削方法を適用した実施形態について説明する。
(1.研削盤の構成)
本実施形態の研削盤の一例として、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げて説明する。当該研削盤の加工対象の被加工物は、クランクシャフトWを例に挙げ、その研削部位は、クランクピン(偏心ピン)Waとする。また、被加工物の研削面であるクランクピンWaには、油穴などの凹所A(図2Cに示す)が形成されている。例えば、当該油穴は、径方向に貫通形成される。
Embodiments to which a grinding machine and a grinding method according to the present invention are applied will be described below.
(1. Configuration of grinding machine)
A grinding wheel traverse type cylindrical grinder will be described as an example of the grinder of this embodiment. The workpiece to be processed by the grinding machine is exemplified by a crankshaft W, and the grinding portion is a crank pin (eccentric pin) Wa. Further, a recess A (shown in FIG. 2C) such as an oil hole is formed in the crank pin Wa which is a grinding surface of the workpiece. For example, the oil hole is formed to penetrate in the radial direction.

当該研削盤について、図1を参照して説明する。研削盤1は、以下のように構成される。床上にベッド11が固定され、ベッド11には、クランクシャフトWを回転可能に両端支持する主軸12および心押装置13が取り付けられる。クランクシャフトWは、ジャーナル中心に回転するように、主軸12および心押装置13に支持される。つまり、研削部位であるクランクピンWaは、回転中心から偏心した位置を中心とした円形状をなす。   The grinding machine will be described with reference to FIG. The grinding machine 1 is configured as follows. A bed 11 is fixed on the floor, and a main shaft 12 and a tailstock device 13 that support the crankshaft W at both ends in a rotatable manner are attached to the bed 11. The crankshaft W is supported by the main shaft 12 and the tailstock device 13 so as to rotate around the journal. That is, the crank pin Wa which is a grinding part has a circular shape centered on a position eccentric from the rotation center.

さらに、ベッド11上には、Z軸方向およびX軸方向に移動可能な砥石台14が設けられる。この砥石台14には、砥石車15が回転可能に支持されると共に、クーラントを研削点に向かって供給するためのクーラントノズル19(図2Aに示す)が設けられている。また、主軸12には、主軸12に加わるX軸方向成分の力(切込方向の押付力)Fを計測する力センサ16が設けられる。さらに、ベッド11には、被加工物Wの径を計測する定寸装置17が設けられる。さらに、研削盤1には、主軸12および砥石車15を回転しかつ被加工物Wに対する砥石車15の位置を制御する制御装置18が設けられる。   Furthermore, on the bed 11, a grindstone base 14 that is movable in the Z-axis direction and the X-axis direction is provided. The grinding wheel base 14 is rotatably supported by a grinding wheel 15 and is provided with a coolant nozzle 19 (shown in FIG. 2A) for supplying coolant toward a grinding point. Further, the main shaft 12 is provided with a force sensor 16 that measures a force (a pressing force in the cutting direction) F of the X-axis direction component applied to the main shaft 12. Further, the bed 11 is provided with a sizing device 17 for measuring the diameter of the workpiece W. Further, the grinding machine 1 is provided with a control device 18 that rotates the spindle 12 and the grinding wheel 15 and controls the position of the grinding wheel 15 with respect to the workpiece W.

(2.クランクピンと砥石車との位置の説明)
上述したように、研削部位であるクランクピンWaは、回転中心から偏心した位置を中心とした円形状である。そこで、図2A〜図2Dを参照して、クランクシャフトWの回転中心O、および、クランクシャフトWの回転位相θ(以下、位相θと称する)に応じたピン中心Owの位置について説明する。ただし、図2A〜図2Dにおいては、クランクシャフトWが撓み変形していないものとして図示する。図2A〜図2Dにおいては、クーラントノズル19および研削点Pを図示する。
(2. Explanation of position of crank pin and grinding wheel)
As described above, the crank pin Wa, which is a grinding part, has a circular shape centered on a position eccentric from the rotation center. 2A to 2D, the rotation center O of the crankshaft W and the position of the pin center Ow corresponding to the rotation phase θ of the crankshaft W (hereinafter referred to as phase θ) will be described. However, in FIGS. 2A to 2D, the crankshaft W is illustrated as not being bent and deformed. 2A to 2D, the coolant nozzle 19 and the grinding point P are illustrated.

位相θが0°のときは、図2Aに示すように、ピン中心Owは、回転中心Oに対して砥石車15とは反対側(砥石車15による切込方向)に位置する。クーラントは、砥石車15の上側から研削点Pに向かって供給される。位相θが90°のときは、図2Bに示すように、ピン中心Owは回転中心Oに対して下方に位置する。位相θが180°のときは、図2Cに示すように、ピン中心Owは回転中心Oに対して砥石車15側(反切込方向)に位置する。位相θが270°のときは、図2Dに示すように、ピン中心Owは回転中心Oに対して上方に位置する。   When the phase θ is 0 °, the pin center Ow is located on the opposite side of the grinding wheel 15 with respect to the rotation center O (the cutting direction by the grinding wheel 15), as shown in FIG. 2A. The coolant is supplied from the upper side of the grinding wheel 15 toward the grinding point P. When the phase θ is 90 °, the pin center Ow is positioned below the rotation center O as shown in FIG. 2B. When the phase θ is 180 °, as shown in FIG. 2C, the pin center Ow is located on the grinding wheel 15 side (anti-cutting direction) with respect to the rotation center O. When the phase θ is 270 °, the pin center Ow is located above the rotation center O as shown in FIG. 2D.

(3.研削方法の概要)
次に、本実施形態における研削方法の概要について、図3および図4A〜図4Eを参照して説明する。ここで、図4A〜図4Eにおいて、Osは、クランクシャフトWが撓んでいないと仮定した場合のピン中心Ow(仮ピン中心と称する)である。Orは、実際のピン中心Ow(実ピン中心と称する)である。すなわち、図4A〜図4Eに示すように、クランクシャフトWが撓んでいる状態において、OwとOrはずれている。
(3. Outline of grinding method)
Next, an outline of the grinding method in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4E. Here, in FIGS. 4A to 4E, Os is a pin center Ow (referred to as a temporary pin center) when it is assumed that the crankshaft W is not bent. Or is an actual pin center Ow (referred to as an actual pin center). That is, as shown in FIGS. 4A to 4E, Ow and Or are deviated in a state where the crankshaft W is bent.

本実施形態においては、荒前進研削工程(第一研削、第一前進研削)→後退研削工程(第一研削)→バックオフ動作→仕上前進研削工程(第二研削、第二前進研削)→スパークアウト工程の順に実行する。また、各研削工程においては、常にクーラントを供給する。ここで、荒前進研削工程および後退研削工程の際には、クーラントの供給量Qを大流量Qmaxとし、仕上前進研削工程およびスパークアウト工程の際には、クーラントの供給量Qを小流量Qminとする。以下に、詳細に説明する。   In this embodiment, rough forward grinding process (first grinding, first forward grinding) → reverse grinding process (first grinding) → back-off operation → finish forward grinding process (second grinding, second forward grinding) → spark Execute in order of out process. In each grinding process, coolant is always supplied. Here, the coolant supply amount Q is set to a large flow rate Qmax during the rough forward grinding step and the reverse grinding step, and the coolant supply amount Q is set to a small flow rate Qmin during the finish forward grinding step and the spark-out step. To do. This will be described in detail below.

まず、制御装置18がクランクシャフトWに対して砥石車15をX軸方向に前進させることで、荒研削を開始する(荒前進研削工程)(図3のT0s〜T0e)。さらに、荒研削時には、制御装置18によって、研削点Pに供給されるクーラントの供給量Qが大流量Qmaxとなるように制御される。   First, the control device 18 advances the grinding wheel 15 in the X-axis direction with respect to the crankshaft W to start rough grinding (rough forward grinding step) (T0s to T0e in FIG. 3). Further, at the time of rough grinding, the control device 18 controls the coolant supply amount Q supplied to the grinding point P to be a large flow rate Qmax.

荒前進研削工程では、図3の上段のT0s〜T0eに示すように、砥石車15のX軸マイナス方向へ一定速度で前進する。つまり、荒前進研削工程では、砥石車15をクランクピンWaに押し付ける方向へ相対移動させる。ここで、荒前進研削工程では、研削能率Z(単位時間単位幅当たりの研削量)を大きくするために、仕上前進研削工程よりも移動速度を大きくする。つまり、図3のT0s〜T0eの砥石車15のX軸位置の時間変化が大きい。   In the rough forward grinding process, as shown at T0s to T0e in the upper part of FIG. That is, in the rough forward grinding process, the grinding wheel 15 is relatively moved in the direction in which it is pressed against the crank pin Wa. Here, in the rough forward grinding process, in order to increase the grinding efficiency Z (amount of grinding per unit time unit width), the moving speed is increased as compared with the finish forward grinding process. That is, the time change of the X-axis position of the grinding wheel 15 from T0s to T0e in FIG. 3 is large.

そして、図3の荒前進研削工程の開始時T0sでは、図4Aに示すように、実ピン中心Orは、仮ピン中心Osに対し、クーラント動圧Fpによる撓み量εbだけずれている。この状態から砥石車15をクランクピンWaへ押し付けると、クランクピンWaがさらに撓みながら、クランクピンWaが研削される。図3の荒前進研削工程の終了時T0eに至るまでの間、研削抵抗Fnが大きくなる。つまり、クランクピンWaが砥石車15から受ける押付力Fには、クーラント動圧Fpと研削抵抗Fnとの合計が作用する。そして、終了時T0eにおける撓み量εは、図4Bに示すように、研削抵抗Fnによる撓み量εaとクーラント動圧Fpによる撓み量εbとの合計値となる。   Then, at the start time T0s of the rough forward grinding process of FIG. 3, as shown in FIG. 4A, the actual pin center Or is shifted from the temporary pin center Os by a deflection amount εb due to the coolant dynamic pressure Fp. When the grinding wheel 15 is pressed against the crank pin Wa from this state, the crank pin Wa is ground while the crank pin Wa is further bent. The grinding resistance Fn increases until the time T0e at the end of the rough forward grinding process of FIG. That is, the sum of the coolant dynamic pressure Fp and the grinding resistance Fn acts on the pressing force F received by the crank pin Wa from the grinding wheel 15. Then, the deflection amount ε at the end time T0e is a total value of the deflection amount εa caused by the grinding resistance Fn and the deflection amount εb caused by the coolant dynamic pressure Fp, as shown in FIG. 4B.

荒研削を行っている間、定寸装置17によって計測されるクランクピンWaの外径Dtが、予め設定された値Dthに達したか否かを判定する。クランクピンWaの外径Dtが設定値Dthに達すると、荒前進研削工程から後退研削工程に切り替える。後退研削とは、砥石車15をクランクピンWaから引き離す方向(X軸プラス方向)へ相対移動させて、研削抵抗FnによるクランクピンWaの撓み量εaを減少させながら行う研削である。   While rough grinding is performed, it is determined whether or not the outer diameter Dt of the crank pin Wa measured by the sizing device 17 has reached a preset value Dth. When the outer diameter Dt of the crank pin Wa reaches the set value Dth, the rough advance grinding process is switched to the reverse grinding process. The reverse grinding is grinding performed by relatively moving the grinding wheel 15 in the direction in which the grinding wheel 15 is pulled away from the crank pin Wa (X-axis plus direction) to reduce the bending amount εa of the crank pin Wa due to the grinding resistance Fn.

後退研削の開始時T1s(=T0e)の時には、図4Bに示すように、クランクピンWaの外周面の半径は、クランクピンWaの位相に応じて異なる。これは、砥石車15を前進しながらクランクピンWaを回転させているためである。そして、クランクピンWaの外周面の半径の差は、クランクピンWaの位相に対してほぼ線形の関係にある。そこで、後退研削工程において、砥石車15を後退させながら、位相に応じた半径差を解消するように当該部分を削り取るようにする。   At the time T1s (= T0e) at the start of the reverse grinding, as shown in FIG. 4B, the radius of the outer peripheral surface of the crankpin Wa varies depending on the phase of the crankpin Wa. This is because the crank pin Wa is rotated while moving the grinding wheel 15 forward. The difference in the radius of the outer peripheral surface of the crankpin Wa has a substantially linear relationship with the phase of the crankpin Wa. Therefore, in the reverse grinding process, the grinding wheel 15 is retracted, and the portion is scraped so as to eliminate the radius difference according to the phase.

具体的には、後退研削工程において、クランクピンWaを例えば1回転させたときに、研削抵抗Fnがゼロになるように、クランクピンWaの位相に応じた目標の研削抵抗を決定し制御する。なお、クランクピンWaを2回転以上の間、後退研削を行うようにしてもよい。後退研削の終了時T1eには、図4Cに示すように、クランクピンWaの外周面の半径差が解消される。このとき、研削抵抗Fnがゼロとなるため、クランクピンWaの撓み量εは、クーラント動圧Fpによる撓み量εbに一致する。   Specifically, in the reverse grinding process, the target grinding resistance according to the phase of the crankpin Wa is determined and controlled so that the grinding resistance Fn becomes zero when the crankpin Wa is rotated once, for example. Note that the back grinding may be performed for two or more turns of the crank pin Wa. At the end T1e of the backward grinding, as shown in FIG. 4C, the radius difference between the outer peripheral surfaces of the crank pins Wa is eliminated. At this time, since the grinding resistance Fn becomes zero, the bending amount ε of the crank pin Wa coincides with the bending amount εb due to the coolant dynamic pressure Fp.

後退研削を終了すると、研削抵抗Fnをゼロとしたまま、非研削状態でバックオフ動作を行う(図3のT2s〜T2e)。バックオフ動作とは、後退研削の終了時よりも砥石車15をさらに後退させて、図4Dに示すように、砥石車15をクランクピンWaから離れさせるようにする動作である。バックオフ動作を行っている際、または、バックオフ動作を終了した時点において、クーラントの供給量Qを小流量Qminに切り替える。そうすると、図4Eに示すように、クーラント動圧Fpが小さくなり、クーラント動圧Fpによる撓み量εbも小さくなる。   When the reverse grinding is finished, the back-off operation is performed in the non-grinding state with the grinding resistance Fn being zero (T2s to T2e in FIG. 3). The back-off operation is an operation in which the grinding wheel 15 is further moved backward from the end of the backward grinding so that the grinding wheel 15 is separated from the crank pin Wa as shown in FIG. 4D. During the back-off operation or at the time when the back-off operation is completed, the coolant supply amount Q is switched to the small flow rate Qmin. Then, as shown in FIG. 4E, the coolant dynamic pressure Fp becomes small, and the deflection amount εb due to the coolant dynamic pressure Fp also becomes small.

バックオフ動作の後であって、かつ、クーラントの供給量Qが小流量Qminに切り替えられた後には、仕上前進工程(図3のT3s〜T3e)を行う。仕上前進工程では、制御装置18は、クランクピンWaに対して砥石車15を前進(X軸マイナス方向へ移動)させることで、仕上前進研削を開始する。仕上前進工程では、図3に示すように、荒前進研削工程における砥石車15の移動速度(切込速度)より遅くする。従って、仕上前進工程では、クランクピンWaに研削焼けを生じないようにできる。さらに、クーラントの供給量Qを小流量Qminにすることで、油穴などの凹所Aによる研削精度への悪影響を抑制できる。   After the back-off operation and after the coolant supply amount Q is switched to the small flow rate Qmin, a finishing advance process (T3s to T3e in FIG. 3) is performed. In the finish advancement process, the control device 18 starts the finish advance grinding by moving the grinding wheel 15 forward (moving in the X axis minus direction) with respect to the crank pin Wa. In the finish advancement process, as shown in FIG. 3, it is slower than the moving speed (cutting speed) of the grinding wheel 15 in the rough advance grinding process. Therefore, it is possible to prevent grinding burn from occurring in the crankpin Wa in the finish advancement process. Furthermore, by setting the coolant supply amount Q to a small flow rate Qmin, adverse effects on the grinding accuracy due to the recess A such as an oil hole can be suppressed.

仕上前進研削を行っている間、定寸装置17によって計測されるクランクピンWaの外径Dtが仕上径Dfに達すると、仕上前進研削工程からスパークアウト工程に切り替える。スパークアウトは、砥石車15をクランクピンWaに対する切込量をゼロの状態として行う。つまり、スパークアウトにおいては、仕上前進研削において研削残しの分を研削することになる。そして、このスパークアウトは、予め設定されたクランクピンWaの回転数だけ行う。図3においては、T4s〜T4eである。   During the finish forward grinding, when the outer diameter Dt of the crankpin Wa measured by the sizing device 17 reaches the finish diameter Df, the finish forward grinding process is switched to the spark out process. The spark-out is performed with the grinding wheel 15 in a state where the cutting depth with respect to the crank pin Wa is zero. That is, in the spark-out, the remaining grinding is ground in the finish forward grinding. Then, this spark-out is performed for the number of rotations of the crankpin Wa set in advance. In FIG. 3, it is T4s-T4e.

(4.後退研削の詳細)
後退研削(図3のT1s〜T1e)においては、砥石車15を後退させながら、荒前進研削工程における半径差の部分を削り取る。ここで、クランクピンWaを研削する場合には、クランクシャフトWの位相θに応じて、クランクシャフトWの剛性K(θ)、クーラント動圧Fp(θ)、研削能率Z(θ)が異なる。そのため、研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)が位相θに応じて変化する。この撓み量εa(θ)を用いて、後退研削を制御する。
(4. Details of reverse grinding)
In the backward grinding (T1s to T1e in FIG. 3), the portion of the radius difference in the rough forward grinding process is scraped off while the grinding wheel 15 is moved backward. Here, when the crank pin Wa is ground, the rigidity K (θ), the coolant dynamic pressure Fp (θ), and the grinding efficiency Z (θ) of the crankshaft W differ according to the phase θ of the crankshaft W. Therefore, the amount of deflection εa (θ) due to the grinding resistance Fn (θ) changes according to the phase θ. Backward grinding is controlled using this deflection amount εa (θ).

研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)の算出手順について、図5のブロック図および図6〜図10を参照して説明する。まず、クランクピンWaが砥石車15から受ける切込方向の押付力Fは、式(1)に示すように、研削抵抗Fnとクーラント動圧Fpの加算値である。また、研削抵抗Fnは、式(2)に示すように、研削能率Z、砥石車15の切れ味係数α、および、研削幅に相当する係数H(以下、「研削幅係数H」と称する)の乗算により表される。研削幅係数Hは、例えば、最小幅を1とした場合の比を表す。すなわち、研削幅が全周に亘って同一の場合には、Hは1となる。   A calculation procedure of the deflection amount εa (θ) by the grinding resistance Fn (θ) will be described with reference to the block diagram of FIG. 5 and FIGS. First, the pressing force F in the cutting direction received by the crank pin Wa from the grinding wheel 15 is an added value of the grinding resistance Fn and the coolant dynamic pressure Fp as shown in the equation (1). Further, the grinding resistance Fn is represented by the following formula (2): grinding efficiency Z, sharpness coefficient α of the grinding wheel 15 and coefficient H corresponding to the grinding width (hereinafter referred to as “grinding width coefficient H”). Represented by multiplication. The grinding width coefficient H represents, for example, a ratio when the minimum width is 1. That is, H is 1 when the grinding width is the same over the entire circumference.

[数1]
F = Fn + Fp ・・・ (1)
[数2]
Fn = Z × α × H ・・・ (2)
[Equation 1]
F = Fn + Fp (1)
[Equation 2]
Fn = Z × α × H (2)

そこで、図5に示すように、荒前進研削工程の際に、実際の切込量dを元に実際の研削能率Zrealを取得すると共に(図5の符号111)、力センサ16の検出値を元に実際の押付力Frealを取得する(図5の符号112)。また、研削幅係数Hは、クランクピンWaおよび砥石車15の形状から導き出すことができる。切込量dは、研削条件から導き出すことができる。なお、切込量dは、定寸装置17の信号を用いて演算により求めてもよい。   Therefore, as shown in FIG. 5, during the rough forward grinding process, the actual grinding efficiency Zreal is acquired based on the actual cutting depth d (reference numeral 111 in FIG. 5), and the detection value of the force sensor 16 is set. Originally, the actual pressing force Freal is acquired (reference numeral 112 in FIG. 5). Further, the grinding width coefficient H can be derived from the shapes of the crank pin Wa and the grinding wheel 15. The cutting depth d can be derived from the grinding conditions. Note that the cutting depth d may be obtained by calculation using a signal from the sizing device 17.

式(1)(2)の関係より、図6において、研削能率Zrealを横軸とし、押付力Fを縦軸とした場合に、傾きが切れ味係数αと研削幅係数Hの乗算値となる。すなわち、図6の傾きを求めて、研削幅係数Hで除算することにより、切れ味係数αを算出できる。(図5の符号113)。切れ味係数αは、砥石車15によるクランクピンWaへの切込方向の押付力Fと研削能率Zとの関係を示す。切れ味係数αは、砥石車15の砥粒の状態によって変化する。そこで、クランクシャフトWを多数研削する際において、適宜、荒前進研削工程にて計測することで、切れ味係数αを更新する。   From the relationship of equations (1) and (2), in FIG. 6, when the grinding efficiency Zreal is the horizontal axis and the pressing force F is the vertical axis, the slope is a product of the sharpness coefficient α and the grinding width coefficient H. That is, by obtaining the slope of FIG. 6 and dividing by the grinding width coefficient H, the sharpness coefficient α can be calculated. (Reference numeral 113 in FIG. 5). The sharpness coefficient α indicates the relationship between the pressing force F in the cutting direction to the crank pin Wa by the grinding wheel 15 and the grinding efficiency Z. The sharpness coefficient α varies depending on the state of the abrasive grains of the grinding wheel 15. Therefore, when many crankshafts W are ground, the sharpness coefficient α is updated by appropriately measuring in the rough forward grinding process.

ここで、図2A〜図2Dに示すように、研削点Pは、位相θによって回転中心Oからの距離が異なる。そのため、図7に示すように、研削点速度v(θ)は、位相θに応じて変化する。この研削点速度v(θ)は、クランクシャフトWの形状および研削条件から幾何学的に算出できる(図5の符号114)。   Here, as shown in FIGS. 2A to 2D, the grinding point P has a different distance from the rotation center O depending on the phase θ. Therefore, as shown in FIG. 7, the grinding point speed v (θ) changes according to the phase θ. This grinding point speed v (θ) can be calculated geometrically from the shape of the crankshaft W and the grinding conditions (reference numeral 114 in FIG. 5).

続いて、研削点速度v(θ)を用いて、理論的な研削能率Zlogical(θ)を算出する(図5の符号115)。研削能率Z(θ)は、式(3)にて表される。式(3)において、dは、切込量である。γは、凹所Aによる影響分である。研削能率Z(θ)は、図8に示すように、位相θに応じて変化する。図8において、位相θが180°付近において、研削能率Z(θ)が急に低下している部分は、凹所Aの影響分γによる。   Subsequently, a theoretical grinding efficiency Zlogical (θ) is calculated using the grinding point velocity v (θ) (reference numeral 115 in FIG. 5). The grinding efficiency Z (θ) is expressed by the formula (3). In Formula (3), d is the cutting depth. γ is an influence due to the recess A. As shown in FIG. 8, the grinding efficiency Z (θ) varies according to the phase θ. In FIG. 8, the portion where the grinding efficiency Z (θ) suddenly decreases when the phase θ is around 180 ° is due to the influence γ of the recess A.

[数3]
Z(θ) = d × v(θ) + γ ・・・ (3)
[Equation 3]
Z (θ) = d × v (θ) + γ (3)

そして、研削抵抗Fn(θ)は、切れ味係数α、理論的な研削能率Zlogical(θ)および研削幅係数Hより、式(4)に従って算出する(図5の符号116)。式(4)は、式(2)を位相θの関数にしただけである。研削抵抗Fn(θ)は、図9に示すように、位相θに応じて変化する。   The grinding resistance Fn (θ) is calculated according to the equation (4) from the sharpness factor α, the theoretical grinding efficiency Zlogical (θ), and the grinding width factor H (reference numeral 116 in FIG. 5). Equation (4) is just a function of equation (2) for phase θ. As shown in FIG. 9, the grinding resistance Fn (θ) changes according to the phase θ.

[数4]
Fn(θ) = Z(θ) × α × H ・・・ (4)
[Equation 4]
Fn (θ) = Z (θ) × α × H (4)

続いて、クランクシャフトWの形状から、クランクピンWa部分の剛性K(θ)を算出する(図5の符号117)。これは、剛性K(θ)は、実測値に基づいて算出することもできるし、解析により取得することもできる。研削抵抗Fn(θ)および剛性K(θ)を用いて、研削抵抗Fn(θ)によるクランクピンWaの撓み量εa(θ)を式(5)に従って算出する(図5の符号118)。研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)は、図10に示すように、位相θに応じて変化する。   Subsequently, the rigidity K (θ) of the crank pin Wa portion is calculated from the shape of the crankshaft W (reference numeral 117 in FIG. 5). In this case, the stiffness K (θ) can be calculated based on an actual measurement value, or can be obtained by analysis. Using the grinding resistance Fn (θ) and the stiffness K (θ), the amount of bending εa (θ) of the crank pin Wa due to the grinding resistance Fn (θ) is calculated according to the equation (5) (reference numeral 118 in FIG. 5). The amount of deflection εa (θ) due to the grinding resistance Fn (θ) varies according to the phase θ as shown in FIG.

[数5]
εa(θ) = Fn (θ) / K(θ) ・・・ (5)
[Equation 5]
εa (θ) = Fn (θ) / K (θ) (5)

次に、研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)を用いた後退研削の制御について、第一例について図10〜図12を参照し、第二例について図10,図11および図13を参照して説明する。   Next, regarding the control of the reverse grinding using the bending amount εa (θ) by the grinding resistance Fn (θ), the first example will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG.

まず、第一例について説明する。後退研削の開始時T1s(図1に示す)において、クランクシャフトWの位相θ1sを取得する。位相θと研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ)との関係は図10に示すとおりであることから、位相θ1sにおける撓み量はεa(θ1s)となる。そこで、撓み量εa(θ1s)を取得できる(図11の符号121)。   First, the first example will be described. At the start T1s (shown in FIG. 1) of the reverse grinding, the phase θ1s of the crankshaft W is acquired. Since the relationship between the phase θ and the deflection amount εa (θ) due to the grinding resistance Fn (θ) is as shown in FIG. 10, the deflection amount at the phase θ1s is εa (θ1s). Therefore, the deflection amount εa (θ1s) can be acquired (reference numeral 121 in FIG. 11).

続いて、取得された撓み量εa(θ1s)から後退研削における後退量を決定する(図11の符号122)。第一例では、撓み量εa(θ1s)を後退量とする。この後退量は、クランクシャフトWが1回転する間に後退させる量である。ただし、ここでは1回転とするが、複数回転としてもよい。さらに、後退研削の最中は、図12に示すように、後退研削の終了時T1eにおいて研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ1e)がゼロとなるまでの間、砥石車15を等速で後退させるように制御する(図11の符号123)。第一例によれば、等速に後退させているため、容易に制御できる。この場合であっても、十分に高精度にできる。   Subsequently, a retraction amount in the reverse grinding is determined from the acquired deflection amount εa (θ1s) (reference numeral 122 in FIG. 11). In the first example, the bending amount εa (θ1s) is set as the retreat amount. The reverse amount is an amount to be retracted while the crankshaft W makes one revolution. However, although it is 1 rotation here, it is good also as multiple rotation. Further, during the backward grinding, as shown in FIG. 12, the grinding wheel 15 is moved at a constant speed until the deflection amount εa (θ1e) due to the grinding resistance Fn (θ) becomes zero at the end T1e of the backward grinding. Is controlled to move backward (reference numeral 123 in FIG. 11). According to the first example, since it is retracted at a constant speed, it can be easily controlled. Even in this case, sufficiently high accuracy can be achieved.

第二例について説明する。後退研削の開始時T1sから終了時T1eまでの間において、各位相θに応じた研削抵抗Fn(θ)による撓み量εa(θ1s−θ1e)を算出する(図11の符号121)。続いて、開始時T1sにおける撓み量はεa(θ1s)を、クランクシャフトWが1回転する間の後退量とする(図11の符号122)。   A second example will be described. A deflection amount εa (θ1s−θ1e) due to the grinding resistance Fn (θ) corresponding to each phase θ is calculated from the start time T1s to the end time T1e of the reverse grinding (reference numeral 121 in FIG. 11). Subsequently, the deflection amount at the start time T1s is set to εa (θ1s) as the reverse amount during one rotation of the crankshaft W (reference numeral 122 in FIG. 11).

そして、図10および図13に示すように、後退研削の開始時T1sにおける撓み量εa(θ1s)から、後退研削の終了時T1eにおいて撓み量εa(θ1e)がゼロとなるまでの間、砥石車15の位置が撓み量εa(θ1s−θ1e)に応じた位置となるように変速させながら後退させる(図11の符号123)。つまり、図10において撓み量εa(θ1s)との差分Δεを、第一例の図12の後退量に加算することで、途中の後退量が決定される。第二例によれば、砥石車15の位置を撓み量εa(θ1s−θ1e)に応じた位置となるように変速させながら後退させることで、より高精度にできる。   Then, as shown in FIGS. 10 and 13, the grinding wheel from the deflection amount εa (θ1s) at the start T1s of the backward grinding until the deflection amount εa (θ1e) becomes zero at the end T1e of the backward grinding. 15 is moved backward while shifting so that the position 15 becomes a position corresponding to the deflection amount εa (θ1s−θ1e) (reference numeral 123 in FIG. 11). That is, by adding the difference Δε with the deflection amount εa (θ1s) in FIG. 10 to the reverse amount in FIG. 12 of the first example, the intermediate reverse amount is determined. According to the second example, the position of the grinding wheel 15 can be made higher with accuracy by shifting the position of the grinding wheel 15 while shifting the position so as to be in a position corresponding to the deflection amount εa (θ1s−θ1e).

クランクピンWaの位相θに応じてクランクピンWaの撓み量ε(θ)が異なる場合、荒前進研削における削り残し量は、撓み量ε(θ)に依存する。特に、研削抵抗Fnによる撓み量εa(θ)に依存する。そこで、上述したように、後退研削の後退量を、後退研削の開始時T1sにおける研削抵抗FnによるクランクピンWaの撓み量εa(θ1s)に基づいて決定している。これにより、後退研削により、高精度に研削することができる。   When the amount of bending ε (θ) of the crankpin Wa differs according to the phase θ of the crankpin Wa, the uncut amount after rough advance grinding depends on the amount of bending ε (θ). In particular, it depends on the bending amount εa (θ) due to the grinding resistance Fn. Therefore, as described above, the amount of reverse grinding is determined based on the amount of bending εa (θ1s) of the crank pin Wa due to the grinding resistance Fn at the start T1s of the reverse grinding. Thereby, it can grind with high precision by reverse grinding.

(5.バックオフ動作の詳細)
バックオフ動作(図3のT2s〜T2e)においては、砥石車15をさらに後退させる。バックオフ動作は、クーラントの供給量Qを大流量Qmaxから小流量Qminへ切り替えた場合にも、砥石車15によりクランクピンWaに対して切込が発生しないようにするためである。ここで、バックオフ動作において、クランクピンWaには研削抵抗Fnは作用しておらず、クーラント動圧Fpが作用している。従って、クランクピンWaは、クーラント動圧Fpによって撓んでいる。
(5. Details of back-off operation)
In the back-off operation (T2s to T2e in FIG. 3), the grinding wheel 15 is further moved backward. The back-off operation is to prevent the grinding wheel 15 from cutting the crankpin Wa even when the coolant supply amount Q is switched from the large flow rate Qmax to the small flow rate Qmin. Here, in the back-off operation, the grinding resistance Fn does not act on the crankpin Wa, and the coolant dynamic pressure Fp acts. Therefore, the crankpin Wa is bent by the coolant dynamic pressure Fp.

そして、上述したように、クランクピンWaの剛性K(θ)は位相θに応じて異なる。さらに、クーラント動圧Fp(θ)も、図14に示すように、位相θに応じて変化する。クーラント動圧Fp(θ)は、クーラントノズル19からの距離が遠いほど小さくなり、図2A〜図2Dによれば図14のようになることが分かる。例えば、位相θが90°のときに、クーラントノズル19が最も研削点Pから遠いため、クーラント動圧Fpが最も小さい。   As described above, the rigidity K (θ) of the crankpin Wa varies depending on the phase θ. Further, the coolant dynamic pressure Fp (θ) also changes in accordance with the phase θ as shown in FIG. It can be seen that the coolant dynamic pressure Fp (θ) decreases as the distance from the coolant nozzle 19 increases, and is as shown in FIG. 14 according to FIGS. 2A to 2D. For example, when the phase θ is 90 °, the coolant dynamic pressure Fp is the smallest because the coolant nozzle 19 is farthest from the grinding point P.

このとき、クーラント動圧Fp(θ)が位相θに応じて異なるため、クーラント動圧Fp(θ)による撓み量εb(θ)も位相θに応じて異なる。そこで、この撓み量εb(θ)を用いて、バックオフ動作の制御を行う。   At this time, since the coolant dynamic pressure Fp (θ) varies depending on the phase θ, the deflection amount εb (θ) due to the coolant dynamic pressure Fp (θ) also varies depending on the phase θ. Therefore, the back-off operation is controlled using this deflection amount εb (θ).

次に、撓み量εb(θ)を用いたバックオフ動作の制御について、第一例について図15〜図17を参照して説明し、第二例について図15、図18〜図19を参照して説明する。
まず、第一例について説明する。バックオフ動作の開始時T2s(図3に示す)において、クランクシャフトWの位相θ2sを取得する。位相θとクーラント動圧Fp(θ)による撓み量εb(θ)との関係は、図16のようになる。そこで、撓み量εb(θ2s)を取得できる(図15の符号211)。
Next, regarding the control of the back-off operation using the deflection amount εb (θ), the first example will be described with reference to FIGS. 15 to 17, and the second example will be described with reference to FIGS. 15 and 18 to 19. I will explain.
First, the first example will be described. At the start time T2s (shown in FIG. 3) of the back-off operation, the phase θ2s of the crankshaft W is acquired. The relationship between the phase θ and the deflection amount εb (θ) due to the coolant dynamic pressure Fp (θ) is as shown in FIG. Therefore, the deflection amount εb (θ2s) can be acquired (reference numeral 211 in FIG. 15).

続いて、取得された撓み量εb(θ2s)からバックオフ量を決定する(図15の符号212)。第一例では、位相θ2sにおける撓み量εb(θ2s)に一定値δを加算した値(ε(θ2s)+δ)をバックオフ量とする。なお、撓み量εb(θ2s)そのものをバックオフ量とすることもできる。また、バックオフ速度は、予め決められた早送り速度である。   Subsequently, a back-off amount is determined from the acquired deflection amount εb (θ2s) (reference numeral 212 in FIG. 15). In the first example, a value (ε (θ2s) + δ) obtained by adding a constant value δ to the deflection amount εb (θ2s) at the phase θ2s is set as the backoff amount. The deflection amount εb (θ2s) itself can also be used as the backoff amount. The back-off speed is a predetermined fast feed speed.

そして、決定されたバックオフ量分だけ砥石車15を早送りで後退させるように制御する(図15の符号213)。バックオフ動作の開始時T2sから終了時T2eにおいて、砥石車15の位置は、図17に示すようになる。   Then, control is performed so that the grinding wheel 15 is moved backward by rapid feed by the determined back-off amount (reference numeral 213 in FIG. 15). From the start time T2s to the end time T2e of the back-off operation, the position of the grinding wheel 15 is as shown in FIG.

第二例について説明する。図18のハッチングにて示すように、バックオフ動作の開始時T2sから終了時T2eまでの間において、各位相θに応じたクーラント動圧Fp(θ)による撓み量εb(θ2s−θ2e)を算出する(図15の符号211)。そして、撓み量εb(θ2s−θ2e)の最大値ε_maxに一定値δを加算した値(ε_max+δ)をバックオフ量とする。なお、撓み量ε_maxそのものをバックオフ量とすることもできる。そして、決定されたバックオフ量分だけ砥石車15を早送りで後退させるように制御する(図15の符号213)。バックオフ動作の開始時T2sから終了時T2eにおいて、砥石車15の位置は、図19に示すようになる。   A second example will be described. As shown by hatching in FIG. 18, the amount of deflection εb (θ2s−θ2e) due to the coolant dynamic pressure Fp (θ) corresponding to each phase θ is calculated between the start time T2s and the end time T2e of the back-off operation. (Reference numeral 211 in FIG. 15). Then, a value (ε_max + δ) obtained by adding a constant value δ to the maximum value ε_max of the deflection amount εb (θ2s−θ2e) is set as the backoff amount. Note that the deflection amount ε_max itself can be used as the back-off amount. Then, control is performed so that the grinding wheel 15 is moved backward by rapid feed by the determined back-off amount (reference numeral 213 in FIG. 15). From the start time T2s to the end time T2e of the back-off operation, the position of the grinding wheel 15 is as shown in FIG.

上記によれば、バックオフ量を、バックオフ動作の開始時T2sにおけるクランクピンWaの撓み量ε(θ2s)に基づいて決定している。特に、バックオフ動作の開始時T2sにおいては、既に研削抵抗Fnがゼロであるため、バックオフ量を、開始時T2sにおけるクーラント動圧Fpによる撓み量εb(θ2s)に基づいて決定している。これにより、バックオフ量を少なくしたとしても、仕上前進研削の開始時T3sにおいて切込が発生することも防止できる。そして、従来と比べて、バックオフ量を少なくすることができるため、仕上前進研削における空研削状態を少なくでき、結果として研削時間を短縮できる。   According to the above, the back-off amount is determined based on the deflection amount ε (θ2s) of the crank pin Wa at the start time T2s of the back-off operation. In particular, since the grinding resistance Fn is already zero at the start time T2s of the back-off operation, the back-off amount is determined based on the deflection amount εb (θ2s) due to the coolant dynamic pressure Fp at the start time T2s. Thereby, even if the back-off amount is reduced, it is possible to prevent the incision from occurring at T3s at the start of finish forward grinding. Since the back-off amount can be reduced as compared with the conventional case, the blank grinding state in finish forward grinding can be reduced, and as a result, the grinding time can be shortened.

また、上記第一例を適用する場合には、容易にバックオフ量を決定でき、この場合に確実に上記効果を奏する。
一方、第二例を適用する場合には、バックオフ動作の速度とクランクピンWaの周速度との関係によっては、撓み量εb(θ2s)より最大値εb_maxが大きい場合に、バックオフ動作の最中に確実に切込が生じないようにできる。その結果、確実に上記効果を奏する。
In addition, when the first example is applied, the back-off amount can be easily determined, and in this case, the above-described effect is surely obtained.
On the other hand, when the second example is applied, depending on the relationship between the speed of the back-off operation and the peripheral speed of the crankpin Wa, when the maximum value εb_max is larger than the deflection amount εb (θ2s), the maximum back-off operation is performed. It is possible to ensure that no incision occurs inside. As a result, the above-described effect is surely obtained.

上記実施形態においては、研削幅係数Hを一定として説明したが、研削幅係数Hを位相θに応じて変化させる場合にも、位相θに応じて撓み量εが変化する。この場合にも、上記の考え方を同様に適用することができ、同様の効果を奏する。   In the above embodiment, the grinding width coefficient H has been described as being constant. However, even when the grinding width coefficient H is changed according to the phase θ, the deflection amount ε changes according to the phase θ. Also in this case, the above concept can be applied in the same manner, and the same effect can be obtained.

1:研削盤、 15:砥石車、 A:凹所、 P:研削点、 Q:クーラントの供給量、 Qmax:大流量、 Qmin:小流量 1: grinding machine, 15: grinding wheel, A: recess, P: grinding point, Q: coolant supply amount, Qmax: large flow rate, Qmin: small flow rate

Claims (6)

クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削盤であって、
被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、
前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する手段と、
前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する手段と、
前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる手段と、
を備える研削盤。
First grinding with a large flow rate of coolant is performed, a back-off operation is performed in an unground state following the first grinding, and a coolant flow rate is decreased after the back-off operation. A grinding machine that performs two grinding operations,
Since at least one of the rigidity K of the workpiece, the coolant dynamic pressure Fp, the grinding efficiency Z, and the grinding width differs according to the phase θ of the workpiece, the workpiece is a grindstone during the first grinding. The pressing force F (θ) in the cutting direction received from the vehicle varies depending on the phase θ, and as a result, the bending amount ε (θ) of the workpiece due to the grinding resistance Fn and the coolant dynamic pressure Fp during the first grinding. Is different depending on the phase θ,
Means for obtaining a deflection amount ε (θ2s) of the workpiece at a phase θ2s of the workpiece at the start time T2s of the back-off operation;
Means for determining a back-off amount based on the deflection amount ε (θ2s);
Means for retreating the back-off amount in the back-off operation;
A grinding machine comprising
前記バックオフ量を決定する手段は、前記被加工物の位相θ2sにおける前記撓み量ε(θ2s)、または、前記撓み量ε(θ2s)に一定値を加算した値を前記バックオフ量とする、請求項1の研削盤。   The means for determining the back-off amount is the deflection amount ε (θ2s) in the phase θ2s of the workpiece, or a value obtained by adding a constant value to the deflection amount ε (θ2s) as the back-off amount. The grinding machine according to claim 1. 前記撓み量を取得する手段は、
前記バックオフ動作の開始時T2sから終了時T2eまでの間において各位相θに応じた前記被加工物の撓み量ε(θ2s−θ2e)を算出する手段であり、
前記バックオフ量を決定する手段は、前記撓み量ε(θ2s−θ2e)の最大値ε_max、または、前記最大値ε_maxに一定値を加算した値を前記バックオフ量とする、請求項1の研削盤。
The means for obtaining the amount of bending is
A means for calculating a deflection amount ε (θ2s−θ2e) of the workpiece according to each phase θ between the start time T2s and the end time T2e of the backoff operation;
The grinding according to claim 1, wherein the means for determining the back-off amount uses the maximum value ε_max of the deflection amount ε (θ2s-θ2e) or a value obtained by adding a constant value to the maximum value ε_max as the back-off amount. Board.
前記被加工物の研削面には研削されない凹所を有する、請求項1〜3の何れか一項の研削盤。   The grinding machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the grinding surface of the workpiece has a recess that is not ground. 前記第一研削は、砥石車を被加工物へ相対的に前進させる第一前進研削を行い、前記第一前進研削に続いて砥石車を被加工物から相対的に後退させて研削抵抗Fnをゼロにする後退研削を行い、
前記バックオフ動作は、前記研削抵抗Fnをゼロとしたまま、前記後退研削に続いて前記砥石車をさらに後退させ、
前記被加工物の撓み量ε(θ2s)は、前記クーラントによる前記被加工物の撓み量εb(θ2s)である、請求項1〜4の何れか一項の研削盤。
In the first grinding, first forward grinding is performed in which the grinding wheel is relatively advanced to the workpiece, and following the first forward grinding, the grinding wheel is relatively retracted from the workpiece to reduce the grinding resistance Fn. Perform reverse grinding to zero,
In the back-off operation, the grinding wheel is further moved backward following the backward grinding while the grinding resistance Fn is set to zero.
The grinding machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a deflection amount ε (θ2s) of the workpiece is a deflection amount εb (θ2s) of the workpiece due to the coolant.
クーラントの供給量を大流量とする第一研削を行い、前記第一研削に続いて非研削状態でバックオフ動作を行い、前記バックオフ動作に続いて前記クーラントの供給量を小流量とする第二研削を行う研削方法であって、
被加工物の剛性K、クーラント動圧Fp、研削能率Z、研削幅の少なくとも一つが、前記被加工物の位相θに応じて異なることにより、前記第一研削の際に前記被加工物が砥石車から受ける切込方向の押付力F(θ)が位相θに応じて異なり、その結果前記第一研削の際に研削抵抗Fnおよびクーラント動圧Fpによる前記被加工物の撓み量ε(θ)が位相θに応じて異なる場合に、
前記バックオフ動作の開始時T2sの前記被加工物の位相θ2sにおいて前記被加工物の撓み量ε(θ2s)を取得する工程と、
前記撓み量ε(θ2s)に基づいてバックオフ量を決定する工程と、
前記バックオフ動作において、前記バックオフ量を後退させる工程と、
を備える研削方法。
First grinding with a large flow rate of coolant is performed, a back-off operation is performed in an unground state following the first grinding, and a coolant flow rate is decreased after the back-off operation. A grinding method for performing two grindings,
Since at least one of the rigidity K of the workpiece, the coolant dynamic pressure Fp, the grinding efficiency Z, and the grinding width differs according to the phase θ of the workpiece, the workpiece is a grindstone during the first grinding. The pressing force F (θ) in the cutting direction received from the vehicle varies depending on the phase θ, and as a result, the bending amount ε (θ) of the workpiece due to the grinding resistance Fn and the coolant dynamic pressure Fp during the first grinding. Is different depending on the phase θ,
Obtaining a deflection amount ε (θ2s) of the workpiece at a phase θ2s of the workpiece at the start time T2s of the backoff operation;
Determining a backoff amount based on the deflection amount ε (θ2s);
Retreating the back-off amount in the back-off operation;
A grinding method comprising:
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