JP7420530B2 - ドレッシング面評価装置、ドレッシング装置、および、研削加工装置 - Google Patents
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Description
また、前記ドレッシング面状態出力部は、前記第1波長帯の第1信号強度および前記第2波長帯の第2信号強度の積分値または移動平均値を算出し、前記第1波長帯の第1信号強度および前記第2波長帯の第2信号強度の積分値または移動平均値の信号強度比を算出し、前記信号強度比に基づいて前記研削砥石のドレッシング面の目つぶれ状態および目こぼれ状態に関連する前記評価値を出力する。これにより、大きい値となるほど前記砥粒の目こぼれの進行を反映し、小さい値となるほど研削砥石のドレッシング面の目つぶれ状態の進行を反映する第1波長帯の第1信号強度と、大きい値となるほど前記砥粒の目つぶれの進行を反映し、小さい値となるほど研削砥石のドレッシング面の目こぼれ状態の進行を反映する第2波長帯の第2信号強度との比によって、研削砥石のドレッシング面の目つぶれ状態の進行と目こぼれ状態の進行とが強調されるので、研削砥石の目つぶれ状態の進行、および前記研削砥石のドレッシング面の目こぼれ状態の進行を、正確に評価することができる。
第1波長帯B1および第2波長帯B2の発生を確認するために、以下の条件で、研削およびドレッシングをおこなった。以下の研削工具は、AEセンサ内蔵の研削ホイールに貼付けた砥石部の仕様を示している。
研削工具: CBN電着砥石 CB 80 P 400φ×30t
ダイヤモンド電着砥石 SD 80 P 400φ×30t
CBNレジノイド砥石 CB 170 P 75 B
被削材: セラミック板 1mmt
ドレッシング工具: ロータリドレッサ SD 40 Q M 100φ×1.5W
研削工具の周速: 1250m/min
ドレッサの周速: 864m/min
切込み量: 研削工具 200μm(1.2mm/min)
ドレッサ φ0.002mm/pass
ドレスリード: 0.15mm/r.o.w.
図7、図8、図9は、本発明者が以下のドレッシング条件において、周速度比Vd/Vgが異なる3種類のビトリファイド砥石のドレッシング試験(Vd/Vg=1.0のダウンカット、Vd/Vg=0.3のダウンカット、Vd/Vg=1.0のアップカット)により得られたパワースペクトラムをそれぞれ示す図である。また、図10は、その3種類のパワースペクトラムの各ピーク波形に対して各ピーク波形の発生を判定するための所定の判定閾値を設け、発生したピーク波形のうちその判定閾値を超えるものを発生と判定した発生マップを示す図である。
研削ホイール: AEセンサ内蔵の研削ホイール
研削ホイールの砥石部: CB 80 N 200 V(粒度80のCBN砥粒がビトリファイド結合材により結合され、結合度N、集中度200を有するもの)
研削盤: 汎用円筒研削盤
研削ホイールの周速度Vg: 45m/秒(時計回り)
ドレッサ: ロータリドレッサ
ドレッサの周速度
・Vd:45m/秒 (反時計回りダウンカット)
周速度比Vd/Vg=1.0
・Vd:13.5m/秒(反時計回りダウンカット)
周速度比Vd/Vg=0.3
・Vd:22.5m/秒(反時計回りダウンカット)
周速度比Vd/Vg=0.5
・Vd:45m/秒 (時計回りアップカット)
周速度比Vd/Vg=1.0
第1波長帯B1および第2波長帯B2の発生要因を確認するために、以下の条件で、研削およびドレッシングをおこなった。
研削工具: CBNビトリファイド砥石 CB 80N 200 V(400mmφ×30mmt)
CBN電着砥石 CB 80 P(400mmφ×30mmt)
研削方式: プランジ研削
研削工具の周速: 45m/sec.(2122rpm)
被削材: SCM435(焼入)(50mmφ×10mmt)
被削材の周速: 0.45m/sec.
切込み速度: R0.8mm/min
取り代: 切込量R1.04mm(加工前被削材径50mmφ)
研削代断面積で160mm2相当
スパークアウト: 10rev.
研削油: SEC700(×50)
流量: 20L/min
ドレッシング工具: ロータリドレッサSD 40 Q 75 M(100mmφ×1U)
ドレス周速: Vw=45m/s,Vd=13.5m/s(Vd/Vw=0.3)
ドレスリード: 0.10m/r.o.w.
ドレス切込み量: R0.002mm/pass×10pass
※ドレッシング実施はcBNビトリファイド砥石のみ
次いで、本発明者は、以下の研削加工条件下で切込速度が異なる2種類の研削加工条件において行ない、その研削試験の結果を説明する。図21は、切込速度がR0.8mm/分とした低研削能率の場合のパワースペクトラムを示している。図22は、切込速度がR2.8mm/分とした高研削能率の場合のパワースペクトラムを示している。
研削ホイールの砥石部: CB 80 N 200 V(粒度80のCBN砥粒がビトリファイド結合材により結合され、結合度N、集中度200を有するもの)
研削盤: 汎用円筒研削盤
研削方式: 湿式プランジ研削
研削ホイールの周速度Vg: 45m/秒
被削材: SCM435焼入(HRc48±2)
被削材の周速度: 0.45m/秒
取り代: 切込量R1.04mm(加工前被削材径50mmφ)研削代断面積で160mm2相当
切込速度: R0.8mm/分、R2.8mm/分
スパークアウト: 10rev.
研削液: ノリタケクール SEC700(×50)
研削液流量: 20L/min
12:研削加工装置(ドレッシング装置)
14:研削ホイール(研削砥石)
22:AEセンサ
34:A/D変換器
40:無機結合材
44:被削材
46:ドレッサ
48:面状態表示装置(ドレッシング面状態表示装置)
50:周波数解析部
52:ドレッシング面状態出力部
74:研削自動制御部
76:ドレッシング制御部
80:ドレッサ
82:総型ドレッサ(ドレッサ)
SP1:第1信号強度(評価値)
SP2:第2信号強度(評価値)
SP2R:累積信号強度(評価値)
SR:信号強度比(評価値)
SRT:目標信号強度比(目標評価値)
Claims (7)
- ドレッサを用いてドレッシングされる研削砥石のドレッシング面の目つぶれ状態および目こぼれ状態を評価するためのドレッシング面評価装置であって、
前記研削砥石において発生する振動を検出し、AE信号を出力するAEセンサと、
前記AEセンサから出力されるAE信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器によりデジタル信号に変換されたAE信号を周波数解析してパワースペクトラムを得る周波数解析部と、
前記周波数解析部により得られたパワースペクトラムのうち、前記研削砥石の砥粒の破砕に関連して大きい値となるほど前記砥粒の目こぼれの進行を反映し、小さい値となるほど前記砥粒の目つぶれの進行を反映する第1波長帯の第1信号強度、および前記研削砥石の砥粒と前記ドレッサとの接触により発生する摩擦振動或いは弾性振動に関連して大きい値となるほど前記砥粒の目つぶれの進行を反映し、小さい値となるほど前記砥粒の目こぼれの進行を反映する第2波長帯の第2信号強度を算出し、前記第1波長帯の第1信号強度および第2波長帯の第2信号強度に基づいて前記研削砥石のドレッシング面の目つぶれ状態および目こぼれ状態に関連する評価値を出力するドレッシング面状態出力部とを、
含み、
前記第1波長帯の第1信号強度および前記第2波長帯の第2信号強度は、積分値または移動平均値であり、
前記ドレッシング面状態出力部は、前記第1波長帯の第1信号強度および前記第2波長帯の第2信号強度の信号強度比を算出し、前記信号強度比に基づいて前記研削砥石のドレッシング面の目つぶれ状態および目こぼれ状態に関連する前記評価値を出力する
ことを特徴とするドレッシング面評価装置。 - 前記ドレッシング面状態出力部から出力された前記評価値を表示するドレッシング面状態表示装置を、含む
ことを特徴とする請求項1に記載のドレッシング面評価装置。 - 前記第1波長帯は、25から40kHzの波長帯の一部を含む波長帯であり、前記第2波長帯は、45から65kHzの波長帯の一部を含む波長帯である
ことを特徴とする請求項1に記載のドレッシング面評価装置。 - 前記第1波長帯は、25から40kHzの波長帯であり、前記第2波長帯は、45から65kHzの波長帯である
ことを特徴とする請求項3に記載のドレッシング面評価装置。 - 前記A/D変換器のサンプリング周期は、10μ秒以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のドレッシング面評価装置。 - 前記研削砥石の研削面をドレッサを用いてドレッシングするドレッシング装置であって、
請求項1から請求項5のいずれか1に記載のドレッシング面状態出力部から出力された前記評価値が予め設定された目標評価値となるように、前記ドレッサの送り速度、前記研削砥石の周速度、および、前記ドレッサの周速度のうちの少なくとも一つを調節するドレッシング制御部を備える
ことを特徴とするドレッシング装置。 - 前記研削砥石を用いて被削材を研削加工するとともに、ドレッサを用いて前記研削砥石をドレッシングする研削加工装置であって、
請求項1から請求項5のいずれか1に記載のドレッシング面状態出力部から出力された前記評価値が予め設定されたドレッシング開始条件となると、前記研削砥石を用いた前記被削材の研削加工を停止させ、ドレッシング制御部に前記ドレッサによる前記研削砥石のドレッシングを開始させる研削自動制御部を備える
ことを特徴とする研削加工装置。
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