(57)【要約】【課題】研削抵抗増加により低い研削能率で研削するツルーイング後研削を短縮する研削方法および研削盤。【解決手段】複数の砥石車７１、７２を用いて、複数の被研削部を研削する研削方法および研削盤において、  ツルーイング後研削工程を、複数の砥石車の一部を用いて前記複数の被研削個所の一部を研削する工程を前記複数の砥石車の全てが使用されるように複数回組み合せて実行し、その研削能率を複数の被研削部を同時に研削した場合より大きくして研削する。研削能率を大きくすることでボンド除去効率を高くし、より少ない工作物研削本数で所定の砥粒突出し量を達成し、定常研削に移行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程における研削能率を、前記ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程の研削能率より大きくして研削する研削方法。
【請求項２】
同一の駆動装置で回転駆動される複数の砥石車を用いて一群の複数の被研削部を研削する円筒研削盤において、
前記複数の砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程を、前記複数の砥石車の一部を用いて前記一群の複数の被研削個所の一部を前記複数の砥石車の全てが使用されるように複数回組み合せて研削することで構成し、
前記ツルーイング後研削工程の研削能率を、前記砥石車のツルーイング後の最初の研削を前記複数の砥石車を同時に全て用いて一群の複数の被研削部を研削するとき可能な最大研削能率より大きくして研削し、
ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程を、前記複数の砥石車の全てを用いて前記一群の複数の被研削個所を同時に研削するようにした研削方法。
【請求項３】
前記複数の砥石車が２枚であり、
前記一群の複数の被研削個所が２箇所であり、
前記ツルーイング後研削工程は、前記砥石車の一方を用いて前記被研削部の一方を研削する第１工程と、前記砥石車の他方を用いて前記被研削部の他方を研削する第２工程とで構成される
請求項２に記載の研削方法。
【請求項４】
砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程を、砥石車の幅方向の一部を用いて被研削個所の幅方向の一部を研削することを前記砥石車の研削作用面の全幅が使用されるように複数回組み合せて構成し、
前記ツルーイング後研削工程の研削能率を、前記砥石車のツルーイング後の最初の研削を前記砥石車の研削作用面の全幅を同時に用いて研削するとき可能な最大研削能率より大きくして研削し、
ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程を、前記砥石車の研削作用面の全幅を用いて研削するようにした研削方法。
【請求項５】
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、
複数の砥石車を支持し同一の駆動装置で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、
前記複数の砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程を、前記複数の砥石車の一部を用いて前記一群の複数の被研削個所の一部を前記複数の砥石車の全てが使用されるように複数回組み合せて研削することで構成し、  前記ツルーイング後研削工程の研削能率を、前記砥石車のツルーイング後の最初の研削を前記複数の砥石車を同時に全て用いて一群の複数の被研削部を研削するとき可能な最大研削能率より大きくして研削し、ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程を、前記複数の砥石車の全てを用いて前記一群の複数の被研削個所を同時に研削するように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えた研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削盤の研削作動の制御に関するものであり、詳しくは複数の砥石車を用いて、複数の被研削部を研削する研削方法および研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのカムシャフトのように類似形状の被研削部を複数備えた工作物を研削する研削盤においては、研削能率を向上させる目的で、複数の砥石車を同時に複数の被研削部に作用させて研削することが実施されている。
また、研削加工においては研削による砥石車の消耗による形状誤差を補正するために、砥石車のツルーイングが必要である。図６の図Ｉに示すように、ツルーイング直後は砥石車の研削作用面の砥粒の突き出しが小さい。図７に示すように研削による切屑が砥石車のボンドを削り取るため研削量が増加するに連れ砥粒の突き出しが大きくなり、定常研削状態では図６の図IIに示すように切屑のボンド層への接触が少ない砥粒突き出し量となる。このため、ツルーイング直後は工作物とボンドの隙間が小さく切屑がスムースに排出されないため研削抵抗が大きく、研削量が増加するに連れ研削抵抗が低下する。この研削抵抗の変動により、研削動力と工作物加工本数の関係は図８に示すように変動する。図８ではツルーイング直後の研削動力を１００％とした比率で示している。ツルーイング直後の研削では、砥石車のボンドと工作物の隙間が小さいためボンド除去が急速に進み、これに伴い研削動力も急速に低下する。この研削動力は研削能率が大きいと図８のＩに示すように急激に低下し、研削能率が小さいと図８のIIに示すように緩やかに低下する。これは、研削能率が大きいと砥石に加わる力が大きくなり、切屑の大きさも大きくなるためボンド除去効率が高くなるため同一研削量でも砥粒突出し量が大きくなるからである。ある程度研削量が増加してボンドと工作物の隙間が大きくなると、切屑がボンドを除去する度合いが低下するため、研削動力の低下も緩やかとなり安定した定常研削状態になる。この安定した時期の定常研削動力を研削盤の砥石軸許容動力に近くなるように加工条件を設定することで、研削盤の砥石軸駆動モータの出力を過剰に大型化することなくエネルギを有効に活用することが賞用されている。この場合、ツルーイング直後に定常研削状態と同一研削能率で研削すると、研削動力が砥石軸駆動モータの許容動力を超え研削不可能となる。これを防止するため、図９のIに示すようなツルーイング直後は研削能率を低下させ工作物加工本数に応じ研削能率を段階的に上げる研削方法や、図９のIIに示すような1本の工作物研削中に連続的に研削能率を上げて研削する従来技術１（例えば、特許文献１参照）がある。また、ツルーイング直後は砥石車の回転速度を低下させて研削することで砥石のボンド除去効率を高くし、少ない工作物研削本数で研削抵抗を低減させ研削時間の増大を短縮する従来技術２（例えば、特許文献２参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４６６２９号公報
【特許文献２】特開昭６２−１７６７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術１では、研削抵抗が許容値を越えることは無いので研削焼けや研削盤の過負荷による停止は防止できるが、研削能率の低下に伴い研削時間が増加する。
従来技術２ではボンド除去効率の向上効果はあるが、以下の問題がある。通常、ツルーイング装置を工作物と同一方向に設置し、研削時と同一の砥石車回転速度で砥石車のツルーイングを実施することにより、アンバランスのある砥石車でも遠心力による研削作用面の研削点での振れを無くしている。この振れ量は回転速度が変われば変動するので、砥石車の回転速度を通常研削時より低下させて研削する場合、研削点での砥石車の研削作用面の振れが発生する恐れがある。振れの発生した研削作用面を用いて研削すると被研削部にはビビリが発生し精度不良となる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、精度不良を発生しないでツルーイング直後のボンド除去効率の低下を防止することで、少ない工作物研削本数で定常研削状態に到達する研削方法および研削盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程における研削能率を、前記ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程の研削能率より大きくして研削することである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、同一の駆動装置で回転駆動される複数の砥石車を用いて一群の複数の被研削部を研削する円筒研削盤において、
前記複数の砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程を、前記複数の砥石車の一部を用いて前記一群の複数の被研削個所の一部を前記複数の砥石車の全てが使用されるように複数回組み合せて研削することで構成し、
前記ツルーイング後研削工程の研削能率を、前記砥石車のツルーイング後の最初の研削を前記複数の砥石車を同時に全て用いて一群の複数の被研削部を研削するとき可能な最大研削能率より大きくして研削し、
ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程を、前記複数の砥石車の全てを用いて前記一群の複数の被研削個所を同時に研削するようにしたことである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項２に係る発明において、前記複数の砥石車が２枚であり、
前記一群の複数の被研削個所が２箇所であり、
前記ツルーイング後研削工程は、前記砥石車の一方を用いて前記被研削部の一方を研削する第１工程と、前記砥石車の他方を用いて前記被研削部の他方を研削する第２工程とで構成されることである。
【０００９】
請求項４に係る発明の特徴は、砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程を、砥石車の幅方向の一部を用いて被研削個所の幅方向の一部を研削することを前記砥石車の研削作用面の全幅が使用されるように複数回組み合せて構成し、
前記ツルーイング後研削工程の研削能率を、前記砥石車のツルーイング後の最初の研削を前記砥石車の研削作用面の全幅を同時に用いて研削するとき可能な最大研削能率より大きくして研削し、
ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程を、前記砥石車の研削作用面の全幅を用いて研削するようにしたことである。
【００１０】
請求項５に係る発明の特徴は、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、
複数の砥石車を支持し同一の駆動装置で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、
前記複数の砥石車のツルーイング後の最初の研削を含む所定の回数実行されるツルーイング後研削工程を、前記複数の砥石車の一部を用いて前記一群の複数の被研削個所の一部を前記複数の砥石車の全てが使用されるように複数回組み合せて研削することで構成し、  前記ツルーイング後研削工程の研削能率を、前記砥石車のツルーイング後の最初の研削を前記複数の砥石車を同時に全て用いて一群の複数の被研削部を研削するとき可能な最大研削能率より大きくして研削し、ツルーイング後研削工程が実行された後に実行される研削抵抗が安定した状態の定常研削工程を、前記複数の砥石車の全てを用いて前記一群の複数の被研削個所を同時に研削するように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えたことである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項1に係る発明によれば、ツルーイング後研削工程においてボンド除去効率が定常研削状態の研削時より大きくなるため、定常研削状態の研削能率で研削するよりも少ない工作物研削本数で最適な砥粒突き出し状態にでき、この間の加工時間も短縮できる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、ツルーイング後研削工程において、砥石車全てを同時に使用した研削より大きな研削能率で研削できるため、ボンド除去効率が高くなり砥粒の突き出しが速くなる。そのため、研削時間の長いツルーイング後研削工程を、砥石車全てを同時に使用した研削より少ない工作物研削本数で終了でき、合計研削時間を短縮できる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、カムシャフトのような工作物の研削において、少ない工作物研削本数で定常研削状態に移行でき合計研削時間を短縮できる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、幅の広い工作物のツルーイング後研削工程において、砥石車全幅を同時に使用した研削より大きな研削能率で研削できるため、ボンド除去効率が高くなり砥粒の突き出しが速くなる。そのため、研削時間の長いツルーイング後研削工程を、砥石車全幅を同時に使用した研削より少ない工作物研削本数で終了でき、合計研削時間を短縮できる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、ツルーイング直後の研削抵抗の大きな研削において、砥石車駆動モータの許容動力以内で砥石車全てを同時に使用した研削より大きな研削能率で研削でき、少ない工作物研削本数で定常研削状態に移行できる研削方法を容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の研削盤の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本実施形態の定常研削状態を示す概念図である。
【図４】本実施形態のツルーイング後研削状態を示す概念図である。
【図５】ツルーイング後研削時の研削時間の変化を示すグラフである。
【図６】砥石作用面のツルーイング直後と研削後の砥粒突き出し状態の差を示す概念図である。
【図７】研削におけるドレス作用を示す概念図である。
【図８】研削動力の変化を示すグラフである。
【図９】従来技術のツルーイング後研削時の研削能率の変化を示すグラフである
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態をカムシャフトを回転駆動させながら２箇所の被研削部を２枚の砥石車で同時に研削するカムジャーナル研削盤の実施事例に基づき、図１〜図５を参照しつつ説明する。
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は砥石軸８を回転自在に支持し、砥石軸８を回転させる砥石軸回転モータ（図示省略する）を備えており、砥石車７１と砥石車７２は砥石軸８に着脱自在に装着されて回転駆動される。砥石車７１と砥石車７２の間隔は工作物Ｗの２箇所の被加工部の間隔と同じであり、２箇所の被加工部を同時に研削できるように配置されている。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１１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１０が、主軸５に付設されている。
【００１８】
この研削盤１は、所定のプログラムを実行することで自動化された研削加工やツルーイングを実行する制御装置３０を備えている。制御装置３０の機能的構成として、砥石台３の送りを制御するＸ軸制御手段３１、テーブル４の送りを制御するＺ軸制御手段３２、ツルーイング装置１０を制御するツルーイング制御手段３３、砥石軸８の回転を制御する砥石軸制御手段３４などを具備している。
【００１９】
本研削盤の研削加工は以下のように行われる。
ツルーイング装置１０のツルーイングロール９により砥石車７１、７２をツルーイングした後、工作物Ｗを所定の本数ツルーイング後研削工程により研削する。その後所定の本数の工作物Ｗを定常研削工程で研削した後、最初のツルーイングに戻り、このサイクルを繰り返す。
ツルーイング後研削工程は以下のように実施する。定常研削において図３に示すように、砥石車７１で被研削部Ｗ１を研削し砥石車７２で被研削部Ｗ２を研削し、この２箇所を同時に研削する。この場合、ツルーイング後研削工程では図４のＩ図に示すように被加工部Ｗ１を砥石車７２で研削する第１工程と、図４のII図に示すように被加工部Ｗ２を砥石車７１で研削する第２工程に分割して研削する。このときの研削能率は研削焼けが発生しないでかつ砥石軸の許容動力を越えない最大能率を設定する。
【００２０】
従来技術と本発明技術の研削方法を、砥石軸の許容研削動力が８ｋｗで定常研削時の被加工部１箇所当りの研削動力が４ｋｗ、ツルーイング直後は砥石車の切れ味が悪く同一研削能率では研削抵抗が３倍になり、ツルーイング後研削を２ステップに分けて実施する事例で、以下に比較して示す。
従来技術では、２箇所の被研削部を同時に研削するため第１ステップでは研削能率を定常研削の能率の１／３に設定する必要があり、研削時間は定常研削の３倍となる。この研削条件で４本の工作物を研削すると、砥粒突き出しが大きくなり定常研削状態の２倍まで研削抵抗が低下するとする。第２ステップでは研削能率を定常研削の能率の１／２に設定でき、研削時間は定常研削の２倍となる。この研削条件で４本の工作物を研削すると、定常研削状態と同じまで研削定抵抗が低下するとする。研削時間と工作物加工本数の関係を図５のＩに示す。
次に、本発明のツルーイング後研削工程を適用すると、第１ステップでは研削能率を第１工程、第２工程共に定常研削の２／３に設定すると研削動力は８ｋｗとなり許容値以下となる。第１工程と第２工程の合計研削時間は定常研削の３倍で、２箇所を同時に研削した場合と同等となる。しかし、従来技術の２倍の研削能率で研削可能となりボンド除去効率が概略２倍高くなるので、２箇所を同時に研削した場合の１／２の２本の加工でツルーイング後研削工程の第１ステップを終了できる。第２ステップでは研削能率を定常研削の能率と同じに設定でき、研削時間は定常研削の２倍となる。しかし、従来技術の２倍の研削能率で研削可能となりボンド除去効率が概略２倍速くなるので、２箇所を同時に研削した場合の１／２の２本の加工でツルーイング後研削工程の第２ステップを終了できる。研削時間と工作物加工本数の関係を図５のIIに示す。
以上のように、本発明によれば研削時間が定常研削より長くかかるツルーイング後研削工程で研削する工作物本数を１／２にできるので、ツルーイング後研削工程の合計時間を１／２に短くできる。
【００２１】
上記の例では、砥石車と被研削部が複数の場合について説明したが、砥石車が1枚で被加工部が1箇所の場合にも以下に示す方法で適用できる。ツルーイング後研削工程を、砥石車の幅方向の一部を用いて被研削個所の幅方向の一部を研削することを砥石車の研削作用面の全幅が使用されるように複数回組み合せて構成し、定常研削工程を、前記砥石車の研削作用面の全幅を用いて研削する。
これにより、幅の広い工作物のツルーイング後研削工程において、砥石車全幅を同時に使用した研削より大きな研削能率で研削できるため、ボンド除去効率が高くなり砥粒の突き出しが速くなる。そのため、研削時間の長いツルーイング後研削工程を、砥石車全幅を同時に使用した研削より少ない工作物研削本数で終了でき、合計研削時間を短縮できる。
【００２２】
＜本実施形態の変形態様＞
砥石軸動力に余裕がある場合は定常研削時の能率よりツルーイング後研削工程の能率を大きくするとより効果的である。上記の例で、許容軸動力が１６ｋｗであればツルーイング後研削工程の第１ステップの研削能率を定常研削時の４／３倍に、第２ステップの研削能率を定常研削時の２倍に設定できる。ボンド除去効率が概略４倍になるので、ツルーイング後研削で研削する工作物本数を１／４にでき、ツルーイング後研削工程の合計の研削時間を１／４に短くできる。このとき、能率が大きすぎて加工部に研削焼けが発生する場合は、仕上げ研削工程の能率を定常研削工程の能率と同等まで低下させて、焼け部分を除去する。
砥粒の突出し量が定常研削に適した量になった後に研削能率の低い定常研削工程を実施する。これは、ツルーイング後研削工程の研削能率ではボンド除去効率が高すぎて砥石寿命が短くなるためである。定常研削の研削能率は砥石寿命と研削時間のバランスが良い値を設定する。
この、定常研削工程の能率よりツルーイング後研削工程の能率を大きくする研削方法は、砥石研削作用幅が定常研削工程とツルーイング後研削工程で同一の場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００２３】
Ｗ：工作物  ３：砥石台  ４：テーブル  ５：主軸  ６：心押し台  ７１、７２：砥石車  ９：ツルーイングロール  １０：ツルーイング装置  １１：ツルーイングモータ  ３０：制御装置    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011173216.tif 000009
【図８】
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【図９】
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