(57)【要約】【課題】研削加工の定寸精度を確保しつつ、加工能率を向上する内面研削における砥石オシレーション方法及び内面研削盤を提供する。【解決手段】円筒状のワークＷに対し、砥石２をオシレーションさせながらその内面を研削する粗研削ステップＳ１と、砥石２を粗研削ステップよりも大きい行程でオシレーションさせながらワークＷを研削し、砥石２がワークＷの被研削面から後退したときに、この被研削面を測定するインプロセス測定ステップＳ２とを有する内面研削における砥石オシレーション方法とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のワークに対し、砥石をオシレーションさせながらその内面を研削する粗研削ステップと、
前記砥石を前記粗研削ステップよりも大きい行程でオシレーションさせながら前記ワークを研削し、前記砥石が前記ワークの被研削面から後退したときに、この被研削面を測定するインプロセス測定ステップと
を有する内面研削における砥石オシレーション方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内面研削における砥石オシレーション方法において、
前記粗研削ステップにおいて、前記砥石は、オシレーションの全行程にわたって、その研削部が前記ワーク内を貫通していること
を特徴とする内面研削における砥石オシレーション方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内面研削における砥石オシレーション方法において、
前記砥石のオシレーションの周期を、前記粗研削ステップよりも前記インプロセス測定ステップにおいて短くしたこと
を特徴とする内面研削における砥石オシレーション方法。
【請求項４】
円筒状のワークの内径側に挿入される砥石と、
前記砥石を回転駆動する回転駆動部と、
前記砥石を往復駆動するオシレーション駆動部と、
前記ワークの内径側に挿入される測定子を有するインプロセスゲージと、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内面研削における砥石オシレーション方法を実行する制御部と
を備える内面研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状のワークに対し、砥石をオシレーションしながらその内面を研削する砥石オシレーション方法及び内面研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転がり軸受の軌道輪のような円筒状のワークは、その内径側に挿入され、自転する砥石を備えた内面研削盤によってその内面が研削される。
また、オシレーション研削は、このような内面研削において、研削中に砥石をその回転軸方向に往復運動（オシレーション）させながら研削を行うものである。
【０００３】
一方、ワークの定寸精度を管理するため、研削中のワーク内にインプロセスゲージを挿入し、ワークの寸法を測定するインプロセス測定が行われることがある。
小径の円筒状ワークの場合には、寸法上の制約から、砥石とインプロセスゲージの測定子とを同時に被研削面に接触させることができないため、砥石とインプロセスゲージとを連動して往復させ、砥石が後退しているときにインプロセスゲージをワークに挿入し、間欠的に測定することが知られている。（例えば、特許文献１を参照。）
【０００４】
しかし、このようにオシレーションと同期したインプロセス測定は、砥石が後退したときに少なくともインプロセス測定の測定点から退避するようにオシレーションの行程を設定しなければならず、その行程が必然的に大きくなる。このため、砥石が被研削面に接触している実加工時間が少なくなるので、切り込み速度が制限され、加工能率が低下する問題があった。
【特許文献１】特開平５−２８５８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、研削加工の定寸精度を確保しつつ、加工能率を向上する内面研削における砥石オシレーション方法及び内面研削盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００７】
請求項１の発明は、円筒状のワーク（Ｗ）に対し、砥石（２）をオシレーションさせながらその内面を研削する粗研削ステップ（Ｓ１）と、前記砥石（２）を前記粗研削ステップ（Ｓ１）よりも大きい行程でオシレーションさせながら前記ワーク（Ｗ）を研削し、前記砥石（２）が前記ワーク（Ｗ）の被研削面から後退したときに、この被研削面を測定するインプロセス測定ステップ（Ｓ２）とを有する内面研削における砥石オシレーション方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の内面研削における砥石オシレーション方法において、前記粗研削ステップ（Ｓ１）において、前記砥石（２）は、オシレーションの全行程にわたって、その研削部が前記ワーク（Ｗ）内を貫通していることを特徴とする内面研削における砥石オシレーション方法である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内面研削における砥石オシレーション方法において、前記砥石（２）のオシレーションの周期を、前記粗研削ステップ（Ｓ１）よりも前記インプロセス測定ステップ（Ｓ２）において短くしたことを特徴とする内面研削における砥石オシレーション方法である。
【００１０】
請求項４の発明は、円筒状のワーク（Ｗ）の内径側に挿入される砥石（２）と、前記砥石（２）を回転駆動する回転駆動部（４）と、前記砥石を往復駆動するオシレーション駆動部（７）と、前記ワーク（Ｗ）の内径側に挿入される測定子（８ａ）を有するインプロセスゲージ（８）と、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内面研削における砥石オシレーション方法を実行する制御部（９）とを備える内面研削盤（１）である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、粗研削は、オシレーションの行程を小さくすることによって、被研削面に砥石が接する実加工時間を長くし、研削速度を向上することができ、これによって加工能率が向上する。
また、寸法の管理が重要となる仕上げ研削は、インプロセス測定をすることによって、定寸精度を確保することができるから、定寸精度を確保しつつ加工能率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、定寸精度を確保しつつ、加工能率を向上するという課題を、比較的小さい行程のオシレーション研削を行う粗研削ステップと、粗研削ステップよりも大きい行程のオシレーション研削を行いながらインプロセス測定を行うインプロセス測定ステップとを有する砥石オシレーション方法によって解決した。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明を適用した砥石オシレーション方法の実施例１に用いる内面研削盤の構成を示す図である。
内面研削盤１は、砥石２と、砥石軸３と、砥石スピンドルモータ４と、オシレーションユニット５と、砥石テーブル６と、オシレーションモータ部７と、インプロセスゲージ８と、制御装置９とを備えている。
【００１４】
砥石２は、略円筒状に形成され、その外周面に設けられた研削面によって円筒状のワークＷの内面を研削するものである。
砥石軸３は、砥石２が装着された軸部である。
砥石スピンドルモータ４は、砥石軸３を保持する図示しないチャック部を有し、砥石２をその軸周りに回転駆動するものである。
オシレーションユニット５は、砥石スピンドルモータ４が設置され、砥石テーブル６上に設けられる台であって、オシレーションをする際に、砥石スピンドルモータ４と共に往復運動するものである。
砥石テーブル６は、オシレーションユニット５を直動案内する図示しないリニアガイドを備えている。この直動案内の方向は、例えば、砥石スピンドルモータ４の軸方向となっている。
オシレーションモータ部７は、オシレーションユニット５を、砥石テーブル６上で往復運動させる駆動部であり、サーボモータと、その出力軸に接続された偏芯カムとを備えている。サーボモータは、制御装置９からの位置指令に従って偏芯カムの位相及び速度を変化させる機能を有し、これによってオシレーションユニット５は、そのオシレーション行程上の位置、及び、オシレーションの速度が制御される。
インプロセスゲージ８は、ワークＷの内径側に挿入され、内周面の寸法を測定する測定子８ａを備えている。インプロセスゲージ８は、砥石スピンドルモータ４に対し、ワークＷを挟んだ反対側に備えられている。
制御装置９は、中央処理装置を備え、砥石スピンドルモータ４、オシレーションモータ部７、インプロセスゲージ８の動作を制御するものである。
【００１５】
ワークＷは、例えば、深溝玉軸受の内輪であって、内面研削盤１はこの内周面を研削するものである。ワークＷは、その中心軸をスピンドルモータの回転軸と並行に配置され、図示しない保持装置によって保持されている。
【００１６】
次に、内面研削盤１を用いた内面研削方法について説明する。
図２は、実施例１の砥石オシレーション方法における時系列の砥石の変位を示すグラフである。図２の横軸は時間を示し、縦軸は砥石先端の位置を示している。
実施例１の砥石オシレーション方法は、粗研削を行う粗研削ステップＳ１と、インプロセス測定を行ないながら仕上げ研削を行うインプロセス測定ステップＳ２とを有する。
【００１７】
粗研削ステップＳ１は、オシレーションの行程が、砥石の研削面がその全行程にわたってワークＷ内を貫通するように設定される。
図３は、粗研削ステップＳ１におけるワークＷ部の状態を示す図である。粗研削ステップＳ１でのオシレーションの全行程にわたって、砥石２のインプロセスゲージ８側の端部である先端部２ａは、ワークＷのインプロセスゲージ側の端面から突き出し、また、砥石２の砥石スピンドルモータ４側の端部である後端部２ｂは、ワークＷの砥石スピンドルモータ４側の端面から突き出している。また、ワークＷは、その軸方向の全長にわたって、その内周面の一部が、砥石２の外周面と接している。
【００１８】
また、オシレーションモータ部７のサーボモータは、比較的微小な行程のオシレーションを行うため、制御装置９から正転及び逆転の位置指令が繰り返し与えられ、微小量の正転及び逆転を繰り返す。偏芯カムは、その一部の位相が使用され、サーボモータの回転運動を往復運動に変換する。このとき、サーボモータは、時系列の砥石の位置の軌跡が、略正弦波状となるようにその速度を制御される。
【００１９】
粗研削ステップＳ１の研削条件は、ワークＷの寸法を管理する必要性が比較的少ない粗研削を短期間で終了させることを考慮して設定され、特に、切り込み速度が高くなるように設定される。そして、粗研削の終了後、後述するインプロセス測定ステップＳ２に移行する。
【００２０】
インプロセス測定ステップＳ２は、オシレーションの行程が、上述した粗研削ステップＳ１よりも大きく、また、その周期が、短い状態で、仕上げ研削を行うものである（図２を参照）。
インプロセスゲージ８の測定子８ａは、制御装置９からの制御命令に基づいて、砥石２のオシレーションと同期して駆動され、砥石２が後退したときに、ワークＷの内径側に挿入され、上述した測定点のインプロセス測定を行う。
インプロセス測定ステップＳ２の研削条件は、ワークＷの定寸精度及び研削面の仕上げ粗さを考慮して設定されている。
【００２１】
図４は、インプロセス測定ステップＳ２における測定中のワークＷ部の状態を示す図である。測定の対象である測定点Ｗａは、ワークＷの内周面において、その軸方向の中央部に設けられている。砥石２は、その先端部２ａが、測定点Ｗａよりも砥石軸３側となるまで後退し、インプロセスゲージ８の測定子８ａは、測定点Ｗａに接し、測定を行っている。
なお、測定点Ｗａは、ワークＷの中心軸対称に２箇所設けられ、インプロセスゲージ８は、この両者間の距離を測定することによってワークＷの内径を検出する。
【００２２】
オシレーションモータ部７のサーボモータは、高速オシレーションを行うため、制御装置９から一方向の位置指令が与えられ、連続して同じ方向に略一定の角速度で回転する。これによって、偏芯カムはその本来の作用によって、砥石２及びこれと連動するインプロセスゲージ８の測定子８ａを駆動する。
また、粗研削ステップＳ１からインプロセス測定ステップＳ２への切り替えは、正弦波状である砥石のオシレーションが、速度の急激な変化を伴わずに滑らかに移行するように制御される。
【００２３】
以上のように、実施例１によれば、粗研削ステップＳ１では、ワークＷの内周面が、常時その軸方向全長にわたって砥石２によって研削されるから、切込速度を大きくすることができ、その後インプロセス測定ステップＳ２において仕上げ研削中にインプロセス測定を行うことによって、定寸精度を確保することができる。これによって、定寸精度を確保しつつ加工に要するサイクルタイムを向上することができる。
また、インプロセス測定ステップＳ２では、オシレーションの周期を短くしているから、インプロセス測定の測定間隔を短くし、測定精度を向上することができる。
【実施例２】
【００２４】
図５は、砥石オシレーション方法の実施例２に用いる内面研削盤の構成を示す図である。
実施例２の砥石オシレーション方法は、実施例１と類似するが、使用する内面研削盤の構成が一部相違する。以下、同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、相違点について説明する。
【００２５】
実施例２の内面研削盤１Ａは、実施例１の内面研削盤１のように、オシレーションユニット５を設けず、その代わりに、図示しないリニアガイドによって直動案内された砥石テーブル６Ａを、図示しないボールネジを介して接続されたサーボモータ１０によって直接駆動し、このサーボモータ１０によって砥石テーブル６Ａを前後進させることによって、砥石２をオシレーションさせることを特徴とする。
【００２６】
実施例２においても、砥石２の動作は、図２に示すものと同様となるように制御される。
先ず、粗研削ステップＳ１では、サーボモータ１０は、比較的微小な行程のオシレーションを行うため、制御装置９から微小量の正転、逆転の位置指令を繰り返し与えられる。このとき、サーボモータ１０の回転角の軌跡は、正弦波状となるように制御される。
次に、インプロセス測定ステップＳ２では、サーボモータ１０は、制御装置９から上述した正弦波の振幅を大きくし、かつ周期を短くする位置指令を与えられる。これによって、砥石２のオシレーションの行程が大きくなり、実施例１と同様にしてインプロセス測定が行われる。
実施例２によれば、簡単な構成の内面研削盤によって上述した実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）上述した各実施例では、ワークは転がり軸受の内輪であったが、ワークはこれに限らず、円筒状又は環状のものであれば他のものであってもよい。
（２）上述した各実施例では、オシレーションの行程及び周期を２段階に変化させているが、３段階以上に変化させてもよい。また、周期を変化させずに、行程のみ変化させるようにしてもよい。
（３）また、砥石をオシレーションさせる機構は、上述した実施例のものに限らず、他のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した砥石オシレーション方法の実施例１に用いる内面研削盤の構成を示す図である。
【図２】砥石オシレーション方法の実施例１における時系列の砥石の変位を示すグラフである。
【図３】砥石オシレーション方法の実施例１の粗研削ステップにおけるワーク部の状態を示す図である。
【図４】砥石オシレーション方法の実施例１のインプロセス測定ステップにおけるワーク部の状態を示す図である。
【図５】本発明を適用した砥石オシレーション方法の実施例２に用いる内面研削盤の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１Ａ    内面研削盤
２          砥石
３          砥石軸
４          砥石スピンドルモータ
５          オシレーションユニット
６，６Ａ    砥石テーブル
７          オシレーションモータ部
８          インプロセスゲージ
８ａ        測定子
９          制御装置
１０          サーボモータ
Ｗ          ワーク
【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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