(57)【要約】【課題】金属を研削することでドレッシングする方法において、砥粒突出し高さを研削能率に関わらずに設定できるドレッシング方法およびドレッシング装置【解決手段】ドレッシング装置８のアーム８２を旋廻軸心ａの廻りで旋廻させることで、ドレッシング板８４の厚さ方向と砥石車７の切込みの方向とがなす交差角度θを可変とする。交差角度θを砥石車７の砥粒先端からボンド表面までの距離である砥粒突出し高さにより決定する。ドレッシング初期は交差角度θが小さい角度でドレッシング板８４を研削し、その後、交差角度θを大きくしてドレッシング板８４を研削する。【選択図】図４
2012130990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さの金属板と砥石車を相対的に切込み、前記金属板を前記砥石車の外周面で研削することで、前記砥石車のドレッシングを行うドレッシング方法において、
前記金属板の厚さ方向と前記砥石車の回転軸とがなす第１交差角度と、前記金属板の厚さ方向と前記切込みの方向とがなす第２交差角度の少なくとも一方を可変とするドレッシング方法。
【請求項２】
前記交差角度の可変角度を前記砥石車の砥粒先端からボンド表面までの距離である砥粒突出し高さにより決定する請求項１に記載のドレッシング方法。
【請求項３】
前記第１交差角度が直角で、前記金属板の研削部での前記金属板の板厚中央と前記砥石車の外周円との交点における前記砥石車の外周円の接線が前記金属板の厚さ方向と一致するときを前記可変角度の最小角度とし、所定の前記可変角度である第１可変角度で前記金属板を研削し、その後、前記第１可変角度より大きな第２可変角度で前記金属板を研削する請求項１または請求項２に記載のドレッシング方法。
【請求項４】
前記金属板を鉄合金とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のドレッシング方法。
【請求項５】
所定の厚さの金属板を、前記金属板の厚さ方向と砥石車の回転軸とがなす交差角度が直角となるように保持する保持部と、
前記保持部を前記砥石車の回転軸と平行な旋廻軸の廻りに旋廻させる旋廻装置と、
前記旋廻軸を回転させ、前記砥石車の砥粒先端からボンド表面までの距離である砥粒突出し高さにより決まる旋廻角度に位置決めする旋廻軸制御手段と、を備えるドレッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削盤の砥石車のドレッシングに関するものであり、詳しくは金属板を研削することでドレッシングするドレッシング方法およびドレッシング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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５の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。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なり研削が困難になる。そのため、ボンドを除去し砥粒突出し高さを所定の値にするためドレッシングを行う。
ツルーイングとドレッシングの方法として金属を研削する従来技術１が一般に知られている。この金属の研削によるドレッシングでは、砥粒突出し高さの設定は研削能率を制御することで行っている。具体的には、砥粒突出し高さを大きくする場合は研削能率を大きくし、砥粒突出し高さを小さくする場合は研削能率を小さくする。
さらにその改善技術として、鋼材と一般研削砥石を交互に配置した複合研削砥石を研削することで砥石車のツルーイングとドレッシングを行う従来技術２（例えば、特許文献１参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２２２６９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、砥粒突出し高さを大きくしたい場合は大きな研削能率で研削するため、砥石車の砥粒に加わる研削力が大きくなり砥粒の脱落が多くなり砥石寿命が短くなる恐れがある。
特許文献１に記載の従来技術２では、複合研削砥石を使用するが高価である。また、特許文献１には砥粒突出し高さの設定に関する記述は無い。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、砥粒突出し高さを研削能率によらず設定できるドレッシング方法およびドレッシング装置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、所定の厚さの金属板と砥石車を相対的に切込み、前記金属板を前記砥石車の外周面で研削することで、前記砥石車のドレッシングを行うドレッシング方法において、
前記金属板の厚さ方向と前記砥石車の回転軸とがなす第１交差角度と、前記金属板の厚さ方向と前記切込みの方向とがなす第２交差角度の少なくとも一方を可変とすることである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記交差角度の可変角度を前記砥石車の砥粒先端からボンド表面までの距離である砥粒突出し高さにより決定することである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記第１交差角度が直角で、前記金属板の研削部での前記金属板の板厚中央と前記砥石車の外周円との交点における前記砥石車の外周円の接線が前記金属板の厚さ方向と一致するときを前記可変角度の最小角度とし、所定の前記可変角度である第１可変角度で前記金属板を研削し、その後、前記第１可変角度より大きな第２可変角度で前記金属板を研削することである。
【０００９】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３に係る発明において、前記金属板を鉄合金とすることである。
【００１０】
請求項５に係る発明の特徴は、所定の厚さの金属板を、前記金属板の厚さ方向と砥石車の回転軸とがなす交差角度が直角となるように保持する保持部と、
前記保持部を前記砥石車の回転軸と平行な旋廻軸の廻りに旋廻させる旋廻装置と、
前記旋廻軸を回転させ、前記砥石車の砥粒先端からボンド表面までの距離である砥粒突出し高さにより決まる旋廻角度に位置決めする旋廻軸制御手段と、を備えることである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項1に係る発明によれば、交差角度の少なくも一方を可変とすることで、金属板の研削部における砥石車の周方向の接触長さである接触弧長さを所望の長さとできる。このため同一厚さの金属板を用いても、各種の板厚の金属板を交換して研削したのと同様の効果を得ることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、所望の砥粒突出し高さに対応した接触弧長さとなる交差角度に設定することで、所望の砥粒突出し高さをもつ砥石車にドレッシングが可能となる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、砥粒突出し高さが小さいドレッシング初期は、接触弧長さの短い角度で研削するので、砥石車への過剰な負荷を避けることができる。ドレッシングの進行に伴い接触弧長さの長い角度で研削することで、より大きな砥粒突出し高さをもつ砥石車を効率的にドレッシングできる。ドレッシングの進行に応じて最適な接触弧長さとできるので、砥石車への過剰な負荷が作用しないで、効率よく、所望の砥粒突出し高さを備えた砥石車を成形できる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、ドレッシングに適した強度、硬度を備えた金属板を安価で入手が容易な鉄合金で製作できるので、低コストで効率よくドレッシングできる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、砥石車への過剰な負荷が作用しないで、効率よく、所望の砥粒突出し高さを備えた砥石車を成形できるドレッシング方法を自動で確実に実施できる。
【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】本実施形態のドレッシング装置の平面図である。
【図３】本実施形態のドレッシング中の金属板と切込方向の第２交差角度が０度の状態を示す図である（図２のＡ−Ａ断面矢視図）。
【図４】本実施形態のドレッシング中の金属板と切込方向の第２交差角度がθ度の状態を示す図である（図２のＡ−Ａ断面矢視図）。
【図５】砥石車のツルーイング直後と研削時の砥粒突き出し状態の差を示す概念図である。
【図６】本実施形態のドレッシング初期の切屑生成状況を示す概念図である。
【図７】本実施形態のドレッシング後期の切屑生成状況を示す概念図である。
【図８】接触弧長さと砥粒突出し高さの関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態のドレッシングの工程を示すフローチャート図である。
【図１０】本実施形態の変形事例の金属板と砥石車の軸線が第１交差角度θを持って接触する状態を示す図である。
【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円筒研削盤の実施例に基づき、図１〜図１０を参照して説明する。
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（図示省略する）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とドレッシング装置８が、主軸５に付設されている。
【００１８】
図２に示すように、ドレッシング装置８はベース８０により回転自在に支持され駆動モータ（図示省略する）により旋廻する、砥石車７の回転軸と平行な旋廻軸８１を備える。旋廻軸８１の軸端にＬ字形状のアーム８２が固定されており、アーム８２はドレッシング板８４を押さえ板８３により押付けることでドレッシング板８４の板厚方向が砥石車７の回転軸と略直角になるように保持している。これによりドレッシング板８４は第２交差角度の方向で旋廻できる。
図３に示すように、旋廻軸８１（図２）の回転中心ａは砥石車７の切込み方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向において砥石車７の回転軸心とほぼ同一位置で、ベース８０の砥石車７側に近い位置に配置される。また、ドレッシング板８４の板厚方向の中央が回転中心ａと一致するように配置するのが好適である。図４に示すように、アーム８２を旋廻させ、ドレッシング板８４を砥石車７の切込み方向に対する交差角度である第２交差角度θを０〜９０度の範囲で位置決めする。
ドレッシング板８４の材質は鉄系の合金で製作され、軟鋼、鋳鉄などが安価で好適である。
【００１９】
図１に示すように、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やドレッシ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、ドレッシング装置８を制御するドレッシング制御手段３４、砥石車７の回転を制御する砥石車制御手段３５などを具備している。
【００２０】
砥石車７を研削に使用するためには所定の形状と所定の砥粒の突出しを備えた研削作用面を成形する必要がある。
初めにツルーイングを行い砥石車の研削作用面の外形形状を所定の形状に成形する。具体的にはツルーイングロール９と砥石車７を回転させながら接触させて所定の相対運動をさせることで所定の形状に成形する。ツルーイング後の砥石車７の研削作用面７０は、図５のIに示すように砥粒７５とボンド表面７６が同一高さで平坦化されている。
次に、ドレッシングにより図５のIIに示すように砥粒７５をボンド表面７６から突き出させるが、適正な砥粒突出し高さは研削条件により異なるため、所定の砥粒突出し高さとなるようにドレッシング条件を制御することが重要である。
【００２１】
本発明のドレッシング方法により砥石車７のボンド表面７６が除去される概念を図６、図７に基づき説明する。
図６にドレッシング初期の、ドレッシング板８４と砥石車７の切込み方向が平行な状態（第２交差角度０度）のドレッシング板８４の接触弧部を示す。砥石車７の砥粒７１、７２により研削された金属板８４の切屑５１、５２がボンド表面７６に接触しながら成長しボンドを削り取ることで砥粒が突き出される。切込み初期の砥粒７１により切屑５１が発生する、砥石車７の回転に連れて切屑長さは長くなり、接触弧の終端部付近の砥粒７２の生成する切屑５２が最長となる。ツルーイング直後の砥粒突出し高さが小さいときは、ドレッシング板８４の交差角度θを小さくすることで接触弧長さＬを短くして切屑長さを短くする。切屑が過剰に長くなりドレッシング板８４とボンド表面７６の間で噛込むことを防止することで、焼けや過剰な抵抗が発生してドレッシング効率が低下するのを防止できる。
【００２２】
ドレッシングが進行し砥粒の突き出しが大きくなると、図７に示すようにドレッシング板８４と砥石車７の切込み方向のなす交差角度θを大きくすることで接触弧長さＬを長くして、切屑をより長く成長させる。そうすることで、切屑５３のように長くカールした切屑がより深い位置のボンド表面７６を効率よく削り取る。
ここで、砥石車７の切込み速度を全ドレッシング工程を通して一定としておくと、砥粒の切込み深さは一定なので砥粒に作用する研削抵抗も一定となる。つまり、砥粒に作用する研削抵抗は一定のまま、ドレッシング板８４の第２交差角度を変えることで接触弧長さＬを所望の長さとし、砥粒突出し高さを所望の値にすることができる。
【００２３】
以上のように砥粒突出し高さに応じた適正な長さの切屑を生成する条件でドレッシングを実施することで所望の砥粒突出し高さを備えた研削作用面を効率良く成形することが可能となる。適正な所定の接触弧長さはドレッシング板８４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ドレッシング試験を実施して適正値をデータ化しておけばよい。図８に接触弧長さと砥粒突出し高さの関係を表すデータを示す。同一砥石車を研削能率（Ｚ’）を１０ｍｍ３／ｍｍ／ｓ、２０ｍｍ３／ｍｍ／ｓ、３０ｍｍ３／ｍｍ／ｓの３条件で接触弧長さを０．５ｍｍから３ｍｍまで変化させて研削してドレッシングしたときの砥粒突出し高さの変化を、研削能率（Ｚ’）が１０ｍｍ３／ｍｍ／ｓで接触弧長さが０．５ｍｍのときを１とした比率で表している。研削能率による差は少なく接触弧長さに応じて砥粒突出し高さが変化することが判る。
また、接触弧長さと第２交差角度θとの関係も、砥石車７とドレッシング板８４の幾何学的な配置関係からあらかじめ定めておけばよい。
【００２４】
ドレッシング板８４の交差角度を３段階で増加させた具体的なドレッシング方法の工程を図９のフローチャートに基づき説明する。
砥石車７を回転させる（ＳＴＰ１）。ドレッシング板８４を旋廻させ所定の砥粒突出し高さ１となるよう求めた第２交差角度θ１に割出す（ＳＴＰ２）。テーブル４を移動させ砥石車７をドレッシング板８４に対向する位置へ割出す（ＳＴＰ３）。砥石台３を速送り速度で前進させ、砥石車７をドレッシング開始位置Ｓまで送る（ＳＴＰ４）。砥石台３を第１送り速度Ｖ１で前進させ、砥石車７をＣ１だけドレッシング板８４に切込む（ＳＴＰ５）。ドレッシング板８４を旋廻させ第２交差角度を大きくし所定の砥粒突出し高さ２となるよう求めた第２交差角度θ２に割出す（ＳＴＰ６）。砥石台３を第１送り速度Ｖ１で前進させ、砥石車７をＣ２だけドレッシング板８４に切込む（ＳＴＰ７）。ドレッシング板８４を旋廻させ所定の砥粒突出し高さ３となるよう求めた第２交差角度θ３に割出す（ＳＴＰ８）。砥石台３を第１送り速度Ｖ１で前進させ、砥石車７をＣ３だけドレッシング板８４に切込む（ＳＴＰ９）。砥石台３を速送り速度で後退させ、砥石車７を加工原点Ｘ０まで送る（ＳＴＰ１０）。ドレッシング開始位置Ｓを切込み分だけ小さな値に変更する（ＳＴＰ１１）。
以上のように、ドレッシング板８４の第２交差角度の小さなものから第２交差角度を順次大きくして研削することで所定の砥粒突出し高さに成形することが効率良くできる。
【００２５】
上記の例では、ドレッシング板８４の第２交差角度を３段階で増加させたが、任意の段数で増減してもよい。また、第２交差角度を連続的に増加させながら砥石車７を連続的に切込むことでドレッシングしてもよい。
【００２６】
図１０に示すように、ドレッシング板８６を砥石車７の切込送り方向と略平行な軸線の廻りに旋廻させて第１交差角度を増減して接触弧長さを増減してもよい。この場合の第１交差角度θはドレッシング板８６の厚さ方向に直交する方向と砥石車７の回転軸が交差する角度となる。
また、砥石車７の回転軸方向と略平行な旋廻軸による第２交差角度の増減と、砥石車７の切込送り方向と略平行な旋廻軸による第１交差角度の増減を同時に行い、接触弧長さを増減してもよい。
ドレッシング板はドレッシング作用部の板厚が均一で、かつドレッシング作用部の幅が砥石車７の全幅をドレッシングできる幅より広ければ、保持部の形状は任意の形状でよい。
【符号の説明】
【００２７】
５：主軸  ７：砥石車  ８：ドレッシング装置  ８０：ベース  ８２：アーム  ８３：押さえ板  ８４：ドレッシング板  ａ：旋廻軸心  θ：第２交差角度
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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