(57)【要約】【課題】ワークの形状寸法を高い精度に維持したまま、一度平滑に仕上げたワークの表面を荒い粗さに加工する、製造効率が良好な研削加工方法および研削加工装置を提供する。【解決手段】単一の回転砥石５でワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａを研削する研削工程Ｓ２では、粗切込み工程Ｓ２１および仕上げ切込み工程Ｓ２２と、仕上げ切込み工程Ｓ２２後のスパークアウト工程Ｓ２３と、スパークアウト工程Ｓ２３後の荒し切込み工程Ｓ２４と、を実施する。【選択図】図４
2013237132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切込み量を数値制御される単一の回転砥石を使用してワークの表面の一部または全面の加工面を所望の面性状に仕上げるために、前記回転砥石で前記加工面を研削する研削工程を有する研削加工方法であって、
前記研削工程は、１次加工と、前記１次加工後の、前記回転砥石における残りの切込み量が零であり、かつ、前記加工面への押圧力が零である２次加工と、前記２次加工後の、前記加工面に切込み跡を付ける加工と、を含むことを特徴とする研削加工方法。
【請求項２】
前記加工面に切込み跡を付ける加工は、前記加工面に１〜１０数μｍの切込み量で切込む加工であることを特徴とする請求項１記載の研削加工方法。
【請求項３】
前記研削工程の前に、前記回転砥石の表面に沿ってドレスするドレッシング工程を有し、
前記ドレッシング工程では、回転する前記回転砥石にドレッサを当接させつつ、一部において、前記回転砥石の回転速度と前記ドレッサの移動速度の少なくともどちらかを、相対的に速くしたり遅くしたり制御することを特徴とする請求項１または２記載の研削加工方法。
【請求項４】
前記加工面に切込み跡を付ける加工は、回転する前記回転砥石を回転軸の軸方向と直角の方向に移動させて研削するプランジ研削を実施することにより、前記回転砥石の面性状を前記加工面に転写する加工であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研削加工方法。
【請求項５】
切込み量を数値制御される単一の回転砥石を使用してワークの表面の一部または全面の加工面を所望の面性状に仕上げるために、前記回転砥石で前記加工面を研削する手段を有する研削加工装置であって、
前記研削する手段は、１次加工と、前記１次加工後の、前記回転砥石における残りの切込み量が零であり、かつ、前記加工面への押圧力が零である２次加工と、前記２次加工後の、前記加工面に切込み跡を付ける加工と、を実施することを特徴とする研削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削加工方法および研削加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸状部材の研削加工方法として、軸状部材に対する切込み量が大きい粗研削工程と、軸状部材を空転させて被研削部に発生した熱を除去する空転工程と、軸状部材に対する切込み量が小さい仕上げ研削工程と、からなる研削加工方法が開示されている（特許文献１参照）。
この技術によると、粗研削工程で軸状部材を研削加工した後に軸状部材を空転させるので、空冷および研削冷却液により軸状部材の研削加工箇所に発生した熱を除去でき、さらに、粗研削工程で発生した残留応力による歪み層を仕上げ研削工程で除去できるので、残留応力値を略一定にできる。
このため、軸状部材に熱応力が発生することを抑制でき、軸状部材に残存する残留応力を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３９１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年のＣＶＴ用シャフトプーリなどのワークでは表面にオイルを滞留させるオイル溜まりを設けるので、一度平滑に仕上げたワークの表面の粗さを荒くする。
しかしながら上記特許文献１に開示された技術では、ワークの表面を仕上げるための研削加工方法であるので、一度平滑に仕上げたワークの表面の粗さを荒くすることができない。
また、一度平滑に仕上げたワークの表面の粗さを荒くする場合には、ワークを再度研削するので、ワークの形状寸法の精度が低下することがある。
さらには、一度平滑に仕上げたワークの表面の粗さを荒くする場合として、第１の砥石で研削して一度平滑に仕上げたワークの表面を第２の砥石で研削すると、２つの砥石をそれぞれ使用した２つの工程が必要となり、工程数が多くなり製造効率が悪化する。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的は、ワークの形状寸法を高い精度に維持したまま、一度平滑に仕上げたワークの表面を荒い粗さに加工する、製造効率が良好な研削加工方法および研削加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  切込み量を数値制御される単一の回転砥石（例えば、後述の回転砥石５）を使用してワーク（例えば、後述のワークＷ）の表面の一部または全面の加工面（例えば、後述の円錐面ＷＦａ）を所望の面性状に仕上げるために、前記回転砥石で前記加工面を研削する研削工程（例えば、後述の研削工程Ｓ２）を有する研削加工方法であって、前記研削工程は、１次加工（例えば、後述の粗切込み工程Ｓ２１および仕上げ切込み工程Ｓ２２）と、前記１次加工後の、前記回転砥石における残りの切込み量が零であり、かつ、前記加工面への押圧力が零である２次加工（例えば、後述のスパークアウト工程Ｓ２３）と、前記２次加工後の、前記加工面に切込み跡を付ける加工（例えば、後述の荒し切込み工程Ｓ２４）と、を含むことを特徴とする研削加工方法。
【０００７】
（１）の発明によると、切込み量を数値制御される単一の回転砥石での研削工程において、１次加工、回転砥石における残りの切込み量が零であり、かつ、加工面への押圧力が零である２次加工および加工面に切込み跡を付ける加工を実施する。
これにより、最終的なワークの加工面に切込み跡を付ける加工によって、一度平滑に仕上げたワークの表面を荒い粗さに加工することができる。このとき、最終的なワークの加工面に切込み跡を付ける加工では、ワークの平滑に仕上げた面に切込み跡を付けるだけで、ワークの形状寸法を変更しないので、ワークの形状寸法を高い精度に維持することができる。また、一連の加工を単一の回転砥石での研削工程において行うので、他の砥石を用いた別工程が必要なく、工程数を増加させず、製造効率が良好となる。
【０００８】
（２）  前記加工面に切込み跡を付ける加工は、前記加工面に１〜１０数μｍの切込み量で切込む加工であることを特徴とする（１）記載の研削加工方法。
【０００９】
（２）の発明によると、最終的なワークの加工面に切込み跡を付ける加工では、ワークの加工面に１〜１０数μｍの切込み量で切込むので、一度平滑に仕上げたワークの表面を荒い粗さに加工することができるとともに、ワークの平滑に仕上げた面に切込み跡を付けるだけで、ワークの形状寸法を変更しないので、ワークを高い精度の形状寸法に維持することができる。
ここで、ワークの加工面に１μｍ以上の切込み量で切込むことで、ワークの表面を荒らすことができる。また、ワークの加工面に１０数μｍ以下の切込み量で切込むことで、過度に研削してワークの形状寸法を変更してしまうことがない。
【００１０】
（３）  前記研削工程の前に、前記回転砥石の表面に沿ってドレスするドレッシング工程（例えば、後述のドレッシング工程Ｓ１）を有し、前記ドレッシング工程では、回転する前記回転砥石にドレッサ（例えば、後述のドレッサ７４）を当接させつつ、一部において、前記回転砥石の回転速度と前記ドレッサの移動速度の少なくともどちらかを、相対的に速くしたり遅くしたり制御することを特徴とする（１）または（２）記載の研削加工方法。
【００１１】
（３）の発明によると、回転する回転砥石にドレッサを当接させつつ、一部において、回転砥石の回転速度とドレッサの移動速度の少なくともどちらかを、相対的に速くしたり遅くしたり制御するドレッシング工程を有するので、回転砥石の目を良好に立てることができ、次の研削工程においてドレッシングされた回転砥石の所望の面性状でワークの加工面に切込み跡を付けることができる。
【００１２】
（４）  前記加工面に切込み跡を付ける加工は、回転する前記回転砥石を回転軸の軸方向と直角の方向に移動させて研削するプランジ研削を実施することにより、前記回転砥石の面性状を前記加工面に転写する加工であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の研削加工方法。
【００１３】
（４）の発明によると、砥石表面の凹凸を平均化させて研削を行うトラバース研削ではなく、砥石表面の凹凸を平均化させないプランジ研削によって加工面に切込み跡を付ける。これにより、一度平滑に仕上げたワークの表面を荒い粗さに加工することができるとともに、ワークの平滑に仕上げた面に切込み跡を付けるだけで、ワークの形状寸法を変更しないので、ワークの形状寸法を高い精度に維持することができる。
【００１４】
（５）  切込み量を数値制御される単一の回転砥石（例えば、後述の回転砥石５）を使用してワーク（例えば、後述のワークＷ）の表面の一部または全面の加工面（例えば、後述の円錐面ＷＦａ）を所望の面性状に仕上げるために、前記回転砥石で前記加工面を研削する手段（例えば、後述の研削工程Ｓ２）を有する研削加工装置（例えば、後述の研削加工装置１）であって、前記研削する手段は、１次加工（例えば、後述の粗切込み工程Ｓ２１および仕上げ切込み工程Ｓ２２）と、前記１次加工後の、前記回転砥石における残りの切込み量が零であり、かつ、前記加工面への押圧力が零である２次加工（例えば、後述のスパークアウト工程Ｓ２３）と、前記２次加工後の、前記加工面に切込み跡を付ける加工（例えば、後述の荒し切込み工程Ｓ２４）と、を実施することを特徴とする研削加工装置。
【００１５】
（５）の発明によると、（１）の発明と同様な効果を奏する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワークの形状寸法を高い精度に維持したまま、一度平滑に仕上げたワークの表面を荒い粗さに加工する、製造効率が良好な研削加工方法および研削加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る研削加工装置を示す平面図である。
【図２】上記実施形態に係る研削加工方法を示す工程図である。
【図３】上記実施形態に係るドレッシング工程での様子を示す図である。
【図４】上記実施形態に係る研削工程での加工時間と切込み量との関係を示す図である。
【図５】上記実施形態に係る研削工程での様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る研削加工方法および研削加工装置を適用する研削加工装置１を示す平面図である。
研削加工装置１は、架台２と、架台２に配置した主軸台３と、主軸台３に対向配置した芯押台４と、主軸台３と芯押台４とで支持したワークＷを研削加工する回転砥石５と、回転砥石５を移動させる移動手段６と、架台２に配置したロータリドレッサ装置７とを備える。
【００２０】
架台２は、床面に固定されている。
主軸台３は、図示しないモータと、チャック３１とを有し、チャック３１で把持したワークＷをモータで回転させる。
芯押台４は、主軸台３のチャック３１で把持したワークＷを芯出しした状態で支持する。
ワークＷは、一例として自動車などに使用するＣＶＴ用シャフトプーリが例に挙げられる。このワークＷは、フランジＷＦに円錐面ＷＦａを備える。円錐面ＷＦａは、研削加工装置１によって研削される加工面である。
【００２１】
移動手段６は、水平方向に沿って回動自在に架台２に配置した第１送りねじ６１と、第１送りねじ６１を回動する第１駆動モータ６２と、第１送りねじ６１にねじ結合した第１移動プレート６３と、第１移動プレート６３に固定した第２プレート６４と、軸６５ａに沿って回動自在に第２プレート６４に配置した第２送りねじ６５と、第２送りねじ６５を回動する第２駆動モータ６６とを有する。
【００２２】
第２送りねじ６５は、砥石用駆動モータ６７の図示しない載置台にねじ結合する。砥石用駆動モータ６７に、回転砥石５を取り付けることにより、回転砥石５の回転軸５１を軸６５ａよりα°だけ余分に傾斜させる。本実施形態では、α°は、５°程度であってよい。
【００２３】
ロータリドレッサ装置７は、架台２に固定した支持板７１と、支持板７１に配置した駆動モータ７２と、駆動モータ７２の回転を伝達可能に連結した回転シャフト７３と、回転シャフト７３に取付けた円板状のドレッサ７４とを有する。
回転シャフト７３の中心軸は軸６５ａと平行である。
【００２４】
回転砥石５は、先広がりの円錐台砥石であり、回転砥石５の外周面である研削面は、軸６５ａと平行の位置にある。すなわち、研削面は、回転砥石５の回転軸５１に対してα°傾斜し、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに平行の位置にある。
また、回転砥石５の研削面の幅は円錐面ＷＦａの幅と略同一である。
回転砥石５としては、ＣＢＮ砥石と呼ばれるものを使用する。
【００２５】
以上の構成の研削加工装置１では、次のように研削加工方法を実施する。
図２は、本実施形態に係る研削加工方法を示す工程図である。
図２に示すように、本実施形態に係る研削加工方法では、ドレッシング工程Ｓ１と、研削工程Ｓ２とを実施する。
【００２６】
研削加工が開始されると、まずドレッシング工程Ｓ１を実施する。
図３は、本実施形態に係るドレッシング工程Ｓ１での様子を示す図である。
図３に示すように、ドレッサ７４を回転した状態で、回転砥石５を軸６５ａ方向および水平方向に移動させて、ドレッサ７４の右端部の延長線状に回転砥石５の研削面５ｆの左端部を合せ、回転砥石５にドレッサ７４を当接させる。
次に、回転砥石５を軸６５ａに沿って矢印Ａの方向に移動させる。これにより、回転砥石５の研削面５ｆをロータリドレッサ装置７の回転シャフト７３の中心軸と平行に移動させて、ドレッサ７４で研削面５ｆをドレスする。
【００２７】
ここで、図３に示すドレッシング工程Ｓ１では、一部において、回転砥石５の回転速度とドレッサ７４の回転速度の少なくともどちらかを、相対的に速くしたり遅くしたり制御する。これにより、回転砥石５の目を良好に立てる。
【００２８】
次に、ドレッシング工程Ｓ１が完了すると、研削工程Ｓ２を実施する。
図４は、本実施形態に係る研削工程Ｓ２での加工時間と切込み量との関係を示す図である。図５は、本実施形態に係る研削工程Ｓ２での様子を示す図である。
研削工程Ｓ２は、図２、図４に示すように、粗切込み工程Ｓ２１と、仕上げ切込み工程Ｓ２２と、スパークアウト工程Ｓ２３と、荒し切込み工程Ｓ２４とを、単一の回転砥石５を用いて実行する。
【００２９】
研削工程Ｓ２に入ると、まず粗切込み工程Ｓ２１を実施する。
図５に示すように、回転砥石５の研削面５ｆは回転軸５１に対してα°傾斜し、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａはβ°傾斜している。このため、回転砥石５の研削面５ｆでワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａを研削する場合、回転砥石５が（α＋β）°傾斜する。
粗切込み工程Ｓ２１では、第１駆動モータ６２を駆動して第１送りねじ６１を回動し、回転砥石５を水平方向に沿って矢印Ｂ方向に移動させて、回転砥石５の研削面５ｆをフランジＷＦの円錐面ＷＦａに当接させる。そして、フランジＷＦの円錐面ＷＦａを研削面５ｆでプランジ研削する。プランジ研削は、回転砥石５を回転軸５１の軸方向と直角の方向（図５の矢印Ｂ方向）に移動させることにより回転砥石５の表面の凹凸を平均化させないで研削を行う方法である。このプランジ研削により、取代を大きく除去する。
【００３０】
次に、粗切込み工程Ｓ２１の後に連続して仕上げ切込み工程Ｓ２２を実施する。
図５に示すように、仕上げ切込み工程Ｓ２２では、回転砥石５を回転軸５１に沿って矢印Ｃ方向に移動させて、回転砥石５の研削面５ｆでフランジＷＦの円錐面ＷＦａを仕上げるトラバース研削を行う。トラバース研削は、回転砥石５を回転軸５１の軸方向（図５の矢印Ｃ方向）に移動させることにより回転砥石５の表面の凹凸を平均化させて研削を行う方法である。このトラバース研削により、形状寸法に近づけるように取代を小さく除去する。
【００３１】
次に、仕上げ切込み工程Ｓ２２後に連続してスパークアウト工程Ｓ２３を実施する。
スパークアウト工程Ｓ２３は、研削加工装置１における残りの切込み量が零であり、かつ、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａへの押圧力が零である状態を、数秒間維持する加工である。このスパークアウト工程Ｓ２３により、所望の形状寸法および平滑面に仕上げるとともに、ワークＷのフランジＷＦの撓みを除去する。
【００３２】
次に、スパークアウト工程Ｓ２３後に連続して荒し切込み工程Ｓ２４を実施する。荒し切込み工程Ｓ２４は、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに切込み跡を付ける加工の工程である。
図５に示すように、荒し切込み工程Ｓ２４では、フランジＷＦの円錐面ＷＦａを研削面５ｆで１〜１０数μｍの切込み量だけプランジ研削する。この荒し切込み工程Ｓ２４により、回転砥石５の面性状を、一度平滑に仕上げたワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに転写させる。
なお、荒し切込み工程Ｓ２４では、１〜１０数μｍの切込み量だけのプランジ研削であるので、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａと回転砥石５との接触は少ない方がよく、円錐面ＷＦａと回転砥石５との接触は、円錐面ＷＦａの全面に面性状を転写するために１回転以上としつつも、より少ない回転数に設定される。
【００３３】
ここで、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに１μｍ以上の切込み量で切込むことで、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの表面を荒らすことができる。また、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに１０数μｍ以下の切込み量で切込むことで、過度に研削してワークＷの形状寸法を変更してしまうことがない。
【００３４】
荒し切込み工程Ｓ２４の後、研削加工を終了する。
【００３５】
以上の本実施形態に係る研削加工装置１によれば、以下の効果を奏する。
【００３６】
（１）の発明によると、切込み量を数値制御される単一の回転砥石５での研削工程Ｓ２において、粗切込み工程Ｓ２１、仕上げ切込み工程Ｓ２２、スパークアウト工程Ｓ２３および荒し切込み工程Ｓ２４を実施する。
これにより、最終的な荒し切込み工程Ｓ２４によって、一度平滑に仕上げたワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの表面を荒い粗さに加工することができる。このとき、最終的な荒し切込み工程Ｓ２４では、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの平滑に仕上げた面に切込み跡を付けるだけで、ワークＷの形状寸法を変更しないので、ワークＷの形状寸法を高い精度に維持することができる。また、一連の加工を単一の回転砥石５での研削工程Ｓ２において行うので、他の砥石を用いた別工程が必要なく、工程数を増加させず、製造効率が良好となる。
【００３７】
（２）最終的な荒し切込み工程Ｓ２４では、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに１〜１０数μｍの切込み量で切込むので、一度平滑に仕上げたワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの表面を荒い粗さに加工することができるとともに、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの平滑に仕上げた面に切込み跡を付けるだけで、ワークＷの形状寸法を変更しないので、ワークＷを高い精度の形状寸法に維持することができる。
【００３８】
（３）回転砥石５にドレッサ７４を当接させつつ、一部において、回転砥石５の回転速度とドレッサ７４の回転速度の少なくともどちらかを、相対的に速くしたり遅くしたり制御するドレッシング工程Ｓ１を有するので、回転砥石５の目を良好に立てることができ、次の研削工程Ｓ２においてドレッシングされた回転砥石５の所望の面性状でワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａに切込み跡を付けることができる。
【００３９】
（４）回転砥石５の表面の凹凸を平均化させて研削を行うトラバース研削ではなく、回転砥石５の表面の凹凸を平均化させないプランジ研削によってワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの表面に切込み跡を付ける荒し切込み工程Ｓ２４を実施する。これにより、一度平滑に仕上げたワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの表面を荒い粗さに加工することができるとともに、ワークＷのフランジＷＦの円錐面ＷＦａの平滑に仕上げた面に切込み跡を付けるだけで、ワークＷの形状寸法を変更しないので、ワークＷの形状寸法を高い精度に維持することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に包含される。
例えば、図３において、円錐面を研削する回転砥石の修正は、回転するドレッサ７４で行う例を示したが、円錐面の回転砥石５の研削面５ｆに接触し得るように、図示しないフォーミングダイヤモンドを先端に取り付けた図示しないバーから構成されたドレッサでドレッシングをしてかまわない。そして、修正されるべき砥石面が図示しないフォーミングダイヤモンドの先端に接触した状態で、回転砥石５とドレッサとの相対送りが研削面５ｆの母線方向に沿って行われることにより、すなわちトラバース送りにより研削面５ｆの修正が行われる。
【符号の説明】
【００４１】
１…研削加工装置
５…回転砥石
７４…ドレッサ
Ｗ…ワーク
ＷＦａ…円錐面（加工面）
【図１】
2013237132.tif 000003
【図２】
2013237132.tif 000004
【図３】
2013237132.tif 000005
【図４】
2013237132.tif 000006
【図５】
2013237132.tif 000007