(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に取り付けたワークの内周面に、回転軸に取り付けた研削砥石の外周面を摺接させることにより、ワークの内周面を研削加工するようにした内面研削装置において、
前記ワークと研削砥石の回転中心のなす角度を調整可能な角度調整手段を設け、
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて、前記角度調整手段を駆動してワークと研削砥石の回転中心のなす角度を調整すると共に、荒研削から仕上げ研削への切込み速度の切換位置を変更するようにしたことを特徴とする内面研削装置。
【請求項２】
主軸に取り付けたワークの内周面に、回転軸に取り付けた研削砥石の外周面を摺接させることにより、ワークの内周面を研削加工するようにした内面研削装置において、
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて、研削面の傾きを打ち消すように、前記研削砥石を所定の傾きを有する形状にドレス成形すると共に、荒研削から仕上げ研削への切込み速度の切換位置を変更するようにしたことを特徴とする内面研削装置。
【請求項３】
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて仕上げ研削の切込み完了位置を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の内面研削装置。
【請求項４】
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて仕上げ研削後のスパークアウト時間を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の内面研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの内周面を研削するための内面研削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、円筒状ワークの内面研削は、図４に示すように、回転軸２１の軸心に対して所定の角度θだけ傾斜させた主軸２０に取り付けたワークＷの内周に、回転軸２１の先端に取り付けた研削砥石２２を挿入し、ワークＷの内周面に研削砥石２２の外周面を相対的に摺接させることにより行っている。
【０００３】
しかし、研削砥石２２の砥石径が変化すると、切れ味も変化するため、砥石径の変化に拘わらず、同一の研削条件で研削した場合、研削精度は図５に示すように変化する。
【０００４】
すなわち、砥石径が大きい間は、砥石２２の切れ味が悪く、回転軸２１の撓みも大きいため、荒研削終了時は点線Ｃ１で示すように仕上げ代（端面Ｐ１側の仕上げ代８μ）もテーパ量（端面Ｐ１側とＰ２側の内径差２１μ）も大きい。したがって、さらに仕上げ研削及びスパークアウトを行った後も、点線Ｃ２で示すような切り残しを生じ、テーパ量もそれ程小さくならない。砥石径が小さくなると、砥石２２の切れ味が向上し、回転軸２１の撓みも小さくなるため、荒研削終了時は一点鎖線Ｄ１で示すように仕上げ代もテーパ量も砥石径が大きいときよりも小さくなる。このため、仕上げ研削及びスパークアウト終了時の切り残しとテーパ量はなくなり、良好な研削精度が得られるが、砥石２２の切れ味がよい分、研削面の面粗度は砥石径が大きいときよりも悪くなる。
【０００５】
従来、このような内面研削では、ワークＷの内径寸法及び円筒度を高精度に仕上げるために、次のような加工方法を採用している。すなわち、ワークＷの内径寸法を高精度に仕上げるためにゲージ加工を採用し、仕上げ代が一定になるように荒研削から仕上げ研削への切込み速度の切換位置を制御している。なお、ゲージ加工とは、インプロセスゲージで直接ワークＷの内周面を測定しながら行う研削方法をいう。さらに、ワークＷの内周面の円筒度を高精度に仕上げるために、研削砥石２２の切込み速度を砥石径の大小によって変化させている。これは、砥石径が小さくなると、切れ味がよいため、研削加工中の回転軸２１の撓みが小さくなり、ワークＷの内周面のテーパ量が変化するためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記インプロセスゲージは高価であるばかりでなく、外力により損傷しやすいため、取り扱いが非常に困難である。また、砥石径の大小により切込み送り速度を変化させる方法では、砥石径が小さくなると、内径テーパ量を砥石径が大きいときと同一にするために切込み送り速度を大きくする必要があるが、砥石２２の切れ味がよくなった分、研削面の面粗度が悪くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、インプロセスゲージを使用しない簡単な構成で、高精度にワークの内周面を研削することのできる内面研削装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、主軸に取り付けたワークの内周面に、回転軸に取り付けた研削砥石の外周面を摺接させることにより、ワークの内周面を研削加工するようにした内面研削装置において、
前記ワークと研削砥石の回転中心のなす角度を調整可能な角度調整手段を設け、
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて、前記角度調整手段を駆動してワークと研削砥石の回転中心のなす角度を調整すると共に、荒研削から仕上げ研削への切込み速度の切換位置を変更するようにしたものである。
【０００９】
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて、研削面の傾きを打ち消すように、前記研削砥石を所定の傾きを有する形状にドレス成形すると共に、荒研削から仕上げ研削への切込み速度の切換位置を変更するようにしてもよい。
【００１０】
前記研削砥石の砥石径の変化に応じて、仕上げ研削の切込み完了位置や、仕上げ研削後のスパークアウト時間を変更するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る内面研削装置の概略平面図である。この内面研削装置は、大略、ベッド１上に、主軸台２と砥石台３とを設けたものである。
【００１３】
主軸台２は、ベッド１上に固定した主軸下部台４と、この主軸下部台４に載置されてＸ軸方向（図１中、上下方向）に往復移動する主軸テーブル５と、この主軸テーブル５に載置されて水平面内で旋回可能な主軸部６とからなる。
【００１４】
前記主軸テーブル５は、主軸下部台４に設けた切込みサーボモータ７の駆動によりＺ軸方向の所定位置に位置決めされるようになっている。前記主軸部６は、主軸テーブル５に支軸８を中心として回動自在に設けられている。主軸部６の回動位置は、主軸スイベル用サーボモータ９の駆動により調整可能となっている。主軸部６には、チャック１０が取り付けられ、そこには円筒状のワークＷが保持されている。そして、図示しないモータを駆動すると、主軸部６がチャック１０を介してワークＷと共に回転するようになっている。
【００１５】
砥石台３は、砥石台本体１１と、この砥石台本体１１上をＺ軸方向（図１中、左右方向）に往復移動可能に設けた砥石テーブル１２と、この砥石テーブル１２に固定したホイールヘッド１３とからなる。
【００１６】
前記砥石テーブル１２は、テーブル駆動サーボモータ１４の駆動により、砥石台本体１１上をＺ軸方向の所定位置に位置決めされるようになっている。前記ホイールヘッド１３から延びる回転軸１５の先端には研削砥石１６が固定されている。そして、ホイールヘッド１３に内蔵する図示しないモータを駆動すると、回転軸１５を介して研削砥石１６が回転し、ワークＷの内周面を研削できるようになっている。
【００１７】
前記切込みサーボモータ７、主軸スイベル用サーボモータ９、テーブル駆動サーボモータ１４等は、制御装置１７からの入力信号に基づいて駆動制御されるようになっている。
【００１８】
次に、前記内面研削装置による内面研削加工について説明する。
【００１９】
なお、本実施形態での内面研削加工は、荒研削、仕上げ研削及びスパークアウトの各工程により行っている。また、前記研削砥石１６の切込み送り速度は一定値としている。研削加工中、回転軸１５は撓むため、ワークＷの内径は切込み送り量と同じだけ大きくならず、切り残しが生じるが、研削砥石１６の切れ味は砥石径の大小により変化するので、この切り残し量も変化する。インプロセスゲージを使用しないサイズ加工においても、実質的な仕上げ研削量をできるだけ一定にし、ワークＷの内周面の円筒度及び面粗度を安定させる目的で、切込み送り位置は、研削砥石１６の外径寸法の違いに応じて異ならせている。
【００２０】
荒研削では、切込み送り位置を研削砥石１６の外径寸法の変化に応じて変更する。すなわち、研削砥石１６は、外径寸法が大きければ大きい程、ワークＷの研削面に対する食い込み角度が小さくて切れ味が悪い。このため、切込み送り位置（荒研削寸法Ａ１）は、図２中、１点鎖線ａ１で示すように、研削砥石１６の外径寸法が大きい間は大きくとり、切込み速度の切換時期を変更し、実質的な仕上げ研削量を一定にするようにしている。これにより、外径寸法が大きくて切れ味の悪い研削砥石１６であっても、ワークＷの内周面のテーパ量が大きくならないようにすることが可能となる。
【００２１】
その後、所定数のワークを研削し、研削砥石１６の表面が荒れて加工精度が悪くなると、ドレス成形により砥石表面を正常にする。そして、ドレス成形により研削砥石１６の外径寸法は徐々に小さくなってくるが、それにつれて研削砥石１６のワークＷの研削面に対する食い込み角度が大きくなって切れ味が良くなるので、図２中、実線ｂ１で示すように、荒研削での切込み送り寸法（荒研削寸法Ｂ１）が小さくなるように制御する。但し、この切込み送り寸法Ｂ１は、研削砥石１６の径寸法に応じて、複数段階で制御するようにしてもよいし、無段階で制御するようにしてもよい。
【００２２】
仕上げ研削でも、前記荒研削のときと同様に、切込み送り位置を研削砥石１６の外径寸法の変化に応じて変更する。前記切込み送り位置（仕上げ研削寸法Ａ２）は、図２中、１点鎖線ａ２で示すように、研削砥石１６の外径寸法が大きい間は大きくとり、外径寸法が小さくなるにつれて、図２中、実線ｂ２で示すように、小さく抑制する。
【００２３】
スパークアウトでは、ワークＷに対する研削砥石１６の切込み送りを終了し、そのままの状態でワークＷ及び研削砥石１６の回転を続行する。この場合、スパークアウト時間は、研削砥石１６の径寸法に応じて変更する。すなわち、研削砥石１６の外径寸法が大きい間は短いスパークアウト時間Ｔｓとし、外径寸法が小さくなるに従って長いスパークアウト時間Ｔｌとする。これは、研削砥石１６の外径寸法が大きい間は、ワークＷに対する食い込み角度が小さく、所望の面粗度が得られるが、外径寸法が小さくなると、研削砥石１６の切れ味が良くなり、面粗度が悪化することが想定されるからである。
【００２４】
前記研削方法により研削されたワークＷの研削精度は図３に示すようになる。すなわち、前記研削方法では、荒研削及び仕上げ研削の切込み送り位置を砥石径の変化に応じて変更しているので、図５と比較しても明らかなように、砥石径の大きい研削砥石１６の場合の荒研削及び仕上げ研削終了時の切り残し量が小さくなっている。
【００２５】
しかし、前記研削方法によっても、砥石径が大きい場合の仕上げ研削及びスパークアウト終了時のテーパ量は改善されていない。そこで、本実施形態の研削方法では、さらに砥石径の変化に応じて回転軸１５の軸心に対する主軸部６の傾斜角も変更する。すなわち、図３に示すワークＷの場合であれば、砥石径が大きい場合の回転軸１５の軸心に対する主軸部６の傾斜角を研削砥石１６の外径が小さい場合の傾斜角よりもαだけ大きくする。この傾斜角の変更も、荒研削時の切込み送り位置の変更と同様に、研削砥石１６の径寸法に応じて複数段階で制御するようにしてもよいし、無段階で制御するようにしてもよい。
【００２６】
このように、前記実施形態では、ワークＷの切込み速度を従来のように砥石径に応じて変化させることなく一定にしても、所望の面粗度を得ることができると共に、内径の仕上げ寸法をほぼ一定に揃え、研削面の傾きをもなくすことが可能である。
【００２７】
なお、前記実施形態では、主軸部６の回動位置を調整することにより、ワークＷの研削面の傾きを修正するようにしたが、研削砥石１６の外周形状自体に傾きを持たせることにより修正するようにしても構わない。すなわち、研削砥石１６を、先端側に向かうに従って徐々に断面積が大きくなるようにドレス成形する。この場合、研削砥石１６の外径寸法が大きければ、前述の研削結果に基づいてドレス成形時の傾きを大きく取り、外径寸法が小さくなれば、小さくすることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る内面研削装置によれば、ワークと研削砥石の回転中心のなす角度を調整するようにしたり、研削砥石を所定の傾きを有するようにドレス成形するようにしたので、研削加工時の回転軸の撓みを考慮して傾きのない適切な研削面を得ることができる。
【００２９】
また、研削砥石の砥石径に応じて、荒研削から仕上げ研削への切込み速度の切換時期や、仕上げ研削の切込み完了位置や、仕上げ研削後のスパークアウト位置を変更するようにしたので、所望の面粗度に研削し、かつ、無駄な時間を削減して効率的な研削作業を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係る内面研削装置の概略平面図である。
【図２】  研削時間と切込み寸法との関係を示すグラフである。
【図３】  本実施形態の研削方法で研削されたワークの内径形状を示す部分断面図である。
【図４】  従来例に係る内面研削装置の部分断面図である。
【図５】  従来の研削方法で研削されたワークの内径形状を示す部分断面図である。
【符号の説明】
２：  主軸台
３：  砥石台
６：  主軸部
９：  主軸スイベル用サーボモータ
１４：  テーブル駆動サーボモータ
１５：  回転軸
１６：  研削砥石
１７：  制御装置
【図１】
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【図２】
0003848779.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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