JPH06270044A - 研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］研削時におけるプランジ研削による加工時間を
極力減少させ、ワークを高速に研削することができる研
削方法を提供することを目的とする。 ［構成］従来プランジ研削のみで行っていたワークの加
工開始側の研削加工部分を、定寸装置を用いで精度良く
研削するための研削代を残して大部分を第１のトラバー
ス研削によって加工し、この後、残された加工開始側の
研削代をプランジ研削と定寸装置を組み合わせて目標と
する径の大きさまで精度良く研削した後、残りの部分は
第２のトラバース研削によって加工を完了するようにし
たために、研削抵抗が大きく時間のかかるプランジ研削
を極力減少させることができ、高速かつ精度の良い研削
加工を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークと砥石をそれぞ
れ回転させながら、砥石をワークに対して相対移動させ
ることにより円筒研削を行う研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、円筒形状のワークを高速に研削す
る方法として、図７に示されるようなものがある。これ
はワークＷの回転軸線と平行なストレート部Ｇｓと、ワ
ークの回転軸線に対して傾斜したテーパ部Ｇｔが設けら
れた砥石Ｇを用い、まず砥石ＧをワークＷの一端で位置
決めし（位置ａ）、ワークＷと砥石Ｇをそれぞれ回転さ
せながら、砥石ＧをワークＷに対して接近移動、即ちワ
ークＷの回転軸線に直交する方向に移動させ、粗研削、
精研削、微研削と順次研削を行い（以下、このようなワ
ークの回転軸線に直交する方向にワークと砥石を相対移
動させて研削加工を行う方法をプランジ研削と呼
ぶ。）、ワークＷの一端のみを所望の仕上げ寸法まで加
工する（位置ｂ）。この後、ワークＷをワークＷの回転
軸線方向に沿ってワークＷの他端まで移動させながらワ
ークＷ全体の研削加工を行う（以下、このようなワーク
の回転軸線方向に沿ってワークと砥石を相対移動させて
研削加工を行う方法をトラバース研削と呼ぶ。）（位置
ｃ）。このような研削方法では、トラバース研削時に砥
石Ｇのテーパ部Ｇｔによって粗研削を行い、続いてスト
レート部Ｇｓによって仕上げ研削を行うことができるの
で、１回のトラバース研削によってワークＷ全体の研削
加工を行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような研削方
法によると、最初に加工するワークＷの一端部分のプラ
ンジ研削加工において、砥石Ｇの前進移動によって、粗
研削、精研削、微研削を順次行っている。しかし、プラ
ンジ研削は、通常砥石ＧとワークＷの接触面積が大きい
ため、研削抵抗が大きくなってしまい、砥石Ｇの送り速
度をあまり速くできず、研削時間が長くなるという問題
があった。

【０００４】また、このプランジ送り時には、研削によ
ってワークＷにたわみが発生するため、粗研削、精研削
が終了した時に送りを停止させて、たわんだワークＷの
弾性的な反力によって研削を行うことにより、ワークＷ
のたわみを除去する場合がある。従って、プランジ研削
はこのような砥石Ｇの送りが停止する時間を必要とする
場合があるため、この分だけ研削時間が長くなってしま
う問題があった。

【０００５】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであり、研削時におけるプランジ研削
による加工時間を極力減少させ、ワークを高速に研削す
ることができる研削方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成する手段として、加工されるワークの円筒面の径を
測定する定寸装置を設け、砥石を前記ワークの回転軸線
方向に相対移動させて前記円筒面の一端より前記定寸装
置によって測定される位置を含む位置まで第１のトラバ
ース研削を行い、その後、前記砥石を前記円筒面の径方
向に相対移動させプランジ研削を行い、前記定寸装置に
よって前記円筒面の径が目標値に達したことを示す信号
が出力されると、前記砥石を前記第１のトラバース研削
と同じ方向に相対移動させて第２のトラバース研削を行
うようにしたものである。

【０００７】

【作用】砥石をワークの回転軸線方向に相対移動させて
ワークの円筒面の一端より定寸装置によって測定される
位置を含む位置までの部分を第１のトラバース研削によ
って研削加工する。そして、砥石を円筒面の径方向に相
対移動させプランジ研削を行い、第１のトラバース研削
によって研削された部分を目標とする径の大きさまで研
削加工する。この後、円筒面の径が目標値に達したこと
を示す信号が定寸装置より出力されると、砥石をワーク
の第１のトラバース研削と同じ方向に相対移動させて第
２のトラバース研削を行うことによって、円筒面を目標
とする径の大きさに研削加工する。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図１において、１０はベッドであり、このベッド
１０にテーブル１１が水平方向（Ｙ方向）に移動可能に
案内支持されている。テーブル１１上には主軸台１３と
心押台１４が対向して設置され、主軸台１３にはワーク
Ｗの一端を把持するチャック１３ａが設けられていると
ともに心押台１４にはワークＷの他端をセンタ支持する
センタ１４ａが設けられている。主軸台１３と心押台１
４によってワークＷの回転軸線がテーブル１１の水平移
動方向と平行になるようにワークＷが両端支持され、主
軸台１３によってワークＷが回転駆動されるようになっ
ている。また、このテーブル１１上には、ワークＷの直
径寸法を測定し、その測定信号を出力する定寸装置２４
が取り付けられている。この定寸装置２４は一対の接触
子２４ａを有し、テーブル１１上に固定されたブラケッ
ト２４ｂ上にワークＷの方向に前進後退可能に支持され
ている。そして、定寸装置２４は、後述するように接触
子２４ａがワークＷのプランジ加工開始端、即ちワーク
Ｗの左端近傍に位置するように、テーブル１１の長手方
向にその取り付け位置を変位させられるようになってい
る。定寸装置２４から出力された測定信号は、アンプ２
０に入力され、アンプ２０で増幅された信号は、Ａ／Ｄ
変換器２１を介して数値制御措置４０に出力される。

【０００９】ベッド１０上には、砥石台１５がテーブル
１０の移動方向と直交する水平方向（Ｘ方向）に案内支
持され、この砥石台１５に薄幅の砥石１６がテーブル１
１の移動方向と平行な軸線回りに回転可能に軸承されて
いる。この砥石１６は砥石駆動モータ１７によって図略
のプーリ、ベルトを介して回転駆動されるようになって
いる。上述したテーブル１１の移動は、ベッド１０に設
けられたサーボモータ２１によってなされ、砥石台１５
の移動はベッド１０に設けられたサーボモータ２２によ
ってなされるようになっている。

【００１０】砥石１６は、円板状の砥石コアの外周に砥
石層を設けたものであり、この砥石層はＣＢＮ砥粒をビ
トリファイドボンドで結合したものが用いられている。
砥石１６の外周には、ワークＷの回転軸線と平行なスト
レート部１６ａと、ワークＷの回転軸線に対して傾斜し
たテーパ部１６ｂが設けられている。このテーパ部１６
ｂの傾斜角度はワークＷの回転軸線に対して５°に設定
され、図２に示すようにテーパ部１６ｂの砥石１６の半
径方向の長さＬは、ワークＷの加工開始時の外径からワ
ーク仕上げ径までの距離ｄよりも長くなるように設定さ
れている。

【００１１】次に数値制御装置４０について説明する。
数値制御装置４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）４５、メ
モリ４４、およびインタフェース４６，４７より構成さ
れている。インタフェース４６にはＮＣ制御に必要な制
御パラメータや、ＮＣプログラムを入力する操作盤５０
と、上述した定寸装置２４のＡ／Ｄ変換器２１とが接続
されている。また、インタフェース４７にはサーボモー
タ駆動回路（ＤＵ）４１，４２が接続されている。この
サーボモータ駆動回路４１，４２は中央処理装置４５か
らの指令を入力してサーボモータ２１，２２を駆動する
回路である。メモリ４４には操作盤５０から入力された
制御パラメータとＮＣプログラムがそれぞれ記憶された
パラメータエリアとＮＣプログラムエリアが設けられて
いる。

【００１２】以上の構成に基づいて本実施例の作用を説
明する。以下の本実施例の説明においては、図２に示さ
れるような１つの円筒面を有するワークＷを研削する場
合、図４に示されるような多段の円筒面を有するワーク
Ｗを研削する場合にわけて説明する。なお、これらの図
２，４は、説明をわかり易くするために誇張して表現し
てあり、各図において砥石１６の移動軌跡を示す矢印
は、ワークＷを固定して砥石１６の相対移動軌跡を表現
したものである。

【００１３】次に１つの円筒面を有するワークＷを研削
する場合について、図２および図３のフローチャートを
基に説明する。最初にテーブル１１と砥石台１５を移動
させ、砥石１６とワークＷの相対位置関係が加工開始位
置となるように位置決めする。この加工開始位置は位置
Ａで示されるように、Ｙ方向においては、テーブル１１
を移動させ、砥石１６をワークＷの左端、即ち加工開始
端より外側に若干量外れた位置に位置決めする（ステッ
プ１００）。また、Ｘ方向においては、砥石台１５を早
送り速度で前進させて、砥石１６の外径端がワークＷの
仕上げ径よりも若干量の研削代を残した位置、本実施例
の場合では従来の技術における微研削開始位置となるよ
うに位置決めされる（ステップ１０２）。この砥石台１
５の移動とともに、図略の油圧シリンダを作動させ、定
寸装置２４をワークＷ側に前進させる。これにより定寸
装置２４の測定子２４ａがワークＷの円筒面に係合し、
ワークＷの寸法測定が開始される。この時の測定子２４
ａの位置は、以下に説明するワークＷの左端におけるプ
ランジ研削によって研削される幅Ｓ内の前記ストレート
部１６ａによって研削される部分に位置するように設定
されている（ステップ１０４）。

【００１４】この後、砥石１６を回転させながらテーブ
ル１１を移動させることにより所定のトラバース速度に
よってワークＷを移動させ、砥石１６をＢの位置となる
までトラバース研削する（ステップ１０６）。この位置
Ｂは、このトラバース研削による切り込み量Ｓが砥石１
６の幅Ｐ以下になるように設定されており、通常、図２
に示すように微小量ｋ（ｋ＝Ｐ−Ｓ）だけストレート部
１６ａをワークＷの外側に残した位置に設定されてい
る。この位置Ｂまでのトラバース研削が完了すると（ス
テップ１０８）、砥石台１５を微研削送り速度で、あら
かじめ決められた微少量だけ前進させ（ステップ１１
０）、定寸装置２４から微研削完了したことを示す測定
値が出力されたか否かを判定する（ステップ１１２）。
この微研削完了を示す測定値が出力されるまでステップ
１１０とステップ１１２の処理が繰り返される。即ち、
上述したトラバース研削によって切り込んだ幅Ｓだけプ
ランジ研削による微研削送りが行われる。そして、ワー
クＷの左端部分が仕上げ寸法にプランジ研削され、定寸
装置２４から微研削完了を示す測定値が出力されると、
砥石１６の切り込み、即ち砥石台１５の送りを完了し、
ステップ１１４に移行する。この時、砥石１６は図中の
Ｃの位置に位置決めされる。

【００１５】ステップ１１４ではテーブル１１を移動さ
せ、ワークＷの円筒面全体を仕上げ寸法に加工する（ス
テップ１１４，１１６）。即ち、砥石１６を位置Ｃか
ら、円筒面の長さに基づいて設定された右進端Ｄまで移
動させる。以上のようにワークＷの全体が仕上げ加工さ
れると、砥石１６を後退させ（ステップ１１８）、加工
を終了する。

【００１６】なお、上記実施例においては、ワークＷの
左端におけるトラバース研削を終了した後は、微研削送
り速度によってプランジ研削を行っているが、必要によ
っては、精研削送り速度によってプランジ研削を開始し
て一定量研削した後、定寸装置２４からの測定信号に基
づいて送り速度を微研削送り速度に切り換える方式とし
ても良い。また、上記実施例においては、微研削開始位
置まで砥石台１５を前進させた状態でワーク左端のトラ
バース研削を行い、この後、微研削のプランジ研削を行
った後、トラバース研削によってワーク全体の加工を完
了する１サイクルの加工工程を行っているが、複数の加
工サイクルを用いても良い。即ち、精研削開始位置まで
砥石台１５を前進させた状態でワーク左端のトラバース
研削を行い、この後、精研削のプランジ研削を行った
後、トラバース研削によってワーク右端まで加工を行
う。そしてこの後、再びワーク左端にて微研削開始位置
まで砥石台１５を前進さてワーク左端のトラバース研削
を行い、同様に、微研削のプランジ研削を行った後、ト
ラバース研削によって加工を完了する２サイクルの加工
工程を行うこともできる。以上述べた事柄は、下記に示
す実施例についても同様である。

【００１７】次に図４に示されるような多段のワークＷ
を加工する場合について説明する。本実施例の場合、ワ
ークＷはＷａ部とＷｂ部の２つの円筒研削面を有し、左
側のＷａ部は、定寸装置２４からの信号を利用したトラ
バース研削によっで加工され、右側のＷｂ部はいわゆる
間接定寸研削によってトラバース研削される。図５，６
は、このような２つの研削箇所を有するワーク研削する
場合の処理を示すフローチャートであり、ステップ２０
０からステップ２１８までがＷａ部を加工する処理であ
り、ステップ２２０からステップ２３０までがＷｂ部を
加工する処理である。ステップ２００からステップ２１
８までは図３で示される上述したステップ１００からス
テップ１１６までの処理とほぼ同様であり、Ｗａ部の微
研削開始位置まで砥石台１５を前進させた状態（位置
Ａ）でワーク左端のトラバース研削を行い（位置Ｂ）、
この後、微研削のプランジ研削を行う（位置Ｃ）。ここ
までの加工でステップ２１２までの処理が完了し、Ｗａ
部の左端部が仕上げ寸法に研削加工される。この時、砥
石台１５の現在位置を表す現在位置カウンタの計数値を
Ｗａ部の仕上げ寸法（微研削完了寸法）に対応した値に
設定し、これ以後の砥石台１５の送りは、この再設定さ
れた現在位置カウンタの内容に基づいて制御される。こ
れによって、Ｗｂ部が定寸装置２４の信号に基づいた間
接定寸研削を行うことができる（ステップ２１４）。こ
の後、ステップ２１６，２１８において上記したステッ
プ１１４，１１６と同様にトラバース研削によってＷａ
部の右端までの加工が完了される（位置Ｄ）。このトラ
バース研削の完了位置である位置Ｄは、砥石１６のスト
レート部１６ａをｍの量だけＷａ部の端面であるＷｃ面
よりＷａ部側に残した位置に設定される。この値ｍはワ
ークＷ全体の仕上げ寸法、即ち加工完了時のＷａ部およ
びＷｂ部の長さに基づいて設定された値である。

【００１８】ステップ２１８でＷａ部のトラバース研削
が完了すると、図６のフローチャートに基づいて、位置
ＤよりＷｂ部の研削加工が開始される。即ち、ステップ
２２０において砥石台１５を粗研削送り速度で粗研削完
了位置（精研削開始位置）まで前進させ、Ｗｂ部の左端
部を粗研削送り速度でプランジ研削する。これに続いて
ステップ２２２，２２４において砥石台１５を精研削送
り速度および微研削送り速度でそれぞれ精研削完了位置
（微研削開始位置）および微研削完了位置まで前進さ
せ、Ｗｂ部の左端部のプランジ研削を完了する（位置
Ｅ）。なお、ステップ２２０，２２２，２２４における
砥石台１５の送りは、上記した現在位置カウンタの計数
値に基づいて行われる。

【００１９】この後、テーブル１１を移動させることに
より、トラバース研削を行い、砥石１６をＷｂ部の右端
まで移動させることによりＷｂ部の全体を仕上げ寸法に
研削する（ステップ２２６，２２８）（位置Ｆ）。そし
て、砥石台１５を後退させることによりワークＷの加工
を完了する（ステップ２３０）。以上述べたように本実
施例の研削盤は、従来プランジ研削のみで行っていたワ
ークの左端の加工において、最終研削過程である微研削
による加工部分を残して、粗研削および精研削のプラン
ジ研削していた部分をトラバース研削によって一度に加
工できるため、高速な研削加工が実現できる。また、最
終研削過程である微研削による加工部分を残しているた
めに、定寸装置を用いた精度の良い研削加工を実現する
ことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の研削方法は、
従来プランジ研削のみで行っていたワークの加工開始側
の研削加工部分を、定寸装置を用いて精度良く研削する
ための研削代を残して大部分を第１のトラバース研削に
よって加工し、この後、残された加工開始側の研削代を
プランジ研削と定寸装置を組み合わせて目標とする径の
大きさまで精度良く研削した後、残りの部分は第２のト
ラバース研削によって加工を完了するようにしたため
に、研削抵抗が大きく時間のかかるプランジ研削を極力
減少させることができ、高速かつ精度の良い研削加工を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の全体構成図である。

【図２】第１実施例の作用を説明するための図である。

【図３】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】第２実施例の作用を説明するための図である。

【図５】第２実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】図５の続きを示すフローチャートである。

【図７】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１１ テーブル １３ 主軸台 １４ 心押台 １５ 砥石台 １６ 砥石 ２１ サーボモータ ２２ サーボモータ ２４ 定寸装置 ４０ 数値制御装置 ４４ メモリ Ｗ ワーク

フロントページの続き (72)発明者 向井 良平 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 納谷 敏明 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークと砥石をそれぞれ回転させながら
   前記砥石を前記ワークに対して前記ワークの回転軸線方
   向に相対移動させることにより前記ワークの外周を研削
   するようにした研削方法において、加工される前記ワー
   クの円筒面の径を測定する定寸装置を設け、前記砥石を
   前記ワークの回転軸線方向に相対移動させて前記円筒面
   の一端より前記定寸装置によって測定される位置を含む
   位置まで第１のトラバース研削を行い、その後、前記砥
   石を前記円筒面の径方向に相対移動させプランジ研削を
   行い、前記定寸装置によって前記円筒面の径が目標値に
   達したことを示す信号が出力されると、前記砥石を前記
   第１のトラバース研削と同じ方向に相対移動させて第２
   のトラバース研削を行うようにしたことを特徴とする研
   削方法。