JPH07266202A

JPH07266202A - 研削方法

Info

Publication number: JPH07266202A
Application number: JP8573594A
Authority: JP
Inventors: Norio Ota; 規男太田; Shinichi Ueno; 慎一上野; Toshihiro Tsutsui; 利弘筒井; Toshiaki Naya; 敏明納谷; Ryohei Mukai; 良平向井; Takamitsu Shibata; 隆光柴田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】一部に焼き入れがなされているワークを高い
真円度で研削できる研削方法を提供する。【構成】ワークＷの焼き入れ部３３を先ず荒研削す
る。これにより、該焼き入れ部３３は、残留応力が取り
除かれて本来の形に戻る。その後コンタリング研削を開
始してワーク全体の研削を完了する。焼き入れ部３３の
残留応力を取り除き、該部分が本来の形を取り戻した後
にコンタリング研削を行うので、コンタリング研削後に
該焼き入れ部３３が変形しなくなり、真円度の高い研削
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークと砥石とをそれ
ぞれ回転させながら砥石をワークに対してワーク回転軸
線方向に相対移動させることによりワークの外周を研削
する研削方法に関し、特に一部に焼き入れがなされてい
るワークを高い真円度にて研削するための研削方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、超硬質のＣＢＮ砥粒を用い、薄巾
で外周の一部にテーパーを設けた砥石を高速に回転させ
てワンパスにてコンタリング研削を行う研削盤が用いら
れている。すなわち、この種の研削盤では、例えば、図
５に示すような第１円筒部３１と第２円筒部３２との間
に段部３４を有するワークＷを研削する際に、砥石１６
とワークＷとをそれぞれ回転させながら、ワークＷを相
対的に図中左方向に移動させることにより第１円筒部３
１の外周を研削し（トラバース研削）、続いてワーク直
径方向に砥石１６を相対移動させて段部３４を研削し
（プランジカット）、さらに、ワークＷを相対的に図中
左方向に移動させることにより第２円筒部３２の外周を
研削する。即ち、ワークの外周を一回のコンタリング研
削（ワンパス）で加工を行うことができる。ワンパスに
て研削が可能な上記研削盤は、従来の研削盤が、各円筒
部を別々に荒研削、精研削、微研削等の複数回の研削で
加工を行っていたものに比べ、加工時間を短縮すること
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワンパ
ス研削が可能な研削盤により、図５に示すような一部
（ここでは図中でハッチングで示されている３３）に焼
き入れが加えられたワークＷの研削を行うと、ワークの
研削精度が下がるという問題点が発生する。即ち、焼き
入れが加えられた部分には大きな残留応力が存在してお
り、この残留応力はワークの変形を押さえる力として作
用している。焼き入れ部３３は、その周囲が研削される
と残留応力が取り除かれ、これの影響により焼き入れ部
３３より以前に研削された非焼き入れ部分の振れが大き
くなるなどの悪影響を及ぼし、このため、一回（ワンパ
ス）のコンタリング研削によりワークＷを研削すると、
ワークの真円度が低下したまま加工を完了することにな
る。

【０００４】本発明は、上述した課題を解決するもので
あり、一部に焼き入れがなされているワークを高い真円
度で研削できる研削方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、一部に焼き入れがなされているワークＷと砥
石１６とをそれぞれ回転させながら砥石１６をワークＷ
に対してワーク回転軸線方向に相対移動させることによ
りワークＷの外周を研削するようにした研削方法におい
て、該ワークＷの焼き入れ部３３を研削した後に、ワー
クＷのコンタリング研削を開始するようにしたことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】上記構成により、本発明の研削方法において
は、ワークＷの焼き入れ部３３を先ず研削する。これに
より、該焼き入れ部３３は、残留応力が取り除かれて本
来の形に戻る。その後コンタリング研削を開始してワー
ク全体の研削を完了する。このように先ず焼き入れ部３
３の残留応力を取り除き、該焼き入れ部３３が本来の形
を取り戻した後にコンタリング研削を行うので、コンタ
リング研削後に該焼き入れ部３３が変形しなくなり、真
円度の高い研削が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４に基づい
て説明する。図１は本発明の一実施例に係る研削方法を
具現化する円筒研削盤の平面図である。図１において、
ベッド１０上にテーブル１１が水平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とが対向して配置され、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、また、
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。ワーク回転軸線がテーブル１
１の移動方向と平行になるよう、主軸台１３と心押台１
４とによってワークＷは両端が支持され、また、ワーク
Ｗは上記主軸台１３によって回転駆動されるようになっ
ている。そして、ベッド１０上に砥石台１５が、テーブ
ル１１の移動方向と直交する水平方向に案内支持され、
この砥石台１５に砥石１６がテーブル１１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、薄い形状で超硬質のＣＢＮが用いられ、外周に
は心押台側のテーパと主軸台側の緩やかなテーパとが設
けられており、砥石駆動モータ１７によって図略のプー
リ、ベルトを介して超高速で回転駆動され、所謂ワンパ
スにて研削を行い得るよになっている。

【０００８】上記テーブル１１はサーボモータ２１の出
力軸（図示せず）と接続され、また、砥石台１５はサー
ボモータ２２の出力軸（図示せず）と接続されている。
各サーボモータ２１、２２はそれぞれ駆動回路２３、２
４を介して中央処理装置２５に接続され、この中央処理
装置２５には入力装置２６とメモリ２７とが接続されて
いる。メモリ２７には研削プログラムが記憶されてお
り、該研削プログラムに従い中央処理装置２５は、サー
ボモータ２１、２２を駆動してテーブル１１及び砥石台
１５の移動を行う。

【０００９】ワークＷは第１円筒部３１と第２円筒部３
２との間に段部３４を有し、また、第１円筒部３１の端
部３３（以下焼き入れ部３３として参照する）には焼き
入れが加えられている。このワークＷは、第１円筒部３
１側がチャック１３ａで把持されると共に、第２円筒部
３２側がセンタ１４ａで支持されている。

【００１０】前述したテーブル１１上には、第１円筒部
３１の焼き入れ部３３に対応する位置に図２に示すレス
ト装置４０が設置され、レスト装置４０はテーブル１１
上に固定された案内台４１と、この案内台４１にワーク
直径方向に位置調整可能に固定された本体４２とを備え
ている。案内台４１と本体４２にはそれぞれ第１フラン
ジ部４３と第２フランジ部４４が形成され、第１フラン
ジ部４３に調整ねじ軸４５が回転可能に支持され、調整
ねじ軸４５の一端が第２フランジ部４４に螺合してい
る。調整ねじ軸４５を回すことによって本体４２のワー
ク直径方向の位置調整がなされ、かかる状態でボルト４
６によって本体４２は案内台４１に固定される。本体４
２内にはシリンダ装置４７が設けられ、このシリンダ装
置４７はワーク直径方向に進退するピストンロッド４８
を有し、ピストンロッド４８の先端には取付部材４９が
連結固定されている。取付部材４９には調整台５０が上
下方向に位置調整可能に固定され、この調整台５０にシ
ュー５１が交換可能に固定されている。シュー５１は、
第１円筒部３１の該焼き入れ部３３に当接可能に設けら
れている。

【００１１】次に上述した構成に基づくワークの外周研
削について説明する。作業者が主軸台１３と心押台１４
にワークＷを取り付け、入力装置２６の研削ボタン（図
示せず）を押すと、メモリ２７に記憶された研削プログ
ラムが読み出され、研削盤は該研削プログラムに従い研
削を開始する。以下研削プログラムの内容のフローチャ
ートを示す図３と、砥石１６とワークＷとの相対移動を
示す図４とを参照して説明を続ける。

【００１２】先ず、研削盤は、ステップ３１で、砥石駆
動モータ１７と主軸台１３とに駆動信号を与えワークＷ
と砥石１６とを回転させ、ステップ３２で、サーボモー
タ２１を駆動して、ワークＷの焼き入れ部３３に砥石１
６が対応するようにテーブル１１を位置決めする。次
に、ステップ３３でサーボモータ２２を駆動して砥石台
１５を前進させ、該焼き入れ部３３のプラジカットを開
始し、このプラジカットを後述するコンタリング研削時
の取代ｓ（図４（Ｂ）参照）を残す位置まで続ける。こ
の取代ｓ位置まで研削を進めると、該焼き入れ部３３は
残留応力が取り除かれ本来の形状に戻る。これによって
焼き入れ部３３の荒研削が完了する。次いでステップ３
４で砥石台１５を後退させる。

【００１３】次に、研削盤は、ステップ３５でテーブル
１１を右方向に移動させ、ワークＷの左端、即ち、図４
（Ｂ）に示すようにコンタリング研削位置に砥石１６が
対応するようテーブル１１を位置決めする。この時ステ
ップ３６で、図２に示すレスト装置４０のシリンダ装置
４７を駆動し、シュー５１を前進させて荒研削された焼
き入れ部３３へ当接させる。シュー５１の前進端は、荒
研削された焼き入れ部３３の径（即ち、取代ｓが残され
た径）に合わせて設定されているため、シュー５１の前
進によってワークＷが砥石１６側に大きく撓んで削られ
過ぎることがない。また、シュー５１は、荒研削により
表面が滑らかにされた焼き入れ部３３に押し当てられる
ため、摩耗の進むことがない。

【００１４】ここでシュー５１を押し当てる理由につい
て説明する。ワークＷは焼き入れの有無にかかわらず硬
さの高い部分と低い部分とを有している。硬い部分では
砥石１６が逃げ、他方、硬さの低い部分では砥石がワー
クＷ側に切れ込む。切り込み量を一定に設定しても実際
の切り込みは変化し、この切り込みの変化により砥石１
６のワークＷに対する研削抵抗が変化し、この研削抵抗
の変化によりワークＷが砥石１６側から逃げたり、砥石
１６側に戻ったりする振動が生じる。この研削抵抗の変
化によるワークＷの振動と、該ワークＷの固有振動とが
一致するとワークＷの振動が持続する自励振動が発生す
る。この自励振動が発生するとワークＷの真円度が低下
する。自励振動は特に剛性の低い（細い）ワークで発生
し易い傾向がある。このため本実施例では、上述したよ
うにシュー５１を前進して荒研削された焼き入れ部３３
に押し当て、自励振動による真円度の低下を防止してい
る。

【００１５】図４（Ｂ）に示すようにシュー５１を焼き
入れ部３３に当接させた後、ステップ３７で砥石台１５
を前進させてコンタリング研削を開始する。即ち、砥石
台１５を前進させてワークＷの図中左側端部を仕上径
（図中で鎖線で示す）まで研削し、そして、ワークＷを
図中左方向に移動させることにより第１円筒部３１の外
周を研削する（トラバース研削）。この際に、既に上記
ステップ３４において荒研削された焼き入れ部３３の取
代ｓを除去する。これにより、上記荒研削の際に本来の
形を取り戻した焼き入れ部３３が研削されるため、焼き
入れ部３３を高い真円度で研削することができる。ま
た、残された取代ｓを研削するために該焼き入れ部３３
と第１円筒部３１間に段差が生じない。即ち、上記荒研
削において取代ｓを残さずに研削を行った場合には、第
１円筒部３１と該焼き入れ部３３との間の段差が生じる
が、この実施例では取代ｓを残しているため段差が発生
することがない。そして、段部３４において、ワーク直
径方向に第２円筒部３２の仕上径まで相対移動させて段
部３４を研削し（プランジカット）、さらに、ワークＷ
を相対的に図中左方向に移動させることにより第２円筒
部３２の外周を研削する（トラバース研削）。その後、
ステップ３８で、シュー５１及び砥石台１５を後退させ
るとともにワークＷと砥石１６との回転を停止させ、ワ
ークＷの研削を終了する。

【００１６】この実施例においては、焼き入れ部３３の
荒研削後、即ち、焼き入れ部３３の表面がある程度滑ら
かになってからシュー５１を押し当てるため、シュー５
１が摩耗することがない。また、シュー５１によりワー
クＷを支えるので剛性の低いワークＷでも高い真円度で
研削することができる。

【００１７】なお、上述した実施例においては、段部３
４を有するワークＷを研削する場合を例に挙げて説明し
たが、本発明は一部に焼き入れが成されているストレー
ト形状のワークを研削する場合にも適用することができ
る。この場合も、焼き入れ部を先ず研削してから全体の
コンタリング研削を開始する。また、上記実施例では焼
き入れ部３３を研削する際に、プランジカットのみによ
り行う例を述べたが、焼き入れが砥石幅より大きい場合
には、プランジカットの後にトラバース研削を行うよう
にしてもよい。また更に、上述した実施例では、シュー
５１を用いて研削を行う例を挙げたが、ワークの径が十
分に大きく剛性に問題がない場合にはシューを当接させ
ることなく研削を進めることも可能である。

【００１８】更に、上述した実施例では研削プログラム
に従い自動的に研削を進めたが、本発明は作業者が研削
盤をマニュアルで操作する場合にも用いることができ
る。この場合にも、焼き入れ部を先ず荒研削してから全
体のコンタリング研削を開始する。

【００１９】

【発明の効果】本発明においては、予め焼き入れ部を荒
研削して該部分の残留応力を取り除き、焼き入れがなさ
れていた部分が本来の形を取り戻した後にコンタリング
研削を行うので、ワークの研削精度の向上が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る円筒研削盤の平面図で
ある。

【図２】図１に示す円筒研削盤のレスト装置の拡大断面
図である。

【図３】研削プログラムの内容を示すフローチャートで
ある。

【図４】本発明の一実施例に係る研削方法を示す説明図
である。

【図５】従来技術に係る研削方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１１テーブル１３主軸台１６砥石２５中央処理装置２７メモリ３３焼き入れ部４０レスト装置５１シューＷワーク

フロントページの続き (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 (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)発明者柴田隆光愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一部に焼き入れがなされているワークと
砥石とをそれぞれ回転させながら砥石をワークに対して
ワーク回転軸線方向に相対移動させることによりワーク
の外周を研削するようにした研削方法において、該ワー
クの焼き入れ部を研削した後に、ワークのコンタリング
研削を開始するようにしたことを特徴とする研削方法。