JP2004114195A - Grinding method and cylindrical grinding machine - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削方法及び円筒研削盤に関し、詳しくは、回転駆動される工作物の周面に、回転駆動される砥石の周面を接触させて、工作物の周面を研削する際に、研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度からなる三つの研削条件の値として、好適な値を設定して研削を行う研削方法、及び、この研削方法の実施に使用される円筒研削盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒研削盤により、回転駆動される工作物の周面に、回転駆動される砥石の周面を接触させて、工作物の周面を研削する場合には、研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度からなる三つの研削条件の各値を設定して研削を行う。ここで、上記三つの研削条件の値とは、次のような値である。図１に示すように、研削速度は、工作物の径方向に砥石を送って工作物を砥石により切り込む際の速度であり（矢印ｆ）、その値は、通常、「ｍｍ／ｍｉｎ」の単位で表される。工作物の回転速度は、工作物の軸心を中心に回転させる速度であり（矢印ｎ）、その値は、通常、「ｍｉｎ−１」の単位で表される。砥石の周速度は、研削作用部分である工作物との接触部分における砥石の速度、すなわち砥石の外周面の速度であり（矢印Ｖ）、その値は、通常、「ｍ／ｓ」の単位で表される。
【０００３】
そして、従来では、上記の各研削条件の値として、所望の表面粗さが得られ、しかも、研削加工によって生じる熱により、工作物の表面硬度が許容範囲外に変化する所謂「研削焼け」が生じない範囲で、研削加工に要する時間が少なくなるように、すなわち、加工能率が高くなるように、好適な値に設定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
研削条件の値を設定するに際しては、研削加工によって得るべき表面粗さについて単に着目すれば、計算値によって求めることができる。しかしながら、研削焼けを生じさせずに能率を高めた値として好適に設定するためには、まず、適宜に設定した値によって試験的に研削を行い、研削焼けが生じないことを確認した上で、さらに好適な値を導かなければならず、作業者の経験に基づくところが多い。よって、研削条件の各値を設定するに際して、作業者によって設定値にばらつきを生じ易く、標準化することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、経験に基づかなくても、研削焼けが生じない範囲で研削条件の好適な値を設定することができ、研削条件の値の設定作業を標準化することができる研削方法、及び、この研削方法の実施に使用される円筒研削盤の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る研削方法は、回転駆動される工作物の周面に、回転駆動される砥石の周面を接触させて、工作物の周面を研削する研削方法であって、研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度からなる三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値を設定すると共に、残りの研削条件の値を、次の判別式から算出して設定し、研削を行うことを特徴とするものである、
判別式：Ａ＝ｋ×（ｆ／ｎ）×ＶＢ、
Ｂ：係数（０〜−１）、
ｋ：係数、
ｆ：研削速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、
ｎ：工作物の回転数（ｍｉｎ−１）、
Ｖ：砥石の周速度（ｍ／ｓ）。
【０００７】
ここで、係数ｋは、工作物の材質、砥石の種類、冷却液の吐出態様等、研削加工の種々の状況に応じて定められる係数であり、研削焼けが生じる限度の値、所謂「しきい値」を、判別式のＡの値として設定することにより、二つの研削条件の値を適宜決定すれば、判別式から、残りの研削条件の値を算出することができる。
【０００８】
本発明では、三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値を、所望の表面粗さが得られる値、砥石の種類に好適な値、所望の能率を満たした値等、種々の要件に応じた値として適宜決定すれば、判別式によって、研削焼けが生じない範囲での残りの研削条件の値が導き出される。よって、作業者の経験に基づくことなく、研削焼けが生じない範囲で、研削条件の好適な値を設定することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係る円筒研削盤は、回転駆動される工作物の周面に、回転駆動される砥石の周面を接触させて、工作物の周面を研削する円筒研削盤であって、研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度からなる三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値が入力される入力手段と、入力された二つの研削条件の値から、
判別式：Ａ＝ｋ×（ｆ／ｎ）×ＶＢ、
Ｂ：係数（０〜−１）、
ｋ：係数、
ｆ：研削速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、
ｎ：工作物の回転数（ｍｉｎ−１）、
Ｖ：砥石の周速度（ｍ／ｓ）、
に基づいて残りの研削条件の値を算出する算出手段と備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る研削盤は、請求項１に記載の研削方法を実施するために使用されるものであり、二つの研削条件の値が入力される入力手段と、判別式から残りの研削条件の値を算出する算出手段とを備えるため、研削条件の値を別途に計算して導き出すことなく、請求項１に記載の研削方法を実施することが可能となる。
【００１１】
なお、本発明では、入力手段に入力される二つの研削条件の値、及び、算出手段によって算出された残りの研削条件の値を、円筒研削盤の駆動系を制御する値として、別途入力する必要のある態様であってよく、或は、研削条件の各値が、円筒研削盤を制御する値として自動的に設定される態様であってもよい。
【００１２】
また、算出手段によって残りの研削条件の値を算出するに際して、判別式の値Ａや係数ｋの値を、別途入力する態様としてもよいが、予め、判別式の値Ａや係数ｋの値として多様な値を記憶させておき、所望の能率、工作物の材質、砥石の種類等、種々の項目の入力に応じて、記憶された多様な値から対応する値が選択的に抽出される態様とし、この値に基づき、判別式によって残りの研削条件の値を算出することとしてもよい。
【００１３】
請求項３に記載の発明に係る円筒研削盤は、請求項２に記載の発明に係る円筒研削盤において、前記算出手段により算出された値を表示する表示手段を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明では、表示手段によって、算出手段により算出された残りの研削条件の値が表示されるため、この値を確認することが可能となる。また、表示手段によって表示された値は、当該円筒研削盤によって研削加工を行う際ばかりでなく、他の円筒研削盤によって研削加工を行うための研削条件の値として用いることができ、当該円筒研削盤を、「研削焼けに着目して研削条件の値を算出する計算機」として利用することも可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明に係る円筒研削盤は、請求項２または請求項３に記載の発明に係る円筒研削盤において、前記入力手段に入力された二つの研削条件の値と、前記算出手段により算出された残りの研削条件の値とを記憶する記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された各値に基づいて研削を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明では、記憶手段に記憶された研削条件の各値に基づいて研削を行うため、入力手段に入力された二つの研削条件の値と、算出手段により算出された残りの研削条件の値とを、駆動系の制御を行うための値として別途入力する必要がなく、研削を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る研削方法及び円筒研削盤の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明に係る研削方法の実施形態の一例を説明する。図１に示すように、本例の研削方法では、回転駆動される工作物Ｗの周面に、回転駆動される砥石Ｇの周面を接触させて、工作物Ｗの周面を研削するのであるが、研削速度（矢印ｆ）、工作物の回転数（矢印ｎ）及び砥石の周速度（矢印Ｖ）からなる三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値を、適宜設定する。例えば、砥石の種類に応じた適切な砥石の周速度を優先する場合には、砥石の周速度を適宜設定し、粗研削や仕上げ研削等の研削内容に応じた適切な研削速度を優先する場合には、研削速度を適宜設定し、研削により確保する表面粗さに応じた適切な工作物の回転数を優先する場合には、工作物の回転数を適宜設定する。
【００１９】
そして、残りの研削条件の値を、
判別式：Ａ＝ｋ×（ｆ／ｎ）×ＶＢ、
Ｂ：係数（０〜−１）、
ｋ：係数、
ｆ：研削速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、
ｎ：工作物の回転数（ｍｉｎ−１）、
Ｖ：砥石の周速度（ｍ／ｓ）。
から算出する。
【００２０】
ここで、係数ｋは、工作物の材質、砥石の種類、冷却液の吐出態様等、研削加工における種々の状況に応じて定められる係数であり、研削焼けが生じる限度の値、所謂「しきい値」を、判別式のＡの値として設定することにより、二つの研削条件の値を適宜決定すれば、判別式から、残りの研削条件の値を算出することができる。
【００２１】
次に、判別式の値Ａを設定する具体的な態様を例示する。図２に、砥石の周速度及び研削能率を種々の値に設定して、工作物を実際に研削し、工作物の表面硬度の変化を検証した結果を示す。なお、図２は、縦軸を硬度低下率ｍ、横軸を判別式によって求めた研削焼け判別値Ａとしたグラフであり、研削能率の値を、「２」、「９」、「１３」、「１５」及び「２０」の５種類とし、研削条件の一つである砥石の周速度Ｖを、３種類の研削条件の下で行った結果である。なお、このグラフにおける３種類の砥石の周速度は、それぞれ、黒菱形プロット、黒四角プロット、黒三角プロットにて示し、その関係は、黒菱形＜黒四角＜黒三角となる。また、プロットの近傍の数値は、研削能率の値を示す。
【００２２】
ここで、研削能率とは、
Ｚ＝（ｆ×ｄ×π）／６０、（ｄは工作物の直径（ｍｍ））、
から求められる値Ｚであり、研削速度ｆの値が大きい程、高くなる値である。
【００２３】
また、硬度低下率ｍは、研削による工作物の表面硬度の変化を表す数値であり、研削加工後の工作物における表面の硬度と内部の硬度とを、ビッカース硬さ試験機によって測定し、内部の硬さを「Ｘ」とし、表面の硬度と内部の硬度との差（表面が内部より軟らかければ「＋」とし、表面が内部より硬ければ「−」とする）を「Ｙ」として、
ｍ＝（Ｙ／Ｘ）×１００（％）
から求められる値ｍである。ここで、工作物の内部の硬度については、工作物を切断して内部の材質を露呈させ、この内部の材質の表面硬度を測定している。
【００２４】
なお、上記の研削結果は、砥石の種類としてＣＢＮ砥石を採用し、材質を焼入鋼とする直径５０ｍｍの工作物を採用し、工作物における研削直後の部位に少量の冷却液を浴びせる、といった研削状況にて、砥石の周速度ｖ及び研削速度ｆから、所望の表面粗さが得られるように工作物の回転数ｎを設定して研削加工を行った結果である。また、上述の研削加工の状況では、係数ｋ＝１として、研削焼け判別値Ａを算出している。
【００２５】
砥石の周速度や研削能率によっては、工作物の表面硬度の変化に規則性を見出すことはできないのであるが、図２のグラフから解るように、研削焼け判別値Ａの値が「０．０１３」を超えると、硬度低下率ｍが大きくなる。よって、研削焼け判別値Ａの値に着目すれば、工作物の表面硬度の変化に規則性を見出すことができる。また、研削焼け判別値Ａの値が「０．０１３」を超えた条件での研削加工後の工作物については、研削焼けが生じていることを、目視によっても確認することができる。従って、本例では、研削焼け判別値Ａの「しきい値」として「Ａ＝０．０１３」を設定し、適宜設定した二つの研削条件の値から、「Ａ＝０．０１３」となるように、残りの研削条件の値を算出し、この値を、残りの研削条件の値として設定し、研削加工を行うこととする。
【００２６】
なお、種々の研削加工の状況において、研削焼け判別値Ａの「しきい値」を同値とする場合には、係数ｋを、種々の研削加工の状況に応じた値に設定すればよい。
【００２７】
次に、本発明に係る円筒研削盤の実施形態の一例を説明する。まず、図示は省略するが、円筒研削盤の主体部分は、基台を構成するベッドと、ベッドの上面に摺動自在に載置され、工作物の軸方向（Ｚ軸方向）に移動駆動されるテーブルと、装着された砥石を回転駆動する軸頭を有し、ベッドの上面に摺動自在に載置され、工作物の径方向（Ｘ軸方向）に移動駆動される砥石台と、テーブルの上面に搭載され、工作物を支持すると共に工作物の軸心周り（Ｃ軸周り）に回転駆動させる主軸台とから構成される。この主体部分の構成は、公知の通常の円筒研削盤と同様であり、詳述は省略する。
【００２８】
また、円筒研削盤は、ＣＮＣ制御によって上記の軸頭、砥石台、主軸台等、各種の機器の駆動が制御されるものであり、ＣＮＣ制御装置を備えている。そして、このＣＮＣ制御装置とは別途に、判別式により研削条件の値を算出するために、図３に示すように、入力部１０、演算部２０及び出力部３０を有する演算装置１００を備えている。
【００２９】
入力部１０は、研削速度ｆ、工作物の回転数ｎ及び砥石の周速度ｖの内の二つの値が入力されるものであり、操作盤のテンキー等の入力装置により構成されている。この入力部１０は、入力手段の一例を構成するものである。また、演算部２０は、入力された二つの研削条件の値から、判別式に基づいて残りの研削条件の値を算出するものであり、操作盤に内蔵されたコンピュータのＣＰＵ等により構成されている。この演算部２０は、算出手段の一例を構成するものである。さらに、出力部３０は、操作盤のＣＲＴ等の表示装置３１、及び、操作盤に内蔵されたコンピュータのＲＡＭ等の記憶装置３２を備えたものであり、演算部３０によって算出された残りの研削条件の値を表示装置３１に表示するとと共に記憶装置３２に記憶するものである。ここで、上記表示装置３１は、算出手段により算出された値を表示する表示手段の一例を構成するものであり、上記記憶装置３２は、入力された二つの研削条件の値と、算出手段により算出された残りの研削条件の値とを記憶する記憶手段の一例を構成するものである。
【００３０】
ところで、算出手段によって残りの研削条件の値を算出させるに際しては、上記の入力部等から、研削条件の二つの値の他、「しきい値」としての判別式の値Ａや、研削状況に応じた係数ｋの値を入力することとしてもよい。しかしながら、本例の円筒研削盤では、判別式の値Ａを予め設定して別途の記憶装置等により記憶させてある。また、種々の研削状況に応じた係数ｋの値も、別途の記憶装置に記憶させてあり、種々の研削状況に応じて、砥石の種類や工作物の材質等の適宜項目を入力部等から入力することで、研削状況に応じた係数ｋの値が選択的に抽出されるようにしてある。よって、本例の円筒研削盤では、予め設定された判別式の値Ａ及び選択的に抽出された係数ｋに基づいて、適宜入力された二つの研削条件の値から、残りの研削条件の値を算出し、この値を表示装置に表示すると共に、入力された値及び算出された値の全て研削条件の値を記憶手段に記憶する。そして、研削加工に際しては、記憶手段に記憶された研削条件の各値に基づいて、ＣＮＣ制御装置によって、各種機器の駆動が制御される。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した本発明に係る研削方法及び円筒研削盤によれば、次のような効果を得ることができる。
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度の三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値を適宜決定すれば、判別式によって、残りの研削条件の値を導き出すことができるため、作業者の経験に基づくことなく、研削焼けが生じない範囲で、研削条件の好適な値を設定することができ、研削条件の値の設定作業を標準化することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、二つの研削条件の値が入力される入力手段と、判別式から残りの研削条件の値を算出する算出手段とを備えるため、研削条件の値を別途に計算して導き出すことなく、請求項１に記載の研削方法を実施することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、算出手段により算出された研削条件の値を表示する表示手段を備えるため、この値を確認することができ、しかも、円筒研削盤を、「研削焼けに着目して研削条件の値を算出する計算機」として利用することもできる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、研削条件の各値を記憶する記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された研削条件の各値に基づいて研削を行うため、研削条件の各値を、駆動系の制御を行うための値として別途入力する必要がなく、研削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研削方法の概略を示す要部側面図である。
【図２】硬度低下率ｍと研削焼け判別値Ａとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明に係る円筒研削盤が備える演算装置の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｗ 工作物
Ｇ 砥石
１０ 入力部（入力手段）
２０ 演算部（算出手段）
３０ 出力部
３１ 表示装置（表示手段）
３２ 記憶装置（記憶手段）
１００ 演算装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a grinding method and a cylindrical grinder, in particular, when the peripheral surface of a rotationally driven workpiece is brought into contact with the peripheral surface of a rotationally driven grindstone to grind the peripheral surface of the workpiece, As a value of three grinding conditions consisting of a grinding speed, a rotational speed of a workpiece, and a peripheral speed of a grindstone, a grinding method for performing grinding by setting a suitable value, and a cylindrical grinding machine used for carrying out this grinding method About.
[0002]
[Prior art]
When the peripheral surface of the rotationally driven grindstone is brought into contact with the peripheral surface of the rotationally driven workpiece by the cylindrical grinding machine to grind the peripheral surface of the workpiece, the grinding speed, the number of revolutions of the workpiece and Grinding is performed by setting each value of three grinding conditions consisting of the peripheral speed of the grindstone. Here, the values of the above three grinding conditions are as follows. As shown in FIG. 1, the grinding speed is a speed at which a grinding wheel is fed in the radial direction of the workpiece and the workpiece is cut by the grinding wheel (arrow f), and its value is usually in the unit of “mm / min”. Is represented by The rotation speed of the workpiece is a speed at which the workpiece is rotated around the axis of the workpiece (arrow n), and its value is usually expressed in units of “min −1 ”. The peripheral speed of the grindstone is the speed of the grindstone at the contact portion with the workpiece which is the grinding action portion, that is, the speed of the outer peripheral surface of the grindstone (arrow V), and its value is usually in the unit of “m / s”. expressed.
[0003]
Conventionally, as a value of each of the above-described grinding conditions, a desired surface roughness is obtained, and the so-called “grinding burn” in which the surface hardness of the workpiece changes outside an allowable range due to heat generated by the grinding process. The value is set to a suitable value so that the time required for the grinding processing is reduced, that is, the processing efficiency is increased within a range in which the processing does not occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When setting the values of the grinding conditions, if simply paying attention to the surface roughness to be obtained by the grinding process, the values can be obtained from the calculated values. However, in order to appropriately set the value as an increased efficiency without causing grinding burns, first, a trial grinding is performed with appropriately set values, and after confirming that grinding burns do not occur, Further suitable values have to be derived and are often based on the experience of the workers. Therefore, when setting each value of the grinding condition, it is easy for the operator to vary the set value, and it is difficult to standardize the set value.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even if not based on experience, it is possible to set a suitable value of the grinding condition within a range where grinding burn does not occur. It is an object of the present invention to provide a grinding method that can be standardized and a cylindrical grinding machine used for implementing the grinding method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A grinding method according to the first aspect of the present invention is a grinding method for grinding a peripheral surface of a workpiece by bringing a peripheral surface of a rotationally driven grindstone into contact with a peripheral surface of a rotationally driven workpiece. Of the three grinding conditions consisting of the grinding speed, the number of revolutions of the workpiece, and the peripheral speed of the grindstone, set the values of the two grinding conditions, and calculate the values of the remaining grinding conditions from the following discriminant. It is characterized by performing setting and grinding.
Discriminant: A = k × (f / n) × V B ,
B: coefficient (0 to -1),
k: coefficient,
f: grinding speed (mm / min),
n: number of rotations of the workpiece (min −1 ),
V: peripheral speed of the grinding wheel (m / s).
[0007]
Here, the coefficient k is a coefficient determined according to various conditions of the grinding process such as the material of the workpiece, the type of the grindstone, the discharge mode of the coolant, and the like, and the value of the limit at which the grinding burn occurs, the so-called “threshold” By setting the “value” as the value of A in the discriminant, if the values of the two grinding conditions are appropriately determined, the values of the remaining grinding conditions can be calculated from the discriminant.
[0008]
In the present invention, among the values of the three grinding conditions, the values of the two grinding conditions are set to various values such as a value at which a desired surface roughness is obtained, a value suitable for a type of grinding wheel, and a value satisfying a desired efficiency. If appropriately determined as a value corresponding to the requirement, the discriminant formula derives the value of the remaining grinding conditions within a range where grinding burn does not occur. Therefore, it is possible to set a suitable value of the grinding condition within a range where grinding burn does not occur, based on the experience of the operator.
[0009]
The cylindrical grinding machine according to the second aspect of the present invention is a cylindrical grinding machine for grinding the peripheral surface of a workpiece by bringing the peripheral surface of a rotationally driven grindstone into contact with the peripheral surface of a rotationally driven workpiece. Input means for inputting two grinding condition values out of three grinding condition values consisting of a grinding speed, a rotation speed of a workpiece, and a peripheral speed of a grinding wheel, and two input grinding condition values From
Discriminant: A = k × (f / n) × V B ,
B: coefficient (0 to -1),
k: coefficient,
f: grinding speed (mm / min),
n: number of rotations of the workpiece (min −1 ),
V: peripheral speed of the grinding wheel (m / s),
And calculating means for calculating the value of the remaining grinding conditions based on the above.
[0010]
A grinding machine according to the present invention is used for carrying out the grinding method according to claim 1, and an input means for inputting two grinding condition values and a discriminant formula for determining the remaining grinding conditions. The provision of the calculating means for calculating the value makes it possible to carry out the grinding method according to claim 1 without separately calculating and deriving the value of the grinding condition.
[0011]
In the present invention, the values of the two grinding conditions input to the input unit and the values of the remaining grinding conditions calculated by the calculation unit are separately input as values for controlling the drive system of the cylindrical grinding machine. It may be a mode in which it is necessary, or a mode in which each value of the grinding conditions is automatically set as a value for controlling the cylindrical grinding machine.
[0012]
Further, when calculating the values of the remaining grinding conditions by the calculating means, the value A of the discriminant and the value of the coefficient k may be separately input. Various values are stored, and corresponding values are selectively extracted from the stored various values in accordance with input of various items such as desired efficiency, material of a workpiece, kind of grinding wheel, and the like. Based on this value, the value of the remaining grinding conditions may be calculated by a discriminant.
[0013]
A cylindrical grinding machine according to a third aspect of the present invention is the cylindrical grinding machine according to the second aspect of the present invention, further comprising a display unit for displaying a value calculated by the calculation unit. is there.
[0014]
In the present invention, since the value of the remaining grinding condition calculated by the calculation means is displayed on the display means, this value can be confirmed. Further, the value displayed by the display means can be used not only when performing grinding by the cylindrical grinding machine but also as a value of grinding conditions for performing grinding by another cylindrical grinding machine. The board can also be used as a “computer that calculates the value of the grinding condition by paying attention to the burning burn”.
[0015]
A cylindrical grinding machine according to a fourth aspect of the present invention is the cylindrical grinding machine according to the second or third aspect, wherein the values of the two grinding conditions input to the input means and the calculation means Storage means for storing the remaining values of the grinding conditions calculated according to the above, and the grinding is performed based on each value stored in the storage means.
[0016]
In the present invention, in order to perform grinding based on each value of the grinding conditions stored in the storage means, the value of the two grinding conditions input to the input means, the value of the remaining grinding conditions calculated by the calculation means, Need not be separately input as a value for controlling the drive system, and the grinding can be performed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a grinding method and a cylindrical grinder according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
First, an example of an embodiment of a grinding method according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, in the grinding method of the present example, the peripheral surface of the rotationally driven work W is brought into contact with the peripheral surface of the rotationally driven work W to grind the peripheral surface of the workpiece W. Although there are three grinding conditions consisting of the grinding speed (arrow f), the number of rotations of the workpiece (arrow n), and the peripheral speed of the grindstone (arrow V), two grinding conditions are appropriately set. . For example, when giving priority to an appropriate peripheral speed of the grinding wheel according to the type of the grinding wheel, setting the peripheral speed of the grinding wheel appropriately, and giving priority to an appropriate grinding speed according to the grinding content such as rough grinding and finish grinding. In this case, the grinding speed is appropriately set, and when priority is given to the appropriate rotation speed of the workpiece according to the surface roughness secured by the grinding, the rotation speed of the workpiece is appropriately set.
[0019]
Then, the values of the remaining grinding conditions are
Discriminant: A = k × (f / n) × V B ,
B: coefficient (0 to -1),
k: coefficient,
f: grinding speed (mm / min),
n: number of rotations of the workpiece (min −1 ),
V: peripheral speed of the grinding wheel (m / s).
Calculated from
[0020]
Here, the coefficient k is a coefficient determined according to various conditions in the grinding processing such as the material of the workpiece, the type of the grindstone, the discharge mode of the coolant, and the like, and the value of the limit at which the grinding burn occurs, the so-called “threshold” By setting the “value” as the value of A in the discriminant, if the values of the two grinding conditions are appropriately determined, the values of the remaining grinding conditions can be calculated from the discriminant.
[0021]
Next, a specific example of setting the value A of the discriminant will be described. FIG. 2 shows the results of verifying the change in the surface hardness of the workpiece by actually grinding the workpiece by setting the peripheral speed of the grinding wheel and the grinding efficiency to various values. FIG. 2 is a graph in which the vertical axis represents the hardness reduction rate m and the horizontal axis represents the grinding burn discrimination value A obtained by a discriminant, and the values of the grinding efficiency are “2”, “9”, and “13”. , “15”, and “20”, and the results are obtained by performing the grinding wheel peripheral speed V, which is one of the grinding conditions, under three kinds of grinding conditions. The peripheral velocities of the three types of grindstones in this graph are shown by a black diamond plot, a black square plot, and a black triangle plot, respectively, and the relationship is black diamond <black square <black triangle. Numerical values near the plot indicate values of the grinding efficiency.
[0022]
Here, the grinding efficiency is
Z = (f × d × π) / 60, (d is the diameter of the workpiece (mm)),
The value Z is obtained from the formula (1), and is higher as the value of the grinding speed f is larger.
[0023]
Further, the hardness reduction rate m is a numerical value representing a change in the surface hardness of the workpiece due to the grinding, and the hardness of the surface and the internal hardness of the workpiece after the grinding are measured by a Vickers hardness tester. Is defined as “X”, and the difference between the surface hardness and the internal hardness (“+” if the surface is softer than the inside, “−” if the surface is harder than the inside) is “Y”. ,
m = (Y / X) × 100 (%)
Is the value m obtained from Here, regarding the internal hardness of the workpiece, the workpiece is cut to expose the internal material, and the surface hardness of the internal material is measured.
[0024]
In addition, the above-mentioned grinding result employs a CBN grindstone as a kind of a grindstone, employs a 50 mm diameter workpiece made of hardened steel, and allows a part of the workpiece to be exposed to a small amount of coolant immediately after grinding. This is a result of performing a grinding process by setting the number of revolutions n of the workpiece such that a desired surface roughness is obtained from the peripheral speed v and the grinding speed f of the grindstone in the grinding situation. Further, in the above-described grinding process, the grinding burn determination value A is calculated with the coefficient k = 1.
[0025]
Depending on the peripheral speed of the grinding wheel and the grinding efficiency, it is not possible to find regularity in the change in the surface hardness of the workpiece. However, as can be seen from the graph of FIG. Is exceeded, the hardness reduction rate m increases. Therefore, if attention is paid to the value of the grinding burn determination value A, regularity can be found in the change in the surface hardness of the workpiece. Further, with respect to the workpiece after grinding under the condition where the value of the grinding burn determination value A exceeds “0.013”, it can be visually confirmed that grinding burn has occurred. Therefore, in this example, “A = 0.13” is set as the “threshold value” of the grinding burn determination value A, and “A = 0.13” is obtained from the values of the two appropriately set grinding conditions. Next, the value of the remaining grinding conditions is calculated, and this value is set as the value of the remaining grinding conditions, and the grinding is performed.
[0026]
In addition, when the "threshold value" of the grinding burn determination value A is the same in various grinding processes, the coefficient k may be set to a value corresponding to the various grinding processes.
[0027]
Next, an example of an embodiment of a cylindrical grinding machine according to the present invention will be described. First, although not shown, the main part of the cylindrical grinder is slidably mounted on a bed constituting a base and an upper surface of the bed, and is moved and driven in the axial direction (Z-axis direction) of the workpiece. A table having a shaft head for rotating and driving the mounted grinding wheel, slidably mounted on the upper surface of the bed, and being driven to move in the radial direction (X-axis direction) of the workpiece; And a headstock that supports the workpiece and rotates and drives around the axis of the workpiece (around the C axis). The configuration of the main part is the same as that of a known ordinary cylindrical grinder, and a detailed description thereof will be omitted.
[0028]
In addition, the cylindrical grinder controls the driving of various devices such as the above-described shaft head, wheel head, and headstock by CNC control, and includes a CNC control device. And, in order to calculate the value of the grinding condition by a discriminant separately from the CNC control device, as shown in FIG. 3, a
[0029]
The
[0030]
By the way, when the remaining grinding condition values are calculated by the calculation means, the above input unit and the like determine, in addition to the two values of the grinding condition, the discriminant value A as the “threshold value” and the grinding condition. The value of the corresponding coefficient k may be input. However, in the cylindrical grinding machine of this example, the value A of the discriminant is set in advance and stored in a separate storage device or the like. In addition, the value of the coefficient k according to various grinding situations is also stored in a separate storage device, and appropriate items such as the type of a grindstone and the material of a workpiece are input from an input unit or the like according to various grinding situations. By inputting, the value of the coefficient k according to the grinding situation is selectively extracted. Therefore, in the cylindrical grinding machine of this example, based on the value A of the discriminant equation set in advance and the coefficient k selectively extracted, the values of the two grinding conditions input as appropriate are used to determine the values of the remaining grinding conditions. Is calculated, and this value is displayed on a display device, and all of the input value and the calculated value are stored in the storage means. Then, at the time of grinding, the driving of various devices is controlled by the CNC control device based on the respective values of the grinding conditions stored in the storage means.
[0031]
【The invention's effect】
According to the grinding method and the cylindrical grinder according to the present invention described above, the following effects can be obtained.
[0032]
According to the invention described in claim 1, among the three grinding condition values of the grinding speed, the rotation speed of the workpiece and the peripheral speed of the grindstone, if the values of the two grinding conditions are appropriately determined, Since the values of the remaining grinding conditions can be derived, suitable values of the grinding conditions can be set within a range where grinding burn does not occur, based on the experience of the operator, and the work of setting the values of the grinding conditions Can be standardized.
[0033]
According to the second aspect of the present invention, since there are provided input means for inputting values of two grinding conditions and calculating means for calculating values of the remaining grinding conditions from a discriminant, the values of the grinding conditions are separately set. The grinding method according to claim 1 can be implemented without calculating and deriving the above.
[0034]
According to the third aspect of the present invention, since the display means for displaying the value of the grinding condition calculated by the calculation means is provided, the value can be confirmed. It can also be used as a "computer that calculates the value of the grinding condition by paying attention."
[0035]
According to the invention as set forth in claim 4, a storage means for storing each value of the grinding condition is provided, and the grinding is performed based on each value of the grinding condition stored in the storage means. It is not necessary to separately input a value for controlling the drive system, and the grinding can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part side view schematically showing a grinding method according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a hardness reduction rate m and a grinding burn discrimination value A.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an arithmetic unit provided in the cylindrical grinding machine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
W
20 arithmetic unit (calculation means)
30
32 storage device (storage means)
100 arithmetic unit
Claims (4)
研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度からなる三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値を設定すると共に、残りの研削条件の値を、次の判別式から算出して設定し、研削を行うことを特徴とする研削方法、
判別式：Ａ＝ｋ×（ｆ／ｎ）×ＶＢ、
Ｂ：係数（０〜−１）、
ｋ：係数、
ｆ：研削速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、
ｎ：工作物の回転数（ｍｉｎ−１）、
Ｖ：砥石の周速度（ｍ／ｓ）。A grinding method for grinding the peripheral surface of the workpiece by bringing the peripheral surface of the rotating stone into contact with the peripheral surface of the workpiece that is rotationally driven,
Of the three grinding condition values consisting of the grinding speed, the number of revolutions of the workpiece and the peripheral speed of the grindstone, two of the grinding condition values are set, and the remaining grinding condition values are calculated from the following discriminant. Grinding method characterized by performing setting and grinding
Discriminant: A = k × (f / n) × V B ,
B: coefficient (0 to -1),
k: coefficient,
f: grinding speed (mm / min),
n: number of rotations of the workpiece (min −1 ),
V: peripheral speed of the grinding wheel (m / s).
研削速度、工作物の回転数及び砥石の周速度からなる三つの研削条件の値の内、二つの研削条件の値が入力される入力手段と、
入力された二つの研削条件の値から、
判別式：Ａ＝ｋ×（ｆ／ｎ）×ＶＢ、
Ｂ：係数（０〜−１）、
ｋ：係数、
ｆ：研削速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、
ｎ：工作物の回転数（ｍｉｎ−１）、
Ｖ：砥石の周速度（ｍ／ｓ）、
に基づいて残りの研削条件の値を算出する算出手段と
備えることを特徴とする円筒研削盤。A cylindrical grinder for grinding the peripheral surface of the workpiece by bringing the peripheral surface of the rotationally driven grindstone into contact with the peripheral surface of the rotationally driven workpiece,
Of the three grinding condition values consisting of the grinding speed, the number of revolutions of the workpiece and the peripheral speed of the grinding wheel, input means for inputting two grinding condition values,
From the values of the two input grinding conditions,
Discriminant: A = k × (f / n) × V B ,
B: coefficient (0 to -1),
k: coefficient,
f: grinding speed (mm / min),
n: number of rotations of the workpiece (min −1 ),
V: peripheral speed of the grinding wheel (m / s),
And a calculating means for calculating the value of the remaining grinding conditions based on the grinding condition.
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2002
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