JP4482632B2 - 端面スラスト研削の多段送り研削加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、段部端面を有する円筒形状の工作物の端面を、工作物の加工幅より小さい幅の砥石車により研削加工する端面スラスト研削の多段送り研削加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
段部端面を有する円筒形状の工作物の外周面と端面を研削加工する場合、従来は、アンギユラ砥石を工作物軸線と斜交する行路沿いに進退させるようにしたアンギユラ研削盤により加工していた。
その研削加工方法は、図5に示されるように、工作物Wの軸線Owに斜交する砥石車Gの行路50は工作物軸線0wと鋭角度θをなしており、砥石車Gの外周面には、工作物軸線Owと平行で工作物Wの円筒部Waの研削用の第1研削面Gaと、これと直交し工作物Wの段部端面Wbの研削用の第2研削面Gbとが形成されており、第1研削面Gaによって工作物Wの円筒部Waを、第2研削面Gbにより段部の端面Wbを研削するように構成されている。
このアンギユラ研削盤において砥石車Gの第2研削面Gbよりも広幅の段部端面Wbを工作物軸線Owと直角に研削する場合、砥石車Gを矢印のように工作物軸線Owと斜交する行路50に沿つて切込む切込動作と、砥石車Gの端面側の第2研削面Gbを端面Wbから遠ざける方向へ移動させる工作物Wの位置補正動作とを繰返して段部端面Wbを外側から段階的に研削するようにしている。すなわち、アンギュラ砥石Gの角点Pが矢印に沿って移動するように砥石車G及び工作物Wを制御することにより端面部の研削加工を行うものである。
【0003】
また、図6に示すように、前記アンギユラ研削盤において、工作物Wを軸方向に移動し、前記砥石車Gの第2研削面Gbに前記工作物Wの段部端面Wbを所定量切込む動作と、前記砥石車Gを前記行路50に沿いに後退させ前記第2研削面Gbを前記段部端面Wbから遠ざけるとともに前記第2研削面Gbの工作物半径方向位置を前記研削面の幅内で外側へずらす動作とを繰返し、前記段部端面Wbを内周部より外周に向かって段階的に研削することも行われている。すなわち、アンギュラ砥石Gの角点Pが内方から外方へ矢印に沿って移動するように砥石車G及び工作物Wを制御することにより端面部の研削加工を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記アンギユラ研削盤における端面研削加工方法では、砥石車と工作物とが階段状に移動するので、加工面が階段状になりやすく、平面に仕上げるには、別途仕上げ研削が必要となり加工時間が長くなる欠点がある。
また、端面加工の軸方向の取り代が多い場合には、前記研削加工方法においては、砥石車の研削面の摩耗を防ぐため、1回の研削量は多くできず、図5、図6に点線で示されるように、軸方向に分割して加工しなければならず、加工時間が長くなる等の欠点があった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、上記問題点を解消し、軸方向の切込みを多段送りとすることにより、研削抵抗を低く抑え、研削面の研削焼けが生じず、トータルの研削加工時間を短縮できる端面スラスト研削の多段送り研削加工方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、回転する段部端面を有する円筒形状の工作物の端面を、工作物径方向外周から内周に向かって、工作物軸線に対して垂直方向、軸線方向に工作物と砥石車との移動を複数組合わせ、前記砥石車の外周研削面を用いて工作物軸線方向に対して垂直方向への切込み研削加工し、前記砥石車の側面研削面を用いて工作物軸線方向への切込み研削加工する端面スラスト研削において、工作物の径方向外周から内周に向かって、工作物の軸線方向への切込みを、多段に切込み研削送りし、砥石車の側面接触面積を分割させ、少なくとも工作物の軸線方向の切り込み量を、加工開始段階の工作物径方向外周側よりも加工終了段階の工作物径方向内周側の方を深くしたことを特徴とするものである。
【0008】
更に、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、前記特徴に加え、前記多段の切込み研削送りにおいて、各段の軸線方向の切込み毎に、砥石車を工作物の端面部外の位置まで戻すことを特徴とするものである。
【0009】
更に、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、前記特徴に加え、工作物の軸線方向切込み研削と工作物の径方向切込み研削とを順次に行うことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、回転する段部端面を有する円筒形状の工作物の端面を、工作物径方向外周から内周に向かって、工作物軸線に対して垂直方向、軸線方向に工作物と砥石車との移動を複数組合わせ、前記砥石車の外周研削面を用いて工作物軸線方向に対して垂直方向への切込み研削加工し、前記砥石車の側面研削面を用いて工作物軸線方向への切込み研削加工する端面スラスト研削において、工作物の径方向外周から内周に向かって、工作物の軸線方向への切込みを、多段に切込み研削送りし、砥石車の側面接触面積を分割させたことを特徴とするものであり、工作物端面をスラスト研削するに当たり、多段研削送りとしたので砥石車の側面接触面積を分割させることができ、研削抵抗を低く抑えることができ、研削面の研削焼けが生じることがなく、砥石車の急激な摩耗を防止することができる。多段送りの段階は適宜数とすることができ、夫々の研削段階の研削送り速度を最適に設定することにより研削効率を上げることができる。
【0011】
また、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法における多段の切込み研削送りは、少なくとも工作物の軸線方向の切り込み量を、加工開始段階の工作物径方向外周側よりも加工終了段階の工作物径方向内周側の方を深くすることにより、加工終了段階としての仕上げ研削時の研削量を少なくすることができ、トータルの研削時間が短縮できる。
【0012】
更に、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法における多段の切込み研削送りは、各段の軸線方向の切込み毎に、砥石車を工作物の端面部外の位置まで戻すことにより、切込み毎に砥石車を工作物加工面から離間させているので、工作物研削部分へのクーラント液の入り込みが十分となり、研削抵抗がさらに減少し、研削焼けを防ぐことができると共に、戻し工程は早戻しできるので、結果的に加工時間の短縮にもなる。
【0013】
更にまた、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、工作物の軸線方向切込み研削と工作物の径方向切込み研削とを順次に行うことにより、砥石車の側面接触面積を分割させることができ、研削抵抗を低く抑えることができると共に、砥石車の側面研削面と外周研削面を交互に使用することができるので、砥石車の寿命を延ばすことができる。
【0014】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法が実施される研削加工装置を示し、1は研削加工装置のベッドであり、このベッド1上には砥石台2がX軸線方向(工作物軸に直交する方向)に進退可能に載置されている。前記砥石台2には砥石車3が回転可能に軸承されている。この砥石車3は、図2で示すように、薄幅であり、ダイヤモンド又はCBNのような超硬質砥粒の砥石層を備えており、砥石層は工作物Wの回転軸線Owに対し平行な外周研削面3bと、その外周研削面と直角をなす側面研削面3aが設けられている。4は砥石回転用モータであり、これによって砥石車3は回転駆動される。5はエンコーダ5aが連結されたX軸サーボモータであり、前記砥石台2をX軸線方向に進退送り移動する。
【0015】
前記ベッド1上の砥石台2の前方にはエンコーダ9aが連結されたZ軸サーボモータ9によってZ軸方向(工作物W軸線方向)に移動するテ一ブル6が載置され、このテーブル6上には主軸台7と心押台8とが対向して設置されている。前記主軸台7の主軸センタ7aと心押台8の心押センタ8aとにフランジ部WFを有する工作物Wが支承され、主軸台7に内蔵されている主軸駆動モータによって回転駆動されるようになっている。
【0016】
11は前記研削加工装置を制御する数値制御装置である。この数値制御装置11は、中央処理装置12と、データの入力を行うキ一ボード,データの表示を行うCRT表示装置を備えている入出力装置14と接続され、かつ前記中央処理装置12と接続しているインタフェース13と、前記中央処理装置12と接続しているメモリ15と、前記中央処理装置12と接続され、かつモータ駆動回路17,18と接続されているインタフェース16とから構成されている。
【0017】
前記メモリ15には、加工プログラム及び数値制御プログラムを実行するのに必要な制御データが記憶されている。
前記一方のモータ駆動回路17はX軸サーボモータ5に接統されており、X軸サーボモータ5のエンコーダ5aは前記モータ駆動回路17とインタフェ−ス16に接続している。
【0018】
また、他方のモータ駆動回路18はZ軸サーボモータ9に接続されており、Z軸サーボモータ9のエンコーダ9aは前記モータ駆動回路18とインタフェス16に接続している。
【0019】
前記X軸サーボモータ5に連結されているエンコーダ5aとZ軸サーボモータ9に連結されたエンコーダ9aによって砥石台2,テ一ブル6の絶対位置が検出されるようになっており、検出信号はモータ駆動回路17,18に帰還されて位置のフィードバック制御が行われると共に、数値制御装置11に入力される。
【0020】
そこで、工作物Wのフランジ部WFの段部端面を複数の段階に分けてスラスト研削する本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法の第1実施例を図2により説明する。
以後説明する研削加工方法の工程は、その経路のプログラムを予め前記数値制御装置11のメモリ15に記憶させておき、そのプログラムに基づいて、X軸サーボモータ5及びZ軸サーボモータ9を制御することにより砥石車3をX軸方向に、工作物WをZ軸方向に適宜進退させることにより所望の研削加工を行うことになる。
【0021】
まず、図2の状態から工作物Wを工作物軸線方向(Z軸方向)に切込み研削送りすることにより砥石車3の側面研削面3aで部分(1)を研削する。そして、砥石車3の角点P0が、P1点に到達するすることにより部分(1)の研削を終了する。次に、工作物Wのその位置で、砥石車3を工作物軸線に垂直方向(X軸方向)に砥石車3の角点P0がP1点からP2点に到達するまで切込み研削送りすることにより、砥石車3の外周研削面3bにより、部分(2)を研削する。ついで、砥石車3はそのままの位置で、工作物WをZ軸方向に砥石車3の角点P0がP2点からP3点に至るまで切込み研削送りし、砥石車3の側面研削面3aにより部分(3)を研削する。更に、工作物Wはそのままの位置で砥石車3の角点P0がP3点からP4点に到達するまで砥石車3をX軸方向に切込み研削送りし、砥石車3の外周研削面3bにより部分(4)を研削する。なお、この場合工作物Wの部分(4)の加工幅は砥石車3の幅よりも小さいことが条件となる。さらに、砥石車3はそのままの位置で、砥石車3の角点P0がP4点からP5点に至まで、工作物WをZ軸方向に切込み研削送りし、砥石車3の側面研削面3aにより部分(5)の研削を行う。この際、工作物Wの段部の円筒外周面は、砥石車3の外周研削面3bにより仕上げ研削される。したがって、仕上げ研削が行われる部分の研削送りは他の研削送りと比較して遅い送り速度に設定される。砥石車3の角点P0がP5点に到達した時点でスパークアウト研削を行い所定の研削作業を終了し、砥石車3をX軸方向に退避させる。この際、工作物WをZ軸方向に僅かに逃がし、砥石車3が工作物の加工済端面に接触しないようにして、砥石車3をX軸方向に退避するようにしても良い。
【0022】
以上のように、工作物端面をスラスト研削するに当たり、その研削部分を(1)〜(5)に分割し、多段送り研削加工をするようにしたものである。その内、スラスト研削は(1)、(3)、(5)の3段階で研削加工をしているが、その段階は必要に応じて4段階加工とする等適宜に決めることができる。工作物端面をスラスト研削するに当たり、多段送りとしたので砥石車の側面接触面積を分割させることができ、研削抵抗を低く抑えることができ、夫々の研削段階の研削送り速度を最適に設定することにより研削効率を上げることができ、加工時間が短縮できる。また、研削抵抗を低く抑えることができるので、研削面の研削焼けが生じることがなく、砥石車の急激な摩耗を防止することができる。
更にこの場合の多段送りは、工作物の軸線方向切込み研削送りと、工作物軸線と垂直方向の切込み研削送りとを交互に繰り返しているので、砥石車の側面研削面と、外周研削面とを交互に使用することになり、砥石車を有効に使用するので、砥石車の寿命を延ばすことができる。
【0023】
次に、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法の第2実施例を図3により説明する。
まず、図3の状態から工作物WをZ軸方向に切込み研削送りすることにより砥石車3の側面研削面3aで部分(1)を研削する。そして、砥石車3の角点P0が、P1点に到達するすることにより部分(1)の研削を終了し、一旦、点線矢印のように砥石車3を工作物の端面よりZ軸方向に逃がし、その状態で砥石車3をX軸方向へ一定量送り込む。その状態で工作物Wを再びZ軸方向へ切込み研削送りし、部分(1)と同様に、砥石車3の角P0点がP2点に到達するまで切込み研削送りをすることにより、砥石車3の側面研削面3aにより、部分(2)を研削する。ついで、前記同様に一旦、点線矢印のように工作物WをZ軸方向に移動させることにより砥石車3を工作物Wの端面より逃がし、その状態で砥石車3をX軸方向へ工作物Wの仕上げ寸法まで送り込む。その状態で工作物WをZ軸方向へ切込み研削送りし、部分(1)と同様に、砥石車3の角点P0がP3点に到達するまで切込み研削送りをすることにより、砥石車3の側面研削面3aにより、部分(3)を研削すると同時に、砥石車3の外周研削面3bで工作物段部の外周面の仕上げ研削を行う。砥石車3の角点P0がP3点に到達した時点でスパークアウト研削を行い所定の研削作業を終了し、工作物WをZ軸方向に点線矢印に沿って僅かに逃がし、砥石車3が工作物加工済端面に接触しないようにして、砥石車3をX軸方向に退避させる。
【0024】
この方法では、砥石車の工作物の径方向への切込み研削送りは行われず、工作物の軸線方向への切込み研削送りを(1)、(2)、(3)の3段階に分割して行っており、その切込み量は、(1)から(3)へと順次深くなっている。図2の場合と同様に分割は3段階に限られるものではない。
この方法では、前記図2の研削方法の作用効果に加え、端面のスラスト研削の工作物軸線方向への切込み研削を3段階に分割し、なおかつ、その切込み研削毎に砥石車3を工作物加工面から離間させているので、工作物研削部分へのクーラント液の入り込みが十分となり、研削抵抗がさらに減少し、研削焼けを防ぐことができると共に、結果的に加工時間の短縮にもつながる。
【0025】
図4に示すものは、前記第2実施例の変形例(第3実施例)である。
図3に示した第2実施例と同様に、砥石車の工作物の径方向(X軸方向)への切込み研削送り加工は行われず、工作物の軸線方向への切込み研削送りを(1)、(2)、(3)の3段階に分割して行っている。しかし、その軸線方向への切込み量は、加工開始段階の工作物径方向外周側の(1)よりも加工終了段階の工作物径方向内周側の(3)の方を深くなっているが、工作物径方向中間部の(2)の切込み量は(1)、(3)よりも浅くなっている。
第3実施例においては、研削部分(1)及び研削部分(2)のX軸方向の研削量(取り代)を多くすることにより、仕上げ研削である研削部分(3)の研削量を少なくしたことにより、研削送り速度を速くできる研削部分(1)及び研削部分(2)の研削量を多くし、研削送り速度の遅い仕上げ研削加工である研削部分(3)の研削量を少なくすることができ、トータルの研削加工時間の更なる短縮が図れる。
【0026】
【発明の効果】
本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、工作物の径方向外周から内周に向かって、工作物の軸線方向への切込みを、多段に切込み研削送りし、砥石車の側面接触面積を分割させたものであり、工作物端面をスラスト研削するに当たり、多段送りとしたので砥石車の側面接触面積を分割させることができ、研削抵抗を低く抑えることができ、研削面の研削焼けが生じることがなく、砥石車の急激な摩耗を防止することができる。多段送りの段階の数は任意とすることができ、夫々の研削段階の研削送り速度を最適に設定することにより研削効率を上げることができる。
【0027】
また、多段の切込み研削送りにおける工作物の軸線方向の切込み量を、加工開始段階の工作物径方向外周側よりも加工終了段階の工作物径方向内周側の方を深くすることにより、加工終了段階としての仕上げ研削時の研削量を少なくすることができ、トータルの研削時間が短縮できる。
【0028】
更に、多段の切込み研削送りにおける各段の軸線方向の切り込み毎に、砥石車を工作物の端面部外の位置まで戻すことにより、切込み毎に砥石車を工作物加工面から離間するので、工作物研削部分へのクーラント液の入り込みが十分となり、研削抵抗がさらに減少し、研削焼けを防ぐことができると共に、戻し工程は早戻しできるので、結果的に加工時間の短縮にもなる。
【0029】
更にまた、本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法は、工作物の軸線方向切込み研削と工作物の径方向切込み研削とを順次に行うことにより、砥石車の側面接触面積を分割させることができ、研削抵抗を低く抑えることができると共に、砥石車の側面研削面と外周研削面を交互に使用することができるので、砥石車の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法を適用する研削加工装置とその数値制御装置を示す平面図。
【図2】本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法の1実施例を示す図。
【図3】本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法の他の実施例を示す図。
【図4】本発明の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法の他の実施例を示す図。
【図5】従来の端面の研削加工方法の1例を示す図。
【図6】従来の端面の研削加工方法の1例を示す図。
【符号の説明】
1: ベッド
2: 砥石台
3: 砥石車
3a: 砥石車の側面研削面
3b: 砥石車の外周研削面
5: X軸サーボモータ
6: テーブル
9: Z軸サーボモータ
11: 数値制御装置
W: 工作物
Claims (3)
- 回転する段部端面を有する円筒形状の工作物の端面を、工作物径方向外周から内周に向かって、工作物軸線に対して垂直方向、軸線方向に工作物と砥石車との移動を複数組合わせ、前記砥石車の外周研削面を用いて工作物軸線方向に対して垂直方向への切込み研削加工し、前記砥石車の側面研削面を用いて工作物軸線方向への切込み研削加工する端面スラスト研削において、
工作物の径方向外周から内周に向かって、工作物の軸線方向への切込みを、多段に切込み研削送りし、砥石車の側面接触面積を分割させ、少なくとも工作物の軸線方向の切り込み量を、加工開始段階の工作物径方向外周側よりも加工終了段階の工作物径方向内周側の方を深くしたことを特徴とする端面スラスト研削の多段送り研削加工方法。 - 前記多段の切込み研削送りにおいて、各段の軸線方向の切込み毎に、砥石車を工作物の端面部外の位置まで戻すことを特徴とする請求項1記載の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法。
- 前記端面スラスト研削の多段送り研削加工方法において、工作物の軸線方向切込み研削と工作物の径方向切込み研削とを順次に行うことを特徴とする請求項1記載の端面スラスト研削の多段送り研削加工方法。
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