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JP2018072104A - Method for acquiring polishing amount of metal component - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for evaluating the state of a surface of a metal component and acquiring an optimal polishing amount.SOLUTION: The method includes the steps of: (a) measuring a parameter after use by irradiating a surface of a metal component after use with an X ray; (b) determining variation of the parameter after use with respect to a parameter before use of a metal component before use; (c) determining an actual value corresponding to the variation determined in the step (b) using actual polishing amount information, and acquiring a polishing amount which is a smaller value than the actual value; (d) polishing the surface of the metal component with the acquired polishing amount and then irradiating the surface of the metal component with an X ray, so as to measure a parameter after polishing; and (e) acquiring a polishing amount to bring the parameter after polishing closer to the parameter before use on the basis of a relation between the parameter after use and the parameter after polishing. The steps (d) and (e) are repeatedly performed until the parameter after polishing measured in the step (d) becomes a value equivalent to the parameter before use.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、使用後の金属部品の表面を研磨して再使用する際に適用することができる研磨量取得方法に関する。   The present invention relates to a polishing amount acquisition method that can be applied when polishing and reusing a surface of a metal part after use.

多段圧延装置のバックアップロール(例えば、特許文献1参照)は、使用に伴って表面に傷や転動疲労、熱による変色等が生じるため、所定の稼働時間が経過した後に研磨加工を行い、表面に生じた傷等の影響層を除去することによってバックアップロールを回復させ、再使用することが行われている。このような再使用は、バックアップロールの外径が所定の限界値(最小値)に達するまで行われる。   A backup roll (for example, see Patent Document 1) of a multi-stage rolling apparatus is subjected to polishing after a predetermined operation time has elapsed since the surface is damaged, rolling fatigue, discoloration due to heat, etc. occurs on the surface. The backup roll is recovered by removing an influence layer such as a scratch generated on the surface and reused. Such reuse is performed until the outer diameter of the backup roll reaches a predetermined limit value (minimum value).

特開2009−195928号公報JP 2009-195928 A

従来、バックアップロールの表面の傷等を除去するためにどの程度の研磨量で加工するかはユーザー側の判断に委ねられていた。例えば、ユーザーが独自に定めた一定の量で研磨を行う方法や、バックアップロールの外観等に応じてその都度設定した任意の量で研磨を行う方法等が採られていた。そのため、ユーザーによって研磨量に大きなばらつきが生じ、必要以上に研磨してしまうことによって早期に外径が限界値に達したり、研磨量が不足することによって十分に回復できない可能性があった。また、多段圧延装置の種類や稼働環境、バックアップロールを構成する複数の分割ロールの使用箇所等に応じて受ける荷重は異なるため、圧延による影響層はバックアップロール毎に異なるものである。   Conventionally, it has been left to the judgment of the user to determine the amount of polishing to remove scratches on the surface of the backup roll. For example, a method of performing polishing with a fixed amount uniquely determined by the user, a method of performing polishing with an arbitrary amount set each time according to the appearance of the backup roll, and the like have been adopted. For this reason, there is a possibility that the polishing amount varies greatly depending on the user, and if the polishing is performed more than necessary, the outer diameter may reach the limit value at an early stage or the polishing amount may be insufficient to recover sufficiently. Moreover, since the load received according to the kind and operating environment of a multi-stage rolling apparatus, the use location of the some division | segmentation roll which comprises a backup roll, etc. differ, the influence layer by rolling differs for every backup roll.

本発明は、以上のような実情に鑑み、使用後の金属部品の表面の状態を評価して最適な研磨量を取得することができる金属部品の研磨量取得方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for obtaining a polishing amount of a metal part, which can obtain an optimum polishing amount by evaluating the state of the surface of the metal part after use. .

本発明の金属部品の研磨量取得方法は、金属部品の表面にX線を照射することによって非破壊にて取得される所定の情報をパラメータとして測定し、このパラメータを用いて前記金属部品の表面の研磨量を取得する方法であって、(a)使用後の金属部品の表面にX線を照射することによって使用後パラメータを測定する工程、(b)使用前の前記金属部品についての使用前パラメータに対する前記使用後パラメータの変化量を求める工程、(c)前記使用前パラメータに対する前記使用後パラメータの変化量と当該変化量に対応する研磨量の実績値との関係を示す実績研磨量情報を用いて、前記工程(b)で求めた変化量に対応する実績値を求め、当該実績値よりも少ない値の研磨量を取得する工程、(d)取得された研磨量で前記金属部品の表面を研磨した後に、前記金属部品の表面にX線を照射することによって研磨後パラメータを測定する工程、及び(e)前記使用後パラメータと前記研磨後パラメータとの関係性に基づいて、前記研磨後パラメータを前記使用前パラメータに近づかせる研磨量を取得する工程、を含み、前記工程(d)で測定した前記研磨後パラメータが前記使用前パラメータと同等の値になるまで前記工程(d)及び前記工程(e)を繰り返し行うことを特徴とする。   The method for acquiring the polishing amount of a metal part according to the present invention measures predetermined information acquired non-destructively by irradiating the surface of the metal part with X-rays as a parameter, and uses this parameter to measure the surface of the metal part. (A) a step of measuring post-use parameters by irradiating the surface of a metal part after use with X-rays, and (b) before use of the metal part before use. A step of obtaining a change amount of the post-use parameter with respect to the parameter; (c) actual polishing amount information indicating a relationship between the change amount of the post-use parameter with respect to the pre-use parameter and the actual value of the polishing amount corresponding to the change amount; A step of obtaining an actual value corresponding to the change amount obtained in the step (b) and obtaining a polishing amount having a value smaller than the actual value; (d) the metal part with the obtained polishing amount; Measuring the post-polishing parameters by irradiating the surface of the metal part with X-rays after polishing the surface, and (e) based on the relationship between the post-use parameters and the post-polishing parameters, Obtaining a polishing amount that brings the post-polishing parameter close to the pre-use parameter, and the step (d) until the post-polishing parameter measured in the step (d) is equal to the pre-use parameter. And the step (e) is repeated.

上記の研磨量取得方法によれば、金属部品の表面にX線を照射することによって非接触・非破壊で測定した所定のパラメータを用いて定量的に金属部品の研磨量を取得することができる。そのため、ユーザーの判断に委ねた従来方法と比較して、より適切な研磨を行うことができ、金属部品の表面の状態を好適に回復させることができる。   According to the above polishing amount acquisition method, the amount of polishing of a metal part can be quantitatively acquired using predetermined parameters measured in a non-contact and non-destructive manner by irradiating the surface of the metal part with X-rays. . Therefore, compared with the conventional method left to the user's judgment, more appropriate polishing can be performed, and the surface state of the metal part can be preferably recovered.

前記パラメータは、回折X線の半価幅であることが好ましい。
回折X線の半価幅は、金属部品の表面の傷や疲労等の状態を適切に反映する。そのため、パラメータとして半価幅を用いることによってより適切な研磨量を取得することができる。
The parameter is preferably a half width of diffracted X-rays.
The half width of the diffracted X-ray appropriately reflects the state of scratches, fatigue, etc. on the surface of the metal part. Therefore, a more appropriate polishing amount can be obtained by using the half width as a parameter.

前記パラメータは、回折X線により求められる残留応力であってもよい。
金属部品の表面に生じている残留応力、特に引張応力は割れ等の発生原因となる。そのため、当該残留応力をパラメータとして用い、このパラメータに基づいて研磨量を取得することによって研磨により使用前の残留応力に戻す(回復する)ことが可能となる。
The parameter may be a residual stress obtained by diffracted X-rays.
Residual stress generated on the surface of the metal part, particularly tensile stress, causes cracking and the like. Therefore, by using the residual stress as a parameter and acquiring the polishing amount based on this parameter, it is possible to return (recover) the residual stress before use by polishing.

前記金属部品は、回転輪として外部の部品に転がり接触する転がり軸受の外輪であってもよい。   The metal part may be an outer ring of a rolling bearing that is in rolling contact with an external part as a rotating wheel.

本発明によれば、使用後の金属部品の表面の状態を評価して最適な研磨量を取得することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an optimum polishing amount by evaluating the surface state of a metal part after use.

実施形態に係る金属部品を備えた多段圧延装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the multistage rolling apparatus provided with the metal component which concerns on embodiment. バックアップロールを示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows a backup roll. 分割ロールの一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of division | segmentation roll. 支持面の回復作業を行うための装置構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the apparatus structure for performing the recovery | restoration operation | work of a support surface. X線回折装置によって半価幅を測定する箇所を示す外輪の断面図である。It is sectional drawing of the outer ring | wheel which shows the location which measures a half width by an X-ray-diffraction apparatus. 半価幅と研磨量との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between a half value width and polishing amount. 半価幅と、実績研磨量及び実際の研磨量との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between a half width, an actual polishing amount, and an actual polishing amount. 支持面の回復作業の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the recovery operation | work of a support surface.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、実施形態に係る金属部品を備えた多段圧延装置の概略側面図である。
[多段圧延装置の構造]
多段圧延装置10は、1−2−3−4ロール配列を有する20段クラスタ圧延装置とされている。薄板材などの被圧延材Wは、上下一対の圧延ロール11の間を図1の左右方向に通され、圧延される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view of a multi-high rolling mill provided with metal parts according to the embodiment.
[Structure of multi-high rolling mill]
The multi-high rolling mill 10 is a 20-high cluster rolling mill having a 1-2-3-4 roll arrangement. A material to be rolled W such as a thin plate material is passed between a pair of upper and lower rolling rolls 11 in the left-right direction in FIG. 1 and rolled.

上下一対の圧延ロール11は、4本(上下各2本)の第1中間ロール12によって支持されている。4本の第1中間ロール12は、6本(上下各3本)の第2中間ロール13によって支持されている。そして、6本の第2中間ロール13は、8本(上下各4本)のバックアップロール14によって支持されている。   The pair of upper and lower rolling rolls 11 are supported by four (two upper and lower) first intermediate rolls 12. The four first intermediate rolls 12 are supported by six (three upper and lower) second intermediate rolls 13. The six second intermediate rolls 13 are supported by eight (upper and lower four) backup rolls 14.

図2は、バックアップロール14を示す概略正面図である。
バックアップロール14は、軸方向に並べられた複数の分割ロール15と、複数の分割ロール15を同心状に取り付けるシャフト16とを備えている。シャフト16は、図1に示すように、多段圧延装置10のハウジング17に取り付けられたサドル18に固定されている。本実施形態では、6個の分割ロール15が軸方向に所定の間隔をあけて配置され、6個の分割ロール15の各間及び軸方向両端の分割ロール15の軸方向外側にサドル18が配置されている。
FIG. 2 is a schematic front view showing the backup roll 14.
The backup roll 14 includes a plurality of divided rolls 15 arranged in the axial direction and a shaft 16 on which the plurality of divided rolls 15 are concentrically attached. As shown in FIG. 1, the shaft 16 is fixed to a saddle 18 attached to a housing 17 of the multistage rolling mill 10. In the present embodiment, six divided rolls 15 are arranged at predetermined intervals in the axial direction, and saddles 18 are arranged between the six divided rolls 15 and on the outer sides in the axial direction of the divided rolls 15 at both axial ends. Has been.

図3は、分割ロール15の一部を拡大して示す断面図である。
分割ロール15は、転がり軸受により構成されている。具体的に、分割ロール15は、内輪20と、外輪21と、複数の転動体22と、保持器23とを備えた円筒ころ軸受により構成されている。内輪20は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて円筒状に形成され、シャフト16の外周面に嵌合されることによってシャフト16に固定されている。内輪20の外周面には、軌道面20aが形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the split roll 15.
The division | segmentation roll 15 is comprised by the rolling bearing. Specifically, the split roll 15 is constituted by a cylindrical roller bearing including an inner ring 20, an outer ring 21, a plurality of rolling elements 22, and a cage 23. The inner ring 20 is formed in a cylindrical shape using bearing steel, machine structural steel, or the like, and is fixed to the shaft 16 by being fitted to the outer peripheral surface of the shaft 16. A raceway surface 20 a is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 20.

外輪21は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて円筒状に形成され、内輪20の径方向外側に間隔をあけて内輪20と同心状に配置されている。外輪21の内周面には、軌道面21aが形成されている。
転動体22は、内輪20の軌道面20aと外輪21の軌道面21aとの間に周方向に間隔をあけて複列(2列)に配置され、各軌道面20a、21a上を転動する。
保持器23は、内輪20と外輪21との径方向の間に配置され、転動体22の周方向の間隔を保持している。
The outer ring 21 is formed in a cylindrical shape using bearing steel, machine structural steel, or the like, and is arranged concentrically with the inner ring 20 with a space on the radially outer side of the inner ring 20. A raceway surface 21 a is formed on the inner peripheral surface of the outer ring 21.
The rolling elements 22 are arranged in double rows (two rows) with a circumferential interval between the raceway surface 20a of the inner ring 20 and the raceway surface 21a of the outer ring 21, and roll on the raceway surfaces 20a and 21a. .
The cage 23 is disposed between the inner ring 20 and the outer ring 21 in the radial direction, and holds the circumferential spacing of the rolling elements 22.

分割ロール15の外輪21は、シャフト16の軸心回りに回転する回転輪とされている。そして、外輪21は、外周面21bが第2中間ロール13(図1参照)に接することによって回転する。つまり、外輪21は、第2中間ロール13に転がり接触する。外輪21の外周面21bは、第2中間ロール13を支持する支持面を構成している。
多段圧延装置10の稼働に伴って、分割ロール15の支持面21bは傷や転動疲労を受ける。そのため、所定の期間稼働した後、多段圧延装置10からバックアップロール14を取り外し、外輪21の支持面21bを研磨することによって圧延による影響層を除去し、分割ロール15を新品と同等の状態に回復させることが行われている。このような回復作業を行うことによって、バックアップロール14を再び圧延のために使用することができ、第2中間ロール13の支持機能を十分に発揮させることができる。
The outer ring 21 of the split roll 15 is a rotating wheel that rotates around the axis of the shaft 16. And the outer ring | wheel 21 rotates because the outer peripheral surface 21b contact | connects the 2nd intermediate | middle roll 13 (refer FIG. 1). That is, the outer ring 21 is in rolling contact with the second intermediate roll 13. The outer peripheral surface 21 b of the outer ring 21 constitutes a support surface that supports the second intermediate roll 13.
With the operation of the multi-stage rolling apparatus 10, the support surface 21b of the split roll 15 receives scratches and rolling fatigue. Therefore, after operating for a predetermined period, the backup roll 14 is removed from the multistage rolling mill 10, the influence surface due to rolling is removed by polishing the support surface 21 b of the outer ring 21, and the split roll 15 is restored to a state equivalent to a new roll. Has been done. By performing such a recovery operation, the backup roll 14 can be used again for rolling, and the support function of the second intermediate roll 13 can be sufficiently exhibited.

[分割ロールの回復作業]
分割ロール15の支持面21bを回復させるための作業は、次のような作業からなる。
(A)支持面21bの状態を測定する作業
(B)支持面21bの状態に基づいて研磨量を取得する作業
(C)支持面21bを研磨する作業
[Split roll recovery]
The work for recovering the support surface 21b of the split roll 15 includes the following work.
(A) Work to measure the state of the support surface 21b (B) Work to acquire the polishing amount based on the state of the support surface 21b (C) Work to polish the support surface 21b

図4は、各作業(A)〜(C)を行うための装置構成を示すブロック図である。作業(A)は、X線回折装置31を用いて行われる。作業(B)は、処理装置32を用いて行われる。作業(C)は、研磨装置33を用いて行われる。図4において、点線矢印は、回復対象(研磨対象)となる外輪21の流れを示しており、実線矢印は、回復作業に用いられるデータ(X線回折データ、研磨量データ)の流れを示している。   FIG. 4 is a block diagram showing an apparatus configuration for performing the operations (A) to (C). Work (A) is performed using the X-ray diffractometer 31. The work (B) is performed using the processing device 32. The operation (C) is performed using the polishing apparatus 33. In FIG. 4, the dotted arrow indicates the flow of the outer ring 21 to be recovered (polishing target), and the solid line arrow indicates the flow of data (X-ray diffraction data, polishing amount data) used for the recovery operation. Yes.

<作業(A)の詳細>
本実施形態では、支持面21bの状態として、X線回折法による半価幅(半値幅)が測定される。この半価幅は、支持面21bにX線を照射することによって得られる回折パターンの幅のうち、ピーク強度の半分の強度値における幅をいう。この半価幅は、焼入れされた鉄鋼部品の場合、初期値として大きな値を示し、傷や転動疲労等の影響を受けると値が小さくなる。したがって、半価幅は、支持面21bの損傷等の程度を知るためのパラメータとすることができる。
<Details of work (A)>
In the present embodiment, as the state of the support surface 21b, a half width (half width) by an X-ray diffraction method is measured. This half-value width refers to a width at an intensity value that is half the peak intensity among the widths of the diffraction pattern obtained by irradiating the support surface 21b with X-rays. In the case of a hardened steel part, this half width shows a large value as an initial value, and the value becomes small when affected by scratches, rolling fatigue, and the like. Therefore, the half width can be a parameter for knowing the degree of damage or the like of the support surface 21b.

また、本実施形態では、以下に示すような半価幅の測定を行う。
(1)分割ロール15を使用する前の予備測定
(2)分割ロール15を使用した後の一次測定
(3)支持面21bを研磨した後の二次測定
Moreover, in this embodiment, the half value width as shown below is measured.
(1) Preliminary measurement before using divided roll 15 (2) Primary measurement after using divided roll 15 (3) Secondary measurement after polishing support surface 21b

(予備測定)
予備測定は、分割ロール15を使用する前、すなわち分割ロール15(外輪21)を製造してからバックアップロール14として圧延装置10に組み込まれるまでの間に行われる。予備測定は、製造された全ての分割ロール15について行ってもよいし、同一の製造ロットに含まれる1又は複数の分割ロール15について行ってもよい。前者の場合、個々の分割ロール15について半価幅が管理される。後者の場合、製造ロット毎に分割ロール15の半価幅が管理される。予備測定された半価幅は、処理装置32の記憶部に記憶され、管理される。なお、以下の説明においては、予備測定された半価幅のことを「使用前半価幅」ともいう。
(Preliminary measurement)
The preliminary measurement is performed before the split roll 15 is used, that is, after the split roll 15 (outer ring 21) is manufactured and before it is incorporated in the rolling apparatus 10 as the backup roll 14. The preliminary measurement may be performed for all manufactured divided rolls 15 or may be performed for one or a plurality of divided rolls 15 included in the same production lot. In the former case, the half width is managed for each divided roll 15. In the latter case, the half width of the divided roll 15 is managed for each production lot. The pre-measured half-value width is stored in the storage unit of the processing device 32 and managed. In the following description, the pre-measured half width is also referred to as “half width before use”.

(一次測定)
一次測定は、多段圧延装置10を稼働することによって分割ロール15を使用した後に行われる。例えば多段圧延装置10を所定期間稼働した後、メンテナンスのためにバックアップロール14を分解し、分割ロール15の外輪21を回復させる作業を行う前に、半価幅の一次測定が行われる。このとき測定される半価幅は、通常、分割ロール15を使用する前の新品の状態と比較して小さい値となる。
(Primary measurement)
The primary measurement is performed after using the split roll 15 by operating the multi-high rolling mill 10. For example, after the multi-stage rolling apparatus 10 has been operated for a predetermined period, the backup roll 14 is disassembled for maintenance and before the work of recovering the outer ring 21 of the split roll 15 is performed, the half-width primary measurement is performed. The half-value width measured at this time is usually a small value compared to a new state before using the split roll 15.

なお、以下の説明においては、一次測定された半価幅のことを「使用後半価幅」ともいう。
一次測定された使用後半価幅と、予備測定された使用前半価幅とは、上記作業(B)において、分割ロール15の外輪21を回復させる作業を行う際の最初の研磨量(一次研磨量)を設定するために用いられる。
In the following description, the half-value width that is primarily measured is also referred to as “use half-value width”.
The first measured half-value width and the pre-measured half-width before use are the first polishing amount (primary polishing amount) when performing the work of recovering the outer ring 21 of the split roll 15 in the work (B). ) To set.

(二次測定)
二次測定は、支持面21bの状態を回復させるため支持面21bを研磨した後に行われる。また、二次測定は、複数回の研磨を行った場合には、各回の研磨の後に行われる。二次測定された半価幅は、研磨による支持面21bの回復状態を確認するため、及び上記工程(B)において次の(追加の)研磨量を取得するために測定される。なお、以下の説明においては、二次測定された半価幅のことを「研磨後半価幅」ともいう。
(Secondary measurement)
The secondary measurement is performed after the support surface 21b is polished to recover the state of the support surface 21b. In addition, the secondary measurement is performed after each polishing when the polishing is performed a plurality of times. The half width measured secondarily is measured in order to confirm the recovery state of the support surface 21b by polishing and to acquire the next (additional) polishing amount in the step (B). In the following description, the half-value width that is secondarily measured is also referred to as “the latter half-value width”.

(測定箇所)
図5は、X線回折装置31によって半価幅を測定する箇所を示す外輪の断面図である。本実施形態では、図5(a)に示すように、外輪21の支持面(外周面)21bのうち、幅方向(軸方向)中央(α)と、幅方向両端におけるクラウニング部(β)と、幅方向中央(α)とクラウニング部(β)との間の直線部分(γ)との5箇所における半価幅が測定される。このように軸方向の複数箇所で半価幅を測定するのは、軸方向の位置によって荷重のかかり方に偏りがあり、傷等の程度が異なるからである。
(Measurement points)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the outer ring showing the location where the half width is measured by the X-ray diffractometer 31. In this embodiment, as shown to Fig.5 (a), among the support surfaces (outer peripheral surface) 21b of the outer ring | wheel 21, the width direction (axial direction) center ((alpha)) and the crowning part ((beta)) in the width direction both ends The half width at five points of the linear part (γ) between the center (α) in the width direction and the crowning part (β) is measured. The reason why the half width is measured at a plurality of positions in the axial direction in this way is that there is a bias in the way the load is applied depending on the position in the axial direction, and the degree of scratches and the like varies.

また、半価幅は、図5(b)に示すように、外輪21の支持面21bにおける周方向の1位相(δ)において測定される。本実施形態では、外輪21の外周面21bにおける特定の1位相(δ)で半価幅が測定される。例えば、外輪21の側面に施された刻印21c(メーカー名を記す刻印等)を目印として特定される1位相とすることができる。ただし、外輪21の外周面21bは、周方向のどの位相においても同一の半価幅であると推定することができるため、任意の1位相を測定箇所に設定してもよい。   Further, the half width is measured in one phase (δ) in the circumferential direction on the support surface 21b of the outer ring 21, as shown in FIG. 5 (b). In the present embodiment, the half width is measured at one specific phase (δ) on the outer peripheral surface 21 b of the outer ring 21. For example, it is possible to set one phase specified by using a mark 21c (a mark indicating a manufacturer name) provided on the side surface of the outer ring 21 as a mark. However, since the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21 can be estimated to have the same half-value width in any phase in the circumferential direction, any one phase may be set as a measurement location.

(半価幅と研磨量との関係)
図6は、半価幅と研磨量との関係を説明するグラフである。
図6において、使用前の支持面21bの半価幅を(a)、使用後の支持面21bの半価幅を(b)で示す。分割ロール15を使用することによって、半価幅は(a)から(b)に減少している。そのため、支持面21bの半価幅を再び(a)にまで回復させるために研磨が行われる。このとき、研磨量が不足していると半価幅は(a)には到らず、十分に回復できない。また、半価幅が(a)に到達してから更に研磨したとしても半価幅はほとんど上昇せず、過研磨となって支持面21bの外径が無駄に消費され、早期に限界値に達してしまう。したがって、過不足なく研磨量を設定することが重要となる。次に説明する作業(B)は、過不足のない最適な研磨量を求めるために行われる。
(Relationship between half width and polishing amount)
FIG. 6 is a graph for explaining the relationship between the half width and the polishing amount.
In FIG. 6, the half width of the support surface 21b before use is shown by (a), and the half width of the support surface 21b after use is shown by (b). By using the split roll 15, the half width is reduced from (a) to (b). Therefore, polishing is performed to restore the half width of the support surface 21b to (a) again. At this time, if the polishing amount is insufficient, the half width does not reach (a) and cannot be sufficiently recovered. Further, even if further polishing is performed after the half-value width reaches (a), the half-value width hardly rises, and the outer diameter of the support surface 21b is wasted due to overpolishing, reaching the limit value early. Will reach. Therefore, it is important to set the polishing amount without excess or deficiency. The operation (B) described next is performed in order to obtain an optimum polishing amount without excess or deficiency.

なお、作業(A)に用いるX線回折装置31は、可搬型のものを用いることができ、その後の研磨量取得作業(B)で用いる処理装置32や、研磨作業(C)で用いる研磨装置33の近傍に設置することが作業効率の点で好ましい。   The X-ray diffractometer 31 used in the operation (A) can be a portable type, and the processing device 32 used in the subsequent polishing amount acquisition operation (B) or the polishing device used in the polishing operation (C). Installation in the vicinity of 33 is preferable from the viewpoint of work efficiency.

<作業(B)の詳細>
作業(A)において測定された半価幅は、専ら支持面21bの研磨量を取得するために用いられる。この研磨量は、回復作業を行う際に最初に行われる研磨加工の一次研磨量と、2回目以降の研磨加工の二次(追加)研磨量とからなる。
各研磨量を取得する処理装置32には、例えばパーソナルコンピュータが用いられる。処理装置32は、CPU等のプロセッサにより構成される演算部、メモリー等の記憶部、情報の入出力を行うための入出力部等を備えている。記憶部には、一次研磨量を取得するために参照されるデータベースDBが記憶されている。処理装置32は、X線回折装置31に一体的に備わったものであってもよい。
<Details of work (B)>
The half width measured in the operation (A) is used exclusively for obtaining the polishing amount of the support surface 21b. This polishing amount is composed of a primary polishing amount of the polishing process that is performed first when performing the recovery operation and a secondary (additional) polishing amount of the second and subsequent polishing processes.
For example, a personal computer is used as the processing device 32 for acquiring each polishing amount. The processing device 32 includes an arithmetic unit configured by a processor such as a CPU, a storage unit such as a memory, and an input / output unit for inputting and outputting information. The storage unit stores a database DB that is referred to in order to acquire the primary polishing amount. The processing device 32 may be provided integrally with the X-ray diffraction device 31.

(一次研磨量)
一次研磨量は、記憶部に予め記憶されたデータベース(実績研磨量情報)DBを参照して取得される。このデータベースDBは、使用前後の支持面21bの半価幅の変化量と、この変化量に対応する研磨量の実績値との関係を示す情報を蓄積したものである。処理装置32は、予備測定された使用前半価幅と一次測定された使用後半価幅とから、使用前後の半価幅の変化量を求め、この変化量に対応する実績研磨量をデータベースDBを参照することによって取得する。なお、データベースDBを構成する実績値は、実際に圧延装置10で使用された分割ロール15を回復させたときの研磨量、又はデータベース作成のための供試体を用いて取得した研磨量を適用することができる。
(Primary polishing amount)
The primary polishing amount is acquired with reference to a database (actual polishing amount information) DB stored in advance in the storage unit. This database DB accumulates information indicating the relationship between the change amount of the half width of the support surface 21b before and after use and the actual value of the polishing amount corresponding to this change amount. The processing device 32 obtains the amount of change in the half-value width before and after use from the pre-use half-value width that was preliminarily measured and the first-measurement half-value width that was primarily measured, and stores the actual polishing amount corresponding to this change amount in the database DB Get by reference. In addition, the actual value which comprises database DB applies the polishing amount when the division | segmentation roll 15 actually used with the rolling apparatus 10 was recovered | restored, or the polishing amount acquired using the specimen for database preparation be able to.

図7は、半価幅と実績研磨量及び実際の研磨量との関係を説明するグラフである。
図7において、使用前半価幅は(a)、使用後半価幅は(b)で示されている。そして、データベースDBを参照することによって使用前後の半価幅の変化量((a)−(b))から実績研磨量が求められる。
FIG. 7 is a graph for explaining the relationship between the half width, the actual polishing amount, and the actual polishing amount.
In FIG. 7, the half width before use is indicated by (a), and the half width after use is indicated by (b). Then, by referring to the database DB, the actual polishing amount is obtained from the amount of change in the half width before and after use ((a)-(b)).

使用に伴う支持面21bの半価幅の変化は、多段圧延装置10の種類や稼働環境、バックアップロール14における分割ロール15の使用箇所等に応じて変化するため、データベースDBに蓄積された実績研磨量が全ての分割ロール15に最適であるとは限らない。そのため、実績研磨量で支持面21bを研磨したとしても過研磨となる可能性がある。したがって、本実施形態では、実績研磨量よりも少ない値を一次研磨量とすることによって過研磨を防止する。例えば、処理装置32は、図7に示すように、実績研磨量の半分の値を一次研磨量に設定する。   Since the change in the half width of the support surface 21b due to use varies depending on the type and operating environment of the multi-high rolling mill 10, the location where the split roll 15 is used in the backup roll 14, etc., the actual polishing accumulated in the database DB The amount is not necessarily optimal for all split rolls 15. Therefore, even if the support surface 21b is polished with the actual polishing amount, there is a possibility of overpolishing. Therefore, in this embodiment, excessive polishing is prevented by setting a value smaller than the actual polishing amount as the primary polishing amount. For example, as shown in FIG. 7, the processing device 32 sets half the actual polishing amount as the primary polishing amount.

(二次研磨量)
一次研磨量は、実績研磨量よりも少ない値であるため、一次研磨量で研磨を行ったとしても、支持面21bの研磨後半価幅は、使用前半価幅に到っていない可能性が高い。そのため、処理装置32は、追加の研磨加工のための二次研磨量を求める。二次研磨量は、一次測定による使用後半価幅と二次測定による研磨後半価幅との関係性(半価幅の回復傾向)を解析して求められる。例えば、図7に示すように、一次研磨量で研磨した後に二次測定された研磨後半価幅(c)は、使用後研磨幅(b)との間で線形関係にあると考えられる。そのため、二次研磨量は、そのような関係性を考慮して設定される。具体的に、処理装置32は、当該関係性を考慮して、使用前半価幅(a)に到達すると考えられる研磨量(解析研磨量)を求め、その研磨量よりも少ない(例えば、半分の)研磨量を二次研磨量として設定する。
(Secondary polishing amount)
Since the primary polishing amount is smaller than the actual polishing amount, even if polishing is performed with the primary polishing amount, it is highly possible that the polishing latter half width of the support surface 21b does not reach the half width before use. . Therefore, the processing device 32 calculates a secondary polishing amount for additional polishing. The secondary polishing amount is obtained by analyzing the relationship (half-width recovery tendency) between the latter half value width used by primary measurement and the second half price range polished by secondary measurement. For example, as shown in FIG. 7, it is considered that the polishing latter half width (c) secondarily measured after polishing with the primary polishing amount has a linear relationship with the post-use polishing width (b). Therefore, the secondary polishing amount is set in consideration of such a relationship. Specifically, the processing device 32 obtains a polishing amount (analytical polishing amount) that is considered to reach the pre-use half width (a) in consideration of the relationship, and is smaller than the polishing amount (for example, half of the polishing amount). ) Set the polishing amount as the secondary polishing amount.

支持面21bが二次研磨量で研磨された後、再び、X線回折装置31によって支持面21bの半価幅(研磨後半価幅)が二次測定される。この段階で、1つの使用後半価幅と、2つの研磨後半価幅とが取得されていることになる。処理装置32は、これら3つの半価幅の関係性(線形関係又は非線形関係)を解析し、支持面21bの回復傾向を把握してさらなる二次研磨量を設定する。このように、解析に用いる半価幅の数が増えることによってより正確に回復傾向を把握することができる。
以上の二次測定は、研磨後半価幅(c)が使用前半価幅(a)に到達するまで繰り返し行われる。
After the support surface 21b is polished by the secondary polishing amount, the half width (polishing latter half width) of the support surface 21b is secondarily measured again by the X-ray diffractometer 31. At this stage, one use latter half price range and two polishing latter half price ranges are acquired. The processing device 32 analyzes the relationship (linear relationship or nonlinear relationship) of these three half widths, grasps the recovery tendency of the support surface 21b, and sets a further secondary polishing amount. Thus, the recovery tendency can be grasped more accurately by increasing the number of half-value widths used in the analysis.
The above secondary measurement is repeated until the polishing half-value width (c) reaches the pre-use half-value width (a).

なお、図5を参照して説明したように、半価幅の測定は、支持面21bの幅方向の複数箇所で行われるが、半価幅の値は、通常、測定箇所によって異なっている。そのため、上記のように研磨量を設定する際には、最も小さい半価幅、すなわち傷等の影響層が最も深いと考えられる半価幅を採用する。これにより、支持面21bの幅方向全体の状態を回復することができる。   As described with reference to FIG. 5, the half-value width is measured at a plurality of locations in the width direction of the support surface 21b, but the half-value width is usually different depending on the measurement location. Therefore, when the polishing amount is set as described above, the smallest half width, that is, the half width that is considered to have the deepest affected layer such as a flaw is employed. Thereby, the state of the whole width direction of the support surface 21b is recoverable.

<作業(C)の詳細>
研磨装置33は、作業(B)によって設定された一次研磨量、二次研磨量で支持面21bを研磨する。研磨装置33は、円筒状の部品を研磨するのに適した従来公知の装置を用いることができる。また、一次研磨量又は二次研磨量の入力により数値制御されるNC研磨装置を用いることがより好適である。
<Details of work (C)>
The polishing apparatus 33 polishes the support surface 21b with the primary polishing amount and the secondary polishing amount set in the operation (B). As the polishing apparatus 33, a conventionally known apparatus suitable for polishing cylindrical parts can be used. It is more preferable to use an NC polishing apparatus that is numerically controlled by inputting a primary polishing amount or a secondary polishing amount.

[回復作業における全体プロセス]
図8は、支持面21bの回復作業の流れを示すフローチャートである。以下、図8を参照して、主にX線回折装置31及び処理装置32による全体の作業の流れを説明する。
まず、多段圧延装置10に組み込まれる前の分割ロール15について、X線回折装置31によって支持面21bの半価幅(使用前半価幅)が測定される(ステップS1)。測定された使用前半価幅の情報は、処理装置32の記憶部に記憶され、管理される(ステップS11)。
[Overall process in recovery work]
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of recovery work of the support surface 21b. Hereinafter, the overall work flow of the X-ray diffraction apparatus 31 and the processing apparatus 32 will be mainly described with reference to FIG.
First, the half width (before use half width) of the support surface 21b is measured by the X-ray diffractometer 31 for the split roll 15 before being incorporated into the multi-high rolling mill 10 (step S1). The measured pre-use half-value width information is stored and managed in the storage unit of the processing device 32 (step S11).

その後、多段圧延装置10にバックアップロール14として分割ロール15が組み込まれ、圧延作業が行われる。多段圧延装置10が所定の期間稼働された後、メンテナンスのためバックアップロール14が分解され、分割ロール15の外輪21がX線回折装置31に供される。
次いで、X線回折装置31によって使用後の分割ロール15の支持面21bの半価幅(使用後半価幅)が測定される(ステップS2)。測定された使用後半価幅は、処理装置32に送信され記憶部に記憶される(ステップS12)。
Then, the division | segmentation roll 15 is integrated as the backup roll 14 in the multistage rolling apparatus 10, and a rolling operation is performed. After the multistage rolling mill 10 is operated for a predetermined period, the backup roll 14 is disassembled for maintenance, and the outer ring 21 of the split roll 15 is provided to the X-ray diffraction apparatus 31.
Next, the half-value width (use half-value width) of the support surface 21b of the split roll 15 after use is measured by the X-ray diffractometer 31 (step S2). The measured use latter half price range is transmitted to the processing device 32 and stored in the storage unit (step S12).

処理装置32は、使用前半価幅と使用後半価幅との差である変化量を算出し(ステップS13)、さらに、データベースDBを参照して一次研磨量を設定する(ステップS14)。一次研磨量は、前述したように、使用前後の半価幅の変化量からデータベースDBを参照して取得される実績研磨量よりも少ない値(例えば、半分の値)が採用される。設定された一次研磨量の情報は研磨装置33に送られ、研磨装置33において一次研磨が行われる。   The processing device 32 calculates the amount of change, which is the difference between the pre-use half-value width and the use half-value width (step S13), and further sets the primary polishing amount with reference to the database DB (step S14). As described above, as the primary polishing amount, a value smaller than the actual polishing amount obtained by referring to the database DB from the change amount of the half width before and after use (for example, a half value) is adopted. Information on the set primary polishing amount is sent to the polishing apparatus 33, and primary polishing is performed in the polishing apparatus 33.

次いで、X線回折装置31によって、一次研磨された支持面21bの半価幅(研磨後半価幅)が測定される(ステップS3)。この研磨後半価幅は、処理装置32に送信され、記憶部に記憶される(ステップS15)。
処理装置32は、研磨後半価幅と使用前半価幅とを比較し、追加の研磨が必要であるか否かを判断(追加研磨の要否確認)する(ステップS16)。研磨後半価幅が使用前半価幅と同等であった場合には、追加の研磨は不要であるので回復作業を終了する。
Next, the half-value width (polishing latter half value width) of the primary-polished support surface 21b is measured by the X-ray diffractometer 31 (step S3). The latter half price range is transmitted to the processing device 32 and stored in the storage unit (step S15).
The processing device 32 compares the polishing half-value width with the pre-use half-value width and determines whether or not additional polishing is necessary (confirmation of the necessity for additional polishing) (step S16). When the polishing half-value width is equal to the pre-use half-value width, additional polishing is unnecessary and the recovery operation is terminated.

処理装置32は、追加の研磨が必要であると判断すると、使用後半価幅と研磨後半価幅とから研磨の前後における半価幅の変化(回復傾向)を解析する(ステップS17)。そして、処理装置32は、その回復傾向に基づいて二次研磨量を求める(ステップS18)。
その後、二次研磨量の情報は研磨装置33に送られ、研磨装置33によって二次研磨が行われる。そして、再び二次測定(ステップS3)〜二次研磨量の設定(ステップS18)の工程(図8において1点鎖線で囲まれた工程)が繰り返し行われ、支持面21bが使用前の新品同等の状態にまで回復される。
When determining that additional polishing is necessary, the processing device 32 analyzes the change (recovery tendency) of the half-value width before and after polishing from the latter half-use width and the latter half-value width (step S17). And the processing apparatus 32 calculates | requires secondary polishing amount based on the recovery tendency (step S18).
Thereafter, the information on the amount of secondary polishing is sent to the polishing apparatus 33, and the polishing apparatus 33 performs secondary polishing. Then, the process of secondary measurement (step S3) to the setting of the secondary polishing amount (step S18) (the process surrounded by the one-dot chain line in FIG. 8) is repeated, and the support surface 21b is equivalent to a new one before use. It is recovered to the state of.

なお、支持面21bを新品同等の状態に回復させるまでの全体の研磨量(一次研磨量及び二次研磨量の合計)は、使用前半価幅と使用後半価幅との変化量データとともに、データベースDBに蓄積してもよい。   Note that the total polishing amount (the total of the primary polishing amount and the secondary polishing amount) until the support surface 21b is restored to a new product equivalent state is a database together with the change amount data of the half width before use and the latter half price range. You may accumulate in DB.

[本実施形態の作用効果]
以上のように本実施形態では、分割ロール15の支持面21bの状態を表す半価幅を用いて定量的に研磨量を求め、その研磨量に基づいて使用前と同等の状態にまで支持面21bを回復させている。そのため、過不足のない適切な研磨を行うことができ、分割ロール15の外径が早期に限界値に達したり回復が不十分となったりすることを防止することができ、最適な再使用が可能となる。
[Operational effects of this embodiment]
As described above, in the present embodiment, the polishing amount is quantitatively obtained using the half-value width representing the state of the support surface 21b of the split roll 15, and the support surface is obtained to a state equivalent to that before use based on the polishing amount. 21b is recovered. Therefore, appropriate polishing without excess or deficiency can be performed, the outer diameter of the split roll 15 can be prevented from reaching the limit value early, or the recovery can be insufficient, and optimal reuse can be achieved. It becomes possible.

また、支持面21bの状態を反映する回折X線の半価幅を用いることによって、非接触・非破壊で支持面21bの状態を適切に把握することができ、測定に伴って新たな傷等が発生するのを防止することができる。
なお、支持面21bを過研磨を防止するためには、任意の微小量での研磨と半価幅の測定とを繰り返し行うことも考えられるが、この場合、研磨作業と測定作業との繰り返し頻度が非常に多くなり、非効率的である。本実施形態では、研磨量の過去の実績値や、研磨による半価幅の回復傾向に基づいて研磨量を設定しているため、研磨作業と測定作業との繰り返し頻度を可及的に少なくし、効率のよい回復作業を行うことができる。
Further, by using the half width of the diffracted X-ray reflecting the state of the support surface 21b, the state of the support surface 21b can be properly grasped in a non-contact / non-destructive manner, and a new scratch or the like can be obtained with the measurement. Can be prevented.
In order to prevent overpolishing of the support surface 21b, it is conceivable to repeat the polishing with an arbitrary minute amount and the measurement of the half width, but in this case, the repetition frequency of the polishing operation and the measurement operation Is very numerous and inefficient. In this embodiment, since the polishing amount is set based on the past actual value of the polishing amount and the recovery tendency of the half width by polishing, the repetition frequency between the polishing operation and the measurement operation is reduced as much as possible. , Efficient recovery work can be done.

[他の実施形態]
本発明は、上記実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において変更することが可能である。例えば、以下のような実施形態を採用することができる。
(1)上記実施形態においては、支持面21bの状態を示すパラメータとして、回折X線の半価幅を用いていた。他の実施形態として、半価幅に加えて回折X線によって求められる残留応力をパラメータとして用いることができる。回折X線によって残留応力を測定可能であることは従来公知であり、支持面21bに発生している引張応力又は圧縮応力を測定することによって、これらを加味した研磨量を採用することができる。特に、支持面21bに生じた引張応力は、微細な傷を起点とした割れ等の発生原因となる。そのため、回折X線により引張応力が測定された場合には、半価幅のみに基づいて取得された一次研磨量又は二次研磨量よりも大きな値を研磨量として設定することによって、研磨によって使用前の残留応力に戻す(回復する)ことが可能である。その結果、支持面21bでの破損や割れ等を未然に防止することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified within the scope of the invention described in the claims. For example, the following embodiments can be adopted.
(1) In the above embodiment, the half width of the diffracted X-ray is used as a parameter indicating the state of the support surface 21b. As another embodiment, the residual stress obtained by diffracted X-rays in addition to the half width can be used as a parameter. It is conventionally known that the residual stress can be measured by diffracted X-rays, and by measuring the tensile stress or the compressive stress generated on the support surface 21b, it is possible to adopt a polishing amount in consideration of these. In particular, the tensile stress generated on the support surface 21b is a cause of occurrence of cracks and the like starting from fine scratches. Therefore, when tensile stress is measured by diffracted X-rays, it is used by polishing by setting a value larger than the primary polishing amount or secondary polishing amount obtained based only on the half-value width as the polishing amount. It is possible to return (recover) the previous residual stress. As a result, it is possible to prevent damage or cracking on the support surface 21b.

(2)上記実施形態においては、多段圧延装置10のバックアップロール14に適用される分割ロール15を対象として支持面21bの状態を回復させることについて説明したが、これに限定されるものではなく、あらゆる金属部品の表面の状態を回復させるために適用することができる。また、金属部品の表面の状態として、回折X線の半価幅や回折X線により求められる残留応力に限らず、残留オーステナイト等のその他のパラメータを用いてもよい。ここで、例えば回折X線の半価幅と残留オーステナイトとのパラメータを同時に用いることによって、より精度の高い研磨量を取得することが可能となる。   (2) In the said embodiment, although demonstrated about recovering the state of the support surface 21b for the division | segmentation roll 15 applied to the backup roll 14 of the multistage rolling apparatus 10, it is not limited to this, It can be applied to restore the surface condition of any metal part. Further, the surface state of the metal part is not limited to the half-value width of the diffracted X-ray and the residual stress obtained by the diffracted X-ray, and other parameters such as retained austenite may be used. Here, for example, by using simultaneously the parameters of the half width of the diffracted X-ray and the retained austenite, it is possible to obtain a more accurate polishing amount.

10:多段圧延装置、15:分割ロール(転がり軸受)、21:外輪(金属部品)、21b:外周面(支持面)、31:X線回折装置、32:処理装置、33:研磨装置、DB:データベース(実績研磨量情報) 10: Multi-stage rolling device, 15: Split roll (rolling bearing), 21: Outer ring (metal part), 21b: Outer peripheral surface (support surface), 31: X-ray diffraction device, 32: Processing device, 33: Polishing device, DB : Database (Actual polishing amount information)

Claims (4)

金属部品の表面にX線を照射することによって非破壊にて取得される所定の情報をパラメータとして測定し、このパラメータを用いて前記金属部品の表面の研磨量を取得する方法であって、
(a)使用後の金属部品の表面にX線を照射することによって使用後パラメータを測定する工程、
(b)使用前の前記金属部品についての使用前パラメータに対する前記使用後パラメータの変化量を求める工程、
(c)前記使用前パラメータに対する前記使用後パラメータの変化量と当該変化量に対応する研磨量の実績値との関係を示す実績研磨量情報を用いて、前記工程(b)で求めた変化量に対応する実績値を求め、当該実績値よりも少ない値の研磨量を取得する工程、
(d)取得された研磨量で前記金属部品の表面を研磨した後に、前記金属部品の表面にX線を照射することによって研磨後パラメータを測定する工程、及び
(e)前記使用後パラメータと前記研磨後パラメータとの関係性に基づいて、前記研磨後パラメータを前記使用前パラメータに近づかせる研磨量を取得する工程、
を含み、
前記工程(d)で測定した前記研磨後パラメータが前記使用前パラメータと同等の値になるまで前記工程(d)及び前記工程(e)を繰り返し行うことを特徴とする、金属部品の研磨量取得方法。
It is a method of measuring predetermined information acquired non-destructively by irradiating the surface of a metal part with X-rays as a parameter, and acquiring the polishing amount of the surface of the metal part using this parameter,
(A) a step of measuring post-use parameters by irradiating the surface of the metal part after use with X-rays;
(B) obtaining a change amount of the post-use parameter with respect to the pre-use parameter for the metal part before use;
(C) A change amount obtained in the step (b) using actual polishing amount information indicating a relationship between a change amount of the post-use parameter with respect to the pre-use parameter and an actual value of the polishing amount corresponding to the change amount. A process of obtaining a performance value corresponding to the above and obtaining a polishing amount of a value smaller than the performance value,
(D) measuring the post-polishing parameter by irradiating the surface of the metal part with X-rays after polishing the surface of the metal part with the obtained polishing amount; and (e) the post-use parameter and the Acquiring a polishing amount that brings the post-polishing parameter close to the pre-use parameter based on the relationship with the post-polishing parameter;
Including
Polishing amount of metal parts, wherein the step (d) and the step (e) are repeatedly performed until the post-polishing parameter measured in the step (d) is equal to the pre-use parameter. Method.
前記パラメータが、回折X線の半価幅である、請求項1に記載の金属部品の研磨量取得方法。   The method for obtaining a polishing amount of a metal part according to claim 1, wherein the parameter is a half width of diffracted X-rays. 前記パラメータが、回折X線により求められる残留応力である、請求項2に記載の金属部品の研磨量取得方法。   The method for obtaining a polishing amount of a metal part according to claim 2, wherein the parameter is a residual stress obtained by diffracted X-rays. 前記金属部品は、回転輪として外部の部品に転がり接触する転がり軸受の外輪である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属部品の研磨量取得方法。   The method for obtaining a polishing amount of a metal part according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal part is an outer ring of a rolling bearing that is in rolling contact with an external part as a rotating wheel.
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