JP4940729B2 - 工作物の研削方法及び研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒部及びその両端に対向配置された一対の端面部を有する工作物の研削方法及び研削装置に関し、特に、少なくとも端面部間を所定の仕上幅に研削する工作物の研削方法及び研削装置に関するものである。

クランクシャフトのピン部やジャーナル部等のように、円筒部と、円筒部の両端に対向配置された一対の端面部と、端面部から円筒部に至るＲ部とを有する工作物を研削加工するための研削方法として、図６（ａ）に示すような、砥石車５０を工作物Ｗの軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承する研削装置に、工作物Ｗの仕上形状と一致する形状にツルーイングされた砥石車５０（総型砥石車）を装着して、一回のプランジ研削により円筒部５１、端面部５２、及びＲ部５３を研削加工する方法が知られている。

また、特許文献１に示すような、砥石車を工作物の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承する研削装置を用いて、一方の端面部に対して、工作物の軸線に近づくほど軸線方向の研削幅が狭くなるように砥石車を斜め方向に移動させて端面部を略円錐状に加工する第一の研削工程と、砥石車を工作物の軸線方向に移動させて第一の研削工程で取り残された部分を研削して端面部を工作物の軸線方向に対して略垂直に加工する第二の研削工程とによって、工作物を研削加工する方法が提案されている。

一方、特許文献２に示すような、砥石車を工作物の軸線に対して斜交する軸線周りに回転可能に軸承した研削装置、いわゆる、アンギュラ研削装置を用いて研削加工する方法も知られている。このアンギュラ研削装置を用いた方法では、砥石車の外周面に円筒部研削部と端面部研削部とを備えた上で、工作物をその軸線方向に移動させる工程と、砥石車を工作物の軸線に対して斜交する方向に移動させる工程とを交互に繰り返すことで、円筒部と一方の端面部を研削加工する方法も知られている。

出願人は、本願出願時において、以上の技術情報が記載されている文献として、以下のものを知見している。
特開２００５−３２４３１３号公報 特開昭５５−１３７８６５号公報

しかしながら、総型砥石車５０を用いた場合、一回のプランジ研削により円筒部５１、端面部５２及びＲ部５３を研削加工することができるので、加工時間を可及的に短くすることができるものの、砥石車５０に対し、その砥石円筒部と比較して砥石端面部と砥石Ｒ部の境界付近の砥石エッジ部における単位面積当たりの研削量が多くなるため、発熱量が多くなり工作物Ｗの端面部５２に研削焼けが発生し易くなるという問題がある。

また、総型砥石車を用いた場合、砥石車５０における砥石エッジ部での研削量が多く、図６（ｂ）に示すように砥石エッジ部が大きく偏摩耗するため、ツルーイングによりその摩耗を修整する必要があるが、砥石車の幅が端面部間の仕上幅とされているので、その修整の際に砥石端面部をツルーイングすると砥石車の幅が減少してしまい、端面部間を所定の仕上幅に研削加工することができなくなる。そのため、図中二点鎖線で示すように砥石車５０の修整は砥石円筒部と砥石Ｒ部のみをツルーイングして修整しなければならず、その偏摩耗を修整するための砥石車５０の修整量が多くなり、砥石車５０における一枚当たりの工作物Ｗの生産量が少なくなるという問題がある。

更に、特許文献１の方法では、工作物における端面部の研削焼けを抑制することができるものの、対向配置された一対の端面部を有した工作物に対しては、一方の端面部を加工した後に砥石車を一旦後退させて他方の端面部を加工することとなる、つまり、少なくとも二回のプランジ研削をする必要があり、加工時間が長くなる問題がある。加えて、研削開始当初の端面部に対する研削幅が大きく、研削する工作物の体積が大きく研削量が多いので、研削熱が多く発生し、その研削熱の蓄積により工作物が熱膨張して加工精度が低下する虞があった。

一方、アンギュラ研削装置を用いた場合、一対の端面部のうち一方の端面部しか研削加工することができないので、両側の端面部を研削するには工作物の向きを変えなければならず、加工時間が増加するという問題がある。また、工作物における端面部間の幅や円筒部までの深さによっては、端面部間に砥石車を入れることができず、研削加工することができないという問題もある。

そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、プランジ研削の際に工作物の発熱量を抑制して研削焼けが発生するのを防止すると共に、砥石車の修整量を少なくして砥石車一枚当たりの工作物の生産量を増加させることのできる工作物の研削方法及び研削装置の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る工作物の研削方法は、
「円筒部及びその両端に対向配置された一対の端面部を有する工作物、及び該工作物の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承された砥石車を夫々回転させると共に、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に移動させることにより、少なくとも前記端面部に夫々備えられた所定幅の研削代を前記砥石車によって研削して前記端面部間を所定の仕上幅に加工する工作物の研削方法であって、
前記砥石車の幅を前記端面部間の前記仕上幅よりも狭い幅とし、
前記砥石車を、前記円筒部における外周面の研削終了位置まで前記工作物の軸線方向と交差する方向に相対移動させながら、前記端面部の研削開始位置から前記円筒部の前記研削終了位置に移動するまでに、前記端面部間の前記仕上幅の間で前記工作物の軸線方向に少なくとも一回往復するように相対移動させ、前記工作物から遠ざかる方向に相対移動させずに研削する第一の研削工程と、
該第一の研削工程で前記円筒部の前記研削終了位置に到達した前記砥石車を、一方の前記端面部の仕上位置から他方の前記端面部の仕上位置まで前記工作物の軸線方向に相対移動させて研削する第二の研削工程とを有し、
前記第一の研削工程及び前記第二の研削工程により、少なくとも前記端面部間を所定の前記仕上幅に研削加工する」方法である。

ここで、「砥石車」としては、少なくとも砥石端面部と砥石円筒部に砥石層を備えるものであれば良く、砥石端面部と砥石円筒部との境界が直角であっても良いし、円弧状の砥石曲面部が備えられていても良い。また、砥石車の幅は、一対の端面部間の仕上幅よりも狭ければ良く、研削前の端面部間の幅よりも狭くても良い。なお、研削前の端面部間の幅よりも広いほうが望ましい。

また、第一の研削工程において、「工作物の軸線方向と交差する方向に相対移動させながら、仕上幅の間で工作物の軸線方向に少なくとも一回往復するように相対移動させる」とは、砥石車を工作物の軸線方向に対して斜め方向となるようにジグザグに移動させることであり、その際に砥石車における両側の砥石端面部が仕上幅を超えない範囲で工作物の軸線方向に行き来（往復）させることである。なお、砥石車が往復する幅を仕上幅として初めから一定に相対移動させるようにしても良いし、最終的に往復する幅が仕上幅となるように幅を徐々に大きくするようにしても良い。また、第一の研削工程には、砥石車を工作物の軸線方向に振動させながら軸線と交わる方向に相対移動させるものも含まれる。

本発明によると、工作物における端面部間の仕上幅よりも狭い幅の砥石車を、工作物の軸線と平行な軸線周りに回転させた上で、まず、第一の研削工程では、砥石車を工作物の円筒部に向かって斜め方向に所定量移動させた後に、工作物の軸線方向に対して逆方向の斜め方向に所定量移動させ、これを少なくとも一回繰り返して円筒部の研削終了位置まで移動させる。この際に、工作物の軸線方向における砥石車の移動量は端面部間の仕上幅の範囲内とされている。続いて第二の研削工程では、円筒部の研削終了位置で砥石車を工作物の軸線方向に仕上幅で移動させて、一連の第一の研削工程及び第二の研削工程によって工作物における一対の端面部間を所定の仕上幅に研削加工することができ、高能率で端面研削をすることができる。

詳述すると、この第一の研削工程では、砥石車が円筒部に向かってジグザグに移動するので、工作物の端面部に対して、その端面部の仕上位置の方向に向かって斜めに切込んで研削する場合と、その端面部の仕上位置から遠ざかる方向に向かって斜めに切込んで研削する場合とがあり、特に、端面部の仕上位置から遠ざかる方向に研削が行われる側では、砥石車が移動するのに従って、砥石車の砥石端面部と工作物の端面部との間の隙間が大きくなり、端面部が良好に冷却される。そして、夫々の端面部でその仕上位置に向かう研削と遠ざかる研削とが交互に行われるので、端面部への冷却も交互に行われ、両端面部ともに良好に冷却されて研削焼けが発生するのを防止することが可能となり、端面部に良好な加工面を得ることができる。

また、この第一の研削工程では、工作物の端面部を研削する際に、端面部の仕上位置に向かう場合と遠ざかる場合とでは、砥石車の接触位置が異なるので砥石車が偏摩耗し難くなる。また、砥石車のジグザグ移動によって端面部間を所定の仕上幅に仕上るようにしており、従来の総型砥石車のようにその幅を仕上幅と一致させる必要が無く、仕上幅よりも狭ければ良いので、砥石車の砥石端面部をツルーイングしてその幅が狭くなっても問題なく端面部間を所定の仕上幅に仕上ることができる。従って、砥石車に対して砥石円筒部だけでなく砥石端面部も、つまり、砥石車の外面全体をツルーイングすることが可能となり、砥石車の修整量を可及的に少なくすることができ、砥石車一枚当たりの工作物の生産量を増加させることができる。

一方、第二の研削工程では、砥石車を加工物の軸線方向に移動させるので、砥石車が斜め方向に移動する第一の研削工程において削り残された部分を研削して、少なくとも一対の端面部を所定の仕上幅に仕上ることができると共に、第二の研削工程における研削量が少ないので発生する研削熱も少なく、研削焼けの無い良好な加工面を得ることができる。

また、上記第一の研削工程及び第二の研削工程では、砥石車を工作物から遠ざかる方向に相対移動させず、工作物に向かう方向に連続して相対移動させている。すなわち、一回のプランジ送りにより円筒部及び一対の端面部を研削するようにしており、従来の総型砥石車を用いた場合と同様に、一回のプランジ研削によって仕上げることができるので、工作物の加工時間を可及的に短くすることができ、生産性を向上させることができる。

このように、第一の研削工程と第二の研削工程を行うことで、円筒部とその両端の一対の端面部とを有した工作物を、一回のプランジ研削により加工することができ、その際に工作物の発熱量を抑制して研削焼けが発生するのを防止すると共に、砥石車の修整量を少なくして砥石車一枚当たりの工作物の生産量を増加させることができる。

また、本発明に係る工作物の研削方法は、上記の方法に加えて、
「前記砥石車の幅を、研削前の前記端面部間の幅よりも広い幅とする」こともできる。

ところで、砥石車の幅が研削前の端面部間の幅よりも狭い場合、第一の研削工程において、砥石車が一対の端面部の両方に同時に接触することは無いので、砥石車を円筒部の研削終了位置まで一回移動させる間に、一対の端面部を両方研削加工しようとすると、砥石車の幅が狭くなるほど工作物に対する軸線方向の移動量が大きくなるので、蓋然的に砥石車の移動量が長くなり、研削時間が増加するという問題がある。

また、砥石車をジグザグに移動させる第一の研削工程において、一回の斜め方向の移動の際に砥石車と端面部とが接触していない端面部側では、端面部がまったく切削されず削り残しの量が多くなるため、その端面部が研削される際には、その研削量が多くなり、研削熱の発生が増加して研削焼けが発生する虞がある。

そこで、本発明によると、砥石車の幅を、工作物における端面部間の仕上幅よりも狭くし、且つ、研削前の端面部間の幅よりも広い幅としたものである。これにより、第一の研削工程で一対の端面部を同時に研削することができるので、工作物に対する軸線方向の移動量を可及的に小さくすることができ、蓋然的に砥石車の移動量を短くして研削時間が増加するのを抑制し研削能率を高めることができる。

また、第一の研削工程において砥石車をジグザグ移動させても、常に何れの端面部とも砥石車が接触して研削するので、特に、端面部の仕上位置に向かって斜めに研削する際の研削量を少なくすることが可能となり、研削熱の発生量を低減させて研削焼けが発生するのを抑制することができ、良好な加工面を得ることができる。

更に、本発明に係る工作物の研削方法は、上記の方法に加えて、
「前記第一の研削工程は、
前記端面部の前記研削開始位置から前記円筒部の前記研削終了位置に向かうに従って、前記工作物の軸線方向に往復する幅が徐々に大きくなるように前記砥石車を相対移動させる」方法とすることもできる。

ところで、砥石車を工作物の軸線方向に往復させる幅を一定とした場合、砥石車の工作物に対する研削位置が、工作物の中心から離れた外周側ほど、同じ径長（移動量）に対して、研削する体積が大きく研削量が多くなるので、端面部の研削開始当所は研削量が多く、研削熱が多く発生し工作物が熱膨張して加工精度が低下する虞がある。

しかしながら、本発明によると、第一の研削工程において、工作物の軸線方向に往復する幅を徐々に大きくなるようにしているので、端面部の研削開始当初、つまり、端面部の外周側ほど、軸線方向の移動量を小さくし、相対的に研削する体積を少なくして研削量が少なくなるようにしており、発生する研削熱を少なくすることで研削熱の蓄積を抑制して工作物の熱膨張を抑えることができ、加工精度を向上させることができる。

また、工作物の軸線に向かうに従って、工作物の軸線方向に往復する幅を徐々に大きくしているので、端面部の研削開始時から研削終了時までの砥石車による研削量を平均化することが可能となり、砥石車にかかる負荷を軽減させることができる。

また、本発明に係る工作物の研削方法は、上記の方法に加えて、
「前記工作物が前記端面部と前記円筒部との間にＲ部を更に有すると共に、該Ｒ部の仕上形状と対応した砥石曲面部が前記砥石車に備えられ、
少なくとも前記第二の研削工程により、前記工作物の前記Ｒ部を研削加工する」方法とすることもできる。

本発明によると、砥石端面部と砥石円筒部との間に砥石曲面部を備えた砥石車を用いるようにしているので、端面部と円筒部の間にＲ部を有した工作物に対し、そのＲ部も含めて良好に研削加工することができる。

また、砥石車に砥石曲面部が備えられているので、第一の研削工程で砥石車がジグザグ移動させて端面部を研削する際に、端面部の仕上位置に向かう場合と遠ざかる場合とで、砥石車の端面部に対する接触位置が異なる位置となって砥石車が偏摩耗し難くなり、ツルーイングする際の修整量を可及的により少なくすることができ、砥石車一枚当たりの工作物の生産量を更に増加させることができる。

更に、本発明に係る工作物の研削方法は、上記の方法に加えて、
「前記砥石車の研削可能な外面全体をツルーイングすることで摩耗を修整して、該砥石車を繰り返し研削加工に用いる」方法とすることもできる。

本発明によると、上記の研削加工により摩耗した砥石車に対して、その砥石円筒部、砥石端面部、及び砥石曲面部等の研削可能な外面全体をツルーイングして修整した上で、修整した砥石車を繰り返し用いるようにしたものである。これにより、砥石車全体をツルーイングするようにしているので、砥石車のツルーイングに必要な修整量を可及的に少なくすることができ、砥石車の無駄な消耗を抑制して砥石車の寿命を長くして、砥石車一枚当たりの工作物の生産量を増加させることができる。

本発明に係る研削装置は、
「円筒部とその両端に対向配置された一対の端面部を有する工作物を、少なくとも前記端面部間を所定の仕上幅に研削加工可能な研削装置であって、
前記工作物をその軸線周りに回転可能に軸承する主軸台と、
前記工作物における前記端面部間の前記仕上幅よりも狭い幅の砥石車と、
該砥石車を前記主軸台の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承する砥石台と、
前記主軸台と前記砥石台とを、前記工作物の軸線方向及び軸線方向と交差する方向に相対移動させる駆動手段と、
前記砥石車を、前記円筒部における外周面の研削終了位置まで前記工作物の軸線方向と交差する方向に相対移動させながら、前記端面部の研削開始位置から前記円筒部の前記研削終了位置に移動するまでに、前記端面部間の前記仕上幅の間で前記工作物の軸線方向に少なくとも一回往復移動するように相対移動させ、前記工作物から遠ざかる方向に相対移動させないように前記駆動手段を制御する第一の研削制御手段と、
前記円筒部の前記研削終了位置に到達した前記砥石車を、一方の前記端面部の仕上位置から他方の前記端面部の仕上位置まで前記工作物の軸線方向に相対移動するように前記駆動手段を制御する第二の研削制御手段と
を具備する」ものである。

本発明の研削装置によると、上述した工作物の研削方法を確実に具現化することが可能となり、上述と同様の作用効果を奏することができ、工作物に備えられた円筒部、その両端に対向配置された一対の端面部を一回のプランジ研削で研削加工することができると共に、研削焼けが発生するのを防止して良好な加工面を得ることができる。また、砥石車の修整量を少なくして、砥石車一枚当たりの工作物の生産量を増加させることができる。

上述の通り本発明によると、プランジ研削の際に工作物の発熱量を抑制して研削焼けが発生するのを防止すると共に、砥石車の修整量を少なくして砥石車一枚当たりの工作物の生産量を増加させることのできる工作物の研削方法及び研削装置を提供できる。

次に、本発明に係る工作物の研削方法及び研削装置の一実施形態を、図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の研削装置として円筒研削盤の概略構成を示す平面図である。図２は、図１の研削装置における工作物と砥石車との関係を示す要部拡大図である。

図１に示すように、本実施形態の円筒研削盤１（本例ではＣ−Ｘ軸同期ピン研削盤）は、基台部分を構成するべッド２と、ベッド２の上面に載置された砥石台３と、ベッド２の上面に設けられ、工作物Ｗを支持するテーブル４とを備えている。このベッド２の上面には、工作物Ｗの軸線方向であるＺ軸方向（矢印Ｚ）に摺動自在に支持台５が載置されており、更に支持台５の上面に、砥石台３が工作物Ｗの径方向であるＸ軸方向（矢印Ｘ）に摺動自在に載置されている。

支持台５は、回転角度を的確に割り出すことが可能なサーボモータ等のＺ軸駆動装置６によって、送りねじ機構等のＺ軸駆動伝達機構７を介してＺ軸方向に移動される。一方、砥石台３は、回転角度を的確に割り出すことができるサーボモータ等のＸ軸駆動装置８によって、送りねじ機構等のＸ軸駆動伝達機構９を介してＸ軸方向に移動される。これにより、砥石台３は、テーブル４に対してＺ軸方向及びＸ軸方向に移動される。また、砥石台３は、円盤状の砥石車１０を軸承するものであり、砥石車１０を回転駆動するモータ等の砥石車駆動装置１１を備えている。

テーブル４は、一端側に主軸台１２と他端側に心押台１３とを備えている。この主軸台１２は、回転角度を的確に割り出すことができるサーボモータ等の主軸駆動装置１４によって回転駆動される主軸１５を備えている。そして、工作物Ｗは、一端側が主軸１５に設けられたチャック１６に把持され、他端側が心押台１３に設けられたセンタ１７に押圧されて、テーブル４上にて支持されると共に、主軸１５の回転軸線を中心軸としてＣ軸周り（矢印Ｃ）に回転駆動される。

更に、本例の円筒研削盤１は、Ｘ軸駆動装置８、Ｚ軸駆動装置６、砥石車駆動装置１１、及び主軸駆動装置１４等の駆動装置を制御するためのＣＮＣ制御装置１８を備えている。このＣＮＣ制御装置１８は、所定のプログラムを実行することで数値制御により工作物Ｗ等を加工することができ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を有するコンピュータを用いて構成されている。

なお、図１に示すように、主軸台１２には、砥石車１０を修整するための修正工具１９を有した砥石車修整装置２５が備えられている。修正工具１９は、外周面がツルア面とされた円盤形状の周面ツルア１９ａと、修正工具１９の回転軸方向に突出した端面がツルア面とされた端面ツルア１９ｂとを備えている。

ところで、本例では、工作物Ｗとしてクランクシャフトを採用しており、砥石台３に装着された砥石車１０によってクランクジャーナルＷ１やクランクピンＷ２等の研削対象部が研削されるようになっている。なお、工作物Ｗは、旋盤やフライス盤等による切削加工によって適宜の研削取代を残した寸法に前加工されており、円筒部２０と、円筒部２０の両端に対向配置された一対の端面部２１と、端面部２１から円筒部２０に至る一対のＲ部２２とを有している（図２参照、なお、図中二点鎖線は仕上形状を示している）。

一方、砥石車１０は、工作物Ｗの軸線（Ｚ軸線）と平行な軸線周りに回転可能に軸承されており、図２に示すように、砥石車１０の外周面となる砥石円筒部１０ａと、円筒部１０ａに対して垂直の砥石端面部１０ｂと、砥石端面部１０ｂから砥石円筒部１０ａに至る砥石曲面部１０ｃとを有している。なお、砥石曲面部１０ｃは、工作物ＷにおけるＲ部２２の仕上形状と対応した形状とされている。また、砥石車１０は、その幅ＴＷが、工作物Ｗにおける端面部２１間の仕上幅Ｓ１よりも狭く、研削加工前の端面部２１間の幅Ｓ２よりも広い幅とされている。

次に、本例の円筒研削盤１を用いた工作物Ｗの研削方法について図３及び図４に基づいて説明する。図３は、図１の円筒研削盤を用いた工作物の研削方法の一実施形態を示す説明図である。図４は、図３の研削方法における工程の流れを示す説明図である。本実施形態における工作物Ｗの研削方法は、第一の研削工程と第二の研削工程とからなっている。これら第一の研削工程及び第二の研削工程は、ＣＮＣ制御装置１８において、所定の制御プログラムを実行することで具現化される第一の研削制御手段と、第二の研削制御手段とによって、Ｚ軸駆動装置６やＸ軸駆動装置８等を適宜制御して所望の研削加工が行われる。

第一の研削工程では、砥石車１０を、Ｘ軸駆動装置８により工作物Ｗの回転中心に向かう方向に移動させながら、Ｚ軸駆動装置６により工作物Ｗの軸線方向に往復するように移動させる。つまり、砥石車１０を工作物Ｗにおける円筒部２０に向かって斜め方向に所定量移動（図４（ａ）参照）させた後に、工作物Ｗの軸線方向に対して逆方向の斜め方向に所定量移動（図４（ｂ）参照）させ、これを繰り返して砥石車１０を円筒部２０に向かってジグザグに移動させる。そして円筒部２０の研削終了位置、即ち、円筒部２０の仕上位置まで移動させる（図４（ｃ）参照）。

本例では、第一の研削工程において、砥石車１０が円筒部２０の研削終了位置に到達した時に、砥石車１０の一方（図４中右側）の砥石端面部１０ｂが、工作物Ｗにおける一方の端面部２１の仕上位置と一致するように送られ、工作物Ｗの一方の端面部２１とそれに続くＲ部２２が仕上られる。

このように、第一の研削工程では、砥石車１０の幅ＴＷを、工作物Ｗにおける端面部２１間の仕上幅Ｓ１よりも狭くし、且つ、研削前の端面部２１間の幅Ｓ２よりも広い幅としているので、一対の端面部２１を同時に研削できる。また、砥石車１０のジグザグ移動によって、工作物Ｗにおけるの端面部２１の仕上位置から遠ざかる方向に研削が行われる側では、砥石車１０が移動するのに従って、砥石端面部１０ｂと端面部２１との間の隙間が大きくなり、その隙間にクーラント液が供給されて端面部２１を良好に冷却することがでる。そして、夫々の端面部２１でその仕上位置に向かう研削と遠ざかる研削とが交互に行われるので、クーラント液による端面部２１への冷却も交互に行われ、両端面部２１ともに良好に冷却されて研削焼けが発生するのを防止することが可能となり、端面部２１に良好な加工面を得ることができる。

また、第一の研削工程では、工作物Ｗの端面部２１を研削する際に、端面部２１の仕上位置に向かう場合と遠ざかる場合とでは、砥石車１０の接触位置が異なるので砥石車１０が偏摩耗し難くなる。また、砥石車１０のジグザグ移動によって端面部２１間を所定の仕上幅に仕上るようにしており、従来の総型砥石車５０のようにその幅を仕上幅と一致させる必要が無く、仕上幅よりも狭ければ良いので、砥石車１０の砥石端面部１０ｂをツルーイングしてその幅が狭くなっても問題なく端面部２１間を所定の仕上幅Ｓ１に仕上ることができる。従って、砥石車１０に対して砥石円筒部１０ａや砥石曲面部１０ｃだけでなく砥石端面部１０ｂも、つまり、砥石車１０の外面全体をツルーイングすることができ、砥石車１０の修整量を可及的に少なくすることができ、砥石車１０一枚当たりの工作物の生産量を増加させることができる。

因みに、本例では、第一の研削工程におけるＸ軸方向の送り速度が約１３〜２５ｍｍ／ｍｉｎ、Ｚ軸方向の送り速度が約１〜２ｍｍ／ｍｉｎとされている。また、工作物Ｗにおける円筒部２０までの深さが約１０〜１５ｍｍ、端面部２１の研削取代は夫々約０．２〜０．３ｍｍとされている。

続く第二の研削工程では、工作物Ｗにおける円筒部２０の研削終了位置（仕上位置）に到達した砥石車１０を、Ｚ軸駆動装置６により一方の端面部２１の仕上位置から他方の端面部２１の仕上位置まで工作物Ｗの軸線方向（Ｚ軸方向）に移動させる。これにより、工作物Ｗにおける円筒部２０と、他方の端面部２１、及び他方の端面部２１から円筒部２０に至るＲ部２２が仕上られ（図４（ｄ）参照）、端面部２１間が、所定の仕上幅Ｓ１に仕上られる。

この第二の研削工程では、砥石車１０を加工物Ｗの軸線方向（Ｚ軸方向）に移動させるので、砥石車１０が斜め方向に移動する第一の研削工程において削り残された部分を研削して、端面部２１を所定の仕上幅Ｓ１に仕上ることができると共に、第二の研削工程における研削量が少ないので発生する研削熱も少なく、研削焼けの無い良好な加工面を得ることができる。

上記のように、第一の研削工程及び第二の研削工程により加工物Ｗの研削対象部を研削加工し、適宜タイミングで砥石車修整装置２５を用いて、周面ツルア１９ａで砥石車１０の砥石円筒部１０ａ及び砥石曲面部１０ｃに対して、端面ツルア１９ｂで砥石端面部１０ｂに対してツルーイングを行い砥石車１０を修整する。また、ツルーイングにより砥石車１０（例えば、砥石車１０の径や幅）が所定量まで消耗した場合は、新しい砥石車１０と交換する。

なお、本例では、第一の研削工程において、砥石車１０が円筒部２０の研削終了位置に到達した時に、一方の砥石端面部１０ｂが工作物Ｗにおける一方の端面部２１の仕上位置と一致するものを説明したが、砥石端面部１０ｂが端面部２１の仕上位置と一致しないように移動させて、第二の研削工程において、一方の砥石端面部１０ｂを一旦、一方の端面部２１の仕上位置と一致するようにＺ軸方向に移動させてから、他方の端面部２１の仕上位置までＺ軸方向に移動させるようにしても良い。

また、本例では、第一の研削工程において、砥石車１０をジグザグに移動させる際のＺ軸方向に往復する幅が略一定のものを示したが、図５に示すように、工作物Ｗの軸線方向に往復する幅を徐々に大きくなるようにしても良い。これにより、工作物Ｗにおける端面部２１の研削開始当初、つまり、端面部２１の外周側ほど、工作物Ｗの軸線方向（Ｚ軸方向）の移動量を小さくし、相対的に研削する体積を少なくして研削量が少なくなるようにしており、発生する研削熱を少なくすることで研削熱の蓄積を抑制して工作物の熱膨張を抑えることができ、加工精度を向上させることができる。また、端面部２１の研削開始時から研削終了時までの砥石車１０による研削量を平均化することが可能となり、砥石車１０にかかる負荷を軽減させることができる。

このように、本実施形態によると、工作物Ｗに備えられた円筒部２０、その両端に対向配置された一対の端面部２１、及びＲ部２２を一回のプランジ研削で研削加工することができると共に、研削焼けが発生するのを防止して良好な加工面を得ることができる。また、砥石車１０の修整量を少なくして、砥石車１０一枚当たりの工作物の生産量を増加させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の実施の形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、本実施形態では、砥石車１０の幅ＴＷが、工作物Ｗにおける端面部２１間の仕上幅Ｓ１よりも狭く、且つ、研削前の端面部２１間の幅Ｓ２よりも広い幅のものを用いた場合を示したが、これに限定するものではなく、砥石車１０の幅ＴＷが、研削前の端面部２１間の幅Ｓ２よりも狭い幅のものであっても良い。これによって、上記と同様の作用効果を奏することができる。なお、ツルーイングによって砥石車１０の幅ＴＷが、幅Ｓ２よりも狭くなったものであっても良いし、予め幅Ｓ２よりも狭いものであっても良い。しかしながら、砥石車１０の幅ＴＷが狭くなりすぎると、工作物Ｗにおける軸線方向（Ｚ軸方向）の移動量が大きくなり、全体的に砥石車１０の移動量が多くなり加工時間が増加するので、適宜の幅までとすることが望ましい。

また、本実施形態では、研削装置として円筒研削盤１に適用したものを示したが、これに限定するものではなく、円筒部と、円筒部の両端に配置された一対の端面部とを少なくとも有した加工物を研削加工するための種々の研削盤に適用することができる。

本発明の研削装置として円筒研削盤の概略構成を示す平面図である。 図１の研削装置における工作物と砥石車との関係を示す要部拡大図である。 図１の円筒研削盤を用いた工作物の研削方法の一実施形態を示す説明図である。 図３の研削方法における工程の流れを示す説明図である。 図３とは異なる本発明に係る工作物の研削方法を示す説明図である。 （ａ）は従来の工作物の研削方法を示す説明図であり、（ｂ）は従来の問題点を示す説明図である。

符号の説明

Ｗ 工作物
１ 円筒研削盤（研削装置）
２ ベッド
３ 砥石台
４ テーブル
５ 支持台
６ Ｚ軸駆動装置（駆動手段）
８ Ｘ軸駆動装置（駆動手段）
１０ 砥石車
１１ 砥石車駆動装置
１２ 主軸台
１３ 心押台
１４ 主軸駆動装置
１８ ＣＮＣ制御装置（第一の研削制御手段，第二の研削制御手段）
１９ 修正工具
１９ａ 周面ツルア
１９ｂ 端面ツルア
２０ 円筒部
２１ 端面部
２２ Ｒ部
２５ 砥石車修整装置

Claims (6)

1. 円筒部及びその両端に対向配置された一対の端面部を有する工作物、及び該工作物の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承された砥石車を夫々回転させると共に、前記工作物に対して前記砥石車を相対的に移動させることにより、少なくとも前記端面部に夫々備えられた所定幅の研削代を前記砥石車によって研削して前記端面部間を所定の仕上幅に加工する工作物の研削方法であって、
   前記砥石車の幅を前記端面部間の前記仕上幅よりも狭い幅とし、
   前記砥石車を、前記円筒部における外周面の研削終了位置まで前記工作物の軸線方向と交差する方向に相対移動させながら、前記端面部の研削開始位置から前記円筒部の前記研削終了位置に移動するまでに、前記端面部間の前記仕上幅の間で前記工作物の軸線方向に少なくとも一回往復するように相対移動させ、前記工作物から遠ざかる方向に相対移動させずに研削する第一の研削工程と、
   該第一の研削工程で前記円筒部の前記研削終了位置に到達した前記砥石車を、一方の前記端面部の仕上位置から他方の前記端面部の仕上位置まで前記工作物の軸線方向に相対移動させて研削する第二の研削工程とを有し、
   前記第一の研削工程及び前記第二の研削工程により、少なくとも前記端面部間を所定の前記仕上幅に研削加工することを特徴とする工作物の研削方法。
2. 前記砥石車の幅を、研削前の前記端面部間の幅よりも広い幅とすることを特徴とする請求項１に記載の工作物の研削方法。
3. 前記第一の研削工程は、
   前記端面部の前記研削開始位置から前記円筒部の前記研削終了位置に向かうに従って、前記工作物の軸線方向に往復する幅が徐々に大きくなるように前記砥石車を相対移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作物の研削方法。
4. 前記工作物が前記端面部と前記円筒部との間にＲ部を更に有すると共に、該Ｒ部の仕上形状と対応した砥石曲面部が前記砥石車に備えられ、
   少なくとも前記第二の研削工程により、前記工作物の前記Ｒ部を研削加工することを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか一つに記載の工作物の研削方法。
5. 前記砥石車の研削可能な外面全体をツルーイングすることで摩耗を修整して、該砥石車を繰り返し研削加工に用いることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか一つに記載の工作物の研削方法。
6. 円筒部とその両端に対向配置された一対の端面部を有する工作物を、少なくとも前記端面部間を所定の仕上幅に研削加工可能な研削装置であって、
   前記工作物をその軸線周りに回転可能に軸承する主軸台と、
   前記工作物における前記端面部間の前記仕上幅よりも狭い幅の砥石車と、
   該砥石車を前記主軸台の軸線と平行な軸線周りに回転可能に軸承する砥石台と、
   前記主軸台と前記砥石台とを、前記工作物の軸線方向及び軸線方向と交差する方向に相対移動させる駆動手段と、
   前記砥石車を、前記円筒部における外周面の研削終了位置まで前記工作物の軸線方向と交差する方向に相対移動させながら、前記端面部の研削開始位置から前記円筒部の前記研削終了位置に移動するまでに、前記端面部間の前記仕上幅の間で前記工作物の軸線方向に少なくとも一回往復移動するように相対移動させ、前記工作物から遠ざかる方向に相対移動させないように前記駆動手段を制御する第一の研削制御手段と、
   前記円筒部の前記研削終了位置に到達した前記砥石車を、一方の前記端面部の仕上位置から他方の前記端面部の仕上位置まで前記工作物の軸線方向に相対移動するように前記駆動手段を制御する第二の研削制御手段と
   を具備することを特徴とする研削装置。

Images