(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(54)【発明の名称】砥石修正方法
(51)【国際特許分類】
B24B 53/04 20120101AFI20241126BHJP
B24B 53/00 20060101ALI20241126BHJP
B24B 53/047 20060101ALI20241126BHJP
【FI】
B24B53/04
B24B53/00 A
B24B53/047
(21)【出願番号】P 2021083954
(22)【出願日】2021-05-18
【審査請求日】2024-02-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 明
(72)【発明者】
【氏名】野中 雄遥
【審査官】山村 和人
(56)【参考文献】
【文献】特開平7-9337(JP,A)
【文献】特開2001-246560(JP,A)
【文献】特開2016-198875(JP,A)
【文献】特開2012-71412(JP,A)
【文献】特開昭59-30668(JP,A)
【文献】特開2001-341073(JP,A)
【文献】特開2000-246635(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B24B 53/00 - 53/14
H01L 21/304
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
砥石修正方法であって、
回転する砥石の外周面にドレッサを予め定められた切り込み量で切り込み、前記砥石の幅方向に前記ドレッサを移動させて前記外周面を削ることによって前記砥石の前記外周面に研削面を形成するドレッシング工程と、
前記ドレッシング工程の後に、前記ドレッサを前記砥石に対して前記切り込み量未満の範囲で相対的に後退させた後に、前記ドレッサを前記幅方向に移動させることで、前記ドレッシング工程で生じた前記研削面の遊離砥粒を除去する遊離砥粒除去工程と、を備える、砥石修正方法。
【請求項2】
請求項1に記載の砥石修正方法であって、
前記遊離砥粒除去工程において、前記砥石が1回転する間に前記ドレッサが前記幅方向に移動する距離であるドレッサ移動距離は、前記ドレッシング工程において前記砥石が1回転する間に前記ドレッサが前記幅方向に移動する距離と同じである、砥石修正方法。
【請求項3】
請求項2に記載の砥石修正方法であって、
前記遊離砥粒除去工程において、前記ドレッサを相対的に後退させる距離は、前記切り込み量の0.5倍以上0.6倍以下である、砥石修正方法。
【請求項4】
請求項2または請求項3に記載の砥石修正方法であって、
前記ドレッサは、単石ドレッサである、砥石修正方法。
【請求項5】
請求項4に記載の砥石修正方法であって、
前記ドレッサは、前記外周面と対向する先端側が前記幅方向において前記単石ドレッサのX倍(Xは1より大きい数)の長さを有するインプリドレッサであり、
前記単石ドレッサを用いて前記ドレッシング工程と前記遊離砥粒除去工程とを実行するときのドレッサ移動距離をYとした場合に、前記インプリドレッサを用いて前記ドレッシング工程と前記遊離砥粒除去工程とを実行する場合のドレッサ移動距離は、前記YのX倍である、砥石修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、砥石修正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、砥石の外周の外周面にドレッサを接触させると共に、砥石とドレッサとを砥石幅方向に相対移動させることにより、砥石のドレッシング(砥石修正)を行う技術が知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
砥石修正では、砥石の外周面をドレッサで削ることによって研削面を形成するため、研削面の表面に削り取られた砥石としての遊離砥粒が生じる。この遊離砥粒を除去せずに、研削対象物の研削を行った場合、研削対象物の被研削面にスクラッチ傷が生じる場合がある。よって、砥石修正において生じた遊離砥粒を除去する技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【0006】
(1)本開示の一形態によれば、砥石修正方法が提供される。この砥石修正方法は、砥石修正方法であって、回転する砥石の外周面にドレッサを予め定められた切り込み量で切り込み、前記砥石の幅方向に前記ドレッサを移動させて前記外周面を削ることによって前記砥石の前記外周面に研削面を形成するドレッシング工程と、前記ドレッシング工程の後に、前記ドレッサを前記砥石に対して前記切り込み量未満の範囲で相対的に後退させた後に、前記ドレッサを前記幅方向に移動させることで、前記ドレッシング工程で生じた前記研削面の遊離砥粒を除去する遊離砥粒除去工程と、を備える。この形態によれば、ドレッシング工程の後に、ドレッサを砥石に対して切り込み量未満の範囲で相対的に後退させた後に、回転する砥石に対してドレッサを幅方向に移動させることで、ドレッサによって遊離砥粒を除去できる。
(2)上記形態であって、前記遊離砥粒除去工程において、前記砥石が1回転する間に前記ドレッサが前記幅方向に移動する距離であるドレッサ移動距離は、前記ドレッシング工程において前記砥石が1回転する間に前記ドレッサが前記幅方向に移動する距離と同じであってもよい。この形態によれば、遊離砥粒除去工程において、ドレッサと遊離砥粒とが当接する確率を向上させることができる。すなわち、回転する砥石の研削面上に付着した遊離砥粒をドレッサによってより確実に除去できる。
(3)上記形態であって、前記遊離砥粒除去工程において、前記ドレッサを相対的に後退させる距離は、前記切り込み量の0.5倍以上0.6倍以下であってもよい。この形態によれば、遊離砥粒除去工程において、ドレッサと遊離砥粒とが当接する確率をさらに向上させることができる。すなわち、砥石の研削面上に付着した遊離砥粒をドレッサによってより確実に除去できる。
(4)上記形態であって、前記ドレッサは、単石ドレッサであってもよい。この形態によれば、単石ドレッサをドレッサとして用いることができる。
(5)上記形態であって、前記ドレッサは、前記外周面と対向する先端側が前記幅方向において前記単石ドレッサのX倍(Xは1より大きい数)の長さを有するインプリドレッサであり、前記単石ドレッサを用いて前記ドレッシング工程と前記遊離砥粒除去工程とを実行するときのドレッサ移動距離をYとした場合に、前記インプリドレッサを用いて前記ドレッシング工程と前記遊離砥粒除去工程とを実行する場合のドレッサ移動距離は、前記YのX倍であってもよい。
本開示は、上記の砥石修正方法以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、砥石修正装置の製造方法、砥石修正装置の制御方法、砥石修正装置を備えた研削盤(以下、砥石修正システム)の製造方法、砥石修正システムの制御装置、砥石修正システムの制御方法、その制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムに記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図3】遊離砥粒除去工程の流れを示すフローチャート。
【
図4】第1実施形態における砥石修正方法を説明するための図。
【
図6】第2実施形態における砥石修正方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
A.第1実施形態:
図1は、研削盤1の全体構成を示す平面図である。
図1では、研削盤1を床面等の水平な設置面に載置した状態で、研削盤1を上方向側から見たときの状態を模式的に示している。研削盤1は、研削対象物としてのワークWに対して、砥石11を接触させると共に、ワークWと砥石11とを相対的に移動させることでワークWの表面を研削加工する工作機械である。本実施形態では、研削盤1は円筒研削盤である。また、ワークWは、本実施形態では、円筒形状を成す。ワークWは、例えば、金属やセラミックで形成される。なお、ワークWの形状および材料は、これに限られるものではない。
【0009】
図1には、互いに直交する軸としてのX軸およびY軸が描かれている。X軸およびY軸は、研削盤1が床面等の水平な設置面に載置された状態において水平な軸である。X軸に沿ったX方向は、砥石11の幅方向である。Y方向は、後述するドレッシング工程(ステップS1)においてドレッサ30を切り込む切り込み方向に沿った方向である。X軸およびY軸に沿った方向で正負を問わないものは、それぞれ幅方向X、切り込み方向Yとする。
【0010】
研削盤1は、本実施形態の砥石修正方法が実行される砥石修正装置を含む。研削盤1は、ベッド2と、砥石台10と、Y軸送り装置50と、ワーク支持装置20と、X軸送り装置60と、ドレッサ30と、制御装置40と、を備える。
【0011】
ベッド2は、研削盤1の各構成要素10,20,30,50,60を支持する。ベッド2は、複数の面を有する。ベッド2は、例えば、鋳鉄により形成される。
【0012】
砥石台10は、ベッド2の一部に支持される。砥石台10は、砥石11と、砥石軸12とを備える。砥石台10は、砥石11と、砥石軸12と、砥石回転駆動装置15とを支持する。砥石台10は、ガードレール上に案内支持されている。また、砥石台10は、Y軸送り装置50に接続されている。Y軸送り装置50は、Y軸モータ51を含む。Y軸モータ51は、Y軸送り装置50に駆動力を与える。このY軸送り装置50により、砥石台10は、切り込み方向Yに移動可能となる。
【0013】
砥石11は、ワークWの表面を研削加工する。砥石11は、コア111と、砥石層112と、により構成される。本実施形態では、コア111は、鉄等の材料が円盤状に形成された金属コアである。コア111は、砥石軸12に対して図示しないボルト等により着脱可能に連結される。砥石層112は、研削加工の際にワークWと接触する研削面112fを外周に形成する。砥石層112は、コア111の外周に、例えば、多数のアルミナ系の砥粒Gがビトリファイドボンドやレジンボンド等の結合材Kにより結合された構成である。具体的には、砥粒Gと結合材Kとを混合して焼き固めることで砥石層112が形成される。本実施形態では、砥粒Gの平均砥粒径は、100μm程度である。本実施形態では、砥石層112は、円盤状に形成されており、コア111よりも径が大きくなるように設けられた、いわゆる砥石車である。以下において、砥石11の外周部分のうち、切り込み方向Yにおいて最大径となる部分を外周面112gとする。また、後述するドレッシング工程(ステップS1)において外周面112gを削ることで形成され、ワークWや後述するドレッサ30と接触する部分を研削面112fとする。つまり、研削面112fは、外周面112gから窪んだ溝を形成する面である。なお、砥石11の形状や砥石台10の構成は、これに限られるものではない。
【0014】
砥石軸12は、砥石11を回転可能に支持する。砥石軸12は、砥石台10に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。砥石軸12は、砥石11の回転軸である砥石回転軸O1を形成する。本実施形態では、砥石回転軸O1が延びる方向は、水平方向である。砥石回転軸O1が延びる方向は、幅方向Xと一致する。
【0015】
砥石回転駆動装置15は、砥石軸12を予め定められた回転数で回転駆動させる。これにより、砥石11は砥石回転軸O1回りに回転する。砥石回転駆動装置15は、図示しないモータを備える。砥石回転駆動装置15と砥石軸12とは、接続されている。なお、砥石11の回転速度は、砥石回転駆動装置15のモータの回転数により制御される。
【0016】
ワーク支持装置20は、ワークWの回転軸であるワーク回転軸O2回りに回転可能となるように、幅方向XにおいてワークWの両端を支持する。本実施形態では、ワーク回転軸O2が延びる方向は、水平方向である。ワーク回転軸O2が延びる方向は、幅方向Xと一致する。ワーク支持装置20は、テーブル21と、主軸台22と、心押台23と、主軸回転駆動装置26と、ドレッサ保持部22aとを有する。
【0017】
テーブル21は、ベッド2上に配置され、ガードレール上に案内支持されている。テーブル21は、X軸送り装置60に接続されている。X軸送り装置60は、X軸モータ61を含む。X軸モータ61は、X軸送り装置60に駆動力を与える。このX軸送り装置60により、テーブル21は、幅方向Xに移動可能となる。
【0018】
主軸台22および心押台23は、テーブル21の上面に対向して配置され、ワークWの一端と他端とをそれぞれ支持する。主軸台22は、チャック24と、主軸27とを備える。チャック24は、ワークWの一端を把持する。
【0019】
主軸回転駆動装置26は、主軸台22に設けられている。主軸回転駆動装置26は、主軸27を予め定められた回転数で回転駆動させる。具体的には、主軸回転駆動装置26が主軸27に駆動力を与え、これにより主軸27が回転する。その結果、チャック24を介してワークWがワーク回転軸O2回りに回転する。主軸回転駆動装置26は、図示しないモータを含む。なお、ワークWの回転速度は、例えば、主軸回転駆動装置26の図示しないモータの回転数により制御される。
【0020】
心押台23は、センタ25を備える。心押台23は、幅方向Xにおいて、ワークWの他端側に主軸台22と対向するように設けられる。センタ25は、ワークWの他端を把持する。心押台23は、ワークWの他端をセンタ25で回転可能に支持する。具体的には、センタ25の一端がワークWの他端と当接し、ワークWを把持する。ワークWは、チャック24とセンタ25とによってテーブル21の移動方向(幅方向X)と平行なワーク回転軸O2回りに回転可能に支持されると共に、主軸回転駆動装置26により回転駆動される。
【0021】
ドレッサ保持部22aは、ガードレール上に案内支持されており、ガードレールに沿って幅方向Xに移動した場合にドレッサ30が砥石11に接触し得る位置に設けられる。ドレッサ保持部22aは、ドレッサ30を固定保持する。ドレッサ保持部22aは、X軸モータ61により駆動力を与えられて、幅方向Xに移動可能となる。なお、ドレッサ保持部22aは、後述するドレッシング工程(ステップS1)および遊離砥粒除去工程(ステップS2)を実行していない場合には、
図1に示すように、ワークWの周囲のうち砥石11とワークWとが対向して研削加工が行われる領域以外の領域に配置される。
【0022】
ドレッサ30は、後述するドレッシング工程(ステップS1)において、外周面112gを削ることで砥石11の外周面112gを修正する工具である。また、ドレッサ30は、後述する遊離砥粒除去工程(ステップS2)において、砥石11の研削面112fに付着している後述する遊離砥粒G1を除去するための工具でもある。本実施形態では、ドレッサ30は、単石ドレッサである。ドレッサ30は、支持部材31と、ダイヤモンド単石32と、により構成される。支持部材31は、ダイヤモンド単石32を支持する部材であり、ドレッサ保持部22aに取り外し可能に固定される。ダイヤモンド単石32は、外周面112gを削るための砥石修正部材である。以下において、ダイヤモンド単石32の先端をドレッサ30の先端32aとする。
【0023】
制御装置40は、加工プログラムの実行により数値制御することで、ワークWの研削加工や後述するドレッシング工程(ステップS1)および遊離砥粒除去工程(ステップS2)を制御する。本実施形態では、制御装置40は、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たCNC制御装置である。制御装置40は、砥石回転駆動装置15と、主軸回転駆動装置26と、Y軸送り装置50と、X軸送り装置60と、にそれぞれ電気的に接続されている。さらに、制御装置40は、図示しない各種センサが接続されており、各センサからの信号を処理すると共に、上述した各構成要素15,26,50,60の駆動を制御する。なお、制御装置40は、これに限られるものではない。制御装置40は、研削盤1の各構成要素15,26,50,60等を制御できればよく、他の構成要素を付加的に備えてもよい。制御装置40は、例えば、加工プログラム等を入力するための図示しない入力装置と、制御装置40の処理内容や処理状況等を出力するための図示しない出力装置と、を備えてもよい。また、制御装置40の少なくとも一部の機能は、ハードウェア回路によって構成されてもよい。
【0024】
以上で説明した研削盤1を前提として、本実施形態の砥石修正方法について説明する。
図2は、砥石修正方法の流れを示すフローチャートである。
図3は、砥石修正方法のうち、遊離砥粒除去工程(ステップS2)の流れを示すフローチャートである。砥石修正方法は、
図2に示すように、ドレッシング工程(ステップS1)と、遊離砥粒除去工程(ステップS2)と、を有する。
【0025】
図4は、第1実施形態における砥石修正方法を説明するための図である。
図4では、砥石11とドレッサ30との位置関係を模式的に示している。
図4では、砥粒Gを出来るだけ大きく描くことによって、幅方向Xにおける砥石層112の長さ(幅)と、切り込み方向Yにおける砥石層112の長さ(厚み)とは、一部のみを図示している。
図4の左図は、ドレッシング工程(ステップS1)を実行する前の状態における砥石11とドレッサ30との位置関係を示している。また、
図4の右図は、ドレッシング工程(ステップS1)を実行した後に、遊離砥粒除去工程(ステップS2)を実行する前の状態における砥石11とドレッサ30との位置関係を示している。
図4の右図には、後述する遊離砥粒G1も併せて図示している。
図5は、
図4の領域R1の拡大図である。以下において、まず、
図4の左図を用いてドレッシング工程(ステップS1)について説明する。
【0026】
ドレッシング工程(ステップS1)は、砥石11の外周面112gをドレッサ30のチップであり、幅方向Xに長さC1を有するダイヤモンド単石32によって削ることにより、砥石11のうち砥石層112に含まれる複数の砥粒Gに研削面112fを形成する工程である。長さC1は、ドレッサ30のチップのうちで、研削に寄与する部分の長さである。
図4では、砥石層112に含まれる複数の砥粒Gのうち、代表して一部の砥粒Gを模式的に図示している。ドレッシング工程(ステップS1)では、1分間当たりの所定の回転数r[rpm]で回転する砥石11の外周面112gにドレッサ30を予め定められた切り込み量LDで切り込む。具体的には、まず、ドレッサ30を幅方向Xに移動させて砥石11と近接した位置に配置する。この状態において、砥石11を切り込み方向Yのうちでドレッサ30に向かう方向(-Y方向)に移動させることで、ドレッサ30を砥石11の外周面112gから砥石軸12へ向かう方向である+Y方向に切り込ませる。すなわち、本実施形態では、ドレッサ30の切り込み方向Yにおける位置は移動せず、砥石11が切り込み方向Yに移動することで、切り込み方向Yにおけるドレッサ30と砥石11との相対的な位置関係を変化させる。ドレッシング工程(ステップS1)開始時において、
図4の左図に実線で示すように、ドレッサ30の先端32aは、外周面112gから切り込み量LDの長さ分だけ+Y方向に切り込まれた状態で、砥石11の幅方向Xの一端112a側に位置している。ドレッシング工程(ステップS1)における切り込み量LDは任意である。本実施形態では、切り込み量LDは10μmであり、砥粒Gの平均砥粒径100μm程度の10分の1程度である。
【0027】
続いて、回転する砥石11に対して、幅方向Xに予め設定した移動速度vでドレッサ30を1回移動(トラバース)させることにより外周面112gを削る。つまり、砥石11が1回転する間にドレッサ30が幅方向Xに移動する距離であるドレッサ移動距離D1だけ移動する。ドレッサ移動距離D1は、ドレッサ30のうちでダイヤモンド単石32の幅方向Xにおける長さC1と同程度である。具体的には、ドレッサ30を外周面112gに切り込んだ状態において、幅方向Xの一端112a側から他端112b側に向けて移動させる。ドレッシング工程(ステップS1)終了時において、ドレッサ30は、
図4の左図に点線で示すように、ドレッサ30の先端32aが外周面112gから切り込み量LDの長さ分だけ+Y方向に切り込まれた状態で、砥石11の幅方向Xの他端112b側に位置している。このように、ドレッサ30を外周面112gに切り込み、幅方向Xに移動させる。これにより、砥石11の外周面112gは、砥石11の1分間当たりの所定の回転数r[rpm]と、砥石11に対してドレッサ30を幅方向Xに移動(トラバース)させる移動速度vと、によって求められる所望の表面粗さとなるようにドレッシング(砥石修正)される。
【0028】
ここで、ドレッシング工程(ステップS1)では、砥石11の外周面112gをドレッサ30で削っているため、研削面112f上には削り取られた砥石としての遊離砥粒G1が生じる。この遊離砥粒G1を除去せずに、ワークWの研削を行った場合、ワークWの被研削面にスクラッチ傷が生じる場合がある。そのため、本実施形態の砥石修正方法では、ドレッシング工程(ステップS1)の後に、以下に示す遊離砥粒除去工程(ステップS2)を実行することで、砥石11の研削面112f上から遊離砥粒G1を除去する。
【0029】
なお、本実施形態では、ドレッシング工程(ステップS1)終了時において、ドレッサ30は、砥石11の幅方向Xの他端112b側に位置している。本実施形態では、遊離砥粒除去工程(ステップS2)を開始する前に、ドレッサ30をドレッシング工程(ステップS1)の開始時の位置まで戻した状態とし、砥石11の一端112a側から遊離砥粒除去工程(ステップS2)を開始する。また、理解の容易のため、
図4の右図では、研削面112f上に付着している多数の遊離砥粒G1の一部のみを代表的に図示している。
【0030】
以下において、ドレッシング工程(ステップS1)の後に実行される遊離砥粒除去工程(ステップS2)について、
図3~
図5を用いて説明する。
図3に示すように、遊離砥粒除去工程(ステップS2)は、ドレッサ位置決定工程(ステップS22)と、トラバース工程(ステップS24)と、を有する。遊離砥粒除去工程(ステップS2)は、砥石11をドレッシング工程(ステップS1)と同じ回転数r[rpm]で回転させた状態において、ドレッサ30を砥石11に対して幅方向Xに移動速度vで移動(トラバース)させることによって行う。
【0031】
図4および
図5に示すように、ドレッサ位置決定工程(ステップS22)では、砥石11をドレッサ30から離れる方向に移動させることで、ドレッサ30を切り込み量LD未満の範囲で-Y方向側に相対的に後退させる。まず、
図5に示すように、ドレッサ30を切り込み量LD未満の範囲で-Y方向側に相対的に後退させる距離である後退距離L1を決定する。以下において、後退距離L1の決定方法について説明する。
【0032】
ドレッサ30と研削面112fとは、トラバース工程(ステップS24)でドレッサ30を幅方向Xに移動させる過程において、遊離砥粒G1とドレッサ30とが当接し得る状態となる位置に設ける必要がある。すなわち、後退距離L1は、遊離砥粒G1の大きさ未満とする必要がある。
【0033】
このとき、遊離砥粒G1は、様々な形状を成すことが考えられる。本実施形態では、理解の容易のために、
図4に示すように、遊離砥粒G1は、断面視において円形に近い形状を成すと仮定して説明する。
【0034】
ここで、遊離砥粒G1は、ドレッシング工程(ステップS1)において外周面112gが切り込み方向Yに切り込み量LDの長さだけ削り取られたときに生じた切り屑である。よって、遊離砥粒G1の平均砥粒径は、切り込み量LDに0.7~0.9を乗じた程度の大きさであると考えられる。このことから、トラバース工程(ステップS24)でドレッサ30を幅方向Xに移動させる過程において、遊離砥粒G1とドレッサ30とを当接し得る状態とするための後退距離L1は、切り込み量LD未満の範囲であればよい。
図4の右図および
図5では、後退距離L1が切り込み量LD未満かつ切り込み量LDの半分よりも大きい位置にドレッサ30の先端32aが位置する場合を例示している。
【0035】
このようにして後退距離L1を決定する。さらに、決定した後退距離L1となるように、ドレッサ30を-Y方向側に相対的に後退させる。具体的には、砥石11をドレッサ30から離れる方向(+Y方向)に移動させることで、ドレッサ30を後退距離L1の分だけ相対的に後退させる。研削面112fは砥石11の外周に形成された螺旋状の溝である。螺旋状の溝は、研削面112fのうちで切り込み方向Yにおいて砥石軸12に近接する側である奥側ほど幅が狭くなる。遊離砥粒G1は、径を有するので、螺旋状の溝の奥側でなく、奥側とは反対側の手前側に付着しやすい。ドレッシング工程(ステップS1)時に形成された螺旋状の溝に倣って、遊離砥粒除去工程(ステップS2)時においてもドレッサ30が通過することが望ましい。しかし、ドレッサ30の位置は、大抵の場合、溝の幅方向にずれる。ドレッサ30の位置が溝の幅方向にずれた場合、後退距離L1が小さいと、遊離砥粒G1を除去できる量が増えるが、研削面112fをドレッシングする量が増える。後退距離L1が大きいと、遊離砥粒G1を除去できる量が少なくなるが、研削面112fをドレッシングする量が少なくなる。
【0036】
次に、
図4に示すように、トラバース工程(ステップS24)で、回転する砥石11に対して、ドレッサ30を幅方向Xに移動(トラバース)させることにより遊離砥粒G1を脱落させて除去する。ここで、遊離砥粒G1は、単に研削面112f上に付着しているだけである。つまり、物理的に他の物体と当接させた場合に遊離砥粒G1は研削面112fから脱落する状態である。そのため、トラバース工程(ステップS24)では、ドレッサ30を幅方向Xに移動させる過程において、研削面112f上の遊離砥粒G1に当接させる。これにより、遊離砥粒G1がドレッサ30によって研削面112fから払い落とされることで、研削面112f上の遊離砥粒G1は除去される。
【0037】
ここで、トラバース工程(ステップS24)では、円盤状を成す砥石11が回転している。よって、トラバース工程(ステップS24)において、回転する砥石11の研削面112fに付着している遊離砥粒G1に対して、ドレッサ30を当接させるためには、砥石11が1回転する間にドレッサ30が移動する距離をドレッシング工程(ステップS1)と同程度以下にすることが好ましい。以下、トラバース工程(ステップS24)において、砥石11が1回転する間にドレッサ30が幅方向Xに移動する距離をドレッサ移動距離D1とする。ドレッサ移動距離D1の決定方法について、以下で説明する。
【0038】
遊離砥粒G1は、砥石11の研削面112fの各部に付着している。仮に、ドレッサ移動距離D1が適切でない場合について考える。例えば、ドレッサ移動距離D1が極端に長い場合として、ドレッサ移動距離D1が砥石11の幅方向Xにおける長さと同じ距離にしたとする。この場合、ドレッサ30は、砥石11が1回転する間に砥石11の一端112aから他端112bまで移動する。このとき、砥石11が1回転する間におけるドレッサ移動距離D1を遊離砥粒G1の平均砥粒径以上とした場合、ドレッサ30が遊離砥粒G1と当接する前に砥石11の他端112bに到達する。すなわち、ドレッサ30は、研削面112fに付着した遊離砥粒G1を確実に除去することができないまま、砥石11の他端112bに到達する。これに対して、遊離砥粒G1の平均砥粒径は切り込み量LDに0.7~0.9を乗じた程度である。そのため、遊離砥粒除去工程(ステップS2)において、砥石11の1回転当たりのドレッサ移動距離D1は、ドレッシング工程(ステップS1)における砥石11の1回転当たりのドレッサ移動距離D1と同じにすることが望ましい。この場合、後退距離L1は、切り込み量LDの0.5倍以上0.6倍以下の値が望ましい。ここで、
図5に示すように、外周面112gに形成された溝(研削面112f)のうちで、切り込み方向Yにおける奥側の端を底部Bとする。手前側の端は、外周面112gと一致する。遊離砥粒G1の中心は、砥石11の外周面112gに形成された溝(研削面112f)のうちで、外周面112gから1/2LDだけ底部B側に入った部分と外周面112gとの間に存在する。遊離砥粒除去工程(ステップS2)におけるドレッサ移動距離D1を、ドレッシング工程(ステップS1)におけるドレッサ移動距離D1の半分にした場合、後退距離L1は、切り込み量の4分の3とすることが望ましい。
【0039】
上記実施形態によれば、ドレッシング工程(ステップS1)において砥石11の外周面112gをドレッサ30で削ることにより生じる遊離砥粒G1を、遊離砥粒除去工程(ステップS2)で除去する。これにより、研削面112f上の遊離砥粒G1をドレッサ30によって除去するため、砥石修正方法を実行した後に、研削対象物としてのワークWの研削を行った場合にワークWの被研削面に生じるスクラッチ傷の発生を低減できる。
【0040】
また、上記実施形態によれば、ドレッシング工程(ステップS1)の後に、ドレッサ30を砥石11に対して切り込み量LD未満の範囲で相対的に後退させた後に、回転する砥石11に対してドレッサ30を幅方向Xに移動させることで、ドレッサ30によって遊離砥粒G1を除去できる。すなわち、ドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行する過程で、ドレッサ30と研削面112fとの相対的な位置関係を変えることで、ドレッサ30によって遊離砥粒G1を除去できる。そのため、遊離砥粒G1を除去するための別部材を用いた別工程を実行することなく、ドレッシング工程(ステップS1)から遊離砥粒除去工程(ステップS2)までを連続した一連の工程で実行できる。これにより、砥石修正に要する時間を短縮できる。また、遊離砥粒G1を除去するための別部材を要しないため、製品単価を低減できる。
【0041】
また、上記実施形態によれば、ドレッサ位置決定工程(ステップS22)において、後退距離L1とドレッサ移動距離D1とを決定した上でトラバース工程(ステップS24)を実行する。これにより、回転する砥石11の研削面112f上の遊離砥粒G1を効率的に除去できる。
【0042】
さらに、上記実施形態であれば、後退距離L1を切り込み量LDの0.5倍以上0.6倍以下とすることができる。これにより、遊離砥粒除去工程(ステップS2)においてドレッサ30と遊離砥粒G1とが当接する確率をさらに向上できる。換言すると、トラバース工程(ステップS24)におけるドレッサ30の幅方向Xへの移動回数が1回であっても、より確実に研削面112f上の遊離砥粒G1を除去できる。
【0043】
B.第2実施形態:
図6は、第2実施形態における砥石修正方法を説明するための図である。
図6では、砥石11とインプリドレッサ80との位置関係を模式的に示している。
図6では、砥粒Gを出来るだけ大きく描くことによって、幅方向Xにおける砥石層112の長さ(幅)と、切り込み方向Yにおける砥石層112の長さ(厚み)とは、一部のみを図示している。
図6の左図は、ドレッシング工程(ステップS1)を実行する前の状態における砥石11とインプリドレッサ80との位置関係を示している。
図6の右図は、ドレッシング工程(ステップS1)を実行した後に、遊離砥粒除去工程(ステップS2)を実行する前の状態における砥石11とインプリドレッサ80との位置関係を示している。
図6の右図には、遊離砥粒G1も併せて図示している。
図6の右図では、
図4の右図と同様、理解の容易のため、研削面112f上に付着している多数の遊離砥粒G1の一部のみを代表的に図示している。なお、遊離砥粒G1の形状は本開示に限られるものではない。本実施形態にて説明するインプリドレッサ80は、断面視において三角形に近い形状を成す遊離砥粒やその他様々な形状を成す遊離砥粒においても適用可能である。
【0044】
本実施形態では、単石ドレッサとしてのドレッサ30の代わりに、幅広のインプリドレッサ80を用いた場合について説明する。インプリドレッサ80は、ドレッサ30と同様の機能を有する工具である。インプリドレッサ80は、外周面112gと対向する先端側が幅方向Xにおいて単石ドレッサのX倍(Xは1より大きい数)の長さC2を有する。すなわち、インプリドレッサ80は、ドレッシング工程(ステップS1)において、外周面112gを削ることで砥石11の外周面112gを修正する工具であり、遊離砥粒除去工程(ステップS2)において、砥石11の研削面112fに付着している遊離砥粒G1を除去するための工具でもある。インプリドレッサ80は、支持部材としてのシャンク81と、砥石修正部材としてのチップ82とによって構成される。
【0045】
チップ82は、多数の砥粒が結合材によって結合された砥石修正部材であり、外周面112gを削る。チップ82に含まれる砥粒は、例えば、ダイヤモンド砥粒である。チップ82は、幅方向Xに長さC2を有する。チップ82は、外周面112gと対向する先端部82aを有する。チップ82の先端部82aは、チップ82に含まれる多数の砥粒の一部分が突出した状態となっている。チップ82に含まれる多数の砥粒のうちで、この突出した部分によって外周面112gを削ることで、砥石11の外周面112gはドレッシング(砥石修正)される。シャンク81は、チップ82を支持する支持部材であり、ドレッサ保持部22aに取り外し可能に固定される。チップ82の基端側はシャンク81に取り付けられる。
【0046】
なお、本実施形態における装置構成およびは、
図1に示した第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態の砥石修正方法は、
図2に示した第1実施形態と同様に、ドレッシング工程(ステップS1)と、遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを備える。また、本実施形態における遊離砥粒除去工程(ステップS2)は、
図3に示した第1実施形態と同様に、ドレッサ位置決定工程(ステップS22)と、トラバース工程(ステップS24)とを備える。本実施形態は、砥石修正においてインプリドレッサ80が用いられる点と、ドレッシング工程(ステップS1)および遊離砥粒除去工程(ステップS2)におけるドレッサ移動距離D2が異なる点とが第1実施形態と相違する。以下において、インプリドレッサ80を用いた本実施形態の砥石修正方法を説明する。なお、本実施形態におけるドレッシング工程(ステップS1)(
図6の左図)およびドレッサ位置決定工程(ステップS22)は、第1実施形態(
図4)と同様であるため、説明を省略する。
【0047】
ドレッシング工程(ステップS1)および遊離砥粒除去工程(ステップS2)において、チップ82(長さC2)を備えたインプリドレッサ80を用いる場合、ダイヤモンド単石32(長さC1)を備えたドレッサ30を用いる場合と比べて、以下の点で相違する。インプリドレッサ80を用いる場合は、ドレッサ30を用いる場合よりも、幅方向Xにおいて長さC2-C1の分だけ研削面112fに接触ないし対向する部分が長い。そのため、インプリドレッサ80を外周面112gと対向した状態で幅方向Xに移動させる場合、単石ドレッサであるドレッサ30を用いる場合と比べて、長さC2-C1の分だけ移動距離を稼ぐことができる。よって、単石ドレッサとしてのドレッサ30を用いてドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行する場合のドレッサ移動距離をYとした場合には、以下のようにすればよい。インプリドレッサ80を用いてドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行する場合のドレッサ移動距離D2は、YのX倍とすればよい。例えば、長さC1のダイヤモンド単石32を幅方向Xにおいて3つ並べたインプリドレッサ80であって、長さC2(この場合、C2=C1×3)のチップ82を備えたインプリドレッサ80を用いる場合を考える。この場合、ドレッシング工程(ステップS1)および遊離砥粒除去工程(ステップS2)において、回転する砥石11に対してインプリドレッサ80を幅方向Xに移動させるときのドレッサ移動距離D2は、ドレッサ30を使用した場合のドレッサ移動距離D1に3を乗じた値に決定することが好ましい。なお、トラバース工程(ステップS24)におけるインプリドレッサ80および砥石11の移動態様は、
図4の右図を用いて説明した第1実施形態と同様である。また、外周面112gに形成される螺旋状の溝の数は、チップ82の先端部82aに露出している砥粒の数と一致する。例えば、ドレッシング工程(ステップS1)において、3つのダイヤモンド単石32を幅方向Xに並べたインプリドレッサ80を使用した場合、外周面112gには3重螺旋状の溝が形成される。
【0048】
上記実施形態であっても、ドレッシング工程(ステップS1)において砥石11の外周面112gをインプリドレッサ80で削ることにより生じる遊離砥粒G1を、遊離砥粒除去工程(ステップS2)で除去する。これにより、研削面112f上の遊離砥粒G1をインプリドレッサ80によって除去するため、砥石修正方法を実行した後に、研削対象物としてのワークWの研削を行った場合にワークWの被研削面に生じるスクラッチ傷の発生を低減できる。
【0049】
また、上記実施形態であっても、ドレッシング工程(ステップS1)の後に、インプリドレッサ80を砥石11に対して切り込み量LD未満の範囲で相対的に後退させた後に、回転する砥石11に対してインプリドレッサ80を幅方向Xに移動させることで、インプリドレッサ80によって遊離砥粒G1を除去できる。すなわち、ドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行する過程で、インプリドレッサ80と研削面112fとの相対的な位置関係を変えることで、インプリドレッサ80によって遊離砥粒G1を除去できる。そのため、遊離砥粒G1を除去するための別部材を用いた別工程を実行することなく、ドレッシング工程(ステップS1)から遊離砥粒除去工程(ステップS2)までを連続した一連の工程で実行できる。これにより、砥石修正に要する時間を短縮できる。また、遊離砥粒G1を除去するための別部材を要しないため、製品単価を低減できる。
【0050】
また、上記実施形態であっても、ドレッサ位置決定工程(ステップS22)において、後退距離L1とドレッサ移動距離D2とを決定した上でトラバース工程(ステップS24)を実行する。これにより、回転する砥石11の研削面112f上の遊離砥粒G1を効率的に除去できる。
【0051】
また、上記実施形態であれば、単石ドレッサとしてのドレッサ30を用いてドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行する場合のドレッサ移動距離をYとした場合に、以下のようにすることができる。インプリドレッサ80を用いてドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行する場合のドレッサ移動距離D2は、YのX倍とすることができる。すなわち、インプリドレッサ80を用いる場合は、単石ドレッサとしてのドレッサ30を用いる場合よりも、幅方向Xにおいて、長さC2ーC1の分だけ砥石11が1回転する間の移動距離を伸ばすことができる。その結果、トラバース工程(ステップS24)の開始から終了までに要する時間を短縮することができるため、砥石修正に要する時間を短縮することができる。
【0052】
C.他の実施形態:
C-1.他の実施形態1:
上記実施形態では、ドレッシング工程(ステップS1)および遊離砥粒除去工程(ステップS2)において、ドレッサ30とインプリドレッサ80とのいずれか一方が幅方向Xへ移動する回数は1回であった。しかし、本開示は、これに限られるものではない。ドレッシング工程(ステップS1)において、ドレッサ30とインプリドレッサ80とのいずれか一方が幅方向Xに移動する回数は、複数回としてもよい。
【0053】
C-2.他の実施形態2:
上記実施形態では、単石ドレッサであるドレッサ30とインプリドレッサ80とのいずれか一方を使用してドレッシング工程(ステップS1)と遊離砥粒除去工程(ステップS2)とを実行していた。しかし、ドレッサは、単石ドレッサやインプリドレッサ80以外の他のドレッサでもよい。他のドレッサは、例えば、複数のダイヤモンドを1本の支持部材31に固定した多石ドレッサであってもよい。
【0054】
C-3.他の実施形態3:
上記実施形態では、研削盤1は円筒研削盤であった。しかし、本開示は、これに限られるものではない。研削盤1は、内面研削盤やセンターレス研削盤、平面研削盤等の他の研削盤であってもよい。
【0055】
C-4.他の実施形態4:
上記実施形態では、ドレッサ30やインプリドレッサ80、その他のドレッサ等の工具(以下、ドレッサ等)は、切り込み方向Yには移動せず幅方向Xにのみ移動していた。また、砥石台10と共に移動する砥石11は、幅方向Xには移動せず切り込み方向Yにのみ移動していた。これにより、ドレッサ等と砥石11の研削面112fとの位置関係を相対的に変化させていた。しかし、本開示は、これに限られるものではない。ドレッサ30等は、幅方向Xと切り込み方向Yとの両方に移動可能に設けられてもよい。
【0056】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【0057】
1…研削盤、2…ベッド、10…砥石台、11…砥石、12…砥石軸、15…砥石回転駆動装置、20…ワーク支持装置、21…テーブル、22…主軸台、22a…ドレッサ保持部、23…心押台、24…チャック、25…センタ、26…主軸回転駆動装置、27…主軸、30…ドレッサ、31…支持部材、32…ダイヤモンド単石、32a…先端、40…制御装置、50…Y軸送り装置、51…Y軸モータ、60…X軸送り装置、61…X軸モータ、80…インプリドレッサ、81…シャンク、82…チップ、82a…先端部、111…コア、112…砥石層、112a…一端、112b…他端、112f…研削面、112g…外周面、B…底部、C1,C2…長さ、D1,D2…ドレッサ移動距離、G…砥粒、G1…遊離砥粒、K…結合材、L1…後退距離、LD…切り込み量、O1…砥石回転軸、O2…ワーク回転軸、R1…領域、S1…ドレッシング工程、S2…遊離砥粒除去工程、S22…ドレッサ位置決定工程、S24…トラバース工程、v…移動速度、W…ワーク、X…幅方向、Y…切り込み方向