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JP6861027B2 - Grinding device - Google Patents
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JP6861027B2 - Grinding device - Google Patents

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JP6861027B2 JP2016250557A JP2016250557A JP6861027B2 JP 6861027 B2 JP6861027 B2 JP 6861027B2 JP 2016250557 A JP2016250557 A JP 2016250557A JP 2016250557 A JP2016250557 A JP 2016250557A JP 6861027 B2 JP6861027 B2 JP 6861027B2
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Description

本発明は、カムリングなどのワークを研削する研削装置に関し、特にその加工精度の向上に関する。 The present invention relates to a grinding device for grinding a workpiece such as a cam ring, and particularly to an improvement in processing accuracy thereof.

従来より、ワークを低速で回転しつつ又は砥石軸を移動させつつ、研削クーラントを供給しながら砥石を高速で回転させてワークの内面を研削するワークの内面研削方法は知られている。 Conventionally, there has been known a method for grinding the inner surface of a work by rotating the grindstone at a high speed while supplying grinding coolant while rotating the work at a low speed or moving the grindstone shaft to grind the inner surface of the work.

内面研削ではないが、例えば、カムに対する砥石の送り込み速度に合わせて研削クーラントの供給量を変化させるカム研削方法が知られている(例えば、特許文献1)。 Although it is not internal grinding, for example, a cam grinding method is known in which the supply amount of grinding coolant is changed according to the feeding speed of the grindstone to the cam (for example, Patent Document 1).

特開昭64−71660号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-71660

ところで、ワークの内面に楕円形の貫通孔を設ける場合、長径部と短径部とでは内面のテーパ精度に差が生じる。具体的には、長径部側では、砥石軸側の内径が大きく、反対側の内径が小さくなる傾向にあるが、短径部側では、ほとんどテーパが発生しないことがわかっている。 By the way, when an elliptical through hole is provided on the inner surface of the work, there is a difference in taper accuracy of the inner surface between the major axis portion and the minor axis portion. Specifically, it is known that the inner diameter on the grindstone shaft side tends to be larger and the inner diameter on the opposite side tends to be smaller on the long diameter side, but taper hardly occurs on the short diameter side.

具体的には、図4にフォーム創成軸(X軸)の座標カーブ及び砥石軸用電動モータにかかる負荷の変化の様子を示すように、研削クーラントの供給量を一定としたときに、楕円の内面を加工中に形状位相に連動して砥石軸用電動モータにかかる負荷が変動する。すなわち、長径部Aでは負荷が高く、短径部Bでは負荷が低くなる。これは、研削クーラントの逃げ(排出)量の差による加工負荷の差によって発生すると考えられる。つまり、長径部では砥石外周とワーク内面との間の隙間が狭く、研削クーラントの逃げ道が狭くなり、砥石外周とワーク内面との間に研削クーラントが食い込み、それが加工負荷となって最も細い砥石軸を撓ませ、加工面にテーパを生じさせやすくなる。負荷の変動幅hは、砥石軸電力の準急工程では約13%、仕上げ工程では約10%となり、無視できない値となることがわかった。 Specifically, as shown in FIG. 4 showing the change in the coordinate curve of the foam creation axis (X axis) and the load applied to the electric motor for the grindstone axis, when the supply amount of the grinding coolant is constant, the ellipse is formed. During machining of the inner surface, the load applied to the electric motor for the grindstone shaft fluctuates in conjunction with the shape phase. That is, the load is high in the long diameter portion A and low in the short diameter portion B. It is considered that this is caused by the difference in the machining load due to the difference in the amount of escape (discharge) of the grinding coolant. That is, in the long diameter portion, the gap between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work is narrow, the escape route of the grinding coolant is narrowed, and the grinding coolant bites between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work, which becomes a machining load and is the thinnest grindstone. It is easy to bend the shaft and cause a taper on the machined surface. It was found that the fluctuation width h of the load was about 13% in the semi-express process of the grindstone shaft power and about 10% in the finishing process, which were not negligible values.

さらに、研削効率を確保するには、冷却及び切削くず排出のために研削クーラントの量はある程度は必要である。 Furthermore, in order to ensure grinding efficiency, a certain amount of grinding coolant is required for cooling and cutting waste discharge.

一方、特許文献1のように、送り込み速度に合わせて研削クーラントの量を増減させる方法もあるが、例えば送り込み速度が一定の場合には適用できない。 On the other hand, as in Patent Document 1, there is a method of increasing or decreasing the amount of grinding coolant according to the feeding speed, but it cannot be applied, for example, when the feeding speed is constant.

また、内面の研削であるので、砥石をワーク内部に挿入する必要があり、また砥石の厚さを保つためには、砥石軸の外径をあまり大きくするすることができず、負荷変動に耐えられるために砥石軸の形状を太くすることはできない。 In addition, since the inner surface is ground, it is necessary to insert the grindstone into the work, and in order to maintain the thickness of the grindstone, the outer diameter of the grindstone shaft cannot be made too large, and it can withstand load fluctuations. Therefore, the shape of the grindstone shaft cannot be increased.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非真円の内面研削において砥石軸の剛性に頼ることなく、安価にワーク内面のテーパ精度を向上させることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to improve the taper accuracy of the inner surface of the work at low cost without relying on the rigidity of the grindstone shaft in non-perfect circular inner surface grinding. is there.

上記の目的を達成するために、この発明では、負荷変動に対応させて研削クーラントの供給量を変動させるようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the supply amount of the grinding coolant is changed in response to the load fluctuation.

具体的には、第1の発明では、研削クーラントを供給しながら砥石を高速で回転させてワークの内面を研削するワークの内面研削方法を前提とする。 Specifically, the first invention presupposes a method of grinding the inner surface of a work by rotating a grindstone at a high speed while supplying a grinding coolant to grind the inner surface of the work.

そして、上記砥石の外周面と上記ワークの内面との間の隙間の大きさに合わせて上記研削クーラントの供給量を調整する構成とする。 Then, the supply amount of the grinding coolant is adjusted according to the size of the gap between the outer peripheral surface of the grindstone and the inner surface of the work.

すなわち、砥石外周とワーク内面との間の隙間が狭くなると、研削クーラントの逃げ道が狭くなり、砥石外周とワーク内面との間に研削クーラントが食い込み、それが加工負荷となって砥石や砥石軸を変形させ、加工面にテーパを生じさせやすくなる。しかし、上記の構成によると、隙間の小さいときには、研削クーラントの量を減らして負荷を小さくし、逆に隙間の大きいときには、研削クーラントの量を減らさないことで、全体として負荷を均一に近付けることができる。これにより、加工面にテーパが生じにくくなる。 That is, when the gap between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work is narrowed, the escape route of the grinding coolant is narrowed, and the grinding coolant bites between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work, which becomes a machining load and causes the grindstone and the grindstone shaft. It is easily deformed to cause a taper on the machined surface. However, according to the above configuration, when the gap is small, the amount of grinding coolant is reduced to reduce the load, and conversely, when the gap is large, the amount of grinding coolant is not reduced so that the load is made uniform as a whole. Can be done. As a result, the machined surface is less likely to be tapered.

第2の発明では、上記前提のワークの内面研削方法において、
上記ワークの楕円形貫通孔を内面研削する場合に、上記砥石が楕円の長径側にあるときの研削クーラントの量よりも上記楕円の短径側にあるときの研削クーラントの量を増やす構成とする。
In the second invention, in the internal grinding method of the work under the above premise,
When the elliptical through hole of the work is internally ground, the amount of grinding coolant when the grindstone is on the minor axis side of the ellipse is larger than the amount of grinding coolant when the grindstone is on the major axis side of the ellipse. ..

すなわち、砥石外周とワーク内面との間の隙間が狭い長径部側では、研削クーラントの逃げ道が狭くなり、砥石外周とワーク内面との間に研削クーラントが食い込み、それが加工負荷となって砥石や砥石軸を変形させ、加工面にテーパを生じさせやすくなる。しかし、上記の構成によると、長径部側では研削クーラントの量を減らして負荷を小さくし、逆に短径部側では研削クーラントの量を減らさないことで、全体として負荷を均一に近付けることができる。これにより、加工面にテーパが生じにくくなる。 That is, on the long-diameter side where the gap between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work is narrow, the escape route of the grinding coolant becomes narrower, and the grinding coolant bites between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work, which becomes a machining load and becomes a machining load. The grindstone shaft is deformed, and the machined surface is likely to be tapered. However, according to the above configuration, the load can be made uniform as a whole by reducing the amount of grinding coolant on the long diameter side to reduce the load, and conversely, by not reducing the amount of grinding coolant on the short diameter side. it can. As a result, the machined surface is less likely to be tapered.

第3の発明では、上記前提のワークの内面研削方法において、
上記砥石の回転軸を回転させる砥石用電動モータの電力計の値が大きくなるときに上記研削クーラントの量を減らし、上記電力計の値が小さくなるときに上記研削クーラントの量を増やす構成とする。
In the third invention, in the internal grinding method of the work under the above premise,
The amount of the grinding coolant is reduced when the value of the electric motor for the grindstone that rotates the rotating shaft of the grindstone is large, and the amount of the grinding coolant is increased when the value of the power meter is small. ..

上記の構成によると、砥石用電動モータの電力計の値が大きいときには、研削クーラントの量を減らすことで研削クーラントによる反力を低減し、逆に電力計の値が小さくなるときには、研削クーラントの量を増やすことで、研削クーラントによる反力の大きさをできるだけ均一化し、ワーク内面のテーパが生じないようにすることができる。 According to the above configuration, when the value of the wattmeter of the electric motor for the grindstone is large, the reaction force due to the grinding coolant is reduced by reducing the amount of grinding coolant, and conversely, when the value of the wattmeter is small, the value of the grinding coolant is reduced. By increasing the amount, the magnitude of the reaction force due to the grinding coolant can be made uniform as much as possible, and the taper on the inner surface of the work can be prevented from occurring.

第4の発明では、第3の発明において、
フィードバック制御により、上記電力計の値の変化と上記研削クーラントの量の増減のタイミングとを調整する構成とする。
In the fourth invention, in the third invention,
The feedback control is used to adjust the change in the value of the wattmeter and the timing of the increase / decrease in the amount of the grinding coolant.

すなわち、電力計の変化に合わせて研削クーラントを増減させると、ノズルまでの経路等の影響で応答がずれてしまう。上記の構成によると、ずれ具合を制御装置に戻してフィードバック制御することにより、電力計の値の変化と研削クーラントの量の増減のタイミングとを適切に調整することができる。 That is, if the grinding coolant is increased or decreased according to the change of the wattmeter, the response will be deviated due to the influence of the path to the nozzle and the like. According to the above configuration, by returning the degree of deviation to the control device and performing feedback control, it is possible to appropriately adjust the change in the value of the wattmeter and the timing of the increase / decrease in the amount of grinding coolant.

第5の発明では、研削クーラントを供給しながら砥石を高速で回転させてワークの内面を研削する研削装置を前提とし、
上記研削装置は、
上記砥石を回転させる砥石軸と、
上記砥石軸を回転させる砥石用電動モータと、
上記ワークを回転させるワーク回転軸と、
上記研削クーラントを上記ワークの内面に吐出するノズルと、
上記研削クーラントを上記ノズルに送り込むクーラント回路と、
上記クーラント回路に設けられ、研削クーラントの供給を制御する供給用制御弁と、
上記クーラント回路に設けられ、研削クーラントの供給量を増加させる増量用制御弁と、
上記クーラント回路に設けられたクーラント用ポンプユニットと、
上記砥石用電動モータ及び上記クーラント用ポンプユニットを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、
上記供給用制御弁を開いて上記研削クーラントを供給すると共に、
上記増量用制御弁を開いて上記研削クーラントの供給量を増やすように構成されている。
The fifth invention is based on the premise of a grinding device that grinds the inner surface of a workpiece by rotating a grindstone at high speed while supplying grinding coolant.
The above grinding device
The grindstone shaft that rotates the grindstone and
An electric motor for the grindstone that rotates the grindstone shaft,
The work rotation axis that rotates the above work and the work rotation axis
A nozzle that discharges the grinding coolant to the inner surface of the work, and
A coolant circuit that sends the grinding coolant to the nozzle,
A supply control valve provided in the coolant circuit to control the supply of grinding coolant,
An increase control valve provided in the coolant circuit to increase the supply amount of grinding coolant,
The coolant pump unit provided in the coolant circuit and
It is equipped with the electric motor for the grindstone and the control device for controlling the pump unit for the coolant.
The above control device
While opening the supply control valve to supply the grinding coolant,
The control valve for increasing the amount is opened to increase the supply amount of the grinding coolant.

すなわち、砥石外周とワーク内面との間の隙間が狭くなると、研削クーラントの逃げ道が狭くなり、砥石外周とワーク内面との間に研削クーラントが食い込み、それが加工負荷となって砥石や砥石軸を変形させ、加工面にテーパを生じさせやすくなる。しかし、上記の構成によると、隙間の小さいときには、増量用制御弁を閉じて研削クーラントの量を減らして負荷を小さくし、逆に隙間の大きいときには、増量用制御弁を開いて研削クーラントの量を減らさないことで、全体として負荷を均一に近付けることができる。これにより、加工面にテーパが生じにくくなる。 That is, when the gap between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work is narrowed, the escape route of the grinding coolant is narrowed, and the grinding coolant bites between the outer circumference of the grindstone and the inner surface of the work, which becomes a machining load and causes the grindstone and the grindstone shaft. It is easily deformed to cause a taper on the machined surface. However, according to the above configuration, when the gap is small, the increase control valve is closed to reduce the amount of grinding coolant to reduce the load, and conversely, when the gap is large, the increase control valve is opened to reduce the amount of grinding coolant. By not reducing the load, the load can be made evenly as a whole. As a result, the machined surface is less likely to be tapered.

第6の発明では、第5の発明において、
上記ワークの楕円形貫通孔を内面研削する場合に、上記制御装置は、上記砥石軸と上記ワーク回転軸との位置関係の情報を利用し、上記砥石が楕円の長径側にあるときに上記増量用制御弁を閉じ、上記楕円の短径側にあるときに上記増量用制御弁を開いて研削クーラントの量を増やすように構成されている。
In the sixth invention, in the fifth invention,
When grinding the elliptical through hole of the work on the inner surface, the control device utilizes the information on the positional relationship between the grindstone shaft and the work rotation shaft, and increases the amount when the grindstone is on the major axis side of the ellipse. The control valve is closed, and when it is on the minor axis side of the ellipse, the increase control valve is opened to increase the amount of grinding coolant.

上記の構成によると、制御装置が砥石軸とワーク回転軸との位置関係の情報を読み、砥石が楕円の長径側にあるときにには、研削クーラントの量を減らすことで研削クーラントによる反力を低減し、逆に楕円の短径側にあるときには、研削クーラントの量を増やすことで、研削クーラントによる反力の大きさをできるだけ均一化し、ワーク内面のテーパが生じないようにすることができる。 According to the above configuration, the control device reads the information on the positional relationship between the grindstone shaft and the work rotation shaft, and when the grindstone is on the major axis side of the ellipse, the reaction force due to the grinding coolant is reduced by reducing the amount of grinding coolant. On the contrary, when it is on the minor axis side of the ellipse, the amount of grinding coolant can be increased to make the magnitude of the reaction force due to the grinding coolant as uniform as possible and prevent the inner surface of the work from tapering. ..

第7の発明では、第5又は第6の発明において、
上記制御装置は、上記砥石用電動モータの電力計の値を読み、電力計の値が大きくなるときに上記増量用制御弁を閉じ、上記電力計の値が小さくなるときに上記増量用制御弁を開くように構成されている。
In the seventh invention, in the fifth or sixth invention,
The control device reads the value of the wattmeter of the electric motor for the grindstone, closes the wattmeter control valve when the value of the wattmeter increases, and closes the wattmeter control valve when the value of the wattmeter decreases. Is configured to open.

上記の構成によると、制御装置が、砥石用電動モータの電力計を読み、その値が大きいときには、研削クーラントの量を減らすことで研削クーラントによる反力を低減し、逆に電力計の値が小さくなるときには、研削クーラントの量を増やすことで、研削クーラントによる反力の大きさをできるだけ均一化し、ワーク内面のテーパが生じないようにすることができる。 According to the above configuration, the control device reads the power meter of the electric motor for the grindstone, and when the value is large, the reaction force due to the grinding coolant is reduced by reducing the amount of grinding coolant, and conversely, the value of the power meter is increased. When it becomes smaller, the amount of the grinding coolant can be increased to make the magnitude of the reaction force due to the grinding coolant as uniform as possible and prevent the inner surface of the work from being tapered.

第8の発明では、第7の発明において、
上記制御装置は、フィードバック制御により、上記電力計の値の変化と上記増量用制御弁の開閉タイミングとを調整するように構成されている。
In the eighth invention, in the seventh invention,
The control device is configured to adjust the change in the value of the wattmeter and the opening / closing timing of the increase control valve by feedback control.

すなわち、電力計の変化に合わせて研削クーラントを増減させると、ノズルまでの経路等の影響で応答がずれてしまう。上記の構成によると、ずれ具合を制御装置に戻してフィードバック制御することにより、電力計の値の変化と研削クーラントの量の増減のタイミングとを適切に調整することができる。 That is, if the grinding coolant is increased or decreased according to the change of the wattmeter, the response will be deviated due to the influence of the path to the nozzle and the like. According to the above configuration, by returning the degree of deviation to the control device and performing feedback control, it is possible to appropriately adjust the change in the value of the wattmeter and the timing of the increase / decrease in the amount of grinding coolant.

以上説明したように、本発明によれば、砥石の外周面とワークの内面との間の隙間の大きさ、砥石の位置又は砥石用電動モータの電力計の位置に合わせて研削クーラントの供給量を調整するようにしたことにより、非真円の内面研削において砥石軸の剛性に頼ることなく、安価にワーク内面のテーパ精度を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the amount of grinding coolant supplied according to the size of the gap between the outer peripheral surface of the grindstone and the inner surface of the work, the position of the grindstone, or the position of the wattmeter of the electric motor for the grindstone. By adjusting the above, the taper accuracy of the inner surface of the work can be improved at low cost without relying on the rigidity of the grindstone shaft in the non-perfect circular inner surface grinding.

ワークの内面研削方法における各工程における砥石軸の負荷の変動等を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the load of the grindstone shaft in each process in the inner surface grinding method of a work. 砥石軸挿入工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the grindstone shaft insertion process. 切削中の様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state during cutting. クーラント回路を示す図である。It is a figure which shows the coolant circuit. X軸の座標カーブ及び砥石軸用電動モータにかかる負荷の変化の様子を示すグラフである。It is a graph which shows the state of the change of the load applied to the coordinate curve of the X-axis and the electric motor for a grindstone axis.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

−研削装置の構成−
図2Aは本発明の実施形態に係る、NC工作機械などの研削装置の概要を示す斜視図であり、この研削装置は、ワークWを低速で回転しつつ研削クーラントを供給しながら砥石1を高速で回転させてワークWの内面を研削するものである。研削装置は、砥石1を回転させる砥石軸2と、この砥石軸2を回転させる砥石用電動モータ3とを備えている。研削装置は、ワークWを低速で回転させるワーク回転軸4を備えている。ワーク回転軸4は、電動モータなどのワーク軸回転手段5により回転されるようになっている。砥石用電動モータ3、ワーク軸回転手段5等は、制御装置6によって制御可能となっている。
-Structure of grinding equipment-
FIG. 2A is a perspective view showing an outline of a grinding device such as an NC machine tool according to an embodiment of the present invention. This grinding device rotates the work W at a low speed and supplies grinding coolant at a high speed. The inner surface of the work W is ground by rotating with. The grinding device includes a grindstone shaft 2 that rotates the grindstone 1 and an electric motor 3 for the grindstone that rotates the grindstone shaft 2. The grinding device includes a work rotation shaft 4 that rotates the work W at a low speed. The work shaft 4 is rotated by a work shaft rotating means 5 such as an electric motor. The electric motor 3 for the grindstone, the work shaft rotating means 5, and the like can be controlled by the control device 6.

また、研削装置は、研削クーラント10をワークWの内面に吐出するノズル11と、このノズル11に研削クーラント10を送り込むクーラント回路12を備えている。図3に示すように、クーラント回路12には、クーラント用ポンプユニット13を備え、このクーラント用ポンプユニット13には、吐出ポンプ13aとこの吐出ポンプを駆動するポンプ用電動モータ13bとが設けられている。吐出ポンプ13aは、制御装置6によって制御される。クーラント回路12には、逆止弁15と、供給用制御弁としての第1ソレノイドバルブ16と、増量用制御弁としての第2ソレノイドバルブ17とが設けられている。第1ソレノイドバルブ16とノズル11との間には、例えば固定式の絞り弁18が設けられている。第1ソレノイドバルブ16は、開き位置で吐出ポンプ13aからの研削クーラントを送り出し、閉じ時に止める役割を果たす。第2ソレノイドバルブ17は、閉じ時に第1ソレノイドバルブ16から送られてきた研削クーラントを止め、開き時にノズル11へ絞り弁18を介さずにノズル11へ送り込む役割を果たす。第1ソレノイドバルブ16及び第2ソレノイドバルブ17は、制御装置6によって操作される。研削クーラント10は、クーラントタンク19に貯留されるようになっている。 Further, the grinding device includes a nozzle 11 for discharging the grinding coolant 10 to the inner surface of the work W, and a coolant circuit 12 for feeding the grinding coolant 10 to the nozzle 11. As shown in FIG. 3, the coolant circuit 12 is provided with a coolant pump unit 13, and the coolant pump unit 13 is provided with a discharge pump 13a and a pump electric motor 13b for driving the discharge pump. There is. The discharge pump 13a is controlled by the control device 6. The coolant circuit 12 is provided with a check valve 15, a first solenoid valve 16 as a supply control valve, and a second solenoid valve 17 as an increase control valve. For example, a fixed throttle valve 18 is provided between the first solenoid valve 16 and the nozzle 11. The first solenoid valve 16 serves to deliver the grinding coolant from the discharge pump 13a at the open position and stop it at the time of closing. The second solenoid valve 17 serves to stop the grinding coolant sent from the first solenoid valve 16 at the time of closing and to send the grinding coolant to the nozzle 11 at the time of opening without passing through the throttle valve 18. The first solenoid valve 16 and the second solenoid valve 17 are operated by the control device 6. The grinding coolant 10 is stored in the coolant tank 19.

このように構成することで、制御装置6は、第1ソレノイドバルブ16及び第2ソレノイドバルブ17を開いて研削クーラント10の供給量を増やし、第1ソレノイドバルブ16を開き、第2ソレノイドバルブ17を閉じることで研削クーラント10の供給量を減らし、すなわち所定量に戻すようになっている。 With this configuration, the control device 6 opens the first solenoid valve 16 and the second solenoid valve 17 to increase the supply amount of the grinding coolant 10, opens the first solenoid valve 16, and opens the second solenoid valve 17. By closing, the supply amount of the grinding coolant 10 is reduced, that is, it is returned to a predetermined amount.

−ワークの内面研削方法−
次に、本実施形態に係るワークWの内面研削方法について説明する。この内面研削方法では、ワークWを低速で回転しつつ研削クーラント10を供給しながら砥石1を高速で回転させてワークWの内面を研削する。そして、砥石1の外周面とワークWの内面との間の隙間の大きさに合わせて研削クーラント10の供給量を調整する。
-Work inner surface grinding method-
Next, the inner surface grinding method of the work W according to the present embodiment will be described. In this inner surface grinding method, the inner surface of the work W is ground by rotating the grindstone 1 at a high speed while supplying the grinding coolant 10 while rotating the work W at a low speed. Then, the supply amount of the grinding coolant 10 is adjusted according to the size of the gap between the outer peripheral surface of the grindstone 1 and the inner surface of the work W.

具体的に説明すると、図1に示すように、まず、ステップS01において、図2Aに示すように、ワークWの内面側へ砥石軸2を挿入する。このとき、第1ソレノイドバルブ16及び第2ソレノイドバルブ17は、閉じ状態にある。ワークWもX軸の座標カーブで見られるように、ゆっくりと回転する。研削は始まっていないので、砥石軸2に負荷はかかっていない。 Specifically, as shown in FIG. 1, first, in step S01, as shown in FIG. 2A, the grindstone shaft 2 is inserted into the inner surface side of the work W. At this time, the first solenoid valve 16 and the second solenoid valve 17 are in the closed state. The work W also rotates slowly, as seen in the X-axis coordinate curve. Since grinding has not started, no load is applied to the grindstone shaft 2.

次いで、ステップS02の準急工程において、第1ソレノイドバルブ16を開くと共に、X軸の回転に合わせて第2ソレノイドバルブ17を開閉する。例えば、クーラントの吐出量は、第2ソレノイドバルブ17を開いたときに90L/minとし、第2ソレノイドバルブ17を閉じたときには、45L/minとする。この準急工程では、砥石1とワークWの内面との接触検知が行われる。詳しくは後述するが、このときも、第2ソレノイドバルブ17を開閉制御することにより、研削クーラント10による不均一な抵抗をなくすことができ、接触検知の精度が大幅に向上する。 Next, in the semi-express step of step S02, the first solenoid valve 16 is opened, and the second solenoid valve 17 is opened and closed in accordance with the rotation of the X-axis. For example, the amount of coolant discharged is 90 L / min when the second solenoid valve 17 is opened, and 45 L / min when the second solenoid valve 17 is closed. In this semi-express process, contact detection between the grindstone 1 and the inner surface of the work W is performed. As will be described in detail later, also at this time, by controlling the opening and closing of the second solenoid valve 17, the non-uniform resistance due to the grinding coolant 10 can be eliminated, and the accuracy of contact detection is greatly improved.

次いで、ステップS03の荒工程にすすむ。ステップS03では、第1ソレノイドバルブ16及び第2ソレノイドバルブ17は、いずれも開状態に維持され、切削を効率よく行うことが優先される。この場合、研削クーラント10は、最大量常にノズル11から噴出され、砥石1が冷やされ、研削くずが効率よく回収される。このとき、図4で説明したように、長径部A側では、砥石軸2側の内径が大きく、反対側の内径が小さくなる傾向にあるが、短径部B側では、ほとんどテーパが発生しない。 Next, the process proceeds to the rough process of step S03. In step S03, both the first solenoid valve 16 and the second solenoid valve 17 are maintained in an open state, and priority is given to efficient cutting. In this case, the maximum amount of the grinding coolant 10 is always ejected from the nozzle 11, the grindstone 1 is cooled, and the grinding debris is efficiently collected. At this time, as described with reference to FIG. 4, the inner diameter of the grindstone shaft 2 side tends to be large and the inner diameter of the opposite side tends to be small on the long diameter portion A side, but the taper hardly occurs on the short diameter portion B side. ..

次いで、ステップS04の仕上げ工程において、X軸の動きに合わせて第2ソレノイドバルブ17が開閉される。切込量自体が、荒工程に比べて小さくなっているので、砥石軸2の負荷自体は、低減しているが、第2ソレノイドバルブ17の開閉制御により、負荷の変動が軽減されている。すなわち、砥石軸2とワーク回転軸4との位置関係の情報を利用し、砥石1が楕円の長径側にあるときに第2ソレノイドバルブ17を閉じて通常の研削クーラントの量とし、楕円の短径側にあるときにの研削クーラント10の量を増やす。この状態で、切削することで荒工程で長径側に生じていたテーパが軽減される。 Next, in the finishing step of step S04, the second solenoid valve 17 is opened and closed according to the movement of the X-axis. Since the depth of cut itself is smaller than that in the rough process, the load itself of the grindstone shaft 2 is reduced, but the fluctuation of the load is reduced by the opening / closing control of the second solenoid valve 17. That is, using the information on the positional relationship between the grindstone shaft 2 and the work rotation shaft 4, when the grindstone 1 is on the major axis side of the ellipse, the second solenoid valve 17 is closed to obtain a normal amount of grinding coolant, and the ellipse is short. Increase the amount of grinding coolant 10 when it is on the radial side. By cutting in this state, the taper generated on the major axis side in the rough process is reduced.

次いで、ステップS05のスパークアウト工程においても同様にX軸の動きに合わせて第2ソレノイドバルブ17が開閉される。この第2ソレノイドバルブ17の開閉制御により、負荷の変動が軽減されている。すなわち、第2ソレノイドバルブ17を開き続けた場合、図1で示したSOL2制御無しの場合のようにX軸の動きに合わせて砥石軸2の負荷が大幅に増減するようなことが回避され、SOL2制御ありのようにかなり低減される。 Next, in the spark-out step of step S05, the second solenoid valve 17 is similarly opened and closed according to the movement of the X-axis. By controlling the opening and closing of the second solenoid valve 17, load fluctuations are reduced. That is, when the second solenoid valve 17 is continuously opened, it is possible to prevent the load on the grindstone shaft 2 from being significantly increased or decreased according to the movement of the X-axis as in the case without the SOL2 control shown in FIG. It is considerably reduced as with SOL2 control.

最後にステップS06において、砥石軸2がワークWの内面から取り出される。 Finally, in step S06, the grindstone shaft 2 is taken out from the inner surface of the work W.

このように、本実施形態では、ワークWの楕円形貫通孔を内面研削する場合に、砥石1が楕円の長径側にあるときの研削クーラント10の量よりも楕円の短径側にあるときの研削クーラント10の量を増やすことにより、長径側でテーパを抑制し、非真円の内面研削において砥石1や砥石軸2の剛性に頼ることなく、安価にワークW内面のテーパ精度を向上させることができる。このため、ワークWの楕円形の貫通孔は、内面のいずれの位置においてもテーパがない、まっすぐな孔加工を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, when the elliptical through hole of the work W is internally ground, when the grindstone 1 is on the minor axis side of the ellipse rather than the amount of the grinding coolant 10 when the grindstone 1 is on the major axis side of the ellipse. By increasing the amount of the grinding coolant 10, the taper is suppressed on the major axis side, and the taper accuracy of the inner surface of the work W can be improved inexpensively without relying on the rigidity of the grindstone 1 and the grindstone shaft 2 in the non-perfect circular inner surface grinding. Can be done. Therefore, the elliptical through hole of the work W can be formed into a straight hole without a taper at any position on the inner surface.

例えば、研削クーラントの吐出量が90L/minで一定だった場合に長径部側のテーパが49mmの高さで8μmだったのが、吐出量を長径部側で45L/minに抑制することで、4μmに低減された。これは通常の砥石1による研削における砥石軸2の傾きと大きく変わらなかった。 For example, when the discharge rate of the grinding coolant was constant at 90 L / min, the taper on the major axis side was 8 μm at a height of 49 mm, but by suppressing the discharge rate to 45 L / min on the major axis side, It was reduced to 4 μm. This was not significantly different from the inclination of the grindstone shaft 2 in grinding with the normal grindstone 1.

−変形例−
図示しないが、本発明の実施形態の変形例では、第2ソレノイドバルブ17の制御方法が異なる点で上記実施形態と異なる。本変形例では、図1〜図4と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
-Modification example-
Although not shown, the modified example of the embodiment of the present invention differs from the above embodiment in that the control method of the second solenoid valve 17 is different. In this modification, the same parts as those in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

制御装置6は、砥石用電動モータ3の電力計3aの値を取り込み、この電力計3aの値が大きくなるときに第2ソレノイドバルブ17を閉じ、電力計3aの値が小さくなるときに第2ソレノイドバルブ17を開くように構成されている。 The control device 6 takes in the value of the wattmeter 3a of the electric motor 3 for the grindstone, closes the second solenoid valve 17 when the value of the wattmeter 3a becomes large, and closes the second solenoid valve 17 when the value of the wattmeter 3a becomes small. It is configured to open the solenoid valve 17.

実際には、上記実施形態と同様に短径部側において第2ソレノイドバルブ17を開いて研削クーラントの量を増やし、長径部側においては第2ソレノイドバルブを閉じて研削クーラントの量を減らす(所定量に戻す)。 Actually, as in the above embodiment, the second solenoid valve 17 is opened on the short diameter side to increase the amount of grinding coolant, and the second solenoid valve is closed on the long diameter side to reduce the amount of grinding coolant (place). Return to quantitative).

この場合、電力計3aの変化に合わせて第2ソレノイドバルブ17を開閉制御すると、ノズル11までの経路等の影響で応答がずれてしまう。このため、ずれ具合を制御装置6に戻してフィードバック制御(学習)することにより、電力計の値の変化と研削クーラント10の量の増減のタイミングとを調整するとよい。 In this case, if the opening / closing control of the second solenoid valve 17 is performed according to the change of the power meter 3a, the response is deviated due to the influence of the path to the nozzle 11. Therefore, it is preferable to adjust the timing of the change in the value of the wattmeter and the timing of the increase / decrease in the amount of the grinding coolant 10 by returning the degree of deviation to the control device 6 and performing feedback control (learning).

本変形例では、特に正楕円ではない異形断面で特に有効である。また、本変形例では、ワークWの型番が変わる毎に再設定項目が少なくて済む。さらに、単純な制御で済むので、NC工作機械ではない研削装置でも適用できる。さらには、ワークWの高さが変動したりする場合でも、電力計3aの値が変動するので、それに合わせて研削クーラント10の量を増減させればよい。 In this modified example, it is particularly effective for a deformed cross section that is not a regular ellipse. Further, in this modification, the number of resetting items can be reduced each time the model number of the work W is changed. Further, since simple control is required, it can be applied to a grinding machine other than an NC machine tool. Further, even when the height of the work W fluctuates, the value of the power meter 3a fluctuates, so that the amount of the grinding coolant 10 may be increased or decreased accordingly.

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
(Other embodiments)
The present invention may have the following configuration with respect to the above embodiment.

すなわち、上記実施形態では、ワークWの内面形状を楕円形としているが、それに限定されず、カムリングの内面など真円ではない不均一な内面を有するものであれば適用可能である。 That is, in the above embodiment, the inner surface shape of the work W is elliptical, but the present invention is not limited to this, and any one having a non-uniform inner surface such as the inner surface of the cam ring can be applied.

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 It should be noted that the above embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications and applications.

1 砥石
2 砥石軸
3 砥石用電動モータ
3a 電力計
4 ワーク回転軸
5 ワーク軸回転手段
6 制御装置
10 研削クーラント
11 ノズル
12 クーラント回路
13 クーラント用ポンプユニット
13a 吐出ポンプ
13b ポンプ用電動モータ
15 逆止弁
16 第1ソレノイドバルブ(供給用制御弁)
17 第2ソレノイドバルブ(増量用制御弁)
18 絞り弁
19 クーラントタンク
1 Whetstone
2 Whetstone shaft
3 Electric motor for grindstone
3a wattmeter
4 Work rotation axis
5 Work shaft rotating means
6 Control device
10 Grinding coolant
11 nozzle
12 Coolant circuit
13 Coolant pump unit
13a Discharge pump
13b Electric motor for pump
15 Check valve
16 1st solenoid valve (supply control valve)
17 Second solenoid valve (control valve for increasing volume)
18 throttle valve
19 Coolant tank

Claims (3)

研削クーラントを供給しながら砥石を高速で回転させてワークの内面を研削する研削装置において、
上記砥石を回転させる砥石軸と、
上記砥石軸を回転させる砥石用電動モータと、
上記ワークを回転させるワーク回転軸と、
上記研削クーラントを上記ワークの内面に吐出するノズルと、
上記研削クーラントを上記ノズルに送り込むクーラント回路と、
上記クーラント回路に設けられ、研削クーラントの供給を制御する供給用制御弁と、
上記クーラント回路に設けられ、研削クーラントの供給量を増加させる増量用制御弁と、
上記クーラント回路に設けられたクーラント用ポンプユニットと、
上記砥石用電動モータ及び上記クーラント用ポンプユニットを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、
上記供給用制御弁を開いて上記研削クーラントを供給すると共に、
上記増量用制御弁を開いて上記研削クーラントの供給量を増やすように構成されており、
上記ワークの楕円形貫通孔を内面研削する場合に、上記制御装置は、上記砥石軸と上記ワーク回転軸との位置関係の情報を利用し、上記砥石が楕円の長径側にあるときに上記増量用制御弁を閉じ、上記楕円の短径側にあるときに上記増量用制御弁を開いて研削クーラントの量を増やすように構成されている
ことを特徴とする研削装置。
In a grinding machine that grinds the inner surface of a workpiece by rotating a grindstone at high speed while supplying grinding coolant.
The grindstone shaft that rotates the grindstone and
An electric motor for the grindstone that rotates the grindstone shaft,
The work rotation axis that rotates the above work and the work rotation axis
A nozzle that discharges the grinding coolant to the inner surface of the work, and
A coolant circuit that sends the grinding coolant to the nozzle,
A supply control valve provided in the coolant circuit to control the supply of grinding coolant,
An increase control valve provided in the coolant circuit to increase the supply amount of grinding coolant,
The coolant pump unit provided in the coolant circuit and
It is equipped with the electric motor for the grindstone and the control device for controlling the pump unit for the coolant.
The above control device
While opening the supply control valve to supply the grinding coolant,
It is configured to open the control valve for increasing the amount to increase the supply amount of the grinding coolant.
When grinding the elliptical through hole of the work on the inner surface, the control device utilizes the information on the positional relationship between the grindstone shaft and the work rotation shaft, and increases the amount when the grindstone is on the major axis side of the ellipse. A grinding device characterized in that the control valve for grinding is closed and the control valve for increasing the amount is opened when the ellipse is on the minor axis side to increase the amount of grinding coolant.
研削クーラントを供給しながら砥石を高速で回転させてワークの内面を研削する研削装置において、
上記砥石を回転させる砥石軸と、
上記砥石軸を回転させる砥石用電動モータと、
上記ワークを回転させるワーク回転軸と、
上記研削クーラントを上記ワークの内面に吐出するノズルと、
上記研削クーラントを上記ノズルに送り込むクーラント回路と、
上記クーラント回路に設けられ、研削クーラントの供給を制御する供給用制御弁と、
上記クーラント回路に設けられ、研削クーラントの供給量を増加させる増量用制御弁と、
上記クーラント回路に設けられたクーラント用ポンプユニットと、
上記砥石用電動モータ及び上記クーラント用ポンプユニットを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、
上記供給用制御弁を開いて上記研削クーラントを供給すると共に、
上記増量用制御弁を開いて上記研削クーラントの供給量を増やすように構成されており、
上記制御装置は、上記砥石用電動モータの電力計の値を読み、電力計の値が大きくなるときに上記増量用制御弁を閉じ、上記電力計の値が小さくなるときに上記増量用制御弁を開くように構成されている
ことを特徴とする研削装置。
In a grinding machine that grinds the inner surface of a workpiece by rotating a grindstone at high speed while supplying grinding coolant.
The grindstone shaft that rotates the grindstone and
An electric motor for the grindstone that rotates the grindstone shaft,
The work rotation axis that rotates the above work and the work rotation axis
A nozzle that discharges the grinding coolant to the inner surface of the work, and
A coolant circuit that sends the grinding coolant to the nozzle,
A supply control valve provided in the coolant circuit to control the supply of grinding coolant,
An increase control valve provided in the coolant circuit to increase the supply amount of grinding coolant,
The coolant pump unit provided in the coolant circuit and
It is equipped with the electric motor for the grindstone and the control device for controlling the pump unit for the coolant.
The above control device
While opening the supply control valve to supply the grinding coolant,
It is configured to open the control valve for increasing the amount to increase the supply amount of the grinding coolant.
The control device reads the value of the wattmeter of the electric motor for the grindstone, closes the wattmeter control valve when the value of the wattmeter increases, and closes the wattmeter control valve when the value of the wattmeter decreases. A grinding machine characterized in that it is configured to open.
請求項に記載の研削装置において、
上記制御装置は、フィードバック制御により、上記電力計の値の変化と上記増量用制御弁の開閉タイミングとを調整するように構成されている
ことを特徴とする研削装置。
In the grinding apparatus according to claim 2,
The control device is a grinding device characterized in that it is configured to adjust a change in the value of the wattmeter and an opening / closing timing of the increase control valve by feedback control.
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