金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法及裝置制造方法
【專利摘要】提供一種能夠不拘泥于基于磨具（4）的鋒利度變化等的、被加工物（1）的彈性變形量的變化地，防止磨削加工完成時(shí)的被加工物（1）的外徑產(chǎn)生不均的磨削方法。利用測(cè)頭（5）在加工過程中測(cè)量磨削加工中的被加工物（1）的外徑D。確定與被加工物（1）的外徑D相關(guān)的互不相同的多個(gè)目標(biāo)值Di，針對(duì)這些目標(biāo)值Di，確定與被加工物（1）的外徑D的變化率相關(guān)的第1閾值。并且，在被加工物（1）的外徑D達(dá)到了目標(biāo)值Di時(shí)，在變化率v的絕對(duì)值高于與該目標(biāo)值Di相對(duì)應(yīng)的第1閾值的情況下，開始無火花磨削。
【專利說明】金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用旋轉(zhuǎn)磨具對(duì)作為被加工物的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的周面進(jìn)行磨削加工的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)構(gòu)成向心滾子軸承的軌道輪構(gòu)件的軌道面、圓筒狀的嵌合面等金屬制環(huán)狀構(gòu)件的周面，實(shí)施磨削加工，以提高表面精度、表面粗糙度。如圖1的(A)和圖1的(B)中概略所示，使用磨削加工裝置進(jìn)行該磨削加工。磨削加工裝置通常包括:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸(未圖示)；背板2，其固定在該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的頂端部，將環(huán)狀的被加工物(工件)I磁吸附于該背板2的端面；至少兩個(gè)閘瓦(日文:- 一)3，它們用于沿徑向定位被加工物I ;旋轉(zhuǎn)磨具4，其對(duì)被加工物I的外周面或內(nèi)周面進(jìn)行磨削；至少兩個(gè)測(cè)頭5，且該磨削加工裝置包括:接觸傳感器或非接觸傳感器(未圖示)，其用于測(cè)量被加工物I的外徑D ;控制器(未圖示)，其用于根據(jù)獲得的測(cè)定結(jié)果控制磨具4的進(jìn)給量。在將被加工物I支承固定于背板2，且使閘瓦3與被加工物I的外周面滑動(dòng)接觸而實(shí)現(xiàn)了被加工物I的徑向的定位的狀態(tài)下，進(jìn)行磨削加工。同時(shí)，利用傳感器在加工過程中測(cè)量磨削加工中的被加工物I的外周面中位于徑向相反側(cè)的兩處位置的外徑D，將該測(cè)定結(jié)果反饋給控制器，從而適當(dāng)?shù)乜刂颇ゾ?的進(jìn)給量。
[0003]更詳細(xì)而言，按照粗磨削、精加工(日文:仕上(f)磨削和無火花磨削(日文..m"勺卜)的順序，進(jìn)行金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工。在粗磨削和精加工磨削中，使磨具4的進(jìn)給速度(進(jìn)給量/時(shí)間)階段性減小。并且，當(dāng)根據(jù)由測(cè)頭5獲得的測(cè)量值算出的被加工物I的外徑D達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，使磨具4的進(jìn)給速度為0，開始進(jìn)行無火花磨削。無火花磨削是如下工序:在使磨具的進(jìn)給速度為O的狀態(tài)下，僅利用被加工物I的彈性的復(fù)原將被加工物I的周面推壓于磨具4的表面，從而對(duì)被加工物I的周面進(jìn)行磨削。并且，在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間(足以不再自被加工物I的外周面與磨具4的表面相接觸的接觸部產(chǎn)生火花、發(fā)出磨削聲音且使被加工物I的外周面變得平滑的時(shí)間)后，使磨具4沿離開被加工物I的外周面的方向位移，結(jié)束磨削加工。
[0004]在這種磨削加工中，通過在粗磨削工序中向磨具4推壓被加工物1，使被加工物I自圖7的(A)的狀態(tài)如圖7的(B)中夸張所示，彈性變形為橢圓形，且在隨后的工序(精加工磨削和無火花磨削)中，被加工物I彈性地復(fù)原。被加工物I的剛性越低，被加工物I的彈性變形越明顯。這里，關(guān)于測(cè)頭5的設(shè)置位置，為了避免測(cè)頭5與磨具4的干涉，通常使測(cè)頭5相對(duì)于被加工物I與磨具4相接觸的接觸位置沿周向錯(cuò)開大致90度。因而，利用測(cè)頭5測(cè)量的被加工物I的外徑D比自由狀態(tài)(未利用閘瓦3和磨具4推壓被加工物I的外周面的、彈性變形釋放的狀態(tài))下的外徑大。結(jié)果，當(dāng)在將被加工物I的外徑D加工至目標(biāo)尺寸后實(shí)施無火花磨削時(shí)，磨削量過多，獲得的被加工物I的在自由狀態(tài)下的外徑比目標(biāo)尺寸小。
[0005]為了解決上述問題，可以考慮在利用測(cè)頭5測(cè)量的被加工物I的外徑D比本來的目標(biāo)尺寸大的狀態(tài)下，使磨具4的進(jìn)給速度為0，以規(guī)定時(shí)間實(shí)施無火花磨削，而使被加工物I的自由狀態(tài)下的外徑成為目標(biāo)尺寸。但是，被加工物I的彈性變形量根據(jù)磨具4的鋒利度等的不同而變動(dòng)。即，磨具4的鋒利度越差，被加工物I的彈性變形量越大，磨具4的鋒利度越佳，被加工物I的彈性變形量越小。
[0006]因而，即使自被加工物I的外徑D比目標(biāo)尺寸大的狀態(tài)以規(guī)定時(shí)間實(shí)施無火花磨肖IJ，若磨具4的鋒利度比設(shè)定值差，被加工物I的彈性變形量比設(shè)定值大，則被加工物I彈性復(fù)原的量增大，由無火花磨削進(jìn)行的磨削量過多，被加工物I的外徑D仍會(huì)比目標(biāo)尺寸小。相反，在磨具4的鋒利度比設(shè)定值佳的情況下，在進(jìn)行無火花磨削時(shí)，被加工物I彈性復(fù)原的量比設(shè)定值小，且利用無火花磨削對(duì)被加工物I的外周面進(jìn)行磨削的量比設(shè)定值少，被加工物I的在磨削加工完成的狀態(tài)下的外徑D仍會(huì)比目標(biāo)尺寸大。另外，在被加工物I的無火花磨削結(jié)束時(shí)的外徑D比目標(biāo)尺寸大的情況下，也考慮如圖8所示，通過進(jìn)一步對(duì)被加工物I實(shí)施使磨具4的進(jìn)給速度和切深微小化的單步進(jìn)給磨削，來使被加工物I的外徑成為目標(biāo)尺寸。但是，追加該工序可能使加工的勞力和制造成本增加。
[0007]另外，在被加工物I的彈性變形量比設(shè)定值小，且在進(jìn)行無火花磨削時(shí)被加工物I彈性復(fù)原的量較小的情況下，在進(jìn)行無火花磨削時(shí)，被加工物I的彈性變形的釋放所需的時(shí)間較短即可。但是，在以往構(gòu)造的情況下，無火花磨削的實(shí)施時(shí)間以磨具4的鋒利度的設(shè)定值為基準(zhǔn)，設(shè)定為足以不再自被加工物I的外周面與磨具4的表面相接觸的接觸部產(chǎn)生火花、發(fā)出磨削聲音且使被加工物I的外周面平滑的時(shí)間。因此，在磨具4的鋒利度比設(shè)定值佳的情況下，無火花磨削的實(shí)施時(shí)間乃至整個(gè)磨削加工的實(shí)施時(shí)間會(huì)不必要地增長(zhǎng)。
[0008]對(duì)此，在日本特開2000 - 343425號(hào)公報(bào)中提出了如下方法:根據(jù)無火花磨削結(jié)束時(shí)的被加工物的每旋轉(zhuǎn)I次的外徑的變化量，學(xué)習(xí)無火花磨削的開始點(diǎn)(自精加工磨削向無火花磨削切換的時(shí)機(jī))，調(diào)整在該學(xué)習(xí)完成后進(jìn)行的下一磨削加工中的無火花磨削的開始點(diǎn)。另外，在日本特開2012 - 143843號(hào)公報(bào)中提出了如下方法:根據(jù)使被加工物的外徑成為目標(biāo)尺寸而所需的時(shí)間，調(diào)整在隨后進(jìn)行的下一磨削加工中的磨具的進(jìn)給速度。但是，在采用這些文獻(xiàn)所述的方法的情況下，若因?yàn)槟ゾ叩匿h利度的變化等使磨削加工不均，則學(xué)習(xí)可能無法完結(jié)。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000 - 343425號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012 - 143843號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]本發(fā)明鑒于上述那種情況，目的在于提供一種磨削加工方法，能夠不拘泥于基于磨具的鋒利度的變化等的、被加工物的彈性變形量的變化地，在無火花磨削結(jié)束時(shí)防止被加工物的徑向尺寸不均，以及磨削加工的實(shí)施時(shí)間不必要地增長(zhǎng)。
[0015]用于解決問題的方案
[0016]本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法在加工過程中測(cè)量金屬制且環(huán)狀的被加工物的徑向尺寸，并且利用旋轉(zhuǎn)磨具對(duì)該被加工物的周面進(jìn)行磨削，從而對(duì)該被加工物的周面實(shí)施磨削加工，在進(jìn)行了粗磨削工序后，減慢該旋轉(zhuǎn)磨具的進(jìn)給速度而進(jìn)行精加工磨削工序，接著使該旋轉(zhuǎn)磨具的進(jìn)給速度為O，進(jìn)行無火花磨削工序。
[0017]特別是，本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法根據(jù)上述被加工物的每單位時(shí)間內(nèi)或該被加工物的每旋轉(zhuǎn)I次的徑向尺寸的變化量即徑向尺寸的變化率，確定上述無火花磨削的開始(自上述精加工磨削向上述無火花磨削的切換)和結(jié)束中的至少一個(gè)條件。
[0018]優(yōu)選的是，針對(duì)進(jìn)行上述精加工磨削工序時(shí)的、與上述被加工物的徑向尺寸相關(guān)的、分別預(yù)先設(shè)定的互不相同的多個(gè)目標(biāo)值，確定與該被加工物的徑向尺寸的變化率相關(guān)的第I閾值。并且，在該被加工物的徑向尺寸達(dá)到了上述多個(gè)目標(biāo)值中的任一個(gè)目標(biāo)值的情況下，以該被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值高于與該任一個(gè)目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第I閾值的事項(xiàng)作為條件，開始上述無火花磨削(自上述精加工磨削向上述無火花磨削切換)。
[0019]優(yōu)選的是，以上述無火花磨削工序中的、上述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值低于預(yù)先設(shè)定的第2閾值的事項(xiàng)作為條件，結(jié)束該無火花磨削。
[0020]另外，本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置包括:支承固定被加工物，且使被加工物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的部件；謀求上述被加工物的徑向的定位的部件；旋轉(zhuǎn)磨具，其磨削上述被加工物的周面；傳感器，其測(cè)量上述被加工物的外徑；控制器，其根據(jù)由該傳感器測(cè)量到的測(cè)定結(jié)果控制上述旋轉(zhuǎn)磨具的旋轉(zhuǎn)，該金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置執(zhí)行本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法。
[0021]即，在本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置中，上述控制器根據(jù)上述被加工物的徑向尺寸的變化率，判定上述無火花磨削的開始時(shí)機(jī)和上述無火花磨削的結(jié)束時(shí)機(jī)中的至少一方。優(yōu)選的是，在上述被加工物的徑向尺寸達(dá)到了關(guān)于該被加工物的徑向尺寸而預(yù)先設(shè)定的互不相同的多個(gè)目標(biāo)值中的任一個(gè)目標(biāo)值的情況下，上述控制器將上述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值，同與和上述各目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)地預(yù)先設(shè)定的該被加工物的徑向尺寸的變化率的第I閾值中與該時(shí)刻的上述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第I閾值進(jìn)行比較，以上述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值高于與該時(shí)刻的上述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第I閾值的事項(xiàng)作為條件，開始上述無火花磨削。另外，優(yōu)選的是，在上述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值低于預(yù)先設(shè)定的第2閾值的情況下，上述控制器結(jié)束上述無火花磨削。
[0022]發(fā)明效果
[0023]采用本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法和磨削加工裝置，能夠不拘泥于基于磨具的鋒利度變化等的、被加工物的彈性變形量的變化地，防止該被加工物的徑向尺寸不均，以及防止磨削加工的實(shí)施時(shí)間不必要地增長(zhǎng)。即，在本發(fā)明中，根據(jù)上述被加工物的每單位時(shí)間內(nèi)或上述被加工物的每旋轉(zhuǎn)I次的徑向尺寸的變化量即徑向尺寸的變化率，確定磨削加工工序中無火花磨削的開始和結(jié)束中的至少一個(gè)條件。因此，能夠在考慮了上述被加工物的彈性變形量的基礎(chǔ)上，實(shí)施無火花磨削。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1的(A)是表示利用應(yīng)用了本發(fā)明的磨削加工裝置的I例對(duì)被加工物實(shí)施磨削加工的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖1的(B)是在圖1的(A)的狀態(tài)下從圖1的(A)的右側(cè)觀察到的剖面圖。
[0025]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的I例中的、磨削加工過程中的被加工物的外徑變化的I例的線圖。[0026]圖3是表示本例中的用于判定無火花磨削的開始時(shí)機(jī)的處理的流程圖。
[0027]圖4是表示本例中的用于判定無火花磨削的結(jié)束時(shí)機(jī)的處理的流程圖。
[0028]圖5是相當(dāng)于圖2的X部分放大圖的圖。
[0029]圖6是表示本例中的磨削加工過程中的磨具的進(jìn)給量、被加工物的外徑D和外徑D的變化率V的變化的I例的線圖。
[0030]圖7的(A)是表示以往技術(shù)中的、將磨具推壓于被磨削加工裝置支承的被加工物之前的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖7的(B)是擴(kuò)張表示將磨具推壓于該被加工物的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0031]圖8是表示以往技術(shù)中的由磨削加工產(chǎn)生的被加工物的外徑變化的I例的線圖。
【具體實(shí)施方式】 [0032]圖1~圖6表示本發(fā)明的實(shí)施方式的I例。另外，本例的特征在于，通過適當(dāng)?shù)貨Q定磨削加工工序中無火花磨削的開始(自精加工磨削向無火花磨削的切換)及結(jié)束的時(shí)機(jī)，而不拘泥于基于磨具4的鋒利度變化等的、被加工物I的彈性變形量的變化地，抑制被加工物(工件)I的外徑D在加工完成時(shí)的狀態(tài)下產(chǎn)生不均，且防止磨削加工耗費(fèi)的時(shí)間不必要地增長(zhǎng)。本例的磨削加工裝置與以往的裝置的結(jié)構(gòu)基本相同，包括:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸(未圖示)，其是支承固定被加工物且使被加工物旋轉(zhuǎn)的部件；背板2，其固定于該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的頂端部，將環(huán)狀的被加工物(工件)I磁吸附于該背板2的端面；兩個(gè)閘瓦3，它們是謀求被加工物I的徑向定位的部件；旋轉(zhuǎn)磨具4，其對(duì)被加工物I的外周面進(jìn)行磨削；至少兩個(gè)測(cè)頭5，且該磨削加工裝置包括:傳感器(未圖示)，其測(cè)量被加工物I的外徑D ;控制器(未圖示)，其根據(jù)由該傳感器測(cè)量到的測(cè)定結(jié)果控制旋轉(zhuǎn)磨具4的旋轉(zhuǎn)。作為支承固定被加工物I且使被加工物I旋轉(zhuǎn)的部件，可以使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸、與能安裝于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸且能將被加工物I支承固定于該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械卡盤和電磁吸盤等公知的卡盤裝置等的組合。另外，作為謀求被加工物I的徑向的定位的部件，也可以使用輥等部件，也可以組合使用任意數(shù)量的輥和閘瓦。作為測(cè)量被加工物I的外徑D的傳感器，可以使用將觸頭用作測(cè)頭5的接觸位移傳感器、將激光用作測(cè)頭5的非接觸位移傳感器等。
[0033]本例的磨削加工方法也包含利用磨具4磨削被加工物I的方法，基本的工序與以往的方法相同。即，在本例的磨削加工方法中，在加工過程中測(cè)量被加工物I的徑向尺寸，并且利用旋轉(zhuǎn)磨具4磨削被加工物I的外周面，按照粗磨削、精加工磨削和無火花磨削的順序?qū)Ρ患庸の颕的外周面實(shí)施磨削加工。更詳細(xì)而言，能夠利用兩個(gè)測(cè)頭5在加工過程中測(cè)量被加工物I的外徑D，當(dāng)利用這些測(cè)頭5測(cè)量到的被加工物I的外徑D達(dá)到了規(guī)定值時(shí)，利用控制器進(jìn)行自粗磨削向精加工磨削的切換。
[0034]在本例的情況下，控制器的特征在于，根據(jù)利用測(cè)頭5測(cè)得的被加工物I的外徑D的每單位時(shí)間內(nèi)的變化量即變化率V (μ m/s)，判斷無火花磨削的開始和結(jié)束。詳細(xì)而言，控制器為了判定無火花磨削的開始時(shí)機(jī)(自精加工磨削向無火花磨削切換的時(shí)機(jī))，關(guān)于被加工物I的外徑D，預(yù)先設(shè)定多個(gè)(例如5個(gè)~6個(gè))目標(biāo)值Di。另外，在目標(biāo)值的數(shù)量為5個(gè)的情況下，值i取I~5的自然數(shù)(I ( i ( 5)，且將目標(biāo)值Di設(shè)定為D1>D2>……>D5。此外，針對(duì)這些目標(biāo)值Di的各個(gè)值，確定被加工物I的外徑D的變化率V的第I閾值vi。依據(jù)被加工物I的形狀、材質(zhì)，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)或計(jì)算來求出該種目標(biāo)值Di和第I閾值vi。即，目標(biāo)值Di和第I閾值vi隨著被加工物I的形狀、材質(zhì)而變化。[0035]參照?qǐng)D3的流程圖說明控制器根據(jù)被加工物I的外徑D、外徑D的變化率V判定無火花磨削的開始時(shí)機(jī)的方法。另外，在從精加工磨削開始后到無火花磨削開始的期間，或者在無法適當(dāng)?shù)嘏卸o火花磨削的開始時(shí)機(jī)而結(jié)束磨削加工之前的期間，利用控制器執(zhí)行該流程圖所示的作業(yè)。
[0036]首先，在步驟I中，判定由測(cè)頭5測(cè)量到的該時(shí)刻的被加工物I的外徑D是否與目標(biāo)值Di相同(外徑D是否在以目標(biāo)值Di為中心的規(guī)定范圍內(nèi))。另外，值i的初始值為ICi=Do在外徑D不與目標(biāo)值DT相同(D古Di)的情況下，進(jìn)入步驟2，判定外徑D是否比目標(biāo)值Di小(D〈Di)。在步驟2中，在外徑D為目標(biāo)值Di以上(D ≥ Di)的情況(其中，將步驟I中上述值相同(D=Di)的情況除外)下，繼續(xù)進(jìn)行精加工磨削，在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后，返回到步驟I。在外徑D比目標(biāo)值Di小(D〈Di)的情況下，進(jìn)入步驟3，將值i加I而進(jìn)入步驟4。在步驟2和步驟3中，在外徑D比目標(biāo)值Di小(D〈Di)的情況下，即使隨后繼續(xù)進(jìn)行精加工磨削，外徑D和目標(biāo)值Di也不會(huì)成為相同的值，所以該作業(yè)是用于將用于與外徑D進(jìn)行比較的目標(biāo)值Di設(shè)定為小一級(jí)的值即Di+Ι的程序。
[0037]在步驟4中，判定值i是否為目標(biāo)值Di的個(gè)數(shù)(總數(shù))n以下。在值i為比目標(biāo)值Di的個(gè)數(shù)η大(i>n)的情況下,進(jìn)入步驟5,結(jié)束被加工物I的磨削加工,且視作未能判定適當(dāng)?shù)臒o火花磨削的開始時(shí)機(jī)，控制器利用蜂鳴器、警告燈等顯示器發(fā)出警告。在值i為目標(biāo)值Di的個(gè)數(shù)η以下(i≥η)的情況下，當(dāng)經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后返回到步驟I。即，步驟4和步驟5是用于進(jìn)行如下作業(yè)的程序，即，當(dāng)在后述的從步驟I到步驟6的程序中進(jìn)行的、通過對(duì)目標(biāo)值Di中最小的目標(biāo)值Dn與被加工物I的外徑D進(jìn)行比較而進(jìn)行的判定中，未能判定適當(dāng)?shù)臒o火花磨削的開始時(shí)機(jī)的情況下，異常結(jié)束磨削加工(例外處理)。
[0038]另一方面，在步驟I中，在外徑D與目標(biāo)值Di相同(D=Di)的情況下，進(jìn)入步驟6，判定該時(shí)刻的被加工物I的外徑D的變化率V的絕對(duì)值是否比與目標(biāo)值Di相對(duì)應(yīng)的第I閾值vi大。在變化率V的絕對(duì)值比第I閾值vi大(I V I >vi)的情況下，進(jìn)入步驟7,開始進(jìn)行無火花磨削(使磨具4的進(jìn)給速度為0)，結(jié)束用于判定無火花磨削的開始時(shí)機(jī)的程序。在變化率V的絕對(duì)值為第I閾值vi以下(|v| ( vi)的情況下，從步驟3進(jìn)入步驟4的程序，隨后如上述程序那樣進(jìn)行處理。
[0039]在開始了無火花磨削后，控制器利用圖4的流程圖所示的程序判定無火花磨削的結(jié)束時(shí)機(jī)。另外，在從無火花磨削開始后到結(jié)束的期間，利用控制器執(zhí)行圖4的流程圖所示的作業(yè)。首先，在步驟8中，每隔規(guī)定時(shí)間(一定時(shí)間)，判定變化率V的絕對(duì)值是否比預(yù)先設(shè)定的第2閾值vf小。并且，在變化率V的絕對(duì)值變得比第2閾值vf小(|v|〈vf)的情況下，進(jìn)入步驟9，結(jié)束無火花磨削。另一方面，在變化率V的絕對(duì)值為第2閾值vf以上(|v ^ Vf)的情況下，不結(jié)束無火花磨削而繼續(xù)進(jìn)行無火花磨削，在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后返回到步驟8。另外，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)或計(jì)算求出第2閾值Vf。另外，特別是在需要將尺寸公差抑制為較小(例如設(shè)定為Iym以下)的情況下，當(dāng)結(jié)束了無火花磨削后，為了使被加工物I的外徑D成為目標(biāo)尺寸，也可以對(duì)被加工物I實(shí)施使磨具4的進(jìn)給速度和切深微小化的單步進(jìn)給磨削。
[0040] 采用本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法，即使在因?yàn)槟ゾ?的鋒利度變化等使被加工物I的彈性變形量產(chǎn)生了不均的情況下，也能防止無火花磨削結(jié)束時(shí)的被加工物I的外徑不均，且也能夠防止磨削加工耗費(fèi)的時(shí)間不必要地增長(zhǎng)。即，在本例的情況下，為了判定無火花磨削的開始及結(jié)束時(shí)機(jī)，使用被加工物I的每單位時(shí)間內(nèi)的外徑D的變化量即變化率V?？傊?，能夠考慮被加工物I的彈性變形量地判定無火花磨削的開始及結(jié)束時(shí)機(jī)。這里，參照?qǐng)D2和圖5說明能夠考慮被加工物I的彈性變形量地，判定無火花磨削的開始時(shí)機(jī)的理由。圖2和圖5分別在隨著對(duì)磨具4進(jìn)行推壓而發(fā)生的被加工物I的彈性變形量因磨具4的鋒利度的變差而增大了的情況(實(shí)線a)下，以及被加工物I的彈性變形量為磨具4的鋒利度變差前的較小的情況(虛線b)下，表示利用測(cè)頭5在加工過程中測(cè)量的被加工物I的外徑D的變化。
[0041]另外，在圖2中，為了明確由于被加工物I的彈性變形量的不同而使從精加工磨削到無火花磨削工序的實(shí)施所耗費(fèi)的時(shí)間發(fā)生變化這點(diǎn)，雖將自粗磨削向精加工磨削的切換，但在被加工物I的彈性變形量增大以及較小的情況下為同一時(shí)機(jī)。實(shí)際上，由于在被加工物I的外徑D成為了規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行自粗磨削向精加工磨削的切換，所以該切換的時(shí)機(jī)因磨具4的鋒利度的變化等而變化。粗磨削工序時(shí)的被加工物I的彈性變形量越因磨具4的鋒利度差而增大，進(jìn)行無火花磨削時(shí)被加工物I彈性復(fù)原的量越大，由無火花磨削產(chǎn)生的磨削量越增大。因而，為了能夠?qū)崿F(xiàn)被加工物I的彈性變形量越大，由精加工磨削產(chǎn)生的磨削量越少，需要提前結(jié)束精加工磨削，提早自精加工磨削向無火花磨削切換(在被加工物I的外徑D較大的狀態(tài)下開始進(jìn)行無火花磨削)。
[0042]如圖2和圖5清楚所示，在精加工磨削工序中，當(dāng)外徑D相同(例如D=Dl)時(shí)，粗磨削工序中的被加工物I的彈性變形量較大，被加工物I彈性復(fù)原的量較大的情況下的變化率val，比被加工物I彈性復(fù)原的量較小的情況下的變化率Vbl大(val>vbl)。因此，將與目標(biāo)值Dl相對(duì)應(yīng)的第I閾值vi限制為，比被加工物I的彈性變形量大的情況下的變化率val小，且為被加工物I的彈性變形量小的情況下的變化率vbl以上(vbl ( vl〈val)。另夕卜，將比目標(biāo)值Dl小的目標(biāo)值D2所對(duì)應(yīng)的第I閾值v2限制為，比在被加工物I的彈性變形量較小的情況下被加工物I的外徑D變成與目標(biāo)值D2相同時(shí)的變化率vb2小(v2〈vb2)。通過這樣限制目標(biāo)值Di和第I閾值vi，在利用精加工磨削使被加工物I的外徑D達(dá)到了目標(biāo)值Dl (D=Dl)時(shí)，在被加工物I的彈性變形量較大的情況下，滿足步驟6的無火花磨削開始的條件(va I > VI),所以開始無火花磨削。
[0043]另一方面，在被加工物I的彈性變形量較小的情況下，不滿足步驟6的條件(vbl ( vl)(若直接切換為無火花磨削工序，則被加工物I的外徑會(huì)比目標(biāo)尺寸大)，所以不開始無火花磨削而繼續(xù)進(jìn)行精加工磨削。并且，在進(jìn)一步實(shí)施精加工磨削而使外徑D減小、變成與目標(biāo)值D2相同(D=D2 )時(shí)，滿足步驟6的條件(vb2>v2 )，所以開始無火花磨削。這樣，確定外徑D的多個(gè)目標(biāo)值Di，以目標(biāo)值Di的值越小，與目標(biāo)值Di相對(duì)應(yīng)的第I閾值vi越小的方式，針對(duì)上述各目標(biāo)值Di設(shè)定第I閾值vi，從而能夠考慮被加工物I的彈性變形量地，判定無火花磨削的開始時(shí)機(jī)(自精加工磨削向無火花磨削的切換)。
[0044]另一方面，在進(jìn)行本例的無火花磨削的結(jié)束的判定時(shí)，不拘泥于基于磨具4的鋒利度的變差的、彈性變形量的大小的變化地，在變化率V變得比上述第2閾值vf小(除去測(cè)定誤差等，實(shí)質(zhì)上為O)的情況下，結(jié)束無火花磨削。在被加工物I的彈性變形完全釋放而被加工物I的外周面平滑后，變化率V實(shí)質(zhì)上為O。因而，在磨具4的鋒利度佳且彈性變形量小的情況下，被加工物I的彈性變形的釋放所耗費(fèi)的時(shí)間短，所以能夠提早結(jié)束無火花磨削。另一方面，在磨具4的鋒利度差且彈性變形量大的情況下，被加工物I的彈性變形的釋放所耗費(fèi)的時(shí)間增長(zhǎng)，能夠充分地確保無火花磨削的實(shí)施時(shí)間。這樣，在本例的情況下，能夠不拘泥于彈性變形量的大小的變化地，判定無火花磨削的適當(dāng)?shù)慕Y(jié)束時(shí)機(jī)。因而，在本例的情況下，能夠不拘泥于基于磨具4的鋒利度變化等的、被加工物I的彈性變形量的變化地，防止磨削加工完成時(shí)的被加工物I的外徑發(fā)生不均，且也能夠防止磨削加工所耗費(fèi)的時(shí)間不必要地增長(zhǎng)。
[0045]工業(yè)實(shí)用性
[0046]本發(fā)明的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削方法及裝置不僅能夠應(yīng)用在對(duì)金屬制且環(huán)狀的被加工物的外周面實(shí)施磨削加工的情況下，還能應(yīng)用在對(duì)這種被加工物的內(nèi)周面實(shí)施磨削加工的情況下。
[0047]附圖標(biāo)記說明
[0048]1、被加工物；2、背板；3、閘瓦；4、磨具；5、測(cè)頭。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法，在加工過程中測(cè)量金屬制且環(huán)狀的被加工物的徑向尺寸，并且按照粗磨削、精加工磨削和無火花磨削的順序，使用旋轉(zhuǎn)磨具對(duì)該被加工物的周面實(shí)施磨削加工，其中， 根據(jù)所述被加工物的徑向尺寸的變化率，確定所述無火花磨削的開始和所述無火花磨削的結(jié)束中的至少一個(gè)條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法，其中， 針對(duì)與所述被加工物的徑向尺寸相關(guān)的、分別預(yù)先設(shè)定的互不相同的多個(gè)目標(biāo)值，確定與該被加工物的徑向尺寸的變化率相關(guān)的第I閾值，在該被加工物的徑向尺寸達(dá)到了所述目標(biāo)值中的任一個(gè)目標(biāo)值的情況下，將該被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值高于與該目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第I閾值作為條件，開始所述無火花磨削。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工方法，其中， 在所述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值低于預(yù)先設(shè)定的第2閾值的情況下，結(jié)束所述無火花磨削。
4.一種金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置，其中， 該金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置包括:支承固定金屬制且環(huán)狀的被加工物，且使被加工物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的部件；謀求所述被加工物的徑向定位的部件；旋轉(zhuǎn)磨具，其磨削所述被加工物的周面；傳感器，其測(cè)量所述被加工物的外徑；控制器，其根據(jù)由該傳感器測(cè)量到的測(cè)定結(jié)果控制所述旋轉(zhuǎn)磨具的旋轉(zhuǎn)， 當(dāng)在加工過程中測(cè)量所述被加工物的徑向尺寸，并且按照粗磨削、精加工磨削和無火花磨削的順序使用旋轉(zhuǎn)磨具對(duì)該被加工物的周面實(shí)施磨削加工時(shí)，該控制器根據(jù)所述被加工物的徑向尺寸的變化率，判定所述無火花磨削的開始時(shí)機(jī)和所述無火花磨削的結(jié)束時(shí)機(jī)中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置，其中， 在所述被加工物的徑向尺寸達(dá)到了關(guān)于該被加工物的徑向尺寸而預(yù)先設(shè)定的互不相同的多個(gè)目標(biāo)值中的任一個(gè)目標(biāo)值的情況下，所述控制器將所述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值，與第I閾值中與該時(shí)刻的所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第I閾值進(jìn)行比較，將所述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值高于與該時(shí)刻的所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第I閾值作為條件，開始所述無火花磨削，所述第I閾值是與同各所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)地預(yù)先設(shè)定的該被加工物的徑向尺寸的變化率相關(guān)的閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬制環(huán)狀構(gòu)件的磨削加工裝置，其中， 在所述被加工物的徑向尺寸的變化率的絕對(duì)值低于預(yù)先設(shè)定的第2閾值的情況下，所述控制器結(jié)束所述無火花磨削。
【文檔編號(hào)】B24B5/35GK104010768SQ201380002625
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】海老名健, 小澤光治, 小笠原智基 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社