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技術 加工条件の決定方法

出願人 TDK株式会社
発明者 田中裕之木曽鉄太郎
出願日 2005年12月1日 (14年9ヶ月経過) 出願番号 2005-348275
公開日 2007年6月21日 (13年2ヶ月経過) 公開番号 2007-152452
状態 拒絶査定
技術分野 3次曲面及び複雑な形状面の研削,研磨等
主要キーワード 負荷指数 範囲分け 予備研削 接触弧 設置面側 縦軸型 可動量 複数形態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年6月21日)のものです。
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図面 (12)

課題

標準化が可能な加工条件決定方法を提供する。

解決手段

本発明の一実施形態の加工条件の決定方法は、(a)複数形態加工対象予定物それぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物の安定度を表す加工指標を、複数形態の加工対象予定物それぞれの形状に基づいて定める加工指標設定工程と、(b)加工負荷の大きさを示す研削負荷指数を、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて定める負荷指数設定工程と、(c)加工指標設定工程における設定結果と負荷指数設定工程における設定結果とに基づいて、加工指標と研削負荷指数とを関連付ける関連付け工程と、(d)実際に研削加工を行う加工対象物の形状に基づいて該加工対象物の加工指標を算出し、当該算出した加工指標に基づいて該加工対象物の研削加工条件を決定する条件決定工程と、を含んでいる。

概要

背景

加工対象物の表面を研削するための研削加工技術が知られている(例えば、特許文献1および2)。一般に、研削加工では研削機器が用いられている。
特開2003−188131号公報
特開2003−188132号公報

概要

標準化が可能な加工条件決定方法を提供する。本発明の一実施形態の加工条件の決定方法は、(a)複数形態加工対象予定物それぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物の安定度を表す加工指標を、複数形態の加工対象予定物それぞれの形状に基づいて定める加工指標設定工程と、(b)加工負荷の大きさを示す研削負荷指数を、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて定める負荷指数設定工程と、(c)加工指標設定工程における設定結果と負荷指数設定工程における設定結果とに基づいて、加工指標と研削負荷指数とを関連付ける関連付け工程と、(d)実際に研削加工を行う加工対象物の形状に基づいて該加工対象物の加工指標を算出し、当該算出した加工指標に基づいて該加工対象物の研削加工条件を決定する条件決定工程と、を含んでいる。

目的

そこで、本発明は、標準化が可能な加工条件の決定方法を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数形態加工対象予定物それぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物の安定度を表す加工指標を、前記複数形態の加工対象予定物それぞれの形状に基づいて定める加工指標設定工程と、前記加工負荷の大きさを示す研削負荷指数を、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて定める負荷指数設定工程と、前記加工指標設定工程における設定結果と前記負荷指数設定工程における設定結果とに基づいて、前記加工指標と前記研削負荷指数とを関連付ける関連付け工程と、実際に研削加工を行う加工対象物の形状に基づいて該加工対象物の加工指標を算出し、当該算出した加工指標に基づいて該加工対象物の研削加工条件を決定する条件決定工程と、を含む、加工条件決定方法

請求項2

前記加工指標設定工程では、前記複数形態の加工対象予定物それぞれにおける底面積Ar×Cr、および高さBrに係る下式(1)に基づいて前記加工指標Irを算出し、前記条件決定工程では、前記加工対象物における底面積At×Ct、およびBtに係る前記下式(1)に基づいて前記加工指標Itを算出する、請求項1に記載の加工条件の決定方法。

請求項3

前記加工指標設定工程では、前記複数形態の加工対象予定物それぞれにおける底面積Ar×Cr、高さBr、加工部の幅Dr、および加工部の深さGrに係る下式(2)に基づいて前記加工指標Irを算出し、前記条件決定工程では、前記加工対象物における底面積At×Ct、高さBt、加工部の幅Dt、および加工部の深さGtに係る前記下式(2)に基づいて前記加工指標Itを算出する、請求項1に記載の加工条件の決定方法。

請求項4

前記負荷指数設定工程では、前記複数の研削加工条件それぞれにおけるテーブル周速度Vt、および砥石切込み量Pに係る下式(3)に基づいて前記研削負荷指数Lを算出する、請求項1または2に記載の加工条件の決定方法。

請求項5

前記負荷指数設定工程では、前記複数の研削加工条件それぞれにおけるテーブル送り速度Vs、および砥石の切込み量Pに係る下式(4)に基づいて前記研削負荷指数Lを算出する、請求項1または2に記載の加工条件の決定方法。

請求項6

前記負荷指数設定工程では、前記複数の研削加工条件それぞれにおけるテーブル送り速度Vsに係る下式(5)に基づいて前記研削負荷指数Lを算出する、請求項1または3に記載の加工条件の決定方法。

技術分野

0001

本発明は、研削加工における加工条件決定方法に関するものである。

背景技術

0002

加工対象物の表面を研削するための研削加工技術が知られている(例えば、特許文献1および2)。一般に、研削加工では研削機器が用いられている。
特開2003−188131号公報
特開2003−188132号公報

発明が解決しようとする課題

0003

研削機器を用いた研削加工では、研削加工条件を適切に設定する必要がある。適切な研削加工条件は加工対象物の品種ごとに異なるので、異なる品種の加工対象物を研削加工する前には、予備研削を行いながら研削加工条件が調整される。この予備研削による研削加工条件の調整では熟練者の経験によるところが大きく、作業者によって研削加工条件の調整値が異なり、研削加工時間にバラツキが生じてしまう。また、加工対象物の品種が多いと予備研削回数が多くなり、作業効率が低下してしまう。また、未熟者は熟練者に比べて予備研削時間が長く、作業効率が更に低下してしまう。

0004

特許文献1および2には、加工対象物を研削する前に他の加工物を研削することによって研削速度を求め、この研削速度を用いて研削加工条件を決定する加工条件の決定方法が記載されている。しかしながら、この加工条件の決定方法で決定される研削加工条件は研削加工時間のみであり、その他の研削加工条件(テーブルの周速度、テーブルの送り速度、砥石切込み量など)は他の加工物を研削した際の研削加工条件を用いているに過ぎない。すなわちこの加工条件の決定方法は上記の問題を解決することができない。

0005

そこで、本発明は、標準化が可能な加工条件の決定方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明の加工条件の決定方法は、(a)複数形態加工対象予定物それぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物の安定度を表す加工指標を、複数形態の加工対象予定物それぞれの形状に基づいて定める加工指標設定工程と、(b)加工負荷の大きさを示す研削負荷指数を、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて定める負荷指数設定工程と、(c)加工指標設定工程における設定結果と負荷指数設定工程における設定結果とに基づいて、加工指標と研削負荷指数とを関連付ける関連付け工程と、(d)実際に研削加工を行う加工対象物の形状に基づいて該加工対象物の加工指標を算出し、当該算出した加工指標に基づいて該加工対象物の研削加工条件を決定する条件決定工程と、を含んでいる。

0007

この加工条件の決定方法によれば、加工指標設定工程において、複数形態の加工対象予定物それぞれの形状に基づいて加工指標が定められ、負荷指数設定工程において、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて研削負荷指数が定められる。次いで、関連付け工程において、これらの設定結果に基づいて加工指標と研削負荷指数とを関連付けることによって、複数形態の加工対象予定物それぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物の安定度に応じて、適切な加工負荷の大きさすなわち適切な研削加工条件を予め定めることができる。

0008

次いで、条件決定工程において、実際に研削加工を行う加工対象物の形状に基づいて該加工対象物の加工指標を算出し、当該算出した加工指標に相当する加工対象予定物の加工指標に関連付けられた研削加工条件が、加工対象物の研削加工条件と決定される。したがって、この加工条件の決定方法によれば、加工対象物の形状から加工指標を求めるだけで、一つの適切な加工対象物の研削加工条件を決定することができる。

0009

加工指標設定工程では、複数形態の加工対象予定物それぞれにおける底面積Ar×Cr、および高さBrに係る下式(1)に基づいて加工指標Irを算出することが好ましく、条件決定工程では、加工対象物における底面積At×Ct、およびBtに係る下式(1)に基づいて加工指標Itを算出することが好ましい。

0010

これらの加工指標は、加工対象予定物または加工対象物の底面積に対する高さによって、加工対象予定物または加工対象物の安定度を表している。したがって、これらの加工指標を用いれば研削加工条件の決定作業が容易である。

0011

また、加工指標設定工程では、複数形態の加工対象予定物それぞれにおける底面積Ar×Cr、高さBr、加工部の幅Dr、および加工部の深さGrに係る下式(2)に基づいて加工指標Irを算出することが好ましく、条件決定工程では、加工対象物における底面積At×Ct、高さBt、加工部の幅Dt、および加工部の深さGtに係る下式(2)に基づいて加工指標Itを算出することが好ましい。

0012

これらの加工指標は、加工対象予定物または加工対象物の底面積に対する高さおよび加工部の面積によって、加工対象予定物または加工対象物の安定度を表している。したがって、これらの加工指標を用いれば、加工対象物の一部を研削加工するための研削加工条件の決定作業が容易である。

0013

負荷指数設定工程では、複数の研削加工条件それぞれにおけるテーブル周速度Vt、および砥石の切込み量Pに係る下式(3)に基づいて研削負荷指数Lを算出することが好ましい。

0014

また、負荷指数設定工程では、複数の研削加工条件それぞれにおけるテーブル送り速度Vs、および砥石の切込み量Pに係る下式(4)に基づいて研削負荷指数Lを算出することが好ましい。

0015

また、負荷指数設定工程では、複数の研削加工条件それぞれにおけるテーブル送り速度Vsに係る下式(5)に基づいて研削負荷指数Lを算出することが好ましい。

発明の効果

0016

本発明によれば、標準化が可能な加工条件の決定方法が提供される。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
[第1の実施形態]

0018

まず、本発明の第1の実施形態に係る加工条件の決定方法を説明する前に、第1の実施形態において用いられる研削機器について説明する。

0019

図1は、第1の実施形態に用いられる研削機器の主要部を示す平面図である。図1(a)には横から見た研削機器の主要部が示されており、図1(b)には上から見た研削機器の主要部が示されている。図1に示す研削機器10は縦軸型研削機器である。研削機器10は、回転軸12、回転板14、砥石16、およびテーブル18を含んでいる。

0020

回転軸12は、研削機器10の設置面に対して垂直方向に延びる柱状をなしている。回転軸12の一端は、研削機器10内に設けられている回転駆動部(例えばモーター)に接続されており、回転軸12は回転駆動部によってCW(Clock Wise:時計回り右回り)回転される。回転軸12の他端は、回転板14の一方の主面に接続されている。

0021

回転板14は、回転軸12に対して垂直な円盤状をなしている。回転板14は、回転軸12によってCW回転される。回転板14の他方の主面には、砥石16が設けられている。

0022

砥石16は、回転板14の外周縁に沿うリング状をなしている。砥石16は、回転板14と共にCW回転される。砥石16に対して回転板14の反対側には、テーブル18が設けられている。

0023

テーブル18は、回転板14および砥石16に対して水平な円盤状をなしている。テーブル18は、回転板14および砥石16と離間して設けられており、一方の主面上には加工対象物20tを搭載可能となっている。テーブル18の一方の主面上には、複数の加工対象物20tが縦横に配列されて搭載される。テーブル18は、磁力または吸引等によって加工対象物20tの底面を一方の主面に吸着可能となっている。また、テーブル18の他方の主面は、研削機器10内に設けられている回転駆動部(例えばモーター)に接続されており、テーブル18は、回転駆動部によって回転板14および砥石16と逆回転される。すなわち、テーブル18は、CCW(Counter Clock Wise:反時計回り左回り)回転される。

0024

このような研削機器10では、加工対象物20tの底面に対向する表面に砥石16が接触するように、回転軸12および回転板14が研削機器10の設置面に対して垂直方向Yに可動することによって、砥石16が加工対象物20tの表面を研削する。加工対象物20tの表面の研削量は、砥石16の周速度、テーブル18の周速度、および砥石16の切込み量によって調整される。切込み量とは、テーブル18の回転ごとの砥石16の可動量、または単位時間ごとの砥石16の可動量等である。

0025

図2は、加工対象物または加工対象予定物を示す斜視図である。図2には、ギャップを設けることが可能なフェライトコアの一部が例示されている。なお、加工対象物20tは、実際に研削加工を行うものであり、加工対象予定物20rは、研削加工条件を設定するために用いられるものであり、加工対象物20tと同様な形態のものである。すなわち、加工対象物20tの品種に応じて、複数形態の加工対象予定物20rが存在する。なお、研削加工条件が設定された後には、加工対象予定物20rは加工対象物20tとして用いられてもよい。

0026

次に、本発明の第1の実施形態に係る加工条件の決定方法について説明する。第1の実施形態では、図2に示す加工対象物20tの表面20at,20bt,20ctの全体を研削するための加工条件の決定方法について説明する。第1の実施形態の加工条件の決定方法は、加工指標設定工程、負荷指数設定工程、関連付け工程、および条件決定工程を含んでいる。

0027

まず、加工指標設定工程では、加工対象予定物20rの形状に基づいて加工指標Irを定める。具体的には、上記(1)式に基づいて加工指標Irを算出する。ここで、Ar×Crは加工対象予定物20rの底面20drの面積すなわちテーブル18に吸着される吸着面の面積であり、Brは加工対象予定物20rの高さである。

0028

この加工指標Irは、加工対象予定物20rを研削加工する際に砥石16から加えられる加工負荷に対する加工対象予定物20rの安定度を表している。上記(1)式から明らかなように、加工指標Irは、テーブル18に吸着される吸着面の面積に対する高さで表される。すなわち、加工指標Irが小さいと加工対象予定物20rの安定度が高く、このような加工対象予定物20rは大きな加工負荷で研削加工が可能である。逆に、加工指標Irが大きいと加工対象予定物20rの安定性が低く、このような加工対象予定物20rは小さな加工負荷で加工する必要がある。

0029

加工指標設定工程では、上記(1)式に基づいて、形状が異なる複数形態の加工対象予定物20r、すなわち吸着面の面積に対する高さが異なる複数形態の加工対象予定物20rについて、複数の加工指標Irをそれぞれ求める。

0030

図3は、加工指標、研削負荷指数、および研削加工条件の関連を示す図である。図3に示すように、加工指標設定工程では、求めた複数の加工指標Irを条件1〜5に範囲分けする。

0031

次いで、負荷指数設定工程では、研削機器10の研削加工条件に関連付けて研削負荷指数Lを定める。具体的には、下式(6)に基づいて研削負荷指数Lを算出する。




ここで、Vwは砥石16の周速度であり、Vtはテーブル18の周速度である。また、Pは砥石16の切込み量である。なお、砥石16の周速度Vwは、加工対象予定物20rの形状によらず一定値に設定される場合には省略可能である。この場合、上記(6)式の代わりに上記(3)式が用いられる。

0032

また、テーブル18の周速度Vtは、下式(7)のように求められる。




ここで、Rはテーブル18の直径であり、Tはテーブル18の回転数である。また、πは円周率である。

0033

この研削負荷指数Lは、加工対象予定物20rを研削加工する際に砥石16から加えられる加工負荷の大きさを表している。

0034

図4は、研削負荷指数と研削加工条件との関連を示す図である。負荷指数設定工程では、図4に示すように、上記(3)式および上記(7)式より、テーブル18の回転数Tと砥石16の切込み量Pとを変数とした複数の研削加工条件について、複数の研削負荷指数Lをそれぞれ求める。すなわち、負荷指数設定工程では、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて、複数の研削負荷指数Lを求める。

0035

次いで、関連付け工程では、加工指標設定工程で求められた複数の加工指標Irと負荷指数設定工程で求められた複数の研削負荷指数Lとをそれぞれ関連付ける。具体的には、上記の加工指標設定工程における条件1〜5(図3)それぞれの加工指標Irに対応する加工対象予定物20rの安定度に対して適切な大きさの加工負荷を関連付けるように、上記の負荷指数設定工程における複数の研削負荷指数L(図4)から5個の研削負荷指数30,31,32,33,34を定める。図3に示すように、これらの研削負荷指数30〜34を、複数の加工指標Irにそれぞれ関連付けて条件1〜5に範囲分けする。

0036

このようにして、これらの研削負荷指数30〜34それぞれに対応した研削加工条件が、複数の加工指標Irそれぞれに関連付けされる。なお、加工対象予定物20rの安定度と加工負荷の適切な関係の詳細については後述する。

0037

次いで、条件決定工程では、実際に研削加工を行う加工対象物20tの形状に基づいて加工対象物20tの加工指標Itを求める。具体的には、上記(1)式に基づいて加工対象物20tの加工指標Itを算出する。ここで、At×Ctは加工対象物20tの底面20dtの面積すなわちテーブル18に吸着する吸着面の面積であり、Btは加工対象物20tの高さである。

0038

条件決定工程では、この算出した加工対象物20tの加工指標Itに相当する加工指標Irを、図3における条件1〜5の加工指標Irの中から選定し、この選定した加工指標Irに関連付けられた研削加工条件を加工対象物20tの研削加工条件に決定する。

0039

このように、本実施形態の加工条件の決定方法によれば、加工指標設定工程において、複数形態の加工対象予定物20rそれぞれの形状に基づいて加工指標Irが定められ、負荷指数設定工程において、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて研削負荷指数Lが定められる。次いで、関連付け工程において、これらの設定結果に基づいて加工指標Irと研削負荷指数Lとを関連付けることによって、複数形態の加工対象予定物20rそれぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物20rの安定度に応じて、適切な加工負荷の大きさすなわち適切な研削加工条件を予め定めることができる。

0040

次いで、条件決定工程において、実際に研削加工を行う加工対象物20tの形状に基づいて該加工対象物20tの加工指標Itを算出し、当該算出した加工指標Itに相当する加工対象予定物20rの加工指標Irに関連付けられた研削加工条件が、加工対象物20tの研削加工条件と決定される。したがって、この加工条件の決定方法によれば、加工対象物20tの形状から加工指標Itを求めるだけで、一つの適切な加工対象物20tの研削加工条件を決定することができる。

0041

故に、本実施形態の加工条件の決定方法によれば、加工条件の標準化が可能となり、作業者による研削加工時間のバラツキがなくなり、生産計画が立て易いという利点を有する。また、作業者による研削加工条件のバラツキがなくなり、製品品質が安定する。また、未熟者であっても適切な研削加工条件を容易に設定することができるので、未熟者と熟練者との作業時間の差が低減され、製品の信頼性の差をも低減される。また、予備研削が不要であるので、作業効率が向上する。
[第2の実施形態]

0042

次に、本発明の第2の実施形態に係る加工条件の決定方法を説明する前に、第2の実施形態において用いられる研削機器について説明する。

0043

図5は、第2の実施形態に用いられる研削機器の主要部を示す平面図である。図5(a)には横から見た研削機器の主要部が示されており、図5(b)には上から見た研削機器の主要部が示されている。図5に示す研削機器10Aは縦軸型研削機器である。研削機器10Aは、研削機器10において回転板14および砥石16の代わりに回転板14Aおよび砥石16Aを有しており、テーブル18の代わりにテーブル18Aを有している。研削機器10Aのその他の構成は、研削機器10と同様である。

0044

回転板14Aは、回転板14に比べて小型な円盤状をなしている。回転板14Aの一方の主面は、その中心が回転軸12の柱状の中心と重なるように回転軸12の他端に設けられている。回転板14Aは、回転軸12によってCW回転またはCCW回転される。回転板14Aの他方の主面には、砥石16Aが設けられている。

0045

砥石16Aは、砥石16に比べて小型なリング状をなしており、回転板14Aの外周縁に沿うように設けられている。砥石16Aは、回転板14Aと共にCW回転またはCCW回転される。砥石16Aに対して回転板14Aの反対側には、テーブル18Aが設けられている。

0046

テーブル18Aは、回転板14Aおよび砥石16Aに対して水平な長方形の形状をなしている。テーブル18Aは、回転板14および砥石16と離間して設けられており、一方の主面上には加工対象物20tを搭載可能となっている。テーブル18Aの一方の主面上には、複数の加工対象物20tが縦横に配列されて搭載される。テーブル18Aは、磁力または吸引等によって加工対象物20tの底面を一方の主面に吸着可能となっている。また、テーブル18Aの他方の主面は、研削機器10内に設けられている往復駆動部に接続されており、テーブル18Aは、この往復駆動部によって長手方向Zにスライドされる。

0047

このような研削機器10Aでは、研削機器10と同様に、加工対象物20tの表面に砥石16Aが接触するように、回転軸12および回転板14Aが研削機器10Aの設置面に対して垂直方向Yに可動することによって、砥石16Aが加工対象物20tの表面を研削する。加工対象物20tの表面の研削量は、砥石16Aの周速度、テーブル18Aの送り速度、および砥石16Aの切込み量によって調整される。

0048

次に、本発明の第2の実施形態に係る加工条件の決定方法について説明する。第2の実施形態でも、図2に示す加工対象物20tの表面20at,20bt,20ctの全体を研削するための加工条件の決定方法について説明する。第2の実施形態の加工条件の決定方法は、第1の実施形態の加工条件の決定方法において負荷指数設定工程が異なる。第2の実施形態の加工条件の決定方法のその他の工程は、第1の実施形態の加工条件の決定方法と同一である。以下、第2の実施形態の負荷指数設定工程のみ説明する。

0049

負荷指数設定工程では、研削機器10Aの研削加工条件に関連付けて研削負荷指数Lを定める。具体的には、上記(6)式の代わりに下式(8)に基づいて研削負荷指数Lを算出する。




ここで、Vsはテーブル18Aの送り速度である。なお、砥石16Aの周速度Vwは、加工対象予定物20rの形状によらず一定値に設定される場合には省略可能である。この場合には、上記(8)式の代わりに上記(4)式が用いられる。

0050

負荷指数設定工程では、上記(4)式より、テーブル18Aの送り速度Vsと砥石16の切込み量Pとを変数とした複数の研削加工条件について、複数の研削負荷指数Lをそれぞれ求める。すなわち、負荷指数設定工程では、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて、複数の研削負荷指数Lを求める。

0051

本実施形態の加工条件の決定方法でも、第1の実施形態の加工条件の決定方法と同様の利点を得ることができる。
[第3の実施形態]

0052

次に、本発明の第3の実施形態に係る加工条件の決定方法を説明する前に、第3の実施形態において用いられる研削機器について説明する。

0053

図6は、第3の実施形態に用いられる研削機器の主要部を示す平面図である。図6(a)には横から見た研削機器の主要部が示されており、図6(b)には上から見た研削機器の主要部が示されている。図6に示す研削機器10Bは横軸型研削機器である。研削機器10Bは、回転軸12B、回転板14B、砥石16B、および第2の実施形態と同様なテーブル18Aを含んでいる。

0054

回転軸12Bは、研削機器10の設置面に対して水平方向に延びる柱状をなしている。回転軸12Bの一端は、研削機器10B内に設けられている回転駆動部に接続されており、回転軸12Bは回転駆動部によってCW回転またはCCW回転される。回転軸12Bの他端は、回転板14Bの一方の主面に接続されている。

0055

回転板14Bは、回転軸12Bに対して垂直な円盤状をなしている。回転板14Bは、回転軸12BによってCW回転またはCCW回転される。回転板14Bの側面には、砥石16Bが設けられている。

0056

砥石16Bは、回転板14Bの側面に沿うリング状をなしている。砥石16Bは、回転板14Bと共にCW回転またはCCW回転される。砥石16Bに対して研削機器10Bの設置面側にはテーブル18Aが設けられている。テーブル18Aは、砥石16Bの側面と離間して設けられている。

0057

テーブル18Aの一方の主面上には、複数の加工対象物20tがテーブル18Aの長手方向Zに並べられて搭載される。

0058

このような研削機器10Bでは、加工対象物20tの表面に砥石16Bが接触するように、回転軸12Bおよび回転板14Bが研削機器10Bの設置面に対して垂直方向Yに可動することによって、砥石16が加工対象物20tの表面を研削する。加工対象物20tの表面の研削量は、砥石16Bの周速度、テーブル18Aの送り速度、および砥石16Bの切込み量によって調整される。

0059

図7は、加工対象物または加工対象予定物を示す斜視図である。図7に示す加工対象物または加工対象予定物は、図2に示す加工対象物または加工対象予定物と同様のものである。

0060

次に、本発明の第3の実施形態に係る加工条件の決定方法について説明する。第3の実施形態では、図7に示す加工対象物20tの表面20at,20bt,20ctの一部20btを研削するための加工条件の決定方法について説明する。具体的にはフェライトコアのギャップ部を加工するための加工条件の決定方法について説明する。第3の実施形態の加工条件の決定方法は、加工指標設定工程、負荷指数設定工程、関連付け工程、および条件決定工程を含んでいる。

0061

まず、加工指標設定工程では、加工対象予定物20rの形状に基づいて加工指標Irを定める。具体的には、上記(2)式に基づいて加工指標Irを算出する。ここで、Ar×Crは加工対象予定物20rの底面20drの面積すなわちテーブル18Aに吸着する吸着面の面積であり、Brは加工対象予定物20rの高さである。また、Drは加工対象物20tのギャップ部(加工部)の幅であり、Grは加工対象物20tのギャップ部(加工部)の深さである。

0062

この加工指標Irは、加工対象予定物20rを研削加工する際に砥石16Bから加えられる加工負荷に対する加工対象予定物20rの安定度を表している。上記(2)式から明らかなように、加工指標Irは、テーブル18に吸着する吸着面の面積に対する高さおよび砥石16Bの接触面積(加工部の面積)で表される。この砥石16Bの接触面積は接触弧Er×Drで表される。ここで、接触弧はギャップの深さGrと砥石16Bの径から算出されるが、研削機器10Bでは砥石16Bの径は同じであるので、ギャップの深さGrが重要となる。したがって、砥石16Bの接触面積はDr×Grで代用可能であり、加工指標Irは上記(2)式により算出可能となる。

0063

加工指標設定工程では、上記(2)式に基づいて、形状が異なる複数形態の加工対象予定物20r、すなわち吸着面の面積に対する高さが異なる複数形態の加工対象予定物20rについて、複数の加工指標Irをそれぞれ求める。

0064

図8は、加工指標、研削負荷指数、および研削加工条件の関連を示す図である。図8に示すように、加工指標設定工程では、複数の加工指標Irを条件1〜6に範囲分けする。

0065

次いで、負荷指数設定工程では、研削機器10Bの研削加工条件に関連付けて研削負荷指数Lを定める。具体的には、下式(9)に基づいて研削負荷指数Lを算出する。




ここで、Vwは砥石16Bの周速度であり、Vsはテーブル18Aの送り速度である。また、Drは加工対象物20tのギャップ部の幅であり、Grは加工対象物20tのギャップ部の深さである。なお、砥石16Bの周速度Vwは、加工対象予定物20rの形状によらず一定値に設定される場合には省略可能である。また、加工対象物20tのギャップ部の幅Drおよびギャップ部の深さGrは製品仕様による品種特有設定値であるので、適切な研削加工条件とは別の要因で定まるものであり、省略可能である。したがって、上記(9)式の代わりに上記(5)式が用いられる。

0066

この研削負荷指数Lは、加工対象予定物20rを研削加工する際に砥石16Bから加えられる加工負荷の大きさを表している。

0067

図9は、研削負荷指数と研削加工条件との関連を示す図である。負荷指数設定工程では、図4に示すように、上記(5)式より、テーブル18Aの送り速度Vsを変数とした複数の研削加工条件について、複数の研削負荷指数Lをそれぞれ求める。すなわち、負荷指数設定工程では、複数の研削加工条件それぞれに関連付けて、複数の研削負荷指数Lを求める。

0068

次いで、関連付け工程では、加工指標設定工程で求められた複数の加工指標Irと負荷指数設定工程で求められた複数の研削負荷指数Lとをそれぞれ関連付ける。具体的には、上記の加工指標設定工程における条件1〜6(図8)それぞれの加工指標Irに対応する加工対象予定物20rの安定度に対して適切な大きさの加工負荷を関連付けるように、上記の負荷指数設定工程における複数の研削負荷指数L(図9)を、複数の加工指標Irにそれぞれ関連付けて条件1〜6に範囲分けする。

0069

このようにして、これらの研削負荷指数Lそれぞれに対応した研削加工条件が、複数の加工指標Irそれぞれに関連付けされる。なお、加工対象予定物20rの安定度と加工負荷の適切な関係の詳細については後述する。

0070

次いで、条件決定工程では、実際に研削加工を行う加工対象物20tの形状に基づいて加工対象物20tの加工指標Itを求める。具体的には、上記(2)式に基づいて加工対象物20tの加工指標Itを算出する。ここで、At×Ctは加工対象物20tの底面20dtの面積すなわちテーブル18に吸着する吸着面の面積であり、Btは加工対象物20tの高さである。また、Dtは加工対象物20tのギャップ部(加工部)の幅であり、Gtは加工対象物20tのギャップ部(加工部)の深さである。

0071

条件決定工程では、この算出した加工対象物20tの加工指標Itに相当する加工指標Irを、図8における条件1〜6の加工指標Irの中から選定し、この選定した加工指標Irに関連付けられた研削加工条件を加工対象物20tの研削加工条件に決定する。

0072

このように、本実施形態の加工条件の決定方法でも、加工対象物20tの形状から加工指標Itを求めるだけで、一つの適切な加工対象物20tの研削加工条件を決定することができるので、第1の実施形態の加工条件の決定方法と同様の利点を得ることができる。
[加工対象予定物(加工対象物)の安定度と加工負荷との関係]

0073

次に、加工対象予定物20rの安定度と加工負荷との関係、すなわち関連付け工程における加工指標Irと研削負荷指数Lとの関連付けについて詳細に説明する。

0074

図10は、研削加工中の第3の実施形態の研削機器と加工対象予定物とを示す平面図である。図10に示す加工対象予定物20rは研削機器10Bによってアップカットされている。すなわち、回転板14BはCW回転されており、テーブル18Aは図10における右方向Zにスライドしているときを示している。

0075

このとき、作用点Aには、テーブル18Aの送り速度Vsおよび回転板14Bの周速度Vwに応じた力Faと、回転板14Bの周速度Vwおよび切込み量Pに応じた力Fbとが合成された外力Fが発生する。なお、一点鎖線で示す外力Fは、実線で示す外力Fとして加工対象予定物20rに加えられる。外力Fは、作用点Aに近いほど大きい。すなわち、外力Fは加工対象予定物20rの研削面に近いほど大きい。この外力Fは、曲げモーメント作用点Bにおいて加工対象予定物20rを曲げるように作用する。すなわち、この外力Fは、加工対象予定物20rをテーブル18Aから剥離させるように作用する(剥離作用)。外力Fは、砥石16Bの外周において加工対象予定物20rと接触している円弧長分の抵抗力(加工負荷)である。

0076

このように、テーブル18Aの送り速度Vs、回転板14Bの周速度Vwおよび切込み量Pに応じた上述の研削負荷指数Lは、加工対象予定物20rに加えられる外力の大きさ、すなわち加工負荷の大きさを表すこととなる。

0077

また、加工対象予定物20rには、隣接する加工対象予定物間において外力Fに対する加工対象予定物内部に発生する反外力Fcが生じる。また、加工対象予定物20rはテーブル18Aによって吸着されているので、加工対象予定物20rには吸着力保持力)Fdが生じる。これらの反外力Fcと吸着力Fdとが合成された反力Frは、加工対象予定物20rをテーブル18Aから剥離させないように作用する(反剥離作用)。この反力Frの大きさは加工対象予定物20rの底面積に比例する。また、曲げモーメント作用点Bにおける曲げモーメント力に対する加工対象予定物20rの耐力は、重心位置に関係する。すなわち、この耐力は、加工対象予定物20rの重心位置が低いほど大きい。すなわち、この耐力は、加工対象予定物20rの高さが低いほど大きい。

0078

このように、加工対象予定物20rの高さに比例し、底面積に反比例する上述の加工指標Irは、加工対象予定物20rの安定度を表すこととなる。上述の説明から、加工対象予定物20rの安定度は、加工指標が小さいほど高いことがわかる。

0079

図11は、研削加工中の第3の実施形態の研削機器と加工対象予定物とを示す平面図である。図11に示す加工対象予定物20rは研削機器10Bによってダウンカットされている。すなわち、回転板14BはCW回転されており、テーブル18Aは図10における左方向Zにスライドしているときを示している。

0080

このとき、アップカットと同様に、作用点Aには、テーブル18Aの送り速度Vsおよび回転板14Bの周速度Vwに応じた力Faと、回転板14Bの周速度Vwおよび切込み量Pに応じた力Fbとが合成された外力Fが発生する。上述と同様に、この外力Fは、曲げモーメント作用点Bにおいて加工対象予定物20rを曲げるように作用する。すなわち、この外力Fは、加工対象予定物20rをテーブル18Aから剥離させるように作用する(剥離作用)。外力Fは、砥石16Bの外周において加工対象予定物20rと接触している円弧長分の抵抗力(加工負荷)である。

0081

このように、ダウンカットでも、テーブル18Aの送り速度Vs、回転板14Bの周速度Vwおよび切込み量Pに応じた上述の研削負荷指数Lは、加工対象予定物20rに加えられる外力の大きさ、すなわち加工負荷の大きさを表すこととなる。

0082

また、加工対象予定物20rには、隣接する加工対象予定物間において外力Fに対する加工対象予定物内部に発生する反外力Fcが生じる。なお、アップカットでは、外力Fは、加工対象予定物20rをテーブル18Aから持ち上げるように、加工対象予定物20rに加えられているが、ダウンカットでは、外力Fは、加工対象予定物20rをテーブル18Aに押し付けるように、加工対象予定物20rに加えられているので、反力Frは、吸着力Fdによらず、反外力Fcのみとなる点がアップカットと異なる。この反力Frは、加工対象予定物20rをテーブル18Aから剥離させないように作用する(反剥離作用)。ダウンカットでも、反力Frの大きさは加工対象予定物20rの底面積に比例する。また、曲げモーメント作用点Bにおける曲げモーメント力に対する加工対象予定物20rの耐力は、重心位置に関係する。すなわち、この耐力は、加工対象予定物20rの重心位置が低いほど大きい。すなわち、この耐力は、加工対象予定物20rの高さが低いほど大きい。

0083

このように、ダウンカットでも、加工対象予定物20rの高さに比例し、底面積に反比例する上述の加工指標は、加工対象予定物20rの安定度を表すこととなる。上述の説明から、加工対象予定物20rの安定度は、加工指標が小さいほど高いことがわかる。

0084

したがって、上述の関連付け工程では、外力Fと反力Frとが等しくなるように加工指標Irと研削負荷指数Lとを関連付けると、複数形態の加工対象予定物20rそれぞれを研削加工する際に加えられる加工負荷に対する当該加工対象予定物20rの安定度に応じて、適切な加工負荷の大きさすなわち適切な研削加工条件を予め定めることが可能となる。

0085

回転板14BがCCW回転されている場合にも、加工対象予定物の安定度と加工負荷の関係は、上述と同様に考えられる。

0086

なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。

図面の簡単な説明

0087

第1の実施形態に用いられる研削機器の主要部を示す平面図である。
加工対象物または加工対象予定物を示す斜視図である。
加工指標、研削負荷指数、および研削加工条件の関連を示す図である。
研削負荷指数と研削加工条件との関連を示す図である。
第2の実施形態に用いられる研削機器の主要部を示す平面図である。
第3の実施形態に用いられる研削機器の主要部を示す平面図である。
加工対象物または加工対象予定物を示す斜視図である。
加工指標、研削負荷指数、および研削加工条件の関連を示す図である。
研削負荷指数と研削加工条件との関連を示す図である。
研削加工中の第3の実施形態の研削機器と加工対象予定物とを示す平面図である。
研削加工中の第3の実施形態の研削機器と加工対象予定物とを示す平面図である。

符号の説明

0088

10…研削機器、12…回転軸、14…回転板、16…砥石、18…テーブル、20r…加工対象予定物、20t…加工対象物、Ir…加工対象予定物の加工指標、It…加工対象物の加工指標、Ar×Cr…加工対象予定物の底面積(吸着面)、At×Ct…加工対象物の底面積(吸着面)、Br…加工対象予定物の高さ、Bt…加工対象物の高さ、Dr…加工対象予定物の加工部(ギャップ部)の幅、Dt…加工対象物の加工部(ギャップ部)の幅、Gr…加工対象予定物の加工部(ギャップ部)の深さ、Gt…加工対象物の加工部(ギャップ部)の深さ、L…研削負荷指数、P…砥石の切込み量、Vt…テーブル周速度、Vs…テーブル送り速度。

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