本發(fā)明的一個(gè)方面涉及磨削輪和用于制造磨削輪的方法。

背景技術(shù)：

通常，例如，已經(jīng)可以獲得用于磨削車輛曲軸的軸頸、曲柄銷等的磨削石(參見下面所示的專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中所公開的磨削石上，具有不同性質(zhì)的兩種磨削層以被分割成片的狀態(tài)被設(shè)置在形成磨削輪的盤狀構(gòu)件的外周表面上。具體地，在盤狀構(gòu)件的外周表面的在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上的兩個(gè)端部處的角部上，由于在磨削時(shí)具有高的耐磨削性，因此提供了由具有較大顆粒直徑且耐磨損的磨料顆粒形成的磨削層。此外，在外周表面的兩個(gè)端部處的角部之間的筒狀部上，由于不具有高的耐磨削性，因此提供了這樣的磨削層：該磨削層由具有較小顆粒直徑且易于磨損的磨料顆粒形成，并且期望在該磨削層處產(chǎn)生高的精加工精度。然而，在以上情況中，由于耐磨損的磨削層和易于磨損的磨削層在軸向方向上鄰接并且磨削工作是同時(shí)進(jìn)行的，因此磨削層之間的磨損程度是不同的，使得在邊界部處造成水平差異。為此，存在這種水平差異被傳遞至工件從而使精加工精度降低的可能性。

因此，在專利文獻(xiàn)1的磨削石上，由兩種磨削片形成的軸向方向上的邊界部在外周表面的周向方向上并非以圖6中所示的連續(xù)的直線形式設(shè)置而是以圖3中所示的邊界部一個(gè)接一個(gè)交錯(cuò)的所謂的交錯(cuò)形式布置。這抑制了耐磨損的磨削層與易于磨損的磨削層之間的邊界部處的水平差異的出現(xiàn)，從而抑制了傳遞至工件的水平差異的出現(xiàn)。

相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：jp-a-h11-188640

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題

然而，在上述磨削石上，邊界部?jī)H沿所述外周表面的周向方向一個(gè)接一個(gè)地交錯(cuò)布置。為此，難以充分地抑制在耐磨損磨削層與易于磨損的磨削層之間的邊界部處由于磨損所造成的水平差異的出現(xiàn)。

本發(fā)明的一個(gè)方面已經(jīng)鑒于上述問題作出，并且本發(fā)明的目的在于提供磨削輪和用于制造磨削輪的方法，在該磨削輪中，具有不同性質(zhì)的兩種磨削層沿軸線方向布置，并且該磨削輪能夠以優(yōu)異的精加工精度磨削具有不同形狀的目標(biāo)磨削部的工件。

解決問題的方式

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的磨削輪是包括下述各者的磨削輪：盤狀構(gòu)件；以及磨削層，該磨削層設(shè)置在盤狀構(gòu)件的外周表面上，其中，磨削層包括沿盤狀構(gòu)件的周向方向分割的多個(gè)周向分割的磨削片，其中，周向分割的磨削片中的每個(gè)磨削片通過將第一磨削片和第二磨削片沿磨削輪的軸線方向布置而形成，第一磨削片和第二磨削片具有不同的性質(zhì)，并且其中，第一磨削片與第二磨削片之間的邊界部的形狀是連接軸線方向上的不同位置的形狀。

因此，與兩個(gè)邊界部沿周向方向總是布置成在軸向方向上交錯(cuò)的常規(guī)技術(shù)相比，至少三個(gè)周向分割的磨削片的軸線方向邊界部沿外周表面的周向方向以軸線方向上具有較大寬度的方式連續(xù)地布置。為此，與常規(guī)技術(shù)中在兩種磨削層之間由于性質(zhì)的差異導(dǎo)致的磨損所造成的水平差異相比，在第一磨削片與第二磨削片之間由于性質(zhì)的差異導(dǎo)致的磨損所造成的水平差異可以更平緩，使得可以使工件的精加工精度優(yōu)異。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于制造磨削輪的方法是用于制造上述磨削輪的方法，用于制造磨削輪的方法包括：通過將設(shè)置在多個(gè)周向分割的磨削片中的每個(gè)磨削片中的第一磨削片和第二磨削片布置在盤狀構(gòu)件的外周表面上來(lái)形成磨削層。通過該制造方法，可以制造能夠獲得與以上優(yōu)勢(shì)類似的優(yōu)勢(shì)的磨削輪。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面的磨削輪是包括下述各者的磨削輪：盤狀構(gòu)件；以及磨削層，該磨削層設(shè)置在盤狀構(gòu)件的外周表面上，其中，磨削層包括沿周向方向分割的多個(gè)周向分割的磨削片，其中，多個(gè)周向分割的磨削片中的每個(gè)磨削片通過將第一磨削片和第二磨削片沿軸線方向布置而形成，第一磨削片和第二磨削片具有不同的性質(zhì)，其中，多個(gè)周向分割的磨削片中的每個(gè)磨削片的第一磨削片與第二磨削片之間的邊界部限定為軸線方向邊界部，并且其中，多個(gè)周向分割的磨削片中的沿周向方向連續(xù)地布置的至少三個(gè)周向分割的磨削片的軸線方向邊界部按照沿周向方向連續(xù)地布置的所述至少三個(gè)周向分割的磨削片的順序在軸線方向上朝向預(yù)定方向布置。

根據(jù)上述方面，在軸線方向上的存在周向分割的磨削片的邊界部的區(qū)域中，第一磨削片和第二磨削片按預(yù)定的比率混合存在，并且當(dāng)沿磨削輪的軸線方向觀察時(shí)，混合比率是變化的。為此，當(dāng)磨削輪處理工件時(shí)，邊界部的在軸線方向上的區(qū)域中所導(dǎo)致的磨損的尺寸是介于在單獨(dú)第一磨削片上導(dǎo)致的磨損的尺寸與在單獨(dú)第二磨削片上導(dǎo)致的磨損的尺寸之間的尺寸。因此，與在第一磨削片和第二磨削片布置處于邊界部在軸線方向上幾乎不存在任何寬度的狀態(tài)時(shí)所造成的水平差異相比，在本方面的產(chǎn)品中，在邊界部的軸線方向上的區(qū)域中，在第一磨削片與第二磨削片之間的水平差異較平緩，使得工件的精加工精度是優(yōu)異的。

附圖說明

圖1a是根據(jù)第一實(shí)施方式的磨削輪的正視圖。

圖1b是圖1a的磨削輪的側(cè)視圖。

圖2是示出了周向分割的磨削片a至p的表面狀態(tài)的示意圖。

圖3是磨削層圍繞軸線的展開視圖。

圖4是圖3的s部分的放大視圖。

圖5是示出了附接有根據(jù)第一實(shí)施方式的磨削輪的研磨機(jī)的視圖。

圖6是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的磨削輪與工件w之間的關(guān)系的視圖。

圖7是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的磨削輪與工件w之間的關(guān)系的視圖。

圖8a是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的磨削輪的正視圖。

圖8b是圖8a的磨削輪的側(cè)視圖。

圖9是磨削層圍繞軸線的展開視圖。

圖10是周向分割的磨削片2a至2p的放大視圖。

圖11是用于說明周向分割的磨削片2a至2p的表面狀態(tài)的示意圖。

圖12是示出了附接有根據(jù)第三實(shí)施方式的磨削輪的研磨機(jī)的視圖。

圖13是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的磨削輪與工件之間的關(guān)系的視圖。

圖14是用于說明與圖9的周向分割的磨削片2a至2d對(duì)應(yīng)的第一改型的視圖。

圖15是用于說明與圖9的周向分割的磨削片2a至2d對(duì)應(yīng)的第二改型的視圖。

圖16是用于說明與圖9的周向分割的磨削片2a至2d對(duì)應(yīng)的第三改型的視圖。

圖17是用于制造根據(jù)第四實(shí)施方式的磨削輪的流程圖。

圖18是示出了根據(jù)第五實(shí)施方式的磨削輪與工件w之間的關(guān)系的視圖。

具體實(shí)施方式

<第一實(shí)施方式>

(磨削輪的結(jié)構(gòu))

在下文中，將基于附圖對(duì)本發(fā)明的磨削輪的第一實(shí)施方式進(jìn)行描述。如圖1a中所示，磨削輪10設(shè)置有盤狀基部13(與盤狀構(gòu)件的示例對(duì)應(yīng))和設(shè)置在盤狀基部13的外周表面上的磨削層16。盤狀基部13由樹脂、諸如鐵或鋁的金屬等模制而成。盤狀基部13圍繞磨削輪10的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)(在下文中簡(jiǎn)稱為圍繞軸線旋轉(zhuǎn))。在下文中，在沒有特別說明的情況下使用術(shù)語(yǔ)軸線時(shí)，術(shù)語(yǔ)軸線表示磨削輪10的旋轉(zhuǎn)軸線。磨削層16設(shè)置有沿周向方向平均分割的多個(gè)(在該實(shí)施方式中為十六個(gè))周向分割的磨削片a至p。磨削輪10是成型磨削輪，將要被其研磨的物體是設(shè)置在諸如車輛曲軸的曲柄銷或軸頸的外周上的凹形槽。

周向分割的磨削片a至p以字母順序沿周向方向布置在盤狀基部13的外周表面上。如圖1b和圖2中所示，周向分割的磨削片a至p分別設(shè)置有兩個(gè)第一磨削片11、一個(gè)第二磨削片12和兩個(gè)混合部。第一磨削片11、第二磨削片12和混合部是具有不同性質(zhì)的磨石。盡管周向分割的磨削片a至p中的每個(gè)磨削片所具有的兩個(gè)混合部具有相似的形狀和性質(zhì)，但出于區(qū)分的目的，將周向分割的磨削片a至p所具有的混合部在說明書中分別稱為混合部18a至18p。也就是說，周向分割的磨削片a設(shè)置有混合部18a和18a，周向分割的磨削片b設(shè)置有混合部18b和18b。同樣地，周向分割的磨削片c至p分別設(shè)置有混合部18c和18c至18p和18p。兩個(gè)第一磨削片11、一個(gè)第二磨削片12和混合部18a至18p以下述狀態(tài)布置：在周向分割的磨削碎片a至p中的每個(gè)磨削片的軸線方向上以預(yù)設(shè)順序布置。

對(duì)于上述預(yù)設(shè)順序，將以周向分割的磨削片a為代表進(jìn)行描述。對(duì)于周向分割的磨削片a，預(yù)設(shè)順序是第一磨削片11、混合部18a、第二磨削片12、混合部18a和第一磨削片11的順序。也就是說，如圖1b中所示，第一磨削片11設(shè)置在位于盤狀基部13的外周表面的軸線方向上的兩個(gè)側(cè)部處的形成為r形的成角度部(r部)上。第二磨削片12沿外周表面的軸線方向設(shè)置在作為第一磨削片11之間的中心部的筒狀部(c部)上。混合部18a和18a分別設(shè)置在第一磨削片11與第二磨削片12之間。該預(yù)設(shè)順序適用于周向分割的磨削片b至p。盡管稍后會(huì)詳細(xì)描述，但周向分割的磨削片a至p中的每個(gè)磨削片上的位于第一磨削片11與第二磨削片12之間的邊界部被定義為軸線方向邊界部，并且在該實(shí)施方式中，混合部18a至18p對(duì)應(yīng)于軸線方向邊界部。

如圖2中所示，第一磨削片11通過用結(jié)合材料15粘合超硬磨料顆粒14(對(duì)應(yīng)于磨料顆粒的示例)比如cbn或金剛石而形成。圖2是示出了周向分割的磨削片a至p的表面狀態(tài)的示意圖。作為示例，第一磨削片11通過用陶瓷結(jié)合材料15粘合粒度為#80的cbn磨料顆粒而形成，其中例如厚度為4mm至8mm、呈矩形形狀、集中度為200。因此，第一磨削片11是磨石的顆粒直徑較大的磨削片，使得第一磨削片11用于粗磨并且硬度較高且相對(duì)耐磨。盡管稍后會(huì)詳細(xì)描述，但如圖3中所示，周向分割的磨削片a至p中的沿周向方向鄰接的四個(gè)周向分割的磨削片a至d、e至h、i至l和m至p所具有的四個(gè)第一磨削片11在軸線方向上的寬度是不同的。

如圖2中所示，第二磨削片12通過用結(jié)合材料20粘合超硬磨料顆粒19(對(duì)應(yīng)于磨料顆粒)比如cbn或金剛石而形成。結(jié)合材料20是比第一磨削片11的結(jié)合材料15更彈性的結(jié)合材料。作為示例，第二磨削片12通過用樹脂結(jié)合材料20粘合粒度為#800的cbn磨料顆粒而形成，其中例如厚度為4mm至8mm、呈矩形形狀、集中度為30。例如可以使用酚醛樹脂作為樹脂結(jié)合材料20。

因此，第二磨削片12是磨石的顆粒直徑較小的磨削片，使得第二磨削片12用于精磨并且硬度較低且相對(duì)易于磨損。盡管稍后會(huì)詳細(xì)描述，但如圖3中所示，周向分割的磨削片a至p中的沿周向方向鄰接的四個(gè)周向分割的磨削片a至d、e至h、i至l和m至p所具有的四個(gè)第二磨削片12在軸線方向上的寬度是不同的。

如圖2中所示，混合部18a至18p是磨石部，其中，第二磨削片12所具有的例如粒度為#800的cbn磨料顆粒(超硬磨料顆粒19)和第一磨削片11所具有的例如粒度為#80的cbn磨料顆粒(超硬磨料顆粒14)大致均勻地混合存在。在混合部18a至18p中，陶瓷結(jié)合材料15和樹脂結(jié)合材料20也混合存在。因此，混合部18a至18p具有第一磨削片11和第二磨削片12兩者的性質(zhì)，混合部18a至18p的易于磨損性基本上介于第一磨削片11與第二磨削片12之間。期望的是混合部18a至18p在軸線方向上的寬度是能夠容置一至兩個(gè)超硬磨料顆粒14和19的寬度?；旌喜?8a至18p的軸向?qū)挾萳a(參見圖3的展開圖)基本相同。此外，混合部18a至18p的厚度與第一磨削片11和第二磨削片12的厚度基本相同。

因此，所形成的具有相同厚度的磨削片11、12和11以及混合部18a至18p以上述順序沿軸線方向布置在盤狀基部13的外周表面上，從而形成周向分割的磨削片a至p。

(關(guān)于混合部18a至18p的重疊)

以上提到的圖3是位于盤狀基部13的外周表面上的磨削層16圍繞軸線展開的展開圖。在本說明書中，由于對(duì)沿周向方向鄰接的混合部18a至18p的重疊進(jìn)行描述，因此將周向分割的磨削片a至d選出并作為代表進(jìn)行描述。圖4是圖3的s部分的放大圖，如圖4中所示，圖1b右側(cè)的由周向分割的磨削片a所具有的混合部18a和圖1b右側(cè)的與軸線方向邊界部的右側(cè)混合部18a對(duì)應(yīng)的由沿周向方向鄰接周向分割的磨削片a的周向分割的磨削片b所具有的混合部18b設(shè)置成使得混合部18a和18b在軸線方向上的寬度la的中心位置(參見中心線cl)彼此不一致。此外，如圖4中所示，混合部18a和混合部18b設(shè)置成在盤狀基部13的軸線方向上重疊預(yù)定量α。

此外，周向鄰接的混合部18b與18c以及18c與18d之間的布置具有與混合部18a和混合部18b之間的布置相似的關(guān)系。此外，對(duì)于其他混合部18e至18p，周向鄰接的混合部之間的布置具有與混合部18a和混合部18b之間的布置相似的關(guān)系。然而，預(yù)定重疊量α的值不一定相同。

在下文中，周向分割的磨削片a至p各自具有兩個(gè)混合部，當(dāng)對(duì)混合部18a至18p進(jìn)行描述時(shí)，除非另外提出，否則將僅提供對(duì)圖3右側(cè)的混合部18a和18p的描述。

此外，如圖3和圖4中所示，在本實(shí)施方式中，沿周向方向連續(xù)地布置在外周表面上的四個(gè)(對(duì)應(yīng)于至少三個(gè))周向分割的磨削片a至d和i至l的混合部18a至18d和18i至18l在軸線方向上的中心位置在圖3和圖4中按照這四個(gè)周向分割的磨削片a至d和i至l沿周向方向連續(xù)布置的順序在軸線方向上向左(對(duì)應(yīng)于預(yù)定方向)布置。

此外，沿周向方向連續(xù)地布置在外周表面上的四個(gè)(對(duì)應(yīng)于至少三個(gè))周向分割的磨削片e至h和m至p的混合部18e至18h和18m至18p在軸線方向上的中心位置在圖3和圖4中按照這四個(gè)周向分割的磨削片e至h和m至p沿周向方向連續(xù)布置的順序在軸線方向上向右(預(yù)定方向)布置。通過周向分割的磨削片a至p的這種布置，混合部18a至18p在軸線方向上具有較大寬度并且能夠形成連續(xù)且圓形的較大的曲線形狀。

通過對(duì)外周表面上的沿周向方向鄰接的混合部18a至18p之間在軸線方向上重疊的預(yù)定量α進(jìn)行調(diào)整，可以自由地獲得這種圓形的曲線形狀。對(duì)于曲線的形狀，實(shí)際上進(jìn)行了研磨試驗(yàn)，并且選擇了對(duì)混合部18a至18p造成的磨損量被良好地抑制的形狀，并且該形狀可以是任何形狀。在這種情況下，例如，混合部18a至18p可以布置成使得：當(dāng)位于混合部18a至18p在軸線方向上的中央位置(cl)處的周向方向上的中間點(diǎn)以混合部18a至18p的標(biāo)記的字母順序平滑地連接時(shí)形成正弦(sin)曲線。

此外，如圖1b中所示，形成在第一磨削片11與第二磨削片12之間的混合部18a至18p(軸線方向邊界部)在盤狀基部13的外周表面上設(shè)置在該外周表面的軸線方向上的兩端處的r部的一部分上。也就是說，第一磨削片11和11分別設(shè)置在r部的一部分上，第二磨削片12設(shè)置在筒狀部(c部)和r部的剩余部分上。

在上文中，僅對(duì)周向分割的磨削片a至p各自具有的兩個(gè)混合部18a至18p中的位于圖3右側(cè)的混合部18a至18p進(jìn)行了描述。然而，圖3左側(cè)的混合部18a至18p類似地形成。

(用于制造周向分割的磨削片a至p的方法)

接下來(lái)，將對(duì)用于制造周向分割的磨削片a至p的方法進(jìn)行描述。為了制造第一磨削片11，首先，將與超硬磨料顆粒14、結(jié)合材料15等混合的粉末以均勻的厚度填充到凹形的矩形形式的下部壓模上。此后，通過第一上部模具對(duì)填充到下部壓模上的粉末施壓，使得磨削片被模制為矩形形狀。隨后，將壓制成型的磨削片干燥，并且干燥后燒制，以完成第一磨削片11。第二磨削片12通過與第一磨削片11相似的方法制造，其中，不同之處僅在于將超硬磨料顆粒14和結(jié)合材料15改變?yōu)槌材チ项w粒19和結(jié)合材料20。

混合部18a至18p通過在第一磨削片11與第二磨削片12之間的邊界部彼此接觸的條件下進(jìn)行燒制來(lái)制造。在燒制的第一磨削片11和第二磨削片12的接觸部附近，將結(jié)合材料15和結(jié)合材料20熔化。在這種條件下，第一磨削片11和第二磨削片12的超硬磨料顆粒14和19被混合在一起以形成混合部18a至18p。

由此形成的周向分割的磨削片a至p通過粘合劑(未示出)根據(jù)上述布置規(guī)則沿盤狀基部13的外周表面的周向方向被連續(xù)地粘貼至整個(gè)周緣。

(研磨機(jī)25的結(jié)構(gòu))

接下來(lái)，將基于圖5對(duì)附接有磨削輪10以研磨工件w的研磨機(jī)25進(jìn)行描述。如圖5中所示，工作臺(tái)27以可滑動(dòng)的方式置于床身26上并且由伺服馬達(dá)28通過滾珠絲杠沿z軸方向移動(dòng)工作臺(tái)27。頭座29和尾座30以彼此相對(duì)的方式附接在工作臺(tái)27上，并且工件w沿z軸方向支承在頭座29與尾座30中央。主軸31以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在頭座29上并且由伺服馬達(dá)32使主軸31旋轉(zhuǎn)。工件w通過車床軋頭等聯(lián)接至主軸31以便旋轉(zhuǎn)。

磨削輪頭部34以可滑動(dòng)的方式置于床身26上并且由伺服馬達(dá)35通過滾珠絲杠沿與z軸正交的x軸方向移動(dòng)磨削輪頭部34。磨削輪心軸36以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在磨削輪頭部34上并且由內(nèi)置的馬達(dá)37使磨削輪心軸36旋轉(zhuǎn)。磨削輪心軸36的端部配裝至在磨削輪10的盤狀基部13中鉆出的中心孔38并由螺栓固定。

伺服馬達(dá)28、32和35以及內(nèi)置的馬達(dá)37的驅(qū)動(dòng)電路41至44連接有cnc(計(jì)算機(jī)數(shù)控)裝置40。在研磨時(shí)，cnc裝置40連續(xù)地執(zhí)行用于研磨的nc(數(shù)控)程序以使磨削輪10磨削工件w。

(關(guān)于研磨機(jī)的操作)

當(dāng)使磨削輪10磨削工件w時(shí)，cnc裝置40執(zhí)行用于磨削的nc程序，并且將用以使磨削輪10以高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)指令輸出至內(nèi)置的馬達(dá)37的驅(qū)動(dòng)電路44。此外，cnc裝置40將用以使工件w以適于磨削的圓周速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)指令輸出至使主軸31旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(dá)32的驅(qū)動(dòng)電路42。隨后，將用以使工作臺(tái)27沿z軸方向移動(dòng)至工件w與磨削輪10相對(duì)的位置的發(fā)送指令輸出至伺服馬達(dá)28的驅(qū)動(dòng)電路41。

當(dāng)磨削輪10與工件w的待磨削部分相對(duì)時(shí)，將用于使磨削輪頭部34以粗磨給送速度沿x軸方向前進(jìn)的指令輸出至伺服馬達(dá)35的驅(qū)動(dòng)電路43。由此，在通過未示出的冷卻劑噴嘴供應(yīng)冷卻劑的同時(shí)，磨削輪10研磨工件w。

接下來(lái)，將詳細(xì)描述由磨削輪10研磨工件w的情況。如前文所提到的，工件w為曲軸，被研磨部分例如為圖6中示出的作為曲軸的凹入部的曲柄軸頸45和曲柄軸頸的旋轉(zhuǎn)軸線方向側(cè)表面46、47。在下文中，會(huì)存在曲柄軸頸45和旋轉(zhuǎn)軸線方向側(cè)表面46、47被簡(jiǎn)稱為凹入部的情況。如圖6中所示，磨削輪10是成型磨削石并且具有在軸線方向(z軸方向)上比凹入部略大的形狀。由于該原因，當(dāng)磨削輪10切入凹入部時(shí)，磨削輪10通過設(shè)置有耐磨損的第一磨削片11的兩個(gè)軸線方向上的端部(r部)研磨來(lái)切削凹入部的側(cè)表面46、47(陰影部分)，同時(shí)去除凹入部的側(cè)表面46、47。隨后，當(dāng)磨削輪10的外周表面的筒狀部(c部)觸及曲柄軸頸45的作為凹入部的底表面的外周表面時(shí)，凹入部的底表面(曲柄軸頸45的外周表面)被易于磨損的第二磨削片12研磨，從而進(jìn)行精加工。

此時(shí)，周向分割的磨削片a至p的混合部18a至18p形成為在磨削輪10的外周表面的周向方向上具有圓形曲線。也就是說，混合部18a至18p形成為當(dāng)工件w被磨削時(shí)易于抑制磨損的形狀。由于該原因，有效地抑制了由于耐磨損的第一磨削片11與易于磨損的第二磨削片12之間的混合部18a至18p上的磨損而引起水平差異的發(fā)生。

此外，如圖1b中所示，形成在第一磨削片11與第二磨削片12之間的混合部18a至18p(軸線方向邊界部)在外周表面上設(shè)置在該外周表面的軸線方向上的兩端的r部的一部分上。也就是說，第一磨削片11和11分別設(shè)置在r部的一部分上，第二磨削片12設(shè)置在筒狀部和r部的剩余部分上。由于該原因，混合部18a至18p不設(shè)置在筒狀部(c部)上。因此，即使混合部18a至18p被磨損而導(dǎo)致水平差異，該水平差異也不會(huì)傳遞至工件w的凹入部的由設(shè)置在筒狀部(c部)上的第二磨削片12研磨的底表面(曲柄軸頸45的外周表面)，從而能夠獲得優(yōu)異的精加工精度。

(實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì))

如通過以上描述可知的，根據(jù)第一實(shí)施方式，磨削輪10是設(shè)置有盤狀基部13(盤狀構(gòu)件)和設(shè)置在盤狀基部13的外周表面上的磨削層16的磨削輪10，磨削層16設(shè)置有沿周向方向分割的多個(gè)(十六個(gè))周向分割的磨削片a至p，并且周向分割的磨削片a至p各自通過沿軸線方向布置具有不同性質(zhì)的第一磨削片11和第二磨削片12而形成。在多個(gè)(十六個(gè))周向分割的磨削片a至p中的每一個(gè)磨削片上，第一磨削片11與第二磨削片12之間的邊界部被定義為軸線方向邊界部。多個(gè)(十六個(gè))周向分割的磨削片a至p中的沿周向方向連續(xù)地布置的四個(gè)(至少三個(gè))周向分割的磨削片a至d和i至l或周向分割的磨削片e至h和m至p的軸線方向邊界部以這四個(gè)(至少三個(gè))周向分割的磨削片a至d和i至l或周向分割的磨削片e至h和m至p沿周向方向連續(xù)布置的順序在軸線方向上朝向預(yù)定方向布置。

因此，與兩個(gè)邊界部沿周向方向總是布置成在軸線方向上交錯(cuò)的常規(guī)技術(shù)相比，四個(gè)(至少三個(gè))周向分割的磨削片a至d和i至l或周向分割的磨削片e至h和m至p的軸線方向邊界部以在軸線方向上具有較大寬度的方式沿外周表面的周向方向連續(xù)地布置。由于該原因，能夠使由于性質(zhì)差異引起的第一磨削片11與第二磨削片12之間的由磨損導(dǎo)致的水平差異比常規(guī)技術(shù)中由于性質(zhì)差異引起的兩種磨削層之間的由磨損導(dǎo)致的水平差異平緩，從而使工件w的精加工精度優(yōu)異。

此外，在第一磨削片11與第二磨削片12之間由于磨損而引起的水平差異程度根據(jù)第一磨削片11與第二磨削片12之間的性質(zhì)差異(磨石的顆粒直徑、硬度、結(jié)合材料的種類等)程度而不同。此時(shí)，沿磨削輪10的周向方向連續(xù)布置的周向分割的磨削片a至p的軸線方向邊界部的軸向位置的變化量根據(jù)水平差異的程度而改變。例如，當(dāng)水平差異太大時(shí)，做出如下改變：減小軸線方向邊界部的軸向位置的變化量，即，減小沿周向方向鄰接的軸線方向邊界部在軸線方向上的預(yù)定重疊量α，并且增大軸線方向邊界部在軸線方向上變化的寬度。此外，當(dāng)水平差異小時(shí)，可以使作為軸線方向邊界部的軸向位置變化量的在軸線方向上的預(yù)定重疊量α增大。通過這樣做，可以有效地消除磨削層16的由磨損引起的水平差異，從而可以使工件w的精加工精度更優(yōu)異。

此外，根據(jù)第一實(shí)施方式，第一磨削片11的磨料顆粒的顆粒直徑大、硬度高，第二磨削片12的磨料顆粒的顆粒直徑小、硬度低，第一磨削片11沿軸線方向設(shè)置在磨削層16的兩個(gè)端部部分上，第二磨削片12沿軸線方向設(shè)置在磨削層16的中央部分中。

因此，例如，當(dāng)在整個(gè)周緣上設(shè)置有凹入部的柱狀工件w的凹入部被研磨時(shí)，該柱狀工件w可以被良好地磨削。也就是說，由于凹入部的研磨量大且磨削阻力高的內(nèi)側(cè)表面通過由磨料顆粒的顆粒直徑大且硬度高的第一磨削片11形成的磨削層16研磨，因此抑制了磨削層16的磨損。此外，由于凹入部的磨削阻力低的底表面通過由磨料顆粒的顆粒直徑小且硬度低的第二磨削片12形成的磨削層16研磨，因此提高了精加工精度。

此外，根據(jù)第一實(shí)施方式，磨削層16設(shè)置有筒狀部(c部)和設(shè)置在筒狀部(c部)兩端處的r部，第一磨削片11設(shè)置在r部的一部分上，第二磨削片12設(shè)置在筒狀部和r部的剩余部分上，并且軸線方向邊界部設(shè)置在r部的一部分上。此時(shí)，r部的部分不與工件w的筒狀外周表面直接接觸。由于該原因，即使在形成在r部的一部分上的軸線方向邊界部上引起由磨損導(dǎo)致的水平差異，該水平差異也不會(huì)傳遞至工件w的筒狀外周表面，從而使精加工精度優(yōu)異。

此外，根據(jù)第一實(shí)施方式，軸線方向邊界部在軸線方向上具有預(yù)定寬度，并且在寬度上，具有不同性質(zhì)且沿軸線方向設(shè)置在軸線方向邊界部的兩端處的第一磨削片11和第二磨削片12的磨料顆?；旌洗嬖谝孕纬苫旌喜?8a至18p。

在混合部18a至18p中，由于具有不同性質(zhì)的兩種磨料顆粒14和19混合存在，因此混合部18a至18p的磨損量是介于沿軸線方向位于混合部18a至18p兩側(cè)的第一磨削片11與第二磨削片12的磨損量之間的值。由于該原因，在磨損后，混合部18a至18p將位于混合部18a至18p兩側(cè)的第一磨削片11和第二磨削片12以平緩傾斜的方式連接，從而有效地抑制在第一磨削片11與第二磨削片12之間出現(xiàn)陡峭傾斜的水平差異。

此外，根據(jù)第一實(shí)施方式，混合部18a至18p與沿盤狀基部13(盤狀構(gòu)件)的外周表面的周向方向鄰接的混合部在軸線方向上的重疊量(預(yù)定量α)被改變。

通過由此對(duì)混合部18a至18p之間的預(yù)定重疊量α進(jìn)行改變，使得沿盤狀基部13的外周表面的周向方向連續(xù)地連接軸線方向邊界部的構(gòu)型可以是沿外周表面的周向方向的期望構(gòu)型。例如，混合部18a至18p可以通過調(diào)整預(yù)定重疊量α來(lái)布置，使得當(dāng)位于混合部18a至18p在軸線方向上的中心位置處的周向方向上的中間點(diǎn)以混合部18a至18p的標(biāo)記的字母順序平滑地連接時(shí)，所連接的曲線形成sin曲線。因此，能夠使具有不同性質(zhì)的第一磨削片11與第二磨削片12之間的由磨損引起的水平差異具有預(yù)定的形狀和尺寸，從而使工件w的精加工精度非常優(yōu)異。此外，如果將上述優(yōu)勢(shì)與使得水平差異平緩地傾斜的混合部18a至18p自身的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，則進(jìn)一步提高了優(yōu)勢(shì)。

<第二實(shí)施方式>

接下來(lái)，將描述第二實(shí)施方式。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的不同之處僅在于與由磨削輪研磨的物體的凹入部的尺寸的相對(duì)尺寸。在第一實(shí)施方式中，磨削輪10是具有比外周表面上的凹入部大的截面形狀的成型磨削石。然而，在第二實(shí)施方式中，如圖7中所示，磨削輪110具有能夠容置在凹入部中的尺寸。磨削輪110的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的磨削輪10的結(jié)構(gòu)相似。因此，將在通過與第一實(shí)施方式中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件的情況下給出描述。

將描述由磨削輪110研磨工件w的情況。如上文所提到的，工件w是曲軸，將要被研磨的物體是曲軸的凹入部。如圖7中所示，磨削輪110形成為在軸線方向上的尺寸能夠容置在凹入部中。由于該原因，磨削輪110沿圖7中示出的箭頭ar1和箭頭ar2的方向進(jìn)行切削，以通過研磨去除凹入部的軸線方向上的側(cè)表面46、47。也就是說，磨削輪110通過具有耐磨性的第一磨削片11的軸線方向端部部分(r部)去除凹入部的側(cè)表面46、47。隨后，當(dāng)完成側(cè)表面46和47的去除時(shí)，磨削輪110的外周表面觸及凹入部的底表面(外周表面)，并且對(duì)凹入部的底表面的精磨由磨削輪110的外周表面的設(shè)置有易于磨損的第二磨削片12的筒狀部(c部)進(jìn)行。除了以上之外，全部與第一實(shí)施方式相似。通過該實(shí)施方式，獲得與第一實(shí)施方式相似的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)用于制造上述第一和第二實(shí)施方式中的磨削輪10的方法，磨削層16通過將已經(jīng)形成的十六個(gè)(多個(gè))周向分割的磨削片a至p布置在盤狀基部13(盤狀構(gòu)件)的外周表面上而形成。然而，本發(fā)明不限于該制造方法；可以通過將構(gòu)成周向分割的磨削片a至p的第一磨削片11和第二磨削片12單獨(dú)粘貼至外周表面而不預(yù)先形成周向分割的磨削片a至p來(lái)制造。在這種情況下，周向分割的磨削片a至p不設(shè)置有混合部18a至18p，而僅設(shè)置有無(wú)寬度或?qū)嶓w的軸線方向邊界部。也就是說，第一磨削片11和第二磨削片12被制成鄰接，而沒有在第一磨削片11與第二磨削片12之間置有混合部18a至18p。由此，也獲得了充分的優(yōu)勢(shì)。

此外，可以通過與本實(shí)施方式不同的制造方法來(lái)制造周向分割的磨削片a至p的混合部18a至18p。也就是說，可以通過壓制來(lái)單獨(dú)制造混合部18a至18p，并且將混合部18a至18p置于第一磨削片11與第二磨削片12之間。由此，獲得了與上述實(shí)施方式相似的優(yōu)勢(shì)。

此外，盡管在第一和第二實(shí)施方式中，沿周向方向布置有十六個(gè)周向分割的磨削片，但周向分割的磨削片的數(shù)目可以大于或小于該數(shù)目。

此外，在第一和第二實(shí)施方式中，如圖1b中所示，形成在第一磨削片11與第二磨削片12之間的混合部18a至18p(軸線方向邊界部)設(shè)置在磨削層16兩端的r部的一部分上。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式；混合部18a至18p可以設(shè)置在r部的剩余部分或筒狀部上。由此，也獲得了充分的優(yōu)勢(shì)。

此外，在第一和第二實(shí)施方式中，對(duì)于由一種材料制成的工件w，通過根據(jù)具有不同研磨阻力的形狀部分對(duì)第一磨削片11和第二磨削片12兩種磨削片進(jìn)行組合而構(gòu)成磨削輪10和110。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式；對(duì)于將多種材料接合在一起的工件，可以通過根據(jù)各材料對(duì)磨削片進(jìn)行組合來(lái)構(gòu)造磨削輪。由此，獲得了與上述實(shí)施方式相似的優(yōu)勢(shì)。

<第三實(shí)施方式>

(磨削輪的結(jié)構(gòu))

在下文中，將基于附圖對(duì)本發(fā)明的磨削輪的第三實(shí)施方式進(jìn)行描述。如圖8a中所示，磨削輪210設(shè)置有盤狀基部213(對(duì)應(yīng)于盤狀構(gòu)件的示例)和設(shè)置在盤狀基部213的外周表面上的磨削層216。盤狀基部213由樹脂、諸如鐵或鋁的金屬等模制而成。盤狀基部213圍繞磨削輪210的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)(在下文中簡(jiǎn)稱為圍繞軸線旋轉(zhuǎn))。

在下文中，在沒有任何特別說明的情況下使用術(shù)語(yǔ)軸線時(shí)，術(shù)語(yǔ)軸線表示磨削輪210的旋轉(zhuǎn)軸線。此外，在沒有任何特別說明的情況下使用術(shù)語(yǔ)軸線方向時(shí)，術(shù)語(yǔ)軸線方向表示磨削輪210的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。磨削層216設(shè)置有沿周向方向均等地分割的多個(gè)(在本實(shí)施方式中為十六個(gè))周向分割的磨削片2a至2p。盡管在第三實(shí)施方式中，周向分割的磨削片2a至2p全部形成為預(yù)設(shè)的相同的形狀，但為了便于說明，這些周向分割的磨削片被表示為分割成周向分割的磨削片2a至2p。磨削輪210是成型磨削輪，被其磨削的物體是設(shè)置在諸如車輛曲軸的曲柄銷或軸頸的外周上的凹形槽。

如圖8b和圖9中所示，其中周向分割的磨削片2a至2p沿磨削輪210的盤狀基部213的周向方向且圍繞軸線平面地展開，周向分割的磨削片2a至2p各自設(shè)置有兩個(gè)第一磨削片211、一個(gè)第二磨削片212和處于兩個(gè)位置的邊界部218a至218p。第一磨削片211、第二磨削片212和邊界部218a至218p以下述狀態(tài)布置：在周向方向分割的磨削片2a至2p的軸線方向上以預(yù)設(shè)順序布置(參照?qǐng)D10)。從圖10的左側(cè)(或右側(cè))觀察，預(yù)定順序是第一磨削片211、邊界部218a至218p、第二磨削片212、邊界部218a至218p以及第一磨削片211的順序。第一磨削片211和第二磨削片212作為磨石具有不同的性質(zhì)(稍后將詳細(xì)描述)。邊界部218a至218p是第一磨削片211與第二磨削片212之間的接觸部和邊界部。

(邊界部218a至218p的詳細(xì)描述)

如圖8b和圖9中所示，周向分割的磨削片2a至2p的左側(cè)的全部邊界部218a至218p形成為相同的形狀。此外，周向分割的磨削片2a至2p的右側(cè)的全部邊界部218a至218p也形成為相同的形狀。在本實(shí)施方式中，右和左邊界部218a至218p都具有相同的形狀。雖然如上所述右和左邊界部218a至218p具有相同的形狀，然而為了便于說明，在下文中，周向分割的磨削片2a至2p的左側(cè)的邊界部218a至218p表示為邊界部218al至218pl。同樣地，周向分割的磨削片2a至2p的右側(cè)的邊界部218a至218p表示為邊界部218ar至218pr(參照?qǐng)D9)。

如示出了周向分割的磨削片2a至2p的圖10中所示，左側(cè)的邊界部218al至218pl和右側(cè)的邊界部218ar至218lr設(shè)置成使得相對(duì)于周向分割的磨削片2a至2p與沿周向方向在兩側(cè)鄰接的周向分割的磨削片中的一個(gè)周向分割磨削片的邊界線l1的角度α°是相同的角度，即相對(duì)于軸線方向的傾斜度相同。因此，周向分割的磨削片2a至2p的兩個(gè)第一磨削片211的形成邊界部218al至218pl和218ar至218pr且位于第二磨削片212側(cè)的端表面以彼此平行的方式形成。

在上文中，邊界部218al至218pl和218ar和218pr相對(duì)于邊界線l1形成的角度α°是磨削層216沿周向方向展開成如圖10中所示的平面狀態(tài)的情況下的角度。在投影出軸線的條件下且磨削層216沿周向方向展開成平面狀態(tài)下，邊界線l1是與軸線平行的線。因此，可以說角度α°是在將軸線投影到磨削層216的任意位置的條件下且將磨削層216沿周向方向展開成平面狀態(tài)下相對(duì)于軸線的角度。

通過上文，可以相對(duì)于第二磨削片212的質(zhì)心c1以點(diǎn)對(duì)稱的形式形成右和左第一磨削片211，使得相同的磨削片可以用作右和左第一磨削片211。因此，在本實(shí)施方式中，可以使用利用相同模具模制的三十二個(gè)第一磨削片211作為圖9中的磨削輪210的位于右側(cè)和左側(cè)中的每一側(cè)的十六個(gè)第一磨削片211，這是高效的。

如圖10中所示，第一磨削片211各自設(shè)置有主體部211a和延伸部211b。如圖8b中所示，第一磨削片211設(shè)置在盤狀基部213的外周表面上的在軸線方向上的兩個(gè)端部的成角度部(r部)中，該成角度部形成為r形。第一磨削片211的延伸部211b設(shè)置在區(qū)域ra和區(qū)域rb中，區(qū)域ra和區(qū)域rb是軸線方向上存在有邊界部218al至218pl和218ar至218pr的區(qū)域。因此，主體部211a主要設(shè)置在成角度部(r部)中除了區(qū)域ra和區(qū)域rb之外的位置的成角度部(r部)的側(cè)表面上。區(qū)域ra是在圖10中沿軸向方向存在有左側(cè)邊界部218al的區(qū)域。區(qū)域rb是在圖10中沿軸向方向存在有右側(cè)邊界部218ar的區(qū)域。

如圖10中所示，第二磨削片212各自設(shè)置有主體部212a和沿軸線方向位于兩側(cè)的延伸部212b、212c。主體部212a設(shè)置在盤狀基部213的外周表面的筒狀部cy上。此外，延伸部212b、212c設(shè)置在區(qū)域ra、rb中。具體地，延伸部212b和212c從設(shè)置在筒狀部cy上的主體部分212a的軸線方向上的兩個(gè)端部沿第一磨削片211的方向延伸，以使得與第一磨削片211的延伸部211b、211b的軸線方向上的端部部分接觸。

如前文所描述的，作為第二磨削片212的延伸部212b和212c與第一磨削片211的延伸部211b和211b接觸的部分的邊界部以相對(duì)于磨削輪210的軸線方向具有相同傾斜度的方式形成。具體地，由第二磨削片212的延伸部212b和212c與第一磨削片211的延伸部211b和211b之間的接觸部分(邊界)形成的邊界部218al到218pl和218ar到218pr在磨削層216的周向方向上且在圍繞軸線展開的平面狀態(tài)下由圖10中所示的具有相同傾斜α°的從一個(gè)端部u到另一端部v的直線形成。

也就是說，邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀是將軸線方向上不同位置(例如點(diǎn)p1和p2)連接的形狀。換句話說，邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀在展開的平面狀態(tài)下具有在軸線方向上的位移分量。此外，換句話說，邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀是在展開的平面狀態(tài)下從一個(gè)端部u朝向另一端部v在軸線方向上沿相同的方向連續(xù)連接的形狀，并且邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀是線性的。

如圖11中所示，第一磨削片211通過用結(jié)合材料215粘合諸如cbn或金剛石之類的超硬磨料顆粒214而形成。圖11是示出了周向分割的磨削片2a至2p的表面狀態(tài)的放大示意圖。作為示例，第一磨削片211通過用陶瓷結(jié)合材料215粘合具有#80的粒度的cbn磨料顆粒而形成為例如具有4mm至8mm的厚度、集中度為200。因此，第一磨削片211是磨削石的顆粒直徑較大的磨削片，使得第一磨削片211用于粗磨并且硬度較高以及相對(duì)耐磨損。

如圖11中所示，第二磨削片212通過用結(jié)合材料220粘合諸如cbn或金剛石之類的超硬磨料顆粒219而形成。結(jié)合材料220是比第一磨削片211的結(jié)合材料215更具彈性的結(jié)合材料。作為示例，第二磨削片212通過用樹脂結(jié)合材料220粘合具有#800的粒度的cbn磨料顆粒而形成為例如具有4mm至8mm的厚度、集中度為30。例如，酚醛樹脂作為樹脂結(jié)合材料220使用。因此，第二磨削片212是磨削石的顆粒直徑較小的磨削片，使得第二磨削片212用于精磨、在硬度方面較低并且比較易于磨損。

如圖11中所示，當(dāng)詳細(xì)觀察時(shí)，邊界部218al至218pl和218ar至218pr具有微小的寬度，并且例如由第二磨削片212所具有的粒度為#800的cbn磨料顆粒(超硬磨料顆粒219)和例如由第一磨削片211所具有的粒度為#80的cbn磨料顆粒(超硬磨料顆粒214)混合存在。在邊界部218al至218pl和218ar至218pr中，陶瓷結(jié)合材料215和樹脂結(jié)合材料220也混合存在。因此，邊界部218a至218p具有第一磨削片211和第二磨削片212兩者的性質(zhì)，并且邊界部218a至218p的磨損傾向性基本上介于第一磨削片211的磨損傾向性與第二磨削片212的磨損傾向性之間。

邊界部218al至218pl和218ar至218pr的寬度是可以容納一至兩個(gè)超硬磨料顆粒214和219的寬度并且是在稍后描述的燒制時(shí)產(chǎn)生的寬度。此外，邊界部218al至218pl和218ar至218pr的厚度與第一磨削片211和第二磨削片212的厚度大致相同。在本實(shí)施方式中，通過設(shè)計(jì)將由此形成的邊界部218al至218pl和218ar至218pr本身布置在區(qū)域ra和區(qū)域rb中的方式并使在邊界部218al至218pl和218ar至218pr處造成的水平差異平緩，抑制了傳遞在工件w上并在工件w上造成的水平差異。

邊界部218al至218pl和218ar至218pr不必具有如上所述的混合組成。也就是說，在邊界部218al至218pl和218ar至218pr中，假定僅存在第一磨削片211和第二磨削片212之間的邊界線，那么邊界線可以被指定為邊界部218al至218pl和218ar至218pr。此時(shí)，邊界部218al至218pl和218ar至218pr的厚度被解釋為第一磨削片211和第二磨削片212的端部的厚度。

另外，如上所述形成且具有相同厚度的第一磨削片211、212和211以及邊界部218al至218pl和218ar至218pr按上述順序沿軸線方向布置在盤狀基部213的外周表面上，由此形成周向分割的磨削片2a至2p。

(用于制造磨削輪210的方法)

接下來(lái)，將對(duì)用于制造磨削輪210的方法進(jìn)行描述。首先，將對(duì)用于制造軸向分割的磨削片2a至2p的方法進(jìn)行描述。為了制造第一磨削片211，首先，將混合有超硬磨料顆粒214、結(jié)合材料215等的粉末以均勻的厚度例如填充到如圖10中所示的第一磨削片211的具有平坦形狀的下壓模上。如前所述，圖10中所示的設(shè)置在第二磨削片212的軸向方向上的兩側(cè)的兩個(gè)第一磨削片211僅在豎向方向上彼此倒置并且在單獨(dú)地觀察時(shí)是相同的第一磨削片。

此后，填充到下壓模上的粉末被第一上模具施壓，由此模制得到磨削片材料。隨后，按壓模制所得的磨削片材料被干燥，并且在干燥之后被燒制以完成圖11中所示的第一磨削片211。

此外，關(guān)于第二磨削片212，與用于制造第一磨削片211的方法相同，將混合有超硬磨料顆粒219、結(jié)合材料220等的粉末以均勻的厚度例如填充到如圖10中所示的第二磨削片212的具有平坦形式的下壓模上。此后，填充到下壓模上的粉末被第一上模具施壓，由此模制得到磨削片材料。隨后，按壓模制得到的磨削片被干燥，并且在干燥之后被燒制以完成圖11中所示的第二磨削片212。

邊界部218a1至218p1和218ar至218pr是通過將第一磨削片211和第二磨削片212如圖9和圖10所示那樣布置并且對(duì)彼此接觸的邊界部執(zhí)行燒制來(lái)制造的。此時(shí)，第一磨削片211以第一磨削片211的方向相對(duì)于質(zhì)心c1點(diǎn)對(duì)稱地旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)設(shè)置在第二磨削片212的軸線方向上的兩個(gè)端部處。隨后，在所燒制的第一磨削片211和所燒制的第二磨削片212之間的邊界部處，結(jié)合材料215和結(jié)合材料220被熔化。在這種狀態(tài)下，第一磨削片211的超硬磨料顆粒214和第二磨削片212的超硬磨料顆粒219被混合在一起，從而形成邊界部218a1至218p1和218ar至218pr(參見圖11)。

由此形成的具有相同形狀的周向分割的磨削片2a至2p通過粘合劑(未示出)連續(xù)地粘貼至盤狀基部213的外周表面的周向方向上的整個(gè)周緣。

(磨削機(jī)225的結(jié)構(gòu))

接下來(lái)，將基于圖12對(duì)附接有磨削輪210以對(duì)工件w進(jìn)行磨削的磨削機(jī)225進(jìn)行描述。如圖12中所示，工作臺(tái)227以可滑動(dòng)的方式放置在床身226上并且借助于伺服馬達(dá)228通過滾珠螺桿沿z軸方向移動(dòng)工作臺(tái)227。頭座229和尾座230彼此相對(duì)地附接在工作臺(tái)227上，并且工件w在z軸方向上被支承在頭座229與尾座230之間的中央處。在頭座229上以可旋轉(zhuǎn)的方式支承有主軸231并且主軸231通過伺服馬達(dá)232旋轉(zhuǎn)。工件w通過車床軋頭或類似的裝置聯(lián)接至主軸231，并且工件w被旋轉(zhuǎn)。

在床身226上以可滑動(dòng)的方式放置有磨削輪頭部234。借助于伺服馬達(dá)235通過滾珠螺桿沿與z軸正交的x軸方向移動(dòng)磨削輪頭部234。在磨削輪頭部234上以可旋轉(zhuǎn)的方式支承有磨削輪心軸236。磨削輪心軸236通過內(nèi)置馬達(dá)237旋轉(zhuǎn)。在磨削輪210的盤狀基部213中鉆出的中央孔238配裝至磨削輪心軸236的端部。隨后，磨削輪心軸236的端部通過螺栓固定。

cnc裝置240連接至伺服馬達(dá)228、232和235和內(nèi)置馬達(dá)237的驅(qū)動(dòng)電路241至244。cnc裝置240在磨削時(shí)相繼地執(zhí)行用以磨削的nc程序以使磨削輪210對(duì)工件w進(jìn)行磨削。

(關(guān)于磨削機(jī)的操作)

當(dāng)使磨削輪210對(duì)工件w進(jìn)行磨削時(shí)，cnc裝置240執(zhí)行用于磨削的nc程序并且將用以使磨削輪210以高旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)指令輸出至內(nèi)置馬達(dá)237的驅(qū)動(dòng)電路244。此外，cnc裝置240將用以使工件w以適于磨削的周向速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)指令輸出至使主軸231旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(dá)232的驅(qū)動(dòng)電路242。隨后，cnc裝置240將用以使工作臺(tái)227沿z軸方向移動(dòng)以移動(dòng)至工件w與磨削輪210相對(duì)的位置的發(fā)送指令輸出至伺服馬達(dá)228的驅(qū)動(dòng)電路241。

當(dāng)磨削輪210與工件w的待被磨削的部分相對(duì)時(shí)，用以使磨削輪頭部234沿x軸方向以粗磨給送速度前進(jìn)的指令被輸出至伺服馬達(dá)235的驅(qū)動(dòng)電路243。由此，磨削輪210在被供應(yīng)有來(lái)自未示出的冷卻劑噴嘴的冷卻劑的同時(shí)對(duì)工件w進(jìn)行磨削。

(操作)

接下來(lái)，將對(duì)工件w被磨削輪210磨削的情況下的操作進(jìn)行詳細(xì)描述。如上所述，工件w是曲軸，并且待被磨削的部分是例如作為曲軸的凹入部(參見圖13)的圖13中所示的曲柄軸頸245和曲柄軸頸的旋轉(zhuǎn)軸線方向側(cè)表面246和247。在下文中，將存在曲柄軸頸245和軸線方向側(cè)表面246和247被簡(jiǎn)稱為凹入部的情況。

如圖13中所示，磨削輪210是成型磨削石并且在軸線方向(z軸方向)上具有比凹入部略大的形狀。為此，當(dāng)磨削輪210切削到凹入部中時(shí)，磨削輪210對(duì)凹入部的側(cè)表面246和247(陰影部分)進(jìn)行切削，同時(shí)通過在設(shè)置有耐磨損的第一磨削片211的主體部211a的兩個(gè)軸線方向端部部分(r部)的側(cè)表面部分上進(jìn)行磨削來(lái)去除側(cè)表面246和247。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，磨削輪210的外周表面的筒狀部cy到達(dá)曲柄軸頸245的外周表面，其中，曲柄軸頸245的外周表面是凹入部的底表面。因此，通過第一磨削片211，易于磨損的第二磨削片212的主體部212a與凹入部的底表面(曲柄軸頸245的外周表面)接觸，該底表面被磨削，從而執(zhí)行精加工。

此時(shí)，凹入部的底表面與凹入部的側(cè)表面246和247之間的r部由第一磨削片211的延伸部211b和第二磨削片212的延伸部212b和212c磨削，其中，延伸部211b和延伸部212b和212c設(shè)置成延伸到周向分割的磨削片2a至2p的r部中的區(qū)域ra和rb中。

在這種情況下，在由第一磨削片211的延伸部211b與第二磨削片212的延伸部212b和212c之間的邊界部形成的邊界部218al至218pl和218ar至218pr的周向方向上，第一磨削片211和第二磨削片212按預(yù)定比率混合存在，混合比率在軸線方向上的位置之間是不同的。具體地，在從第二磨削片212朝向第一磨削片211的方向上，起初，第二磨削片212的比率較高，第一磨削片211的比率朝向第一磨削片211逐漸地增大，并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，狀態(tài)變成使得僅第一磨削片211存在于區(qū)域ra和rb的外部。

為此，當(dāng)磨削輪210處理凹入部的r部時(shí)，磨削輪210在軸線方向上的區(qū)域ra和rb中所導(dǎo)致的磨損尺寸介于單獨(dú)第一磨削片211的磨損與單獨(dú)第二磨削片212的磨損中間。此時(shí)，中間并不意味著中央。另外，在本實(shí)施方式中，關(guān)于尺寸，由于第二磨削片212的混合比率的量較高，因而位于第二磨削片212一側(cè)的磨損增大。此外，在軸線方向上，由于第一磨削片211的混合比率朝向第一磨削片211增大，磨削輪210變得耐磨損。

此時(shí)，在磨削層216的平面展開狀態(tài)下，邊界部218al至218pl和218ar至218pr由相對(duì)于投影到磨削層216的平面上的軸線(或者直線l1)具有預(yù)定角度α°的直線形成。因此，在軸線方向上的區(qū)域ra和rb中，第一磨削片211與第二磨削片212之間的由于磨削層216的磨損造成的水平差異也根據(jù)角度α°的大小變成直漸縮的水平差異。也就是說，與在具有不同性質(zhì)的第一磨削片211和第二磨削片212布置處于邊界部在軸線方向上幾乎不存在任何長(zhǎng)度的狀態(tài)(即，使得角度α°為90度)時(shí)所造成的水平差異相比，在本實(shí)施方式中所造成的直漸縮水平差異變得平緩。為此，能夠使磨削層216的水平差異所傳遞的工件w的磨削表面的精加工精度優(yōu)異。

此外，如圖8b和圖13中所示，第一磨削片211和邊界部218al至218pl和218ar至218pr沒有設(shè)置在形成于盤狀基部213的外周表面上的筒狀部cy上，而是設(shè)置在外周表面的兩個(gè)端部處的r部的一部分上。因此，即使邊界部218al至218pl和218ar至218pr被磨損而造成水平差異，該水平差異也不會(huì)傳遞至通過設(shè)置在筒狀部cy上的第二磨削片212磨削的工件w的凹入部的底表面(曲柄軸頸245的外周表面)，使得能夠獲得優(yōu)異的精加工精度。

<第一改型>

在上述實(shí)施方式中，第一磨削片211相對(duì)于第二磨削片212的主體部212a的質(zhì)心c1點(diǎn)對(duì)稱地形成。此外，形成在展開成平面狀態(tài)的磨削層216上的邊界部218al至218pl和218ar至218pr均從一端u朝向另一端v形成，以相對(duì)于投影在磨削層216上的軸線形成相同的傾斜度α°，即，平行于彼此。然而，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。如圖14中所示，圖14是與圖9的s部及其鄰近部對(duì)應(yīng)的部分，作為第一改型，可以采用以下方式：邊界部218al至218pl和邊界部218ar至218pr相對(duì)于穿過第二磨削片212的主體部212a的質(zhì)心且與軸線正交的線l2是線性對(duì)稱，并且與第三實(shí)施方式的圖10對(duì)應(yīng)的從一端u朝向另一端v的傾斜度是α°和(180°-α°)。

<第二改型>

此外，作為第二改型，如圖15中所示，圖15是與圖9的s部及其鄰近部對(duì)應(yīng)的部分，邊界部218al至218pl和218ar至218pr中的在周向方向上鄰近的邊界部的角度α和形狀可以不同而非相同。此時(shí)，在邊界部218al至218pl和218ar至218pr處，不僅鄰近的邊界部之間的角度不同，而且任何角度可以設(shè)定用于任何邊界部218al至218pl和218ar至218pr。也就是說，所有邊界部218al至218pl和218ar至218pr的角度可以是不同的，或者這些角度可以以預(yù)定規(guī)則改變。由此，也獲得了充分的優(yōu)勢(shì)。

<第三改型>

此外，在上述實(shí)施方式中，邊界部218al至218pl和218ar至218pr是直線。然而，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。邊界部218al至218pl和218ar至218pr可以包括如圖16中所示的曲線，圖16是與圖9的s部及其鄰近部對(duì)應(yīng)的部分。

<第四實(shí)施方式>

接下來(lái)，將基于圖17的流程圖對(duì)第四實(shí)施方式進(jìn)行描述。第四實(shí)施方式僅在制造方法方面與第三實(shí)施方式不同。因此，將僅對(duì)與第三實(shí)施方式的不同之處進(jìn)行描述，并且省略對(duì)相同部分的描述。在第三實(shí)施方式中，邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀被預(yù)設(shè)，以便制造周向分割的磨削片2a至2p。然而，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式；在第四實(shí)施方式中，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制造周向分割的磨削片2a至2p并且進(jìn)行評(píng)價(jià)之后，基于所獲得的評(píng)價(jià)結(jié)果正式地制造周向分割的磨削片2a至2p。也就是說，在反饋結(jié)果的同時(shí)，制造期望的周向分割的磨削片2a至2p。

如圖17中所示，第四實(shí)施方式中的磨削輪制造方法具有臨時(shí)制造步驟s10、試驗(yàn)處理步驟s12、邊界部形狀確定步驟s14和邊界部制造步驟s16。

在臨時(shí)制造步驟s10處，通過用于上述第三實(shí)施方式的制造方法形成臨時(shí)磨削層，使得邊界部具有預(yù)定的臨時(shí)形狀，從而制造臨時(shí)磨削輪。此時(shí)，邊界部的臨時(shí)形狀可以是任何形狀。隨后，在試驗(yàn)處理步驟s12處，通過所制造的臨時(shí)磨削輪的臨時(shí)磨削層對(duì)試驗(yàn)處理產(chǎn)品進(jìn)行磨削。

在邊界部形狀確定步驟s14處，首先，檢查在試驗(yàn)處理產(chǎn)品的處理之后在臨時(shí)磨削層上造成的試驗(yàn)處理水平差異的尺寸與預(yù)設(shè)的目標(biāo)水平差異的尺寸之間的差異。隨后，確定邊界部的最終形狀，使得試驗(yàn)處理水平差異的尺寸與目標(biāo)水平差異的尺寸相同。此時(shí)，第三實(shí)施方式和第一改型至第三改型中描述的形狀可以選擇作為邊界部的形狀。此外，也可以通過增大邊界部的在軸線方向上的長(zhǎng)度(區(qū)域ra和rb)，使軸線方向上的區(qū)域ra和rb的水平差異平緩。

在邊界部制造步驟s16處，多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p中的每個(gè)磨削片的第一磨削片211和第二磨削片212設(shè)置在盤狀基部213的外周表面上，并且磨削輪210被制造成使得形成磨削層216的邊界部的形狀是在邊界部形狀確定步驟s14處確定的最終形狀。因此，能夠形成這樣的磨削輪210：在磨削時(shí)通過該磨削輪210能夠形成所期望的水平差異。

<第五實(shí)施方式>

接下來(lái)，將對(duì)第五實(shí)施方式進(jìn)行描述。第五實(shí)施方式與第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式的不同之處僅在于磨削輪相對(duì)于凹入部的尺寸的相對(duì)尺寸，該凹入部是在磨削時(shí)待被磨削的物體。在第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式中，磨削輪210是具有比外周表面的凹入部大的截面形狀的成型磨削石。然而，在第五實(shí)施方式中，磨削輪310具有能夠容納在凹入部中的尺寸，如圖18中所示。磨削輪310的結(jié)構(gòu)類似于第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式的磨削輪210的結(jié)構(gòu)。因此，類似的元件由與第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式中的附圖標(biāo)記類似的附圖標(biāo)記指示。

將對(duì)工件w由磨削輪310磨削的情況進(jìn)行描述。如上所述，工件w是曲軸，并且待被磨削的物體是曲軸的凹入部。如圖18中所示，磨削輪310形成為軸向方向上的尺寸能夠容納在凹部中。為此，磨削輪310沿圖18中所示的箭頭ar1和箭頭ar2的方向切削以通過磨削去除凹入部的軸線方向側(cè)表面246和247。也就是說，磨削輪310通過具有耐磨性的第一磨削片211的軸線方向端部(r部)的側(cè)表面去除凹入部的側(cè)表面246和247。隨后，當(dāng)側(cè)表面246和247的去除完成時(shí)，磨削輪310的外周表面到達(dá)凹入部的底表面(曲軸的外周表面)，并且通過設(shè)置有易于磨損的磨削片212的磨削輪310的外周表面的筒狀部cy來(lái)執(zhí)行凹入部的底表面的精磨。除以上之外，全部與第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式的類似。通過該實(shí)施方式，獲得與第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)類似的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明不限于上述第三實(shí)施方式至第五實(shí)施方式；邊界部218al至218pl和218ar至218pr僅需要在一端u與另一端v之間的線段中具有在軸線方向上不同的兩個(gè)點(diǎn)。也就是說，邊界部218al至218pl和218ar至218pr可以形成為任何形狀，只要在線段中提供了軸線方向上的位移分量即可。例如，邊界部218al至218pl和218ar至218pr可以從一端u至另一端v形成為s形狀。此外，邊界部218al至218pl和218ar至218pr可以形成為u形狀，在軸線方向上具有從一端u沿軸線方向移位預(yù)定量的位移分量，并且返回至另一端v處與軸向方向上所述一端u所處的位置相同的位置。由此，也獲得了充分的優(yōu)勢(shì)。

(第三實(shí)施方式至第五實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì))

根據(jù)上述實(shí)施方式，磨削輪210是這樣的磨削輪210：該磨削輪210設(shè)置有盤狀基部213(盤狀構(gòu)件)和設(shè)置在盤狀基部213的外周表面上的磨削層216。磨削層216設(shè)置有沿盤狀部213的周向方向分割的多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p。周向分割的磨削片2a至2p通過將具有不同性質(zhì)的第一磨削片211和第二磨削片212沿軸線方向布置而形成，并且第一磨削片211與第二磨削片212之間的邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀是連接軸線方向上不同位置的形狀。

根據(jù)上述實(shí)施方式，在軸向方向上的存在周向分割的磨削片2a至2p的邊界部218al至218pl和218ar至218pr的區(qū)域ra、rb中，第一磨削片211和第二磨削片212按預(yù)定的比率混合存在，并且當(dāng)沿磨削輪210的軸線方向觀察時(shí)，混合比率變化。為此，當(dāng)磨削輪210處理工件w時(shí)，在邊界部218al至218pl和218ar至218pr的在軸向方向上的區(qū)域ra和rb中導(dǎo)致的磨損尺寸是介于在單獨(dú)第一磨削片211上導(dǎo)致的磨損尺寸與在單獨(dú)第二磨削片212上導(dǎo)致的磨損尺寸之間的尺寸。因此，與第一磨削片211和第二磨削片212布置處于邊界部在軸向方向上幾乎不存在任何寬度的狀態(tài)時(shí)所造成的水平差異相比，在本實(shí)施方式產(chǎn)品中，在邊界部218al至218pl和218ar至218pr的在軸線方向上的區(qū)域ra和rb中，在第一磨削片211與第二磨削片212之間造成的水平差異較平緩，使得工件w的精加工精度優(yōu)異。

此外，根據(jù)上述第三實(shí)施方式，多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p的所有邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀是相同的。因此，第一磨削片211——周向分割的磨削片2a至2p中的每個(gè)磨削片使用兩個(gè)第一磨削片211——可以都是通用的構(gòu)件，這有助于降低成本。

此外，根據(jù)上述第三實(shí)施方式的第一改型至第三改型，多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p的邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀是不同的。因此，邊界部218al至218pl和218ar至218pr所造成的水平差異的形狀能夠容易地調(diào)整至期望的形狀。

此外，根據(jù)上述實(shí)施方式，多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p的邊界部218al至218pl和218ar至218pr從邊界部218al至218pl和218ar至218pr的軸線方向上的一端u朝向另一端v被連續(xù)地連接。因此，能夠使邊界部218al至218pl和218ar至218pr所造成的水平差異在邊界部的整個(gè)寬度上平緩。

此外，根據(jù)上述實(shí)施方式，多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p的邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀以相對(duì)于軸線方向具有相同傾斜度α°形成。因此，邊界部218al至218pl和218ar至218pr容易地形成，并且通過邊界部218al至218pl和218ar至218pr的作用，在磨削層216的區(qū)域ra、rb中造成的水平差異由具有預(yù)定角度的漸縮平面形成。

此外，根據(jù)用于制造上述實(shí)施方式的磨削輪210的方法，通過將多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p的第一磨削片211和第二磨削片212布置在盤狀基部213(盤狀構(gòu)件)的外周表面上，形成了設(shè)置有上述實(shí)施方式的邊界部218al至218pl和218ar至218pr的磨削層216。如上所述，通過簡(jiǎn)單的制造方法，獲得了在盤狀基部213(盤狀構(gòu)件)的外周表面上造成的水平差異的程度被調(diào)整的上述磨削輪210。

此外，根據(jù)用于制造上述實(shí)施方式的磨削輪210的方法，提供了臨時(shí)制造步驟s10，在該臨時(shí)制造步驟s10中，通過上述實(shí)施方式的制造方法來(lái)形成臨時(shí)磨削層，使得邊界部218al至218pl和218ar至218pr具有預(yù)定的臨時(shí)形狀。此外，提供了試驗(yàn)處理步驟s12，在該試驗(yàn)處理步驟s12中，通過臨時(shí)磨削層來(lái)處理試驗(yàn)處理產(chǎn)品。此外，提供了邊界部形狀確定步驟s14，在該邊界部形狀確定步驟s14中，檢查在試驗(yàn)處理產(chǎn)品的處理之后在臨時(shí)磨削層上造成的試驗(yàn)處理水平差異的尺寸與預(yù)設(shè)的目標(biāo)水平差異的尺寸之間的差異，并且確定邊界部218al至218pl和218ar至218pr的最終形狀使得試驗(yàn)處理水平差異的尺寸與目標(biāo)水平差異的尺寸是相同的。此外，提供了邊界部制造步驟s16，此后，在該邊界部制造步驟s16中，為了使邊界部218al至218pl和218ar至218pr的形狀為確定的最終形狀，多個(gè)周向分割的磨削片2a至2p中的每個(gè)磨削片的第一磨削片211和第二磨削片212布置在盤狀基部213(盤狀構(gòu)件)的外周表面上以形成磨削層216。因此，始終能夠得到用于磨削層216的所期望的水平差異形狀，使得可以容易地執(zhí)行控制，從而使得傳遞至工件w的柱狀外周表面的水平差異的形狀較小。

根據(jù)用于制造上述實(shí)施方式的磨削輪210的方法，十六個(gè)(多個(gè))已經(jīng)形成的圓周分割的磨削片2a至2p設(shè)置在盤狀基部213(盤狀構(gòu)件)的外周表面上，從而形成磨削層216。然而，本發(fā)明不限于該制造方法；磨削輪210可以通過將構(gòu)成周向分割的磨削片2a至2p的第一磨削片211和第二磨削片212單獨(dú)地粘貼至外周表面而不用預(yù)先形成周向分割的磨削片2a至2p來(lái)制造。

此外，盡管在上述實(shí)施方式中沿周向方向布置有十六個(gè)周向分割的磨削片(2a至2p)，但數(shù)目也可以是更大或更小的。

此外，在上述實(shí)施方式中，如圖8b中所示，形成在第一磨削片211與第二磨削片212之間的邊界部218al至218pl和218ar至218pr設(shè)置在磨削層216的兩個(gè)端部處的r部的一部分上。然而，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。邊界部218al至218pl和218ar至218pr可以部分地設(shè)置在筒狀部cy上。由此，也獲得了充分的優(yōu)勢(shì)。

此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)于由一種材料制成的工件w，通過根據(jù)具有不同磨削阻力的形狀部分對(duì)兩種第一磨削片211和第二磨削片212進(jìn)行組合來(lái)構(gòu)造磨削輪210和310。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式；對(duì)于多種材料接合在一起的工件，可以通過根據(jù)各材料對(duì)磨削片進(jìn)行組合來(lái)構(gòu)造磨削輪。由此，獲得了與上述實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)類似的優(yōu)勢(shì)。

本申請(qǐng)基于2014年10月31日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?014-222200)和2015年2月13日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?015-026043)，以上兩項(xiàng)申請(qǐng)的內(nèi)容通過參引并入本文中。

附圖標(biāo)記說明

10、110、210、310：磨削輪；11、211：第一磨削片；12、212：第二磨削片；13、213：盤狀基部(盤狀構(gòu)件)；14、19、214、219：超硬磨料顆粒(磨料顆粒)；15、215：陶瓷結(jié)合材料；16、216：磨削層；18a至18p：混合部；20、220：樹脂結(jié)合材料；25、225：磨削機(jī)；a至p、2a至2p：周向分割的磨削片；w：工件；211a：主體部；211b：延伸部；212b、212c：延伸部；218a至218p：邊界部；ra、rb：區(qū)域；s10：臨時(shí)制造步驟；s12：處理步驟；s14：邊界部形狀確定步驟；s16：邊界部制造步驟。