CN105269419A - 滚光工具 - Google Patents

Abstract

一种滚光工具，能简化结构，减少零件数，实现小型化，且提高维护性。滚光工具(1)包括：柄(2)，其安装于加工机；外壳(3)，其以能调节位置的方式与柄连接；横截面形状为环状的辊支承构件(5)，其以旋转自如的方式支承于外壳，并与外壳的位置的变更随动；锥形的辊(51)，其支承于辊支承构件；以及芯棒(6)，其具有与辊的锥形匹配的锥形部，所述滚光工具包括将柄和芯棒连接的工具直径追随机构(8)，工具直径追随机构(8)包括：导槽(24)，其以螺旋状设置在圆筒形状部，所述圆筒形状部形成在柄的前端部；销构件(81)，其被配置成以螺旋状沿着导槽移动自如；销构件插通孔(62b)，其形成于芯棒，并供销构件贯穿；以及施力元件(82)，其安装于柄，并对芯棒向前方施力。

Description

滚光工具

技术领域

本发明涉及一种滚光工具，特别是涉及一种包括工具直径追随机构的滚光工具。

背景技术

滚光工具边使辊旋转边将辊按压于工件，使圆筒状的孔内表面进行塑性变形而进行镜面加工。公知如下这种滚光工具，即，当存在工件间的加工对象孔的孔径尺寸的不均或一个加工孔的孔内的位置上的孔径尺寸的不均(以下，有时将在此说明的两种孔径总称为“(工件的内表面的)内径(孔径)”)以及在工具直径的设定上存在数十μm的不同时，由于会对精加工产生影响，因此包括能够自动应对孔径的不均(追随工具直径)的移位机构和调节弹簧机构的滚光工具(例如专利文献1)。

专利文献1所述的滚光工具利用调节弹簧机构进行控制，以使施加于移位机构的旋转负荷转矩的变动保持成预先确定的设定值。移位机构包括配置在柄与驱动体之间的辊单元，利用由辊单元的挠性辊的行星运动和进给角度形成的进给机构，根据旋转负荷转矩的变化使驱动体相对于柄沿轴向移动，从而能够应对不均。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3245638号公报(第44段～第54段，图1，图3)

但是，在专利文献1所述的滚光工具中，由于在外壳内配置有移位机构，因此外壳的结构变得复杂，外形尺寸也变大，因此存在可安装的加工机受到制约的问题。

另外，挠性的辊是消耗品，需要更换，但由于外壳的结构复杂，因此存在不易维护的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述这样的背景而做成的，要解决的技术问题在于，提供一种简化了结构，减少零件件数而实现小型化，并且提高了维护性的包括工具直径追随机构的滚光工具。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的滚光工具包括：柄，上述柄安装于加工机；外壳，上述外壳以能沿前后方向变更调节与该柄的连接位置的方式与该柄连接；辊支承构件，上述辊支承构件以旋转自如的方式支承于该外壳，并且安装为在对外壳与上述柄的连接位置进行了变更调节的情况下，沿该变更调节后的移动方向进行随动，并且上述辊支承构件的横截面形状为环状；锥形的辊，上述辊支承于该辊支承构件；以及芯棒，上述芯棒具有与该辊的锥形匹配的锥形部，以与上述辊支承构件同轴状的方式插通在上述辊支承构件中，其特征在于，上述滚光工具包括将上述柄和上述芯棒连接的工具直径追随机构，上述工具直径追随机构包括：圆筒形状部，上述圆筒形状部形成在上述柄的前端部；导槽，上述导槽以螺旋状设置在该圆筒形状部；销构件，上述销构件以螺旋状移动自如地配置在该导槽内；销构件插通孔，上述销构件插通孔形成于上述芯棒，并供上述销构件插通；以及施力元件，上述施力元件安装于上述柄，并对上述芯棒向前方施力。

本发明通过包括工具直径追随机构，能使芯棒的旋转负荷转矩与轴向力平衡，以对滚光加工时的按压力进行自动调节。也就是说，本发明通过灵活地应对工件的内径的不均等来自动调节工具直径，从而能对滚光加工时的按压力进行较佳的保持。因此，能够形成均匀的精加工表面。

另外，能够容易地形成滑动性优异的平稳面。滚光加工能够用辊将表面的凹凸的凸部压扁，从而进行镜面加工，但在形成滑动性优异的表面时，需要在表面形成理想的凹部和凸部。当滚光量变化了数μm时，凹部和凸部的大小会大幅变化。因此，一般来说，对于以数μm以上的尺寸公差进行大量生产加工的机械零件，滚光加工前的内径大小是以微米量进行变化的，因此不能以恒定的滚光量进行加工，很难成形出恒定大小的凹部和凸部。但是，采用本发明，即使孔径存在不均，也能利用工具直径追随机构将滚光量保持为恒定，因此能够稳定地形成恒定的凹部和凸部，即，良好的平稳面。

由此，能够使用本发明的滚光工具在需要具备滑动性的机械零件上加工出平稳面，以提高机械零件的滑动性能。

本发明包括导槽，在形成于柄的前端部的圆筒形状部以螺旋状设置该导槽，利用沿该导槽移动自如地配置的销构件连接柄和芯棒，构成工具直径追随机构的主要部分，从而能将工具直径追随机构收容在柄的内部，因此能够减小外壳的外形尺寸而使工具整体小型化。

这样，本发明的滚光工具能够处理性佳地提高操作性，并且能够扩大使用应用范围而利用各种的加工机进行较佳的使用。

另外，由于不必在外壳内收容挠性辊，因此能够简化外壳的结构，减少零件件数及消耗品，并且能够提高分解组装性。

第二发明在上述第一发明所述的滚光工具的基础上，其特征在于，上述施力元件包括对作用力进行调节的作用力调节元件。

采用该结构，本发明通过包括作用力调节元件，能对滚光加工时的按压力进行适当的调节，因此能够形成均匀的精加工表面。

发明效果

本发明的滚光工具能够简化结构，减少零件件数而实现小型化，并且能够提高维护性，且能形成均匀的精加工表面。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的滚光工具的结构的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式的柄及调心钢领周围的结构的分解立体图。

图3是用于对本发明的实施方式的工具直径追随机构的动作进行说明的俯视图，图3(a)是加工前的状态，图3(b)是在加工过程中芯棒比图3(a)的状态后退了的状态，图3(c)是在加工过程中芯棒进一步比图3(b)后退了的状态。

(符号说明)

1…滚光工具；

2…柄；

3…外壳；

4…调心钢领；

5…框架(辊支承构件)；

6…芯棒；

8…工具直径追随机构；

24…导槽；

25…轴向槽；

31…外壳主体；

32…外壳螺母；

33…轴承；

34…弹簧；

51…辊；

61…第一芯棒(芯棒)；

61a…外周螺纹部；

61b…锥形部；

62…第二芯棒(芯棒)；

62a…内周螺纹部；

62b…销构件插通孔；

81…销构件；

82…弹簧(施力元件)；

83…轴承；

F1…轴向分力；

F2…轴向分力；

T1…负荷转矩；

T2…负荷转矩。

具体实施方式

适当地参照附图，对本发明的实施方式的滚光工具(日文：ローラバニシング工具)进行详细的说明。

如图1所示，滚光工具1包括：柄2，上述柄2安装于加工机(未图示)，并被驱动而进行旋转；外壳3，上述外壳3与该柄2连接；调心钢领(日文：アジャストリング)4，上述调心钢领4连接柄2和外壳3；中空框架5，上述中空框架5是辊支承构件，横截面为圆环状；锥形的辊51，上述辊51支承于该辊支承构件5；芯棒6，上述芯棒6具有与该辊51的锥形匹配的锥形部61b；以及工具直径追随机构8，上述工具直径追随机构8连接柄2和芯棒6，并自动调节加工时的按压力。

在此，本发明的“適合”是指辊与芯棒的锥形部线接触，辊与工件(的内表面)有时点接触，另外有时线接触。例如在辊51的锥形角度是锥形部61b的锥形角度的一半的情况下，辊51与锥形部61b线接触，并且也与工件的圆筒孔的内表面线接触。

另外，在本实施方式中，以将柄2安装于加工机(未图示)并驱动该柄2进行旋转的使用形态为例进行说明，但本发明并不限定于此，也可以将柄2固定于加工机并使工件(未图示)旋转而进行加工。

在以下的说明中，为了方便说明，将靠柄2的一侧(图1的右侧)称为后部，将靠辊51的一侧(图1的左侧)称为前部。在各构成构件中，同样地设定前后方向。

柄2是筒状的构件，包括：形成为能安装于加工机(未图示)的形状的小径部21、形成有外周螺纹部23的圆筒形状部即扩径部22、以螺旋状设置在扩径部22的前部侧的导槽24(参照图2)、以及形成在扩径部22的后部侧的轴向槽25(参照图2)。

另外，在本实施方式中，将小径部21和扩径部22构成为一体，但本发明并不限定于此，也可以将小径部21和扩径部22分别构成为单独的个体而连接起来。另外，也可以将供导槽24形成的扩径部22的前端部(圆筒形状部)构成为与扩径部22分开。

外壳3包括：外壳主体31，上述外壳主体31与柄2连接；外壳螺母32，上述外壳螺母32螺纹旋入并固定于外壳主体31的前端部；轴承33，上述轴承33配置为夹在框架5的后端面与外壳主体31的前端面之间，并将框架5支承为旋转自如；以及弹簧34，上述弹簧34夹装在外壳螺母32与框架5之间，并对框架5向后方的轴承33施力。弹簧34的前端通过推力环34a向前方对外壳螺母32的前端部施力，并且后端通过推力环和卡定在框架5的外周部的挡圈34b向后方对该框架5施力。

外壳主体31包括在后端部沿圆周方向形成为缺口状的多个凹部31a(参照图2)、形成在前端外周部的外螺纹部31b、以及形成在内周部的内周螺纹部31c。凹部31a中的一个与调心钢领4的钩部41(参照图2)卡合，外螺纹部31b与外壳螺母32螺纹配合，内周螺纹部31c与柄2的外周螺纹部23螺纹配合。

采用该结构，外壳螺母32通过外螺纹部31b固定于外壳主体31。通过使外壳主体31的内周螺纹部31c与柄2的外周螺纹部23螺纹配合，使外壳主体31相对于柄2旋转，从而能使外壳主体31沿轴向移动。

外壳螺母32是将框架5支承为旋转自如的构件，边利用弹簧34对框架5向后方施力，边利用轴承33将框架5支承为旋转自如。

如图2所示，调心钢领4形成为环状的形状，包括：钩部41，上述钩部41设置在调心钢领4的前端面上，并与形成于外壳主体31的凹部31a卡合；滑键42，上述滑键42设置在沿周向与钩部41相反180度的一侧的内周部；以及定位螺钉43，上述定位螺钉43用于将调心钢领4固定在柄2上(参照图1)。利用销42a将滑键42固定于调心钢领4。

调心钢领4能在使滑键42与形成于柄2的扩径部22的轴向槽25卡合的状态下沿轴向滑动移动。

因此，边使调心钢领4的滑键42与轴向槽25卡合而使调心钢领4滑动，边使外壳主体31稍微旋转而使钩部41与外壳主体31的凹部31a中的一个卡合。这样，滑键42能够适当地设定柄2与外壳3(外壳主体31与外壳螺母32)在前后方向上的相对位置，能将柄2和外壳3连接成可一体旋转。

如图1所示，框架5形成为圆筒形状，并在前端部的圆周上配置有伸出或没入自如的多个辊51。

辊51形成为前端部扩径、后端部缩径的锥形，在被芯棒6的外周面支承的状态下按压于工件(未图示)的内周面，边滚动(自转)边在芯棒6(第一芯棒61的前端部)的外周面上沿圆周方向移动(公转)，以对工件(未图示)的内周面进行滚光加工。另外，将与多个辊51内接的假想圆的直径设定为工具直径δ。另外，一般来说，将工具直径δ设定成比工件的内径大10μm～40μm左右。在想要增大滚光量时，将工具直径δ设定为较大。

芯棒6包括：配置在前方侧的棒状的第一芯棒61；以及与第一芯棒61连接的筒状的第二芯棒62。使芯棒6的形成在第一芯棒61的后部的外周螺纹部61a与形成在第二芯棒62的前部的内周螺纹部62a螺纹配合，拧紧连接螺母63，从而将第一芯棒61和第二芯棒62连接成能一体旋转。

在第一芯棒61的前端部形成有与辊51的锥形匹配的锥形部61b。在第二芯棒62的轴向中央部沿与轴向正交的方向贯穿形成有销构件插通孔62b，在第二芯棒62的后端部形成有供施力元件、即弹簧82安装的引导孔。

〈工具直径调节机构〉

工具直径调节机构是使框架5相对于芯棒6沿轴向移动而调节工具直径δ的机构。关于工具直径δ的调节，当松动调心钢领4的定位螺钉43，使调心钢领4向后方滑动而解除钩部41与凹部31a的卡合时，能使外壳3相对于柄2旋转而沿轴向移动。

当使外壳3沿靠近柄2的方向(后方)移动时，借助弹簧34等支承于外壳3的框架5相对于芯棒6向后方相对移动，因此，能沿第一芯棒61的锥形部61b扩大工具直径δ。另一方面，当使外壳3沿远离柄2的方向(前方)移动时，框架5被夹在框架5与外壳主体31之间的轴承33推动而向前方移动，因此，能沿第一芯棒61的锥形部61b缩小工具直径δ。

〈工具直径追随机构〉

工具直径追随机构8是如下这种机构，即，即使在工件(未图示)的内径尺寸存在不均的那种情况下，以及具有微小的锥度的那种情况下，也能使芯棒6的旋转负荷转矩与轴向力平衡而对加工按压力进行适当的自动调节，以形成平滑的超精密精加工表面。

工具直径追随机构8包括：导槽24，上述导槽24以螺旋状设置于扩径部22，该扩径部22具有形成在柄2的前端部的圆筒形状部(参照图2)；销构件81，上述销构件81沿该导槽24移动自如地配置；销构件插通孔62b，上述销构件插通孔62b形成于第二芯棒62；弹簧82，上述弹簧82是安装于柄2并对第二芯棒62向前方施力的施力元件；轴承83，上述轴承83用于防止弹簧82的扭转；以及六角凹头螺钉84，上述六角凹头螺钉84是调节弹簧82的作用力的作用力调节元件。

销构件81包括：贯穿插通形成于第二芯棒62的销构件插通孔62b中的中空销81a；以及安装在中空销81a的两端部的六角凹头螺栓81b及轴承81c。

轴承81c安装为外圈被导槽24引导(参照图3的(a))，轴承81c夹装在六角凹头螺栓81b与第二芯棒62的外周面之间。

接下来，参照图3对本发明的实施方式的滚光工具1中的工具直径追随机构8的动作进行说明。

图3是用于说明工具直径追随机构8的动作的俯视图，图3(a)是加工前的状态，图3(b)是在加工中过大的负荷转矩T1作用于芯棒6而使芯棒6沿轴向比图3(a)的状态后退了S1的状态，图3(c)是在加工中过大的负荷转矩T2进一步作用于芯棒6而使芯棒6进一步沿轴向比图3(b)后退了S2的状态。

在将本发明的实施方式的滚光工具1的柄2安装于未图示的加工机而驱动柄2进行旋转时，驱动转矩从柄2经由工具直径追随机构8传递到芯棒6。在将辊51按压于工件的内周面(未图示)的状态下，边使芯棒6旋转边进行滚光加工，但当工件的内径尺寸存在不均时，在加工中，过大的负荷转矩T1会作用于芯棒6而产生轴向分力F1。

该轴向分力F1使芯棒6克服弹簧82的作用力沿轴向后退。即，销构件81与芯棒6一起沿导槽24移动，其结果是，芯棒6与销构件81一起边相对于柄2旋转边沿轴向后退(参照图3的(b))。因而，滚光加工时的过度的按压力受到此时产生的轴向分力F1的作用而减小，被自动调节成恰好的按压力。

如图3的(c)所示，在过大的负荷转矩T2进一步作用而使芯棒6沿轴向后退了S2的状态下也同样。轴向分力F2比轴向分力F1大。

本发明的实施方式的滚光工具1通过包括工具直径追随机构8，能使芯棒6的旋转负荷转矩与轴向力平衡，而对滚光加工时的按压力进行自动调节，因此能够形成平滑的超精密精加工表面。并且，通过依据工具的规格适当地设定导槽24的扭转角度(引导量)，能够较佳地设定工具直径δ的追随范围。

本发明的实施方式的滚光工具1利用销构件81连接柄2和芯棒6而构成工具直径追随机构8，上述销构件81沿设置在柄2的前端部的螺旋状的导槽24移动自如地配置，从而能将工具直径追随机构8收容到柄2的内部，因此能够减小外壳3的外形尺寸而使工具小型化。

因此，本发明的实施方式的滚光工具1能够处理性佳地提高操作性，并且能够扩大使用应用范围而利用各种的加工机进行较佳的使用。另外，由于不必在外壳3内收容挠性辊，因此能够简化外壳3的结构，减少零件件数及消耗品，并且能够提高分解组装性。

〈分解组装性〉

主要参照图1对本发明的实施方式的滚光工具1的分解组装的做法进行说明。

当松动外壳螺母32，将外壳螺母32与弹簧34一起从外壳主体31上卸下时，能将框架5与辊51一起卸下。此时，轴承33也被卸下。

当在松动连接螺母63后转动第一芯棒61时，能将第一芯棒61从第二芯棒62上卸下。当松动定位螺钉43时，能使调心钢领4沿轴向槽25在轴向上移动而将调心钢领4卸下。当卸下调心钢领4时，能使外壳主体31旋转，因此能使外壳主体31相对于柄2旋转而将外壳主体31卸下。

关于工具直径追随机构8的分解，首先将销构件81分解卸下。在松动六角凹头螺栓81b而卸下轴承81c后，将中空销81a从第二芯棒62的销构件插通孔62b中拉拔出，从而卸下销构件81。

那样的话，能从柄2中拉拔出第二芯棒62，因此一并取出弹簧82和轴承83。

这样，本发明的实施方式的滚光工具1能够容易地分解。组装的做法是与分解的次序相反的次序，因此省略说明。本发明的实施方式的滚光工具1能够处理性佳地容易地分解，因此维护性良好。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，能够适当地变更而进行实施。

例如在本实施方式中，在芯棒6的前端部配置辊51而构成了一级式辊型结构，但本发明并不限定于此，也可以在辊51的后方进一步设置与辊51的工具直径不同的辊(未图示)而构成二级式辊型结构。

Claims (2)

1.一种滚光工具，包括：

柄，所述柄安装于加工机；

外壳，所述外壳以能沿前后方向变更调节与该柄的连接位置的方式与该柄连接；

辊支承构件，所述辊支承构件以旋转自如的方式支承于该外壳，并且安装为在对所述外壳与所述柄的连接位置进行了变更调节的情况下，沿该变更调节后的移动方向进行随动，并且所述辊支承构件的横截面形状为环状；

锥形的辊，所述辊支承于该辊支承构件；以及

芯棒，所述芯棒具有与该辊的锥形匹配的锥形部，以与所述辊支承构件同轴状的方式插通在所述辊支承构件中，其特征在于，

所述滚光工具包括将所述柄和所述芯棒连接的工具直径追随机构，

所述工具直径追随机构包括：

圆筒形状部，所述圆筒形状部形成在所述柄的前端部；

导槽，所述导槽以螺旋状设置在该圆筒形状部；

销构件，所述销构件以螺旋状移动自如地配置在该导槽内；

销构件插通孔，所述销构件插通孔形成于所述芯棒，并供所述销构件插通；以及

施力元件，所述施力元件安装于所述柄，并对所述芯棒向前方施力。

2.如权利要求1所述的滚光工具，其特征在于，

所述施力元件包括对作用力进行调节的作用力调节元件。