DE102015109099A1

DE102015109099A1 - Durch stirnflächenmitnehmen zu bearbeitendes material und verfahren zu dessen bearbeitung

Info

Publication number: DE102015109099A1
Application number: DE102015109099.6A
Authority: DE
Inventors: Toshitaka Suzuki; Teruki Kameda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2015-12-10
Also published as: US9533358B2; JP2015231657A; US20150352643A1; CN105195771A; JP6044594B2; CN105195771B

Abstract

Bereitgestellt sind ein in einem Stirnseitenmitnehmen zu bearbeitendes Material, das erleichtern kann, dafür zu sorgen, dass ein Stirnseitenmitnehmer das Material hält, und ein Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer und dem Material verhindern kann, und ein Verfahren, um das Material zu bearbeiten. Das Material ist mit einer Endfläche davon durch den Stirnseitenmitnehmer gehalten zu bearbeiten, der einen Mittelstift und eine Mehrzahl um den Mittelstift herum angeordnete Antriebsklauen aufweist. Eine Mittelbohrung, in die der Mittelstift eingepasst ist, ist an der einen Endfläche ausgebildet. Eine Aussparung oder ein Vorsprung, die in jeder Phase in einer Umfangsrichtung um die Mittelbohrung vorhanden sind, ist an der einen Endfläche ausgebildet. Die Aussparung oder der Vorsprung ist innerhalb eines Bereichs der einen Endfläche in einer radialen Richtung der einen Endfläche angeordnet, in die die Antriebsklauen getrieben werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein durch Stirnflächenmitnehmen zu bearbeitendes Material, dessen eine Endfläche (Stirnfläche) durch einen Stirnflächenmitnehmer gehalten ist, und dessen äußere Umfangsfläche gedreht wird, während das Material durch den Stirnflächenmitnehmer gedreht wird, und ein Verfahren zum Bearbeiten des Materials.
Bekannt ist das Stirnseitenmitnehmen (Antreiben der Stirnfläche) als Verfahren zum Drehen der äußeren Umfangsfläche eines zu bearbeitenden Materials wie z.B. eines wellenförmigen Elements bekannt. In dem Stirnseitenmitnehmen wird die äußere Umfangsfläche des Materials gedreht, während eine Endfläche (Stirnfläche) des Materials in seiner axialen Richtung mit einem Stirnflächenmitnehmer gehalten ist, und das Material mit dem Stirnflächenmitnehmer gedreht wird.
Der Stirnflächenmitnehmer weist einen Hauptkörper auf, der an einer Hauptspindel einer Drehmaschine oder Ähnlichem angebracht ist, einen Mittelstift, der von der Mitte des Hauptkörpers vorragt, und eine Mehrzahl Antriebsklauen, die radial um den Mittelstift an dem Hauptkörper angeordnet sind. Der Stirnflächenmitnehmer hält das Material durch Passen des Mittelstifts in eine Mittelbohrung, die an dem Mittelteil der einen Endfläche (Stirnfläche) des Materials ausgebildet ist, und durch Treiben der Antriebsklauen in die eine Endfläche (Stirnfläche) des Materials.
Der Stirnflächenmitnehmer hält und dreht das Material einstückig indem er dafür sorgt, dass die Antriebsklauen in eine Endfläche des Materials beißen. Falls jedoch eine Größenordnung des Bisses der Antriebsklauen in die eine Endfläche des Materials klein ist, kann eine Kraft des Stirnflächenmitnehmers zum Halten des Materials kleiner als eine auf das Material aufgebrachte Drehkraft werden, was in der Drehrichtung zwischen dem Stirnflächenmitnehmer und dem Material ein Rutschen verursachen kann.
Insbesondere falls Prägen an der einen Endfläche des Materials durch Kaltschmieden oder Ähnliches durchgeführt wird, um die Mittelbohrung an der einen Endfläche auszubilden, steigen die Glätte der einen Endfläche und die Härte des Materials. Als Ergebnis wird die Größenordnung des Bisses der Antriebsklauen in das Material kleiner, und das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnflächenmitnehmer und dem Material kann leicht auftreten, was es unmöglich machen kann, das Material zu drehen.
Entsprechend werden bekannterweise, wie aus der Druckschrift JP S61-125703 A ersichtlich ist, Eindrücke entsprechend den Antriebsklauen eines Stirnflächenmitnehmers durch Pressen an einer Endfläche des zu bearbeitenden Materials ausgebildet, und dann werden die Antriebsklauen mit den Eindrücken in Eingriff gebracht, und dabei ein Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnflächenmitnehmer und dem Material unterdrückt.
Wie jedoch zum Beispiel aus 19 ersichtlich ist, falls Eindrücke 110a entsprechend den Antriebsklauen 23 eines Stirnflächenmitnehmers an einer Endfläche 110 eines zu bearbeitenden Materials 101 ausgebildet werden, ist es kompliziert, dafür zu sorgen, dass der Stirnflächenmitnehmer das Material 101 hält, da es notwendig ist, dass die Antriebsklauen 23 und die Eindrücke 110a, die jeweils radial angeordnet sind, in der Phase in der Umfangsrichtung miteinander zusammenfallen, wenn dafür gesorgt wird, dass der Stirnflächenmitnehmer das Material 101 hält.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein durch Stirnseitenmitnehmen zu bearbeitendes Material bereitzustellen, das erleichtern kann, dafür zu sorgen, dass ein Stirnflächenmitnehmer das Material hält, und das ein Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnflächenmitnehmer und dem Material verhindern kann, und ein Verfahren zum Bearbeiten des Materials.
Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung ist ein in einem Stirnseitenmitnehmen zu bearbeitendes Material mit einer Endfläche des Materials durch einen Stirnflächenmitnehmer gehalten, der einen Mittelstift und eine Mehrzahl Antriebsklauen um den Mittelstift angeordnet aufweist, mit: einer Mittelbohrung, in die der Mittelstift eingepasst ist, und die an der einen Endfläche ausgebildet ist; und einer Aussparung oder einem Vorsprung, der ausgebildet ist, in jeder Phase in einer Umfangsrichtung um die Mittelbohrung vorhanden zu sein, die an der einen Endfläche ausgebildet ist. Die Aussparung oder der Vorsprung ist innerhalb eines Bereichs der einen Endfläche in einer radialen Richtung der einen Endfläche angeordnet, in die die Mehrzahl der Antriebsklauen angetrieben werden.
Bevorzugt ist die Aussparung oder der Vorsprung ausgebildet, in zumindest einer Phase in der Umfangsrichtung der einen Endfläche an einer Mehrzahl von Positionen innerhalb des Bereichs in der radialen Richtung angeordnet zu werden, in die die Mehrzahl der Antriebsklauen angetrieben werden.
Bevorzugt ist die Aussparung eine Nut, die sich in einer Richtung quer zur radialen Richtung der einen Endfläche erstreckt.
Ein zweiter Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Bearbeiten des voranstehend erwähnten Materials mit: Halten der einen Endfläche des Materials mit dem Stirnflächenmitnehmer durch Passen des Mittelstifts des Stirnflächenmitnehmers in die Mittelbohrung der einen Endfläche und durch Antreiben der Mehrzahl der Antriebsklauen des Stirnflächenmitnehmers in dem Bereich der einen Endfläche; Lagern der anderen Endfläche des Materials mit einem Lagerelement; und Drehen einer äußeren Umfangsfläche des Materials, während das Material an einer Achse des Mittelstifts mit der Stirnfläche mitgenommen dreht.
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, zu erleichtern, dafür zu sorgen, dass ein Stirnflächenmitnehmer ein zu bearbeitendes Material hält und ein Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnflächenmitnehmer und dem Material zu verhindern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine geschnittene Seitenansicht, die ein in einem Stirnseitenmitnehmen zu bearbeitendes Material und eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten des Materials zeigt.
2 ist eine Vorderansicht eines Stirnflächenmitnehmers.
3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Materials.
4 zeigt eine Endfläche des Materials.
5A, 5B und 5C zeigen einen Prozess zum Bearbeiten des Materials mit der Bearbeitungsvorrichtung.
6 zeigt eine Fläche in der einen Endfläche des Materials, in der Nuten ausgebildet sind.
7A, 7B und 7C zeigen, wie das Material fließt, wenn Antriebsklauen in die eine Endfläche getrieben werden, an der eine Mehrzahl Nuten jeweils in der Form eines Kreisrings ausgebildet sind.
8A, 8B und 8C zeigen, wie das Material fließt, wenn die Antriebsklauen in die eine Endfläche getrieben werden, die als ebene Oberfläche ausgebildet ist, an der keine Nuten ausgebildet sind.
9A und 9B zeigen, wie das Material sich elastisch verformt, wenn die Antriebsklauen in die eine Endfläche des Materials getrieben werden.
10 zeigt die eine Endfläche, an der eine Nut in der Form eines Kreisrings ausgebildet ist.
11 zeigt, wie das Material fließt, wenn die Antriebsklauen in die eine Endfläche getrieben werden, an der die eine Nut in der Form eines Kreisrings ausgebildet ist.
12 zeigt die eine Endfläche, an der bogenförmige Nuten mit radialen Breiten ausgebildet sind, die für jeden vorbestimmten Bereich in der Umfangsrichtung geändert sind.
13A zeigt die eine Endfläche, an der die Mehrzahl der Nuten jeweils in der Form eines Kreisrings ausgebildet ist, 13B zeigt die eine Endfläche, an der eine Mehrzahl von Nuten jeweils in der Form eines Dreieckrings ausgebildet ist, und 13C zeigt die eine Endfläche, an der eine Mehrzahl von Nuten jeweils in der Form eines Quadratrings ausgebildet ist.
14 zeigt die eine Endfläche, an der eine Mehrzahl von Nuten jeweils in der Form eines elliptischen Rings ausgebildet ist.
15A zeigt die eine Endfläche, an der eine Nut in der Form einer kreisförmigen Spirale ausgebildet ist, 15B zeigt die eine Endfläche, an der eine Nut in der Form einer Dreieckspirale ausgebildet ist, und 15C zeigt die eine Endfläche, an der eine Nut in der Form einer quadratischen Spirale ausgebildet ist.
16 zeigt die eine Endfläche, an der eine Nut in der Form einer elliptischen Spirale ausgebildet ist.
17 zeigt die eine Endfläche, an der eine Mehrzahl von bogenförmigen Nuten ausgebildet ist.
18 zeigt die eine Endfläche, an der eine Mehrzahl von kreisförmigen Bohrungen ausgebildet ist.
19 zeigt die eine Endfläche, an der eine Mehrzahl von Eindrücken entsprechend den Antriebsklauen des Stirnflächenmitnehmers ausgebildet ist.
Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist ein Material 5 eine Ausführungsform eines in einem Stirnseitenmitnehmen zu bearbeitenden Materials gemäß der vorliegenden Erfindung, und wird durch eine Bearbeitungsvorrichtung 1 bearbeitet. Das Material 5 ist im Wesentlichen in Form einer Säule ausgebildet.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, hat die Bearbeitungsvorrichtung 1 einen Stirnflächenmitnehmer 2, der eine Endfläche 51 des Materials 5 in dessen axialer Richtung hält, eine Reitstockspindel 3, die die andere Endfläche 52 des Materials 5 in dessen axialer Richtung hält, und ein Werkzeug 4, das ein Schneidwerkzeug zum Drehen der äußeren Umfangsfläche des Materials 5 ist.
Der Stirnseitenmitnehmer 2 weist einen Hauptkörper 21 an einer Hauptspindel einer Drehmaschine oder Ähnlichem angebracht auf, einen Mittelstift 22, der in der axialen Richtung des Hauptkörpers 21 von dessen axialer Mitte vorragt, und eine Mehrzahl Antriebsklauen 23, die radial um den Mittelstift 22 an dem Hauptkörper 21 angeordnet sind.
Der Hauptkörper 21 wird an dem Mittelstift 22 durch die Hauptspindel gedreht. Der Mittelstift 22 ist in Form einer Säule ausgebildet, und sein Spitzenteil ist in Form eines Kreiskegels ausgebildet, dessen Durchmesser sich zu der Spitze hin verringert.
Jede der Antriebsklauen 23 ist in Form einer Säule ausgebildet, und deren Spitzenteil weist ein Paar abgeschrägte Oberflächen 23b auf, die zu deren Spitze nahe aneinander geraten. Ein lineares Klauenteil 23a ist an der durch die abgeschrägten Oberflächen 23b definierten Spitze ausgebildet.
Die Mehrzahl der Antriebsklauen 23 ist in der Umfangsrichtung eines Kreises um den Mittelstift 22 angeordnet, und das Klauenteil 23a von jeder Antriebsklaue erstreckt sich in der radialen Richtung des Kreises. Mit anderen Worten, die Mehrzahl der Antriebsklauen 23 ist an dem Hauptkörper 21 so angebracht, dass die Klauenteile 23a radial um den Mittelstift 22 herum angeordnet sind.
Darüber hinaus sind die Antriebsklauen 23 konfiguriert, in der axialen Richtung des Hauptkörpers 21 zu gleiten.
Die Reitstockspindel 3 ist in Form einer Säule ausgebildet, und deren Spitzenteil ist in Form eines Kreiskegels ausgebildet, dessen Durchmesser zu der Spitze hin sich verringert. Die Reitstockspindel 3 ist an einem Reitstock oder Ähnlichem angebracht, und ist konfiguriert, in der axialen Richtung zu gleiten. Die Reitstockspindel 3 wirkt als ein Lagerelement gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, ist das Material 5 z.B. in Form einer kreisförmigen Säule ausgebildet, in der das Teil an einer Seite (linke Seite in 3) in deren axialer Richtung im Durchmesser größer als das Teil an der anderen Seite (rechte Seite in 3) ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, das Material 5 in der vorliegenden Ausführungsform weist ein Teil großen Durchmessers auf, das an der einen Seite der axialen Richtung davon angeordnet ist, und ein Teil kleinen Durchmessers, das kontinuierlich mit dem Teil großen Durchmessers ausgebildet ist, das an der anderen Seite in der axialen Richtung angeordnet ist.
Die eine Endfläche 51 des Materials 5 in der axialen Richtung davon ist als flache Fläche ausgebildet, und eine Mittelbohrung 51b ist an dem Mittelteil der Endfläche ausgebildet.
Die Mittelbohrung 51b ist in der axialen Richtung des Materials 5 ausgebildet, und ist in Form eines Kreiskegels ausgebildet, dessen Durchmesser sich zu den Tiefen das Materials 5 hin verringert. Die Mittelbohrung 51b fällt in der Form mit dem spitzen Teil des Mittelstifts 22 in dem Stirnseitenmitnehmer 2 zusammen, und ist so konfiguriert, dass der Mittelstift 22 dort hinein gepasst ist.
Eine Mehrzahl Nuten 51a sind um die Mittelbohrung 51b an der Endfläche 51 des Materials 5 ausgebildet. Die Mehrzahl der Nuten 51a sind eine Mehrzahl von Aussparungen, die an der Endfläche 51 ausgebildet ist. Die Mehrzahl der Nuten 51a ist in Kreisringen ausgebildet, deren Durchmesser sich voneinander unterscheiden und die konzentrisch um die Mittelbohrung 51b angeordnet sind.
Die andere Endfläche 52 des Materials 5 in dessen axialer Richtung ist als flache Fläche ausgebildet, und eine Mittelbohrung 52b ist an dem Mitteilteil der Endfläche 52 ausgebildet.
Die Mittelbohrung 52b ist in der axialen Richtung des Materials 5 ausgebildet, und ist in Form eines Kreiskegels ausgebildet, dessen Durchmesser sich zu den Tiefen des Materials 5 hin verringert. Die Mittelbohrung 52b fällt in der Form mit dem spitzen Teil der Reitstockspindel 3 zusammen, und ist so konfiguriert, dass die Reitstockspindel 3 dort hinein gepasst ist.
Das wie voranstehend erwähnt konfigurierte Material 5 wird durch die Bearbeitungsvorrichtung 1 wie folgt bearbeitet.
Wie aus 5A ersichtlich ist, wird zuerst der Mittelstift 22 des Stirnseitenmitnehmers 2 in die Mittelbohrung 51b des Materials 5 eingepasst, und danach, wie aus 5B ersichtlich ist, wird dafür gesorgt, dass die Reitstockspindel 3 zu dem Material 5 gleitet, um die Reitstockspindel 3 in die Mittelbohrung 52b des Materials 5 zu passen.
Dann wird dafür gesorgt, dass die Antriebsklauen 23 des Stirnseitenmitnehmers 2 in die Richtung gleiten, in der die Antriebsklauen 23 von dem Hauptkörper 21 vorragen, um die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 des Materials 5 zu treiben, und dabei beißen die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51.
Der Mittelstift 22 ist in die Mittelbohrung 51b gepasst, und die Antriebsklauen 23 werden in die Endfläche 51 getrieben, und dabei wird die Endfläche 51 des Materials 5 durch den Stirnseitenmitnehmer 2 gehalten. Außerdem wird die Reitstockspindel 3 in die Mittelbohrung 52b des Materials 5 gepasst, und dabei die Endfläche 52 des Materials 5 durch die Reitstockspindel 3 gelagert.
Auf diese Weise wird die Endfläche 51 des Materials 5 durch den Stirnseitenmitnehmer 2 gehalten, und die Endfläche 52 des Materials 5 wird durch die Reitstockspindel 3 gelagert. In diesem Zustand, wird der Stirnseitenmitnehmer 2 an dem Mittelstift 22 gedreht, wie aus 5C ersichtlich ist, und dabei dreht sich das Material 5 an dessen Achse. Darüber hinaus wird die äußere Umfangsfläche des sich drehenden Materials 5 durch das Werkzeug 4 gedreht.
Wie voranstehend erwähnt wurde, wenn das Material 5 durch den Stirnseitenmitnehmer 2 gedreht wird, wird ein Widerstand in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und der Endfläche 51 des Materials 5 durch das Antreiben der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 des Materials 5 aufgebracht. Folglich drehen der Stirnseitenmitnehmer 2 und das Material 5 zusammen.
Falls jedoch eine Größenordnung des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 klein ist, verursacht während des Drehprozesses mit dem Werkzeug 4 ein Widerstand zwischen dem Werkzeug 4 und dem Material 5 (Schneidwiderstand) ein Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5, was es unmöglich macht, das Material 5 geeignet zu drehen.
Entsprechend ist in dem Material 5 die Größenordnung des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 durch Ausbilden der Mehrzahl der Nuten 51a an der Endfläche 51 sichergestellt, und somit ermöglicht, das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 während des Drehprozesses mit dem Werkzeug 4 zu verhindern.
Die Struktur der Endfläche 51 des Materials 5 wird im Detail beschrieben.
Wie aus 6 ersichtlich ist, ist an der Endfläche 51 des Materials 5 die Mittelbohrung 51b an dessen Mittelteil ausgebildet, und die Nuten 51a sind um die Mittelbohrung 51b herum ausgebildet.
In der Endfläche 51 ist ein Bereich, in den die Antriebsklauen 23 getrieben werden, wenn das Material 5 durch den Stirnseitenmitnehmer 2 gehalten ist, als Haltebericht A definiert. Der Haltebereich A ist ein ringförmiger Bereich (siehe den schraffierten Bereich in 6), der durch einen inneren Kreis Ci umgeben ist, dessen Radius der Abstand von einer Mitte O der Endfläche 51 (d.h. der Mitte der Mittelbohrung 51b) zu den inneren Umfangsenden der Antriebsklauen 23, die in die Endfläche 51 getrieben sind, ist, und einen äußeren Kreis Co, dessen Radius der Abstand von der Mitte O der Endfläche 51 zu den äußeren Umfangsenden der Antriebsklauen 23 ist, die in die Endfläche 51 getrieben sind.
An der Endfläche 51 sind die Nuten 51a innerhalb des Haltebereichs A ausgebildet. Mit anderen Worten, die Nuten 51a sind innerhalb eines Bereichs der Endfläche 51 in der radialen Richtung angeordnet, in die die Antriebsklauen 23 getrieben sind.
Die Nuten 51a, die in kreisförmigen Ringen ausgebildet sind, sind ausgebildet, in jeder Phase in der Umfangsrichtung in der Endfläche 51 vorhanden zu sein.
Die Nuten 51a erstrecken sich in einer Richtung rechtwinklig zu der radialen Richtung der Endfläche 51.
Wenn die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 getrieben werden, um die Endfläche 51 des Materials 5 mit dem Stirnseitenmitnehmer 2 zu halten, schneiden deswegen die Klauenteile 23a der Antriebsklauen 23 die Mehrzahl der Nuten 51a.
Mit anderen Worten, wie aus 7A ersichtlich ist, wenn die Antriebsklauen 23 in die Nähe der Endfläche 51 bewegt werden, um in die Endfläche 51 getrieben zu werden, geraten die Antriebsklauen 23a mit einem Teil der Endfläche 51 in Berührung, wo die Nuten 51a ausgebildet sind, und beißen in das Teil der Endfläche 51.
Wie aus 7B und 7C ersichtlich ist, während die Antriebsklauen 23, die in die Endfläche 51 getrieben sind, durch Pressen in die Endfläche 51 beißen, fließen Teile der Endfläche 51 des Materials 5, mit denen die Antriebsklauen 23 in Berührung geraten, in die Nuten 51a angrenzend an die Teile (siehe die Pfeile in 7B).
Da die Teile des Materials 5, die mit den Antriebsklauen 23 in Berührung geraten, in die Nuten 51a angrenzend an die Teile fließen, bewegen sich die Teile einen kurzen Abstand, und fließen sogar mit einer kleinen Presslast einfach. Dies macht es möglich, eine Tiefe D des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 zu erhöhen.
Deswegen kann der Widerstand der Drehrichtung, der zwischen den Antriebsklauen 23 und der Endfläche 51 aufgebracht wird, erhöht werden, um das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 zu verhindern.
Da darüber hinaus die Nuten 51 in der Richtung rechtwinklig zu den radialen Richtungen der Endfläche 51 ausgebildet sind, welche die Erstreckungsrichtungen der Klauenteile 23a der Antriebsklauen 23 sind, fließt das Material 5 wirkungsvoll in die Nuten 51a. Dies macht es möglich, dafür zu sorgen, dass die Tiefe D des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 mit einer kleinen Presslast größer wird.
Im Gegensatz ist es notwendig, dafür zu sorgen, dass Teile des Materials 5, die mit den Antriebsklauen 23 in Berührung geraten, zu entsprechenden äußeren Kanten der Antriebsklauen 23 fließen, wie aus 6 ersichtlich ist, um die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 zu treiben, die als ebene Oberfläche ausgebildet ist, wo die Nuten 51a nicht in dem Haltebereich A ausgebildet sind.
Wie aus 8B und 8C ersichtlich ist, falls dafür gesorgt ist, dass alle die Teile des Materials 5, die mit den Antriebsklauen 23 in Berührung geraten, zu den entsprechenden Außenkanten der Antriebsklauen 23 fließen, fließen die Teile des Materials 5 einen großen Abstand (siehe die Pfeile in 8B). Falls deswegen die Antriebsklauen 23 z.B. mit der Presslast gleich der für den Fall des Ausbildens der Nuten 51a in die Endfläche 51 getrieben werden, ist eine Tiefe Do des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 klein. Darüber hinaus ist es notwendig, dafür zu sorgen, dass die Presslast der Antriebsklauen 23 zu der Endfläche 51 groß ist, um eine ausreichende Tiefe Do zu erlangen.
Wie aus 9A ersichtlich ist, verformt sich in dem durch das Treiben der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 gedrehten Material 5 durch die Presslast der Antriebsklauen 23 das äußere Umfangsteil des Teils großen Durchmessers des Materials 5 z.B. elastisch zu dem Teil kleinen Durchmessers auf die Endfläche 51.
Wie andererseits aus 9B ersichtlich ist, kehrt in dem bearbeiteten Material 5, das von der Presslast der Antriebsklauen 23 entlastet wird, das Teil des Teils großen Durchmessers, das sich elastisch zu dem Teil kleinen Durchmessers hin verformt, durch die elastische Wiederherstellung zu der ursprünglichen Form zurück.
Somit wird das Material 5 in dem Zustand der elastischen Verformung durch die Presslast gedreht, und kehrt durch die elastische Wiederherstellung zu der ursprünglichen Form zurück, nachdem es bearbeitet worden ist. Deswegen ist es nicht erwünscht, da eine große Presslast der Antriebsklauen 23 während der Bearbeitung zu einer Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit führt.
Jedoch macht es in dem Material 5 in der vorliegenden Ausführungsform das Ausbilden der Nuten 51a an der Endfläche 51 möglich, sicherzustellen, dass die Tiefe D des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 mit einer kleinen Presslast erfolgt. Deswegen kann das Material 5 zuverlässig durch den Stirnseitenmitnehmer 2 gedreht werden, und eine Größenordnung der elastischen Verformung des Materials 5 während des Bearbeitens kann minimiert werden. Dies macht es möglich, die Genauigkeit in der Bearbeitung des Materials 5 zu verbessern.
Darüber hinaus sind die Nuten 51a ausgebildet, um in jeder Phase in der Umfangsrichtung der Endfläche 51 in dem Haltebereich A vorhanden zu sein. Falls die Antriebsklauen 23 mit der Endfläche 51 in einer beliebigen Phase in Berührung geraten, kommen deswegen die Antriebsklauen 23 sicher mit den Nuten 51a in Berührung.
Mit anderen Worten, wenn die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 der Endfläche 51 getrieben werden, ist es möglich, zu erleichtern, dafür zu sorgen, dass der Stirnseitenmitnehmer 2 das Material 5 hält, ohne dafür zu sorgen, dass die Antriebsklauen 23 und die Endfläche 51 in der Phase in der Umfangsrichtung miteinander zusammenfallen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Mehrzahl der Nuten 51a innerhalb des Haltebereichs A der Endfläche 51 des Materials 5 ausgebildet. Wie jedoch aus 10 ersichtlich ist, wenn die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 der Endfläche 51 getrieben werden, kann die Tiefe D des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 ebenfalls durch das Ausbilden einer Nut 51c sichergestellt werden, die in Form eines Kreisrings innerhalb des Haltebereichs A ausgebildet ist.
Wie insbesondere in 11 ersichtlich ist, falls die Nut 51c innerhalb des Haltebereichs A ausgebildet ist, ist die Nut 51c innerhalb eines Bereichs angeordnet, in dem die Antriebsklauen 23 mit der Endfläche 51 in Berührung geraten. Als Ergebnis kann ein Teil des Materials 5 in der Endfläche 51, der mit den Antriebsklauen 23 in Berührung gerät, in die Nut 51c fließen. Dies macht es möglich, einen Abstand zu verkürzen, den das Material 5 fließt, wenn die Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 beißen, und folglich die Tiefe D sogar mit einer kleinen Presslast ausreichend sicherzustellen, und somit zu ermöglichen, das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 zu verhindern.
Somit kann in dem Haltebereich A der Endfläche 51 nicht nur in dem Fall des Ausbildens der Mehrzahl der Nuten 51a in der radialen Richtung sondern ebenfalls in dem Fall des Ausbildens einer Nut 51c in der radialen Richtung das Rutschen in die Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 verhindert werden.
In dem Fall, eine Nut 51c in der radialen Richtung auszubilden, ist es nicht notwendig, dafür zu sorgen, dass jede radiale Breite der Nut gleich ist. Wie z.B. aus 12 ersichtlich ist, können Nuten 51d mit radialen Breiten ausgebildet werden, die für jeden vorbestimmten Bereich in der Umfangsrichtung geändert sind.
Insbesondere können die Nuten 51d in Form von Kreisbögen ausgebildet sein, und können innerhalb des Bereichs der Endfläche 51 in der radialen Richtung angeordnet sein, in den die Antriebsklauen 23 getrieben werden (innerhalb des Haltebereichs A), um in jeder Phase in der Umfangsrichtung vorhanden zu sein.
In dem Fall der Ausbildung einer Mehrzahl von Nuten in der radialen Richtung innerhalb des Haltebereichs A der Endfläche 51, können anstelle der Nuten 51a, die in Kreisringen ausgebildet sind, die voneinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wie aus 13A ersichtlich ist, Nuten 51e, die in Dreieckringen ausgebildet sind, die unterschiedliche Größen zueinander aufweisen, ausgebildet werden, wie aus 13B ersichtlich ist. Wie zusätzlich aus 13C ersichtlich ist, können Nuten 51f ausgebildet werden, die in Quadratringen ausgebildet sind, die zueinander unterschiedliche Größen aufweisen. Ähnlich können andere polygonförmige Nuten ausgebildet werden.
Wie darüber hinaus aus 14 ersichtlich ist, können Nuten 51g, die in elliptischen Ringen ausgebildet sind, die zueinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen, ausgebildet werden.
Da die Nuten 51a, die in Kreisringen ausgebildet sind, sich in der Richtung rechtwinklig zu der radialen Richtung der Endfläche 51 (Richtung entlang eines Radius von der Mitte der Mittelbohrung 51b) in jeder Phase in der Umfangsrichtung erstrecken, fließen die Teile des Materials 5 in der Endfläche 51 am wirkungsvollsten in den Nuten 51a. Daher ist es bevorzugt, die Nuten 51a in Kreisringen auszubilden.
Andererseits weisen die Nuten 51e, die in Dreieckringen ausgebildet sind, und die Nuten 51f, die in Quadratringen ausgebildet sind, jeweils Teile auf, die sich in der Richtung rechtwinklig zu der radialen Richtung erstrecken, und die Teile, die sich in einigen Phasen nicht in der Richtung rechtwinklig zu der radialen Richtung erstrecken. Jedoch erstrecken sich sogar die Teile, die sich nicht in der Richtung rechtwinklig zu der radialen Richtung erstrecken, in einer Richtung quer zur radialen Richtung. Wenn die Antriebsklauen 23 mit der Endfläche 51 in Berührung geraten, fließen deswegen die Teile des Materials 5 in der Endfläche 51 in die Nuten 51e oder in die Nuten 51f. Dies macht es möglich, die Tiefe D sogar mit einer kleinen Presslast zu erhöhen, und folglich das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 zu verhindern.
Wie darüber hinaus aus 15A ersichtlich ist, kann eine Nut 51h in der Form einer Kreisspirale an der Endfläche 51 ausgebildet sein. Wie in dem Fall des Ausbildens der Spiralnut 51h, ist die Nut 51h selbst eine Nut, aber in einer beliebigen Phase in der Umfangsrichtung innerhalb des Haltebereichs A ist die Nut 51h an jeder einer Mehrzahl von Positionen in der radialen Richtung vorhanden. Deswegen gerät die Nut 51h mit einer Mehrzahl der Teile jeder Antriebsklaue 23 in Berührung.
Ähnlich kann an der Endfläche 51 eine Nut 51i in der Form einer Dreieckspirale ausgebildet sein, wie aus 15B ersichtlich ist, oder eine Nut 51j in der Form einer Quadratspirale kann ausgebildet sein, wie aus 15C ersichtlich ist. Darüber hinaus kann eine andere Nut in der Form einer polygonförmigen Spirale ausgebildet sein.
Wie darüber hinaus aus 16 ersichtlich ist, kann eine Nut 51k in der Form einer elliptischen Spirale ausgebildet sein.
Wie darüber hinaus aus 17 ersichtlich ist, kann eine Mehrzahl bogenförmiger Nuten 51m an der Endfläche 51 ausgebildet sein. In diesem Fall sind z.B. einige Nuten 51m, die den gleichen Durchmesser aufweisen, an vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet, um eine Bogengruppe auszubilden, und eine Mehrzahl der Bogengruppen, die zueinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen, sind in unterschiedlichen Phasen in der Umfangsrichtung angeordnet. Deswegen kann eine Mehrzahl der Nuten in der radialen Richtung innerhalb des Haltebereichs A der Endfläche 51 angeordnet sein.
Die voranstehend erwähnte Nut 51a, Nut 51c und Nuten 51d bis 51m erstrecken sich jeweils in einer Richtung quer zur radialen Richtung der Endfläche 51. Jedoch können als die in der Endfläche 51 ausgebildeten Aussparungen Bohrungen 51n angenommen werden.
Die Bohrungen 51n sind kreisförmige Bohrungen und sind an unterschiedlichen Positionen in den Radialen- und Umfangsrichtungen innerhalb des Haltebereichs A angeordnet. In diesem Fall sind die Bohrungen 51n an einer Mehrzahl von Positionen in der radialen Richtung in zumindest einer Phase in der Umfangsrichtung angeordnet.
Die Bohrungen 51n sind angeordnet, wie voranstehend erwähnt wurde, und ermöglichen somit die Tiefe D des Bisses der Antriebsklauen 23 in der Endfläche 51 sogar mit einer kleinen Presslast zu erhöhen, und folglich das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 zu verhindern.
In der voranstehend erwähnten Nut 51a und in der Nut 51c geraten die Antriebsklauen 23 damit in den gleichen Bereichen davon in der radialen Richtung sogar in Berührung, wenn die Antriebsklauen 23 mit der Endfläche 51 in einer beliebigen Phase in der Umfangsrichtung in Berührung geraten. Jedoch variieren in den Nuten 51d bis 51m, die in einer Spirale, einem elliptischen Ring, einem polygonförmigen Ring und einem Bogen ausgebildet sind, der einen Durchmesser abhängig von der Phase in der Umfangsrichtung variiert, und in den an unterschiedlichen Positionen in den radialen Umfangsrichtungen angeordneten Bohrungen 51n deren Bereiche in der radialen Richtung, wo die Antriebsklauen 23 damit in Berührung geraten, abhängig von der Phase, wo die Antriebsklauen 23 mit der Endfläche 51 in Berührung geraten.
Mit anderen Worten, der Bereich in der radialen Richtung von jeder der Nuten 51d bis 51m und der Bohrungen 51n, wo die Antriebsklauen 23 damit in Berührung geraten, variiert jedes Mal, wenn das Material 5 durch den Stirnseitenmitnehmer 2 gehalten wird.
Deswegen werden in dem Fall des Ausbildens der Nuten 51d bis 51m und der Bohrungen 51n an der Endfläche 51 die gleichen Teile der Antriebsklauen 23 im Vergleich mit dem Fall nicht intensiv verschlissen, in den die Nut 51a oder die Nut 51c an der Endfläche 51 ausgebildet ist, was somit ermöglicht das Leben der Antriebsklauen 23 zu verlängern.
In der vorliegenden Ausführungsform sind Aussparungen wie z.B. die Nut 51a, die Nut 51c, die Nuten 51d bis 51m oder die Bohrungen 51n an der Endfläche 51 des Materials 5 ausgebildet. Jedoch können Vorsprünge, die von der Endfläche 51 vorspringen, die die gleiche Form (z.B. Ring, Spirale oder Bohrung) wie die Nut 51a, die Nut 51c, die Nuten 51d bis 51m oder die Bohrungen 51n aufweisen, an der Endfläche 51 des Materials 5 ausgebildet sein.
In dem Fall des Ausbildens der Vorsprünge an der Endfläche 51 des Materials 5 in dieser Weise wird ähnlich zu dem Fall des Ausbildens der Aussparungen die Tiefe des Bisses der Antriebsklauen 23 in die Endfläche 51 sogar mit einer kleinen Presslast erhöht, und somit ermöglicht, das Rutschen in der Drehrichtung zwischen dem Stirnseitenmitnehmer 2 und dem Material 5 zu verhindern.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungsvorrichtung
2: Stirnseitenmitnehmer
3: Reitstockspindel
4: Werkzeug
5: zu bearbeitendes Material
21: Hauptkörper
22: Mittelstift
23: Antriebsklaue
23a: Klauenteil
51: eine Endfläche
51a: Nut
51b: Mittelbohrung
52: die andere Endfläche
52b: Mittelbohrung
A: Haltebereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 61-125703 A [0006]

Claims

Mittels Stirnseitenmitnehmen zu bearbeitendes Material, wobei eine Endfläche des Materials durch einen Stirnseitenmitnehmer gehalten ist, der einen Mittelstift und eine Mehrzahl um den Mittelstift herum angeordnete Antriebsklauen aufweist, mit: einer Mittelbohrung, in die der Mittelstift gepasst ist, und die an der einen Endfläche ausgebildet ist; und einer Aussparung oder einem Vorsprung, die/der ausgebildet ist, in jeder Phase in einer Umfangsrichtung um die an der einen Endfläche ausgebildete Mittelbohrung vorhanden zu sein, wobei die Aussparung oder der Vorsprung innerhalb eines Bereichs der einen Endfläche in einer radialen Richtung der einen Endfläche angeordnet ist, in die die Mehrzahl der Antriebsklauen getrieben wird.
Material nach Anspruch 1, wobei die Aussparung oder der Vorsprung ausgebildet ist, in zumindest einer Phase in der Umfangsrichtung der einen Endfläche an einer Mehrzahl von Positionen innerhalb des Bereichs in der radialen Richtung, in den die Mehrzahl der Antriebsklauen getrieben werden, angeordnet zu werden.
Material nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aussparung eine Nut ist, die sich in einer Richtung quer zu der radialen Richtung der einen Endfläche erstreckt.
Verfahren zum Bearbeiten des Materials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit: Halten der einen Endfläche des Materials mit einem Stirnseitenmitnehmer durch Passen des Mittelstifts des Stirnseitenmitnehmers in die Mittelbohrung der einen Endfläche und durch Treiben der Mehrzahl der Antriebsklauen des Stirnseitenmitnehmers in den Bereich der einen Endfläche; Lagern der anderen Endfläche des Materials mit einem Lagerelement; und Drehen einer äußeren Umfangsfläche des Materials, während das Material in einer Achse des Mittelstifts mit dem Stirnseitenmitnehmer gedreht wird.