JP2004042198A - 精密鋳造部品の仕上げ加工用治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】精密鋳造部品の軸部の接合用端面を品質および能率良く仕上げ加工できる精密鋳造部品の仕上げ加工用治具を提供する。
【解決手段】精密鋳造部品40における一方の軸部41の端面42に点接触しつつ係る精密鋳造部品40を軸方向に押圧するセンタ30と、精密鋳造部品40における中間部46の外周面49に当触する円環状の内周面28および中間部46において軸心と直交し且つ他方の軸部43寄りの基準面47に当接する円環状の内側面25を有し、且つ上記他方の軸部43を貫通させる中空部24を有するリング20と、上記センタ30を収容し且つ上記リング20を固定すると共に、上記精密鋳造部品40を内側の凹部13に収容するホルダ12と、を含む、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具10。
【選択図】 図3
【解決手段】精密鋳造部品40における一方の軸部41の端面42に点接触しつつ係る精密鋳造部品40を軸方向に押圧するセンタ30と、精密鋳造部品40における中間部46の外周面49に当触する円環状の内周面28および中間部46において軸心と直交し且つ他方の軸部43寄りの基準面47に当接する円環状の内側面25を有し、且つ上記他方の軸部43を貫通させる中空部24を有するリング20と、上記センタ30を収容し且つ上記リング20を固定すると共に、上記精密鋳造部品40を内側の凹部13に収容するホルダ12と、を含む、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具10。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばターボチャージャのインペラー部分となる複数の羽根部を含む精密鋳造部品の仕上げ加工用治具に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2(B)は、本発明の治具による仕上げ加工の対象となるターボチャージャのインペラー部分となる羽根部を有する精密鋳造部品40の断面を示す。係る精密鋳造部品40は、例えばロストワックス法により造型された鋳型のキャビティに、溶けた鋳鋼を減圧吸い上げ鋳造することで鋳造され、図2(B)に示すように、両端に同心である一対の軸部41,43と、これらの間に位置する中間部46と、を一体に有している。図2(B)で右側に示す一方の軸部41は、上記鋳造時において湯口に接続していた端面42を有し、係る端面42は、切断による破断面となっている。また、図2(B)で左側に示す他方の軸部43は、追って図示しない回転軸に接合される鋳肌の接合用端面44を有する。係る端面44の中心部には、ほほ半球形状の凹み44aが上記鋳造において同時に形成されている。
尚、鋳造時の湯口との接続位置を替えることにより、上記端面42が鋳肌となり、上記端面44が破断面となる場合もある。
【0003】
精密鋳造部品40の中間部46は、図2(B)に示すように、一方の軸部41寄りから他方の軸部43寄りに向って次第に拡径するカーブ面45を有し、係るカーブ面45の外側に螺旋形状を呈する複数の羽根部48を渦巻き状且つ放射状にして一体に突出している。係る複数の羽根部48において、それぞれ最外側に外周面49を有すると共に、他方の軸部43寄りに基準面47を有している。
上記基準面47は、一対の軸部41,43の軸心方向と直交している。このため、当該精密鋳造部品40を他方の軸部43の接合用端面44を介して、図示しない回転軸を溶接などに接合する前に、予め係る端面44が基準面47と平行な平坦面になるように、切削や研磨する仕上げ加工が施される。
【0004】
ところで、精密鋳造部品40における他方の軸部43の接合用端面44を、上記基準面47と平行になるよう切削や研磨する仕上げ加工は、これまで主にハンドグラインダを用いた手作業に頼っていた。これを改善して仕上げ加工の能率を高めるため、旋盤などを活用し、そのチャックに上記精密鋳造部品40を固定し且つ回転させて、上記仕上げ加工を行うことも検討されている。
しかしながら、精密鋳造部品40の基準面47は、中間部46の複数の羽根部48における軸部43寄りの端面に大きく露出しつつ展開しているため、通常の旋盤などのチャックでは保持できない。また、一方の軸部41は細径で且つ短いため、やはり旋盤などのチャックでは、保持できない。このために、前記精密鋳造部品40における他方の軸部43の接合用端面44を上記仕上げ加工する工程では、バラ付きが生じ易く且つ時間を要する、という問題点があった。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、精密鋳造部品の軸部の接合用端面を品質および能率良く仕上げ加工できる精密鋳造部品の仕上げ加工用治具を提供する、ことを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、精密鋳造部品の基準面と平行になるような姿勢で常に接合用端面を切削および研磨できるように上記鋳造部品の姿勢を設定する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項1)は、両端に同心の一対の軸部を備え、一方の軸部は切断面または鋳肌の端面を有し、他方の軸部は鋳肌または切断面で且つ追って回転軸などに接合される接合用端面を有し、上記一対の軸部の間に複数の羽根などからなる中間部を一体に有する精密鋳造部品に対して、上記他方の軸部の接合用端面を上記一対の軸部の長手方法に沿った軸心と直交する平坦面に仕上げ加工するものであり、
上記精密鋳造部品における一方の軸部の端面に点接触しつつ係る精密鋳造部品を上記軸心方向に押圧するセンタと、
上記精密鋳造部品における中間部の外周面に当接する円環状の内周面、中間部において上記軸心と直交し且つ上記他方の軸部寄りの基準面に当接する円環状の内側面、および上記他方の軸部を貫通させる中空部を有するリングと、
上記センタを収容し且つ上記リングを固定すると共に、上記精密鋳造部品を内側の凹部に収容するホルダと、を含む、ことを特徴とする。
【0007】
これによれば、上記精密鋳造部品における一方の軸部の端面にセンタを点接触させ、同時に中間部の外周面をリングの内周面に且つ当該中間部の基準面を同じリングの内側面に当接させると共に、他方の軸部はその接合用端面と併せて上記リングの中空部を貫通して外部に突出する。この際、上記精密鋳造部品は、一対の軸部の軸心方向と基準面とが直角に交差した姿勢にして、上記センタとリングとに挟まれつつ、上記ホルダの凹部内に収容された状態となる。従って、上記治具を例えば旋盤の固定治具に固定して回転させ、上記精密鋳造部品の接合用端面をバイトにより切削したり、研磨工具により研磨することで、上記接合用端面を上記基準面と平行な平坦面に確実に仕上げることが可能となる。
尚、上記接合用端面は、他方の軸部が鋳造時に湯口に接続されていた場合には切断による破断面となり、そうでない場合には鋳肌となる。また、上記研磨等は、本発明の上記治具を専用の研磨加工装置等にセットして行うこともできる。
【0008】
また、本発明には、前記センタは、前記ホルダ内における凹部の底面に連通する貫通孔内にバネを介して収容されると共に、その先端面の中心部にほぼ円錐形の心押しピンを有している、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項2)も含まれる。これによれば、上記精密鋳造部品は、その一方の軸部の端面の中心に上記センタの心押しピンがバネ圧に抗して点接触し、係る軸部の軸心方向に沿ってリング寄りに押し付けられる。このため、当該精密鋳造部品における中間部の外周面および基準面は、リングの内周面と内側面とに個別に且つ確実に当接するので、前記軸心方向を基準面と直角に交差した姿勢にして治具に保持できる。従って、上記接合用端面を基準面と平行な平坦面に一層確実に仕上げることができる。
【0009】
更に、本発明には、前記リングは、前記ホルダの凹部の開口部にボルトなどにより着脱可能に固定される、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項3)も含まれる。これによれば、上記精密鋳造部品を、その軸心が基準面と直角に交差した姿勢で且つ前記センタおよびリングにより軸心方向に沿って挟まれた状態で、上記ホルダの凹部内に収容される。このため、前記接合用端面を前記基準面と平行な平坦面に一層容易に仕上げることが可能となる。従って、上記接合用端面の仕上げ加工を能率良く行うことが可能となる。
【0010】
加えて、本発明には、前記リングは、前記内周面を有する凸条および前記内側面を有するリング本体における前記ホルダの反対側において、前記中空部寄りが低くなるほぼ円錐状のテーパ面を有する、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項4)も含まれる。これによれば、前記姿勢でセンタおよびリングに挟まれつつホルダの凹部内に収容された上記精密鋳造部品における他方の軸部を、その接合用端面と共に上記リングの中空部から外部に突出させられる。しかも、上記テーパ面により切削用のバイトなどを、上記リング本体に接触させることなく、上記接合用端面に当てて切削したり、研磨する仕上げ加工を一層容易に行うことができる。従って、仕上げ加工がバラツかず、能率良く行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図1(A)は、本発明の仕上げ加工治具10を、旋盤1にセットした状態を示す。即ち、仕上げ加工治具10は、旋盤1において、後述するバイトを固定する往復台4を左右にスライドして支持するベッド2の一端に位置する主軸台6の固定治具8に、固定され且つ回転可能に保持される。
係る仕上げ加工治具10は、図1(B),図2(A)に示すように、全体がほぼ円筒形のホルダ12と、その凹部13の開口部側に固定されるリング20と、係るリング20と反対側の凹部13の底面側に位置するセンタ30と、備えている。
【0012】
ホルダ12は、図1(B),図2(A)に示すように、外形が円筒形であり内側に円柱形で且つほぼ相似形の凹部13を有する本体14と、凹部13の底面を形成する底壁14bに連なる縮径部15と、係る縮径部15の端部から円盤状に突出したフランジ16と、からなる。
図1(B)に示すように、上記本体14における凹部13の開口部側14aには、複数の雌ネジ孔19aが形成されている。また、図2(A)に示すように、係る本体14の上記底壁14bには比較的小径の通し孔17が開口し、縮径部15の中心部には、係る通し孔17と同心で且つこれを介して凹部13と一端が連通する比較的大径の貫通孔18が形成されている。尚、係る本体14の周側面には、前述した精密鋳造製品40を凹部13に出し入れするための一対の角形孔14aが対称に形成されている。
【0013】
更に、図2(A)に示すように、上記貫通孔18は、前記本体14や凹部13と同心で且つその他端がフランジ16の浅い凹み16aの中心部に開口し、係るフランジ16には、複数の通し孔19が形成されている。以上のようなホルダ12は、例えば鋳鋼の精密鋳造または鋼塊の切削加工により一体に形成される。
また、リング20は、図1(B),図2(A)に示すように、円盤状で中心部を中空部24が貫通するリング本体22と、前記ホルダ12と反対側に位置し且つ中空部24寄りほど低くなるほぼ円錐状のテーパ面23と、前記ホルダ12側に位置し且つその凹部13側に突出する断面矩形の凸条26と、係る凸条26の中空部24寄りに位置し円環状で且つ幅広の内側面25と、を備えている。上記凸条26の外径は、ホルダ12の凹部13の内径と一致し、内周面28の内径は、前述した精密鋳造製品40における中間部46の外周面49の外径と一致する。
【0014】
図1(B),図2(A)に示すように、上記リング本体22の外周寄りには、複数の雌ネジ孔29または通し孔29が形成される。これらは、当該リング20をホルダ12にボルトにより固定するために活用される。また、図2(A)に示すように、上記内側面25は、精密鋳造部品40の基準面47に当接する。以上のようなリング20は、例えば鋳鋼の精密鋳造または鋼片を切削加工したものである。尚、精密鋳造部品40は、リング20が外された前記本体14の開口部側14aから凹部13内に収容しても良い。
【0015】
センタ30は、図2(A)に示すように、円柱形の軸部31と、その先端面32の中心部から上記軸部31と同心にして突出する円錐形の心押しピン34と、軸部31の後端から外側に放射状に延びる断面ほぼL字形のフランジ36と、その内側に位置するほぼ円形溝の収納部37と、太径部39と、を備えている。
図2(A)に示すように、センタ30における軸部31の大半および後端側のフランジ36などは、ホルダ12の縮径部15内の貫通孔18内にスライド可能に収容され、軸部31の先端面32寄りの部分および心押しピン34は、小径の通し孔17にスライド可能に収容される。上記貫通孔18において、センタ30の軸部31の周囲には、コイルバネ(バネ)38が巻き付けられ且つホルダ12の底壁14bと収納部37との間に介在している。
【0016】
センタ30は、図示しないドローバー(駆動源)により、スピンドルシャフトSを介して、その軸方向に沿って図2(A)で左側にスライド可能とされると共に、その軸部31に巻き付けたコイルバネ38により、2(A)で右側に復帰するように付勢されている。また、係るセンタ30の太径部39およびスピンドルシャフトSは、次述するように、旋盤1の固定治具8の通し孔8bを貫通する。尚、係るセンタ30は、例えば鋼片を切削加工したものなどが用いられる。
図2(B)は、本発明の仕上げ加工用治具10の対象となる前述した精密鋳造部品40の断面を示す。その詳細については、前述の通りであるため、省略する。但し、前記リング20における凸条26の内周面28の内径は、係る精密鋳造部品40における中間部46の外周面49の外径と一致するよう設定されている。
【0017】
以下において、本発明の仕上げ加工用治具10の使用方法を説明する。
図3は、前記旋盤1の固定治具8に仕上げ加工用治具10を固定すると共に、係る治具10におけるホルダ12の凹部13内に精密鋳造部品40を収容した状態を示す。即ち、仕上げ加工用治具10は、図3に示すように、ホルダ12のフランジ16を、旋盤1の固定治具8の左側面に嵌合し、係る治具8のネジ孔8aにフランジ16の通し孔19を貫通したボルト9を締結することにより、固定治具8に固定され且つこれと共に回転可能に支持される。尚、センタ30の太径部39側およびスピンドルシャフトSは、図3に示すように、固定治具8の通し孔8bを貫通すると共に、スピンドルシャフトSに接続された図示しないドローバー(駆動源)により図示で左側にスライド可能とされている。
【0018】
先ず、図3に示すように、ホルダ12における凹部13の開口部側14aに、複数のボルト21を雌ネジ孔19aにネジ込むことにより、予めリング20を固定する。次に、精密鋳造部品40を、リング20が固定されたホルダ12の凹部13内に前記角形孔14aから収容する。次いで、センタ30は、スピンドルシャフトSと共に上記ドローバーによって左側にスライドされ、上記精密鋳造部品40における一方の軸部41の端面42の中心部には、図3に示すように、ホルダ12の通し孔17から凹部13内に突出したセンタ30の心押しピン34が点接触する。この際、図3に示すように、コイルバネ38は圧縮されている。
【0019】
即ち、精密鋳造部品40は、図3に示すように、一方の軸部41の端面42にセンタ30の心押しピン34が点接触で当接する。この段階において、精密鋳造部品40における前記軸心は、凹部13およびセンタ30の軸心と同心となる。また、図3に示すように、リング20の凸条26は、その外側でホルダ12の凹部13の内壁に接触し、且つ係る凸条26の内周面28は、精密鋳造部品40における中間部46の外周面49に当接する。同時に、リング20の内側面25は、上記中間部46の基準面47に広い面積で当接する。
【0020】
その結果、精密鋳造部品40は、図3に示すように、両端の軸部41,43の軸心方向に対し、その基準面47が直交した姿勢で、端面42が点接触するセンタ30の心押しピン34と、中間部46の基準面47が当接するリング20の内側面25との間において挟まれる。
同時に、精密鋳造部品40は、その中間部46の外周面49がリング20の内周面28に当接して径方向への振れを阻止される。しかも、図3に示すように、精密鋳造部品40における他方の軸部43と接合用端面44とは、リング20の中空部24を貫通し、且つテーパ面23に囲まれつつ外部に突出する。
【0021】
従って、係る姿勢の精密鋳造部品40を、上記治具10と共に固定治具8により、図3中のカーブした矢印で示すように、回転させると共に、リング20から外部に突出する上記接合用端面44に対し、図3下方の直線の矢印で示すように、前記往復台4に図示しない基端部側を固定したバイト50を、軸部43の径方向に沿って移動させる。
その結果、上記バイト50の刃先部分52は、前記基準面47と平行に移動するため、接合用端面44に形成される新たな端面は、基準面47と平行で且つ当該精密鋳造部品40の軸心方向に直交する平坦な切削面となる。
【0022】
その後、上記切削により形成された新たな端面の平滑度を上げるため、図示しない研磨工具を用いて研磨が施される。係る研磨は、前記旋盤1や図示しないフライス盤などで行っても良いが、本発明の治具10を別途に専用の研磨装置にセットして行うこともできる。この結果、精密鋳造部品40をターボチャージャなどの回転軸と同心にして溶接などの接合を精度良く行うことが容易となる。
尚、加工後の精密鋳造部品40は、前記ドローバーを停止し、前記バネ38のバネ圧によりセンタ30を元の位置に復帰させた後、外部に取り出される。
【0023】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、前記ホルダは、前記リングと固定できセンタを収容可能で且つ内側に凹部を有するものであれば、その形態は前記形態に特に限定されない。
また、前記センタも、ホルダの貫通孔にバネを介して収容され、先端面の心押しピンが精密鋳造部品における一方の端面に当接可能であれば、前記形態に限定されない。例えば、センタ30の前記軸部31は、四角柱や六角柱などの多角柱でも良く、ホルダの貫通孔内において介在するバネも、前記コイルバネに限らず、板バネや密封された圧力流体などを用いても良い。且つ、上記心押しピンの形状も先端が先尖り形状であれば、四角錐や六角錐などの多角錐形にしても良い。
【0024】
更に、精密鋳造部品40の接合用端面44に施す前述した切削および研磨は、その端面44の平滑度に応じて、何れか一方のみを行っても良い。
尚、本発明の仕上げ加工治具の対象となる精密鋳造部品は、前記ターボチャージャのインペラー部分となる羽根部を有する形態に限らず、両端に一対の軸部を有し、これらの間に適宜形状を付され且つ前記基準面および外周面を含む中間部を有する形態であれば、特に限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】
本発明の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項1)によれば、精密鋳造部品は、その一対の軸部の軸心方向と基準面とが直角に交差した姿勢で、センタおよびリングに挟まれつつ、ホルダの凹部内に収容される。従って、本治具を旋盤などの固定治具に固定して回転し、上記鋳造部品の接合用端面をバイトにて切削したり、研磨工具により研磨することで、上記接合用端面を基準面と平行で且つ平滑な平坦面に確実に仕上げることが可能となる。
また、請求項2の仕上げ加工用治具によれば、精密鋳造部品における中間部の外周面と基準面とは、リングの内周面と内側面とに確実に当接されるので、上記鋳造部品の軸心をその基準面と直角に交差した姿勢で本治具に保持できる。
【0026】
更に、請求項3の仕上げ加工用治具によれば、精密鋳造部品の軸心が基準面と直角に交差した姿勢で且つセンタとリングとにより軸心方向に沿って挟まれた状態で、ホルダの凹部内に収容できる。このため、接合用端面を基準面と平行な平坦面に一層容易に仕上げられ、仕上げ加工の能率を高めることが可能となる。
加えて、請求項4の仕上げ加工用治具によれば、精密鋳造部品における他方の軸部を、その接合用端面と共にリングの中空部から外部に突出させられる。しかも、上記リングのテーパ面により切削用のバイトなどを、当該リングに接触させずに、接合用端面に当てて切削したり、研磨する仕上げ加工を一層容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の仕上げ加工用治具を旋盤に固定した状態を示す概略図、(B)は係る治具におけるホルダとリングとを示す斜視図。
【図2】(A)は上記仕上げ加工用治具の断面図、(B)はその加工対象となる精密鋳造部品を示す断面図。
【図3】上記仕上げ加工用治具の使用状態を示す概略図。
【符号の説明】
10…仕上げ加工用治具、 12…ホルダ、
13…凹部、 18…貫通孔、
20…リング、 21ボルト、
22…リング本体、 23…テーパ面、
24…中空部、 25…内側面、
26…凸条、 28…内周面、
30…センタ、 32…先端面、
34…心押しピン、 38…コイルバネ(バネ)、
40…精密鋳造部品、 41…一方の軸部、
42…端面、 43…他方の軸部、
44…接合用端面、 46…中間部、
47…基準面、 49…外周面
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばターボチャージャのインペラー部分となる複数の羽根部を含む精密鋳造部品の仕上げ加工用治具に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2(B)は、本発明の治具による仕上げ加工の対象となるターボチャージャのインペラー部分となる羽根部を有する精密鋳造部品40の断面を示す。係る精密鋳造部品40は、例えばロストワックス法により造型された鋳型のキャビティに、溶けた鋳鋼を減圧吸い上げ鋳造することで鋳造され、図2(B)に示すように、両端に同心である一対の軸部41,43と、これらの間に位置する中間部46と、を一体に有している。図2(B)で右側に示す一方の軸部41は、上記鋳造時において湯口に接続していた端面42を有し、係る端面42は、切断による破断面となっている。また、図2(B)で左側に示す他方の軸部43は、追って図示しない回転軸に接合される鋳肌の接合用端面44を有する。係る端面44の中心部には、ほほ半球形状の凹み44aが上記鋳造において同時に形成されている。
尚、鋳造時の湯口との接続位置を替えることにより、上記端面42が鋳肌となり、上記端面44が破断面となる場合もある。
【0003】
精密鋳造部品40の中間部46は、図2(B)に示すように、一方の軸部41寄りから他方の軸部43寄りに向って次第に拡径するカーブ面45を有し、係るカーブ面45の外側に螺旋形状を呈する複数の羽根部48を渦巻き状且つ放射状にして一体に突出している。係る複数の羽根部48において、それぞれ最外側に外周面49を有すると共に、他方の軸部43寄りに基準面47を有している。
上記基準面47は、一対の軸部41,43の軸心方向と直交している。このため、当該精密鋳造部品40を他方の軸部43の接合用端面44を介して、図示しない回転軸を溶接などに接合する前に、予め係る端面44が基準面47と平行な平坦面になるように、切削や研磨する仕上げ加工が施される。
【0004】
ところで、精密鋳造部品40における他方の軸部43の接合用端面44を、上記基準面47と平行になるよう切削や研磨する仕上げ加工は、これまで主にハンドグラインダを用いた手作業に頼っていた。これを改善して仕上げ加工の能率を高めるため、旋盤などを活用し、そのチャックに上記精密鋳造部品40を固定し且つ回転させて、上記仕上げ加工を行うことも検討されている。
しかしながら、精密鋳造部品40の基準面47は、中間部46の複数の羽根部48における軸部43寄りの端面に大きく露出しつつ展開しているため、通常の旋盤などのチャックでは保持できない。また、一方の軸部41は細径で且つ短いため、やはり旋盤などのチャックでは、保持できない。このために、前記精密鋳造部品40における他方の軸部43の接合用端面44を上記仕上げ加工する工程では、バラ付きが生じ易く且つ時間を要する、という問題点があった。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、精密鋳造部品の軸部の接合用端面を品質および能率良く仕上げ加工できる精密鋳造部品の仕上げ加工用治具を提供する、ことを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、精密鋳造部品の基準面と平行になるような姿勢で常に接合用端面を切削および研磨できるように上記鋳造部品の姿勢を設定する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項1)は、両端に同心の一対の軸部を備え、一方の軸部は切断面または鋳肌の端面を有し、他方の軸部は鋳肌または切断面で且つ追って回転軸などに接合される接合用端面を有し、上記一対の軸部の間に複数の羽根などからなる中間部を一体に有する精密鋳造部品に対して、上記他方の軸部の接合用端面を上記一対の軸部の長手方法に沿った軸心と直交する平坦面に仕上げ加工するものであり、
上記精密鋳造部品における一方の軸部の端面に点接触しつつ係る精密鋳造部品を上記軸心方向に押圧するセンタと、
上記精密鋳造部品における中間部の外周面に当接する円環状の内周面、中間部において上記軸心と直交し且つ上記他方の軸部寄りの基準面に当接する円環状の内側面、および上記他方の軸部を貫通させる中空部を有するリングと、
上記センタを収容し且つ上記リングを固定すると共に、上記精密鋳造部品を内側の凹部に収容するホルダと、を含む、ことを特徴とする。
【0007】
これによれば、上記精密鋳造部品における一方の軸部の端面にセンタを点接触させ、同時に中間部の外周面をリングの内周面に且つ当該中間部の基準面を同じリングの内側面に当接させると共に、他方の軸部はその接合用端面と併せて上記リングの中空部を貫通して外部に突出する。この際、上記精密鋳造部品は、一対の軸部の軸心方向と基準面とが直角に交差した姿勢にして、上記センタとリングとに挟まれつつ、上記ホルダの凹部内に収容された状態となる。従って、上記治具を例えば旋盤の固定治具に固定して回転させ、上記精密鋳造部品の接合用端面をバイトにより切削したり、研磨工具により研磨することで、上記接合用端面を上記基準面と平行な平坦面に確実に仕上げることが可能となる。
尚、上記接合用端面は、他方の軸部が鋳造時に湯口に接続されていた場合には切断による破断面となり、そうでない場合には鋳肌となる。また、上記研磨等は、本発明の上記治具を専用の研磨加工装置等にセットして行うこともできる。
【0008】
また、本発明には、前記センタは、前記ホルダ内における凹部の底面に連通する貫通孔内にバネを介して収容されると共に、その先端面の中心部にほぼ円錐形の心押しピンを有している、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項2)も含まれる。これによれば、上記精密鋳造部品は、その一方の軸部の端面の中心に上記センタの心押しピンがバネ圧に抗して点接触し、係る軸部の軸心方向に沿ってリング寄りに押し付けられる。このため、当該精密鋳造部品における中間部の外周面および基準面は、リングの内周面と内側面とに個別に且つ確実に当接するので、前記軸心方向を基準面と直角に交差した姿勢にして治具に保持できる。従って、上記接合用端面を基準面と平行な平坦面に一層確実に仕上げることができる。
【0009】
更に、本発明には、前記リングは、前記ホルダの凹部の開口部にボルトなどにより着脱可能に固定される、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項3)も含まれる。これによれば、上記精密鋳造部品を、その軸心が基準面と直角に交差した姿勢で且つ前記センタおよびリングにより軸心方向に沿って挟まれた状態で、上記ホルダの凹部内に収容される。このため、前記接合用端面を前記基準面と平行な平坦面に一層容易に仕上げることが可能となる。従って、上記接合用端面の仕上げ加工を能率良く行うことが可能となる。
【0010】
加えて、本発明には、前記リングは、前記内周面を有する凸条および前記内側面を有するリング本体における前記ホルダの反対側において、前記中空部寄りが低くなるほぼ円錐状のテーパ面を有する、精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項4)も含まれる。これによれば、前記姿勢でセンタおよびリングに挟まれつつホルダの凹部内に収容された上記精密鋳造部品における他方の軸部を、その接合用端面と共に上記リングの中空部から外部に突出させられる。しかも、上記テーパ面により切削用のバイトなどを、上記リング本体に接触させることなく、上記接合用端面に当てて切削したり、研磨する仕上げ加工を一層容易に行うことができる。従って、仕上げ加工がバラツかず、能率良く行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図1(A)は、本発明の仕上げ加工治具10を、旋盤1にセットした状態を示す。即ち、仕上げ加工治具10は、旋盤1において、後述するバイトを固定する往復台4を左右にスライドして支持するベッド2の一端に位置する主軸台6の固定治具8に、固定され且つ回転可能に保持される。
係る仕上げ加工治具10は、図1(B),図2(A)に示すように、全体がほぼ円筒形のホルダ12と、その凹部13の開口部側に固定されるリング20と、係るリング20と反対側の凹部13の底面側に位置するセンタ30と、備えている。
【0012】
ホルダ12は、図1(B),図2(A)に示すように、外形が円筒形であり内側に円柱形で且つほぼ相似形の凹部13を有する本体14と、凹部13の底面を形成する底壁14bに連なる縮径部15と、係る縮径部15の端部から円盤状に突出したフランジ16と、からなる。
図1(B)に示すように、上記本体14における凹部13の開口部側14aには、複数の雌ネジ孔19aが形成されている。また、図2(A)に示すように、係る本体14の上記底壁14bには比較的小径の通し孔17が開口し、縮径部15の中心部には、係る通し孔17と同心で且つこれを介して凹部13と一端が連通する比較的大径の貫通孔18が形成されている。尚、係る本体14の周側面には、前述した精密鋳造製品40を凹部13に出し入れするための一対の角形孔14aが対称に形成されている。
【0013】
更に、図2(A)に示すように、上記貫通孔18は、前記本体14や凹部13と同心で且つその他端がフランジ16の浅い凹み16aの中心部に開口し、係るフランジ16には、複数の通し孔19が形成されている。以上のようなホルダ12は、例えば鋳鋼の精密鋳造または鋼塊の切削加工により一体に形成される。
また、リング20は、図1(B),図2(A)に示すように、円盤状で中心部を中空部24が貫通するリング本体22と、前記ホルダ12と反対側に位置し且つ中空部24寄りほど低くなるほぼ円錐状のテーパ面23と、前記ホルダ12側に位置し且つその凹部13側に突出する断面矩形の凸条26と、係る凸条26の中空部24寄りに位置し円環状で且つ幅広の内側面25と、を備えている。上記凸条26の外径は、ホルダ12の凹部13の内径と一致し、内周面28の内径は、前述した精密鋳造製品40における中間部46の外周面49の外径と一致する。
【0014】
図1(B),図2(A)に示すように、上記リング本体22の外周寄りには、複数の雌ネジ孔29または通し孔29が形成される。これらは、当該リング20をホルダ12にボルトにより固定するために活用される。また、図2(A)に示すように、上記内側面25は、精密鋳造部品40の基準面47に当接する。以上のようなリング20は、例えば鋳鋼の精密鋳造または鋼片を切削加工したものである。尚、精密鋳造部品40は、リング20が外された前記本体14の開口部側14aから凹部13内に収容しても良い。
【0015】
センタ30は、図2(A)に示すように、円柱形の軸部31と、その先端面32の中心部から上記軸部31と同心にして突出する円錐形の心押しピン34と、軸部31の後端から外側に放射状に延びる断面ほぼL字形のフランジ36と、その内側に位置するほぼ円形溝の収納部37と、太径部39と、を備えている。
図2(A)に示すように、センタ30における軸部31の大半および後端側のフランジ36などは、ホルダ12の縮径部15内の貫通孔18内にスライド可能に収容され、軸部31の先端面32寄りの部分および心押しピン34は、小径の通し孔17にスライド可能に収容される。上記貫通孔18において、センタ30の軸部31の周囲には、コイルバネ(バネ)38が巻き付けられ且つホルダ12の底壁14bと収納部37との間に介在している。
【0016】
センタ30は、図示しないドローバー(駆動源)により、スピンドルシャフトSを介して、その軸方向に沿って図2(A)で左側にスライド可能とされると共に、その軸部31に巻き付けたコイルバネ38により、2(A)で右側に復帰するように付勢されている。また、係るセンタ30の太径部39およびスピンドルシャフトSは、次述するように、旋盤1の固定治具8の通し孔8bを貫通する。尚、係るセンタ30は、例えば鋼片を切削加工したものなどが用いられる。
図2(B)は、本発明の仕上げ加工用治具10の対象となる前述した精密鋳造部品40の断面を示す。その詳細については、前述の通りであるため、省略する。但し、前記リング20における凸条26の内周面28の内径は、係る精密鋳造部品40における中間部46の外周面49の外径と一致するよう設定されている。
【0017】
以下において、本発明の仕上げ加工用治具10の使用方法を説明する。
図3は、前記旋盤1の固定治具8に仕上げ加工用治具10を固定すると共に、係る治具10におけるホルダ12の凹部13内に精密鋳造部品40を収容した状態を示す。即ち、仕上げ加工用治具10は、図3に示すように、ホルダ12のフランジ16を、旋盤1の固定治具8の左側面に嵌合し、係る治具8のネジ孔8aにフランジ16の通し孔19を貫通したボルト9を締結することにより、固定治具8に固定され且つこれと共に回転可能に支持される。尚、センタ30の太径部39側およびスピンドルシャフトSは、図3に示すように、固定治具8の通し孔8bを貫通すると共に、スピンドルシャフトSに接続された図示しないドローバー(駆動源)により図示で左側にスライド可能とされている。
【0018】
先ず、図3に示すように、ホルダ12における凹部13の開口部側14aに、複数のボルト21を雌ネジ孔19aにネジ込むことにより、予めリング20を固定する。次に、精密鋳造部品40を、リング20が固定されたホルダ12の凹部13内に前記角形孔14aから収容する。次いで、センタ30は、スピンドルシャフトSと共に上記ドローバーによって左側にスライドされ、上記精密鋳造部品40における一方の軸部41の端面42の中心部には、図3に示すように、ホルダ12の通し孔17から凹部13内に突出したセンタ30の心押しピン34が点接触する。この際、図3に示すように、コイルバネ38は圧縮されている。
【0019】
即ち、精密鋳造部品40は、図3に示すように、一方の軸部41の端面42にセンタ30の心押しピン34が点接触で当接する。この段階において、精密鋳造部品40における前記軸心は、凹部13およびセンタ30の軸心と同心となる。また、図3に示すように、リング20の凸条26は、その外側でホルダ12の凹部13の内壁に接触し、且つ係る凸条26の内周面28は、精密鋳造部品40における中間部46の外周面49に当接する。同時に、リング20の内側面25は、上記中間部46の基準面47に広い面積で当接する。
【0020】
その結果、精密鋳造部品40は、図3に示すように、両端の軸部41,43の軸心方向に対し、その基準面47が直交した姿勢で、端面42が点接触するセンタ30の心押しピン34と、中間部46の基準面47が当接するリング20の内側面25との間において挟まれる。
同時に、精密鋳造部品40は、その中間部46の外周面49がリング20の内周面28に当接して径方向への振れを阻止される。しかも、図3に示すように、精密鋳造部品40における他方の軸部43と接合用端面44とは、リング20の中空部24を貫通し、且つテーパ面23に囲まれつつ外部に突出する。
【0021】
従って、係る姿勢の精密鋳造部品40を、上記治具10と共に固定治具8により、図3中のカーブした矢印で示すように、回転させると共に、リング20から外部に突出する上記接合用端面44に対し、図3下方の直線の矢印で示すように、前記往復台4に図示しない基端部側を固定したバイト50を、軸部43の径方向に沿って移動させる。
その結果、上記バイト50の刃先部分52は、前記基準面47と平行に移動するため、接合用端面44に形成される新たな端面は、基準面47と平行で且つ当該精密鋳造部品40の軸心方向に直交する平坦な切削面となる。
【0022】
その後、上記切削により形成された新たな端面の平滑度を上げるため、図示しない研磨工具を用いて研磨が施される。係る研磨は、前記旋盤1や図示しないフライス盤などで行っても良いが、本発明の治具10を別途に専用の研磨装置にセットして行うこともできる。この結果、精密鋳造部品40をターボチャージャなどの回転軸と同心にして溶接などの接合を精度良く行うことが容易となる。
尚、加工後の精密鋳造部品40は、前記ドローバーを停止し、前記バネ38のバネ圧によりセンタ30を元の位置に復帰させた後、外部に取り出される。
【0023】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、前記ホルダは、前記リングと固定できセンタを収容可能で且つ内側に凹部を有するものであれば、その形態は前記形態に特に限定されない。
また、前記センタも、ホルダの貫通孔にバネを介して収容され、先端面の心押しピンが精密鋳造部品における一方の端面に当接可能であれば、前記形態に限定されない。例えば、センタ30の前記軸部31は、四角柱や六角柱などの多角柱でも良く、ホルダの貫通孔内において介在するバネも、前記コイルバネに限らず、板バネや密封された圧力流体などを用いても良い。且つ、上記心押しピンの形状も先端が先尖り形状であれば、四角錐や六角錐などの多角錐形にしても良い。
【0024】
更に、精密鋳造部品40の接合用端面44に施す前述した切削および研磨は、その端面44の平滑度に応じて、何れか一方のみを行っても良い。
尚、本発明の仕上げ加工治具の対象となる精密鋳造部品は、前記ターボチャージャのインペラー部分となる羽根部を有する形態に限らず、両端に一対の軸部を有し、これらの間に適宜形状を付され且つ前記基準面および外周面を含む中間部を有する形態であれば、特に限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】
本発明の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具(請求項1)によれば、精密鋳造部品は、その一対の軸部の軸心方向と基準面とが直角に交差した姿勢で、センタおよびリングに挟まれつつ、ホルダの凹部内に収容される。従って、本治具を旋盤などの固定治具に固定して回転し、上記鋳造部品の接合用端面をバイトにて切削したり、研磨工具により研磨することで、上記接合用端面を基準面と平行で且つ平滑な平坦面に確実に仕上げることが可能となる。
また、請求項2の仕上げ加工用治具によれば、精密鋳造部品における中間部の外周面と基準面とは、リングの内周面と内側面とに確実に当接されるので、上記鋳造部品の軸心をその基準面と直角に交差した姿勢で本治具に保持できる。
【0026】
更に、請求項3の仕上げ加工用治具によれば、精密鋳造部品の軸心が基準面と直角に交差した姿勢で且つセンタとリングとにより軸心方向に沿って挟まれた状態で、ホルダの凹部内に収容できる。このため、接合用端面を基準面と平行な平坦面に一層容易に仕上げられ、仕上げ加工の能率を高めることが可能となる。
加えて、請求項4の仕上げ加工用治具によれば、精密鋳造部品における他方の軸部を、その接合用端面と共にリングの中空部から外部に突出させられる。しかも、上記リングのテーパ面により切削用のバイトなどを、当該リングに接触させずに、接合用端面に当てて切削したり、研磨する仕上げ加工を一層容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の仕上げ加工用治具を旋盤に固定した状態を示す概略図、(B)は係る治具におけるホルダとリングとを示す斜視図。
【図2】(A)は上記仕上げ加工用治具の断面図、(B)はその加工対象となる精密鋳造部品を示す断面図。
【図3】上記仕上げ加工用治具の使用状態を示す概略図。
【符号の説明】
10…仕上げ加工用治具、 12…ホルダ、
13…凹部、 18…貫通孔、
20…リング、 21ボルト、
22…リング本体、 23…テーパ面、
24…中空部、 25…内側面、
26…凸条、 28…内周面、
30…センタ、 32…先端面、
34…心押しピン、 38…コイルバネ(バネ)、
40…精密鋳造部品、 41…一方の軸部、
42…端面、 43…他方の軸部、
44…接合用端面、 46…中間部、
47…基準面、 49…外周面
Claims (4)
- 両端に同心の一対の軸部を備え、一方の軸部は切断面または鋳肌の端面を有し、他方の軸部は鋳肌または切断面で且つ追って回転軸などに接合される接合用端面を有し、上記一対の軸部の間に複数の羽根などからなる中間部を一体に有する精密鋳造部品に対して、上記他方の軸部の接合用端面を上記一対の軸部の長手方法に沿った軸心と直交する平坦面に仕上げ加工するものであり、
上記精密鋳造部品における一方の軸部の端面に点接触しつつ係る精密鋳造部品を上記軸心方向に押圧するセンタと、
上記精密鋳造部品における中間部の外周面に当接する円環状の内周面、中間部において上記軸心と直交し且つ上記他方の軸部寄りの基準面に当接する円環状の内側面、および上記他方の軸部を貫通させる中空部を有するリングと、
上記センタを収容し且つ上記リングを固定すると共に、上記精密鋳造部品を内側の凹部に収容するホルダと、を含む、
ことを特徴とする精密鋳造部品の仕上げ加工用治具。 - 前記センタは、前記ホルダ内における凹部の底面に連通する貫通孔内にバネを介して収容されると共に、その先端面の中心部にほぼ円錐形の心押しピンを有している、
ことを特徴とする請求項1に記載の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具。 - 前記リングは、前記ホルダの凹部の開口部にボルトなどにより着脱可能に固定される、ことを特徴とする請求項1または2に記載の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具。
- 前記リングは、前記内周面を有する凸条および前記内側面を有するリング本体における前記ホルダの反対側において、前記中空部寄りが低くなるほぼ円錐状のテーパ面を有する、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の精密鋳造部品の仕上げ加工用治具。
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