JP2008213080A

JP2008213080A - 薄肉円筒保持具および薄肉円筒の加工方法

Info

Publication number: JP2008213080A
Application number: JP2007052867A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawasaki; 敏川崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】薄肉円筒を加工する際、安定して支えることができ、高精度に加工することができるようにした、薄肉円筒保持具および薄肉円筒の加工方法を提供する。
【解決手段】薄肉状の被加工物Ｗ一端部側を、被加工物Ｗの内側に挿入した薄肉円筒保持具１０と外周側との間で挟持する一方、被加工物Ｗの他端部側は、薄肉円筒保持具１０の端面中心に、一端部側へ向けて押圧することで、被加工物Ｗを保持して、加工を施すようにする。薄肉円筒保持具１０は、被加工物Ｗ内側の端部位に対応する第１円筒部１０ａおよび第３円筒部１０ｃと、被加工物Ｗの中間部位に対応する第２円筒部１０ｂとに分離構成すると共に、締結手段Ｂにより一体化可能に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に薄肉円筒を加工する際、安定して支えることができ、高精度に加工することができるようにした、薄肉円筒保持具および薄肉円筒の加工方法に関するものである。

従来から、薄物円筒物を旋盤加工する際、加工精度の悪化を防止するために、さまざまな手段が講じられてきた。
例えば、特許文献１では、筒抜き加工されたワークをワーク保持筒で保持し、この一端側をチャックで把持するとともに、ワーク保持筒の他端側の筒穴にセンタの嵌合軸部を密着状に嵌合させて支持する。そしてワークとワーク保持筒を一体的に軸心周りに回転させ、ワークの外周面をバイトで仕上げ加工するようにしてきた。

特開２００１−２１２７０１号公報

また、図２に示す手段では、被加工物Ｗ内径と被加工物Ｗ端面を保持する第１の保持体１と、被加工物Ｗの他端面を保持する第２の保持体２と、第１保持体１に被加工物Ｗを第２保持体２を介して押圧保持する締付体３とからなり、第１保持体２を加工装置４でチャックするようにしている。

しかしながら、上述の手段では、第１保持体１に被加工物Ｗを第２保持体２を介して押圧保持する押圧力が大きくなると、被加工物Ｗには長手方向に過大な負荷がかかって被加工物Ｗが変形したりして被加工物Ｗの加工精度（真円度）が低下するおそれがある。
逆に押圧力が小さいと被加工物（Ｗ）が滑って加工ができず、チャックなど加工装置４の調整が難しい。
例えば、被加工物（Ｗ）の肉厚が２ｍｍ以下となると、被加工物Ｗに対する長手方向の負荷には限度があるため、押圧力を大きくすることはできず、特にチャックと反対側である、第２保持体２と被加工物Ｗとの当接部がずれたりすることにより、加工精度が低下する。
また、被加工物（Ｗ）の長さが長い（２００ｍｍ以上）と、ますます加工が困難となる。
本発明はこのような不都合を改善するために提案されたものであって、薄肉で長尺な薄肉円筒であっても、高精度に旋盤加工が可能な薄肉円筒保持具および薄肉円筒の加工方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、薄肉円筒状の被加工物（Ｗ）内側に挿入して、被加工物（Ｗ）を内側から保持した状態で加工するための薄肉円筒保持具（１０）であって、被加工物（Ｗ）内側の中間部位に対応する外径を、被加工物（Ｗ）内側の端部位に対応する外径に比較して小径に構成したことを特徴とする。
被加工物（Ｗ）の内径に対応した薄肉円筒保持具（１０）により、被加工物（Ｗ）を特に被加工物（Ｗ）内側の端部位において内側から支えることができ、被加工物（Ｗ）が薄肉であっても、加工精度の低下を招くことなく、加工が可能である。

また、請求項２に記載の発明は、被加工物（Ｗ）内側の端部位に対応する第１の円筒部（１０ａ）および第３の円筒部（１０ｃ）と、被加工物（Ｗ）の中間部位に対応する第２の円筒部（１０ｂ）とに分離構成すると共に、これら第１、第３円筒部（１０ａ，１０ｃ）と第２円筒部（１０ｂ）とを、締結手段（Ｂ）により、着脱自在に構成したことを特徴とする。
被加工物（Ｗ）が長尺であっても、加工後に、締結手段（Ｂ）により、薄肉円筒保持具（１０）を分割して、被加工物（Ｗ）を容易に取出すことができる。

さらに請求項３に記載の発明では、薄肉状の被加工物（Ｗ）一端部側を、被加工物（Ｗ）の内側に挿入した薄肉円筒保持具（１０）と外周側との間で挟持する一方、被加工物（Ｗ）の他端部側は、薄肉円筒保持具１０の端面中心に、一端部側へ向けて押圧することで、被加工物（Ｗ）を保持して、加工を施すようにしている。
これにより、被加工物（Ｗ）が薄肉であっても、端部側において、内外から挟んだ状態で、すなわち、肉厚方向に挟むことで、それほど被加工物（Ｗ）に負荷をかけることなく、加工時に安定して支えることができ、加工精度を確保することかできる。

なお、上記各構成要素に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１は、薄肉円筒状の被加工物Ｗを加工するために、本発明にかかる薄肉円筒保持具１０を用いて、加工装置である旋盤装置１１にセットしたところを示している。
被加工物Ｗは、一定の内径を有する薄肉（例えば肉厚が２ｍｍ程度）の円筒管であり、一端部近傍の肉厚を、後述の旋盤装置１１のチャック手段により把持しやすくするべく残余の箇所の肉厚に比較して厚く、軸方向の長さ寸法が長尺（例えば長さが１００ｍｍ以上）のものである。

このような被加工物Ｗを旋盤装置１１にセットする際、被加工物Ｗには、内側に薄肉円筒保持具１０を挿入し、この状態で、被加工物Ｗ一端部近傍の外周部を、旋盤装置１１のチャック手段１２で把持する一方、被加工物Ｗ他端部側は、挿入した薄肉円筒保持具１０の端面中心にセンタ部材１３を、チャック手段１２に向けて押圧することで、被加工物Ｗを保持するようにしている。この場合、薄肉円筒保持具１０は、例えば適宜な微調整手段により、被加工物Ｗと共に旋盤装置１１に、軸心がＸ軸に合うようにセットできるようにされている。
なお、旋盤装置１１は、周知の構成でのものであり、その細部構成、および説明は省略する。

そこで、薄肉円筒保持具１０について説明する。
すなわち、薄肉円筒保持具１０は、被加工物Ｗの中間部位内径に対応する外径を、被加工物Ｗ端部位内径に対応する外径に比較して小径に構成している。
この場合、薄肉円筒保持具１０は、例えば被加工物Ｗ端部位内径に対応する外径が、被加工物Ｗの内径より３μ小さい第１の円筒部１０ａおよび第３の円筒部１０ｃと、被加工物Ｗの中間部位内径に対応する外径が、被加工物Ｗの内径より１０μ小さい第２の円筒部１０ｂからなる。
なお、これら第１〜第３円筒部１０ａ〜１０ｃは、それぞれの長さ寸法は、全長がＬに対し、第１円筒部１０ａおよび第３円筒部１０ｃが１／１０Ｌ、第２円筒部１０ｂは、８／１０Ｌとしている。

また、第１〜第３円筒部１０ａ〜１０ｃは、締結手段Ｂにより、着脱自在に（一体化／分離可能に）構成している。締結手段Ｂは、第１、第３円筒部１０ａ，１０ｃの端面から、それぞれ、第２円筒部１０ｂに向かって、Ｘ軸に平行に軸止めする３本のボルト部材からなる。
なお、第３円筒部１０ｃの端面中心には、旋盤装置１１におけるセンタ部材１３が嵌入して、薄肉円筒保持具１０を位置決め保持すべき位置決め穴１４が形成されている。

本発明にかかる薄肉円筒保持具１０は、以上のように構成されるものであり、この薄肉円筒保持具１０を用いた、薄肉円筒である被加工物Ｗの加工方法について説明する。
先ず、被加工物Ｗ内に、薄肉円筒保持具１０における第１円筒部１０ａを挿入し、順次、第２円筒部１０ｂ、第３円筒部１０ｃを挿入する。
次に、これら第１〜第３円筒部１０ａ〜１０ｃを、締結手段Ｂにより、第１、第３円筒部１０ａ，１０ｃの端面から、それぞれ、第２円筒部１０ｂに向かって、Ｘ軸に平行に軸止め一体化固定する。

そして一体化した第１〜第３円筒部１０ａ〜１０ｃと共に、被加工物Ｗを、旋盤装置１１にセットする。
この場合、被加工物Ｗは、肉厚側の一端部近傍の外周部を、旋盤装置１１のチャック手段１２で把持させ、他端部側を、挿入した薄肉円筒保持具１０の端面中心の位置決め穴１４に、センタ部材１３を、チャック手段１２に向けて押圧することで、被加工物Ｗを保持することができる。
そして、適宜な微調整手段によって、薄肉円筒保持具１０は、被加工物Ｗと共に旋盤装置１１に、軸心がＸ軸に合うようにセットすることができる。

以上のようにしてセットされた薄肉円筒である被加工物Ｗは、旋盤装置１１を起動すると、被加工物Ｗは薄肉円筒保持具１０と共に回転駆動し、図示しないバイトにより、旋削加工を施すことができる。
ここで、旋削加工においては、例えば、旋削油、懸濁液等の旋削液を超微細粒ミストとして供給しつつ旋削加工を行うことができる。
これにより、加工時に生ずる旋削熱は、加工部位にミストを供給しながら除去され、被加工物Ｗ、円筒の端から、例えば中仕上げ加工時には２５０μｍ、仕上げ加工時は、５０μｍずつ切り込み、所定外形寸法に旋削加工することができる。

そして、加工が終了すると、被加工物Ｗを薄肉円筒保持具１０と共に、旋盤装置１１のチャック手段１２、センタ部材１３から取外し、さらに被加工物Ｗから薄肉円筒保持具１０を取出す。
この際、薄肉円筒保持具１０を構成する一体化された第１〜第３円筒部１０ａ〜１０ｃは、締結手段Ｂを緩めて、被加工物Ｗ端部側に位置する第１円筒部１０ａ、第３円筒部１０ｃを分離し、第３円筒部１０ｃと、第２円筒部１０ｂと順次取出し、最後に、被加工物Ｗを第１円筒部１０ａを取出す。

以上のように、薄肉で長尺な被加工物Ｗの加工において、被加工物Ｗ内径に対応した薄肉円筒保持具１０により、被加工物Ｗを内側から支えながら、一端側を、外周側から旋盤装置１１のチャック手段１２により把持し、他端側を、軸Ｘに沿って軸心を合わせた薄肉円筒保持具１０における第３円筒部１０ｃの中心の位置決め穴１４にセンタ部材１３を押圧することで、安定してぶれることなく被加工物Ｗを支えることができ、加工精度を確保することができる。

また、被加工物Ｗが長尺であっても、内側から支える薄肉円筒保持具１０は一体化／分離可能に構成したことにより、被加工物Ｗと薄肉円筒保持具１０との間に設定された隙間が微小な隙間（端部側３μｍ，中間１０μｍ）であっても、加工後に、締結手段Ｂにより、薄肉円筒保持具１０を分割して被加工物Ｗを容易に取出すことができる。

本発明にかかる薄肉円筒保持具を用いて、加工装置である旋盤装置にセットしたところを示す、模式的説明図である。従来において、薄肉円筒に加工を施すために加工装置にセットしたところを示す模式的説明図である。

符号の説明

１０薄肉円筒保持具
１０ａ第１円筒部
１０ｂ第２円筒部
１０ｃ第３円筒部
１１旋盤装置
１２チャック手段
１３センタ部材
１４位置決め穴
Ｗ被加工物

Claims

薄肉円筒状の被加工物（Ｗ）内側に挿入して、被加工物（Ｗ）を内側から保持した状態で加工するための薄肉円筒保持具（１０）であって、
被加工物（Ｗ）内側の中間部位に対応する外径を、被加工物（Ｗ）内側の端部位に対応する外径に比較して小径に構成したことを特徴とする薄肉円筒保持具。
前記被加工物（Ｗ）内側の端部位に対応する第１の円筒部（１０ａ）および第３の円筒部（１０ｃ）と、前記被加工物（Ｗ）の中間部位に対応する第２の円筒部（１０ｂ）とに分離構成すると共に、
これら第１、第３円筒部（１０ａ，１０ｃ）と第２円筒部（１０ｂ）とを、締結手段（Ｂ）により、着脱自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の薄肉円筒保持具。
薄肉状の被加工物（Ｗ）一端部側を、被加工物（Ｗ）の内側に挿入した薄肉円筒保持具（１０）と外周側との間で挟持する一方、前記被加工物（Ｗ）の他端部側は、前記薄肉円筒保持具１０の端面中心に、前記一端部側へ向けて押圧することで、被加工物（Ｗ）を保持して、加工を施すようにしたことを特徴とする薄肉円筒の加工方法。