JP2008512255A - 回転部品を加工する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、装置にクランプされた被削材の少なくとも１つの面の研削が行われる少なくとも１つの作業工程を含む、回転部品を加工する方法に関するものであり、研削工程のためにクランプされた被削材（１０）に、同じクランプ装置（１１，１２）で、穴あけ工具（１３）により少なくとも１つの端面側の穴が穿設される。

Description

本発明は、装置にクランプされた被削材の少なくとも１つの面の研削が行われる少なくとも１つの作業工程を含む、回転部品を加工する方法に関する。

たとえば自動車産業におけるクランクシャフト等の回転部品の加工は、高い製造コストと結びついている。このような回転部品の関連するすべての面が、少なくとも１回の研削作業工程にかけられるのが普通である。被削材に対するそれ以外の作業工程、たとえば端面の穴の穿設などは、たとえばクランクシャフト等の前述した種類の回転部品では、高い精度が要求される。したがって、このような穴の穿設は、従来、別個の専用機械で行われてきた。そのため従来技術では、このような作業工程のために、専用機械と、その独自の作業シーケンスと、この関連で被削材をあらためてクランプすることとが必要である。このことは、高い投資コストと製造コストにつながる。

本発明の課題は、前述した分野の回転部品を加工する方法を簡素化して、品質水準の高い被削材を維持したうえで、高いプロセス安全性を実現しながら、製造コストを低減することである。

この課題の解決は、主請求項の特徴部の構成要件を備える、冒頭に述べた分野の回転部品を加工する本発明の方法によって行われる。本発明では、研削工程のためにクランプされた被削材に、同じクランプ装置で、穴あけ工具により少なくとも１つの端面側の穴が穿設されることが意図される。したがって本発明では、そのために設けられた専用機械に独自の作業シーケンスで被削材をあらためてクランプする必要がなくなる。穴の製作、たとえばクランクシャフトフランジなどの回転部品の端面側の合わせ穴の穿設は、研削工程も行われる同じクランプ装置で実施される。このことは、それに適したクランプ装置で行うことができる。たとえば、研削工程中には被削材を少なくとも両方の端部でそれぞれクランプ装置にクランプし、穴あけ工程のために少なくとも一方の端部でクランプ装置を外し、そこに穴あけ工具のためのチャックを配置し、次いで、この穴あけ工具が所望の端面側の穴あけを行う。被削材には、端面側で少なくとも１つの精密穴ないし高精度穴が穿設されるのが好ましい。

本発明の有利な発展例では、クランプの少なくとも一方の端部でクランプ装置が外された後、円周で被削材の追加の案内が、これに適した案内部材によって、たとえばガイドステイによって、設けられることを意図することができる。クランプ装置で被削材に行われる研削工程は、研削ホイールによる少なくとも１つのＣＢＮ研削を含んでいるのが好ましい。

従来、クランクシャフトは性能クラスに関わりなく、高い製造コストで生産されるのが普通である。たとえば、特にほとんどすべてのクランクシャフトのスラストベアリングは、施削されてから、別途の機械ないし作業シーケンスで表面圧延される。本発明の発展例では、このようなスラストベアリングの施削および表面圧延の作業シーケンスを省略し、スラストベアリングの研削によって置き換えることができる。このようなスラストベアリングの研削は、たとえば、もともと行われるフランジ・ピン研削の操作で行うことができる。このようにして、この種の回転部品、特にクランクシャフトの製造時に、製造コスト
を大幅に削減することができる。

クランクシャフトの場合、従来技術では、クランクシャフトに関する要求事項に関わりなく、仕上げ加工が行われるのが普通である。その場合、たとえばクランクシャフトのメインベアリング、ストロークベアリング、フランジ、およびピンなどが研磨される。本発明の発展例では、このような研磨の作業工程を省略し、特にＣＢＮ研削等の適当な研削工程で置き換えることができる。この場合、たとえば約２μｍのオーダーの表面粗さを実現することができる。たとえばオイル通路穴の領域、ベアリングの溝の領域などに問題が生じた場合、最適化をすれば、Ｒ_Ｚの一層の精密さを実現することができる。特に、クランクシャフトで回転部品の仕上げ加工が省略されれば、このことは、同じく製造コストのいっそう大幅な削減につながる。

さらに、前述した種類の方法に基づいて製造された回転部品、特にクランクシャフトも、本発明の対象である。従属請求項に記載されている構成要件は、本発明による課題解決法の有利な発展例に関わるものである。本発明のその他の利点は、以下の詳細な説明から明らかである。

次に、添付の図面を参照しながら、実施例を使って本発明を詳しく説明する。
まず、図１を援用する。この図面は、回転部品、特にクランクシャフトを加工するための機械を著しく簡略化して模式的に示している。この機械は、第１の駆動ユニット１７と、第２の駆動ユニット１６とを含んでおり、それにより、回転部品１０を両方の端部から加工することができる。さらに、回転部品１０をその一方の端部でクランプするための第１のチャック１１と、回転部品の他方の端部をクランプするための第２のチャック１２とを含むクランプ装置が設けられており、このクランプ装置は、駆動ユニット１６，１７によって、回転部品１０をその軸１８を中心に回転させることができるように構成されている。特に、端面側の領域で穴あけ工程を実施するためにクランプ装置の一方を片側で外すことが意図されている場合、被削材を円周で案内するために、追加の案内部材が設けられていると有意義な場合がある。そのために本発明の機械は、被削材の円周で案内ないし支持するように作用するガイドステイ１４を有している。

図１は、両方の端部でチャック１１，１２によりクランプされた、研削工程のためにクランプされたクランクシャフト１０を示している。研削工程のために、たとえば、軸１９を中心として回転可能に駆動可能な、適当な装置２０によって被削材１０へ近づく方向へ送りを行うことができる（図１の二重矢印参照）、研削ホイール１５を使用することができる。

次に図２を援用し、端面側からの被削材１０の加工について詳しく説明する。図２は、クランクシャフト１０の左側の端部領域における拡大した詳細部分図を示している。チャック１１が引き込まれており、クランプ部材１１ａが外されており、その結果、図面で見てクランクシャフト１０の左側端部では、当初のクランプはもはや成立していないことがわかる。図１と比べてみると、チャック１１が引き込まれたことで、チャック１１とクランクシャフトの端面側の面２１との間に、ある程度の距離が生じていることもわかる。そして、そのために特別に構成されたチャック１１に、クランクシャフト１０のフランジ２２に端面側の高精度穴を穿設する工具、たとえば精密穴あけ工具１３をクランプすることができる。クランプが外されているので、ガイドステイ１４がこの端部領域でクランプシャフト１０を支持する役目を果たす。クランクシャフト１０の他方の端部領域では、第２のチャック１２でのクランプは、図１に示すように、精密穴あけ工具１３による加工時にも維持される。図２に示すクランクシャフト１０のクランプ位置では、単に、精密穴あけ工具１３の送りによって穴あけを行うことができる。クランクシャフト１０のフランジ２
２の端面側の面２１に穴を穿設した後、精密穴あけ工具を引き抜き、チャック１１から取り外して、必要な場合には、クランクシャフト１０をクランプ部材１１ａによってあらためてクランプし、たとえば表面の研削等の次の加工工程に備えることができる。このように本発明による方法の利点は、端面側の領域における研削や穴あけ工程といった表面での作業工程を、同一の機械で、かつ原則として同一のクランプで行えるという点にある。

さまざまな作業工程のためにクランプされたクランクシャフトを示す、模式的に簡略化した図面である。 図１の部分ＩＩを示す拡大詳細図である。

符号の説明

１０ 被削材
１１ クランプ装置
１１ａ チャック
１２ クランプ装置
１３ 穴あけ工具
１４ 案内部材
１５ 研削ホイール
１６ 駆動ユニット
１７ 駆動ユニット
１８ 軸
１９ 軸
２０ 装置
２１ 端面側の面
２２ フランジ

Claims (14)

1. 装置にクランプされた被削材の少なくとも１つの面の研削が行われる少なくとも１つの作業工程を含む、回転部品を加工する方法において、研削工程のためにクランプされた被削材（１０）に、同じクランプ装置（１１，１２）で、穴あけ工具（１３）により少なくとも１つの端面側の穴が穿設されることを特徴とする方法。
2. 研削ホイール（１５）を用いたＣＢＮ研削による少なくとも１つの研削工程を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 被削材には端面側で少なくとも１つの精密穴ないし高精度穴が穿設されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 研削工程中には被削材は少なくとも両方の端部でそれぞれクランプ装置で、特にそれぞれチャックでクランプされており、穴あけ工程のために該クランプが少なくとも一方の端部で外され、そこに穴あけ工具（１３）のためのチャック（１１）が配置され、該穴あけ工具が端面側の穴あけを行うことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 少なくとも１つのクランプ装置が外された後、円周で被削材の追加の案内が案内部材（１４）によって設けられ、特にガイドステイによって設けられることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 加工される前記回転部品はクランクシャフトであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 精密穴あけによって端面側の合わせ穴がクランクシャフトフランジに穿設されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 研削による、特にＣＢＮ研削による被削材の表面の加工は、後続する仕上げ加工をすることなく、ある程度の表面粗さ度を残したままで行われることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
9. 被削材の仕上げ研削が前記装置で行われ、後続する被削材の研磨は行われないことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 研削によるクランクシャフトのスラストベアリングの加工が同一の前記装置で行われることを特徴とする、請求項６から９までのいずれか１項に記載の方法。
11. 前記スラストベアリングの研削はクランクシャフトのフランジおよび／またはピンの研削と同じ作業工程で行われることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記スラストベアリングの研削は事前の表面圧延なしで行われることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
13. クランクシャフトの関連するすべての面の加工が同じ装置で行われ、特に１回のクランプで行われることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法。
14. 回転部品、特にクランクシャフトにおいて、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする回転部品。

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