JP2009241189A - Machining method of workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、歪を生じやすいワークの内径を切削工具などで精度よく加工するための機械加工方法に関する。 The present invention relates to a machining method for accurately machining an inner diameter of a workpiece that is likely to cause distortion with a cutting tool or the like.
ワークの内径加工は、外径チャックでワークを外側から掴んで保持し、この状態でワークと工具ホルダに保持された工具を相対回転させてワークに設けられた穴の内径面を前記工具で加工する方法でなされている。工具は切削工具のほかに研磨工具なども使用される。 The inner diameter processing of the workpiece is performed by gripping and holding the workpiece from the outside with an outer diameter chuck, and rotating the workpiece and the tool held by the tool holder in this state to process the inner diameter surface of the hole provided in the workpiece with the tool. Is done in a way that In addition to cutting tools, abrasive tools are also used.
ワークを外径チャックで掴む上記の方法では、強度の小さいワークであるとそのワークが歪み、それが原因で加工精度が悪化する。この問題について触れた文献として、例えば下記特許文献1がある。この特許文献1は、リング状ワークをコレットチャックで掴んでそのワークの内径加工を行う場合、チャックの締め付けに伴うコレットの変位によってワークの内側が入口側よりも大きく変形して加工したワークの内径に勾配がつくことから、それを防止するために、ワークに対するコレット爪部の接触面積を減少させ、さらに、ワークの厚み方向中央部をチャックで保持する方法を提案している。
上記特許文献1は、チャックによる保持の偏りをなくしてワークの偏った歪を防止するようにしているが、この方法では、ワークの歪そのものをなくすことができない。また、保持点の調整によってワークの各域の歪を均一化することは簡単ではないし、その方法を適用できないワークも存在する。 Although the above-mentioned Patent Document 1 eliminates the bias of holding by the chuck and prevents the distortion of the workpiece, the strain of the workpiece itself cannot be eliminated by this method. Further, it is not easy to equalize the distortion in each area of the work by adjusting the holding point, and there is a work to which the method cannot be applied.
例えば、図2に示すワーク10は、円板状基部11の一面側にボス部2が形成され、また、基部11の他面側に軸直角な端面3を有する軸心と同心の第1の穴4が形成され、さらに、この第1の穴4からボス部2の先端に至る第2の穴5が形成された構造になっている。このようなワーク10は、従来は、基部11の外周を外径チャックで掴んで第2の穴5を加工していたが、高強度を確保できない形状であるのでチャックによる保持点の調整を行っても第2の穴5が存在した部分の歪を均一化することができない。従って、特許文献1が開示している方法では、歪の完全な均一化を期待できず、歪の偏りによる影響が現れて加工精度が低下することを避けられない。
For example, the
また、特許文献1の方法は、ワークに対するチャックの接触面積を小さくするので、ワークの保持安定性や加工の安定性にも悪影響がでる。このほか、歪の偏りを減らすためにチャックによる保持点を調整する必要があり、加工も煩雑になる。 Moreover, since the method of Patent Document 1 reduces the contact area of the chuck with the workpiece, it also adversely affects the holding stability of the workpiece and the stability of processing. In addition, it is necessary to adjust the holding point by the chuck in order to reduce the bias of the strain, and the processing becomes complicated.
この発明は、歪を発生しやすい図2に示すようなワークであっても、内径加工を高精度に安定して行えるようにすることを課題としている。 An object of the present invention is to enable stable inner diameter processing with high accuracy even for a workpiece as shown in FIG.
上記の課題を解決するため、この発明においては、スプリングコレットを有する内径チャックの前記スプリングコレットの爪部をワークの第1の穴に挿入し、前記爪部を拡径させることにより、この爪部を前記第1の穴の内径面に圧接させてワークを保持し、この状態で、ワークと工具ホルダに保持された工具を相対回転させて前記ワークに設けられた前記第1の穴と同心配置の第2の穴の内径面を前記工具で加工する方法を採る。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, the claw portion of the inner diameter chuck having a spring collet is inserted into the first hole of the workpiece and the claw portion is expanded in diameter, thereby the claw portion. Is held in pressure contact with the inner diameter surface of the first hole, and in this state, the work and the tool held by the tool holder are rotated relative to each other so as to be concentric with the first hole provided in the work. A method of machining the inner diameter surface of the second hole with the tool is adopted.
かかる方法で使用する内径チャックは、前記スプリングコレットの内側にゴムで形成された圧力伝達媒体を配置し、その圧力伝達媒体をドローバによって引き込まれる加圧部材で軸方向に加圧して、前記圧力媒体を径方向に膨らませ、膨らんだ圧力伝達媒体でスプリングコレットを内側から径方向外向きに加圧して前記爪部を拡径させるものが好ましい。 In the inner diameter chuck used in such a method, a pressure transmission medium formed of rubber is arranged inside the spring collet, and the pressure transmission medium is pressurized in the axial direction by a pressure member drawn by a draw bar, and the pressure medium It is preferable to expand the claw portion by radially inflating the spring collet with a bulging pressure transmission medium from the inside to the outside in the radial direction.
また、前記第1の穴が軸直角な端面を有する場合には、前記スプリングコレットの爪部の先端を前記端面に突き当ててワークの軸方向位置決めを行うと好ましい。 Further, when the first hole has an end surface perpendicular to the axis, it is preferable that the tip of the claw portion of the spring collet is abutted against the end surface to position the workpiece in the axial direction.
なお、この発明の方法は、外径チャックで外径面を所要の保持力が得られる圧力で掴んだときに歪を生じるワークを加工の対象にしてそのワークに設けられた第2の穴の内径加工を行うときにその有効性が発揮される。 In the method of the present invention, the second hole provided in the workpiece is processed with a workpiece which is distorted when the outer diameter surface is gripped with a pressure capable of obtaining a required holding force by the outer diameter chuck. The effectiveness is demonstrated when the inner diameter processing is performed.
外径面を所要の圧力で掴んでも歪まないワークは、一般的な外径チャックを使用して加工した方が有利である。ただし、この発明の方法は、そのようなワークの内径加工にも利用可能であり、加工対象のワークを制限するものではない。 It is more advantageous to machine a work that does not distort even if the outer diameter surface is gripped with a required pressure, using a general outer diameter chuck. However, the method of the present invention can also be used for the inner diameter machining of such a workpiece, and does not limit the workpiece to be machined.
この発明の方法は、ワークの保持を内径チャックで行うので、外側からの締付けに弱いワーク(外径チャックで外径面を掴んだときに歪を生じるワーク)も大きな歪を発生させずに保持することができ、ワークの保持力による歪に起因した加工精度の低下が抑制される。 In the method of the present invention, since the workpiece is held by the inner diameter chuck, a workpiece that is weak against tightening from the outside (a workpiece that generates strain when the outer diameter surface is gripped by the outer diameter chuck) is also held without generating a large strain. Therefore, a decrease in machining accuracy due to distortion due to the holding force of the workpiece is suppressed.
なお、ゴム製の圧力伝達媒体で軸方向の圧力を径方向の圧力に変換してスプリングコレットを作動させる内径チャックを使用すると、スプリングコレットの各爪部に均一な圧力が作用して爪部の拡径量が一定し、ワークの心出し精度と内径チャックによる保持安定性が高まってより良い加工精度が望めるようになる。 If an internal diameter chuck that uses a rubber pressure transmission medium to convert the axial pressure to radial pressure to operate the spring collet is used, uniform pressure acts on each claw of the spring collet, and the claw The diameter expansion amount is constant, and the centering accuracy of the workpiece and the holding stability by the inner diameter chuck are increased, so that better machining accuracy can be expected.
また、前記第1の穴が軸直角な端面を有する場合には、スプリングコレットの爪部の先端を前記端面に突き当てて内径チャックで保持するワークの軸方向位置決めを行うことができ、その方法を採用すると、特別な位置決め手段を設けなくてもワークを簡単に安定して軸方向に位置決めすることができる。 Further, when the first hole has an end surface perpendicular to the axis, the tip of the claw portion of the spring collet can be abutted against the end surface and the workpiece can be positioned in the axial direction and held by the inner diameter chuck. By adopting, the workpiece can be easily and stably positioned in the axial direction without providing any special positioning means.
以下、添付図面の図1に基づいて、この発明のワークの機械加工方法の実施形態を説明する。例示の機械加工方法は、図2で述べたワーク10の加工を例に挙げたものであって、そのワーク10の第2の穴15の内径を工具16(図のそれは切削用のバイト)で加工する。
Hereinafter, an embodiment of a workpiece machining method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 of the accompanying drawings. The example machining method is an example of machining the
図の1は、加工機(図示せず)の主軸である。内部にドローバ2を組み込んだこの主軸1の先端には面盤3が取付けられ、その面盤3に内径チャック4が組み付けられている。
1 in the figure is a main shaft of a processing machine (not shown). A face plate 3 is attached to the tip of the main shaft 1 incorporating the draw bar 2 therein, and an
内径チャック4は、前掲の特許文献2の開示されたものであって、スプリングコレット5と、そのコレットの内側に配置する圧力伝達媒体6と、この圧力伝達媒体6を軸方向に加圧する加圧部材7を組み合わせて構成されており、スプリングコレット5によるワーク10の保持とその保持の解除を、継ぎ手8を介して加圧部材7に連結したドローバ2を作動させて行うようにしている。
The
スプリングコレット5は、複数の爪部5aを有する。その爪部5aは、周方向に定ピッチで配置される縦長の割り溝5bで円筒を周方向に複数に分割して作出されており、基端(割り溝5bの左側部分)側を支点にした弾性変形によって基端よりも先端側が拡径可能となっている。
The
圧力伝達媒体6は、ウレタンゴムで形成されたスリーブ状の部品が採用されている。また、加圧部材7は、スプリングコレット5の中心に挿入する軸部7aの先端に端板7bを設けたものが用いられている。圧力伝達媒体6は、爪部5aと軸部7aの間の空間に収納されている。図1の8は爪部5aの過大な変形を阻止する保護スリーブであり、必要に応じてこの保護スリーブ8をスプリングコレット5の外周に設けることがある。
The
このように構成した内径チャック4は、ドローバ2を引き込むと加圧部材7の端板7bとスプリングコレット5の内端面との間に挟み込まれた圧力伝達媒体6が軸方向に加圧される。その加圧により圧力伝達媒体6が径方向に膨らみ、膨らんだ圧力伝達媒体6がスプリングコレット5を内側から径方向外向きに加圧して爪部5aを拡径させる。
In the
図1では、スプリングコレット5の爪部5aを、その爪部5aの先端が端面13に突き当たる位置までワーク10の第1の穴14に挿入しており、この位置で爪部5aを拡径させて第1の穴14の内径面に圧接させる。その圧接がなされるとワーク10が固定され、内径チャック4によって保持される。このとき同時にワーク10の軸方向位置決めもなされる。
In FIG. 1, the
この状態で、ワーク10と工具ホルダ17によって保持された工具16を相対回転させ(図の例ではワーク10を主軸1と共に回転させる)、工具16を非回転の状態で送りをかけワーク10に切り込ませて第2の穴15の内径加工を実施する。
In this state, the
圧力伝達媒体6の働きによってスプリングコレットの各爪部5aに均一に圧力が作用し、そのために各爪部の拡径量が一定し、ワーク10の心出し精度と内径チャック4による保持安定性が高まっている。この状態で上記の内径加工がなされるので、外径チャックでワークを把持して第2の穴15の内径加工を実施していた従来の加工方法に比べて加工精度が向上する。
The pressure is uniformly applied to each
例えば、鉄系焼結合金で形成された図1の板厚t=2.5mm、外径D=69mm、第1の穴14の内径d1=63mm、第2の穴15の内径d2=32mmのワーク10の内径加工では、外径チャックで外径を把持する従来方の場合、全加工数のうち、約4%のワークが第2の穴の加工精度が悪くて不良と判定されたが、この発明の方法で加工したワークは、その不良率がゼロであった。
For example, the thickness t = 2.5 mm and the outer diameter D = 69 mm of FIG. 1 formed of an iron-based sintered alloy, the inner diameter d1 of the
1 主軸
2 ドローバ
3 面盤
4 内径チャック
5 スプリングコレット
5a 爪部
5b 割り溝
6 圧力伝達媒体
7 加圧部材
7a 軸部
7b 端板
8 保護スリーブ
10 ワーク
11 基部
12 ボス部
13 端面
14 第1の穴
15 第2の穴
16 工具
17 工具ホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main axis | shaft 2 Draw bar 3
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JP2008089840A JP2009241189A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Machining method of workpiece |
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JP2008089840A Pending JP2009241189A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Machining method of workpiece |
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2008
- 2008-03-31 JP JP2008089840A patent/JP2009241189A/en active Pending
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