JP2015229221A - Burnishing tool, burnishing device, and burnishing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、軸部の端部に形成された球部、あるいは半球部の面を仕上げる球面の加工具、加工装置およびその加工方法に関する。 The present invention relates to a spherical processing tool, a processing apparatus, and a processing method for finishing a spherical surface or a hemispherical surface formed at an end of a shaft portion.
本技術分野の背景技術として、特開2008−194791号公報(特許文献1)がある。この公報には、「ワークの回転軸と交差する軸を中心に回転するフレームと、前記フレームに自転可能に保持されるローラと、を備えるローラバニシング工具を利用して球面状のワークの面仕上げを行うバニシング方法であって、前記ローラは、前記フレームの回転に伴い前記ワークの回転軸と交差する方向に、該ワークの表面に沿って遊星運動しつつ該ワークの表面を転圧することを特徴とする」(請求項1)と記載されている。 As background art of this technical field, there is JP 2008-194791 A (Patent Document 1). In this publication, “surface finishing of a spherical workpiece using a roller burnishing tool comprising a frame that rotates about an axis that intersects the rotation axis of the workpiece and a roller that is rotatably supported by the frame” is disclosed. The roller is configured to roll the surface of the workpiece while performing planetary movement along the surface of the workpiece in a direction intersecting with the rotation axis of the workpiece as the frame rotates. (Claim 1) ”.
前述した特許文献1の構成では、フレームをワークの表面に沿って旋回させることを要せずに、フレームの回転に伴ってローラが遊星運動し、回転するワークの表面を多方向から転圧して、球面状ワークの仕上げ加工が行われる。しかし、工具形状により加工できる球形状が限定されるため、球径の異なるワークの加工には、工具を取り替える必要があり、その都度工具を準備する期間とコストが必要となるという課題がある。
In the configuration of
本発明の目的は、同一のバニシング工具で異なる球径の球面部の仕上げ加工ができ、かつ、工具加工面を広範囲に使用することで工具の摩耗を抑制できる球面のバニシング工具、バニシング加工装置およびバニシング加工方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spherical burnishing tool, a burnishing processing device, and a burnishing tool capable of finishing a spherical portion having different spherical diameters with the same burnishing tool and suppressing tool wear by using the tool machining surface in a wide range. It is to provide a burnishing method.
上記課題を解決するために、本発明は特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、本発明のバニシング工具の一例を挙げるならば、棒状のシャンク部と、前記シャンク部の先端に中心軸を合わせて連結するフレームと、前記フレームの中心軸心に合わせて保持される加工部とを備える球面状の被加工部材の面仕上げを行うバニシング工具であって、前記加工部が円弧状に凹んだ加工面を有することを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the configurations described in the claims.
The present invention includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. If an example of the burnishing tool of the present invention is given, a rod-shaped shank portion, a frame that is connected to a tip of the shank portion with a central axis aligned, and A burnishing tool for performing surface finishing of a spherical workpiece having a machining portion held in accordance with a center axis of the frame, wherein the machining portion has a machining surface recessed in an arc shape. It is what.
また、本発明のバニシング加工装置の一例を挙げるならば、円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を保持し、その中心軸を中心に回転させる機構と、球面部を有する被加工部材を保持し、その中心軸を中心に回転させる機構と、前記バニシング工具の中心軸と前記被加工部材の中心軸の交差する角度を調節し、かつ調節した角度を維持する機構と、前記バニシング工具と前記被加工部材とを、相対的に3次元的に移動させる機構とを有する球面状の被加工部材の面仕上げを行うものである。 Further, if one example of the burnishing apparatus of the present invention is given, a burnishing tool having a machining surface recessed in an arc shape is held, a mechanism for rotating around the central axis, and a workpiece to be processed having a spherical portion are held. A mechanism that rotates about the central axis, a mechanism that adjusts an angle at which the central axis of the burnishing tool and the central axis of the workpiece intersect, and maintains the adjusted angle, the burnishing tool, and the Surface finishing of a spherical workpiece having a mechanism for moving the workpiece in a relatively three-dimensional manner is performed.
また、本発明のバニシング加工方法の一例を挙げるならば、円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を保持し、その中心軸を中心に回転させる機構と、球面部を有する被加工部材を保持し、その中心軸を中心に回転させる機構と、前記バニシング工具の中心軸と前記被加工部材の中心軸の交差する角度を調節し、かつ調節した角度を維持する機構と、前記バニシング工具と前記被加工部材とを、相対的に3次元的に移動させる機構とを有するバニシング加工装置を用いて、被加工部材の球面部の面仕上げを行うバニシング加工方法であって、前記円弧状に凹んだ加工面の中心を、円弧状の軌跡で移動させることで、前記被加工部材の球面部の表面に沿って、前記円弧状に凹んだ加工面を押し付けて、前記被加工部材の球面部の表面を転圧加工することを特徴とするものである。 In addition, if an example of the burnishing method of the present invention is given, a burnishing tool having a machining surface that is recessed in an arc shape is held, a mechanism that rotates around the central axis, and a workpiece that has a spherical portion are held. A mechanism that rotates about the central axis, a mechanism that adjusts an angle at which the central axis of the burnishing tool and the central axis of the workpiece intersect, and maintains the adjusted angle, the burnishing tool, and the A burnishing method for performing surface finishing of a spherical surface portion of a workpiece using a burnishing device having a mechanism for moving the workpiece in a relatively three-dimensional manner. By moving the center of the processing surface along an arc-shaped locus, the processing surface depressed in the arc shape is pressed along the surface of the spherical portion of the workpiece, and the surface of the spherical portion of the workpiece is pressed. Roll Machining is characterized in that.
本発明によれば、円弧状に凹んだ加工部を有するバニシング工具を用いて、ワークと工具の交差角度および工具の移動軌跡を制御することで、同一のバニシング工具を用いて、異なる球径の球面部の仕上げ加工ができる。したがって、球径毎に工具を取り替える必要がなく、工具の準備期間およびコストが不要となり、製品の設計変更に対してフレキシブルに対応が可能となる。 According to the present invention, by using a burnishing tool having a processing portion recessed in an arc shape, by controlling the crossing angle of the workpiece and the tool and the movement trajectory of the tool, the same burnishing tool can be used. The spherical surface can be finished. Therefore, it is not necessary to replace the tool for each spherical diameter, the preparation time and cost of the tool are unnecessary, and it is possible to flexibly cope with a design change of the product.
さらに、工具加工面を広範囲に使用するため、工具の摩耗を抑制でき、安定した加工が可能となる。 Furthermore, since the tool machining surface is used in a wide range, the wear of the tool can be suppressed and stable machining can be performed.
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の機能を有する要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing for explaining the embodiment, elements having the same function are given the same name and reference numeral, and repeated explanation thereof is omitted.
本実施例では、被加工部材の球面部の仕上げ加工について、半円弧状に凹んだ加工部を有するバニシング工具を用い、被加工部材とバニシング工具の交差角度と、バニシング工具の移動軌跡の制御により、同一のバニシング工具において球径の異なる球面部を有する被加工部材の仕上げ加工を行う例を説明する。 In this embodiment, for the finishing of the spherical surface of the workpiece, a burnishing tool having a semicircular arc-shaped machining portion is used, and the crossing angle of the workpiece and the burnishing tool and the movement trajectory of the burnishing tool are controlled. An example of finishing a workpiece having spherical surfaces with different spherical diameters in the same burnishing tool will be described.
図1は、本発明のバニシング工具の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the burnishing tool of the present invention.
バニシング工具6は、棒状のシャンク部1の端部に中心軸を合わせて接続されたフレーム2と、断面が半円弧状に凹んだ加工面4の中心とフレーム2の中心軸を合わせてフレーム2に保持される加工部材3と、フレーム2に加工部材3を固定する固定部材5により構成される。
半円弧状に凹んだ加工面4は、その中心を通るどの断面においても同一の半円弧状である。
固定部材5は止めネジであり、フレーム2に形成されたネジ穴を用いて加工部材3をフレーム2に固定する。なお、固定方法は止めネジによる方法に限定されるものではなく、ねじ込み等の他の公知の手段によって固定されてもよい。
The
The
The
加工部材3の半円弧状に凹んだ加工面4は、既存の加工方法である研磨や研削にて高精度に成形されている。また、加工部材3は硬質な材料からなり、タングステンカーバイトやセラミック、サーメットや高速度鋼材等を用いる。
また、シャンク部1とフレーム2および加工部材3は必ずしも別々の部材とする必要はなく、それぞれの構成部材が機能を満たせば、一体の構造であってもよい。
The
Further, the
図2は、本発明のバニシング工具による球形状被加工部材の加工状態を示す側面図である。 FIG. 2 is a side view showing a processing state of a spherical workpiece by the burnishing tool of the present invention.
工作機械の駆動軸7に接続された工具ホルダ8にシャンク部1が保持されており、バニシング工具6に駆動軸7の回転駆動が伝達され回転している。軸端部に球面部を有する被加工部材12は工作機械の駆動軸(図示せず)に接続され回転駆動している。バニシング工具あるいは被加工部材の回転数は、調整可能にされている。バニシング工具6の中心軸と被加工部材11の中心軸は、角度θにて交差している。そして、交差角度θを調節し、かつ調節した角度を維持するようにされている。被加工部材12に対してバニシング工具6は、相対的に、工作機械により3軸方向(X,Y,Z)に移動可能である。
The
交差角度θを固定した状態で、半円弧状に凹んだ加工面4の中心9を、円弧状の駆動軌跡10に沿って移動させることにより、半円弧状に凹んだ加工面4の加工ポイント11が被加工部材12の球面部に沿って移動する。半円弧状の駆動軌跡10は工作機械の駆動軸により制御され、駆動軌跡10の調整により被加工部材12の球面部に対して、押し込み量の均等なバニシング加工(転圧加工)が可能となる。
By moving the
また、バニシング工具6の回転数に比べて、被加工部材12の回転数を変えて、速度差を設ける。特に、バニシング工具6の回転数に比べて、被加工部材12の回転数をより小さくした方が、被加工部材12の球面部に対して半円弧状に凹んだ加工面4の1回当たりの接触時間が長くでき、効果的にバニシング加工が行われる。そのため、バニシング工具6の回転数に対して、被加工部材12の回転数は少なくとも1/10以下とするのが好ましい。
Further, the speed difference is provided by changing the rotational speed of the
また、バニシング加工は、バニシング工具6の半円弧状に凹んだ面4の中心9を、駆動軌跡10に沿って往復揺動して行う。
Further, the burnishing is performed by reciprocatingly swinging the
本実施例のバニシング工具は、バニシング工具の傾き制御して3軸方向に移動でき、かつ被加工部材に回転駆動が可能なマシニングセンタ等の複合加工機に搭載することで、別の工具で切削等による荒加工を行った後、本実施例のバニシング工具に工具交換することで、同一の複合加工機で、荒加工から仕上げ加工までの加工を行うことができる。 The burnishing tool of the present embodiment is mounted on a multi-tasking machine such as a machining center that can be moved in three axial directions by controlling the inclination of the burnishing tool, and can be driven to rotate on the workpiece. After performing the roughing by the above, by changing the tool to the burnishing tool of the present embodiment, it is possible to perform the processing from roughing to finishing with the same combined processing machine.
図3は、本発明のバニシング工具による球径の小さい球面部を有する被加工部材の加工状態の推移を示す側面図である。図3(a)は被加工部材の球面部において軸部に近い位置、図3(b)は被加工部材の球面部において先端に近い位置、図3(c)は被加工部材の球面部において中心軸より下側の先端付近を加工している状態を示す。 FIG. 3 is a side view showing a transition of a machining state of a workpiece having a spherical portion with a small spherical diameter by the burnishing tool of the present invention. 3A is a position near the shaft portion in the spherical portion of the workpiece, FIG. 3B is a position near the tip in the spherical portion of the workpiece, and FIG. 3C is a spherical portion of the workpiece. A state in which the vicinity of the tip below the center axis is being processed is shown.
図3(a)〜(c)において、バニシング工具6の中心軸と、被加工部材12の中心軸の交差角度はθ1で一定である。半円弧状に凹んだ加工面4の中心9を、円弧状の駆動軌跡10に沿って移動させることにより、被加工部材12の球面部の軸に近い位置(図3(a))から被加工部材12の中心軸より下側の球面部の先端付近(図3(c))まで、加工ポイント11を移動しながらバニシング加工することができる。被加工部材12が回転しているため、球面部の軸に近い位置から球面部の中心軸より下側の先端付近まで加工することで、被加工部材12の球面部全域にわたり加工される。
また、半円弧状に凹んだ加工面4において、加工ポイント11が移動することにより、加工面を平均的に使うことができる。このため、工具表面の摩耗が抑制できる。
3A to 3C, the intersection angle between the center axis of the
Further, the
図4は、本発明のバニシング工具による球径の大きい球面部を有する被加工部材の加工状態の推移を示す側面図である。図4(a)は被加工部材の球面部において軸部に近い位置、図4(b)は被加工部材の球面部において先端に近い位置、図4(c)は被加工部材の球面部において中心軸より下側の先端付近を加工している状態を示す。 FIG. 4 is a side view showing a transition of a machining state of a workpiece having a spherical portion having a large sphere diameter by the burnishing tool of the present invention. 4A is a position near the shaft portion in the spherical portion of the workpiece, FIG. 4B is a position near the tip in the spherical portion of the workpiece, and FIG. 4C is a spherical portion of the workpiece. A state in which the vicinity of the tip below the center axis is being processed is shown.
図4(a)〜(c)において、バニシング工具6の中心軸と、被加工部材12の中心軸の交差角度はθ2で一定である。半円弧状に凹んだ加工面4の中心9を、円弧状の駆動軌跡10に沿って移動させることにより、被加工部材12の球面部の軸に近い位置(図4(a)から被加工部材12の中心軸より下側の球面部の先端付近(図4(c))まで、加工ポイント11を移動しながら加工することができる。
4A to 4C, the intersection angle between the center axis of the
図3と図4のバニシング工具6は同一形状であり、交差角度と、移動軌跡の調整により、異なる球径を被削材の加工が可能である。
なお、曲面状の駆動軌跡が小さくなって制御が難しくなるため、被加工部材12の球面部の球径は、半円弧状に凹んだ加工面4の球径に対して約85%以下とするのが好ましい。
The
Since the curved drive locus becomes small and control becomes difficult, the spherical diameter of the spherical surface portion of the
本実施例による半円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用い、被加工部材とバニシング工具を回転させながら中心軸の交差角度と加工面の移動軌跡の制御をすることで、異なる直径の球面部を有す被加工部材を同一のバニシング工具により仕上げ加工を行うことができる。
また、押し込み量は3軸制御機構を有する工作機械により制御するため、高精度な工作機械を用いることで、バニシング加工面もさらに高精度化を図ることが可能である。
したがって、同一の工具により、球形の異なる球面形状のバニシング加工による仕上げが可能であり、球径毎に必要としていた工具の設計・製作期間が不要で、また工具費用の低減が図られ、製品の設計変更した場合であってもフレキシブルに対応が可能となる。
By using a burnishing tool having a semicircular arc-shaped machining surface according to this embodiment and controlling the crossing angle of the central axis and the movement trajectory of the machining surface while rotating the workpiece and the burnishing tool, different diameters are obtained. A workpiece having a spherical surface can be finished with the same burnishing tool.
In addition, since the push-in amount is controlled by a machine tool having a three-axis control mechanism, it is possible to further increase the accuracy of the burnishing surface by using a highly accurate machine tool.
Therefore, the same tool can be used to finish different spherical spheres by burnishing, eliminating the need for tool design and production time for each sphere diameter, and reducing tool costs. Even when the design is changed, it is possible to respond flexibly.
本実施例では、半円よりも狭い範囲の円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用い、球面部を有する被加工部材の仕上げ加工を行う例を説明する。
半円よりも狭い範囲の円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用いたこと以外の基本構成は実施例1と同じであり、同一の機能を有する箇所については、説明を省略する。
In the present embodiment, an example will be described in which a finishing process is performed on a workpiece having a spherical portion by using a burnishing tool having a machining surface recessed in an arc shape in a range narrower than a semicircle.
The basic configuration is the same as that of the first embodiment except that a burnishing tool having a machining surface recessed in an arc shape in a narrower range than the semicircle is used, and the description of the portions having the same functions is omitted.
図5は、半円よりも狭い範囲の円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具による球形状被加工部材の加工状態の推移を示す側面図である。図5(a)は被加工部材の球面部において軸部に近い位置、図5(b)は被加工部材の球面部において先端に近い位置、図5(c)は被加工部材の球面部において中心軸より下側の先端付近を加工している状態を示す。 FIG. 5 is a side view showing a transition of a machining state of a spherical workpiece by a burnishing tool having a machining surface recessed in an arc shape in a range narrower than a semicircle. 5A is a position close to the shaft portion in the spherical portion of the workpiece, FIG. 5B is a position close to the tip in the spherical portion of the workpiece, and FIG. 5C is a spherical portion of the workpiece. A state in which the vicinity of the tip below the center axis is being processed is shown.
図5(a)において、被加工部材12は、軸部13の端部に半径SRwの球面部14を有する。球面部14の軸部13側の端部から中心軸までの角度を球範囲角αとする。図5(b)において、半円よりも狭い範囲の円弧状に凹んだ加工面24の角度を曲面範囲角βとする。
In FIG. 5A, the
半円よりも狭い範囲の円弧状に凹んだ加工面24の半径SRtは、被加工部材12の半径SRwより大きく、かつ、半円弧状に凹んだ加工面24の曲面範囲角βは、被加工部材12の球範囲角αより大きくする。
The radius SRt of the
先に述べた通り、被加工部材12は中心軸を中心に回転しているため、被加工部材12の球範囲角αより大きい角度の範囲で、球面部14の軸部13側の端部から中心軸より下側の先端まで加工することで、球面部14の全域でバニシング加工を行うことができる。
As described above, since the
バニシング工具6の中心軸と被加工部材12の中心軸の交差角度θ3の調整と、円弧状の移動軌跡20の制御により、円弧状に凹んだ加工面24の半径SRtと曲面範囲角βに対して、球面部の半径SRwと球面角度αの両方が小さい球面部を有する被加工部材12のバニシング加工が可能である。
By adjusting the intersection angle θ3 between the center axis of the
なお、未加工部を生じさせないために、バニシング加工は球面角度αより広い角度に対して行う。そのため、半円よりも狭い範囲の半円弧状に凹んだ加工面24の曲面範囲角βは、被加工部材12の球面部14の球面角度αに対して約3度以上は大きくすることが好ましい。
Note that the burnishing is performed for an angle wider than the spherical angle α in order not to generate an unprocessed portion. Therefore, it is preferable that the curved surface range angle β of the
本実施例では、断面が半楕円状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用い、球面部を有する被加工部材の仕上げ加工を行う例を説明する。
断面が半楕円状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用いたこと以外の基本構成は実施例1と同じであり、同一の機能を有する箇所については、説明を省略する。
In the present embodiment, an example will be described in which a burnishing tool having a machining surface with a semi-elliptical cross section is used to finish a workpiece having a spherical surface.
The basic configuration is the same as that of the first embodiment except that the burnishing tool having a machining surface with a semi-elliptical cross section is used, and the description of the portions having the same functions is omitted.
図6は、断面が半楕円状に凹んだ加工面を有するバニシング工具による球形状被加工部材の加工状態の推移を示す側面図である。図6(a)は被加工部材の球面部において軸部に近い位置、図6(b)は被加工部材の球面部において先端に近い位置、図6(c)は被加工部材の球面部において中心軸より下側の先端付近を加工している状態を示す。
図6において、断面が半楕円状に凹んだ加工面34は、その中心9を通るどの断面においても同一の半楕円状である。
断面が半楕円状に凹んだ加工面34の中心9を、楕円弧状の駆動軌跡30に沿って移動させることにより、被加工部材12の球面部の軸に近い位置(図6(a)から被加工部材12の中心軸より下側の球面部の先端付近(図6(c))まで、加工ポイント11を移動しながら加工することができる。
FIG. 6 is a side view showing a transition of a machining state of a spherical workpiece by a burnishing tool having a machining surface having a semi-elliptical cross section. 6A is a position near the shaft portion in the spherical portion of the workpiece, FIG. 6B is a position near the tip in the spherical portion of the workpiece, and FIG. 6C is a spherical portion of the workpiece. A state in which the vicinity of the tip below the center axis is being processed is shown.
In FIG. 6, the processed
By moving the
断面が半楕円状に凹んだ加工面とすることで、短半径と同じ半径を有する半円弧状に凹んだ加工面に比べて長半径側の切削速度が高くできるため、被加工物材との速度差が大きくできる。 By making the machining surface concave in a semi-elliptical cross section, the cutting speed on the long radius side can be increased compared to the machining surface recessed in a semicircular arc shape having the same radius as the short radius. Speed difference can be increased.
次に本実施例のバニシング工具の凹んだ加工面の中心の駆動軌跡の算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the drive locus at the center of the recessed machining surface of the burnishing tool of this embodiment will be described.
図7(a)は断面が半楕円状に凹んだ加工面を有するバニシング工具において加工面を球形状被加工部材の表面に沿って移動させる駆動軌跡を求めるための説明図であり、図7(b)は半円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具において加工面を球形状被加工部材の表面に沿って移動させる駆動軌跡を求めるための説明図である。 FIG. 7A is an explanatory diagram for obtaining a drive locus for moving the machining surface along the surface of the spherical workpiece in a burnishing tool having a machining surface having a semi-elliptical cross section. b) is an explanatory view for obtaining a driving locus for moving the machining surface along the surface of the spherical workpiece in a burnishing tool having a machining surface recessed in a semicircular arc shape.
図7(a)において、被加工部材12の球面部の中心Owを原点、被加工部材12の中心軸をZ軸、Owを通りZ軸に直交する軸をX軸とする。被加工部材12の球面部の半径をr、角度φにおける加工ポイントをP、バニシング工具6の断面が半楕円状に凹んだ加工面34の長半径をa、短半径をb、中心点をOt、X軸に対するバニシング工具の中心軸の角度をλとする。
In FIG. 7A, the center Ow of the spherical portion of the
駆動軌跡は、バニシング工具の中心軸をZ軸と平行として算出し、その後、交差角度θにて座標変換して求める例を示す。 The driving locus is an example in which the center axis of the burnishing tool is calculated in parallel with the Z axis, and then the coordinates are converted at the intersection angle θ.
バニシング工具の中心軸をZ軸と平行とした場合、λは90°(π/2(rad))となる。 When the center axis of the burnishing tool is parallel to the Z axis, λ is 90 ° (π / 2 (rad)).
バニシング工具6の断面が半楕円状に凹んだ加工面34の一点を、被加工部材12の球面部の加工ポイントPと接触させるためのバニシング工具6の加工面34の中心点Otの移動軌跡の座標(Xo,Zo)は下記の式で得られる。
The movement trajectory of the center point Ot of the
数式1、数式2において、被加工部材12の球面部の半径rを押し込み量分小さくすることにより、被加工部材12の球面部に対して押し込み量を加味した移動軌跡を得ることができる。得られた移動軌跡の座標をバニシング工具の中心軸と被加工部材の中心軸の交差角度θに合わせて座標変換することにより、実際の加工時の移動軌跡を求めることができる。
In
なお、半楕円状に凹んだ加工面を有するバニシング工具で楕円状の軌跡で加工する場合、バニシング工具加工面の長半径aと短半径bに対して被加工部材の球面部の半径rがr<b^2/aを満たすものが加工可能である。 When machining with an elliptical trajectory with a burnishing tool having a semi-elliptical machining surface, the radius r of the spherical surface of the workpiece is r with respect to the major radius a and minor radius b of the burnishing tool machining surface. A material satisfying <b ^ 2 / a can be processed.
また、数式1、数式2において、短半径bを長半径aと同じ長さ(b=a)とすることで、図7(b)に示すように、半円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用いた際に加工面を球形状被加工部材の表面に沿って移動させる駆動軌跡を求めることが可能である。
Moreover, in
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included.
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにバニシング工具の中心軸を角度一定で加工する例を示したが、バニシング工具の加工面を被加工部材の球面部に沿って移動させることができれば、バニシング工具の中心軸の角度を加工中に変化させても問題はない。 For example, in the above-described embodiment, the example in which the central axis of the burnishing tool is machined at a constant angle has been shown for easy understanding of the present invention. However, the machining surface of the burnishing tool is moved along the spherical surface portion of the workpiece. If possible, there is no problem even if the angle of the central axis of the burnishing tool is changed during machining.
また、被加工部材の中心軸に対して図2で示したY軸方向(バニシング工具の中心軸と被加工部材の中心軸とで形成される平面に垂直な方向)にシフトした状態とすることで、バニシング工具の加工面の加工ポイントは被加工部材の球面部に押し込まれた状態となるため、この方式で押し込み量を調整してもよい。この場合はバニシング工具の加工面の中点を通らないで加工されるが問題はなく、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 Moreover, it is set as the state shifted to the Y-axis direction (direction perpendicular to the plane formed by the central axis of the burnishing tool and the central axis of the workpiece) shown in FIG. 2 with respect to the central axis of the workpiece. Since the machining point on the machining surface of the burnishing tool is pushed into the spherical surface of the workpiece, the pushing amount may be adjusted by this method. In this case, the machining is performed without passing through the midpoint of the machining surface of the burnishing tool, but there is no problem, and the invention is not necessarily limited to one having all the configurations described.
また、バニシング工具の凹んだ加工面において円弧状の断面には、半円、半円より小さい円弧形状、半楕円形状を含んでいる。 In addition, the arc-shaped cross section of the concave machining surface of the burnishing tool includes a semicircle, an arc shape smaller than the semicircle, and a semielliptical shape.
また、各実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、各実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, a part of the configuration of each embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of each embodiment can be added to the configuration of each embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
本発明によれば、円弧状に凹んだ加工面を有するバニシング工具を用いて、ワークと工具の交差角度および工具の移動軌跡を制御することで、同一のバニシング工具を用いて、異なる球径の球面部の仕上げ加工ができる。本発明は、球面部を備える部材、例えば、自動車等のサスペンションに用いられるボールジョイントや、建設機械等の油圧ポンプ/モータに用いられるピストンロッドなど、の仕上げ加工に用いることができる。 According to the present invention, by using a burnishing tool having a machining surface that is recessed in an arc shape, by controlling the crossing angle of the workpiece and the tool and the movement trajectory of the tool, the same burnishing tool can be used. The spherical surface can be finished. The present invention can be used for finishing a member having a spherical portion, for example, a ball joint used for a suspension of an automobile or the like, a piston rod used for a hydraulic pump / motor of a construction machine or the like.
1 シャンク部
2 フレーム
3 加工部材
4 半円弧状に凹んだ加工面
5 固定部材
6 バニシング工具
7 工作機械の駆動軸
8 工具ホルダ
9 半円弧状に凹んだ加工面の中心
10 駆動軌跡
11 加工ポイント
12 被加工部材
13 被加工部材の軸部
14 被加工部材の球面部
20 駆動軌跡
24 半円よりも狭い範囲の円弧状に凹んだ加工面
30 駆動軌跡
34 半楕円状に凹んだ加工面
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記加工部が円弧状に凹んだ加工面を有することを特徴とするバニシング工具。 Surface finishing of a spherical workpiece including a rod-shaped shank portion, a frame connected to a tip of the shank portion with a center axis aligned, and a processing portion held in accordance with the center axis of the frame. Burnishing tool,
The burnishing tool, wherein the machining portion has a machining surface recessed in an arc shape.
前記円弧状に凹んだ加工面の断面が、半円形状または半円より狭い円弧形状または半楕円形状であることを特徴とするバニシング工具。 The burnishing tool according to claim 1,
A burnishing tool having a semicircular shape or a circular arc shape or a semi-elliptical shape that is narrower than the semicircular shape in a cross section of the processing surface that is recessed in the arc shape.
球面部を有する被加工部材を保持し、その中心軸を中心に回転させる機構と、
前記バニシング工具の中心軸と前記被加工部材の中心軸の交差する角度を調節し、かつ調節した角度を維持する機構と、
前記バニシング工具と前記被加工部材とを、相対的に3次元的に移動させる機構と
を有する球面状の被加工部材の面仕上げを行うバニシング加工装置。 A mechanism for holding a burnishing tool having a machining surface recessed in an arc shape and rotating it around its central axis;
A mechanism for holding a workpiece having a spherical surface and rotating it around its central axis;
A mechanism for adjusting an angle at which the central axis of the burnishing tool and the central axis of the workpiece intersect, and maintaining the adjusted angle;
A burnishing apparatus for performing surface finishing of a spherical workpiece having a mechanism for relatively moving the burnishing tool and the workpiece in a three-dimensional manner.
前記円弧状に凹んだ加工面の断面が、半円形状または半円より狭い円弧形状または半楕円形状であることを特徴とするバニシング加工装置。 The burnishing apparatus according to claim 3,
A burnishing apparatus characterized in that a cross section of the arcuately machined surface has a semicircular shape or an arc shape or a semi-elliptical shape narrower than the semicircle.
前記円弧状に凹んだ加工面の半径に比べて、前記被加工部材の球面部の半径が小さいことを特徴とするバニシング加工装置。 The burnishing apparatus according to claim 3,
The burnishing apparatus according to claim 1, wherein a radius of the spherical surface portion of the workpiece is smaller than a radius of the machining surface recessed in the arc shape.
前記円弧状に凹んだ加工面の曲面範囲角に比べて、前記被加工部材の球面部の球範囲角が狭いことを特徴とするバニシング加工装置。 The burnishing apparatus according to claim 3,
The burnishing apparatus according to claim 1, wherein a spherical range angle of the spherical portion of the workpiece is narrower than a curved surface range angle of the arcuately processed surface.
前記円弧状に凹んだ加工面の中心を、円弧状の軌跡で移動させることで、前記被加工部材の球面部の表面に沿って、前記円弧状に凹んだ加工面を押し付けて、前記被加工部材の球面部の表面を転圧加工することを特徴とするバニシング加工方法。 A mechanism for holding a burnishing tool having a machining surface recessed in an arc shape and rotating it about its central axis, a mechanism for holding a workpiece to be processed having a spherical surface and rotating it about its central axis, and the burnishing A mechanism that adjusts an angle at which the central axis of the tool and the central axis of the workpiece member intersect and maintains the adjusted angle, and the burnishing tool and the workpiece member are moved relatively three-dimensionally. A burnishing method for performing a surface finish of a spherical surface portion of a workpiece using a burnishing device having a mechanism,
By moving the center of the arcuate machining surface along an arcuate path, the arcuate machining surface is pressed along the surface of the spherical surface of the workpiece, and the workpiece A burnishing method, comprising: rolling a surface of a spherical portion of a member.
前記円弧状に凹んだ加工面の断面が、半円形状または半円より狭い円弧形状または半楕円形状であることを特徴とするバニシング加工方法。 The burnishing method according to claim 7,
A burnishing method characterized in that a cross section of the arc-shaped machining surface has a semicircular shape or an arc shape or a semi-elliptical shape narrower than the semicircle.
前記円弧状に凹んだ加工面の半径に比べて、前記被加工部材の球面部の半径が小さいことを特徴とするバニシング加工方法。 The burnishing method according to claim 7,
The burnishing method according to claim 1, wherein a radius of the spherical surface portion of the workpiece is smaller than a radius of the machining surface recessed in the arc shape.
前記円弧状に凹んだ加工面の曲面範囲角に比べて、前記被加工部材の球面部の球範囲角が狭いことを特徴とするバニシング加工方法。 The burnishing method according to claim 7,
The burnishing method according to claim 1, wherein a spherical range angle of the spherical portion of the workpiece is narrower than a curved surface range angle of the machining surface recessed in the arc shape.
前記円弧状の軌跡が、円弧状または楕円状であることを特徴とするバニシング加工方法。 The burnishing method according to claim 7,
The burnishing method, wherein the arcuate locus is arcuate or elliptical.
前記バニシング工具の回転数に比べて、前記被加工部材の回転数が小さいことを特徴とするバニシング加工方法。 The burnishing method according to claim 7,
The burnishing method, wherein the number of rotations of the workpiece is smaller than the number of rotations of the burnishing tool.
前記バニシング工具の中心軸を、前記被加工部材の中心軸に対して、前記バニシング工具の中心軸と前記被加工部材の中心軸とで形成される平面に垂直な方向にシフトさせてバニシング加工を行うことを特徴とするバニシング加工方法。 The burnishing method according to claim 7,
Burnishing is performed by shifting the center axis of the burnishing tool in a direction perpendicular to the plane formed by the center axis of the burnishing tool and the center axis of the workpiece with respect to the center axis of the workpiece. Burnishing processing method characterized by performing.
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JP2014116745A JP2015229221A (en) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Burnishing tool, burnishing device, and burnishing method |
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CN115319625A (en) * | 2022-08-11 | 2022-11-11 | 浙江百康光学股份有限公司 | Workpiece polishing process |
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- 2014-06-05 JP JP2014116745A patent/JP2015229221A/en active Pending
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