JP2016007667A - ローラバニシング工具 - Google Patents
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Abstract
Description
また、可撓性のローラは消耗品であり交換が必要になるが、ハウジングの構造が複雑なのでメンテナンスがしにくいという問題があった。
また、摺動性に優れたプラトー面を容易に形成できる。バニシング加工は、表面の凹凸の凸部をローラで押し潰すことによって鏡面仕上げをすることができるが、摺動性に優れた表面を形成するときは、表面に理想的な凹部と凸部を形成する必要がある。バニシ量が数μm変化すると、凹部と凸部の大きさは大きく変化する。そのため、一般的には、数μm以上の寸法公差で量産加工している機械部品に対して、ローラバニシング加工前の内径大きさがミクロン代で変化するため、一定のバニシ量で加工ができず、一定の大きさの凹部と凸部を成形することは困難であった。しかし、本発明によれば、穴径にばらつきがあってもツール径追従機構によりバニシ量を一定に保つことができるため、一定の凹部と凸部、つまり良好なプラトー面を安定して形成することができる。
これにより、本発明に係るローラバニシング工具を用いて摺動性を必要とする機械部品にプラトー面を加工することができ、機械部品の摺動性能を向上させることができる。
また、ハウジング内に可撓性ローラを収容する必要がないため、ハウジングの構成を簡素化して部品点数および消耗品を削減するとともに、分解組立て性を向上させることができる。
ローラバニシング工具1は、図1に示すように、加工機(不図示)に装着して回転駆動させるシャンク2と、このシャンク2に連結されたハウジング3と、シャンク2とハウジング3とを連結するアジャストリング4と、ローラ支持部材であるフレーム5と、このローラ支持部材5に装着されたテーパ形状のローラ51と、このローラ51のテーパ形状に適合したテーパ形状部61bを有するマンドレル6と、シャンク2とマンドレル6とを連結して加工押圧力を自動調整するツール径追従機構8と、を備えている。
このため、アジャストリング4は、スライドキー42を軸方向溝25に係合させてスライドさせながら、ハウジング本体31を少し回転させて鉤部41をハウジング本体31の凹部31aとハウジング3(ハウジング本体31とハウジングナット32)とを一体として回転可能に連結することができる。
ローラ51は、先端部が拡径され、後端部が縮径されたテーパ形状をなし、マンドレル6の外周面に支持された状態でワーク(不図示)の内周面に押圧されて転動(自転)しながらマンドレル6(第1マンドレル61の先端部)の外周面上を円周方向に移動(公転)してワーク(不図示)の内周面をバニシング加工する。なお、複数のローラ51が内接する仮想円の直径をツール径δという。なお、ツール径δは、一般的にワークの内径よりも10〜40μm程度大きくなるように設定する。バニシ量を大きくしたいときはツール径δを大きく設定する。
ツール径調整機構は、マンドレル6に対して軸方向にフレーム5を移動させてツール径δを調整する機構である。ツール径δの調整は、アジャストリング4の止めねじ43を緩めて、アジャストリング4を後方にスライドさせて鉤部41と凹部31aの係合を解除すると、シャンク2に対してハウジング3を回転させて軸方向に移動させることができる。
ツール径追従機構8は、ワーク(不図示)の内径寸法にばらつきがあるような場合や微小なテーパを有するような場合であっても、マンドレル6の回転負荷トルクと軸方向力とをバランスさせて加工押圧力を適切に自動調整して、なめらかな超精密仕上げ面を形成するための機構である。
軸受81cは、外輪がリード溝24に案内されるように装着され(図3(a)参照)、六角穴付きボルト81bと第2マンドレル62の外周面との間に介装されている。
図3は、ツール径追従機構8の動作を説明するための平面図であり、(a)は加工前の状態、(b)は加工中においてマンドレル6に過大な負荷トルクT1が作用して(a)の状態よりもマンドレル6が軸方向にS1だけ後退した状態、(c)は加工中において(b)よりもさらに過大な負荷トルクT2が作用してマンドレル6が軸方向にS2だけ後退した状態である。
図3(c)に示すように、さらに過大な負荷トルクT2が作用してマンドレル6が軸方向にS2だけ後退した状態でも同様である。
本発明の実施形態に係るローラバニシング工具1の分解組立ての仕方について主として図1を参照しながら説明する。
ハウジングナット32を緩めて、スプリング34と一緒にハウジング本体31から外すと、フレーム5をローラ51と一緒に外すことができる。このとき、軸受33も外す。
そうすると、シャンク2から第2マンドレル62を引き抜くことができるため、スプリング82とベアリング83を一緒に取り出す。
例えば、本実施形態においては、マンドレル6の先端部にローラ51を配設して1段式ローラタイプを構成したが、これに限定されるものではなく、ローラ51の後方にさらにローラ51とはツール径の異なるローラ(不図示)を設けて2段式ローラタイプを構成することもできる。
2 シャンク
3 ハウジング
4 アジャストリング
5 ローラ支持部材(フレーム)
6 マンドレル
8 ツール径追従機構
24 リード溝
25 軸方向溝
31 ハウジング本体
32 ハウジングナット
33 軸受
34 スプリング
51 ローラ
61 第1マンドレル(マンドレル)
61a 外周ねじ部
61b テーパ形状部
62 第2マンドレル(マンドレル)
62a 内周ねじ部
62b ピン部材挿通孔
81 ピン部材
82 スプリング(付勢手段)
83 ベアリング
F1 軸方向分力
F2 軸方向分力
T1 負荷トルク
T2 負荷トルク
Claims (2)
- 加工機に装着するシャンクと、このシャンクに連結されたハウジングと、このハウジングに対して回転自在に支持された円筒状のローラ支持部材と、このローラ支持部材に装着されたテーパ形状のローラと、このローラのテーパ形状に適合したテーパ形状部を有するマンドレルと、を有するローラバニシング工具であって、
前記シャンクと前記マンドレルとを連結するツール径追従機構を備え、
前記ツール径追従機構は、
前記シャンクの先端部に形成された円筒形状部と、
この円筒形状部に螺旋状に設けられたリード溝と、
このリード溝に沿って螺旋状に移動自在に配設されたピン部材と、
前記マンドレルに形成され前記ピン部材が挿通されたピン部材挿通孔と、
前記シャンクに装着され前記マンドレルを前方に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とするローラバニシング工具。 - 前記付勢手段は、付勢力を調整する付勢力調整手段を備えたこと、
を特徴とする請求項1に記載のローラバニシング工具。
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