JP2017077601A - Burnishing method, and roller and roller burnishing tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バニシング加工方法並びにローラ(「ロール」ともいう)及びローラバニシング工具に関する。 The present invention relates to a burnishing method, a roller (also referred to as “roll”), and a roller burnishing tool.
現在、切削加工に使用される切削チップにおける先端の曲率半径の最小値は、一般的に0.2mmとされている。したがって、この切削チップを使って切削して、突き当たり部(段部)を有するワークを製作すると、突き当たり部には、半径0.2mmとなる角部ができる。 Currently, the minimum value of the radius of curvature of the tip of a cutting tip used for cutting is generally 0.2 mm. Therefore, when a workpiece having an abutting portion (step portion) is manufactured by cutting using this cutting tip, a corner portion having a radius of 0.2 mm is formed in the abutting portion.
図10は、従来のローラバニシング工具を示す拡大縦断面図である。図11は、曲率半径が0.5mmの先端加工部を有する従来のローラバニシング工具でワークの突き当たり部を加工したときの状態を示す説明図である。図12は、曲率半径が1.5mmの先端加工部を有する従来のローラバニシング工具でワークの突き当たり部を加工したときの状態を示す説明図である。 FIG. 10 is an enlarged longitudinal sectional view showing a conventional roller burnishing tool. FIG. 11 is an explanatory view showing a state when the abutting portion of the workpiece is machined with a conventional roller burnishing tool having a tip machining portion with a radius of curvature of 0.5 mm. FIG. 12 is an explanatory view showing a state when the abutting portion of the workpiece is machined by a conventional roller burnishing tool having a tip machining portion having a curvature radius of 1.5 mm.
前記切削チップで切削されたワークW100は、図10〜図12に示すように、切削加工面W110の面粗度を向上させて、鏡のように滑らかな面に鏡面仕上げ加工する場合、ローラバニシング工具100によってバニシング加工が行われる(例えば、特許文献1,2参照)。
As shown in FIGS. 10 to 12, the workpiece W100 cut with the cutting tip is improved in surface roughness of the cutting surface W110, and when it is mirror-finished into a smooth surface like a mirror, roller burnishing Burnishing is performed by the tool 100 (see, for example,
従来、ローラバニシング工具100は、図11及び図12に示すように、ワークWの被加工面W120をバニシング加工する場合、例えば、旋盤等の加工機に取り付けて、ローラ200,300を回転するワークW100に押し付けることによって、バニシング加工が行なわれている。突き当たり部W130(段部)を有するワークW100をバニシング加工するのに使用されるローラ200,300は、多くの場合、円盤形状や、そろばん玉形状をしている。このタイプのローラバニシング工具100のローラ200,300は、ワークW100と接触する先端部に、アール形状の先端加工部210,310が形成されている。
Conventionally, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, the
しかし、突き当たり部W130を有するワークW100をローラバニシング工具100のローラ200,300でバニシング加工した場合には、図11及び図12に示すように、角部W140の近傍にバニシング加工をすることができない未加工部W150,W160が生じるという問題点があった。これは、ローラ200,300の先端加工部210,310が角部W140の近傍に接触することができないため、未加工部W150,W160が形成される。
However, when the workpiece W100 having the abutting portion W130 is burnished by the
図11に示す先端加工部210の曲率半径R100は、図12に示す先端加工部310の曲率半径R200のように大きくすると、未加工部W160も、未加工部W150よりも大きくなるという問題点があった。
The radius of curvature R 100 of the distal working
図11に示すローラ200の曲率半径R100を、図12に示すローラ300の曲率半径R200よりも小さいアール形状をしたローラ200(図11参照)にすると、未加工部W150を未加工部W160よりも小さくすることができる。
The radius of curvature R 100 of the
しかし、突き当たり部W130のような段部を有するワークW100に使用されるローラバニシング工具100は、図11に示すような、曲率半径R100が小さいローラの場合、良好な加工面を得るにはローラバニシング工具100の送り速度を遅くする必要があるため、加工効率が下がるという問題点があった。
However, the
図13は、従来のローラの先端加工部の曲率半径と送り速度(0.05mm/rev)との関係を示す図であり、(a)は曲率半径が0.5mmの先端加工部でワークを加工したときの状態を示す説明図、(b)は曲率半径が0.2mmの先端加工部でワークを加工したときの状態を示す説明図である。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the radius of curvature of the tip processed portion of a conventional roller and the feed speed (0.05 mm / rev). FIG. 13A is a diagram showing the relationship between the tip processed portion having a radius of curvature of 0.5 mm. Explanatory drawing which shows the state when it processes, (b) is explanatory drawing which shows a state when a workpiece | work is processed by the front-end | tip processed part whose curvature radius is 0.2 mm.
図13(a)に示すローラ200の先端加工部210の曲率半径R100を、図13(b)に示すように、さらに小さい曲率半径R300にして送り速度(例えば、送り速度:0.05mm/rev)を遅くしても、ローラ400がワークW100と接触しない部分W170が形成されて、加工面に加工痕(ツール痕)が残ってしまうという問題点があった。
As shown in FIG. 13B, the radius of curvature R 100 of the
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、突き当たり部(段部)を有するワークであっても、未加工部や加工痕が形成されるのを抑制することが可能なバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a background, and even for a workpiece having an abutting portion (stepped portion), burnishing capable of suppressing the formation of an unprocessed portion and a processing mark. It is an object to provide a processing method, a roller, and a roller burnishing tool.
前記課題を解決するため、本発明に係るバニシング加工方法は、被加工面にローラを押圧して加工するバニシング加工方法であって、前記ローラは、前記被加工面を加工し曲率半径が0.1mm以上0.7mm以下の円弧形状をなした先端加工部と、この先端加工部に繋がり前記被加工面に摺接される摺接部と、を有し、前記被加工面に対して前記摺接部がなすバックテーパ角度が0.5°以上3°以下となるように前記ローラを配置して加工することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a burnishing method according to the present invention is a burnishing method in which a roller is pressed against a surface to be processed, and the roller processes the surface to be processed and has a curvature radius of 0. A tip processing portion having an arc shape of 1 mm or more and 0.7 mm or less, and a sliding contact portion connected to the tip processing portion and slidably contacted with the processing surface. The roller is arranged and processed so that the back taper angle formed by the contact portion is 0.5 ° or more and 3 ° or less.
かかる構成によれば、バックテーパ角度が0.5°以上3°以下となるようにローラを配置してバニシング加工することで、摺接部の先端側が所定の摺接範囲(0.5mm以上2.5mm以下)で被加工面に接触する。また、ローラは、被加工面を加工し曲率半径が0.1mm以上0.7mm以下の円弧形状をなした先端加工部を有していることで、ワークの突き当たり部(段部)の角部近傍における未加工部の形成を解消できるとともに、従来よりも良好な表面粗さを得られるバニシング加工方法を提供することができる。 According to such a configuration, the tip side of the slidable contact portion has a predetermined slidable contact range (0.5 mm or more and 2 mm or more) by arranging the roller so that the back taper angle is 0.5 ° or more and 3 ° or less and performing burnishing. .5 mm or less) to contact the surface to be processed. In addition, the roller has a tip processed portion that has a circular arc shape with a radius of curvature of 0.1 mm or more and 0.7 mm or less by processing the surface to be processed, so that the corner portion of the abutting portion (step portion) of the workpiece It is possible to provide a burnishing method capable of eliminating the formation of the unprocessed portion in the vicinity and obtaining a surface roughness better than the conventional one.
また、前記ローラの送り速度を0.05mm/rev以上0.20mm/rev以下とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the feeding speed of the roller is 0.05 mm / rev or more and 0.20 mm / rev or less.
かかる構成によれば、バニシング加工方法は、ワークに対して先端加工部とテーパ部が接触するようになって摺接範囲が広くなったことで、所定の摺動範囲に合わせて送り速度を0.05mm/rev以上0.20mm/rev以下に設定しても、ワークの被加工面を滑らかな仕上げ面に加工することが可能になった。 According to such a configuration, the burnishing method is such that the tip processed portion and the tapered portion come into contact with the workpiece and the slidable contact range is widened, so that the feed speed is set to 0 according to the predetermined slidable range. Even when set to 0.05 mm / rev or more and 0.20 mm / rev or less, it is possible to machine the work surface of the workpiece into a smooth finished surface.
また、前記摺接部の先端側が前記被加工面に摺接する摺接範囲が、0.5mm以上2.5mm以下となるように前記ローラを配置して加工することが好ましい。 Further, it is preferable that the rollers are arranged and processed so that a sliding contact range in which a tip side of the sliding contact portion is in sliding contact with the surface to be processed is 0.5 mm or more and 2.5 mm or less.
かかる構成によれば、バックテーパ角度が0.5°以上3°以下となるので、好適な摺接範囲を設定することができる。
また、摺接範囲を大きくすることにより、従来よりもアルミ等の軟らかいワークに対する加圧力の制御がしやすい。
According to such a configuration, the back taper angle is not less than 0.5 ° and not more than 3 °, so that a suitable sliding contact range can be set.
In addition, by increasing the sliding contact range, it is easier to control the pressure applied to a soft workpiece such as aluminum than in the past.
また、ワークは、前記被加工面と、この被加工面に繋がり当該被加工面に直交する端面と、この端面と前記被加工面とが繋がる角部と、を有し、前記先端加工部によって前記被加工面と前記角部を連続して加工することが好ましい。 Further, the workpiece has the work surface, an end surface connected to the work surface and orthogonal to the work surface, and a corner portion connecting the end surface and the work surface, It is preferable to continuously process the surface to be processed and the corner portion.
かかる構成によれば、先端加工部によってワークの被加工面から角部を連続して加工することにより、被加工面と角部を介して突き当たり部に亘って未加工部が無い状態に連続加工することができる。 According to such a configuration, by continuously machining the corner from the work surface of the workpiece by the tip machining portion, continuous machining is performed in a state where there is no unmachined portion across the abutting portion through the work surface and the corner. can do.
また、本発明に係るローラは、被加工面を押圧して加工するローラであって、前記被加工面を加工し曲率半径が0.1mm以上0.7mm以下である円弧形状をなした先端加工部と、この先端加工部を両側から挟むように断面が山形形状をなしたテーパ部と、を有し、前記テーパ部は、前記先端加工部において、前記先端加工部を両側から挟む挟み角度が84°以上89°以下であることを特徴とする。 Further, the roller according to the present invention is a roller that presses and processes the surface to be processed, and has a circular arc shape with a radius of curvature of 0.1 mm to 0.7 mm by processing the surface to be processed. And a tapered portion having a cross-sectional shape so as to sandwich the tip processed portion from both sides, and the tapered portion has a sandwiching angle at which the tip processed portion is sandwiched from both sides in the tip processed portion. It is 84 degrees or more and 89 degrees or less.
かかる構成によれば、ローラは、先端加工部の曲率半径が0.1mm以上0.7mm以下の円弧形状に形成されていることで、ワークの突き当たり部の角部近傍に未加工部が形成されるのを解消して、突き当たり部を有するワークを加工するのに適したバニシング加工を行うことができる。また、ローラは、被加工面がワークの外面、内面、端面、テーパ面、アール面であってもバニシング加工することができる。また、ローラのテーパ部は、先端加工部を両側から挟む挟み角度が84°以上89°以下であることにより、従来よりも曲率半径が小さいローラであっても、摺接範囲を広くすることが可能であるので、被加工面に加工痕が残らない良好な仕上げ面に加工することができる。 According to this configuration, the roller is formed in an arc shape having a radius of curvature of the tip processed portion of 0.1 mm or more and 0.7 mm or less, so that an unmachined portion is formed in the vicinity of the corner of the abutting portion of the workpiece. This makes it possible to perform burnishing suitable for machining a workpiece having an abutting portion. Further, the roller can be burnished even if the work surface is the outer surface, inner surface, end surface, tapered surface, or rounded surface of the workpiece. In addition, the taper portion of the roller has a pinching angle of 84 ° or more and 89 ° or less sandwiching the tip processed portion from both sides, so that the sliding contact range can be widened even with a roller having a smaller radius of curvature than the conventional one. Since it is possible, it can be processed into a good finished surface that does not leave a processing mark on the processing surface.
また、前記テーパ部は、前記先端加工部の円弧形状の一端に繋がり前記被加工面に摺接される摺接部と、この摺接部に繋がり当該摺接部よりも内側に向かうように勾配を有する摺接勾配部と、前記先端加工部の円弧形状の他端に繋がる非摺接部と、この非摺接部に繋がり当該非摺接部よりも内側に向かうように勾配を有する非摺接勾配部と、を備えていることが好ましい。 In addition, the tapered portion is connected to one end of the arc shape of the tip processing portion and is slidably contacted with the surface to be processed, and the tapered portion is connected to the sliding contact portion and is inclined inward from the sliding contact portion. And a non-sliding contact portion connected to the other end of the arc shape of the tip processed portion, and a non-sliding portion connected to the non-sliding contact portion and having a gradient so as to be inward of the non-sliding contact portion. And a tangent gradient portion.
かかる構成によれば、ローラのテーパ部は、前記した摺接部と、摺接勾配部と、非摺接部と、非摺接勾配部と、を備えていることで、ワークとの干渉を抑制して多様なワークに対応可能にすることができる。 According to this configuration, the tapered portion of the roller includes the above-described sliding contact portion, the sliding contact gradient portion, the non-sliding contact portion, and the non-sliding contact gradient portion, thereby preventing interference with the workpiece. It is possible to control and handle various workpieces.
また、本発明に係るローラバニシング工具は、請求項5または請求項6に記載の前記ローラで前記被加工面を押圧して加工するローラバニシング工具であって、前記ローラを回転自在に支持するホルダと、このホルダを支持して加工機に装着するシャンクと、を備えていることが好ましい。
Moreover, the roller burnishing tool which concerns on this invention is a roller burnishing tool which presses and processes the said to-be-processed surface with the said roller of
かかる構成によるローラバニシング工具は、ホルダでローラを回転自在に支持し、シャンクを加工機に装着してワークをバニシング加工することができる。 The roller burnishing tool having such a configuration can burn a workpiece by supporting a roller rotatably with a holder and mounting a shank on a processing machine.
また、ローラバニシング工具は、前記シャンクと前記ホルダとの間には、前記ホルダを先端方向に付勢して加工圧を発生させる付勢手段が設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the roller burnishing tool is provided with a biasing means between the shank and the holder for biasing the holder in the distal direction to generate a processing pressure.
かかる構成によれば、シャンクとホルダとの間に、ホルダを先端方向に付勢する付勢手段が設けられているので、適宜な加工圧を発生させることができる。 According to such a configuration, an urging means for urging the holder in the distal direction is provided between the shank and the holder, so that an appropriate processing pressure can be generated.
本発明によれば、突き当たり部(段部)を有するワークであっても、未加工部や加工痕が形成されるのを抑制することが可能なバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具を提供することができる。 According to the present invention, there are provided a burnishing method, a roller, and a roller burnishing tool capable of suppressing the formation of an unprocessed portion and a processing mark even with a workpiece having a contact portion (stepped portion). be able to.
以下、図1〜図10を主に各図を参照しながら参照しながら本発明の実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具の一例を説明する。 Hereinafter, an example of a burnishing method, a roller, and a roller burnishing tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 mainly with reference to the drawings.
本発明に係るバニシング加工方法及びローラバニシング工具は、図1に示すように、少なくとも1つのローラ6を有するものであればよく、以下、その一例としてローラバニシング工具1の先端部に1つのローラ6を備えている場合を説明する。また、本発明に係るバニシング加工方法並びにローラバニシング工具1及びローラ6は、図2に示すワークWの被加工面Waが、外面、内面、端面、テーパ面、アール面であってもバニシング加工することができるが、以下、図5に示す突き当り部Wb(段部)を有するワークWを加工する場合を例に挙げて説明する。ローラバニシング工具1を説明する前に、ワークWについて説明する。
The burnishing method and the roller burnishing tool according to the present invention may have at least one
<ワーク>
ワークWは、ローラバニシング工具1によって加工される金属製の略円柱形状の部材である。図5に示すように、ワークWは、例えば、角部Wd(突き当り部Wb)を有する段付き丸棒から成る。ワークWは、被加工面Waと、被加工面Waに繋がり被加工面Waに直交する端面Wcと、端面Wcと被加工面Waとが繋がる角部Wdと、を有している。ワークWは、先端加工部6aによって被加工面Waから角部Wd、端面Wcから角部Wdのいずれも加工可能である。
<Work>
The workpiece W is a substantially cylindrical member made of metal that is processed by the
<ローラバニシング工具>
図2に示すローラバニシング工具1は、回転するワークWの被加工面Waにローラ6を押し付けて、ローラ6で被加工面Waを押し潰し、滑らかに鏡面仕上げするバニシング加工(塑性変形加工)工具で、旋盤等の加工機(図示省略)にシャンク2を装着して使用される。ローラバニシング工具1は、ローラ6と、ローラ6を回転自在に支持するホルダ3と、ローラバニシング工具1を加工機(図示省略)に装着するシャンク2と、シャンク2とホルダ3との間に介在された付勢手段SP及びワッシャZと、ローラ6の前後両面に配置されたスラストリング4と、ローラ6の軸孔6gに内嵌された複数の針状のコロ5と、複数の針状のコロ5内に設けられたローラピン7と、ホルダ3をシャンク2に移動可能に支持させるためのシャフト8と、を備えている。
<Roller burnishing tool>
A
<シャンク>
シャンク2は、ホルダ3を支持して加工機(図示省略)に装着するための部材である。シャンク2は、角柱形状の柄本体部2aと、柄本体部2aの前端側に一体形成されたホルダ収容部2bと、を有して構成されている。
<Shank>
The
柄本体部2aは、加工機(図示省略)の刃物台に取り付けられる部位である。柄本体部2aの形状は、取り付けられる刃物台等に合わせた形状にすればよく、その形状は特に限定されない。
The
図2に示すように、ホルダ収容部2bは、ホルダ3を装着するための部位である。ホルダ収容部2bには、ホルダ3が予め設定された所定距離だけ進退自在に挿入されるホルダ挿設部2cと、付勢手段SP及びワッシャZが収容される付勢手段収容部2dと、シャフト8の両端部がそれぞれ軸入される軸支孔2e(図1参照)と、ネジ部材N1,N2,N3が螺着されるネジ孔2f,2gと、が形成されている。ホルダ収容部2bは、ホルダ3が進退自在に挿設されていればよく、外観形状は特に限定されない。
As shown in FIG. 2, the
ホルダ挿設部2c、付勢手段収容部2d及びネジ孔2gは、ホルダ収容部2bの先端側下端部から後側方向に向けて例えば斜め45°の角度に連続形成されている。ホルダ挿設部2cは、ホルダ3が没入される角筒形状に形成された空洞から成る。ホルダ挿設部2cには、ホルダ収容部2bの左右側面に形成された軸支孔2e(図1参照)と、ホルダ収容部2bの前側上面に形成されたネジ孔2fと、がそれぞれ直交して形成されている。
The
図2に示すように、付勢手段収容部2dは、ホルダ挿設部2cよりも小径の円筒形状の空洞から成る。付勢手段収容部2dは、ホルダ挿設部2cとネジ孔2gとにそれぞれ連通している。
軸支孔2e(図1参照)は、ホルダ収容部2bの左側側面からホルダ挿設部2cの中央部を貫通してホルダ収容部2bの右側側面まで形成されている。
ネジ孔2fは、例えば、二つのネジ部材N1,N2が直線状に連続して配置されるうちのネジ部材N1が螺合された状態に配置される雌ネジ部である。
ネジ孔2gは、ホルダ収容部2bの後側上端部から前側下端部に向けて斜め下方向に形成されている。
As shown in FIG. 2, the urging means
The
The
The
<ホルダ>
ホルダ3は、ローラ6を回転自在に収容するための支持部材であり、略角柱形状に形成されてホルダ収容部2b内に斜め上下方向に進退可能な状態に配置されている。ホルダ3は、下側前端部にローラ6及び一対のスラストリング4が配置されるローラ収容部3aと、ローラピン7が挿入されるピン挿入孔3bと、シャフト8が挿入される長孔3cと、ネジ部材N1が螺合されるネジ孔3dと、ホルダ3の上端面中央に突設されてバネガイド3eと、が形成されている。
<Holder>
The
ローラ収容部3aは、前側下端部から後側上端部に向けて例えば45°の角度で切欠形成された空間である。
ピン挿入孔3bは、ホルダ3において、ローラ収容部3aの中央部に直交するように穿設された貫通孔から成る。
長孔3cは、縦断面視して円形のシャフト8に対して例えば斜め45°の下方向に、シャフト8の外径よりも所定寸法だけ長く形成されて、その所定寸法だけホルダ3及びローラ6を移動可能にしている。
ネジ孔3dは、螺合されたネジ部材N1の先端がシャフト8の外周面に当接するように穿設されている。ネジ孔3dは、バニシング加工を行っていないときに、ネジ孔2fの同じ中心線上に配置されるように形成されている。
バネガイド3eは、ホルダ3の上側後端面の中央部から突出した略円柱形状の突起であり、付勢手段SPの環状の下端部が遊嵌されて支持されている。
The roller
The
The
The
The
<付勢手段>
図2に示すように、付勢手段SPは、ホルダ3を介在してローラ6をワークWの被加工面Waの方向(先端方向)に押し戻して加工圧を発生させるための弾性部材である。付勢手段SPは、例えば、圧縮コイルバネから成り、下端部がバネガイド3eに支持され、上端部がワッシャZに当接されて支持されている。付勢手段SPは、加工押圧力を調整して、ワークWの被加工面Waの表面粗さ等の前加工のばらつきを吸収して、良好な仕上げ面にすることができる機能を果す。付勢手段SPは、例えば、撓み1.4mmで、荷重が230Nである。
<Energizing means>
As shown in FIG. 2, the urging means SP is an elastic member for generating a processing pressure by pushing the
ワッシャZは、下面が付勢手段SPを受け止めるバネ受けの機能を果し、上面がネジ部材N3の先端に当接した状態に配置されて、ネジ部材N3を回動させることで進退して付勢手段SPのバネ力(加工圧)を調整する機能を果す部材である。ワッシャZは、例えば、円板状の部材から成り、付勢手段収容部2d内の上端部に収容されている。ワッシャZは、常に、下面が付勢手段SPで押圧され、上面がネジ部材N3によって押圧された状態に配置されている。
The washer Z functions as a spring receiver whose lower surface receives the biasing means SP, and is disposed in a state where the upper surface is in contact with the tip of the screw member N3. The washer Z is advanced and retracted by rotating the screw member N3. It is a member that performs the function of adjusting the spring force (working pressure) of the biasing means SP. The washer Z is made of, for example, a disk-shaped member and is accommodated in the upper end portion in the urging means
前記ネジ部材N1,N2,N3は、例えば、六角穴付止ネジから成る。
ネジ部材N1は、先端がシャフト8の外周面に当接した状態にネジ孔3dに螺合されて、シャフト8をホルダ3に保持させるための固定部材である。
ネジ部材N2は、先端がネジ部材N1に当接してネジ孔3d内に配置されて、ホルダ3をホルダ収容部2bに固定させるための固定部材である。
ネジ部材N3は、先端がワッシャZを押圧する状態にネジ孔2g内に螺合されて、このネジ部材N3を回転させて進退させることによって付勢手段SPを圧縮、伸長させて、ローラ6に加工圧を調整する加工圧調整部材である。
The screw members N1, N2, and N3 are, for example, hexagon socket set screws.
The screw member N1 is a fixing member that is screwed into the
The screw member N2 is a fixing member that is disposed in the
The screw member N3 is screwed into the
シャフト8は、中央部がホルダ3の長孔3cに挿入され、両端部がホルダ収容部2bの左右の軸支孔2eに挿入されて、ホルダ3を支持する軸棒である。
The
<ローラ>
図2に示すように、ローラ6は、ワークWの被加工面Waを押圧してバニシング加工するための転圧加工部材であり、略そろばん玉形状をしている。ローラ6は、被加工面Waを加工する先端加工部6aと、先端加工部6aを両側から挟むように断面が山形形状をなしたテーパ部6bと、コロ5及びローラピン7が挿入される軸孔6gと、スラストリング4が当接した状態に配置される平坦面6hと、を主に有している。ローラ6は、例えば、外径が16mm、厚さが6mmの大きさに形成されている。
<Laura>
As shown in FIG. 2, the
ローラ6は、ワークWの角部Wd(図5参照)のアール面に対してその法線方向にローラ6を配置するために、シャンク2の柄本体部2aに対して例えば45°の前下りの傾斜角度を設けて配置されている。ローラ6は、軸孔6gにコロ5を介してローラピン7を挿入し、そのローラピン7の両端部を、スラストリング4を挿通してホルダ3のピン挿入孔3bに軸入することによって、ホルダ3に回転自在に軸支されている。ローラ6は、軸支されたホルダ3が付勢手段SPに抗して斜め上方向に没入したときに、ホルダ3と共に後側斜め方向に所定寸法だけ、弾性的に後退可能に配置されている。図5に示すローラ6の送り速度(送りピッチP1)は、0.05mm/rev以上0.20mm/rev以下である。
The
<先端加工部>
図3及び図4に示すように、先端加工部6aは、曲率半径R1が0.1mm以上0.7mm以下の円弧形状を成した加工部位である。先端加工部6aは、曲率半径R1を従来よりも小さくすることによって、従来発生していた未加工部W150,W160(図11及び図12参照)を解消している。なお、未加工部を解消するには、先端加工部6aの曲率半径R1は、0.2mm以上0.5mm以下が好ましく、より好ましくは0.2mm以上0.3mm以下がよい。なお、仕上りをより滑らかにしたいときは、先端加工部6aの曲率半径R1は0.2mm以上0.7mm以下とすることが好ましい。
<Advanced machining part>
As shown in FIGS. 3 and 4, the tip processed
<テーパ部>
テーパ部6bは、先端加工部6aにおいて、例えばローラの傾き角度が45°の場合、先端加工部6aを両側から挟む挟み角度θ2が84°以上89°以下に形成されたテーパから成る。テーパ部6bは、先端加工部6aの円弧形状の一端に繋がり被加工面Waに摺接される摺接部6cと、摺接部6cに繋がりワークWに対して摺接部6cよりも内側に向かうように勾配を有する摺接勾配部6dと、先端加工部6aの円弧形状の他端に繋がる非摺接部6eと、非摺接部6eに繋がり非摺接部6eよりも内側に向かうように勾配を有する非摺接勾配部6fと、を有して形成されている。
<Tapered part>
The
摺接部6cは、ローラ6でワークWをバニシング加工した際に、ワークWに当接してバニシング加工する断面視して直線状の部位である。図6〜図8に示すように、摺接部6cの先端側が被加工面Waに摺接する摺接範囲L1,L2,L3は、0.5mm以上2.5mm以下となるようにローラ6を配置して加工される。摺接範囲L1は、図6に示すように、挟み角度θ2が86°で、バックテーパ角度θ11(θ1)が2°で、先端加工部6aの曲率半径R1が0.2mmの場合、0.7mmである。
図7に示すように、摺接範囲L2は、挟み角度θ2が88°で大きく、バックテーパ角度θ12(θ1)が1°で緩いテーパ部6bの場合、1.2mmで長い。
図8に示すように、摺接範囲L3は、挟み角度θ2が84°で小さく、バックテーパ角度θ13(θ1)が3°の場合、0.5mmで短い。
The sliding
As shown in FIG. 7, the sliding contact range L2 is as long as 1.2 mm when the pinching angle θ2 is 88 ° and the back taper angle θ12 (θ1) is 1 ° and the
As shown in FIG. 8, the sliding contact range L3 is as short as 0.5 mm when the sandwich angle θ2 is small at 84 ° and the back taper angle θ13 (θ1) is 3 °.
このように摺接範囲L1は、バックテーパ角度θ1によって変化する。バックテーパ角度θ1が、0.5°〜3°の場合は、摺接範囲L1が0.5〜2.5mm程度になる。つまり、バックテーパ角度θ1が小さいほど摺接範囲L1が増加する。 Thus, the sliding contact range L1 varies depending on the back taper angle θ1. When the back taper angle θ1 is 0.5 ° to 3 °, the sliding contact range L1 is about 0.5 to 2.5 mm. That is, the sliding contact range L1 increases as the back taper angle θ1 is smaller.
図6に示すように、摺接勾配部6dは、摺接部6cが形成されている部位の勾配である。加工時の摺接勾配部6dのワークWの被加工面Waに対する角度は、前記したバックテーパ角度θ1(θ11〜θ13)である。バックテーパ角度θ1は、ワークWの材質等によって必要な角度が異なる場合があり、0.5°以上3°以下である。
As shown in FIG. 6, the sliding
非摺接部6eは、テーパ部6bにおいて、ローラ6でワークWをバニシング加工する際に、ワークWに当接しない部位である。つまり、非摺接部6eは、テーパ部6bにおいて、摺接勾配部6dの非摺接勾配部6f寄りの部位と、非摺接勾配部6fとである。
The
非摺接勾配部6fは、テーパ部6bにおいて、ローラ6でワークWをバニシング加工する際に、ワークWに当接しないように拡開するように傾斜して形成された部位である。非摺接勾配部6fの角度θ4は、例えば、60°で小さく形成して逃げの効果がある。
The non-sliding
図2に示すように、軸孔6gは、ローラ6の中央部に穿設された円筒形状の空洞部から成る。
平坦面6hは、軸孔6gの左右開口縁に形成された環状の平らな部位である。
As shown in FIG. 2, the
The
スラストリング4は、ローラ収容部3aの内壁と、ローラ6の左右の平坦面6hとの間に介在される座金状の部材である。
針状のコロ5は、ローラピン7の外周面と、ローラ6の軸孔6gとの間に介在された複数の棒状部材から成る。なお、針状のコロ5は、針状ころ軸受でもよい。
ローラピン7は、コロ5を介してローラ6をホルダ3に回転自在に軸支するための軸支部材である。ローラピン7は、円柱状に形成されて、両端部がホルダ3の左右のピン挿入孔3bに挿入されている。
The
The needle-shaped
The
[作用]
次に、各図を参照しながら本発明の実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具の作用を説明する。
[Action]
Next, the action of the burnishing method, roller, and roller burnishing tool according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示すローラバニシング工具1でワークWの被加工面Waをバニシング加工する場合は、ワークWを加工機(図示省略)のチャック等の回転軸に固定する。ローラバニシング工具1は、加工機の刃物台等に固定する。
When burnishing the work surface Wa of the workpiece W with the
次に、図2に示すネジ部材N3を工具等で回転操作して、ローラ6の押し込み量が0.1〜0.2mm程度で最適な表面粗さが得られるように、加圧制御用の付勢手段SPの初期設定荷重を調整する。ネジ部材N3は、例えば、このネジ部材N3を右方向または左方向に1回転させることで、付勢手段SPを115N増減させて調整することができるようになっている。例えば、ネジ部材N3をねじ込む方向に回転操作した場合は、付勢手段SPが圧縮されてバネ力が強くなり、付勢手段SPによるホルダ3を押し戻す方向(矢印b方向)の適宜な加圧力を発生させられる。また、ネジ部材N3を離脱する方向にねじ戻す回転操作した場合は、付勢手段SPが伸展されてバネ力が弱くなり、付勢手段SPによるホルダ3が押し込まれる方向(矢印a方向)に移動する。
また、ローラ6は、図5に示すように、被加工面Waに対して摺接部6cが成すバックテーパ角度θ1が0.5°以上3°以下となるように配置する。
Next, the screw member N3 shown in FIG. 2 is rotated with a tool or the like so that the optimum surface roughness can be obtained when the pressing amount of the
Further, as shown in FIG. 5, the
続いて、ワークWは、加工機を回転駆動させて、周速が200m/min以下で回転させる。回転しているワークWの被加工面Waにローラ6の摺接部6cを、推力30〜230Nで押し当てながらローラバニシング工具1を0.05mm/rev以上0.20mm/rev以下の送り速度で送って、ワークWを転圧して先端加工部6aで、少なくとも被加工面Waから角部Wdを連続してバニシング加工をする。
Subsequently, the workpiece W is rotated at a peripheral speed of 200 m / min or less by rotating the processing machine. While pressing the sliding
このような速い送り速度でバニシング加工しても、ワークWに対して先端加工部6aとテーパ部6bとが接触して摺接範囲L1が広く、被加工面Waから角部Wdを連続して加工するので、ワークWの被加工面Waを、ローラ6がワークWと接触しない部分W170(図13(b)参照)が無い滑らかな仕上げ面にバニシング加工することができる。
Even when burnishing is performed at such a high feed rate, the tip processed
ローラ6は、ワークWに対して下方向(矢印c方向)に押し込んだとき、上方向(矢印d方向)の反力を受けてホルダ3が斜め上方向(矢印a方向)へ移動しようとする。そのとき、ローラ6は、ホルダ3の奥側に収容された付勢手段SPによる押し戻す力が働く。この押し戻す力が加圧力となる。
そして、バニシング加工の終了後は、ローラバニシング工具1をワークWから離間させて、作業を終了する。
When the
Then, after finishing the burnishing, the
次に、本発明の実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具の作用効果を、比較例と比較して説明する。
図9(a)は、切削チップで切削加工したワークの表面粗さを示すグラフであり、図9(b)は、本実施形態のローラでバニシング加工したワークの表面粗さを示すグラフである。図14は、比較例のローラでワークをバニシング加工した場合のローラの摺接範囲を示す要部拡大縦断面図である。図15(a)は、切削チップで切削加工したワークの表面粗さを示すグラフであり、図15(b)は、比較例のローラでバニシング加工したワークの表面粗さを示すグラフである。
Next, the effects of the burnishing method, roller, and roller burnishing tool according to the embodiment of the present invention will be described in comparison with a comparative example.
FIG. 9A is a graph showing the surface roughness of the workpiece cut by the cutting tip, and FIG. 9B is a graph showing the surface roughness of the workpiece burnished by the roller of this embodiment. . FIG. 14 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing a sliding contact range of a roller when a workpiece is burnished with a roller of a comparative example. FIG. 15A is a graph showing the surface roughness of the workpiece cut by the cutting tip, and FIG. 15B is a graph showing the surface roughness of the workpiece burnished by the roller of the comparative example.
<比較例のローラ>
図14に示す比較例のローラ200は、先端加工部210の曲率半径R100が0.5mmで、ワークW100との摺接範囲L100が0.3mmで、バックテーパ角度θ100が15°に形成されている。
図15(a)に示すように、バイトの切削チップで旋盤等によって切削加工されたワークWは、表面の最大粗さRmaxが7.475μm、表面の平均粗さRzが6.889μmで、表面が粗い状態にある。
このワークW100を図14に示す比較例のローラ200でバニシング加工すると、図15(b)に示すように、表面の最大粗さRmaxが1.983μm、表面の平均粗さRzが1.180μmの表面に仕上がった。
<Roller of comparative example>
As shown in FIG. 15A, the workpiece W cut by a lathe or the like with a cutting tool of a cutting tool has a maximum surface roughness Rmax of 7.475 μm and an average surface roughness Rz of 6.889 μm. Is in a rough state.
When this workpiece W100 is burnished by the
<本実施形態のローラ>
図9(a)に示すように、比較例と同様に、バイトの切削チップで旋盤等によって切削加工されたワークWは、多少微差があるものの、表面の最大粗さRmaxが7.470μm、表面の平均粗さRzが6.932μmと、比較例と同程度の表面粗さに加工された。
このワークWを前記実施形態で説明した曲率半径R1が0.2mmのローラ6でバニシング加工すると、図9(b)に示すように、表面の最大粗さRmaxが0.460μm、表面の平均粗さRzが0.283μmとなり、比較例よりも極めて滑らかな表面に仕上げることができた。
<Roller of this embodiment>
As shown in FIG. 9A, as in the comparative example, the workpiece W cut by a lathe with a cutting tool of a cutting tool has a slight difference, but the maximum surface roughness Rmax is 7.470 μm, The surface was processed to an average surface roughness Rz of 6.932 μm, which was comparable to that of the comparative example.
When the workpiece W is burnished by the
<本実施形態のローラと比較例のローラとの対比>
このように、比較例のローラ200は、図14に示すように、先端加工部210がアール面だけの単純な形状に形成されて、曲率半径R100は0.5mmと大きいが、バックテーパ角度θ100が15°と大きいため、摺接範囲L100が0.3mmと小さく、表面粗さが大きい。
これに対して、本実施形態のローラ6は、図6〜図8に示すように、先端加工部6aの曲率半径R1は0.2mmと小さいが、バックテーパ角度θ1が0.5°以上3°以下と小さいため、摺接範囲L1〜L3が0.5mm以上2.5mm以下と大きく好適である。このため、ワークWにテーパ部6bが摺接する擦り効果によって、送り速度が速くても、仕上げ面を密で綺麗な面に加工することができた。
<Contrast of roller of this embodiment and roller of comparative example>
Thus, the
In contrast,
また、ローラ6は、比較例のローラ200と比較して、摺接範囲L1〜L3が広く成っていることによって、加工痕の発生を解消することができた。このため、ローラバニシング工具1の送り速度を速めることができるので、加工工程時間を短縮させて生産効率を向上させることができた。
Further, the
また、ローラ6は、先端加工部6aの曲率半径R1が0.1mm以上0.7mm以下で小さい円弧形状に形成されていることによって、突き当たり部Wbの角部Wdの近傍に未加工部W150,W160(図11及び図12参照)が形成されるのを解消して、突き当たりWbを有するワークWを加工するのに適したバニシング加工方法を提供することができる。
The
また、テーパ部6bは、先端加工部6aの挟み角度θ2が84°以上89°以下に形成されていることによって、比較例よりも曲率半径R1が小さいローラ6であっても、摺接範囲L1〜L3が広くなるため、被加工面Waに加工痕が残らない良好な仕上げ面に加工することができる。
Further, the tapered
以上のように、本実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具は、テーパ部6bに、摺接部6c、摺接勾配部6d、非摺接部6e、及び、非摺接勾配部6fを有している。このため、突き当たり部Wb(段部)を有するワークWであっても、未加工部W150,W160(図11及び図12参照)や、加工痕が形成されない綺麗な仕上げ面にバニシング加工することができる。
As described above, the burnishing method and the roller and the roller burnishing tool according to the present embodiment include the
[変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea. The present invention extends to these modifications and changes. Of course.
前記実施形態では、ローラ6の一例として、図3及び図4に示すように、先端加工部6aを中心として左右対称なものを例に挙げて説明したが、左右対称形状でなくてもワークWの端面Wcと、被加工面Waの外周面とをバニシング加工することが可能である(図6参照)。つまり、ローラ6は、摺接部6c(テーパ部6b)と、被加工面Waとが成すバックテーパ角度θ1があるものであればよい。
In the above-described embodiment, as an example of the
また、図2に示す付勢手段SPは、その一例として、圧縮コイルバネを使用したが、ホルダ3をローラ6側に押圧するものであればよく、皿ばね等の他のバネ部材や、空気圧あるいは液圧等の流体圧を利用してローラ6を押圧する手段であってもよい。
In addition, the biasing means SP shown in FIG. 2 uses a compression coil spring as an example. However, any means may be used as long as it presses the
また、前記実施形態では、ローラ6で被加工面WaがワークWの外面、角部Wd、及び、突き当たり部Wbの端面Wcをバニシング加工する場合を例に挙げて説明したが、筒状態の内面、テーパ面、アール面等であってもバニシング加工することができる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the processing surface Wa burns the outer surface of the workpiece W, the corner portion Wd, and the end surface Wc of the abutting portion Wb with the
1 ローラバニシング工具
2 シャンク
3 ホルダ
6 ローラ
6a 先端加工部
6b テーパ部
6c 摺接部
6d 摺接勾配部
6e 非摺接部
6f 非摺接勾配部
L1〜L3 摺接範囲
R1 曲率半径
W ワーク
Wa 被加工面
Wd 角部
Wc 端面
θ1 バックテーパ角度
θ2 挟み角度
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ローラは、前記被加工面を加工し曲率半径が0.1mm以上0.7mm以下の円弧形状をなした先端加工部と、
この先端加工部に繋がり前記被加工面に摺接される摺接部と、を有し、
前記被加工面に対して前記摺接部がなすバックテーパ角度が0.5°以上3°以下となるように前記ローラを配置して加工すること、
を特徴とするバニシング加工方法。 A burnishing method for processing by pressing a roller on a surface to be processed,
The roller has a tip processed portion that has an arc shape with a curvature radius of 0.1 mm to 0.7 mm by processing the surface to be processed;
A sliding contact portion connected to the tip processing portion and slidably contacting the processing surface;
Arranging and processing the roller so that a back taper angle formed by the sliding contact portion with respect to the processing surface is 0.5 ° or more and 3 ° or less,
A burnishing method characterized by the above.
を特徴とする請求項1に記載のバニシング加工方法。 The roller feed speed is 0.05 mm / rev to 0.20 mm / rev,
The burnishing method according to claim 1.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のバニシング加工方法。 Arranging and processing the roller so that a sliding contact range in which a tip side of the sliding contact portion is in sliding contact with the surface to be processed is 0.5 mm or more and 2.5 mm or less,
The burnishing method according to claim 1 or 2, wherein
この被加工面に繋がり当該被加工面に直交する端面と、
この端面と前記被加工面とが繋がる角部と、を有し、
前記先端加工部によって前記被加工面と前記角部を連続して加工すること、
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のバニシング加工方法。 The workpiece includes the workpiece surface,
An end face connected to the work surface and orthogonal to the work surface;
A corner portion connecting the end surface and the work surface,
Processing the processed surface and the corner portion continuously by the tip processing portion;
The burnishing method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記被加工面を加工し曲率半径が0.1mm以上0.7mm以下である円弧形状をなした先端加工部と、
この先端加工部を両側から挟むように断面が山形形状をなしたテーパ部と、を有し、
前記テーパ部は、前記先端加工部において、前記先端加工部を両側から挟む挟み角度が84°以上89°以下であること、
を特徴とするローラ。 A roller that presses and processes a work surface,
A tip processed portion having an arc shape in which the processing surface is processed and a radius of curvature is 0.1 mm or more and 0.7 mm or less;
A taper portion having a cross-sectional cross-section so as to sandwich the tip processed portion from both sides,
The taper portion has a sandwiching angle of 84 ° or more and 89 ° or less sandwiching the tip processing portion from both sides in the tip processing portion,
A roller characterized by.
この摺接部に繋がり当該摺接部よりも内側に向かうように勾配を有する摺接勾配部と、
前記先端加工部の円弧形状の他端に繋がる非摺接部と、
この非摺接部に繋がり当該非摺接部よりも内側に向かうように勾配を有する非摺接勾配部と、を備えたこと、
を特徴とする請求項5に記載のローラ。 The tapered portion is connected to one end of the arc shape of the tip processing portion and is slidably contacted with the processing surface; and
A sliding contact gradient portion connected to the sliding contact portion and having a gradient so as to go inward from the sliding contact portion;
A non-sliding contact portion connected to the other end of the arc shape of the tip processed portion;
A non-sliding contact gradient portion connected to the non-sliding contact portion and having a gradient so as to be directed inward from the non-sliding contact portion;
The roller according to claim 5.
前記ローラを回転自在に支持するホルダと、
このホルダを支持して加工機に装着するシャンクと、を備えたこと、
を特徴とするローラバニシング工具。 A roller burnishing tool that presses and processes the work surface with the roller according to claim 5 or 6,
A holder for rotatably supporting the roller;
A shank for supporting this holder and mounting it on a processing machine,
Roller burnishing tool characterized by
を特徴とする請求項7に記載のローラバニシング工具。 Between the shank and the holder, an urging means for urging the holder in the distal direction to generate a processing pressure is provided,
The roller burnishing tool according to claim 7.
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