JP2020121393A - 金属部品の製造方法および金属部品 - Google Patents
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Abstract
Description
より好ましくは、内径研磨工程は、ワイヤを用いてワークの内径部を研磨するワイヤ内径研磨により内径部の研磨を行なう。
さらに好ましくは、内径研磨工程におけるワイヤ内径研磨は、ワイヤに砥粒スラリーを塗布しワイヤとワークの内径部との間に遊離砥粒を挟み込んでワークの内径部を研磨する。
また、より好ましくは、外径研磨工程は、内径研磨工程により内径部が研磨されたワークの内径部に芯棒を通し、この芯棒を通された複数のワークの各々の外径部について同一の工程にて研磨を行なう。
また、より好ましくは、端面研磨工程は、外径研磨工程により研磨されたワークの外径部を基準としてワークの端面について研磨を行なう。
また上記の目的を達成する本発明は、内径部、外径部、および内径部と外径部とが延びる長さ方向成分、を有する金属部品であって、内径部は、穴径0.1mm〜3.5mm、内面の表面粗さRzが1.6μm以下であり、長さ方向成分は、内径部に対して3倍以上の長さを有すること、を特徴とする金属部品である。
<加工対象のワーク>
図1は、本実施形態の製造方法による加工対象の金属部品(ワーク)の形状を示す図である。図1(A)は斜視図であり、図1(B)は図1(A)のIb−Ib断面図である。ワーク10は、貫通孔が開けられた円筒形状の部材であり、孔の内部の面である内径部11と、外周面をなす外径部12と、端面13、14とを有している。ワーク10を端面13または端面14側から見た形状は円形であり、内径部11と外径部12とが同心円をなす。すなわち、端面13、14は円環形状である。また、以下の説明において、端面13、14の円環の中心を結ぶ直線を中心軸と呼び、端面13と端面14との間の中心軸の長さをワーク10の長さと呼ぶことがある。言い換えれば、ワーク10の長さは、端面13と端面14との間の距離であり、内径部11と外径部12とが延びる長さ方向成分の値である。図1に示すワーク10の形状は例示であり、本実施形態による加工対象となるワーク10の形状は図1に示すものに限定されない。例えば、図1に示すワーク10は、外径部12が形成する円の半径が端面13側から端面14側まで一定であるが、途中で半径が異なる(すなわち、外径部12の面において段が形成される)形状であっても良い。
図2は、本実施形態による研磨の手順を示すフローチャートである。本実施形態において、ワーク10に対して行われる最初の工程は、内径研磨工程である(S201)。内径研磨工程では、他の面(外径部12および端面13、14)を基準とせずに加工する方式により、内径部11の研磨が行われる。基準面を設定せずに加工することにより、外径部12や端面13、14の加工精度に依存せず内径部11を精度よく加工し得る。このような加工方式の一例として、金属ワイヤを用いて内径部11を研磨する方式(以下、ワイヤ内径研磨)がある。内径研磨工程の具体的な内容については後述する。
内径研磨工程では、ワーク10に対し、外径部12や端面13、14を基準とせずに内径部11の研磨が行われる。ここでは、内径研磨工程で用いられる具体的な手法の一例として、金属ワイヤを用いたワイヤ内径研磨について説明する。ワイヤ内径研磨は、遊離砥粒による金属塑性変形破壊機構による研磨である。ワイヤ内径研磨では、複数のワーク10を連ね、同一工程にて複数のワーク10の内径部11に対する研磨を実施し得る。
外径研磨工程では、センタレス研磨によりワーク10の外径部12の研磨が行われる。具体的には、複数のワーク10を連ね、内径研磨された孔に芯棒を通し、全体を棒状のワークとしてセンタレス研磨を行う。以下、まずセンタレス研磨に用いられるセンタレス研磨機について説明し、その後、棒状に組んだワーク10群に対する外径研磨について説明する。
端面研磨工程では、2ロール1シュー方式により、ワーク10を中心軸回りに回転させながら、端面13、14に対してプランジ研磨が行われる。端面13、14の研磨は、例えば、ワーク10の中心軸方向への動きを停止させた状態で一方の端面側から砥石を当てることにより、片側ずつ順に行われる。
図1に示すような形状のワーク10の内径部11を研磨する手法としては、図3および図4を参照して説明したワイヤ内径研磨の他に、軸付砥石を用いた手法も取り得る。具体的には、ワーク10の一方の端面(例えば、端面14)を緊締してワーク10を固定し、他方の端面(例えば、端面13)側から軸付砥石を挿入して内径部11を研磨する。しかし、かかる手法では、ワーク10の長さが長くなり(孔の深さが深くなり)、これに対応するために軸付砥石の軸が長くなると、ワーク10の孔の奥に行くにつれて軸の剛性が足りずに砥石が逃げてしまい、孔の奥がうまく加工できないという事態が生じる。そのため、場所により内径部11の径が異なる状態(例えば、孔の形状が奥へ行くほど先細りになる)になりやすい。また、表面粗さをある程度以上に小さくすることが容易ではない。また、十分な精度を得るために砥石の目立てを頻繁に行うことが必要となり、装置の稼働率が下がると共に、砥石の寿命も短い。部品(製品)の小型化に伴い、ワーク10の内径は小さく(内径部11の直径が短く)なるが、長さは長くなる傾向にあるため、軸付砥石による研磨における上記の特徴は一層顕著になる。
Claims (6)
- ワークの内径部について研磨を行なう内径研磨工程と、
前記内径研磨工程により前記内径部が研磨された前記ワークの外径部についてセンタレスにより研磨を行なう外径研磨工程と、
前記外径研磨工程により前記外径部が研磨された前記ワークの端面について研磨を行なう端面研磨工程と、
を有することを特徴とする金属部品の製造方法。 - 前記内径研磨工程は、ワイヤを用いて前記ワークの前記内径部を研磨するワイヤ内径研磨により当該内径部の研磨を行なうことを特徴とする請求項1記載の金属部品の製造方法。
- 前記内径研磨工程における前記ワイヤ内径研磨は、前記ワイヤに砥粒スラリーを塗布し当該ワイヤと前記ワークの前記内径部との間に遊離砥粒を挟み込んで当該ワークの当該内径部を研磨することを特徴とする請求項2記載の金属部品の製造方法。
- 前記外径研磨工程は、前記内径研磨工程により前記内径部が研磨された前記ワークの当該内径部に芯棒を通し、当該芯棒を通された複数のワークの各々の外径部について同一の工程にて研磨を行なうことを特徴とする請求項1記載の金属部品の製造方法。
- 前記端面研磨工程は、前記外径研磨工程により研磨された前記ワークの前記外径部を基準として当該ワークの前記端面について研磨を行なうことを特徴とする請求項1記載の金属部品の製造方法。
- 内径部、外径部、および当該内径部と当該外径部とが延びる長さ方向成分、を有する金属部品であって、
前記内径部は、穴径0.1mm〜3.5mm、内面の表面粗さRzが1.6μm以下であり、
前記長さ方向成分は、前記内径部に対して3倍以上の長さを有すること、
を特徴とする金属部品。
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