JP3741909B2 - Manufacturing method of high precision cutting ring - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はベアリングレースや自動車部品などに加工するためのリング粗形材を長尺鋼管から多数個取りする切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ベアリングレースや自動車部品などに加工するリング素材は長尺鋼管を多数個取り切断して製造する。この長尺鋼管の多数個取り切断は突切切断装置により行っている。図3に示すように、この突切切断装置で多数個取りする場合は、長尺鋼管1の多数個取り切断する部分の長さの鋼管の左右に配置の刃物台14にセットしたリング幅を空けて配置した多数本のバイト15の刃先位置に鋼管1を突設させ、突設した鋼管1の元側をコレットチャック2によりチャッキングし、鋼管1を周方向の矢印8の方向に回転しながら左右に配置した多数本のバイト14を鋼管1に垂直に移動させて当接しながら切断する。ところでこの従来の突切切断装置による切断では、突設部分の鋼管の元側をコレットチャック2によりチャッキングする時、その突設鋼管の鋼管先端7に予めストッパー28を矢印11の方向に移動させてに当接させることにより多数取りする必要長さの突設量を設定した後、鋼管1をコレットチャック2によりチャッキングして保持している。
【0003】
ところで、このコレットチャック2によるチャッキングは、突設した鋼管の元側を1箇所のコレットチャック2によるチャッキングするだけであるので、長尺鋼管1では鋼管がこのコレットチャック部分を回転中心にして振れが生じる。また、長尺鋼管1に曲がりがあるときも鋼管先端7の部分に振れが生じる。
【0004】
そこで多数取り切断する長尺鋼管1の鋼管先端7はたとえ鋼管の長さ方向に対して垂直に正確に切断されていても、チャッキングした後の突設先端は上記の振れが生じるため、切断するバイト15の垂直な移動方向に対して平行でなくなる。このため長尺鋼管1からリング素形材を多数個取りするとき、この鋼管先端7の部分をそのままの状態で切断すると、先端のリングの1個は幅不同のものが生じることとなる。これを防止するために、従来の多数取り突切切断装置では、平行でない鋼管先端7を平行にするために先端部を切断する捨てバイト16を使用して幅精度を出すため捨て旋削している。このために3個取りの突切切断装置では先端の1個は捨て旋削のみで2個しかとれず、8個取りのものでは7個しかとれず、歩留まり低下と生産性を阻害している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の突切切断装置における問題点を解消して、多数個取りする目的の個数を得ることで、切断歩留を向上させ高精度切断リングを製造する生産性を高めることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、左右対称にリング間隔に配設した複数のバイト間に長尺鋼管を押出しながら鋼管先端をストッパーに当接させて鋼管の芯出しを行って複数個のリングの切断必要長さに設定し、該鋼管を周方向に回転させながら該鋼管にバイトを鉛直に押し当てて突切切断するリングの多数個取り切断方法に関する。
【0007】
請求項1の発明の手段では、左右対称にリング間隔に配設した複数のバイト間に長尺鋼管を押出しながら鋼管先端をストッパーに当接させて鋼管の芯出しを行って複数個のリングの切断必要長さに設定し、該鋼管を周方向に回転させながら該鋼管にバイトを鉛直に押し当てて突切切断するリングの多数個取り切断方法において、長尺鋼管を周方向に回転させながら開いたコレットチャック間をプッシャーで前進させ、鋼管先端に対向して配設のストッパー用チャックに当接せしめて位置決めすると共に、ストッパー用チャックを鋼管の回転に連れ回ししながら爪を締めてストッパー用チャックを閉じることで鋼管先端の芯出しを行い、次いでコレットチャックを閉じて鋼管をチャッキングして保持した後、ストッパー用チャックを開いて芯出しをした鋼管先端を開放し、ストッパー用チャックを鋼管先端から離間せしめた後、バイトにより鋼管を多数個取り突切切断することを特徴とする高精度切断リングの製造方法である。なお、本発明におけるストッパー用チャックのチャックとは、油圧チャックまたは空圧チャックのいずれかをいう。
【0008】
すなわち、長尺鋼管を芯出しをしてからコレットチャックでチャッキングして突切切断すれば、切断して得た先端リングに幅不同のものは生じない。このように長尺鋼管の芯出しすることにより、捨てバイトを廃止することができ、切断個数の増加で生産性向上と捨て旋削がなくなり歩留まりが向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明を説明する模式図で、突切切断装置においてコレットチャック2で長尺鋼管1をチャッキングして保持する工程を示す図である。図2は、本発明における突切切断装置による突切切断を模式的に説明する図である。突切切断装置は、切断するリング幅の間隔に予め複数のバイト15を突切切断する長尺鋼管1に垂直に向けてセットした刃物台14を左右対称に配置している。この刃物台14を移動方向17に後退させて左右のバイト15を開き、この開いたバイト15間に図1の(a)に示すように突切切断装置のプッシャー(図示しない)で後方から長尺鋼管1を押出し、長尺鋼管1を周方向の回転方向8に回転させながら、予め開けたコレットチャック2間を経て前進させて突設配置する。このバイト15間に突設配置した鋼管1の突設長さはリングを多数個取りして突切切断する分の長さに設定する必要がある。そこで、本発明では突切切断装置に鋼管先端7に対向してストッパー用チャック、すなわち油圧チャックからなるストッパー用油圧チャック3を配設する。ストッパー用油圧チャック3には鋼管に垂直な移動方向13に油圧により移動して鋼管先端7を把持する爪4、例えば等間隔に配置の3爪、が設けられている。図1の(a)のように、鋼管1を回転しながらバイト15間にプッシャーにより押し出す一方で、爪4を開いたストッパー用油圧チャック3のスピンドル6を後方のエアーシリンダー5により鋼管先端7の方向に予め設定した位置だけ押し進めておき、図1の(b)に示すようにこのストッパー用油圧チャック3に鋼管先端7を当接して突切切断する必要長さを設定する。この当接によりストッパー用油圧チャック3は鋼管1の回転に連れて連れ回り方向12に連れ回りしだす。
【0010】
長さ設定が決まると、爪4を徐々に閉じて鋼管先端7を図1の(c)に示すように把持する。この爪4による鋼管先端7の把持により、ストッパー用油圧チャック3は鋼管先端7を把持した状態で鋼管1の回転に連れて引き続き回転方向12に連れ回りしながらストッパー用油圧チャック3の中心に鋼管先端7が位置されることとなり、鋼管先端7の芯出しが行われる。そこで図1の(d)に示すように上記のように鋼管1およびストッパー用油圧チャック3を回転しながらコレットチャック2を移動方向10に移動して鋼管1をチャッキングして振れを生じないように芯出しを保持する。次いで図1の(e)に示すように芯出しが終了すると爪4を開いてストッパー用油圧チャック3をエアーシリンダー5によりスピンドル6を縮めて後退させる。この状態で、図2に示すように刃物台14を鋼管1に垂直な移動方向17に移動させて鋼管1にバイトの先端を当接させ、鋼管1を多数個取りに突切切断する。
【0011】
以下に本発明の作用効果について説明する。先ず、上記の実施の形態で説明したように芯出しをすることなく、単にストッパーにより長尺鋼管1の多数個取りする必要長さをバイト間に設定して配置する時の突切切断時の鋼管1の後端振れによる切断リングの幅不同の影響を説明する。この場合、長尺鋼管1は曲がりのない直管とする。鋼管1の母寸法は管径23はφ100mm、鋼管長さ18は4000mmである。図4の(a)に示すように、コレットチャック2で鋼管1をチャッキングし、図のコレットチャック2の右側をプッシャーで押す後端部とし、後端部長さ19は3700mmで、コレットチャック2の左側を多数取りしてリング幅に切断する必要長さの先端部とし、先端部長さ20は300mmである。この場合、単にストッパーにより必要切断長さを設定しただけで一か所のコレットチャック2でチャッキングして把持するとき、鋼管1にはその後端部で10mmの後端部振れ21が生じているものとする。このとき先端部振れ寸法22をxとして計算する。この場合、数式(1)が成立する。
【0012】
【数1】
10mm/3700mm=x/300mm (1)
【0013】
数式(1)からxを求めると、x=0.81mmとなり、先端部振れ寸法22は0.81mmとなる。この0.81mmは、図4の(b)の鋼管1の先端部から切断するリングのリング幅の振れ24でもある。従って、この鋼管1の先端振れ角度のθは、鋼管1の先端部振れ寸法22から数式(2)により求めることができる。
【0014】
【数2】
tanθ=0.81mm/300mm=0.0027 (2)
【0015】
数式(2)からθを求めると0.1542°となり、この値はリング幅の振れ角度25を示している。
【0016】
以上から判るように、単にストッパーのみで多数個取りのリング幅の必要長さを設定するとき、鋼管1に10mmの後端部振れ21があるとき、先端部から得たリングにはリング幅が0.81mmだけ厚い部分が生じて精密なベアリングレースの粗形材とすることができないこととなる。
【0017】
さらに、図5に示すように、鋼管1に曲がりがあるとき、例えば、鋼管長さ18を1000mmとする鋼管1において最大曲がり許容値26が1mmであるとき、単にストッパーで多数個取りのリング幅の必要な先端部長さ20を300mmと設定して1か所のコレットチャック2でチャツキングする。このとき切断時の先端振れ22の値をyとする。図5の(c)からピタゴラスの定理により、鋼管の曲率半径27をrとするとき、数式(3)が成立する。そしてこの曲がりを有する曲率半径は125000.5mmが得られる。
【0018】
【数3】
r2=(r−1.0)2+(1000/2)2
=r2−2r+1.02+250000 (3)
よって、
r=(1.0+250000)/2
=125000.5
【0019】
そこで、図5(b)に示されるように長尺鋼管1を300mm突設してコレットチャック2でチャッキングしたときの先端部振れ22の値はyとするとき、数式(4)が成立する。ただしbは図5(c)のaを300mmとしたときの値である。
【0020】
【数4】
y=r−b (4)
ピタゴラスの定理から、
b2=r2+a2
ここで、
r=125000.5 a=300
であるので、
b=125000.14
となる。この値を数式(4)に代入して、
y=125000.5−125000.14
=0.36(mm)
【0021】
以上のとおり、先端部振れ22の値のyは0.36mmとなる。そこで100mmの管径の鋼管1の場合に、その先端部から切断して得たリングの幅不同におけるリング幅振れ24をzとするとき、数式(5)が成立する。
【0022】
【数5】
0.36/300=z/100 (5)
ゆえに、
z=0.12(mm)
【0023】
以上のとおり、管径100mmの鋼管1の先端部から突切切断により得たリングの幅不同における最大のリング幅振れ24の値は0.12mmである。これは図4の直管の鋼管1の振れの場合と同様に、曲間の場合においても、単にストッパーのみで多数個取りのリング幅の必要長さを設定するとき、鋼管1が100mmの管径であるとき、先端部から得たリングにはリング幅が0.12mmだけ厚い部分が生じて精密なベアリングレースの粗形材とすることができないこととなることを示している。さらに、これに直管の場合と同様にコレットチャックから後端の部分の鋼管1の後端部振れ21が加わると、さらにリング幅不同が大きくなることがわかる。
【0024】
これに対し、本発明では、多数個取りする必要長さの鋼管をストッパーで設定する際に、鋼管先端を芯出ししてからコレットチャックでチャッキングして固定するので、上記の様な振れによるリング幅不同が発生することがない。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したとおり、長尺鋼管を多数取り突切切断してベアリングレースやそのた自動車部品などのリング粗形材を製造する場合に、多数個取りする鋼管長さの設定に際して鋼管先端を芯出しをしてチャッキングすることにより切り出した鋼管先端部を含むリングに幅不同のものが生じることがなく高精度な切断リングとなるので、突切切断装置のバイトに捨てバイトを設けて捨て旋削する必要がなくなり、この分だけリングの切断個数が増加し、従って歩留まりが向上して生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明を説明する模式図で、コレットチャックでチャッキングする工程順を示す図である。
【図2】本発明における突切切断装置による突切切断を模式的に説明する図である。
【図3】従来の突切切断装置における突切切断を模式的に説明する図である。
【図4】コレットチャック1か所によりチャッキングした場合の突切切断時の長尺鋼管の先端の振れを説明する図である。
【図5】コレットチャック1か所によりチャッキングした場合の突切切断時の長尺鋼管の曲がりと先端の振れを説明する図である。
1 鋼管 2 コレットチャック
3 ストッパー用油圧チャック 4 爪
5 エアーシリンダー 6 スピンドル
7 鋼管先端 8 鋼管回転方向の矢印
9 移動方向 10 移動方向
11 移動方向 12 連れ回り方向
13 爪移動方向の矢印 14 刃物台
15 バイト 16 捨てバイト
17 刃物台移動方向の矢印 18 鋼管長さ
19 後端部長さ 20 先端部長さ
21 後端部振れ 22 先端部振れ
23 管径 24 リング幅振れ
25 先端振れ角度 25 最大曲がり許容値
27 曲率半径 28 ストッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting method in which a large number of rough ring-shaped members for processing into bearing races and automobile parts are taken from a long steel pipe.
[0002]
[Prior art]
Ring materials to be processed into bearing races and automobile parts are manufactured by cutting a number of long steel pipes. The multi-piece cutting of this long steel pipe is performed by a parting-off cutting device. As shown in FIG. 3, when multiple pieces are cut with this parting-off device, the ring width set on the
[0003]
By the way, since the chucking by the
[0004]
Therefore, even if the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the problems in the above-mentioned parting-off apparatus and obtains the desired number of pieces to be taken, thereby improving the cutting yield and increasing the productivity for producing a high-precision cutting ring.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The means of the present invention for solving the above problems is to center the steel pipe by abutting the tip of the steel pipe against the stopper while extruding the long steel pipe between a plurality of bits arranged symmetrically at the ring interval. The present invention relates to a multi-piece cutting method in which a plurality of rings are set to the required cutting length, and a cutting tool is cut off by pressing a cutting tool vertically against the steel pipe while rotating the steel pipe in the circumferential direction.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, the steel pipe is centered by abutting the tip of the steel pipe against the stopper while extruding the long steel pipe between the plurality of cutting tools arranged symmetrically at the ring interval, and centering the steel pipe. Set to the required cutting length, and in the multi-piece cutting method in which the cutting tool is cut off by pressing the cutting tool vertically against the steel pipe while rotating the steel pipe in the circumferential direction , the long steel pipe is opened while rotating in the circumferential direction. The collet chuck is moved forward by a pusher and positioned by abutting against the stopper chuck arranged opposite to the tip of the steel pipe. The center of the steel pipe is centered by closing, then the collet chuck is closed and the steel pipe is chucked and held, and then the stopper chuck is opened and centered. Opening the the steel tip, after allowed separating the chuck stopper from steel tip, a highly accurate cutting ring manufacturing method, characterized by multi-cavity parting cut steel tube by byte. In the present invention, the chuck of the stopper chuck refers to either a hydraulic chuck or a pneumatic chuck.
[0008]
That is, if a long steel pipe is centered and then chucked by a collet chuck and cut off partway, the tip ring obtained by cutting does not have the same width. By centering the long steel pipe in this way, the scraping tool can be abolished, and by increasing the number of cuts, productivity is improved and scraping turning is eliminated, and the yield is improved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the present invention, and is a diagram showing a process of chucking and holding a
[0010]
When the length setting is determined, the claw 4 is gradually closed and the
[0011]
The operational effects of the present invention will be described below. First, as described in the above embodiment, the steel pipe at the time of parting cut when the necessary length of the
[0012]
[Expression 1]
10mm / 3700mm = x / 300mm (1)
[0013]
When x is obtained from the equation (1), x = 0.81 mm, and the
[0014]
[Expression 2]
tan θ = 0.81 mm / 300 mm = 0.527 (2)
[0015]
When θ is obtained from Equation (2), it is 0.1542 °, and this value indicates the
[0016]
As can be seen from the above, when setting the required length of the multi-piece ring width with only a stopper, when the
[0017]
Furthermore, as shown in FIG. 5, when the
[0018]
[Equation 3]
r 2 = (r−1.0) 2 + (1000/2) 2
= R 2 -2r + 1.0 2 +250,000 (3)
Therefore,
r = (1.0 + 250,000) / 2
= 125000.5
[0019]
Therefore, as shown in FIG. 5B, when the value of the
[0020]
[Expression 4]
y = r−b (4)
From Pythagorean theorem,
b 2 = r 2 + a 2
here,
r = 125000.5 a = 300
So
b = 12500.14
It becomes. Substituting this value into equation (4),
y = 125000.5-125000.14
= 0.36 (mm)
[0021]
As described above, the value y of the
[0022]
[Equation 5]
0.36 / 300 = z / 100 (5)
therefore,
z = 0.12 (mm)
[0023]
As described above, the maximum value of the
[0024]
On the other hand, in the present invention, when setting a steel pipe of a necessary length to be taken with a stopper, the steel pipe tip is centered and then chucked and fixed by a collet chuck. No ring width mismatch occurs.
[0025]
【The invention's effect】
As explained above, when manufacturing a rough ring material such as a bearing race or other automobile parts by cutting and cutting a large number of long steel pipes, center the steel pipe tip when setting the length of the steel pipes to be taken. Since the ring including the tip of the steel pipe cut out by chucking does not have the same width, it becomes a high-precision cutting ring. Accordingly, the number of cut rings is increased by this amount, so that the yield is improved and the productivity is improved.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the present invention and showing the order of steps for chucking with a collet chuck.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating parting off by the parting device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating parting-off cutting in a conventional parting-off device.
FIG. 4 is a diagram for explaining the deflection of the end of a long steel pipe during parting-off when chucking is performed by one collet chuck.
FIG. 5 is a diagram for explaining bending of a long steel pipe and deflection of a tip at the time of parting off when chucking is performed by one collet chuck.
DESCRIPTION OF
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