JP3876624B2 - テーパ加工補助具とテーパ加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の一端に被加工物の中心軸と傾斜して交差する軸のテーパ面を切削又は研削等により加工する場合に使用するテーパ加工補助具およびその補助具を使用したテーパ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のテーパ加工方法は、まず被加工物１０にその加工基準を加工するが、その加工基準は、図３（ａ）に示されるように被加工物１０の円筒部１０ａのみである。次いで図２（ａ）示されるように被加工物１０を加工基準（円筒部）で所定角度傾斜Ａして加工機にチャックする専用治具１１に取り付けた後に、この専用治具１１を加工機に取り付ける。この場合、この専用治具１１の円筒部１１ａに計測器を当て、加工機のチャック中心軸と従来の専用治具１１の中心軸を一致するように調整すると共に、被加工物１０の一端の角が、加工機の回転中心と一致する（図２（ｂ）の基準点Ｂ）ように位置決めして専用治具１１を加工機にチャックしている。その後、被加工物の一端の長さ方向にテーパ加工を行い、被加工物のテーパ最小径を所定寸法に加工していた。
【０００３】
しかしながら、この従来の方法では、専用治具１１の回転の振れを取る（加工機のチャック中心軸と専用治具の中心軸を一致させる）のと、被加工物の一端の位置決め（被加工物の一端の角を加工機の回転中心と一致させる）とを同時に行うために、時間がかかるという問題、および加工基準を被加工物の円筒部でのみ行っているため、被加工物の加工後の全長がばらつくという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、被加工物の一端を高精度に位置決め可能で、かつ加工機に取り付けた時に容易に回転の振れ取りが可能なテーパ加工補助具を提供すると共に、その補助具を使用して被加工物の全長のばらつきを低減できて高精度なテーパ加工ができるテーパ加工方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたテーパ加工補助具及びテーパ加工方法を提供する。
請求項１に記載のテーパ加工補助具は、加工機のチャックに固定されるテーパ加工補助具が、ベースとなるボデーと、このボデーに移動可能に保持されるワーク保持部と、このワーク保持部を移動・位置決めする駆動部とからなり、駆動部は、ワーク保持部をボデーに対して移動することにより、加工物の一端の位置を所定位置に位置決めし、かつボデーの中心軸とワーク保持部の被加工物を保持する把持部の中心軸とが所定角度Ａをなし、交差するようにしたものであり、これにより、被加工物の中心軸に対し、所定角度傾斜した面をもつテーパ面が加工できる。また、被加工物の一端を高精度に位置決め可能である。
【０００６】
請求項２のテーパ加工補助具は、ボデーには、その中心軸を中心にした円筒部が設けられると共に、ワーク保持部にもボデーの中心軸を中心にした円筒部が設けられ、ボデーとワーク保持部間に着脱自在に設けられる所定厚さのスペーサが、それらの間に挟持された状態で、ボデーの中心軸とワーク保持部の円筒部の中心軸とが一致するようにしたものである。これにより、ボデーに設けた円筒部により加工機に容易にチャックでき、ワーク保持部に設けた円筒部により、テーパ加工補助具を加工機に取り付けた時の回転の振れを容易に計測でき修正できるようになり、容易に回転の振れを低減できて高精度のテーパ加工が得られる。
請求項３のテーパ加工補助具は、ワーク保持部の移動を案内するガイドを更に備え、ガイドがボデーの中心軸と所定角度をなしていることを規定したものであり、請求項４のテーパ加工補助具は、ワーク保持部を位置決め固定する止めネジを更に備えていることを規定したものである。
【０００７】
請求項５に記載のテーパ加工方法は、被加工物の加工基準を加工すると共に被加工物の全長を加工し、次いで、請求項１〜４のいずれか一項に記載のテーパ加工補助具を使用して、被加工物の一端にテーパ加工を施すものであり、被加工物の全長を高精度に加工した後に、テーパ加工補助具に取り付けテーパ加工することで、全長のばらつきのない高精度な全長と高精度なテーパ面の両方を同時に得られる。
【０００８】
請求項６のテーパ加工方法は、ボデーとワーク保持部間にプレートを挟持して回転の振れ取りを行い、ワーク保持部に被加工物を取り付けた後に、スペーサを取り外してワーク保持部を移動して、被加工物の一端の位置を所定位置に位置決めしたものであり、プレートをボデーとワーク保持部間に挟持してテーパ加工補助具の回転の振れを取ることにより、確実にボデーの中心軸とワーク保持部の円筒部の中心軸とが一致した状態で振れ取りでき、被加工物の一端を高精度に位置決め可能である。
請求項７のテーパ加工方法は、ボデーとワーク保持部間の距離を縮めてテーパ加工し、被加工物の一端のテーパ最小径を計測し、テーパ最小径が所定寸法になるようにワーク保持部を移動させて固定し、テーパ加工するようにしたものであり、これにより、所定寸法のテーパ最小径をもつ被加工物のテーパ加工が行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態のテーパ加工補助具とこれを使用したテーパ加工方法について説明する。図１は、本発明の実施の形態のテーパ加工補助具１の全体の断面図である。このテーパ加工補助具１は、ベースとなるボデー２と、このボデー２に移動・位置決め可能に保持されるワーク保持部３と、ワーク保持部３を移動・位置決めする駆動部４と、ボデー２とワーク保持部３間に着脱可能に設けたスペーサ５と、ワーク保持部３の移動を案内するガイド６及びワーク保持部３を位置決め固定する止めねじ７とより構成されている。
【００１０】
ボデー２には、ボデー２の中心軸Ｏを中心にした円筒部２ａが設けられると共に、駆動部４を案内するねじ穴２ｂが中心軸Ｏに対して所定の角度Ａで傾斜して穿設され、かつワーク保持部３の移動を案内するガイド６が、ねじ穴２ｂと平行に取り付けられている。また、ボデー２の前面２ｃは、ガイド６と直交する平面となっている。
【００１１】
ワーク保持部３にも、ボデー２の中心軸Ｏを中心にした円筒部３ａが設けられると共に、ガイド６を挿通するための孔部３ｂ、被加工物１０を保持するための把持部３ｃ及び駆動部４を挿通するための貫通部３ｄがそれぞれ平行に形成されている。また、ワーク保持部３の後面３ｅは、ボデー２の前面２ｃと対面する形で平面となっている。したがって、ボデー２の中心軸Ｏと把持部３ｃの中心軸Ｐとは所定角度Ａをなしている。
駆動部４の頭部４ａは、駆動体（図示されていない）が嵌合する形に形成されていて、駆動体によって駆動部４を回転することで、ワーク保持部３が駆動部４に沿って前後に移動できる。止めねじ７は、ワーク保持部３を所定の位置に固定するために設けられている。
【００１２】
ボデー２の前面２ｃとワーク保持部３の後面３ｅとの間には、所定の厚さのスペーサ５が着脱可能に挟持されるように設けられ、このスペーサ５が両者間に挟持されたとき、ボデー２の円筒部２ａの中心軸Ｏとワーク保持部３の円筒部３ａの中心軸Ｑとは一致するようになっている。
【００１３】
上記のように構成された本発明のテーパ加工補助具を使用したテーパ加工方法について説明する。
まず、加工機（図示せず）で図３（ａ）に示すように被加工物１０の加工基準となる円筒部１０ａと一方の端面１０ｂを加工する。次いで、この加工基準（円筒部１０ａ）をチャックしてもう一方の外径を円筒状に、そして全長を所定長さに加工する。
次に、本発明のテーパ加工補助具１のボデー２を加工機のチャックに取り付ける。このとき、加工機のチャック中心軸とボデー２の中心軸Ｏとが一致するように調整してチャックする。
【００１４】
この調整は以下のようにして行う。
テーパ加工補助具１のボデー２とワーク保持部３にスペーサ５を挟持する。このスペーサ５を挟持することによって、ワーク保持部３の円筒部３ａの中心軸Ｑとボデー２の中心軸Ｏとが一致する。次いで、ワーク保持部３の円筒部３ａに計測器（図示せず）を接触させて、テーパ加工補助具１のチャック状態を調整する。これによって、加工機のチャック中心軸とボデー２の中心軸とが一致する。
このようにして、テーパ加工補助具１のワーク保持部３に設けた円筒部３ａの外径の振れが無い状態にチャックされることになる。
【００１５】
次にワーク保持部３の被加工物１０の把持部３ｃに、被加工物１０を加工基準で取り付ける。即ち、被加工物１０の端面１０ｂをワーク保持部３の後面３ｅに合わせ、被加工物の円筒部１０ａを把持部３ｃの面に合わせて取り付ける。
その後、スペーサ５を取り外し、駆動部４を回転させてワーク保持部３を移動させ、被加工物の加工基準側と反対の端が所定位置になるように位置決めし、止めねじ７でワーク保持部３を固定する。なお、被加工物の一端のテーパ部最小径を計測しておき、テーパ部最小径が所定寸法になるようにワーク保持部３を移動して被加工物の反対の端を位置決め（図２（ｂ）の基準線ｃ）し固定する。
【００１６】
上述の説明では、被加工物１０で説明しているが、被加工物に代えてマスターワークを使用してもよい。この場合、ワーク保持部３へのマスターワークの取り付けは、被加工物の加工基準が基準となって行ない。この取り付けたマスターワークの先端が所定の位置（図２（ｂ）の基準線ｃ）にくるように、駆動部４によりワーク保持部３移動を調整してやればよい。
【００１７】
次に、砥石８で被加工物１０を研削加工により先端をテーパ加工する。この場合、テーパ加工は、図２（ｂ）に矢印で示されるように砥石８が回転中心軸に沿って移動し、テーパ部最小径の位置で径方向に移動し、その後は所定のテーパ方向に傾めに移動することで、被加工物１０のテーパ加工が行われる。図２（ｂ）のハッチング部は、テーパ加工によって除去される部分を示している。こうして、高精度な全長と、高精度なテーパ面の形状の被加工物が得られる。
なお、工具として砥石８を使用した研削加工で説明しているが、切削工具を使用した切削加工にも利用できることは当然である。
【００１８】
また、マスターワークを使用した場合には、マスターワークが所定の位置にくるようにワーク保持部３を移動して固定した時点で、本発明のテーパ加工補助具の加工機へのセッティングが完了するので、その後は、マスターワークを取り外して、被加工物を加工基準でワーク保持部に取り付けて、テーパ加工を行えばよい。この被加工物の取り付けに際しては、ワーク保持部の位置調整は必要ない。
【００１９】
本実施の形態では、テーパ加工の被加工物の端の位置がわかっている場合について説明したが、不明の場合は、一旦、ワーク保持部３とボデー２の距離を調節して、テーパ加工と、テーパ部の最小径測定を繰り返して、テーパ部の最小径を所定寸法にするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のテーパ加工補助具の全体の断面図である。
【図２】（ａ）は、従来のテーパ加工専用具についての説明図であり、（ｂ）は、テーパ加工の説明図である。
【図３】被加工物の、（ａ）従来の加工基準と、（ｂ）本発明の加工基準とを説明する図である。
【符号の説明】
１…テーパ加工補助具
２…ボデー
２ａ…円筒部
３…ワーク保持部
３ａ…円筒部
３ｃ…把持部
４…駆動部
５…スペーサ
６…ガイド
７…止めねじ
８…砥石
Ｏ…ボデーの中心軸
Ｐ…ワーク保持部の把持部の中心軸
Ｑ…ワーク保持部の円筒部の中心軸

Claims (7)

1. 少なくとも、加工機のチャックに固定され、ベースとなるボデーと、該ボデーに移動可能に保持されるワーク保持部と、該ワーク保持部を移動・位置決めする駆動部とからなるテーパ加工補助具であって、
   前記駆動部は、被加工物を保持した状態の前記ワーク保持部を前記ボデーに対して移動することにより、被加工物の一端の位置を所定位置に位置決めし、かつ
   前記ボデーの中心軸と前記ワーク保持部の被加工物が保持される把持部の中心軸とが所定角度Ａをなし、交差していることを特徴とするテーパ加工補助具。
2. 前記ボデーには、前記ボデーの中心軸を中心にした円筒部が設けられると共に、前記ワーク保持部にも、前記ボデーの中心軸を中心にした円筒部が設けられており、前記ボデーと前記ワーク保持部との間に着脱自在に設けられる所定厚さのスペーサが、前記ボデーと前記ワーク保持部間に挟持された状態で、前記ボデーの中心軸と前記ワーク保持部の円筒部の中心軸とが一致することを特徴とする請求項１に記載のテーパ加工補助具。
3. 前記ワーク保持部の移動を案内するガイドを更に備え、前記ガイドは、前記ボデーの中心軸と前記所定角度Ａをなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載のテーパ加工補助具。
4. 前記ワーク保持部を位置決め固定する止めねじが更に備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のテーパ加工補助具。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のテーパ加工補助具を使用して、被加工物をテーパ加工する方法において、
   （１）被加工物の加工基準を加工する基準加工段階と、
   （２）被加工物の全長を加工する全長加工段階と、
   （３）前記テーパ加工補助具を使用して、被加工物の一端にテーパ加工するテーパ加工段階と、
   を具備することを特徴とするテーパ加工方法。
6. 請求項２項に記載のテーパ加工補助具を使用して、被加工物をテーパ加工する方法において、
   （１）被加工物の加工基準を加工する基準加工段階と、
   （２）被加工物の全長を加工する全長加工段階と、
   （３）前記テーパ加工補助具を使用して、被加工物の一端にテーパ加工するテーパ加工段階と、
   を具備し、
   前記テーパ加工段階が、
   （４）前記ボデーと前記ワーク保持部間に前記スペーサを挟持して回転の振れ取りを行う段階と、
   （５）前記ワーク保持部に被加工物を取り付ける段階と、
   （６）前記スペーサを取り除き、前記ワーク保持部を移動し被加工物の一端の位置を所定位置に位置決めする段階と、
   を含んでいることを特徴とするテーパ加工方法。
7. 前記テーパ加工段階が、
   （７）前記ボデーと前記ワーク保持部間の距離を調節して、テーパ加工し、被加工物の一端のテーパ部最小径を計測し、テーパ部最小径が所定寸法になるように前記ワーク保持部を移動させて固定し、テーパ加工する段階を含んでいることを特徴とする請求項６に記載のテーパ加工方法。

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