JP4026319B2 - 部品成形用工具の加工方法及びこの加工方法を用いて製造された部品成形用工具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品成形用工具の加工方法及びこの加工方法により製造される部品成形用工具に関し、例えば時計部品をねじとで時計の基枠に固定する例えば受足のような小型精密部品の成型用工具の加工方法及び部品成形用工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、時計の一部品である受足は、種々のタイプがあるが、例えば図3に示すように段付き軸状に形成されたものがある。この受足8は、外周にローレット8fが形成された鍔部8aを有し、鍔部8aから先端側に行くに従い各径部8b〜8dが段部8eを有して縮径し、中心軸方向に貫通穴8gが穿設されている。この受足8は、図4に示すように時計の基枠11の取付穴12に圧入されて、鍔部8aの外周のローレット8fが基枠11に食い込んだ状態で固定され、貫通穴8gにねじ13を螺入させて時計の基枠11上の例えば輪列受等の時計部品14を固定している。
【0003】
前述した受足8は、例えば図5に示すように6タイプの成形用工具(第1ダイスブッシュ〜第6ダイスブッシュ)を用いて塑性加工されている。
所定の長さに切断された黄銅の丸棒1を第1ダイスブッシュD1に圧入して第1次加工品2を成形し、次いで、この第1次加工品2を第2ダイスブッシュD2に圧入して第2次加工品3を成形し、さらに、この第2次加工品3を第3ダイスブッシュD3に圧入して第3次加工品4を成形する。
【0004】
第3ダイスブッシュD3により成形された第3次加工品4を第4ダイスブッシュD4に圧入して段付きの第4次加工品5を成形し、この第4次加工品5を第5ダイスブッシュD5に圧入して鍔部6aを有する第5次加工品6を成形し、そして、最後の第6ダイスブッシュD6に第5次加工品6を圧入して、第6ダイスブッシュD6に形成された段穴と同じ形状の第6次加工品7を成形する。この時、第6ダイスブッシュD6に形成された鍔部成形用穴D6aの内周面に施されたローレット(図示せず)により、第6次加工品7の鍔部7aの外周面にそのローレット(図示せず)が刻み込まれている。
【0005】
第6ダイスブッシュD6により形成された第6次加工品7は、図示せぬ後工程において、中心軸方向にドリル等によって貫通穴が加工されて、図3に示すような形状の受足8となる。
【0006】
ところで、最終工程に用いられた第6ダイスブッシュD6は、図6に示すような加工方法により製作されている。
まず、自動旋盤のチャック31に固定された被加工材21の中心軸方向にドリル32で中心穴21aを明け、次いで、その中心穴21aを平錐33で削って平錐33の形状とほぼ同一形状の段穴21bを形成し、さらに、図示せぬカッティングホイール等でその被加工材21を切断して、真空焼き入れを行う。
【0007】
その後は、(4)に示すように真空焼き入れした被加工材21の一端面を歯形電極34で放電加工して、受足8の鍔部8aを成形するための鍔部成形用穴21aを形成すると共に、その鍔部成形用穴21aの内周面に歯形電極34の外周面に形成された歯形状のローレット(図示せず)を形成する。なお、被加工材21の他端面に形成された逃げ穴21cは、この工程の前にストレート電極(図示せず)によって加工されたものである。
【0008】
両端面が加工された被加工材21の段穴21bの内周面を、ペースト36が付着された磨き棒35で手作業により研磨し、次に、被加工材21の丈を決めるために逃げ穴21c側の材料をカッティングホイールで切断する(図示せぬ)。そして、(6)に示すように被加工材21を平面研削盤のテーブル38上にチャック39で固定して、被加工材21の中心軸方向の両端面(切断面)を砥石ホイール37で研削する。
【0009】
この研削終了後は、図示していないが、被加工材21の段穴21bにシリコンを充填して投影機で形状検査を行い、この検査に合格したものだけが受足8の成形用第6ダイスブッシュD6として使用される。
【0010】
ところが、この加工方法によって成形された第6ダイスブッシュD6には、ビッカース硬度HV=740程度の材料(SKD11、粉末ハイス等)が用いられているため、受足8の加工数量が増えるに連れ段穴21bが磨耗して変形し、量産性に適した第6ダイスブッシュD6とはいえなかった。具体的には、1個の第6ダイスブッシュD6で最大800個程度しか加工することができなかった。
【0011】
そこで、その課題を解決する方法として、第6ダイスブッシュD6にビッカース硬度HV=1200以上の超硬材(A1、G1等)を使用し、平錐に代えてコンパックスバイトで段穴を加工する方法が考えられていた。この加工方法は、例えば、図7及び図8に示すように概ね8工程の加工を経て第6ダイスブッシュD6が製作されるものである。
【0012】
まず、図7(1)に示すようにチャック51に固定された超硬丸棒(ビッカース硬度HV=1200以上)の被加工材41を所定寸法(約7mm)毎にカッティングホイール52で切断し、この切断した丸棒の被加工材41をチャック53に固定して両端面をカップホイール54で研削し、そして、(3)に示すように被加工材41の中心軸方向にストレート電極55で放電加工して下穴41aを形成し、さらに、径の大きいストレート電極56を用いて前記下穴41aを中心とする逃げ穴41bを加工し、この逃げ穴41bの反対側の面を歯形電極57で放電加工して、受足8の鍔部8aを成形すべき鍔部成形用穴41cを形成すると共に、その鍔部成形用穴41cの内周面に歯形電極57の外周面に形成された歯形状のローレット(図示せず)を形成する。
【0013】
その後は、図8(6)に示すようにチャック53に固定された被加工材41を高速回転させると共に、コンパックスバイト58の刃部58aを鍔部成形用穴41c側の下穴41aに挿入してその内周面を切削し、段穴41dに加工する。この切削加工は、まず、成形すべき受足8の径部8bと同じ径を有する穴に加工し、次に、その穴の奥の一端をテーパ状に形成した後、受足8の径部8cと同じ径を有する穴に加工し、さらに、その穴の奥の一端をテーパ状に形成した後、受足8の径部8dと同じ径を有する穴が形成されるように奥の下穴41aを切削する。
【0014】
そして、(7)に示すように被加工材41の丈を決めるために逃げ穴41b側の材料をカッティングホイール52で切断し、次に、この被加工材41を平面研削盤のテーブル60上にチャック61で固定して、被加工材41の中心軸方向の両端面(切断面)を砥石ホイール59で研削する。
【0015】
この研削終了後は、前述したように被加工材41の段穴41dにシリコンを充填して投影機で形状検査を行い、この検査に合格したものだけが受足8の成形用第6ダイスブッシュD6として使用される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この加工方法では、被加工材41の下穴41aの奥までコンパックスバイト58を挿入して切削加工しているため、コンパックスバイト58の刃部58aを細長くしなければならなかった。このため、コンパックスバイト58の刃部58aの強度が低下し、しかも被加工材41が超硬材であるために磨耗が激しく、刃部58aの先端が加工中に欠けることがあった。また、コンパックスバイト58の刃部58aの強度低下が原因で被加工材41の段穴41dの内周面にスジが入ることがあり、第6ダイスブッシュD6の仕上がり精度にも影響を与えていた。
【0017】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、被加工材が超硬材であっても切削工具の寿命を短くすることなく、精度の良い部品成形用工具を量産できる部品成形用工具の加工方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る部品成形用工具の加工方法は、鍔部を有し、この鍔部より先端側に行くに従い径部が段部を有して縮径する段付き軸状の部品を成形するための部品成形用工具の加工方法であって、被加工材の中心軸方向に下穴を加工する工程と、被加工材の一端に、成形すべき前記部品の鍔部の外径とほぼ同じ径を有する鍔部成形用穴を下穴を中心として加工する工程と、被加工材に形成された下穴の内周面を研削工具で研削して、成形すべき前記部品の先端側の径部とほぼ同じ径を有する穴に加工し、中心穴とする工程と、被加工材の一端に加工された鍔部成形用穴から切削工具を挿入して中心穴の内周面を切削し、成形すべき前記部品の先端側の径部を除く他の径部とほぼ同じ径を有する穴に加工する工程とを少なくとも有する。
【0019】
本発明においては、被加工材の中心軸方向に下穴を加工し、被加工材の一端に、成形すべき部品の鍔部の外径とほぼ同じ径を有する鍔部成形用穴を下穴を中心として加工し、被加工材に形成された下穴の内周面を研削工具で研削して、成形すべき部品の先端側の径部とほぼ同じ径を有する穴に加工して中心穴とし、被加工材の一端に加工された鍔部成形用穴から切削工具を挿入して前記中心穴の内周面を切削し、成形すべき前記部品の先端側の径部を除く他の径部とほぼ同じ径を有する穴に加工するようにしているので、切削工具の刃部の長さを従来と比べ短くすることが可能になり、このため、その刃部の強度が向上し、この強度向上により切削工具の刃部が欠け難くなると共に、精度の良い部品成形用工具を製作できる。
【0020】
(2)本発明に係る部品成形用工具の加工方法は、第1軸径部と第1軸径部よりも縮径した第2軸径部とを少なくとも有する段付き軸形状の部品を成形するために、段付き軸形状に対応して、第1穴径部と第1穴径部よりも縮径した第2穴径部とを少なくとも有する段付き穴が形成された部品成形用工具の加工方法であって、被加工材に形成された下穴の内周面を研削工具で研削して、第2穴径部と同じ径の中心穴を加工する工程と、しかる後、被加工材の第1穴径部が形成される側から中心穴内に切削工具を挿入して、第2穴径部を除いて中心穴の内周面を切削工具により切削し、第1穴径部と同じ径を有する穴に加工する工程とを少なくとも有する。
【0021】
本発明においては、被加工材の下穴の内周面を研削工具で研削して、第1穴径部よりも縮径した第2穴径部と同じ径の中心穴を加工し、しかる後、被加工材の第1穴径部が形成される側から中心穴内に切削工具を挿入して、第2穴径部を除いて中心穴の内周面を切削工具により切削し、第1穴径部と同じ径を有する穴に加工するようにしたので、切削工具の刃部の長さを従来と比べ短くすることが可能になると共に刃部の高さ寸法を大きくすることも可能となり、このため、その刃部の強度が向上し、この強度向上により切削工具の刃部が欠け難くなると共に、切削時の切削工具の振動を抑えることができ、この結果、精度のよい部品成形用工具を製作できる。
【0022】
(3)本発明に係る部品成形用工具の加工方法は、前記(1)又は(2)の何れかにおいて、前記切削工具にバイトを用いている。
【0023】
(4)本発明に係る部品成形用工具の加工方法は、前記(1)乃至(3)の何れかにおいて、前記被加工材にビッカース硬度HV=1200以上の超硬材を用いている。
【0024】
(5)本発明に係る部品成形用工具は、前記(1)乃至(3)の何れかに記載の部品成形用工具の加工方法によって製造されたことを特徴とする。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る部品成形用工具の加工方法を説明する。この部品成形用工具は、前述したように時計部品の受足を仕上げ加工するために用いれられる第6ダイスブッシュであり、材料としてビッカース硬度HV=1200以上の超硬材が使用されている。
図1及び図2は実施の形態に係る受足成形用第6ダイスブッシュの加工方法を示す工程図である。
【0031】
まず、図1(1)に示すようにチャック51に固定された超硬丸棒(ビッカース硬度HV=1200以上)の被加工材41を所定寸法(約7mm)毎にカッティングホイール52で切断し、次に、この切断した丸棒の被加工材41をチャック53に固定して、両端の切断面をカップホイール54で研削する(2)。
【0032】
そして、(3)に示すように被加工材41の中心軸方向にストレート電極55で放電加工して直径約0.8mmの下穴41aを形成し、さらに、径の大きいストレート電極56を用いて被加工材41の一端面に前記下穴41aを中心とする逃げ穴41bを加工し(4)、この被加工材41の他端面を歯形電極57で放電加工して、受足8の鍔部8aを成形すべき鍔部成形用穴41cを形成すると共に、その鍔部成形用穴41cの内周面に歯形電極57の外周面に形成された歯形状のローレット(図示せず)を形成する(5)。
【0033】
その後は、図2(6)に示すように被加工材41に加工された逃げ穴41bと鍔部成形用穴41cとの間の下穴41aの内周面を、研削工具としてグリッタ71を用いて、このグリッタ71の回転軸の先端に設けられたダイヤの砥石部71aで研削し、直径約1.0mmの中心穴41dを加工する。この時の被加工材41側の回転数は2千〜3千で、グリッタ71の砥石部71aの回転数は7万〜8万で、相互に反対方向に回転している。この研削加工により形成された中心穴41dの直径は、図3に示す受足8の先端側の径部8d(第2軸径部)を成形するのに必要な大きさである。
【0034】
中心穴41dの研削加工終了後は、(7)に示すようにチャック53に固定された被加工材41を高速回転させると共に、切削工具としてコンパックスバイト72を用いて、このコンパックスバイト72の刃部72aを鍔部成形用穴41c側から中心穴41dに挿入してその内周面を切削し、段穴41eに加工する。この切削加工は、まず、成形すべき受足8の径部8bとほぼ同じ径を有する穴(第1穴径部)に加工し、次に、その穴の奥の一端をテーパ状に形成した後、受足8の径部8c(他の第1軸径部)とほぼ同じ径を有する穴(他の第1穴径部)に加工し、そして、この穴とグリッタ71によって形成された中心穴41d(第2穴径部)との異径による段差をテーパ状に形成して終了する。
【0035】
このように、コンパックスバイト72は、図2(7)に示す被加工材の中心穴41d側からではなく、中心穴41dより拡径の段穴41eが形成される側から穴内に挿入され、前記一連の切削加工を行う。
【0036】
段穴41eの加工後は、(8)に示すように被加工材41の丈を決めるために逃げ穴41b側の材料をカッティングホイール52で切断し、次に、被加工材41を平面研削盤のテーブル60上にチャック61で固定して、被加工材41の中心軸方向の両端面(切断面)を砥石ホイール59で研削する。
【0037】
この研削終了後は、従来例で述べたように被加工材41の段穴41eにシリコンを充填して投影機で形状検査を行い、この検査に合格したものだけが受足8の成形用第6ダイスブッシュD6として使用される。
【0038】
このように本実施の形態においては、被加工材41の下穴41aをグリッタ71で研削して、成形すべき受足8の先端側の径部8dとほぼ同じ径を有する穴を中心穴41dとして加工し、この中心穴41dをコンパックスバイト72で研削して、受足8の径部8b、8cとほぼ同じ径を有する穴にそれぞれ加工するようにしたので、コンパックスバイト72の刃部72aの長さLを従来のコンパックスバイト58の刃部58aの長さよりも短く、かつ高さ寸法Hを大きくでき、このため、コンパックスバイト72の刃部72aの強度が向上してコンパックスバイト72の刃部72aが欠け難くなり、また、被加工材41の段穴41eにすじが入るということがなくなった。また、切削時のコンパックスバイト72の振動を抑えることができ、この結果、第6ダイスブッシュD6の仕上がり精度も向上した。
【0039】
また、コンパックスバイト72の刃部72aの強度向上により、製品としての第6ダイスブッシュD6の量産性が可能になった。
【0040】
なお、前記実施の形態においては、部品成形用工具として第6ダイスブッシュD6を例示したが、これに限られたものではなく、穴径部とこの穴径部よりも縮径した他の穴径部とを少なくとも有する段付き穴が形成された部品成形用工具であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る受足成形用第6ダイスブッシュの加工方法を示す工程図である。
【図2】図1に続く加工方法の工程図である。
【図3】時計の一部品の受足の外観を示す側面図である。
【図4】受足の使用例を示す断面図である。
【図5】受足の加工方法を示す工程図である。
【図6】従来の受足成形用第6ダイスブッシュの加工方法を示す工程図である。
【図7】他の従来の受足成形用第6ダイスブッシュの加工方法を示す工程図である。
【図8】図7に続く加工方法の工程図である。
【符号の説明】
8 受足
8a 鍔部
8b、8c、8d 径部
8e 段部
8f ローレット
8g 貫通穴
41 被加工材
41a 下穴
41b 逃げ穴
41c 鍔部成形用穴
41d 中心穴
41e 段穴
71 グリッタ(研削工具)
71a 砥石部
72 コンパックスバイト(切削工具)
72a 刃部
Claims (5)
- 鍔部を有し、該鍔部より先端側に行くに従い径部が段部を有して縮径する段付き軸状の部品を成形するための部品成形用工具の加工方法であって、
被加工材の中心軸方向に下穴を加工する工程と、
前記被加工材の一端に、成形すべき前記部品の鍔部の外径とほぼ同じ径を有する鍔部成形用穴を前記下穴を中心として加工する工程と、
前記被加工材に形成された下穴の内周面を研削工具で研削して、成形すべき前記部品の先端側の径部とほぼ同じ径を有する穴に加工し、中心穴とする工程と、
前記被加工材の一端に加工された鍔部成形用穴から切削工具を挿入して前記中心穴の内周面を切削し、成形すべき前記部品の先端側の径部を除く他の径部とほぼ同じ径を有する穴に加工する工程と
を少なくとも有することを特徴とする部品成形用工具の加工方法。 - 第1軸径部と該第1軸径部よりも縮径した第2軸径部とを少なくとも有する段付き軸形状の部品を成形するために、前記段付き軸形状に対応して、第1穴径部と該第1穴径部よりも縮径した第2穴径部とを少なくとも有する段付き穴が形成された部品成形用工具の加工方法であって、
被加工材に形成された下穴の内周面を研削工具で研削して、前記第2穴径部と同じ径の中心穴を加工する工程と、
しかる後、前記被加工材の前記第1穴径部が形成される側から前記中心穴内に切削工具を挿入して、前記第2穴径部を除いて前記中心穴の内周面を前記切削工具により切削し、前記第1穴径部と同じ径を有する穴に加工する工程と
を少なくとも有することを特徴とする部品成形用工具の加工方法。 - 前記切削工具にバイトを用いていることを特徴とする請求項1又は2記載の部品成形用工具の加工方法。
- 前記被加工材にビッカース硬度HV=1200以上の超硬材を用いていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の部品成形用工具の加工方法。
- 請求項1乃至4の何れかに記載の部品成形用工具の加工方法によって製造されたことを特徴とする部品成形用工具。
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