JPH01500981A - 長手方向軸に関して対称な輪郭形状の丸削り部品を棒材から製造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１つには、両側に直角のフランクを有することができる輪郭付は丸削 シ部品をねじ切シ作業なしに棒材から直接研削により製造することを特徴とする 請求の範囲第１項の前文に記載の方法に関する。

また、本発明は、請求の範囲第８項記載のこの方法を実施するための装置にも関 する。

長手方向軸に関して対称の輪郭形状を有する丸削シ部品を棒材から、すなわち、 原則として丸い横断面を有する焼入れされない棒鋼からねじ切りによシ製造する ことは知られている。そのような部品は、その寸法安定性及び軸対称性に高い要 求が課される場合に、ねじ切シの後、また、場合によっては焼入れの後に、さら に所定寸法まで研削されることができる。

特に時計業界及び精密機械工学技術に広く普及しているこの従来の方法は、とシ わけ、工具の摩耗が比較的太き麿ために、一連のねじ切シされた部品又は丸削シ された部品が比較的大きな寸法誤差を示すという大きな欠点を有し、この誤差を 必要に応じて後続する研削作業の枠内で補正することが重要である。超硬バイト の使用によシ、この公知の欠点をできる限シ排除することが試みられた。しかし ながら、この製造方法の別の欠点が残されることになった。

すなわち、切削工具の後研削の後にそれらの工具をねじ切シ盤から取外し、その 後に再び粗込み、新たに調整しなければならず、これは時間のかかる作業である と共に、それ自体は適切なコストである大量生産部品の製造方法を高価なものに してしまう。同一のシリーズの丸削シ部品に寸法差がちるために、焼入れ済の部 品又は焼入れされない部品をその後に所定寸法に研削することも、結局は困難に なり、特に精密な丸削シ部品の場合には、元の寸法が個々に違うので、といし車 を丸削り部品に非常に低速で当接させて動作させなければならない。また、その 結果、特に高精度の部品を製造しなければならないときには、研削工程は研削開 始から加熱までの時間に差がでるか、あるいは、部品ごとに異なる研削深さが生 じることになり、これも、また、問題点であるといえる。

従って、本発明の基礎を成す課題は、棒材から丸削シ部品を製造する従来の方式 の欠点を克服することができ且つ棒材から高精度の軸対称輪郭形状の丸削シ部品 を適度なコストで製造可能である方法及び装置を提供することである。

本発明によれば、この課題は、一方では、請求の範囲第１項に定義するような方 法によシ解決される。

他方では、請求の範囲第８項記載の装置によシ解決される。

本発明によって、棒材から高精度の軸対称丸削シ部品を研削のみにより効率良く 且つ経済的に製造することが始めて可能になった。これによシ、多くの場合、そ れ以後の所定寸法への研削を省略することができる。さらに、既に焼入れされた 鋼の加工も可能であるので、それ以後の丸削シ部品の焼入れ及び後研削は不要に なる。

本発明のその他の利点及び詳細は以下の説明及びそれに対応する図面から明白に なる。ここでは、垂直の溝及び端部を有する特に難しい大量生産部品について本 発明の詳細な説明する。

図面において、 第１図は、この丸削り部品の側面図を拡大して示し、 第２図は、丸削り部品を製造するための本発明による方法の第１の作業工程が実 施される本発明による装置の第１の部分の構成を平面図で概略的に示し、第３図 は、丸削り部品を製造するための本発明による方法の第２の作業工程が実施され る本発明による装置の第２の部分の構成を平面図で概略的に示し、第４図は、装 置の２つの部分が合体されており且つ丸削り部品が２つの輪郭といし車により同 時に加工される本発明による装置の構成を示す。

第１図は、本発明による方法に従って同様に本発明による装置において丸形鋼の 棒材から研削によってのみ製造可能であるような丸削シ部品を拡大して示す。こ のような丸削り部品が約５０ｍｍの長さと、約＝！！、　８　ｍｒｎの平均直径 を有するべきであると仮定すると、丸削り部品は０．００５ｍｍ　４で正確に研 削されなければならず、その端部は０．００１ｍｍの最大偏差を有するべきであ るということになる。さらに、２つの部品端部１′及び１０並びに段部５及び逃 げ移行部６、さらには溝７のフランク８は、丸削シ部品の長手方向軸Ａに対して 絶対に垂直に位置すべきである。

従来の技法や製造方法では、特に、丸削り部品の表面が精密に研削されなければ ならない場合に、そのような丸削シ部品を唯一回の加工で製造することはできな い。しかしながら、本発明によれば、そのような丸削シ部品を棒材から全自動製 造することが可能であるので、本発明が難しい高精度のものを含めた丸削り部品 の大量生産において今日の製造方法に対してどれほど多くの改善をもたらすかは 明白である。図から明らかなように、図示される丸削シ部品は、端部ビントル１ 、逃げ部２、径大部３及び径小部４といった円筒形の部分と、丸削り部品の長手 方向軸Ａに対して垂直に研削されるべき精密な面、すなわち、部品端部１′、段 部５、逃げ移行部６、溝フランク８及び部品端部１０とを有する。径小部４は溝 ７により径大部３から分離されており、図かられかるように、溝７は一方の側に 垂直の溝フランク８を有し、他方の側に傾斜段部９を有する。

当業者は、本発明の図示説明のために選択されたこの代表的な丸削り部品が、従 来の方法及び従来の手段によっては製造するのがきわめて困難であり、様々に異 なる直径部、段部、フランク及び角度部のねじ切りと、段階的研削という従来の 方法による大量生産はコスト高になり、さらに部品を何度も取付は直し、加工し 直さなければならないような非常に高い要求を課される部品であることを認める 。しかしながら、このレベルの高い部品は、そのような部品の従来の製造方法に 対する本発明の利点及び可能性を提示するのに非常に良く適している。

本発明が従来技術に対してもたらす利点を判断するために、まず、従来技術に属 するそのような丸削り部品を製造する方法では、それぞれ、始めに、焼入れされ ない鋼棒材からねじ切り作業により素材が丸削りされ、次に、この素材が焼入れ され、まず、１回目の素材装入で、端部ビントル１、逃げ部２及び径大部３並び に部品端部１″、段部５及び逃げ移行部６を研削し、次に２回目の丸削り部品装 入で径小部４及び溝フランク８並びに部品端部１０を研削する複数の個別的な研 削作業の枠内で部品力！製造されることを考えるべきである。この場合、逃げ部 ２及び段部３の円筒研削のためには素材は径小部４の研削のときとは異なる状態 で取付けられるため、最大許容として指示される偏差をもって必要な軸平行性を 確保することはほぼ不可能である。

第２図には、焼入れされない鋼又は焼入れ済の鋼であることができる丸形材料か ら成る棒材１３が見られるが、この棒材１３は工具主軸台１５の第１のチャック １４に貫通挿入され、棒材から丸削シ部品を連続して成形することになっている 。第１のチャック１４に対向して、同じ軸Ｂ上に、第２のチャック１６が同期工 具主軸台１７に配設され、棒材１３、すなわち、まだ棒材１３と結合されている 丸削り部品１８は第２のチャック１６の内部へ、調整自在のストッパ１９に当た るまで挿入されている。工具主軸台１５と、同期工具主軸台１７とは、全ての作 業過程及び作業行程の自動制御を可能にするＮＣ制御研削盤の構成要素であるの で有利である。

さらに、第２図には、輪郭といし車２０と、支持振れ止２１とが示される。チャ ック間軸を表わし、棒材１３から研削形成されるべき丸削シ部品の長手方向軸Ａ と一致する軸Ｂは、二方向矢印Ｃによシ示される輪郭といし車２０の送り軸に対 して垂直に配置されておらず、それに対し傾斜した位置にある。

輪郭といし車２００回転軸りは丸削シ部品１８の長手方向軸Ａに対して、すなわ ちチャック間軸Ｂに対して同じ量だけ傾斜している。約１０’の傾斜が実証され ており、これは、輪郭といし車２０の相応して傾斜した部分によシ、丸削り部品 の長手方向軸Ａに対して垂直に位置するようになるべき面、たとえば部品端部１ ′、段部５及び逃げ移行部６等を丸削シ部品の前記長手方向軸Ａに対して正確に 垂直に研削することを可能にする。

輪郭といし車２０は、１回の作業工程で、しかし、できれば複数の装入物の枠内 で、第１の丸削シ部品１８′の端部ビントル１、逃げ部２及び径大部３と、これ らの直径部の境界を規定する垂直な面、ここでは段部５及び逃げ移行部６とを同 時に研削すると共に、既に第２のチャック１６に押入れられ、部品端部１′に至 るまで仕上げ加工された丸削り部品１８の部品端部１′を研削するように構成さ れているので好都合である。この段階で、径小部４を荒研削することができる。

しかしながら、これは、まだ第１のチャック１４の中にほぼ位置している別の丸 削シ部品についても荒研削されることができるであろう。

第２のチャック１６内にある既に仕上がった丸削り部品１８から分離された加工 中の丸削り部品１８″が軸Ｂから押出されて、寸法誤差を生じさせる結果になる のを阻止するために、支持振れ止２１が相応して配設されている。

全く変わらずに装入された棒材１３を用いる第２の、同様にできれば複数の装入 物の枠内での作業工程において、第３図によれば、溝フランク８及び部品端部１ ０を第２の輪郭といし車２０′により研削することができる。同じ時点で、径小 部４を仕上げ研削することができる。輪郭といし車２０′　は、輪郭といし車２ ０と同様に、丸削り部品１８の長手方向軸Ａに対して傾斜して配設されており、 その回転軸Ｄ′のチャック間軸Ｂの垂線に対する傾斜は、当然、輪郭といし車２ ０の場合とは鏡像関係となる。

加工中の丸削シ部品１８′の荒研削が完了し、丸削シ部品１８の部品端部１′が 同様に仕上げ研削されると、直ちに、同期工具主軸台１７の第２のチャック１６ は開放され、第２のチャック内に部分的に挿入され且つ棒材１３から分離された 丸削り部品１８が、棒材１３とまだ結合している丸削り部品１８′が丸削シ部品 １８の代わシに第２のチャック１６に挿入されるまで棒材１３が押出される前に 、ストッパ１９によシ第２のチャック１６から押出されることができるように復 帰されるのが好都合である。次に、場合によっては輪郭といし車２０及び２０′ をあらかじめやすりみがきした後、再び上述の二分割研削工程が実施されるが、 今回は、別の丸削シ部品が荒研削されると共に、丸削シ部品１８′は仕上げ研削 される。

研削工程の間、丸削り部品の臨界直径を直径測定ヘッド２２により監視して、と いし車の送りをこの部品寸法に従って制御できるようにするのが適切であるとい える。

上述の研削動作に従って製造される丸削り部品１８は、焼入れ済の棒材１３から 研削されている場合には、加工が完了しており、それ以上の加工は不要である。

丸削シ部品１８が焼入れされない棒材１３から研削される場合にも、ねじ切り作 業により製造されたときより、その寸法安定性は著しく高く、表面は著しく微細 である。それでもなお、所望の精度を保証できるようにするためには、焼入れ後 に部品を仕上げ加工することが不可欠であると考えることができる。従って、そ のような場合は、丸削シ部品１８の少なくとも一部に、所定寸法への研削の際に 始めて切除される余分の寸法を与えておく。

２つの互いに対向して位置する輪郭といし車２０及び２０′が棒材１３に、すな わち丸削シ部品１８′及び１８に同時に作用するよう、第２図及び第３図を参照 して説明した２つの作業工程を唯一つの作業工程に統合すると有利であるといえ る。本発明のこの変形は第４図に示されている。

当業者は、本発明の装置及び本発明の方法によって、従来の方法に従えば工作物 を何度も挿入して始めて実現可能である丸削り部品を、工作物を１回装入するだ けの２つの作業工程で製造できることを了承する。本発明の方法によれば、本発 明の装置において、ここに説明したもの以外の丸削り部品も適切なコストで、ま た、１回の部品装入で製造できることは自明である。その場合、輪郭といし車２ ０及び２０′並びに丸削シ部品１８′の支えとして使用される支持振れ止２１を 具体的な状況に適合させれば十分である。そのために、発明的な追加行為はもは や不要である。

自動棒材装入装置が使用される場合、本発明によれば、輪郭といし車はＮＣ制御 研削盤においてダイアモンドローラによシ直接やすシみがきされることができ且 つ当業者には知られているように自動的に調整されることができるので、加工工 具の手動調整操作なしで足シる全自動丸削シ部品製造が実現される。

丸削り部品を製造するための原料として棒材の代わりにロール材料を使用する場 合　−これは、研削すべき部品がねじ切りすべき部品に対して有してい々ければ ならない著しく少ない回転数によって可能である　−には、人間による介入なし に完全に自動的に動作する全自動部品製造を数日間もわたり実現することができ るが、これは、ねじ切シ作業の場合には、機械外部の突切シバッグの研削後動作 が必然的に不可欠になるためと、補足的な手作業による調整のために不可能でお る。

本発明による装置の個々の方法工程及び構成要素は、製造すべき形部品によシ要 求される限りにおいて、変形可能である。

国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．長手方向軸（Ａ）に関して対称な輪郭形状の丸削り部品を棒材から製造する 方法であつて、丸削り部品（１８）が成形されるべき棒材（１３）は、少なくと も工具主軸台（１５）と、同期工具主軸台（１７）とを有する研削盤の工具主軸 台（１５）にある第１のチヤツク（１４）により、チヤツク間軸（Ｂ）上で、同 期工具主軸台（１７）にある第２のチヤツク（１６）の中まで押出され、その後 、側方で当接動作可能な輪郭といし車（２０）により加工される方法において、 輪郭といし車（２０）はチヤツク間軸（Ｂ）に対して傾斜した軸（Ｄ）を中心と して回転され、輪郭といし車（２０）を棒材（１３）に押当てることにより、そ の長手方向軸（Ａ）に対して垂直に位置する面（１′，５，６）を形成可能であ るように、輪郭といし車（２０）は棒材（１３）に対して鋭角を成して当接動作 されることと、回転軸（Ｄ′）がチヤツク間軸（Ｂ）に対して同様に傾斜してい る第２の輪郭といし車（２０′）は、棒材（１３）に対向して位置する垂直面（ ８，１０）を形成可能であるように、棒材に鋭角を成して当接動作されることを 特徴とする方法。
2. ２．垂直に位置する面（１′，５，６；８，１０）と共に他の向きの輪郭領域を も棒材（１３）に研削することができる輪郭といし車（２０，２０′）が使用さ れることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．２つの輪郭といし車（２０，２０′）は互いに連続する作業工程で棒材（１ ３）に作用することを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．２つの輪郭といし車（２０，２０′）は互いに対向する側から同時に棒材（ １３）に作用することを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
5. ５．一方又は双方の輪郭といし車（２０，２０′）は少なくとも２つの、棒材（ １３）から加工可能な丸削り部品（１８，１８′）を同時に加工することを特徴 とする請求の範囲第１項記載の方法。
6. ６．棒材（１３）の少なくとも一部は支持振れ止（２１）により支持されること を特徴とする請求の範囲第３項記載の方法。
7. ７．棒材（１３）の第２のチヤツク（１６）内にある部分（１８′）は輪郭とい し車（２０）により棒材から分離されることを特徴とする請求の範囲第１項記載 の方法。
8. ８．研削盤に少なくとも第１のチヤツク（１４）を有する工具主軸台（１５）と 、軸（Ｂ）上にこれに対向して配設され、第２のチヤツク（１６）を有する同期 工具主軸台（１７）とを含む請求の範囲第１項記載の方法を実施するための装置 において、装置は、少なくとも２つの個別的に又は共通して制御及び動作可能な 輪郭といし車（２０，２０′）を含み、それらの輪郭といし車は、それらの回転 軸（Ｄ，Ｄ′）が棒材（１３）から成形可能な丸削り部品（１８）の長手方向軸 （Ａ）に対して傾斜し且つといし車が棒材（１３）に鋭角を成して当接動作可能 であるように配設されていることを特徴とする装置。
9. ９．同期工具主軸台（１７）に、棒材（１３）のための摺動自在のストツパ（１ ９）を含むことを特徴とする請求の範囲第８項記載の装置。
10. １０．２つの輪郭といし車（２０，２０′）はチヤツク間軸（Ａ）に関して互い に対向して配設されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。