JPH0158001B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、旋削による形状仕上げ加工におい
てその形状精度の向上を図ろうとするものであ
る。

［従来技術］ 従来の旋削による形状加工の工程順の断面図を
第１図ａ，ｂに示す。図において、１は旋盤のロ
ータ部、２は被加工物であり、Ａは被加工物２の
旋削加工面、Ｂは同前加工面を示す。

被加工物２を旋盤のロータ部１に直接真空チヤ
ツク等で取着した後、Ａ面を旋削することにより
Ａ面の表面形状及び表面粗度を修正する。それを
表わしたのが第１図ａである。その後、真空チヤ
ツクを解除することにより、被加工物２をロータ
部１より分離する。それを表わしたのが第１図ｂ
である。

ところが、真空チヤツクを使用した場合、被加
工物２にチヤツキングによる不均一な応力が作用
するため、被加工物２は、旋削加工後ロータ部１
にチヤツキングされている時は良好な形状精度を
有していても、ロータ部１より分離後は、不均一
な弾性回復により旋削面Ａが大きく変形、形状精
度が著しく劣化するという欠点があつた。これ
は、他のマグネツトによるチヤツキングや機械に
よるチヤツキングでも同様である。

また、もし均一にチヤツキングできたとして
も、前加工面Ｂと旋削面Ａとの加工法の差による
残留応力及び加工変質層の違いにより、上記と同
様、被加工物２はロータ部１にチヤツキングされ
ている時は良好な形状精度を有していても、ロー
タ部１より分離後はトライマン（Twyman）効
果（後述）を生ずることにより、旋削面Ａが大き
く変形し、形状精度が著しく劣化するという欠点
があつた。

なお、トワイマン効果とは、例えば機械の研
究、第19巻、第９号（1967）、P81〜86に記載さ
れているように、トワイマンによつて見いだされ
たもので、旋削面とその裏面の前加工面との加工
法の差による残留応力の違いにより生ずる旋削加
工後の薄板が湾曲する現象をいう。

［発明の概要］ この発明は、トワイマン効果による欠点を除去
する目的でなされたもので、被加工物をワツクス
によりワークホルダに接着し、この被加工物を接
着したワークホルダを旋盤に固定し、上記被加工
物の一面を旋削加工した後、ワツクスを加熱密融
することにより上記被加工物を上記ワークホルダ
から分離し、その後再度上記被加工物をワツクス
により上記ワークホルダに接着し、上記被加工物
の上記一面を旋削加工した後、ワツクスを加熱溶
融することにより上記被加工物を上記ワークホル
ダから分離するようにし、チヤキングによる不均
一な応力が被加工物に作用しないようにして被加
工物の変形を防止するとともに、ワークホルダか
ら分離後のトワイマン効果による被加工物の変形
を減少させ、表面形状を精度良く保とうとするも
のである。

［発明の実施例］ 第２図ａ〜ｄはこの発明の一実施例を工程順に
示す断面図であり、第１図と同一または相当部分
には同一符号を付して示してある。３はワークホ
ルダ、この場合は焼き入れした鉄鋼材料で、４は
ワツクスである。被加工物２はワツクス４でワー
クホルダ３に接着固定され、旋盤のロータ部１に
はワークホルダ３を介して真空チヤツク等により
保持されている。この実施例では、被加工物２に
前加工として通常の旋削を施されたアルミニウム
の薄板を用い、これにダイヤモンドによる鏡面旋
削を行う場合について説明する。

まず、被加工物２のＡ面を旋削することにより
Ａ面の表面形状及び表面粗度を修正する。それを
表わしたのがａである。次に一度ワークホルダ３
を旋盤ロータ部１より取り外し、被加工物２とワ
ークホルダ３を固定した状態で、ワツクス３が溶
融する温度150℃までホツトプレート上で加熱数
分間放置し、一度被加工物２をワークホルダ３か
ら分離する。この時、被加工物２はトワイマン効
果により大きく変形する。なお、チヤツキングに
起因する変形はワークホルダ３を介して取着して
いるので起こなない。トワイマン効果による変形
が起こつた状態のままで徐冷し再び被加工物２と
ワークホルダ３をワツクス４で接着固定する。そ
の後、ワークホルダ３を再びロータ部１に真空チ
ヤツクする。その状態を表わしたのがｂである。
次に、再びＡ面を旋削することによりＡ面の形状
を修正する。その状態を表わしたのがｃである。
その後、ワークホルダ３を旋盤ロータ部１より取
り外し、さらに、ワツクス４を溶融・除去し、被
加工物２をワークホルダ３より分離する。その状
態を表わしたのがｄである。再びトワイマン効果
による変形が起こるが、被加工物２はすでに一度
トワイマン効果による変形がなされ、力のつりあ
いがとれているため、その変形量は前回より大き
く減少させることができる。従つて旋削面Ａの変
形が抑制され、形状が精度よく保たれる。

例えば、直径100mm、厚さ５mmのアルミニウム
で実験を行つたところ、初回の旋削加工後の平面
度（旋削面Ａの最高部と最低部との高低差）2μ
ｍが２回目では0.3μｍに減少した。即ち、再び旋
削加工を行つた場合にもトワイマン効果が起こる
が、それによる変形量は前回より大きく減少する
ことが確認された。

なお、上記実施例では、被加工物２及びワーク
ホルダ３の加熱方法を、150℃、数分間としたが、
ワツクス４が溶融される温度及び時間の範囲であ
る限り同様の効果を期待できる。

また、被加工物２は前加工が旋削であるアルミ
ニウムの薄板としたが、材質としてはアルミニウ
ムの他、銅、鉄系金属等でも同様の効果を期待で
き、前加工の状態も旋削だけでなく、研削、ラツ
ピング等を施されたものでも同様の効果を期待で
きる。

ところで、上記説明では、この発明を平面形状
修正を行う場合について述べたが、その他球面、
非球面の曲面形状の修正にも利用でき、また、こ
の発明を両面に行うことによつて、両面の形状修
正を行うことができることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したとおりこの発明によれば、被加工
物をワツクスによりワークホルダに接着し、この
被加工物を接着したワークホルダを旋盤に固定
し、上記被加工物の一面を旋削加工した後、ワツ
クスを加熱溶融することにより上記被加工物を上
記ワークホルダから分離し、その後再度上記被加
工物をワツクスにより上記ワークホルダに接着
し、上記被加工物の上記一面を旋削加工した後、
ワツクスを加熱溶融することにより上記被加工物
を上記ワークホルダから分離するようにしたの
で、上記旋盤との固定により生ずるひずみや、ワ
ークホルダから分離後の被加工物旋削面のトワイ
マン効果による変形を抑制し、表面形状を精度よ
く保てるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の旋削加工方法による薄板
の形状変化を順に示す断面図、第２図ａ〜ｄはこ
の発明の一実施例の薄板の旋削加工方法による薄
板の形状変化を工程順に示す断面図である。 図において、１は旋盤のロータ部、２は被加工
物、３はワークホルダ、４はワツクスであり、Ａ
は被加工物２の旋削加工面、Ｂは同、前加工の状
態でワークホルダ３に接着されている面である。
なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工物をワツクスによりワークホルダに接
   着し、この被加工物を接着したワークホルダを旋
   盤に固定し、上記被加工物の一面を旋削加工した
   後、ワツクスを加熱密融することにより上記被加
   工物を上記ワークホルダから分離し、その後再度
   上記被加工物をワツクスにより上記ワークホルダ
   に接着し、上記被加工物の上記一面を旋削加工し
   た後、ワツクスを加熱溶融することにより上記被
   加工物を上記ワークホルダから分離するようにし
   た薄板の旋削加工方法。