JPS6013767B2 - 内径ネジのネジ溝研削加工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内蓬ネジのネジ溝研削方法に関するものである
。

例えば、従来のナットネジの研削加工は、第１図に示す
ようにネジ径とネジピッチによって決まるところのへり
ツクス角度０を以つて被加工体４の研削加工麹線Ｘ−Ｘ
と砥石軸線Ｙ−Ｙとの位置関係が設定される。

砥石支持体１には、研削すべきネジ溝３の直角方向の断
面または鞠線×−×平行方向断面に対応する形状の凸面
を筒緑に有する研削砥石２が固定され、被加工体４のネ
ジ溝加工すべき孔５の面に接した状態で砥石支持体１の
回転によって軸線Ｙ−Ｙの周り古こ回転するように構成
されており、一方被加工体４は例えば図示しないチャッ
ク等により固着され、車中線×−×の周りに回転するよ
うに支持され、更に被加工体４または研削砥石２をそれ
ぞれの回転中に熱線Ｘ−Ｘの方向に移動させることによ
り、所定のネジピッチを有するネジ溝３が研削される。
実際に、ネジ溝３は研削加工を繰返すことにより、最終
形状のものが形成される。ところで、図面を参照しなが
ら、前述のネジ溝研削作業を考察してみると、ネジ径、
ネジピッチの関係で、ヘリックス角度８を大きくとる必
要がある場合が生じてくるが、大きなヘリックス角度８
を要することはト孔５内の機より遠いところでの研削加
工が不可能になることを意味している。

つまり砥石支持体１と被加工体４の孔５の端部が干渉し
合うことを意味している。なお６は干渉部を示している
。そこで、本来ならば、研削砥石２は砥石支持体１によ
ってのみ回転支持されるのであるから、１′で示すよう
なできるだけ太い支持体で支持されることが望ましいの
であるが、上述のようにへりックス角度８を大きくとる
必要がある場合は、実線で示した支持体１のような細く
した支持体が用いられる。実際このような研削加工法に
よれば内蚤孔が１２〜１３肋のものまでできないことは
ないが、支持体１を細くすれば砥石２の支持体１の鞠剛
性が低下し、強力な研削が不可能となるとともに、支持
体１の歪によって研削部分の寸法、精度の低下を伴うの
が常である。

またすでに説明したが、孔５の奥の方を研削する、つま
り、被加工体孔内研削面が孔端より遠くなると物理的に
研削加工が不能の場合を生じるから、これを避けるため
、被加工体設計を無理に短かくして砥石支持体との干渉
が問題とならないように我慢しなければならない。以上
まとめてみると被加工体孔内研削面が孔端より遠くなる
程、被加工体内蚤孔が小さい程、溝ネジピッチが大きな
程不都合が発生するということができる。以上の問題点
を見直して考えられる本質的な解決法はへりツクス角度
８をできる限り小さくすること、でき得れば、砥石軸と
被加工物軸を平行に近く設定することであるが、このた
めには、このように両軸の配置をとっても研削加工をす
ることができる研削砥石を得ることが必要であり、本発
明の目的は上述のような研削加工に適用できる研削砥石
を得て、これにより内怪ネジのネジ溝を研削する方法に
ある。

ところで、ネジ溝直角断面にしても、ネジ軸平行断面に
しても、このネジ溝形状を形成するためには、予め研削
砥石の回転面に反転形状の凹凸が形成され、この砥石に
よって前述のように研削加工を行うのであるが、従来の
研削砥石の成形（トルーィング）方法は第２図Ａ，Ｂに
示すように、支持体１に固定した被加工砥石２′を回転
させ、単石ドレッサ１１の先端を矢印１２で示すように
所望の軌跡を示すように回動させて研削面を形成するか
、支持体１に固定した被加工砥石２′を回転させ、この
被加工砥石２′の成形面に対応して凹形の表面形状を有
する外周型ダイヤモンドロータリードレツサ１２を回転
させて成形する。

この一つのトルーィング方法は本質的な違いを有するこ
とはなく、いずれの場合にもネジ溝直角断面形状の反転
形状が研削砥石２の外周形状として成形されるものであ
る。こ）で、さきの従釆のナットネジ溝研削加工法を示
す第１図にもどり、回転中にあるヘリックス角度のこ直
角にある研削砥石２の研削面が被加工物４の孔面に圧せ
られ、前記被加工体４を一定の速度で回転させるととも
に一定の速度で矢印Ａの方向に変位させるとし、丁度被
加工体４が１回転した時点でネジ溝３の１ピッチ分だけ
変位するようにして暦仇よ、麹線Ｙ−Ｙに直角にある研
削砥石２の研削面の孔の面に対する軌跡は平面に展開す
れば明らかなように直線的なものであるから、研削砥石
２の研削面形状を前述の手法により所望の形状の溝に対
応するような形状とすれば、孔内でのネジ溝の研削加工
ができるのであるが、ヘリックス角度８をはずれて支持
体１の回転軸線Ｙ−Ｙと被加工体４の回転軸線×−×と
の角度を定め、前述と同様な研削加工を行えば、被加工
体の孔５の面に研削される溝は前記研削砥石の研削面の
形状とは異ったものしか得れない。

しかしながら、ヘリックス角度を無視して支持体１の回
転軸線Ｙ−Ｙを被加工体の回転軸線Ｘ−×と平行または
これに近い角度にして、被加工体４が１回転するうちに
１ピッチすすむ条件において、研削砥石の研削面形状を
研削加工すべきネジ溝の最終形状に対応するような形状
とすることができれば、ネジ溝の研削加工は可能なはず
である。

ところがこのような研削面形状は複雑な曲線の組合せよ
りなることは推定に難くないところである。またこのよ
うな複雑な研削面形状を有する研削砥石は研削加工の進
行に伴って被加工体加工径や砥石径に変化を生じると当
然に変化せざるを得ない。

以上のように、非常に複雑なプロフィルであり、しかも
、時々該々に変化して行く砥石形状はすでに説明したよ
うな在来のトルーィング方法で得ることは殆んど不可能
であり、わずかに考えられる方法はＮＣにより、単石ド
レッサを必要な曲線に沿って運動させることによって、
トルーィングを行うことである。しかしながら、このよ
うな手法によることも、連続的に変化する砥石径に合わ
せて、極めて多数のプログラムを用意することが不可欠
であり、各プログラムの作成に要する数学計算作業はぼ
う大なものとなる。本発明者等は以上説明したような諸
点を検討中、内周型ダイヤモンドドレッサを用い以下説
明するような方法によってトルーィングを行えば、研削
砥石の回転軸と被加工体の回転軸が平行または若干の角
度をもって研削した場合に、極めて精度の高いネジ溝が
得られるようになることを見出したのである。

以下図面に示す本発明の実施例について説明する。

第３図において２１は本発明に用いられる研削砥石をト
ルーィングするための内周形ダイヤモンドロータリード
レレツサである。内周型ロータリードレッサ２１は同Ｄ
状の内孔２２を有する円筒丈の金属基体２３よりなり、
内孔２２の中央部分に後述の形状を有するダイヤモンド
粒固着層よりなるリング状の溝２４が形成されている。
第４図は後述する本発明のネジ溝研削方法の一美例を示
す図面であるが、被加工体４の孔５には研削加工される
べきネジ溝３の最終断面形状が示されている。このよう
な形状を有するネジ溝３が、例えば両回転軸線×−Ｘ，
Ｙ−Ｙが平行の状態で、被加工体４が１回転するときに
丁度１ピッチ進むとき、それに対応してネジ溝が形成さ
れればよいのであるから、このような作業の繰返いこよ
る最終の研削加工において、ネジ溝３の最終仕上げ形状
に完全に適合するように、研削砥石２の研削面形状が常
時形成されていなければならない。このため、前記内周
型ダイヤモンドロータリードレッサ２１の内蚤Ｄは、被
加工体４の内径ｄと同一径とされる。

そしてダイヤモンド固着層よりなるリング状の内周溝２
４は被加工体４の孔５に形成されるネジ溝３の直角断面
またはネジ軸平行断面と同一形状とされる。今、被加工
研削砥石２′の回転軸をＹ′−Ｙ′、内周型ロータリ−
ドレッサ２１の回転軸をＸ′−Ｘ′としたとき、前記両
軸線が、被加工体に形成されるべきネジ溝のへりックス
角度８と同じ角度なし、且つ研削砥石２′が前記ドレッ
サ２１の内周溝２４に接する状態において、ドレッサ２
１および被加工研削砥右２′を回転させれば、このトル
ーィングにより、研削面形状は次第にへりックス角度０
でドレッサ２１の内周溝２４に適合した形状に変って行
き、このようなトルーィングを続けることにより、ヘリ
ツクス角度８で、ドレツサ２１に形成された溝２４に完
全に適合した研削面形状を有する研削砥石２が得られる
。

線返しとなるが、このように形成された研削砥石２は、
被加工体のへりツクス角度を考慮に入れて形成されたも
のであるから、この研削砥石２の回転軸線Ｙ−Ｙと被加
工体４の回転軸線Ｘ一×とが平行し、且つ、回転する研
削砥石２の研削面を被加工体４の孔５の面に常時圧後す
るように、被加工体４および研削砥石支持体１を配置し
、且つ、被加工体４を等速で１回転するうちに、１ピッ
チ分回転して矢印方向に進むようにし、このような研削
作業を操返えせば、もちろんこの緑返の間には、研削砥
石２の研削面を前記のドレッサ２１によって整形するこ
とが必要となることがあるが、予め研削砥石の研削面に
形成された形状に対応したネジ溝を孔の面に研削加工す
ることができる。

以上まとめてみると、基本的には被加工体のネジ溝断面
形状と同一形状を有し、しかも内径が被加工体の内径と
同じ内周型ダイヤモンドロータリードレッサを用いて、
研削砥石のトルーィングを行い、この研削砥石によって
被加工体の孔内にネジ溝を研削することにあるが、トル
ーィング時点で内周型ダイヤモンドロータリードレッサ
の回転軸が被加工体の回転軸に対して正規に計算された
ヘリックス角度を有している限りは、砥石回転軸の被加
工体の回転軸に対する相対角は一般に無視できるもので
あり、前述の砥石軸と被加工体の干渉を回避できる角度
に任意の設定ができるのである。

以上説明したような砥石回転軸と被加工体回転軸の相互
角度が零、つまり双方が平行している場合が最も好まし
いのであるが、別の観点、すなわち、研削精度や研削加
工能率の面から大径の研削砥石を用いるという面も生じ
てくる。

即ち、本発明によれば、任意のへりックス角度ａを取っ
た場合、このヘリツクス角度のこよって形成された砥石
自体と研削加工するべきネジ溝との干渉が発生する場合
があり、これを避けるために砥石の回転軸を所定ヘリッ
クス角度より小さい範囲でやや傾けた方が有利な場合が
あり、前記の大径の研削砥石を用いる場合も考慮すれば
、若干砥石の回転軸を傾けて研削加工することも考えら
れ、必ずしも研削加工設計から幾何学的に決定された一
種のへりックス角度に厳密にこだわることなく、研削シ
ステム全般の状態に合わせてある程度内において傾き角
を採用することができる。

すでに述べたように基本的には内周型ダイヤモンドロー
タリードレツサの内溝の設計は被加工体ネジ溝の設計と
同一であるが、当然に被加工体の加工形状精度には許容
量が設定されるのが普通であり、この点からすれば、完
全に同一であることは必要としない。ちなみに現在一般
に行われているナットネジ研削例に従えば、ネジ溝形状
はネジ溝直角断面またはネジ軸平行断面における加工所
定形状に対して土０．０５以内程度の誤差が許容されて
いる。また直径（内径）に就いては、加工誤差について
士１０％程度までが許容されている。以上説明したよう
に本発明によれば、従来の内径ネジ研削方法のように、
研削加工時研削砥石の支持体が孔の端部と干渉するよう
な事態を避けることができ、且つ深い孔中においても研
削加工ができ、また従来よりも紬径の孔内における研削
加工を行うことができるなど研削加工法としての価値は
極めて高いものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のナットネジの研削加工法を説明するため
の図である。 第２図Ａ，Ｂは従来の研削砥石の成形方法を説明する図
面である。第３図は本発明に用いられる内周型ロータリ
ードレッサならびに研削砥石の成形方法を説明する図面
である。第４図は本発明による被加工体の孔にネジ溝を
研削加工する一実施例の説明図である。１，１′・・・
支持体、２，２′・・・研削砥石、３…研削されたネジ
溝、４…被加工体、５・・・被加工体の孔、１１・・・
単石ドレッサ、１２・・・外周型ダイヤモンドロータリ
ードレツサ、２１・・・内周型ダイヤモンドロータリー
ドレッサ、２２…内孔、２３…金属基体、２４…研削用
の溝。 汁ー図 力２図 多３図 巻４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工体のネジ溝断面と同一形状を有し、内径が被
   加工体の内径と同一である内周型ロータリードレツサを
   用い、前記ドレツサの回転軸は、前記被加工体の回転軸
   に対し、被加工体に形成されるべきネジ溝のヘリツクス
   角度と同じ角度で設置され、該ドレツサによつてトルー
   イングした研削砥石で被加工体の孔内にネジ溝を研削加
   工することを特徴とする内径ネジのネジ溝研削加工法。 ２ トルーイングした研削砥石の回転軸と被加工体の回
   転軸が平行または若干角度をもつて配置され、前記研削
   砥石で被加工体の孔内にネジ溝を研削加工することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の内径ネジ溝研削加
   工法。