JPS6374501A - 内周面仕上加工方法及び装置 - 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】 〈産業上の利用分計〉 本発明はワークの内周面を仕上加工する方法及びその実
施に用いろ加工装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、例えば自動車のＦＦ車用トランスミッシ曹ンのデ
ィファレンシャルドライブギヤは次のようにして製造さ
れている。すなわち、先ず削旋によって得られた歯車素
材を歯切り及びシェービング加工し、その後浸炭焼入れ
を行って硬度を増し、最後に端面研削及び内周面研削の
仕上げ加工を行っている。この最終工程の内周面加工に
おいては、第８図に示すように、歯車１１の外周３箇所
を基準ピン１２で支持して心出しを行い、そのままの状
態でクランプ台１３に向けて白矢印の方向に歯車１１を
押圧してクランプし、その後砥石１４によって内周面加
工を行っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、歯車１１の歯は熱処理によすｚんでおり、し
かもその歪み量は各歯について一様ではない。そのため
、基準ピン１２を当接させる歯の精度により歯車１１の
心出し精度が左右され、たまたま歪み量の少ない歯に基
準ビン１２を当接させて心出ししたときにはよいが、歪
み量の大きい歯に当たった場合は心出し精度が極端に悪
化してしまい、心出し精度にばらつきが大きいという問
題点があった。この心出しの精度が悪いと、加工された
歯車１１の回転使用時の歯面の振れが大きくなり、歯車
騒音の原因となる。

一方、基準ビン１２は歯車１１の歯数等の諸元が変更し
た場合にはその都度交換する必要があり、各種諸元の歯
車１１に対応して複数ＷｗＩの基準ピン１２を用意しな
ければならないばかゆでなく、それらの交換に多くの段
取り替え工数を要するという問題点もあった。

本発明は、このような歯車等のワーク内周面仕上加工に
おける問題点を解決するものであや、心出し精度を向上
させ、特に加工精度のばらつきを低減する一方、歯車の
内周面加工においても基準ピンの使用を廃止し得る加工
方法及びその実施に用いる加工装置を提供することを目
的としている。

く問題点を解決するための手段〉 この目的を達成するための本発明にかかる内周面仕上加
工方法の構成は、ワークの被加工内周面にコレットを係
合させて該内周面を基準として心出しを行い、その状態
で該ワークをクランプし、その後該コレットを退避させ
てから該内周面の加工を行うことを特徴とする。

また、この加工方法を使用する本発明にかかる内周面仕
上加工装置の構成は、ワークの被加工内周面に係合して
該ワークの心出しを行う拡縮径自在のコレットと、該コ
レットにより心出しされたワークをクランプするクラン
プ手段と、該コレットを軸方向に退避させる退避手段と
、該ワークの内周面を加工する工具とを具えたことを特
徴とする。

く作　　　用〉 ワークは被加工面である内周面を基準として心出しされ
、加工される。ワーク内周面は外縁部に比べて熱処理に
よる歪みが少なく、従って、内周面を基準にして心出し
をすることにより熱処理前の高精度を維持できる。

く実　施　例〉 以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明方法の一実施例の説明図である。本発明
方法は、先ず第１図（ａｌに示すように、ワーク２１を
クランプ台２２に当接させると共に、心出しコレット２
３を拡径させてそれをワーク２１の被加工内周面に当接
させてワーク２１を心出しする。次に第１図Ｔｂｌに示
すように、その心出しされた状態でクランプ爪２４によ
りワーク２１をクランプ台２２に押付けてクランプする
。その後、第１図（Ｃ１に示すように、心出しコレット
２３を縮径させてそれを軸方向に退避させ、ワーク２１
を回転させると共にＣＢＮ工具２５によってワーク２１
の内周面の加工を行うものである。

次に、本発明方法の実施に用いる加工装置の一実施例に
ついて第２図〜第６図により具体的に説明する。

第２図は本加工装置のチャック部分の断面図、第３図は
その駆動シリンダ部分の断面図、第４図はその軸方向駆
動装置部分の断面図、第５図は第２図の■矢視図、第６
図は第２図の要部■矢視図である。本加工装置は、心出
しコレット２３を拡縮径させる手段と、心出しコレット
２３を軸方向に移動させる手段と、ワーク２１をクラン
プする手段とを主要部分として有し、これらは旋盤の主
軸台内に配設される。

先ず、心出しコレット２３を拡縮径させる手段について
説明する。第２図に示すように、心出しコレット２３は
その先端フランジ部２６の外周がワーク２１の内周面に
当接し得るようになっていて、図示しないスリットが形
成されて弾性変形によって該先端フランジ部２６の外径
が拡縮径可能とされている。心出しコレット２３内には
アダプタ２７が軸方向摺動自在に取付けられ、これら心
出しコレット２３とアダプタ２７先端のテーパ面同志が
係合しており、アダプタ２７を軸方向に移動させること
により心出しコレット２３は拡縮径する。

このアダプタ２７の基端はドローバ−２８に連結される
と共に、ドローバ−２８の基端には、第３図に示すよう
に、シリンダ軸２９のシリンダ内に装入されたピストン
３０が連結されている。このシリンダ内には支持枠７２
に設−けられたポートＡ、Ｂからピストン３０の両側に
択一的に作動油が供給されるようになっている。いま、
ポートＡから作動油が供給されると、ピストン３０は先
端側（第３図中右方）へ移動してドローバ−２８を介し
てアダプタ２７を先端側へ移動させ（第３図の状態）、
心出しコレット２３とアダプタ２７のテーパ面の係合を
解除して心出しコレット２３を自身のばね力により縮径
させる。一方、ポートＢから作動油が供給されると、ピ
ストン３０は基端側へ移動し、両テーパ面が係合して心
出しコレット２３が拡径する。

次に、心出しコレット２３を軸方向に移動させる手段に
ついて説明する。前記心出しコレット２３の基端は、第
２図に示すように、第１スリーブ３１にねじにより連結
され、さらに第１スリーブ３１の基端は、第３図に示す
ように、ねじ結合された第２スリーブ３２を介して前記
シリンダ軸２９にねじにより連結されている。尚、この
第２スリーブ３２によりシリンダ軸２９内に前記ピスト
ン３０が装入されるシリンダが形成される一方、前記ド
ローバ−２８はブツシュ３３によってこれら両スリーブ
３１，３２の内側に軸方に相対移動できるように支持さ
れている。このように心出しコレット２３に連結されて
いるシリンダ軸２９の基端には軸受３４を介して軸枠３
５が取付けられると共に、この軸枠３５にピン３６によ
り駆動レバー３７が回動自在に連結されている。駆動レ
バー３７は、第４図に示すように、その中間部を主軸台
に固定されたブラケット３８に枢軸３９を介して揺動自
在に支持されると共に、他端が油圧シリンダ４０のロッ
ド４１に枢着されている。従って、油圧シリンダ４０を
作動させると、駆動レバー３７が枢軸３９を中心として
揺動し、シリンダ軸２９及び両スリーブ３１，３２を介
して心出しコレット２３が軸方向に前進あるいは後退す
る。また、この移動の前後進端は第４図に示すリミット
スイッチ４２により検出される。

次に、ワーク２１をクランプする手段について説明する
。第２図に示すように、前記スリーブ３１の外周部には
軸方向移動自在に作動筒４３が挿嵌されると共にその作
動筒４３に駆動板４４が取付けられている。駆動板４４
はクランプ爪２４の数に応じた複数の腕４５を有し、各
腕４５の先端にはピン４６を介して作動軸４７が取付け
られている。尚、本実施例は３個のクランプ爪２４を有
し、それに応じて腕４５も３個形成されているが、第２
図においてはその１つのみが表わされており、また構成
は各クランプ爪２４に関して同一なのでその１つについ
て説明する。作動軸４７の先端は、チャック面板４８に
固定されたガイド筒４９内に軸方向摺動自在且つ軸回り
に回動自在に挿嵌された摺動筒５０内に挿嵌されている
。この摺動筒５０と作動軸４７も相対的に軸方向摺動自
在且つ軸回りに回動自在となっており、作動軸４７には
案内ビン５１が取付けられると共に、この案内ピン５１
の両端が、第５図に示すように、摺動筒５０に穿設され
た螺旋溝５２に摺動自在に嵌入している。また、摺動筒
５０内には圧縮コイルばね５３が内装されていて、自由
状態においてこのばね５３のばね力によって案内ビン５
１が螺旋溝５２の基端側の端部に当接するように付勢さ
れている。さらに、この摺動筒５０の先端にはクランプ
爪２４が固定されている。

一方、チャック面板４８にはクランプ台板５４が取付け
られ、このクランプ台板５４には、第６図に示すように
、各クランプ爪２４と対向して３個のクランプ台２２が
突設きれている。いま、後述する駆動手段により作動筒
４３が先端側へ移動すると、それに伴って作動軸４７の
案内ビン５１も先端側へ移動する。案内ビン５１が移動
すると、当初ばばね５３の作用により摺動筒５０も共に
軸方向に移動し、クランプ爪２４がクランプ台２２から
離間してワーク２１のクランプが解除される。さらに案
内ピン５１が移動すると、摺動筒５０の端部突起５５が
ガイド筒４９に当接することで摺動筒５０のそれ以上の
軸方向移動が制限され、その後、ばね５３を圧縮しつつ
案内ピン５１が螺旋溝５２内を移動することで摺動筒５
０が軸回りに回動し、第６図中想像線で表わすようにク
ランプ爪２４が横方向に退避する。一方、反対に作動筒
４３を基端側へ移動させると、前述とは逆の過程を経て
、クランプ爪２４がワーク２１をクランプ台２２に向け
て押付けてクランプがなされる。尚、クランプ爪２４及
びクランプ台板５４はそれぞれ摺動筒５０及びチャック
面板５４にボルトにより着脱自在に取付けられていて、
ワーク２１の形状に応じて適宜変更することができるよ
うになっている。

作動筒４３はチャック本体５６に対してブツシユ５７を
介して軸方向摺動自在に支持されている一方、作動筒４
３の基端は第１連結筒５８にねじにより連結され、さら
にこの第１連結筒５８の基端は、第３図に示すように、
ねじ結合された第２連結筒５９を介してボルトによりピ
ストン部材６０に連結されている。

尚、前記第２スリーブ３２はこの第２連結筒５９の内側
にブツシュ６１を介して軸方向に相対移動できるように
支持されている。ピストン部材６０に形成されたピスト
ン６２はシリンダ部材６３及び端板６４により構成され
るシリンダ内に装入されていて、このシリンダ内にはシ
リンダ部材６３の外周部に軸受６５を介して回転自在と
された前記支持枠７２に設けられたポー）Ｃ，Ｄからピ
ストン６２の両側に択一的に作動油が供給されるように
なっている。従って、ポートＣから作動油が供給される
と、ピストン６２は先端側へ移動して第１及び第２連結
筒５８，５９を介して作動筒４３を先端側へ移動させ、
クランプ爪２４によるワーク２１のクランプを解除する
。一方、ポートＤから作動油が供給されると、ピストン
６２は基端側へ移動しく第３図の状Ｂ）、作動筒４３を
基端側へ移動させてクランプ爪２４によるワーク２１の
クランプがなされる。

尚、ピストン部材６０の基端部には軸受６６を介して輪
枠６７が取付けられ、部枠６７に取付けられたドッグ６
８によってリミットスイッチ６９を作動させることで、
クランプ爪２４によるクランプ、アンクランプが検出さ
れるようになっている。

さらに、チャック本体５６に固定されている主軸７０に
はプーリー７１が取付けられ、そのプーリー７１に巻掛
けられる図示しないベルトにより主軸７０に駆動力が伝
達される。

また、プーリー７１は前記端板６４と連結されており、
従ってプーリー７１の回転と共にシリンダ部材６３及び
その内側の各部材は回転する。

このような構成において、ワーク２１の内周面加工は次
のようにして行われる。先ず、ポートＡから作動油を供
給して心出しコレット２３を縮径させた状態において、
ポートＣから作動油を供給してクランプ爪２４をアンク
ランプ状態とし、ワーク２１を軸方向に搬入してワーク
２１をクランプ台２２に当接させると共にその被加工内
周部を心出しコレット２３に嵌入する。次に、ポートＢ
から作動油を供給すると心出しコレット２３が拡径し、
それによりワーク２１の心出しが行われる。

次に、ポートＤに作動油を供給して、クランプ爪２４に
よってワーク２１をクランプし、その後ボートＡから作
動油を供給して心出しコレット２３を縮径させると共に
油圧シリンダ４０を作動させ、心出しコレット２３をワ
−り２１内局部から抜出して基端側へ退避させる。この
状態でワーク２１のクランプが完了し、続いて主軸７０
の回転によりワーク２１を回転させ、ＣＢＮ工具２５を
軸方向に送ることでワーク２１の内周面加工が行われる
。

このように、ワーク２１の内周面を加工するに当たり、
その被加工内周面を基準としてクランプ時の心出しを行
うと、内周面は外縁部に比べて熱処理による歪みが少な
いため、加工後においても熱処理前の高精度を維持する
ことができる。ここで、第１表に基準ビン１２を用いた
従来の加工方法と本発明方法による加工精度の比較例を
示す。

第　　１　　表 第１表中、数値は歯溝の振れ精度の平均値をμｍ単位で
表わしたものである。第１表から明らかなように、従来
方法では加工前に比べて精度平均値が大幅に悪化し、し
かも最小値と最大値の差つまりばらつきが大きい。それ
に対して本発明方法によると、晴度悪化が緩和されるば
かりでなく、ばらつきも小さくすることができる。また
、第７図はそれぞれ従来方法と本発明方法により加工し
た歯車を用いたトランスミツシアンの騒音の比較例を表
わしているが、斜線で示す本発明方法によるものは従来
方法によるものに比べて騒音が低く、十分に目標レベル
を達成し得ることがわかる。

尚、上述した実施例ではワーク２１を回転させると共に
その内周面をＣＢＮ工具２５で加工する例を示したが、
例えば砥石等その他の工具で加工してもよく、またワー
クも歯車に限られるものではない。

〈発明の効果〉 以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明によ
れば、ワークのクランプにおける心出し精度を向上させ
、特に加工精度のばらつきを低減させることができる。

また、歯車の内周面加工においても基準ビンの使用を廃
止でき、同一内径のワークに対しては同一コレットが使
用できるので、段取り替え工数の削減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例の説明図、第２図は本発
明の一実施例にかかる加工装置のチャック部分の断面図
、第３図はその駆動シリンダ部分の断面図、第４図はそ
の軸方向駆動装置部分の断面図、第５図は第２図の■矢
視図、第６図は第２図の要部■矢視図、第７図はそれぞ
れ従来方法と本発明方法により加工した歯車を用いたト
ランスミッションの騒音を比較するためのグラフ、第８
図は従来の加工方法の説明図である。 図　　面　　中、 ２１はワーク、 ２３は心出しコレット、 ２４はクランプ爪、 ２５は工具、 ３０．６２はピストン、 ４０は油圧シリンダである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークの被加工内周面にコレットを係合させて該
   内周面を基準として心出しを行い、その状態で該ワーク
   をクランプし、その後該コレットを退避させてから該内
   周面の加工を行うことを特徴とする内周面仕上加工方法
   。
2. （２）ワークの被加工内周面に係合して該ワークの心出
   しを行う拡縮径自在のコレットと、該コレットにより心
   出しされたワークをクランプするクランプ手段と、該コ
   レットを軸方向に退避させる退避手段と、該ワークの内
   周面を加工する工具とを具えたことを特徴とする内周面
   仕上加工装置。