WO2002087812A1

WO2002087812A1 - Appareil et procede de decoupe d'un acier durci long

Info

Publication number: WO2002087812A1
Application number: PCT/JP2002/004132
Authority: WO
Inventors: Kiyoshi Suzuki; Takeki Shirai; Chandra Shekhar Sharuma
Original assignee: Thk Co., Ltd.
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2002-11-07
Also published as: DE10291792B4; US20050042054A1; JPWO2002087812A1; DE10291792T5; JP2008200845A; US7175376B2; US20030103829A1; US6988861B2

Description

明細書

長尺焼入れ鋼材の切削加工方法および切削加工装置

技術分野

本発明は、転がり案内装置のガイドレール等の被加工材として用いられる長尺焼入れ鋼材を極めて効率的に切削加工することができる切削加ェ方法および切削加工装置に関するものである。

背景技術

工作機械等に組み込まれて工作物担持用のテーブル等を案内する転がり案内装置 1 0 1は、第 1 4図〜第 1 6図に示すように、長手方向に沿つて形成された転動体転走面（転動体転走溝ともいう。） 1 0 5を有する軌道台 1 0 2 と、その転動体転走面 1 0 5に対応する負荷転動体転走路 1 0 7を含む無限循環路 1 1 0を有し、その無限循環路 1 1 0に配列収容された複数の転動体 1 0 3を介して軌道台 1 0 2に装着される可動台 1 0 4 と、から構成されている。そして、その軌道台 1 0 2 と可動台 1 0 4とは、転動体 1 0 3の転がりにより相対運動自在となっている。こうした転がり案内装置 1 0 1 において、その軌道台 1 0 2は、第 2 図に例示した長尺焼入れ鋼材 2のような複雑な断面形状を有している。そして、その軌道台 1 0 2には、所定の表面硬度からなる転動体転走面 1 0 5を高い寸法精度で形成することが要求されている。そうした軌道台 1 0 2の製造方法としては、先ず、長尺の丸鋼材を異形ダイス等で複数回引き抜き加工してほぼ完成品に近い寸法形状とし、焼入れを行って所定の表面硬度を付与し、その後、研削加工により所定の寸法精度となるように精密仕上げを行って製造している。上述した従来からの軌道台の製造方法においては、複雑な断面形状に精度よく加工することができる引き抜き加工と、所定の寸法精度となるように精密仕上げすることができる研削加工とを採用するので、加工精度に優れた軌道台を製造することができる。

しかしながら、従来の軌道台は、引き抜き加工と研削加工という何れも加工時間が長く加工効率にやや問題のある手段により加工されていることから、軌道台を効率よく製造しにくいという実状があった。発明の開示

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであって、転がり案内装置のガイドレール等の被加工材として用いられる長尺焼入れ鋼材を、効率的且つ高精度で製造するための切削加工方法および切削加工装置を提供するものである。

上記課題を解決する本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法は、長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った被加工面を、 C B N工具により約 3 0 m 分〜約 1 6 0 分の速度で直線切削加工することに特徴を有する。この発明によれば、その速度での加工により C B N工具の摩耗量を低減させることができるので、長尺焼入れ鋼材を極めて効率的に且つ寸法精度よく切削加工でき、その結果、転がり案内装置のガイドレール等を極めて効率的に製造することができる。

本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、複数の C B N工具を使用し、前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った複数の被加工面を同時に切削加工することに特徴を有する。この発明によれば、複数の被加工面の切削加工を極めて効率的に行うことができる。

本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、前記 C B N工具を前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に複数配列し、該長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った被加工面を順次切削加工することに特徴を有する。この発明によれば、長尺焼入れ鋼材の長手方向に複数配列された C B N工具を長手方向の一方から他方に向かって順次移送させることにより、被加工面を極めて短時間に切削加工することができる。

本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、前記長尺焼入れ鋼材が、転がり案内装置のガイドレール用の焼入れ鋼材であることに特徴を有する。この発明によれば、転がり案内装置のガイドレールを極めて効率的に製造できる。

本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、前記 C B N工具が. 前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に対して直角な仮想面上に、線対称または点対称となるように複数配置されていることに特徴を有する。このとき、被加工面を切削する少なくとも一対の C B N工具による切削抵抗の背分力が相互に均衡するように、 C B N工具を配置することが好ましい < この発明によれば、対称に配置された C B N工具で切削加工する際の切削抵抗の背分力が均衡するように配置されるので、そうした背分力の均衡化により、長尺焼入れ鋼材や C B N工具のたわみの発生が抑制され、その結果、被加工面の加工精度を向上させることができる。また、少なくとも一対の C B N工具による切削抵抗の背分力の合力が均衡化されて相殺されるので、その背分力に基づく長尺焼入れ鋼材や C B N工具のたわみの発生をより抑制することができ、被加工面の加工精度をより一層向上させることができる。

上記課題を解決する本発明の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置は、長尺焼入れ鋼材を固定する固定装置と、前記固定装置の長手方向に沿って設けられた案内装置により案内される刃物台と、前記刃物台に保持され、前記長尺焼入れ鋼材の被加工面を切削加工する C B N工具と、を少なくとも備えることに特徴を有する。この発明によれば、長尺焼入れ鋼材の被加工面を、刃物台に保持された C B N工具で極めて効率的に切削加工することができ、その結果、転がり案内装置のガイドレール等を極めて効率的に製造することができる。

本発明の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置において、前記刃物台には、前記 C B N工具を保持する保持部材が着脱可能に設けられていることに特徴を有する。この発明によれば、 C B N工具の交換等を、保持部材の着脱によって容易に行うことができる。

本発明の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置において、前記保持部材は、前記 C B N工具の固定位置を調整する位置調整手段を有することに特徴を有する。この発明によれば、例えば C B N工具の位置を微調整して切込み量を調整することができる。

本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工装置において、前記 C B N工具を. 前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に対して直角な仮想面上に、線対称または点対称となるように複数配置することに特徴を有する。このとき、被加工面を切削する少なくとも一対の C B N工具による切削抵抗の背分力が相互に均衡するように、前記 C B N工具を配置することが好ましい。この発明によれば、案内装置や C B N工具のたわみの発生を抑制することができるので、案内装置の長寿命化を達成できると共に、切削加工装置を長期間円滑に作動させることができる。そして、こうした切削加工装置で加工されることにより、被加工面の加工精度をより一層向上させることができる図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法を含む転がり案内装置のガイドレールの製造方法の一例を示す工程図である。第 2図は、本発明の切削加工方法および切削加工装置が適用される長尺焼入れ鋼材の一例を示す斜視図である。第 3図は、本発明の切削加工方法および切削加工装置の実施形態の一例を示す斜視図である。第 4図は、 C B Nェ具の一例を示す斜視図である。第 5図は、 C B N工具を備える刃物台の一例を示す正面図（第 5図（A) ) 、側面図（第 5図（B) ) および平面図（第 5図（C) ) である。第 6図は、第 5図に示した刃物台の正面拡大図である。第 7図は、 C B N工具を備える刃物台の他の一例を示す正面図（第 7図（A) ) 、側面図（第 7図（B) ) および平面図（第 7 図（C) ) である。第 8図は、 C B N工具を両側の被加工面に線対称に配置した一例を示す断面模式図（第 8図（A) ) およびその際使用した C B N工具（第 8図（B) ) である。第 9図は、 C B N工具を両側の被加工面および案内装置に対向する被加工面に線対称に配置した一例を示す断面模式図である。第 1 0図は、 C B N工具を被加工面に点対称に配置した一例を示す断面模式図である。第 1 1図は、 C B N工具で切削加ェする際の切削抵抗の分力の説明図である。第 1 2図は、二回以上の加ェによって被加工面が切削される態様の説明図である。第 1 3図は、複数の刃物台が長手方向に配列された態様を示す説明図である。第 1 4図は、切削加工されたガイドレールを備える転がり案内装置の一例を示す斜視図である。第 1 5図は、第 1 4図に示す転がり案内装置の案内方向に直交する方向から見た装置の断面図である。第 1 6図は、第 1 5図に示す転がり案内装置の案内方向に沿う方向から見た無限循環路を説明する断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法および切削加工装置について図面を参照しつつ説明する。

( 1 ) 切削加工方法および切削加工装置本発明の切削加工方法は、長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った被加工面を、 C B N工具により約 3 O m /分〜約 1 6 0 分の速度で直線切削加工する方法であり、本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工装置は、そうした方法を実現した装置である（以下、これらを「本発明の切削加工方法及び装置」と言うことがある）。こうした本発明の切削加工方法及び装置によれば、長尺焼入れ鋼材を極めて効率的に切削加工することができる。そして、例えば第 1図のフロー図に示すような転がり案内装置のガイドレール等の製造に本発明を適用すれば、ガイドレール等を極めて効率的且つ精度よく製造することができ、加工時間の短縮、コストダゥンおよび高品質化を図ることができる。

第 2図は、本発明の切削加工方法および切削加工装置が適用される長尺焼入れ鋼材 2の一例を示す斜視図であり、長手方向に沿った 4条の被加工面 3が対称に配置された態様である。この態様は、後述する第 1 4 図〜第 1 6図の転がり案内装置 1 0 1 の軌道台 1 0 2を例示するものであり、第 2図における被加工面 3は、第 1 4図〜第 1 6図においては転動体 1 0 3を無限循環させる転動体転走面 1 0 5としての作用を有するものとなる。なお、ここでいうところの被加工面 3とは、本発明の切削加工方法及び装置により切削加工される面のことであり、どのような形状の面をも含み、特に限定されるものではない。例えば、平面からなる平坦面、平面の組合せからなる矩形面、曲面からなる溝、平面と曲面との組合せからなる面（複合面）等も含まれる。

本発明の切削加工方法及び装置は、焼入れにより表面を硬化させた焼入れ鋼材の加工に好ましく適用される。そうした焼入れ鋼材は、焼入れにより表面が硬化する鋼材であればその種類は特に限定されず、例えば転がり案内装置を構成する長尺の直線レールや曲線レールのように、耐摩耗性等が要求される用途に用いられる焼入れ鋼材であることが好ましレゝ

本発明の切削加工方法および切削加工装置においては、第 3図に示すように、特に長尺の焼入れ鋼材に適用される点に特徴がある。その長さは特に限定されないが、転がり案内装置の長尺の直線レールや曲線レール等を製造する場合には、被加工面長さがおよそ 2〜 3 mであることが製造上便利である。こうした長さの焼入れ鋼材に対して本発明を適用すれば、切削加工効率が向上し、加工品を生産性よく製造することができる。

転がり案内装置の長尺の直線レールや曲線レール等に適用する場合の切削加工方法及び装置 1 においては、第 3図に示すように、例えば長さ約 2〜 3 mの被加工面を有する転がり案内装置用の長尺焼入れ鋼材 2を固定装置 4に固定し、その長尺焼入れ鋼材 2の長手方向に沿った被加工面 3を、後述する C B N工具 7で直線的に切削加工する。なお、この固定装置 4は、後述する第 3図に示すような装着台と固定手段とを少なくとも備えたものであり、長尺焼入れ鋼材 2を固定することができる装置である。

固定装置 4に長尺焼入れ鋼材 2を固定する固定手段としては、各種のクランプやチャックを採用することができる。また、動力チャックを採用することもできる。動力チャックとしては、例えば油圧チャック、空圧チャック、電磁チャック等が挙げられる。

固定装置 4に固定された長尺焼き入れ鋼材 2は、刃物台 5に保持された C B N工具 7により切削加工される。

C B N工具 7は、立方晶窒化ホウ素（C B Nという。）焼結体であり、 C B N粉末に C oや T i C等を混ぜて高温超高圧下で焼結して得られるものである。この C B N工具 7は、高硬度、高弾性係数、高熱伝動性の長所から、高硬度材料、焼入れ鋼、耐熱合金に等の切削に好ましく使用される。

C B N工具 7は、第 4図に例示するように、具体的には C B N焼結体 1 0を先端に備える棒状の工具であるが、必ずしも第 4図のような形状に限定されるものではなく、第 8図（B ) に示す公知の形状等から被加工面 3の形状に合わせた最適なものを任意に選択できる。なお、 C B N 工具 Ίを用いた切削加工に直接関与する C B N焼結体 1 0のチップ形状が、長尺焼入れ鋼材 2の被加工面 3の形状とほぼ同じ形状であることが好ましい。そうした形状からなる C B N焼結体 1 0チップを備える C B N工具 7を用いれば、切削加工によりその C B N焼結体 1 0 とほぼ同じ形状の被加工面 3を容易且つ精度よく形成できるので、切削回数を減らすことができる。その結果、極めて効率的で精度のよい切削加工を行うことができる。なお、そうした C B N工具 7の使用は、従来の湿式による研削加工とは異なり、乾式で被加工面を切削加工することができるという利点がある。

刃物台 5は、第 5図〜第 7図に示すように、 C B N工具 7を装着するものであり、固定装置 4の長手方向に沿って設けられたレール状の案内装置 6により案内され、駆動手段 1 5によって駆動されるものである。刃物台 5は、固定装置 4に固定された長尺焼入れ鋼材 2の長手方向に沿つて自在に移動し、その長尺焼入れ鋼材 2の長辺の被加工面 3を切削加ェできるように構成されるものであればよく、特にその形状等は限定されない。この刃物台 5は、一又は二以上の C B N工具 7を直接装着することができるものであっても、一又は二以上の C B N工具 7を保持した保持部材 8を装着することができるものであってもよく、特に限定されない。

刃物台 5の移動は、案内装置 6による案内、又、駆動手段 1 5による駆動力付与によって行われる。案内装置 6 としては、後述する第 1 4図〜第 1 6図に示したような転がり接触により案内する装置を使用することができる。転がり接触により案内する案内装置 6の例としては、長手方向に沿った転動体転走面を有するガイドレール 6 b と、その転動体転走面に対応する負荷転動体転走面を含む無限循環路を有しその無限循環路に配列収容された複数の転動体を介してそのガイドレール 6 bに装着される摺動ブロック 6 a と、からなるものが挙げられる。そのガイドレール 6 b と摺動ブ口ック 6 a とは、転動体の転がりにより、上述した約 3 O m Z分〜約 1 6 0 m Z分の高速下においても相対運動自在となっている。なお、案内装置 6 としては、すべり接触により案内するものでもよく、種々のものを適用できる。また、駆動手段 1 5 としては、本実施例では、ボールねじ 1 5 a及びそのボールねじ 1 5 aに駆動力を付与するモータ（図示せず。）が採用されているが、この他、リニアモーター等を使用してもよい。

刃物台 5には、 C B N工具 7を保持するための保持部材 8が着脱可能に設けられている（第 5図〜第 7図を参照。）。保持部材 8が着脱可能に設けられることにより、 C B N工具 7の交換を保持部材 8の一体的な着脱により容易に行うことができる。このように、 C B N工具 7を保持部材 8に装着した後に刃物台 5に装着すれば、特に複数の C B N工具 7 を取り付ける場合において、各 C B N工具間の寸法調整および精度を向上させることができ、加工精度に優れた切削加工を実現させることができる。

C B N工具 7を保持部材 8に装着する場合の寸法調整は、第 5図〜第 7図に示すように、 C B N工具 7の固定位置を調整する位置調整手段 9 で行われる。その位置調整手段 9 としては、長穴及びその長穴に摺動自在に嵌合するボル卜からなるもの等が通常使用されるが、それ以外の手段であってもよい。なお、一回の加工により所定の切削代を切削する場合には、位置調整手段 9は手動でも自動でもよいが、第 1 2図に示すように、二回以上の加工により切削代を徐々に切削する場合には、位置調整手段 9は自動制御されることが好ましい。

保持部材 8は、刃物台 5の所定の装着部位 1 2に例えばボルト締結等によって取り付けられる。そうした保持部材 8は、第 5図〜第 7図に示すように、略矩形形状であっても略半円形形状であってもよく特に限定されない。装着部位 1 2の形状を保持部材 8の形状に対応する形状とすれば、保持部材 8を装着部位 1 2に嵌挿するだけで保持部材 8の位置決めがなされる。しかも、その保持部材 8に装着されている C B N工具 7 は、所定の位置に調整されているので、加工精度に優れた切削加工を実現できる。

保持部材 8に取り付けられる C B N工具 7は、一つであっても二以上の複数であってもよい。複数の C B N工具 7を装着した場合には、長尺焼入れ鋼材 2の長手方向に沿った複数の被加工面 3を同時に切削加工できるので、 C B N工具 7の個数に対応した複数の被加工面 3を極めて効率的に切削加工することができる。

C B N工具 7を複数取り付ける場合には、 C B N工具 7と被加工面 3 との間の負荷応力のバランスを考慮することが好ましい。具体的には、第 8図〜第 1 0図に示すように、 C B N工具 7を、長尺焼入れ鋼材 2の長手方向に対して直角な面を想定し（こうした面を仮想面という。）、その仮想面上に、線対称または点対称となるように複数配置することが好ましい。この場合においては、複数の C B N工具 7、 · ··、 7が線対称または点対称となるように仮想面上に配置されるので、第 1 1図に示すような切削加工する際の切削抵抗の背分力 F pが均衡化する（第 8図〜第 1 0図を参照）。背分力 F pを均衡化させた態様において、各々の背分力 F pは刃物台 5を弾性変形させるが、その弾性変形は刃物台 5に内部応力を発生させるだけであり、案内装置 6に対する外力としてはほとんど伝達されない。したがって、背分力 F pを均衡化させるように C B N工具 7を上記のように配置することにより、長尺焼入れ鋼材 2や C B N工具 7のたわみの発生を抑制し、被加工面 3の加工精度を向上させることができる。なお、第 1 1図において、 F f は送り分力（thrust force) であり、 F pは背分力（feed force)であり、 Fは切削抵抗の合力（F f + F p ) である。

ここで、「線対称となるように配置される」とは、基準線に対して鏡像関係となるように配置されることであり、「点対称となるように配置される」とは、基準点に対して対角関係となるように配置されることである。基準線や基準点としては、第 8図〜第 1 0図に示す中心線 2 2、 2 4や特定点 2 3を例示できる。

特に、第 8図（A ) に示すように、少なくとも一対の C B N工具 7、 7を、長尺焼入れ鋼材 2の中心線 2 2に対して線対称になるように仮想面上に配置することが好ましい。こうすることにより、切削抵抗の背分力 F pの合力が均衡し相互に相殺されるので、切削加工時の背分力 F p に基づく長尺焼入れ鋼材 2のたわみの発生や C B N工具 7、 7のたわみの発生をより抑制することができ、被加工面 3の加工精度をより一層向上させることができるという格別の効果がある。なお、第 8図（B ) は、 C B N工具の一例を示す平面図である。

また、第 9図に示すように、複数の C B N工具が配置される場合において、少なくとも一対の C B N工具 7、 7を、切削抵抗の背分力 F pの合力が相互に相殺されるように長尺焼入れ鋼材 2の中心線 2 2に対して線対称となるように仮想面上に配置し、さらに他の C B N工具 7 ' 、 7 ' を、長尺焼入れ鋼材 2の中心線 2 2に対して線対称になるように仮想面上配置することが好ましい。こうすることにより、上記同様、切削加ェ時の背分力 F pに基づく長尺焼入れ鋼材 2のたわみの発生や C B Nェ具のたわみの発生を可能な限り抑制することができ、被加工面 3の加工精度を向上させることができる。この場合において、 C B N工具 7 ' 、 7 ' は、背分力 F pの合力が相殺するように配置されてはいないが、各 C B N工具 7 ' 、 7 ' は、中心線に对して左右対称に配置されている。そのため、案内装置 6に加わる背分力 F pは、中心線 2 2の左右で均等なものとなり、案内装置 6に対し、左右同じラジアル荷重が加わることとなる。その結果、案内装置 6に加わる負荷の左右のバランスがとれるので、案内装置 6の長寿命化を達成できると共に切削加工装置 1を長期間円滑かつ安定的に作動させることができるという効果がある。そして. こうした切削加工装置 1で長尺焼入れ鋼材 2を加工することにより、被加工面 3の加工精度をより向上させることができる。

また、第 1 0図は、 C B N工具 7 a、 7 b、 7 c、 7 dを、特定点 2 3で点対称となるように仮想面上に配置した態様である。 4つの C B N 工具 7 a、 7 b、 7 c、 7 dは、特定点 2 3で点対称に仮想面上に配置されていると共に、長尺焼入れ鋼材 2の中心線 2 2を挟んで C B N工具 7 a、 7 c と C B N工具 7 b、 7 dとが線対称に仮想面上に配置され、固定装置 4に対する平行線 2 4を挟んで C B N工具 7 a、 7 b と C B N 工具 7 c、 7 d とが線対称に仮想面上に配置されている。こうした態様で 4つの C N B工具を配置することにより、それぞれの C B N工具の背分力 F pは相互に相殺される。その結果、上述と同様に、案内装置 6の長寿命化、切削加工装置 1の長期間の円滑作動等を達成でき、被加工面 3の加工精度をより一層向上させることができる。なお、第 1 0図においては、 C B N工具の背分力 F pの角度はそれぞれ 4 5° であるが、この角度は特に限定されるものではなく、背分力 F pが相互に均衡し相殺されるように配置されることを条件に、長尺焼入れ鋼材 2の構造や被加工面 3 の形状に応じて任意に設定される。

本発明においては、案内装置 6に刃物台 5を複数配列して設けることもできる。例えば、複数の刃物台 5を、長尺焼き入れ鋼材 2の長手方向に複数配列するように案内装置 6上に並べる。そして、第 1 2図および第 1 3図に示すように、先ず、第 1番目の刃物台 5 a を移動させることによって一段目の切削加工を行い、第 2番目の刃物台 5 bを移動させることによって二段目の切削加工を行い、さらに第 3番目の刃物台 5 cを移動させることによって三段目の切削加工を行い、その後順次同様の切削加工をすることができる。このように、複数配列した刃物台を、案内装置 6によって順次長手方向の一方の側から他方の側に送ることにより所定の切削代を有した被加工面 3を極めて短時間に切削加工することができる。特にその刃物台 5に、上述した複数の C B N工具 7を装着すれば、複数の被加工面 3の切削加工を極めて効率的に行うことができるという格別の効果を有する。

本発明においては、上述した長尺焼入れ鋼材 2 の被加工面 3を、約 3 0 分〜約 1 6 0 分の速度で直線切削加工することが好ましく、 8 0 mZ分〜 1 2 0 mZ分の速度で直線切削加工することがより好ましい。直線切削加工速度をこうした範囲に規定したのは、 C B N工具 7の摩耗量との関係であり、その範囲で C B N工具 7の摩耗量が少ないからである。直線切削加工速度が約 3 0 mノ分未満では、切削抵抗が大きくなって C B N工具 7に伝わる熱量が増し、その結果、 C B N工具 7の摩耗量が増すと共に切削効率が低下する。一方、直線切削加工速度が約 1 6 0 m /分を超えると、この場合にも C B N工具 7が摩耗する。

所定の切削代（切込み量ともいう。）を切削して所定寸法に加工された長尺焼入れ鋼材 2は、そのままあるいはその後切断されて、所定長さの直線レールや曲線レール等とすることができる。なお、切削代としては、焼入れ鋼材の被加工面 3の硬度や上述した C B N工具 7の切削加工の回数にも関係するので一概にはいえないが、加工効率に優れた一回の切削加工で切削することができる切削代としては、通常 0. 0 5〜 0. 3 mm程度である。二回以上の加工によって切削代を切削する場合には, 第 8図に示すように、各回数毎の切削代を変化させることもできる。例えば、一回目 / 0. 3 mm、二回目/ ^/ 0. 3 mm、三回目/ ^ O . 0 5 m m、四回目/ ^/ 0. 0 5 mmとして、切削代 0. 7 mmの被加工面 3を切削加工することができる。本発明の切削加工方法及び装置においては、従来行われていた湿式の研削加工の場合とは異なり、乾式で行うことができるという利点がある力必要に応じて水溶性の加工液を使用したり . 圧縮空気を使用することもできる。

以上説明したように、こうした本発明の切削加工方法及び装置により加工された長尺焼入れ鋼材 2は、例えば転がり案内装置のガイドレール等として好ましく使用することができる。本発明においては、所定の切削代を一回の加工によって切削することもできるので、特に研削によつて被加工面を加工する従来の方法に比べると、その加工時間は格段に短縮される。さらに、本発明に係る切削装置は、 C B N工具が装着される刃物台を移動させるので、その刃物台は構造上容易に軽量化することができ、上述した速い切削速度の実現が可能となる。また、 C B N工具を少なくとも備える刃物台を所定の速度で移動させることにより、固定装置上に置かれた長尺焼入れ鋼材の被加工面を切削加工できるので、装置全体の大きさを小さくすることができると共に、複雑な制御機能を省略することも可能となる。その結果、切削加工装置の小型化と価格の低減を達成することができる。

こうした本発明の切削加工方法及び装置で加工されたガイドレール等は、極めて効率的に製造されるので、製造が容易でコストメリットのよい加工品となり、市場にも好ましく提供される。

続いて、実験例を説明する。

先ず、転がり案内装置の直動レール用丸鋼材（S 5 5 C相当材、中炭素マンガン鋼）を所定の形状に冷間圧延し、その後、焼入れして所望の表面硬度をもった被加工材を形成した。

被加工材を固定装置上にクランプで固定し、刃物台には C B N工具（D e B e e r s製： D B A 8 0 ) を装着した。切削加工には切削液は使用せず、乾式で行った。切削条件としては、切削速度を 6 0 m/分とし、切込み量を 0. 1〜 0. 5 mmの間で 0. 1 m mずつ変化させ、各切込み量で 1パス（回）の直線切削加工を行った。

切削加工性の評価は、 C B N工具の状態（欠損、摩耗を目視観察）および加工面の状態（むしれ、びびり、粗さを目視観察）により行った。結果としては、上述の切削条件では、 C B N工具には欠損や摩は見られなかった。加工面の状態においても、特に問題となる現象は現れなかった。

( 2 ) 転がり案内装置

上述した本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法および切削加工装置により、転がり案内装置の構成部材である軌道台（ガイドレールともいう。）が製造される。以下に、その軌道台を備える転がり案内装置について説明する。

第 1 4図は、転がり案内装置の一例を示している。転がり案内装置 1 0 1は、軌道台 102と、この軌道台 102に多数の球状の転動体 103、 ···、 103を介して取り付けられる可動体 104とを備えている。

軌道台 102は、上述した本発明の切削加工方法および切削加工装置により製造されたものであり、第 14図に示す態様においてはほぼ長方形の断面をした長尺の部材である。軌道台 102の両側面には、転動体 103を転動させる断面形状円弧状の転動体転走面 105、 ···、 105がニ条ずつ全長に亘り設けられている。また、転動体転走面 105は、ニ条に限定されるものではなく、一条でも、左右合わせて三条でも、四条でもよい。こうした転動体転走面 105は、上述した本発明の切削加工方法および切削加工装置により、所定の位置に配置された C BN工具により、高精度且つ効率的に加工される。

可動体 1 0 4は、その移動方向と直交する方向の面の形状がほぼ門形をした可動体本体 120と、可動体 104の移動方向の両端に取り付けられる蓋材 121とを具備する。

可動体本体 1 20の内側面には、第 1 5図に示すように、転動体転走面 105、 ···、 105と相対向するほぼ半円状の転動体転走面 106、 ···、 106が四条設けられている。これら転動体転走面 105、 106とによって、軌道台 102と可動体 104との間に四条の負荷転走路 107が形成される。また、可動体 10 4には、この可動体 104の移動方向に沿って延びる断面形状が円形の戻し路 1 08、 ···、 108が可動体 104の移動方向の一端側から他端側に亘り形成されている。

一方、蓋材 1 21の可動体本体 120と対向する面には、第 16図に示すように、負荷転走路 107と戻し路 108とを連通させる方向転換路 109が形成されている。これら負荷転走路 107と、戻し路 1 08と、方向転換路 109とによって、転動体 103、 ··'、 103を無限循環させる無限循環路 1 10が形成される。

この無限循環路 1 10には、多数の球状の転動体 103、 ··'、 103が連結体 1 1 1によって数珠状に連ねられて配されている。連結体 1 1 1は、転動体 10 3、 ···、 103間に配される多数の間座 1 1 1 a、 ···、 1 1 l aと、各間座 1 1 l a、 ···、 1 1 1 aをつないで転動体 103、 ···、 103を両側から回動自在に保持するための薄板状のベルト 1 1 1 b、 1 1 1 bとを備えている

また、無限循環路 1 10には、ベルト 1 1 1 b、 1 1 1 bを摺動自在に嵌合して連結体 1 1 1を無限循環路 1 10内で案内する連結体案内溝 1 1 2、 1 12力 S 形成されている。

転動体 103、 ···、 103は、可動体 104の移動に伴って負荷転走路 107 の一端から他端に向かって転動する。その後、方向転換路 109によってすくい上げられ、戻し路 108の一端側へと案内され、戻し路 108を通って戻し路 1 08の他端側へと案内される。そして方向転換路 109を介して再度負荷転走路 107に導かれる。転動体 103、 ··■、 103は、この繰り返しによって、可動体 104の移動に伴って無限循環路 1 10を循環する。本発明の切削加工方法および切削加工装置により製造された軌道台 102は、その転動体転走面 105が CBN工具により精度よく加工されているので、転動体 103、 ·■·、 103は、無限循環路 1 10内を極めてスムーズに循環することができる。

なお、蓋材 1 21、 121の外側の面には、第 14図に示すようなェンドブレート 1 22、 1 22が取り付けられている。このエンドプレート 122もその形状がほぼ門形をしており、蓋材 121にねじ 124、 ···、 1 24を螺合して取り付けられている。産業上の利用可能性

本発明の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法および切削加工装置は、長尺焼入れ鋼材を極めて効率的に切削加工できるので、例えば転がり案内装置のガイドレールの製造に適用すれば、ガイドレールの効率的な製造に貢献できる。

Claims

請求の範囲

1 . 長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った被加工面を、 C B N工具により約 3 0 mZ分〜約 1 6 0 mZ分の速度で直線切削加工することを特徴とする長尺焼入れ鋼材の切削加工方法。

2 .請求の範囲第 1項に記載の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において. 複数の C B N工具を使用し、前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った複数の被加工面を同時に切削加工することを特徴とする長尺焼入れ鋼材の切削加工方法。

3 . 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、前記 C B N工具を前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に複数配列し、該長尺焼入れ鋼材の長手方向に沿った被加工面を順次切削加工することを特徴とする長尺焼入れ鋼材の切削加工方法。

4 . 請求の範囲第 1項乃至第 3項の何れか 1項に記載の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、前記長尺焼入れ鋼材が、転がり案内装置のガィドレール用の焼入れ鋼材であることを特徴とする長尺焼入れ鋼材の切削加工方法。

5 . 請求の範囲第 1項乃至第 4項の何れか 1項に記載の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において、前記 C B N工具が、前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に対して直角な仮想面上に、線対称または点対称となるように複数配置されていることを特徴とする長尺焼入れ鋼材の切削加工方法。

6 .請求の範囲第 5項に記載の長尺焼入れ鋼材の切削加工方法において被加工面を切削する少なくとも一対の C B N工具による切削抵抗の背分力が相互に均衡するように、前記 C B N工具を配置することを特徴とする長尺焼入れ鋼材の切削加工方法。

7 . 長尺焼入れ鋼材を固定する固定装置と、前記固定装置の長手方向に沿って設けられた案内装置により案内される刃物台と、前記刃物台に保持され、前記長尺焼入れ鋼材の被加工面を切削加工する C B N工具と、を少なくとも備えることを特徴とする長尺焼入れ鋼材用切削加工装置。

8 .請求の範囲第 7項に記載の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置において前記刃物台には、前記 C B N工具を保持する保持部材が着脱可能に設けられていることを特徴とする長尺焼入れ鋼材用切削加工装置。

9 .請求の範囲第 8項に記載の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置において, 前記保持部材は、前記 C B N工具の固定位置を調整する位置調整手段を有することを特徴とする長尺焼入れ鋼材用切削加工装置。

1 0 . 請求の範囲第 7項乃至第 9項の何れか 1項に記載の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置において、前記 C B N工具を、前記長尺焼入れ鋼材の長手方向に対して直角な仮想面上に、線対称または点対称となるように複数配置することを特徴とする長尺焼入れ鋼材用切削加工装置。

1 1 . 請求の範囲第 1 0項に記載の長尺焼入れ鋼材用切削加工装置において、被加工面を切削する少なくとも一対の C B N工具による切削抵抗の背分力が相互に均衡するように、前記 C B N工具を配置することを特徴とする長尺焼入れ鋼材用切削加工装置。