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JP5261135B2 - Dimple forming burnishing tool and dimple forming method - Google Patents

Dimple forming burnishing tool and dimple forming method Download PDF

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JP5261135B2
JP5261135B2 JP2008278502A JP2008278502A JP5261135B2 JP 5261135 B2 JP5261135 B2 JP 5261135B2 JP 2008278502 A JP2008278502 A JP 2008278502A JP 2008278502 A JP2008278502 A JP 2008278502A JP 5261135 B2 JP5261135 B2 JP 5261135B2
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Sugino Machine Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a burnishing tool for forming dimples capable of forming dimples on an outer peripheral surface of a workpiece without using an exclusive mechanical equipment. <P>SOLUTION: The dimple-forming burnishing tool 1 comprises: a head body 30; a support roller 40 rotatably and externally fitted to a roller shaft part 32 formed at the head body 30; a retainer 50 arranged on an outer periphery of the support roller 40; and a roller 60 and a ball 70 rotatably retained by the retainer 50. A protrusion 44a which contacts the ball 70 is formed on an outer peripheral surface of the support roller 40. Rotation of the support roller 40 and contact of the ptotrusion 44a to the ball 70 press the ball 70 to the surface of the workpiece. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ワークの表面にディンプルを形成するバニシング工具及びディンプル形成方法に関する。   The present invention relates to a burnishing tool and a dimple forming method for forming dimples on the surface of a workpiece.

エンジンなどの摺動部品では、摺動面に微細な溝やディンプルを形成して、摺動面の潤滑性能を向上させることで、耐焼付性を向上させるとともに、摩擦抵抗を低減させることができる。摺動部品の外周面にディンプルを形成する方法としては、WPC処理(微粒子ショットピーニング)やレーザ加工を用いた方法がある(例えば、特許文献1参照)。   In sliding parts such as engines, by forming fine grooves and dimples on the sliding surface and improving the lubricating performance of the sliding surface, it is possible to improve seizure resistance and reduce frictional resistance. . As a method of forming dimples on the outer peripheral surface of the sliding component, there are methods using WPC processing (fine particle shot peening) and laser processing (for example, see Patent Document 1).

特開2004−345022号公報(段落0016、図5)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-345022 (paragraph 0016, FIG. 5)

しかしながら、WPC処理やレーザ加工を行うためには、専用の機械設備を用いる必要があるため、加工コストが高くなるという問題がある。   However, in order to perform WPC processing and laser processing, it is necessary to use a dedicated machine facility, which causes a problem that processing costs increase.

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、専用の機械設備を用いることなく、ワークの外周面にディンプルを形成することができ、加工コストを低減することができるディンプル形成バニシング工具及びディンプル形成方法を提供することを課題とする。   Therefore, in the present invention, the dimple formation burnishing tool and the dimple formation that can solve the above-described problems, can form dimples on the outer peripheral surface of the workpiece without using dedicated mechanical equipment, and can reduce processing costs. It is an object to provide a method.

前記課題を解決するため、本発明のディンプル形成バニシング工具は、ヘッドボディと、前記ヘッドボディの取付面に立設されたローラ軸部に回転自在な状態で外嵌されたサポートローラと、前記ヘッドボディの前記取付面に取り付けられる取付部を有し、前記サポートローラの外周に配置される板状の保持部が、前記取付部の縁部から前記ローラ軸部の軸線方向に立ち上げられたリテーナと、前記保持部に回転自在な状態で保持されたローラ及びボールと、を備え、前記ローラの外周面は、前記保持部の外面側に突出するとともに、前記保持部の内面側で前記サポートローラの外周面に接触し、前記ボールの外面は、前記保持部の外面側に出没自在であるとともに、前記保持部の内面側に突出しており、前記サポートローラの外周面には、前記ボールに接触する凸部が形成され、前記ローラがワークの表面を転動すると、前記ローラの回転に連動して前記サポートローラが回転し、前記サポートローラの前記凸部が前記ボールに接触することで、前記ボールが前記ワークの表面に押し付けられることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a dimple formation burnishing tool according to the present invention includes a head body, a support roller that is rotatably fitted to a roller shaft portion provided upright on a mounting surface of the head body , and the head. A retainer having a mounting portion that is mounted on the mounting surface of the body , and a plate-shaped holding portion that is disposed on the outer periphery of the support roller is raised from an edge of the mounting portion in the axial direction of the roller shaft portion When, and a roller and a ball held in a rotatable state by the holding portion, the outer peripheral surface of the roller is configured to protrude on the outer surface of the holding portion, the support roller at the inner surface side of the holding portion contact with the outer peripheral surface of the outer surface of the ball, with a retractable to the outer surface side of the holding portion protrudes on the inner surface side of the holding portion, on the outer circumferential surface of the support roller, A convex portion that contacts the ball is formed, and when the roller rolls on the surface of the workpiece, the support roller rotates in conjunction with the rotation of the roller, and the convex portion of the support roller contacts the ball Thus, the ball is pressed against the surface of the workpiece.

また、前記課題を解決するため、本発明のディンプル形成方法は、前記ディンプル形成バニシング工具を用いたディンプル形成方法であって、ワークの表面に前記ローラ及び前記ボールを接触させ、前記ワークの回転に伴って、前記ワークの表面で前記ローラが転動すると、前記ローラの回転に連動して前記サポートローラが回転し、前記サポートローラの前記凸部が前記ボールに接触することで、前記ボールが前記ワークの表面に押し付けられて、前記ワークの表面にディンプルが形成されることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the dimple formation method of the present invention is a dimple formation method using the dimple formation burnishing tool, wherein the roller and the ball are brought into contact with the surface of the work, and the work is rotated. Accordingly, when the roller rolls on the surface of the workpiece, the support roller rotates in conjunction with the rotation of the roller, and the convex portion of the support roller contacts the ball, so that the ball is A dimple is formed on the surface of the workpiece by being pressed against the surface of the workpiece.

これらの構成では、ボールがワークの表面に押し付けられることで、ボールによるワークの表面へのピーニング効果により、ワークの表面にディンプルを形成することができる。具体的には、旋盤やマシニングセンタに組み付けたワークを回転させ、ワークの表面をローラが転動することで、ボールをワークの表面に押し付けることができる。すなわち、ワークにディンプルを形成するために専用の機械設備を用いることなく、旋盤やマシニングセンタなどの切削加工用の機械設備の駆動部による位置制御によって、ワークにディンプルを形成することができるため、加工コストを低減することができる。
また、ワークの表面にボールやローラを押し付けることで、ワークの表面硬度を高めるとともに、ワークに圧縮残留応力を付与することができる。
また、工具の送り方向の後側にローラを配置した場合には、ボールによってディンプルを形成したときに、ディンプルの周囲に生じる膨らみをローラによって平滑に加工することができる。
In these configurations, when the ball is pressed against the surface of the workpiece, dimples can be formed on the surface of the workpiece due to the peening effect of the ball on the surface of the workpiece. Specifically, the ball can be pressed against the surface of the workpiece by rotating the workpiece assembled on a lathe or machining center and rolling the roller on the surface of the workpiece. In other words, the dimples can be formed on the work by position control by the drive part of the machine equipment for cutting such as a lathe or machining center without using dedicated mechanical equipment to form the dimple on the work. Cost can be reduced.
Further, by pressing a ball or a roller against the surface of the workpiece, the surface hardness of the workpiece can be increased and compressive residual stress can be applied to the workpiece.
In addition, when the roller is arranged on the rear side in the tool feeding direction, the bulge generated around the dimple when the dimple is formed by the ball can be processed smoothly by the roller.

前記したディンプル形成バニシング工具において、前記ローラの回転軸線と、前記サポートローラの回転軸線とが平行に配置されていることが望ましい。   In the dimple formation burnishing tool described above, it is desirable that the rotation axis of the roller and the rotation axis of the support roller are arranged in parallel.

この構成では、ローラの外周面とサポートローラの外周面とを平行な状態で接触させることができるため、ローラとサポートローラとの間において回転力の伝達効率を高めることができる。   In this configuration, since the outer peripheral surface of the roller and the outer peripheral surface of the support roller can be brought into contact with each other in parallel, the transmission efficiency of the rotational force can be increased between the roller and the support roller.

前記したディンプル形成バニシング工具において、前記サポートローラの外周面には、外周形状が多角形に形成された接触領域が設けられており、前記接触領域に形成された角部によって、前記凸部を形成することができる。   In the dimple forming burnishing tool described above, a contact region having a polygonal outer peripheral shape is provided on the outer peripheral surface of the support roller, and the convex portion is formed by a corner portion formed in the contact region. can do.

この構成では、サポートローラの外周形状を多角形に加工することで、凸部を簡単に形成することができる。   In this configuration, the convex portion can be easily formed by processing the outer peripheral shape of the support roller into a polygon.

前記したディンプル形成バニシング工具において、前記リテーナには、一体の前記ボールと、前記ボールの両側に配置された二体の前記ローラと、が保持されているように構成することができる。   In the dimple formation burnishing tool described above, the retainer can be configured to hold the integrated ball and the two rollers disposed on both sides of the ball.

この構成では、工具の送り方向の前側となるローラでは、ワーク表面の切削による凹凸を平滑に加工し、その平滑に仕上げられた箇所にボールによってディンプルを形成することができる。さらに、工具の送り方向の後側となるローラでは、ボールによってワークの表面にディンプルを形成したときに、ディンプルの周囲に生じる膨らみを平滑に加工することができる。   In this configuration, the roller on the front side in the feed direction of the tool can process unevenness due to cutting of the workpiece surface smoothly, and dimples can be formed by the balls at the smooth finished portion. Further, with the roller on the rear side in the tool feeding direction, when the dimple is formed on the surface of the workpiece by the ball, the swelling generated around the dimple can be processed smoothly.

本発明のディンプル形成バニシング工具及びディンプル形成方法によれば、ワークにディンプルを形成するための専用の機械設備を用いることなく、旋盤やマシニングセンタなどの切削加工用の機械設備の駆動部による位置制御によって、ワークにディンプルを形成することができるため、加工コストを低減することができる。また、ワークの表面硬度を高めるとともに、ワークに圧縮残留応力を付与することができる。また、ディンプルを形成したときに、ディンプルの周囲に生じる膨らみをローラによって平滑に加工することもできる。   According to the dimple formation burnishing tool and the dimple formation method of the present invention, by using position control by a drive unit of a cutting machine such as a lathe or a machining center without using a dedicated machine for forming a dimple on a workpiece. Since the dimples can be formed on the workpiece, the processing cost can be reduced. In addition, the surface hardness of the workpiece can be increased and compressive residual stress can be applied to the workpiece. Further, when the dimple is formed, the bulge generated around the dimple can be processed smoothly by the roller.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、旋盤やマシニングセンタに組み付けたワークを回転させ、このワークの外周面にディンプルを形成する場合を例として説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In this embodiment, a case where a work assembled on a lathe or a machining center is rotated and dimples are formed on the outer peripheral surface of the work will be described as an example.

ディンプル形成バニシング工具1は、図1(a)に示すように、ボディ10と、このボディ10内に挿入され、先端部がボディ10の先端面から突出している駆動軸20と、この駆動軸20の先端面に取り付けられたヘッドボディ30と、このヘッドボディ30に形成されたローラ軸部32に外嵌されたサポートローラ40と、このサポートローラ40の外周に配置されたリテーナ50と、このリテーナ50に回転自在な状態で保持されたローラ60及びボール70と、を備えている。   As shown in FIG. 1A, the dimple formation burnishing tool 1 includes a body 10, a drive shaft 20 that is inserted into the body 10, and has a tip portion protruding from the tip surface of the body 10, and the drive shaft 20. A head body 30 attached to the front end surface of the head, a support roller 40 fitted on a roller shaft portion 32 formed on the head body 30, a retainer 50 disposed on the outer periphery of the support roller 40, and the retainer 50, and a roller 60 and a ball 70 held in a rotatable state.

ボディ10は、直方体の部材であり、側面には旋盤やマシニングセンタに保持される板状のシャンク11が取り付けられている。また、ボディ10の基端面には、先端部がボディ10内に挿入されたプリロード調整ノブ12が突設されている。   The body 10 is a rectangular parallelepiped member, and a plate-like shank 11 held by a lathe or a machining center is attached to a side surface. Further, a preload adjustment knob 12 having a distal end portion inserted into the body 10 projects from the base end surface of the body 10.

駆動軸20は、ボディ10内に挿入された円形断面の軸部材であり、先端部はボディ10の先端面から突出している。駆動軸20の先端部には、拡径されたフランジ部21が形成されている。
また、駆動軸20の基端部は、ボディ10内においてスプリング(図示せず)を介してプリロード調整ノブ12の先端部に連結されており、プリロード調整ノブ12を操作することで、駆動軸20の突出量を変更することができる。
The drive shaft 20 is a shaft member having a circular cross section inserted into the body 10, and a distal end portion projects from the distal end surface of the body 10. An enlarged flange portion 21 is formed at the distal end portion of the drive shaft 20.
Further, the base end portion of the drive shaft 20 is connected to the distal end portion of the preload adjustment knob 12 via a spring (not shown) in the body 10, and the drive shaft 20 is operated by operating the preload adjustment knob 12. The amount of protrusion can be changed.

ヘッドボディ30は、図2に示すように、取付面31aが形成された板状の支持部31と、取付面31aに立設されたローラ軸部32と、支持部31の基端部に形成された円板状のフランジ部33と、を備えている。フランジ部33の基端面が駆動軸20(図1参照)のフランジ部21の先端面に取り付けられることで、ヘッドボディ30は駆動軸20に支持されている。   As shown in FIG. 2, the head body 30 is formed on a plate-like support portion 31 having an attachment surface 31 a formed thereon, a roller shaft portion 32 erected on the attachment surface 31 a, and a base end portion of the support portion 31. And a disc-shaped flange portion 33. The head body 30 is supported by the drive shaft 20 by attaching the proximal end surface of the flange portion 33 to the distal end surface of the flange portion 21 of the drive shaft 20 (see FIG. 1).

ローラ軸部32は、駆動軸20(図1参照)の軸線方向に直交する軸線方向に形成された円形断面の軸部材である。
ローラ軸部32の外周面において、軸方向の中間部には、潤滑溝32aが全周に亘って形成されている。この潤滑溝32aには、支持部31及びローラ軸部32の内部に形成された給油経路(図示せず)の一端が開口しており、支持部31に設けられたグリースニップルNから給油経路を通じて潤滑油を供給することができる。
The roller shaft portion 32 is a shaft member having a circular cross section formed in an axial direction orthogonal to the axial direction of the drive shaft 20 (see FIG. 1).
On the outer peripheral surface of the roller shaft portion 32, a lubricating groove 32a is formed over the entire circumference in the intermediate portion in the axial direction. One end of an oil supply path (not shown) formed in the support portion 31 and the roller shaft portion 32 is opened in the lubrication groove 32a, and from the grease nipple N provided in the support portion 31 through the oil supply route. Lubricating oil can be supplied.

リテーナ50は、ヘッドボディ30の取付面31aに取り付けられる円板状の取付部51と、この取付部51の先端側の縁部に立ち上げられた板状の保持部52と、が形成されている。   The retainer 50 is formed with a disc-like attachment portion 51 attached to the attachment surface 31a of the head body 30 and a plate-like holding portion 52 raised from the edge of the attachment portion 51 on the front end side. Yes.

取付部51の中央部には、貫通孔51aが形成されており、取付部51を取付面31aに取り付けたときには、支持部31のローラ軸部32が貫通孔51aに挿通された状態となる。   A through hole 51a is formed at the center of the attachment portion 51. When the attachment portion 51 is attached to the attachment surface 31a, the roller shaft portion 32 of the support portion 31 is inserted into the through hole 51a.

保持部52は、取付部51の先端側の縁部の一部(本実施形態では全周の約1/4)に立ち上げられており、取付部51の縁部に沿って湾曲している。
図1(b)に示すように、保持部52の幅方向の中間部には、高さ方向に縦長な保持溝53が貫通している。この保持溝53は、後記するローラ60及びボール70が保持される部位である。
The holding portion 52 is raised to a part of the edge portion on the tip side of the attachment portion 51 (about ¼ of the entire circumference in the present embodiment), and is curved along the edge portion of the attachment portion 51. .
As shown in FIG. 1B, a holding groove 53 that is vertically long in the height direction passes through an intermediate portion in the width direction of the holding portion 52. The holding groove 53 is a portion where a roller 60 and a ball 70 described later are held.

サポートローラ40は、図2に示すように、円筒状の部材であり、その内周部にはベアリング41が内装されている。このサポートローラ40は、リテーナ50の取付部51よりも外側(図2における上側)でローラ軸部32に外嵌され、ローラ軸部32の軸回りに回転自在となっている。   As shown in FIG. 2, the support roller 40 is a cylindrical member, and a bearing 41 is internally provided on the inner peripheral portion thereof. The support roller 40 is externally fitted to the roller shaft portion 32 on the outer side (upper side in FIG. 2) than the mounting portion 51 of the retainer 50 and is rotatable about the axis of the roller shaft portion 32.

なお、ベアリング41と取付部51との間には、環状のスペーサ42を介在させている。また、ベアリング41の上面には円板状のカバー43が取り付けられる。このカバー43の中心部に形成された貫通孔43aに挿通させた固定ボルト43bを、ローラ軸部32の上面に形成されたねじ孔32bに螺着させることで、サポートローラ40がローラ軸部32に取り付けられている。   An annular spacer 42 is interposed between the bearing 41 and the mounting portion 51. A disk-shaped cover 43 is attached to the upper surface of the bearing 41. The support bolt 40 is screwed into the screw hole 32b formed in the upper surface of the roller shaft portion 32 by screwing the fixing bolt 43b inserted through the through hole 43a formed in the center portion of the cover 43, so that the support roller 40 has the roller shaft portion 32. Is attached.

サポートローラ40の外周面の上部には、複数の凸部44a・・・が周方向に均等間隔で形成された接触領域44が形成されている。本実施形態では、図3に示すように、接触領域44の外周形状が多角形(本実施形態では十角形)に形成されており、外周面に形成された角部によって、十箇所の凸部44a・・・が形成されている。   On the upper part of the outer peripheral surface of the support roller 40, a contact region 44 is formed in which a plurality of convex portions 44a are formed at equal intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the outer peripheral shape of the contact region 44 is formed in a polygon (decagonal in the present embodiment), and ten convex portions are formed by the corners formed on the outer peripheral surface. 44a ... are formed.

ローラ60は、図2に示すように、ローラ軸部32の軸線方向と平行な軸線方向に延びている円形断面の回転体である。このローラ60は、リテーナ50の保持溝53内の下部に保持され(図1参照)、保持溝53内で軸回りに回転自在となっている。ローラ60の軸線方向と、ローラ軸部32の軸線方向とが平行であるため、ローラ60の回転軸線と、サポートローラ40の回転軸線とは平行に配置されている。   As shown in FIG. 2, the roller 60 is a rotating body having a circular cross section that extends in an axial direction parallel to the axial direction of the roller shaft portion 32. The roller 60 is held at a lower portion in the holding groove 53 of the retainer 50 (see FIG. 1), and is rotatable about an axis in the holding groove 53. Since the axial direction of the roller 60 and the axial direction of the roller shaft portion 32 are parallel, the rotational axis of the roller 60 and the rotational axis of the support roller 40 are arranged in parallel.

また、保持溝53内に保持されたローラ60の外周面は、図1に示すように、リテーナ50の外面側に突出するとともに、リテーナ50の内面側に突出して、サポートローラ40の外周面の下部に接触している。   Further, as shown in FIG. 1, the outer peripheral surface of the roller 60 held in the holding groove 53 protrudes to the outer surface side of the retainer 50 and also protrudes to the inner surface side of the retainer 50, so that the outer peripheral surface of the support roller 40 It touches the bottom.

ボール70は、図2に示すように、リテーナ50の保持溝53内の上部に保持される球体であり(図1参照)、保持溝53内で回転自在となっている。
ボール70の外面は、リテーナ50の外面側に突出しているとともに、ボール70は保持溝53内でリテーナ50の厚み方向に移動自在となっている。すなわち、ボール70の外面がリテーナ50の外面側に出没自在となっている。また、ボール70の外面はリテーナ50の内面側にも突出している。
As shown in FIG. 2, the ball 70 is a sphere that is held in the upper part of the holding groove 53 of the retainer 50 (see FIG. 1), and is freely rotatable in the holding groove 53.
The outer surface of the ball 70 protrudes to the outer surface side of the retainer 50, and the ball 70 is movable in the retaining groove 53 in the thickness direction of the retainer 50. That is, the outer surface of the ball 70 can freely appear and disappear on the outer surface side of the retainer 50. Further, the outer surface of the ball 70 also protrudes to the inner surface side of the retainer 50.

次に、前記本実施形態のディンプル形成バニシング工具1を用いたディンプル形成方法について説明する。
ディンプル形成バニシング工具1を用いてワークの外周面(表面)にディンプルを形成する場合には、まず、旋盤やマシニングセンタのチャックにワークを組み付けるとともに、図1に示すディンプル形成バニシング工具1をベッドに組み付ける。このとき、ヘッドボディ30側をワーク側(先端側)に向けて配置する。
そして、ワークを回転させた状態で、旋盤やマシニングセンタの駆動部を用いて、ディンプル形成バニシング工具1をワーク側に移動させ、リテーナ50から突出したローラ60の外周面をワークの外周面に接触させる。
Next, a dimple formation method using the dimple formation burnishing tool 1 of the present embodiment will be described.
When forming dimples on the outer peripheral surface (surface) of a workpiece using the dimple formation burnishing tool 1, first, the workpiece is assembled to a lathe or a chuck of a machining center, and the dimple formation burnishing tool 1 shown in FIG. 1 is assembled to a bed. . At this time, the head body 30 side is arranged facing the work side (front end side).
Then, with the workpiece rotated, the dimple formation burnishing tool 1 is moved to the workpiece side using a lathe or a driving unit of a machining center, and the outer circumferential surface of the roller 60 protruding from the retainer 50 is brought into contact with the outer circumferential surface of the workpiece. .

回転したワークにローラ60が接触すると、ワークの外周面とローラ60の外周面との間の摩擦抵抗によって、ローラ60がワークの回転に連動して軸回りに回転する。さらに、ローラ60の外周面とサポートローラ40の外周面との間の摩擦抵抗によって、サポートローラ40がローラ60の回転に連動して軸回りに回転する。   When the roller 60 comes into contact with the rotated workpiece, the roller 60 rotates about the axis in conjunction with the rotation of the workpiece due to frictional resistance between the outer circumferential surface of the workpiece and the outer circumferential surface of the roller 60. Further, the support roller 40 rotates about the axis in conjunction with the rotation of the roller 60 due to the frictional resistance between the outer peripheral surface of the roller 60 and the outer peripheral surface of the support roller 40.

図4に示すように、サポートローラ40が回転し、サポートローラ40の接触領域44に形成された凸部44aがボール70に接触すると、ボール70はリテーナ50の外側に押し出され、ワークの表面に強く押し付けられるため、ボール70によるワークの表面へのピーニング効果により、ワークの表面にディンプルDが形成される。
そして、サポートローラ40の接触領域44に形成された複数の凸部44a・・・が断続的にボール70に接触することで、ボール70がワークの表面に対して振動しながら転動することになり、ワークの表面に複数のディンプルD・・・が形成される。
さらに、図1に示すディンプル形成バニシング工具1をワークの軸方向に移動させて、ワークの表面全体にディンプルを形成する。
As shown in FIG. 4, when the support roller 40 rotates and the convex portion 44 a formed in the contact region 44 of the support roller 40 contacts the ball 70, the ball 70 is pushed out of the retainer 50, and the surface of the workpiece is Due to the strong pressing, dimples D are formed on the surface of the workpiece due to the peening effect of the balls 70 on the surface of the workpiece.
The plurality of convex portions 44a... Formed in the contact region 44 of the support roller 40 intermittently contact the ball 70 so that the ball 70 rolls while vibrating with respect to the surface of the workpiece. Thus, a plurality of dimples D ... are formed on the surface of the workpiece.
Further, the dimple formation burnishing tool 1 shown in FIG. 1 is moved in the axial direction of the workpiece to form dimples on the entire surface of the workpiece.

以上のようなディンプル形成バニシング工具1及びディンプル形成方法では、ワークにディンプルを形成するための専用の機械設備を用いることなく、旋盤やマシニングセンタなどの切削加工用の機械設備の駆動部による位置制御によって、ワークにディンプルを形成することができるため、加工コストを低減することができる。
また、図4に示すように、ワークの表面にボール70やローラ60を押し付けることで、ワークの表面硬度を高めることができるとともに、ワークに圧縮残留応力を付与することができる。
また、ボール70に対して工具の送り方向の後側にローラ60を配置することで、ボール70によってディンプルを形成したときに、ディンプルの周囲に生じる膨らみをローラ60によって平滑に加工することができる。
In the dimple formation burnishing tool 1 and the dimple formation method as described above, position control is performed by a driving unit of a cutting machine such as a lathe or a machining center without using a dedicated machine for forming a dimple on a workpiece. Since the dimples can be formed on the workpiece, the processing cost can be reduced.
Further, as shown in FIG. 4, by pressing a ball 70 or a roller 60 against the surface of the workpiece, the surface hardness of the workpiece can be increased and compressive residual stress can be applied to the workpiece.
Further, by disposing the roller 60 on the rear side in the tool feeding direction with respect to the ball 70, when the dimple is formed by the ball 70, the bulge generated around the dimple can be processed smoothly by the roller 60. .

また、図1に示すように、ローラ60の回転軸線と、サポートローラ40の回転軸線とが平行に配置されているため、ローラ60の外周面とサポートローラ40の外周面とを平行な状態で接触させることができるため、ローラ60とサポートローラ40との間において回転力の伝達効率を高めることができる。   Further, as shown in FIG. 1, since the rotation axis of the roller 60 and the rotation axis of the support roller 40 are arranged in parallel, the outer peripheral surface of the roller 60 and the outer peripheral surface of the support roller 40 are in a parallel state. Since the contact can be made, the transmission efficiency of the rotational force can be increased between the roller 60 and the support roller 40.

また、図3に示すように、サポートローラ40の外周面において、ボール70に接触する接触領域44の外周形状を多角形に形成し、接触領域44に形成された角部によって、凸部44aを形成しているため、サポートローラ40の外周面に複数の凸部44a・・・を簡単に形成することができる。   Further, as shown in FIG. 3, on the outer peripheral surface of the support roller 40, the outer peripheral shape of the contact region 44 that contacts the ball 70 is formed in a polygonal shape, and the convex portion 44 a is Since it forms, the some convex part 44a ... can be easily formed in the outer peripheral surface of the support roller 40. FIG.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
本実施形態では、図3に示すように、サポートローラ40の接触領域44の外周形状を十角形に形成し、接触領域44に十箇所の凸部44a・・・を形成しているが、接触領域44に形成する凸部44aの個数は限定されるものではない。例えば、接触領域の外周形状を十六角形に形成したサポートローラを用いた場合には、図5(a)に示すように、ワークの表面にディンプルが形成され、接触領域の外周形状を十二角形に形成したサポートローラを用いた場合には、図5(b)に示すように、ワークの表面にディンプルが形成される。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the outer peripheral shape of the contact region 44 of the support roller 40 is formed in a decagon and ten convex portions 44 a... Are formed in the contact region 44. The number of convex portions 44a formed in the region 44 is not limited. For example, when a support roller having a hexagonal outer peripheral shape in the contact area is used, dimples are formed on the surface of the work as shown in FIG. When the support roller formed in a square shape is used, dimples are formed on the surface of the workpiece as shown in FIG.

また、図6に示すように、ボール70の上下に二体のローラ60,60を配置してもよい。この構成では、工具の送り方向の前側となるローラ60によって、ワーク表面の切削による凹凸を平滑に加工し、その平滑に仕上げられた箇所にボール70によってディンプルを形成することができる。さらに、工具の送り方向の後側となるローラ60では、ボール70によってワークの表面にディンプルを形成したときに、ディンプルの周囲に生じる膨らみを平滑に加工することができる。   In addition, as shown in FIG. 6, two rollers 60, 60 may be arranged above and below the ball 70. In this configuration, the roller 60 on the front side in the feed direction of the tool can be used to smoothly process the unevenness due to the cutting of the workpiece surface, and the dimples can be formed by the balls 70 in the smooth finished portion. Further, in the roller 60 on the rear side in the tool feeding direction, when the dimples are formed on the surface of the workpiece by the balls 70, the swelling generated around the dimples can be processed smoothly.

また、本実施形態では、図4に示すように、ワークの外周面にディンプルを形成しているが、図1に示すディンプル形成バニシング工具1のヘッドボディ30をワークの内周部に挿入し、ローラ60及びボール70をワークの内周面に接触させることで、ワークの内周面にディンプルを形成することもできる。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the dimples are formed on the outer peripheral surface of the workpiece, but the head body 30 of the dimple forming burnishing tool 1 shown in FIG. 1 is inserted into the inner peripheral portion of the workpiece, By bringing the roller 60 and the ball 70 into contact with the inner peripheral surface of the work, dimples can be formed on the inner peripheral surface of the work.

本実施形態のディンプル形成バニシング工具を示した図で、(a)は側面図、(b)は先端側から見た図である。It is the figure which showed the dimple formation burnishing tool of this embodiment, (a) is a side view, (b) is the figure seen from the front end side. 本実施形態のディンプル形成バニシング工具の先端部を示した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which showed the front-end | tip part of the dimple formation burnishing tool of this embodiment. 本実施形態のディンプル形成バニシング工具の先端部を示した図で、図1のA−A断面図である。It is the figure which showed the front-end | tip part of the dimple formation burnishing tool of this embodiment, and is AA sectional drawing of FIG. 本実施形態のディンプル形成バニシング工具によって、ワークの表面にディンプルを形成するときの態様を示した拡大図である。It is the enlarged view which showed the aspect when forming a dimple on the surface of a workpiece | work with the dimple formation burnishing tool of this embodiment. 本実施形態のディンプル形成バニシング工具によって、ワークの表面に形成されるディンプルを示した図で、(a)は接触領域の外周形状を十六角形に形成したサポートローラを用いた場合の展開図、(b)は接触領域の外周形状を十二角形に形成したサポートローラを用いた場合の展開図である。FIG. 5 is a diagram showing dimples formed on the surface of a workpiece by the dimple forming burnishing tool of the present embodiment, and (a) is a development view when using a support roller in which the outer peripheral shape of the contact region is formed in a hexagon, (B) is a development view in the case of using a support roller in which the outer peripheral shape of the contact area is formed in a dodecagon. 他の実施形態のディンプル形成バニシング工具を示した図で、ボールの両側に二体のローラを配置した構成の側面図である。It is the figure which showed the dimple formation burnishing tool of other embodiment, and is a side view of the structure which has arrange | positioned two rollers on the both sides of a ball | bowl.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディンプル形成バニシング工具
10 ボディ
11 シャンク
20 駆動軸
21 フランジ部
30 ヘッドボディ
31 支持部
31a 取付面
32 ローラ軸部
33 フランジ部
40 サポートローラ
41 ベアリング
44 接触領域
44a 凸部
50 リテーナ
51 取付部
52 保持部
53 保持溝
60 ローラ
70 ボール
D ディンプル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dimple formation burnishing tool 10 Body 11 Shank 20 Drive shaft 21 Flange part 30 Head body 31 Support part 31a Mounting surface 32 Roller shaft part 33 Flange part 40 Support roller 41 Bearing 44 Contact area 44a Convex part 50 Retainer 51 Mounting part 52 Holding part 53 Holding groove 60 Roller 70 Ball D Dimple

Claims (5)

ヘッドボディと、
前記ヘッドボディの取付面に立設されたローラ軸部に回転自在な状態で外嵌されたサポートローラと、
前記ヘッドボディの前記取付面に取り付けられる取付部を有し、前記サポートローラの外周に配置される板状の保持部が、前記取付部の縁部から前記ローラ軸部の軸線方向に立ち上げられたリテーナと、
前記保持部に回転自在な状態で保持されたローラ及びボールと、を備え、
前記ローラの外周面は、前記保持部の外面側に突出するとともに、前記保持部の内面側で前記サポートローラの外周面に接触し、
前記ボールの外面は、前記保持部の外面側に出没自在であるとともに、前記保持部の内面側に突出しており、
前記サポートローラの外周面には、前記ボールに接触する凸部が形成され、
前記ローラがワークの表面を転動すると、前記ローラの回転に連動して前記サポートローラが回転し、前記サポートローラの前記凸部が前記ボールに接触することで、前記ボールが前記ワークの表面に押し付けられることを特徴とするディンプル形成バニシング工具。
Head body,
A support roller externally fitted in a freely rotatable state to a roller shaft portion erected on the mounting surface of the head body;
A plate-like holding portion that has an attachment portion that is attached to the attachment surface of the head body and is arranged on the outer periphery of the support roller is raised from an edge of the attachment portion in the axial direction of the roller shaft portion. A retainer,
A roller and a ball held in a rotatable state on the holding unit , and
The outer peripheral surface of the roller is configured to protrude on the outer surface of the holding portion, in contact with the outer peripheral surface of the support roller at the inner surface side of the holding portion,
The outer surface of the ball, with a retractable to the outer surface side of the holding portion protrudes on the inner surface side of the holding portion,
On the outer peripheral surface of the support roller, a convex portion that contacts the ball is formed,
When the roller rolls on the surface of the workpiece, the support roller rotates in conjunction with the rotation of the roller, and the convex portion of the support roller contacts the ball, so that the ball contacts the surface of the workpiece. A dimple-forming burnishing tool characterized by being pressed.
前記ローラの回転軸線と、前記サポートローラの回転軸線とが平行に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のディンプル形成バニシング工具。   The dimple-forming burnishing tool according to claim 1, wherein the rotation axis of the roller and the rotation axis of the support roller are arranged in parallel. 前記サポートローラの外周面には、外周形状が多角形に形成された接触領域が設けられており、前記接触領域に形成された角部によって、前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のディンプル形成バニシング工具。   A contact region having a polygonal outer peripheral shape is provided on the outer peripheral surface of the support roller, and the convex portion is formed by a corner portion formed in the contact region. The dimple formation burnishing tool according to claim 1 or 2. 前記リテーナには、一体の前記ボールと、前記ボールの両側に配置された二体の前記ローラと、が保持されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のディンプル形成バニシング工具。   The retainer holds the integrated ball and the two rollers disposed on both sides of the ball. 4. Dimple forming burnishing tool. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のディンプル形成バニシング工具を用いたディンプル形成方法であって、
ワークの表面に前記ローラ及び前記ボールを接触させ、前記ワークの回転に伴って、前記ワークの表面で前記ローラが転動すると、前記ローラの回転に連動して前記サポートローラが回転し、前記サポートローラの前記凸部が前記ボールに接触することで、前記ボールが前記ワークの表面に押し付けられて、前記ワークの表面にディンプルが形成されることを特徴とするディンプル形成方法。
A dimple formation method using the dimple formation burnishing tool according to any one of claims 1 to 4,
When the roller and the ball are brought into contact with the surface of the workpiece and the roller rolls on the surface of the workpiece as the workpiece rotates, the support roller rotates in conjunction with the rotation of the roller, and the support A dimple formation method, wherein a dimple is formed on a surface of the workpiece by pressing the convex portion of a roller against the ball and pressing the ball against the surface of the workpiece.
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