JP6122760B2 - Dimple molding burnishing tool, machine tool, and dimple burnishing method - Google Patents
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Description
本発明は、ワークにボールを押圧させて溝やディンプル(窪み)を形成するディンプル成形と、ワークにローラを転圧させて加工する表面の凹凸を潰すバニシング加工と、を行うディンプル成形バニシング工具、工作機械及びディンプル・バニシング加工方法に関する。 The present invention relates to a dimple molding burnishing tool for performing dimple molding for forming grooves and dimples (dents) by pressing a ball against a workpiece, and burnishing for crushing surface irregularities to be processed by rolling a roller on the workpiece, The present invention relates to a machine tool and a dimple burnishing method.
従来、ディンプル成形加工(以下「ディンプル加工」という)は、ワークに溝やディンプル(窪み)を形成して摺動面の摩擦抵抗を低減させる場合に行われている。また、バニシング加工は、ワークにローラを押圧しながら回転させて、ワークの加工表面を押し潰して塑性変形させることにより、表面硬度及び面粗さを向上させる場合に行われている。 Conventionally, dimple forming processing (hereinafter referred to as “dimple processing”) is performed when grooves and dimples (dents) are formed in a workpiece to reduce the frictional resistance of the sliding surface. The burnishing is performed when the surface hardness and surface roughness are improved by rotating the workpiece while pressing a roller to crush the processed surface of the workpiece and plastically deform it.
ワークの外面にディンプルを付けるその他の加工方法としては、レーザ加工、WPC加工(微粒子ショットピーニング加工)、転造加工等が一般に利用されている。
また、従来、ワークの外面にディンプルを成形する場合は、旋盤や、フライス盤、ボール盤等の駆動機に取り付けてバニシング加工を行うディンプル成形バニシング工具が知られている(例えば、特許文献1参照)。
As other processing methods for attaching dimples to the outer surface of the workpiece, laser processing, WPC processing (fine particle shot peening processing), rolling processing, and the like are generally used.
Conventionally, when forming dimples on the outer surface of a workpiece, there is known a dimple forming burnishing tool that is attached to a driving machine such as a lathe, a milling machine, or a drilling machine to perform burnishing (see, for example, Patent Document 1).
しかし、前記レーザ加工及びWPC加工によるディンプル加工方法では、加工時間が長く、装置が高価であるという問題点がある。
また、転造加工によるディンプル加工方法では、マイクロオーダーの転写を行うため、量産品を加工する際、安定した加工が困難であるという問題点がある。
However, the dimple processing method using the laser processing and WPC processing has a problem that the processing time is long and the apparatus is expensive.
Further, the dimple processing method by rolling processing has a problem that stable processing is difficult when processing a mass-produced product because transfer on a micro order is performed.
また、ワークをチャックで保持して加工する場合は、チャックで保持した箇所を加工することができないので、ワークを掴み直して両サイドを加工する必要があるため、加工する作業効率が悪いという問題点がある。 In addition, when machining with a workpiece held by a chuck, it is impossible to machine the part held by the chuck, so it is necessary to re-grip the workpiece and machine both sides, resulting in poor machining efficiency. There is a point.
また、特許文献1に記載されているようなワークの径方向の外周面をディンプル成形加工するディンプル成形バニシング工具では、ローラとボールが軸方向に配置されているため、加工終了箇所もしくは開始箇所で、ローラによる加工範囲と、ボールによる加工範囲とにズレが生じるという問題点がある。
Further, in the dimple forming burnishing tool for dimple forming the outer peripheral surface in the radial direction of the workpiece as described in
また、ディンプル成形バニシング工具で剛性の低いワークを加工した場合は、被加工面に撓みが発生したり、ディンプル周辺の膨らみが発生したりして、その膨らみを別工程で潰す必要があるほか、場合によってはワークに大きな撓みが発生すると、加工することができないという問題点がある。 In addition, when a low-rigidity workpiece is machined with a dimple-forming burnishing tool, the work surface may bend or a bulge around the dimple may need to be crushed in a separate process. In some cases, when a large deflection occurs in the workpiece, there is a problem that it cannot be processed.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ワークの外周面にディンプルを綺麗に成形することができる安価で簡単な構造のディンプル成形バニシング工具、工作機械及びディンプル・バニシング加工方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a background, and a dimple forming burnishing tool, a machine tool, and a dimple burnishing processing method having a simple and inexpensive structure capable of beautifully forming dimples on the outer peripheral surface of a workpiece. It is an issue to provide.
前記課題を解決するために、本発明に係るディンプル成形バニシング工具は、内部に中空部が形成された内周面テーパ形状のヘッドと、前記中空部に配置され軸方向にワークが挿入される挿入孔を有するフレームと、該フレームに回動可能に支持されたボールと、前記フレームに回転可能に支持されたローラと、を備えたディンプル成形バニシング工具であって、前記ヘッドの内周面には、前記ボールを出没させる少なくとも一つの溝部が形成されて、前記ボールと前記ローラは、同一円周上に配置され、前記ローラは、前記溝部を軸方向に跨いで配置され、前記ワークを前記挿入孔に挿入して、前記ヘッド、前記フレーム、あるいは、前記ワークのいずれかを駆動手段によって回転させることにより、前記ワークの外周面にディンプルを成形することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a dimple-forming burnishing tool according to the present invention includes an inner peripheral surface taper-shaped head in which a hollow portion is formed, and an insertion in which a workpiece is inserted in the axial direction and disposed in the hollow portion. A dimple-forming burnishing tool comprising a frame having a hole, a ball rotatably supported by the frame, and a roller rotatably supported by the frame, the inner peripheral surface of the head being And at least one groove portion for projecting and retracting the ball is formed, the ball and the roller are disposed on the same circumference, the roller is disposed across the groove portion in the axial direction, and the workpiece is inserted A dimple is formed on the outer peripheral surface of the workpiece by inserting into the hole and rotating either the head, the frame, or the workpiece by a driving means. Characterized in that it.
かかる構成によるディンプル成形バニシング工具は、ヘッドに溝部が形成されていることによって、ボールを出没させることができ、挿入孔に挿入したワークの外周面にディンプルを断続的に成形することができる。また、ローラが、ボールが挿入される溝部を跨いだ状態に配置されていることにより、連続的にバニシング加工ができると共に、ボールでディンプル加工して膨らんだディンプル(溝)の周縁部を潰して平坦にすることができる。このため、被加工面に対してディンプル加工とバニシング加工とを同時に、かつ綺麗に行うことができる。 With the dimple forming burnishing tool having such a configuration, since the groove is formed in the head, the ball can be projected and retracted, and the dimple can be intermittently formed on the outer peripheral surface of the workpiece inserted into the insertion hole. In addition, since the rollers are arranged in a state of straddling the groove where the ball is inserted, the roller can be continuously burned, and the peripheral part of the dimple (groove) bulged by dimple processing with the ball is crushed. It can be flat. For this reason, dimple processing and burnishing can be simultaneously and cleanly performed on the surface to be processed.
また、前記ローラは、前記フレームの軸線に対して所定角度傾斜させて回転可能に前記フレームに支持させ、外周側面が円錐台外周面のようなテーパ外面を有し、前記ヘッド及び前記フレームの少なくとも一方は、回転可能に配置され、前記ヘッドまたは前記フレームによって前記ローラを回転駆動させて、前記ローラのテーパ外面に前記挿入孔に挿入した前記ワークを当接させることで、前記ワークを送りながら前記ボールでディンプルを成形することが好ましい。 Further, the roller is rotatably supported by being inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the frame, the outer peripheral side surface has a tapered outer surface such as a frustoconical outer peripheral surface, and at least the head and the frame One is rotatably arranged, the roller is driven to rotate by the head or the frame, and the workpiece inserted into the insertion hole is brought into contact with the tapered outer surface of the roller, thereby feeding the workpiece. It is preferable to form the dimples with balls.
かかる構成によるディンプル成形バニシング工具は、内部に中空部が形成された内周面テーパ形状のヘッドと、その中空部に配置され軸方向にワークが挿入される挿入孔を有するフレームと、ヘッドの内周面テーパに適合するテーパ外面を有するローラと、を備えていることによって、フレームが回転すると、ローラのテーパ外面がワークの外周面を転圧してワークをテーパの縮径する方向に自動送りすることができる。すなわち、回転するフレームの挿入孔に挿入されたワークは、挿通孔内を自動的に送られながら、断続的にボールでディンプル加工を、連続的にローラによってバニシング加工される。また、本発明によるディンプル成形バニシング工具は、ワークを保持するチャックが不要となるので、構造を簡素化させてコストダウンを図ることができると共に、加工時間を大幅に短縮することができる。 A dimple forming burnishing tool having such a configuration includes a head having an inner peripheral surface tapered with a hollow portion formed therein, a frame having an insertion hole disposed in the hollow portion and into which a workpiece is inserted in the axial direction, and an inner portion of the head. And a roller having a tapered outer surface adapted to the peripheral surface taper, so that when the frame rotates, the tapered outer surface of the roller automatically presses the outer peripheral surface of the workpiece and automatically feeds the workpiece in the direction of reducing the taper diameter. be able to. That is, the workpiece inserted into the insertion hole of the rotating frame is intermittently dimple processed with a ball and continuously burned with a roller while being automatically fed through the insertion hole. In addition, since the dimple forming burnishing tool according to the present invention does not require a chuck for holding a workpiece, the structure can be simplified and the cost can be reduced, and the processing time can be greatly shortened.
また、前記ヘッドまたは前記フレームには、シャンクが連結されて、前記ヘッド及び前記フレームの少なくとも一方は、回転可能に配置され、前記ヘッド、前記フレームもしくは前記ワークのうちいずれか1つを回転駆動させて、前記挿入孔に挿入した前記ワークと前記ディンプル成形バニシング工具が相対的に移動するように前記ワークまたは前記ディンプル成形バニシング工具を送りながら前記ボールでディンプルを成形することが好ましい。 In addition, a shank is connected to the head or the frame, and at least one of the head and the frame is rotatably arranged, and any one of the head, the frame, or the workpiece is driven to rotate. Preferably, the dimples are formed with the balls while feeding the work or the dimple forming burnishing tool so that the work inserted into the insertion hole and the dimple forming burnishing tool move relatively.
かかる構成によれば、シャンクまたはワークを旋盤やフライス盤に取り付けて、ディンプル成形及びバニシング加工を行うことが可能となる。 According to such a configuration, it is possible to perform dimple molding and burnishing by attaching the shank or workpiece to a lathe or milling machine.
また、前記ローラは、前記フレームに回転可能に支持されて円柱形状に形成され、前記ヘッド及び前記フレームの少なくとも一方は、回転可能に配置され、前記ワークは、前記挿入孔に挿入させると共に、前記ローラの外周側面に当接させて当該ワークを回転駆動させながら自動送り装置で移動させることにより、前記ボールによってディンプルを成形することが好ましい。 The roller is rotatably supported by the frame and formed in a columnar shape. At least one of the head and the frame is rotatably arranged, and the work is inserted into the insertion hole, and It is preferable to form the dimples with the balls by moving the workpiece with an automatic feeding device while abutting against the outer peripheral side surface of the roller and rotating the workpiece.
かかる構成によれば、ワークの送り速度を簡単に調整することができる。 According to such a configuration, the workpiece feeding speed can be easily adjusted.
また、前記挿入孔は、当該挿入孔に挿入された前記ワークにディンプルを成形した後、前記ヘッドが配置された側の反対側から前記ワークを排出することが可能なワーク挿通孔に連通していることが好ましい。 Further, the insertion hole communicates with a work insertion hole capable of discharging the work from a side opposite to the side where the head is disposed after forming a dimple on the work inserted into the insertion hole. Preferably it is.
かかる構成によれば、ヘッド側の挿入孔に挿入したワークは、ディンプル加工された後、ヘッドの反対側のワーク挿通孔から排出されることにより、ワークを軸方向の一方方向に移動させながら連続的に加工を行うことができる。このため、ディンプル成形バニシング工具は、長尺なワークであっても、その径方向の外周面の一端側から他端側に亘って一度に加工することができる。また、ディンプル成形バニシング工具は、ワークをチャック等で保持することを解消して、ワークの着脱作業とワークの送り装置を省略することができる。 According to this configuration, the workpiece inserted into the insertion hole on the head side is dimple-processed and then discharged from the workpiece insertion hole on the opposite side of the head, thereby continuously moving the workpiece in one axial direction. Can be processed automatically. For this reason, the dimple forming burnishing tool can process a long workpiece at one time from one end side to the other end side of the outer peripheral surface in the radial direction. Further, the dimple-forming burnishing tool eliminates holding the workpiece with a chuck or the like, and can omit the workpiece attaching / detaching operation and the workpiece feeding device.
また、ディンプル成形バニシング工具は、バニシ量を調整するバニシ量調整手段を備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the dimple forming burnishing tool includes burnishing amount adjusting means for adjusting the burnishing amount.
かかる構成によれば、各ワークに対し適切なバニシ量を設定して加工することができる。 According to such a configuration, it is possible to set and process an appropriate burnishing amount for each workpiece.
また、前記挿入孔または前記ワーク挿通孔は、前記ワークが挿入及び離脱される有底の孔からなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said insertion hole or the said workpiece | work insertion hole consists of a bottomed hole in which the said workpiece | work is inserted and removed.
かかる構成によれば、ディンプル成形バニシング工具は、挿入孔が有底の孔からなることにより、挿入孔の後側周辺部位の構造を簡素化することができる。また、ワークは、挿入孔に挿入してディンプル加工及びバニシング加工した後、挿入孔から引き戻すことにより、加工作業が完了する。 According to such a configuration, the dimple-forming burnishing tool can simplify the structure of the rear peripheral portion of the insertion hole because the insertion hole is a bottomed hole. Further, the workpiece is inserted into the insertion hole, dimple processed and burnished, and then pulled back from the insertion hole, whereby the processing operation is completed.
また、本発明に係る工作機械は、ディンプル成形バニシング工具を備えた工作機械において、前記ヘッド、前記フレーム、あるいは、前記ワークを回転させる駆動手段を備えていることを特徴とする。 A machine tool according to the present invention is a machine tool provided with a dimple forming burnishing tool, and is characterized by comprising a driving means for rotating the head, the frame, or the workpiece.
かかる構成によれば、本発明に係る工作機械は、ディンプル成形バニシング工具の前記ヘッド、前記フレーム、あるいは、前記ワークを回転させる駆動手段を備えていることにより、駆動手段を駆動させれば、ディンプル成形バニシング工具のボール及びローラ、または、ワークを回転させることができるため、ワークの被加工面をディンプル加工とバニシング加工を同時に行うことができる。 According to such a configuration, the machine tool according to the present invention includes the driving means for rotating the head, the frame, or the workpiece of the dimple forming burnishing tool. Since the balls and rollers of the forming burnishing tool or the workpiece can be rotated, the surface to be processed of the workpiece can be subjected to dimple processing and burnishing simultaneously.
また、本発明に係るディンプル・バニシング加工方法は、前記ディンプル成形バニシング工具、または、前記工作機械を使用して前記ワークをディンプル成形するディンプル・バニシング加工方法において、前記ワークの外周面に、前記ボールと前記ローラを押し付けて転動させることによりディンプルを成形しながらバニシングすることを特徴とする。 The dimple burnishing method according to the present invention includes the dimple burnishing tool or the dimple burnishing method in which the workpiece is dimple formed using the machine tool, and the ball is formed on the outer peripheral surface of the workpiece. And burnishing while forming dimples by pressing and rolling the roller.
かかる構成によれば、ディンプル成形バニシング工具、または、工作機械を使用して容易に断面円形状のワークの径方向の外周面を、ボールでディンプル加工すると共に、ローラでバニシング加工することで、ワークの表面硬度及び面粗さを向上させることができる。 According to such a configuration, the dimple-forming burnishing tool or the machine tool can be used to easily dimple the radial outer circumferential surface of the workpiece having a circular cross section with a ball and burnishing with a roller. The surface hardness and surface roughness can be improved.
本発明によれば、安定してワークの径方向の外周面にディンプルを成形することができる安価で簡単な構造のディンプル成形バニシング工具、工作機械及びディンプル・バニシング加工方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dimple shaping | molding burnishing tool, machine tool, and dimple burnishing method of the cheap and simple structure which can shape | mold a dimple on the outer peripheral surface of the radial direction of a workpiece | work stably can be provided.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るディンプル成形バニシング工具1、工作機械及びディンプル・バニシング加工方法を説明する。説明の便宜上、ディンプル成形バニシング工具1において、ヘッド2が配設された側を前側(前部)といい、その反対側を後側(後部)という。ディンプル成形バニシング工具1を説明する前に、加工するワークWと、ディンプル成形バニシング工具1が取り付けられるディンプル成形バニシング装置Sを説明する。
Hereinafter, a dimple forming
≪ワークの構成≫
ワークWは、シャフト等の棒状部材から成る。ワークWの材質は、金属に限定されるものではなく、木材、樹脂等でもよい。ワークWは、例を挙げると、カムシャフト、パワーステアリングのシャフト、ブレーキシリンダのピストン、オートマチックミッションのシャフト、エア・油圧用ピストンロッド、ピストンピン、DVDドライブ用リードスクリュ、ポンプ用プランジャ、ダイヤルゲージのスピンドル、カメラのズームシャフト、プリンタシャフト、モータのシャフト、釣り具リールのシャフト等である。また、家具や文房具などのシャフトに、装飾として模様を付けることができる。また、ワークWの材質としては、磨き材や、引抜材自体に加工することもできる。
≪Work structure≫
The workpiece W is composed of a rod-like member such as a shaft. The material of the workpiece W is not limited to metal, and may be wood, resin, or the like. Examples of workpieces W include camshafts, power steering shafts, brake cylinder pistons, automatic transmission shafts, air / hydraulic piston rods, piston pins, DVD drive lead screws, pump plungers, dial gauges Spindles, camera zoom shafts, printer shafts, motor shafts, fishing tackle reel shafts, and the like. In addition, it is possible to add a pattern as a decoration to a shaft of furniture or stationery. Moreover, as a material of the workpiece | work W, it can also process into a polishing material or the drawing material itself.
≪ディンプル成形バニシング装置の構成≫
図1に示すように、ディンプル成形バニシング装置Sは、軸方向に延びる略円柱形状あるいは丸棒形状の金属製のワークWの径方向の外周面をディンプル加工と、バニシング加工と、を行う装置である。つまり、ディンプル成形バニシング装置Sは、ワークWに摺動面の摩擦抵抗を低減させるための溝やディンプルWc(窪み)の成形と、ワークWに対してローラ5を押圧しながら回転させて、ワークWの加工表面を押し潰すように塑性変形させ、表面硬度及び面粗さを向上させて鏡面状にするバニシング加工と、を行う機能を備えている。ディンプル成形バニシング装置Sは、モータ11によって回転駆動する駆動手段10と、この駆動手段10の動力を利用して回転駆動されるボール4及びローラ5を備えたディンプル成形バニシング工具1と、ディンプル成形バニシング工具1を保持する支持部材20と、駆動手段10と支持部材20を保持する装置本体(図示省略)と、を主に備えている。
なお、ディンプル成形バニシング装置Sは、棒状部材から成るワークWの径方向の外周面にディンプル加工及びバニシング加工するのに最適な装置である。
≪Configuration of dimple molding burnishing device≫
As shown in FIG. 1, the dimple-forming burnishing device S is a device that performs dimple processing and burnishing on a radially outer peripheral surface of a substantially cylindrical or round bar-shaped metal workpiece W extending in the axial direction. is there. That is, the dimple forming burnishing device S forms a groove or dimple Wc (dent) for reducing the frictional resistance of the sliding surface on the workpiece W, and rotates the
The dimple forming burnishing device S is an optimal device for dimple processing and burnishing on the outer peripheral surface in the radial direction of the workpiece W made of a rod-shaped member.
≪駆動手段の構成≫
駆動手段10は、ディンプル成形バニシング工具1の後端部に配置されたステム6に固定されたフレーム3を回転させることにより、フレーム3の内部に配置され、ワークWに当接する加工用のボール4、及び、ローラ5を回転させる回転駆動装置である。この駆動手段10は、例えば、電動式のモータ11と、モータ11によって駆動される駆動プーリ12と、駆動プーリ12に巻き掛けられたベルト13と、このベルト13が巻き掛けられて回転する従動プーリ14と、を主に備えている。駆動手段10は、不図示の装置本体に設けられている。
≪Configuration of drive means≫
The driving means 10 rotates the
なお、駆動手段10において、モータ11の回転をディンプル成形バニシング工具1に伝達する動力伝達手段の構成は、特に限定されない。動力伝達手段は、ベルト伝達機構以外、例えば、チェーン式の伝達機構や、歯車伝達機構等であってもよい。以下、その動力伝達手段の一例として、駆動プーリ12、ベルト13、従動プーリ14とを備えたベルト伝達機構を例に挙げて説明する。
In addition, in the drive means 10, the structure of the power transmission means which transmits rotation of the motor 11 to the dimple shaping
モータ11は、不図示の制御装置を介して電源に電気的に接続されている。このモータ11は、ロータ(図示省略)と一体に回転するモータ軸11aを備えている。モータ軸11aの前端部は、駆動プーリ12の軸受部に挿着されている。モータ11は、装置本体(図示省略)に搭載されている。
The motor 11 is electrically connected to a power source via a control device (not shown). The motor 11 includes a motor shaft 11a that rotates integrally with a rotor (not shown). The front end portion of the motor shaft 11 a is inserted into the bearing portion of the
駆動プーリ12、ベルト13及び従動プーリ14は、モータ11によって回転されたモータ軸11aの回転を減速させて、ディンプル成形バニシング工具1のステム6に伝達するベルト減速機構を構成している。駆動プーリ12は、ベルト13が巻き掛けられたベルト車であり、外径が従動プーリ14よりも小さく形成されている。
The
ベルト13は、駆動プーリ12と従動プーリ14とに巻き掛けられて動力を伝達できるものであればよく、材質、形状等は特に限定されない。ベルト13は、例えば、平ベルトやVベルト等から成る。
The
従動プーリ14は、外径が駆動プーリ12よりも大きく形成されて、駆動プーリ12の回転を減速するように形成されたベルト車である。従動プーリ14の軸受部14aは、ステム6の後端部側に形成された段差面6bに当接させて小径部6cにキー等(図示省略)を介在させて外嵌させると共に、小径部6cの後端部に形成されたステム雄ねじ部6dに、固定ナットN1を螺着させることによって、段差面6bと固定ナットN1とで挟持されている。
The driven
≪ディンプル成形バニシング工具の構成≫
図1に示すように、ディンプル成形バニシング工具1は、ボール4でワークWの被加工面に押圧させてディンプルを形成するディンプル加工を行うと共に、ローラ5でワークWの被加工面を転圧して、表面硬度及び面粗さを向上させるバニシング加工を行うための工具である。ディンプル成形バニシング工具1は、外周部に設置されたボディ9が支持部材20に保持されることによって、装置本体(図示省略)に固定される工具であって、バニシ量調整手段30を備えている。
≪Configuration of dimple forming burnishing tool≫
As shown in FIG. 1, the dimple-forming
ディンプル成形バニシング工具1は、テーパ内面部2d(図2参照)を有する略円筒状のヘッド2と、挿入孔3aを有する略円筒状のフレーム3と、フレーム3に支持されたボール4と、テーパ外面5aを有するローラ5と、フレーム3の後端側に連結されたステム6と、ステム6の外周部にベアリングBを介在して設けられたハウジング7と、ハウジング7の外周部に設けられたシンブル8及びボディ9と、シンブル8の外周部に配置されたアジャストリングRと、アジャストリングRを固定するためのロックナットN2と、ステム6に従動プーリ14を固定する固定ナットN1と、バニシ量を調整するバニシ量調整手段30と、ワークWを後方へ移動させるワーク自己推進機構40と、を備えて構成されている。
The dimple-forming
<ヘッドの構成>
図1に示すように、ヘッド2は、ディンプル成形バニシング工具1の前端部外側に配置される略円筒状の金属製部材であり、シンブル8に内嵌されて一体となって軸方向に移動可能に設けられている。ヘッド2は、後記するバニシ量調整手段30の一部品を構成している。図2に示すように、ヘッド2は、内部に形成された中空部2aと、ヘッド2の内周面2bと、内周面2bに形成されたボール配置用の溝部2cと、内周面2bのボール4が当接する位置に円周方向に溝部2cと交互に配置された押圧面2g(図3参照)と、内周面2bの前端部から後端部側に向けて縮径した状態に形成されたテーパ内面部2dと、シンブル8の面取りされた開口縁が当接するストッパ2eと、ヘッド2の外周面の後端側に形成されたヘッド雄ねじ部2fと、を有している。
なお、ヘッド2、フレーム3、ローラ5及びボール4は、高強度の鋼や超硬金属が好ましく、また、表面に寿命を延ばすためのコーティングを施してもよい。
<Configuration of head>
As shown in FIG. 1, the
The
中空部2aには、例えば、4つのボール4と4つのローラ5とが支持されたフレーム3の小径部3bが挿入されている(図3(a)参照)。
内周面2bには、全体に前端側に向かって拡開する角度θ1に傾斜したテーパ内面部2dが形成されると共に、前端部寄りの位置に溝部2cと押圧面2gとが円周方向に交互に形成されている。
図2に示すように、テーパ内面部2dには、ボール4及びローラ5のテーパ外面5aが当接した状態に配置されている。テーパ内面部2dのテーパの角度θ1は、テーパ内面部2dに当接した状態に配置されるローラ5の中心線O1−O1の軸心線O−Oに対するフィード角度θ2と、この中心線O1−O1に対するテーパ外面5aの角度θ3と、に対して小さい傾きとなっている。このため、テーパ内面部2dは、アジャストリングRに連動してヘッド2が軸方向(前後)に移動することにより、軸方向に対して傾いて配置されたテーパピン状のローラ5の位置を径方向に移動させて調整する後記するバニシ量調整手段30の調整駆動面を構成している。
For example, the
The inner
As shown in FIG. 2, the tapered
また、図1及び図2に示すように、ローラ5は、ワーク自己推進機構40を構成している。ワーク自己推進機構40は、ローラ5を、駆動手段10でステム6を介在して回転するフレーム3によって連動回転させることにより、加工中に、ワークWを後方側へ移動させる自己推進力を発生させる機構である。ワーク自己推進機構40は、ローラ5が、ワークWに対して中心線O1−O1がフィード角度θ2、テーパ外面5aがローラの中心線O1−O1に対して角度θ3傾いて、フレーム3の回転方向に対してフィードアングルを付けて配置されていることによって、ワークWを自動的に後側へ移動させることを可能にしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
かかる構成によれば、フレーム3が回転すると、ローラ5のテーパ外面5aがワークWの外周面を押圧してワークWをローラ5の縮径する方向に自動送りするので、ワークWあるいはディンプル成形バニシング装置Sに送り機構を設ける必要がない。なお、フィード角度θ2(図2参照)の角度を変更することによってワークWの送り速度を調節することができる。例えば、フィード角度θ2を大きくすると、送り速度は速くなる。このように、簡単かつ低コストで送り速度を調節することができる。
According to this configuration, when the
図3(a)〜(c)に示すように、前記ヘッド2の溝部2cは、内周面2bに形成され、ボール4の一部を没入させるための溝であり、ボール4の外周側の一部が嵌るように配置される。
押圧面2gは、フレーム3の回転で、フレーム3と共に回転したボール4及びローラ5が当接する部位である。この押圧面2gによってボール4及びローラ5が押圧されることにより、そのボール4及びローラ5は、ワークWの被加工面Wbをディンプル加工及びバニシング加工する。
図1に示すように、ストッパ2eは、ヘッド2の外周面後端側に外嵌されたシンブル8の前側開口端に合致する部位であり、シンブル8の前側開口端の面取りに合わせてテーパ状に形成されている。
ヘッド雄ねじ部2fは、シンブル雌ねじ部8bに螺着されていることにより、ヘッド2を強制的にシンブル8に固定して、ワークWをクランプしなくても、共回りしないように保持してバニシング加工を可能にしている。
As shown in FIGS. 3A to 3C, the
The
As shown in FIG. 1, the
The head
<フレームの構成>
フレーム3は、ワークWが挿入される挿入孔3aと、中空部2a内の挿入される小径部3bと、軸方向の中央部の外周面に形成されたフランジ状の鍔部3cと、鍔部3cの後端部から後方側寄りに形成されたフレーム雄ねじ部3dと、小径部3bに穿設されたボール支持孔3e及びローラ支持孔3f(図2参照)と、を有した金属製筒状部材であり、ボール4及びローラ5を支持する機能を果たす。フレーム3は、前端部側がヘッド2内に配置され、後端側がステム6内に配置されている。
<Frame structure>
The
図1に示すように、挿入孔3aは、ステム6に形成されたワーク挿通孔6aの同軸上に配置され、一直線上に連通している。このため、ワークWは、挿入孔3aの前端からワーク挿通孔6aの後端に亘って移動可能になっている。つまり、挿入孔3aは、この挿入孔3aに挿入されたワークWにディンプルWcを成形した後、ヘッド2が配置された側とは反対側のワーク挿通孔6a後端からワークWを排出することが可能な状態に形成されている。
As shown in FIG. 1, the
小径部3bは、中空部2aの内周面2bに対して隙間を介して配置されている。小径部3bは、前端が、ヘッド2の中空部2aの前側開口端に合わせて配置され、後端が、ヘッド2より後部側まで延設されている。
鍔部3cは、ヘッド2とステム6との間に介在されると共に、鍔部3cの後端面にステム6の前端面が当接した状態に配置されている。
フレーム雄ねじ部3dが形成されている部位の外周面は、ステム6の段差状の内面と合致するように、後端側に向かって段差状に縮径するように形成され、外周面に形成され鍔部3c(インロー部)及びフレーム雄ねじ部3dでステム6に連結されている。このため、フレーム3は、ステム6に連動回転するようになっている。
The
The
The outer peripheral surface of the portion where the frame
図3(a)に示すように、ボール支持孔3eは、ボール4を支持する貫通孔であり、ボール4の個数に合わせて4個の孔が、フレーム3の円周上に縦断面視して90度の間隔で形成されている。ボール支持孔3eは、ヘッド2のテーパ内面部2d上を転動するボール4とローラ5のうち、ボール4の一部のみをテーパ内面部2dから落とし込むことにより、ボール4が断続的にワークWの被加工面Wbに押し込まれてディンプルWcを形成する。
ローラ支持孔3fは、ローラ5を支持する貫通孔であり、ローラ5の個数に合わせて4個の孔が、フレーム3の円周上に縦断面視して90度の間隔で、ボール支持孔3eと円周方向に交互に形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
The
<ボールの構成>
ボール4は、ディンプル加工用の鋼球体であり、フレーム3のボール支持孔3eに回動可能に支持されて転動可能に設けられている。ボール4とローラ5は、フレーム3の円周方向に交互に所定間隔を介して同一円周上に配置されている。ボール4とローラ5は、特殊合金鋼を使用し、熱処理あるいは表面処理をするなどして硬度、靭性及び硬度を向上させている。
<Ball configuration>
The
<ローラの構成>
図2に示すように、ローラ5は、バニシング加工用のテーパピン状の金属製の転動体であり、フレーム3の軸心線O−Oに対して所定角度傾斜させて回転可能にフレーム3のローラ支持孔3fに支持されている。ローラ5は、軸方向の両端部の断面積が異なるテーパ外面5aと、角にアールが形成された後端部5bと、後端部5bよりも大径で角にアールが形成された前端部5cと、を有している。ローラ5は、ボール4の直径よりも軸方向に長く形成されて、内周面2bに円環状に形成された溝部2cを軸方向に跨いだ状態で配置されると共に、フレーム3のローラ支持孔3f内に回動自在に配置されている。
<Roller configuration>
As shown in FIG. 2, the
テーパ外面5aは、後端部5bが小径に形成され、前端部5cが大径に形成されて、前端部5cから後端部5bに向かって縮径するテーパとなっている。テーパ外面5aは、ヘッド2のテーパ内面部2dと同方向に傾斜するテーパ面が形成されている。前記したように、ローラ5は、中心線O1−O1が、フレーム3内に挿入されたワークWの軸心線O−Oに対して前端側が拡開するようにフィード角度θ2ずれて配置されて、テーパ外面5aが中心線O1−O1に対して角度θ3ずれて配置されている。
The taper
<ステムの構成>
図1に示すように、前記ステム6は、加工後のワークWが排出されるワーク挿通孔6aを有する金属製の円筒状の部材である。このステム6は、フレーム3の後端側に連結され、駆動手段10によって回転駆動される。ステム6は、挿入孔3aに連続するワーク挿通孔6aと、従動プーリ14の前端面が当接した状態に配置される段差面6bと、従動プーリ14の軸受部14aが挿着される小径部6cと、小径部6cの後端部に形成されたステム雄ねじ部6dと、フレーム雄ねじ部3dに螺合するステム雌ねじ部6eと、を有している。
<Stem configuration>
As shown in FIG. 1, the stem 6 is a metal cylindrical member having a workpiece insertion hole 6a through which the workpiece W after processing is discharged. The stem 6 is connected to the rear end side of the
ワーク挿通孔6aは、加工後のワークWが排出される排出口を形成する孔であり、軸方向に延設されていることにより、ワークWの移動をガイドする機能も果たす。
段差面6b、小径部6c及びステム雄ねじ部6dは、従動プーリ14の軸受部14aを保持するための部位であって、小径部6cにキー(図示省略)または締まり嵌めによって外嵌させた軸受部14aを、ステム雄ねじ部6dに固定ナットN1を螺着することにより、段差面6bと固定ナットN1とで挟持している。このため、ステム6は、従動プーリ14と一体的に回転するようになっている。
固定ナットN1は、従動プーリ14をステム6に固定するためのリング状のナットから成る。
The workpiece insertion hole 6a is a hole that forms a discharge port through which the processed workpiece W is discharged, and also functions to guide the movement of the workpiece W by extending in the axial direction.
The
The fixing nut N <b> 1 is a ring-shaped nut for fixing the driven
ハウジング7は、ステム6の外周部にベアリングBを介在して設けられ、後端部に鍔部7aを有する円筒状の金属製部材である。ハウジング7は、外周部がボディ9を介在して支持部材20に固定され、内周部が、前端部及び後端部に設置したベアリングBを介在してステム6を回転自在に軸支している。
The
<バニシ量調整手段の構成>
図1に示すように、バニシ量調整手段30は、円柱状の材料から成るワークWが加工される前の外径と、ローラ5間の内径R1(図3(a)参照)との差であるいわゆるバニシ量(「バニシング量」ともいう)を調整する調整機構である。バニシ量調整手段30は、アジャストリングRを回転させて、シンブル8に螺着されているヘッド2を前後方向に移動させることにより、ヘッド2に当接しているテーパ形状のローラ5を径方向に微動させて、挿入孔3aに対するローラ5の径方向の配置位置を調整するものである。
バニシ量調整手段30は、ハウジング7に進退可能に配置されたシンブル8と、シンブル8を軸方向に進退させるアジャストリングRと、シンブル8のシンブル雄ねじ部8aに螺合されたボディ9と、アジャストリングRの回動を規制するロックナットN2と、シンブル8のシンブル雌ねじ部8bに螺着されローラ5に当接する内周面2bと有するヘッド2と、で構成されている。
<Configuration of burnishing amount adjusting means>
As shown in FIG. 1, the burnishing amount adjusting means 30 is based on the difference between the outer diameter before the workpiece W made of a cylindrical material is processed and the inner diameter R1 between the rollers 5 (see FIG. 3A). It is an adjustment mechanism for adjusting a so-called burnishing amount (also referred to as “burnishing amount”). The burnishing amount adjusting means 30 rotates the adjuster string R to move the
The burnishing amount adjusting means 30 includes a
<シンブルの構成>
シンブル8は、ハウジング7及びヘッド2の外周部に設けられると共に、ボディ9に内設された略円筒状の金属製部材である。シンブル8は、外周面の前端から後端に亘ってシンブル雄ねじ部8aを有し、前端側外周面にシンブル雌ねじ部8bを有している。
シンブル雄ねじ部8aは、後端部側がボディ9のボディ雌ねじ部9bに螺着され、略中央部にアジャストリングRが回転自在に螺合され、その前端部側にロックナットN2が螺合されている。
シンブル雌ねじ部8bには、ヘッド2のヘッド雄ねじ部2fが螺着されて、シンブル8の前端部にヘッド2が固定されている。
<Structure of thimble>
The
The rear end of the thimble
A head
図1に示すように、ボディ9は、シンブル8及びハウジング7の外周部に設けられて、支持部材20によって装置本体(図示省略)に保持される部材である。ボディ9は、略中央部に円環状のフランジ部9cを有する金属製の円筒状部材である。ボディ9は、ハウジング7が内嵌されると共に支持部材20が外嵌された円筒部9aと、シンブル8のシンブル雄ねじ部8aに螺着されたボディ雌ねじ部9bと、支持部材20の前端面が当接した状態に配置されるフランジ部9cと、を有している。
As shown in FIG. 1, the
円筒部9aは、鍔部7aとアジャストリングRとによって挟持されている。
ボディ雌ねじ部9bは、このボディ雌ねじ部9bに対して螺合されるシンブル雄ねじ部8aの螺合位置状態を前後方向に調整することにより、シンブル8、ヘッド2及びローラ5の径方向の位置を調整できるようになっている。
フランジ部9cまたは円筒部9aの外周面には、支持部材20がボルトナット等の固定手段(図示省略)によって固定されている。
The
The body
A
<アジャストリングの構成>
図1に示すように、アジャストリングRは、回転操作によってシンブル8及びヘッド2を介在してローラ5の径方向の位置(バニシ量)を調整するための調整リングである。アジャストリングRは、内周面に形成した調整雌ねじ部Raと、外周面に回動操作部Rbと、回動操作部Rbの後端に形成された複数の係止穴Rcと、を有する円筒状の部材から成る。アジャストリングRは、調整雌ねじ部Raがシンブル8の外周部のシンブル雄ねじ部8a及びガイド溝8cに係合され、回動操作部Rbの係止穴Rcに回し工具(図示省略)の係合爪を係合させて回動操作することにより、前後方向に進退するように設けられている。アジャストリングRは、シンブル8の外周面において、ボディ9とロックナットN2との間に介在している。
ロックナットN2は、アジャストリングRの回転を規制して固定するためのリング状の緩み防止用(脱落防止用)ナットであり、シンブル雄ねじ部8aに螺合されている。
<Adjustable configuration>
As shown in FIG. 1, the adjust ring R is an adjustment ring for adjusting the radial position (burnout amount) of the
The lock nut N2 is a ring-shaped loosening prevention (for prevention of falling off) nut for restricting and fixing the rotation of the adjust ring R, and is screwed into the thimble
≪装置本体の構成≫
装置本体(図示省略)は、ディンプル成形バニシング装置Sの本体を構成する部材であり、構成、形状等は特に限定されない。装置本体は、前記した駆動手段10と支持部材20を保持している。
支持部材20は、ディンプル成形バニシング工具1のボディ9が装着される保持孔20aを有する厚板状の部材から成る。
≪Device configuration≫
The apparatus main body (not shown) is a member constituting the main body of the dimple molding burnishing apparatus S, and the configuration, shape, and the like are not particularly limited. The apparatus main body holds the driving means 10 and the
The
[作用]
次に、本実施形態に係るディンプル成形バニシング工具1、工作機械及びディンプル・バニシング加工方法を図1〜図4を参照しながら作業工程順に説明する。
[Action]
Next, the dimple forming
まず、図1に示すロックナットN2を緩めて、アジャストリングRを回動可能な状態にする。次に、アジャストリングRを左または右回転させて、シンブル8及びヘッド2を進退移動させ、バニシ量(ツール内径)を調整する。バニシ量を調整した後、そのバニシ量が所望の長さになっているかを計測して確認する。バニシ量が適切に調整されていれば、ロックナットN2を元の方向に回転させてアジャストリングRをロックさせて、その状態を固定させる。
First, the lock nut N2 shown in FIG. 1 is loosened to bring the adjuster string R into a rotatable state. Next, the adjust string R is rotated left or right to move the
次に、ディンプル加工及びバニシング加工工程について説明する。
まず、駆動手段10を駆動させる。駆動手段10であるモータ11の回転が駆動プーリ12、ベルト13、従動プーリ14及びステム6を介在してフレーム3を回転させる。次に、ワークWをヘッド2の挿入孔3a内に挿入する。すると、ワークWは、ワーク自己推進機構40により、挿入孔3a(前側)からワーク挿通孔6a(後側)へ移動すると共に、ボール4とローラ5によりディンプル加工及びバニシング加工がなされる。
ここで、ディンプル加工及びバニシング加工の原理について説明する。図3(a)に示すように、ボール4が、ヘッド2の溝部2cに落ち込んで、外周方向(矢印b方向)へ移動した状態にある場合、ボール4はワークWと接触していない。ローラ5のみがワークWに接触してバニシング加工を行う。つまり、ローラ5は、フレーム3の回転に従動して自転するものの、フレーム3の径方向に移動することはなく、常にワークWの外周面と接している。このため、ローラ5は、ワークWの被加工面Wbのバニシング加工を安定して行うことができる。
Next, the dimple process and the burnishing process will be described.
First, the driving means 10 is driven. The rotation of the motor 11 as the driving means 10 rotates the
Here, the principle of dimple processing and burnishing will be described. As shown in FIG. 3A, when the
図3(b)は、フレーム3が前側から見て時計回り(矢印a方向)に回転して、ボール4が図3(a)に示す状態(ボール4が溝部2cに落ち込んだ状態)から、ヘッド2の溝部2cを脱け出し(フレーム3の内径方向(矢印c方向)に移動し)、ワークWの被加工面Wbを押し込んでいる状態を示している。このとき、ヘッド2の内周面2bに沿ってボール4及びローラ5は、反時計回りに回転(自転)する。そして、ボール4及びローラ5が、反時計回りに自転すると、ワークWは、ヘッド2のテーパ内面部2dに沿って時計回り(矢印a方向)に公転しながら後方向へ移動する。なお、このとき、ローラ5は、ワークWに接触してバニシング加工を行っている。
FIG. 3B shows a state in which the
図3(c)に示すように、さらに、フレーム3が回転すると、再度ボール4が溝部2c内に落ち込んでワークWと非接触状態になり、各ボール4がそれぞれ1つのディンプルWc(溝)を形成する。このように、各ボール4は、フレーム3と共に回転してヘッド2の溝部2cと押圧面2gとに交互に当接する際、押圧面2gにボール4が当接したときに、押圧面2gによって軸心方向に押されて、ワークWの被加工面Wbを押圧してディンプルWcを断続的に形成する。そして、ローラ5は、ワークWのディンプルWc以外の被加工面Wbを連続的に押圧してバニシング加工を行う。
As shown in FIG. 3 (c), when the
フレーム3が回転し続けると、前述した加工工程(図3(a)〜図3(c))が繰り返され、4つのボール4は、間欠的にディンプルWc(溝)を形成する。
一方、ローラ5は、公転しながらボール4で間欠的に加工されたディンプルWc(溝)上を通過するが、ボール4が落とし込まれる溝部2cを跨いでワークWの外周面と接触するように配置されているため、ワークWの外周面を連続してバニシング加工をすると共に、ディンプル加工によって生じたディンプルWcの周縁部の凸部をローラ5で押し潰して滑らかな表面に仕上げている。その結果、ワークWの外周面には規則的で綺麗なディンプル形成と鏡面仕上げがなされる。
なお、本実施例においては、図5(a)に示すディンプルWcがワーク表面に形成される。
When the
On the other hand, the
In this embodiment, the dimple Wc shown in FIG. 5A is formed on the workpiece surface.
また、ディンプル成形バニシング装置Sは、複数のボール4と複数のローラ5とでワークWの被加工面Wbを押圧することにより、ワークWを押圧する押圧力が均等に分散されて撓まなくすることが可能であるため、剛性の低い材料から成るワークWであってもディンプル加工を行うことができる。
Further, the dimple-forming burnishing device S presses the work surface Wb of the workpiece W with the plurality of
図4(a)は、ディンプル成形バニシング工具1で加工する前のワークWの表面の測定結果を示す図であり、図4(b)はディンプル成形バニシング工具1で加工した後のワークWの被加工面Wbの測定結果を示す図である。
図4(a)に示すように、加工前のワークWの表面は、表面粗さが粗い状態になっている。このワークWをディンプル成形バニシング工具1で加工すると、図4(b)に示すように、ワークWの被加工面Wbは、面粗さが向上し(Wd)、さらに、ボール4によってディンプルWcが溝状に形成されていることがわかる。
FIG. 4A is a view showing a measurement result of the surface of the workpiece W before being processed by the dimple forming
As shown to Fig.4 (a), the surface roughness of the surface of the workpiece | work W before a process is a rough state. When this workpiece W is machined with the dimple
ディンプル加工及びバニシング加工が終了すると、ワークWをディンプル成形バニシング工具1から取り外す。ワークWの取り外し、前記したように、駆動手段10によってフレーム3等を介してローラ5を回転し続ければ、ローラ5の回転によりワークWが後方へ自己移動するため、ステム6のワーク挿通孔6aから自動的に排出されるワークWを受けるだけでよい。これで、ボール4によるディンプル加工、及び、ローラ5によるバニシング加工が同時に終了する。
When dimple processing and burnishing are completed, the workpiece W is removed from the dimple forming
このように、ディンプル成形バニシング装置Sは、ディンプル成形バニシング工具1が挿入孔3a及びワーク挿通孔6aを有するセンタレス構造であることにより、ワークWをチャック等で保持することなく、ワンパスでワークWの径方向の全周面を加工できるように自動送りされる。このため、チャックやワークWの送り装置が不要になるので、構造を簡素化してコストダウンを図ることができる。
また、ワークWを加工する場合にクランプする必要がなく、ワークWを直線移動させながら加工するので、挿入孔3a及びワーク挿通孔6aに挿入することが可能な直線形状のワークWであれば、加工長さに制限がない。その結果、細長いロッド状のワークWであってもディンプル加工が可能である。
As described above, the dimple forming burnishing apparatus S has a centerless structure in which the dimple forming
In addition, when the workpiece W is processed, it is not necessary to clamp the workpiece W, and the workpiece W is processed while being linearly moved. Therefore, if the workpiece W has a linear shape that can be inserted into the
[第1変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
図6は、本発明の実施形態に係るディンプル成形バニシング工具の第1変形例を示す半断面図である。
[First Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea. The present invention extends to these modifications and changes. Of course.
FIG. 6 is a half sectional view showing a first modification of the dimple forming burnishing tool according to the embodiment of the present invention.
前記実施形態で説明したディンプル成形バニシング装置S(図1参照)のディンプル成形バニシング工具1は、図6に示すディンプル成形バニシング工具1Aのように、不図示の旋盤、マシニングセンタ等の工作機械の駆動手段(図示省略)にシャンク6Aを連結させて、フレーム3Aまたはヘッド2Aをモータ(図示省略)で回転させ、ワークWの外周面をディンプル加工及びバニシング加工してもよい。
The dimple forming
この場合、ディンプル成形バニシング工具1Aは、例えば、不図示の工作機械に装着されて回転するシャンク6Aと、ボール4A及びローラ5Aを回動自在に支持して回転するフレーム3Aと、シャンク6Aとシンブル8Aを介して一体となって回転するように連結されてボール4A及びローラ5Aの外周側に設置されるヘッド2Aと、ヘッド2Aを前側方向へ付勢するスプリングSPと、ヘッド2A及びシャンク6Aの外周部に外嵌されたシンブル8Aと、ヘッド2Aを前後方向へ移動させることが可能なアジャストリングRAと、バニシ量を調整するバニシ量調整手段30Aと、ワークWを後方へ移動させるワーク自己推進機構40Aと、を主に備えて構成されている。
In this case, the dimple-forming burnishing tool 1A includes, for example, a shank 6A that is mounted on a machine tool (not shown) and rotates, a
シャンク6Aは、駆動機との装着部であり、後端部側が工作機械等(図示省略)に装着されて回転すると共に、軸心に沿ってワーク挿通孔6aを有する円筒状に形成され、前端側が、後端部側がよりも大径の円筒状に形成された外周面にシャンク雄ねじ部6Adを有している。 The shank 6A is a mounting portion with a drive machine, the rear end portion is mounted on a machine tool or the like (not shown), rotates, and is formed in a cylindrical shape having a workpiece insertion hole 6a along the axis. The side has a shank male screw portion 6Ad on the outer peripheral surface formed in a cylindrical shape having a larger diameter on the rear end side.
フレーム3Aは、ボール4Aが挿入されるボール支持孔3Aeと、ローラ5Aが挿入されるローラ支持孔3Afとを有する円筒状の部材である。フレーム3Aは、挿入孔3AaにワークWが挿入されると、シャンク6A及びヘッド2Aの回転に従動して回転するように設けられている。以下、ヘッド2Aがシャンク6Aに連結されて一体に回転する場合を説明する。
The
ヘッド2Aは、前記実施形態と同様に、内周面2Abにボール4Aが落とし込まれる溝部2Acを有すると共に、テーパ内面部2Adを有する略円筒状の部材から成る。
ボール4Aは、ディンプル加工用の鋼球である。
ローラ5Aは、前記実施形態と同様に、バニシング加工用のテーパピンであって、ワークWを後方へ移動させるワーク自己推進機構40Aを構成している。ローラ5Aの中心線(図示省略)は、フレーム3A及びシャンク6Aの軸心O−Oに対して傾けて配置されている。なお、ディンプル成形バニシング工具1Aは、旋盤やフライス盤等に装着して使用するが、旋盤等は送り機構を備えているため、必ずしもローラ5Aを軸心O−Oに対して傾けて配置し、ワーク自己推進機構40Aを設ける必要はない。
The
The
The
シンブル8Aは、シャンク6Aの外周面に前後方向へ移動可能に螺合されると共に、ヘッド2の外周部に外嵌されて、ヘッド2と一体に前後方向へ移動するように配置されている。
アジャストリングRAは、シャンク6Aの外周面に形成されたシャンク雄ねじ部6Adに螺合する調整雌ねじ部RAaを有し、このアジャストリングRAを回動することにより、シンブル8Aを介在してヘッド2Aを前後方向へ移動させることが可能になっている。
The
The adjust ring RA has an adjustment female screw portion RAa that is screwed into the shank male screw portion 6Ad formed on the outer peripheral surface of the shank 6A. By rotating the adjust string RA, the
バニシ量調整手段30Aは、前記実施形態と同様に、調整用のアジャストリングRAと、アジャストリングRAによって一体に前後方向に移動してボール4Aの外周面が当接するテーパ内面部2Adを有するヘッド2Aと、バニシ量が調整されるローラ5A及びボール4Aと、を備えて構成されている。
The burnishing amount adjusting means 30A has a
このように構成された第1変形例のディンプル成形バニシング装置SAは、旋盤等の工作機械にディンプル成形バニシング工具1Aを装着して工作機械の駆動力を利用することにより、前記実施形態と同様に、ワークWをディンプル加工すると同時にバニシング加工することができる。
また、アジャストリングRAは、回転操作して、シンブル8Aを介在してヘッド2Aを前後方向へ移動させることにより、ローラ5A及びボール4Aを軸心からの径方向に位置を調整してバニシ量を微調整することができる。
The dimple forming burnishing apparatus SA of the first modified example configured as described above is similar to the above embodiment by mounting the dimple forming burnishing tool 1A on a machine tool such as a lathe and using the driving force of the machine tool. The workpiece W can be burned simultaneously with dimple processing.
Further, the adjust ring RA is rotated to move the
[第2変形例]
なお、第1変形例では、工作機械によってシャンク6Aを介在してヘッド2Aを回転させていたが、ヘッド2Aを直接回転駆動させてもよい(第2変形例)。
この第2変形例の場合、ディンプル成形バニシング装置は、ヘッド2Aを工作機械で直接回転駆動させるか、あるいは、ヘッド2Aの外周面に従動プーリ等を設けて、駆動手段10(図1参照)及びベルト13によって従動プーリを介してヘッド2Aを回転させる。このようにしてヘッド2Aを回転駆動させても、ワークWの外周面をディンプル加工及びバニシング加工することができる。
[Second Modification]
In the first modification, the
In the case of this second modification, the dimple-forming burnishing device directly drives the
[第3変形例]
また、第1変形例では、工作機械によってシャンク6Aを介在してヘッド2Aを回転させていたが、フレーム3Aを回転駆動させてもよい(第3変形例)。また、図1に示すディンプル成形バニシング装置Sは、フレーム3を駆動手段10によって回転させているが、ヘッド2及びフレーム3の少なくとも一方を回転させればよい。
この第3変形例の場合、ディンプル成形バニシング装置は、フレーム3Aをシャンク6Aに連結して、ヘッド2Aを固定状態にさせ、フレーム3Aを工作機械によってシャンク6Aを介在して回転駆動させる。このようにしてフレーム3Aを回転させてヘッド2Aを固定状態にしても同じように、ワークWの外周面をディンプル加工及びバニシング加工することができる。
[Third Modification]
In the first modification, the
In the case of this third modified example, the dimple molding burnishing device connects the
[第4変形例]
前記変形例では、ディンプル成形バニシング工具1Aのシャンク6A及びヘッド2Aを駆動機で回転させていたが、ワークWを駆動機で回転させてディンプル成形バニシング工具1Aに挿入し、ワークWまたはディンプル成形バニシング工具1Aのいずれか一方、または両方をワークWとディンプル成形バニシング工具1Aを相対的に移動させる自動送り装置で送りながら加工してもよい(第4変形例)。
この第4変形例の場合、ワークWに当接しているローラ5が回転駆動されてヘッド2またはフレーム3が固定状態にあり、回転するワークWは、ローラ5を回転させながら転圧すると共に、ボール4に圧接してディンプルWcが成形される。
[Fourth Modification]
In the modified example, the shank 6A and the
In the case of the fourth modified example, the
[第5変形例]
また、前記実施形態のディンプル成形バニシング装置Sでは、フレーム3をモータ11で回転させて加工を行う場合を例に挙げて説明したが、フレーム3及びヘッド2の少なくとも一方が回転するように設けてあればよい(第5変形例)。この場合、ヘッド2の内周面2bとボール4が接触する箇所には、少なくとも一つの溝部2cが形成されている。
例えば、ヘッド2をモータ11で回転させて、フレーム3を固定させても、ヘッド2に当接しているローラ5が回転駆動して、ローラ5の外周面にワークWを当接させることで、ワークWを送りながらボール4でディンプルWcを成形することができる。
[Fifth Modification]
In the dimple molding burnishing device S of the above embodiment, the case where the
For example, even if the
以上のように本発明に係るディンプル成形バニシング工具1,1Aは、ヘッド2,2A、フレーム3,3A、あるいは、ワークWのいずれかを駆動手段10(あるいは工作機械の駆動手段)によって回転させて、挿入孔3Aa,3aに挿入したワークWとディンプル成形バニシング工具1,1Aが相対的に移動するようにワークWまたはディンプル成形バニシング工具1,1Aを送りながらボール4,4AでワークWの外周面にディンプルを成形することができる。
As described above, the dimple forming
[第6変形例]
前記実施形態では、ディンプル成形バニシング工具1の一例として、4つのボール4と、4つのローラ5を交互に等間隔で配置した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ディンプル成形バニシング工具1は、ボール4及びローラ5の配置数、ボール4の外径、ローラ5の外径及び形状、ローラフィード角度、ヘッド2の凹形状等を適宜変えることにより、ディンプル形状、ディンプル分布を操作して変更させてもよい(第6変形例)。
[Sixth Modification]
In the above embodiment, the case where the four
例えば、ディンプル成形バニシング工具1のボール4を合計2個にした場合は、図5(b)に示すように、ワークW1にディンプルWc1及びバニシングWd1を形成することができる。ディンプルWc1は、ボール4の個数を半減させたことにより、ディンプルWc1間の間隔が広がった状態に加工される。
また、ディンプル成形バニシング工具1のボール4を合計1個にした場合は、図5(c)に示すように、ワークW2にディンプルWc2及びバニシングWd2を形成することができる。この場合のディンプルWc1は、ボール4の個数がさらに減少したことに伴って、ディンプルWc2間の間隔がより広がった状態に加工される。
For example, when the number of
Further, when the number of
[その他の変形例]
上記第1変形例におけるディンプル成形バニシング工具1Aは、ワーク挿通孔6Aaを有し、ワークWは挿入孔3Aaと反対側のワーク挿通孔6Aa後側の排出口から排出されるが、ワーク挿通孔6Aaが閉塞されたディンプル成形バニシング工具1Aであっても、ワークWにディンプル加工及びバニシング加工をすることができる。つまり、挿入孔3Aaまたはワーク挿通孔6Aaは、ワークWが挿入及び離脱される有底の孔であってもよい。この場合、ワークWが閉塞部に達し加工が終われば、モータ11を止めて手動でワークWを引き抜けばよい。
[Other variations]
The dimple-forming burnishing tool 1A in the first modified example has a workpiece insertion hole 6Aa, and the workpiece W is discharged from a discharge port on the rear side of the workpiece insertion hole 6Aa opposite to the insertion hole 3Aa, but the workpiece insertion hole 6Aa. Even if the dimple-forming burnishing tool 1A is closed, the workpiece W can be dimpled and burnished. That is, the insertion hole 3Aa or the workpiece insertion hole 6Aa may be a bottomed hole into which the workpiece W is inserted and removed. In this case, when the work W reaches the closed portion and the processing is finished, the motor 11 may be stopped and the work W may be pulled out manually.
また、ディンプル成形バニシング工具1のステム6、フレーム3等を回転させる駆動手段10として電動式のモータ11を利用した場合を説明したが、それらを回転させることができるものであればよく、例えば、圧縮エアを利用したエアモータや、油圧を利用した油圧式モータや、発動機等を利用して回転駆動させるものであっても構わない。
Moreover, although the case where the electric motor 11 was utilized as the drive means 10 which rotates the stem 6, the flame |
また、ディンプル成形バニシング装置Sのボール4、ローラ5等の消耗部品は、適宜に表面処理をすることにより耐久性等を向上させることができる。
Moreover, durability etc. can be improved by carrying out surface treatment of the consumable parts, such as the ball |
S,SA ディンプル成形バニシング装置
1,1A ディンプル成形バニシング工具
2,2A ヘッド
2a 中空部
2b,2Ab 内周面
2c,2Ac 溝部
2d,2Ad テーパ内面部(内周面テーパ)
3,3A フレーム
3a 挿入孔
4,4A ボール
5,5A ローラ
5a テーパ外面
6a,6Aa ワーク挿通孔
6A シャンク
11 駆動手段
30 バニシ量調整機構(バニシ量調整手段)
W,W1 ワーク
Wc,W1c ディンプル
S, SA Dimple forming
3,
W, W1 Work Wc, W1c Dimple
Claims (9)
前記中空部に配置され軸方向にワークが挿入される挿入孔を有するフレームと、
該フレームに回動可能に支持されたボールと、
前記フレームに回転可能に支持されたローラと、を備えたディンプル成形バニシング工具であって、
前記ヘッドの内周面には、前記ボールを出没させる少なくとも一つの溝部が形成されて、
前記ボールと前記ローラは、同一円周上に配置され、
前記ローラは、前記溝部を軸方向に跨いで配置され、
前記ワークを前記挿入孔に挿入して、前記ヘッド、前記フレーム、あるいは、前記ワークのいずれかを駆動手段によって回転させることにより、前記ワークの外周面にディンプルを成形することを特徴とするとするディンプル成形バニシング工具。 A head having a tapered inner peripheral surface with a hollow portion formed therein;
A frame having an insertion hole into which the workpiece is inserted in the axial direction and disposed in the hollow portion;
A ball rotatably supported by the frame;
A dimple-forming burnishing tool comprising a roller rotatably supported by the frame,
On the inner peripheral surface of the head, at least one groove for allowing the ball to appear and disappear is formed,
The ball and the roller are arranged on the same circumference,
The roller is disposed across the groove in the axial direction,
A dimple is formed on the outer peripheral surface of the workpiece by inserting the workpiece into the insertion hole and rotating any of the head, the frame, or the workpiece by a driving means. Molding burnishing tool.
前記ヘッド及び前記フレームの少なくとも一方は、回転可能に配置され、
前記ヘッドまたは前記フレームによって前記ローラを回転駆動させて、前記ローラのテーパ外面に前記挿入孔に挿入した前記ワークを当接させることで、前記ワークを送りながら前記ボールでディンプルを成形することを特徴とする請求項1に記載のディンプル成形バニシング工具。 The roller is rotatably supported by being inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the frame, and the outer peripheral side surface has a tapered outer surface such as a frustoconical outer peripheral surface,
At least one of the head and the frame is rotatably arranged,
The roller is driven to rotate by the head or the frame, and the work inserted into the insertion hole is brought into contact with the taper outer surface of the roller to form the dimple with the ball while feeding the work. The dimple forming burnishing tool according to claim 1.
前記ヘッド及び前記フレームの少なくとも一方は、回転可能に配置され、
前記ヘッド、前記フレームもしくは前記ワークのうちいずれか1つを回転駆動させて、前記挿入孔に挿入した前記ワークと前記ディンプル成形バニシング工具が相対的に移動するように前記ワークまたは前記ディンプル成形バニシング工具を送りながら前記ボールでディンプルを成形することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一項に記載のディンプル成形バニシング工具。 A shank is connected to the head or the frame,
At least one of the head and the frame is rotatably arranged,
Any one of the head, the frame or the workpiece is driven to rotate, and the workpiece or the dimple-forming burnishing tool is moved relative to the workpiece inserted into the insertion hole and the dimple-forming burnishing tool. The dimple forming burnishing tool according to any one of claims 1 and 2, wherein the dimple is formed with the ball while feeding a wire.
前記ヘッド及び前記フレームの少なくとも一方は、回転可能に配置され、
前記ワークは、前記挿入孔に挿入させると共に、前記ローラの外周側面に当接させて当該ワークを回転駆動させながら自動送り装置で移動させることにより、前記ボールによってディンプルが成形されることを特徴とする請求項1に記載のディンプル成形バニシング工具。 The roller is rotatably supported by the frame and formed in a cylindrical shape,
At least one of the head and the frame is rotatably arranged,
The workpiece is inserted into the insertion hole, and the dimple is formed by the ball by moving the workpiece with an automatic feeding device while being brought into contact with the outer peripheral side surface of the roller and rotating the workpiece. The dimple forming burnishing tool according to claim 1.
前記ヘッド、前記フレーム、あるいは、前記ワークを回転させる駆動手段を備えていることを特徴とする工作機械。 A machine tool comprising the dimple-forming burnishing tool according to any one of claims 1 to 7,
A machine tool comprising drive means for rotating the head, the frame, or the workpiece.
前記ワークの外周面に、前記ボールと前記ローラを押し付けて転動させることによりディンプルを成形しながらバニシングすることを特徴とするディンプル・バニシング加工方法。 In the dimple burnishing method according to any one of claims 1 to 8, or the dimple burnishing method in which the workpiece is dimple formed using the machine tool according to claim 8.
A dimple burnishing method characterized by burnishing while forming dimples by pressing and rolling the ball and the roller against the outer peripheral surface of the workpiece.
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