JP2008296331A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設備コストを抑え、製造時の手間を省くことができる加工装置を提供する。
【解決手段】インサートチップ３Ｂにより、軸部材Ｗにねじ軸Ｓの外周Ｓｂの切削加工を行うと共に、インサートチップ３Ａにより、軸部材Ｗにねじ溝Ｓａの切削加工を行うので、従来技術のように前加工でフランジ等を加工したり、外径を仕上げ加工する必要がなく、設備コストを抑えることができ、ねじ軸Ｓの製造の手間を省くことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボールねじ機構のねじ溝の加工を行える加工装置に関するものである。

従来、ボールねじ機構のねじ軸を切削する方法には、溝形状に成形された総形バイトを使用し旋盤を用いてねじ溝を切削する方法と、特許文献１に示すようにワーリング（マッハ）装置を用いてねじ軸を切削する方法と、特許文献２に示すようにＮＣ旋盤を使用して微小分割点群に沿ってねじ軸を倣い加工する切削方法とがある。
特開平１０−５８２３３号公報 特開平０２−１８０５２３号公報

ところで、ボールねじ機構のねじ軸は、単にねじ溝を外周に形成するだけでは足らず、ねじ軸の外径（ランド部の高さ）を精度良く加工すること、及び他の部材に取り付けるためのフランジ部等を精度良く加工する必要がある場合が多い。しかしながら、上述した加工方法では、いずれもねじ溝の加工を行うに当たり、前加工にて予め素材にフランジ部等を形成し、また外径を仕上げ加工する必要があり、前加工用の加工機と外径仕上用の加工設備とを別に設備する必要があり、これにより設備コストの増大を招き、製造時の手間もかかっていた。また、２以上の加工工程を含むことから、加工途中の半製品を管理する必要が生じると共に、小ロット品に対応するための工程集約を行うことが困難であった。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、設備コストを抑え、製造時の手間を省くことができる加工装置を提供することを目的とする。

本発明の加工装置は、軸部材を切削加工することによりボールねじ機構のねじ軸を形成する加工装置において、
前記軸部材に対して軸線方向及び回転方向に相対的に移動する回転体と、
前記回転体に取り付けられた切削加工用の複数のバイトとを有し、
前記バイトの一つにより、前記軸部材にねじ溝以外の部位の切削加工を行うと共に、前記バイトの残りにより、前記軸部材にねじ溝の切削加工を行うことを特徴とする。

本発明によれば、前記バイトの一つにより、前記軸部材にねじ溝以外の部位の切削加工を行うと共に、前記バイトの残りにより、前記軸部材にねじ溝の切削加工を行うので、従来技術のように前加工でフランジ等を加工したり、外径を仕上げ加工する必要がなく、設備コストを抑えることができ、ねじ軸の製造の手間を省くことができる。

前記ねじ溝以外の部位とは、前記ねじ軸の外周であると好ましく、更に前記ねじ軸の切削された外周に、前記ねじ溝が切削されると好ましい。

前記ねじ溝以外の部位とは、前記ねじ軸の段部であると好ましい。

フレームに対して前記軸部材を保持し、前記回転体と共に移動するガイドブッシュを有すると、切削加工時のビビリを抑制できるので好ましい。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態である加工装置の要部斜視図であり、図２は、図１の構成を矢印II方向に見た図であり、図３は、図２の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図であり、図４は、工具ホルダの正面図であり、図５は、図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、図６は、図４の構成をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。

図４において、回転体である略環状の工具ホルダ１は、中央に開口１ａを有すると共に、浅い溝状に切り取られた一対の凹部１ｂ、１ｂを点対称な位置に有する。凹

２つの矩形板状のバイト２は、それぞれ長孔２ａを有している。一方のバイト２の端部には、インサートチップ３Ａが取り付けられ、他方のバイト２の端部には、インサートチップ３Ｂが取り付けられ、それぞれ結合されて一体となっている。尚、バイトとインサートチップとは任意の組み合わせが可能であり、これにより加工時間削減の効果がある。

図５，６を比較して理解されるように、インサートチップ３Ａとインサートチップ３Ｂの刃先形状が異なっている。より具体的には、インサートチップ３Ａのすくい面３ａの刃先は、ボールねじ機構のねじ軸のねじ溝を形成できるように円弧状を呈し、インサートチップ３Ｂのすくい面３ｂの刃先は、当該ねじ軸の外周を形成できるように平先形状を呈している。尚、インサートチップ３Ｂの位置に対して、インサートチップ３Ａの中心は、距離Δだけ奥側にシフトされている。距離Δは、ねじ軸のねじ溝のリードの１．５倍であると好ましい。

図４に示すように、２つのバイト２は、工具ホルダ１の凹部１ｂにそれぞれ配置され、ボルト４，４により工具ホルダ１に固定される。尚、ボルト４，４により固定される前においては、凹部１ｂの平行な側面にガイドされて、バイト２は、図４で左右方向に独立して相対移動可能となっている。又、本実施の形態では、インサートチップ３Ａ，３Ｂの傾きを変更する傾斜機構は、工具ホルダ１に設けられていない。

図１，３に示すように、ねじ軸の素材となる軸部材Ｗの外周は、超鋼をＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）でコーティング処理されてなる中空のガイドブッシュ５により支持されている。ガイドブッシュ５は、フレーム６に嵌合している。尚、ガイドブッシュ５と軸部材Ｗとは、常に適正なすきまに保持されることが重要であるが、油圧（空圧）等を利用して適正圧力で軸部材Ｗを保持するようにしても良い。

次に、ボールねじ機構のねじ軸の加工について説明する。工具ホルダ１と、円筒状の軸部材Ｗとを、軸線が互いにシフトした状態で、旋盤の別々の主軸に取り付ける。このとき、インサートチップ３Ａのすくい面３ａの延長面が、軸部材Ｗの軸線に対して直交するようになっている。従って、ねじ溝の切削は干渉切削であり、専用の形状を有している。但し、工具ホルダ１にリード角分の傾斜を与える傾斜機構を設けても良い。インサートチップ３Ａの刃先は、軸部材Ｗの表面を切削する位置にあり、インサートチップ３Ｂの刃先は、ねじ軸のねじ溝を切削する位置にあるものとする。

かかる状態で、図１に示すように、工具ホルダ１と、フレーム６に支持された軸部材Ｗとを同方向に回転させながら相対的に接近させるが、工具ホルダ１の回転速度は、軸部材Ｗの回転速度より速くなっている。又、切削開始後において工具ホルダ１を、ガイドブッシュ５に同期して軸線方向に移動する。このとき、インサートチップ３Ｂが、先行してねじ軸の外周の切削加工を開始し、それに距離Δだけ遅れて、インサートチップ３Ａが、切削された外周に対してねじ溝を切削加工することとなる。軸部材Ｗは、工具ホルダ１と同期して移動するガイドブッシュ５により保持されているので、ねじ溝加工点より一定距離離れた位置が常に支持されるため、ねじ軸の外周を切削加工することで細くなった軸部材Ｗの剛性不足に起因して発生するビビリ現象（インサートチップ３Ａ切削時における軸部材Ｗの振動）を抑制できる。

所定の軸線方向位置まで、工具ホルダ１を軸部材Ｗに対して相対移動させた後、加工を終了させると、図７に示すような形状を形成できる。ここで、図７において、ねじ軸Ｓには、インサートチップ３Ａにより切削されたねじ溝Ｓａが形成されると同時に、インサートチップ３Ｂの平先で切削されたねじ溝Ｓａの外周（ランド部）Ｓｂ及びインサートチップ３Ｂの側縁で切削されたねじ溝Ｓａの段部Ｓｃが形成される。図６に示すように、段部Ｓｃは、ねじ溝Ｓａの端部から距離Δ（例えば１．５リード）だけ隔置している。従って、段部Ｓｃをねじ軸Ｓの取り付け用として利用することができる。段部Ｓｃの代わりにフランジ部を形成しても良い。その後、ねじ軸Ｓは熱処理されて、図８に示すような製品とされ、不図示のボールねじ機構に組み込むことができる。

本実施の形態によれば、インサートチップ３Ｂにより、軸部材Ｗにねじ軸Ｓの外周Ｓｂの切削加工を行うと共に、インサートチップ３Ａにより、軸部材Ｗにねじ溝Ｓａの切削加工を行うので、従来技術のように前加工でフランジ等を加工したり、外径を仕上げ加工する必要がなく、設備コストを抑えることができ、ねじ軸Ｓの製造の手間を省くことができる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば軸部材Ｗは、中実でも中空（チューブ状）であっても良い。

本実施の形態である加工装置の要部斜視図である。 図１の構成を矢印II方向に見た図である。 図２の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。 工具ホルダの正面図である。 図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。 図４の構成をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。 ボールねじ機構のねじ軸を軸線方向に切断して一部を拡大した図である。 ボールねじ機構のねじ軸の加工途中の状態を示す図である。 ボールねじ機構の完成されたねじ軸の側面図である。

符号の説明

１ 工具ホルダ
１ａ 開口
１ｂ 凹部
２ バイト
２ａ 長孔
３Ａ インサートチップ
３Ｂ インサートチップ
３ａ すくい面
３ｂ すくい面
４ ボルト
５ ガイドブッシュ
６ フレーム
Ｓ ねじ軸
Ｓａ ねじ溝
Ｓｂ 外周
Ｓｃ 段部
Ｗ 軸部材

Claims (4)

1. 軸部材を切削加工することによりボールねじ機構のねじ軸を形成する加工装置において、
   前記軸部材に対して軸線方向及び回転方向に相対的に移動する回転体と、
   前記回転体に取り付けられた切削加工用の複数のバイトとを有し、
   前記バイトの一つにより、前記軸部材にねじ溝以外の部位の切削加工を行うと共に、前記バイトの残りにより、前記軸部材にねじ溝の切削加工を行うことを特徴とする加工装置。
2. 前記ねじ溝以外の部位とは、前記ねじ軸の外周であることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記ねじ溝以外の部位とは、前記ねじ軸の段部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。
4. フレームに対して前記軸部材を保持し、前記回転体と共に移動するガイドブッシュを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加工装置。

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