JPH0911135A

JPH0911135A - 外径加工用工具

Info

Publication number: JPH0911135A
Application number: JP7186555A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tonomura; 隆司殿村; Takeshi Nozue; 武野末
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】機械部品上に複数又は他の突起部と並列に設
けられた軸等の外周を仕上加工することのできる外径加
工用工具を提供する。【構成】電着法によって多数の超砥粒８を外径加工用
工具の入口（食い付き部）端部４０および電着区間３９
に付着させた円筒凹形状工具２１とし、さらに、テーパ
円筒部２４の電着部内径４２の寸法を微調整する調整手
段を設ける。調整手段は、テーパ円筒部２４の外周に設
けたテーパ部２３と所定の傾斜角αを持って保持器３１
に組込んだ多数のニードルローラ３０を介して内面３３
がテーパ状のリング３２が嵌合わるようにする。テーパ
状リング３２を回転させることによりニードルローラを
介してテーパ部２３を強圧し、外径加工用工具本体２１
の超砥粒８が電着された電着区間３９の電着部内径４２
を弾性的に収縮させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は歯車やベアリングなど
が嵌合い装着される軸等の外径を高精度に、表面粗さよ
く仕上加工をする工具、特に機械部品上に複数又は他の
突起部と並列に設けられた軸等の外径加工用工具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すような、軸が複数並列に配置
された加工物６１にあっては、本体６２と軸６３，６４
を別個に製作して取りつけるのが簡単で加工精度も高い
が、加工工数がかかることと、より構造をシンプルに、
コンパクトにするため、目的に応じて鋳造、鍛造、ダイ
キャスト、射出成形等により本体及び軸を一体に成形し
た後、軸部の精度を上げるために軸６３，６４の外径６
５，６６を後加工する場合がある。このような複数突起
部を有する加工物が小さい場合には旋盤等で加工物を加
工すべき軸を中心にして回転させ他の部分がバイトに干
渉しないようにバイトをバイト台等に取りつけて加工す
る。しかし、加工物が大きかったり、軸間が狭かった
り、他の突起部との干渉のため加工物全体を回転させて
加工を行うことができない機械部品の軸の外径の仕上加
工においては、マシニングセンタでのボーリングヘッド
による外周削りや、平砥石による輪郭研削の方法が行わ
れている。

【０００３】近年機械の高精度化、低価格化が進められ
る中で、外周削りや輪郭研削よりも迅速で、しかも寸法
精度と表面粗さで高度な加工の出来る方法が市場で求め
られている。ところが、従来のボーリングヘッドで迅速
に加工するためには、切削速度（主軸回転数）あるいは
送り速度を上げる方法があるが、切刃が１つであること
から、切削条件を上げることは工具の寿命低下と表面粗
さの悪化に結び付きその限界があった。また、複数の切
刃を与えるものとして、図７、８に示すように、一端に
開口する内径穴７１を有する概略コップ状の円筒部７２
と円筒部に続いて同心に設けられた柄部７３とから形成
し、内径穴７１の端部７４に複数の切刃７５を設け、柄
部７３をマシニングセンタの回転ヘッドに取付けて、外
径加工するようにした円筒凹形状工具７０がある。これ
を使用することによって工具の寿命低下を防ぎ、表面粗
さは改善された。しかし、切刃による切削加工であるた
め依然として軸外径精度に必要な面粗さを得ることが困
難であった。

【０００４】そこで、研削砥石による加工が必要であ
る。しかしながら、例えば平砥石による輪郭研削では、
ボーリングヘッドでの外周削りよりはよい表面粗さは得
られるが、砥石軸（主軸）を加工物の周りで公転させな
がら加工しなければならないため、切削距離が長くて迅
速性に劣る。さらに、機械のテーブル送り方向のコント
ロール系の変換点である４５°方向、あるいは９０°方
向、それぞれ４箇所の位置で真円度が低下して、精度が
出ないという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、前述した図
７、８に示すような円筒凹形状工具７０の切刃７５の代
わりに研削砥石を設ければよいが、端面の食付き部７６
を確保するためには、研削砥石材では強度不足が生じる
という問題があった。また、研削内径寸法を外径仕上げ
寸法に合わせる必要があるが、砥石等の表面は凸凹して
おり、現場的にμｍオーダので内径寸法を計測管理する
ことは不可能であり、さらには、工作機械に取付けた時
に回避出来ない工具の振れに起因する加工寸法の変化が
生じ、内径寸法管理等が困難であるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は前述した円筒凹形状工具に回転と
軸方向の送りを与えるだけで、ボーリングヘッドより遥
かに早い送り速度で、しかも砥石での輪郭研削のように
主軸に公転を与える必要がなく、迅速に加工でき、さら
に寸法精度と真円度が外周削りと同等で、表面あらさが
研削面と同等に優れた仕上加工が可能であるとともに、
加工物となる軸外径の微小な公差変更にも容易に対応し
得る工具を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、電着法によって多数の超砥粒を
外径加工用工具の入口（食い付き部）および内面に付着
させた円筒凹形状工具とし、さらに、外径加工用工具本
体の内径寸法を微調整する調整手段を設けることにより
解決した。

【０００８】外径加工用工具の内径寸法を微調整するた
めの調整手段は、テーパ円筒部のテーパ部と内面がテー
パ状の調整部とを嵌合させるようにして調整部を軸方向
に移動させテーパ円筒部の超砥粒が電着された内径面を
弾性的に収縮（径方向の拡大・縮小運動）するようにす
る。

【０００９】また、テーパ円筒部の内径寸法を微調整す
るための調整手段を、テーパ円筒部の外周に設けたテー
パ部と所定の傾斜角を持って保持器に組込んだ多数のニ
ードルローラを介して内面がテーパ円筒部の外周のテー
パ部と嵌合するようにされたテーパ状のリング（調整リ
ング）とし、このテーパ状リングを回転させてニードル
ローラを介して外径加工用工具本体の超砥粒が電着され
た内径面を弾性的に収縮させるようにするとより使用し
易い。

【００１０】

【作用】前記のように構成された円筒凹形状をした外径
加工用工具を工作機械の主軸に装着し、回転と同時に仕
上加工を行おうとする加工物の軸方向に送りを与える
と、外径加工用工具本体の内面に電着された多数の超砥
粒それぞれが切刃として加工物の切削に関与し、砥粒１
個当たりの加工単位は小さいが、多数の同時切刃により
工具１回転当りの切削量は、１刃のボーリングヘッドや
加工物と部分的接触の平砥石研削の場合よりも多いた
め、迅速な加工が出来る。しかも砥粒（切刃）１個あた
りの加工単位が小さいことにより加工された表面は極め
て優れたものが得られる。また、鋼製の台金に超砥粒を
電着したので軸方向及び軸直角方向に対しても充分な強
度を有し、食付き部の強度も確保できる。

【００１１】さらに、調整手段によってテーパ円筒部の
内径寸法を微調整することができるので、電着前の工具
内径寸法、砥粒の粒度および電着条件などに起因する工
具内径の製作誤差、および工作機械への取付け時の振れ
精度により生じる軸の仕上寸法誤差を調整できる。例え
ば、必要とする軸の仕上寸法より工具内径を予め数十μ
ｍ以内で大きく製作し、最初の加工物にて加工寸法を確
認した後、調整手段によって、機上にて外径加工用工具
内径寸法をμｍオーダで微調整し、所定の寸法の高精度
な軸の加工が実現できる。

【００１２】調整手段は本体に対し調整部を回転させる
だけで工具内径を調整できるので、機上での寸法補正が
簡単にできる。さらに、調整手段にニードルローラを用
いたものにすると、摩擦が少なく、また、回転角と軸方
向進み量をより細かくすることができる。

【００１３】

【実施例】本発明の第一の実施例について、図面を参照
して説明すると、図１は本発明の第一実施例の外径加工
用工具の部分断面図である。図１において、外径加工用
工具本体１の上部に柄部２が設けられている。本体１の
下部には下方向に向けて僅かに拡がった緩いテーパ部３
を有する薄肉のテーパ円筒部４が設けられている。テー
パ部３の開口穴５の入口近傍の端部６及び区間７には超
砥粒８が電着されており、この電着部内径９の寸法は仕
上加工を行なう軸の所定外径より僅かに大きく製作され
ている。柄部２とテーパ部３間には細目ねじ１１が設け
られ、また、本体１の軸心には柄部からテーパ円筒部の
開口穴５にかけて貫通穴１２が設けられている。超砥粒
８はダイヤモンドやＣＢＮ等を用いる。

【００１４】テーパ部３に嵌合可能なテーパ穴１３を持
つ調整部１４が本体１に設けられた細目ねじ１１に螺着
されている。調整部１４は本体１のテーパ部３と同一テ
ーパ度γ°を有し、下方に拡がっている。調整部１４の
上端にはロックナット１５が設けられ、調整部にロック
ナットを押しつけるように回転させ調整部を本体１に固
定できるようにされている。

【００１５】次に第一の実施例の作用について説明す
る。使用する工作機械のスピンドル（図示せず）に例え
ばミーリングチャックなどによって外径加工用工具本体
１の柄部２を固定し、スパナで調整部１４を反柄部側に
移動する方向に回転させるとテーパ部３と調整部のテー
パ穴１３が接触し、さらにテーパ部３を外側から強圧し
て、電着部内径９を強制的に収縮径方向に変形させ、ロ
ックナット１５により固定し、所定の内径寸法に調整で
きる。

【００１６】図９に示すような、バランスが悪い、寸法
が大きいあるいは軸間距離が短いなどのために、加工物
自体を回転させられない機械部品の軸の外径加工につい
て述べる。仕上げるべき軸６３あるいは６４の軸心の方
向に、前記した外径加工用工具を回転しながら送り込む
と、端部６の近傍が軸の外周端に接触し研削を開始し軸
端周縁６７，６８に食い付く、送り込みに従って電着区
間７の砥粒によってさらに軸外径６５，６６が研削され
る。軸の外径の仕上加工の１回目は、外径加工用工具の
電着部内径９の製作誤差、機械へ取付けたときの振れ、
加工条件および材質など種々の要因を含んだ寸法のもの
に仕上がる。そこで、寸法を測定し、その結果に基づい
てテーパ部３を外側から強圧して、電着部内径９の寸法
調整を行ない再度軸方向に送り込むことによって最終的
に軸の仕上加工を高精度にできる。なお、外径加工用工
具本体１の貫通穴１２は外径加工用工具本体の内部の切
削点６，７に切削油剤を供給するための潤滑油供給穴で
ある。

【００１７】本発明の第二の実施例について、図面を参
照して説明する。第一の実施例がねじ機構により超砥粒
の電着された切刃の内径を調整するのに対して、第二の
実施例ではより少ない力で、かつ、より微調整可能にし
たものである。図２は本発明の第二実施例の外径加工用
工具の部分縦断面図、図３は図２の矢視Ａからみた矢視
図、図４は第二の実施例で用いられる保持器の説明図で
ある。図２、３において、外径加工用工具本体２１の上
部に柄部２２が設けられている。本体２１の下部には下
方向に向けて僅かに細った緩いテーパ部２３及び開口穴
４５を有するテーパ円筒部２４が設けられ、該テーパの
円筒の先端外周には下方に向かってバックアップワッシ
ャ２５および防塵シール２６が入る段部２７とＣ形スト
ップリング２８が嵌る周溝２９が設けられている。さら
に、テーパ部２３にはニードルローラ３０を組込んだ保
持器３１を介してテーパ穴３３を持つリング３２（以下
テーパ状リングという）が本体２１に対し回転可能に設
けられている。

【００１８】テーパ状リング３２は本体２１のテーパ部
２３と同一テーパ度β°を有し、下方に細くなってい
る。テーパ状リング３２の上端には上方に向かってバッ
クアップワッシャ３３および防塵シール３４が入る段部
３５とＣ形ストップリング３６がは嵌まる周溝３７が設
けられている。保持器３１は図４に示すように、内外径
がテーパ部２３と同一テーパ度β°を有し、下方向に細
くなったテーパ状をしている。また、ニードルローラ３
０が取付けられ自由に回転出来る大きさの長穴３８が軸
線に対して僅かな傾きα°を持って多数個あけられてい
る。テーパ円筒部２４の内径入口近い所定の区間３９及
び端部４０には第一の実施例と同様に超砥粒８を電着し
てあり、その電着部内径４２の寸法は仕上加工を行なう
軸の所定外径より僅かに大きく製作されている。

【００１９】組付にあたっては、保持器３１をテーパ状
リング３２に挿入し、次いでバックアップワッシャ３３
と防塵シール３４をテーパ状リングの段部３５に入れ、
Ｃ形ストップリング３６を周溝３７に嵌込む。これによ
って保持器３１はＣ形ストップリング３６により位置決
めされ、上方へ抜出すことが阻止される。次いで保持器
３１にニードルローラ３０を入れ、本体２１のテーパ部
２３にかぶせ、続いてバックアップワッシャ２５、防塵
シール２６、Ｃ形ストップリング２８を周溝２９に入れ
て固定する。これにより保持器３１はストップリング２
８によって下方に抜け出ないことになる。

【００２０】また、本体テーパ円筒部２４のテーパ部２
３とテーパ状リング３２のテーパ穴３３の寸法関係は、
保持器３１の上端がバックアップワッシャ３３に当た
り、下端がバックアップワッヤ２５に当たったとき、即
ち本体テーパ円筒部２４に対しテーパ状リング３２が下
方に下がりきった状態のとき、ニードルローラ３０はテ
ーパ状リング３２のテーパ穴３３に軽く接し、本体のテ
ーパ部２３にも軽く接し、テーパ円筒部２４に対しテー
パ状リング３２が軽い力で回るようになる。

【００２１】加工時においては、使用する工作機械のス
ピンドルに外径加工用工具本体２１の柄部２２を固定
し、スパナでテーパ状リング３２を正回転方向に回すと
テーパ円筒部２４とテーパ状リング３２の両方に軽く接
触するように介装され、保持器３１によって本体２１の
軸線に対して僅かな傾きα°をもったニードルローラ３
０は自己の軸線に直角方向に向かって自転しながらテー
パ部２３を螺旋状に公転してテーパ状リング３２と共に
上昇し、テーパ円筒部２４を外側から強圧して、テーパ
円筒部電着部内径４２を強制的に収縮径方向の拡大・縮
小運動を弾性的にさせ、内径を所定の寸法に調整され
る。

【００２２】内径調整後はテーパ円筒部２４の反力がか
かったたニードルローラ３０の個々に生じる差動滑りに
より、テーパ状リング３２はその場に固定され緩むこと
はない。しかし、高い回転数で使用して、テーパ状リン
グ３２の慣性力がその固定力を上回る恐れがある場合
は、第一の実施例の如くテーパ状リング３２の上方に通
常の三角ねじを持つナット（図示せず）を設けて、テー
パ状リング３２とダブルナット機構を構成することによ
って確実に止めればよい。

【００２３】加工時の微調整の方法については、第一の
実施例で説明したと同様であるので省略する。なお、小
穴４３はテーパ円筒部２４を撓みやすくして、電着部内
径４２の調整を容易にし、かつ切削油剤の通りをよくす
る。また、外径加工用工具本体２１の中央部の長穴４４
は外径加工用工具本体の内部の切削点に切削油剤を供給
するための窓である。

【００２４】なお、第一の実施例では緩いテーパ部３を
有する薄肉円筒を形成するように円筒部４を設け、ま
た、第二の実施例では小穴４３を設けることにより、電
着部内径９，４２が容易に変形されるようにしたが、超
砥粒８が電着されたテーパ円筒部４，２４の電着部内径
の入口近い所定の電着区間７，３９の内径の軸方向に沿
って、あるいは、図５の（ａ）に示すように角形溝５
１、図５の（ｂ）に示す、すり割り５２およびそれらの
組合わせにより、テーパ部円筒部４，２４の電着部内径
９，４２を撓みやすくして、内径寸法の調整を容易に
し、さらには切削油剤の流れを良くすることができる

【００２５】また、テーパ部３，２３、テーパ円筒部
４，２４の電着区間７，３９と入口端部６，４０は図６
の（ａ）に示すようにある角度の直線面取り５３、ある
いは図７の（ｂ）に示す円弧面取り５４で繋ぐようにす
れば、加工物への食い付きがよくなる。さらに入口端部
６，４０のより広い範囲にも超砥粒を電着すると図９に
示す加工物６１の軸６３，６４に続くコーナ６９や座面
７０の高精度仕上げも行なうことができる。なお、切削
油剤供給穴１２，４４は外径加工用工具本体の剛性を考
慮に入れて出来るだけ大きくすることが望ましい。ま
た、第二の実施例において、第一の実施例のようにシャ
ンク中央に切削油剤供給のための貫通穴を設ける方法も
よい効果が得られる。さらにまた、実施例で柄部２，２
２はストレートシャンクとなっているが、使用する機械
によってはモールステーパや７／２４テーパシャンクな
どにすることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、上述したように電着法によ
って多数の超砥粒を外径加工用工具の入口（食い付き
部）および内面に付着させた円筒凹形状工具とし、さら
に、内径寸法を微調整できるようにしたので、ボーリン
グヘッドより遥かに早い送り速度（例えば１０倍）で、
迅速に加工でき、さらに寸法精度、真円度、表面あらさ
が優れ、微小な公差変更にも容易に対応し得る工具を提
供するものとなった。また、本発明の外径加工用工具は
回転と軸方向の送りを与えるだけで軸の加工ができるの
で、特に機械部品上に複数又は他の突起部と並列に設け
られた軸等の外径加工に適するものとなった。

【００２７】外径加工用工具本体の内径寸法を微調整す
るための調整手段は、調整部を回転させ軸方向に移動す
るだけでよいので、操作が簡単で外径加工用工具内径を
機上で調整できる構造となったので、軸の仕上加工が迅
速にかつ、寸法精度、面粗さが良好なものが得られるよ
うになった。

【００２８】さらに、調整手段をニードルローラを用い
たものにすると、摩擦が少なく、また、回転角と軸方向
進み量をより細かくすることができるので、テーパ状リ
ングを軽く操作でき、また、外径加工用工具内径寸法の
μｍオーダの微調整が容易にできるものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である外径加工用工具の部
分縦断面図である。

【図２】本発明の第二実施例である外径加工用工具の部
分縦断面図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】本発明の第二実施例である外径加工用工具に用
いる保持器の説明図である。

【図５】本発明の外径加工用工具の超砥粒が電着された
端面の他の実施例を示す端面を示す説明図であり、
（ａ）は角形溝、（ｂ）はすり割り溝のものである。

【図６】本発明の外径加工用工具の超砥粒が電着された
先端の他の実施例を示す部分縦断面図であり、（ａ）は
直線の面取り、（ｂ）は円弧の面取りを示す。

【図７】従来例を示す部分縦断面図である。

【図８】図７のＢ矢視図である。

【図９】加工対象である加工物の例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、２１工具本体２、２２柄部３、２３テーパ部４、２４テーパ円筒部５、４５開口穴６、４０端部７、３９電着区間（区間）８超砥粒９、４２電着部内径１１ねじ部１３、３３テーパ穴１４調整部１５ロックナット３０ニードルローラ３１保持器３２テーパ状リング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に回転機械へ接続回転可能にされる
柄部と、他端に開口する内径部を有し前記他端と前記内
径部の一部又は全部に超砥粒を電着した略円筒状の円筒
部と、前記柄部と前記円筒部との間に設けられ前記内径
部の電着内径を調整可能な調整手段と、を有することを
特徴とする外径加工用工具。
【請求項２】前記調整手段は、前記円筒部の外周にテ
ーパを設けかつ開口側を薄肉とした薄肉のテーパ円筒部
と、前記柄部と前記円筒部とを両側に有する工具本体外
周に設けられたねじ部と、前記ねじ部により軸方向に移
動可能にされ前記テーパ円筒部と嵌合可能なテーパ穴を
有する調整部と、からなることを特徴とする請求項１項
記載の外径加工用工具。
【請求項３】前記調整手段は、前記柄部と一体にされ
た前記円筒部であって外周に前記他端側が小径となるテ
ーパを設けかつ開口側を薄肉とした薄肉のテーパ円筒部
と、前記テーパ円筒部に保持器により所定の傾斜角度に
配置、保持された多数のニードルローラを介して装着さ
れたテーパ穴を持つテーパ状リングと、からなることを
特徴とする請求項１項記載の外径加工用工具。