JPH0419003A - 薄肉異径円筒体の切削加工法及び加工用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、産業上の利用分野〕 本発明は、軸方向中間部にテーパ部を有する薄肉異形円
筒体を旋盤により切削加工する切削加工方法およびその
実施に使用される加工用治具に関する。

Ｃ従来の技術］ 従来より、複雑な形状の金属製円筒体は、旋盤による切
削加工で製造されており、第１図に示すような１肉異形
円筒体１３も、一応は旋盤による切削加工対象とされる
。

該薄肉異形円筒体１３は、一端部に大径部１３ａを有し
、大径部１３ａの他端側には、該大径部１３ａから離れ
るに連れて順次縮径されたテーパ部１３ｂが形成されて
いる。テーパ部１３ｂの他端側は小径部１３ｃになって
おり、その開口端には内鍔１３ｄが設けられている。肉
厚は、テーパ部１３ｂで最も薄く、その最小肉厚部以外
のところも、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）は１０％以下に抑
えられている。

このような薄肉異形円筒体１３は、旋盤による場合は、
厚肉異形素管ｌＯの両管端、内周面および外周面を順に
ならい切削することにより製造される。

ｒ発明が解決しようとする課題〕 ところが、従来のならい旋盤による切削加工法では、最
終の外面仕上げ切削段階で次のような問題が生じるのを
避は得ない。外面荒切削および内面仕上げ切削によって
円筒体の厚みが減らされているので、外面仕上げ切削に
際しての内面チャックによって円筒体の一端部に変形が
生じる。円筒体の他端部が芯押し台によって軸方向に押
圧されるので、円筒体にたわみが生じるのも避は得ない
。

更に、切削中には円筒体に共鳴振動も生しる。従って、
最終の外面仕上げ切削で偏肉が生してしまい、高精度の
切削加工は望み得ない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもので、軸方向中
間部にテーパ部の設けられた薄肉異形円筒体をならい旋
盤にて高精度に切削加工し得る切削加工法および加工用
治具を擾供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の切削加工法は、軸方向Ｃ＝大径部、テーパ部お
よび小径部が順に形成された薄肉異形円筒体を厚肉異形
素管より旋盤を用いて削り出す薄肉異径円筒体の切削加
工方法であって、厚肉異形素管の両端を直角切削してそ
の全長を決定し、内面仕上げ切削を行った後、その円筒
体をほぼ全長にわたって内面拘束する加工用治具を該内
面仕上げ切削円筒体に内嵌させ、該円筒体に内嵌された
加工用治具を旋盤にセフ）することにより、該円筒体に
径方向応力および軸方向応力を実質付加することなく外
面仕上げ切削を行うことを特徴としてなる。

本発明の加工用治具は、上記切削加工法に使用される加
工用治具であって、内面仕上げ切削を終えた円筒体に挿
通され、その一端部に、前記円筒体の大径部に内嵌され
て該大径部を内面拘束する大径部が設けられた芯金と、
該芯金の大径部他端側に軸方向可動に外嵌され、前記円
筒体のテーパ部に内嵌”！ｉされるように、テーパ部小
径側へ弾圧付勢されて該テーパ部を内面拘束するテーパ
ー状の第１中子と、該第１中子のさらに他端側において
、前記円筒体の小径部を内面拘束するよう芯金に外嵌さ
れた第２中子とを具備し、前記芯金を旋盤に七ノドすべ
くなしたことを特徴としてなる。

〔作　　用〕

本発明の切削加工法では、内面仕上げ切削を終えた円筒
体を外面仕上げ切削する際に、円筒体に加工用治具を内
嵌させ、その加工用治具を旋盤にセットするので、外面
仕上げ切削を受ける円筒体に変形は一切生じない、しか
も、加工用治具によって内面仕上げ切削円筒体が実質全
長にわたって内面拘束されるので、切削加工中に共鳴振
動が生しるおそれもない。従って、極めて高精度に外面
仕上げ切削が行われる。

本発明の加工用治具では、芯金が旋盤にセフ）されるの
で、芯金に保持された円筒体に変形を発生させるような
外力は生しない。円筒体テーパ部を内面拘束する第１中
子、および円筒体小径部を内面拘束する第２中子が、円
筒体大径部を内面拘束する之：金大経部から独立してい
るので、加工用治具に円筒体をセントするにあたっても
該円筒体に変形を発生さゼるような径方向応力および軸
方向応力は止しない。特に、第１中子はテーパ部小径側
へ弾圧付勢され、全長にわたってテーパ部に密着し得る
ので、円筒体の共鳴振動を効果的に防止することもでき
る。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明法によって切削加工される円筒体の素材
から製品に至るまでの形状を段階的に示した断面図で、
１０は厚肉異形素管、１１は荒切削後の円筒体、１３は
製品である薄肉異形円筒体をそれぞれ示している。

素材である厚肉異形素管１０には端面加工を施す。厚肉
異形素管ｌＯは、大径部、テーパ部および小径部よりな
り、通常はストレート素管に縮径加工または拡径加工を
部分的に加えることにより製造される。端面加工では、
厚肉異形素管１０の小径側端部をチャックして、大径側
端面を荒直角加工した後、大径側端部をチャックして小
径側端を荒直角加工し、全長法めを行う。

端面加工が終わると、大径側端部を内面側よりチャック
して外周面を全長にわたって荒切削加工し、次いで、小
径側端部を外面側よりチャックして内周面を全長にわた
って荒切削する。

荒切削を終えた円筒体ｉｔに対しては、まず、内面仕上
げ切削加工を施す。この切削加工では、小径側端部をチ
ャックして大径側端面を仕上げ切削すると共に、大径部
およびテーパ部の各内面を仕上げ切削する。次いで、大
径側端部をチャックして小径部内面を仕上げ切削し、内
鍔１３ｄを削り出す。

内面仕上げ切削が終わると、加工用治具を用いて外面仕
上げ切削を行う。

第２図は内面仕上げ切削を終えた円筒体１２の外面仕上
げ切削加工に使用する本発明治具の一例を示す半断面図
である。

二〇治具は、芯金２０、該芯金２０の他端部に外嵌保持
された第１中子３０および第２中子４０を具備している
。

芯金２０は、一端部に、内面仕上げ切削を終えた円筒体
１２の大径部１２ａに内嵌される大径部２１を有する。

大径部２１の外周面には、円筒体１２の大径部１２ａに
対する挿入、引抜きを容品にするために、環状溝が軸方
向に複数設けられており、環状溝を除いた大径部２１外
周面の外径は、円筒体１２の大径部１２ａの内径より僅
かに小さくされている。

大径部２１の一端側には、円筒体１２の大径側開口端部
が当接する係止部２２が設けられており、その更に一端
側には、旋盤のチャック７１にて把持される把持部２３
が設けられている。大径部２１の他端側には、大径部２
１より小径の軸部２４が設けられており、その先端部は
１１円筒体１２の小径側開口端より露出してナツト５０
がねし込まれ、端面中心部に旋盤のセンター７２が押圧
されるようになっている。

第１中子３０は、芯金２０の軸部２４に軸方向可動に外
嵌され、その外周面は、円筒体１２のテーパ部１２ｂ内
周面に対応して他端側へ向けて徐りに縮径したテーパ周
面になっている。該第１中子３０は、そのテーパ周面が
円筒体１２のテーパ部１２ｂ内周面に密着するように、
大径部２１と第１中子３０との間の軸部２４に外装され
たスプリング３１により大径部２１から離れる方向−・
付勢されている。

第２中子４０は、第１中子３０より他端側の軸部２４に
軸方向可動に外嵌されている。第２中子４０の一端部は
、円筒体１２の小径部１２ｃに内嵌され、その外径は円
筒体１２の小径部１２ｃ内径より僅かに小さくされてい
る。第２中子４０の他端部は、一端部より小径とされ、
円筒体１２の小径側開口端に形成された内鍔１２ｄを貫
通して外部へ露出するようになっている。そして、その
小径端部には、端面保護用のワ、ンヤ６１を介して外部
からナツト６０がねし込まれる。

このような治具を使用して内面仕上げ切削を終えた円筒
体１２の外面仕上げ切削を行うＳ：は、まず、芯金２０
の一端部に設けた把持部２３を旋盤のチャック７１によ
りクランプして旋盤に芯金２０をセットする。

次いで、セットされた芯金２０の軸部２４にスプリング
３１、第１中子３０および第２中子４０を順に嵌め込ん
だ後、その外面側に内面仕上げ切削を終えた円筒体１２
を嵌め込み、円筒体１２小径側に露出する第２中子４０
の他端部にワ、ンヤ６１を介してナノ［６０をねし込む
。ナ、トロ０のねし込みにより、円筒体１２の内鍔１２
ｄが第２中子４０の大径端部とナツト６０とにより把持
されて、円筒体１２の小径側端部に第２中子４０が固定
される。ナツト６０のねし込みが終わると、第２中子４
０の他端側に露出する軸部２４の先端部分にナツト５０
をねじ込む。これにより、円筒体１２の大径側開口端部
が芯金２０の係止部２２に押し付けられて係止部２２と
ナノ）５０との間に円筒体１２が保持される。

こうして治具に円筒体１２が保持されると、治具の芯金
２０他端面に旋盤のセンター７２を押し付けて芯金２０
の保持および芯出しを行い、しかる後に円筒体１２を外
面仕上げ切削して製品の薄肉異形円筒体１３となす。

第１中子３０および第２中子４０が芯金２０の軸方向に
移動するので、治具への装着に際して円筒体１２に無理
な力は加わらない。また、旋盤へは治具の芯金２０がセ
ントされ、円筒体１２を保持するための力は芯金２０に
のみ加わり、円筒体１２に付加されない。従って、円筒
体１２に保持による変形は生しない。しかも、円筒体１
２の大径部１２ａは、芯金２０の大径部２１にて内面拘
束され、テーパ部１２ｂおよび小径部１２Ｃは、第１中
子３０および第２中子４０にてそれぞれ内面拘束される
。特に、第１中子３０は、その小径側へ弾圧付勢されて
円筒体１２のテーパ部１２ｂ内周面に密着するようにな
っている。従って、外面仕上げ切削中に円筒体の共鳴振
動が防止され、円筒体１２に保持による変形の生しない
こととあいまって、テーパ部１２ｂに最小肉圧部が存在
する場合にも、高精度な外面仕上げ切削が可能になる。

また、円筒体１２に治具に予め装置しておくこともでき
るので、旋盤への円筒体１２の付は代えを短時間で行う
ことができ、切削作業性も優れる。

〔発明の効果〕

本発明の切削加工法および加工用治具は、内面仕上げ切
削を終えた円筒体を外面仕上げ切削する際の円筒体保持
において、保持力を円筒体に付加するおそれがなく、し
かも、円筒体のテーパ部を含めた実質全長にわたって内
面を密着拘束する。

従って、外面仕上げ切削において共鳴振動の生じるおそ
れがなく、円筒体の保持による変形が生じないこととあ
いまって、中間部にテーパ部の存在する複雑な形状の薄
肉異形円筒体を高精度に切削加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法によって切削加工される円筒体の素材
から製品に至るまでの形状を段階的Ｃ二示した断面図、
第２図は内面仕上げ切削を終えた円筒体の外面仕上げ切
削加工に使用する本発明治具の一例を示す半断面図であ
る。 １０、厚肉異形素管、１１：荒切削後の円筒体、１２：
　（内面仕上げ切削後の）円筒体、１３：ｆｉ肉異形円
筒体、２０：芯金、２１：大径部、２２：係止部、２３
：把持部、２４：軸部、３０゜第１中子、３１ニスプリ
ング、４０：第２中子、ｓｏ、ｓｏ：ナラ　ト。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に大径部、テーパ部および小径部が順に形
   成された薄肉異形円筒体を厚肉異形素管より旋盤を用い
   て削り出す薄肉異径円筒体の切削加工方法であって、厚
   肉異形素管の両端を直角切削してその全長を決定し、内
   面仕上げ切削を行った後、その円筒体をほぼ全長にわた
   って内面拘束する加工用治具を該内面仕上げ切削円筒体
   に内嵌させ、該円筒体に内嵌された加工用治具を旋盤に
   セットすることにより、該円筒体に径方向応力および軸
   方向応力を実質付加することなく外面仕上げ切削を行う
   ことを特徴とする薄肉異径円筒体の切削加工法。
2. （２）請求項１に記載の薄肉異径円筒体の切削加工法に
   使用される加工用治具であって、内面仕上げ切削を終え
   た円筒体に挿通され、その一端部に、前記円筒体の大径
   部に内嵌されて該大径部を内面拘束する大径部が設けら
   れた芯金と、該芯金の大径部他端側に軸方向可動に外嵌
   され、前記円筒体のテーパ部に内嵌密着されるように、
   テーパ部小径側へ弾圧付勢されて該テーパ部を内面拘束
   するテーパー状の第１中子と、該第１中子のさらに他端
   側において、前記円筒体の小径部を内面拘束するよう芯
   金に外嵌された第２中子とを具備し、前記芯金を旋盤に
   セットすべくなしたことを特徴とする加工用治具。