JPH089121B2

JPH089121B2 - 加工方法

Info

Publication number: JPH089121B2
Application number: JP12651787A
Authority: JP
Inventors: 幹育中西
Original assignee: 鈴木総業株式会社
Priority date: 1987-05-23
Filing date: 1987-05-23
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPS63295101A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、円筒状物の加工方法、詳しくは、肉薄のも
のでも表面を平滑に仕上げることのできる加工方法に関
する。

従来の技術複写機で使用されているドラムに代表されるように、
平滑度が要求されている円筒状物を如何に早く、確実に
作れるかが、昨今特に問題とされている。

そして、要求されている平滑度に応じ、旋削、回転研
削、ホーニング等行なわれているが、特に、アルミ等の
軽合金の肉薄材を旋削加工するときは、被加工物とバイ
トとが共振し、いわゆるビビリを起こして加工表面を荒
してしまう事がある。

従来はこの共振を防止するために、切削速度を調節し
たり、ゴムで被覆した心金等を嵌め入れて加工してい
る。

発明が解決しようとする問題点ところが、切削速度を調節するのでは非効率的であ
り、ゴムで被覆した心金を嵌め入れて加工する場合であ
っても、ゴムが反発弾性を生じるので、時に共振を起こ
し、安心できる程の防振効果は期待できなかった。

問題点を解決するための手段本発明は、被加工物内にゲル状物質層を挿入後、該ゲ
ル状物質層を変形させ、被加工物の内周壁にこれを当接
させた状態で加工することを特徴とするものであって、
ビビリの発生を防止して、円筒状物の加工表面を平滑に
仕上げようとするものである。

作用本発明加工方法は、ゲル状物質層を被加工物の内周壁
に当接させた状態で加工することで、工具と被加工物間
の振動をゲル状物質層にまで伝播させ、ゲル状物質層内
では、この振動を、自らの広域に急速に伝播して、ゲル
状物質層全域で吸収してしまい、もって、表面平滑度を
低下させる原因を解消する。

すなわち、ゲル状物質の非弾性変形は反発力を生じな
い点に特徴があり、ゲル状物質に印加された振動波は、
ゲル状物質を変形させつつ急速に分散されて微分化さ
れ、その間に熱等に変換されて、以てゲル状物質層内の
広域で吸収されてしまう。

また、ゲル状物質は、僅かな力で大きく変形させるこ
とができ、また、反発も少ないので、ゲル状物質層に押
圧力や遠心力等の力を作用させることで、被加工物の内
周壁に適度な接触力をもって当接させることができる。

実施例次ぎに、本発明加工方法の実施例について説明する
が、その前に、これに用いるに適した心金を図示のもの
について説明する。

第１図は、被加工物に挿入したゲル状物質層を軸方向
で押圧して該ゲル状物質層を直径方向に膨出変形させ
て、被加工物の内周壁にゲル状物質層を当接させるに適
した心金であって、この心金11は、被加工物の内周空間
内において、基駒12と端駒13との間の心金軸16上に押圧
駒14とゲル状物質層15とを交互に多数並べてなるもので
ある。

そして、基駒12は、被加工物の内径とほぼ同外径の円
形状であり、この中心に、被加工物とほぼ同じぐらいの
長さで棒状の心金軸16を固着してある。心金軸16の他端
はスプライン軸状に加工され、該スプライン軸状部161
において、端駒13を歯合支持している。このため、端駒
13には、スプライン溝131が刻設してあるとともに、外
端面の中心にはセンター穴132が穿設してあり、周面133
はセンター穴132側に大径のテーパー状に形成されてい
る。

また、押圧駒14及びゲル状物質層15は、各々、被加工
物の内径より若干小径の円筒状に形成され、その自然な
状態での幅の合計寸法は、端駒13を被加工物の端面に押
し当ててセットした時の、基駒12と端駒13の間隔より若
干長尺としてある。また、それらの中央には心金軸16の
軸径より若干大径の穴が明けてあり、押圧駒14とゲル状
物質層15とを、この穴で心金軸16に算盤玉のように、し
かも交互に通してある。したがって、端駒13で蓋をする
ようにして、これらを押し付ければ、押圧駒14、ゲル状
物質層15は心金軸16上をその分移動するとともに、その
押し加減でゲル状物質層15は直径方向に膨出するように
変形される。

ゲル状物質としては、シリコーンゲルが素材としての
安定性から良く適しており、JIS K 2530−1976−（50g
荷重）により測定された針入度が50〜200程度のシリコ
ーンゲルやこの中に微小中空球体を混入してなる複合シ
リコーンゲルは緩衡、防振能力にも優れているので、特
に、これらシリコーンゲルの使用が推奨される。このよ
うな材料に、例えば、商品名トーレシリコーンCF5027
（トーレシリコーン株式会社製造）やKE−1051（信越化
学株式会社製造）、微小中空球体として、フィライト
（商標名…日本フィライト株式会社製造）やエクスパン
セル（商標名…日本フィライト株式会社販売）がある。
なお、ゲル状物質層15は、これらゲル状物質の粘着性が
強いために、薄い被覆材内に封入されている。このよう
に、被覆材内に封入するには、例えば、第６図のよう
な、薄いシリコーンゴム等で、ケース内側に形成した偏
平円形肉厚部72に、切り込み73を入れた逆止弁71付きの
中空円筒ケース７を前もって成形しておき、この逆止弁
71よりゲル状物質原液を空気抜きをしつつ注入し、その
後、加熱してゲル化させる等の手段が採られる。勿論、
このような逆止弁71付きでなくとも、注射器等で刺して
注入するようにしても良い。

また、基駒12、端駒13、心金軸16等は強度的に金属材
を用いて作られるのが望まれるが、押圧駒14は合成樹脂
等の成形体でも良く、単なる円筒状でなく、ゲル状物質
層15の外周での押圧力が高まるよう異形状に成形しても
良い。このように、押圧駒を合成樹脂で作れば、軽量化
できるので、心金自体の偏心回転の危険性を減ずること
ができる。また、ゲル状物質層の数や配置は、加工条件
等から適宜選定すれば良く、さらに、基駒12や端駒13の
外周面は硬質ゴム等で被覆しておくのが良い。

次ぎに、本発明の加工方法の一実施例を上記の心金11を
用いたものとして説明する。

そこで、この心金11を、円筒状の被加工物Ａに嵌め入
れ、旋盤や研削盤等の加工機のチャックと心押し台の間
に架け渡し、主軸の回転を被加工物に伝え、バイトや砥
石等の工具を被加工物に押し当てて加工するのである
が、これには、まず、端駒13を外し、心金軸16のスプロ
ケット軸状部161側から押圧駒14及びゲル状物質層15の
一団を被加工物Ａの内周空間内に挿入し、基駒12を該内
周壁に嵌め入れる。この際、最後に嵌め入れる基駒12の
部分で嵌め難くなるものの、押圧駒14や自然の状態での
ゲル状物質層15は該被加工物の内径より小さいから、被
加工物の内周空間には簡単に入れることができる。そし
て、最後に心金軸16のスプロケット軸状部161に端駒13
を入れ、基駒12を挟み込むように被加工物Ａの基端をチ
ャックＢで掴み、続き、反対側から、端駒13に心押し台
Ｃを押し付ける。この時、心押し台よりの圧力は、被加
工物の他端において、端駒13のテーパー壁面133でこの
端を押し付け、センターを固定することとなるともに、
被加工物の内周空間においては、端駒13の内端面から軸
方向に積層状態のゲル状物質層15を押圧する力となる。
そして、この押圧力によって、ゲル状物質層15は押し潰
されたように変形するが、軸方向では規制されているの
で、勢い直径方向での変形となる。この結果、ゲル状物
質層15の外周部分が被加工物の内周壁に当接することと
なる。

そこで、このような状態で、主軸を回転させた上で各
工具を押し当てれば、加工中、被加工物と工具との系で
発生する振動は、ゲル状物質層15にも伝わってくる。

ゲル状物質層15内では、この振動を、自らの非弾性変
形として広域に急速に伝播するが、ゲル状物質の非弾性
変形は反発力を生じない点に特徴があり、ゲル状物質に
印加された振動波はゲル状物質を変形させつつ急速に分
散されて微分化され、熱等に変換されて、以てゲル状物
質内の広域で吸収されることとなる。

この結果、共振等、振動は抑えられ、表面は平滑に仕
上げられることとなる。

そこで、加工が終わり、チャックＢを緩め、心押し台
Ｃを引き戻し、被加工物Ａを加工機から取り外せば、ゲ
ル状物質層15は元の径に戻り、心金11全体を被加工物Ａ
の内周空間から容易に引き出せて、加工は完了する。

なお、本願明細書で言う非弾性変形とはゴムやバネの
ような強い弾性変形をしないと言う意味であって、弾性
的変形を全くしないという意味ではない。また、同様に
反発がないとは、ゴムやバネのような強い反発弾性を示
さないと言う意味であって、反発弾性が絶対的に０であ
るという意味ではない。

第２図ないし第５図に示すのは、本発明方法を実施す
るための他の心金例の断面図で、前記実施例では、圧縮
的な押圧力によってゲル状物質層の変形を図ったが、第
２図に示す心金21は、くさび作用的な力によりゲル状物
質層の変形を図るものである。すなわち、押圧駒24の周
面はテーパー状に形成し、ゲル状物質層25もこれに合致
するようにテーパ状の受けの形状とし、このテーパー壁
面からの押し広げる力で、ゲル状物質層25を変形させ
て、被加工物の内周面に当接させようとするものであ
る。

また、第３図に示す心金31は、ゲル状物質層の高速回
転による遠心力で該ゲル状物質層を直径方向に変形させ
て、該被加工物の内周壁に当接させようとするものであ
り、心金軸36のスプロケット軸状部手前には円盤状の架
設駒８を固定し、基駒32とこの架設駒８との間に薄い円
筒状のゲル状物質層35を架設したものである。なお、こ
のゲル状物質層35は二重円筒状の合成樹脂フィルム袋35
1間内にゲル状物質を充填して構成してあり、該合成樹
脂フィルム袋の両端を重ねて、基駒32と架設駒８のそれ
ぞれに掛止してある。

この場合は、前記第１図、第２図に示した心金による
場合と異なり、被加工物Ａの内周空間に嵌め入れた後、
回転させることによって、ゲル状物質層35に遠心力が作
用されることで、直径方向へ変形させ、被加工物の内周
壁に当接させようとするものである。この場合において
も、被加工物と工具との間に発生した振動はゲル状物質
層35に伝達されて、そこで、熱等に変換され、吸収され
てしまう。

また、第４図に示す心金41もゲル状物質層の高速回転
による遠心力で直径方向に変形させよとするもので、第
１図の心金11の押圧駒14を外し、各ゲル状物質層は適宜
位置に固定したようなものであるが、この場合、ゲル状
物質層45の外形は、該ゲル状物質層45が遠心力で変形し
た際には、被加工物の内周壁に当接するが、遠心力が作
用しないときは、被加工物の内周空間に楽に出し入れで
きる径とする必要がある。

また、第５図に示す心金51は、円筒或は円柱状の心金
芯体511の周囲にゲル状物質層55を貼着したもので、心
金51の冷却か、被加工物の加熱により、両者の内外径に
隙間を生じさせ、この隙間が生じている間に嵌め入れ
て、その後、常温に戻ることによる膨張か縮小によっ
て、ゲル状物質層55を変形させ、これを被加工物の内周
面に当接させようとするものである。このため、熱膨張
率が大きい物を加工するときに用いるか、心金芯体511
の材質に熱収縮率の大きい材質を選択し、ゲル状物質層
55には切り込み57を入れておくか、水車羽根状にゲル状
物質層を貼着しておくのが望ましい。

以上のとおり、本発明加工方法を、いくつか図示した
心金を用いたものとして説明したが、本発明加工方法
は、必ずしも、これら心金の何れかを用いなければなら
ないものでなく、例えば、軸方向での押圧、或は、高速
回転中のゲル状物質層の遠心力、熱変形力等以外にも、
何等かの力を作用させてゲル状物質層を直径方向に変形
させ、被加工物の内周壁にゲル状物質層を当接させ、こ
の間において加工するに適した心金であれば、どのよう
な心金を用いても良いものである。また、被加工物と嵌
め合う心金の両端の構造も前述したものに限らず、要
は、ゲル状物質層を被加工物の内周空間内において安定
して支持でき、被加工物も安定してチャックと芯押し台
との間に支持させることのできる構造を有していれば良
いこと勿論である。さらに、上記実施例では、ゲル状物
質層はシリコーンゴム製ケースや合成樹脂フィルム袋に
充填してなるものとしたように、ゲル状物質を被覆した
ものとしたが、ゲル状物質の表面の架橋度を上げて、半
硬質の薄膜層を形成したりしても良く、場合によって
は、粘着性の問題を除けば、ゲル状物質そのままの状態
で用いても良い。要は、被覆するにしても、ゲル状物質
の特性を殺さない程度の被覆材を用いたものであること
が望まれる。

発明の効果以上述べたとおり、本発明によれば、被加工物と工具
との間の振動を吸収して、表面平滑度を下げる原因を解
消でき、平滑度が要求されている円筒状物を早く確実に
製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明加工方法に使用する心金の一例をチャッ
クに掴ませた状態で示す横断面図、第２図は本発明加工
方法に使用する他の心金を心押し台で押し付けた状態で
示す横断面図、第３図、第４図はさらに他の心金を示す
横断面図、第５図は同縦断面図、第６図は心金に用いる
押圧駒の一例の斜視図である。Ａ……被加工物、11、21、31、41、51……心金 15、25、35、45、55……ゲル状物質層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転中の円筒状被加工物の外周面に工具を
押し当てて、該外周面を加工する方法において、被加工
物にゲル状物質層を挿入し、挿入後、該ゲル状物質層を
変形させて、これを被加工物の内周壁に当接させ、ゲル
状物質層が被加工物の内周壁に当接している間に、該外
周面を加工することを特徴とする加工方法。
【請求項２】被加工物に挿入したゲル状物質層を軸方向
で押圧し、該ゲル状物質層を直径方向に膨出変形させ
て、該被加工物の内周壁にゲル状物質層を当接させるこ
ととした特許請求の範囲第１項記載の加工方法。
【請求項３】被加工物に挿入したゲル状物質層の高速回
転による遠心力で該ゲル状物質層を直径方向に変形させ
て、該被加工物の内周壁にゲル状物質層を当接させるこ
ととした特許請求の範囲第１項記載の加工方法。