JPS6347005A - 中空円筒形工作物の荒仕上の方法 - 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 この発明は、一般的には工作物から余肉を除去する方法
と装置に関し、より詳しくはピストンあるいは類似形状
品の荒加工のための方法と装置に関する。

従来の技術 従来、アルミニウム製あるいは鋳鉄製ヒストンは、湯口
や湯道などの余分な材料を生ずる方法で鋳造されている
。鋳造後、ピストンは１通常の工程に従って、その円筒
表面にある湯道が折除され、ピストン端表面にある湯口
は切断される。そしてピストンは、その残った余肉を除
去するために荒仕上加工される。荒仕上後、ピストンは
焼鈍されそして仕上加工される。荒仕上は、ピストンを
速く回転しながら、ピストンの円筒表面上とピストン端
表面上に配置されたバイトで施削することにより行われ
る。

ピストンの回転は、十分な表面スピードを得られるよう
に十分速くシ、必要な熱を発生させる仁とにより切粉を
溶融させて、動力を大きく要しないようにしている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、ピストンを高速回転させると遠心力を生シテ、
ヒヌトンが拡大する。もしピストンの円筒壁が円周上で
肉厚不同の場合は、ピストンは不均等に拡がりひずみを
生じ、ピストンがひずむと余肉が不均一に除去されてし
まう。

そこで本発明はこのような問題点を解決し、ピストンな
どの円筒形工作物におけるひずみの発生を防止して、そ
の余肉を均一に除去できるようにすることを目的とする
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明による工作物の仕上加
工方法は。

ピストンなどの円筒形工作物の荒仕上するに際し。

（ａ）　　上記工作物をその軸心まわりに回転し（ｂ）
　　円Ｅ上にそって多数のカッティングエレメントを配
置しＴこ円形状のミーリングカッターをその軸心まわり
に回転し （ｃ）　　上記回転する工作物と上記回転するミーリン
グカッターを相対的に配置し （ｄ）　　上記カッティングエレメントを連続的に上記
回転する工作物に切り込ませて、工作物の表面から連続
的に余肉を除去するものである。

また１本発明による工作物の仕上加工装置は。

（ａ）　　円筒形工作物をその軸心まわりに回転する手
段と （ｂ）　　円周上にそって多数のカッティングエレメン
トを配置し１こ円形状ミーリングカッターと（ｃ）　　
上記ミーリングカッターをその軸心まゎりに回転する手
段と （ｄ）　　上記カッティングエレメントを連続的に上記
回転する工作物に切り込ませて、工作物の表面から連続
的に余肉を除去するように、上記回転する工作物と上記
回転するミーリングカッターを相対的に位置させるため
の手段とにより構成したものである。

すなわち１本発明は、ピストンなどの荒仕上の際に、１
本のバイトあるいは複数のバイトで施削するものを、ミ
ーリングにて加工するものにｆｆｆｆ１　）換えること
を要旨とする。

作用 このようなものによると、ミーリングカッターは高速で
回転し、比較的低速で回転するピストンから余肉を除去
する。ピストンを回転させて一点テ加工する場合には、
切粉を溶かすために表面速度を高速にすることが必要で
ある。しかしながら。

本発明の場合は高速で回転するミーリングカッターを使
用し、一方、ピストンは、遠心力によるひずみが生じな
い程度の比較的遅いスピードで回転させるだけでよい。

ピストンの円筒表面上の湯道はミーリング加工前に折除
される。しかしながら、ピストン端表面上の湯口はミー
リングカッターで除去される。かくして１本発明では、
湯口の切断の必要がなくなる。

本発明の方法と装置によれば、ピストンは比較的低速で
回転し、比較的高速で回転するミーリングカッターは、
回転するピストンにそって移動しながら、カッターエレ
メントによってピストン表面の余肉に連続的に切込んで
この余肉を除去する。

ミーリングカッターは、ピストンの端表面と円筒面を荒
仕上するための径路にそってガイドされる。

実施例 以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図〜第３図において、１０はミーリングマシンを示
し、このミーリングマシンｌＯはベース１４の上に取付
けたヘッドストック１２を有し、そして主軸１６を回転
するモータを内蔵している。ミーリングカッター１３は
モーター２ｚのシャフト２０に取付けられ、このモータ
ー２２によってシャフト２０とミーリングカッター１３
を回転する。シャフト２０は主軸１６と平行に配置され
ている。

モーター２２はテープＩｖ２４の上に取付けられる。

テープ３／２４は１次にスライド２８の案内部２６に取
付けられて、主軸１６の軸心に直角なこの案内部２６に
そった往復方向に移動可能である。テープＡ／２４は。

可逆モーター８０とボールスクリュー８１によって動か
される。

８２はベース１４の横方向に形成された案内部で、スラ
イド２８はこの案内部８２に取付けられて、主軸１６の
軸心に平行な往復方向に摺動する。このスライド２８は
可逆モーター８４とボールスクリュー８５によって往復
方向に動かされる。

カッター１３の外周部８６は互いに平行な側面８８と４
０を有し、また多数の長方形状のカッティングエレメン
ト４４を周方向に等間隔に配置している。それぞれのカ
ッティングエレメント４４は、カッター１３の外周部８
６の周縁と交差して形成され１こノツチ４５に固定され
ている。すなわち、カッティングエレメント４４は、七
ットヌクリュ−５０によって一定位置に保持されたウエ
ジ４８によって所定位置に固定されている。それぞれの
カッティングエレメント４４の巾は、カッターの外周部
８６の厚みよりわずかに大きく、またその長さは、この
カッティングエレメント４４を取付けるためのノツチ４
５の深さよりわずかに大きい。それぞれのカッティング
エレメント４４は、−側端部がカッターの側面４０と面
一になるように取付けられている。カッティングエレメ
ント４４の反対側端部５１は、カッターの反対側の側面
８８を越えて突出している。カッティングエレメント４
４の径方向の外側の端部５８は、カッターの周部を越え
て突出している。

工作物、すなわち本例においてはたとえばアルミニウム
あるいは鋳鉄製のピストンＰは、主１ｍ１１１１６に取
付けられる。ピストンＰは、ヘッド５２と、このヘッド
５２の一側面から伸びる円筒状のヌカート５４ト、この
ピストンＰをピストン棒に連結するためのビンを支える
通常の内部シャーナＡ１５５とを有している。ジャーナ
Ｊ′ｖ５５はヌカート５４の肉厚を円周上に不均一なも
のとし、この肉厚の不均一は、もしピストンＰが非常に
高速に回転した場合には、ひずみの発生の原因となる。

ピストンＰはスリーブが形成され、そして主軸１６の軸
と同軸心でこの主軸１６に取付けられる。ピストンＰを
主軸１６に取付けるために、たとえばクロスピン５８の
ような適当な手段を用いても良い。

前述したように、ピストンＰは湯口５９や湯道６０を含
む過剰な材料を発生する手順で鋳造される。

湯道６０は通常折取られ、ピストンＰの円筒表面に残存
部６１が残り、この残存部６１がミーリング加工される
。第１図に湯道を仮想線で示す。プレーカー６２はベー
ク１４上に取付けられ、主軸１６に取り付けられたピス
トンＰが最初に回転する時に、その位置において、湯道
６０を叩きこの湯道６０を折り取る。鋳造されたピスト
ンＰのヘッド６２およびヌカ−ト５４はともにいくぶん
大きめに鋳込まれ、したがって余分の材料は削除されね
ばならない。湯口５９や湯道６０の残存部６１を含む過
剰な材料は、ミーリング加工によって削除される。

本方法を実施する場合には、ミーリングカッターは第４
図に示した径路にそって移動する。動作時において、鋳
込まれ１こピストンＰは、主軸１６の軸心とこのピスト
ンＰの軸心とが同心軸の位置となるように、主軸１６に
取付けられる。主軸１６は比較的に低速で回転し、その
回転速度はピストンＰが遠心力によって半径方向にひず
みを起さない程度の速度である。ピストンＰがアルミニ
ウム製のピストンであると仮定すると、毎分２０００回
転の速度が推奨される。主軸１６が回転を始め、ミーリ
ング加工がなされる前に、湯道６０はプレーカー６２を
叩くことにより折り取られる。

ミーリングカッター１３は、カッティングエレメント４
４が約４２００メートル・毎分（１４０００８ＰＰＭ）
の周速で移動するような速度でもって回転し、その回転
速度は、アルミニウム製ピヌトンから削除される切粉を
溶かするのに必要な熱を発生するのに十分な速さである
。

第４図は荒仕上中のミーリングカッター１３の移動径路
を示す。モーター３０と８４は、第４図に示すようにカ
ッター径路の止端部分７０にミーリングカッター１３を
位置させるように作動する。ミーリングカッター１３が
、径路の部分７０に従ってピストン端部を内側に横切り
、ピストンの中間点へ移動するように、モーター８０は
作動する。ここでカッターエレメント４４の端部５１と
５８は、ヘッド５２の端表面から余肉を除去し、ワンパ
ヌでヘッド５２の全端表面を荒仕上する。また、湯口５
９は、このカッター１３の内方向への移動中に、このカ
ッター１３によって除去される。そしてモーター８４の
作動により、ミーリングカッター１３は図における右側
に移動しピストンヘッド５２からはなれる。そしてピス
トンを傷つけないように、ミーリングカッター１３は。

モーター８０によって、径路の部分７２にそって外側を
移動する。そしてモーター８４の作動により、ミーリン
グカッター１３は径路の部分７４に従って図における左
側に移動する。その結果カッターエレメント４４の側面
５１と外端５８は余肉を除去し、ピストンスカート５４
の全円筒表面を荒仕上する。湯道折除部の残存部分６１
は、同時に除去される。その後ミーリングカッター１３
が、第４図に示した径路にそって始動時の位置に帰るよ
うにモーター８０と８４は作動する。

カッティングエレメント４４の周速は、ピストンＰの端
表面やピストンスカート５４の円筒表面から除去される
切粉や余肉が、その発生熱の１こめに溶けるような、ス
ピードである。したがって、荒仕上を完成するに必要な
力は節減される。

カッティングエレメント４４の端部５１とは反対側の端
部は、カッター１３の側面４０と面一である。面一にす
ることによって、カッター１３の側面４０は。

遠心力によって生ずるひずみのために湯口５９が早期に
折除されるのを防止して、ミーリング加工されるように
湯口５９を支持するのに役立つ。

カッティングエレメント４４を取り付けるノツチ４５は
カッター１３を完全に貫通して形成されているので、カ
ッティングエレメント４４ハ、カッター１３の反対側の
面４０での荒仕上のために入れ替えることができる。

ピストンＰは、荒仕上された後焼鈍され１通常の方法で
仕上加工される。

発明の効果 本発明は以上説明したように、ピストンなどの荒仕上に
際し、従来のバイトによる施削加工をミーリングにて加
工するものに置き換えるもので。

高速で回転するミーリングカッターを使用し、一方、ピ
ストンは遠心力によるひずみを生じない程度の比較的遅
いスピードで回転し、ミーリングカッターのカッターエ
レメントは回転するピストンにそって移動しながら、ピ
ストン表面の余肉に連続的に切り込み余肉を均一に除去
するので、ピストンの端表面および円筒表面上の余肉を
均一に除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の平面図。 第２図は第１図の装置の一部を構成するミーリングカッ
ターの部分側面図、第８図は第１図に示すピストンとミ
ーリングカッターの部分拡大図であって、第１図の位置
からピストンを９０度回転させた状態を示す図、第４図
はミーリングカッターの移動径路を示す線図である。 Ｐ・・・ピストン（工作物）、１０・・・ミーリングマ
シン、１３・・・ミーリングカッター、８６・・・外周
部、ｓｓ。 ４０・・・（ＩＦ５面、ｓ４・・・カッティングエレメ
ント、５２・・・ヘッド、５４・・・スカート、５９・
・・湯口、６０・・・湯道、６１・・・残存部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピストンなどの円筒形工作物の荒仕上の方法であつ
   て （ａ）上記工作物をその軸心まわりに回転し （ｂ）円周上にそつて多数のカッティングエレメントを
   配置した円形状のミーリングカッターをその軸心まわり
   に回転し （ｃ）上記回転する工作物と上記回転するミーリングカ
   ッターを相対的に配置し （ｄ）上記カッティングエレメントを連続的に上記回転
   する工作物に切り込ませて、工作物の表面から連続的に
   余肉を除去することを特徴とする工作物の仕上加工方法
   。 ２、上記工作物は、その円筒表面上に湯道を有し、上記
   湯道はミーリング加工前に折除されて、上記円筒表面上
   に湯道の折除跡が残存し、上記回転する工作物と上記回
   転するミーリングカッターを上記工作物の軸心に平行に
   、相対的に移動させ、上記円筒表面上の湯道跡を含む余
   肉に、上記カッターエレメントを切り込ませて、余肉を
   除去することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の工作物の仕上加工方法。 ３、上記工作物は、その端表面上に湯口を有し、上記回
   転する工作物と上記回転するミーリングカッターを、上
   記工作物の軸心に直角方向に相対的に移動させて、上記
   端表面上の湯口を含む余肉に、上記カッターエレメント
   を切り込ませて、余肉を除去することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の工作物の仕上加工方法。 ４、上記工作物はその円筒表面上に湯道を、その端表面
   上に湯口を有し、上記湯道はミーリング加工前に折除さ
   れて、上記円筒表面上に湯道の折除跡が残存し、上記回
   転する工作物と上記回転するミーリングカッターを上記
   工作物の軸心に平行に相対的に移動させて、上記円筒表
   面上の湯道跡を含む余肉に、上記カッティングエレメン
   トを切り込ませて余肉を除去し、さらに上記回転する工
   作物と上記回転するミーリングカッターを上記工作物の
   軸心に直角方向に相対的に移動させて、上記工作物の端
   表面上の湯口を含む余肉に、上記カッティングエレメン
   トを切り込ませて、余肉を除去することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の工作物の仕上加工方法。 ５、上記工作物は、その軸心まわりの回転によつて生ず
   る遠心力により半径方向に明らかなひずみを発生しない
   程度の速度で回転されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の工作物の仕上加工方法。 ６、上記ミーリングカッターは、上記カッティングエレ
   メントによつて除去される余肉を溶かすために必要な熱
   を発生するように、十分な表面速度でもつて速く回転さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工
   作物の仕上加工方法。 ７、ピストンなどの円筒形工作物の荒仕上のための装置
   であつて （ａ）上記工作物をその軸心まわりに回転する手段と （ｂ）円周上にそつて多数のカッティングエレメントを
   配置した円形状ミーリングカッターと （ｃ）上記ミーリングカッターをその軸心まわりに回転
   する手段と （ｄ）上記カッティングエレメントを連続的に上記回転
   する工作物に切り込ませて、工作物の表面から連続的に
   余肉を除去するように、上記回転する工作物と上記回転
   するミーリングカッターを相対的に位置させるための手
   段とにより構成されることを特徴とする工作物の仕上加
   工装置。 ８、上記カッティングエレメントを上記工作物の円筒表
   面に切り込ませて、上記円筒表面から余肉を除去するよ
   うに、上記回転する工作物と上記回転するミーリングカ
   ッターとを上記工作物の軸心に平行な方向に相対的に移
   動するための手段を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載の工作物の仕上加工装置。 ９、上記カッティングエレメントを上記工作物の端表面
   に切り込ませて、上記端表面から余肉を除去するように
   、上記回転する工作物と上記回転するミーリングカッタ
   ーとを上記工作物の軸心に直角方向に相対的に移動する
   ための手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載の工作物の仕上加工装置。 １０、上記カッティングエレメントを上記工作物の円筒
   表面に切り込ませて、上記円筒表面から余肉を除去する
   ように、上記回転する工作物と上記回転するミーリング
   カッターとを上記工作物の軸心に平行な方向に相対的に
   移動するための手段と、上記カッティングエレメントを
   上記工作物の端表面に切り込ませて、上記端表面から余
   肉を除去するように、上記回転する工作物と上記回転す
   るミーリングカッターとを上記工作物の軸心に直角方向
   に相対的に移動するための手段とにより構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の工作物の仕
   上加工装置。 １１、上記工作物は、その軸心まわりの回転によって生
   ずる遠心力により、半径方向に明らかなひずみを発生し
   ない程度の速度で回転されることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載の工作物の仕上加工装置。 １２、上記ミーリングカッターは、上記カッティングエ
   レメントによつて除去される余肉を溶かすために必要な
   熱を発生するように、十分な表面速度でもつて速く回転
   されることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
   工作物の仕上加工装置。 １３、上記ミーリングカッターは、その周辺の外周部に
   上記カッターエレメントを配備し、上記カッターエレメ
   ントは上記ミーリングカッターの外周部の周縁を越えて
   外向きに突出し、上記カッターエレメントの一側面は上
   記ミーリングカッターの外周部の一側面を越えて横方向
   に突出し、上記カッターエレメントの反対側の側面は上
   記ミーリングカッターの外周部の反対側の側面と面一と
   なるように構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載の工作物の仕上加工装置。 １４、上記工作物の円筒表面上の湯道を上記工作物の最
   初の回転で叩いて折除するためのブレーカを上記工作物
   の近傍に有することを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載の工作物の仕上加工装置。