(57)【要約】【課題】旋削加工に伴って発生する切り屑の処理をより適切に行なう。【解決手段】ワークの被旋削面１４に局所的に電子ビームやレーザービームなどの高密度エネルギビームを照射することにより、硬度の高いチル層を形成する溶融部１４Ａを形成し、この溶融部１４Ａを形成した被旋削面１４に対して工具を用いて旋削加工を行なう。これにより、旋削加工に伴って発生する切り屑を溶融部１４ＡのピッチＬで分断しやすくすることができ、切り屑が長く伸びてワークや旋削工具に絡まるのを抑制することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のワークを旋削加工する旋削加工方法であって、
（ａ）前記ワークの被旋削面の少なくとも一カ所を局所的に硬化させる加工を施し、
（ｂ）該加工を施した被旋削面を旋削加工する
旋削加工方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）は、高密度エネルギビームを照射することにより前記ワークの被旋削面に溶融部を形成する工程である請求項１記載の旋削加工方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）は、旋削方向を横切るよう前記高密度エネルギビームを照射する工程である請求項２記載の旋削加工方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）は、前記溶融部の深さが前記旋削加工における旋削深さに対して２０％以上となるよう前記高密度エネルギビームを照射する工程である請求項２または３記載の旋削加工方法。
【請求項５】
前記工程（ａ）は、前記ワークの被旋削面の全周に亘って連続線として前記溶融部を形成する工程である請求項２ないし４いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）は、旋削方向に対してジグザグ状または波状に前記溶融部を形成する工程である請求項２ないし５いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項７】
前記高密度エネルギビームは、レーザービームである請求項２ないし６いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項８】
前記高密度エネルギビームは、電子ビームである請求項２ないし６いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項９】
前記ワークは、所定の延性材料により形成されてなる部材である請求項１ないし８いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項１０】
前記所定形状のワークは、回転体である請求項１ないし９いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項１１】
前記所定形状のワークは、円筒部を有し、該円筒部の内面が前記被旋削面として旋削される部材である請求項１０記載の旋削加工方法。
【請求項１２】
前記ワークは、オートマチックトランスミッションに組み込まれるクラッチドラムとして用いられる部材である請求項１１記載の旋削加工方法。
【請求項１３】
前記ワークは、プレス加工品である部材である請求項１ないし１２いずれか記載の旋削加工方法。
【請求項１４】
旋削加工に用いるワークであって、
旋削加工前の被旋削面の少なくとも一カ所を局所的に硬化させる加工が施されてなる
ワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定形状のワークを旋削加工する旋削加工方法および旋削加工に用いるワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の旋削加工方法としては、チャックでワークを把持した主軸をモータにより回転させると共にワークの被旋削面に工具を押し当てることにより旋削加工を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この旋削加工方法では、旋削加工を行なっている最中に主軸の回転数を一時的に変化させたり工具の送り速度を一時的に変化させたりすることにより、切り屑が長く伸びないように適当な長さで分断させ、切り屑が工具やワークに絡まないようにしようとしている。
【０００３】
こうした旋削加工に伴って発生する切り屑を適当な長さで分断させるための手法としては、旋削箇所に対してノズル装置から高圧クーラントを噴射するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この旋削加工方法では、バイトの旋削点に高圧クーラントを噴射することにより、旋削点への必要なクーラントを供給すると共に旋削加工に伴って発生する切り屑を適当な長さで分断することができるとしている。
【０００４】
また、旋削加工に伴って発生する切り屑を分断させるための旋削加工用の工具としてチップブレーカーを用いるものも提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０５−５０３０１号公報
【特許文献２】特開平０８−２５２７４５号公報
【非特許文献１】「２００７京セラ切削工具」，京セラ株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、主軸の回転数や工具の送り速度を変化させる手法では、主軸の回転数や工具の送り速度を変化させることによりワークの旋削面の仕上がりに悪影響を与える場合が考えられ、旋削加工の際の主軸の回転数や工具の送り速度に対して制約を受けることにもなる。また、高圧クーラントをワークの旋削点に噴射する手法では、旋削が進むに従って旋削加工面が移動するから、高圧クーラントの噴射が不安定となり、十分な効果を得ることができない場合がある。さらに、チップブレーカを用いる手法によっても、チップブレーカの使用には主軸（ワーク）の回転数や工具の送り速度，工具の切り込み量などの適用範囲が定められていることからから、用いる旋盤やワーク素材の延性（例えば、軟鋼やアルミニウム鋼など）によってはチップブレーカを使用できない場合やチップブレーカを使用できても十分な効果を得ることができない場合がある。
【０００６】
本発明の旋削加工方法および旋削加工に用いるワークは、旋削加工に伴って発生する切り屑をより適切に処理できるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の旋削加工方法および旋削加工に用いるワークは、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の旋削加工方法は、
所定形状のワークを旋削加工する旋削加工方法であって、
（ａ）前記ワークの被旋削面の少なくとも一カ所を局所的に硬化させる加工を施し、
（ｂ）該加工を施した被旋削面を旋削加工する
ことを要旨とする。
【０００９】
この本発明の旋削加工方法によれば、ワークの被旋削面の少なくとも一カ所を局所的に硬化させる加工を施し、この加工を施した被旋削面を旋削加工する。これにより、旋削加工に伴って発生する切屑を適切な長さで分断させることができ、旋削加工に伴う切屑の処理をより適切に行なうことができる。
【００１０】
こうした本発明の旋削加工方法において、前記工程（ａ）は、高密度エネルギビームを照射することにより前記ワークの被旋削面に溶融部を形成する工程であるものとすることもできる。こうすれば、より容易にワークの被旋削面を局所的に硬化させることができる。ここで、「高密度エネルギビーム」には、レーザービームや電子ビームが含まれる。この態様の本発明の旋削加工方法において、前記工程（ａ）は、旋削方向を横切るよう前記高密度エネルギビームを照射する工程であるものとすることもできる。こうすれば、切り屑を更に分断し易くすることができる。これらの態様の本発明の旋削加工方法において、前記工程（ａ）は、前記溶融部の深さが前記旋削加工における旋削深さに対して２０％以上となるよう前記高密度エネルギビームを照射する工程であるものとすることもできる。さらに、これらの態様の本発明の旋削加工方法において、前記工程（ａ）は、前記ワークの被旋削面の全周に亘って連続線として前記溶融部を形成する工程であるものとすることもできる。こうすれば、高密度エネルギビームの照射をより容易なものとすることができる。さらに、これらの態様の本発明の旋削加工方法において、前記工程（ａ）は、旋削方向に対してジグザグ状または波状に前記溶融部を形成する工程であるものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の旋削加工方法において、前記ワークは、所定の延性材料により形成されてなる部材であるものとすることもできる。ここで、「所定の延性材料」には、炭素鋼や構造用合金鋼，バネ鋼，軸受け鋼，工具鋼，ステンレス鋼，冷間圧延鋼板，熱間圧延鋼板，ハイテン鋼などの材料が含まれる。こうした延性材料により形成されたワークの旋削加工に本発明の旋削加工方法を適用することにより、旋削加工に伴って発生する切り屑をより適切に処理することができる本発明の効果をより顕著なものとすることができる。
【００１２】
さらに、本発明の旋削加工方法において、前記所定形状のワークは、回転体であるものとすることもできる。この場合、前記所定形状のワークは、円筒部を有し、該円筒部の内面が前記被旋削面として旋削される部材であるものとすることもできる。これにより、旋削加工に伴って発生する切り屑をより適切に処理することによって切り屑がワークや旋削工具に絡まないようにする本発明の効果をより顕著なものとすることができる。この場合、前記ワークは、オートマチックトランスミッションに組み込まれるクラッチドラムとして用いられる部材であるものとすることもできる。
【００１３】
また、本発明の旋削加工方法において、前記ワークは、プレス加工品である部材であるものとすることもできる。
【００１４】
本発明のワークは、
旋削加工に用いるワークであって、
旋削加工前の被旋削面の少なくとも一カ所を局所的に硬化させる加工が施されてなる
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明のワークでは、旋削加工前の被旋削面の少なくとも一カ所を局所的に硬化させる加工が施されてなるから、この被旋削面を旋削加工することにより、旋削加工に伴って発生する切り屑の処理をより適切に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、ドラム部材１２の外観を示す外観斜視図であり、図２は、図１のドラム部材１２のＡ−Ａ断面を示す断面図であり、図３は、ドラム部材２０が組み込まれたオートマチックトランスミッション１０の構成の概略を示す構成図である。ドラム部材１２は、実施例では、ＳＡＰＨなどの圧延鋼板をプレス加工して形成されたものであり、図示するように、オートマチックトランスミッション１０に組み込まれるクラッチドラムとして用いられ、その円周には歯形（スプライン）が形成されている。なお、オートマチックトランスミッション１０は、複数の遊星歯車機構と、複数のクラッチとからなるＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）用のリバース付き５段変速のトランスミッションとして構成されている。
【００１８】
ドラム部材１２は、クラッチドラムとしてオートマチックトランスミッション１０に十分な精度をもって組み込むために円筒内周面（以下、被旋削面１４という）に旋削加工が施される。以下、ドラム部材１２の被旋削面１４に旋削加工を施すための手順について説明する。
【００１９】
図４は、ドラム部材１２の被旋削面１４に対する前処理としての溶融処理を行なう溶融処理装置２０の構成の概略を示す構成図である。この溶融処理装置２０は、図示するように、加工室２１内を減圧させて真空とする真空減圧装置２２と、加工室２１内に収容されワークとしてのドラム部材１２を略４５度傾けて載置すると共にモータ２３の回転力をドラム部材１２の回転として伝達するワーク台２４と、高密度エネルギビームとしての電子ビームを照射するビーム照射装置２６と、ビーム照射装置２６から照射されたビームがワーク台２４に載置されたドラム部材１２被旋削面（円筒内周面）１４に対して所定の照射パターンをもって照射されるよう調節する照射調節部２８とを備える。照射調節部２８は、集束レンズと偏光レンズと各レンズを駆動する駆動部とから構成されている。なお、真空減圧装置２２やモータ２３，ビーム照射装置２６，照射調節部２８は図示しないコントローラによって制御されている。図５に、ドラム部材１２の被旋削面１４に照射する高密度エネルギビームの照射パターンの一例を示し、図６に、高密度エネルギビームの照射に伴ってドラム部材１２の被旋削面１４に形成される溶融部１４Ａの断面を示す。図示するように、ドラム部材１２の被旋削面１４には、後述する旋削加工の際の旋削方向に対して全周に亘ってジグザグ状の連続線となる照射パターンで高密度エネルギビームが照射されており、高密度エネルギビームが照射された部位が溶融して溶融部１４Ａを形成する。この溶融部１４Ａは、短時間のうちに冷却され、硬度の高いチル層を形成する。したがって、ドラム部材１２の被旋削面１４における溶融部１４Ａと母材（高密度エネルギビームが照射されていない部分）との間に比較的大きな硬度差が生じることになる。実施例では、図６中の「α」を溶融部１４Ａの深さ（溶融深さ）とし「β」を旋削の深さ（旋削深さ）としたときに、旋削深さβに対する溶融深さαの割合が２０％以上となるよう高密度エネルギビームの出力の大きさや照射時間を定めてビーム照射装置２６を制御するものとした。この旋削深さβに対する溶融深さαの割合の具体的な値は、用いるワークの延性や後述する旋削加工装置の仕様などによって定めることができる。
【００２０】
次に、こうして溶融部１４Ａを形成する前処理を施したドラム部材１２の被旋削面１４を旋削加工する動作について説明する。図７は、ドラム部材１２の被旋削面１４の旋削加工を行なう旋削加工装置３０の構成の概略を示す構成図である。旋削加工装置３０は、一般的な旋削加工装置として構成されており、図示するように、モータ３２と、モータ３２の主軸３６に取り付けられワークとしてのドラム部材１２を把持するチャック３４と、先端にチップ３８ａが取り付けられた旋削加工用工具としてのバイト３８とを備え、モータ３２によりドラム部材１２を回転駆動する共にバイト３８のチップ３８ａを被旋削面１４に押し当てて順次送り出すことにより被旋削面１４の旋削加工を行なう。
【００２１】
図８に、旋削加工に伴って発生する切り屑の一例を示す。なお、図８（ａ）は、被旋削面１４に溶融部１４Ａを形成してから旋削加工を行なった際の切り屑を示し、図８（ｂ）は、被旋削面に溶融部を形成せずにそのまま旋削加工を行なった際の切り屑を示す。ドラム部材１２の被旋削面１４に溶融部１４Ａを形成してから旋削加工装置３０によって旋削加工を行なうと、隣接する溶融部１４Ａの間隔（溶融ピッチ）で切り屑が分断されやすくなる。これは、被旋削面１４の溶融部１４Ａと母材との間で生じる硬度差が旋削加工の際のチップ３８ａと被旋削面１４との剪断面に応力変化を与えることによるものと考えられる。このように、旋削加工の前処理として被旋削面１４に硬度の高い溶融部１４Ａを形成してから旋削加工を行なうことにより、旋削加工に伴って発生する切り屑を適当な長さで分断し、切り屑が長く伸びてドラム部材１２やバイト３８に絡まるのを抑制しているのである。
【００２２】
以上説明した実施例の旋削加工方法によれば、ドラム部材１２の被旋削面１４に対する前処理として高密度エネルギビームを照射して溶融部１４Ａを形成し被旋削面１４に局所的に硬度が高い部位を形成して硬度差を生じさせてから被旋削面１４を旋削加工するから、旋削加工に伴って発生する切り屑を適当な長さで分断させることができる。この結果、切り屑が長く伸びてドラム部材１２やバイト３８に絡まるのを抑制することができる。しかも、高密度エネルギビームの照射を旋削方向に対して全周に亘ってジグザグ状の連続線となる照射パターンとしたから、高密度エネルギビームの照射をよりスムーズに行なうことができる。
【００２３】
実施例の旋削加工方法では、ドラム部材１２の被旋削面１４にジグザグ状の溶融部１４Ａを形成するものとしたが、これに限られず、被旋削面１４に波状の溶融部を形成するものとしてもよいし、図９の変形例に示すように、被旋削面１４に網状の溶融部１４Ｂを形成するものとしてもよいし、図１０の変形例に示すように、旋削方向に対して所定間隔をもって直角に横切る線状の溶融部１４Ｃを形成するものとしてもよい。また、これらの溶融部を、被旋削面１４の全周に亘って形成してもよいし、被旋削面１４の全周の一部や一カ所に形成するものとしてもよい。ただし、旋削加工に伴って発生する切り屑を分断しやすくするために、旋削方向を横切るよう少なくとも傾斜をもたせた線をもって溶融部を形成することが望ましい。
【００２４】
実施例の旋削加工方法では、高密度エネルギビームとして電子ビームを用いてドラム部材１２の被旋削面１４に溶融部１４Ａを形成するものとしたが、これに限られず、レーザービームなどの他の高密度エネルギビームを用いるものとしてもよい。
【００２５】
実施例の旋削加工方法では、圧延鋼板により形成されたドラム部材１２の旋削加工に適用して説明したが、ドラム部材の材料としては、これに限られず、炭素鋼（例えば、ＳＳ３４やＳＳ４１，Ｓ１０Ｃ，Ｓ３５Ｃ，Ｓ４５Ｃなど）や構造用合金鋼（例えば、 ＳＣＲ４２０やＳＣＭ４２０など），ばね鋼（例えば、ＳＵＰ７など），軸受け鋼（例えば、ＳＵＪ２など），工具鋼（例えば、ＳＫ３），ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ３０４など），冷間圧延鋼板（例えば、ＳＰＣＣやＳＰＣＤなど），熱間圧延鋼板（例えば、ＳＰＨＣやＳＰＨＤなど），ハイテン鋼（例えば、ＳＰＦＨ５５やＳＡＰＨ４４０，ＳＰＣ３４０など）などの延性材料により形成された部材の旋削加工に適用するものとしてもよいし、こうした延性材料以外の材料により形成された部材の旋削加工に適用するものとしても構わない。
【００２６】
実施例では、ワークとしてのドラム部材１２の内周面を旋削加工するものに適用するものとしたが、これに限定されるものではなく、ワークの外周面を旋削加工するものに適用するものとしても構わない。
【００２７】
実施例では、ワークを旋削加工する旋削加工方法の形態として説明したが、こうした旋削加工方法に用いられるワークの形態とするものとしてもよい。
【００２８】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ドラム部材１２の外観を示す外観斜視図である。
【図２】図１のドラム部材１２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】ドラム部材１２が組み込まれるオートマチックトランスミッション１０の構成の概略を示す構成図である。
【図４】溶融処理装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図５】ドラム部材１２の被旋削面１４に照射する高密度エネルギビームの照射パターンの一例を示す説明図である。
【図６】高密度エネルギビームの照射に伴ってドラム部材１２の被旋削面１４に形成される溶融部１４Ａの断面を示す断面図である。
【図７】ドラム部材１２の被旋削面１４の旋削加工を行なう旋削加工装置３０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】旋削加工に伴って発生する切り屑の一例を示す。
【図９】変形例の高密度エネルギビームの照射パターンを示す説明図である。
【図１０】変形例の高密度エネルギビームの照射パターンを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  オートマチックトランスミッション、１２  ドラム部材、１４  被旋削面、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ  溶融部、２０  溶融処理装置、２１  加工室、２２  真空減圧装置、２３  モータ、２４  ワーク台、２６  ビーム照射装置、２８  照射調節部、３０  旋削加工装置、３２  モータ、３４  チャック、３６  主軸、３８  バイト、３８ａ  チップ。
【図１】
2008307656.tif 000003
【図２】
2008307656.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008307656.tif 000009
【図８】
2008307656.tif 000010
【図９】
2008307656.tif 000011
【図１０】
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