(57)【要約】【課題】スカイビング加工の際に生じるびびりの発生を抑制し、不良品を発生させることのない中繰切削チップを提供する。【解決手段】円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工に用いられる中繰切削チップ１０であって、すくい面２と横逃げ面３と前逃げ面４とが交差する前切刃稜５に前記各面２，３，４に渡る微小面取り１を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工に用いられる中繰切削チップであって、
すくい面と横逃げ面と前逃げ面とが交差する前切刃稜に前記各面に渡る微小面取りを設けたことを特徴とする中繰切削チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工に用いられる中繰切削チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダなどの流体圧シリンダのシリンダ本体のような円筒形状製品において、精密な内周加工が必要で、内周の軸方向長さが長い場合には、片持ち状態の中繰バーを用いたスカイビング（切削）加工とバニシング（仕上げ塑性）加工とを組み合わせた内周加工が行われている。
【０００３】
その詳細は後述するが、バニシング加工で要求される表面粗度の良品を得るためには、スカイビング加工においても所定の表面粗度で内周切削加工する必要がある。
【０００４】
しかしながら、スカイビング用の中繰切削チップは、片持ち状態の中繰バーの先端部分に設置されているため、びびりが生じる場合があり、その場合には、要求された表面粗度に切削加工できず、不良品となることがあり、改善が求められていた。
【０００５】
一方、アルミニウムや銅などの非鉄金属材料、あるいは、プラスチックなどの非金属材料等の被切削物の切削加工に用いるダイヤモンド切削バイトについては、該バイトのすくい面と前逃げ面との交線である前切刃稜に幅が０．２〜０．８μｍの面取りを設けて、良好な鏡面の切削加工面を得ることができると、特許文献１に記載されている。
【０００６】
しかしながら、この特許文献１には、このような面取りが、油圧シリンダのような鉄鋼製の円筒形状製品のスカイビング加工に用いる中繰切削チップにより生じるびびりの問題の解決に有効である旨の記載はなかった。
【特許文献１】特許第２６６７６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を改善しようとするもので、スカイビング加工の際に生じるびびりの発生を抑制し、びびりによる不良品を発生させることのない中繰切削チップを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の中繰切削チップは、円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工に用いられる中繰切削チップであって、すくい面と横逃げ面と前逃げ面とが交差する前切刃稜に前記各面に渡る微小面取りを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の中繰切削チップによれば、円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工に用いられる中繰切削チップであって、すくい面と横逃げ面と前逃げ面とが交差する前切刃稜に前記各面に渡る微小面取りを設けたので、スカイビング加工の際に生じるびびりの発生を抑制し、びびりによる不良品を発生させることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の中繰切削チップの一例を示すもので、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその前面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）は（ａ）の微小面取り部分Ａの拡大図、（ｅ）は（ｄ）の側面図、（ｆ）は、（ｅ）のＸＸ断面図である。
【００１２】
この中繰切削チップ１０は、円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工に用いられる中繰切削チップであって、すくい面２と横逃げ面３と前逃げ面４とが交差する前切刃稜５に前記各面２、３、４に渡る微小面取り１を設けたことを特徴とする。
【００１３】
スカイビング加工の対象とする具体例としては、ここでは鋼鉄を素材とする流体圧シリンダのシリンダ本体を以下例示するが、これに限定されるものではない。
【００１４】
ここで、すくい面２とは、中繰り内周加工において、円筒形状製品の内周の未加工面に食い込んで、この未加工面をすくい出す面をいい、横逃げ面３とは、すくい面２での加工後の内周面に対面して、この加工後内周面を径方向に逃がす面をいい、前逃げ面４とは、この加工後内周面を軸方向に逃がす面をいう。
【００１５】
この中繰切削チップ１０は、このチップ１０をチップホルダに取りつける際の基準平面となる取付面６と、取付孔７とを備えている。チップ１０の素材は、 超硬度で、耐摩耗性、耐欠損性、高靭性を有したコーティングセラミック素材が好適である。
【００１６】
この中繰切削チップ１０の特徴とする微小面取り１は、より具体的には、横逃げ面３上の横逃げ面辺１ａと、すくい面２上のすくい面辺１ｂと、前逃げ面４上の前逃げ面辺１ｃで構成された三角形形状となっている。
【００１７】
加えて、このチップ１０では、横逃げ面辺１ａに対向する、すくい面辺１ｂと前逃げ面辺１ｃとが交わる頂１ｄとの面取り幅Ｂが、該チップ１０の基準平面６方向で、０．２５ミリ以上、０．３５ミリ以下であって、前記微小面取り１のすくい面２に対する面取り傾斜角θが１５度以上から２５度以下という構成となっている。
【００１８】
面取り傾斜角θは、上記角度範囲が好適である、特に、これまでの試行錯誤の結果では、２０度とするのがびびりの発生をもっとも好適に抑制することができる。
【００１９】
このような微小面取り１は、これまで、出願人における加工ノウハウとして、現場の加工担当者によって経験的に獲得されたものであり、この微小面取り１の面取り幅Ｂと面取り傾斜角θとを上記の数値範囲とすることで、びびりの発生を抑えることができる。
【００２０】
ここで、本発明の解決課題とするスカイビング加工におけるびびりの問題の背景を明確にするため、本発明の中繰切削チップ１が用いられる円筒形状製品の内周加工について説明する。
【００２１】
図２（ａ）は図１の中繰切削チップを用いた中繰装置の一例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）で中繰加工される円筒形状製品を例示する縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＹＹ断面図である。
【００２２】
この中繰装置２０は、ベース部３１と、このベース部３１上に設置され、加工対象である円筒形状製品Ｗの前端を固定する前端固定部３２と、後端を固定する後端固定部３３と、中繰りバー２０を回転させる回転駆動部３４とを備えている。
【００２３】
中繰りバー２０は、その先端側に中繰切削チップ１０を径方向に出し入れ可能に設置する、スカイビング加工用の切削ヘッド部１１と、この切削ヘッド部１１で切削加工された内周を、回転する小ローラにより押圧して仕上げ塑性加工するバニシング加工用の塑性加工部１３とを備えている。
【００２４】
切削ヘッド部１１は、中繰切削チップ１０を径方向に出し入れ可能に収容する切削チップホルダ１２と、この中繰切削チップ１０より後側（反先端側）で、切削加工後の内周に接触して、切削ヘッド部１１の上下方向（図２（ｃ）参照。）の振れを抑制する上下振れ止め１１ａと、左右方向の振れを抑制する左右振れ止め１１ｂとを備えている。
【００２５】
切削対象である流体圧シリンダのシリンダ本体Ｗは、より肉厚のヘッド取付部Ｗａと、シリンダ本体Ｗの軸長の大部分を占める所定肉厚のパイプ部Ｗｂとを溶接部Ｗｃにより溶接連結し、完全に流体密が維持されているものである。
【００２６】
このような構成で、この中繰装置では、中繰りバー２０を回転させながら、図２（ａ）の右側から左側へ、まず、中繰切削チップ１０を所定外径となるように突出させた状態で進行させ、内周切削のスカイビング加工を行う。
【００２７】
この際、切削後の内周に上下振れ止め１１ａと、左右振れ止め１１ｂとが接触して、切削によりシリンダ本体Ｗの振れ止めをして、びびりが発生しないようにしているが、中繰りバー２０の先端側は特に支持されておらず、これまでの微小面取り１のない中繰切削チップでは、びびりの発生を完全に抑えることはできなかった。
【００２８】
しかしながら、本発明の微小面取り１を備えた中繰切削チップ１０によれば、びびりの発生を極力抑制することができるようになった。その結果については、図３を用いて後述する。
【００２９】
なお、このスカイビング加工においては、図２（ａ）、（ｂ）の右側から左側方向に切削油が供給され、切削に伴う切り粉は、この切削油に運ばれて、図１（ａ）の左側下方への開口部分から排出されるようになっている。
【００３０】
こうして、シリンダ本体Ｗの左端までスカイビング加工が終了すると、中繰切削チップ１０を突出状態から径方向に中心側へ後退させた状態で、 中繰りバー２０を左側から右側へ逆行させながら、塑性加工部１３でバニシング加工を行うことで、シリンダ本体Ｗの内周仕上げ加工をすることができる。
【００３１】
図３（ａ）は、図２の中繰りバーによる内周加工後のシリンダ本体の内周の表面粗度を示すグラフ、（ｂ）は、微小面取りの無い中繰切削チップを用い、びびりが発生した場合の内周加工後のシリンダ本体の内周の表面粗度を示すグラフである。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）の横軸は、内周加工後のシリンダ本体Ｗの内周の基準点からの軸方向の距離であり、単位はミリメータ（ｍｍ） である。縦軸は、内周加工後の内径の基準内径からの大小であり、単位はマイクロメータ（μｍ）である。
【００３３】
なお、図示しているように、横軸の表示数値は、図３（ａ）では０．２ｍｍ間隔であるのに対し、図３（ｂ）では０．５ｍｍ間隔である。また、縦軸の表示数値は、図３（ａ）では０．５μｍ間隔であるのに対し、図３（ｂ）では、その２０倍である、１０μｍとなっている点に注意する。
【００３４】
図３（ａ）を見ると解るように、本発明の中繰切削チップ１０を使って内周加工した場合は、びびりが発生せず、加工後の最大の径の大小は、０．５μｍ程度に収まっている。なお、この実施例における面取り幅Ｂは０．３ミリ、面取り傾斜角θは２０度である。
【００３５】
一方、図３（ｂ）を見ると、微小面取りないチップを使って、びびりが発生した場合は、加工後の最大の径の大小は、１０μｍを越えるものとなっている。
【００３６】
つまり、図３（ａ）の本発明の中繰切削チップ１０による場合は、図３（ｂ）のびびりが発生した場合に比べ、内周加工後の表面粗度が約２０倍良くなっていること、つまり、スカイビング加工時にびびりが発生していないことが解り、その後、バニシング加工をすることで、良品を得ることができる。
【００３７】
これに対し、びびりが発生した図３（ｂ）の場合は、この後バニシング加工をしても良品とはなっていないのである。
【００３８】
このような不良品の発生は、この事例のようなシリンダ本体Ｗを加工対象とする場合、加工前の素材が、ヘッド取付部Ｗａとパイプ部Ｗｂとを溶接部Ｗｃにより流体密に一体化したものであるという、かなり前工程の多いものなので、そのコスト的影響も大きいものである。
【００３９】
つまり、本発明の中繰切削チップ１０によれば、スカイビング加工の際に生じるびびりの発生を抑制し、不良品を発生させることがなくなり、特に、素材の前加工の工程が多い場合には、コストメリットも大きいものである。
【００４０】
加えて、微小面取りを施すことによって、慢性的に生じていたびびりによる不良品をなくすことができ、また、チップ欠けを回避して、このチップ欠けによる不良もなくすことができる。
【００４１】
なお、本発明の中繰切削チップは、上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の中繰切削チップは、円筒形状製品の内周加工であるバニシング加工の前工程として行われるスカイビング加工の際に生じるびびりの発生を抑制し、びびりによる不良品を発生させることのないことが要請される産業分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の中繰切削チップの一例を示すもので、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその前面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）は（ａ）の微小面取り部分Ａの拡大図、（ｅ）は（ｄ）の側面図、（ｆ）は、（ｅ）のＸＸ断面図
【図２】（ａ）は図１の中繰切削チップを用いた中繰装置の一例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）で中繰加工される円筒形状製品を例示する縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＹＹ断面図
【図３】（ａ）は、図２の中繰りバーによる内周加工後のシリンダ本体の内周の表面粗度を示すグラフ、（ｂ）は、微小面取りの無い中繰切削チップを用い、びびりが発生した場合の内周加工後のシリンダ本体の内周の表面粗度を示すグラフ
【符号の説明】
【００４４】
１      微小面取り
１ａ    横逃げ面辺
１ｂ    すくい面辺
１ｃ    前逃げ面辺
１ｄ    頂
２      すくい面
３      横逃げ面
４      前逃げ面
５      前切刃稜
１０      中繰切削チップ
Ｂ      面取り幅
θ      面取傾斜角
Ｗ      円筒形状製品
【図１】
2009297875.tif 000003
【図２】
2009297875.tif 000004
【図３】
2009297875.tif 000005