(57)【要約】【課題】旋削刃の進入角度が限定される場合であっても、工作物の破損を生じることがない旋削加工方法を提供する。【解決手段】第１旋削工程において、クランクピン２の外周面への旋削刃１１の進入角度βを、旋削刃１１の先端部の角度αよりも小さくなるように設定する（β＜α）。これにより、旋削刃１１の逃げ部１１ｂとクランクピン２との接触が回避され、第１旋削工程におけるクランクピン２の破損を防止することができる。その後の第２旋削工程において、第１旋削工程による除去部２ａに旋削刃２１を配することにより、第２旋削工程においても逃げ部２１ｂとクランクピン２との接触を回避することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に、刃面と、刃面の無い逃げ部とを有する旋削刃を用いて、工作物を回転させながら工作物の外周面を旋削するための方法であって、
工作物の外周面への旋削刃の進入角度βを、旋削刃の先端部の角度αよりも小さくなるように設定し、この旋削刃で工作物の外周面の一部を除去する第１旋削工程と、第１旋削工程による除去部に、前記旋削刃と刃面の向きを反転させた旋削刃を配し、この旋削刃で工作物の外周面を旋削する第２旋削工程と、を含む旋削加工方法。
【請求項２】
刃面の向きが異なる一対の旋削刃を用い、一方の旋削刃の第１旋削工程による除去部に他方の旋削刃を配すると共に、他方の旋削刃の第１旋削工程による除去部に一方の旋削刃を配し、各旋削刃で第２旋削工程を行う請求項１記載の旋削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物を回転させながら外周面を旋削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンに用いられるクランクシャフトでは、使用時における機械的損失を抑えるために、クランクピンやジャーナルの外周面を高精度に加工する必要がある。クランクピンやジャーナルの外周面を加工する方法として、例えば内周に切刃を有するミラーカッタを用いるミラー加工法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−２９６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のようなミラー加工法に用いられる装置は高価であり、製造コストが高騰するという問題がある。そこで、ミラー加工よりも加工コストの低い旋削加工により、クランクピンやジャーナルの外周面を加工する場合がある。
【０００５】
旋削加工は、例えば図８に示すような旋削刃１１１を有する旋削工具１１０を用いて行われる。旋削刃１１１のうち、工作物の外周面と対向する部分（以下、先端部と言う）には、刃面１１１ａと、刃面の無い逃げ部１１１ｂとが設けられている。この旋削刃１１１を、図８に示すようにクランクピン１０１の外周面に対して垂直に接触させると、旋削刃１１１の刃面１１１ａだけでなく、逃げ部１１１ｂがクランクピン１０１の外周面に接触し、クランクピン１０１が破損する恐れがある（図９参照）。
【０００６】
例えば図１０に示すように、旋削刃１１１を、クランクピン１０１の外周面に所定の角度の方向から接触させれば、上記のようなクランクピン１０１の損傷を回避することができる。具体的には、旋削刃１１１の進入角度β（クランクピン１０１の回転軸方向に対する角度β）を、旋削刃１１１の先端部の角度α（旋削刃１１１の先端部とクランクピン１０１の回転軸方向とが成す角度α）よりも小さくすればよい（β＜α）。これにより、旋削刃１１１をクランクピン１０１の外周面に接触させる際、逃げ部１１１ｂとクランクピン１０１の外周面との接触を避けることができる。
【０００７】
しかし、クランクシャフト１００のような工作物は、図８に示すようにクランクピン１０１の両側にクランクアーム１０２が設けられているため、旋削刃１１１を挿入する方向が限定され、図１０に示すような角度βで旋削刃１１１をクランクピン１０１に接触させることが困難となる。
【０００８】
本発明の課題は、旋削工具の進入角度が限定される場合であっても、工作物の破損を生じることがない旋削加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、先端部に、刃面と、刃面の無い逃げ部とを有する旋削刃を用いて、工作物を回転させながら工作物の外周面を旋削するための方法であって、工作物の外周面への旋削刃の進入角度βを、旋削刃の先端部の角度αよりも小さくなるように設定し、この旋削刃で工作物の外周面の一部を除去する第１旋削工程と、第１旋削工程による除去部に、前記旋削刃と刃面の向きを反転させた旋削刃を配し、この旋削刃で工作物の外周面を旋削する第２旋削工程と、を含む。
【００１０】
このように、本発明の旋削加工方法では、第１旋削工程において、工作物の外周面への旋削刃の進入角度βを、旋削刃の先端部の角度αよりも小さくなるように設定する。これにより、逃げ部と工作物との接触が回避され、第１旋削工程における工作物の破損を防止することができる。その後の第２旋削工程において、第１旋削工程による除去部に前記旋削刃と刃面の向きを反転させた旋削刃（前記旋削刃と同じ旋削刃であっても、異なる旋削刃であってもよい。）を配し、この旋削刃で旋削を行う。このように、除去部に旋削刃を配することで、第２旋削工程においても逃げ部と工作物との接触を回避することができる。尚、旋削刃の先端部の角度α及び旋削刃の進入角度βは、何れも工作物の回転軸方向に対する角度を言う。
【００１１】
この旋削加工において、例えば、刃面の向きが異なる２つの旋削刃を用い、一方の旋削刃による第１旋削工程で形成された除去部に他方の旋削刃を配すると共に、他方の旋削刃による第１旋削工程で形成された除去部に一方の旋削刃を配し、各旋削刃で第２旋削工程を行ってもよい。これによれば、各旋削刃の送り方向を反転させることなく旋削することができるため、製造工程が簡略化され、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の旋削加工方法によれば、工作物の外周面への旋削刃の進入角度が限定される場合であっても、旋削刃の逃げ部と工作物との接触を回避し、工作物の破損を生じることなく旋削を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本実施形態では、図１のように、工作物としてのクランクシャフト１のクランクピン２の外周面に旋削加工を施す場合を示す。クランクシャフト１は、クランクピン２と、ジャーナル（図示省略）と、クランクピン２とジャーナルとを連結するクランクアーム３とを備える。クランクシャフト１は、例えば鍛造加工により荒成形した後、クランクピン２及びジャーナルの外周面に本発明の実施形態に係る方法による旋削加工が施される。尚、以下の説明において、クランクピン２の回転軸方向を左右方向と言うが、あくまで理解し易いように図面における左右を言うものであり、実際の態様を限定する意味ではない。
【００１５】
クランクピン２の旋削加工は、クランクピン２を回転させながら行われる。クランクピン２は、クランクシャフト１の回転中心から偏心して取り付けられているため、クランクシャフト１の回転中心で回転させると、クランクピン２が上下に振れながら回転することとなる。従って、本実施形態では、クランクピン２を、自身の軸心を中心に回転させている。尚、クランクピン２をクランクシャフト１の回転中心で回転させ、クランクピン２の上下の振れに従って旋削工具を上下に振幅させてもよい。
【００１６】
クランクピン２の旋削加工は、図１に示すような一対の旋削刃１１、２１を用いて行われる。旋削刃１１、２１の先端部には、それぞれ刃面１１ａ、２１ａ（図中ハッチングで示す）及び刃面の無い逃げ部１１ｂ、２１ｂが設けられる。旋削刃１１、２１の先端部は、刃面１１ａ、２１ａに向けてクランクピン２に接近する方向に傾斜し、クランクピン２の回転軸方向に対して角度αを成している。
【００１７】
一方の旋削刃１１は、クランクピン２の上方で、且つ、クランクピン２の中央部よりも右側に配され、側面に露出した刃面１１ａが左向きになるように配される。他方の旋削刃２１は、クランクピン２の下方で、且つ、クランクピン２の中央部よりも左側に配され、側面に露出した刃面２１ａが右向きになるように配される。図示例では、旋削刃１１、２１が、クランクピン２の中心点Ｏに対して点対称となるように配される。
【００１８】
クランクピン２の旋削加工は、第１旋削工程及び第２旋削工程を経て行われる。第１旋削工程では、図１に示すように、上側の旋削刃１１を左側に送りながらクランクピン２の外周面に上方から近づけ、旋削刃１１をクランクピン２の回転軸方向に対して角度βを成した方向からクランクピン２の外周面に接触させる。このとき、クランクアーム３と旋削工具１０との干渉を避けるため、旋削刃１１は右側のクランクアーム３から離隔した箇所、例えばクランクピン２の中央部よりも左側の位置で、クランクピン２の外周面に接触させる。同時に、下側の旋削刃２１を右側に送りながらクランクピン２の外周面に下方から近づけ、角度βの方向からクランクピン２の外周面に接触させる。このとき旋削刃２１は、クランクピン２の中央部よりも右側の位置でクランクピン２の外周面に接触させる。
【００１９】
旋削刃１１、２１をクランクピン２の外周面に接触させた後、進入角度βを維持したまま、所定の深さまで挿入する（図２に実線で示す）。そして、旋削刃１１、２１の送り方向をクランクピン２の回転軸方向に切り換え、さらに前方に進める（図２に点線で示す）。これにより、クランクピン２の外周面に除去部２ａ、２ｂが形成される。尚、図面では、除去部の深さを誇張して示している。
【００２０】
上記の場合、各旋削刃１１、２１の進入角度βは、旋削刃１１、２１の先端部の角度αよりも小さくなるように設定される（β＜α）。これにより、クランクピン２のうち、逃げ部１１ｂ、２１ｂの通過する部分が、予め刃面１１ａ、２１ａで除去されるため、旋削刃１１、２１の逃げ部１１ｂ、２１ｂとクランクピン２の外周面との接触が回避され、クランクピン２の外周面の損傷を防止できる。例えば、旋削刃１１、２１の先端部角度αが３５°の場合、進入角度βは３０°程度に設定すれば良い。
【００２１】
その後、図３及び図４で示す第２旋削工程が行われる。この工程では、図３の矢印で示すように、上側の旋削刃１１を上方へ移動させて除去部２ａから離隔した後、旋削刃１１を右側に後退させる。所定の位置に達したら、旋削刃１１を下方に移動させて除去部２ｂに配する。同様に、下側の旋削刃２１を下方に移動させて除去部２ｂから離隔した後、旋削刃２１を左側に後退させる。所定の位置まで達したら、旋削刃１１を上方に移動させて除去部２ａに配する。すなわち、上側の旋削刃１１の第１旋削工程による除去部２ａに、上側の旋削刃１１と刃面の向きを反転させた下側の旋削刃２１を配すると共に、下側の旋削刃２１の第１旋削工程による除去部２ｂに、下側の旋削刃２１と刃面の向きを反転させた上側の旋削刃１１を配する。このように、除去部２ｂ、２ａに旋削刃１１、２１を配するため、旋削刃１２、２２の逃げ部１２ｂ、２２ｂがクランクピン２の外周面と接触することはない。その後、図４に示すように各旋削刃１２、２２をそれぞれ前進させ、クランクピン２の外周面を旋削する。
【００２２】
以上により、クランクピン２の外周面２ｃの旋削加工が完了する。この外周面２ｃに、必要に応じて仕上げ加工が施され、クランクピン２の加工が完了する。
【００２３】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記の実施形態と同様の構成、機能を有する箇所には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
上記の実施形態では、クランクピン２を挟んで対向させた上下一対の旋削刃を用いているが、これに限られない。例えば、図５〜図７に、一つの旋削刃を用いて本発明の実施形態に係る旋削加工を行う場合を示す。この場合、まず、図５に示す第１旋削工程で、旋削刃３１をクランクピン２の外周面に進入角度βで接触させた後、旋削刃３１の送り方向をクランクピン２の回転軸方向に切り換え、さらに左向きに進める（図５の矢印を参照）。これにより、クランクピン２の外周面に除去部２ｄが形成される。
【００２５】
次に、図６及び図７に示す第２旋削工程が行われる。この工程では、旋削刃３１の送り方向を左右反転させて刃面３１ａを右向きにし、この旋削刃３１を第１旋削工程による除去部２ｄに配する（図６参照）。そして、旋削刃３１を右側へ前進させ、クランクピン２の外周面を旋削する（図７参照）。
【００２６】
以上のように、旋削刃を反転させて用いることにより、一つの旋削刃で本発明に係る旋削加工を行うことができるため、加工装置を簡略化することができる。一方、図１〜４に示す実施形態のように、一対の旋削刃を用いれば、旋削刃を反転させる必要がないため、加工工程を簡略化することができる。
【００２７】
以上の実施形態では、クランクシャフトのクランクピンに本発明の旋削加工を適用する場合を示しているが、これに限らず、例えばクランクシャフトのジャーナルの外周面の旋削加工にも適用できる。本発明は、上記以外の部品の旋削加工にも適用可能であり、特に、進入角度を所定以上にする必要のある旋削工具を用いる場合であって、クランクシャフトのように、旋削刃の進入角度が制限される部品を旋削する場合に、好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る旋削加工方法の第１旋削工程を示す正面図である。
【図２】第１旋削工程を示す正面図である。
【図３】第２旋削工程を示す正面図である。
【図４】第２旋削工程を示す正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る旋削加工方法の第１旋削工程を示す正面図である。
【図６】第２旋削工程を示す正面図である。
【図７】第２旋削工程を示す正面図である。
【図８】旋削刃を工作物の外周面に垂直方向から近づけた状態を示す正面図である。
【図９】図８の旋削刃を工作物の外周面に接触させた状態を示す部分断面図である。
【図１０】旋削刃を工作物の外周面に斜め方向から近づけた状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１     クランクシャフト
２     クランクピン
２ａ、２ｂ    除去部
３     クランクアーム
１２、２２    旋削刃
１２ａ、２２ａ       刃面
１２ｂ、２２ｂ       逃げ部
α     旋削刃の先端部の角度
β     旋削刃の進入角度
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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