(57)【要約】【課題】焼結スプロケットなどのボス付きワークを、撓みを防止しながら外径チャックで掴めるようにし、ボス部の端面と内径面をワンチャックでの旋削加工で高精度に仕上げられるようにすることを課題としている。【解決手段】ボス部１３を有するワーク１０を、外径チャック１でボス部１３の外周を掴んで把持すると共に、ワーク１０のボス部設置側とは反対側の端面ｂの軸穴１４に近い部分を外径チャック１に設けた端面拘束部３に当接させ、さらに、外径チャック１によるワーク１０の把持をワークの軸方向中間点よりも前記ボス部１３の先端側で行なってボス部１３の端面ａとワークの軸穴１４の内径面ｃを旋削するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボス部（１３）を有するワーク（１０）のチャック方法であって、
前記ボス部（１３）の外周を外径チャック（１）で把持し、その把持を、前記ワーク（１０）の軸方向中間点よりも当該ワーク（１０）の先端側で行ない、
さらに、外周の把持がなされた前記ボス部（１３）の設置側とは反対側の前記ワーク（１０）の端面（ｂ）を、端面拘束部（３）に当接させて拘束することを特徴とするボス付きワークのチャック方法。
【請求項２】
前記ボス部（１３）の外周にＣリング（５）を装着し、このＣリング（５）を介して前記ボス部（１３）を前記外径チャック（１）で把持する請求項１に記載のボス付きワークのチャック方法。
【請求項３】
外径チャック（１）としてダイヤフラムチャックを使用する請求項１又は２に記載のボス付きワークのチャック方法。
【請求項４】
ボス部（１３）を有するワーク（１０）の加工方法であって、前記ボス部（１３）の外周を外径チャック（１）で把持し、その把持を、前記ワーク（１０）の軸方向中間点よりも当該ワーク（１０）の先端側で行ない、
さらに、外周の把持がなされた前記ボス部（１３）の設置側とは反対側の前記ワーク（１０）の端面（ｂ）を、端面拘束部（３）に当接させて拘束し、
この状態で前記ボス部（１３）の端面（ａ）とワークの軸穴（１４）の内径面(ｃ)を旋削するボス付きワークの切削加工方法。
【請求項５】
前記ボス部（１３）の外周にＣリング（５）を装着し、このＣリング（５）を介して前記ボス部（１３）を前記外径チャック（１）で把持して加工を行う請求項４に記載のボス付きワークの切削加工方法。
【請求項６】
前記外径チャック（１）としてダイヤフラムチャックを使用する請求項４又は５に記載のボス付きワークの切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボス付きワークを歪を防止して把持するチャック方法と、その方法で掴んだワークのボス部の端面と内径面を高精度に旋削加工することを可能にしたボス付きワークの切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に、この発明の方法で加工するボス付きワークの一例を示す。図示のワーク１０は、焼結合金で形成された片ボススプロケットであって、本体部１１の外周に歯部１２を有し、さらに、本体部１１の一面にボス部１３を有している。また、ボス部１３の中心には軸穴１４が設けられている。
【０００３】
図示のワーク１０は、焼結後、機械加工による仕上げを行なって出荷される。その仕上げは、ボス部の端面と内径面についてなされる。その端面と内径面は、自動車用スプロケットなどに関しては直角度の要求が厳しいことから、まず始めに、内径チャックでワークを掴んでボス部の端面を研摩加工し、次いで、ワークを掴み変えて研摩面基準で内径面を切削加工する方法が採られていた。
【０００４】
しかしながら、この方法では、ワークの掴み変えがなされるため、直角度の高精度保証が難しい。また、ワークの掴み変えや研摩加工の工程があるため、生産性も高め難い。そこで、外径チャックを使用してワークの歯部の外周を掴み、掴み変えをせずにボス部の端面と内径面の２箇所を加工するいわゆるワンチャック加工を検討した。
【０００５】
外径チャックは、下記特許文献１，２などが開示しているダイヤフラムチャックがワークの交換を迅速に行なえて好ましい。図６に示すように、そのダイヤフラムチャック１７を用いてワーク１０を掴み、ボス部１３の端面ａと内径面ｃをバイト１５，１６でそれぞれ旋削加工すれば、ワークの掴み変えが不要になり、掴み変えに起因した問題が解消される。
【０００６】
ところが、この方法は、ボス部の端面と内径面の直角度の確保に関して下記の新たな問題を含んでいた。
【特許文献１】特開昭５８−１６０００５号公報
【特許文献２】特開平６−８０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６の加工法による新たな問題とは、チャック１７による把持力でワーク１０が図６に一点鎖線で示すように弾性変形して撓み、この状態でボス部端面の旋削加工がなされ、加工後に把持が解かれたときに撓みが復元して加工したボス部端面の平面度が悪くなる（凹面になる）ことである。その平面度の悪化は、バイトの切れ味の鈍化、それによる切削抵抗の増加でワークの撓み量が大きくなるため加工数の増加に伴ってきつくなる傾向にあり、少ない加工数で平面度が規格値上限を超えてしまう。
【０００８】
ダイヤフラムチャックは、ワークの歪が他の形式のチャックに比べて小さく抑えられるチャックとして知られているが、そのダイヤフラムチャックを使用しても把持力によるワークの撓みが起こって上記の問題が発生した。
【０００９】
この発明は、かかる問題を解消するために、ボス付きワークの撓む方向をストッパのある方向に変ることで撓みを防止することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ボス部を有するワークのチャック方法であって、前記ボス部の外周を外径チャックで把持し、その把持を、前記ワークの軸方向中間点よりも当該ワークの先端側で行ない、さらに、外周の把持がなされた前記ボス部の設置側とは反対側の前記ワークの端面を、端面拘束部に当接させて拘束するボス付きワークのチャック方法を提供する。
【００１１】
この方法は、必要に応じて前記ボス部の外周にＣリングを装着し、このＣリングを介して前記ボス部を前記外径チャックで把持することができ、この方法はワークの本体部とボス部の径差が大きいときにその有効性が発揮される。
【００１２】
前記外径チャックは、スクロールチャックなども利用できるが、それよりはワークの交換を迅速に行なえるダイヤフラムチャックが好ましい。
【００１３】
この発明は、上記のチャック方法でワークを把持して加工するボス付きワークの切削加工方法も提供する。
その切削加工方法では、ワークのボス部の外周を外径チャックで把持し、その把持を、上述したようにワークの軸方向中間点よりも当該ワークの先端側で行ない、さらに、外周の把持がなされた前記ボス部の設置側とは反対側の前記ワークの端面を、端面拘束部に当接させて拘束し、この状態で前記ボス部の端面とワークの軸穴の内径面を旋削する。
【００１４】
この加工方法でも、必要があれば前記ボス部の外周にＣリングを装着し、このＣリングを介して前記ボス部を前記外径チャックで把持して加工を行う。また、必要に応じて外径チャックとしてダイヤフラムチャックを使用する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のチャック方法では、外径チャックによるワークの把持をワークの軸方向中間点よりもボス部の先端側で行なう。そのために、把持力によるワークの撓みは、ワークの他端の径方向中央部が凸状に膨らむ方向（図６の一点鎖線の撓み方向とは反対方向）に起ころうとする。ところが、ワークの他端はチャックに設けられた端面拘束部に当接して拘束されており、そのために、ワークの撓みが抑えられる。
【００１６】
この発明の切削加工方法では、上記の撓み抑制がなされた状態でワークの旋削がなされるため、加工後のワークの弾性復元量が小さく抑えられてボス部端面の平面度が従来に比べて向上する。
また、ボス部の外周を外径チャックで掴むため、チャックによるワークの掴み変えなしでボス部の端面の加工と内径面の加工を行うことができ、ワンチャック加工の効果が発揮されて加工した２面の直角度も高まる。
【００１７】
なお、ダイヤフラムチャックはワークの交換が迅速に行なえ、把持力によるワークの歪も小さく抑えられる利点がある一方で、チャック爪の開閉量が制限される欠点がある。その欠点は、ワークのボス部の外周にＣリングを装着することによって補うことができる。外径チャックによるボス部の把持を、Ｃリングを介して間接的に行なうと、ワークの本体部とボス部の径差をＣリングで吸収することができ、ワークの本体部とボス部の径差がチャック爪の開閉量よりも大きいときにもチャックに対するワークの着脱を支障なく行なうことができる。また、Ｃリングを間に介在することで、外径チャックによる締め付け力がボス部の外周の全域に均一に作用し、把持力によるボス部のいびつな変形が小さく抑えられて加工後の軸穴の真円度も高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面の図１〜図３に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図１及び図２の１は、この発明で用いる外径チャック（図のそれはダイヤフラムチャック）である。この外径チャック１は、チャック爪２のほかに、端面拘束部３を有している。その端面拘束部３は、把持されるワーク１０のボス部設置側とは反対側（以下では他端という）の端面ｂの径方向内端に近い位置に設けられている。
【００１９】
例示の外径チャック１には、端面拘束部３を周方向に間隔をあけて定ピッチで３個設けているが、端面拘束部３の数は特に制限されない。端面視形状が半円に近い端面拘束部であれば２個で設置の目的を達成することができ、また、周方向に連続しているリング状の端面拘束部ならば１個で設置の目的を達成することができる。
【００２０】
図１及び図２の４は、各端面拘束部３の先端に開口したエアー孔である。このエアー孔４は、チャックに対するワーク１０（ボス付きワーク）のセット状態の良否判定に利用される。
【００２１】
図示の外径チャック１に対するワーク１０の装着は、そのワーク１０の他端（本体部の端面ｂ）の軸穴１４に近い部分を端面拘束部３の先端に密着させて行なわれる。そのときの、エアー孔４からのエアー漏れの有無で、ワークの姿勢が傾いているか、傾きの無い正しい姿勢であるかを知ることができる。
【００２２】
図１の５は、ワーク把持の補助具として使用するＣリングである。そのＣリング５の詳細を図３に示す。図示のＣリング５は、ＳＵＪ３相当の材質の金属で形成して熱処理によりＨＲＣ６０以上の硬度を得たものであって、弾性変形させて縮径させることが可能であり、収縮時外径をワークの本体部外径と同等或いはそれよりも大きくしたリングである。このＣリング５は、互いに突き合わされる一端と他端間に適度の隙間を生じさせた単純な形状のリングでよく、このＣリング５をワークのボス部１３の外周に装着してこのＣリング５の外周をチャック爪２で掴む。
【００２３】
ダイヤフラムチャックは、上述したようにチャック爪２の開閉量が制限され、その開閉量が、図５に示すワーク１０のボス部１３の外径ＤＨと、歯部１２の標準外径ＤＯとの径差（ＤＯ−ＤＨ）よりも仮に小さかったとすると、外周に歯部１２を設けたワークの本体部１１を図１の位置に出し入れすることができず、ワーク１０の把持が不可能になる。しかしながら、Ｃリング５を介在すると上記（ＤＯ−ＤＨ）の径差をＣリング５で吸収することができ、（ＤＯ−ＤＨ）の径差がチャック爪の開閉量よりも大きいときにもダイヤフラムチャックを使用してワーク１０の着脱を支障なく行なうことができる。
【００２４】
チャック爪２によるＣリング５を介してのボス部１３の把持は、ワーク１０の軸方向中間点よりもワークのボス部１３の先端側で行われる。これにより、チャックの把持力を受けたワークは、他端（図１において左端）の径方向中央部が凸状に膨らむ方向（図６の一点鎖線の撓み方向とは反対方向）に撓もうとするが、ワーク１０は、他端の中心に近い部分が上記端面拘束部３に当接して拘束されているため同方向へは撓むことができず、この状態でバイト１５によるボス部１３の端面ａの旋削とバイト１６による軸穴１４の内径面ｃの旋削を行なうことで、加工後のワークの弾性復元量は小さく、加工したボス部端面の平面度が従来に比べて格段に良くなる。
【００２５】
この発明の方法の効果を確認するために、鉄系焼結合金によって形成された下記の仕様の片ボス焼結スプロケットのボス部端面と軸穴内径面の旋削加工を実施した。この発明の方法では、径方向内端が軸心と同心の直径φ４０ｍｍの円に外接し、径方向外端が軸心と同心の直径φ５０ｍｍの円に外接する位置に端面拘束部３を設けた外径チャック（ダイヤフラムチャック）１と、自由時内径：φ８２ｍｍ、外径９４ｍｍ、厚み６ｍｍのＣリング５を用いてワーク１０を図１の状態に把持し、比較例の方法では、図６に示すようにワーク１０の歯部１２の外周をダイヤフラムチャック１７で把持した。チャッキング圧は両方法とも０．１ＭＰａとした。そして、それぞれのダイヤフラムチャックを加工機（図示せず）により回転させ、ボス部１３の先端（端面ａ）をバイト１５で、軸穴１４の内径面ｃをバイト１６でそれぞれ旋削した。
−ワークの寸法諸元｛図５（ｂ）参照｝−
ボス部外径ＤＨ＝φ８２ｍｍ、ピッチ円直径ＤＰ＝９１．７９ｍｍ、標準外径ＤＯ＝９２ｍｍ、全体厚み（全長）Ｌ＝１０．８ｍｍ、歯部厚みｔ＝４．２ｍｍ、歯数Ｎ＝３６枚
−加工条件−
・ボス部端面の加工：ワーク回転数８００〜-２０００-ｒｐｍ、バイト切り込み０．１５〜０．２５ｍｍ、送り０．０７ｍｍ／ｒｅｖ
・内径面の加工：ワーク回転数２０００ｒｐｍ、バイト切り込み０．１〜０．２ｍｍ、送り０．０７ｍｍ／ｒｅｖ
まず、この発明の方法と比較例における、チャックした際のワークの平面度を測定した。その結果は、発明品０．００７ｍｍ、比較品０．０１３ｍｍであった。この結果から、この発明の方法は、チャックした際のワークの撓み量が非常に小さいことがわかる。
【００２６】
この評価試験の結果を図４に示す。比較例の方法では、図４（ｂ）に示すように、７０個程度の加工数でボス部端面の平面度が規格値（０．０１０ｍｍ以下）をオーバーし、また、加工数の増加に伴う平面度の悪化も顕著であった。これに対し、この発明方法では、図４（ａ）に示すように、同一バイトでワークを１５０個まで加工してもボス部端面の平面度は規格値内に納まっており、その平面度が加工数の増加に伴って悪化する傾向も見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明のチャック方法とそれを用いた切削加工方法の一例を示す断面図
【図２】図１の方法に採用した外径チャック（ダイヤフラムチャック）の正面図
【図３】図１の方法に採用したＣリングの斜視図
【図４】（ａ）この発明の切削加工方法によるワーク端面の平面度の測定結果を示す図表、（ｂ）比較例の切削加工方法によるワーク端面の平面度の測定結果を示す図表
【図５】（ａ）この発明の切削加工方法で加工するワークの一例を示す正面図、（ｂ）同上のワークの断面図
【図６】比較例の切削加工方法によるワークの切削加工方法を示す断面図
【符号の説明】
【００２８】
１          外径チャック（ダイヤフラムチャック）
２          チャック爪
３          端面拘束部
４          エアー孔
５          Ｃリング
１０        ワーク
１１        本体部
１２        歯部
１３        ボス部
１４        軸穴
１５，１６  バイト
１７        ダイヤフラムチャック
ａ          ボス部の端面
ｂ          ボス部設置側とは反対側の端面
ｃ          内径面
ＤＨ            ボス部外径
ＤＰ            ピッチ円直径
ＤＯ            標準外径
Ｌ          全体厚み（全長）
ｔ          歯部厚み 
【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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