(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右対称にリング間隔に配設した複数のバイト間に長尺鋼管を押出しながら鋼管先端をストッパーに当接させて鋼管の芯出しを行って複数個のリングの切断必要長さに設定し、該鋼管を周方向に回転させながら該鋼管にバイトを鉛直に押し当てて突切切断するリングの多数個取り切断方法において、長尺鋼管を周方向に回転させながら開いたコレットチャック間をプッシャーで前進させ、鋼管先端に対向して配設のストッパー用チャックに当接せしめて位置決めすると共に、ストッパー用チャックを鋼管の回転に連れ回ししながら爪を締めてストッパー用チャックを閉じることで鋼管先端の芯出しを行い、次いでコレットチャックを閉じて鋼管をチャッキングして保持した後、ストッパー用チャックを開いて芯出しをした鋼管先端を開放し、ストッパー用チャックを鋼管先端から離間せしめた後、バイトにより鋼管を多数個取り突切切断することを特徴とする高精度切断リングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はベアリングレースや自動車部品などに加工するためのリング粗形材を長尺鋼管から多数個取りする切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベアリングレースや自動車部品などに加工するリング素材は長尺鋼管を多数個取り切断して製造する。この長尺鋼管の多数個取り切断は突切切断装置により行っている。図３に示すように、この突切切断装置で多数個取りする場合は、長尺鋼管１の多数個取り切断する部分の長さの鋼管の左右に配置の刃物台１４にセットしたリング幅を空けて配置した多数本のバイト１５の刃先位置に鋼管１を突設させ、突設した鋼管１の元側をコレットチャック２によりチャッキングし、鋼管１を周方向の矢印８の方向に回転しながら左右に配置した多数本のバイト１４を鋼管１に垂直に移動させて当接しながら切断する。ところでこの従来の突切切断装置による切断では、突設部分の鋼管の元側をコレットチャック２によりチャッキングする時、その突設鋼管の鋼管先端７に予めストッパー２８を矢印１１の方向に移動させてに当接させることにより多数取りする必要長さの突設量を設定した後、鋼管１をコレットチャック２によりチャッキングして保持している。
【０００３】
ところで、このコレットチャック２によるチャッキングは、突設した鋼管の元側を１箇所のコレットチャック２によるチャッキングするだけであるので、長尺鋼管１では鋼管がこのコレットチャック部分を回転中心にして振れが生じる。また、長尺鋼管１に曲がりがあるときも鋼管先端７の部分に振れが生じる。
【０００４】
そこで多数取り切断する長尺鋼管１の鋼管先端７はたとえ鋼管の長さ方向に対して垂直に正確に切断されていても、チャッキングした後の突設先端は上記の振れが生じるため、切断するバイト１５の垂直な移動方向に対して平行でなくなる。このため長尺鋼管１からリング素形材を多数個取りするとき、この鋼管先端７の部分をそのままの状態で切断すると、先端のリングの１個は幅不同のものが生じることとなる。これを防止するために、従来の多数取り突切切断装置では、平行でない鋼管先端７を平行にするために先端部を切断する捨てバイト１６を使用して幅精度を出すため捨て旋削している。このために３個取りの突切切断装置では先端の１個は捨て旋削のみで２個しかとれず、８個取りのものでは７個しかとれず、歩留まり低下と生産性を阻害している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の突切切断装置における問題点を解消して、多数個取りする目的の個数を得ることで、切断歩留を向上させ高精度切断リングを製造する生産性を高めることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、左右対称にリング間隔に配設した複数のバイト間に長尺鋼管を押出しながら鋼管先端をストッパーに当接させて鋼管の芯出しを行って複数個のリングの切断必要長さに設定し、該鋼管を周方向に回転させながら該鋼管にバイトを鉛直に押し当てて突切切断するリングの多数個取り切断方法に関する。
【０００７】
請求項１の発明の手段では、左右対称にリング間隔に配設した複数のバイト間に長尺鋼管を押出しながら鋼管先端をストッパーに当接させて鋼管の芯出しを行って複数個のリングの切断必要長さに設定し、該鋼管を周方向に回転させながら該鋼管にバイトを鉛直に押し当てて突切切断するリングの多数個取り切断方法において、長尺鋼管を周方向に回転させながら開いたコレットチャック間をプッシャーで前進させ、鋼管先端に対向して配設のストッパー用チャックに当接せしめて位置決めすると共に、ストッパー用チャックを鋼管の回転に連れ回ししながら爪を締めてストッパー用チャックを閉じることで鋼管先端の芯出しを行い、次いでコレットチャックを閉じて鋼管をチャッキングして保持した後、ストッパー用チャックを開いて芯出しをした鋼管先端を開放し、ストッパー用チャックを鋼管先端から離間せしめた後、バイトにより鋼管を多数個取り突切切断することを特徴とする高精度切断リングの製造方法である。なお、本発明におけるストッパー用チャックのチャックとは、油圧チャックまたは空圧チャックのいずれかをいう。
【０００８】
すなわち、長尺鋼管を芯出しをしてからコレットチャックでチャッキングして突切切断すれば、切断して得た先端リングに幅不同のものは生じない。このように長尺鋼管の芯出しすることにより、捨てバイトを廃止することができ、切断個数の増加で生産性向上と捨て旋削がなくなり歩留まりが向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明を説明する模式図で、突切切断装置においてコレットチャック２で長尺鋼管１をチャッキングして保持する工程を示す図である。図２は、本発明における突切切断装置による突切切断を模式的に説明する図である。突切切断装置は、切断するリング幅の間隔に予め複数のバイト１５を突切切断する長尺鋼管１に垂直に向けてセットした刃物台１４を左右対称に配置している。この刃物台１４を移動方向１７に後退させて左右のバイト１５を開き、この開いたバイト１５間に図１の（ａ）に示すように突切切断装置のプッシャー（図示しない）で後方から長尺鋼管１を押出し、長尺鋼管１を周方向の回転方向８に回転させながら、予め開けたコレットチャック２間を経て前進させて突設配置する。このバイト１５間に突設配置した鋼管１の突設長さはリングを多数個取りして突切切断する分の長さに設定する必要がある。そこで、本発明では突切切断装置に鋼管先端７に対向してストッパー用チャック、すなわち油圧チャックからなるストッパー用油圧チャック３を配設する。ストッパー用油圧チャック３には鋼管に垂直な移動方向１３に油圧により移動して鋼管先端７を把持する爪４、例えば等間隔に配置の３爪、が設けられている。図１の（ａ）のように、鋼管１を回転しながらバイト１５間にプッシャーにより押し出す一方で、爪４を開いたストッパー用油圧チャック３のスピンドル６を後方のエアーシリンダー５により鋼管先端７の方向に予め設定した位置だけ押し進めておき、図１の（ｂ）に示すようにこのストッパー用油圧チャック３に鋼管先端７を当接して突切切断する必要長さを設定する。この当接によりストッパー用油圧チャック３は鋼管１の回転に連れて連れ回り方向１２に連れ回りしだす。
【００１０】
長さ設定が決まると、爪４を徐々に閉じて鋼管先端７を図１の（ｃ）に示すように把持する。この爪４による鋼管先端７の把持により、ストッパー用油圧チャック３は鋼管先端７を把持した状態で鋼管１の回転に連れて引き続き回転方向１２に連れ回りしながらストッパー用油圧チャック３の中心に鋼管先端７が位置されることとなり、鋼管先端７の芯出しが行われる。そこで図１の（ｄ）に示すように上記のように鋼管１およびストッパー用油圧チャック３を回転しながらコレットチャック２を移動方向１０に移動して鋼管１をチャッキングして振れを生じないように芯出しを保持する。次いで図１の（ｅ）に示すように芯出しが終了すると爪４を開いてストッパー用油圧チャック３をエアーシリンダー５によりスピンドル６を縮めて後退させる。この状態で、図２に示すように刃物台１４を鋼管１に垂直な移動方向１７に移動させて鋼管１にバイトの先端を当接させ、鋼管１を多数個取りに突切切断する。
【００１１】
以下に本発明の作用効果について説明する。先ず、上記の実施の形態で説明したように芯出しをすることなく、単にストッパーにより長尺鋼管１の多数個取りする必要長さをバイト間に設定して配置する時の突切切断時の鋼管１の後端振れによる切断リングの幅不同の影響を説明する。この場合、長尺鋼管１は曲がりのない直管とする。鋼管１の母寸法は管径２３はφ１００ｍｍ、鋼管長さ１８は４０００ｍｍである。図４の（ａ）に示すように、コレットチャック２で鋼管１をチャッキングし、図のコレットチャック２の右側をプッシャーで押す後端部とし、後端部長さ１９は３７００ｍｍで、コレットチャック２の左側を多数取りしてリング幅に切断する必要長さの先端部とし、先端部長さ２０は３００ｍｍである。この場合、単にストッパーにより必要切断長さを設定しただけで一か所のコレットチャック２でチャッキングして把持するとき、鋼管１にはその後端部で１０ｍｍの後端部振れ２１が生じているものとする。このとき先端部振れ寸法２２をｘとして計算する。この場合、数式（１）が成立する。
【００１２】
【数１】
１０ｍｍ／３７００ｍｍ＝ｘ／３００ｍｍ            （１）
【００１３】
数式（1)からｘを求めると、ｘ＝０．８１ｍｍとなり、先端部振れ寸法２２は０．８１ｍｍとなる。この０．８１ｍｍは、図４の（ｂ）の鋼管１の先端部から切断するリングのリング幅の振れ２４でもある。従って、この鋼管１の先端振れ角度のθは、鋼管１の先端部振れ寸法２２から数式（２）により求めることができる。
【００１４】
【数２】
ｔａｎθ＝０．８１ｍｍ／３００ｍｍ＝０．００２７  （２）
【００１５】
数式（２）からθを求めると０．１５４２°となり、この値はリング幅の振れ角度２５を示している。
【００１６】
以上から判るように、単にストッパーのみで多数個取りのリング幅の必要長さを設定するとき、鋼管１に１０ｍｍの後端部振れ２１があるとき、先端部から得たリングにはリング幅が０．８１ｍｍだけ厚い部分が生じて精密なベアリングレースの粗形材とすることができないこととなる。
【００１７】
さらに、図５に示すように、鋼管１に曲がりがあるとき、例えば、鋼管長さ１８を１０００ｍｍとする鋼管１において最大曲がり許容値２６が１ｍｍであるとき、単にストッパーで多数個取りのリング幅の必要な先端部長さ２０を３００ｍｍと設定して１か所のコレットチャック２でチャツキングする。このとき切断時の先端振れ２２の値をｙとする。図５の（ｃ）からピタゴラスの定理により、鋼管の曲率半径２７をｒとするとき、数式（３）が成立する。そしてこの曲がりを有する曲率半径は１２５０００．５ｍｍが得られる。
【００１８】
【数３】
ｒ2＝（ｒ−１．０）2＋（１０００／２）2
＝ｒ2−２ｒ＋１．０2＋２５００００  （３）
よって、
ｒ＝（１．０＋２５００００）／２
＝１２５０００．５
【００１９】
そこで、図５（ｂ）に示されるように長尺鋼管１を３００ｍｍ突設してコレットチャック２でチャッキングしたときの先端部振れ２２の値はｙとするとき、数式（４）が成立する。ただしｂは図５（ｃ）のａを３００ｍｍとしたときの値である。
【００２０】
【数４】
ｙ＝ｒ−ｂ                  （４）
ピタゴラスの定理から、
ｂ2＝ｒ2＋ａ2
ここで、
ｒ＝１２５０００．５      ａ＝３００
であるので、
ｂ＝１２５０００．１４
となる。この値を数式（４）に代入して、
ｙ＝１２５０００．５−１２５０００．１４
＝０．３６（ｍｍ）
【００２１】
以上のとおり、先端部振れ２２の値のｙは０．３６ｍｍとなる。そこで１００ｍｍの管径の鋼管１の場合に、その先端部から切断して得たリングの幅不同におけるリング幅振れ２４をｚとするとき、数式（５）が成立する。
【００２２】
【数５】
０．３６／３００＝ｚ／１００      （５）
ゆえに、
ｚ＝０．１２（ｍｍ）
【００２３】
以上のとおり、管径１００ｍｍの鋼管１の先端部から突切切断により得たリングの幅不同における最大のリング幅振れ２４の値は０．１２ｍｍである。これは図４の直管の鋼管１の振れの場合と同様に、曲間の場合においても、単にストッパーのみで多数個取りのリング幅の必要長さを設定するとき、鋼管１が１００ｍｍの管径であるとき、先端部から得たリングにはリング幅が０．１２ｍｍだけ厚い部分が生じて精密なベアリングレースの粗形材とすることができないこととなることを示している。さらに、これに直管の場合と同様にコレットチャックから後端の部分の鋼管１の後端部振れ２１が加わると、さらにリング幅不同が大きくなることがわかる。
【００２４】
これに対し、本発明では、多数個取りする必要長さの鋼管をストッパーで設定する際に、鋼管先端を芯出ししてからコレットチャックでチャッキングして固定するので、上記の様な振れによるリング幅不同が発生することがない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、長尺鋼管を多数取り突切切断してベアリングレースやそのた自動車部品などのリング粗形材を製造する場合に、多数個取りする鋼管長さの設定に際して鋼管先端を芯出しをしてチャッキングすることにより切り出した鋼管先端部を含むリングに幅不同のものが生じることがなく高精度な切断リングとなるので、突切切断装置のバイトに捨てバイトを設けて捨て旋削する必要がなくなり、この分だけリングの切断個数が増加し、従って歩留まりが向上して生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明を説明する模式図で、コレットチャックでチャッキングする工程順を示す図である。
【図２】本発明における突切切断装置による突切切断を模式的に説明する図である。
【図３】従来の突切切断装置における突切切断を模式的に説明する図である。
【図４】コレットチャック１か所によりチャッキングした場合の突切切断時の長尺鋼管の先端の振れを説明する図である。
【図５】コレットチャック１か所によりチャッキングした場合の突切切断時の長尺鋼管の曲がりと先端の振れを説明する図である。
１  鋼管                        ２  コレットチャック
３  ストッパー用油圧チャック    ４  爪
５  エアーシリンダー            ６  スピンドル
７  鋼管先端                    ８  鋼管回転方向の矢印
９  移動方向                    １０  移動方向
１１  移動方向                  １２  連れ回り方向
１３  爪移動方向の矢印          １４  刃物台
１５  バイト                    １６  捨てバイト
１７  刃物台移動方向の矢印      １８  鋼管長さ
１９  後端部長さ                ２０  先端部長さ
２１  後端部振れ                ２２  先端部振れ
２３  管径                      ２４  リング幅振れ
２５  先端振れ角度              ２５  最大曲がり許容値
２７  曲率半径                  ２８  ストッパ
【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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