DE-102011089190-B4 - Vertiefung bildendes Polierwerkzeug

Abstract

Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1), enthaltend: einen Dorn (30), der an einer zu ihm gehörenden rückwärtigen Seite zur Drehung an eine Verarbeitungsmaschine angebracht ist; und einen zylindrischen Rahmen (40), der von außen an einer Spitzenseite des Dorns (30) drehbar angebracht ist, wobei der Rahmen ein Rollelement (41) und ein Druckelement (42) hält, wobei das Rollelement (41) und das Druckelement (42) durch Drehung des Dorns (30) angetrieben werden, um Vertiefungen durch das Druckelement (42) und Vertiefungen durch das Rollelement (41) in einer inneren Oberfläche eines Werkstücks (W) durch Drehung des Dorns (30) mit dem innerhalb der inneren Oberfläche des Werkstücks (W) angeordneten Rahmen (40) zu bilden, wobei der Dorn (30) einen Vertiefungseinstellmechanismus hat, wobei der Vertiefungseinstellmechanismus enthält: einen Drehabschnitt für das Rollelement (41), der das Rollelement dazu veranlasst, sich zu drehen, ohne sich radial bezüglich des Rahmens (40) hinein und heraus zu bewegen; und einen Drehabschnitt zum Hinein- und Herausdrehen des Druckelements (42), der das Druckelement (42) dazu veranlasst, sich zu drehen, während es sich radial bezüglich des Rahmens (40) hinein und herausbewegt.

Inventors

• Shinya MIYAUCHI
• Tetsuya Suzuki
• Masaru FUTAMURA

Assignees

• SUGINO MACHINE LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20111220

Priority Date

20101227

Claims (9)

1. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1), enthaltend: einen Dorn (30), der an einer zu ihm gehörenden rückwärtigen Seite zur Drehung an eine Verarbeitungsmaschine angebracht ist; und einen zylindrischen Rahmen (40), der von außen an einer Spitzenseite des Dorns (30) drehbar angebracht ist, wobei der Rahmen ein Rollelement (41) und ein Druckelement (42) hält, wobei das Rollelement (41) und das Druckelement (42) durch Drehung des Dorns (30) angetrieben werden, um Vertiefungen durch das Druckelement (42) und Vertiefungen durch das Rollelement (41) in einer inneren Oberfläche eines Werkstücks (W) durch Drehung des Dorns (30) mit dem innerhalb der inneren Oberfläche des Werkstücks (W) angeordneten Rahmen (40) zu bilden, wobei der Dorn (30) einen Vertiefungseinstellmechanismus hat, wobei der Vertiefungseinstellmechanismus enthält: einen Drehabschnitt für das Rollelement (41), der das Rollelement dazu veranlasst, sich zu drehen, ohne sich radial bezüglich des Rahmens (40) hinein und heraus zu bewegen; und einen Drehabschnitt zum Hinein- und Herausdrehen des Druckelements (42), der das Druckelement (42) dazu veranlasst, sich zu drehen, während es sich radial bezüglich des Rahmens (40) hinein und herausbewegt.
2. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1 , bei dem das Rollelement (41) eine Mehrzahl Rollen enthält und das Druckelement (42) eine Mehrzahl Kugeln enthält, wobei die Mehrzahl Rollen und Kugeln abwechselnd auf demselben Umfang des Rahmens (40) beabstandet sind, wobei jede Rolle mit ihrer Achse parallel zu einer Achse des Rahmens (40) angeordnet ist; die Rollen eine Länge haben, die größer als ein Durchmesser jeder Kugel ist; der Dorn (30) auf einer zu ihm gehörenden Spitzenseite einen sich verjüngenden Abschnitt hat, der sich in seinem Durchmesser schrittweise in Richtung einer Spitze des Dorns (30) verringert; der sich verjüngende Abschnitt einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf einer zu ihm gehörenden äußeren Oberfläche hat, wobei der erste Bereich als der Drehabschnitt zum Hinein- und Herausdrehen des Druckelements (42) dient, wobei der zweite Bereich auf beiden Seiten des ersten Bereichs in einer Axialrichtung des Dorns (30) angeordnet ist, wobei der zweite Bereich als der Drehabschnitt für das Rollelement (41) dient; der erste Bereich eine Mehrzahl in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter flacher Abschnitte hat, wobei der erste Bereich einen polygonalen Querschnitt hat, während der zweite Bereich einen kreisförmigen Querschnitt hat; die flachen Abschnitte eine Länge haben, die größer ist als der Durchmesser jeder Kugel und kleiner ist als die Länge jeder Rolle; und die Rollen in Kontakt mit dem zweiten Bereich gebracht werden, ohne dass sie die flachen Abschnitte des ersten Bereichs berühren, wenn der Rahmen (40) an den Dorn (30) angebracht ist, während die Kugeln nur in Kontakt mit dem ersten Bereich gebracht werden.
3. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1 , bei dem das Rollelement (41) eine Mehrzahl Rollen enthält und das Druckelement (42) eine Mehrzahl besonderer Rollen enthält, wobei die Mehrzahl Rollen und besonderer Rollen abwechselnd auf demselben Umfang des Rahmens (40) beabstandet sind, wobei sowohl jede Rolle als auch jede besondere Rolle mit ihrer jeweiligen Achse parallel zu einer Achse des Rahmens (40) angeordnet sind; jede der besonderen Rollen einen Ring, der sich um eine zu ihm gehörende Achse dreht, und einen Stift hat, der den Ring hält, wobei der Ring eine äußere Oberfläche mit spitz zulaufender Gestalt hat; die Rollen eine Länge haben, die größer ist als eine Dicke des Rings; der Dorn (30) auf einer zu ihm gehörenden Spitzenseite einen sich verjüngenden Abschnitt hat, der sich in seinem Durchmesser schrittweise in Richtung einer Spitze des Dorns (30) verringert; der sich verjüngende Abschnitt einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf einer zu ihm gehörenden äußeren Oberfläche hat, wobei der erste Bereich als der Drehabschnitt zum Hinein- und Herausdrehen des Druckelements (42) dient, der zweite Bereich auf beiden Seiten des ersten Bereichs in einer Axialrichtung des Dorns (30) angeordnet ist und der zweite Bereich als der Drehabschnitt für das Rollelement (41) dient; der erste Bereich eine Mehrzahl in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter flacher Abschnitte hat, wobei der erste Bereich einen polygonalen Querschnitt hat, während der zweite Bereich einen kreisförmigen Querschnitt hat; die flachen Abschnitte einen Länge haben, die größer ist als die Dicke des Rings und kleiner ist als die Länge jeder Rolle; und die Rollen in Kontakt mit dem zweiten Bereich gebracht werden, ohne dass sie die flachen Abschnitte des ersten Bereichs berühren, wenn der Rahmen an den Dorn angebracht ist, während der Ring nur in Kontakt mit dem ersten Bereich gebracht wird.
4. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 2 oder 3 , ferner enthaltend einen Werkzeugdurchmessereinstellmechanismus, wobei der Werkzeugdurchmessereinstellmechanismus einen Werkzeugdurchmesser einstellt, wobei der Werkzeugdurchmesser ein Durchmesser eines ersten einhüllenden Kreises, der Randbereiche der Mehrzahl Rollen verbindet, ist.
5. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1 , bei dem das Rollelement (41) eine Mehrzahl Rollen enthält, wobei die Mehrzahl Rollen auf einem ersten Umfang des Rahmens (40) voneinander beabstandet ist, wobei jede Rolle mit ihrer Achse parallel zu einer Achse des Rahmens (40) angeordnet ist; das Druckelement (42) eine Mehrzahl Kugeln enthält, wobei die Mehrzahl Kugeln voneinander auf einem zweiten Umfang des Rahmens (40) beabstandet ist, wobei der zweite Umfang bezüglich des Rahmens (40) axial von dem ersten Umfang beabstandet ist; der Dorn (30) sich in seinem Durchmesser schrittweise in Richtung einer zu ihm gehörenden Spitze verringert, wobei der Dorn (30) einen sich verjüngenden Abschnitt, der als der Drehabschnitt für das Rollelement (41) dient, und einen abgestuften Schaftabschnitt hat, der tiefer als der sich verjüngende Abschnitt ist; der abgestufte Schaftabschnitt von außen mit einem Rückhalter versehen ist, wobei der Rückhalter einen Mehrzahl Rotatoren hält und als der Drehabschnitt zum Hinein- und Herausdrehen des Druckelements (42) dient, wobei die Mehrzahl Rotatoren durch die Drehung des Dorns (30) angetrieben wird; der Rückhalter die Mehrzahl Rotatoren so, dass die Rotatoren voneinander auf demselben Umfang des Rückhalters beabstandet sind, und so, dass jeder der Rotatoren teilweise durch eine äußere Oberfläche des Rückhalters hervorsteht, hält; und die Rollen in Kontakt mit dem sich verjüngenden Abschnitt gebracht werden, wenn der Rahmen an den Dorn (30) angebracht ist, während die Kugeln in Kontakt mit dem die Mehrzahl Rotatoren haltenden Rückhalter gebracht werden.
6. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 5 , ferner enthaltend: einen Werkzeugdurchmessereinstellmechanismus, der einen Werkzeugdurchmesser einstellt, wobei der Werkzeugdurchmesser ein Durchmesser eines ersten einhüllenden Kreises, der Randbereiche der Mehrzahl Rollen verbindet, ist; und einen Überstandbetrageinstellmechanismus, der einen Überstandbetrag einstellt, wobei der Überstandbetrag ein Betrag eines zweiten einhüllenden Kreises, der Randbereiche der Mehrzahl Kugeln verbindet, ist, der radial aus dem Rahmen über den ersten einhüllenden Kreis hinaus hervorsteht, wobei der Überstandbetrageinstellmechanismus den Überstandbetrag auf einen anderen Betrag ohne Änderung im Werkzeugdurchmesser einstellt.
7. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 6 , bei dem der Werkzeugdurchmessereinstellmechanismus die Mehrzahl Rollen und Kugeln gleichzeitig radial bezüglich des Rahmens bewegt, um den Werkzeugdurchmesser ohne Änderung in dem Überstandbetrag einzustellen.
8. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 6 oder 7 , bei dem der Überstandbetrageinstellmechanismus von außen an den abgestuften Schaftabschnitt angebracht ist und eine Mehrzahl einstellbarer Ringe hat, wobei die Mehrzahl einstellbarer Ringe die Axialposition des Rückhalters auf eine vorbestimmte Position einstellt; die Rotatoren eine äußere Oberfläche mit sich verjüngender Gestalt habe, die sich schrittweise in ihrem Durchmesser in Richtung einer zu ihnen gehörenden Spitze verringern; der Durchmesser eines dritten einhüllenden Kreises, der Randbereiche der Mehrzahl Rotatoren sich entsprechend der Axialposition des Rückhalters ändert; und der Überstandbetrag durch Änderung der Axialposition des Rückhalters eingestellt wird.
9. Vertiefungen bildendes Polierwerkzeug (1) gemäß Anspruch 8 , bei dem der sich verjüngende Abschnitt und die Rotatoren den gleichen Schrägwinkel haben.

Description

HINTERGRUND 1. Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polierwerkzeug, und genauer ein Vertiefungen bzw. Versenkungen bildendes Polierwerkzeug. 2. Verwandte Technologie Im Allgemeinen ist für Gleitelemente (Gleiter), die unter strengen Bedingungen bezüglich hoher Drehgeschwindigkeit und Hitze verwendet werden, so wie bei als Motoren oder Festplattenantrieben verkörperten fluiddynamischen Lagerflächen, eine Technologie bekannt, bei der zum Verbessern der Schmierleistung Mikronuten oder Vertiefungen in einer Gleitfläche gebildet werden, um den Reibungswiderstand der gleitenden Fläche bzw. Gleitfläche zu verringern. Beispiele für bekannte Technologien zum Bilden von Vertiefungen in einer Gleitfläche umfassen Technologien, eine so genannte WPC-Behandlung (Feinpartikelschrotstrahlen bzw. Feinpartikelschrotkugelstrahlen), Laserstrahlbearbeitung, Trowalisieren etc. nutzen. Andererseits wird Polieren kategorisiert in plastische Verformung, in der eine Werkfläche bzw. Bearbeitungsfläche eines Werkstücks eingedrückt bzw. zerkleinert und verformt wird, indem eine harte Rolle rotiert wird, während die harte Rolle gegen das Werkstück gedrückt wird, um die Oberflächenhärte und die Oberflächenrauigkeit zu vergrößern. Polieren kann die Beständigkeit, den Abnutzungswiderstand und Zuverlässigkeit der Gleitfläche in großem Maße verbessern. Als ein bekanntes Werkzeug zum Polieren und Bilden von Vertiefungen in einer Fläche eines Werkstücks ist in zum Beispiel gemäß JP 2007 - 301 645 A eine Technologie offenbart. Das in JP 2007 - 301 645 A offenbarte Vertiefungen bildende Werkzeug enthält einen Dorn, der zur Drehung an einer Verarbeitungsmaschine angebracht ist, und einen Rückhalter (einen Rahmen), der extern bzw. außen an dem Dorn drehbar angebracht ist. Der Rückhalter hält mehrere Rollen (rollende Elemente) und mehrere Kugeln (drückende Elemente) in solcher Weise, dass die mehreren Rollen und Kugeln sich radial in die und aus der äußeren Fläche des Rückhalters bewegen können. Auch werden, wenn der Dorn rotiert, in einer äußeren Fläche des Dorns gebildete Vorsprünge in Eingriff mit den Rollen und Kugeln gebracht, wodurch die Rollen und Kugeln dazu veranlasst werden zu rollen, während sie auf der inneren Fläche des Werkstücks vibrieren. Auf diese Weise werden Vertiefungen in der inneren Fläche des Werkstücks gebildet. Gemäß JP 2007 - 301 645 A besteht jedoch immer noch ein Problem dahingehend, dass die Einstellung einer Vertiefungsgestalt (so wie eine Nutbreite, eine Nutlänge oder Nuttiefe) wegen einer polygonalen Querschnittsgestalt des Dorns schwierig ist, eine Rotation des Dorns veranlasst sowohl die Rollen als auch die Kugeln dazu, sich gleichzeitig radial in die und aus der äußeren Fläche des Rückhalters zu bewegen. Insbesondere verursacht ein Fehler darin, das Werkzeug präzise auf der inneren Fläche des Werkstücks zu platzieren, eine Änderung in der Strecke, die sich die Rollen und die Kugeln zu Beginn der Vertiefungsbildung radial hinein- und hinausbewegen. Somit wird eine stabile Bildungsverarbeitung bzw. Formverarbeitung unmöglich, so dass eine Einstellung der Vertiefungsgestalt schwieriger wird. Ferner besteht gemäß JP 2007 - 301 645 A auch immer noch ein Problem dahingehend, dass die Vertiefungen redundant in einem Werkzeugrückziehvorgang (oder zu dem Zeitpunkt, zu dem das Werkzeug zurückgezogen wird) gebildet werden, weil der Werkzeugdurchmesser zu dem Zeitpunkt, zu dem das Werkzeug zurückgezogen wird, nicht verringert wird, nachdem die innere Fläche des Werkstücks bearbeitet worden ist. DE 22 09 234 A offenbart ein Feinbohr- und Glattwalzgerät und eine Vorrichtung zu seiner Verwendung auf Werkzeugmaschinen. DE 26 44 292 A1 offenbart ein kombiniertes Schäl- und Glattwalzwerkzeug. DE 33 24 494 C1 offenbart ein Walzwerkzeug zum Glattwalzen zylindrische Flächen. US 3 934 443 A offenbart ein Kugelstrahlwerkzeug, umfassend einen zylindrischen Körper mit einer Vielzahl von Löchern, die jeweils zur Aufnahme eines kugelförmigen Kugellagers geeignet sind. Über dem zylindrischen Körper ist ein Hülsenelement mit mehreren Löchern angeordnet, wobei jedes Loch in der Hülse mit dem Loch im zylindrischen Körper übereinstimmt. Der Durchmesser der Öffnung in der Hülse ist kleiner als der Durchmesser der kugelförmigen Kugel. Innerhalb des zylindrischen Körpers befindet sich ein drehbarer Treiberkörper, der eine gerade Anzahl einzelner drehbarer Hämmer enthält, die so ausgelegt sind, dass sie nacheinander mit den Kugeln in Kontakt treten. Während des Betriebs kann sich jeder Hammer um seine eigene Achse drehen und bietet so einen neuen Kontaktpunkt für die Bewegung der Kugeln. JP 2010-105 112 A offenbart ein Glättwerkzeug zur Erzeugung von Vertiefungen, das in der Lage ist, Vertiefungen auf einer äußeren Umfangsfläche eines Werkstücks zu erzeugen, ohne dass eine spezielle mechanische Ausrüstung verwendet werden muss. ZUSAMMENFASSUNG Entsprechend wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht der oben beschriebenen Prob