JP6421975B2 - Rack shaft manufacturing method, rack shaft and milling machine - Google Patents
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Description
本発明は、ラック軸の製造方法およびラック軸並びにフライス盤に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rack shaft, a rack shaft, and a milling machine.
特許文献1には、第1歯部を有する第1バーと、第2歯部が形成されていない第2バーとを接合した後、第2歯部を加工する技術が提案されている。
特許文献2には、ワークの第1ラック歯の熱間加工後に、第1ラック歯を基準として、ワークの第2ラック歯を切削加工する技術が提案されている。
Patent Document 1 proposes a technique for processing a second tooth portion after joining a first bar having a first tooth portion and a second bar on which a second tooth portion is not formed.
第2ラック歯を例えばブローチ盤で切削加工する前段階として、第2ラック歯加工用の第2フライス面をフライス盤で加工する荒加工工程がある。
しかしながら、荒加工工程で加工された第2ラック歯加工用の第2フライス面と第1ラック歯との間で、ワークの中心軸線回りの位相精度が良くないという問題がある。
本発明の目的は、第2ラック歯加工用の第2フライス面を精度良く荒加工することができるラック軸の製造方法およびフライス盤並びに前記製造方法により製造されたラック軸を提供することである。
As a stage before cutting the second rack teeth with, for example, a broaching machine, there is a roughing process of machining the second milling surface for machining the second rack teeth with a milling machine.
However, there is a problem in that the phase accuracy around the center axis of the workpiece is not good between the second milling surface for processing the second rack teeth processed in the roughing process and the first rack teeth.
The objective of this invention is providing the rack shaft manufactured by the manufacturing method and milling machine of the rack shaft which can rough-process the 2nd milling surface for 2nd rack tooth processing accurately, and the said manufacturing method.
請求項1の発明は、第1ラック歯の加工前または加工後の第1フライス面(FP1)を備えるワークに、第2ラック歯加工用の第2フライス面(FP2)を荒加工する荒加工工程(ステップS6)を含むラック軸(6)の製造方法であって、前記荒加工工程前の準備工程(ステップS5)として、ワークの中心軸線(WC)が基準軸線(BC)に一致するようにワークの第1フライス面の背面(4a)を受ける受け部(52a)と第1フライス面に当接する平坦な押圧部(54a)との間でワークを仮クランプすることにより、ワークを前記基準軸線回りの基準位相に位置決めする仮クランプ工程(ステップS53)と、仮クランプされたワークの端部(W1)を、前記基準軸線に一致するチャック中心(CC)を有するチャック部(73)でチャックするチャック工程(ステップS54)と、チャックされたワークに対する仮クランプを解除する仮クランプ解除工程(ステップS55)と、仮クランプが解除された状態で前記チャック部を前記チャック中心回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の位相に調整する位相調整工程(ステップS56)と、を含むラック軸の製造方法を提供する。 According to the first aspect of the present invention, rough machining is performed for roughing the second milling surface (FP2) for machining the second rack tooth on a workpiece having the first milling surface (FP1) before or after machining the first rack teeth. A method of manufacturing a rack shaft (6) including a process (step S6), wherein a center axis (WC) of a workpiece coincides with a reference axis (BC) as a preparation process (step S5) before the roughing process. The workpiece is temporarily clamped between the receiving portion (52a) that receives the back surface (4a) of the first milling surface of the workpiece and the flat pressing portion (54a) that contacts the first milling surface. Temporary clamping step (step S53) for positioning at a reference phase around the axis, and chuck part (73) having a chuck center (CC) that coincides with the reference axis along the end (W1) of the temporarily clamped workpiece. A chucking process for chucking (step S54), a temporary clamp releasing process for releasing the temporary clamp for the chucked workpiece (step S55), and the chuck portion being rotated by a predetermined angle around the chuck center with the temporary clamp released. And a phase adjusting step (step S56) for adjusting the workpiece to a desired phase, thereby providing a method of manufacturing a rack shaft.
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項2のように、請求項1において、前記準備工程として、位置調整工程において所望の位相に調整されたワークの第2フライス面加工予定部(100)を周方向に挟んだ両側部分(101,102)が本クランプされる本クランプ工程(ステップS57)をさらに含んでいてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
As in
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のラック軸の製造方法により製造されたラック軸を提供する。
請求項4の発明は、ベース(41)と、前記ベースによって支持され、互いに直交するX軸方向およびY軸方向に位置調整可能なテーブル(43)と、X軸およびY軸と直交するZ軸に沿う回転中心(K)回りに回転駆動されるスピンドル(81)を含み前記ベースによって支持された工具ヘッド(80)と、前記テーブルに固定されワークの中心軸線(WC)がX軸またはY軸に沿う基準軸線(BC)に一致するようにワークの第1フライス面の背面(4a)を受ける受け部(52a)を有する第1固定クランプ(52)と、前記第1固定クランプと対向し前記テーブルによってZ軸方向に進退可能に支持され第1フライス面に当接する平坦な押圧部(54a)を有する第1可動クランプ(54)と、前記第1可動クランプを前記第1固定クランプ側に進退させる進退駆動機構(55)とを含み、ワークを基準位相に位置決めするように、前記受け部と前記押圧部とでワークを仮クランプする仮クランプ装置(50)と、前記テーブルによって支持されたチャック装置本体(72)と、前記基準軸線に一致するチャック中心(CC)を有し前記チャック装置本体によって前記チャック中心回りに回転可能に支持されワークの端部(W1)をチャックするチャック部(73)と、前記チャック部によってチャックされたワークを所望の回転位相に調整するように、前記チャック部を前記チャック中心回りに回転駆動する回転駆動機構(74)とを含むチャック装置(70)と、を備えるフライス盤(40)を提供する。
A third aspect of the present invention provides a rack shaft manufactured by the method for manufacturing a rack shaft according to the first or second aspect.
The invention of
請求項5のように、請求項4において、前記テーブルに固定されワークの中心軸線が前記基準軸線に一致するように受ける第2固定クランプ(62)と、第2固定クランプに対向する第2可動クランプ(63)と、前記第2可動クランプを前記第2固定クランプに対して進退駆動する進退駆動機構(64)とを含む本クランプ装置(60)をさらに備え、所望の位相に調整されたワークの第2フライス面加工予定部(100)を周方向に挟んだ両側部分(101,102)が、前記第2固定クランプと前記第2可動クランプとの間で本クランプされるように構成されていてもよい。
As in
請求項1の発明のラック軸の製造方法によれば、平坦な押圧部で第1フライス面を押圧することにより、ワークを基準位相に位置決めするようにワークを仮クランプする(仮クランプ工程)。次いで、ワークの端部を、基準軸線に一致するチャック中心を有するチャック部でチャックした後(チャック工程)、仮クランプを解除する(仮クランプ解除工程)。次いで、チャック部をチャック中心回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の位相に調整する(位相調整工程)。このような前工程を経た後、第2ラック歯加工用の第2フライス面の荒加工を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。 According to the method of manufacturing the rack shaft of the first aspect of the invention, the workpiece is temporarily clamped so as to position the workpiece at the reference phase by pressing the first milling surface with the flat pressing portion (temporary clamping step). Next, the end of the workpiece is chucked with a chuck portion having a chuck center coincident with the reference axis (chuck process), and then the temporary clamp is released (temporary clamp release process). Next, the workpiece is adjusted to a desired phase by rotating the chuck portion around the chuck center by a predetermined angle (phase adjustment step). After such a pre-process, rough machining of the second milling surface for machining the second rack teeth is performed. Therefore, rough machining with high accuracy can be performed.
請求項2の発明のラック軸の製造方法によれば、位相調整工程を経て所望の位相に調整されたワークの第2フライス面加工予定部を周方向に挟んだ両側部分が、本クランプされる。したがって、後の荒加工工程で、第2フライス面を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。
請求項3の発明のラック軸によれば、寸法精度の高いラック軸を実現することができる。
According to the rack shaft manufacturing method of the second aspect of the present invention, the both side portions sandwiching the second milling surface machining scheduled portion of the workpiece, which has been adjusted to a desired phase through the phase adjustment step, in the circumferential direction are finally clamped. . Therefore, when the second milling surface is processed in the subsequent roughing step, rough processing with high accuracy can be performed.
According to the rack shaft of the invention of claim 3, a rack shaft with high dimensional accuracy can be realized.
請求項4の発明のフライス盤によれば、ワークの中心軸線が基準軸線に一致するようにワークの第1フライス面の背面を第1固定クランプの受け部によって受けた状態で、仮クランプ装置の第1可動クランプを第1固定クランプ部側へ駆動し、第1固定クランプの受け部と第1可動クランプの押圧部との間で、ワークを仮クランプする。仮クランプに際して、第1可動クランプの平坦な押圧部が第1フライス面を押圧することにより、ワークの位相を矯正して、ワークを基準位相に位置決めする。 According to the milling machine of the fourth aspect of the present invention, in the state where the back surface of the first milling surface of the workpiece is received by the receiving portion of the first fixed clamp so that the center axis of the workpiece coincides with the reference axis, The first movable clamp is driven to the first fixed clamp portion side, and the workpiece is temporarily clamped between the receiving portion of the first fixed clamp and the pressing portion of the first movable clamp. At the time of temporary clamping, the flat pressing portion of the first movable clamp presses the first milling surface, thereby correcting the phase of the workpiece and positioning the workpiece at the reference phase.
次いで、チャック装置のチャック部によって、ワークの端部をチャックした後、仮クランプ装置による仮クランプを解除する。この状態で、回転駆動機構によってチャック部を基準軸線回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の回転位相に位置決めする。その後、第2ラック歯加工用の平坦な第2フライス面の荒加工を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。 Next, after chucking the end portion of the workpiece by the chuck portion of the chuck device, the temporary clamp by the temporary clamp device is released. In this state, the workpiece is positioned at a desired rotation phase by rotating the chuck portion around the reference axis by a predetermined angle by the rotation drive mechanism. Thereafter, rough machining of the flat second milling surface for machining the second rack teeth is performed. Therefore, rough machining with high accuracy can be performed.
請求項5の発明のフライス盤によれば、所望の位相に調整されたワークの第2フライス面加工予定部を周方向に挟んだ両側部分が、本クランプ装置の第2固定クランプと第2可動クランプとの間で本クランプされる。したがって、後の荒加工工程で第2フライス面を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。 According to the milling machine of the fifth aspect of the present invention, both side portions sandwiching the second milling surface processing scheduled portion of the workpiece adjusted to a desired phase in the circumferential direction are the second fixed clamp and the second movable clamp of the present clamping device. This is clamped between. Therefore, when machining the second milling surface in the subsequent roughing process, it is possible to perform roughing with high accuracy.
本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施形態の製造方法により製造されたラック軸6が適用されたステアリング装置1を示している。図2はラック軸6の概略正面図である。図3(a)は、図2の3A−3A線に沿って切断されたラック軸6の断面図であり、図3(b)は、図2の3B−3B線に沿って切断されたラック軸6の断面図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a steering apparatus 1 to which a
図1に示すように、ステアリング装置1は、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構2を備えている。転舵機構2は、車体に固定されたラックハウジング3を挿通し、第1ラック歯4と第2ラック歯5とを有する転舵軸としてのラック軸6と、第1ラック歯4に噛み合う第1ピニオン7を有する第1ピニオン軸8と、第2ラック歯5に噛み合う第2ピニオン9を有する第2ピニオン軸10とを備える。
As shown in FIG. 1, the steering device 1 includes a
ステアリング装置1は、デュアルピニオンタイプのステアリング装置である。第1ピニオン軸8は、アシスト力伝達用であり、第2ピニオン軸10は、マニュアル操舵力伝達用である。
図2に示すように、第1ラック歯4と第2ラック歯5とは、軸方向Jに離隔して配置されている。図3(a),(b)に示すように、第1ラック歯4と第2ラック歯5とは、周方向において互いに異なる位相で形成されている。図3(a)に示される第1ラック歯4が加工された第1フライス面FP1の背面4aおよび図3(b)に示される第2ラック歯5が加工された第2フライス面FP2の背面5aは、ラック軸6の中心軸線RCを中心とする円筒面の一部を形成している。
The steering device 1 is a dual pinion type steering device. The
As shown in FIG. 2, the
再び図1を参照して、ステアリング装置1は、ラック軸6の軸方向Jの第1端部11および第2端部12にそれぞれタイロッド13およびナックル14を介して連結された転舵輪15を備えている。
運転者が操舵部材18を操作することで、そのマニュアル操舵力(操舵トルク)により、ステアリングシャフト19、自在継手20、中間軸21、自在継手22、第2ピニオン軸10、ラック軸6、タイロッド13およびナックル14を順次に介して転舵輪15を操舵することができる。
Referring again to FIG. 1, the steering device 1 includes steered
When the driver operates the steering
また、ステアリング装置1は、アシスト機構23を備えている。アシスト機構23は、操舵補助力を発生する電動モータ24と、電動モータ24の回転出力を減速して第1ピニオン軸8に伝達するウォームギヤ機構等の減速機構25とを備えている。
電動モータ24は、車体に固定されたモータハウジング26と、出力軸としての回転軸27とを備えている。減速機構25は、継手28を介して回転軸27とトルク伝達可能に連結されたウォーム軸等の駆動ギヤ29と、駆動ギヤ29と噛み合い第1ピニオン軸8と一体回転可能に連結されたウォームホイール等の被動ギヤ30とを備えている。
In addition, the steering device 1 includes an
The
ステアリングシャフト19から第2ピニオン軸10までの経路の何れかの位置に、操舵部材18に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ31が配置されている。
トルクセンサ31のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)32に与えられる。ECU32では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、内蔵の駆動回路を介して電動モータ24を駆動制御する。電動モータ24の出力回転が減速機構25を介して減速されて第1ピニオン軸8に伝達され、ラック軸6の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
A torque sensor 31 that detects a steering torque applied to the steering
The torque detection result of the torque sensor 31 is given to an ECU (Electronic Control Unit) 32. The
図4は、ラック軸6の製造方法の流れを概略的に示すフローチャートである。図4において、ワークは、後述する図8、図9、図11および図12における各加工段階のワークWに相当する。
まず、ステップS1において、素材段階のワーク(丸棒ないし丸棒の端部に位置決め用の二面幅が形成されたもの)をフライス盤にセットした後、ステップS2において、フライス盤を用いて、ワークにワークの軸方向に平行な第1フライス面を荒加工する(第1フライス面荒加工工程)。
FIG. 4 is a flowchart schematically showing the flow of the method for manufacturing the
First, in step S1, a workpiece in the material stage (a round bar or a round bar having a two-sided width for positioning) is set on a milling machine, and then in step S2, using a milling machine, A first milling surface parallel to the axial direction of the workpiece is roughed (first milling surface roughing step).
次いで、ステップS3において、ワークをブローチ盤にセットした後、ステップS4において、ブローチ盤を用いて、第1フライス面に第1ラック歯を加工する(第1ラック歯加工工程)。
次いで、ステップS5において、ステップS6(ワークに対してワークの軸方向に平行な第2フライス面を荒加工する第2フライス面荒加工)の前工程としての準備工程を実施する。
Next, after setting the work on the broaching machine in step S3, in step S4, the first rack teeth are machined on the first milling surface using the broaching machine (first rack tooth machining process).
Next, in step S5, a preparatory process as a pre-process of step S6 (second milling surface roughing for roughing a second milling surface parallel to the workpiece axial direction) is performed.
次いで、ステップS6において、フライス盤を用いて、ワークに第2フライス面を荒加工する(第2フライス面荒加工工程)。
次いで、ステップS7において、ワークをブローチ盤にセットした後、ステップS8において、ブローチ盤を用いて、第2フライス面に第2ラック歯を加工する(第2ラック歯加工工程)。
Next, in step S6, a second milling surface is rough-processed on the workpiece using a milling machine (second milling surface roughing step).
Next, after setting the workpiece on the broaching machine in step S7, in step S8, the second rack teeth are machined on the second milling surface using the broaching machine (second rack tooth machining process).
前記準備工程は、図5、図6に示すようなフライス盤40において行われる。図5に示すように、フライス盤40は、ベース41と、ベース41によって移動ガイド42を介して支持されたテーブル43とを備えている。また、フライス盤40は、テーブル43上にそれぞれ配置された、端部ストッパ44と、仮クランプ装置50、本クランプ装置60と、チャック装置70とを備えている。
The preparation step is performed in a
移動ガイド42は、ベース41によって図示しないスライド機構を介してX軸方向(図5参照)に移動可能に支持されており、テーブル43は、移動ガイド42によって図示しないスライド機構を介してY軸方向(図6参照)に移動可能に支持されている。これにより、テーブル43は、互いに直交するX軸方向およびY軸方向に位置調整可能である。
図5に示すように、X軸方向に関して、端部ストッパ44とチャック装置70との間に、本クランプ装置60と仮クランプ装置50とが配置されている。フライス盤40は、X軸に沿う基準軸線BCを設定している。
The
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、フライス盤40は、工具ヘッド80を備えている。工具ヘッド80は、ベース41上に固定された支持アーム45によって、図示しないガイド機構を介してZ軸方向に位置調整可能に支持されている。工具ヘッド80は、X軸およびY軸の双方と直交するZ軸に沿う回転中心Kを有するスピンドル81を回転中心K回りに回転可能に支持している。工具ヘッド80には、スピンドル81を回転駆動する電動モータ82が搭載されている。また、スピンドル81は、フライスカッタ90をチャックする機構(図示せず)を備えている。
As shown in FIG. 6, the milling
図7は、テーブル43上に配置された仮クランプ装置50、本クランプ装置60およびチャック装置70等の概略斜視図である。
図7に示すように、仮クランプ装置50は、テーブル43上に固定された高さ調整台51と、高さ調整台51上に固定された第1固定クランプ52とを備える。また、仮クランプ装置50は、高さ調整台51上に固定された支持体53によって図示しないガイド機構を介してZ軸方向に進退可能に支持された第1可動クランプ54と、第1可動クランプ54を第1固定クランプ52側へ進退させる進退駆動機構55とを備えている。
FIG. 7 is a schematic perspective view of the
As shown in FIG. 7, the
図8(b)に示すように、第1固定クランプ52と第1可動クランプ54との間で、ワークがクランプされる。
図7に示すように、第1固定クランプ52は、Vブロックからなる。第1固定クランプ52は、V溝からなる受け部52aを備えている。図8(a),(b)に示すように、受け部52aは、ワークWの中心軸線WCがX軸に沿う基準軸線BCに一致するようにワークWの第1フライス面FP1(第1フライス面FP1には、ラック歯4が既に加工されている)の背面4aを受ける。第1フライス面FP1は、第1ラック歯4の歯頂部に相当し、同一平面内にある多数の平坦面を含む。第1可動クランプ54は、XY平面に沿う平坦面からなる押圧部54aを有する板部材である。
As shown in FIG. 8B, the workpiece is clamped between the first
As shown in FIG. 7, the 1st fixed
図7に示すように、進退駆動機構55は、支持体53に固定された本体55aと、本体55aによって支持されZ軸方向に進退駆動される可動軸55bとを備える。第1可動クランプ54は、可動軸55bの端部に固定されており、可動軸55bとZ軸方向に一体移動する。
進退駆動機構55は、例えば油圧シリンダ等の油圧機構であってもよい。また、進退駆動機構55は、図示していないが、電動モータの回転をボールねじ機構により軸方向運動に変換する電動式の機構であってもよい。
As shown in FIG. 7, the advance /
The advance /
仮クランプ装置50は、図8(b)に示すように、進退駆動機構55によって下降された第1可動クランプ54の押圧部54aと第1固定クランプ52の受け部52aとの間で、ワークWを仮クランプする。仮クランプに際して、平坦面からなる押圧部54aが、第1フライス面FP1(第1ラック歯4の歯頂部に相当)を押圧することにより、ワークWの中心軸線WC(基準軸線BC)回りの回転位置が矯正されて、ワークWが基準位相に位置決めされる。
As shown in FIG. 8B, the
図7に示すように、チャック装置70は、テーブル43上に固定された高さ調整台71と、高さ調整台71上にX軸方向に移動可能に支持されたチャック装置本体72と、チャック装置本体72によって支持されたチャック部73と、チャック部73を回転駆動する回転駆動機構74とを備えている。チャック部73は、基準軸線BCに一致するチャック中心CCを有している。
As shown in FIG. 7, the
チャック部73は、チャック中心CC回りに放射状に配置された複数のチャック爪73a[図11(d)を参照]を備えている。チャック部73は、X軸方向に関して、底部73b[図11(b)を参照]を備えている。
回転駆動機構74は、サーボモータからなる。図7に示すように、回転駆動機構74は、チャック装置本体72に固定された本体74aと、本体74aによって基準軸線BC回りに回転可能に支持された回転軸74bとを備えている。回転軸74bに、チャック部73が一体回転可能に取り付けられている。すなわち、チャック部73は、チャック装置本体72によって基準軸線BCに一致するチャック中心CC回りに回転可能に支持されている。チャック部73は、ワークWの一端W1をチャックする。
The
The
回転駆動機構74が、チャック部73をチャック中心CC回りに所定角度だけ回転駆動することにより、チャック部73によってチャックされたワークWが、所望の回転位相に調整される。
チャック装置70の高さ調整台71上には、チャック装置本体72をX軸方向に移動させる直線駆動機構75が配置されている。直線駆動機構75は、高さ調整台71上に固定された本体75aと、本体75aによって支持されX軸方向に進退駆動される可動軸75bとを備える。
The
A
直線駆動機構75は、例えば油圧シリンダ等の油圧機構であってもよい。また、直線駆動機構75は、図示していないが、電動モータの回転をボールねじ機構により軸方向運動に変換する電動式の機構であってもよい。
図7に示すように、本クランプ装置60は、高さ調整台61と、高さ調整台61上に固定された横向きのVブロックからなる第2固定クランプ62と、第2固定クランプ62とY軸方向に対向する第2可動クランプ63と、第2可動クランプ63を第2固定クランプ62に対して進退駆動する進退駆動機構64とを備えている。
The
As shown in FIG. 7, the
第2固定クランプ62のV溝からなる受け部62aは、XY平面に沿う平坦面からなる第1受け面621と 第1受け面621に対して鋭角状に傾斜しX軸方向に平行な平坦面からなる第2受け面622とを含む。
進退駆動機構64は、高さ調整台61に固定された本体64aと、本体64aによって支持されY軸方向に進退駆動される可動軸64bとを備えている。第2可動クランプ63は、可動軸64bの端部に一体移動可能に取り付けられている。第2可動クランプ63は、第2受け面622に対して逆向きに傾斜しX軸方向に延びる平坦面からなる押圧部63aを含む。
The receiving
The advance /
進退駆動機構64は、例えば油圧シリンダ等の油圧機構であってもよい。また、進退駆動機構64は、図示していないが、電動モータの回転をボールねじ機構により軸方向運動に変換する電動式の機構であってもよい。
本クランプ装置60は、図9(a),(b)に示すように、第2固定クランプ62の受け部62aと第2可動クランプ63の押圧部63aとの間で、ワークWの第2フライス面加工予定部100を周方向に挟んだ両側部分101,102を本クランプする。
The advance /
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
次いで、図4で示されるステップS5の準備工程を図10〜図12を参照して詳細に説明する。図10においてのワークは、図11および図12における各加工段階のワークWに相当する。
準備工程は、図10に示すステップS51〜ステップS57の工程を順次に含んでいる。まず、図10のステップS51では、ワークWをフライス盤40にセットする[図11(a)を参照]。このとき、仮クランプ装置50および本クランプ装置60は、アンクランプ状態であり、図8(a)に示すように、ワークWの第1ラック歯4の背面4aが、仮クランプ装置50の第1固定クランプ52によって受けられる。
Next, the preparation process of step S5 shown in FIG. 4 will be described in detail with reference to FIGS. The workpiece in FIG. 10 corresponds to the workpiece W at each processing stage in FIGS. 11 and 12.
The preparation process sequentially includes steps S51 to S57 shown in FIG. First, in step S51 of FIG. 10, the workpiece W is set on the milling machine 40 [see FIG. 11 (a)]. At this time, the
また、図9(a)に示すように、ワークWは、本クランプ装置60の第2固定クランプ62によっても受けられる。ワークWが両固定クランプ52,62によって受けられた状態で、ワークWの中心軸線WCが、基準軸線BCに一致している。
図11(a)に示すワークWのセット状態では、ワークWの一端W1(ラック軸6の第1端部11に相当)が、チャック装置70のチャック部73にX軸方向に間隔を隔てて対向している。また、ワークWの他端W2(ラック軸の第2端部12に相当)が、端部ストッパ44にX軸方向に間隔を隔てて対向している。
Further, as shown in FIG. 9A, the workpiece W is also received by the second
In the set state of the workpiece W shown in FIG. 11A, one end W1 (corresponding to the
続く図10のステップS52は、ワークの軸方向の位置決め工程である。すなわち、図11(b) に示すように、チャック装置70の直線駆動機構75によってチャック装置本体72をX軸方向のワークW側へ移動させて、ワークWの一端W1をチャック部73の底部73bで押し、ワークWの他端W2を軸方向位置決め用の端部ストッパ44に当接させる。これにより、ワークWが軸方向(X軸方向)に位置決めされる。このとき、チャック部73は、まだ、ワークWの一端W1をチャックしていない。
Step S52 in FIG. 10 is a positioning process of the workpiece in the axial direction. That is, as shown in FIG. 11 (b), the chuck device
次いで、図10のステップS53の仮クランプ工程では、図11(c)および図8(b)に示すように、仮クランプ装置50の第1可動クランプ54の平坦面からなる押圧部54aが、ワークWの第1フライス面FP1(第1ラック歯4の歯頂部に相当)を押圧しつつ、第1可動クランプ54と第1固定クランプ52との間でワークWを仮クランプする。仮クランプに際して、ワークWの位相が基準軸線BC回りの基準位相に調整される。
Next, in the temporary clamping step of step S53 in FIG. 10, as shown in FIGS. 11 (c) and 8 (b), the
次いで、図10のステップS54のチャック工程では、図11(d)に示すように、仮クランプされたワークWの一端W1を、基準軸線BCに一致するチャック中心CCを有するチャック部73でチャックする。すなわち、放射状に配置された複数のチャック爪73aによって、ワークWの一端W1の外周をチャックする。
次いで、図10のステップS55の仮クランプ解除工程では、図12(a)に示すように、仮クランプ装置50の進退駆動機構55の可動軸55bが短縮して、仮クランプ装置50の第1可動クランプ54が後退(上昇)することにより、チャック状態のワークWに対する仮クランプを解除して、アンクランプ状態とする。
Next, in the chucking process of step S54 in FIG. 10, as shown in FIG. 11D, one end W1 of the temporarily clamped workpiece W is chucked by the
Next, in the temporary clamp release process of step S55 of FIG. 10, the
次いで、図10のステップS56の位相調整工程では、図12(b)に示すように、チャック装置70の回転駆動機構74が回転軸74bを所定角度回転させて、チャック部73をチャック中心CC回りに所定角度回転させることにより、ワークWを所望の位相に調整する。前記所定角度は、図3(a),(b)に示される第1ラック歯4と第2ラック歯5との位相差に相当する角度である。
Next, in the phase adjustment step of step S56 in FIG. 10, as shown in FIG. 12B, the
次いで、図10のステップS56の本クランプ工程では、図9(b) および図12(c)に示すように、本クランプ装置60の第2可動クランプ63が進出し、図9(b)に示すように、位相調整されたワークWの第2フライス面加工予定部100を周方向に挟んだ両側部分101,102が、本クランプされる。これにより、準備工程が完了する。
その後、図12(d)に示すように、テーブル43をX軸方向に送りながら、工具ヘッド80のスピンドル81に取り付けられたフライスカッタ90によって、ワークWの第2フライス面加工予定部100に、第2フライス面FP2が荒加工される(図4のステップS6に相当)。
Next, in the main clamping step of step S56 in FIG. 10, as shown in FIGS. 9B and 12C, the second
Thereafter, as shown in FIG. 12D, while the table 43 is fed in the X-axis direction, the
本実施形態のラック軸の製造方法によれば、ワークWの中心軸線WCが基準軸線BCに一致するように受け部52aによってワークWの第1フライス面FP1の背面4aを受けた状態で、平坦な押圧部54aによって第1フライス面FP1(第1ラック歯4の歯頂部に相当)を押圧することにより、ワークWを基準位相に位置決めするようにワークWを仮クランプする[仮クランプ工程。図8(b)および図11(c)を参照]。
According to the rack shaft manufacturing method of the present embodiment, the flat surface is received in a state where the
次いで、仮クランプされたワークWの一端W1を、基準軸線BCに一致するチャック中心CCを有するチャック部73でチャックした後[チャック工程。図11(d)を参照]、仮クランプを解除する[仮クランプ解除工程。図12(a)を参照]。
次いで、チャック部73をチャック中心CC回りに所定角度回転させることにより、ワークWを所望の位相に調整する[位相調整工程。図12(b)を参照]。このような前工程を経た後、第2ラック歯加工用の平坦な第2フライス面FP2の荒加工(図4のステップS6の第2フライス面の荒加工の工程)を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。
Next, after one end W1 of the temporarily clamped workpiece W is chucked by the
Next, the workpiece W is adjusted to a desired phase by rotating the
また、本実施形態の製造方法によれば、位相調整工程を経て所望の位相に調整されたワークWの第2フライス面加工予定部100を周方向に挟んだ両側部分101,102が、本クランプされる[本クランプ工程。図9(b)を参照]。したがって、後の荒加工工程で、第2フライス面FP2を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。
また、本実施形態の製造方法により製造されたラック軸6であれば、特に第1ラック歯4と第2ラック歯5との位置関係に関して寸法精度の高いラック軸6を実現することができる。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, both
Further, if the
また、本実施形態のフライス盤40によれば、ワークWの中心軸線WCが基準軸線BCに一致するようにワークWの第1ラック歯4の背面4aを仮クランプ装置50の第1固定クランプ52の受け部52aによって受けた状態で、第1可動クランプ54を第1固定クランプ52側へ駆動し、第1固定クランプ52の受け部52aと第1可動クランプ54の平坦な押圧部54aとの間で、ワークWを仮クランプする。仮クランプに際して、第1可動クランプ54の平坦な押圧部54aが第1フライス面FP1(ラック歯4の歯頂部に相当)を押圧することにより、ワークWの位相を矯正して、ワークWを基準位相に位置決めする。
Further, according to the
次いで、チャック装置70のチャック部73によって、ワークWの一端W1をチャックした後、仮クランプ装置50による仮クランプを解除する。この状態で、チャック装置70の回転駆動機構74によってチャック部73をチャック中心CC(基準軸線BC)回りに所定角度回転させることにより、ワークWを所望の回転位相に位置決めする。その後、第2ラック歯加工用の平坦な第2フライス面FP2を荒加工を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。
Next, after chucking one end W <b> 1 of the workpiece W by the
また、本実施形態のフライス盤40によれば、図9(b)に示すように、所望の位相に調整されたワークWの第2フライス面加工予定部100を周方向に挟んだ両側部分101,102が、本クランプ装置60の第2固定クランプ62と第2可動クランプ63との間で本クランプされる。したがって、後の荒加工工程で第2フライス面FP2を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。
Further, according to the
本発明は前記実施形態に限定されるものではない。図1では、第1ラック歯4がアシスト力伝達用であり、第2ラック歯5がマニュアル操舵力伝達用であるが、これに代えて、第1ラック歯4がマニュアル操舵力伝達用であり、第2ラック歯5がアシスト力伝達用であってもよい。第1ラック歯4と第2ラック歯5との左右の位置関係は、逆であってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. In FIG. 1, the
また、図7において、Y軸方向に関して第2固定クランプ62と第2可動クランプ63との配置位置が入れ代っていてもよい。
また、端部ストッパ44が、ワークWの他端W2をチャックする機能を備えていてもよい。また、基準軸線BCが、Y軸に沿うように設定されてもよい。
また、図4に示す工程フローに変えて、図13に示す工程フローを実施してもよい。具体的には、まず、ステップS11において、素材段階のワーク(丸棒ないし丸棒の端部に位置決め用の二面幅が形成されたもの)をフライス盤にセットした後、ステップS12において、フライス盤を用いて、ワークにワークの軸方向に平行な第1フライス面を荒加工する(第1フライス面荒加工工程)。
In FIG. 7, the arrangement positions of the second
Further, the
Further, instead of the process flow shown in FIG. 4, the process flow shown in FIG. 13 may be performed. Specifically, first, in step S11, a workpiece in the material stage (a round bar or a round bar having a two-sided width for positioning) is set on the milling machine, and then in step S12, the milling machine is set. The first milling surface parallel to the workpiece axial direction is rough-worked on the workpiece (first milling surface roughing step).
次いで、ステップS13において、ステップS14(ワークに対してワークの軸方向に平行な第2フライス面を荒加工する第2フライス面荒加工)の前工程としての準備工程を実施する。
次いで、ステップS14において、フライス盤を用いて、ワークに第2フライス面を荒加工する(第2フライス面荒加工工程)。
Next, in step S13, a preparatory step is performed as a pre-step of step S14 (second milling surface roughing for roughing the second milling surface parallel to the workpiece axial direction).
Next, in step S14, the milling machine is used to rough the second milling surface (second milling surface roughing process).
次いで、ステップS15において、ワークをブローチ盤にセットした後、ステップS16において、ブローチ盤を用いて、第1フライス面に第1ラック歯を加工する(第1ラック歯加工工程)。
次いで、ステップS17において、ブローチ盤を用いて、第2フライス面に第2ラック歯を加工する(第2ラック歯加工工程)。
Next, after setting the work on the broaching machine in step S15, in step S16, the first rack teeth are machined on the first milling surface using the broaching machine (first rack tooth machining process).
Next, in step S17, the second rack teeth are processed on the second milling surface using a broaching machine (second rack tooth processing step).
この場合、ワークをフライス盤から取り外してブローチ盤に取り付ける作業の回数を少なくでき、段取り時間を短縮することができる。
その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
In this case, the number of operations for removing the workpiece from the milling machine and attaching it to the broaching machine can be reduced, and the setup time can be shortened.
In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
1…ステアリング装置、4…第1ラック歯、4a…(第1フライス面の)背面、5…第2ラック歯、6…ラック軸、7…第1ピニオン、8…第1ピニオン軸、9…第2ピニオン、10…第2ピニオン軸、40…フライス盤、41…ベース、42…移動ガイド、43…テーブル、44…端部ストッパ、45…支持アーム、50…仮クランプ装置、51…高さ調整台、52…第1固定クランプ、52a…受け部、53…支持体、54…第1可動クランプ、54a…押圧部、55…進退駆動機構、55a…本体、55b…可動軸、60…本クランプ装置、61…高さ調整台、62…第2固定クランプ、62a…受け部、621…第1受け面、622…第2受け面、63…第2可動クランプ、63a…押圧部、64…進退駆動機構、64a…本体、64b…可動軸、70…チャック装置、71…高さ調整台、72…チャック装置本体、73…チャック部、73a…チャック爪、73b…底部、74…回転駆動機構、74a…本体、74b…回転軸、75…直線駆動機構、75a…本体、75b…可動軸、80…工具ヘッド、81…スピンドル、82…電動モータ、90…フライスカッタ、100…第2フライス面加工予定部、101,102…(第2フライス面加工予定部を周方向に挟んだ)両側部分、FP1…第1フライス面、FP2…第2フライス面、K…(スピンドルの)回転中心、BC…基準軸線、CC…チャック中心、RC…(ラック軸の)中心軸線、W…ワーク、W1…一端、W2…他端、WC…(ワークの)中心軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 4 ... 1st rack tooth | gear, 4a ... Back surface (1st milling surface), 5 ... 2nd rack tooth | gear, 6 ... Rack shaft, 7 ... 1st pinion, 8 ... 1st pinion shaft, 9 ... 2nd pinion, 10 ... 2nd pinion shaft, 40 ... milling machine, 41 ... base, 42 ... moving guide, 43 ... table, 44 ... end stopper, 45 ... support arm, 50 ... temporary clamping device, 51 ...
Claims (5)
前記荒加工工程前の準備工程として、
ワークの中心軸線が基準軸線に一致するようにワークの第1フライス面の背面を受ける受け部と第1フライス面に当接する平坦な押圧部との間でワークを仮クランプすることにより、ワークを前記基準軸線回りの基準位相に位置決めする仮クランプ工程と、
仮クランプされたワークの端部を、前記基準軸線に一致するチャック中心を有するチャック部でチャックするチャック工程と、
チャックされたワークに対する仮クランプを解除する仮クランプ解除工程と、
仮クランプが解除された状態で前記チャック部を前記チャック中心回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の位相に調整する位相調整工程と、を含むラック軸の製造方法。 A rack shaft manufacturing method including a roughing step of roughing a second milling surface for processing a second rack tooth on a workpiece having a first milling surface before or after processing the first rack tooth,
As a preparation step before the roughing step,
The workpiece is temporarily clamped between the receiving portion that receives the back surface of the first milling surface of the workpiece and the flat pressing portion that contacts the first milling surface so that the center axis of the workpiece coincides with the reference axis line. A temporary clamping step for positioning to a reference phase around the reference axis;
A chucking step of chucking the end of the temporarily clamped workpiece with a chuck having a chuck center coinciding with the reference axis;
A temporary clamp releasing step for releasing the temporary clamp on the chucked workpiece;
And a phase adjusting step of adjusting the workpiece to a desired phase by rotating the chuck portion around the chuck center by a predetermined angle in a state where the temporary clamp is released.
前記ベースによって支持され、互いに直交するX軸方向およびY軸方向に位置調整可能なテーブルと、
X軸およびY軸と直交するZ軸に沿う回転中心回りに回転駆動されるスピンドルを含み前記ベースによって支持された工具ヘッドと、
前記テーブルに固定されワークの中心軸線がX軸またはY軸に沿う基準軸線に一致するようにワークの第1フライス面の背面を受ける受け部を有する第1固定クランプと、前記第1固定クランプと対向し前記テーブルによってZ軸方向に進退可能に支持され第1フライス面に当接する平坦な押圧部を有する第1可動クランプと、前記第1可動クランプを前記第1固定クランプ側に進退させる進退駆動機構とを含み、ワークを基準位相に位置決めするように、前記受け部と前記押圧部とでワークを仮クランプする仮クランプ装置と、
前記テーブルによって支持されたチャック装置本体と、前記基準軸線に一致するチャック中心を有し前記チャック装置本体によって前記チャック中心回りに回転可能に支持されワークの端部をチャックするチャック部と、前記チャック部によってチャックされたワークを所望の回転位相に調整するように、前記チャック部を前記チャック中心回りに回転駆動する回転駆動機構とを含むチャック装置と、を備えるフライス盤。 Base and
A table supported by the base and adjustable in position in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other;
A tool head supported by the base including a spindle that is driven to rotate about a rotation center along a Z axis perpendicular to the X axis and the Y axis;
A first fixed clamp having a receiving portion that is fixed to the table and receives a back surface of the first milling surface of the workpiece such that a center axis of the workpiece coincides with a reference axis along the X-axis or the Y-axis; and the first fixed clamp; A first movable clamp that is opposed to and supported by the table so as to advance and retreat in the Z-axis direction and has a flat pressing portion that contacts the first milling surface, and a forward and backward drive that advances and retracts the first movable clamp toward and away from the first fixed clamp. A temporary clamping device that temporarily clamps the workpiece with the receiving portion and the pressing portion so as to position the workpiece at a reference phase.
A chuck device main body supported by the table, a chuck portion having a chuck center coinciding with the reference axis, and rotatably supported around the chuck center by the chuck device main body, and chucking an end of a workpiece; and the chuck A milling machine comprising: a chuck device including a rotation drive mechanism that rotates the chuck portion around the center of the chuck so as to adjust a workpiece chucked by the portion to a desired rotation phase.
所望の位相に調整されたワークの第2フライス面加工予定部を周方向に挟んだ両側部分が、前記第2固定クランプと前記第2可動クランプとの間で本クランプされるように構成されているフライス盤。 5. The second fixed clamp fixed to the table and received so that a center axis of a workpiece coincides with the reference axis, a second movable clamp opposed to the second fixed clamp, and the second movable clamp The clamp device further including an advancing / retreating drive mechanism that advances / retreats with respect to the second fixed clamp;
Both side portions sandwiching the second milling surface machining scheduled portion of the workpiece adjusted to a desired phase in the circumferential direction are configured to be clamped between the second fixed clamp and the second movable clamp. Milling machine.
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