定岡 秀樹 (())
本田技研工業株式会社 (〒56 東京都港区南青山二丁目1番1号 Tokyo, 10785, JP)
MAKINO J CO., LTD. (4007, Nakatsu Aikawa-machi, Aiko-gu, Kanagawa 03, 24303, JP)
マキノジェイ株式会社 (〒03 神奈川県愛甲郡愛川町中津4007番地 Kanagawa, 24303, JP)
| 貫通孔(11)が形成された被加工物(W)が載置される基台(20)と、 前記被加工物(W)の貫通孔(11)に挿通される切削工具(30)と、 前記切削工具(30)を回転させる回転駆動装置(40)と、 前記切削工具(30)をブッシュ面(51)で支持する支持治具(50A, 50B)と、 を備え、 前記切削工具(30)は、 長さ方向(Z)に沿って延びる主流路(61)および前記主流路(61)から外周面(312)に至る分岐流路(63)を有する工具本体(31)と、 前記工具本体(31)の外周面(312)に設けられた切刃(32)と、 前記切削工具(31)の外周面(312)の前記支持治具(50A, 50B)のブッシュ面(51)に対向しかつ前記分岐流路(63)が開口された部分に、前記分岐流路(63)の開口面積よりも大きい面積に亘って形成された凹状のポケット(313)と、 前記分岐流路(63)に着脱可能に取り付けられた結合部材(64)と、 前記結合部材(64)に形成され前記分岐流路(63)の上流側と下流側とを連通するオリフィス(641)と、 を備える、 中ぐり加工装置(1)。 |
| 前記切削工具(30)の主流路(61)に流体を供給することにより、前記主流路(61)および分岐流路(63)を通して前記支持治具(50A, 50B)のブッシュ面(51)と前記切削工具の外周面との間に流体を供給して、前記切削工具(30)と前記支持治具(50A, 50B)との間に流体軸受を形成する、請求項1に記載の中ぐり加工装置(1)。 |
| 前記結合部材(64)は、複数の結合部材(64)を前記切削工具(30)の分岐流路に順次装着して、前記オリフィス通過前の流体の圧力と前記オリフィス通過後の流体の圧力とを測定することによって、前記オリフィス通過前と通過後との流体の圧力の比が最も所定値に近くなるように、前記オリフィス(641)の形状が異なる複数の結合部材(64)から選択された、請求項1または2に記載の中ぐり加工装置(1)。 |
| 前記支持治具(50A, 50B)のブッシュ面(51)の軸方向(Z)の長さは、前記ポケット(313)の軸方向(Z)の長さよりも長い、請求項1から3のいずれかに記載の中ぐり加工装置(1)。 |
| 前記結合部材(64)は、前記分岐流路(63)に取外可能に螺合された止めねじ(64)からなる、請求項1から4のいずれかに記載の中ぐり加工装置(1)。 |
| 中ぐり加工装置(1)を用いて被加工物(W)を中ぐり加工する中ぐり加工方法であって、 前記中ぐり加工装置(1)は、貫通孔(11)が形成された被加工物(W)が載置される基台(20)と、前記被加工物(W)の貫通孔(11)に挿通される切削工具(30)と、前記切削工具(30)を回転させる回転駆動装置(40)と、前記切削工具(30)をブッシュ面(51)で支持する支持治具(50A, 50B)と、を備え、 前記切削工具(30)は、長さ方向(Z)に沿って延びる主流路(61)および前記主流路(61)から工具本体(31)の外周面(312)に至る分岐流路(63)を有する工具本体(31)と、前記工具本体(31)の外周面(312)に設けられた切刃(32)と、を備え、 中ぐり加工方法は、 前記切削工具(30)の外周面(312)のうち前記支持治具(50A, 50B)のブッシュ面(51)に対向しかつ前記分岐流路(63)が開口された部分に、前記分岐流路(63)の開口面積よりも大きい面積に亘って凹状のポケット(313)を形成し、 前記分岐流路(63)を、前記分岐流路(63)の上流側と下流側とを連通するオリフィス(641)を備える結合部材(64)が前記分岐流路に着脱可能となるように形成し、 前記オリフィス(641)の直径が異なる複数の結合部材(64)を用意し、 前記複数の結合部材(64)を、順次交換して、分岐流路(63)に取り付けて、 前記オリフィス通過前の流体の圧力と前記オリフィス通過後の流体の圧力とを測定し、 前記オリフィス通過前と通過後との流体の圧力の比が最も所定値に近いものを前記複数の結合部材(64)から選択し、前記抽出した結合部材を前記分岐流路に装着し、 前記切削工具(30)の主流路(61)に流体を供給することにより、前記主流路(61)および分岐流路(63)を通して前記切削工具(30)の外周面(312)と前記支持治具(50A, 50B)のブッシュ面(51)との間に流体を供給して、前記切削工具(30)と前記支持治具(50A, 50B)との間に流体軸受を形成しつつ、前記切削工具(30)を回転させて、前記被加工物(W)を中ぐり加工する、 中ぐり加工方法。 |
本発明は、中ぐり加工装置および中ぐり 工方法に関する。詳しくは、貫通孔が形成 れた被加工物を中ぐり加工する中ぐり加工 置および中ぐり加工方法に関する。
自動車の製造工程では、エンジンのシリ ダブロックにクランクシャフトを挿通する ャフト貫通孔を切削加工し、その後、シリ ダヘッドやクランクケース等をシリンダブ ックに組み付ける。
このシャフト貫通孔は、具体的には、以 の手順で形成される。
まず、円柱形状の工具本体と、この工具 体の外周面に設けられた複数の切刃と、を する切削工具を用意する。この切削工具に 、長さ方向に沿って延びる主流路と、この 流路から分岐して外周面の各切刃の近傍に る第1分岐流路と、が設けられる。
そして、シリンダブロックに、互いに離 して連続する複数の下穴としての貫通孔を 成する。その後、切刃を有する切削工具を 穴に挿通して、この状態で、切削工具を回 駆動させて、複数の下穴の内周面を同時に 工する、いわゆるラインボーリング加工を う。これにより、複数の下穴を同軸として シャフト貫通孔を形成する。
このとき、切刃により貫通孔の内周面の 工部分では熱や切削屑が発生するので、切 の近傍から加工液を噴射させることで、熱 切削屑を除去する。
このようなラインボーリング加工では、 削工具の一端を片持ち状態で保持して回転 動されるので、切削工具が自重により下方 湾曲して、シャフト貫通孔の加工精度が低 したり、切削工具が振動したりするという 題があった。
そこで、切削工具の他端側を支持治具で 持する手法が提案されている(特許文献1参 )。
特許文献1に記載された装置においては、 切削工具に、主流路から外周面のうち支持治 具のブッシュ面に対向する部分に至る第2分 流路を設け、この第2分岐流路を通して、支 治具のブッシュ面に向かって加工液を噴射 ることで、支持治具のブッシュ面と切削工 の外周面との間に流体軸受を形成する。
しかしながら、特許文献1に示された装置 では、第2分岐流路の内径を適切な大きさに 定できず、流体軸受の支持剛性が低くなる 合があった。
本発明の一以上の実施例は、流体軸受の 持剛性を十分に高めることができる中ぐり 工装置を提供する。
本発明の一以上の実施例によれば、中ぐ 加工装置1は、貫通孔11が形成された被加工 Wが載置される基台20と、前記被加工物Wの貫 通孔11に挿通される切削工具30と、前記切削 具30を回転させる回転駆動装置40と、前記切 工具30をブッシュ面51で支持する支持治具50A , 50Bと、を備える。前記切削工具30は、長さ 向Zに沿って延びる主流路61および前記主流 61から外周面312に至る分岐流路63を有する工 具本体31と、前記工具本体31の外周面312に設 られた切刃32と、前記切削工具31の外周面312 前記支持治具50A, 50Bのブッシュ面51に対向 かつ前記分岐流路63が開口された部分に、前 記分岐流路63の開口面積よりも大きい面積に って形成された凹状のポケット313と、前記 岐流路63に着脱可能に取り付けられた結合 材64と、前記結合部材64に形成され前記分岐 路63の上流側と下流側とを連通するオリフ ス641と、を備える。前記切削工具30の主流路 61に流体を供給することにより、前記主流路6 1および分岐流路63を通して前記支持治具50A, 50Bのブッシュ面51と前記切削工具の外周面と 間に流体を供給して、前記切削工具30と前 支持治具50A, 50Bとの間に流体軸受が形成さ る。
前記一以上の実施例の装置では、被加工 が基台に載置される。この被加工物の貫通 に切削工具を挿通する。次に、切削工具の 端側を回転駆動装置に接続するとともに、 の切削工具を支持治具で支持する。続いて 切削工具の主流路に流体を供給しながらこ 切削工具を回転させる。すると、被加工物 、切削工具の切刃により中ぐり加工される
ここで、切削工具の外周面に凹状のポケ トを設けたので、切削工具の主流路に供給 れた流体は、分岐流路およびオリフィスを してポケットに流入し、このポケットに溜 った後、支持治具のブッシュ面と切削工具 外周面との間から流出する。これにより、 持治具と切削工具との間に流体軸受を形成 る。
このようにポケットに流体を溜めたので 支持治具のブッシュ面と切削工具の外周面 の間の支持剛性を向上できる。
また、オリフィスが設けられた結合部材 分岐流路に着脱可能とした。よって、オリ ィスの形状が異なる複数の結合部材を用意 てもよく、これら複数の結合部材を、順次 切削工具の分岐流路に装着してもよい。こ ため、支持剛性が最も大きくなるものを抽 して、分岐流路に装着することができる。 たがって、オリフィスを容易に最適の形状 設定できるので、流体軸受の支持剛性を十 に高めることができ、被加工物を高精度で 工できる。
この場合、前記結合部材は、前記オリフ スの形状が異なる複数の結合部材を用意し もよく、前記複数の結合部材を、順次、前 切削工具の分岐流路に装着することができ 前記オリフィス通過前の流体の圧力と前記 リフィス通過後の流体の圧力とを測定し、 記オリフィス通過前と通過後との流体の圧 の比が最も所定値に近いものを抽出するこ により、前記複数の結合部材の中から選択 てもよい。
支持剛性は、オリフィス通過前と通過後 の流体の圧力の比が所定値に近いほど大き なることが判明している。
そこで、この前記一以上の実施例によれ 、以下のように複数の結合部材の中から分 流路に装着する結合部材を選択してもよい すなわち、オリフィスの形状が異なる複数 結合部材を用意することができ、これら複 の結合部材を、順次、切削工具の分岐流路 装着することができ、オリフィス通過前の 体の圧力とオリフィス通過後の流体の圧力 を測定することができ、オリフィス通過前 通過後との流体の圧力の比が最も所定値に いものを抽出することができる。これによ 、支持剛性が最も大きくなる結合部材を分 流路に装着することができるので、支持剛 を十分に高めることができ、被加工物を高 度で加工できる。
前記支持治具のブッシュ面の軸方向の長 は、前記ポケットの軸方向の長さよりも長 してもよい。
支持治具のブッシュ面の軸方向の長さが ケットの軸方向の長さよりも短いと、ポケ トがブッシュ面からはみ出して、流体軸受 十分に形成できないおそれがある。しかし がら、この前記一以上の実施例によれば、 持治具のブッシュ面の軸方向の長さを、ポ ットの軸方向の長さよりも長くした場合は ポケットがブッシュ面からはみ出すのを防 で、流体軸受を確実に形成でき、被加工物 さらに高精度で加工できる。
さらに、本発明の一以上の実施例によれ 、前記中ぐり加工装置1が、貫通孔11が形成 れた被加工物Wが載置される基台20と、前記 加工物Wの貫通孔11に挿通される切削工具30 、前記切削工具30を回転させる回転駆動装置 40と、前記切削工具30をブッシュ面51で支持す る支持治具50A, 50Bと、を備え、前記切削工具 30は、長さ方向Zに沿って延びる主流路61およ 前記主流路61から工具本体31の外周面312に至 る分岐流路63を有する工具本体31と、前記工 本体31の外周面312に設けられた切刃32と、を えている、中ぐり加工装置1によって被加工 物Wを中ぐり加工する中ぐり加工方法は、前 切削工具30の外周面312のうち前記支持治具50A , 50Bのブッシュ面51に対向しかつ前記分岐流 63が開口された部分に、前記分岐流路63の開 口面積よりも大きい面積に亘って凹状のポケ ット313を形成し、前記分岐流路63を、前記分 流路63の上流側と下流側とを連通するオリ ィス641を備える結合部材64が前記分岐流路に 着脱可能となるように形成し、前記オリフィ ス641の直径が異なる複数の結合部材64を用意 、前記複数の結合部材64を、順次交換して 分岐流路63に取り付けて、前記オリフィス通 過前の流体の圧力と前記オリフィス通過後の 流体の圧力とを測定し、前記オリフィス通過 前と通過後との流体の圧力の比が最も所定値 に近いものを前記複数の結合部材64から選択 、前記抽出した結合部材を前記分岐流路に 着し、前記切削工具30の主流路61に流体を供 給することにより、前記主流路61および分岐 路63を通して前記切削工具30の外周面312と前 記支持治具50A, 50Bのブッシュ面51との間に流 を供給して、前記切削工具30と前記支持治 50A, 50Bとの間に流体軸受を形成しつつ、前 切削工具30を回転させて、前記被加工物Wを ぐり加工する。
本発明の一以上の実施例によれば、オリ ィスが設けられた結合部材を分岐流路に着 可能とした。よって、オリフィスの形状が なる複数の結合部材を用意でき、これら複 の結合部材を、順次、切削工具の分岐流路 装着して、支持剛性が最も大きくなるもの 抽出して、分岐流路に装着することができ 。したがって、オリフィスを最適の形状に 定できるので、流体軸受の支持剛性を十分 高めることができ、被加工物を高精度で加 できる。
本発明のその他の特徴および効果は、下 の実施例の記載、図面、請求項から明白で る。
本発明の典型的実施例を図面に基づいて 明する。
図1は、本発明の典型的実施例に係る中ぐ り加工装置1の概略構成を示す側面図である
中ぐり加工装置1は、貫通孔11が形成され 被加工物Wが載置される基台20と、被加工物W の貫通孔11に挿通される切削工具30と、この 削工具30の基端側を支持して回転させる回転 駆動装置40と、切削工具30の先端側および基 側を支持する支持治具50A、50Bと、を備える
基台20は、平板状のベッド21と、ベッド21 をガイドレール211に沿ってX軸方向(図1中奥 き方向)に移動可能な第1スライド部22と、第 1スライド部22上をガイドレール221に沿ってY 方向(図1中上下方向)に移動可能な第2スライ 部23と、ベッド21上をガイドレール212に沿っ てZ軸方向(図1中左右方向)に移動可能なテー ル24と、を備える。
また、ベッド21には、流体としての加工 が収容されたタンク25が設けられ、このタン ク25には、加工液を送出するポンプ26が設け れている。
回転駆動装置40は、第2スライド部23に設 られ、切削工具30が継手43を介して接続され 回転軸41と、この回転軸41を回転させる駆動 部42と、を備える。
被加工物Wは、基台20のテーブル24上に載 される。
支持治具50A、50Bは、基台20のテーブル24上 の両端側に設けられ切削工具30の先端側およ 基端側をブッシュ面51で支持する。
切削工具30は、円柱形状の工具本体31と、 この工具本体31の外周面に設けられた切刃32 、を備える。
図2は、切削工具30および支持治具50Aの部 拡大断面図である。図3は、図2のA-A断面図 ある。
以下、支持治具50Aについて説明するが、 持治具50Bについても、同様の構成である。
工具本体31には、長さ方向に沿って延び 先端面311に至る主流路61と、この主流路61の 中から外周面312に至る第1分岐流路62(図1参 )と、主流路61の先端側および基端側から外 面312に至る分岐流路としての第2分岐流路63 、が形成されている。
主流路61には、ポンプ26を駆動することに より、タンク25から加工液が供給される(図1 照)。
この主流路61の先端には、埋栓65が螺合さ れており、これにより、主流路61が閉塞され 。
第1分岐流路62は、主流路61の途中から径 向に延びて、切刃32の近傍に到達している( 1参照)。
第2分岐流路63は、支持治具50A、50B側にそ ぞれ4つ設けられ、径方向に放射状に延びて いる。
これら第2分岐流路63には、結合部材とし の止めねじ64が着脱可能に取り付けられて る。
この止めねじ64は、第2分岐流路63の上流 と下流側とを連通する連通路を形成して、 の連通路をオリフィス641としたものであり すなわち、六角穴642が形成された市販の止 ねじにこのオリフィス641を設けたものであ 。
切削工具30の外周面312のうち、支持治具50 Aのブッシュ面51に対向しかつ第2分岐流路63が 開口された部分には、第2分岐流路63の開口面 積よりも大きい面積に亘って凹状のポケット 313が形成されている。
ポケット313の軸方向の長さは、支持治具5 0Aのブッシュ面51の軸方向の長さよりも短く っている。
支持治具50Aには、ブッシュ面51から外部 至る流路52が形成され、この流路52には、埋 53が螺合されており、これにより、流路52が 閉塞される。
ところで、第2分岐流路63に装着される止 ねじ64は、オリフィス641の内径が異なる複 の止めねじ64の中から選択されたものである 。以下、止めねじ64を選択する手順について 説明する。
まず、オリフィス641の内径が異なる複数 止めねじ64を用意する。
次に、これら複数の止めねじ64を、順次 切削工具30の第2分岐流路63に装着して、この 第2分岐流路63に加工液を供給し、オリフィス 641の通過前の加工液の圧力とオリフィス641の 通過後の加工液の圧力とを測定する。
具体的には、主流路61の埋栓65を取り外し て、主流路61に圧力計を取り付けて、この圧 計の測定値をオリフィス641の通過前の圧力 する。また、流路52の埋栓53を取り外して、 流路52に圧力計を取り付けて、この圧力計の 定値をオリフィス641の通過後の圧力とする
次に、オリフィス641の通過前と通過後と 加工液の圧力の比が最も所定値に近い止め じ64を抽出し、この抽出した止めねじ64を用 いる。ここで、所定値とは、例えば、0.59で る。
以上の中ぐり加工装置の動作は、以下の うになる。
まず、被加工物Wを基台20のテーブル24上 載置し、この被加工物Wの貫通孔11に切削工 30を挿通する。
次に、切削工具30の基端側を回転駆動装 40の回転軸41に接続し、切削工具30の先端側 よび基端側を支持治具50A、50Bで支持する。
続いて、ポンプ26を駆動して、切削工具30 の主流路61に加工液を供給しながらこの切削 具30を回転させる。すると、この加工液が 加工物Wの貫通孔11の内周面に噴射されなが 切削工具30が回転して、被加工物Wは、この 削工具30の切刃32により中ぐり加工される。 こで、この噴射される加工液により、被加 物の加工部分で生じる熱や加工屑を除去す とともに、加工部分と切刃との間の潤滑性 向上させる。
一方、切削工具30の主流路61に供給された 加工液は、第2分岐流路63およびオリフィス641 を通してポケット313に流入し、このポケット 313に溜まった後、支持治具50A、50Bのブッシュ 面51と切削工具30の外周面312との間から流出 る。これにより、支持治具50A、50Bと切削工 30との間に流体軸受を形成する。
本実施形態によれば、以下のような効果 ある。
(1)ポケット313に加工液を溜めたので、支 治具50A、50Bのブッシュ面51と切削工具30の外 周面312との間の支持剛性を向上できる。
また、オリフィス641が設けられた止めね 64を第2分岐流路63に着脱可能とした。よっ 、オリフィス641の内径が異なる複数の止め じ64を用意し、これら複数の止めねじ64を、 次、切削工具30の第2分岐流路63に装着して オリフィス通過前の加工液の圧力とオリフ ス通過後の加工液の圧力とを測定し、オリ ィス通過前と通過後との加工液の圧力の比 最も所定値に近いものを、第2分岐流路63に 着した。したがって、オリフィス641を容易 最適の形状に設定できるので、流体軸受の 持剛性を十分に高めることができ、被加工 Wを高精度で加工できる。
(2)支持治具50A、50Bのブッシュ面51の軸方 の長さは、ポケット313の軸方向の長さより 長くしたので、ポケット313がブッシュ面51か らはみ出すのを防いで、流体軸受を確実に形 成でき、被加工物Wをさらに高精度で加工で る。
なお、本発明の特定の典型的実施例に基 いて説明したが、本願発明を逸脱すること く種々の変更や修正を行うことができるこ は当業者にとって自明である。このため、 付の請求項では本願発明の精神と範囲内の れら全ての変更や修正がカバーされる。
本発明は、貫通孔を有する被加工物の中 り加工のための中ぐり加工装置および中ぐ 加工方法に利用可能である。
W 被加工物
1 中ぐり加工装置
11 貫通孔
20 基台
30 切削工具
31 工具本体
32 切刃
40 回転駆動装置
50A、50B支持治具
51 ブッシュ面
61 主流路
63 第2分岐流路
64 止めねじ(結合部材)
312 外周面
313 ポケット
641 オリフィス
642 六角穴(オリフィスの一部)
