JP2005034974A - Inner face machining method and device for hollow work - Google Patents
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Description
この発明は、中空ワークの内面加工方法および加工装置に関する。 The present invention relates to a hollow workpiece inner surface machining method and machining apparatus.
中空ワークとして、例えば自動車におけるデファレンシャルのギア機構が収容されるデフケースは、キア機構を構成するピニオンやサイドギアの背面が摺動する内面を加工している。この摺動面を高精度に加工することで、デフケース内面とギア背面とのクリアランスを小さくし、振動・騒音が低減することになる。 As a hollow work, for example, a differential case in which a differential gear mechanism in an automobile is accommodated has an inner surface on which the back surface of the pinion and side gears constituting the Kia mechanism slides. By processing this sliding surface with high accuracy, the clearance between the inner surface of the differential case and the rear surface of the gear is reduced, and vibration and noise are reduced.
図11は、デフケース1の図示しないピニオンの背面が摺動する内面1a,1bを加工する内面加工装置を示す。このデフケース内面1a,1bを加工する際には、デフケース1内にカッタ3を配置し、このカッタ3を、図11中で左右両側からデフケース1内に挿入した一対のカッタドライバ5,7によって保持し、この保持状態で、一方のカッタドライバ5(7)を他方側の内面1b(1a)に向けてカッタ3を押圧しつつ回転させる。
FIG. 11 shows an inner surface processing apparatus for processing
この場合、両カッタドライバ5,7をカッタ3に対して接近離反移動させる送り機構として、例えばボールねじ機構を使用することが考えられ、このようなボールねじ機構を備えたものとして例えば下記特許文献1がある。
上記した一対のカッタドライバを用いて中空ワークの内面加工を行う装置にあっては、一方のカッタドライバをカッタに向けて押圧する際に、他方のカッタドライバをこの押圧した分だけ逃がし、両カッタドライバに個別に設けた駆動部相互の同期を取るようにしている。このため、カッタの保持が不安定となり、高精度な加工が困難になるという問題がある。 In the apparatus for processing the inner surface of the hollow workpiece using the pair of cutter drivers described above, when pressing one cutter driver toward the cutter, the other cutter driver is released by the amount of pressing, and both cutters are released. The drivers provided individually in the driver are synchronized with each other. For this reason, there is a problem that the holding of the cutter becomes unstable and high-precision machining becomes difficult.
また、使用後のカッタのワークに対する接触位置が変化する場合や、ワークの種類(大きさ)の違いによるカッタのワークに対する接触位置が変化する場合には、両カッタドライバのカッタを保持する際の位置調整が煩雑となり、作業性の低下を招くとともに、高精度な加工が困難なものとなっている。 Also, when the contact position of the cutter with the workpiece after use changes, or when the contact position of the cutter with the workpiece changes due to the difference in the type (size) of the workpiece, Position adjustment becomes complicated, resulting in a decrease in workability, and high-precision machining is difficult.
そこで、この発明は、中空ワークの内面加工を高精度に行えるようにすることを目的としている。 In view of the above, an object of the present invention is to enable high-precision machining of the inner surface of a hollow workpiece.
前記目的を達成するために、この発明は、中空ワーク内にカッタを配置し、このカッタを、中空ワークの外部の互いに対向する側から貫通孔を通して内部に挿入する一対のカッタドライバによって両側から保持し、前記一対のカッタドライバの一方により前記カッタを押圧しつつ回転させることで、前記中空ワークの互いに対向する内面のうちの一方を加工する中空ワークの内面加工方法であって、前記カッタを保持する際に、前記両カッタドライバが前記カッタに対して所定の圧縮応力を付与する中空ワークの内面加工方法としてある。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is arranged such that a cutter is disposed in a hollow workpiece, and the cutter is held from both sides by a pair of cutter drivers that are inserted through through holes from opposite sides outside the hollow workpiece. An inner surface processing method for a hollow workpiece in which one of the opposing inner surfaces of the hollow workpiece is rotated by pressing the cutter with one of the pair of cutter drivers, and the cutter is held. In this case, the inner cutter of the hollow workpiece is such that both cutter drivers apply a predetermined compressive stress to the cutter.
この発明によれば、両カッタドライバがカッタに対して所定の圧縮応力を付与した状態で保持し、この保持状態で中空ワークの内面を加工するようにしたので、カッタの保持が安定し、高精度な加工を行うことができる。また、カッタが摩耗などによりワークに対する接触位置が変化しても、圧縮応力の付与によりカッタドライバがカッタを押し付ける方向に移動するので、ワークに対するカッタの接触位置の変化を吸収することになり、両カッタドライバの煩雑な位置調整が不要となり、作業性の低下を防止できるとともに、高精度な加工が可能になる。 According to this invention, both cutter drivers are held in a state where a predetermined compressive stress is applied to the cutter, and the inner surface of the hollow workpiece is processed in this held state, so that the cutter can be held stably and high Accurate machining can be performed. Also, even if the cutter contact position changes due to wear or the like, the cutter driver moves in the direction of pressing the cutter by applying compressive stress, so the change in the cutter contact position with respect to the workpiece is absorbed. Complicated position adjustment of the cutter driver is unnecessary, so that workability can be prevented from being lowered and high-precision processing can be performed.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の全体構成を示す正面図である。中空ワークとして、ここでは、従来技術で説明したものと同様に、自動車におけるデファレンシャルのギア機構が収容されるデフケース11を使用している。
FIG. 1 is a front view showing an entire configuration of an inner surface machining apparatus for a hollow workpiece according to a first embodiment of the present invention. As the hollow work, here, a
このデフケース11内には、後述する図4に拡大して示すように、カッタ13を収容している。このカッタ13は、互いに対向して配置した一対のカッタドライバ15,17の先端が、保持穴13a,13bに挿入されて両側から保持された状態で、図示しない前記ギア機構におけるピニオンの背面が摺動する互いに対向する内面11a,11bを加工する。
In this
カッタドライバ15,17は、ピニオンを支持するピニオンシャフトが挿入される貫通孔としてのピニオンシャフト孔11c,11dからデフケース11内に挿入する。また、カッタ13は、環状の支持溝13cをツール吊り下げ機構19の下端支持部19aによって吊り下げ支持した状態で、デフケース11に設けてある粗孔11eから内部に挿入する。ツール吊り下げ機構19の下端支持部19aは、環状に形成してその内面に図示しないベアリングを備え、カッタ13を回転可能に支持する。
The
上記したカッタドライバ15,17は、それぞれモータ21,22の駆動によりスピンドルヘッド23,24を介して回転する。各スピンドルヘッド23,24の下部には、ボールガイドナット25,27を設け、このボールガイドナット25,27にねじ棒29,31がそれぞれ螺合してボールねじ機構を構成する。すなわち、ねじ棒29,31の回転により、各スピンドルヘッド23,24がデフケース11に対して互いに接近離反する方向に移動し、これに伴い前記したカッタドライバ15,17がデフケース11に対して互いに接近離反する方向に移動する。
The
各ねじ棒29,31は、互いに対向する側の内端部が、ベースフレーム33上の回転支持部35,37に、これと反対側の外端部付近が回転支持部39,41に、それぞれ回転可能に支持されている。
As for each
一方、上記した各ねじ棒29,31の下方には、ねじ棒29,31と平行に延びるドライブシャフト43,45をそれぞれ設置する。ドライブシャフト43が第1の回転軸、ドライブシャフト45が第2の回転軸を構成している。
On the other hand, drive
このうち第1の回転軸となるドライブシャフト43の外端は、駆動手段としての送り用モータ47に連結する。この送り用モータ47は、モータ取付ブラケット49を介してベースフレーム33に取り付けてある。
Among these, the outer end of the
各ドライブシャフト43,45の互い対向する内端側は、ベースフレーム33上の中央部に設けてある支持台50上の回転支持部51,52に、これと反対の各外端側は、支持台53,55上の回転支持部57,59に、それぞれ回転可能に支持されている。
The opposite inner end sides of the
上記した回転支持部57より内側の支持台53上には、歯車などを内蔵する動力伝達部61を設置し、送り用モータ47の駆動力をこの動力伝達部61を介してねじ棒29に伝達する。一方、前記回転支持部59より内側の支持台55上には、歯車などを内蔵する動力伝達部63を設置し、送り用モータ47の駆動力をこの動力伝達部63を介してねじ棒31に伝達する。
A
また、ねじ棒31の外端部には、ねじ棒31の回転を規制するブレーキユニット67を、ベースフレーム33上の支持台65に設置した状態で設けてある。すなわち、このブレーキユニット67は、ねじ棒31の回転を規制することで、カッタドライバ17の移動を規制する規制手段を構成する。
In addition, a
上記したドライブシャフト43,動力伝達部61および、ドライブシャフト45,動力伝達部63により、動力伝達機構を構成する。
The
また、各ドライブシャフト43,45相互間の前記支持台50上には、これら各ドライブシャフト43,45相互間の接続および遮断を行う動力接続切断機構としてのクラッチユニット69を設置する。
Further, on the
さらに、前記ベースフレーム33上の前記各回転支持部35,39を設置してあるブロック71と、各回転支持部37,41を設置してあるブロック73との間には、中空ワークであるデフケース11を図1中で紙面に直交する方向に搬送する搬送装置75を配置してある。
Further, a differential case which is a hollow work is provided between the
また、この搬送装置75の両側方に位置するベースフレーム33上には、二点鎖線で示す一対の支持ポスト77,79を設置し、各支持ポスト77,79の上端相互に架け渡した支持部材81に、カッタ13を支持する前記ツール吊り下げ機構19を設けてある。このツール釣り下げ機構19は、支持部材81上の駆動部82によって上下動するとともに、支持部材81に対し、カッタドライバイ15,17の移動方向に沿って移動可能である。
Further, on the
次に、上記した第1の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の動作手順を図2〜図9を用いて説明する。 Next, the operation procedure of the inner surface machining apparatus for a hollow workpiece according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
(1)図2は、各カッタドライブ15,17が、デフケース11を中心として、所定距離Lを隔てて左右対称位置にある原位置待機状態を示す。この状態で、デフケース11の図2に示す加工位置に対する搬入・搬出と、カッタ13のデフケース11に対する挿入(下降)・戻し(上昇)動作が可能である。
(1) FIG. 2 shows an in-situ standby state in which each cutter drive 15, 17 is in a symmetrical position with a predetermined distance L about the
なお、上記図2でのデフケース11は、例えば搬送装置75から上方に延びる支持アームなどによって支持されているものとする。
Note that the
(2)図2の状態で、クラッチユニット69を接続状態として両ドライブシャフト43,45相互を接続するとともに、ブレーキユニット67を開放状態としてねじ棒31の回転規制を解除しておく。
(2) In the state shown in FIG. 2, the
この状態で、図3に示すように、ツール吊り下げ機構19を下降させてカッタ13をデフケース11内に挿入する。このときのカッタ13は、デフケース11内の中立(中心)位置にある。その後、送り用モータ47を駆動すると、クラッチユニット69により互いに連結しているドライブシャフト43,45が一体となって回転し、この回転に伴って動力伝達部61,63を介して各ねじ棒29,31が互いに同方向に回転する。
In this state, as shown in FIG. 3, the
両ねじ棒29,31の同方向の回転により、カッタドライバ17がデフケース11に接近するよう両カッタドライバ15,17が一体となって所定距離Lを保持したまま移動する。この移動により、カッタドライバ17がデフケース11内に挿入され、その先端がカッタ13の保持孔13bに入り込む。
As both screw rods 29 and 31 rotate in the same direction, the
(3)図3の状態で、クラッチユニット69を遮断状態として両ドライブシャフト43,45相互の接続を遮断するとともに、ブレーキユニット67によりねじ棒31の回転を規制しておく。この状態で送り用モータ47を前記とは逆方向に駆動してねじ棒29を逆方向に回転させ、これによりカッタドライバ15を、図4に示すように、デフケース11に向けて接近移動させ、デフケース11内に挿入してその先端をカッタ13の保持孔13aに入り込ませる。
(3) In the state of FIG. 3, the
さらに、この状態から、送り用モータ47の駆動により、カッタドライバ15を前進させ、カッタ13をカッタドライバ17に向けて押し付ける。このときカッタドライバ17は、ブレーキユニット67により移動が規制されているので、両カッタドライバ15,17相互間で、カッタ13に対して所定の圧縮応力(4900N)を付与することになる。その後、この圧縮応力をカッタ13に付与したまま送り用モータ47の駆動を停止する。
Further, from this state, the
(4)次に、図4の状態で、クラッチユニット69を接続状態とするとともに、ブレーキユニット67を解除してカッタドライバイ17の移動規制を解除する。このときカッタ13には、前記した圧縮応力が付与されたままである。
(4) Next, in the state of FIG. 4, the
この状態で、モータ21,22の駆動によりスピンドルヘッド23,24を介して両カッタドライバ15,17がカッタ13とともに回転し、かつこの回転状態でカッタドライバ15がカッタ13を押圧するよう送り用モータ47を駆動する。カッタドライバ15の上記した押圧方向への加工に伴う移動により、カッタドライバ17もカッタドライバ15と一体となって同方向に移動し、これによりデフケース11の内面11bが加工される。
In this state, both the
なお、カッタ13の上記した加工に伴う移動に伴ってツール吊り下げ機構19も同方向に同期して移動する。
Note that the
(5)図6は、デフケース11のカッタドライバ15側の内面11aを加工している状態を示す。このときの動作は、図5における内面11bの加工時に対し左右対称となるだけである。
(5) FIG. 6 shows a state in which the
(6)図7は、デフケース11の各内面11a,11bの加工が完了した状態を示す。ここでは、図6の状態から、送り用モータ47の駆動により、カッタ13が前記図3に示した中立位置となるように、カッタドライバ15を前進、カッタドライバ17を後退するよう、両カッタドライバ15,17を一体移動させる。
(6) FIG. 7 shows a state in which the processing of the
その後、両カッタドライバ15,17の回転を停止させ、カッタ13の回転を停止させる。
Thereafter, the rotation of both
(7)次に、ブレーキユニット67によるねじ棒31の回転規制を行い、かつクラッチユニット69を遮断状態とする。この状態で、送り用モータ47をカッタドライバ15が後退する方向に駆動することで、ドライブシャフト43のみが回転し、これに連結するねじ棒29が回転するので、図8に示すように、カッタドライバ17が停止したままで、カッタドライバ15が後退移動し、各カッタドライバ15,17相互が所定距離Lを隔てた前記図3と同様の状態となる。
(7) Next, the rotation of the
(8)図8の状態で、クラッチユニット69を接続状態とし、かつブレーキユニット67によるねじ棒31の回転規制を解除する。この状態で送り用モータ47を、上記(7)とは逆方向に駆動させることにより、カッタドライバ17がデフケース11から離れる方向に、両カッタドライバ15,17が一体となって移動する。
(8) In the state of FIG. 8, the
この移動により、各カッタドライブ15,17が、前記した図2と同様に、デフケース11を中心として、所定距離Lを隔てて左右対称位置にある原位置待機状態となる。その後、ツール吊り下げ機構19を上昇させて、カッタ13をデフケース11内から抜き出すとともに、デフケース11の搬出を行う。
As a result of this movement, each
上記した第1の実施形態によれば、両カッタドライバ15,17が、カッタ13に対し所定の圧縮応力を付与した状態で保持するようにしたので、カッタ13の保持が安定し、デフケース11の内面11a,11bに対する加工を高精度に行うことができる。
According to the first embodiment described above, both
また、カッタ13の摩耗などにより内面11a,11bに対する接触位置が変化しても、カッタ13に対する圧縮応力の付与により、カッタドライバ15,17がカッタ13を内面11a,11bに対して押し付ける方向に移動させるので、上記した接触位置の変化を吸収することになる。このため、カッタドライバ15,17の上記カッタ13の摩耗などに起因する煩雑な位置調整が不要となり、作業性の低下を防止できるとともに、高精度な加工が可能になる。
Further, even if the contact position with respect to the
さらに、一つの送り用モータ47で、両カッタドライバ15,17の送り動作を行えるので、両カッタドライバ15,17に対して個別の送り用モータを設ける場合に比較して設備費を低下させることができる。
Furthermore, since the feeding operation of both
図10は、この発明の第2の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の全体構成を示す正面図である。この実施形態は、前記した第1の実施形態おける動力伝達機構(ドライブシャフト43,45および動力伝達部61,63)を廃止し、送り用モータ47でねじ棒29,31を直接駆動する構成としてある。動力伝達機構を廃止することで、第1の実施形態に比べて簡略化した構造となる。
FIG. 10: is a front view which shows the whole structure of the internal surface processing apparatus of the hollow workpiece | work concerning 2nd Embodiment of this invention. In this embodiment, the power transmission mechanism (drive
ねじ棒29,31相互は、連結軸83で連結し、この連結軸83は、両端付近をベースフレーム33上の支持台85,87に設置した回転支持部89,91に回転可能に支持させる。連結軸83とねじ棒29とは連結部93にて連結固定し、連結軸83とねじ棒31とは、支持台87上に設置してあるクラッチユニット69によって連結する。また、ねじ棒31の外端部にはブレーキユニット67を設置する。
The
上記した第2の実施形態においても、クラッチユニット69によって、ねじ棒29,31相互を接続、遮断し、接続状態で送り用モータ47を駆動することで、両カッタドライバ15,17相互が一体となって移動し、遮断状態で送り用モータ47を駆動することで、カッタドライバ15のみが移動する。また、ブレーキユニット67を作動させることで、ねじ棒31の回転すなわちカッタドライバ17の移動を規制する。
Also in the second embodiment described above, both
このような動作を利用することで、前記した図2〜図9に示した第1の実施形態と同様の加工作業を行うことができる。 By using such an operation, it is possible to perform the same machining operation as that of the first embodiment shown in FIGS.
なお、図10の構成において、ねじ棒29をクラッチユニット69まで延長することで、連結軸83を廃止することもできる。
In the configuration of FIG. 10, the connecting shaft 83 can be eliminated by extending the
また、上記した各実施形態では、デフケース11内におけるピニオンの背面が摺動する内面11a,11bを加工する例を示したが、サイドギアの背面が摺動する内面についても、同様にして加工することができる。この場合には、カッタを対応するものに変更するとともに、カッタドライバはサイドギアを支持する車軸が挿入される貫通孔からデフケース11内に挿入する。
Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the
11 中空ワーク
11c,11d 中空ワークの貫通孔
13 カッタ
15,17 カッタドライバ
25,27 ボールガイドナット(ボールねじ機構)
29,31 ねじ棒(ボールねじ機構)
43 ドライブシャフト(第1の回転軸,動力伝達機構)
45 ドライブシャフト(第2の回転軸,動力伝達機構)
47 送り用モータ(駆動手段)
61,63 動力伝達部(動力伝達機構)
67 ブレーキユニット(規制手段)
69 クラッチユニット(動力接続遮断機構)
11
29,31 Screw rod (ball screw mechanism)
43 Drive shaft (first rotary shaft, power transmission mechanism)
45 Drive shaft (second rotary shaft, power transmission mechanism)
47 Feeding motor (driving means)
61, 63 Power transmission part (power transmission mechanism)
67 Brake unit (regulation means)
69 Clutch unit (power disconnection mechanism)
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