JP2005279880A

JP2005279880A - ホーニング加工方法、装置及び冶具

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Publication number: JP2005279880A
Application number: JP2004100158A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Ito; 輝之伊藤; Akinari Fukaya; 顕成深谷; Toshihiro Katagiri; 俊博片桐
Original assignee: Denso Corp; Houko Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; JTEKT Grinding Systems Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】下穴を高真直度、高真円度の加工穴に高精度にホーニング加工する。
【解決手段】工作物を水平面内でフローティング可能な状態にして工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないように工作物がフローティングされて加工穴の中心が工具の中心に一致する。この状態で工作物を固定し、工具を下穴に送り込んでホーニング加工を進行する。これにより、工作物が下穴の曲り等により工具から反力を受け曲りに倣ってフローティングすることがないとともに、工具中心と下穴中心とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具は下穴を曲り等の影響を受けることなく高い真直度、真円度の加工穴に高精度にホーニング加工する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転駆動される工具に送りを与えて工作物の加工穴をホーニング加工する方法、ホーニング加工装置及びそれに使用される冶具に関する。

回転駆動される工具に軸線方向の送りを与えて工作物に穿設された下穴を高精度な加工穴にホーニング加工するホーニング加工装置において、工具の軸線方向送りにオシレーションを重畳することにより高精度、高効率なホーニング加工を行うものが特許文献１に記載されている。このホーニング加工装置は、本体に装架され送り方向に往復駆動される主軸ヘッドと、該主軸ヘッドに前記送り方向に摺動可能に且つ回転可能に支承され下端に工具を保持すると共に、下方にスプリングにより付勢された主軸と、該主軸を回転させる主軸回転用モータと、前記主軸に主軸軸線方向の相対移動を規制され相対回転可能に連結され前記主軸ヘッドに対する回転を規制されて主軸半径方向に延在するアームとを設け、このアームの先端部を主軸ヘッドの外側に取付けたバイブレータにより主軸軸線方向に周期的に移動させている。

このようなホーニング加工装置において、工具の中心と工作物の中心とがズレていると、下穴を高精度にホーニング加工することができないので、工作物を水平面内でフローティング可能な冶具に取付けて工具の中心と下穴の中心とが一致するようにしている。
特開平６−３２０４１２号公報（第４，５頁、図４）

上記従来のホーニング加工装置によって曲がっている下穴をホーニング加工すると、治具がフローティング機構を有しているので、その曲りに沿って工作物が移動してしまうため、工作物の加工穴を真直にホーニング加工することが困難であるという問題点がある。主軸が工作物に向かって送り前進され、主軸先端に取付けられた工具の先端部が工作物に穿設された下穴に挿入されると、工作物がフローティングして下穴の中心が工具の中心と一致するが、工作物をフローティングさせた状態で工具をさらに下穴に送り込んでホーニング加工を進めると、下穴がその曲り等により工具から反力を受け、この反力により工作物が移動し加工穴の真直度が矯正されない問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、工作物をフローティング可能な状態で僅かに加工して工具と下穴との中心線を一致させた後に、フローティングできないように固定して下穴を高真直度、高真円度の加工穴に高精度にホーニング加工することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るホーニング加工方法の構成上の特徴は、先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する方法において、工作物が取付けられる冶具のフローティング体を水平面内においてフローティング可能に前記本体に固定される冶具ベースに装架し、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の中心と加工穴の中心とがフローティング体のフローティングにより一致すると、前記フローティング体を冶具ベースにクランプ装置によりクランプすることである。

請求項２に記載の発明に係るホーニング加工方法の構成上の特徴は、請求項１において、前記フローティング体を水平面に対していずれの方向にも揺動可能に前記冶具ベースに装架し、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の軸線と加工穴の軸線とがフローティング体のフローティング及び揺動により略一致すると、前記フローティング体を冶具ベースにクランプ装置によりクランプすることである。

請求項３に記載の発明に係るホーニング加工装置の構成上の特徴は、先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する装置において、前記本体に固定される冶具ベースと、該冶具ベースに水平面内においてフローティング可能に装架され工作物が取付けられるフローティング体と、該フローティング体を冶具ベースにクランプするクランプ装置とにより前記冶具を構成し、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の中心と加工穴の中心とがフローティング体のフローティングにより一致すると、制御装置が前記クランプ装置を作動させて前記フローティング体を冶具ベースにクランプすることである。

請求項４に記載の発明に係るホーニング加工装置の構成上の特徴は、請求項３において、前記フローティング体は水平面に対していずれの方向にも揺動可能に前記冶具ベースに装架され、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の軸線と加工穴の軸線とがフローティング体のフローティング及び揺動により略一致すると、制御装置が前記クランプ装置を作動させて前記フローティング体を冶具ベースにクランプすることである。

請求項５に記載の発明に係る冶具の構成上の特徴は、先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する装置に使用される冶具であって、前記本体に固定される冶具ベースと、該冶具ベースに水平面内においてフローティング可能に装架され工作物が取付けられるフローティング体と、該フローティング体を冶具ベースにクランプするクランプ装置とを備えたことである。

請求項６に記載の発明に係る冶具の構成上の特徴は、先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する装置に使用される冶具であって、前記本体に固定される冶具ベースと、該冶具ベースに水平面内においてフローティング可能で、且つ水平面に対して揺動可能に装架され工作物が取付けられるフローティング体と、該フローティング体を冶具ベースにクランプするクランプ装置とを備えたことである。

請求項１に係るホーニング加工方法によれば、工作物を水平面内でフローティング可能な状態にして工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないように工作物がフローティングされて加工穴の中心が工具の中心に一致する。この状態で工作物を固定し、工具を下穴に送り込んでホーニング加工を進行する。これにより、工作物が下穴の曲り等により工具から反力を受け曲りに倣ってフローティングすることがないとともに、工具中心と下穴中心とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具は下穴を曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度の加工穴に高精度にホーニング加工する。

請求項２に係るホーニング加工方法によれば、工作物を水平面内でフローティング可能且つ水平面に対していずれの方向にも揺動可能な状態にして工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないように工作物がフローティング且つ揺動して加工穴の軸線が工具の軸線と略一致する。この状態で工作物を固定し、工具を下穴に送り込んでホーニング加工を進行する。これにより、工作物が下穴の曲り等により工具から反力を受け曲りに倣ってフローティングし且つ揺動することがないとともに、工具軸線と下穴軸線とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具は下穴を曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度の加工穴に高精度にホーニング加工する。特に、下穴の軸線が工具の軸線に対して傾斜している場合に、工具が下穴を僅かに加工することにより、工作物が揺動されて工具の軸線と下穴の軸線とを一致させることができる。

請求項３に係るホーニング加工装置において、冶具に設けられた水平面内でフローティング可能なフローティング体に工作物を取付けた状態で、工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないようにフローティング体がフローティングして下穴の中心が工具の中心と一致する。この状態でフローティング体を冶具ベースにクランプし、工具を下穴に送り込んでホーニング加工を進行する。これにより、フローティング体が下穴の曲り等により工具から工作物に作用する反力を受けて曲りに倣ってフローティングすることがないとともに、工具中心と下穴中心とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具は下穴を曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度の加工穴に高精度にホーニング加工する。

請求項４に係るホーニング加工装置において、冶具に設けられた水平面内でフローティング可能且つ水平面に対していずれの方向にも揺動可能なフローティング体に工作物を取付けた状態で、工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないようにフローティング体がフローティング且つ揺動して下穴の軸線が工具の軸線と一致する。この状態でフローティング体を冶具ベースにクランプし、工具を下穴に送り込んでホーニング加工を進行する。これにより、フローティング体が下穴の曲り等により工具から工作物に作用する反力を受けて曲りに倣ってフローティングし且つ揺動することがないとともに、工具軸線と下穴軸線とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具は下穴を曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度の加工穴に高精度にホーニング加工する。

請求項５に係る冶具によれば、冶具に設けられた水平面内でフローティング可能なフローティング体に工作物を取付けた状態で、工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないようにフローティング体がフローティングして下穴の中心を工具の中心と一致させることができる。この状態でフローティング体が冶具ベースにクランプされ、工具が下穴に送り込まれてホーニング加工が進行される。これにより、フローティング体が下穴の曲り等により工具から工作物に作用する反力を受けて曲りに倣ってフローティングすることがないとともに、工具中心と下穴中心とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具が下穴を曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度で加工穴に高精度にホーニング加工する冶具を提供することができる。

請求項６に係る冶具によれば、冶具に設けられた水平面内でフローティング可能且つ水平面に対していずれの方向にも揺動可能なフローティング体に工作物を取付けた状態で、工具が工作物に穿設された下穴を僅かに加工すると、工具に作用する半径方向研削力が均衡し工具に偏荷重が作用しないようにフローティング体がフローティング且つ揺動して下穴の軸線を工具の軸線と略一致させることができる。この状態でフローティング体が冶具ベースにクランプされ、工具が下穴に送り込まれてホーニング加工が進行される。これにより、フローティング体が下穴の曲り等により工具から工作物に作用する反力を受けて曲りに倣ってフローティングし且つ揺動することがないとともに、工具中心と下穴中心とが略一致されているので、工具に大きな偏荷重が作用することがなく、工具が下穴を曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度で加工穴に高精度にホーニング加工する冶具を提供することができる。

以下、本発明に係るホーニング加工方法、該方法を実施するための装置および該装置に使用される冶具の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、ベッド１上にコラム２が立設され、本体３を構成している。ベッド１上には、ホーニング加工される下穴が穿設された工作物Ｗが治具１１を介して取付けられている。コラム２には主軸ヘッド４が上下方向（送り方向）に摺動可能に装架され、ボールネジ・ナット機構５を介してサーボモータ６により往復移動される。ボールネジ・ナット機構５及びサーボモータ６により主軸へッド４を工作物Ｗに向かって進退移動させる送り装置７が構成され、数値制御装置４０からの指令に応じてサーボモータ６が回転駆動され、主軸ヘッド４が指令された送り速度で送り量だけ移動される。主軸ヘッド４には、主軸８が上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承され、先端に工作物Ｗに穿設された下穴を高精度な加工穴にホーニング加工する工具Ｔが取付けられている。主軸８は主軸ヘッド４上に固定されたモータ９によりプーリ・ベルトを介して回転駆動され、主軸ヘッド４に内蔵されたオシレーション装置１０によりオシレーションが付与される。オシレーション装置１０は、揺動アームが中央部分で主軸ヘッド４に水平軸線回りに揺動可能に支承され、揺動アームの先端が主軸８に回転を許容し軸線方向の相対移動を規制して連結され、後端が回転カムに当接されて構成されている。回転カムがモータにより回転駆動され揺動アームが揺動されて主軸８に上下方向のオシレーションが付与される。

治具１１は、図２乃至５に示すように、円筒状の冶具ベース１２がベッド１上に基台１３を介して固定され、冶具ベース１２内に工作物Ｗが取付けられる段付き円筒状のフローティング体１４が水平面内においてフローティング可能に装架されている。冶具ベース１２の内周穴１２ａの上部には大径穴１２ｂが設けられ、段部１２ｃに環状の下側リング１５がボルトにより固定され、下側リング１５上に中間リング１７が載置されている。フローティング体１４の大径部１４ａの上端に上側リング１８が鍔状に固定され、中間リング１７の上方に張出している。下側リング１５には、上端を水平面に形成された支持突起１５ａが４箇所に形成され、中間リング１７には支持突起１５ａを夫々相対移動可能に収容する４個の凹部１７ａが下方に開口して形成されている。中間リング１７の凹部１７ａ上方の薄肉部にボール保持穴が穿設され、ボール保持穴に遊嵌されたボール１９が支持突起１５ａの上面に載置され、該４個のボール１９上に上側リング１８が載置されている。図４，６，７に示すように下側リング１５の上面にはその中心を通って水平方向に延在するＸ軸線上に２個の案内ピン２０が中心の両側で上方に突設され、中間リング１７の下面にＸ軸線方向に刻設された凹溝２１と嵌合されている。図４，８，９に示すように中間リング１７の上面には、その中心を通りＸ軸線と直交して水平方向に延在するＹ軸線上に２個の凹溝２２が中心の両側において刻設され、上側リング１８の下面にＹ軸線上に下方に突設された案内ピン２３と嵌合されている。これによりフローティング体１４は、冶具ベース１２上に相対回転を規制されて水平面内でフローティング可能に装架されている。冶具ベース１２の側面には４個のストップボルト１６が放射方向に螺着され、ストップボルト１６は中間リング１７に穿設された放射穴を貫通してフローティング体１４の外周面に対向し、フローティング体１４の移動範囲を僅少範囲に規制している。

図２，１０に示すようにフローティング体１４の段部には、シート部材２４が固定され、工作物Ｗはシート部材２４のシート面に着座され、フローティング体１４に取付けられた保持装置２５によりシート面との間で挟持される。保持装置２５は、保持アーム２６がフローティング体１４に固定されたプレート２７にピンにより旋回可能に枢支され、保持アーム２６の中央部が圧縮バネで伸縮する伸縮体２８の一端にピン連結され、伸縮体２８の他端がプレート２７に枢支された回動リンク２９にピン連結されて構成されている。これにより、回動リンク２９が操作レバー３０により図２において反時計方向に回動されると、回動リンク２９および伸縮体２８が屈曲され、保持アーム２６が反時計方向に旋回されて工作物Ｗを解放する。回動リンク２９の時計方向の回動により保持アーム２６が時計方向に旋回され、保持アーム２６先端が工作物Ｗに当接した後に回動リンク２９が伸縮体２８をバネ力に抗して収縮させて回動され、回動リンク２９および伸縮体２８が直線状態になると保持アーム２６は工作物Ｗをシート部材２４との間で挟持する保持位置に維持される。

送り装置７により主軸ヘッド４が冶具１１に向かって相対移動され、工具Ｔの先端部が工作物Ｗに穿設された下穴に嵌入して工具Ｔの中心と加工穴の中心とがフローティング体１４のフローティングにより一致すると、フローティング体１４を冶具ベース１２にクランプするクランプ装置３１が冶具ベース１２とフローティング体１４との間に設けられている。図１１に示すように上側リング１８の上面には板バネ材で形成された２枚のクランプ部材３２が、保持装置２５から両側に９０度離れた位置にボルトにより固定され、半径方向外方に向かって延在されている。冶具ベース１２の側面にはクランプ部材３２の下面に対向して半径方向に延在する支持台３３が固定され、支持台３３にシリンダ装置３４がクランプ部材３２の下面に対向して固定されている。支持台３３に設けられクランプ部材３２の上面に突出する突出部３３ａにクランプ部材３２の上面に摺接するボルト３５が螺着され、シリンダ装置３４のピストンロッド３４ａとの間でクランプ方向にたわみ易いクランプ部材３２を挟持し、フローティング体１４を冶具ベース１２にクランプする。クランプ部材３２は弾性体の板バネになっいるので、クランプ時にクランプ方向に変位することができて、クランプ力がフローティング体１４の姿勢に影響を与えることがない。冶具ベース１２の上端には、内側屈曲部が上側リング１８の内周面と僅かな隙間をおいて対向するカバーリング３６が固定され、カバーリング３６のクランプ部材３２と対向する部分には、貫通穴３６ａが穿設されている。クランプ部材３２の上面にはスラストボールベアリング３７が貫通穴３６ａの下方で当接され、スラストボールベアリング３７は冶具ベース１２に固定されたバネ押え３８との間に介在された圧縮スプリング３９のバネ力によりバネ受けを介して押圧され、上側リング１８およびフローティング体１４が上方に浮上することを防止している。

次に、上記第１の実施形態の作動について説明する。工作物Ｗがシート部材２４の取付穴に挿入されてシート面に着座され、保持装置２５の操作レバー３０が時計方向に回動されて工作物Ｗが冶具１１のフローティング体１４に取付けられ、起動ボタンがおされると、主軸８がモータ９により回転されるとともに、オシレーション装置１０により上下方向にオシレーションされる。この状態で主軸ヘッド４がサーボモータ６の回転によりボールネジ・ナット機構５を介して下方に移動され、主軸８がオシレーションされながら下降され先端に装着された工具Ｔが工作物Ｗの下穴に挿入されてホーニング加工を開始する。

主軸ヘッド４が数値制御装置４０により指令された位置まで下降され、工具Ｔが工作物Ｗに穿設された下穴を僅かに加工すると、工具Ｔに作用する半径方向研削力が均衡し工具Ｔに偏荷重が作用しないように工作物Ｗがフローティングされて加工穴の中心が工具Ｔの中心に一致される。即ち、工具Ｔの中心と下穴の中心とがズレた状態で工具Ｔが下穴の片側のみを加工して工具Ｔから工作物Ｗに偏荷重が作用するとフローティング体１４延いては工作物Ｗが冶具ベース１２に対して偏荷重がなくなる方向に移動される。工具Ｔが下穴を僅かに加工し、工具Ｔの中心と下穴の中心とが一致すると、数値制御装置４０からの指令に基づいてシリンダ装置３４が作動され、クランプ部材３２がピストンロッド３４ａとボルト３５との間に挟持され、フローティング体１４が冶具ベース１２に固定される。このようにして工作物Ｗが固定された状態で主軸ヘッド４がさらに下降され、工具Ｔが下穴に送り込まれてホーニング加工が進行される。これにより、工作物Ｗが下穴の曲り等により工具Ｔから反力を受け曲りに倣ってフローティングすることがないとともに、工具中心と下穴中心とが略一致されているので、工具Ｔは下穴を、大きな偏荷重が受けることがなく、下穴の曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度の高精度な加工穴にホーニング加工する。

次に、第２の実施の形態について説明する。尚、ホーニング加工装置全体の構成は、上記第１の実施の形態と同様であるため省略し、本実施の形態の特徴部分である冶具について図１２乃至１６に基づいて説明する。冶具４１は、図１２に示すように、円筒状の冶具ベース４２がベッド１上に基台１３を介して固定され、冶具ベース４２内には、工作物Ｗが取付けられる段付き円筒状のフローティング体４４が水平面内においてフローティング可能に、且つ水平面に対していずれの方向にも遥動可能に装架されている。

冶具ベース４２内には、中間円筒体４５が空隙を有して配置され、冶具ベース４２にはその中心を通るＹ軸線方向に延在する一対の支持ピン４６が中心の両側で水平方向に固定され、一対の支持ピン４６に中間円筒体４５がＹ軸線方向に摺動可能に且つＹ軸線回りに揺動可能に支承されている。中間円筒体４５内には、フローティング体４４が空隙を有して配置され、中間円筒体４５にはその中心を通りＹ軸線と直角なＸ軸線方向に延在する一対の支持ピン４７が中心の両側で水平方向に固定され、一対の支持ピン４７にフローティング体４４がＸ軸線方向に摺動可能に且つＸ軸線回りに揺動可能に支承されている。これによりフローティング体４４は、冶具ベース４２上に相対回転を規制されて水平面内でフローティング可能に、且つ水平面に対して揺動可能に装架されている。

冶具ベース４２の側面には、２個のストップボルト４８がＹ軸線方向と略平行に螺着され、先端が中間円筒体４５の側面に僅かな隙間をおいて対向して中間円筒体４５のＹ軸線方向の移動を規制している。冶具ベース４２の側面には、さらに２個のストップボルト４９がＸ軸線方向と略平行に螺着され、先端が中間円筒体４５の側壁に穿設された穴を貫通してフローティング体４４の側面に僅かな隙間をおいて対向してフローティング体４４のＸ軸線方向の移動を規制している。冶具ベース４２の上端に固定されたカバーリング５０には、先端がフローティング体４４および中間円筒体４５の上面と対向するボルト５１，５２が２個ずつＹおよびＸ軸線上で螺着され、フローティング体４４および中間円筒体４５の水平面に対するＸおよびＹ軸線回りの揺動範囲を規制している。

図１２に示すように、フローティング体４４の段部には、シート部材２４が固定され、工作物Ｗはシート部材２４のシート面に着座され、フローティング体４４に取り付けられた保持装置２５によりシート面との間に挟持される。この保持装置２５の構成は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

冶具ベース４２とフローティング体４４との間には、送り装置７により主軸ヘッド４が冶具４１に向かって相対移動し、工具Ｔの先端が工作物Ｗに穿設された下穴に嵌入して下穴の軸線と工具Ｔの軸線とがフローティング体４４のフローティング及び遥動により一致したきに、フローティング体４４を冶具ベース４２に固定するクランプ装置５１、５２が設けられている。図１６に示すように、クランプ装置５１は、フローティング体４４の上面に板バネ材で形成された２枚のクランプ部材５３が、保持装置２５から両側に９０度離れた位置にボルトにより固定され、半径方向外方に向かって延在されている。クランプ装置５２は、フローティング体４４の下面に固定された下部材５４に板バネ材で形成された２枚のクランプ部材５５が、クランプ部材５３と平行にボルトにより固定されている。クランプ部材５３，５５をシリンダ装置３４のピストンロッド３４ａとクランプ部材５３，５５の上面に摺接するボルト３５との間で挟持してフローティング体４４を冶具ベース４２にクランプすることは、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。クランプ装置５１は、主としてフローティング体４４の水平面内でのフローティングを規制し、クランプ装置５２は、主としてフローティング体４４の水平面に対する揺動を規制するが、クランプ装置５１および５２のいずれか一方を設けることによりフローティング体４４の水平面内でのフローティングおよび水平面に対する揺動を規制することができる。

第２の実施の形態においては、主軸ヘッド４が数値制御装置４０により指令された位置まで下降され、工具Ｔが工作物Ｗに穿設された下穴を僅かに加工すると、工具Ｔに作用する半径方向研削力が均衡し工具Ｔに偏荷重が作用しないように工作物Ｗが水平面内においてフローティングされ、且つ水平面に対していずれかの方向に揺動して加工穴の軸線が工具Ｔの軸線に一致される。即ち、工具Ｔの軸線と下穴の軸線とがズレた状態で工具Ｔが下穴の片側のみを加工して工具Ｔから工作物Ｗに偏荷重が作用するとフローティング体１４延いては工作物Ｗが冶具ベース１２に対して偏荷重がなくなる方向に水平移動および揺動される。工具Ｔが下穴を僅かに加工し、工具Ｔの軸線と下穴の軸線とが一致すると、数値制御装置４０からの指令に基づいてクランプ装置５１，５２のシリンダ装置３４が作動され、クランプ部材５３，５５がピストンロッド３４ａとボルト３５との間に挟持され、フローティング体４４が冶具ベース４２に固定される。このようにして工作物Ｗが固定された状態で主軸ヘッド４がさらに下降され、工具Ｔが下穴に送り込まれてホーニング加工が進行される。これにより、工作物Ｗが下穴の曲り等により工具Ｔから反力を受け曲りに倣ってフローティングすることがないとともに、工具軸線と下穴軸線とが略一致されているので、工具Ｔは下穴を、大きな偏荷重が受けることがなく、下穴の曲り等の影響を大きく受けることなく高い真直度、真円度の高精度な加工穴にホーニング加工する。

本発明に係るホーニング加工装置の全体を示す側面図。第１の実施形態に係る冶具の側面断面図。上側リングを下側リング上にボールを介して支持した部分を断面で示した冶具上部の部分断面図。下側、中間および上側リングの積層関係を示す図。保持装置、クランプ装置、カバーリング等を外して冶具を上方から見た図。中間リングの下側リングに対する相対回転を規制しＹ軸線方向の相対移動を許容する案内ピンと凹溝との係合関係を示す冶具上部の部分断面図。図６の関係を示す平面図。上側リングの中間リングに対する相対回転を規制しＸ軸線方向の相対移動を許容する案内ピンと凹溝との係合関係を示す冶具上部の部分断面図。図８の関係を示す平面図。冶具をクランプ装置を除いて上方から見た平面図。クランプ装置が両側に位置する方向から見た冶具の側面図。第２の実施形態に係る冶具の側面断面図。中間円筒体を冶具ベースにＹ軸線方向の相対移動を許容しＹ軸線回りに揺動可能に支承する部分を示す冶具上部の部分断面図。フローティング体を中間円筒体にＸ軸線方向の相対移動を許容しＸ軸線回りに揺動可能に支承する部分を示す冶具上部の部分断面図。フローティング体を冶具ベースに水平面内でフローティング可能かつ水平面に対して揺動可能に装架する部分を示す冶具上部の平面断面図。クランプ装置が両側に位置する方向から見た第２の実施形態に係る冶具の側面図。

符号の説明

１…ベッド、２…コラム、３…本体、４…主軸ヘッド、５…ボールネジ・ナット機構、６…サーボモータ、７…送り装置、８…主軸、９…モータ、１０…オシレーション装置、１１，４１…冶具、１２，４２…冶具ベース、１４，４４…フローティング体、１５…下側リング、１７…中間リング、１８…上側リング、１９…ボール、２０…案内ピン、２１，２２…凹溝、２３…案内ピン、２４…シート部材、２５…保持装置、３１，５１，５２…クランプ装置、３２，５３，５５…クランプ部材、３４…シリンダ装置、３５…ボルト、３６…カバーリング、４０…数値制御装置、４５…中間円筒体、４６，４７…支持ピン、５４…下部材、Ｗ…工作物、Ｔ…工具。

Claims

先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する方法において、工作物が取付けられる冶具のフローティング体を水平面内においてフローティング可能に前記本体に固定される冶具ベースに装架し、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の中心と加工穴の中心とがフローティング体のフローティングにより一致すると、前記フローティング体を冶具ベースにクランプ装置によりクランプすることを特徴とするホーニング加工方法。
請求項１において、前記フローティング体を水平面に対していずれの方向にも揺動可能に前記冶具ベースに装架し、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の軸線と加工穴の軸線とがフローティング体のフローティング及び揺動により略一致すると、前記フローティング体を冶具ベースにクランプ装置によりクランプすることを特徴とするホーニング加工方法。
先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する装置において、前記本体に固定される冶具ベースと、該冶具ベースに水平面内においてフローティング可能に装架され工作物が取付けられるフローティング体と、該フローティング体を冶具ベースにクランプするクランプ装置とにより前記冶具を構成し、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の中心と加工穴の中心とがフローティング体のフローティングにより一致すると、制御装置が前記クランプ装置を作動させて前記フローティング体を冶具ベースにクランプすることを特徴とするホーニング加工装置。
請求項３において、前記フローティング体は水平面に対していずれの方向にも揺動可能に前記冶具ベースに装架され、前記送り装置による前記主軸ヘッドと冶具との相対移動によって前記工具の先端部が工作物に穿設された下穴に嵌入して前記工具の軸線と加工穴の軸線とがフローティング体のフローティング及び揺動により略一致すると、制御装置が前記クランプ装置を作動させて前記フローティング体を冶具ベースにクランプすることを特徴とするホーニング加工装置。
先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する装置に使用される冶具であって、前記本体に固定される冶具ベースと、該冶具ベースに水平面内においてフローティング可能に装架され工作物が取付けられるフローティング体と、該フローティング体を冶具ベースにクランプするクランプ装置とを備えたことを特徴とする冶具。
先端に工作物の加工穴をホーニング加工する工具が取付けられる主軸を本体に装架された主軸ヘッドに上下方向に摺動可能に且つ回転駆動可能に支承し、前記主軸ヘッドを前記本体に装着され工作物が取付けられる冶具に向かって送り装置により相対的に移動させて前記工具により前記加工穴をホーニング加工する装置に使用される冶具であって、前記本体に固定される冶具ベースと、該冶具ベースに水平面内においてフローティング可能で、且つ水平面に対して揺動可能に装架され工作物が取付けられるフローティング体と、該フローティング体を冶具ベースにクランプするクランプ装置とを備えたことを特徴とする冶具。