JP2010052069A - 工作機械及び工作機械による加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切り粉等の異物の噛み込みがなく高品質な加工を行うことができる工作機械及び工作機械による加工方法を提供する。
【解決手段】回転して加工を行う円柱状の工具と、前記工具により加工が行われる加工対象物と、前記工具の先端部を回転可能に支持する支持手段とを備える工作機械において、前記支持手段は前記工具の軸方向に動作可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、シリンダーブロックにおけるクランクシャフト穴の加工を行う工作機械及び工作機械による加工方法に関する。

内燃機関のシリンダーブロックにおけるクランクシャフト穴は、クランクシャフトを支持する部分であるため、高い加工精度が要求される。さらに、シリンダーブロック上面など他の加工部からクランクシャフト穴との相互アライメントの精度もエンジンの性能向上のため、より高い加工精度が求められている。このクランクシャフト穴の加工方法については、クランクシャフト穴に長尺なラインボーリングバーを挿入し、このラインボーリングバーに設置された切削チップよりクランクシャフト穴を加工する加工方法が従来から知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

図４は従来の加工方法の手順を例として示した工程図である。なお、図４中においては、シリンダーブロック２０は、クランクシャフト穴２０ａの中心軸に垂直な端面を模式的に描くことにより表現している。
従来の加工方法においては、はじめに、図４（ａ）中に矢印ａで示すように、基準座（図示省略）に載置されたシリンダーブロック２０をシリンダ２１により上下動可能なワークテーブル２２によりリフトアップする。これは、シリンダーブロック２０のクランクシャフト穴２０ａの内部にラインボーリングバー２３を挿入する際に、ラインボーリングバー２３の切削チップ２３ｂがクランクシャフト穴２０ａと接触することを防ぐためである。

次に、図４（ａ）中に矢印ｂで示すように、シリンダーブロック２０のクランクシャフト穴２０ａの内部にラインボーリングバー２３を挿入し、このラインボーリングバー２３の先端部２３ａをブッシュ２４により軸を中心として回転可能に支持する。

最後に、図４（ｂ）中に矢印ｃで示すように、ラインボーリングバー２３の挿入後、シリンダー２１によりリフトアップしたシリンダーブロック２０をリフトダウンし、シリンダーブロック２０を基準座（図示省略）上に載置してクランプ（図示省略）により固定した上で、ラインボーリングバー２３に設置された切削チップ２３ｂによりクランクシャフト穴２０ａに加工を施している。

特開２００３−３０５６０５号公報

しかしながら、上述したような従来の加工方法では、特に相互アライメントの精度を向上させるため、前もって同じ機械でシリンダーブロック上面などの加工を実施した直後である場合、シリンダーブロックをリフトアップした際にシリンダーブロックが基準座から離れ、シリンダーブロックと基準座との間に前述の加工で発生した切り粉等の異物が噛み込むことにより加工に誤差が生じるという問題があった。また、切り粉等の異物を除去する作業を追加して行った場合、作業効率が低下してしまうという問題があった。

以上のことから、本発明は、切り粉等の異物の噛み込みがなく高品質な加工を行うことができる工作機械及び工作機械による加工方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する第１の発明に係る工作機械は、
回転して加工を行う円柱状の工具と、
前記工具により加工が行われる加工対象物と、
前記工具の先端部を回転可能に支持する支持手段と
を備える工作機械において、
前記支持手段は前記工具の軸方向に動作可能である
ことを特徴とする。

上記の課題を解決する第２の発明に係る工作機械による加工方法は、
回転して加工を行う円柱状の工具により加工対象物の加工対象穴に加工を行う工作機械による加工方法において、
前記工具の中心軸を前記加工対象穴の中心軸とオフセットさせた上で、前記工具を前記加工対象穴に挿入する工程と、
前記工具の前記加工対象穴への挿入の完了後、前記工具の中心軸と前記加工対象穴の中心軸が一致するように前記工具を移動させた上で、前記工具の先端部を回転可能に支持する工程と
を備える
ことを特徴とする。

本発明によれば、切り粉等の異物の噛み込みがなく高品質な加工を行うことができる工作機械及び工作機械による加工方法を提供することができる。

以下、本発明に係る工作機械及び工作機械による加工方法の実施形態について、図を参照しながら説明する。

はじめに、本発明に係る工作機械の装置構成について説明する。
図１は本発明に係る工作機械の装置構成を示した模式図である。なお、図１中、右側を工作機械の前方側とし、左側を工作機械の後方側とするものとし、以下の説明における前方及び後方はこの向きに従うものとする。

また、図２は本発明に係る工作機械におけるテーブル部の三面図である。なお、図２（ａ）はテーブル部の後方側の面、図２（ｂ）はテーブル部の側面、図２（ｃ）はテーブル部の前方側の面を示している。

図１に示すように、本発明に係る工作機械は、基部としてベット１０を備えている。ベット１０の後方側の上部には、垂直な柱であるコラム１１が設置されている。コラム１１には、工具を回転させる軸を備えた主軸頭１２が上下動可能に設置されている。主軸頭１２の回転軸１３には、ラインボーリングバー１４が水平に設置されている。ラインボーリングバー１４には、シリンダーブロック１５のクランクシャフト穴１５ａ（図２参照）を切削する複数の切削チップ１４ａが設置されている。

各切削チップ１４ａは、ラインボーリングバー１４の軸方向に列状に設置されている。また、各切削チップ１４ａは、各クランクシャフト穴１５ａを加工するのに適した間隔で設置されている。ベット１０の前方側の上部には、加工対象物であるシリンダーブロック１５を載置した状態で移動可能なテーブル１６が設置されている。

図１，２に示すように、テーブル１６には、シリンダーブロック１５を固定するクランプ１７が設置されている。テーブル１６とシリンダーブロック１５との間には、クランクシャフト穴１５ａを加工する際の基準となる基準座１８が設置されている。そして、シリンダーブロック１５は、クランプ１７により基準座１８上に固定される。

テーブル１６の前方側の上部には、クランクシャフト穴１５ａを加工するときにラインボーリングバー１４の先端部１４ｂを支持するブッシュ１９が設置されている。ブッシュ１９の中心軸は、クランクシャフト穴１５ａの中心軸と一致するように設置されている。ブッシュ１９は、内筒１９ａと外筒１９ｂとからなり、内筒１９ａは外筒１９ｂに対して軸受１９ｃにより軸を中心として回転可能に支持されている。内筒１９ａには、クランクシャフト穴１５ａを加工するときにラインボーリングバー１４の先端部１４ｂを挿入する。ブッシュ１９は、シリンダ１９ｄによりクランクシャフト穴１５ａの軸方向、すなわち前後方向に動作可能となっている。また、シリンダーブロック１５の上方には、シリンダーブロック１５の上面を加工するシリンダーブロック上面加工用主軸頭３０が、前後方向に動作可能に設置されている。

なお、本実施形態においては、加工対象物としてシリンダーブロック１５を例に説明したが、本発明によればシリンダーブロック１５以外のものを加工対象物とすることも可能である。
また、本実施形態においては、加工対象物であるシリンダーブロック１５を水平に設置したが、本発明によれば加工対象物を垂直に設置し、ラインボーリングバー１４を上方から挿入して加工するように工作機械を構成することも可能である。
また、本実施形態においては、加工対象穴であるクランクシャフト穴１５ａに対して加工する例について説明したが、本発明によれば穴状の部位以外に加工を施すことも可能である。

次に、本発明に係る工作機械による加工方法の手順について説明する。
図３は本発明に係る工作機械による加工方法の手順を示した工程図である。なお、図３中、右側を工作機械の前方側とし、左側を工作機械の後方側とする。また、図３中においては、シリンダーブロック１５は、クランクシャフト穴１５ａの中心軸に垂直な端面を模式的に描くことにより表現している。

本発明に係る工作機械による加工方法においては、はじめに、図３（ａ）中に矢印Ａで示すようにブッシュ１９を前方に移動させる。
次に、図３（ａ）中に矢印Ｂで示すように、ラインボーリングバー１４を上下動させてラインボーリングバーの１４中心軸とクランクシャフト穴１５ａの中心軸とを上下方向においてオフセットさせる。

次に、図３（ｂ）中に矢印Ｃで示すように、ラインボーリングバー１４をクランクシャフト穴１５ａに挿入する。このように、ラインボーリングバー１４をクランクシャフト穴１５ａに挿入する際にはラインボーリングバーの１４中心軸とクランクシャフト穴１５ａの中心軸とが上下方向においてオフセットさせているため、ラインボーリングバー１４の切削チップ１４ａがクランクシャフト穴１５ａに接触することなく、ラインボーリングバー１４をクランクシャフト穴１５ａの内部に挿入することができる。

次に、図３（ｃ）中に矢印Ｄで示すように、ラインボーリングバー１４を上下動させてラインボーリングバー１４の中心軸とクランクシャフト穴１５ａの中心軸とを重ならせる。
最後に、図３（ｄ）中に矢印Ｅで示すように、ブッシュ１９を後方に移動させて、ブッシュ１９の内筒１９ａにラインボーリングバー１４の先端部１４ｂを挿入した上で、ラインボーリングバー１４に設置された切削チップ１４ａによりクランクシャフト穴１５ａに加工を施している。

以上説明したように、本実施形態に係る工作機械及び工作機械による加工方法によれば、従来の加工方法においてシリンダーブロック２０（図４参照）をリフトダウンした際に発生していたシリンダーブロック２０と基準座（図示省略）との間への切り粉等の異物の噛みを防ぐことができるため、高品質な加工を行うことができる。

さらに、本実施形態に係る工作機械及び工作機械による加工方法によれば、ラインボーリングバー１４を上方から挿入するなど異なる工作機械の構成において、従来の加工方法では加工対象物のリフトアップが困難な場合であっても加工を行うことが可能である。

本発明は、例えば、シリンダーブロックにおけるクランクシャフト穴の加工を行う工作機械及び工作機械による加工方法に利用することが可能である。

本発明に係る工作機械の装置構成を示した模式図である。 本発明に係る工作機械におけるテーブル部の三面図である。 本発明に係る工作機械による加工方法の手順を示した工程図である。 従来の加工方法の手順を例として示した工程図である。

符号の説明

１０ ベット
１１ コラム
１２ 主軸頭
１３ 回転軸
１４ ラインボーリングバー
１４ａ 切削チップ
１４ｂ ラインボーリングバーの先端部
１５ シリンダーブロック
１５ａ クランクシャフト穴
１６ テーブル
１７ クランプ
１８ 基準座
１９ ブッシュ
１９ａ 内筒
１９ｂ 外筒
１９ｃ 軸受
１９ｄ シリンダ
３０ シリンダーブロック上面加工用主軸頭

Claims (2)

1. 回転して加工を行う円柱状の工具と、
   前記工具により加工が行われる加工対象物と、
   前記工具の先端部を回転可能に支持する支持手段と
   を備える工作機械において、
   前記支持手段は前記工具の軸方向に動作可能である
   ことを特徴とする工作機械。
2. 回転して加工を行う円柱状の工具により加工対象物の加工対象穴に加工を行う工作機械による加工方法において、
   前記工具の中心軸を前記加工対象穴の中心軸とオフセットさせた上で、前記工具を前記加工対象穴に挿入する工程と、
   前記工具の前記加工対象穴への挿入の完了後、前記工具の中心軸と前記加工対象穴の中心軸が一致するように前記工具を移動させた上で、前記工具の先端部を回転可能に支持する工程と
   を備える
   ことを特徴とする工作機械による加工方法。

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