JP2010234484A - 内径加工工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】 個々の砥石(刃具)の径方向の突出量を簡単に調整することができる内径加工工具を提供する。
【解決手段】 アーム21の形状はツールホルダ7の周方向の一部を抱持する形状をなし、基端側に設けた取付穴22にボルト23を挿通してツールホルダ7に結合され、先端側に刃具としての砥石24を交換可能に取付けるためのネジ穴25が形成されている。アーム21の基端寄りの部分には幅方向に溝部26が形成されている。この溝部26はアーム21をツールホルダ7に取付けた状態で、ツールホルダ7の軸と平行になっており、外部から力が作用することでアーム21は弾性ヒンジとして作用し、砥石24をツールの軸との平行度を保ちながら拡径または縮径する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、ドリルなどでワークに形成した穴の内径を研削(切削)する内径加工工具に関する。
シリンダブロックとロアブロックを合わせて形成されるクランクジャーナル軸受けなどの内径加工、ドリルであけた穴を任意の寸法精度や面粗度に仕上げたり、円筒内面の精密仕上げを行う工具として、砥石を取付けたホルダを高速で回転せしめる加工工具が特許文献1および特許文献2に開示されている。
特許文献1には、従来例として、ホルダの外周に長方形の複数の凹所を形成し、この凹所にブレード(砥石)を収納し、またホルダの円筒内に円錐部を有するスライダを設け、そのスライダの移動により前記ブレードの径方向寸法を調整するリーマが開示されている。
更に特許文献1には従来例を改良した例として、ブレードの長手方向の両端部の中間で外周面に近い部位にスリットを設け、このスリットを含んで直交する矩形の貫通穴を形成し、貫通穴にクサビを挿入することで、各ブレード毎に独立した径方向寸法の微調整を行える構造が開示されている。
また特許文献2には、砥石本体の円筒部の外周面に砥粒を固着して砥粒部を形成し、この砥粒部の端部に端縁に向かって小径になるように傾斜した喰付き角部と加工寸法仕上部を形成し、更に砥粒部の端部を軸線方向に延在する第1スリットおよび第2スリットによって千鳥状に切断して砥粒部平行拡張部を形成し、円筒部内周面に砥粒部平行拡張部の全長に亘ってテーパ穴を形成し、このテーパ穴にテーパコーン嵌合させ軸線方向に位置調整することで砥粒部平行拡張部を平行に拡張させる構造が開示されている。
特開2003−165021号公報 特開2005−14175号公報
特許文献1に開示される加工工具にあっては、ホルダにブレードを保持するための長方形状の凹所を形成し、特許文献2にあっては第1スリットおよび第2スリットを千鳥状に形成している。
前記特許文献1の長方形状の凹所とブレードとの間には小さな隙間が形成されやすい。また特許文献2のスリットはそのまま隙間となって残る。その結果凹所やスリットに研磨粉や切り子が入りやすく、作動不良を招きやすい。
また特許文献1の加工工具にあっては、砥石の径方向突出量を個々に調整でいるが、砥石の構造が複雑になるとともに、調整の方法も面倒である。
上記課題を解決するため本発明に係る内径加工工具は、筒状をなすツールホルダと、このツールホルダに径方向の突出量を調整可能に保持される複数の砥石などの研削部と、前記ツールホルダ内に摺動自在に挿通され軸方向の移動によって前記研削部の径方向の突出量を調整するドローバーとを備えた加工工具であって、前記研削部は前記ツールホルダの周方向の一部を抱持する形状のアームの先端部に取付けられ、このアームの基端部はツールホルダに結合された構成である。ここで、本発明での研削にはリーマ等の切削にも適用される。
前記アームとしては弾性的に研削部を被加工面に押付ける構造のものが好ましく、材質としては金属製で、その形状としては先端部と基端部の間に取付け状態でツールホルダの軸と平行な溝部または薄肉部が形成され、この溝部または薄肉部によってアームが弾性ヒンジとして機能することが好ましい。
また、各研削部の径方向突出量を個別に微調整可能とするためには、アームに厚み方向に貫通ネジ穴を形成し、この貫通ネジ穴に研削部の径方向の突出量を個々に微調整するためのビスを螺着する構成が考えられる。
また、アームの取付け方向としては、ツールホルダの回転方向を基準として、ツールホルダへの結合部が上流側で砥石が下流側となるように取付けるのが好ましい。逆方向に取付けると、回転に伴ってアームを開く方向の力が作用するため好ましくない。
本発明に係る内径加工工具は、ホルダの周方向に限らず、ホルダの軸方向に沿って複数のアーム(研削部)を取付けることができる。
本発明に係る内径加工工具にあっては、複数の砥石を周方向に離間して設けた場合に砥石を拡径してもツールの軸と複数の砥石の研削面とは平行を保つため、加工精度を高く維持できる。また、個々の砥石の径方向突出量の操作を外側から簡単に行うことができ、更に1つのホルダに対し軸方向に離間して複数の研削部を設けることも可能なため、被加工部が長い場合や複数存在する場合にも有効である。
また、ホルダの表面にスリットや長方形状の凹所が無いため、研磨粉や切粉が工具内に侵入しにくく、作動不良を生じにくい。


本発明に係る内径加工工具を適用した研削装置の全体断面図 本発明に係る内径加工工具の斜視図 本発明に係る内径加工工具の断面図 図3のA−A線断面図
本発明に係る内径加工工具を適用した研削装置は基台1に取り付けられたモータ2によって回転せしめられるボールネジによってテーブル3が移動可能とされ、このテーブル3にはワークWが位置決め固定される。また内径加工工具の主軸受け4は基台1に固定され、この主軸受け4には主軸5が回転可能に保持されている。
前記主軸5はスピンドルモータ6によって回転せしめられる。主軸5の一端には筒状をなすツールホルダ7が取り付けられている。本実施例ではツールホルダ7は複数の分割ツールホルダ7aを軸方向に連結して構成される。
前記ツールホルダ7内にはドローバー8が挿通されている。ドローバー8の基端部は前記主軸5を貫通し、その端部はスラストモータ9によって軸方向に移動する引張部材10に連結されている。
また、前記ツールホルダ7の先端部は支軸受け11に回転自在に保持されている。またツールホルダ7の先端部には冷却液の供給部12が取り付けられ、この冷却液の供給部12からツールホルダ7の軸方向に形成された冷却液通路13に冷却液が送られ、ツールホルダ7に形成した噴出穴13aから冷却液が被研削面に向けて供給される。
前記支軸受け11は基台1に設けたテーブル14に支持され、このテーブル14は基台1に設けたレール15に係合し、移動可能とされている。
また、研削対象である各軸受けに対応する箇所に本発明に係る内径加工工具20が設けられている。内径加工工具20は前記ツールホルダ7及びドローバー8の他に、研削部の一部をなすアーム21を備えている。ドローバー8には前記アーム21を基端部を中心として径方向に拡径または縮径するためのテーパ部8aが形成されている。
前記アーム21は例えば金属製で、その形状はツールホルダ7の周方向の一部を抱持する形状をなし、基端側に設けた取付穴22にボルト23を挿通してツールホルダ7に結合され、先端側に刃具としての砥石24を交換可能に取付けるためのネジ穴25が形成されている。尚、砥石24の表面にはダイヤモンド砥粒やCBNが電着により固着されている。また砥石以外の刃具を取り付けてもよい。
この実施例にあっては、前記アーム21は各軸受けに対応する箇所において、ドローバー8の周方向に等間隔で3個取付けて回転バランスをとっている。このように複数の砥石を周方向に離間して設けた場合に砥石を拡径してもツールの軸と複数の砥石の研削面とは平行を保つため、加工精度を高く維持できる。
また、ドローバー8の軸方向においては、各箇所に設けられたアーム21が軸方向から見て位相をずらせて取付けられている。
前記アーム21の基端寄りの部分には幅方向に溝部26が形成されている。この溝部26はアーム21ツールホルダ7に取付けた状態で、ツールホルダ7の軸と平行になっており、外部から力が作用することでアーム21は弾性ヒンジとして作用し、砥石24をツールの軸との平行度を保ちながら拡径または縮径する。
前記溝部26を形成する代わりに、基端部と先端部の間の中間部を剛性を保てる範囲で薄肉部としてもよい。
また、ツールホルダ7には径方向に貫通穴27が形成され、この貫通穴27内にはピン28が収納され、このピン28の一端は前記ドローバー8のテーパ部8aに当接している。
一方、前記アーム21の先端寄りの部分には厚み方向にネジ穴29が貫通して形成され、このネジ穴29内に調整ビス30が設けられ、この調整ビス30の一端は前記ピン28の他端に当接している。
以上において、全ての砥石24の径方向の突出量を調整するには、ドローバー8を軸方向に移動させる。ドローバー8の軸方向の移動によりピン28が径方向に移動し、ピン28と当接しているアーム21が溝部26を中心として開き又は閉じて全ての砥石24の径方向の突出量が調整される。
また個々の砥石24の径方向の突出量を調整するには、調整ビス30を廻してピン28とアーム21との距離を調整することで個々の調整を行う。この場合、調整ビス30は工具の外周面に露出しているので、調整作業は簡単に行える。
上記の手順によって調整が終了したら、テーブル3に載置したワークの穴の中心と加工工具の軸心を一致させ、高速で回転しているツールホルダ7の軸に沿ってテーブル3を移動させ、ワークの穴の内径を研削する。このときのツールホルダ7の回転方向はアーム21の基端部が砥石24よりも回転方向を基準として上流側となるようにする。
上記の回転研削において、本発明に係る内径加工工具の砥石は、アームに取付けられ、このアームは一端がツールホルダに結合され、従来のようなスリットから砥石が出没する構造ではないので、研磨粉や切粉が入り込む箇所がなく、作動不良を起こすことがない。
本発明に係る内径加工工具は、ジャーナル軸受けなどの内周面の研削を行う分野で利用することができる。
1…基台、2…モータ、3…テーブル、4…主軸受け、5…主軸、6…スピンドルモータ、7…ツールホルダ、7a…分割ツールホルダ、8…ドローバー、8a…ドローバーのテーパ面、9…スラストモータ、10…引張部材、11…支軸受け、12…冷却液の供給部、13…冷却液通路、13a…噴出穴、14…テーブル、15…レール、20…内径加工工具、21…アーム、22…取付穴、23…ボルト、24…砥石、25…ネジ穴、26…溝部、27…貫通穴、28…ピン、29…ネジ穴、30…調整ビス、W…ワーク。

Claims (5)

  1. 筒状をなすツールホルダと、このツールホルダに径方向の突出量を調整可能に保持される複数の研削部と、前記ツールホルダ内に摺動自在に挿通され軸方向の移動によって前記研削部の径方向の突出量を調整するドローバーとを備えた内径加工工具であって、前記研削部は前記ツールホルダの周方向の一部を抱持する形状のアームと、このアームの先端部に設けられる砥石などの刃具を備えることを特徴とする内径加工工具。
  2. 請求項1に記載の内径加工工具において、前記アームの先端部と基端部の間に取付け状態でツールホルダの軸と平行な溝部または薄肉部が形成され、この溝部または薄肉部によって前記アームが弾性ヒンジとして機能することを特徴とする内径加工工具。
  3. 請求項1に記載の内径加工工具において、前記アームには厚み方向に貫通ネジ穴が形成され、この貫通ネジ穴に研削部の径方向の突出量を個々に微調整するためのビスが螺着されていることを特徴とする内径加工工具。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の内径加工工具において、前記アームは前記ツールホルダの周方向に等間隔で配置され、且つ各アームは前記ツールホルダの回転方向を基準として、ツールホルダへの結合部が上流側で刃具が下流側となるように取付けられていることを特徴とする内径加工工具。
  5. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の内径加工工具において、前記アームは前記ツールホルダの軸方向に離間して取付けられ、更に軸方向に離間して取付けられたアームは軸方向から見てツールホルダの周方向に位相がずれていることを特徴とする内径加工工具。
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