JP2744874B2 - 軸穴加工装置 - Google Patents
軸穴加工装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の軸穴を同時に加
工するラインボーリング加工用等に使用される軸穴加工
装置に関する。
工するラインボーリング加工用等に使用される軸穴加工
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、軸方向沿いに複数のバイトが設け
られたボーリングアーバの両端を一対のアーバサポート
により支持し、前記ボーリングアーバをモータで回転さ
せながら送りユニットで前進させることにより複数の軸
穴を同時に加工する装置が知られている。
られたボーリングアーバの両端を一対のアーバサポート
により支持し、前記ボーリングアーバをモータで回転さ
せながら送りユニットで前進させることにより複数の軸
穴を同時に加工する装置が知られている。
【０００３】このような軸穴加工装置として、例えば図
７に示すように、ボーリングアーバ７１の基端をたわみ
軸継手７２を介してモータ７３の駆動軸７４に固定し、
ボーリングアーバ７１の先端及び根元を左右一対のアー
バサポート７５で支持するようにした装置がある。前記
軸穴加工装置ではたわみ軸継手７２としてギヤカップリ
ング式のものが使用されている。
７に示すように、ボーリングアーバ７１の基端をたわみ
軸継手７２を介してモータ７３の駆動軸７４に固定し、
ボーリングアーバ７１の先端及び根元を左右一対のアー
バサポート７５で支持するようにした装置がある。前記
軸穴加工装置ではたわみ軸継手７２としてギヤカップリ
ング式のものが使用されている。
【０００４】アーバサポート７５は、ハウジング７６内
に軸受け７７を介してブッシュ７８を備えた構成となっ
ている。ボーリングアーバ７１はブッシュ７８に挿入さ
れるが、ボーリングアーバ７１がブッシュ７８に対して
すべり運動できるように、ボーリングアーバ７１とブッ
シュ７８との間には５〜１０μｍの隙間が設けられてい
る。
に軸受け７７を介してブッシュ７８を備えた構成となっ
ている。ボーリングアーバ７１はブッシュ７８に挿入さ
れるが、ボーリングアーバ７１がブッシュ７８に対して
すべり運動できるように、ボーリングアーバ７１とブッ
シュ７８との間には５〜１０μｍの隙間が設けられてい
る。
【０００５】図７示の装置では、ボーリングアーバ７１
をモータ７３で回転させながら、送りユニットで前進さ
せると、ボーリングアーバ７１の軸方向に沿って設けら
れた複数のバイト７９が回転しつつ進むことにより、テ
ーブル８０上のワークＷに設けられた軸受孔の内周面８
１をボーリング加工することができる。
をモータ７３で回転させながら、送りユニットで前進さ
せると、ボーリングアーバ７１の軸方向に沿って設けら
れた複数のバイト７９が回転しつつ進むことにより、テ
ーブル８０上のワークＷに設けられた軸受孔の内周面８
１をボーリング加工することができる。
【０００６】しかしながら、前記従来の装置では、ボー
リングアーバ７１はバイト７９がワークＷを切削する際
に受ける切削抵抗の背分力によりたわみ、そのたわみ量
が変化するため、軸穴の真円度、面粗度等の加工精度が
低減するとの不都合がある。
リングアーバ７１はバイト７９がワークＷを切削する際
に受ける切削抵抗の背分力によりたわみ、そのたわみ量
が変化するため、軸穴の真円度、面粗度等の加工精度が
低減するとの不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、優れた加工精度が得られると共に工具寿
命の長い軸穴加工装置を提供することにある。
合を解消して、優れた加工精度が得られると共に工具寿
命の長い軸穴加工装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の軸穴加工装置は、軸方向に沿って設けら
れた複数のバイトにより複数の軸穴を同時に切削するボ
ーリングアーバと、該ボーリングアーバを軸廻りに回転
させる回転駆動装置とを備え、該ボーリングアーバの基
端部がたわみ軸継手を介して該回転駆動装置の駆動軸に
接続され、該ボーリングアーバの両端を一対のアーバサ
ポートにより支持してなる軸穴加工装置において、該た
わみ軸継手は、該駆動軸が連結される第１の連結部材
と、該第１の連結部材から該駆動軸の軸線方向に離間し
て配置され該ボーリングアーバが連結される第２の連結
部材と、両連結部材の間に配置された仕切り部材と、該
第１の連結部材と該仕切り部材との間に互いに平行に配
置され各一端部が該第１の連結部材に連結され各他端部
が該仕切り部材に連結された複数の弾性板からなる第１
の弾性部材と、該仕切り部材と該第２の連結部材との間
に互いに平行に配置され各一端部が該仕切り部材に連結
され各他端部が該第２の連結部材に連結された複数の弾
性板からなる第２の弾性部材とを備え、該第１の弾性部
材の弾性板と該第２の弾性部材の弾性板とが互いに直角
方向を向くように配置され、該ボーリングアーバは、回
転するときに遠心力を生じ、該遠心力と該ボーリングア
ーバが受ける切削抵抗の背分力とにより、該ボーリング
アーバを該アーバサポートに当接させる合力を形成し該
ボーリングアーバのたわみを規制するようなアンバラン
ス量を付与されてなることを特徴とする。
めに、本発明の軸穴加工装置は、軸方向に沿って設けら
れた複数のバイトにより複数の軸穴を同時に切削するボ
ーリングアーバと、該ボーリングアーバを軸廻りに回転
させる回転駆動装置とを備え、該ボーリングアーバの基
端部がたわみ軸継手を介して該回転駆動装置の駆動軸に
接続され、該ボーリングアーバの両端を一対のアーバサ
ポートにより支持してなる軸穴加工装置において、該た
わみ軸継手は、該駆動軸が連結される第１の連結部材
と、該第１の連結部材から該駆動軸の軸線方向に離間し
て配置され該ボーリングアーバが連結される第２の連結
部材と、両連結部材の間に配置された仕切り部材と、該
第１の連結部材と該仕切り部材との間に互いに平行に配
置され各一端部が該第１の連結部材に連結され各他端部
が該仕切り部材に連結された複数の弾性板からなる第１
の弾性部材と、該仕切り部材と該第２の連結部材との間
に互いに平行に配置され各一端部が該仕切り部材に連結
され各他端部が該第２の連結部材に連結された複数の弾
性板からなる第２の弾性部材とを備え、該第１の弾性部
材の弾性板と該第２の弾性部材の弾性板とが互いに直角
方向を向くように配置され、該ボーリングアーバは、回
転するときに遠心力を生じ、該遠心力と該ボーリングア
ーバが受ける切削抵抗の背分力とにより、該ボーリング
アーバを該アーバサポートに当接させる合力を形成し該
ボーリングアーバのたわみを規制するようなアンバラン
ス量を付与されてなることを特徴とする。
【０００９】前記ボーリングアーバは、その軸に対して
前記バイトが設けられている面の反対側の面にバランス
取り部を設け、該バランス取り部により前記アンバラン
ス量が付与される。
前記バイトが設けられている面の反対側の面にバランス
取り部を設け、該バランス取り部により前記アンバラン
ス量が付与される。
【００１０】本発明の軸穴加工装置では、前記複数のバ
イトは、前記ボーリングアーバの軸周方向に角度位相差
をもって設けられている。
イトは、前記ボーリングアーバの軸周方向に角度位相差
をもって設けられている。
【００１１】
【作用】本発明の軸穴加工装置によれば、前記たわみ軸
継手が前記弾性部材により構成されているので、前記回
転駆動装置の駆動軸の振動が互いに直角方向を向くよう
に配置されている前記第１の弾性部材の弾性板と第２の
弾性部材の弾性板との弾性変形により容易に吸収され、
前記一対のアーバサポートに円滑に挿通される。従っ
て、たわみ軸継手にギヤカップリングを使用するときの
ようなバックラッシュによる回転方向のガタが無くな
り、バイトのチッピングがさらに低減され工具の寿命が
長くなる。前記ボーリングアーバはアンバランス量を付
与されてなり、回転するときにこのアンバランス量によ
り遠心力を生じ、該遠心力と該ボーリングアーバが受け
る切削抵抗の背分力とにより、該ボーリングアーバを該
アーバサポートに当接させる合力が形成される。前記ボ
ーリングアーバはこの合力によりたわんで、その両端部
で前記アーバサポートの内周面に当接される。この結
果、前記ボーリングアーバのたわみは前記アーバサポー
トに規制されることになり、その変化量が低減される。
従って、前記バイトの前記軸穴の内周面に対する当接量
がほぼ一定になり、前記軸穴の加工精度が向上する。前
記ボーリングアーバはその軸に対して前記バイトが設け
られている面の反対側の面に設けられたバランス取り部
により前記アンバランス量が付与されることにより、前
記遠心力は前記背分力と同方向になる。
継手が前記弾性部材により構成されているので、前記回
転駆動装置の駆動軸の振動が互いに直角方向を向くよう
に配置されている前記第１の弾性部材の弾性板と第２の
弾性部材の弾性板との弾性変形により容易に吸収され、
前記一対のアーバサポートに円滑に挿通される。従っ
て、たわみ軸継手にギヤカップリングを使用するときの
ようなバックラッシュによる回転方向のガタが無くな
り、バイトのチッピングがさらに低減され工具の寿命が
長くなる。前記ボーリングアーバはアンバランス量を付
与されてなり、回転するときにこのアンバランス量によ
り遠心力を生じ、該遠心力と該ボーリングアーバが受け
る切削抵抗の背分力とにより、該ボーリングアーバを該
アーバサポートに当接させる合力が形成される。前記ボ
ーリングアーバはこの合力によりたわんで、その両端部
で前記アーバサポートの内周面に当接される。この結
果、前記ボーリングアーバのたわみは前記アーバサポー
トに規制されることになり、その変化量が低減される。
従って、前記バイトの前記軸穴の内周面に対する当接量
がほぼ一定になり、前記軸穴の加工精度が向上する。前
記ボーリングアーバはその軸に対して前記バイトが設け
られている面の反対側の面に設けられたバランス取り部
により前記アンバランス量が付与されることにより、前
記遠心力は前記背分力と同方向になる。
【００１２】また、本発明の軸穴加工装置では、前記複
数のバイトを前記ボーリングアーバの軸周方向に角度位
相差をもって設けることにより、前記バイトが受ける切
削抵抗が前記各バイトが設けられている方向に分散さ
れ、前記バイトのチッピングが低減され工具の寿命が長
くなる。
数のバイトを前記ボーリングアーバの軸周方向に角度位
相差をもって設けることにより、前記バイトが受ける切
削抵抗が前記各バイトが設けられている方向に分散さ
れ、前記バイトのチッピングが低減され工具の寿命が長
くなる。
【００１３】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の軸
穴加工装置についてさらに詳しく説明する。図１は本実
施例の軸穴加工装置の概略図、図２はボーリングアーバ
の説明的断面図、図３は本実施例の軸穴加工装置に用い
られているたわみ軸継手の概略図、図４は図３のＩＶ−
ＩＶ線断面図、図５はボーリングアーバにかかる力とた
わみ量の関係を示すグラフ、図６はボーリングアーバと
アーバサポートとの状態を示す説明的断面図である。
穴加工装置についてさらに詳しく説明する。図１は本実
施例の軸穴加工装置の概略図、図２はボーリングアーバ
の説明的断面図、図３は本実施例の軸穴加工装置に用い
られているたわみ軸継手の概略図、図４は図３のＩＶ−
ＩＶ線断面図、図５はボーリングアーバにかかる力とた
わみ量の関係を示すグラフ、図６はボーリングアーバと
アーバサポートとの状態を示す説明的断面図である。
【００１４】図１に示すように、本実施例の軸穴加工装
置１はシリンダヘッド（ワーク）Ｗに設けられた５個の
クランクジャーナル用軸受孔２の中ぐり加工を行う装置
であって、軸方向に沿って５個のバイト３が設けられて
いるボーリングアーバ４とボーリングアーバ４を軸廻り
に回転させる回転駆動モータ５とを備え、ボーリングア
ーバ４は、その基端近傍で位置決め部材６を介して上部
アーバサポート７に支持され、先端が下部アーバサポー
ト８に支持されて鉛直方向に保持されている。尚、位置
決め部材６とボーリングアーバ４との間にはベアリング
６ａが配設され、ボーリングアーバ４が位置決め部材６
の内周面に沿って回転自在にされている。
置１はシリンダヘッド（ワーク）Ｗに設けられた５個の
クランクジャーナル用軸受孔２の中ぐり加工を行う装置
であって、軸方向に沿って５個のバイト３が設けられて
いるボーリングアーバ４とボーリングアーバ４を軸廻り
に回転させる回転駆動モータ５とを備え、ボーリングア
ーバ４は、その基端近傍で位置決め部材６を介して上部
アーバサポート７に支持され、先端が下部アーバサポー
ト８に支持されて鉛直方向に保持されている。尚、位置
決め部材６とボーリングアーバ４との間にはベアリング
６ａが配設され、ボーリングアーバ４が位置決め部材６
の内周面に沿って回転自在にされている。
【００１５】ボーリングアーバ４は、図２示のように、
軸に対してバイト３が設けられている面の反対側の面
に、放電加工、ドリルによる穴あけ加工および研削加工
等によりバランス取り部Ｇが設けられ、アンバランス量
が付与されている。ボーリングアーバ４は前記アンバラ
ンス量により軸の周囲で重量がアンバランスになるの
で、回転するときに遠心力Ｆ0 を生じ、この遠心力Ｆ0
とバイト３が軸受孔２の内周面を切削する際に受ける切
削抵抗の背分力Ｆ’とが同方向の合力Ｆを形成して、ボ
ーリングアーバ４をアーバサポート７，８に当接させて
ボーリングアーバ４のたわみを規制するようにされてい
る。
軸に対してバイト３が設けられている面の反対側の面
に、放電加工、ドリルによる穴あけ加工および研削加工
等によりバランス取り部Ｇが設けられ、アンバランス量
が付与されている。ボーリングアーバ４は前記アンバラ
ンス量により軸の周囲で重量がアンバランスになるの
で、回転するときに遠心力Ｆ0 を生じ、この遠心力Ｆ0
とバイト３が軸受孔２の内周面を切削する際に受ける切
削抵抗の背分力Ｆ’とが同方向の合力Ｆを形成して、ボ
ーリングアーバ４をアーバサポート７，８に当接させて
ボーリングアーバ４のたわみを規制するようにされてい
る。
【００１６】また、図１示のように、ボーリングアーバ
４の基端部はたわみ軸継手９を介して回転駆動モータ５
の駆動軸１０に接続されている。回転駆動モータ５は基
盤１１に立設された円筒形状フレーム１２の上部側面に
設けられた送りネジ棒１３に螺合された昇降台１４に保
持されており、昇降台１４は送りネジ棒１３の上部に設
けられたフィードモータ１５を回転駆動させることによ
り上下動自在に設けられている。
４の基端部はたわみ軸継手９を介して回転駆動モータ５
の駆動軸１０に接続されている。回転駆動モータ５は基
盤１１に立設された円筒形状フレーム１２の上部側面に
設けられた送りネジ棒１３に螺合された昇降台１４に保
持されており、昇降台１４は送りネジ棒１３の上部に設
けられたフィードモータ１５を回転駆動させることによ
り上下動自在に設けられている。
【００１７】上部アーバサポート７及び下部アーバサポ
ート８は、フレーム１２の下方に保持シリンダ１６を介
して取着されている支持部材１７の上方および下方から
それぞれ水平に突出して設けられている。上部アーバサ
ポート７にはボーリングアーバ４を支持する支持孔１８
がその軸線を鉛直方向に向けて形成されており、支持孔
１８に嵌合されたブッシュ１９にボーリングアーバ４の
位置決め部材６が５〜１０μｍの隙間を設けて嵌挿でき
るようになっている。また、下部アーバサポート８には
ボーリングアーバ４を支持する支持孔２０がその軸線を
支持孔１８の軸線に一致させて鉛直方向に向けて形成さ
れており、支持孔２０に嵌合されたブッシュ２１にボー
リングアーバ４の先端が５〜１０μｍの隙間を設けて嵌
挿できるようになっている。
ート８は、フレーム１２の下方に保持シリンダ１６を介
して取着されている支持部材１７の上方および下方から
それぞれ水平に突出して設けられている。上部アーバサ
ポート７にはボーリングアーバ４を支持する支持孔１８
がその軸線を鉛直方向に向けて形成されており、支持孔
１８に嵌合されたブッシュ１９にボーリングアーバ４の
位置決め部材６が５〜１０μｍの隙間を設けて嵌挿でき
るようになっている。また、下部アーバサポート８には
ボーリングアーバ４を支持する支持孔２０がその軸線を
支持孔１８の軸線に一致させて鉛直方向に向けて形成さ
れており、支持孔２０に嵌合されたブッシュ２１にボー
リングアーバ４の先端が５〜１０μｍの隙間を設けて嵌
挿できるようになっている。
【００１８】また、支持部材１７には、シリンダヘッド
Ｗのフレーム１２側への移動を阻止するストッパー２４
が設けられている。
Ｗのフレーム１２側への移動を阻止するストッパー２４
が設けられている。
【００１９】前記各バイト３は、図２示のように、ボー
リングアーバ４の周方向に２０°づつの角度位相差をも
って設けられている。このようにすることにより、切削
抵抗Ｒがボーリングアーバ４上の各バイト３が設けられ
ている方向に分散され、前記バイトのチッピングが低減
される。
リングアーバ４の周方向に２０°づつの角度位相差をも
って設けられている。このようにすることにより、切削
抵抗Ｒがボーリングアーバ４上の各バイト３が設けられ
ている方向に分散され、前記バイトのチッピングが低減
される。
【００２０】前記たわみ軸継手９はブロック状の金属材
料から一体的に切削されてなり、図３に示すように、上
部連結部材３１と仕切り部材３２とが一対の長方形状の
薄板３３，３３で接続され、仕切り部材３２と下部連結
部材３４とが一対の長方形状の薄板３５，３５で連絡さ
れた形状を有している。
料から一体的に切削されてなり、図３に示すように、上
部連結部材３１と仕切り部材３２とが一対の長方形状の
薄板３３，３３で接続され、仕切り部材３２と下部連結
部材３４とが一対の長方形状の薄板３５，３５で連絡さ
れた形状を有している。
【００２１】上部連結部材３１、仕切り部材３２、下部
連結部材３４は同一の軸線を有し、図４に示すように、
薄板３３，３３及び薄板３５，３５はそれぞれ前記軸線
を挟んで互いに平行に配置されている。また、薄板３
３，３３と薄板３５，３５とは、互いに直角方向を向く
ように配置されている。薄板３３，３３と薄板３５，３
５とは、前記形状に切削されたたわみ軸継手９に焼き入
れ処理を施すことによりバネ弾性が付与され、それぞれ
上部弾性部材３６、下部弾性部材３７を構成している。
連結部材３４は同一の軸線を有し、図４に示すように、
薄板３３，３３及び薄板３５，３５はそれぞれ前記軸線
を挟んで互いに平行に配置されている。また、薄板３
３，３３と薄板３５，３５とは、互いに直角方向を向く
ように配置されている。薄板３３，３３と薄板３５，３
５とは、前記形状に切削されたたわみ軸継手９に焼き入
れ処理を施すことによりバネ弾性が付与され、それぞれ
上部弾性部材３６、下部弾性部材３７を構成している。
【００２２】たわみ軸継手９は、図１示のように、上部
連結部材３１がフランジ２５を介して駆動軸１０に固定
され、下部連結部材３４がフランジ２６を介してボーリ
ングアーバ４に固定されている。弾性部材３６，３７
は、前記焼き入れ処理により前記バネ弾性が付与される
とともに適当な剛性をも付与されており、さらに前記の
ように長方形状で比較的広い幅を有するので、前記のよ
うに固定されることにより回転駆動モータ５の回転トル
クがボーリングアーバ４に効率よく伝達される。
連結部材３１がフランジ２５を介して駆動軸１０に固定
され、下部連結部材３４がフランジ２６を介してボーリ
ングアーバ４に固定されている。弾性部材３６，３７
は、前記焼き入れ処理により前記バネ弾性が付与される
とともに適当な剛性をも付与されており、さらに前記の
ように長方形状で比較的広い幅を有するので、前記のよ
うに固定されることにより回転駆動モータ５の回転トル
クがボーリングアーバ４に効率よく伝達される。
【００２３】本実施例の軸穴加工装置１では、支持部材
１７に対向してワーク支持部材２７が設けられており、
ワーク支持部材２７はシリンダヘッドＷの軸受孔２の軸
線を鉛直方向に向けた状態で、水平方向に前後動自在に
なっている。
１７に対向してワーク支持部材２７が設けられており、
ワーク支持部材２７はシリンダヘッドＷの軸受孔２の軸
線を鉛直方向に向けた状態で、水平方向に前後動自在に
なっている。
【００２４】次に、本実施例の軸穴加工装置１の作動に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２５】まず、初期状態ではボーリングアーバ４は
上部アーバサポート７より上方に待機している。前記状
態では、バイト３はシリンダヘッドＷ側に向けられてい
る。
上部アーバサポート７より上方に待機している。前記状
態では、バイト３はシリンダヘッドＷ側に向けられてい
る。
【００２６】次に、シリンダヘッドＷがワーク支持部材
２７によりフレーム１２に向けて前進動され、ボーリン
グアーバ４を挿通する所定の位置に移動される。前記の
位置では、シリンダヘッドＷの軸受孔２の軸線は、上部
アーバサポート７及び下部アーバサポート８の軸線より
も僅かにワーク支持部材２７側に偏心されている。
２７によりフレーム１２に向けて前進動され、ボーリン
グアーバ４を挿通する所定の位置に移動される。前記の
位置では、シリンダヘッドＷの軸受孔２の軸線は、上部
アーバサポート７及び下部アーバサポート８の軸線より
も僅かにワーク支持部材２７側に偏心されている。
【００２７】次いで、フィードモータ１５を作動させる
ことにより、昇降台１４を下降させ、ボーリングアーバ
４をシリンダヘッドＷの軸受孔２に挿通させる。軸受孔
２の軸線は、前記のようにワーク支持部材２７側に偏心
されているので、ボーリングアーバ４はバイト３が軸受
孔２に干渉されることなく挿通される。
ことにより、昇降台１４を下降させ、ボーリングアーバ
４をシリンダヘッドＷの軸受孔２に挿通させる。軸受孔
２の軸線は、前記のようにワーク支持部材２７側に偏心
されているので、ボーリングアーバ４はバイト３が軸受
孔２に干渉されることなく挿通される。
【００２８】そして、ボーリングアーバ４の位置決め部
材６を上部アーバサポート７に、また、ボーリングアー
バ４の先端部を下部アーバサポート８に嵌挿させる。駆
動軸１０の軸線は、上部アーバサポート７及び下部アー
バサポート８の軸線と必ずしも一致せず、前記各軸線は
互いに偏心したり偏角を有していたりするが、ボーリン
グアーバ４はたわみ軸継手９を介して駆動軸１０に接続
されているので、前記偏心または偏角が弾性部材３３，
３５の図５示のＸ−Ｙ方向に変移する弾性変形により容
易に吸収され、ボーリングアーバ４は円滑に上部アーバ
サポート７及び下部アーバサポート８に嵌挿される。従
って、ボーリングアーバ４は上部アーバサポート７及び
下部アーバサポート８によりシリンダヘッドＷの各軸受
孔２に対して適正な姿勢に保持される。ボーリングアー
バ４の下降は、各バイト３が図１示のようにシリンダヘ
ッドＷの各軸受孔２の上方に位置した状態で停止され
る。
材６を上部アーバサポート７に、また、ボーリングアー
バ４の先端部を下部アーバサポート８に嵌挿させる。駆
動軸１０の軸線は、上部アーバサポート７及び下部アー
バサポート８の軸線と必ずしも一致せず、前記各軸線は
互いに偏心したり偏角を有していたりするが、ボーリン
グアーバ４はたわみ軸継手９を介して駆動軸１０に接続
されているので、前記偏心または偏角が弾性部材３３，
３５の図５示のＸ−Ｙ方向に変移する弾性変形により容
易に吸収され、ボーリングアーバ４は円滑に上部アーバ
サポート７及び下部アーバサポート８に嵌挿される。従
って、ボーリングアーバ４は上部アーバサポート７及び
下部アーバサポート８によりシリンダヘッドＷの各軸受
孔２に対して適正な姿勢に保持される。ボーリングアー
バ４の下降は、各バイト３が図１示のようにシリンダヘ
ッドＷの各軸受孔２の上方に位置した状態で停止され
る。
【００２９】次に、シリンダヘッドＷがワーク支持部材
２７によりさらにフレーム１２に向けてストッパー２４
に当接するまで前進動され、所定の加工位置に移動され
る。前記の位置では、シリンダヘッドＷは図示しない位
置決めピンなどで固定され、軸受孔２の軸線が上部アー
バサポート７及び下部アーバサポート８の軸線と一致さ
れる様に保持されている。
２７によりさらにフレーム１２に向けてストッパー２４
に当接するまで前進動され、所定の加工位置に移動され
る。前記の位置では、シリンダヘッドＷは図示しない位
置決めピンなどで固定され、軸受孔２の軸線が上部アー
バサポート７及び下部アーバサポート８の軸線と一致さ
れる様に保持されている。
【００３０】次に、回転駆動モータ５及びフィードモー
タ１５を作動させ、ボーリングアーバ４を回転させなが
ら送りネジ棒１３に沿って下降させることにより、シリ
ンダヘッドＷの各軸受孔２の内周面を中ぐり加工する。
前記加工は例えば、外径４５ｍｍのボーリングアーバ４
により、回転数２４００ｒｐｍ、送り速度０．０８ｍｍ
／ｒｅｖの条件で行われる。
タ１５を作動させ、ボーリングアーバ４を回転させなが
ら送りネジ棒１３に沿って下降させることにより、シリ
ンダヘッドＷの各軸受孔２の内周面を中ぐり加工する。
前記加工は例えば、外径４５ｍｍのボーリングアーバ４
により、回転数２４００ｒｐｍ、送り速度０．０８ｍｍ
／ｒｅｖの条件で行われる。
【００３１】前記加工の際に、ボーリングアーバ４はた
わみ軸継手９を介して回転駆動モータ５の駆動軸１０に
接続されているため、たわみ軸継手９の弾性部材３６，
３７の弾性変形により回転駆動モータ５の回転振動が吸
収され、回転ガタが無くなるので、バイト３に生じるチ
ッピングが低減される。
わみ軸継手９を介して回転駆動モータ５の駆動軸１０に
接続されているため、たわみ軸継手９の弾性部材３６，
３７の弾性変形により回転駆動モータ５の回転振動が吸
収され、回転ガタが無くなるので、バイト３に生じるチ
ッピングが低減される。
【００３２】また、ボーリングアーバ４は、前記アンバ
ランス量が付与されているのでボーリングアーバ４がア
ーバサポート７，８に当接されてそのたわみが規制さ
れ、前記たわみの変化量が低減されており、さらに、前
記のように鉛直に設けられているので、水平に設けられ
た場合のように自重によりたわむことがない。この結
果、バイト３が軸受孔２の内周面に安定して当接するよ
うになり、切削量が略一定になるので、軸受孔２の真円
度、面粗度等において優れた加工精度が得られる。
ランス量が付与されているのでボーリングアーバ４がア
ーバサポート７，８に当接されてそのたわみが規制さ
れ、前記たわみの変化量が低減されており、さらに、前
記のように鉛直に設けられているので、水平に設けられ
た場合のように自重によりたわむことがない。この結
果、バイト３が軸受孔２の内周面に安定して当接するよ
うになり、切削量が略一定になるので、軸受孔２の真円
度、面粗度等において優れた加工精度が得られる。
【００３３】次に、ボーリングアーバ４に付与される前
記アンバランス量及びボーリングアーバ４のたわみの状
態について図２、図５及び図６に従って説明する。
記アンバランス量及びボーリングアーバ４のたわみの状
態について図２、図５及び図６に従って説明する。
【００３４】軸穴加工装置１により前記のように中ぐり
加工を行うときには、図２示のように、ボーリングアー
バ４のワークＷからフレーム１２の方向に背分力Ｆ’が
働くが、本実施例ではさらに外径４５ｍｍのボーリング
アーバ４の軸に対してバイト３が設けられている面と反
対側の面を５ｇ研削して図２示のバランス取り部Ｇを設
けてアンバランス量ｍを付与し、背分力Ｆ’と同方向の
合力Ｆを形成する遠心力Ｆ0 を生じるようにしている。
加工を行うときには、図２示のように、ボーリングアー
バ４のワークＷからフレーム１２の方向に背分力Ｆ’が
働くが、本実施例ではさらに外径４５ｍｍのボーリング
アーバ４の軸に対してバイト３が設けられている面と反
対側の面を５ｇ研削して図２示のバランス取り部Ｇを設
けてアンバランス量ｍを付与し、背分力Ｆ’と同方向の
合力Ｆを形成する遠心力Ｆ0 を生じるようにしている。
【００３５】アンバランス量ｍに対する遠心力Ｆ0 は、 Ｆ0 ＝ｍｒω2 ＝ｍｒ（２πＮ／６０）2 （ω：角速度、Ｎ：回転数） …（１） で表されるので、式（１）に、ｍ＝０．００５ｋｇ、Ｎ
＝２４００ｒｐｍ、ｒ＝０．０２２５ｍを代入すると、
Ｆ0 ≒７ｋｇｆとなる。
＝２４００ｒｐｍ、ｒ＝０．０２２５ｍを代入すると、
Ｆ0 ≒７ｋｇｆとなる。
【００３６】また、前記背分力Ｆ’は、図２示のよう
に、各バイト３に働く切削抵抗Ｒから前記方向に生じる
背分力Ｆn の合力であり、各バイト３の背分力Ｆn を図
２の左から順に背分力Ｆ1 乃至Ｆ5 とすると、 Ｆ’＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ＋Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 …（２） と表される。
に、各バイト３に働く切削抵抗Ｒから前記方向に生じる
背分力Ｆn の合力であり、各バイト３の背分力Ｆn を図
２の左から順に背分力Ｆ1 乃至Ｆ5 とすると、 Ｆ’＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ＋Ｆ3 ＋Ｆ4 ＋Ｆ5 …（２） と表される。
【００３７】背分力Ｆn を中央のバイト３を例に説明す
ると、バイト３に働く切削抵抗Ｒはバイト３から軸方向
に向かう分力Ｒｔと、ボーリングアーバ４外周の接線方
向に向かう主分力Ｒｃとに分けられ、このうちバイト３
から軸方向に向かう分力Ｒｔが即ち背分力Ｆ3 である。
尚、主分力Ｒｃはボーリングアーバ４に捩りモーメント
を発生させる。
ると、バイト３に働く切削抵抗Ｒはバイト３から軸方向
に向かう分力Ｒｔと、ボーリングアーバ４外周の接線方
向に向かう主分力Ｒｃとに分けられ、このうちバイト３
から軸方向に向かう分力Ｒｔが即ち背分力Ｆ3 である。
尚、主分力Ｒｃはボーリングアーバ４に捩りモーメント
を発生させる。
【００３８】各バイト３は、ボーリングアーバ４の周方
向に２０°づつの角度位相差をもって設けられているの
で、背分力Ｆ1 乃至Ｆ5 は分力Ｒｔを用いて次のように
表される。
向に２０°づつの角度位相差をもって設けられているの
で、背分力Ｆ1 乃至Ｆ5 は分力Ｒｔを用いて次のように
表される。
【００３９】 Ｆ3 ＝Ｒｔ …（３） Ｆ2 ＝Ｆ4 ＝Ｒｔ・ｃｏｓ２０° …（４） Ｆ1 ＝Ｆ5 ＝Ｒｔ・ｃｏｓ４０° …（５） 前記加工を前記条件（ボーリングアーバ４の外径４５ｍ
ｍ、回転数２４００ｒｐｍ、送り速度０．０８ｍｍ／ｒ
ｅｖ）で行うときにはＲｔ＝３ｋｇｆとなるので、式
（２）乃至式（５）から、Ｆ’＝１３ｋｇｆとなる。
ｍ、回転数２４００ｒｐｍ、送り速度０．０８ｍｍ／ｒ
ｅｖ）で行うときにはＲｔ＝３ｋｇｆとなるので、式
（２）乃至式（５）から、Ｆ’＝１３ｋｇｆとなる。
【００４０】従って、遠心力Ｆ0 とボーリングアーバ４
に働く背分力Ｆ’とから形成される合力ＦはＦ＝Ｆ’＋
Ｆ0 ≒２０ｋｇｆとなる。
に働く背分力Ｆ’とから形成される合力ＦはＦ＝Ｆ’＋
Ｆ0 ≒２０ｋｇｆとなる。
【００４１】ところで、ボーリングアーバ４は各バイト
３がワークＷの軸受孔２の内周面に当接して切削するこ
とにより軸受孔２の中ぐり加工を行なうときには、外力
によりたわみが生じる。前記たわみは外力の大きさによ
り変化するが、図５示のように、外力が２０ｋｇｆ前後
の一定の範囲（図５示のグラフでは１５〜２５ｋｇｆ）
にあるときにはその変化量が小さくなる。
３がワークＷの軸受孔２の内周面に当接して切削するこ
とにより軸受孔２の中ぐり加工を行なうときには、外力
によりたわみが生じる。前記たわみは外力の大きさによ
り変化するが、図５示のように、外力が２０ｋｇｆ前後
の一定の範囲（図５示のグラフでは１５〜２５ｋｇｆ）
にあるときにはその変化量が小さくなる。
【００４２】軸穴加工装置１では、前記のようにボーリ
ングアーバ４にアンバランス量ｍを付与して、ボーリン
グアーバ４が回転するときに生じる遠心力Ｆ0 が前記背
分力Ｆ’と同方向で約２０ｋｇｆの合力Ｆを形成するよ
うにしたので、合力Ｆが前記外力として作用し、前記条
件でシリンダヘッドＷの軸受孔２の中ぐり加工を行うと
きには、ボーリングアーバ４が図６（ａ）に示すよう
に、アーバサポート７，８にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４点で当
接してその変化が規制される。この結果、たわみの変化
量が低減されるので、バイト３の軸受孔２に対する当接
量が略一定になり、軸受孔２の真円度、面粗度等の加工
精度が安定する。
ングアーバ４にアンバランス量ｍを付与して、ボーリン
グアーバ４が回転するときに生じる遠心力Ｆ0 が前記背
分力Ｆ’と同方向で約２０ｋｇｆの合力Ｆを形成するよ
うにしたので、合力Ｆが前記外力として作用し、前記条
件でシリンダヘッドＷの軸受孔２の中ぐり加工を行うと
きには、ボーリングアーバ４が図６（ａ）に示すよう
に、アーバサポート７，８にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４点で当
接してその変化が規制される。この結果、たわみの変化
量が低減されるので、バイト３の軸受孔２に対する当接
量が略一定になり、軸受孔２の真円度、面粗度等の加工
精度が安定する。
【００４３】軸穴加工装置１により、前記条件でシリン
ダヘッドＷの軸受孔２の中ぐり加工を行ったところ、真
円度の平均値２．２６μｍ（最大値と最小値との差：
０．７８μｍ）、面粗度の平均値３．６３μｍ（最大値
と最小値との差：１．５５μｍ）との優れた加工精度が
得られた。
ダヘッドＷの軸受孔２の中ぐり加工を行ったところ、真
円度の平均値２．２６μｍ（最大値と最小値との差：
０．７８μｍ）、面粗度の平均値３．６３μｍ（最大値
と最小値との差：１．５５μｍ）との優れた加工精度が
得られた。
【００４４】前記アンバランス量ｍは、遠心力Ｆ0 と背
分力Ｆ’とから形成される合力Ｆの大きさが、ボーリン
グアーバ４をアーバサポート７，８に当接させてボーリ
ングアーバ４のたわみを規制する範囲（図５示のグラフ
では１５〜２５ｋｇｆ）になるようにされていればよ
い。
分力Ｆ’とから形成される合力Ｆの大きさが、ボーリン
グアーバ４をアーバサポート７，８に当接させてボーリ
ングアーバ４のたわみを規制する範囲（図５示のグラフ
では１５〜２５ｋｇｆ）になるようにされていればよ
い。
【００４５】アンバランス量ｍが前記範囲以下のときに
は十分な合力Ｆが得られず、ボーリングアーバ４は図６
（ｂ）に示すように、嵌挿されているアーバサポート
７，８との間に隙間６１があるため、隙間６１内でアー
バサポート７，８に拘束されることなく自由に変形する
ことができ、不安定になるなるものと考えられバイト３
の軸受孔２に対する当接量が一定になりにくく、軸受孔
２の真円度、面粗度等の加工精度が低減する。
は十分な合力Ｆが得られず、ボーリングアーバ４は図６
（ｂ）に示すように、嵌挿されているアーバサポート
７，８との間に隙間６１があるため、隙間６１内でアー
バサポート７，８に拘束されることなく自由に変形する
ことができ、不安定になるなるものと考えられバイト３
の軸受孔２に対する当接量が一定になりにくく、軸受孔
２の真円度、面粗度等の加工精度が低減する。
【００４６】アンバランス量ｍが前記範囲を上回るとき
には、合力Ｆが過大になるため、ボーリングアーバ４の
たわみをアーバサポート７，８で十分に規制することが
できず、アーバサポート７，８の同軸度が得られない。
には、合力Ｆが過大になるため、ボーリングアーバ４の
たわみをアーバサポート７，８で十分に規制することが
できず、アーバサポート７，８の同軸度が得られない。
【００４７】尚、前記アンバランス量ｍは、本実施例と
加工条件が異なる場合にも、式（２）に所要の条件を代
入することにより算出される。
加工条件が異なる場合にも、式（２）に所要の条件を代
入することにより算出される。
【００４８】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の軸孔加工装置によれば、前記ボーリングアーバがアー
バサポートの内周面に当接して規制されるのでそのたわ
みの変化量が低減される。従って、ワークに対するバイ
トの当接量がほぼ一定になり、ワークの真円度、面粗度
などにおいて、優れた加工精度を得ることができる。前
記ボーリングアーバでは、その軸に対して前記バイトが
設けられている面の反対側の面にバランス取り部を設け
て前記アンバランス量を付与することにより、前記背分
力と同方向の前記遠心力を得ることができる。
の軸孔加工装置によれば、前記ボーリングアーバがアー
バサポートの内周面に当接して規制されるのでそのたわ
みの変化量が低減される。従って、ワークに対するバイ
トの当接量がほぼ一定になり、ワークの真円度、面粗度
などにおいて、優れた加工精度を得ることができる。前
記ボーリングアーバでは、その軸に対して前記バイトが
設けられている面の反対側の面にバランス取り部を設け
て前記アンバランス量を付与することにより、前記背分
力と同方向の前記遠心力を得ることができる。
【００４９】また、本発明の軸孔加工装置によれば、複
数のバイトを前記ボーリングアーバの軸周方向に角度位
相差をもって設けることにより、前記バイトが受ける切
削抵抗が前記各バイトが設けられている方向に分散され
るので、前記バイトに生じるチッピングが低減され、工
具寿命を延長することができる。さらに、前記たわみ軸
継手が前記弾性部材により構成されていることにより回
転ガタが低減されるので、これによってもバイトに生じ
るチッピングが低減され、工具の寿命を延長することが
できる。
数のバイトを前記ボーリングアーバの軸周方向に角度位
相差をもって設けることにより、前記バイトが受ける切
削抵抗が前記各バイトが設けられている方向に分散され
るので、前記バイトに生じるチッピングが低減され、工
具寿命を延長することができる。さらに、前記たわみ軸
継手が前記弾性部材により構成されていることにより回
転ガタが低減されるので、これによってもバイトに生じ
るチッピングが低減され、工具の寿命を延長することが
できる。
【図１】本発明に係わる軸穴加工装置の一実施例の概略
図。
図。
【図２】図１示の軸穴加工装置におけるボーリングアー
バの説明的断面図。
バの説明的断面図。
【図３】図１示の軸穴加工装置におけるたわみ軸継手の
概略図。
概略図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】ボーリングアーバにかかる外力とたわみ量の関
係を示すグラフ。
係を示すグラフ。
【図６】ボーリングアーバとアーバサポートとの状態を
示す説明的断面図。
示す説明的断面図。
【図７】従来の軸穴加工装置の概略図。
１…軸穴加工装置、 ２…軸穴、 ３…バイト、 ４…
ボーリングアーバ、５…回転駆動装置、 ７，８…アー
バサポート、 ９…たわみ軸継手、１０…駆動軸、 ３
１…第１の連絡部材、 ３２…仕切り部材、３３，３５
…弾性板、 ３４…第２の連絡部材、 ３６…第１弾性
部材、３７…第２の弾性部材。
ボーリングアーバ、５…回転駆動装置、 ７，８…アー
バサポート、 ９…たわみ軸継手、１０…駆動軸、 ３
１…第１の連絡部材、 ３２…仕切り部材、３３，３５
…弾性板、 ３４…第２の連絡部材、 ３６…第１弾性
部材、３７…第２の弾性部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 41/12 B23B 39/00 B23B 41/00
Claims (3)
- 【請求項１】軸方向に沿って設けられた複数のバイトに
より複数の軸穴を同時に切削するボーリングアーバと、
該ボーリングアーバを軸廻りに回転させる回転駆動装置
とを備え、該ボーリングアーバの基端部がたわみ軸継手
を介して該回転駆動装置の駆動軸に接続され、該ボーリ
ングアーバの両端を一対のアーバサポートにより支持し
てなる軸穴加工装置において、 該たわみ軸継手は、該駆動軸が連結される第１の連結部
材と、該第１の連結部材から該駆動軸の軸線方向に離間
して配置され該ボーリングアーバが連結される第２の連
結部材と、両連結部材の間に配置された仕切り部材と、
該第１の連結部材と該仕切り部材との間に互いに平行に
配置され各一端部が該第１の連結部材に連結され各他端
部が該仕切り部材に連結された複数の弾性板からなる第
１の弾性部材と、該仕切り部材と該第２の連結部材との
間に互いに平行に配置され各一端部が該仕切り部材に連
結され各他端部が該第２の連結部材に連結された複数の
弾性板からなる第２の弾性部材とを備え、該第１の弾性
部材の弾性板と該第２の弾性部材の弾性板とが互いに直
角方向を向くように配置され、 該ボーリングアーバは、回転するときに遠心力を生じ、
該遠心力と該ボーリングアーバが受ける切削抵抗の背分
力とにより、該ボーリングアーバを該アーバサポートに
当接させる合力を形成し該ボーリングアーバのたわみを
規制するようなアンバランス量を付与されてなることを
特徴とする軸穴加工装置。 - 【請求項２】前記ボーリングアーバは、その軸に対して
前記バイトが設けられている面の反対側の面にバランス
取り部を設け、該バランス取り部により前記アンバラン
ス量が付与されてなることを特徴とする請求項１記載の
軸穴加工装置。 - 【請求項３】前記複数のバイトは、前記ボーリングアー
バの軸周方向に角度位相差をもって設けられていること
を特徴とする請求項１記載の軸穴加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP500193A JP2744874B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 軸穴加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP500193A JP2744874B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 軸穴加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210506A JPH06210506A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2744874B2 true JP2744874B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=11599344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP500193A Expired - Fee Related JP2744874B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 軸穴加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744874B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5173351B2 (ja) * | 2007-10-19 | 2013-04-03 | 三菱マテリアル株式会社 | 内径加工方法 |
| JP6099790B1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-03-22 | 株式会社牧野フライス製作所 | ワーク保持装置およびワーク保持装置を備える工作機械 |
| WO2023188118A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 切削加工機 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP500193A patent/JP2744874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06210506A (ja) | 1994-08-02 |
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