JP2758058B2 - 穴加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、複数のボア穴を加工する穴加工装置に関す
る。

〈従来の技術〉 従来、自動車のエンジンブロックのワークに配列した
複数のボア穴を加工する際、例えば第７図、第８図に示
すように、中ぐり加工工具M1,M2,M3により１つおきの複
数のボア穴1,3,5を真円形状に加工し、次に隣りの加工
ステーションにワークを搬送して中ぐり加工工具M4,M5,
M6により残りのボア穴2,4,6を真円形状に加工して、１
つのワークの加工を行うようになっている。なお、上記
のようにボア穴の加工工程を分けるのは、隣合うボア間
の距離が短いので、ボア穴の配置に合わせて中ぐり加工
工具を配置することが非常に困難なためである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、ボア穴2,4,6の加工時にの切削力によ
り先に加工が終了したボア穴1,3,5に残留歪みが生じて
第９図の２点鎖線のように楕円形状に変形するため、ボ
ア穴の真円精度が低下する恐れがあった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、複数配列されたボア穴を有するワークをクラン
プするクランプ装置と、前記ボア穴を加工する中ぐり加
工工具と、この中ぐり加工工具を装着し前記ボア穴の軸
線と平行な方向に移動可能な加工ヘッドと、前記中ぐり
加工工具が挿入される加工対象ボア以外の未加工ボアに
挿入，離脱する移動部材と、この移動部材に前記未加工
ボアの径方向に拡縮可能に設けられ拡張により前記未加
工ボアを歪ませ変形させることで前記加工対象ボアも同
時に変形させるボア内側押付部材とを備えたものであ
る。

〈作用〉 上述した構成により、ボア穴を有するワークはクラン
プ装置によりクランプされた後、加工対象以外のボア穴
に移動部材が挿入して、この移動部材に設けられたボア
内側押付部材がボアの径方向外側に拡張し、この加工対
象以外のボア穴を歪ませ変形させるとともに、加工対象
のボア穴をも歪ませ変形させる。上記の状態で加工対象
のボア穴の中ぐり加工を行う。加工ヘッドが上昇し中ぐ
り加工工具がボア穴から離脱すると、移動部材によりボ
ア内側押付部材も未加工のボア穴から離脱する。この
時、未加工のボア穴はもとの形状に戻り、加工済のボア
穴は真円形状に加工されるが、ボア内側押付部材の拡張
を解除すると第5a図の２点鎖線Ａのような非真円形状に
なる。次に加工ヘッドにより中ぐり加工工具が未加工の
ボア穴に挿入され、未加工のボア穴の加工が行われる
が、この未加工ボアの加工時における切削力により、加
工済のボア穴に残留歪みが生じる。この歪みと、ボア内
側押圧部材を拡張した時の上記の非真円形状とが相殺さ
れて、加工済ボアは真円形状となり、加工後のボアの真
円精度は向上する 〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図，第２図において、エンジンのシリンダブロック等の
ワークＷは、配列された複数（６つ）のボア10を有し、
このボア穴10の軸線と直交する一端面を基準面11として
治具本体12に固定される。

前記治具本体12は、前記ワークＷの基準面11が当接す
る基準ブロック13と、この基準ブロック13に前記基準面
11を押付けるクランパー14、15を備えている。クランパ
ー14の端部14aはシリンダ17aに連結され、支軸16を揺動
中心として、治具本体12に設けられており、またクラン
パー15の端部15aはシリンダ17bに連結され、支軸18を揺
動中心として、治具本体12に設けられている。これらク
ランパー14、15は例えばワークＷの四隅に配置される。

前記治具本体12の底部には図略のシリンダにより上下
に進退可能な位置決め用ノックピン20が設けられ、この
位置決め用ノックピン20に対応したノック穴21が前記ワ
ークＷの基準面11に形成されている。前記ノックピン20
がノック穴21に嵌合することにより前記ワークＷは位置
決めされる。

前記ワークＷの搬送方向に沿ってワークＷを挟むよう
に、補助クランパ24及びナチュラルクランパ25が前記治
具本体12に支持台22,23に立設されている。支持台22の
上部22aにはワークＷの第１図における左側外形に当接
する補助クランパ24が付設され、支持台23の上部23aに
はワークＷの第１図における右側外形に当接するナチュ
ラルクランパ25が付設されている。なお、補助クランパ
24はシリンダ26によりワークＷに対して進退移動可能で
あり、ナチュラルクランパ25はシリンダ27によりワーク
Ｗに対して進退移動可能である。

支持台23のナチュラルクランパ25の後方には、連結板
40が設けられている。この連結板40の一端41には上下動
可能なシリンダ42が連結されている。前記連結板40の他
端43にはワークＷの上面とほぼ平行な支持板44が連結さ
れている。この支持板44には前記ボア10の挿入される移
動部材45が設けられている。この移動部材45には、一対
のボア内側押付部材46,47が半径方向に摺動可能に嵌挿
されている。これらボア内側押付部材46,47の直径方向
外部はボア10内に挿入されやすいように半円弧状に形成
されている。また、ボア内側押付部材46,47の軸方向に
対向する面は凹状である。底部46a,47bが形成されてい
る。これらの底部46a,47aの間には、ボア内側押付部材4
6,47をボア直径外側に付勢するスプリング48が介装され
ており、このスプリング48の付勢力により前記ボア内側
押付部材46,47は鍔部46a,47aが移動部材45の段部49に当
接する位置まで前記ボア10の直径方向に拡縮可能であ
り、またワークＷは第２図に示すように上下方向に延び
る空間Ｓが形成されているため、前記ボア内側押付ピン
46,47の拡張によりボア10は径方向外側に歪み変形させ
られる。なお、前記移動部材45は複数配列されたボア10
の１つおきに配置されている。

50は第３図にも示すようなワークＷを次工程に搬送す
る搬送方向に移動可能なトランスファーバーであり、か
つ軸心に対して回転可能である。前記トランスファーバ
ー50は前記支持台23の前方の位置で搬送方向に横断して
おり、このトランスファーバー50にはワークＷの前後に
位置するトランスファーアーム51が設けられている。ト
ランスファーバー50によるワークＷの搬送方向に、加工
装置32と加工装置33が互いに離間して設置され、各加工
装置32,33はモータ34,35により図略のボールネジを介し
て上下する加工ヘッド32a,33aと、各加工ヘッド32a,33a
に鉛直軸線回りに回転可能に設けられ、モータ32b,33b
によって回転駆動される中ぐり加工工具30a,30bを備え
ている。これら中ぐり加工工具30aによってボア穴10a,1
0c,10eの加工を行ない、中ぐり加工工具30bによってボ
ア穴10b,10d,10fの加工を行うものである。

次に上記した構成から本発明における動作について説
明する。

まず、ワークＷがトランスファーアーム51に挟まれて
トランスファーバー50により加工装置32まで搬送され
る。シリンダ17aによりクランパー14が支軸16を中心と
して時計回りに揺動し、かつシリンダ17bによりクラン
パー15が支軸18を中心として反時計回りに揺動して、ワ
ークＷの基準面11が基準ブロック13に当接し、ワークの
固定が行われ、また、ノックピン20が図略のシリンダに
よりワークＷに形成されたノック穴21に嵌合し、ワーク
Ｗの位置決めが行われる。

上記したようにワークＷが位置決め固定されると、第
４図、第5a,5b図、第６図に示すように、シリンダ42に
よりボア穴10b、10d、10f上に位置した移動部材45が連
結板40を介し各々のボア穴10に挿入される。各移動部材
45のボア内側押付部材46、47は、その内部に収納したス
プリング48の付勢力によってボア10b、10d、10fの内周
を径方向外側に押圧して歪ませて第４図の２点鎖線のよ
うに楕円形状に変形させる。このボア穴10b、10d、10f
の変形にともないボア穴10a,10c,10eも同様に変形させ
られる。上記の状態で図略のボールネジを介してモータ
ー34により前記中ぐり加工工具30a,30a,30aが下降し
て、ボア穴10a,10c,10eに挿入されボア穴10a,10c,10eの
加工を行う。ボア穴10a、10c、10eは真円に加工され
る。

前記ボア穴10a,10c,10eの加工が終了すると、中ぐり
加工工具30a,30a,30aが前記モーター34により初期位置
まで上昇し、さらにシリンダ42によりボア穴10b、10d、
10fに挿入した移動部材45,45,45が連結板40を介し上昇
する。この時、真円形状に加工されたボア穴10a,10c,10
dは、ボア内側押付部46,47の拡張解除により、第5a図の
２点鎖線Ａに示す楕円形状に弾性復帰する。

次にボア穴10b,10d,10fを加工するため、ワークＷは
トランスファーアーム51に挟まれ、トランスファーバー
50により加工装置33へ搬送される。この加工装置33にお
けるワークＷの位置決めとその固定は、上述したボア穴
10a,10c,10eの加工をする際の動作と同様であるので、
ここでは省略する。

次に３つの中ぐり加工工具31a,31a,31aは前記位置決
め固定されたワークＷのボア10b,10d,10f上に位置して
おり、図略のボールネジを介してモーター35によりボア
穴10b,10d,10f内に挿入されこのボア穴10b,10d,10fの加
工を行う。ここで前の工程で真円形状に加工された移動
部材45がボア穴10b,10d,10fから離脱することにより第5
a図の２点鎖線Ａのように楕円形状に変形した状態のボ
ア穴10a,10c,10eは、ボア穴10b,10d,10fを加工する時の
切削力の影響で、第5b図の２点鎖線Ｂのように楕円形状
に歪むため、この線Ｂの歪みと、第5a図の線Ａの楕円形
状とが相殺されて、ボア穴10a,10c,10eは真円形状に戻
るので、ボア穴の真円精度は向上する。

このように、本発明は複数の配列した１つおきのボア
穴10を加工する場合、ボア穴10b,10d,10fを変形さ
せ、、前工程でボア穴10a,10c,10eをボア内側押付部材4
5により外側に歪ませて変形させて加工することで、後
工程にてボア穴10b,10d,10fを加工する際に残留応力が
とけて、弾性力によりボア穴10a,10c,10eの歪みが解消
され、ボア穴10の円精度は向上するものである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、複数配列したボア穴を１
つおきに前工程と後工程に分けて加工する際に、前工程
の加工対象ボア以外の未加工ボア穴にボア内側押付部材
を挿入して、前記未加工ボア穴を外側に歪ませて変形さ
せることで加工対象ボア穴も変形させることができ、こ
の状態で真円に加工し、前記ボア内側押付部材による変
形を解除することで非真円形状に変形する。後工程で前
記未加工ボア穴を加工する時の切削力により加工済のボ
ア穴は残留歪みが生じる。この残留歪みと、ボア内側押
付部材を拡張した時の上記の非真円形状が相殺されて、
加工済のボア穴は真円形状に戻る。よってボア穴の真円
精度は向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のワーク歪み加工装置を示す図、第２
図はボア押し付け部材を説明するための図、第３図は加
工ラインに配置された加工装置を示す図、第４図、第5
a,5b図、第６図は本発明におけるボアの加工順序を示し
た図、第７図〜第９図は従来のボアの加工順序を示した
図である。 10……ボア穴、11……基準面、12……治具本体、13……
基準ブロック、14,15……クランプ装置、20……位置決
め用ノックピン、23……支持台、24……補助クランパ、
25……ナチュラルクランパ、30a,30b……中ぐり加工工
具、32,33……加工装置、40……上下動バー、45……移
動部材、46,47……ボア内側押付部材、50……トランス
ファーバー、51……トランスファーアーム。

フロントページの続き (72)発明者 坂井田 茂樹 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 審査官 仲村 靖 (56)参考文献 特開 昭62−169309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−7448（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−130710（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 41/12 B23B 41/00 B23B 35/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数配列されたボア穴を有するワークをク
   ランプするクランプ装置と、前記ボア穴を加工する中ぐ
   り加工工具と、この中ぐり加工工具を装着し前記ボア穴
   の軸線と平行な方向に移動可能な加工ヘッドと、前記中
   ぐり加工工具が挿入される加工対象ボア以外の未加工ボ
   アに挿入，離脱する移動部材と、この移動部材に前記未
   加工ボアの径方向に拡縮可能に設けられ拡張により前記
   未加工ボアを歪ませ変形させることで前記加工対象ボア
   も同時に変形させるボア内側押付部材とを備えたことを
   特徴とする穴加工装置。