JP4099524B2

JP4099524B2 - ホーニング用加振アタッチメント

Info

Publication number: JP4099524B2
Application number: JP2002304908A
Authority: JP
Inventors: 沢栄治竹; 槻浩司大
Original assignee: 株式会社竹沢精機
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP2004136414A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の主軸に取り付けて主軸の回転に対して軸方向の振動を与えるホーニング用加振アタッチメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、丸孔内面を精密研磨仕上げを行うホーニング加工は、専用の工作機械で行われていた。しかし、このホーニング加工の専用機は高価であることから一般工作機械でホーニング加工を行うためのアタッチメントが利用されていた。
【０００３】
これらのアタッチメントは、工作機械の主軸の回転により、研磨剤を付着させた工具（ホーン）を回転させつつ上下に移動させて研磨を行う際に、精密研磨を行うため、工具（ホーン）を軸方向に微振動させる加振機構を備えている。
【０００４】
これらのアタッチメントにおいて、加振機構の磨耗や破損が生じやすい問題、加工物との芯あわせなどの操作性、構造の複雑性を解決するため特許文献１が提案されている。しかしながら、構造上、軸方向のサイズが大きくなることから、特に小型の工作機械に装着して使用する場合問題があった。また、切削液の供給を外部から行わなければならない構造であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３３９４６号公報（第３、４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、小型の工作機に取り付け可能な、主軸の回転に対して軸方向の振動を与えるホーニング加工用アタッチメントを提供することを課題とする。
【０００７】
また、加振量の調整が、取り付け後であっても容易に短時間で行え、さらに、切削液を直接工具に供給可能な構造とすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明による請求項１に記載のホーニング用加振アタッチメントは、上部に工作機械の主軸に装着されるシャンクと、下部にホーニング加工具を装着するコレットとを有する加振ホルダーであって、前記シャンクと共に回動する加振ホルダー本体と、外周に工作機械の固定ブロックに脱着自在に取り付ける回り止めブロックを備えた本体とから構成されており、径方向から内部を貫通するトルクピンが圧入され、前記加振ホルダー本体の内部に上下動可能に取り付けられ、前記加振ホルダー本体の回転と共に回動し、全体が中空に形成されたスピンドルと、前記スピンドルに設けた揺動板と、前記揺動板に対向するように設けられ、前記本体下部の軸受ハウジング内に一側の側面を貫通するシャフトによって固定され、他側が上方に移動可能に設けられた傾斜板と、前記揺動板に回転自在に取り付けられ、前記傾斜板の傾斜面に倣って周回し、上下運動することにより前記スピンドルを振動させる回転部材と、軸受ハウジングの下部に離間して設けられ、前記本体に螺着された加振量調節蓋の上下動を前記傾斜板に伝達し、振動幅を所定量分だけ傾斜させる鋼球と、一端が前記シャンクの底部に固定されたパイプ受けに、他端が前記スピンドル内の前記トルクピンが貫通したばね受けに取り付けられ、切削液を先端の工具に供給するパイプと、前記パイプ受けと前記ばね受けの間に装着され、前記スピンドルを下方に押し出すように付勢する押しばねと、が備えられることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、加振機構が、対向して設けられた揺動板と傾斜板のみで構成されており、構造が簡単で、かつ軸方向のサイズを短くすることができる。このため、アタッチメントの全長を従来の装置より短く形成できるため、主軸と被加工物との距離（懐）が短い小型の工作機械にも取り付け可能なホーニング用加振アタッチメントとすることができる。また、従来のアタッチメントの加振機構で採用されている継ぎ手構造や、偏芯動作構造がないので、堅牢であり、磨耗、破損の恐れが少なくなる。
【００１１】
この発明によれば、加振量の調節を外部から行うことが可能となるため、アタッチメントを工作機械に取り付けた後でも、簡単に調整することができる。また、微調整により被加工物の研磨に最適な加振量とすることができる。
【００１３】
この発明によれば、切削液を先端に取り付けられた工具内の給油路に直接供給することを可能とする。このため、被加工物並びに工具を冷却すると共に、切削研磨粉の除去を効率よく行うことができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記回転部材は、揺動板に軸支されたガイドローラであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記回転部材は、揺動板に嵌挿されたガイドボールであることを特徴とする。
【００１６】
請求項２または３の発明によれば、傾斜板と、対向する揺動板との摩擦をなくし、揺動板を傾斜板の斜面に倣って上下運動させることができる。また、請求項３によれば、より構造を簡単にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について具体的に説明する。図１は本発明のホーニング用加振アタッチメントの一実施の形態の断面図である。
【００１８】
図１において、加振ホルダー１は、上部に工作機械の主軸Ｓに装着するシャンク２と、下部にホーニング加工具（ホーン）を装着するコレット２９を有し、外周に工作機械の固定ブロックＢに脱着自在に取り付ける回り止めブロック１２を備えた本体１１と、加振ホルダー本体３とから構成されている。
【００１９】
ここで、本体１１は、加振ホルダー本体３の外周に圧入されたベアリング１０の外側に圧入されており、工作機械の固定ブロックＢに回り止め軸１３を介して固定される。なお、回り止めブロック１２は、図示するように、回り止め軸１３に回り止めキー１４が螺着した状態で回り止め用バネ１５によって、主軸方向に押されている。
【００２０】
加振ホルダー本体３には、深穴開口部３ａが開いており、軸方向に上下動可能にスピンドル４が嵌合されている。
【００２１】
スピンドル４には、軸方向に貫通穴４ａが開いており、貫通穴４ａの中間にバネ受５を有し、スピンドル４とバネ受５を径方向から貫通する様に円筒形のトルクピン６が圧入されている。
【００２２】
このトルクピン６は、加振ホルダー本体３の深穴開口部３ａにあけられた軸方向（上下）に長い長穴３ｂに上下移動可能な状態で貫入されている。このトルクピン６が加振ホルダー本体３の回動をスピンドル４に伝達する。
【００２３】
また、加振ホルダー本体３の深穴開口部３ａに嵌合されたスピンドル４は、バネ受５、トルクピン６を介し、加振ホルダー本体３の深穴開口部３ａの奥部分に固定されたパイプ受７、座金８の間に設けた押しバネ９により前方に押し出されるように附勢されている。
【００２４】
次に、本発明の加振機構を構成する要部である揺動板並びに傾斜板について説明する。スピンドル４には、円周上に小径の止まり穴４ｂが３箇所設けられており、円盤状の揺動板１７が止めネジＡ１８と止めネジＢ１９により固定されている。
【００２５】
揺動板１７の円盤面の一部分には、円盤の上下面を貫通する小判穴を設けられ、ガイドローラ２０がピン２１に軸支されて、径方向に回転自在に止められている。
【００２６】
揺動板１７に対向して、ガイドローラ２０の下側に配置された円盤形状の傾斜板２２は、円周上に止まり穴２２ａが３箇所設けられており、ボールプランジャー２５が埋め込まれ、軸受ハウジング２３の内壁にボールプランジャー２５のバネ力により均等配置されている。
【００２７】
また、傾斜板２２の一側の側面には、貫通穴２２ｂが開けられており、外側の本体１１から軸受ハウジング２３を貫通してシャフト２４が挿嵌されて、他側が上下動自在に支持されている。
【００２８】
傾斜板２２がシャフト２４により軸支された状態で収納された軸受ハウジング２３は、本体１１に止めネジＣ２６でネジ止め固定されており、その底面の平面部に貫通穴２３ｂが設けられている。貫通穴２３ｂは、シャフト２４が貫通している貫通穴２３ａを基準に±１２０度の平面部に２箇所設けられている。
【００２９】
この貫通穴２３ｂには、軸受ハウジング２３の底面部の厚さより１ｍｍだけ大きな鋼球２７がそれぞれの穴内に配置されている。
【００３０】
軸受ハウジング２３の下側には、本体１１の内径ネジ部に螺着され、軸受ハウジング２３の下部平面部との隙間が１ｍｍ開いた状態で加振量調節蓋２８が設けられ、前記鋼球２７が加振量調節蓋２８の上面に載置された状態で支持されている。
【００３１】
この加振量調節蓋２８は、スナップリング３２で規制されており、外部から回転させて本体１１の内径ネジ部にはめ込むことにより軸受ハウジング２３の下側方向に移動させることができる。
【００３２】
すなわち、加振量調節蓋２８の上下移動により、軸受ハウジング２３との隙間を狭くすると、前記軸受ハウジング２３の底面部の厚さより１ｍｍだけ大きな鋼球２７が押し上げられ、軸受ハウジング２３内に他側が上下動自在に支持されている傾斜板２２が押し上げられて傾斜する。
【００３３】
スピンドル４の下側先端は、テーパー状の穴が開けられており、スプリングコレット２９と、スピンドル４の先端外周に形成したネジに螺合するナット３０が備えられて、加工具（ホーン）を把持する構造となっている。
【００３４】
図２は、本発明のホーニング用加振アタッチメントの要部の横断面及び下面視を示す説明図である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は、底面図である。
【００３５】
図２（ｂ）は、揺動板１７の取り付け面の平面断面を示している。ここで、揺動板１７は、本体１１内の、ベアリング押さえ３４内に配置されており、スピンドル４の外周に１２０度間隔で設けられた止まり穴４ｂに止めネジＡ１８と、止めネジＢ１９で固定されている。このためスピンドルの回転と共に回転する。
【００３６】
また、揺動板１７の円盤面の一部分には、円盤の上下面を貫通する小判穴を設けられ、ガイドローラ２０がピン２１に軸支されて、径方向に回転自在に設けられている。
【００３７】
図２（ｃ）は、傾斜板２２の取り付け面の平面断面を示している。ここで、傾斜板２２は、中央にスピンドル４が貫通する穴が開けられた円盤であって、本体１１内に止めネジ２６で固定された軸受ハウジング２３内に配置されており、円周上に１２０度間隔で止まり穴２２ａが３箇所設けられており、ボールプランジャー２５が埋め込まれ、軸受ハウジング２３の内壁にボールプランジャー２５のバネ力により均等配置されている。
【００３８】
また、傾斜板２２の一側の側面には、貫通穴２２ｂが開けられており、外側の本体１１から軸受ハウジング２３を貫通してシャフト２４が挿嵌されて、他側が上下動自在に支持されている。
【００３９】
図２（ｃ）において、破線で示した符号６は、スピンドル４の上方に貫通しているトルクピン６の配置を示し、符号２７は、傾斜板２２の下面の軸受ハウジング２３の貫通穴に配置された鋼球２７の相対位置を示している。
【００４０】
図２（ｄ）は、本発明のホーニング用加振アタッチメント１を底面視した平面図である。スプリングコレット２９、ナット３０の外側に、本体１１に螺合してスナップリング３２で規制された加振量調整蓋２８が取り付けられている。ここで、加振量調整蓋２８には、回転させたときの振動量０〜１．２ｍｍまでの目盛りが表示されている。この目盛り表示によって、任意の加振量に正確に調整することができる。
【００４１】
以上、本発明のホーニング用加振アタッチメントの構造を説明したが、続いてその利用上の動作について説明する。
【００４２】
図３は、本発明のホーニング用加振アタッチメントの動作を示す説明図である、まず、▲１▼スプリングコレット２９に、刃具（ホーン）Ｒを挿入しナット３０を締めて取り付ける。続いて、▲２▼工作機械の主軸Ｓにシャンク２を結合させて装着し、工作機械のブロックＢに回り止め軸１３を装着して固定する。
【００４３】
▲３▼加工に先立ち、加振量調整蓋２８の目盛りをあわせてねじ込み、加振量を調整する。▲４▼加振量調整蓋２８がねじ込まれる事により、上部に設けられて軸受ハウジング２３との隙間（最大１ｍｍ）が狭くなり、軸受ハウジング２３の平面部に開けられた貫通穴２３ｂに配置された鋼球２７が押し上げられる。
【００４４】
▲５▼押し上げられた鋼球２７は、傾斜板にさえぎられて行き場を失い、傾斜板２２を押し上げる。
▲６▼鋼球２７に押し上げられた傾斜板２２は、片側をシャフト２４が貫通して、軸受ハウジング２３と共に本体１１に固定されているため、斜めに傾く。
【００４５】
▲７▼この状態で主軸Ｓを回転させると、主軸Ｓにシャンク２が固定された加振ホルダー本体３と共に、軸方向に上下動自在に動くようにトルクピン６で支持されているスピンドル４が回転する。
▲８▼このとき、スピンドル４に止めネジＡ，Ｂで固定され、ピン２１で回転自在に固定されたガイドローラ２０を備えた揺動板１７が、共に回転し、傾いた傾斜板２２上を、その傾きに倣って走るため、スピンドル４が上下運動を繰り返す。
▲９▼スピンドル４に取り付けられた刃具（ホーン）Ｒは、主軸の回転と共に回転しながら上下運動（振動）を繰り返し、ホーニング加工を行う。
【００４６】
次に、請求項５記載の発明の実施の形態を図４に示す。図４は本発明の別の実施の形態の断面図である。この実施の形態では、揺動板１７の一端に、ガイドボール２０´を嵌挿する穴を設け、その中にガイドボール２０´を嵌めてガイドローラに代えたもので、軸支するピンや、ピンを支持する穴が不要となるためより構造が単純となる。
【００４７】
前記スピンドル４は、全体が中空に形成され、軸心に設けられたパイプ３８が切削液供給路となっており、切削液を先端の工具に供給する構造となっている。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のホーニング用加振アタッチメントによれば、構造が簡単でコンパクトになるため、小型の工作機械、特に懐の狭い工作機械であっても取付け可能で、外部から容易に加振量を調整して精密なホーニング加工を行うことができる。また、加振アタッチメント内部に切削液供給路が形成されているので、刃具に直接切削液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明のホーニング用加振アタッチメントの一実施の形態の断面図である。
【図２】本発明のホーニング用加振アタッチメントの要部の横断面及び下面視を示す説明図である。（ａ）は全体断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は、底面図である。
【図３】本発明のホーニング用加振アタッチメントの動作を説明する断面図である。
【図４】本発明の別の実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
１加振ホルダー
２シャンク
３加振ホルダー本体
３ａ深穴開口部
３ｂ長穴
４スピンドル
４ａ貫通穴
４ｂ止まり穴
５バネ受
６トルクピン
７パイプ受
８座金
９押しバネ
１０ベアリング
１１本体
１２ブロック
１３回り止め軸
１４回り止めキー
１５回り止め用バネ
１６スナップリング
１７揺動板
１８止めネジＡ
１９止めネジＢ
２０ガイドローラ
２１ピン
２２傾斜板
２２ａ止まり穴
２２ｂ貫通穴
２３軸受ハウジング
２３ａ貫通穴
２３ｂ貫通穴
２４シャフト
２５ボールプランジャー
２６止めネジＣ
２７鋼球
２８加振量調整蓋
２９スプリングコレット
３０ナット
３１軸受
３２スナップリング
３３オリエンテーションリング
３４ベアリング押さえ
３５プラグ
３６オイルカップ
３７止めネジ
３８パイプ
３９シム
４０，４１，４３止めネジ
４２ボルト
４４〜４９Ｏリング

Claims

上部に工作機械の主軸に装着されるシャンクと、下部にホーニング加工具を装着するコレットとを有する加振ホルダーであって、前記シャンクと共に回動する加振ホルダー本体と、外周に工作機械の固定ブロックに脱着自在に取り付ける回り止めブロックを備えた本体とから構成されており、
径方向から内部を貫通するトルクピンが圧入され、前記加振ホルダー本体の内部に上下動可能に取り付けられ、前記加振ホルダー本体の回転と共に回動し、全体が中空に形成されたスピンドルと、
前記スピンドルに設けた揺動板と、
前記揺動板に対向するように設けられ、前記本体下部の軸受ハウジング内に一側の側面を貫通するシャフトによって固定され、他側が上方に移動可能に設けられた傾斜板と、
前記揺動板に回転自在に取り付けられ、前記傾斜板の傾斜面に倣って周回し、上下運動することにより前記スピンドルを振動させる回転部材と、
軸受ハウジングの下部に離間して設けられ、前記本体に螺着された加振量調節蓋の上下動を前記傾斜板に伝達し、振動幅を所定量分だけ傾斜させる鋼球と、
一端が前記シャンクの底部に固定されたパイプ受けに、他端が前記スピンドル内の前記トルクピンが貫通したばね受けに取り付けられ、切削液を先端の工具に供給するパイプと、
前記パイプ受けと前記ばね受けの間に装着され、前記スピンドルを下方に押し出すように付勢する押しばねと、が備えられることを特徴とするホーニング用加振アタッチメント。
前記回転部材は、揺動板に軸支されたガイドローラであることを特徴とする請求項１に記載のホーニング用加振アタッチメント。
前記回転部材は、揺動板に嵌挿されたガイドボールであることを特徴とする請求項１に記載のホーニング用加振アタッチメント。