JP4330935B2 - 内径ホーニング加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの円形状の内径面を仕上げ加工する内径ホーニング加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ワークの円形状の内径面を仕上げ加工する内径ホーニング加工装置としては、例えば、自動車等の変速機に使用される歯車の内径を仕上げ加工するものがある。通常、自動車等の変速機に使用される歯車は、旋削加工、歯切り加工、面取り加工、シェービング加工を経て、浸炭焼き入れされ、その後、組み付けられる軸外径の精度に合わせた内径に仕上げられるように内径ホーニング加工が施されるようになっており、この内径ホーニング加工を内径ホーニング加工装置が行う。この内径ホーニング加工装置は、複数のホーニング砥石を有しこれらホーニング砥石をワークの内径に押し付けた状態で回転運動および軸方向往復運動を行うことでワークの内径を加工するホーニングヘッドと、ワークの内径を計測するエアマイクロメータと、エアマイクロメータの計測データに基づいてワークの内径が所定の寸法に仕上がるとホーニングヘッドの回転運動および軸方向往復運動を停止させる(いわゆる定寸停止させる)ようにホーニングヘッドの作動を制御する制御装置とを備えている。
【0003】
ところで、熱処理による高温からの焼き入れによる急激な温度変化でワークにテーパ等の歪みが発生するが、この歪みは熱処理前の旋削加工時の精度等による影響でバラツキを生じることがあり、よって、常に一定の加工条件で内径ホーニング加工をしても、ホーニングの加工後の精度にバラツキが生じ、加工不良を生じることがあった。
【0004】
このため、従来から、ホーニング加工完了後のワークを、一旦内径ホーニング加工装置の機外の検査装置に取り出し、この検査装置にて内径を測定して、そのデータを内径ホーニング加工装置に入力し、この内径ホーニング加工装置が検査装置の測定データから補正値を演算して、次のワークの加工にフィードバックする方式が採用されている。
【0005】
また、内径を一定量ホーニング加工した後に、内径データを計測し、その結果に基づいて修正加工を行う方式が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−277928号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ホーニング加工完了後のワークの検査結果を次のワークの加工にフィードバックする方式では、この検査結果を得るための少なくとも1個以上のワークが加工不良となってしまう可能性があった。しかも、フィードバックしたデータによって次のワークをホーニング加工しても、次のワークとの間に旋削加工で精度バラツキ等があった場合には、適正なホーニング加工精度を得ることができない可能性もあった。
【0008】
また、一定量をホーニング加工した後に内径データを計測しその結果に基づいて修正加工を行う方式では、計測前にはワークの状況を把握せずに加工を行うため、この間に砥石の異常摩耗や破損等を生じることがあった。
【0009】
したがって、本発明は、加工不良品を削減でき、しかも砥石の異常摩耗および破損を防止することができる内径ホーニング加工装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の内径ホーニング加工装置は、ホーニングヘッド(例えば、実施の形態におけるホーニングヘッド12)の回転運動および軸方向往復運動によって該ホーニングヘッドに設けられたホーニング砥石(例えば、実施の形態におけるホーニング砥石26)で熱処理後のワーク(例えば、実施の形態におけるワーク13)の内径をホーニング加工する装置であって、前記ホーニングヘッドに、ワークに対する前記ホーニング砥石による加工完了を判断するための定寸用エアマイクロメータ(例えば、実施の形態におけるエアマイクロメータ53)が設けられ、前記ホーニング砥石によりワークにホーニング加工を一切行わない状態で、前記定寸用エアマイクロメータで、当該ワークの軸方向に異なる複数箇所の内径データを計測し、これら複数カ所の内径データから当該ワークの内径側のテーパを割り出し、該テーパが予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、該判定されたランクに応じて当該ワークをホーニング加工する制御装置(例えば、実施の形態における制御装置48)を有することを特徴としている。
【0011】
このように、ホーニング砥石によりワークにホーニング加工を一切行わない状態で、当該ワークの軸方向に異なる複数箇所の内径データを計測し、これら複数カ所の内径データから当該ワークの内径側のテーパを割り出し、該テーパに応じて当該ワークをホーニング加工するため、ホーニング砥石によるホーニング加工を一切行わない状態でのワークの内径側のテーパの状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。よって、ホーニング加工完了後のワークの検査結果を次のワークの加工にフィードバックする方式のように少なくとも1個以上のワークが内径側のテーパに起因して加工不良となってしまう可能性が少なくなるとともに、一定量をホーニング加工した後に内径データを計測しその結果に基づいて修正加工を行う方式のように、計測前に内径側のテーパに起因して砥石の異常摩耗や破損等を生じる可能性も少なくなる。
【0013】
また、テーパが予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、該判定されたランクに応じてワークをホーニング加工するため、比較的容易な制御で、ホーニング砥石によるホーニング加工を一切行わない状態でのワークの内径側のテーパの状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。
【0015】
また、ホーニングヘッドに設けられワークに対するホーニング砥石による加工完了を判断するための定寸用エアマイクロメータで、ホーニング砥石によるホーニング加工を一切行わない状態でのワークの複数箇所の内径データを検出し、これら複数カ所の内径データからワークの内径側のテーパを割り出すため、テーパを検出するために別途のセンサを設ける必要がなくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照して以下に説明する。
図1は、内径ホーニング加工装置の要部構成を示すもので、符号11は、回転運動および軸方向の往復運動を行う装置本体側の回転ヘッドを、符号12はこの回転ヘッド11に同軸に取り付けられるホーニングヘッドを、符号13は熱処理後にホーニングヘッド12で内周面13aがホーニング加工される歯車であるワークを、それぞれ示している。
【0017】
ホーニングヘッド12は、略円筒状をなし基端側の取付部14が回転ヘッド11に着脱可能に取り付けられるホーニングヘッド本体15と、このホーニングヘッド本体15内に摺動可能に保持される拡張ロッド16と、ホーニングヘッド本体15の取付部14に外径側に突出して設けられる連結ピン17と、拡張ロッド16の基端側に止めピン18を介して固定されるストッパ19と、該ストッパ19を介して拡張ロッド16をホーニングヘッド本体15に対し基端側に付勢するスプリング20とを有している。
【0018】
また、ホーニングヘッド12は、図1および図2に示すように、ホーニングヘッド本体15の先端側の砥石保持部23に、複数が円周方向に所定の等ピッチをなして放射状に配置される砥石台24と、砥石台24をホーニングヘッド12の中心方向に付勢する上下のOリング25と、各砥石台24のホーニングヘッド12における外径側にそれぞれ固定される角形棒状のホーニング砥石26と、ホーニングヘッド本体15の砥石保持部23における砥石台24を除く部分の外径側に設けられたノズルガイド27と、拡張ロッド16の先端部に上下のピン28および締付ナット29で固定される拡張コーン30とを有している。
【0019】
拡張コーン30には、先端側ほど小径となるよう所定の角度(例えば45°)で傾斜するテーパ面30aが軸線方向に二つ連設されており、各砥石台24には、各テーパ面30aに沿って所定の角度(例えば22.5°)で傾斜するの各勾配面24aが形成されている。その結果、拡張ロッド16を介して拡張コーン30が先端側に前進させられると、前進する拡張コーン30のテーパ面30aで各砥石台24の勾配面24aが押圧され、各砥石台24がホーニングヘッド12における外径側にそれぞれ均等に突出する。その結果、各砥石台24は各ホーニング砥石26をホーニングヘッド12における外径側にそれぞれ均等に突出させる。
【0020】
ホーニングヘッド本体15の基端側には、エアジョイント33が固定されている。そして、ホーニングヘッド本体15の内部には、エアジョイント33の連結位置から半径方向に沿って形成された第1流路34と、この第1流路34から軸線方向に沿って先端方向に形成された第2流路35と、この第2流路35から半径方向に沿って形成された第3流路36とを有するエア流路37が形成されており、エアジョイント33はこれに連結される装置本体側から導入された空気をエア流路37に流すようになっている。ここで、エア流路37の第3流路36の先端の開口部37aは、砥石保持部23における所定のノズルガイド27において開口している。
【0021】
回転ヘッド11には、これと同軸をなす状態でホーニングヘッド本体15の取付部14が嵌合される円筒状の保持部40と、この保持部40に嵌合された取付部14をその連結ピン17を介して着脱可能に連結させるワンタッチジョイント41と、拡張ロッド16を押圧可能な押圧ロッド42とが設けられている。ここで、押圧ロッド42が拡張ロッド16を押圧することで、ホーニングヘッド本体15に設けられたホーニング砥石26が砥石台24とともに半径方向外側に突出し、この状態で、ホーニングヘッド12は、回転運動および軸方向往復運動することによってホーニング砥石26でワーク13の内径を加工する。
【0022】
そして、装置本体側には、回転ヘッド11を回転させるモータ等のヘッド回転駆動部45と、回転ヘッド11を軸方向に往復運動させるモータ等のヘッド往復駆動部46と、押圧ロッド42を軸方向に進退させるモータ、油圧アクチュエータ等のいずれかからなる押圧ロッド駆動部47と、ヘッド回転駆動部45およびヘッド往復駆動部46を制御することにより回転ヘッド11の回転運動および軸方向往復運度を制御するとともに押圧ロッド駆動部47を制御することによりホーニング砥石26の突出量を制御する制御装置48とが設けられている。
【0023】
この制御装置48は、回転ヘッド11の軸方向位置を検出するストロークセンサ50と、エアジョイント33およびエア流路37を介して開口部37aから噴出させるエアの流量を検出する流量計51と、これらストロークセンサ50および流量計51の検出結果に基づきヘッド回転駆動部45およびヘッド往復駆動部46を制御するとともに押圧ロッド駆動部47も制御する制御部52とを有している。流量計51はエア流路37とともに、エア流路37の開口部37aから噴出させられる際の空気の流量から砥石保持部23とワーク13の内周面13aとの間の隙間の大きさを計測することによりワーク13の内径を計測するエアマイクロメータ53を構成している。ここで、このエアマイクロメータ53は、ホーニング砥石26によるホーニング加工完了を判断するためワーク13の内径が所定の加工完了寸法になったことを検出するいわゆる定寸用エアマイクロメータである。
【0024】
そして、制御装置48は、熱処理後、ホーニング砥石26によるホーニング加工を一切行わない状態でのワーク13の計測データに基づいて当該ワーク13に対するホーニングヘッド12の作動を制御する。
【0025】
すなわち、制御装置48は、ホーニング砥石26によりワーク13にホーニング加工を一切行わない状態で、当該ワーク13の軸方向に異なる複数箇所の内径データを計測し、この計測結果から当該ワーク13の内径側のテーパを割り出し、このテーパに応じて当該ワーク13に対するホーニングヘッド12の作動を制御する。
【0026】
ここでは、制御装置48は、割り出された内径側のテーパが予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、判定されたランクに応じてワーク13に対するホーニングヘッド12の作動を制御する。
【0027】
具体的には、例えば上側よりも下側の内径が大きい場合をマイナスとして、内径側のテーパがAμmより小さくかつ−Aμmより大きい場合であってテーパの修正が必要ないと判断される第1ランクと、内径側のテーパがAμm以上であってBμmより小さい場合(ただしA<B)であって、下側を上側に比して多く削る必要があると判断される第2ランクと、内径側のテーパがBμm以上であってCμm以下の場合(ただしB<C)であって、下側を上側に比して第2ランクよりもさらに多く削る必要があると判断される第3ランクと、内径側のテーパが−Aμm以下であって−Bμmより大きい場合(ただしA<B)であって、上側を下側に比して多く削る必要があると判断される第4ランクと、内径側のテーパが−Bμm以下であって−Cμm以上の場合(ただしB<C)であって、上側を下側に比して第4ランクよりもさらに多く削る必要があると判断される第5ランクと、第1〜第5ランク以外の第6ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、判定されたランクに応じてワーク13に対するホーニングヘッド12の作動を制御する。
【0028】
そして、ワーク13の内径側のテーパがAμmより小さくかつ−Aμmより大きい場合であってテーパの修正が必要ないと判断される第1ランクであった場合には、制御装置48は、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長をカバーする所定範囲で軸方向の往復運動を行う(言い換えればホーニング砥石26がワーク13をホーニング加工範囲の全長にわたって加工する)ように作動させる加工プログラムを選択し実行することになる。
【0029】
また、内径側のテーパがAμm以上でありBμmより小さい場合であって、下側を上側に比して多く削る必要があると判断される第2ランクであった場合には、制御装置48は、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量下側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の下側所定範囲のみで軸方向往復運動を、所定の取り代X1を除去するまで行う(言い換えればホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の下側所定範囲のみを所定の取り代分加工する)ように作動させた後、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長を加工するように所定範囲で軸方向の往復運動を行うように作動させる加工プログラムを選択し実行することになる。ここで、所定の取り代X1としてはテーパを所定の円筒度が得られるまで修正することが可能な取り代が設定されている。
【0030】
さらに、内径側のテーパがBμm以上Cμm以下の場合であって、下側を上側に比して一層多く削る必要があると判断される第3ランクであった場合には、制御装置48は、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量下側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の下側所定範囲のみで軸方向往復運動を所定の取り代X2(X1<X2)を除去するまで行う(言い換えればホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の下側所定範囲のみを所定の取り代分加工する)ように作動させた後、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長を加工するように所定範囲で軸方向の往復運動を行うように作動させる加工プログラムを選択し実行することになる。ここで、所定の取り代X2としてはテーパを所定の円筒度が得られるまで修正することが可能な取り代が設定されている。
【0031】
他方、内径側のテーパが−Aμm以下であり−Bμmより大きい場合であって、上側を下側に比して多く削る必要があると判断される第4ランクであった場合には、制御装置48は、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量上側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の上側所定範囲のみで軸方向往復運動を所定の取り代X1を除去するまで行う(言い換えればホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の上側所定範囲のみを所定の取り代分加工する)ように作動させた後、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長を加工するように所定範囲で軸方向の往復運動を行うように作動させる加工プログラムを選択し実行することになる。ここで、所定の取り代X1としてはテーパを所定の円筒度が得られるまで修正することが可能な取り代が設定されている。
【0032】
さらに、内径側のテーパが−Bμm以下−Cμm以上の場合であって、上側を下側に比して一層多く削る必要があると判断される第5ランクであった場合には、制御装置48は、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量上側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の上側所定範囲のみで軸方向往復運動を所定の取り代X2(X1<X2)を除去するまで行う(言い換えればホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の上側所定範囲のみを所定の取り代分加工する)ように作動させた後、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長を加工するように所定範囲で軸方向の往復運動を行うように作動させる加工プログラムを選択し実行することになる。ここで、所定の取り代X2としてはテーパを所定の円筒度が得られるまで修正することが可能な取り代が設定されている。
【0033】
さらに、内径側のテーパがCμmより大きく、または−Cμmより小さい場合であって、テーパが修正に適さない第6ランクの場合には、例えばアラームを発生させる。
【0034】
以上に述べた内径ホーニング加工装置の作動を図3,図4に示すフローチャートに沿って以下に説明する。
【0035】
まず、図示せぬターンテーブルの加工ポットに熱処理後、内径ホーニング加工を一切行っていない状態のワーク13がセットされ、ターンテーブルが回転しこのワーク13を加工位置で停止させる。
【0036】
すると、制御装置48は、内径ホーニング加工装置のホーニングヘッド12を回転させずにヘッド往復駆動部46により下降させ(ステップS1)、砥石保持部23をワーク13の内周側に挿入させる。このとき、押圧ロッド42で拡張ロッド16を押圧しておらず、拡張ロッド16はスプリング20の付勢力で押圧ロッド42側に位置しており、砥石台24はOリング25で付勢されてホーニングヘッド12の中心側に位置しているため、ホーニング砥石26は最も引っ込んだ状態にあり、ワーク13に干渉することはない。
【0037】
そして、制御装置48は、上記砥石保持部23のワーク13への挿入中に、回転ヘッド11の下降位置が、エアマイクロメータ53の開口部37aをワーク13のホーニング加工が施される範囲の上部側の所定位置に対向させる上部所定位置となったことがストロークセンサ50により検出された時点(ステップS2)で、ヘッド往復駆動部46により回転ヘッド11の下降を停止させる(ステップS3)とともに、回転ヘッド11の回転を停止させた状態のまま、このときのエアマイクロメータ53の流量計51の値からこの上部所定位置のワーク13の内径φ1を計測する(ステップS4)。
【0038】
この上部所定位置の内径の計測が完了すると、制御装置48は、ヘッド往復駆動部46により回転ヘッド11をさらに下降させ(ステップS5)、回転ヘッド11の下降位置が、エアマイクロメータ53の開口部37aをワーク13のホーニング加工が施される範囲の下部側の所定位置に対向させる下部所定位置となった時点(ステップS6)で、回転ヘッド11の下降を停止させる(ステップS7)とともに、回転ヘッド11の回転を停止させた状態のまま、このときの流量計51の値からこの下部所定位置のワーク13の内径φ2を計測する(ステップS8)。
【0039】
この上部所定位置の内径の計測が完了すると、制御装置48は、上部所定位置における内径データφ1と下部所定位置における内径データφ2とからワーク13の内径側のテーパを割り出すとともに(ステップS9)、ヘッド往復駆動部46により回転ヘッド11をさらに下降させ(ステップS10)、最下点まで下降した時点で(ステップS11)、回転ヘッド11を停止させる(ステップS12)。そして、ステップS9で割り出されたテーパが、予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し(ステップS13〜S17)、判定されたランクに応じてワーク13に対するホーニングヘッド本体15の作動を制御する。
【0040】
例えば、ワーク13の内径側のテーパがAμmより小さくかつ−Aμmより大きい第1ランクであって図5(a)に示すようにテーパが小さく修正が必要ない場合(ステップS13)には、制御装置48は、第1ランクに対応する加工プログラムを選択し実行する。すると、まず、ヘッド回転駆動部45によりホーニングヘッド12の回転を開始させるとともに(ステップS18)、押圧ロッド駆動部47により押圧ロッド42で拡張ロッド16を押圧しホーニング砥石26を半径方向外側に突出させてワーク13の内周面に押し付ける(ステップS19)。それとともに、図5(b)のTa0〜Ta1に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心Zをワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、かつホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長にわたる所定幅で往復運動を行うように、ヘッド往復駆動部46により回転ヘッド11を軸方向に通常ストロークで往復運動させる(ステップS20)。
【0041】
そして、エアマイクロメータ53でワーク13の内径が所定の加工完了寸法になったことが検出される(ステップS21)と、ヘッド回転駆動部45により回転ヘッド11の回転を停止させる(ステップS22)とともに、ヘッド往復駆動部46により回転ヘッド11の軸方向の往復運動を停止させる(ステップS23)。さらに、押圧ロッド駆動部47により押圧ロッド42による拡張ロッド16の押圧を解除させホーニング砥石26を半径方向内側に退避させて、ワーク13の内周面から離間させる(ステップS24)。そして、この状態で回転ヘッド11を上昇させ(ステップS25)、回転ヘッド11が待機位置まで上昇すると(ステップS26)、回転ヘッド11の上昇を停止させる(ステップS27)。
【0042】
また、内径側のテーパがAμm以上でありBμmより小さい第2ランクであって図6(a)に示すように下側を上側に比して多く削る必要があると判断される場合(ステップS14)には、制御装置48は、第2ランクに対応する加工プログラムを選択し実行する。すると、まず、ヘッド回転駆動部45によりホーニングヘッド12の回転を開始させる(ステップS28)とともに、押圧ロッド駆動部47により押圧ロッド42で拡張ロッド16を押圧しホーニング砥石26を半径方向外側に突出させてワーク13の内周面に押し付ける(ステップS29)。それとともに、図6(b)のTb0〜Tb1に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心Zをワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量下側の位置とし、かつホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の下側所定範囲のみで軸方向に往復運動するように、回転ヘッド11を軸方向にショートストロークで往復運動させる(ステップS30)。そして、エアマイクロセンサで所定の円筒度を得るための所定の取り代X1が除去されたことが検出されると(ステップS31)、図7(b)のTb1〜Tb2に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、かつホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長にわたる所定幅で軸方向の往復運動を行うように回転ヘッド11を軸方向に通常ストロークで往復運動させる(ステップS32)。そして、エアマイクロメータ53でワーク13の内径が所定の加工完了寸法になったことが検出されると(ステップS33)、上記と同様に、回転ヘッド11の回転および軸方向の往復運動を停止させるとともに、ホーニング砥石26を半径方向内側に退避させて、回転ヘッド11を待機位置まで上昇させる(ステップS22〜S27)。
【0043】
さらに、内径側のテーパがBμm以上Cμm以下の第3ランクであって図7(a)に示すように下側を上側に比して一層多く削る必要があると判断される場合(ステップS15)には、制御装置48は、第3ランクに対応する加工プログラムを選択し実行する。すると、まず、ヘッド回転駆動部45によりホーニングヘッド12の回転を開始させる(ステップS34)とともに、押圧ロッド駆動部47により押圧ロッド42で拡張ロッド16を押圧しホーニング砥石26を半径方向外側に突出させてワーク13の内周面に押し付ける(ステップS35)。それとともに、図7(b)のTc0〜Tc1に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量下側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の下側所定範囲のみで軸方向に往復運動するように回転ヘッド11を軸方向にショートストロークで往復運動させる(ステップS36)。そして、エアマイクロセンサで所定の円筒度を得るための所定の取り代X2が除去されたことが検出されると(ステップS37)、図7(b)のTc1〜Tc2に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長にわたる所定幅で軸方向の往復運動を行うように回転ヘッド11を軸方向に通常ストロークで往復運動させる(ステップS38)。そして、エアマイクロメータ53でワーク13の内径が所定の加工完了寸法になったことが検出されると(ステップS39)、上記と同様に、回転ヘッド11の回転および軸方向の往復運動を停止させるとともに、ホーニング砥石26を半径方向内側に退避させて、回転ヘッド11を待機位置まで上昇させる(ステップS22〜S27)。
【0044】
他方、内径側のテーパが−Aμm以下であり−Bμmより大きい第4ランクであって図8(a)に示すように上側を下側に比して多く削る必要があると判断される場合(ステップS16)には、制御装置48は、第4ランクに対応する加工プログラムを選択し実行する。すると、まず、ヘッド回転駆動部45によりホーニングヘッド12の回転を開始させる(ステップS40)とともに、押圧ロッド駆動部47により押圧ロッド42で拡張ロッド16を押圧しホーニング砥石26を半径方向外側に突出させてワーク13の内周面に押し付ける(ステップS41)。それとともに、図8(b)のTd0〜Td1に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量上側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の上側所定範囲のみで軸方向に往復運動するように回転ヘッド11を軸方向にショートストロークで往復運動させる(ステップS42)。そして、エアマイクロセンサで所定の円筒度を得るための所定の取り代X1が除去されたことが検出されると(ステップS43)、図8(b)のTd1〜Td2に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長にわたる所定幅で軸方向の往復運動を行うように回転ヘッド11を軸方向に通常ストロークで往復運動させる(ステップS44)。そして、エアマイクロメータ53でワーク13の内径が所定の加工完了寸法になったことが検出されると(ステップS45)、上記と同様に、回転ヘッド11の回転および軸方向の往復運動を停止させるとともに、ホーニング砥石26を半径方向内側に退避させて、回転ヘッド11を上昇させる(ステップS22〜S27)。
【0045】
さらに、内径側のテーパが−Bμm以下−Cμm以上の第5ランクであって図9(a)に示すように上側を下側に比して一層多く削る必要があると判断される場合(ステップS17)には、制御装置48は、第5ランクに対応する加工プログラムを選択し実行する。すると、まず、ヘッド回転駆動部45によりホーニングヘッド12の回転を開始させる(ステップS46)とともに、押圧ロッド駆動部47により押圧ロッド42で拡張ロッド16を押圧しホーニング砥石26を半径方向外側に突出させてワーク13の内周面に押し付ける(ステップS47)。それとともに、図9(b)のTe0〜Te1に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心よりも所定量上側の位置とし、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の上側所定範囲のみで軸方向に往復運動するように回転ヘッド11を軸方向にショートストロークで往復運動させる(ステップS48)。そして、エアマイクロセンサで所定の円筒度を得るための所定の取り代X2が除去されたことが検出されると(ステップS49)、図9(b)のTe1〜Te2に示すように、ホーニング砥石26による軸方向往復運動の中心をワーク13の軸方向におけるホーニング加工範囲の中心に一致させ、ホーニング砥石26がワーク13のホーニング加工範囲の全長にわたる所定幅で軸方向の往復運動を行うように回転ヘッド11を軸方向に通常ストロークで往復運動させる(ステップS50)。そして、エアマイクロメータ53でワーク13の内径が所定の加工完了寸法になったことが検出されると(ステップS51)、上記と同様に、回転ヘッド11の回転および軸方向の往復運動を停止させるとともに、ホーニング砥石26を半径方向内側に退避させて、回転ヘッド11を上昇させる(ステップS22〜S27)。
【0046】
さらに、上記第1〜第5ランク以外、すなわち内径側のテーパがCμmより大きくまたは−Cμmより小さい場合であって、テーパが修正に適さない場合(ステップS17)には、アラームを発生させる(ステップS52)。
【0047】
以上に述べた実施形態によれば、制御装置48が、ホーニング砥石26によるホーニング加工を一切行わない状態でのワーク13の計測データに基づいて当該ワーク13に対するホーニングヘッド12の作動を制御するため、前記ホーニング砥石26によるホーニング加工を一切行わない状態でのワーク13の状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。よって、ホーニング加工完了後のワーク13の検査結果を次のワーク13の加工にフィードバックする方式のように少なくとも1個以上のワーク13が加工不良となってしまう可能性が少なくなるとともに、一定量をホーニング加工した後に内径データを計測しその結果に基づいて修正加工を行う方式のように、計測前に砥石の異常摩耗や破損等を生じる可能性も少なくなる。
【0048】
したがって、加工不良品を削減でき、しかも砥石の異常摩耗および破損を防止することができる。
【0049】
また、制御装置48が、ホーニング砥石26によりワーク13にホーニング加工を一切行わない状態で、当該ワーク13の軸方向に異なる複数箇所の内径データを計測し、これら複数カ所の内径データから当該ワーク13の内径側のテーパを割り出し、該テーパに応じて前記ホーニングヘッド12を作動させるため、ホーニング砥石26によるホーニング加工を一切行わない状態でのワーク13の内径側のテーパの状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。よって、ホーニング加工完了後のワーク13の検査結果を次のワーク13の加工にフィードバックする方式のように少なくとも1個以上のワーク13が内径側のテーパに起因して加工不良となってしまう可能性が少なくなるとともに、一定量をホーニング加工した後に内径データを計測しその結果に基づいて修正加工を行う方式のように、計測前に内径側のテーパに起因して砥石の異常摩耗や破損等を生じる可能性も少なくなる。
【0050】
したがって、内径側のテーパに起因した加工不良品を削減でき、しかも内径側のテーパに起因した砥石の異常摩耗および破損を防止することができる。
【0051】
さらに、制御装置48は、テーパが予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、該判定されたランクに応じてワーク13をホーニング加工するため、比較的容易な制御で、ホーニング砥石26によるホーニング加工を一切行わない状態でのワーク13の内径側のテーパの状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。
【0052】
加えて、制御装置48は、ホーニングヘッド12に設けられワーク13に対するホーニング砥石26による加工完了を判断するための定寸用エアマイクロメータ53で、ホーニング砥石26によるホーニング加工を一切行わない状態でのワーク13の複数箇所の内径データを検出し、これら複数カ所の内径データからワーク13の内径側のテーパを割り出すため、テーパを検出するために別途のセンサを設ける必要がなくなる。
【0053】
したがって、コストを低減することができる。
【0054】
さらに、制御装置48は、ホーニング砥石26によりワーク13にホーニング加工を一切行わない状態で、当該ワーク13の軸方向に異なる複数箇所の内径データをエアマイクロメータ53で計測する際に、ホーニングヘッド12の回転を停止させるため、内径データをエアマイクロメータ53でより正確に計測することができる。
【0055】
なお、以上の実施形態においては、一つのホーニングヘッド12でワーク13を加工する場合を例にとり説明したが、粗加工用および仕上げ加工用の二つのステーションで順次それぞれのホーニングヘッド12によって加工する場合も同様である。ただし、この場合は、粗加工用と仕上げ加工用とで、ランクを分けるためのしきい値を異ならせることになる(例えば粗加工用の範囲より仕上げ加工用のしきい値の方を小さくする)。また、このように粗加工用と仕上げ加工用とで別々に加工するようにした場合、粗加工で修正できなかったテーパを仕上げ加工用のステーションで粗加工と同様の加工を行うようにして加工時間の短縮を図ることも可能である。
【0056】
また、加工ロット間の精度バラツキや熱処理歪みによりテーパ量が変化した場合は、修正のための上記ショートストロークの幅を手動操作により変更して対応することも可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1記載の内径ホーニング加工装置によれば、ホーニング砥石によりワークにホーニング加工を一切行わない状態で、当該ワークの軸方向に異なる複数箇所の内径データを計測し、これら複数カ所の内径データから当該ワークの内径側のテーパを割り出し、該テーパに応じて当該ワークをホーニング加工するため、ホーニング砥石によるホーニング加工を一切行わない状態でのワークの内径側のテーパの状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。よって、ホーニング加工完了後のワークの検査結果を次のワークの加工にフィードバックする方式のように少なくとも1個以上のワークが内径側のテーパに起因して加工不良となってしまう可能性が少なくなるとともに、一定量をホーニング加工した後に内径データを計測しその結果に基づいて修正加工を行う方式のように、計測前に内径側のテーパに起因して砥石の異常摩耗や破損等を生じる可能性も少なくなる。
【0058】
したがって、内径側のテーパに起因した加工不良品を削減でき、しかも内径側のテーパに起因した砥石の異常摩耗および破損を防止することができる。
【0059】
また、テーパが予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、該判定されたランクに応じてワークをホーニング加工するため、比較的容易な制御で、ホーニング砥石によるホーニング加工を一切行わない状態でのワークの内径側のテーパの状態に合わせてホーニング加工を行うことができる。
【0060】
また、ホーニングヘッドに設けられワークに対するホーニング砥石による加工完了を判断するための定寸用エアマイクロメータで、ホーニング砥石によるホーニング加工を一切行わない状態でのワークの複数箇所の内径データを検出し、これら複数カ所の内径データからワークの内径側のテーパを割り出すため、テーパを検出するために別途のセンサを設ける必要がなくなる。
【0061】
したがって、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置の要部を示す一部をブロックとした正断面図である。
【図2】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置のホーニングヘッドの図1におけるZ−Z線に沿う断面図である。
【図3】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置の制御内容の一部を示すフローチャートである。
【図4】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置の制御内容の残りの一部を示すフローチャートである。
【図5】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置においてテーパが第1ランクの場合のワークの模式図(a)、および回転ヘッドの往復運動のタイムチャート(b)である。
【図6】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置においてテーパが第2ランクの場合のワークの模式図(a)、および回転ヘッドの往復運動のタイムチャート(b)である。
【図7】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置においてテーパが第3ランクの場合のワークの模式図(a)、および回転ヘッドの往復運動のタイムチャート(b)である。
【図8】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置においてテーパが第4ランクの場合のワークの模式図(a)、および回転ヘッドの往復運動のタイムチャート(b)である。
【図9】 本発明の一実施形態の内径ホーニング加工装置においてテーパが第5ランクの場合のワークの模式図(a)、および回転ヘッドの往復運動のタイムチャート(b)である。
【符号の説明】
12 ホーニングヘッド
13 ワーク
26 ホーニング砥石
48 制御装置
Claims (1)
- ホーニングヘッドの回転運動および軸方向往復運動によって該ホーニングヘッドに設けられたホーニング砥石で熱処理後のワークの内径をホーニング加工する内径ホーニング加工装置であって、
前記ホーニングヘッドに、ワークに対する前記ホーニング砥石による加工完了を判断するための定寸用エアマイクロメータが設けられ、
前記ホーニング砥石によりワークにホーニング加工を一切行わない状態で、前記定寸用エアマイクロメータで、当該ワークの軸方向に異なる複数箇所の内径データを計測し、これら複数カ所の内径データから当該ワークの内径側のテーパを割り出し、該テーパが予め設定された複数ランクのうちのいずれのランクに対応するか判定し、該判定されたランクに応じて当該ワークをホーニング加工する制御装置を有することを特徴とする内径ホーニング加工装置。
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JP2003173424A JP4330935B2 (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | 内径ホーニング加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003173424A JP4330935B2 (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | 内径ホーニング加工装置 |
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2003
- 2003-06-18 JP JP2003173424A patent/JP4330935B2/ja not_active Expired - Lifetime
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