JP4421979B2 - 中ぐり及び溝切り方法 - Google Patents

Description

本発明は，ワークの下孔の内周面を中ぐり加工した後，その内周面に環状溝を加工する，中ぐり及び溝切り方法に関する。

従来，かゝる加工を行う際には，先ず，中ぐり工具を用いて下孔の内周面の中ぐり加工を行い，次いで中ぐり工具とは別個の溝切り工具を用いて環状溝の加工を行っていた。

従来のような中ぐり及び溝切り方法では，中ぐり工具と溝切り工具の二種類の工具を必要とする上，工具の交換作業に手間取るため，製作コストの低減が困難であった。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，単一の複合工具により，中ぐり及び溝切り加工を可能にして，工具の交換作業を不要とし，製作コストの低減に寄与し得る，中ぐり及び溝切り方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，ワークの下孔の内周面を中ぐり加工した後，その内周面に環状溝を加工する，中ぐり及び溝切り方法であって，軸線を有する工具本体に，その外周面から刃先を突出させる中ぐり刃具と，刃先を前記中ぐり刃具の刃先より半径方向内方に位置させて工具本体外周面から突出させる溝切り刃具とを付設してなる複合工具を，前記軸線を回転中心に整合させて回転しながら軸方向に送ることで，前記中ぐり刃具により前記下孔の内周面を中ぐり加工する第１工程と，前記中ぐり刃具を中ぐり加工後の孔外に配置した状態で複合工具の軸線を，前記回転中心からオフセットして複合工具を回転することで，前記溝切り刃具により中ぐり加工後の孔の内周面に環状溝を加工する第２工程とからなることを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，複合工具として，工具本体の先端部に前記中ぐり刃具を，またその中間部に軸方向に並ぶ一対の前記溝切り刃具をそれぞれ付設してなるものを用いることを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，第１工程において，複合工具の軸線を，その回転中心に整合させて複合工具を回転しながら送りをかけることで，中ぐり刃具によりワークの下孔の内周面を中ぐり加工することができ，その間，刃先を中ぐり刃具より半径方向内方に位置させた溝切り刃具は，ワークに接することはないから，溝切り刃具によるワークの損傷を回避することができる。次いで第２工程において，複合工具の軸線を，前記回転中心からオフセットして複合工具を回転することで，溝切り刃具により中ぐり加工後の孔の内周面に環状溝を加工することができ，その間，中ぐり加工後の孔外に配置された中ぐり刃具は，ワークに接することがないから，中ぐり刃具によるワークの損傷を回避することができる。かくして，単一の複合工具による中ぐり及び溝切り加工を可能にするので，工具の交換作業が不要となり，製作コストの低減に寄与することができる。

また本発明の第２の特徴によれば，エンジン用ピストンのように，軸方向に並ぶ一対の下孔を持つものに対しても，単一の複合工具により，中ぐり加工及び溝切り加工を行うことができ，製作コストの低減に大いに寄与することができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明方法で加工されるワーク（エンジン用ピストン）の縦断面図，図２は上記加工に使用される複合工具の側面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は図２の４−４線断面図，図５は工程説明図である。

先ず，図１により，ワークの一例として，エンジン用ピストンＷについて説明する。

エンジン用ピストンＷは，外周に複数条のリング溝を備えるヘッド部１０と，このヘッド部１０から下方に延びる円筒状のスカート部１１と，このスカート部１１の上部に一体に連設され，ヘッド部１０の軸線と直交する方向に並ぶ一対のピンボス部１２，１２とからなっており，ピンボス部１２，１２には，同軸に並ぶピン孔１３，１３と，これらピン孔１３，１３の内周面の外端寄りに位置する環状溝１４，１４とが設けられる。而して，ピン孔１３，１３は，コンロッド１５の小端部を支持するピストンピン１６の両端部が嵌合され，環状溝１４，１４には，ピストンピン１６の両端面に当接してその抜け止めとなるサークリップ１７，１７が装着されるようになっている。

ところで，上記ピストンＷの鋳造時，ピンボス部１２，１２には，前記ピン孔１３，１３に対応する下孔０１３，０１３（図５参照）が中子ピンにより形成されるが，環状溝１４，１４は形成されていない。

本発明は，上記下孔０１３，０１３内周面への中ぐり加工と環状溝１４，１４の加工とを図２〜図４に示す単一の複合工具Ｔを用いて行うものである。その複合工具Ｔについて詳しく説明すると，軸線Ａを有する複合工具Ｔの工具本体２０は，柄部２０ａと，この柄部２０ａの先端にフランジ部２０ｂを介して同軸で延出する，柄部２０ａより小径の刃具取り付け軸部２０ｃとからなっており，その刃具取り付け軸部２０ｃは，前記ピストンＷの下孔０１３，０１３を貫通し得る直径と長さを有する。

刃具取り付け軸部２０ｃの先端部には，各刃先を刃具取り付け軸部２０ｃの外周面から突出させて互いに軸方向に並ぶ荒削り用及び仕上げ用の中ぐり刃具２１，２１′が周方向に等間隔に複数組並べて取り付けられ，また刃具取り付け軸部２０ｃの中間部には，各刃先を刃具取り付け軸部２０ｃの外周面から突出させて互いに軸方向に前記環状溝１４，１４と同じ間隔Ｌを置いて並ぶ一対の溝切り刃具２２，２２が取り付けられる。その際，溝切り刃具２２，２２は，それらの刃先が中ぐり刃具２１，２１′の刃先よりも刃具取り付け軸部２０ｃの半径方向内方に後退するように配置される。

図５において，符号Ｍは，スピンドル２５の軸線Ａを，その回転中心Ｏに対して自由にオフセットし得る工作機械（例えばマシニングセンタ）であって，複合工具Ｔは，そのスピンドル２５の先端部に柄部２０ａを装着して使用される。而して，スピンドル２５に複合工具Ｔを装着した状態では，複合工具Ｔの軸線Ａはスピンドル２５の軸線と合致するようになっている。尚，符号２６，２７は，工作機械において，ワークＷを挟持して固定するための固定台座及びクランプである。

次に，図５を参照しながら，この実施例の作用について説明する。

先ず図５（Ａ）に示すように，工作機械Ｍにおいて，複合工具Ｔを装着したスピンドル２５及び複合工具Ｔの軸線Ａを，その回転中心Ｏと整合させる。一方，複合工具Ｔの前方において，ワークＷを，その下孔０１３，０１３の中心をスピンドル２５の回転中心Ｏに整合させて固定台座２６及びクランプ２７間に挟持固定する。こうして加工準備を整えたならば，スピンドル２５と共に複合工具Ｔを軸線Ａ周り，即ち回転中心Ｏ周りに回転しながらワークＷに向かって送ることにより，図５（Ｂ）に示すように，中ぐり刃具２１，２１′により一対の下孔０１３，０１３内周面の中ぐり加工を順次行い，正規のピン孔１３，１３（図１参照）を形成する。その際，溝切り刃具２２，２２の刃先は，中ぐり刃具２１，２１′の刃先よりも半径方向内方に後退しているから，中ぐり後のピン孔１３，１３の内周面に接することはなく，ワークＷの損傷を回避することができる。

中ぐり後は，図５（Ｃ）に示すように，一対の溝切り刃具２２，２２を，ワークＷの形成すべき環状溝１４，１４の位置に合わせる。この状態では中ぐり刃具２１，２１′は外側のピン孔１３から外方に充分離れた位置を占めるようになっている。次いで，スピンドル２５を回転しながら，スピンドル２５及び複合工具Ｔの軸線Ａをスピンドル２５の回転中心Ｏから溝切り刃具２２，２２側にオフセットしていけば，回転する溝切り刃具２２，２２により，ピン孔１３，１３の内周面の所定位置に一対の環状溝１４，１４を一挙に加工することができる。この間，中ぐり刃具２１，２１′も，溝切り刃具２２，２２と共にオフセット変位することになるが，これらは外側のピン孔１３から外方に離れていて，ワークＷに接することはないから，ワークＷの損傷を回避することができる。

溝切り後は，図５（Ｄ）に示すように，スピンドル２５及び複合工具Ｔの軸線Ａをスピンドル２５の回転中心Ｏに整合する位置に戻した後，スピンドル２５及び複合工具Ｔを回転した状態で後退させ，複合工具Ｔをピン孔１３，１３から引き抜き，ワークＷの中ぐり及び溝切り加工は完了する。

このように，単一の複合工具Ｔによって中ぐり及び溝切り加工を可能にするので，工具の交換作業が不要となり，製作コストの低減に寄与することができる。

特に，上記実施例のように，複合工具Ｔが，工具本体２０の先端部に中ぐり刃具２１，２１′，その中間部に一対の溝切り刃具２２，２２を備える場合には，軸方向に並ぶ一対の下孔０１３，０１３を有するエンジン用ピストンＷに対しても，一対の下孔０１３，０１３内周面の中ぐり加工及び溝切り加工を工具交換無しで行うことができ，ピストンＷの製作コストの低減を大いに図ることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，刃具取り付け軸部２０ｃに取り付ける中ぐり刃具は，これを１個とすることもできる。

本発明方法で加工されるワーク（エンジン用ピストン）の縦断面図。 上記加工に使用される複合工具の側面図。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 工程説明図。

符号の説明

Ａ・・・・・複合工具の軸線
Ｏ・・・・・複合工具の回転中心
Ｔ・・・・・複合工具
Ｗ・・・・・ワーク
０１３・・・ワークの下孔
１３・・・・中ぐり加工後の孔
２０・・・・工具本体
２１，２１′・・・中ぐり刃具
２２・・・・溝切り刃具

Claims (2)

1. ワーク（Ｗ）の下孔（０１３）の内周面を中ぐり加工した後，その内周面に環状溝（１４）を加工する，中ぐり及び溝切り方法であって，
   軸線（Ａ）を有する工具本体（２０）に，その外周面から刃先を突出させる中ぐり刃具（２１，２１′）と，刃先を前記中ぐり刃具（２１，２１′）の刃先より半径方向内方に位置させて工具本体（２０）外周面から突出させる溝切り刃具（２２）とを付設してなる複合工具（Ｔ）を，前記軸線（Ａ）を回転中心（Ｏ）に整合させて回転しながら軸方向に送ることで，前記中ぐり刃具（２１，２１′）により前記下孔（０１３）の内周面を中ぐり加工する第１工程と，前記中ぐり刃具（２１，２１′）を中ぐり加工後の孔（１３）外に配置した状態で複合工具（Ｔ）の軸線（Ａ）を，前記回転中心（Ｏ）からオフセットして複合工具（Ｔ）を回転することで，前記溝切り刃具（２２）により中ぐり加工後の孔（１３）の内周面に環状溝（１４）を加工する第２工程とからなることを特徴とする，中ぐり及び溝切り方法。
2. 請求項１記載の中ぐり及び溝切り方法において，
   複合工具（Ｔ）として，工具本体（２０）の先端部に前記中ぐり刃具（２１，２１′）を，またその中間部に軸方向に並ぶ一対の前記溝切り刃具（２２，２２）をそれぞれ付設してなるものを用いることを特徴とする，中ぐり及び溝切り方法。
   

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