JP4696004B2 - Compound machine tools - Google Patents
Compound machine tools Download PDFInfo
- Publication number
- JP4696004B2 JP4696004B2 JP2006067214A JP2006067214A JP4696004B2 JP 4696004 B2 JP4696004 B2 JP 4696004B2 JP 2006067214 A JP2006067214 A JP 2006067214A JP 2006067214 A JP2006067214 A JP 2006067214A JP 4696004 B2 JP4696004 B2 JP 4696004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support unit
- tool
- main shaft
- boring
- moving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 40
- 230000009471 action Effects 0.000 description 10
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Drilling And Boring (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
本発明は、中ぐり加工刃具及び研削加工工具を備える複合工作機械に関する。 The present invention relates to a composite machine tool including a boring tool and a grinding tool.
エンジン部品のシリンダブロックのボア部の加工には、所定の径となるように切削を行う中ぐり加工(ファインボーリング加工等)と、その後に行う研削加工(ホーニング加工等)がある。このような中ぐり加工と研削加工を1つの工作機械の1つの主軸で連続的に行うことができると、加工機械間の移動、再チャッキングによる芯ずれがなく、効率的で高精度な加工を行うことができる。このような加工を実現するため、特許文献1に記載された工作機械では、主軸に中ぐり加工刃具と研削加工工具を外方向に択一的に突出させる機構を設けている。
The machining of the bore portion of the cylinder block of the engine part includes boring (for example, fine boring) that performs cutting so as to have a predetermined diameter, and grinding (for example, honing) performed thereafter. If such boring and grinding can be performed continuously with one spindle of one machine tool, there is no misalignment due to movement between machine tools and re-chucking, and efficient and highly accurate machining. It can be performed. In order to realize such processing, the machine tool described in
また、特許文献2に記載された工作機械では、中ぐり加工時と研削加工時で主軸駆動方法を変更するためのオシレーション機構を省略化するために主軸を支持する第1の支持ユニットと第2の支持ユニットとを設けている。中ぐり加工時には、第1の支持ユニットと第2の支持ユニットとを圧接して剛性を増し、研削加工時には第2の支持ユニットを第1の支持ユニットから離して、軽量化することによって往復動作を容易にしている。 Further, in the machine tool described in Patent Document 2, the first support unit for supporting the spindle and the first support unit for omitting the oscillation mechanism for changing the spindle driving method during boring and grinding are provided. 2 support units. When boring, the first support unit and the second support unit are pressed against each other to increase rigidity, and during grinding, the second support unit is moved away from the first support unit to reduce the weight and reciprocate. Making it easy.
さらに、特許文献1の工作機械では、支持ユニットに対して略同じ重量のバランスウェイトをワイヤで接続して支持ユニットの重量を補償することが行われているが、装置が大型且つ重量増になる。
Furthermore, in the machine tool of
なお、ホーニング加工方法に関連して、本出願人は、工具の外周部分に磁石を装着して構成されたツールヘッドの円柱状に形成された孔部内において回転及び進退させ、前記孔部の一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法とが異なる場合に、前記一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法の差に応じて前記ツールヘッドの進退駆動スケジュールに前記一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法の差を補うスケジュールを挿入して前記孔部のない面を研削するホーニング加工方法を提案している(特許文献3参照)。このホーニング加工方法では、ツールヘッドの位置決め精度が高いことが望ましい。 In connection with the honing method, the present applicant rotates and advances in a hole formed in a cylindrical shape of a tool head formed by attaching a magnet to the outer peripheral part of the tool, and ends the one end of the hole. When the tool head overrun dimensions at the one end and the other end are different from each other, the tool head advancing and retreating drive schedule according to the difference between the tool head overrun dimensions at the one end and the other end A honing method has been proposed in which a schedule that compensates for the difference in overrun dimensions of the tool head at the end portion is inserted to grind the surface without the hole portion (see Patent Document 3). In this honing method, it is desirable that the positioning accuracy of the tool head is high.
ところで、前記の特許文献2に記載された工作機械では、ホーニング加工時、第2の支持ユニットは第1の支持ユニットから離れて往復運動させる。これは移動体の慣性質量を少なくして、一定の駆動力で早く移動体を加速させて、往復動作の所望の高速度に移動体の速度を早く達せさせるためである。 By the way, in the machine tool described in Patent Document 2, the second support unit is reciprocated away from the first support unit during honing. This is to reduce the inertial mass of the moving body, accelerate the moving body quickly with a constant driving force, and reach the desired high speed of the reciprocating operation quickly.
しかしながら、このような機構では、移動体は軽量になるが、第1の支持ユニットのみでは剛性が小さいことから撓みが発生しやすく、単位時間あたりの少ない往復回数(Hz)で共振点に達し、移動体の往復動作を高速で行うことが困難である。したがって、ホーニング加工時において、移動体が軽量になって駆動的には移動体を速く加速させることができるものの、共振を考慮すると主軸を比較的低速度で往復動作させることになり、加工時間が長い。ここで、移動体とは、主軸と、主軸を軸支する機構と、主軸を回転駆動する機構等をいう。 However, in such a mechanism, the moving body becomes lighter, but the first support unit alone has a small rigidity, so that bending is likely to occur, and the resonance point is reached with a small number of reciprocations (Hz) per unit time. It is difficult to reciprocate the moving body at high speed. Therefore, at the time of honing, the moving body becomes lighter and can be accelerated faster in terms of driving, but considering the resonance, the spindle is reciprocated at a relatively low speed, and the machining time is reduced. long. Here, the moving body refers to a main shaft, a mechanism that supports the main shaft, a mechanism that rotationally drives the main shaft, and the like.
また、ホーニング加工時には前記第1の支持ユニットと第2の支持ユニットを、分離するために複雑な構造を必要とし、可動部が重くなり、主軸を高速回転させることが困難である。したがって、主軸は中ぐり加工時に比較的低速で回転させることになり、加工時間が長い。 本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、中ぐり加工時には主軸を高速回転させることができ、ホーニング加工時には高速な往復動作をさせることのできる複合工作機械を提供することを目的とする。 Further, at the time of honing, a complicated structure is required to separate the first support unit and the second support unit, the movable part becomes heavy, and it is difficult to rotate the main shaft at high speed. Therefore, the spindle is rotated at a relatively low speed during boring, and the machining time is long. The present invention has been made in consideration of such problems, and provides a composite machine tool that can rotate a spindle at a high speed during boring and can perform a high-speed reciprocating operation during honing. Objective.
本発明に係る複合工作機械は、中ぐり加工刃具及び研削加工工具を有するツールヘッドと、前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、前記主軸を、挿通可能とされ且つ回転自在に支承した支持ユニットと、前記支持ユニットを前記主軸の軸方向に移動させる移動手段とを備え、前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かって進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸は同径のまま前記回転駆動手段によって回転されることを特徴とする。 The composite machine tool according to the present invention includes a tool head having a boring tool and a grinding tool, a rotation driving means for rotating the tool head, a rotation driving force by connecting the rotation driving means and the tool head. A main shaft that transmits the main shaft, a support unit that allows the main shaft to be inserted and rotatably supported, and a moving unit that moves the support unit in the axial direction of the main shaft, while rotating the tool head. In both the case of boring processing that advances toward the workpiece and performs processing by the boring tool, and the time of grinding processing that performs the processing by the grinding tool by reciprocating while rotating the tool head, The main shaft is rotated by the rotation driving means with the same diameter.
このように、中ぐり加工時と研削加工時において、主軸を同径のまま回転させることにより、中ぐり加工時には主軸を高速回転させることができるとともに、ホーニング加工時には高速な往復動作をさせることができる。 Thus, by rotating the main shaft with the same diameter during boring and grinding, the main shaft can be rotated at a high speed during boring, and a high-speed reciprocating operation can be performed during honing. it can.
この場合、前記移動手段はリニアモータであってもよい。また、前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持ユニットを移動させる第1移動手段と、前記中ぐり加工時に前記支持ユニットを移動させる第2移動手段とを備え、少なくとも、前記第1移動手段はリニアモータであってもよい。リニアモータは回転部分がなく、動力の方向変換を行うことなく、支持ユニットを直接的に直線移動させることができ、簡便且つ効率的である。したがって、支持ユニットの質量が比較的大きい場合であっても、確実に動作させることができる。 In this case, the moving means may be a linear motor. The moving means includes a first moving means for moving the support unit during the grinding process, and a second moving means for moving the support unit during the boring process, and at least the first moving means includes A linear motor may be used. The linear motor has no rotating part, and can move the support unit directly in a straight line without changing the direction of power, and is simple and efficient. Therefore, even if the mass of the support unit is relatively large, it can be reliably operated.
さらに、前記主軸は軸方向に延在するバーを有し、前記ツールヘッドは前記バーによって軸方向に進退操作され前記中ぐり加工刃具及び前記研削加工工具を径方向に進退させる拡張コーンを備えていてもよい。 Further, the main shaft has a bar extending in the axial direction, and the tool head is provided with an extension cone that is advanced and retracted in the axial direction by the bar and advances and retracts the boring tool and the grinding tool in the radial direction. May be.
前記リニアモータは、前記主軸を中心に対向するように複数設けられ、ていてもよい。 A plurality of the linear motors may be provided so as to face each other with the main shaft as a center.
前記主軸は支承機構を介して第1枠体により外装され、前記第1移動手段は前記第1枠体を駆動するようにしてもよい。また、前記第1移動手段を支持し、前記第1移動手段及び前記第1枠体を囲む第2枠体を設け、前記第2移動手段は前記第2枠体を駆動するようにしてもよい。 The main shaft may be covered with a first frame through a support mechanism, and the first moving unit may drive the first frame. Further, a second frame that supports the first moving unit and surrounds the first moving unit and the first frame may be provided, and the second moving unit may drive the second frame. .
本発明に係る複合工作機械では、ホーニング加工時において主軸を中ぐり加工時と同径のまま回転させる。したがって、第2支持ユニットは第1支持ユニットから離れて往復動作させることなく、ホーニング加工時に高速な往復動作をさせることができる。さらに、中ぐり加工時においても、主軸を同径のまま回転させることから、第1支持ユニットと第2支持ユニットとを接続するための複雑な機構等が不要であって、高速回転が可能となる。これにより、ホーニング加工及び中ぐり加工とも加工時間を短縮することができる。 In the composite machine tool according to the present invention, the main shaft is rotated with the same diameter as that during boring, during honing. Therefore, the second support unit can be reciprocated at a high speed during honing without being reciprocated away from the first support unit. Furthermore, since the main shaft is rotated with the same diameter during boring, a complicated mechanism for connecting the first support unit and the second support unit is unnecessary, and high-speed rotation is possible. Become. As a result, the machining time can be shortened for both honing and boring.
また、本発明に係る複合工作機械は、中ぐり加工時と研削加工時において、主軸の機構を変える必要がないことから、簡便構造であって、長寿命且つ低廉であるとともに、機構の変更動作にともなう時間が不要で加工時間がさらに短縮される。 Further, the composite machine tool according to the present invention does not need to change the mechanism of the spindle during boring and grinding, so that it has a simple structure, a long life and low cost, and a mechanism changing operation. The time required is not required and the processing time is further reduced.
以下、本発明に係る複合工作機械について実施の形態を挙げ、添付の図1〜図7を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a composite machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施の形態に係る複合工作機械10は、自動車用内燃機関の例えばシリンダをワークWとする加工ライン中に配備されるものであり、具体的には、ワークWに対して実際の中ぐり加工及びホーニング加工を行う主軸駆動部11と、工作機械の前面に備えられるワーク投入部から主軸駆動部11の下部までの間を往復移動し、且つ投入されたワークが載置・固定されるパレット12を搬送するワーク搬送機構14と、これら主軸駆動部11やワーク搬送機構14を電気的制御する監視制御盤16とを具備した一つのシステムとして上記加工ライン中に配備される。主軸駆動部11は、水平基台18の上部に鉛直方向に立ち上がるコラム20の上記ワーク搬送機構14側、すなわち工作機械の前面の表面20aに取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
図2〜図4に示すように、主軸駆動部11は、先端にツールヘッド30を備える主軸32と、該主軸32を回転自在に支承する第1支持ユニット34と、該第1支持ユニット34を上下方向にスライド可能に支持する第2支持ユニット36と、該第2支持ユニット36をコラム20に対して上下方向にスライド可能に支持するコラムスライド機構38とを有する。主軸32の軸心部には上下に連通するバー33が設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
第1支持ユニット34は、縦長で角筒状の第1枠体40と、該第1枠体40内の上部に設けられて主軸32を回転させる拡張アクチュエータ42と、主軸32と拡張アクチュエータ42との間に設けられた主軸モータ44と、第1枠体40に対して主軸32を回転自在に軸支する複数のベアリング(支承機構)46とを有する。主軸32のツールヘッド30は、第1枠体40よりも下方に突出して設けられている。拡張アクチュエータ42はバー33に接続されており、該バー33を介してツールヘッド30を操作する。
The
第2支持ユニット36は、縦長で角筒状の第2枠体50と、該第2枠体50に固定された背板52と、第1支持ユニット34を支持する枠内スライド機構54と、第1支持ユニット34の上端部に接続された2本のバランスシリンダ56と、第1支持ユニット34を上下方向にスライド駆動する左右一対のリニアモータ58と、背板52から裏面方向に突出してコラムスライド機構38に係合するナット体60と、第1支持ユニット34を固定するブレーキ機構61とを有する。
The
第2枠体50は、第1枠体40の四方を囲み、該第1枠体40よりもやや長く設定されている。背板52は、第2枠体50よりも上方に突出しており、この突出した部分がブラケット63を介して2本のバランスシリンダ56を固定している。枠内スライド機構54は、背板52の表面側に上下方向に沿って設けられた2本の第1レール62と、該第1レール62に対してすべり対偶で取り付けられた複数のスライダ部材64とを有する。スライダ部材64は第1レール62に係合しながら第1枠体40の背面に固定されており、第1支持ユニット34をスライド可能に支持している。
The
一対のリニアモータ58は、第2枠体50の内側における両側面に対向して設けられており、第2枠体50に固定された薄いステータ58aと、第1枠体40の外側面に設けられたマグネット58bとからなる。所定のコントローラによりステータ58aの磁界を移動させることによりマグネット58bが追従して移動し、第1支持ユニット34が第1レール62に沿いながら第2支持ユニット36に対して上下方向にスライドすることになる。
The pair of
また、双方のリニアモータ58は主軸32を中心に対向して配設されているので、ステータ58aの磁界の移動による双方のステータ58aとマグネット58bとの間の吸引力、反発力が相殺されて第1支持ユニット34をスムーズに移動することができる。
Further, since both the
ところで、ボールねじ式の直動駆動手段では回転伝達を行うことから、ボールねじの雄ねじと雌ねじ(ナット)、ボールねじの雄ねじを軸支するベアリング、動力源とボールねじの雄ねじとを接続するカップリング等の機構が存在する。ボールねじ式の直動駆動手段では、これらの機構部分で捻れやバックラッシュが生じ、目標の値を実際の位置に誤差が生じやすい。 By the way, since the ball screw type direct drive means transmits rotation, a ball screw male screw and a female screw (nut), a bearing for supporting the ball screw male screw, a cup for connecting the power source and the ball screw male screw. There is a mechanism such as a ring. In the ball screw type linear motion drive means, twisting and backlash occur in these mechanism parts, and an error tends to occur in the target value in the actual position.
これに対して、複合工作機械10のリニアモータ58では、このような機構部分がないことから、ボールねじ式の直動駆動手段と比較して目標の位置と実際の位置に誤差が少ない。さらに、リニアモータ58には図示しないリニアエンコーダ(スケールと移動体に付すヘッドからなる)を有し、該リニアエンコーダの分解能にもよるが、±0.5〜1.0μm程度の位置決め精度を可能としている。これは、ボールねじ式の直動駆動手段に比べて1/10程度の誤差である。
On the other hand, the
したがって、複合工作機械10は、ツールヘッドの位置決め精度が重要であるホーニング加工方法(例えば、前記の特許文献3に記載された方法)に対して好適に用いられる。
Therefore, the
また、リニアモータ58は、ボールねじ式の直動駆動手段と比べて移動体を精度を保ったまま高速に移動させることができる。詳しくは、ボールねじ式の直動駆動手段においても、高速に移動させることは可能であるが、この方式で高速化することはボールねじのリードピッチを大きくすることであり、このようにすれば高速化することはできるが、分解能及び位置決め精度が低下する。
Further, the
リニアモータ58の位置決め精度はリニアエンコーダの分解能によって決められることから、高速化することで位置決め精度が低下することはなく、ホーニング加工に好適である。
Since the positioning accuracy of the
バランスシリンダ56は、下向きのロッド56aが第1支持ユニット34の上端部に接続されており、圧縮空気の作用によって第1支持ユニット34の自重の一部又は全部を補償(キャンセル)している。したがって、第1支持ユニット34の見かけ上の重量は略0となっており、リニアモータ58は小さい力で第1支持ユニット34を移動させ、又は保持することができる。
The
また、バランスシリンダ56は小型であっても圧縮空気により十分な力を発生させることができ、従来のバランスウェイト式による重量補償装置と比較して、主軸駆動部11を軽量且つコンパクトに構成することができる。
Further, even if the
また、従来のバランスウェイト式による重量補償装置は、移動体の慣性質量が第1支持ユニット34を移動体とした場合、第1支持ユニット34の質量とバランスウェイトの質量が合わさったものになることから、移動体に力を加えて加速させるのに多大な力を必要とする。
Further, in the conventional balance weight type weight compensation device, when the inertial mass of the movable body is the
しかしながら、複合工作機械10におけるバランスシリンダ56を用いる方式では、移動体の慣性質量は、第1支持ユニット34だけとなるので、従来のバランスウェイト式による重量補償装置と比較して、移動体に力を加えて速く加速させることができる。
However, in the method using the
さらに複合工作機械10では、加速度に応じて重量補償量をリアルタイムに変化させるとよい。具体的には、補償量を増減したり、上方向に移動体を加速するときには、能動的に一方のシリンダ室内圧を上げて上向きの加速を補い、また下方向に移動体を加速するときには、他方のシリンダ室の内圧を上げて下向きの加速を補うとよい。
Furthermore, in the
ブレーキ機構61は、第1支持ユニット34の裏面に上下方向に沿って設けられたブレーキ板66と、該ブレーキ板66を挟持して固定するブレーキパッド68とを有する。ブレーキパッド68は、背板52の表面に設けられており、所定のコントローラの作用下に開閉動作をしてブレーキ板66を挟持する。ブレーキ機構61によれば、リニアモータ58に通電をすることなく、第1支持ユニット34を確実に固定しておくことができる。
The
コラムスライド機構38は、コラム20の上部に設置され、且つ、モータ軸70aが下方を向くように位置決めされたスライド用駆動モータ70と、モータ軸70aに軸継手72にて連結されたボールねじ74と、図示しない軸受け部材と、コラム20の表面20a側に上下方向に沿って設けられた2本の第2レール76と、該第2レール76に対してすべり対偶で取り付けられた複数のスライダ部材78とを有する。スライダ部材78は第2レール76に摺動自在に係合しながら背板52の背面に固定されており、第2支持ユニット36をスライド可能に支持している。
The
ナット体60はボールねじ74に螺合しており、スライド用駆動モータ70が回転することにより移動し、第2支持ユニット36が第2レール76に沿いながらコラム20に対して上下方向にスライドすることになる。
The
ツールヘッド30は、その先端部に中ぐり加工用工具であるバイト(中ぐり加工刃具)100を備え、胴体部にホーニング加工用工具である荒用砥石(研削加工工具)102及び仕上げ用砥石(研削加工工具)104とを有する。
The
図5に示すように、ツールヘッド30の荒用砥石102及び仕上げ用砥石104は、それぞれ3個ずつ設けられている。荒用砥石102は120°の等間隔に配置されており、それぞれ砥石台106に固定されている。仕上げ用砥石104は120°の等間隔に配置されており、それぞれ砥石台108に固定されている。隣接する荒用砥石102と仕上げ用砥石104との間隔は60°に設定されている。
As shown in FIG. 5, three each of the
砥石台106及び砥石台108は、それぞれ案内孔110によって案内されて径方向へ摺動自在となっている。ツールヘッド30の中空部には、砥石台106及びを径方向に進退させる拡張用コーン軸112及び114が設けられている。図示を省略するが、拡張用コーン軸112は砥石台106をカム駆動することのできる傾斜面を有しており、該拡張用コーン軸112が軸方向に昇降することにより、各荒用砥石102を径方向に進退させることができる。同様に、拡張用コーン軸114は砥石台108をカム駆動することのできる傾斜面を有しており、該拡張用コーン軸114が軸方向に昇降することにより各仕上げ用砥石104を径方向に進退させることができる。拡張用コーン軸112及び114は、拡張アクチュエータ42によってバー33を介して進退操作される。
The
なお、前述のバイト100は、図示しない刃物台に固定されており、前記砥石台106、108と同様、それぞれの図示しない案内孔によって案内され、径方向へ拡縮自在となっている。前記砥石台106、108と同様、拡張用コーン軸112又は114によってカム駆動作用によって径方向に進退させることができる。
The above-mentioned
また、ツールヘッド30は、圧縮空気を噴出しながら圧力又は流量に基づいて穴Hの内径を計測するエアノズル120を有する。
The
次に、このように構成される複合工作機械10によって、ワークWの穴Hの加工を行う動作について説明する。
Next, an operation of machining the hole H of the workpiece W by the
先ず、ワーク搬送機構14の作用下に、穴(シリンダのボア部等)Hがツールヘッド30の直下となるようにワークWを搬送及び固定する。また、ブレーキ機構61のブレーキパッド68でブレーキ板66を挟持することによって、第1支持ユニット34を第2支持ユニット36に対して固定しておく。荒用砥石102及び仕上げ用砥石104は案内孔110の中に縮退させておく。
First, under the action of the workpiece conveyance mechanism 14, the workpiece W is conveyed and fixed so that a hole (such as a bore portion of a cylinder) H is directly below the
次に、主軸モータ44によって主軸32及びツールヘッド30を回転させるとともに、スライド用駆動モータ70によってボールねじ74を回転させ、第2支持ユニット36及び第1支持ユニット34を所定速度で下方に向かって移動させ、穴Hが所定の径となるようにバイト100により中ぐり加工を行う。このとき、主軸32は、十分な剛性を有する径に設定されており、しかも分離機構、接続機構が存在しない簡便な中空形状であることから高速回転をさせることができ、穴Hの中ぐり加工を迅速に行うことができる。
Next, the
また、中ぐり加工時には、第1支持ユニット34はブレーキ機構61によって固定されていることから、リニアモータ58には通電の必要がない。
Further, at the time of boring, since the
穴Hの中ぐり加工を所定深さまで行った後、スライド用駆動モータ70を逆転させて、第1支持ユニット34及び第2支持ユニット36を適度に上昇させ、主軸モータ44を停止させる。
After boring the hole H to a predetermined depth, the
次に、拡張用コーン軸112の作用下に荒用砥石102を径方向に適量突出させるとともに、ブレーキ機構61のブレーキパッド68を開くことによりブレーキ板66を開放して第1支持ユニット34を昇降可能な状態にする。
Next, an appropriate amount of the
次いで、荒ホーニング加工を行う。すなわち、主軸モータ44の回転を再開するとともに、リニアモータ58の作用下に第1支持ユニット34を適量だけ往復動作させる。このとき、スライド用駆動モータ70が停止していることから第2支持ユニット36はコラム20に対して固定されており、第1支持ユニット34がコラム20及び第2支持ユニット36に対して往復動作する。これにより、荒用砥石102が穴Hの内面に対して回転及び昇降が合成した経路で接触して荒ホーニングが行われる。
Next, rough honing is performed. That is, the rotation of the
また、第1支持ユニット34はバランスシリンダ56によって自重が補償されていることからリニアモータ58に過度な負荷がかかることがなく、小電力で第1支持ユニット34の昇降を行うことができる。さらに、第1支持ユニット34の上昇時と下降時に負荷の大きさがバランスした線形系となり、制御特性が向上する。
Further, since the
第1支持ユニット34及び主軸32は十分な剛性があることから撓みがなく、高速に昇降させることができ、加工時間を短縮することができる。さらに、リニアモータ58は回転部分がなく、動力の方向変換を行うことなく、第1支持ユニット34を直接的に直線移動させることができ、簡便且つ効率的であって、第1支持ユニット34の質量が比較的大きい場合であっても、確実に動作させることができる。
Since the
荒ホーニング加工が終了した後、主軸モータ44及びリニアモータ58を停止させた後、荒用砥石102を縮退させるともに仕上げ用砥石104を突出させる。つまり、拡張用コーン軸112の作用下に荒用砥石102を案内孔110の中に縮退させるとともに、拡張用コーン軸114の作用下に仕上げ用砥石104を径方向に適量突出させる。
After the rough honing is finished, the
次いで、仕上げホーニング加工を行う。すなわち、荒ホーニング加工時と同様に、主軸モータ44の回転を再開するとともに、リニアモータ58の作用下に第1支持ユニット34を適量だけ往復動作させる。これにより、仕上げ用砥石104が穴Hの内面に対して回転及び昇降が合成した経路で接触して仕上げホーニングが行われる。仕上げホーニング加工時においても、荒ホーニング加工時と同様に、簡便且つ効率的で、加工時間を短縮することのできるという効果が得られる。
Next, finish honing is performed. That is, as in the rough honing process, the rotation of the
この後、主軸モータ44及びリニアモータ58を停止させ、エアノズル120による計測確認等の後処理を行う。さらに、ブレーキ機構61によって第1支持ユニット34を固定するとともに、スライド用駆動モータ70の作用下に第1支持ユニット34及び第2支持ユニット36を上昇させて、主軸32を穴Hから抜いて、加工を終了する。
Thereafter, the
ところで、特許文献2に記載された工作機械では、ホーニング加工時、ボーリング加工主軸に内挿されたホーニング主軸とツールヘッドとを移動体として、往復動作をさせているので、すなわち、内挿されていることからボーリング加工主軸よりも細くしなければならないので、十分な剛性を得ることができず、一定の単位時間当たりの往復動作回数(周波数)で共振するおそれがあった。 By the way, in the machine tool described in Patent Document 2, during the honing process, the honing spindle inserted in the boring spindle and the tool head are moved back and forth, that is, inserted. Therefore, it is necessary to make it thinner than the boring spindle, so that sufficient rigidity cannot be obtained, and there is a possibility of resonating at a certain number of reciprocating operations (frequency) per unit time.
一方、複合工作機械10では、中ぐり加工時とホーニング加工時において、主軸32を同径のまま回転させている。すなわち、中ぐり加工時とホーニング加工時で主軸32を機械的に同機構のまま扱うことができ、径を変更するための補助的な機構等が不要であり、中ぐり加工時には主軸32を高速回転させることができるとともに、ホーニング加工時には高速な往復動作をさせることができる。
On the other hand, in the
すなわち、ホーニング加工時には、ボーリング加工主軸(主軸32)の外側に該主軸32を軸支する第1枠体40を設けたので、移動体としては第1枠体40と主軸32なので、移動体の断面積がボーリング主軸32よりも大きく、十分な剛性を確保することができ、高速で往復動作をしても共振するおそれがない。
That is, at the time of honing, since the
移動体としての重量が大きくなっても、重量はバランスシリンダで補償され且つバランスウェイト式の重量補償装置よりも、移動体の慣性質量は小さくなるので十分に高速で往復動作をさせることができ、加工時間が短縮される。 Even if the weight of the moving body increases, the weight is compensated by the balance cylinder and the inertial mass of the moving body is smaller than that of the balance weight type weight compensator, so that the reciprocating operation can be performed at a sufficiently high speed. Processing time is shortened.
また、リニアモータ58は、位置決め精度を保ったまま、更に高速動作をさせることができるので、ホーニング加工に好適である。特許文献2に記載された工作機械では、ボーリング加工時、ボーリング加工主軸とホーニング主軸を一体にして加工しているが、これは回転体の剛性を確保するためであり、ボーリング加工時の方がホーニング加工に比べて切削抵抗が大きいからである。
Further, the
複合工作機械10では、ボーリング加工時には、ボーリング加工主軸の径は従来のとおりで剛性を確保し、ホーニングの際の分離機構を持たないので、その分回転体の慣性質量は小さくなり、高速回転が可能となっており、加工時間がさらに短縮される。
In the
また、複合工作機械10によれば、中ぐり加工時とにおいて、主軸の機構を変える必要がないことから、簡便構造であって、長寿命且つ低廉であるとともに、機構の変更動作にともなう時間が不要で加工時間がさらに短縮される。
Further, according to the
なお、上記の主軸駆動部11では、主軸32は第1支持ユニット34、第2支持ユニット36及びコラムスライド機構38を介してコラム20に取り付けられているが、図6及び図7に示す主軸駆動部11aのように、さらなる簡便構造としてもよい。以下、主軸駆動部11aの構成要素で複合工作機械10と同じものについては同符号を付して詳細な説明を省略する。
In the main
図6及び図7に示すように、主軸駆動部11aの主軸32は第1支持ユニット34を介してコラム20に取り付けられており、複合工作機械10における第2支持ユニット36及びコラムスライド機構38は発展的に省略されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、第1レール62はコラム20の表面20aに設けられており、第1支持ユニット34を昇降可能に支持している。コラム20には、前記の第2枠体50と略同形状の第2枠体50aが第1支持ユニット34を囲むように設けられている。該第2枠体50aの内側両側面にはリニアモータ58が設けられており、第1支持ユニット34がコラム20に対して昇降できるように構成されている。ブレーキ機構61のブレーキパッド68はコラム20に設けられており、第1支持ユニット34をコラム20に対して固定できるようになっている。
Moreover, the
主軸駆動部11aでは、中ぐり加工時に主軸32を下降させる動作、及び荒ホーニングと仕上げホーニング時における主軸32を昇降させる動作の両動作において、リニアモータ58が第1支持ユニット34を移動させることにより主軸32を移動させる。つまり、穴Hの加工時における主軸32の昇降動作を全てリニアモータ58によって行うため、第2支持ユニット36やコラムスライド機構38を省略することができ、一層簡便な構造となっている。
In the
また、主軸駆動部11aでは、前記複合工作機械10と同様に、簡便且つ効率的で、加工時間を短縮することのできるという効果が得られる。なお、主軸駆動部11aのリニアモータ58では、ホーニング加工以外に中ぐり加工を行うことから、中ぐり加工に要する押し付け力を発生させることができるように、ホーニング加工のみでリニアモータを使用する複合工作機械10におけるリニアモータ58の定格出力よりも出力の大きいタイプを用いてもよい。
Further, in the
本発明に係る複合工作機械は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The composite machine tool according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can of course adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
10…複合工作機械 11、11a…主軸駆動部
20…コラム 30…ツールヘッド
32…主軸 34…第1支持ユニット
36…第2支持ユニット 38…コラムスライド機構
44…主軸モータ 54…枠内スライド機構
56…バランスシリンダ 58…リニアモータ
61…ブレーキ機構 70…スライド用駆動モータ
74…ボールねじ 100…バイト
102…荒用砥石 104…仕上げ用砥石
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、
前記主軸を、挿通可能とされ且つ回転自在に支承した支持ユニットと、
前記支持ユニットを前記主軸の軸方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かって進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸は同径のまま前記回転駆動手段によって回転されるとともに、
前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持ユニットを移動させる第1移動手段と、
前記中ぐり加工時に前記支持ユニットを移動させる第2移動手段と、
を備えることを特徴とする複合工作機械。 A tool head having a boring tool and a grinding tool;
Rotation driving means for rotating the tool head;
A main shaft for transmitting a rotational driving force by connecting the rotational driving means and the tool head;
A support unit that is insertable and rotatably supported by the spindle;
Moving means for moving the support unit in the axial direction of the main shaft;
With
Grinding in which the tool head is advanced toward the workpiece while being rotated and boring is performed with the boring tool, and grinding is performed with the grinding tool by reciprocating while rotating the tool head. In both cases at the time of processing, the main shaft is rotated by the rotation driving means while maintaining the same diameter,
The moving means includes first moving means for moving the support unit during the grinding process;
Second moving means for moving the support unit during the boring process;
A composite machine tool comprising:
少なくとも、前記第1移動手段はリニアモータであることを特徴とする複合工作機械。 The compound machine tool according to claim 1,
At least the first moving means is a linear motor.
前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、
前記主軸が挿通され且つ該主軸を回転自在に支承した枠体を具備する支持ユニットと、
前記支持ユニットを前記主軸の軸方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かって進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸を前記回転駆動手段によって回転し、且つ前記移動手段によって前記枠体を前記主軸と一体的に移動させるとともに、
前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持ユニットを移動させる第1移動手段と、
前記中ぐり加工時に前記支持ユニットを移動させる第2移動手段と、
を備えることを特徴とする複合工作機械。 A tool head having a boring tool and a grinding tool;
Rotation driving means for rotating the tool head;
A main shaft for transmitting a rotational driving force by connecting the rotational driving means and the tool head;
A support unit comprising a frame body through which the main shaft is inserted and rotatably supported by the main shaft;
Moving means for moving the support unit in the axial direction of the main shaft;
With
Grinding in which the tool head is advanced toward the workpiece while being rotated and boring is performed by the boring tool, and grinding is performed by the reciprocating operation while the tool head is rotated. in both cases the time of processing, the main shaft is rotated by the rotary drive means, and moves the said frame body integrally with the main shaft by said moving means,
The moving means includes first moving means for moving the support unit during the grinding process;
Second moving means for moving the support unit during the boring process;
Machining center, characterized in that it comprises a.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006067214A JP4696004B2 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Compound machine tools |
DE112007000560.2T DE112007000560B4 (en) | 2006-03-13 | 2007-03-12 | Tool head, machine tool and drilling method for drilling a cylinder block using the machine tool |
GB0818163A GB2450445B (en) | 2006-03-13 | 2007-03-12 | Tool head,machine tool and boring method of bore of cylinder block using the machine tool |
US12/282,737 US8287214B2 (en) | 2006-03-13 | 2007-03-12 | Tool head, machine tool and boring method of bore of cylinder block using the machine tool |
CN200780017361.5A CN101443147B (en) | 2006-03-13 | 2007-03-12 | Tool head, machine tool and boring method of bore of cylinder block using the machine tool |
CN201310045485.1A CN103128554B (en) | 2006-03-13 | 2007-03-12 | The method for boring hole of this lathe boring cylinder body of cutter head, lathe and use |
PCT/JP2007/054860 WO2007119334A1 (en) | 2006-03-13 | 2007-03-12 | Tool head, machine tool and boring method of bore of cylinder block using the machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006067214A JP4696004B2 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Compound machine tools |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007237375A JP2007237375A (en) | 2007-09-20 |
JP4696004B2 true JP4696004B2 (en) | 2011-06-08 |
Family
ID=38583394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006067214A Expired - Fee Related JP4696004B2 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Compound machine tools |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4696004B2 (en) |
CN (1) | CN101443147B (en) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5100346B2 (en) * | 2007-12-10 | 2012-12-19 | スターテクノ株式会社 | Airbag tear line forming device |
JP2010155300A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Machine tool |
DE102010020931A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Gehring Technologies Gmbh | Device for machining a cylinder bore with a geometrically determined and geometrically indefinite cutting edge |
CN102528635B (en) * | 2011-12-30 | 2014-05-21 | 宁波市北仑恒铁机电制造有限公司 | Horizontal honing machine with intelligent control system |
JP6214152B2 (en) * | 2012-12-02 | 2017-10-18 | 三井精機工業株式会社 | Jig grinding machine |
CN103223530B (en) * | 2013-05-15 | 2015-08-26 | 重庆歇马机械曲轴有限公司 | Engine crank bar portion oilhole cleaning plant |
GB2531481B (en) * | 2013-07-30 | 2017-04-12 | Honda Motor Co Ltd | Round hole machining method and round-hole machining device |
CN104741874A (en) * | 2015-03-05 | 2015-07-01 | 长治清华机械厂 | Cylinder barrel inner hole overtravel grinding method |
CN104690554B (en) * | 2015-03-17 | 2017-11-17 | 陈秋 | A kind of cylinder sleeve machining center |
CN105537640B (en) * | 2015-12-25 | 2018-02-16 | 重庆电子工程职业学院 | The station Boring Machine Tool of bent axle five |
DE102016200295A1 (en) | 2016-01-13 | 2017-07-13 | Kadia Produktion Gmbh + Co. | Honing |
CN106624039B (en) * | 2017-01-23 | 2018-05-18 | 安徽圣特恩电子科技有限公司 | A kind of fire-fighting machinery emergency starting cabinet processing unit (plant) |
CN106956015B (en) * | 2017-05-09 | 2018-09-21 | 珠海市江辉机械科技有限公司 | A kind of handware production rapid drilling device |
CN107322042A (en) * | 2017-07-18 | 2017-11-07 | 合肥通祥智能信息科技有限公司 | Pipe fitting drilling device is used in a kind of plant equipment manufacture |
CN107570746B (en) * | 2017-08-31 | 2024-05-14 | 茵科门控(珠海保税区)有限公司 | Drilling machine for oil way hole of door closer |
CN107803666A (en) * | 2017-12-01 | 2018-03-16 | 江西元亿实业发展有限公司 | A kind of processing unit (plant) and its processing method of tail gas treatment device part |
CN108081028A (en) * | 2017-12-18 | 2018-05-29 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | A kind of boring cutter prover |
CN108772756A (en) * | 2018-04-20 | 2018-11-09 | 吴江市天龙机械有限公司 | The interior hole machined split-type high-efficient grinding head of expandable |
CN112518564B (en) * | 2020-10-31 | 2022-01-14 | 郑州宏拓精密工具有限公司 | Honing head with adjustable hole diameter and single-feed and double-feed for cylinder body and cylinder sleeve |
CN114055333A (en) * | 2021-12-14 | 2022-02-18 | 江苏海川智能科技有限公司 | Honing machine of high efficiency, high accuracy |
CN114769653B (en) * | 2022-04-14 | 2024-09-03 | 杭州富阳铭科机械有限公司 | Main valve body double-sided drilling and boring equipment |
CN116394004A (en) * | 2023-04-24 | 2023-07-07 | 中国长江电力股份有限公司 | On-site processing machine for seat ring screw hole of hydroelectric generating set and operation method |
CN116872074B (en) * | 2023-09-06 | 2023-11-14 | 智奇铁路设备有限公司 | Deep hole honing equipment for inner hole of axle of motor car |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6130343A (en) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Honda Motor Co Ltd | Combined machining device for boring and honing |
JPH0454604U (en) * | 1990-09-17 | 1992-05-11 | ||
JPH0588813U (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-03 | 本田技研工業株式会社 | Combined processing equipment |
JPH09309013A (en) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Honda Motor Co Ltd | Compound machining device |
JP2000190114A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-11 | Sun Tec:Kk | Quill support device for machine tool |
JP2001353655A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-25 | Makino J Kk | Honing work tool, and working method using the tool |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3654688A (en) * | 1969-12-11 | 1972-04-11 | Heli Coil Corp | System for insertion tool control |
DE10225514B4 (en) * | 2002-06-10 | 2005-02-17 | Kadia Produktion Gmbh + Co. | Machine for the finest machining of workpieces by honing or fine grinding |
-
2006
- 2006-03-13 JP JP2006067214A patent/JP4696004B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-03-12 CN CN200780017361.5A patent/CN101443147B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6130343A (en) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Honda Motor Co Ltd | Combined machining device for boring and honing |
JPH0454604U (en) * | 1990-09-17 | 1992-05-11 | ||
JPH0588813U (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-03 | 本田技研工業株式会社 | Combined processing equipment |
JPH09309013A (en) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Honda Motor Co Ltd | Compound machining device |
JP2000190114A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-11 | Sun Tec:Kk | Quill support device for machine tool |
JP2001353655A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-25 | Makino J Kk | Honing work tool, and working method using the tool |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101443147B (en) | 2013-07-17 |
CN101443147A (en) | 2009-05-27 |
JP2007237375A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4696004B2 (en) | Compound machine tools | |
EP1810782B1 (en) | Machining apparatus | |
CN102198529B (en) | Deep hole drilling machine | |
US9227251B2 (en) | Hole drilling method and machine tool | |
CN202137405U (en) | Deep hole drilling machine | |
US20030232584A1 (en) | Center support grinding method, center support grinding machine, and centering method for the centers thereof | |
US9381607B2 (en) | Feeding device and machine tool using the same | |
US20100074703A1 (en) | Machine tool | |
CN108349052A (en) | Lathe with unilateral driving work supporting block | |
CN108527017B (en) | It is a kind of for being ground the micromodule equipment and method of the micro- blade of single-crystal diamond | |
JPH1199424A (en) | Main spindle head supporting structure of machine tool | |
CN110315427A (en) | Toolroom machine for workpieces processing | |
KR101504114B1 (en) | Finishing equipment of thrust bearing | |
JP3744390B2 (en) | Processing equipment | |
JP2004314295A (en) | Equipment for machining of workpiece, especially of crank shaft and cam shaft, with at least one terminal circular milling tool | |
US9238306B2 (en) | Feeding device and machine tool using the same | |
JP5051503B2 (en) | Fine recess processing apparatus and fine recess processing method | |
JP4358385B2 (en) | Guide device for moving body in machine tool | |
JP4162646B2 (en) | Grinder | |
KR101977439B1 (en) | Drive system for a machine tool and machine tool with such a drive system | |
JP4165302B2 (en) | Grinder | |
JP2021130154A (en) | Moving device | |
JPH09201766A (en) | Grinding machine | |
JP5062895B2 (en) | Micro recess processing equipment | |
JP2000512216A (en) | Drive / support device for machine tools |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110222 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110228 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4696004 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |