JP4819749B2 - Inner wall machining method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、部材の穴等の内壁に加工を行うための内壁加工方法及びその装置に関する。   The present invention relates to an inner wall processing method and an apparatus for processing an inner wall such as a hole of a member.

従来から、貫通穴や一端閉鎖穴を形成した部材において、穴の内壁に溝等を加工を施す場合がある。部材の穴の内壁を加工するものとして、特許文献1の溝加工装置が知られている。   Conventionally, in a member in which a through hole or one end closed hole is formed, a groove or the like may be processed on the inner wall of the hole. As a device for processing an inner wall of a hole of a member, a groove processing device of Patent Document 1 is known.

ここで、特許文献1の溝加工装置について、図5に基づいて説明する。ベッド40の上に加工物保持装置42が水平方向に移動可能に取付けられ、その加工物保持装置42に少なくとも一方が開放された空間即ち穴44を形成したワーク46を保持固定する。ベッド40の上には、偏心半径(偏心量)を可変できるクランク装置48が取付けられる。偏心半径を可変できるクランク装置48は、クランク軸50と、このクランク軸50に対して半径Rだけ偏心した位置に備えられるクランクピン52と、このクランクピン52に一端付近を連結したクランクアーム54と、クランクピン52の偏心半径を可変させるための偏心半径可変装置(図示せず)と、クランク軸50に取付けたプーリ兼はずみ車56と、このプーリ56を回転させるための電動機58と、プーリ56と電動機58との間に掛け渡されるベルト60等から成る。   Here, the groove processing apparatus of Patent Document 1 will be described with reference to FIG. A workpiece holding device 42 is mounted on the bed 40 so as to be movable in the horizontal direction, and a workpiece 46 in which at least one of the open spaces, that is, the holes 44 is formed, is held and fixed to the workpiece holding device 42. On the bed 40, a crank device 48 capable of changing an eccentric radius (an eccentric amount) is attached. The crank device 48 capable of varying the eccentric radius includes a crankshaft 50, a crankpin 52 provided at a position eccentric with respect to the crankshaft 50 by a radius R, and a crank arm 54 connected to the crankpin 52 at one end. , An eccentric radius variable device (not shown) for changing the eccentric radius of the crank pin 52, a pulley and flywheel 56 attached to the crankshaft 50, an electric motor 58 for rotating the pulley 56, and a pulley 56, The belt 60 is stretched between the motor 58 and the like.

加工物保持装置42の設置位置とクランク装置48の設置位置との間のベッド40の上には、支柱62が固定されている。支柱62の上部には支軸64が固定され、その支軸64に筒状の摺動受部材66が揺動自在に支持されている。この筒状の摺動受部材66に、前記クランクアーム54が摺動自在に挿通支持されている。クランクアーム54には長溝68が形成されており、その長溝68に前記支軸64が挿通される。即ち、クランクアーム54は、支軸64を中心に揺動自在であると共に、支軸64に対してその長手方向に往復移動できるように設定されている。クランクアーム54の他端にはカッタ保持装置70が取付けられており、そのカッタ保持装置70に加工工具であるカッタ72が着脱自在に取付けられる。プーリ兼はずみ車56と電動機58とベルト60とで、クランク軸50のダイナミックバランスを補正する。   A support column 62 is fixed on the bed 40 between the installation position of the workpiece holding device 42 and the installation position of the crank device 48. A support shaft 64 is fixed to the upper portion of the column 62, and a cylindrical slide receiving member 66 is supported on the support shaft 64 so as to be swingable. The crank arm 54 is slidably inserted into and supported by the cylindrical slide receiving member 66. A long groove 68 is formed in the crank arm 54, and the support shaft 64 is inserted into the long groove 68. That is, the crank arm 54 is set so as to be able to swing around the support shaft 64 and to reciprocate in the longitudinal direction with respect to the support shaft 64. A cutter holding device 70 is attached to the other end of the crank arm 54, and a cutter 72 as a processing tool is detachably attached to the cutter holding device 70. The pulley and flywheel 56, the electric motor 58, and the belt 60 correct the dynamic balance of the crankshaft 50.

図5に示した溝加工装置でワーク46の穴44の内壁を加工する場合には、ワーク46の穴44にカッタ72を挿入して、クランク装置48を作動させる。ここで、クランクピン52とクランクアーム54と支軸64とカッタ72との位置関係をスケルトンで図6に示す。図6(1)において、クランクピン52の偏心半径を例えば半径R1とする。クランクピン52の回転中心を中心点Oとすれば、クランクピン52は中心点Oを中心として偏心半径R1の円P1の上を移動するものとする。クランクアーム54は支軸64に沿って往復移動をするので、カッタ72は楕円Q1上を移動することになる。   When the inner wall of the hole 44 of the workpiece 46 is machined by the groove machining apparatus shown in FIG. 5, the cutter 72 is inserted into the hole 44 of the workpiece 46 and the crank device 48 is operated. Here, the positional relationship among the crank pin 52, the crank arm 54, the support shaft 64, and the cutter 72 is shown in FIG. 6 as a skeleton. In FIG. 6A, the eccentric radius of the crank pin 52 is, for example, a radius R1. Assuming that the center of rotation of the crankpin 52 is a center point O, the crankpin 52 moves on a circle P1 having an eccentric radius R1 with the center point O as the center. Since the crank arm 54 reciprocates along the support shaft 64, the cutter 72 moves on the ellipse Q1.

その後、クランク装置48の偏心半径可変装置(図示せず)を操作して、1サイクル毎にクランクピン52の偏心半径を徐々に大きくしてゆく。図6(2)に示すように、クランクピン52は中心点Oを中心として半径R2(R1<R2)の円P2の上を移動するようになる。これによって、カッタ72は、楕円Q2に沿って移動する。   Thereafter, the eccentric radius variable device (not shown) of the crank device 48 is operated to gradually increase the eccentric radius of the crank pin 52 for each cycle. As shown in FIG. 6B, the crankpin 52 moves on a circle P2 having a radius R2 (R1 <R2) with the center point O as the center. As a result, the cutter 72 moves along the ellipse Q2.

図7(1)に示すように、ワーク46の穴44にカッタ72を挿入し、クランクピン52は中心点Oを中心として偏心半径R1の円P1の上を移動させる。カッタ72の移動範囲が楕円Q1の位置では、カッタ72は、ワーク46の穴44の内壁74に接触しないものとする。その後、クランクピン52の偏心半径をR1から徐々に大きくする。これによって、ワーク46の穴44の内壁74にカッタ72が接触して、内壁74を徐々に切削する。クランクピン52の偏心半径を徐々に大きくして、最大の偏心半径Rを半径R2とすると、カッタ72が楕円Q2に沿って移動することで加工が完了し、ワーク46の穴44の内壁74に所望の加工が施される。なお、加工の際に加工物保持装置42を移動させることで、軸方向に沿って同じ深さの溝を形成することが可能となる。   As shown in FIG. 7A, the cutter 72 is inserted into the hole 44 of the workpiece 46, and the crank pin 52 is moved on the circle P1 having the eccentric radius R1 around the center point O. It is assumed that the cutter 72 does not contact the inner wall 74 of the hole 44 of the workpiece 46 when the movement range of the cutter 72 is the position of the ellipse Q1. Thereafter, the eccentric radius of the crankpin 52 is gradually increased from R1. As a result, the cutter 72 comes into contact with the inner wall 74 of the hole 44 of the workpiece 46 and the inner wall 74 is gradually cut. Assuming that the eccentric radius of the crank pin 52 is gradually increased and the maximum eccentric radius R is the radius R2, the machining is completed by moving the cutter 72 along the ellipse Q2, and the inner wall 74 of the hole 44 of the workpiece 46 is formed. Desired processing is performed. In addition, it becomes possible to form the groove | channel of the same depth along an axial direction by moving the workpiece holding apparatus 42 in the case of a process.

特開昭62−34714JP 62-34714 A

従来の溝加工装置では、クランク軸50の偏心半径を可変させるために偏心半径可変装置(図示せず)を備えているが、その偏心半径可変装置(図示せず)の機構が複雑であり、しかもその偏心半径可変装置(図示せず)は高価なものであるため、溝加工装置全体の製造コストが高くなっていた。また、クランク軸50の偏心半径の変化量が大きいため、ダイナミックバランスを補正しにくいという欠点があった。更に、クランクピン52の偏心半径の最大値を半径R2とした場合、それ以上に偏心半径を大きくすることができないので、溝の深さをより大きく形成することができないという欠点があった。   In the conventional groove processing apparatus, an eccentric radius variable device (not shown) is provided to vary the eccentric radius of the crankshaft 50, but the mechanism of the eccentric radius variable device (not shown) is complicated, Moreover, since the eccentric radius variable device (not shown) is expensive, the manufacturing cost of the entire groove processing device is high. Further, since the amount of change in the eccentric radius of the crankshaft 50 is large, there is a drawback that it is difficult to correct the dynamic balance. Furthermore, when the maximum value of the eccentric radius of the crankpin 52 is set to the radius R2, the eccentric radius cannot be increased further, so that there is a disadvantage that the depth of the groove cannot be formed larger.

本発明は、2つのクランク軸を用いることで、従来必要としたクランク軸の偏心量を徐々に可変させる複雑な構成の偏心量可変機構を不要として、コストダウンを図ることができる内壁加工方法と内壁加工装置とを提供することを目的とするものである。   The present invention provides an inner wall machining method capable of reducing costs by using two crankshafts, eliminating the need for an eccentricity variable mechanism having a complicated configuration that gradually changes the eccentricity of a crankshaft that has been required in the past. An object of the present invention is to provide an inner wall processing apparatus.

本発明に係る内壁加工方法は、ワークの内部空間の内壁を加工工具で加工する方法において、クランクアームの一端に加工工具を取付け、前記クランクアームの他端付近に第一クランク軸によって回転させられる第一クランクピンを連結し、前記クランクアームの長さの途中位置を第二クランク軸によって回転させられる第二クランクピンまたはその第二クランクピンの動きに応じてクランク運動する支持部材のいずれかによって摺動自在に支持し、前記加工工具でワークの内壁を加工する際に、前記第一クランクピンの位相と前記第二クランクピンの位相とを徐々に変化させることを特徴とすることを特徴とするものである。   An inner wall machining method according to the present invention is a method of machining an inner wall of an internal space of a workpiece with a machining tool, wherein a machining tool is attached to one end of a crank arm, and is rotated by a first crankshaft near the other end of the crank arm. The first crank pin is connected, and the intermediate position of the length of the crank arm is rotated by the second crank shaft by either the second crank pin or the support member that performs the crank motion according to the movement of the second crank pin. When slidably supporting and machining the inner wall of the workpiece with the machining tool, the phase of the first crankpin and the phase of the second crankpin are gradually changed. To do.

本発明に係る内壁加工装置は、ワークの内部空間の内壁を加工工具で加工する装置において、第一クランク軸と、前記第一クランク軸によってクランク運動させられる第一クランクピンと、第二クランク軸と、前記第二クランク軸によってクランク運動させられる第二クランクピンと、一端に加工工具を着脱自在に取付けられると共に他端付近に前記第一クランクピンを連結されるものであって、前記第二クランクピンまたはその第二クランクピンに揺動自在に支持される支持部材でその長さの途中を往復移動自在に支持されるクランクアームと、加工時に前記第一クランクピンの位相と前記第二クランクピンの位相とを徐々に変化させる制御手段とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記第一クランクピンのクランク運動の半径をRとし、前記第二クランクピンのクランク運動の半径をrとし、前記クランクアームの一端に取付けた前記加工工具の位置と前記第一クランクピンの回転中心点との間の距離をAとし、前記クランクアームの一端に取付けた前記加工工具の位置と前記第二クランクピンの回転中心点との間の距離をaとすれば、R:rの比率をほぼA:aの比率としたことを特徴とするものである。本発明は、カウンタバランス用軸と、そのカウンタバランス用軸と前記第一クランク軸とによって三角形になる位置に配置されるアイドラ軸と、前記カウンタバランス用軸と前記第一クランク軸と前記アイドラ軸とに掛け渡されるタイミングベルトとを有することを特徴とするものである。
An inner wall machining apparatus according to the present invention is an apparatus for machining an inner wall of an internal space of a workpiece with a machining tool, a first crankshaft, a first crankpin that is cranked by the first crankshaft, and a second crankshaft. A second crankpin that is cranked by the second crankshaft, a processing tool is detachably attached to one end, and the first crankpin is connected in the vicinity of the other end, and the second crankpin Or a crank arm that is supported by the second crankpin so as to be swingable and reciprocally moved in the middle of its length, and the phase of the first crankpin and the second crankpin And a control means for gradually changing the phase. In the present invention, the radius of the crank motion of the first crankpin is R, the radius of the crank motion of the second crankpin is r, and the position of the machining tool attached to one end of the crank arm and the first crankpin the distance between the rotational center point of the pin is a, if the distance between the rotation center point position and the second Kurankupi down of the working tool attached to one end of the crank arm and a, R: The ratio of r is approximately A: a. The present invention relates to a counterbalance shaft, an idler shaft that is disposed in a triangular shape by the counterbalance shaft and the first crankshaft, the counterbalance shaft, the first crankshaft, and the idler shaft. And a timing belt that extends over the belt.

本発明では、第一クランクピンと第二クランクピンとの相対的な位相を徐々にずらしながら第一クランク軸と第二クランク軸とを回転させることで、ワークの内壁を加工することができるものである。即ち、本発明は、第一クランクピンと第二クランクピンとの相対的な位相を徐々にずらしながら加工を行うもので、第一クランクピンの偏心半径Rと第二クランクピンの偏心半径rとを一定に保ちながら加工を行うものである。よって、本発明では従来の溝加工装置のような加工時にクランクピンの偏心半径を徐々に可変させるための偏心半径可変装置を設ける必要が無くなり、装置の製造コストを大幅に低減することができる。また、本発明では、加工時に第一クランクピンの偏心半径が変化しないため、ダイナミックバランスを補正しにくいという従来の欠点を無くすことができる。本発明では、更に、第一クランクピンの偏心半径Rと第二クランクピンの偏心半径rとの少なくとも一つを変更するだけで、溝の深さを大きくすることが可能となる。   In the present invention, the inner wall of the workpiece can be machined by rotating the first crankshaft and the second crankshaft while gradually shifting the relative phases of the first crankpin and the second crankpin. . That is, the present invention performs processing while gradually shifting the relative phases of the first crankpin and the second crankpin, and the eccentric radius R of the first crankpin and the eccentric radius r of the second crankpin are constant. Processing is performed while keeping Therefore, in the present invention, it is not necessary to provide an eccentric radius variable device for gradually changing the eccentric radius of the crankpin at the time of processing as in the conventional groove processing device, and the manufacturing cost of the device can be greatly reduced. Further, according to the present invention, since the eccentric radius of the first crank pin does not change during processing, it is possible to eliminate the conventional defect that it is difficult to correct the dynamic balance. Further, according to the present invention, it is possible to increase the depth of the groove only by changing at least one of the eccentric radius R of the first crankpin and the eccentric radius r of the second crankpin.

次に本発明を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る内壁加工装置の一実施例を示す正面図、図2は図1の主な構成要素をスケルトンで示した構成図である。図1及び図2において、図5乃至図7と同一参照番号は同一部材を示す。ベッド40の上に加工物保持装置42が移動可能に取付けられ、その加工物保持装置42に穴44を有するワーク46を保持固定する。ベッド40の上の加工物保持装置42と反対側の位置には、第一クランク装置10が取付けられる。第一クランク装置10は、第一クランク軸12と、この第一クランク軸12に対して半径Rだけ偏心した位置に備えられる第一クランクピン14と、この第一クランクピン14に一端を支持されたクランクアーム16等から成る。ここで、第一クランク軸12の回転中心を図1及び図2で中心点O1とすると、第一クランク軸12の回転により、第一クランクピン14は中心点O1を中心としてクランク運動する。即ち、第一クランクピン14は中心点O1を中心として偏心半径Rの円P1の上を遊星回転する。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an inner wall machining apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing main components of FIG. 1 and 2, the same reference numerals as those in FIGS. 5 to 7 denote the same members. A workpiece holding device 42 is movably mounted on the bed 40, and a workpiece 46 having a hole 44 is held and fixed to the workpiece holding device 42. The first crank device 10 is attached to a position on the bed 40 opposite to the workpiece holding device 42. The first crank device 10 has a first crankshaft 12, a first crankpin 14 provided at a position eccentric from the first crankshaft 12 by a radius R, and one end supported by the first crankpin 14. The crank arm 16 and the like. Here, if the center of rotation of the first crankshaft 12 is a center point O1 in FIGS. 1 and 2, the first crankpin 14 is cranked around the center point O1 by the rotation of the first crankshaft 12. In other words, the first crank pin 14 rotates on a circle P1 having an eccentric radius R around the center point O1.

本発明では、加工物保持装置42と第一クランク装置10との間のベッド40の上に、第二クランク装置18を備える。第二クランク装置18は、第二クランク軸20と、この第二クランク軸20に対して半径rだけ偏心した位置に備えられる第二クランクピン22と、この第二クランクピン22に揺動自在に取付けられるものであって前記クランクアーム16を摺動自在に挿通支持する支持部材24とからなる。ここで、第二クランク軸20の回転中心を図1及び図2で中心点O2とすると、第二クランク軸20の回転により、第二クランクピン22は中心点O2を中心としてクランク運動する。即ち、第二クランクピン22は中心点O2を中心として偏心半径rの円P2の上を遊星回転する。   In the present invention, the second crank device 18 is provided on the bed 40 between the workpiece holding device 42 and the first crank device 10. The second crank device 18 includes a second crankshaft 20, a second crankpin 22 provided at a position eccentric from the second crankshaft 20 by a radius r, and a swingable movement on the second crankpin 22. The support member 24 is attached and supports the crank arm 16 slidably inserted. Here, if the rotation center of the second crankshaft 20 is a center point O2 in FIGS. 1 and 2, the second crankpin 22 performs a crank motion around the center point O2 by the rotation of the second crankshaft 20. That is, the second crankpin 22 rotates on the circle P2 having the eccentric radius r around the center point O2.

本発明では、第一クランク装置10の第一クランク軸12の位相と第二クランク装置18の第二クランク軸20の位相とを相対的に変化させるためのコンピュータ等の制御手段26を備える。   In the present invention, control means 26 such as a computer is provided for relatively changing the phase of the first crankshaft 12 of the first crank device 10 and the phase of the second crankshaft 20 of the second crank device 18.

図1に示すように、第一クランク装置10の付近に、カウンタバランス用軸28と、アイドラ軸30とを備える。第一クランク装置10の第一クランク軸12はモータ(図示せず)によって駆動させられる。第一クランク装置10の第一クランク軸12と、カウンタバランス用軸28と、アイドラ軸30とを、それぞれ平行でしかも三角形位置に配置し、第一クランク軸12とカウンタバランス用軸28とアイドラ軸30とにタイミングベルト34を掛け渡す。本発明では、カウンタバランス用軸28と、アイドラ軸30と、タイミングベルト34とで、第一クランク軸12のダイナミックバランスの補正を行う。   As shown in FIG. 1, a counter balance shaft 28 and an idler shaft 30 are provided in the vicinity of the first crank device 10. The first crankshaft 12 of the first crank device 10 is driven by a motor (not shown). The first crankshaft 12, the counterbalance shaft 28, and the idler shaft 30 of the first crank device 10 are arranged in parallel and at triangular positions, and the first crankshaft 12, the counterbalance shaft 28, and the idler shaft are arranged. 30 to the timing belt 34. In the present invention, the counterbalance shaft 28, the idler shaft 30, and the timing belt 34 correct the dynamic balance of the first crankshaft 12.

次に、第一クランクピン14と第二クランクピン22とクランクアーム16とカッタ72との位置関係の移動状態をスケルトンで図2に示す。本発明では、第一クランク装置10による第一クランクピン14の円P1における回転角速度(回転時間)と、第二クランク装置18による第二クランクピン22の円P2における回転角速度(回転時間)とを同一とし、しかも第一クランクピン14の円P1における位相と第二クランクピン22の円P2における位相とを同一とする。図2において、円P1の中心点O1と、円P2の中心点O2とを同一直線(この直線を「直線L」とする)上に配置し、直線Lと円P1や円P2の右側との交点を角度0度(360度)とし、直線Lと円P1や円P2の左側との交点を角度180度とする。図2(1)の状態は、第一クランクピン14の位置は円P1の0度の位置にあり、第二クランクピン22の位置も円P2の0度の位置にあるよう設定する。この図2(1)の状態では、クランクアーム16もカッタ72も直線L上に位置する。   Next, the movement state of the positional relationship among the first crankpin 14, the second crankpin 22, the crank arm 16, and the cutter 72 is shown in FIG. 2 as a skeleton. In the present invention, the rotation angular velocity (rotation time) of the first crankpin 14 in the circle P1 by the first crank device 10 and the rotation angular velocity (rotation time) of the second crankpin 22 in the circle P2 by the second crank device 18 are calculated. Further, the phase of the first crankpin 14 in the circle P1 and the phase of the second crankpin 22 in the circle P2 are the same. In FIG. 2, the center point O1 of the circle P1 and the center point O2 of the circle P2 are arranged on the same straight line (this straight line is referred to as “straight line L”), and the straight line L and the right side of the circle P1 or the circle P2 The intersection is an angle of 0 degrees (360 degrees), and the intersection of the straight line L and the left side of the circle P1 or circle P2 is an angle of 180 degrees. The state of FIG. 2A is set so that the position of the first crank pin 14 is at the 0 degree position of the circle P1, and the position of the second crank pin 22 is also at the 0 degree position of the circle P2. In the state of FIG. 2A, the crank arm 16 and the cutter 72 are both located on the straight line L.

図2(1)の状態から第一クランクピン14も第二クランクピン22も、同位相で90度反時計方向に回転した状態を図2(2)とし、同位相で180度反時計方向に回転した状態を図2(3)とし、同位相で270度反時計方向に回転した状態を図2(4)とする。360度反時計方向に回転した状態は図2(1)に戻る。ここで、第一クランクピン14偏心半径Rと第二クランクピン22の偏心半径rとの関係は、図1に示すように、クランクアーム16の自由端に取付けられたカッタ72と中心点O1までの距離をAとし、クランクアーム16の自由端に取付けられたカッタ72と中心点O2までの距離をaとすると、R:rの比率はほぼA:aの比率とすることが望ましい。図2(1)の状態において、カッタ72を直線L上に配置し、R:r≒A:aに設定することにより、第一クランクピン14と第二クランクピン22とが360度の回転角度のどの位置においても、カッタ72は扁平な∞形状(ほぼ直線Lに近い形状)の上を往復移動する。このカッタ72の往復移動距離は、図2(1)と図2(3)とのカッタ72の位置の間隔であり、この間隔は第一クランクピン14の円P1の直径(2R)である。このように、第一クランクピン14も第二クランクピン22が同位相で回転した時に、R:rの比率はほぼA:aの比率とすることで、カッタ72が直線に近い動きを行い、ワーク46の空間44内にカッタ72を挿入することができる。   2 (1), the state in which both the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are rotated 90 degrees counterclockwise at the same phase is shown in FIG. 2 (2), and 180 degrees counterclockwise at the same phase. FIG. 2 (3) shows the rotated state, and FIG. 2 (4) shows the state rotated by 270 degrees counterclockwise at the same phase. The state rotated 360 degrees counterclockwise returns to FIG. Here, the relationship between the eccentric radius R of the first crankpin 14 and the eccentric radius r of the second crankpin 22 is as shown in FIG. 1 from the cutter 72 attached to the free end of the crank arm 16 to the center point O1. And the distance between the cutter 72 attached to the free end of the crank arm 16 and the center point O2 is a, the ratio of R: r is preferably approximately A: a. In the state of FIG. 2 (1), the cutter 72 is arranged on the straight line L, and R: r≈A: a is set, so that the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are rotated at 360 degrees. At any position, the cutter 72 reciprocates on a flat ∞ shape (a shape close to a straight line L). The reciprocating distance of the cutter 72 is the distance between the positions of the cutter 72 in FIGS. 2A and 2C, and this distance is the diameter (2R) of the circle P1 of the first crank pin 14. In this way, when the first crankpin 14 also rotates the second crankpin 22 in the same phase, the ratio of R: r is approximately A: a, so that the cutter 72 moves close to a straight line, A cutter 72 can be inserted into the space 44 of the workpiece 46.

次に、クランクアーム16の他の移動状態を図3に基づいて説明する。この図3では、第一クランクピン14の円P1における回転角速度(回転時間)と、第二クランク装置18による第二クランクピン22の円P2における回転角速度(回転時間)とを同一とするが、第一クランクピン14の位相と第二クランクピン22の位相とを異なるものとする。図3(1)の状態は、第一クランクピン14の位置を円P1の0度の位置(直線Lと円P1の右側との交点に位置する)とし、第二クランクピン22の位置を円P2の180度の位置(直線Lと円P2の左側との交点に位置する)とする。即ち、第一クランクピン14と第二クランクピン22との位相を180度異なるものとする。この図3(1)の状態では、クランクアーム16もカッタ72も直線L上に位置する。   Next, another movement state of the crank arm 16 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the rotation angular velocity (rotation time) of the first crankpin 14 in the circle P <b> 1 is the same as the rotation angular velocity (rotation time) of the second crankpin 22 in the circle P <b> 2 of the second crank device 18. The phase of the first crankpin 14 and the phase of the second crankpin 22 are different. In the state of FIG. 3A, the position of the first crank pin 14 is set to the 0 degree position of the circle P1 (located at the intersection of the straight line L and the right side of the circle P1), and the position of the second crank pin 22 is set to the circle. Let P2 be a 180 degree position (located at the intersection of the straight line L and the left side of the circle P2). That is, the phases of the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are different by 180 degrees. In the state of FIG. 3A, the crank arm 16 and the cutter 72 are both located on the straight line L.

図3(1)の状態から第一クランクピン14も第二クランクピン22も90度反時計方向に回転した状態を図3(2)に示す。この図3(2)の状態では、第一クランクピン14は90度の位置にあり、第二クランクピン22は270度の位置にある。図3(2)では、第一クランクピン14は直線Lより上方にあり、第二クランクピン22は直線Lより下方にあるため、クランクアーム16は直線Lに対して反時計方向に角度θだけ傾斜した状態となる。この結果、カッタ72は直線Lから直角方向に距離Sだけ下方に離れた所に位置する。   FIG. 3 (2) shows a state in which both the first crankpin 14 and the second crankpin 22 have been rotated 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. 3 (1). In the state of FIG. 3 (2), the first crank pin 14 is at a 90 degree position, and the second crank pin 22 is at a 270 degree position. In FIG. 3B, since the first crank pin 14 is above the straight line L and the second crank pin 22 is below the straight line L, the crank arm 16 is counterclockwise with respect to the straight line L by an angle θ. Inclined state. As a result, the cutter 72 is located at a position away from the straight line L by a distance S in the direction perpendicular to the straight line L.

図3(2)の状態から第一クランクピン14も第二クランクピン22も更に90度反時計方向に回転した状態を図3(3)に示す。この図3(3)の状態では、第一クランクピン14は180度の位置にあり、第二クランクピン22は0度の位置にある。第一クランクピン14も第二クランクピン22も直線L上にあるため、クランクアーム16もカッタ72も直線L上に位置する。この図3(3)におけるカッタ72の位置は、図3(1)のカッタ72の位置よりも円P1の直径の距離(2R)だけ図3で右側に位置する。   FIG. 3 (3) shows a state in which the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are further rotated 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. 3 (2). In the state of FIG. 3 (3), the first crankpin 14 is at a position of 180 degrees, and the second crankpin 22 is at a position of 0 degrees. Since both the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are on the straight line L, the crank arm 16 and the cutter 72 are also located on the straight line L. The position of the cutter 72 in FIG. 3 (3) is located on the right side in FIG. 3 by the distance (2R) of the diameter of the circle P1 from the position of the cutter 72 in FIG. 3 (1).

図3(3)の状態から第一クランクピン14も第二クランクピン22も更に90度反時計方向に回転した状態を図3(4)に示す。この図3(4)の状態では、第一クランクピン14は270度の位置にあり、第二クランクピン22は90度の位置にある。図3(4)では、第一クランクピン14は直線Lより下方にあり、第二クランクピン22は直線Lより上方にあるため、クランクアーム16は直線Lに対して時計方向に角度θだけ傾斜した状態となる。この結果、カッタ72は直線Lから直角方向に距離Sだけ上方に離れた所に位置する。   FIG. 3 (4) shows a state in which the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are further rotated 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. 3 (3). In the state of FIG. 3 (4), the first crank pin 14 is at a position of 270 degrees, and the second crank pin 22 is at a position of 90 degrees. In FIG. 3 (4), since the first crankpin 14 is below the straight line L and the second crankpin 22 is above the straight line L, the crank arm 16 is inclined clockwise by an angle θ with respect to the straight line L. It will be in the state. As a result, the cutter 72 is positioned away from the straight line L by a distance S in the direction perpendicular to the straight line L.

図3(1)、図3(2)、図3(3)、図3(4)、図3(1)、……の順に第一クランクピン14と第二クランクピン22を回転させることにより、カッタ72は2Rと2Sとの一方を長軸とし、他方を短軸とする楕円Q(図3(1))の上を移動することになる。   3 (1), 3 (2), 3 (3), 3 (4), 3 (1),... By rotating the first crankpin 14 and the second crankpin 22 in this order. The cutter 72 moves on an ellipse Q (FIG. 3A) having one of 2R and 2S as a major axis and the other as a minor axis.

カッタ72が直線Lに対して直角方向に離れる距離Sは、第一クランクピン14に対する第二クランクピン22の位相をずらすことによって、変化させることができる。図2のように、第一クランクピン14と第二クランクピン22との位相のずれを0度とすると、距離Sはほぼゼロである。第一クランクピン14の位相に対する第二クランクピン22の位相差を0度(図2)から徐々に変化させることで、距離S(縦方向の楕円の長さ)を徐々に大きくすることができる。第一クランクピン14に対する第二クランクピン22の位相差が徐々に変化して最大180度(図3の(2)及び(4))になった時に、距離Sは最大となる。第一クランクピン14と第二クランクピン22との位相差の変化は、制御手段26によって制御する。   The distance S at which the cutter 72 is separated in the direction perpendicular to the straight line L can be changed by shifting the phase of the second crankpin 22 with respect to the first crankpin 14. As shown in FIG. 2, when the phase shift between the first crankpin 14 and the second crankpin 22 is 0 degree, the distance S is almost zero. By gradually changing the phase difference of the second crankpin 22 relative to the phase of the first crankpin 14 from 0 degrees (FIG. 2), the distance S (length of the ellipse in the vertical direction) can be gradually increased. . When the phase difference of the second crankpin 22 with respect to the first crankpin 14 is gradually changed to a maximum of 180 degrees ((2) and (4) in FIG. 3), the distance S becomes the maximum. Changes in the phase difference between the first crankpin 14 and the second crankpin 22 are controlled by the control means 26.

ワーク46の穴44にカッタ72を挿入し(図7)、カッタ72がワーク46の穴44の内壁74にほぼ接触する位置まで、第一クランクピン14に対する第二クランクピン22の位相をずらして距離S(図3)を大きくする。その後、更に第一クランクピン14に対する第二クランクピン22の位相差を徐々に大きくすると、カッタ72はワーク46の穴44の内壁74に食い込む楕円の位置に沿って移動する。カッタ72が移動する楕円の大きさを徐々に大きくすることで、ワーク46の穴44の内壁74をカッタ72で加工することができる。その上、ワーク46を保持する加工物保持装置42をベッド40に対して移動させることで、ワーク46の軸方向の加工長さを調節することができる。   The cutter 72 is inserted into the hole 44 of the workpiece 46 (FIG. 7), and the phase of the second crankpin 22 with respect to the first crankpin 14 is shifted to a position where the cutter 72 substantially contacts the inner wall 74 of the hole 44 of the workpiece 46. The distance S (FIG. 3) is increased. Thereafter, when the phase difference of the second crankpin 22 with respect to the first crankpin 14 is further gradually increased, the cutter 72 moves along the position of an ellipse that bites into the inner wall 74 of the hole 44 of the workpiece 46. By gradually increasing the size of the ellipse to which the cutter 72 moves, the inner wall 74 of the hole 44 of the workpiece 46 can be processed by the cutter 72. In addition, by moving the workpiece holding device 42 that holds the workpiece 46 with respect to the bed 40, the machining length of the workpiece 46 in the axial direction can be adjusted.

図1においては、第二クランクピン22はクランクアーム16を貫通する状態とした。しかし、図4に示すように、第二クランクピン22は、クランクアーム16を貫通しない位置、即ちクランクアーム16より下位に配置し、第二クランクピン22に揺動自在に取付けた支持部材36でクランクアーム16の長さの途中を支持するようにする。この図4においても、クランクアーム16は図2や図3の動きと同一の動きを行うことができる。   In FIG. 1, the second crank pin 22 passes through the crank arm 16. However, as shown in FIG. 4, the second crankpin 22 is disposed at a position not penetrating the crank arm 16, that is, below the crank arm 16, and is a support member 36 that is swingably attached to the second crankpin 22. The middle part of the length of the crank arm 16 is supported. Also in FIG. 4, the crank arm 16 can perform the same movement as the movement of FIGS. 2 and 3.

距離Sの大きさを更に大きくしたい場合には、第一クランクピン14の偏心半径Rをより大きなものにするように第一クランク装置10の部品を交換するか、第二クランクピン22の偏心半径rをより小さなものにするように第二クランク装置18の部品を交換するかの少なくとも一方を変更すれば良い。これによって、カッタ72が移動する楕円の大きさを大きくすることができ、深い溝の加工を行うことができる。   When it is desired to further increase the distance S, the components of the first crank device 10 are replaced so that the eccentric radius R of the first crankpin 14 is increased, or the eccentric radius of the second crankpin 22 is increased. What is necessary is just to change at least one of the replacement | exchange of the components of the 2nd crank apparatus 18 so that r may be made smaller. As a result, the size of the ellipse to which the cutter 72 moves can be increased, and deep grooves can be processed.

本発明では、第一クランクピン14の位相と第二クランクピン22の位相とを相対的に変化させるだけでカッタ72の移動軌跡である楕円の大きさを変化させることができる。即ち、本発明は、従来の溝加工装置に必要としたクランクピンの偏心半径を加工時に可変させるための機構を省略することができるため、装置の製造コストを大幅に低減することができる。本発明では、加工時にクランク軸の偏心量を変える必要が無いため、従来のようなダイナミックバランスが補正しにくいという欠点を無くすことができる。更に、溝の深さを大きく形成することができる。   In the present invention, the size of the ellipse that is the movement locus of the cutter 72 can be changed only by relatively changing the phase of the first crankpin 14 and the phase of the second crankpin 22. That is, according to the present invention, the mechanism for changing the eccentric radius of the crank pin required for the conventional groove machining apparatus at the time of machining can be omitted, so that the manufacturing cost of the apparatus can be greatly reduced. In the present invention, since it is not necessary to change the eccentric amount of the crankshaft at the time of machining, it is possible to eliminate the drawback that it is difficult to correct the conventional dynamic balance. Furthermore, the depth of the groove can be increased.

本発明に係る内壁加工装置の一実施例を示す正面図である。It is a front view which shows one Example of the inner wall processing apparatus which concerns on this invention. 図1の主な構成要素の動きをスケルトンで示した構成図である。It is the block diagram which showed the motion of the main components of FIG. 1 with the skeleton. 図2の状態から2つのクランクピンの位相を変化させた状態を示すスケルトンで示した構成図である。It is the block diagram shown with the skeleton which shows the state which changed the phase of two crankpins from the state of FIG. 第二クランクピンとそれに揺動自在に支持される支持部材とを示す部分正面図である。It is a partial front view which shows a 2nd crankpin and the supporting member supported so that it can rock | fluctuate freely. 従来の溝加工装置を示す正面図である。It is a front view which shows the conventional groove processing apparatus. 図5の主な構成要素の動きをスケルトンで示した構成図である。It is the block diagram which showed the motion of the main components of FIG. 5 with the skeleton. 従来の溝加工装置でワークの内壁を加工している状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which is processing the inner wall of a workpiece | work with the conventional groove processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

12 第一クランク軸
14 第一クランクぴん
16 クランクアーム
20 第二クランク軸
22 第二クランクぴん
24 支持部材
26 制御手段
28 カウンタバランス用軸
30 アイドラ軸
34 タイミングベルト
36 支持部材
46 ワーク
72 カッタ
74 内壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 1st crankshaft 14 1st crankpin 16 Crank arm 20 2nd crankshaft 22 2nd crankpin 24 Support member 26 Control means 28 Counterbalance shaft 30 Idler shaft 34 Timing belt 36 Support member 46 Work 72 Cutter 74 Inner wall

Claims (4)

ワークの内部空間の内壁を加工工具で加工する方法において、クランクアームの一端に加工工具を取付け、前記クランクアームの他端付近に第一クランク軸によって回転させられる第一クランクピンを連結し、前記クランクアームの長さの途中位置を第二クランク軸によって回転させられる第二クランクピンまたはその第二クランクピンの動きに応じてクランク運動する支持部材のいずれかによって摺動自在に支持し、前記加工工具でワークの内壁を加工する際に、前記第一クランクピンの位相と前記第二クランクピンの位相とを徐々に変化させることを特徴とする内壁加工方法。   In the method of machining the inner wall of the internal space of the workpiece with a machining tool, a machining tool is attached to one end of the crank arm, a first crank pin that is rotated by a first crankshaft is connected to the other end of the crank arm, and The intermediate position of the length of the crank arm is slidably supported by either the second crankpin rotated by the second crankshaft or a support member that cranks according to the movement of the second crankpin, and the processing An inner wall machining method characterized by gradually changing the phase of the first crankpin and the phase of the second crankpin when machining the inner wall of the workpiece with a tool. ワークの内部空間の内壁を加工工具で加工する装置において、第一クランク軸と、前記第一クランク軸によってクランク運動させられる第一クランクピンと、第二クランク軸と、前記第二クランク軸によってクランク運動させられる第二クランクピンと、一端に加工工具を着脱自在に取付けられると共に他端付近に前記第一クランクピンを連結されるものであって、前記第二クランクピンまたはその第二クランクピンに揺動自在に支持される支持部材でその長さの途中を往復移動自在に支持されるクランクアームと、加工時に前記第一クランクピンの位相と前記第二クランクピンの位相とを徐々に変化させる制御手段とを有することを特徴とする内壁加工装置。   In an apparatus for machining an inner wall of an internal space of a workpiece with a machining tool, a crank motion is performed by a first crankshaft, a first crankpin that is cranked by the first crankshaft, a second crankshaft, and the second crankshaft. A second crankpin to be attached, a machining tool detachably attached to one end, and the first crankpin connected to the vicinity of the other end, swinging to the second crankpin or the second crankpin A crank arm that is supported by a support member that is freely supported so as to reciprocate in the middle of its length, and a control means that gradually changes the phase of the first crank pin and the phase of the second crank pin during processing. And an inner wall machining apparatus. 前記第一クランクピンのクランク運動の半径をRとし、前記第二クランクピンのクランク運動の半径をrとし、前記クランクアームの一端に取付けた前記加工工具の位置と前記第一クランクピンの回転中心点との間の距離をAとし、前記クランクアームの一端に取付けた前記加工工具の位置と前記第二クランクピンの回転中心点との間の距離をaとすれば、R:rの比率をほぼA:aの比率としたことを特徴とする請求項2記載の内壁加工装置。 The radius of the crank motion of the first crankpin is R, the radius of the crank motion of the second crankpin is r, and the position of the machining tool attached to one end of the crank arm and the rotation center of the first crankpin the distance between the point is a, if the distance between the rotation center point position and the second Kurankupi down of the working tool attached to one end of the crank arm and a, R: the ratio of r 3. The inner wall machining apparatus according to claim 2, wherein the ratio is approximately A: a. カウンタバランス用軸と、そのカウンタバランス用軸と前記第一クランク軸とによって三角形になる位置に配置されるアイドラ軸と、前記カウンタバランス用軸と前記第一クランク軸と前記アイドラ軸とに掛け渡されるタイミングベルトとを有することを特徴とする請求項2または3記載の内壁加工装置。   A counter balance shaft, an idler shaft disposed in a triangular position by the counter balance shaft and the first crank shaft, and spanned between the counter balance shaft, the first crank shaft and the idler shaft. 4. The inner wall processing apparatus according to claim 2, further comprising a timing belt.
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