JP5002177B2 - ホーニング工具ヘッド及び該ホーニング工具ヘッドを備えるホーニング工作機械 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、ワークの内周壁部の仕上げ作業で行われるホーニング加工に用いられるホーニング工具ヘッド及び該ホーニング工具ヘッドを備えるホーニング工作機械に関する。
従来から、例えば、自動車(内燃機関)のエンジンにおけるシリンダブロックは、先ず、鋳造により製造され、その後、シリンダボアが工作機械により機械加工される。通常、このような機械加工では、ワークであるシリンダボアを粗中ぐり加工した後、仕上げ中ぐり加工し、最後にホーニング加工により仕上げを行っている。
特許文献1には、ホーニング工作機械の主軸に装着されワークに臨みホーニング加工を行うホーニング工具ヘッドにおいて、粗用ホーニング砥石と仕上げ用ホーニング砥石とを備える技術的思想が記載されている。
図11は、上記従来の構成におけるホーニング工具ヘッド100の平面図である。ホーニング工具ヘッド100には、粗用ホーニング砥石102と仕上げ用ホーニング砥石104とが、等間隔で放射状に形成された孔部105に交互に嵌挿されている。
図12は、ホーニング工具ヘッド100に内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。図12に示すように、ホーニング工具ヘッド100は、粗用ホーニング砥石102と仕上げ用ホーニング砥石104とを夫々3個ずつ有し、粗用ホーニング砥石102及び仕上げ用ホーニング砥石104は、夫々粗用砥石シュー106(砥石台)及び仕上げ用砥石シュー108(砥石台)に固着されている。これら粗用ホーニング砥石102及び仕上げ用ホーニング砥石104は、ホーニング工具ヘッド100の軸方向同位置において、孔部105に案内されつつ径方向(図12の矢印B方向)に移動(拡縮)自在とされている。
さらに、ホーニング工具ヘッド100には、粗用砥石シュー106及び仕上げ用砥石シュー108を拡縮するための粗用テーパコーン110(拡張コーン軸)及び仕上げ用テーパコーン112(拡張コーン軸)が個別に摺動自在に挿入されている。
図12及び図13に示すように、粗用テーパコーン110のテーパ部110a、110bのテーパ面には、粗用砥石シュー106が摺動自在に当接している。同様に、図12及び図14に示すように、仕上げ用テーパコーン112のテーパ部112a、112bのテーパ面には、仕上げ用砥石シュー108が摺動自在に当接している。
また、粗用テーパコーン110の先部は三股状に分割されており、該三股状の粗用テーパコーン110の各間隙114には、仕上げ用テーパコーン112のテーパ部112a、112bが挟入されている。
次に、このようなホーニング工具ヘッド100を用いてホーニング加工を行う際に、粗用ホーニング砥石102及び仕上げ用ホーニング砥石104を径方向に拡縮させる動作について説明する。図15Aは、各ホーニング砥石102、104を共に拡張させた状態を説明するための図12の線XV−XVにおける概略断面図であり、図15Bは、仕上げ用ホーニング砥石104を拡張させた状態を説明するための図12の線XV−XVにおける概略断面図であり、図16は、図12の線XVI−XVIにおける概略断面図である。
先ず、粗用ホーニング砥石102を拡張させる際は、粗用テーパコーン110を図15Aの矢印A1方向に引き上げると、テーパ部110a、110bが粗用砥石シュー106の内側傾斜面106a、106bを押圧する。このため、矢印B方向(径方向外側)に向かって、各粗用ホーニング砥石102が放射状に拡張する。一方、前記拡張した状態から、粗用ホーニング砥石102を収縮させる際は、粗用テーパコーン110を矢印A2方向に押し下げると、各粗用ホーニング砥石102が矢印Bの反対方向(径方向内側)に向かって収縮される。
同様に、仕上げ用ホーニング砥石104を拡張させる際は、仕上げ用テーパコーン112を図15Aの矢印A1方向に引き上げると、テーパ部112a、112bが仕上げ用砥石シュー108の内側傾斜面108a、108bを押圧する。このため、矢印B方向(径方向外側)に向かって、各仕上げ用ホーニング砥石104が放射状に拡張する。一方、前記拡張した状態から、仕上げ用ホーニング砥石104を収縮させる際は、仕上げ用テーパコーン112を矢印A2方向に押し下げると、各仕上げ用ホーニング砥石104が矢印Bの反対方向(径方向内側)に向かって収縮される。
ところで、ホーニング加工においては、単純に粗用ホーニング砥石102及び仕上げ用ホーニング砥石104の拡張動作をON−OFFさせてワークの内径を加工する場合と、ワークの内径を図示しないエアマイクロ内径測定手段により測定し、加工経過時間や内径変化量に応じて、粗用テーパコーン110及び仕上げ用テーパコーン112の引き上げ力を調節することで、粗用ホーニング砥石102及び仕上げ用ホーニング砥石104の拡張力を変化させながら加工を行う場合とがある。後者の場合には、非常に高精度な加工が可能となる。
ところが、特に後者の場合において、粗用テーパコーン110や仕上げ用テーパコーン112の引き上げ力を増大させたとしても、実際の粗用ホーニング砥石102や仕上げ用ホーニング砥石104の拡張力の変化が鈍い、又は変化しない、すなわち、迅速に粗用ホーニング砥石102や仕上げ用ホーニング砥石104が拡張しないという問題が発生することが確認された。
このような問題の一つの要因として、粗用テーパコーン110を図16の矢印A1方向に引き上げて粗用ホーニング砥石102を矢印B方向に放射状に拡張する際に生じる、ワークからの加工反力F1(矢印Bとは反対方向の力)の存在が挙げられる。すなわち、図16及び図17に示すように、加工反力F1により、粗用テーパコーン110の間隙114が径方向内側に向かって圧迫されると、該粗用テーパコーン110に撓みが生じるため、仕上げ用テーパコーン112との間に摩擦力F2が発生する(図15A、図15B及び図17参照)。
すなわち、このような粗用テーパコーン110に生じる撓みに起因して発生する、仕上げ用テーパコーン112と粗用テーパコーン110との間の摩擦力F2により、粗用テーパコーン110や仕上げ用テーパコーン112の引き上げ力と、粗用ホーニング砥石102や仕上げ用ホーニング砥石104の拡張力との間に差異(伝達ロス)が生じることが、上記問題の大きな要因である。
特公昭60−52883号公報
本発明は、係る従来の課題を考慮してなされたものであり、少なくとも粗用ホーニング砥石と仕上げ用ホーニング砥石の2種類のホーニング砥石を持つようなホーニング工具ヘッドにおいて、各拡張コーン軸の引き上げ力に対応して各ホーニング砥石の拡張力を調節することを可能とするホーニング工具ヘッド及び及び該ホーニング工具ヘッドを備えるホーニング工作機械を提供することを目的とする。
本発明のホーニング工具ヘッドは、複数のホーニング砥石と、該各ホーニング砥石を支承する本体部と、該本体部に内装され、前記各ホーニング砥石を該本体部の軸方向と交差する径方向に拡縮自在な拡縮手段を備えるホーニング工具ヘッドであって、前記拡縮手段は、外側に第1のホーニング砥石が装着される第1の砥石シューと、前記第1の砥石シューの内側面に当接し、前記第1の砥石シューを押圧する第1の拡張コーン軸と、前記第1のホーニング砥石と同時又は個別に拡縮自在であり、外側に第2のホーニング砥石が装着される第2の砥石シューと、前記第2の砥石シューの内側面に当接し、前記第2の砥石シューを押圧すると共に、前記第1の拡張コーン軸の内側に挿入され、前記第1の拡張コーン軸と摺動可能な第2の拡張コーン軸と、前記第1の拡張コーン軸と前記第2の拡張コーン軸とを同時又は個別に軸方向に移動させる移動手段とを備え、前記第1の拡張コーン軸の先端部は、周方向に複数に分割されており、前記第2の拡張コーン軸には、径方向外方に突出した複数のテーパ部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記第1の拡張コーン軸の前記先端部の分割された部分の各間隙には、前記第2の拡張コーン軸の前記テーパ部が挿入され、前記第1の拡張コーン軸は長孔を有すると共に、前記第1の拡張コーン軸に、前記各間隙の開部を塞ぐように蓋部材が取り付けられることにより、前記長孔が形成され、さらに前記第2の拡張コーン軸の前記テーパ部は、前記長孔の存在する範囲で軸線方向に複数設けられ、前記蓋部材により、前記第1のホーニング砥石での加工による半径方向内方の加工反力が作用した際の、前記第1の拡張コーン軸の撓みが抑制され、前記第2の拡張コーン軸における前記第2の砥石シューの内側面に当接する部分を前記長孔から臨ませた状態で前記第2の砥石シューの内側面に当接させていることを特徴とする。
また、本発明のホーニング工作機械は、前記ホーニング工具ヘッドと、前記移動手段の移動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、第1の拡張コーン軸が前記長孔を有し、該長孔から第2の拡張コーン軸における第2の砥石シューの内側面に当接する部分が臨むように構成されているため、前記移動手段により第1の拡張コーン軸を引き上げて第1の砥石シューを拡張させる際に生じる加工反力に起因する第1の拡張コーン軸の撓みを抑制できる。このため、第1の拡張コーン軸と第2の拡張コーン軸との間に生じる摩擦力を大幅に低減することができ、前記移動手段からの第1の砥石シュー及び第2の砥石シューへの拡張力の伝達ロスを大幅に抑制することができる。
本発明によれば、長孔を備えることにより各コーン軸間に生じる摩擦力が抑制できるため、各コーン軸の引き上げ力に対応する各ホーニング砥石の拡張力の調節が可能となり、効率的で高精度なホーニング加工を行うことが可能となる。
以下、本発明に係るホーニング工具ヘッドについて、このホーニング工具ヘッドが搭載されるホーニング工作機械との関係で実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るホーニング工具ヘッド10を搭載するホーニング工作機械12の一部断面概略構成図であり、図2は、ホーニング工具ヘッド10の斜視図であり、図3は、ホーニング工具ヘッド10に内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。ホーニング工作機械12は、ワーク14(例えば、自動車のエンジンにおけるシリンダブロックのシリンダボア部)内に、ホーニング工具ヘッド10を挿入して、該ワーク14の内周壁部14aのホーニング加工を行う工作機械である。
ホーニング工作機械12は、上記のようにワーク14内に挿入され、拡径又は縮径させることが可能な略円柱形状からなるホーニング工具ヘッド10と、ホーニング工具ヘッド10に拡張力を与えるための第1油圧シリンダ16及び第2油圧シリンダ18と、前記拡張力を制御する制御回路20と、第1油圧シリンダ16及び第2油圧シリンダ18を収納する回転軸部22と、該回転軸部22を昇降動作させるための昇降用油圧シリンダ23とを備える。
ホーニング工具ヘッド10は、内部が中空の略円筒形状からなる本体部24と、本体部24の周面に等間隔で放射状に形成された孔部25に交互に嵌挿される粗用ホーニング砥石26(第1のホーニング砥石)及び仕上げ用ホーニング砥石28(第2のホーニング砥石)とを有する。また、粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28との間の本体部24における周面には、エアマイクロ検出手段31が放射状に、例えば、4個配設される。該エアマイクロ検出手段31は、ホーニング工具ヘッド10内に形成される図示しないエア通路により供給されるエアを、エアノズル31a(図2参照)から噴出させることにより、ワーク14の内周壁部14aの内径を測定するものである。なお、粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28としては、例えば、メタルボンドダイヤモンド砥石やビトリファイドボンド砥石等が用いられる。また、通常、粗用ホーニング砥石26の方が仕上げ用ホーニング砥石28よりも目の粗いものが用いられるが、これらは同一種類や同一のものとしてもよい。
また、図2に示すように、ホーニング工具ヘッド10には、外側先端に図示しないスロアウェイチップが取り付けられたバイトホルダ39が備えられていてもよく、該バイトホルダ39はボルト39aで交換自在となっている。この場合、バイトホルダ39は、後述する仕上げ用拡縮手段と同様の図示しない拡縮手段に連結され、径方向に移動(拡縮)自在であってもよい。
図3に示すように、ホーニング工具ヘッド10は、粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28とを夫々3個ずつ有し、粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28は、夫々粗用砥石シュー32(砥石台)及び仕上げ用砥石シュー34(砥石台)に固着されている。これら粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28は、ホーニング工具ヘッド10の軸方向同位置において、孔部25に案内されつつ径方向(図3の矢印B方向)に移動(拡縮)自在である。
さらに、ホーニング工具ヘッド10には、粗用砥石シュー32を径方向に拡張するための粗用テーパコーン36(第1の拡張コーン軸)が摺動自在に収納されると共に、該粗用テーパコーン36内には、仕上げ用砥石シュー34を径方向に拡張するための仕上げ用テーパコーン38(第2の拡張コーン軸)が該粗用テーパコーン36とは個別に摺動自在に挿入されている。図3及び図4に示すように、粗用テーパコーン36のテーパ部36a、36bのテーパ面には、粗用砥石シュー32の内側傾斜面32a、32bが摺動自在に当接している。同様に、図3及び図5に示すように、仕上げ用テーパコーン38のテーパ部38a、38bのテーパ面には、仕上げ用砥石シュー34の内側傾斜面34a、34bが摺動自在に当接している。
また、図4及び図6に示すように、粗用テーパコーン36の先部は三股状に分割されており、該三股状の粗用テーパコーン36の各間隙40には、各仕上げ用テーパコーン38のテーパ部38a、38bが挟入されている(図3及び図5参照)。そして、粗用テーパコーン36の前記三股状の先部から後部に向けて若干オフセットするように形成される凹部42には、前記三股状に分割されている各部を繋ぐように、すなわち、各間隙40の開部を塞ぐように孔部43を有するリング44(蓋部材)が取り付けられている。リング44は、例えば、凹部42内側面に雌ねじを形成し、リング44の外側面に雄ねじを形成し、これらを螺合させることにより着脱自在に固定される。また、リング44の固定方法は前記方法に限らず、例えば、リング44を凹部42の底部等にボルト締めにより固定する方法や、リング44を凹部42に圧入やかしめにより固定する方法、さらには、接着剤や溶接により固定する方法等が挙げられる。
このため、ホーニング工具ヘッド10では、粗用テーパコーン36の先部が三股状に分割され、該分割により形成される各間隙40の開部がリング44により塞がれることになる。従って、該粗用テーパコーン36には、等間隔で放射状に長孔46(長孔状孔部)が形成されていることになり(図6及び図7参照)、該長孔46から仕上げ用テーパコーン38の各テーパ部38a、38bが、仕上げ用砥石シュー34に臨むことになる。また、リング44の孔部43内には、該仕上げ用テーパコーン38の先端部が摺動自在に挿通している(図3参照)。
また、図8に示すように、粗用テーパコーン36と仕上げ用テーパコーン38は、夫々ドローバ48、50(移動手段)に連結される。
従って、粗用ホーニング砥石26を拡張させる際は、ドローバ48を上方に引き込み、粗用テーパコーン36を矢印A1方向に引き上げると、テーパ部36a、36bが粗用砥石シュー32の内側傾斜面32a、32bを押圧する。このため、矢印B方向(径方向外側)に向かって、各粗用ホーニング砥石26が本体部24の孔部25に案内されつつ放射状に拡張される。一方、前記拡張した状態から、粗用ホーニング砥石26を収縮させる際は、ドローバ48を下方に押し出し、粗用テーパコーン36を矢印A2方向に押し下げると、各粗用ホーニング砥石26が本体部24の孔部25に案内されつつ矢印Bの反対方向(径方向内側)に向かって収縮される。
同様に、仕上げ用ホーニング砥石28を拡張させる際は、ドローバ50を上方に引き込み、仕上げ用テーパコーン38を矢印A1方向に引き上げると、テーパ部38a、38bが仕上げ用砥石シュー34の内側傾斜面34a、34bを押圧する。このため、矢印B方向(径の遠心方向)に向かって、各仕上げ用ホーニング砥石28が本体部24の孔部25に案内されつつ放射状に拡張される。一方、前記拡張した状態から、仕上げ用ホーニング砥石28を収縮させる際は、ドローバ50を下方に押し出し、仕上げ用テーパコーン38を矢印A2方向に押し下げると、各仕上げ用ホーニング砥石28が本体部24の孔部25に案内されつつ矢印Bの反対方向(径方向内側)に向かって収縮される。
従って、本実施形態におけるホーニング工具ヘッド10では、粗用砥石シュー32、仕上げ用砥石シュー34、粗用テーパコーン36及び仕上げ用テーパコーン38が、粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28の拡縮手段として機能することになる。
以上のように構成されるホーニング工具ヘッド10は、図1に示すように、回転軸部22に連結されており、従って、回転軸部22が回転駆動されることに追従してホーニング工具ヘッド10も回転駆動される。
回転軸部22には、支持部材52により支持される昇降用油圧シリンダ23のピストンロッド23aが連結される。該ピストンロッド23aには、変速歯車54が嵌合され、該変速歯車54には、図示しないモータの回転軸に嵌合される図示しない歯車が噛合される。
また、昇降用油圧シリンダ23に作用する油圧の増減は、該昇降用油圧シリンダ23と油源56とを連結する油路58a、58bに介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ60(減圧バルブ)によって行われる。そして、油圧レギュレータ60が制御回路20により制御され、昇降用油圧シリンダ23の油圧が増減されることで、昇降用油圧シリンダ23のピストンロッド23aの昇降動作(矢印A方向)が行われる。
一方、ホーニング工具ヘッド10における粗用テーパコーン36と仕上げ用テーパコーン38とは、夫々ドローバ48、50に連結されると共に(図8参照)、各ドローバ48、50は、第1油圧シリンダ16のピストンロッド16a及び第2油圧シリンダ18のピストンロッド18aに夫々連結される。
従って、第1油圧シリンダ16に油圧が加えられると、ピストンロッド16aによりドローバ48が上方に引き込まれると共に、粗用テーパコーン36が上方に引き上げられる。その結果、粗用ホーニング砥石26が径方向(矢印B方向)に拡張される。同様に、第2油圧シリンダ18に油圧が加えられると、ピストンロッド18aによりドローバ50が上方に引き込まれると共に、仕上げ用テーパコーン38が上方に引き上げられる。その結果、仕上げ用ホーニング砥石28が径方向(矢印B方向)に拡張される。なお、粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28の拡張動作は、夫々を別個に実施しても同時に実施してもよい。
上記のような第1油圧シリンダ16に作用する油圧の増減は、該第1油圧シリンダ16と油源64とを連結する油路66に介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ68(減圧バルブ)によって行われる。同様に、第2油圧シリンダ18に作用する油圧の増減は、該第2油圧シリンダ18と油源70とを連結する油路72に介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ74(減圧バルブ)によって行われる。なお、油圧レギュレータ68、74による油圧制御は、制御回路20(制御手段)から指示に基づいて実行される。
従って、上記第1油圧シリンダ16、第2油圧シリンダ18の作用により、粗用ホーニング砥石26若しくは仕上げ用ホーニング砥石28、又は、粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28をワーク14の内周壁部14aに対して、適切な拡張力で当接させることができる。
次に、基本的には、以上のように構成される本実施形態に係るホーニング工具ヘッド10を搭載するホーニング工作機械により、ワーク14に対してホーニング加工を行う場合の動作について説明する。
先ず、ワーク14が所定の位置に配置されると、昇降用油圧シリンダ23の作用により、ピストンロッド23aが降下される。そして、該降下に伴って、回転軸部22が降下され、ホーニング工具ヘッド10がワーク14内に挿入される。
次いで、ワーク14の内周壁部14aが所望の内径及び表面粗さとなるまで、粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28による加工が実行される。具体的には、上記したように、制御回路20により油圧レギュレータ68、74を制御して、第1油圧シリンダ16と第2油圧シリンダ18への油圧を増減させる。そうすると、ドローバ48、50により、粗用テーパコーン36及び仕上げ用テーパコーン38が引き上げられ、又は下げられて、粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28とに拡張力、又は収縮力が生じ、これら粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28とを必要に応じて選択しながら、ワーク14に対して加工を行う。
この場合、加工精度を一層向上させるために、エアマイクロ検出手段31により、ワーク14の内周壁部14aの内径変化量を検出すると共に、制御回路20により加工経過時間等を計測しながら、油圧レギュレータ68、74の制御を実施して、粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28の拡張力(収縮力)を変化させながら加工を行うことによって、高精度な加工を実現する。
ところで、このように粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28の拡張力(収縮力)を制御しながら加工を行う際には、上記従来の構成では、図15A及び図15Bに示すように、粗用テーパコーン110に生じる撓みに起因して発生する仕上げ用テーパコーン112と粗用テーパコーン110との間の摩擦力F2により、粗用テーパコーン110及び仕上げ用テーパコーン112の引き上げ力(押し下げ力)と、粗用ホーニング砥石102及び仕上げ用ホーニング砥石104の拡張力(収縮力)との間に差異が生じるという問題が生じていた。
しかしながら、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド10では、上記のように、粗用テーパコーン36の先部が分割されて形成される各間隙40の開部がリング44により塞がれ、該粗用テーパコーン36には長孔46が形成されている(図7参照)。そして、仕上げ用テーパコーン38のテーパ部38a、38bが、長孔46から仕上げ用砥石シュー34に臨むように構成されている(図3参照)。
このため、図7や図8に示すように、粗用ホーニング砥石26での加工による加工反力F1が作用したとしても、リング44により、粗用テーパコーン36の開部が塞がれているため、該粗用テーパコーン36に仕上げ用テーパコーン38を押圧するような撓みが生じることを大幅に抑制できる。
すなわち、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド10によれば、加工反力F1に起因する摩擦力F2を大幅に低減することができ、上記のように、粗用ホーニング砥石26と仕上げ用ホーニング砥石28の拡張力(収縮力)を制御しながら加工を行う場合であっても、ドローバ48、50の引き込み力をリニアに粗用ホーニング砥石26及び仕上げ用ホーニング砥石28の拡張力(収縮力)として作用させることができる。
従って、本実施形態に係るホーニング工作機械12では、ホーニング工具ヘッド10を搭載することにより、効率的で高精度なホーニング加工を実現することが可能となる。
ここで、図9のグラフに、上記従来の構成のホーニング工具ヘッド100を用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石102の拡張圧のばらつきを示し、図10のグラフに、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド10を用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石26の拡張圧のばらつきを示す。
図9及び図10を比較することにより、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド10を用いることで、上記従来の構成に比べて、粗用ホーニング砥石26の拡張圧のばらつきが大幅に抑制されると共に、平均拡張圧も低下することが明らかとなった。すなわち、ホーニング工具ヘッド10では、拡張に必要とする拡張圧が下がって、粗用ホーニング砥石26がスムーズに動作することができるようになり、拡張圧のばらつきが大幅に抑制されて、精度よい拡縮動作をすることができるようになった。
以上のように、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド10及び該ホーニング工具ヘッド10を備えるホーニング工作機械12によれば、粗用テーパコーン36の先部に蓋部材としてのリング44を設けることにより長孔46を形成し、粗用テーパコーン36を引き上げて粗用ホーニング砥石26を拡張する際、加工反力F1による該粗用テーパコーン36の撓みを抑制するように構成している。このため、粗用テーパコーン36を引き上げることによる粗用ホーニング砥石26への拡張力の伝達ロスを大幅に抑制することができる。さらに、粗用テーパコーン36の加工反力F1による内径向きの撓みを抑制することにより、仕上げ用テーパコーン38と粗用テーパコーン36との摺動面における摩擦力F1を低減することができ、このため、仕上げ用ホーニング砥石28の拡張力も適切に制御することができる。
また、ホーニング工具ヘッド10では、仕上げ用テーパコーン38のテーパ部38a、38bを、リング44により粗用テーパコーン36に形成される長孔46に臨む構成としているため、組立てや分解が容易となる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず、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当然可能である。
例えば、蓋部材としてのリング44の孔部43は必ずしも設ける必要はなく、この場合には、仕上げ用テーパコーン38の先部を粗用テーパコーン36の内部で摺動させるように構成すればよい。
また、粗用テーパコーン36の先部は、上記三股状に分割されるものに限らず、例えば、二股状や四股状等でもよい。このようにすれば、粗用ホーニング砥石26や仕上げ用ホーニング砥石28の配置数を容易に変更可能である。
さらに、ホーニング工具ヘッド10が搭載されるホーニング工作機械12の構成は上記実施形態に記載の構成に限定されるものではない。例えば、第1油圧シリンダ16、第2油圧シリンダ18及び昇降用油圧シリンダ23の替わりに、電動機構を適用してもよい。該電動機構を適用する場合には、例えば、拡縮制御手段としての油圧レギュレータ60、68、74の替わりに、トルク制御可能なモータと、該モータの回転運動を移動手段であるドローバに直線運動として伝達するボールねじ機構と、前記モータのトルクを制御するトルク制御手段等を備えればよい。
本発明の実施形態に係るホーニング工具ヘッドを搭載するホーニング工作機械の一部断面概略構成図である。 前記ホーニング工具ヘッドの斜視図である。 前記ホーニング工具ヘッドに内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。 前記ホーニング工具ヘッドにおいて、粗用テーパコーンに粗用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 前記ホーニング工具ヘッドにおいて、仕上げ用テーパコーンに仕上げ用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 前記粗用テーパコーンの一部省略斜視図である。 前記粗用テーパコーンの一部省略平面図である。 図3の線VIII−VIIIにおける概略断面図である。 従来の構成におけるホーニング工具ヘッドを用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石の拡張圧のばらつきを示すグラフである。 前記実施形態におけるホーニング工具ヘッドを用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石の拡張圧のばらつきを示すグラフである。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドの平面図である。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドに内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドにおいて、粗用テーパコーンに粗用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドにおいて、仕上げ用テーパコーンに仕上げ用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 図15Aは、前記従来の構成における粗用ホーニング砥石及び仕上げ用ホーニング砥石を共に拡張させた状態を説明するための図12の線XV−XVにおける概略断面図であり、図15Bは、前記仕上げ用ホーニング砥石を拡張させた状態を説明するための図12の線XV−XVにおける概略断面図である。 図12の線XVI−XVIにおける概略断面図である。 前記粗用テーパコーンの一部省略平面図である。
符号の説明
10、100…ホーニング工具ヘッド 12…ホーニング工作機械
14…ワーク 16…第1油圧シリンダ
18…第2油圧シリンダ 20…制御回路
22…回転軸部 23…昇降用油圧シリンダ
24…本体部 25、43、105…孔部
26、102…粗用ホーニング砥石 28、104…仕上げ用ホーニング砥石
31…エアマイクロ検出手段 32、106…粗用砥石シュー
34、108…仕上げ用砥石シュー
32a、32b、34a、34b、106a、106b、108a、108b…内側傾斜面
36、110…粗用テーパコーン
36a、36b、38a、38b、110a、110b、112a、112b…テーパ部
38、112…仕上げ用テーパコーン 40、114…間隙
42…凹部 44…リング
46…長孔 48、50…ドローバ
52…支持部材 54…変速歯車
56、64、70…油源 60、68、74…油圧レギュレータ

Claims (2)

  1. 複数のホーニング砥石と、該各ホーニング砥石を支承する本体部と、該本体部に内装され、前記各ホーニング砥石を該本体部の軸方向と交差する径方向に拡縮自在な拡縮手段を備えるホーニング工具ヘッドであって、
    前記拡縮手段は、外側に第1のホーニング砥石が装着される第1の砥石シューと、
    前記第1の砥石シューの内側面に当接し、前記第1の砥石シューを押圧する第1の拡張コーン軸と、
    前記第1のホーニング砥石と同時又は個別に拡縮自在であり、外側に第2のホーニング砥石が装着される第2の砥石シューと、
    前記第2の砥石シューの内側面に当接し、前記第2の砥石シューを押圧すると共に、前記第1の拡張コーン軸の内側に挿入され、前記第1の拡張コーン軸と摺動可能な第2の拡張コーン軸と、
    前記第1の拡張コーン軸と前記第2の拡張コーン軸とを同時又は個別に軸方向に移動させる移動手段とを備え、
    前記第1の拡張コーン軸の先端部は、周方向に複数に分割されており、
    前記第2の拡張コーン軸には、径方向外方に突出した複数のテーパ部が周方向に間隔をおいて設けられ、
    前記第1の拡張コーン軸の前記先端部の分割された部分の各間隙には、前記第2の拡張コーン軸の前記テーパ部が挿入され、
    前記第1の拡張コーン軸は長孔を有すると共に、
    前記第1の拡張コーン軸に、前記各間隙の開部を塞ぐように蓋部材が取り付けられることにより、前記長孔が形成され、
    さらに前記第2の拡張コーン軸の前記テーパ部は、前記長孔の存在する範囲で軸線方向に複数設けられ、
    前記蓋部材により、前記第1のホーニング砥石での加工による半径方向内方の加工反力が作用した際の、前記第1の拡張コーン軸の撓みが抑制され、
    前記第2の拡張コーン軸における前記第2の砥石シューの内側面に当接する部分を前記長孔から臨ませた状態で前記第2の砥石シューの内側面に当接させていることを特徴とするホーニング工具ヘッド。
  2. 請求項1記載のホーニング工具ヘッドと、
    前記移動手段の移動を制御する制御手段とを備えることを特徴とするホーニング工作機械。
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