JP5346652B2 - 内径研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに予め形成された穴の内面を内径研削工具を用いて研削する方法に関する。

シリンダブロックとロアブロックを合わせて形成されるクランクジャーナル軸受けなどのように、軸方向に複数の研削部がある場合にこれらを同時に研削する加工工具が特許文献１、２などに提案されている。

特許文献１にはワークの通し孔を中ぐり加工するボーリングマシンとして、アーバに所定間隔でバイトを設けたものが開示され、特にこの先行技術では、油圧シリンダでアーバにテンションを付与してアーバの剛性を向上させ、アーバの撓みをなくして加工精度を向上させている。

特許文献２には、円筒部材（アーバ）にスリットを形成し、このスリットに砥石を径方向に出没可能に設け、また円筒部材内にテーパ部を有するドローバーを挿通し、ドローバーを軸方向に移動させることで、ドローバーのテーパ面と摺接するテーパ面を有する砥石が拡径する構造が提案されている。

特開平３−０２６４０７号公報 特開平１０−２４９７０６号公報

図５は特許文献２に開示されるようにツールホルダ内にドローバーを挿入した工具の模式図であり、この図では分かりやすくするため、研削部（砥石）とこれを拡径せしめるテーパ面を複数示している。

図５（ａ）はドローバーを引張していない状態で、この状態からドローバーを軸方向に引いて移動させた際に、ドローバーに全く伸びがなければ、図５（ｂ）に示すように研削部（砥石）の径方向の突出量は軸方向のどの部分でも等しくなる。しかしながら、現実にはドローバーには伸びが生じるため、図５（ｃ）に示すように、研削部（砥石）の径方向の突出量が異なってしまう。

一方、特許文献１にはアーバを研削時に引張することが開示されているが、あくまでもアーバの撓みをなくすためのものであり、ドローバーの伸びとの差を解消するものではない。

更に、ドローバーの伸びを解消するため、ドローバーの材料を極めて伸びの小さなものに変えることも考えられるが、超合金などを用いるとコストアップになり、加工穴の小径の場合にはドローバーも細くなり伸びをなくすことは困難である。また、予め伸び量を見込んでドローバーのテーパ面を形成することも考えられるが、ドローバーの伸び量は温度などにも影響されるため、予め伸び量を確定することができない。

上記課題を解決するため本発明に係る内径研削方法は、研削部を径方向に移動可能に保持した筒状ツールホルダ内に前記研削部の径方向突出量を調整するドローバーを挿通した内径研削工具を用いた内径研削方法において、前記ドローバーを引張する際に発生するドローバーの伸び量と同じ伸び量を前記筒状ツールホルダにも発生せしめるようにした。

前記筒状ツールホルダの引張方向はドローバーの引張方向と反対方向とすることで、ドローバーの軸方向位置に応じた伸び量に適切に対応することができる。

前記筒状ツールホルダに伸びを生じさせる手段としては、筒状ツールホルダの先端を保持する支持軸をシリンダユニットなどによって引き込む構造が考えられる。また、筒状ツールホルダの形状を伸びやすい形状としてドローバーの伸び量に併せることも考えられる。

本発明に係る内径研削方法にあっては、ツールホルダの軸方向に複数の研削部を設け、これら研削部をドローバーを軸方向に移動させることで、拡径動作せしめる場合に、ドローバーを軸方向に引張する際の伸びと同量だけ研削部を保持するツールホルダも伸ばすようにしたので、図５（ｄ）に示すように、ドローバーに形成したテーパ部と研削部との位置関係が一定の関係を維持でき、複数の研削部の拡径量を等しくすることができる。

その結果、特定の部位の研削部のみが磨耗することがなく、内径研削を高精度に行うことができ、工具の寿命も長くなる。

本発明に係る内径研削方法を実施する内径研削工具の軸方向に沿った断面図 ツールホルダ引張機構の拡大断面図 内径研削工具の拡大断面図 図３のＡ−Ａ矢示断面図 （ａ）〜（ｄ）はドローバーのテーパ部と研削部との位置関係をツールホルダの伸びとの関係で説明した模式図

以下に添付図面に基づいて好適な実施例を説明する。本実施例では内径研削工具は基台１に取り付けられたモータ２によって回転せしめられるボールネジによってテーブル３が移動可能とされ、このテーブル３にはワークＷが位置決め固定される。また内径加工工具の主軸受け４は基台１に固定され、この主軸受け４には主軸５が回転可能に保持されている。

前記主軸５はスピンドルモータ６によって回転せしめられる。主軸５の一端には筒状をなすツールホルダ７が取り付けられ、このツールホルダ７には加工対象となるワークの被加工部（クランクジャーナル軸受けなど）に対応して複数の研削部８が軸方向に離間して保持されている。尚、回転バランスを考慮してツールホルダ７の周方向にも複数の研削部が等間隔で配置されている。

研削部８は例えば先端部にダイヤモンド砥粒やＣＢＮを固着した金属製のチップ９の基端部をツールホルダ７にボルト１０で結合し、金属製のチップ９の先端には砥石１１を取り付けている。砥石１１を取り付けた状態で金属製のチップ先端はヒンジ効果で径方向内側に付勢される。尚、砥石以外の刃具を取り付けてもよい。

また前記ツールホルダ７は複数の分割ホルダ７ａを軸方向に連結して構成され、このツールホルダ７内にはドローバー１２が挿通されている。ドローバー１２の基端部は前記主軸５を貫通し、その端部はスラストモータ１３によって軸方向に移動する引張部材１４に連結されている。

ドローバー１２の各研削部８に対応する表面にはテーパ面１２ａが形成され、一方各分割ホルダ７ａには径方向に貫通穴１５が形成され、この貫通穴１５内に一端がテーパ面１２ａに当接し、他端が研削部８の先端部内側に当接するピン１６を配置している。

一方、前記チップ９の先端寄りの部分には厚み方向にネジ穴１７が貫通して形成され、このネジ穴１７内に調整ビス１８が設けられ、この調整ビス１８の一端は前記ピン１６の他端に当接している。そして、調整ビス１８を廻してピン１６とチップ９との距離を調整することで個々の砥石１１の径方向の突出量を調整する。

而して、前記ドローバー１２をスラストモータ１３を駆動して図１において右方向に引張することで、ドローバー１２が移動しテーパ面１２ａによってピン１６が径方向外側に押し上げられ、研削部８の先端が拡径する。

尚、ピン１６を設けずに研削部８の一部をドローバー１２のテーパ面１２ａに直接当たる形状としてもよい。また、テーパ面１２ａは研削部ごとに複数形成したが、連続した一つのテーパ面としてもよい。

一方、前記ツールホルダ７の先端部は支軸受け１９に回転自在に保持されている。またツールホルダ７の先端部には冷却液の供給部２０が取り付けられ、この冷却液の供給部２０からツールホルダ７の軸方向に形成された冷却液通路２１に冷却液が送られ、ツールホルダ７に形成した噴出穴から冷却液が被研削面に向けて供給される。

前記支軸受け１９は基台１に設けたテーブル２２に支持され、このテーブル２２は基台１に設けたレール２３に係合し、移動可能とされている。

また基台１の一端側には支持板２５が設けられ、この支持板２５にツールホルダ７の引張機構を構成するシリンダ２６が取り付けられている。このシリンダ２６のロッド２７は連結具２８を介して前記支軸受け１９に結合している。

ツールホルダ７を引張する機構としてはシリンダ２６に限定されず、モータとボールネジ機構の組み合わせや楔機構なども考えられる。

以上において、前記スラストモータ１３を駆動してドローバー１２を図１において右方向に引張して研削部８を拡径せしめる場合、ドローバー１２の基端側の伸びは少なく先端側で大きくなる。そして、伸びが大きくなると、図５（ｃ）で説明したように、先端側の研削部８の拡径量が少なくなる。

そこで、ドローバー１２を引張すると同時にシリンダ２６を駆動してツールホルダ７をドローバー１２と反対方向に引張する。ツールホルダ７の基端側は主軸５に固着されているので、ツールホルダ７を引張すると先端側が伸びる。この伸び量と前記ドローバー９の先端側の伸び量が等しくなるようにシリンダ２６による引張力を調整することで、図５（ｄ）に示したように、各研削部８の拡径量が等しくなる。

本発明に係る内径研削方法は、ジャーナル軸受けなどの内周面の研削を行う分野で利用することができる。

１…基台、２…モータ、３…シリンダ、４…主軸受け、５…主軸、６…スピンドルモータ、７…ツールホルダ、７ａ…分割ホルダ、８…研削部、９…チップ、１０…ボルト、１１…砥石、１２…ドローバー、１２ａ…ドローバーのテーパ面、１３…スラストモータ、１４…引張部材、１５…貫通穴、１６…ピン、１７…ネジ穴、１８…調整ビス、１９…支軸受け、２０…供給部、２１…冷却液通路、２２…テーブル、２３…レール、２５…支持板、２６…シリンダ、２７…シリンダのロッド、２８…連結具、Ｗ…ワーク。

Claims (2)

1. 研削部を径方向に移動可能に保持した筒状ツールホルダ内に前記研削部の径方向突出量を調整するドローバーを挿通した内径研削工具を用いた内径研削方法であって、前記筒状ツールホルダの引張方向はドローバーの引張方向と反対方向とし、前記ドローバーを引張する際に発生するドローバーの伸び量と同じ伸び量を前記筒状ツールホルダにも発生せしめることを特徴とする内径研削方法。
2. 請求項１に記載の内径研削方法において、前記筒状ツールホルダの先端を保持する支持軸をシリンダユニットなどの駆動源で引き込むことで筒状ツールホルダに伸びを生じさせることを特徴とする内径研削方法。