JP5660328B2 - 穿孔方法 - Google Patents

Description

本発明は、穿孔方法に関するものである。

従来から、ワークに孔加工を施すための加工方法として、切削刃を有する回転工具を用いる手法が広く用いられている。そして、特に、深孔を加工する必要がある場合には、ガンドリル加工方法が採用されている。ガンドリル加工方法は、図８（ａ）に例示されるように、ワークＷに形成される孔１０の、直径に対する長さの比が、例えば１：４０程度の深孔加工をも可能とするものである。又、これに用いられる回転工具であるガンドリル１２は、直径に対する長さの比が、加工すべき孔１０の直径対長さ比以上のものとなる。従って、孔１０の加工中におけるガンドリル１２の変形を可能な限り抑え、孔１０の位置度を高めるため、図８（ｂ）に示されるように、ガンドリル１２の先端部にはガイドパット１２ａが設けられている。

このガイドパット１２ａは、切削刃１２ｂの刃先位置に対して、ガンドリル１２の回転方向に所定の角度だけ位相がずれた位置に、孔１０の穿孔中、ガンドリル１２によってワークＷに既に形成された孔１０の（円筒状の）壁面１０ａに摺接する態様で、設けられている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平０５−２５３７２２号公報 特開２００５−２８８６６９号公報

ところで、一般に、製品の製造手順は、図１（ｂ）に示されるように、設計（Ｓ１０）、製品形状決定（Ｓ２０）、設備製作・調整（Ｓ３０）、試加工（Ｓ４０）、精度ＯＫ（の確認）（Ｓ５０）、生産開始（Ｓ６０）の、各工程を踏むことが多い。しかしながら、上述のように、ガンドリル１２を用いて孔１０を穿孔を行なう製品を製造する場合、実際には、一回の試加工（Ｓ４０）の後に精度ＯＫ（Ｓ５０）となることは稀であり、試加工（Ｓ４０）の後に、設備製作・調整（Ｓ３０）へと戻る作業を繰り返し、精度ＯＫ（Ｓ５０）へと到達することとなる。
しかも、試加工（Ｓ４０）において、ワークＷに対し実際に孔１０を穿孔した後、孔１０の位置度を測定する際に、孔１０の位置度測定に用いられる三次元測定器のプローブが、孔奥まで到達しないような深孔の場合には、ワークＷを破壊検査する必要がある。よって、試加工（Ｓ４０）と設備製作・調整（Ｓ３０）とを繰り返す、いわゆるトライ＆エラーに要する負担は、極めて大きなものとなる。

ところで、本発明者らは、鋭意研究の結果、ガンドリル加工方法におけるトライ＆エラーを繰り返す中で、孔の位置度を低下させる要因を把握するに至った。すなわち、穿孔中は、図８（ｂ）に示されるように、孔１０の壁面１０ａに対して、ガンドリル１２のガイドパット１２ａから荷重Ｆが付与され、ワークＷの孔１０を施す部位に薄肉部等、剛性が局所的に異なる部位が存在すると、孔壁面１０ａは薄肉方向へと変位（変形）してしまう。このような孔壁面１０ａの変位を受けて、矢印Ａで示されるように、切削刃１２ｂは薄肉方向へと逃げるようにして穿孔を進め、結果として、孔１０は図８（ａ）に矢印で示されるようにワークＷの薄肉方向へと曲がり、孔１０の位置度が損われるものである。
本発明は、上記の如き事情に鑑みてなさたものであり、その目的とするところは、深孔加工を行なう際の孔の位置度を、短時間で所望の精度に高め、試加工と設備製作・調整とを繰り返すトライ＆エラーを、不要とすることにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）切削刃を有する回転工具を用いてワークに穿孔を行なう穿孔方法であって、前記回転工具による穿孔中、その回転工具から、前記ワークに既に形成された孔壁面に付与される荷重を受けて生じる、孔壁面の変位の量を予測する工程と、該予測された孔壁面の変位の量に基づき、前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程と、該対策を施したワークに対し、前記回転工具を用いて穿孔を行なう工程とを含む穿孔方法（請求項１）。
本項に記載の穿孔方法は、切削刃を有する回転工具を用いてワークに対し実際に穿孔を行なう前段階で、回転工具による穿孔中その回転工具から、ワークに既に形成された孔壁面に付与される荷重を受けて生じる、孔壁面の変位の量を予測する。そして、予測された孔壁面の変位の量に基づき、ワークに対して孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施すものである。すなわち、予測される孔壁面の変位の量に基づく孔加工の曲がり修正対策を、製品設計段階、又は、加工条件設定段階で盛り込むものである。そして、対策を施したワークに対し、実際に回転工具を用いて穿孔を行なうことで、試加工及び設備製作・調整を繰り返すことなく、孔の所望の位置度を確保するものである。

（２）上記（１）項において、前記回転工具として、ガイドパットを備える回転工具を用い、前記孔壁面の変位の量を予測する工程において、前記ガイドパットが前記孔壁面に当接する位置と、前記切削刃の刃先が前記孔壁面に当接する位置とに対応する、前記孔壁面に生じる変位の量を予測する穿孔方法（請求項２）。
本項に記載の穿孔方法は、孔壁面の変位の量を予測する際に、ガイドパットが孔壁面に当接する（孔の円周方向の）位置と、切削刃の刃先が孔壁面に当接する（孔の円周方向の）位置とに対応する、孔壁面に生じる変位の量を予測し、各変位量に基づき、ワークに対して孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施すものである。

（３）上記（２）項の、前記孔壁面の変位の量を予測する工程において、前記ガイドパットが前記孔壁面に当接して孔壁面に生じる変位に起因する、前記孔壁面の前記切削刃が当接する位置での変位を考慮して、前記孔の曲がり傾向を求め、前記孔壁面の予測された変位の量に基づき、前記ワークに対して前記変位を打ち消すための対策を施す工程において、求められた前記孔の曲がり傾向を解消するための、所定の対策を施す穿孔方法（請求項３）。
本項に記載の穿孔方法は、孔壁面の変位の量を予測する際に、ガイドパットが孔壁面に当接して孔壁面に生じる変位に起因する、孔壁面の切削刃が当接する位置での影響を考慮した上で、孔の曲がり傾向（孔の曲がり方向及び曲がり量、位置度）を求めるものである。そして、孔壁面の予測された変位の量に基づき求められた、孔の曲がり傾向を解消するための、所定の対策を施すものである。

（４）上記（１）から（３）項の、前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程において、前記ワークの形状変更を行なう穿孔方法。（請求項４）。
本項に記載の穿孔方法は、ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す際に、製品設計にフィードバックを行なうものである。例えば、ワークの孔を穿孔する部位に、薄肉部等剛性の異なる部位が存在することで、孔の曲がりが生じている場合には、孔を穿孔する部位の剛性バランスを取るように、ワークの肉圧調整を行なうものである。具体的には、薄肉部に剛性バランスを取るための肉盛を行い、又は、薄肉部に対し剛性バランス上の対象位置にある部分の肉を薄くする、等の設計変更を行なうものである。そして、この設計変更を、予測した孔壁面の変位の量に基づき行なうものである。

（５）上記（１）から（４）項の、前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程において、前記ワークに対し、前記孔壁面の変位を抑えるための荷重を付与する穿孔方法（請求項５）。
本項に記載の穿孔方法は、ワークに対して孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す際に、ワークに対し、孔壁面の変位を抑えるための荷重を付与するものである。例えば、ワークの孔を穿孔する部位に、薄肉部等剛性の異なる部位が存在することで、孔の曲がりが生じている場合には、ワークの外壁から薄肉部に荷重を加え、薄肉部の変形を抑え込んで、孔の壁面に変形が生じないようにするものである。そして、この荷重を付与する位置や大きさの決定を、予測した孔壁面の変位の量に基づき行なうものである。

（６）上記（１）から（５）項の、前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程において、前記ワークに対する前記回転工具の軸方向の角度が、前記孔壁面の変位を打ち消す方向となるように、前記回転工具に対する前記ワークの保持角度を設定する穿孔方法（請求項６）。
本項に記載の穿孔方法は、ワークに対して孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す際に、ワークに対する回転工具の軸方向の角度が、孔壁面の変位を打ち消す方向となるように、回転工具に対するワークの保持角度を設定するものである。例えば、ワークの孔を穿孔する部位に、薄肉部等剛性の異なる部位が存在することで、孔の曲がりが生じている場合には、ワークの保持治具を調整し、薄肉部の変形が生じない方向に穿孔が進むように、回転工具とワークとの角度を定めて、ワークを保持するものである。そして、この角度の決定を、予測した孔壁面の変位の量に基づき行なうものである。

本発明はこのように構成したので、深孔加工を行なう際の孔の位置度を、短時間で所望の精度に高め、試加工と設備製作・調整とを繰り返すトライ＆エラーを不要とすることが可能となる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る穿孔方法を示すフロー図であり、（ｂ）は比較例として、従来の穿孔方法に係るフロー図である。 本発明の実施の形態に係る穿孔方法において、回転工具のガイドパットが孔壁面に当接する位置と、回転工具の切削刃の刃先が前記孔壁面に当接する位置とに対応する、孔壁面に生じる変位の量を予測する手法を示す説明図であり、（ａ）は孔壁面の変形を模式的に示す断面図、（ｂ）は、孔壁面に生じる変位の量を予測する際に、孔の軸方向と直交する面に設定する座標軸を示す説明図である。 図２（ｂ）の座標により定められる各位置に対し荷重を付与した際の、孔壁面の変形の量を示す図表である。 本発明の実施の形態に係る穿孔方法において、簡易モデルを用いて孔の曲がり傾向を予測した結果を検証したものであり、（ａ）は簡易モデルの概観図、（ｂ）は孔の曲がり方向の検証図、（ｃ）は孔の曲がり量の検証図である。 本発明の実施の形態に係る穿孔方法を適用するワークの一例としての、シリンダヘッドを示す平面図である。 図５のシリンダヘッドにおける、孔の曲がり傾向を検証した図である。 本発明の実施の形態に係る穿孔方法において、シリンダヘッドの断面図と共に、ワークに対し孔壁面の変位を抑えるための荷重を付与するクランプを、模式的に示したものである。 従来の穿孔方法を説明するものであり、（ａ）はシリンダヘッドの断面図、（ｂ）は、その穿孔方法に用いられるガンドリルの先端部と共に、シリンダヘッドに形成された孔を断面図示したものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて説明する。本説明において、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、同一符号を付して、詳しい説明を省略する。又、適宜、従来技術に係る図８も参照されたい。
本発明の実施の形態に係る穿孔方法は、ワークＷに対して、ガンドリル１２を用いて孔１０の穿孔を行なうものであり、図１（ａ）に示されるように、設計（Ｓ１０）、製品形状決定（Ｓ２０）、設備製作・調整（Ｓ３０）、試加工（Ｓ４０）、精度ＯＫ（の確認）（Ｓ５０）、生産開始（Ｓ６０）の各工程が含まれる。しかも、一回の試加工（Ｓ４０）で、精度ＯＫ（Ｓ５０）とすることを可能とするものである。以下に、その具体的手法について説明する。

本発明の実施の形態では、設計（Ｓ１０）のステップには、予測された孔１０壁面１０ａの変位の量に基づき、ワークＷ対して孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すための、適切な対策を施す工程が含まれるものである。
又、製品形状決定（Ｓ２０）のステップには、ガンドリル１２による孔１９の穿孔中、そのガンドリル１２から、ワークＷに既に形成された孔１０の壁面１０ａに付与される荷重Ｆ（図８（ｂ）参照）を受けて生じる、孔１０の壁面１０ａの変位の量を予測する工程が含まれるものである。

そして、孔１０の壁面１０ａの変位の量を予測する工程（Ｓ２０）では、図２（ａ）に示されるように、ガイドパット１２ａが孔１０の壁面１０ａに当接する（孔の円周方向の）位置と、切削刃１２ａの刃先が孔１０の壁面１０ａに当接する（孔の円周方向の）位置とに対応する、孔１０の壁面に生じる変位の量を予測するものである。
更に、孔１０の壁面１０ａの変位の量を予測する工程（Ｓ２０）において、ガイドパット１２ａが孔１０の壁面１０ａに当接することによって孔１０の壁面１０ａに生じる変位に起因する、切削刃１２ｂが当接する位置での壁面１０ａの変位を考慮して、孔１０の曲がり傾向を求めるものである。

具体的には、図２（ａ）に示されるように、ガイドパット１２ａが孔１０の壁面１０ａ当接し、壁面１０ａに荷重が加わることで、壁面１０ａは、図中点線で示されるように、ガイドパット１２ａが当接する位置では拡径方向（ベクトルＡ）へと変形する。そして、ガイドパット１２ａが当接する位置での変形を受けて、切削刃１２ｂが当接する位置では縮径方向（ベクトルＢ）へと変形が生ずることとなる。このような壁面１０ａの変形の影響を考慮して、孔１０の曲がり傾向を求めるものである。
なお、以下の説明では、ガンドリル１２のガイドパット１２ａと、切削刃１２ｂとの位置関係は、ガンドリル１２の中心軸を基準として、円周方向に９０°の位相差がある場合を例示しているが、ガンドリル１２のガイドパット１２ａと切削刃１２ｂとの位相差は、９０°に限定されるものではない。

さて、孔１０の壁面１０ａに生じる変位の量を予測する手順は、まず、図２（ｂ）に示されるように、孔１０の軸方向と直交するＹ−Ｚ面における、壁面１０ａの断面に、等間隔（４５°ピッチ）に複数箇所の点（Ｎｏ．１〜８）を規定する。ここで規定する点の数は、演算精度と演算時間とを考慮して、適宜決定されるものである。そして、各点に対して半径方向の荷重を掛けたときの、各点のＲ成分（半径方向）の変位の量を算出する。このときの算出方法としては、有限要素法に沿った解析方法を用いることが可能である。具体的には、必要なデータ読込み、剛性マトリックス作成、固定条件の処理、荷重ベクトル算定、連立一次方程式を解く、要素内のひずみを計算、要素内の応力を計算、結果の出力の手順となる。

図３の上の図表には、上記手法により算出された、各点に対し荷重を付与することによる壁面１０ａの各点の変位の量が、例示されている。図３の上の図表において、孔１０の拡径方向の変形はプラス値で、孔１０の縮径方向の変形はマイナス値で、各々示されている。例えば、図２（ｂ）のＮｏ．１方向にガイドパット１２ａが位置して、壁面１０ａのＮｏ．１方向に荷重が付与されたとき、Ｎｏ．１〜３、８の位置では拡径方向に変形し、Ｎｏ．４〜７の位置では縮径方向に変形している。
ここで、ガンドリル１２のガイドパット１２ａと、切削刃１２ｂとの位置関係が、ガンドリル１２の中心軸を基準として、円周方向に９０°の位相差があることを考慮する。すなわち、図２（ｂ）のＮｏ．１方向にガイドパット１２ａが位置するとき、Ｎｏ．１の位置における変位の量と、切削刃１２ｂが当接する位置に対応するＮｏ．３の位置における変位の量とを比較する。

具体的には、図３の左下の図表に示されるように、壁面１０ａのＮｏ．１、３の位置における、壁面１０ａの変位の量を、図２（ｂ）に示されるように、Ｙ方向及びＺ方向の成分に分解する。そして、各ＹＺ成分を加算して得られた値（図３左下の図表の最下段の値）が、図２（ａ）に示される、ガイドパット１２ａの位置（壁面１０ａのＮｏ．１）における変形ベクトルＡの変位量の、ＹＺ成分として得られる。又、刃先１２ｂの位置（壁面１０ａのＮｏ．３）における変形ベクトルＢの変位量も、ＹＺ成分として得られる。
更に、変形ベクトルＡの変位量のＹＺ成分から、変形ベクトルＢの変位量のＹＺ成分を引くことで、図３の右下の図表の如く、壁面１０ａのＮｏ．１方向に荷重が付与されたときの、孔１０の軸変位量（設計上の孔１０の軸中心位置に対する変位量）が、切削刃１２ｂの位置における変位量も考慮した上で、ＹＺ成分（図示の例では、Ｙ成分：０．０７３、Ｚ成分：０．２１５）として求められる。上記手順に沿って、図２（ｂ）のＮｏ．２〜８方向にガイドパット１２ａが位置するときの、孔１０の軸変位量を求めることで、壁面１０ａの変位の量を予測するものである。

さて、図４には、本発明の実施の形態に係る手法により得られる、ガンドリル１２による穿孔中、ガンドリル１２からワークＷに既に形成された孔１０の壁面１０ａに付与される荷重を受けて生じる、壁面１０ａの変位の量の予測値を、実加工において生じる変位の量と比較した例を示している。又、ここでは、孔１０の曲がり方向及び曲がり量、すなわち孔１０の曲がり傾向を比較している。
そして、本例では、孔１０の壁面１０ａに生じる変位の量を予測するための仮想のワークＷとして、図４（ａ）に示される簡易モデルを用い、実加工用のワークＷも同形状の実体品に孔１０の加工を行い、破壊検査を実施するものである。このワークＷは、金属ブロックの一面に平行な溝を形成して、溝に挟まれる部分に孔１０を形成するものである。孔１０の直径は、ガンドリル１２の直径として、本例では８（ｍｍ）であり、孔１０の左右両側の肉厚は３（ｍｍ）となっている。そして、孔１０の上方の肉厚Ｔ（ｍｍ）を変更して、孔１１０の壁面１０ａの変位の量を比較した。その結果、図４（ｂ）に示されるように、孔１０の曲がり方向は、実加工と予測とが実質的に問題の無い範囲に収まり、一致しているとの判断が可能となった。又、図４（ｃ）に示されるように、孔１０の曲がり量も、肉厚Ｔの変化に関わらず、実加工と予測とが実質的に問題の無い範囲に収まり、一致していると判断可能な結果となった。

更に、図５に示されるように、ワークＷとしてシリンダヘッドを対象とした場合についても、同様の検証を行った。この場合のワークＷは、図４（ａ）の簡易モデルよりも複雑な形状を有しているが、演算精度と演算時間との兼ね合いから、図示の例ではガイドパット１２ａの長さが３５（ｍｍ）であることを考慮して、有限要素法に沿った剛性解析を行なう断面位置を、孔の延びる方向に沿って３５（ｍｍ）ピッチに設定した。
図６には、異なる形式のエンジンのシリンダヘッドにおいて、ＥＸマニホールド側及びＩＮマニホールド側の、孔１０の位置度（φ１．４）について、予測及び実加工の値を比較した結果が示されている。そして、いずれの形式のシリンダヘッドについても、図４の例と同様に、予測及び実加工に係る孔１０の曲がり傾向が、一致していると判断可能な結果が得られた。

そして、本発明の実施の形態では、図１（ａ）に示される、製品形状決定（Ｓ２０）すなわち孔１０の壁面の変位の量を予測する工程から、設計（Ｓ１０）すなわちワークＷに対して変位を打ち消すための所定の対策を施す工程へと戻り、ワークの形状変更を行なうものである。
例えば、孔１０を穿孔する部位の剛性バランスを取るように、ワークＷの肉圧調整を行なうものである。より具体的には、薄肉部に剛性バランスを取るための肉盛を行い、又は、薄肉部に対し剛性バランス上の対象位置にある部分の肉を薄くする、等の設計変更を行なうものである。又、例えば、製品形状決定（Ｓ２０）を行う演算手段（ＣＡＥ等）と、設計（Ｓ１０）を行う演算手段（ＣＡＤ等）とを、適切な通信手段によりデータリンクさせることで、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すための形状変更を、製品設計に直ちにフィードバックさせることも可能である。

又、孔１０の壁面の変位の量を予測する工程（Ｓ２０）の後、設計変更に代えて、設備製作・調整工程（Ｓ３０）において、ワークＷに対し、孔１０の壁面１０ａの変位を抑えるための荷重を付与することとしても良い。
この場合には、図７に示されるように、ワークＷの外壁から薄肉部に対しクランプ１４によって荷重を加え、薄肉部の変形を抑え込み、孔１０の壁面１０ａに変形が生じないようにするものである。又、例えば、製品形状決定（Ｓ２０）を行う演算手段（ＣＡＥ等）と、設備製作・調整（Ｓ３０）に係る、自動クランプを有するワーク保持具とを、適切な通信手段によりデータリンクさせることで、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すための荷重付与を、直ちにフィードバックさせることも可能である。

更には、孔１０の壁面の変位の量を予測する工程（Ｓ２０）の後、設備製作・調整工程（Ｓ３０）において、ワークＷの保持治具を調整して、ワークＷに対するガンドリル１２の軸方向の角度が、孔１０の壁面１０ａの変位を打ち消す方向となるように、ガンドリル１２に対するワークＷの保持角度を設定することとしても良い。この場合には、ワークＷの保持治具を調整し、薄肉部の変形が生じない方向に穿孔が進むように、ガンドリル１２とワークＷとの角度を定めて、ワークを保持するものである。又、例えば、製品形状決定（Ｓ２０）を行う演算手段（ＣＡＥ等）と、設備製作・調整（Ｓ３０）に係る、自動角度調整手段を有するワーク保持具とを、適切な通信手段によりデータリンクさせることで、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すための角度調整を、直ちにフィードバックさせることも可能である。
更に、各ワークＷに対して変位を打ち消すための、上記所定の対策は、適宜併用することも可能である。

さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。
本発明の実施の形態に係る穿孔方法は、図１（ａ）に示される試加工（Ｓ４０）、すなわち、切削刃１２ｂを有するガンドリル１２を用いて、ワークＷに対し実際に穿孔を行なう工程の前段階である、製品形状決定（Ｓ２０）の段階で、ガンドリル１２による穿孔中、そのガンドリル１２から、ワークＷに既に形成された孔１０の壁面１０ａに付与される荷重Ｆを受けて生じる、孔１０の壁面１０ａの変位の量を予測するものである。そして、予測された孔１０の壁面１０ａの変位の量に基づき、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すための、所定の対策（Ｓ１０、Ｓ３０）を施すものである。すなわち、予測される孔１０の壁面１０ａの変位の量に基づく孔加工の曲がり修正対策を、製品設計段階（Ｓ１０）、又は、加工条件設定段階（Ｓ３０）で盛り込むものである。そして、対策を施したワークＷに対し、実際にガンドリル１２を用いて穿孔を行なうことで（Ｓ４０〜）、従来（図１（ｂ）参照）の如く、試加工（Ｓ４０）及び設備製作・調整（Ｓ３０）を繰り返すことなく、孔１０の所望の位置度を確保することが可能となる。
よって、試加工（Ｓ４０）と設備製作・調整（Ｓ３０）とを繰り返すトライ＆エラーの工数がとなり、深孔加工を行なう際の孔１０の位置度を、短時間で所望の精度に高めることが可能となる。

又、本発明の実施の形態に係る穿孔方法は、孔１０の壁面１０ａの変位の量を予測する際に（Ｓ２０）、図２（ａ）に示されるように、ガイドパット１２ａが孔１０の壁面１０ａに当接する位置と、切削刃１２ｂの刃先が孔壁面１０ａに当接する位置とに対応する、孔１０の壁面１０ａに生じる変位の量を予測し、各変位量に基づき、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施すものである。

又、孔１０の壁面１０ａの変位の量を予測する際に（Ｓ２０）、ガイドパット１２ａが孔１０の壁面１０ａに当接して壁面１０ａに生じる変位に起因する、切削刃１２ｂが当接する位置での変位を考慮した上で（図３）、孔１０の曲がり傾向を求めるものである。そして、孔１０の壁面１０ａの予測された変位の量に基づき求められた、孔１０の曲がり傾向を解消するための、所定の対策を施すことで（Ｓ１０、Ｓ３０）、孔１０の壁面１０ａに生じる変位を打ち消すものである。

又、本発明の実施の形態に係る穿孔方法は、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａの変位を打ち消すための、所定の対策を施す際に、製品設計にフィードバックしてワークＷの形状変更を行なうものである（Ｓ１０）。そして、この設計変更を、予測した孔壁面の変位の量（Ｓ２０）に基づき行なうことで、試加工（Ｓ４０）と設備製作・調整（Ｓ３０）とを繰り返す工数が不要となり、深孔加工を行なう際の孔１０の位置度を、短時間で所望の精度に高めることが可能となる。

又、本発明の実施の形態に係る穿孔方法では、ワークＷに対して変位を打ち消すための、所定の対策を施す際に、ワークＷに対し、孔１０の壁面１０ａの変位を抑えるための荷重を付与することとしても良い（Ｓ３０）。そして、この荷重を付与する位置や大きさの決定を、予測した孔１０の壁面１０ａの変位の量（Ｓ２０）に基づき行なうことで、試加工（Ｓ４０）と設備製作・調整（Ｓ３０）とを繰り返す工数が不要となり、深孔加工を行なう際の孔１０の位置度を、短時間で所望の精度に高めることが可能となる。

更に、本発明の実施の形態に係る穿孔方法は、ワークＷに対して孔１０の壁面１０ａの変位を打ち消すための、所定の対策を施す際に、ワークＷに対するガンドリル１２の軸方向の角度が、孔１０の壁面１０ａの変位を打ち消す方向となるように、ガンドリル１２に対するワークＷの保持角度を設定することとしても良い（Ｓ３０）。そして、この角度の決定を、予測した孔１０の壁面１０ａの変位の量（Ｓ２０）に基づき行なうことで、試加工（Ｓ４０）と設備製作・調整（Ｓ３０）とを繰り返す工数が不要となり、深孔加工を行なう際の孔１０の位置度を、短時間で所望の精度に高めることが可能となる。

１０：孔、１０ａ：壁面、１２：ガンドリル、１２ａ：ガイドパット、１２ｂ：切削刃、１４：クランプ、Ｗ：ワーク

Claims (6)

1. 切削刃を有する回転工具を用いてワークに穿孔を行う穿孔方法であって、
   前記回転工具による穿孔中、その回転工具から、前記ワークに既に形成された孔壁面に付与される荷重を受けて生じる、孔壁面の変位の量を予測する工程と、
   該予測された孔壁面の変位の量に基づき、前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程と、
   該対策を施したワークに対し、前記回転工具を用いて穿孔を行う工程とを含むことを特徴とする穿孔方法。
2. 前記回転工具として、ガイドパットを備える回転工具を用い、前記孔壁面の変位の量を予測する工程において、前記ガイドパットが前記孔壁面に当接する位置と、前記切削刃の刃先が前記孔壁面に当接する位置とに対応する、前記孔壁面に生じる変位の量を予測することを特徴とする請求項１記載の穿孔方法。
3. 前記孔壁面の変位の量を予測する工程において、前記ガイドパットが前記孔壁面に当接して孔壁面に生じる変位に起因する、前記孔壁面の前記切削刃が当接する位置での変位を考慮して、前記孔の曲がり傾向を求め、
   前記孔壁面の予測された変位の量に基づき、前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための対策を施す工程において、求められた前記孔の曲がり傾向を解消するための、所定の対策を施すことを特徴とする請求項２記載の穿孔方法。
4. 前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程において、前記ワークの形状変更を行うことを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の穿孔方法。
5. 前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程において、前記ワークに対し、前記孔壁面の変位を抑えるための荷重を付与することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の穿孔方法。
6. 前記ワークに対して前記孔壁面に生じる変位を打ち消すための、所定の対策を施す工程において、前記ワークに対する前記回転工具の軸方向の角度が、前記孔壁面の変位を打ち消す方向となるように、前記回転工具に対する前記ワークの保持角度を設定することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の穿孔方法。

Images