JP6331352B2

JP6331352B2 - 交差穴加工装置および交差穴の稜線加工方法

Info

Publication number: JP6331352B2
Application number: JP2013240857A
Authority: JP
Inventors: 寛三辻; 高橋　毅; 高橋　　毅
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: JP2015100854A

Description

本発明は、工作物に２つの穴が交差して形成される交差穴の、交差部の稜線に発生したバリの除去や、稜線の面取り加工などを行う、交差穴加工装置および交差穴の稜線加工方法に関するものである。

内部に複数の管路を連通して流体に所望の作用を行わせる部材において、管路を穴で形成する場合に、交差穴の交差部にバリが発生する。バリが発生すると流体の流れが乱されたり、剥離したバリ片が管路内部で詰まったりするため、バリを除去することが重要である。交差穴の交差部のバリ取りと面取り加工の方法として、穴の開口部から液体と硬質粒子の混合した加工液を穴に注入して、交差部を通過させることで、交差部のバリを除去し、面取りを行う技術がある。（例えば、特許文献１参照）

特開２００３−２８５２６８号公報

従来技術で交差部の稜線の加工を効率よく行うためには、加工液の流量を多くして交差部での流速を速くすることが行われている。この場合、交差部以外の管路部でも流速が速くなるため、管路内壁も除去される恐れがある。特に、流量を精密に管理する必要のある場合は、管路の内径寸法にも高精度が要求されるため、流速を早くすることができなかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、加工液の流量を多くすることなく、交差穴の交差部のバリ取りと面取り加工を効率よくできる、交差穴の稜線加工方法および交差穴加工装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための請求項１に係る発明の特徴は、第１の穴と、前記第１の穴に交差する第２の穴を有する工作物の、前記第１の穴と前記第２の穴の開口の少なくとも１つの前記開口へ、液体と硬質粒子を混合した加工液を注入する加工液注入装置を備え、前記第１の穴と前記第２の穴の交差部の稜線に発生したバリのバリ取りと、前記稜線を面取りする交差穴加工装置において、前記加工液を注入する前記開口以外の前記開口からノズルの先端部を挿入して前記交差部に配置し、前記ノズルの先端部は、挿入される穴の内径よりも小径の外径を有するとともに、前記加工液の注入される穴に対する流入口と、前記稜線に対向する流出口を備え、前記ノズルの先端部は、前記稜線側に隙間ができるように、挿入される前記穴に対して偏心して配置されることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記ノズルを運動させるノズル駆動装置と、前記加工液を前記ノズルから前記稜線に噴出させるように、前記加工液注入装置とノズル駆動装置を制御する制御装置を備えることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に記載の交差穴加工装置を用いて、第1の穴と前記第1の穴に交差する第２の穴を有する工作物の、前記第1の穴と前記第２の穴の交差部の稜線のバリ取り、または前記稜線の面取りを行うことである。

請求項1に係る発明によれば、ノズルにより交差穴の稜線に流速の速い加工液を噴射することが可能で、稜線に発生するバリの除去や、稜線の面取りを効率よく行い、他の部位の除去を少なくできる交差穴加工装置を実現できる。

請求項２に係る発明によれば、ノズルを運動させて所望の稜線に加工液を噴出させることが可能で、稜線の状態に最適なバリの除去や、稜線の面取りを効率よく行うことができる交差穴加工装置を実現できる。

請求項３に係る発明によれば、請求項１ないし請求項２に記載の交差穴加工装置を用いることで、稜線に発生するバリの除去や、稜線の面取りを効率よく行い、他の部位の除去を少なくできる交差穴の稜線加工方法を実現できる。

本発明によれば、加工液の流量を多くすることなく、交差穴の交差部のバリ取りと面取り加工を効率よくできる、交差穴加工装置および交差穴の稜線加工方法を提供することができる。

本発明の実施形態における交差穴加工装置の全体概念図である。各種の交差穴の交差部を示す断面図である。本発明の実施形態におけるノズルと交差部における配置状態を示す断面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。本発明のバリ取りの工程を示す工程図である。本発明の実施形態におけるノズルの動作を示す図である。本発明の変形態様におけるノズルと交差部における配置状態を示す断面図である。図７のＢ−Ｂ断面図である。

本発明の実施形態を説明する。
図１に示す交差穴加工装置１は、加工液注入装置を構成するタンク２、ポンプ３、管路４、注入口５を備え、工作物Ｗを保持する保持台６を備えている。タンク２内の加工液は、ポンプ３により管路４を経由して、工作物Ｗに装着された注入口５に供給され、工作部Ｗの内部を加工する。加工終了後の加工液は、保持台６からタンク２に連通する回収管路７によりタンク２に回収される。加工液は、水や油の液体と、アルミナや炭化ケイ素粉末等の硬質粒子の混合物であり、分離するのを防止するため、タンク２内の加工液を撹拌する撹拌装置８をタンク２の上部に備えている。保持台６上には、ノズル９を移動するノズル駆動装置１０が固定されている。ノズル駆動装置１０は、ノズル９を、図示しないモータにより前後進および回転運動させて、所望の位置に位置決めできる。
交差穴加工装置１は、所定の操作を実行することで工作物Ｗの交差穴の稜線を加工する制御装置３０を備えている。制御装置３０の機能的構成として、加工液の供給を制御する加工液制御部３１、ノズル駆動装置１０の運動を制御するノズル駆動装置制御部３２などを具備している。

ここで、工作部Ｗの交差穴の種類について説明する。
図２の（ａ）図に示すように、貫通穴Ｗ２ａ（第1の穴）を形成後に上部側からドリルで貫通穴Ｗ１ａ（第２の穴）を形成して交差穴を構成し場合、バリＷｂは、上側の貫通穴Ｗ１ａの周囲の稜線に発生する。図２の（ｂ）図に示す、貫通穴Ｗ２ａを形成後に上部側からドリルで止まり穴Ｗ１ｂを形成した場合は、バリＷｂは、上側の止まり穴Ｗ１ｂの周囲の稜線に発生する。図２の（ｃ）図に示す、止まり穴Ｗ２ｂを形成後に上部側からドリルで貫通穴Ｗ１ａを形成した場合にも、バリＷｂは、上側の貫通穴Ｗ１ａの周囲の稜線に発生する。

図３において、バリＷｂは、上側の貫通穴Ｗ１ａの周囲の稜線に発生している。注入口５は貫通穴Ｗ２ａの一端に装着され、ノズル９は貫通穴Ｗ２ａの他端から挿入される。ノズル９のノズル軸９ｂに支持された先端部９ａは貫通穴Ｗ２ａの内径よりわずかに小さい外径を有し、注入口５に対向した先端９ｅに開口を備える流入口９ｃが設けられている。流入口９ｃにはスリット状の流出口９ｄが連通し、流出口９ｄは先端部９ａの外周面９ｆに開口を備えている。

図４に示すように、加工液は流入口９ｃから流出口９ｄに流れるが、流入口９ｃの流れに直角な断面積に比べて、流出口９ｄの流れに直角な断面積は小さく設定されている。このため、流出口９ｄの絞り効果により加工液は増速されて流出口９ｄから噴射する。

以下に、交差穴加工装置１の作動を図３、図５および図６に基づき説明する。
工作物Ｗを保持台６に取り付ける（Ｓ１）。注入口５を貫通穴Ｗ２ａの開口部の一端に装着する。ここでは、磁力により工作部Ｗに吸着する（Ｓ２）。図３に示すように、ノズル９をノズル駆動装置１０により貫通穴Ｗ２ａの他端の開口から、貫通穴Ｗ２ａと貫通穴Ｗ１ａの交差部まで挿入した後、ノズル９を回転させて第１位置へ位置決めする。第１位置は、図６の（ａ）図に示す貫通穴Ｗ２ａと貫通穴Ｗ１ａのバリＷｂの発生している交差部の最下端の稜線に流出口９ｄが対向する位置である（Ｓ３）。ポンプ３を起動して加工液を、注入口５を経由して貫通穴Ｗ２ａ内部に注入する。加工液は貫通穴Ｗ２ａからノズル９の流入口９ｃを経由して流出口９ｄから稜線に向かって噴出する（Ｓ４）。つぎに、ノズル９をノズル駆動装置１０により図６の（ｂ）図に示す位置を経由して図６の（ｃ）図に示す位置まで所定の回転速度で回転させる。この間に貫通穴Ｗ１ａの周囲の稜線のバリＷｂや、稜線の先端部を効率よく除去する（Ｓ５）。ポンプ３を停止して加工液の供給を停止する（Ｓ６）。ノズル９を後退させ、貫通穴Ｗ２ａから抜く（Ｓ７）。注入口５を貫通穴Ｗ２ａの開口部から取り外す（Ｓ８）。工作物Ｗを保持台６から取り外す（Ｓ９）。

以上のように、本実施形態によれば、ノズル９の流出口９ｄから交差部の稜線に高速の加工液を噴出することができ、稜線のバリ除去や稜線先端の面取り加工の効率を向上することができる。交差部以外では加工液の流速が遅いので、穴の壁面を除去する作用は小さいため、穴の内径精度を低下させることがない。また、ノズル９への加工液の供給は、工作物の穴を利用して行うので、ノズルまで専用の管路で供給する方式に比較して、小型化や低コスト化が容易である。

上記の実施形態では、ノズル９の流入口９ｃを先端９ｅに設けたが、図７、図８に示すように、流入口９０ｃを先端部９０ａの外周面９０ｆに設け、流出口９０ｄを反対の外周面９０ｆに設けてもよい。この場合、加工液は、貫通穴Ｗ１ａのバリの発生している稜線と反対の稜線側の開口から注入される。こうすることで、交差する穴Ｗ２ｂが止まり穴の場合にもバリの除去が可能となる。

Ｗ：工作物Ｗ１ａ：貫通穴Ｗ２ａ：貫通穴Ｗ１ｂ：止まり穴Ｗ２ｂ：止まり穴Ｗｂ:バリ１:交差穴加工装置２:タンク３：ポンプ４：管路５：注入口６：保持台７：回収管路８：撹拌装置９：ノズル９ａ：先端部９ｂ：ノズル軸９ｃ：流入口９ｄ：流出口１０：ノズル駆動装置３０：制御装置３１：加工液制御部３２：ノズル駆動装置制御部

Claims

第１の穴と、前記第１の穴に交差する第２の穴を有する工作物の、前記第１の穴と前記第２の穴の開口の少なくとも１つの前記開口へ、液体と硬質粒子を混合した加工液を注入する加工液注入装置を備え、前記第１の穴と前記第２の穴の交差部の稜線に発生したバリのバリ取りと、前記稜線を面取りする交差穴加工装置において、
前記加工液を注入する前記開口以外の前記開口からノズルの先端部を挿入して前記交差部に配置し、前記ノズルの先端部は、挿入される穴の内径よりも小径の外径を有するとともに、前記加工液の注入される穴に対する流入口と、前記稜線に対向する流出口を備え、前記ノズルの先端部は、前記稜線側に隙間ができるように、挿入される前記穴に対して偏心して配置される交差穴加工装置。
前記ノズルを運動させるノズル駆動装置と、
前記加工液を前記ノズルから前記稜線に噴出させるように、前記加工液注入装置とノズル駆動装置を制御する制御装置を備える請求項１に記載の交差穴加工装置。
請求項１または請求項２に記載の交差穴加工装置を用いて、第１の穴と前記第１の穴に交差する第２の穴を有する工作物の、前記第１の穴と前記第２の穴の交差部の稜線のバリ取り、または前記稜線の面取りを行なう交差穴の稜線加工方法。