JP6993113B2 - Honing machine and processing method using it - Google Patents
Honing machine and processing method using it Download PDFInfo
- Publication number
- JP6993113B2 JP6993113B2 JP2017115014A JP2017115014A JP6993113B2 JP 6993113 B2 JP6993113 B2 JP 6993113B2 JP 2017115014 A JP2017115014 A JP 2017115014A JP 2017115014 A JP2017115014 A JP 2017115014A JP 6993113 B2 JP6993113 B2 JP 6993113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- honing
- work
- jig
- weight
- rotating body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
特許法第30条第2項適用 平成29年3月31日に漢■興業有限公司に販売Application of Article 30,
本発明は、ホーニング砥石を加工物の穴部内径面等に押し付けて内径面を研磨するホーニング加工機及びそれを用いた加工方法に関する。 The present invention relates to a honing machine for polishing an inner diameter surface by pressing a honing grindstone against an inner diameter surface of a hole of a workpiece and a processing method using the honing grindstone.
従来より、円柱状の主軸に取り付けた砥石を加工物の穴部内径面等に押し付け、一定の荷重を加えながら往復及び回転運動し、内径面を研磨するホーニング加工機は知られている。ホーニング加工機は、ツールとワークの芯出しをツール側又は治具側で行って前加工穴にならわせることで加工を行う。治具側で芯出しを行うものとして、例えばフローティング機構を有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a honing machine has been known in which a grindstone attached to a columnar spindle is pressed against an inner diameter surface of a hole of a workpiece and reciprocates and rotates while applying a constant load to polish the inner diameter surface. The honing machine performs machining by centering the tool and the work on the tool side or the jig side so as to follow the pre-machining hole. As a jig for centering, for example, one having a floating mechanism is known (see, for example, Patent Document 1).
またホーニング加工機として、例えば、特許文献2のようなホーニング砥石を備える小径のホーニングツールが知られている。このホーニングツールを工作物の小径(例えば直径20mm以内)の被加工穴内径面の軸線方向へ往復移動させるとともに、軸線周りに回転させながら、ホーニング砥石に一定の切込量をもって切込動作を与え、被加工穴内径面をホーニング加工することが行われている。
Further, as a honing processing machine, for example, a small-diameter honing tool provided with a honing grindstone as in
特許文献2のような小径のホーニングツールは、砥石拡張機構がツール先端の小径軸内に設けられるので、ホーニング砥石が円周方向の一部に1本のみ設けられる。1本砥石の場合、ストロークによる荷重変動はツール又はワークに傾きを発生させる。また、回転における荷重変動は、円周方向への動きを増し、真円形状を損なう動きの原因となる。さらに、傾きの発生にもつながり、安定した加工ができず、仕上がり精度を向上させることができない。
In a small-diameter honing tool as in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、1本の砥石を有するホーニングツールであっても治具のフローティング機能を損なうことなく加工精度を向上させることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to improve machining accuracy without impairing the floating function of the jig even with a honing tool having one grindstone. be.
上記の目的を達成するために、この発明では、フローティング機能を有する治具の下側に、荷重変動を軽減するウエイトを設けた。 In order to achieve the above object, in the present invention, a weight for reducing load fluctuation is provided under the jig having a floating function.
具体的には、第1の発明では、ワークの被加工穴の内径面の軸線方向に往復移動可能且つ軸線周りに回転可能な回転主軸と、該回転主軸の先端に着脱可能に装着されるホーニングツールと、上記ワークが上記被加工穴が上下方向に延びるように向いた状態で水平方向に浮動状態で該ワークを支持するワーク保持治具とを備えたホーニング加工機を前提とする。 Specifically, in the first invention, a rotary spindle that can reciprocate in the axial direction of the inner diameter surface of the machined hole of the work and that can rotate around the axis, and a honing that is detachably attached to the tip of the rotary spindle. It is assumed that the honing machine is provided with a tool and a work holding jig that supports the work in a horizontally floating state with the work being oriented so that the hole to be machined extends in the vertical direction.
そして、上記ホーニングツールは、径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石を備え、
上記ワーク保持治具は、
治具ベースと、
上記治具ベースに対して第1水平軸を中心に回動可能に且つ該第1水平軸に沿って移動可能に支持される外側回動体と、
上記外側回動体に対して上記第1水平軸に垂直な方向に延びる第2水平軸を中心に回動可能に且つ該第2水平軸に沿って移動可能に支持される内側回動体と、
上記内側回動体に固定され、上記ワークを取り外し可能に位置決めして保持するワークホルダと、
上記ワークホルダ又は上記内側回動体に吊り下げられる治具ウエイトとを備えている。
The honing tool is provided with one honing grindstone that can be projected and retracted in the radial direction.
The work holding jig is
Jig base and
An outer rotating body that is rotatably supported about the first horizontal axis and movably supported along the first horizontal axis with respect to the jig base.
An inner rotating body that is supported so as to be rotatable about a second horizontal axis extending in a direction perpendicular to the first horizontal axis with respect to the outer rotating body and movably along the second horizontal axis.
A work holder that is fixed to the inner rotating body and that positions and holds the work in a removable manner.
It is provided with a jig weight that is suspended from the work holder or the inner rotating body.
上記の構成によると、治具ウエイトをワークホルダ又は内側回動体に吊り下げているので、この治具ウエイトの作用によりワークの芯出しをし易くなる。また、治具ウエイトが下方にあるので、内側回動体及び外側回動体に引っ張り力が働き、静剛性及び動剛性が向上する上に、減衰性能が大幅に向上する。 According to the above configuration, since the jig weight is suspended from the work holder or the inner rotating body, the action of the jig weight facilitates centering of the work. Further, since the jig weight is located below, a tensile force acts on the inner rotating body and the outer rotating body, so that the static rigidity and the dynamic rigidity are improved, and the damping performance is greatly improved.
第2の発明では、第1の発明において、
上記治具ウエイトは、複数の構成要素を重ね合わせて構成されている。
In the second invention, in the first invention,
The jig weight is configured by superimposing a plurality of components.
すなわち、一体ものの治具ウエイトを用いると、共振点の低下を招き、ホーニング加工の加工条件である例えば6.6Hzに近い構造帯域を持つことになる上に、揺れが単純な動きとなって動作量が大きくなってしまう。しかし、上記の構成によると、複数の構成要素が重なって構成されているので、例えばそれらの締結部以外では一定構造を有しないことから、揺れの動きが複雑化する。複雑化したことで、さらに動作量を押さえ込むことができ、治具ウエイトを加えたことによる悪影響が防止される。これにより、揺れを大幅に低減し、ワーク姿勢の安定性が得られる。この結果と、ワーク保持治具のフローティング機構により、ホーニング砥石にかかる力は、ワークの重さだけとすることが可能となり、ワーク自重だけによる定圧の加工状態が実現される。 That is, if an integrated jig weight is used, the resonance point is lowered, and the structural band is close to, for example, 6.6 Hz, which is the processing condition for honing processing, and the shaking becomes a simple movement. The amount will be large. However, according to the above configuration, since a plurality of components are overlapped and have no constant structure other than, for example, their fastening portions, the movement of shaking is complicated. Due to the complexity, the amount of movement can be further suppressed, and the adverse effects of adding jig weights can be prevented. As a result, shaking is significantly reduced and the work posture is stable. With this result and the floating mechanism of the work holding jig, the force applied to the honing grindstone can be limited to the weight of the work, and a constant pressure machining state is realized only by the weight of the work itself.
第3の発明では、第1又は第2の発明において、
上記複数の構成要素は、互いの重ね合わせ面に黒皮が残った鋼板よりなる。
In the third invention, in the first or second invention,
The plurality of components are made of a steel plate in which black skin remains on the overlapping surfaces of each other.
上記の構成によると、互いの重ね合わせ面で鋼板同士が密着しないので、治具ウエイトを重ね合わせ構造にした効果がより確実に発揮される。 According to the above configuration, since the steel plates do not adhere to each other on the overlapping surfaces, the effect of forming the jig weights in an overlapping structure can be more reliably exhibited.
第4の発明では、第1から第3のいずれか1つの発明において、
上記治具ウエイトの重さは、上記ホーニングツールによってワークを押し付けるツール側モーメントを打ち消す治具側モーメントを発生させる重さに変更可能に構成されている。
In the fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The weight of the jig weight can be changed to a weight that generates a jig-side moment that cancels the tool-side moment that presses the work by the honing tool.
上記の構成によると、例えばホーニング抵抗力を比切削抵抗から求め、その力が加わる位置を特定すれば、そのツール側モーメントを打ち消すことができる治具側モーメントを計算できる。この治具側モーメントを発生させる治具ウエイトをワークホルダ又は内側回動体の下方に適宜設けることで反力を設定し、ワーク保持治具に発生する力が押さえ込まれる。 According to the above configuration, for example, if the honing resistance force is obtained from the specific cutting resistance and the position where the force is applied is specified, the jig side moment that can cancel the tool side moment can be calculated. A jig weight that generates this jig-side moment is appropriately provided below the work holder or the inner rotating body to set a reaction force, and the force generated in the work holding jig is suppressed.
第5の発明では、ワークの被加工穴の内径面の軸線方向に往復移動可能且つ軸線周りに回転可能な回転主軸と、該回転主軸の先端に着脱可能に装着されるホーニングツールと、上記ワークが上記被加工穴が上下方向に延びるように向いた状態で水平方向に浮動状態で該ワークを支持するワーク保持治具とを備えたホーニング加工機を用いた加工方法を前提とし、
上記加工方法は、
上記ホーニングツールに径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石を設け、上記ワーク保持治具に治具ベースと、該治具ベースに対して第1水平軸を中心に回動可能に且つ該第1水平軸に沿って移動可能に支持される外側回動体と、該外側回動体に対して上記第1水平軸に垂直な方向に延びる第2水平軸を中心に回動可能に且つ該第2水平軸に沿って移動可能に支持される内側回動体と、該内側回動体に固定され、上記ワークを取り外し可能に位置決めして保持するワークホルダとを設ける準備工程と、
上記ホーニングツールによってワークを押し付けるツール側モーメントを打ち消す治具側モーメントを発生させる治具ウエイトの重さを計算する計算工程と、
上記ワークホルダに上記ワークを取り付けるワーク取付工程と、
上記計算された重さに対応する治具ウエイトをワークホルダ又は内側回動体に吊り下げるウエイト吊り下げ工程と、
上記ホーニングツールを上記回転主軸の周りに回転させながら、上記ワークの被加工穴の内径面の軸線方向に往復移動させて上記ホーニング砥石を該内径面に押し付ける研削工程とを含む構成とする。
In the fifth invention, a rotary spindle that can reciprocate in the axial direction of the inner diameter surface of the inner diameter surface of the workpiece and can rotate around the axis, a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle, and the work. However, it is premised on a machining method using a honing machine equipped with a work holding jig that supports the work in a horizontally floating state with the hole to be machined oriented so as to extend in the vertical direction.
The above processing method is
The honing tool is provided with one honing grindstone that can protrude and retract in the radial direction, and the work holding jig can be rotated around the jig base and the first horizontal axis with respect to the jig base. The outer rotating body that is movably supported along the first horizontal axis and the second horizontal axis that extends in a direction perpendicular to the first horizontal axis with respect to the outer rotating body are rotatable and rotatable. A preparatory step of providing an inner rotating body that is movably supported along the second horizontal axis and a work holder that is fixed to the inner rotating body and detachably positions and holds the work.
The calculation process for calculating the weight of the jig weight that generates the jig side moment that cancels the tool side moment that presses the work with the above honing tool, and
The work mounting process for attaching the work to the work holder, and
The weight hanging process of suspending the jig weight corresponding to the calculated weight to the work holder or the inner rotating body,
The configuration includes a grinding step of rotating the honing tool around the rotating spindle and reciprocating the honing tool in the axial direction of the inner diameter surface of the hole to be machined to press the honing grindstone against the inner diameter surface.
上記の構成によると、治具ウエイトをワークホルダ又は内側回動体に吊り下げているので、この治具ウエイトの作用によりワークの芯出しをし易くなる。また、治具ウエイトが下方にあるので、内側回動体及び外側回動体に引っ張り力が働き、静剛性及び動剛性が向上する上に、減衰性能が大幅に向上する。 According to the above configuration, since the jig weight is suspended from the work holder or the inner rotating body, the action of the jig weight facilitates centering of the work. Further, since the jig weight is located below, a tensile force acts on the inner rotating body and the outer rotating body, so that the static rigidity and the dynamic rigidity are improved, and the damping performance is greatly improved.
以上説明したように、本発明によれば、ワーク保持治具のうち、ワークホルダ又は内側回動体に治具ウエイトを吊り下げたことにより、この治具ウエイトの作用によりワークの芯出しをし易くなるので、1本砥石であっても治具のフローティング機能を損なうことなく加工精度を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, among the work holding jigs, by suspending the jig weight from the work holder or the inner rotating body, it is easy to center the work by the action of the jig weight. Therefore, even with a single grindstone, the machining accuracy can be improved without impairing the floating function of the jig.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1~図3は本発明の実施形態に係るホーニング加工機のホーニングツール1でワーク50をホーニング加工している状態を示す。例えば、このワーク50は、油圧機器のバルブブロックである。また詳しくは図示しないが、このホーニング加工機自体は、公知の構造のものでよく、例えば、ホーニングツール1が取り付けられる回転可能且つ上下往復可能な回転主軸2と、この回転主軸2を回転及び上下往復させる駆動手段等を備えている。回転主軸2の回転速度、上下往復速度、切込量などは、図示しない制御装置により精密に制御可能となっている。
1 to 3 show a state in which the
図1に示すように、ホーニングツール1は、ワーク50の被加工穴51に軸線方向に往復移動可能且つ軸線周りに回転可能に挿入されるように構成されており、径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石6を備えている。具体的には、このホーニング砥石6は、先端側が細くなったツール本体3の先端4に内蔵され、内部の貫通孔5に挿通された砥石押圧ピン(図示せず)を適切な高さに上下駆動することにより、その径方向の突出量が調整されるようになっている。例えば、このツール本体3の先端4は、直径20mm以内で、通常のものよりもかなり小径となっている。
As shown in FIG. 1, the honing
ホーニング加工機は、ワーク50を支持するワーク保持治具10を備えている。このワーク保持治具10は、ワーク50が、その被加工穴51が上下方向に延びるように向いた状態で水平方向に浮動状態となるようにワーク50を支持可能に構成されている。このワーク保持治具10は、複数の金属部材で形成された治具ベース11を備えている。図3に示すように、治具ベース11は、例えば、下方開口11aを備えた底板11bと、この底板11bの左右両側の対向する位置に立設された一対の側板11cとを備えている。図1に示すように、この一対の側板11cの上側の対向する位置にそれぞれ設けた第1ブッシュ12aには、水平な第1水平軸12が同一直線状に回転可能に設けられている。この第1水平軸12を中心に外側回動体13が回動可能に支持されている。また、この外側回動体13の形状は特に限定されないが、円環状の本体の対向する位置に上記第1水平軸12が挿通される第1貫通孔13aがそれぞれ設けられている。この第1貫通孔13aに第1水平軸12の先端側が第1抜け止めピン13cで抜け止めされた状態で挿通され、この第1水平軸12に、外側回動体13が一対の側板11c間に隙間を持って支持されている。これにより、例えば、外側回動体13が第1水平軸12と共に移動することで、この隙間の分だけ第1水平軸12に沿って水平移動可能となり、且つ第1水平軸12を中心に回転可能となっている。
The honing machine is provided with a
また、外側回動体13における各第1貫通孔13aに対して円周方向に90°ずれた位置に第2貫通孔13bがそれぞれ設けられており、この第2貫通孔13bに設けた第2ブッシュ12bに第2水平軸14が回転可能且つ水平移動可能に挿通されている。すなわち、この第2水平軸14の軸線方向は、平面視で第1水平軸12の軸線方向に対して垂直となっている。第2水平軸14の先端側は、例えば円筒形状の内側回動体15の対向する位置に設けた内側貫通孔15aに第2抜け止めピン15bで抜け止めされた状態で挿通されている。これにより、一対の第2水平軸14を中心に内側回動体15が回動可能に且つ内側回動体15の外周面と外側回動体13の内周面との間の隙間の分だけ第2水平軸14に沿って水平移動可能に支持されている。
Further, a second through
そして、内側回動体15の円筒形状の本体には、ワーク50を取り外し可能に位置決めして保持するワークホルダ16が設けられている。これにより、ワーク50は、治具ベース11に対して二次元的に水平移動可能に且つ立体的に揺動可能に支持されている。ワークホルダ16は、略円筒形状を有し、上端に取っ手16aが設けられ、取付ボルト16bで内側回動体15に対して脱着可能となっている。この取付ボルト16bを外して取っ手16aを引き上げれば、ワークホルダ16ごと内側回動体15から取り外しできるようになっている。なお、蓋部材16cを取り外してワーク50単体でワークホルダ16から取り外ししてもよい。
The cylindrical main body of the inner
上記ワークホルダ16の下部には、治具ウエイト20が脱着可能に吊り下げれられている。なお、内側回動体15の下面に治具ウエイト20を吊り下げてもよいが、質量変更などを考慮すれば、脱着が容易なワークホルダ16に治具ウエイト20を吊り下げるのがよい。この治具ウエイト20は、複数の構成要素、例えば鋼板21を重ね合わせて構成されている。この鋼板21は、例えば互いの重ね合わせ面に黒皮の残る円環状の鋼板よりなり、例えば鋳鉄などの他の材料で構成されていてもよい。例えば、これらの鋼板21は、重ね合わせた状態でウエイト取付ボルト22によりワークホルダ16の下面に固定されている。
A
治具ウエイト20の重さは、後述するように、ホーニングツール1によってワーク50を押し付けるツール側モーメントM1を打ち消す治具側モーメントM2を発生させる重さとなるように適宜変更可能に構成されている。すなわち、適切な重さの鋼板21を適宜重ね合わせて計算された重さに近付けるようにすればよい。
As will be described later, the weight of the
-ホーニング加工機の作動-
次に、本実施形態に係るホーニング加工機の作動について説明する。
-Operation of honing machine-
Next, the operation of the honing machine according to the present embodiment will be described.
まず、準備工程において、上記ホーニング加工機を準備し、回転主軸2の先端にホーニングツール1を取り付ける。このホーニングツール1には、径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石6を設けておく。
First, in the preparation process, the honing machine is prepared, and the honing
次いで、又は前もって、計算工程において、ホーニングツール1によってワーク50を押し付けるツール側モーメントM1を打ち消す治具側モーメントM2を発生させる治具ウエイト20の重さ50を計算する(詳細は後述する)。
Then, or in advance, in the calculation step, the
次いで、ワーク取付工程において、ワークホルダ16にワーク50を取り付ける。
Next, in the work mounting process, the
次いで、ウエイト吊り下げ工程において、計算された重さに対応する治具ウエイト20を鋼板21を積み重ねて準備し、それをワークホルダ16に吊り下げる。
Next, in the weight hanging step, a
次いで、ワーク50に合わせた適切な重さの治具ウエイト20が取り付けられたワークホルダ16を内側回動体15に固定する。
Next, the
次いで、研削工程において、ホーニングツール1を回転主軸2の周りに回転させながら、ワーク50の被加工穴51の内径面の軸線方向に往復移動させてホーニング砥石6を内径面に押し付けて研削を行う。
Next, in the grinding process, while rotating the honing
-治具ウエイトの重さの計算手順-
次いで、治具ウエイト20の重さの計算手順の例を示す。まず、加工力F1を求める。加工力F1は、切り屑厚さ(切込速度/回転数)×縦×横×比切削抵抗より求められる。例えば、0.03/210×27×2×0.24=0.00185kgf(0.018N)となる。つまり、非常に小さいので無視してよい値である。
-Calculation procedure of jig weight weight-
Next, an example of the calculation procedure of the weight of the
次いで、押付力F2を求める。加工中の切込軸モータ負荷の実測値を用いて発生している力の想定を行う。例えば、実測値305Nであり、4°コーンの分力はCos(4)×(305/9.8)=31.046kgf(304.25N)となる。砥石の掛かり範囲は、第1加工面50a~第3加工面50cの3か所であり、1面当たり1/3力として考察する。第1加工面50aに加わる力は、31.046/3=10.34kgf(101.33N)であり、各面の力は、作動軸を介して、解析の都合、上側を+下側を-として表記する。
Next, the pressing force F2 is obtained. The force generated is estimated using the measured value of the notch shaft motor load during machining. For example, the measured value is 305N, and the component force of the 4 ° cone is Cos (4) × (305 / 9.8) = 31.046kgf (304.25N). The grindstone has three hooking ranges from the first
図4Aに示すように、砥石ストロークが上部にある場合には、A面が+10.3kgf、B面が+10.34kgf、C面が-10.34kgfとなり、差力より+10.34kgfが残る。図4Bに示すように、砥石ストロークが下部にある場合には、B面が+10.34kgf、C面が-10.34kgf、D面が-10.34kgfとなり、差力より-10.34kgfが残る。つまり、ホーニングツール1を上下にストロークすることで、10.34kgfの正負力が絶えず発生することとなる。
As shown in FIG. 4A, when the grindstone stroke is at the upper part, the A side is +10.34 kgf, the B side is +10.34 kgf, and the C side is -10.34 kgf, and +10.34 kgf remains from the difference force. .. As shown in FIG. 4B, when the grindstone stroke is at the lower part, the B surface is + 10.34 kgf, the C surface is -10.34 kgf, and the D surface is -10.34 kgf, and -10.34 kgf remains from the difference force. .. That is, by stroking the honing
一方、ワーク保持治具の作動抵抗は、0.24kgf(実測値)であり、発生する力から減算すると、10.1kgf(98.98N)の正負力がワーク50に発生することとなる。この力は、切込速度φ0.001mm/secのものであり、速度変更時の実測値を重ねていくことで、想定していくことは可能となる。なお、通常のホーニング加工は、切込軸の力を制御する加工方法が用いられることから、本来この力は、容易に策定することができる。
On the other hand, the operating resistance of the work holding jig is 0.24 kgf (actual measurement value), and when subtracted from the generated force, a positive / negative force of 10.1 kgf (98.98N) is generated in the
次いで、ストーロークにより発生するストローク力F3について求める。加工力F1の計算で使用した計算式を用いると、400/210×3.5×2×0.24=3.2kgf(31.3N)となる。長さには、加工長を用いているため3.5とする。上記式は、ストレートに引いた場合の力であり、回転方向が存在することから分力(クロスハッチ角)として、力を置き換える。 Next, the stroke force F3 generated by the stork is determined. Using the formula used in the calculation of the machining force F1, 400/210 × 3.5 × 2 × 0.24 = 3.2 kgf (31.3N). The length is 3.5 because the processing length is used. The above equation is a force when pulled straight, and since there is a rotation direction, the force is replaced as a component force (crosshatch angle).
加工条件として、φ11(円周長34.54mm)、210min-1、ストロークF400mm/min、回転当たり1.905mmとすれば、分力は、Tan(1.905/34.54)=3.157°になることから推力方向 Cos(3.157)×3.2=3.195kgf(31.3N)となる。この力は、壁の端部が受けるため、90°方向へそのまま分散し、且つ、ツールスラスト方向へ力を加えるが、スラスト方向剛性は、非常に強いことから、その反力として、ワーク50を押し付ける力として処理することができると考察する。つまり、3.195kgf(31.3N)の正負力がワーク50に発生することになる。
Assuming that the processing conditions are φ11 (circumferential length 34.54 mm), 210 min-1, stroke F 400 mm / min, and 1.905 mm per rotation, the component force is Tan (1.905 / 34.54) = 3.157. Since it becomes °, the thrust direction Cos (3.157) × 3.2 = 3.195 kgf (31.3N). Since this force is received by the edge of the wall, it is dispersed as it is in the 90 ° direction and a force is applied in the tool thrust direction. However, since the thrust direction rigidity is very strong, the
なお、回転方向Sin(3.157)×3.2=0.17kgfの分力は、ツールベンディングへ吸収されるほうが多いと推定され、影響性から外してもよい。 It is estimated that the component force in the rotation direction Sin (3.157) × 3.2 = 0.17 kgf is more absorbed by the tool bending, and may be excluded from the influence.
したがって、ワーク保持治具10を揺らす力F4は、F4=F1+F2+F3で、0.00185+10.1+3.195≒13.296kgf(130.3N)の変動力となる。
Therefore, the force F4 that shakes the
次いで、てこの原理を用いてモーメント力を考慮すると、ツール側モーメントM1は、ホーニング抵抗×荷重点の距離+ワーク重さ1/2(作動軸より上側分)×ワークL1/2中点距離=F(130.30×L15.25+(M91.532/2)×16となり、治具側モーメントM2は、加算ウエイト×取付距離+ワーク重さ(作動軸より下側分)×ワークL1/2中点距離=F29.4N~39.2N×L(33)+(91.53/2)×16となる。そして、ウエイトが29.4N(3kgf)の治具側モーメントM2では、ツール側モーメントM1を上回るに至らず適切でないことがわかった。ウエイトが39.2N(4kgf)の治具側モーメントM2では、ツール側モーメントM1を上回るに至り、適切であった。したがって、39.2N(4kgf)の治具ウエイト20積載時にワーク50の揺れを抑え込むことができることがわかった。
Next, when the moment force is considered using the lever principle, the tool side moment M1 is honing resistance × distance of load point + work
-比較例-
次いで、本実施形態の治具ウエイト20を用いない比較例について述べる。この比較例は、上記実施形態のワーク保持治具10で治具ウエイト20が設けられていない点で、本実施形態と異なる。図4A及び図4Bに示す第1~第4加工面50a~50dをホーニングツール1でホーニング加工する場合、治具ウエイト20を取り付けないと、図7A~図7Dに示すように、第1~第3加工面50a~50dの全てで真円度が低く、いびつな内径面形状となる。これは、加工中の負荷変動により、ワーク保持治具が揺れ動いているためである。さらに、上側の第1加工面50a側では特にワーク保持治具の重量の関係から、戻ってきたときに慣性力が加わることで上部ほど加工精度が悪化する傾向を示す。今回の計測では、ワーク保持治具が第1水平軸12に動き易い構造であったため、第1加工面50a及び第2加工面50bにおいて、断面形状が眼鏡形状となっている。このように、負荷変動により、ワーク保持治具は、あらゆる方向に動きが発生する可能性がある。また、ワーク保持治具の動きに対し、その慣性力を大きくしている。また、ワーク50の積載範囲において、ワーク保持治具の各部位での重量が異なっており、加工部位により慣性力に違いが生じている。さらに、ワーク保持治具の構造によっては、平面方向において動き易い方向が存在するという問題があることがわかった。
-Comparative example-
Next, a comparative example in which the
ワーク保持治具の役割りは、本来、傾きをとることにあり、次いで、安定してその傾きを保つことにある。一方、ツールのガイドパットにより、ツール挿入時にワーク50を傾けることができる。しかし、ホーニングツール1に上下ストローク及び回転が与えられることで、負荷の位置が異なってくる。その変化によりワーク保持治具に揺れが生じる。この揺れが戻ろうとしたときに、衝撃力が大きく発生することで、大きな揺れとなる。
The role of the work holding jig is originally to take an inclination, and then to stably maintain the inclination. On the other hand, the guide pad of the tool allows the
図8に、治具ウエイト20のない比較例のワーク保持治具における周波数応答線図を示す。この比較例では、共振周波数0.25Hzを有し、およそ14Hzまでにだらだらと減衰する特性を示した。減衰性がなだらかなため、14Hzまでの振動に反応し易い特性を示した。すなわち、14Hzは、ホーニング加工で用いる回転数帯域での悪さ加減を示している。フローティング機能を有するワーク保持治具を用いた場合、揺れ動くことから、使用域は、ほぼ半減域の状態にあり、さらに好ましくない状態を示した。
FIG. 8 shows a frequency response diagram of a work holding jig of a comparative example without a
-実施例-
一方、本実施形態では、治具ウエイト20をワークホルダ16に吊り下げているので、治具ウエイト20の作用により芯出しをし易くなる。このため、図5A~図5Dに示すように、第1~第4加工面50a~50dのいずれにおいても、ほぼ真円に近くなるように改善されることがわかった。
-Example-
On the other hand, in the present embodiment, since the
そして、図6の本実施形態の治具ウエイト20を有するホーニング加工機の周波数応答線図を見てもわかるように、動剛性として比較例との大きな差は得られないものの、フローティング加工帯域において、減衰性の向上が著しいことがみてとれる。使用帯域における揺れの抑制に効果的となっていることがわかる。治具ウエイト20の効果として、振動を短時間で抑え込む抑制効果が見られるようになる。例えば、同じ重量の一体の治具ウエイトを吊り下げても、ここまでの減衰性を出すには至らない。この特性を得るためには、数枚の鋼板21を重ねる必要がある。また、この数枚の鋼板21は、機械加工された密着した結合よりも未加工面(黒皮面)を結合させることで、より簡単に得ることができるようになる。本実施例では、積載する鋼板21の枚数が少ないため、減衰効果を得るまでには至らないが、枚数を増やすことで、合わせ面において、膜振動に変換する形態に振動が変化する。何層もこの膜振動を通すことから、減衰効果に優れた特性を示すようになると考えられる。また、膜振動に変わることで、変位も小さくなると考えられる。
As can be seen from the frequency response diagram of the honing machine having the
-定圧加工の実現-
次いで、定圧加工の実現について示す。加工によりホーニング砥石6に掛かる力F4は、上述したように、約13kgf(127N)ある。この力F4は、治具ウエイト20の重量で抑え込むことができる。同等の力を得た重さを吊り下げている状況では、常に13kgfがホーニング砥石6全面へ掛かった状況を実現している。この状況は、切込条件を変化させない限り継続していることとなる。この状況は、定圧加工状態にあると推察される。
-Realization of constant pressure processing-
Next, the realization of constant pressure processing will be shown. As described above, the force F4 applied to the honing
下方に治具ウエイト20を設けることで、360°円周方向に同一の力として分散できる。また、治具ウエイト20を下方ぶらさげたことで、荷重点の位置を長さで考慮する必要があるが、長手方向で当たるホーニング砥石6において、その差は10mm程度となり、変化は、ほぼない状況にある。また、ワーク保持治具10での加工条件は、非常に低くゆっくりした条件を適用していることと、治具自体が鈍感(応答周波数0.25Hz)となっていることで、定圧力が掛かった状況となっているといえる。また、下方の鋼板21を重くしていくことで、ホーニング砥石6に掛かる圧力を上げることが可能となる。このことは、定圧加工の圧力UP(能率UP)へもつなげられる。
By providing the
なお、正面側から見た場合には、上端側及び下端側では、ホーニング砥石6がストローク内で上下することで、接触時間は中2つの第2加工面50b及び第3加工面50cに比べて1/2となる。このため、加工時間の少ない部位では、除去量の低下が発生してくる。このため、上下中央部分がより多く削れて内径が大きくなる形状となるが、これは、ホーニング砥石6の接触時間による差から生じている。この修正には、一般的に用いられる抜き代を増やす方法を用いることで、簡単に改善される。
When viewed from the front side, the honing
-本実施形態の作用効果-
このように本実施形態では、治具ウエイト20が下方にあるので、内側回動体15及び外側回動体13に引っ張り力が働き、静剛性及び動剛性が向上する上に、減衰性能が大幅に向上する。
-Action and effect of this embodiment-
As described above, in the present embodiment, since the
治具ウエイト20を内側回動体15に吊り下げているので、治具ウエイト20の作用により芯出しをし易くなる。また、治具ウエイト20が下方にあるので、内側回動体15及び外側回動体13に引っ張り力が働き、静剛性及び動剛性が向上する上に、減衰性能が大幅に向上する。
Since the
上述したように一体ものの治具ウエイト20を用いると、共振点の低下を招き、ホーニング加工の加工条件である例えば6.6Hzに近い構造帯域を持つことになる上に、揺れが単純な動きとなって動作量が大きくなってしまう。しかし、本実施形態では、複数の鋼板21が重なって構成されているので、例えばそれらの締結部以外では一定構造を有しないことから、揺れの動きが複雑化する。複雑化したことで、さらに動作量を押さえ込むことができ、治具ウエイト20を加えたことによる悪影響が防止される。これにより、揺れを大幅に低減し、ワーク50姿勢の安定性が得られる。この結果と、ワーク保持治具10のフローティング機構により、ホーニング砥石6にかかる力は、ワーク50の重さだけとすることが可能となり、ワーク50の自重だけによる定圧の加工状態が実現される。
As described above, if the
また、互いの重ね合わせ面に黒皮が残った複数の鋼板21を重ね合わせて治具ウエイト20としたので、互いの重ね合わせ面で密着せず、治具ウエイト20を重ね合わせ構造にした効果がより確実に発揮される。
Further, since a plurality of
また、例えばホーニング抵抗力を比切削抵抗から求め、その力が加わる位置を特定すれば、そのツール側モーメントM1を打ち消すことができる治具側モーメントM2を発生させる治具ウエイト20をワークホルダ16の下方に適宜設けることで反力を設定し、ワーク保持治具10に発生する力が押さえ込まれる。
Further, for example, if the honing resistance force is obtained from the specific cutting resistance and the position where the force is applied is specified, the
したがって、本実施形態に係るホーニング加工機によると、1本のホーニング砥石6を有するホーニングツール1であってもワーク保持治具10のフローティング機能を損なうことなく加工精度を向上させることができる。
Therefore, according to the honing machine according to the present embodiment, even the honing
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 It should be noted that the above embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications and uses.
1 ホーニングツール
2 回転主軸
3 ツール本体
4 先端
5 貫通孔
6 ホーニング砥石
10 ワーク保持治具
11 治具ベース
11a 下方開口
11b 底板
11c 側板
12 第1水平軸
12a 第1ブッシュ
12b 第2ブッシュ
13 外側回動体
13a 第1貫通孔
13b 第2貫通孔
13c 第1抜け止めピン
14 第2水平軸
15 内側回動体
15a 内側貫通孔
15b 第2抜け止めピン
16 ワークホルダ
16a 取っ手
16b 取付ボルト
16c 蓋部材
20 治具ウエイト
21 鋼板(構成要素)
22 ウエイト取付ボルト
50 ワーク
50a~50d 第1~第4加工面
51 被加工穴
1 Honing tool
2 Rotating spindle
3 Tool body
4 tip
5 Through hole
6 Honing whetstone
10 Work holding jig
11 Jig base
11a Lower opening
11b bottom plate
11c side plate
12 1st horizontal axis
12a 1st bush
12b 2nd bush
13 Outer rotating body
13a 1st through hole
13b 2nd through hole
13c 1st retaining pin
14 2nd horizontal axis
15 Inner rotating body
15a Inner through hole
15b 2nd retaining pin
16 Workholder
16a handle
16b mounting bolt
16c lid member
20 Jig weight
21 Steel plate (component)
22 Weight mounting bolts
50 works
50a-50d 1st to 4th machined surfaces
51 Hole to be machined
Claims (4)
上記ホーニングツールは、径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石を備え、
上記ワーク保持治具は、
治具ベースと、
上記治具ベースに対して第1水平軸を中心に回動可能に且つ該第1水平軸に沿って移動可能に支持される外側回動体と、
上記外側回動体に対して上記第1水平軸に垂直な方向に延びる第2水平軸を中心に回動可能に且つ該第2水平軸に沿って移動可能に支持される内側回動体と、
上記内側回動体に固定され、上記ワークを取り外し可能に位置決めして保持するワークホルダと、
上記ワークホルダ又は上記内側回動体に吊り下げられる治具ウエイトとを備えており、
上記治具ウエイトは、複数の構成要素を重ね合わせて構成されている
ことを特徴とするホーニング加工機。 A rotary spindle that can reciprocate in the axial direction of the inner diameter surface of the workpiece hole and can rotate around the axis, a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle, and a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle. In a honing machine equipped with a work holding jig for supporting the work in a state where the hole to be machined is oriented so as to extend in the vertical direction.
The honing tool is equipped with a single honing wheel that can be projected and retracted in the radial direction.
The work holding jig is
Jig base and
An outer rotating body that is rotatably supported about the first horizontal axis and movably supported along the first horizontal axis with respect to the jig base.
An inner rotating body that is supported so as to be rotatable about a second horizontal axis extending in a direction perpendicular to the first horizontal axis with respect to the outer rotating body and movably along the second horizontal axis.
A work holder that is fixed to the inner rotating body and that positions and holds the work in a removable manner.
It is equipped with a jig weight that can be hung from the work holder or the inner rotating body.
The jig weight is a honing machine characterized in that it is configured by superimposing a plurality of components.
上記複数の構成要素は、互いの重ね合わせ面に黒皮が残った鋼板よりなる
ことを特徴とするホーニング加工機。 In the honing processing machine according to claim 1 ,
The above-mentioned plurality of components are honing machines characterized in that they are made of steel plates in which black skin remains on the overlapping surfaces of each other.
上記ホーニングツールは、径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石を備え、
上記ワーク保持治具は、
治具ベースと、
上記治具ベースに対して第1水平軸を中心に回動可能に且つ該第1水平軸に沿って移動可能に支持される外側回動体と、
上記外側回動体に対して上記第1水平軸に垂直な方向に延びる第2水平軸を中心に回動可能に且つ該第2水平軸に沿って移動可能に支持される内側回動体と、
上記内側回動体に固定され、上記ワークを取り外し可能に位置決めして保持するワークホルダと、
上記ワークホルダ又は上記内側回動体に吊り下げられる治具ウエイトとを備えており、
上記治具ウエイトの重さは、上記ホーニングツールによってワークを押し付けるモーメントを打ち消すモーメントを発生させる重さに変更可能に構成されている
ことを特徴とするホーニング加工機。 A rotary spindle that can reciprocate in the axial direction of the inner diameter surface of the workpiece hole and can rotate around the axis, a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle, and a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle. In a honing machine equipped with a work holding jig for supporting the work in a state where the hole to be machined is oriented so as to extend in the vertical direction.
The honing tool is equipped with a single honing wheel that can be projected and retracted in the radial direction.
The work holding jig is
Jig base and
An outer rotating body that is rotatably supported about the first horizontal axis and movably supported along the first horizontal axis with respect to the jig base.
An inner rotating body that is supported so as to be rotatable about a second horizontal axis extending in a direction perpendicular to the first horizontal axis with respect to the outer rotating body and movably along the second horizontal axis.
A work holder that is fixed to the inner rotating body and that positions and holds the work in a removable manner.
It is equipped with a jig weight that can be hung from the work holder or the inner rotating body.
The jig weight is a honing machine characterized in that the weight of the jig weight can be changed to a weight that generates a moment that cancels the moment of pressing the work by the honing tool.
上記ホーニングツールに径方向に突出及び退入可能な1本のホーニング砥石を設け、上記ワーク保持治具に治具ベースと、該治具ベースに対して第1水平軸を中心に回動可能に且つ該第1水平軸に沿って移動可能に支持される外側回動体と、該外側回動体に対して上記第1水平軸に垂直な方向に延びる第2水平軸を中心に回動可能に且つ該第2水平軸に沿って移動可能に支持される内側回動体と、該内側回動体に固定され、上記ワークを取り外し可能に位置決めして保持するワークホルダとを設ける準備工程と、
上記ホーニングツールによってワークを押し付けるツール側モーメントを打ち消す治具側モーメントを発生させる治具ウエイトの重さを計算する計算工程と、
上記ワークホルダに上記ワークを取り付けるワーク取付工程と、
上記計算された重さに対応する治具ウエイトをワークホルダ又は内側回動体に吊り下げるウエイト吊り下げ工程と、
上記ホーニングツールを上記回転主軸の周りに回転させながら、上記ワークの被加工穴の内径面の軸線方向に往復移動させて上記ホーニング砥石を該内径面に押し付ける研削工程とを含む
ことを特徴とするホーニング加工機を用いた加工方法。 A rotary spindle that can reciprocate in the axial direction of the inner diameter surface of the workpiece hole and can rotate around the axis, a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle, and a honing tool that is detachably attached to the tip of the rotary spindle. In a machining method using a honing machine equipped with a work holding jig that supports the work in a state where the hole to be machined is oriented so as to extend in the vertical direction.
The honing tool is provided with one honing grindstone that can protrude and retract in the radial direction, and the work holding jig can be rotated around the jig base and the first horizontal axis with respect to the jig base. The outer rotating body that is movably supported along the first horizontal axis and the second horizontal axis that extends in a direction perpendicular to the first horizontal axis with respect to the outer rotating body are rotatable and rotatable. A preparatory step of providing an inner rotating body that is movably supported along the second horizontal axis and a work holder that is fixed to the inner rotating body and detachably positions and holds the work.
The calculation process for calculating the weight of the jig weight that generates the jig side moment that cancels the tool side moment that presses the work with the above honing tool, and
The work mounting process for attaching the work to the work holder, and
The weight hanging process of suspending the jig weight corresponding to the calculated weight to the work holder or the inner rotating body,
It is characterized by including a grinding step of rotating the honing tool around the rotation spindle and reciprocating the honing tool in the axial direction of the inner diameter surface of the hole to be machined to press the honing grindstone against the inner diameter surface. Processing method using a honing processing machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017115014A JP6993113B2 (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Honing machine and processing method using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017115014A JP6993113B2 (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Honing machine and processing method using it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019000914A JP2019000914A (en) | 2019-01-10 |
JP6993113B2 true JP6993113B2 (en) | 2022-01-13 |
Family
ID=65004662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017115014A Active JP6993113B2 (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Honing machine and processing method using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6993113B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7165071B2 (en) * | 2019-02-19 | 2022-11-02 | トーヨーエイテック株式会社 | Honing machine |
CN110355637B (en) * | 2019-06-26 | 2024-04-26 | 佛山市南海彼岸五金制品有限公司 | Flexible deburring equipment for steering column die castings |
JP7358182B2 (en) * | 2019-10-09 | 2023-10-10 | トーヨーエイテック株式会社 | Honing machine and processing method using it |
CN111673618B (en) * | 2020-07-27 | 2021-08-17 | 重庆红江机械有限责任公司 | Sleeve-shaped part honing fixture |
CN112476236A (en) * | 2020-11-12 | 2021-03-12 | 力源液压(苏州)有限公司 | Floating hinge honing hole machining clamp and using method |
CN115351699B (en) * | 2022-07-05 | 2024-01-12 | 苏州信能精密机械有限公司 | Clamping device for honing thin-wall disc-shaped flexible gear and honing machine tool |
CN116512106B (en) * | 2023-07-04 | 2023-09-01 | 河南广鹰机械制造有限公司 | Hydraulic turbine blade flange honing device convenient to it is fixed |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001088012A (en) | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Speedfam Co Ltd | Polishing device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH078128Y2 (en) * | 1991-06-14 | 1995-03-01 | 株式会社日進製作所 | Honing jig |
JP2869623B2 (en) * | 1995-08-30 | 1999-03-10 | 株式会社日進製作所 | Honing jig and automatic honing device |
-
2017
- 2017-06-12 JP JP2017115014A patent/JP6993113B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001088012A (en) | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Speedfam Co Ltd | Polishing device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019000914A (en) | 2019-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6993113B2 (en) | Honing machine and processing method using it | |
JP6059947B2 (en) | Combined processing machine and processing method | |
JP6041317B2 (en) | Machining tools | |
JP6871075B2 (en) | Honing machine and processing method using it | |
JP2018513024A (en) | Method to reduce regenerative vibration of cutting machine | |
JP6617454B2 (en) | Cutting apparatus and cutting method | |
JP3177599U (en) | Circular member end grinding machine | |
JP3203023U (en) | Deburring device | |
JP2018516764A (en) | Surface treatment equipment | |
JP5943851B2 (en) | Polishing holding device for shaft member and polishing device using this holding device | |
JP2016155213A (en) | Machining device | |
WO2021070771A1 (en) | Base plate and machine tool | |
WO2021100857A1 (en) | Machine tool | |
JPWO2015068500A1 (en) | Polishing tool, polishing method and polishing apparatus | |
JP4513438B2 (en) | Fine recess processing apparatus and fine recess processing method | |
JP2012196729A (en) | Rotary cutting tool with vibration-proof function | |
JP6233580B2 (en) | Support tool for machining tools | |
JP5523438B2 (en) | Bearing body and grinding device | |
JP2009034804A (en) | Working machine | |
WO2024213873A1 (en) | Shaping tool and method of shaping a workpiece | |
JP4973904B2 (en) | Fine recess processing apparatus and fine recess processing method | |
JP2003094305A (en) | Planetary grinding method | |
RU2440232C2 (en) | Method of surface vibrational sizing | |
JP7013195B2 (en) | Finishing method | |
CN107214519A (en) | Six-freedom parallel micro/nano-scale turnning and milling is combined microminiature desktop precision finishing machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20170707 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210330 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210507 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210803 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6993113 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |