JPH02139110A - シリンダーの内面加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は液圧ブレス等のＭ造シリンダの内面加工機に
関するものである。

［従来の技術］ 一般に液汁プレス、ダイキャストマシン、射出成形機等
に用いられるシリンダは、鋳造により素材形成したワー
クに内面加工を施している。

この内面加工は専ら横旋盤や立て旋盤を使用して行なっ
ており、予め前工程でフライス盤によって端面加工され
たものを、面盤にセットしてしている。

［発明が解決しようとする課題］ この旋盤による内面加工では、面盤にワークを固定して
行なっているため、内周面を連続して切削などの加工を
行なうことができず、所定の箇所まで切削等が完了した
ら、ワークを反転させてセットし直し、再度内周面を反
対側から加工している。このため加工工程が複雑で、各
工程毎に面倒な位置決めや治具の交換などを必要とし、
加工に多大な時間と熟練した技術とが要求される。また
旋盤ではワークの大きさに比較して大型の機械が必要と
なるため設備費が嵩み、相乗的に加工コストが増大する
。

そこで中ぐり盤を使用して内周面を連続加工することも
考えられるが、中ぐり盤は構造の上から重切削ができな
いため、ワークの反転位置決めが不要になり、また機械
の小型化ができても、内面加工には使用し難いとされて
いる。

この発明は上記事情に鑑みて考えられたものであって、
その目的はワークのセツテングが容易にでき、また１回
のセッテングで切削、研削等の内面加工を連続して高精
度に行なうことができるシリンダ内面加工機を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的によるこの発明は、機台上にワークテーブルを
長手方向に進退自在に備えたワーク支持装置と、先端に
加工具を有するボーリングシャフトを進退自在に機台上
に備え、そのボーリングシャフトを上記ワークテーブル
に向けてワーク支持装置の側部に配設した加工装置とか
らシリンダの内面加工機を構成している。

上記ワークテーブルには開口を加工装置側に向けて回転
自在に横設したワークの収容筒と、該収容筒の回転駆動
装置とが設置されている。

上記収容筒の設置は、ワークテーブルの上面両側に対設
した一対の円形フレームに回転自在に嵌装され、かつ収
容筒の外周側に一体形成した回動部とワークテーブル上
の回転駆動装置とにわたり、タイミングベルトからなる
回転伝達部材が設けられている。

また収容筒は内部に長手方向に位置する複数の帯状デユ
ープによる弾性固定チューブと、その内側に挿入した着
脱自在な円筒体と、円筒体の内周側に沿ってワークを密
着固定する膨張収縮自在なり周方向の複数の帯状チュー
ブによる弾性固定チューブとを有し、ワークはそれら弾
性固定チューブの介在の下に収容筒内に固定され、その
ワークの面内にボーリングシャフト先端の加工具が臨む
ようにしである。

またワーク支持装置は加工装置と対向する側部に、上記
ボーリングシャフトのガイドサポートを有する。このガ
イドサポートはシャフト状でボーリングシャフトの延長
線上に進退自在に位置しており、先端はボーリングシャ
フトとの接続部となっている。

上記ボーリングシャフトは先端に加工具台の受板を回動
自在に有し、その加工具台には種々の加工具を取付ける
ことができる場合と、加工具台の受板を横方向に移動自
在に有する場合とがある。

この受板の移動手段はシャフト内のボールねじ軸と、そ
のボールねじ軸に螺合した受板側のプツト部材と、ボー
ルねじ軸にモータの回転力を伝達するシャフト内の回転
軸及び歯車とから構成されている。

また研削用の加工具台は、内部にモータと歯車による伝
動機構とを有し、その伝動機構の回転軸の突出端に円盤
砥石を装着している。

［作　用１ 上記構成の内面加工機では、加工装置から外れた機台上
にてワークのセットを行なう。このセットは各帯状チュ
ーブの内圧を除いて縮小した弾性固定チューブにワーク
を挿入し、芯出し後に各帯状チューブに内圧を加えるこ
とによりなされ、これにより収容筒に固定されたワーク
は、ワークテーブルの移動により加工装置が位置すると
ころまで移送される。

移送完了後にボーリングシャフトが前進し、加工台の加
工具がワークの内面に当接されると、回転駆動装置の作
動により収容筒がワークと共に回転し、その回転とボー
リングシャフトの前進移動とによりワーク内面の連続加
工が行なわれる。

［実施例１１ 第１図から第３図に示す内面加工機は、ワーク３の支持
装置１と、そのワーク支持装置１の側部に配設した加工
装置２とから構成されている。

上記ワーク支持装置１は、長方形の機台４の上にワーク
テーブル５を長手方向に進退自在に備えている。このワ
ークテーブル５は機台上に設けた一対のガイドレール６
との嵌合部７と、その間のねじ軸８と螺合する部分９と
を有し、サーボモータ１０などにより回転する上記ねじ
軸１０によって機台上を移動する。

またワークテーブル５の上面両側には一対の円形フレー
ム１１が対設してあり、そのフレーム１１に両端が開放
された所要内径の収容筒１２が、フレーム１１との間に
ベアリング１３を介在させて、回転自在に横向きに装着
しである。

この収容筒１２の内部には上記ワーク３を密着固定する
膨張収縮自在な弾性固定チューブ１４が内周面に沿って
設けである。この弾性固定チ１−７１４は、ゴム製でワ
イヤー、布等で補強されたもので、収容筒１２の内側と
収容筒内にワーク３と共に挿入された着脱自在な円筒体
１５の内側どの両方に、帯状チューブ１４ａ、１４ｂの
状態で設けられている。

上記帯状チューブ１４ａは収容筒１２の内周側に設けた
一定間隔毎の長手方向の満１２ａに収納され、帯状チュ
ーブ１４ｂは円筒体１５の内周側に設けた円周方向の溝
１５ａに収納しである。またそれらの帯状チューブには
流体の注出入口が取付けである。

上記円筒体１５は内径が異なる幾つかのものが＊ｉされ
ており、収容筒１２の内径に比べて外径が小さく、収容
筒側の帯状チューブ１４ａの膨張範囲でワーク３の拘束
が困難な場合に、そのを補うものとして使用される。

上記収容８１２の外側には、回動部１６としてブーりが
一体に設けである。この回動部１６とワークテーブル上
に設置した回転駆動装置１７のプ−リ１８とには、Ｖベ
ルト１９が掛渡してあり、フレーム１１とにわたり設け
られたワーク位置決め用のチャック部材２０から開放さ
れた収容筒１２は、そのＶベルト１９によりフレーム内
を回転する。

上記加工装置２は、機台２１の上にボーリングシャフト
２２を水平かつ進退自在に有する機台上のサポート２３
から突出したボーリングシャフト２２の先端には、加工
具台２４が回転自在に取付けてあり、その加工具台２４
に切削または研削などの所要の複数の加工具２５が旋回
割出し可能な状態に放射状に取付けである。

このボーリングシャフト２２は後端部の保持体２６に回
転かつ固定自在に保持され、保持体２６に設置したイン
デックスモータ２７により回動し、これにより上記加工
具２５を割出しすることができるようになっている。ま
た機台２１上に設けられたボーリングシャフト２２の進
退移動は、上記ワークテーブル５の移ｖＪ装置と同様に
、ねじ軸の回転により行なわれる。

この実施例では、ねじ軸の具体的な構成は省略されてい
るが、第４図に示す他の実施例と同様に、ねじ軸３３は
保持体２６の下側のねじ受部材３４に螺合して後方の軸
受３５と上記サポート２３にわたり回転自在に横架しで
ある。このねじ軸３５の後端にはサーボモータ２８が回
転部材を介して接続され、そのサーボモータ２８により
ねじ軸３５を回転するとともに、回転量をも制御するこ
とができるようになっている。

３０はボーリングシャフト２２のガイドサポートで、加
工装置２と対向する側部に位置している。

このガイドサポート３０はシャフト状で、機台上のサポ
ート３１に挿通してボーリングシャフト２２の延長線上
に進退自在に保持され、かつ先端に上記加工具台２４を
介してボーリングシャフト２２と結合する接続部３２を
有する。

次にシリンダの面内加工について説明するまず加工装置
２から外れた機台１の後退位置上にて、シリンダのワー
ク３のセットを行なう。このセットに際し、ワーク３の
外径が収容筒側の帯状チューブ１４ａにより固定できる
範囲のものである場合には、円筒体１５を用いずにワー
ク３を直接収容筒１２に挿入し、芯出し後に収縮してい
る帯状チューブ１４ａに圧縮空気などの流体を圧入して
、該帯状チューブ１４ａを膨張させる。これによりワー
ク３は収容筒１２内にに固定され、収容筒１２と共に回
転しても位置ずれが生じなくなる。

またワーク３が小径なとときには、予め準備された幾つ
かの円筒体１５の中から、ワーク３の外径に適合したも
のを選択し、収容筒外にてその円筒体１５にワーク３を
挿入する。そして縮小している帯状チューブ１４ｂを流
体の圧入により膨張して、ワーク３を円筒体１５と一体
化したのち、その円筒体１５とともに図示のようにワー
ク３を収容筒内に挿入する。しかるのち収容筒側の帯状
チューブ１４ａを帯状チューブ１４ｂと同様に膨張させ
て、円筒体１５の固定を行なう。

このワーク３のセットに当って、弾性固定チューブ１４
の保護が必要とされる場合には、図面では省略したが、
各帯状チューブ１４ａ、１４ｂとワーク３との間に可撓
性を有する金属薄板を介在させることが好ましい。

次に上記ねじ軸８を回転してワークテーブル５を加工装
置２の位置まで移動する。移動後にボーリングシャフト
２２の先端の上記加工具台２３をワーク３の面内に臨ま
せ、加工具２４たとえばバイトの位置制御を行なう。位
置制御は軸方向と半径方向の両方を行なうこととができ
、軸方向はサーボモータ２８の回転角制御により、ねじ
軸を介してのボーリングシャフト２２の前後位置を制御
して行ない、半径方向はサーボモータ１０の回転角制御
により、ねじ軸８を介してのワークテーブル５の前後位
置を制御して行なう。

このようにしてバイトの位置制御が完了したらボーリン
グシャフト２２を回動しないように固定し、上記収容筒
１２を回転駆動装置１７を作動して収容筒１２を回転す
る。これによりワーク３も収容筒１２と共に回転し、ワ
ーク内面がバイトにより切削される。この切削加工は内
周面に沿って連続して行なわれ、その切削加工はボーリ
ングシャフト２２の前進により次の切削加工面に移行す
る。

この内面加工は片持の状態で行なうことができる′が、
両端が開口したワーク３の場合には、第３図に示すよう
に、ボーリングシャフト２２とガイドサポート３０とを
連結し、両サポート２３，３１により保持した状態にて
行なうのが好ましく、片持の場合に比べて安定性があり
、切削側の剛性が増すので重切削をも行なうことができ
る。

また内面加工は切削のみに限定されず、バイトに代えて
研削用砥石によりホーニング加工をすることもできる。

この時には図面は省略したが、加工具台に回転装置と回
転自在に円盤砥石を有する研削アタッチメントを取付け
るようにすれば、高精度な加工ができる。この際、ワー
ク側が回転しているので、砥石の回転は低速でよい。

なお、図示の例では帯状チューブごとに流体の圧入等を
行なうようになっているが、各帯状チューブを配管によ
り接続して圧入等を一個所で行なえるようにしてもよい
。

また弾性固定チューブの所要箇所に圧力センサーを設け
、破損等により圧力が所定圧力より低下した場合には、
警報を発したり、収容筒の回転を停止するようにして置
くことが安全上好ましい。

［実施例２］ 第４図以下に示す内面加工機は、実施例１の一部に改良
を加えたものである。したがって同一部分については同
一符号し、改良部分以外は説明を省略する。

改良部分は主として加工装置２にある。第４図に示すよ
うに、機台２１上のポーリングシャツ１〜２２は、ガイ
ドレール２９を移動する機台後部の保持体２６から、機
台前部のサポート２３に水平に設けられている。

また第５図に示すように、先端には加工具台２４の受板
３６が、ガイド溝３７に嵌めて横方向に移動自在に取付
けてあり、後端には受板移動用のサーボモータ３８が取
付けである。

ボーリングシャフト２２のシャフト内には、伝動軸３９
が軸方向に設けである。この伝動軸前後のシャフト内は
空間部４０．４１に形成され、前部の空間部４０には、
ボールねじ軸４２が上記ガイド溝３７と方向を同じくし
て、伝動軸３９に対し直角に架設しである。またボール
ねじ軸４２には受板３６の裏面に突設したナツト部材４
３が螺合し、ボールねじ軸４２の回転により受板３６が
横方向に移動するようにしである。

このボールねじ軸４２と伝動軸３７及びサーボモータ３
８は、それぞれに設けた空間部４０．４１内の歯巾４４
を介して接続しである。

上記ボーリングシャフト２２の先端を受けるガイドサポ
ート３０は、内部に油室４５を有する長軸のシリンダを
もって形成され、支持台４６に固定したサポート３１に
挿通して、ボーリングシャフト２２の延長線上に保持さ
れている。このガイドサポート３０の後端から油室４５
内には、タイバーと固定板４７とをもって上記サポート
３１に固定したブースタ４８が挿入され、そのブースタ
４８から油室４５に供給された油圧により、ボーリング
シャフト２２に対し移動するようにしである。

またガイドサポート３０の先端の接続部３２は、ボーリ
ングシャフト２２との接続後においても、上記加工具台
２４の横方向移動が行なわれるようにコ状に形成され、
第９図に示すように、側部の開口から挿入したボルト等
により接続できるようにしである。

また上記収容筒３の回転伝達部材としては、複数のタイ
ミングベルト１９ａが用いられ、これにより伝動トルク
を向上を図っている。

この実施例の内面加工機では、ボーリングシャフト２２
の先端において、受板３６と共に加工具台２４が横方向
に移動する。この移動はボーリングシャフト後端の上記
サーボモータ３８により行なわれる。

このサーボモータ３８の回転力は、歯巾４４と伝動軸３
７を介して上記ボールねじ軸４２に伝達され、そのボー
ルねじ軸４２の回転によりナット部材４３がねじ軸上を
移動する。それにより受台３６もボールねじ軸４２の回
転量に等しい寸法だけガイド溝３７内を摺動して、そこ
に取付けた加工具台２４を横方向に移動する。

このようなサーボモータ３８による加工具台２４の移動
は、収容筒１２内に固定したワーク３の径方向の加工送
りを可能とし、上記実施例１のようにワークテーブル５
とともに収容筒１２を移動して、径方向の加工送りを行
なう必要がなくなる。

したがって実施例２では、ワークテーブル５の往復移動
をねじ軸に代えて油圧シリンダを送り装置として採用す
ることができる。

第１０図は研削用加工具台の実施例を示すもので、本体
５０の内部にモータ５１と大小歯車５２゜５３による伝
動機構とを有し、その伝ｖＪ機構の回転軸５４の突出端
に円盤砥石やバフなどの研磨工具５５が装着されている
。

［発明の効果］ この発明は上述のように、機台４上にワークテーブル５
を長手方向に進退自在に備えたワーク支持装置１と、先
端に加工具２５を有するボーリングシャフト２２を進退
自在に機台２１上に備え、そのボーリングシャフト２２
を上記ワークテーブル５に向けてワーク支持装＠１の側
部に配設した加工装置２とからなり、上記ワークテーブ
ル５に収容１１１２を開口を加工装置側にして回転自在
に横設し、その収容筒１２は外周側に回動部１６を一体
的に有するとともに、内部にワーク３を密着固定する膨
張収縮自在な弾性固定チューブ１４を内周側に沿って有
し、その弾性固定チューブ１４の介在の下に収容筒１２
と共に回転するワーク３の面内に、ボーリングシャフト
先端の上記加工具２５を臨ませ、ワーク側を回転してワ
ークの内面加工を行なえるようにしたことから、従来の
ように内面加工の途中でワークをセットし直す必要がな
く、そのままの状態でワーク内面を連続加工することが
できる。

更に収容筒に対するワークの固定は、流体の圧入により
生じた弾性固定チューブの膨張により、ワーク外側を均
等に包むように行なわれるので、治具を使用する場合よ
りも固定が確実で、加工作業中に回転力により固定が解
除されてワークや加工具が損なわれるようなこともなく
、セットに際してもワークの向きなどを特に考慮ぜずに
、収容筒或は円筒体に挿入すればよいので手数が掛らず
、ワーク外周をチューブにより全面的にで保持するので
、チャックなどにより部分的に保持したとの傷や変形が
ワークに生じない。

また内面加工はワークの回転力をもって行なわれるので
、ボーリングシャフト側を回転する場合よりも加工状態
が良好となり、ボーリングシャフトの支持も両持とする
ことができるため、重切削も可能で、加工具の選択によ
り切削を始めホーニングなどの内面加工も出来るなど従
来に比べて作業能率が一段と向上し、加工時間も短縮さ
れて加工コストが低減する。

更にまたボーリングシャフト先端の加工具台を横方向に
移動できるように構成した場合は、ワークの径方向の加
工送りを加工具台の移動をもって実施でき、その移動は
サーボモータにより正確な制御の下に行ない得るから、
ワークテーブルを移動して加工送りを行なう場合よりも
精度が高い。

またワークテーブルの移動は段取り位置と加工位置との
間の往復移動のみとなるので、加工送りを行なうときの
ような精度は要求されないから、油圧シリンダなどの採
用により移動手段を簡素化し、ｆｆ１ｆｆｉの軽減を図
ることもできるなど多くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係るシリンダの内面加工機の実施例を
略示すもので、第１図はワークを取付けた状態における
第１実施例の一部横断平面図、第２図は同じく一部縦断
側面図、第３図はワーク内面加工時の収容筒の横断平面
図、第４図はワークを取付けた状態における第２実施例
の一部縦断側面図、第５図はボーリングシャフトの要部
横断平面図、第６図は第４図の一部横断平面図、第７図
はワーク支持装置の正面図、第８図は収容筒部分の縦断
正面図、第９図は内面加工時のワークの横断平面図、第
１０図は研削用加工具台の縦断正面図である。 １・・・・・・加工装置　　　　　　２・・・・・・加
工装置３・・・・・・ワーク　　　　　　　４・・・・
・・機台５・・・・・・ワークテーブル １１・・・・・・フレーム　　　　　１２・・・・・・
収容筒１４・・・・・・弾性固定チューブ １４ａ、１４ｂ・・・・・・帯状チューブ１５・・・・
・・円筒体　　　　　　１６・・・・・・回動部１７・
・・・・・回転駆動装置　　　１９・・・・・・Ｖベル
ト１９ａ・・・・・・タイミングベルト ２１・・・・・・機台 ２２・・・・・・ボーリングシャフト ２４・・・・・・加工具台　　　　　２５・・・・・・
加工具２６・・・・・・保持体 ３０・・・・・・ガイドサポート　　３２・・・・・・
接続部３６・・・・・・受板　　　　　　　３７・・・
・・・ガイド満３８・・・・・・加工具台移動用のサー
ボモータ３９・・・・・・伝動軸 ４２・・・・・・ボールねＵ軸　　　４３・・・・・・
ナツト部材４５・・・・・・油室　　　　　　　４８・
・・・・・ブースタ５０・・・・・・研削用加工具台の
本体５１・・・・・・モータ ５２．５３・・・・・・歯車　　　　５４・・・・・・
回転軸５５・・・・・・研磨工具

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）機台上にワークテーブルを長手方向に進退自在に
   備えたワーク支持装置と、先端に加工具を有するボーリ
   ングシャフトを進退自在に機台上に備え、そのボーリン
   グシャフトを上記ワークテーブルに向けてワーク支持装
   置の側部に配設した加工装置とからなり、上記ワークテ
   ーブルには開口を加工装置側に向けて回転自在に横設し
   たワークの収容筒と、該収容筒の回転駆動装置とが設置
   され、かつ収容筒は外周側に回動部を一体的に有すると
   ともに、内部にワークを密着固定する膨張収縮自在な弾
   性固定チューブを内周側に沿つて有し、その弾性固定チ
   ューブの介在の下に収容筒と共に回転するワークの面内
   に、ボーリングシャフト先端の上記加工具を臨ましてな
   ることを特徴とするシリンダーの内面加工機。
2. （２）ワーク支持装置は加工装置と対向する側部に、上
   記ボーリングシャフトのガイドサポートを有し、そのガ
   イドサポートはシャフト状でボーリングシャフトの延長
   線上に進退自在に位置し、かつ先端にボーリングシャフ
   トとの接続部を有する請求項１記載のシリンダーの内面
   加工機。
3. （３）収容筒はワークテーブルの上面両側に対設した一
   対の円形フレームに回転自在に嵌装され、かつ回動部と
   ワークテーブル上の回転駆動装置とにわたり回転伝達部
   材が設けられている請求項１記載のシリンダーの内面加
   工機。
4. （４）回転伝達部材はタイミングベルトからなる請求項
   ３記載のシリンダーの内面加工機。
5. （５）収容筒は内部に円筒体を着脱自在に有し、その円
   筒体は内周側に沿つて弾性固定チューブを有する請求項
   １記載のシリンダーの内面加工機。
6. （６）上記収容筒側の弾性固定チューブは長手方向に位
   置する複数の帯状チューブによって構成され、また円筒
   体内の弾性固定チューブは円周方向に位置する複数の帯
   状チューブにより構成されている請求項１または５記載
   のシリンダの内面加工機。
7. （７）ボーリングシャフトは先端に加工具台の受板を回
   動自在に有し、かつ加工具台には種々の加工具が取付け
   られる請求項１記載のシリンダの内面加工機。
8. （８）ボーリングシャフトは先端に加工具台の受板を横
   方向に移動自在に有し、かつ受板の移動手段はシャフト
   内のボールねじ軸と、そのボールねじ軸に螺合した受板
   側のナット部材と、ボールねじ軸にモータの回転力を伝
   達するシャフト内の回転軸及び歯車とから構成されてい
   る請求項１記載のシリンダの内面加工機。
9. （９）加工具台は内部にモータと歯車による伝動機構と
   を有し、その伝動機構の回転軸の突出端に研磨工具が装
   着されている請求項１または８記載のシリンダの内面加
   工機。