JPH0249869B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動工具交換装置を有して、１つの
ワークについて各種の加工を連続的に行うことが
できるようにしたマシニングセンタに適用される
ホーニング加工装置に関する。

（従来技術） マシニングセンタは、例えば円板状の工具マガ
ジンに保持させた各種各寸法の工具を自動工具交
換装置によつて選択的に主軸に装着し、テーブル
にクランプしたワークについて各種の加工を順次
連続的に行い得るようにしたものである（特開昭
56−27755号公報参照）。然して従来のマシニング
センタには、例えばドリル、フライス、リーマ等
の比較的単純な通常工具しか備えることができ
ず、回転駆動と砥石を拡張させるための軸方向駆
動とを要するホーニングツール等の構造の複雑な
工具は使用できなかつた。そのため、ワークの高
精度な内面研削加工には使用できず、該加工が必
要な場合は、高価なホーニング盤を別途備えなけ
ればならなかつた。

（発明の目的） 本発明は、従来における上記のような実情に鑑
み、マシニングセンタにホーニングツールの取付
けを可能として、該マシニングセンタにより高精
度な内面研削をも行い得るようにする。これによ
り、例えばスプールが摺動自在に嵌合されるバル
ブボデイの内面を加工する場合等に、１台のマシ
ニングセンタだけで、しかもワークを１回取付け
るだけでドリリング、ボーリング及びホーニング
加工等を順次連続的に行え得るようにして生産性
を向上させ、またホーニング盤等の高価な設備を
不要として設備費の低減を図ることを目的とす
る。

（発明の構成） 即ち、本発明に係るホーニング加工装置は、ケ
ーシングに回転可能に支持され、且つ主軸ヘツド
の主軸に嵌合されて回転動力が入力される入力軸
部を有すると共に、先端にホーニングツールの取
付部を有する回転駆動伝達装置と、該回転駆動伝
達装置における入力軸部又はケーシングに設けら
れて通常工具と同様にマシニングセンタの工具把
持爪に把持される装置把持部と、上記回転駆動伝
達装置のホーニングツール取付部に接続され、且
つテーパ部材の軸方向の移動によつて砥石が拡張
するように構成されたホーニングツールと、上記
主軸ヘツドに備えられた砥石拡張モータと、上記
回転駆動伝達装置の入力軸部を主軸に嵌合した時
に上記砥石拡張モータに接続されて該モータの回
転によりホーニングツールのテーパ部材を軸方向
に移動させる砥石拡張駆動伝達装置とを備えたこ
とを特徴とする。

このような構成によれば、ドリルやリーマ等の
通常工具と同様に、ホーニングツールが先端に取
付けられたホーニング加工装置をマシニングセン
タの工具マガジン等に備えておくことができると
共に、これを主軸ヘツドに装着することができ、
また上記ホーニングツールに回転駆動力と砥石を
拡張させるための軸方向駆動力を伝達することが
可能となつて、該マシニングセンタによりホーニ
ング加工を行うことができるようになる。

尚、従来においても、研削加工を行うことがで
きるようにしたマシニングセンタが存在したが、
従来のマシニングセンタで使用される研削工具は
回転駆動力だけで作動する単純なもので、ホーニ
ング加工のような高精度の研削加工は行えなかつ
た。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

先ず、第１図によりマシニングセンタの概略構
成を説明すると、該マシニングセンタ１における
ベツド２の一側方には門型のコラム３が立設さ
れ、該コラム３上に円板状の工具マガジン４が回
転及び前後（図面上では左右方向）動可能に支持
されている。このマガジン４の周縁には、第２図
に示すように等角度間隔で多数の工具保持部４ａ
…４ａが設けられ、各工具保持部４ａに把持方向
に付勢された一部の工具把持爪５，５が備えられ
て、該把持爪５，５により各種の工具Ａ…Ａが保
持されている。また、上記コラム３の内部には主
軸台６が破線で示す下方の加工位置と鎖線で示す
上方の工具交換位置との間で上下昇降可能に備え
られている。

一方、上記ベツド２の他側方にはワーク取付装
置７が備えられている。このワーク取付装置７
は、ベツド２上に設けられたレール８に沿つてＸ
−X′方向（第１図の左右方向）に移動可能とさ
れた第１テーブル９と、該第１テーブル９上に設
けられたレール１０に沿つて上記Ｘ−X′方向に
直交する方向に移動可能とされた第２テーブル１
１とを有し、該第２テーブル１１上にワークＢが
クランプされるようになつている。そして、上記
主軸台６が加工位置にある時に、該主軸台６の主
軸ヘツド１２の前方にワークＢが軸線を一致させ
て対向するようになつている。

尚、上記テーブル９はベツド２に回転自在に軸
支されたネジ軸１３をモータ１４で回転させるこ
とによりＸ−X′方向に移動するようになつてお
り、また第２テーブル１１は第１テーブル９に回
転自在に軸支されたネジ軸１５をモータ（図示せ
ず）で回転させることにより上記Ｘ−X′方向に
直交する方向に移動するようになつている。

然して、上記工具マガジン４にはドリル、リー
マ、フライス等の通常工具Ａ…Ａに加えて、ホー
ニング加工装置２０が保持されている。次に、こ
のホーニング加工装置２０の構成を第３図により
説明する。

このホーニング加工装置２０は、ケース２１内
に回転駆動伝達装置（以下、「回転装置」という）
４０と砥石拡張駆動伝達装置（以下、「砥石拡張
装置」という）６０とを備えた構成とされてい
る。回転装置４０は、ケース２１に軸受２２を介
して回転自在に支持された入力軸４１を有すると
共に、該入力軸４１におけるケース２１の主軸ヘ
ツド側端面２１ａから突出した部分に上記主軸ヘ
ツド１２における主軸１６に嵌合固着される取付
部４２と、上記工具マガジン４における一対の工
具把持爪５，５に把持されるＶ溝を有する装置把
持部４３とが形成されており、また該入力軸４１
のケース２１内に位置する部分には駆動ギヤ４４
が固設されている。そして、ケース２１内に軸受
２３，２３を介して回転自在に支持された中間軸
４５の一端の第１中間ギヤ４６に上記駆動ギヤ４
４が噛合されていると共に、該中間軸４５の他端
の第２中間ギヤ４７が、ケース２１に軸受２４，
２４を介して回転自在に支持されたドラム４８の
外周に設けられた従動ギヤ４９に噛合されてい
る。更に、該ドラム４８に固着された筒状の出力
軸５０がケース２１の反主軸ヘツド側の端面２１
ｂから外部に突出され、その先端にホーニングツ
ール取付部５１が設けられている。

一方、砥石拡張装置６０は、ケース２１におけ
る下方への膨出部２１ｃに軸受２５，２５を介し
て回転自在に支持され且つ該膨出部２１ｃから突
出された部分の先端が角軸部６１ａとされたモー
タ係合軸６１と、該軸６１に固設された第１ギヤ
６２と、軸受２６を介して回転自在に支持されて
上記第１ギヤ６２に噛合された第２ギヤ６３と、
軸受２７を介して回転自在に支持されて上記第２
ギヤ６３に噛合された第３ギヤ６４とを有し、該
第３ギヤ６４に固着された駆動部材６５が上記回
転装置４０における入力軸４１と同芯状に配置さ
れた送り軸６６のスプライン部６６ａにスプライ
ン嵌合されている。また、この送り軸６６にはオ
ネジ部６６ｂが設けられていると共に、ケース２
１に設けられたシリンダ部２８内にピストン部材
２９が嵌装されて、該ピストン部材２９に形成さ
れたメネジ部２９ａに上記送り軸６６のオネジ部
６６ｂが螺合されている。これにより、該送り軸
６６が上記ピストン部材２９の移動に従つて軸方
向に移動すると共に、自らの回転によつても軸方
向に移動するようになつている。ここで、ピスト
ン部材２９はピン３０によつて図り止めされてい
る。そして、この送り軸６６の先端に回転吸収部
６７を介してスライドロツド６８が接続され、該
スライドロツド６８が上記回転装置４０における
中空の出力軸５０内に嵌挿されていると共に、そ
の先端に後述するケーシングツールの砥石拡張ロ
ツドの接続部６９が設けられている。ここで、該
スライドロツド６８と上記出力軸５０とが常時同
一回転するように、出力軸５０内に直径方向に架
設されたピン７０がスライドロツド６８に形成さ
れた孔６８ａに挿通されているが、該ロツド６８
の軸方向の移動を可能とするため上記孔６８ａは
軸方向に長い長穴とされている。

更に、上記回転装置４０における出力軸５０の
先端の取付部５１に取付けられるホーニングツー
ル８０は、第４図に示すように上記出力軸５０に
一端を接続される筒状本体８１と、該本体８１内
に軸方向に移動可能に挿入されて、上記砥石拡張
装置６０におけるスライドロツド６８に一端を接
続される砥石拡張ロツド８２とを有すると共に、
本体の先端部周囲には内面８３ａが傾斜面とされ
た複数の砥石８３…８３が外方に拡張可能に備え
られ、また砥石拡張ロツド８２の先端にはテーパ
部８４が設けられている。そして、該テーパ部８
４の周面に上記各砥石８３…８３の内面８３ａ…
８３ａが当接されて該テーパ部８４ないし拡張ロ
ツド８２の前方への移動により各砥石８３…８３
が外方に拡張されるようになつている。

尚、上記ケース２１には先端が該ケース２１の
主軸ヘツド側端面２１ａから突出する位置決めピ
ン３１が備えられ、バネ３２によつて突出方向に
付勢されている。この位置決めピン３１には、常
時は駆動ギヤ４４の歯に噛合う噛合部材３１ａが
突設され、主軸１６への装置時以外では駆動ギヤ
４４の回転を防止する一方、主軸１６への装着時
に位置決めピン３１の停止状態でケース２１が後
退してバネ３２が圧縮されると、該噛合部材３１
ａと駆動ギヤ４４との噛合がはずれ、駆動ギヤ４
４が回転可能となる。

以上の構成に加えて、このホーニング加工装置
２０が装着される主軸ヘツドには砥石拡張モータ
１７が備えられ、上記回転装置４０における入力
軸４１が主軸１６に嵌合された時に砥石拡張装置
６０におけるモータ係合軸６１の角軸部６１ａが
該モータ１７の回転軸１７ａに係合されるように
なつている。また、この時、ホーニング加工装置
２０における位置決めピン３１の先端が主軸ヘツ
ド１２の当該端面に設けられた固定ブロツク１８
に係合するようになつている。この時、ブロツク
１８に位置決めピン３１が係合して更にケース２
１が後退すると、バネ３２が更に圧縮されて噛合
部材３１ａと駆動ギヤ４４との噛合がはずれ、駆
動ギヤ４４が回転可能となる。

次に、上記実施例の作用を説明する。

第１図に示すように、マシニングセンタ１の第
２テーブル１１上にクランプされたワークＢにつ
いて、前工程の加工に続いてホーニング加工を行
うものとする。この時、先ず、主軸台６が下方の
加工位置から上方の工具交換位置に上昇すること
により、該主軸台６における主軸ヘツド１２に装
着されていた前工程で使用された工具（図示せ
ず）が工具マガジン４の空所となつている保持部
４ａに一対の工具把持爪５，５によつて把持され
ると共に、該マガジン４が一定ストローク前方
（Ｙ方向）に移動することにより該工具が主軸１
６から取り外される。次に、工具マガジン４が所
定角度だけ回転することにより、図示のように該
マガジン４の所定の保持部４ａに保持されていた
ホーニング加工装置２０が主軸ヘツド１２の前方
に対向位置され、この状態で工具マガジン４が後
方（Y′方向）に後退する。これにより、第３図
に示すように、ホーニング加工装置２０における
入力軸４１が主軸ヘツド１２における主軸１６に
嵌合されると共に、主軸１６に備えられたチヤツ
ク装置（図示せず）により固着される。また、こ
れと同時にホーニング加工装置２０のケース２１
から突出するモータ係合軸６１及び位置決めピン
３１が主軸ヘツド１２側に備えられた砥石拡張モ
ータ１７の回転軸１７ａ及び固定ブロツク１８に
夫々係合され、このようにしてホーニング加工装
置２０が主軸ヘツド１２に装着されることにな
る。

次に、この状態で主軸台６が下降するのである
が、この時、上記工具マガジン４におけるホーニ
ング加工装置２０を保持していた保持部４ａの工
具把持爪５，５が該装置２０における入力軸４１
に設けられた装置把持部４３から離脱し、該ホー
ニング加工装置２０が主軸台６と共に下方の加工
位置にセツトされる。また、該ホーニング加工装
置２０が加工位置にセツトされると、その前方に
位置するワーク取付装置７の第１テーブル９がレ
ール８に沿つてX′方向に移動し、第４図に鎖線
で示すようにホーニングツール８０の先端部がワ
ークＢの孔B′内に突入される。

このようにして、ホーニング加工装置２０に取
付けられたホーニングツール８０とワークＢとが
所定の位置関係にセツトされると、次に該装置２
０におけるケース２１内に設けられたシリンダ部
２８に流体圧が導入され、該シリンダ部２８内の
ピストン部材２９と共に送り軸６６が前方に一定
ストローク移動される。また、これに続いて主軸
台６に備えられた砥石拡張モータ１７が作動し、
その回転が砥石拡張装置６０におけるモータ係合
軸６１及び第１〜第３ギヤ６２〜６４を介して駆
動部材６５に伝達され、該部材６５にスプライン
嵌合された上記の送り軸６６を回転させる。この
送り軸６６はオネジ部６６ｂが上記のピストン部
材２９のメネジ部２９ａに螺合されており、且つ
該ピストン部材２９はピン３０によつて回り止め
されているので、送り軸６６の回転により該軸６
６が前方に移動することになる。このようにし
て、該送り軸６６が上記ピストン部材２９の移動
により先ず一定ストロークだけ急速前進されると
共に、次に自らの回転により更に徐々に前進し、
該軸６６に回転吸収機構６７を介して連結された
スライドロツド６８、及び該ロツド６８に接続さ
れたホーニングツール８０における砥石拡張ロツ
ド８２を前進させる。これにより、砥石拡張ロツ
ド８２の先端に設けられたテーパ部８４が該ホー
ニングツール８０の本体８１の先端部周囲に備え
られた複数の砥石８３…８３を外方に押し出し、
各砥石８３…８３の外面８３ｂ…８３ｂをワーク
Ｂにおける孔B′の内周面に押し付ける。

そして、この状態で主軸１６が回転することに
より、該ホーニング加工装置２０の回転装置４０
における入力軸４１が回転されると共に、駆動ギ
ヤ４４、第１中間ギヤ４６、中間軸４５、第２中
間ギヤ４７、従動ギヤ４９及びドラム４８を介し
て出力軸５０が回転され、更に該出力軸５０に連
結されたホーニングツール８０の本体８１が回転
駆動される。これにより、ワークＢにおける孔
B′の内周面に押し付けられた砥石８３…８３が
回転されると共に、この回転に同期してワーク取
付装置７における第１テーブル９が軸方向に移動
することにより、上記ワークＢにおける孔B′の
内周面が研削されることになる。

このようにして、工具マガジン４にホーニング
加工装置２０を備えておくと共に、これを主軸ヘ
ツド１２に装着して作動させることが可能とな
り、マシニングセンタ１によるホーニング加工が
実現される。

次に、第５図に示す本発明の第２実施例につい
て説明する。

この実施例においても、ホーニング加工装置１
２０は、ケース１２１と、回転装置１４０と、砥
石拡張装置１６０とを有する。上記回転装置１４
０は、一端部に主軸１６への取付部１４２と工具
マガジン４における一対の工具把持爪５，５に把
持される装置把持部１４３とを有すると共に、上
記ケース１２１を貫通した他端部にホーニングツ
ール取付部１５１が設けられた入力軸１４１によ
つて構成されている。また、砥石拡張装置１６０
は、主軸ヘツド１２に備えられた砥石拡張モータ
１７の回転軸１７ａに係合されるモータ係合軸１
６１と、該軸１６１に設けられた第１ギヤ１６２
に第２ギヤ１６３を介して連結された軸方向に長
い第３ギヤ１６４と、該第３ギヤ１６４に噛合さ
れた第４ギヤ１６５と、上記入力軸１４１の外側
に嵌合されて上記第４ギヤ１６４に固着された送
りドラム１６６とを有し、この送りドラム１６６
の外周面に形成されたオネジ部１６６ａが上記ケ
ース１２１の内周面に形成されたメネジ部１２１
ａに螺合されていることにより、該送りドラム１
６６が回転した時に前後方向に移動するようにな
つている。そして、該送りドラム１６６に回転吸
収用軸受１６７，１６７を介して結合され且つ上
記入力軸１４１上に嵌合された送りスリーブ１６
８と、該入力軸１４１内に摺動自在に嵌合された
スライドロツド１６９にピン１７０を介して連結
した構成とされている。ここで、上記ピン１７０
が挿通される入力軸１４１の孔１４１ａは該ピン
１７０が送りスリーブ１６８やスライドロツド１
６９と共に軸方向に移動できるように長穴とされ
ている。また、スライドロツド１６９の先端には
ホーニングツール８０における砥石拡張ロツド８
２の接続部１７１が設けられている。

従つて、このホーニング加工装置１２０も、入
力軸１４１における装置把持部１４３を工具マガ
ジン４における工具把持爪５，５で把持すること
により、該マガジン４に備えておくことができる
と共に、前記実施例におけるホーニング加工装置
２０と同様にして主軸ヘツド１２に装着すること
ができる。そして、該ヘツド１２に備えられた砥
石拡張モータ１７の回転により、砥石拡張装置１
６０におけるモータ係合軸１６１、第１〜第４ギ
ヤ１６２〜１６５を介して送りドラム１６６が回
転されて該ドラム１６６が前進し、更に送りスリ
ーブ１６８及びスライドロツド１６９を介してホ
ーニングツール８０における砥石拡張ロツド８２
が前進されることにより、該ツール８０の本体８
１の先端部外周囲に備えられた複数の砥石（図示
せず）がワークの孔の内周面に押し付けられる。
また、その状態で主軸１６の回転により入力軸１
４１を介してホーニングツール８０の本体８１が
回転されることにより上記各砥石が回転され、且
つ上記ワークが軸方向に移動されることにより該
ワークにおける孔の内周面が研削加工されること
になる。

尚、上記第１、第２実施例においてはホーニン
グ加工装置２０，１２０の回転装置４０，１４０
を構成する入力軸４１，１４１に装置把持部４
３，１４３を設けたが、これをケース２１，１２
１に設けてもよい。また、マシニングセンタ１に
おいて多数の工具を保持し且つこれらを自動交換
する工具自動交換装置は、上記各実施例に示す円
板状の工具マガジン４に限らず、アーム式のもの
等であつてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、工具マガジン等
に備えた各種の工具を選択的に主軸に装着して、
１つのワークについて各種の加工を順次連続的に
行うようにしたマシニングセンタにホーニング加
工装置を備えることが可能となる。これにより、
従来、別途装備したホーニング盤によつて行わな
ければならなかつたホーニング加工を、他の加工
と同様に１台のマシニングセンタにより連続的に
行うことができるようになり、もつて、例えばバ
ルブボデイ等の製造時における生産性が向上する
と共に、上記ホーニング盤が不要となることによ
る設備費の低減が図られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるマシニングセンタ
の全体概略側面図、第２図は第１図−線で切
断した工具マガジンの背面図、第３図は本発明の
第１実施例を示すホーニング加工装置の縦断側面
図、第４図は該装置におけるホーニングツールの
縦断側面図、第５図は本発明の第２実施例の示す
縦断側面図である。 １……マシニングセンタ、１２……主軸ヘツ
ド、１６……主軸、１７……砥石拡張モータ、２
０，１２０……ホーニング加工装置、２１，１２
１……ケーシング（ケース）、４０，１４０……
回転駆動伝達装置、４１，１４１……入力軸部
（入力軸）、４３，１４３……装置把持部、５１，
１５１……ホーニングツール取付部、６０，１６
０……砥石拡張駆動伝達、８０，１８０……ホー
ニングツール、８３……砥石、８４……テーパ部
材（テーパ部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マシニングセンタに装備されるホーニング加
   工装置であつて、ケーシングと、該ケーシングに
   回転可能に支持され且つ主軸ヘツドの主軸に嵌合
   されて回転動力が入力される入力軸部を有すると
   共に先端にホーニングツールの取付部を有する回
   転駆動伝達装置と、該回転駆動伝達装置の入力軸
   部または上記ケーシングに設けられて通常工具と
   同様にマシニングセンタの工具把持爪に把持され
   る装置把持部と、上記回転駆動伝達装置のホーニ
   ングツール取付部に接続され且つテーパ部材の軸
   方向の移動によつて砥石が拡張するように構成さ
   れたホーニングツールと、上記主軸ヘツドに備え
   られた砥石拡張モータと、上記回転駆動伝達装置
   の入力軸部を主軸に嵌合した時に上記砥石拡張モ
   ータに接続されて該モータの回転により上記ホー
   ニングツールのテーパ部材を軸方向に移動させる
   砥石拡張駆動伝達装置とを有することを特徴とす
   るホーニング加工装置。