JPS5981055A - ホ−ニング装置 - 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】 本発明は、被加工物の穴の内周面を回転およびに関する
。

被加工物の穴の内周面のホーニング加工を行なう場合、
被加工物の前処理段階、つまり、中ぐり加工や粗研削加
工の段階で前記内周面に凹凸が生じると、ホーニング加
工を行なっても凹凸が残るという問題がある。

これに対し、従来、予め被加工物の前記内周面の凹凸形
状についてのパターン認識を行ない、それに応じて砥石
を被加工物の穴内で往復動せしめる際のストロ・−り長
さやストローク位置をコントロールして前記凹凸をなく
すストローク制御方式のホーニング加工も行なわれてい
るが、かかる方式では高精度のストローク位置制御装置
を必要とし、ホーニング装置が高価になる憾みがある。

本発明は、かかる点に鑑み、ホーニング加工中に、被加
工物の穴のストローク方向における各部の寸法を測定し
ながら、その測定値に基づいて取代大の部分では砥石の
接触回数が多く、取代小の部分では少なくなるように、
ストローク速度や砥石の回転数を制御することにより、
ホーニング加工の精度および能率を高めるようにしたホ
ーニング装置を提供するものである。

以下、本発明の構成を実施例につき図面に基づいて説明
する。

〈実施例／〉 本例は第１図乃至第グ図に示されている。

第１図に示すホーニング装置１において、２は先端部に
砥石ろを半径方向に拡張可能に装着した工具軸、４は工
具軸２を往復駆動するストローク手段、５は工具軸２を
回転駆動する回転駆動手段、よ１は被加工物である。

ストローク手段４は、油圧シリンダ装置を適用してなる
もので、シリンダ６に嵌挿したピストンロッド７の先端
が工具軸２に自在継手８を介して連結されている。本例
の場合、工具軸２はこの自在継手８によりピストンロッ
ド７・に回転自在に支持され、また、ストローク手段４
にて往復動自在に支持されている。

上記ストローク手段４の油圧回路について説明すれば、
シリンダ乙の上端の第１ポート９と下端の第２ポート１
０は方向制御弁１１に接続され、該方向制御弁１１はポ
ンプ１２および電磁式の流量調整弁１３を介してタンク
１４に接続されている。つまり、この油圧回路は、方向
制御弁１１の切換えにより第１ポート９へ送油されると
ピストンロッド７を送り方向に、第２ボート１０へ送油
されると戻り方向にそれぞれストロークせしめ、さらに
、方向制御弁１１からのリターン油量を流量調整弁１３
で調整してストローク速度を変えるようになされている
。また、方向制御弁１１の切換は、ストローク下端位置
およびストローク上端位置を検出するリミットスイッチ
（図示省略）を設け、該リミットスイッチからの信号で
行なう。

一方、回転駆動手段５は、電動モータ１５を適用してな
るもので、該電動モータ１５に直結した駆動プーリ１６
と工具軸２にスプライン嵌合した従動プーリ１７とがベ
ルト１８を介して連結されている。

また、］二記工具軸２には、エアマイクロメータを適用
してなる寸法測定手段１９に連通したエア通路２０が軸
方向に形成され、該エア通路２０は工具軸２の先端部の
砥石取付部において該数句部の外側面に開口している。

そして、寸法測定手段１９はホーニング加工中にエアを
被加工物２１の穴の内周面２２に吹き付けて、該内周面
２２のストローク方向における各部の直径を測定するよ
うになされている。

上記工具軸２の砥石取付部の構造は被加工物２１ととも
に第２図に示されている。すなわち、工具軸２は円筒状
のツール本体２３にテーパコーン２４を軸方向に移動自
在に嵌挿したもので、ツール本体２６には該本体壁を半
径方向に貫通する複数の取付孔２５が開設され、該取付
孔２５に砥石６を固定した摺動体２６が嵌められており
、テーパコーン２４の軸方向への移動により砥石６を半
径方向に拡張して被加工物２１の内周面２２に当接でき
るようになされている。また、ツール本体２６には前記
エア通路２０が２本設けられており、両エア通路２０．
２０はツール本体２ろの直径方向において互いに反対側
のツール本体外側面に開口している。

しかして、上記ストローク手段４の流量調整弁１６、回
転駆動手段５の電動モータ１５および寸法測定手段１９
は、コントロール手段２７に連係されており、コントロ
ール手段２７は寸法測定手段１９からの測定信号を受け
て流量調整弁１ろあるいは電動モータ１５へ制御信号を
送るようになされている。すなわち、コントロール手段
２７は、前記測定信号により被加工物２１の内周面２２
の取代の大小に応じてストローク手段４のストローク速
度あるいは回転駆動手段５の回転数を第３図に実線で示
す如く制御して前記内周面２２のストローク方向におけ
る各部に対する砥石乙の接触回数をコントロールするよ
うになされている。つまり、第３図に示される如く、被
加工物２１の内周面で取代大の部分ではストローク速度
を遅（あるいは回転数を多（して砥石接触回数を多くし
、取代小の部分ではストローク速度を速くあるいは回転
数を少な（して砥石接触回数を少な（するようになされ
ている。

上記コントロール手段２７の具体的構成は寸法測定手段
１９との関係において第グ図に示されている。

すなわち、同図に示す寸法測定手段１９において、２８
はエア源、２９は被加工物２１の内周面２２の凹凸形状
に応じて生じるエア圧の変化を電圧に変換する変換器で
あり、変換器２９から前記内周面２２の仕上り寸法を設
定する定寸装置３０へ信号が送られ、該定寸装置６０か
ら内周面２２の実測に基づく寸法検出信号が出力される
ようになっている。

コントロール手段２７において、６１は寸法検出信号の
レベルと設定信号Ｓのレベルとを比較してその差を演算
する基準調整回路で、流量調整弁１６に対して第１選択
スイッチ６２、第１増幅器６６および電磁弁開度制御回
路６４を介して接続されているとともに、電動モータ１
５に対して第２選択スイッチ６５、第２増幅器６６およ
び速度制御装置６７を介して接続されている。上記各選
択スイッチ３２．３５は、流量調整弁１６と電動モータ
１５のいずれを制御するかあるいは両者を制御するか、
つまり、制御すべき対象物をスイッチのオン・オフで選
択するものである。また、速度制御装置６７は、例えば
、電動モータ１５に交流電源を用いる場合、周波数を変
えるインバータが用いられる。

次に、本実施例の作動を説明すれば、工具軸２に取り付
けた砥石３は、ストローク手段４および回転駆動手段５
の作動により、回転しながら往復運動を行ない、被加工
物２１の内周面２２のホーニング加工を行なう。このホ
ニニング加工中１寸法測定手段１９により前記内周面２
２のストローク方向における各部の直径が測定され、寸
法検出信号がコントロール手段２７に送られる。コント
ロール手段２７では、基準調整回路６１により寸法検出
信号と設定信号Ｓとのレベル差が演算され、該レベル差
に応じた信号が該基準調整回路６１より出力される。す
なわち、この出力信号は前記内周面の取代が大である部
分ではレベルが高くなり、取代小の部分でレベルが低く
なる。

ここで、第１選択スイッチ３２をオンにしている場合、
前記出力信号は第１増幅器６６で増幅されて電磁弁開度
制御回路ろ４へ送られ、該電磁弁開度制御回路６４から
流量調整弁１６へ前記出力信号のし漏ルの高低に応じた
制御信号が送られる。

流量調整弁１６は前記内周面の取代大の部分では前記制
御信号により開度が小さくなり、方向制御弁１１からの
リターン油の流量を絞ってストローク手段４のストロー
ク速度を遅くし、逆に、取代小の部分では開度が大きく
なり、リターン油の流量を多くしてストローク速度を速
くする。従って、砥石６は取代大の部分では内周面との
接触時間が長くなって接触回数が多くなり、取代小の部
分では逆に接触回数が少なくなる。

また、第２選択スイッチ６５をオンにしている場合、基
準調整回路６１からの出力信号は第２増幅器３６で増幅
されて速度制御装置６７に送られ、該速度制御装置６７
から前記出力信号のレベルの高低に応じた制御信号が電
動モータ１５に送られる。電動モータ１５は、取代大の
部分では回転数が多くなって砥石接触回数を多くし、逆
に、取代小の部分では回転数が少なくなって砥石接触回
数を少な（する。

〈実施例２〉 本例は、砥石接触回数を第３図に２点鎖線で段階的に切
換えるようにした例で、第５図に制御系統図のみを示す
。他の構成は実施例／と同様である。なお、実施例／と
同じ構成物には実施例／と同じ符号を用いている。

まず、コントロール手段４０における流量調整弁１６に
よるストローク速度の制御系統について説明すれば、第
５図において、４１ａは第１切換点設定器、４２ａは第
２切換点設定器、４ろａは第３切換点設定器で、各設定
器４１ａ〜４３ａは順に設定レベルが高くなっている。

この各設定器４１ａ〜４３ａの各レベル信号は、基準調
整回路３１からの出力信号とともに第１比較器４４ａ乃
至第３比較器４６ａにそれぞれ入力するようになされて
いる。各比較器４４ａ〜４６ａは各切一点設定器４１ａ
〜４３ａのレベル信号より範レベルの高い信号が基準調
整回路３１より出力されたとき速度選定器４７に信号を
出力するようになされている。この速度選定器４７には
前記第１比較器４４ａ乃至第３比較器４６ａに対応する
第１速度設定器４８乃至第３速度設定器５０が接続され
ている。そして、この速度選定器４７は、電磁弁開度制
御回路６４に接続されていて、各比較器４４８〜４６ａ
のうち最も高いレベルの信号を出力している比較器に対
応する速度設定器で設定された速度信号を電磁弁開度制
御回路６４に出力するようになされている。

一方、電動モータ１５による回転数の制御系統はストロ
ーク速度の制御系統と同様の第／切換点設定器４１ｂ乃
至第３切換点設定器４３ｂおよび第１比較器４４ｂ乃至
第３比較器４６ｂを備え、各比較器４４ｂ〜４６ｂは回
転速度選定器５１に接続されでいる。この回転速度選定
器５１には第１比較器４４ｂ乃至第３比較器４６ｂに対
応する第１回転速度設定器５２乃至第３回転速度設定器
５４が接続されており、各比較器４４ｂ〜４６ｂのうち
最も高いレベルの信号を出力している比較器に対応する
回転速度設定器で設定された回転速度信号を速度制御装
置６７に出力するようになされている。

従って、本実施例では、寸法測定手段１９から基準調整
回路ろ１を経て送られる出力信号の大きさ、つまり、被
加工物２１の内周面２２の取代の大小に応じたストロー
ク速度が速度選定器４７で選定され、あるいは取代の大
小に応じたモータ回転速度が回転速度選定器５１で選定
され、ストローク手段４のストローク速度あるいは回転
駆動手段５の回転数が段階的に制御されることになり、
砥石乙の接触回数が段階的に変わることになる。

以上のように、本発明によれば、ホーニング加工中に、
被加工物の穴のストローク方向における各部の直径を測
定しながら、その測定値に基づいて取代大の部分では砥
石接触回数が多く、取代小の部分では砥石接触回数が少
なくなるようにストローク速度や回転数を制御するよう
にしたから、ホーニング加工の精度および加工効率が高
まるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図乃至第７図は
実施例／に係るもので、第１図はホーニング装置の全体
構成図、第２図は第１図のＡ−Ａ線における拡大断面図
、第３図は被加工物の内周面形状とストローク速度およ
び回転数との関係を示すもので、第３図の（ａ）は被加
工物の一部を示す断面、同（ｂ）はストローク速度に関
するグラフ図、同（Ｃ）は回転数に関するグラフ図、第
７図は寸法測定手段、コントロール手段、流量調整弁お
よび電動モータの関係を示す制御系統図、第５図は実施
例２におけるコントロール手段、流量調整弁および電動
モータの関係を示す制御系統図である。 １・・・・・・ホーニング装置、２・・・・・・工具軸
、６・・・・・・砥石、４・・・・・・ストローク手段
、５・・・・・・回転駆動手段、１６・・・・・・流量
調整弁、１５・・・・・・電動モータ、１９・・・・・
・寸法測定手段、２７．４０・旧・・コントロール手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ハ　被加工物の穴の内周面を回転および往復運動する
   砥石により加工するホーニング装置であって、先端部に
   砥石が半径方向に拡張可能に装着された工具軸と、該工
   具軸を回転自在に且つ軸方向に往復移動自在に支持する
   支持手段と、工具軸を回転駆動する回転駆動手段と、工
   具軸を往復駆動するストローク手段と、加工中に被加工
   物の穴の内周面のストローク方向における各部の直径を
   測定する寸法測定手段と、該寸法測定手段での測定によ
   り取代大の部分では砥石の接触回数が多（なるように、
   取代率の部分では砥石の接触回数が少なくなるように回
   転駆動手段およびストローク手段の少なくとも一方を制
   御して砥石接触回数をコントロールするコントロール手
   段を備えてなることを特徴とするホ（，２）　　コント
   ロール手段は、ストローク手段のストローク速度を取代
   大の部分では遅く、取代率の部分では速（なるように制
   御して砥石接触回数をコントロールするものである特許
   請求の範囲第７項に記載のホーニング装置。 （３）コントロール手段は、回転駆動手段の回転数を取
   代大の部分では多く、取代率の部分では少な（なるよう
   に制御して砥石接触回数をコントロールするものである
   特許請求の範囲第１項に記載のホーニング装置。 （り）　　コントロール手段は、ストローク手段のスト
   ローク速度を取代大の部分ては遅く、取代率の部分では
   速（する一方、回転駆動手段の回転数を取代大の部分で
   は多く、取代率の部分では少なくなるように制御して砥
   石接触回数をコントロールするものである特許請求の範
   囲第１項に記載のホーニング装置。