WO2012053455A1 - 円筒内面部の加工方法および中ぐり工具 - Google Patents

円筒内面部の加工方法および中ぐり工具 Download PDF

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WO2012053455A1
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WO
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grindstone
tool
tool holder
boring tool
diameter
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PCT/JP2011/073735
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French (fr)
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齊藤　浩二
正彦 増▲崎▼
史歩 佐藤
雅人 井出
聡 神林
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/06—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces internally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/18—Wheels of special form

Definitions

  • the present invention relates to boring processing for processing the inner diameter of an object to be ground.
  • Patent Document 1 A technique for simultaneously boring a plurality of shaft holes with a plurality of cutting tools is known (see, for example, Patent Document 1 (FIGS. 1 and 2)).
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a shaft hole machining apparatus 100 according to the prior art.
  • a standing wall 102 is raised from the base 101, and a headstock 103 is provided on the standing wall 102 so as to be movable up and down.
  • a rotating shaft 104 provided on the head stock 103 is inserted into the shaft hole 106 of the workpiece 105, and a tip end portion of the rotating shaft 103 is supported by the bearing portion 107.
  • a workpiece 105 is supported by the workpiece support member 108 so as to be movable in the horizontal direction.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the rotating shaft 104.
  • Bits 109 are provided at five places on the circumference of the rotating shaft 104. The bite 109 is provided at every circumferential angle of 20 °, and is concentrated on a part of the circumference.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams for explaining the operation of the shaft hole machining apparatus 100.
  • the headstock (FIG. 11, reference numeral 103) is lowered, and the rotating shaft 104 is inserted into the shaft hole 106 as indicated by the arrow (1).
  • the shaft 110 of the rotating shaft 104 and the shaft 111 of the shaft hole 106 are deviated, and the cutting tool 109 is moved to a predetermined position without contacting the shaft hole 106.
  • the rotary shaft 104 is moved relative to the workpiece 105 as indicated by an arrow (2).
  • the shaft hole 106 can be cut by rotating the rotating shaft 104 as indicated by the arrow (3) and then moving it as indicated by the arrow (4).
  • the rotary shaft 104 is moved relative to the workpiece 105 as indicated by an arrow (5). Further, the workpiece 105 can be taken out by raising the rotating shaft 104 as shown by the arrow (6) and removing it from the workpiece 105.
  • the cutting tool 109 is concentrated on a part of the circumference of the rotating shaft 104 in order to avoid contact with the workpiece 105 when the rotating shaft 104 is inserted and discharged. For this reason, since the rotating shaft 104 receives force only from one direction, the rotating shaft 104 is easy to bend. As a result, machining accuracy is adversely affected.
  • the embodiment of the present invention provides a processing technique that can easily improve the accuracy of the inner diameter, surface roughness, and coaxiality of the inner surface of the cylinder.
  • a cylindrical inner surface portion machining method includes boring tools 10, 30, in which a plurality of rows of grindstones 13 in which single layer abrasive grains 21 are arranged are arranged in the circumferential direction of a cylindrical tool holder 11. You may have a process which prepares 70, and the process which makes the boring tool 10,30,70 approach the cylindrical inner surface part 15 of the to-be-ground object 14, and grinds.
  • the boring tool 10, 30, 70 may include the cylindrical tool holder 11 and the grindstone 13 provided on the outer periphery of the tool holder 11.
  • the grindstone 13 may include a base material 16 and single-layer abrasive grains 21 provided on the surface 17 of the base material 16 and arranged in alignment.
  • the grindstone 13 may be provided in a plurality of rows in the circumferential direction of the tool holder 11.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a boring tool according to a first exemplary embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
  • FIG. 3 is a view for explaining the positional relationship between the boring tool and the workpiece to be ground according to the first typical embodiment.
  • 4 (a) to 4 (d) are diagrams for explaining a method of processing the cylindrical inner surface portion according to the first typical embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a boring tool according to a second exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view of a boring tool according to a second exemplary embodiment.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view of a grinding apparatus to which the boring tool according to the second typical embodiment is applied.
  • 9 (a) to 9 (c) are diagrams for explaining a method of processing the cylindrical inner surface portion according to the second typical embodiment.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are views for explaining a diameter expansion mechanism according to a third typical embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a cutting device according to the prior art.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional boring tool.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams for explaining a method of processing a cylindrical inner surface portion according to a conventional technique.
  • the boring tool 10 of the first exemplary embodiment is provided at a substantially equal pitch in the circumferential direction of a rotating base 11 as a cylindrical tool holder and an outer periphery 12 of the rotating base 10. And the grindstone 13 formed.
  • the cylindrical inner surface portion 15 of the workpiece 14 is ground by rotating the boring tool 10 as shown by the arrow (7).
  • the number of the rows of the grindstones 13 is three, but the present invention is not limited to this, and may be appropriately changed according to the material and size of the workpiece 14 such as four rows and five rows.
  • the height of the grindstone 13 is uniform.
  • the substantially equal pitch includes a case where the pitch is slightly different, and so-called chattering or the like during cutting can be reduced by slightly changing the pitch of the grindstone 13.
  • the grindstone 13 may be shifted in the axial direction of the tool holder 11.
  • the grindstone 13 will be described based on a sectional view.
  • the grindstone 13 has a plurality of abrasive grains 21 arranged in a single layer on a surface 17 of a base material 16 and fixed by electrodeposition or an adhesive 22.
  • the grindstone 13 is exaggerated to make it easy to see on the drawing and the number of the abrasive grains 21 is 11.
  • the present invention is not limited to this, and the number of the abrasives 14 such as 20, 30 is not limited thereto. If there are a plurality of elements arranged in accordance with the material and size, they can be changed as appropriate.
  • the outer diameter of the rotary base 11 is D1
  • the outer diameter of the boring tool 10 is D2.
  • the inner diameter of the cylindrical inner surface portion 15 of the workpiece 14 before processing is d3.
  • the relationship D1 ⁇ d3 ⁇ D2 is established. Further, the shaft 23 of the boring tool 10 and the center line 24 of the cylindrical inner surface portion coincide with each other.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining a process of preparing a boring tool, and the center 23 of the boring tool 10 and the center line 24 of the cylindrical inner surface portion 15 are aligned with respect to the workpiece 14.
  • the boring tool 10 is arranged.
  • the boring tool 10 is rotated as indicated by the arrow (8) and advanced in the direction of the arrow (9).
  • FIG. 4B is a diagram for explaining a grinding process.
  • the boring tool 10 is advanced to a predetermined position of the workpiece 14 to grind the cylindrical inner surface portion 15.
  • the boring tool 10 is retracted in the direction of the arrow (11).
  • the workpiece 14 can be taken out by further moving the boring tool 10 in the direction of the arrow (12).
  • the cylindrical inner surface processing method is such that the grindstone 13 in which the single-layer abrasive grains 21 are arranged and arranged is arranged at a substantially equal pitch in the circumferential direction of the cylindrical tool holder 11. And the step of preparing the boring tool 10 provided in a plurality of rows and the step of causing the boring tool 10 to enter the cylindrical inner surface portion 15 of the workpiece 14 and grinding.
  • the grindstone 13 is arranged at an equal pitch in the circumferential direction of the tool holder 11, so that a force is applied in a balanced manner from the circumferential direction toward the center of the shaft, and the tool holder 11 does not bend and the cylindrical inner surface portion. 15 can be ground with good balance, and the processing accuracy can be easily improved.
  • the grindstone 13 can use more blades than a cutting tool, and can obtain a machining shape and surface properties with good accuracy by dispersing cutting resistance. Further, the tool life can be extended and the number of maintenance steps can be reduced.
  • the grindstone 13 is provided on the base material 16 and the surface 17 of the base material 16.
  • the grindstones 13 are arranged in a plurality of rows at substantially equal pitches in the circumferential direction of the tool holder 11 shown in FIG.
  • the grindstone 13 is arranged at a substantially equal pitch in the circumferential direction of the tool holder 11, a force is applied in a balanced manner from the circumferential direction toward the center of the shaft, so that the tool holder 11 is not bent and the inner surface of the cylinder is bent.
  • the portion 15 can be ground with a good balance, and the processing accuracy can be easily improved.
  • the inner diameter machining is more limited than the outer diameter machining in terms of the tool shape and the peripheral speed, and it is often difficult to achieve the accuracy of the finished surface.
  • the boring tool 30 of the second exemplary embodiment includes a diameter expansion mechanism 11 as a tool holder, and a grindstone 13 provided in a plurality of rows at substantially equal pitches in the circumferential direction of the diameter expansion mechanism 11. It consists of.
  • a plurality of abrasive grains 21 are arranged in a single layer on the surface 17 of the base material 16 and are electrodeposited or adhered.
  • column of the abrasive grain 21 was made into 3 rows, it is not limited to this, It may be 1 row, 2 rows, 5 rows, etc.
  • the diameter expansion mechanism 11 includes a holding base 31, a plurality of arms 32 provided on the holding base 31 so as to be swingable and having a grindstone 13 at the tip, and formed parallel to the axis of the holding base 31 provided on the arms 32. And a bolt 34 for fixing the arm 32 to the holding base 31.
  • the arm 32 has a shape along the outer periphery of the holding base 31.
  • the arm 32 is attached to the holding base 31 via a bolt 34 inserted into an attachment hole 35 provided on the base end side.
  • a screw hole for a bolt for attaching the grindstone 13 (FIG. 7, reference numeral 36) is provided on the tip side of the arm 32, and the grindstone 13 is attached to the arm 32 via a bolt.
  • the rotation balance is maintained. Further, even if the plurality of grindstones 13 are provided apart from each other in the circumferential direction of the draw bar 37, when the diameter of the grindstone 13 is expanded, the rotating shaft of the holding base 31 and the grinding surface of the plurality of grindstones 13 are kept parallel. Accuracy can be maintained.
  • the holding base 31 is provided with a pin 38 slidable in the circumferential direction, and the arm 32 is provided with an adjusting screw 41.
  • the lower end of the adjustment screw 41 is in contact with the outside of the sliding direction of the pin 38, and the position of the arm 32 can be adjusted by changing the protruding amount of the adjustment screw 41.
  • the number of the arms 32 is three. However, the number of the arms 32 may be four or five. If the arm 32 can be ground by expanding the diameter, a plurality of arms 32 may be provided.
  • the height of the grindstone 13 is uniform.
  • the substantially equal pitch includes a case where the pitch is slightly different, and so-called chattering or the like during cutting can be reduced by slightly changing the pitch of the grindstone 13. Furthermore, the grindstone 13 may be shifted in the axial direction of the tool holder 11.
  • the arm 32 is provided on the holding base 31 in such a manner that the holding base 31 is wound around.
  • the boring tool 10 can machine the cylindrical inner surface portion 15 of the workpiece (FIG. 1, reference numeral 14) one by one, and by connecting a plurality of boring tools 10 in the direction of the axis 23, the workpiece 14 A plurality of cylindrical inner surface portions 15 can be processed simultaneously.
  • a draw bar 37 is passed inside the holding base 31.
  • the draw bar 37 is provided with a tapered portion 42 that expands or contracts the arm 32 in the radial direction of the holding base 31.
  • the holding base 31 is provided with a through hole 43 in the radial direction.
  • a pin 38 is slidably accommodated in the through hole 43, and the pin 38 is in contact with the tapered portion 42. The pin 38 is pushed up by moving the draw bar 37 in the axial direction.
  • the arm 32 is provided with a screw hole 44, and an adjustment screw 41 is provided in the screw hole 44. One end of the adjustment screw 41 is in contact with the end of the pin 38. Further, the holding base 31 is provided with an ejection hole 46 connected to the cutting oil passage 45, and the cutting oil from the cutting oil passage 45 is supplied from the ejection hole 46 to the surface to be ground.
  • Reference numeral 36 denotes a screw hole for attaching a grindstone (FIG. 6, reference numeral 13).
  • the grinding device 50 has a motor 52 attached to a base 51, a ball screw 53 is rotatably attached to the motor 52, and the ball screw 53 is movably provided on the base 51.
  • the table 54 is moved, and the cylinder block 14 as an object to be ground is fixed to the table 54.
  • a main bearing 55 of the boring tool 30 is fixed to the base 51, a main shaft 56 is rotatably provided on the main bearing 55, and a spindle motor 57 that rotates the main shaft 56 is provided on the main bearing 55.
  • a cylindrical holding base 31 is attached to one end of the main shaft 56. The holding base 31 is configured by connecting a plurality of divided holding bases 31 in the axial direction.
  • a draw bar 37 is inserted into the holding base 31 and the main shaft 56, and a tension member 61 that is moved in the axial direction by a thrust motor 58 is provided at the other end of the main shaft 56.
  • the draw bar 37 is connected to the tension member 61. Yes.
  • a cutting oil supply unit 63 for supplying cutting oil is attached to the tip of the holding base 31, and the cutting oil is supplied from the cutting oil supply unit 63 to a cutting oil passage (see reference numeral 45) formed in the holding base 31. Is done.
  • a rail 64 is provided on the base 51 along the axial direction of the main shaft 56, a moving table 65 is movably provided on the rail 64, and a support bearing 62 is supported on the moving table 65. Further, a boring tool 30 is provided at a position corresponding to the workpiece 14.
  • the draw bar 37 is moved to the right in the figure, and the pin 38 is pushed up. Then, the arm 32 in contact with the pin 38 opens around the groove (FIG. 5, reference numeral 33), and the diameter of the grindstone 13 is increased. In this way, the amount of protrusion in the radial direction of all of the plurality of grindstones 13 is adjusted according to the amount of movement of the draw bar 37. Further, by rotating the adjusting screw 41, the distance between the pin 38 and the arm 32 can be adjusted, whereby the protruding amount in the radial direction of each grindstone 13 can be adjusted.
  • the diameter of the grindstone 13 is reduced in the circumferential direction of the diameter increasing mechanism 11 as indicated by an arrow (16), and the boring tool 30 is moved in the direction indicated by an arrow (17). Thereby, a cylinder block can be taken out. Further, if necessary, the diameter is expanded before insertion of the boring tool 30 and moved to the arrow (15) while rotating as indicated by the arrow (14), and the diameter is further expanded from the state of (b). It is also possible to perform processing while moving the arrow (17) while rotating. With this method, by adjusting the amount of expansion in the reciprocation, roughing and finishing can be performed in a single advance and retreat, and high-precision processing is possible.
  • the grinding step is a step of reducing the diameter of the grindstone 13 in the circumferential direction of the tool holder 11 and causing the boring tool 30 to enter the journal hole 15. And a step of expanding the diameter of the grindstone 13 in a circumferential direction of the tool holder 11 at a predetermined position and grinding a portion to be ground of the journal hole 15 with the boring tool 30.
  • the grindstone 13 can be caused to enter each of the plurality of journal holes 15 of the cylinder block 13 even if a plurality of grindstones 13 are arranged in the axial direction of the tool holder 11. Since a plurality of holes can be processed simultaneously with one stroke, the processing cycle time can be shortened.
  • the tool holder 10 is a diameter expansion mechanism 11 that expands the arm 32 provided with the grindstone 13 in the circumferential direction.
  • the grindstone 13 can be caused to enter each of the plurality of journal holes 15 of the cylinder block 14 even if a plurality of grindstones 13 are arranged in the axial direction of the tool holder 11. Since a plurality of holes can be processed simultaneously with one stroke, the processing cycle time can be shortened. In addition, since the diameter is adjusted by the diameter expansion mechanism 1, it is possible to cope with finishing with different inner diameters with one boring tool 30. Therefore, a plurality of boring tools are not required, and the cost of the boring tool 30 can be reduced.
  • the boring tool 70 of the third exemplary embodiment is provided with a diameter expanding mechanism 11 as a tool holder, and provided in the diameter expanding mechanism 11 so as to be slidable in the circumferential direction. It consists of a grindstone 13.
  • the grindstone 13 is composed of a base material 16 and abrasive grains 21.
  • the diameter expansion mechanism 11 is provided in the holding base 31, a draw bar 37 provided so as to be movable in the axial direction of the holding base 31, a hydraulic pipe 71 provided along the axis of the holding base 31, and the holding base 31.
  • 10B is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 10A, and a retainer 76 that wraps the draw bar 37 is provided in the recess 75 of the holding base 31 so as to be movable in the outer peripheral direction.
  • a grindstone 13 is attached via
  • the draw bar 37 has a taper portion 78, and the draw bar 37 moves to the left in the drawing to contact the grindstone side taper portion 81 of the grindstone 13.
  • the amount of movement of the grindstone 13 in the outer circumferential direction is also determined by the amount of movement of the draw bar.
  • the diameter expansion mechanism 11 of the boring tools 30 and 70 is not limited to the diameter expansion mechanism 11 shown in the second exemplary embodiment and the third exemplary embodiment, and the grindstone 13 is moved in the circumferential direction of the tool holder 11. If the diameter can be expanded, the structure of the diameter expansion mechanism 11 may be different.
  • the cylindrical inner surface machining method is a boring tool 10, 30 in which a plurality of rows of grindstones 13 in which single-layer abrasive grains 21 are arranged are arranged in the circumferential direction of the cylindrical tool holder 11. , 70 and a step of causing the boring tools 10, 30, 70 to enter the cylindrical inner surface portion 15 of the workpiece 14 and grinding.
  • a boring tool in which a plurality of rows of grindstones in which single-layer abrasive grains are arranged and arranged at substantially equal pitches in the circumferential direction of a cylindrical tool holder is entered into the cylindrical inner surface portion of an object to be ground for grinding. Since the grindstone is arranged at a substantially equal pitch in the circumferential direction of the tool holder, it receives a balanced force from the circumferential direction toward the center of the shaft, and the cylindrical inner surface portion can be ground with good balance without the tool holder being bent, Processing accuracy can be easily improved.
  • the diameter of the grindstone 13 is reduced in the radial direction of the tool holder 11, and when the workpiece 14 is ground with the boring tools 30 and 70.
  • the grinding step reduces the diameter of the grindstone in the circumferential direction of the tool holder, causes the boring tool to enter the cylindrical inner surface, and expands the diameter of the grindstone in the circumferential direction of the tool holder at a predetermined position. Grind the workpiece with a boring tool.
  • the grindstone can be made to enter each of the plurality of journal holes of the cylinder block, and a plurality of holes are simultaneously processed in one stroke. Therefore, the machining cycle time can be shortened.
  • the boring tool 10, 30, 70 may include the cylindrical tool holder 11 and the grindstone 13 provided on the outer periphery of the tool holder 11.
  • the grindstone 13 may include a base material 16 and single-layer abrasive grains 21 provided on the surface 17 of the base material 16 and arranged in alignment.
  • the grindstone 13 may be provided in a plurality of rows in the circumferential direction of the tool holder 11.
  • the grindstone is composed of a base material and single-layer abrasive grains arranged and arranged on the surface of the base material, and the grindstone is provided in a plurality of rows at substantially equal pitches in the circumferential direction of the tool holder. Yes. Since the grindstone is arranged at a substantially equal pitch in the circumferential direction of the tool holder, it receives a balanced force from the circumferential direction toward the center of the shaft, and the cylindrical inner surface portion can be ground with good balance without the tool holder being bent, Processing accuracy can be easily improved.
  • the inner diameter machining is more limited than the outer diameter machining in terms of the tool shape and the peripheral speed, and it is often difficult to achieve the accuracy of the finished surface.
  • the tool holder 11 may have a diameter expansion mechanism 11 that expands the arm 32 provided with the grindstone 13 in the radial direction.
  • the tool holder is a diameter expansion mechanism that expands the arm provided with the grindstone in the circumferential direction
  • a plurality of cylinder blocks can be arranged even if a plurality of grindstones are arranged in the axial direction of the tool holder by reducing the diameter.
  • a grindstone can be entered into each of the journal holes, and a plurality of holes can be processed simultaneously in one stroke, so that the processing cycle time can be shortened.
  • the diameter is adjusted by the diameter expansion mechanism, it is possible to cope with finishing processing of different inner diameters with one boring tool. Therefore, a plurality of boring tools are not required, and the cost of boring tools can be reduced.
  • the method for processing the cylindrical inner surface portion of the present invention is suitable for boring a journal hole of a cylinder block that simultaneously processes a plurality of shaft holes.

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Abstract

　円筒内面部は、単層砥粒２１を整列配置した砥石１３を筒状のツールホルダ１１の周方向に複数列設けた中ぐり工具１０，３０，７０を準備し、中ぐり工具１０，３０，７０を被研削物１４の円筒内面部１５に進入させて研削することによって、加工される。

Description

円筒内面部の加工方法および中ぐり工具
　本発明は、被研削物の内径を加工する中ぐり加工に関する。 
　複数の軸穴を複数のバイトで同時に中ぐりする技術が知られている（例えば、特許文献１（図１、図２）参照。）。
日本国特許第２７４４８７４号公報
　図１１は従来技術に係る軸穴加工装置１００を説明する図である。基部１０１から立ち壁１０２が立ち上げられ、この立ち壁１０２に主軸台１０３が昇降自在に設けられている。主軸台１０３に設けられた回転軸１０４がワーク１０５の軸穴１０６に挿入され、回転軸１０３の先端部が軸受け部１０７に支持されている。ワーク支持部材１０８にワーク１０５が水平方向移動可能に支持されている。
　図１２は回転軸１０４の断面図である。回転軸１０４の円周５ヵ所にバイト１０９が設けられている。バイト１０９は円周角２０°毎に設けられており、円周上の一部に集中して配置されている。
　図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、軸穴加工装置１００の作用を説明する図である。図１３（ａ）に示すように、主軸台（図１１、符号１０３）を下降させ、矢印（１）のように回転軸１０４を軸穴１０６に挿入する。回転軸１０４の軸１１０と軸穴１０６の軸１１１とは、ずれており、バイト１０９は軸穴１０６に接触することなく所定の位置に移動される。回転軸１０４をワーク１０５に対して矢印（２）のように相対移動させる。
　図１３（ｂ）に示すように、回転軸１０４を矢印（３）のように回転させ、続けて矢印（４）のように移動させることで、軸穴１０６を切削することができる。軸穴１０６の切削後、回転軸１０４をワーク１０５に対して矢印（５）のように相対移動させる。さらに回転軸１０４を矢印（６）のように上昇させてワーク１０５から抜くことで、ワーク１０５を取り出すことができる。
　ところで、バイト１０９は回転軸１０４の挿入及び排出時にワーク１０５への接触を避けるために回転軸１０４の円周上の一部に集中して設けられている。このため、回転軸１０４は一方向からのみ力を受けるので、回転軸１０４は撓み易い。結果、加工精度に悪影響を及ぼす。 
　本発明の実施例は、容易に円筒内面部の内径、面荒さ及び同軸度の精度を向上させることができる加工技術を提供する。
　本発明の実施例によれば、円筒内面部の加工方法は、単層砥粒２１を整列配置した砥石１３を筒状のツールホルダ１１の周方向に複数列設けた中ぐり工具１０，３０，７０を準備する工程と、中ぐり工具１０，３０，７０を被研削物１４の円筒内面部１５に進入させて研削する工程と、を有してもよい。
　また、本発明の実施例によれば、中ぐり工具１０，３０，７０は、筒状のツールホルダ１１と、ツールホルダ１１の外周に設けられた砥石１３と、を備えてもよい。砥石１３は、母材１６と、母材１６の面１７に設けられ整列配置されている単層砥粒２１と、を有してもよい。砥石１３は、ツールホルダ１１の周方向に複数列設けられてもよい。 
図１は、第１典型的実施例に係る中ぐり工具の断面図である。 図２は、図１の２－２線断面図である。 図３は、第１典型的実施例に係る中ぐり工具と被研削物の位置関係を説明する図である。 図４（ａ）～図４（ｄ）は、第１典型的実施例に係る円筒内面部の加工方法を説明する図である。 図５は、第２典型的実施例に係る中ぐり工具の断面図である。 図６は、第２典型的実施例に係る中ぐり工具の斜視図である。 図７は、図６の７－７線断面図である。 図８は、第２典型的実施例に係る内ぐり工具を適用した研削装置の断面図である。 図９（ａ）～図９（ｃ）は、第２典型的実施例に係る円筒内面部の加工方法を説明する図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第３典型的実施例に係る拡径機構を説明する図である。 図１１は、従来技術に係る切削装置の断面図である。 図１２は、従来技術に係る中ぐり工具の断面図である。 図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、従来技術に係る円筒内面部の加工方法を説明する図である。
　以下、本発明の典型的実施例を、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、典型的実施例は発明を実施するための形態の例示であって、発明を限定するものではなく、典型的実施例に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明に本質的なものであるとは限らない。
＜第１典型的実施例＞
　図１に示されるように、第１典型的実施例の中ぐり工具１０は、筒状を呈するツールホルダとしての回転ベース１１と、この回転ベース１０の外周１２の周方向に略等ピッチで設けられた砥石１３とからなる。
　中ぐり工具１０を、矢印（７）のように回転させることで、被研削物１４の円筒内面部１５を研削する。
　なお、実施例では砥石１３の列を３列にしたが、これに限定されず、４列、５列など被研削物１４の材質や大きさに合わせて適宜変更しても差し支えない。また、砥石１３の高さは揃っている。また、略等ピッチとは、若干ピッチが異なる場合も含み、砥石１３のピッチを若干変えることで、切削時のいわゆるビビリ等を軽減させることができる。さらに、砥石１３をツールホルダ１１の軸方向にずらして配置しても差し支えない。
　次に砥石１３を断面図に基づいて説明する。
　図２に示されるように、砥石１３は、母材１６の面１７に、複数の砥粒２１が単層に整列配置され電着または接着剤２２で固定されている。
　なお、実施例では、図面上で見やすくするために砥石１３を誇張表現して砥粒２１の数を１１個としたが、これに限定されず、２０個、３０個など、被研削物１４の材質や大きさに合わせて複数個配置されてあれば適宜変更しても差し支えない。
　次に中ぐり工具１０を被研削物１４に進入させる前の状態を説明する。
　図３に示されるように、回転ベース１１の外径はＤ１であり、中ぐり工具１０の外径はＤ２である。加工前の被研削物１４の円筒内面部１５の内径はｄ３である。Ｄ１＜ｄ３＜Ｄ２の関係が成立する。また中ぐり工具１０の軸２３と、円筒内面部の中心線２４とは一致している。
　以上の述べた中ぐり工具１０を使用した円筒内面部の加工方法を次に説明する。
　図４（ａ）は中ぐり工具を準備する工程を説明する図であり、中ぐり工具１０の軸２３と円筒内面部１５の中心線２４が一致するように、被研削物１４に対して中ぐり工具１０を配置する。中ぐり工具１０を矢印（８）のように回転させ、矢印（９）の方向に前進させる。
　図４（ｂ）は研削する工程を説明する図であり、中ぐり工具１０を被研削物１４の所定の位置まで進入させて円筒内面部１５を研削する。次に図４（ｃ）に示されるように、中ぐり工具１０を、矢印（１１）の方向に後退させる。図４（ｄ）に示されるように、中ぐり工具１０をさらに矢印（１２）の方向に移動させることで、被研削物１４を取り出すことができる。
　以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
　図４（ａ）～図４（ｄ）に示されるように、円筒内面部の加工方法は、単層砥粒２１を整列配置した砥石１３を筒状のツールホルダ１１の周方向に略等ピッチで複数列設けた中ぐり工具１０を準備する工程と、中ぐり工具１０を被研削物１４の円筒内面部１５に進入させて研削する工程と、からなる。
　この工程により、砥石１３がツールホルダ１１の周方向に等ピッチで配置されているので、周方向から軸の中心に向けてバランス良く力を受け、ツールホルダ１１が撓むことがなく円筒内面部１５をバランス良く研削でき、容易に加工精度を向上させることができる。
　加えて、砥石１３は、バイトに比較して多くの刃を用いることができ、切削抵抗を分散し精度良好な加工形状及び面性状を得ることができる。さらに工具寿命の延長及びメンテナンスの工数を低減することができる。
　図２に示されるように、筒状のツールホルダ１１の外周１２に砥石１３が設けられている中ぐり工具１０において、砥石１３は、母材１６と、この母材１６の面１７に設けられ整列配置されている単層砥粒２１とからなり、砥石１３は、図１に示すツールホルダ１１の周方向に略等ピッチで複数列設けられている。
　この構成により、砥石１３がツールホルダ１１の周方向に略等ピッチで配置されているので、周方向から軸の中心に向けてバランス良く力を受け、ツールホルダ１１が撓むことがなく円筒内面部１５をバランス良く研削でき、容易に加工精度を向上させることができる。
　加えて、単層の砥石１３を用いることで描く砥粒の突き出しを大きくできる上に、整列配置した砥粒によりワーク（被研削物）１４を切削する刃をバイトに比べて多く設けることができ、切削抵抗を分散し摩耗を抑制することで加工精度の向上と工具寿命の延長、さらにはメンテナンス工数の低減をすることができる。
　さらに、一般的に外径加工より内径加工の方が、ツール形状や周速に制限が発生するため、仕上げ面の精度を出すのが困難なことが多い。このような穴径の仕上げに第１典型的実施例の中ぐり工具１０を用いることで、穴の仕上げ精度をより向上させることができる。
＜第２典型的実施例＞
　次に、第２典型的実施例を図面に基づいて説明する。なお、図１に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
　図５に示されるように、第２典型的実施例の中ぐり工具３０は、ツールホルダとしての拡径機構１１と、この拡径機構１１の周方向に略等ピッチで複数列設けた砥石１３とからなる。
　砥石１３は、母材１６の面１７に、複数の砥粒２１が単層に整列配置され電着または接接着されている。
　なお、砥粒２１の列は３列としたが、これに限定されず、１列、２列、５列等であっても差し支えない。
　拡径機構１１は、保持ベース３１と、この保持ベース３１に揺動可能に設けられ先端部に砥石１３を有する複数のアーム３２と、これらアーム３２に設けられ保持ベース３１の軸と平行に形成された溝３３と、アーム３２を保持ベース３１に固定するボルト３４と、を備えている。
　アーム３２は、保持ベース３１の外周に沿うような形状を呈している。アーム３２は、基端側に設けられた取付穴３５に挿通されたボルト３４を介して保持ベース３１に取付けられている。アーム３２の先端側に砥石１３を取り付けるボルト用のねじ穴（図７、符号３６）が設けられており、砥石１３はボルトを介してアーム３２に取付けられている。
　アーム３２は、ドローバー３７の周方向に等間隔に３個設けられているので、回転のバランスが保たれている。さらに、複数の砥石１３をドローバー３７の周方向に離間して設けても、砥石１３を拡径した際、保持ベース３１の回転軸と複数の砥石１３の研削面とは平行を保つので、研削精度を維持することができる。
　また、保持ベース３１に周方向へ摺動可能なピン３８が設けられ、アーム３２に調整ビス４１が設けられている。ピン３８の摺動方向の外側に調整ビス４１の下端が接しており、調整ビス４１の突出量を変えることでアーム３２の位置を調整できる。
　なお、実施例ではアーム３２を３個としたが、４個、５個でもよく、アーム３２を拡径することで研削することができれば、アーム３２が複数個あっても差し支えない。また、砥石１３の高さは揃っている。また、略等ピッチとは、若干ピッチが異なる場合も含み、砥石１３のピッチを若干変えることで、切削時のいわゆるビビリ等を軽減させることができる。さらに、砥石１３をツールホルダ１１の軸方向にずらして配置しても差し支えない。
　図６に示されるように、アーム３２は、保持ベース３１を巻き込むような形態で保持ベース３１に設けられている。中ぐり工具１０は、被研削物（図１、符号１４）の円筒内面部１５を１ヵ所加工づつ加工できる、また、軸２３方向に中ぐり工具１０を複数個連ねることにより、被研削物１４の円筒内面部１５を複数箇所同時に加工することができる。
　次に中ぐり工具３０を軸方向に沿って切った断面図に基づいて説明する。
　図７に示されるように、中ぐり工具３０において、保持ベース３１の内部にドローバー３７が通されている。ドローバー３７に、アーム３２を保持ベース３１の径方向に拡径または縮径するテーパ部４２が設けられている。
　また、保持ベース３１には、径方向に貫通穴４３が設けられている。この貫通穴４３にピン３８が摺動自在に収納されおり、ピン３８はテーパ部４２に当接している。ドローバー３７を軸方向に移動することでピン３８が押し上げられる。
　アーム３２にはねじ穴４４が設けられており、このねじ穴４４に調整ビス４１が設けられている。調整ビス４１の一端は、ピン３８の端部に当接している。
　また、保持ベース３１には切削油通路４５に繋がる噴出孔４６が設けられており、切削油通路４５からの切削油は噴出孔４６から被研削面へ供給される。
　なお、符号３６は砥石（図６、符号１３）を取付けるためのねじ穴である。
　次に研削装置について説明する。
　図８に示されるように、研削装置５０は、基台５１にモータ５２が取付けられ、このモータ５２に回転可能にボールネジ５３が取付けられ、このボールネジ５３によって基台５１に移動可能に設けられたテーブル５４が移動され、このテーブル５４に被研削物としてのシリンダブロック１４が固定される。
　また、基台５１に中ぐり工具３０の主軸受け５５が固定され、この主軸受け５５に主軸５６が回転可能に設けられ、主軸受け５５に主軸５６を回転させるスピンドルモータ５７が設けられている。主軸５６の一端に筒状の保持ベース３１が取付けられている。この保持ベース３１は、複数の分割された保持ベース３１を軸方向に連結して構成される。
　保持ベース３１内及び主軸５６内にドローバー３７が挿通されており、主軸５６の他端にスラストモータ５８によって軸方向に移動する引張部材６１が設けられ、この引張部材６１にドローバー３７が連結されている。
　また、保持ベース３１の主軸５６の反対側は、支軸受け６２に回転可能に保持されている。保持ベース３１の先端部に切削油を供給する切削油供給部６３が取付けられ、この切削油供給部６３から保持ベース３１に形成された切削油通路（図７、符号４５）に切削油が供給される。
　基台５１に主軸５６の軸方向に沿ってレール６４が設けられ、このレール６４に移動テーブル６５が移動可能に設けられ、この移動テーブル６５に支軸受け６２が支持されている。
　また、被研削物１４に対応する位置ように、中ぐり工具３０が設けられている。
　以上の述べた研削装置５０の作用を次に述べる。
　図７に戻って、ドローバー３７を図右に移動させ、ピン３８を押し上げる。すると、ピン３８に当接しているアーム３２が溝（図５、符号３３）を中心にして開き、砥石１３が拡径される。このように、ドローバー３７の移動量に応じて、複数の砥石１３全ての径方向の突出量が調整される。
　また、調整ビス４１を回すことで、ピン３８とアーム３２との距離を調整することで、個々の砥石１３の径方向の突出量を調整することもできる。
　砥石１３の突出量の調整後は、図８に示したテーブル５４に載置したシリンダブロック１４の円筒内面部としてのジャーナル穴１５の中心と中ぐり工具３０の軸を一致させるようにして、シリンダブロック１４をセットする。
　そして、中ぐり工具３０を縮径させた状態で、各々の砥石１３がジャーナル穴１５の各々の被研削部の手前の位置にくるまで、中ぐり工具３０をジャーナル穴１５に進入させる。
　以上の述べた中ぐり工具３０を使用した円筒内面部の加工方法を次に説明する。
　図９（ａ）に示されるように、砥石１３を拡径機構１１の周方向に縮径させ、中ぐり工具３０をジャーナル穴１５に進入させる。（進入させる工程）
　そして、中ぐり工具３０を拡径し、砥石１３を矢印（１３）の用に移動させる。
　図９（ｂ）に示されるように、中ぐり工具３０を矢印（１４）のように回転させながら矢印（１５）の方向に送り、中ぐり工具３０をシリンダブロック１４に対して相対的に移動させる。結果、砥石１３によりジャーナル穴１５が同時に研削される。（研削する工程）
　図９（ｃ）に示されるように、砥石１３を矢印（１６）のように拡径機構１１の周方向に縮径させ、中ぐり工具３０を矢印（１７）の方向に移動させる。これにより、シリンダブロックを取り出すことができる。
　さらに必要に応じて中ぐり工具３０の挿入前に径を拡張させた状態で矢印（１４）のように回転させながら矢印（１５）に移動させ、（ｂ）の状態からより径を拡大させて回転させながら矢印（１７）に移動させながら加工することも可能である。この方法であれば往復での拡張量を調整することで、粗加工と仕上げ加工を一度の進退で行うことができ、精度の良い加工が可能となる。
　以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
　上記の図９（ａ）～図９（ｃ）に示されるように、研削する工程は、砥石１３をツールホルダ１１の周方向に縮径させ、中ぐり工具３０をジャーナル穴１５に進入させる工程と、砥石１３を所定の位置でツールホルダ１１の周方向に拡径させ、中ぐり工具３０でジャーナル穴１５の被研削部を研削する工程と、からなる。
　この工程により、縮径することで、ツールホルダ１１の軸方向に複数の砥石１３を配置しても、シリンダブロック１３の複数のジャーナル穴１５の各々に対して砥石１３を進入させることができ、１ストロークで複数穴を同時加工することができるので、加工サイクルタイムの短縮を図ることができる。
　図５に示されるように、ツールホルダ１０は、砥石１３が設けられたアーム３２を周方向に拡径する拡径機構１１である。
　この構成により、縮径することで、ツールホルダ１１の軸方向に複数の砥石１３を配置しても、シリンダブロック１４の複数のジャーナル穴１５の各々に対して砥石１３を進入せせることができ、１ストロークで複数穴を同時加工することができるので、加工サイクルタイムの短縮を図ることができる。
　加えて、拡径機構１により径を調整するので、１つの中ぐり工具３０で大きさの異なる内径の仕上げ加工に対応することができる。そのため、複数の中ぐり工具を必要とせず、中ぐり工具３０のコストダウンを図ることができる。
＜第３典型的実施例＞
　図１０（ａ）に示されるように、第３典型的実施例の中ぐり工具７０は、ツールホルダとしての拡径機構１１と、この拡径機構１１に周方向へ摺動自在に設けられた砥石１３とからなる。砥石１３は、母材１６及び砥粒２１で構成される。
　拡径機構１１は、保持ベース３１と、保持ベース３１の軸方向に移動自在に設けられたドローバー３７と、保持ベース３１の軸に沿って設けられた油圧管７１と、保持ベース３１に設けられドローバー３７をガイドするガイド部材７２と、このガイド部材７２に設けられ油圧管７１に貫通して外周方向に延びるシリンダ７３と、このシリンダ７３に移動自在に設けられ油圧によりドローバー３７を押さえ付けるピストン７４と、を備える。
　図１０（ｂ）は図１０（ａ）のｂ－ｂ線断面図であり、保持ベース３１の凹部７５にドローバー３７を包むリテーナ７６が外周方向へ移動自在に設けられ、このリテーナ７６にボルト７７を介して砥石１３が取り付けられている。
　第３典型的実施例の拡径機構１１の作用を述べる。
　図１０（ａ）に示されるように、ドローバー３７はテーパ部７８を有しており、ドローバー３７が図左に移動することで、砥石１３の砥石側テーパ部８１に接触する。ドローバーの移動量により、砥石１３の外周方向へ移動量も決まる。砥石１３を任意に移動させた後、油圧管７１の油圧を上げるとピストン７４がドローバーに押し付けられ固定される。これにより、砥石１３の拡径した状態が維持される。
　尚、中ぐり工具３０、７０の拡径機構１１は、第２典型的実施例および第３典型的実施例に示した拡径機構１１に限定されず、砥石１３をツールホルダ１１の周方向へ拡径できれば、拡径機構１１の構造が異なっても差し支えない。
　上記の典型的実施例によれば、円筒内面部の加工方法は、単層砥粒２１を整列配置した砥石１３を筒状のツールホルダ１１の周方向に複数列設けた中ぐり工具１０，３０，７０を準備する工程と、中ぐり工具１０，３０，７０を被研削物１４の円筒内面部１５に進入させて研削する工程と、を有してもよい。
　この方法では、単層砥粒を整列配置した砥石を筒状のツールホルダの周方向に略等ピッチで複数列設けた中ぐり工具を被研削物の円筒内面部に進入させて研削する。砥石がツールホルダの周方向に略等ピッチで配置されているので、周方向から軸の中心に向けてバランス良く力を受け、ツールホルダが撓むことがなく円筒内面部をバランス良く研削でき、容易に加工精度を向上させることができる。
　加えて、単層の砥石を用いることで描く砥粒の突き出しを大きくできる上に、整列配置した砥粒によりワークを切削する刃をバイトに比べて多く設けることができ、切削抵抗を分散し摩耗を抑制することで加工精度の向上と工具寿命の延長、さらにはメンテナンス工数の低減をすることができる。
　更に、中ぐり工具３０，７０を円筒内面部１５に進入する際に砥石１３をツールホルダ１１の径方向に縮径する工程と、中ぐり工具３０，７０で被研削物１４を研削する際に砥石１３をツールホルダ１１の径方向に拡径する工程と、を有してもよい。
　この方法によれば、研削する工程は、砥石をツールホルダの周方向に縮径させ、中ぐり工具を円筒内面部に進入させ、砥石を所定の位置でツールホルダの周方向に拡径させ、中ぐり工具で被研削物を研削する。縮径することで、ツールホルダの軸方向に複数の砥石を配置しても、シリンダブロックの複数のジャーナル穴の各々に対して砥石を進入せせることができ、１ストロークで複数穴を同時加工することができるので、加工サイクルタイムの短縮を図ることができる。
　また、上記の典型的実施例によれば、中ぐり工具１０，３０，７０は、筒状のツールホルダ１１と、ツールホルダ１１の外周に設けられた砥石１３と、を備えてもよい。砥石１３は、母材１６と、母材１６の面１７に設けられ整列配置されている単層砥粒２１と、を有してもよい。砥石１３は、ツールホルダ１１の周方向に複数列設けられてもよい。
　この構造では、砥石は、母材と、この母材の面に設けられ整列配置されている単層砥粒とからなり、砥石は、ツールホルダの周方向に略等ピッチで複数列設けられている。砥石がツールホルダの周方向に略等ピッチで配置されているので、周方向から軸の中心に向けてバランス良く力を受け、ツールホルダが撓むことがなく円筒内面部をバランス良く研削でき、容易に加工精度を向上させることができる。
　加えて、単層の砥石を用いることで描く砥粒の突き出しを大きくできる上に、整列配置した砥粒によりワークを切削する刃をバイトに比べて多く設けることができ、切削抵抗を分散し摩耗を抑制することで加工精度の向上と工具寿命の延長、さらにはメンテナンス工数の低減をすることができる。
　さらに、一般的に外径加工より内径加工の方が、ツール形状や周速に制限が発生するため、仕上げ面の精度を出すのが困難なことが多い。このような穴径の仕上げに典型的実施例の中ぐり工具を用いることで、穴の仕上げ精度をより向上させることができる。
　ツールホルダ１１は、砥石１３が設けられたアーム３２を径方向に拡径する拡径機構１１を有してもよい。
　ツールホルダが、砥石が設けられたアームを周方向に拡径する拡径機構である場合は、縮径することで、ツールホルダの軸方向に複数の砥石を配置しても、シリンダブロックの複数のジャーナル穴の各々に対して砥石を進入せせることができ、１ストロークで複数穴を同時加工することができるので、加工サイクルタイムの短縮を図ることができる。
　加えて、拡径機構により径を調整するので、１つの中ぐり工具で大きさの異なる内径の仕上げ加工に対応することができる。そのため、複数の中ぐり工具を必要とせず、中ぐり工具のコストダウンを図ることができる。
　本発明の円筒内面部の加工方法は、複数の軸穴を同時に加工するシリンダブロックのジャーナル穴の中ぐり加工に好適である。
　１０、３０、７０…中ぐり工具、１１…ツールホルダ（回転ベース、拡径機構）、１３…砥石、１４…被研削物（シリンダブロック、ワーク）、１５…円筒内面部（ジャーナル穴）、１６…母材、１７…母材の面、２１…砥粒、３２…アーム、５０…研削装置

Claims (4)

  1. 　単層砥粒（２１）を整列配置した砥石（１３）を筒状のツールホルダ（１１）の周方向に複数列設けた中ぐり工具（１０，３０，７０）を準備し、
    　前記中ぐり工具（１０，３０，７０）を被研削物（１４）の円筒内面部（１５）に進入させて研削する、
    　円筒内面部の加工方法。
  2. 　前記中ぐり工具（３０，７０）を前記円筒内面部（１５）に進入する際に、前記砥石（１３）を前記ツールホルダ（１１）の径方向に縮径し、
    　前記中ぐり工具（３０，７０）で被研削物（１４）を研削する際に、前記砥石（１３）を前記ツールホルダ（１１）の径方向に拡径する、
    　請求項１記載の円筒内面部の加工方法。
  3. 　筒状のツールホルダ（１１）と、
    　前記ツールホルダ（１１）の外周に設けられた砥石（１３）と、
    　を具備し、
    　前記砥石（１３）は、母材（１６）と、母材（１６）の面（１７）に設けられ整列配置されている単層砥粒（２１）と、を有し、
    　前記砥石（１３）は、前記ツールホルダ（１１）の周方向に複数列設けられている、
    　中ぐり工具（１０，３０，７０）。
  4. 　前記ツールホルダ（１１）は、前記砥石（１３）が設けられたアーム（３２）を径方向に拡径する拡径機構（１１）を有する、
    　請求項３記載の中ぐり工具（３０、７０）。
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