镗削加工装置制造方法

镗削加工装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及的镗削加工装置具备：中空的主轴；工作台，其将所述主轴以绕规定的轴线旋转自如的方式加以支撑；刀架，其具有呈棒状地延伸的轴部，并且，所述刀架与所述主轴一同同轴旋转；刀具，其设置于所述刀架的轴部的前端部且朝向径向突出；倾动单元，其在所述轴线方向上设置于所述主轴与刀架之间，并且用于使该刀架相对于所述轴线倾斜；拉杆，其能够在所述主轴内沿所述轴线方向往复运动；第一驱动部，其用于使所述主轴绕所述轴线旋转；以及第二驱动部，其用于使所述拉杆沿所述轴线方向往复运动。
【专利说明】
镗削加工装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及能够进行非圆形加工的镗削加工装置。

【背景技术】
[0002]现有技术下，已提出了多种用于进行镗削加工的装置，但是，近年来，不仅仅是形成通常的圆形孔的镗削加工，而且希望能够进行用于形成非圆形孔的镗削加工。例如，在日本专利特开平11-179605号公报中的镗削加工装置中，通过压电元件使设置在呈棒状地延伸的刀架前端的刀具朝向径向突出。而且，一边利用压电元件调整刀具的突出长度一边使刀架绕轴旋转，从而进行形成非圆形孔的镗削加工。


【发明内容】

[0003]但是，在上述装置中，由于是使用压电元件来调整刀具的突出长度，因而存在各种问题。例如，有可能因为加工中所使用润滑油或者热量而导致压电元件损坏。另外，还存在下述问题，即:由于刀架高速旋转，因而难以向压电元件发送稳定的控制信号。由此，有可能无法期望高精度的加工。
[0004]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种不易受到润滑油或者热量等的影响从而动作的可靠性高的镗削加工装置。
[0005]本发明涉及的第一镗削加工装置具备:中空的主轴；工作台，其将所述主轴以绕规定的轴线旋转自如的方式加以支撑；刀架，其具有呈棒状地延伸的轴部，并且，所述刀架与所述主轴一同同轴地旋转；刀具，其设置于所述刀架的轴部的前端部且朝向径向突出；倾动单元，其在所述轴线方向上设置于所述主轴与所述刀架之间，并且用于使该刀架相对于所述轴线倾斜；拉杆，其能够在所述主轴内沿所述轴线方向往复运动；第一驱动部，其用于使所述主轴绕所述轴线旋转；以及第二驱动部，其用于使所述拉杆沿所述轴线方向往复运动；并且，所述倾动单元具备:连接部件，其与所述拉杆连接，并且，所述连接部件具有设置在沿径向远离所述轴线的位置上的固定部、和朝向所述主轴侧的第一抵接面；安装基部，其配置在所述连接部件与所述主轴之间并被固定在所述主轴上，并且，所述安装基部具有第二抵接面，该第二抵接面与所述连接部件的第一抵接面在所述轴线方向上相隔规定长度的间隙而相对置；以及倾动部件，其与所述连接部件的固定部连接，并在隔着所述轴线与该固定部呈相反侧的位置上设有能够弹性变形的变形部，并且，所述倾动部件在相比所述变形部更靠径向外侧的位置处被固定在所述安装基部上，并且支撑所述刀架；所述倾动部件能够通过所述变形部变形而朝向所述主轴侧倾斜。
[0006]根据该结构，当使拉杆沿轴线方向移动而朝向主轴侧拉动倾动单元的倾动部件时，变形部发生弹性变形而使倾动部件倾斜，因而能够使与倾动部件连接的刀架相对于轴线倾斜。另一方面，当解除对于拉杆的拉力时，变形部在弹性力的作用下恢复为原来的形状，因此，伴随着恢复而倾动部件返回到原来的位置，从而使刀架返回到沿着轴线的位置。通过如此使刀架倾斜，能够使刀具沿径向移动，因而能够进行形成非圆形孔的镗削加工。
[0007]如上所述，在本发明中，通过利用拉杆进行拉动而机械性地使刀具沿径向移动。因此，与如现有例那样使用压电元件使刀具移动的情况相比，能够抑制润滑油或者热量对加工动作造成影响，从而能够提高动作的可靠性。由此能够提高加工精度。
[0008]另外，例如在拉杆发生热变形的情况下，只要拉动拉杆而使连接部件的第一抵接面与安装基部的第二抵接面抵接，便能够将连接部件与安装基部的位置关系复位。然后，通过第二驱动部将两个抵接面之间的间隙设定为规定距离，并且，若每次加工时都进行该操作，则即使发生热变形每次都可以以相同的位置关系进行加工。由此，即使发生热变形，由于能够容易地将部件间的位置关系复位，因而也能够提高加工精度。
[0009]在上述镗削加工装置中，当通过连接部件拉动倾动部件时，倾动部件倾斜，因此，倾动部件相对于连接部件也倾斜。此时，若预先通过在径向上弯曲的弹性部件将连接部件的固定部与倾动部件加以连接，则能够将倾动部件相对于连接部件的倾斜吸收，从而能够顺畅地传递连接部件对于倾动部件的拉力。
[0010]在上述镗削加工装置中，可以构成为:所述连接部件设有与所述拉杆连接的基部、和第一延伸部，其中，所述第一延伸部一边从所述基部起朝向径向外侧倾斜一边朝向所述刀架侧延伸，并且，所述第一延伸部具有所述固定部。通过这样构成，由于第一延伸部相对于轴线倾斜，因而能够有效地将连接部件拉动倾动部件时的拉力传递给倾动部件。
[0011]在此，可以构成为:所述连接部件还设有第二延伸部，其中，所述第二延伸部一边朝向径向上的与所述第一延伸部相反的一侧倾斜一边朝向所述刀架侧延伸，并且，所述第二延伸部具有所述第一抵接面。由此，在设有不与倾动部件连接的第二延伸部，并在第二延伸部上设置第一抵接面的情况下，由于第二延伸部不会受到拉力相关力的影响从而不会变形，因此，能够准确地使第一抵接面与第二抵接面抵接。由此，能够准确地进行上述的位置关系的复位。
[0012]在上述镗削加工装置中，所述第二驱动部例如可以由线性致动器构成。
[0013]根据本发明涉及的第一镗削加工装置，不易受到润滑油或者热量等的影响，从而能够提高动作的可靠性。
[0014]另外，对于上述日本专利特开平11-179605号公报中的问题，希望开发出一种在发生热变形时能够对此进行修正的机构。另外，上述问题不仅在使用压电元件调整刀具的突出长度这种类型的镗削加工装置中存在，而且所有在利用使刀具突出的刀架进行镗削加工时，有可能因为热变形而使刀架偏离原点位置的镗削加工装置中都存在。
[0015]本发明涉及的第二镗削加工装置是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够在因为热变形等而使刀架偏离原点位置时容易地检测出该情况并进行修正的镗削加工装置。
[0016]本发明涉及的第二镗削加工装置具备:中空的主轴；工作台，其将所述主轴以绕规定的轴线旋转自如的方式加以支撑；刀架，其具有被形成为棒状且沿所述轴线延伸的轴部，并且，所述刀架与所述主轴一同同轴旋转；刀具，其设置于所述刀架的轴部的前端部且朝向径向突出；倾动单元，其在所述轴线方向上设置于所述主轴与刀架之间，并且使该刀架的轴部相对于所述轴线倾斜；拉杆，其能够在所述主轴内沿所述轴线方向往复运动；第一驱动部，其用于使所述主轴绕所述轴线旋转；第二驱动部，其用于使所述拉杆沿所述轴线方向往复运动；以及用于检测所述轴部的倾斜的检测单元；并且，所述检测单元具备:检测部，其被支撑为能够从径向靠近或者远离所述轴部的外周面；第三驱动部，其用于使所述检测部靠近或者远离所述轴部；运算部，其根据通过所述第一驱动部使所述轴部旋转规定角度时所述检测部相对于所述轴部的外周面的位置信息，计算出所述轴部相对于所述轴线的倾斜量；以及驱动控制部，其对于所述第三驱动部进行控制，并且根据由所述运算部计算出的所述轴部的倾斜量而对所述第二驱动部进行控制，从而对所述轴部的倾斜进行修正。
[0017]根据该结构，根据使刀架的轴部旋转规定角度时检测部相对于轴部外周面的位置信息而检测出轴部相对于轴线的倾斜。因此，例如即使拉杆等受热而发生变形从而使轴部相对于轴线倾斜，也能够容易地检测出该倾斜。另外，由于检测出检测部相对于轴部外周面的位置信息，因而能够容易地计算出轴部相对于轴线的倾斜量。因此，只要根据计算出的倾斜量而驱动拉杆，便能够容易地对轴部的倾斜进行修正。
[0018]在上述镗削加工装置中，能够通过多种方法检测轴部的倾斜，例如可以如下那样进行检测。即:可以构成为:所述倾动单元仅可以使所述刀架的轴部朝向一个方向倾斜，并且，将所述检测单元的检测部安装在所述轴部相对于原点位置倾斜的一侧，在所述驱动控制部取得所述检测部相对于所述轴部外周面上的第一点的位置信息后，使所述轴部旋转180度，然后，对于所述第一驱动部和所述第三驱动部进行控制，从而取得所述检测部相对于第二点的位置信息，所述运算部根据所述检测部相对于所述第一点的位置信息与所述检测部相对于所述第二点的位置信息的差分计算出所述轴部的倾斜量，其中，所述第二点位于隔着轴部的中心与所述第一点呈相反侧的位置上。
[0019]由此，当两个位置信息不一致时，可以判断为轴部倾斜。而且，由于能够根据两个位置信息的差分而获知轴部的倾斜程度，因而能够容易地进行修正。
[0020]在上述镗削加工装置中，可以构成为:通过所述第三驱动部使所述检测部与所述轴部抵接，从而取得所述位置信息。即，可以将检测部与轴部外周面抵接的位置作为位置信息加以利用。另外，检测部也可以使用非接触式传感器。该情况下，可以在使检测部靠近轴部后，测量出检测部与轴部之间的距离并将其作为位置信息。
[0021]在上述镗削加工装置中，可以构成为:所述第三驱动部包括第四驱动部和第五驱动部。而且，还可以构成为:所述检测单元具有第一基座部和第二基座部，该第二基座部以能够移动的方式被支撑在所述第一基座部上，并且将所述抵接部以能够移动的方式加以支撑，并且，所述第四驱动部在所述第一基座部上使所述第二基座部靠近或者远离所述轴部，所述第五驱动部在所述第二基座部上使所述抵接部靠近或者远离所述轴部。
[0022]通过这样构成，能够分两个阶段使检测部靠近或者远离轴部。例如，可以在通过第四驱动部使检测部靠近轴部之后，通过第五驱动部使检测部进一步靠近轴部。或者，也可以通过第五驱动部使检测部与轴部抵接。由此，这在例如上述那样使轴部旋转从而使抵接部与轴部的两处位置靠近的情况中有利。即，在利用第四驱动部和第五驱动部使抵接部靠近轴部后，为了使轴部旋转，需要使检测部暂时远离轴部，但是，此时并非使检测部后退至初始位置，而是仅使第五驱动部进行驱动，从而使检测部仅返回到初始位置与轴部之间的位置处，因此，能够缩短检测部的移动时间。由此能够有效地进行轴部的倾斜的检测处理。
[0023]如上所述，根据本发明涉及的第二镗削加工装置，在因为热变形等而使刀架偏离原点位置时，能够容易地检测出该情况并对其进行修正。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是本发明的第一实施方式涉及的镗削加工装置的侧视图。
[0025]图2是表示能够利用图1中的镗削加工装置进行加工的孔的形状的立体图。
[0026]图3是主轴的前端附近部分的剖面图。
[0027]图4是倾动单元的分解立体图。
[0028]图5是图3的主视图。
[0029]图6是图1的六-八线剖面图。
[0030]图7是本发明的第二实施方式涉及的镗削加工装置的主视图。
[0031]图8是检测单元的放大主视图。
[0032]图9是图8的俯视图。
[0033]图10是图8的侧视图。
[0034](符号说明)
[0035]1 刀架
[0036]11 刀具
[0037]12 轴部
[0038]2 主轴
[0039]22 主轴电机(第一驱动部)
[0040]30 检测单元
[0041]32 第一基座部
[0042]33 第一气缸(第四驱动部)
[0043]35 第二基座部
[0044]36 检测部
[0045]37 第二气缸(第五驱动部)
[0046]4 倾动单元
[0047]41 安装基部
[0048]42 连接部件
[0049]422第一延伸部
[0050]423第二延伸部
[0051]44 倾动板(倾动部件)
[0052]447薄壁部(变形部)
[0053]45 弹性板(弹性部件)
[0054]7 拉杆
[0055]8 驱动单元(第二驱动部)

【具体实施方式】
[0056]?第一实施方式?
[0057]以下，参照附图对本发明的第一实施方式涉及的镗削加工装置进行说明。图1是本实施方式的镗削加工装置的侧视图，图2是表示能够利用该镗削加工装置进行加工的孔的形状的立体图。另外，以下为了便于说明，以图1为基准，将该图1的左侧设为“前”或者“先”、将右侧设为“后”、将上下方向设为“上下”，并且在其他附图中也以此为准进行说明。另外，有时也将“后侧”的面称为“背面”。但是，本发明中所使用部件的方向并不限定于此。
[0058]在本实施方式中，作为一例而对于以发动机的活塞作为加工对象即工件I，并对该活塞的销孔进行加工的镗削加工装置进行说明。
[0059]如图1所示，本实施方式涉及的镗削加工装置设有呈棒状延伸的刀架1、和使该刀架1绕轴线旋转的主轴2，并且，该刀架1和主轴2配置在工作台3上。该刀架1的轴线X与工件I的销孔中预先设有的预留孔11016)的中心轴1(参照图2)大致一致。而且，在刀架1的前端以拆装自如的方式安装有沿轴线方向突出的刀具11，通过控制程序对该刀具11的径向位移进行控制，从而能够将预留孔的内壁面加工成所希望的形状。在本实施方式中，如图2所示，对预留孔100的内壁面进行加工，从而加工成剖面呈非圆形的喇叭型销孔200。
[0060]主轴2以旋转自如的方式被收容在配置于工作台上的壳体21内。而且，在壳体21的后端部配置有主轴电机(第一驱动部)22，主轴2在该主轴电机22的驱动下绕轴线旋转。而且，在主轴2的前端部，经由下述的倾动单元4安装有上述刀架1。另一方面，在主轴2的后端部配置有用于对刀架1在径向上进行操作的驱动单元8(第二驱动部)，该驱动单元8与壳体21 —同配置在工作台3上。
[0061]另外，工作台3经由导轨61配置在底座6上，并且能够相对于底座6前后移动。而且，在底座6的后端部配置有用于使工作台3前后移动的滑动电机(811(16 11101:01062。由此，能够使工作台3上的刀架1靠近或者远离工件胃。
[0062]接着，参照图3?图5对于主轴2前方侧部分的结构进行说明。图3是主轴的前端附近部分的剖面图，图4是倾动单元的分解立体图，图5是图3的主视图。
[0063]如图3和图4所示，刀架1经由倾动单元4安装在主轴2的前端部。刀架1由安装有刀具11的轴部12、和支撑该轴部12的支撑部13构成。轴部12被形成为圆筒状，并且，在轴部12前端部的外周面上安装有朝向径向外侧突出的刀具11。支撑部13被形成为从正面观察时呈长方形，并且，轴部12从支撑部13的中央位置处突出，另外，在支撑部13的四个角部形成有供螺栓14插通的贯通孔。
[0064]主轴2被形成为中空状，并且，在主轴2的内部插通有能够沿轴线方向往复运动的拉杆7。拉杆7的前端配置在相比主轴2的前端面稍微靠近轴向后侧的位置处，并且与倾动单元4连接。另一方面，拉杆7的后端部如下所述与驱动单元8连接，从而通过驱动单元8能够使拉杆7如后移动。
[0065]接着，对于配置在主轴2与刀架1之间的倾动单元4进行说明。如图3和图4所示，倾动单元4是主要将安装基部41、连接部件42、刀具安装板43、以及倾动板44从主轴2侧朝向刀架1侧依次排列组装而成的。以下，依次对于上述部件进行说明。
[0066]安装基部41被形成为圆板状，拉杆7的前端部从形成于安装基部41的中心位置处且呈长方形的中心孔411露出。而且，安装基部41在沿着其外周边缘的六个位置处通过螺栓412被固定在主轴2的前端面上。另外，在安装基部41的前端面上形成有用于收容下述的连接部件42、刀具安装板43等的收容凹部413。
[0067]收容凹部413是通过将从后端侧朝向前端侧排列的第一凹部414与第二凹部415连通而形成的。第一凹部414被形成为从侧面观察时呈梯形，并且具有从中心孔411上端的边和下端的边起分别朝向前方斜向上和斜向下倾斜的倾斜面，并且，下述的连接部件42的一部分被收容在该第一凹部414中。第二凹部415被形成为与第一凹部414的前侧连接，并被形成为从正面观察时呈大致长方形，并且，下述的刀具安装板43的一部分被收容在该第二凹部415中。另外，第二凹部415被形成为将第一凹部414包围，并且具有朝向径向延伸的阶梯面416，使得第二凹部415与第一凹部414的内壁面相连。
[0068]另外，在安装基部41的上端部，形成有沿着上述第二凹部415的上部边缘延伸的突出部417。突出部417的底面部被形成为与第二凹部415的上部边缘相连并由此开始延伸，其上表面部被形成为沿着安装基部41的圆形外周面延伸。
[0069]接着，对于连接部件42进行说明。连接部件42具有与拉杆7连接且呈长方体状的基部421，在该基部421的上部和下部分别呈一体地连接有第一延伸部422和第二延伸部423，并且，连接部件42整体被形成为从侧面观察时呈X字状，其中，第一延伸部422以朝向上方倾斜的方式延伸，第二延伸部423以朝向下方倾斜的方式延伸。在基部421上形成有贯通孔，插通在该贯通孔中的螺栓424被固定在拉杆7的前端部。由此将拉杆7与连接部件42呈一体地固定，从而连接部件42与拉杆7 —同前后移动。
[0070]连接部件42的第一延伸部422的上端面(固定部)沿着轴向延伸且被形成为平坦的长方形，并且在该上端面上配置有下述的弹性板45。另一方面，在第二延伸部423的下端部形成有制动部425，该制动部425被形成为长方体状。而且，如此形成的连接部件42以彼此间存在微小的缝隙的方式嵌在安装基部41的收容凹部413中。即，第一延伸部422的背面与安装基部41中的第一凹部414的上方倾斜面相对置。另外，第二延伸部423的背面与安装基部41中的第一凹部414的下方倾斜面相对置。另外，第二延伸部423的制动部425的背面(第一抵接面)与第二凹部415的阶梯面(第二抵接面)416以彼此间存在间隙的方式相对置。
[0071]接着，对于刀架1、倾动板44以及刀具安装板43的连接结构进行说明。首先，对于倾动板44进行说明。倾动板44被形成为具有与安装基部41大致相同外径的圆板状，并且，倾动板44的前端侧为平坦面。而且，在倾动板44的中央位置处设有贯穿倾动板44且呈长方形的中央孔441。刀架1的支撑部13从前端侧插通在该中央孔441中。另外，在中央孔441的外周边缘形成有四个贯通孔442。
[0072]而且，在倾动板44的背面，沿着中央孔441的上表面形成有阶梯部443，并且，倾动板44的该阶梯部443上方的部分被形成为厚度小于其他部分。即，在倾动板44的中央孔441上方的位置处形成有弓形的薄板部444。在该薄板部444的外周边缘位置处形成有朝向后方突出的突缘部445，该突缘部445被配置为与安装基部41的突出部417相对应。另夕卜，在阶梯部443上形成有两个固定孔。
[0073]另一方面，在倾动板44的中央孔441下方的位置上形成有凹槽446，该凹槽446沿着中央孔441的下边呈直线状延伸至倾动板44的外周边缘，形成有该凹槽446的部分形成厚度小于其他部分的薄壁部(变形部〉447。
[0074]接着，对于刀具安装板43进行说明。刀具安装板43被形成为从正面观察时呈长方形，并且，在刀具安装板43的前端面上形成有长方形的凸面部431，该凸面部431嵌在倾动板44的中央孔441中。而且，在该凸面部431的四个角部形成有贯通孔432，该贯通孔432与刀架1的支撑部13上的贯通孔一致，从而通过螺栓14将刀架1固定到刀具安装板43上。
[0075]即，刀架1的支撑部13从前端侧插入倾动板44的中央孔441中，刀具安装板的凸面部431从后端侧插入倾动板44的中央孔441中，从而在中央孔441中通过螺栓14而被固定。另外，在刀具安装板43的前端面上，在凸面部431的周围形成有四个贯通孔433，该贯通孔433与倾动板44的贯通孔442 —致，并通过螺栓434进行固定。由此将倾动板44与刀具安装板43固定。
[0076]另外，如图3所示，在刀具安装板43的中央位置处形成有贯通孔435，并且在刀具安装板43的背面形成有倾斜面436，该倾斜面436从该贯通孔435起分别朝向上方和下方延伸，并且，该倾斜面436以与连接部件42的第一延伸部422和第二延伸部423前端侧的倾斜面相对置的方式延伸。另外，固定连接部件42与拉杆7的螺栓424的头部从背面侧被收容在贯通孔435中。
[0077]接着，对于倾动板44与连接部件42的连接结构进行说明。连接部件42的第一延伸部422的上表面与倾动板44的阶梯部443通过多个由板簧构成的弹性板45而被连接。多个弹性板45相互叠加在一起，并且其前端侧端部配置在倾动板44的阶梯部443上。而且，在弹性板45的前端侧端部上配置有长方体状的第一固定块46，该第一固定块46通过螺栓461进行固定。即，螺栓461贯穿第一固定块46、弹性板45并被螺合固定在倾动板44的阶梯部443上。
[0078]另一方面，弹性板45的后端侧配置在第一延伸部422的上表面上，并且在弹性板45的后端侧上配置有长方体状的第二固定块47，该第二固定块47通过螺栓471进行固定。即，螺栓471贯穿第二固定块47、弹性板45并被螺合固定在第一延伸部422的上表面上。上述第一固定块46和第二固定块47配置在安装基部41的第二凹部415的上端附近、即突出部417的下方。
[0079]另外，如图3所示，倾动板44的下端部与安装基部41的下端部通过螺栓48而被固定。更加详细来说，在倾动板44的薄壁部447下方的位置上形成有贯通孔，插通在该贯通孔中的螺栓48被螺合固定在安装基部41的下端部、即收容凹部413下方的位置上。
[0080]在上述构成的倾动单元4中，刀架1、倾动板44以及刀具安装板43通过螺栓14、434而呈一体地被固定。而且，倾动板44与连接部件42通过弹性板45而被固定。倾动板44的下端部被固定在安装基部41上，但是，由于在倾动板44的下端部形成有薄壁部447，因此，当朝向后方拉动倾动板44时，薄壁部447发生弹性变形而弯曲，从而使倾动板44朝向后方倾斜。另外，由于连接倾动板44与连接部件42的弹性板45沿水平方向延伸，因此，该弹性板45以朝向上下方向弯曲的方式弹性变形。因此，能够使倾动板44相对于连接部件42倾斜。
[0081]根据上述结构，当通过拉杆7朝向后方拉动连接部件42时，与连接部件42连接的倾动板44在薄壁部447处弯曲，从而使薄壁部447上方的部分朝向后方倾斜。伴随于此而使刀架1朝向上方摆动。此时，通过拉动而使倾动板44的上部朝向后方倾斜，因此，弹性板45朝向上方弯曲，以便吸收该倾斜。因此，即使拉杆7直线运动也能够顺畅地使倾动板44倾斜。
[0082]另外，构成倾动单元4的倾动板44由金属形成，并且薄壁部447的厚度小，因而稍微增减力量便可使倾动板44发生弹性变形。如上所述，当朝向后侧拉动拉杆7时，薄壁部发生变形从而使倾动板44朝向后方倾斜，但是，当除去拉动拉杆7的力时，倾动板44在弹性力的作用下恢复为原来的形状。因此，倾动板44在构成倾动板44的金属的弹性变形范围内倾斜。
[0083]另外，由于主轴2与安装基部41、倾动板44连接，而倾动板44与刀架1、连接部件42连接，因此，当主轴2旋转时，倾动单元4与刀架1 一同旋转。
[0084]接着，对于上述倾动单元4中的通风机构111001181118111)进行说明。如图3所示，由于倾动板44的上部能够倾斜，因而在倾动板44的上部和与其相对置的安装基部41之间形成有间隙。但是，当异物混入该间隙中时，该异物有可能成为障碍从而导致倾动板44无法倾斜。因此，在倾动单元4的周围设有通风机构5，以便避免异物混入倾动板44与安装基部41之间的间隙中。
[0085]如图3和图5所示，在壳体21的前端部，通过螺栓52固定有板状的环形部件51。该环形部件51配置在与倾动板44大致相同的位置处，并且，在该环形部件51的外周面上形成有朝向壳体21侧延伸的环状突出部53，该突出部53与壳体21的前端面抵接。由此，在环形部件51与壳体21的前端面之间形成外周被突出部53封闭的环状通风空间54。
[0086]在环形部件51的下部，在突出部53上形成有贯通孔，该贯通孔作为排气口 55将通风空间54与外部连通。另一方面，在壳体21前端面的、与环形部件51的上部相对应的位置处形成有供气口 56。在壳体21的内部配置有供气管57，从该供气管57供给的空气经由供气口 56被供给到通风空间54中。该空气形成将倾动板44四周包围的空气壁，将倾动板44与安装基部41之间的间隙覆盖。由此，防止异物进入该间隙中。另外，通风空间54内的空气从供气口 56供给，并从排气口 55排出。
[0087]接着，参照图6对于驱动拉杆7的驱动单元8进行说明。图6是图1的八-八线剖面图。
[0088]如图1和图6所示，本实施方式的驱动单元8由周知的线性致动器￡10^118^01-)构成。具体而言，该驱动单元8具有以沿水平方向延伸的方式配置在工作台3上的主体壳体82，在该主体壳体82的内部配置有滑块85和支撑部件87，其中，滑块85沿前后方向延伸且呈板状，支撑部件87用于支撑该滑块85的前端部和后端部。由此，滑块85能够在主体壳体82内沿轴线X方向前后往复运动。在滑块85的左右两面分别安装有多块磁铁86，并且，在滑块85的左右两侧以与磁铁86相对置的方式分别配置有一个线圈壳体83。而且，在各线圈壳体83的内部分别配置有多个线圈84。
[0089]在滑块85的前端部固定有轴承90，拉杆7的后端部以能够旋转的方式固定在该轴承90中。由此，能够经由轴承90将滑块85的往复运动传递给拉杆7。
[0090]在上述的驱动单元8中，通过对线圈84进行通电，从而通过通电时的线圈84与磁铁86的相互作用而使滑块85相对于主体壳体82沿轴线X方向相对移动。而且，滑块85的往复运动经由轴承90传递给拉杆7。通过利用未图示的控制装置对于向线圈84的通电量进行控制，从而能够适当地调节滑块85的移动量。另外，通过改变线圈84的通电方向(电流方向)，能够改变滑块85的移动方向。另外，控制装置进行驱动单元8、主轴的旋转驱动、滑动电机等本实施方式涉及的镗削加工装置的全部控制。
[0091]接着，对于上述构成的镗削加工装置的动作进行说明。首先，如图1所示，将作为加工对象的工件I固定在工件保持单元10上。接着，在使工件I的预留孔100的中心轴X与刀架1的轴线X—致后，使滑动电机62进行驱动，从而使刀架1靠近工件I。接着，使主轴电机进行驱动，从而一边使刀架1绕轴旋转一边将刀架1插入预留孔100中。然后，通过控制装置根据预先设定的控制程序对于线性致动器的驱动进行控制，从而使刀架1相对于轴线X倾斜。然后，在刀具11旋转一圈的期间内，一边改变刀具11的径向位置一边使刀具11沿轴线方向移动，由此能够形成如图2所示剖面呈非圆形的孔。另外，刀具11在径向上的移动距离例如可以设为0.1111111?0.2111111。
[0092]另外，镗削加工中产生的热量会从刀具11经过刀架1传递至拉杆7，或者，主轴电机22的热量会传递至拉杆7。然后，拉杆7有可能受到上述热量的影响而发生热变形，这样有可能使刀具11的原位置发生改变，从而导致加工精度降低。进行以下动作，以便防止发生上述情况。
[0093]在使主轴电机22停止驱动的状态下，在一个工件I的加工结束且下一个工件评的加工开始之前、或者对于数个工件I进行了加工之后，使驱动单元8进行驱动，从而朝向后端侧拉动拉杆7。由此，连接部件42被拉动，但是，拉杆7只能被拉动直至连接部件42的制动部425的背面与安装基部41的第二凹部415的阶梯面416抵接为止。然后，将有意地使刀具11倾斜且制动部425的背面与阶梯面416抵接的位置设为零(基准点)，并由此位置开始使拉杆7前进直到刀具11的轴线与主轴2的轴线一致、即制动部425与阶梯面416之间形成规定距离的间隙为止。
[0094]如上所述，预先在连接部件42与安装基部41之间设置规定距离的间隙，从而拉杆7最大能够将连接部件42拉动与该间隙的距离相对应的距离。但是，当拉杆7发生热变形时，该间隙的距离有可能发生改变。因此，如上所述，通过暂时使制动部425与阶梯面416相抵接，从而将两者的位置关系复位，并由此开始使两者仅分开规定的距离。这样，即使由于热变形而导致制动部425与阶梯面416之间的距离发生变化，通过在对工件I进行加工之前一定要进行简单的调整，也能够使刀具11变为无偏心状态。由此，能够提高动作的可靠性，从而能够提高加工精度。关于刀具11(制动部425)是否到达规定的目标位置，通过驱动单元8所设有的编码器(未图示)进行管理。
[0095]?第二实施方式?
[0096]接着，对本发明的第二实施方式涉及的镗削加工装置进行说明。第二实施方式涉及的镗削加工装置与第一实施方式涉及的镗削加工装置的不同之处在于，如图7所示，在壳体21的前端设有用于检测刀架1的错位的检测单元30。
[0097]以下，参照图8?图10对该检测单元30进行说明。图8是检测单元的放大主视图，图9是图8的俯视图，图10是图8的侧视图。
[0098]如图7以及图8?图10所示，该检测单元30经由长方形的托架31被固定在壳体21的前端面。该托架31以朝向刀架1的轴部12且倾斜向下的方式被配置在壳体21前端面的左侧位置处。而且，在该托架31的下端部配置有检测单元30的第一基座部32。第一基座部32被形成为长方形的板状,并且在第一基座部32的上表面上配置有第一气缸(第四驱动部)33。在第一气缸33的侧部配置有导轨34，并且沿着该导轨34以能够移动的方式呈直线地配置有第二基座部35。第二基座部35在第一气缸33的驱动下朝向刀架1的轴部12移动。而且，在第二基座部35上配置有呈棒状延伸的检测部36、和使检测部36靠近或者远离刀架1的轴部12的第二气缸(第五驱动部07。另外，在检测部36中内置有接触式传感器，该接触式传感器在与轴部12抵接时检测出该情况并发送至控制装置。检测部36面对沿着停止在原点位置处的轴部12的倾斜方向的位置。
[0099]该检测单元30中所设有的第一气缸33和第二气缸37的驱动由上述控制装置进行控制。此时，在第一气缸33的驱动下，能够使第二基座部35向轴部12移动，并且能够使检测部36移动至靠近轴部12的图8和图9中的(1)位置处。然后，当使第二气缸37进行驱动时，能够使检测部36从该(1)位置移动至与轴部12抵接的(11)位置处。
[0100]另外，控制装置中的、对于主轴的旋转驱动、驱动单元的驱动以及下述气缸的驱动进行控制的部分相当于本发明的驱动控制部。
[0101]如上所述，当拉杆7受热时，拉杆7有可能发生热变形，由此有可能使刀具11的原位置发生改变，从而导致加工精度降低。
[0102]因此，在使用上述检测单元30的情况下，能够检测出刀架1的轴部12相对于轴线X的倾斜程度。以下，对于检测单元30的动作进行说明。
[0103]检测部36在加工时后退到不会影响加工的位置处。从该状态起，首先使第一气缸33进行驱动，从而使第二基座部35靠近轴部12。由此，位于第二基座部35上的检测部36的前端移动至图8和图9中的(1)位置处。接着，当使第二气缸37进行驱动时，检测部36移动至与轴部12抵接的(11)位置处。此时，检测部36与轴部12外周面上的、刀具11的安装位置附近部分抵接，尤其优选与刀具11的基端部附近部分抵接。于是，当检测部36与位于原点位置处的轴部12外周面上的一点(第一点)抵接时，控制装置将此时的检测部36的位置作为第一抵接位置(位置信息)加以存储。
[0104]接着，使第二气缸37进行驱动，从而使检测部36远离轴部12并后退至(1)位置处。接着，使主轴电机22进行驱动，从而使主轴2旋转180度。由此，轴部12也绕轴线X旋转180度。此时，检测部36后退后的(1)位置是检测部36不会干扰轴部12和刀具11的旋转的位置。接着，使第二气缸37进行驱动，从而使检测部36再次与轴部12外周面上的一点(第二点)抵接，控制装置将此时的检测部36的位置作为第二抵接位置(位置信息)加以存储。
[0105]然后，使第二气缸37和第一气缸33依次进行驱动，从而使抵接部36后退至初始位置。在控制装置中，根据所存储的第一抵接位置和第二抵接位置计算出轴部的倾斜量。即，当第一抵接位置与第二抵接位置一致时，由于轴部12的剖面呈圆形，因而轴部12相对于轴线X未倾斜。另一方面，当第一抵接位置与第二抵接位置之间产生偏差时，能够根据该偏差计算出轴部12相对于轴线X的倾斜量，该计算由控制装置中的运算部进行。然后，当得知轴部12的倾斜量时，控制装置根据该倾斜量使驱动单元8进行驱动而使拉杆7前后移动，从而调整轴部12的倾斜，由此使轴部12的轴线X与工件I的中心轴X 一致。
[0106]以上，对于本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨便可以进行各种变更。
[0107]在上述实施方式中，是通过在倾动单元4的倾动板44上形成薄壁部447而使倾动板44倾斜，但是，只要能够使倾动板44倾斜，也可以是薄壁部以外的其他能够变形的结构。另外，倾动板44也可以呈板状以外的其他形状。
[0108]倾动板44与连接部件42是通过由板簧构成的弹性板45进行连接，但是，只要是能够在径向上弯曲而不会在轴向上变形的弹性部件便无特别限定，也可以使用弹性板45以外的其他弹性部件。另外，当允许在倾动板44与连接部件42之间发生变形时，也可以将两者呈一体地固定而不使用弹性部件。
[0109]上述实施方式所示的各部件的形态仅为一例，只要能够进行上述那样的镗削加工装置的动作，则其形态便无特别限定。例如，连接部件在从侧面观察时呈V字型，但这也仅为一例，只要能够使来自拉杆的拉力作用于倾动板上而使倾动板倾斜，则其形态便无特别限定。
[0110]在上述实施方式中，为了使拉杆7往复运动而使用线性致动器，但是并不限定于此，例如，也可以利用轴向电机与旋转/直线运动转换机构(滚珠螺杆和螺母)的组合等各种机构。
[0111]另外，本发明涉及的镗削加工装置不仅能够使用于上述的活塞销孔的加工中，而可以使用于所有用于形成通常的圆形内壁面以及非圆形内壁面的镗削加工中。
[0112]在上述第二实施方式中，通过两个气缸33、37来驱动检测单元，但并不限定于此。例如，也可以通过一个气缸来驱动抵接部36。该情况下，该一个气缸构成本发明的第三驱动部。另外，只要能够使抵接部靠近或者远离轴部，则可以使用气缸以外的其他驱动装置、例如液压装置、滚珠螺杆机构、电动机等各种装置。
[0113]另外，在上述第二实施方式中，通过使检测部36与轴部12外周面上的两处位置抵接来检测轴部12的倾斜，但是，除此之外例如还可以在使检测部36与轴部12的外周面抵接的状态下使轴部12旋转，从而计算出倾斜量，由此能够通过各种方法计算出倾斜量。
[0114]在上述第二实施方式中，在检测部36中内置有接触式传感器，但是，非接触式传感器也可以用作检测部36。该情况下，无需使检测部36与轴部12接触，例如，只要能够通过激光等测量出检测部36与轴部12外周面之间的距离即可。然后，将该距离作为位置信息，从而能够计算出轴部的倾斜量。
[0115]另外，获得位置信息的方法存在很多种。例如，在使用接触式传感器时，可以求出检测部36与轴部12接触时检测部36的绝对坐标，也可以将气缸33、37的活塞的伸长距离作为位置信息。总之，只要能够获得检测部36与轴部12接触时检测部36相对于轴部12的相对位置或者绝对位置即可。在非接触式传感器的情况下也是同样的，只要能够测量出检测部36与轴部12之间的相对距离或者绝对距离即可。
【权利要求】
1.一种镗削加工装置，其特征在于，具备: 中空的主轴； 工作台，其将所述主轴以绕规定的轴线旋转自如的方式加以支撑； 刀架，其具有呈棒状延伸的轴部，并且，所述刀架与所述主轴一同同轴旋转； 刀具，其设置于所述刀架的所述轴部的前端部且朝向径向突出； 倾动单元，其在所述轴线方向上设置于所述主轴与所述刀架之间，并且用于使该刀架相对于所述轴线倾斜； 拉杆，其能够在所述主轴内沿所述轴线方向往复运动； 第一驱动部，其用于使所述主轴绕所述轴线旋转；以及 第二驱动部，其用于使所述拉杆沿所述轴线方向往复运动， 并且，所述倾动单元具备: 连接部件，其与所述拉杆连接，并且，所述连接部件具有设置在沿径向远离所述轴线的位置上的固定部、和朝向所述主轴侧的第一抵接面； 安装基部，其配置在所述连接部件与所述主轴之间并被固定在所述主轴上，并且，所述安装基部具有第二抵接面，所述第二抵接面与所述连接部件的所述第一抵接面在所述轴线方向上相隔规定长度的间隙而相对置；以及 倾动部件，其与所述连接部件的所述固定部连接，并在隔着所述轴线与该固定部呈相反侧的位置上设有能够弹性变形的变形部，并且，所述倾动部件在相比所述变形部更靠径向外侧的位置处被固定在所述安装基部上，并且支撑所述刀架， 所述倾动部件能够通过所述变形部变形而朝向所述主轴侧倾斜。
2.如权利要求1所述的镗削加工装置，其特征在于，所述连接部件的所述固定部与所述倾动部件通过在径向上弯曲的弹性部件而被连接。
3.如权利要求1所述的镗削加工装置，其特征在于， 所述连接部件设有与所述拉杆连接的基部、和第一延伸部，其中，所述第一延伸部一边从所述基部起朝向径向外侧倾斜一边朝向所述刀架侧延伸，并且，所述第一延伸部具有所述固定部。
4.如权利要求3所述的镗削加工装置，其特征在于， 所述连接部件还设有第二延伸部，其中，所述第二延伸部一边朝向径向上的与所述第一延伸部相反的一侧倾斜一边朝向所述刀架侧延伸，并且，所述第二延伸部具有所述第一抵接面。
5.如权利要求1所述的镗削加工装置，其特征在于，所述第二驱动部由线性致动器构成。
【文档编号】B23B41/04GK104289743SQ201410337897
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】千叶宗彦 申请人:株式会社神崎高级工机制作所