(57)【要約】      （修正有）【課題】安定的かつ高精度な加工ができ、製造と加工のコストを低減できる非円曲面の異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド及びそれを用いた数値ボーリングマシンを提供する。【解決手段】内部空洞１５を備えるロッド体１０を備え、内部空洞１５内には圧縮できない流体媒介Ａを充填する。ロッド体１０両端には内部空洞１５に連接する主動モジュール２０と受動モジュール３０を備える。受動モジュール３０上には選択的にカッターブレード３６を固定して設置するブレード台３５を備え、主動モジュール２０の内側への押しを作動する時、受動モジュール３０上のカッターブレード３６の突出を同期に駆動し、数値ボーリングマシンのプログラムコントロールを合わせ、カッターブレード３６は加工中に微量フィードを生じ、被加工物件の内孔は非正円の異型孔を形成する。【選択図】図１
0003184104.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ロッド体、主動モジュール、受動モジュールを備える、異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッドであって、
前記ロッド体の両端は、連接部及びブレード台部をそれぞれ備え、しかも前記ロッド体内部には、前記連接部と前記ブレード台部に連通する内部空洞を形成し、前記内部空洞には、圧縮できない流体媒介を充填することができ、
前記主動モジュールは、前記ロッド体の連接部に設置し、しかも前記主動モジュールは、少なくとも一層の隔膜により構成し、また前記主動モジュール中央には、前記各隔膜に連接するガイドブロックを設置し、前記ガイドブロック外部には、連結媒介面を設置し、
前記受動モジュールは、前記ロッド体のブレード台部に設置し、しかも前記受動モジュールは、少なくとも一層の隔膜により構成し、また前記受動モジュール中央には、前記各隔膜に連接するガイドブロックを設置し、前記ガイドブロック外部には、ブレード台を備え、前記ブレード台には、カッターブレードを固定して設置し、
前記主動モジュールが作動すると、前記受動モジュール上のカッターブレードの微量フィードを同時に駆動することを特徴とする異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド。
【請求項２】
前記ロッド体の、前記ブレード台部に対応する底端中央には、液体媒介のプレストレストを設定及び調整可能なプレ圧力調整ユニットを設置することを特徴とする請求項１に記載の異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド。
【請求項３】
前記ロッド体の、前記ブレード台部に対応する反対側周縁表面には、前記ブレード台部の重量を校正可能なバランス部を形成することを特徴とする請求項１に記載の異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド。
【請求項４】
請求項１に記載の精密ボーリングロッドを用いた数値ボーリングマシンであって、
機体、サドル、ボーリング主軸、数値コントロールシステムを備え、
前記サドルは、前記機体上に設置し、しかも前記サドルは、一軸或いは多軸方式でリニア移動し、
前記ボーリング主軸は、機体の前記サドルと異なる側に設置し、しかも前記ボーリング主軸は、一軸或いは多軸方式でリニア移動でき、また前記ボーリング主軸の前記サドルに対応する一端には、選択的に、精密ボーリングロッドを固定して設置し、前記ボーリング主軸内には、駆動アクチュエーターを備え、
前記駆動アクチュエーターは、連棒を利用し、精密ボーリングロッドの主動モジュールと連接を形成し、
前記数値コントロールシステムは、プログラム編集モジュールを備え、しかも前記数値コントロールシステムは、少なくとも１個のサーボアンプにより、前記ボーリング主軸の移動及び回転をコントロールし、前記数値コントロールシステムは、別のサーボアンプにより、前記駆動アクチュエーターの連棒のリニア移動をコントロールすることを特徴とする精密ボーリングロッドを用いた数値ボーリングマシン。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド及びそれを用いた数値ボーリングマシンに関し、特に非円曲面の異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド及びそれを用いた数値ボーリングマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
雑度が高い機械、及び熱負荷パーツを受け入れるピン穴は、トルクを伝えるピン軸変形の大きさが、受力点の位置の違いにより変化するため、このタイプのピン穴横断面の理想形状は楕円形である。しかも、楕円度の大きさは、異型孔軸方向位置の違いに従い変化するため、標準的な楕円ではないほうが良い。また、このタイプのピン穴の軸方向線も、ピン軸受力状態に合った曲線形でなければならない。そのため、このタイプのピン穴が、非円の異型孔に設計されるなら、その受け止め能力を大きく向上させることができる。
【０００３】
伝統の異型孔加工設備は、主軸ボックス傾斜により、一度に、固定の楕円を一個しか調整加工することができない。そのため、非標準楕円孔の加工を実現できず、当然、他のタイプの非円孔、及びラッパ型ホールの加工を実現することなどできるはずはない。
【０００４】
これに対して、特許文献１〜２に示すように、業界では専用の異型孔ボーリングマシンが開発されている。しかし、上記に開示される構造はボーリングマシン全体機構を変えることで、異型孔加工を実現する技術である。これでは、ボーリングロッドを大きく不安定にしてしまい、ボーリングロッドの回転速度を高めることは非常に難しい。
【０００５】
また、上記したボーリングマシンの主軸は、ベルト伝動を採用するため、ベルトの振動による機械の振動を回避することはできない。そのため、故障の源を増やす結果になるばかりか、加工面ラフ度の変数を拡大させている。さらには、上記した問題が総合的に存在するため、単一のプロセスを完成することしかできず、ピン穴、ラッパ型ホール、内逆角、外逆角等プロセスに対しては、他の専用旋盤上で完成させる必要がある。このため、重複定位誤差を拡大させ、これにより全体の加工精度に悪影響を及ぼしている。
本考案は、従来の異型孔の加工に用いるボーリングマシンの上記した欠点に鑑みてなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中国特許第CN200510044793.8号
【特許文献２】中国特許第CN200710017139.7号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案が解決しようとする第１の課題は、カッターブレードの高速回転中での微量フィードを精確にコントロールする技術により、安定的かつ高精度な異型孔生産のニーズに応えることができる異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッドを提供することである。
【０００８】
本考案が解決しようとする第２の課題は、簡単な機構により多様な型態の異型孔加工を完成し、その損耗を減らすことができ、製造と加工のコストを引き下げることができる異型孔の加工に用いる数値ボーリングマシンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本考案は下記の異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド及びそれを用いた数値ボーリングマシンを提供する。
精密ボーリングロッドは、ロッド体、主動モジュール、受動モジュールを備え、
前記ロッド体内部には、圧縮できない流体媒介を充填する内部空洞を形成し、
前記主、受動モジュールは、前記ロッド体は該内部空洞の両端に設置し、しかも該主、受動モジュールは、少なくとも一層の隔膜により構成し、
前記受動モジュール周囲面は、カッターブレードを固定するブレード台部を備え、
数値ボーリングマシンは、機体、サドル、ボーリング主軸、数値コントロールシステムを備え、
被加工物件を挟んで固定するサドルは、前記機体上に設置し、しかも該サドルは、一軸或いは多軸方式でリニア移動し、こうして精密ボーリングロッドのボーリング主軸を、前記機体の、前記サドルとは異なる側に固定して設置し、
しかも、前記ボーリング主軸は、一軸或いは多軸方式でリニア移動でき、また前記ボーリング主軸内は、精密ボーリングロッド主動モジュールを作動させる駆動アクチュエーターを備え、
数値コントロールシステムは、コントロールサドル、ボーリング主軸、駆動アクチュエーターを動作させるプログラム編集モジュールを備える。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド及びそれを用いた数値ボーリングマシンの異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッドは、カッターブレードの高速回転中での微量フィードを精確にコントロールする技術により、安定的かつ高精度な異型孔生産のニーズに応えることができ、異型孔の加工に用いる数値ボーリングマシンは、簡単な機構により多様な型態の異型孔加工を完成し、その損耗を減らすことができ、製造と加工のコストを引き下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案精密ボーリングロッドの外観模式図である。
【図２】本考案精密ボーリングロッドの局部分解模式図である。
【図３】本考案用精密ボーリングロッドの別の角度からの局部分解模式図である。
【図４】本考案精密ボーリングロッドの側視断面模式図である。
【図５】本考案の精密ボーリングロッドを応用する数値ボーリングマシンの簡略構造模式図である。
【図６】本考案精密ボーリングロッド中の主動モジュールの直接式連結媒介面の側視断面模式図である。
【図７】本考案精密ボーリングロッド中の主動モジュールの間接式連結媒介面の側視断面模式図である。
【図８】本考案精密ボーリングロッド中の主動モジュールの直接/間接式連結媒介面の側視断面模式図である。
【図９】本考案の実際加工時の側視断面模式図である。
【図１０】本考案の実際加工時の端視断面模式図である。
【図１１】完成した被加工物件の横方向断面が正円を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１２】完成した被加工物件の横方向断面が楕円を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１３】完成した被加工物件の横方向断面が非標準楕円を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１４】完成した被加工物件の軸方向断面が内ラッパ型を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１５】完成した被加工物件の軸方向断面が外ラッパ型を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１６】完成した被加工物件の軸方向断面が円弧形状を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１７】完成した被加工物件の軸方向断面が段差を呈する異型孔であることを示す模式図である。
【図１８Ａ】完成した被加工物件が複合変異を呈する異型孔であることを示す横方向断面である。
【図１８Ｂ】完成した被加工物件が複合変異を呈する異型孔であることを示す軸方向断面である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳述する。
【００１３】
図1〜4に示すように、精密ボーリングロッドは、ロッド体10により構成する。しかも、ロッド体10両端には、それぞれ主動モジュール20、受動モジュール30を備える。精密ボーリングロッドは、高速回転可能な数値ボーリングマシンのボーリング主軸70上に選択的に設置し(図5参照)、しかも精密ボーリングロッドの反対端には、カッターブレード36を選択的に固定して設置する。
【００１４】
ロッド体10一端には、ボーリング主軸70を組み合わせて接続する連接部11を備え、ロッド体10反対端周囲面には、カッターブレード36を固定して設置するブレード台部12を備える。しかも、ロッド体10内部には、連通した内部空洞15を形成し、内部空洞15内部には、圧縮できない流体媒介Aを充填することができる。ロッド体10連接部11上には、ボーリング主軸70に対応する盤面16を形成する。しかも、盤面16周縁には、複数の沈めフライス 18を備え、ボルト等を利用し、ロッド体10を、ボーリング主軸70上に固定する。
【００１５】
主動モジュール20は、ロッド体10連接部11の一端に設置し、しかも主動モジュール20は、一層或いは多層の隔膜21により構成する。本考案の主動モジュール20は、二層の隔膜21を備え、各隔膜21は、金属片などの延性を備えない材料を選択する。しかも、押されて移動後には、自動復位のプレストレストを生じ、また主動モジュール20中央には、各隔膜21に連接するガイドブロック22を設置し、しかもガイドブロック22外部には、連結媒介面25を設置する。
【００１６】
連結媒介面25は、ボーリング主軸70上に設置する駆動制動部品80と連接(図5参照)する。連結媒介面25は、直接式連結、間接式連結、直接/間接式連結の内の一つを選択する。
【００１７】
直接式連結は、ガイドブロック22上にスタッド26を形成し、駆動制動部品80と直接固定し、これにより駆動制動部品80は直接、隔膜21を内側へと押し、或いは外へと収縮させることができる(図6参照)。間接式連結は、駆動制動部品80を、直接、ガイドブロック22表面に密着させ、これにより駆動制動部品80は隔膜21の内側への押しだけを作動可能で(図7参照)、隔膜21の弾性作用を利用し、もとの位置を回復させる必要がある。直接/間接式連結は、ガイドブロック22上に球台28を形成し、球体29を利用し、駆動制動部品80と間接的に連接する。これにより、駆動制動部品80は、隔膜21の内側への押しを作動でき(図8参照)、隔膜21の弾性作用を利用し、もとの位置を回復し、しかも駆動制動部品80の偏移量を吸収することができる。
【００１８】
受動モジュール30は、ロッド体10のブレード台部15に対応する一端に設置し、しかも受動モジュール30は、一層或いは多層の隔膜31により構成する。本考案の受動モジュール30は、二層の隔膜31を備える。さらに、各隔膜31は、上記した隔膜21と相同の材料を採用する。また、受動モジュール30中央には、各隔膜31に連接するガイドブロック32を設置する。しかも、ガイドブロック32外部には、ブレード台35を設置する。ブレード台35には、カッターブレード36を固定する。
【００１９】
ロッド体10は、ブレード台部12に対応する周縁表面に、バランス部38を形成する。バランス部38は、ロッド体10ブレード台部12の重量を校正でき、これにより精密ボーリングロッドは、高速回転における動平衡を保持することができる。本考案実施例のバランス部38は、平坦面39を形成する。さらに、ロッド体10の底端には、プレ圧力調整ユニット40を設置する。プレ圧力調整ユニット40は、内部空洞15の流体媒介Aのプレ圧力量を設定及び調整でき、起こりうるバックラッシュを消去することができる。こうして、主、受動モジュール20、30の復位の信頼性及び反応性を高めることができる。
【００２０】
本考案は、ロッド体10底部に、内部空洞15に連通するネジ孔41を形成し、しかもネジ孔41内には、調整ボルト42を螺設する。これにより、調整ボルト42を回すことで、内部空洞15の流体媒介Aのプレ圧力量を調整することができる。
【００２１】
こうして、異型孔の加工に用いる精密ボーリングロッド構造を構成する。精密ボーリングロッドは、実際使用時には、数値ボーリングマシン上に応用する。図5に示すように、数値ボーリングマシンは、機体5を備える。
【００２２】
また、機体5上には、被加工物件100を挟んで固定するサドル60、及び精密ボーリングロッドを固定して設置するボーリング主軸70を設置する。しかも、サドル60とボーリング主軸70は、選択的に、X軸、Y軸或いはZ軸の一軸或いは多軸のリニア移動を相対して行う。ボーリング主軸70は、精密ボーリングロッドの高速回転を連動することができる。また、ボーリング主軸70上には、精密ボーリングロッド主動モジュール20を作動させる駆動アクチュエーター80を設置する。
【００２３】
駆動アクチュエーター80は、主動モジュール20の連結媒介面25と連接する連棒85を備える。しかも、数値ボーリングマシンは、サドル60とボーリング主軸70をコントロールする数値コントロールシステム90を備える。
【００２４】
数値コントロールシステム90は、単一の完全システム、或いはメイン/サブシステムである。また、数値コントロールシステム90は、コントロールプログラムを編集、保存するプログラム編集モジュール91を備える。しかも、数値コントロールシステム90は別に、ボーリング主軸70の移動をコントロールする少なくとも１個のサーボアンプ95、ボーリング主軸70の高速回転をコントロールするサーボアンプ97、駆動制動部品80をコントロールするサーボアンプ96を備える。
【００２５】
サーボアンプ96は、駆動制動部品80連棒85のリニア移動をコントロールでき、これにより精密ボーリングロッドの主動モジュール20を精確に作動させ、受動モジュール30の微量フィードを操作することができる(図9、10参照)。
【００２６】
実際の加工時には、図5、9、10に示すように、透過数値コントロールシステム90のプログラム編集モジュール91の命令により、サドル60を作動し駆動させ、被加工物件100を移動させ、或いはボーリング主軸70の移動及び高速回転を駆動する。しかも、数値コントロールシステム90のプログラム編集モジュール91は、命令を通して、駆動アクチュエーター80の連棒85をリニア移動させる。これにより、連結媒介面25は、精密ボーリングロッドの主動モジュール20の多層の隔膜21を同期に連動し、並びにロッド体10内部空洞15内の流体媒介Aは、受動モジュール30の多層の隔膜31を同期に押す。しかも、受動モジュール30上ブレード台35のカッターブレード36を連動し、高速回転中で微量フィードを行わせる(図9、10参照)。これにより、被加工物件100上の各種形状の異型孔105を、孔型(図11〜図18Ｂ参照)及びサイズ公差要求に合うように、ボーリングを完成する。
【００２７】
加工完成後は、数値コントロールシステム90のプログラム編集モジュール91を利用し、駆動アクチュエーター80の連棒85に命令し、リニア状に撤退させる。これにより、精密ボーリングロッド中の主動モジュール20の多層の隔膜21は、同期に撤退する。こうして、ロッド体10内部空洞15内の流体媒介Aを通して、受動モジュール30の多層の隔膜31を同期に引き戻し、受動モジュール30上ブレード台35のカッターブレード36を連動し、もとの位置を回復させる。これにより、カッターブレード36のブレード撤退時の磨擦による、既に加工が完成した表面への破壊を回避することができる。
【００２８】
本考案の精密ボーリングロッド、及びそれを応用する数値ボーリングマシンは、被加工物件100の各種型態の異型孔105加工を行うことができる。異型孔105の横方向断面については、図11では正円異型孔105、図12では楕円異型孔105A、図13では非標準楕円異型孔105Bを呈する。異型孔105の軸方向断面については、図14では内ラッパ型の異型孔105D、図15では外ラッパ型の異型孔105E、図16では円弧形の異型孔105F、図17では段差の異型孔105Gを呈する。横方向断面と軸方向断面は共に、変異の異型孔105C(図18Aは楕円断面を呈し、図18Bは円弧形断面を呈する)を呈する。
【００２９】
上記の動作説明により明らかなように、本考案は簡単な機構により多様な型態の異型孔加工を完成することができる。同時に、駆動及びフィードにおいても、大きな負荷を必要としない。しかも、震動により機械の振動、故障の問題を引き起こすことはない。さらに、本考案は高い精度でかつ安定した異型孔加工を達成することができる。同時に、単一のプロセスだけで、各種異型孔の加工を完成させられ、他の専用機を用いて完成させる必要がないため、重複定位による誤差を回避でき、全体の加工精度を効果的に向上させることができる。
【００３０】
上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００３２】
10：ロッド体
11：連接部
12：ブレード台部
15：内部空洞
16：盤面
18：沈めフライス 
A：流体媒介
20：主動モジュール
21：隔膜
22：ガイドブロック
25：連接媒介面
26：スタッド
28：球台
29：球体
30：受動モジュール
31：隔膜
32：ガイドブロック
35：ブレード台
36：カッターブレード
38：バランス部
39：平坦面
40：プレ圧力調整ユニット
41：ネジ孔
42：調整ボルト
5：機体
60：サドル
70：ボーリング主軸
80：駆動制動部品
85：駆動制動部品
90：数値コントロールシステム
91：プログラム編集モジュール
96：サーボアンプ
97：サーボアンプ
98：サーボアンプ
100：被加工物件
105：異型孔
【図１】
0003184104.tif 000003
【図２】
0003184104.tif 000004
【図３】
0003184104.tif 000005
【図４】
0003184104.tif 000006
【図５】
0003184104.tif 000007
【図６】
0003184104.tif 000008
【図７】
0003184104.tif 000009
【図８】
0003184104.tif 000010
【図９】
0003184104.tif 000011
【図１０】
0003184104.tif 000012
【図１１】
0003184104.tif 000013
【図１２】
0003184104.tif 000014
【図１３】
0003184104.tif 000015
【図１４】
0003184104.tif 000016
【図１５】
0003184104.tif 000017
【図１６】
0003184104.tif 000018
【図１７】
0003184104.tif 000019
【図１８Ａ】
0003184104.tif 000020
【図１８Ｂ】
0003184104.tif 000021