(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのワークに互いに平行に同一ピッチで並んだ複数個の穴を加工する方法であって、前記穴の個数の整数分の一の本数でかつ前記穴のピッチの整数倍のピッチで互いに平行に並んだ回転軸線を中心として一緒に回転する中仕上げ刃具および精仕上げ刃具を前記回転軸線方向に移動して、その刃具では未加工の前記穴に順次挿入して加工する複数穴の加工方法において、
前記各穴の中仕上げ加工は、前記中仕上げ刃具の刃先を所定の中仕上げ加工回転半径とし、かつ前記精仕上げ刃具の刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より小として、前記各刃具を前記中仕上げ刃具では未加工の前記穴に順次前進挿入する複数の中仕上げ工程により行い、
最後を除く前記中仕上げ工程の直後には前記各刃具は各刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より小として軸線方向に後退させ、
前記各穴の精仕上げ加工は、最後の前記中仕上げ工程の終了直後に前記精仕上げ刃具の刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より大きい所定の精仕上げ加工回転半径として各刃具を軸線方向に後退させる最初の精仕上げ工程により先ず最後に中仕上げ加工された穴について行い、最後を除く前記中仕上げ工程で中仕上げ加工された各穴については前記各刃具の各刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より小として各穴に前進挿入してから前記精仕上げ刃具の刃先の回転半径を前記精仕上げ加工回転半径として軸線方向に後退させる精仕上げ工程により行う
ことを特徴とする複数穴の加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の複数穴の加工方法において、前記ワークは内燃機関のシリンダブロックであり、前記複数個の穴は整列して配置された４個以上の偶数個のシリンダボアである複数穴の加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の複数穴の加工方法において、前記最後を除く中仕上げ工程の直後に行う前記各刃具の後退は早戻しにより行い、前記最後を除く中仕上げ工程で中仕上げされた各穴についての前記精仕上げ工程に先立つ前記各刃具の挿入は早送りにより行うことを特徴とする複数穴の加工方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の複数穴の加工方法において、前記各回転軸線を中心として前記各刃具と一緒に回転し刃先の回転半径が前記中仕上げ加工回転半径より小さくかつ前記中仕上げ刃具より前進方向前側に位置する荒仕上げ刃具により、前記中仕上げ工程において前記穴の荒仕上げ加工をも行うことを特徴とする複数穴の加工方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の複数穴の加工方法において、前記回転軸線のピッチは前記複数個の穴のピッチの２倍であり、前記回転軸線の本数は前記複数個の穴の個数の半分であることを特徴とする複数穴の加工方法。
【請求項６】
１つのワークに互いに平行に並んだ複数個の穴を加工する方法であって、１本の回転軸線を中心として一緒に回転する中仕上げ刃具および精仕上げ刃具を前記回転軸線方向に移動して、その刃具では未加工の前記穴に順次挿入して加工する複数穴の加工方法において、
前記各穴の中仕上げ加工は、前記中仕上げ刃具の刃先を所定の中仕上げ加工回転半径とし、かつ前記精仕上げ刃具の刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より小として、前記各刃具を前記中仕上げ刃具では未加工の前記穴に順次前進挿入する複数の中仕上げ工程により行い、
最後を除く前記中仕上げ工程の直後には前記各刃具は各刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より小として軸線方向に後退させ、
前記各穴の精仕上げ加工は、最後の前記中仕上げ工程の終了直後に前記精仕上げ刃具の刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より大きい所定の精仕上げ加工回転半径として各刃具を軸線方向に後退させる最初の精仕上げ工程により先ず最後に中仕上げ加工された穴について行い、最後を除く前記中仕上げ工程で中仕上げ加工された各穴については前記各刃具の各刃先の回転半径を前記中仕上げ加工回転半径より小として各穴に前進挿入してから前記精仕上げ刃具の刃先の回転半径を前記精仕上げ加工回転半径として軸線方向に後退させる精仕上げ工程により行う
ことを特徴とする複数穴の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアのように同一ピッチで整列して配置された複数個の穴を加工する方法と、この加工方法を実施するのに使用する中ぐり加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば直列４気筒の内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアを加工する場合には、従来は図１および図２に示すような中ぐり加工装置を使用して、図８に示すような動作サイクルにより加工を行っていた。先ずこの従来技術の説明をする。この中ぐり加工装置はトランスファマシンの一つの加工ステーションを構成するもので、ベース１０上に起立固定されたコラム１１の前面に固定したヘッドベース１２には主軸ヘッド１３が昇降自在に案内支持されて、送り機構１５を介してサーボモータ１４により昇降されるようになっている。主軸ヘッド１３には互いに平行で垂直な１対の工具主軸１７Ａ，１７Ｂが、シリンダブロック（ワーク）Ｗのシリンダボァ（穴）Ｗａ１〜Ｗａ４のピッチの２倍のピッチで、図２の紙面と平行な方向に配置され、主軸ヘッド１３に設けたギヤボックス１３ａを介して主軸モータ１８により回転駆動されるようになっている。支持桁２１を介してベース１０に支持された治具ユニット２０の治具テーブル２３上には、シリンダブロックＷが前の加工ステーションから図２の紙面と平行に延びるトランスファバー２５により搬入されてクランプされる。治具テーブル２３は図２の紙面と平行な水平方向に移動可能である。
【０００３】
この従来技術では、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂの下端に装着されてシリンダブロックＷのシリンダボァＷａ１〜Ｗａ４を加工するクイルは中仕上げ刃具と精仕上げ刃具を備えている。精仕上げ刃具はその刃先の回転半径が所定の精仕上げ加工回転半径とそれより小さい回転半径の間で変化するように半径方向に進退するように構成されているが、精仕上げ刃具より軸線方向で前側となる位置においてクイルに固定された中仕上げ刃具の刃先の回転半径は、精仕上げ刃具の精仕上げ加工回転半径と減少された回転半径の間となる一定値である。
【０００４】
次にその作用を図８により説明する。先ず図８の工程ｋにおいて、加工済みのシリンダブロックＷを搬出し未加工のシリンダブロックＷを搬入して治具テーブル２３にクランプした状態で、治具テーブル２３を水平方向に移動してシリンダブロックＷをその第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３が各クイル３０Ａ，３０Ｂと同軸的となる位置に割り出し、精仕上げ刃具を半径方向に後退させてその刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを主軸モータ１８により回転駆動する。この状態でサーボモータ１４を作動させて主軸ヘッド１３を下降させ、各クイル３０Ａ，３０Ｂを装着した各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを先ず早送りでシリンダブロックＷに接近させた後、所定の下降速度でシリンダブロックＷに向かって前進（下降）させて、各中仕上げ刃具により第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の中仕上げ加工を行う（工程ｌ参照）。次いで精仕上げ刃具を半径方向に前進させてその刃先の回転半径を精仕上げ加工回転半径とし（工程ｍ参照）、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを後退させて精仕上げ刃具により第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の精仕上げ加工を行う（工程ｎ参照）。
【０００５】
この精仕上げ加工の後、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを所定位置まで早戻し後退させてから、前述した工程ｋと同様にして治具テーブル２３を移動してシリンダブロックＷの第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４を各クイル３０Ａ，３０Ｂと同軸的となる位置に割り出し、精仕上げ刃具を半径方向に後退させてから（工程ｏ参照）、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを早送りでシリンダブロックＷに接近させ、次いで所定の下降速度で前進させて、各中仕上げ刃具により第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４の中仕上げ加工を行う（工程ｐ参照）。次いで前述した工程ｍと同様にして精仕上げ刃具を半径方向に前進させてから（工程ｑ参照）、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを後退させて精仕上げ刃具により第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４の精仕上げ加工を行う（工程ｒ参照）。そして各工具主軸１７Ａ，１７Ｂを所定位置まで早戻し後退させて、最初の工程ｋに戻す。
【０００６】
上述した例では、各ボァＷａ１〜Ｗａ４は予め荒仕上げされたものであるが、各クイル３０Ａ，３０Ｂに刃先の回転半径が中仕上げ加工回転半径より小さくかつ中仕上げ刃具より前進方向前側に位置する荒仕上げ刃具をさらに設けて、中仕上げ加工と同時に荒仕上げ加工を行うようにしてもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の加工方法によれば、剛性のあるシリンダブロックＷの場合は特に問題なく加工できる。しかし最近は軽量化などのためにシリンダブロックを薄肉化したりあるいはボアライナを鋳ぐるんだアルミダイキャスト製シリンダブロックの採用が行われており、これによりシリンダボア回りの剛性が低下するため、上述した加工方法では加工精度を確保できないという問題が生じている。
すなわち、第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３は、中仕上げ加工および精仕上げ加工により一旦は所定の精度に仕上げ加工されるが、これに続く第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４の中仕上げ加工および精仕上げ加工、特に切り込み量の大きい中仕上げ加工により生じる残留歪みにより第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の仕上げ精度が低下するという問題がある。本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明による複数穴の加工方法は、請求項１に記載のように、
１つのワークに互いに平行に同一ピッチで並んだ複数個の穴を加工する方法であって、穴の個数の整数分の一の本数でかつ穴のピッチの整数倍のピッチで互いに平行に並んだ回転軸線を中心として一緒に回転する中仕上げ刃具および精仕上げ刃具を回転軸線方向に移動して、その刃具では未加工の穴に順次挿入して加工する複数穴の加工方法において、
各穴の中仕上げ加工は、中仕上げ刃具の刃先を所定の中仕上げ加工回転半径とし、かつ精仕上げ刃具の刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として、各刃具を中仕上げ刃具では未加工の穴に順次前進挿入する複数の中仕上げ工程により行い、
最後を除く中仕上げ工程の直後には各刃具は各刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として軸線方向に後退させ、
各穴の精仕上げ加工は、最後の中仕上げ工程の終了直後に精仕上げ刃具の刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より大きい所定の精仕上げ加工回転半径として各刃具を軸線方向に後退させる最初の精仕上げ工程により先ず最後に中仕上げ加工された穴について行い、最後を除く中仕上げ工程で中仕上げ加工された各穴については各刃具の各刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として各穴に前進挿入してから精仕上げ刃具の刃先の回転半径を精仕上げ加工回転半径として軸線方向に後退させる精仕上げ工程により行う
ことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１に記載の複数穴の加工方法は、請求項２に記載のように、ワークは内燃機関のシリンダブロックであり、複数個の穴は整列して配置された４個以上の偶数個のシリンダボアであることが好ましい。
【００１０】
請求項１または請求項２に記載の複数穴の加工方法は、請求項３に記載のように、最後を除く中仕上げ工程の直後に行う各刃具の後退は早戻しにより行い、最後を除く中仕上げ工程で中仕上げされた各穴についての精仕上げ工程に先立つ各刃具の挿入は早送りにより行うことが好ましい。
【００１１】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の複数穴の加工方法は、請求項４に記載のように、各回転軸線を中心として各刃具と一緒に回転し刃先の回転半径が中仕上げ加工回転半径より小さくかつ中仕上げ刃具より前進方向前側に位置する荒仕上げ刃具により、中仕上げ工程において穴の荒仕上げ加工をも行うことが好ましい。
【００１２】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の複数穴の加工方法は、請求項５に記載のように、回転軸線のピッチは複数個の穴のピッチの２倍であり、回転軸線の本数は複数個の穴の個数の半分であることが好ましい。
【００１８】
また本発明による複数穴の加工方法は、請求項１１に記載のように、
１つのワークに互いに平行に並んだ複数個の穴を加工する方法であって、１本の回転軸線を中心として一緒に回転する中仕上げ刃具および精仕上げ刃具を回転軸線方向に移動して、その刃具では未加工の穴に順次挿入して加工する複数穴の加工方法において、
各穴の中仕上げ加工は、中仕上げ刃具の刃先を所定の中仕上げ加工回転半径とし、かつ精仕上げ刃具の刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として、各刃具を中仕上げ刃具では未加工の穴に順次前進挿入する複数の中仕上げ工程により行い、
最後を除く中仕上げ工程の直後には各刃具は各刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として軸線方向に後退させ、
各穴の精仕上げ加工は、最後の中仕上げ工程の終了直後に精仕上げ刃具の刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より大きい所定の精仕上げ加工回転半径として各刃具を軸線方向に後退させる最初の精仕上げ工程により先ず最後に中仕上げ加工された穴について行い、最後を除く中仕上げ工程で中仕上げ加工された各穴については各刃具の各刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として各穴に前進挿入してから精仕上げ刃具の刃先の回転半径を精仕上げ加工回転半径として軸線方向に後退させる精仕上げ工程により行う
ようにしてもよい。
【００２０】
以下に図１〜図７に示す実施の形態により、本発明による複数穴の加工方法の説明をする。この実施の形態は、本発明を直列４気筒の内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの加工に適用したものである。
【００２１】
先ずこの実施形態に使用する中ぐり加工装置の説明をする。この中ぐり加工装置は、クイル３０Ａ，３０Ｂおよび刃具４１，４６を作動させる装置を除き、前述した従来技術で説明したものと実質的に同じであり、ベース１０とコラム１１とヘッドベース１２と、ヘッドベース１２に昇降自在に案内支持されて送り機構１５を介してサーボモータ１４により垂直に昇降される主軸ヘッド１３を備えている。主軸ヘッド１３には互いに平行で垂直な回転軸線を有する１対の工具主軸１７Ａ，１７Ｂが、シリンダブロック（ワーク）Ｗのシリンダボァ（穴）Ｗａ１〜Ｗａ４のピッチの２倍のピッチで、図２の紙面と平行な方向に間を隔てて配置され、主軸ヘッド１３に設けたギヤボックス１３ａを介して主軸モータ１８により回転駆動されるようになっている。各工具主軸１７Ａ，１７Ｂには、後述する作動軸５０を挿通する内孔１７ａ（図６参照）が同軸的に形成されている。支持桁２１を介してベース１０に支持された治具ユニット２０には、図２の紙面と平行な水平方向に移動可能に治具テーブル２３が支持され、前の加工ステーションから図２の紙面と平行に延びるトランスファバー２５により搬入されたシリンダブロックＷは治具テーブル２３上にクランプされる。
【００２２】
各工具主軸１７Ａ，１７Ｂの下端には、シリンダブロックＷの各シリンダボァＷａ１〜Ｗａ４を加工する荒仕上げ刃具３６と中仕上げ刃具４１と精仕上げ刃具４６がそれぞれ設けられた第１クイル３０Ａおよび第２クイル３０Ｂがそれぞれ同軸的に装着されている。この各クイル３０Ａ，３０Ｂは同一であるので、第１クイル３０Ａを図３〜図５により説明する。第１クイル３０Ａは同軸的に貫通する内孔３０ａが形成された円筒状で、その先端は丸いブロック３０ｂにより閉じられている。第１クイル３０Ａの先端付近の外周面には、クイル３０Ａの回転軸線と平行に、各１つの第１取付面３１ａおよび第３取付面３１ｃと２つの第２取付面３１ｂが９０度おきに線対称的に形成されている。各取付面３１ａ〜３１ｃの断面形状は何れも同一のＬ字形であり、第１取付面３１ａと第３取付面３１ｃは１８０度おきに形成され、この両取付面３１ａ，３１ｃの間に各第２取付面３１ｂが形成されている。
【００２３】
第１取付面３１ａの工具主軸１７Ａ側には剛性のある角棒状の荒仕上げ刃具ホルダ３５の一端がボルト３７により固定され、ブロック３０ｂ側に延びる先端部には荒仕上げ刃具３６が固着されている（図３および図４参照）。同様に、各第２取付面３１ｂおよび第３取付面３１ｃには、それぞれ角棒状の中仕上げ刃具ホルダ４０および精仕上げ刃具ホルダ４５の一端がボルト４４，４９により固定され、各刃具ホルダ４０，４５のブロック３０ｂ側先端部には、それぞれ中仕上げ刃具４１および精仕上げ刃具４６が固着されている。この中仕上げ刃具ホルダ４０と精仕上げ刃具ホルダ４５には、ボルト４４，４９による固定部と各刃具４１，４６の取付部分との間に、取付面３１ｂ，３１ｃ側から切込みを設けることにより、各刃具４１，４６を設けた先端部が半径方向外向きに弾性的に撓むのを可能とする可撓部４０ａ，４５ａが形成されている。従って荒仕上げ刃具３６の刃先の回転半径は一定であるが、中仕上げ刃具４１および精仕上げ刃具４６の各刃先の回転半径は可変である。また精仕上げ刃具４６と中仕上げ刃具４１と荒仕上げ刃具３６の各刃先は、この順に第１クイル３０Ａの先端側（シリンダブロックＷに向かう側）となるように配置されている。
【００２４】
主軸ヘッド１３の後側（上側）から工具主軸１７Ａに挿入した作動軸５０は、軸線方向に案内溝５１を形成した先端部が第１クイル３０Ａの内孔３０ａ内に軸線方向摺動自在に嵌合され、荒仕上げ刃具ホルダ３５と軸線方向に並んだ第１クイル３０Ａに設けたピン３２の先端を案内溝５１に挿入することにより、第１クイル３０Ａに対する回動は阻止されている。作動軸５０の先端部には、各刃具ホルダ４０，４５と対応する角度位置に長手方向に沿ったテーパ溝５２ａ，５２ｂが形成され、各中仕上げ刃具ホルダ４０と対応する各第１テーパ溝５２ａは作動軸５０の先端に進むにつれて深さが深くなり、精仕上げ刃具ホルダ４５と対応する第２テーパ溝５２ｂは作動軸５０の先端に進むにつれて深さが浅くなっている。各テーパ溝５２ａ，５２ｂ内に摺動自在に設けたＬ形のスライド片４３，４８は、その突部４３ａ，４８ａが第１クイル３０Ａの先端とブロック３０ｂの間に半径方向摺動自在に保持されている。
【００２５】
また第１クイル３０Ａには、長手方向では各刃具ホルダ４０，４５の各可撓部４０ａ，４５ａより先端側で、角度方向では各テーパ溝５２ａ，５２ｂと対応する各位置に、それぞれ半径方向に貫通する第１ガイド穴３３および第２ガイド穴３４が形成されている。この各ガイド穴３３，３４に摺動自在に挿入された各可動ピン４２，４７の両端は、それぞれスライド片４３，４８と刃具ホルダ４０，４５の各可撓部４０ａ，４５ａより先端側に当接されている。
【００２６】
特に、本実施の形態においては、図５に示すように、中仕上げ刃具ホルダ４０に整合する第１ガイド穴３３は段付穴として形成され、可動ピン４２は大径頭付きのプラグ状に形成されている。図５の右半部断面のように作動軸５０が後退して刃具ホルダ４０を径方向内方に後退させた状態では、可動ピン４２の頭部は第１ガイド穴３３の大径部底面に着座して径方向内方へのそれ以上の引っ込みが阻止され、回転遠心力により可動ピン４２の内端部に当接するスライド片４３と作動軸５０のテーパ面間に隙間Ｃが形成されるようになっている。一方、図５の左半部断面のように、作動軸５０が前進して刃具ホルダ４０を径方向外方に張り出した状態では、作動軸５０のテーパ溝５２ａの底面がスライド片４３および可動ピン４２を径方向外方へ押し出し、可動ピン４２の頭部が第１ガイド穴３３の大径部底面への着座位置から離れるようにしてある。
【００２７】
すなわち、精仕上げ加工のために作動軸５０が後退された状態では、作動軸５０は径方向に対向する一対のテーパ溝５２ａの溝底がスライド片４３の底面との間に隙間Ｃを持つこととなり、これにより精仕上げ加工中においては、中仕上げ刃具ホルダ４０の径方向内方へ向かう弾性力が可動ピン４２およびスライド片４３を介して作動軸５０に作用することを阻止し、精仕上げ刃具４６の位置変動を防止するように構成されている。
【００２８】
以上の構成により、作動軸５０が第１クイル３０Ａに対しブロック３０ｂ側に向かって前進すれば、各第１テーパ溝５２ａ内の各スライド片４３は半径方向外向きに移動し、この移動は各可動ピン４２により各中仕上げ刃具ホルダ４０に伝達されて中仕上げ刃具４１をその刃先の回転半径が増大するように半径方向に前進させ、これと同時に各第２テーパ溝５２ｂ内の各スライド片４８は半径方向内向きに移動し、この移動は各可動ピン４２により各精仕上げ刃具ホルダ４５に伝達されて精仕上げ刃具４６をその刃先の回転半径が減少するように半径方向に後退させる。これと逆に作動軸５０を第１クイル３０Ａに対し後退すれば、中仕上げ刃具４１は半径方向に後退してその刃先の回転半径は減少し、精仕上げ刃具４６は半径方向に前進してその刃先の回転半径は増大する。これらの半径方向の前進後退により、中仕上げ刃具４１の刃先の回転半径は所定の中仕上げ加工回転半径とそれより小さい回転半径の間で変化し、精仕上げ刃具４６のの刃先の回転半径は、中仕上げ加工回転半径より大きい所定の精仕上げ加工回転半径と中仕上げ加工回転半径より小さい回転半径の間で変化する。荒仕上げ刃具３６の刃先の回転半径は、中仕上げ加工回転半径より小である。
【００２９】
図６に示すように、工具主軸１７Ａに対し作動軸５０を軸線方向に移動させる作動装置６０は、主軸ヘッド１３の後端部に支持部材６８を介して取り付けられたハウジング６１を有している。ハウジング６１には工具主軸１７Ａの回転軸線と平行となるように筒状体６２が摺動自在に案内支持され、軸受を介して作動軸５０の後部に回転のみ自在に連結されたブラケット６３は筒状体６２の下端に固定されている。筒状体６２と同軸的となるように、軸受を介してハウジング６１に回転のみ自在に支持された送りねじ６５の下半部は、筒状体６２に固定したナット６４に螺合され、送りねじ６５の上端部は、ハウジング６１に取り付けたサーボモータ６６に継ぎ手６７を介して連結されている。サーボモータ６６を作動させれば送りねじ６５が回転して筒状体６２を軸線方向に移動させ、ブラケット６３を介して作動軸５０は工具主軸１７Ａに対し軸線方向に移動される。
【００３０】
次に上述した複数穴用中ぐり加工装置の作動を、図７に示す工程図により説明する。図７の工程ａの開始時には、治具テーブル２３は載置されるシリンダブロックＷの第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３が各クイル３０Ａ，３０Ｂと同軸的となる位置に割り出されており、各工具主軸１７Ａ，１７Ｂは主軸モータ１８により回転駆動されている。工程ａにおいて、先ず加工済みのシリンダブロックＷを搬出し未加工のシリンダブロックＷを搬入して治具テーブル２３にクランプした状態で、作動装置６０により作動軸５０を前進させ、精仕上げ刃具４６を後退させてその刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径よりも小とし、中仕上げ刃具４１を前進させてその刃先の回転半径を所定の中仕上げ加工回転半径とする（工程ａ参照）。この状態でサーボモータ１４により主軸ヘッド１３を下降させて工具主軸１７Ａ，１７ＢをシリンダブロックＷに向けて前進させ、各クイル３０Ａ，３０Ｂを先ず早送りでシリンダブロックＷに接近させた後、所定の加工速度で各中仕上げ刃具４１が第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３を通り抜ける位置まで前進させる（工程ｂ参照）。これにより、第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３は先ず荒仕上げ刃具３６により荒仕上げ加工され、引き続いて各中仕上げ刃具４１により中仕上げ加工される。次いで作動装置６０により作動軸５０を多少後退させ、中仕上げ刃具４１を微少量後退させてその刃先の回転半径を微少量小さくし（工程ｃ参照）、各刃具３６，４１，４６の刃先の何れもが中仕上げ加工された第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の内面と接触しないようにした状態で、サーボモータ１４により主軸ヘッド１３を所定の位置まで早戻しして、各クイル３０Ａ，３０Ｂを第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３から抜き出す。
【００３１】
次いで治具テーブル２３を水平方向に移動してシリンダブロックＷをその第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４が各クイル３０Ａ，３０Ｂと同軸的となる位置に割り出し、作動軸５０を多少前進させ中仕上げ刃具４１を工程ａと同じ位置まで前進させてその刃先の回転半径を所定の中仕上げ加工回転半径とする（工程ｄ参照）。この状態で、前述と同様、サーボモータ１４を作動させて工具主軸１７Ａ，１７ＢをシリンダブロックＷに向けて前進させ、各クイル３０Ａ，３０Ｂを先ず早送りでシリンダブロックＷに接近させた後、所定の加工速度で各中仕上げ刃具４１が第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４を通り抜ける位置まで前進させて、第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４を荒仕上げ刃具３６により荒仕上げ加工し、各中仕上げ刃具４１により中仕上げ加工する（工程ｅ参照）。
【００３２】
次いで作動装置６０により作動軸５０を後退させ、中仕上げ刃具４１を後退させてその刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径よりも小とし、精仕上げ刃具４６を前進させてその刃先の回転半径を所定の精仕上げ加工回転半径とする（工程ｆ参照）。そしてサーボモータ１４により工具主軸１７Ａ，１７Ｂを後退させて各クイル３０Ａ，３０Ｂの精仕上げ刃具４６により第２および第４ボアＷａ２，Ｗａ４の精仕上げ加工を行い（工程ｇ参照）、引き続き主軸ヘッド１３を所定の位置まで早戻しして、各クイル３０Ａ，３０Ｂを第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３から抜き出す。
【００３３】
次いで治具テーブル２３を水平方向に移動してシリンダブロックＷをその第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３が各クイル３０Ａ，３０Ｂと同軸的となる位置に割り出してから、作動軸５０を多少前進させ、精仕上げ刃具４６を微少量後退させてその刃先の回転半径を微少量小さくし（工程ｈ参照）、各刃具３６，４１，４６の刃先の何れもが中仕上げ加工されている第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の内面と接触しないようにした状態で、サーボモータ１４により工具主軸１７Ａ，１７Ｂを早送り下降して、各精仕上げ刃具４６が第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３を通り抜ける位置まで各クイル３０Ａ，３０Ｂを挿入する。
【００３４】
次いで作動軸５０を多少後退させ、精仕上げ刃具４６を工程ｆと同じ位置まで前進させてその刃先の回転半径を所定の精仕上げ加工回転半径とする（工程ｉ参照）。この状態で工程ｇと同様、サーボモータ１４により工具主軸１７Ａ，１７Ｂを後退させて各クイル３０Ａ，３０Ｂの精仕上げ刃具４６により第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の精仕上げ加工を行い（工程ｊ参照）、引き続き主軸ヘッド１３を所定の位置まで早戻しして、各クイル３０Ａ，３０Ｂを第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３から抜き出す。これによりシリンダブロックＷの４個のシリンダボァＷａ１〜Ｗａ４の加工の１サイクルが完了して、最初の工程ａに戻る。
【００３５】
上述した実施の形態によれば、全てのシリンダボァＷａ１〜Ｗａ４について中仕上げ加工がなされた後に各シリンダボァＷａ１〜Ｗａ４の精仕上げ加工がなされるので、シリンダブロックＷの剛性が低い場合でも、精仕上げ加工済みの各シリンダボァＷａ１〜Ｗａ４がその後に行われる切り込み量の大きい荒仕上げ加工または中仕上げ加工により生じる残留歪みの影響を受けることはなく、従って精仕上げ加工されたシリンダボァＷａ１〜Ｗａ４を所定の精度に維持することができる。
【００３６】
前述した従来技術の複数穴用中ぐり加工装置でも、この実施の形態と同じようにして全てのシリンダボァＷａ１〜Ｗａ４について中仕上げ加工がなされた後に各シリンダボァＷａ１〜Ｗａ４の精仕上げ加工を行うことは可能である。しかしながら従来技術の複数穴用中ぐり加工装置では中仕上げ刃具はクイルに固定されているので、工程ｃと工程ｄの間の工具主軸１７Ａ，１７Ｂの早戻しと、工程ｈと工程ｉの間の工具主軸１７Ａ，１７Ｂの早送り挿入の際に、中仕上げ刃具の刃先が中仕上げ加工された第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の内面と接触して中仕上げ刃具の寿命を低下させるという問題が生じる。しかしながらこの実施の形態によれば、工程ｃと工程ｄの間の工具主軸１７Ａ，１７Ｂの早戻しと、工程ｈと工程ｉの間の工具主軸１７Ａ，１７Ｂの早送り挿入の際には、各刃具３６，４１，４６の刃先の何れもが第１および第３ボアＷａ１，Ｗａ３の内面と接触することはないので、これらの早戻しと早送り挿入の際に各刃先がシリンダボァＷａ１，Ｗａ３の内面と接触して各刃具３６，４１，４６の寿命を低下させることがない。
【００３７】
２回目に中仕上げ加工されたシリンダボアＷａ２，Ｗａ４については、中仕上げ加工直後に行われる工具主軸１７Ａ，１７Ｂの後退により精仕上げ加工を行っており、これにより加工を行わないストロークは１回目に中仕上げ加工されたシリンダボァＷａ１，Ｗａ３についてだけとなるので、加工時間の増大を少なくして生産性の低下を少なくすることができる。さらにこの実施の形態では、工程ｃと工程ｄの間および工程ｈと工程ｉの間の加工がなされないストロークを、それぞれストローク速度が大きい早戻しおよび早送りとしているので、生産性の低下は一層少なくなる。
【００３８】
またこの実施の形態では、中仕上げ加工回転半径は作動装置６０のサーボモータ６６により、工程ａおよび工程ｄの際の作動軸５０の軸線方向位置を変えることにより調整することができ、これにより精仕上げ刃具４６による取り代を調整することも容易である。
【００３９】
この実施の形態では、クイル３０Ａ，３０Ｂに荒仕上げ刃具３６を設けて中仕上げ工程において荒仕上げ加工をも行うようにしており、このようにすれば予め行う荒仕上げ加工工程が不要となるので、加工時間を全体として減少させて生産性を向上させることができる。しかしながら本発明は、各ボァＷａ１〜Ｗａ４を予め荒仕上げしておき、クイル３０Ａ，３０Ｂに荒仕上げ刃具を設けないようにして実施することも可能である。
【００４０】
また上記実施の形態では、工具主軸１７Ａ，１７ＢのピッチはシリンダボァＷａ１〜Ｗａ４のピッチの２倍とし、工具主軸１７Ａ，１７Ｂの本数は２本として、本発明を直列４気筒の内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの加工に適用ししており、このようにすれば全ストローク６回に対し加工を行わないストロークは各１回の戻しストロークおよび挿入ストロークだけとなり、加工時間全体に対する加工を行わないストローク時間の比率が最も小さくなるので、生産性の低下を最も少なくすることができる。これと同じ効果は、直列６気筒の内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアを加工するのに、工具主軸１７Ａ，１７ＢのピッチはシリンダボァＷａのピッチの２倍とし、工具主軸１７Ａ，１７Ｂの本数は３本として本発明を適用するなど、工具主軸１７Ａ，１７ＢのピッチはシリンダボァＷａのピッチの２倍とし、工具主軸１７Ａ，１７Ｂの本数はシリンダボァＷａ数の半分として本発明を適用しても得ることができる。
【００４１】
また上記実施の形態では、各クイル３０Ａ，３０Ｂ内を軸線方向に進退動して各刃具４１，４６を半径方向に進退させる１本の作動軸５０を備え、中仕上げ刃具４１と精仕上げ刃具４６は作動軸５０の進退動に応じて互いに逆向きに半径方向に進退するよう構成したので、各中仕上げ工程、各精仕上げ工程、最後を除く中仕上げ工程の直後に行う各刃具の後退およびこの中仕上げ工程で中仕上げされた各穴についての精仕上げ工程に先立つ各刃具の挿入の際に必要な各刃具の刃先の回転半径の調整を、１本の作動軸５０の進退動により行うことができ、これにより複数穴用中ぐり加工装置の構造を簡略化させることができる。
【００４２】
なお直列６気筒の内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの場合は、工具主軸１７Ａ，１７ＢのピッチはシリンダボァＷａのピッチの３倍とし、工具主軸１７Ａ，１７Ｂの本数は２本として本発明を適用することもできる。この場合は工程ｂ〜工程ｄを２回繰り返した後に工程ｅ〜工程ｇを行い、さらに工程ｈ〜工程ｊを２回繰り返すことになり、全ストローク１０回に対し加工を行わないストロークは各２回の戻しストロークおよび挿入ストロークの４回となる。同様に、直列８気筒の内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの場合は、工具主軸１７Ａ，１７ＢのピッチはシリンダボァＷａのピッチの４倍とし、工具主軸１７Ａ，１７Ｂの本数は２本として本発明を適用することもでき、この場合は工程ｂ〜工程ｄを３回繰り返した後に工程ｅ〜工程ｇを行い、さらに工程ｈ〜工程ｊを３回繰り返すことになり、全ストローク１４回に対し加工を行わないストロークは各３回の戻しストロークおよび挿入ストロークの６回となる。
【００４３】
すなわち一般的には、最後を除く中仕上げ工程の直後には各刃具４１，４６の各刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小としてクイル３０Ａ，３０Ｂを後退させ、最後の中仕上げ工程の終了直後に精仕上げ刃具４６の刃先を精仕上げ加工回転半径としてクイル３０Ａ，３０Ｂを後退させて最初の精仕上げ工程を行い、最後を除く中仕上げ工程で中仕上げ加工された各シリンダボァＷａについては各刃具４１，４６の各刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小としてクイル３０Ａ，３０Ｂを各シリンダボァＷａに前進挿入してから精仕上げ刃具４６の刃先の回転半径を精仕上げ加工回転半径として後退させる精仕上げ工程により行う。
【００４４】
上述した実施の形態は、本発明をシリンダブロックＷのシリンダボァＷａの加工に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、１つのワークＷに互いに平行に同一ピッチで並んだ複数個の穴Ｗａを加工する場合に適用することができる。
【００４５】
また上述した各実施の形態は、複数の工具主軸にそれぞれクイルを装着して工具主軸と同数の穴を同時に加工する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、１本の工具主軸にクイルを装着して穴を１つずつ加工する場合に適用することもでき、この場合にも前述と同様、ワークの剛性が低い場合でも精仕上げ加工された穴を所定の精度に維持することができる、加工を行わない軸線方向後退と挿入の際に各刃先が穴の内面と接触して各刃具の寿命を低下させることがない、加工を行わないストロークが減少するので加工時間の増大を少なくして生産性の低下を少なくすることができるという各効果を得ることができる。
【００４６】
なお、刃具およびこれを取り付けるクイルの軸線方向移動はワークに対する相対的移動であり、上述した実施の形態のように工具主軸を移動させて刃具およびクイルをワークに対し移動させるだけでなく、ワークＷを支持する治具テーブル２３を移動させて刃具およびクイルをワークに対し移動させるものも本発明の技術的思想に含まれることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１および請求項６の複数穴の加工方法によれば、全ての穴について中仕上げ加工がなされた後に各穴の精仕上げ加工がなされるので、精仕上げ加工済みの穴がその後に行われる切り込み量の大きい中仕上げ加工により生じる残留歪みの影響を受けるようなことはなくなり、従ってワークの剛性が低い場合でも精仕上げ加工された穴を所定の精度に維持することができる。また最後を除く中仕上げ工程の直後に行う各刃具の軸線方向後退と、この中仕上げ工程で中仕上げされた各穴についての精仕上げ工程に先立つ各刃具の挿入は、各刃具の刃先の回転半径を中仕上げ加工回転半径より小として行っているので、これらの軸線方向後退と挿入の際に各刃先が穴の内面と接触して各刃具の寿命を低下させることがない。また最後に中仕上げ加工された穴については、中仕上げ加工直後に行われる各刃具の軸線方向後退により精仕上げ加工を行っており、これにより加工を行わないストロークが減少するので、加工時間の増大を少なくして生産性の低下を少なくすることができる。
【００４８】
請求項２の複数穴の加工方法によれば、内燃機関のシリンダブロックの剛性が低い場合でも、精仕上げ加工されたシリンダボアを所定の精度に維持することができ、各刃具の刃先が穴の内面と接触して各刃具の寿命を低下させることがなく、また加工時間の増大を少なくして生産性の低下を少なくすることができる。
【００４９】
請求項３の複数穴の加工方法によれば、加工を行わないときのストローク速度が増大されるので、加工時間の増大をさらに少なくして生産性の低下を一層少なくすることができる。
【００５０】
請求項４の複数穴の加工方法によれば、中仕上げ工程において荒仕上げ加工を行うことにより、予め行う荒仕上げ加工工程が不要となるので、加工時間を全体として減少させて生産性を向上させることができる。
【００５１】
請求項５の複数穴の加工方法によれば、加工を行わないストロークは各１回の戻しストロークおよび挿入ストロークだけとなり、加工時間全体に対する加工を行わないストローク時間の比率が最も小さくなるので、生産性の低下を最も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による複数穴の加工方法の一実施形態に使用する複数穴用中ぐり加工装置の全体構造を示す側面図である。
【図２】図１に示す複数穴用中ぐり加工装置の下半部を示す正面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】図３の４−４断面図である。
【図５】図３の５−５断面図である。
【図６】図１に示す複数穴用中ぐり加工装置の各刃具を半径方向に進退させる作動軸の作動装置である。
【図７】本発明による複数穴の加工方法を示す工程図である。
【図８】従来技術による複数穴の加工方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１７Ａ，１７Ｂ…工具主軸、２０…治具ユニット、３０Ａ，３０Ｂ…クイル、３６…荒仕上げ刃具、４１…中仕上げ刃具、４６…精仕上げ刃具、５０…作動軸、Ｗ…ワーク（シリンダブロック）、Ｗａ１〜Ｗａ４…穴（シリンダボァ）。
【図１】
0004576069.tif 000002
【図２】
0004576069.tif 000003
【図３】
0004576069.tif 000004
【図４】
0004576069.tif 000005
【図５】
0004576069.tif 000006
【図６】
0004576069.tif 000007
【図７】
0004576069.tif 000008
【図８】
0004576069.tif 000009