JPS6044113B2 - 長尺管外面ホ−ニング方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は長尺管の外面ホーニング方法及ひ装置に関す
る。

管体の外面仕上け方法として、円筒研削盤による仕上
げ法、センタレスグラインダによる仕上げ”法、ベルト
サンダ仕上げ法及びホーニング仕上げ法が一般に知られ
ている。

ところで、管体として最近例えば精密シリンダ用鋼管等
の如く、外径２５−以下、長さ１ｏ７−ｒＬ、以上とい
うように細径長尺で、しかも外面表面粗度が超仕上げ相
当以上の非常に平滑かつ無疵の仕上げ面を持つ管の要求
があるが、従来の上記各方法ではこの要求に充分答える
ことができなかつた。即ち、円筒研削盤やセンタレスグ
ラインダを用いる方法は、これを上記のような長尺管の
仕上げに適用するには設備的に相当大がかりでかつ複雑
なものとなり設備費もかさむ欠点がある。ベルトサンダ
方法は設備的には難点は少ないものの仕上げの寸法精度
や長さ方向における均一性等に難点がある。従つて残る
はホーニング法であるが、従来の外面ホーニング法及び
装置は、一般に第１３図のように、内周に砥石７０を固
定し一端部を枢軸７１て連結し他端部を開閉可能にした
半割り状の挾み型ヘッド７２，７２を用い、この挾み型
ヘッド７２，７２内に被加工管Ｐを挾み、ヘッドの他端
を通しボルト７３とスプリング７４を介して閉じること
により砥石７０を被加工管Ｐの外面に接触させ、この状
態で被加工管Ｐを定位置で回転させると共に挟み型ヘッ
ド７２，７２の把手７５をサドルに取付け、サドルを管
軸方向に往復動させるものであつた。しかし、このよう
な方法と装置では、砥石７０の被加工管Ｐに対する押付
けを単に挟み型ヘッド７２，７２による挾持で行うため
、砥石押付け圧力が周方向及び長さ方向で不均一となり
やすく、しかもその調整が困難であつて、比較的ラフな
仕上げは可能でも長尺管を全長にわたり非常に平滑かつ
無疵に仕上げることができなかつた。

本発明は前記したような従来の管体外面仕上げ法の不利
欠点を除去するために研究して創案されたもので、その
目的とするところは簡易コンパクトで且つ安価な設備で
、細径にかかわらず外面を全長にわたり微細な疵もなく
滑らかな仕上げ面にホーニング加工できる方法と、この
方法の実施に好適な装置を得ることにある。この目的を
達成するため、本発明は長尺な被加工面を、ペット上に
固定した筒状の外面ホーニングヘツド中に挿通し、次い
で外面ホーニングヘツ．ドを移動させることなく固定さ
せた状態のままで、被加工管自体を回転往復動させ、こ
の間に外面ホーニングヘツド内で研削面に加工液を吹付
け、又この外面ホーニングヘツドを構成する外筒と内筒
面の密封隙間に上記加工液と同一の加圧液・体を供給し
この液圧を背圧として内筒からフィンを直接押出し、フ
ィン先端の砥石を適度の圧力で前記回転往復動する被加
工管外面に押付けるようにしたものである。

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明すると、基
床上に直列状に固定したペット１の直上に筒状の外面ホ
ーニングヘツド２を固定しておき、まず前記外面ホーニ
ングヘツド２中に長尺の被加工管Ｐを挿通し、一端部と
中間部を水平状に支持せしめる。次いで、前記被加工管
Ｐを所定の回転数及び往復速度で動作させると共に、図
示しないベーンポンプ又は空油変換方式の加圧ポンプ等
を介して加圧液体を外面ホーニングヘツド２にｊ供給す
る。ところで、外面ホーニングヘツド２は外筒２７と内
筒２８とを有しその間に環状の密封間隙３１が形成され
、内筒２８にはこれに欠設したスリット孔部３２にフィ
ン３３が出没可能に嵌挿された特殊なものとなつている
。そこで前記外面ホーニングヘツド２に供給された加圧
液体は、前記外筒２７と内筒２８との間の密閉隙間３１
に圧入されることて内筒２８の全周にわたり均一な内圧
となり、これにより前記スリット孔部３２のフィン３３
は前記内圧により直接・背圧を受け、これでフィン３３
は内圧に応じた量と力で内筒３１の筒心方向に押出され
、このフィン３３の押出しにより先端に固着されている
砥石３４は被加工管Ｐの外面に所定圧力で押付けられる
。

このとき、被加工管Ｐは前述のように回転と往復動が与
えられているため、前記砥石３４により周方向及び長さ
方向にわたり均一にホーニング加工されるものてある。
そして、前記加工中砥石接触部（研削面）には加工液を
塗布又は吹付けるもので、その方法としては、外面ホー
ニングヘツド２の近傍に吹付け手段を設けてもよいが、
本発明では前記外面ホーニングヘツド２中に加工液噴射
孔４１を設け、前記砥石３４の接触中外部から導いた加
工液を加工液噴射孔４１から砥石３４の接触する研削面
に強制的に吹付け、潤滑と削り粉の流し出しを行うもの
である。この方法をとれば、加工液の供給が外面ホーニ
ングヘツド２中で行われるためζ加工液の飛散がなく、
作業環境を良くすることができると共に加工液の回収循
環作用を簡易に行うことができる。ここで、前記外面ホ
ーニングヘツド２は、被加工管長の約１／ｎのピッチ毎
にｎ個設けることが好ましく、これで被加工管Ｐの１／
ｎの移動ストロークで全長ホーニング仕上げすることが
できる。

即ち、第１図の実施例では外面ホーニングへツド２は単
一であるが、これを第２図のように複数個として互いに
等間隔で設け、いわゆるマルチタイプとして上述したよ
うな加工を行うことも本発明に含まれる。このようなマ
ルチタイプ方式によれば被加工管Ｐの往復ストローク長
を減少し得．るので、作業能率を良くすることができる
。次いで本発明において用いる加工液としては、通常の
研削液、即ち白灯油や茶灯油等又は水溶性油を用いるこ
とか好ましく、一方加圧液体もそれが前記スリット孔部
３２から漏出した場合に加工ー液の性状を変質せしめな
いため、加工液と同じものを用いている。更に被加工管
Ｐの回転数や往復速度及び往復回数は、粗加工や仕上げ
加工の別に応じ、また加工代や砥石粒度、砥石押付け力
等に応じ適当に選定すべきであり、また砥石押付け力も
粗加工や仕上げ加工の別等に応じ適当に設定するが、こ
の砥石押付け力は、外面ホーニングヘツド２に対する加
圧液体の供給圧の調整により自由に変化させることがで
きる。これは本発明が砥石の拡張押付けを機械手段てな
く液体の背圧作用そのものにより直接行わしめるからで
あり、このため砥石３４を周方向に複数個設ける場合に
も均等な圧力と押出し量て被加工管外面に接触させるこ
とができ、外面に対する追従性も良いものとすることが
できる。以上は本発明による長尺管外面ホーニング法で
あるが、これに用いる装置の実施例を説明すると、本発
明による長尺管外面ホーニング装置は、第１図のように
基床上に沿つて直列状に設けたペット１と、前記ペット
１上にこれに沿つて移動自在に設けられると共に一側に
被加工管Ｐの一端をチェックしかつこれを回転させる機
構を備えた作業台車３と、前記作業台車３を境として左
側である主ペット１ａと右側てある従ペット１ｂに夫々
設けた被加工管支持用のワークレスト４，５及び前記従
ペット１ｂ上に固定した筒状の外面ホーニングヘツド２
とからなつている。

しかして、まず作業台車３は第１図と第５図及ひ第８図
に示す如くであり、即ち作業台車３はペット１の上部に
固定したレール１０，１０に接する車輪１１を有し、ペ
ット１の下部に固定した油圧シリンダ又は図示しないペ
ット側のラックと作業台車側のピニオン及びモータの如
き駆動装置１３によリベット１上を往復動できるように
なつている。

そして被加工管Ｐの一端をチャックし、かつこれを回転
させる機構として、作業台車３の本体１４に主軸１５を
回転可能に横架すると共に、この主軸１５の前端にチャ
ック１６を設け、かつ前記主軸１５を可変速回転するた
めのモータ１７及び伝達機構を設けている。可変速回転
手段としては無段変速モータでもよいが、本実施例では
、主軸１５の上に、前記モータ１７によりスプロケット
及びチェーンで回転される中間軸１８を横架し、この中
間軸１８に、主軸１５に配設した複数のギヤ１９ａ，１
９ｂ，１９ｃと同数のギヤ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを設
け、シフター２１の操作によりギヤ１９ａとギヤ２０ａ
１ギヤ１９ｂとギヤ２０ｂ１ギヤ１９ｃとギヤ２０ｃを
噛合せ、簡易に３段変速し得る方式としている。次いで
外面ホーニングヘツドは２はペット１上に単数か又は第
２図て示すように複数個間隔をおいて固定されるが、夫
々の外面ホーニングヘツド２の詳細は第３図と第４図の
如くてあり、従ペット１ｂ上に設けたキー溝２３に嵌合
する植込みキー２４を下底に有するサポートスタンド２
５がシヤコ万のようなりランプ手段２２で移置及び固定
可能に立設され、このサポートスタンド２５の上端から
張出したサポートパー２６に外面ホーニングヘツド２は
ボルトにて固定される。

しかして外面ホーニングヘツド２は、中央部に外筒２７
とこれと同芯の内筒２８を持ち、この内筒２８の長さ方
向一端部にはフランジ２９を形成し、該フランジ２９に
設けた段部２９１により前記外筒２７のｊ一端部内側を
係止せしめ、一方外筒２７の長手方向他端部には前記段
部２９１と同等の段部３０１を有するリング状の側板３
０を固定し、前記段部３０１により外筒２７の他端部内
側を係止し、これにより外筒２７と内筒２８の間に、長
さ方向両７端をフランジ２９と側板３０でシールされた
密封隙間３１を形成している。そして、前記内筒２９の
周部には内筒の厚さ方向を貫いたスリット孔部３２を形
成し、このスリット孔部３２に先端側ないし前面側に砥
石３４をフ接着したブロック状のフィン３３を出没可能
に嵌挿し、前記フィン３３の後端側ないし背面側に、ス
リット孔部３２の周壁面と接して加圧液体の漏出を阻止
するためのリップパッキンのようなシール部材３５を接
着し、かつフィン３３の後端部中央には外筒２７を介し
てフィン落下防止手段３６を設けている。

このフィン落下防止手段３６は、加圧液体がフィンに作
用しないときにフィン３３の内筒内への落下を防止する
と共に、被加工管Ｐの挿通時に砥石３４をある程度引込
めて挿通を容易に行わしめるためのものである。その構
造は、フィン３３の中央部に先端を螺合し、それ以降を
スリット孔部３２及び外筒２７を貫くように突出させた
サポート軸３７と、該サポート軸３７の突端部にワッシ
ャを介して固定したナット３８と、このナット３８と外
筒外面間のサポート軸３７の囲りに介在させたスプリン
グ３９とからなつていて、常態においてスプリング３９
の弾性によりフィン３３を半径方向に引き上げるように
している。一方前記側板３０にはこれに隣接して加工液
噴射リング４０が固定され、この加工液噴射リング４０
に前述した噴射孔４１が形成される。

この噴射孔４１はリング状であつてもよいが、好ましく
は図示のように砥石３４のある位置にこれと同数で傾斜
した孔に形成する。そして前記外筒２７の周部適所には
先端の供給孔４３を密封隙間３１に臨ましめた加圧液体
供給配管４２を接続し、また加工液噴射リング４０の適
所に、供給口４５が噴射孔４１に臨んだ加工液供給配管
４４を接続し、同一の液体供給源から夫々所定圧力、流
量の加圧液体と加工液を送給せしめるようになつている
。更に前記外面ホーニングヘツド２の両端部又はこれよ
り外方位置には、被加工管Ｐのホーニング域前後を保持
して振れ止めを図るためのサポートリング４６，４６を
着脱可能に取付け、その内径部には前記噴射孔４１から
内筒８内面に噴射された加工液を逃すためのスリット４
７を形成している。このサポートリング軸４６，４６は
、被加工管Ｐの外径に応する内径のものを準備し、適宜
被！加工管Ｐの外径に応じ交換するものである。その他
外面ホーニングヘツド２には、外筒２７中のサポート軸
３７のまわりにＯリング４８が装着され、また内筒２８
と側板３０の接触面にもＯリング４９が装着され、更に
外筒２７と内筒フランジ・２９、側板３０及びサポート
リング４６，４６の各長手方向接触面にシールバッキン
グ５０が介在される。なお、実施例における外面ホーニ
ングヘツド２の組立ては、砥石３４をフィン３３に接着
すると共に、シール部材３５を接着し、次いでフィン３
３を内筒２８のスリット孔部３２に嵌挿し、それから外
筒２７を装着し内筒２８との間を孔付ボルトで固定し、
サポート軸３７をフィン３３に結合する。それから外筒
２７に側板３０を孔付ボルトて固定し、加工液噴射リン
グ４０を側板３０に固定し、最後にサポートリング４６
，４６を孔付ボルトで固定して全体をサポートスタンド
２５に取付けるものである。ｌ 次いで、ワークレスト
４，５の詳細を説明すると、まず主ペット１ａの側のワ
ークレスト４は第１図と第６図に示すように、主ペット
１ａの下側部に設けたシリンダ５１のピストンロッドに
設けたラック５２と、中間を軸受５３にて保持され、下
端に前記ラック５２と噛合うピニオン５４を有し、上端
部に水平アーム５５を固定した回転支柱５６と、前記水
平アーム５５の先端に設けた正面略コの字状の受部５７
とからなつていて、揺動ワークレストとして構成される
。次いで、従ペット１ｂの側のワークレスト５は第１図
と第９図ないし第１１図のようになつている。即ちこの
ワークレスト５は、従ペット１ｂの長さ方向に沿つて設
けたキー溝２９″に嵌合するキー５８により移置できる
と共にシヤコ万のようなりランプ手段５９で固定できる
手柱６０と、この支柱６０の上端に固定した下側半割カ
バー６１とこの下側半割カバー６１の端部に枢ピン６２
て枢着されて開閉自在な上側半割カバー６「と、前記各
半割カバー６１，６「内に夫々固定された木質の半割り
カイト６３，６３″に固定された半割りブッシュ６４，
６４″とからなつている。そして、こうした構成のワー
クレスト５は、第１図のように適当な間隔（たとえば１
〜１．５ｍおきの如し）で配置される。更に、本発明は
第１図のように固定式のワークレスト５の最外端とペッ
ト１の端部の間に中間ローラ６を設けており、この中間
ローラ６は、第１２図のように下部に従ペット１ｂのキ
ー溝２３５にキーで嵌合して移置可能となつた支台６５
と、この支台６５の上部に両端をもつて回転可能に支架
されたローラ６６及びこのローラ６６の長さ方向に間隔
的に固定した振れ止め用の円盤６７とからなつており、
該中間ローラ６により被加工管Ｐを外面ホーニングヘツ
ド２に挿通する際の支持を行うようにしている。

そして最後に本発明装置は、これを自動運転して前述し
たホーニング加工を行うため、加工液供給装置や加工液
体供給装置、作業台車３の被加工管回転用モータ１７及
び作業台車往復動用の駆動機構を操作盤と電気的に接続
し、この操作盤のスイッチ操作により加圧液体や加工液
の供給と供給圧力の調整、回転の制御を行わしめるよう
にしている。

また作業台車３の往復動を自動的に行わしめるため、作
業台車３の下側部にストライカーを設け、主ペット１ａ
の後退限位置（第１図に示す位置）と、これより前方て
被加工管Ｐの長さに応じた位置に夫々リミットスイッチ
を取付ける。以上のような本発明装置により本発明のホ
ーニングを行う状況を説明すると、第１図のように作業
台車３をペット１上の後退限位置に停止させた状態のも
とに、被加工管Ｐを、予め所定位置に固定しておいた中
間ローラ６及び上側半割リカバー６「を回動し開放した
下側半割リカバー６１に載せ、それらを介して前進させ
、予めペット１上，に固定してある外面ホーニングヘツ
ド２中に挿通し、更にその被加工管Ｐの前端を作業台車
３のチャック１６にチャックさせる。なお、このとき外
面ホーニングヘツド２のフィン３３には被加工管の材質
及び加工目的の精度に応する材質と粒度の砥石３４をセ
ットしておくのは勿論である。かくしたならば、被加工
管Ｐの長さに合わせて往復動用のリミットスイッチの位
置を主ペット側で選択固定し、また主軸１５の回転数と
作業台車３の速度を調整し、砥石押付け用の加圧液体の
供給圧を調整する。次いで固定ワークレスト５の上側半
割リカバー６「を下側半割リカバー６１に嵌合し、加工
液の供給と加圧液体の供給及び主軸の回転を開始させ、
かつ作業台車３の走行を開始させる。かくすれは、作業
台車３の走行により被加工管Ｐはその管軸方向に移動し
、従ペット１ｂの側にあつては、揺動ワークレスト４に
より先端部以降を順次支持され、主ペット１ａの側にあ
つては固定ワークレスト５により順次支持を受ける。揺
動ワークレスト４は作業台車３の接近時に実線の如く旋
回して作業台車３の通過と共にペット上に突出するので
障害とならない。また被加工管Ｐはその間チャック１６
を介して回転し、密封隙間３１に注入された加圧液体に
より内筒２８は圧迫を受け、スリット孔部３２のフィン
３３が直接背圧を受けて内筒２８の外周面から押出され
ることで、砥石３４は被加工管Ｐの外面に所定圧で押付
けられ、これにより被加工管Ｐはその往動時と復動時に
全長にわたりホーニングされる。そして、その間被加工
管Ｐと砥石３４との接触面（研削面）には加工液が噴射
供給されるため、加工域に加工液が飛散することなくし
てしかも適切な潤滑効果が得られ、又、加工液と加圧液
体とは同一のものが用いられているため、万一加圧液体
が漏出して混和した場合ても加工液の性状が変質するこ
とはない。従つて作業台車３の所要回数の往復完了と共
に管全長にわたり非常に平滑かつ美麗な仕上げ面に加工
されるものてある。次に本発明の具体的な実施例を示す
と次の如くである。

実施例本発明により長尺管の外面ホーニングを行つた。

（１）被加工管は２８．５７ＷＬφ（外径）Ｘｌ２Ｔｒ
ｌ．（長さ）、材質２．２５Ｃｒである。

（■）外面ホーニングヘツドは単一のものを用い、砥石
は人造ダイヤモンドからなり、これを３個図示のように
フィンに接着剤で固着した。

砥石粒度は粗加工時＃１４０、仕上げ加工時＃４００を
用いた。（■）砥石押付圧力は、粗加工時２０ｋｇ１ｃ
ｆ１１仕上げ加工時７ｋ９１ｄとなるように加工液体の
供給圧を調整した。

（■）被加工管の回転数は３３０ｒｐｍとし、その送り
速度は粗加工時１３．５ＴｒＬ１ｍｉｎ１仕上げ加工時
６．５ＴｒＬ．Ｉｍ！ｎとし、往復回数は粗加工時７０
回、仕上げ加工時３０回の計１００回とした。

（Ｖ）加工液（加工液体も同じ）としてはソリユブル水
を使用し、その液圧を約１ｋ９１ｃＴ１として噴射孔か
ら噴射させた。

以上の条件でホーニング加工を行つた結果、被加工管を
全長にわたり円滑かつ均一に仕上げ加工できた。

即ち加工前の表面粗度２５Ｓを３ゐにまでノ向上させる
ことができた。以上のように本発明の第１発明によると
きには、砥石を常に被加工管と同一軸芯に保持し得ると
共に均一な圧力で押付けることができるので、細径でか
つ長い管の外面を、全長にわたり非常に円滑かつ無疵に
仕上げることができる効果があり、また本発明の第２発
明によるときには、第１発明の実施に好適でしかも比較
的構造の簡単な装置を得ることができ、特に加圧液体と
加工液とは同一のものが用いられているため、両液の供
給源を一つにして、装置全体としてコンパクトな構成に
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による長尺管外面ホーニング方法及び装
置の概略を示す側面図、第２図は本発明装置の別の実施
例を示す側面図、第３図は本発明方法及び装置における
外面ホーニングヘツドの一部切欠正面図、第４図は第３
図■一■線に沿う断面図、第５図は第１図■−■線に沿
う断面図、第６図は第１図■−■線に沿う断面図、第７
図は第１図■−■線に沿う断面図、第８図は本発明装置
における作業台車の縦断側面図、第９図は本発明装置に
おけるワークレストの一部切欠正面図、第１０図は同じ
くその側面図、第１１図は第１０図における半割りブッ
シュの断面図、第１２図は本発明装置における中間ロー
ラの側面図、第１３図は従来のホーニング装置の正面図
である。 図中、１はペット、２は外面ホーニングヘツド、３は作
業台車、４，５はワークレスト、２７は外筒、２８は内
筒、３１は密封隙間、３２はスリット孔部、３３はフィ
ン、３４は砥石、３５はシール部材を各示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長尺管の外面をホーニング仕上げするにあたり、長
   尺な被加工管を、ベット上に固定した筒状の外面ホーニ
   ングヘツド中に挿通し、次いで前記被加工管を所要回転
   数で回転させつつ管軸方向に往復動させると共に、外面
   ホーニングヘツド内で研削面に加工液を吹付け、又この
   外面ホーニングヘツドを構成する外筒と内筒間の密封隙
   間に上記加工液と同一の加圧液体を供給しこの液圧を背
   圧として内筒からフィンを直接押出して先端の磁石を前
   記回転往復動する被加工管外面に押付けることを特徴と
   する長尺管外面ホーニング方法。 ２ 基床上に設けた直列状のベット１と、前記ベット１
   上にこれに沿つて移動自在に設けられると共に一側に被
   加工管Ｐの一端をチェックしかつこれを回転させる機構
   を備えた作業台車３と、前記作業台車３を境として両側
   のベット上に設けた被加工管支持用のワークレスト４，
   ５及び前記ワークレスト４，５の間のベット上に固定し
   た筒状の外面ホーニングヘツド２とからなり、前記外面
   ホーニングヘツド２中に、研削面に加工液を吹付ける加
   工液噴射孔４１を設けて、該加工液噴射孔４１とこれに
   加工液を供給する手段とを連結し、又前記外面ホーニン
   グヘツド２は、互いの間に密封隙間３１を形成した外筒
   ２７と内筒２８を有し、内筒２８には周部に密封隙間３
   １と通ずるスリット孔部３２を設けると共にそのスリッ
   ト孔部３２に、落下防止手段３６を介して外筒２７に保
   持されるフィン３３を嵌挿し、フィン３３の内周側には
   シール部材３５を装着し、フィン３３の外周側には砥石
   ３４を固着し、外筒２７の一部には前記密封隙間３１に
   、加工液噴射孔４１から吹出される加工液と同一の加圧
   液体を供給する手段を連結したことを特徴とする長尺管
   外面ホーニング装置。 ３ フィン３３が内筒２８の周部に複数個間隔的に嵌挿
   されている特許請求範囲第２項記載の装置。 ４ 外面ホーニングヘツド２が複数個間隔的に配設され
   ている特許請求範囲第２項記載の装置。