JP2010076032A - テーパホーニング加工方法およびテーパホーニング盤 - Google Patents

Abstract

【課題】ホーニング砥石の往復動作に切込み拡縮動作を所定の関係をもって高精度に連動させ、ホーニング砥石に加わる負荷を可及的に均一化させるテーパホーニング加工技術を提供する。
【解決手段】ホーニングツール１を備えた回転主軸２をワークＷのテーパ内径面Ｗａの軸線方向へ往復動作させる主軸往復駆動源およびホーニング砥石１０を切込み拡張動作させる切込み駆動源として、主軸往復駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータをそれぞれ使用し、両サーボモータの動作を相互に連動させて、ホーニング砥石１０のテーパ砥石面１０ａがホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するように、ホーニング砥石１０の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の往復動作に同期同調させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、テーパホーニング加工方法およびテーパホーニング盤に関し、さらに詳細には、ホーニング砥石を、工作物のテーパ内径面に対して、機械的に一定の切込み量をもって積極的に切込みながらホーニング加工を行うテーパホーニング加工技術に関する。

工作物（以下、ワークと称する。）の内径面を鏡面に仕上げる加工法の一つとしてホーニング加工がある。このホーニング加工においては、ホーニング砥石とワークを相対的に浮動の状態におくとともに、ホーニング砥石に回転動作と往復動作を与えて、ばね弾発力等によるホーニング砥石の拡張によりワーク内径面に精密仕上げを行う。

旧来のホーニング加工はホーニング砥石を一定圧力（ばね弾発力）でワークに押し付けて、ワーク内径面を少しずつ削り取るものであったが、近時は、研削加工の場合と同様、高い圧力または強制切込みによるホーニング加工を行うホーニング盤が種々開発され、現在主流となっている。

ところで、一般的なホーニング加工の対象となるワークの内径面は、直円筒内径面つまり全長にわたって同一内径を有するいわゆるストレート内径面であり、内径が連続的に変化するテーパ内径面の加工には不向きとされてきた。

すなわち、ホーニング加工は、上述のごとくホーニング砥石に回転動作と往復動作を与えて行う加工法であるため、そのままでは、内径が軸方向へ連続的に変化するテーパ内径面に対しては、ホーニング砥石の砥石面がテーパ内径面にくさび状に強固に嵌まり込んでしまうこととなるからである。

この点に関して、本出願人は、特許文献等１に記載のテーパホーニング盤を既に開発し提供した。このテーパホーニング盤は、完全な機械駆動機構により、ホーニング砥石をワークのテーパ内径面に忠実に沿ったホーニング加工を可能とするものである。

すなわち、上記テーパホーニング盤は、回転動作と往復動作を行う回転主軸先端に装着されるホーニングツールが、ワークのテーパ内径面に沿ったテーパ砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるとともに、このホーニングツールのホーニング砥石を切込み拡張させる砥石駆動装置が、上記ホーニング砥石に所定の切込み量を付与する砥石切込み機構と、上記ホーニングツールの往復移動と同期して上記ホーニング砥石を拡縮動作させる砥石拡縮機構とから構成されていた。

そして、ホーニング加工時において、上記砥石駆動装置により、上記ホーニングツールのホーニング砥石は、ワークのテーパ内径面の内径が小さくなる方向へホーニングツールが往動するとき、ホーニング砥石が縮閉動作し、逆に、上記テーパ内径面の内径が大きくなる方向へホーニングツールが往動するとき、ホーニング砥石が拡開動作するように制御されて、ホーニング砥石が上記テーパ内径面に対して、くさび状に嵌まり込むことなく、常に一定量の切込みを与えられて、このテーパ内径面を切込み量に対応した量だけホーニング加工するようにされていた。

特開平６−１２６６１３号公報

本発明は、強制切込み（定量）加工方式のホーニング加工において、サーボモータの制御特性を有効利用して、上記従来の完全な機械駆動機構（ハードウェア）によるテーパホーニング加工技術に替わるハードウェアとソフトウェアとの融合による協働作用により、ホーニング砥石の往復動作に切込み拡縮動作を所定の関係をもって高精度に連動させるとともに、ホーニング砥石に加わる負荷を可及的に均一化させ、さらにはホーニング加工の精度安定化および精度向上が可能なテーパホーニング加工技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のテーパホーニング加工方法は、ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、ワークのテーパ内径面に対して、軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、上記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み拡張動作を与えて、ワークのテーパ内径面をホーニング加工する方法であって、回転主軸先端に装着され、上記ワークのテーパ内径面に沿ったテーパ砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールを使用するとともに、上記ホーニングツールを備えた回転主軸をワークのテーパ内径面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復駆動源および上記ホーニング砥石を切込み拡張動作させる切込み駆動源として、主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータをそれぞれ使用し、これら両サーボモータの動作を相互に連動させて、上記ホーニング砥石のテーパ砥石面が上記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って上記ワークのテーパ内径面に平行に移動するように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御するように構成したことを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記ホーニング砥石のテーパ砥石面が上記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って上記ワークのテーパ内径面に平行に移動するとともに、上記ホーニング砥石に掛かる加工負荷が平均化されるように、上記ホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形を、上記ホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させることにより、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御するように構成する。

（２）上記切込み拡張動作を上記往復動作に同期同調させる制御構成は、上記ホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形と上記ホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形とを予め作成するとともに、上記切込み拡張動作における位置波形を上記昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させ、上記主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータを、これら昇降ストローク動作における位置波形とホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形でそれぞれ動作するように制御する。

（３）上記ホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形は、上記ホーニング砥石のテーパ砥石面が上記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って上記ワークのテーパ内径面に平行に移動するためのテーパ角度保持波形と、上記ホーニング砥石に掛かる加工負荷が平均化されるための切込波形を重畳的に組み合わせてなる波形である。

（４）上記切込み拡張動作における位置波形と上記昇降ストローク動作における位置波形に対する同期同調は、これら両位置波形における時間的な始点と終点を相互に一致させるとともに、両位置波形における位置変化率を相互に一致させることにより行う。

（５）上記ホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形がｓｉｎ波形である。

（６）ホーニング砥石の切込み拡張量は、ホーニングツールの昇降ストロークの１ストロークでの定量拡張である。

（７）上記ワークのテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が減小する先細の順テーパ面であり、
上記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、上記ワークのテーパ内径面に沿った先細の順テーパ面の一部を構成する面に形成される。

（８）上記ワークのテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が増大する先太の逆テーパ面であり、
上記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、上記ワークのテーパ内径面に沿った先太の逆テーパ面の一部を構成する面に形成される。

また、本発明のホーニング盤は、ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、ワークのテーパ内径面に対して、軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、上記ホーニング砥石によりワークのテーパ内径面をホーニング加工するテーパホーニング盤であって、ワークのテーパ内径面の軸線方向へ往復移動可能とされるとともに、軸線まわりに回転可能に軸支されてなる回転主軸と、回転主軸を軸線回りに回転駆動する主軸回転手段と、回転主軸を上記テーパ内径面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復手段と、回転主軸先端に装着され、上記テーパ内径面に沿ったテーパ砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールと、このホーニングツールのホーニング砥石に所定の切込み拡張動作を与える砥石切込み手段と、上記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動して自動制御する制御手段とを備えてなり、上記主軸往復手段および砥石切込み手段の駆動源が、それぞれ主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータからなり、上記制御手段は、これら両サーボモータの動作を相互に連動させて、上記ホーニング砥石のテーパ砥石面が上記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って上記ワークのテーパ内径面に平行に移動するように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御するように構成されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記ワークのテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が減小する先細の順テーパ面であり、
上記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、上記ワークのテーパ内径面に沿った先細の順テーパ面の一部を構成する面に形成される。

（２）上記ワークのテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が増大する先太の逆テーパ面であり、
上記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、上記ワークのテーパ内径面に沿った先太の逆テーパ面の一部を構成する面に形成される。

（３）上記制御手段は、上記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動して自動制御して、上述したテーパホーニング加工方法を実行するように構成される。

本発明によれば、回転主軸先端に装着され、上記ワークのテーパ内径面に沿ったテーパ砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールを使用するとともに、上記ホーニングツールを備えた回転主軸をワークのテーパ内径面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復駆動源および上記ホーニング砥石を切込み拡張動作させる切込み駆動源として、主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータをそれぞれ使用し、これら両サーボモータの動作を相互に連動させて、上記ホーニング砥石のテーパ砥石面が上記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って上記ワークのテーパ内径面に平行に移動するように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御するように構成したから、以下に列挙するような効果が得られ、強制切込み（定量）加工方式のテーパホーニング加工において、ホーニング砥石の往復動作に切込み拡縮動作を所定の関係をもって高精度に連動させるとともに、ホーニング砥石に加わる負荷を可及的に均一化させ、さらにはホーニング加工の精度安定化および精度向上が可能なテーパホーニング加工技術を提供することができる。

（１）ホーニング砥石のワークのテーパ内径面に対するテーパ角度保持:
主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータの動作を相互に連動させて、ホーニング砥石のテーパ砥石面がホーニングツールの昇降ストローク動作に伴ってワークのテーパ内径面に平行に移動するように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御するようにしたから、サーボモータの制御特性を有効利用したハードウェアとソフトウェアとの融合による協働作用により、既存の基本的な機械的装置構成に修正を加えることなく（ホーニング砥石のテーパ砥石面をワークのテーパ内径面に沿うようにホーニング砥石を拡縮動作させる拡大縮機構等の機械駆動機構を特別に追加する必要なし）、ホーニング砥石の往復動作に切込み拡縮動作を所定の関係をもって、つまりワークのテーパ内径面に対するテーパ角度を保持して高精度に連動させることができる。

（２）ホーニング砥石の長寿命化：
主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータの動作を相互に連動させて、ホーニング砥石に掛かる加工負荷が平均化されるように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御するように構成することにより、ホーニング砥石の切込み拡張時にホーニング砥石に急激な負荷がかかったりすることがなく、ホーニング砥石に優しい切込み拡張動作が実現する。

具体的には、例えば、ホーニング砥石の切込み拡張量を、ホーニングツールの昇降ストロークの１ストロークで固定的に設定することによる定量拡張が可能で、しかも、ホーニングツールのストローク速度に応じたホーニング砥石の切込み拡張が行えるため、ホーニング砥石に急激な負荷がかからない。これにより、ホーニング砥石の砥粒の脱落を抑えて、ホーニング砥石の可及的な寿命延長が可能で、ホーニング砥石の長寿命化が図れる。

（３）精度安定：
上記（２）のように、ホーニング砥石の切込み拡張時にホーニング砥石に急激な負荷がかかったりすることがない結果、ホーニング砥石に加わる負荷が変動することなく均一化して、ホーニング加工の精度安定化および精度向上が図れる。

（４）穴形状コントロール：
また、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの上記往復動作に同期同調させて制御する構成により、ホーニングツールの往復ストローク位置に応じて任意の位置でホーニング砥石の切込み拡張を行える結果、ワークのテーパ穴形状を所望のとおりコントロールすることが可能となる。

（５）穴形状修正：
さらに、上記のとおりワークのテーパ穴形状をコントロールできる結果、ワークのテーパ穴形状の修正も適宜行うことが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。

実施形態１
本発明に係るホーニング盤を図１に示し、このホーニング盤は、具体的には図２に示すようなワークＷのテーパの付いた加工穴のテーパ内径面Ｗａを加工する立形のもので、先端にホーニングツール１を備える回転主軸２、主軸回転駆動部（主軸回転手段）３、主軸往復駆動部（主軸往復手段）４、砥石切込み部（砥石切込み手段）５および装置制御部（制御手段）６などを主要部として備えてなる。ワークＷは、そのテーパ内径面Ｗａの軸線Ｘが上下方向へ向いた状態で、ホーニングツール１の下方に位置決め配置されたワーク保持治具８に浮動状態で着脱可能に支持される。また、ワークＷのテーパ内径面Ｗａは、図示のごとく、ホーニングツール１の挿入側である基端（上端）から先端（下端）に向けて徐々に内径が減小する先細の順テーパ面とされている。

ホーニングツール（いわゆるホーニングヘッド）１は、回転主軸２の先端つまり下端２ａに交換可能に装着されている。

このホーニングツール１の内部には、図２に示すように、径方向へ拡縮可能に配された複数のホーニング砥石１０、１０、…、これらホーニング砥石１０、１０、…を拡張動作させるコーンロッド１１およびホーニング砥石１０、１０、…を復帰動作させる復帰ばね（図示省略）等を備える。

各ホーニング砥石１０は、図２に示すように、ワークＷのテーパ内径面Ｗａに沿ったテーパ砥石面１０ａ、つまりその基端から先端に向けて徐々に内径が減小する先細の順テーパ面の一部を構成する面に形成されたテーパ砥石面１０ａを有する。また、コーンロッド１１は、上記ホーニングツール１内において上下方向へ移動可能に設けられており、その先端ウェッジ１１ａが各ホーニング砥石１０の砥石台１０ｂを押圧する砥石拡張部とされるとともに、その上部である基部ロッド１１ｂが、後述する砥石拡張ロッド３５に連結されている。また、図示しないが、ホーニング砥石１０、１０、…は上記復帰ばねにより常時縮閉方向へ弾発的に付勢されている。

そして、上記ホーニング砥石１０、１０、…は、上記コーンロッド１１の下動に伴って拡開動作される一方、コーンロッド１１の上動に伴って上記復帰ばねにより縮閉動作されることとなる。なお、ホーニング砥石１０、１０、…のホーニング加工時の切込み拡張動作は、後述するように、ホーニング砥石１０、１０、…のテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…がホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するように（図５参照）、ホーニングツール１の往復動作に同期同調して制御される。

回転主軸２は、その下端にホーニングツール１を備えるとともに、主軸駆動軸１５、動力伝達部２５ａ〜２５ｃおよび駆動モータ１６等を含む上記主軸回転駆動部３と、スライド本体１８、送りネジ機構１９、駆動モータ２０等を含む上記主軸往復駆動部４とにそれぞれ連係されている。

すなわち、回転主軸２はスライド本体１８に回転可能に軸支されており、このスライド本体１８は、案内レール２２により昇降案内されるとともに、昇降駆動源である上記送りネジ機構１９および駆動モータ２０に駆動連結されて、上記主軸往復駆動部４が構成されている。

上記案内レール２２は、機体２１上に上下方向へ直線状に延びて設けられ、この案内レール２２に上記スライド本体１８の摺動部１８ａが摺動案内可能に支持されている。また、スライド本体１８の摺動部１８ａには、送りネジ機構１９のナット体１９ａが一体的に連結固定され、このナット体１９ａが、機体２１に垂直上下方向へ延びるとともに回転可能に軸支された送りネジ１９ｂに上下方向へ螺進退可能に螺合されている。送りネジ１９ｂは、その上端部がカップリング２３を介して上記駆動モータ２０のモータ軸２０ａに駆動連結されている。この駆動モータ２０としては、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ７３が一体的に内蔵されてなるサーボモータが使用されており、上記位置検出センサ７３により駆動モータ２０の回転量が検出される。

そして、この駆動モータ２０のモータ軸２０ａが回転駆動することにより、ボールねじ機構１９の送りネジ１９ｂが回転されて、ナット体１９ａと一体のスライド本体１８が上下方向へ移動され、このスライド本体１８を介して、回転主軸２つまりはホーニングツール１が昇降動作されることとなる。また、このホーニングツール１の昇降動作は、駆動モータ２０に内蔵された上記位置検出センサ７３により検出されて、その検出結果が後述する装置制御部６の主軸往復制御部７１に送られる。

また、回転主軸２の上端部２ｂは上記主軸回転駆動部３に駆動連結されている。すなわち、回転主軸２の上端部２ｂは、機体２１のヘッド部２１ａに回転可能に設けられた主軸駆動軸１５にスプライン嵌合されて、この主軸駆動軸１５に対して、上下方向（軸線方向）へ相対的に移動可能でかつ一体回転可能に連結されている。

具体的には、回転主軸２の上端部２ｂが、ロータリスプライン装置２４により、機体２１のヘッド部２１ａに上下方向へ摺動可能に軸支されるとともに、上記主軸駆動軸１５に同軸上にかつ一体回転可能に接続されている。

主軸駆動軸１５には伝動プーリ２５ａが取り付けられ、この伝動プーリ２５ａが、伝動ベルト２５ｂを介して、駆動モータ１６のモータ軸１６ａに取り付けられた伝動プーリ２５ｃに連結されている。この駆動モータ１６としては、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ６３が一体的に内蔵されてなるサーボモータが使用されており、上記位置検出センサ６３により駆動モータ１６の回転量が検出され、これにより、上記ホーニングツール１の回転動作が検出される。

そして、この駆動モータ１６の回転駆動により、主軸駆動軸１５を介して、回転主軸２つまりはホーニングツール１が回転駆動されることとなる。また、このホーニングツール１の回転動作は、駆動モータ１６に内蔵された上記位置検出センサ６３により検出されて、その検出結果が後述する装置制御部６の主軸回転制御部６１に送られる。

砥石切込み部５は、上記ホーニング砥石１０、１０、…に切込み動作を与えるもので、図１および図３に示すように、砥石切込み駆動部（切込み駆動手段）３０および砥石切込み制御部（切込み制御手段）６２を主要部として備えてなる。

砥石切込み駆動部３０は、ホーニング砥石１０、１０、…に所定の切込み量をもった切込み動作を機械的に与えるもので、具体的には、上記ホーニングツール１のコーンロッド１１（図２）、砥石拡張ロッド３５（図２）、切り込み駆動機構３６および駆動モータ３７等を備える。

砥石拡張ロッド３５は、具体的には図示しないが、回転主軸２の下半部に設けられた軸穴内において、その軸線方向（上下方向）へ移動可能に設けられており、その下端部３５ａが上記コーンロッド１１の基部ロッド１１ｂに連結されるとともに（図２参照）、その上端部（図示省略）が切込み駆動機構３６に連結されている。

この切込み駆動機構３６は、砥石拡張ロッド３５を上下方向（軸線方向）へ移動させるもので、従来公知のように、砥石拡張ロッド３５に連結された従動体４０およびこの従動体４０を上下動させる駆動ねじ軸部材４１を主要部として構成されている。

従動体４０は、回転主軸２に対して、相対的に上下方向へ摺動可能に設けられるとともに、この回転主軸２内に配された上記砥石拡張ロッド３５に対して、上下方向へ一体的に連結されている。

また、従動体４０は、これに一体的に固定された雌ねじ部材（図示省略）を介して、上記駆動ねじ軸部材４１に上下方向へ螺進退可能に係合されている。この駆動ねじ軸部材４１は、スライド本体１８に、回転主軸２と平行にかつ回転可能に軸支される。

駆動ねじ軸部材４１は、機体２１のヘッド部２１ａに回転可能に設けられた切込み駆動軸４２に連係されている。具体的には、この切込み駆動軸４２は、駆動ねじ軸部材４１と平行に軸支されるとともに、その上端部４２ａが、機体２１のヘッド部２１ａに回転可能に設けられた歯車機構４３の回転歯車軸４３ａにスプライン嵌合されて、この回転歯車軸４３ａに対して、上下方向へ相対的に移動可能でかつ一体回転可能に連結されている。

具体的には、切込み駆動軸４２の上端部４２ａが、ロータリスプライン装置４４により、機体２１のヘッド部２１ａに上下方向へ摺動可能に軸支されるとともに、上記回転歯車軸４３ａに同軸上にかつ一体回転可能に接続されている。この回転歯車軸４３ａは、歯車４３ｂと噛合し、この歯車４３ｂが駆動モータ３７のモータ軸３７ａに一体的に取付け固定されている。一方、切込み駆動軸４２は、歯車機構４５を介して上記駆動ねじ軸部材４１の上端部４１ａに駆動連結されている。

駆動モータ３７は、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ６４が一体的に内蔵されてなるサーボモータが使用されており、上記位置検出センサ６４により駆動モータ３７の回転量が検出され、これにより、上記ホーニングツール１のホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作が検出される。

そして、この駆動モータ３７のモータ軸３７ａの回転駆動により、切込み駆動軸４２が回転すると、駆動ねじ軸部材４１が回動されて、これに螺進退可能に螺合された従動体４０が、回転主軸２に対して相対的に下動または上動されることとなる。つまり、従動体４０の下動時は、これと一体の砥石拡張ロッド３５がコーンロッド１１を下方へ押動して、ホーニング砥石１０、１０、…が拡張動作される。一方、従動体４０の上動時は、砥石拡張ロッド３５の上動に伴って、ホーニングツール１内の復帰ばね（図示省略）によりホーニング砥石１０、１０、…が縮閉動作される。また、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作は、駆動モータ２０に内蔵された上記位置検出センサ６４により検出されて、その検出結果が後述する装置制御部６の砥石切込み制御部６２に送られる。

装置制御部６は、ホーニング盤の各駆動部３、４、５の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。

この装置制御部６には、ホーニング加工を実行させるための加工プログラム等が組み込まれており、図３に示すように、主制御部７０、主軸回転駆動部３の駆動源である駆動モータ１６を制御する主軸回転制御部６１、主軸往復駆動部４の駆動源である駆動モータ（主軸往復用サーボモータ）２０を制御する主軸往復制御部７１および砥石切込み部５の駆動源である駆動モータ（砥石切込み用サーボモータ）３７を制御する砥石切込み制御部６２などから構成されている。

主制御部７０には、上記各駆動部３、４、５の駆動源１６、２０、３７の駆動に必要な種々の情報、例えば、ホーニングツール１の回転速度および昇降速度、あるいは、ホーニング砥石１０、１０、…の基準位置（ストローク位置）Ｐ₁、Ｐ₂およびストローク幅Ｓ（図２参照）、または切込み速度および切込みタイミング等が、ＮＣ（数値制御）データとして予めまたは操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定されており、これらのデータに従って上記各制御部６１、６２、７１を制御する。

上記主軸回転制御部６１、主軸往復制御部７１および砥石切込み制御部６２は、具体的には、図４に示すように、演算部８０とモータ駆動部８１とから構成されたサーボアンプであり、それぞれ、駆動モータ１６、２０、３７のモータ軸１６ａ、２０ａ、３７ａの回転数を検出するロータリエンコーダ等の位置検出センサ６３、７３、６４からの検出信号が上記演算部８０にフィードバック入力されて、この演算部８０が、上記入力された検出値（回転数）を主制御部７０からの指令値（回転数）と比較演算して、その演算結果に基づき、これら検出値と指令値を一致させるべく上記駆動モータ１６、１９、３７に検出値と指令値の誤差に比例した電力を供給する。

特に、上記主軸往復制御部７１および砥石切込み制御部６２は、主制御部７０からの指令に従って、主軸往復用サーボモータ２０および砥石切込み用サーボモータ３７の動作を相互に連動させることにより、上記ホーニング砥石１０、１０、…のテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴って上記ワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の上記往復動作に同期同調させて制御するように構成される。

図示の実施形態においては、上記ホーニング砥石１０、１０、…の順テーパのテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴って上記ワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するとともに、さらには上記ホーニング砥石に掛かる加工負荷１０、１０、…が平均化されるように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の上記往復動作に同期同調させて制御するように構成されている。

すなわち、主制御部７０からの指令に従って、上記砥石切込み制御部６２は、上記ホーニング砥石１０、１０、…のテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴って上記ワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するとともに、ホーニング砥石１０、１０、…に掛かる加工負荷が平均化するように、上記砥石切込み駆動部（切込み駆動手段）３０の砥石切込み用サーボモータ３７を制御するように構成されている。

また、上記ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作のホーニングツール１の往復動作に対する同期同調は、具体的には、上記ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形を、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させることにより行われる。

ここに、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形がホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形に同期同調するとは、以下のように定義される。

図５を参照して、ホーニングツール１の昇降ストローク動作の位置波形における上端位置Ｐ₁から下端位置Ｐ₂（図２参照）、または下端位置Ｐ₂から上端位置Ｐ₁までの位置変化量（ホーニングツール１の軸線方向の変化量）つまり１ストロークあたりのストローク幅Ｓ（図２参照）と、そのストローク時間ｔ（図５（ａ）参照）、および、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作の位置波形における上記ストローク時間ｔ当たりの位置変化量つまり砥石拡張量Ｄ（ホーニングツール１の径方向の変化量）（図５（ｂ）参照）は、その加工対象となるワークＷの材質・設計条件等に応じた加工条件によって決まる。

この時、上記両位置波形について、ストローク時間ｔにおける位置変化量ＳおよびＤの位置変化率が同じであることが「同調する」と定義され、また、その両位置波形の１ストロークにおける時間的な始点ｔ₁と終点ｔ₂が相互に同じであることが「同期する」と定義される。この場合、上記位置変化量Ｓ、Ｄは＋、−逆でも、位置変化率が同じであれば「同調する」とする。

続いて、上記ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形を、上述した条件の下で上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させる具体的手法について説明する。

具体的には図示しないが、一般的なホーニング加工の対象となるワークの内径面は、直円筒内径面つまり全長にわたって同一内径を有するいわゆるストレート内径面であり、この直円筒内径面をホーニング加工するには、ストレート砥石面を有するホーニング砥石を使用して、ホーニングツールをワークの上下軸線方向にストロークさせる。

これに対して、本実施形態におけるテーパホーニング加工では、図２に示すように、ワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに沿った順テーパのテーパ砥石面１０ａを有するホーニング砥石１０、１０、…を使用して、ホーニングツール１をワークＷの上下軸線Ｘ方向にストロークさせながら、ホーニング砥石１０、１０、…をワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに沿ってストロークさせる必要がある（図６参照）。

本実施形態においては、特許文献等１に開示されるような、ホーニング砥石のテーパ砥石面をワークのテーパ内径面に沿うようにホーニング砥石を拡縮動作させる拡大縮機構等の機械駆動機構を用いることなく、主軸往復用サーボモータ２０および砥石切込み用サーボモータ３７の動作を、主軸往復制御部７１および砥石切込み制御部６２により相互に連動させることで、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、以下のようにホーニングツール１の往復動作に同期同調させて制御することで、ホーニングツール１をワークＷの上下軸線Ｘ方向にストロークさせながら、ホーニング砥石１０、１０、…をワークＷのテーパ内径面Ｗａに沿ってストロークさせる構成とされている（図６参照）。

この場合、まず、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張を行わずに、単純にホーニングツール１の往復運動を行う場合を考えると、ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形（ストローク位置波形、この場合はｓｉｎ波形）と、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形（テーパ角度保持波形）は、それぞれ図７（ａ）および（ｂ）に示すようになり、ホーニングツール１が上向きストロークのとき（ストローク位置減少）は、ホーニング砥石１０、１０、…の拡張位置が増加し、下向きストロークのとき（ストローク位置増加）はホーニング砥石１０、１０、…の拡張位置が減少する。

このように、ホーニングツール１の往復動作とホーニング砥石１０、１０、…の拡張動作で位置決め制御を行い、ホーニングツール１の昇降ストローク動作とホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を同じ位置波形で位置決めすることにより、ホーニング砥石１０、１０、…つまりは順テーパのテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…を、図６に示すように、ワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに対して平行に移動させることができる。

また、強制切込み（定量）加工方式のホーニング加工においては、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を行うことから、さらに、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形（切込み波形）も、図７（ｃ）に示すように、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形（ストローク位置波形）に同期同調させることで、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張速度をホーニングツール１の昇降ストローク速度に比例させて、ホーニング砥石１０、１０、…に掛かる加工負荷を平均化させる必要がある。

すなわち、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形は、上記ホーニング砥石１０、１０、…の順テーパのテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴って上記ワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するためのテーパ角度保持波形（図７（ｂ）参照）と、上記１０、１０、…に掛かる加工負荷が平均化されるための切込波形（図７（ｃ）参照）を重畳的に組み合わせてなる波形である。

このように構成された図示の実施形態の位置波形においては、図８に示すように、ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形がｓｉｎ波形（図８における破線の波形）とされるとともに、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形（（図７（ｂ）のテーパ角度保持波形＋図７（ｃ）の切込波形）がこのｓｉｎ波形に同期同調する波形（図８における実線の波形）とされて、ホーニング砥石１０、１０、…における拡張タイミングと拡張速度がホーニングツール１の昇降ストローク動作に同期同調されている。

つまり、図８に示す位置波形により、上記ホーニング砥石１０、１０、…の順テーパのテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するとともに、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張量がホーニンツール１の昇降（往復）動作１ストローク当たり一定の定量拡張とされるとともに、ホーニングツール１の昇降ストローク速度が０の時に、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張速度も０であり、ホーニングツール１の昇降ストローク速度が最大の時に、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張速度も最大となるように構成されている。

上記ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作をホーニングツール１の往復動作に同期同調させる具体的な制御構成は、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形と上記ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形とを予め作成するとともに、上記切込み拡張動作における位置波形を上記昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させ、上記主軸往復駆動部４の主軸往復用サーボモータ２０および上記砥石切込み駆動部３０の砥石切込み用サーボモータ３７を、これら昇降ストローク動作における位置波形とホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形でそれぞれ動作するように制御する。

換言すれば、ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形（昇降ストローク軸（図示の場合は送りねじ機構１９）の動作位置波形）とホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形（砥石拡張ロッド３５の動作位置波形）とを予め作成し、送りねじ機構１９（主軸往復用サーボモータ２０）と砥石拡張ロッド３５（砥石切込み用サーボモータ３７）がこれら位置波形でそれぞれ動くように制御される。この場合、昇降ストロークに対しては、ストローク幅Ｓが条件設定され得るので、そのストローク幅Ｓに対して、上記昇降ストローク動作における位置波形（（図８における破線の波形）で動きなさいという指令が出ることになる。一方、切込み拡張に対して、ホーニングツール１の１ストローク当たりの拡張量が固定的に条件設定され得るので（加工サイクルタイムのばらつきが防止され得る）、その拡張量に対して上記切込み拡張動作における位置波形（とされるとともに、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形（図８における実線の波形）で動きなさいという指令が出されることになる。そして、このような動作位置波形において、上記切込み拡張動作における位置波形を上記昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させる構成とされている。

この場合の上記切込み拡張動作における位置波形と上記昇降ストローク動作における位置波形に対する同期同調は、これら両位置波形における時間的な始点と終点を相互に一致させるとともに、両位置波形における位置変化率を相互に一致させることにより行う。

このように、ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形とホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作における位置波形を予め作成するとともに、両位置波形を同期同調させ、これら両位置波形に、ホーニングツール１のストローク動作とホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作がそれぞれ同時に追従制御されることで、両者の動きを完全に同期同調させて、両動作間にタイムラグが生ずるのを有効に防止することができる。

また、ホーニング砥石１０、１０、…を、ホーニングツール１の昇降ストロークの速度変化と同じｓｉｎ波形、同じタイミングで切込み拡張させることで（つまり、同期同調させることで）、ホーニング砥石１０、１０、…とワークＷの加工穴のテーパ内径面Ｗａとの接触面の圧力、つまり１ストローク当たりのホーニング砥石１０、１０、…に加わる負荷が分散されて平均化され得る。

さらに、本実施形態においては、主軸往復駆動部４および砥石切込み部５の駆動源としてサーボモータ２０、３７が使用されていることにより、ホーニングツール１の昇降ストロークにおける１ストローク当たりの時間を多数の区分に分割（例えば、図示の実施形態の場合、２０４８の区分に分割）して、ホーニングツール１の昇降ストローク位置とホーニング砥石１０、１０、…の砥石拡張位置を、この多数の区分に分割した各時点毎に相互に位置決めさせることで、ホーニング砥石１０、１０、…の滑らかな拡張さらにはホーニング砥石１０、１０、…に優しい拡張を実現している。つまり、本実施形態においては、ホーニングツール１の昇降ストローク動作1ストロークにおいて２０４８回に分散して切込み拡張動作させることで、ホーニング砥石１０、１０、…切込時の砥石にかかる圧力を有効に分散させている。

例えば、図示の実施形態の場合、ストローク幅Ｓが５０ｍｍ、ストローク速度１５ｍ／ｍｉｎとすることで、昇降ストローク１往復の時間は０．４秒となるところ、この０．４秒を２０４８区分に分割して制御することになる。

しかして、以上のように構成されたホーニング盤において、上記主軸回転駆動部３、主軸往復駆動部４および砥石切込み部５は、その動作が上記装置制御部６により、相互に連動して自動制御され、これにより、ホーニングツール１が、ワーク保持治具７に支持されたワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａに対して、ホーニング領域全体（つまり図２におけるストローク幅Ｓ）にわたって所定の切込み拡張量をもった均一なホーニング加工工程（ホーニング加工方法）が行われる。

すなわち、ホーニングツール１が、主軸回転駆動部３によりワークＷのテーパ内径面Ｗａの軸線Ｘまわりに回転するとともに、主軸往復駆動部４によりワークＷのテーパ内径面Ｗａの軸線Ｘ方向へ往復移動しながら、砥石切込み部５によりホーニング砥石１０、１０、…が一定の切込み量をもって切込み拡張動作を与えられて、ワークＷの順テーパのテーパ内径面Ｗａがホーニング加工される。

この際、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作は、駆動モータ２０および３７の動作を相互に連動させることにより、上記ホーニング砥石１０、１０、…のテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴って上記ワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するとともに、ホーニング砥石１０、１０、…に掛かる加工負荷が平均化するように、ホーニングツール１の昇降（往復）動作に同期同調させて制御される（図８参照）。

以上のように、本実施形態のホーニング加工方法によれば、主軸往復駆動部４の駆動モータ２０と砥石切込み部（砥石切込み手段）５の駆動モータ３７として、主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータをそれぞれ使用し、これら両サーボモータ２０、３７の動作を相互に連動させて、ホーニング砥石１０、１０、…のテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…が、ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するとともに、ホーニング砥石１０、１０、…に掛かる加工負荷が平均化されるように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の昇降（往復）動作に同期同調させて制御するように構成したから、以下に列挙するような効果が得られ、この種の強制切込み（定量）加工方式のホーニング加工において、ホーニング砥石１０、１０、…の往復動作に切込み拡縮動作を所定の関係をもって高精度に連動させて、ホーニング砥石１０、１０、…に加わる負荷を可及的に均一化させ、さらにはホーニング加工の精度安定化および精度向上が可能なホーニング加工技術を提供することができる。

（ａ）ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷのテーパ内径面Ｗａに対するテーパ角度保持：
主軸往復用サーボモータ２０および砥石切込み用サーボモータ３７の動作を相互に連動させて、ホーニング砥石１０、１０、…のテーパ砥石面１０ａ、１０ａ、…がホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の往復動作に同期同調させて制御するようにしたから、サーボモータ２０、３７の制御特性を有効利用したハードウェアとソフトウェアとの融合による協働作用により、既存の基本的な機械的装置構成に修正を加えることなく（例えば、特許文献１に開示されるような、ホーニング砥石のテーパ砥石面をワークのテーパ内径面に沿うようにホーニング砥石を拡縮動作させる拡大縮機構等の機械駆動機構を特別に追加する必要なし）、ホーニング砥石１０、１０、…の往復動作に切込み拡縮動作を所定の関係をもって、つまりワークＷのテーパ内径面Ｗａに対するテーパ角度を保持して高精度に連動させることができる。

（ｂ）ホーニング砥石１０、１０、…の長寿命化：
本実施形態においては、主軸往復用サーボモータ２０および砥石切込み用サーボモータ３７の動作を相互に連動させて、ホーニング砥石１０、１０、…に掛かる加工負荷が平均化されるように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の昇降（往復）動作に同期同調させて制御するように構成したから、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張時にホーニング砥石１０、１０、…に急激な負荷がかかったりすることがなく、ホーニング砥石に優しい切込み拡張動作が実現する。

具体的には、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張量を、ホーニングツール１の昇降ストロークの１ストロークで固定的に設定することによる定量拡張が可能で、しかも、ホーニングツール１のストローク速度に応じたホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張が行えるため、ホーニング砥石１０、１０、…に急激な負荷がかからない。これにより、ホーニング砥石１０、１０、…の砥粒の脱落を抑えて、ホーニング砥石１０、１０、…の可及的な寿命延長が可能で、ホーニング砥石１０、１０、…の長寿命化が図れる。

換言すれば、ホーニングツール１のストロークの速度が速いということは、単位時間当たりにホーニング砥石１０、１０、…がワークＷを削る距離が長いということになるので、単位時間当たりのホーニング砥石１０、１０、…砥石の脱落は激しいということになる。本実施形態においては、そのホーニング砥石１０、１０、…砥石の脱落が激しい場所で拡張速度を上げ、逆に、ホーニング砥石１０、１０、…の脱落が少ない場所で拡張速度を下げることで、ホーニング砥石１０、１０、…にかかる圧力負荷を適切かつ有効に分散し平均化させている。

（ｃ）精度安定：
上記（ｂ）のように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張時にホーニング砥石１０、１０、…に急激な負荷がかかったりすることがない結果、ホーニング砥石１０、１０、…に加わる負荷が変動することなく均一化して、ホーニング加工の精度安定化および精度向上が図れる。

（ｄ）穴形状コントロール：
また、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張動作を、ホーニングツール１の昇降（往復）動作に同期同調させて制御する構成により、ホーニングツール１の昇降（往復）ストローク位置に応じて任意の位置でホーニング砥石１０、１０、…の切込み拡張を行える結果、ワークＷの加工穴形状を所望のとおりコントロールすることが可能となる。

（ｅ）穴形状修正：
さらに、上記のとおりワークＷのテーパ穴形状をコントロールできる結果、ワークＷのテーパ穴形状の修正も適宜行うことが可能となる。

実施形態２
本実施形態は図９〜図１２に示されており、加工対象なるワークＷの加工穴の形状が実施形態１の順テーパ穴と逆の逆テーパ穴とされた場合である。

すなわち、本実施形態の加工対象となるワークＷのテーパ内径面Ｗａは、図９に示すように、ホーニングツール１の挿入側である基端（上端）から先端（下端）に向けて徐々に内径が増大する先太の逆テーパ面とされている。

これに対応して、ホーニングツール１のホーニング砥石１１０、１１０、…も、図９に示すように、その基端から先端に向けて徐々に内径が増大する先太の逆テーパ面の一部を構成する面に形成されたテーパ砥石面１１０ａを有する。

そして、上記ホーニング砥石１１０、１１０、…は、砥石切込み部５のコーンロッド１１の下動に伴って拡開動作される一方、コーンロッド１１の上動に伴って復帰ばね（図示省略）により縮閉動作されることとなる。また、ホーニング砥石１１０、１１０、…のホーニング加工時の切込み拡張動作は、ホーニング砥石１１０、１１０、…の逆テーパのテーパ砥石面１１０ａ、１１０ａ、…がホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷの逆テーパのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するように（図１０参照）、ホーニングツール１の往復動作に同期同調して制御される。

この場合、本実施形態においても、実施形態１と同様、主軸往復用サーボモータ２０および砥石切込み用サーボモータ３７の動作を、主軸往復制御部７１および砥石切込み制御部６２により相互に連動させることで、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作を、以下のようにホーニングツール１の往復動作に同期同調させて制御することで、ホーニングツール１をワークＷの上下軸線Ｘ方向にストロークさせながら、ホーニング砥石１１０、１１０、…をワークＷの逆テーパのテーパ内径面Ｗａに沿ってストロークさせる制御構成とされている（図１０参照）。

続いて、この制御構成について説明すると、まず、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張を行わずに、単純にホーニングツール１の往復運動を行う場合を考えると、ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形（ストローク位置波形、この場合はｓｉｎ波形）と、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作における位置波形（テーパ角度保持波形）は、それぞれ図１１（ａ）および（ｂ）に示すようになり、ホーニングツール１が上向きストロークのとき（ストローク位置減少）は、ホーニング砥石１１０、１１０、…の拡張位置が減少し、下向きストロークのとき（ストローク位置増加）はホーニング砥石１１０、１１０、…の拡張位置が増加する。

このように、ホーニングツール１の往復動作とホーニング砥石１１０、１１０、…の拡張動作で位置決め制御を行い、ホーニングツール１の昇降ストローク動作とホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作を同じ位置波形で位置決めすることにより、ホーニング砥石１１０、１１０、…つまりは逆テーパのテーパ砥石面１１０ａ、１１０ａ、…を、図１０に示すように、ワークＷの逆テーパのテーパ内径面Ｗａに対して平行に移動させることができる。

また、実施形態１と同様に、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作を行うことから、さらに、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作における位置波形（切込み波形）も、図１１（ｃ）に示すように、上記ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形（ストローク位置波形）に同期同調させることで、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張速度をホーニングツール１の昇降ストローク速度に比例させて、ホーニング砥石１１０、１１０、…に掛かる加工負荷を平均化させる構成とされる。

つまり、本実施形態におけるホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作の位置波形は、ホーニング砥石１１０、１１０、…の逆テーパのテーパ砥石面１１０ａ、１１０ａ、…が、ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷの逆テーパのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するためのテーパ角度保持波形（図１１（ｂ）参照）と、上記ホーニング砥石１１０、１１０、…に掛かる加工負荷が平均化されるための切込波形（図１１（ｃ）参照）が重畳的に組み合わせてなる波形となる。

このように構成された本実施形態の位置波形においては、図１２に示すように、ホーニングツール１の昇降ストローク動作における位置波形がｓｉｎ波形（図１２における破線の波形）とされるとともに、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張動作における位置波形（（図１１（ｂ）のテーパ角度保持波形＋図１１（ｃ）の切込波形）がこのｓｉｎ波形に同期同調する波形（図１２における実線の波形）とされて、ホーニング砥石１１０、１１０、…における拡張タイミングと拡張速度がホーニングツール１の昇降ストローク動作に同期同調されている。

しかして、本実施形態のテーパホーニング盤においては、図１２に示す位置波形により、ホーニング砥石１１０、１１０、…の逆テーパのテーパ砥石面１１０ａ、１１０ａ、…が、ホーニングツール１の昇降ストローク動作に伴ってワークＷの逆テーパのテーパ内径面Ｗａに平行に移動するとともに、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張量がホーニンツール１の昇降（往復）動作１ストローク当たり一定の定量拡張とされるとともに、ホーニングツール１の昇降ストローク速度が０の時に、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張速度も０であり、ホーニングツール１の昇降ストローク速度が最大の時に、ホーニング砥石１１０、１１０、…の切込み拡張速度も最大となるように構成されている。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々の設計変更が可能である。

本発明に係る実施形態１であるテーパホーニング盤の概略構成を一部断面で示す正面図である。 同テーパホーニング盤の砥石切込み部を拡大して示す正面断面図である。 同テーパホーニング盤の装置制御部の構成を示すブロック図である。 同装置制御部におけるサーボ制御系の構成を示すブロック図である。 同装置制御部の制御におけるホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形とホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形の同期同調についての定義を説明するための線図である。 同テーパホーニング盤のホーニング砥石とワークのテーパ内径面とのストローク動作関係を説明するための概略図である。 同テーパホーニング盤のホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形の構成を説明するための線図である。 同テーパホーニング盤におけるホーニングツールの昇降ストローク動作とホーニング砥石の切込み拡張動作との関係を示す線図である。 本発明に係る実施形態２であるテーパホーニング盤の砥石切込み部を拡大して示す正面断面図である。 同テーパホーニング盤のホーニング砥石とワークのテーパ内径面とのストローク動作関係を説明するための概略図である。 同テーパホーニング盤におけるホーニングツールの昇降ストローク動作とホーニング砥石の切込み拡張動作との関係を示す線図である。 同テーパホーニング盤のホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形の構成を説明するための線図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｗａ ワークのテーパ内径面
１ ホーニングツール
２ 回転主軸
３ 主軸回転駆動部（主軸回転手段）
４ 主軸往復駆動部（主軸往復手段）
５ 砥石切込み部（砥石切込み手段）
６ 装置制御部（制御手段）
１０ ホーニング砥石
１０ａ ホーニング砥石のテーパ砥石面
１６ 駆動モータ
１９ 送りネジ機構
２０ 主軸往復用サーボモータ（駆動モータ、駆動源）
３０ 砥石切込み駆動部（切込み駆動手段）
３７ 砥石切込み用サーボモータ（駆動モータ、駆動源）
６１ 主軸回転制御部
６２ 砥石切込み制御部（切込み制御手段）
７０ 主制御部
７１ 主軸往復制御部
１１０ ホーニング砥石
１１０ａ ホーニング砥石のテーパ砥石面

Claims (13)

1. ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、工作物のテーパ内径面に対して、軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み拡張動作を与えて、工作物のテーパ内径面をホーニング加工する方法であって、
   回転主軸先端に装着され、前記工作物のテーパ内径面に沿ったテーパ砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールを使用するとともに、前記ホーニングツールを備えた回転主軸を工作物のテーパ内径面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復駆動源および前記ホーニング砥石を切込み拡張動作させる切込み駆動源として、主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータをそれぞれ使用し、
   これら両サーボモータの動作を相互に連動させて、前記ホーニング砥石のテーパ砥石面が前記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って前記工作物のテーパ内径面に平行に移動するように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの前記往復動作に同期同調させて制御するように構成した
   ことを特徴とするテーパホーニング加工方法。
2. 前記ホーニング砥石のテーパ砥石面が前記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って前記工作物のテーパ内径面に平行に移動するとともに、前記ホーニング砥石に掛かる加工負荷が平均化されるように、前記ホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形を、前記ホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させることにより、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの前記往復動作に同期同調させて制御するように構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のテーパホーニング加工方法。
3. 前記切込み拡張動作を前記往復動作に同期同調させる制御構成は、前記ホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形と前記ホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形とを予め作成するとともに、前記切込み拡張動作における位置波形を前記昇降ストローク動作における位置波形に同期同調させ、前記主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータを、これら昇降ストローク動作における位置波形とホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形でそれぞれ動作するように制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載のテーパホーニング加工方法。
4. 前記ホーニング砥石の切込み拡張動作における位置波形は、前記ホーニング砥石のテーパ砥石面が前記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って前記工作物のテーパ内径面に平行に移動するためのテーパ角度保持波形と、前記ホーニング砥石に掛かる加工負荷が平均化されるための切込波形を重畳的に組み合わせてなる波形である
   ことを特徴とする請求項３に記載のテーパホーニング加工方法。
5. 前記切込み拡張動作における位置波形と前記昇降ストローク動作における位置波形に対する同期同調は、これら両位置波形における時間的な始点と終点を相互に一致させるとともに、両位置波形における位置変化率を相互に一致させることにより行う
   ことを特徴とする請求項３に記載のテーパホーニング加工方法。
6. 前記ホーニングツールの昇降ストローク動作における位置波形がｓｉｎ波形である
   ことを特徴とする請求項２に記載のテーパホーニング加工方法。
7. ホーニング砥石の切込み拡張量は、ホーニングツールの昇降ストロークの１ストロークでの定量拡張である
   ことを特徴とする請求項２に記載のテーパホーニング加工方法。
8. 前記工作物のテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が減小する先細の順テーパ面であり、
   前記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、前記工作物のテーパ内径面に沿った先細の順テーパ面の一部を構成する面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のテーパホーニング加工方法。
9. 前記工作物のテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が増大する先太の逆テーパ面であり、
   前記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、前記工作物のテーパ内径面に沿った先太の逆テーパ面の一部を構成する面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のテーパホーニング加工方法。
10. ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、工作物のテーパ内径面に対して、軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石により工作物のテーパ内径面をホーニング加工するテーパホーニング盤であって、
    工作物のテーパ内径面の軸線方向へ往復移動可能とされるとともに、軸線まわりに回転可能に軸支されてなる回転主軸と、
    回転主軸を軸線回りに回転駆動する主軸回転手段と、
    回転主軸を前記テーパ内径面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復手段と、
    回転主軸先端に装着され、前記テーパ内径面に沿ったテーパ砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールと、
    このホーニングツールのホーニング砥石に所定の切込み拡張動作を与える砥石切込み手段と、
    前記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動して自動制御する制御手段とを備えてなり、
    前記主軸往復手段および砥石切込み手段の駆動源が、それぞれ主軸往復用サーボモータおよび砥石切込み用サーボモータからなり、
    前記制御手段は、これら両サーボモータの動作を相互に連動させて、前記ホーニング砥石のテーパ砥石面が前記ホーニングツールの昇降ストローク動作に伴って前記工作物のテーパ内径面に平行に移動するように、ホーニング砥石の切込み拡張動作を、ホーニングツールの前記往復動作に同期同調させて制御するように構成されている
    ことを特徴とするテーパホーニング盤。
11. 前記工作物のテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が減小する先細の順テーパ面であり、
    前記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、前記工作物のテーパ内径面に沿った先細の順テーパ面の一部を構成する面に形成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のテーパホーニング盤。
12. 前記工作物のテーパ内径面は、ホーニングツールの挿入側の基端から先端に向けて徐々に内径が増大する先太の逆テーパ面であり、
    前記ホーニング砥石のテーパ砥石面は、前記工作物のテーパ内径面に沿った先太の逆テーパ面の一部を構成する面に形成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のテーパホーニング盤。
13. 前記制御手段は、前記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動して自動制御して、請求項１から７のいずれか一つに記載のテーパホーニング加工方法を実行するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一つに記載のテーパホーニング盤。

Images