长尺寸轴内表面加工装置及其方法 技术领域 本发明涉及对连接喷气发动机的涡轮与风扇或压缩机的长轴那样的长尺寸轴的 内表面进行加工的装置及其方法。
背景技术 为了连接喷气发动机的涡轮与风扇或压缩机， 要使用被称作长轴的细长的中空轴 ( 例如全长约为 3m， 主要部位的外径为 10 ～ 20cm)。作为该长轴， 为了轻量化因而壁较薄， 而且由于要与涡轮一起高速旋转， 因而要求很高的旋转平衡精度。 为此， 要应用通常的内表 面加工装置 ( 例如镗床 ) 是困难的， 所应用的是图 1 所例示那样的加工工艺。
即， 采用这样的机构 ： (A) 对长轴 101 的外面进行粗加工后， (B) 将硫磺 103 注入 芯杆 102 与长轴 101 之间的间隙中， (C) 硫磺凝固后， 插入与芯杆 102 直径大致相同的镗杆 104， (D) 一边拔出镗杆 104 一边以前端部 105 的工具 106 对内表面进行加工。
通过这种机构， 能够以凝固的硫磺 103 支撑镗杆 104 的前端部 105， 防止前端工具 106 振颤， 通过与硫磺 103 一起对内表面进行加工， 能够加工出内径跳动较小的长轴。
作为与本发明有关的内壁仿形装置， 专利文献 1 做了公开。此外， 作为上述长轴的 内表面加工装置， 例如在专利文献 2 中已公开。
专利文献 1 的 “管子内壁的仿形切削装置” 的目的是， 在对钢管等管子的内表面的 切削采用切削刀具时， 即使钢管的内径不是正圆， 也能够沿着其内径进行一定厚度的切削 并且精加工出品质良好的表面光洁度。
为此， 如图 2A 及图 2B 所示， 该发明作为一种管子内壁的仿形切削装置， 具有 ： 对 管子 A 的一端进行保持使之围绕其轴线旋转的旋转驱动装置 119， 能够在前述管子的轴线 方向上进退的镗杆 111， 以及具有安装在该镗杆的前端上能够插入前述管子中的切削刀具 113 的镗床主头 112 ； 其中， 前述镗床主头 112 设置有 ： 内藏有从其前端一侧的周面上向径 向内方设置的弹簧的安装套筒 117a， 由该弹簧支撑的保持体 116c， 固定在该保持体的外端 上、 自如探出和隐没且朝向前述镗床主头的外侧受力的一个活动靴 116， 在与前述活动靴相 向的位置上从设置在切削刀具 113 附近的前述镗床主头的周面上突出出来的一个固定靴 114， 以及在前述固定靴 114 的管子的旋转方向的后方一侧以同一高度设置在与前述活动 靴 116 之间的中间位置上的一个固定靴 115。
专利文献 2 的 “长轴内表面加工装置” 的目的是， 不使用硫磺止滑涂料而能够防止 因硫磺的滑动而发生空转。
为此， 如图 3A 及图 3B 所示， 该发明具有驱动长轴 121 以轴心 Z-Z 为中心旋转的轴 旋转装置 122， 以及使加工工具 124 沿着长轴内的轴心移动的工具移动装置 126。加工工具 124 包括 ： 沿着长轴的轴心延伸的中空管 139， 贯穿于其内部的胀缩用轴杆 132， 具有滚花刀 133 的滚花刀支撑部 134， 连接滚花刀支撑部与中空管的前端部的平行连杆 135， 以及连接 滚花刀支撑部与轴杆的前端部的胀缩连杆 136。
现有技术文献 ：
专利文献 1 ： 特公平 7-246 号公报， “管子内壁的仿形切削装置”
专利文献 2 ： 特开平 10-202434 号公报 “长轴内表面加工装置”
图 4 是作为本发明对象的长轴的模式图。该长轴 1 已调整过平衡， 相对于轴线， 内 表面 2( 底孔 ) 已被加工成正圆且同心， 需要仿照该底孔 2 准确进行镗削加工。
由于图 4 的长轴 1 是底孔 2 的两端部为小直径 ( 该例中为 96mm 和 79mm) 而中间 部位要进行扩径 ( 该例中为 130mm) 的， 因而专利文献 1 的装置因加工头大而无法插入孔内 部， 故无法采用。此外， 因镗杆的刚性而要承受工具反力， 因而不能减小其直径相当于长度 的比例。 再有， 由于将刀具驱动机构和冷却液供给机构配置在镗杆内部， 因而不能将其直径 细径化。
另一方面， 专利文献 2 的装置需要采用将硫磺铸入长轴 1 的内部等上述多个加工 工艺。此外， 在对已调整过平衡的轴进行镗削加工的场合， 必须仿照底孔准确进行镗削加 工， 但在现有的技术中， 是以外径为基准对内周面进行加工的， 因而无法进行准确的仿形加 工。 发明内容 本发明是为解决上述问题而创造出来的。即， 本发明的目的是提供一种长尺寸轴 内表面加工装置及其方法 ： 即使在将例如两端部的底孔约为 100mm、 中间部位的底孔约为 130mm、 全长约为 3m 的细长的长尺寸轴作为对象的场合， 也能够使要插入长尺寸轴内的加 工头的最大直径比长尺寸轴的两端部的底孔细， 能够防止加工时因工具反力引起加工精度 的降低， 能够使无法加工的范围达到最小， 能够仿照底孔对长尺寸轴的内表面准确进行内 表面加工。
(1) 本发明的长尺寸轴内表面加工装置对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内表 面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 具有 ： 长尺寸轴支撑装置， 将前述长尺寸轴不发 生挠曲地固定 ； 加工头， 能够在轴向上插入前述长尺寸轴的底孔中， 具有能够在径向上移动 的内表面加工用的刀具， 具有使该刀具的旋转中心与底孔的轴线一致的功能， 并且能够在 前述底孔内轴向移动 ； 头支撑装置， 从前述长尺寸轴的一端穿过底孔与加工头相连， 使加工 头在轴向上移动 ； 刀具驱动装置， 从前述长尺寸轴的另一端穿过底孔与加工头相连， 驱动前 述刀具围绕轴线旋转。
(2) 本发明的长尺寸轴内表面加工装置对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内表 面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 具有 ： 长尺寸轴支撑装置， 将前述长尺寸轴不发 生挠曲地固定， 并且使前述长尺寸轴围绕其轴心旋转 ； 加工头， 能够在轴向上插入前述长尺 寸轴的底孔中， 具有能够在径向上移动的内表面加工用的刀具， 具有使该刀具的旋转中心 与底孔的轴线一致的功能， 能够在前述底孔内轴向移动， 并且在插入前述底孔中的状态下 容许前述长尺寸轴的旋转 ； 头支撑装置， 从前述长尺寸轴的一端穿过底孔与加工头相连， 使 加工头在轴向上移动 ； 刀具驱动装置， 从前述长尺寸轴的另一端穿过底孔与加工头相连， 使 前述刀具径向移动。
(3) 本发明的长尺寸轴内表面加工装置对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内表 面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 具有 ： 长尺寸轴支撑装置， 将前述长尺寸轴不发 生挠曲地固定， 并且使前述长尺寸轴在轴向上移动 ； 加工头， 能够在轴向上插入前述长尺寸
轴的底孔中， 具有能够在径向上移动的内表面加工用的刀具， 具有使该刀具的旋转中心与 底孔的轴线一致的功能， 并且在插入前述底孔中的状态下容许前述长尺寸轴的轴向移动 ； 头支撑装置， 从前述长尺寸轴的一端穿过底孔与加工头相连， 将前述加工头的轴向位置固 定； 刀具驱动装置， 从前述长尺寸轴的另一端穿过底孔与加工头相连， 驱动前述刀具围绕轴 线旋转。
(4) 本发明的长尺寸轴内表面加工装置对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内表 面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 具有 ： 长尺寸轴支撑装置， 将前述长尺寸轴不发 生挠曲地固定， 使前述长尺寸轴在轴向上移动， 并且使前述长尺寸轴围绕其轴心旋转 ； 加工 头， 能够在轴向上插入前述长尺寸轴的底孔中， 具有能够在径向上移动的内表面加工用的 刀具， 具有使该刀具的旋转中心与底孔的轴线一致的功能， 并且在插入前述底孔中的状态 下容许前述长尺寸轴的轴向移动与旋转 ； 头支撑装置， 从前述长尺寸轴的一端穿过底孔与 加工头相连， 将前述加工头的轴向位置固定 ； 刀具驱动装置， 从前述长尺寸轴的另一端穿过 底孔与加工头相连， 使前述刀具径向移动。
(5) 在上述 (1) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述加工头具有 ： 内表面仿形头， 通过液压而辐射状扩径， 使其轴线与底孔的轴线一致， 并且能够在前述底孔内轴向移动 ； 刀 具头， 支撑在该内表面仿形头上而能够围绕其轴线旋转， 具有能够在轴向上移动的轴向移 动部件， 通过其轴向移动使前述刀具径向移动 ； 前述头支撑装置具有 ： 一端与内表面仿形 头相连并在轴向上延伸的镗杆， 以及使该镗杆不能够旋转地在轴向上移动的镗杆移动装 置； 前述刀具驱动装置具有 ： 一端与刀具头相连并在轴向上延伸的主轴杆， 以及驱动主轴 杆围绕轴线旋转并跟随前述加工头轴向移动的旋转驱动装置。 (6) 在上述 (2) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述加工头具有能够在轴向上移 动的轴向移动部件， 通过该轴向移动部件的轴向移动使前述刀具在径向上移动， 通过液压 而辐射状扩径， 使其轴线与底孔的轴线一致 ； 前述头支撑装置具有 ： 一端与前述加工头相 连并在轴向上延伸的镗杆， 以及使该镗杆不能够旋转地在轴向上移动的镗杆移动装置 ； 前 述刀具驱动装置具有 ： 一端与刀具头相连并在轴向上延伸的主轴杆， 以及支撑该主轴杆并 跟随前述加工头而与前述主轴杆一起在轴向上移动的主轴杆支撑装置。
(7) 在上述 (3) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述加工头具有 ： 内表面仿形头， 通过液压而辐射状扩径， 使其轴线与底孔的轴线一致， 并且能够在前述底孔内轴向移动 ； 刀 具头， 支撑在该内表面仿形头上而能够围绕其轴线旋转， 具有能够轴向移动的轴向移动部 件并通过其轴向移动使前述刀具径向移动 ； 前述头支撑装置具有 ： 一端与内表面仿形头相 连并在轴向上延伸的镗杆 ； 以及将该镗杆支撑在不能够旋转且不能够轴向移动的状态的镗 杆支撑部件 ； 前述刀具驱动装置具有 ： 一端与刀具头相连并在轴向上延伸的主轴杆， 以及 驱动该主轴杆围绕轴线旋转的旋转驱动装置。
(8) 在上述 (4) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述加工头具有能够轴向移动的 轴向移动部件， 通过该轴向移动部件的轴向移动使前述刀具径向移动， 通过液压而辐射状 扩径， 使其轴线与底孔的轴线一致 ； 前述头支撑装置具有 ： 一端与内表面仿形头相连并在 轴向上延伸的镗杆， 以及将该镗杆支撑在不能够旋转且不能够轴向移动的状态的镗杆支撑 部件 ； 前述刀具驱动装置具有 ： 一端与刀具头相连并在轴向上延伸的主轴杆， 以及对该主 轴杆进行支撑的主轴杆支撑装置。
(9) 在上述 (5) 或 (7) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述镗杆具有在轴向上延伸 的第 1 中空孔 ； 前述头支撑装置具有液压供给装置， 通过前述镗杆的前述第 1 中空孔向前述 内表面仿形头供给用来施加液压的液体 ； 前述内表面仿形头具有 ： 圆筒形的主本体， 其具 有能够在轴向上插入前述长尺寸轴的底孔中的直径 ； 一对内表面卡盘， 在该主本体的轴向 上位于隔开间隔的位置 ； 以及一对活塞， 设置在该内表面卡盘之间的主本体内并能够在轴 向上向相反方向移动 ； 各内表面卡盘在圆周方向上具有 3 组以上的由回转子与导向部件组 成的组， 该回转子能够旋转而容许前述加工头相对于前述长尺寸轴的轴向相对移动， 该导 向部件设置成能够在前述主本体内径向移动， 通过前述活塞的轴向移动使前述回转子径向 移动 ； 前述主本体具有从前述镗杆的前述第 1 中空孔向前述一对活塞之间供给前述液体的 液压流体路径。
(10) 在上述 (6) 或 (8) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述镗杆具有在轴向上延 伸的第 1 中空孔 ； 前述头支撑装置具有液压供给装置， 通过前述镗杆的前述第 1 中空孔向前 述加工头供给用来施加液压的液体 ； 前述加工头具有 ： 圆筒形的头本体， 其具有能够在轴 向上插入前述长尺寸轴的底孔中的直径 ； 一对内表面卡盘， 在该头本体的轴向上位于隔开 间隔的位置上 ： 以及一对活塞， 设置在该内表面卡盘之间的头本体内并能够在轴向上向相 反方向移动 ； 各内表面卡盘在圆周方向上具有 3 组以上的由自由辊与导向部件组成的组， 该自由辊能够旋转而容许前述加工头相对于前述长尺寸轴轴向的相对移动以及相对旋转， 该导向部件设置成能够在前述主本体内径向移动， 通过前述活塞的轴向移动使前述自由辊 径向移动 ； 前述头本体具有从前述镗杆的前述第 1 中空孔向前述一对活塞之间供给前述液 体的液压流体路径。 (11) 在上述 (5) 至 (8) 的任一项的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述主轴杆具有 轴向贯通的中空孔 ； 前述刀具驱动装置具有 ： 刀具驱动轴杆， 穿过前述主轴杆的前述中空 孔在轴向上延伸并与前述轴向移动部件相连 ； 轴移动装置， 使前述刀具驱动轴杆相对于前 述主轴杆在轴向上相对移动。
(12) 在上述 (5) 或 (7) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述刀具头具有 ： 圆筒形 的子本体， 支撑在前述内表面仿形头而能够围绕其轴线旋转 ； 工具台， 前端具有前述刀具， 在子本体内被导引而能够径向移动， 具有相对于轴线倾斜的斜齿 ； 前述轴向移动部件具有 与前述工具台的斜齿啮合的斜齿。
(13) 在上述 (6) 或 (8) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述加工头具有工具台， 该 工具台在前述本体内被导引而能够径向移动并具有相对于轴线倾斜的斜齿， 该工具台在前 端具有前述刀具 ； 前述轴向移动部件具有与前述工具台的斜齿啮合的斜齿。
(14) 在上述 (5) 长尺寸轴内表面加工装置中， 前述刀具驱动装置具有 ： 主轴杆支 撑部， 设置在前述长尺寸轴支撑装置与前述旋转驱动装置之间且靠近前述长尺寸轴支撑装 置的位置上， 支撑前述主轴杆使其能够旋转 ； 中间支撑部， 轴向移动自如地设置在该主轴杆 支撑部与前述旋转驱动装置之间的位置， 支撑前述主轴杆使其能够旋转。
(15) 在上述 (14) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述中间支撑部通过索具与前 述旋转驱动装置相连。
(16) 在上述 (15) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述刀具驱动装置还具有从动 机构， 该从动机构与前述旋转驱动装置的轴向移动机械性连动， 使前述中间支撑部以比该
旋转驱动装置的轴向移动量少的移动量向相同的移动方向移动。
(17) 在上述 (5) 至 (8) 的任一项的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述镗杆具有在 轴向上延伸的第 2 中空孔 ； 前述头支撑装置具有切削液供给装置， 通过前述镗杆的前述第 2 中空孔向前述加工头供给切削液 ； 前述加工头具有切削液流通路径， 将由前述切削液供给 装置供给的切削液向切削部位附近引导。
(18) 在上述 (17) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述切削液流通路径的切削液 流出口设置在前述加工头的下部。
(19) 在上述 (1) 至 (4) 的任一项的长尺寸轴内表面加工装置中， 其特征是， 前述加 工头作为前述刀具具有第 1 及第 2 刀具 ； 第 1 刀具与从对内表面进行切削的切削位置向径 向内方拉回的动作连动， 第 2 刀具从径向内方移动到位于径向外方的切削位置。
(19-1) 在上述 (19) 中， 前述加工头具有轴向移动部件， 通过该轴向移动部件的轴 向移动， 第 1 刀具被从切削位置向径向内方拉回， 第 2 刀具从径向内方移动到位于径向外方 的切削位置上。
(19-2) 在上述 (19-1) 中， 前述加工头具有第 1 及第 2 工具台， 在第 1 工具台的径 向端部上设置有第 1 刀具， 在第 2 工具台的径向端部上设置有第 2 刀具 ； 前述轴向移动部件 具有设置有相对于轴线向斜方向延伸的斜齿的第 1 及第 2 侧面， 第 1 工具台具有向与第 1 侧 面的斜齿相同的方向延伸并与该斜齿卡合的斜齿， 第 2 工具台具有在与第 2 侧面的前述斜 齿相同的方向延伸并与斜齿卡合的斜齿， 由此， 通过前述轴向移动部件的轴向移动， 第1及 第 2 工具台进行径向移动。
(19-3) 在上述 (19-1) 中， 前述加工头具有工具台， 在该工具台的径向的一个端部 上设置有第 1 刀具， 在该工具台的径向的另一个端部上设置有第 2 刀具， 前述轴向移动部件 具有相对于轴线向倾斜方向延伸的斜齿， 前述工具台具有向前述斜方向延伸并与前述斜齿 卡合的斜齿， 由此， 通过前述轴向移动部件的轴向移动， 前述工具台进行径向移动。
(20) 在上述 (1) 中， 前述加工头具有内表面仿形头， 其能够安装在前述长尺寸轴 的内周面上而使其轴线与底孔的轴线一致， 能够以安装在前述内周面上的状态轴向移动 ； 刀具头， 其具有内表面加工用的刀具并且支撑在前述内表面仿形头上而能够围绕其轴线旋 转； 前述头支撑装置从前述长尺寸轴的一端穿过底孔与前述内表面仿形头相连， 使前述内 表面仿形头与前述刀具头一起在前述轴向上移动， 前述刀具驱动装置从前述长尺寸轴的另 一端穿过底孔与前述刀具头相连， 驱动前述刀具头与前述刀具一起围绕轴线旋转 ； 前述长 尺寸轴支撑装置具有 ： 卡盘装置， 分别把持前述长尺寸轴的两端部 ； 卡盘旋转装置， 通过使 前述卡盘装置旋转， 使安装在前述长尺寸轴的内周面上的前述内表面仿形头与前述长尺寸 轴一起相对于前述刀具头相对旋转 ； 以及计量器， 设置在前述刀具头上， 进行前述内周面上 的测定点的位置计量 ； 前述位置计量是计量相对于前述相对旋转的中心的径向的位置， 通 过前述相对旋转使前述测定点在圆周方向上移位。
(21) 在上述 (2) 或 (4) 中， 前述长尺寸轴支撑装置具有 ： 卡盘装置， 分别把持前述 长尺寸轴的两端部 ； 卡盘旋转装置， 通过使前述卡盘装置旋转， 使前述长尺寸轴相对于前述 加工头相对旋转 ； 以及计量器 ； 设置在前述加工头上， 进行前述长尺寸轴的内周面上的测 定点的位置计量 ； 前述位置计量是计量相对于前述相对旋转的中心的径向位置， 通过前述 相对旋转使前述测定点在圆周方向上移位。(22) 在上述 (5) 至 (8) 的任一项的长尺寸轴内表面加工装置中， 还具有用来检测 前述刀具与前述底孔内表面的接触的接触检测用传感器。
(23) 在上述 (22) 中， 前述刀具头具有能够径向移动的工具台， 前述刀具安装在其 前端上， 前述轴向移动部件在轴向上受到驱动， 通过轴向移动使前述工具台径向移动 ； 前述 刀具驱动装置具有使前述轴向移动部件轴向移动的刀具驱动轴杆 ； 前述接触检测用传感器 是附带设置在前述工具台、 前述轴向移动部件或前述刀具驱动轴杆上的压力传感器或应变 片。
(24) 在上述 (22) 中， 前述接触检测用传感器是安装在前述加工头上的声音传感 器或振动传感器。
(25) 在上述 (1) 或 (3) 的长尺寸轴内表面加工装置中， 前述加工头具有内表面仿 形头和刀具头 ； 前述内表面仿形头具有使其轴线与底孔的轴线一致的功能 ； 前述刀具头在 安装在前述内表面仿形头上的状态下支撑在内表面仿形头上而能够围绕其轴线旋转， 并且 被前述刀具驱动装置驱动旋转 ； 还具有内表面检查头， 在替代前述刀具头而安装在前述内 表面仿形头上的状态下， 对前述内表面进行检查。
(26) 在上述 (25) 的长尺寸轴内表面加工装置， 前述内表面检查头具有 ： 能够在前 述长尺寸轴的径向上移动的径向移动部件， 使前述径向移动部件在前述径向上移动的驱动 装置， 检测前述径向移动部件与前述内表面的接触并输出检测信号的接触检测传感器， 以 及依据前述信号计量前述径向移动部件从初始位置在前述径向上移动至与前述内表面接 触的接触位置的距离的距离计量部 ； 具有相对旋转装置， 使前述内表面检查头围绕前述长 尺寸轴的轴心相对于前述长尺寸轴相对旋转。
(27) 在上述 (25) 中， 前述内表面检查头具有激光测距计， 通过该激光测距计朝 向前述内表面照射激光， 依据前述内表面所反射的该激光计量至前述内表面的距离 ； 具有 相对旋转装置， 使前述内表面检查头围绕前述长尺寸轴的轴心相对于前述长尺寸轴相对旋 转。
(28) 在上述 (25) 中， 前述内表面检查头具有对前述内表面进行摄像的摄像装置。
(29) 在上述 (25) 中， 前述内表面检查头具有 ： 能够在前述长尺寸轴的径向上移动 的径向移动部件， 使前述径向移动部件在前述径向上移动的驱动装置， 检测前述径向移动 部件与前述内表面的接触并输出该检测信号的接触检测传感器， 以及依据前述信号检测前 述径向移动部件从初始位置在前述径向上移动至与前述内表面接触的接触位置的距离的 距离计量部 ； 前述径向移动部件、 前述驱动装置、 前述接触检测传感器以及前述距离计量部 设置有多组， 该多组的前述径向移动部件设置在围绕前述长尺寸轴的轴的圆周方向上的彼 此不同的位置上。
(30) 在上述 (25) 中， 前述内表面检查头具有激光测距计， 通过该激光测距计朝向 前述内表面照射激光， 依据前述内表面所反射的该激光计量至前述内表面的距离， 前述激 光测距计在围绕前述长尺寸轴的轴的圆周方向上的彼此不同的位置上设置有多个。
(31) 本发明的长尺寸轴内表面加工方法对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内 表面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 准备加工头， 该加工头具有圆筒形的主本体和 被支撑成能够围绕其轴线旋转的圆筒形的子本体以及能够从该子本体上突出的内表面加 工用的刀具， 前述主本体具有能够在轴向上插入长尺寸轴的底孔中的直径， 前述子本体具有能够在轴向上插入长尺寸轴的最小直径的底孔中的直径 ； 将加工头插入长尺寸轴中后， 将在前述主本体的轴向上位于隔开间隔的位置上的一对内表面卡盘辐射状扩径， 并支撑成 使主本体的轴线与底孔的轴线一致地能够轴向移动 ； 使内表面加工用的刀具从前述子本体 上突出出来 ； 从外部使主本体轴向移动的同时， 从外部驱动子本体围绕轴线旋转而仿照底 孔进行内表面加工 ； 其次， 将前述长尺寸轴的轴的方向翻转， 同样地进行内表面加工。
(32) 本发明的长尺寸轴内表面加工方法对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内 表面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 准备加工头， 该加工头具有圆筒形的头本体和 能够从该头本体上突出的内表面加工用的刀具， 前述头本体具有以能够在轴向上插入长尺 寸轴的底孔中的直径形成的部分， 以及以能够在轴向上插入长尺寸轴的最小直径的底孔中 的直径形成的部分 ； 将加工头插入前述长尺寸轴中后， 将在前述头本体的轴向上位于隔开 间隔的位置上的一对内表面卡盘辐射状扩径， 并支撑成使前述加工头的轴线与底孔的轴线 一致地能够轴向移动， 容许前述长尺寸轴相对于前述加工头的旋转 ； 使内表面加工用的刀 具从前述头本体上突出出来 ； 从外部使前述加工头轴向移动的同时， 使前述长尺寸轴围绕 轴线旋转而仿照底孔进行内表面加工 ； 其次， 将前述长尺寸轴的轴的方向翻转， 同样地进行 内表面加工。 (33) 本发明的长尺寸轴内表面加工方法对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内 表面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 准备加工头， 该加工头具有圆筒形的主本体和 支撑成能够围绕其轴线旋转的圆筒形的子本体以及能够从该子本体上突出的内表面加工 用的刀具， 前述主本体具有能够在轴向上插入长尺寸轴的底孔中的直径， 前述子本体具有 能够在轴向上插入长尺寸轴的最小直径的底孔中的直径 ； 将加工头插入长尺寸轴中后， 将 在前述主本体的轴向上位于隔开间隔的位置上的一对内表面卡盘辐射状扩径， 以容许前述 长尺寸轴的轴向移动的状态使主本体的轴线与底孔的轴线一致 ； 使内表面加工用的刀具从 前述子本体上突出出来 ； 使长尺寸轴轴向移动的同时， 从外部驱动子本体围绕轴线旋转而 仿照底孔进行内表面加工 ； 其次， 将前述长尺寸轴的轴的方向翻转， 同样地进行内表面加 工。
(34) 本发明的长尺寸轴内表面加工方法对具有轴向贯通的底孔的长尺寸轴的内 表面仿照前述底孔进行切削加工， 其特征是， 准备加工头， 该加工头具有圆筒形头本体和能 够从该头本体上突出的内表面加工用的刀具， 前述头本体具有以能够在轴向上插入长尺寸 轴的底孔中的直径形成的部分， 以及以能够在轴向上插入长尺寸轴的底孔中的直径形成的 部分 ； 将前述加工头插入前述长尺寸轴中后， 将在前述头本体的轴向上位于隔开间隔的位 置上的一对内表面卡盘辐射状扩径， 使前述加工头的轴线与底孔的轴线一致， 容许前述长 尺寸轴相对于前述加工头的轴向移动与旋转 ； 使内表面加工用的刀具从前述头本体上突出 出来 ； 使前述长尺寸轴轴向移动的同时， 使前述长尺寸轴围绕轴线旋转而仿照底孔进行内 表面加工 ； 其次， 将前述长尺寸轴的轴的方向翻转， 同样地进行内表面加工。
根据上述 (1) 的本发明的构成， 加工头所需要的驱动源由配置在轴向两侧的两根 轴供给， 从而能够使加工头小型化且细径化。
即， 通过穿过长尺寸轴的底孔与加工头相连的头支撑装置和刀具驱动装置， 使具 有内表面加工用的刀具的加工头轴向移动和旋转， 因此， 加工头具有能够径向移动的内表 面加工用的刀具， 只要具有能够使该刀具的旋转中心与底孔的轴线一致、 并且能够轴向移
动地进行支撑的功能便足够， 因而能够使加工头的最大直径比长尺寸轴的两端部的底孔 细。
根据上述 (2) 的本发明的构成， 通过穿过长尺寸轴的底孔与加工头的一端相连的 头支撑装置， 使具有内表面加工用的刀具的加工头轴向移动， 通过与加工头的另一端相连 的刀具驱动装置使刀具径向移动， 通过长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴旋转， 因此， 加工头具 有能够径向移动的内表面加工用的刀具， 只要具有使该刀具的旋转中心与底孔的轴线一 致、 并且在插入底孔中的状态下容许长尺寸轴旋转的功能便足够， 因而能够使加工头的最 大直径比长尺寸轴的两端部的底孔细。 此外， 由于以长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴旋转， 因 而不需要使加工头旋转的机构， 能够使装置的构成简单。
根据上述 (3) 的本发明的构成， 通过长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴轴向移动， 通 过穿过长尺寸轴的底孔与加工头的一端相连的头支撑装置将具有内表面加工用的刀具的 加工头在轴向上固定， 通过与加工头的另一端相连的刀具驱动装置使刀具径向移动， 因此， 加工头具有能够径向移动的内表面加工用的刀具， 只要具有使该刀具的旋转中心与底孔的 轴线一致并且在插入底孔中的状态下容许长尺寸轴轴向移动的功能便足够， 因而能够使加 工头的最大直径比长尺寸轴的两端部的底孔细。此外， 按照上述 (1) 和 (2) 的装置， 由于使 加工头轴向移动以进行加工的加工装置的长度必须是底孔 ( 长尺寸轴 ) 的长度的 3 倍左 右， 但按照本发明的构成， 不是使加工头轴向移动， 而是以长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴轴 向移动的， 因而加工装置的长度为底孔长度的 2 倍左右即可， 能够节省空间。 根据 (4) 的本发明的构成， 通过长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴轴向移动并且旋 转， 通过穿过长尺寸轴的底孔与加工头的一端相连的头支撑装置将具有内表面加工用的刀 具的加工头在轴向上固定， 通过与加工头的另一端相连的刀具驱动装置使刀具径向移动， 因此， 加工头具有能够径向移动的内表面加工用的刀具， 只要具有使该刀具的旋转中心与 底孔的轴线一致并且在插入底孔中的状态下容许长尺寸轴轴向移动和旋转的功能便足够， 因而能够使加工头的最大直径比长尺寸轴的两端部的底孔细。
此外， 由于以长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴旋转， 因而不需要使加工头旋转的机 构， 能够使装置的构成简单。
此外， 由于以长尺寸轴支撑装置使长尺寸轴轴向移动， 因而与上述 (3) 的装置同 样， 加工装置的长度为底孔长度的 2 倍左右即可， 能够节省空间。
此外， 根据本发明的实施方式， 还能够得到以下效果。
以设置在加工头上的内表面卡盘使径向的加工反力转移到工件上， 旋转方向的反 力由轴 ( 镗杆 ) 承受， 从而能够实现长尺寸轴的细径化。
加工头通过由头支撑装置供给的液压而辐射状扩径， 使其轴线与底孔的轴线一 致， 并且能够相对于长尺寸轴进行相对旋转 / 相对轴向移动， 从而加工头的小型化变得更 容易， 并且加工时的工具反力由长尺寸轴的内表面承受， 因而能够防止因工具反力导致加 工精度的降低。
再有， 通过使加工头具有独立的两套卡盘， 能够确保加工头相对于工件底孔具有 准确的同轴度， 而且即便是锥形的底孔也能够确保同轴度。
即， 加工头具有在轴向上位于隔开间隔的位置上的一对内表面卡盘， 通过一对活 塞彼此独立动作， 因此， 即使底孔为圆筒形或锥形， 也能够使加工头相对于底孔始终保持同
心。 再有， 通过靠刀具驱动装置的轴移动装置进行移动的轴向移动部件的轴向移动使 刀具径向移动， 从而使加工头的小型化变得更为容易。
因此， 能够防止因加工时的工具反力导致加工精度的降低， 从而能够对长尺寸轴 的内表面仿照其底孔准确地进行镗削加工。
此外， 通过不仅设置主轴杆支撑部而且设置中间支撑部， 能够减少主轴杆的挠曲， 能够减轻主轴杆支撑部的磨损。 此外， 由于中间支撑部能够轴向移动， 因而在伴随加工的进 行旋转驱动装置进行轴向移动时， 能够使中间支撑部的移动不妨碍旋转驱动装置的移动。
此外， 由于中间支撑部通过索具 ( 绳子、 钢丝绳等 ) 与旋转驱动装置相连， 因而通 过将索具的长度设定成旋转驱动装置返回初始位置时中间支撑部返回固定位置， 能够防止 忘记使中间支撑部返回固定位置。
此外， 通过以从动机构使中间支撑部与旋转驱动装置的轴向移动相应地以既定比 例移动， 能够在恰当的位置以中间支撑部对主轴杆进行支撑， 能够进一步减轻因主轴杆的 挠曲引起的主轴杆支撑部的磨损。
此外， 由于能够以切削液供给装置及切削液流通路径向切削部位供给切削液， 因 而能够在必要时供给切削液。
此外， 通过将切削液出口设置在内表面仿形头的下部， 能够以切削液的液流将切 屑有效地排除。
此外， 由于能够以接触检测传感器检测刀具与底孔的内表面的接触， 因而能够准 确知道刀具与底孔内表面恰好抵触的位置 ( 零点位置乃至基准位置 )， 由此， 能够准确进行 对刀。
此外， 根据本发明的方法， 加工头由主本体和子本体构成， 子本体具有能够在轴向 上插入长尺寸轴的最小直径的底孔中的直径， 因此， 通过相对于加工头将长尺寸轴的轴的 方向翻转、 仿照底孔进行内表面加工， 能够使无法加工的范围为最小。
此外， 根据本发明的其它方法， 加工头的头本体具有能够在轴向上插入长尺寸轴 的最小直径的底孔中的部分， 因此， 通过相对于加工头将长尺寸轴的轴的方向翻转、 仿照底 孔进行内表面加工， 能够使无法加工的范围达到最小。
再有， 与刀具头进行交换而将内表面检查头安装在内表面仿形头上， 在该状态下， 能够以内表面检查头对前述底孔的内表面进行检查， 因此， 对切削加工后的长尺寸轴的内 表面能够简单地进行检查。
即， 安装在内表面仿形头上的内表面检查头， 在长尺寸轴的内部， 能够与内表面仿 形头一起靠头支撑装置在长尺寸轴的轴向上移动， 因此， 能够在期望的轴向位置或范围对 长尺寸轴内表面进行检查。因此， 不需要为了对长尺寸轴内表面进行检查而将长尺寸轴切 断。此外， 由于能够在长尺寸轴固定在长尺寸轴固定装置上的状态下对长尺寸轴内表面进 行检查， 因此， 不需要准备用来对长轴内表面 2 进行计量的专用夹具。似这样， 能够很容易 地对长轴内表面的状态进行检查。
附图说明
图 1A 是长轴的现有加工工艺的说明图。图 1B 是长轴的现有加工工艺的说明图。 图 1C 是长轴的现有加工工艺的说明图。 图 1D 是长轴的现有加工工艺的说明图。 图 2A 是专利文献 1 的 “管子内壁的仿形切削装置” 的构成图。 图 2B 是专利文献 1 的 “管子内壁的仿形切削装置” 的构成图。 图 3A 是专利文献 2 的 “长轴内表面加工装置” 的构成图。 图 3B 是专利文献 2 的 “长轴内表面加工装置” 的构成图。 图 4 是本发明将其作为对象的长轴的模式图。 图 5 是根据本发明第 1 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。 图 6 是图 5 的加工头的放大剖视图。 图 7 是轴向移动部件与工具台的透视图。 图 8A 是对本发明的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明的附图。 图 8B 是对本发明的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明的附图。 图 9 是根据本发明第 2 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。 图 10 是图 8 的加工头的放大剖视图。 图 11 是根据本发明第 3 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。 图 12A 是就本发明长尺寸轴内表面加工装置的装置长度进行说明的附图。 图 12B 是就本发明长尺寸轴内表面加工装置的装置长度进行说明的附图。 图 13 是根据本发明第 4 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。 图 14 是根据本发明第 5 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。 图 15 是第 1 构成例的从动机构的构成图。 图 16 是第 2 构成例的从动机构的构成图。 图 17 是用于供给切削液的其它构成图。 图 18A 是展示构成例 C-1 的附图。 图 18B 是对各刀具从图 18A 的状态进行移动后的状态进行展示的附图。 图 19 是展示构成例 C-2 的附图。 图 20A 是图 19 的 A-A 向剖视图。 图 20B 是对各刀具从图 20A 的状态进行移动后的状态进行展示的附图。 图 21A 是展示构成例 C-3 的附图。 图 21B 是对各刀具从图 21A 的状态进行移动后的状态进行展示的附图。 图 22 是第 1 实施方式中用于对偏心进行计量的构成图。 图 23 是图 19 的局部放大剖视图。 图 24 是第 2 实施方式或第 4 实施方式中用于对偏心进行计量的构成图。 图 25 是展示构成例 G 的附图。 图 26 是展示变型例 G 的其它构成的附图。 图 27 是展示变型例 G 的又一构成的附图。 图 28A 是对变型例 G 的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明的附图。 图 28B 是对变型例 G 的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明的附图。 图 29 对第 1 实施方式、 第 3 实施方式或第 4 实施方式中， 与刀具头进行交换的内表面检查头安装在内表面仿形头上的状态进行展示。 具体实施方式
下面， 对本发明的优选实施方式参照附图进行说明。另外， 在各图中， 凡共同的部 分均赋予相同的附图标记， 将重复的说明省略。
本发明的长尺寸轴内表面加工装置如图 4 所示， 是对具有轴向贯通且相对于轴线 成线对称的底孔 2 的细长长尺寸轴 1 的内表面仿照底孔 2 进行内表面加工的内表面加工装 置。
[ 第 1 实施方式 ]
图 5 是根据本发明第 1 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。如该 图所示， 本发明的长尺寸轴内表面加工装置具有长尺寸轴支撑装置 10， 加工头 20， 头支撑 装置 30， 以及刀具驱动装置 40。
长尺寸轴支撑装置 10 包括 ： 水平延伸的主框架 11 ； 能够沿着主框架 11 的上表面 移动地设置、 同心地把持长尺寸轴 1 的两端部的一对卡盘装置 12、 13， 以及沿着主框架 11 的 上表面隔开间隔地配置、 支撑长尺寸轴 1 的多个支承金属件 14。根据这样构成的长尺寸轴 支撑装置 10， 能够将长尺寸轴 1 不挠曲地固定。
加工头 20 具有能够在轴向上从长尺寸轴 1 的底孔 2 的至少一端插入的尺寸。此 外， 加工头 20 具有刀具头 22 和内表面仿形头 21。
刀具头 22 以具有能够径向移动的内表面加工用的刀具 29 并能够围绕轴心旋转的 方式构成。
内表面仿形头 21 支撑刀具头 22 使其能够旋转， 同时使刀具头 22 的旋转中心与底 孔 2 的轴线一致， 且支撑刀具头 22 使其能够在长尺寸轴 1 内轴向移动。
关于加工头 20 的详细构造将在后面叙述。
头支撑装置 30 具有镗杆 32， 镗杆移动装置 34， 以及液压供给装置 36。
镗杆 32 是中空圆筒形的细长部件， 一端 ( 图中左端 ) 与加工头 20( 内表面仿形头 21) 相连并在轴向上水平延伸。该镗杆 32 具有在轴向上延伸的第 1 中空孔 32a 和第 2 中空 孔 31b( 参照图 6)。
镗杆移动装置 34 具有 ： 把持镗杆 32 的后端部 ( 图中右端部 ) 使其不能旋转的移 动部件 34a， 与移动部件 34a 螺纹连接而使其在轴向上移动的丝杠 34b， 以及使丝杠 34b 以 轴线为中心旋转的旋转驱动装置 34c( 例如带减速器的马达 ) ； 通过旋转驱动装置 34c， 经由 通过丝杠 34b 与镗杆 32 使加工头 20 在轴向上移动。
在镗杆移动装置 34 中， 也可以取代具有移动部件 34a、 丝杠 34b 以及旋转驱动装 置 34c 的构成， 而采用能够使镗杆 32 轴向移动的其它构成。例如， 也可以采用以旋转马达 对齿轮齿条机构、 皮带机构或链条机构进行驱动而使镗杆 32 轴向移动的构成， 或者以线性 马达直接使镗杆 32 轴向移动的构成。
根据构成的镗杆移动装置 34， 镗杆 32 的一端 ( 左端 ) 从长尺寸轴 1 的一端穿过底 孔 2 与加工头 20 相连， 通过镗杆 32 的移动能够使加工头 20 轴向移动。
液压供给装置 36 由液压单元 36a 和与镗杆 32 的末端 ( 图中右端 ) 相连的液压软 管 36b 组成， 以通过镗杆 32 的中空孔 32a( 参照图 6) 供给用于施加使加工头 20 动作的液压的液体 ( 工作液 )。
刀具驱动装置 40 具有主轴杆 42、 刀具驱动轴杆 44、 旋转驱动装置 46、 以及轴移动 装置 48。
主轴杆 42 是中空圆筒形的细长部件， 一端 ( 图中右端 ) 与加工头 20( 刀具头 22) 相连， 在轴向上水平延伸。
刀具驱动轴杆 44， 穿过主轴杆的中空孔在轴向上延伸， 不能够相对旋转地与加工 头 20 的后述的轴向移动部件 28( 参照图 6) 相连。
旋转驱动装置 46 具有能够沿着主框架 11 的上表面水平移动地设置的水平移动台 46a， 以及设置在水平移动台 46a 上的旋转驱动卡盘 46b。水平移动台 46a 具有未图示的水 平导轨以及由该水平导轨引导的引导件， 以低阻力进行水平移动。此外， 旋转驱动卡盘 46b 由把持主轴杆 42 的轴端 ( 图中左端 ) 的卡盘装置、 与驱动卡盘装置围绕轴线旋转的卡盘旋 转驱动机构组成。
根据上述构成， 能够通过刀具驱动装置 40 驱动从长尺寸轴 1 的另一端 ( 图中左 端 ) 穿过底孔 2 与加工头 20 相连的主轴杆 42 围绕轴线旋转， 并能够跟随加工头 20 的移动 使水平移动台 46a 轴向移动。
轴移动装置 48 是设置在水平移动台 46a 上的直动执行器， 与旋转驱动装置 46 一 起在轴向上移动， 使得刀具驱动轴杆 44 相对于主轴杆 42 进行相对轴向移动。此外， 轴移动 装置 48 支撑刀具驱动轴杆 44 使其能够旋转。因此， 刀具驱动轴杆 44 能够与后述的轴向移 动部件 28 一起旋转。
在图 5 的构成例中， 刀具驱动装置 40 还具有主轴杆支撑部 41 和中间支撑部 43。
主轴杆支撑部 41 设置在长尺寸轴支撑装置 10 与旋转驱动装置 46 之间且靠近长 尺寸轴支撑装置 10 的位置上， 支撑主轴杆 42 使其能够旋转。
中间支撑部 43 设置在主轴杆支撑部 41 与旋转驱动装置 46 之间的位置上并能够 在轴向上自如移动， 支撑主轴杆 42 使其能够旋转。此外， 在图示的例子中， 中间支撑部 43 与旋转驱动装置 46 通过索具 45 相连。作为索具 45， 可以采用绳子、 钢丝绳、 缆绳、 链条等。
在本实施方式中， 长尺寸轴内表面加工装置还具有经由镗杆 32 的第 2 中空孔 32b( 参照图 6) 向内表面仿形头 21 供给切削液的切削液供给装置 18。切削液供给装置 18 具有由切削液箱和泵等组成的切削液供给源 18a、 以及将来自切削液供给源 18a 的切削液 引导到镗杆 32 上的切削液供给软管 18b。内表面仿形头 21 上形成有后述的切削液供给路 径 23b( 参照图 6)， 以通过切削液供给路径 23b 将切削液引导到切削部位附近。
图 6 是图 5 的加工头 20 的放大剖视图。
在该例中， 内表面仿形头 21 具有圆筒形的主本体 23、 在主本体 23 的轴向上设置在 隔开间隔的位置上的一对内表面卡盘 24、 以及在主本体 23 的轴向上设置在隔开间隔的位 置上的一对活塞 25。
圆筒形的主本体 23 具有能够在轴向上插入长尺寸轴 1 的底孔 2 中的直径。
各内表面卡盘 24 在圆周方向上具有 3 组以上的由回转子 24a 与导向部件 24c 组 成的组， 该回转子 24a 能够在轴向上滚动， 该导向部件 24c 被设置成能够在主本体 23 内径 向移动， 使回转子 24a 在径向上进退移动。在图 6 的构成例中， 各内表面卡盘 24 上配置有 3 组以 120 度间隔配置的回转子 24a 与导向部件 24c 的组。各导向部件 24c 具有相对于轴线倾斜的锥面 24b。
一对活塞 25 设置在一对内表面卡盘 24 之间的主本体 23 内， 能够在轴向上向相反 方向移动。
此外， 各活塞 25 在其轴向的一端上具有与各导向部件 24c 的锥面 24b 相同的倾斜 度的锥面 25a。锥面 24b、 25a 也可以是平面。
此外， 主本体 23 具有液压流体路径 23a， 从形成于镗杆 32 上的第 1 中空孔 32a 向 一对活塞 25 之间供给用来施加液压的液体 ( 工作液 )。
根据上述构成， 能够通过由液压供给装置 36 向内表面仿形头 21 供给的液体的压 力使一对内表面卡盘 24 辐射状扩径而使得刀具头 22 的轴线与底孔 2 的轴线一致， 并且通 过回转子 24a 支撑内表面仿形头 21 使其能够轴向移动。这样一来， 通过使一对内表面卡盘 24 辐射状扩径而使得其轴线与底孔 2 的轴线一致， 将变成内表面仿形头 21 安装到内周面 2 上的状态。在该状态下， 内表面仿形头 21 与长尺寸轴 1 二者不能够相对旋转， 但内表面仿 形头 21 能够相对于长尺寸轴 1 在其轴线方向上移动。
此外， 即使在底孔 2 为锥孔的场合， 由于一对活塞 25 各自独立地移动， 因而仍能够 使一对内表面卡盘 24 各自独立地辐射状扩径而使得刀具头 20 的轴线与底孔 2 的轴线一 致。
在图 6 的构成例中， 内表面仿形头 21( 主本体 23) 还具有将由切削液供给装置 18 供给的切削液引导到切削部位附近的切削液流通路径 23b。切削液流通路径 23b 的切削液 流出口 23c 形成为切削液向刀具头 22 一侧流出。根据该构成， 能够将切削液向刀具 29 供 给。
此外， 切削液流出口 23c 形成为切削液朝向加工方向的上游侧流出。在图示的例 子中， 加工方向向右， 即加工头 20 向右前进， 因而切削液向左流出。
根据该构成， 防止切屑向内表面卡盘 24 一侧流动， 因而能够防止切屑进入内表面 卡盘 24 与底孔 2 的内表面之间引起轴心错位于未然。
此外， 在图示的例子中， 切削液流出口 23c 设置在内表面仿形头 21 的下部。根据 该构成， 由于容易形成切削液的液流， 因而能够利用切削液的液流有效地将切屑排除。
刀具头 22 具有 ： 中空圆筒形的子本体 26 ； 前端安装了刀具 29 的工具台 27 ； 以及 设置在子本体 26 内的轴向移动部件 28。
子本体 26 经由轴承 26a 能够围绕轴线旋转地与内表面仿形头 21 相连。
工具台 27 在子本体 26 内被导引而能够径向移动， 具有相对于轴线倾斜的斜齿 27a。
轴向移动部件 28 具有与工具台 27 的斜齿 27a 啮合的斜齿 28a。此外， 轴向移动部 件 28 与刀具驱动轴杆 44 以同心且不能够相对旋转的状态相连， 与刀具驱动轴杆 44 一起在 轴向上移动且以轴心为中心旋转。
图 7 是工具台 27 与轴向移动部件 28 的透视图。如图所示， 轴向移动部件 28 具有 半圆部 28-1， 在该半圆部 28-1 的平面一侧的面上形成有斜齿 28a。此外， 在工具台 27 上， 在面对轴向移动部件 28 的斜齿 28a 的面上形成有上述斜齿 27a。
根据上述构成， 能够以内表面仿形头 21 支撑刀具头 22 使其能够围绕其轴线旋转。 此外， 通过以轴移动装置 48 使刀具驱动轴杆 44 轴向移动而使得与刀具驱动轴杆 44 相连的轴向移动部件 28 轴向移动， 并将该轴向移动经由斜齿 27a 与斜齿 28a 转换成工具台 27 的 径向移动， 能够使刀具 29 在径向上移动。
下面， 参照图 8A 及图 8B 对第 1 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理 进行说明。
图 8A 和图 8B 分别示出图 4 的长尺寸轴 1 的左端一侧 ( 法兰相反一侧 ) 和右端一 侧 ( 法兰一侧 ) 的内表面加工状态。
图 8A 中， 将加工头 20 朝向子本体 22 一侧插入图 1 的长尺寸轴 1 的左端一侧 ( 法 兰相反一侧 ) 的最小直径的底孔 2a 中。
其次， 经由镗杆 32 的第 1 中空孔 32a 和内表面仿形头 21 的液压流体路径 23a 向一 对活塞 25 之间供给液体 ( 工作液 )， 使一对活塞 25 向彼此分离的方向移动， 从而使一对内 表面卡盘 24 辐射状扩径。通过该内表面卡盘 24 的扩径， 使刀具头 22 的轴线 ( 旋转中心 ) 与底孔 2 的轴线一致， 通过内表面卡盘 24 在底孔 2 内支撑内表面仿形头 21 及刀具头 22 使 其能够轴向移动。
在使刀具头 22 的轴线与底孔 2 的轴线一致后， 对刀具驱动轴杆 44 进行轴向驱动， 从而经由轴向移动部件 28 及工具台 27 使刀具 29 向径向外方移动， 使刀具 29 突出到成为 既定进刀量的位置。 其次， 在通过主轴杆 42 从长尺寸轴 1 的外部驱动刀具头 22 围绕轴线旋转的同时， 通过镗杆移动装置 34 从长尺寸轴 1 的外部经由镗杆 32 使内表面仿形头 21 轴向移动， 从而 仿照底孔 2 对长尺寸轴 1 的内表面进行内表面加工。
通过上述加工步骤， 能够用本发明的装置进行内表面加工直到长尺寸轴 1 的最小 直径的底孔 2a 附近。
其次， 在图 8B 中， 将长尺寸轴 1 的轴的方向翻转， 将加工头 20 朝向子本体 22 一侧 插入图 4 的长尺寸轴 1 的右端一侧 ( 法兰一侧 ) 的底孔中， 同样地进行内表面加工。由此， 用本发明的装置进行内表面加工直到长尺寸轴 1 的法兰附近。
这样一来， 通过相对于加工头 20 将长尺寸轴 1 的轴向翻转并仿照底孔 2 进行内表 面加工， 能够使无法加工的范围为最小。
在上述内表面加工必须有切削液的场合， 以切削液供给装置 18 经由镗杆 32 的第 2 中空孔 32b 和内表面仿形头 21 的切削液流通路径 23b 向切削部位供给切削液。
为了使长尺寸轴 1 的的轴向容易翻转， 设计成加工头 20 的两端部通过螺栓等易于 在镗杆 32、 主轴杆 42 以及刀具驱动轴杆 44 上进行拆装。
根据上述第 1 实施方式的构成， 通过从配置在轴向两侧的两根轴 ( 镗杆 32 及主轴 杆 42) 供给加工头 20 轴向移动及旋转驱动所需要的驱动力， 能够使加工头 20 小型化且细 径化。
即， 由于其构成是通过穿过长尺寸轴 1 的底孔 2 与加工头 20 相连的头支撑装置 30 和刀具驱动装置 40 进行具有内表面加工用的刀具 29 的加工头 20 的轴向移动和旋转驱动， 因此， 加工头 20 只要具有径向移动的刀具 2， 同时具有使刀具头 22 的旋转中心与底孔 2 的 轴线一致、 并且能够轴向移动地支撑的功能即可， 作为加工头 20 的构成， 由于不设置需要 大驱动力的机构即可， 因而能够使加工头 20 的最大直径比长尺寸轴 1 的两端部中的至少一 个端部的底孔 2 细。
此外， 通过在加工头 20 上设置内表面卡盘 24， 使径向的加工反力转移到工件 ( 长 尺寸轴 1) 上， 由轴 ( 镗杆 32) 承受旋转方向的加工反力， 从而能够实现长尺寸细径化。
即， 由于从头支撑装置 30 供给的工作液使内表面卡盘 24 辐射状扩径， 使得刀具头 22 的轴线与底孔 2 的轴线一致， 并且支撑刀具头 22 使其能够轴向移动， 因而加工头 20 的小 型化变得更容易， 而且由于加工时的工具反力由长尺寸轴 1 的底孔 2 的内表面承受， 因而能 够防止因工具反力而导致加工精度的降低。
再者， 通过加工头 20 具有一对内表面卡盘 24， 从而能够准确地确保加工头 20 相对 于底孔 2 的同轴度， 而且即便是锥形的底孔也能够确保同轴度。
即， 由于内表面仿形头 21 具有在轴向上位于隔开间隔的位置上的一对内表面卡 盘 24， 靠一对活塞 25 各自独立工作， 因而即使底孔 2 是圆筒形或锥形， 也能够使加工头 20 相对于底孔总是保持同心。
再者， 通过以刀具驱动装置 40 的轴移动装置 48 使轴向移动部件 28 轴向移动， 通 过该轴向移动部件 28 的轴向移动使刀具 29 径向移动， 从而使得加工头 20 的小型化更为容 易。
因此， 能够防止加工时的工具反力导致加工精度降低， 仿照底孔 2 对长尺寸轴 1 的 内表面准确地进行镗削加工。
此外， 不仅设置了主轴杆支撑部 41 而且还设置了中间支撑部 43， 因而能够减少主 轴杆的挠曲， 减轻主轴杆支撑部 41 的磨损。此外， 由于中间支撑部 43 能够轴向移动， 因而 当随着加工的进行旋转驱动装置 46 轴向移动时， 能够使中间支撑部 43 不妨碍旋转驱动装 置 46 的移动地移动。
此外， 由于中间支撑部 43 是通过索具 ( 绳子、 钢丝绳等 ) 与旋转驱动装置 46 连接 的， 因而通过预先将索具的长度设定成在旋转驱动装置 46 返回到初始位置时中间支撑部 43 返回固定位置的长度， 便能够防止忘记使中间支撑部 43 返回固定位置。
此外， 以切削液供给装置 18 及切削液流通路径 23b 将切削液引导到加工部位附 近， 便能够向切削部位供给切削液， 因而切削液能够参与必要的加工。
此外， 将切削液流出口 23c 设置在内表面仿形头 21 的下部， 因而能够靠切削液的 液流将切屑有效排除。
[ 第 2 实施方式 ]
图 9 是根据本发明第 2 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。
在本实施方式中， 长尺寸轴支撑装置 10 将长尺寸轴 1 使之不发生挠曲地固定且具 有使长尺寸轴 1 围绕轴心旋转的功能。为此， 长尺寸轴支撑装置 10 上的卡盘装置 12、 13 中 的一方或双方把持长尺寸轴 1 的部分通过未图示的旋转用驱动源驱动旋转。
使卡盘装置 12、 13 中的一方或双方旋转的未图示的旋转用驱动源例如可以应用 旋转马达。 在这种场合， 可以采用如下构成 ： 将旋转马达的旋转力通过适宜的动力传递机构 ( 齿轮机构、 皮带机构、 链条机构等 ) 传递到卡盘装置的把持部的旋转轴上。
加工头 20 能够在轴向上插入长尺寸轴 1 的底孔 2 中， 具有能够径向移动的内表面 加工用的刀具 29， 并具有使刀具 29 的旋转中心与底孔的轴线一致的功能， 能够在底孔内轴 向移动， 并且具有在插入底孔中的状态下容许长尺寸轴 1 旋转的功能。关于本实施方式中 的加工头 20 的更详细的构造， 将在后面叙述。头支撑装置 30 是从长尺寸轴 1 的一端穿过底孔与加工头 20 相连而使加工头 20 轴向移动的装置， 与第 1 实施方式同样， 具有镗杆 32、 镗杆移动装置 34、 以及液压供给装置 36。
此外， 本实施方式的长尺寸轴内表面加工装置与第 1 实施方式同样， 具有切削液 供给装置 18。
刀具驱动装置 40 是从长尺寸轴 1 的另一端穿过底孔与加工头 20 相连而使刀具 29 径向移动的装置。
刀具驱动装置 40 具有 ： 一端与刀具头相连并在轴向上延伸的主轴杆 42 ； 支撑主轴 杆 42、 跟随加工头 20 而与主轴杆 42 一起轴向移动的主轴杆支撑装置 53 ； 穿过主轴杆 42 的 中空孔在轴向上延伸的刀具驱动轴杆 ； 以及使刀具驱动轴杆相对于主轴杆 42 在轴向上相 对移动的轴移动装置 48。
主轴杆支撑装置 53 具有 ： 设置成能够沿着主框架 11 的上表面水平移动的水平移 动台 53a ； 支撑设置在水平移动台 53a 上的主轴杆 42 的轴杆支撑部件 53b。优选的是轴杆 支撑部件 53b 以对主轴杆 42 的旋转进行约束的方式支撑。
与第 1 实施方式不同， 第 2 实施方式中的刀具驱动装置 40 不具有驱动主轴杆 42 旋转的功能。
第 2 实施方式中的轴移动装置 48 的构成与第 1 实施方式中的轴移动装置 48 一样。
图 10 是第 2 实施方式中的加工头 20 的放大剖视图。
与第 1 实施方式不同， 加工头 20 具有圆筒形的头本体 55、 一对内表面卡盘 24、 一 对活塞 25、 工具台 27、 以及轴向移动部件 28。
本实施方式中的头本体 55 不是像第 1 实施方式那样由能够彼此相对旋转的主本 体和子本体构成的构造。
本实施方式中的头本体 55 具有 ： 以能够在轴向上插入长尺寸轴 1 的底孔中的直径 形成的部分 ( 图示的例子中为靠近镗杆 32 的较粗部分 ) ； 以及以能够在轴向上插入长尺寸 轴 1 的最小直径的底孔中的直径形成的部分 ( 图示的例子中为靠近主轴杆 42 的较细的部 分 )。
一对内表面卡盘 24 与一对活塞 25 设置在头本体 55 上的靠近镗杆 32 的较粗部分 的内部。
工具台 27 与轴向移动部件 28 设置在头本体 55 的内部比一对活塞 25 更靠主轴杆 42 一侧的位置上。
各内表面卡盘 24 在圆周方向上具有 3 组以上的由自由辊 24d 与导向部件 24c 组 成的组， 该自由辊 24d 能够旋转且容许加工头 20 相对于长尺寸轴 1 进行轴向相对移动和相 对旋转， 该导向部件 24c 设置成能够在头本体 55 内径向移动而使自由辊 24d 在径向上进退 移动。在图 10 的构成例中， 各内表面卡盘 24 上以 120 度的间隔配置有 3 组自由辊 24d 与 导向部件 24c 的组。
第 2 实施方式中的加工头 20 以及其它构成与第 1 实施方式一样。因此， 液体向一 对活塞之间的供给、 切削液向加工头 20 的供给、 导向部件 24c 因一对活塞 25 的轴向移动而 进行的径向移动、 工具台 27 因轴向移动部件 28 的轴向移动而进行的径向移动与第 1 实施 方式一样。下面， 对第 2 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明。
将加工头 20 插入长尺寸轴 1 中之后， 向一对活塞 25 之间供给液体 ( 工作液 )， 使 得一对内表面卡盘 24 辐射状扩径， 以此使加工头 20 的轴线与底孔的轴线一致。由于内表 面卡盘上设置有自由辊 24d， 因而加工头 20 能够在底孔内轴向移动， 并且容许长尺寸轴 1 的 旋转。
其次， 使刀具 29 从头本体 55 上突出到达到既定进刀量的位置。
其次， 在通过镗杆 32 从外部使加工头 20 轴向移动的同时， 通过长尺寸轴支撑装置 10 使长尺寸轴 1 围绕轴线旋转， 从而仿照底孔对长尺寸轴 1 的内表面进行切削加工。
其次， 将长尺寸轴 1 的轴的方向翻转， 将加工头 20 插入长尺寸轴 1 的底孔中， 同样 地进行内表面加工。由此， 用本发明的装置进行内表面加工直到长尺寸轴 1 的法兰附近。
通过上述的加工步骤， 能够进行内表面加工直到图 4 的长尺寸轴 1 中的最小直径 的底孔 2a 附近， 并且通过翻转， 能够使无法加工的范围为最小。
根据上述的第 2 实施方式的构成， 通过穿过长尺寸轴 1 的底孔与加工头 20 的一端 相连的头支撑装置 30， 进行具有内表面加工用的刀具 29 的加工头 20 的轴向移动， 通过以与 加工头 20 的另一端相连的刀具驱动装置 40， 使刀具 29 径向移动， 通过长尺寸轴支撑装置 10 进行长尺寸轴 1 的旋转驱动， 因此， 加工头 20 具有能够径向移动的内表面加工用的刀具 29， 只要具有使该刀具 29 的旋转中心与底孔的轴线一致、 并且在插入底孔中的状态下容许 长尺寸轴 1 的旋转的功能便足够， 因而能够使加工头 20 的最大直径比长尺寸轴 1 的两端部 的底孔细。
此外， 由于与第 1 实施方式不同， 通过长尺寸轴支撑装置 10 进行长尺寸轴 1 的旋 转驱动， 因而不需要使加工头 20 旋转的机构， 能够使装置的构成简单。
作为其它效果， 在能够防止工具反力导致加工精度降低这一点， 以及即便底孔 2 为圆筒形或锥形， 也能够使加工头 20 相对于底孔始终保持同心这一点上与第 1 实施方式一 样。
[ 第 3 实施方式 ]
图 11 是根据本发明第 3 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。
在本实施方式中， 长尺寸轴支撑装置 10 将长尺寸轴 1 不发生挠曲地固定且具有使 长尺寸轴 1 轴向移动的功能。
在本实施方式中， 长尺寸轴支撑装置 10 具有在主框架 11 上轴向移动的移动台 10a， 卡盘装置 12、 13 固定在该移动台 10a 上。也可以这样构成 ： 不设置将卡盘装置 12、 13 一起搭载的移动台， 而使卡盘装置 12、 13 能够分别在主框架 11 上轴向移动。
长尺寸轴支撑装置 10 的轴向移动由未图示的轴向用驱动源进行。作为这种轴向 用驱动源， 例如可以应用旋转马达。在应用旋转马达的场合， 可以采用如下构成 ： 将旋转马 达的旋转运动通过适宜的动力转换机构 ( 滚珠丝杠机构、 齿轮齿条机构、 皮带机构、 链条机 构等 ) 转换成直线运动， 进行轴向驱动。 或者也可以采用如下构成 ： 作为长尺寸轴支撑装置 10 的轴向用驱动源使用线性马达， 通过线性马达的移动子的移动直接进行轴向驱动。
加工头 20 的构成及工作原理与第 1 实施方式一样。在刀具驱动装置 40 具有旋转 驱动装置 46b 和轴移动装置 48 这一点上与第 1 实施方式一样， 但没有设置水平移动台 ( 图 2 的附图标记 46a)， 不使旋转驱动装置和轴移动装置 48 轴向移动。在头支撑装置 30 具有镗杆 32 这一点上与第 1 实施方式一样， 但没有设置镗杆移 动装置 34( 图 5 的附图标记 34)， 不使镗杆 32 轴向移动。镗杆 32 在与加工头 20 相反一侧 的端部由镗杆支撑部件 52 支撑。镗杆支撑部件 52 将镗杆 32 支撑在不能够旋转且不能够 轴向移动的状态。
在设置有液压供给装置 36 与切削液供给装置 18 这一点上以及它们的构成、 工作 原理与第 1 实施方式一样。
如图 11 所示， 为了减少主轴杆 42 的挠曲， 优选地是在长尺寸轴支撑装置 10 与旋 转驱动装置 46 之间设置支撑主轴杆 42 使其能够旋转的轴杆中间支撑部 50。此外， 为了减 少镗杆 32 的挠曲， 优选的是在长尺寸轴支撑装置 10 与镗杆支撑部件 52 之间设置支撑镗杆 32 的镗杆中间支撑部 51。另外， 优选的是轴杆中间支撑部 50 与镗杆中间支撑部 51 能够在 轴向上自如移动。
其次， 对第 3 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明。
将加工头 20 插入长尺寸轴 1 中之后， 向一对活塞 25 之间供给液体 ( 工作液 )， 使 得一对内表面卡盘 24 辐射状扩径， 以此使加工头 20 的轴线与底孔的轴线一致。 由于内表面 卡盘上设置有回转子， 因而在加工头 20 插入底孔中的状态下容许长尺寸轴 1 的轴向移动。
其次， 使刀具 29 从刀具头 22 上突出到达到既定进刀量的位置。
其次， 通过主轴杆 42 从外部使刀具头 22 以轴心为中心旋转， 并通过长尺寸轴支撑 装置 10 使长尺寸轴 1 轴向移动， 从而仿照底孔对长尺寸轴 1 的内表面进行切削加工。
其次， 将长尺寸轴 1 的轴的方向翻转， 将加工头 20 插入长尺寸轴 1 的底孔中， 同样 地进行内表面加工。由此， 用本发明的装置进行内表面加工直到长尺寸轴 1 的法兰附近。
通过上述的加工步骤， 能够进行内表面加工直到图 4 的长尺寸轴 1 中的最小直径 的底孔 2a 附近， 并且通过翻转， 能够使无法加工的范围为最小。
根据上述第 3 实施方式的构成， 通过长尺寸轴支撑装置 10 使长尺寸轴 1 轴向移 动， 通过穿过长尺寸轴 1 的底孔与加工头 20 的一端相连的头支撑装置 30， 将具有内表面加 工用的刀具 29 的加工头 20 在轴向上固定， 通过与加工头 20 的另一端相连的刀具驱动装置 40 使刀具 29 径向移动， 因此， 加工头 20 具有能够径向移动的内表面加工用的刀具 29， 只要 具有使该刀具 29 的旋转中心与底孔的轴线一致、 并且在插入底孔中的状态下容许长尺寸 轴 1 的轴向移动的功能便足够， 因而能够使加工头 20 的最大直径比长尺寸轴 1 的两端部的 底孔细。
图 12A 及图 12B 是对本发明的长尺寸轴内表面加工装置的装置长度进行说明的附 图。图 12A 是第 1 及第 2 实施方式的模式图， 加工头 20、 头支撑装置 30 及刀具驱动装置 40 在上方的图中靠向左侧， 在下方的图中靠向右侧。这样一来， 在第 1 及第 2 实施方式中， 为 了使加工头 20、 头支撑装置 30 及刀具驱动装置 40 轴向移动， 加工装置的整体长度 L1 必须 为底孔 ( 长尺寸轴 1) 的长度的 3 倍左右。
另一方面， 图 12B 是第 3 实施方式的模式图， 长尺寸轴 1 在上方的图中靠向左侧， 在下方的图中靠向右侧。这样一来， 在第 3 实施方式中， 不是使加工头 20 轴向移动而是使 长尺寸轴 1 轴向移动， 因而加工装置的整体长度 L2 为底孔长度的 2 倍左右即可， 可节省空 间。
作为其它效果， 在能够防止工具反力导致加工精度降低这一点， 以及即便底孔 2为圆筒形或锥形， 也能够使加工头 20 相对于底孔始终保持同心这一点上与第 1 实施方式一 样。
[ 第 4 实施方式 ]
图 13 是根据本发明第 4 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。
在本实施方式中， 长尺寸轴支撑装置 10 将长尺寸轴 1 不发生挠曲地固定， 具有使 长尺寸轴 1 轴向移动且使长尺寸轴 1 围绕其轴心旋转的功能。
为此， 长尺寸轴支撑装置 10 上的卡盘装置 12、 13 中的一方或双方把持长尺寸轴 1 的部分由未图示的旋转用驱动源驱动旋转。用于通过旋转用驱动源使卡盘装置 12、 13 的把 持部旋转的机构， 可以采用与第 2 实施方式中的对应部分一样的构成。
此外， 长尺寸轴支撑装置 10 具有在主框架上轴向移动的移动台 10a， 卡盘装置 12、 13 固定在该移动台 10a 上。 也可以这样构成 ： 不设置将卡盘装置 12、 13 共同搭载的移动台， 而使卡盘装置 12、 13 能够分别在主框架 11 上轴向移动。长尺寸轴支撑装置 10 的轴向移动 由未图示的轴向用驱动源进行。用于通过轴向用驱动源使长尺寸轴支撑装置 10 轴向移动 的构成可以采用与第 3 实施方式中的对应部分一样的构成。
加工头 20 的构成与第 2 实施方式 ( 图 10) 一样。因此， 加工头 20 能够在轴向上 插入长尺寸轴 1 的底孔中， 具有能够径向移动的内表面加工用的刀具 29， 具有使刀具 29 的 旋转中心与底孔的轴线一致的功能， 并且具有在插入底孔中的状态下容许长尺寸轴 1 的轴 向移动与旋转的功能。 刀具驱动装置 40 是从长尺寸轴 1 的另一端穿过底孔与加工头 20 相连， 使刀具 29 径向移动的装置。
刀具驱动装置 40 具有 ： 一端与刀具头相连并在轴向上延伸的主轴杆 42 ； 支撑主轴 杆 42 的轴杆支撑部件 53b ； 穿过主轴杆 42 的中空孔在轴向上延伸的刀具驱动轴杆 44 ； 以及 使刀具驱动轴杆 44 相对于主轴杆 42 在轴向上相对移动的轴移动装置 48。在第 4 实施方式 中， 与第 1 实施方式不同， 没有设置旋转驱动卡盘 ( 图 5 中的附图标记 46b) 及水平移动台 ( 图 5 中的附图标记 46a)。
头支撑装置 30 的构成与第 3 实施方式一样， 具有镗杆 32 和镗杆支撑部件 52。
在设置有液压供给装置 36 和切削液供给装置 18 这一点上以及它们的构成、 功能 与第 1 实施方式一样。
如图 13 所示， 为了减少主轴杆 42 的挠曲， 在长尺寸轴支撑装置 10 与旋转驱动装 置之间设置支撑主轴杆 42 的轴杆中间支撑部 50 为佳。 此外， 为了减少镗杆 32 的挠曲， 在长 尺寸轴支撑装置 10 与镗杆支撑部件 52 之间设置支撑镗杆 32 的镗杆中间支撑部 51 为佳。 另外， 轴杆中间支撑部 50 与镗杆中间支撑部 51 以能够在轴向上自如移动为佳。
其次， 对第 4 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进行说明。
将加工头 20 插入长尺寸轴 1 中之后， 向一对活塞 25 之间供给液体 ( 工作液 )， 使 一对内表面卡盘辐射状扩径， 以此使加工头 20 的轴线与底孔的轴线一致。由于内表面卡盘 上设置有自由辊 24d， 因而在加工头 20 插入底孔中的状态下容许长尺寸轴 1 的旋转和轴向 移动。
其次， 使刀具 29 从头本体 55 上突出到达到既定进刀量的位置。
其次， 通过长尺寸轴支撑装置 10 使长尺寸轴 1 旋转并轴向移动， 从而以刀具 29 仿
照底孔对长尺寸轴 1 的内表面进行切削加工。
其次， 将长尺寸轴 1 的轴的方向翻转， 将加工头 20 插入长尺寸轴 1 的底孔中， 同样 地进行内表面加工。由此， 用本发明的装置进行内表面加工直到长尺寸轴 1 的法兰附近。
通过上述的加工步骤， 能够进行内表面加工直到图 4 的长尺寸轴 1 中的最小直径 的底孔 2a 附近， 并且通过翻转， 能够使无法加工的范围为最小。
根据上述第 4 实施方式的构成， 通过长尺寸轴支撑装置 10 使长尺寸轴 1 轴向移动 并旋转， 以穿过长尺寸轴 1 的底孔与加工头 20 的一端相连的头支撑装置 30， 将具有内表面 加工用的刀具 29 的加工头 20 在轴向上固定， 通过与加工头 20 的另一端相连的刀具驱动装 置 40 使刀具 29 径向移动， 因此， 加工头 20 具有能够径向移动的内表面加工用的刀具 29， 只 要具有使该刀具 29 的旋转中心与底孔的轴线一致、 并且在插入底孔中的状态下容许长尺 寸轴 1 的轴向移动的功能便足够， 因而能够使加工头 20 的最大直径比长尺寸轴 1 的两端部 的底孔细。
此外， 由于通过长尺寸轴支撑装置 10 使长尺寸轴 1 旋转， 因而与第 2 实施方式一 样， 不需要使加工头 20 旋转的机构， 能够使装置的构成简单。
此外， 由于通过长尺寸轴支撑装置 10 使长尺寸轴 1 轴向移动， 因而与第 3 实施方 式一样， 加工装置的长度为底孔长度的 2 倍左右即可， 能够节省空间。
[ 第 5 实施方式 ]
图 14 是根据本发明的长尺寸轴内表面加工装置的总体构成图。
在本实施方式中， 主框架 11 由属于刀具驱动装置 40 的第 1 框架 11A、 属于长尺寸 轴支撑装置 10 的第 2 框架 11B、 以及属于头支撑装置 30 的第 3 框架 11C 构成。
长尺寸轴支撑装置 10 具有回转机构 15， 而该回转机构 15 能够使第 2 框架 11B 回 转从而将长尺寸轴 1 的轴的方向翻转。该回转机构 15 既可以是通过手动回转的， 也可以是 通过马达等驱动源的驱动回转的。在回转机构 15 通过手动回转的场合， 可以是通过销等定 位件固定第 2 框架 11B 的旋转方向的位置， 以使得长尺寸轴 1 的轴心与刀具驱动装置 40 的 轴心一致。
第 5 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置的其它构成与第 1 实施方式相同。根据 第 5 实施方式， 可得到与上述第 1 实施方式一样的效果， 还能够得到下述效果。
按照第 1 实施方式的构成， 要将长尺寸轴 1 翻转， 就必须将长尺寸轴 1 从长尺寸轴 支撑装置 10 上暂时拆卸下来， 因而将长尺寸轴 1 翻转后再次固定到长尺寸轴支撑装置 10 上时， 有必要重新进行调心作业， 要耗费工时。
另一方面， 根据第 2 实施方式的构成， 通过回转机构 15， 能够在保持长尺寸轴 1 固 定在长尺寸轴支撑装置 10 上的状态不变的情况下使其翻转。因此， 翻转时不需要将长尺寸 轴 1 从长尺寸轴支撑装置 10 上拆卸下来， 因而能够节省翻转后调芯作业的工时。
而按照上述第 5 实施方式， 是相对于第 1 实施方式的构成将长尺寸轴的回转机构 作为附加机构的构成， 但也可以将这种回转机构附加在第 2 ～第 4 实施方式的构成中。
[ 其它构成例 ]
( 关于使中间支撑部 43 移动的机构的构成例 A)
在上述第 1 及第 5 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置中， 中间支撑部 43 通过索 具 45 与旋转驱动装置 46 连接， 但也可以替代这种构成而具有从动机构， 该从动机构与旋转驱动装置 46 的轴向移动机械式连动， 使得中间支撑部 43 以比旋转驱动装置 46 的轴向移动 量少的移动量向相同的移动方向移动。下面， 对从动机构的构成例进行说明。
图 15 是第 1 构成例的从动机构 19A 的构成图。为使图简化， 图 15 中将刀具驱动 轴杆 44 的图示省略。
第 1 构成例的从动机构 19A 具有第 1 旋转体 33a、 第 2 旋转体 33b、 第 3 旋转体 33c、 第 4 旋转体 33d、 第 1 索具 31a 以及第 2 索具 31b。
第 1 旋转体 33a 旋转自如地安装在旋转体固定部 35 上， 轴向的移动受到约束， 而 该旋转体固定部 35 相对于旋转驱动装置 46 设置在与主轴杆支撑部 41 相反一侧的位置上。
第 2 旋转体旋转自如地安装在主轴杆支撑部 41 上， 轴向的移动受到约束。
第 3 旋转体 33c 与第 4 旋转体 33d 旋转自如地安装在中间支撑部 43 上。由于中 间支撑部 43 能够在轴向上自如移动， 因而第 3 旋转体 33c 与第 4 旋转体 33d 能够与中间支 撑部 43 成为一体进行轴向移动。
第 1 索具 31a 绕挂在第 1 旋转体 33a、 第 2 旋转体 33b 以及第 3 旋转体 33c 上， 一 端 a1 固定在旋转驱动装置 46 上， 另一端 a2 固定在主轴杆支撑部 41 上。
第 2 索具 31b 绕挂在第 4 旋转体 33d 上， 一端 b1 固定在旋转驱动装置 46 上， 另一 端 b2 固定在比中间支撑部 43 更靠旋转驱动装置 46 一侧的适宜部位上。
作为上述第 1 索具 31a 和第 2 索具 31b， 例如可以采用钢丝绳、 链条、 皮带、 绳子等 各种各样的形式。在这种场合， 也可以使第 1 索具 31a 和第 2 索具 31b 的索具的形式不同。 例如， 也可以第 1 索具 31a 使用钢丝绳， 第 2 索具 31b 使用皮带。
作为上述第 1 旋转体 33a、 第 2 旋转体 33b、 第 3 旋转体 33c、 第 4 旋转体 33d， 可以 根据第 1 索具 31a、 第 2 索具 31b 的形式而采用皮带轮、 链轮等。在这种场合， 也可以使第 1 ～第 3 旋转体 33a ～ 33c 和第 4 旋转体 33d 的旋转体的形式不同。
在从动机构 19A 中， 当旋转驱动装置 46 在图 15 中向右方移动时， 第 1 索具 31a 的 一端 a1 将向右方移动， 因而绕挂着第 1 索具 31a 的旋转体之中相当于滑轮机构上的动滑轮 的第 3 旋转体 33c 向右方仅仅移动旋转驱动装置 46 的移动距离的二分之一。
在从动机构 19A 中， 当旋转驱动装置 46 在图 15 中向左方移动时， 第 2 索具 31b 的 一端 b1 将向左方移动， 因而相当于滑轮机构的动滑轮的第 4 旋转体 33d 向左方仅仅移动旋 转驱动装置 46 的移动距离的二分之一。
也就是说， 当旋转驱动装置 46 进行轴向移动时， 中间支撑部 43 将与该轴向移动相 应地以旋转驱动装置 46 的移动量的二分之一的移动量向相同方向进行轴向移动。
根据第 1 构成例的从动机构 19A， 通过使中间支撑部 43 与旋转驱动装置 46 的轴 向移动相应地以旋转驱动装置的二分之一的移动量进行移动， 能够始终在旋转驱动装置 46 与主轴杆支撑部 41 的正中间位置对主轴杆 42 进行支撑， 因而能够进一步减轻因主轴杆 42 的挠曲而引起的主轴杆支撑部 41 的磨损。
图 16 是第 2 构成例的从动机构 19B 的构成图。为使图简化， 图 16 中将刀具驱动 轴杆 44 的图示省略。
第 2 构成例的从动机构 19B 具有第 1 臂 38、 第 2 臂 39、 输出部件 37。
第 1 臂 38 的一端连接在旋转驱动装置 46 上并能够转动。第 2 臂 39 的一端连接 在主轴杆支撑部 41 上并能够转动。第 1 臂 38 与第 2 臂 39 通过彼此的另一端相连并能够转动。第 1 臂 38 和第 2 臂 39 的长度相同。
输出部件 37 固定在中间支撑部 43 上并且不能够转动， 能够与中间支撑部 43 一起 在轴向 ( 图示的例子中的左右方向 ) 上移动。输出部件 37 连接在第 1 臂 38 与第 2 臂 39 二者的连接位置上， 并且相对于第 1 臂 38 及第 2 臂 39 能够转动且能够在垂直于轴向的方 向 ( 图示中的上下方向 ) 上滑动。由此， 第 1 臂 38 与第 2 臂 39 二者的连接位置和输出部 件 37 轴向上的相对移动受到约束， 能够进行垂直于轴向的方向上的相对移动。
在从动机构 19B 中， 当旋转驱动装置 46 在图 16 中向右方移动时， 第 1 臂 38 与第 2 臂 39 的连接位置将向右方仅仅移动旋转驱动装置 46 的移动距离的二分之一， 因而中间支 撑部 43 也向右方仅仅移动旋转驱动装置 46 的移动距离的二分之一。
在从动机构 19B 中， 当旋转驱动装置 46 在图 16 中向左方移动时， 第 1 臂 38 与第 2 臂 39 的连接位置将向左方仅仅移动旋转驱动装置 46 的移动距离的二分之一， 因而中间支 撑部 43 也向左方仅仅移动旋转驱动装置 46 的移动距离的二分之一。
根据第 2 构成例的从动机构 19B， 通过使中间支撑部 43 与旋转驱动装置 46 的轴向 移动相应地以旋转驱动装置 46 的二分之一的移动量进行移动， 能够始终在旋转驱动装置 46 与主轴杆支撑部 41 的正中间位置对主轴杆 42 进行支撑， 因而能够进一步减轻因主轴杆 42 的挠曲引起的主轴杆支撑部 41 的磨损。
( 关于供给切削液的装置的构成例 B)
在图 5 及图 6 中示出经由镗杆 32 上所形成的第 2 中空孔 32b 将切削液引导到加 工头 20 处的构成， 但在不需要切削液向刀具附近流出的场合， 也可以以图 17 所示的构成供 给切削液。
图 17 中， 长尺寸轴 1 的一端 ( 图示的例子中的左端 ) 被一方的卡盘装置 12 把持， 末端呈扩径状形成的一端 ( 图示的例子中的右端 ) 经由固定夹具 17 被另一方卡盘装置 13 把持。固定夹具 17 具有切削液供给 17a， 通过适宜的固定件 ( 例如螺栓 ) 固定在长尺寸轴 1 上。在切削液供给 17a 上连接有切削液供给软管 18b。
根据上述构成， 与图 6 的构成例不同， 不在头支撑装置 30 和加工头 20 上设置切削 液供给路径也能够供给切削液。
图 17 的构成例， 是从设置在固定夹具 17 上的切削液供给 17a 向长尺寸轴 1 内供给 切削液的， 但如果卡盘装置 12、 13 的把持部与长尺寸轴 1 之间具有其大小程度能够供给切 削液的间隙， 也可以利用该间隙供给切削液。或者， 如果长尺寸轴 1 在两端部以外具有孔， 也可以利用该孔供给切削液。
( 使用多片刀具的场合的构成例 C)
在第 1 ～第 5 实施方式中， 加工头 20 具有一个能够径向移动的内表面加工用的刀 具 29， 但在第 1 ～第 5 之任一实施方式中， 加工头 20 也可以具有多个能够径向移动的内表 面加工用的刀具 29。下面对这种场合的构成例 C-1、 C-2、 C-3 进行说明。
在构成例 C-1、 C-2、 C-3 中， 除了下面所参照的附图的构成以及下面所叙述的内容 之外， 其余可以与第 1 ～第 5 之任一实施方式相同。
( 构成例 C-1)
图 18A 与图 6 或图 10 的 A-A 向剖视图相当。加工头 20 具有能够径向移动的内表 面加工用的第 1 及第 2 刀具 29A、 29B 作为多个刀具 29。加工头 20 与上述各实施方式同样，具有使刀具 29A、 29B 的旋转中心与底孔 2 的轴线一致、 并且支撑第 1 及第 2 刀具 29A、 29B 使其能够轴向移动的功能。此外， 加工头这样构成 ： 第 1 刀具 29A 与因进行切削而磨损时从 切削位置向径向内方拉回的动作相连动， 第 2 刀具 29B 从径向内方移动到位于径向外方的 某一切削位置。
所谓切削位置， 是指为了使第 1 刀具 29A 或第 2 刀具 29B 对内表面 2 进行切削， 第 1 刀具 29A 或第 2 刀具 29B 所应当配置的径向位置。此外， 在本申请案中， 径向是指相对于 加工头 20 的旋转中心顺沿于半径的方向或与该方向平行的方向。
第 1 刀具 29A 设置在第 1 工具台 27A 的径向端部， 第 2 刀具 29B 设置在第 2 工具 台 27B 的径向端部。在该例中， 第 1 及第 2 工具台 27A、 27B 是在径向上直线延伸的部件。此 外， 第 1 及第 2 工具台 27A、 27B 在进行径向移动时， 在子本体 26 的内表面的引导下能够径 向移动， 在进行切削时， 得到子本体 26 的内表面的旋转方向上的支撑。
轴向移动部件 28 具有设置有相对于轴线向斜方向延伸的斜齿 28a 的第 1 及第 2 侧面 28b、 28c( 参照图 18A)。斜齿 28a 如图 18A 及图 18B 所示， 在各个侧面 28b、 28c 上在 轴线方向上设置有多个。在图 18A 及图 18B 的例子中， 优选的是第 1 侧面 28b 的斜齿 28a、 第 2 侧面 28c 的斜齿 28a 二者在相互平行的前述斜方向上延伸。但是， 第 1 侧面 28b 的斜 齿 28a 与第 2 侧面 28c 的斜齿 28a 二者也可以不平行。
另一方面， 第 1 工具台 27A 具有向与第 1 侧面 28b 的斜齿 28a 相同的前述斜方向 延伸而与该斜齿 28a 卡合的斜齿 27a， 第 2 工具台 27B 具有向与第 2 侧面 28c 的斜齿 28a 相 同的前述斜方向延伸而与该斜齿 28a 卡合的斜齿 27b， 由此， 通过轴向移动部件 28 的轴向移 动， 第 1 及第 2 工具台 27A、 28B 将进行径向移动。在该例中， 各斜齿 27a、 27b 是相对于轴线 倾斜的斜齿。
斜齿 28a 与斜齿 27a 或 27b 的关系与第 1 实施方式的斜齿 27a 与斜齿 28a 的关系 相同。即， 在第 1 实施方式中， 斜齿 27a 与斜齿 28a 将轴向移动部件 28 的轴向移动转变成 工具台 27 的径向移动， 与此同样， 在本构成例中， 将轴向移动部件 28 的轴向移动转变成工 具台 27A 或 27B 的径向移动。
因此， 通过轴向移动部件 28 的轴向移动， 在第 1 刀具 29A 向径向外方移动的同时 第 2 刀具 29B 向径向内方移动， 通过轴向移动部件 28 的反方向轴向移动， 在第 2 刀具 29B 向径向外方移动的同时第 1 刀具 29A 向径向内方移动。
图 18A 示出第 1 刀具 29A 位于切削位置的状态， 图 18B 示出通过轴向移动部件 28 从图 18A 的状态进行轴向移动， 第 1 刀具 29A 在径向上被拉回而第 2 刀具 29B 向切削位置 移动的状态。
按照图 18A 及图 18B 的构成， 如下所述， 能够使以第 1 刀具 29A 进行切削的切削性 能和以第 2 刀具 29B 进行切削的切削性能以良好的精度相同。
第 1 及第 2 侧面 28b、 28c 位于将加工头 20 的中心 ( 即旋转中心 ) 夹在中间的位 置上， 第 1 及第 22 工具台 27A、 27B 也位于将该旋转中心夹在中间的位置上。
此外， 设以轴线 ( 即旋转中心 ) 为中心彼此反向旋转的方向为第 1 及第 2 圆周方 向， 第 1 刀具 29A 将位于第 1 工具台 27A 的径向端部上的第 1 圆周方向 ( 图 15 中的反时针 方向 ) 的前端， 第 2 刀具 29B 将位于第 2 工具台 27A 的径向端部上的同样的第 1 圆周方向 的前端。以这种构成， 在以第 1 刀具 29A 进行切削的场合和以第 2 刀具 29B 进行切削的场 合， 能够使切削时的旋转方向相同， 而且， 能够使第 1 刀具 29A 的切削位置与第 2 刀具 29B 的切削位置相对于切削时的旋转中心成点对称。因此， 能够使以第 1 刀具 29A 进行切削的 切削性能与以第 2 刀具 29B 进行切削的切削性能以良好的精度相同。
对用于使第 1 刀具 29A 对准切削位置的构成例进行说明。将接触检测用传感器 ( 例如压电器件 ) 例如组装在轴向移动部件 28 上， 以便能够对第 1 刀具 29A 与内表面 2 之 间的接触压力进行检测。即， 由于前述接触压力通过第 1 工具台 27A 作用在轴向移动部件 28 上， 因而对于前述接触压力能够以前述接触检测用传感器进行检测。可以进行这样的作 业， 即， 使第 1 刀具 29A 向径向外方移动， 依据接触检测用传感器检测到的接触压力， 将第 1 刀具 29A 正好与底孔的内表面 2 抵触的位置设定为基准位置 ( 零点位置 )。知道了基准位 置后， 例如可以将使第 1 刀具 29A 从基准位置再向径向外方移动既定进刀量的位置作为切 削位置。这样一来， 能够使第 1 刀具 29A 对准切削位置。对于第 2 刀具 29B 也同样。关于 来自接触检测用传感器的检测信号向外部传送的方法， 例如可以采用这样的构成 ： 在轴向 移动部件 28 和刀具驱动轴杆 44 的内部设置轴向的孔， 使连接在接触检测用传感器上的信 号电缆穿过该孔进行信号的传送。 根据本构成例， 由于第 1 刀具 29A 与从切削位置向径向内方拉回的动作连动， 第2 刀具 29B 从径向内方移动到位于径向外方的切削位置， 因而如果第 1 刀具 29A 因进行切削 而磨损， 便能够将第 1 刀具 29A 向径向内方拉回， 使新的第 2 刀具 29B 移动到切削位置。因 此， 能够将刀具更换频度降低一半。
而刀具 29A 磨损的判断如下进行。对以刀具 29A 进行的加工距离或加工时间进行 计量， 若加工距离或加工时间达到预先设定的加工距离或加工时间， 则判断刀具 29A 磨损。 也可以代之以通过观察以刀具 29A 进行加工的切屑， 来判断刀具 29A 是否磨损。
( 构成例 C-2)
图 19 是展示构成例 C-2 的附图， 是对与图 6 或图 10 所示加工头 20 的工具台 27 周边部位相当的部分进行展示的附图。图 20A 及图 20B 是图 19 的 A-A 向剖视图。
在本构成例 C-2 中， 加工头 20 具有单一的工具台 27C 而替代上述构成例 C-1 中的 第 1 及第 2 工具台 27A、 27B。在该工具台 27C 的径向的一个端部设置第 1 刀具 29A， 在该工 具台 27C 的径向的另一个端部设置第 2 刀具 29B。
轴向移动部件 28 具有相对于轴向向斜方向延伸的斜齿 28a。 另一方面， 工具台 27C 具有向与斜齿 28a 相同的前述斜方向延伸并与斜齿 28a 卡合的斜齿 27c。由此， 通过轴向 移动部件 28 进行轴向移动， 工具台 27C 进行径向移动。因此， 当第 1 刀具 29A 因进行切削 而磨损时， 能够通过轴向移动部件 28 的轴向移动， 将第 1 刀具 29A 向径向内方拉回， 使新的 第 2 刀具 29B 向切削位置移动。图 20A 示出第 1 刀具 29A 位于切削位置的状态， 图 20B 示 出通过轴向移动部件 28 从图 20A 的状态进行轴向移动， 第 1 刀具 29A 向径向内方被拉回、 第 2 刀具 29B 向切削位置移动的状态。
设以前述轴线为中心彼此反向旋转的方向为第 1 及第 2 圆周方向， 第 1 刀具 29A 将 位于工具台 27C 的径向的一个端部上的第 1 圆周方向 ( 图 20B 的反时针方向 ) 的前端， 第 2 刀具 29B 也将位于工具台 27C 的径向的另一个端部上的相同的第 1 圆周方向的前端。在 这种场合， 能够将第 1 及第 2 刀具 29A、 29B 配置成朝向相同的第 1 圆周方向， 因而能够使以
第 1 刀具 29A 进行切削的场合与以第 2 刀具 29B 进行切削的场合的切削的旋转方向相同。
( 构成例 C-3)
在本构成例 C-3 中， 也可以替代图 20A 及图 20B 的构成而如图 21A 及图 21B 所示 地配置第 1 及第 2 刀具 29A、 29B。即， 图 21A 及图 21B 是展示构成例 C-3 的附图， 与图 19 的 A-A 向剖视图相对应。
图 21 中， 设以前述轴线为中心彼此反向旋转的方向为第 1 及第 2 圆周方向， 第1 刀具 29A 将位于工具台 27C 的径向的一个端部上的第 1 圆周方向 ( 图 21A 及图 21B 的反时 针方向 ) 的前端， 第 2 刀具 29B 将位于工具台 27C 的径向的另一个端部上的第 2 圆周方向 ( 图 21A 及图 21B 的顺时针方向 ) 的前端。在这种场合， 在以第 1 刀具 29A 进行切削的场合 与以第 2 刀具 29B 进行切削的场合， 能够使加工头 20 的旋转方向相反。
图 21B 示出通过轴向移动部件 28 从图 21A 的状态进行轴向移动， 第 1 刀具 29A 被 向径向内方拉回、 第 2 刀具 29B 移动到切削位置的状态。
( 对偏心进行计量的构成例 D)
第 1 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置可以具有对偏心进行计量的构成。下面 对该构成进行说明。 在该构成例 D 中， 除了下面所参照的附图的构成以及下面所叙述的内容之外， 其 它可以与上述第 1 实施方式相同。
图 22 是第 1 实施方式中用来对偏心进行计量的构成图。图 23 是图 22 的局部放 大剖视图。图 22 中， 为了简单， 将切削液供给装置 18 和中间支撑部 43 等的图示省略。同 样， 在图 23 中， 将第 2 中空孔 32b 等的图示省略。
前述长尺寸轴支撑装置 10 具有 ： 分别把持前述长尺寸轴 1 的两端部的卡盘装置 12、 13 ； 通过使前述卡盘装置 12、 13 围绕前述刀具头 22 的轴线旋转， 使得通过回转子 24a 安 装在长尺寸轴 1 内周面 2 上的前述内表面卡盘 24 与前述长尺寸轴 1 一起， 相对于前述刀具 头 22 旋转的卡盘旋转装置 16 ； 以及设置在前述刀具头 22 上、 对前述内周面 2 上的测定点 的位置进行计量的计量器 61。 前述位置计量是对相对于前述相对旋转的中心的径向位置进 行计量， 通过前述相对旋转使前述测定点在圆周方向上移位。
在图 22 中， 卡盘旋转装置 16 边支撑卡盘装置 12、 13 使其能够旋转边使卡盘装置 12、 13 围绕刀具头 22 的轴线旋转。 在正常状态下， 靠卡盘旋转装置 16 进行旋转的旋转中心 与刀具头 22 的轴线一致。
当卡盘旋转装置 16 使卡盘装置 12、 13 旋转时， 长尺寸轴 1 与内表面仿形头 21 将 一体旋转。即， 被把持在卡盘装置 12、 13 上的长尺寸轴 1 旋转， 进而， 安装在长尺寸轴 1 的 内周面 2 上的内表面仿形头 21 相对于刀具头 22 进行相对旋转。
在图 23 中， 计量器 61 设置在刀具头 22 上对内周面 2 上的测定点进行位置计量。 该位置计量是对相对于前述相对旋转的中心的径向位置进行计量。以计量器 61 进行计量 的前述测定点在卡盘旋转装置 16 如上所述地使长尺寸轴 1 相对于刀具头 22 相对旋转时将 在围绕相对旋转的中心的圆周方向上移位。由此， 能够使前述测定点在内周面 2 的整周上 移位。
在图 23 的例子中， 计量器 61 是千分表。但是， 根据本发明， 计量器 61 并不限定于 千分表， 也可以是通过与设置在刀具头 22 上的前述测定点接触而对该测定点的径向位置
进行计量的其它计量器。
在图 23 中， 内表面仿形头 21 位于长尺寸轴 1 的端部上， 刀具头 22 位于长尺寸轴 1 的外部。
此外， 在图 22、 图 23 中， 未将内表面仿形头 21 的主本体 23 与头支撑装置 30 的镗 杆 32 二者连接， 通过液压流体路径 23a 向一对活塞 25 之间供给液体而施加液压的液体供 给管 63 与内表面仿形头 21 的主本体 23 相连。但是， 也可以如第 1 实施方式那样， 将内表 面仿形头 21 的主本体 23 与头支撑装置 30 的镗杆 32 二者连接起来。
另一方面， 在图 22、 图 23 中， 与图 6 的场合一样， 刀具头 22 通过主轴杆 42 以及刀 具驱动轴杆 44 与旋转驱动装置 46 相连。但是， 在该例中， 以计量器 61 进行前述位置计量 时， 刀具头 22 是静止的。即， 以计量器 61 进行前述位置计量时， 刀具头 22 不被旋转驱动装 置 46 驱动旋转。
( 对偏心进行计量的构成例 E)
第 2 实施方式或第 4 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置可以具有对偏心进行计 量的构成。下面对该构成进行说明。
在该构成例 E 中， 除了下面所参照的附图的构成以及下面所叙述的内容之外， 其 它可以与上述第 2 实施方式或第 4 实施方式和上述构成例 D 相同。
图 24 与图 10 相对应， 但是展示的是加工头的一部分位于长尺寸轴 1 的外部的状 态。图 24 中， 为了简单， 将第 2 中空孔 32b 等的图示省略。
前述长尺寸轴支撑装置 10 具有 ： 分别把持前述长尺寸轴的两端部的卡盘装置 12、 13 ； 通过使前述卡盘装置 12、 13 围绕前述刀具头 22 的轴线旋转， 使得前述长尺寸轴 1 相对 于前述加工头 20 相对旋转的卡盘旋转装置 16 ； 以及设置在前述加工头 20 上、 对前述长尺 寸轴的内周面上的测定点进行位置计量的计量器 61。 前述位置计量是对相对于前述相对旋 转的中心的径向位置进行计量， 通过前述相对旋转使前述测定点在圆周方向上移位。
卡盘旋转装置 16 边支撑卡盘装置 12、 13 使其能够旋转边使卡盘装置 12、 13 围绕 加工头 20 的轴线旋转。在正常状态下， 靠卡盘旋转装置 16 进行旋转的旋转中心与加工头 20 的轴线一致。
当卡盘旋转装置 16 使卡盘装置 12、 13 旋转时， 长尺寸轴 1 将与卡盘装置 12、 13 一 体旋转。即， 被把持在卡盘装置 12、 13 上的长尺寸轴 1 相对于加工头 20 进行相对旋转。该 相对旋转以各个自由辊 24d 接触在内周面 2 上的状态进行。
在图 24 中， 计量器 61 设置在刀具头 22 上对内周面 2 上的测定点进行位置计量。 该位置计量是对相对于前述相对旋转的中心的径向位置进行计量。以计量器 61 进行计量 的前述测定点在卡盘旋转装置 16 如上所述地使长尺寸轴 1 相对于加工头 20 相对旋转时将 在围绕相对旋转的中心的圆周方向上移位。由此， 能够使前述测定点在内周面 2 的整周上 移位。
图 24 中， 内表面仿形头 21 位于长尺寸轴 1 的端部上， 加工头 20 上的设置计量器 61 的部分位于长尺寸轴 1 的外部。
图 24 中， 加工头 20 可以与第 2 实施方式或第 4 实施方式的场合同样， 通过主轴杆 42 以及刀具驱动轴杆 44 连接在旋转驱动装置 46 上。但是， 在该例中， 以计量器 61 进行前 述位置计量时， 加工头 20 是静止的。即， 以计量器 61 进行的前述位置计量时， 加工头 20 不被旋转驱动装置 46 驱动旋转。
( 构成例 D、 E 的作用 )
在上述构成例 D 或 E 中， 设置了使长尺寸轴内表面加工装置的卡盘装置 12、 13 围 绕刀具头 22( 构成例 E 的场合为加工头 20， 下同 ) 的轴线旋转的卡盘旋转装置 16， 在长尺 寸轴内表面加工装置的刀具头上设置了计量器 61， 通过卡盘旋转装置 16， 在构成例 D 中， 使 长尺寸轴 1 与内表面仿形头 21 相对于刀具头 22 进行相对旋转， 而在构成例 E 中， 使长尺寸 轴 1 相对于加工头 20 进行相对旋转， 从而使得以计量器 61 进行位置计量的内周面的测定 点在圆周方向上移位。由此， 从刀具头上看过去的测定点的径向位置能够在整周上进行计 量， 因而依据该测定数据， 能够确认内周面的中心是否与刀具头的轴线 ( 即内表面仿形头 的轴线 ) 一致。即， 若测定点的径向位置在圆周方向上变动， 则说明内周面的中心未与刀具 头的轴线 ( 即内表面仿形头的轴线 ) 一致。
此外， 由于设置在刀具头 22 上的计量器 61( 例如千分表 ) 在进行前述位置计量时 是静止的， 因而以计量器 61 进行的前述位置计量不会受到重力作用的影响。其结果， 能够 高精度地进行前述位置计量。 即， 假设刀具头 22 旋转， 设置在它上面的计量器 61( 千分表 ) 将一会儿朝上一会儿朝下， 受重力影响的程度在各方向上发生变化。 其结果， 位置计量的精 度将降低。
根据上述构成例 D 或 E， 内周面 2 的中心是否与刀具头 22 的轴线一致的确认能够 通过下述两个场合 (A)、 (B) 中的任一场合进行。
(A) 对内表面仿形头 21( 构成例 E 中为加工头 20， 下同 ) 的轴线一致功能是否正 常进行确认的场合。
(B) 对卡盘把持机构对长尺寸轴进行把持的把持位置是否恰当进行确认的场合。
下面就各场合进行说明。
(A) 对内表面仿形头 21 的轴线一致功能是否正常进行确认的场合
在该场合， 以由卡盘装置 12、 13 把持已知外周面的中心与内周面 2 的中心一致的 长尺寸轴 1 作为前提 ( 前提 1)。例如， 由卡盘装置 12、 13 把持已通过预先计量外周面的中 心位置和内周面 2 的中心位置而确认了二者一致的长尺寸轴 1 作为前提。
此外， 将当卡盘装置 12、 13 把持长尺寸轴 1( 例如其外周面 ) 时， 卡盘装置 12、 13 的中心 ( 即其旋转中心 ) 与长尺寸轴 1 的外周面的中心自动一致也作为前提 ( 前提 2)。例 如可以设计成， 卡盘装置 12、 13 具有在卡盘装置 12、 13 的旋转方向上位于隔开间隔的位置 上、 对长尺寸轴 1 的外周面进行把持的多个把持部， 这些把持部边相对于卡盘装置 12、 13 的 旋转中心维持在相同的径向位置边在该径向上相连动地进行移动。
因此， 根据前提 1、 2， 当使把持了长尺寸轴 1 的卡盘装置 12、 13 旋转时， 长尺寸轴 1 将以内周面 2 的中心为中心旋转。这样一来， 边使长尺寸轴 1 旋转边在内周面 2 的整周上 以计量器 61 对前述测定点的径向位置进行计量。
若所计量出的测定点的径向位置在圆周方向上未发生变动， 便可判断内表面仿形 头 21 的轴线一致功能正常。
而若所计量出的测定点的径向位置在圆周方向上变动了， 则认为内表面仿形头 21 的轴线一致功能不正常。因此， 依据前述径向位置的变动数据， 对内表面仿形头 21 进行调 节使其轴线一致功能正常。例如， 将磨损了的回转子 24a 换成新的。(B) 对卡盘把持机构对长尺寸轴进行把持的把持位置是否恰当进行确认的场合
在该场合， 以由卡盘装置 12、 13 把持已知外周面的中心与内周面 2 的中心不一致 的长尺寸轴 1 作为前提 ( 前提 1)。例如， 以由卡盘装置 12、 13 把持通过预先计量外周面的 中心位置和内周面 2 的中心位置而确认二者不一致的长尺寸轴 1 作为前提。
此外， 将当卡盘装置 12、 13 把持这样的长尺寸轴 1( 例如其外周面 ) 时， 长尺寸轴 1 的内周面 2 的中心从卡盘装置 12、 13 的中心 ( 即其旋转中心 ) 错开也作为前提 ( 前提 2)。 例如可以如上所述地设计成， 卡盘装置 12、 13 具有在卡盘装置 12、 13 的旋转方向上位于隔 开间隔的位置上的、 对长尺寸轴 1 的外周面进行把持的多个把持部， 这些把持部边相对于 卡盘装置 12、 13 的旋转中心维持在相同的径向位置边在该径向上相连动地进行移动。
再有， 还将内表面仿形头 21 的轴线一致功能正常作为前提 ( 前提 3)。即， 将内表 面仿形头 21 能够正常地使内周面 2 的中心与卡盘装置 12、 13 的中心 ( 即其旋转中心 ) 一 致作为前提。
根据上述前提 1 ～ 3， 当卡盘装置 12、 13 对长尺寸轴 1 的外周面进行把持时， 长尺 寸轴 1 的内周面 2 的中心从卡盘装置 12、 13 的中心 ( 即其旋转中心 ) 错开。但是， 前提 3 的 “内表面仿形头 21 的正常的轴线一致功能” 会使内周面 2 的中心与加工头 20 的轴线 ( 即卡 盘装置 12、 13 的中心 ) 一致的要求背道而驰。因此， 在各部发生 ( 微小的 ) 变形， 其结果， 长尺寸轴 1 以从内周面 2 的中心错开的位置为中心旋转。似这样， 边使长尺寸轴 1 旋转边 在内周面 2 的整周上以计量器 61 对前述测定点的径向位置进行计量。
所计量出的测定点的径向位置在圆周方向上是变动的， 依据该变动数据， 对卡盘 把持机构对长尺寸轴进行把持的把持位置进行调节， 以使卡盘装置 12、 13 的中心与内周面 2 的中心一致。 例如， 对卡盘装置 12、 13 的上述各把持部的位置进行调节， 或对卡盘装置 12、 13 自身的位置进行调节。
( 变型例 F)
在上述各实施方式及构成例中， 就将长尺寸轴 1 水平固定的横置型长尺寸轴内表 面加工装置进行了说明， 但本发明并不限于横置型， 也可以采用纵置型的构成。 即， 例如， 在 以第 1 实施方式为基础而作为纵置型构成的场合， 长尺寸轴支撑装置 10 将长尺寸轴 1 以长 尺寸轴 1 的轴心朝向垂直方向的状态固定， 加工头 20 能够沿着长尺寸轴 1 的底孔 2 的轴心 在垂直方向上移动， 头支撑装置 30 使加工头 20 在垂直方向上移动， 刀具驱动装置 40 使刀 具头 22 以垂直轴心为中心旋转。
( 变型例 G)
在第 1 ～第 5 实施方式的长尺寸轴内表面加工装置中， 也可以设置用来检测刀具 29 与底孔 2 内表面的接触的接触检测用传感器。 下面， 将这种构成作为变型例 G 进行说明。
在进行镗削加工时， 为了对内表面加工用的刀具 29 的前端恰好与长尺寸轴 1 的内 表面抵触的位置进行确认， 进行被称作 “对刀” 的作业。过去， 是靠作业人员听刀具前端与 长尺寸轴的内表面抵触的声音来进行对刀的。或者， 使用内径计量工装对长尺寸轴的内表 面进行计量。
但是， 人的听觉存在个体差异， 因而靠听声音进行判断的方法不具有再现性。 而使 用内径计量工装的方法， 需要能够对长尺寸轴进行计量的长的工装， 因而随着工装自身产 生挠曲， 无法高精度进行计量。因此， 要准确进行对刀是困难的。变型例 G 是用于解决上述问题的构成。
图 25 是展示变型例 G 的构成的加工头 20 的放大剖视图。图 25 中， 长尺寸轴内表 面加工装置上具有用来检测刀具 29 与底孔 2 内表面接触的接触检测用传感器 70。 在这里， 图 25 示出在图 6 所示加工头 20 上附加接触检测用传感器 70 的构成， 但在图 10 所示加工 头 20 上也能够同样地附加。
在图 25 的构成例中， 接触检测用传感器 70 是附带设置在工具台 27 上的压力传感 器 70A 或应变片 70B。在图示的例子中， 示出了压力传感器 70A 和应变片 70B 二者， 但是只 要有任意一个即可。
在作为设置在工具台 27 上的接触检测用传感器 70 采用压力传感器 70A 的场合， 将工具台 27 分解成形成有斜齿 27a 的部分、 与安装刀具 29 的部分， 通过在它们之间配置压 力传感器 70A， 便能够将压力传感器 70A 设置到工具台 27 上。 作为压力传感器， 例如可以使 用压电器件 (piezo 器件 ) 或测力传感器。
作为设置在工具台 27 上的接触检测用传感器采用应变片 70B 的场合， 通过在能够 对工具台 27 的移动方向 ( 刀具头 22 的径向 ) 的应变进行计量的位置安装应变片 70B， 便能 够将应变片 70B 设置到工具台 27 上。
关于来自压力传感器 70A 或应变片 70B 的检测信号向外部传送的方法， 例如， 可以 这样构成 ： 在轴向移动部件 28 与刀具驱动轴杆 44 的内部设置轴向的孔， 使与压力传感器 70A 或应变片 70B 相连的信号电缆穿过该孔传送信号。在这里， 由于第 1 实施方式以及第 3 实施方式中， 轴向移动部件 28 与刀具驱动轴杆 44 均为旋转部件， 因而为了能够与静止部之 间传送信号， 必须设置滑环等电气连接机构。
根据上述构成， 在使刀具 29 朝向底孔 2 的内表面移动时， 能够通过接触检测传感 器 70 对刀具 29 与底孔 2 内表面的接触进行检测， 因而能够准确知道刀具 29 与底孔的内表 面恰好抵触的位置 ( 零点位置或基准位置 )， 由此， 能够准确进行对刀。
在图 25 的构成例中， 也可以设置压力传感器 70A 与应变片 70B 二者， 两种传感器 并用以提高检测精度。
图 26 是展示接触检测用传感器 70 的其它配置构成例的附图。图 26 的构成例中， 作为接触检测用传感器的压力传感器 70A 配置在轴向移动部件 28 与刀具驱动轴杆 44 之 间。在该构成中， 在刀具 29 朝向底孔 2 的内表面移动、 刀具 29 接触到底孔 2 的内表面时， 因该接触而产生的撞击经由工具台 27 和轴向移动部件 28 作为压力 ( 载荷 ) 波动传递到压 力传感器 70A 上， 因而以压力传感器 70A 就此进行检测， 便能够检测出刀具 29 接触到了底 孔 2 的内表面。
此外， 也可以如图 26 所示， 将作为接触检测用传感器 70 的应变片 70B 安装在轴向 移动部件 28 上。在该构成的场合， 刀具 29 接触到底孔 2 的内表面时的撞击经由工具台 27 和轴向移动部件 28 作为应变的波动传递到应变片 70B 上， 因而以应变片 70B 就此进行检 测， 便能够检测出刀具 29 接触到了底孔 2 的内表面。在图 26 的构成例中， 也可以设置压力 传感器 70A 与应变片 70B 二者， 两种传感器并用以提高检测精度。
图 27 是展示接触检测用传感器 70 的其它构成例的附图。图 27 的构成例中， 接触 检测用传感器 70 是安装在加工头 20 上的声音传感器 70C 或振动传感器 70D。在图示的例 子中， 示出声音传感器 70C 与振动传感器 70D 二者， 但也可以只具有任意一个。声音传感器 70C( 或振动传感器 70D) 可以设置在刀具 29 附近。此外， 如图 27 所 示， 声音传感器 70C( 或振动传感器 70D) 可以设置在作为非旋转部件的内表面仿形头 21 上， 根据这种构成， 可使声音传感器 70C( 或振动传感器 70D) 的信号电缆的配线容易。
根据上述构成， 刀具 29 朝向底孔 2 的内表面移动、 刀具 29 与底孔的内表面抵触时 的声音或振动能够通过声音传感器 70C 或振动传感器 70D 检测出来， 因而能够准确知道刀 具 29 与底孔的内表面恰好抵触的位置 ( 零点位置或基准位置 )， 由此， 能够准确进行对刀。
在图 27 的构成例中， 也可以设置声音传感器 70C 与振动传感器 70D 二者， 两种传 感器并用以提高检测精度。
下面， 参照图 28A 及图 28B， 对变型例 G 的长尺寸轴内表面加工装置的工作原理进 行说明。
图 28A 和图 28B 分别示出图 3 的长尺寸轴 1 的左端一侧 ( 法兰相反一侧 ) 和右端 一侧 ( 法兰一侧 ) 的内表面加工状态。图 28 所示长尺寸轴内表面加工装置中的接触检测 传感器是设置在工具台 27 上的压力传感器 70A， 但以下说明的工作原理， 在使用图 26 ～图 27 所示的其它构成的接触检测传感器 (70A ～ 70D) 的场合也是一样的。
在图 28A 中， 将加工头 20 朝向刀具头 22 一侧插入图 4 的长尺寸轴 1 的左端一侧 ( 法兰相反一侧 ) 的最小直径的底孔 2a 中。 其次， 经由镗杆 32 的中空孔 32a 向一对活塞 25 之间供给液压工作液， 使一对活塞 25 向相互分离的方向移动， 从而使一对内表面卡盘 24 辐射状扩径。通过该内表面卡盘 24 的扩径， 使刀具头 22 的轴线 ( 旋转中心 ) 与底孔 2 的轴线一致。
在使刀具头 22 的轴线与底孔 2 的轴线一致后， 通过对刀具驱动轴杆 44 进行轴向 驱动， 经轴向移动部件 28 及工具台 27 使刀具 29 向径向外方移动， 依据来自接触检测用传 感器 70 的检测信号， 进行将刀具 29 与底孔 2 的内表面恰好抵触的位置设定为基准位置 ( 零 点位置 ) 的作业 ( 对刀 )。知道了基准位置后， 使刀具 29 从基准位置再朝向底孔的内表面 仅移动既定的进刀量。
其次， 使刀具头 22 相对于长尺寸轴 1 进行相对旋转， 并使加工头 20 相对于长尺寸 轴进行相对轴向移动， 从而仿照底孔 2 对长尺寸轴 1 的内表面进行内表面加工。
其次， 如图 28B 所示， 将长尺寸轴 1 的轴的方向翻转， 将加工头 20 朝向刀具头 22 一 侧插入图 4 的长尺寸轴 1 的右端一侧 ( 法兰一侧 ) 的底孔中， 同样地进行内表面加工。由 此， 进行内表面加工直到长尺寸轴 1 的法兰附近。
如上所述， 根据变型例 G 的构成， 能够通过接触检测传感器 15 检测刀具 29 与底孔 2 内表面的接触， 因而能够准确知道刀具 29 与底孔 2 的内表面恰好抵触的位置 ( 零点位置 或基准位置 )， 由此， 能够准确进行对刀。
( 变型例 H)
第 1 实施方式或第 3 实施方式的长尺寸轴支撑装置 10 还具有内表面检查头 65。 该内表面检查头 65 在替代刀具头 22 而安装在内表面仿形头 21 上的状态下， 对底孔的内表 面 2 的状态 ( 内表面 2 的形状亦即半径、 或直径、 圆度、 或内表面 2 的表面光洁度 ) 进行检 查。
图 29 示出根据变型例 H 的内表面检查头 65 的构成例 H-1， 示出与刀具头 22 进行 交换的内表面检查头 65 安装在内表面仿形头 21 上的状态。该交换例如如下进行。在图 6中， 使主轴杆 42 与旋转驱动装置 46 一起向图 6 的左侧轴向移动， 从长尺寸轴 1 的内部将刀 具头 22 取出。取出后， 从主轴杆 42 的前端上将刀具头 22 拆卸下来， 代之以将内表面检查 头 65 安装在主轴杆 42 的前端上。之后， 通过使主轴杆 42 与旋转驱动装置 46 一起轴向移 动， 将内表面检查头 65 插入长尺寸轴 1 的内部而安装在内表面仿形头 21 上。
此外， 内表面检查头 65 在安装在内表面仿形头 21 上的状态下， 通过轴承 15a 被支 撑在内表面仿形头 21 上而能够围绕内表面仿形头 21 的轴线旋转。轴承 15a 在该例中， 组 装在内表面检查头 65 的轴向端部 15b 上的朝向径向的侧面上。此外， 将轴向端部 15b 如图 29 所示， 插入主本体 23 上所形成的、 在轴向上内凹的凹部 23b 中， 从而形成内表面检查头 65 被安装在内表面仿形头 21 上的状态。在该状态下， 内表面仿形头 21 与内表面检查头 65 一起通过第 1 实施方式的头支撑装置 30 或第 3 实施方式的移动台 10a 进行轴向移动。
如图 29 所示， 内表面检查头 65 具有 ： 能够在长尺寸轴 1 的径向上移动的径向移 动部件 67 ； 使径向移动部件 67 在前述径向上移动的上述轴移动装置 48 以及轴向移动部件 28 ； 对径向移动部件 67 与长尺寸轴 1 的内表面 2 的接触进行检测并输出检测信号的接触检 测传感器 68a ； 以及依据该信号， 对径向移动部件 67 从初始位置向与内表面接触的接触位 置在前述径向上移动的距离进行计量的距离计量部 68b。在这种场合， 旋转驱动装置 46 作 为使内表面检查头 65 围绕长尺寸轴 1 的轴心相对于长尺寸轴 1 进行相对旋转的相对旋转 装置发挥功能。
径向移动部件 67 与工具台 27 同样， 具有相对于轴线 ( 即内表面检查头 65 的旋转 中心 ) 倾斜的斜齿 67a。
轴移动装置 48 如上所述地使轴向移动部件 28 在前述轴向上移动。
轴向移动部件 28 可以在内表面检查头 65 和刀具头 22 中通用。即， 在该例中， 内 表面检查头 65 的轴向移动部件 28 是刀具头 22 上所使用的。在将刀具头 22 交换成内表面 检查头 65 时， 在长尺寸轴 1 的外部， 轴向移动部件 28 能够与刀具驱动轴杆 44 前端部一起 从刀具头 22 上轴向抽出而取下来。其次， 通过将轴向移动部件 28 与刀具驱动轴杆 44 的前 端部一起在轴向上插入内表面检查头 65 内， 便能够如图 29 所示将轴向移动部件 28 安装在 内表面检查头 65 内。这样一来， 能够将轴向移动部件 28 从刀具头 22 上抽出后插入内表面 检查头 65 中。斜齿 28a 向与斜齿 67a 相同的方向倾斜， 啮合在斜齿 67a 上。根据该构成， 通过轴向移动部件 28 的轴向移动， 能够使径向移动部件 67 向径向外方移动而与内表面 2 接触。内表面检查头 65 上使用的轴向移动部件 28， 虽然与刀具头 22 上使用的轴向移动部 件 28 可以是另外的部件， 但具有与刀具头 22 的轴向移动部件 28 同样的构成。
接触检测传感器 68a 例如是组装在刀具驱动轴杆 44 或轴向移动部件 28( 图 29 的 例子中为刀具驱动轴杆 44) 上而能够对径向移动部件 67 与内表面 2 之间的接触压力 ( 即 接触 ) 进行检测的压电器件。即， 由于前述接触压力是通过径向移动部件 67 与轴向移动部 件 28 作用在刀具驱动轴杆 44 上的， 因而能够以接触检测传感器 68a 检测前述接触。
距离计量部 68b， 例如如图 29 所示， 可以由线性标尺器 68b-1、 换算部 68b-2 以及 接近传感器 68b-3 构成。
线性标尺器 68b-1 对轴向移动部件 28( 即刀具驱动轴杆 44) 的轴向移动距离进行 计量。此外， 线性标尺器 68b-1 在接受到来自接触检测传感器 68a 的表示前述接触的信号 时结束上述计量。换算部 68b-2 将线性标尺器 68b-1 计量出的轴向移动部件 28 的轴向移动距离换 算成径向移动部件 16 的径向移动距离。
接近传感器 68b-3 例如是公知的涡电流检测式限位开关， 对径向移动部件 67 向径 向内方拉回到头的前述初始位置进行检测。图 29 的例子中， 接近传感器 68b-3 对相当于前 述初始位置的轴向移动部件 28( 即刀具驱动轴杆 44) 的轴向位置进行检测。由此， 线性标 尺器 68b-1 能够从相当于前述初始位置的轴向移动部件 28 的轴向位置开始进行轴向移动 距离的计量， 因而换算部 68b-2 能够将前述初始位置作为原点 ( 零点 ) 计算径向移动部件 67 的移动距离。此时， 有必要预先计量出从初始位置的中心起的径向位置。
根据这种构成， 能够依据来自接触检测传感器 68a 的表示前述接触的信号， 在径 向移动部件 67 从前述初始位置到与内表面 2 接触的接触位置为止， 计量径向移动部件 67 在前述径向上移动的距离。
以距离计量部 68b 进行的距离计量在各旋转位置进行。即， 由于内表面检查头 65 在旋转驱动装置 46 的驱动下旋转， 因而在各旋转位置以距离计量部 68b 对前述距离进行计 量。依据各旋转位置的前述距离， 能够获取旋转方向上的内表面 2 的形状。此外， 通过在旋 转方向上对接触位置连续进行计量， 还能够计量出圆度和表面光洁度。
关于将来自接触检测传感器 68a 的检测信号向外部传送的方法， 例如， 可以采用 这样的构成 ： 在刀具驱动轴杆 44 的内部设置轴向的孔， 使接触检测传感器 68a 相连的信号 电缆穿过该孔进行信号的传送。
作为距离计量部 68b， 也可以具有其它构成来替代上述构成。例如， 在轴移动装置 48 以滚珠丝杠使轴向移动部件 28 移动的场合， 作为距离计量部 68b， 可以不利用前述线性 标尺器 68b-1， 而代之以以编码器对该滚珠丝杠的转速进行检测， 再以该检测值乘以螺距计 算出轴向移动部件 28 的移动距离。在这种场合， 其它方面与参照图 29 说明的上述内容相 同。
内表面检查头 65 的上述之外的其它构成， 除了没有设置刀具 29 这一点之外， 其它 可以与刀具头 22 相同。
内表面检查头 65 并不限于图 29 所示的上述构成例 H-1 的构成， 也可以是使用下 面的构成例 H-2 ～ H-5 的某一种的构成。在这种场合， 在各构成例中， 除了下面所说明的内 容之外， 其它可以与上述构成 H-1 相同。
( 构成例 H-2)
内表面检查头 65 也可以是能够对内表面 2 的形状非接触地进行检查的装置 ( 例 如激光测距计 )。在内表面检查头 65 具有激光测距计的场合， 激光测距计安装在内表面检 查头 65 上而在径向上进行激光照射。 由此， 能够在各旋转位置获取至内表面 2 的距离。 即， 由于内表面检查头 65 在旋转驱动装置 46 的驱动下旋转， 因而能够在各旋转位置以激光测 距计获取激光测距仪 18 至内表面 2 的距离。依据获取的这些距离， 能够获悉旋转方向上的 内表面 2 的形状。此外， 由于构成例 H-2 是非接触式的， 因而能够将上述径向移动部件 67 省略。此外， 优选地是， 与刀具头 22 同样， 在内表面检查头 65 的内部形成有能够将轴向移 动部件 28 从与内表面仿形头 21 相反的一侧插入的空间， 从而在将刀具头 22 与内表面检查 头 65 进行交换时， 不需要使轴向移动部件 28 从刀具驱动轴杆 44 上分离。另外， 关于长尺 寸轴 1 内激光测距计与长尺寸轴外部之间的信号的传送方法， 例如， 可以采用这样的构成 ：在刀具驱动轴杆 44 和内表面检查头 65 的内部设置孔， 使连接在激光测距计上的信号电缆 穿过该孔进行信号的传送。
( 构成例 H-3)
此外， 内表面检查头 65 具有对内表面 2 进行摄像的摄像装置 ( 例如 CCD 摄像头 等 )。在这种场合， 摄像装置安装在内表面检查头 65 的外周面上而朝向径向外方。优选地 是通过旋转驱动装置 46 使内表面检查头 65 旋转， 能够在旋转方向的整周获取内表面 2 的 图像数据， 从该图像数据检查出内表面 2 的表面光洁度。此外， 由于构成例 H-3 是非接触式 的， 因而能够将上述径向移动部件 67 省略。此外， 优选地是与刀具头 22 同样， 在内表面检 查头 65 的内部形成有能够从与内表面仿形头 21 相反一侧将轴向移动部件 28 插入的空间。 关于长尺寸轴 1 内的 CCD 摄像头与长尺寸轴外部之间的信号传送方法， 可以与构成例 H-2 相同。
在该构成例 H-3 中， 前述摄像装置在围绕长尺寸轴 1 的轴的圆周方向上设置有多 个。在该场合， 能够在不使内表面检查头 65 旋转的情况下， 在整周或圆周方向的多处对内 表面 2 进行检查。
( 构成例 H-4)
在上述构成例 H-1 中， 径向移动部件 67、 由轴移动装置 48 与轴向移动部件 28 构成 的驱动装置、 接触检测传感器 68a 以及距离计量部 68b 设置有多组， 这些多组的径向移动部 件 67 设置在围绕长尺寸轴 1 的轴的圆周方向上的彼此不同的位置上。在这种场合， 替代上 述刀具驱动轴杆 44， 而在上述各组的每一组中设置轴向上与轴向移动部件 28 连接的驱动 头。此外， 以与构成例 H-1 相同的方式， 使得在前述各组中， 前述驱动装置使相对应的前述 驱动头轴向移动， 从而通过轴向移动部件 28 使得相对应的径向移动部件 67 径向移动， 前述 距离计量部 68b 依据来自前述接触检测传感器 68a 的信号获取自前述初始位置至前述内表 面的距离。在这种场合， 可以设计成， 各组的径向移动部件 67 以及轴向移动部件 28 支撑在 内表面检查头 65 的内表面上， 各组的径向移动部件 67 以及轴向移动部件 28 的动作得到内 表面检查头 65 的内表面的导引。
在构成例 H-4 的场合， 能够在不使内表面检查头 65 旋转的情况下， 在整周或圆周 方向的多处对内表面 2 进行检查。
( 构成例 H-5)
在上述构成例 H-2 中， 前述激光测距计在围绕长尺寸轴 1 的轴的圆周方向上设置 有多个。在该场合， 能够在不使内表面检查头 65 旋转的情况下， 在整周或圆周方向的多处 对内表面 2 进行检查。
本发明并不受上述实施方式的限定， 毋庸置疑， 在不超出本发明要旨的范围内可 以进行各种各样的变更。