DE102022210392A1 - Bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

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Ryosuke Suzuki
Norimasa SUNAGA
Daiki Sakamoto
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Neturen Co Ltd
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Abstract

[Aufgabe] Die Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Bearbeitungsvorrichtung zum effizienten Ausführen einer Zerspanungsbearbeitung eines Werkstücks und einer Wärmebehandlung wie einem Abschrecken usw.[Lösung] Bearbeitungsvorrichtung, umfassend einen Tragemechanismus 10 zum Tragen eines Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus 30 zum Zerspanen des Werkstücks W, das von dem Tragemechanismus 10 getragen wird, und einen Wärmebehandlungsmechanismus 50 für eine Wärmebehandlung des Werkstücks W, das von dem Tragemechanismus 10 getragen wird, wobei der Wärmebehandlungsmechanismus 50 eine Spule 51 für eine induktive Erwärmung des Werkstücks W aufweist, und die Spule 51 und das von dem Tragemechanismus 10 getragene Werkstück W zueinander bewegbar sind.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung.
  • [Hintergrundtechnologie]
  • In Patentdokument 1 ist eine Bearbeitungsvorrichtung offenbart, bei der zusätzlich zu einer Zerspanungsbearbeitung auch ein Laserhärten möglich ist.
  • [Dokumente des Standes der Technik]
  • [Patentdokumente]
  • [Patentdokument 1] Patentveröffentlichung Nr. JP 2005-238253 A
  • [Überblick über die Erfindung]
  • [Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe]
  • Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Bearbeitungsvorrichtung zur effizienten Ausführung einer Zerspanungsbearbeitung eines Werkstücks und einer Wärmebehandlung wie einem Abschrecken usw. bereitzustellen.
  • [Mittel zum Lösen der Aufgabe]
  • Die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Tragemechanismus zum Tragen eines Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus zum Zerspanen des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird, und einen Wärmebehandlungsmechanismus für eine Wärmebehandlung des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird, wobei der Wärmebehandlungsmechanismus eine Spule für eine induktive Erwärmung des Werkstücks aufweist, und das von dem Tragemechanismus getragene Werkstück und die Spule zueinander relativ bewegbar sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wendet der Wärmebehandlungsmechanismus eine induktive Erwärmung mittels einer Spule an. Eine induktive Erwärmung ist effizient, da eine exakte und schnelle Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur möglich ist. Effizient ist ferner, dass bei der vorliegenden Erfindung eine Zerspanungsbearbeitung und eine Wärmebehandlung mittels einer induktiven Erwärmung kontinuierlich durchgeführt werden können. Außerdem ist es effizient, dass die Spule und das Werkstück zueinander bewegbar sind, sodass die Wärmebehandlung durch eine induktive Erwärmung an einer gewünschten Stelle des Werkstücks ausgeführt werden kann.
  • Bevorzugt umfasst die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln einer Zerspanungsflüssigkeit, die dem Werkstück beim Zerspanen zugeführt worden war, und einen Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln einer Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück bei der Wärmebehandlung zugeführt worden war.
  • Einem solchen Aufbau zufolge wird durch das Aufweisen des Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus und des Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus eine Wiederverwendung der Zerspanungsflüssigkeit und der Kühlflüssigkeit ermöglicht.
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ferner bevorzugt, wenn das Werkstück stabförmig ist, der Tragemechanismus einen ersten Trägerabschnitt, der einen ersten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung trägt, und einen zweiten Trägerabschnitt aufweist, der einen zweiten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung trägt, die Spule ringförmig gebildet ist, sodass sie die Seitenfläche des Werkstücks umgibt, und wenn außerdem ein Anti-Vibrationsmechanismus umfasst ist, durch den ein Axialschlag des Werkstücks beim Zerspanen unterdrückt wird, wobei der Anti-Vibrationsmechanismus derart bewegbar ist, dass im getragenen Zustand des Werkstücks der erste Endabschnitt und der erste Trägerabschnitt oder der zweite Endabschnitt und der zweite Trägerabschnitt voneinander beabstandet werden.
  • Einem solchen Aufbau zufolge ist dadurch, dass der Anti-Vibrationsmechanismus derart bewegbar ist, dass der erste Endabschnitt und der erste Trägerabschnitt oder der zweite Endabschnitt und der zweite Trägerabschnitt voneinander beabstandet werden, ein Einsetzen und Entnehmen des Werkstücks bezüglich der ringförmig gebildeten Spule leicht durchführbar.
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ferner bevorzugt, wenn das Werkstück stabförmig ist, der Tragemechanismus einen ersten Trägerabschnitt, der einen ersten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung hält, und einen zweiten Trägerabschnitt aufweist, der einen zweiten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung hält, die Spule einen Krümmungsflächenabschnitt aufweist, welcher der Seitenfläche des Werkstücks gegenüberliegen kann, und wenn die Spule und das von dem Tragemechanismus getragene Werkstück derart zueinander bewegbar sind, dass der Abstand zwischen dem Krümmungsflächenabschnitt und dem Werkstück beliebig einstellbar ist.
  • Einem solchen Aufbau zufolge sind die Spule, die den Krümmungsflächenabschnitt aufweist, und das Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, zueinander relativ bewegbar, sodass der Abstand des Krümmungsflächenabschnitts zu dem Werkstück beliebig eingestellt wird, wodurch die Spule im Vergleich zur ringförmigen Spule leichter an einer beliebigen Stelle des Werkstücks, das induktiv erwärmt werden soll, angeordnet werden kann.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Tragemechanismus zum Tragen eines Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus zum Zerspanen des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird, einen Wärmebehandlungsmechanismus, der eine Spule aufweist, die durch ein Bewegen zu dem Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, das Werkstück induktiv erwärmt, und einen Anti-Vibrationsmechanismus zum Unterdrücken eines Axialschlags bei der induktiven Erwärmung des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wendet ein Wärmebehandlungsmechanismus eine induktive Erwärmung mittels einer Spule an. Eine induktive Erwärmung ist effizient, da eine exakte und schnelle Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur möglich ist. Der Wärmebehandlungsmechanismus bei der vorliegenden Erfindung ist dadurch noch effektiver, dass das durch den Tragemechanismus getragene Werkstück und die Spule zueinander relativ bewegbar sind, sodass eine Wärmebehandlung durch eine induktive Erwärmung an einer gewünschten Stelle des Werkstücks ausgeführt werden kann. Außerdem kann bei der vorliegenden Erfindung die Wärmebehandlung mittels des Wärmebehandlungsmechanismus qualitativ hochwertig durchgeführt werden, da durch den Anti-Vibrationsmechanismus ein Axialschlag bei der induktiven Erwärmung des von dem Tragemechanismus getragenen Werkstücks unterdrückt wird.
  • Bevorzugt ist der Anti-Vibrationsmechanismus zu dem Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, relativ bewegbar, wobei dieser sich zwischen einer Kontaktposition, an welcher er mit dem Werkstück in Kontakt kommt, und einer Nicht-Kontaktposition bewegt, an welcher sich ein Zwischenraum zu dem Werkstück bildet, den der sich zu dem Werkstück relativ bewegende Wärmebehandlungsmechanismus passieren kann.
  • Dies ist effizient, da einem solchen Aufbau zufolge dadurch, dass der Anti-Vibrationsmechanismus gegebenenfalls zwischen einer Kontaktposition und einer Nicht-Kontaktposition mit dem Werkstück relativ bewegt wird, eine induktive Erwärmung des Werkstücks fortgesetzt durchgeführt werden kann, ohne dass die Bewegung der Spule zu dem Werkstück durch den Anti-Vibrationsmechanismus behindert wird. Ferner kann die Temperatur bei dem Werkstück durch eine fortgesetzte induktive Erwärmung leicht homogenisiert werden, sodass eine qualitativ hochwertige Wärmebehandlung durchgeführt werden kann.
  • Bevorzugt ist der Zerspanungsmechanismus zu dem Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, relativ bewegbar, wobei dieser sich zwischen einer Kontaktposition, an welcher er mit dem Werkstück in Kontakt kommt, und einer Nicht-Kontaktposition bewegt, an welcher sich ein Zwischenraum zu dem Werkstück bildet, den der sich zu dem Werkstück relativ bewegende Wärmebehandlungsmechanismus passieren kann.
  • Dies ist noch effizienter, da einem solchen Aufbau zufolge dadurch, dass zusätzlich zu dem Anti-Vibrationsmechanismus auch der Zerspanungsmechanismus zwischen einer Kontaktposition und einer Nicht-Kontaktposition mit dem Werkstück relativ bewegt wird, ein Übergang zwischen den jeweiligen Schritten einer Zerspanungsbearbeitung und einer Wärmebehandlung reibungslos erfolgt, ohne dass das Bewegen der Spule zu dem Werkstück durch den Zerspanungsmechanismus behindert wird. Dies ist deshalb noch effizienter, da bei einer gleichzeitigen Ausführung einer Zerspanungsbearbeitung und einer Wärmebehandlung eine induktive Erwärmung des Werkstücks fortgesetzt durchgeführt werden kann, ohne dass das Bewegen der Spule zu dem Werkstück durch den Spanungsmechanismus behindert wird. Außerdem kann die Temperatur bei dem Werkstück durch die fortgesetzte induktive Erwärmung leicht homogenisiert werden, sodass eine qualitativ hochwertige Wärmebehandlung durchgeführt werden kann.
  • Bevorzugt ist das Werkstück stabförmig und die Spule hat eine ringförmige Form, durch die sie das Werkstück umgeben kann.
  • Einem solchen Aufbau zufolge kann dadurch, dass die Spule eine ringförmige Form hat, durch die sie das Werkstück umgeben kann, eine induktive Erwärmung der Seitenflächen des Werkstücks entlang der Umfangsrichtung leicht homogenisiert werden, sodass eine qualitativ noch hochwertigere Wärmebehandlung durchgeführt werden kann.
  • Es ist auch möglich, dass das Werkstück stabförmig ist und die Spule einen Krümmungsflächenabschnitt aufweist, welcher den Seitenflächen des Werkstücks gegenüberliegen kann.
  • Dies ist effizient, da es einem solchen Aufbau zufolge dadurch, dass die Spule einen Krümmungsflächenabschnitt aufweist, welcher den Seitenflächen des Werkstücks gegenüberliegen kann, vergleichsweise (konkreter im Vergleich zu einer ringförmigen Spule) einfach wird, die Spule bis zu einer Position an das Werkstück anzunähern, an der die induktive Erwärmung für das von dem Tragemechanismus getragene Werkstück entsteht.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Tisch, durch den ein Werkstück drehbar wird, ein aus dem Tisch gebildetes Werkstück-Trägermittel zum Tragen des Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus zum Zerspanen des Werkstücks, das von dem Werkstück-Trägermittel getragen wird, und einen Wärmebehandlungsmechanismus für eine Wärmebehandlung des Werkstücks, das von dem Werkstück-Trägermittel getragen wird, wobei der Wärmebehandlungsmechanismus eine Spule für eine induktive Erwärmung des Werkstücks aufweist, und die Spule und das von dem Werkstück-Trägermittel getragene Werkstück zueinander bewegbar sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wendet ein Wärmebehandlungsmechanismus eine induktive Erwärmung mittels einer Spule an. Eine induktive Erwärmung ist effizient, da eine exakte und schnelle Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur möglich ist. Effizient ist ferner, dass bei der vorliegenden Erfindung eine Zerspanungsbearbeitung und eine Wärmebehandlung mittels einer induktiven Erwärmung kontinuierlich durchgeführt werden können. Außerdem ist es noch effizienter, dass dadurch, dass die Spule und das Werkstück zueinander relativ bewegbar sind, die Wärmebehandlung durch eine induktive Erwärmung an einer gewünschten Stelle des Werkstücks ausgeführt werden kann.
  • Ferner umfasst eine Erwärmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem eine Bearbeitungskammer zum Aufnehmen des Zerspanungsmechanismus, des Wärmebehandlungsmechanismus und des Tisches, wobei eine Mehrzahl von Tischen, eine Mehrzahl von jeweils aus der Mehrzahl von Tischen bestehenden Werkstück-Trägermitteln zum Tragen von jeweiligen Werkstücken, eine Mehrzahl von Paletten, auf welche die Tische jeweils aufgesetzt werden, und ein Palettenwechsler, der zwischen dem Inneren der Bearbeitungskammer und außen die Paletten austauscht, umfasst sind.
  • Einem solchen Aufbau zufolge kann durch das Aufweisen eines derartigen Palettenwechslers ein Werkstück vor und nach der Bearbeitung zwischen dem Inneren der Bearbeitungskammer und außen ausgewechselt werden.
  • Ferner umfasst die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem einen Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln einer Kühlflüssigkeit, die bei der Wärmebehandlung dem Werkstück zugeführt worden war.
  • Einem solchen Aufbau zufolge wird durch das Aufweisen des Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus eine Wiederverwendung der Kühlflüssigkeit ermöglicht.
  • [Effekte der Erfindung]
  • Wie vorstehend beschrieben wird der vorliegenden Erfindung zufolge eine Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, durch die eine Zerspanungsbearbeitung eines Werkstücks und eine Wärmebehandlung wie ein Abschrecken effizient ausgeführt werden können.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform, und zeigt den Zustand eines Kontakts zwischen einem Werkstück, einem Zerspanungsmechanismus und einer Anti-Vibrationsvorrichtung.
    • [2] 2 zeigt bei 1 den von dem Werkstück beabstandeten Zustand des Zerspanungsmechanismus und der Anti-Vibrationsvorrichtung.
    • [3] 3 sind schematische Ansichten, welche die Form einer Spindel als ein Beispiel eines durch die Bearbeitungsvorrichtung in 1 bearbeiteten Werkstücks zeigen, wobei (a) eine Seitenflächenansicht ist, und (b) und (c) perspektivische Ansichten sind.
    • [4] 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Abwandlung eines Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus zeigt.
    • [5] 5 ist eine schematische Ansicht, die eine Abwandlung einer Spule bei einem Wärmebehandlungsmechanismus zeigt.
    • [6] 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Bewegung einer Spule zeigt.
    • [7] 7 ist eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 3-1.
    • [8] 8 ist eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 3-2.
    • [9] 9 ist eine schematische Ansicht, die eine Abwandlung eines Tisches (Werkstück-Trägermittel) zeigt.
    • [10] 10 ist eine schematische Ansicht, die eine Abwandlung einer Spule bei einem Wärmebehandlungsmechanismus zeigt.
  • [Formen zur Ausführung der Erfindung]
  • Durch folgende Überlegungen gelangten die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Ausarbeitung der vorliegenden Erfindung. Zunächst ist eine induktive Erwärmung effizient, da eine exakte und schnelle Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur möglich ist. Hiervon ausgehend hatten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Idee, anstelle des Laserhärtens in Patentdokument 1 eine induktive Erwärmung anzuwenden. Allerdings erfordert der Wärmebehandlungsmechanismus unterschiedlicher Erwärmungsverfahren jeweils eine spezifische Handhabung. Beispielsweise ist bei der induktiven Erwärmung die Anordnung der Spule zu dem Werkstück wichtig. Daher ist es wichtig, gleichzeitig die Effizienz der Bearbeitungsvorrichtung und die Erfüllung dieses Anspruchs anzustreben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. 1 und 2 sind schematische Ansichten einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst eine Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Tragemechanismus 10 zum Tragen eines stabförmigen Werkstücks W, einen Anti-Vibrationsmechanismus 20 zum Unterdrücken eines Axialschlags des Werkzeugs W beim Zerspanen, einen Zerspanungsmechanismus 30 zum Zerspanen des von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W, einen Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus 40 zum Sammeln von Zerspanungsflüssigkeit, die dem Werkstück W beim Zerspanen zugeführt worden war, einen Wärmebehandlungsmechanismus 50 zur Wärmebehandlung des von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W, und einen Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 zum Sammeln von Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück W bei der Wärmebehandlung zugeführt worden war. Ferner umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 ein Steuerglied 80 zum Steuern des Betriebs der jeweiligen Mechanismen. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 kann auch eine Bearbeitungskammer 70 zum Aufnehmen der jeweiligen Mechanismen aufweisen.
  • 3 sind schematische Ansichten, welche ein Beispiel eines durch die Bearbeitungsvorrichtung 1 bearbeiteten Werkstücks zeigen. 3 (a) ist eine Seitenflächenansicht, und 3 (b) und 3 (c) sind perspektivische Ansichten. Wie in 3 (a) bis 3 (c) gezeigt, handelt es sich bei dem Werkstück W der vorliegenden Ausführungsform um eine hohl gebildete zylinderförmige Spindel, die einen ersten Endabschnitt Wa und einen zweite Endabschnitt Wb auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Endabschnitts Wa in der axialen Richtung des Werkstücks W, eine an dem ersten Endabschnitt Wa gebildete Öffnung W1 und eine an dem zweiten Endabschnitt Wb gebildete Öffnung W2 aufweist. Ferner wurde das Werkstück W aus einem Kohlenstoff enthaltenden Stahlmaterial gefertigt. Ein Beispiel für das betreffende Werkstück W ist eine hohle Zahnstange, die z. B. für eine Steuervorrichtung bei einem Kraftfahrzeug usw. verwendet wird. Die Zahnstange weist eine nicht dargestellte Verzahnung auf, die in die Verzahnung eines Zahnstangengetriebes eingreift. Das Werkstück W kann auch massiv gefertigt sein. Ferner ist als Werkstück W bei der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel einer Spindel angeführt, wobei die Form und der Verwendungszweck des Werkstücks W hierauf nicht beschränkt sind.
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um eine Mehrzweckvorrichtung, die wie in 1 und 2 gezeigt, das Werkstück W entlang der Achse des Werkstücks W horizontal trägt, und bei der sowohl eine Zerspanungsbearbeitung als auch eine Wärmebehandlung des Werkstücks W ausgeführt werden können. Im Folgenden werden die axiale Richtung des Werkstücks W im getragenen Zustand als Z-Richtung und die zur Z-Richtung orthogonale Richtung in der Horizontalen als Y-Richtung bezeichnet. Die in der Senkrechten zur Z-Richtung und Y-Richtung orthogonale Richtung wird als X-Richtung bezeichnet.
  • Der Tragemechanismus 10 der vorliegenden Ausführungsform weist, wie in 1 und 2 gezeigt, einen ersten Trägerabschnitt 11 zum Tragen des ersten Endabschnitts Wa des Werkstücks W und einen zweiten Trägerabschnitt 12 zum Tragen des zweiten Endabschnitts Wb des Werkstücks W auf. Der erste Trägerabschnitt 11 und der zweite Trägerabschnitt 12 sind derart angeordnet, dass sie sich in der Z-Richtung gegenüberliegen.
  • Der erste Trägerabschnitt 11 weist eine Mehrzahl von Backen 111 zum Ergreifen der Seitenflächen des Werkstücks W auf. Die jeweiligen Backen 111 sind in gleichen Abständen beabstandet konzentrisch angeordnet. Ferner sind die jeweiligen Backen 111 zu den Seitenflächen des Werkstücks W vor- und zurückbewegbar. Außerdem ist der erste Trägerabschnitt 11 frei rotierbar, um das Werkstück W im getragenen Zustand um seine Achse zu drehen. Als erster Trägerabschnitt 11 können beispielsweise ein individuelles Spannfutter, ein Hydraulikkraft-Spannfutter oder eine Spannzange verwendet werden.
  • Der zweite Trägerabschnitt 12 weist ein Drehzentrum 121 zum Andrücken durch den Kontakt eines vorderen Endabschnitts mit dem Endflächenabschnitt des Werkstücks W, und einen Reitstock 122 zum Vor- und Zurückbewegen des Drehzentrums 121 gegenüber dem Endflächenabschnitt des Werkstücks W auf. Das Drehzentrum 121 und der Reitstock 122 sind koaxial angeordnet. Das Drehzentrum 121 hat eine sich zum vorderen Ende hin verjüngende Konusfläche. Dadurch, dass die Konusfläche zum Inneren des zweiten Endabschnitts Wb des Werkstücks vorgerückt wird und am Innenumfangsrand der Öffnung W2 anliegt, wird das Werkstück W durch das Drehzentrum 121 getragen. Bei einem massiven Werkstück W wird an dem zweiten Endabschnitt Wb des Werkstücks W ein nicht dargestelltes Mittenloch gebildet, in welches der vordere Endabschnitt des Drehzentrums 121 einschiebbar ist, und das Werkstück W durch den zweiten Trägerabschnitt 12 dadurch getragen, dass der vordere Endabschnitt des Drehzentrums 121 an den Innenumfangsrand des betreffenden Mittenlochs angelegt wird. Das durch das Drehzentrum 121 getragene Werkstück W kann durch den Reitstock 122 zur Z-Richtung vor- und zurückbewegt werden. Außerdem ist der zweite Trägerabschnitt 12 frei rotierbar, um das Werkstück W im getragenen Zustand um seine Achse zu drehen.
  • Aufgrund dessen ist das Werkstück W im durch den ersten Trägerabschnitt 11 und den zweiten Trägerabschnitt 12 getragenen Zustand um seine Achse drehbar.
  • Der erste Trägerabschnitt 11 und der zweite Trägerabschnitt 12 sind beispielsweise aus einem Material einer bestimmten Härte gebildet.
  • Der Anti-Vibrationsmechanismus 20 der vorliegenden Ausführungsform nimmt die Seitenflächen des Werkstücks W von unten auf und dient dazu, hierdurch einen Axialschlag des Werkstücks W beim Zerspanen oder einer Wärmebehandlung zu unterdrücken. Konkreter unterdrückt der Anti-Vibrationsmechanismus 20 bei einer Zerspanungsbearbeitung oder Wärmebehandlung, während der die Bearbeitungsvorrichtung 1 das Werkstück W um seine Achse dreht, einen Axialschlag des sich um seine Achse drehenden Werkstücks W.
  • Der Anti-Vibrationsmechanismus 20 weist einen die Basis bildenden Hauptkörper 21 und eine Klammer 22 auf, die von dem oberen Endabschnitt des Hauptkörpers 21 nach oben verläuft.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich der Anti-Vibrationsmechanismus 20 bezüglich des durch den Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W. Das Werkstück W kann auch bezüglich den Anti-Vibrationsmechanismus 20 bewegt werden. Wie in 1 und 2 gezeigt, bewegt sich der Anti-Vibrationsmechanismus 20 zwischen einer Kontaktposition P1 (Position in 1), an welcher der Hauptkörper 21 mit dem durch den Tragemechanismus 10 getragenen Werkstück W Kontakt hat, und einer Nicht-Kontaktposition P2 (Position in 2), an der ein Raum (Zwischenraum) zwischen dem Werkzeug W gebildet wird, sodass zumindest eine Spule 51 eines sich zu dem Werkstück W relativ bewegenden Wärmebehandlungsmechanismus 50 (bevorzugt zusätzlich zu dem Wärmebehandlungsmechanismus 50 eines sich dem Wärmebehandlungsmechanismus 50 folgend bewegender Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 (Erläuterung folgt)) passieren kann. Dies ist effizient, da dadurch, dass bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 der Anti-Vibrationsmechanismus 20 gegebenenfalls zwischen der Kontaktposition P1 und der Nicht-Kontaktposition P2 mit dem Werkstück W relativ bewegt wird, eine induktive Erwärmung des Werkstücks W fortgesetzt durchgeführt werden kann, ohne dass die Bewegung der Spule 51 zu dem Werkstück W durch den Anti-Vibrationsmechanismus 20 behindert wird. Da die Bewegung der Spule 51 durch den Anti-Vibrationsmechanismus 20 nicht behindert wird, kann ferner die Geschwindigkeit usw. bezüglich der Bewegung der Spule 51 zu dem Werkstück homogen gesteuert werden. Infolgedessen kann die induktive Erwärmung durch den Wärmebehandlungsmechanismus 50 leicht homogenisiert werden, sodass durch die Bearbeitungsvorrichtung 1 eine qualitativ hochwertige Wärmebehandlung erfolgen kann.
  • Der Hauptkörper 21 ist in der Z-Richtung bewegbar. Konkret weist der Anti-Vibrationsmechanismus 20 ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Hauptkörpers 21 in der Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) erstes Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung des Hauptkörpers 21 in der Z-Richtung auf, wodurch der Hauptkörper 21 in der Z-Richtung bewegbar ist. Durch die Bewegung des Hauptkörpers 21 in die Z-Richtung kann der Anti-Vibrationsmechanismus 20 an einer zum Unterdrücken eines Axialschlags bevorzugten Position angeordnet werden. Infolgedessen wird durch den Anti-Vibrationsmechanismus 20 eine Behinderung der Bewegung eines anderen Mechanismus (konkret des Wärmebehandlungsmechanismus 50 und des Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60, die im Folgenden beschrieben werden) in der Z-Richtung verhindert.
  • Die Klammer 22 weist die Funktion eines Greifglieds auf, welches die Unterseite und Seitenflächen des Werkstücks W ergreift und dadurch dafür sorgt, dass das Werkstück W nicht herunterfällt.
    Ferner ist die Klammer 22 gegenüber dem von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstück W vor- und zurückbewegbar. Konkret ist die Klammer 22 zwischen der Kontaktposition P1, an welcher ein Kontakt mit dem vom Tragemechanismus 10 getragenen Werkstück W möglich ist, und der Nicht-Kontaktposition P2, an der zwischen dem Werkzeug W im getragenen Zustand ein Raum gebildet wird, den die im Folgenden beschriebene Spule 51 (konkreter, Spule 51, auf deren Innenseite das Werkstück W angeordnet ist) in Z-Richtung passieren kann, vor- und zurückbewegbar. Beispielsweise kann die Klammer 22 auch mit einem Zylinder verbunden sein, durch den sie zwischen der Kontaktposition P1 und der Nicht-Kontaktposition P2 vor- und zurückbewegt (bewegt) wird. Hierdurch kann der Klammer 22 zufolge eine Behinderung der Bewegung der Spule 51 (konkreter, Spule 51, auf deren Innenseite das Werkstück W angeordnet ist) in der Z-Richtung verhindert werden.
  • Ferner kann die Klammer 22 das ergriffene Werkstück W von der Trageposition des Tragemechanismus 10 an eine beliebige Position bewegen. Konkret kann die Klammer 22 das Werkstück zwischen einer Trageposition, bei der es sich um die Position handelt, an welcher der Tragemechanismus 10 das Werkstück W trägt, und einer Nicht-Trageposition bewegen, an der ein Zwischenraum zwischen dem ersten Endabschnitt Wa und dem ersten Trägerabschnitt 11 oder dem zweiten Endabschnitt Wb und dem zweiten Trägerabschnitt 12 des von dem Tragemechanismus 10 freigegebenen Werkstücks W gebildet wird.
    Der Zwischenraum hat eine Größe, die ein Einsetzen und Entnehmen des Werkstücks W ausgehend von dem ersten Endabschnitt Wa oder dem zweiten Endabschnitt Wb bezüglich der ringförmigen Spule 51 ermöglicht. Dadurch, dass der Anti-Vibrationsmechanismus 20 eine solche Klammer 22 aufweist, kann bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 das Einsetzen in und die Entnehmen aus der ringförmigen Spule 51 effizient erfolgen.
  • Der Zerspanungsmechanismus 30 der vorliegenden Ausführungsform weist einen ersten Zerspanungsmechanismus 30a, der unterhalb des Tragemechanismus 10 angeordnet ist, und einen zweiten Zerspanungsmechanismus 30b auf, der oberhalb des Tragemechanismus 10 angeordnet ist. Der erste Zerspanungsmechanismus 30a weist einen Werkzeugträger 31a auf, der ein Zerspanungswerkzeug 311a zum Zerspanen des Werkstücks W trägt. Ebenso weist der zweite Zerspanungsmechanismus 30b einen Werkzeugträger 31b auf, der ein Zerspanungswerkzeug 311b zum Zerspanen des Werkstücks W trägt. Die Werkzeugträger 31a und 31b weisen eine (nicht dargestellte) Zerspanungsflüssigkeitszuführung zum Zuführen von Zerspanungsflüssigkeit zu dem Werkstück W und einen (nicht dargestellten) Zerspanungsflüssigkeitstank zum Speichern von Zerspanungsflüssigkeit auf.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich der Zerspanungsmechanismus 30 bezüglich des durch den Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W. Wie in 1 und 2 gezeigt, bewegt sich der Zerspanungsmechanismus 30 zwischen einer Kontaktposition P3 (Position in 1), an welcher der Werkzeugträger 31 das Zerspanungswerkzeug 311 mit dem durch den Tragemechanismus 10 getragenen Werkstück W in Kontakt bringt, und einer Nicht-Kontaktposition P4 (Position in 2), an der ein Raum (Zwischenraum) zwischen dem Werkzeug W und dem Zerspanungsmechanismus 30 gebildet wird, sodass zumindest eine Spule 51 des sich zu dem Werkstück W relativ bewegenden Wärmebehandlungsmechanismus 50 (bevorzugt zusätzlich zu dem Wärmebehandlungsmechanismus 50 ein sich dem Wärmebehandlungsmechanismus 50 folgend bewegender Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 (Erläuterung folgt)) passieren kann. Dies ist deshalb effizient, da dadurch, dass bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 zusätzlich zu dem Anti-Vibrationsmechanismus 20 auch der Zerspanungsmechanismus 30 zwischen der Kontaktposition P3 und der Nicht-Kontaktposition P4 mit dem Werkstück relativ bewegt wird, ein Übergang zwischen der Zerspanungsbearbeitung durch den Zerspanungsmechanismus 30 und der Wärmebehandlung durch den Wärmebehandlungsmechanismus 50 reibungslos erfolgt, ohne dass die Bewegung der Spule 51 zu dem Werkstück W durch den Zerspanungsmechanismus 30 behindert wird. Da keine Behinderung durch den Zerspanungsmechanismus 30 erfolgt, kann ferner die Geschwindigkeit usw. bezüglich der Bewegung der Spule 51 zu dem Werkstück W homogen gesteuert werden. Infolgedessen kann die induktive Erwärmung durch den Wärmebehandlungsmechanismus 50 leicht homogenisiert werden, sodass durch die Bearbeitungsvorrichtung 1 eine qualitativ noch hochwertigere Wärmebehandlung erfolgen kann.
  • Der Werkzeugträger 31a ist in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Konkret weist der erste Zerspanungsmechanismus 30a ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Werkzeugträgers 31a in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) zweites Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung des Werkzeugträgers 31a in der X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch der Werkzeugträger 31a in der X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist. Ebenso weist der zweite Zerspanungsmechanismus 30b ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Werkzeugträgers 31b in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) drittes Führungsglied zum Führen der Bewegung des Werkzeugträgers 31b in der X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch der Werkzeugträger 31a in der X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist. Der Werkzeugträger 31a, der unterhalb des Werkstücks W angeordnet wird, kann anstelle des zweiten Führungsglieds auch mittels des ersten Führungsglieds des Anti-Vibrationsmechanismus 20 geführt werden. Das heißt, der Werkzeugträger 31a und der Anti-Vibrationsmechanismus 20 können ein Führungsglied gemeinsam verwenden. Infolge der Bewegung der Werkzeugträger 31a und 31b in die Z-Richtung bewegen sich auch die Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b in die Z-Richtung, wodurch eine Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks W an einer bestimmten Position in der Z-Richtung ermöglicht wird.
  • Die Werkzeugträger 31a und 31b können die Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b um die Achse der Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b (mit der X-Richtung als Achse) drehen. Ferner können die Werkzeugträger 31a und 31b die Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b auch derart drehen, dass die Drehachse der Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b einen ersten Zustand entlang einer ersten Richtung, und einen zweiten Zustand, in welchem die Drehachse zu dem ersten Zustand in eine beliebige Richtung geneigt ist, annimmt.
  • Werden die Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b gedreht, können als Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b beispielsweise ein Fräser oder ein Schaftfräser verwendet werden, und wenn die Zerspanungswerkzeuge 311a und 311 b nicht gedreht werden, kann beispielsweise eine Wendeschneidplatte aus Hartmetall verwendet werden.
  • Die Zerspanungsflüssigkeitszuführung bewegt sich einhergehend mit der Bewegung der Werkzeugträger 31a und 31 b zusammen mit den Zerspanungswerkzeugen 311a und 311b und weist einen Aufbau auf, durch den der Zerspanungsfläche des Werkzeugs W eine Zerspanungsflüssigkeit zugeführt werden kann.
  • Der Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus 40 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kreislauf, bei dem der Zerspanungsflüssigkeitszuführung Zerspanungsflüssigkeit zugeführt wird, aus der durch ein Filtern der Zerspanungsflüssigkeit, die dem Werkstück W zugeführt worden war, Späne beseitigt wurden. Konkret umfasst der Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus 40 z. B. eine im Boden der Bearbeitungskammer 70 eingelassenen (nicht dargestellten) Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen von Zerspanungsflüssigkeit, die Späne enthält, einen (nicht dargestellten) Ableitungsabschnitt zum Ableiten der Zerspanungsflüssigkeit in den Aufnahmeabschnitt, einen die Strömungsrichtung der Zerspanungsflüssigkeit kreuzend vorgesehenen (nicht dargestellten) Filterabschnitt zum Isolieren der Späne aus der Zerspanungsflüssigkeit, und eine (nicht dargestellte) Pumpe zum Zuführen der Zerspanungsflüssigkeit, welche den Filterabschnitt passiert hat, in die Zerspanungsflüssigkeitszuführung. Der Ableitungsabschnitt kann auch eine zum Aufnahmeabschnitt hin nach unten geneigte Neigungsfläche oder eine zum Aufnahmeabschnitt hin nach unten geneigte Neigungsrille sein. Der Filterabschnitt kann inmitten des Ableitungsabschnitts oder zwischen dem Ableitungsabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt vorgesehen sein. Der Aufnahmeabschnitt kann zylinderförmig gebildet sein und außerdem kann der Filterabschnitt die Strömungsrichtung der Zerspanungsflüssigkeit in dem Aufnahmeabschnitt kreuzend vorgesehen sein. Weist der Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus 40 keine Bearbeitungskammer 70 auf, ist er unterhalb des Zerspanungsmechanismus 30 in der X-Richtung angeordnet.
  • Der Wärmebehandlungsmechanismus 50 der vorliegenden Ausführungsform führt ein Abschrecken zum Härten der Oberfläche des Werkstücks W durch. Der Wärmebehandlungsmechanismus 50 ist weiter oben als der Tragemechanismus 10 angeordnet.
  • Der Wärmebehandlungsmechanismus 50 umfasst eine Spule 51 zur induktiven Erwärmung des Werkstücks W, ein Hochfrequenz-Netzteil 52 zum Einstellen der Frequenz der Spannung, die an die Spule 51 angelegt wird, eine Kühlflüssigkeitszuführung 53 zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu dem Werkstück W und einen (nicht dargestellten) Kühlflüssigkeitstank zum Speichern von Kühlflüssigkeit. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Hochfrequenz-Netzteil 52 mit der Spule 51 und der Kühlflüssigkeitszuführung 53 ausgerüstet. Ferner ist das Hochfrequenz-Netzteil 52 gegenüber dem Werkstück W bewegbar. Hierdurch werden einhergehend mit der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 52 gegenüber dem Werkstück W auch die Spule 51 und die Kühlflüssigkeitszuführung 53 gegenüber dem Werkstück W bewegbar.
  • Die Spule 51 erwärmt das Werkstück W auf eine Oberflächentemperatur des Werkstücks W von 100°-C bis 1200°C.
  • Die Spule 51 umfasst einen ringförmigen Abschnitt 511, der derart gebildet ist, dass die Seitenflächen des Werkstücks W eingeschlossen werden können. Der ringförmige Abschnitt 511 ist aus einem Kupferrohr gebildet, das entlang einem Kreis mit einem bestimmten Durchmesser spiralförmig verläuft. Anders ausgedrückt, besteht die Spule 51 aus einer ringförmigen Wendepolspule mit einem bestimmten Durchmesser. Hierdurch kann die induktive Erwärmung des Werkstücks W durch die Spule 51 entlang der Seitenflächen des Werkstücks W in der Umfangsrichtung homogenisiert werden, sodass durch die Bearbeitungsvorrichtung 1 eine qualitativ noch hochwertigere Wärmebehandlung erfolgen kann.
  • Der Innendurchmesser des ringförmigen Abschnitts 511 ist größer als bei dem zweiten Trägerabschnitt 12 gebildet, sodass bei einem Bewegen der Spule 51 in die Z-Richtung die Seitenflächen des zweiten Trägerabschnitts 12 durch den ringförmigen Abschnitt 511 eingeschlossen werden können.
  • Ist das Werkstück W auf ihrer Innenseite angeordnet, kann die Spule 51 in die Z-Richtung bewegt werden. Das heißt, das durch den Tragemechanismus 10 getragene Werkstück W und die Spule 51 sind zueinander bewegbar. Wenn das Werkstück W durch die Klammer 22 des Anti-Vibrationsmechanismus 20 zwischen der Trageposition und der Nicht-Trageposition bewegt wird, ist die Spule 51, auf deren Innenseite das Werkstück W angeordnet ist, angepasst an die Bewegung der Klammer 22 bewegbar. Anders ausgedrückt ist das Hochfrequenz-Netzteil 52 angepasst an die Bewegung der Klammer 22 bewegbar.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist wie vorstehend angegeben das Hochfrequenz-Netzteil 52 mit der Spule 51 ausgerüstet. Ferner sind die Spule 51 und das Hochfrequenz-Netzteil 52 über eine (nicht dargestellte) Spulenleitung verbunden. Das Hochfrequenz-Netzteil 52 ist beispielsweise ein Anpassungstransformator oder ein Stromwandler.
    Ferner können die Spule 51 und die Spulenleitung durch eine (nicht dargestellte) Abdeckungskomponente zum Schutz vor einem Kurzschluss durch Späne bedeckt sein.
    Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Hochfrequenz-Netzteil 52 mit der Spule 51 ausgestattet ist, da der Verlust an elektrischer Leistung umso geringer ist, je kürzer die Spulenleitung ist, durch welche die Spule 51 und das Hochfrequenz-Netzteil 52 verbunden sind. Ferner ist es auch zum Verhindern eines Anhaftens von Spänen und Zerspanungsflüssigkeit an der Spule 51 bei der Zerspanungsbearbeitung bevorzugt, wenn das Hochfrequenz-Netzteil 52 mit der Spule 51 ausgerüstet ist.
  • Ferner wird bei der Spule 51 ein Frequenzbereich der an das Werkstück W angelegten Spannung von beispielsweise 0,3 kHz bis 400 kHz angenommen. Hierdurch kann bei dem Werkstück W eine hochfrequente induktive Erwärmung erzeugt werden. Die Frequenz kann anhand des Modells und der Spezifikation des Hochfrequenz-Netzteils eingestellt werden.
  • Das Hochfrequenz-Netzteil 52 umfasst ein Kühlwasserkabel 521 zum Zuführen von Kühlwasser, das im Inneren zirkuliert wird.
  • Das Hochfrequenz-Netzteil 52 ist in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Konkret weist der Wärmebehandlungsmechanismus 50 ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 52 in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) vierte Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 52 in der X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch das Hochfrequenz-Netzteil 52 in der X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist. Ferner verläuft das vierte Führungsglied derart, dass von einer Seite der Z-Richtung aus betrachtet, der Wärmebehandlungsmechanismus 50 bis an eine Position geführt werden kann, an welcher der Wärmebehandlungsmechanismus 50 nicht mit dem Werkstück W zusammenfällt.
    Das Hochfrequenz-Netzteil 52, das oberhalb des Werkstücks W angeordnet wird, kann anstelle des vierten Führungsglieds auch mittels des dritten Führungsglieds des zweiten Zerspanungsmechanismus 30b geführt werden. Das heißt, das Hochfrequenz-Netzteil 52 und der zweite Zerspanungsmechanismus 30b können ein Führungsglied gemeinsam verwenden.
    Einhergehend mit der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 52 in die Z-Richtung bewegen sich auch die Spule 51 und die Kühlflüssigkeitszuführung 53 in die Z-Richtung, wodurch eine Wärmebehandlung des Werkstücks W an einer bestimmten Position in der Längenrichtung ermöglicht wird. Einhergehend mit der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 52 in die X-Richtung bewegen sich ferner auch die Spule 51 und die Kühlflüssigkeitszuführung 53 in die X-Richtung, wodurch von einer Seite der Z-Richtung aus betrachtet, der Wärmebehandlungsmechanismus 50 oberhalb des Werkstücks W eingezogen werden kann. Daher wird eine Behinderung der Bewegung des zweiten Zerspanungsmechanismus 30b in der Z-Richtung durch den Wärmebehandlungsmechanismus 50 verhindert.
  • Durch die Kühlflüssigkeitszuführung 53 kann dem Werkstück W innerhalb von 3,0 Sekunden nach der induktiven Erwärmung des Werkstücks W Kühlflüssigkeit zugeführt werden. Die Kühlflüssigkeitszuführung 53 umfasst eine Düse 531 zum Sprühen von Kühlflüssigkeit auf das Werkstück W und eine von der Düse 531 abzweigende längliche Verzweigungsrohrleitung 532.
  • Aus der Düse 531 wird Kühlflüssigkeit an eine bestimmte Stelle des Werkstücks W gesprüht. Beispielsweise ist es auch möglich, dass die Düse 531 geneigt wird und dadurch aus der Düse 531 Kühlflüssigkeit in einer bestimmten Winkelneigungsrichtung zur X-Richtung gesprüht werden kann.
  • Ein Endstück der Verzweigungsrohrleitung 532 (Endstück auf der dem Verbindungsendstück der Düse 531 gegenüberliegenden Seite) ist über eine Pumpe mit dem Kühlflüssigkeitstank verbunden.
  • Der Wärmebehandlungsmechanismus 50 der vorliegenden Ausführungsform wird bei Nichtbetrieb in einer (nicht dargestellten) Isolationskammer in der Bearbeitungskammer 70 aufgenommen. Konkreter wird der Wärmebehandlungsmechanismus 50 in die Isolationskammer aufgenommen, um ein Anhaften von Zerspanungsflüssigkeit und Spänen zu verhindern, wenn im Nichtbetrieb des Wärmebehandlungsmechanismus 50 die Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks W erfolgt. Der Wärmebehandlungsmechanismus 50 kann auch durch eine Isolationswand geschützt werden, die ein Anhaften von Zerspanungsflüssigkeit und Spänen verhindert.
  • Der Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 der vorliegenden Ausführungsform ist weiter unten als der Tragemechanismus 10 angeordnet. Der Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 umfasst einen Aufnahmeabschnitt 61 zum Aufnehmen von Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück W zugeführt worden war, und einen Sammelrohrleitungsabschnitt 62 zum Sammeln der Kühlflüssigkeit des Aufnahmeabschnitts 61.
  • Die Aufnahmeabschnitt 61 ist unterhalb des von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W angeordnet. Der Aufnahmeabschnitt 61 besteht aus einem oben offenen Behälter.
  • Der Aufnahmeabschnitt 61 ist in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Konkreter weist der Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Aufnahmeabschnitts 61 in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) fünftes Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung des Aufnahmeabschnitts 61 in der X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch der Aufnahmeabschnitt 61 in der X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist.
    Anstelle des fünften Führungsglieds kann der Aufnahmeabschnitt 61 auch durch das erste Führungsglied des Anti-Vibrationsmechanismus 20 oder das zweite Führungsglied des ersten Zerspanungsmechanismus 30a geführt werden. Das heißt, der Aufnahmeabschnitt 61, der Anti-Vibrationsmechanismus 20 und der erste Zerspanungsmechanismus 30a können ein Führungsglied gemeinsam verwenden. Durch die Bewegung des Aufnahmeabschnitts 61 in die Z-Richtung wird eine Positionsanpassung des Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 entlang der Längsrichtung des Werkstücks W ermöglicht.
  • Ferner ist der Aufnahmeabschnitt 61 angepasst an die Bewegung der Düse 531 (des Hochfrequenz-Netzteils 52) entlang der Z-Richtung bewegbar. Anders ausgedrückt kann der Aufnahmeabschnitt 61 parallel zur Düse 531 in der Z-Richtung bewegt werden.
  • Die Sammelrohrleitungsabschnitt 62 sammelt die Kühlflüssigkeit durch Ansaugen ein. Die Sammelrohrleitungsabschnitt 62 ist mit dem Kühlflüssigkeitstank verbunden. Hierdurch ist eine zirkulierende Verwendung der Kühlflüssigkeit möglich.
  • Bei dem eine induktive Erwärmung verwendenden Wärmebehandlungsmechanismus 50 kann ein Wechsel der Zusammensetzung der Kühlflüssigkeit entsprechend der Art von Werkstück W erforderlich sein. Beispiele für die Kühlflüssigkeit sind Polymere alleine, Wasser alleine oder Mischungen aus Polymeren und Wasser. Unter dem Aspekt der Wiederverwertung und Umwelt ist insbesondere das Sammeln einer Kühlflüssigkeit, die Polymere enthält, bevorzugt. Diesbezüglich wird durch den Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 der vorliegenden Ausführungsform eine Wiederverwertung der Kühlflüssigkeit erleichtert, da ein Einmischen von Zerspanungsflüssigkeit in die Kühlflüssigkeit unterdrückt wird. Ferner kann auch der Umweltaspekt berücksichtigt werden.
  • Das Steuerglied 80 der vorliegenden Ausführungsform steuert die Bewegungsgröße der jeweiligen Mechanismen, die Drehzahl des Tragemechanismus 10 und des Zerspanungswerkzeugs 311, sowie den Zeitpunkt und die Zufuhrmenge für die Zufuhr der Zerspanungsflüssigkeit und der Kühlflüssigkeit.
  • Bezüglich des Betriebs der Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird nun anhand eines Beispiels eine nach der Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks W erfolgende Wärmebehandlung veranschaulicht. Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 kann auch nach der Wärmebehandlung des Werkstücks W eine Zerspanungsbearbeitung erfolgen. Ferner kann die Bearbeitungsvorrichtung 1 auch derart aufgebaut sein, dass die Zerspanungsbearbeitung und die Wärmebehandlung gleichzeitig erfolgen. Außerdem kann die Häufigkeit der Zerspanungsbearbeitung und der Wärmebehandlung geeignet geändert bzw. eingestellt werden.
  • (Vorbereitungsstadium)
  • Zunächst wird mittels des Tragemechanismus 10 das Werkstück W durch die Bearbeitungsvorrichtung 1 getragen. Dabei kann das Werkstück W auch durch die Klammer 22 des Anti-Vibrationsmechanismus 20 getragen werden.
  • Als Nächstes erfolgt mittels des ersten Trägerabschnitts 11 und des zweiten Trägerabschnitts 12 eine Zentrierung des Werkstücks W, während sich dieses um seine Achse dreht.
  • Als Nächstes wird für den Fall, dass das Werkstück W nicht durch die Klammer 22 des Anti-Vibrationsmechanismus 20 getragen wird, zum Aufnehmen der Seitenflächen des Werkstücks W die Klammer 22 des Antivibrationsmechanismus 20 zum Werkstück W vorgerückt, die dann das Werkstück W trägt.
  • (Stadium der Zerspanungsbearbeitung)
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 werden die Werkzeugträger 31a und 31b an eine bestimmte Position des Werkstücks W in der axialen Richtung bewegt. Dabei kann das Werkstück W gegebenenfalls auch um seine Achse gedreht werden. Dann erfolgt dadurch, dass das Zerspanungswerkzeug 311 derart vorwärtsbewegt wird, dass es mit dem Werkstück W in Kontakt kommt, und mittels der Zerspanungsflüssigkeitszuführung dem Werkstück W Zerspanungsflüssigkeit zugeführt wird, eine Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks W. Dabei können die Zerspanungswerkzeuge 311a und 311b gegebenenfalls auch um ihre Achse gedreht werden. Ferner zirkuliert die Zerspanungsflüssigkeit zwischen dem Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus 40 und der Zerspanungsflüssigkeitszuführung.
  • (Stadium des Übergangs zur Wärmebehandlung)
  • Nach der Zerspanungsbearbeitung wird der zweite Trägerabschnitt 12 zurückbewegt und der zweite Endabschnitt Wb des Werkstücks W freigegeben. Durch ein Bewegen in die Z-Richtung, durch das der Reitstock 122 von dem Werkstück W freigegeben wird, bildet sich dann zwischen dem zweiten Endabschnitt Wb des Werkstücks und dem zweiten Trägerabschnitt 12 ein Zwischenraum, den die Spule 51 passieren kann. Dann wird die Spule 51 derart bewegt, dass sie durch den Zwischenraum geführt wird, sodass das Werkstück W auf der Innenseite der Spule 51 angeordnet wird. Nach dem Bewegen der Spule 51 wird das Werkstück W durch den zweite Trägerabschnitt 12 getragen. Ferner wird der Zerspanungsmechanismus 30 an eine Stelle eingezogen, an der die Bewegung des Wärmebehandlungsmechanismus 50 und des Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 nicht behindert wird.
  • (Wärmebehandlungsstadium)
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 werden die Spule 51 und die Düse 531 an eine bestimmte Stelle des Werkstücks W bewegt, und nach der Induktionserwärmung des Werkstücks W durch die Spule 51 wird dem Werkstück W mittels der Düse 531 während eines bestimmten Zeitraums (z. B. innerhalb von 3,0 Sekunden) Kühlflüssigkeit zugeführt. Dabei kann das Werkstück W gegebenenfalls auch um seine Achse gedreht werden. Dadurch wird die Oberfläche des Werkstücks W gehärtet. Bei der Kühlflüssigkeitszufuhr zu dem Werkstück W werden die Düse 531 und der Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 parallel zur Z-Richtung bewegt, und durch den Aufnahmeabschnitt 61 wird die Kühlflüssigkeit aufgenommen, die dem Werkstück W zugeführt worden war. Ferner zirkuliert die Kühlflüssigkeit zwischen dem Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 und der Kühlflüssigkeitszuführung 53. Bei der Wärmebehandlung kann das Werkstück W um seine Achse gedreht oder auch nicht gedreht werden.
  • Vorstehend wurde anhand eines Beispiels eine Ausführungsform dargestellt, wobei die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Aufbau der vorstehenden Ausführungsform nicht beschränkt ist. Ferner wird die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch nicht durch die vorstehenden Wirkungen und Effekte beschränkt. Bei der Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in einem vom Wesentlichen der vorliegenden Erfindung nicht abweichenden Rahmen verschiedene Änderungen möglich.
  • Ferner wurde bei der vorstehenden Ausführungsform eine Ausführung gezeigt, bei der der zweite Trägerabschnitt 12 das Drehzentrum 121 und den Reitstock 122 aufweist, wobei hierauf keine Beschränkung besteht und der zweite Trägerabschnitt 12 auch ebenso wie der erste Trägerabschnitt 11 eine Mehrzahl von Backen aufweisen kann.
  • Ferner handelt es sich bei der vorstehenden Ausführungsform als Wärmebehandlung durch den Wärmebehandlungsmechanismus 50 um ein Abschrecken, wobei hierauf keine Beschränkung besteht, und durch den Wärmebehandlungsmechanismus auch ein Normalglühen, ein hochfrequentes Anlassen, eine hochfrequente Erwärmung, ein hochfrequentes Ausglühen usw. durchgeführt werden können.
  • Ferner kann es sich bei dem Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus auch um die in 4 gezeigte Ausführung handeln. Das heißt, der Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 in 4 umfasst einen Aufnahmeabschnitt 61, der oben offen ist, und am Boden der Bearbeitungskammer 70 angeordnet ist, einen Sammelrohrleitungsabschnitt 62 zum Sammeln der Kühlflüssigkeit in dem Aufnahmeabschnitt 61 und einen oberhalb des Aufnahmeabschnitts 61 vorgesehenen, mit dem Sammelrohrleitungsabschnitt 62 verbundenen und die Kühlflüssigkeit in dem Aufnahmeabschnitt 61 in den Sammelrohrleitungsabschnitt 62 ableitenden Ableitungsabschnitt 63. Bei der Ausführung in 4 umfasst der Ableitungsabschnitt 63 einen untere Endabschnitt, mit dem der Sammelrohrleitungsabschnitt 62 verbunden ist, und einen oberen Endabschnitt, der unterhalb des Werkstücks W angeordnet wird, wobei es sich um einen Aufbau handelt, bei dem sich ein von dem oberen Endabschnitt zum unteren Endabschnitt geneigter Zustand ergibt. Durch diese Neigung wird bei dem Ableitungsabschnitt 63 Kühlflüssigkeit von dem oberen Endabschnitt zum unteren Endabschnitt abgeleitet.
  • Ferner kann es sich bei der Spule 51 auch um die in 5 gezeigte Ausführung handeln. Das heißt, die Spule 51 in 5 umfasst einen Krümmungsflächenabschnitt 512, der derart gebildet ist, dass er den Seitenflächen des Werkstücks W gegenüberliegen kann. Anders ausgedrückt besteht die Spule 51 aus einer Sattelspule. Ferner ist die Spule 51 zum beliebigen Einstellen des Abstands zwischen dem Krümmungsflächenabschnitt 512 und dem Werkstück W um die Umgebung des Werkstücks W bewegbar gebildet.
    Dies ist dadurch effizient, dass es im Vergleich zu einer ringförmigen Spule einfacher ist, die Spule 51 bis zu einer Position an das Werkstück W anzunähern, an der die induktive Erwärmung für das von dem Tragemechanismus 10 getragene Werkstück W geschieht.
    Für den Fall, dass die Spule 51 den Krümmungsflächenabschnitt 512 aufweist, ist es bevorzugt, wenn das durch den Tragemechanismus 10 getragene Werkstücks W zum Drehen um seine Achse frei drehbar ist. Auch bei einer gekrümmten Spule 51 kann dadurch, dass das Werkstück W um seine Achse drehbar ist, die induktive Erwärmung der Seitenflächen des Werkstücks W entlang der Umfangsrichtung homogenisiert werden.
  • Ferner kann auch die Spule 51 in 5 zum beliebigen Einstellen des Abstands zwischen dem Krümmungsflächenabschnitt 512 und dem Werkstück W um die Umgebung des Werkstücks W bewegbar sein. Beispielsweise kann der Krümmungsflächenabschnitt 512 wie bei 5 von einer Seite der Z-Richtung aus betrachtet kreisbogenförmig gebildet sein. Ferner kann die Spule 51 derart aufgebaut sein, dass sie bei einem Annähern an das Werkstück W von oben zumindest bis an eine Position bewegbar ist, an welcher der Mittelpunkt des Kreisbogens bei dem Krümmungsflächenabschnitt 512 und der Mittelpunkt des Werkstücks W einander überlagern.
  • Bei der Spule kann es sich auch um die in 6 gezeigte Ausführung handeln. Das heißt, die Spule 51 in 6 weist einen rechteckigen gegenüberliegenden Flächenabschnitt 513 auf, der an das Werkstück W derart annäherbar gebildet ist, dass der Abstand zu allen Stellen des Werkstücks W kleiner oder gleich eines bestimmten Werts ist. Der gegenüberliegende Flächenabschnitt 513 ist entlang einer Ebene gebildet. Der gegenüberliegende Flächenabschnitt 513 ist verglichen mit einer Spule, welche den ringförmigen Abschnitt 511 oder den Krümmungsflächenabschnitt 512 aufweist, ist einfacher an Ecken des Werkstücks W, Vertiefungen und andere Stellen mit großen Unebenheiten in der Oberfläche annäherbar, sodass ein Wärmebehandlungsbereich A des Werkstücks W flexibler eingestellt werden kann. Beispielsweise kann durch ein Bewegen der Spule 51 in die X-Richtung während das Werkstück W um seine Achse gedreht wird, in den Seitenflächen des Werkstücks W ein spiralförmiger Wärmebehandlungsbereich Awie in 6 gezeigt gebildet werden.
  • Außerdem kann der Wärmebehandlungsmechanismus 50 auch eine Mehrzahl von Spulen 51 einer anderen Form aufweisen.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
    1 und 2 sind schematische Ansichten einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Tragemechanismus 10 zum Tragen des stabförmigen Werkstücks W, einen Anti-Vibrationsmechanismus 20 zum Unterdrücken eines Axialschlags des durch den Tragemechanismus 10 getragenen stabförmigen Werkzeugs W, einen Zerspanungsmechanismus 30, der ein Zerspanungswerkzeug 311 zum Zerspanen des von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W aufweist, einen Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus 40 zum Sammeln von Zerspanungsflüssigkeit, die dem Werkstück W beim Zerspanen zugeführt worden war, einen Wärmebehandlungsmechanismus 50 mit einer Spule 51 zum induktiven Erwärmen des Werkstücks W, während sie bezüglich des von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W bewegt wird, und einen Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 60 zum Sammeln von Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück W bei der Wärmebehandlung zugeführt worden war. Ferner umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 ein Steuerglied 80 zum Steuern des Betriebs der jeweiligen Mechanismen. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 kann ferner eine Bearbeitungskammer 70 zum Aufnehmen der jeweiligen Mechanismen aufweisen.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Wärmebehandlungsmechanismus 50 eine induktive Erwärmung mittels der Spule 51 angewendet wird. Eine induktive Erwärmung ist effizient, da eine exakte und schnelle Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur möglich ist. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung ist dadurch noch effektiver, dass das durch den Tragemechanismus 10 getragene Werkstück W und die Spule 51 zueinander bewegbar sind, sodass eine Wärmebehandlung durch ein induktives Erwärmen an einer gewünschten Stelle des Werkstücks W ausgeführt werden kann. Außerdem kann bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Wärmebehandlung qualitativ hochwertig durchgeführt werden, da durch den Anti-Vibrationsmechanismus 20 ein Axialschlag beim induktiven Erwärmen des von dem Tragemechanismus 10 getragenen Werkstücks W unterdrückt wird.
  • Genauer erfolgt die induktive Erwärmung bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform nacheinander mittels der sich von einem Ende zum anderen Ende des stabförmigen Werkstücks W bewegende Spule, sodass zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende eine Temperaturdifferenz auftreten kann. Diese Temperaturdifferenz kann zu einem Faktor für die Entstehung eines Axialschlags bei der induktiven Erwärmung des Werkstücks W werden. Demgegenüber wird durch den Anti-Vibrationsmechanismus 20 ein Axialschlag aufgrund einer Temperaturdifferenz unterdrückt, sodass die Wärmebehandlung mittels der induktiven Erwärmung qualitativ hochwertig durchgeführt werden kann. Der sonstige Aufbau und dessen Funktionen sind identisch mit denen bei der ersten Ausführungsform, sodass deren Erläuterung ausgelassen wird.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Durch folgende Überlegungen gelangten die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Ausarbeitung der Erfindung.
    Zunächst ist eine induktive Erwärmung effizient, da eine exakte und schnelle Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur möglich ist. Hiervon ausgehend hatten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Idee anstelle des Laserhärtens in Patentdokument 1 eine induktive Erwärmung anzuwenden. Allerdings erfordert der Wärmebehandlungsmechanismus unterschiedlicher Erwärmungsverfahren jeweils eine spezifische Handhabung. Beispielsweise ist bei der induktiven Erwärmung die Anordnung der Spule zu dem Werkstück wichtig. Daher ist es wichtig, die Effizienz der Bearbeitungsvorrichtung bei gleichzeitiger Erfüllung dieses Anspruchs anzustreben.
  • Im Folgenden wird eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
  • 7 ist eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3-1.
    Wie in 7 gezeigt, umfasst eine Bearbeitungsvorrichtung 1x der vorliegenden Ausführungsform einen Tisch 10A, durch den ein WA drehbar ist, ein das Werkstück WA tragendes Werkstück-Trägermittel 11A, einen Zerspanungsmechanismus 20Azum Zerspanen des Werkstücks WA, ein Werkzeugmagazin 30A zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zerspanungswerkzeugen und einen Wärmebehandlungsmechanismus 40A zum Wärmebehandeln des Werkstücks WA durch eine induktive Erwärmung. Ferner umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1x eine Bearbeitungskammer 50A zum Aufnehmen verschiedener Mechanismen und ein Steuerglied 60 zum Steuern des Betriebs der jeweiligen Mechanismen.
  • Das Werkstück WA der vorliegenden Ausführungsform umfasst, wie in 7 gezeigt, einen scheibenförmigen Flansch w1 und einen scheibenförmigen Verlängerungsabschnitt w2, der vom Zentrum des Flansches w1 entlang einer zur diametralen Richtung des Flansches w1 orthogonalen Richtung verläuft. Der Flansch w1 und der Verlängerungsabschnitt w2 sind koaxial gebildet. Das Werkstück WA wurde aus einem Kohlenstoff enthaltenden Stahlmaterial gefertigt.
    Das Werkstück W wurde hier als Beispiel eines Werkstücks angeführt, das den scheibenförmigen Flansch w1 und den scheibenförmigen Verlängerungsabschnitt w2 aufweist, wobei das Werkstück W keiner besonderen Beschränkung unterliegt.
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um eine Mehrzweckvorrichtung, bei der das Werkstück WA, wie in 7 gezeigt, drehbar ist, das Werkstück WA derart getragen wird, dass die Drehachse des Werkstücks WA vertikal verläuft, und sowohl eine Zerspanungsbearbeitung als auch eine Wärmebehandlung des Werkstücks WA ausgeführt werden können. Die Richtung, in welche die Drehachse des getragenen Werkstücks WA verläuft (Achsenrichtung), d. h. die vertikale Richtung wird als Z-Richtung bezeichnet. Ferner wird von der horizontalen Richtung eine zur Z-Richtung orthogonale erste horizontale Richtung als Y-Richtung und eine jeweils zur Z-Richtung und Y-Richtung orthogonale zweite horizontale Richtung als X-Richtung bezeichnet.
  • Der Tisch 10A der vorliegenden Ausführungsform trägt das Werkstück WA derart drehbar, dass die Drehachse des Werkstücks WA entlang der vertikalen Richtung verläuft.
  • Der Tisch 10A ist wie in 7 gezeigt derart drehbar, dass die Drehachse des Werkstücks WA zur vertikalen Richtung geneigt wird.
  • Der Tisch 10A ist ferner in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Konkreter weist der Tisch 10A ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) erstes Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung in die X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch er in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist.
  • Der Tisch 10A ist aus einem Material gebildet, bei dem keine induktive Erwärmung entsteht. Als Material können, ohne dass eine besondere Beschränkung hierauf besteht, Edelstahl oder Kupfer angeführt werden.
  • Das Werkstück-Trägermittel 11A besteht, wie in 7 gezeigt, aus dem Tisch 10A und trägt ein Ende des Werkstücks WA derart, dass die Drehachse des Werkstücks WA entlang der vertikalen Richtung verläuft. Das heißt, Das Werkzeug-Trägermittel 11 A trägt eine Seite (Unterseite) des Werkstücks WA. Bei dem Werkstück-Trägermittel 11A handelt es sich z. B. um ein 3-Backen-Spannfutter, einen Maschinenschraubstock, eine Klammer oder einen Magneten.
  • Das Werkstück-Trägermittel 11A ist ferner in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Da das Werkstück-Trägermittel 11A aus dem Tisch 10A besteht, kann konkreter einhergehend mit der Bewegung des Tisches 10A in die X-Richtung und Z-Richtung auch das Werkstück-Trägermittel 11A in die X-Richtung und Z-Richtung bewegt werden.
  • Das Material des Werkstück-Trägermittels 11A unterliegt keiner besonderen Beschränkung, wobei für den Fall, dass eine Abschirmungswirkung des Werkstück-Trägermittels 11 A gegen die induktive Erwärmung erforderlich ist, das Werkstück-Trägermittel 11A aus einem Material gebildet wird, bei dem keine induktive Erwärmung erfolgt. Als Material können, ohne dass eine besondere Beschränkung hierauf besteht, Edelstahl oder Kupfer angeführt werden.
  • Der Zerspanungsmechanismus 20A der vorliegenden Ausführungsform ist wie in 7 gezeigt weiter unten als der Tisch 10A angeordnet. Der Zerspanungsmechanismus 20A weist einen Werkzeugträger 21A auf, der ein Zerspanungswerkzeug 211 zum Zerspanen des Werkstücks WA trägt. Ferner weist der Werkzeugträger 21A eine (nicht dargestellte) Zerspanungsflüssigkeitszuführung zum Zuführen von Zerspanungsflüssigkeit zu dem Werkstück WA und einen (nicht dargestellten) Zerspanungsflüssigkeitstank zum Speichern von Zerspanungsflüssigkeit auf.
  • Der Werkzeugträger 21A ist in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Konkreter weist der Zerspanungsmechanismus 20A ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Werkzeugträgers 21A in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) zweites Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung des Werkzeugträgers 21A in der X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch der Werkzeugträger 21A in der X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist.
  • Ferner ist durch den Werkzeugträger 21A das Zerspanungswerkzeug 211 um die Achse des Zerspanungswerkzeugs 211 (mit der Z-Richtung als Achse) drehbar. Ferner kann der Werkzeugträger 21A das Zerspanungswerkzeug 211 auch derart drehen, dass die Drehachse des Zerspanungswerkzeugs 211 einen ersten Zustand entlang einer Richtung (z. B. die Z-Richtung), und einen zweiten Zustand, in welchem die Drehachse zu dem ersten Zustand in eine beliebige Richtung geneigt ist, annimmt.
  • Wird das Zerspanungswerkzeug 211 gedreht, kann als Zerspanungswerkzeug 211 beispielsweise ein Fräser oder ein Schaftfräser verwendet werden, und wenn das Zerspanungswerkzeuge 211 nicht gedreht wird, kann beispielsweise eine Wendeschneidplatte aus Hartmetall verwendet werden.
  • Die (nicht dargestellte) Zerspanungsflüssigkeitszuführung weist ferner einen Aufbau auf, durch den sie sich einhergehend mit der Bewegung des Werkzeugträgers 21A zusammen mit dem Zerspanungswerkzeug 211 in die X-Richtung und die Z-Richtung bewegen und der Zerspanungsfläche Zerspanungsflüssigkeit zuführen kann.
  • Die durch die (nicht dargestellte) Zerspanungsflüssigkeitszuführung ausgesprühte Zerspanungsflüssigkeit kann in der Bearbeitungsvorrichtung 1x gesammelt werden. Konkreter umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1x einen (nicht dargestellten) Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln von Zerspanungsflüssigkeit, die dem Werkstück WA zugeführt worden war. Der (nicht dargestellte) Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kreislauf, bei dem Zerspanungsflüssigkeit, aus der durch ein Filtern der Zerspanungsflüssigkeit, die dem Werkstück W zugeführt worden war, Späne beseitigt wurden, gesammelt und der Zerspanungsflüssigkeitszuführung zugeführt wird.
  • Das Werkzeugmagazin 30A der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 7 gezeigt, in einer ersten Isolationskammer 51A der Bearbeitungskammer 50A angeordnet, um die Zerspanungswerkzeuge 211 vor Spänen, Zerspanungsflüssigkeit usw. zu schützen. Die Bearbeitungskammer 50A ist mittels einer Isolierungswand 52 in einen Bearbeitungsbereich 50a, in dem die Bearbeitung des Werkstücks WA erfolgt, und einen Aufnahmebereich 50b, in dem die Zerspanungswerkzeuge 211 aufgenommen sind, eingeteilt. Ferner weist die erste Isolationskammer 51A einen verschließbaren Abschnitt auf, über den der Bearbeitungsbereich 50a und der Aufnahmebereich 50b verbunden sind, um eine Übergabe der Zerspanungswerkzeuge 211 zwischen dem Zerspanungsmechanismus 20A und dem Werkzeugmagazin 30A zu ermöglichen. Der verschließbare Abschnitt kann auch als Klappenstruktur der Isolierungswand 52 vorgesehen werden.
  • Das Werkzeugmagazin 30A weist einen automatischen Werkzeugwechsler (ATC, nicht dargestellt) auf, der ein Wechseln des Zerspanungswerkzeugs 211 des Zerspanungsmechanismus 20A ermöglicht. Konkreter weist das Werkzeugmagazin 30A eine Drehtrommel 31A auf, die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern 311 entlang des Außenumfangs aufgereiht aufbewahrt. Ferner weist der automatische Werkzeugwechsler ein Transportglied auf, das eine Übergabe der Zerspanungswerkzeuge 211 zwischen dem Werkzeugträger 21A des Zerspanungsmechanismus 20A und der Drehtrommel 31A ermöglicht. Das Transportglied kann auch einen sich zwischen dem Werkzeugträger 21A und der Drehtrommel 31A bewegenden Arm und eine ein Zerspanungswerkzeug 211 greifende Klammer aufweisen.
  • Der Wärmebehandlungsmechanismus 40A der vorliegenden Ausführungsform führt, wie in 7 gezeigt, ein Abschrecken zum Härten der Oberfläche des Werkstücks WAdurch. Der Wärmebehandlungsmechanismus 40A ist weiter oben als der Tisch 10A angeordnet.
  • Der Wärmebehandlungsmechanismus 40A umfasst die Spule 41 zum induktiven Erwärmen des Werkstücks WA, das Hochfrequenz-Netzteil 42 zum Einstellen der Frequenz der Spannung, die an die Spule 41 angelegt wird, die Kühlflüssigkeitszuführung 43 zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu dem Werkstück WA und einen (nicht dargestellten) Kühlflüssigkeitstankzum Speichern von Kühlflüssigkeit. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Hochfrequenz-Netzteil 42 mit der Spule 41 und der Kühlflüssigkeitszuführung 43 ausgerüstet. Ferner ist das Hochfrequenz-Netzteil 42 gegenüber dem Werkstück WA bewegbar. Hierdurch werden einhergehend mit der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 42 gegenüber dem Werkstück WA auch die Spule 41 und die Kühlflüssigkeitszuführung 43 gegenüber dem Werkstück WA bewegbar.
  • Die Spule 41 erwärmt das Werkstück WA auf eine Oberflächentemperatur des Werkstücks WA von 100 °C bis 1200 °C.
  • Die Spule 41 umfasst einen ringförmige Abschnitt 411, der derart gebildet ist, dass der Flansch w1 des Werkstücks WA eingeschlossen werden kann. Dadurch kann der ringförmige Abschnitt 411 der Spule 41 auch den Verlängerungsabschnitt w2 des Werkstücks WA einschließen. Der ringförmige Abschnitt 411 ist aus einem Kupferrohr gebildet, das entlang einem Kreis mit einem bestimmten Durchmesser spiralförmig verläuft. Anders ausgedrückt, besteht die Spule 41 aus einer ringförmigen Wendepolspule.
    Hinsichtlich der Form der Spule 41 wurde als Beispiel das Aufweisen eines ringförmigen Abschnitts angeführt, wobei es keine besondere Beschränkung für die Form der Spule 41 gibt. Als Form kann auch eine Stangenform, Kreisbogenform oder Spiralform angeführt werden.
  • Einhergehend mit der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 42 in die Z-Richtung bewegt sich die Spule 41 nach unten, sodass das Werkstück WA auf der Innenseite des ringförmigen Abschnitts 411 angeordnet werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist wie vorstehend angegeben das Hochfrequenz-Netzteil 42 mit der Spule 41 ausgerüstet. Ferner sind die Spule 41 und das Hochfrequenz-Netzteil 42 über eine (nicht dargestellte) Spulenleitung verbunden. Das Hochfrequenz-Netzteil 42 ist beispielsweise ein Anpassungstransformator oder ein Stromwandler.
  • Ferner kann bei der Spule 41 und der Spulenleitung eine (nicht dargestellte) Abdeckung zum Schutz vor einem Kurzschluss durch Späne verwendet werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Hochfrequenz-Netzteil 42 mit der Spule 41 ausgestattet ist, da der Verlust an elektrischer Leistung umso geringer ist, je kürzer die Spulenleitung ist, durch welche die Spule 41 und das Hochfrequenz-Netzteil 42 verbunden sind. Ferner ist es auch zum Verhindern eines Anhaftens von Spänen und Zerspanungsflüssigkeit an der Spule 41 bei der Zerspanungsbearbeitung bevorzugt, wenn das Hochfrequenz-Netzteil 42 mit der Spule 41 ausgerüstet ist.
  • Ferner kann bei der Spule 41 ein Frequenzbereich der an das Werkstück WA angelegten Spannung von 0,3 kHz bis 400 kHz eingestellt werden. Die Frequenz kann anhand des Modells und der Spezifikation des Hochfrequenz-Netzteils 42 eingestellt werden. Hierdurch kann die Spule 41 bei dem Werkstück WA eine hochfrequente induktive Erwärmung erzeugen.
  • Das Hochfrequenz-Netzteil 42 umfasst ein Kühlwasserkabel 421, durch das im Inneren Kühlwasser zirkuliert wird.
  • Das Hochfrequenz-Netzteil 42 ist in die X-Richtung und um Z-Richtung bewegbar. Konkret weist der Wärmebehandlungsmechanismus 40A ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 42 in die X-Richtung und Z-Richtung und ein (nicht dargestelltes) drittes Führungsglied wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung des Hochfrequenz-Netzteils 42 in der X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch das Hochfrequenz-Netzteil 42 in der X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist.
    Das Hochfrequenz-Netzteil 42 kann anstelle des dritten Führungsglieds auch mittels des zweiten Führungsglieds des Zerspanungsmechanismus 20A geführt werden. Das heißt, der Wärmebehandlungsmechanismus 40A und der Zerspanungsmechanismus 20A können ein Führungsglied gemeinsam verwenden.
  • Durch die Kühlflüssigkeitszuführung 43 kann dem Werkstück WA innerhalb von 3,0 Sekunden nach der induktiven Erwärmung des Werkstücks WA Kühlflüssigkeit zugeführt werden. Die Kühlflüssigkeitszuführung 43 umfasst einen Sprühabschnitt 431 zum Zuführen von Kühlflüssigkeit auf die Oberfläche des Werkstück WA, einen Drehabschnitt 432 zum Drehen des Sprühabschnitts 431, und eine von dem Sprühabschnitt 431 abzweigende längliche Verzweigungsrohrleitung 433.
  • Das Hochfrequenz-Netzteil 42 ist mit dem Sprühabschnitt 431 ausgerüstet. Durch das Bewegen der Hochfrequenz-Netzteils 42 kann der Sprühabschnitt 431 Kühlwasser an eine bestimmte Stelle des Werkstücks WA zuführen. Um ein Einmischen von Kühlflüssigkeit in die Zerspanungsflüssigkeit zu verhindern, und da es erforderlich ist, nach der induktiven Erwärmung dem Werkstück WA innerhalb einer bestimmten Zeit Kühlflüssigkeit zuzuführen, ist es bevorzugt, wenn das Hochfrequenz-Netzteil 42 mit dem Sprühabschnitt 431 ausgerüstet ist.
  • Der Sprühabschnitt 431 weist eine Sprühöffnung 4311 zum Sprühen von Kühlflüssigkeit auf.
  • Durch den Drehabschnitt 432 kann der Sprühabschnitt 431 derart gedreht werden, dass die Sprühöffnung 4311 so eingestellt werden kann, sodass die Kühlflüssigkeit dem Erwärmungsbereich des Werkstücks WA zugeführt wird. Ferner ist es auch möglich, dass der Sprühabschnitt 431 durch den Drehabschnitt 432 geneigt wird und dadurch aus der Sprühöffnung 4311 Kühlflüssigkeit in einer bestimmten Winkelneigungsrichtung zur Z-Richtung gesprüht werden kann.
  • Ein Endstück der Verzweigungsrohrleitung 433 (Endstück auf der dem Verbindungsendstück des Sprühabschnitts 431 gegenüberliegenden Seite) ist über eine Pumpe mit dem Kühlflüssigkeitstank verbunden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann durch die Kühlflüssigkeitszuführung 43 ausgespritzte Kühlflüssigkeit in der Bearbeitungsvorrichtung 1x gesammelt werden. Konkreter umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1x im Inneren (konkreter im Bearbeitungsbereich 50a)) einen (nicht dargestellten) Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln von Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück WA zugeführt worden war. Der (nicht dargestellte) Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus ist ein Kreislauf, bei dem Kühlflüssigkeit gesammelt und der Kühlflüssigkeitszuführung zugeführt wird.
  • Der Wärmebehandlungsmechanismus 40A der vorliegenden Ausführungsform wird bei Nichtbetrieb einer (nicht dargestellten) zweiten Isolationskammer in der Bearbeitungskammer 50A aufgenommen. Konkreter wird der Wärmebehandlungsmechanismus 40A in der zweiten Isolationskammer aufgenommen, um ein Anhaften von Zerspanungsflüssigkeit und Spänen zu verhindern, wenn im Nichtbetrieb die Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks WA erfolgt. Der Wärmebehandlungsmechanismus 40A kann auch durch eine Isolationswand geschützt werden, die ein Anhaften von Zerspanungsflüssigkeit und Spänen verhindert.
  • Von der Bearbeitungskammer 50A der vorliegenden Ausführungsform kann zumindest die erste Isolationswand 51A aus einem Material gebildet sein, das einen von der Spule 41 induzierten Magnetfluss abschirmen kann. Als das betreffende Material kann ein nicht elektromagnetisch induzierendes Nichteisenmetall angeführt werden.
  • Das Steuerglied 60A dervorliegenden Ausführungsform steuert die Bewegungsgrößen der jeweiligen Mechanismen, die Drehzahl des Tisches 10A und des Zerspanungswerkzeugs 211, das Tragen des Werkstücks WA durch das Werkzeug-Trägermittel 11A sowie den Zeitpunkt und die Zufuhrmenge für die Zufuhr der Zerspanungsflüssigkeit und der Kühlflüssigkeit.
  • Bezüglich des Betriebs der Bearbeitungsvorrichtung 1x mit dem vorstehenden Aufbau wird nun anhand eines Beispiels eine nach der Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks WA erfolgende Wärmebehandlung veranschaulicht. Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x kann auch nach der Wärmebehandlung des Werkstücks WA eine Zerspanungsbearbeitung erfolgen. Ferner können bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x die Zerspanungsbearbeitung und die Wärmebehandlung auch gleichzeitig erfolgen. Außerdem können die Häufigkeit einer Zerspanungsbearbeitung und der Wärmebehandlung geeignet geändert bzw. eingestellt werden.
  • (Vorbereitungsstadium)
  • Zunächst wird bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x das Werkstück WA durch den Tisch 10A derart drehbar vorgesehen, dass die Drehachse entlang der horizontalen Richtung verläuft, wobei das Werkstück WA durch das aus dem Tisch 10A bestehende Werkstück-Trägermittel 11A gehalten wird.
  • (Stadium der Zerspanungsbearbeitung)
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x wird der Werkzeugträger 21A bezüglich des Werkstücks WA an eine bestimmte Position des Werkstücks WA bewegt. Dabei wird das Werkstück WA gegebenenfalls derart gedreht, dass die Drehachse des Werkstücks WA entlang der vertikalen Richtung verläuft. Dann erfolgt dadurch, dass das Zerspanungswerkzeug 211 derart vorwärts bewegt wird, dass es mit dem Werkstück WA in Kontakt kommt, und mittels der Zerspanungsflüssigkeitszuführung dem Werkstück WA Zerspanungsflüssigkeit zugeführt wird, eine Zerspanungsbearbeitung des Werkstücks WA. Dabei wird das Zerspanungswerkzeug 211 gegebenenfalls um seine Achse gedreht. Ferner kann dadurch, dass zusammen mit dem Bewegen des Tisches 10A in die X-Richtung oder Z-Richtung der Werkzeugträger 21A in die X-Richtung oder Z-Richtung bewegt wird, das Zerspanungswerkzeug 211 bezüglich des Werkstücks WA positioniert werden.
  • (Wärmebehandlungsstadium)
  • Bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x wird die Spule 41 bezüglich des Werkstücks WA an eine bestimmte Stelle des Werkstücks WA bewegt, und nach der induktiven Erwärmung des Werkstücks WA wird dem Werkstück WA mittels der Kühlflüssigkeitszuführung 43 in einem bestimmten Zeitraum (z. B. innerhalb von 3,0 Sekunden) Kühlflüssigkeit zugeführt. Dabei kann das Werkstück WA gegebenenfalls auch gedreht werden. Dadurch wird die Oberfläche des Werkstücks WA gehärtet. Bei der Wärmebehandlung muss das Werkstück WA nicht gedreht werden, das Werkzeug WA kann jedoch gedreht werden, um das Werkstück WA gleichmäßig zu erwärmen. Ferner kann die Spule 41 bezüglich des Werkstücks WA auch dadurch positioniert werden, dass der Tisch 10, der das Werkstück-Trägermittel 11 A aufweist, in die X-Richtung oder Z-Richtung bewegt wird, und auch die Spule 41 in die X-Richtung oder Z-Richtung bewegt wird.
  • Als Nächstes wird eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3-2 der vorliegenden Erfindung erläutert. Gleiche Strukturen wie bei der Bearbeitungsvorrichtung 1x der ersten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Erläuterung wird ausgelassen.
  • Bei einer Bearbeitungsvorrichtung 1y der vorliegenden Ausführungsform wie in 8 gezeigt, handelt es sich um eine Vorrichtung, bei der das Werkstück WA derart getragen wird, dass die Drehachse horizontal verläuft, und sowohl eine Zerspanungsbearbeitung als auch eine Wärmebehandlung des Werkstücks WA ausgeführt werden. Die Richtung, in welche die Drehachse des getragenen Werkstücks WA verläuft (Achsenrichtung), d. h. die horizontale Richtung wird als Z-Richtung bezeichnet. Von der horizontalen Richtung wird die in der Horizontalen zur Z-Richtung orthogonale Richtung als Y-Richtung bezeichnet. Ferner wird die jeweils zur Z-Richtung und Y-Richtung orthogonale Richtung, d. h. die vertikale Richtung als X-Richtung bezeichnet.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung 1y der vorliegenden Ausführungsform umfasst, wie in 8 gezeigt, zusätzlich zu einer Mehrzahl von Tischen 10A, einer Mehrzahl von Werkstück-Trägermitteln 11A, einem Zerspanungsmechanismus 20A, einem Werkzeugmagazin 30A, einem Wärmebehandlungsmechanismus 40A, einer Bearbeitungskammer 50A und einer Steuerung 60A einen Palettenwechsler 70A und eine Mehrzahl von Paletten 70, um zwischen dem Inneren und Äußeren der Bearbeitungskammer 50A ein Auswechseln der Tische 10A zu ermöglichen, und einen Kühlwassersammelmechanismus 80A zum Sammeln der Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück WA bei der Wärmebehandlung zugeführt worden war.
  • Als Tische 10A der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 8 gezeigt, eine Mehrzahl von Tischen 10x, 10y umfasst, durch welche das Werkstück WA derart drehbar ist, dass die Drehachse entlang der horizontalen Richtung verläuft.
  • Das Werkstück-Trägermittel 11A besteht, wie in 8 gezeigt, aus dem Tisch 10A und weist eine Mehrzahl von Werkstück-Trägermitteln 11x und 11y auf, die ein Ende des Werkstücks WA derart tragen, dass die Drehachse des Werkstücks WA entlang der horizontalen Richtung verläuft.
  • Der Palettenwechsler 70A umfasst, wie in 8 gezeigt, eine Mehrzahl von Paletten 71x und 71y, auf welche die Tische 10A aufgesetzt werden. Die Paletten 71x und 71y sind im Inneren der Bearbeitungskammer 50A in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar. Konkreter weist der Palettenwechsler 70A ein (nicht dargestelltes) Antriebsglied zum Antreiben der Bewegung in die X-Richtung und Z-Richtung und eine (nicht dargestellte) Innenführung wie eine Schiene usw. zum Führen der Bewegung in die X-Richtung und Z-Richtung auf, wodurch die Paletten 71x und 71y in die X-Richtung und Z-Richtung bewegbar sind.
  • Ferner weist der Palettenwechsler 70A eine (nicht dargestellte) Außenführung auf, die von der Innenführung abzweigt und aus der Bearbeitungskammer 50A herausführt. Die Außenführung ermöglicht einen Austausch zwischen der Palette 71x, die sich in der Bearbeitungskammer 50A befindet, und der Palette 71y, die sich außerhalb befindet. Darüber hinaus wird durch die Bewegung der Paletten 71x und 71y ein Austausch zwischen dem Tisch 10x und dem Werkstück-Trägermittel 11x, die sich in der Bearbeitungskammer 50A befinden, und dem Tisch 10y und dem Werkstück-Trägermittel 11y, die sich außerhalb befinden, ermöglicht. Hierdurch wird in der Bearbeitungskammer 50A ein Austausch des Werkstücks WA nach der Zerspanungsbearbeitung oder nach der Wärmebehandlung ermöglicht. Insbesondere wenn festgestellt wird, dass nach der Zerspanungsbearbeitung Späne und Zerspanungsflüssigkeit an dem Werkstück WA anhaften, ist vor der Wärmebehandlung die Ausführung einer Vorbehandlung bevorzugt, bei der das Werkstück WA aus der Bearbeitungskammer 50A nach draußen bewegt wird und Späne usw. beseitigt werden. Diese Vorbehandlung ist leicht ausführbar, wenn der Palettenwechsler 70A vorgesehen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass während dieser Vorbehandlung die Zerspanungsbearbeitung oder Wärmebehandlung eines anderen Werkstücks WA erfolgen kann.
  • Auf die Paletten 71x und 71y wird jeweils ein Tisch 10x und 10y aufgesetzt. Die Paletten 71x und 71y sind derart drehbar, dass die Drehachse des Werkstücks WA zur horizontalen Richtung geneigt wird.
  • Der Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus 80A der vorliegenden Ausführungsform umfasst, wie in 8 gezeigt, einen Aufnahmeabschnitt 81 zum Aufnehmen von Kühlflüssigkeit, die dem Werkstück WA zugeführt worden war, einen Sammelrohrleitungsabschnitt 82 zum Sammeln der Kühlflüssigkeit in dem Aufnahmeabschnitt 81, und einen Deckel 83 zum Öffnen und Schließen des Aufnahmeabschnitts 81.
  • Der Aufnahmeabschnitt 81 ist in den Boden der Bearbeitungskammer 50A eingelassen und besteht aus einem oben offenen Behälter. Ferner sammelt der Sammelrohrleitungsabschnitt 82 die Kühlflüssigkeit durch Ansaugen ein. Der Sammelrohrleitungsabschnitt 82 ist mit dem Kühlflüssigkeitstank verbunden. Hierdurch ist eine zirkulierende Verwendung der Kühlflüssigkeit möglich.
  • Der Deckel 83 ist derart aufgebaut, dass er einen Öffnungszustand annimmt, in welchem der Aufnahmeabschnitt 81 geöffnet ist, wenn die Kühlflüssigkeitszuführung 43 dem Werkstück WA Kühlflüssigkeit zuführt, und einen Schließzustand annimmt, in welchem der Aufnahmeabschnitt 81 geschlossen ist, wenn beispielsweise bei einer Zerspanungsbehandlung, einer induktiven Erwärmung usw. keine Zufuhr von Kühlflüssigkeit durch die Kühlflüssigkeitszuführung 43 erforderlich ist.
  • Vorstehend wurden als Beispiele zwei Ausführungsformen dargestellt, wobei die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Aufbau der vorstehenden Ausführungsformen nicht beschränkt ist. Ferner wird die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch nicht durch die vorstehenden Wirkungen und Effekte beschränkt. Bei der Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in einem vom Wesentlichen der vorliegenden Erfindung nicht abweichenden Rahmen verschiedene Änderungen möglich.
  • Beispielsweise handelt es sich bei den vorstehenden Ausführungsformen als Wärmebehandlung durch den Wärmebehandlungsmechanismus 40A um ein Abschrecken, wobei hierauf keine Beschränkung besteht, und durch den Wärmebehandlungsmechanismus auch ein Normalglühen, eine hochfrequente Erwärmung, ein hochfrequentes Anlassen, ein hochfrequentes Ausglühen usw. durchgeführt werden können.
  • Ferner wurde bei den vorstehenden Ausführungsformen ein Beispiel der Spule 41 mit dem ringförmigen Abschnitt 411 dargestellt, wobei hierauf keine Beschränkung besteht, und die Spule 41 auch einen Krümmungsflächenabschnitt aufweisen kann, welcher der Seitenfläche des Verlängerungsabschnitts w2 des Werkstücks WA gegenüberliegend gebildet ist, und hierdurch die Spule 41 zum Einstellen eines beliebigen Abstands zwischen dem Krümmungsflächenabschnitt und dem Werkstück WA um die Umgebung des Werkstücks WA bewegbar sein kann.
  • Ferner kann es sich bei dem Tisch 10A auch um die in 9 gezeigte Ausführung handeln. Das heißt, in 9 sind Werkstücke WB und WC dargestellt, wobei diese Mehrzahl von Werkstücken auf dem Tisch 10A angeordnet werden kann. In diesem Fall kann ein einziger Tisch 10A, wie in 9 gezeigt, auch aus einer Mehrzahl von Werkstück-Trägermitteln 11a und Werkstück-Trägermitteln 11b bestehen. Bei einer Mehrzahl von Werkstücken kann es sich ferner jeweils um die gleiche Art von Werkstück oder um verschiedene Arten von Werkstück (hinsichtlich der Form, Größe oder Art des Tragezustandes) handeln. Ferner kann es sich bei einer Mehrzahl von Werkstück-Trägermitteln jeweils um die gleiche Art von Werkstück-Trägermittel oder um verschiedene Arten von Werkstück-Trägermitteln handeln.
  • Ferner kann es sich bei der Spule 41 auch um die in 10 gezeigte Ausführung handeln. Das heißt, die Spule 41 in 10 weist einen rechteckigen gegenüberliegenden Flächenabschnitt 412 auf, der an das Werkstück WA derart annäherbar gebildet ist, dass der Abstand zu allen Stellen des Werkstücks WA kleiner oder gleich eines bestimmten Werts ist. Der gegenüberliegende Flächenabschnitt 412 ist in einer Ebene verlaufend gebildet. Der gegenüberliegende Flächenabschnitt 412 ist verglichen mit dem ringförmigen Abschnitt 411 einfacher an Ecken des Werkstücks WA, Vertiefungen und andere Stellen mit großen Unebenheiten in der Oberfläche annäherbar, sodass der Wärmebehandlungsbereich des Werkstücks WA flexibler eingestellt werden kann. Beispielsweise kann dadurch, dass der gegenüberliegende Flächenabschnitt 412, wie in 10 gezeigt, entlang des Außenrandes des Werkstücks WA bewegt wird, ein Wärmebehandlungsbereich gebildet werden, der sich von dem Flansch w1 bis zum Verlängerungsabschnitt w2 des Werkstücks WA fortsetzt.
  • Außerdem kann der Wärmebehandlungsmechanismus 40A auch eine Mehrzahl von Spulen 41 einer anderen Form aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bearbeitungsvorrichtung
    10
    Tragemechanismus
    11
    Erster Trägerabschnitt
    111
    Backen
    12
    Zweiter Trägerabschnitt
    121
    Drehzentrum
    122
    Reitstock
    20
    Anti-Vibrationsmechanismus
    21
    Hauptteil
    22
    Klammer
    30
    Zerspanungsmechanismus
    31
    Werkzeugträger
    311
    Zerspanungswerkzeug
    40
    Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus
    50
    Wärmebehandlungsmechanismus
    51
    Spule
    511
    Ringförmiger Abschnitt
    512
    Krümmungsflächenabschnitt
    513
    Gegenüberliegender Flächenabschnitt
    52
    Hochfrequenz-Netzteil
    521
    Kühlwasserkabel
    53
    Kühlflüssigkeitszuführung
    531
    Düse
    532
    Verzweigungsrohrleitung
    60
    Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus
    61
    Aufnahmeabschnitt
    62
    Sammelrohrleitungsabschnitt
    63
    Ableitungsabschnitt
    70
    Bearbeitungskammer
    80
    Steuerglied
    W
    Werkstück
    Wa
    Erster Endabschnitt
    Wb
    Zweiter Endabschnitt
    W1
    Öffnung des ersten Endabschnitts
    W2
    Öffnung des zweiten Endabschnitts
    A
    Wärmebehandlungsbereich
    1x, 1y
    Bearbeitungsvorrichtung
    10A, 10x,10y
    Tische
    11 A, 11a, 11b
    Werkstück-Trägermittel
    20A
    Zerspanungsmechanismus
    21A
    Werkzeugträger
    211
    Zerspanungswerkzeug
    30A
    Werkzeugmagazin
    31A
    Drehtrommel
    40A
    Wärmebehandlungsmechanismus
    41
    Spule
    411
    Ringförmiger Abschnitt
    412
    Gegenüberliegender Flächenabschnitt
    42
    Hochfrequenz-Netzteil
    421
    Kühlwasserkabel
    43
    Kühlflüssigkeitszuführung
    431
    Sprühabschnitt
    4311
    Sprühöffnung
    432
    Drehabschnitt
    433
    Verzweigungsrohrleitung
    50A
    Bearbeitungskammer
    50a
    Bearbeitungsbereich
    50b
    Aufnahmebereich
    51A
    Erste Isolationskammer
    52
    Isolationswand
    60A
    Steuerglied
    70A
    Palettenwechsler
    71x, 71y
    Paletten
    80A
    Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus
    81
    Aufnahmeabschnitt
    82
    Sammelrohrleitungsabschnitt
    83
    Deckel
    WA, WB, WC
    Werkstücke
    w1
    Flansch
    w2
    Verlängerungsabschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005238253 A [0003]

Claims (9)

  1. Bearbeitungsvorrichtung, umfassend einen Tragemechanismus zum Tragen eines Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus zum Zerspanen des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird, und einen Wärmebehandlungsmechanismus für eine Wärmebehandlung des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird, wobei der Wärmebehandlungsmechanismus eine Spule für eine induktive Erwärmung des Werkstücks aufweist, und das von dem Tragemechanismus getragene Werkstück und die Spule zueinander bewegbar sind.
  2. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, außerdem umfassend einen Zerspanungsflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln einer Zerspanungsflüssigkeit, die beim Zerspanen dem Werkstück zugeführt worden war, und einen Kühlflüssigkeit-Sammelmechanismus zum Sammeln einer Kühlflüssigkeit, die bei einer Wärmebehandlung dem Werkstück zugeführt worden war, umfasst.
  3. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Werkstück stabförmig ist, der Tragemechanismus einen ersten Trägerabschnitt, der einen ersten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung trägt, und einen zweiten Trägerabschnitt, der einen zweiten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung trägt, aufweist, die Spule ringförmig gebildet ist, sodass sie die Seitenflächen des Werkstücks umgibt, und außerdem ein Anti-Vibrationsmechanismus umfasst ist, durch den ein Axialschlag des Werkstücks beim Zerspanen unterdrückt wird, wobei der Anti-Vibrationsmechanismus derart bewegbar ist, dass im getragenen Zustand des Werkstücks der erste Endabschnitt und der erste Trägerabschnitt oder der zweite Endabschnitt und der zweite Trägerabschnitt voneinander beabstandet werden.
  4. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Werkstück stabförmig ist, der Tragemechanismus einen ersten Trägerabschnitt, der einen ersten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung trägt, und einen zweiten Trägerabschnitt, der einen zweiten Endabschnitt des Werkstücks in der axialen Richtung trägt, aufweist, die Spule einen Krümmungsflächenabschnitt aufweist, welcher den Seitenflächen des Werkstücks gegenüberliegen kann, und die Spule und das von dem Tragemechanismus getragene Werkstück derart zueinander bewegbar sind, dass der Abstand zwischen dem Krümmungsflächenabschnitt und dem Werkstück beliebig einstellbar ist.
  5. Bearbeitungsvorrichtung, umfassend einen Tragemechanismus zum Tragen eines Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus zum Zerspanen des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird, einen Wärmebehandlungsmechanismus, der eine Spule aufweist, die durch ein Bewegen zu dem Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, das Werkstück induktiv erwärmt, und einen Anti-Vibrationsmechanismus zum Unterdrücken eines Axialschlags bei der induktiven Erwärmung des Werkstücks, das von dem Tragemechanismus getragen wird.
  6. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Anti-Vibrationsmechanismus zu dem Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, relativ bewegbar ist, wobei dieser sich zwischen einer Kontaktposition, an welcher er mit dem Werkstück in Kontakt kommt, und einer Nicht-Kontaktposition relativ bewegt, an welcher sich ein Zwischenraum zu dem Werkstück bildet, den der sich zu dem Werkstück relativ bewegende Wärmebehandlungsmechanismus passieren kann.
  7. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zerspanungsmechanismus zu dem Werkstück, das von dem Tragemechanismus getragen wird, relativ bewegbar ist, wobei dieser sich zwischen einer Kontaktposition, an welcher er mit dem Werkstück in Kontakt kommt, und einer Nicht-Kontaktposition relativ bewegt, an welcher sich ein Zwischenraum zu dem Werkstück bildet, den der sich zu dem Werkstück relativ bewegende Wärmebehandlungsmechanismus passieren kann.
  8. Bearbeitungsvorrichtung, umfassend einen Tisch, durch den ein Werkstück drehbar wird, ein aus dem Tisch gebildetes Werkstück-Trägermittel zum Tragen des Werkstücks, einen Zerspanungsmechanismus zum Zerspanen des Werkstücks, das von dem Werkstück-Trägermittel getragen wird, und einen Wärmebehandlungsmechanismus für eine Wärmebehandlung des Werkstücks, das von dem Werkstück-Trägermittel getragen wird, wobei der Wärmebehandlungsmechanismus eine Spule für eine induktive Erwärmung des Werkstücks aufweist, und die Spule und das von dem Werkstück-Trägermittel getragene Werkstück zueinander bewegbar sind.
  9. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, außerdem umfassend eine Bearbeitungskammer zum Aufnehmen des Zerspanungsmechanismus, des Wärmebehandlungsmechanismus und des Tisches, wobei eine Mehrzahl von Tischen, eine Mehrzahl von jeweils aus der Mehrzahl von Tischen bestehenden Werkstück-Trägermitteln zum Tragen der jeweiligen Werkstücke, eine Mehrzahl von Paletten, auf welche die Tische jeweils aufgesetzt werden, und ein Palettenwechsler, der zwischen dem Inneren der Bearbeitungskammer und außen die Paletten austauscht, umfasst sind.
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