JP2000254803A - 工作機械の主軸台 - Google Patents

工作機械の主軸台

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JP2000254803A
JP2000254803A JP11062249A JP6224999A JP2000254803A JP 2000254803 A JP2000254803 A JP 2000254803A JP 11062249 A JP11062249 A JP 11062249A JP 6224999 A JP6224999 A JP 6224999A JP 2000254803 A JP2000254803 A JP 2000254803A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸物ワークの心振れを最小限に抑えて加工精
度を高めることが可能な工作機械の主軸台を提供する。 【解決手段】 円筒研削盤の主軸台に回転自在に設けた
主軸23は、ピストン41の左右方向の進退により開閉
するコレットチャック48と、ピストン34によりコレ
ットチャック48に対して左右方向に進退するセンタ3
1とを備える。センタ方式で軸物ワークWをクランプす
るときは、右側に前進させたセンタ31のセンタ頭部3
2の外周をコレットチャック48でチャックした状態
で、該センタ頭部32を軸物ワークWのセンタ穴W1
嵌合させる。チャック方式で軸物ワークWをクランプす
るときは、左側に後退させたセンタ31のセンタ頭部3
2を軸物ワークWのセンタ穴W1 に嵌合させた状態で、
コレットチャック48で軸物ワークWの外周をチャック
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸物ワークの一方
の軸端面に形成したセンタ穴に嵌合可能なセンタと、前
記軸物ワークの一方の軸端外周をチャック可能なチャッ
クとを備えた工作機械の主軸台に関する。
【0002】
【従来の技術】軸物ワークの外周面を加工する工作機械
において、その主軸台に設けたセンタおよびチャックの
両方を用いて軸物ワークの一方の端部をクランプするも
のが、特開平6−39065号公報、特開平9−300
193号公報により公知である。このように軸物ワーク
の一端部をセンタおよびチャックで同時にクランプする
ことにより、クランプ剛性を高めるとともに軸物ワーク
の心振れを防止して加工精度を高めることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、軸物ワーク
の主軸台側の端部外周を加工する場合にチャックを使用
すると、工具がチャックと干渉して前記軸端部外周の加
工ができなくなるため、チャックを使用せずにセンタだ
けで軸物ワークの一端部をクランプすることが必要とな
る。このようにセンタだけで軸物ワークの一端部をクラ
ンプすると、センタおよびチャックの両方でクランプす
る場合に比べてクランプ剛性が低下するため、軸物ワー
クが心振れを起こして加工精度が低下することが懸念さ
れる。
【0004】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、軸物ワークの心振れを最小限に抑えて加工精度を高
めることが可能な工作機械の主軸台を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載された発明によれば、軸物ワークの
一方の軸端面に形成したセンタ穴に嵌合可能なセンタ
と、前記軸物ワークの一方の軸端外周をチャック可能な
チャックとを備えた工作機械の主軸台において、センタ
はチャックに対して軸方向に移動可能であり、センタを
前進させて軸物ワークのセンタ穴に嵌合させた状態で、
チャックはセンタの外周をチャック可能であることを特
徴とする工作機械の主軸台が提案される。
【0006】上記構成によれば、主軸台のセンタで軸物
ワークの一方の軸端面に形成したセンタ穴を支持する際
に、前進させたセンタを軸物ワークのセンタ穴に嵌合さ
せた状態でチャックがセンタの外周をチャックするの
で、センタの剛性を高めて軸物ワークの心振れを防止
し、その加工精度を高めることができる。
【0007】また請求項2に記載された発明によれば、
請求項1の構成に加えて、センタを後退させて軸物ワー
クのセンタ穴に嵌合させた状態で、チャックは軸物ワー
クの軸端外周をチャック可能であることを特徴とする工
作機械の主軸台が提案される。
【0008】上記構成によれば、主軸台のチャックで軸
物ワークの一方の軸端外周をチャックする際に、後退さ
せたセンタを軸物ワークのセンタ穴に嵌合させることに
より、軸物ワークの心振れを防止して加工精度を高める
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0010】図1〜図9は本発明の一実施例を示すもの
で、図1は円筒研削盤の全体正面図、図2は図1の2部
拡大断面図、図3は図2の3−3線拡大断面図、図4は
図2の4−4線拡大断面図、図5は図2の5−5線拡大
断面図、図6は図2の6部拡大図、図7は図2に対応す
る作用説明図、図8は図7の8−8線拡大断面図、図9
は図7の9−9線拡大断面図である。
【0011】図1に示すように、円筒研削盤11はベー
ス12と、ベース12上に移動自在に支持されたテーブ
ル13と、テーブル13の一端側に設けられた主軸台1
4と、テーブル13の他端側に設けられた心押台15と
を備える。本発明の軸物ワークを構成するエンジンのカ
ムシャフトWは主軸台14および心押台15間に支持さ
れ、主軸台14から伝達される駆動力で回転駆動され
る。そしてテーブル13上に設けた図示せぬ砥石ユニッ
トによってカムシャフトWの外周面が研削される。
【0012】次に、図2〜図9に基づいて主軸台14の
構造を説明する。
【0013】主軸台14のハウジング21に複数のボー
ルベアリング22を介して支持された円筒状の主軸23
は、図示せぬ駆動源に接続されて回転駆動される。主軸
23の右端にセンタガイド24がボルト25で結合さ
れ、このセンタガイド24の右端に第1シリンダ部材2
6がボルト29で結合され、更にその右端に第2シリン
ダ部材27が図示せぬボルトで結合される。そして第2
シリンダ部材27の右端にコレットガイド28が軸方向
に重ね合わされてボルト30で結合される。主軸23の
内部に同軸に配置されたセンタ31は、円錐台形状に形
成されてカムシャフトWの端部に形成したセンタ穴W1
に嵌合可能なセンタ頭部32と、センタ頭部32の左端
にネジ結合された軸状のセンタ軸部33と、センタ軸部
33の左端に一体に形成されたピストン34とから構成
される。
【0014】センタ31は、そのセンタ軸部33がセン
タガイド24に摺動自在に支持されており、センタ軸部
33と一体のピストン34は主軸23の中心に形成した
シリンダ35に摺動自在に嵌合する。ピストン34の左
右にそれぞれ一対の油室36,37が形成されており、
それら油室36,37はバルブ38を介して油圧源39
に接続される。従って、左側の油室36に油圧を供給す
るとセンタ31は右方向に前進し、右側の油室37に油
圧を供給するとセンタ31は左方向に後退する。
【0015】センタ軸部33の外周に摺動自在に嵌合す
る段付きのピストン41が、第1シリンダ部材26およ
び第2シリンダ部材27に形成されたシリンダ42,4
3に摺動自在に嵌合する。ピストン41と第1シリンダ
部材26とはピン44で連結されており、ピストン41
は摺動を許容されながら第1シリンダ部材26と一体に
回転する。ピストン41の左右にそれぞれ一対の油室4
5,46が形成されており、それら油室45,46はバ
ルブ47を介して前記油圧源39に接続される。従っ
て、左側の油室45に油圧を供給するとピストン41は
右方向に前進し、右側の油室46に油圧を供給するとピ
ストン41は左方向に後退する。
【0016】コレットガイド28およびセンタ31間に
同軸に嵌合するコレットチャック48の右端部には、放
射状に延びる6本のスリット481 によって6個のチャ
ック爪482 が形成されるとともに、それらチャック爪
482 の外周に右側に向けて拡径するテーパ面483
形成される。前記テーパ面483 はコレットガイド28
の内周に形成したテーパ面281 に摺動自在に当接す
る。コレットチャック48の左端部には4個の突起48
4 が半径方向外側に突出しており、このコレットチャッ
ク48の半径方向外側に嵌合するピストン41の内周に
4個の切欠411および4個の突起412 が形成され
る。従って、コレットチャック48の4個の突起484
をピストン41の4個の切欠411 を通過させた後に4
5°回転させると、コレットチャック48の4個の突起
484 がピストン41の4個の突起412 に係合するた
め、コレットチャック48およびピストン41が軸方向
に一体に結合される。
【0017】図6から明らかなように、コレットガイド
28および1つのチャック爪482をピン孔282 ,4
5 が半径方向に貫通しており、このピン孔282 ,4
5に位置決めピン51が半径方向に摺動自在に嵌合す
る。コレットガイド28の右端に嵌合するキャップ52
がボルト53で固定されており、このキャップ52との
間に縮設したスプリング54で位置決めピン51が半径
方向内側に付勢される。位置決めピン51はコレットガ
イド28に嵌合する円柱部511 と、チャック爪482
に嵌合する偏平部512 と、偏平部512 の先端に円弧
状に形成されてカムシャフトWの左端近傍の外周面に形
成したキー溝W2 に係合可能な係合部513 とを備え
る。位置決めピン51の内部にエア導入開口514 、ス
プリング収納室515 およびエア排出通路516 が形成
されており、エア導入開口514 はコレットガイド28
に形成したエア供給通路283 を介してエア源55に連
通し、エア排出通路516 はコレットチャック48内の
空間に連通する。
【0018】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用を説明する。
【0019】カムシャフトWを主軸台14にセンタ方式
でクランプする場合には、図2に示すように、油室36
に油圧を供給してセンタ31を右方向に前進させ、その
センタ頭部32をカムシャフトWの左端面のセンタ穴W
1 に係合させる。このとき、カムシャフトWの右端面の
センタ穴は心押台15のセンタによりクランプされる。
また油室46に油圧を供給してピストン41と共にコレ
ットチャック48を左方向に駆動することにより、コレ
ットチャック48のチャック爪482 の外周のテーパ面
483 をコレットガイド28のテーパ面281 に圧接
し、該チャック爪482 を閉方向に駆動してセンタ頭部
32をクランプする。而して、主軸23と共に回転する
センタ31でカムシャフトWを回転駆動しながら、砥石
GでカムシャフトWの外周面を研削することができる。
【0020】このようにセンタ頭部32をコレットチャ
ック48でクランプすることにより、センタ頭部32の
心振れを抑えてカムシャフトWの加工精度を高めること
が可能になるだけでなく、コレットチャック48でカム
シャフトWの外周面をクランプしないので、砥石Gはコ
レットチャック48と干渉することなくカムシャフトW
の外周面を研削することができる。
【0021】カムシャフトWを主軸台14にチャック方
式でクランプする場合には、図7に示すように、油室3
7に油圧を供給してセンタ31を左方向に後退させ、そ
のコレットチャック48の内部に挿入したカムシャフト
Wの左端面のセンタ穴W1 をセンタ頭部32に係合させ
る。このときも、カムシャフトWの右端面のセンタ穴は
心押台15のセンタによりクランプされる。そして油室
46に油圧を供給してチャック爪482 を閉方向に駆動
し、カムシャフトWの左端部の外周面をクランプする。
尚、コレットチャック48でカムシャフトWをクランプ
するとき、コレットチャック48に設けた位置決めピン
51がカムシャフトWの外周面に凹設したキー溝W2
係合し、カムシャフトWを所定の位相に位置決めしてカ
ム面の研削を可能にする。
【0022】また図6に示すように、キー溝W2 に位置
決めピン51が係合する前は、エア源55から供給され
たエアが、コレットガイド28のエア供給通路28
3 と、位置決めピン51のエア導入開口514 、スプリ
ング収納室515 およびエア排出通路516 とを経て排
出されるが、キー溝W2 に係合した位置決めピン51が
移動すると、前記エア導入開口514 が閉塞されてエア
の流通が遮断される。これにより、位置決めピン51が
キー溝W2 に正しく係合したことを検出することができ
る。而して、主軸23と共に回転するコレットチャック
48でカムシャフトWを回転駆動しながら、砥石Gでカ
ムシャフトWの外周面を研削することができる。
【0023】このようにセンタ頭部32をカムシャフト
Wの左端面のセンタ穴W1 に係合させた状態で該カムシ
ャフトWの左端部をコレットチャック48でクランプす
ることにより、カムシャフトWの心振れを抑えて加工精
度を高めることができる。
【0024】本実施例の円筒研削盤11によれば、研削
加工の途中でカムシャフトWの姿勢を反転させることな
く、その全ての外周面の研削を行うことができる。即
ち、最初に図2に示すセンター方式でカムシャフトWを
クランプし、砥石GでカムシャフトWの左端部の外周面
を研削する。このとき、前述したように砥石Gはコレッ
トチャック48と干渉することなく、カムシャフトWの
左端部の外周面を研削することができる。続いて図7に
示すチャック方式でカムシャフトWをクランプし、砥石
GでカムシャフトWの残りの外周面を全て研削する。こ
のように、センター方式およびチャック方式を切り換え
るだけで、カムシャフトWの姿勢を反転させることなく
該カムシャフトWの全ての外周面の研削を行うことがで
き、加工時間の短縮に寄与することができる。
【0025】ところで、主軸台14のコレットガイド2
8、コレットチャック48およびセンタ頭部32はワー
クの機種変更や、摩耗の進行に応じて交換する必要があ
るが、本実施例の主軸台14では前記交換作業を短時間
で行うことができ、しかも交換後のセンタ頭部32の位
置を高精度で再現することができる。前記交換作業は以
下のような手順で行われる。
【0026】先ず、油室37に油圧を供給してセンタ3
1を左方向に後退させた状態で、6本のボルト30およ
び図示せぬ1本の位相決めボルトを外した後に、コレッ
トガイド28およびコレットチャック48を一体で取り
外す。このとき、コレットチャック48の突起484
ピストン41の突起412 に係合しているが、コレット
チャック48を45°回転させることにより前記係合を
解除することができる。このようにしてコレットガイド
28およびコレットチャック48を取り外すとセンタ頭
部32が露出するため、そのセンタ頭部32をスパナで
回転させて取り外すことができる。新たなコレットガイ
ド28、コレットチャック48およびセンタ頭部32の
取付け作業は、上述した取外し作業逆の手順で行うこと
ができる。
【0027】コレットガイド28の内周面と第2シリン
ダ部材27の外周面とはテーパーした位置決め面56
(図2および図7参照)で相互に係合するため、前記位
置決め面56を係合させてコレットガイド28を第2シ
リンダ部材27に組み付けるだけで、コレットガイド2
8を精密に位置決めして心振れの発生を防止することが
できる。而して、コレットガイド28の内周にコレット
チャック48を介してセンタ軸部33が支持され、また
コレットガイド28によってコレットチャック48を介
してセンタ頭部32をクランプするので、そのセンタ頭
部32を精密に位置決めして心振れの発生を防止するこ
とができる。
【0028】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【0029】例えば、実施例では軸物ワークとしてカム
シャフトWを例示したが、本発明はカムシャフトW以外
の軸物ワークに対しても適用することができる。また実
施例では工作機械として円筒研削盤11を例示したが、
本発明は旋盤等の他の工作機械に対しても適用すること
ができる。
【0030】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載された発明
によれば、主軸台のセンタで軸物ワークの一方の軸端面
に形成したセンタ穴を支持する際に、前進させたセンタ
を軸物ワークのセンタ穴に嵌合させた状態でチャックが
センタの外周をチャックするので、センタの剛性を高め
て軸物ワークの心振れを防止し、その加工精度を高める
ことができる。
【0031】また請求項2に記載された発明によれば、
主軸台のチャックで軸物ワークの一方の軸端外周をチャ
ックする際に、後退させたセンタを軸物ワークのセンタ
穴に嵌合させることにより、軸物ワークの心振れを防止
して加工精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】円筒研削盤の全体正面図
【図2】図1の2部拡大断面図
【図3】図2の3−3線拡大断面図
【図4】図2の4−4線拡大断面図
【図5】図2の5−5線拡大断面図
【図6】図2の6部拡大図
【図7】図2に対応する作用説明図
【図8】図7の8−8線拡大断面図
【図9】図7の9−9線拡大断面図
【符号の説明】
W カムシャフト(軸物ワーク) W1 センタ穴 31 センタ 48 コレットチャック(チャック)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸物ワーク(W)の一方の軸端面に形成
    したセンタ穴(W1)に嵌合可能なセンタ(31)と、
    前記軸物ワーク(W)の一方の軸端外周をチャック可能
    なチャック(48)とを備えた工作機械の主軸台におい
    て、 センタ(31)はチャック(48)に対して軸方向に移
    動可能であり、センタ(31)を前進させて軸物ワーク
    (W)のセンタ穴(W1 )に嵌合させた状態で、チャッ
    ク(48)はセンタ(31)の外周をチャック可能であ
    ることを特徴とする工作機械の主軸台。
  2. 【請求項2】 センタ(31)を後退させて軸物ワーク
    (W)のセンタ穴(W1 )に嵌合させた状態で、チャッ
    ク(48)は軸物ワーク(W)の軸端外周をチャック可
    能であることを特徴とする、請求項1に記載の工作機械
    の主軸台。
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