JP2002239815A - 異形断面加工用バイトホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 楕円などの異形断面を旋削加工により高能率
かつ高精度で行うことを可能にするコンパクトで取り扱
いに便利なバイトホルダを提供する。 【解決手段】 旋盤の刃物台２に固定されるハウジング
３にＸ軸方向に移動可能なバイト固定台１７を設ける。
このバイト固定台にＸ軸方向の相対移動を不能にした遊
動部材である連結部材１５を介して、刃物台２の回転工
具駆動軸１０に連結された回転軸４の偏心軸部１３を連
結する。主軸と回転工具駆動軸１０との回転数比が１対
１の場合には偏心軸部が加工され、１対２の場合は楕円
が加工され、１対３の場合はおむすび形が加工される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、旋削加工により
楕円形やおむすび形などの異形断面加工（及び偏心軸部
分の加工）を可能にするバイトホルダに関するもので、
回転工具駆動軸を備えたタレット刃物台に装着して上記
加工を行うバイトホルダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、旋盤を用いて楕円形やおむすび形
などの異形断面の加工を行うときは、図７に示すよう
に、ストレートエンドミル３０を用い、刃物台２を切り
込み送り（Ｘ軸）方向に主軸３１の回転と同期させて進
退させることにより行っている。楕円断面を加工すると
きは、主軸１回転に対して刃物台を２往復させ、おむす
び形断面を加工するときは、主軸１回転に対して刃物台
を３往復させる。刃物台の往復動はＮＣ装置によって制
御するが、単振動のような滑らかな加減速を伴う往復動
を行わせることが必要である。

【０００３】内燃機関のピストンの加工等においては、
断面を真円ではなく僅かに楕円形やおむすび形にした断
面に加工することが要求される。これは内燃機関の運転
時に隣接するシリンダや放熱装置との位置関係によって
熱変形が不均一になり、シリンダ断面が真円からずれて
くることを考慮したものである。ピストンはシリンダに
比べると円周方向にほぼ均一に加熱されるから、運転時
のシリンダの断面に合せてピストンの断面を真円からず
れた形状に加工することが要求されるのである。

【０００４】このピストンの加工のように、真円から僅
かにずれた形状の異形断面を加工する手段として、この
発明の出願人は、タレット刃物台の回転工具駆動軸で駆
動するカムによりバイトを往復動させて加工を行なう手
段を、特開平４−１１１７０４号公報により既に提案し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ストレートエンドミル
を用いる加工は、刃物台の往復動をＮＣ装置で制御する
ので、加工可能な断面形状の自由度は大きいが、一般的
なストレートエンドミルは直線状の加工しかできないの
で、端面の面取加工や円周溝を加工するには、工具を交
換しなければならない。また、切削反力により工具が逃
げる（撓む）ため、ワークの軸方向で断面形状や半径寸
法の誤差が生じて加工精度が悪く、また、工具の突き出
し長さにより、加工可能な軸方向長さに制約が生ずる。
更に高価な工具を必要とし、加工時間も長くかかるとい
う欠点がある。

【０００６】一方、特開平４−１１１７０４号公報で提
案したものは、バイトの往復動のストロークを大きくす
ることが困難で、ストロークを大きくしようとすると、
バイトの支持剛性が低下するという問題がある。

【０００７】この発明は、上記従来手段の問題点を解決
することを課題としており、楕円やおむすび形などの異
形断面の加工をバイトを用いた旋削加工により、高能率
かつ高精度で行うことができる技術手段を得ることを課
題としており、そのような加工を可能にするためのコン
パクトで取り扱いに便利なバイトホルダを提供すること
を課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、旋盤の刃物
台２に固定されるハウジング３にバイトの切り込み方
向、即ち、Ｘ軸方向に自由移動可能に案内されたバイト
固定台１７を、このバイト固定台に前記往復動方向の相
対移動を不能にして装着された遊動部材である連結部材
１５を介して、刃物台２の回転工具駆動軸１０に連結さ
れた回転軸４の偏心軸部１３に連結することにより、上
記課題を解決したものである。

【０００９】即ち、この発明の異形断面加工用バイトホ
ルダは、旋盤のタレット刃物台に固定されるハウジング
３と、このハウジングに自由回転可能に軸支されて歯車
対１２を介し又は介さないで前記タレット刃物台の回転
工具駆動軸１０に連結される回転軸４と、この回転軸の
先端の偏心軸部１３と、前記ハウジングとの間に介在さ
せた第１直線ガイド１６により、前記回転軸と直交する
面内の刃物の切り込み方向である第１の方向Ｘに往復自
由移動可能に装着されたバイト固定台１７と、このバイ
ト固定台との間に介在させた第２直線ガイド２０を介し
て前記面内の第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに自
由移動可能に設けられ、かつ前記偏心軸部に自由回転可
能に嵌合している連結部材１５とを備えている。

【００１０】直線ガイド１６、２０は、レール１８、２
１とスライダ１９、２２の間にボールやころなどの転動
体を介在させた構造のものが適している。刃物台の回転
工具駆動軸１０が主軸と平行な方向に設けられていると
きは、バイトホルダの回転軸４は、当該回転工具駆動軸
に直接連結する構造を採用することができる。一方、刃
物台の回転工具駆動軸が主軸の軸線と直交する方向に設
けられているときは、バイトホルダの回転軸４は、傘歯
車対１２を介して主軸軸線と略平行な方向に配置される
ようにする。特別な場合を除いて、回転軸４は旋盤の主
軸軸線と平行になるように配置される。

【００１１】上記構造において、刃物台の回転工具駆動
軸１０が回転すると、回転軸の偏心軸部１３が旋回し、
連結部材１５が回転軸４の軸心を中心とする自転零の公
転運動を行う。第１の直線ガイド１６と第２の直線ガイ
ド２０とが互いに交差する方向に設けられている関係
上、連結部材１５の公転は、バイト固定台１７を第１の
直線ガイド１６の方向にのみ往復動させる。従って、主
軸と回転工具駆動軸１０とを同期回転させれば、その回
転数比が１対１の場合にはワークに偏心軸部が加工さ
れ、１対２の場合は楕円断面が加工され、１対３の場合
はおむすび形の断面部分が加工される。

【００１２】加工される断面は、ワークの最大半径と最
少半径の差がバイトホルダの回転軸の偏心軸部１３の偏
心半径の２倍となる異形断面である。従って、この発明
のバイトホルダを用いてワークを旋削加工したときは、
加工半径に関わらず、最大半径と最少半径との差が一定
となるため、異形断面部分に円周方向の溝や突条を加工
したとき、その溝の深さや突条の高さは円周方向に一定
になる。また、刃物台をＸ軸とＺ軸方向へ同時に移動し
てワーク端面に面取りを行う場合も、その面取り量が円
周方向に一定となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態を説明する。図示実施例のバイトホルダ１
は、旋盤の主軸と平行な軸回りに回転割出しされるタレ
ット刃物台２の外周面に固定されるハウジング３を備え
ている。ハウジング３内には旋盤の主軸と平行な方向の
回転軸４と、この回転軸と直交する方向の連結軸５とが
軸受６、７及び８、９により、自由回転可能に軸着され
ている。連結軸５はタレット刃物台２の中心に向かって
延びており、その先端にはタレット刃物台２に内蔵され
た回転工具駆動軸１０に連結される連結端１１が形成さ
れている。連結軸５と回転軸４とは、傘歯車対１２で１
対１の回転比で連結されている。

【００１４】回転軸４の先端は、ハウジング３から突出
しており、この先端には偏心軸部１３が一体に形成され
ている。この偏心軸部１３は、軸受１４を介して連結部
材１５に嵌合している。

【００１５】ハウジング３の回転軸４の先端が突出して
いる面には、バイトの切り込み方向、即ち一般にはＸ軸
方向の２本の直線ガイド（以下、Ｘ方向ガイドという）
１６を介してバイト固定台１７が装着されている。２本
のＸ方向ガイド１６は、回転軸４を挟んで両側に位置し
ており、各直線ガイドのレール１８がハウジング３に固
定され、スライダ１９がバイト固定台１７に固定されて
いる。

【００１６】バイト固定台１７の裏面の２本のＸ方向ガ
イド１６の間の位置に、Ｘ方向ガイドと直交する方向の
１本の直線ガイド（以下、Ｙ方向ガイドという）２０を
介して、前記連結部材１５が装着されている。Ｙ方向ガ
イド２０は、回転軸４に近接して位置し、そのレール２
１がバイト固定台１７に固定され、スライダ２２が連結
部材１５に固定されている。バイト固定台１７には適宜
な固定具２８を介してバイト２３が装着される。

【００１７】上記のようなバイトホルダ１をタレット刃
物台２に装着して、その回転工具駆動軸１０を回転させ
ると、バイト固定台、従ってこれに固定されたバイト２
３は、回転軸４の偏心軸部１３の偏心量の２倍のストロ
ークでバイトの切り込み方向に往復動する。周期は回転
工具駆動軸１０の１回転当り１往復である。ＮＣ旋盤に
おいては、主軸及び回転工具駆動軸１０の回転数はＮＣ
装置で制御されている。従って、ＮＣ装置で主軸、従っ
てワーク２４の回転とバイト２３の往復動とを同期させ
ることができる。主軸と回転工具駆動軸１０の回転数比
を１対１としたときは、図４に示すような偏心軸２５が
加工される。主軸と回転工具駆動軸１０の回転数比を１
対２としたときは、図５に示す楕円２６が加工される。
また、主軸と回転工具駆動軸１０の回転数比を１対３と
したときは、図６に示すおむすび形２７の断面が加工さ
れる。加工される偏心軸２５の偏心量は、回転軸の偏心
軸部１３の偏心量と等しい。また、図５、６に示すよう
な異形断面の最大半径と最少半径との差Ａは、回転軸の
偏心軸部１３の偏心量の２倍である。加工される断面の
形状は、旋盤の主軸と回転工具駆動軸１０の回転数比を
適宜な整数比に設定することによって変更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のバイトホルダの断面平面図

【図２】図１のＡ断面側面図（バイト省略）

【図３】図１のＢ矢視の正面図

【図４】主軸と回転工具軸の回転数比を１対１としたと
きのワークの形状（偏心軸）

【図５】主軸と回転工具軸の回転数比を１対２としたと
きのワークの形状（楕円）

【図６】主軸と回転工具軸の回転数比を１対３としたと
きのワークの形状（おむすび形）

【図７】異形断面の加工を行う従来方法の模式図

【符号の説明】

３ ハウジング ４ 回転軸 10 回転工具駆動軸 12 傘歯車対 16 Ｘ方向ガイド 17 バイト固定台 20 Ｙ方向ガイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋盤のタレット刃物台に固定されるハウ
   ジング(3)と、このハウジングに自由回転可能に軸支さ
   れて歯車対(12)を介し又は介さないで前記タレット刃物
   台の回転工具駆動軸(10)に連結される回転軸(4)と、こ
   の回転軸の先端の偏心軸部(13)と、前記ハウジングとの
   間に介在させた第１直線ガイド(16)により、前記回転軸
   と直交する面内の刃物の切り込み方向である第１の方向
   Ｘに往復自由移動可能に装着されたバイト固定台(17)
   と、このバイト固定台との間に介在させた第２直線ガイ
   ド(20)を介して前記面内の第１の方向Ｘと直交する第２
   の方向Ｙに自由移動可能に設けられ、かつ前記偏心軸部
   に自由回転可能に嵌合している連結部材(15)とを備えて
   いる、旋盤における異形断面加工用バイトホルダ。