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

異形断面加工用バイトホルダ

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JP2002239815A
JP2002239815A JP2001032342A JP2001032342A JP2002239815A JP 2002239815 A JP2002239815 A JP 2002239815A JP 2001032342 A JP2001032342 A JP 2001032342A JP 2001032342 A JP2001032342 A JP 2001032342A JP 2002239815 A JP2002239815 A JP 2002239815A
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shaft
rotary
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housing
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JP2001032342A
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Michihiro Oyama
道洋 尾山
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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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。
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