JP2002307206A - 旋盤におけるワークの掴み換え装置及び掴み換え加工方法並びに２主軸対向旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋盤において、ワークの外周部と中心部とで
のワークの把持を切換えるワーク把持装置を提供する。 【解決手段】 ワーク外周を把持するチャック爪４と、
チャックの中心を通って主軸軸線上を進退するフック１
１を備えたプルロッド８と、主軸軸線上で回動を規制さ
れかつ軸線方向に離脱可能に保持された非円形孔１６を
有する挟持部材１５とを備え、前記フックと非円形孔と
は所定の相対角度において通過可能で異なる相対角度に
おいては通過不能な形状を備えている。ワークの外周を
チャック爪４で把持して貫通中心孔１を加工し、この貫
通中心孔にプルロッド８を貫通して挟持部材１５を係止
し、プルロッドを縮退してワークを挟持し、チャック爪
４を開いて外周加工を行う。

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、旋盤におけるワ
ークの掴み換え装置及び掴み換え加工方法並びに２主軸
対向旋盤に関するもので、ワークの外周を把持して行う
端面加工や孔加工と、ワークの外周加工とを同一機械上
で行うために、ワークの外周部と中心部とを掴み換える
装置及びそのような掴み換えを伴う動作によってワーク
を加工する方法並びにそのような掴み換え装置を装着し
た２主軸対向旋盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すような形状のワーク、即ち外
周が段付きスパイラル状で、中心孔１及びその周囲の小
孔２を備え、かつ中心孔１と小孔２とはその両端面が面
取りされているような形状のワークを加工する場合、従
来の２主軸対向旋盤では次のような工程で加工を行う。

【０００３】まず、完成品より第１チャックでの把持代
分だけ厚い素材を用い、第１チャックでワークの外周の
余裕厚さ部分を把持して、刃物台に把持した主軸軸線方
向のエンドミルでチャック把持部分を除いた外周部の加
工を行い、中心孔１及び小孔２を加工し、更にそれらの
反チャック側の端部を面取りする。次にワークを第２チ
ャックに受け渡す。このとき第２チャックは、ワークの
加工済みの外周部を把持する。そして、第１チャックで
把持されていた余裕厚さ部分を削り落とし、中心孔１及
び小孔２の反第２チャック側の端部の面取りを行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記工程の加
工では次のような問題が生ずる。第１の問題は、ワーク
の外周の仕上げ面が第２チャックで把持されるため、外
周面に掴み跡が残る危険がある。図４に示すようなワー
クの外周の段付きスパイラル形状は、カムやラチェット
などの形状として用いられることもあるため、外周仕上
げ面をチャックで把持したくない場合もある。第２は第
１主軸側と第２主軸側とでの加工時間のバランスの問題
である。２主軸対向旋盤でワークを加工する場合には、
第１主軸側での加工時間と第２主軸側の加工時間とが略
等しくなるようにするのが好ましい。このようにするこ
とによって、第１主軸又は第２主軸側での待ち時間をな
くし、加工能率を高めることができる。しかし、従来の
２主軸対向旋盤では、ワークの把持位置が固定されてい
るため、第１主軸側と第２主軸側とでワークの加工領域
を自由に選択することができず、そのために第１主軸側
と第２主軸側とで加工時間のアンバランスが生ずること
が多かった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、１個のチャックでワークの外
周部と中心部とでのワークの把持を切換えることが可能
なワーク把持装置を提供し、ワークの外周部分の加工と
外周以外の部分の加工とを同一の主軸でワークを保持し
て加工可能にすることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ワークの外
周を把持するチャック爪４と、チャックの中心を通って
主軸軸線上を進退する先端にフック１１を備えたプルロ
ッド８と、ワークの反チャック側の主軸軸線上で当該軸
線回りの回動を規制されかつ当該軸線方向に離脱可能に
保持された非円形孔１６を有する挟持部材１５とを備
え、前記フックと前記非円形孔とは、フックと非円形孔
との相対角度が所定の角度において通過可能でかつ異な
る相対角度においては通過不能な形状を備えているワー
クの掴み換え装置を提供することにより、上記課題を解
決したものである。

【０００７】好ましくは、上記掴み換え装置において、
チャックの中心部にワークのチャック側端面と当接させ
るストッパ６を設け、このストッパに主軸軸線回りのワ
ークの回動を阻止する回り止め突起７を設ける。

【０００８】また他の好ましい構造は、挟持部材１５を
回動不能にかつ主軸軸線方向に離脱可能に保持するホル
ダ１３を備え、このホルダ１３が旋盤のタレット刃物台
に装着される構造である。

【０００９】上記掴み換え装置を用いるこの発明のワー
クの掴み換え加工方法は、ワークの外周をチャック爪４
で把持してワークの主軸軸線上の位置に貫通中心孔１を
加工し、チャック側からこの貫通中心孔にプルロッド８
を貫通して当該プルロッドの先端にワークの反チャック
側に保持された挟持部材１５を係止し、次にプルロッド
を縮退することによりワークを主軸方向に挟持し、その
後チャック爪４を開いてワークの外周加工を行うという
ものである。

【００１０】また、この発明の２主軸対向旋盤は、加工
領域を挟んで同一軸線上で対向する第１主軸と第２主軸
とを備え、その第１主軸にはワークの外周を把持するチ
ャックが装着され、第２主軸に上記のこの発明の掴み換
え装置が装着されているというものである。

【００１１】ストッパに設ける回り止め突起７は、ワー
クＷの中心孔が例えば六角形であれば、その六角形孔に
嵌まり込む突起であればよい。従って、外周把持で行う
孔加工は、中心孔のみの加工であってもこの発明の方法
が採用できる。挟持部材の非円形孔は、長円（小判形）
の他、三角形孔や歯車状の孔、偏心円形孔でもよい。挟
持部材は、旋盤の例えば上方から進退するアームによっ
て主軸軸線上に差込まれるようなものであってもよい。
しかし、挟持部材のホルダを旋盤のタレットに装着する
構造が、機構、制御及び経済性の点で優れている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図４に示したワークの加工
を例にして、この発明の実施形態を説明する。図１ない
し３は、２主軸対向旋盤の第２主軸側に装着された、こ
の発明の掴み換え装置を示した図である。第２チャック
３は、ワークの外周を把持するチャック爪４を３個備え
ている。このチャック爪４は、ワークの形状に合せた把
持面を備えた生爪であり、通常のチャックよりチャック
爪の開閉ストロークを大きくしてある。このチャックの
中心部分には、主軸直角方向の受面５を備えたストッパ
６が固定されており、このストッパにはワークの小孔２
に嵌合する回り止め突起７が設けられている。また、こ
のストッパの受面の中心には、プルロッド８が出没する
貫通孔９が設けられている。

【００１３】第２主軸１０は中空孔で、その反チャック
側端部に油圧シリンダを備えている。この油圧シリンダ
は、チャック爪４を開閉するチャックシリンダとは別に
設けられており、この油圧シリンダのロッドに連結され
たプルロッド８が第２主軸を通って延び、その先端はス
トッパ６の貫通孔９を通って出没可能である。プルロッ
ド８の先端には、主軸方向に見た形状が小判形のフック
１１が設けられている。このフック１１はワークの中心
孔１を通過可能な大きさである。

【００１４】第２主軸と協動してワークを加工する第２
タレット１２の工具取付ステーションの１箇所にホルダ
１３が装着されている（図３参照）。このホルダ１３
は、第２主軸側を向いて加工する短円筒形の収納部１４
を備えており、この収納部に円板状の挟持部材１５が収
容されている。挟持部材１５は、その中心にフック１１
が通過可能な小判形の貫通孔１６を備えている。更に挟
持部材１５は、中心を外れた位置にある主軸方向の位置
決め孔１７と、外周面にある円周方向の係止溝１８とを
備えている（図２参照）。一方、ホルダの収納部１４の
底部には、位置決め孔１７に嵌合する位置決めピン１９
と、係止溝１８に係合するボールプランジャ２０が設け
られている。ボールプランジャ２０は、係止ボールをコ
イルばねの付勢力で係止溝１８内に付勢する係止装置
で、収納部１４に収容された挟持部材１５は、その係止
溝１８にボールプランジャ２０のボールが係入され、か
つ位置決め孔１７に位置決めピン１９が嵌合した状態で
保持されている。収納部１４内での挟持部材１５の回動
は、位置決めピン１９で阻止され、かつ主軸方向への移
動は、ボールプランジャ２０で係止されているが、ボー
ルプランジャの係止力より大きな力を軸方向に作用させ
ると、挟持部材１５は収納部１４から離脱する。

【００１５】次に図１ないし５を参照して、図４に示し
たワークの加工手順を説明する。ワークＷの素材は、ワ
ークの仕上げ厚さより厚いものを用い、その余裕厚さ部
分を第１主軸側の第１チャック２１のチャック爪２２で
把持して、ワーク端面２３の面加工と外周２４の粗加工
と中心孔１及び小孔２の加工と、これらの孔の反第１チ
ャック側端部の面取り加工とを行う。第１チャック側で
上記加工が終了したら、ストッパ６の回り止め突起７が
ワークの小孔２に一致するように、第１、第２主軸の位
相を合わせて第２主軸１０を第１主軸側へ接近させて、
第２チャックのチャック爪４でワーク外周の粗加工され
た部分を把持し、次いで第１チャックを開いて第２チャ
ックを後退させることにより、ワークを第２主軸側に受
け渡す。ワークＷはその小孔２にストッパ６の回り止め
突起７が嵌挿され、ワーク端面２３がストッパ６の受面
５に当接する状態になる。

【００１６】第２主軸側では、チャック爪４でワークの
外周を把持した状態で、ワークの余剰部分（第１チャッ
クでワークを把持するために設けた部分）を切除して、
その切除端面を仕上げ加工し、更に中心孔１及び小孔２
の反第２チャック側の端部の面取り加工を行う。以上の
加工が終了したら、第２タレットのホルダ１３を割り出
して（図３参照）、ワークに近接した主軸軸線上に位置
させる。このとき第２主軸は、その軸心に設けられてい
るプルロッド先端のフック１１の小判形と、ホルダ１３
に保持されている挟持部材１５の中心の貫通孔の小判形
とが一致する角度で停止している。この状態でプルロッ
ド８を進出させることにより、プルロッド先端のフック
１１は、ワークの中心孔１及び挟持部材１５の貫通孔１
６を通過して、ホルダの収納部１４の奥に達する。次に
第２主軸１０を９０度回動させる。この回動により、プ
ルロッド先端のフック１１の小判形と挟持部材の貫通孔
の小判形とは、直交する方向となるので、その後プルロ
ッド８を縮退させることにより、挟持部材１５はホルダ
１３から離脱して、ワークＷの端面に押付けられ、スト
ッパ６との間でワークを軸方向に挟持する。そこでタレ
ットを退避させた後、チャック爪４を開き、タレットに
装着した主軸軸線方向のエンドミル２５でワークの外周
の仕上げ加工を行う。このとき、エンドミル２５は、ワ
ークＷの外周とチャック爪４との間の空間に挿入され
る。この外周加工時にワークの小孔２に嵌合するストッ
パの回り止め突起７がワークの加工反力を受け止める作
用をなしている。ワークの加工反力が小さいときは、挟
持部材１５とストッパの受面５との間でのワークの挟持
力のみで加工反力を受けることも可能であるが、このよ
うな回り止め突起を設けておくのが、より確実である。
なお、ワークを挟持部材とストッパの受面５で挟持する
ので、薄いワークの場合でも外形加工時のびびりを押
え、精度が向上する。

【００１７】ワークの外周加工が終了したら、第２タレ
ットの装着したホルダ１３を割り出して、ワークに近接
した主軸軸線上に進出させ、第２主軸を挟持部材の位置
決め孔１７とホルダの収納部に設けた位置決め突起１９
とが一致する角度に、第２主軸を割り出した状態でタレ
ット１２を主軸方向に移動してワークに接近させ、挟持
部材の係止溝１８とホルダのボールプランジャ２０を一
致させる。この状態でボールプランジャのボールが係止
溝１８に係止されるから、プルロッド８を進出し、第２
主軸を９０度回動してプルロッド８を縮退させることに
より、プルロッド先端のフック１１は、挟持部材１５の
貫通孔１６及びワークの中心孔１を通過してストッパ６
内に収容され、挟持部材１５はホルダ１３で保持され
る。そこでホルダ１３を主軸軸線方向に退出させると、
ワークＷは把持を解かれて加工領域から排出される。必
要があれば、中心部でのワークの挟持を開放する前に、
チャック爪４を軽く閉じてワークの外周を把持し、ワー
クをアンローダに受け渡して排出することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワークの掴み換え装置を示す断面図

【図２】挟持部材の斜視図

【図３】挟持部材のホルダを示す断面図

【図４】ワークの一例を示す斜視図

【図５】第１主軸でのワーク把持状態を示す側面図

【符号の説明】

１ 中心孔 ４ チャック爪 ６ ストッパ ７ 回り止め突起 ８ プルロッド 11 フック 13 ホルダ 15 挟持部材 16 小判形の貫通孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの外周を把持するチャック爪(4)
   と、チャックの中心を通って主軸軸線上を進退する先端
   にフック(11)を備えたプルロッド(8)と、ワークの反チ
   ャック側の主軸軸線上で当該軸線回りの回動を規制され
   かつ当該軸線方向に離脱可能に保持された非円形孔(16)
   を有する挟持部材(15)とを備え、前記フックと前記非円
   形孔とは、フックと非円形孔との相対角度が所定の角度
   において通過可能でかつ異なる相対角度においては通過
   不能な形状を備えている、旋盤におけるワークの掴み換
   え装置。
2. 【請求項２】 チャックの中心部にワークのチャック側
   端面と当接させるストッパ(6)を備え、このストッパ(6)
   は主軸軸線回りのワークの回動を阻止する回り止め突起
   (7)を備えている、請求項１記載の掴み換え装置。
3. 【請求項３】 挟持部材(15)を回動不能にかつ主軸軸線
   方向に離脱可能に保持するホルダ(13)を備え、このホル
   ダ(13)が旋盤のタレット刃物台に装着されることを特徴
   とする、請求項１又は２記載のワークの掴み換え装置。
4. 【請求項４】 ワークの外周をチャック爪(4)で把持し
   てワークの主軸軸線上の位置に貫通中心孔(1)を加工
   し、チャック側からこの貫通中心孔にプルロッド(8)を
   貫通して当該プルロッドの先端にワークの反チャック側
   に保持された挟持部材(15)を係止し、次にプルロッドを
   縮退することによりワークを主軸方向に挟持し、その後
   チャック爪(4)を開いてワークの外周加工を行うことを
   特徴とする、旋盤におけるワークの掴み換え加工方法。
5. 【請求項５】 加工領域を挟んで同一軸線上で対向する
   第１主軸と第２主軸とを備えた２主軸対向旋盤におい
   て、第１主軸にはワークの外周を把持するチャックが装
   着され、第２主軸に請求項１、２又は３記載の掴み換え
   装置が装着されている、２主軸対向旋盤。