JP2002321101A - 軸状ワークの加工装置 - Google Patents
軸状ワークの加工装置Info
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Abstract
1上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブル12
と、ワーク旋回テーブルとは別にベット上に、ベットの
幅方向並びに長手方向に移動可能に設けた第1・第2ス
ライド13,14と、これらの第1・第2スライドに各
々設けた第1・第2主軸ユニット15,16と、これら
の第1・第2主軸ユニットの各々の工具交換が可能な位
置に設置した第1・第2工具交換ユニット21,22
と、第1・第2主軸ユニットで両端を把持した軸状ワー
クを切削するために、ワーク旋回テーブルの側方に、且
つベット上に設けた刃物台24と、を備えた。 【効果】 加工装置の汎用性を広げることができ、設備
費の削減を図ることができる。生産効率の向上を図るこ
とができる。
Description
置に関する。
特開平9−29586号公報「キー溝加工用割出し治
具」や特開平10−100031号公報「複合加工
機」に示されたものがある。
V型ブロック2,2(符号は公報記載のものを流用し
た。以下同様。)にカムシャフトS(図4参照)を載せ
てクランプ部材17で押圧すると、カム部cが予めブロ
ック4の孔に取付けたプランジャ型の割出しピン10
L,10Rに接触し、若干回動するので、正しく位置決
め保持することができるとともに、カム部cに対してキ
ー溝kを正しい角度で形成することができるというもの
である。
よれば、ベッド2に移動可能に設けた旋削ユニット10
と、移動自在に設けた心押台20と、ワーク把持ユニッ
ト30と、移動自在に設けたタレット加工ユニット40
と、を備えたもので、ワーク把持ユニット30でワーク
Wを固定し、端面にタレット加工ユニット40の穴あけ
具55で穴を加工し、その後、ワークWを心押台20及
びタレット加工ユニット40のチャック51で支持しつ
つ、回転させ、旋削ユニット10のバイト16で旋削を
実施することができるというものである。
対してキー溝kを所定の角で形成することができるが、
キー溝kとは異なる加工を行なうことはできず、別加工
を行なう場合には、ワークWを外して別の加工装置への
搬送が必要であり、また、その都度加工の段取りが発生
し、生産効率は悪い。
削加工など複数の工程を実施することはできるが、キー
溝を加工することはできず、キー溝を加工するための機
構を追加すると、加工機の設備費が嵩む。また、旋削ユ
ニット10にバイト16を取付け、タレットヘッド47
にチャック51や穴あけ具55を取付けるが、取付け可
能な工具の員数は少なく、加工できる形状は限られ、生
産効率を向上させ難い。
図ることができ、生産効率の向上を図ることができる軸
状ワークの加工装置を提供することにある。
に請求項1は、並行に並べた2本の軸状ワークを支持す
るとともに、ベット上に水平旋回可能に設けたワーク旋
回テーブルと、このワーク旋回テーブルとは別にベット
上に、ベットの幅方向並びに長手方向に移動可能に設け
た第1・第2スライドと、これらの第1・第2スライド
に各々設けた第1・第2主軸ユニットと、これらの第1
・第2主軸ユニットの各々の工具交換が可能な位置に設
置した第1・第2工具交換ユニットと、第1・第2主軸
ユニットで両端を把持した軸状ワークを切削するため
に、ワーク旋回テーブルの側方に、且つベット上に設け
た刃物台と、を備えた。
1・第2主軸ユニットによってキー溝加工など所望の加
工を実施する。また、第1・第2主軸ユニットによって
軸状ワークの両端を把持し、刃物台を固定した状態で旋
削加工を行なうことができる。従って、本発明の加工装
置は汎用性に富む。また、穴あけ加工、旋削加工、キー
溝加工を実施することで、加工間の搬送を無くするとと
もに、軸状ワークの取り付け、取り外しの手間を省く。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図1は本発明に係る軸状ワークの加工装置
の斜視図であり、加工装置10は、ベット11と、この
ベット11上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブ
ル12と、このワーク旋回テーブル12とは別にベット
11上に設けた第1スライド13ならびに第2スライド
14と、これらの第1・第2スライド13,14に各々
設けた第1主軸ユニット15ならびに第2主軸ユニット
16と、これらの第1・第2主軸ユニット15,16の
各々の工具17,18の交換が可能な位置に設置した第
1工具交換ユニット21ならびに第2工具交換ユニット
22と、ワーク旋回テーブル12の側方23に、且つベ
ット11上に設けた刃物台24と、を備えたものであ
る。25はワーク旋回テーブル12に取付けた加工治
具、26は操作盤、27は制御盤、28は油圧ユニッ
ト、29はクーラントユニットである。
線又は回転で動く方向を示す。Xは直線運動を示す軸
で、ベット11の幅方向の軸、ZはXに直交する軸で、
第1・第2主軸ユニット15,16の軸線に平行な軸、
YはX,Zに直交する鉛直軸、BはY軸の周りの旋回運
動を示す軸、CはZ軸の周りの旋回運動を示す軸であ
る。
ぬ電動の駆動部を設け、B軸方向に水平旋回可能で、上
部にワークを取付けるテーブル部31を有する。第1ス
ライド13は、下部に図示せぬ2軸の駆動部(電動モー
タ、送り機構、ガイド等)を有し、ベット11の幅方向
(X軸方向)並びに長手方向(Z軸方向)に移動可能な
ものである。13a・・・(・・・は複数を示す。以下同
様。)は蛇腹を示す。第2スライド14は第1スライド
13と同様であり、説明を省略する。
3に設けたロータリ手段32と、このロータリ手段32
に設けた主軸33と、を備え、ロータリ手段32は、背
部に電動モータ32aを備える。第2主軸ユニット16
は、第1主軸ユニット15と同様であり、説明を省略す
る。
ジン34と、チェンジャアーム35と、からなる自動工
具交換装置(ATC)で、ツールマガジン34にチャッ
ク36や溝カッタ37など複数の工具を予め納め、チェ
ンジャアーム35で工具の取り付け、取り外しを行な
う。第2工具交換ユニット22は、第1工具交換ユニッ
ト21と同様であり、説明を省略する。刃物台24は、
ベット11上に支持部41を固定し、この支持部41に
ホルダ固定部42を旋回可能に取付けたもので、4個の
工具を取り付けることができる。
り、ベット11上にワーク旋回テーブル12、第1スラ
イド13、第1工具交換ユニット21を設け、第1スラ
イド13に第1主軸ユニット15を設けたことを示す。
Ctはワーク旋回テーブル12の回転中心軸線を示す。
ーム35は、例えば、一端35aでツールマガジン34
から工具を抜き取り、他端35bで主軸33から工具を
抜き取り、矢印の如く回転することで、工具の交換を行
なう。第1主軸ユニット15のX軸方向の最大送り量
は、回転中心軸線CtからそれぞれXm1,Xm2(X
m2=Xm1)に設定した。Tcは工具交換位置を示
す。
面図であり、第1主軸ユニット15の主軸33を示す。
主軸33は、ロータリ手段32の中心Crから距離Xh
でけ偏心させたもので、ロータリ手段32によって回転
(公転)するとともに、工具やワークを回転(自転)さ
せるものである。主軸33でワークを回転させる場合
は、主軸33を図に示す状態、すなわち、旋削位置Cb
(Cb=Tc(工具交換位置))を基準に条件設定する
のが望ましい。Ym1、Ym2は、第1主軸ユニット1
5のY軸方向の最大送り量を示す。
り、刃物台24をベット11上に固定したことを示し、
ホルダ固定部42にホルダ43を取付け、ホルダ43に
バイト44を取付けたことを示す。バイト44の刃先4
5の位置は旋削位置Cbを基準に設定した。なお、バイ
ト44を使用する場合は、ワークを加工治具25から取
り外す。
り、加工治具25は、箱型のベース51を形成し、この
ベース51に第1列治具52ならびに第2列治具53を
配置し、並行に並べた2本の軸状ワークを支持するもの
である。第1列治具52は、ベース51の端側にメイン
クランプ54,55を配置するとともに、メインクラン
プ54側から順に仮り受け台56、位相基準検出手段5
7、スラストクランプ58を配置したものである。第2
列治具53は、第1列治具52と同様であり、説明を省
略する。
圧シリンダ61ならびに板状の支持部材62を取付け、
これらの油圧シリンダ61と支持部材62との間にガイ
ドバー63,63を渡し、ガイドバー63,63にスラ
イド部材64を移動可能に取付けるとともに、スライド
部材64に油圧シリンダ61を連結し、支持部材62に
ストッパ65を取付けたものである。
テーブル12のテーブル部31にベース51を取付け、
ベース51に配置した第2列治具53のメインクランプ
54,55、仮り受け台56、位相基準検出手段57、
スラストクランプ58を示す。
ラケット66を取付け、このブラケット66にタッチセ
ンサ67を取付けたもので、このタッチセンサ67の先
端に軸状ワークが触れることで、軸状ワークの位相の基
準を検出する。
けたクランプ本体68ならびに油圧シリンダ69,69
(図8参照)と、からなる。メインクランプ55は、メ
インクランプ54と同様であり、説明を省略する。油圧
シリンダ69,69への配管はベース51内で行なう。
なお、図の中央の61aは、スラストクランプ58の油
圧シリンダ61に接続した管で、ベース51内に配管し
たことを示す。
ンダ61に継手61bを介して連結したスライド部材6
4とストッパ65との間でワークをクランプする状態を
示す。Stはクランプした際のストローク長を示し、ク
ランプを解除する際にはストローク長Stだけスライド
部材64が後退する。スライド部材64は、軸状ワーク
の外周に倣うU字状の押圧部71を有し、この押圧部7
1でワークを長手方向に押し付けるとともに、ワークを
所定位置に固定する。ストッパ65は、軸状ワークの外
周に倣う凹状の嵌合部72を有し、この嵌合部72に軸
状ワークを嵌めて長手方向の位置決めを行なう。
図であり、ベース51にクランプ本体68を取付け、ク
ランプ本体68に継手69a,69aを介して油圧シリ
ンダ69,69を連結し、ワークをクランプする状態を
示す。Scはクランプした際のストローク長を示し、ク
ランプを解除する際にはストローク長Scだけ油圧シリ
ンダ69,69が後退するとともに、二点鎖線に示すよ
うにクランプ本体68は開く。クランプ本体68は、ブ
ラケット部73と、このブラケット部73に開閉可能に
取付けた爪部74,74と、からなる。
の拡大図である。メインクランプ54の爪部74,74
は、回転可能に設けたローラ75・・・を有し、これらの
4個のローラ75は、軸状ワークの軸外周部をワークの
中心に向って4方向から支持するものである。
ワークの一例を示す図である。(a)は斜視図、(b)
は(a)のb−b線断面図である。(a)において、軸
状ワークとしてのカムシャフト76は、一端に形成した
キー溝77と、他端に形成した鍔部78と、第1ジャー
ナル81〜第5ジャーナル85と、を有するもので、完
成したカムシャフトである。
素材の段階で二点鎖線で示す位相基準部86を設けた軸
受部であり、位相基準部86はキー溝77を加工する際
に基準となるもので、その角度はキー溝77からβに設
定した。これらのキー溝77や第1ジャーナル81など
カムシャフトの所定部位を軸状ワークの加工装置で加工
する。ここで、加工装置にセットするワークをカムシャ
フト87とする。
を次に説明する。図11は本発明に係る軸状ワークの加
工装置の第1作用図である。カムシャフト87を加工治
具25にセットする。具体的には、カムシャフト87の
位相基準部86ならびに鍔部78を目安に矢印,の
如く仮り受け台56ならびにスラストクランプ58で一
旦受け、次いで、メインクランプ54,55で第1ジャ
ーナル81の軸外周部81a、第5ジャーナル85の軸
外周部85aを仮りクランプする。その際には、操作盤
のボタンを「ON」にし、油圧シリンダ69・・・を低圧
の油圧で作動させる。なお、仮りクランプすることで、
自動的にカムシャフト87のセンタの座標は定まる。
置の第2作用図である。仮りクランプの状態でカムシャ
フト87の割り出しを行なう。具体的には、センタ位置
を定めた後、第2主軸ユニット16の主軸33に取付け
たチャック36でカムシャフト87の第1ジャーナル8
1側を把持し、カムシャフト87を回転させる。
81側への移動は、予めプログラムで設定した座標(X
軸、Y軸、Z軸)に基づいて行なうとともに、チャック
36の閉による把持動作は、クーラント(切削油)を主
軸33を介してチャック36内に流入させ、クーラント
の設定圧力によって行なうので、これらの動作を自動で
行なうことができる。
転させると、第1ジャーナル81に設けた位相基準部8
6は位相基準検出手段57に接触するので、位相の位置
を設定することが可能となる。次に、より詳しく割り出
しを説明する。
置の第3作用図であり、図12の13矢視図である。割
り出しに際し、メインクランプ54(図12参照),5
5を仮りクランプするので、メインクランプ54,55
のクランプする力は小さい。すなわち、メインクランプ
54,55の油圧の圧力を低圧に設定したので、メイン
クランプ54,55はカムシャフト87を回転可能にク
ランプする。また、メインクランプ54,55には、ロ
ーラ75・・・を設けたので、メインクランプ54,55
でカムシャフト87をクランプしながら、カムシャフト
87を回転させることができる。
ワークの加工装置の第4作用図であり、図12の14−
14線断面図に相当する。(a)において、メインクラ
ンプ54,55でカムシャフト87を仮りクランプし、
チャック36を介して主軸33でカムシャフト87を矢
印の如く回転させる。
すると、位相基準部86が位相基準検出手段57のタッ
チセンサ67に接触するので、タッチセンサ67の信号
によって基準座標Xcを設定する。同時に、タッチセン
サ67の信号によって主軸33は矢印の如く逆回転を
始める。
け、予め設定した角度θだけ基準座標Xcから逆回転す
ると、回転を止めると同時に、キー溝を形成する角度β
の位置を定める。つまり、キー溝形成部88を真上へ正
確に向ける。
ローラ75・・・を設け且つ、位相基準検出手段57を取
付けたので、カムシャフト87をクランプしながら回転
させ、位相基準部86を位相基準検出手段57に接触さ
せて位相基準検出手段57の信号によってキー溝の位相
の基準を設定することができる。そして、その基準から
予め設定した角度θだけカムシャフト87を逆回転させ
ることで、キー溝の割り出しを行なうことができる。そ
の結果、キー溝の角度βがカムシャフトの種類によって
異なっても、瞬時に位相を割り出すことができ、位相の
設定に手間がかからない。従って、生産効率の向上を図
ることができる。
置の第5作用図である。カムシャフト87,87の割り
出しをほぼ同時に行なった後、カムシャフト87,87
を本クランプする。具体的には、スラストクランプ5
8,58を作動させ、スラストクランプ58,58で鍔
部78,78を押し、鍔部78,78をストッパ65,
65に当て、カムシャフト87,87を固定する(図7
参照)とともに、カムシャフト87,87の長手方向の
位置決めを行なう。
5,55のクランプする力を大きくする。すなわち、油
圧の圧力を低圧から高圧に切り換える。本クランプ後、
カムシャフト87,87からチャック36,36を外
し、ワーク旋回テーブルを旋回させるとともに、加工治
具25を二点鎖線のように旋回させる。
置の第6作用図である。加工治具25を旋回させなが
ら、一方で、第1・第2主軸ユニット15,16を工具
交換位置Tc,Tcへ矢印,の如く移動させ、主軸
33,33からチャック36,36を第1・第2工具交
換ユニット21,22(図1参照)で取り外した後、二
点鎖線で示す主軸33,33に溝カッタ37,37を取
付ける。続けて、主軸33,33を矢印,の如くキ
ー溝形成部88,88へ移動させ、キー溝の加工を開始
する。
カムシャフト87,87を支持するとともに、ベット1
1(図1参照)上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テ
ーブル12と、第1・第2主軸ユニット15,16と、
を設けたので、ワーク旋回テーブル12に加工治具25
を介してセットした2本のカムシャフト87,87を2
本同時に加工することができ、生産性の向上を図ること
ができる。
ワークの加工装置の第7作用図である。(a)におい
て、カムシャフト87のキー溝形成部88に所定の切削
条件に設定した溝カッタ37を送り、キー溝77を形成
する。(b)は、(a)のb−b線断面図であり、溝カ
ッタ37をX軸方向に送って形成したキー溝77を示
す。キー溝77を形成後、加工治具25を逆回転で戻
し、カムシャフト87の向きを元に戻す(図15参
照)。
7,87の向きで且つ、チャック36,36を切削工具
に交換した状態で、カムシャフト87,87の端面87
a,87a,87b,87bに所定寸法の穴を開けても
よい。その際、図15のように、図の上のカムシャフト
87の端面87aを図右に向け、逆に、図の下のカムシ
ャフト87の端面87aを図左に向けセットすること
で、端面の穴加工の時間を平均化することができる。例
えば、端面87a側の穴加工時間を20秒とし、端面8
7b側の穴加工時間を10秒とした場合、第1主軸ユニ
ット15は30秒で穴を加工し、第2主軸ユニット16
も30秒で穴を加工する。仮に、図の下のカムシャフト
87の端面87aを図右に向け、図の上と同じにセット
すると、第1主軸ユニット15は40秒で穴を加工する
ため、10秒加工時間が長くなる。
べた2本のカムシャフト87,87を支持するワーク旋
回テーブル12(図1参照)と、第1・第2主軸ユニッ
ト15,16と、を設けたので、一方のカムシャフト8
7の端面87a,87bに対して他方のカムシャフト8
7の端面87a,87bを逆の位置にセットし、一方の
端面87aならびに他方の端面87bの各々の加工時間
の異なる穴を組み合わせて第1主軸ユニット15で加工
し、残りの端面87a,87bの穴を第2主軸ユニット
16で加工し、加工時間の偏りをなくするとともに、加
工時間の長短を平均に均す。その結果、第1・第2主軸
ユニット15,16間で加工の待ち時間は発生せず、穴
加工の時間を短縮することができ、生産効率の向上を図
ることができる。
クの形態によっては、端面側に多角形などの形状を形成
してもよい。その際には、チャック36をエンドミルな
どの工具に交換する。
置の第8作用図である。キー溝77を形成後、図15の
ようにワーク旋回テーブルとともに加工治具25を旋回
させて戻し、一方で、第1・第2主軸ユニット15,1
6には、工具交換位置Tcでチャック36を取り付け、
図18の二点鎖線のチャック36を矢印の如くカムシ
ャフト87の両端へ移動する。次いで、カムシャフト8
7の両端をチャック36で前述と同じく把持し、メイン
クランプ54,55を矢印,の如く開く。引き続
き、図1のロータリ手段32,32を回転させつつ、第
1・第2スライド13,14をX軸方向に移動させて、
図18の主軸33を矢印の如くほぼ垂直にY軸方向へ
持ち上げ、メインクランプ54,55からカムシャフト
87を取り外す。その際には、当然、スラストクランプ
58(図7参照)を後退させて本クランプを解除する。
そして、取り外したカムシャフト87を旋削位置Cb側
へ移動させる。
置の第9作用図である。旋削位置Cb側でカムシャフト
87を旋削する。具体的には、カムシャフト87の両端
を各々主軸33,33に取り付け、主軸33,33の回
転ならびに図1に示す第1・第2スライド13,14の
移動によってカムシャフト87を刃物台24のバイト4
4に当て、所望の切削条件で各ジャーナルを旋削する。
転速度に設定するとともに、同期させた状態で回転し、
第1・第2スライド13,14のX軸方向の値を所望の
切り込み量に設定するとともに、同期させた状態で切り
込み、第1・第2スライド13,14のZ軸方向の値を
所望の送り速度に設定するとともに、同期させた状態で
送り、第1ジャーナル81の位相基準部86を断続切削
するとともに、第1ジャーナル81の荒加工または仕上
げ前加工を行なう。同様に、第2ジャーナル82〜第5
ジャーナル85の荒加工または仕上げ前加工を行なう。
置10は、ワーク旋回テーブル12と、第1・第2スラ
イド13,14と、第1・第2主軸ユニット15,16
と、第1・第2工具交換ユニット21,22と、刃物台
24とを備えたので、ワーク旋回テーブル12にワーク
を固定して第1・第2主軸ユニット15,16によって
キー溝加工など所望の加工を実施することができ、ま
た、第1・第2主軸ユニット15,16によって軸状ワ
ークの両端を把持し、刃物台24を固定した状態で旋削
加工を行なうことができ、加工装置10の汎用性を広げ
ることができる。従って、設備費の削減を図ることがで
きる。また、穴あけ加工、旋削加工、キー溝加工を実施
することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワ
ークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことがで
き、生産効率の向上を図ることができる。
軸33,33の頭数は限定せず、例えば、4頭にするこ
とも可能である。主軸33をY軸方向へ移動させる機構
はロータリ手段32に限らない。刃物台24の構成は任
意である。図10のカムシャフト76は、カムシャフト
の一例であるとともに、軸状ワークの一例である。
ークの形態によって加工治具の構成を変えてもよく、加
工治具の構成は任意である。図6の位相基準検出手段5
7のタッチセンサ67は一例であり、センサの構成は任
意である。位相基準検出手段57を軸状ワークの下側に
設けたが、上側でもよく、検出する位置は任意である。
主軸33に取付けたチャック36の構成は任意である。
する。請求項1によれば、ワーク旋回テーブルに軸状ワ
ークを固定して第1・第2主軸ユニットによってキー溝
加工など所望の加工を実施することができ、その後、第
1・第2主軸ユニットによって軸状ワークの両端を把持
し、ワーク旋回テーブルからワークを取り外し、刃物台
側へ送って刃物台を固定した状態で軸状ワークの回転数
や長手方向の送り速度など切削条件を設定することがで
きるとともに、旋削加工を行なうことができ、加工装置
の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減
を図ることができる。
旋回テーブルに軸状ワークを固定して加工することがで
きるとともに、ワーク旋回テーブルからワークを取り外
し、ワークを送って旋削加工を行なうこともでき、各々
の加工間の搬送や取り付け取り外しに手間がかからな
い。従って、生産効率の向上を図ることができる。さら
に、2本の軸状ワークを支持し、第1・第2主軸ユニッ
トで切削工具を回転させて、2本同時にキー溝など所望
の形状を形成するので、1本の加工時間で2本加工する
ことができ、生産性の向上を図ることができる。
用図
用図
用図
用図
用図
用図
用図
用図
用図
ブル、13…第1スライド、14…第2スライド、15
…第1主軸ユニット、16…第2主軸ユニット、21…
第1工具交換ユニット、22…第2工具交換ユニット、
23…側方、24…刃物台、76…軸状ワーク(完成し
たカムシャフト)、87…軸状ワーク(加工途中のカム
シャフト)。
Claims (1)
- 【請求項1】 並行に並べた2本の軸状ワークを支持す
るとともに、ベット上に水平旋回可能に設けたワーク旋
回テーブルと、このワーク旋回テーブルとは別に前記ベ
ット上に、ベットの幅方向並びに長手方向に移動可能に
設けた第1・第2スライドと、これらの第1・第2スラ
イドに各々設けた第1・第2主軸ユニットと、これらの
第1・第2主軸ユニットの各々の工具交換が可能な位置
に設置した第1・第2工具交換ユニットと、前記第1・
第2主軸ユニットで両端を把持した軸状ワークを切削す
るために、ワーク旋回テーブルの側方に、且つベット上
に設けた刃物台と、を備えた軸状ワークの加工装置。
Priority Applications (1)
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