JP2003200302A - ２主軸対向旋盤における偏心ワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの中心軸回りに加工される中心軸部と
偏芯軸回りに加工される偏心軸部とを備えた偏心ワーク
を、タレット刃物台を備えた２主軸対向旋盤を用いて、
簡単かつ安価に加工する方法を提供する。 【解決手段】 タレット１の工具取付ステーションの一
箇所に、ワークの中間部を把持するワークホルダ２を装
着し、このワークホルダを介してワーク１３を一方の主
軸１０Ｌから他方の主軸１０Ｒへと受け渡す。この受渡
し途中に、タレット１の主軸直角方向の移動により、ワ
ークの中心軸Ｐと偏心軸Ｑとの偏心量δだけワーク１３
を移動させる。ワークホルダ２は、把持爪を内蔵ばねで
閉方向に付勢する構造とするのが便利である。この加工
方法は、チャック爪として生爪１６を用い、偏心量だけ
中心からずれた位置でワークを把持するようにチャック
爪の先端を成形しておくことで容易に実現できる。

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、ワークを保持し
て回転する２本の主軸が同一軸線上に対向配置され、そ
れらの主軸に把持されたワークを加工するタレット刃物
台を備えた２主軸対向旋盤で、中心軸回りに加工する中
心軸部と、偏心軸回りに加工する偏心軸部とを備えたワ
ークを加工する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クランクシャフトやカムシャフトのよう
に、互いに平行な中心軸と偏心軸回りにそれぞれ旋削加
工される軸部分や孔部分を備えたワークは、ワークを中
心軸回りに回転させて旋削加工する工程と、偏心軸回り
に回転させて旋削加工を行う工程とで加工を行うか、又
は、ワークを中心軸回りに回転させて旋削加工を行う工
程と、工具を偏心軸回りに旋回ないし回転させてコンタ
リング加工ないしボーリング加工を行う工程とで加工を
行わなければならない。後者のコンタリングによる外径
加工は、加工速度及び加工能率が悪く、ボーリングによ
る孔加工は、たくさんの工具を必要とする欠点がある。

【０００３】そこで前者の方法、すなわち中心軸部と偏
心軸部とを共に旋削加工により加工したいという要求が
生ずる。この要求は、２主軸対向旋盤を用いることによ
って容易に実現できる。その従来方法としては、 ワークを機械に自動供給するローダのハンドを用い
てワークを一方の主軸から他方の主軸へと受け渡し、そ
の受渡し途中でワークを偏心量だけ移動させるという方
法、 主軸の一方に自動偏心チャックを装着して、この自
動偏心チャックの機能でワークを偏心させるという方
法、 対向２主軸の一方を主軸直角方向に移動可能にした
旋盤を用いて、両主軸を偏心させた状態で一方の主軸か
ら他方の主軸へワークを受け渡す方法、などが実用され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来技術の
うち、のローダでワークを偏心させて受け渡す方法
は、ワークの正確な位置設定が可能なローダ、例えばガ
ントリーローダなどを備えた旋盤でなければ採用するこ
とができない。また、の自動偏心チャックを用いる方
法は、自動偏心チャックが通常のチャックより大型であ
ることから、同一寸法のワークを加工するのに、より大
型の工作機械を用いる必要があり、不経済である。更に
自動偏心チャックは、構造が複雑で、高価であるという
問題もある。

【０００５】また、の主軸の一方を主軸直角方向に移
動してワークを受け渡す方法は、一般的には使用されて
いない特殊な仕様の旋盤が必要で、そのような旋盤は、
主軸台の構造が複雑になって、非常に高価であり、一般
的な方法として採用することは困難である。

【０００６】この発明は、上記のような従来方法の問題
点に鑑み、中心軸部と偏心軸部とを備えた偏心ワークを
一般的な構造の２主軸対向旋盤を用いて、簡単かつ安価
にその中心軸回り及び偏心軸回りの旋削、孔明け、コン
タリング加工などをする方法を提供することを課題とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、ワーク加
工用の工具を装着する刃物台のタレット１に、簡単には
タレット１の工具取付ステーションの一箇所に、ワーク
の中間部を把持するワークホルダ（受渡し装置）２を装
着し、このワークホルダを介してワーク１３を一方の主
軸１０Ｌから他方の主軸１０Ｒへと受け渡すこととし、
その受渡し途中において、タレット１の主軸直角方向の
移動により、ワーク１３の中心軸Ｐと偏心軸Ｑとの間の
偏心量δだけワーク１３を移動させる方法を採用してい
る。中心軸Ｐと偏心軸Ｑとは相対的なものであり、２本
の軸のいずれか一方を中心軸とすれば、他方は偏心軸と
なる。

【０００８】すなわちこの発明の２主軸対向旋盤におけ
る偏心ワークの加工方法は、タレット刃物台を備えた２
主軸対向旋盤を用いて互いに平行な第１の軸Ｐと第２の
軸Ｑ回りの加工面を備えた偏心ワークを加工する方法に
おいて、前記タレット刃物台のタレット１にワーク１３
の中間部を把持する把持爪５を備えたワークホルダ２を
装着し、ワーク１３を一方の主軸１０Ｌで把持してワー
ク１３の第１の軸Ｐ回りの加工面１３ａを加工し、ワー
ク１３の第１の軸Ｐと第２の軸Ｑの偏倚方向がタレット
１の工具進退方向となる位置で前記一方の主軸１０Ｌを
停止し、ワークホルダ２でワーク１３を把持し、ワーク
１３を前記一方の主軸１０Ｌから離脱させると共にタレ
ット１の移動によりワークの第２の軸Ｑを主軸軸線上に
位置させ、次に他方の主軸１０Ｒの前進動作又はタレッ
ト１の主軸方向移動により、ワーク１３を他方の主軸１
０Ｒに把持し、ワークホルダ２をワーク１３から離脱さ
せ、次に前記他方の主軸１０Ｌを回転してワーク１３の
前記第２の軸回りの加工面１３ｂを加工することを特徴
とするものである。

【０００９】一般的な構造のタレット刃物台は、主軸方
向（Ｚ軸方向）と、これに直交する工具の切込み方向
（Ｘ軸方向）にのみ移動可能である。ワークホルダ２
は、タレットのＸ軸方向移動により、ワークの保持と開
放とが可能な構造とするのが便利である。この構造は、
ワークを把持する爪５をＹ軸方向（Ｘ軸及びＺ軸と直交
する方向）に対向配置し、その把持爪を内蔵ばねで閉方
向に付勢する構造のワークホルダを用いるのが便利であ
る。ワークホルダの把持爪５を積極的に開閉する構造と
しては、タレットに供給されている切削油などの供給圧
を利用する構造が可能である。

【００１０】ワークホルダ２のＸ軸方向移動による把持
爪５とワーク１３の当接力又は引き離し力を利用して把
持爪５を開閉する構造は、ワーク表面を傷つける可能性
があるため、ワークの加工前の部分を把持するのが好ま
しい。ワークホルダ２によるワーク１３の受渡しは、次
工程の加工を行う他方の主軸１０へのワーク１３の受渡
し時に行われるから、この他方の主軸で加工される部分
を把持してやればよい。

【００１１】従って上記発明の好ましい態様を示す請求
項３の発明は、ワークホルダ２がその対向する把持爪５
相互を接近させる方向に付勢するばねを備え、当該ワー
クホルダ２は、前記他方の主軸のチャック１２Ｒにワー
ク１３が把持された後に加工される部分１３ｂでワーク
を把持することを特徴とする上記加工方法である。

【００１２】受渡し中におけるワーク１３の主軸直角方
向の移動は、タレット１のＸ軸方向の移動により行われ
るので、受渡し時の主軸の位相（主軸回りの角度）は、
把持している、または把持しようとしているワークの偏
心方向が正確にＸ軸方向となるように、その停止位置を
制御することが必要である。このような主軸回りの位相
制御（Ｃ軸制御）は、現在の旋盤では一般的なものであ
る。

【００１３】主軸のチャック１２Ｌ、１２Ｒによるワー
クの把持部分を加工する必要がないときは、ワーク１３
をその旋削中心（中心軸又は偏心軸）を主軸中心に一致
させてワークを把持することができる。しかし、一般的
な偏心ワークはその偏心量に高い精度が要求されるのが
普通であるから、少なくとも受渡し後にワークを把持す
るチャック（他方の主軸のチャック）１２Ｒは、偏心位
置でワークを把持する構造とするのが好ましい。

【００１４】従って上記発明の好ましい態様を示す請求
項２の発明は、ワーク１３を把持するために前記他方の
主軸に装着したチャック１２Ｒは、当該主軸の回転中心
に対してワーク１３の第１の軸Ｐと第２の軸Ｑとの偏心
量δに相当する偏心位置でワーク１３を把持することを
特徴とする上記加工部である。

【００１５】この加工方法は、チャック爪として生爪１
６を用い、偏心量だけ中心からずれた位置でワークを把
持するようにチャック爪の先端を成形しておくことで容
易に実現できる。両方の主軸でのチャックの把持部分を
共に加工する必要があるときは、ワークの形状にもよる
が、両側のチャック１２Ｌ、１２Ｒを共に偏心位置でワ
ークを把持する偏心チャックとする。この場合の各チャ
ックのワーク把持位置の偏心量は、ワークの中心軸と偏
心軸との偏心量δに等しい。すなわち、偏心軸部１３ｂ
（偏心軸Ｑ回りの加工面）でワークを把持した状態で中
心軸部１３ａを加工し、中心軸部１３ａ（中心軸Ｐ回り
の加工面）でワークを把持した状態で偏心軸部１３ｂを
加工する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。図４及び５は、タレット１に
装着されるワークホルダ２の一例を示した図である。図
に示すワークホルダ２は、ハウジング３と、このハウジ
ング３の前面部分に設けたガイドに沿って近接離隔方向
に摺動自在な一対のスライダ７と、各スライダに図示し
ないボルトで固定されて把持面５ｆを対向させた一対の
把持爪５と、ハウジング３の背面中央から縦方向に延び
るシャンク６とを備えており、一対のスライダ７、従っ
てそれに固定された把持爪５を互いに接近する方向に付
勢するコイルばね（図示されていない）がハウジング３
に内蔵して設けられている。把持爪５の対向する把持面
５ｆの間隔は、スライダ７への把持爪５の固定位置を変
更することで調整可能で、更にアジャストスクリュー８
でコイルばねの付勢力を調整可能となっている。

【００１７】このワークホルダ２は、シャンク６を工具
ホルダ９に固定した状態で旋盤のタレット１に装着され
る。装着方向は、シャンク６が主軸１０と直角になる方
向であり、この取付状態において、ワークホルダの一対
の把持爪５はＹ軸方向で対向することとなる。把持爪の
把持面５ｆは、ワークの把持部分の形状に合せて、若干
円弧状の凹部としておくのが好ましく、またその前端辺
に斜めに切り落とした案内面１１を形成しておくのが好
ましい。

【００１８】図１ないし図４は、この発明方法の第１及
び第２実施例を示した図である。これらの実施例は、図
の左側の主軸に装着した一方のチャック（以下「左チャ
ック」という）１２Ｌでワーク１３を把持して第１工程
の加工を行い、次にワークを図の右側の主軸に装着した
他方のチャック（以下「右チャック」という）１２Ｒに
受け渡し、当該右チャック１２Ｒでワークを保持して第
２工程の加工を行うというものである。

【００１９】同一軸線上で対向する２本の主軸１０Ｌ、
１０Ｒと、タレット１とを備えた２主軸対向旋盤を用
い、タレット１の工具取付ステーションの一箇所に、前
述した態様でワークホルダ２を装着する。ワーク１３
は、中心軸Ｐ回りに旋削加工すべき中心軸部１３ａと、
この中心軸Ｐから偏心量δだけ偏倚した偏心軸Ｑ回りに
旋削加工すべき偏心軸部１３ｂとを有している。

【００２０】このようなワーク１３を加工する際、図１
の第１実施形態の例では、左チャック１２Ｌでワーク１
３の一端を把持して、中心軸部１３ａの加工を行う。次
にワークの偏心方向がＸ軸方向になるように左主軸を停
止し（図４参照）、タレットに装着したワークホルダ２
をワーク１３に向けて進出させる。このとき、タレット
１のＺ軸方向移動により、把持位置が未加工の偏心軸部
１３ｂとなるように把持爪５の位置を設定する。タレッ
ト１のＸ軸方向の前進動作により、把持爪５はワーク１
３に当接し、ワーク１３からの当接反力によって把持爪
５を押し開いて、２個の把持爪５の間にワーク１３を挿
入する。次にワーク１３を把持している左チャック１２
Ｌを開き、タレット１を図上右方向に移動してワークの
端部を左チャック１２Ｌから離脱させた後、タレット１
を偏心量δに相当する距離だけＸ軸方向に移動して、タ
レット１の右方向移動又は右主軸台の図上左方向の移動
により、ワーク１３の右端部を右チャック１２Ｒに挿入
し、右チャック１２Ｒを閉じてワーク１３を保持した
後、タレット１のＸ軸方向の後退動作により、ワークホ
ルダ２をワーク１３から離脱させる。そして、右主軸１
０Ｒを回転して、ワーク１３の偏心軸部１３ｂを加工す
る。

【００２１】図２及び図３に示す第２実施形態では、左
右のチャック１２Ｌ、１２Ｒに生爪１６を取付けて、そ
のワーク把持端をいずれも主軸の回転中心からワークの
偏心量δだけ偏倚した位置でワークを把持する形状に加
工する。この生爪先端の加工は、旋盤のタレットに装着
したミーリングカッタを用いてコンタリング加工により
加工してやればよい。

【００２２】この第２実施形態の加工動作は、概ね第１
実施形態のものと同様であるが、ワークの偏心軸部１３
ｂを把持して中心軸部１３ａの加工を行い、中心軸部１
３ａを把持して偏心軸部１３ｂの加工を行う点が、第１
実施形態と異なる。すなわち、主軸の回転中心からワー
クの中心軸部１３ａと偏心軸部１３ｂとの偏心量δだけ
偏心した位置でワークを把持して主軸を回転させると、
ワークは把持中心からδだけ偏倚した軸を中心にして回
転するので、上記のような加工が可能になる。

【００２３】図２に示した例では、まず左チャック１２
Ｌの偏心方向とワークの偏心方向とが同方向になるよう
に左主軸１０Ｌを停止させて、ワーク１３の左端の偏心
軸部１３ｂを左チャック１２Ｌで把持すると、ワーク１
３はその中心軸Ｐが左主軸１０Ｌの回転中心と一致した
状態で把持されるから、この状態で左主軸１０Ｌを回転
して、ワークの中心軸部１３ａを旋削加工する。次に第
１実施態様と同様な動作でワークホルダの把持爪５でワ
ークの未加工の偏心軸部１３ｂを把持し、受渡し途中で
タレット１をＸ軸方向にδだけ移動させて、左チャック
１２Ｌから右チャック１２Ｒへとワーク１３を受け渡
す。この受渡し時に、左主軸１０Ｌの停止位相を制御し
て、ワークの偏心方向が右チャック１２Ｒの偏心方向と
一致するようにしておく。すなわち、右チャック１２Ｒ
の偏心方向がＸ軸方向となるように第２主軸１０Ｒを停
止させた状態で、ワーク右端の加工済みの中心軸部１３
ａを右チャック１２Ｒで把持する。そうしてワークホル
ダ２を退避させた後、右主軸１０Ｒを回転させると、ワ
ーク１３は偏心軸Ｑ回りに回転するから、この状態でワ
ークの偏心軸部１３ｂの旋削加工を行う。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したこの発明の方法によれば、
ワークローダを有していない旋盤においても、刃物台の
タレットに簡単な構造のワークホルダを装着するだけ
で、中心軸部と偏心軸部とを備えたワークを正確に、か
つ能率良く加工できるという効果がある。この発明で用
いるワークホルダは、ワークローダや自動偏心チャック
などに比べればはるかに安価であるから、経済的に偏心
ワークの加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の説明図

【図２】第２実施例の説明図

【図３】第２実施例のチャックの正面図

【図４】ワークホルダの把持状態を示す図

【図５】ワークホルダの例を示す斜視図

【符号の説明】

２ ワークホルダ ５ 把持爪 10L,10R 主軸 12R チャック 13a 加工面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タレット刃物台を備えた２主軸対向旋盤
   を用いて互いに平行な第１の軸と第２の軸回りの加工面
   を備えた偏心ワークを加工する方法において、前記タレ
   ット刃物台のタレットにワークの中間部を把持する把持
   爪(5)を備えたワークホルダ(2)を装着し、ワーク(13)を
   一方の主軸(10L)で把持してワークの第１の軸回りの加
   工面を加工し、ワークの前記第１の軸と第２の軸の偏倚
   方向が前記タレットの工具進退方向となる位置で前記一
   方の主軸を停止し、前記ワークホルダでワーク(13)を把
   持し、ワーク(13)を前記一方の主軸から離脱させると共
   に前記タレット刃物台の移動により当該ワークの第２の
   軸を主軸軸線上に位置させ、次に他方の主軸(10R)の前
   進動作又はタレット刃物台の主軸方向移動により、ワー
   クを他方の主軸(10R)に把持し、ワーク(13)をワークホ
   ルダ(2)から離脱させ、次に前記他方の主軸を回転して
   ワーク(13)の前記第２の軸回りの加工面を加工すること
   を特徴とする、２主軸対向旋盤における偏心ワークの加
   工方法。
2. 【請求項２】 ワークを把持するために前記他方の主軸
   に装着したチャック(12R)は、当該主軸の回転中心に対
   して当該ワークの前記第１の軸と第２の軸との偏心量に
   相当する偏心位置でワークを把持することを特徴とす
   る、請求項１記載の加工方法。
3. 【請求項３】 前記ワークホルダがその対向する把持爪
   相互を接近させる方向に付勢するばねを備え、当該ワー
   クホルダは、前記他方の主軸のチャック(12R)にワーク
   (13)が把持された後に加工される部分(13a)でワークを
   把持することを特徴とする、請求項１又は２記載の加工
   方法。