JP2003205401A - ２主軸対向旋盤におけるシャフトワークの同時加工方法及び両センタ治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２主軸３タレット型の旋盤において、センタ
押えを必要とするシャフトワークを対向２主軸で同時加
工する方法及び治具を提供する。 【解決手段】 ２主軸３タレット型旋盤の第３のタレッ
ト３Ｃに両側の主軸１Ｌ、１Ｒに向いた２個の回転セン
タ６Ｌ、６Ｒを備えた両センタ治具５を装着し、両側の
主軸１Ｌ、１Ｒでシャフトワーク２Ｌ、２Ｒを加工する
ときは、この第３タレットの両センタ治具５を割出し
て、そのセンタでワーク２Ｌ、２Ｒの先端を保持して加
工を行う。ワーク２Ｌ、２Ｒに対するセンタ６Ｌ、６Ｒ
の押接力は、第３タレット３Ｃや移動側主軸１Ｒの主軸
方向の送り負荷検出により設定する。送り負荷検出装置
が設けられていないときは、スプリングセンタを用い
て、ＮＣ装置による位置制御により、ワークとセンタと
の押接力を設定する。

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、２主軸対向旋
盤、特にタレット刃物台を３個備えた２主軸３タレット
型の旋盤において、先端（反把持側の端部）をセンタで
押えて加工する必要がある比較的細長いワーク（以下
「シャフトワーク」という）を対向する２主軸で同時加
工する方法及び当該方法の実施に用いる両センタ治具に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤で加工されるワークには、長さの短
い円板状のものから、非常に細長いものまで種々の形状
のものがある。このうち比較的長さの長いシャフトワー
クは、その一端を主軸に装着したチャックで把持しただ
けでは、特にワークの先端側（チャックで把持されてい
る端部と反対の側）を加工するときにチャックの把持力
が加工反力に耐えられなかったり、ワークの先端が振動
して加工不能になるので、これを避けるために、ワーク
の先端中心をセンタで押えて加工することが広く行われ
ている。

【０００３】２主軸対向旋盤では、ベッドにセンタ台を
取付けることができないので、複数設けられているタレ
ットの工具取付ステーションにセンタ治具を取付け、当
該センタ治具のセンタでワークの先端を保持した状態
で、他のタレットに装着した工具を用いてワークの加工
を行っている。

【０００４】２主軸対向旋盤には、タレット刃物台を２
台設けた２タレット型、３台設けた３タレット型、４台
設けた４タレット型などがあるが、上記のような方法で
シャフトワークの加工を行うとき、２タレット型のもの
では一方の主軸で保持したワークの加工を行うのに一方
のタレットを使い、先端を押えるのに他方のタレットを
使用するので、もう一方の主軸はワークの加工を行うこ
とができず、２主軸を有効に活用することができない。

【０００５】一方、４タレット型の旋盤であれば、主軸
１本に対してそれぞれタレットを２個ずつ用いることが
できるので、一方のタレットで加工を行い、他方のタレ
ットでワーク先端を保持するという加工を両側の主軸で
同時並行的に行うことができる。３タレット型の場合に
は、一方の主軸で２個のタレットを用いても、タレット
にまだ１個の余裕があるため、他方の主軸側でもワーク
の加工が可能である。しかし、この他方の主軸側では、
タレットを１個しか使用できないため、シャフトワーク
は加工することができず、円板状のワークや長さの短い
ワークの加工に限られる。

【０００６】一方、機械コストの点では、タレットの数
が少ないほど安いことは明らかで、この機械の価格は、
当該機械で加工されるワークの加工単価に影響する。一
般的には、タレットの数が多くなればなるほどより広汎
な態様による加工が可能になると考えてよいが、その機
能をフルに必要とするワークは、それほど多くないのが
実情である。汎用旋盤としては、一般的には２主軸２タ
レット型又は２主軸３タレット型が機械コストと性能の
バランスがよく、２主軸４タレット型は汎用旋盤として
はコスト高となるので、あまり多くは用いられていな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、シャフ
トワークを２主軸対向旋盤で加工する場合、２主軸２タ
レット型ではいかにも効率が悪く、また２主軸４タレッ
ト型では、汎用旋盤としては機械コストが過大になる。
２主軸３タレット旋盤を用いるのが経済性をも考慮した
上では最も合理的であるが、この場合には、両側の主軸
でシャフトワークを同時に加工することができない。従
ってそのようなワークを加工するときは、センタ押えの
不用な長さの短いワークの加工を他方側の主軸で行っ
て、機械の稼働率を向上させるというような配慮が必要
である。

【０００８】しかし、種々の形状のワークを１ロット毎
に加工するという使われ方をすることの多い汎用旋盤で
は、１台の機械で異なるワークを並行して加工するの
は、段取りが面倒になるという問題があり、シャフトワ
ークと組合わせる適当な短いワークがないこともある。
また、対向する主軸間でワークを受け渡して同一ワーク
を１工程と２工程に分けて加工するような場合も、左右
の主軸でシャフトワークを加工しなければならない状況
が起こる。

【０００９】このような場合には、従来は第３番目のタ
レットに２個のセンタ治具をセンタの向きが互いに反対
になるようにして装着し、第１主軸側でワークを加工す
るときは、センタがその側を向いた第１センタ治具を割
出して加工を行い、第２主軸側でワークを加工するとき
は、その側を向いたセンタを備えた第２センタ治具を割
出して加工を行うというように、２個のセンタ治具を交
互に使用して加工を行っている。

【００１０】しかしながらこのような加工を行うと、第
１主軸側と第２主軸側とで交互に加工を行うような状態
となって、２主軸２タレット型の旋盤を用いた場合と同
様に、２主軸対向旋盤の実質的な稼働率を低下させ、加
工時間が長くかかると共に、加工コストを上昇させると
いう問題が生ずる。

【００１１】この発明は、上記のような従来方法の問題
を解決することを課題としており、２主軸３タレット型
の旋盤でセンタ押えの必要なシャフトワークを効率よく
同時加工する方法及びそれに用いる構造が簡単で安価な
治具を提供することを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の方法では、３
個のタレット刃物台を備えた２主軸対向旋盤の第３のタ
レット３Ｃに両側の主軸１Ｌ、１Ｒに向いた２個の回転
センタ６Ｌ、６Ｒを同一軸線上に配置した両センタ治具
５を装着し、２主軸対向旋盤の第１主軸１Ｌと第２主軸
１Ｒとの両側でシャフトワーク２Ｌ、２Ｒを加工すると
きは、この第３タレットの両センタ治具５を割出して、
センタ６Ｌ、６Ｒを主軸軸線上に位置させ、当該センタ
でワーク２Ｌ、２Ｒの先端を保持して加工を行う。対向
２主軸のいずれか一方１Ｌでシャフトワークを加工する
ときは、当該側のワーク２のみを両センタ治具５の一方
のセンタ６Ｌで保持してやればよい。このときの第３タ
レット３Ｃの動作は、一方の主軸側のみを向いたセンタ
を備えたセンタ治具を用いるときの従来方法とほぼ同様
である。異なるのは、どちら側の主軸で加工を行うとき
も、ただ１個のセンタ治具５を割出せばよいという点で
ある。

【００１３】両側の主軸１Ｌ、１Ｒでシャフトワーク２
Ｌ、２Ｒを同時加工するときは、両センタ治具５の両側
を向いたセンタ６Ｌ、６Ｒのそれぞれで対向２主軸のそ
れぞれに保持されたワーク２Ｌ、２Ｒの先端を保持して
同時加工を行う。この場合のワーク２Ｌ、２Ｒに対する
センタ６Ｌ、６Ｒの押接力は、第３タレット３Ｃの主軸
方向の送りモータの負荷検出により一方のワーク２Ｌと
当該側のセンタ６Ｌとの当接を検出してタレット３Ｃの
位置を設定し、次にワーク２Ｒを把持した移動側主軸１
Ｒの主軸台を主軸方向に移動し、その送りモータの負荷
検出によりワーク２Ｒの先端と移動主軸側を向いたセン
タ６Ｒとの当接を検出して、移動側主軸台の位置を設定
することにより行う。

【００１４】移動側主軸台の送りモータに負荷検出装置
が設けられていないときは、移動主軸側を向くセンタ６
Ｒにスプリングセンタを用いて、ＮＣ装置による移動側
主軸台の位置制御により、ワーク２Ｒ先端とセンタ６Ｒ
との押接力が保証されるようにする。第３タレット３Ｃ
の主軸方向送りモータにも負荷検出装置が設けられてい
ないときは、両側のセンタ６Ｌ、６Ｒを共にスプリング
センタとして、第３タレット３Ｃ及び移動側主軸台４Ｒ
の位置制御によりワーク先端とセンタとの押接力が保証
されるようにすればよい。

【００１５】このようにして対向する２主軸に共にシャ
フトワーク２Ｌ、２Ｒが装着されたときにも、第３タレ
ットで両側のワークの先端を同時に保持することができ
るから、残った第１及び第２タレットでそれぞれ第１主
軸側と第２主軸側のワークを同時並行加工することがで
きる。また、対向２主軸いずれか一方にのみシャフトワ
ークが装着されたときも、同じ両センタ治具５を用いて
当該一方のシャフトワークの先端を押えることができる
から、従来と同様な加工形態にも何ら問題なく対応する
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図３及び図４は、この発明の両セ
ンタ治具の実施例を示した図である。図３に示したもの
は、従来から用いられている構造のセンタユニット（１
個のセンタをハウジングに回転自在に軸支したもの）９
Ｌ、９Ｒをスリーブ１１Ｌ、１１Ｒを介してタレットに
装着されるホルダ１０の主軸方向両側に嵌装した構造で
ある。この構造であれば、ホルダ構造が簡単で、市販さ
れているセンタユニットをそのまま用いることができて
便利である。

【００１７】図４に示した構造は、１個のハウジング１
２に２個のセンタ６Ｌ、６Ｒを軸着したもので、一方の
センタ６Ｌをライブセンタ、他方のセンタ６Ｒをスプリ
ングセンタとしてものである。この例では、軸方向長さ
を短くするために左センタの軸端１６Ｌを中空軸にして
その中空孔に右センタの軸端１６Ｒを挿入した構造とし
ている。すなわち、左センタ６Ｌは、その首部分をロー
ラ軸受１４Ｌとアンギュラコンタクト軸受１５Ｌで軸支
し、中空軸とした軸端１６Ｌをニードル軸受１７Ｌによ
りハウジング１２で軸支している。一方、右センタ６Ｒ
は、その首部分をローラ軸受１４Ｒとスラスト軸受１５
Ｒで軸支し、スラスト軸受１５Ｒとセンタ６Ｒの首部分
との間に板ばね１８Ｒを装填し、軸端１６Ｒは左センタ
の軸端１６Ｌの中空孔に挿通して、ニードル軸受１７Ｒ
により左センタで軸支している。このような構造を採用
することにより、センタ治具５の主軸方向長さを短くで
き、加工可能なシャフトワークの長さ制限を緩和でき
る。

【００１８】図１及び図２は、この発明の加工方法の実
施形態を示した説明図で、図２は対向する２主軸１Ｌ、
１Ｒの一方のみでシャフトワーク２を加工する状態を、
図１は両方でシャフトワーク２Ｌ、２Ｒを同時加工する
状態を示している。本発明の加工に使用する旋盤は、同
一軸線上で対向する第１主軸１Ｌと第２主軸１Ｒと、こ
れらの主軸と協動してワークを加工する第１タレット３
Ｌと第２タレット３Ｒとを備え、更に第３のタレット３
Ｃを備えた２主軸３タレット型の旋盤である。第２主軸
１Ｒの主軸台４Ｒは、主軸方向に移動可能である。第３
のタレット３Ｃは、主軸方向に十分に長い移動ストロー
クを備え、当該タレットに装着した工具を用いて第１主
軸側のワーク２Ｌと第２主軸側のワーク２Ｒのいずれを
も加工可能としてある。第１のタレット３Ｌと第２のタ
レット３Ｒとは、第３のタレット３Ｃと同様に大きな移
動ストロークを持たせることは可能であるが、主軸方向
移動時に互いに干渉する位置に配置されているため、相
手側のタレットを越えて移動することはできない。

【００１９】この発明の加工方法においては、図３ない
し４に示したような構造を備えた両センタ治具５を第３
タレット３Ｃの工具取付ステーションの一箇所に装着す
る。第１のタレット又は第２のタレットに装着すること
も不可能ではないが、タレット相互の干渉の問題が生じ
ることがあり、加工プログラムも面倒になる。

【００２０】対向する主軸の一方１Ｌにのみシャフトワ
ーク２を装着して加工するときは、センタを１個だけ設
けたセンタ治具を用いる従来の加工方法と同様な方法で
加工を行うことができる。この場合、ワーク２が第１主
軸側にあっても第２主軸側にあってもセンタ治具５は１
個で済むから、第３タレットの工具取付ステーションの
占有箇所が一箇所でよくなる。

【００２１】図１のように両側の主軸１Ｌ、１Ｒでシャ
フトワーク２Ｌ、２Ｒを加工するときは、主軸軸線上に
進出させたこの発明の両センタ治具５で両側のワークの
先端を保持する。第１主軸１Ｌが固定で、第２主軸１Ｒ
が主軸方向に移動可能な２主軸対向旋盤を例にすると、
ワークの保持は次のようにして行われる。

【００２２】まず、第１主軸側に装着されたワーク２Ｌ
の先端に第３タレット３Ｃの主軸方向移動により、両セ
ンタ治具の第１主軸側を向いたセンタ６Ｌを当接させ
る。このときの当接力は、第３タレット３Ｃを主軸方向
に送る送りモータの負荷トルクを当該モータに流れる電
流値や、当該モータを制御しているサーボ制御装置の送
り位置の指令値とパルスエンコーダ等で検出した実際の
移動位置との差信号により検出して、適当な値に設定す
ることができる。第３タレット３Ｃの位置が設定された
ら、ワーク２Ｒを把持した移動側主軸をセンタ治具５に
向けて移動させ、当該ワークの先端を第２主軸側を向い
たセンタ６Ｒに当接させる。このときの当接力は、移動
側主軸の主軸台にその送り方向負荷の精密な検出手段が
設けられていれば、第３タレットの位置設定と同様な方
法で、移動側主軸台４Ｒの位置を設定することにより、
第２主軸側のワークとセンタ６Ｒとの当接力を設定でき
る。

【００２３】移動側主軸台４Ｒの移動負荷を検出する装
置を備えていない旋盤の場合には、移動側主軸１Ｒ側を
向いたセンタ６Ｒをスプリングセンタとした両センタ治
具を用いる。第３タレット３Ｃの位置及び移動側主軸台
４Ｒの位置は、ＮＣ装置で認識されているから、ワーク
寸法に合わせて第３タレット３Ｃと移動側主軸台４Ｒの
相対位置関係を演算して、当該位置に移動側主軸台４Ｒ
を移動してやれば、スプリングセンタのスプリング１８
Ｒの許容範囲内でワークとセンタとの当接力を設定でき
る。

【００２４】このようにして両側の主軸に把持されたワ
ークの先端を１個のセンタ治具で共に適正に保持するこ
とが可能になるから、この状態で第１主軸と第２主軸と
を回転し、第１タレット３Ｌと第２タレット３Ｒに装着
された工具８Ｌ、８Ｒを用いて、２個のシャフトワーク
２Ｌ、２Ｒを同時加工する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したこの発明の方法により、機
能と機械価格のバランスのよい２主軸３タレット型の旋
盤を用いて、センタ押えが必要なシャフトワークを両側
の主軸で同時に並行加工することが可能になり、そのよ
うなワークを加工するときの機械の実質的な稼働率を大
幅に向上することができる。また、この発明の両センタ
治具は、構造が簡単で安価に提供することができ、主軸
方向の寸法もコンパクトにできるので、加工可能なワー
クの長さに対する制限も小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両センタ治具で第１主軸と第２主軸で
シャフトワークを加工する場合の模式図

【図２】本発明の両センタ治具で第１主軸のみでシャフ
トワークを加工する場合の模式図

【図３】本発明の両センタ治具の第１実施例を示す側面
図

【図４】本発明の両センタ治具の第２実施例を示す断面
図

【符号の説明】

1L,1R 主軸 2L,2R シャフトワーク 3C,3L,3R タレット ５ 両センタ治具 6L,6R 回転センタ 18 板ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方が主軸方向に移動可能に
   対向する第１と第２の２個の主軸(1L,1R)と、当該第１
   と第２の主軸にそれぞれ協動してワークを加工する第１
   と第２のタレット(3L,3R)及び第３のタレット(3C)とを
   備えた２主軸３タレット型の旋盤を用い、上記第３のタ
   レットの工具取付ステーションの一箇所に前記第１と第
   ２の主軸側を向いた回転センタ(6L,6R)を装着した両セ
   ンタ治具(5)を装着し、第１と第２の主軸のいずれか一
   方でセンタ押えが必要なシャフトワーク(2)の加工をす
   るときは、前記両センタ治具(5)の一方のセンタで当該
   ワークの先端を保持して加工を行い、第１と第２の主軸
   共にシャフトワーク(2L,2R)の加工を行うときは、上記
   両センタ治具の両側のセンタ(6L,6R)で第１主軸側と第
   ２主軸側のワークを同時に保持して加工を行うことを特
   徴とする、２主軸対向旋盤におけるシャフトワークの加
   工方法。
2. 【請求項２】 旋盤の工具タレットの工具取付ステーシ
   ョンに固定する基部を備えたハウジングに、旋盤の対向
   する両側の主軸を向いた回転センタ(6L,6R)が同一軸線
   上で背中合せに配置されている、両センタ治具。
3. 【請求項３】 背中合わせに配置した回転センタ(6L,6
   R)の前記移動可能な主軸(1R)側を向く一方(6R)が内蔵ス
   プリング(18R)で軸方向に付勢されたスプリングセンタ
   である、請求項２記載の両センタ治具。