JP2003245803A - 細物ワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工力によるワークの曲りや振動を防止した
細物ワークの加工方法を提供する。多品種少量生産で部
品形状も複雑なワークにも対応可能にする。 【解決手段】 主軸軸線方向に位置制御可能な主軸１Ｒ
と、主軸軸線方向及び工具切込み方向に位置制御可能な
２個の工具タレット３Ｄ、３Ｕとを備えたＮＣ旋盤を用
い、工具タレットの一方３Ｄの工具取付ステーション
に、加工しようとするワークの外径を回転自在に保持す
るガイドブッシュ６を備えたガイド治具５を装着する。
ワーク１０を主軸１Ｒに装着し、工具タレット３Ｄの移
動によりガイドブッシュ６にワーク１０を挿通して当該
工具タレットを固定状態で保持する。この状態で、ＮＣ
装置による主軸１Ｒの主軸軸線方向の移動と他方の工具
タレット３Ｕの工具送り方向の移動とで細物ワークの加
工を行う。孔径の異なる複数のガイドブッシュ６を装着
でき、段付き細物ワークの加工にも対応できる。

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、加工力によって
軸直角方向の曲りや振動（びびり）が生ずるおそれのあ
る、比較的細径で軸方向に長いワーク（この明細書で
「細物ワーク」という）を旋盤で加工する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤におけるワークの加工は、主軸に装
着したチャックでワークの一端を把持し、タレットに装
着した工具でワークを加工するというものである。ワー
クの周面を加工するときは、工具の加工力がワークの軸
直角方向に作用する。ワークが直径が小さくかつ軸方向
にある程度の長さを備えた細物ワークであるときは、軸
直角方向に作用する加工力によってワークが撓み、円筒
に旋削すべき周面がテーパ面になったり、ワークの撓み
振動により加工面精度が悪くなったり、削り代の小さい
軽負荷の加工しかできなかったりする。そこで主軸に対
向してクイルを設け、クイルの先端でワークの先端に設
けたセンタ孔を支持することにより、ワークの撓みを防
止した状態で加工を行う。

【０００３】クイルは、一般的には旋盤のベッドに主軸
軸線方向に移動可能に設けたセンタ押し台に装着される
が、タレットを複数備えた旋盤においては、一方のタレ
ットの工具取付ステーションの一箇所にクイルを装填
し、当該一方のタレットの割出動作と移動動作とによ
り、当該クイルの先端をワークのセンタ孔に押接し、当
該一方のタレットを固定した状態で他方のタレットに装
着した工具でワークの加工を行う方法が実用されてい
る。

【０００４】また、主軸と対向して主軸軸線方向に移動
可能なサブスピンドルや第２主軸を設けた旋盤では、ワ
ークの先端をサブスピンドルや第２主軸に装着したチャ
ックで把持することにより、ワークの撓みや振動を防止
した状態で細物ワークの加工を行っている。

【０００５】更に他の方法として、主軸軸線を挟む両側
にタレットを備えている旋盤において、一方のタレット
の工具取付ステーションに、例えばＶブロックのような
形状の受部材を装着し、他方のタレットに装着した工具
でワークを加工する際に、その加工位置に対向するワー
クの外周部分を上記受部材で保持して加工を行う方法も
提案されている。

【０００６】また、細物加工を専門とするスイス式旋盤
と呼ばれる旋盤は、主軸軸線方向に移動する主軸台と、
主軸軸線を遮るように配置されたガイドフレームと、こ
のガイドフレームに工具切込み送り方向にのみ移動可能
に設けた刃物台とを備えており、ガイドフレームの主軸
軸線部分にワークを挿通するガイドブッシュを装着して
加工を行う。すなわち、スイス式旋盤においては、主軸
台の主軸軸線方向の移動と刃物台の工具切込み方向の移
動とにより、定位置に設けられているガイドブッシュの
直近でワークの加工が行われる。ワークにかかる加工力
は、その直近でワークを回転自在に支持しているガイド
ブッシュで受け止められ、加工力によるワークの撓みや
振動が防止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の加工方法に
おいて、クイルでワークの先端を保持する方法では、ワ
ーク先端の撓みや振動が防止され、ワーク中間部の撓み
も少なくなるが、より細長いワークを加工するときのワ
ーク中間部の撓みや振動の問題を解決できない。サブス
ピンドルや第２主軸のチャックでワーク先端を把持する
方法は、ワーク先端の傾きもチャックで拘束されるの
で、クイルを用いる方法に比べてワーク中間部のの撓み
や振動をより有効に防止することができるが、それでも
なお細長いワークの中間部の撓みや振動を防止すること
には限界がある。

【０００８】また、Ｖブロックのような受部材でワーク
の周面を支持して加工を行う方法は、ワークの直径が比
較的大きく、かつ加工時のワークの周速が小さい場合に
は有効であるが、ワークが細い場合には、ワークが受部
材上で踊って、振れを有効に防止することができない。
また受部材とワークとの間への切粉の侵入を防止するこ
とも困難で、当該部分への切粉の侵入によってワークが
撓んで、加工精度を低下させるという新たな問題が発生
する。

【０００９】一方、スイス式旋盤を用いる加工方法によ
れば、ワークの加工がワークの長さに無関係にワークを
回転自在に保持しているガイドブッシュの直近で行われ
るため、加工位置におけるワークの撓みや振動を有効に
防止することができる。

【００１０】しかし、スイス式旋盤は、細物ワークの特
に旋削加工に特化されているため、汎用性がない。ま
た、ガイドブッシュの孔径が一定していて交換に時間が
かかるため、小径部分と大径部分があるようなワーク
は、加工することができないなどの問題があり、多品種
少量生産で部品形状も複雑になってきている近時の機械
加工に対応できないという問題がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決したこの
発明の加工方法は、ＮＣ装置で主軸軸線方向に位置制御
可能な主軸１Ｒと、当該ＮＣ装置で主軸軸線方向及び工
具切込み方向に位置制御可能な２個の工具タレット３
Ｄ、３Ｕとを備えたＮＣ旋盤を用い、前記タレットの一
方３Ｄの工具取付ステーションには、加工しようとする
ワークの外径を回転自在に保持するガイドブッシュ６を
備えたガイド治具５を装着する。そして、加工しようと
するワーク１０を前記主軸に装着した後、前記一方のタ
レットの割出回転及び移動により前記ガイドブッシュに
ワークを挿通して当該一方のタレットを固定状態で保持
する。この状態で、ＮＣ装置による前記主軸の主軸軸線
方向の移動と他方のタレット３Ｕの工具送り方向の移動
とで細物ワークの加工を行う。

【００１２】この発明の方法による加工の原理は、上記
のスイス式旋盤のものと同様なものであるが、ワークの
全周を保持して加工位置の直近で加工力を受けるガイド
ブッシュ６を２個のタレットの一方に装着することで、
旋盤の汎用性を損なわないで、必要なときにスイス式旋
盤と同様な高精度な細物ワークの加工を行うことが可能
になる。更にタレットは、複数の工具取付ステーション
を備えているため、ワークの形状に対応して孔径の異な
る複数のガイドブッシュ６を装着することが可能で、し
かも選択されたガイドブッシュ６へのワーク１０の挿通
をガイドブッシュを装着したタレット３Ｄの割出回転と
移動とによって行うことができるので、加工中における
ガイドブッシュの交換が容易に可能で、従って小径部と
大径部とを有する段付き細物ワークの加工に対しても、
撓みや振動のない高精度かつ高能率の加工を実現でき
る。

【００１３】請求項２の発明は、上記方法の細物ワーク
の加工を、前記一方のタレット３Ｄと他方のタレット３
Ｕとが主軸軸線を挟む前後ないし上下に配置されている
ＮＣ旋盤を用いて行うというものである。

【００１４】ガイドブッシュを装着したタレット３Ｄ
と、ワークの加工を行うタレット３Ｕとが主軸軸線を挟
む両側に位置することとなる請求項２記載の方法によれ
ば、両タレット３Ｄ、３Ｕの干渉による移動範囲の制限
が生じないので、加工位置をガイドブッシュの端面によ
り接近させることができ、更にガイドブッシュ６の両側
でワークを加工することも可能であるから、より多様な
形状のワークの加工をより能率良く行うことが可能にな
る。

【００１５】また、請求項３の発明は、主軸軸線方向の
位置が固定された左主軸１Ｌと、この左主軸と同一軸線
上で対向する位置に配置されてＮＣ装置により主軸軸線
方向の位置を制御可能な右主軸１Ｒとを備えた２主軸対
向旋盤を用い、上記右主軸側で上記方法の細物ワークの
加工を行うというものである。

【００１６】２主軸対向旋盤は、両主軸間でワークの受
渡しを行うため、少なくとも一方の主軸が主軸軸線方向
に移動可能であり、かつその移動位置はＮＣ装置で制御
されている。更に２主軸対向旋盤は、両側の主軸でワー
クの同時並行加工を行うために、タレットを２個備えて
いる。従って、一般的な２主軸対向旋盤を用いること
で、この発明の方法を容易に実施することができる。

【００１７】

【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１は、２主軸対向旋盤を用い
て、この発明の方法でワークを加工している状態を示す
模式図である。図に示した旋盤は、固定位置に設けられ
た左主軸１Ｌと、主軸台がベッドに主軸軸線方向に移動
自在に装着されて、その位置をＮＣ装置で制御されてい
る右主軸１Ｒとを備えている。各主軸の対向端には、そ
れぞれチャック２Ｌ、２Ｒが装着されている。主軸軸線
の下方と上方には、下タレット３Ｄと上タレット３Ｕと
が配置されている。これらのタレット３Ｄ、３Ｕは、主
軸軸線方向（Ｚ軸方向）と、これに直交する工具の送り
方向（Ｘ軸方向）の位置をＮＣ装置で制御される下刃物
台４Ｄ及び上刃物台４Ｕに割出旋回可能に搭載されてい
る。

【００１８】各タレット３Ｄ、３Ｕは、外周に複数（通
常１２個）の工具取付ステーションを備えている。下タ
レット３Ｄの工具取付ステーションの一箇所にガイド治
具５が装着されている。このガイド治具は、図２に示す
ように、バイトのシャンクの先端部分にワークを挿通す
るガイドブッシュ６を設けたものである。下タレット３
Ｄの他の工具取付ステーションには、他の加工を行うと
きに用いる工具が適宜装着される。上タレット３Ｕの工
具取付ステーションには、下タレット３Ｄと協動して細
物ワークを加工する工具７が装着されている。

【００１９】図１には、丸棒状の基部８の先端に細いニ
ードル部９を加工したワーク１０が示されている。丸棒
部８は、例えば左右のチャック２Ｌ、２Ｒでワークの両
端を保持した状態で外周加工する。そして左チャック２
Ｌを開いて右主軸１Ｒを右移動し、ワーク１０の左端に
下タレット３Ｄのガイドブッシュを挿通して、下刃物台
４Ｄを固定する。

【００２０】この状態で上タレットの工具７をガイドブ
ッシュ６の左側直近に位置させ、上刃物台４ＵのＺ軸方
向の移動を固定した状態で必要に応じてＸ軸方向に移動
して工具７に切り込み送りを与えながら、主軸１Ｒを左
側へ移動させることによってワーク１０にＺ軸方向の送
りを与えてニードル部９を加工するのである。すなわ
ち、ニードル部９は、右主軸１Ｒの送りにより、ガイド
ブッシュ６から送り出された直近の位置で工具７により
加工されることとなり、従って工具７の加工力は、ガイ
ドブッシュ６で受け持たれることとなる。

【００２１】ガイド治具５には、図２に点線で示したよ
うに、径の異なる孔径のガイドブッシュを直列に、すな
わちタレットの半径方向に並べて設けておくこともでき
る。そのようなガイド治具を用いれば、例えば図示のワ
ークの丸棒部８を保持して行う加工と、ニードル部９を
保持して行う加工とが１個のガイド治具で可能になる。
また、ガイド孔径の異なるガイドブッシュを設けた別の
ガイド治具をタレット３Ｄ、３Ｕのいずれかの工具取付
ステーションに装着することにより、径の異なる他の細
物ワークを図１に示したと同様な方法で、タレットの工
具交換をすることなく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２主軸対向旋盤を用いたこの発明の加工方法を
示す模式図

【図２】ガイド治具の例を示す斜視図

【符号の説明】

1L 左主軸 1R 右主軸 3D 下タレット 3U 上タレット ５ ガイド治具 ６ ガイドブッシュ 10 ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣ装置で主軸軸線方向に位置制御可能
   な主軸(1R)と、当該ＮＣ装置で主軸軸線方向及び工具切
   込み方向に位置制御可能な２個の工具タレット(3D,3U)
   とを備えたＮＣ旋盤を用い、前記タレットの一方(3D)の
   工具取付ステーションに加工しようとするワークの外径
   を回転自在に保持するガイドブッシュ(6)を備えたガイ
   ド治具(5)を装着し、加工しようとするワーク(10)を前
   記主軸に装着したた後、前記一方のタレットの割出回転
   及び移動により前記ガイドブッシュにワークを挿通して
   当該一方のタレットを固定した状態で、ＮＣ装置による
   前記主軸の主軸軸線方向の移動と他方のタレット(3U)の
   工具送り方向の移動とにより、加工を行うことを特徴と
   する、細物ワークの加工方法。
2. 【請求項２】 前記一方のタレット(3D)と他方のタレッ
   ト(3U)とが主軸軸線を挟む前後ないし上下に配置されて
   いるＮＣ旋盤を用いることを特徴とする、請求項１記載
   の細物ワークの加工方法。
3. 【請求項３】 主軸軸線方向の位置が固定された左主軸
   (1L)と、この左主軸と同一軸線上で対向する位置に配置
   されてＮＣ装置により主軸軸線方向の位置を制御可能な
   右主軸(1R)とを備えた２主軸対向旋盤を用い、上記右主
   軸側で請求項１又は２記載の方法で加工を行う、細物ワ
   ークの加工方法。