JP2004090203A - ルーツロータ加工方法及び加工装置 - Google Patents

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横井 康名
Yoshinobu Ito
伊藤 義展
Yuji Nagai
永井 裕次
Masami Kato
加藤 雅美
Toshiaki Kato
加藤 利明
Mitsuru Kawaguchi
川口 満
Koichi Kume
久米 光一
Takumi Suzuki
鈴木 巧
Haruo Totani
戸谷 晴夫
Masumi Hattori
服部 真澄
Yuji Ito
伊藤 雄二
Masashi Takeda
竹田 昌史
Nobuhiro Miwa
三輪 信洋
Kenji Oshima
大島 賢二
Takashi Yokoi
横井 隆志
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/126Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with elements extending radially from the rotor body not necessarily cooperating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type

Abstract

【課題】ワークwの加工時間を短縮して生産性を高めることのできるルーツロータ加工方法及び加工装置10を提供すること。
【解決手段】ワークwを主軸軸心O方向に移動させながら、主軸軸心Oの左右両側に対向配置した荒引き加工専用バイト23と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24の2本のバイトを使ってワークwを左右両側面から荒引き加工し、次ぎにワークwを右側面から荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24で仕上げ加工する。荒引き加工を2本のバイト23,24で同時に行うので加工時間を大幅に短縮でき、生産性が向上する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はルーツロータ加工方法及び加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ルーツロータは、周面が凸円弧曲線で等角度間隔の複数個のヘッドと、各ヘッドに接続した周面が凹円弧曲線の谷部から成る形状を有し、2本のルーツロータをケーシング内に挿入して、各ロータにはケーシング内面に対して0.1〜0.5mmのクリアランスを生じさせ、相互のロータ間にも同程度のクリアランスを保ってタイミングギヤにより噛み合い方向に回転させて流体を圧送するものてある。
従来、このようなルーツロータは例えば特公昭62−38091号公報に記載されているように数値制御旋盤を使って加工している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の数値制御旋盤によるルーツロータの加工方法では、数値制御旋盤の主軸台にワークを取り付け、一ピッチ毎にワークを主軸で回転させ、一本のバイトを主軸軸心に対し垂直な前後方向と上下方向及び主軸軸心と平行に移動させながら荒引き加工を行い、次の工程で同様にワークを一ピッチ毎に回転させながらバイトを移動させて仕上げ加工を行っている。
このように従来の加工方法は一ピッチ毎に1本のバイトを3方向に移動させて荒引き加工と仕上げ加工を順番に行うので、加工に要する時間が長くなる。
本発明はかかる点に鑑み、ワークの加工時間を短縮して生産性を高めることのできるルーツロータ加工方法及び加工装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ワークをバイトで切削して、周面が凸円弧曲線の複数個のヘッドと、各ヘッドに接続される周面が凹円弧曲線の谷部から成るルーツロータに加工するルーツロータ加工方法であって、ワークを取り付ける主軸台の主軸軸心を挟んで対向配置した荒引き加工専用バイトと、荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを同時に使用し、ワークを主軸軸心方向に移動させながら、主軸軸心の両側から荒引き加工し、次ぎに荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを使用し、ワークを主軸軸心方向に移動させながら、主軸軸心の一側から仕上げ加工することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、ワークをバイトで切削して、周面が凸円弧曲線の複数個のヘッドと、各ヘッドに接続される周面が凹円弧曲線の谷部から成るルーツロータに加工するルーツロータ加工装置であって、ワークを取り付ける主軸台と主軸台に取り付けたワークの一端を支える心押し台を固定したワーク取り付け架台をバイト固定架台に前記主軸台の主軸軸心方向に移動可能に設置し、バイト固定架台に荒引き加工専用バイト固定台と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト固定台を荒引き加工専用バイトと荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトが互いに前記主軸軸心を挟んで対向するように配置し、前記ワーク取り付け架台を主軸軸心と平行な方向に駆動制御するW軸数値制御モータと、前記荒引き加工専用バイトを主軸軸心に対し垂直な前後方向に駆動制御するU軸数値制御モータと、前記荒引き加工専用バイトを前記主軸軸心と垂直な上下方向に駆動制御するV軸数値制御モータと、前記荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを主軸軸心に対し垂直な前後方向に駆動制御するX軸数値制御モータと、前記荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを前記主軸軸心と垂直な上下方向に駆動制御するY軸数値制御モータとを設けたことを特徴とする。
【0005】
【発明の作用・効果】
本発明に係るルーツロータ加工方法及び加工装置によれば、ワークを主軸軸心方向に移動させらがら、主軸軸心の両側に対向配置した荒引き加工専用バイトと荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトでワークを両側面から荒引き加工し、次ぎにワークを一側面から荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトで仕上げ加工するので、とくに荒引き加工に要する時間が短くなり、その分従来の加工方法に比べて加工時間を短縮できる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に基づき説明するに、図1には本発明の一実施形態に係るルーツロータ加工方法を適用した加工装置10が示されている。当該加工装置10はワーク取り付け架台11とバイト固定架台12を備えている。
【0007】
ワーク取り付け架台11には図2に示すように、主軸台12と芯押し台14が固定されている。主軸台12にはワークwの一端をクランプする主軸側チャック15を備えた主軸16と、主軸16を回転駆動するA軸数値制御モータ51が設けられている。芯押し台14にはワークwの他端をクランプする芯押し側チャック17を備えた芯押し軸18と、芯押し軸18を主軸16と同期して回転駆動するC軸数値制御モータ52と、芯押し軸18を主軸16の軸心O方向に移動させるZ軸数値制御モータ53が設けられている。ワーク取り付け架台11は図示略のガイド機構によって主軸軸心Oと平行な方向Wに往復移動可能にバイト固定架台12に組み付けられている。ワーク取り付け架台11には主軸軸心Oと平行方向に同架台11を駆動するW軸数値制御モータ54が設けられている。
【0008】
バイト固定架台12には荒引き加工専用バイト固定台21と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト固定台22が固定されている。図1及び図3に示すように、両バイト固定台21,22は荒引き加工専用バイト23と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト22が主軸軸心Oを挟んで互いに対向する位置に設置されている。荒引き加工専用バイト台21には荒引き加工専用バイト23を主軸軸心Oに対し垂直な前後方向に往復移動させるU軸数値制御モータ55と、同バイト23を主軸軸心Oに対し垂直な上下方向に往復移動させるV軸数値制御モータ56が設けられている。また、荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト台22には荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24を主軸軸心Oに対し垂直な前後方向に往復移動させるX軸数値制御モータ57と、同バイト24を主軸軸心Oに対し垂直な上下方向に往復移動させるY軸数値制御モータ58が設けられている。
【0009】
本実施形態に係るルーツロータ加工装置10の構造は以上の通りであって、次ぎに3葉ルーツロータを加工する場合についてその作動を説明する。荒引き加工工程はワークwの全周を3等分し、3回に分けて行う。主軸側チャック15と芯押し側チャック17で油圧によりワークwをクランプし、1回目の荒引き加工を行う。主軸16に取り付けたワークwを回転させずに固定し、W軸数値制御モータ54によりワーク取り付け架台11を移動させてワークwを主軸軸心O方向に移動させる。ワークwの移動と並行して荒引き加工専用バイト23と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24をそれぞれU軸数値制御モータ55とV軸数値制御モータ56及びX軸数値制御モータ57とY軸数値制御モータ58により主軸軸心Oに対して垂直な前後方向と上下方向に移動させる。このときU軸数値制御モータ55とV軸数値制御モータ56を荒引き加工専用バイト23が図4に太線で示す軌跡を描くように同期制御する。同様にしてX軸数値制御モータ57とY軸数値制御モータ58を荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24が太線で示す軌跡を描くように同期制御する。
【0010】
一回目の荒引き加工によって、図4に太線で示すようにワークwの全周の1/3が軸心Oを対称中心にして左右両側から同時に加工されるので、次ぎにA軸数値制御モータ51とC軸数値制御モータ52によりワークwを120度回転させ、2回目の荒引き加工を行い、その後さらに3回の荒引き加工を行いワークwの全周の荒引き加工を完了する。
【0011】
荒引き加工専用バイト23と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24の2本のバイトによる荒引き加工工程が完了したら、次ぎに仕上げ加工工程を行う。仕上げ加工工程は荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24だけを使い、W軸数値制御モータ54でワークwを主軸軸心O方向に移動させながら、X軸数値制御モータ57とY軸数値制御58を同期制御して荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24を前後上下に動かしてワークwを主軸軸心Oの右側から加工する。仕上げ加工は図7の(a)〜(b)に示すようにワークwをA軸数値モータ51とC軸数値制御モータ52で1ピッチ毎に15度回転させて行う。
【0012】
本実施形態に係るルーツロータ加工装置10の構造並びに作動は以上の通りであるが、同装置10に図6及び図7に示すようなガントリーローダ31、32を併用することで、24時間連続での無人運転も可能となる。図6に示すガントリーローダ31はコンベア33,34と仮置き台35間に設置されるもので、ハンド36を上下方向に駆動する数値制御モータ、ハンド36を前後方向に駆動する数値制御モータ及びハンド36を幅方向に駆動する数値制御モータを備え、コンベア33,34上に置かれたワークwを掴んで仮置き台35まで搬送する。また、図7に示すガントリーローダ32は仮置き台35とルーツロータ加工装置10間に設置されるもので、このガントリーローダ32により、仮置き台35のワークwを持ち替えて直角度と姿勢を修正し、しかる後に仮置き台35からハンド37をルーツロータ加工装置10のワーク取り付け架台11へ搬送し、主軸台13と芯押し台14のチャック15,17でクランプする。また、加工終了の信号を受け取り、ワークwを加工装置10から取り外して仮置き台35まで搬送する。
【0013】
以上説明したように、本実施形態に係るルーツロータ加工方法及び加工装置10によれば、ワークwを主軸軸心O方向に移動させながら、主軸軸心Oの左右両側に対向配置した荒引き加工専用バイト23と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24の2本のバイトを使ってワークwを左右両側面から荒引き加工し、次ぎにワークwを右側面から荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト24で仕上げ加工するので、とくに荒引き加工に要する時間が短くなり、その分従来の加工方法に比べて加工時間を大幅に短縮でき、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るルーツロータ加工装置を示す正面図である。
【図2】同ルーツロータ加工装置のバイト固定架台を示す側面図である。
【図3】同ルーツロータ加工装置におけるワークと主軸軸心と荒引き加工専用バイト及び荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトの配置を示す説明図である。
【図4】同ルーツロータ加工装置による荒引き加工工程におけるバイトの軌跡を示す説明図である。
【図5】同ルーツロータ加工装置による仕上げ加工工程におけるワークとバイトの位置を示す説明図である。
【図6】コンベアと仮置き台間に設置されるガントリーローダを示す説明図である。
【図7】仮置き台とルーツロータ加工装置間に設置されるガントリーローダを示す説明図である。
【符号の説明】
10…ルーツロータ加工装置、11…ワーク取り付け架台、12…バイト固定架台、13…主軸台、14…芯押し台、16…主軸、21…荒引き加工専用バイト固定台、22…荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト固定台、23…荒引き加工専用バイト、24…荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト、51…A軸数値制御モータ、52…C軸数値制御モータ、53…Z軸数値制御モータ、54…W軸数値制御モータ、55…U軸数値制御モータ、56…V軸数値制御モータ、57…X軸数値制御モータ、58…Y時期数値制御モータ、O…主軸軸心。

Claims (2)

  1. ワークをバイトで切削して、周面が凸円弧曲線の複数個のヘッドと、各ヘッドに接続される周面が凹円弧曲線の谷部から成るルーツロータに加工するルーツロータ加工方法であって、ワークを取り付ける主軸台の主軸軸心を挟んで対向配置した荒引き加工専用バイトと、荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを同時に使用し、ワークを主軸軸心方向に移動させながら、主軸軸心の両側から荒引き加工し、次ぎに荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを使用し、ワークを主軸軸心方向に移動させながら、主軸軸心の一側から仕上げ加工することを特徴とするルーツロータの加工方法。
  2. ワークをバイトで切削して、周面が凸円弧曲線の複数個のヘッドと、各ヘッドに接続される周面が凹円弧曲線の谷部から成るルーツロータに加工するルーツロータ加工装置であって、ワークを取り付ける主軸台と主軸台に取り付けたワークの一端を支える心押し台を固定したワーク取り付け架台をバイト固定架台に前記主軸台の主軸軸心方向に移動可能に設置し、バイト固定架台に荒引き加工専用バイト固定台と荒引き加工・仕上げ加工兼用バイト固定台を荒引き加工専用バイトと荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトが互いに前記主軸軸心を挟んで対向するように配置し、前記ワーク取り付け架台を主軸軸心と平行な方向に駆動制御するW軸数値制御モータと、前記荒引き加工専用バイトを主軸軸心に対し垂直な前後方向に駆動制御するU軸数値制御モータと、前記荒引き加工専用バイトを前記主軸軸心と垂直な上下方向に駆動制御するV軸数値制御モータと、前記荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを主軸軸心に対し垂直な前後方向に駆動制御するX軸数値制御モータと、前記荒引き加工・仕上げ加工兼用バイトを前記主軸軸心と垂直な上下方向に駆動制御するY軸数値制御モータとを設けたことを特徴とするルーツロータ加工装置。
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