JP2008238374A - ガイドブッシュを備えた数値制御旋盤及びこの数値制御旋盤を用いたワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 補助ガイドのようなサポート装置を必要とすることなくワークの加工を高精度に行うことが可能なガイドブッシュを備えた数値制御旋盤提供する。
【解決手段】主軸１２０を回転自在に支持する主軸台１１０と、この主軸台１１０に対向して設けられ、主軸１２０から延出する棒状のワークＷの一端を支持するガイドブッシュ１７０と、主軸１２０とガイドブッシュ１７０とで支持されたワークＷを加工するための工具Ｔ１を備えた刃物台１３０とを備える数値制御旋盤１００において、前記ガイドブッシュ１７０は主軸の軸線Ｃと同方向に移動自在で、ガイドブッシュ１７０と主軸１２０との間に、刃物台１３０に装着した工具Ｔ１でワークＷを加工するための第１の加工領域Ａを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主軸に対向してワークの端部を支持するガイドブッシュを備え、このガイドブッシュに前記ワークを支持させた状態で、前記ガイドブッシュの両側でワークの加工を可能にする数値制御旋盤及びこの数値制御旋盤を用いたワークの加工方法に関する。

数値制御旋盤（以下、ＮＣ旋盤と記載する）においては、刃物台に装着した工具によってワークを加工する加工位置の近傍で、前記ワークを回転自在に支持するガイドブッシュを備えたものが知られている。ガイドブッシュは、加工中のワークを加工位置の近傍で支持して、被加工部位に生じ回転による振れや撓みを抑制し、それにより、前記ワークを高精度に加工できるようにする。
図８は、ガイドブッシュを備えたＮＣ旋盤の従来例を示す平面図である。

ＮＣ旋盤２００のベッド２０１上には、主軸２２０を回転自在に支持する主軸台２１０が設けられている。主軸台２１０は、主軸２２０の回転中心を通る主軸軸線Ｃと同方向のＺ軸方向に進退移動が可能である。主軸２２０の回転中心には図示しない貫通孔が形成されていて、長尺棒状のワークＷが、主軸２２０のこの貫通孔を挿通している。ワークＷは、主軸２２０の先端に設けられた図示しないチャックによって把持される。

主軸軸線Ｃの両側には、対向して、第１の刃物台２３０と第２の刃物台２５０が配置されている。
主軸台２１０の一側（図８において下側）には、ベッド２０１上にＺ軸と平行なＺ１軸方向に、ガイドレール２３１が敷設され、この上に、第１の刃物台２３０の刃物台本体２３３が載置される。刃物台本体２３３は、図示しない駆動体の駆動によって、ガイドレール２３１に案内されながらＺ１軸方向に進退移動自在である。刃物台本体２３３の前面（図８において左側）には、Ｚ軸に直交するＸ１軸方向にガイドレール２３５が敷設され、この上に、刃物装着部２４０を有するスライダ２４１が載置される。スライダ２４１は、図示しない駆動体の駆動によって、ガイドレール２３５に案内されながらＸ１軸方向に進退移動自在である。刃物装着部２４０には、ホルダ２４２を介して、Ｘ１軸及びＺ１軸に直交する方向に、くし歯状に複数の工具Ｔ１が取り付けられる。ホルダ２４２は、Ｘ１軸及びＺ１軸に直交する軸（以下、Ｙ１軸と記載する）方向に移動自在で、刃物台本体２３３のＺ１軸方向の移動、スライダ２４１のＸ１軸方向の移動及びホルダ２４２のＹ１軸方向の移動の組み合わせにより、工具Ｔ１が割り出され、ワークＷに対して位置決めされる。

主軸台２１０の他側（図８において上側）には、ベッド２０１上にＺ軸と平行なＺ２軸方向に、ガイドレール２５１が敷設され、この上に、第２の刃物台２５０の刃物台本体２５３が載置される。刃物台本体２５３は、図示しない駆動体の駆動によって、ガイドレール２５１に案内されながらＺ２軸方向に進退移動自在である。刃物台本体２５３の前面（図８において左側）には、Ｚ軸に直交するＸ２軸方向にガイドレール２５５が敷設され、この上に、刃物装着部２６０を有するスライダ２６１が載置される。スライダ２６１は、図示しない駆動体の駆動によって、ガイドレール２５５に案内されながらＸ２軸方向に進退移動自在である。刃物装着部２６０には、ホルダ２６２を介して、Ｘ２軸及びＺ２軸に直交する方向に、くし歯状に複数の工具Ｔ２が取り付けられる。ホルダ２６２は、Ｘ２軸及びＺ２軸に直交する軸（以下、Ｙ２軸と記載する）方向に移動自在で、刃物台本体２５３のＺ２軸方向の移動、スライダ２６１のＸ２軸方向の移動及びホルダ２６２のＹ２軸方向の移動の組み合わせにより、工具Ｔ２が割り出され、ワークＷに対して位置決めされる。

主軸台２１０の前方には、第１の刃物台２３０と第２の刃物台２５０の間に、ガイドブッシュ２７０が設けられている。このガイドブッシュ２７０は、主軸軸線Ｃ上でワークＷを支持することができるように配置され、かつ、ベッド２０１上に固定されている。ガイドブッシュ２７０には、ワークＷが挿通するガイド孔の内周面が、回転するワークＷに対してすべり軸受面として構成された固定型と、前記ガイド孔の内周面がワークＷの外周面に実質的に接触した状態でワークＷと共に回転する回転型とがあるが、ワークＷが主軸軸線Ｃ方向に移動できるものであれば、いずれを選択してもよい。

上記構成のＮＣ旋盤２００でワークＷを加工する際には、主軸２２０の先端に設けられたチャックでワークＷを把持した状態で、主軸台２１０をガイドブッシュ２７０側に移動させてガイドブッシュ２７０の出口２７１からワークＷの一端を所定長さ突出させる。
そして、主軸２２０を回転させながらＺ軸方向に移動させ、このＺ軸方向の移動とともにガイドブッシュ２７０からワークＷを加工位置へ送り出すことにより、１つの製品に対する加工の進行に伴う工具Ｔ１，Ｔ２とワークＷとのＺ軸方向への相対移動を生じさせたり、１本の長尺のワークＷから多数の製品を連続的に成形したりすることができる。

ガイドブッシュ２７０を備えたＮＣ旋盤２００によれば、ワークＷを支持するガイドブッシュ２７０の近傍でワークＷの加工を行うため、ワークＷ自身が有する撓みや工具Ｔ１，Ｔ２がワークＷに当接することにより生じる撓みによる影響が小さく、高精度にワークＷを加工することができるという利点がある。
しかしながら、工具Ｔ１，Ｔ２によるワークＷの加工寸法（Ｚ軸方向に加工しなければならない長さ）が大きくなると、ガイドブッシュ２７０から突出させるワークＷの長さも長くなり、ワークＷの撓みや主軸２２０を回転させたときに生じる振れが大きくなって、ワークＷの加工精度が低下する。

そのため、本願出願人による特許文献１に開示された自動旋盤では、ガイドブッシュから送り出されたワークの延出部分を加工する加工位置と、この加工位置から離れた待機位置との間で移動でき、前記加工位置にあるときにワークの延出部分を支持することができるようにした補助ガイドを、前記ガイドブッシュに対向させて設けている。そして、ガイドブッシュと補助ガイドとでワークを支持させることで、ワークの撓みや主軸を回転させたときに生じる振れ等の影響を抑制して、ドリル等の穴明け工具を用いてワークにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することができるようにしている。

しかし、上記の自動旋盤では、補助ガイドのような付加的なサポート装置が必要となるうえ、補助ガイドをＺ軸方向に移動させるための駆動体や制御手段が必要となり、ＮＣ旋盤の構成が複雑になるという問題がある。
また、ワークの両端をガイドブッシュと補助ガイドで支持しているため、一つの工具で加工することできるワークの領域が狭くなり、その分、ワークの加工時間が長くなるという問題がある。
特開平１１−３２０２１２号公報

本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、補助ガイドのような他のサポート装置を必要とせず、簡単な構成でワークを加工することができる範囲を拡げることができるとともに、ワークの加工時間の短縮を図ることができ、かつ、これらワークの加工を高精度に行うことが可能なガイドブッシュを備えた数値制御旋盤及びこの数値制御旋盤を用いたワークの加工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤は、主軸を回転自在に支持する主軸台と、この主軸台に対向して設けられ、前記主軸から延出する棒状のワークの一端を支持するガイドブッシュと、前記主軸と前記ガイドブッシュとで支持されたワークを加工するための工具を備えた刃物台とを備える数値制御旋盤において、前記主軸の軸線と同方向に移動自在な前記ガイドブッシュと、このガイドブッシュと前記主軸との間に設けられ、前記刃物台に装着した工具で前記ワークを加工するための第１の加工領域とを有するように構成してある。
この構成によれば、主軸とガイドブッシュとでワークの両端を支持させ、ワークの撓みが最も小さくなる状態でワークの加工を行うことができるので、ガイドブッシュの他に補助ガイド等の付帯装置を設ける必要がなくなり、ワークを加工することのできる範囲を拡げて加工時間の短縮を図ることができるとともに、簡素な構成のＮＣ旋盤で棒状のワークの高精度な加工を行うことが可能になる。

請求項２に記載の発明は、前記ガイドブッシュの前記主軸台と反対側の領域に第２の加工領域を設け、前記ガイドブッシュから前記第２の加工領域に突出する前記ワークを加工するための工具を前記刃物台に装着した構成してある。
この構成によれば、主軸とガイドブッシュとの間の第１の加工領域だけでなく、ガイドブッシュから突出した部分にかかる第２の加工領域でも、ワークの加工を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、前記主軸軸線の両側に第１の刃物台及び第２の刃物台を設け、少なくとも一方の前記刃物台を、前記主軸軸線と同じ方向に移動自在にした構成としてある。
この場合、請求項４に記載するように、前記第１の刃物台の工具が前記第１の加工領域内で前記ワークの加工を行い、前記第２の刃物台の工具が前記第２の加工領域内で前記ワークの加工を行うようにするとよい。
このように構成することで、第１の加工領域及び第２の加工領域で、ワークの加工を同時に行うことが可能になる。

請求項５に記載の発明は、前記主軸軸線と同じ方向に移動する前記刃物台に、前記ガイドブッシュを取り付けた構成としてある。
この構成によれば、前記ガイドブッシュを主軸軸線方向に移動させ、所定位置に位置決め停止させるための独立した駆動・制御機構が不要になり、ＮＣ旋盤の構成を簡素にすることができる。

請求項６に記載の発明は、前記主軸台が前記数値制御旋盤のベッドに固定され、前記刃物台のうちの一方に、前記ガイドブッシュから延出する前記ワークに当接して前記ワークの主軸軸線方向における位置決めを行う位置決め用工具を装着した構成としてある。
本発明によれば、ガイドブッシュを移動自在とすることで、主軸台を移動させる必要がなくなる。そのため、大きな主軸台を移動させるための駆動機構が不要になり、ＮＣ旋盤をコンパクトにすることができる。
なお、固定形の主軸台においては、ワークをバーフィーダ等によって主軸軸線方向に送った際に、ワークの精密な位置決めができなくなる。そこで、ガイドブッシュの出口側に位置決め用の工具を位置させ、この位置決め用の工具に前記ワークを当接させることで、正確なワークの位置決めを行うことが可能になる。

請求項７に記載の発明は、前記ガイドブッシュに前記棒材を把持する把持手段を設け、この把持手段で棒材を把持して、所定長さ前記棒材を前記主軸から引き出す構成としてある。
固定形の主軸台においては、バーフィーダ等によってワークを主軸軸線方向に送るが、この場合、ワークの位置決めが不安点になりやすい。そこで、ガイドブッシュに前記棒材を把持する把持手段を設け、この把持手段で棒材を前記主軸から引き出すようにすることで、正確なワークの位置決めを行うことが可能になる。

請求項８に記載の方法は、主軸を回転自在に支持する主軸台と、この主軸台に対向して設けられ、前記主軸から延出する棒状のワークの一端を支持するガイドブッシュと、前記主軸の軸線の両側に配置され、主軸軸線と同方向及び前記主軸軸線に直交する方向に移動自在な第１及び第２の刃物台と、前記第１の刃物台及び前記第２の刃物台に装着された工具とを備えた数値制御旋盤を用いたワークの加工方法において、前記ガイドブッシュを前記主軸軸線と同方向に移動自在にし、所定位置に位置決めした前記ガイドブッシュによって前記ワークの一端を支持させ、前記第１の刃物台の工具によって、前記ガイドブッシュと前記主軸との間で前記ワークの加工を行い、前記第２の刃物台の工具によって、前記ガイドブッシュから突出する前記ワークの加工を行う加工方法としてある。
この方法によれば、主軸とガイドブッシュとでワークの両端を支持させ、ワークの撓みが最も小さくなる状態でワークの加工を行うことができるので、ガイドブッシュの他に補助ガイド等の付帯装置を設ける必要がなくなり、簡素な構成のＮＣ旋盤で棒状ワークの精密な加工を行うことが可能になる。

請求項９に記載の発明は、前記主軸台が前記数値制御旋盤のベッドに固定されている場合において、前記第２の刃物台に位置決め用の工具を装着し、前記ガイドブッシュを所定位置に位置決めするとともに前記ガイドブッシュの出口に前記位置決め用の工具を位置させ、前記ワークを前記主軸から送り出し、前記ワークを前記位置決め用工具に当接させて前記ワークの位置決めを行う加工方法としてある。
この方法によれば、固定形の主軸台を有するＮＣ旋盤にも本発明を適用することが可能になる。すなわち、固定形の主軸台を有するＮＣ旋盤では、ワークの位置決めが問題になるが、ガイドブッシュの外側に配置した位置決め用の工具に和ワークを当接させることで、ワークの正確な位置決めを行うことが可能になる。

請求項１０に記載の発明は、前記主軸から送り出したワークの一端部を、前記第１の刃物台に装着した工具で、前記ガイドブッシュの内径に等しい外径に形成し、前記ワークを前記主軸からさらに送り出して、前記ワークの前記一端部を前記ガイドブッシュに挿通させ、前記ワークを前記ガイドブッシュの出口から所定長さ突出させて位置決めし、前記ガイドブッシュを前記主軸に対して前記主軸軸線と同方向に相対的に移動させながら、前記第１の刃物台の工具で前記ワークの外径を前記ガイドブッシュの内径に等しい外径に形成するとともに、前記第２の刃物台の工具で前記ワークの前記ガイドブッシュの出口から突出する部分を加工する加工方法としてある。
この方法によれば、引き抜き材のように外径寸法が不均一のワークであっても、ガイドブッシュによって支持される部分は常に工具によって均一の外径寸法に仕上げられるので、ガイドブッシュの外側の第２の加工領域では、高精度な加工を行うことができる。

本発明によれば、補助ガイドのようなサポート装置が不要で、主軸台とガイドブッシュ、刃物台という基本的な構成でワークの種々の加工が可能になる。特に、主軸軸線と同方向に移動自在な刃物台にガイドブッシュを取り付けることで、ガイドブッシュの移動と位置決めのための機構を、刃物台の駆動機構と共有化することができ、ＮＣ旋盤の装置構成をさらに簡素なものにすることができる。
また、ガイドブッシュを主軸軸線と同方向に移動させるようにすることで、主軸台の移動機構が不要になり、ＮＣ旋盤の構成の簡素化、コンパクト化及び省コスト化を図ることができる。

さらに、ワークの両端をガイドブッシュと主軸で支持して加工を行うので、加工中のワークの撓みを小さくすることができ、高精度な加工が可能である。また、補助ガイドのようなサポート装置を有するＮＣ旋盤に比べて、ワークを加工することのできる領域を拡げることができ、その分、加工時間を短縮することができる。さらに、ガイドブッシュの両側でワークの同時加工が可能であるので、加工工程や加工時間を短縮することが可能である。

以下、本発明のガイドブッシュを備えたＮＣ旋盤及びこのＮＣ旋盤を用いたワーク加工方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
［ＮＣ旋盤の構成の説明］
図１は、本発明のＮＣ旋盤の概略構成を説明するための平面図である。
ＮＣ旋盤１００のベッド１０１上には、主軸１２０を回転自在に支持する主軸台１１０が固定されている。主軸１２０の回転中心には図示しない貫通孔が形成されていて、長尺棒状のワークＷが、主軸１２０のこの貫通孔を挿通している。ワークＷは、主軸１２０の先端に設けられたチャック（図に現れない）によって把持される。

主軸軸線Ｃの両側には、第１の刃物台１３０と第２の刃物台１５０が対向して配置されている。第１の刃物台１３０及び第２の刃物台１５０の基本構成は、図８で示したＮＣ旋盤２００の第１の刃物台２３０及び第２の刃物台２５０と同じである。
すなわち、第１の刃物台１３０の刃物台本体１３３はＺ１軸方向に設けられたガイドレール１３１に沿って進退移動自在で、刃物台本体１３３の一側に設けられた刃物装着部１４０は、スライダ１４１とともにガイドレール１３５に沿って進退移動自在である。また、第２の刃物台１５０の刃物台本体１５３はＺ２軸方向に設けられたガイドレール１５１に沿って進退移動自在で、刃物台本体１５３の一側に設けられた刃物装着部１６０は、スライダ１６１とともにガイドレール１５５に沿って進退移動自在である。

刃物装着部１４０，１６０には、ホルダ１４２，１６２を介して、並列に複数の工具Ｔ１，Ｔ２が取り付けられる。ホルダ１４２，１６２は、Ｙ１軸，Ｙ２軸方向に移動自在で、刃物台本体１３３，１５３のＺ１軸，Ｚ２軸方向の移動、スライダ１４１，１６１のＸ１軸，Ｘ２軸方向の移動及びホルダ１４２，１６２のＹ１軸，Ｙ２軸方向の移動の組み合わせにより、工具Ｔ１，Ｔ２がワークＷに対して位置決めされる。

ガイドブッシュ１７０は、取付部材１７２を介して第２の刃物台１５０の刃物台本体１５３に取り付けられる。すなわち、ガイドブッシュ１７０は、工具Ｔ２と一体になって、Ｚ２軸方向に移動可能である。ガイドブッシュ１７０の自重によって取付部材１７２が撓み、ワークＷの加工精度が低下しないように、ガイドブッシュ１７０のＺ２軸方向の移動を案内するガイドレールを、ガイドブッシュ１７０の真下位置に設けるとよい。
このように、ガイドブッシュ１７０を第２の刃物台１５０の刃物台本体１５３とともに移動できるようにすることで、ガイドブッシュ１７０を進退移動させるための独立した駆動機構や制御機構が不要になり、ＮＣ旋盤の構成を簡素なものにすることができるという利点がある。

刃物装着部１４０，１６０に装着された工具Ｔ１，Ｔ２の割り出しは、ホルダ１４２，１６２のＹ１，Ｙ２軸方向の移動によって行われる。この実施形態のＮＣ旋盤１００のように、ベッド１０１に主軸台１２０が固定されている場合には、主軸台１２０の移動によってワークＷの位置決めを行うことはできない。そのため、ワークＷを送る図示しないワークフィーダに、ワークＷの送り量を決定するための機構を設けてもよいが、この実施形態では、前記ワークフィーダによって送られたワークＷを当接させてワークＷを所定位置で停止させるための位置決め用の工具を、第２の刃物台１５０の刃物装着部１６０に装着している。この位置決め用の工具については、後に説明する。

次に、図１〜図７を参照しながら、上記構成のＮＣ旋盤１００を用いたワークＷの加工方法を説明する。
［加工方法の第１の実施形態］
まず、図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態にかかる加工方法について説明する。
図２（ａ）に示すように、主軸１２０の先端に設けられたチャック１２１によるワークＷのクランプを解除した状態で、主軸台１１０の後方に設けられた図示しないワークフィーダによって、棒状のワークＷをＺ軸方向に送る。第２の刃物台１５０は、予めＺ２軸方向に移動して、ガイドブッシュ１７０を所定位置に位置決めしている。

刃物装着部１４０の割り出し動作によって、所定位置に位置決め用の工具Ｔ２１が割り出されている。そして、スライダ１４１のＸ２軸方向の移動によって、位置決め用の工具Ｔ２１をガイドブッシュ１７０の出口１７１の近傍に位置させる。前記ワークフィーダによってＺ軸方向に送られたワークＷは、その先端がガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２に挿入され、出口１７１の近傍で位置決め用の工具Ｔ２１に当接する。これにより、ワークＷの送りが停止される。また、ワークＷをチャック１２１がクランプして固定する。以上によって、ワークＷが位置決めされる。

第１の刃物台１３０は、刃物装着部１６０のＹ１軸方向の割り出し動作によって、所定位置に旋削加工用の工具Ｔ１１を割り出している。そして、図２（ｂ）に示すように、ガイドブッシュ１７０と主軸１２０との間の第１の加工領域Ａにおいて、第１の刃物台１３０の工具Ｔ１１によってワークＷの外周が加工される。
複数種類の加工をワークＷに対して施す場合には、適宜に刃物装着部１６０に装着された工具を割り出しながら、順次加工を行う。
所定の加工が終了すれば、図２（ｃ）に示すように、工具Ｔ１１を突っ切り用の工具Ｔ１３に交換して、主軸１２０の近傍で、ワークＷを突っ切る。

ワークＷを主軸１２０の近傍で工具Ｔ１３により突っ切った後は、ワークＷの先端にワークＷがＺ軸方向に移動しないように規制するピン状のノックアウト工具Ｔ３を当接させる。このノックアウト工具Ｔ３は、Ｚ軸方向に移動が自在な図示しないテールストック等に装着することができる。
そして、図２（ｄ）に示すように、ノックアウト工具Ｔ３によってワークＷのＺ軸方向の移動を規制した状態で、第２の刃物台１５０をＺ２軸方向に移動させて、ワークＷをガイドブッシュ１７０から離脱させる。これにより、成形品Ｗａが第１の加工領域Ａから排出される。

［加工方法の第２の実施形態］
次に、図３を参照しながら、本発明の加工方法の第２の実施形態について説明する。
なお、ワークフィーダによるワークＷの送り、ワークＷの位置決め及び第１の加工領域Ａでの工具Ｔ１１によるワークＷの加工については、図２（ａ）及び図２（ｂ）と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
図３（ａ）に示すように、第１の加工領域Ａ内でのワークＷの所定の加工が終了すれば、図３（ｂ）に示すように、主軸１２０の近傍及びガイドブッシュ１７０の近傍で、ワークＷの両端を突っ切る。

具体的には、旋削加工用の工具Ｔ１１を突っ切り用の工具Ｔ１２に交換してワークＷをガイドブッシュ１７０の近傍で突っ切った後、工具Ｔ１２を突っ切り用の工具Ｔ１３に交換して、主軸１２０の近傍でワークＷを突っ切る。これにより、成形品Ｗａが第１の加工領域Ａから排出される。
このとき、ガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２の中にワークＷの先端の一部が残存している（図３（ｃ）中符号Ｗｂで示す）が、ワークフィーダによってＺ軸方向に送り出されたワークＷによって、このワークＷの残存部Ｗｂをガイド孔１７２から押し出すことができる。

この実施形態では、ワークフィーダによってＺ軸方向に送り出されたワークＷの位置決めを行うための工具Ｔ２１は、ガイド孔１７２から押し出されるワークＷの一部Ｗｂと干渉しない位置に、予め位置決めしておく。

［加工方法の第３の実施形態］
図２及び図３に示したワークＷの加工方法は、ガイドブッシュ１７０と主軸１２０の間の第１の加工領域ＡでワークＷの加工を行うものである。図４及び図５に示した加工方法では、ガイドブッシュ１７０の両側に設けた第１の加工領域Ａ及び第２の加工領域ＢでワークＷの加工を同時に行うものである。
以下、図４及び図５にしたがって、第３の実施形態にかかる加工方法を説明する。

図４（ａ）に示すように、ガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２は、ワークＷの外径（素材径）よりも小さく形成されている。ガイドブッシュ１７０を第２の刃物台１５０の移動によって所定位置に位置決めし、主軸１２０のチャック１２１を開放した状態で、ワークフィーダを駆動させてワークＷをＺ軸方向に送る。
ワークＷは、その先端がガイドブッシュ１７０に当接することによって位置決めされる。ワークＷは、主軸１２０のチャック１２１に把持されて固定される。

次いで、図４（ｂ）に示すように、ガイドブッシュ１７０をＺ軸方向に移動させて、ワークＷの先端から遠ざける。これにより、ワークＷの先端が、第１の加工領域Ａ内に位置する。
なお、ワークＷの先端を第１の加工領域Ａ内に位置させるためには、上記のようなガイドブッシュ１７０を用いずに、ワークフィーダによるワークＷの送り量を調整することによって行っても良い。

次いで、図４（ｂ）に示すように、ガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２の孔径に合わせて、ワークＷの外径を、第１の刃物台１３０の工具Ｔ１５で切削する。工具Ｔ１５によってワークＷを先端から所定長さ切削した後は、図４（ｃ）に示すように、工具Ｔ１５をワークＷから遠ざけ、チャック１２１によるワークＷの把持を解除し、前記ワークフィーダでワークＷをＺ軸方向に送る。なお、このとき、ガイドブッシュ１７０の出口１７１側に位置決め用の工具Ｔ２１を予め位置させておく。
ワークＷの先端はガイド孔１７２の孔径に応じて加工されているので、ワークＷのＺ軸方向の送りによってワークＷの先端がガイド孔１７２内に導かれ、かつ、出口１７１で位置決め用の工具Ｔ２１に当接してワークＷの位置決めが行われる。

図４（ｄ）に示すように、第２の刃物台１５０の刃物装着部１６０の工具を、位置決め用の工具２１から切削用の工具Ｔ２２に交換する。そして、ガイドブッシュ１７０の外側の第２の加工領域ＢにおけるワークＷの加工を、第２の刃物台１５０の工具Ｔ２２で行う。これと同時に、主軸１２０とガイドブッシュ１７０との間の第１の加工領域Ａにおいて、第１の刃物台１３０の工具Ｔ１５によって、ワークＷの外径をガイド孔１７２の孔径に合わせて加工する。

図５（ａ）に示すように、第２の刃物台１５０の工具Ｔ２２によるワークＷの加工は、第２の刃物台１５０とともにガイドブッシュ１７０を主軸１２０側に送りながら行う。ガイドブッシュ１７０のＺ軸方向の移動に合わせて、第１の刃物台１３０の工具Ｔ１５がワークＷの外径を切削する。
したがって、引き抜き材のように外径寸法が不均一のワークＷであっても、ガイドブッシュ１７０によって支持される部分は常に工具Ｔ１５によって均一の外径寸法に仕上げられるので、ガイドブッシュ１７０の外側の第２の加工領域Ｂでは、工具Ｔ２２によって高精度に加工を行うことができるという利点がある。

第２の加工領域ＢにおけるワークＷの加工が終了すれば、工具Ｔ２２を突っ切り用の工具Ｔ２３に交換して、ワークＷの先端部分を突っ切り、第２の加工領域Ｂから払い出す。ワークＷの先端部分を突っ切る際には、第１の刃物台１３０の工具Ｔ１５をガイドブッシュ１７０と干渉しない位置に退避させておく。
ワークＷの先端部分を突っ切った後、図５（ｃ）に示すようにガイドブッシュ１７０をＺ軸方向に移動させてワークＷの先端をガイドブッシュ１７０から離脱させる。そして、工具Ｔ１５によるワークＷの外径加工を継続する。以後、図４（ｂ）〜図５（ｃ）の動作を繰り返す。
なお、この実施形態では、位置決め用の工具Ｔ２１と突っ切り用の工具Ｔ２３とは別々のものであるとして説明しているが、位置決め用の工具Ｔ２１と突っ切り用の工具Ｔ２３とは同じものであってもよい。すなわち、突っ切り用の工具Ｔ２３を位置決め用の工具として用いることが可能である。このようにすることで、位置決め用の工具Ｔ２１から突っ切り用の工具Ｔ２３に割り出す動作が不要になり、かつ、工具装着部１６０に装着することのできる工具の種類を増やすことができるという利点がある。

刃物装着部１６０に装着する工具Ｔ２は、切削工具に限らず、ドリルなどの回転工具であってもよい。
刃物装着部１６０に回転工具Ｔ２５を装着してワークＷの加工を行う加工方法の一例を、図６を参照しながら説明する。
ワークＷの先端を第１の加工領域Ａ内に位置させてワークＷの外径の加工を行う点及び、ワークＷの位置決めについては、先に説明した図４（ａ），（ｂ），（ｃ）と同じであるので、ここでは説明を省略する。

図６（ａ）に示すように、ワークＷの端面に対向させて、ドリル等の回転工具Ｔ２５を位置させる。第１の加工領域Ａでは、第１の刃物台１５０の工具Ｔ１５で、ワークＷの外径の旋削加工を行い、ワークＷの外径を、ガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２の内径と同じにする。
そして、図６（ｂ）に示すように、第２の刃物台１５０とともに回転工具Ｔ２５及びガイドブッシュ１７０をＺ軸方向に移動させながら、回転工具Ｔ２５でワークＷの端面に孔明け加工を行う。一方、第１の加工領域Ａでは、ねじ切りバイト等の工具Ｔ１６で、ワークＷの外周面にねじ切り加工を施す。これら二つの加工は同時に行われる。

以上の加工が終了すれば、図６（ｃ）に示すように、突っ切りバイト等の工具Ｔ１２で、ワークＷを突っ切る。主軸１２０に把持されたワークＷについては、工具Ｔ１５で外径の旋削加工を行い、ワークＷの外径をガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２の内径と同じにする。所定長さの旋削加工が終了すれば、ワークＷのチャック１２１による把持を解除し、図６（ｄ）に示すように、ワークフィーダを駆動してワークＷをＺ軸方向に送る。これにより、ワークＷに押されて、成形品Ｗａがガイドブッシュ１７０から離脱し、図６（ｅ）に示すように、第２の加工領域Ｂから払い出される。
予め成形品Ｗａと干渉しない位置に位置決め用の工具Ｔ２１を位置させておき、成形品Ｗａの排出後に、ワークＷを工具Ｔ２１に当接させてワークＷの位置決めを行う点は、先の実施形態と同じである。

本発明のＮＣ旋盤では、ガイドブッシュを有する一般的なＮＣ旋盤と同様の加工を行うことも可能である。
図７は、本発明のＮＣ旋盤１００を、ガイドブッシュを有する一般的なＮＣ旋盤で行われるワークの加工に用いた加工例を示す図である。図７に示す加工では、ガイドブッシュ１７０のガイド孔１７２から適宜長さワークＷを突出させ、ガイドブッシュ１７０の外側に設けられた第２の加工領域Ｂに、第１の刃物台１３０の工具Ｔ１５及び第２の刃物台１５０の工具Ｔ２２を位置させ、ガイドブッシュ１７０の近傍で、これら二つの工具Ｔ１８，Ｔ２２によりワークＷの旋削加工を行うようにしている。

本発明の好適な実施形態を説明してきたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、主軸台１１０がＮＣ旋盤１００のベッド１０１に固定されている場合において、ワークＷのＺ軸方向の送りはワークフィーダが行うものとして説明したが、ワークＷの送りはこれに限られるものではなく、例えば、ガイドブッシュ１７０にワークＷを把持する把持手段を設け、この把持手段でワークＷを把持させて、ガイドブッシュ１７０のＺ２軸方向の移動とともに、主軸１２０から所定長さ引き出すようにしてもよい。

本発明は、くし歯状の刃物装着部を有する数値制御旋盤に限らず、割り出し回転動作により所定位置に工具を割り出すタレット形の刃物装着部を有する数値制御旋盤にも適用が可能である。また、固定主軸台に限らず、主軸台がＺ軸方向に移動可能なＮＣ旋盤にも適用が可能である。

本発明の数値制御旋盤の概略構成を説明する平面図である。 図１の数値制御旋盤を用いた加工方法の第１の実施形態を説明する概略図である。 本発明の加工方法の第２の実施形態を説明する概略図である。 本発明の加工方法の第３の実施形態を説明する概略図である。 本発明の加工方法の第３の実施形態を説明する概略図で、図４の工程に連続する工程を示す概略図である。 本発明の加工方法の第４の実施形態を説明する概略図である。 本発明のＮＣ旋盤１を、ガイドブッシュを有する一般的なＮＣ旋盤で行われるワークの加工に用いた加工例を示す概略図である。 本発明の従来例にかかるガイドブッシュを備えたＮＣ旋盤の概略構成を説明する平面図である。

符号の説明

１００ NC旋盤
１０１ ベッド
１１０ 主軸台
１２０ 主軸
１２１ チャック
１３０ 第１の刃物台
１４０ 刃物装着部
１５０ 第２の刃物台
１６０ 刃物装着部
１７０ ガイドブッシュ
１７１ 出口
１７２ ガイド孔
Ｔ１，Ｔ２ 工具
Ｃ 主軸軸線
Ｗ ワーク
Ａ 第１の加工領域
Ｂ 第２の加工領域

Claims (10)

1. 主軸を回転自在に支持する主軸台と、この主軸台に対向して設けられ、前記主軸から延出する棒状のワークの一端を支持するガイドブッシュと、前記主軸と前記ガイドブッシュとで支持されたワークを加工するための工具を備えた刃物台とを備える数値制御旋盤において、
   前記主軸の軸線と同方向に移動自在な前記ガイドブッシュと、
   このガイドブッシュと前記主軸との間に設けられ、前記刃物台に装着した工具で前記ワークを加工するための第１の加工領域と、
   を有することを特徴とするガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
2. 前記ガイドブッシュの前記主軸台と反対側の領域に第２の加工領域を設け、前記ガイドブッシュから前記第２の加工領域に突出する前記ワークを加工するための工具を、前記刃物台に装着したことを特徴とする請求項１に記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
3. 前記主軸軸線の両側に第１の刃物台及び第２の刃物台を設け、前記第１の刃物台又は前記第２の刃物台の少なくとも一方を、前記主軸軸線と同じ方向に移動自在にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
4. 前記第１の刃物台の工具が前記第１の加工領域内で前記ワークの加工を行い、前記第２の刃物台の工具が前記第２の加工領域内で前記ワークの加工を行うことを特徴とする請求項３に記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
5. 前記主軸軸線と同じ方向に移動する前記第１の刃物台又は前記第２の刃物台に、前記ガイドブッシュを取り付けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
6. 前記主軸台が前記数値制御旋盤のベッドに固定され、前記刃物台のうちの一方に、前記ガイドブッシュから前記第２の加工領域に延出する前記ワークに当接して前記ワークの位置決めを行う位置決め用工具を装着したことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
7. 前記ガイドブッシュに前記ワークを把持する把持手段を設け、この把持手段で前記ワークを把持させ、前記ガイドブッシュを前記主軸の軸線と同方向に移動させて、前記ワークを前記主軸から所定長さ引き出すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガイドブッシュを備えた数値制御旋盤。
8. 主軸を回転自在に支持する主軸台と、この主軸台に対向して設けられ、前記主軸から延出する棒状のワークの一端を支持するガイドブッシュと、前記主軸の軸線の両側に配置され、主軸軸線と同方向及び前記主軸軸線に直交する方向に移動自在な第１及び第２の刃物台と、前記第１の刃物台及び前記第２の刃物台に装着された工具とを備えた数値制御旋盤を用いたワークの加工方法において、
   前記ガイドブッシュを前記主軸軸線と同方向に移動自在にし、
   所定位置に位置決めしたガイドブッシュによって前記ワークの一端を支持させ、
   前記第１の刃物台の工具によって、前記ガイドブッシュと前記主軸との間で前記ワークの加工を行い、
   前記第２の刃物台の工具によって、前記ガイドブッシュから突出する前記ワークの加工を行うこと、
   を特徴とするワークの加工方法。
9. 前記主軸台が前記数値制御旋盤のベッドに固定されている場合において、
   前記第２の刃物台に位置決め用の工具を装着し、
   前記ガイドブッシュを所定位置に位置決めするとともに前記ガイドブッシュの出口に前記位置決め用の工具を位置させ、
   前記ワークを前記主軸から送り出し、
   前記ワークを前記位置決め用工具に当接させて前記ワークの位置決めを行うことを特徴とする請求項８記載のワークの加工方法。
10. 前記主軸から送り出したワークの一端部を、前記第１の刃物台に装着した工具で、前記ガイドブッシュの内径に等しい外径に形成し、
    前記ワークを前記主軸からさらに送り出して、前記ワークの前記一端部を前記ガイドブッシュに挿通させ、
    前記ワークを前記ガイドブッシュの出口から所定長さ突出させて位置決めし、
    前記ガイドブッシュを前記主軸に対して前記主軸軸線と同方向に相対的に移動させながら、前記第１の刃物台の工具で前記ワークの外径を前記ガイドブッシュの内径に等しい外径に形成するとともに、前記第２の刃物台の工具で前記ワークの前記ガイドブッシュの出口から突出する部分を加工すること、
    を特徴とする請求項８又は９記載のワークの加工方法。

Images