JP2012106294A - 両頭フライス加工装置、ワーク保持テーブル及び両面フライス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のフライス加工をワークの表裏面に行うことができ、占有面積が小さな両頭フライス加工装置を提供する。
【解決手段】両頭フライス加工装置１は、基台１と、表裏面を有する複数のワークＷを保持し、基台１０に対して水平な軸Ｏを中心に回転するワーク保持テーブル２０と、ワーク保持テーブル２０を介して相対向して水平な軸Ｏ１上に同軸に配置され、ワークＷの表裏面を同時に加工する１対の荒加工用フライスカッタ３１と、ワーク保持テーブル２０を介して相対向して水平な軸Ｏ２上に同軸に配置され、ワークＷの表裏面を同時に加工する１対の仕上げ加工用フライスカッタ４１とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、両頭フライス加工装置、両頭フライス加工装置に備わるワーク保持テーブル、及び両面フライス加工方法に関する。

鋳造品であるバルブボディの表面をフライス加工するとき、片面ずつ加工すると、鋳造時に蓄積された内部歪が開放されて、反りが生じる。そこで、近年、縦型両頭フライス盤を用いて、バルブボディなどのワークの表裏面を１対のフライスカッタで同時にフライス加工することがある。両面同時に加工することで、反りなどの歪の発生が抑制され、良好な平面度（平坦度）を得ることができる。例えば、特許文献１には、両頭フライス盤用のクランプ装置が記載されている。

バルブボディは、荒加工と仕上げ加工という２つのフライス加工をする必要がある。１台の縦型両頭フライス盤を用いて、荒加工と仕上げ加工を行う場合、フライスカッタをその都度交換する手間が生じる。

ところで、特許文献２には、ワークをスライドさせる機構を設けて、複数のワークを同時にフライス加工することが記載されている。そこで、これを参考に、２台の縦型両頭フライス盤を水平方向に並設して、それぞれ荒加工専用機、仕上げ加工専用機として、これらの間をパレットを用いてワークを直線状に搬送させることが想定される。

特開２０１０−１７９３９０号公報 特開２００７−３２６１５３号公報

しかしながら、２台の縦型両頭フライス盤を水平方向に並設する場合、これらの間を接続する搬送ラインの前後にワーク着脱ステーションをそれぞれ設置する必要があり、さらに、パレットをワーク装着位置に戻す必要がある。そのため、全体として占有面積が大きくなるという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、複数のフライス加工をワークの表裏面に行うことができ、占有面積が小さな両頭フライス加工装置、両面フライス加工装置に備わるワーク保持テーブル、及び両面フライス加工方法を提供することを目的とする。

本発明の両頭フライス加工装置は、基台と、表裏面を有する複数のワークを保持し、前記基台に対して水平な軸を中心に回転するワーク保持テーブルと、前記ワーク保持テーブルを介して相対向して水平な軸上に同軸に配置され、前記ワークの表裏面を同時に加工する１対の第１のフライス加工部と、前記ワーク保持テーブルを介して相対向して水平な軸上に同軸に配置され、前記ワークの表裏面を同時に加工する１対の第２のフライス加工部とを備えることを特徴とする。

本発明のフライス加工装置によれば、ワーク保持テーブルの回転に従い、ワークは、第１のフライス加工部により加工され、第２のフライス加工部により加工される。そのため、第１のフライス加工部と第２のフライス加工部との間に搬送ラインなどを設置する必要がないので、２台の縦型両頭フライス盤を水平方向に並設する場合に比べて、装置占有面積が小さくなる。また、加工部の間でワークを着脱させる必要がないので、サイクルタイムが向上する。

そして、ワーク保持テーブルによりワークが回転式に搬送されるので、ロボットなどのワーク着脱装置を両頭フライス加工装置の上方に配置することが可能となる。そのため、２台の縦型両頭フライス盤を水平方向に並設する場合に比べて、さらに、全体としての占有面積が小さくなる。

さらに、第１及び第２のフライス加工部でワークを加工するとき、ワークの表裏面を同時に加工するので、従来の縦型両頭フライス盤と同様に、良好な加工精度を得ることができると共に、加工時間が短い。

また、本発明の両頭フライス加工装置において、前記第１のフライス加工部は荒仕上げ加工を行い、前記第２のフライス加工部は仕上げ加工を行い、前記第１フライス加工部の前記軸は前記第２のフライス加工部の前記軸より上方に位置することが好ましい。

この場合、荒加工時に発生する切子の影響により仕上げ加工の加工精度が悪化することがなくなる。

また、本発明の両頭フライス加工装置において、前記第１のフライス加工部の前記軸と前記第２のフライス加工部の前記軸とは、側面視で前記ワーク保持テーブルの前記軸に対して非対称に位置することが好ましい。

この場合、第１及び第２のフライス加工部の一方の加工時の振動が他方に伝達されることが抑制され、ビビリによる加工精度の悪化を防止することができる。

また、本発明の両頭フライス加工装置において、前記第１のフライス加工部と前記第２のフライス加工部とは前記ワークを非同時に加工することが好ましい。

この場合、一方のフライス加工部から他方のフライス加工部に加工時の振動が伝達されないので、加工精度の悪化が生じない。

また、本発明の両頭フライス加工装置において、前記ワーク保持テーブルは、前記基台に外周部が回転自在に支持されていることが好ましい。

この場合、第１又は第２のフライス加工部によるワークの加工時に印加される切削荷重によってワーク保持テーブルに生じる撓みが抑制され、加工精度の悪化を防止することができる。

また、本発明の両頭フライス加工装置において、前記第１及び第２のフライス加工部のスピンドル主軸は少なくとも一方の端部が複数対のアンギュラ玉軸受により回転可能に支持され、前記アンギュラ玉軸受の潤滑剤としてグリースを用いることが好ましい。

この場合、スピンドル主軸の軸受で発生する発熱を抑制することができ、長時間の連続稼動が可能となる。

また、本発明の両頭フライス加工装置において、前記アンギュラ玉軸受の外輪を支持する外輪押え部材と前記アンギュラ玉軸受の内輪を支持する内輪押え部材と前記スピンドル主軸との間にラビリンス部が形成されることが好ましい。

この場合、ラビリンスに部による非接触シールにより、シール部分に摩擦熱が発生しないので、発熱を抑制することができ、長時間の連続稼動が可能となる。

本発明のワーク保持テーブルは、ワークの表裏面を同時に加工する１対のフライス加工部を複数有する両頭フライス加工装置に設けられた回転式のワーク保持テーブルであって、中心部、外周部及び前記中心部と前記外周部とを連結するする複数の連結部を有し、前記各部間に形成された貫通穴からなる複数のパレット穴を有する円盤フレームと、前記パレット穴に挿入されて固定され、前記ワークが挿入されるワーク穴を有する複数のワークパレットと、前記ワーク穴に挿入される前記ワークの端面に当接して前記ワークを前記ワークパレットに保持するワーク保持機構とを備えることを特徴とする。

本発明のワーク保持テーブルによれば、本発明のフライス加工装置のワーク保持テーブルに適したものとなる。

また、本発明のワーク保持テーブルにおいて、前記ワークパレットは前記円盤フレームに着脱可能に固定されることが好ましい。

この場合、様々なワークに応じて、ワークパレットを適宜交換することにより、ワーク保持テーブル、ひいては両頭フライス加工装置の汎用性が優れたものとなる。

また、本発明のワーク保持テーブルにおいて、前記ワークパレットの個数は、前記１対のフライス加工部の個数より多いことが好ましい。

この場合、第１及び第２のフライス加工部でワークを加工している間に、他のワークを着脱することが可能となる。よって、ワーク保持テーブルの回転を停止することなく、ワークを着脱できるので、サイクルタイムが向上する。さらに、他のワークに他の加工などの処理を行うことも可能となる。

本発明の両面フライス加工方法は、回転式のワーク保持テーブルに保持された複数のワークの表裏面を同時にフライス加工する両面フライス加工方法であって、前記ワーク保持テーブルに保持された少なくとも１つのワークの表裏面を１対の第１のフライス加工部で同時に加工し、その後、前記第１のフライス加工部で加工されたワークの表裏面を１対の第２のフライス加工部で同時に加工することを特徴とする。

本発明の両面フライス加工方法によれば、ワーク保持テーブルの回転に従ってワークが第１のフライス加工部による加工ステージから第２のフライス加工部による加工ステージに搬送される。そのため、第１のフライス加工部と第２のフライス加工部との間にワークを搬送するラインなどを設置する必要がない。また、これらの加工部の間でワークを着脱する必要がないので、サイクルタイムが向上する。

さらに、第１及び第２のフライス加工部でワークを加工するとき、ワークの表裏面を同時に加工するので、従来の両面フライス加工と同様に、良好な加工精度を得ることができると共に、加工時間が短い。

本発明の両面フライス加工方法において、前記第１のフライス加工部がワークの加工を行うとき、前記第２のフライス加工部は、前記第１のフライス加工部が加工を行っているワークと異なるワークの加工を行うことが好ましい。

この場合、第１及び第２のフライス加工部が同時にワークの加工を行うので、サイクルタイムが短くなる。

また、本発明の両面フライス加工方法において、前記第１のフライス加工部がワークの加工を行うとき、前記第２のフライス加工部はワークの加工を行わないことが好ましい。

この場合、第２のフライス加工部から第１のフライス加工部に加工時の振動が伝達されないので、加工精度の悪化が生じない。

本発明の実施形態に係る両頭フライス加工装置の正面図。 両頭フライス加工装置の上面図。 図１におけるIII−III断面図。 各ステージを説明する図。 ワークパレットにワークが保持された状態を説明する図。 ワーク保持テーブルの断面図。 スピンドルユニットの断面図。 制御ユニットとの接続を説明するブロック図。

本発明の実施形態に係る両頭フライス加工装置１について説明する。

図１から図３に示すように、両頭フライス加工装置１は、基台１０と、複数のワークＷ（図４、図５参照）を保持し、基台１０に対して水平な軸Ｏを中心に回転するワーク保持テーブル２０と、共通する水平な軸Ｏ１を中心に回転する１対のフライスカッタ（第１のフライス加工部）３１を有する第１のフライスユニット３０と、共通する水平な軸Ｏ２を中心に回転する１対のフライスカッタ（第２のフライス加工部）４１を有する第２のフライスユニット４０とを備えている。

ワーク保持テーブル２０の回転に伴い、ワークＷは、第１のフライスユニット３０の相対向する１対の荒加工用フライスカッタ３１により表裏面が同時に荒加工され、その後、第２のフライスユニット４０の相対向する１対の仕上げ加工用フライスカッタ４１により表裏面が同時に仕上げ加工される。

ワークＷは、平坦な表裏面を有し、厚さが数ｍｍから数十ｍｍ程度の薄板状の形状である。ワークＷは、例えば、トランスミッション用等のバルブボディである。バルブボディは、平面視が概略矩形形状又はＬ字形状であり、表裏面に油圧回路用の溝が形成された鋳造品である。

基台１０は、水平基板１１と、水平基板１１に垂直に固定された２枚の垂直基板１２，１３とからなる。そして、水平な軸Ｏを軸心とする主回転軸１４が垂直基板１２，１３に回転可能に支持されている。主回転軸１４の長手方向の両端部と垂直基板１２，１３との間には、それぞれ軸受１５が介在している。主回転軸１４は、その一方の端部にプーリ１６が固定されており、プーリ１６に巻架されたベルト（不図示）を介して主モータＭ（図８参照）により回転されるように構成されている。

図４に示すように、ワーク保持テーブル２０は、複数のパレット穴２１ａが形成された円盤フレーム２１と、各パレット穴２１ａに挿入されて円盤フレーム２１に保持されるワークパレット２２と、ワークパレット２２に形成されたワーク穴２２ａに挿入されるワークＷを保持するワーク保持機構２３とを備えている。

円盤フレーム２１は、中心部２１ｂ、外周部２１ｃ、及び中心部２１ｂと外周部２１ｃとを連結する複数の連結部２１ｄを有している。ここでは、円盤フレーム２１は、４本の連結部２１ｄを有しており、各部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの間に４つの貫通穴が形成されている。そして、これら各貫通穴がパレット穴２１ａとなり、各パレット穴２１ａに１枚ずつワークパレット２２が挿入される。こうして、テーブル保持テーブル２０には、４枚のワークパレット２２が保持される。

中心部２１ｂの中心には水平方向に貫通穴が形成されており、この貫通穴に主回転軸１４が挿通された状態で、中心部２１ｂと主回転軸１４とがボルト１７により固定されている。これにより、円盤フレーム２１、ひいてはワーク保持テーブル２０が主回転軸１４と共に回転する。

ワークパレット２２には、挿入されるワークＷとの間に隙間を有する形状のワーク穴２２ａが貫通して形成されている。ワークパレット２２は、パレット穴２１ａに挿入されてボルト（不図示）により円盤フレーム２１に着脱可能に固定される。これにより、様々なワークＷに応じて、適宜なワークパレット２２に交換可能となり、両頭フライス加工装置１の汎用性が優れたものとなる。

連結部２１ｄ及びワークパレット２２の厚さはワークＷの厚さよりも薄くなるように設定されている。これにより、フライスユニット３０，４０でワークＷを加工する際に、フライスカッタ３１，４１と円盤フレーム２１及びワークパレット２２との干渉を回避することができる。円盤フレーム２１全体の厚さをワークＷの厚さよりも薄くしてもよいが、円盤フレーム２１の剛性が低下するので、好ましくない。

なお、ここでは、各ワークパレット２２には、１つのワーク穴２２ａが形成されており、１つのワークＷが保持される。ただし、１枚のワークパレットに複数のワーク穴を形成して、複数のワークＷを保持してもよい。また、ここでは、各ワークパレット２２は同一であるが、円盤フレーム２１に複数種のワークパレットを保持させてもよい。

図５に示すように、ワーク保持機構２３は、特開２０１０−１７９３９０号公報を参照して、ワークパレット２２のワーク穴２１ａに挿入されたワークＷの端部を係止するサイドストッパ２３ａと、このサイドストッパ２３ａにワークＷを押し付けるクランパ２３ｂと、ワークＷをサイドストッパ２３ａに当接させるように空気シンリダＡ１（図８参照）で付勢して移動させて位置決めするポジションプランジャ２３ｃとから構成されている。

なお、サイドストッパ２３ａ、クランパ２３ｂ及びポジションプランジャ２３ｃの個数や配置位置は、図５に示すものに限定されない。ワークＷがワークパレット２２に安定して保持でき、フライスカッタ３１，４１と干渉しないように、ワークＷの形状に応じて適宜個数や配設箇所を設定すればよい。

クランパ２３ｂは、例えば、特願２００９−２１２７８９号に開示されたように構成されている。具体的には、ピストンと連係動するプランジャの先端をシリンダに固定される受け板との間でワークＷを把持する爪片とし、プランジャをホルダに対し長穴とピンを介してシリンダの軸に沿ってスライド可能且つ揺動可能に保持する。そして、ピストンに把持位置までプランジャを直線的に押し出すスプリングが設け、プランジャ又はピストンの少なくとも一方に、ピストンの突出動をピンを中心とした上下揺動に変換するカム面を形成する。これにより、クランプ力がワークＷの厚み方向にしか作用しないので、薄板状のワークＷであっても、クランプ力によって変形することがない。

図１及び図２に示すように、各フライスユニット３０，４０は、それぞれ共通する軸Ｏ１，Ｏ２上に相対向する１対のフライスカッタ３１，４１を備え、フライスカッタ３１，４１間に配置されたワーク保持テーブル２０に保持されたワークＷの表裏面を同時に切削加工することができる両頭フライスユニットである。

ここで、各フライスユニット３０，４０は、詳細は図示しないが、先端にスライスカッタ３１，４１を備えるスピンドルヘッド３２，４２が、水平基板１１に固定されたレールに摺動可能に設けられたテーブルにそれぞれ搭載されている。そして、モータＭ１，Ｍ２（図８参照）により駆動される公知のボールねじ機構によりテーブルが摺動されて、スピンドルヘッド３２，４２が軸Ｏ１，Ｏ２に沿って平行移動する。これにより、フライスカッタ３１，４１により切削されるワークＷの切削面の間隔を設定することができる。

各フライスユニット３０，４０のスピンドルヘッド３２，４２は、モータＭ３，Ｍ４（図８参照）により軸Ｏ１，Ｏ２を中心に回転駆動されるスピンドル主軸３３，４３をそれぞれ備えている。そして、スピンドル主軸３３，４３の先端にそれぞれフライスカッタ３１，４１が装着されている。これにより、フライスカッタ３１，４１はそれぞれ軸Ｏ１，Ｏ２を中心に回転する。なお、図３の矢印は、ワークＷの加工時におけるワーク保持テーブル２０及びフライスカッタ３１，４１の回転方向を示している。

第１のフライスユニット３０は、モータＭ１によってテーブルを摺動させることによりスピンドルヘッド３２が軸Ｏ１に沿って水平移動し、２つの荒加工用フライスカッタ３１が所定の間隔を隔てて位置する。そして、この状態でモータＭ３によって２つの荒加工用フライスカッタ３１を回転させすることにより、ワーク保持テーブル２０に保持されたワークＷの表裏面を同時に荒加工することができる。

第２のフライスユニット４０は、モータＭ２によってテーブルを摺動させることによりスピンドルヘッド４２が軸Ｏ２に沿って水平移動し、２つの仕上げ加工用フライスカッタ４１が所定の間隔を隔てて位置する。そして、この状態でモータＭ４によって２つの仕上げ加工用フライスカッタ４１を回転させることにより、ワーク保持テーブル２０に保持されたワークＷの表裏面を同時に仕上げ加工することができる。

各フライスユニット３０，４０において、同一のワークＷに対する表裏面の加工条件は、同一であることが好ましい。これにより、加工時の反力が相殺され、加工精度が向上する。また、ウェット加工を行うと、水やスラッジが発生するので、作業性の低下、スラッジの除去作業の工数追加などが生じるおそれがある。そのため、フライスユニット３０，４０の加工は、ドライ加工により行うことが好ましい。

第１のフライスユニット３０と第２のフライスユニット４０とは、同じワークＷに対して同時に加工を行うことがないように、離間して配置されている。そして、ここでは、第１のフライスユニット３０の軸Ｏ１と第２のフライスユニット４０の軸Ｏ２とは、側面視でワーク保持テーブルの軸Ｏに対して非対称に位置している。即ち、側面視で、軸Ｏ，Ｏ１，Ｏ２とは一直線上に位置していない。これにより、フライスユニット３０，４０の一方の振動が他方に伝達されることが抑制され、ビビリによる加工精度の悪化を防止することができる。

ただし、第１のフライスユニット３０と第２のフライスユニット４０とはワークＷを非同時に加工することが好ましい。これにより、他方のフライスユニット３０（又は４０）から加工振動が伝達されないので、加工精度の悪化が生じない。第１のフライスユニット３０による荒加工が終了した後、第２のフライスユニット４０による仕上げ加工が開始されることが最も好ましい。

また、第１のフライスユニット３０の軸Ｏ１は第２のフライスユニット４０の軸Ｏ２より上方に位置している。これにより、荒加工時に発生する切子の影響によって仕上げ加工の加工精度が悪化することがなくなる。

ところで、ワーク保持テーブル２０に保持されたワークＷがフライスユニット３０，４０によって加工されるとき、円盤フレーム２１には切削荷重が印加される。円盤フレーム２１の中心部２１ｂに固定された主回転軸１４は軸受１５を介して基台１０に回転可能に支持されているが、切削荷重によって円盤フレーム２１が撓み、加工精度が悪化するおそれがある。そこで、円盤フレーム２１の外周部２１ｃを基台１０に回転可能に支持している。

ここでは、図６に示すように、主回転軸１４の軸受１５として円錐コロ軸受を用い、外周部２１ｃを端面Ｒガイド２４で支持している。端面Ｒガイド２４は、具体的には、外周部２１ｃの裏面に周縁部に沿って固定されたレール２４ａと、垂直基板１２の表面に配置され、ボール列を内蔵した複数のガイド２４ｂとから構成されている。また、軸受１５としてスラストコロ軸受を用い、外周部２１ｃをクロスローラリングで支持してもよい。これらのように支持することで、支持部の組立や調整が容易となり、円盤フレーム２１の触れを抑制することができる。

ただし、円盤フレーム２１の支持方法はこれらに限定されず、中心部２１ａと外周部２１ｃとの一方をラジアル支持、他方をスラスト支持する公知の支持方法を用いることができる。例えば、軸受１５として円錐コロ軸受を用い、外周部２１ｃを端面カムフォロアで支持してもよい。また、軸受１５としてスラストコロ軸受を用い、外周部２１ｃを深溝軸受や旋回軸受で支持してもよい。

次に、スピンドルヘッド３２，４２の詳細な構成について図７を参照して説明する。なお、スピンドルヘッド３２，４２は同一構成であるので、スピンドルヘッド３２を代表に挙げて説明する。

スピンドル主軸３３は、先端側（対となる他のスピンドル主軸３３側）が２対のアンギュラ玉軸受３４で後端側が１対のアンギュラ玉軸受３５で軸支され、これら軸受３４，３５はハウジング３６内に嵌合されている。これにより、スピンドル主軸３３はハウジング３６に対して相対回動自在になっている。軸受３４と軸受３５との内輪間にはカラー３７が介在されている。ハウジング３６は、内筒３６ａと外筒３６ｂとから構成されている。

従来、スピンドル主軸の軸受には、ＮＮ形の複列円筒ころベアリングと複式スラスト玉軸受との組み合せを用いることが多いが、この場合、発熱量が大きくなる。そこで、２対のアンギュラ玉軸受３４を用いることにより、発熱量を減少させている。

また、軸受３４，３５の潤滑剤にはグリースを用いることが好ましい。グリースは潤滑油より粘度が高く流動性がないので、外部に放出されることがなく、清潔であり、省資源であり、環境に優しい。

スピンドル主軸３３の先端側にはヘッドキャップ３８がハウジング３６に取付けられており、軸受３４とヘッドキャップ３８との間には油漏れ等を防止するラビリンス部３９が構成されている。

ここでは、スピンドル主軸３３の先端部を他の部分に比べて大径として、これによりフランジ３３ａを形成している。このフランジ３３ａの内周側の段差面に内輪押え部材４４が当接し、フランジ３３ａに形成された環状溝３３ｂ内に外輪押え部材４５の環状凸部４５ａが位置している。内輪押え部材４４の外径面と外輪押え部材４５の内径面とは近接状態で対向している。外輪押え部材４５は外筒３６ｂにボルトで固定されている。

これにより、スピンドル主軸３３、内輪押え部材４４、外輪押え部材４５間における部分は、複数の狭く折れ曲がったラビリンス部３９となっている。このようなラビリンス部３９を設けることにより、外部から水分、切粉などの異物が軸受３４内に侵入することを防止することができる。ラビリンス部３９による非接触シールにより、シール部分に摩擦熱が発生しないので、発熱を抑制することができる。ただし、ラビリンス部３９の構成は限定されない。

また、スピンドル主軸３３の先端には、フライスカッタ３１を装着して保持する工具ホルダ４６が設けられている。軸受３４，３５の外輪間にはカラーとしても機能する内筒３６ａが介装されている。スピンドル主軸３３には、スピンドル主軸３３を軸受３４，３５に対して軸方向に移動しないようにナット４７が螺合してあり、軸受３４，３５とナット４７間にはスペーサ４８が介在されている。ナット４７を十分に締め付けることでスペーサ４８を介して軸受３４，３５に予圧が付与される。

また、スピンドル主軸３３の後端部は、カバー４９がボルトにより外筒３６ｂに固定されている。そして、カバー４７とスピンドル主軸３３との間にはオイルシール５１が介在されている。スピンドル主軸３３の後端部にはプーリ５２が固定されており、このプーリ５２に巻架されたベルト（不図示）を介して連結されるモータＭ３（図８参照）により、スピンドル主軸３３は回転される。

さらに、スピンドルヘッド３２は冷却機構を備えている。この冷却機構は、ハウジング３６内に形成された冷媒通路５３を流れる冷却水、冷却油、圧縮空気などの冷媒によって、軸受３４，３５を冷却する。

ここでは、冷媒通路５３は、内筒３６ａの外周面には螺旋状に連続して形成された凹状部を外筒の内周面で覆うことにより構成している。そして、冷媒供給口５４と冷媒排出口５５が、外筒３６ｂを貫通するように形成されている。冷剤供給源Ｒ（図８参照）からの冷媒が冷媒供給口５４を介して冷媒通路５３に流れ込み、冷媒排出口５５から冷媒供給源Ｒに戻される。冷媒通路５３を流れる冷媒が内筒３６ａを介して軸受３４，３５での発熱を冷却する。

以上のように、２対のアンギュラ玉軸受３４を用いてスピンドル主軸３３を支持すると共に冷却機構を備えている。これにより、両頭フライス装置１を連続運転する際に、スピンドル主軸３３，４３が温度上昇により伸長してワークＷの厚みが変動することが防止可能になるので、加工精度の悪化を抑制することができる。

図８に示すように、両頭フライス加工装置１は、制御ユニット６０を備えている。制御ユニット６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等から構成されている。

制御ユニット６０は、前記テーブルを摺動駆動するモータＭ１，Ｍ２を制御するためのサーボアンプ６１が接続されており、フライスカッタ３１，４１の送りを制御する。制御ユニット６０は、ワーク保持テーブル２０を回転駆動する主モータＭを制御するためのサーボアンプ６２、フライス主軸３２，４２を回転駆動するモータＭ３，Ｍ４を制御するためのサーボアンプ６３が接続されており、ワーク保持テーブル２０の回転とフライスカッタ３１，４１の回転を制御する。なお、主モータＭ及びモータＭ１〜Ｍ４にそれぞれエンコーダを設置して、これらエンコーダから入力される検出信号に応じて制御ユニット６０が主モータＭ及びモータＭ１〜Ｍ４をフィードバック制御することが好ましい。

、さらに、ワーク保持機構３４の空気シリンダＡ１，Ａ２及び冷源供給源Ｒなどが制御ユニット６０に接続されており、制御ユニット６０はワーク保持機構３４の保持動作及びスピンドルヘッド３２，４２の冷却動作を制御する。

また、制御ユニット６０にはスタートスイッチ６４やリミットスイッチ６５が接続されており、制御ユニット６０にスイッチ信号が入力される。さらに、図示しないが、制御ユニット６０に、キーボード等の入出力装置、表示装置、各種センサなどが接続されていてもよい。

以下、両頭フライス加工装置１を用いてワークＷを加工する方法について説明する。なお、以下の処理は、作業者が作業することを明示した場合を除いて、制御ユニット６０により実行される。また、以下の処理においてワーク保持テーブル２０は常にゆっくりと一定速度で回転している。ただし、間欠回転させるなど、ワーク保持テーブル２０の速度を可変させてもよい。

予め、フライスカッタ３１，４１の間隔がそれぞれ設定された間隔となるように、スピンドルヘッド３２，４２が搭載された前記テーブルを所定の位置に移動させておく。また、スピンドル主軸３３，４３を回転させて、フライスカッタ３１，４１をそれぞれ設定された回転数で回転させる。

ワーク保持テーブル２０が回転するに伴い、ワーク保持テーブル２０に保持されたワークＷは複数のステージＳ１〜Ｓ４を順次移動することになる。ここでは、図４を参照して、着脱ステージＳ１、荒加工ステージＳ２、仕上げ加工ステージＳ３及びバリ取りステージＳ４の４つのステージがある。

なお、ステージの数は４つに限定されない。荒加工ステージＳ２及び仕上げ加工ステージＳ３は必須であるが、他のステージＳ１，Ｓ４は必ずしも必要ではない。ただし、着脱ステージＳ１を設けることにより、ワーク保持テーブル２０の回転を停止することなく、ワークＷが着脱可能となるので、サイクルタイムが向上する。また、ワーク保持テーブル２０に保持されるワークＷの数とステージの数とが異なっていてもよい。

まず、着脱ステージＳ１に位置するワークパレット２２に、ロボットなどのワーク着脱装置を用いて又は作業者が、前工程からコンベアなどで搬入されるワークＷを保持する。このとき、ワーク保持機構２４を用いて、ワークＷを規定位置に安定的に保持する。

次に、ワークＷが荒加工ステージＳ２に位置するとき、ワークＷは、ワーク保持テーブル２０の回転に伴って被加工領域が移動されながら、フライスカッタ３１により表裏面が同時に荒加工される。荒加工ステージＳ２を脱したときには、ワークＷの荒加工は完了している。

次に、ワークＷが仕上げ加工ステージＳ３に位置するとき、ワークＷは、ワーク保持テーブル２０の回転に伴って被加工領域が移動されながら、フライスカッタ３２により表裏面が同時に仕上げ加工される。回転して仕上げ加工ステージＳ３を脱したときには、ワークＷの仕上げ加工は完了している。

次に、ワークＷがバリ取りステージＳ４に位置するとき、ワークＷは、ワーク保持テーブル２０の回転に伴って被加工領域が移動されながら、公知のバリ取り機構（不図示）により表裏面が同時にバリ取り加工される。バリ取りステージＳ４を脱したときには、ワークＷのバリ取り加工は完了している。

次に、ワークＷが回転して着脱ステージＳ１に位置するとき、ロボットなどのワーク着脱装置を用いて又は作業者がワークＷを取り外す。そして、ワークＷは図示しないコンベアなどを用いて次工程に搬出される。そして、再び、ワークパレット２２にワークＷが保持される。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る両頭フライス加工装置１を用いた加工方法によれば、ワーク保持テーブル２０の回転に従い、ワークＷは、順次、第１のフライスユニット３０により荒加工され、その後、第２のフライスユニット４０により仕上げ加工される。そのため、荒加工ステージＳ２と仕上げ加工ステージＳ４との間に搬送ラインなどを設置する必要がないので、２台の縦型両頭フライス盤を水平方向に並設する場合に比べて、装置占有面積が小さくなる。また、荒加工ステージＳ２と仕上げ加工ステージＳ３との間でワークＷを着脱させる必要がないので、サイクルタイムが向上する。

そして、ワーク保持テーブル２０によりワークＷが回転式に搬送されるので、ロボットなどのワーク着脱装置を両頭フライス加工装置１の上方に配置することが可能となる。そのため、２台の縦型両頭フライス盤を水平方向に並設する場合に比べて、さらに、全体としての占有面積を小さくすることができる。

また、フライスユニット３０，４０でワークＷを加工するとき、ワークＷの表裏面を同時に加工するので、従来の縦型両頭フライス盤と同様に、良好な加工精度を得ることができると共に、加工時間が短い。

なお、以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。

１…両頭フライス加工装置、 １０…基台、 １４…主回転軸、 １５…軸受、 ２０…ワーク保持テーブル、 ２１…円盤フレーム、２１ａ…パレット穴、 ２２…ワークパレット、 ２１ｄ…連結部、２１ｂ…中心部、 ２１ｃ…外周部、 ２２ａ…ワーク穴、２３…ワーク保持機構、 ２３ａ…サイドストッパ、 ２３ｂ…クランパ、 ２３ｃ…ポジションプランジャ、 ２４…端面Ｒガイド、 ２４ａ…レール、 ２４ｂ…ガイド、３０…第１のフライスユニット、 ３１…荒加工用フライスカッタ（第１のフライス加工部）、 ３２…スピンドルヘッド、 ３３…スピンドル主軸、 ３４，３５…アンギュラ玉軸受、 ３９…ラビリンス部、 ４０…第２のフライスユニット、 ４１…仕上げ加工用フライスカッタ（第２のフライス加工部）、 ４２…スピンドルヘッド、 ４４…内輪押え部材、 ４５…外輪押え部材、 ５３…冷媒通路、 ６０…制御ユニット、 Ｏ…ワーク保持テーブルの軸、 Ｏ１…第１のフライスユニットの軸、Ｏ２…第２のフライスユニットの軸、 Ｗ…ワーク。

Claims (10)

1. 基台と、
   表裏面を有する複数のワークを保持し、前記基台に対して水平な軸を中心に回転するワーク保持テーブルと、
   前記ワーク保持テーブルを介して相対向して水平な軸上に同軸に配置され、前記ワークの表裏面を同時に加工する１対の第１のフライス加工部と、
   前記ワーク保持テーブルを介して相対向して水平な軸上に同軸に配置され、前記ワークの表裏面を同時に加工する１対の第２のフライス加工部とを備えることを特徴とする両頭フライス加工装置。
2. 前記第１のフライス加工部は荒仕上げ加工を行い、前記第２のフライス加工部は仕上げ加工を行い、前記第１フライス加工部の前記軸は前記第２のフライス加工部の前記軸より上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の両頭フライス加工装置。
3. 前記第１のフライス加工部の前記軸と前記第２のフライス加工部の前記軸とは、側面視で前記ワーク保持テーブルの前記軸に対して非対称に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の両頭フライス加工装置。
4. 前記第１のフライス加工部と前記第２のフライス加工部とは前記ワークを非同時に加工することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の両頭フライス加工装置。
5. 前記ワーク保持テーブルは、前記基台に外周部が回転自在に保持されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の両頭フライス加工装置。
6. 前記第１及び第２のフライス加工部のスピンドル主軸は少なくとも一方の端部が複数対のアンギュラ玉軸受により回転可能に支持され、前記アンギュラ玉軸受の潤滑剤としてグリースを用いることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の両頭フライス加工装置。
7. ワークの表裏面を同時に加工する１対のフライス加工部を複数有する両頭フライス加工装置に設けられた回転式のワーク保持テーブルであって、
   中心部、外周部及び前記中心部と前記外周部とを連結するする複数の連結部を有し、前記各部間に形成された貫通穴からなる複数のパレット穴を有する円盤フレームと、前記パレット穴に挿入されて固定され、前記ワークが挿入されるワーク穴を有する複数のワークパレットと、前記ワーク穴に挿入される前記ワークの端面に当接して前記ワークを前記ワークパレットに保持するワーク保持機構とを備えることを特徴とするワーク保持テーブル。
8. 前記ワークパレットは前記円盤フレームに着脱可能に固定されることを特徴とする請求項７に記載のワーク保持テーブル。
9. 回転式のワーク保持テーブルに保持された複数のワークの表裏面を同時にフライス加工する両面フライス加工方法であって、
   前記ワーク保持テーブルに保持された少なくとも１つのワークの表裏面を１対の第１のフライス加工部で同時に加工し、
   その後、前記第１のフライス加工部で加工されたワークの表裏面を前記第２のフライス加工部で同時に加工することを特徴とする両面フライス加工方法。
10. 前記第１のフライス加工部がワークの加工を行うとき、前記第２のフライス加工部はワークの加工を行わないことを特徴とする請求項９に記載の両面フライス加工方法。

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