JP2017064901A - 工作機械 - Google Patents
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Abstract
Description
前記工作機械は、第1主軸に把持されたワークを第2主軸に把持される支持体に製作した後、第1主軸に把持された未加工のワークの先端を第2主軸に把持された支持具で回転自在に支持して1次加工を行い、一次製品の加工を完了している。
ここで、筒状の支持体とは、支持体の外径に対する長さの長短、支持体の外形がパイプ状の同径を有する形状や拡径スロープ状の傾斜を有する形状など、支持体を内部に挿入してワークを把持可能な形状であれば如何なるものであってもよい。
そして、主軸の具体的な設置形態については、主軸が1つからなるものであっても、主軸が互いに対向する2つの主軸の一方からなり、他方の主軸がワークを一体的に保持するもの、複数の主軸からなるものであれば、如何なる設置形態であってもよく、例えば、1つの主軸でワークを把持するもの、一方もしくは他方の主軸の何れかでワークを保持するものであればよく、それ以外のものであってもよい。
さらに、主軸の具体的なワークの保持形態については、1つの主軸に把持された支持体からなるものであっても、一方もしくは他方の主軸に把持された支持体からなるものであっても、支持体にワークを挿通させ、支持体を介してワークを支持または把持することによって保持するものであればよく、それ以外のものであってもよい。
第1主軸台114は、第1主軸112の軸線方向となるZ軸方向に延出するZ軸レール104aを有するZ軸スライド機構104に搭載されている。
第1主軸台114は、Z軸スライド機構104によってZ軸方向に進退移動自在にベッド102上に支持されて設けられている。
第1主軸112は、中空筒状の形状を有し、先端に設けられた第1チャックを介して長尺な棒材からなるワークWを着脱自在に把持する。
ワークWは、第1主軸112の後方から供給される。
第1主軸112の前方には、第1主軸112から突出するワークWを案内するガイドブッシュ116が設けられている。
ガイドブッシュ116は、ワークWのZ軸方向への移動と回転とを許容して案内するように、ワークWの外径に応じて、内径が予め所定のサイズに調整されている。
ガイドブッシュ116の前方には、ワークWの切削加工を行う切削工具122が、ベッド102に搭載された刃物台124に装着され、Z軸方向に直交するX軸方向に沿って移動可能に設けられている。
第2主軸台143は、Z軸方向に延出するZ軸レール106aを有するZ軸スライド機構106に搭載され、Z軸スライド機構106は、X軸方向に延出するX軸レール108aを有するX軸スライド機構108に搭載されている。
第2主軸142は、X軸方向への移動によって、第1主軸112と同心で対向することができる。
支持体130は、一端側が他端側より大径となった段状の外形形状を有している。
大径部分132aの外径D0と鍔部Aの外径DAとは、例えば、第2主軸142の第2チャック142aがコレットチャックである場合に、被把持部となる大径部分132aと鍔部Aとの双方が把持可能となる程度の差を有して同一寸法に形成されている。
支持体内部136に軸部Bが挿入されることによって、支持体130は、ワークWに外嵌され、ワークWのZ軸方向への移動と回転とを許容し、軸部Bと支持体130との軸線の中心が略一致した状態で軸部Bを案内することができる。
第2主軸142は、所定の支持体130と対向する位置に移動して、支持体130の大径部分132aを把持した後、第1主軸112と同心で対向する位置に移動する。
切削加工中の第1主軸112の前進に伴って、図4に示されるように、切削加工された部分が支持体内部136に順次挿入され、ワークWは、自由端側が支持体130によってガイドされながら、精度よく切削加工される。
第2主軸142は、支持体130を介してワークWを、Z軸方向への移動と回転とを許容し、軸部Bと支持体130との軸線の中心が略一致した状態で案内して支持する。
なお、支持体130が軸部Bを円滑に挿入することができるように、支持体内部136の端部に傾斜面、円弧面などの案内形状を設けても良い。
第2主軸142の前進によって、支持体130の第1主軸側の端部が軸部Bと鍔部Aとの段差面に当接、又は当接位置近傍に位置すると、図6に示すように、第2主軸142は、支持体130の把持を解除して、前進し、第2チャック142aによって鍔部Aを把持する。
支持体130の先端部分は、大径部分132aの外径D0に比較して小径で、第2主軸142から突出しているため、支持体130は、第2チャック142aによる鍔部Aの把持を妨げない。
第2主軸142は、新たな支持体130を把持する際に、第2チャック142aを開き、支持体130を第2チャック142aの内部に挿入する。
支持体130の大径部分132aの外径D0と、鍔部Aの外径DAとは略同一であるため、第2チャック142aは、開状態で支持体130とともにワークWの通過を許容する。
第2主軸142内の製品Waは、第2主軸142が新たな支持体130を把持する際に、第2主軸142がZ軸方向に前進することによって、新たな支持体130により第2主軸142内に押し込まれる。
加えて、第2主軸142内の製品Waは、第2主軸142に把持された支持体130に挿通される新たに加工される軸部Bによって、順次第2主軸142内に押し込まれる。製品Waは、図7に示されるように、外嵌された支持体130と一体的に第2主軸142の内部に設けられた保留手段としてのワークストックパイプ144に順次押し込まれる。
製品Waは、支持体130を介してワークストックパイプ144に収容され、ワークストックパイプ144の内部を、第2主軸後部へ押し込まれ、第2主軸142の後部側から支持体130と一体的に押し出されて工作機械100から搬出されて回収される。
この際、支持体130は、製品Waと一体に工作機械100から排出される。
このため、不要となった支持体130を排出する特別な動作を設ける必要が無い。
なお、ガイドブッシュ116と第2主軸142との間に、ワークWを開閉自在に保持する保持手段等を設けることによって、第1主軸112によるワークWの掴み替えを行うことができ、第1主軸112の移動ストロークを越える長さの製品Waを加工することが可能となる。
また、製品Waが、軸部Bより大径な鍔部Aを有する場合であっても、第2主軸142の第2チャック142aをコレットチャックとして、ワークWの自由端側をガイドしながら高精度に加工を行うことが可能となる他、第2主軸142の第2チャック(コレットチャック)142aによって鍔部Aを把持して突っ切り加工を行うことができる。
更に、製品Waを、支持体130を介して安定してワークストックパイプ144に収容しながら回収することができる。
支持体230は、例えば、ベッド上の支持体供給手段246に支持フィンガ246aを設け、前記溝を支持フィンガ246aに係合させることによって、ベッド上に着脱自在に設けることができる(図12等参照)。
本模式図では、第1主軸212の第1チャック212a、第2主軸242の第2チャック242a、支持体供給手段246の支持フィンガ246aのみを示している。
ワークWは、小径部分を第1チャック212aで把持され、切削工具222によって大径部分が切削加工され、小径部分より大きな径の鍔部Aが形成される。
鍔部Aが加工されると、図10に示すように、第2チャック242a(第2主軸242)が、Z軸方向に前進し、鍔部Aを把持する。
ワークWが第2チャック242aに持ち替えられると、第2主軸242の移動によって、図12に示すように、第2チャック242aを、支持体供給手段246の支持フィンガ246aと同一軸線上に互に対向させた後、Z軸方向に前進する。
支持体230の外径と鍔部Aの外径DAとは、例えば、第2チャック242aがコレットチャックである場合に、支持体230と鍔部Aとの双方が把持可能となる程度の差を有して同一寸法に形成されている。
支持体230内にワークWが挿入され、支持体230のワーク挿入側の端部がワークWの鍔部Aに当接、又は当接位置近傍に位置すると、図13に示すように、第2チャック242aは開き、ワークWの把持を解除して、前進する。
第2チャック242a内に支持体230が挿入され、第2チャック242aは閉じた閉状態で支持体230を把持する。
支持体230は、前記チャックスリーブの構造を有しているため、第2チャック242aに把持されると縮径して内周面でワークWを把持する。
支持体230と鍔部Aとの外径の差は、ワークWを把持する支持体230の縮径を、ワークWの鍔部Aが妨げない程度に、支持体230の外径が、ワークWの鍔部Aの外径よりも若干大きい寸法になるように設定することができる。
第2チャック242aが、支持体230の外周面を把持することによって、第2主軸242は、支持体230を介して、支持体230に挿通されたワークWを、ワークWの外周部分を支持体230の内周面の縮径によって把持して支持する。
支持体230は、縮径によって支持フィンガ246aとの係合が容易に解除される場合もある。
図14に示すように、ワークWは第2主軸242に把持されて支持されることにより、第2主軸242の移動等によって、切削工具222によって小径部分が切削加工され製品Waに仕上げられる。
支持体230を支持フィンガ246aに係合させた状態で、第2チャック242aを開き、第2主軸242を後退させ、第2チャック242aによって鍔部Aを把持する。
支持体230が第2チャック242aによる支持体230の把持を解除されることによって拡径し、支持フィンガ246aに係止されると、図16に示すように、第2チャック242aは、第2主軸242を、第2チャック242aにより鍔部Aを把持した状態で、後退させることによって、ワークWの加工完了後、製品Waから支持体230が脱着され、所定の保留場所等において鍔部Aの把持を解除することによって、製品Waを回収することができる。
これにより、搬出された製品Waに一体化された支持体230を脱着する作業を設ける必要が無い。
図18に示されるように、第2チャック342aの内周面の先端部分には、テーパ部332aと係合可能なテーパ内面342bが形成され、テーパ内面342bに連続して他端側に向かってストレート内面342cが形成されている。
支持体330は、支持フィンガ346aにスプリングバックによって弾力的に保持される。
図18に示されるように、図10と同様に、第2チャック342a(第2主軸342)を、Z軸方向に前進させることによって、第2チャック342aのストレート内面342cによって鍔部Aを把持させる。
支持体330内にワークWが挿入され、支持体330のワーク挿入側の端部がワークWの鍔部Aに当接、又は当接位置近傍に位置すると、支持体330の段差部分が支持フィンガ346aと当接し、第2チャック342aのテーパ内面342bが、支持体330のテーパ部332aを押圧することによって、第2チャック342aが支持体330を把持するとともに、支持体330の内周面が縮径される。
第2主軸342は、支持体330を介して、支持体330に挿通されたワークWを、ワークWの外周部分を支持体330の内周面の縮径によって把持して支持する。
第2主軸342は、ワークWの把持を継続した状態で支持体330を把持し、支持体330を介してワークWを把持して支持することができるため、第2主軸342に対するワークWの把持位置を高精度に維持することができる。
第2チャック342aのテーパ内面342bによる支持体330のテーパ部332aの押圧によって、ストレート部332bの外周が縮径されるため、支持体330は、支持フィンガ346aとの係合が容易に解除される場合もある。
その後、第2チャック342aを一旦開動作して、第2チャック342aのテーパ内面342bによる支持体330のテーパ部332aの押圧を解除することによって、支持体330を、支持フィンガ346aに係止させる。
図22に示すように、第2チャック342aの後退中に第2チャック342aを閉動作させて、第2主軸342を第2チャック342aにより製品Waの鍔部Aを把持した状態で、後退させることによって、ワークWの加工完了後、製品Waから支持体330が脱抜され、所定の保留場所等において鍔部Aの把持を解除することによって、製品Waを回収することができる。
102 ・・・ ベッド
103 ・・・ ガイドブッシュ支持台
104 ・・・ (第1主軸の)Z軸スライド機構
104a ・・・ Z軸レール
106 ・・・ (第2主軸の)Z軸スライド機構
106a ・・・ Z軸レール
108 ・・・ (第2主軸の)X軸スライド機構
108a ・・・ X軸レール
112、 212、 312 ・・・ 第1主軸(主軸、一方の主軸)
212a、312a ・・ 第1チャック
114 ・・・ 第1主軸台
116 ・・・ ガイドブッシュ
122、 222、 322 ・・・ 切削工具
122a、222a、322a ・・ 切削刃
122b ・・・ 突っ切り刃
124 ・・・ 刃物台
130、 230、 330 ・・・ 支持体
132、 232、 332 ・・・ 支持体外周面
132a、232a ・・・ (支持体外周面の)大径部分
332a ・・ (支持体外周面の)テーパ部
132b、232b ・・・ (支持体外周面の)小径部分
332b ・・ (支持体外周面の)ストレート部
136 ・・・ 支持体内部
142、 242、 342 ・・・ 第2主軸(主軸、他方の主軸)
142a、242a、342a ・・ 第2チャック
143 ・・・ 第2主軸台
144 ・・・ ワークストックパイプ(保留手段)
146、 246、 346 ・・・ 支持体供給手段
W ・・・ ワーク(棒材)
Wa ・・・ 製品(段付きピン)
A ・・・ (フランジ状の)鍔部
B ・・・ 軸部(加工済み部分)
DA ・・・ 鍔部の外径
DB ・・・ 成形済み部分の外径
D0 ・・・ (支持体外周面の)大径部分の外径
D1 ・・・ (支持体外周面の)小径部分の外径
D2 ・・・ 支持体内部の内径
Z ・・・ 第1主軸の回転軸方向(ワークを送り出す軸方向)
X ・・・ Z軸方向に直交する軸方向
Claims (4)
- ワークを支持する主軸を備え、前記ワークを前記主軸によって支持することによって、前記ワークの加工を行う工作機械において、
前記主軸に着脱自在に把持される筒状の支持体を備え、
前記主軸が、前記主軸に把持された前記支持体内に前記ワークを挿通させることによって前記ワークを支持するように構成された工作機械。 - 前記主軸が互いに対向する2つの主軸の一方からなり、他方の主軸が前記ワークを一体的に保持し、
前記支持体が、前記主軸に保持されたワークを、回転及び軸線方向への移動を許容するように案内するパイプからなり、
前記パイプを把持した前記主軸が、前記パイプを介して前記ワークを前記案内して支持する請求項1に記載の工作機械。 - 前記支持体がスリーブ状チャックからなり、前記主軸が、前記スリーブ状チャックを把持することによって、前記スリーブ状チャックを閉じ、前記スリーブ状チャックに挿通された前記ワークを把持して支持する請求項1に記載の工作機械。
- 前記主軸が、前記支持体を着脱自在に把持するコレットチャックを備え、
前記コレットチャックが、開状態で前記ワークが挿入され、閉状態で前記ワークを把持するように前記ワークに応じたサイズを有し、
前記コレットチャックによって把持される前記支持体の被把持部を、前記コレットチャックの開状態で、前記コレットチャック内に挿入され、前記コレットチャックの閉状態で、前記コレットチャックによって把持が行われるサイズに設定した請求項2または請求項3に記載の工作機械。
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