JP2017100244A

JP2017100244A - 中空ワークの位置決め方法

Info

Publication number: JP2017100244A
Application number: JP2015235520A
Authority: JP
Inventors: 莉歩伊藤; Riho Ito
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-06-08

Abstract

【課題】中空ワークの大きさにばらつきがある場合でも旋盤に対する中空ワークを任意の位置に容易に位置決めすることができ、掴みかえることなく中空ワークの両端部および外径部を同時に加工することができる中空ワークの位置決め方法を提供する。【解決手段】中空ワーク5の位置決め方法は、中空ワーク5の両端面を両側の内径把持用チャック4で把持するとともに内径把持用チャック4の両当接面72a,72aに当接させて、中空ワーク5の軸方向の長さを計測する。前記一方のチャック4の把持を解放し、中空ワーク5を把持した状態の前記他方のチャック4を前記一方のチャック4から離れる方向に移動させ、前記一方のチャック4で中空ワーク5を把持し、前記他方のチャック4の把持を解放した後、前記他方のチャック4を前記一方のチャック4から離れる方向に移動させ、前記他方のチャック4で中空ワーク5を把持する。【選択図】図６

Description

この発明は、旋盤を使用して中空ワークの加工を行う際に、内径把持用チャックで中空ワークを把持する中空ワークの位置決め方法に関するものである。

従来の旋盤として、回転可能に主軸台に設けられた主軸と、主軸の軸線方向と直角の方向に移動可能な第１刃物台および第２刃物台とを備えており、主軸の先端に内径把持用チャックの本体が同心に固着されていて、チャックの本体に中空ワークを把持する爪が突出するように一体に設けられたものが知られている。

第１刃物台には、中空ワークの位置決めをするストッパが着脱可能に取り付けられており、第２刃物台には、中空ワークを押圧するためのプッシャが着脱可能に取り付けられている。中空ワークを加工する旋盤の従来の位置決め方法において、中空ワークを加工するために中空ワークを位置決めする。

具体的には、中空ワークをチャックに取り付ける前に、中空ワークが加工位置に位置するようにストッパを位置決めし、かつ刃物台を位置決めする。そして、中空ワークをチャックに嵌挿したのち、ストッパとプッシャとの間に中空ワークが介在するようにプッシャを位置決めし、プッシャで中空ワークの一端面を押圧するとともに中空ワークを介してストッパの側面を押圧することによって、中空ワークを位置決めする（下記特許文献１参照）。

特開平９−１７４３０１号公報

従来のような中空ワークの位置決め方法は、中空ワークによって大きさのばらつきがあるため、中空ワークを加工する際に旋盤に対する中空ワークの位置決めを中空ワーク毎に設定する必要があり煩わしいことがある。また、中空ワークの加工には、安定した精度が要求され、さらに、中空ワークの両端部と外径部とを加工する場合、掴みかえることが必要な場合があり手間がかかる。

この発明の目的は、中空ワークの大きさにばらつきがある場合でも旋盤に対する中空ワークを任意の位置に容易に位置決めすることができ、掴みかえることなく中空ワークの両端部および外径部を同時に加工することができる中空ワークの位置決め方法を提供することにある。

この発明による中空ワークの位置決め方法は、対向する軸方向移動可能な一対の主軸に当接面を有する内径把持用チャックをそれぞれ装着し、一方および他方の軸方向移動可能な内径把持用チャックによって中空ワークの内径を把持して加工する中空ワークの位置決め方法であって、
中空ワークの一端側に前記一方のチャックを差し込んで中空ワークの一端面を前記一方のチャックの当接面に当接させておき、前記一方のチャックで中空ワークを把持し、中空ワークの他端側に前記他方のチャックを差し込んで中空ワークの他端面を前記他方のチャックの当接面に当接させ、前記他方のチャックで中空ワークを把持した後、両当接面の間の距離により中空ワークの軸方向の長さを計測し、前記一方のチャックの把持を解放し、中空ワークを把持した状態の前記他方のチャックを前記一方のチャックから離れる方向に移動させ、前記一方のチャックで中空ワークを把持し、前記他方のチャックの把持を解放した後、前記他方のチャックを前記一方のチャックから離れる方向に移動させ、前記他方のチャックで中空ワークを把持することを特徴とするものである。

把持操作完了後における、一方のチャックの当接面と中空ワークの一端面との間の距離と、他方のチャックの当接面と中空ワークの他端面との間の距離とは、同一であっても良く異なっても良い。

中空ワークの他端面を他方のチャックの当接面に当接させる際は、トルクスキップを使用して当接させる。

トルクスキップとは、駆動トルクが予め設定されたトルク値に達した時、駆動トルクに伴う動作を停止させることをいい、具体的には、中空ワークを把持した一方のチャックへ向かって他方のチャックが軸方向に移動し、中空ワークの端面が他方のチャックに当接させられた際、他方のチャックの移動が継続されると他方のチャックの駆動トルクが急激に上昇する。そこで、他方のチャックの駆動トルクを検出し、予め設定されたトルク値に達した時、他方のチャックの移動を停止させ、中空ワークを他方のチャックに当接させる動作を完了させるこという。

内径把持用チャックは、コレットチャックやスクロールチャック等とされる。

この発明による中空ワークの位置決め方法において、中空ワークの軸方向の長さを計測した後、中空ワークを前記他方のチャックによって前記一方のチャックから離れる方向に移動させる長さを、中空ワークの軸方向の長さに基づいた取り代から決定することが好ましい。

このようにすると、中空ワーク両端の加工する部分を同一にすることができるので、中空ワークの両端部および外径部を同時に加工する際に、加工精度向上させることができる。

この発明の中空ワークの位置決め方法によると、中空ワークの一端側に前記一方のチャックを差し込んで中空ワークの一端面を前記一方のチャックの当接面に当接させておき、前記一方のチャックで中空ワークを把持し、中空ワークの他端側に前記他方のチャックを差し込んで中空ワークの他端面を前記他方のチャックの当接面に当接させ、前記他方のチャックで中空ワークを把持した後、両当接面の間の距離により中空ワークの軸方向の長さを計測し、前記一方のチャックの把持を解放し、中空ワークを把持した状態の前記他方のチャックを前記一方のチャックから離れる方向に移動させ、前記一方のチャックで中空ワークを把持し、前記他方のチャックの把持を解放した後、前記他方のチャックを前記一方のチャックから離れる方向に移動させ、前記他方のチャックで中空ワークを把持するので、寸法誤差や温度変化により中空ワークの大きさにばらつきがある場合でも中空ワークを任意の位置に容易に位置決めすることができ、掴みかえることなく中空ワークの両端部および外径部を同時に加工することができる。

この発明による中空ワークの位置決め方法の第１および第２実施形態の第２工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第１および第２実施形態の第３工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第１および第２実施形態の第４工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第１実施形態の第８工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第１実施形態の第１０工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第１実施形態の第１１工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第２実施形態の第７工程を示す横断面図である。この発明による中空ワークの位置決め方法の第２実施形態の第１３工程を示す横断面図である。

この実施形態において、図１の左右を左右というものとする。

図１に示すように、旋盤(1)は、対向して左右一対に設けられた軸方向移動可能かつ回転可能な円柱状の左主軸(2)および右主軸(3)と、両主軸(2)(3)の軸線と同軸で左主軸(2)および右主軸(3)に設けられた内径把持用チャック(4)とを備えている。

主軸(2)(3)は、主軸台（図示略）に設けられた主軸回転用モータにより内径把持用チャック(4)の軸を中心として、内径把持用チャック(4)により内径両端部を把持された中空ワーク(5)を回転させることが可能となっている。

内径把持用チャック(4)は、主軸(2)(3)とともに軸方向に移動可能で中空ワーク(5)の内径を把持するスクロールチャックとされており、左主軸(2)および右主軸(3)に固定された円板状のチャック本体(6)と、チャック本体(6)の軸方向内側でチャック本体(6)に対して径方向に移動可能に設けられた４個の爪(7)とから構成されている。

４個の爪(7)は、軸方向から見たときに、チャック本体(6)の回転軸の回転中心点を中心とする放射状に９０度の間隔で配置されている。

爪(7)は、側面視略Ｌ字状に形成されており、中空ワーク(5)の内径両端部を把持するワーク把持部(71)と、チャック本体(6)に取り付けられる取付部(72)と、ワーク把持部(71)と取付部(72)との連結部にワーク把持部(71)の外径よりも小さい径で形成された頸部(73)とから構成され、ワーク把持部(71)と取付部(72)と頸部(73)とは一体に形成されている。また、爪(7)は、鋼鉄で形成されている。

ワーク把持部(71)の軸方向の長さは、中空ワーク(5)の軸方向の長さより短く形成されている。ワーク把持部(71)の径方向外側面は、中空ワーク(5)の内径面に当接して内径を把持するワーク把持面(71a)となっている。

軸方向に対向する取付部(72)の内側面は、中空ワーク(5)の軸方向の端面が当接する当接面(72a)となっている。

上記のように構成されている中空ワーク(5)を位置決めする本願発明の位置決め方法は、第１の実施形態として、まず、手動で中空ワーク(5)の左側に左側チャック本体(6)に設けられた爪(7)のワーク把持部(71)を縮径状態で差し込んで中空ワーク(5)の左端面を左側取付部(72)の当接面(72a)に当接させておく（ステップ１）。

その後、図１に示すように、左側の爪(7)を拡径して中空ワーク(5)を把持する（ステップ２）。

その後、図２に示すように、右側の内径把持用チャック(4)を左方向へ移動させ中空ワーク(5)の右側から右側チャック本体(6)に設けられた爪(7)のワーク把持部(71)を縮径状態で差し込み、トルクスキップにより中空ワーク(5)の右端面を右側取付部(72)の当接面(72a)に当接させる（ステップ３）。

その後、図３に示すように、右側の爪(7)を拡径して中空ワーク(5)を把持する（ステップ４）。

その後、両側当接面(72a)(72a)の間の距離により中空ワーク(5)の軸方向の長さを計測する（ステップ５）。

左側の内径把持用チャック(4)に対して中空ワーク(5)を右側の内径把持用チャック(4)によって引き出す長さＡを、中空ワーク(5)の軸方向の長さに基づいて決定する（ステップ６）。中空ワーク(5)を引き出す長さＡは、中空ワーク(5)の両端部を加工するために必要な長さであり、中空ワーク(5)の軸方向端面が頸部(73)中程の径方向外側に位置するまで右側の内径把持用チャック(4)が移動する距離とされている。

その後、左側の爪(7)の把持を解放する（ステップ７）。

図４に示すように、中空ワーク(5)を把持した状態の右側の内径把持用チャック(4)を左側の内径把持用チャック(4)から離れる方向（右方向）に長さＡの距離を移動させる（ステップ８）。

左側の爪(7)で中空ワーク(5)を把持し、右側の爪(7)の把持を解放する（ステップ９）。

その後、図５に示すように、右側の内径把持用チャック(4)を左側の内径把持用チャック(4)から離れる方向（右方向）に長さＡ´の距離を移動させる（ステップ１０）。長さＡ´は、長さＡと同一でも良く、異なっても良い。

図６に示すように、右側の爪(7)を拡径して中空ワーク(5)を把持する（ステップ１１）。このようにして中空ワーク(5)を把持することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。

まず、手動で中空ワーク(5)の左側に左側チャック本体(6)に設けられた爪(7)のワーク把持部(71)を縮径状態で差し込んで中空ワーク(5)の左端面を左側取付部(72)の当接面(72a)に当接させておく（ステップ１）。

次に、図１に示すように、左側の爪(7)を拡径して中空ワーク(5)を把持する（ステップ２）。

その後、図２に示すように、右側の内径把持用チャック(4)を移動させ中空ワーク(5)の右側から右側チャック本体(6)に設けられた爪(7)のワーク把持部(71)を縮径状態で差し込み、トルクスキップにより中空ワーク(5)の右端面を右側の取付部(72)の当接面(72a)に当接させる（ステップ３）。

その後、両側当接面(72a)(72a)の間の距離により中空ワーク(5)の軸方向の長さＬ１を計測する（ステップ５）。

図７に示すように、中空ワーク(5)両端の取り代ａを算出する。中空ワーク(5)両端の取り代ａは、（加工前の中空ワーク(5)の軸方向長さＬ１―加工後の中空ワーク(5)の目標とする軸方向長さＬ２）÷２によって算出する（ステップ６）。

次いで、算出した取り代ａに対して取付部(72)の当接面(72a)と中空ワーク(5)端面との間の必要な空隙を想定し、左側の内径把持用チャック(4)に対して中空ワーク(5)を右側の内径把持用チャック(4)によって引き出す長さｂを決定する。引き出す長さｂは、（必要な空隙を有する両側取付部(72)(72)の当接面(72a)(72a)間の距離―加工前の中空ワーク(5)の軸方向長さ）÷２で算出される（ステップ７）。

その後、左側の爪(7)の把持を解放する（ステップ８）。

中空ワーク(5)を把持した状態の右側の内径把持用チャック(4)を左側の内径把持用チャック(4)から離れる方向（右方向）に算出した長さｂの距離を移動させる（ステップ９）。

左側の爪(7)で中空ワーク(5)を把持し、右側の爪(7)の把持を解放する（ステップ１０）。

その後、右側の内径把持用チャック(4)を左側の内径把持用チャック(4)から離れる方向（右方向）に算出した長さｂの距離を移動させる（ステップ１１）。

図８に示すように、右側の爪(7)を拡径して中空ワーク(5)を把持する（ステップ１２）。このようにして中空ワーク(5)を把持することができる。

以上の方法により、第１実施形態および第２実施形態によると、寸法誤差や温度変化により中空ワーク(5)の大きさにばらつきがある場合でも、中空ワーク(5)の左右の先端部を左右の取付部(72)(72)の当接面(72a)(72a)に当接させて中空ワーク(5)の軸方向長さに基づいて移動させる距離を算出するので、加工する際に中空ワーク(5)を任意の位置に容易に位置決めすることができる。また、中空ワーク(5)の左右の先端部と左右の取付部(72)(72)の当接面(72a)(72a)との間、および中空ワーク(5)の内径両端部と頸部(73)の外径部との間に空隙が空けられているので、これらの空隙により中空ワーク(5)の左右両端部を加工することができ、さらに中空ワーク(5)の両端部と外径部とを同時に加工することが可能となる。そして、第２実施形態によると、さらに、中空ワーク(5)の軸方向の長さが異なっても、図８に示すように、中空ワーク(5)の左側の取り代ａと右側の取り代ａ、および左側の長さｂと右側の長さｂとを同一にして中空ワーク(5)の把持される両端の長さｃを同一にすることで、安定した精度で中空ワーク(5)を加工することができる。

本実施形態では、内径把持用チャックをスクロールチャックとしたが、内径把持が可能であればコレットチャックやマンドレルチャック等、把持方法は適宜変更が可能であり、実施形態に限定されるものではない。

(2)(3) 主軸
(4) 内径把持用チャック
(5) 中空ワーク
(72a) 当接面

Claims

対向する軸方向移動可能な一対の主軸に当接面を有する内径把持用チャックをそれぞれ装着し、一方および他方の軸方向移動可能な内径把持用チャックによって中空ワークの内径を把持して加工する中空ワークの位置決め方法であって、
中空ワークの一端側に前記一方のチャックを差し込んで中空ワークの一端面を前記一方のチャックの当接面に当接させておき、前記一方のチャックで中空ワークを把持し、中空ワークの他端側に前記他方のチャックを差し込んで中空ワークの他端面を前記他方のチャックの当接面に当接させ、前記他方のチャックで中空ワークを把持した後、両当接面の間の距離により中空ワークの軸方向の長さを計測し、前記一方のチャックの把持を解放し、中空ワークを把持した状態の前記他方のチャックを前記一方のチャックから離れる方向に移動させ、前記一方のチャックで中空ワークを把持し、前記他方のチャックの把持を解放した後、前記他方のチャックを前記一方のチャックから離れる方向に移動させ、前記他方のチャックで中空ワークを把持することを特徴とする中空ワークの位置決め方法。
中空ワークの軸方向の長さを計測した後、中空ワークを前記他方のチャックによって前記一方のチャックから離れる方向に移動させる長さを、中空ワークの軸方向の長さに基づいた取り代から決定することを特徴とする請求項１記載の中空ワークの位置決め方法。