JP3562683B2 - クランクシャフトの加工方法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンなどに使用するクランクシャフトの加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来自動車などに搭載するエンジンのクランクシャフトは、クランクシャフトミラーを使用して、ピンやジャーナルを加工している。
【0003】
またクランクシャフトを加工するクランクシャフトミラーとしては、例えば特開平6−297221号公報に記載されたものが公知である。
上記公報のクランクシャフトミラーは、幅の狭いカッタを使用してワークの同一個所を例えば6回に分けて加工することにより、ピン幅やジャーナル幅が異なるワークに対しても加工が可能となっている。
【0004】
一方従来のクランクシャフトミラーでワークのピンやジャーナルを加工する場合、ワークの回転方向の位置決め(位相位置決め)を行っている。
【0005】
このワークの位相位置決めは、通常ワークの一端側に位置するカウンタウエイトに、予め位相位置決め用の基準座を加工しておき、ワークをクランクシャフトミラーに搬入して、両端をチャックでクランプする前に、上記ワークの基準座をチャック側の位相爪に当接させて、ワークの位相位置決めを行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のクランクシャフトミラーでは、ワークの基準座側端部に位置するジャーナルを加工する場合、基準座が当接する位相爪がカッタと干渉して、このジャーナルの加工ができない。
【0007】
このため従来では、この部分のジャーナルは、旋盤などの別の機械を使用して別工程で加工しなければにならないため、工程数が多くなって生産性が悪いと共に、旋盤などの設備を別に必要とするため、設備費が嵩むなどの不具合がある。
この発明は上記従来の不具合を改善するためになされたもので、1基のクランクシャフトミラーでワークの全てのピンやジャーナルを加工できるようにしたクランクシャフトの加工方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項1記載の発明は、加工すべきワーク3の両端をセンタ4bによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク3の一端側のプーリシャフト3fを、一方のチャック4の爪体4dでクランプし、上記ワーク3の他端側のフランジ3gを他方のチャック4の爪体4dでクランプし、かつ回転するカッタ5eで上記ワーク3のジャーナル3a及びピン3bを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
上記一方のチャック4に、上記ワーク3の一端寄りの第1ジャーナルJ よりも他端側のカウンタウエイト3dの基準座3eに当接してワーク3の位相位置決めを行う位相爪4cを設け、この一方のチャック4を、その位相爪4cが第1ジャーナルJ を切削加工するカッタ5eと干渉しない位置まで移動した場合に爪体4dで一方のセンタ4bをクランプできる構成とし、
上記一方のチャック4の位相爪4cによりワーク3の位相位置決め後、ワーク3のプーリシャフト3f、フランジ3gを爪体4dでそれぞれクランプし、次に回転するカッタ5eで上記ワーク3のジャーナル3a及びピン3bを複数工程で加工すると共に、上記第1ジャーナルJを除く全てのジャーナル3a及びピン3bの切削加工が完了したら、上記センタ4bがワーク3の両端を支持した状態で、上記位相爪4cを有する一方のチャック4の爪体4dをアンクランプし、その後一方のチャック4を、その位相爪4cが上記第1ジャーナルJ を切削加工するカッタ5eと干渉しない位置まで退させて、その位置で一方のセンタ4bを爪体4dでクランプした後、第1ジャーナルJ上記回転するカッタ5eで切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法である。
【0009】
また請求項2記載の発明は、加工すべきワーク3の両端をセンタ4bによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク3の一端側のプーリシャフト3fを、一方のチャック4の爪体4dでクランプし、上記ワーク3の他端側のフランジ3gを他方のチャック4の爪体4dでクランプし、かつ回転するカッタ5eで上記ワーク3のジャーナル3a及びピン3bを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
上記一方のチャック4に、上記ワーク3の一端寄りの第1ジャーナルJよりも他端側のカウンタウエイト3dの基準座3eに当接してワーク3の位相位置決めを行う位相爪4cを設け、この一方のチャック4を、その位相爪4cが第1ジャーナルJを切削加工するカッタ5eと干渉しない位置まで移動した場合に爪体4dで一方のセンタ4bをクランプできる構成とし、
上記ワーク3の両端をセンタ4bでそれぞれ支持した状態で、上記一方のチャック4を、その位相爪4cが上記ワーク3の第1ジャーナルJを切削加工するカッタ5eと干渉しない位置で一方のセンタ4bを爪体4dでクランプし、かつ他方のチャック4の爪体4dでワーク3のフランジ3gをクランプして第1ジャーナルJを切削加工し、その後両方のチャック4の爪体4dをアンクランプし、次に位相爪4cを有する一方のチャック4を前進させて、位相爪4cをカウンタウエイト3dの基準座3eに当接してワーク3の位相位置決めをし、その後再び両方のチャック4の爪体4dでワーク3の両端をクランプして、残りのジャーナル3a及びピン3bを複数工程で切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法ある。
【0011】
上記請求項1、2記載の発明における方法により、1基のクランクシャフトミラーで全てのジャーナル及びピンを切削加工できるため、従来のように別の機械を使用して別工程で第1ジャーナルを加工する必要がない。
これによって工程数が少なくなるため、生産性が向上すると共に、第1ジャーナルを加工するための専用の機械を必要としないため、設備費の低減が図れる。
【0012】
また同一ラインで全てのジャーナル及びピンを加工することができるため、ラインの自動化及び無人化運転が可能になると共に、多数のチップを有する多刃カッタを使用することにより、単刃カッタを使用して加工する場合に比べて工具の交換時期を長くできるため、機械の稼動率向上と、これに伴う生産性の向上が図れるようになる。
【0013】
さらに一方のチャック4を後退させて、カッタ5eで第1ジャーナルJ を切削加工する際、後退させた一方のチャック4側の一方のセンタ4bが長く突出しても、爪体4dによりその一方のセンタ4bをクランプした状態で第1ジャーナル を切削することから、切削反力によりセンタが振れることもなく、これによって精度の高い加工が可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図1はこの発明のクランクシャフトの加工方法を実施するクランクシャフトミラーの正面図で、ベッド1上に2基のワークヘッド2が接離方向に移動自在に設けられている。
これらワークヘッド2の対向面には、ジャーナル3a及びピン3bを加工するワーク3の両端を固定するチャック4が設けられている。
【0015】
上記チャック4は図2及び図3に示すように、チャック本体4aの中心部に、ワーク3の両端面に予め前加工されたセンタ孔3cに嵌合して、ワーク3の両端を支持するセンタ4bがチャック本体4aに対して進退自在に設けられていると共に、一方のチャック4には、ワーク3の一端側に位置するカウンタウエイト3dに予め前加工された位相位置決め用の基準座3eに当接して、ワーク3の位相位置決めを行う位相爪4cと、ワーク3の一端側に設けられたプーリシャフト3をクランプする爪体4dが設けられ、他方のチャック4には、ワーク3の他端側に設けられたフランジ3gをクランプする爪体4dが設けられていて、これら爪体4dによりワーク3の両端が固定できるようになっている。
【0016】
一方上記ワークヘッド2間のベッド1上には、カッタユニット5とワークレスト6がそれぞれベッド1の長手方向に移動自在に設けられている。
上記カッタユニット5はベッド1の一端側に設けられた駆動モータ7により回転されるボールねじ軸8に螺合するサドル5aを有していて、このサドル5a上にサドル5aの移動方向と直交する方向に移動自在なスライド5bが設けられている。
【0017】
上記スライド5bには、図示しない揺動機構により上下方向へ揺動されるスイングアーム5cが設けられていて、このスイングアーム5cに、回転しながら、内周面に設けられた多数のチップ5dでワーク3を切削加工するカッタ5eが設けられている。
【0018】
また上記ワークレスト6は図4に示すように、図示しない駆動手段によりベッド1上を移動されるサドル6aの上部に、アームシリンダ9により支軸6bを中心に開閉自在な一対のレストアーム6cが設けられていて、これらレストアーム6cの対向面に、ワーク3のジャーナル3aを上下方向より支持するレストホルダ6dが設けられている。
【0019】
また各レストアーム6cの開閉端側は、サドル6aに設けられたロック機構10のロックプレート10aにより上下方向より挟着されて、ワーク3の加工中各レストアーム6cが開放しないようになっている。
【0020】
次に上記クランクシャフトミラーを使用してクランクシャフトを加工する方法を図5及び図6を参照して説明する。
この加工方法は、ワーク3のプーリシャフト3fの長さが短かく、プーリシャフト3f側のチャック4を退避させた場合、爪体4cがプーリシャフト3fより外れて、プーリシャシャフト3fをクランプできないワーク3に対して適用するものである。
【0021】
クランクシャフトミラーにワーク3が搬入されると、各チャック4に設けられたセンタ4bがワーク3両端のセンタ孔3cに嵌合されて、図2に示すようにワーク3が各センタ4b間に支持されると共に、この状態でプーリシャフト3f側のチャック4に設けられた位相爪4cに、ワーク3のカウンタウエイト3dに予め形成された基準座3eが当接されて、ワーク3の位相位置決めが行われる。
【0022】
ワーク3の位相位置決めが完了すると、各チャック4の爪体4cによりプーリシャフト3f及びフランジ3gの図5に示す矢印a,b部分がクランプされて、ワーク3が図2に示すように固定される。
そして図5に示す第1工程でまずフランジ3g側に位置する第5ジャーナルJがカッタ5eにより切削加工される。
第5ジャーナルJの加工が完了すると、カッタ5eが第4ピンPへ、そしてワークレスト6がすでに加工の完了している第5ジャーナルJへ移動され、ワークレスト6により第5ジャーナルJが支持される。
そして第2工程でカッタ5eにより第4ピンPが切削加工される。
【0023】
次に第3工程では、第5ジャーナルJがワークレスト6で支持された状態で第4ジャーナルJが切削加工されると、カッタ5eは第3ピンPへ、そしてワークレスト6は第3工程で加工の完了した第4ジャーナルJへ移動されて、第4ジャーナルJを支持する。
そして第4工程でカッタ5eにより第3ピンPが切削加工される。
【0024】
以下上記動作を繰返しながら、第5工程で第3ジャーナルJが、第6工程で第2ピンPが、第7工程で第2ジャーナルJが、第8工程で第1ピンPが順次加工される。
そして第9工程で第1ジャーナルJを切削加工するが、このときカウンタウエイト3dに形成された基準座3eに当接する位相爪4cがカッタ5eと干渉して第1ジャーナルJの加工ができない。
【0025】
そこで第9工程では、まずプーリシャフト3fをクランプしているチャック4をアンクランプし、次に各チャック4のセンタ4bがワーク3の両端を支持している状態で、プーリシャフト3f側のチャック4のみを、位相爪4cが第1ジャーナルJを加工するカッタ5eと干渉しない位置まで退避させる。
このとき加工しているワーク3は、プーリシャフト3fが短いため、位相爪4cがカッタ5eと干渉しない位置までチャック4を退避させると、図6に示すようにチャック4の爪体4dがプーリシャフト3fをクランプできなくなるが、フランジ3g側のチャック4の爪体4dがワーク3のフランジ3gをクランプしてワーク3を固定しているため、第1ジャーナルJの加工に何等支障をきたすことはない。
【0026】
また位相爪4cを有するチャック4を退避させることによりセンタ4bの先端が長く突出するため、このセンタ4bの先端側をチャック4の爪体4dでクランプして、加工中にセンタ4bが振れるのを防止する。
そしてこの状態でカッタ5eを第1ジャーナルJに位置決めし、またレスト6は第8工程と同じ第2ジャーナルJをクランプして、カッタ5eにより第1ジャーナルJを加工するもので、加工中プーリシャフト3f側のチャック4のセンタ4bが切削反力で振れることもないので、精度の高い加工が可能になる。
【0027】
以上の工程により全てのジャーナル3a及びピン3bの加工が完了したらチャック4をアンクランプして、加工の完了したワーク3を搬出し、次に加工するワーク3を搬入して上記工程を繰返すもので、1基のクランクシャフトミラーにより全てのジャーナル3a及びピン3bの加工が可能になる。
【0028】
なお上記実施の形態では、第9工程で第1ジャーナルJを加工するようにしたが、図7に示すように第1工程で第1ジャーナルJを加工した後に上記工程を行うようにしてもよい。
すなわちワーク3が搬入されて、各チャック4のセンタ4bによりワーク3の両端が支持されたら、位相位置決めをせずに、プーリシャフト3f側のチャック4を、位相爪4cが第1ジャーナルJを加工するカッタ5eと干渉しない位置に退避させた状態でプーリシャフト3f側のチャック4の爪体4dでセンタ4bの先端側(矢印aの位置)をクランプし、他方のチャック4でワーク3のフランジ3gの矢印bの位置をクランプして、第1工程で第1ジャーナルJを加工する。
【0029】
次に第1工程で第1ジャーナルJの加工が完了したら、プーリシャフト3f側のチャック4はセンタ4bをアンクランプし、他方のチャック4はワーク3をアンクランプした状態でプーリシャフト3f側のチャック4を前進させ、位相爪4bによりワーク3の位相位置決めを行う。
位相位置決めが完了したらワーク3の両端をクランプして、上記実施の形態と同様に第5ジャーナルJより加工を開始する。
そして最終の第9工程で第1ピンPの加工を行うことにより、全てのジャーナル3a及びピン3bを加工するもので、各工程で加工するジャーナル3a及びピン3bは図7に示す通りである。
【0030】
以上はプーリシャフト3fの長さが短いワーク3を加工する場合であるが、プーリシャフト3f長さが図8の(イ)に示すように長く、位相爪4cが第1ジャーナルJを加工するカッタ5eと干渉しない位置までプーリシャフト3f側のチャック4を退避させても、爪体4dがプーリシャフト3fより外れることがない場合は、図8の(ロ)に示すように爪体4dによりプーリシャフト3fをクランプして図5または図7に示す加工工程を実施することにより、上記実施の形態と同様に、一基のクランクシャフトミラーで全てのジャーナル3a及びピン3bを加工することができるようになる。
【0031】
なお上記実施の形態では、カッタユニット5及びワークレスト6を別の駆動手段で移動させるようにしたが、カッタユニット5とワークレスト6の間に切離し自在な連結手段を設けて、カッタユニット5の駆動手段でワークレスト6の移動を行うようにしても勿論よい。
【0032】
また上記実施の形態では、チャック4間でワーク3を固定して、各ジャーナル3a及びピン3bを切削加工する場合について説明したが、ワーク3を回転させながらジャーナル3a及びピン3bを切削加工するクランクシャフトミラーや、外周面に多数のチップ5dを設けたカッタ5eによりワーク3を切削加工するクランクシャフトミラーにも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の方法を実施するクランクシャフトミラーの一部を省略した正面図である。
【図2】この発明の方法を実施するクランクシャフトミラーのチャック付近を示す拡大図である。
【図3】(イ)図2のX方向からの矢視図である。
(ロ)図3の(イ)のY−Y線に沿う断面図である。
【図4】この発明方法を実施するクランクシャフトミラーに設けられたワークレストの正面図である。
【図5】この発明方法の実施の形態を示す説明図である。
【図6】この発明方法の実施の形態を示す説明図である。
【図7】この発明方法の別の実施の形態を示す説明図である。
【図8】(イ)及び(ロ)はこの発明方法の別の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
3…ワーク、3a…ジャーナル、3b…ピン、4…チャック、4b…センタ、4c…位相爪、4d…爪体、5e…カッタ、J…第1ジャーナル。

Claims (2)

  1. 加工すべきワーク3の両端をセンタ4bによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク3の一端側のプーリシャフト3fを、一方のチャック4の爪体4dでクランプし、上記ワーク3の他端側のフランジ3gを他方のチャック4の爪体4dでクランプし、かつ回転するカッタ5eで上記ワーク3のジャーナル3a及びピン3bを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
    上記一方のチャック4に、上記ワーク3の一端寄りの第1ジャーナルJ よりも他端側のカウンタウエイト3dの基準座3eに当接してワーク3の位相位置決めを行う位相爪4cを設け、この一方のチャック4を、その位相爪4cが第1ジャーナルJ を切削加工するカッタ5eと干渉しない位置まで移動した場合に爪体4dで一方のセンタ4bをクランプできる構成とし、
    上記一方のチャック4の位相爪4cによりワーク3の位相位置決め後、ワーク3のプーリシャフト3f、フランジ3gを爪体4dでそれぞれクランプし、次に回転するカッタ5eで上記ワーク3のジャーナル3a及びピン3bを複数工程で加工すると共に、上記第1ジャーナルJを除く全てのジャーナル3a及びピン3bの切削加工が完了したら、上記センタ4bがワーク3の両端を支持した状態で、上記位相爪4cを有する一方のチャック4の爪体4dをアンクランプし、その後一方のチャック4を、その位相爪4cが上記第1ジャーナルJ を切削加工するカッタ5eと干渉しない位置まで退させて、その位置で一方のセンタ4bを爪体4dでクランプした後、第1ジャーナルJ上記回転するカッタ5eで切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
  2. 加工すべきワーク3の両端をセンタ4bによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク3の一端側のプーリシャフト3fを、一方のチャック4の爪体4dでクランプし、上記ワーク3の他端側のフランジ3gを他方のチャック4の爪体4dでクランプし、かつ回転するカッタ5eで上記ワーク3のジャーナル3a及びピン3bを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
    上記一方のチャック4に、上記ワーク3の一端寄りの第1ジャーナルJよりも他端側のカウンタウエイト3dの基準座3eに当接してワーク3の位相位置決めを行う位相爪4cを設け、この一方のチャック4を、その位相爪4cが第1ジャーナルJを切削加工するカッタ5eと干渉しない位置まで移動した場合に爪体4dで一方のセンタ4bをクランプできる構成とし、
    上記ワーク3の両端をセンタ4bでそれぞれ支持した状態で、上記一方のチャック4を、その位相爪4cが上記ワーク3の第1ジャーナルJを切削加工するカッタ5eと干渉しない位置で一方のセンタ4bを爪体4dでクランプし、かつ他方のチャック4の爪体4dでワーク3のフランジ3gをクランプして第1ジャーナルJを切削加工し、その後両方のチャック4の爪体4dをアンクランプし、次に位相爪4cを有する一方のチャック4を前進させて、位相爪4cをカウンタウエイト3dの基準座3eに当接してワーク3の位相位置決めをし、その後再び両方のチャック4の爪体4dでワーク3の両端をクランプして、残りのジャーナル3a及びピン3bを複数工程で切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
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