JP3646907B2 - クランクシャフトの加工方法と、加工に使用するクランクシャフトミラー及び加工用カッタ装置 - Google Patents
クランクシャフトの加工方法と、加工に使用するクランクシャフトミラー及び加工用カッタ装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジン等に使用するクランクシャフトの加工方法と、クランクシャフトを加工するクランクシャフトミラー及び加工用カッタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種のクランクシャフトは、クランクシャフトミラーによりピン及びジャーナルの外周面と、カウンタウエイトの側面を加工しているが、ピン及びジャーナル両端部のR溝はアンダカット加工となるため、別の機械で加工している。
しかし別の機械を使用して加工する方法では、設備費が嵩むと共に、ワークを脱着する際の段取り替えに多くの工数を必要とするため、生産性も悪いなどの不具合がある。
【0003】
このため、カウンタウエイトの側面を素材で逃すことにより、同一のカッタに外周加工用のチップとR溝加工用のチップを取付けて加工を可能にした加工方法が提案されているが、この方法では素材の取代が多くなるためR溝の加工精度が低下すると共に、材料の歩留りも悪くなるなどの不具合があった。
【0004】
かかる不具合を改善するため、特開平6−277923号公報で、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラーの一方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面とカウンタウエイトの側面を加工するカッタを、また他方のカッタヘッドにはピン及びジャーナルにR溝を加工するカッタを取付けて、ピン及びジャーナルの外周面とカウンタウエイトの側面を加工するカッタによりピン及びジャーナルの外周面とカウンタウエイトの側面を順次加工しながら、R溝加工用カッタで加工の終了したピン及びジャーナルのR溝を続けて加工するようにしたクランクシャフトの加工方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記公報の加工方法では、ピン及びジャーナルの外周面と、カウンタウエイトの側面及びR溝加工を1台の機械で加工できるため、生産性が向上するなどの効果はあるが、ピン及びジャーナルの外周面は荒加工となるため、加工後別の工程でピン及びジャーナルの外周面を研摩する際、研摩による取代が大きくなって研摩に多くの時間を要するなど、生産性が悪い不具合がある。
【0006】
また荒加工されたピン及びジャーナルの外周面は、取代の変動が大きいため、荒加工された外周面を研摩加工する場合、取代の変動の影響を受けて加工精度にバラツキが生じると共に、ピン及びジャーナル外周面の荒加工とR溝加工を行った後に、ピン及びジャーナルを基準にピン及びジャーナルの外周面を研摩加工するため、ピン及びジャーナルの中心と、R溝の中心に芯ずれが発生し、その結果強度が低下するなど、クランクシャフトとしての性能が低下するなどの不具合もある。
【0007】
この発明はかかる不具合を解消するためになされたもので、ピン及びジャーナル外周の荒仕上げ及び中仕上げと、R溝の加工が1台の機械で可能なクランクシャフトの加工方法と、加工に使用するクランクシャフトミラー及び加工用カッタ装置を提供して、加工精度の向上及び製品性能の向上などを図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】
上記目的を達成するため請求項1記載の発明は、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラーの一方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を荒加工する外周荒加工用チップと、カウンタウエイトの側面を加工する側面加工用チップを有するカッタを取付け、また他方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を中仕上げ加工する外周中仕上げ用チップと、ピン及びジャーナルの両端にR溝を加工するR溝加工用チップを取り付けて、一方のカッタヘッドのカッタによりピン及びジャーナル外周の荒加工と、カウンタウエイト側面の加工を順次行いながら、他方のカッタヘッドのカッタにより、ピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とR溝加工を続けて行うようにしたものである。
【0009】
上記方法により、一方のカッタにより外周荒加工用チップで荒加工されたピン及びジャーナルの外周面を、他方のカッタで中仕上げ加工することができるため、研摩工程でピン及びジャーナルの外周を研摩する際の取代が大幅に削減できる。
これによって研摩時間を大幅に短縮することができるため、生産性が向上すると共に、荒加工のみの場合に比べて取代の変動が少ないため、取代の変動による影響が少なくなって、精度の高い加工が可能になる。
【0010】
またピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とR溝加工を同時に行うことから、ピン及びジャーナルの中心とR溝の中心に芯ずれが生じることがなく、これによってこの部分の強度が低下することのない品質の良好なクランクシャフトが得られるようになる。
【0011】
上記目的を達成するため請求項2記載の発明は、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラー本体の一方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を荒加工する外周荒加工用チップと、カウンタウエイトの側面を加工する側面加工用チップを有するカッタを取付けると共に、他方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップと、ピン及びジャーナルの両端にR溝を加工するR溝加工用チップを有するカッタを取付けたものである。
【0012】
上記構成により、一方のカッタにより外周荒加工用チップで荒加工されたピン及びジャーナルの外周面を、他方のカッタで中仕上げ加工することができるため、1台の機械でクランクシャフトのピン及びジャーナルの外周と、カウンタウエイト側面、ピン及びジャーナルの溝加工が行えるようになると共に、研摩工程でピン及びジャーナルの外周を研摩する際の取代が大幅に削減できる。
これによって設備費の削減が図れると同時に、研摩時間を大幅に短縮することができるため、生産性が向上すると共に、荒加工のみの場合に比べて取代の変動が少ないため、取代の変動による影響が少なくなって、精度の高い加工が可能になる。
【0013】
またピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とR溝加工を同時に行うことができるから、ピン及びジャーナルの中心とR溝の中心に芯ずれが生じることがなく、これによってこの部分の強度が低下することのない品質の良好なクランクシャフトが得られるようになる。
【0014】
上記目的を達成するため請求項3記載の発明は、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラー本体の一方のカッタヘッドに取付けられ、かつピン及びジャーナルの外周面を荒加工する外周荒加工用チップと、カウンタウエイトの側面を加工する側面加工用チップが設けられたカッタと、他方のカッタヘッドに取付けられ、かつピン及びジャーナルの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップと、ピン及びジャーナルの両端にR溝を加工するR溝加工用チップが設けられたカッタとより構成したものである。
【0015】
上記構成により、一方のカッタにより外周荒加工用チップで荒加工されたピン及びジャーナルの外周面を、他方のカッタで中仕上げ加工することができるため、研摩工程でピン及びジャーナルの外周を研摩する際の取代が大幅に削減できる。
これによって研摩時間を大幅に短縮することができるため、生産性が向上すると共に、荒加工のみの場合に比べて取代の変動が少ないため、取代の変動による影響が少なくなって、精度の高い加工が可能になる。
【0016】
またピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とR溝加工を同時に行うことができるから、ピン及びジャーナルの中心とR溝の中心に芯ずれが生じることがなく、これによってこの部分の強度が低下することのない品質の良好なクランクシャフトが得られるようになる。
【0017】
しかも一方のカッタに外周中仕上げ用チップを追加するだけでよいことから、容易かつ安価に実施することが可能になる。
【0018】
【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はクランクシャフトミラーの全体図を示すもので、クランクシャフトミラー本体1のベッド1a上に2基のワークヘッド1bが接離方向に移動自在に設置されており、これらワークヘッド1bの対向面に、ワーク3の両端をクランプするチャック2が設けられている。上記チャック2は図2に示すように、ワーク3の両端に予め穿設されたセンタ孔3cに嵌入するセンタ2aと、ワーク3の両端を3方よりクランプして、回転を固定する3本の爪体2bを有している。
【0019】
4はワーク3の軸線方向及びワーク3と直交する方向へ移動自在な2基のカッタヘッドで、一方(左側)のカッタヘッド4には、カッタ5と、加工部に隣接するジャーナルJ 2 〜j5を支持するレスト6が取付けられており、他方(右側)のカッタヘッド4には、カッタ7が取付けられていると共に、上記各カッタヘッド4は、ベッド1aの両端側に設けられた駆動モータ10により、ボールねじ軸11を介してそれぞれ独立してワーク3の長手方向へ移動自在となっている。
上記カッタ5,7のうち一方のカッタ5は、図示しないカッタモータにより回転されるカッタドラム4aにアダプタ8を介して取付けられた環状のカッタ本体5aの内周面に、ピンP1〜P4及びジャーナルJ1〜j5の外周面を荒加工する複数の外周荒加工用チップ5bと、カウンタウエイト3aの側面を荒加工する複数の側面加工用チップ5cが取付けられている。
【0020】
また他方のカッタ7は図3ないし図5に示すように、図示しないカッタモータにより回転されるカッタドラム4aにアダプタ8を介して取付けられた環状のカッタ本体7aの内周面に、ピンP1 〜P4 の外周面と、ジャーナルJ1 〜j5 の外周面を中仕上げ加工する複数の外周中仕上げ用チップ7bが千鳥状に取付けられていると共に、内周面の両側には、ピンP1 〜P4 及びジャーナルJ1 〜j5 の両端側にR溝3bを加工する複数のR溝加工用チップ7cが交互に取付けられている。
【0021】
次に上記カッタ5,7を使用してワーク3のピンP1 〜P4 を加工する方法を説明する。
まずワーク3の加工位置を位相割出して両端をチャック2でクランプしたら、図6に示すように左側のカッタヘッド4のカッタ5を第4ピンP4 の位置へ移動させて、レスト6により第5ジャーナルj5 を支持する。
そしてこの状態で左側のカッタヘッド4に設けられたカッタ5の外周荒加工用チップ5bにより第4ピンP4 の外周面を荒加工し、同時に側面加工用チップ5cでカウンタウエイト3aの側面を加工する。
【0022】
第4ピンP4 の加工が完了したら、左側のカッタヘッド4を第3ピンP3 へ、そしていままで待機させていた右側のカッタヘッド4を第4ピンP4 へ移動させ、左側カッタヘッド4のレスト6により第4ジャーナルを支持した状態でカッタ5の外周荒加工用チップ5bで第3ピンP3 の外周面を荒加工し、同時に側面加工用チップ5cでカウンタウエイト3aの側面を加工すると共に、右側のカッタヘッド4に設けられたカッタ7の外周中仕上げ用チップ7bで第4ピンP4 の外周面を中仕上げ加工し、同時にR溝加工用チップ7cで第4ピンP4 の両端のR溝3bを加工する。
【0023】
以下図6に示す工程順に従って上記動作を繰返すことにより、第2ピンP2 、第1ピンP1 外周面の荒加工と、カウンタウエイト3aの側面加工及び第2ピンP2 、第1ピンP1 外周面の中仕上げ加工とR溝加工を行うもので、1台の機械でワーク3の全てのピンP1 〜P4 外周面の荒加工と中仕上げ加工、R溝加工及びカウンタウエイト3aの側面加工が行えるようになる。
【0024】
なお上記実施の形態は、第1〜第4ピンP1〜P4外周を加工する場合であるが、図7に示すように同様な方法で、第2ジャーナルJ 2 〜第5ジャーナルj5外周の荒加工と中仕上げ加工、R溝3bの加工及びカウンタウエイト3aの側面加工が行える。
また上記実施例は4気筒エンジンに使用するクランクシャフトの場合であるが、4気筒以外のエンジンに使用するクランクシャフトも同様な方法で加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するクランクシャフトミラーの全体図である。
【図2】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するクランクシャフトミラーの構成図である。
【図3】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するカッタ装置の側面図である。
【図4】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するカッタ装置の内周面の展開図である。
【図5】図3のA−A線に沿う断面図である。
【図6】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法でピンを加工する場合の工程図である。
【図7】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法でジャーナルを加工する場合の工程図である。
【符号の説明】
1…クランクシャフトミラー
2…チャック
3…ワーク
3a…カウンタウエイト
4…カッタヘッド
5…カッタ
5b…外周荒加工用チップ
5c…側面加工用チップ
6…レスト
7…カッタ
7b…外周中仕上げ用チップ
7c…R溝加工用チップ
P…ピン
J…ジャーナル
Claims (3)
- 複数のカッタヘッド4を有するクランクシャフトミラーの一方のカッタヘッド4に、ピンP及びジャーナルJの外周面を荒加工する外周荒加工用チップ5bと、カウンタウエイト3aの側面を加工する側面加工用チップ5cを有するカッタ5を取付け、
また他方のカッタヘッド4に、ピンP及びジャーナルJの外周面を中仕上げ加工する外周中仕上げ用チップ7bと、ピンP及びジャーナルJの両端にR溝を加工するR溝加工用チップ7cを有するカッタ7を取り付けて、
一方のカッタヘッド4のカッタ5によりピンP及びジャーナルJ外周の荒加工と、カウンタウエイト3a側面の加工を順次行いながら、他方のカッタヘッド4のカッタ7により、ピンP及びジャーナルJ外周の中仕上げ加工とR溝加工を続けて行うことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。 - 複数のカッタヘッド4を有するクランクシャフトミラー本体1の一方のカッタヘッド4に、ピンP及びジャーナルJの外周面を荒加工する外周荒加工用チップ5bと、カウンタウエイト3aの側面を加工する側面加工用チップ5cを有するカッタ5を取付けると共に、
他方のカッタヘッド4に、ピンP及びジャーナルJの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップ7bと、ピンP及びジャーナルJの両端にR溝3bを加工するR溝加工用チップ7cを有するカッタ7を取付けたことを特徴とするクランクシャフトミラー。 - 複数のカッタヘッド4を有するクランクシャフトミラー本体1の一方のカッタヘッド4に取付けられ、かつピンP及びジャーナルJの外周面を荒加工する外周荒加工用チップ5bと、カウンタウエイト3aの側面を加工する側面加工用チップ5cが設けられたカッタ5と、
他方のカッタヘッド4に取付けられ、かつピンP及びジャーナルJの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップ7bと、ピンP及びジャーナルJの両端にR溝3bを加工するR溝加工用チップ7cが設けられたカッタ7とより構成されたことを特徴とするクランクシャフトミラーの加工用カッタ装置。
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