JP4271402B2

JP4271402B2 - 細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤

Info

Publication number: JP4271402B2
Application number: JP2002046438A
Authority: JP
Inventors: 憲治小原
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003245803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工力によって軸直角方向の曲りや振動（びびり）が生ずるおそれのある、比較的細径で軸方向に長いワーク（この明細書で「細物ワーク」という）を加工するのに適した２主軸対向旋盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤におけるワークの加工は、主軸に装着したチャックでワークの一端を把持し、タレットに装着した工具でワークを加工するというものである。ワークの周面を加工するときは、工具の加工力がワークの軸直角方向に作用する。ワークが直径が小さくかつ軸方向にある程度の長さを備えた細物ワークであるときは、軸直角方向に作用する加工力によってワークが撓み、円筒に旋削すべき周面がテーパ面になったり、ワークの撓み振動により加工面精度が悪くなったり、削り代の小さい軽負荷の加工しかできなかったりする。そこで主軸に対向してクイルを設け、クイルの先端でワークの先端に設けたセンタ孔を支持することにより、ワークの撓みを防止した状態で加工を行う。
【０００３】
クイルは、一般的には旋盤のベッドに主軸軸線方向に移動可能に設けたセンタ押し台に装着されるが、タレットを複数備えた旋盤においては、一方のタレットの工具取付ステーションの一箇所にクイルを装填し、当該一方のタレットの割出動作と移動動作とにより、当該クイルの先端をワークのセンタ孔に押接し、当該一方のタレットを固定した状態で他方のタレットに装着した工具でワークの加工を行う方法が実用されている。
【０００４】
また、主軸と対向して主軸軸線方向に移動可能なサブスピンドルや第２主軸を設けた旋盤では、ワークの先端をサブスピンドルや第２主軸に装着したチャックで把持することにより、ワークの撓みや振動を防止した状態で細物ワークの加工を行っている。
【０００５】
更に他の方法として、主軸軸線を挟む両側にタレットを備えている旋盤において、一方のタレットの工具取付ステーションに、例えばＶブロックのような形状の受部材を装着し、他方のタレットに装着した工具でワークを加工する際に、その加工位置に対向するワークの外周部分を上記受部材で保持して加工を行う方法も提案されている。
【０００６】
また、細物加工を専門とするスイス式旋盤と呼ばれる旋盤は、主軸軸線方向に移動する主軸台と、主軸軸線を遮るように配置されたガイドフレームと、このガイドフレームに工具切込み送り方向にのみ移動可能に設けた刃物台とを備えており、ガイドフレームの主軸軸線部分にワークを挿通するガイドブッシュを装着して加工を行う。すなわち、スイス式旋盤においては、主軸台の主軸軸線方向の移動と刃物台の工具切込み方向の移動とにより、定位置に設けられているガイドブッシュの直近でワークの加工が行われる。ワークにかかる加工力は、その直近でワークを回転自在に支持しているガイドブッシュで受け止められ、加工力によるワークの撓みや振動が防止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の加工方法において、クイルでワークの先端を保持する方法では、ワーク先端の撓みや振動が防止され、ワーク中間部の撓みも少なくなるが、より細長いワークを加工するときのワーク中間部の撓みや振動の問題を解決できない。サブスピンドルや第２主軸のチャックでワーク先端を把持する方法は、ワーク先端の傾きもチャックで拘束されるので、クイルを用いる方法に比べてワーク中間部のの撓みや振動をより有効に防止することができるが、それでもなお細長いワークの中間部の撓みや振動を防止することには限界がある。
【０００８】
また、Ｖブロックのような受部材でワークの周面を支持して加工を行う方法は、ワークの直径が比較的大きく、かつ加工時のワークの周速が小さい場合には有効であるが、ワークが細い場合には、ワークが受部材上で踊って、振れを有効に防止することができない。また受部材とワークとの間への切粉の侵入を防止することも困難で、当該部分への切粉の侵入によってワークが撓んで、加工精度を低下させるという新たな問題が発生する。
【０００９】
一方、スイス式旋盤を用いる加工方法によれば、ワークの加工がワークの長さに無関係にワークを回転自在に保持しているガイドブッシュの直近で行われるため、加工位置におけるワークの撓みや振動を有効に防止することができる。
【００１０】
しかし、スイス式旋盤は、細物ワークの特に旋削加工に特化されているため、汎用性がない。また、ガイドブッシュの孔径が一定していて交換に時間がかかるため、小径部分と大径部分があるようなワークは、加工することができないなどの問題があり、多品種少量生産で部品形状も複雑になってきている近時の機械加工に対応できないという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの発明の旋盤は、主軸軸線方向の位置が固定された左主軸１１と、この左主軸と同一軸線上で対向する位置に配置されてＮＣ装置で主軸軸線方向に位置制御可能な右主軸１Ｒと、当該ＮＣ装置で主軸軸線方向及び工具切込み方向に位置制御可能な２個の工具タレット３Ｄ、３Ｕと、当該タレットの一方３Ｄの工具取付ステーションに取付けられ、加工しようとするワークの外径を回転自在に保持する孔径の異なる複数のガイドブッシュ６と、前記一方のタレットを固定した状態で、前記右主軸の主軸軸線方向の移動と他方のタレット (3U) の工具送り方向の移動とにより加工を行う前記ＮＣ装置とを備えている、細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤である。
加工しようとするワーク１０を右主軸１Ｒに装着した後、前記一方のタレット３Ｄの割出回転及び移動により前記ガイドブッシュ６にワーク１０を挿通して当該一方のタレット３Ｄを固定状態で保持する。この状態で、ＮＣ装置による右主軸１Ｒの主軸軸線方向の移動と他方のタレット３Ｕの工具送り方向の移動とで細物ワークの加工を行う。
【００１２】
この発明の方法による加工の原理は、上記のスイス式旋盤のものと同様なものであるが、ワークの全周を保持して加工位置の直近で加工力を受けるガイドブッシュ６を２個のタレットの一方に装着することで、旋盤の汎用性を損なわないで、必要なときにスイス式旋盤と同様な高精度な細物ワークの加工を行うことが可能になる。更にタレットは、複数の工具取付ステーションを備えているため、ワークの形状に対応して孔径の異なる複数のガイドブッシュ６を装着することが可能で、しかも選択されたガイドブッシュ６へのワーク１０の挿通をガイドブッシュを装着したタレット３Ｄの割出回転と移動とによって行うことができるので、加工中におけるガイドブッシュの交換が容易に可能で、従って小径部と大径部とを有する段付き細物ワークの加工に対しても、撓みや振動のない高精度かつ高能率の加工を実現できる。
【００１３】
請求項２の発明は、上記構成を備えた細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤において、前記一方のタレット３Ｄと他方のタレット３Ｕとが主軸軸線を挟む両側に配置されていることを特徴とする２主軸対向旋盤である。
【００１４】
ガイドブッシュを装着したタレット３Ｄと、ワークの加工を行うタレット３Ｕとが主軸軸線を挟む両側に位置することとなる請求項２記載の方法によれば、両タレット３Ｄ、３Ｕの干渉による移動範囲の制限が生じないので、加工位置をガイドブッシュの端面により接近させることができ、更にガイドブッシュ６の両側でワークを加工することも可能であるから、より多様な形状のワークの加工をより能率良く行うことが可能になる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、上記構成を備えた細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤において、ガイド治具５に、孔径の異なる複数のガイドブッシュ６が、タレットの半径方向に並べて設けられていることを特徴とする２主軸対向旋盤である。
【００１６】
２主軸対向旋盤は、両主軸間でワークの受渡しを行うため、少なくとも一方の主軸が主軸軸線方向に移動可能であり、かつその移動位置はＮＣ装置で制御されている。更に２主軸対向旋盤は、両側の主軸でワークの同時並行加工を行うために、タレットを２個備えている。従って、一般的な２主軸対向旋盤を、容易にこの発明の細細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、この発明の２主軸対向旋盤の一例を示す模式図である。図に示した旋盤は、固定位置に設けられた左主軸１Ｌと、主軸台がベッドに主軸軸線方向に移動自在に装着されて、その位置をＮＣ装置で制御されている右主軸１Ｒとを備えている。各主軸の対向端には、それぞれチャック２Ｌ、２Ｒが装着されている。主軸軸線の下方と上方には、下タレット３Ｄと上タレット３Ｕとが配置されている。これらのタレット３Ｄ、３Ｕは、主軸軸線方向（Ｚ軸方向）と、これに直交する工具の送り方向（Ｘ軸方向）の位置をＮＣ装置で制御される下刃物台４Ｄ及び上刃物台４Ｕに割出旋回可能に搭載されている。
【００１８】
各タレット３Ｄ、３Ｕは、外周に複数（通常１２個）の工具取付ステーションを備えている。下タレット３Ｄの工具取付ステーションの一箇所にガイド治具５が装着されている。このガイド治具は、図２に示すように、バイトのシャンクの先端部分にワークを挿通するガイドブッシュ６を設けたものである。下タレット３Ｄの他の工具取付ステーションには、他の加工を行うときに用いる工具が適宜装着される。上タレット３Ｕの工具取付ステーションには、下タレット３Ｄと協動して細物ワークを加工する工具７が装着されている。
【００１９】
図１には、丸棒状の基部８の先端に細いニードル部９を加工したワーク１０が示されている。丸棒部８は、例えば左右のチャック２Ｌ、２Ｒでワークの両端を保持した状態で外周加工する。そして左チャック２Ｌを開いて右主軸１Ｒを右移動し、ワーク１０の左端に下タレット３Ｄのガイドブッシュを挿通して、下刃物台４Ｄを固定する。
【００２０】
この状態で上タレットの工具７をガイドブッシュ６の左側直近に位置させ、上刃物台４ＵのＺ軸方向の移動を固定した状態で必要に応じてＸ軸方向に移動して工具７に切り込み送りを与えながら、主軸１Ｒを左側へ移動させることによってワーク１０にＺ軸方向の送りを与えてニードル部９を加工するのである。すなわち、ニードル部９は、右主軸１Ｒの送りにより、ガイドブッシュ６から送り出された直近の位置で工具７により加工されることとなり、従って工具７の加工力は、ガイドブッシュ６で受け持たれることとなる。
【００２１】
ガイド治具５には、図２に点線で示したように、径の異なる孔径のガイドブッシュを直列に、すなわちタレットの半径方向に並べて設けておくこともできる。そのようなガイド治具を用いれば、例えば図示のワークの丸棒部８を保持して行う加工と、ニードル部９を保持して行う加工とが１個のガイド治具で可能になる。また、ガイド孔径の異なるガイドブッシュを設けた別のガイド治具をタレット３Ｄ、３Ｕのいずれかの工具取付ステーションに装着することにより、径の異なる他の細物ワークを図１に示したと同様な方法で、タレットの工具交換をすることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２主軸対向旋盤を用いたこの発明の加工方法を示す模式図
【図２】ガイド治具の例を示す斜視図
【符号の説明】
1L 左主軸
1R 右主軸
3D 下タレット
3U 上タレット
５ガイド治具
６ガイドブッシュ
10 ワーク

Claims

主軸軸線方向の位置が固定された左主軸 (1L) と、この左主軸と同一軸線上で対向する位置に配置されてＮＣ装置で主軸軸線方向に位置制御可能な右主軸(1R)と、当該ＮＣ装置で主軸軸線方向及び工具切込み方向に位置制御可能な２個の工具タレット(3D,3U)と、当該タレットの一方(3D)の工具取付ステーションに取付けられ、加工しようとするワークの外径を回転自在に保持する孔径の異なる複数のガイドブッシュ(6)を備えたガイド治具(5)と、前記一方のタレットを固定した状態で、前記右主軸の主軸軸線方向の移動と他方のタレット(3U)の工具送り方向の移動とにより加工を行う前記ＮＣ装置とを備えていることを特徴とする、細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤。
前記一方のタレット(3D)と他方のタレット(3U)とが主軸軸線を挟む両側に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤。
ガイド治具 (5) に、孔径の異なる複数のガイドブッシュ (6) が、タレットの半径方向に並べて設けられている、請求項１又は２記載の細物ワーク加工用の２主軸対向旋盤。