JP4705729B2 - 旋盤におけるワークの掴み換え装置及び当該掴み換え装置を備えた2主軸対向旋盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤におけるワークの掴み換え装置及び当該掴み換え装置を備えた2主軸対向旋盤に関するもので、ワークの外周を把持して行う端面加工や孔加工と、ワークの外周加工とを同一機械上で行うために、ワークの外周部と中心部とを掴み換える装置及びそのような掴み換え装置を装着した2主軸対向旋盤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4に示すような形状のワーク、即ち外周が段付きスパイラル状で、中心孔1及びその周囲の小孔2を備え、かつ中心孔1と小孔2とはその両端面が面取りされているような形状のワークを加工する場合、従来の2主軸対向旋盤では次のような工程で加工を行う。
【0003】
まず、完成品より第1チャックでの把持代分だけ厚い素材を用い、第1チャックでワークの外周の余裕厚さ部分を把持して、刃物台に把持した主軸軸線方向のエンドミルでチャック把持部分を除いた外周部の加工を行い、中心孔1及び小孔2を加工し、更にそれらの反チャック側の端部を面取りする。次にワークを第2チャックに受け渡す。このとき第2チャックは、ワークの加工済みの外周部を把持する。そして、第1チャックで把持されていた余裕厚さ部分を削り落とし、中心孔1及び小孔2の反第2チャック側の端部の面取りを行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記工程の加工では次のような問題が生ずる。第1の問題は、ワークの外周の仕上げ面が第2チャックで把持されるため、外周面に掴み跡が残る危険がある。図4に示すようなワークの外周の段付きスパイラル形状は、カムやラチェットなどの形状として用いられることもあるため、外周仕上げ面をチャックで把持したくない場合もある。第2は第1主軸側と第2主軸側とでの加工時間のバランスの問題である。2主軸対向旋盤でワークを加工する場合には、第1主軸側での加工時間と第2主軸側の加工時間とが略等しくなるようにするのが好ましい。このようにすることによって、第1主軸又は第2主軸側での待ち時間をなくし、加工能率を高めることができる。しかし、従来の2主軸対向旋盤では、ワークの把持位置が固定されているため、第1主軸側と第2主軸側とでワークの加工領域を自由に選択することができず、そのために第1主軸側と第2主軸側とで加工時間のアンバランスが生ずることが多かった。
【0005】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、1個のチャックでワークの外周部と中心部とでのワークの把持を切換えることが可能なワーク把持装置を提供し、ワークの外周部分の加工と外周以外の部分の加工とを同一の主軸でワークを保持して加工可能にすることを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明のワークの掴み換え装置は、ワークの外周を把持するチャック爪4と、チャックの中心を通って主軸軸線上を進退する先端にフック11を備えたプルロッド8と、ワークの反チャック側の主軸軸線上のホルダ13に保持された非円形孔16を有する挟持部材15とを備えている。前記フックと非円形孔とは、フック11と非円形孔16との相対角度が所定の角度において通過可能でかつ異なる相対角度においては通過不能な形状を備えている。
【0007】
この発明のワークの掴み換え装置は、加工するワークの反チャック側の主軸軸線上で挟持部材15を保持するホルダ13を備えている。このホルダ13は、主軸側に向けて、挟持部材15を回動不能にかつ主軸軸線方向に離脱可能に保持する収納部14を備えている。
【0008】
この発明の掴み換え装置は、フック11が非円形孔16を通過可能な角度でプルロッド8をそのフック11がチャック爪4で把持されたワークの中心孔1及び挟持部材の非円形孔16を通過するまで進出させ、次に主軸をフック11がと非円形孔16を通過不能な角度に回動し、プルロッド8を縮退させてホルダ13から離脱した挟持部材16でワークを軸方向に挟持し、その後チャック爪4を開いてワークを掴み換えるというものである。
【0009】
好ましくは、上記掴み換え装置において、チャックの中心部にワークのチャック側端面と当接させるストッパ6を設け、このストッパに主軸軸線回りのワークの回動を阻止する回り止め突起7を設ける。また他の好ましい構造は、ホルダ13を旋盤のタレット刃物台に装着した構造である。
【0010】
また、この発明の2主軸対向旋盤は、加工領域を挟んで同一軸線上で対向する第1主軸と第2主軸とを備え、その第1主軸にはワークの外周を把持するチャックが装着され、第2主軸に上記のこの発明の掴み換え装置が装着されているというものである。
【0011】
ストッパに設ける回り止め突起7は、ワークWの中心孔が例えば六角形であれば、その六角形孔に嵌まり込む突起であればよい。従って、外周把持で行う孔加工は、中心孔のみの加工であってもこの発明の方法が採用できる。挟持部材の非円形孔は、長円(小判形)の他、三角形孔や歯車状の孔、偏心円形孔でもよい。挟持部材は、旋盤の例えば上方から進退するアームによって主軸軸線上に差込まれるようなものであってもよい。しかし、挟持部材のホルダを旋盤のタレットに装着する構造が、機構、制御及び経済性の点で優れている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図4に示したワークの加工を例にして、この発明の実施形態を説明する。図1ないし3は、2主軸対向旋盤の第2主軸側に装着された、この発明の掴み換え装置を示した図である。第2チャック3は、ワークの外周を把持するチャック爪4を3個備えている。このチャック爪4は、ワークの形状に合せた把持面を備えた生爪であり、通常のチャックよりチャック爪の開閉ストロークを大きくしてある。このチャックの中心部分には、主軸直角方向の受面5を備えたストッパ6が固定されており、このストッパにはワークの小孔2に嵌合する回り止め突起7が設けられている。また、このストッパの受面の中心には、プルロッド8が出没する貫通孔9が設けられている。
【0013】
第2主軸10は中空孔で、その反チャック側端部に油圧シリンダを備えている。この油圧シリンダは、チャック爪4を開閉するチャックシリンダとは別に設けられており、この油圧シリンダのロッドに連結されたプルロッド8が第2主軸を通って延び、その先端はストッパ6の貫通孔9を通って出没可能である。プルロッド8の先端には、主軸方向に見た形状が小判形のフック11が設けられている。このフック11はワークの中心孔1を通過可能な大きさである。
【0014】
第2主軸と協動してワークを加工する第2タレット12の工具取付ステーションの1箇所にホルダ13が装着されている(図3参照)。このホルダ13は、第2主軸側を向いて加工する短円筒形の収納部14を備えており、この収納部に円板状の挟持部材15が収容されている。挟持部材15は、その中心にフック11が通過可能な小判形の貫通孔16を備えている。更に挟持部材15は、中心を外れた位置にある主軸方向の位置決め孔17と、外周面にある円周方向の係止溝18とを備えている(図2参照)。一方、ホルダの収納部14の底部には、位置決め孔17に嵌合する位置決めピン19と、係止溝18に係合するボールプランジャ20が設けられている。ボールプランジャ20は、係止ボールをコイルばねの付勢力で係止溝18内に付勢する係止装置で、収納部14に収容された挟持部材15は、その係止溝18にボールプランジャ20のボールが係入され、かつ位置決め孔17に位置決めピン19が嵌合した状態で保持されている。収納部14内での挟持部材15の回動は、位置決めピン19で阻止され、かつ主軸方向への移動は、ボールプランジャ20で係止されているが、ボールプランジャの係止力より大きな力を軸方向に作用させると、挟持部材15は収納部14から離脱する。
【0015】
次に図1ないし5を参照して、図4に示したワークの加工手順を説明する。ワークWの素材は、ワークの仕上げ厚さより厚いものを用い、その余裕厚さ部分を第1主軸側の第1チャック21のチャック爪22で把持して、ワーク端面23の面加工と外周24の粗加工と中心孔1及び小孔2の加工と、これらの孔の反第1チャック側端部の面取り加工とを行う。第1チャック側で上記加工が終了したら、ストッパ6の回り止め突起7がワークの小孔2に一致するように、第1、第2主軸の位相を合わせて第2主軸10を第1主軸側へ接近させて、第2チャックのチャック爪4でワーク外周の粗加工された部分を把持し、次いで第1チャックを開いて第2チャックを後退させることにより、ワークを第2主軸側に受け渡す。ワークWはその小孔2にストッパ6の回り止め突起7が嵌挿され、ワーク端面23がストッパ6の受面5に当接する状態になる。
【0016】
第2主軸側では、チャック爪4でワークの外周を把持した状態で、ワークの余剰部分(第1チャックでワークを把持するために設けた部分)を切除して、その切除端面を仕上げ加工し、更に中心孔1及び小孔2の反第2チャック側の端部の面取り加工を行う。以上の加工が終了したら、第2タレットのホルダ13を割り出して(図3参照)、ワークに近接した主軸軸線上に位置させる。このとき第2主軸は、その軸心に設けられているプルロッド先端のフック11の小判形と、ホルダ13に保持されている挟持部材15の中心の貫通孔の小判形とが一致する角度で停止している。この状態でプルロッド8を進出させることにより、プルロッド先端のフック11は、ワークの中心孔1及び挟持部材15の貫通孔16を通過して、ホルダの収納部14の奥に達する。次に第2主軸10を90度回動させる。この回動により、プルロッド先端のフック11の小判形と挟持部材の貫通孔の小判形とは、直交する方向となるので、その後プルロッド8を縮退させることにより、挟持部材15はホルダ13から離脱して、ワークWの端面に押付けられ、ストッパ6との間でワークを軸方向に挟持する。そこでタレットを退避させた後、チャック爪4を開き、タレットに装着した主軸軸線方向のエンドミル25でワークの外周の仕上げ加工を行う。このとき、エンドミル25は、ワークWの外周とチャック爪4との間の空間に挿入される。この外周加工時にワークの小孔2に嵌合するストッパの回り止め突起7がワークの加工反力を受け止める作用をなしている。ワークの加工反力が小さいときは、挟持部材15とストッパの受面5との間でのワークの挟持力のみで加工反力を受けることも可能であるが、このような回り止め突起を設けておくのが、より確実である。なお、ワークを挟持部材とストッパの受面5で挟持するので、薄いワークの場合でも外形加工時のびびりを押え、精度が向上する。
【0017】
ワークの外周加工が終了したら、第2タレットの装着したホルダ13を割り出して、ワークに近接した主軸軸線上に進出させ、第2主軸を挟持部材の位置決め孔17とホルダの収納部に設けた位置決め突起19とが一致する角度に、第2主軸を割り出した状態でタレット12を主軸方向に移動してワークに接近させ、挟持部材の係止溝18とホルダのボールプランジャ20を一致させる。この状態でボールプランジャのボールが係止溝18に係止されるから、プルロッド8を進出し、第2主軸を90度回動してプルロッド8を縮退させることにより、プルロッド先端のフック11は、挟持部材15の貫通孔16及びワークの中心孔1を通過してストッパ6内に収容され、挟持部材15はホルダ13で保持される。そこでホルダ13を主軸軸線方向に退出させると、ワークWは把持を解かれて加工領域から排出される。必要があれば、中心部でのワークの挟持を開放する前に、チャック爪4を軽く閉じてワークの外周を把持し、ワークをアンローダに受け渡して排出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワークの掴み換え装置を示す断面図
【図2】挟持部材の斜視図
【図3】挟持部材のホルダを示す断面図
【図4】ワークの一例を示す斜視図
【図5】第1主軸でのワーク把持状態を示す側面図
【符号の説明】
1 中心孔
4 チャック爪
6 ストッパ
7 回り止め突起
8 プルロッド
11 フック
13 ホルダ
15 挟持部材
16 小判形の貫通孔
Claims (4)
- 旋盤の主軸に装着される掴み換え装置であって、ワークの外周を把持するチャック爪(4)と、チャックの中心を通って主軸軸線上を進退する先端にフック(11)を備えたプルロッド(8)と、ワークの反チャック側の主軸軸線上で収納部(14)を主軸側に向けたホルダ(13)と、当該ホルダに主軸軸線回りの回動を不能にかつ当該軸線方向に離脱可能に保持された非円形孔(16)を有する挟持部材(15)とを備え、前記フックと前記非円形孔とは、フックと非円形孔との相対角度が所定の角度において通過可能でかつ異なる相対角度においては通過不能な形状を備え、
前記通過可能な角度で前記プルロッドをそのフックが前記チャック爪で把持されたワークの中心孔及び前記挟持部材の非円形孔を通過するまで進出させ、次に前記主軸を前記通過不能な角度に回動し、前記プルロッドを縮退させて前記ホルダから離脱した挟持部材でワークを軸方向に挟持し、その後前記チャック爪を開いてワークを掴み換えることを特徴とする、
旋盤におけるワークの掴み換え装置。 - チャックの中心部にワークのチャック側端面と当接させるストッパ(6)を備え、このストッパ(6)は主軸軸線回りのワークの回動を阻止する回り止め突起(7)を備えている、請求項1記載の掴み換え装置。
- 前記ホルダ(13)が旋盤のタレット刃物台に装着されることを特徴とする、請求項1又は2記載のワークの掴み換え装置。
- 加工領域を挟んで同一軸線上で対向する第1主軸と第2主軸とを備えた2主軸対向旋盤において、第1主軸にはワークの外周を把持するチャックが装着され、第2主軸に請求項1、2又は3記載の掴み換え装置が装着されている、2主軸対向旋盤。
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