JP5445544B2

JP5445544B2 - 複合旋盤及び複合加工方法

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Publication number: JP5445544B2
Application number: JP2011205243A
Authority: JP
Inventors: 一弘大内; 崇岩間; 純市深見; 光俊斎藤; 和寿瀬戸
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JP2013066951A

Description

本発明は、互いに向き合う回転主軸と、工具を保持する複数のタレットとを備えた複合旋盤及び複合加工方法に関する。

従来より、加工効率の向上などを目的として、２つのワークに対して同時に異なる旋削加工をする二軸旋盤が知られている。
例えば、特許文献１の対向二軸旋盤においては、旋盤のベッド上に、スピンドルを設けた主軸台と、工具を装着したタレットをスライドさせるタレットスライドとを設けることが開示されている。この対向二軸旋盤においては、左主軸台に設けた左スピンドルと、右主軸台に設けた右スピンドルとが同一軸心となるように互いに対向しており、左主軸台に対応して左タレット及び左タレットスライドが設置され、右主軸台に対応して右タレット及び右タレットスライドが設置されている。そして、左スピンドルにチャックしたワークに対しては、左タレットに装着した工具によって加工を行い、これと同時に、右スピンドルにチャックしたワークに対しては、右タレットに装着した工具によって加工を行っている。

二軸旋盤においては、左スピンドル（回転主軸）と右スピンドル（回転主軸）とにそれぞれワークを把持させるため、これらにはワークを把持するチャック部を設ける必要がある。比較的長い軸形状を有するワーク（以下、適宜、長軸ワークという）を加工する際には、左タレット及び右タレット以外にも別の下タレットを用い、この下タレットに装着した芯押し治具によって、ワークの軸心が振動しないようにその先端部を支える必要がある。例えば、左スピンドルに一端をチャックした、長軸ワークは、その他端を下タレットに装着した芯押し治具で支えて安定支持した状態で、左タレットに装着した工具によって加工を行う。また、これと同時に、右スピンドルにチャックした比較的短い軸形状を有するワーク（以下、適宜、短軸ワークという）は、右タレットに装着した工具によって加工を行う。これにより、２つのワークに対して同時に加工を行い、加工のサイクルタイムを短縮することができる。

特開平７−４０１０２号公報

ところで、上記の加工例において、左スピンドルにチャックした長軸ワークを左タレットに装着した工具によって行う加工のサイクルタイムと、右スピンドルにチャックした短軸ワークを右タレットに装着した工具によって行う加工のサイクルタイムとには、差が生じる場合がある。このような場合には、サイクルタイムの長い長軸ワークの加工を、右タレット又は左タレットのいずれか一方と下タレットとを用いた上下同時加工により行うことで、サイクルタイムを短縮させることが非常に有効である。しかし、上記の二軸旋盤において、下タレットを芯押し治具として使用している場合には、上下同時加工を行うことができない。

上下同時加工を行うには、右スピンドルにチャックした短軸ワークを芯押し冶具に付け換え、右スピンドルと芯押し冶具とによって、長軸ワークの先端部を芯押しすることも考えられる。しかし、短軸ワークと芯押し冶具の付け換えにかかる時間を考慮すると、トータルのサイクルタイムを効果的に短縮することができない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、２つのワークに対して同時に加工を行うと共に、一方のワークに対して上下同時加工を行うことにより加工のサイクルタイムを短縮することができる複合旋盤及び複合加工方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、第１ワークの後端部を把持して固定又は回転可能な第１回転主軸と、
該第１回転主軸と向き合って同一軸線上に配置され、第２ワークの先端部を把持して固定又は回転可能な第２回転主軸と、
上記第１回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第１タレットと、
上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第２タレットと、
上記第２回転主軸を挟んで上記第２タレットが配置された側とは反対側に配置され、上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第３タレットと、
上記第１ワークの先端部に装着可能で、上記第２ワークの後端部を支持するためのアダプターとを備えており、
上記第１回転主軸によって後端部が把持された上記第１ワークに対して、上記第１タレットに取り付けられた第１工具が加工を行うとともに、上記第２回転主軸によって先端部が把持されると共に上記第３タレットに取り付けられた支持治具によって後端部が支持された上記第２ワークに対して、上記第２タレットに取り付けられた第２工具が加工を行う第１加工段階と、
上記第２回転主軸に先端部が把持された上記第２ワークの後端部が、上記第１回転主軸に後端部が把持された上記第１ワークの先端部に装着した上記アダプターによって支持された状態で、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具と上記第３タレットに取り付けられた第３工具との両方が、上記第２ワークに対して加工を行う第２加工段階とを行うことができるよう構成されていることを特徴とする複合旋盤にある（請求項１）。

本発明の他の態様は、第１ワークの後端部を把持して固定又は回転可能な第１回転主軸と、
該第１回転主軸と向き合って同一軸線上に配置され、第２ワークの先端部を把持して固定又は回転可能な第２回転主軸と、
上記第１回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第１タレットと、
上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第２タレットと、
上記第２回転主軸を挟んで上記第２タレットが配置された側とは反対側に配置され、上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第３タレットと、
上記第１ワークの先端部に装着可能で、上記第２ワークの後端部を支持するためのアダプターとを備えた複合旋盤を用い、
上記第１回転主軸によって後端部を把持させる上記第１ワークに対して、上記第１タレットに取り付けられた第１工具が加工を行うとともに、上記第２回転主軸によって先端部を把持し上記第３タレットに取り付けられた支持治具によって後端部を支持させる上記第２ワークに対して、上記第２タレットに取り付けられた第２工具が加工を行う第１加工段階と、
上記第２回転主軸に先端部が把持された上記第２ワークの後端部を、上記第１回転主軸に後端部が把持された上記第１ワークの先端部に装着した上記アダプターによって支持して、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具と上記第３タレットに取り付けられた第３工具との両方によって上記第２ワークに対して加工を行う第２加工段階とを行うことを特徴とする複合加工方法にある（請求項３）。

上記複合旋盤は、２つの回転主軸と３つのタレットを用い、２つのワークに対して同時に旋削加工を行うことができ、かつ、一方の回転主軸に把持された一方のワークの芯押しを他方の回転主軸に把持された他方のワーク及び上記アダプタを介して行った状態で、上記一方のワークに対して２つのタレットによる同時加工を行うことができる。

すなわち、上記複合旋盤においては、第１加工段階として、２つのワークに対して同時に加工を行うことができる。具体的には、上記第１加工段階においては、上記第１回転主軸によって後端部が把持される上記第１ワークに対して、上記第１タレットに取り付けられた上記第１工具による加工を行う。この加工と共に、上記第２回転主軸によって先端部が把持され、上記第３タレットに取り付けられた上記支持治具によって後端部が支持される上記第２ワークに対して、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具が加工を行う。これにより、２つのワークの加工に要するトータルのサイクルタイムを短縮することができる。

また、上記複合旋盤においては、第２加工段階として、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具と、上記第３タレットに取り付けられた上記第３工具との両方によって上記第２ワークに対して加工を行うことができる。

具体的には、上記複合旋盤は、上記第１ワークの先端部に装着可能で、上記第２ワークの後端部を支持するための上記アダプターを備えている。そして、上記第２加工段階においては、上記第１回転主軸によって後端部が把持された上記第１ワークの先端部に、上記アダプターを装着する。次いで、上記第１回転主軸を上記第２回転主軸に相対的に接近させて、上記第１ワークの先端部に装着した上記アダプターによって、上記第２回転主軸によって先端部が把持された上記第２ワークの後端部の芯押しを行う。尚、上記第２加工段階は、上記第１加工段階が終了した後に行われ、上記第１加工段階において加工を行った後の上記第１ワークに対して上記アダプターを装着することができる。

このように、上記複合旋盤においては、上記第１回転主軸に後端部が把持された上記第１ワークの先端部に上記アダプターを装着することによって、これらを芯押しとして使用する。これにより、上記第２ワークが比較的長い長尺形状を有するワークであって両端支持が必要である場合に、上記第１回転軸に上記第１ワークを把持させたままであっても、上記第２ワークの芯押しが可能となり、その振動を抑制することができる。これにより、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具と上記第３タレットに取り付けられた上記第３工具との両方を用いて上記第２ワークの加工を行い、上記第２ワークにおける加工のサイクルタイムを短縮することができる。したがって、上記複合旋盤において、上記第１ワークにおける加工のサイクルタイムに対して、上記第２ワークにおける加工のサイクルタイムが長い場合に、上記複合旋盤全体の加工のサイクルタイムを短縮するのに特に有効である。

また、上記複合切削方法を行うことにより、上述の優れた上記複合旋盤の作用効果を容易に得ることができる。

それゆえ、上記複合旋盤及び複合加工方法によれば、２つのワークに対して同時に加工を行うと共に、一方のワークに対して上下同時加工を行うことにより加工のサイクルタイムを短縮することができる。

実施例１における、第１加工段階として、第１ワーク及び第２ワークに旋削加工を行う状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第１加工段階として、第１ワーク及び第２ワークに旋削加工を行う状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第１加工段階として、第１ワーク及び第２ワークに孔開け加工及び旋削加工を行う状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第１加工段階として、第１ワークに溝加工を行う状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第２加工段階の前に、第１ワークにアダプターを脱着する状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第２加工段階の前に、第１ワークにアダプターを装着した状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第２加工段階の前に、第１ワーク及びアダプターによって第２ワークの芯押しを行うと共に溝入れ加工を行う状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第２加工段階として、第２ワークに孔開け加工を行う状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第２加工段階の後に、第１回転主軸を第２回転主軸へ接近させ、第１ワークを第２回転主軸へ接近させる状態の複合旋盤を示す説明図。実施例１における、第２加工段階の後に、第１ワークを、第２回転主軸に把持させた状態の複合旋盤を示す説明図。旧図１１削除実施例１における、第２加工段階の前に、アダプター保持具におけるアダプターを第１ワークに装着した状態の複合旋盤を示す断面説明図。実施例１における、第２加工段階の前に、アダプターからアダプター保持具を取り外し、アダプターを第２ワークに係合させる状態の複合旋盤を示す断面説明図。実施例１における、アダプターを保持するアダプター保持具を、アダプターの軸方向から見た状態で示す説明図。実施例１における、第１ワークに装着したアダプターを拡大して示す断面説明図。実施例１における、第２ワークに係合したアダプターを拡大して示す断面説明図。実施例１における、複合旋盤において加工する製品を示す斜視図。図１６におけるＡ−Ａ線矢視断面図。図１６におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。第２ワークの外周に上下同時で旋削加工を施す行う状態の複合旋盤を示す断面説明図。比較例１における、従来の２軸旋盤を用いた場合のタイムチャート図。比較例１における、実施例１の複合旋盤を用いた場合のタイムチャート図。

上記複合旋盤及び複合加工方法においては、上記第１回転主軸の軸線方向に上記第１タレットを移動させることができる。これ以外にも、上記第１タレットに対して、上記第１回転主軸をその軸線方向に移動させることもできる。また、上記第１回転主軸と上記第１タレットとの両方を、上記第１回転主軸の軸線方向に移動させることもできる。
また、上記第２回転主軸の軸線方向に上記第２タレットを移動させることができる。これ以外にも、上記第２タレットに対して、上記第２回転主軸をその軸線方向に移動させることもできる。また、上記第２回転主軸と上記第２タレットとの両方を、上記第２回転主軸の軸線方向に移動させることもできる。

また、上記第１加工段階において、上記アダプターは、上記第１タレットに取り付けられた上記アダプター保持具に保持されており、上記第２加工段階を行う前には、上記第１回転主軸の軸線方向に上記第１タレットを相対的に移動させることによって、上記第１回転主軸によって後端部が把持された上記第１ワークの先端部へ、上記アダプター保持具に保持された上記アダプターを装着するよう構成されていてもよい（請求項２）。
この場合には、上記第１加工段階を行う際には、上記アダプターを、上記第１タレットの上記アダプター保持具に保持して保管しておくことができる。そして、上記第２加工段階を行う前には、上記第１タレットと上記第１回転主軸との相対的な移動によって、上記第１ワークの先端部へ上記アダプターを容易に装着することができる。

また、上記第１ワークと上記第２ワークとは、同形状の軸状部品であり、
上記第１回転主軸に上記第１ワークとしての軸状部品を把持するときには、該軸状部品の軸方向一端側を把持するとともに、該軸状部品の軸方向他端側を突出させ、
上記第２回転主軸に上記第２ワークとしての他の軸状部品を把持するときには、該他の軸状部品の軸方向他端側を把持するとともに、該軸状部品の軸方向一端側を突出させ、
上記第１加工段階においては、上記第１ワークとしての軸状部品の軸方向他端側に対して加工を行うとともに、上記第２ワークとしての他の軸状部品の軸方向一端側に対して加工を行い、
上記第２加工段階においては、上記第２ワークとしての他の軸状部品における上記軸方向一端側に対して加工を行うことができる（請求項４）。
この場合には、上記複合旋盤を用いた複合加工方法により、上記軸状部品の加工におけるトータルのサイクルタイムを短縮することができる。

以下に、複合旋盤１及び複合加工方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の複合旋盤１は、図１〜図４に示すごとく、第１ワーク６Ａの後端部を把持して固定又は回転状態可能な第１回転主軸２Ａと、第１回転主軸２Ａと向き合って同一軸線Ｏ上に配置され、第２ワーク６Ｂの先端部を把持して固定又は回転可能な第２回転主軸２Ｂとを備えている。また、複合旋盤１は、第１回転主軸２Ａの軸線方向Ｌに相対的に移動可能な第１タレット３Ａと、第２回転主軸２Ｂの軸線方向Ｌに相対的に移動可能な第２タレット３Ｂとを備えている。また、複合旋盤１は、第２回転主軸２Ｂを挟んで第２タレット３Ｂが配置された側とは反対側に配置され、第２回転主軸２Ｂの軸線方向Ｌに相対的に移動可能な第３タレット３Ｃと、第１ワーク６Ａの先端部に装着可能で、第２ワーク６Ｂの後端部を支持するためのアダプター５（図５及び図６）とを備えている。

複合旋盤１は、次の第１加工段階１１０と第２加工段階１２０とを行うよう構成されている。
複合旋盤１の第１加工段階１１０は、図１〜図４に示すごとく、第１回転主軸２Ａによって後端部が把持された第１ワーク６Ａに対して、第１タレット３Ａに取り付けられた第１工具３２Ａが加工を行うとともに、第３タレット３Ｃに取り付けられた芯押し治具３５（支持治具）によって後端部が支持され、第２回転主軸２Ｂによって先端部が把持された第２ワーク６Ｂに対して、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具３２Ｂが加工を行うよう構成されている。

複合旋盤１の第２加工段階１２０は、図７及び図８に示すごとく、第２回転主軸２Ｂによって先端部が把持された第２ワーク６Ｂが、その後端部を、第１回転主軸２Ａによって後端部が把持された第１ワーク６Ａの先端部に装着したアダプター５によって支持された（芯押し）状態で、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具３２Ｂと第３タレット３Ｃに取り付けられた第３工具３２Ｃとの両方によって加工を行うよう構成されている。
本例においては、芯押し治具３５による支持、及びアダプター５による支持は、いずれも芯押しという。支持とは、芯押しを含めて、中心位置出しを行って支えることをいう。

以下に、本例の複合旋盤１及び複合加工方法につき、図１〜図１９を参照してさらに詳細に説明する。

本例の複合旋盤１及び複合加工方法において用いる第１ワーク６Ａと第２ワーク６Ｂとは、同一の製品６を形成するための軸状部品である。この軸状部品は、内部に中心穴６０を有する円筒形状の部品である。
図１６に示すごとく、本例の複合旋盤１によって形成する製品６は、軸方向一端側６０１に、比較的長さの長い平行軸部６２を有し、軸方向他端側６０２に、平行軸部６２よりも長さが短い他端側部６３を有するものである。また、平行軸部６２の端部には、アダプター５と係合する一端側部６１が形成されている。軸線方向Ｌにおける平行軸部６２と他端側部６３との間には、平行軸部６２よりも拡径したフランジ部６４（鍔部）が形成されている。尚、本例においては、第１ワーク６Ａ及び第２ワーク６Ｂにおける一端側部６１が形成される側を後端部とし、他端側部６３が形成される側を先端部とした。

製品６は、その軸線方向Ｌにおける全長に形成された一対の溝部６５を有している。一対の溝部６５は、製品６の外周面において、互いに周方向の位相が１８０°ずれた位置に形成されている。
また、平行軸部６２には、４つの孔部６６が形成してある。このうち３つの孔部６６は、一方の溝部６５と周方向の位相が９０°ずれた位置に、軸線方向Ｌに並んで形成されている。また、図１７に示すごとく、残る１つの孔部６６は、３つの孔部６６のうち中央に位置する孔部６６と周方向の位相が１８０°ずれた位置に形成されており、平行軸部６２を貫通している。対して、図１８に示すごとく、３つの孔部６６のうち両端に位置する２つの孔部６６と周方向に位相が１８０°ずれた位置には、孔部６６が形成されていない。。

また、平行軸部６２は、上述のごとく他端側部６３よりも長い。図２に示すごとく、第１加工段階１１０において加工を行う際には、第２回転主軸２Ｂのチャック部２１から突出する第２ワーク６Ｂの軸方向一端側６０１の部分は、第１回転主軸２Ａのチャック部２１から突出する第１ワーク６Ａの軸方向他端側６０２の部分に比べて長くなる。したがって、第２ワーク６Ｂにその軸方向と交差する方向に力がかかるような加工を行う際には、第２ワーク６Ｂに振動が生じやすく、第２ワーク６Ｂの両端部を支持する必要がある。

図１〜図４に示すごとく、本例の複合旋盤１は、同一軸線Ｏ上に配置されて互いに向き合う第１回転主軸２Ａと第２回転主軸２Ｂとを有する二軸旋盤において、第１回転主軸２Ａよりも上側の位置に第１タレット３Ａを有し、第２回転主軸２Ｂよりも上側の位置に第２タレット３Ｂを有し、第１回転主軸２Ａ及び第２回転主軸２Ｂよりも下側の位置に第３タレット３Ｃを有するものである。各回転主軸及び各タレットはいずれも、複合旋盤１のベッド上に設置されている。
第１回転主軸２Ａは、その軸線方向Ｌに沿って第２回転主軸２Ｂに向けて接近するよう構成されている。なお、第２回転主軸２Ｂを第１回転主軸２Ａの側へ接近させることもできる。

第１回転主軸２Ａ及び第２回転主軸２Ｂは、スピンドルとも呼ばれ、それらの軸線方向Ｌを水平方向に向けて配設されている。第１回転主軸２Ａの先端部及び第２回転主軸２Ｂの先端部には、径方向に放射状に拡径・縮径をすることができるチャック部２１が設けられている。第１ワーク６Ａは、第１回転主軸２Ａにおけるチャック部２１に後端部（平行軸部６２）が把持され、第２ワーク６Ｂは、第２回転主軸２Ｂにおけるチャック部２１に先端部（他端側部６３）が把持される。
第１タレット３Ａ〜第３タレット３Ｃはいずれも、所定角度ずつ回転可能なタレット盤３１に複数の工具等を外周に取り付けて構成されている。そして、第１タレット３Ａ〜第３タレット３Ｃはいずれも、タレット盤３１を所定角度回転させ、加工に用いる工具等を、ワークの側に向けるよう構成されている。また、第１タレット３Ａ〜第３タレット３Ｃはいずれも、タレット盤３１を、第１回転主軸２Ａ及び第２回転主軸２Ｂの軸線方向Ｌ、及びこの軸線方向Ｌに直交する平面方向に移動させるよう構成されている。

第１タレット３Ａのタレット盤３１には、図１〜図４に示すごとく、複数種類の第１工具３２Ａと、アダプター５を保持するアダプター保持具４（図５及び図６）とが取り付けられている。
第１工具３２Ａは、第１ワーク６Ａにおける内周及び外周の旋削加工を行うバイト（図１〜図３）と、溝加工を行うミル工具（図４）とを有している。

第２タレット３Ｂのタレット盤３１には、図１〜図３及び図７に示すごとく、複数種類の第２工具３２Ｂが取り付けられている。
第２工具３２Ｂは、第２ワーク６Ｂにおける端面及び外周の旋削加工を行うバイト（図１及び図２）と、孔開け加工を行うドリル（図３、図８）と、バリ取りを行うバリ取りツール（図示略）と、溝加工を行うエンドミル（図７）とを有している。

第３タレット３Ｃのタレット盤３１には、図１〜図４、図７及び図８に示すごとく、複数種類の第３工具３２Ｃと、芯押し治具３５とが取り付けられている。
第３工具３２Ｃは、溝加工を行うエンドミル（図７）と、孔開け加工を行うドリル（図８）と、第２ワーク６Ｂにおける端面及び内周の旋削加工を行うバイト（図示略）とを有している。

上述の第１タレット３Ａに取り付けられたアダプター保持具４には、図５に示すごとく、第１ワーク６Ａの先端部（他端側部６３）に配され、第２ワーク６Ｂの後端部（一端側部６１）を支持するためのアダプター５が保持されている。
図１２及び図１３に示すごとく、アダプター保持具４は、第１タレット３Ａのタレット盤３１に固定される本体部４１と、本体部４１に対して回動してアダプター５の外周を挟み込む一対の挟持部４２と、一対の挟持部４２を、アダプター５を挟み込む方向にそれぞれ付勢する付勢バネ４３とを備えている。一対の挟持部４２と付勢バネ４３とは、アダプター保持具４において保持するアダプター５の軸線方向Ｌの２箇所を挟み込むよう、２組設けられている。

図１４に示すごとく、アダプター５は、中心穴６０を有する軸形状に形成されている。アダプター５は、軸線方向Ｌの一端側部６１に、第１ワーク６Ａとしての円筒形状の軸状部品に形成した他端側部６３の内周に挿入するための内周嵌合部５１と、他端側部６３の外周に外装するための外周嵌合部５２とを有している。
径方向において内周嵌合部５１と外周嵌合部５２との間には、他端側部６３を挿入するための円環状の嵌入凹部５４が形成されている。嵌入凹部５４の底部には、第１ワーク６Ａ（軸状部品）の他端側部６３の内周角部６３１に形成されたテーパ面と対面させるテーパ状底部５４１が形成されている。第１ワーク６Ａの他端側部６３の内周角部６３１の全周が、テーパ状底部５４１の全周に当接することによって、アダプター５は、第１ワーク６Ａの中心位置決めを行う。なお、第１ワーク６Ａの他端側部６３の内周角部６３１の一部が、テーパ状底部５４１の一部に当接することによって、アダプター５による第１ワーク６Ａの中心位置決めを行うこともできる。

図１５に示すごとく、アダプター５は、第２ワーク６Ｂとしての円筒形状の軸状部品の内周に嵌め込むためのテーパ部５３を有している。
アダプター５は、第１ワーク６Ａ及び第２ワーク６Ｂの形状に応じて、任意に形状を変更することができる。これにより、複合旋盤１において、種々の製品６を加工する場合においても、アダプター５を取り替えることにより柔軟に対応することができる。

図５及び図６に示すごとく、複合旋盤１は、第２加工段階１２０を行う前には、第１回転主軸２Ａの軸線方向Ｌに第１タレット３Ａを相対的に移動させることによって、第１回転主軸２Ａに把持された第１ワーク６Ａの先端部（他端側部６３）へ、アダプター保持具４に装着されたアダプター５を装着するよう構成されている。
具体的には、次のようにして、第１ワーク６Ａ及びアダプター５による、第２ワーク６Ｂの芯押しが行われる。

まず、図１１に示すごとく、第１タレット３Ａを移動させて、アダプター５の中心軸線を、第１回転主軸２Ａの中心軸線に一致させ、次いで、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂの側へ移動させる。そして、第１タレット３Ａのアダプター保持具４におけるアダプター５を、第１回転主軸２Ａによって平行軸部６２を把持された第１ワーク６Ａの他端側部６３に装着する。次いで、図１２に示すごとく、アダプター保持具４からアダプター５を取り外し、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂの側へさらに移動させる。このとき、図１３に示すごとく、２組の一対の挟持部４２が、付勢バネ４３を弾性変形させながら回動し、アダプター５の外周から外れる。

次いで、図１５に示すごとく、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂの方向へ接近させ、第２回転主軸２Ｂに他端側部６３を把持された第２ワーク６Ｂの一端側部６１における内周角部６１１に形成されたテーパ面に、アダプター５のテーパ部５３の外周を当接させる。この内周角部６１１のテーパ面と、アダプター５のテーパ部５３の外周との当接は、全周で行ってもよく、一部で行ってもよい。こうして、第１回転主軸２Ａに把持された第１ワーク６Ａとその先端部（他端側部６３）に装着されたアダプター５とによって、第２回転主軸２Ｂに先端部（他端側部６３）が把持された第２ワーク６Ｂの後端部（一端側部６１）の芯押しを行うことができる。この芯押しは、第１回転主軸２Ａから第２回転主軸２Ｂへ適切な負荷を与えて行う。芯押しとは、第２ワーク６Ｂの後端部が径方向に振動しないように、この後端部の中心を支えることをいう。これにより、第２ワーク６Ｂの芯押しにタレットを用いる必要がなく、第２ワーク６Ｂに対して上下同時加工を行うことが可能となる。

以下に、本例の複合旋盤１を用いた複合加工方法及びその作用効果につき説明する。
図１〜図４に示すごとく、第１加工段階１１０において、第１工具３２Ａによって旋削加工及び溝加工を行う第１ワーク６Ａは、旋削加工前の素材としての軸状部品である。第１回転主軸２Ａのチャック部２１に第１ワーク６Ａとしての軸状部品を把持するときには、軸状部品の平行軸部６２をこのチャック部２１によって把持するとともに、軸状部品の軸方向他端側６０２をこのチャック部２１から突出させる。そして、第１加工段階１１０においては、第１工具３２Ａによって、第１ワーク６Ａとしての軸状部品の軸方向他端側６０２に対して旋削加工及び溝加工を行う。

第１ワーク６Ａの旋削加工においては、第１回転主軸２Ａを回転させ、円筒形状の軸状部品における外周（外径）及び内周（内径）の旋削加工を行う。本例においては、まず、図１に示すごとく、軸状部品の内周粗加工を行い、次いで、図２に示すごとく、軸状部品の外周粗加工を行う。その後、軸状部品の内周仕上げ加工を行い、次いで、軸状部品の外周仕上げ加工を行う。軸状部品の内周の加工を行うときと、軸状部品の外周の加工を行うときとにおいては、第１タレット３Ａにおけるタレット盤３１を所定角度回転させて、加工に使用する第１工具３２Ａであるバイトを切り替える。

第１ワーク６Ａの溝加工においては、第１回転主軸２Ａを固定し、円筒形状の軸状部品における外周（外径）に一対の溝部６５を形成する。本例においては、図４に示すごとく、第１タレット３Ａにおけるタレット盤３１を所定角度回転させて、加工に使用する第１工具３２Ａの一つであるミル工具を第１ワーク６Ａに向けて配し、まず一方の溝部６５を形成する。次いで、第１回転主軸２Ａを１８０°回転させた後、他方の溝部６５を形成する。

第１加工段階１１０において、第２工具３２Ｂによって加工を行う第２ワーク６Ｂは、前回以前の第１加工段階１１０において、第１工具３２Ａによって旋削加工を行って形成した他端側部６３を有する第１ワーク６Ａである。
複合加工方法における軸状部品の運搬の流れは次のようになる。まず、素材としての軸状部品を第１回転主軸２Ａへ供給する。次いで、第１回転主軸２Ａから他端側部６３を形成した軸状部品を第２回転主軸２Ｂへ受け渡す。その後、第２回転主軸２Ｂから、軸状部品に加工してなる製品６を、第３タレット３Ｃのタレット盤３１における製品６受具へ受け渡す。

図１〜図４に示すごとく、第２回転主軸２Ｂのチャック部２１に、第２ワーク６Ｂとして、軸状部品を把持するときには、他端側部６３をこのチャック部２１によって把持するとともに、軸状部品の軸方向一端側６０１をこのチャック部２１から突出させる。
図１に示すごとく、第２工具３２Ｂによって第２ワーク６Ｂの後端部（一端側部６１）側の端面の旋削加工は、第２ワーク６Ｂの後端部を芯押しせず、第２回転主軸２Ｂによって把持された状態で行われる。

図１に示すごとく、第２ワーク６Ｂにおける第１加工段階においては、第２回転主軸２Ｂを回転させ、第２工具３２Ｂの一つであるバイトによって、端面仕上げ加工及び内径の切削加工を行う。このとき、第２ワーク６Ｂの一端側部６１における内周角部６１１にはテーパ面が形成される。

そして、図２に示すごとく、第３タレット３Ｃのタレット盤３１における芯押し治具３５（支持治具）によって、第２ワーク６Ｂの後端部の芯押しを行う。このとき、芯押し治具３５の外周テーパ面を、第２ワーク６Ｂの一端側部６１における内周角部６１１に形成されたテーパ面に当接させる。
上記のごとく、第２ワーク６Ｂの内周角部６１１に滑らかなテーパ面を形成すると共に、このテーパ面と芯押し冶具３５の外周テーパ面とを当接させることにより、芯押し時における振れ精度を確保することができる。

次いで、図２〜図４に示すごとく、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具３２Ｂによって、第２ワーク６Ｂの軸方向一端側６０１に対して旋削加工、孔開け加工及びバリ取りを行う。
第２ワーク６Ｂの旋削加工においては、図２に示すごとく、第２回転主軸２Ｂを回転させ、第２工具３２Ｂの一つであるバイトによって、円筒形状の軸状部品における外周仕上げ加工を行う。

第２ワーク６Ｂの孔開け加工においては、図３に示すごとく、第２回転主軸２Ｂを固定し、第２工具３２Ｂの一つであるドリルによって、平行軸部６２に孔開け加工を行う。本例においては、平行軸部６２において、軸線方向Ｌに並んだ３つの孔部６６のうち、両端に配された２つの孔部６６（図１６及び図１８）を順次形成する。
第２ワーク６Ｂのバリ取りにおいては、第２回転主軸２Ｂを固定し、第２工具３２Ｂの一つであるバリ取りツールによって、上述の旋削加工及び孔開け加工により、加工箇所に形成されたバリ取りを行う。

第１加工段階１１０においては、上述した第１工具３２Ａによる第１ワーク６Ａへの加工と、第２工具３２Ｂによる第２ワーク６Ｂへの加工とが同時に行われる。
また、第１加工段階１１０における第１ワーク６Ａ及び第２ワーク６Ｂの加工においては、旋削加工以外にも、孔開け加工、ミーリング加工、溝入れ加工等の種々の加工を行うことができる。

次いで、図７及び図８に示すごとく、複合旋盤１においては、第２加工段階１２０として、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具３２Ｂと、第３タレット３Ｃに取り付けられた第３工具３２Ｃとの両方によって第２ワーク６Ｂに対して溝加工及び孔開け加工を行う。

第２加工段階１２０を行う前には、図５及び図６に示すごとく、第１タレット３Ａのタレット盤３１を所定角度回転させて、アダプター保持具４に装着したアダプター５を第１ワーク６Ａの側に向ける。そして、図５に示すごとく、第１タレット３Ａを移動させて、アダプター保持具４に保持したアダプター５を、第１回転主軸２Ａのチャック部２１から突出する他端側部６３に装着する。図６に示すごとく、アダプター５の装着を行った後には、第１タレット３Ａを退避させる。

次いで、図７、図１５に示すごとく、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂの方向へ接近させ、第１回転主軸２Ａに把持する第１ワーク６Ａ及びアダプター５によって、第２回転主軸２Ｂに把持する第２ワーク６Ｂの後端部（一端側部６１）の芯押しを行う。

第２加工段階１２０において、第２ワーク６Ｂに溝加工を行う際には、図７に示すごとく、第２タレット３Ｂのタレット盤３１が所定角度回転して、第２工具３２Ｂの一つであるエンドミルが第２ワーク６Ｂの側へ向けて配される。また、第３タレット３Ｃのタレット盤３１が所定角度回転して、第３工具３２Ｃの一つであるエンドミルが第２ワーク６Ｂの側へ向けて配される。

図７に示すごとく、第２タレット３Ｂに配されたエンドミルにより、平行軸部６２における外周の上方に溝部６５を形成し、第３タレット３Ｃに配されたエンドミルにより、平行軸部６２における外周の下方に溝部６５を形成する。この溝加工は、他端側端部に形成された溝部６５と連続するように、平行軸部６２の全長にわたって、その軸線方向Ｌ（第２回転主軸２Ｂの軸線方向Ｌ）に沿って行う。こうして、周方向に位相が１８０°ずれた一対の溝部６５を同時に形成する。

次いで、第２ワーク６Ｂに孔開け加工を行うために、図８に示すごとく、第２タレット３Ｂのタレット盤３１が所定角度回転して、第２工具３２Ｂの一つであるドリルを第２ワーク６Ｂの側へ向ける。また、第３タレット３Ｃのタレット盤３１が所定角度回転して、第３工具３２Ｃの一つであるドリルを第２ワーク６Ｂの側へ向ける。また、これと同時に第２回転主軸２Ｂを回転させ、第２ワーク２Ｂを９０度回転させる。

次いで、第２タレット３Ｂに配されたドリルにより、平行軸部６２における上方に孔部６６を形成し、第３タレット３Ｃに配されたドリルにより、平行軸部６２における下方に孔部６６を形成する。この孔開け加工は、外周における上方及び下方に孔部６６を同時に形成する。
また、第２加工段階１２０における第２ワーク６Ｂの加工においては、上記以外にも、図１９に示す旋削加工等の同時加工を行うことができる。

次いで、図６に示すごとく、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂから隔離させる。また、第１タレット３Ａを、第１回転主軸２Ａにおける第１ワーク６Ａに装着したアダプター５に接近させ、第１タレット３Ａにおけるアダプター保持具４にアダプター５を保持させる。
次いで、図５に示すごとく、第１回転主軸２Ａに把持する第１ワーク６Ａからアダプター５を取り外す。また、図９に示すごとく、第２回転主軸２Ｂに把持した加工終了後の製品６である第２ワーク６Ｂを、第３タレット３Ｃにおける製品受具３６に保持させ、第３タレット３Ｃを第２回転主軸２Ｂよりも下方へ退避させる。次いで、同図に示すごとく、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂへ接近させ、他端側部６３が形成された第１ワーク６Ａを第２回転主軸２Ｂへ接近させる。このとき、第１回転主軸２Ａのチャック部２１からは、第１ワーク６Ａにおける先端部（他端側部６３）が突出している。

そして、図１０に示すごとく、第１ワーク６Ａにおける先端部（他端側部６３）が、第２回転主軸２Ｂにおけるチャック部２１に挿入され、このチャック部２１に把持される。次いで、第１回転主軸２Ａを第２回転主軸２Ｂから隔離させ、図１に示すごとく、第１回転主軸２Ａにおけるチャック部２１に、次の第１ワーク６Ａとしての素材である軸状部品の軸方向一端側６０１を把持させる。
以降は、上記と同様に、第１加工段階１１０及び第２加工段階１２０を行うことができる。

複合旋盤１及び複合加工方法においては、上述のごとく、第１加工段階１１０において、２つの回転主軸と３つのタレットを用い、２つのワークに対して同時に旋削加工を行うことができる。
さらに、第２加工段階１２０においては、第２ワーク６Ｂの先端部（他端側部６３）を第２回転主軸２Ｂによって把持すると共に後端部（一端側部６１）を第１回転主軸２Ａに把持された第１ワーク６Ａの先端部（他端側部６３）に装着したアダプター５により支持することができる。これにより、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具３２Ｂと、第３タレット３Ｃに取り付けられた第３工具３２Ｃとの両方によって第２ワーク６Ｂに対して加工を行うことができる。それゆえ、複合旋盤１及び複合加工方法によれば、２つのワークに対して同時に加工を行うと共に、一方のワークに対して上下同時加工を行うことにより製品６を製造するトータルのサイクルタイムを短縮することができる。

また、第１加工段階１１０において、アダプター５は、第１タレット３Ａに取り付けられたアダプター保持具４に保持されており、第２加工段階１２０を行う前には、第１回転主軸２Ａの軸線方向Ｌに第１タレット３Ａを相対的に移動させることによって、第１回転主軸２Ａによって把持された第１ワーク６Ａの先端部へ、アダプター保持具４に保持されたアダプター５を装着するよう構成されている。

そのため、第１加工段階１１０を行う際には、アダプター５を、第１タレット３Ａのアダプター保持具４に保持して保管しておくことができる。そして、第２加工段階１２０を行う前には、第１タレット３Ａと第１回転主軸２Ａとの相対的な移動によって、第１ワーク６Ａの先端部へアダプター５を容易に装着することができる。

（比較例１）
本例においては、実施例１に示した複合旋盤１及び複合加工方法の効果を定量的に判断するために、従来から用いられている２軸旋盤による２つのワークへの同時加工とのサイクルタイムの比較を行った。尚、複合旋盤１、第１ワーク６Ａ、第２ワーク６Ｂ及び製品６の構成は実施例１と同様である。
図２０及び図２１は、それぞれ２軸旋盤及び複合旋盤１を用いて製品６を成形した際の、各タレットにおける加工状態及びタイムチャートを示すものである。図２０及び図２１において、横軸は加工時間を示している。

複合旋盤１においては、図２１に示すごとく、第１タレット３Ａに取り付けられた第１加工工具３２Ａによって、内径粗加工１１１、外径粗加工１１２、内径仕上げ加工１１３、外径仕上げ加工１１４及び一対の溝加工１１５を行う。また、第２ワーク６Ａに、端面仕上げ加工１１６、外径仕上げ加工１１７、第１孔開け加工１１８及びバリ取り１１９を順次行う。尚、外径仕上げ加工１１７、第１孔開け加工１１８及びバリ取り１１９において、第３タレット３Ｃは、第３タレット３Ｃが有する芯押し冶具３５によって、第２ワーク６Ｂの後端部を支持する支持状態１３０にある。

次いで、第２ワーク６Ｂの支持を、第３タレット３Ｃの芯押し冶具３５から、第１回転主軸２Ａによって把持された第１ワーク６Ａの先端部に装着したアダプター５に切り換え（支持切換１３１）、第２加工段階１２０へと移行する。第２加工段階１２０においては、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具３２Ｂと第３タレット３Ｃに取り付けられた第３工具３２Ｃとの両方によって、一対の溝加工１２１、１２２、第２孔開け加工１２３及び第３孔開け加工１２４を行う。

２軸旋盤においては、第１タレット３Ａに取り付けられた第１工具によって、第１ワーク６Ａの内径粗加工１１１、外径粗加工１１２、内径仕上げ加工１１３、外径仕上げ加工１１４及び一対の溝加工１１５を順次行う。２軸旋盤において、第１ワーク６Ａの加工を終えた後、第２ワーク６Ｂの加工を終えるまでの間、第１工具３２Ａによる加工は行われず、第１タレット３Ａは退避状態１３５にある。

これと同時に、第２タレット３Ｂに取り付けられた第２工具によって、第２ワーク６Ｂの端面仕上げ加工１１６、外径仕上げ加工１１７、第１孔開け加工１１８、バリ取り１１９、一対の溝加工１２１、１２２、第２孔開け加工１２６及び第３孔開け加工１２７を順次行う。尚、第２ワーク６Ｂの加工を行う間、第３タレット３Ｃは、第３タレット３Ｃが有する芯押し冶具３５によって、第２ワーク６Ｂの後端部を支持する支持状態１３０にある。
尚、複合旋盤１及び２軸旋盤のいずれにおいても、加工開始前のワーク取付１３２と加工開始後のワーク払い出し１３３及びワーク受け渡し１３４を行う。

図２０及び図２１に示すごとく、実施例１の複合旋盤１においては、第２加工段階１２０における一対の溝加工１２１、１２２を同時に行うことができる。また、第２孔開け加工１２６及び第３孔開け加工１２７を同時に行うことができる。これにより、本例において、複合旋盤１におけるサイクルタイムｔ２は、２軸旋盤におけるサイクルタイムｔ１と比べて２割程度の短縮が可能となる。このように、第２ワーク６Ｂにおける加工のサイクルタイムを短縮すると共に、製品６を形成するためのサイクルタイムを短縮することができる。

１複合旋盤
１０１第１加工段階
１０２第２加工段階
２Ａ第１回転主軸
２Ｂ第２回転主軸
２１チャック部
３Ａ第１タレット
３Ｂ第２タレット
３Ｃ第３タレット
３２Ａ第１工具
３２Ｂ第２工具
３２Ｃ第３工具
４アダプター保持具
５アダプター
６製品
６Ａ第１ワーク
６Ｂ第２ワーク
６０１軸方向一端側
６０２軸方向他端側
６１一端側部
６２平行軸部
６３他端側部
６５溝部

Claims

第１ワークの後端部を把持して固定又は回転可能な第１回転主軸と、
該第１回転主軸と向き合って同一軸線上に配置され、第２ワークの先端部を把持して固定又は回転可能な第２回転主軸と、
上記第１回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第１タレットと、
上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第２タレットと、
上記第２回転主軸を挟んで上記第２タレットが配置された側とは反対側に配置され、上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第３タレットと、
上記第１ワークの先端部に装着可能で、上記第２ワークの後端部を支持するためのアダプターとを備えており、
上記第１回転主軸によって後端部が把持された上記第１ワークに対して、上記第１タレットに取り付けられた第１工具が加工を行うとともに、上記第２回転主軸によって先端部が把持されると共に上記第３タレットに取り付けられた支持治具によって後端部が支持された上記第２ワークに対して、上記第２タレットに取り付けられた第２工具が加工を行う第１加工段階と、
上記第２回転主軸に先端部が把持された上記第２ワークの後端部が、上記第１回転主軸に後端部が把持された上記第１ワークの先端部に装着した上記アダプターによって支持された状態で、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具と上記第３タレットに取り付けられた第３工具との両方が、上記第２ワークに対して加工を行う第２加工段階とを行うことができるよう構成されていることを特徴とする複合旋盤。
請求項１に記載の複合旋盤において、上記第１加工段階において、上記アダプターは、上記第１タレットに取り付けられたアダプター保持具に保持されており、
上記第２加工段階を行う前には、上記第１回転主軸の軸線方向に上記第１タレットを相対的に移動させることによって、上記第１回転主軸によって後端部が把持された上記第１ワークの先端部へ、上記アダプター保持具に保持された上記アダプターを装着するよう構成されていることを特徴とする複合旋盤。
第１ワークの後端部を把持して固定又は回転可能な第１回転主軸と、
該第１回転主軸と向き合って同一軸線上に配置され、第２ワークの先端部を把持して固定又は回転可能な第２回転主軸と、
上記第１回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第１タレットと、
上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第２タレットと、
上記第２回転主軸を挟んで上記第２タレットが配置された側とは反対側に配置され、上記第２回転主軸の軸線方向に相対的に移動可能な第３タレットと、
上記第１ワークの先端部に装着可能で、上記第２ワークの後端部を支持するためのアダプターとを備えた複合旋盤を用い、
上記第１回転主軸によって後端部を把持させる上記第１ワークに対して、上記第１タレットに取り付けられた第１工具が加工を行うとともに、上記第２回転主軸によって先端部を把持し上記第３タレットに取り付けられた支持治具によって後端部を支持させる上記第２ワークに対して、上記第２タレットに取り付けられた第２工具が加工を行う第１加工段階と、
上記第２回転主軸に先端部が把持された上記第２ワークの後端部を、上記第１回転主軸に後端部が把持された上記第１ワークの先端部に装着した上記アダプターによって支持して、上記第２タレットに取り付けられた上記第２工具と上記第３タレットに取り付けられた第３工具との両方によって上記第２ワークに対して加工を行う第２加工段階とを行うことを特徴とする複合加工方法。
請求項３に記載の複合加工方法において、上記第１ワークと上記第２ワークとは、同形状の軸状部品であり、
上記第１回転主軸に上記第１ワークとしての軸状部品を把持するときには、該軸状部品の軸方向一端側を把持するとともに、該軸状部品の軸方向他端側を突出させ、
上記第２回転主軸に上記第２ワークとしての他の軸状部品を把持するときには、該他の軸状部品の軸方向他端側を把持するとともに、該軸状部品の軸方向一端側を突出させ、
上記第１加工段階においては、上記第１ワークとしての軸状部品の軸方向他端側に対して加工を行うとともに、上記第２ワークとしての他の軸状部品の軸方向一端側に対して加工を行い、
上記第２加工段階においては、上記第２ワークとしての他の軸状部品における上記軸方向一端側に対して加工を行うことを特徴とする複合加工方法。