JP7235205B2

JP7235205B2 - Machining system and machining method for crankshaft

Info

Publication number: JP7235205B2
Application number: JP2019213920A
Authority: JP
Inventors: 龍司眞鍋; 康就角田; 武司餅川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: JP2021084157A

Description

本発明は、加工治具に保持されたクランクシャフト素材の加工基準用センタ穴と回転基準用位相基準座面とを加工するクランクシャフトの加工システム及び加工方法に関する。 The present invention relates to a crankshaft machining system and machining method for machining a machining reference center hole and a rotation reference phase reference bearing surface of a crankshaft blank held by a machining jig.

従来より、エンジンのクランクシャフトに重量アンバランスが存在する場合、エンジン運転時における回転振動の発生原因になることが知られている。
そこで、バランス測定装置により素材状態のクランクシャフト（以下、クランクシャフト素材という。）を実際に回転させてクランクシャフト素材の重量バランスの測定を行い、重心を通る重量主軸（慣性主軸）を検出し、その重量主軸上に相当するクランクシャフト素材の長手方向両端部に加工基準用センタ穴を形成する。そして、クランクシャフト素材に対して、バランス調整されたセンタ穴を基準としてジャーナル部やクランクピン部等の切削及び研削が行われ、最終的なクランクシャフト形状に加工される。 BACKGROUND ART Conventionally, it has been known that a weight imbalance in a crankshaft of an engine causes rotational vibration during engine operation.
Therefore, the balance measuring device actually rotates the crankshaft in the material state (hereinafter referred to as the crankshaft material), measures the weight balance of the crankshaft material, detects the weight main axis (inertia main axis) passing through the center of gravity, Machining reference center holes are formed at both ends in the longitudinal direction of the crankshaft material corresponding to the weight spindle. Then, the crankshaft material is processed into the final crankshaft shape by cutting and grinding the journal portion, crankpin portion, etc. with reference to the balanced center hole.

特許文献１のクランクシャフトのアンバランス修正装置は、クランクシャフト素材のアンバランス測定結果を統計処理することにより、初期アンバランスが修正可能な範囲に含まれるようなセンタ穴位置を演算し、このセンタ穴位置をセンタ穴加工装置に出力する。
重量アンバランスは、両端部のセンタ穴中心を結ぶ形状主軸（軸心）に対する重心の位置ずれであるため、重心を形状主軸に向けて移動させることにより重量アンバランスの修正を行っている。 The crankshaft unbalance correction device of Patent Document 1 statistically processes the unbalance measurement results of the crankshaft material to calculate the center hole position such that the initial unbalance is within a correctable range. Output the hole position to the center hole processing device.
Since the weight imbalance is the displacement of the center of gravity with respect to the shape main axis (axis center) connecting the centers of the center holes at both ends, the weight imbalance is corrected by moving the center of gravity toward the shape main axis.

一般に、クランクシャフトの製造工程では、クランクシャフト素材をセンタ穴を中心として回転駆動しながらジャーナル部やクランクピン部等の切削工程が実行されることから、切削工程の前段階において、クランクシャフト素材に対して加工基準とされる１対のセンタ穴と回転基準とされる位相基準座面とが夫々形成される。
位相基準座面は、例えば、フロント側端部のジャーナル部とこのジャーナル部に隣り合うピン部とを連結するアーム部の側部に形成され、切削加工時、基準金に当接させて加工初期位置におけるクランクシャフト素材の位相位置を設定するか、または位相基準座面を計測装置で検知することにより加工初期位置におけるクランクシャフト素材の回転位相が設定される。 In general, in the crankshaft manufacturing process, the crankshaft material is rotated about the center hole while cutting the journals and crankpins. On the other hand, a pair of center holes serving as a machining reference and a phase reference bearing surface serving as a rotation reference are formed respectively.
The phase reference bearing surface is formed, for example, on the side portion of the arm portion that connects the journal portion at the front end portion and the pin portion adjacent to the journal portion, and is brought into contact with the reference metal during cutting to facilitate initial processing. By setting the phase position of the crankshaft blank at the position or detecting the phase reference bearing surface with the measuring device, the rotation phase of the crankshaft blank at the initial machining position is set.

特開平１０－９３４２号公報JP-A-10-9342

クランクシャフト素材のバランス測定工程では、クランクシャフト素材がバランス測定装置専用のクランプ機構にクランプされて重量アンバランスが測定される。
そして、バランス測定工程の次工程に当る基準加工工程において、クランクシャフト素材は、センタ穴加工装置の専用治具に保持された状態で長手方向両端部に位置する１対のセンタ穴が加工され、１対のセンタ穴加工後、位相基準座面加工装置に搬送される。
搬送されたクランクシャフト素材は、位相基準座面加工装置の専用治具に保持された状態でアーム部の側部に位相基準座面がフライスカッタにて加工される。 In the process of measuring the balance of the crankshaft material, the crankshaft material is clamped by a clamping mechanism dedicated to the balance measuring device to measure the weight imbalance.
Then, in the reference machining process that follows the balance measurement process, the crankshaft blank is machined with a pair of center holes located at both ends in the longitudinal direction while being held by a dedicated jig of a center hole machining device. After machining a pair of center holes, it is transported to the phase reference bearing surface machining device.
The conveyed crankshaft material is held by a dedicated jig of the phase reference bearing surface machining apparatus, and a phase reference bearing surface is machined on the side of the arm portion by a milling cutter.

特許文献１のクランクシャフトのアンバランス修正装置では、クランクシャフトの形状主軸に対する重心の位置ずれが改善され、加工基準であるセンタ穴を高精度に加工できるものの、回転基準である位相基準座面の加工については、一切考慮されていない。
即ち、センタ穴と位相基準座面とをクランクシャフト素材に加工する場合、センタ穴と位相基準座面とが別々の加工ステーション（加工装置）で加工されるため、加工ステーション間の搬送時間や各々の治具への搭載時間等が必要となり、サイクルタイムが長期化する虞がある。また、クランクシャフト素材の各治具への載せ換えが複数回必要であるため、部品公差等が累積されて加工精度が低下する虞もある。 In the crankshaft unbalance correction device of Patent Document 1, the displacement of the center of gravity with respect to the shape main axis of the crankshaft is improved, and the center hole, which is the machining reference, can be machined with high precision. Processing is not considered at all.
That is, when the center hole and the phase reference bearing surface are machined in the crankshaft material, the center hole and the phase reference bearing surface are machined in separate machining stations (processing devices). , and the like, and there is a possibility that the cycle time will be prolonged. In addition, since it is necessary to replace the crankshaft material on each jig a plurality of times, there is a possibility that part tolerances and the like are accumulated and the machining accuracy is lowered.

本発明の目的は、サイクルタイムの短縮化と加工精度の向上とを両立可能なクランクシャフトの加工システム及び加工方法等を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a crankshaft machining system, a machining method, and the like that are capable of achieving both a reduction in cycle time and an improvement in machining accuracy.

請求項１のクランクシャフトの加工システムは、エンジンのクランクシャフト素材を保持する加工治具を備え、前記加工治具に保持されたクランクシャフト素材に対してクランクシャフト素材の両端部に設けられる加工基準用センタ穴とクランクシャフト素材の側部に設けられる回転基準用の位相基準座面とを加工するクランクシャフトの加工システムにおいて、前記クランクシャフト素材の回転時のアンバランス量に基づき前記クランクシャフト素材の両端部のセンタ穴位置を少なくとも２軸座標系の座標値で検知するバランス測定装置と、検知された前記両端部のセンタ穴位置の座標値に基づき前記クランクシャフト素材の両端部にセンタ穴加工を行うと共に、前記両端部のセンタ穴位置のうち前記位相基準座面に近いセンタ穴位置の座標値に基づき前記位相基準座面の傾き角度を演算し、この傾き角度に基づき前記位相基準座面の高さ補正量及び斜め削り移動量を演算して位相基準座面加工を行う加工装置とを有することを特徴としている。 A crankshaft machining system according to claim 1 comprises a machining jig for holding a crankshaft blank for an engine, and machining references provided at both ends of the crankshaft blank held by the machining jig. In a crankshaft machining system for machining a center hole for a crankshaft and a phase reference bearing surface for a rotation reference provided on the side of a crankshaft material, the crankshaft material is processed based on an unbalance amount during rotation of the crankshaft material. A balance measuring device for detecting the center hole positions of both ends by coordinate values of at least a two-axis coordinate system; In addition, the inclination angle of the phase reference bearing surface is calculated based on the coordinate values of the center hole positions near the phase reference bearing surface among the center hole positions of the both ends, and the inclination angle of the phase reference bearing surface is calculated based on the inclination angle. It is characterized by having a processing device that performs phase-based bearing surface processing by calculating a height correction amount and an oblique cutting movement amount.

このクランクシャフトの加工システムでは、前記クランクシャフト素材の回転時のアンバランス量に基づき前記クランクシャフト素材の両端部のセンタ穴位置を少なくとも２軸座標系の座標値で検知するバランス測定装置を有するため、重量アンバランスを生じることがない補正されたセンタ穴位置を２軸座標系の座標値で検知することができる。
検知された前記両端部のセンタ穴位置の座標値に基づき前記クランクシャフト素材の両端部にセンタ穴加工を行うと共に、前記両端部のセンタ穴位置のうち前記位相基準座面に近いセンタ穴位置の座標値に基づき前記位相基準座面の傾き角度を演算し、この傾き角度に基づき前記位相基準座面の高さ補正量及び斜め削り移動量を演算して位相基準座面加工を行う加工装置とを有するため、センタ穴と位相基準座面とを同一ステーションで加工することができ、サイクルタイムを短縮化することができる。
また、センタ穴と位相基準座面とを同一ステーションで加工するため、クランクシャフト素材の治具への載せ換えが不要となり、加工精度が向上することから、ピン部の加工精度を向上できる。 This crankshaft machining system has a balance measuring device that detects the center hole positions of both ends of the crankshaft blank by coordinate values of at least a two-axis coordinate system based on the amount of imbalance during rotation of the crankshaft blank. , the corrected center hole position that does not cause weight imbalance can be detected by the coordinate values of the two-axis coordinate system.
Center hole machining is performed on both ends of the crankshaft material based on the detected coordinate values of the center hole positions of the both ends, and center hole positions near the phase reference bearing surface among the center hole positions of the both ends are machined. a processing device that calculates the inclination angle of the phase reference bearing surface based on the coordinate values, calculates the height correction amount and the oblique cutting movement amount of the phase reference bearing surface based on the inclination angle, and performs the phase reference bearing surface machining. , the center hole and the phase reference bearing surface can be machined at the same station, and the cycle time can be shortened.
In addition, since the center hole and the phase reference bearing surface are machined at the same station, there is no need to replace the crankshaft material on the jig, which improves the machining accuracy, thereby improving the machining accuracy of the pin portion.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記加工装置が、前記クランクシャフト素材を水平状態に保持する前記加工治具を鉛直軸線回りに旋回駆動可能な駆動手段と、前記センタ穴加工及び位相基準座面加工を行う際、前記駆動手段を介して前記クランクシャフト素材の姿勢を変更する制御手段とを有することを特徴としている。
この構成によれば、センタ穴加工及び位相基準座面加工において、加工治具の旋回によりクランクシャフト素材の姿勢を変更することができ、加工効率を向上することができる。 According to the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the processing device includes driving means capable of rotating the processing jig for holding the crankshaft material in a horizontal state about a vertical axis, and the center hole processing device. and control means for changing the attitude of the crankshaft material via the drive means when performing phase-based bearing surface machining.
According to this configuration, it is possible to change the attitude of the crankshaft material by turning the machining jig in the center hole machining and the phase reference bearing surface machining, and the machining efficiency can be improved.

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記位相基準座面が、多気筒エンジンのクランクシャフト素材の一端部のジャーナル部とピン部とを接続するアーム部の側部に配設されたことを特徴としている。
この構成によれば、ジャーナル部及びピン部の切削加工時、位相基準座面に当接する位相決め治具（基準金）と加工ツールとの干渉を回避することができる。 The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, wherein the phase reference bearing surface is disposed on a side portion of an arm portion connecting a journal portion and a pin portion at one end of a crankshaft material of a multi-cylinder engine. It is characterized by being established
According to this configuration, it is possible to avoid interference between the phase determining jig (reference metal) that abuts on the phase reference bearing surface and the machining tool during cutting of the journal portion and the pin portion.

請求項４のクランクシャフトの加工方法は、エンジンのクランクシャフト素材を保持する加工治具に保持されたクランクシャフト素材に対してクランクシャフト素材の両端部に設けられる加工基準用センタ穴とクランクシャフト素材の側部に設けられる回転基準用の位相基準座面とを加工するクランクシャフトの加工方法において、前記クランクシャフト素材の回転時のアンバランス量に基づき前記クランクシャフト素材の両端部のセンタ穴位置を少なくとも２軸座標系の座標値で検知するセンタ穴位置設定工程と、検知された前記両端部のセンタ穴位置の座標値に基づき前記クランクシャフト素材の両端部にセンタ穴加工を行うと共に、前記両端部のセンタ穴位置のうち前記位相基準座面に近いセンタ穴位置の座標値に基づき前記位相基準座面の傾き角度を演算し、この傾き角度に基づき前記位相基準座面の高さ補正量及び斜め削り移動量を演算して位相基準座面加工を行う加工工程とを有することを特徴としている。 In the crankshaft machining method of claim 4, a machining reference center hole and a crankshaft blank are provided at both ends of the crankshaft blank held by a machining jig for holding the crankshaft blank of an engine. In a crankshaft machining method for machining a rotation reference phase reference bearing surface provided on a side of the crankshaft material, center hole positions at both ends of the crankshaft material are determined based on an imbalance amount during rotation of the crankshaft material. a center hole position setting step of detecting coordinate values of at least a two-axis coordinate system; performing center hole machining on both ends of the crankshaft material based on the detected coordinate values of the center hole positions of the both ends; The inclination angle of the phase reference bearing surface is calculated based on the coordinate values of the center hole position near the phase reference bearing surface among the center hole positions of the part, and the height correction amount of the phase reference bearing surface and the height correction amount of the phase reference bearing surface based on the inclination angle and a machining step of calculating the slant cutting movement amount and performing phase-based bearing surface machining.

このクランクシャフトの加工方法では、前記クランクシャフト素材の回転時のアンバランス量に基づき前記クランクシャフト素材の両端部のセンタ穴位置を少なくとも２軸座標系の座標値で検知するセンタ穴位置設定工程を有するため、重量アンバランスを生じることがない補正されたセンタ穴位置を２軸座標系の座標値で検知することができる。
検知された前記両端部のセンタ穴位置の座標値に基づき前記クランクシャフト素材の両端部にセンタ穴加工を行うと共に、前記両端部のセンタ穴位置のうち前記位相基準座面に近いセンタ穴位置の座標値に基づき前記位相基準座面の傾き角度を演算し、この傾き角度に基づき前記位相基準座面の高さ補正量及び斜め削り移動量を演算して位相基準座面加工を行う加工工程を有するため、センタ穴と位相基準座面とを同一ステーションで加工することができ、サイクルタイムを短縮化することができる。
また、センタ穴と位相基準座面とを同一ステーションで加工するため、クランクシャフト素材の治具への載せ換えが不要となり、加工精度が向上することから、ピン部の加工精度を向上できる。 This crankshaft machining method includes a center hole position setting step of detecting the center hole positions of both ends of the crankshaft blank by coordinate values of at least a two-axis coordinate system based on the amount of imbalance during rotation of the crankshaft blank. Therefore, the corrected center hole position that does not cause weight imbalance can be detected by the coordinate values of the two-axis coordinate system.
Center hole machining is performed on both ends of the crankshaft material based on the detected coordinate values of the center hole positions of the both ends, and center hole positions near the phase reference bearing surface among the center hole positions of the both ends are machined. A machining step of calculating the inclination angle of the phase reference bearing surface based on the coordinate values, calculating the height correction amount and the oblique cutting movement amount of the phase reference bearing surface based on the inclination angle, and performing the phase reference bearing surface machining. Therefore, the center hole and the phase reference bearing surface can be machined at the same station, and the cycle time can be shortened.
In addition, since the center hole and the phase reference bearing surface are machined at the same station, there is no need to replace the crankshaft material on the jig, which improves the machining accuracy, thereby improving the machining accuracy of the pin portion.

本発明のクランクシャフトの加工システム及び加工方法によれば、センタ穴と位相基準座面とを同一ステーションで加工することにより、サイクルタイムの短縮化と加工精度の向上とを両立することができる。 According to the crankshaft machining system and machining method of the present invention, by machining the center hole and the phase reference bearing surface at the same station, it is possible to both shorten the cycle time and improve the machining accuracy.

実施形態１に係るクランクシャフトの外観図である。1 is an external view of a crankshaft according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る加工システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a processing system according to Embodiment 1. FIG. バランス測定装置の正面図である。It is a front view of a balance measuring device. マシニングセンタの斜視図である。1 is a perspective view of a machining center; FIG. 基準加工時における治具の正面図である。FIG. 4 is a front view of a jig during standard machining; 基準加工時における治具の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a jig during standard machining; ジャーナル部の支持状態を示す図である。It is a figure which shows the support state of a journal part. ピン部の支持状態を示す図である。It is a figure which shows the support state of a pin part. クランクシャフトの製造方法のステップチャートである。4 is a step chart of a method of manufacturing a crankshaft; 基準加工工程のステップチャートである。It is a step chart of a standard processing process. 演算工程のステップチャートである。It is a step chart of a calculation process. フロント補正量及びリヤ補正量の演算に係る説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram relating to calculation of a front correction amount and a rear correction amount; フロント端面補正量及びリヤ端面補正量の演算に係る説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram relating to calculation of a front end face correction amount and a rear end face correction amount; 位相基準座面のＺ方向補正量の演算に係る説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram relating to calculation of a Z-direction correction amount of the phase reference bearing surface; 高さ補正量の演算に係る説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram relating to calculation of a height correction amount; 加工開始Ｚ位置の演算に係る説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram relating to calculation of a machining start Z position; 傾き係数の演算に係る説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram relating to calculation of a slope coefficient; 斜め削り移動量の演算に係る説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram relating to calculation of an oblique cutting movement amount;

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. The following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its applications or uses.

以下、本発明の実施形態について図１～図１８に基づいて説明する。
まず、本実施形態の加工対象である素材状態のクランクシャフト（以下、クランクシャフト素材という。）１について説明する。以下、直列４気筒エンジンのクランクシャフト素材１について説明するが、エンジン形式はこれに限られるものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 18. FIG.
First, a crankshaft in a raw material state (hereinafter referred to as a crankshaft raw material) 1 to be processed in the present embodiment will be described. A crankshaft blank 1 for an in-line four-cylinder engine will be described below, but the engine type is not limited to this.

図１に示すように、クランクシャフト素材１は、エンジン本体（図示略）に回転可能に軸受けされるジャーナル部Ｊ１～Ｊ５と、各気筒のピストン（図示略）にコンロッド（図示略）を介して連結されるピン部Ｐ１～Ｐ４等を備えている。各ジャーナル部Ｊ１～Ｊ５とピン部Ｐ１～Ｐ４は、アーム部Ａ１～Ａ８によって夫々連結されている。
クランクシャフト素材１の右端部には、プーリシャフトに相当するフロント軸部１ａが設けられ、左端部には、トランスミッション（図示略）の出力軸に連結されるリヤフランジ部１ｂ及びスピゴット１ｃが設けられている。 As shown in FIG. 1, a crankshaft blank 1 includes journals J1 to J5 rotatably supported by an engine body (not shown) and pistons (not shown) of each cylinder via connecting rods (not shown). It has pin portions P1 to P4 and the like to be connected. The journal portions J1 to J5 and the pin portions P1 to P4 are connected by arm portions A1 to A8, respectively.
A front shaft portion 1a corresponding to a pulley shaft is provided at the right end portion of the crankshaft blank 1, and a rear flange portion 1b and a spigot 1c connected to an output shaft of a transmission (not shown) are provided at the left end portion. ing.

クランクシャフト素材１は、例えば、鋳型を用いた鋳造、或いは鍛造型を用いた鍛造によって製作される。このクランクシャフト素材１には、後述する基準加工工程Ｓ２にて、加工基準用センタ穴Ｈ１，Ｈ２と回転基準用位相基準座面Ｂとが形成される。
逆テーパ状のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２は、フロント軸部１ａと、リヤフランジ部１ｂ（スピゴット１ｃ）に夫々形成される。平坦状の位相基準座面Ｂは、ジャーナル部Ｊ１とピン部Ｐ１とを連結するアーム部Ａ１の片側側部に形成される。 The crankshaft material 1 is manufactured, for example, by casting using a mold or forging using a forging die. In the crankshaft blank 1, machining reference center holes H1 and H2 and a rotation reference phase reference bearing surface B are formed in a reference machining step S2, which will be described later.
Inversely tapered center holes H1 and H2 are formed in the front shaft portion 1a and the rear flange portion 1b (spigot 1c), respectively. A flat phase reference bearing surface B is formed on one side of the arm portion A1 connecting the journal portion J1 and the pin portion P1.

次に、加工システムＳについて説明する。
図２に示すように、加工システムＳは、クランクシャフト素材１の重量アンバランスを測定するバランス測定装置２と、クランクシャフト素材１に複数種類の加工を施す加工装置３と、これらバランス測定装置２と加工装置３の制御を統括すると共にクランクシャフト素材１の加工条件等を演算可能なコントローラ４（制御手段）等を主な構成要素としている。後述する基準加工工程Ｓ２と加工工程Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６～Ｓ８は、同一ステーションである加工装置３にて処理されている。 Next, the processing system S will be explained.
As shown in FIG. 2, the processing system S includes a balance measuring device 2 for measuring the weight unbalance of the crankshaft blank 1, a processing device 3 for performing a plurality of types of processing on the crankshaft blank 1, and these balance measuring devices 2. , and a controller 4 (controlling means) capable of controlling the machining conditions of the crankshaft blank 1 and the like as well as controlling the machining apparatus 3 as main components. A standard processing step S2 and processing steps S3, S4, S6 to S8, which will be described later, are processed by the processing device 3, which is the same station.

まず、バランス測定装置２について説明する。
バランス測定装置２は、クランクシャフト素材１の重量主軸Ｔ１とずれ量（重量アンバランス）が存在していない標準寸法の基準クランクシャフト５１の重量主軸Ｔ５１（図１２参照）とを比較し、フロント軸部１ａ及びリヤフランジ部１ｂについて、２軸座標系におけるずれ量に応じた座標値を計測している。この計測された座標値に基づき、基準加工工程Ｓ２にてセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の補正値が演算され、センタ穴Ｈ１，Ｈ２が加工される。 First, the balance measuring device 2 will be described.
The balance measuring device 2 compares the weight main axis T1 of the crankshaft blank 1 with the weight main axis T51 (see FIG. 12) of the reference crankshaft 51 of standard dimensions in which there is no deviation (weight imbalance), and the front axis For the portion 1a and the rear flange portion 1b, coordinate values corresponding to the amount of deviation in the two-axis coordinate system are measured. Based on the measured coordinate values, correction values for the center holes H1 and H2 are calculated in the standard machining step S2, and the center holes H1 and H2 are machined.

図３に示すように、バランス測定装置２は、基台２５上に複数のスプリング２６を介して基台２５に支持された架台２１と、この架台２１に支持されると共にクランクシャフト素材１を回転駆動可能な前後１対の駆動ユニット２２と、これら１対の駆動ユニット２２に対応するように架台２１の側部に配設された前後１対の振動センサ２３と、回転駆動されたクランクシャフト素材１の回転角度を検出可能な角度センサ２４等を備えている。
１対の駆動ユニット２２は、回転可能な主軸２２ａと、この主軸２２ａに固定された回転盤２２ｂと、主軸２２ａを回転駆動するモータ２２ｃと、回転盤２２ｂに支持されると共にクランクシャフト素材１を把持可能なクランプ２２ｄ等を夫々有している。 As shown in FIG. 3, the balance measuring device 2 includes a base 21 supported on the base 25 via a plurality of springs 26, and a crankshaft blank 1 supported by the base 21 and rotating the crankshaft material 1. A pair of drivable front and rear drive units 22, a pair of front and rear vibration sensors 23 arranged on the sides of the frame 21 so as to correspond to the pair of drive units 22, and a rotationally driven crankshaft material. An angle sensor 24 or the like capable of detecting one rotation angle is provided.
A pair of drive units 22 includes a rotatable main shaft 22a, a rotating disc 22b fixed to the main shaft 22a, a motor 22c for rotating the main shaft 22a, and a crankshaft blank 1 supported by the rotating disc 22b. Each has a grippable clamp 22d or the like.

フロント側クランプ２２ｄは、ジャーナル部Ｊ１を把持すると共に、リヤ側クランプ２２ｄは、ジャーナル部Ｊ５を把持している。この状態でフロント側モータ２２ｃ及びリヤ側モータ２２ｃが所定期間同期回転される。クランクシャフト素材１の重量主軸（慣性主軸）Ａ１と形状主軸（回転主軸）にずれ量が存在する場合、ずれ量に比例した不釣合いが生じ、架台２１が振動する。架台２１の振動が振動センサ２３により検出され、同時にクランクシャフト素材１の回転位置が角度センサ２４によって検出される。 The front side clamp 22d grips the journal portion J1, and the rear side clamp 22d grips the journal portion J5. In this state, the front side motor 22c and the rear side motor 22c are synchronously rotated for a predetermined period. If there is an amount of deviation between the weight main axis (inertia main axis) A1 and the shape main axis (rotation main axis) of the crankshaft blank 1, an imbalance proportional to the amount of deviation occurs, causing the pedestal 21 to vibrate. Vibration of the frame 21 is detected by the vibration sensor 23 , and at the same time, the rotational position of the crankshaft material 1 is detected by the angle sensor 24 .

振動のピーク位置とクランクシャフト素材１の角度に基づきクランクシャフト素材１（重量主軸Ｔ１）の水平面における重心ずれ位置を検出する。
重心ずれ位置とは、バランス測定装置２に駆動されたクランクシャフト素材１の回転に伴う振幅が最小化された、所謂クランクシャフト素材１の形状主軸が重量主軸Ｔ１に略一致したときのセンタ穴Ｈ１（フロント軸部１ａ）及びセンタ穴Ｈ２（リヤフランジ部１ｂ）の平面視における各々の補正量である。センタ穴Ｈ１の補正量はフロント側Ｘ方向重心ずれ位置Ｘｆ１、センタ穴Ｈ２の補正量はリヤ側Ｘ方向重心ずれ位置Ｘｒ１として、コントローラ４に出力される。 Based on the vibration peak position and the angle of the crankshaft blank 1, the center-of-gravity deviation position of the crankshaft blank 1 (weight main axis T1) in the horizontal plane is detected.
The center-of-gravity offset position is the center hole H1 when the so-called shape main axis of the crankshaft blank 1 substantially coincides with the weight main axis T1, where the amplitude associated with the rotation of the crankshaft blank 1 driven by the balance measuring device 2 is minimized. Fig. 3 shows correction amounts of (front shaft portion 1a) and center hole H2 (rear flange portion 1b) in plan view. The amount of correction for the center hole H1 is output to the controller 4 as the front side X direction center of gravity deviation position Xf1, and the correction amount for the center hole H2 as the rear side X direction center of gravity deviation position Xr1.

次に、加工装置３について説明する。
図４に示すように、加工装置３は、マシニングセンタ３０と、加工対象を位置決め保持する基準加工治具（以下、治具と略す。）４０等を有する。マシニングセンタ３０は、数値制御式の加工装置であり、センタ穴Ｈ１，Ｈ２及び位相基準座面Ｂを形成する基準加工工程Ｓ２や粗切削工程Ｓ３、油穴加工工程Ｓ４等の複数の加工工程を実行可能に構成されている（図９参照）。以下、図において、矢印Ｘ方向をＸ方向とし、矢印Ｙ方向をＹ方向とし、矢印Ｚ方向をＺ方向として説明する。尚、Ｚ方向は、加工ツール３５の軸心方向として設定されている。 Next, the processing device 3 will be described.
As shown in FIG. 4, the processing apparatus 3 has a machining center 30, a reference processing jig (hereinafter abbreviated as a jig) 40 for positioning and holding an object to be processed, and the like. The machining center 30 is a numerically controlled machining apparatus, and executes a plurality of machining processes such as a standard machining process S2 for forming the center holes H1 and H2 and the phase reference bearing surface B, a rough cutting process S3, and an oil hole machining process S4. (See FIG. 9). Hereinafter, in the drawings, the arrow X direction is defined as the X direction, the arrow Y direction is defined as the Y direction, and the arrow Z direction is defined as the Z direction. Note that the Z direction is set as the axial direction of the processing tool 35 .

マシニングセンタ３０は、例えば、ドリル、エンドミル、フライスカッタ等の加工ツール３５をＺ方向に延びる回転軸心回りを回転するスピンドル３１と、このスピンドル３１をＹ方向及びＸ方向に移動させるコラム３２と、クランクシャフト素材１を保持した治具４０を載置可能なテーブル３３と、このテーブル３３をＹ方向に延びる旋回中心線Ｃ周りに旋回させる回転機構３４（駆動手段）と、この回転機構３４をＺ方向に移動可能な送り機構３６を備えている。このマシニングセンタ３０は、自動工具交換装置（図示略）を備え、コントローラ４に格納された加工プログラムデータに従ってスピンドル３１に取り付けられた加工ツール３５とマガジンポッド（図示略）に待機する加工ツールとを交換するように構成されている。 The machining center 30 includes, for example, a spindle 31 that rotates a processing tool 35 such as a drill, an end mill, and a milling cutter around a rotation axis extending in the Z direction, a column 32 that moves the spindle 31 in the Y direction and the X direction, and a crank. A table 33 on which a jig 40 holding the shaft material 1 can be placed, a rotating mechanism 34 (driving means) for rotating the table 33 around a rotating center line C extending in the Y direction, and rotating the rotating mechanism 34 in the Z direction. It has a feed mechanism 36 that can move to the . The machining center 30 is equipped with an automatic tool changer (not shown), and exchanges the machining tool 35 attached to the spindle 31 with the machining tool waiting in the magazine pod (not shown) according to the machining program data stored in the controller 4. is configured to

図５～図８に示すように、治具４０は、テーブル３３に固定可能なベース４１と、フロント側ジャーナル部Ｊ１及びリヤ側ジャーナル部Ｊ５を下方から夫々支持する１対の受部４２と、１対の受部４２に載置されたジャーナル部Ｊ１及びジャーナル部Ｊ５を夫々上方から押えると共に受部４２と協働して挟み込む１対のクランプ部４３と、１対のクランプ部４３を夫々先端に備えた１対のクランプアーム４４と、１対のクランプアーム４４を各々のロッド（図示略）を介して上下揺動駆動する１対のクランプシリンダ４５と、ジャーナル部Ｊ１よりも下方に配置されたピン部Ｐ１を挟持する１対のピンクランプ部４６と、１対のピンクランプ部４６をＸ方向に接近離隔駆動するクランプシリンダ４７等を備えている。位相基準座面Ｂは、クランプシリンダ４７の反対側位置に形成される。 As shown in FIGS. 5 to 8, the jig 40 includes a base 41 that can be fixed to the table 33, a pair of receiving portions 42 that respectively support the front-side journal portion J1 and the rear-side journal portion J5 from below, A pair of clamping portions 43 that hold down the journal portion J1 and the journal portion J5 placed on the pair of receiving portions 42 from above and sandwich them in cooperation with the receiving portions 42. and a pair of clamp cylinders 45 for vertically swinging driving the pair of clamp arms 44 via respective rods (not shown). A pair of pin clamp portions 46 for clamping the pin portion P1, and a clamp cylinder 47 for driving the pair of pin clamp portions 46 toward and away from each other in the X direction. A phase reference bearing surface B is formed on the opposite side of the clamp cylinder 47 .

次に、図９のステップチャートに基づき、クランクシャフトの製造方法について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各工程を示すステップである。 Next, a method of manufacturing a crankshaft will be described based on the step chart of FIG. Incidentally, Si (i=1, 2, . . . ) is a step indicating each process.

まず、クランクシャフト素材１のバランス測定を行う（Ｓ１）。
鍛造工程を終えたクランクシャフト素材１をバランス測定装置２にセットして、クランクシャフト素材１の重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１を２軸座標系の座標値として計測する。このバランス測定工程がセンタ穴位置設定工程に相当している。
次に、クランクシャフト素材１を治具４０にセットした後、治具４０がテーブル３３に固定され、クランクシャフト素材１に対して加工基準用センタ穴Ｈ１，Ｈ２及び回転基準用位相基準座面Ｂを形成する（Ｓ２）。 First, the balance measurement of the crankshaft material 1 is performed (S1).
The crankshaft blank 1 that has undergone the forging process is set in the balance measuring device 2, and the center-of-gravity deviation positions Xf1 and Xr1 of the crankshaft blank 1 are measured as coordinate values of a two-axis coordinate system. This balance measuring process corresponds to the center hole position setting process.
Next, after the crankshaft blank 1 is set on the jig 40, the jig 40 is fixed to the table 33, and the crankshaft blank 1 is provided with the machining reference center holes H1 and H2 and the rotation reference phase reference bearing surface B. (S2).

Ｓ２が終了した後、クランクシャフト素材１を治具４０から加工用治具（図示略）に載せ換えて、この加工用治具がテーブル３３に固定される。そして、センタ穴Ｈ１，Ｈ２及び位相基準座面Ｂが形成されたクランクシャフト素材１に対して、粗切削工程Ｓ３、油穴加工工程Ｓ４、熱処理工程Ｓ５、研削工程Ｓ６、修正加工工程Ｓ７、仕上加工工程Ｓ８、及び洗浄工程Ｓ９を順に行ってクランクシャフトを完成する。 After step S2 is completed, the crankshaft blank 1 is transferred from the jig 40 to a working jig (not shown), and the working jig is fixed to the table 33 . Then, rough cutting step S3, oil hole machining step S4, heat treatment step S5, grinding step S6, correction machining step S7, and finishing are performed on the crankshaft blank 1 in which the center holes H1 and H2 and the phase reference bearing surface B are formed. A machining step S8 and a cleaning step S9 are performed in order to complete the crankshaft.

具体的には、クランクシャフト素材１のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２に加工用治具の心押しセンタを嵌挿すると共にクランクシャフト素材１を回転軸心（重量主軸Ｔ１）回りに回動させて位相基準座面Ｂを基準金（図示略）に当接させることにより、加工初期位置におけるクランクシャフト素材１のセンタリング及び初期位相を設定する。設定された加工初期位置を加工基準として、クランクシャフト素材１を粗切削すると共に（Ｓ３）、潤滑オイルの流路を形成する穴開け加工を行う（Ｓ４）。 Specifically, the tailstock center of the machining jig is fitted into the center holes H1 and H2 of the crankshaft blank 1, and the crankshaft blank 1 is rotated around the rotation axis (weight main axis T1) to obtain the phase reference. By bringing the bearing surface B into contact with a reference metal (not shown), the centering and initial phase of the crankshaft blank 1 at the initial machining position are set. Using the set initial processing position as a processing reference, rough cutting of the crankshaft material 1 is performed (S3), and drilling is performed to form a lubricating oil flow path (S4).

熱処理工程Ｓ５の後、加工初期位置を基準として、クランクシャフト素材１を回転軸心回りに回転させながら高精度な表面形状が要求される部位（ジャーナル部Ｊ１～Ｊ５及びピン部Ｐ１～Ｐ４等）に研削加工を施す（Ｓ６）。更にクランクシャフト素材１に重量アンバランスが存在する場合、クランクシャフト素材１のカウンタウエイト部の外周部にドリルで穴を開けて重量アンバランスを調整する（Ｓ７）。クランクシャフト素材１の部分的な研磨加工やマーキング等を行い（Ｓ８）、洗浄して終了する。 After the heat treatment step S5, the crankshaft material 1 is rotated around the rotation axis with reference to the initial processing position, and the parts (journal parts J1 to J5, pin parts P1 to P4, etc.) that require a highly accurate surface shape. are ground (S6). Further, if there is a weight imbalance in the crankshaft blank 1, a hole is drilled in the outer peripheral portion of the counterweight portion of the crankshaft blank 1 to adjust the weight unbalance (S7). The crankshaft material 1 is partially polished, marked, etc. (S8), washed, and finished.

次に、図１０のステップチャートに基づき、基準加工工程Ｓ２について説明する。
コントローラ４が、Ｓ１のバランス測定結果を用いてクランクシャフト素材１の加工条件を演算する（Ｓ１１）。演算工程Ｓ１１では、加工基準用センタ穴Ｈ１，Ｈ２及び回転基準用位相基準座面Ｂの加工条件、所謂フロント補正量Ｘｆ３及びリヤ補正量Ｘｒ３、位相基準座面Ｂの傾き角度θｄ、高さ補正量Ｚｄ１、斜め削り移動量Ｚｄ３が夫々演算される。 Next, the standard processing step S2 will be described based on the step chart of FIG.
The controller 4 calculates machining conditions for the crankshaft material 1 using the balance measurement result of S1 (S11). In the calculation step S11, the machining conditions for the machining reference center holes H1 and H2 and the rotation reference phase reference bearing surface B, the so-called front correction amount Xf3 and rear correction amount Xr3, the inclination angle θd of the phase reference bearing surface B, and the height correction. An amount Zd1 and an oblique cutting movement amount Zd3 are calculated respectively.

ここで、演算工程Ｓ１１について詳細に説明する。
演算工程Ｓ１１では、図１１のステップチャートに示すように、まず、各種情報を入力する（Ｓ２１）。これらの情報は、既知の設計情報であり、各々事前に収集されている。
入力される情報は、Ｓ１で測定されたクランクシャフト素材１の重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１に加えて、基準クランクシャフト５１における、旋回中心線Ｃ相当位置からフロント軸部５１ａ先端までのフロント寸法Ｌｆ、旋回中心線Ｃ相当位置からリヤフランジ部５１ｂ先端までのリヤ寸法Ｌｒ、ピン部Ｐ１中心から位相基準座面Ｂ１中心までのＸ方向距離ＸＢ、旋回中心線Ｃ相当位置から位相基準座面Ｂ１中心までの軸方向長さＬｄ、ジャーナル部Ｊ１中心からピン部Ｐ１中心までのＹ方向距離Ｙ１（１／２ピンストロークＹ１）、ピン部Ｐ１中心から位相基準座面Ｂ１中心までのＹ方向距離Ｙｄ、治具４０の旋回中心線Ｃから重量主軸Ｔ５１までのＸ方向距離ＸＣである（図１２～図１５参照）。 Here, the calculation step S11 will be described in detail.
In the calculation step S11, as shown in the step chart of FIG. 11, first, various kinds of information are input (S21). These pieces of information are known design information and have been collected in advance.
The input information includes, in addition to the center-of-gravity deviation positions Xf1 and Xr1 of the crankshaft blank 1 measured in S1, the front dimension Lf from the position corresponding to the turning center line C to the tip of the front shaft portion 51a on the reference crankshaft 51, Rear dimension Lr from the position corresponding to the turning center line C to the tip of the rear flange portion 51b, X-direction distance XB from the center of the pin portion P1 to the center of the phase reference bearing surface B1, and from the position corresponding to the turning center line C to the center of the phase reference bearing surface B1 Y-direction distance Y1 (1/2 pin stroke Y1) from the center of the journal portion J1 to the center of the pin portion P1, Yd-direction distance from the center of the pin portion P1 to the center of the phase reference bearing surface B1, It is the X-direction distance XC from the turning center line C of the implement 40 to the weight main axis T51 (see FIGS. 12 to 15).

Ｓ２２では、治具４０におけるフロント補正量Ｘｆ３及びリヤ補正量Ｘｒ３を算出する。
図１２に示すように、フロント及びリヤの総補正量Ｘｓとクランクシャフト素材１の全寸法Ｌｓは、次式で表すことができる。
Ｘｓ＝Ｘｆ１＋Ｘｒ１
Ｌｓ＝Ｌｆ＋Ｌｒ …（１）
治具４０の旋回角度θは、式（１）を次式に代入して求められる。
θ＝ｔａｎ^－１（Ｘｓ／ＬＳ） …（２）
尚、旋回角度θは、反時計回りを正としている。 In S22, the front correction amount Xf3 and the rear correction amount Xr3 in the jig 40 are calculated.
As shown in FIG. 12, the total correction amount Xs of the front and rear and the total dimension Ls of the crankshaft blank 1 can be expressed by the following equations.
Xs=Xf1+Xr1
Ls=Lf+Lr (1)
The turning angle θ of the jig 40 is obtained by substituting the formula (1) into the following formula.
θ=tan ⁻¹ (Xs/LS) (2)
It should be noted that the counterclockwise rotation of the turning angle θ is positive.

ここで、クランクシャフト素材１の重量主軸Ｔ１を旋回中心線Ｃを通るように平行移動させたとき、重量主軸Ｔ１とリヤフランジ部１ｂの端面との交点のＸ座標Ｘｒ２は、式（２）とリヤ寸法Ｌｒを次式に代入して求められる。
Ｘｒ２＝Ｌｒ×ｔａｎθ …（３）
リヤ補正量Ｘｒ３は、式（３）と重心ずれ位置Ｘｒ１を次式に代入して求められる。
Ｘｒ３＝Ｘｒ１－Ｘｒ２ …（４）
尚、フロント補正量Ｘｆ３は、クランクシャフト素材１の重量主軸Ｔ１が旋回中心線Ｃを通るように平行移動した関係であるため、リヤ補正量Ｘｒ３と同じ値である。 Here, when the main weight axis T1 of the crankshaft blank 1 is moved in parallel so as to pass through the turning center line C, the X coordinate Xr2 of the intersection of the main weight axis T1 and the end surface of the rear flange portion 1b is given by equation (2). It is obtained by substituting the rear dimension Lr into the following equation.
Xr2=Lr×tan θ (3)
The rear correction amount Xr3 is obtained by substituting the equation (3) and the position Xr1 of the center of gravity deviation into the following equation.
Xr3=Xr1-Xr2 (4)
Note that the front correction amount Xf3 is the same value as the rear correction amount Xr3 because the main weight axis T1 of the crankshaft blank 1 is translated so as to pass through the turning center line C.

図１３に示すように、クランクシャフト素材１の重量主軸Ｔ１が基準クランクシャフト５１の重量主軸Ｔ５１に対して角度θ回転している場合、フロント軸部１ａ及びリヤフランジ部１ｂの端面もフロント軸部５１ａ及びリヤフランジ部５１ｂの端面に対して角度θ回転している。それ故、フロント端面補正量Ｚｆは、式（２）とＸ方向距離ＸＣを次式に代入して求めている。
Ｚｆ＝ＸＣ×ｔａｎθ …（５）
尚、リヤ端面補正量Ｚｒは、クランクシャフト素材１が平行移動した関係になるため、端面補正量Ｚｆと同じ値である。 As shown in FIG. 13, when the weight main axis T1 of the crankshaft blank 1 rotates by an angle θ with respect to the weight main axis T51 of the reference crankshaft 51, the end surfaces of the front shaft portion 1a and the rear flange portion 1b also face the front shaft portion. It is rotated by an angle θ with respect to the end faces of 51a and rear flange portion 51b. Therefore, the front end face correction amount Zf is obtained by substituting the equation (2) and the X-direction distance XC into the following equation.
Zf=XC×tan θ (5)
The rear end surface correction amount Zr is the same value as the end surface correction amount Zf because the crankshaft material 1 is translated.

Ｓ２３では、位相基準座面ＢのＺ方向補正量Ｚｄと位相基準座面Ｂの傾き角度θｄとを演算する。
図１４に示すように、クランクシャフト素材１の重量主軸Ｔ１が基準クランクシャフト５１の重量主軸Ｔ５１に対して角度θ回転している場合、位相基準座面Ｂも基準クランクシャフト５１の位相基準座面Ｂ１に対して角度θ回転している。それ故、Ｚ方向補正量Ｚｄは、式（２）と旋回中心線Ｃから位相基準座面Ｂ中心までの軸方向長さＬｄを次式に代入して求めている。
Ｚｄ＝Ｌｄ×ｔａｎθ …（６）
尚、位相基準座面Ｂの基準位置は、中心である。 In S23, the Z direction correction amount Zd of the phase reference bearing surface B and the inclination angle θd of the phase reference bearing surface B are calculated.
As shown in FIG. 14, when the weight main axis T1 of the crankshaft blank 1 rotates by an angle θ with respect to the weight main axis T51 of the reference crankshaft 51, the phase reference bearing surface B is also the phase reference bearing surface of the reference crankshaft 51. It is rotated by an angle θ with respect to B1. Therefore, the Z-direction correction amount Zd is obtained by substituting the formula (2) and the axial length Ld from the turning center line C to the center of the phase reference bearing surface B into the following formula.
Zd=Ld×tan θ (6)
The reference position of the phase reference bearing surface B is the center.

図１５に示すように、クランクシャフト素材１のフロント軸部１ａがＸ方向にフロント補正量Ｘｆ３相当補正された場合、ピン部Ｐ１がピンクランプ部４６によって位置決めされているため、位相基準座面Ｂは、水平方向に対して直交した姿勢から斜め下方に傾斜した姿勢に変更される。それ故、傾き角度θｄは、式（４）とＹ方向距離Ｙ１を次式に代入して求めている。
θｄ＝ｔａｎ^－１（Ｘｆ３／Ｙ１） …（７） As shown in FIG. 15, when the front shaft portion 1a of the crankshaft blank 1 is corrected in the X direction by a front correction amount Xf3, since the pin portion P1 is positioned by the pin clamp portion 46, the phase reference bearing surface B is changed from a posture orthogonal to the horizontal direction to a posture inclined obliquely downward. Therefore, the inclination angle θd is obtained by substituting the equation (4) and the Y-direction distance Y1 into the following equation.
θd=tan ⁻¹ (Xf3/Y1) (7)

Ｓ２４では、高さ補正量Ｚｄ１と加工開始Ｚ位置Ｚ１とを演算する。
図１５に示すように、リヤフランジ部１ｂよりも位相基準座面Ｂに近いフロント軸部１ａがＸ方向にフロント補正量Ｘｆ３相当補正された場合、位相基準座面Ｂは、ピン部Ｐ１を回転中心として回転移動するため、ピン部Ｐ１中心から位相基準座面Ｂ中心までのＸ方向距離が変化する。それ故、ピン部Ｐ１中心から位相基準座面Ｂ中心までのＸ方向距離に相当する高さ補正量Ｚｄ１は、式（７）、ピン部Ｐ１中心から位相基準座面Ｂ１中心までのＸ方向距離ＸＢ、及びピン部Ｐ１中心から位相基準座面Ｂ１中心までのＹ方向距離Ｙｄを次式に代入して求めている。
Ｚｄ１＝ＸＢ×ｃｏｓ（θｄ）＋Ｙｄ×ｓｉｎ（θｄ） …（８） In S24, the height correction amount Zd1 and the machining start Z position Z1 are calculated.
As shown in FIG. 15, when the front shaft portion 1a closer to the phase reference bearing surface B than the rear flange portion 1b is corrected in the X direction by the front correction amount Xf3, the phase reference bearing surface B rotates the pin portion P1. Since it rotates around the center, the distance in the X direction from the center of the pin portion P1 to the center of the phase reference bearing surface B changes. Therefore, the height correction amount Zd1, which corresponds to the X-direction distance from the center of the pin portion P1 to the center of the phase reference bearing surface B, is given by Equation (7), the X-direction distance from the center of the pin portion P1 to the center of the phase reference bearing surface B1 XB and the distance Yd in the Y direction from the center of the pin portion P1 to the center of the phase reference bearing surface B1 are substituted into the following equation.
Zd1=XB×cos(θd)+Yd×sin(θd) (8)

図１６に示すように、クランクシャフト素材１のフロント軸部１ａがＸ方向にフロント補正量Ｘｆ３相当補正された場合、位相基準座面Ｂの下端部は中心部よりもＺ軸負方向に位置する。基準クランクシャフト５１の加工開始時における加工ツール３５上端部と位相基準座面Ｂ１中心とのＹ方向距離をＹｄ２としたとき、クランクシャフト素材１の加工開始時における加工ツール３５のＺ方向補正量Ｚｄ２は、式（７）とＹ方向距離Ｙｄ２を次式に代入して求められる。
Ｚｄ２＝Ｙｄ２×ｔａｎ（θｄ） …（９） As shown in FIG. 16, when the front shaft portion 1a of the crankshaft blank 1 is corrected in the X direction by a front correction amount Xf3, the lower end of the phase reference bearing surface B is positioned in the negative Z-axis direction from the center. . Assuming that Yd2 is the Y-direction distance between the upper end of the processing tool 35 and the center of the phase reference bearing surface B1 at the start of processing of the reference crankshaft 51, the Z-direction correction amount Zd2 of the processing tool 35 at the start of processing of the crankshaft blank 1 is obtained by substituting the equation (7) and the Y-direction distance Yd2 into the following equation.
Zd2=Yd2×tan(θd) (9)

加工ツール３５が位相基準座面Ｂの加工を開始するときの起点となる加工開始Ｚ位置をＺ１としたとき、Ｚ位置Ｚ１は、式（８）及び式（９）を用いて次式のように表される。
Ｚ１＝Ｚｄ１－Ｚｄ２ …（１０） Assuming that the machining start Z position, which is the starting point when the machining tool 35 starts machining the phase reference bearing surface B, is Z1, the Z position Z1 is given by the following equation using equations (8) and (9). is represented by
Z1=Zd1-Zd2 (10)

Ｓ２５では、斜め削り移動量Ｚｄ３と斜め削り移動量Ｚｄ３の傾き係数ｋとを演算する。
図１７に示すように、クランクシャフト素材１のフロント軸部１ａがＸ方向にフロント補正量Ｘｆ３相当補正された場合、位相基準座面Ｂは、ピン部Ｐ１を回転中心として回転移動するため、加工ツール３５のＹ方向位置に対応して加工ツール３５の先端位置、所謂位相基準座面ＢのＺ方向距離が変化する。それ故、斜め削り移動量Ｚｄ３の傾き係数ｋは、式（４）とジャーナル部Ｊ１中心からピン部Ｐ１中心までのＹ方向距離Ｙ１を次式に代入して求めている。
ｋ＝Ｘｆ３／Ｙ１ …（１１） In S25, the oblique cutting movement amount Zd3 and the slope coefficient k of the oblique cutting movement amount Zd3 are calculated.
As shown in FIG. 17, when the front shaft portion 1a of the crankshaft blank 1 is corrected in the X direction by an amount corresponding to the front correction amount Xf3, the phase reference bearing surface B rotates about the pin portion P1 as the center of rotation. Corresponding to the Y-direction position of the tool 35, the tip position of the processing tool 35, that is, the Z-direction distance of the so-called phase reference bearing surface B changes. Therefore, the slope coefficient k of the oblique cutting movement amount Zd3 is obtained by substituting the equation (4) and the Y-direction distance Y1 from the center of the journal portion J1 to the center of the pin portion P1 into the following equation.
k=Xf3/Y1 (11)

図１８に示すように、加工ツール３５によるＹ方向の切削ストロークをＹｓとしたとき、加工ツール３５の斜め削り移動量Ｚｄ３は、式（１１）と切削ストロークＹｓを用いて次式のように表される。
Ｚｄ３＝ｋ×Ｙｓ …（１２）
斜め削り移動量Ｚｄ３の演算終了で演算工程Ｓ１１が完了する。 As shown in FIG. 18, when the Y-direction cutting stroke of the machining tool 35 is Ys, the oblique cutting movement amount Zd3 of the machining tool 35 is expressed by the following equation using equation (11) and the cutting stroke Ys. be done.
Zd3=k×Ys (12)
The calculation step S11 is completed when the calculation of the oblique cutting movement amount Zd3 is completed.

図１０のステップチャートの説明に戻る。
Ｓ１１の終了後、テーブル３３に固定された治具４０を旋回する（Ｓ１２）。
回転機構３４は、式（２）を用いて求めた旋回角度θを割り出し、クランクシャフト素材１を保持する治具４０を旋回駆動する。 Returning to the description of the step chart of FIG.
After completion of S11, the jig 40 fixed to the table 33 is rotated (S12).
The rotating mechanism 34 calculates the turning angle θ obtained using the equation (2), and turns the jig 40 holding the crankshaft blank 1 .

次に、クランクシャフト素材１のフロント端面及びリヤ端面を形成する（Ｓ１３）。
マシニングセンタ３０は、式（５）により求められたフロント端面補正量Ｚｆとリヤ端面補正量Ｚｒとを用いてクランクシャフト素材１のフロント端面及びリヤ端面を加工する。
Ｓ１３の後、加工ツール３５をドリルに交換して、クランクシャフト素材１の両端部にセンタ穴Ｈ１，Ｈ２を形成する（Ｓ１４）。
マシニングセンタ３０は、式（４）により求められたフロント補正量Ｘｆ３とリヤ補正量Ｘｒ３とを用いてフロント軸部１ａ及びリヤフランジ部１ｂにセンタ穴Ｈ１，Ｈ２を夫々加工する。 Next, a front end surface and a rear end surface of the crankshaft blank 1 are formed (S13).
The machining center 30 processes the front end face and the rear end face of the crankshaft blank 1 using the front end face correction amount Zf and the rear end face correction amount Zr obtained by Equation (5).
After S13, the processing tool 35 is replaced with a drill to form center holes H1 and H2 in both ends of the crankshaft blank 1 (S14).
The machining center 30 processes the center holes H1 and H2 in the front shaft portion 1a and the rear flange portion 1b using the front correction amount Xf3 and the rear correction amount Xr3 obtained by the equation (4).

Ｓ１４の後、加工ツール３５をフライスカッタに交換して、ジャーナル部Ｊ１とピン部Ｐ１を連結するアーム部Ａ１の片側側部に位相基準座面Ｂを形成する（Ｓ１５）。
マシニングセンタ３０は、式（６）、式（１０）、及び式（１２）により求められたＺ方向補正量Ｚｄ、加工開始Ｚ位置Ｚ１、及び斜め削り移動量Ｚｄ３とを用いてアーム部Ａ１の側部に位相基準座面Ｂを加工する。 After S14, the processing tool 35 is replaced with a milling cutter to form a phase reference bearing surface B on one side of the arm portion A1 connecting the journal portion J1 and the pin portion P1 (S15).
The machining center 30 uses the Z-direction correction amount Zd, the machining start Z position Z1, and the oblique cutting movement amount Zd3 obtained by the formulas (6), (10), and (12) to determine the side of the arm portion A1. A phase reference bearing surface B is machined on the part.

次に、上記クランクシャフトの加工システムＳ及び加工方法の作用、効果について説明する。
この加工システムによれば、クランクシャフト素材１の回転時のアンバランス量に基づきクランクシャフト素材１の両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置を少なくとも２軸座標系の座標値に相当する重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１で検知するバランス測定装置２を有するため、重量アンバランスを生じることがない補正されたセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置を２軸座標系の重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１で検知することができる。
検知された両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置の重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１に基づきクランクシャフト素材１の両端部にセンタ穴加工を行うと共に、両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置のうち位相基準座面Ｂに近いセンタ穴Ｈ１の位置の座標値である重心ずれ位置Ｘｆ１に基づき位相基準座面Ｂの傾き角度θｄを演算し、この傾き角度θｄに基づき位相基準座面Ｂの高さ補正量Ｚｄ１及び斜め削り移動量Ｚｄ３を演算して位相基準座面加工を行う加工装置３とを有するため、センタ穴Ｈ１，Ｈ２と位相基準座面Ｂとを同一ステーションで加工することができ、サイクルタイムを短縮化することができる。
また、センタ穴Ｈ１，Ｈ２と位相基準座面Ｂとを同一ステーションで加工するため、クランクシャフト素材１の治具への載せ換えが不要となり、加工精度が向上することから、ピン部Ｐ１～Ｐ４の加工精度を向上できる。 Next, the operation and effects of the crankshaft machining system S and machining method will be described.
According to this processing system, the positions of the center holes H1 and H2 at both ends of the crankshaft blank 1 are shifted to the center-of-gravity offset positions corresponding to the coordinate values of at least the two-axis coordinate system based on the amount of imbalance during rotation of the crankshaft blank 1. Since the balance measuring device 2 detects by Xf1 and Xr1, the corrected positions of the center holes H1 and H2 that do not cause weight imbalance can be detected by the center-of-gravity shift positions Xf1 and Xr1 of the two-axis coordinate system. .
Based on the detected center-of-gravity deviation positions Xf1 and Xr1 of the positions of the center holes H1 and H2 of both ends, center hole machining is performed on both ends of the crankshaft blank 1, and the phase of the positions of the center holes H1 and H2 of both ends is determined. The inclination angle θd of the phase reference bearing surface B is calculated based on the center-of-gravity deviation position Xf1, which is the coordinate value of the position of the center hole H1 near the reference bearing surface B, and the height of the phase reference bearing surface B is corrected based on this inclination angle θd. Since it has the processing device 3 for processing the phase reference bearing surface by calculating the amount Zd1 and the slant cutting movement amount Zd3, the center holes H1 and H2 and the phase reference bearing surface B can be machined at the same station. Time can be shortened.
Further, since the center holes H1, H2 and the phase reference bearing surface B are machined at the same station, it is not necessary to replace the crankshaft material 1 on the jig, and the machining accuracy is improved. can improve the processing accuracy of

加工装置３が、クランクシャフト素材１を水平状態に保持する治具４０を鉛直軸線回りに旋回駆動可能な回転機構３４と、センタ穴加工及び位相基準座面加工を行う際、回転機構３４を介してクランクシャフト素材１の姿勢を変更するコントローラ４とを有するため、センタ穴加工及び位相基準座面加工において、治具４０の旋回によりクランクシャフト素材１の姿勢を変更することができ、加工効率を向上することができる。 The processing device 3 has a rotation mechanism 34 capable of turning a jig 40 for holding the crankshaft blank 1 in a horizontal state about a vertical axis, and a rotation mechanism 34 when performing center hole machining and phase reference bearing surface machining. and the controller 4 for changing the attitude of the crankshaft blank 1 by turning the jig 40 in the center hole machining and the phase reference bearing surface machining, thereby improving the machining efficiency. can be improved.

位相基準座面Ｂが、クランクシャフト素材１の一端部のジャーナル部Ｊ１とピン部Ｐ１とを接続するアーム部Ａ１の側部に配設されたため、ジャーナル部Ｊ１～Ｊ５及びピン部Ｐ１～Ｐ４の切削加工時、位相基準座面Ｂに当接する位相決め用基準金と加工ツール３５との干渉を回避することができる。 Since the phase reference bearing surface B is disposed on the side of the arm portion A1 connecting the journal portion J1 at one end of the crankshaft blank 1 and the pin portion P1, the journal portions J1 to J5 and the pin portions P1 to P4 Interference between the phase-determining reference metal that abuts on the phase-reference bearing surface B and the machining tool 35 can be avoided during cutting.

このクランクシャフトの加工方法では、クランクシャフト素材１の回転時のアンバランス量に基づきクランクシャフト素材１の両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置を少なくとも２軸座標系の座標値に相当する重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１で検知するバランス測定工程Ｓ１を有するため、重量アンバランスを生じないクランクシャフト素材１の両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置を２軸座標系の重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１で検知することができる。検知された両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置の重心ずれ位置Ｘｆ１，Ｘｒ１に基づきクランクシャフト素材１の両端部にセンタ穴加工を行うと共に、両端部のセンタ穴Ｈ１，Ｈ２の位置のうち位相基準座面Ｂに近いセンタ穴Ｈ１の位置の座標値である重心ずれ位置Ｘｆ１に基づき位相基準座面Ｂの傾き角度θｄを演算し、この傾き角度θｄに基づき位相基準座面Ｂの高さ補正量Ｚｄ１及び斜め削り移動量Ｚｄ３を演算して位相基準座面加工を行う基準加工工程Ｓ２を有するため、センタ穴Ｈ１，Ｈ２と位相基準座面Ｂとを同一ステーションで加工することができ、サイクルタイムを短縮化することができる。
また、センタ穴Ｈ１，Ｈ２と位相基準座面Ｂとを同一ステーションで加工するため、クランクシャフト素材１の治具への載せ換えが不要となり、加工精度が向上することから、ピン部Ｐ１～Ｐ４の加工精度を向上できる。 In this crankshaft machining method, the positions of the center holes H1 and H2 at both ends of the crankshaft blank 1 are deviated from the center of gravity corresponding to the coordinate values of at least a two-axis coordinate system based on the amount of unbalance when the crankshaft blank 1 rotates. Since there is a balance measuring step S1 for detecting at the positions Xf1 and Xr1, the positions of the center holes H1 and H2 at both ends of the crankshaft material 1 that do not cause weight imbalance are detected at the center-of-gravity deviation positions Xf1 and Xr1 of the two-axis coordinate system. can do. Based on the detected center-of-gravity deviation positions Xf1 and Xr1 of the positions of the center holes H1 and H2 of both ends, center hole machining is performed on both ends of the crankshaft blank 1, and the phase of the positions of the center holes H1 and H2 of both ends is determined. The inclination angle θd of the phase reference bearing surface B is calculated based on the center-of-gravity deviation position Xf1, which is the coordinate value of the position of the center hole H1 near the reference bearing surface B, and the height of the phase reference bearing surface B is corrected based on this inclination angle θd. Since there is a reference machining step S2 for performing phase reference bearing surface machining by calculating the amount Zd1 and the oblique cutting movement amount Zd3, the center holes H1 and H2 and the phase reference bearing surface B can be machined at the same station, and the cycle Time can be shortened.
Further, since the center holes H1, H2 and the phase reference bearing surface B are machined at the same station, it is not necessary to replace the crankshaft material 1 on the jig, and the machining accuracy is improved. can improve the processing accuracy of

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、４気筒エンジンのクランクシャフトの例を説明したが、単気筒エンジン又は複数気筒エンジンのクランクシャフトであれば、本発明と同様の効果を奏することが可能である。 Next, a modified example in which the above embodiment is partially changed will be described.
1) In the above embodiment, an example of a crankshaft for a four-cylinder engine has been described, but the same effect as the present invention can be obtained with a crankshaft for a single-cylinder engine or a multi-cylinder engine.

２〕前記実施形態においては、基準加工工程Ｓ２の後工程である粗切削工程Ｓ３及び油穴加工工程Ｓ４において、基準加工工程Ｓ２と同一のステーションの同一のマシニングセンタ３０により加工する例を説明したが、少なくともセンタ穴加工と位相基準座面とを治具の載せ換えを行うことなく加工すれば良く、基準加工工程Ｓ２と粗切削工程Ｓ３及び油穴加工工程Ｓ４とを別ステーションで行っても良い。 2) In the above embodiment, the rough cutting step S3 and the oil hole machining step S4, which are subsequent steps to the standard machining step S2, are performed by the same machining center 30 at the same station as the standard machining step S2. At least the center hole machining and the phase reference bearing surface may be machined without changing the jig, and the reference machining step S2, the rough cutting step S3, and the oil hole machining step S4 may be performed at separate stations. .

３〕前記実施形態においては、基準加工工程において、センタ穴加工工程の後に位相基準座面加工工程が行われる例を説明したが、位相基準座面加工工程の後にセンタ穴加工工程を行っても良い。
また、位相基準座面は、クランクシャフト素材のリヤ側のアーム部に設けるようにしてもよい。 3) In the above embodiment, an example was described in which the phase reference bearing surface machining process was performed after the center hole machining process in the reference machining process. good.
Further, the phase reference bearing surface may be provided on the rear side arm portion of the crankshaft material.

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。 4) In addition, without departing from the spirit of the present invention, a person skilled in the art can implement the above-described embodiment in a form in which various modifications are added or in a form in which each embodiment is combined. Any modifications are also included.

Ｓ加工システム
１クランクシャフト素材
２バランス測定装置
３加工装置
４コントローラ
３０マシニングセンタ
３４回転機構
４０治具
Ｈ１（フロント側）センタ穴
Ｈ２（リヤ側）センタ穴
Ｂ位相基準座面
Ｊ１ジャーナル部
Ｐ１ピン部
Ａ１アーム部
θｄ傾き角度
Ｚｄ１高さ補正量
Ｚｄ３斜め削り移動量
S Machining system 1 Crankshaft material 2 Balance measuring device 3 Machining device 4 Controller 30 Machining center 34 Rotation mechanism 40 Jig H1 (Front side) Center hole H2 (Rear side) Center hole B Phase reference bearing surface J1 Journal part P1 Pin part A1 Arm θd Inclination angle Zd1 Height correction amount Zd3 Diagonal cutting movement amount

Claims

A processing jig for holding a crankshaft material of an engine is provided, and processing reference center holes are provided at both ends of the crankshaft material with respect to the crankshaft material held by the processing jig, and at the sides of the crankshaft material. In a crankshaft machining system for machining a rotation reference phase reference bearing surface provided,
a balance measuring device for detecting the center hole positions of both ends of the crankshaft blank by coordinate values of at least a two-axis coordinate system based on the amount of imbalance during rotation of the crankshaft blank;
Center hole machining is performed on both ends of the crankshaft material based on the detected coordinate values of the center hole positions of the both ends, and center hole positions near the phase reference bearing surface among the center hole positions of the both ends are machined. a processing device that calculates the inclination angle of the phase reference bearing surface based on the coordinate values, calculates the height correction amount and the oblique cutting movement amount of the phase reference bearing surface based on the inclination angle, and performs the phase reference bearing surface machining. A machining system for a crankshaft, comprising:

The machining apparatus comprises a driving means capable of turning the machining jig for holding the crankshaft material in a horizontal state around a vertical axis; 2. A crankshaft machining system according to claim 1, further comprising control means for changing the attitude of said crankshaft blank through said crankshaft blank.

3. The phase reference bearing surface according to claim 1, wherein the phase reference bearing surface is disposed on a side portion of an arm portion connecting a journal portion and a pin portion at one end of a crankshaft material of a multi-cylinder engine. Crankshaft machining system.

Processing reference center holes provided at both ends of the crankshaft blank held by the machining jig that holds the engine crankshaft blank, and rotation reference phases provided at the sides of the crankshaft blank. In a crankshaft machining method for machining a reference bearing surface,
a center hole position setting step of detecting the center hole positions of both ends of the crankshaft blank by coordinate values of at least a two-axis coordinate system based on the amount of imbalance during rotation of the crankshaft blank;
Center hole machining is performed on both ends of the crankshaft material based on the detected coordinate values of the center hole positions of the both ends, and center hole positions near the phase reference bearing surface among the center hole positions of the both ends are machined. a machining step of calculating an inclination angle of the phase reference bearing surface based on the coordinate values, calculating a height correction amount and an oblique cutting movement amount of the phase reference bearing surface based on the inclination angle, and performing phase reference bearing surface machining; A method of machining a crankshaft, comprising: