JPH01210237A - ワークレスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、センタ支持されたワークの切削加工時に発生
するワークへの切削荷重を受けるためのワークレスト装
置に関する。

Ｂ、従来の技術 例えば歯車のシェービング加工において、歯車を保持し
たマンドレルの両端をシェービング加工機の６押台間で
センタ支持し、これをシェービング加工機のシェービン
グカッタにより切削した場合、カッタと歯車（被削物）
間に生じる切削抵抗によって歯車を含むマンドレルが切
削荷重を受けるため、マンドレルがカッタから逃げる方
向に弾性変形し、これが歯車の加工精度に悪影響を与え
ることになる。従って被削物にかかる切削荷重を受ける
ためのワークレスト装置が必要となる。

従来、上述するワークレスト装置としては、第５図に示
す方式のものが知られている。

図において、全体符号１で示すワークレスト装置は、シ
ェービング加工機のテーブル２上にクランプボルト３に
より固定される受台４と、この受台４の側面にポル１〜
５により固定されるワーク受部材６とを備え、ワーク受
部材６の上端には、被削用の歯車７を保持したマンドレ
ル８の外周面が係合するＶ状態の受面６ａが形成されて
おり、さらにワーク受部材６は、受台４の側面に形成し
た斜め凹溝４ａに上下方向にスライ１へ可能に係合され
、これによりマンドレル８の軸径変化に対応可能になっ
ている。

上述のように構成された従来のワークレスト装置におい
て、これにより被削物を保持する場合は、先ず、被削物
、即ち歯車７を保持したマンドレル８の両端を、第６図
に示す如くテーブル２上に設置した心押台９，１０のセ
ンタ９ａ、１０ａにより両持ち支持する。次に一対のワ
ークレス１−装置１を被削用歯車７の両側において、マ
ンドレル８の真下に位置決めし、クランプボルト３を締
付けることによりテーブル２上に固定した後、受部材６
を上方へ移動させ、その■状受面６ａをマンドレル８の
外周面に下面側から当接し、この状態でボルト５を締付
けることて受部材６を受台４に固定する。

しかる後、シェービングカッタ］１を回転すると共に切
込み送りをかけることにより歯車７の歯面をシェービン
ク加工する。この時、歯車７にかかる切削荷重はワーク
レスト装置１により受けることになる。

また、所定のシェービング加工がなされると、カッタに
対する切込み送り及び回転が停止し、歯車７から離間す
る方向に後退される。その後、心押台９又は」○のセン
タ９ａ又は、＋−Ｏａが後退し、被削物をセンタから開
放して加工完了ワークを加工機外へアンロードする。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 」二連した従来のワークレスト装置では、受部材６が受
台４に固定され、マンドレル８の軸線と平行な水平方向
へ動くことができないため、受部材６のＶ状受面６ａが
マンドレル８の外周面に片寄りなく均一に接触するよう
ワークレス１−装置１全体をマン１〜レル８に対し正確
に位置決めするには、Ｖ状受面６ａのマンドレル外周面
に対する接触状態を見ながらワークレスト装置１全体を
テーブル２上で微細に位置調節しなけれはならず、その
位置決め作業が面倒で手数がかかる問題がある。

また、マンドレル８に対しワークレスト装置１が一旦位
置決め固定されると、そのマンドレル支持位置は半固定
状態に保持されるため、マンドレル８の径が変化した場
合には、再度の位置調整が必要になって加工機の稼働能
率を低下させてしまうほか、マンドレル８に対する受部
材６の■状受面６ａの接触位置調整は全て手動で行われ
るため、受部材６に調整誤差が生じ易く、これに伴いマ
ンドレルに対するレスト支持力がばらついて被削物の加
工精度に影響を及ぼすことになる。しかも、マンドレル
８に対するレスト支持位置は左右両端部にあるため、こ
れらワークレスト装置の受部材のマンドレルに対するレ
スト支持力を一致させることは極めて困難であり、両者
のレスト支持力に誤差が生しると、被削物に対する水平
方向のレスト支持力がアンバランスとなって被削物の加
工精度を低下させてしまう問題かあった。

本発明は、上述したような問題点を解決したもので、被
削物に対する複数の支持点のレスト支持力をバランスさ
せ得ると共に、被削物に対するレスト支持力を一定に保
持し、安定した加工精度を得ることができるワークレス
ト装置を提供することを目的とする。

Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明のワークレスト装置は、被削物に対し進退可能で
かつ被削物にレスト支持力を付与する油圧シリンダと、
油圧シリンダの被削物と対向するピストン突出端に設け
た受台上に水平方向にフローティング可能に取り付けた
被削物受け機構と、油圧シリンダと油圧源間を結ぶ油路
に介在され油圧シリンダを進退制御する電磁弁機構と、
被削物と被削物受け機構間の相対的接触圧を検出する検
出手段と、検出手段からの検出値と予め設定した設定値
とに基づいて電磁弁機構を開閉制御し被削物に対する受
け機構のレスト支持力を一定に制御する制御手段とを備
えてなるものである。

Ｅ０作用 本発明においては、制御手段により開閉制御される電磁
弁機構を介して圧油が油圧シリンダに供給されると、油
圧シリンダが前進して受け機構を被削物に当接させ被削
物にレスト支持力を付与する。そして検出手段は被削物
に作用するレスト支持圧力を検知して制御手段に出力し
、その検出レスト支持圧力が設定値と一致するように電
磁弁機構を開閉して油圧シリンダへの油圧を制御する。

従って、本発明にあっては、被削物に対するレスト支持
力が一定に保持され、安定した加工精度を得ることが可
能となる。

Ｆ、実施例 第１図〜第３図により本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明のワークレスト方式を歯車のシェービ
ング加工に適用した場合の全体の構成図であり、第２図
はワークレスト装置及びその油圧系、制御系の詳細を示
す構成図、第３図は被削物レスト受け機構の詳細を示す
側面図である。

まず、第１図において、シェービング加工機のテーブル
２０上には一対の心押台２１．２２が所定間隔で設置さ
れている。心押台２１．２２のセンタ２１ａ、２２Ａ間
には、被削物の歯車７を保持したマンドレル８の両端面
が回転可能にセンタ支持されている。

カッタヘッド２３はシェービング加工機のコラム（図示
せず）に上下方向に送り可能に支持され、このカッタヘ
ッド２３には、被削用歯車７の歯面を仕上加工するシェ
ービングカッタ２４が図示しないモータにより回転でき
るよう装着されている。

また、第１図において、２５Ａ、２５Ｂはマンドレル８
の左右両端部を下面側から支持するワークレスト装置で
、前記心押台２１，２２間に位置するテーブル２０上に
設置され、そして、これらワークレスト装置２５Ａ、２
５Ｂは第２図に示すようにテーブル２０上に直立に設置
される油圧シリンダ２６と、この油圧シリンダ２６の上
方へ突出するピストン２６ａの上端に水平に固着した断
面凹状の受台２７と、この受台２７内にスラスト−７＝ ベアリング２８を介してマンドレル８の軸線と直交する
水平方向に移動可能に嵌合した被削物受け機構２９とか
ら構成されている。

前記被削物受け機構２９は、第２図および第３図に示す
ように、受台２７内にスラストベアリング２８によって
マンドレル８の軸線と直交する水平方向に自由にスライ
ドできるように嵌合された直方体状の枠体３０と、この
枠体３ｏに所定間隔離して枠体３０の移動方向と直交す
る方向に横架固定した一対の軸３１．３２と、この軸３
１゜３２に回転可能に軸支されマンドレル８の外周面に
当接する受けローラ３３，３４とを備え、そして、前記
一方の軸３１の外周面には、被削用歯車７へのレスト支
持圧力を検出する歪ゲージ３５が貼着されている。また
、歪ゲージ３５を含む軸３１の外周囲を覆うリング状カ
バー３６が枠体３０に固着され、このカバー３６はロー
ラ３３のスラスト軸受を兼用している。

前記油圧シリンダ２６Ａ、２６Ｂに対する油圧系は、第
１図および第２図に示すように吸込口を油タンク３７に
連通した油圧ポンプ３８を備え、この油圧ポンプ３８の
吐出口と油圧シリンダ２６Ａ、２６Ｂの各シリンダ室２
６ｂ間は別々の配管路３９Ａ、３９Ｂによって接続され
ていると共に、各配管路３９Ａ、３９Ｂには電磁切換弁
４ＯＡ、４０Ｂ及び逆止弁４１Ａ、４１Ｂが直列に介在
されている。また、前記油圧シリンダ２６Ａ、２６Ｂの
各シリンダ室２６ｂは電磁リリーフ弁４２Ａ、４．２Ｂ
を介して油タンク３７に接続されている。

制御装置４３は、前記電磁切換弁４ｏ及び電磁リリーフ
弁４２を開閉制御して被削用歯車７に対するレスト支持
力を一定に制御し、がっ油圧シリンダ２６Ａ、２６Ｂを
収縮させるためのもので、ローラ軸３１にかかる荷重力
によって生じる歪ゲージ３５の歪に比例した抵抗変化を
電圧に変換する検出回路４４と、被削用歯車７のレスト
支持に必要な支持力を設定する設定回路４５と、この設
定回路４５からの設定値Ｖ　ｒ　ｅ　ｆと前記検出回路
４４からの出力電圧■とを比較し両者の偏差を出力する
比較回路４６と、この比較回路４６からの偏差出力は、
出力電圧Ｖが設定値Ｖ　ｒ　ｅ　ｆより小さいことを示
す時に電磁切換弁４０Ａ、４０Ｂを開制御すると共に偏
差出力が０の時に閉制御する第１の弁駆動回路４７と、
比較回路４６からの偏差出力は、出力電圧Ｖが設定値Ｖ
　ｒ　ｅｆより大きくなったことを示す時に電磁リリー
フ弁４２Ａ。

４２Ｂを開制御すると共に偏差出力がＯ及びＶ〈Ｖｒｅ
ｆの時に閉制御する第２の弁駆動回路４８とから構成さ
れている。また、前記第２の弁駆動回路４８には歯車７
のシェービング加工終了時に油圧シリンダ２６Ａ、２６
Ｂを下降させる指令信号が入力されるようになっている
。

なお、４９は油圧ポンプ３８のリリーフ弁である。

次に、上述のように構成された本実施例の動作について
説明する。

まず、心押台２１．２２及び一対のワークレスト装置２
５Ａ、２５Ｂがテーブル２ｏ上の所定の位置にセットさ
れ、かつ被削用歯車７のマンドレル８の両端面が心押台
２１．２２のセンタ２１ａ。

２２ａによりセンタ支持され、さらに油圧ポンプ３８も
起動されているとする。

かかる状態において、シェービング加工機の操作盤（図
示せず）に設けた始動スイッチ（図示せず）をオン操作
すると、シェービング加工機の制御系が初期設定される
と共に、制御装置４３も初期設定されて、第４図に示す
フローがスタートする。この時、ワークレスト装置２５
Ａ、２５Ｂの受けローラ３１，３２には何等荷重ががか
っていないため、検出回路４４の出力電圧ＶはほぼＯで
ある。従って、比較回路７４６の出力には設定値■ｒ　
ｅ　ｆに相当する電圧が発生し、これにより第１の弁駆
動回路４７が動作して電磁切換弁４０　Ａ　。

４、　ＯＢを開にする。その結果、油圧ポンプ３８から
吐出する圧油は電磁切換弁４ＯＡ、４０Ｂ及び逆止弁４
１−Ａ、、　４　］、　Ｂを通して油圧シリンダ２６Ａ
、２６Ｂの各シリンダ室２６ｂ内に供給され、ビス１〜
ン２６ａを上昇して被削物受け機構２９を」二昇させる
（ステップ８５０）。そして、受けローラ３１，３２が
センタ支持されたマンドレル８の外周面に下面側から接
触し、マンドレル８に上昇圧力が作用すると、ローラ軸
３］がマンドレル８への接触圧によりひすみ、これによ
り歪ゲージ３５がひずむと、それに比例した抵抗変化が
検出回路４４から電圧変化として出力される。

これに伴い比較回路４６がステップＳ５１において、接
触圧、すなわちマンドレル８に対するレスト支持力が設
定値に達したか否かを判定する。ここでマンドレル８に
対するレスト支持力が設定値に達したと判定されると、
ステップＳ５２に進む。この時、比較回路４６の偏差出
力は０となるため、第１の弁駆動回路４７は電磁切換弁
４０Ａ。

４０Ｂに閉指令を出力して電磁切換弁４０Ａ。

４０Ｂを閉鎖する。そして、次のステップ８５３におい
て、シェービング加工機をスタートし、カッタヘッド２
３を歯車７方向へ前進させると共にシェービングカッタ
２４を回転して歯車７の歯車をシェービング加工する。

歯車７のシェービング加工が開始されると、比較回路４
６がステップＳ５４において、マンドレル８に対するワ
ークレスト装置２５Ａ、２５ＢのレスＩ・支持力が設定
圧に保持されているか否かを監視する。ここで設定圧に
保持されていると判定された場合は、第１及び第２の弁
駆動回路４７゜４８に何等の信号も出力せず、従って、
電磁切換弁４０Ａ、４．ＯＢおよび電磁リリーフ弁４２
Ａ。

４２Ｂは閉状態に保持される（ステップ５５５）。

また、油圧のリーク等によりシリンダ室２６ｂ内の圧力
が低下し、設定圧より低いと判定された時はＶ＜Ｖ　ｒ
　ｅ　ｆとなるため、ステップ８５６に移行して、第１
の弁駆動回路４７を動作させ、電磁切換弁４ＯＡ、４０
Ｂを開にする。これにより油圧シリンダ室２６ｂ内の圧
力が設定圧になるまで油圧ポンプ３８から油圧シリンダ
２６Ａ、２６Ｂに圧油が供給される。

一方、ステップＳ５４において、設定圧より高いと判定
された時は、Ｖ＞Ｖ　ｒ　ｅ　ｆとなるため、比較回路
４６は第２の弁駆動回路４８に動作信号を出力して、電
磁リリーフ弁４２Ａ、４１Ｂを所定の周期でパルス駆動
しくステップ５５７）、シリンダ室２６ｂ内の圧力が設
定圧になるまでシリンダ室内の圧油をタンク３７へ排出
する。

このようにして、マンドレル８に対するレスト支持力を
一定に制御する。これに伴いマンドレル８の変位がなく
なり、常に安定したレスト支持力を維持できると共に安
定した加工精度が得られる。

また、上記実施例では、一方のワークレスト装置２５の
ローラ軸の歪を検出してレスト支持力の一定制御につい
て述べたが、他方のワークレスト装置にも第２図に示す
制御系が別に付加されるものであり、これによってワー
クレス１−装置２５Ａ。

２５Ｂによるマンドレル８の各支持点におけるレスト支
持力をバランスさせることができる。

また、歯車７の加工終了に伴い終了指令信号Ｓが第２の
弁駆動回路４８に入力されると、電磁リリーフ弁４２Ａ
、４２Ｂが開動作してシリンダ室２６ｂ内の圧油をタン
ク３７に排出し、油圧シリンダ２６Ａ、２６Ｂを下降さ
せ、次の加工開始に待機することになる。

さらにまた、受け機構２９はスラストベアリング２８に
よって水平方向にフローティング可能に支持されている
ためワークレスト装置２５とマンドレル８間に多少の位
置ずれが生じても、受け機構をマンドレル８に倣って自
動的に、かつ確実に位置決めさせることができ、ワーク
レスト装置２５のテーブル２ｏ上への設置作業が簡便に
なる。

なお、上記実施例では、レスト支持力の検出に歪ゲージ
３５を用いた場合について説明したが、これに限らずシ
リンダ室２６ｂ内の油圧を検出するようにしても上記実
施例と同様な効果が得られる。

また、上記実施例では、制御装置４３をアナログ方式の
回路で構成したが、これに限らず、マイクロコンピュー
タを利用する方式であっても良い。

さらに本発明におけるワークレスト装置は歯車のシェー
ビング加工機に限らないほか、被削物受け機構２９及び
そのフローティング手段も実施例の方式に限定されない
。

Ｇ６発明の効果 以上のように、本発明によれば、被削物に作用するレス
ト支持力を歪ゲージ等の圧力検出手段により検出し、こ
の検出値と設定値に基づいてレスト支持力を付与する油
圧シリンダへの供給油圧量を自動的に制御するようにし
たので、被削物に対するレスト支持力を一定した最適値
に保つことができ、これに伴い安定した加工精度を得る
ことができると共に、被削物に対する複数支持点のレス
ト支持力もバランスさせ得る。

また、被削物を受ける受け機構は、水平方向にフローテ
ィングできる構造になっているため、ワークレスト装置
と被削物間に多少の位置ずれが生じていても受け機構を
被削物に倣って自動的にかつ角度法に位置決めさせるこ
とができ、これに伴いワークレスト装置のセラＩ・が簡
便になり、加工機の稼働率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワークレスト装置を歯車用シェービン
グ加工機に適用した場合の全体の構成図である。 第２図は本発明のワークレスト装置及びその油圧系、制
御系の詳細を示す構成図である。 第３図は本実施例における被削物受け機構の一例を示す
断面図である。 第４図は本実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。 第５図は従来のワークレスト装置の構成図である。 第６図は従来のワークレスト装置の適用例を示す説明図
である。 ７：歯車（被削物）　　　８：マンドレル２０：テーブ
ル　　２’ｌ、２２：心押台２５Ａ、２５Ｂ：ワークレ
スト装置 ２６：油圧シリンダ　　　２７：受台 ２８ニスラストベアリング ２９：被削物受け機構 ３５：歪ゲージ（圧力検出手段） ３８：油圧ポンプ ４０Ａ、４０Ｂ：電磁切換弁 ４２Ａ、４．２Ｂ：電磁リリーフ弁 ４３：制御装置 ４４：検出回路　　　　　４５：設定回路４６：比較回
路　　４−７．／１．８：弁駆動回路特許出願人　　日
産自動車株式会社 代理人弁理士　　　永　井　冬　紀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被削物に対し進退可能でかつ被削物にレスト支持力を付
   与する油圧シリンダと、 前記油圧シリンダの前記被削物と対向するピストン突出
   端に設けた受台上に水平方向にフローティング可能に取
   り付けた被削物受け機構と、前記油圧シリンダと油圧源
   間を結ぶ油路に介在され前記油圧シリンダを進退制御す
   る電磁弁機構と、 前記被削物と前記被削物受け機構間の相対的接触圧を検
   出する検出手段と、 前記検出手段からの検出値と予め設定した設定値とに基
   づいて前記電磁弁機構を開閉制御し前記被削物に対する
   受け機構のレスト支持力を一定に制御する制御手段とを
   備えてなるワークレスト装置。