JPH0244641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属切削用機械工具に関し、特に、円
筒形面を機械加工するための装置に関する。

本発明は、シヤフト、油圧シリンダのピストン
ロツド、車軸等を旋削するための旋盤に使用され
るようになつている。

〔従来の技術〕

円筒形面を機械加工するための装置を備えた旋
盤は、自動車、トラクタ、農業機械、ロードロー
ラ等に用いられる円筒形要素の円筒形面を機械加
工するのに使用される。

金属加工用旋盤に関連して使用される円筒形面
を機械加工するための装置が知られている。この
装置には、間に工作物を置いて支持する主軸台セ
ンタ及び心押し台センタと、工具ヘツドと、変形
ローラ付きヘツドとが設けられている。主軸台セ
ンタは主動作駆動装置と連動し、転がり接触軸受
けによつて支持されている心押し台センタは、心
押し台のポペツトスリーブと移動可能に連結され
ている。

工具ヘツド及び変形ローラ付きヘツドはハウジ
ングの中に連続して取り付けられており、このハ
ウジングは旋盤の往復台に取り付けられている。
変形ローラは、ケージの中に円周方向全体に等距
離間隔へだてて収容されており、作動時にスリー
ブのテーパ付き内面および工作物と作用し合う。

公知の装置では、心押し台センタは、前方或い
は後方へ収斂するテーパを端部に備えた円筒体と
して作られている。円筒体の直径は工作物の直径
よりも小さく、変形ローラは初期位置において円
筒体と接触しない。公知の装置では、円筒形面の
旋削の際にガタガタ音を生じた。何故ならば、初
期の段階では、変形ローラが工作物と接触せず振
れ止めシステム（follow―rest system）として
機能することができないからである。その結果得
られる旋削面の欠陥は、変形ローラにより工作物
全体に広げられ、変形ローラは、面の凹凸をたど
り作動時にガタガタ音を生じさせる。かくして、
最終的な欠陥領域は、初期の欠陥領域の４倍にも
なる。これを避けるためには、工具先端と変形ロ
ーラとの間の距離と等しい長さだけ工作物を予め
旋削しなければならない。予め旋削された直径
は、変形ローラが設定される直径以上でなければ
ならず、さもなければ、ローラ仕上げ（surface
rolling）に必要な圧力を確保することができな
い。

工作物を予め旋削するにはさらに別の設備が必
要であり、従つて機械の余分な設置場所が必要と
なる。さらに、これにより、広い製造領域が必要
となる。補助作業（工作物の位置決め、取り外
し、搬送等）に対処するには多くの時間が必要と
されるので、多くの労力が必要とされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、機械加工の精度を向上させる
ことである。

本発明のもう１つの目的は、機械加工するのに
要する労働量を低減することである。

本発明のもう１つの目的は、工作機械の設置場
所、従つて、製造領域の範囲を減少させることで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の本質は、工作物を支持する主軸台セン
タ及び心押し台センタと、工具ヘツドと、変形ロ
ーラをもつヘツドとを含み、前記両方のヘツドが
工作機械の往復台に据え付けられたハウジングの
中に連続して配置されている工作機械で円筒形面
を機械加工するための装置において、心押し台セ
ンタには、変形ローラが設定される直径と実質的
に等しい直径を有する部分が設けられており、該
部分は、工作物と向かい合つて接触し変形ローラ
５のガイドとして役立ち、かつ、工具の先端と変
形ローラの頂点との間の距離に少なくとも等しい
長さを有することを特徴とする装置にある。

心押し台センタは、変形ローラのガイドとして
役立つ部分の少なくとも範囲内で円筒形部分とし
て形作られ、且つ、ばね負荷式の心出しコーンを
収容する軸線方向盲孔を備えていることが望まし
い。

かかる形態の心押し台はシヤフトを確実に固定
し、中央孔付きの小径の端部を有する質量の小さ
な工作物を効果的に機械加工する。

心押し台センタは、変形ローラのガイドとして
役立つ部分の少なくとも範囲内に、ばね負荷式の
円筒形スリーブ及び該スリーブの中に収容される
心出しコーンを備えていることが好ましい。

ばね負荷された円筒形スリーブ及び心出しコー
ンを有する心押し台センタは、端部が小径であり
中央孔を有する質量の大きなシヤフトを機械加工
するのに使用される。作動中、心押し台センタ
は、中央孔の線形寸法で変わつたとしても、遊び
をなくするばね作用により工作物の端面に向かつ
て常に押し付けられている。

工作物の端面と接触する心押し台センタの端部
は、機械加工の前に工具の先端を適所に受け入れ
るために、その外径に面取り部を備えていること
が望ましい。

工作物の端面と接触する心押し台センタの端部
は、機械加工の前に工具の先端を受け入れるため
に、幅３mm以下の環状溝を備えていることが望ま
しい。

心押し台センタには後方へ収斂するテーパが設
けられ、機械加工中に工作物の端面と接触する端
面には、工具の先端を受け入れるために、外径に
幅３mm以下の環状溝又は面取り部を設けても良
い。工具の先端に面取り部又は溝を形成するの
は、努力を要しない簡単な作業である。

工作物の端面と接触する心押し台センタの円筒
形部分の端部には、後方へ収斂するテーパを設け
るのが望ましい。

工作物の端面と接触する円筒形スリーブの端部
には、後方へ収斂するテーパを設けるのが好まし
い。

後方へ収斂するテーパを設けることにより、端
部が面取りされている工作物を機械加工すること
ができる。基準面として面取り部を使用すること
により、旋盤の主軸に対して工作物が正確に位置
決めされ、その結果、高精度の機械加工が行われ
る。

主軸台センタと心押し台センタの両方の一定長
さ部分に、他の部分よりも小さな剛性を与え、心
押し台センタの剛性の小さな長さ部分を、変形ロ
ーラのガイドとして役立つ部分の後ろに置くこと
ができる。

主軸台センタと心押し台センタに低剛性部分を
設けることにより、基準面での工作物の誤つた設
定の影響を最小にし、旋盤の主軸に対する心押し
台と装置の誤つた設定の影響を最小にする。

装置に油圧シリンダを設け、心押し台センタ
を、軸線方向に移動できるように、油圧シリンダ
の可動部材と移動可能に連結するのが望ましい。

この構成により、機械加工中、工作物を一定の
力でクランプすることができ、主軸台センタで工
作物が滑らないようにするとともに、工作物が曲
げられるおそれを除去する。

工作機械で円筒形面を機械加工するための本発
明の装置は、作動が確実であり、比較的簡単な構
造であるにもかかわらず、品質を犠牲にすること
なしに一回の設定で面を機械加工することができ
る。本発明の装置を使用することにより、工作物
機械の接置場所を減少させ、これにより製造領域
を減少させるとともに労働生産性を増大させる。

〔実施例〕

本発明の好適な実施例を、添付図面を参照して
以下に説明する。

工具で円筒形面を機械加工するための装置は、
旋盤の往復台（図示せず）に固定された板１と、
工具ヘツド３及び変形ローラ５付きヘツド４を有
するハウジング２とを含み、前記両方のヘツドは
矢印Ｓで示した軸線送り方向に連続して配置さ
れ、前記ハウジングは板１に固定されており、工
作物８を支持するのに使用するため、主軸台セン
タ６と、心押し台センタ７とをさらに含む。

工具ヘツド３は工具９を収容し、この工具９
は、ハウジング２のガイド１１に嵌め込まれたス
ライド１０に取り付けられている。スライド１０
はタイロツド１２によつてドラム１３と連結され
ており、ドラム１３を、ハンドル１５によつて支
持スライド１４内を回転させることができる。こ
のドラム１３にはタイロツド１２の端部が嵌入す
る曲線溝が設けられ、機械加工後、或いは機械加
工に先立つて工具を設定する際、スライド１０を
工具９と一体に迅速に引つ込めるのに役立つ。

工具９は、手回し車１７によりボルトとナツト
１６を介して作動させることができるスライド１
４によつて、所定の旋削直径に設定される。工具
９の設定はデジタルゲージ１８によつて監視さ
れ、デジタルゲージの入力側はスライド１０に連
結されている。

ヘツド４はケージ１９を有し、このケージ１９
は、円周方向全体にわたつて等距離にハウジング
２の内側に置かれた支持用円錐体２０に当接する
変形ローラ５を受け入れるスロツトを有する。ハ
ウジング２に設けられたばね２１が、変形ローラ
５と一体のケージ１９を所定の旋削直径に自動的
に設定する。回転中に作用する軸線方向荷重は、
スラスト軸受２２によつて支持される。変形ロー
ラ５はナツト２３によつて所定の旋削直径に設定
され、このナツト２３は、これの雄ねじをハウジ
ング２に設けられた雌ねじに係合させハウジング
２に収容されたリング２４に作用する。

ケージ１９に取り付けられた弾性材料のリング
２５は、冷却潤滑材がローリング帯域から漏洩し
ないようにするのに役立つ。工具ヘツド３に面す
るヘツド４の側のカバー板２６は、変形ローラ５
が作動するようになつている帯域の中に切りくず
が入らないようにする。

旋盤のフレーム２９に載つている心押し台２８
のポペツトスリーブ２７に嵌め込まれた回転型の
心押し台センタ７は、変形ローラ５が設定される
直径と実質的に等しい直径をある長さにわたつて
有する。この長さはハウジングを収容するのに十
分であり、第２図に示すように工作物８の端面に
工具９を設定することができる。変形ローラ５の
ガイドとして役立つ心押し台センタ７は工作物の
端面に当接し、変形ローラを工作物に徐々に接触
させ高精度の機械仕上げを行う。

機械加工の前に工具９の先端を初期位置に設定
し易くするために、工作物８と接触する心押し台
センタ７の端の外径に面取り部３０が設けられて
いる（第２図）。

中心孔付きの小径の端部を有する質量の小さな
工作物８を良好に旋削するために、心押し台セン
タ７には円筒形部分３１が設けられており、該円
筒形部分の盲孔の中には、ばね３３の作用を受け
る心出しコーン３２が収容されている。

円筒形部分３１の外径は、変形ローラ５が設定
される直径と実質的に同じである。

円筒形部分３１と接触する端面が面取りされて
いる工作物８の旋削を可能にするために、円筒形
部分の内径には、後方へ収斂するテーパ３２ａが
設けられている。

中心孔付きの小径の端部を有する質量の大きな
工作物８を良好に旋削するために、心押し台セン
タ７ａには、円筒形スリーブ３４と心出しコーン
３５が設けられている（第３図）。

円筒形スリーブ３４の直径は、変形ローラ５が
設定される直径と実質的に同じである。

旋削中にスリーブ３４を工作物８の端面に向か
つて押し付けるように作用するばね３７が、ポペ
ツトスリーブ２７とリテーナ３６との間で心出し
コーンに取り付けられている。

工具９の先端を初期位置に設定し易くするため
に、心押し台センタの円筒形スリーブ３４ａの端
部に、旋削中に工作物８の端面と接触する環状溝
３８が設けられている（第４図）。幅３mm以下の
この溝により、変形ローラ５は、心押し台センタ
７ｂから工作物８に滑らかに移動する。

端部のみが面取りされている工作物３９の旋削
を可能にするために、心押し台センタ４０には後
方に収斂するテーパ４０ａが設けられており、心
押し台センタは、変形ローラ５が設定される直径
と実質的に同じ直径を有する（第５図）。外径の
端部に設けられた面取り部４１が、工具９の先端
を受け入れるのに役立つ。変形例として、工具９
の先端を受け入れるために、上述の環状溝と同様
な環状溝を心押し台センタの端部に設けても良
い。

高精度の工作物を製作するために、主軸台セン
タ４２の部分４４及び心押し台センタ４３の同様
な部分４４は、他の部分よりも小さな剛性を有す
る（第６図）。心押し台センタ４３の部分４４は、
変形ローラ５が設定される直径と実質的に等しい
直径を有し且つ変形ローラ５に対するガイドとし
て役立つ部分４５の後ろに配置されている。部分
４４の直径は部分４５の直径よりも小さい。この
目的に適う公知の別の方法で、小さな剛性の部分
を設けても良い。これらの小さな剛性の部分は、
工作物の基準面における誤つた設定、即ち、心押
し台２８と主軸台４６との心ずれ並びに工具ヘツ
ド３と一体のハウジング２と旋盤主軸に対する変
形ローラ付きヘツド４との心ずれの影響を最小に
する。

心押し台２８に取り付けられた油圧シリンダ４
７が、工作物３９を固定するために一定の最適な
力を与えるのに役立つ。シリンダ４７の可動部材
であるピストンロツド４８が、心押し台センタ４
３と移動可能に連結されている。

本装置には潤滑冷却剤を供給するシステムが設
けられているが、このシステムについては説明さ
れておらず図示もされておらず、本発明の範囲外
である。

円筒形面を機械加工するための装置は、次のよ
うに作動する。

工作物の標準片を主軸台センタ６と心押し台セ
ンタ７との間に置くと、ハンドル車１７を使用し
て工具９を所定の切削深さ送る。工具９の移動量
はダイヤルゲージ１８で示される。工具９はハン
ドル１５によつて非作動位置に速やかに引つ込め
られ、工作物の標準片は主軸台センタ及び心押し
台センタから取り外される。ハウジング２をヘツ
ド３，４と共に初期位置に戻し、主軸台センタと
心押し台センタ７との間に工作物８を置き、次い
で、油圧シリンダ４７の圧力により一定の力で工
作物をクランプする。工作物８を所定の切削直径
にするために、ナツト２３を回転させケージ１９
を移動させて変形ローラ５を設定する。その結
果、変形ローラは、これが設定される直径と実質
的に等しい直径を有する心押し台センタ７の円筒
形部分に接触する。工具９は、工作物８の端面と
心押し台センタ７の隣接端との間の所定位置にあ
る。工具９をハンドル１５によつて切削位置に設
定した上で工作物を回転可能に設定し、潤滑冷却
剤を供給するシステムを作動状態にし、工作物を
長さ方向に送る。工具９は切削しはじめ、変形ロ
ーラ５は、心押し台センタ７の案内面の周りを移
動し始めるが、この案内面は、ガタガタ音を防止
し精密な切削を確保する振れ止めシステム
（follow―rest system）として機能する。ハウジ
ング２が工具９の先端と変形ローラ５の頂点との
間の距離と等しい距離移動したとき、変形ローラ
は工作物８に達し、振れ止めとして機能するのを
やめることなしに、所定圧力で工作物８を塑性変
形させ始める。行程の終わりに、工具９はハンド
ル１５により非作動位置に迅速に引つ込められる
が、変形ローラ５は、支持用円錐体２０が変形ロ
ーラから離れ設定を解除するまで作業を続ける。
次いで、長さ方向の送りと主軸の駆動が中断さ
れ、冷却潤滑剤の供給が止められ、ハウジングは
ヘツド３，４と共に元の位置に戻され、変形ロー
ラは工作物８から離れたままである。工作物を工
作機械から取り外す。

本発明に従つて作られ万能旋盤に取り付けられ
たパイロツトモデルが、単一の行程でIT6とIT7
との間の品質要求どおりに鋼製シヤフトを旋削す
るのに使用された。表面の粗度は、0.1乃至0.16
ミクロンであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による円筒形面の外側を機械加
工するための装置の部分切り取り略平面図、第２
図はばね負荷された心出しコーンをもつ心押し台
センタと工具ヘツドと初期位置に設定された変形
ローラの図、第３図はばね負荷された円筒形スリ
ーブ及び心出しコーンを有する心押し台センタの
図、第４図は別の実施例における心押し台センタ
の図、第５図は後方へ収斂するテーパをもつ心押
し台センタの図、第６図は剛性の小さな部分を有
する心押し台センタと主軸台センタの図である。 ５…変形ローラ、７，７ａ…心押し台センタ、
８…工作物、９…工具、３０…面取り部、３１…
円筒形部分、３２…心出しコーン、３２ａ…後方
へ収斂するテーパ、３４…円筒形スリーブ、３４
ａ…心押し台センタ、３５…心出しコーン、３８
…環状溝、３９…工作物、４０…心押し台セン
タ、４０ａ…後方へ収斂するテーパ、４１…面取
り部、４２…主軸台センタ、４３…心押し台セン
タ、４４…剛性の小さな部分、４５…変形ローラ
のガイドとして役立つ部分、４７…油圧シリン
ダ、４８…可動部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作物を支持する主軸台センタ及び心押し台
   センタと、工具ヘツドと、変形ローラをもつヘツ
   ドとを含み、前記両方のヘツドが工作機械の往復
   台に据え付けられたハウジングの中に連続して配
   置されている工作機械で円筒形面を機械加工する
   ための装置において、 心押し台センタ７には、変形ローラ５が設定さ
   れる直径と実質的に等しい直径を有する部分が設
   けられており、該部分は、工作物と向かい合つて
   接触し変形ローラ５のガイドとして役立ち、か
   つ、工具の先端と変形ローラ５の頂点との間の距
   離に少なくとも等しい長さを有することを特徴と
   する装置。 ２ 変形ローラ５のガイドとして役立つ心押し台
   センタ７の部分には、工作物の端面と接触する端
   面に、工作物の機械加工の前に工具を初期位置に
   位置決めするための手段が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲１に記載の装置。 ３ 工具を位置決めするための手段は、工作物の
   端面と接触する心押し台センタの端部に設けられ
   た面取り部であることを特徴とする特許請求の範
   囲２に記載の装置。 ４ 工具を位置決めするための手段は、工作物の
   端面と接触する心押し台センタの端部に設けられ
   た幅３mm以下の環状溝３８であることを特徴とす
   る特許請求の範囲２に記載の装置。 ５ 主軸台センタ４２と心押し台センタ４３の両
   方の部分４４は、他の部分よりも小さな剛性を有
   し、心押し台センタ４３の剛性の小さな部分４４
   は、変形ローラ５のガイドとして役立つ部分４５
   の後ろに置かれていることを特徴とする特許請求
   の範囲１又は２に記載の装置。 ６ 心押し台センタ７は、変形ローラ５のガイド
   として役立つ部分の少なくとも範囲内で円筒形部
   分３１として形作られ、且つ、ばね負荷式の心出
   しコーン３２が収容される軸線方向盲孔を備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲１，２又は
   ５のいずれかに記載の装置。 ７ 心押し台センタ７ａには、変形ローラ５のガ
   イドとして役立つ部分の少なくとも範囲内に、ば
   ね負荷式の円筒形スリーブ３４及び該スリーブの
   中に収容される心出しコーン３５が設けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲１，２又は５
   のいずれかに記載の装置。 ８ 心押し台センタには、後方へ収斂するテーパ
   が設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲２に記載の装置。 ９ 工作物８の端面と接触する心押し台センタ７
   の円筒形部分３１の端部には、後方へ収斂するテ
   ーパ３２ａが設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲６に記載の装置。 １０ 工作物８の端面と接触する円筒形スリーブ
   ３４の端部には、後方へ収斂するテーパ３２ａが
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   ７に記載の装置。 １１ 油圧シリンダ４７を備え、心押し台センタ
   ４３が油圧シリンダの可動部材４８と移動可能に
   連結されていることを特徴とする特許請求の範囲
   １に記載の装置。