JPH0435809A - ターンブローチ機の工具ユニット - Google Patents

ターンブローチ機の工具ユニット

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JPH0435809A
JPH0435809A JP14245190A JP14245190A JPH0435809A JP H0435809 A JPH0435809 A JP H0435809A JP 14245190 A JP14245190 A JP 14245190A JP 14245190 A JP14245190 A JP 14245190A JP H0435809 A JPH0435809 A JP H0435809A
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half shell
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turn
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンのクランクシャフトのジャーナル部
やクランクビン部、その他の加工物の断面円形状の切削
個所を切削加工するターンブローチ機の工具ユニットに
関する。
〔従来の技術〕
最近、クランクシャフトの各ジャーナル部や各クランク
ピン部等を複数個所同時に切削加工する場合に、ブロー
チ機を使用して行なうことが多くなって来ており、この
ブローチ機として例えば公表特許公報:平2−5002
60号公報に示すターンブローチ機が知られている。
このターンブローチ機は、カッタースピンドルの外周部
にディスクや円筒状シャフトを外嵌し、さらに、その外
周部にブローチセグメントを取り付け、そのブローチセ
グメントに取り付けた多数のチップを結んで形成される
外周線がほぼスパイラル形状をしたディスク状のターン
ブローチエ具を有しており、このターンブローチエ具が
略1回転する間に、クランクシャフト用の素材を高速回
転させ、クランクシャフトのジャーナル部等の複数個所
が同時に切削加工される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ターンブローチエ具のチップが磨耗した場合やジャーナ
ル部の径等の寸法の異なるクランクシャフトを加工する
場合にターンブローチエ具の交換が必要である。
ところが、従来のターンブローチ機にあっては、この工
具交換方法として、■ブローチセグメントを円筒状シャ
フトに取り付けたまま、それらとカッタースピンドルを
ユニットとしてその支持部材から取り外す。■チップを
取り付けたブローチセグメントを円筒状シャフトから取
り外して、新しいチップを取り付けたブローチセグメン
トと交換する。■ブローチセグメントは交換せずに、チ
ップのみを交換する等の方法がある。
■の工具交換方法では、ブローチセグメント。
円筒状シャフト、カッタースピンドルを、1つのユニッ
トとしてその支持部材から取り外さなければならず、機
械自体を分解2組立する大掛かりな作業となり、多くの
時間がかかる。
■の工具交換方法においては、工具交換の際、例えばク
ランクシャフトの1つのジャーナル部を加工するために
は、約3個〜数個の異なるブローチセグメントが必要に
なり、従って、例えば5個所のジャーナル部を同時加工
しようとすれば、最低15個以上のブローチセグメント
の交換が必要となり、これらのブローチセグメントの交
換には多大な交換時間を必要とする。
■の工具交換方法においては、交換するチップの数が多
くあることから、著しく時間が掛かることになる。
以上のように、いずれも、工具の交換に多大な時間を必
要としており、工具の交換毎に機械を停止しなければな
らなかった。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、チップを取り付けたターンブローチエ
具の交換の時間を短縮することができるターンブローチ
機の工具ユニットを提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を達成するために、請求項1記載の発明は、加
工物を回転させる一対の主軸台の軸線に平行な軸線を有
するカッタースピンドルと、カッタースピンドルの外周
部に取付け・取外し自在に設けた半円筒状の一対のハー
フシェルと、これらのハーフシェルとカンタ−スピンド
ルとの間にあって1亥ハーフシェルをカッタースピンド
ルに対し固定及び固定の解除を行なうクランプ機構と、
前記バーフンエルの外周部にそれぞれ固定された略円弧
状の外周部を有するブローチセグメントと、各ブローチ
セグメントの外周部に取り付けられた複数のチップとを
備えた構成としたものである。
そして、請求項1記載におけるクランプ機構を、各ハー
フシェルの軸方向両端に、内部側外周面にテーパ部が設
けられるとともに内周面がカッタースピンドルの外周部
ムこ外嵌する半環状フラッジをそれぞれ形成し、各ハー
フシェル内にそれぞれ位置してその軸方向に沿って移動
自在に構成され、ハーフシェルの両側の半環状フランジ
方向に移動してハーフシェルの両側の半環状フランジの
各テーパ部を径内方に向かって締め付ける一対のウェッ
ジバーを、前記カックースピンドル側に設けて構成する
ことができる。
〔作 用〕
請求項1記載の発明においては、ターンブローチエ具を
交換しようとする時、チップが取り付けられたブローチ
セグメントを固定した一対のハーフシェルが、クランプ
機構の動作によりカッタースピンドルに対する固定を解
除され、半径方向に2つに分離された状態となり、ロボ
ット等の操作機構によりそれぞれカッタースピンドルか
ら容易に取り外される。
そして、新しいチップが取り付けられたブローチセグメ
ントまたは寸法の異なるブローチセグメントを固定した
一対のハーフシェルをカッタースピンドルに外嵌して、
クランプ機構によりそれと一体的に固定する。
このようにして、ターンブローチ機は新しいターンブロ
ーチエ具に交換される。
請求項2記載の発明においては、ターンブローチエ具の
交換の際、クランプ機構におけるカッタースピンドル側
の一対のウェッジバーを、ハーフシェルの両側の半環状
フランジから離すようにそれぞれ移動させて、ハーフシ
ェルの両側の半環状フランジの各テーパ部から離す。
これにより、一対のハーフシェルとカッタースピンドル
の固定状態が解除され、チ・ノブが取り付けられたブロ
ーチセグメントを固定した一対のノー−フシエルがカッ
タースピンドルとの結合から分離される。
そして、新しいチップが取り付けられたブローチセグメ
ントまたは寸法の異なるブローチセグメントを固定した
一対のハーフシェルをカッタースピンドルに一体に固定
する場合は、カッタースピンドル側の一対のウェッジバ
ーを、ハーフシェルの両側の半環状フランジ方向にそれ
ぞれ移動させて、ハーフシェルの両側の半環状フランジ
の各テーパ部を径内方に向かって締め付けることにより
行なわれる。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の実施例について説明する。
第1図ないし第4図は本発明の実施例に係わるターンブ
ローチ機の工具ユニットを示す。
第3図において、符号1は本考案の実施例に係る工具ユ
ニットTを有するターンブローチ機を示し、ヘット2を
有している。ヘッド2上には、主軸台3,3が共軸線関
係に対向して搭載されており、主軸台3.3のチャック
3A、3Aにより第5図のクランクシャフトCからなる
加工物が位置決め・把持され、高速で回転される。
符号4はヘッド2の上方に配置されたカンタ−ヘッドユ
ニットで、ヘッド5を有し、ヘッド5は往復台4aに固
定されている。ヘット5の一対のサポート6.6は対向
配置されている。
第4図に示すように、このサポート6.6にはカッター
スピンドル7が回転可能に支持されている。このカッタ
ースピンドル7は、一対の主軸台33の軸線に平行な軸
線を有しており、第3図に示すサーボモータ7Aにより
ウオームギヤ等の一連の歯車列(図示せず)を介して駆
動される。
第1図2第2図に示すように、カッタースピントル7の
9Hm部に、一対の半円筒状のハーフシェル8.9から
なる円筒状シャフト10か固定・解除自在に設けられて
いる(固定・解除機構は後述する)。
11はブローチセグメントで、複数個の扇形状ディスク
lla、llb、llc、lldよりなる。12はブロ
ーチセグメントで、複数個の扇形状ディスク12a、1
2b、12c、12dよりなる。ブローチセグメン1−
11.12は、その基端にフランジ部11A、12Aを
有してそれぞれ断面逆T字状になっており、フランジ部
11A12Aはそれぞれハーフシェル8,9の外周部に
複数のボルト13により取り付けられる。
上記各扇状ディスクlla、llb、llc。
lid及び各扇状ディスク12a、12b、12C,1
2dの各外周部は、カッタースピンドル7の軸心を中心
とする円弧若しくは一端側から他端側に向けて上記中心
から距離が徐々に増大するような弧状に形成され、ブロ
ーチセグメント11゜12の外周部は全体として渦巻状
に形成されている。
ブローチセグメント11.12のハーフシェル8.9に
対する円周方向の位置は、それぞれハーフシェル8,9
の軸方向のキー14と該ブローチセグメント11.12
のキー溝との係合により正確に保持されている。また、
ブローチセグメント11.12のハーフシェル8,9に
対する軸方向の位置は、ハーフシェル8.9の外周部に
固定した周方向におけるキー14aがブローチセグメン
ト11.12の内周面に形成した溝部15.15に係合
して正確に保持されている。
そして、ブローチセグメントll、12の外周先端には
チップ16が複数個螺子止めされ、ブローチセグメント
11.12上に配列されているチップ16を構成要素と
して、これらのチップ16を結んでディスク状のターン
ブローチエ具17が形成され、ターンブローチエ具17
の外周線は、半径が最も小さい始端側のチップ16Aか
ら最大半径を有する終端側の千ツブ162に至るまで徐
々に半径が大きくなる渦巻形状をしている。
このターンブローチエ具17は円筒状シャフト10の外
周部に切削個所骨の列だけ固定されている。
次に、半円筒状のハーフシェル8.9からなる円筒状シ
ャフト10のカッタースピンドル7に対する固定及びそ
の解除を行なうクランプ機構について説明する。
上述の一方のハーフシェル8は、本体部8Aと、この本
体部8Aの軸方向両端に複数のボルト18を介して固定
された半環状フランジ19.20とから構成されている
。他方のハーフシェル9は、前記一方のハーフシェル8
と同様に、本体部9Aと、この本体部9Aの軸方向両端
に、複数のボルト(図示せず)を介して固定された半環
状フランジ21.22とから構成されている。各半環状
フランジ19,20,21.22の内部側外周面に、ハ
ーフシェル8,9の軸方向中央部側に向けて縮径するテ
ーパ部19A、2OA、21A、22Aがそれぞれ設け
られ、また、それらの内周面19B、20B、21B、
22Bがカッタースピンドル7の外周部に外嵌している
円筒状シャフト10とカッタースピンドル7との間には
環状空間23が形成され、この環状空間23内に円筒部
材24が配設され、この円筒部材24は、カッタースピ
ンドル7に嵌合されるとともに、ボルト(図示せず)に
より該カッタースピンドル7に固定されるとともに、位
置決めピン(図示せず)によりカッタースピンドル7に
位置決めされている。
円筒部材24には、その両端面間に亘りその軸方向に沿
った長孔25が、複数個円周状に配設されている。長孔
25の円筒部材240両端面に近い個所には、ウェッジ
バー用摺動部26.27が形成されている。また、各長
孔25の中央部には、仕切部材28が固定して設けられ
、この仕切部材28により長孔25に2つのシリンダ部
29.30が形成されている。
各シリンダ部29.30内には、それぞれピストン31
.32が摺動自在に設けられ、これらのピストン31.
32の先端にウェッジバー33゜34が一体に形成され
ている。各ウェッジバー33.34の先端には径外方に
向かって傾斜するテーパ部33A、34Aが形成されて
いる。
ウェッジバー33.34の先端部外側に1よ溝部33B
、34Bが形成され、この溝部33B 34Bに、ウェ
ッジバー33.34の回り止め用の、円筒部材24に固
定したピン35.36が係合している。
シリンダ部29.30内には、仕切部材28とピストン
31.32との間に圧縮ハ228A  28Bが装着さ
れている。
また、カッタースピンドル7の中心部分には、その軸方
向に沿って4つの独立した第1油路37゜第2油路38
.第3油路39.第4油路4oが穿設されている。
これらの第1〜第4油路37,38.39 40は、力
・7タースピントル7の一端側において該カッタースピ
ンドル端に装着した回転継手等(図示せず)を介して圧
油供給源に連絡されている。
第1油路37は、その分岐油路37A  37Bを介し
て他方のハーフシェル9が位置する側の複数(図では4
対)のシリンダ部29.30の外側作動室29B、30
Bと連通している。
第2油路38は、その分岐油路38A、38Bを介して
他方のハーフシェル9が位置する側の上記シリンダ部2
9.30の内側作動室29A、30Aと連通している。
同様にして第3油路39は、その分岐油路39A、39
Bを介して一方のハーフシェル8が位置する側の複数(
図では4対)のシリンダ部2930の内側作動室29A
、30Aと連通している。
第4油路40はその分岐油路40A、40Bを介して一
方のハーフシェル8が位置する側の上記シリンダ部29
.30の外側作動室29B、30Bと連通している。
なお、円筒部材24と、ハーフシェル8.9の円周方向
の位置決めは、円筒部材24に固定したキー41とハー
フシェル8.9に固定した溝部材42により行なわれる
。円筒部材24と、ハーフシェル8.9の軸方向の位置
決めは、円筒部材24に固定したとキー43とハーフシ
ェル8,9に固定した溝部材44により行なわれる。
また、第1図において、符号45は、半円筒状のハーフ
シェル89の両端面の間に挟着されたシール部材を示す
しかして、クランクシャフトC用の素材をターンブロー
チ機lの主軸台3.3のチャック3A3Aに位置決め・
把持し、該クランクシャフトC用の素材を高速回転させ
るとともに往復台4aを前進させて工具ユニットTのタ
ーンブローチエ具17の始端側のチップ16Aを上記素
材の加工個所に接触させた後、工具ユニットTを低速で
略1回転させると、例えば、第5図に示すクランクシャ
フトCのジャーナル部CIが同時に切削される。
詳しく言うと、クランクシャフトCは、第1図に示すよ
うに、例えば矢印Xによって示されている反時計方向に
高速回転する。一方、ターンブローチエ具17を有する
工具ユニンhTも例えば矢印Yによって示されている反
時計方向に低速で略1回転する。従って、ターンブロー
チエ具17の回転により、先ず、始端側のチップ16A
か前記クランクシャフトCの切削を開始し、次々にその
他のチップ16が連続してクランクシャフトCを切削し
て行き、最後にクランクシャフトCは終端側の千ノブ1
62により切削され、このようにしてターンブローチエ
具17は、その低速回転に伴って徐々に切込みが与えら
れて、その略1回転で、クランクシャフトCのジャーナ
ル部C,の切削加工が終了される。
次に、本実施例の作用を説明する。
ターンブローチ機1が所定時間運転されて、ターンブロ
ーチエ具17のチップ16が磨耗した場合や寸法の異な
るクランクシャフトCを新たに加工する場合等には工具
交換が行なわれる。
工具交換の際には、ターンブローチ機1の運転を停止し
、多数のチップ16が取り付けられたブローチセグメン
ト11を固定した一方のハーフシェル8と、多数のチッ
プ16が取り付けられたブローチセグメント12を固定
した他方のハーフシェル9とが、工具ユニッl−Tのク
ランプ機構の作動によりカッタースピンドル7から分離
され、これらは手動またはマニュピレータ(図示せず)
で自動的に把まれで、カッタースピンドル7から取り外
される。
そして、取り外したハーフシェル8,9を、予め新しい
チップ16を取り付けたブローチセグメント11 12
を有する予備のハーフシェル、或いは、寸法の異なるク
ランクシャフトCに対応したターンブローチエ具17を
固定したハーフシェルと交換し、これらのハーフシェル
を手動またはマニュピレータで自動的に把まれてカッタ
ースピンドル7に外嵌され、工具ユニットTのクランプ
機構の作動により、該カンタ−スピンドル7と一体に結
合される。
このようにして、工具ユニットTは新しいターンブロー
チエ具17に交換される。
上述したハーフシェル8,9のカッタースピンドル7に
対する固定及びその解除をするクランプ機構の作動を以
下に説明する。
第2図においては、その左半部にはハーフシエル8.9
がカンタ−スピンドル7に対して固定した状態が示され
、右半部には固定が解除された状態が示されている。
その固定解除状態から固定状態にするには、第2油路3
8から分岐油路38A、3B’Bを介して他方のハーフ
シェル9が位置する側の各シリンダ部29.30の内側
作動室29A、30A内に圧油が供給されるとともムこ
、これとは別途に第3油路39から分岐油路39A、3
9Bを介して一方のハーフシェル8が位置する側の各シ
リンダ部29.30の内側作動室29A、30A内に圧
油が供給され、これに伴い、各シリンダ部内のピストン
31.32に一体の一対のウェッジバー33゜34 (
カッタースピンドル7側)が、各ハーフシェル8,9の
両側の半環状フランジ19.2021.22の方向にそ
れぞれ移動する。これにより、ウェッジパ−33,34
のテーパ部33A34Aが、ハーフシェル8,9の両側
の半環状フランジ19,20,21.22の各テーパ部
19A、20A、21A、22Aを押圧し、各半環状フ
ランジ19,20,21.22は径内方に向かって締め
付けられ、カッタースピンドル7の外周部に固定される
一方、その固定を解除するには、第1油路37から分岐
油路37A、37Bを介して他方のハーフシェル9が位
置する側の各シリンダ部29,300外側作動室29B
、30B内に圧油が供給されるとともに、これとは別途
に第4油路40から分岐回路40A、40Bを介して一
方のハーフシェル8が位置する側の各シリンダ部29.
30の外側作動室29B、30B内に圧油が供給され、
これに伴い、各シリンダ部内のピストン31.32に一
体の一対のウェッジパ−35,36(カッタースピンド
ル7側)が、各ハーフシェル8.9の両側の半環状フラ
ンジ19,20,21.22から離れるようにそれぞれ
移動する。これにより、ウェッジパー33.34のテー
パ部33A  34Aが、ハーフシェル8,9の両側の
半環状フランジ19,20,21.22の各テーパ部1
9A2OA、21A、22Aから離れ、各ハーフシェル
8,9と力ンク〜スピンドル7の外周部の固定か解除さ
れる。
なお、上記各ハーフシェル8,9は、両者を同時にカッ
タースピントール7に対して固定及びその解除をしても
良いが、一方のハーフシェル8と他方のハーフシェル9
の各シリンダ部2930への圧油の供給は、それぞれ個
別に行なえるようになっているので、ハーフシェル8.
9をそのいずれか一方を先に、他方を後にして力yター
スピンドル7ムこ対して固定及びその解除をするように
することにより、カッタースピンドル7に対する2つの
ハーフシェル8,9を別々に取り外すこ七ができ、その
作業を容易に行なうことができる。
以上の如き構成によれば、ターンブローチエ具17を交
換しようとする時、チソブエ6付きのブローチセグメン
l−11,12とハーフシェル89とはユニント化され
ており、これらをカッタースピンドル7に対して取付け
・取外しをして、クランプ機構によりそれらの固定及び
その解除をしさえすれば、ターンブローチエ具17の交
換作業を容易、迅速にすることができる。
従って、ターンブローチエ具I7の交換時間を短縮する
ことができる。
また、ターンブローチエ具17の交換の際、カッタース
ピンドル7例の一対のウェッジパ−3334を移動させ
て、これらのウェッジパー3334で各ハーフシェル8
.9のカッタースピンドル7に対する固定またはその解
除をすることができ、従って、バーフンエル8,9のカ
ッタースピンドル7に対する取付け・取外しに際し、限
られた小空間内に設けられたクランプ機構により両者の
固定及びその解除を確実に行なうことができる。
なお、本実施例においては、加工物の例としてクランク
シャフトCを例に挙げているが、これに限定されること
はなく、断面円形の切削個所を有する部材や断面が円形
の棒状部材等に適用することもてきる。
また、本実施例においては、ターンブローチエ具17の
外周線は滑らかな渦巻形状をしているが、これに近似し
ている形状でも良い。
さらに、本実施例においては、ターンブローチエ具17
の交換の際、油圧を利用することにより、カッタースピ
ンドル7例の一対のウェッジバー33.34を往復動さ
せているが、機械的手段によりウェッジバー33.34
の往復動をさせることも可能である。
そして、本実施例においては、カッタースピンドル7に
円筒部材24が外嵌しているが、この円筒部材24をカ
ッタースピンドル7に一体に形成しても良い。
〔発明の効果〕
以上述べたように、請求項1記載の発明によれば、ター
ンブローチエ具を交換しようとする時、チップ付きのブ
ローチセグメントとハーフシェルとはユニット化されて
おり、これらをカッタースピンドルに対して取付け・取
外しをして、クランプ機構により両者の固定とその解除
をしさえすれば、工具ユニットにおけるターンブローチ
エ具の交換を迅速、容易に行なうことができる。
従って、ターンブローチエ具の交換時間を短縮すること
ができる効果を奏する。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明にお
けるターンブローチエ具の交換の際、カッタースピンド
ル側の一対のウェッジバーを移動させて、これらのウェ
ッジバーで各ハーフシェルのカッタースピンドルに対す
る固定またはその解除をすることができ、従って、クラ
ンプ機構の操作側をカッタースピンドルに残したままハ
ーフシェルのカッタースピンドルに対する取付け・取外
を可能にすることができるとともに、クランプ機構は各
ハーフシェルに囲まれた限られた小空間内に小型化して
納められ、工具ユニットを大型化させることなく、ハー
フシェルとカッタースピンドルとの固定及びその解除を
確実に行なうことができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係わるターンブローチ機の工
具ユニットの要部横断面図である。 第2図は同工具ユニントの要部縦断面図である。 第3図は本発明の実施例に係わる工具ユニッ1−を有す
るターンブローチ機の全体を示す側面図である。 第4図は第3図のカンタ−スピンドルの支持状態を示す
縦断面図である。 第5図はクランクシャフトの斜視図である。 [主要な部分の符号の説明] 1・・・ターンブローチ機 7・・・カンクースピンドル 8.9・・・ハーフシェル 11.12・・・ブローチセグメント 16・・・チップ 17・・・ターンブローチエ具 19.20,21.22・・・半環状フランジ19A、
20A、21A、22A・・・テーパ部33.34・・
・ウェッジバー T・・・工具ユニット。 特許出願人 株式会社新潟鉄工所 第3図 1(ターンブローチ#!l) ゛Q 手続補正書動側 事件の表示 平成2年特許願第142451、 発明の名称 ターンブローチ機の工具ユニット 補正をする者 事件との関係   出願人 住 所  東京都千代田区霞が関2−4−1名称 (3
93)株式会社新潟鐵工所 代理人〒151 e (03)375−1631住 所
  東京都渋谷区代々木2丁目11番2号平成2年8月
28日(発送口)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)加工物を回転させる一対の主軸台の軸線に平行な
    軸線を有するカッタースピンドルと、カッタースピンド
    ルの外周部に取付け・取外し自在に設けた半円筒状の一
    対のハーフシェルと、これらのハーフシェルとカッター
    スピンドルとの間にあって該ハーフシェルをカッタース
    ピンドルに対し固定及び固定の解除を行なうクランプ機
    構と、前記ハーフシェルの外周部にそれぞれ固定された
    略円弧状の外周部を有するブローチセグメントと、各ブ
    ローチセグメントの外周部に取り付けられた複数のチッ
    プとを備えた構成としたことを特徴とするターンブロー
    チ機の工具ユニット。
  2. (2)請求項1記載におけるクランプ機構を、各ハーフ
    シェルの軸方向両端に、内部側外周面にテーパ部が設け
    られるとともに内周面がカッタースピンドルの外周部に
    外嵌する半環状フランジをそれぞれ形成し、各ハーフシ
    ェル内にそれぞれ位置してその軸方向に沿って移動自在
    に構成され、ハーフシェルの両側の半環状フランジ方向
    に移動してハーフシェルの両側の半環状フランジの各テ
    ーパ部を径内方に向かって締め付ける一対のウェッジバ
    ーを、前記カッタースピンドル側に設けて構成したこと
    を特徴とするターンブローチ機の工具ユニット。
JP14245190A 1990-05-31 1990-05-31 ターンブローチ機の工具ユニット Expired - Lifetime JPH0761565B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1994003296A1 (en) * 1992-08-04 1994-02-17 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Broaching machine
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CN112775486A (zh) * 2019-11-06 2021-05-11 杭州通产机械有限公司 一种加工设备和加工方法

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