JPH0445798Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は内燃機関などに使用されるクランク
シヤフトのピン部及びジーナル部を切削するクラ
ンクシヤフトミラーに関する。

〔従来の技術〕

従来固定したワーク（クランクシヤフト）の周
囲にカツタを回転させて、ワークのピン部及びジ
ヤーナル部を切削するクランクシヤフトミラーと
して例えば特開昭59−7514号公報に記載されたも
のが公知である。

上記公報に記載されたものは、ベツドに垂直方
向へ往復動される往復台を設けて、この往復台に
旋回ピンによりフライスユニツトを揺動自在に支
承すると共に、このフライスユニツトを揺動機構
により揺動させながらフライスユニツトに設けた
カツタによりワークのピン部及びジヤーナル部を
切削するように構成されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来のクランクシヤフトミラーではフライ
スユニツトを揺動自在に支承して、揺動に伴いこ
れを上下動する往復台を垂直方向に移動自在に支
持して切削反力を受ける構造となつているため、
製作精度を上げるには強固なベツドを必要とし、
全体が大型かつ大重量となると共に、価格も高く
なるほどの不具合がある。

この考案は上記不具合を改善する目的でなされ
たものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕 ベツド上をＺ軸方向へ移動自在なサドルに、Ｚ
軸と直交するＸ軸方向へ移動自在なスライドを設
け、このスライドにＺ軸及びＸ軸に対して直交す
るＹ軸方向へ揺動自在にスピンドルヘツドを設け
たものにおいて、上記スライド及びスピンドルヘ
ツドに温度検出器を設けて、これら温度検出器が
検出した温度差から補正値を算出し、得られた補
正値によりNC制御装置の座標系を補正すること
により、切削中発生する熱の影響を少なくして加
工精度の向上を図つたクランクシヤフトミラー。

〔実施例〕

この考案の一実施例を図面を参照して詳述す
る。

図において１はクランクシヤフトミラー本体、
１ａはそのベツドで、ベツド１ａ上に２基（図で
は１基のみを表示）のサドル２が載置されてお
り、これらサドル２はベツド１ａの長手方向に布
設されたボールねじ軸３に一部が螺合されて、図
示しないＺ軸モータにより上記ボールねじ軸３を
回転させることにより、ベツド１ａ上をＺ軸方向
へ移動できるようになつている。

また上記サドル２上には、該サドル２の移動方
向（Ｚ軸）と直交するＸ軸方向に２本のガイドレ
ール４がＺ軸方向に間隔を存して布設されてい
る。これらガイドレール４の一方４ａは第３図に
示すようにサドル２の低い位置に、そして他方４
ｂは高い位置に布設されていて、高い位置に設置
されたガイドレール４ｂを切削位置へ近ずけるこ
とにより、切削反力が受け易くなつていると共
に、これらガイドレール４ａ，４ｂ上にスライド
５がライナ５６を介して移動自在に支承されてい
る。

一方上記スライド５はガイドレール４ａ，４ｂ
上を移動する基台５ａと、基台５ａ上にほぼ垂直
に立設された支持壁５ｂ及び揺動機構８を収容す
るケース５ｅとより構成されている。

上記支持壁５ｂの一端側には、支持壁５ｂの中
央部に開口された楕円状の透孔５ｃと中心が同一
水平線上に位置するよう軸受け孔５ｄが開口され
ていて、この軸受け孔５ｄに後述するスピンドル
ヘツド６がピン７により支承されるようになつて
いると共に、支持壁５ｂの他端側に、後述する揺
動機構８を収容するケース５ｅが縦方向に設けら
れている。

また上記構成されたスライド５の底部にはボー
ルナツト９が固着されていて、このボールナツト
９にスライド機構１０のボールねじ軸１１が螺合
されている。

上記スライド機構１０はサドル２の一端側に突
設された軸受け部２ａに軸受け１２を介してＸ軸
方向に支承された上記ボールねじ軸１１を有して
おり、このボールねじ軸１１の一端側は、ベベル
ギヤボツクス１３内に収容されたベベルギヤ１
４，１５を介してスライドモータ１６に接続され
ている。

そして上記スライドモータ１６により後述する
揺動機構８に同期してスライド５をＸ軸方向へ往
復動させるようになつている。

また上記スライド５の軸受け孔５ｄにピン７に
より枢着されたスピンドルヘツド６は、ほぼ玉子
形をなしていて、スライド５の支持壁５ｂに開口
された透孔５ｃと中心が合致する位置にワーク１
７を挿通するための円孔６ａが開口されており、
この円孔６ａの周囲に回転カツタ１８が軸受け１
９により支承されている。上記回転カツタ１８は
軸受け１９によりスピンドルヘツド６に回転自在
に支承されたドラム１８ａに、中心部に切削刃１
８ｂを有する円板状のカツタ本体１８ｃを設けた
構造で、ドラム１８ａの外周部には歯車１８ｄが
設けられている。

上記歯車１８ｄはスピンドルヘツド６に支承さ
れた中間歯車２０に噛合されていると共に、中間
歯車２０はスピンドルヘツド６を支承するピン７
の中心部に回転自在に支承された回転軸２１の一
端に取付けられた歯車２２に噛合されている。回
転軸２１の他端側はピン７の端面より突出されて
いて端部に歯車２３が固着され、この歯車２３は
上記ピン７の端面にモータ取付け部材２４を介し
て取付けられたカツタモータ２５の駆動歯車２６
に噛合されて、このカツタモータ２５により上記
回転カツタ１８が回転されるようになつている。

また上記スピンドルヘツド６には芯高誤差を測
定して、誤差を補正するための基準面６ｂと２個
の基準孔６ｃが設けられている。

基準面６ｂはスピンドルヘツド６を支承するピ
ン７の中心0₁と回転カツタ１８の中心0₂を結ぶ基
準線0₁−0₂と平行する平面に、また基準孔６ｃ
は、各基準孔６ｃを結ぶ線が上記基準線0₁−0₂に
平行し、かつ基準線0₁−0₂より一定の距離１離間
した位置に穿設されている。

なお図中２７はスピンンドルヘツド６とバラン
スするよう上記モータ取付け部材２４に取付けら
れたカウンタバランサである。

一方上記スピンドルヘツド６のピン７による支
承部と反対側の端部にはスライド５のケース５ｅ
内と突出部６ｄが穿設されている。上記突出部６
ｄの先端部にはガイド部６ｅが突設されていて、
このガイド部６ｅはケース５ｅ内に設けられたガ
イドレール２８の凹溝２８ａ内に嵌入されてい
る。上記ガイドレール２８はピン７を中心とする
円弧状に形成されていて、凹溝２８ａの内面には
上記ガイド部６ｅを摺動案内するライナ２９が張
付けられている。

また上記スピンドルヘツド６の突出部６ｄには
軸杆３０の一端が固着されている。軸杆３０の他
端側にはケース５ｅ内において移動駒３１が軸受
け３２を介して回転自在に支承されている。そし
て上記移動駒３１はケース５ｅ内に上下動自在に
収容されたガイド部材３３のガイド溝３３ａ内に
ニードルベアリング３４を介してＸ軸方向に移動
自在に支承されていると共に、ガイド溝３３ａと
上記ニードルベアリング３４の間には第５図に示
すように、クサビ状の間〓調整部材４４が挿入さ
れていて、ガイド溝３３ａ内で移動駒３１がガタ
を生じることなく移動できるようになつている。

上記ガイド部材３３のガイド溝３３ａと反対側
端面には、ケース５ｅ内に上下方向に布設された
ガイドレール３５に摺動案内されるレール受け体
４３が固着されていると共に、ガイド部材３３は
ケース５ｅ内に縦方向（Ｙ軸方向）に設けられた
ボールねじ軸３７に螺合されたナツト部材３８が
固着されていて、ボールねじ軸３７の回転ととも
にガイド部材３３がガイドレール３５に沿つてＹ
軸方向へ上下動されるようになつている。

また上記ボールねじ軸３７の上下端は軸受け４
２によりスライド５に支承されていると共に、上
端部に取付けられたベベルギヤ３８に揺動モータ
３９のベベルギヤ４０が噛合されていて、この揺
動モータ３９により上記ボールねじ軸３７を正逆
回転させることにより、スピンドルヘツド６を支
承するピン７を中心に上記スピンドルヘツド６が
Ｙ軸方向へ揺動できるようになつている。

一方図中４５及び４６は切削中発生する熱によ
りスピンドルヘツド６が熱膨張することにより生
じる誤差を補償するために設けられた温度検出器
で、一方４５はスピンドルヘツド６の回転カツタ
１８近傍に、そして他方４６はスライド５側に設
置されている。そしてこれら温度検出器４５，４
６で検出されたスピンドルヘツド６及びスライド
５の温度信号は第７図に示す制御系に入力されて
座標系を補正することにより、スピンドルヘツド
６の熱膨張によつ加工精度の誤差が補償されるよ
うになつている。

次に上記構成されたクランクシヤフトミラーの
作用を説明すると、切削すべきワーク（クランク
シヤフト）１７の両端を、互に対向するようにベ
ツド１上に設置されたチヤツク台４１のチヤツク
４１ａ間で把持し、ピン部やジヤーナル部などの
加工部分が加工中心0₂と一致するように固定す
る。

次に２基のサドル２をＺ軸方向へ加工位置まで
移動して、加工部の両側を図示しないレスト手段
で支持した状態で、揺動機構８及びスライド機構
１０の各モータ１６，３９をNC制御により同期
回転させる。

スライドモータ１６の回転によりベベルギヤ１
５，１４を介してボールねじ軸１１が正逆回転さ
れ、これによつてサドル２上のスライド５が一定
の周期でＸ軸方向へ往復動されると共に、揺動モ
ータ３９の回転によりベベルギヤ４０，３８を介
してボールねじ軸３７が正逆回転され、これによ
つてスピンドルヘツド６がピン７を中心にＹ軸方
向へ一定の周期で揺動される。

一方カツタモータ２５の回転は歯車２６，２３
より回転軸２１を経て歯車２２へ伝えられ、さら
に中間歯車２０により回転カツタ１８へ伝えられ
て回転カツタ１８が回転し、上記スライド５の移
動とスピンドルヘツド６の揺動の組合せにより、
チヤツク４１ａ間に固定されたワーク１７のピン
ジヤーナル１７ａ外周部を旋回してピンジヤーナ
ル１７ａの外周面を切削加工する。

またこのとき発生する水平方向の負荷はスピン
ドルヘツド６を支承するピン７と、スピンドルヘ
ツド６の突出部６ｄに設けられたガイド部６ｅを
支承するガイドレール２８がライナ２９を介して
支承すると共に、垂直方向の負荷はピン７および
ガイド部材３３の上下動を案内するガイドレール
３５が分担して支持するため、ガイド部材３３を
介してスピンドルヘツド６を揺動するボールねじ
軸３７に曲げ荷重が加わることがない。

一方上記切削加工中に発生した熱は切削刃１８
ｂよりカツタ本体１８ｃを経てドラム１８ａへ伝
達され、ドラム１８ａを支承するスピンドルヘツ
ド６へ伝えられる。

これによつてスピンドルヘツド６が熱膨張して
揺動中心0₁から加工中心0₂までの距離が切削中に
変化し、加工精度に影響を及ぼす。

そこで、この考案ではスピンドルヘツド６に設
けた温度検出器４５と、上記スピンドルヘツド６
を揺動自在に支承するスライド５に設けた温度検
出器４６でスピンドルヘツド６及びスライド５の
温度T₁，T₂を検出し、第７図に示す制御系へ入
力している。制御系はＡ／Ｄ変換器４７を有して
いて、温度検出器４５，４６より入力された検出
温度T₁，T₂をＡ／Ｄ変換した後インターフエー
ス４８を介して演算回路４９へ出力するようにな
つている。

演算回路４９ではスピンドルヘツド６の検出温
度T₁からスライド５の検出温度T₂を差し引いて
切削により上昇した温度上昇分を算出し、さらに
得られた値から補正値を算出して、その補正値を
NC制御装置５０へ出力する。NC制御装置５０
は演算回路４９より出力された補正値に応じて座
標系の補正を行ない、切削熱によりスピンドルヘ
ツド６が膨張し、揺動中心0₁から、切削中心0₂ま
での距離が変化しても座標系の補正によつてその
影響が出ないように加工精度の補償を行つてい
る。

一方上記動作によりワーク１７のピンジヤーナ
ル１７ａの切削が完了したら、サドル２を次のピ
ンジヤーナル１７ａへと移動して上記動作を繰返
し、ワーク１７の全てのピンジヤーナル１７ａの
切削を完了するものである。

〔考案の効果〕

この考案は以上詳述したように、切削中発生す
る熱によりスピンドルヘツドが熱膨張して、スピ
ンドルヘツドの揺動中心から加工中心までの距離
が変化しても、スピンドルヘツド及びスライドよ
り検出した温度の差より補正値を算出し、得られ
た補正値でNC制御装置の座標系を補正すること
により、熱膨張による加工精度への影響を少なく
したことから、連続してワークの加工を行つた場
合でも、常に安定した加工精度の製品が得られる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は正
面図、第２図は揺動機構の詳細図、第３図は第２
図−線に沿う断面図、第４図は第３図−
線に沿う断面図、第５図は第３図−線に沿う
断面図、第６図は第１図−線に沿う断面図、
第７図は制御系のブロツク図である。 １ａはヘツド、２はサドル、５はスライド、６
はスピンドルヘツド、４５，４６は温度検出器、
５０はNC制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベツド１ａ上をＺ軸方向へ移動自在なサドル２
   に、Ｚ軸と直交するＸ軸方向へ移動自在なスライ
   ド５を設け、このスライド５に、一端がピン７に
   よりスライド９に支承され、かつ他端部に設けら
   れた揺動機構８により上記ピン７を中心にＺ軸及
   びＸ軸に直交するＹ軸方向へ揺動されるスピンド
   ルヘツド６を設け、このスピンドルヘツド６内に
   カツタモータ２５により回転される回転カツタ１
   ８を設け、また上記スピンドルヘツド６の回転カ
   ツタ１８近傍とスライドヘツド９にそれぞれスピ
   ンドルヘツド６の温度T₁とスライド９の温度T₂
   を検出する温度検出器４５，４６を設けると共
   に、温度検出器４５が検出したスピンドルヘツド
   ６の温度T₁より温度検出器４６が検出したスラ
   イド９の温度を差しひいて切削加工により上昇し
   た温度分を算出してこの温度上昇分を補正値を算
   出する演算回路４９を設け、かつこの演算回路４
   ６より出力される補正値によりスピンドルヘツド
   ６の揺動６の揺動中心から切削までの距離が変化
   しても、切削位置が変化しないようにNC装置５
   ０の座標系を補正してなるクランクシヤフトミラ
   ー。