JPH05237701A - ２主軸対向旋盤における長尺材の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２主軸対向旋盤を用いて長尺材を加工する方
法に関するもので、第１主軸台２ａの剛性を高くできな
いために高精度加工や重切削加工が困難であり、第１チ
ャック１４として特殊なチャックが必要であるなどの従
来装置の問題点を解決した加工方法を得ることである。 【構成】 第１主軸１２の回転と第１刃物台３ａのＺ軸
及びＸ軸方向移動とによりワーク１０の先端加工を行
い、次に第２チャック１５でワーク１０の先端を把持
し、第１チャック１４を開き、第１チャックシリンダ１
６の油圧を低圧に切り換え、第１チャック１４を閉じ
る。この状態で第１主軸１２と第２主軸１３とを同期回
転させ、第１刃物台３ａのＸ軸方向送りと第２主軸１３
の後退動作による加工と、第１刃物台３ａのＸ軸及びＺ
軸方向移動による加工とを必要に応じて使い別けてワー
ク１０を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、同一軸線上にワーク
把持部を対向させて第１主軸と第２主軸とを設けた２主
軸対向旋盤を用いて長尺材を加工する方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】２主軸対向旋盤を用いて長尺材（以下ワ
ークと言う）をバーフィーダやワークの中間部を支持す
るワークレストを用いないで加工する方法として、特開
昭６３−２７２４０５号公報で開示された方法が知られ
ている。

【０００３】図５ないし図７を参照して説明すると、こ
の従来方法による加工は、対向する第１主軸１２と第２
主軸１３とを共に主軸方向（以下「Ｚ軸方向」とい
う。）に移動位置決め自在に設けて対向させ、一方第１
主軸と対になってワークを加工する第１刃物台３ａと第
２主軸１３と対になってワークを加工する第２刃物台３
ｂとを共に主軸の軸心に直交して近接離隔する方向（以
下「Ｘ軸方向」という。）に移動位置決め自在に設けた
２主軸対向旋盤を用いて行われる。

【０００４】そして上記構造の２主軸対向旋盤を用いる
上記従来方法は、第１主軸１２の中空孔を通してワーク
１０をＺ軸方向に供給し、第１主軸１２に装着された第
１チャック１４から所定長さだけワーク１０の先端が突
出するようにセットして第１チャック１４でワーク１０
を把持する。この状態で第１主軸１２でワーク１０を回
転させ、第１主軸台２ａのＺ軸方向移動と第１刃物台３
ａのＸ軸方向移動との共同運動により、第１刃物台３ａ
に装着された刃物１１でワーク１０の先端加工を行う。
この先端加工は、第２主軸１３に装着した第２チャック
１５でワーク１０の先端を正確な位置でかつ確実に把持
することができるように、ワーク１０の先端を円筒状に
加工するものであり、従来方法はこの先端加工を第１主
軸１２のＺ軸方向移動と第１刃物台３ａのＸ軸方向移動
との共同運動によって行っているところに第１の特長が
ある。

【０００５】ワーク１０の先端加工が終了したら、第１
主軸１２の回転を停止し、第１刃物台３ａのＸ軸方向移
動によって刃物１１を退避させ、タレットの回転等によ
って刃物１１を交換し、第１刃物台３ａを進出させたと
きに刃物１１の先端が第１チャック１４のワーク把持位
置に近接した位置となるように、第１主軸１２をＺ軸方
向に移動位置決めする。このように従来方法では、ワー
ク１０の本来の加工に先立って、第１主軸１２のＺ軸方
向の移動位置決めが行われる点に第２の特長がある。

【０００６】第１主軸１２が位置決めされたら、次に第
２チャック１５を開き、第２主軸１３を第１主軸１２に
接近する方向に移動させ、先に加工したワーク１０の先
端が第２チャック１５に挿入されたところで、第２主軸
１３の移動を停止して第２チャック１５でワーク１０の
先端を把持し、これとともに第１チャック１４のワーク
保持部を少し緩めて、ワーク１０が第１チャック１４に
対して相対回転不能でかつＺ軸方向には移動しうるよう
に第１主軸１２とワーク１０との保持関係を補正する。

【０００７】このようにしてワーク１０が第２チャック
１５で相対回転不能かつ軸方向相対移動不能に把持さ
れ、第１チャック１４で相対回転不能かつ軸方向相対移
動可能に把持された状態で、第１主軸１２と第２主軸１
３とを同期回転させ、第１刃物台３ａを進出させて、第
２主軸１３の後退移動すなわち第１主軸１３から遠ざか
る方向のＺ軸方向の移動と第１刃物台３ａのＸ軸方向移
動との共同運動により、ワーク１０の外周加工を行う。

【０００８】すなわちこの加工状態においては、ワーク
１０の軸方向の切削送りは、第２主軸１３がＺ軸方向に
後退移動することによって行われ、半径方向の切削送り
は、第１刃物台３ａがＸ軸方向に進出することによって
行われる。このとき第１主軸１２は、先に位置決めした
位置に止まっており、ワーク１０の未加工部分は、第２
主軸１３の後退動作に伴って、第１チャック１４のワー
ク保持部から徐々に引き出され、第２主軸１３の連続的
な後退移動により、ワーク１０の未加工部分が連続的に
加工されていく。

【０００９】上述のような加工によれば、長尺材のワー
ク１０に連続的な軸方向送りを与えつつ、連続的に旋削
加工を行うことができ、そのときのワーク加工位置が第
１チャック１４のワーク保持部の近傍に限定されるの
で、長尺のワークであってもワークレスト等を用いるこ
となく加工を行うことができるという特長がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記加工
方法は、現実のワークの加工に適用しようとすると、次
のような問題が生じる。

【００１１】第１に、上記の加工方法は、第１主軸１２
を軸支する第１主軸台２ａをＺ軸方向に移動可能に設け
た旋盤でなければ実施することができない。第１主軸台
２ａを移動可能に設けると、第１主軸台２ａの剛性の低
下は避けることができず、ワーク１０の加工精度の低下
も必然的に生じる。特に上述のような加工方法によると
きは、ワーク１０の加工位置が第１主軸台２ａで支持さ
れた第１チャック１４のワーク保持部の近傍となるの
で、第１主軸台２ａの剛性の低下が加工精度の低下にそ
のまま表れてくる。

【００１２】第２に、ワーク１０が第１チャック１４に
よって軸方向移動可能に把持されなければならない関係
上、その把持剛性の低下も避けられない。従ってワーク
１０の加工途中に高精度加工ないし重切削加工が必要と
なるときは、第１チャック１４でワーク１０を強固に把
持してやる必要が生ずるが、そうすると第１チャック１
４とワーク１０との間のＺ軸方向の相対移動が不可能に
なるので、ワーク１０に対する軸方向送りは第１主軸台
２ａと第２主軸台２ｂとの同期Ｚ軸方向移動によって行
わねばならず、制御が面倒になる。

【００１３】さらに第１チャック１４でワーク１０を強
固に保持した状態で加工を行ったとしても、第１主軸台
２ａを移動可能な構造にしなければならないことによる
ワーク１０の支持剛性の低下は避けられないから、ワー
ク１０の加工精度および可能な重切削の程度にも自ずと
限界が生じる。

【００１４】第３に、第２チャック１５でワーク１０の
先端を把持した後、第１チャック１４のワーク保持部を
緩める操作が必ずしも簡単ではない。通常チャックの爪
の開閉は、油圧シリンダによってチャック内に装着され
た楔部材を進退させ、楔による倍力作用により爪の開閉
を行うようになっているが、このような構造のチャック
では、単にチャック開閉用の油圧シリンダに与えられて
いる油圧力を低下させただけでは、チャックのワーク保
持部を緩めることができない。従って第１チャック１４
として特殊な構造のチャックを用いる必要があり、第１
主軸１２を移動可能にした２主軸対向旋盤を用意したと
しても、直ちに上記加工方法が実施できるわけではな
い。

【００１５】この発明は、上記従来方法の問題点を解決
して、より精度の高い加工をより容易に行うことができ
る加工方法を得ることを目的としてなされたものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、以下の手順
によって長尺材を加工することにより、上記課題を解決
している。

【００１７】ワーク１０は、第１主軸１２の中空孔を通
して機内に挿入され、第１チャック１４からワーク１０
の先端が一定量突出した位置で第１チャック１４でワー
ク１０を把持し、第１主軸１２の回転と第１刃物台３ａ
のＺ軸およびＸ軸方向移動とにより、ワーク１０の先端
加工を行う。次に第２主軸１３を第１主軸１２に接近す
る方向に移動させ、第２チャック１５で加工済のワーク
１０の先端を把持する。次に第１チャック１４のワーク
保持力を解放し、第１チャック１４の爪の開閉を司るチ
ャックシリンダ１６に供給される油圧力を高圧から低圧
に切り換え、好ましくは第２チャック１５を第１チャッ
ク１４に充分接近させた状態で、第１チャック１４でワ
ーク１０を再度把握する。このときの前記油圧力の低圧
側の設定圧は、第１チャック１４によってワーク１０が
その軸方向には相対移動可能に把握される程度の油圧力
とする。

【００１８】次に第２主軸１３を第１主軸１２から離れ
る方向に移動し、同時に第１主軸１２と第２主軸１３と
を同期回転させる。そして第１刃物台３ａを第１チャッ
ク１４のワーク保持部からあまり離れないように維持し
つつ、第１刃物台３ａのＸ軸方向移動と必要に応じてな
されるＺ軸方向移動とにより、ワーク１０を加工する。
このときのワーク１０への刃物１１の半径方向の切り込
み送りは、第１刃物台３ａのＸ軸方向移動によって与え
られ、ワーク１０の軸方向への刃物１１の切り込み送り
は、第２主軸１３のＺ軸方向の後退移動と第１刃物台３
ａのＺ軸方向移動とによって行われる。すなわち第２主
軸１３を後退させつつワーク１０の未加工部分を第１チ
ャック１４から徐々に引き出し、第１主軸１２のＺ軸方
向位置を固定して行う加工と、第２主軸１３の後退動作
を停止させ、第１刃物台３ａをＸ軸方向と共にＺ軸方向
にも移動させて行う加工とを必要に応じて組み合わせ
て、ワーク１０の外周加工を行う。

【００１９】上記の加工のうち、第２主軸１３の後退移
動を停止させて行う加工は、第１チャック１４とワーク
１０との間の相対軸方向移動を必要としないので、第１
および第２主軸１２、１３の回転を一旦停止し、第１チ
ャック１４の爪を開き、チャックシリンダ１６に与えら
れている油圧力を低圧から高圧に切り換え、第１チャッ
ク１４で再度ワークを把持して第１および第２主軸１
２、１３を同期回転させ、その状態で上記加工を行った
後、再び第１および第２主軸の回転を停止し、第１チャ
ック１４の爪を開き、チャックシリンダ１６の油圧力を
高圧から低圧に切り換え、再度第１チャック１４でワー
ク１０を把握して次の加工に移る、という加工手順を採
用することができる。

【００２０】このようにしてワーク１０の全長の外周加
工が終了したら、加工済ワークを突っ切った後に残った
ワークの先端が第１チャック１４から所定量突出するよ
うに第２主軸１３の位置決めをし、第１および第２主軸
１２、１３の回転を停止し、第１チャック１４の爪を開
き、チャックシリンダ１６の油圧を低圧から高圧に切り
換え、その状態で第１チャック１４でワーク１０を把持
し、次に第２チャック１５を開き、第２チャック１５を
ワークの切り離し位置近くまで移動させて再びワーク１
０を把持し、その状態で第１および第２主軸１２、１３
を同期回転させて、第１刃物台３ａに装着した突っ切り
バイトで加工済ワークを切り離し、第２主軸１３を第１
主軸１２から離れる方向に後退させる。そして第１主軸
１２と第２主軸１３とを充分離隔させた状態で、第１主
軸１２の回転と第１刃物台３ａのＸ軸およびＺ軸方向移
動とにより、次の加工に対するワークの先端加工を行
い、その間に第２主軸１３の回転およびＺ軸方向移動と
第２刃物台３ｂのＸ軸方向移動とにより、切り離された
ワーク１０の切断端面の加工を行い、その後第２主軸１
３を停止して第２チャック１５を開き、第２主軸１３の
中空孔を通して加工済みワーク１０を機外に排出する。

【００２１】

【作用】上記この発明の方法によれば、第１主軸台２ａ
のＺ軸方向移動を必要としないので、第１主軸台２ａを
ベース１に固定した構造の２主軸対向旋盤で長尺材の加
工を行うことが可能になり、第１主軸１２によるワーク
１０の支持剛性を高くできることから、ワークの加工精
度および可能な重切削の程度をより高くすることができ
る。

【００２２】また、第１チャック１４でワーク１０を軸
方向相対移動不能に強固に保持してワーク１０の加工を
行うときに、第１および第２主軸台１２、１３の移動を
伴わないので、制御が簡単になり、ワーク１０の支持剛
性もより高くできる。

【００２３】さらに第１チャック１４によるワーク１０
の把握力の変更を、第１チャック１４を一旦開き、その
後チャックシリンダ１６の油圧力を切り換え、再度第１
チャック１４でワーク１０を把持することによって行っ
ているので、通常構造のチャックをそのまま用いて上記
方法による加工を実施できる。

【００２４】

【実施例】図１は、この発明の方法の実施に使用される
２主軸対向旋盤の一例を模式的に示した平面図で、１は
ベース、２ａは第１主軸台、２ｂは第２主軸台、３ａは
タレット型の第１刃物台、３ｂは同第２刃物台である。
第１主軸台２ａはベース１に固定されており、この第１
主軸台２ａに対向して第２主軸台２ｂがＺ軸方向スライ
ド台６bzを介してＺ軸方向にのみ摺動自在に配置され、
この主軸台２ａ、２ｂの奥側に刃物台３ａ、３ｂが配置
されている。そして第１刃物台３ａはＺ軸方向スライド
台６azとＸ軸方向スライド台６axとによりＺ軸方向およ
びＸ軸方向に摺動自在に装着され、第２刃物台３ｂはＸ
軸方向スライド台６bxを介してＸ軸方向にのみ摺動自在
に装着されている。

【００２５】刃物台３ａ、３ｂは、タレット７ａ、７ｂ
をそれぞれ備えており、その割り出しによって刃物１１
の選択が行われる。各スライド台６az、６ax、６bz、６
bxには、その送りモータ８az、８ax、８bz、８bx、送り
ネジ９az、９ax、９bz、９bx及び図示されないボールナ
ットからなる送り装置が設けられ、送りモータ８az、８
axの回転角を制御することにより第１刃物台３ａの移動
位置決めが行われ、送りモータ８bzの回転角を制御する
ことにより第２主軸台２ｂの移動位置決めが行われ、送
りモータ８bxの回転角を制御することにより第２刃物台
３ｂの移動位置決めが行われる。

【００２６】第１主軸１２および第２主軸１３は、中空
軸からなり、その中心孔を通してワークの供給および排
出が行われる。第１主軸１２と第２主軸１３の対向端に
は、それぞれ第１チャック１４と第２チャック１５が装
着されている。第１チャック１４の爪は、チャックシリ
ンダ１６によって開閉され、その油圧回路には、油圧力
の作用方向を変換する切り換え弁１７、低圧設定用のリ
リーフ弁１８、高圧設定用のリリーフ弁１９、これらの
圧力相互を変換する圧力切り換え弁２０、および２個の
逆止弁２５、２６が介装されている。そして低圧側リリ
ーフ弁１８の一次側配管２３は、圧力切り換え弁２０の
二次側に接続され、圧力切り換え弁２０の二次側配管の
他方２４は、低圧側リリーフ弁１８の二次側に直列接続
した逆止弁２５、２６の中間に接続されている。従っ
て、圧力切り換え弁２０の二次側の油圧が低圧側リリー
フ弁１８を通過するように切り換えることにより、チャ
ックシリンダ１６に供給される油圧を低圧に切り換える
ことができる。なお、図中の２７は油圧ポンプ、２８は
油タンク、２９および３０は圧力計である。

【００２７】次に図２ないし図４を参照してこの発明の
加工方法を説明する。第１主軸１２の中空孔を通してワ
ーク１０をＺ軸方向に供給し、第１主軸１２に装着され
た第１チャック１４から所定長さだけワーク１０の先端
が突出するようにセットして第１チャック１４でワーク
１０を把持する。この状態で第１主軸１２でワーク１０
を回転させ、第１刃物台３ａのＺ軸およびＸ軸方向移動
により、第１刃物台３ａに装着された刃物１１でワーク
１０の先端加工を行う。

【００２８】ワーク１０の先端加工が終了したら、第１
主軸１２の回転を停止し、第２チャック１５を開き、第
２主軸１３を第１主軸１２に接近する方向に移動させ、
先に加工したワーク１０の先端が第２チャック１５に挿
入されたところで第２主軸１３の移動を停止し、第２チ
ャック１５でワーク１０の先端を把持する。

【００２９】次に、切り換え弁１７を切り換えてチャッ
クシリンダ１６の開放側に油圧を供給し、第１チャック
１４の爪を開き、圧力切り換え弁２０を切り換えてチャ
ックシリンダ１６に供給される油圧を高圧から低圧に切
り換える。そして再度切り換え弁１７を切り換えること
により、第１チャック１４でワーク１０を再度把握す
る。これによって第１チャック１４の把握力が低下し、
ワーク１０が第１チャック１４に対して相対回転不能で
かつＺ軸方向には移動しうるように把持される。

【００３０】このようにしてワーク１０が第２チャック
１５で相対回転不能かつ軸方向相対移動不能に把持さ
れ、第１チャック１４で相対回転不能かつ軸方向相対移
動可能に把持された状態で、第１主軸１２と第２主軸１
３とを同期回転させ、第１刃物台３ａを進出させて、第
２主軸１３の後退移動すなわち第１主軸１２から遠ざか
る方向のＺ軸方向の移動と第１刃物台３ａのＸ軸方向移
動との共同運動により、あるいは第２主軸１３を停止さ
せた状態での第１刃物台３ａのＸ軸およびＺ軸方向移動
により、ワーク１０の外周加工を行う。

【００３１】以上のようなワーク１０の外周加工の途中
において、加工精度を特に高くする必要がある場合、あ
るいは加工反力によってワーク１０にびびり振動が発生
する虞があるようなときは、一時的に第１チャック１４
へのワーク１０の把持力を大きくしてワーク１０の支持
剛性を高くした状態で加工を行うことができる。この加
工は具体的には次の手順で行われる。

【００３２】すなわち、第１および第２主軸１２、１３
の回転を一旦停止し、切り換え弁１７を切り換えて第１
チャック１４の爪を開き、圧力切り換え弁２０を切り換
えてチャックシリンダ１６に与えられている油圧力を低
圧から高圧に切り換え、切り換え弁１７を再度切り換え
て第１チャック１４で再度ワークを把持する。その後、
第１および第２主軸１２、１３の位置を固定したまま同
期回転させ、その状態で第１刃物台３ａのＺ軸およびＸ
軸方向移動により加工を行った後、再び第１および第２
主軸の回転を停止し、第１チャック１４の爪を開き、チ
ャックシリンダ１６の油圧力を高圧から低圧に切り換
え、再度第１チャック１４でワーク１０を把握して次の
加工に移る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したこの発明の方法によれば、
２主軸対向旋盤を用いて長尺材をワークレスト等を用い
ることなく連続的に行う加工において、加工精度をより
高くすることが可能になり、ワークのより高い支持剛性
を必要とする重切削が可能になる。また一般に広く用い
られている楔機構を内蔵したチャックを用いて加工を行
うことができるので、従来方法より簡易かつ経済的に実
施できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法の実施に使用される２主軸対向
旋盤の一例を模式的に示した平面図

【図２】先端加工を示した側面図

【図３】ワークの加工状態を示した側面図

【図４】加工完了時の側面図

【図５】従来方法の先端加工を示した側面図

【図６】従来方法のワーク加工状態を示した側面図

【図７】従来方法の加工完了時の側面図

【符号の説明】

１ ベース ２a 第１主軸台 ３ａ 第１刃物台 10 ワーク 12 第１主軸 13 第２主軸 14 第１チャック 15 第２チャック 16 チャックシリンダ 18 低圧設定用リリーフ弁 19 高圧設定用リリーフ弁 20 圧力切り換え弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１主軸(12)を軸支する第１主軸台(2a)
   がベース(1) に固定され、第１主軸(12)と対向する第２
   主軸(13)がＺ軸方向に移動位置決め自在に設けられ、Ｚ
   軸方向およびＸ軸方向に移動位置決め自在に設けた少な
   くとも一個の刃物台(3a)を備え、第１主軸(12)に装着さ
   れた第１チャック(14)の爪の開閉を司るチャックシリン
   ダ(16)の油圧を高圧と低圧に切り換える手段(18)、(1
   9)、(20)を備えた旋盤を用い、チャックシリンダ(16)の
   高圧側の油圧を第１チャック(14)がワーク(10)を相対回
   転不能かつ軸方向相対移動不能に把握する圧力に設定
   し、チャックシリンダ(16)の低圧側の油圧を第１チャッ
   ク(14)がワーク(10)を相対回転不能かつ軸方向には相対
   移動可能に把握する圧力に設定し、第１主軸(12)の中空
   孔を通して供給されたワーク(10)の先端を第１チャック
   (14)から一定量突出させた位置で高圧側油圧により第１
   チャック(14)でワーク(10)を把持し、第１主軸(12)の回
   転と第１刃物台(3a)のＺ軸およびＸ軸方向移動とにより
   ワーク(10)の先端加工を行い、第２主軸(13)を第１主軸
   (12)に接近する方向に移動させて第２チャック(15)でワ
   ーク(10)の加工済の先端を把持し、第１チャック(14)の
   爪を開き、チャックシリンダ(16)の油圧力を高圧から低
   圧に切り換え、第１チャック(14)でワーク(10)を再度把
   握し、第１主軸(12)と第２主軸(13)とを同期回転させな
   がら、第２主軸(13)のＺ軸方向移動および第１刃物台(3
   a)のＸ軸方向移動または第１刃物台(3a)のＸ軸方向移動
   およびＺ軸方向移動とにより、ワーク(10)を加工するこ
   とを特徴とする、２主軸対向旋盤における長尺材の加工
   方法。