JPH0612481Y2

JPH0612481Y2 - 芯出し測定装置

Info

Publication number: JPH0612481Y2
Application number: JP1985065744U
Authority: JP
Inventors: 紘明塚谷
Original assignee: 紘明塚谷
Priority date: 1985-05-01
Filing date: 1985-05-01
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2000-05-01
Also published as: JPS61181306U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は、市販のダイヤルゲージやマイクロメーターを
組合わせた特殊な測定装置に関する。

＜従来技術＞通常、工作機械のテーブル上で機械加工されたワークの
丸穴に仕上加工等のため工具中心を合せて加工する場
合、例えばフライス盤やボール盤では、工作機械の主軸
に工具の代わりに測定装置を取付け、主軸を回転させな
がら位置関係の確認を行なう。その後、測定装置を取外
して、機械主軸に工具を取付け、主軸を回転することに
より、丸穴を加工する。このように、一次加工穴と同一
軸方向に切削加工する場合には、上記の測定装置が有効
である。

＜考案が解決しようとする問題点＞然るに、例えばマシニングセンターで被加工材料の穴明
け加工し、さらに該穴に二次加工として定められた位置
にキー溝加工する場合には、一次加工穴に対して切削す
べき位置に正確に刃先がくるようにする必要がある。

しかし、工作機械の主軸の回転方向の位置をロータリー
エンコーダーなどで正確に停止させても、工具の刃先と
工具の保持具が、余程正確に仕上げられていないかぎ
り、必ず一次加工穴に対する工具刃先の位置を確認し、
場合によっては位置関係の補正を行つておく必要があ
る。

また、立削り盤のように、テーブル上の被加工物の一次
加工穴の中心とキー溝加工用工具刃先の巾方向の中心を
合わせる場合は面倒である。

本考案は、上記に鑑み、機械加工された丸穴または円筒
形状を有する被加工ワークの平面状の円の中心を基準と
して、二次機械加工のための相手工具の工具中心位置を
簡単に計測することができる芯出し測定装置の提供を目
的とする。

＜問題点を解決するための手段＞本考案による問題点解決手段は、第１図ないし第６図の
如く、一次機械加工された被加工ワーク２１の位置に対
して二次機械加工のための矩形相手工具１３の位置が任
意に調節可能とされ、前記被加工ワーク２１の丸穴等の
中心位置Ｘ−Ｘに対して矩形相手工具１３の刃先の巾方
向の中心位置Ｘ２−Ｘ２が合つているか否かを計測する
ものであつて、被加工ワーク２１の丸穴等に嵌合させて
その中心P₀に合せるための基準軸８と、基端部7aが前記
基準軸８を中心として回転する回転体７と、該回転体７
の先端部に基準軸８の中心軸Ｚ−Ｚに直交する軸Ｘ１−
Ｘ１上を移動するよう取付けられた移動台３と、前記基
準軸８の中心軸Ｚ−Ｚに直交する軸Ｘ１−Ｘ１上を移動
し二次機械加工用の矩形相手工具１３の刃先の両先端点
b₁,b₂に接触させるための測定子２を有し前記移動台３
の上部に組付けられたダイヤルゲージ１とを具えている
ものである。

＜作用＞上記問題点解決手段において、一次機械加工された被加
工ワークの丸穴に、その中心と基準軸の軸中心とが合致
するよう、測定装置の基準軸８を取付け、回転体７を第
３図のＹ−Ｙ軸より右側でP₀点を中心として、Ｘ−Ｘ軸
より任意に夫々等しい角度θだけ旋回させる。

一方、二次機械加工のための相手工具１３を測定子２に
軽く接触させるように、第３図の左側から挿入し、前述
の角度θおよび−θでのダイヤルゲージ１の読み値が同
一になるように、相手工具１３（または被加工ワークが
載置されたテーブル）をＹ−Ｙ軸方向に調節すると、相
手工具１３の巾方向の寸法Ｗの中心を通るＸ−Ｘ軸に平
行な軸がP₀点のＸ−Ｘ軸、Ｙ−Ｙ軸に垂直なＺ−Ｚ軸を
通る。

このように、一次機械加工された被加工ワークの丸穴
に、その中心と基準軸の軸中心とが合致するよう、測定
装置の基準軸８を取付けたり、あるいは円筒形状の被加
工ワークであれば基準軸８をＶブロツク、チヤツクなど
のワークを保持する治具に取付けて、ダイヤルゲージ１
の測定子２を基準軸に直交する軸上を移動させて相手工
具１３に接触させ、ダイヤルゲージ１の値を読むだけ
で、相手工具１３の工具刃先の中心位置とワークの穴中
心とが合つているか否かを確認することが容易かつ正確
にできる。

＜実施例＞以下、本考案の一実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。第１図は芯出し測定装置の平面図、第２図
は側面図、第５図は測定装置の使用状態を示す側面図で
ある。

本実施例の芯出し測定装置は、第５図の如く、一次機械
加工された被加工ワーク２１の丸穴等の中心を基準とし
て、二次機械加工のための相手工具１３の刃先の巾方向
の中心位置と被加工ワーク２１の丸穴等の中心が合つて
いるか否かを計測するものである。

そして、該測定装置は、被加工ワークの丸穴等に嵌合さ
せてその中心に合せるための基準軸８と、基端部7aが前
記基準軸８を中心として回転する略Ｌ字状の回転体７
と、該回転体７の回転中心と反対側の先端部に基準軸８
の中心軸に直交する軸上を移動するよう取付けられた移
動台３と、基準軸８の中心軸に直交する軸上を移動し、
前記相手工具１３に接触させるための測定子２を有し、
移動台３の上部に組付けられたダイヤルゲージ１とを具
えている。

前記基準軸８の上下部にスラスト力を受けるためのツバ
8aを設ける。このツバ8aは別個の部品としてもさしつか
えない。ツバ8aにスラスト方向の荷重を受けるためのス
ラスト軸受１０をのせる。さらに回転体７の基端部7aが
基準軸８の周りを自由に回転できるようラジアル軸受１
１を基準軸８または回転体７の基端部7aの内面に組付け
る。そして回転体７の基端部7aを前記基準軸８に嵌合し
て組付け、さらにその上側から、スラスト軸受１２を組
付ける。そして軸受１２の上から、押え蓋９を螺合し
て、回転体７が基準軸８に対してガタつかないように押
えて組付ける。

基準軸８の両端は、被加工ワークの丸穴やワーク保持具
に取付ける場合を考えて、前記ツバ8aおよび押え蓋９よ
りも外側へ突出させ、適当な基準寸法に仕上げておく。

移動台３には、これを基準軸８の中心軸に直交する方向
に移動案内するガイド１４を形成し、該ガイド１４を前
記回転体７の先端に係合する。そして回転体７の先端に
は前記基準軸８の中心軸と直交する方向にネジ孔１５を
貫通して形成する。該ネジ孔１５にはネジ６を螺合し、
該ネジ６の頭部を前記移動台３の押え板４に回転自在に
嵌合し、ネジ６の頭部にはハンドル５を固定する。

ダイヤルゲージ１は、その測定子２の移動する軸が、基
準軸８の中心軸に直交するように、移動台３上に固定さ
れている。

次に、本実施例の芯出し測定装置の具体的な使用方法と
して、一次機械加工されたプーリや歯車等の被加工ワー
クの二次機械加工方法を説明する。ここでは、二次機械
加工の例として、立削盤によつての内径キー溝加工を行
なう場合を説明する。

一般に、立削盤の相手工具としてのバイト１３は、第７
図および第８図の如く、矩形であり、この矩形バイト１
３を被加工ワーク２１の内径穴軸方向に往復運動させ、
所定の加工を行なう。即ち、キー溝加工は、バイト１３
の刃先の形状を転写されることになる。

キー溝加工時において、第７図の如く、立削盤の工作軸
に取付けられたバイト１３は、Ｘ−Ｙ平面に対して直交
するＺ−Ｚ軸方向に移動しながら、例えばテーブル２３
を、バイト１３の切刃部両先端点b₁,b₂を通るＹ２−Ｙ
２軸に直交するＸ２−Ｘ２軸方向に移動させて、キー溝
を加工する。このとき、テーブル２３の移動は、バイト
１３のＺ−Ｚ軸方向移動の一ストローク毎に行なう。こ
のときのテーブル２３の総移動量Ｂがキー溝の深さとな
る。また、キー溝幅はバイト１３の幅Ｗと一致する。

キー溝について必要な事項は、第９図において、線分Ｐ
１〜Ｐ２と線分Ｐ３〜Ｐ４とＸ−Ｘ軸とは平行となり、
線分Ｐ２〜Ｐ４とＹ−Ｙ軸とは平行となり、かつ、点Ｐ
１，Ｐ３の離間距離と点Ｐ２，Ｐ４の離間距離はいずれ
もバイト１３の幅Ｗと一致することである。また、点Ｐ
１と点Ｐ３および点Ｐ２と点Ｐ４は、夫々Ｘ−Ｘ軸に対
し線対称の位置に配されることである。

そのため、バイト１３の中間位置（端からＷ／２だけ離
間した位置）は、Ｘ−Ｘ軸上を移動しなければならな
い。

ところが、前提として、バイト１３と被加工ワーク２１
との関係位置は任意に調節可能である。そこで、キー溝
加工を、被加工ワーク２１の内径中心を通るＸ−Ｘ軸上
で正確に行なうには、まず、バイト１３の巾方向と被加
工ワーク２１の加工穴の中心位置とを正確に一致させな
ければならない。

しかし、被加工ワーク２１は平面視円形の場合が多く、
角部を有していないため測定点を定めにくい。故に、工
作軸となるバイト１３側から通常の状態で被加工ワーク
２１側のＸ−Ｘ軸を正確に求めることは困難である。

このため、通常のキー溝加工では、準備作業として、被
加工ワークの必要箇所に予め正確な罫描を施しておくこ
とが多い。

ここで、第１０図は被加工ワーク２１に罫描線を入れた
図、第１１図は被加工ワーク２１の罫描線とバイト１３
の刃先を合わせた状態を示す図である。

しかし、この罫描作業は面倒であり、該罫描工程の省略
が望まれる。そこで、本実施例の芯出し測定装置を用い
て、バイト１３の巾方向と被加工ワーク２１の加工穴の
中心位置とを一致させれば、前記罫描作業を行なわなく
ても、正確な位置合わせが可能となる。その手順は、次
の通りである。

まず、第５図の如く、芯出し測定装置の基準軸８を、一
次機械加工された被加工ワーク２１の丸穴（第５図中の
Ａの部分）に取付ける。そうすると、前記丸穴の中心と
基準軸８の軸中心とは合致する。そうすると、回転体７
は、第３図の如く、基準軸８の軸心を中心として回転可
能となる。

ここで、第３図中、バイト１３の切刃部両先端点の位置
b₁(x₁,y₁),b₂(x₁,-y₁)は、被加工ワーク２１のキー溝加
工位置Ｐ１，Ｐ３に対応した設計上の位置であり、線分
b₁〜b₂はＹ−Ｙ軸に平行となる。また、P₀点は基準軸８
の軸中心を通り、かつ回転体７の回転中心を通る。Ｘ−
Ｘ軸およびＹ−Ｙ軸は、前述の通り、P₀点を通り被加工
ワーク２１に固有の直交座標である。さらに、Ｘ１−Ｘ
１軸は、測定装置のダイヤルゲージ１の測定子２が移動
する方向の測定子２の中心の軸である。なお、第３図で
は、バイト１３の軸芯とＸ−Ｘ軸とがたまたま一致した
状態を示している。

そして、測定装置を、その基準軸８の中心軸P₀周りにつ
いて回転調整し、第３図に示した前記測定子２の中心軸
（Ｘ１−Ｘ１軸）が概ね被加工ワーク２１のＸ−Ｘ軸と
平行になるように固定しておく。

また、ネジ６で移動台３を移動することにより、第３図
の如く、ダイヤルゲージ１の測定子２の位置を任意にbo
(a,0)に調節しておく。なお、ａ＞０である。

この時点で、第７図の如く、バイト１３の切刃線b₁〜b₂
（すなわちＹ２−Ｙ２軸）と前記Ｙ−Ｙ軸とが平行であ
るか否かを確認してみる。平行でない場合は、回転体７
を第３図のＹ−Ｙ軸より右側でP₀点を中心として、Ｘ−
Ｘ軸より任意に夫々等しい角度θだけ旋回させる。そし
て、測定子２をバイト１３の切刃線b₁〜b₂上の任意の箇
所に接触させ、第７図に示したテーブル２３をサドル２
４に対してＹ−Ｙ軸方向に移動させ、切刃線b₁〜b₂とＹ
−Ｙ軸とが平行になるよう、バイト１３のＹ２−Ｙ２軸
に対する位置調整を実施する。

このようにして、キー溝加工時の前述の条件のひとつ、
すなわち、第９図の如く、バイト１３のＹ２−Ｙ２軸と
被加工ワーク２１のキー溝の設計線分Ｐ２〜Ｐ４とを平
行にすることが可能となる。

ところで、第１２図の如く、バイト１３の中心線（Ｘ２
−Ｘ２軸）上の点Pq点は、Ｘ−Ｙ平面上において、バイ
ト１３が立削盤に取付けられた時点で一定の位置を保つ
のに対し、Po点は、バイトのPq点に対し相対的に前記テ
ーブル２３の移動により自由に移動することができる。
したがつて、Po点をPq点に一致させる作業が必要とな
る。このときの動作を説明する。

まず、第１２図の如く、測定子２の先端を、Po点から任
意の半径Ｒだけ離間させ、その回転中心軸Po周りに回転
させながら、測定子２の先端を、バイト１３の切刃部の
各先端点b₁,b₂に接触させ、そのときのダイヤルゲージ
１の値を各先端点b₁,b₂ごとに夫々読む。

ここで、第１２図において、２Ｒ＞Ｗ……………………………………（１）１８０°≧（θ１＋θ２）＞０°………（２）である。なお、（２）式中のθ１，θ２は、線分b₁〜Po
または線分b₂〜PoとＸ−Ｘ軸とのなす角を示している。

次に、測定子２を、その基準軸８の中心軸Po周りに回転
させ、前記半径Ｒを変化させながら、第３図の如く、測
定子２の先端を、バイト１３の切刃部の両先端点b₁,b₂
に夫々接触させ、ダイヤルゲージ１の読み値が第３図に
示した設計上の点b₁(x₁,y₁),b₂(x₁,-y₁)に一致するよう
に、前記テーブル２３をＹ−Ｙ軸方向に移動させる。

上述のようにダイヤルゲージ１の読み値が一致したと
き、二点Po,Pqが一致したことになる。すなわち、第３
図中のバイト１３の巾方向の寸法Ｗの中心を通るＸ２−
Ｘ２軸は、Po点を通るＸ−Ｘ軸と一致することになり、 b₁b₃＝b₂b₃＝Ｗ／２となる。

その後、測定装置を取り去り、被加工ワーク２１を切削
加工すれば、歯車、プーリ等のキー溝は、前述の通りの
正確な加工が行なわれることになる。

なお、ＹーＹ軸は、前述の(1)式および(2)式を満足すれ
ば、Ｘ−Ｘ軸上のどの位置でもかまわない。

ところで、工具１３の刃先の巾方向側、すなわちb₁b₂部
の形状は第４図(a)(b)のように巾方向の中心Woに対し
て、両先端点b₁,b₂が対称であればよい。なお、同図は
以下に示す工具の刃先部の横断面形状を示したもので、
(a)はスロツターバイトあるいは平行キー溝ブローチ、
(b)はスロツターバイトあるいはキー溝ブローチであ
る。

このように、機械加工された丸穴に、その中心と基準軸
の軸中心とが合致するよう、測定装置の基準軸８を取付
けたり、あるいは円筒形状の被加工ワークであれば、第
６図の如く、基準軸８をＶブロツク、チヤツクなどのワ
ークを保持する治具に取付けて、ダイヤルゲージ１の測
定子２を基準軸８の中心軸に直交する軸上を移動させて
相手工具１３に接触させダイヤルゲージ１の値を読むだ
けで、相手工具１３の工具刃先の巾方向の中心位置とワ
ークの穴中心とが合つているか否かを確認することが容
易かつ正確にできる。なお、第６図中、Ｍは測定装置、
ＶはＶブロツクであり、テーブル上に固定されたＶブロ
ツクのＶ溝部に基準軸８の下端側を取付け、回転体７を
回転させてダイヤルゲージ１の測定子２を工具１３の刃
先に接触させながらテーブルを移動して、中心の位置合
わせを行い、その後測定装置を取り外し、円筒形被加工
ワークをＶブロツクに取り付けることにより加工が行わ
れる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

実際には、第５図のＡの部分の公差および被加工ワーク
の丸穴に基準軸の寸法をその都度合わせるのは非常に面
倒であるため、円筒形の被加工ワークのように、ワーク
を保持するチヤツク、Ｖブロツクに基準軸を取りつけて
用いればよい。

＜考案の効果＞以上の説明から明らかな通り、本考案によれば、一次機
械加工された被加工ワークの丸穴に、その中心と基準軸
の軸中心とが合致するよう、測定装置の基準軸を取付け
たり、あるいは円筒形状の被加工ワークであれば基準軸
をＶブロツク、チヤツクなどのワークを保持する治具に
取付けて、ダイヤルゲージの測定子を基準軸の中心軸に
直交する軸上を移動させて相手工具に接触させ、ダイヤ
ルゲージの値を読むだけで、相手工具の工具刃先の巾方
向の中心位置とワークの穴中心とが合つているか否かを
確認することが容易かつ正確にできるので、工具の位置
調節または被加工ワークの中心位置の調節を簡単に行う
ことができる。

特にキー溝加工のように、工具の巾方向と被加工ワーク
の加工穴の中心位置との関係を正確に求める必要がある
場合に優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の芯出し測定装置の平面図、第２図は同
じく側面図、第３図は本測定装置の使用方法を説明する
平面図、第４図(a)(b)はそれぞれ工具の切刃部の横断面
形状を示す図、第５図は本測定装置の使用状態を示す側
面図、第６図は円筒形被加工ワークを用いる場合に工具
刃先の巾方向の中心位置を合わせるときの測定装置の使
用状態を示す斜視図、第７図は被加工ワークの内径キー
溝加工を行なう動作を示す斜視図、第８図は矩形相手工
具の断面図、第９図は被加工ワークの内径キー溝加工完
了状態を示す図、第１０図は被加工ワークに内径キー溝
の罫描をした状態を示す図、第１１図は罫描をした被加
工ワークに矩形相手工具を合わせた状態を示す図、第１
２図は矩形相手工具の位置調整動作を示す図である。１：ダイヤルゲージ、２：ダイヤルゲージ測定子、３：
移動台、４：押え板、５：ハンドル、６：ネジ、７：回
転体、８：基準軸、９：押え蓋、１０，１１，１２：軸
受、１３：相手工具、２１：被加工ワーク、 Po：基準軸の中心軸上で回転体の回転中心、Ｘ−Ｘ：測定子の移動する方向の軸、Ｙ−Ｙ：Ｘ−Ｘ軸にPo点で直交する軸、Ｚ−Ｚ：Po点を通りＸ−Ｘ軸、Ｙ−Ｙ軸に垂直な軸、す
なわち基準軸の中心軸、ａ：Ｘ−Ｘ軸方向のPo点と測定子の測定点との距離、Ｗ：相手工具の巾方向の寸法、 θ，−θ：Po点（Ｚ−Ｚ軸）を中心としてＸ−Ｘ軸から
旋回させる任意の正、負の角度ｂ_０：測定子の測定点のＸ−Ｘ軸上の任意の位置、ｂ_１：相手工具が測定子と接触する一端、ｂ_２：相手工具が測定子と接触する、Ｘ−Ｘ軸を挟んで
ｂ_１点と反対側の点、ｂ_３：相手工具のb₁b₂部がＸ−Ｘ軸と直交する点。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一次機械加工された被加工ワークの位置に
対して二次機械加工のための矩形相手工具の位置が任意
に調節可能とされ、前記被加工ワークの丸穴等の中心位
置に対して矩形相手工具の刃先の巾方向の中心位置が合
つているか否かを計測するものであつて、被加工ワーク
の丸穴等に嵌合させてその中心に合せるための基準軸
と、基端部が前記基準軸を中心として回転する回転体
と、該回転体の先端部に基準軸の中心軸に直交する軸上
を移動するよう取付けられた移動台と、前記基準軸の中
心軸に直交する軸上を移動し二次機械加工用の矩形相手
工具の刃先の両先端点に接触させるための測定子を有し
前記移動台の上部に組付けられたダイヤルゲージとを具
えていることを特徴とする芯出し測定装置。