JPH11138321A - カムシャフト加工機 - Google Patents

カムシャフト加工機

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JPH11138321A
JPH11138321A JP9308536A JP30853697A JPH11138321A JP H11138321 A JPH11138321 A JP H11138321A JP 9308536 A JP9308536 A JP 9308536A JP 30853697 A JP30853697 A JP 30853697A JP H11138321 A JPH11138321 A JP H11138321A
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    • B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/08—Milling cams, camshafts, or the like
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カム面が軸線に対して傾斜しているカムシャ
フトの加工が困難であった。 【解決手段】 ワーク（４）の両端をチャック（５）に
よりクランプして、ワーク（４）を回転させる一対のワ
ークヘッド（２）と、上記ワーク（４）の長手方向と平
行するＸ軸方向へ移動自在なＸ軸スライド（８）及びワ
ーク（４）の接離方向と平行するＹ軸方向に移動自在な
Ｙ軸スライド（１１）と、上記Ｘ軸スライド（８）及び
Ｙ軸スライド（１１）の一方に設けられ、かつ割出し手
段（１５）により水平方向へ割出し自在な割出しテーブ
ル（１３）と、上記Ｙ軸スライド（１１）及び割出しテ
ーブル（１３）の一方に設けられ、かつ上記ワーク
（４）を加工するカッタ（２１）が回転自在に支承され
たカッタヘッド（２０）とより構成したもので、割出し
テーブル（１３）を割出し回転することにより、カム面
が軸線に対して傾斜するカムシャフトの加工が可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はカムシャフトを加
工するカムシャフト加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来エンジンなどに使用されているカム
シャフトは、カムシャフト加工機を使用して、カムの外
周面（カム面）などを加工している。
【０００３】また従来のカムシャフト加工機は、例えば
図１及び図２に示すように、ベッドａ上に接離方向へ移
動自在なワークヘッドｂが設けられていて、これらワー
クヘッドｂの対向面に設けられたチャックｃによりワー
ク（カムシャフト）ｄの両端をクランプして、ワークｄ
を回転するように構成されている。
【０００４】また上記ベッドａ上には、ワークｄの長手
方向及びこれと直交する前後方向に移動自在なカッタヘ
ッドｅが設けられていて、このカッタヘッドｅにカッタ
駆動モータｆにより回転されるディスク状のカッタｇが
取付けられており、ＮＣ装置により上記カッタヘッドｅ
を前後動制御しながら、回転するカッタｇによりワーク
ｄのカム面（プロフィル）を切削加工するようになって
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし近年では、エン
ジンの高性能化により、カム面が軸線に対して傾斜する
円錐状カムの要求があるが、上記従来のカムシャフト加
工機では、このようなカムシャフトの加工は不可能であ
った。この発明はかかる事情に鑑みなされたもので、カ
ム面が軸線に対して傾斜するカムシャフトの加工を可能
にしたカムシャフト加工機を提供することを目的とする
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するため請求項１記載の発明は、ワークの両端をチ
ャックによりクランプして、ワークを回転させる一対の
ワークヘッドと、上記ワークの長手方向と平行するＸ軸
方向へ移動自在なＸ軸スライド及びワークの接離方向と
平行するＹ軸方向に移動自在なＹ軸スライドと、上記Ｘ
軸スライド及びＹ軸スライドの一方に設けられ、かつ割
出し手段により水平方向へ割出し自在な割出しテーブル
と、上記Ｙ軸スライド及び割出しテーブルの一方に設け
られ、かつ上記ワークを加工するカッタが回転自在に支
承されたカッタヘッドとより構成したものである。
【０００７】上記構成により、カッタヘッドの搭載され
た割出しテーブルを割出し回転させることにより、軸線
に対して任意な角度のカム面を持つカムシャフトの加工
が可能になる。
【０００８】上記目的を達成するため請求項２記載の発
明は、ワークの両端をチャックによりクランプして、ワ
ークを回転させる一対のワークヘッドと、ＮＣ制御され
るサーボモータを駆動源とするＸ軸駆動手段によりワー
クの軸線と平行するＸ軸方向へ移動自在なＸ軸スライド
と、ＮＣ制御されるサーボモータを駆動源とするＹ軸駆
動手段によりワークの接離方向と平行するＹ軸方向へ移
動自在なＹ軸スライドと、上記Ｘ軸スライド及びＹ軸ス
ライドの一方に設けられ、かつＮＣ制御されるサーボモ
ータを駆動源とする割出しテーブルにより水平方向へ割
出し回転自在な割出しテーブルと、上記Ｙ軸スライド及
び割出しテーブルの一方に設けられ、かつ上記ワークを
切削加工するカッタが回転自在に支承されたカッタヘッ
ドとより構成したものである。
【００１０】上記構成により、カッタヘッドの搭載され
た割出しテーブルを割出し回転させることにより、軸線
に対して任意な角度のカム面を持つカムシャフトの加工
が可能になる。また予めカム面の傾斜角などのデータを
入力することにより、各駆動源がＮＣ制御されて、カム
面の切削加工が自動的に行えるため、生産性が向上する
と共に、割出しテーブルを割出し回転することにより発
生するカッタの切刃のずれなどを自動補正することがで
きるため、精度の高い加工が可能になる。
【００１１】上記目的を達成するため請求項３記載の発
明は、割出しテーブルの回転中心をＸ軸とＹ軸の交差点
上に設けたものである。
【００１２】上記構成により、複雑な演算を必要とせず
に、カム面の傾斜角にカッタの傾斜角を一致させること
ができる。
【００１３】上記目的を達成するため請求項４記載の発
明は、割出し手段を割出しテーブル側に枢着されたナッ
ト部材と、このナット部材に螺挿されたボールねじ軸及
びボールねじ軸を正逆回転させる割出しモータより構成
したものである。
【００１４】上記構成により、簡単な構成により精度の
高い位置の割出しが可能になる。
【００１５】上記目的を達成するため請求項５記載の発
明は、割出し手段を割出しテーブル側に設けられたウォ
ームホィールと、このウォームホィールに噛合するウォ
ーム及びウォームを正逆回転させる割出しモータより構
成したものである。
【００１６】上記構成により、簡単な構成により精度の
高い位置の割出しが可能になる。
【００１７】上記目的を達成するため請求項６記載の発
明は、Ｘ軸方向へ移動自在なＸ軸スライド上に、Ｙ軸方
向へ移動自在にＹ軸スライドを設け、Ｙ軸スライド上
に、割出し回転自在に割出しテーブルを設けたものであ
る。
【００１８】上記構成により、Ｘ軸スライドとＹ軸スラ
イド及び割出しテーブルが複層構造となるため、装置全
体の小型化が図れるようになる。
【００１９】上記目的を達成するため請求項７記載の発
明は、Ｘ軸方向に移動自在なＸ軸スライド上に、割出し
回転自在に割出しテーブルを設け、割出しテーブル上
に、Ｙ軸方向へ移動自在にＹ軸スライドを設けたもので
ある。
【００２０】上記構成により、Ｘ軸テーブル、割出しテ
ーブル及びＹ軸スライドが複層構造となるため、装置全
体の小型化が図れるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図３以下
に示す図面を参照して詳述する。図３はカムシャフト加
工機の正面図、図４はカッタユニットの正面図、図５は
カッタユニットの平面図、図６は図４のＡ−Ａ線に沿う
断面図、図７及び図８は作用説明図である。
【００２２】これら図において１は加工機本体で、ベッ
ド１ａ上に一対のワークヘッド２が接離方向に移動自在
に設けられており、これらワークヘッド２はハンドルな
どのワークヘッド移動手段３で独立して接離方向へ移動
できるようなっている。上記ワークヘッド２の対向面に
は、ワーク４の両端部をクランプするチャック５が設け
られており、これらチャック５は、ベッド１ａの一端側
に固着されたモータよりなるワーク駆動手段６により同
期回転されるようになっている。７は上記ベッド１ａ上
に設けられたカッタユニットで、ワーク４の長手方向
（Ｘ軸方向）に移動自在なＸ軸スライド８を有してい
る。
【００２３】上記Ｘ軸スライド８は、下面に固着された
ナット部材８ａが、Ｘ軸駆動手段１０のボールねじ軸１
０ｂに螺合されている。上記Ｘ軸駆動手段１０は、ボー
ルねじ軸１０ｂを正逆回転するサーボモータよりなるＸ
軸モータ１０ａを有していて、このＸ軸モータ１０ａに
よりＸ軸スライド８がＸ軸方向へ移動されると共に、Ｘ
軸スライド８上には、Ｘ軸と直交するＹ軸方向へ移動自
在にＹ軸スライド１１が支承されている。
【００２４】上記Ｙ軸スライド１１は下面に固着された
ナット部材１１ａが、Ｘ軸スライド８に設けられたＹ軸
駆動手段１２のボールねじ軸１２ｂに螺合されている。
上記Ｙ軸駆動手段１２は、ボールねじ軸１２ｂを正逆回
転するサーボモータよりなるＹ軸モータ１２ａを有して
いて、このＹ軸モータ１２ａによりＹ軸スライド１１が
Ｙ軸方向へ移動されると共に、Ｙ軸スライド１１上に
は、Ｘ軸駆動手段１０のボールねじ軸１０ｂと、Ｙ軸駆
動手段１２のボールねじ軸１２ｂの交差点上に回転中心
Ｏを有する割出しテーブル１３が設けられている。
【００２５】上記割出しテーブル１３は回転中心Ｏに支
承された回転軸１４を中心に旋回自在となっていると共
に、チャック５側と反対側の端面にブラケット１３ａ及
び上記回転中心Ｏを中心とする円弧状に形成されたガイ
ド部材１３ｂが上下に離間して突設されている。上記ガ
イド部材１３ｂは、Ｙ軸スライド１１の上面に固着され
たガイド受け部材１３ｃに摺動自在に支承されて、ワー
ク加工時の切削反力を担持すると共に、上記ブラケット
１３ａの先端部には、割出し手段１５のピン１５ａが軸
受け１５ｂを介して回転自在に支承されている。
【００２６】上記割出し手段１５は、Ｙ軸スライド１１
上面にＹ軸方向に布設されたＬＭガイドよりなるガイド
レール１６に移動自在に支承されたナット部材１５ｃを
有している。上記ナット部材１５ｃは、上記ガイドレー
ル１６の上方にこれと平行するよう設けられたボールね
じ軸１５ｄに螺合されていて、Ｙ軸スライド１１の端面
に取付けられたサーボモータよりなる割出しモータ１５
ｅによりボールねじ軸１５ｄを正逆回転することによ
り、ガイドレール１６に沿ってナット部材１５ｃをＸ軸
方向へ移動できるようになっている。
【００２７】上記ナット部材１５ｃの上面には、Ｙ軸方
向にＬＭガイドよりなるガイドレール１７が布設されて
いて、このガイドレール１７に上記ピン１５ａの下端部
がＹ軸方向へ移動自在に支承されており、これによって
上記割出しモータ１５ｅにより回転軸１４を中心に割出
しテーブル１３が任意な角度、割出し回転できるように
なっている。
【００２８】一方上記割出しテーブル１３上には、カッ
タヘッド２０が設けられている。上記カッタヘッド２０
内には、ワーク４の軸線と平行する方向に主軸２０ａが
回転自在に支承されていて、この主軸２０ａの一端側
に、ワーク４のカム面４ａを切削するディスク状のカッ
タ２１が着脱自在に取付けられていると共に、主軸２０
ａの他端側は、カッタヘッド２０上にブラケット２０ｂ
を介して取付けられたインダクションモータよりなるカ
ッタ駆動手段２２にベルトなどの動力伝達手段２３を介
して接続されていて、このカッタ駆動手段２２によりカ
ッタ２１が回転駆動されるようになっている。
【００２９】次に上記構成されたカムシャフト加工機の
作用を説明すると、図７の（イ）及び（ロ）に示すよう
に、カム面４ａがワーク４の軸線と平行する一般的なカ
ムシャフトを加工する場合は、割出しテーブル１３を割
出し角度０°に固定して、従来と同様にワーク駆動手段
６によりワーク４を回転させながらＹ軸モータ１２ａを
ＮＣ制御して、カッタ駆動手段２２により回転されるカ
ッタ２１により図７の（イ）に示すように切削加工する
もので、Ｘ軸モータ１０ａによりＸ軸スライド８をＸ軸
方向へ移動させて、ワーク４の加工位置を割出すことに
より、ワーク４の全てのカム面４ａを切削加工すること
ができる。
【００３０】一方図８の（イ）及び（ロ）に示すよう
に、軸線に対してカム面４ａが傾斜する円錐形カム面を
有するカムシャフトを加工する場合は、割出しモータ１
５ｅにより回転軸１４を中心に割出しテーブル１３を旋
回させて、カム面４ａの傾斜角θにカッタ２１の割出し
角が一致するよう割出しテーブル１３を割出す。このと
きカッタ２１の切刃２１ａの前後及び左右方向に位置ず
れが発生するが、予め割出し角度に応じたずれ量に対す
る補正量がＮＣ装置に記憶されているため、割出しテー
ブル１３を割出すことにより、カッタ２１のＸ軸及びＹ
軸方向の補正が自動的に行われる。
【００３１】以上のようにして割出しテーブル１３の割
出しが完了したら、カッタ２１によりカムシャフトのカ
ム面４ａを切削加工すると共に、カッタユニット７をＸ
軸方向へ移動させてワーク４に加工位置を割出し、Ｘ軸
モータ１０ａ及びＹ軸モータ１２ａをＮＣ制御しなが
ら、回転するワーク４を回転するカッタ２１を切削加工
するもので、カッタユニット７のＸ軸方向への移動を繰
返すことにより、ワーク４の全てのカム面４ａを切削加
工することができるようになる。
【００３２】なお上記実施の形態では、Ｙ軸スライド１
１上に回転軸１４を介して割出しテーブル１３を旋回自
在に支承したが、図９ないし図１１に示すように、Ｘ軸
スライド１１上に回転軸１４を介して割出しテーブル１
３を旋回自在に支承し、この割出しテーブル１３上にＹ
軸方向へ移動自在にＹ軸スライド１１を設けてもよい。
この場合、Ｙ軸駆動手段１２はＹ軸スライド１１側へ設
置し、またカッタヘッド２０はＹ軸スライド１１上へ設
置するもので、その他の構成は上記実施の形態同様なの
で、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３４】また上記実施の形態では、何れも割出し手
段１５にボールねじ軸１５ｄ及びこれに螺合されたナッ
ト部材１５ｃを使用したが、図１２に示すようにウォー
ム１５ｆ及びウォームホィール１５ｇよりなるウォーム
減速機を使用して割出しテーブル１３を割出し回転させ
るようになしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のカムシャフト加工機の正面図である。
【図２】従来のカムシャフト加工機の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態になるカムシャフト加工
機の正面図である。
【図４】この発明の実施の形態になるカムシャフト加工
機のカッタユニットの正面図である。
【図５】この発明の実施の形態になるカムシャフト加工
機のカッタユニットの平面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】（イ）及び（ロ）は加工時の作用説明図であ
る。
【図８】（イ）及び（ロ）は加工時の作用説明図であ
る。
【図９】この発明の他の実施の形態になるカムシャフト
加工機のカッタユニットの正面図である。
【図１０】この発明の他の実施の形態になるカムシャフ
ト加工機のカッタユニットの平面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態になるカムシャフト加
工機の割出し手段の別の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
２…ワークヘッド ４…ワーク ４ａ…カム面 ５…チャック ８…Ｘ軸スライド １０…Ｘ軸駆動手段 １１…Ｙ軸スライド １２…Ｙ軸駆動手段 １３…割出しテーブル １５…割出し手段 １５ｃ…ナット部材 １５ｄ…ボールねじ軸 １５ｅ…割出しモータ １５ｆ…ウォーム １５ｇ…ウォームホィール ２０…カッタヘッド ２１…カッタ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワーク（４）の両端をチャック（５）に
    よりクランプして、ワーク（４）を回転させる一対のワ
    ークヘッド（２）と、上記ワーク（４）の長手方向と平
    行するＸ軸方向に移動自在なＸ軸スライド（８）及びワ
    ーク（４）の接離方向と平行するＹ軸方向に移動自在な
    Ｙ軸スライド（１１）と、上記Ｘ軸スライド（８）及び
    Ｙ軸スライド（１１）の一方に設けられ、かつ割出し手
    段（１５）により水平方向へ割出し回転自在な割出しテ
    ーブル（１３）と、上記Ｙ軸スライド（１１）及び割出
    しテーブル（１３）の一方に設けられ、かつ上記ワーク
    （４）を加工するカッタ（２１）が回転自在に支承され
    たカッタヘッド（２０）とを具備したことを特徴とする
    カムシャフト加工機。
  2. 【請求項２】 ワーク（４）の両端をチャック（５）に
    よりクランプして、ワーク（４）を回転させる一対のワ
    ークヘッド（２）と、ＮＣ制御されるサーボモータを駆
    動源とするＸ軸駆動手段（１０）によりワーク（４）の
    軸線と平行するＸ軸方向へ移動自在なＸ軸スライド
    （８）と、ＮＣ制御されるサーボモータを駆動源とする
    Ｙ軸駆動手段（１２）によりワーク（４）の接離方向と
    平行するＹ軸方向へ移動自在なＹ軸スライド（１１）
    と、上記Ｘ軸スライド（８）及びＹ軸スライド（１１）
    の一方に設けられ、かつＮＣ制御されるサーボモータを
    駆動源とする割出しテーブル（１３）により水平方向へ
    割出し回転自在な割出しテーブル（１３）と、上記Ｙ軸
    スライド（１１）及び割出しテーブル（１３）の一方に
    設けられ、かつ上記ワーク（４）を切削加工するカッタ
    （２１）が回転自在に支承されたカッタヘッド（２０）
    とを具備したことを特徴とするカムシャフト加工機。
  3. 【請求項３】 割出しテーブル（１３）の回転中心をＸ
    軸とＹ軸の交差点上に設けてなる請求項１または２記載
    のカムシャフト加工機。
  4. 【請求項４】 割出し手段（１５）を割出しテーブル
    （１３）側に枢着されたナット部材（１５ｃ）と、この
    ナット部材（１５ｃ）に螺挿されたボールねじ軸（１５
    ｄ）及びボールねじ軸（１５ｄ）を正逆回転させる割出
    しモータ（１５ｅ）より構成してなる請求項１または２
    記載のカムシャフト加工機。
  5. 【請求項５】 割出し手段（１５）を割出しテーブル
    （１３）側に設けられたウォームホィール（１５ｇ）
    と、このウォームホィール（１５ｇ）に噛合するウォー
    ム（１５ｆ）及びウォーム（１５ｆ）を正逆回転させる
    割出しモータ（１５ｅ）より構成してなる請求項１また
    は２記載のカムシャフト加工機。
  6. 【請求項６】 Ｘ軸方向へ移動自在なＸ軸スライド
    （８）上に、Ｙ軸方向へ移動自在にＹ軸スライド（１
    １）を設け、Ｙ軸スライド（１１）上に、割出し回転自
    在に割出しテーブル（１３）を設けてなる請求項１また
    は２記載のカムシャフト加工機。
  7. 【請求項７】 Ｘ軸方向に移動自在なＸ軸スライド
    （８）上に、割出し回転自在に割出しテーブル（１３）
    を設け、割出しテーブル（１３）上に、Ｙ軸方向へ移動
    自在にＹ軸スライド（１１）を設けてなる請求項１また
    は２記載のカムシャフト加工機。
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