JPH1190703A - 中空心押し台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋盤による長尺のワークの連続旋削加工を、
精度を落とすことなく容易かつ低価格で実施できるよう
にする。 【解決手段】 旋盤１の主軸頭３に対向して設けられ中
空の心押し台１１であって、ハウジング１２に回転自在
に支持された回転軸１８と、回転軸１８内に挿入された
コレット２２と、コレット２２を拡縮してコレット２２
内に通されるワーク７を把持解放する把持解放手段２
４、２７と、前記回転軸１８の回転を拘束する回転軸ク
ランプ機構３３と、前記ハウジング１２を前記回転軸１
８の軸方向に移動させるスライド用シリンダ３８とを備
えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤等の工作機械
に設置される中空の心押し台に関し、特に長尺のワーク
の加工の際に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤により長尺ワークを加工する従来の
方法を図６又は図７に示す。図６に示す方法は振れ止め
を用いる方法である。図６において、旋盤１は、ベッド
２、ベッド２と一体の主軸頭３、主軸頭３に設けられた
チャック４、ベッド２上に設置された刃物台５等からな
る。振れ止め６は、ベッド２上に設けられる。

【０００３】ワーク７は、主軸頭３の後方から通され、
その先端部が振れ止め６により回転自在に把持され、チ
ャック４の通過部分はチャック４によりクランプされ
る。この状態で、主軸頭３のチャック４を駆動回転して
ワーク７を回転させると共に、刃物台５を振れ止め７と
チャック４との間で移動して刃物台５上のバイトでワー
ク７の旋削をする。所定範囲の旋削が終了したら振れ止
め６、チャック４を解放し、ワーク７を送り移動し、振
れ止め６で支持すると共にチャック４でクランプし、次
の範囲の未加工部分の旋削を行う。

【０００４】図７に示す方法は、補助主軸頭８を用いる
ものである。補助主軸頭８はベッド２上に主軸頭３と対
向させて設置される。補助主軸頭８にはチャック９、及
び図示はされていないがチャック９の駆動機構が備えら
れている。ワーク７は主軸頭３の後方から通され、補助
主軸頭８のチャック９と主軸頭３のチャック４とにより
クランプされる。この状態で、両チャック４、９を同期
回転させることによりワーク７を駆動回転させ、刃物台
５上のバイトによりワーク７の切削を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６に示した加工方法
によれば、主軸頭３のチャック４と振れ止め６との間隔
を広く取らないと、ワーク７の加工範囲が狭くなり、段
取り変えが頻繁に必要となり、作業性が悪くなってしま
う。しかし、チャック４と振れ止め６との間隔を広く取
ると、ワーク７に撓みが生じ、加工精度が低下してしま
う。このように相反する問題がある。

【０００６】図７に示す方法によれば、補助主軸頭８を
移動させることで、長尺のワーク７を順送りして加工す
ることができるが、二台の主軸頭３、８の回転数の同期
制御が複雑となり、機械価格が高価となってしまうとい
う問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る中空心押し台は、心押し台本体に回転自在に支
持された回転軸と、前記回転軸に挿入され、内側にワー
クが通されるコレットと、前記コレットにより前記ワー
クを把持、解放させるための把持・解放手段と、前記回
転軸の回転を拘束する回転軸クランプ手段と、前記心押
し台本体を前記回転軸の軸方向に移動させるスライド手
段と、を備えることを特徴とする。

【０００８】この中空心押し台において、ワークはコレ
ットの内側に通され、把持・解放手段の作用によりコレ
ットに把持される。コレットは回転軸内にあり、回転軸
は回転自在に支持されているので、ワークは回転自在に
支持されたことになる。ワークの他の箇所は工作機械の
主軸頭等に設けられたチャックにより把持される。工作
機械のチャックの回転によりワークは回転される。この
状態で、ワークの切削加工がなされる。加工が終了する
と、工作機械のチャックは解放される一方、クランプ手
段により、回転軸の回転が拘束され、この状態でスライ
ド手段が駆動し、ワークが軸方向に所定量移動され、工
作機械のチャックでワークは把持される。その後、クラ
ンプ手段による回転軸の拘束は解放され、スライド手段
により中空心押し台は元の位置に戻され、次の範囲が加
工できる状態となる。

【０００９】また、本発明に係る中空心押し台は、前記
コレットと前記回転軸とが互いに嵌まり合うテーパ面を
有し、前記把持・解放手段が、前記テーパ面が締まり、
又は緩む方向に力をかけるものであることを特徴とす
る。つまり、テーパ面が締まる方向に、前記把持・解放
手段で力をかけることにより、コレットによりワークが
把持され、逆方向に力をかけることによりコレットによ
るワークの把持は解放される。なお前記把持・解放手段
としては、例えば、前記テーパ面が締まる方向に力をか
ける手段として皿ばね、前記テーパ面が緩む方向に力を
かける手段として流体圧シリンダを用いたものが採用さ
れる。

【００１０】また、本発明に係る中空心押し台は、前記
コレットの内側に、前記ワークに傷付けることのない材
料で作られたブッシュが挿入されていることを特徴とす
る。このようにすれば、コレットでワークを締めつけて
もワークに傷を付けることがない。

【００１１】更に、本発明に係る中空心押し台は、前記
コレットの先端に、センタが装着可能であることを特徴
とする。このように、センタを装着可能とすることによ
り、通常の旋削にも対応することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１には本発明の実施の一形態に
係る中空心押し台を備えた旋盤の概略側面を示す。図２
には中空心押し台の縦断面、図３にはその拡大、図４に
は図３中のIV-IV 矢視断面を示す。

【００１３】旋盤１自体の構成は、図６、図７に示した
ものと同様である。つまり、旋盤１は、ベッド２、ベッ
ド２と一体の主軸頭３、主軸頭３内に支持された中空の
主軸の先端に取り付けられた自動チャック４、ベッド２
上に設置された刃物台５等からなる。主軸は主軸頭３内
の駆動系により駆動回転される。刃物台５には、旋削に
供される工具としてバイトが取り付けられる。なお、旋
盤１の前後の床上には、長尺のワークを支えるための架
台１０が設置される。

【００１４】中空心押し台１１の基部をベース１２は旋
盤１のベッド２上に設置される。ベース１２の上面に心
押し台本体をなすハウジング１３が搭載される。ハウジ
ング１３の搭載はリニヤガイド機構を介してなされる。
つまり、ベース１２上に、旋盤１の主軸と平行に伸びる
左右二本のリニヤレール１４が設けられ、これらのリニ
ヤレール１４に、ハウジング１３の下面に設けたリニヤ
ガイド１５が嵌合されているのである。

【００１５】ハウジング１３には、軸受１６、１７を介
して中空の回転軸１８が回転自在に支持されている。前
後の軸受１６と１７との間にはスペーサ１９が設けられ
る。回転軸１８の主軸頭３側の内面は、主軸頭３側に行
くに従って漸次径が大きくなるテーパ面２０となってい
る。なお、回転軸１８の左端部は、軸受１６のインナレ
ースの端面に当接するように大径のつば部１８ａとなっ
ている。

【００１６】この回転軸１８の内側には、前記テーパ面
２０に合致するテーパ面２１を外周に有する円筒状のコ
レット２２が挿入されている。コレット２２の主軸頭３
側（図２、３中左側）部分は拡縮できるようになってい
る。コレット２２は金属製であり、そのままで用いても
よいが、本例では、ワークを傷付けるおそれのない材料
（例えば、テフロン）製の円筒状のブッシュ２３がその
主軸頭３側の内面に挿入されている。ブッシュ２３の左
側端部は、前記回転軸１８のつば部１８ａに当接するよ
うに大径のつば部２３ａとなっている。

【００１７】ハウジング１３の主軸頭３と反対側の面に
は、ハウジング１３の一部をなすカバープレート１３ａ
が取り付けられる。コレット２２の他端側、つまり主軸
頭３側と反対の側はこのカバープレート１３ａより突出
して延びる。そして、このコレット２２の他端部と前記
回転軸１８との間には、把持・解放手段の一部をなし、
コレット２２をそのテーパ面２１が回転軸１８のテーパ
面２０に入り込む方向、つまりテーパ面２０、２１同士
が締まり合う方向に力を付与する皿ばね２４が設けられ
る。

【００１８】皿ばね２４は、その一端に設けられたリン
グ状部材２５をビスで回転軸１８の端部に固定し、他端
に設けられたリング状部材２６をビスでコレット２２の
端部に固定することにより設置されている。皿ばね２４
は圧縮した状態で設置される。回転軸１８はハウジング
１３に軸方向には移動しないように支持され、皿ばね２
４はこの回転軸１８とコレット２２との間に圧縮した状
態で設置されているので、コレット２２には、コレット
２２が図２、３において右方向つまりテーパ面２１がテ
ーパ面２２に入り込む方向の力が付与され、コレット２
２は内側方向にすぼまり把持力が作用するのである。

【００１９】コレット２２より後方においてハウジング
１３上には、把持・解放手段の一部をなす流体圧シリン
ダ２７が固定されている。流体圧シリンダ２７のピスト
ン２８は内側にワークを通し得るように筒状となってお
り、そのコレット２２側は前記コレット２２への当接端
２９となっている。ピストン２８をコレット２２側（図
２、３中右側）に移動することにより、ピストン２８の
当接端２９がコレット２２に端面に当たり、皿ばね２４
によるばね力の方向と逆方向の力がコレット２２に付与
される。つまり、コレット２２のテーパ面２１が回転軸
１８のテーパ面２０から緩む方向に移動し、コレット２
２は外側方向に広がり、把持力が解放されるのである。

【００２０】回転軸１８の外側面における軸受１６と１
７との間には、大径部３０ａを有するスリーブ３０が一
体的に装着されている。回転軸１８上において軸受１７
の外側には軸受１７のインナレースに当接するリング３
１が装着され、リング３１は回転軸１８にねじ込まれた
ナット３２により固定されている。このスリーブ３０の
大径部３０ａを挟んで回転を拘束するクランプ手段とし
て回転軸クランプ機構３３がハウジング１３に装備され
ている。

【００２１】ハウジング１３の両側面にはリンク支持部
３４が突設され、各リンク支持部３４にそれぞれリンク
３５の中程が枢支されている。各リンク３５の下端部に
は、スリーブ３０の大径部３０ａの両側に位置するよう
にブレーキシュー３６が枢着されている。二つのリンク
３５の上端部間は回転軸クランプ用流体圧シリンダ３７
で連結されている。従って、流体圧シリンダ３７が伸び
る方向に作動されることにより、リンク３５の下端側が
閉じる方向に移動し、スリーブ３０は、二つのブレーキ
シュー３６に挟まれて拘束される。この状態から流体圧
シリンダ３７が逆方向に伸びることにより、ブレーキシ
ュー３６は開き、スリーブ３０は解放される。

【００２２】当該中空心押し台１１の基部をなすベース
１２内には、スライド手段としてスライド用流体圧シリ
ンダ３８が固定され、この流体圧シリンダ３８は連結部
材３９を介してハウジング１３の下面に連結されてい
る。従って、スライド用流体圧シリンダ３８の作動によ
りハウジング１３は、リニヤガイド機構を介してベース
１２上を移動される。

【００２３】次に、上記構成の中空心押し台１１による
長尺ワークの加工について説明する。先ず、中空心押し
台１１のハウジング１３をベース１２上の前方（主軸頭
３側）に位置させる。この状態では、コレット２２はピ
ストン２８により押されて開いた状態にある。主軸頭３
の後方から主軸内に通したワーク７をチャック４を通
し、更に中空心押し台１１のコレット２２内に挿入す
る。主軸頭３のチャック４でワーク７を把持すると共
に、流体圧シリンダ２７を逆方向に作動させてピストン
２８による力を解放し、皿ばね２４によるばね力をコレ
ット２２に作用させる。コレット２２が、そのテーパ面
２２が回転軸１８のテーパ面２０に入りこむ如く移動す
ることにより、コレット２２が縮径し、ワーク７を把持
する。

【００２４】この状態で主軸頭３の主軸を駆動回転して
ワーク７を回転させ、刃物台５を移動することによりワ
ーク７の旋削を行う。所定の範囲の加工が終了したら、
主軸頭３のチャック４を定位置で停止させる。

【００２５】次に、回転軸クランプ機構３３を作動さ
せ、ブレーキシュー３６で回転軸１８を挟み付け、回転
軸１８を回転しないように拘束した後、主軸頭３のチャ
ック４を解放（アンクランプ）する。

【００２６】次に、スライド用流体圧シリンダ３８を作
動させて、ベース１２上でハウジング１３を所定位置ま
で後退させる。これにより、コレット２２に把持された
状態でハウジング１３と共にワーク７が所定量送られる
のである。

【００２７】次に、把持・解放手段の流体圧シリンダ２
７を作動し、コレット２２を解放し、スライド用流体圧
シリンダ３８を逆方向に作動させてハウジング１３を定
位置まで後退させる。この後、主軸頭３のチャック４を
クランプし、ワーク７を把持する。また、流体圧シリン
ダ２７を解放して皿ばね２４のばね力を作用させてコレ
ット２２を閉じ、ワーク７をクランプすると共に、回転
軸クランプ機構３３の流体圧シリンダ３８を作動させて
ブレーキシュー３６を解放する。さらに、主軸頭３の定
位置停止を解放する。これで、初期状態となり、加工を
継続することができる。

【００２８】以上の操作を繰り返すことにより、長尺の
ワーク７の旋削加工が、ワーク７の送りに人手を必要と
せずできる。

【００２９】この中空心押し台を通常のワークの旋削に
使用する場合には、図５に示すように、コレット２２に
センタ４１を装着する。つまり、チャック４で把持した
ワークの先端をセンタ４１で支持し、通常の旋削が行え
るのである。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る中空心押し台は、心押し台
本体に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸に挿
入され、内側にワークが通されるコレットと、前記コレ
ットにより前記ワークを把持、解放させるための把持・
解放手段と、前記回転軸の回転を拘束するクランプ手段
と、前記心押し台本体を前記回転軸の軸方向に移動させ
るスライド手段とを備えてなり、ワークを加工するとき
には主軸頭の近くで回転自在に支持し、加工位置を変え
るときにはワークを回転しないように拘束して送り移動
することができるので、長尺のワークを精度良く、かつ
効率良く連続旋削加工することができる。また、対向主
軸旋盤とする必要がないので、コストの面でも有利とな
る。

【００３１】また、本発明に係る中空心押し台によれ
ば、前記コレットと前記回転軸とが互いに嵌まり合うテ
ーパ面を有し、前記把持・解放手段が、前記テーパ面が
締まり、又は緩む方向にコレットに力をかけるものであ
るので、ワークの把持解放が容易となる。

【００３２】本発明に係る中空心押し台によれば、前記
コレットの内側に、前記ワークに傷付けることのない材
料で作られたブッシュを挿入してあるので、ワークを傷
付けることなく、長尺のワークの把持位置を変えていき
ながらの連続加工ができる。

【００３３】本発明に係る中空心押し台によれば、前記
コレットの先端に、センタを装着可能としてあるので、
長尺のワークだけでなく、通常のワークの加工にも対応
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る中空心押し台を備
えた旋盤の概略側面図である。

【図２】図１における中空心押し台の縦断面図である。

【図３】図１中の中空心押し台部分の拡大図である。

【図４】図２中のIV-IV 矢視断面図である。

【図５】センタを備えた図２と同様の断面図である。

【図６】長尺ワークを加工する場合の従来の旋盤の概略
図である。

【図７】長尺ワークを加工する場合の従来の旋盤の概略
図である。

【符号の説明】

１ 旋盤 ２ ベッド ３ 主軸頭 ４ チャック ５ 刃物台 ６ 振れ止め ７ ワーク ８ 補助主軸頭 ９ 補助チャック １１ 中空心押し台 １２ ベース １３ ハウジング １４ リニヤレール １５ リニヤガイド １６ 軸受 １７ 軸受 １８ 回転軸 １９ スペーサ ２０ テーパ面 ２１ テーパ面 ２２ コレット ２３ ブッシュ ２４ 皿ばね ２７ 流体圧シリンダ ２８ ピストン ３３ 回転軸クランプ機構 ３４ リンク支持部材 ３５ リンク ３６ ブレーキシュー ３７ 回転軸クランプ用流体圧シリンダ ３８ スライド用流体圧シリンダ ４１ センタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心押し台本体に回転自在に支持された回
   転軸と、 前記回転軸に挿入され、内側にワークが通されるコレッ
   トと、 前記コレットにより前記ワークを把持、解放させるため
   の把持・解放手段と、 前記回転軸の回転を拘束する回転軸クランプ手段と、 前記心押し台本体を前記回転軸の軸方向に移動させるス
   ライド手段と、を備えることを特徴とする中空心押し
   台。
2. 【請求項２】 前記コレットと前記回転軸とが互いに嵌
   まり合うテーパ面を有し、前記把持・解放手段が、前記
   テーパ面が締まり、又は緩む方向に力をかけるものであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の中空心押し台。
3. 【請求項３】 前記コレットの内側に、前記ワークに傷
   付けることのない材料で作られたブッシュが挿入されて
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載の中空心押
   し台。
4. 【請求項４】 前記コレットの先端に、センタが装着可
   能であることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載
   の中空心押し台。