JPS5844970Y2 - 異形軸加工機械 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はクランクシャフト、カム等の偏心位置に加工
部位のあるワークあるいは円弧以外の曲線を含む軸の加
工装置に関する。

従来、例えはクランクシャフトのピンを加工すをのにク
ランク／ギフトをジャーナル中心に回転してクランクシ
ャフトに直交する方向よりフライスヲ送す、クランクシ
ャフトの回転とフライスの送りをＮＣ装置により一定の
関係に保ってクランクシャフトのピンの全周を加工して
おり、クランクシャフトのジャーナルを把握してクラン
クシャフトを一回転させるたけて加工が終るようになっ
ているが、一台の機械にて一本のワークしか加工してい
ない為、加工時間の短縮に限界がある。

この考案は以上の点に鑑みてなされたものであって、ク
ランクシャフト、カム軸等の偏心位置に加工部位のある
異形ワークを高能率で加工できる加工機械を提供するこ
とを目的とするものである。

この考案はＮＣ制御装置により回転を制御される互に逆
回転する主軸を備え、且つこれらの主軸に夫々直交する
方向よりフライスを送り、フライスとワークの偏心部位
との間に一定の関係を保つように、主軸の回転とフライ
スの送りを制御して加工を行う加Ｔ機械である。

以下図面に従ってこの考案の実施例について説明する。

第１図はこの考案の実施例の正面図、第２図は第１図の
平面図である。

図中駆動系統の一部は略図表示をしである。

主軸台１，２は夫々竪方向に離れて水平に配された複数
の主軸にチャック４ 、４’、 ５’、 ５’が装着さ
れてち一部、主軸台１は機台３に固定され、主軸台２は
電動機２９より図示されないねし送り装置により主軸台
１に対して距離の調節可能に機台３に固定されている。

主軸台１，２の夫々の主軸の後端には等しい歯数の歯車
６，７，８．９か固定され、歯車６と歯車８がかみ合い
、歯車７と歯車９がかみ合っている。

歯車８には中間歯車１０を介して［ｉ１１転軸１１に固
定された歯車１２がかみ合い、歯車９は中間歯車１０を
介して回転軸１１に回転に剛に、軸方向移動自在に嵌入
する歯車１２と等し７い歯数の歯車１３とかみ合ってお
り、回転軸１１は機台３に固定された図示されない軸受
に軸承されている。

［口１転軸１１端にはハイポイドキャー１４か固定され
、ハイポイドピニオン１５かかみ合って釦り、・・イボ
イドピニオン１５は図示されない固設した軸受に軸承さ
れた軸１６に固定されてむり、軸１６の他端に固定され
た歯車１７が主軸サーボモータ１８の出力軸端に固定し
た歯車１９とかみ合っている。

主軸台１，２の主軸中心線を含む平面上において主軸台
１，２の夫々の主軸中心線より等距離にある平行線をと
も・り該平面に直交する平面上に主軸中心線に夫々平行
する中心線を回転中心としてフライス２Ｌ２２が回転可
能にカッタヘッド２３．２４に軸承されたカッタ軸端に
固定され、電動機２５．２６により駆動されるようにな
っている。

カッタヘッドヘッド２３．２４はカッタスライド２７．
２８に固定されており、カッタスライド２７．２８はワ
ーク２０，３０に直交して滑動可能にサドル３Ｌ３２と
係合しており、水平にサーボモータ３３．３４によりね
じ送り機構を介して移動し、サドル３２，３３は電動機
３５，３６よりねじ送り機構を介して機台３上をワーク
２０゜３０に沿って移動する方向に位置を調節可能に機
台３に固定されるようになっている。

切削は図示されないＮＣ装置により主軸サーボモータ１
８が１駆動されて歯車１９より歯車１７に伝えられ、同
軸上の・・イボイドピニオン１５は回され、・・イボイ
ドピニオン１５は・・イボイドギヤー１４を回し、回転
軸１１か回されると歯車１２゜１３は同時に（！ｊ］動
し、夫々中間歯車１０を介して歯車８，９を［ｉ’ｊ］
転させて歯車８，９は歯車６，７を夫々回転させチャッ
ク４，４’、５．５’を介してワーク２０．３０は同時
に互に逆方向に同一速度で（ロ）転する。

ワーク２０．３０の回転する前に電動機２５．２６は附
勢されてフライス２１．２２は回転してち・す、ワーク
２０．３０に向けてサーボモータ３３．３４によりカッ
タスライド２７゜２８を送り、カッタヘッド２３．２４
を移動して、フライス２Ｌ２２に切込みを与える。

続いてワーク２０．３０のピンが円形になるようにＮＣ
装置によりフライス２Ｌ２２はサーボモータ３３゜３４
により位置を制御され、ワーク２０，３０が一回転する
とワーク２０．３０のピンは円形に切削される。

第３図はワークとフライスの関係を示す説明図である。

ワーク２０は図示反時計方向に回転し、ワーク３０は図
示時計方向に回転し、ワーク２０覧と３０は同期的に反
対方向に回転する。

フライス２１又はフライス２２は同一位相の同一のワー
ク２０．３０であるクランクシャフトのピンを切削する
ものである。

既に説明したようにワーク２０゜３０のジャーナル４Ｌ
４２中心を結ぶ線の二等分線上にち・いてフライス２１
，２２の中心が水平に移動する。

ワーク２０又はワーク３０の回転角θ（ワーク２０，３
０は互に反対方向にとる）とフライス２１，２２の中心
との関係はワーク２０゜３０の中心を結ぶ線よりフライ
ス中心１での距離をＹとすると Ｅ （θ＋ｔａｎ ） ・・・・・・（１）
たたしＲ：フライス２Ｌ２２の半径 ｒ：クランクピンの半径 Ｅ：ワーク２０，３０間の距離の二分の Ｓ：クランク半径 なる関係を保つようＮＣ装置のプログラムチームを作成
する。

第４図はワークに加わる切削力の説明図である。

図においてワーク２０、フライス２Ｌ２２との切削点Ｐ
においてはフライス２Ｌ２２は主分力Ｔい背分力Ｔ２を
受は合成した切削力ＴＲがワーク２０に加わる。

これをＦＲとすると、合成した切削力ＦＲはワーク２０
のクランクアームの方向の力Ｆ２とクランクアームに直
角な方向の力Ｆ１に分解され、ワーク２０のジャーナル
中心より力Ｆ１ｔでの距離を腕とし、力Ｆ１との積のモ
ーメントに打勝ってワーク２０を回動する必要がある。

一方ワーク３０とフライス２Ｌ２２は切削点Ｖにむいて
主分力Ｔ１、背分力Ｔ２′を合成した切削力ＴＲ’がワ
ーク３０に加わる。

これをＦＲ′とすると合成した切削力ＦＲ’はワーク３
０のクランクアームの方向の力Ｆ ′とクランクアーム
に直角な方向の力Ｆ１′に分解され、ワーク３０のジャ
ーナル中心より力Ｆ１’ｔでの距離を腕とし、力Ｆ１′
との積のモーメントに打勝ってワーク３０を回動する必
要がある。

処で、Ｙ軸について対称にワーク２０．３０は配され、
クランクピンの取付角もＹ軸について対称であるからＴ
＝Ｔ ′ Ｔ２−Ｔ２′ 従ってＴＲ−ＴＲ′ ＦＲ
−ＦＲＦ、＝Ｆ１ ワーク２０．３０のジャーナル中
心より力Ｆ１．Ｆ１１での距離は等しいからワーク２０
．３０をフライス２１，２２の切削力に抗して回動させ
るトルク即ち、チャック４，５とチャック４’、５’
を回動するトルクは等しい。

一方歯車６と歯車８及び歯車７と歯車９は歯数が等しく
逆回転するから、切削力によるワーク２０．３０を回動
するモーメントは打消され、中間歯車１０には切削力に
よる回転力は生じない。

従って主軸サーボモータ１８はフライス２Ｌ２２の切削
力の変動を補う程度に小容量のものでよいことになる。

以上のような構成作用であるから次の効果がある。

（１）切削加工時間が短縮される。

即ち正味切削時間は二分の−となる。

（２）ＮＣ装置は一台あり、単数のワークを加工する機
械と同一である。

カッタヘッド及びこれの１駆動装置、送り装置は増加し
ないので割安な工作機械を提供することができる。

（３） フロアスペースが機械一台分であり、従来二
台分必要とせられたフロアスペースが一台分に縮少され
る。

（４）ワークは互に反対方向に回動し、フライスの送り
方向の軸と対称に配されているからワークを回動するに
要する動力は少く、装置を小さくできる。

以上の実施例の説明は外刃のフライスによるクランクピ
ンの切削加工機械についてのべたが、内刃のフライスに
よるクランクピンの切削加工機械もフライスが内刃であ
るほかは同様に構成でき、同効を奏するものである。

ワーク２０．３０を同期的に反対方向に同一回転速度で
回動する方法は実施例に限られるものではなく、夫々ワ
ーク２０゜３０を支承する主軸を歯車列により導いてか
らかみ合せてもよい。

あるーは他の実施例としてワーク２０．３０を夫々サー
ボモータにより同期的に逆回転させてもよい。

ワーク２０，３０は実施例においてはクランクシャフト
であるけれども、これはカム軸、等幅歪円、ブロワの回
転羽根等異形断面を形成する軸を同時に切削することが
できる。

この異形断面の形状はフライス半径による制約を除きＮ
Ｃ装置によるので殆んど制限がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の正面図、第２図は第１図の
平面図、第３図はワークと切削工具の関係を示す説明図
、第４図は切削力の説明図である。 １．２・・・主軸台、３・・・機台、４，４’、５，５
’・・・チャック、６，７，８，９・・・歯車、１０・
・・中間歯車、１１・・・回転軸、１２．１３・・・歯
車、１４・・・ハイポイドギヤ−１５・・・ハイポイド
ピニオン、１６・・・軸、１７・・・歯車、１８・・・
主軸サーボモータ、１９・・・歯車、２０−・・ワーク
、２１．２２・・・フライス、２３，２４・・・カッタ
ヘッド、２５，２６・・・電動機、２７，２８・・・カ
ッタスライド、２９・・・電動機、３０・・・ワーク、
３１・・・３２・・・サドル、３３゜３４・・・サーボ
モータ、３５ 、３６・・・電動機、４１゜４２・・・
ジャーナル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 二本の主軸中心線が互に平行に設けられ、夫々の主軸中
   心線上にも・いてワークを間にむいて両側で支承する主
   軸を配し、二本のワークを同一側で支承する主軸を備え
   た主軸台を対向して設け、二本の主軸中心線を含む平面
   にも−いて二本の主軸中心線より等しい距離にある直線
   をと釦り該平面に直交する平面上に主軸中心線に平行な
   工具の回転中心を備え、且つ、この工具の回転中心のあ
   る該平面上を工具の回転中心が移動するカッタヘッドを
   備え、カッタヘッドがワークを支承する主軸の回転角に
   対して一定の関係を保って送られる制御駆動装置を備え
   、且つそのそれのワークの位相が工具の回転中心か移動
   する平面に対して対称になるように二本のワークを主軸
   に取付けてなる異形軸加工機械。