JPS5852762B2 - クランク軸用フライス盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クランク軸のクランクピンを加工する少なく
とも１つのフライスユニットを有しているクランク軸用
フライス盤であって、フライスユニットの送りは、工作
物の回転に関連してならい装置又は数値制御装置によっ
て制御可能であり、かつ、フライスユニットは案内に沿
って、工作物縦軸線に対して平行な方向に移動可能であ
る形式のものに関する。

このような形式の公知のクランク軸用フライス盤におい
ては、案内の平面は工作物の下方でほぼ水平に延びてお
り、更に、フライスユニットは、やはり水平平面内を延
びている案内に沿って工作物縦軸線に対して直角に、な
らい装置によって制御されて送られるようになっている
。

水平平面内を延びる案内の欠点は周知のように、切粉の
排出を随喜すること並びに工作物及び工具の交換を困難
ならしめることである。

したがって、旋盤においては、工作物の一方の側で工作
物縦軸線に対して平行にかつほぼ鉛直方向に延びる平面
内に位置している案内が使用され、この場合、加工中に
発生する切粉は案内に沿って下方に落下することができ
、工作物締め込み部の間のスペースには一方の側から全
く自由に接近することができ、作業員は、工作機械の部
分を踏むようなことなしに、このスペース内に入ること
ができる。

しかしながらクランク軸用フライス盤においては、この
ような、鉛直ベッド機械と呼ばれる機械は従来はまだ考
慮されていない。

クランク軸用フライス盤の７ライスユニツトは著しい重
量を有しティる。

したがって、送り駆動装置は、フライスユニットの著し
い重量を上下に動かすことが可能でなげればならない。

あるいは、相応する重量補償装置を設けておかなければ
ならない。

このような重量補償装置はフライスユニットの重量を送
り駆動装置から解放するけれども、極めて高価な費用を
付加的に必要とする。

そこで、本発明の目的は、最初に述べた形式のクランク
軸用フライス盤を改良して、鉛直に延びる案内ベッドの
欠点を取り除いて、このような案内ベッドを採用し得る
ようにすることである。

この目的を達成するために本発明の構成では、案内の平
面が、工作物の一方の側で工作物の縦軸線に対して平行
にかつほぼ鉛直に延びており、各フライスユニットは、
工作物縦軸線の下方で工作物縦軸線に対して平行に延び
ている旋回軸線を中心にして旋回可能に往復台に支承さ
れており、フライスユニットの送り運動のための送り駆
動装置は、工作物の、旋回軸線とは逆の側に配置されて
いて、工作物の上方に架設されている。

各フライスユニットが、工作物縦軸線の下方で工作物縦
軸線に対して平行に延びている旋回軸線を中心にして旋
回可能であるようにすることによって、フライスユニッ
トの重量全体をこの旋回軸によって支えることができる
。

旋回軸を適当にがん丈に構成しておくことはなんら困難
でない。

更にこの旋回軸はフライスユニット自体によって、加工
中に生じる切粉に対して保護されており、したがって、
当然カバーしておかなければならない端面を除いて付加
的な保護手段は必要でない。

送り駆動装置を工作物の、旋回軸線とは逆の側に配置す
ることによって、送り駆動装置が作用するてこ腕が、フ
ライス工具が作用するでと腕よりも必然的に大きくなる
。

これによって一面では、送り駆動装置に作用する力が減
少せしめられ、例えば、ならい装置において使用されて
いるマスタピンの負荷が減少せしめられ、あるいは、送
り駆動装置として使用されるモータのトルクが減少せし
められ、かつ他面において、運動距離が延長せしめられ
、例えば、ならい装置において使用されているマスタピ
ンの不正確さの影響が著しくわずかになり、あるいは、
デジタル制御が行われる場合に駆動モータの回転数を相
応して増大させることが可能であり、このことも加工精
度の増大に寄与する。

更にこれによって、送り駆動装置も切粉飛行範囲の外方
に位置せしめられる。

最後に、送り駆動装置が工作物の上方に架設されている
ことによって、工作物を取り囲む閉じた力伝達経路が形
成され、これによって機械ベッドは切断力の負荷から解
放される。

したがって機械ベッドは比較的に幅狭く構成することが
できる。

別の形式のクランク軸用フライス盤において、工作物縦
軸線の下方で工作物縦軸線に対して平行に延びている旋
回軸を中心にしてフライスユニットが旋回可能であるよ
うにすることは既に提案されているけれども、この場合
送り駆動装置は旋回軸線の更に下方に位置しているので
、フライス盤の全高が不必要に大きくなり、しかもこの
送り駆動装置においては公知の水平ベッド構造のものに
比して切粉の排出及び機械内部への接近が一層困難であ
る。

更にタービンの羽根を加工するならいフライス盤におい
て、工作物縦軸線に対して平行に延びる旋回軸線を中心
にしてフライスユニットを旋回可能にし、かつ送り駆動
装置を工作物の、旋回軸線とは逆の側に配置することは
公知である。

この公知のフライス盤においては旋回軸線は、工作物軸
線とほぼ同一の水平平面内に位置しており、したがって
送り駆動装置は既に述べたようにフライスユニットの重
量を補償しなげればならず、このことは、タービン羽根
用ならいフライス盤においてはフライスユニットの重量
が比較的にわずかであるために問題なく甘受できるかも
知れないが、フライスユニットの重量が著しく大きいク
ランク軸用フライス盤の場合には甘受することができな
い。

これら両方の公知の機械においては、工作物を取り囲む
閉じた力伝達経路が形成されないので、加工力を、機械
ベッドを経て導かなければならず、したがってこれら公
知の手段をほぼ鉛直の案内ベッドを有する機械に適用す
ることは少なくとも容易ではない。

鉛直の案内ベッドを相応にがん丈に構成すれば、鉛直の
案内ベッドによってもともと得られる良好な騒音減衰作
用が更に改善されるけれども、このような改善は、必要
とされる余分な経費をバランスするものではない。

以下においては図面を参照しながら本発明の構成を具体
的に説明する。

第１図及び第２図に示したクランク軸用フライス盤は例
えばコンクリートより成るベッド１１を有しており、こ
のベッドは２つの案内レール１２及び１３を有しており
、これらの案内レールは鉛直方向で上下に位置していて
、これらの案内レールに沿って往復台１４が水平方向に
移動可能である。

往復台１４の下方には切粉コンベヤ１５がある。

更にベッド１１は２つのチャック台１６及び１１を保持
しており、これらのチャック台に、部分的に示した加工
されるクランク軸３１が周知の形式で締め込まれ、これ
らのチャック台はやはり周知の形式で同期に駆動される
。

往復台１４の下方部分には旋回軸１８が配置されており
、フライス駆動モータ２０と、たんに概略的に示したフ
ライス工具２１と、このフライス工具に固定的に所属し
ていてかつフライス工具に相応して成形されている型板
２２とを有している本来のフライスユニット１９が該旋
回軸に旋回可能に支承されている。

更に往復台１４は、フライス工具２１により加工される
クランクピンに隣接しているクランクジャーナルを支え
る周知の振れ止め２３を保持している。

往復台１４はその上方端部に、加工されるクランクピン
に相応するマスタピン２４を保持しており、このマスタ
ピンは、クランク軸用フライス盤において周知のように
円板２５に取り付けられており、この円板は、クランク
軸用フライス盤において周知のようにかつ第２図に概略
的に示したように、チャック台１６及び１７０両方のチ
ャック３２及３３と同期して駆動される。

円板２５の保持体には、油圧シリンダ２７内で移動可能
に案内されているピストンのピストン棒２６が支承され
ており、油圧シリンダ２７自体は枢着点２８においてフ
ライスユニット１９の上方部分に旋回可能に支承されて
いる。

第１図及び第２図に示した実施例においてはマスタピン
円板２５の下方にフライスユニット１９のための側方案
内２９が設げられており、この側方案内は、加工される
クランク軸の軸線に平行な方向の力を受は止めるので、
フライスユニット１９を極めて幅狭く構成することがで
きる。

このようにする代わりに、旋回軸１８を相応して延長し
て、本来のフライス工具２１０両側で２つの旋回軸受を
旋回軸に設けることもできるが、その場合には両側に向
かっての所要スペースが大きくなる。

前記側方案内２９には、送り方向換言すれば旋回方向に
作用する例えば摩擦面の形の緩衝機構を設けておくのが
有利である。

これにより、フライスユニット全体は、場合により生ず
る小さな衝撃的な負荷作用又は脱負荷作用に簡単には追
従しない。

このことは、フライスユニットの全重量を受は止める直
線案内に比して極めて摩擦がわずかである旋回軸１８の
ような円形案内の場合に特に好ましいことである。

すなわちフライスユニットの質量を、たんに慣性の増大
のためつまり前記のような小さな衝撃的な変化に対する
抵抗を増大させるためだけに大きくする必要がないから
である。

第１図及び第２図に示したフライス盤の作用は次のとお
りである。

加工されるクランク軸を装着するために、往復台１４を
第２図で見てもつとも左側に移動させて、両方のチャッ
ク３２及び３３０間のスペースを空ける。

この場合フライスユニット１９を中央位置にしておいて
、フライス工具２１がチャック台１７の突出部分にかぶ
せはめられるようにすると共に、振れ止め２３を全開に
して、やはり振れ止めがチャック台１７の突出部分にか
ぶせはめられるようにしなげればならない。

次いでクランク軸を普通の形式で両方のチャック台１６
及び１７に締め込み、またマスタピン２４をやはり周知
の形式で、加工せんとする第１のクランクピンの位置に
相当する位置にもたらす。

次いで往復台１４を右に向かって移動させて、フライス
工具の刃を備えている内周が、加工されるクランクピン
と向き合う正しい箇所に位置し、かつ振れ止め２３がこ
のクランクピンに隣接している既に加工されているクラ
ンクジャーナルと向き合う正しい箇所に位置するように
する。

このクランクジャーナルは次いで振れ止め２３により普
通の形式で支えられ、次いでフライスユニット１９の送
りが開始される。

この場合油圧シリンダ２７に圧力油が供給されて、ピス
トン棒２６に取り付けられているピストンが引き込まれ
、フライスユニット１９が第１図で見て時計回り方向に
旋回せしめられる。

普通は、加工されるクランクピンはこの時点にフライス
工具の円周のもっとも遠い箇所にあり、またマスタピン
２４は型板２２０円周のもつと′も遠い位置２４ａにあ
り（第１図）、したがってフライス工具２１はまず、加
工されるクランクピンに隣接するクランク腕を加工しな
げればならない。

このために一般に最高のフライス力が必要とされ、した
がって油圧シリンダ２７に供給される圧力油の圧力は最
大値でなげればならず、もちろんこの圧力に対して切断
力がバランスを保つ。

このいわゆるプランジ運動の終りに型板２２は位置２４
ａのマスタピン２４に当たり、この瞬間に、油圧シリン
ダ２７に供給される圧力油の圧力が低下せしめられる。

マスタピンはこの時点に静止しているので、切断力が生
じなくなったときに短時間型板２２が最大の圧力で当て
付けられても差し支えない。

いずれにせよこの最大の圧力はフライス力よりも著しく
小さく、第１図に示した寸法条件（旋回軸１８とマスタ
ピン円板２５の中心との間隔は旋回軸１８とチャック台
１６゜１７０軸線との間隔の２倍である）ではフライス
力の半分であり、この場合マスタピンは、加工されるク
ランクピンの２倍の直径を有しているので、純粋な圧力
負荷に対して支障なく耐えることができる。

次いで円形送りが行われて、クランク軸がチャック台１
６，１７の軸線を中心にして、かつマスタピン円板２５
がその中心点を中心にして同期的に回転する場合に、発
生する最大の切断力は前述のプランジ送りの場合よりも
著しく小さく、したがって、油圧シリンダ２７に供給さ
れる圧力油の圧力は相応して減少せしめられ、送り力が
切断力によってバランスを保たれない場合でも、型板２
２をマスタピン２４に押し付ける圧力は相応して減少せ
しめられている。

これにより型板及びマスタピンの摩滅は実際上無視する
ことができるので、全送り力を直接に型板に作用させる
ことができる。

したがって従来類似のならい装置において型板及びマス
タピンの負荷軽減のために必要であったようなフイーラ
制御機構は不要になる。

このようなフィーラ制御機構は必然的にならい誤差を生
せしめ、その除去のために付加的な手段が必要であった
。

フライス作業を申し分なく行うためにマスタピンの円形
送り運動は周知の形式で、フライス工具の歯当たりの送
りが常にコンスタントに保たれるように、制御される。

円形送りが終わるとマスタピンはふたたび位置２４ａに
達し、油圧シリンダ２７に圧力油が供給されて、フライ
スユニット１９が第１図で見て逆時計回り方向に旋回せ
しめられて引きもどされ、再び中立位置に達する。

次いで振れ止め２３が開かれて、往復台１４が更に右に
移動せしめられて、次のクランクピンのところに達し、
ここで同じ工程が繰り返され、このようにして全てのク
ランクピンが加工される。

次いでフライスユニットが第２図に示した左側の出発位
置にもどされ、加工されたクランク軸が取り外されて新
しいクランク軸が装着され、同じようにして加工が繰り
返される。

既に述べたようにフライス力は円形送り中に最大値をと
る。

換言すれば変化する。型板２２はそのつど送り力の一部
でマスタピン２４に接シ、これに対しフライス力によっ
てバランスが保たれないので、型板及びマスタピンを申
し分なく保護するためには、送り力をそのつと必要とさ
れるフライス力に正確に相応させて制御すればよい。

このことは例えばモータに供給される入力の測定あるい
は接触圧力の測定によって可能であるが、しかしかなり
の付加的経費を必要とする。

このような付加的経費は、既に述べたようにプランジ運
動中にクランク腕を加工することができる場合には経済
的に正当化することができないが、クランク腕加工の大
部分を円形送り中に行わなければならない場合には少な
（とも合目的的である。

既に述べたように、本発明によるクランク軸用フライス
盤においてはフライスユニットを極めて幅狭く構成する
ことができる。

つまりクランク軸軸線に対して平行な方向での寸法を比
較的に小さくすることができる。

これによって、２つのフライスユニットを極めて接近さ
せて、それもクランク軸の２つのクランクピンの間隔に
等しい間隔をおいて配置することが可能である。

もちろんこの場合両方のフライスユニットを鏡像対称的
に構成して、フライス工具をそのつと他方のフライスユ
ニットに面した側に配置する。

第３図には別の実施例が示されている。

既に第２図から分かるように、クランクピンを加工する
場合に隣接のクランクジャーナルを支える振れ止め２３
は付加的な無関係な支持構造を必要とせず、直接に往復
台１４に配置しておくことができる。

本発明による構造においてはフライスユニットの案内は
往復台１４の下方部分にあり、振れ止めは往復台１４の
中央部分に支えておくことができるので、これら両方の
支持部は妨害し合わず、したがって２つのフライスユニ
ットを同一の往復台１４′（第３図）に配置することが
できる。

その他の点ではフライスユニット及びマスタピンは第１
図の実施例の場合と同じように構成されかつ配置されて
おり、ここで繰り返して説明することは省略する。

しかし共通な往復台１４′に配置することによって、両
方のマスタピン２４及び２４′のためにたんにただ１つ
の共通の駆動装置３０を設けておけハよい。

両方のフライスユニットはこのようにして完全に同期的
に制御されるけれども、その他の点では互いに完全に無
関係に動くことができるので、両方のフライスユニット
が同時にそれぞれのプランジ運動を行ない、次いでやは
り一緒に円形送りが行われるようにすることが可能であ
る。

この場合、フライスユニットは、クランクピン若しくは
相応するマスタピン２４，２４’の位置が互いに異なっ
ていることに基づいて旋回軸１８を中心にして互いに逆
向きの旋回運動を行うことが可能である。

しかしこの場合、フライス工具の歯当たりのコンスタン
トな送りは達成不能である。

しかし自体周知の制御装置によって円形送り速度を制御
して、両方のフライス工具の歯当たりの送りが有利な混
合値になるようにすることができる。

第３図の実施例を含めて以上述べた実施例においては、
型板２２とマスタピン２４と油圧シリンダ２７とを有す
るならい装置が使用されているが、もちろん例えば油圧
シリンダ２７０代わりに別の駆動装置特に電気駆動装置
を使用することも可能である。

第４図に示した実施例においては、油圧シリンダ２７と
型板２２とマスタピン２４どの代わりにポールナツトス
ピンドル４０が設けられており、これは、往復台１４の
上端部をフライスユニット１９の上端部と結合している
。

換言すれば、一方の部分にはナツト４１があり、他方の
部分にはポールナツトスピンドル４０が支承されている
。

ナツト４１又はポールナツトスピンドル４０は駆動モー
タ４２と連結されており、この駆動モータは公知の形式
で数値制御装置４３によりクランク軸の回転つまり両方
のチャック３２．３３の回転及び加工されるクランクピ
ンの位置に関連して制御されて、既に述べた実施例にお
けると同じようにフライスユニット１９を旋回させる。

第３図に示した実施例においてもこのような駆動装置を
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の横断面図、第２図は第１実施例の
正面図、第３図は第２実施例の正面図、第４図は第３実
施例の横断面図である。 １１・・・・・・ベッド、１２及び１３・・・・・・案
内レール、１４及び１４′・・・・・・往復台、１５・
・・・・・切粉コンベヤ、１６及び１７・・・・・・チ
ャック台、１８・・・・・・旋回軸、１９・・・・・フ
ライスユニット；・・２０・・・・・・フライス駆動モ
ータ、２１・・・・・・フライス工具、２２・・・・・
・型板、２３・・・・・・振れ止め、２４及び２４′・
・・・・・マスタピン、２４ａ・・・・・・位置、２５
・・・・・・円板、２６・・・・・・ピストン棒、２７
・・・・・・油圧シリンダ、２８・・・・・・枢着点、
２９・・・・・・側方案内、３０・・・・・・駆動装置
、３１・・・・・・クランク軸、３２及び３３・・・・
・・チャック、４０・・・・・−ポールナツトスピンド
ル、４１・・・・・・ナツト、４２００．・・・駆動モ
ータ、４３・・・・・・数値制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸のクランクピンを加工する少なくとも１
   つのフライスユニットを有しているクランク軸用フライ
   ス盤であって、該フライスユニットは、加工されるクラ
   ンクピンに対してクランクピンの軸線に直角の方向に送
   り運動可能に往復台に支承されていて、フライスユニッ
   トの送り運動は、工作物の回転に関連してならい装置又
   は数値制御装置によって制御可能であり、該往復台自体
   は案内に沿って工作物縦軸線に対して平行な方向に移動
   可能であり、該案内の平面は工作物の一方の側で工作物
   縦軸線に対して平行に延びている形式のものにおいて、
   案内１２，１３０平面がほぼ鉛直に延びており、各７ラ
   イスユニツト１９は、工作物縦軸線の下方で工作物縦軸
   線に対して平行に延びている旋回軸線を中心にして旋回
   可能に往復台１４に支承されており、フライスユニット
   の送り運動のための送り駆動装置は、工作物の、該旋回
   軸線とは逆の側に配置されていて、工作物の上方に架設
   されていることを特徴とするクランク軸用フライス盤。 ２ 旋回軸線から半径方向の間隔をおいて往復台１４に
   、軸方向の力を受止める円弧形の側方案内２９がフライ
   スユニットのために設けられている特許請求の範囲第１
   項記載のクランク軸用フライス盤。 ３ フライスユニット１９を旋回可能に往復台１４に支
   承するために、軸方向で間隔をおいた２つの旋回軸受が
   設けられている特許請求の範囲第１項記載のクランク軸
   用フライス盤。 ４ クランクピンを加工するために、互いに鏡像対称的
   に構成されている２つのフライスユニット１９が設けら
   れている特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項
   に記載のクランク軸用フライス盤。 ５ 両方のフライスユニット１９が共通の往復台１４′
   に配置されている特許請求の範囲第４項記載のクランク
   軸用フライス盤。 ６ ならい装置が、マスタピンをトレースする型板２２
   より成り、両方のフライスユニット１９のならい装置の
   マスタピン２４ 、２４’のために共通の駆動装置３０
   が設けられている特許請求の範囲第５項記載のクランク
   軸用フライス盤。