WO1998039139A1 - Dispositif d'usinage combine pour segments de piston - Google Patents

Dispositif d'usinage combine pour segments de piston Download PDF

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WO1998039139A1
WO1998039139A1 PCT/JP1998/000897 JP9800897W WO9839139A1 WO 1998039139 A1 WO1998039139 A1 WO 1998039139A1 JP 9800897 W JP9800897 W JP 9800897W WO 9839139 A1 WO9839139 A1 WO 9839139A1
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peripheral surface
workpiece
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Masahiro Shoji
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Komatsu Machinery Corp.
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    • Y10T29/5109—Lathe
    • Y10T29/5114—Lathe and tool

Definitions

  • the present invention relates to a multi-tasking machine for a piston ring capable of performing inner and outer peripheral machining of a piston ring and cutting.
  • a work in which a large number of non-circular rings are stacked is processed into a predetermined shape on the inner and outer peripheral surfaces. After that, two parts of the assembly are cut in the axial direction, then the ring diameter is reduced, and when the cut parts are brought into close contact, a piston ring is formed so that the outer peripheral surface becomes a perfect circle.
  • the manufacturing method is generally adopted.
  • An apparatus for processing the inner and outer peripheral surfaces of a workpiece with a non-circular ring stacked thereon is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-21691 and Japanese Patent Publication No. 6-758984. It is proposed in gazettes.
  • the processing apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-216169 discloses a machining shaft on which a piston ring assembly composed of laminated piston rings is mounted, and a machining shaft for the piston rings.
  • Cutting tool support means that can be displaced in the radial direction according to the degree of the non-circular curve, and because of the radial displacement of the tool support means, which is controlled by a computer and installed before and after the operating direction. Characterized by having at least two or more electromechanical step driving means, and By controlling the step driving means by the computer while rotating the piston (piston ring assembly), the inner and outer peripheral surfaces of the work having the non-circular curve formed by the free curve can be obtained. At the same time, it is configured so that it can be processed with high accuracy.
  • the numerically controlled lathe described in Japanese Patent Publication No. 6-758984 has a cutting tool for cutting a workpiece mounted on a carriage that can move back and forth in the direction of the workpiece by a linear motor.
  • the linear motor is numerically controlled by a computer to cut the outer circumference of the workpiece, such as a piston, to support the reciprocating movement of the carriage.
  • a plurality of sets of rotating members and a biasing device are provided in the guide portion to support the reaction force generated in the cutting tool during cutting of the work by the rotating members and the biasing device. Since the carriage can be reciprocated without any shaking, it has the effect of enabling high-precision cutting.
  • the movement is controlled by two step driving means arranged in front and behind.
  • a tool supporting means on which a cutting tool for machining the outer periphery of the workpiece is provided on the sliding head, and a step driving means is provided on the sliding head.
  • a separate sliding head is provided that can move in the same direction as the sliding head, and a tool with a cutting tool for machining the inner circumference of the work is attached to this sliding head. Due to the configuration provided with the support means, the drive systems overlap with each other and become complicated, and the control means for controlling the drive systems becomes complicated, so that the entire apparatus becomes expensive.
  • the numerically controlled lathe described in Japanese Patent Publication No. 6-758984 described above processes only the outer peripheral surface of the work, so that the inner and outer peripheral surfaces of the work cannot be processed at the same time.
  • machining accuracy is poor, such as loss of concentricity between the inner and outer circumferences.
  • the present invention has been made in order to improve such a conventional problem, and has provided a combined machining apparatus of a piston ring in which inner and outer peripheral surfaces can be machined and cut by one machine. It aims to improve productivity and reduce equipment costs and installation space. Disclosure of the invention
  • a first embodiment of a piston ring multi-tasking machine comprises:
  • the piston control is performed by synchronous control by the NC unit.
  • An inner and outer peripheral surface processing machine that simultaneously processes the inner and outer peripheral surfaces of a work formed by laminating and a cutting machine main body that cuts the work in the axial direction and installed adjacent to each other. This is a multi-tasking ring processing device.
  • the cutting and inner peripheral surface of the piston ring can be cut continuously with one processing device, eliminating the need to install multiple processing machines separately. Costs and installation space can be reduced, and it is not necessary to store semi-finished products whose inner and outer peripheral surfaces have been processed, eliminating the need for labor and space for storage.
  • the cutting machine main body divides the work into a plurality of times in one cut.
  • a work transfer means for transferring the work, which has completed the processing of the inner and outer peripheral surfaces, to the main body of the slitting machine is provided between the main body of the inner peripheral surface processing machine and the main body of the slitting machine.
  • the workpiece that has been processed by the inner and outer peripheral surface processing machine body can be carried into the slitting machine main body by the work transfer means, so that the inner and outer peripheral surface processing can be performed without the intervention of a worker. And the cutting process can be performed continuously.
  • An outer peripheral machining means which is provided so as to be movable in the X-axis direction orthogonal to the axis of the work, and which processes an outer peripheral surface of the work with a cutting tool;
  • An inner peripheral machining means which is provided movably in a u-axis direction parallel to the X-axis and which processes the inner peripheral surface of the work with another cutting tool inserted from the end of the workpiece;
  • the configuration can be simplified.
  • the processing device body supporting the pressure means can be miniaturized and the structure is simplified, so that the cost of the device can be reduced.
  • the inner and outer peripheral surface processing machine body The inner and outer peripheral surface processing machine body,
  • Work support means for clamping a work with an almost horizontal axis so that it can rotate freely from left and right.
  • C-axis driving means for rotating the work around its axis via the work supporting means,
  • An outer peripheral machining means which is provided so as to be movable in the X-axis direction orthogonal to the axis of the work, and which processes an outer peripheral surface of the work with a cutting tool;
  • An inner peripheral machining means which is provided movably in a U-axis direction parallel to the X-axis and which processes the inner peripheral surface of the work with another cutting tool inserted from the end of the workpiece;
  • the work is supported so that the axis of the work to be machined for the inner and outer peripheral surfaces is almost horizontal, so that the center of gravity and the height of the working equipment can be reduced.
  • the rigidity of the column is increased, so that the processing accuracy is improved and the installation of a work transfer device and the like is facilitated.
  • the cutting machine body The cutting machine body,
  • a B-axis indexing means for indexing and rotating the workpiece about the B-axis to determine a cutting position of the workpiece
  • a slide provided movably in the Z′-axis direction parallel to the B-axis, and movable up and down in the Z′-axis direction by the Z′-axis motor;
  • a spindle head which is provided on the slide and is movable back and forth in the direction of the workpiece by the X'-axis motor; It is preferable that the spindle head is provided on the spindle head and is constituted by a cutter which is rotated by a spindle motor and cuts the workpiece.
  • the cutting machine body The cutting machine body,
  • An upper work supporting means and a lower work supporting means for clamping both ends of the work from the left and right directions with the center of the work being split eccentrically with respect to the B axis parallel to the work axis;
  • a B-axis indexing means for indexing and rotating the workpiece about the B-axis to determine a cutting position of the workpiece
  • a slide provided movably in the Z′-axis direction parallel to the B-axis, and movable up and down in the Z′-axis direction by a Z * -axis motor;
  • a spindle head which is provided on the slide and is movable back and forth in the direction of the workpiece by the X'-axis motor;
  • the spindle head is provided on the spindle head and is configured to be rotated by a spindle motor to cut the workpiece.
  • the diameter of the cut work is reduced, and the cut portion is brought into close contact with each other, so that the opening does not occur at the butted portion and the piston has a high roundness. Rings can be easily obtained, and complicated and labor-intensive operations such as manual adjustment of the cutter position in multiple axes are not required, greatly reducing setup time. In addition to the fact that test cutting is not required, work efficiency can be improved.
  • a work carry-in means is provided on the work carry-in side of the inner / outer peripheral surface processing machine main body, and a work carry-out means is provided on the work carry-out side of the split cutting machine main body.
  • a work is carried into the inner / outer peripheral surface processing machine main body above the inner / outer peripheral surface processing machine main body and the cutting machine main body. It is preferable that a work transfer means is provided for transferring the work to the slitting machine main body and unloading the work after the splitting processing is completed in the slitting machine main body.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a piston ring combined machining apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the main body of the inner and outer peripheral surface processing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the C-axis driving means and the Z-axis driving means of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the work supporting means of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the outer peripheral processing means of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of the inner peripheral processing means of the inner and outer peripheral surface processing machine main body of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a side view of the inner peripheral processing means of the inner and outer peripheral surface processing machine main body of the first embodiment.
  • FIG. 10 is an arrow view from the X direction in FIG.
  • FIG. 11 is a front view of the main body of the cutting machine according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view of the cutting machine body of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a detailed view of the vicinity of the Z′-axis motor of the main body of the cutting machine according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a detailed view of the vicinity of the X′-axis motor of the main body of the slitting machine according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a detailed view of the vicinity of the spindle motor of the main body of the slitting machine according to the first embodiment.
  • FIG. 16A is an enlarged view of the upper work supporting means of the piston ring splitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 16B is a view from the direction of the arrow XVIB in FIG. 16A.
  • FIG. 17A is an enlarged view of the lower work supporting means of the screw ring cutting device according to the first embodiment.
  • FIG. 17B is a view from the arrow XWB direction of FIG. 17A.
  • FIG. 18 is a plan view of a workpiece processed by the inner / outer peripheral surface processing machine body according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing dimensions of each part of a piston ring to be cut.
  • FIG. 20A and FIG. 20B are explanatory diagrams showing a problem in the case where the cutting is performed with the center of the cutting coincident with the B axis. '
  • FIG. 21A and FIG. 21B are explanatory diagrams showing a method of dividing the piston ring according to the first embodiment.
  • FIG. 22A and FIG. 22B are process diagrams showing a method for cutting and cutting the thread ring according to the first embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view showing a second embodiment of the piston ring combined machining apparatus according to the present invention.
  • FIG. 24 is a front view of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the second embodiment.
  • FIG. 25 is a side view of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the second embodiment.
  • FIG. 26 shows the Z-axis of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the second embodiment. It is sectional drawing of a drive means.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of the C-axis driving means of the inner and outer peripheral surface processing machine body of the second embodiment.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of the outer peripheral processing means of the inner and outer peripheral surface processing machine main body of the second embodiment.
  • FIG. 29 is a partially cutaway plan view of the inner peripheral machining means of the inner and outer peripheral surface machining machine body of the second embodiment.
  • FIG. 30 is a partially cutaway front view of the cutting machine body of the second embodiment.
  • FIG. 31 is a perspective view of the vicinity of the spindle head of the main body of the slitting machine according to the second embodiment.
  • Fig. 1 is a perspective view of a multi-tasking machine that can simultaneously perform machining of the inner and outer peripheral surfaces of the screw ring and cutting of the piston ring after the inner and outer peripheral surfaces have been processed.
  • the inner and outer peripheral surface processing machine main body 1 and the slitting machine main body 41 are provided on a common bed 1a formed in a substantially L-shape.
  • a column lb is installed on the common bed 1a, and a vertical movement direction (Z-axis direction) is provided by a Z-axis driving means 3 (see FIG. 5) in front of the column 1b.
  • a Z-axis slide 2 that can move freely.
  • the Z-axis slide 2 is supported on a guide rail 1c composed of a ball-type linear guide laid in the Z-axis direction on the front surface of the column lb. It is moved up and down by a z- axis motor 4 composed of a servomotor installed above the camera.
  • a screw shaft 5 consisting of a ball screw is connected to the rotary shaft 4 a of the Z-axis motor 4, and the screw shaft 5 is fixed to the Z-axis slide 2.
  • the nut member 5a is screwed, and the Z-axis slide 4 is moved up and down along the guide rail 1c by rotating the screw shaft 5 forward and reverse by the Z-axis motor 4.
  • a rope 6 such as a wire rope is attached to the upper part of the Z-axis slide 2.
  • the middle part of the cord 6 is wound around a pulley 7 rotatably supported on the column lb, and is provided at the other end of the cord 6 at the rear side of the column 1b.
  • the Z-axis slide 2 is provided with an upper work supporting means 10 and a lower work supporting means 11 which are vertically separated from each other.
  • the upper work supporting means 10 is provided below the hydraulic cylinder 12 provided above the Z-axis slide 2 and housed above the hydraulic cylinder 12. It has an upper spindle 10a provided below the screw 12a.
  • the upper spindle 10a has a cylindrical shape, and a plurality of bearings 13 is provided at the lower part of the hydraulic cylinder 12 to a C-axis parallel to the Z-axis (the upper spindle 10a).
  • the center of the upper spindle 10a is rotatably supported for vertical movement and rotation about the C-axis, and the upper surface of the ring 10b fitted to the outer periphery of the upper spindle 10a is provided with
  • the lower surface of the ton 12 a is in contact with the thrust bearing 14 through the thrust bearing 14.
  • a fixed shaft 10 c having an upper end fixed to the upper surface of the hydraulic cylinder 12 is provided.
  • the lower end of the fixed shaft 10c penetrates through the screw 12a and reaches the center of the upper spindle 10a, and the spring seat 1 provided at the lower end of the fixed shaft 10a.
  • a plurality of compression springs 10 e for urging the upper spindle 10 a upward through the bearing 15 are provided.
  • the lower part of the upper spindle 10a has an upper clamp head 1 for clamping the work 16 with the lower clamp head 11f provided in the lower work supporting means 11. 0 f is provided. Further, a driven gear 18b of a gear train 18a constituting the C-axis driving means 18 is fixed to an outer peripheral portion of the upper spindle 10a. As shown in FIG. 5, the C-axis driving means 18 has a C-axis motor 19 composed of a servomotor at the upper part of the column lb, and this C-axis motor 19 is an input of the speed reducer 20. Connected to axis 20a. The input shaft 20a has uneven rotation on the workpiece 16 during machining. A flywheel 20b that stabilizes rotation is installed.
  • the output shaft 20 c of the reduction gear 20 is spline-engaged with the upper end of the drive shaft 18 c composed of the spline shaft of the C-axis drive means 18, and is driven by the C-axis motor 19.
  • the drive shaft 18c can be rotated forward and reverse through the speed reducer 20.
  • the drive shaft 18c is rotatably supported in an upward and downward direction so as to be parallel to the axis of the work 16 and has upper work support means 10 and lower work support means 1 at intermediate and lower ends.
  • the drive gears 18d of the gear train 18a provided respectively in 1 are in spline engagement.
  • drive gears 18d are respectively connected to driven gears 10b provided on the outer periphery of the upper spindle 10a and the outer periphery of the lower spindle 11a via the intermediate gear 18e.
  • the upper spindle 10a and the lower spindle 11a can be synchronously rotated in the same direction via the drive shaft 18c and the gear train 18a by the C-axis motor 19. It is like that.
  • the lower spindle 11a is also formed in a cylindrical shape similarly to the upper spindle 10a, and is rotatably supported on the Z-axis slide 2 via a bearing 21.
  • a thrust bearing 22 is interposed between the Z-axis slide 2 and a driven gear 18b fixed to the outer periphery of the lower spindle 11a.
  • a clamp head 11f for clamping the work 16 between the upper spindle 10f attached to the upper spindle 10a is provided. Is provided.
  • the upper spindle 10a and the lower spindle are controlled by the C-axis motor 19.
  • the upper and lower spindles 10a, 11a are driven by the spline of the drive shaft 18c and the backlash of the gear train 18a. , And a phase shift occurs between the two.
  • the lower spindle 11 a is connected to the lower spindle 11 with a locking means (not shown) such as a lock tight with the backlash of the upper and lower gear trains removed.
  • the plate 11g fitted between the clamp head 11f can be fixed to the lower spindle 11a.
  • An outer peripheral surface processing means 24 for processing the outer peripheral surface of the work 16 is provided substantially in the middle of the column 1b, and the inner peripheral surface of the work 16 is provided on the bead 1a.
  • An inner peripheral surface processing means 25 for processing simultaneously with the outer peripheral surface is provided.
  • the outer peripheral surface processing means 24 includes a tool support member 24 c via a ball spline 24 a in a cylindrical guide member 24 a fixed horizontally to a column lb. Is movably supported in the X-axis direction (the direction perpendicular to the C-axis).
  • a cutting tool 26 for cutting the outer peripheral surface of the work 16 is detachably attached via a tool attachment member 24 d.
  • a nut member 27a is fixed to the opposite end of the tool supporting member 24c, and one end of a screw shaft 27 formed by a ball screw is fixed to the nut member 27a. It is screwed.
  • the other end of the screw shaft 27 is connected via a bracket 28 to an X-axis motor 29 composed of a servomotor mounted on the column 1b. Rotate screw shaft 27 forward and reverse By doing so, the cutting tool 26 can be moved in the direction in which the work 16 comes in and out of contact with the work 16.
  • an inner peripheral machining means 25 for machining the inner peripheral surface of the work 16 is laid on the bed 1a in the U-axis direction parallel to the X-axis. It has a U-axis slide 25a supported on a guide rail 31 composed of a roller type linear guide.
  • the upper part of the U-axis slide 25a is covered with a roof-shaped cover 25c so that chips can be easily discharged, and the lower part of the U-axis slide 25a and the bead 1a
  • a U-axis motor 32 composed of a linear servo motor that drives the U-axis slide 25a in the U-axis direction is provided between the upper surfaces of the U-axis motor 32.
  • the inner peripheral surface processing means 25 for processing the inner peripheral surface of the work 16 is provided on the bed 1a in the U-axis direction parallel to the X-axis. It has a U-axis slide 25a supported on a guide rail 31 consisting of a laid roller type linear guide.
  • a U-axis motor 32 composed of a linear servomotor that drives the U-axis slide 25a in the U-axis direction is provided between the lower portion and the upper surface of the bed 1a.
  • reference numeral 34 denotes a U-axis origin detecting means for detecting the origin position of the U-axis slide 25a
  • reference numeral 35 denotes a slide such as a linear scale for detecting the position of the U-axis slide 25a.
  • the signals detected by these detection means 34, 35 by the load position detection means are used to NC control the Z-axis motor 4, C-axis motor 19, X-axis motor 29, U-axis motor 32, etc. Input to device 35 (see Fig. 3).
  • a column 41b is installed on the common bed 1a as in the case of the inner and outer peripheral surface processing machine body 1, and a column 41b is provided in front of the column 41b.
  • a pair of guide rails 42 which are linear guides, are laid in the vertical direction ( ⁇ 'axis direction), and the slides 43 are supported on the guide rails 42 so as to be slidable up and down.
  • a screw shaft 44 made of a ball screw so as to be parallel to the guide rails 42, and a nut fixed to the slide 43 side by the screw shaft 44.
  • G member 44 a is screwed.
  • the upper end of the screw shaft 44 is connected to a Z'-axis motor 45 consisting of a servomotor installed on the column 41b, and the Z'-axis motor 45 rotates the screw shaft 44 forward and reverse.
  • the slide 43 can be moved in the Z′-axis direction.
  • one end of a rope 46 such as a wire is connected to the slide 43.
  • the middle part of the rope 46 is wound around a pulley 47 rotatably supported on the upper side of the column 41b, and the other end of the rope 46 is located behind the column 41b.
  • the slider 43 is connected to the provided counterweight 48, and when the slider 43 and the counterweight 48 are balanced, the slide 43 is moved by the small-capacity Z'-axis motor 45. You can move.
  • the top surface of the slide 43 is horizontal.
  • Guide rails 49 made of linear guides are laid in the direction (X'-axis direction), and spindle heads 50 are supported on these guide rails 49 so as to be movable in the X'-axis direction. .
  • a ball screw shaft 52 is provided so as to be parallel to the guide rail 49, and the screw shaft 52 is attached to the screw shaft 52.
  • a nut member 52a fixed to the lower portion of the spindle head 50 is screwed.
  • One end of the screw shaft 52 is connected via an endless belt 54 to an X'-axis motor 53 consisting of a servomotor mounted on the side of the slide 43, and this X'-axis motor By rotating the screw shaft 52 forward and reverse by 53, the spindle head 50 can be moved in the X′-axis direction.
  • the spindle 55 is rotatably supported on the spindle head 50 in a direction perpendicular to the X ′ axis.
  • a cutter 56 made of a metal saw is detachably attached to one end of the spindle 55, and the other end of the spindle 55 is connected to the other through a worm reducer 57.
  • the spindle motor 58 is connected to a spindle motor 58 composed of a general-purpose motor for inverter control. The spindle motor 58 rotates the spindle 55 and the cutter 56.
  • B-axis indexing means 60 is provided on the above-mentioned common bed 1a at a position facing the column 41b with the slide 43 interposed therebetween. Have been.
  • the upper part of the B-axis indexing means 60 has an indexing table 60a which is indexed and rotated about the B-axis.
  • a support frame 61 which is formed in a substantially C-shape, is provided.
  • the support frame 61 is provided with an upper work support means 62 and a lower work support means 63 whose center is located on the B axis and which is vertically separated.
  • the opposing positions of the upper work supporting means 62 and the lower work supporting means 63 are formed by non-circular rings stacked in the axial direction.
  • Clamp head 6 that clamps both ends of work 16 in the vertical direction with center of cut 01 of work 16 being eccentric by ⁇ in the direction of work center 0 1 with respect to B axis in the direction of work 1 2 a and 6 3 a are provided, and the clamp head 62 a of the upper work means 62 can be moved up and down by the clamp cylinder 65 mounted on the upper part of the support frame 61. It has become.
  • the Z'-axis motor 45, the X'-axis motor 53, the spindle motor 58, and the B-axis indexing means 60 are controlled by the NC unit 36 based on the previously input machining data. It is controlled by NC. Next, a description will be given of an operation of processing the work 16 composed of the non-circular rings stacked by the processing apparatus configured as described above.
  • such a workpiece 16 has a non-circular curved shape different between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, so that the outer peripheral surface processing means 24 and the inner peripheral surface processing means 25 are separately provided by NC. You need to control.
  • the X-axis motor 29 and the U-axis are synchronized with the rotation of the C-axis motor 10.
  • Motor 3 2 and Z-axis motor 4 need to be NC controlled, and in a normal machining cycle, the movement data Processing takes time and is difficult to process.
  • machining is performed by selecting high-speed cycle machining with the NC function or DNC operation.
  • a cylindrical work 16 is formed by stacking a plurality of non-circular rings with the same phase, and clamped vertically by a hand carrier jig (not shown). Then, while maintaining the state, it is carried into the processing equipment main body 1 and set between the upper spindle 10a and the lower spindle 11a clamp heads 10f and 11f. To drop.
  • the X-axis motor 29 and the U-axis motor 32 are separately NC-controlled in synchronization with the rotation of the C-axis.
  • This machine processes the inner and outer peripheral surfaces of the work 16, and cuts the inner and outer circumferences over the entire length of the work 16 by lowering the Z-axis slide 2 by the Z-axis motor 4 as the machining progresses.
  • the X-axis motor 29 and the U-axis motor 32 are separately NC-controlled in synchronization with the rotation of the C-axis. While machining the inner and outer peripheral surfaces of the work 16, the Z-axis slide 2 is lowered by the Z-axis motor 4 as the machining progresses, and the inner and outer peripheral surfaces are cut over the entire length of the work 16. Process. At this time, the chips generated during the inner peripheral surface processing of the work 16 fall down through the lower spindle 11a, so that the chips do not stagnate in the work 16.
  • the U-axis motor 29 Move the X-axis slide 2 and U-axis slide 25a back to the original position by the U-axis motor 32, and raise the Z-axis slide 2 to the original position by the Z-axis motor 4.
  • the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 12b of the hydraulic cylinder 12 is discharged, and the upper spring pin 10a is raised by the action of the compression spring 10e, and the work 16 is unclamped. I do.
  • the work 16 clamped in the vertical direction so that the phases of the rings are not shifted by the hand-carriage jig, the work is transported by a work transfer means (not shown) such as a general-purpose robot. Then, it is conveyed to the cutting machine main body 41 installed on the common bed 1a so as to be adjacent to the inner and outer peripheral processing machine body 1, and the cutting is performed as follows.
  • a work transfer means such as a general-purpose robot.
  • the work 16 whose inner and outer peripheral surfaces have been processed by the inner and outer peripheral surface processing machine body 1 is moved between the upper and lower work supporting means 6 2, 6 3 of the cutting machine main body 4 1 by the work transfer means.
  • the cutting center 01 of the work 16 is made to coincide with the B axis of the B axis indexing means 60, cutting is performed.
  • the butt portion opens as shown in Fig. 20B and the target piston Ringing cannot be obtained.
  • the cut Considering the thickness t of the workpiece 16 as shown in Fig. 21A the division center 01 of the workpiece 16 is opposed to the B axis by ⁇ calculated by the following equation with the center 02 of the workpiece 16 interposed therebetween.
  • the upper and lower ends of the work 16 are clamped between the upper and lower work supporting means 62 and 63.
  • the center 01 that is divided by the amount of eccentricity ⁇ is opposed to the indexing center ( ⁇ axis) with the center 02 of the work 16 interposed as shown in Fig. 21 1.
  • the work 16 is set between the upper and lower work support means 62 and 63 with eccentricity in the direction in which the work 16 moves.
  • the upper and lower work support means 6 are used. 2 and 63 are provided with jigs that can set the work 16 so that the cutting center is eccentric with respect to the ⁇ ⁇ axis by ⁇ .
  • the work 16 is cut by the automatic cycle controlled by the NC unit 36. Is carried out. .
  • the spindle motor 58 rotates the cutter 56 in the direction of the arrow D in FIG. 11, and at the same time, the indexing table 60a of the B-axis indexing means 60. Is rotated about the B axis at the angle of ⁇ °, and the first cut point is determined.
  • the X′-axis motor 53 is rotated, and the spindle head 50 is moved in the X′-axis direction by the screw shaft 52, and the rotating cutter 56 is turned into the workpiece 16. It is advanced to the lower cutting position as shown in Figure 22 2. -After that, the Z'-axis motor 45 is rotated, and the screw shaft 44 raises the slide 43 in the Z'-axis direction. Thereby, the work 16 is cut from the lower end side.
  • the indexing table 60a of the axis indexing means 60 is rotated in the opposite direction to the above, and the next division position is set. At this time, if the indexing table 60a is rotated about the B axis at the cutting angle ⁇ °, the work 16 is cut extra by the thickness t of the cutter 56, and the cutting is completed. Even if the diameter of the work 16 A circle piston ring cannot be obtained.
  • the cutting center 01 is eccentric with respect to the B axis by ⁇ in advance in consideration of the thickness t of the cutout 56.
  • the spindle head 50 is moved by the X'-axis motor 53 so that the rotating cutter 56 moves to the cutting position below the work 16.
  • the slide 43 is raised by the Z′-axis motor 45, and the work 16 is lowered from the lower end by the cutter 56. It is cut.
  • Step 43 is lowered to its original position.
  • the work loading means is installed on the work loading side of the inner and outer peripheral surface processing machine body 1 and the work loading means is installed in advance on the work unloading side of the slitting machine body 41, so that the work 16 can be loaded.
  • the machining of the inner and outer peripheral surfaces of the work, the cutting of the work 16 and the unloading of the finished work 16 can all be performed automatically, so that the productivity can be greatly improved.
  • the time required to process the inner and outer peripheral surfaces of the work 16 and the time required to perform the splitting processing of the work 16 require more time to process the inner and outer peripheral surfaces of the work 16.
  • the cutting machine main body 41 is used as one cutter, and the work 16 is divided into two pieces.
  • the time required for machining the inner and outer peripheral surfaces of the work 16 and the time required for dividing the workpiece 16 are substantially the same, so that the balance is uniformed and the main body 4 1 Since there is almost no downtime, the operating rate of the equipment is substantially increased, and effects such as contributing to improvement in productivity can be obtained.
  • FIG. 23 shows the simultaneous processing of the inner and outer peripheral surfaces of the piston ring and the splitting of the piston ring after the inner and outer peripheral surfaces are completed.
  • FIG. 24 is a plan view of the horizontal combined machining apparatus, FIG. 24 is a front view thereof, and FIG. 25 is a side view thereof.
  • 101 is the main body of the inner and outer peripheral surface processing machines
  • 41 is the main body of the splitting machine, which is installed on the common bed 101a so as to be separated from side to side and located at the same center. Have been.
  • a column 101b is installed on a common bed 101a, and a Z-axis driving means 103 is provided in front of the column 101b.
  • a Z-axis slide 102 that can move in the left-right direction (Z-axis direction) is provided.
  • the Z-axis slide 102 is supported on a guide rail 101c, which is a ball-type linear guide laid in the Z-axis direction on the front of the column 101b. It can be moved in the Z-axis direction by a Z-axis motor 104 consisting of a servomotor installed at the rear of the column 101b.
  • a pair of screw shafts 105 consisting of a ball screw is provided on the rotating shaft 104 a of the Z-axis motor 104 as shown in FIG.
  • the nut member 105a fixed to the Z-axis slide 102 is screwed to this screw shaft 105 and connected to the Z-axis motor 104.
  • the Z-axis slide 102 can be moved in the left-right direction along the guide rail 101c.
  • the Z-axis slide 102 is provided with a left-side work support unit 110 and a right-side work support unit 111 spaced apart in the left-right direction.
  • the left-side work supporting means 110 is provided on the right side of the hydraulic cylinder 111 provided on the left side of the Z-axis slide 103, and is provided with a hydraulic cylinder. It has a left spindle 110a to the right of the piston 112a housed in the cylinder 111.
  • the left spindle 110a has a cylindrical shape, and is supported by a hydraulic cylinder 111 through a plurality of bearings 113 so as to be movable in the Z-axis direction and to be tilled freely.
  • the end face of the above-mentioned piston 112a is in contact with the end face of the ring 110b fitted to the outer peripheral part of the left spindle 110a via the thrust bearing 114.
  • the left spindle 1 10 a is added to the right via the piston 1 12 a. You can press it.
  • a fixed shaft 110c having one end fixed to an end face of the hydraulic cylinder 112 is provided at the center of the hydraulic cylinder 112.
  • the other end of the fixed shaft 110c extends through the piston 112a and reaches the center of the left spindle 110a, and a spring seat 110 provided at the other end.
  • On d there are provided a plurality of compression springs 110 e for urging the left spindle 1 110 a to the left via the bearings 114 a, and a plurality of compression springs 110 e for the left spindle 1 110 a.
  • a clamp head 110 f for clamping the work 16 is provided between the clamp head 111 f provided on the right work support means 111 and the right work support means 111.
  • a driven gear 1 18b of a gear train 1 18a constituting the C-axis driving means 1 18 is fixed to an outer peripheral portion of the left spindle 1 110a.
  • the C-axis driving means 118 is composed of a servomotor in the gear case 120a of the speed reducer 120 fixed almost at the center of the column 101b.
  • a C-axis motor 119 is mounted, and this C-axis motor 119 is connected to the input shaft 120a of the speed reducer 120.
  • the input shaft 120b is provided with a flywheel 120c that stabilizes the rotation so that the work 16 does not have uneven rotation during machining, and the output gear 1 of the speed reducer 120.
  • 20 d is spline-engaged with the left end of the drive shaft 1 18 c composed of a spline shaft, and is driven by the C-axis motor 1 19 via the speed reducer 120. 1 18 c can rotate forward and backward.
  • the drive shaft 1 18 c is rotatably supported in the horizontal direction so as to be parallel to the axis of the work 16, and the left and right work support means 110 and 1 are provided at an intermediate portion and a right end.
  • the drive gear 1 18 d of the gear train 1 18 a provided for each 1 is in spline engagement.
  • These drive gears 118d are connected to the driven gear 111b provided on the outer periphery of the left spindle 110a and the outer periphery of the right spindle 111a via the intermediate gear 118e.
  • the left spindle 1 110a and the right spindle 1 11a are driven in the same direction by the C-axis motor 1 19 via the drive shaft 1 18 c and the gear train 1 18 a. It can rotate synchronously to.
  • the right spindle 1 11a is also formed in a cylindrical shape like the left spindle 1 110a, and is rotatably supported on the Z-axis slide 103 side via the bearing 122. Along with the Z-axis slide A thrust bearing 122 is interposed between 103 and a driven gear 111b fixed to the outer periphery of the right spindle 111a.
  • the clamp head 1 1 clamps the work 16 between the right spindle 1 11 a and the clamp head 1 10 f attached to the left spindle 1 110 a. 1 f is provided.
  • an inner peripheral machining means 125 for machining the inner peripheral surface of the work 16 is provided, and a U-axis slide 12 of the inner peripheral machining means 125 is provided.
  • an outer peripheral surface processing means 124 for processing the outer peripheral surface of the work 16 at the same time as the inner peripheral surface is provided.
  • the outer peripheral surface processing means 124 has a support member 124 a fixed to the rear surface of the column 101 b, and the support member 124 a
  • a tubular guide member 124b is provided horizontally at the end of the guide member so as to be parallel to the X axis.
  • a tool is inserted into the guide member 124b via a ball spline 124c.
  • the support members 124 are supported movably in the X-axis direction.
  • the tool support member 1 2 4 c has a work 16
  • a cutting tool 1 2 6 for cutting the outer peripheral surface of 1 6 is detachably mounted via a tool mounting member 1 2 4 e, and at the opposite end of the tool support member 1 2 4 c, A nut member 127a is fixedly attached, and one end side of a screw shaft 127 formed of a ball screw is screwed to the nut member 127a.
  • the other end of the screw shaft 127 is connected to an X-axis motor 128 consisting of a servo motor.
  • the tool support member 124 d with the cutting tool 126 mounted thereon can be moved in the direction of contacting and separating the workpiece 16.
  • the inner peripheral machining means 125 for machining the inner peripheral surface of the work 16 is provided on the vertical surface 101 c of the column 101 b with a U-axis parallel to the X-axis. It has a U-axis slide 1 25a supported on a guide rail 13 1 consisting of a roller type linear guide laid in the direction.
  • the upper part of the U-axis slide 125a is covered with a roof-shaped cover 125c so that chips can be easily discharged, and the U-axis slide 125a and the column 1
  • a U-axis motor 13 2 composed of a linear servo motor that drives the U-axis slide 125 a in the U-axis direction is provided between the vertical planes of 0 1 b.
  • the tip end of the U-axis slide 125a reaches the right side of the right spindle 1111a, and one end of a boring bar 125b provided substantially horizontally at the tip end. It is fixed.
  • the other end of the above boring bar 1 25 b passes through the right spindle 1 1 1 a and reaches the inside of the work 16, and the cutting end cuts the inner circumference of the work 16 Tool 1 3 3 is detachably mounted I have.
  • reference numeral 134 denotes a slide position detecting means such as a linear scale for detecting the position of the U-axis slide 125a, which is detected by the slide position detecting means 134.
  • NC unit 135 controls the Z-axis motor 104, the C-axis motor 119, the U-axis motor 132, and so on.
  • reference numeral 1336 denotes a chip conveyer, which removes chips such as chips generated when processing the work 16 to a chip box 1337 installed near the processing machine body 101.
  • the cutting oil sprayed on the cutting part during the processing is collected in the coolant tank 1388.
  • the cutting machine body 14 1 has a column 14 1 b on the common bed 101 a like the inner and outer peripheral surface machine body 101, and this column 14 lb
  • a pair of guide rails 14 2 consisting of linear guides are laid on the front of the unit in the left and right direction ( ⁇ 'axis direction), and the ⁇ ⁇ ⁇ ' axis slide 1 4 3 is attached to this guide rail 14 2 in the ⁇ 'axis direction. It is slidably supported.
  • a screw shaft 144 which is a ball screw so as to be parallel to the guide rails 144, and this Z ′ axis slide is attached to this screw shaft 144.
  • a nut member (not shown) fixed to 144 is screwed, and the upper end of the screw shaft 144 is a Z 'motor consisting of a servomotor mounted on the side of the column 141b.
  • the shaft motor 144 is connected, and the Z 'shaft slides by rotating the screw shaft 144 forward and reverse by the Z' shaft motor 144.
  • a guide rail 149 consisting of a linear guide is laid in a horizontal direction (X 'axis direction) orthogonal to the ⁇ ' axis.
  • a spindle head 150 is supported on the top so as to be movable in the X'-axis direction.
  • a screw shaft 152 consisting of a ball screw parallel to the guide rail 1449, as shown in Fig. 31.
  • a nut member (not shown) fixed to the lower part of the spindle head 150 is screwed into the spindle shaft 2, and one end of the screw shaft 152 is connected to the ⁇ 'axis slide 14. It is connected to the X'-axis motor 15 3 consisting of a servomotor installed on the 3 side via an endless belt 15 4, and the screw shaft 15 2 By turning the spin head in the opposite direction
  • the spindle 150 is rotatably supported on the spindle 150 in a vertical direction perpendicular to the X ′ axis.
  • a cutter 156 made of a metal saw is detachably attached to one end of the spindle 150, and the other end of the spindle 155 is a worm reducer 1. It is connected to a spindle motor 158 consisting of an inverter-controlled general-purpose motor via 575, and the spindle 155 and the cutter 156 are rotated by the spindle motor 158. It is becoming possible to be. Also, as shown in Fig. 3Q, a B-axis indexing means 160 is installed on one of the opposing surfaces of the column 14 lb provided on the above-mentioned common bed 101a. ing.
  • the B-axis indexing means 160 has an indexing table 160a which is indexed and rotated about the B-axis, and is provided on the indexing table 160a substantially.
  • a C-shaped support frame 16 1 is installed.
  • the support frame 161 is provided with a left work support means 162 and a right work support means 163 which are centered on the B axis and are separated to the left and right.
  • the division center 01 of the work 16 stacked in the axial direction is set to the work center 0 2 with respect to the B axis.
  • Clamp heads 16 2 a and 16 3 a are provided to clamp both ends of the work 16 in the left and right direction while being eccentric in the direction by ⁇ , and the right work means 16 3 clamp head 16 3 a is fixed to the tip of the piston rod 16 4 c of the clamp cylinder 16 4 installed on the other facing side of the column 14 1 b. Have been.
  • the clamp cylinder 164 has a cylinder portion 164 a fixed to the right end of the support frame 161, and the cylinder portion 164 a has a bearing 165.
  • the piston rod is supported rotatably in the direction of the B-axis through the shaft 16b.
  • the left chamber 1614 in the cylinder section 16a has an unclamping port 166 formed in the column 14b and the right chamber 1 6 4 2 Pump 1.67 is connected, and the pressure oil supplied to the left and right chambers 1641 and 1642 from these ports 1666 and 1667.
  • the work 16 can be unclamped and clamped.
  • reference numeral 1668 denotes a limit switch for detecting clamps and anchor lamps depending on the position of dog 168a linked to piston 164b. 3 shows a clamp detecting means.
  • 170 is a work transfer means for loading the work 16 into the horizontal multi-tasking machine and unloading the finished work 16 and 171 is the main body of the splitting machine. 1 shows an NC device for controlling the control.
  • the workpiece 16 that can be machined by this machining device is a bis-ring with the same inner and outer peripheral surfaces and different diameters, as shown in Fig. 18. It is possible to efficiently process large diameter workpieces.
  • the X-axis motor 1 2 9, U-axis motor 13 2 and Z-axis motor 104 must be NC-controlled by NC unit 135, and in a normal machining cycle, processing of movement data takes time, making machining difficult. It is.
  • the machining is performed by selecting the high-speed cycle machining of the NC device 135 or the DNC operation.
  • a cylindrical work 16 is formed by stacking a plurality of piston rings with the same phase, and clamped from the left and right by a hand carrier jig (not shown). Then, while maintaining that state, it is carried into the inner and outer peripheral surface processing machine body 1 by the work transfer means 170, and the left spindle 1 110a and right spindle 1 1 1a clamp heads. Set between 110 f and 111 1.
  • the cutting tool 1 2 6 of the outer peripheral processing means 1 2 4 has been retracted to a position where it does not interfere with the right work supporting means 1 1 1, the cutting tool 1 3 3 of the inner surface processing means 1 2 5 Cutting the peripheral surface of 6
  • the X-axis motor 1 28 is rotated to advance the tool support member 124 e in the direction of the work 16, and the cutting tool 126 mounted on the tool support member 124 e is moved to the work 16.
  • the outer peripheral surface of the workpiece is approached to the position where it is cut from one end side, and the inner peripheral surface processing means 1 25 and the cutting tool 1 3 3 and the outer peripheral surface processing means 1 2 4 and the cutting tool 1 26 are used.
  • the inner and outer peripheral surfaces of the work 16 are simultaneously cut.
  • the X-axis motors 12 and 9 and the U-axis motors 13 are separately NC controlled in synchronization with the rotation of the C-axis.
  • the Z-axis slide 10 3 is moved in the Z-axis direction by the Z-axis motor 104 as the machining progresses.
  • the inner and outer perimeters are cut over the entire length of the workpiece. Chips generated during the inner perimeter of the work 16 fall onto the chip conveyor 135 and are cut by the chip conveyor 135.
  • the cutting oil that has been carried out to the chip box 1337 and sprayed on the processing section is collected in the coolant tank 1388.
  • the tool support member 124 e is retracted by the X-axis motor 128 and the cutting tool of the outer peripheral machining means 124 is removed.
  • U-axis slide 1 25a is retracted to the original position by U-axis motor 1 32, and Z-axis is moved by Z-axis motor 104.
  • the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 1 1 2b of the hydraulic cylinder 112 is discharged, and the left spindle 1 1 is acted on by the action of the compression spring 110e. 0 a is moved, and the work 16 is unclamped.

Landscapes

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Description

明細書 ビス ト ン リ ングの複合加工装置 技術分野
本発明は、 ピス ト ンリ ングの内外周加工と切割り加工が行える ビス ト ンリ ングの複合加工装置に関するものである。 背景技術
従来、 エンジンなどに使用する ピス ト ン リ ングの製作には、 多 数の非円形リ ングを積層した状態のワーク （ピス ト ン リ ング集合 体） を、 その内外周面を所定形状に加工した後、 該集合体の 2個 所を軸線方向に切割り して、 その後リ ング径を縮小させ、 切割り 部を密着させた場合に、 外周面が真円となる ピス ト ン リ ングを製 作する方法が一般に採用されている。 そ して、 非円形リ ングを積 層 した状態のワークの内外周面を加工する装置が例えば特開昭 5 4 - 2 1 6 9 1号公報や、 特公平 6 — 7 5 8 1 4号公報などで 提案されている。
上記特開昭 5 4 - 2 1 6 9 1号公報に記載の加工装置は、 積層 されたピス ト ンリ ングから成る ピス ト ン リ ング集合体が取付けら れる工作軸と、 ピス ト ンリ ングの非円形曲線の度合に応じて径方 向に変位し得る切削工具支持手段と、 コンピュータによ り制御さ れ且つその作動方向に前後して設置された、 工具支持手段の径方 向変位のための、 少なく とも 2以上の電気機械的ステップ駆動手 段とを有していることを特徴とする もので、 工作軸を介してヮー ク （ピス ト ンリ ング集合体） を回転させながら、 コ ンピュータに よりステップ駆動手段を制御するこ とによ り、 自由曲線によ り形 成された非円形曲線を有するワークの内外周面を同時に精度よ く 加工できるように構成されている。
一方、 特公平 6 - 7 5 8 1 4号公報に記載の数値制御旋盤は、 リニアモータによりワークの接離方向に進退自在なキヤ リ ッ ジに、 ワークを切削するための切削工具が取付けられており、 上記リニ ァモータをコンピュータによ り数値制御するこ とによ り、 ピス ト ンのようなワークのスカー ト外周を切削加工するよう にしたもの で、 キヤ リ ッ ジの往復動を支承するガイ ド部に複数組の回転部材 と、 偏倚装置を設けて、 ワークを切削加工している間に切削工具 に生じる反力を回転部材と偏倚装置に支持する よ う に したので、 ガタツキやブレが全く ない状態でキヤ リ ッ ジを往復動させるこ と ができることから、 精度の高い切削加工が可能になるなどの効果 を有する。
しかし、 上記特開昭 5 4 — 2 1 6 9 1 公報に記載の加工装置で は、 内外周面を加工したピス ト ンリ ング集合体は、 別の切割り装 置を使用 して切割り加工を行う必要があるこ とから、 装置が複数 基となって設備費が嵩むと共に、 装置を設置するのに広いスぺー スを必要とするなどの不具合がある。
さ らに、 上記特開昭 5 4 — 2 1 6 9 1号公報の特に第 5図に記 載された加工装置では、 前後に並べて設けられた 2個のステップ 駆動手段によ り移動制御されるスライディ ングへッ ド上に、 ヮー クの外周を加工する切削工具が取付けられた工具支持手段を設け ると共に、 上記スライディ ングへッ ド上に、 ステップ駆動手段に よ りスライディ ングへッ ドの移動方向と同じ方向へ移動自在な別 のスライディ ングへッ ドを設けて、 このスライディ ングへッ ドに、 ワークの内周を加工する切削工具の取付けられた工具支持手段を 設けた構成のため、 駆動系が互に重複して複雑となる と共に、 こ れを制御する制御手段も複雑となるため、 装置全体が高価となる 不具合がある。
一方、 上記特公平 6 - 7 5 8 1 4号公報に記載の数値制御旋盤 は、 ワークの外周面のみを加工する旋盤のため、 ワークの内外周 面を同時に加工することができず、 生産性が悪いと共に、 内周と 外周を別の機械で加工した場合、 内外周の同心度が損なわれるな ど、 加工精度も悪い不具合がある。
また、 内外周をそれぞれ別の加工機で加工した後は、 前者公報 に記載の装置と同様に、 別の切割り装置を使用 して切割りを行う 必要があるため、 設備費が嵩んだり、 設備を設置するのに多く の スペースを必要とするなど不具合もあった。
この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもの で、 内外周面の加工と切割り加工が 1 台の装置で行えるよう にし たピス ト ン リ ングの複合加工装置を提供して、 生産性の向上と、 設備費、 設置スペース等の低減を図るこ とを目的とする ものであ る。 発明の開示
上記目的を達成するための本発明による ピス ト ン リ ングの複合 加工装置の第 1 の態様は、
コモンベッ ド上に、 N C装置による同期制御によ り ピス ト ン リ ングを積層してなるワークの内外周面を同時に加工する内外周面 加工機本体と、 前記ワークをその軸線方向に切割り加工する切割 り加工機本体を互いに隣接させて設置した、 ピス ト ン リ ングの複 合加工装置である。
上記構成によ り、 1台の加工装置でピス ト ン リ ングの内外周面 と切割り加工が連続して行えるため、 複数の加工機を別個に設置 する必要がなく、 これによつて設備費や設置スペースの削減が図 れる と共に、 内外周面の加工を完了 した半製品を保管する必要が ないため、 保管する手間やスペースが不要となる。
上記構成において、
前記切割り加工機本体が、 1 カ ツ 夕でワークを複数回に分けて 切割り加工するのが好ま しい。
上記構成によ り、 ピス ト ン リ ングの内外周加工時間と ビス ト ン リ ングの切割り時間が均等化されるためライ ンバラ ンスが向上し、 これによ つて一方の加工機が休止している こ とがな く なるので、 装置全体の稼動率が上り、 生産性の向上が図れるようになる。
上記構成において、
前記内外周面加工機本体と前記切割り加工機本体の間に、 内外 周面の加工を完了したワークを切割り加工機本体へ搬送するヮー ク搬送手段を設置するのが好ま しい。
上記構成によ り、 内外周面加工機本体で加工の完了 したワーク をワーク搬送手段により切割り加工機本体へ搬入するこ とができ るため、 作業者が介在せずに内外周面の加工と切割り加工が連続 して行えるようになる。
上記構成において、 前記内外周面加工機本体を、
軸心をほぼ垂直にしたワークを上下方向から回転自在にクラ ン プするワーク支持手段と、
前記ワーク支持手段を介してワークをその軸心の回りに回転さ せる C軸駆動手段と、
ワークの軸心と直交する X軸方向に移動自在に設けられていて、 切削工具によりワークの外周面を加工する外周加工手段と、
前記 X軸と平行する u軸方向に移動自在に設けられていてヮー クの端部側より挿入された他の切削工具によ り ワークの内周面を 加工する内周加工手段と、
前記ワークを軸心方向へ移動させる Z軸駆動手段とよ り構成し てなるのが好ま しい。
上記構成によ り、 内周面の切削中に発生した切粉は、 下方へ落 下してワーク内に停滞するこ とがないため、 切粉によ り加工精度 が低下することがないと共に、 切粉を排出する手段を別に設ける 必要がないため、 構成も簡単にできる。
また、 上下方向に積層されたビス ト ン リ ングからなるワークを 上下方向にク ラ ンプしてワークを保持するよ う に したこ とから、 ワークを横方向より クラ ンプする場合に比べて加圧手段を支持す る加工装置本体を小型化できる上、 構造も簡単となるため、 装置 のコス トダウンが図れるようになる。
上記構成において、
前記内外周面加工機本体を、
軸心をほぼ水平にしたワークを左右方向から回転自在にクラ ン プするワーク支持手段と、 前記ワーク支持手段を介してワークをその軸心の回り に回転さ せる C軸駆動手段と、
ワークの軸心と直交する X軸方向に移動自在に設けられていて、 切削工具によりワークの外周面を加工する外周加工手段と、
前記 X軸と平行する U軸方向に移動自在に設けられていてヮ一 クの端部側よ り挿入された他の切削工具によ り ワークの内周面を 加工する内周加工手段と、
前記ワークを軸心方向へ移動させる Z軸駆動手段とよ り構成し てなるのが好ま しい。
上記構成により、 内外周面加工するワークの軸心がほぼ水平と なるようにワークを支持する構成と したこ とによ り、 加工装置の 重心や高さを低くするこ とができ、 これによつてコラムの剛性が 増すため、 加工精度が向上する と共に、 ワーク搬送装置などの設 置も容易となる。
上記構成において、
前記切割り加工機本体を、
ワークの切割り中心を該ワーク軸心と平行する B軸に対して偏 心させた状態でワークの両端を上下方向よ り ク ラ ンプする上部 ワーク支持手段及び下部ワーク支持手段と、
前記 B軸を中心にワークを割出し回転させて、 ワークの切割り 位置を割出す B軸割出し手段と、
前記 B軸と平行する Z ' 軸方向に移動自在に設けられていて、 Z ' 軸モータにより Z ' 軸方向に昇降自在なスライ ドと、
前記スライ ド上に設けられていて、 X ' 軸モータによ り ワーク の接離方向に進退自在なスピン ドルへッ ドと、 前記ス ピン ドルへッ ドに設けられていて、 ス ピン ドルモータ に よ り回転させられて前記ワークを切割り加工するカ ツ 夕 とよ り構 成するのが好ま しい。
また、 上記構成において、
前記切割り加工機本体を、
ワークの切割り 中心を該ワーク軸心と平行する B軸に対して偏 心させた状態でワークの両端を左右方向よ り ク ラ ンプする上部 ワーク支持手段及び下部ヮーク支持手段と、
前記 B軸を中心にワークを割出し回転させて、 ワークの切割り 位置を割出す B軸割出し手段と、
前記 B軸と平行する Z ' 軸方向に移動自在に設け られていて、 Z * 軸モータにより Z ' 軸方向に昇降自在なスライ ドと、
前記スライ ド上に設けられていて、 X ' 軸モータによ り ワーク の接離方向に進退自在なスピン ドルへッ ドと、
前記スピン ドルへッ ドに設けられていて、 スピン ドルモータに より回転させられて前記ワークを切割り加工するカ ツ 夕 とよ り構 成するのが好ま しい。
上記構成によ り、 切割り加工されたワークの径を縮小して切割 り部を密着させることによ り、 突き合せ部に口開きが生じる こと がなく 、 かつ真円度の高いピス ト ン リ ングが容易に得られるよう になると共に、 カ ツタ位置を手動で複数軸方向に調整するなどの 煩雑で、 かつ熟練を要する困難な作業を必要と しないため、 段取 り時間の大幅な短縮が図れると共に、 試し切り加工なども必要と しないため、 作業能率の向上が図れるようになる。
また、 調整作業を必要と しないため、 作業に何等熟練を必要と しないと共に、. 加工不良が発生するこ と も少な く なるため、 不良 率の低減とこれに伴う製品のコス トダウンが図れるようになる。 上記構成において、
前記内外周面加工機本体のワーク搬入側にワーク搬入手段を、 前記切割り加工機本体のワーク搬出側にワーク搬出手段をそれぞ れ設けてなるのが好ま しい。
また、 上記構成において、
前記内外周面加工機本体及び前記切割 り加工機本体の上方に、 前記内外周面加工機本体へワークを搬入し、 前記内外周面加工機 本体で内外周面の加工が完了したワークを前記切割り加工機本体 へ搬送し、 前記切割り加工機本体で切割り加工の完了したワーク を搬出するヮ一ク搬送手段を設けてなるのが好ま しい。
上記構成によ り、 ワークの搬入から、 各加工機本体間の搬送及 び加工の完了したワークの搬出を全て自動化するこ とができるた め、 装置の無人運転が可能になり、 これによつて人件費の大幅な 削減が図れるようになる。 図面の簡単な説明
本発明は、 以下の詳細な説明及び本発明の実施例を示す添付図 面により、 より良く理解される ものとなろう。 なお、 添付図面に 示す実施例は、 発明を特定することを意図する ものではな く 、 単 に説明及び理解を容易とするものである。
図中、
図 1 は、 この発明による ピス ト ン リ ングの複合加工装置の第 1 の実施の形態を示す斜視図である。 図 2 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の正面図 である。
図 3 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の側面図 である。
図 4 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の要部の 拡大図である。
図 5 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の C軸駆 動手段及び Z軸駆動手段の断面図である。
図 6 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体のワーク 支持手段の断面図である。
図 7 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の外周加 工手段の断面図である。
図 8 は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の内周加 工手段の平面図である。
図 9は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体の内周加 工手段の側面図である。
図 1 0は、 図 9の X方向からの矢視図である。
図 1 1 は、 上記第 1 の実施の形態の切割り加工機本体の正面図 である。
図 1 2 は、 上記第 1 の実施の形態の切割り加工機本体の平面図 である。
図 1 3 は、 上記第 1 の実施の形態の切割り加工機本体の Z ' 軸 モータ付近の詳細図である。
図 1 4 は、 上記第 1 の実施の形態の切割り加工機本体の X ' 軸 モータ付近の詳細図である。 図 1 5 は、 上記第 1 の実施の形態の切割り加工機本体のス ピン ドルモータ付近の詳細図である。
図 1 6 Aは、 上記第 1 の実施の形態のピス ト ン リ ングの切割り 装置の上部ワーク支持手段の拡大図である。
図 1 6 Bは、 図 1 6 Aの矢印 X VI B方向からの矢視図である。 図 1 7 Aは、 上記第 1 の実施の形態のビス ト ン リ ングの切割り 装置の下部ワーク支持手段の拡大図である。
図 1 7 Bは、 図 1 7 Aの矢印 X W B方向からの矢視図である。 図 1 8は、 上記第 1 の実施の形態の内外周面加工機本体によ り 加工するワークの平面図である。
図 1 9 は、 切割り加工する ピス ト ン リ ングの各部の寸法を示す 説明図である。
図 2 0 A及び図 2 0 Bは、 切割り 中心を B軸に一致させて切割 り した場合の不具合を示す説明図である。 '
図 2 1 A及び図 2 1 Bは、 上記第 1 の実施の形態による ピス ト ンリ ングの切割り方法を示す説明図である。
図 2 2 A及び図 2 2 Bは、 上記第 1 の実施の形態による ビス ト ンリ ングの切割り方法を示す工程図である。
図 2 3 は、 この発明による ピス ト ン リ ングの複合加工装置の第 2の実施の形態を示す平面図である。
図 2 4 は、 上記第 2の実施の形態の内外周面加工機本体の正面 図である。
図 2 5 は、 上記第 2の実施の形態の内外周面加工機本体の側面 図である。
図 2 6 は、 上記第 2の実施の形態の内外周面加工機本体の Z軸 駆動手段の断面図である。
図 2 7は、 上記第 2の実施の形態の内外周面加工機本体の C軸 駆動手段の断面図である。
図 2 8は、 上記第 2の実施の形態の内外周面加工機本体の外周 加工手段の断面図である。
図 2 9は、 上記第 2の実施の形態の内外周面加工機本体の内周 加工手段の一部切欠平面図である。
図 3 0 は、 上記第 2の実施の形態の切割り加工機本体の一部切 欠正面図である。
図 3 1 は、 上記第 2の実施の形態の切割り加工機本体のスピン ドルへッ ド付近の斜視図である。 発明を実施するための好適な態様
以下に、 本発明の好適実施の形態による ピス ト ン リ ングの複合 加工装置添付図面を参照しながら説明する。
まず、 第 1 の実施の形態について説明する。
図 1 はビス ト ンリ ングの内外周面の同時加工と、 内外周面の加 ェが完了したピス ト ンリ ングの切割り加工とが連続して行える複 合加工装置の斜視図である。 ほぼ L字形に形成されたコモ ンべッ ド 1 a上に、 内外周面加工機本体 1 と切割り加工機本体 4 1 が設 置されている。
上記内外周面加工機本体 1 では、 コモ ンベッ ド 1 a上にコラム l bが設置されており、 コラム 1 bの前側に Z軸駆動手段 3 (図 5参照） により上下動方向 （ Z軸方向） へ移動自在な Z軸スライ ド 2が設けられている。 上記 Z軸スライ ド 2 は、 図 3 に示したよう に、 コラム l b の前 面に Z軸方向に布設されたボール式リニアガイ ドよ りなるガイ ド レール 1 c に支承されていて、 コラム 1 b の上部に設置された サーボモータ よ りなる z軸モータ 4 によ り上下動されるよう に なっている。
すなわち、 上記 Z軸モータ 4 の回転軸 4 a には、 図 5 に示すよ う にボールねじょりなるねじ軸 5 が接続されていて、 このねじ軸 5 に Z軸スライ ド 2 に固着されたナツ ト部材 5 aが螺合されてお り、 Z軸モータ 4 によ りねじ軸 5 を正逆回転させる こ とによ り、 ガイ ドレール 1 c に沿って Z軸スライ ド 2 を上下動させるよう に なっている。 そして、 Z軸スライ ド 2 の上部にワイヤロープなど の索条 6の一端が結着されている。
索条 6の中間部は、 コラム l bの上記に回転自在に支承された プー リ 7 に卷回されていると共に、 索条 6 の他端側には、 コラム 1 bの後側に設けられたカウンタウェイ ト 8が吊り下げられてい て、 Z軸スライ ド 2 とカウ ンタウェイ トがバラ ンスするこ とによ り小容量の Z軸モータ 4 によ り上記 Z軸スライ ド 2が上下動でき るようになっている。
また、 上記 Z軸スライ ド 2 には、 上下方向に離間 して、 上部 ワーク支持手段 1 0 と、 下部ワーク支持手段 1 1 が設けられてい る。
上部ワーク支持手段 1 0 は、 図 6 に示すよう に、 Z軸スライ ド 2の上部に設けられた油圧シ リ ンダ 1 2 の下方に設けられていて、 油圧シリ ンダ 1 2の上部に収容されたビス ト ン 1 2 aの下方に設 けられた上部スピン ドル 1 0 aを有している。 上記上部スピン ドル 1 0 a は円筒状をな していて、 複数の軸受 け 1 3 を介して油圧シ リ ンダ 1 2 の下部に、 Z軸と平行な C軸 (上部ス ピン ドル 1 0 aの中心軸） に沿って上下動及び C軸の回 りに回転自在に支承されていると共に、 上部スピン ドル 1 0 aの 外周部に嵌合されたリ ング 1 0 bの上面に、 上記ピス ト ン 1 2 a の下面側がスラス ト軸受け 1 4を介して当接されていて、 油圧シ リ ンダ 1 2の油圧室 1 2 bへ油圧を供給する こ とによ り、 ビス ト ン 1 2 aを介して上部スピン ドル 1 0 aを下方へ加圧できるよう になっている。
上記油圧シリ ンダ 1 2 の中心部には、 上端が油圧シ リ ンダ 1 2 の上面に固着された固定軸 1 0 cが設けられている。
この固定軸 1 0 cの下端側はビス ト ン 1 2 aを貫通して上部ス ピン ドル 1 0 aの中心部に達しており、 該固定軸 1 0 a の下端部 に設けられたばね座 1 0 d上には、 軸受け 1 5を介して上部スピ ン ドル 1 0 aを上方へ付勢する圧縮ばね 1 0 eが複数個設けられ ている。
また、 上部スピン ドル 1 0 aの下部には、 下部ワーク支持手段 1 1 に設けられた下部クラ ンプへッ ド 1 1 f との間でワーク 1 6 をクラ ンプする上部クラ ンプへッ ド 1 0 f が設けられている。 さ らに、 上部スピン ドル 1 0 aの外周部には、 C軸駆動手段 1 8を 構成するギヤ列 1 8 aの従動ギヤ 1 8 bがキ一止めされている。 上記 C軸駆動手段 1 8は、 図 5 に示すように、 コラム l bの上 部にサーボモータよりなる C軸モータ 1 9を有していて、 この C 軸モータ 1 9は減速機 2 0の入力軸 2 0 aに接続されている。 上記入力軸 2 0 aには、 加工時ワーク 1 6 に回転ムラが発生し ないよう回転を安定させるフライホイ ール 2 0 bが取付けられて いる。 減速機 2 0の出力軸 2 0 c は、 C軸駆動手段 1 8のスプラ イ ン軸よ りなる駆動軸 1 8 cの上端にスプライ ン係合されていて、 上記 C軸モータ 1 9によ り減速機 2 0 を介して駆動軸 1 8 cが正 逆回転させられるようになつている。
上記駆動軸 1 8 c は、 ワーク 1 6 の軸心と平行するよう上下方 向を向いて回転自在に支承されていて、 中間部と下端部に上部 ワーク支持手段 1 0及び下部ワーク支持手段 1 1 にそれぞれ設け られたギヤ列 1 8 aの駆動ギヤ 1 8 dがスプライ ン係合されてい る。
これら駆動ギヤ 1 8 dは中間ギヤ 1 8 eを介して上部ス ピン ド ル 1 0 aの外周部及び下部スピン ドル 1 1 aの外周部に設けられ た従動ギヤ 1 0 bにそれぞれ嚙合されていて、 C軸モータ 1 9 に よ り 駆動軸 1 8 c 及びギヤ列 1 8 a を介 して上部ス ピン ドル 1 0 a及び下部スピン ドル 1 1 aを同方向へ同期回転させるこ と ができるようになつている。
上記下部ス ピン ドル 1 1 a も、 上部ス ピン ドル 1 0 a と同様に 円筒状に形成されていて、 軸受け 2 1 を介して Z軸スライ ド 2側 に回転自在に支承されている。 Z軸スライ ド 2 と、 下部スピン ド ノレ 1 1 aの外周部にキ一止めされた従動ギヤ 1 8 b との間にスラ ス ト軸受け 2 2が介在させられている。
そして、 上記下部スピン ドル 1 1 aの上部に、 上部スピン ドル 1 0 aに取付けられた上部クラ ンプへッ ド 1 0 f との間でワーク 1 6をクランプするクランプへッ ド 1 1 f が設けられている。
なお、 C軸モータ 1 9 により上部ス ピン ドル 1 0 a及び下部ス ピン ドル 1 1 aを同期させて回転駆動する際、 駆動軸 1 8 c のス プライ ンやギヤ列 1 8 a のバッ ク ラ ッ シュによ り、 上下スピン ド ル 1 0 a , 1 1 aに回転ムラが発生して両者の位相ずれが生じる。
これを防止するため、 ワーク 1 6 の加工時には、 上下ギヤ列の バッ クラ ッ シュを除去した状態でロ ッ クタイ トなどのロ ッ ク手段 (図示せず） で、 下部スピン ドル 1 1 a とクラ ンプへッ ド 1 1 f との間に嵌合しているプレー ト 1 1 gが下部スピン ドル 1 1 a と 固定できるようになつている。
また、 上記コラム 1 bのほぼ中間部には、 ワーク 1 6 の外周面 を加工する外周面加工手段 2 4 が、 そ してべ ッ ド 1 a 上には、 ワーク 1 6 の内周面を外周面と同時に加工する内周面加工手段 2 5が設置されている。
外周面加工手段 2 4では、 図 7 に示すよう に、 コラム l b に水 平に固着された筒状のガイ ド部材 2 4 a 内にボールスプライ ン 2 4 aを介して工具支持部材 2 4 cが X軸方向 （ C軸と直交する 方向） に移動自在に支承されている。
上記工具支持部材 2 4 c のワーク 1 6側の端部には、 ワーク 1 6 の外周面を切削加工する切削工具 2 6 が工具取付け部材 2 4 dを介して着脱自在に取付けられていると共に、 工具支持部 材 2 4 cの反対側の端部には、 ナツ ト部材 2 7 aが固着されてい て、 このナツ ト部材 2 7 a にボールねじょ りなるねじ軸 2 7の一 端側が螺挿されている。
上記ねじ軸 2 7 の他端側は、 ブラケ ッ ト 2 8 を介してコラム 1 b に取付けられたサーボモータよりなる X軸モータ 2 9 に接続 されていて、 この X軸モータ 2 9 によ りねじ軸 2 7を正逆回転さ せることによ り、 切削工具 2 6をワーク 1 6 の接離方向へ移動さ せることができるようになつている。
またワーク 1 6 の内周面を加工する内周加工手段 2 5 は、 図 8 ないし図 1 0 に示すよう に、 べッ ド 1 a上に上記 X軸と平行する U軸方向に布設されたローラ式リニアガイ ドよ りなるガイ ドレ一 ル 3 1上に支承された U軸スライ ド 2 5 aを有している。
上記 U軸スライ ド 2 5 aの上部は切粉が排出されやすいよう に 屋根形のカバ一 2 5 c によ り覆われている と共に、 U軸スライ ド 2 5 aの下部とべッ ド 1 aの上面間には、 U軸スライ ド 2 5 aを U軸方向へ駆動する リニアサ一ボモータよ りなる U軸モータ 3 2 が設置されている。
また、 ワーク 1 6 の内周面を加工する内周面加工手段 2 5 は、 図 8乃至図 1 0 に示すよう に、 べッ ド 1 a上に上記 X軸と平行す る U軸方向に布設されたローラ式リ ニアガイ ドよ りなるガイ ド レール 3 1上に支承された U軸スライ ド 2 5 aを有している。
上記 U軸スライ ド 2 5 aの上部は切粉が排出されやすいよう に 屋根形のカバ一 2 5 c によ り覆われている （図 1 0参照） と共に、 U軸スライ ド 2 5 aの下部とべッ ド 1 aの上面間には、 U軸スラ ィ ド 2 5 aを U軸方向へ駆動する リニアサーボモ一夕よ りなる U 軸モータ 3 2が設置されている。
なお、 図 9 中、 3 4 は U軸スライ ド 2 5 aの原点位置を検出す る U軸原点検出手段、 3 5 は U軸スライ ド 2 5 aの位置を検出す る リニアスケールなどのスライ ド位置検出手段で、 これら検出手 段 3 4 , 3 5 により検出された信号は Z軸モータ 4、 C軸モータ 1 9、 X軸モータ 2 9、 U軸モータ 3 2などを N C制御する N C 装置 3 5 (図 3参照） へ入力されるようになっている。
以上は内外周面加工機本体 1 の構成の説明であるが、 次に切割 り加工機本体 4 1 の構成を図 1 1 ないし図 1 7を参照して詳述す る。
上記切割り加工機本体 4 1 では、 内外周面加工機本体 1 と同様 に、 コモンべッ ド 1 a上にコ ラム 4 1 b が設置されてお り 、 こ の コラム 4 1 bの前面に上下方向 （ Ζ ' 軸方向） に リニアガイ ドょ りなる一対のガイ ドレール 4 2 が布設されていて、 このガイ ド レール 4 2にスライ ド 4 3が上下摺動自在に支承されている。
上記ガイ ドレール 4 2 の間には、 ガイ ドレール 4 2 と平行する よう ボールねじょりなるねじ軸 4 4 が設けられていて、 このねじ 軸 4 4 に上記スライ ド 4 3側に固定されたナツ ト部材 4 4 aが螺 合されている。 ねじ軸 4 4 の上端はコラム 4 1 b上に設置された サーボモータよりなる Z ' 軸モータ 4 5が接続されていて、 この Z ' 軸モータ 4 5 によりねじ軸 4 4を正逆回転させるこ とによ り、 スライ ド 4 3を Z ' 軸方向へ移動できるようになつている。
図 1 1及び図 1 3 に示したよう に、 上記スライ ド 4 3 にはワイ ャなどの索条 4 6の一端が結着されている。
上記索条 4 6の中間部はコラム 4 1 bの上側に回転自在に支承 されたプー リ 4 7に巻かれていると共に、 上記索条 4 6 の他端部 はコラム 4 1 bの後方に設けられたカウ ンタウェイ ト 4 8 に結着 されていて、 スライ ド 4 3 とカウ ンタウェイ ト 4 8がバラ ンスす ることにより小容量の Z ' 軸モータ 4 5 によ りスライ ド 4 3が移 動できるようになつている。
また、 上記スライ ド 4 3 の上面には、 図 1 1 に示すよ う に水平 方向 （ X ' 軸方向） にリニアガイ ドよ りなるガイ ドレール 4 9が 布設されていて、 これらガイ ドレール 4 9上に X ' 軸方向へ移動 自在にスピン ドルへッ ド 5 0が支承されている。
上記スピン ドルへッ ド 5 0 の下方には、 図 1 4 に示すよう にガ ィ ドレール 4 9 と平行するよう ボールねじょ りなるねじ軸 5 2が 設けられていて、 このねじ軸 5 2 にス ピン ドルへッ ド 5 0 の下部 に固着されたナツ ト部材 5 2 aが螺合されている。 ねじ軸 5 2 の 一端側は、 スライ ド 4 3 側に設置されたサ一ボモータ よ りなる X ' 軸モータ 5 3 に無端ベル ト 5 4 を介して連結されていて、 こ の X ' 軸モータ 5 3 によ りねじ軸 5 2 を正逆回転させるこ とによ り、 スピン ドルヘッ ド 5 0 を X ' 軸方向へ移動できるよう になつ ている。
上記スピン ドルヘッ ド 5 0 には、 図 1 5 に示すよう に X ' 軸と 直交する方向にスピン ドル 5 5が回転自在に支承されている。 上記スピン ドル 5 5の一端側には、 メ タルソーよりなるカ ツ タ 5 6が着脱自在に取付けられている と共に、 スピン ドル 5 5 の他 端側は、 ウ ォーム減速機 5 7を介してイ ンバータ制御の汎用モー 夕よりなるスピン ドルモータ 5 8 に接続されていて、 このスピン ドルモータ 5 8によりスピン ドル 5 5及びカ ツ タ 5 6 が回転させ られるようになっている。
また、 図 1 1 に示すよう に、 上記コモ ンべッ ド 1 a上には、 ス ライ ド 4 3を間にしてコラム 4 1 b と対向する位置に B軸割出 し 手段 6 0が設置されている。
上記 B軸割出し手段 6 0 の上部は、 B軸を中心に割出し回転さ れる割出 しテーブル 6 0 a を有していて、 この割出 しテーブル 6 0 a上に、 ほぼ C字形に形成された支持フ レーム 6 1 が設置さ れている。
上記支持フ レーム 6 1 には、 B軸上に中心が位置し、 かつ上下 に離間して上部ワーク支持手段 6 2 と下部ワーク支持手段 6 3力 設けられている。
図 1 6 A乃至図 1 7 B に示 したよ う に、 上部ワーク支持手段 6 2及び下部ワーク支持手段 6 3 の互に対向する位置には、 軸心 方向に積層された非円形リ ングから成るワーク 1 6 の切割り 中心 0 1を B軸に対してワーク中心 0 1方向へ ε だけ偏心させた状態で ワーク 1 6 の両端を上下方向よ り ク ラ ンプする ク ラ ンプへッ ド 6 2 a , 6 3 aが設けられている と共に、 上部ワーク手段 6 2 の クラ ンプへッ ド 6 2 aは、 支持フ レーム 6 1 の上部に設置された クランプシリ ンダ 6 5により上下動できるようになつている。 そ して、 上記 Z ' 軸モータ 4 5、 X ' 軸モータ 5 3、 スピン ド ルモータ 5 8、 B軸割出し手段 6 0 は、 予め入力された加工デ一 夕を基に N C装置 3 6により N C制御されるようになっている。 次に、 上記構成された加工装置によ り積層された非円形リ ング からなるワーク 1 6を加工する作用を説明する。
このようなワーク 1 6 は、 図 1 8 に示すよう に、 外周面と内周 面の非円形曲線の形状が異なるため、 外周面加工手段 2 4、 内周 面加工手段 2 5を別個に N C制御する必要がある。
また、 ワーク 1 6を C軸モータ 1 9 によ り回転させて、 ワーク 1 6 の内外周面を同時に加工するため、 C軸モータ 1 0 の回転に 同期させて X軸モータ 2 9、 U軸モータ 3 2、 Z軸モータ 4 を N C制御する必要があり、 通常の加工サイ クルでは、 移動データ の処理に時間がかかって加工が困難である。
そこで、 この第 1 の実施の形態では、 N C機能の高速サイ クル 加工か D N C運転を選択して加工を行う。
また、 N C装置 3 6の高速サイ クル加工で加工を行う場合、 基 本処理時間当りの移動量に換算したデータ とそのサイ クルの繰返 し回数等を N Cの高速加工データ領域やヘッダ部に登録して、 加 ェメイ ンプログラムにより高速サイクル加工を行うようにする。 加工に当っては、 複数の非円形リ ングを位相を揃えて積層する ことによ り円筒状のワーク 1 6 を形成し、 図示しないハン ドキヤ リ ャ治具によ り上下方向よ り クラ ンプして、 その状態を保持した まま加工装置本体 1へ搬入し、 上部ス ピ ン ドル 1 0 a及び下部ス ピン ドル 1 1 aのクラ ンプへッ ド 1 0 f , 1 1 f の間にセッ 卜す る。
そして、 この状態で油圧シ リ ンダ 1 2 の油圧室 1 2 b に油圧を 供給して、 ピス ト ン 1 2 a とともに上部ス ピン ドル 1 0 aを下降 させ、 上部スピン ドル 1 0 aのクラ ンプへッ ド 1 0 f と、 下部ス ピン ドル 1 1 aのクラ ンプへッ ド 1 1 f の間で、 ワーク 1 6 の中 心線が上下ス ピン ドル 1 0 a , 1 1 aの中心と一致するようにク ランプする。
次に、 この状態でワーク 1 6 の位相割出しをしたら、 C軸モー 夕 1 9 によ り C軸駆動手段 1 8 を介して上下ス ピ ン ドル 1 0 a , 1 1 aを同期回転させて、 ワーク 1 6 を回転させると共に、 外周 面加工手段 2 4 に設けた切削工具 2 6 によ り ワーク 1 6 の例えば 下端側よ りワーク 1 6の外周面を切削加工し、 同時に內周面加工 手段 2 5の切削工具 3 3 によ り ワーク 1 6 の内周面を下端側よ り 切削加工する。.
また、 ワーク 1 6の内外周面は、 異なる 自由曲線によ り形成さ れているため、 C軸の回転に同期させて X軸モータ 2 9及び U軸 モータ 3 2を別個に N C制御してワーク 1 6 の内外周面を加工す ると共に、 加工の進行とともに Z軸モータ 4 によ り Z軸スライ ド 2を下降させて、 ワーク 1 6 の全長に亘つて内外周を切削加工す る もので、 ワーク 1 6の内周加工中に発生した切粉は下部スピン ドル 1 1 a内を通って下方へ落下するため、 切粉がワーク 1 6 内 に停滞することがなく 、 これによつて切粉によ り加工面が損傷さ れたり、 ワーク 1 6 と工具 3 3 の間に切粉が嚙み込んで、 工具が 破損したり、 工具寿命が早期に低下するこ とがないと共に、 これ らの原因で加工精度が低下するなどの心配もない。
また、 ワーク 1 6 の内外周面は、 異なる 自由曲線によ り形成さ れているため、 C軸の回転に同期させて X軸モータ 2 9及び U軸 モータ 3 2を別個に N C制御してワーク 1 6 の内外周面を加工す ると共に、 加工の進行とと もに Z軸モータ 4 によ り Z軸スライ ド 2を下降させて、 ワーク 1 6 の全長に亘つて内外周面を切削加工 する。 この時、 ワーク 1 6 の内周面加工中に発生した切粉は下部 スピン ドル 1 1 a内を通って下方へ落下するため、 切粉がワーク 1 6 内に停滞することがな く 、 これによつて切粉によ り加工面が 損傷されたり、 ワーク 1 6 と切削工具 3 3 の間に切粉が食み込ん で、 切削工具 3 3が破損したり、 工具寿命が早期に低下するこ と がないと共に、 これらの原因で加工精度が低下するなどの心配も ない。
以上のようにしてワーク 1 6 の加工が完了したら、 U軸モータ 2 9及び U軸モータ 3 2 によ り X軸スライ ド 2及び U軸スライ ド 2 5 aを元の位置まで後退させ、 Z軸モータ 4 によ り Z軸スライ ド 2 を元の位置まで上昇させた後、 油圧シ リ ンダ 1 2 の油圧室 1 2 bの油圧を排出して、 圧縮ばね 1 0 e の作用で上部ス ピ ン ド ノレ 1 0 aを上昇させ、 ワーク 1 6をアンクランプする。
その後ハン ドキヤ リ ャ治具によ り各リ ングの位相がずれないよ うにワーク 1 6を上下方向よ り クラ ンプした状態で、 汎用ロボッ トなどのワーク搬送手段 （図示せず） によ り、 内外周面加工機本 体 1 に隣接するよう コモ ンべッ ド 1 a上に設置された切割り加工 機本体 4 1へ搬送され、 次のように切割り加工が行われる。
ワーク 1 6を切割り加工するに当って、 N C装置 3 6 に予め図 1 9に示す次の加工データを入力しておく。
L ： 切割り加工寸法
D ： 基準加工径
α ： 切割り角度
Τ ： ワーク幅寸法
また、 内外周面加工機本体 1 で内外周面が加工されたワーク 1 6 が、 ワーク搬送手段によ り切割り加工機本体 4 1 の上下部 ワ ー ク支持手段 6 2 , 6 3 の間へ搬入されるが、 こ の と き図 2 O Aに示すように、 ワーク 1 6 の切割り中心 0 1を B軸割出し手 段 6 0 の B軸に一致させて切割り加工を行う と、 カ ツ夕 5 6 の厚 み t によ り、 切割りの完了 したワーク 1 6 の径を縮小した場合、 図 2 0 Bに示すように突き合せ部に口開きが生じて目的とする ピ ス ト ンリ ングが得られない。
これを防止するため、 この第 1 の実施の形態では、 カ ツ 夕 5 6 の厚み tを考慮して、 図 2 1 Aに示すよう にワーク 1 6の切割り 中心 01を B軸に対して、 次式によ り算出した εだけワーク 1 6の 中心 02を挟んで対向する方向へ偏心させて、 上下部ワーク支持手 段 6 2 , 6 3の間でワーク 1 6の上下端をク ラ ンプするよう に し ている。
すなわち、 図 2 1 Aで示すよう に、 カ ツ夕の厚みを t、 B軸を 中心とする切割り角度を α、 ワーク 1 6の幅を Τと した場合、
( t / 2 ) / e = s i n ( a / 2 )
.·· £ = ( t / 2 ) / s i n ( a / 2 )
上式により偏心量 εを算出したら、 割出 し中心 （ Β軸） に対し て、 偏心量 εだけ切割り 中心 01を図 2 1 Αに示すよ う にワーク 1 6の中心 02を挟んで対向する方向へ偏心させて上下ワーク支持 手段 6 2 , 6 3間にワーク 1 6をセッ トする。
なお、 ワーク 1 6を B軸に対して ε だけ偏心させて上下部ヮー ク支持手段 6 2 , 6 3の間に精度よ く セッ トする作業を容易とす るため、 上下部ワーク支持手段 6 2 , 6 3には、 Β軸に対して切 割り 中心が εだけ偏心するよう ワーク 1 6をセッ トできる治具が 設けられている。
これによつて、 カ ツタ 5 6の側面と切割り中心 01を結ぶ直線と、 Β軸， ワーク中心 02及び切割り中心 01を通る中心線の角度が切 割り角度 αの 2分の 1 と一致するため、 Β軸を中心にワーク 1 6 の切割り角度を割出すことによ り真円度の高いピス ト ン リ ングが 得られるようになる。
以上のよう に してワーク 1 6のセ ッ トが完了 したら N C装置 3 6によ制御された自動サイ クルによ り ワーク 1 6の切割り加工 を実施する。 .
まず、 N C装置 3 6からの指令によ りスピン ドルモータ 5 8が カ ツ夕 5 6を図 1 1 の矢印 D方向に回転させ、 同時に B軸割出 し 手段 6 0 の割出しテーブル 6 0 aが B軸を中心に切割り角 α ° 回 転させられて、 はじめに切割りする個所が割り出される。
次に、 X ' 軸モータ 5 3 が回転させられて、 ねじ軸 5 2 によ り ス ピン ドルヘ ッ ド 5 0 が X ' 軸方向へ移動させられ、 回転する カ ツ夕 5 6がワーク 1 6下方の切割り位置まで図 2 2 Αに示すよ うに前進させられる。 - その後、 Z ' 軸モータ 4 5が回転させられて、 ねじ軸 4 4 によ り スライ ド 4 3 が Z ' 軸方向に上昇させられるため、 スライ ド 4 3 に搭載されたカ ツ夕 5 6 によ り、 ワーク 1 6が下端側よ りダ ゥンカツ 卜される。
そして、 スライ ド 4 3 の上昇とともにカ ツ タ 5 6 によ り ワーク 1 6 が下端側よ り上端側へ漸次切割り加工され、 カ ツ タ 5 6 が ワーク 1 6の上端付近に達してワーク 1 6 の切割り加工が完了す ると、 X ' 軸モータ 5 4 によ りスピン ドルヘッ ド 5 0 が元の位置 まで後退されせられた後、 Z ' 軸モータ 4 5 によ りス ラ イ ド 4 3 も元の位置まで下降させられる。
以上のよう にしてはじめの切割り個所の切割りが終了する と、 Β軸割出し手段 6 0の割出 しテーブル 6 0 aが上記と逆の方向に 回転させられて次の切割り位置が割り 出されるが、 このとき B軸 を中心に割出しテーブル 6 0 aが切割り角 α ° 回転させられる と、 カツタ 5 6 の厚み t だけワーク 1 6が余分に切断されて、 切割り の完了したワーク 1 6の径を縮小しても図 2 1 Bに示すような真 円のピス ト ンリ ングが得られない。
これを防止するためには、 カ ツ 夕 5 6 を厚み t 分だけ X軸方向 (図 1 5参照） へオフセッ 卜すればよいが、 この方法では X軸方 向への移動手段と、 これを制御する制御軸を必要と して、 構造や 制御系が複雑となる。
かかる不具合を解消するためこの発明では前述の したよ う に、 予めカツ夕 5 6の厚み t を考慮して切割り中心 0 1を B軸に対して εだけ偏心させている。
これによつて、 カ ツ夕 5 6を厚み t だけオフセッ 卜せずに次の 切割り個所を切割り加工しても、 図 2 1 Bに示すよう に突き合せ 部に口開きが生じることがな く 、 しかも真円度の高いピス ト ン リ ングが得られるようになる。
次の個所の切割り もはじめの個所と同様に、 X ' 軸モータ 5 3 によりスピン ドルへッ ド 5 0が移動させられて、 回転するカ ツタ 5 6がワーク 1 6下方の切割り位置まで図 2 2 Bに示すよう に前 進させられ、 その後 Z ' 軸モータ 4 5 によ りスライ ド 4 3が上昇 させられて、 カ ツ タ 5 6 によ り ワーク 1 6 が下端側よ り ダウ ン カツ 卜される。
そ して、 ワーク 1 6 の上端まで切割 り加工されたら、 X ' 軸 モータ 5 3 によ り ス ピン ドルへッ ド 5 0 が後退させられた後、 Z ' 軸モータ 4 5 によ りスライ ド 4 3が元の位置まで下降させら れる。
以上のよう にしてワーク 1 6 の切割り加工が完了 したら、 クラ ンプシリ ンダ 6 5 によ り上部ワーク支持手段 6 2のクラ ンプへッ ド 6 2 aを上昇させてワーク 1 6 を解放し、 上下部ワーク支持手 段 6 2 , 6 3 の間よ り ワーク 1 6 を搬出 した後、 次に切割り加工 するワーク 1 6 を搬入して上記動作を繰返す。 かく して、 予め N C装置 3 6 に加工データを入力 してお く こ とによ り、 ワーク 1 6 の内外周面の加工から、 切割り加工機本体 4 1 による切割り 加工が全て自動で行えるため、 従来のよう に手動で切割り位置の 調整を行うなどの作業を全く必要と しない。
また、 内外周面加工機本体 1 のワーク搬入側にワーク搬入手段 を、 また切割り加工機本体 4 1 のワーク搬出側にワーク搬出手段 を予め設置するこ とによ り、 ワーク 1 6 の搬入から、 ワーク内外 周面の加工、 ワーク 1 6 の切割り加工及び切割りの完了 したヮ一 ク 1 6の搬出を全て自動で行えるよう になるため、 生産性の大幅 な向上が図れるようになる。
さ らに、 ワーク 1 6の内外周面を加工する時間と、 ワーク 1 6 を切割り加工する時間では、 ワーク 1 6 の内外周面を加工する時 間の方が多く かかるが、 上記第 1 実施の形態では、 切割り加工機 本体 4 1 を 1 カ ツ夕と して、 ワーク 1 6を 2 回に分けて切割り し ている。
これによつて、 ワーク 1 6 の内外周面を加工する時間と、 ヮー ク 1 6を切割りする時間がほぼ同じとなるため、 ライ ンバラ ンス が均一化されて、 切割り加工機本体 4 1 が休止しているこ とがほ とんどなく なることから、 実質的に装置の稼動率が上り、 生産性 の向上に寄与するなどの効果も得られるようになる。
次に、 第 2の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図 2 3 はピス ト ンリ ングの内外周面の同時加工と、 内外周面の 加工が完了したピス ト ン リ ングの切割り加工とが連続して行える 横型複合加工装置の平面図、 図 2 4 は同正面図、 図 2 5 は同側面 図である。
これら図において、 1 0 1 は内外周面加工機本体、 4 1 は切割 り加工機本体で、 コモンべッ ド 1 0 1 a上に左右に離間し、 かつ 同一中心上に位置するように設置されている。
上記内外周面加工機本体 1 0 1 は、 コモ ンベッ ド 1 0 1 a上に コラム 1 0 1 bが設置されており、 コラム 1 0 1 bの前側に Z軸 駆動手段 1 0 3 によ り左右方向 （ Z軸方向） へ移動自在な Z軸ス ライ ド 1 0 2が設けられている。
上記 Z軸スライ ド 1 0 2 は、 コラム 1 0 1 bの前面に Z軸方向 に布設さ れたボール式 リ ニア ガイ ドよ り な る ガイ ド レ ール 1 0 1 c に支承されていて、 コラム 1 0 1 bの後部に設置された サ―ボモータよ りなる Z軸モータ 1 0 4 によ り Z軸方向へ移動さ せられるようになつている。
すなわち、 上記 Z軸モータ 1 0 4 の回転軸 1 0 4 a には、 図 2 6 に示すよう にボールねじょ りなる一対のねじ軸 1 0 5がタイ ミ ングベル トやギヤなどの伝達手段 1 0 4 bを介して接続されて いて、 このねじ軸 1 0 5 に Z軸スライ ド 1 0 2 に固着されたナツ ト部材 1 0 5 aが螺合されており、 Z軸モータ 1 0 4 によ りねじ 軸 1 0 5 と正逆回転させるこ とによ り、 ガイ ドレール 1 0 1 c に 沿って Z軸スライ ド 1 0 2 が左右方向へ移動させられるよ う に なっている。
また、 上記 Z軸スライ ド 1 0 2 には、 左右方向に離間して、 左 側ワーク支持手段 1 1 0 と、 右側ヮーク支持手段 1 1 1 が設けら れている。 左側ワーク支持手段 1 1 0 は、 図 2 6 に示すよう に、 Z軸スラ ィ ド 1 0 3の左側に設けられた油圧シ リ ンダ 1 1 2 の右方に設け られていて、 油圧シ リ ンダ 1 1 2 の内に収容された ピス ト ン 1 1 2 aの右方に、 左スピン ドル 1 1 0 aを有している。
上記左スピン ドル 1 1 0 a は円筒状をな していて、 複数の軸受 け 1 1 3を介して油圧シ リ ンダ 1 1 2 に Z軸方向へ移動及び回耘 自在に支承されていると共に、 左スピン ドル 1 1 0 aの外周部に 嵌合されたリ ング 1 1 0 bの端面に、 上記ピス ト ン 1 1 2 aの端 面がスラス ト軸受け 1 1 4を介して当接されていて、 油圧シリ ン ダ 1 1 2 の油圧室 1 1 2 bへ油圧を供給するこ とによ り、 ピス ト ン 1 1 2 aを介して左スピン ドル 1 1 0 aを右方へ加圧できるよ うになつている。
上記油圧シ リ ンダ 1 1 2 の中心部には、 一端が油圧シ リ ンダ 1 1 2の端面に固着された固定軸 1 1 0 cが設けられている。 この固定軸 1 1 0 c の他端側はピス ト ン 1 1 2 aを貫通して左 スピン ドル 1 1 0 aの中心部に達しており、 他端部に設けられた ばね座 1 1 0 d上には、 軸受け 1 1 4 a を介して左ス ピン ドル 1 1 0 aを左方へ付勢する圧縮ばね 1 1 0 eが複数設けられてい また、 上記左スピン ドル 1 1 0 a の端部には、 上記右側ワーク 支持手段 1 1 1 に設けられたク ラ ンプへッ ド 1 1 1 f との間で ワーク 1 6をクランプするクラ ンプへッ ド 1 1 0 f が設けられて いると共に、 左スピン ドル 1 1 0 a の外周部には、 C軸駆動手段 1 1 8を構成するギヤ列 1 1 8 aの従動ギヤ 1 1 8 bがキ一止め されている。 上記 C 軸駆動手段 1 1 8 は、 図 2 7 に示すよ う に コ ラ ム 1 0 1 b のほぼ中央に固着された減速機 1 2 0 のギヤケース 1 2 0 aに、 サーボモータよ りなる C軸モータ 1 1 9が取付けら れて いて 、 こ の C 軸モー タ 1 1 9 は減速機 1 2 0 の入力軸 1 2 0 aに接続されている。
上記入力軸 1 2 0 bには、 加工時ワーク 1 6 に回転ムラが発生 しないよう回転を安定させるフライホイ ール 1 2 0 c が取付けら れていると共に、 減速機 1 2 0 の出力ギヤ 1 2 0 dは、 スプライ ン軸よ りなる駆動軸 1 1 8 c の左端にスプライ ン係合されていて、 上記 C 軸モー タ 1 1 9 に よ り 減速機 1 2 0 を介 して駆動軸 1 1 8 cが正逆回転できるようになっている。
上記駆動軸 1 1 8 c はワーク 1 6 の軸心と平行するよう水平方 向に回転自在に支承されていて、 中間部と右端部に左側ワーク支 持手段 1 1 0及び右側ワーク支持手段 1 1 1 にそれぞれ設けられ たギヤ列 1 1 8 aの駆動ギヤ 1 1 8 dがスプライ ン係合されてい る。
これら駆動ギヤ 1 1 8 dは中間ギヤ 1 1 8 eを介して左スピン ドル 1 1 0 aの外周部及び右ス ピン ドル 1 1 1 aの外周部に設け られた従動ギヤ 1 1 8 b に嚙合されていて、 C軸モータ 1 1 9 に よ り駆動軸 1 1 8 c及びギヤ列 1 1 8 a を介して左ス ピン ドル 1 1 0 a及び右ス ピン ドル 1 1 1 aを同方向へ同期回転できるよ うになつている。
上記右スピン ドル 1 1 1 a も、 左スピン ドル 1 1 0 a と同様に 円筒状に形成されていて、 軸受け 1 2 1 を介して Z軸スライ ド 1 0 3 側に回転自在に支承されている と共に、 Z軸スラ イ ド 1 0 3 と右スピン ドル 1 1 1 aの外周部にキー止めされた従動ギ ャ 1 1 8 b との間にスラス ト軸受け 1 2 2が介在している。
そ して、 上記右スピン ドル 1 1 1 a に、 左スピン ドル 1 1 0 a に取付けられたクランプへッ ド 1 1 0 f の間でワーク 1 6をク ラ ンプするクランプへッ ド 1 1 1 f が設けられている。
なお、 C軸モータ 1 1 9 によ り左ス ピン ドル 1 1 0 a及び右ス ピン ドル 1 1 1 aを同期させて回転駆動する際、 駆動軸 1 1 8 c のスプライ ンやギヤ列 1 1 8 aのバッ クラ ッ シュによ り、 左右ス ピン ドル 1 1 0 a , 1 1 1 a に回転ムラが発生して位相ずれが生 じる。
これを防止するため、 ワーク 1 6 の加工時には、 ギヤ列のバッ クラ ッ シュを除去した状態でロ ッ クタイ トなどのロ ッ ク手段 （図 示せず） で右スピン ドル 1 1 1 aのプレー ト 1 1 1 gが固定でき るようになっている。
一方、 上記コラム 1 1 O b上には、 ワーク 1 6 の内周面を加工 する内周加工手段 1 2 5が、 そ して、 この内周加工手段 1 2 5 の U軸スライ ド 1 2 5 a上に、 ワーク 1 6 の外周面を内周面と同時 に加工する外周面加工手段 1 2 4が設けられている。
上記外周面加工手段 1 2 4 は、 図 2 8 に示すよ う にコラ ム 1 0 1 bに後面に固着された支持部材 1 2 4 aを有していて、 こ の支持部材 1 2 4 aの端部に、 筒状のガイ ド部材 1 2 4 bが X軸 と平行するよう水平に設けられており、 このガイ ド部材 1 2 4 b 内にボールスプライ ン 1 2 4 cを介して工具支持部材 1 2 4 が X軸方向に移動自在に支承されている。
上記工具支持部材 1 2 4 c のワーク 1 6側端部には、 ワーク 1 6 の外周面を切削加工する切削工具 1 2 6 が工具取付け部材 1 2 4 eを介して着脱自在に取付けられている と共に、 工具支持 部材 1 2 4 cの反対側の端部には、 ナツ ト部材 1 2 7 aが固着さ れていて、 このナツ ト部材 1 2 7 a にボールねじょ りなるねじ軸 1 2 7 の一端側が螺揷されている。
上記ねじ軸 1 2 7 の他端側は、 サ一ボモータよ りなる X軸モー タ 1 2 8が接続されていて、 この X軸モータ 1 2 8を正逆回転さ せる こ とによ り、 切削工具 1 2 6 の取付けられた工具支持部材 1 2 4 dをワーク 1 6の接離方向へ移動できるようになつている。 また、 ワーク 1 6 の内周面を加工する内周加工手段 1 2 5 は、 図 2 9 に示すように、 コラム 1 0 1 bの垂直面 1 0 1 c に上記 X 軸と平行する U軸方向に布設されたローラ式リニアガイ ドよ りな るガイ ドレール 1 3 1上に支承された U軸スライ ド 1 2 5 aを有 している。
上記 U軸スライ ド 1 2 5 aの上部は、 切粉が排出されやすいよ うに屋根形のカバー 1 2 5 c によ り覆われている と共に、 U軸ス ライ ド 1 2 5 a とコラム 1 0 1 bの垂直面の間には、 U軸スライ ド 1 2 5 aを U軸方向へ駆動する リニアサ一ボモータよ りなる U 軸モータ 1 3 2が設置されている。
上記 U軸スライ ド 1 2 5 a の先端側は、 右ス ピン ドル 1 1 1 a の右方に達していて、 先端部にほぼ水平に設けられたボー リ ング バー 1 2 5 b の一端が固着されている。
上記ボー リ ン グバー 1 2 5 b の他端側は、 右ス ピ ン ドル 1 1 1 a内を通ってワーク 1 6 内に達しており、 先端側にワーク 1 6 の内周を切削する切削工具 1 3 3が着脱自在に取付けられて いる。
なお、 図 2 9中 1 3 4は U軸スラ イ ド 1 2 5 aの位置を検出す る リニアスケールなどのスライ ド位置検出手段で、 このスライ ド 位置検出手段 1 3 4 によ り検出された信号は Z軸モータ 1 0 4、 C軸モ一夕 1 1 9、 U軸モータ 1 3 2などを N C制御する N C装 置 1 3 5へ入力されるようになっている。
また、 図 2 3中 1 3 6はチップコ ンペャで、 ワーク 1 6を加工 した際に発生した切粉などのチップを加工機本体 1 0 1 の近傍に 設置したチップボッ クス 1 3 7へ搬出するよう になっていると共 に、 加工中切削部に吹き付けられた切削油は、 クーラ ン トタ ンク 1 3 8に回収されるようになっている。
以上は内外証周面加工機本体 1 0 1 の構成の説明であるが、 次 に切割り加工機本体 1 4 1 の構成を図 3 0及び図 3 1を参照して 詳述する。
上記切割り加工機本体 1 4 1 は、 内外周面加工機本体 1 0 1 と 同様に、 コモンべッ ド 1 0 1 a上にコラム 1 4 1 bが設置されて おり、 このコラム 1 4 l bの前面に左右方向 （ Ζ ' 軸方向） に リ ニァガイ ドよりなる一対のガイ ドレール 1 4 2が布設されていて、 このガイ ドレール 1 4 2に Ζ ' 軸スライ ド 1 4 3が Ζ ' 軸方向に 摺動自在に支承されている。
上記ガイ ドレール 1 4 2の間には、 ガイ ドレール 1 4 2 と平行 するようボールねじょりなるねじ軸 1 4 4が設けられていて、 こ のねじ軸 1 4 4に上記 Z ' 軸スライ ド 1 4 3に固定されたナッ ト 部材 （図示せず） が螺合されている と共に、 ねじ軸 1 4 4の上端 はコラム 1 4 1 bの側面に設置されたサ一ボモータよ りなる Z ' 軸モ一夕 1 4 5が接続されていて、 この Z ' 軸モータ 1 4 5 によ りねじ軸 1 4 4 を正逆回転させる こ とによ り 、 Z ' 軸スライ ド
1 4 3を∑ ' 軸方向へ移動できるようになつている。
また、 上記スライ ド 1 4 3 の上面には、 τ' 軸と直交する水平 方向 （ X ' 軸方向） にリニアガイ ドよ りなるガイ ドレール 1 4 9 が布設されていて、 このガイ ドレール 1 4 9上に X' 軸方向へ移 動自在にスピン ドルへッ ド 1 5 0が支承されている。
上記スピン ドルへッ ド 1 5 0 の下方には、 図 3 1 に示すよう に ガイ ドレール 1 4 9 と平行するボールねじょ りなるねじ軸 1 5 2 が設けられていて、 このねじ軸 1 5 2 にスピン ドルへッ ド 1 5 0 の下部に固着されたナツ ト部材 （図示せず） が螺合されている と 共に、 ねじ軸 1 5 2の一端側は、 τ' 軸スライ ド 1 4 3側に設置 されたサ一ボモータ よ りなる X ' 軸モータ 1 5 3 に無端ベル ト 1 5 4を介して接続されていて、 この X ' 軸モータ 1 5 3 によ り ねじ軸 1 5 2 を正逆回耘させる こ とによ り、 ス ピン ドルヘッ ド
1 5 0を ' 軸方向へ移動させることができるようになつている。 上記スピン ドルへッ ド 1 5 0 には、 図 3 1 に示すよう に X ' 軸 と直交する垂直方向にス ピン ドル 1 5 5が回転自在に支承されて いる。
上記スピン ドル 1 5 5 の一端側には、 メ タルソーよ りなるカ ツ タ 1 5 6 が着脱自在に取付け られている と共に、 ス ピン ドル 1 5 5 の他端側は、 ウ ォーム減速機 1 5 7を介してイ ンバ一タ制 御の汎用モータよりなるスピン ドルモータ 1 5 8 に接続されてい て、 このスピン ドルモータ 1 5 8 によ り ス ピン ドル 1 5 5及び カツタ 1 5 6が回転させられるようになつている。 また、 図 3 Q に示すよう に、 上記コモ ンべッ ド 1 0 1 a上に設 けられたコラム 1 4 l b の一方の対向面には、 B軸割出 し手段 1 6 0が設置されている。
上記 B軸割出し手段 1 6 0 は、 B軸を中心に割出 し回転される 割出 しテーブル 1 6 0 a を有していて、 こ の割出 しテーブル 1 6 0 a上に、 ほぼ C形に形成された支持フ レーム 1 6 1 が設置 されている。
上記支持フ レーム 1 6 1 には、 B軸上に中心が位置し、 かつ左 右に離間 して左側ワーク支持手段 1 6 2 と右側ワーク支持手段 1 6 3が設けられている。
左側ワーク支持手段 1 6 2及び右側ワーク支持手段 1 6 3 の互 に対向する位置には、 軸心方向に積層されたワーク 1 6 の切割り 中心 0 1 を B軸に対してワーク中心 0 2方向へ εだけ偏心させた状 態でワーク 1 6の両端を左右方向よ り クラ ンプするク ラ ンプへッ ド 1 6 2 a ， 1 6 3 aが設けられている と共に、 右側ワーク手段 1 6 3のクラ ンプへッ ド 1 6 3 a は、 上記コラム 1 4 1 bの他方 の対向面側に設置されたク ラ ンプシ リ ンダ 1 6 4 の ビス ト ン杆 1 6 4 cの先端に固着されている。
上記クランプシリ ンダ 1 6 4 は、 上記支持フ レーム 1 6 1 の右 端に固着されたシリ ンダ部 1 6 4 aを有していて、 このシ リ ンダ 部 1 6 4 aは軸受け 1 6 5を介して B軸方向に回転自在に支承さ れてお り 、 こ のシ リ ンダ部 1 6 4 a 内に収容された ビス ト ン 1 6 4 b よ り上記ピス ト ン杆 1 6 4 c が突設されている と共に . シリ ンダ部 1 6 4 a内に左室 1 6 4 1 には、 コラム 1 4 1 b内に形 成されたアンクランプポー ト 1 6 6が、 また右室 1 6 4 2にはクラ ン プポ 一 ト 1. 6 7 が接続さ れていて、 こ れ ら ポー ト 1 6 6 , 1 6 7 よ り左右室 1 6 4 1 , 1 6 4 2 へ供給される圧油によ り、 ワーク 1 6のアンクラ ンプ及びクラ ンプが行えるよう になつてい る。
なお、 図 3 0 中 1 6 8 は ピス ト ン 1 6 4 b に連動された ドグ 1 6 8 a の位置によ ってク ラ ンプ、 ア ンク ラ ンプを検出する リ ミ ッ トスイ ッチなどのクランプ検出手段を示す。
また、 図 2 4 中 1 7 0 は、 横型複合加工機へワーク 1 6を搬入 し、 また加工の完了 したワーク 1 6 を搬出する ワーク搬送手段、 1 7 1 は切割り加工機本体 1 0 1 を制御する N C装置を示す。
次に、 上記のように、 構成された横型複合加工装置の作用を説 明する。
この加工装置によ り加工が可能なワーク 1 6 は、 図 1 8 に示す ように内外周面の形状が同一で、 かつ径のみが異なる ビス ト ンリ ングなどで、 この加工装置によ り比較的加工径の大きなものを能 率よく加工することができる。
また、 ワーク 1 6を C軸モータ 1 1 9 によ り回転させて、 ヮ一 ク 1 6 の内外周を同時に加工するため、 C軸モータ 1 1 0 の回転 に同期させて X軸モータ 1 2 9、 U軸モータ 1 3 2、 Z軸モータ 1 0 4を N C装置 1 3 5 によ り N C制御する必要があり、 通常の 加工サイクルでは、 移動データの処理に時間がかかって加工が困 難である。
そこで、 この第 2実施の形態では、 N C装置 1 3 5 の高速サイ クル加工か、 D N C運転を選択して加工を行う。
また、 N C装置 1 3 5 の高速サイ クル加工で加工を行う場合 基本処理時間当りの移動量に換算したデータ とそのサイ クルの繰 返し回数等を N C装置 1 3 5 の高速加工データ領域やヘッダ部に 登録して、 加工メ イ ンプログラムによ り高速サイ クル加工を行う ようにする。
加工に当っては複数のピス ト ン リ ングを位相を揃えて積層する こ とによ り円筒状のワーク 1 6 を形成し、 図示しないハン ドキヤ リ ャ治具により左右方向よ り クラ ンプして、 その状態を保持した ままワーク搬送手段 1 7 0 によ り内外周面加工機本体 1 へ搬入し、 左スピン ドル 1 1 0 a及び右スピン ドル 1 1 1 a のク ラ ンプへッ ド 1 1 0 f ， 1 1 1 ί の間にセッ トする。
そして、 この状態で油圧シ リ ンダ 1 1 2 の油圧室 1 1 2 b に油 圧を供給して、 ピス ト ン 1 1 2 a とと もに左スピン ドル 1 1 0 a を右方向へ移動させ、 左ス ピン ドル 1 1 0 a のク ラ ンプへッ ド 1 1 0 f と、 右スピン ドル 1 1 1 aのクラ ンプへッ ド 1 1 1 f と の 間で、 ワ ー ク 1 6 の 中心線が左右ス ピ ン ドノレ 1 1 0 a , 1 1 1 aの中心と一致するよ う にクランプする。
次に、 この状態でワーク 1 6 の位相割出 しをしたら、 C軸モ一 タ 1 1 9 によ り C軸駆動手段 1 1 8 を介 して左右ス ピン ドル 1 1 0 a , 1 1 1 aを同期回転させて、 ワーク 1 6 を回耘させる と共に、 U軸モータ 1 3 2 によ り U軸ス ラ イ ド 1 2 5 aを U軸方 向に移動させて、 内周加工手段 1 2 5 の切削工具 1 3 3 をワーク 1 6の内面を一端側より切削する位置へアプローチさせる。
このとき外周加工手段 1 2 4 の切削工具 1 2 6 は、 右側ワーク 支持手段 1 1 1 と干渉しない位置に退避されているため、 内面加 工手段 1 2 5の切削工具 1 3 3がワーク 1 6 の內周面を切削する 直前に X軸モータ 1 2 8を回転させて、 工具支持部材 1 2 4 e を ワーク 1 6方向へ前進させ、 工具支持部材 1 2 4 e に取付けられ た切削工具 1 2 6を、 ワーク 1 6 の外周面を一端側よ り切削する 位置にアプロ ーチさせて、 内周面加工手段 1 2 5 の切削工具 1 3 3 と、 外周面加工手段 1 2 4 の切削工具 1 2 6 によ り ワーク 1 6の内外周面を同時に切削加工する。
また、 ワーク 1 6 の内外周面は、 異なる 自由曲線によ り形成さ れているため、 C軸の回転に同期させて X軸モータ 1 2 9及び U 軸モータ 1 3 2を別個に N C制御してワーク 1 6 の内外周面を加 ェすると共に、 加工の進行とと もに Z軸モータ 1 0 4 によ り Z軸 スライ ド 1 0 3 を Z軸方向へ移動させて、 ワーク 1 6 の全長に 亘つて内外周を切削加工する もので、 ワーク 1 6 の内周加工中に 発生した切粉は、 チップコ ンペャ 1 3 5上に落下して、 チップコ ンべャ 1 3 6 によ りチップボッ クス 1 3 7へ搬出され、 加工部に 吹きかけられた切削油はクーラン トタンク 1 3 8に回収される。 以上のよ う に してワーク 1 6 の内外周面の加工が完了 した ら、 X軸モータ 1 2 8で工具支持部材 1 2 4 e を後退させて、 外周加 工手段 1 2 4の切削工具 1 2 6 を退避位置へ退避させた後、 U軸 モ一夕 1 3 2 により U軸スライ ド 1 2 5 aを元の位置まで退避さ せ、 また Z軸モータ 1 0 4 によ り Z軸スライ ド 1 0 2を元の位置 まで移動させた後、 油圧シ リ ンダ 1 1 2の油圧室 1 1 2 bの油圧 を排出して、 圧縮ばね 1 1 0 e の作用で左スピン ドル 1 1 0 aを 移動させ、 ワーク 1 6をアンクランプする。
その後、 ハン ドキヤ リ ャ治具によ り各ビス ト ン リ ングの位相が ずれないよう にワーク 1 6 を上下方向よ り ク ラ ンプした状態で、 ワーク搬送手段 1 7 0 によ り、 内外周面加工機本体 1 0 1 に隣接 するよう コモンべッ ド 1 0 1 a上に設置された切割り加工機本体 1 4 1へ搬送され、 切割り加工が行われる。
尚、 切割り加工機本体 1 4 1 の作用原理は上記第 1 の実施の形 態の切割り加工機本体 4 1 と同じなので、 その詳細な説明は省略 する。
なお、 本発明は例示的な実施の形態について説明したが、 開示 した実施例に関して、 本発明の要旨及び範囲を逸脱するこ となく 、 種々の変更、 省略、 追加が可能であるこ とは、 当業者において自 明である。 従って、 本発明は、 上記の実施の形態に限定される も のではなく 、 請求の範囲に記載された要素によって規定される範 囲及びその均等範囲を包含する ものと して理解されなければなら ない。

Claims

請求の範囲
1 . コモンベッ ド上に、 N C装置による同期制御によ り ピス ト ン リ ングを積層してなるワークの内外周面を同時に加工する内外周 面加工機本体と、 前記ワークをその軸線方向に切割り加工する切 割り加工機本体を互いに隣接させて設置した、 ピス ト ン リ ングの 複合加工装置。
2 . 前記切割り加工機本体が、 1 カ ツ 夕でワークを複数回に分け て切割り加工するものである、 請求項 1 に記載のピス ト ン リ ング の複合加工装置。
3 . 前記内外周面加工機本体と前記切割り加工機本体の間に、 内 外周面の加工を完了 したワークを切割 り加工機本体へ搬送する ワーク搬送手段を設置した、 請求項 1 に記載のピス ト ン リ ングの 複合加工装置。
4 . 前記内外周面加工機本体を、
軸心をほぼ垂直にしたワークを上下方向から回転自在にク ラ ン プするワーク支持手段と、
前記ワーク支持手段を介してワークをその軸心の回りに回転さ せる C軸駆動手段と、
ワークの軸心と直交する X軸方向に移動自在に設けられていて、 切削工具により ワークの外周面を加工する外周加工手段と、
前記 X軸と平行する u軸方向に移動自在に設けられていてヮー クの端部側より挿入された他の切削工具によ り ワークの内周面を 加工する內周加工手段と、
前記ワークを軸心方向へ移動させる Z軸駆動手段とよ り構成し てなる、 請求項 1乃至 3 のいずれかに記載のピス ト ン リ ングの複 合加工装置。
5 . 前記切割り加工機本体を、
ワークの切割り中心を該ワーク軸心と平行する B軸に対して偏 心させた状態でワーク の両端を上下方向よ り ク ラ ンプする上部 ワーク支持手段及び下部ヮーク支持手段と、
前記 B軸を中心にワークを割出し回転させて、 ワークの切割り 位置を割出す B軸割出し手段と、
前記 B軸と平行する Z ' 軸方向に移動自在に設け られていて、 Z ' 軸モータにより Z ' 軸方向に昇降自在なスライ ドと、
前記スライ ド上に設けられていて、 X ' 軸モータによ り ワーク の接離方向に進退自在なスピン ドルへッ ドと、
前記ス ピン ドルへッ ドに設けられていて、 ス ピン ドルモータ に より回転させられて前記ワークを切割り加工するカ ツ タとよ り構 成した、 請求項 1乃至 3 のいずれかに記載のピス ト ンリ ングの複 合加工装置。
6 . 前記内外周面加工機本体を、
軸心をほぼ水平にしたワークを左右方向から回転自在にクラ ン プするワーク支持手段と、
前記ワーク支持手段を介してワークをその軸心の回りに回転さ せる C軸駆動手段と、 ワーク の軸心と直交する X軸方向に移動自在に設けられていて、 切削工具により ワークの外周面を加工する外周加工手段と、
前記 X軸と平行する u軸方向に移動自在に設けられていてヮー クの端部側よ り挿入された他の切削工具によ り ワークの內周面を 加工する內周加工手段と、
前記ワークを軸心方向へ移動させる Z軸駆動手段とよ り構成し てなる、 請求項 1乃至 3 のいずれかに記載のピス ト ン リ ングの複 合加工装置。
7 . 前記切割り加工機本体を、
ワークの切割り中心を該ワーク軸心と平行する B軸に対して偏 心させた状態でワー ク の両端を左右方向よ り ク ラ ンプする上部 ワーク支持手段及び下部ワーク支持手段と、
前記 B軸を中心にワークを割出 し回転させて、 ワークの切割り 位置を割出す B軸割出し手段と、
前記 B軸と平行する Z ' 軸方向に移動自在に設け られていて、 Z ' 軸モータにより Z ' 軸方向に昇降自在なスライ ドと、
前記スライ ド上に設けられていて、 X ' 軸モータによ り ワーク の接離方向に進退自在なス ピン ドルへッ ドと、
前記ス ピン ドルヘッ ドに設けられていて、 ス ピン ドルモータ に よ り回転させられて前記ワークを切割り加工するカ ツ 夕とよ り構 成した、 請求項 1乃至 3 のいずれかに記載のピス ト ン リ ングの複 合加工装置。
8 . 前記内外周面加工機本体のワーク搬入側にワーク搬入手段を、 前記切割り加工機本体のワーク搬出側にワーク搬出手段をそれぞ れ設けてなる、 請求項 1乃 3 のいずれかに記載のビス ト ン リ ン グの複合加工装置。
9 . 前記内外周面加工機本体及び前記切割り加工機本体の上方に、 前記内外周面加工機本体へワークを搬入し、 前記内外周面加工機 本体で内外周面の加工が完了 したワークを前記切割り加工機本体 へ搬送し、 前記切割り加工機本体で切割り加工の完了 したワーク を搬出するワーク搬送手段を設けてなる、 請求項 1 乃至 3 のいず れかに記載のビス ト ンリ ングの複合加工装置。
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