JPH03117501A - 軸物専用工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばカムシャフトのような比較的長尺の軸
物を旋削加工するのに適した軸物専用工作機械に関する
。

従来の技術 従来、カムシャフトを旋削加工する場合、先ずセンタリ
ングマシンでワークの両端にセンタ穴加工及び端面加工
を行なったのち、旋盤にてワークの外径を加−Ｌする方
式が採用されている。この加工方式では、２種類の工作
機械すなわちセンタリングマシンと旋盤を必要とし、し
かもワークの種類（寸法、形状など）が変わる毎に段取
り換えをしなければならないのである。

発明が解決しようとする課題 上述した従来の加工方式は、多量生産する場合において
は、工程を分１１１１Ｌ、各工程を専用機で加工するこ
とにより、生産効率を高めることができるので、好都合
であるけれども、多種少量生産の場合や試作部品を加重
する場合には、設備コストがかかりすぎるという問題点
があった。

本発明は、このような従来の加工方式の問題点に鑑みこ
れを解決すべくなされたものであり、１台の機械だけで
黒皮のワークから旋削加工の完了まで自動的に加工でき
、かつ種類の異なるワークに対してもＮＣプログラムを
変更するだけて容易に対応することが可能な軸物専用−
■二作機械を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の軸物専用工作機械
は、Ｚ軸方向の同一軸線」二に相対向して配置され、か
つ相互に接近離反可能に設りられた２つの主軸台と、前
記両主軸台にそれぞれ回転駆動可能に設けられ、かつ互
いに対向して配置されている中空軸からなる２つの主軸
と、前記両主軸の前端開口に設けられた工具用チャック
と、前記両主軸の前端部外周に設けられたワーク用チャ
ックと、前記ワーク用チャックの前端部に固装された端
面バイトと、前記両主軸の中空孔内に個別的に軸方向へ
移動可能に収容されたセンタドリル及びセンタ軸と、前
記両主軸の後部に設けられ、前記センタドリル及びセン
タ軸を個別的に軸方向へ往復移動させて、前記工具用チ
ャックに差し換えるようにした自勤王具交換装置と、前
記両主軸台の中間に移動可能に設けられ、ワークを前記
両主軸と同軸上に支持してクランプする移動チャックと
、Ｚ軸方向及びＸ軸方向へ移動可能に設けられた刃物台
とを備えていることを特徴とする。

前記センタドリル及びセンタ軸は、それぞれ複数本ずつ
前記＋輔の中空孔内に収容しておき、摩耗あるいは折損
しまたときなどに容易かつ迅速に交換できるようにする
ことが望ましい。また、形状の異なるセンタドリル及び
センタ軸を収容しておき、ワークに対応してセンタドリ
ル及びセンタ軸を適宜選択できるようにする。

作用 黒皮のワークは移動チャックによりクランプして両主軸
台の中間の所定位置に固定支持される。

両主軸台がワーク両端に接近し、主軸の工具用チャック
にクランプしたセンタドリルでワークにセンタ穴を加工
すると共に、端面バイトにより端面を加工する。次に、
両主軸台がワークから離れ、工具用チャックにセンタド
リルに換えてセンタ軸がクランプされる。再び両主軸台
がワークに接近し、両センタ軸でワークを支持すると、
移動チャックがアンクランプしてワークから離れる。続
いて、一方の主軸に設けたワーク用チャックが作動して
ワークの一端をクランプすると同時に、該主軸が回転し
てワークを回転させ、クランプされていないワーク他端
から途中まで外径を旋削加工する。次に、−旦ワークの
回転を停止し、前記ワーク用クランプによるワークのク
ランプを解除したのち、他方のワーク用クランプが作動
して外径加エされたワーク他端をクランプする。しかる
のち、クランプした側の主軸が回転してワークを回転さ
せ、前の工程で加工できなかったワークの外径部分を旋
削加工して、両センタ穴加工、両端面加工及び全外径加
工が完了する。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る軸物専用工作機械の概略を示す
平面図である。

１０はベツド、１１及び１２はベツド１０上においてＺ
軸方向に相対向して配置された第１主軸台及び第２主軸
台であって、それぞれサーボモータ１３及び１４により
、同一軸線上に沿ってＺ軸方向へ往復移動可能に設けら
れ、相互に接近離反するようにＩｌｌされる。

１５は刃物台で、ガイドレール１６に沿ってＺ軸と平行
に往復移動自在に設けられると共に、ガイドレール１７
に沿ってＸ軸と平行に往復移動自在に設けられており、
該刃物台１５にはタレット１８がＺ軸と平行に配設した
回転軸１９を中心に割出し回転可能に設けられている。

タレット１８の各装若面にはバイトなどの旋削工具２０
が取り付けられているム ２１は両主軸第１１と１２の中間に配置された移動チャ
ックで、Ｚ軸及びＸ軸と平行に移動自在に設けられ、加
工するカムシャフトなどのワークＷを後述する２つの主
軸３１と同軸上に支持してクランプするようになってお
り、比較的長い軸物のワークＷを支持するため、図示の
ように２台の移動チャック２１が２軸方向に適宜の間隔
を隔てて配置されている。

移動チャック２１は、第２図に示すように、チャック本
体２２に固設された固定爪２３と、チャック本体２２に
ビン２５を介して枢動自在に取り付けられた２つの可動
爪２４．２４とを有し、両可動爪２４．２４はチャック
本体２２に組み込んだ油圧シリンダ２６のピストンロッ
ド２７に連動連結され、油圧シリンダ２６によって開閉
位置へ作動せしめられるようになっている。

両主軸台１１及び１２は同一の内部構造を有しているの
で、一方の主軸台１１について第３図及び第４図を参照
して説明する。

３１は主軸で、全長に亘って貫通した中空孔３２を有す
る中空軸により形成されている。該主軸３１は軸受３３
及び３４を介して主軸台１１に回転自在に支承されると
共に、主軸台１１に内蔵した駆動モータ３５のロータ３
６が外嵌して固装され、駆動モータ３５と一体化されて
いる。駆動モータ３５のステータ３７は主軸台１１に固
装されている。

主軸３１の前端にはフランジ部３８が連設され、該フラ
ンジ部３８に後述する工具用チャック４１の取付は筒体
３９と、後述するワーク用チャック５１のハウジング４
０が主軸３１と同心状に固着されている。

工具用チャック４１はコレットチャックであって、コレ
ット４２が取付は筒体３９の前端開口に嵌着され、該コ
レット４２に摺動自在に外嵌した筒状のクランプピスト
ン４３をシリンダ４４に嵌装した皿ばね４５により主軸
３１内方へ付勢してコレット４２をクランプしており、
かつ、主軸３１及び取付は筒体３９に配設した圧油供給
路４６を通じて供給される圧油によりクランプピストン
４３を皿ばね４５に抗して主軸３１外方へ押し出してコ
レット４２をアンクランプするようになっている。圧油
は回転油圧継手４７を介して圧油供給路４６に供給され
る。

ワーク用チャック５１は３つのチャック爪５２（第４図
参照）を備えた３つ爪チャックである。

３つのチャック爪５２はハウジング４０の前側カバー４
０ａの前面に放射状に配置して取り付けられる。各チャ
ック爪５２は後側面に固着突設した支持軸５３を有し、
該支持軸５３は球面軸受５４を介して前側カバー４０ａ
に軸方向摺動並びに傾動可能に支持されている。支持軸
５３の後端には作動アーム５５が固着されている。

一方、ハウジング４０には各チャック爪５２に対応して
３つのエアシリンダ５６が設けられている。各エアシリ
ンダ５６のピストン５７には、先端部分に傾斜カッ・而
５９を有するピストンロッド５８が連設されており、該
ピストンロッド５８にチャック爪５２の作動アーム５５
がボルト６０を介して連結される。ボルト６０は作動ア
ーム５５に設けたバカ孔６１に挿通しτロッド５８に固
着され、したがって作動アーム５５はピストンロッド５
８に対１−１て傾動ｉｉＪ能に連結されている。そし、
で、作動アーム５５とハウジング４０との間に介装置ま
た押しばね６２の作用で作動アーム５５に装置１．た鋼
球６３（図示を省略１〜たばねにより突出勝手に付勢さ
れている。）を傾斜カム面５９に押接さぜることによ−
って、作動アーム５５は常にがた付きのない状態でビス
（・ンロツド５８に対し傾動可能に連結されている。

ピスト〉５７はエア供給路６４を通じて供給される圧空
気によりクランプ側へ押動され、ピストンロッド５８が
作動アーム５５を介して支持軸５３を前方へ押し、出す
と共に、傾斜カム面５９で作動アーム５５及び支持軸５
３の先端側を下向きに傾動させて、チャック爪５２を第
３図に仮想線で示すクランプ位置へ作動するようになっ
ている。

また、ピストン５７はエア供給路６５を通じて供給され
る圧空気によりアンクランプ側へ押１．戻され、これに
連動する作動アーム５５及び支持１［１１５３を介１．
てチャック爪５２が第３図の実線で示すアンクランプ位
置に戻る。なお、圧空気は丁、ア供給リング６６を介１
７τエア倶給路６４及び６５に供給されるようになって
いる。

７０は端面バイトで、前側カバー４Ｏａの前面に固定１
．て取り付けられている。

７１はセンタドリル、７２はセンタ軸、７３は工具保持
体で、主軸３１の中空孔３２に収容１７たセンタドリル
７１及びセンタ軸７２を個別的に軸方向へ往復移動させ
て工具用チャック４１に差Ｌ２換える自動工具交換装置
の主体をなしている。該］−具保持体７３は中空孔３２
に嵌挿され、後端に連設置、たフランジ部７４を介して
主軸台１１の後側カバー１１ａに固定支持されている。

Ｔ只保持体７３には軸線と平行に延びる複数の案内孔７
５が貫設されていて、各案内孔７５の前端開口部分に工
具保持部７６が形成され、中間部位に後述する引戻しば
ね８０の係１１・段部７７が設けられている。

７８は各案内孔７５に摺動自在に挿ａ１７た作動杆で、
その後端に連設した鍔部７９と案内孔７５の係止段部７
７との間に介装した引戻しばね８０により後方の待機位
置へ付勢されている。

８１は工具押出し用シリンダ装置で、後側カバー１１．
　ａに連設した取付は筒８２に固装されている。該シリ
ンダ装置８１は複数の作動杆７８に対応する複数のエア
シリンダ８３を備えており、各エアシリンダ８３の作動
時に、そのピストンロッド８４の先端に装着した抑圧片
８５が各作動杆７８の後端鍔部７９に而接し、引戻しば
ね８０に抗して作動杆７８を案内孔７５の■−具保持部
７６側へ押し出すようになっている。

８６は工具連結金具で、各作動杆７８の前端に可撓性の
連結ワイヤ８７を介して連結され、該工具連結金具８６
に軸受８８を介ｊ２てセンタドリル７１又はセンタ軸７
２が回転自在に保持されている。そして、作動杆７８が
後退位置にあるとき、連結ワイヤ８７が案内孔７５に引
き込まれ、工具連結金具８６が工具保持部７６に嵌合し
て、センタドリル７１又はセンタ軸７２が所定位置に収
容保持される。また、作動杆７８が前進位置にあるとき
、連結ワイヤ８７を介してセンタドリル７１又はセンタ
軸７２が個別的に押１−出され、工具用チャック４１の
コレット案内部４２ａに誘導されてアンクランプの状態
にあるコレット４２に挿通し、コレット４２から所定長
さ突出１．た姿勢てクランプされる。

なお、センタドリル７１及びセンタや市７２は、それぞ
れ複数本ずつ工具保持体７３に収容保持し５ておき、摩
耗あるいは折損したとき直ちに交換できるようにしであ
る。また、形状の異なるセンタドリル７１及びセンタ軸
７２を収容しておき、ワークに対応して適宜交換できる
ようにすることが望ましい。

更に、センタドリル７１及びセンタ軸７２はコレット４
２にクランプして使用する際、突出先端部分に端面バイ
ト７０の刃先が近接するので、図示のように切欠きタイ
プのものを採用する。

次に、上記構成を有する専用工作機械による加工順序を
第５図ないし第９図を参照して説明する。

まず、黒皮のワークＷを両主軸台１１と１２との中間に
おいて２台の移動チャック２１．２１によりクランプし
て、２つの主軸３１．３１と同軸上に固定して支持する
。このとき、主軸３１の工具用チャック４１にはセンタ
ドリル７１がクランプされている（第５図参照）。

次に、両主軸３１．３１が回転し、それぞれ工具用チャ
ック４１を介してセンタドリル７１を回転させる。この
状態で両主軸台１１．１２がワークＷの両端面に接近し
、センタドリル７１によりセンタ穴９１を加工する（第
６図参照）。同時に、前側カバー４０ａに固定されワー
ク用チャック５１と一体になって回転する端面バイト７
０により端面加工してワークＷを所定長さに仕上げる（
第７図参照）。

次に、両主軸台１１．１２がワークＷから離れる。そし
て、両主軸３１．３１の回転が停止し、工具用チャック
４１をアンクランプした状態において１．自動工具交換
装置の工具押出し用シリンダ装置８１が前述のように作
動して、センタドリル７１とセンタ軸７２を交換する。

交換されたセンタ軸７２は工具用チャック４１によりク
ランプされる。

この状態で両主軸台１１．１２が再びワークＷの両端に
接近し、両センタ軸７２．７２でワークＷを支持する。

このとき、センタ軸７２がセンタドリル７１より長くし
であるため、端面バイト７０はワークＷに当らない。こ
のように両センタ軸７２．７２でワークＷを支持すると
、移動チャ・ツク２１．２１がワークＷをアンクランプ
してワークＷから離れる（第８図参照）。続いて、第１
主軸台１１のワーク用チャック５１が前述のように作動
し、３つのチャック爪５２が前方へ突出しながら傾動し
てワークＷの一端（図示の例では左端）をクランプする
。この状態で第１主軸台１１の主軸３１が回転すると、
これに連動する前記ワーク用チャック５１を介してワー
クＷが回転するので、刃物台１５に取り付けた外径バイ
ト２０により、クランプされていないワーク他端から途
中までの外径を旋削加工する（第８図参照）。

次に、−旦ワークＷの回転を停止し、第１主軸台１１側
のワーク用チャック５１によるワークＷのクランプを解
除したのち、第２主軸台１２側のワーク用チャック５１
が作動し、３つのチャック爪５２で外径加工されたワー
ク端部をクランプする。この状態で第２主軸台１２の主
軸３１が回転し、これに連動する前記ワーク用チャック
５１を介してワークＷが回転するので、外径バイト２０
により前の工程で加工されなかったワークＷの外径部分
を旋削加工する（第９図参照）。

以上の加工順序でワークＷの両センタ穴加工、両端面加
工及び全外径加工が完了する。

なお、上記した一連の加工工程はＮＣ制御により容易に
全自動化することができる。また、形状、寸法など種類
の異なるワークに対してもＮＣプログラムを変更するだ
けで容易に対応することが可能である。

発明の効果 本発明は上記の構成を有しているから、軸物ワークの両
センタ穴加工、両端面加工及び全外径加工が１台の機械
で自動化でき、多種少量生産の製品や試作部品などの加
工に最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る軸物専用工作機械の概略平面図、
第２図は移動チャックの一部切欠き側面図、第３図は主
軸台要部の縦断正面図、第４図は四端面図、第５図ない
し第９図は加工工程順序を示す説明図である。 ５・・・刃物台 １・・・主軸 １・・・工具用チャック ト・・ワーク用チャック １１．１２・・・主軸台 ２１・・・移動チャック ３２・・・中空孔 ４２・・・コレット ５２・・・チャック爪 ７１・・・センタドリル　７２・・・センタ軸７３・・
・工具保持体　　７８・・・作動杆８０・・・引戻１７
ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚ軸方向の同一軸線上に相対向して配置され、か
   つ相互に接近離反可能に設けられた２つの主軸台と、 前記両主軸台にそれぞれ回転駆動可能に設けられ、かつ
   互いに対向して配置されている中空軸からなる２つの主
   軸と、 前記両主軸の前端開口に設けられた工具用チャックと、 前記両主軸の前端部外周に設けられたワーク用チャック
   と、 前記ワーク用チャックの前端部に固装された端面バイト
   と、 前記両主軸の中空孔内に個別的に軸方向へ移動可能に収
   容されたセンタドリル及びセンタ軸と、前記両主軸の後
   部に設けられ、前記センタドリル及びセンタ軸を個別的
   に軸方向へ往復移動させて、前記工具用チャックに差し
   換えるようにした自動工具交換装置と、 前記両主軸台の中間に移動可能に設けられ、ワークを前
   記両主軸と同軸上に支持してクランプする移動チャック
   と、 Ｚ軸方向及びＸ軸方向へ移動可能に設けられた刃物台と
   、 を備えている軸物専用工作機械。
2. （２）前記自動工具交換装置が、 前記主軸の中空孔に嵌挿され、後端部が前記主軸台に固
   定支持されている工具保持体と、前記工具保持体に軸方
   向へ貫通して設けた複数の案内孔と、 前記案内孔に往復移動可能に挿通した作動杆と、前記作
   動杆の前端に連結ワイヤを介して連結され、前記センタ
   ドリル又はセンタ軸を回転可能に保持する工具連結金具
   と、 前記作動杆を所定の後退位置に引き戻すばね手段と、 前記作動杆を前記ばね手段に抗して前進させ、前記セン
   タドリル又はセンタ軸を前記工具用チャックのクランプ
   位置まで移動させる押出し装置とにより構成されている
   請求項（１）記載の軸物専用工作機械。
3. （３）前記センタドリル及びセンタ軸が、それぞれ複数
   本ずつ前記主軸の中空孔内に収容されている請求項（１
   ）又は（２）記載の軸物専用工作機械。