JPH03178735A - ３―相―クランク軸加工 - 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、軸受直径、特に主軸受直径、並びにクランク
軸などの加工材料に隣接した側壁−側面の加工に関する
ものである。

［従来の技術］ これら加工材料の場合、特に軸受直径に関しできるだけ
高い仕上精度だけでなく理論直径の丸味も目標とされ、
さらに仝ゆる大量生産の加工材料の場合のようにできる
だけコスト上有利な製作が必要とされる。しばしば、効
果的に種々異なるこれら目標設定を達成すべ〈従来既に
、最適と思われる７Ｊ［］工法（すなわち回転加工、切
削または研磨〉がしばしば選択されている。さらに、加
工に際し加工材料の頻繁な交換は新たな締付の際の小さ
い差により仕上げ不正確さをもたらし或いは少なくとも
次のカ０工工程の時間的遅延をもたらし、したかって単
一の締付における仕上加工が目標とされる。

上記加工方法の他、いわゆる回転掃除 （Ｄｒｅｈｒ’ａＵｍｅｎ　）も既にドイツ特許出願Ｐ
３５２３２７４弓から知られており、この場合は外周に
刃力呻己憎されている円盤状の掃除工具が加工に際し急
速回転する加工材料に対しゆっくり回転して、その周面
を加工する。その際、個々の刃を回転掃除工具の周面に
対しこの工具の中心点から増人勺る距離に位置ぜしめて
、給送運動を行うことができる。しかしながら、この給
送運動は、全ての刃を工具中心点から同距離に位置せし
めると共に給送運動を加工材料に対する全工具の半径方
向運動により行なって実現することもできる。このいわ
ゆる回転掃除により、通常の回転加工によるよりも高い
精度が軸受直径の製作に際し達成される。勿論、回転掃
除工具における刃の個数は工具の外周によって制限され
、加工材料の限られた半径方向寸法しか減少させること
ができない。

したがって、後の時点でクランク軸を仕上加工するには
単一の工作機に関し回転加工と回転掃除との組合せを行
なう。その際、工具長手軸線に対し平行な軸線を中心と
して旋回しうる工具には溝バイトのため使用される刃だ
けでなく回転掃除のため使用される刃をも位置せしめる
。最も簡単な場合、この工具には加工すべき全軸受直径
の幅を有する溝バイトと、必要に応じ作成すべき軸受直
径の全幅を有する回転掃除刃とを位置せしめる。

溝バイト（これは実際には一般にガタッキを防止すべく
軸受直径の長手方向寸法よりも狭い）により、先ず最初
に軸受直径を初期の大きい寸法から約１／１０ｍｍの寸
法程度の極めて小さい寸法まで回転加工する。次いで工
具を加工材料から後退させると共に、約１０００回転／
ｍｉｎの程度の加工材料の高回転数を維持しながら旋回
自在な工具の回転掃除刃を製作すべき軸受直径まで円弧
状に旋回させ、この旋回運動は回転掃除刃が加工材料の
２回転以上にわたり〈大抵の場合、２回転にわたり〉保
合し続けるような速度を有する。この回転掃除加工によ
り、クランク軸の軸受直径は予備研磨を回避することが
でき、かつ仕上研磨のみを行なう程度まで仕上加工され
る。

この加工には大抵の場合、まだ行なわれていない側壁の
側面の加工を伴い、溝パイ１〜を用いる表面回転加工に
よってこれを行なう。

さらに、たとえば軸受直径の近傍におＧプる側壁側面に
必要とされるような刺通または背後刺通（Ｅｉｎｓｔｉ
ｃｈ　ｏｄｅｒ　Ｈｉｎｔｅｒｓｔｉｃｈ　）を面刺通
または回転掃除などによって作成せねばならない。この
ため、溝バイトが同様に旋回自在な工具に一体化されて
いる。

従来の回転加工により特に刺通の際には良好な表面を与
える回転掃除の場合よりも一層迅速な加工経過が達成さ
れるが（特により多量の材料を処理する場合）、フライ
スは大抵の場合回転１吊除および通常の回転加工よりも
相当悪い表面形状を一層迅速に与える。

［発明が解決しようとする課題］ 上記から出発し、本発明の課題は、クランク軸における
側壁−側面ａ３よび軸受直径を迅速であり、しかも高い
仕上品質にて作成しうるような方法、およびこれを実施
するための装置を提供することにある。

側壁の側面の加工品質については極く僅かの要求しか設
定されない。同時に、この場合には最大の半径方向の加
工工程を行なわねばならないだけでなく、同時に大抵の
場合除去すべき材料が落下する。

［課題を解決するための手段］ 上記課題は、本発明によれば、請求項１および３の特徴
によって解決される。

この場合、先ず最初に軸受直径に隣接した側壁側面また
は隣接する両側壁−側面でさえ加工材料の安定性に応じ
て同時に、たとえば円盤状の心残しフライスによって加
工され、このフライスは側壁の外側縁部から軸受直径ま
で予備加工される。

その際、切削工具および加工すべき側壁の寸法に応じ加
工材料は少なくとも初期には静止し、かつ場合により所
望の半径方向給送深さに達した後に徐々に再回転して、
加工経過をクランク軸の回転方向にて側壁側面に沿って
達成する。これには、勿論、いゆわるＣ−軸駆動部（す
なわち加工材料の回転位置制御駆動部）が必要とされる
。

この種の駆動部が存在せずに、その代りとして実施例に
示すように７ライスユニツトのためのＹ−軸が実現され
れば、側壁をフライスユニットに対し直接整列させると
共に、これを軸受直径に対し予備加工するのに充分であ
る。これにより、所定フライス深さを達成した後に側壁
−側面の除去すべき材料の残部がフライス盤に残る。こ
れを減少させるには、フライスユニットを両側にてＹ−
方向に移動させる。これにより、残部は完全には除去さ
れないが、加工材料の機能を悪化させないよう充分小さ
くなる。

さらに軸受直径の加工には、これは妨げとならない。何
故なら、側壁の側面は軸受直径の外側限界よりも長手方
向にさらに後退するからである。

このため、先ず最初に軸受直径を回転加工および回転掃
除によって加工した後、側壁−側面を切削によって加工
するよう、一連の加工工程を選択することかできる。

この加工工程が終了した後、切削工具を加工材料から後
退させ、既知の組合せ回転加工／回転掃除工具を使用し
、これにより自体公知の方法で軸受直径自身を仕上加工
し、かつ必要に応じさらに側壁−側面などに対し必要な
穿刺などを行なう。

この加工の間に加工材料が締付けられ続けることは勿論
であり、この場合上として締付けが両側にて回転駆動自
在なチャックにより行なわれるか或いは片側にてセンタ
リング先端部だけにより行なわれるかどうかは加工材料
の安定性に依存する。

このようにして、再締付なしにクランク軸を仕上加工し
つるためには、切削ユニットだけでなく組合せ回転加工
／回転掃除ユニットもそれぞれ独立して少なくともＸ一
方向に移動自在として相互に阻止しないようにせねばな
らない。クランク軸に対する複数の軸受位置を順次に加
工すべき場合は、さらにこれら加工ユニットの運動可能
性がＺ一方向にも必要となる。

好ましくは、カロ工材料に関する両加工ユニットの配置
は互いに直径方向で対向し、さらにＸ一方向を垂直に選
択して、これにより一方では良好な切削物落下をかつ他
方では加工工程の良好な観察可能性を確保する。

加工材料の上方および下方における両加工ユニットの垂
直な走行性は種々異なる床形状により実現することがで
き、これは加工ユニツ瞼を組立てるＺ一方向における床
キャリッジを移動させるための案内平面の配置に応じて
異なる。

しかしながら、好ましくは自体公知の方法でたとえば重
合体コンクリートからなる床下部と金属製床上部とで構
成された機械床が使用され、床上部には角度をもって互
いに配置された２個の分離した案内平面を個々の成分を
Ｚ一方向に案内するため設ける。両案内平面のそれぞれ
には床キャリッジを案内し、ここにそれぞれ１個の加工
ユニットを組立てる。

ここで床上部はたとえばドイツ特許出願Ｐ３９２１６４
９号公報から公知であるような形状を有する。両案内平
面は互いに直角に配置され、第１の上側案内平面は旋盤
の背後鎖酸から前方向に操作員側まで下降し、第２の案
内平面は第１案内平面の前側縁部から下方かつ後方向に
延びて張山部を形成する。さらに第２案内平面の最上案
内面に至るまで全ての案内面は急傾斜とし或いは張出さ
れて、ここに金属切削物が決して保持されえないように
する。第１案内平面の案内面は全て回転中心の上方に位
置する。この場合、個々の案内部は部分的に複数の案内
面を備え、そのうち各１個は対応の案内部が属する各案
内平面に対し常に平行に位置する。さらに第２案内平面
は２個の案内面を有する１個の案内部を備え、前記案内
面はそれぞれ両案内平面の一方に対し平行である。これ
ら案内部は、理論的な両案内平面の交点近くに位置する
。上記ドイツ特許出願には床形状の利点についても詳細
に示され、すなわち大雄把に言えば床から突出する加工
ユニットの水平面に欠点なしに阻害なく切削物の落下が
生じ、したがって重力によって生ずる回転モーメントを
犠牲にすることがない。この床形状に基づき、さらにＹ
一方向への運動可能性も与えることができ、これは上記
クランク軸の加工には必ずしも必要でないが、加工材料
につき他の個々の物品を製作するには必要となる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明による工作機を実施例
につきさらに説明する。

第１図の右側に認められる床１の前側には、下部かほぼ
三角形断面を有する大抵の場合コンクリートで構成され
た床下部１１が存在し、さらにこの上に載置された金属
からなるほぼ矩形断面を有する床上部１０を見ることが
できる。この矩形断面を有する床上部１０は傾斜位置し
、その上側面は前方向に（すなわち工作機の操作員の方
向に〉（頃斜する。

床上部１０のこの上面には、工作機の両７Ｊ［１エユニ
ツトの一方を案内する。このため、床キャリッジ３は床
上部の上面にて機械長手方向（すなわちＺ一方向〉に移
動自在である。この床、キャリッジ３上には上側支持体
４がＺ一方向に対し水平横方向に操作員に対し接近離間
移動することができ、これにより工作機のＹ−軸も実現
される。

工作機のＸ−軸は平面キャリッジ５により実現され、こ
の平面キャリッジは上側支持体４にて垂直方向に移動自
在である。この平面キャリッジ５には切削ユニット６′
を固定し、外側に刃を設けたフライス盤１４を支持して
駆動させる。このフライス盤１４は第１図に簡単な円盤
として図示され、さらに第２図には１個のみのフライス
盤１４の歯が象徴的に図示されている。

さらに工作機は主軸１２とクランク軸を固定しかつ駆動
させるための心押台２と他の加工ユニットとを備えるが
、これらは床上部１０の張出した前面にて案内される。

第２７ＪＯエユニツトの場合はＸ−軸のみが実現されて
Ｙ−軸は実現されないので、平面キャリッジ１５は床キ
ャリッジ１３に対し垂直に直接固定される。

第２図に示したように、下側加工ユニットも主軸１２も
床下部１１の傾斜前面と接触せず、特にそこに落下した
切削物を床１の前に位置する切削物コンベア８まで移送
するのに役立ち、このコンベアを溝として図示する。

第２図には、第１図を参照した説明した＠造群の他に個
々の案内部および案内面がさらに示されそこで個々の成
分の相対的移動を行なう二床上部１０の上側では切削ユ
ニットを支持する床キャリッジ３が２個の案内部２０．
２４によってＺ一方向に案内される。これら案内部のそ
れぞれは複数の案内面を備え、案内部２０の案内面２１
および２３、並びに案内部２４の案内面２６は案内平面
１０１の方向に位置し、すなわち前方向に操作員まで下
降する。さらに、両案内部２０および２４はそれぞれ１
個の案内面２２もしくは２５を備え、これは他の案内面
の方向に対し横方向に延在する。

このようにして、案内部２０の案内面２２および２３は
上方向に突出する屋根状プリズムを形成し、これは他の
案内面２２に対し接続されかつ案内面２３に対し平行な
案内面２１によりり一字形案内部を完成する。したかつ
て、床キャリッジ３の組立および解体には床キャリッジ
３から脱着しうる桟３８が必要であり、この桟はり一字
形案内部２０に係合すると共に案内面２１に当接する。

案内部２４の場合、案内面は案内部２０の案内面とは異
なり互いに直角でなく、両案内面２５および２６は互い
に鋭角で位置し、かくして実際には半燕尾状案内部を形
成する。この室内部２４に嵌合する床キャリッジ３の部
分は、場合により楔桟２７として着脱自在に形成される
。

床キャリッジの駆動は、第２図に示した駆動軸７を介し
て行なわれる。

さらに第２図において、この上側工具ユニットの場合、
傾斜した案内平面１０１にも拘らず、これに沿って床キ
ャリッジ３が床上部１０上を移動し、床上部はこの床キ
ャリッジ３上を機械の長手方向に対し横方向に移動自在
な上側支持体４を水平方向に位置した案内部１８に沿っ
て移動させる。

さらに、この上側支持体４に対し平面キャリッジ５は垂
直であって、カロ工材料の回転中心に対し接近離間する
方向に移動自在である。

切削ユニットによる上記加工にはＹ−軸の実現は必要で
ないが、それから出発して多くの場合にはこのＹ−軸は
既に存在し、しかも切削ユニットに対し工具ユニットを
交換することにより既存の旋盤を再装備する場合に必要
となる。

Ｘ−軸およびＹ−軸の垂直方向および水平方向の移動は
、操作員による工具運動の追跡だけでなく、操作員に対
し常に伝達される機械のプログラミングをも容易化させ
る。

垂直位置するＸ−軸に対応して、フライス盤１４の下に
は正確に第２の加工ユニット（すなわち線ｔによって示
される組合せた回転加工／回転掃除装置４４）が位置す
る。回転加工／回転掃除装置４４をＺ一方向に移動させ
る床キャリッジ１３は案内平面１０２にて案内面３３に
対し上方向かつ案内部３４に対し下方向に案内され、こ
れは案内平面１０２に対し平行かつ張出した案内面３６
と、直角に連結した案内面４２と、下方向に鋭角で連結
した案内面３５とで構成され、これはたとえばＰＥＫＵ
部材によって所定位置に保たれる。

これら案内部の全案内面は、前方向に幅広に突出する床
上部１０の上側前縁部の背後に後退し、したがって上方
から落下する切削物、工具およびその他の物体から保護
される。駆動軸７および１７は、床キャリッジのＺ一方
向の移動に役立つ。

さらに第２図には、回転加工／回転掃除装置４４に対し
溝バイト４５だけでなく２個の回転掃除刃４６も図示さ
れている。加工すべき軸受直径に大ぎい加工幅が存在す
る場合は、勿論ガタッキ運動を防止すべく穿刺一回転を
多くの部分的加工工程にて平行的に行なうことができ、
これは複数回の回転加工／回転掃除装置４４の後退およ
び接近により或いはさらにこれら装置４４に対し変位配
置された複数の溝バイト４５によって行なわれ、これら
はそれぞれ部分領域を加工するために設けられている。

さらに、この場合には２個の回転掃除刃４６が図示され
ており、これは中心点から増大する距離で回転加工／回
転掃除装置４４を備え、接近運動は刃の増大する間隔で
行なわれる。勿論、相応の僅か減少する寸法の場合、回
転掃除刃は１個まで減少させることができ、或いは複数
の既存の回転掃除刃の場合これらは回転加工／回転掃除
装置の中心点から同間隔を有することもでき、この場合
には工具支持ユニット１６のＸ一方向運動により調整を
行なわねばならない。その際、回転掃除刃４６が全く係
合しない際には、調整運動を行なわねばならない。これ
には、たとえば約７００ｍｍの回転加工／回転掃除装置
４４の直径の場合、約９゜の刃間隔にて既に充分である
。

さらに理論的には、回転穿刺過程および回転掃除過程の
実施につき１個の同じ刃を使用することもできる。しか
しながら、両加工過程には若干幾何学的に異なる形態の
刃をしばしば最適な加工結果を得るために案内するので
、単に１個の共通刃に制限することは回避される。この
場合、切削装置６が回転中心４０（すなわち加工材料２
９）の上方に配置される。何故なら、その下に位置する
回転加工／回転掃除装置が僅かに下降して、上方から落
下する切削物によりたとえば溝バイト４５と加工材料２
９との付着が生ずるからである。これに対し、逆配置の
場合、フライス盤１４の列間における空間に切削物がよ
り容易に落下し、ここで望ましくない加工結果または工
具の損償をもたらす。勿論、機械の前には他の邪魔板な
どを配置して、機械の前に落下する切削物を切削物コン
ベアに案内することもできるが、大抵の場合は小ざく軽
い飛ｒ１ｉする切削物が切削の際に発生し、これらの切
削物を機械の方向であるが操作員の方向でなく飛散させ
るよう手で回転方向を選択して行ない、操作員を保護す
べく仝装置を保護カバーにより覆うことは勿論である。

さらに、回転加ゴニ／回転掃除装置４は他に１個の溝バ
イトを備え、これらはたとえば軸受直径と側壁−側面と
の間の境界範囲内で必要とされる穿刺などを行なうため
に必貧となる。

クランク軸をこのように加工した後には他の一般的な予
備研磨を省略することができ、したがって僅か１回の軸
受直径の仕上研磨（すなわち極く僅かの減寸〉しか必要
としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は加工材料を支持してない工作）幾の全体的斜視
図であり、 第２図は第１図による工作機の横断面図である。 ２・・・心押台　　　　　　３・・・床キャリッジ４−
上部支持体　　　　５・・・平面キサ１ノツジ６・・・
切削ユニット　１０・・・床−１部１１・・・床−１部
　　　　　１２・・・主軸２０・・・案内部　　　　　
２１・・・案内面２２．２４・・・案内面 代 理 人 ブｒ 理 土 鈴 木 郁 男 第１ 図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）軸受直径、特に主軸受直径、並びにクランク軸に
   隣接する側壁−側面および同様な加工材料を締付けて仕
   上加工する方法において、−側壁−側面を理論寸法にて
   軸受直径まで切削し、 −軸受直径を小さい寸法まで回転加工し、 −軸受直径を理論寸法まで回転掃除して良好な表面品質
   を得、 −必要に応じ軸受の領域にて穿刺、自由穿刺および背後
   穿刺（Ｅｉｎｓｔｉｃｈｅｎ、Ｆｒｅｉｓｔｉｃｈｅｎ
   、ＨＩｎｔｅｒｓｔｉｃｋｅｎ）を回転加工／回転掃除
   することを特徴とする仕上加工方法。 （２）軸受直径の回転加工後の寸取が約１／１０ｍｍで
   あることを特徴とする請求項１記載の方法。 （３）加工材料を回転駆動自在に工作機に締付けると共
   に、工作機は互いに独立して少なくともＸ−方向に移動
   自在である少なくとも２個の加工ユニットを備え、少な
   くとも一つの加工ユニットは切削ユニットである一方、
   少なくとも一つの加工ユニットは回転加工／回転掃除ユ
   ニットであることを特徴とする請求項１または２記載の
   方法を実施する工作機。 （４）切削ユニットが少なくとも１個の円盤状心残しフ
   ライスを備えることを特徴とする請求項３記載の工作機
   。 （５）回転加工／回転掃除ユニットが全幅にわたり軸受
   直径を回転加工するための溝バイトと全幅にわたり軸受
   直径を回転掃除するための回転掃除刃との他に、さらに
   加工材料長手軸線に対し平行な軸線を中心として旋回自
   在である工具支持体に対し側壁−側面にて溝部を回転加
   工するための溝バイトを少なくとも備えることを特徴と
   する請求項３または４記載の工作機。 （６）回転加工／回転掃除ユニットの工具支持体がほぼ
   円盤状であることを特徴とする請求項５記載の工作機。 （７）加工ユニットが加工材料に関し対向する側部に位
   置することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に
   記載の工作機。 （８）工作機のＸ−軸が垂直配置されたことを特徴とす
   る請求項３〜７のいずれか一項に記載の工作機。 （９）工作機が互いに角度をもって位置する２個の案内
   平面を有する機械床をＺ−方向に備え、−個々の案内面
   を備えた複数の案内部が属する各案内平面にはＺ−方向
   に移動する少なくとも１個の床キャリッジが走行し、こ
   こにＸ−方向に移動自在な加工ユニットを位置せしめ、 −両案内平面（１０１、１０２）が互いに直角位置し、 −第１案内平面（１０１）が旋盤の背後領域から前方向
   、すなわち操作員側の方向へ下降し、かつ −第２案内平面（１０２）が第１案内平面 （１０１）の前側領域から下方向かつ背後方向へ延在し
   て張出部を形成する ことを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の
   工作機。 （１０）第２案内平面（１０２）の最上案内面（３１）
   まで第２案内平面（１０２）の下側床キャリッジに必要
   とされる全ての案内面が急傾斜で位置し或いは張出して
   、ここに金属切屑物を溜めえないようにしたことを特徴
   とする請求項９記載の工作機。 （１１）第２案内平面（１０２）が２個の案内面（３１
   、３２）を有する案内部（３０）を備え、そのうち一方
   の案内面（３１）が第１案内平面（１０１）に対し平行
   に位置すると共に、他方の案内面（３２）が第２案内平
   面（１０２）に対し平行に位置し、さらに 第２案内平面（１０２）が少なくとも１個の他の案内部
   （３４）を備え、これに案内部（３０）の案内面（３２
   ）に対し平行に位置する案内面（３６）を設けたことを
   特徴とする請求項９または１０記載の工作機。 （１２）所定の案内平面（１０１もしくは １０２）の各案内部（２０、２４）もしくは（３０、３
   ４）が、各案内平面（１０１もしくは１０２）に対し平
   行な少なくとも１個の案内面（２１、２３、２６または
   ３２、３３、３６）を備えることを特徴とする請求項９
   〜１１のいずれか一項に記載の工作機。 （１３）第１案内平面（１０１）の全案内面（２１〜２
   ６）が、第２、案内平面（１０２）の案内面（３１〜３
   ６）よりも高く位置することを特徴とする請求項９〜１
   ２のいずれか一項に記載の工作機。 （１４）第２案内平面（１０２）の案内部 （３０）が、第１案内平面（１０１）の案内面（２１〜
   ２６）から水平方向に位置することを特徴とする請求項
   ９〜１３のいずれか一項に記載の工作機。 （１５）案内部（３０）の案内面（３１および３２）が
   密集位置することを特徴とする請求項９〜１４のいずれ
   か一項に記載の工作機。 （１６）案内面（３１および３２）が互いに隣接するこ
   とを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載の
   工作機。 （１７）案内部（３４）の案内面（２６）が、第１案内
   部（３０）からできるだけ大きい間隔で配置されたこと
   を特徴とする請求項９〜１６のいずれか一項に記載の工
   作機。 （１８）床上部（１０）が鋳物からなり、これをセメン
   トコンクリートからなる床下部（１１）と接合させ、さ
   らに長い引張ボルトにより螺着し、このボルトを回転ボ
   ルトの直径よりも少なくとも２倍大きい穴部に挿通した
   ことを特徴とする請求項９〜１７のいずれか一項に記載
   の工作機。 （１９）床上部と回転ボルトの頂部との間にはそれぞれ
   ロール体を配置して、床下部およびそこに螺着された引
   張ボルトに対する床上部の変位を引張ボルトの追加引張
   なしに可能にすることを特徴とする請求項９〜１８のい
   ずれか一項に記載の工作機。