JPH035936B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば内燃機関のシリンダヘツドのバ
ルブシートとシステムガイド穴の如き複数個所の
加工を一工程でおこなう複合加工装置に関する。

（従来技術） 従来のこの種の複合加工装置には、工作機械の
主軸と同軸に第１工具を装着し、該第１工具より
も小径の第２工具を主軸と同軸に且つ該第１工具
を貫通して軸動可能に設け、該第２工具を該第１
工具に対し軸向に移動させる軸動手段を備えたも
のがあるが、此等は何れも専用機であつて、第１
工具及び第２工具は主軸に直接取付けあり、工具
の交換は易ではなかつた。従つて前述のシリンダ
ヘツドのバルブシートとステムガイド穴の如く、
吸気側と排気側で異なる寸法に加工する必要があ
る複合加工個所を備えた工作物の場合は２工程に
分け２台の専用機でで加工をしていた。また、機
種により異なる寸法の複合加工を要する加工物の
場合は、夫々異なる専用機で加工する必要があ
り、専用機の数及び加工時間の増加が避けられな
かつた。これに対し工具交換装置を備えた工作機
械を使用することが考えられるが、従来は複合加
工を使用できるこの種の工作機械は存在しないの
でバルブシートとシステムガイド穴の如く２つの
加工部分の中心の同軸度に精度を要する複合加工
には適しなかつた。また工具交換回数の増加に伴
う加工時間の増加も避けられなかつた。

（発明の目的） 本発明は、上述の問題を解決する為に、複合加
工工具を１つのユニツトとして交換することがで
きる複合加工装置の提供を目的とする。

（発明の構成） 上述の目的達成の為に本発明は、この種の複合
加工装置において、前記主軸に着脱可能に装着す
る嵌合部を一端に有し且つ前記主軸と同軸の貫通
孔を有する工具ホルダと該工具ホルダの該貫通孔
に軸動可能に嵌合した工具シヤンクと該工具ホル
ダの他端に装着した第１工具と該工具シヤンクの
先端に装着され該第１工具を前記主軸と同軸且つ
軸動可能に貫通する第２工具により複合加工工具
を構成し、前記主軸内の前記複合加工工具の装着
部附近に位置し且つ第第１作動装置により作動し
て前記主軸に装着された前記複合加工工具の前記
工具ホルダを同主軸に固定する第１係止手段と、
前記主軸内に軸動可能に設けた作動部材と、該作
動部材の先端に設けられ且つ第２作動装置により
作動して前記主軸に装着された前記複合加工工具
の前記工具シヤンクの後端を前記作動部材に少な
くとも相対的軸動不能に係止する第２係止手段と
を備え、前記軸動手段は前記作動部材を介して前
記第２工具を前記第１工具に対し軸動させるよう
にしたことを特徴とするものである。

（発明の効果） 上述の本発明は、相対的に軸方向に移動して別
個に加工を行う第１工具と２工具とを備えた複合
加工工具を一つのユニツトとして交換できるの
で、仕様の異なる複合加工個所を備えた工作物を
１台の装置で加工することができ、設備の稼動効
率を高めると共に加工時間を短縮することができ
る。また同時に加工する２つの加工部分の中心の
同軸度の精度を保つことができる。

（実施例） 第１図〜第４図に示す実施例により、先ず本発
明の要部を説明する。主軸１１は工作機械の主軸
ヘツド１００により軸支され、ギヤ１２ａを介し
てモータ（図示せず）により回転駆動される。複
合加工工具３０は主軸１１に着脱可能に装着され
る工具ホルダ３１と、同工具ホルダ３１の貫通孔
３１ｂに軸動可能に嵌合した工具シヤンク３３
と、工具ホルダ３１の先端に装着した第１工具３
５と、工具シヤンク３３の先端に装着され第１工
具３５を主軸と同軸かつ軸動可能に貫通する第２
工具３６により構成する複合加工工具３０は工具
ホルダ３１の嵌合部３１ａを介して主軸１１に装
着され、第１作動装置５０により作動する第１係
止手段４０により主軸１１に固定される。主軸１
１内には軸動可能に作動部材６０を設け、その先
端の第２係止手段６５を第２作動装置７０により
作動させて工具シヤンク３３の後端を作動部材６
０に係止する。そして、第２工具３６は工具シヤ
ンク３３と共に作動部材６０を介して軸動手段８
０により第１工具３５に対して軸動させるもので
ある。

図示の実施例はシリンダヘツドのバルブシート
とシステムガイド穴の複合加工を行うものである
が、先ず第２工具３６を後退させた状態で第１工
具３５をシリンダヘツドのバルブシート面に押付
けて加工し、次いで第１工具３５の微少戻しを行
つた後、第２工具３６を軸動手段８０により前進
させてステムガイド穴の加工を行う。

以下に、本実施例を詳細に説明する。

第１図および第２図に示す主軸ヘツド１０は、
工作機械においては周知の如く、コラム等に装着
し、必要に応じてベツドに対し前後、左右、上下
方向に移動自在に設ける。主軸１１には回転駆動
用のギヤ１２ａを有する筒状体１２がキー１３及
びリングナツト１４を介して固定され、此等は主
軸ヘツド１０と一体の前ハウジング１０ａ内に設
けた軸受１６，１７，１８及び主軸ヘツド１０後
部の軸受１９により軸支され、ギヤ１２ａを介し
てモータにより回転駆動される。主軸１１の先端
（第１図において左端）には後述の複合加工工具
３０の工具ホルダ３１を装着するテーパ穴１５ａ
を備えたアダプタ１５を固定する。

複合加工工具３０は工具ホルダ３１、工具シヤ
ンク３３、第１工具３５、第２工具３６より成
る。工具ホルダ３１は後部に前述のアダプタ１５
のテーパ穴１５ａを介して主軸１１に装着される
テーパ状の嵌合部３１ａを有し、主軸１１の回転
中心軸線と同軸に貫通孔３１ｂを設ける。貫通孔
３１ｂの一部は工具ホルダ３１内に固着されたス
リーブ３１ｃにより形成され、同スリーブ３１ｃ
の内面にはキー溝３１ｄを設ける。工具ホルダ３
１の外周部中央には複合加工工具３０を主軸１１
に着脱する際に使用するフランジ３１ｅを設け
る。工具ホルダ３１の後端にはプレススタツド３
２を螺合固定し、貫通孔３１ｂと同軸の貫通孔３
２ｂを設ける。プルスタツド３２の先端には半径
方向の係合突起３２ａを設け、後述の第１係止止
手段４０と協働して工具ホルダ３１の嵌合部３１
ａをテーパ穴１５ａ内に押付固定する。工具ホル
ダ３１の貫通孔３１ｂ内には工具シヤンク３３を
嵌合し、キー溝３１ｄ内を摺動するキー３４によ
り、工具シヤンク３３は工具ホルダ３１に対し軸
動自在であるが回動は拘速するようにする。工具
シヤンク３３の後端には細径部３３ｂを介して係
合突起３３ａを一体に設ける。係合突起３３ａと
細径部２２ｂは工具シヤンク３３が最も前進した
状態（第１図の状態）でプルスタツド３２の後端
より突出せしめ、係合突起３３ａは細径部３３ｂ
の径とほぼ等しい巾で両側面に面取りを行い、後
述の第２係止手段６５と協働して工具シヤンク３
３を後述の作動部材６０の先端に係合する。工具
ホルダ３１の先端には所定の加工（本実施例にお
いてはバルブシートの切削加工）の為の切刃３５
ａを有する第１工具３５を固定する。第１工具３
５には主軸１１と同軸の貫通孔３５ｂを設け、工
具ホルダ３１の先端にチヤツク３７を介して装着
された第２工具（本実施例においてはステムガイ
ド穴加工の為のガンリーマ）３６を軸動自在に挿
通し、工具シヤンク３３が最も前進した状態で
は、第１図の如く、第２工具３６の先端は第１工
具３５よりも突出させる。貫通孔３５ｂは第１工
具３５に固定したブツシユ３５ｃにより形成す
る。工具ホルダ３１は主軸１１に対し所定の角度
位置において装着するものとし、その為に工具ホ
ルダ３１とアダプタ１５の間には周知の角度位置
決め手段（図示せず）を設ける。

複合加工工具３０の工具ホルダ３１を主軸１１
に固定する第１係止手段４０と第１作動装置５０
は次のとおりである。第１係止手段４０はスリー
ブ４１とホルダ４２とボール４３より成り、第２
図に示す如く複合加工工具３０の装着部附近の右
側の主軸１１内に設ける。ス謡リーブ４１は主軸
１１内面に螺合固定され、その内面に筒状のホル
ダ４２を軸動可能に嵌合保持する。ホルダ４２の
先端部の円周に沿つて複数の保持孔４２ａが穿設
され、ホルダ４２の肉厚よりやや大径の鋼製のボ
ール４３を保持する。ホルダ４２が第２図におい
て左方に移動すればボール４３はスリーブ４１内
面の大径部４１ａ内に位置し、外方に移動可能と
なるので、プレスタツド３２の係合突起３２ａは
ボール４３を押し広げてその間を通過可能とな
る。これにより第１係止手段４０は解除され、工
具ホルダ３１を着脱することができる。工具ホル
ダ３１を装着した状態においてホルダ４２を右方
に移動すればボール４３はスリーブ４１の嵌合部
内面により押されてホルダ４２の内面に突出しプ
レスタツド３２の係合突起３２ａと係合する。ホ
ルダ４２の後端には主軸１１内に同軸に設けた管
状のドローバー４９を螺合固定する。ドローバー
４９は主軸１１に対し軸動可能であるが、係合ピ
ン１１ａと係合溝４９ｂにより回動は拘束され
る。第１作動装置５０はドローバー４９を介して
ホルダ４２を右方に弾圧して第１係止手段４０を
作動させる弾性装置５１と同弾性装置５１に抗し
てドローバー４９を左方に移動して第１係止手段
４０を解除する第１シリンダ装置５５より成る。
弾性装置５１はドローバー４９の後端に螺合固定
した第１フランジ５２と主軸１１の後端に設置し
た第２フランジ５３と両フランジ５２，５３間に
設けた圧縮ばね（皿ばね）５４より成る。圧縮縮
ばね５４はドローバー４９を介してホルダ４２を
右方に弾圧し、プルスタツド３２の係合突起３２
ａに係合するボール４３を介して工具ホルダ３１
の嵌合部３１ａをアダプタ１５のテーパ穴１５ａ
に押圧固定する。弾性装置５１は主軸ベツド１０
に一体に設けられた後ハウジング１０ｂ内に位置
する。第１シリンダ装置５５はシリンダ５６とピ
ストン５７と閉止板５８と押圧子５９より成り、
後ハウジング１０ｂの後端に設ける。第１シリン
ダ装置５５のピストン５７後面と閉止板５８前面
の間に油圧を加えればピストン５７は左方に移動
し、押圧子５９を介して第１フランジ５２を左方
に押し、圧縮ばね５４に抗してドローバー４９及
びホルダ４２を左方に移動し第１係止手段４０を
解除する。第１作動装置５０の第１フランジ５２
とピストン５７と押圧子５９には後述の作動部材
６０を挿通する貫通孔を設ける。

主軸１１には、管状のドローバー４９の内側に
作動部材６０を軸動及び回動自在に設ける。第係
止手段６５は先端に１対の内向突起６６ａをえた
径方向に沿つたＴ型断面の係合溝６６より成り、
作動部材６０の先端に一体に設ける。第２作動装
置７０は作動部材６０の後端に固定したピニオン
７１とラツク７２と第２シリンダ装置７３と同第
２シリンダ装置７３を主軸ヘツド１０と一体の固
定台１０ｃ上に支持する支持部材７４より成る
る。第２シリンダ装置７３が作動すればラツク７
２は往復動し、これに噛合するピニオン７１を介
して作動部材６０は90度の範囲内で回動し、第２
係止手段６５に係合及び解除の両状態を与える。
第３図ｂに示す第２係止手段６５の解除状態にお
いては、その係合溝６６の方向は、アダプタ１５
と工具ホルダ３１の間の角度位置決め手段（図示
せず）及び工具ホルダ３１と工具シヤンク３３と
の間のキー係合手段３１ｄ，３４により定まる工
具シヤンク３３後端の係合突起３３ａのの方向と
一致し、複合加工工具３０を主軸１１に着脱する
ことができる。この状態より第２シリンダ装置７
３が作動して作動部材６０を右方に90度回動し第
３図ａに示す係合状態となる。

第２係止手段６５の係合状態では、軸動手段８
は作動部材６０を介して第２工具３６を工具シヤ
ンク３３と共に軸動することができる。軸動手段
８０は主軸ヘツド１０と一体の固定台１０ｃ上に
主軸１１と平行に設けたガイドレール８１と、同
ガイドレール８１上を移動する移動台８２と、同
移動台８２上に設置した連結手段８３と、移動台
８２に固定した駆動ナツト８６と、これに螺合す
るねじ軸８５と、ねじ軸８５を回動して移動台８
２を駆動する駆動用モータ８４より成る。連結装
置８３は作動部材６０の後端と回動自在で軸動不
能に結合され、従つて、駆動用モータが作動すれ
ば作動部材６０、工具シヤンク３３及び第２工具
３６は軸方向に移動する。

以上に述べた第２係止手段の係脱の為の作動部
材６０の回動と、第２工具３６及び工具シヤンク
３３を移動させる為の作動部材６０の軸動とは互
いに関連して作動する。すなわち作動部材６０に
は軸方向の係合溝６１とその後端に円周溝６２が
設けられ、ドローバー４９には溝６１，６２に係
合する係合ピン４９ｂが設けられてているので作
動部材６０は最も前進した状態においてのみ主軸
１１に対し回動可能であり、この状態では作動部
材６０後端のピニオン７１はラツク７２と噛合し
作動部材６０を回動する。また作動部材６０は先
端の第２係止手段６５が係合している状態におい
てのみ軸動手段８０により後退可能である。作動
部材６が後退すればピニオン７１も２点鎖線７
１′に示す如く後退しラツク７２との噛合は外れ
る。

本実施例の作動は次のとおりである。

主軸１１を所定の角度位置で停止し、作動部材
６０を最も前進させ、第１係止手段４０と第２係
止手段６５を解除した状態において、公知の工具
交換装置により複合加工工具３０の工具ホルダ３
１の把持用フランジ３１ｅを把持し、嵌合部３１
ａを主軸１１先端のアダプタ１５のテーパ穴１５
ａに装着する。次に第１作動装置５０の第１シリ
ンダ装置５５のピストンン５７が後退し弾性手段
５１により第１係止手段４０を作動させて工具ホ
ルダ３１を主軸１１先端のアダプタ１５に固定
し、第２作動装置７０のシリンダ装置７３はラツ
ク７２、ピストンン５７を介して第２係止手段６
５を作動させ工具シヤンク３３を作動部材６０の
先端に係合する。次いで、軸動手段８０が後退
し、作動部材６０を介して第２工具３６及び工具
シヤンク３３を第１工具３５に対し最も後退した
位置とする。ギヤ１２ａを介して主軸１１を回転
駆動すると共に主軸ヘツド１０を前進させて第１
工具３５をシリンダヘツドのバルブシート面に押
付けて加工する。バルブシート面の加工終了後、
主軸ヘツド１０と共に第１工具３５の微少戻しを
行い、主軸ヘツド１０の軸動を停止し、次いで必
要により主軸１１の回転数を変え、第２工具３６
をキー３４を介して主軸１１により回転すると共
に軸動手段８０により前進させてステムガイド穴
の加工を行う。所定の複合加工工具（例えば吸気
弁側の複合加工工具）による上記の加工が終了す
れば同複合加工工具を主軸１１より離脱して次の
加工の為の複合加工工具（例えば排気弁側の複合
加工工具）と交換して次の加工を行う。

本実施例においては第１係止手段４０としてボ
ールロツク型のものを、第２係止手段６５として
はＴ溝を使用したが、此等は何れも他の形式、例
えばコレツトチヤツク等を使用することも可能で
あり、これに応じて第１作動装置５０、第２作動
装置７０も其等に適したものを選択すればよい。
また、複合加工工具３０は第２工具３６が最も前
進した状態で主軸１１に着脱するようにしたが第
２工具３６が後退した状態で着脱するようにして
もよい。また第２工具３６の加工送りは主軸１１
の送りを停止し軸動手段８０により行つたが、軸
動手段８０をシリンダ装置等による前後の２位置
の切換のみとし主軸１１により第２工具３６の加
工送りを行つてもよい。

（実施例の効果） 上述の本実施例は、主軸１１に対し着脱可能な
複合加工工具３０を備え、その第１工具３５と第
２工具３６は夫々別個の第１係止手段４０と第２
係止手段６５により主軸側に係止され相対的軸動
可能に制御されるので、第１，第２工具夫々に適
した加工条件で加工物を加工でき、しかも複合加
工工具３０全体をまとめて交換することができ
る。従つて工具交換の回数が減少して加工時間を
短縮できると共にシリンダヘツドのバルブシート
とステムガイド穴加工の如く仕様の異なる複数の
工具箇所（吸気側と排気側）のある加工物でも１
台の装置で１工程で加工することができる。また
本装置に工作物判別装置に組合せて使用すれば、
機種が異なり、従つて加工仕様の異なるシリンダ
ヘツド等の作物を１台の装置に順不同で送り込ん
でもそれに対応して加工することができる。従つ
て、加工時間の短縮と共に稼動効率を高め、生産
計画に対し柔軟に対応することができる。なお、
本実施例の複合加工工具３０により同時に加工さ
れる箇所の中心の同軸度は、単一加工工具により
２度に分けて加工される場合に比して、高精度に
保たれることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第
１図及び第２図は夫々前部及び後部の縦断面図、
第３図ａ及び第３図ｂは作動状態を示す第１図の
−断面図、第４図は第２図の−断面図で
ある。 符号の説明、１１……主軸、３……複合加工工
具、３１……工具ホルダ、３１ａ……嵌合部、３
１ｂ……貫通孔、３３……工具シヤンク、３５…
…第１工具、３６……第２工具、４０……第１係
止手段、５０……第１作動装置、６０……作動部
材、６５……第２係止手段、７０……第２作動装
置、８０……軸動手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機械の主軸と同軸に第１工具を装着し、
   該第１工具よりも小径の第２工具を主軸と同軸に
   且つ該第１工具を貫通して軸動可能に設け、該第
   ２工具を該第１工具に対し軸方向に移動させる軸
   動手段を備えた複合加工装置において、前記主軸
   に着脱可能に装着する嵌合部を一端に有し且つ前
   記主軸と同軸の貫通孔を有する工具ホルダと該工
   具ホルダの該貫通孔に軸動可能に嵌合した工具シ
   ヤンクと該工具ホルダの他端に装着した第１工具
   と該工具シヤンクの先端に装着され該第１工具を
   前記主軸と同軸且つ軸動可能に貫通する第２工具
   により複合加工工具を構成し、前記主軸内の前記
   複合加工工具の装着部附近に位置し且つ第１作動
   装置により作動して前記主軸に装着された前記複
   合加工工具の前記工具ホルダを同主軸に固定する
   第１係止手段と、前記主軸内に軸動可能に設けた
   作動部材と、該作動部材の先端に設けられ且つ第
   ２作動装置により作動して前記主軸に装着された
   前記複合加工工具の前記工具シヤンクの後端を前
   記作動部材に少なくとも相対的軸動不能に係止す
   る第２係止手段とを備え、前記軸動手段は前記作
   動部材を介して前記第２工具を前記第１工具に対
   し軸動させるようにしたたことを特徴とする複合
   加工装置。