JPH09253902A - Ｎｃ自動旋盤における背面加工方法及び背面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸制御を持たない簡便な構造のサブスピンド
ルを備えたＮＣ自動旋盤において、ＮＣ装置の軸数を何
等増やすことなく、ワークの背面の加工を可能にした背
面加工方法及び背面加工装置を提供する。 【解決手段】 主軸台の動きに着目してサブスピンドル
に保持されたワークに対し、主軸台の移動を利用して素
材を介して背面加工装置をサブスピンドルに向けて移動
させてワークの背面を加工する方法とし、これを実施す
るために戻しバネを備えただけの簡単な構造の背面加工
装置を刃物台に取り付け、素材によって背面加工装置の
後端を押しながらサブスピンドル側のワークの背面を加
工するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＮＣ自動旋盤に
おける背面加工方法及び背面加工装置に関するもので、
特に主軸で保持された丸棒素材に加工を行い、これを主
軸に対向して配置されているサブスピンドルで保持しな
がら切り落とし、この素材の切り落とし側の端面（背
面）に穴明けなどの加工を行うＮＣ自動旋盤における背
面加工方法及び背面加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来ワークの背面加工を行うには、例え
ば特公平５ー４９４０１号公報に記載されているよう
に、ワークを保持したサブスピンドルの移動をＮＣ制御
によって行い、所定のツールによって必要な背面加工を
施している。このようにサブスピンドルの軸方向移動は
ＮＣ制御によるため任意な位置まで移動したり、あるい
は任意の送り速度を選定することができるので、必要な
ツールと組み合わせることによって各種の背面加工を可
能とするものである。また、最近の市場ではローコスト
なＮＣ自動旋盤の要求が多くなりつつあり、この要求を
満たすためにサブスピンドルの移動にＮＣによる軸制御
を用いないで、油圧機器あるいは空圧機器などを使用し
た簡便な駆動装置を用いているものが増えつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術のうち、
前者の特公平５ー４９４０１号公報に記載されている発
明は、サブスピンドルの移動をＮＣ制御によって行って
いるため、ＮＣの軸数がこのために特別に増えることと
なり、構造が複雑になるとともに非常に高価なものとな
る。また、後者のサブスピンドルの移動に油圧機器ある
いは空圧機器などを使用するものは、簡便な構造であ
り、安価なものである。しかし、もともとこの簡便な構
造のサブスピンドルは、主軸側に向かう前進端とこれと
反対の後退端の２位置の動きしかできず、長物ワークの
サポートに使用したり、ワーク突切り時のダボ取りに使
用するのが目的であるため、かなり限定された簡単な背
面加工、例えば、背面側の端面切削や穴の面取り程度以
外は、ワークの背面加工がきわめて困難であった。

【０００４】この発明の目的は、前記した後者のＮＣに
よる軸制御を持たない簡便な構造のサブスピンドルを備
えたＮＣ自動旋盤において、ＮＣ装置の軸数を何等増や
すことなく、ワークの背面の加工を可能にした背面加工
方法及び背面加工装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達するため本
発明にかかるＮＣ自動旋盤における背面加工方法は、主
軸台の動きに着目してサブスピンドルに保持されたワー
クに対し、主軸台の移動を利用して素材を介して背面加
工装置をサブスピンドルに向けて移動させてワークの背
面を加工するようにした。

【０００６】上記の加工方法を実施するために本発明
は、主軸台に対向する位置において主軸中心線方向に前
進及び後退する２位置制御を可能としたサブスピンドル
と、刃物台に取り付けられた背面加工装置とを有し、該
背面加工装置の移動を主軸台の移動を利用して素材を介
して制御し、サブスピンドルに保持されたワークの背面
を加工する背面加工装置を提供するようにしたものであ
る。

【０００７】さらに、前記背面加工装置は、刃物台に取
り付けられる内径加工用ブラケットと、該内径加工用ブ
ラケットに軸方向に移動可能に嵌挿されるツールスピン
ドルと、該ツールスピンドルがサブスピンドルに対して
常時後退する位置に付勢される付勢手段を設けてなり、
この付勢手段は、内径加工用ブラケットの一端とツール
スピンドルの一端との間に介在させた戻しバネからなる
ものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明によれば、主軸に保持さ
れた長物素材に刃物台のツールにより必要な加工を施し
た後、サブスピンドルが主軸側に向けて前進端に達する
と、サブスピンドルのチャックがワークを保持する。こ
こでワークを保持したまま突切りバイトによってワーク
を切り離し、ワークがサブスピンドル側に移る。

【０００９】刃物台を移動し、背面加工装置の中心軸が
ワークの中心軸と一致するようにする。次に、主軸台を
移動させて主軸に保持されている素材の先端がツールス
ピンドルの端面に当接し、さらに主軸台を移動させるこ
とによって戻しバネを圧縮しながら素材を介してツール
スピンドルはサブスピンドル側に前進する。ここでサブ
スピンドルを回転させることによって、ワークは回転
し、ツールスピンドルの前進にともなってワークの背面
に穴明け加工が行われる。加工が終了したら主軸台を後
退させることによって素材も後退し、ツールスピンドル
は戻しバネの付勢力によって元の状態に戻る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。図１は、この発明のベースとなるＮＣ自
動旋盤の外観を示す斜視図であり、図２はその刃物台の
斜視図である。１は脚で、その上方にベッド２が設けら
れている。ベッド２上にはＬ字形の支持台５が取り付け
られるとともに主軸台３がＺ軸方向に移動可能に載せら
れている。図３から分かるように、主軸台３は、主軸３
１を回転自在に支持し、主軸３１のチャック（図示せ
ず）によって丸棒素材Ｗを保持するようになっている。

【００１１】図１及び図３を参照して、主軸台３のナッ
ト３２がボールネジ３３と螺合し、このボールネジ３３
をＺ軸サーボモータ４（図１）により回転駆動すること
によって主軸台３はＺ軸方向へ移動する。主軸台３が移
動するストロークにわたってベッド２には溝２ａが穿設
されている。支持台５には主軸中心に対応する箇所にガ
イドブッシュ装置９が備えられ、素材Ｗが切削力によっ
てたわまないようにガイドしている。また支持台５の垂
直面上には一対の角形ガイド５ａが設けられ、これにガ
イドされてＸ軸スライド６がＸ軸方向に移動するように
なっている。Ｘ軸スライド６の駆動手段は図示していな
いが、主軸台３と同様にサーボモータとボールネジによ
る。

【００１２】図２に示すように、刃物台７は、この実施
例では左右両側にツールが取り付けられるようになって
おり、その一例として、左側には突切りバイトや外径バ
イト１０が、右側には内径加工用ブラケット２０を介し
て内径加工ツールホルダ１１が複数本取り付けられてい
る。刃物台７は、Ｘ軸スライド６に対して垂直上下方向
（Ｔ軸方向）に移動できるようになっている。図１には
サーボモータ８のみ示しているが、主軸台３及びＸ軸ス
ライド６と同様にボールネジで駆動される。

【００１３】サブスピンドル１２は、その中心線が主軸
３１の中心線と一致する線上に配置され、油圧シリンダ
機構１３によって前進及び後退する２位置制御となって
いる。図３に示すように、サブスピンドル１２の先端に
はコレットチャック１２ａがチャックナット１２ｃによ
って取り付けられ、図示していないが、シリンダ機構等
によりコレットチャック１２ａは開閉するようになって
いる。１２ｂはイジェクタで、サブスピンドル１２内に
進退自在に設けられ、このイジェクタ１２ｂが矢印のご
とく前進することによってコレットチャック１２ａに保
持されているワークＷ１を排出する。サブスピンドル１
２は、前進端において主軸３１に保持されているワーク
Ｗをそのコレットチャック１２ａで保持する位置を取
り、後退端においてワークＷ１に背面加工を行う位置を
取る。またサブスピンドル１２は図示していないが、モ
ーター等によりワークＷ１を保持したまま回転駆動され
るようになっている。

【００１４】次に図３、図４を主にして背面加工装置に
ついて述べる。背面加工装置２１は、内径加工用ブラケ
ット２０に取り付けられる。これを取り付けるには内径
加工用ブラケット２０から内径加工ツールホルダ１１
（図２）の一つを取り外してから行う。図３、図４は内
径加工用ブラケット２０に背面加工装置２１が取り付け
られた状態を示している。

【００１５】スリーブ２２にツールスピンドル２３（図
ではドリルスピンドル２３を示している。）が廻り止め
キー２４によって軸方向に摺動可能に取り付けられてい
る。ドリルスピンドル２３の先端にはチャック２５があ
り、ここにドリル２８が取り付けられている。ドリルス
ピンドル２３後方にはカラー２７が取り付けられ、この
カラー２７とスリーブ２２の端面との間に戻しバネ２６
が介在されている。このように組み立てられた背面加工
装置２１をドリル２８がサブスピンドル１２側となるよ
うに内径加工用ブラケット２０に差し込み、ナット２５
を締め付けることによって内径加工用ブラケット２０に
取り付けられる。

【００１６】次にこの発明の動作を説明する。

【００１７】まず丸棒素材Ｗを主軸３１内に通し、チャ
ックで保持し、図３に示すように素材Ｗの先端部がガイ
ドブッシュ装置９に支えられるようにする。ここで刃物
台７をＴ軸方向に移動して必要なツールを選択し、ＮＣ
プログラムにしたがって主軸台３をＺ軸方向に制御し、
Ｘ軸スライド６をＸ軸方向に制御して主軸側の加工を施
す。加工が終了したら主軸３１の回転を止め、サブスピ
ンドル１２を前進端にもってきてコレットチャック１２
ａでワークＷを保持する。主軸３１とサブスピンドル１
２を同期回転させて突切りバイト１０によってワークＷ
を切り離し、ワークＷをサブスピンドル１２側に移す
（サブスピンドル１２側に移ったワークをＷ１としてい
る）。

【００１８】次にサブスピンドル１２を後退端に移動
し、Ｘ軸スライド６及び刃物台７をＸ軸及びＴ軸移動し
てドリルスピンドル２３の軸心を主軸中心に一致させ
る。これによってドリル２８は、サブスピンドル１２側
のワークＷ１の軸心とも一致することになる。主軸３１
の回転を停止し、主軸台３をサブスピンドル１２側に向
かって前進させると主軸３１も素材Ｗを保持したまま前
進し、素材Ｗの先端がドリルスピンドル２３の後端に当
たる。さらに主軸台３を前進させれば、素材Ｗを介して
ドリルスピンドル２３は戻しバネ２６を押し縮めながら
サブスピンドル１２側に押し出されるので、ワークＷ１
の背面に対し穴明け加工を行うことができる。主軸台３
の動きはＮＣ制御されており、この動きが素材Ｗを介し
てそのままドリルスピンドル２３に伝わることになるの
で、ドリル２８の送り速度と切り込み深さが正確にな
り、その上、加工条件に合わせて任意の数値を選定でき
ることになる。

【００１９】このようにしてワークＷ１に対し所定の深
さに穴加工を行ったら（図４）、主軸台３を後退させて
素材Ｗの先端を元の位置に戻すことにより、ドリルスピ
ンドル２３も戻しバネ２６の付勢力により元の位置に戻
る（図３）。ここで、コレットチャック１２ａを開き、
イジェクタ１２ｂでワークＷ１を排出させて一連の加工
を終了する。その後、再びＸ軸スライド６及び刃物台７
をＸ軸及びＴ軸移動して、次の加工のためにツールを割
り出し、前記したように主軸３１に保持されている素材
Ｗに同様の加工を行う。

【００２０】なお、内径加工用ブラケット２０にドリル
スピンドル２３のほかに同様の構造のタップスピンドル
等も取り付け、これを選択して加工することによりドリ
ルで穴明けを行った後、タップスピンドルを主軸中心に
一致させ、サブスピンドル１２を正逆転させてタップ立
てを行うことも可能であり、加工の範囲が広がる。ま
た、刃物台７は、左右両側にツールを取り付ける構造の
ものとしたが、これに限らず例えばタレットタイプの刃
物台でも十分にこの発明を実施することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の背面加工方法及び
背面加工装置によれば、次のような効果がある。 １．素材を介し主軸台の動きを利用してサブスピンドル
に保持されたワークに対し、戻しバネを備えただけの簡
単な構造の背面加工装置を取り付けるだけで背面加工を
行うことができる。 ２．ＮＣ装置の制御軸数を何等増やす必要がなく、簡便
なサブスピンドルをそのまま使用しているので、構造が
簡単で安価である。 ３．ＮＣ制御されている主軸台の動きを利用しているの
で、背面加工装置の送り速度と切込量は正確であり、か
つ任意の数値を選定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のベースとなるＮＣ自動旋盤の外観を示
す斜視図である。

【図２】刃物台とサブスピンドルを示す斜視図である。

【図３】本発明の背面加工方法及び背面加工装置を示す
一部を断面した概略図である。

【図４】本発明の背面加工方法及び背面加工装置により
背面加工を行っている状態を示す一部を断面した図であ
る。

【符号の説明】

３ 主軸台 ３１ 主軸 ５ 支持台 ６ Ｘ軸スライド ７ 刃物台 ９ ガイドブッシュ装置 １２ サブスピンドル １３ 油圧シリンダ機構 ２０ 内径加工用ブラケット ２１ 背面加工装置 ２２ スリーブ ２３ ドリルスピンドル ２６ 戻しバネ ２７ カラー ２８ ドリル Ｗ 素材 Ｗ１ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材を保持する主軸を有し自らの軸方向
   に移動可能な主軸台と、これに対向して配置されたサブ
   スピンドルを有するＮＣ自動旋盤において、主軸台の移
   動を利用して素材を介して背面加工装置をサブスピンド
   ルに向けて移動させて、該サブスピンドルに保持された
   ワークの背面を加工することを特徴とするＮＣ自動旋盤
   における背面加工方法。
2. 【請求項２】 素材を保持する主軸を有し自らの軸方向
   に移動可能な主軸台と、これに対向して配置されたサブ
   スピンドルと、主軸台とサブスピンドルとの間に設けら
   れた刃物台を有し、該サブスピンドルは主軸台に対向す
   る位置において主軸中心線方向に前進及び後退する２位
   置制御を可能としたＮＣ自動旋盤において、主軸台の移
   動を利用して素材を介して制御され、サブスピンドルに
   保持されたワークの背面を加工する背面加工装置を前記
   刃物台に取り付けたことを特徴とするＮＣ自動旋盤にお
   ける背面加工装置。
3. 【請求項３】 前記背面加工装置は、刃物台に取り付け
   られる内径加工用ブラケットと、該内径加工用ブラケッ
   トに軸方向に移動可能に嵌挿されるツールスピンドル
   と、該ツールスピンドルをサブスピンドルに対して常時
   後退する位置に付勢させる付勢手段を設けてなることを
   特徴とする請求項２に記載のＮＣ自動旋盤における背面
   加工装置。
4. 【請求項４】 前記付勢手段は、内径加工用ブラケット
   の一端とツールスピンドルの一端との間に介在させた戻
   しバネからなることを特徴とする請求項３に記載のＮＣ
   自動旋盤における背面加工装置。