JPS587421B2 - ネツシヨリソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱処理作業が数値制御装置で制御され、又各
種の工作物に機械加工と熱処理作業とを合せて行なう装
置に関する。

従来加工機械と熱処理装置が一体となったものとして線
材を加熱し圧造する機械及び切削加工中に工作物に電解
液を噴射し、工作物との間に電流を流して放電させ、そ
の放電加熱により熱処理を行なわせる機械等が知られて
いる。

しかし、線材用の圧造機では工作物及び加熱位置が限定
されてしまう。

又、電解液によるものに対しては工作物の一部分にのみ
熱処理を行なうことが困難である等の欠点があった。

この発明は、各種工作物に機械加工を行なうと共に該工
作物の所要個所に熱処理作業を自動的に行なわせるに際
し、数値制御装置にて制御させて行なわせることを目的
としている。

又各種工作物の寸法形状に応じた熱処理ヘッドを自動的
に交換し、多様化した装置を提供することを目的として
いる。

次に実施例を図面により説明する。

第１図に於て素材用のストツカー２と旋盤３と中間加工
機７（軸物を加工する場合、旋削加工と最終の研削加工
との中間工程に於て、研削加工用のセンタ穴あけ、キー
ミゾ加工、切欠き加工等必要に応じて加工を行なう機械
を中間加工機と云う）と寸法測定装置１３と研削盤１５
と製品ストツカー１８と工作物搬送装置４，６，１１，
１２及びこれら機械の制御装置例えば数値制御装置１６
と電子計算機１７が配置されている。

素材用のストツカー２より、旋盤３に送られた工作物１
はこゝで旋削加工されてアンローダ４により中継位置５
まで運ばれる。

中継位置５では、中間加工機７用のローダ６に工作物１
を渡す。

ローダ６は受取った工作物１を中間加工機７の支持装置
４７に送る。

この支持装置４７は第３図に示すように、工作物１を垂
直に支持し、支持した工作物１に回転を与え、また割出
し位置決めを行なわせ得るものである。

中間加工機７のタレット刃物台はこの支持装置４７に相
対して配設されており、複数の工具取付け面を有する旋
回体１０をもっている。

この旋回体１０は工作物１に切削加工を施す工具１９の
他に熱処理装置、例えば高周波焼入れ用のコイル３０を
取付けている。

そして旋回体１０は必要な工具或いは熱処理装置を加工
位置に旋回割出しすることができる。

またタレント刃物台は支持装置４７に支持された工作物
１に対して進退可能であり、かつ工作物軸線に平行に移
動可能に構成されてい転或いは割り出され、又タレット
刃物台の旋回体が選択割り出され工作物の所要個所に数
値制御装置１６の制御によってタレツトが加工物に対し
て移動し、機械加工と焼入れ作業を行なうことができる
。

その後、工作物はアンローダ１１により中間加工機７よ
り取出され、コンベア１２に乗せられる。

コンベア１２で運ばれた工作物は、寸法測定装置１３に
て寸法を測定されてからローダ１４にて研削盤１５にセ
ットされる。

研削加工後ローダ１４にて取出された工作物は再び寸法
測定されてコンベア１２により製品ストツカー１８へ送
られる。

これら一連の加工を行なう各機械及び工作物を搬送する
装置は夫々数値制御装置１６により作動されるが、この
数値制御装置を集中制御するものとして電子計算機１７
が設置されている。

尚、電子計算機と類似の機能を有する制御装置でもよく
、又焼入ばかりでなく他の熱処理例えば焼もどし、部分
焼なまし等を加熱温度、冷却方法を変更して行なわせる
ことも可能で、更に一連の機械装置の中には鍛造機を含
めることも可能である。

第２図及び第３図に於いて工作物１のセンタ支持装置４
７はチャックでもよく第３図のような爪４８で工作物を
把持すると共に回転と必要角度位置に割り出しが可能に
なっている。

タレット刃物台の旋回体１０は、中間加工機７に取り付
けられていて工作物１に対して接近、後退を行なう前後
運動と工作物の軸方向の運動及び旋回割り出し（クラン
プをも含む）運動を行なうことが出来る。

タレット刃物台の旋回体１０の各工具取付面には図示し
てない動力源より駆動される機械加工用の工具１９、例
えばドリル、エンドミル、フライスなどが工具ホルダ１
９で取付けられている。

他に工作物１の反転装置２０と後述の高周波電源装置の
導電部と接合可能な高周波焼入れヘッド２１が取替可能
に取付けられている。

尚該ヘッド２１は後述の基板２９、リード板３１、コイ
ル３０及びシャット３４を含めた全てを云う。

支持装置４７で所定位置に取付けられた工作物１は必要
工具１９により加工された後、同じ加工位置へ割り出さ
れた高周波焼入れヘッド２１が数値制御装置による制御
により必要個所に焼入れされる。

高周波焼入れヘッド２１はタレット刃物台の旋回体１０
に複数個取付けてあり、工作物１の形状や大きさに応じ
て必要なものを自動的に割り出し交換可能になっている
。

この場合、高周波焼入れヘッド２１への通電及び冷却用
の通水は所定位置に割り出されたものにのみ行なわれる
ような構造となっている。

その構造について第３図により説明する。

タレット刃物台の旋回体１０は中心部に図示しない固定
軸を有していて、この固定軸のまわりを回転するように
構成されている。

前記固定軸に連結された円板状の固定板２２が旋回体１
０の上置に配設されていて、この固定板２２は加工位置
側の側面に１個所開口している半径方向の給水通路２７
を有している。

前記固定板２２の周囲に環２３が冷却水に対する密封を
保ちつつ回転可能に取付けられている。

この環２３の下面１個所には二股状ののホーク２４が取
付けられていて、前記旋回体１０の上面に突設されたピ
ン２５をはさむ状態でこのピン２５と係合している。

そのため旋回体１０の旋回時には環２３もともにつれ回
りさせられる。

環２３には旋回体１０の工具取付面と対応して同数の冷
却水通路２６が放射状に穿設されていて、旋回体１０の
割出し時のつれ回りによって複数の冷却水通路２６のう
ちで加工位置に割出された冷却水通路２６のみが、前記
固定板２２の給水通路２７と連通するものである。

また環２３の冷却水通路２６のそれぞれは図示しないフ
レキシブルチューブと接続していて、このチューブは旋
回体１０の工具取付面に取付けられた各工具ホルダ１９
の側面に沿って工具先端近傍までのびている。

旋回体１０の工具取付面に取付けられている高周波焼入
れヘッド２１の構造は、第２図及びその部分拡大図であ
る第５図に示す如く、先ず工週取付面に絶縁板２８が取
付けられていて、その例面に断面Ｔ字形の絶縁板４５が
取付けられているこの絶縁板４５の立上り部の外側に２
つに分かれて高周波焼入れヘッド２１の基板２９ａ，２
９ｂが取付けられていて、該両側の基板２９ａ，２９ｂ
にて絶縁板４５を■んだ状態をなしている。

この基板２９ａ，２９ｂは第６図に示すような形状を有
している。

また両側の基板２９ａ，２９ｂの失部にはそれぞれリー
ド板３１ａ，３１ｂが取外し可能に取付けられる。

そしてこの２枚のリード板３１ａ，３１ｂにまたがった
状態で焼入れ用コイル３０の２本の足が各リード板３１
ａ、３１ｂに固着されといる。

コイル３０は第４図のように円筒状の工作物に対面する
円弧状の渦巻形をしており、１個のコイルで加工物の太
さの異なるものにも或る程度適合されうる。

タレット刃物台の旋回体１０にはこれら焼入れヘッド２
１が複数個所に取付けられていて必要に応じて旋回割り
出しを行なうものであるが、それ以外の形状のコイルを
必要とする場合には、前記リード板３１ａ，３１ｂのみ
の取替えが可能である。

この時はコイル３０は継手３２より取りはずしする。

高周波焼入れ装置と相対応する位置にある環２３の冷却
水通路２６には第３図に示す如く、継手３３が取付けら
れている。

そしてこの継手３３には工作物を取り囲むようなコの字
状のジャケット３４が接続されている。

また前記継手３３は一方の基板２９ａの上方に一体的に
取付けられている。

銅片４０ａの連通穴と接続していて、この連通穴の他方
の口は前記コイル３０の足の継手３２ａと接続されてい
る。

更にコイル３０の他方の足の継手３２ｂはもう一方の基
板２９ｂの上方に一体的に取付けられている銅片４０ｂ
の下側口に接続されている。

そうしてこの銅片４０ｂの下側口に連通しているもう一
方の口は銅片４０ｂの上部に開口している。

そのため前記継手３３に送られた冷却水はジャケット３
４から放出されて工作物を冷却すると同時に一方の銅片
４０ａ内を通って継手３２ａからコイル３０の内部を環
流しコイル自身を冷却する。

このコイル３０内の冷却水はその後他方の継手３２ｂか
ら他方の銅片４０ｂの下側口に到り銅片４０ｂ内の流路
を通って銅片４０ｂの上部口４０ｃから放水される。

この放水はそのまゝ基板２９ｂ、リード板３１ａ，３１
ｂを流れ下だり、基板２９ａ，２９ｂとリード板３１を
冷却する。

前記固定板２２の加工位置側上部には、弾力性のある絶
縁部材３５を介して導電部材３５が取付けてある。

この導電部材３６の下方には割り出されてクランプされ
る高周波焼入れヘッド２１との係合による力を受けるた
めに特に剛性を持たせてある。

給電用凸部３７を有する銅片３８を取付ける。

前記基板２９ａ，２９ｂの上部にはこの基板２９ａ，２
９ｂと一体的に銅片４０ａ，４０ｂが取付けられていて
剛性をもたせている。

この銅片４０ａ，４０ｂには前記凸部３７を受け入れて
係合するための溝状の受電用凹部３９が設けられている
。

前記凸部３７と前記凹部３９はタレット刃物台の旋回体
１０の旋回割り出しにより高周波焼入れヘッド２１が所
定位置に割り出された時係合するようになっている。

旋回体１０は旋回割出しを行なうに際し、先ずアンクラ
ンプ動作にて上昇させられ、次いでこの上昇状態を保ち
つつ旋回させられる。

旋回完了時には前記凹部３９内に前記凸部３７がはいり
込み、その後クランプ動作にて旋回体１０は下降する。

旋回完了時に凹部３９と凸部３７が干渉しないように凹
部３９が形成されている。

また旋回体１０の下降が完了して凹部３９と凸部３７が
係合したときに、確実に接触して給電ロスをなくすため
に、凸部３７もわずかに下方へ押し下げられるような寸
法に形成されている。

そして凸部３７、導電部材３６が下方へ押し下げられた
とき、この移動量を吸収し、他の部材に変形を生じさせ
ないために導電部材３６は固定板２２との間に弾力性あ
る絶縁部材３５を介挿して取付けられている。

導電部材３６はクレット刃物台の背部に固定的に置かれ
たカレントトランスボックス４１に電気的に接続されて
いるものである。

この場合タレット刃物台は工作物に対して進退移動及び
上下移動を行なうため、旋回体１０の上部で固定板２２
に取付けられている導電部材３６も同時に移動すること
になる。

そこで導電部材３６の上下移動に対応するためカレント
トランスボックス４１の上部と中間部との２ケ所に公知
の回転可能な接合部４３．４２を設けている。

また導電部材３６の工作物に対する進退移動に対応する
ためには前記２つの接合部４２．４３の間に、２個の摺
動部材４２ａ，４３ａを摺動可能に嵌合してなる伸縮可
能な入れ子式機構を用いている。

又これら導電部材３６の周囲にはこの導電部材３６を冷
却する為のパイプ４４が取付けてあり、アルミニウムの
カバー４９に覆われている。

この導電部材３６、前記銅片３８は正負両極の通電のた
めに中央部に絶縁板４５′を挿入して両側から該絶縁板
４５′を挾んだ状態の２枚の板で構成されている。

そして旋回体１０の割出しにより、旋回体１０に取付け
られている高周波焼入れヘッド２１が割出し位置決めさ
れたときには、導電部材３６の絶縁板４５′と高周波焼
入れヘッド２１の絶縁板４５とは円周方向の位相が一致
するように構成されている。

また前記ジャケット３４の両外側には冷却水飛散防止用
の遮蔽板４６が取付けられている。

上記構成にローダ６から中間加工機７の支持装置４７に
送られた工作物１は、支持装置４７により垂直に支持さ
れ、制御装置１６の指令で旋回或には角度割出しが行な
われる。

そして制御装置１６の指令でタレット刃物台の旋回体１
０が旋回割出しされて所要の加工工具１９が加工位置に
もたらされる。

このとき制御装置１６に図示しない冷却水装置に作動を
指令し、加工位置に割出されている工具に対してフレキ
シブルチューブから冷却水が噴出する。

次いでタレット刃物台が工作物１に対して前進して切削
加工が行なわれる。

このようにしてタレット刃物台の進退及び旋回体１０の
割出しにより各種切削加工が行なわれた後、旋回体１０
の旋回割出しにより、高周波焼入れヘッド２１が加工位
置に割出し位置決めされると、高周波焼入れヘッド２１
に対応している環２３の冷却水通路２６が固定板２２の
給水通路２７と連通して、ジャケット３４及び銅片４０
ａの上部から冷却水が噴出する。

また高周波焼入れヘッド２１の加工位置への割出し確認
信号が制御装置１６に送られると、制御装置１６はカレ
ントトランスボックス４１に指令を送り通電を行なわせ
る。

その後高周波焼入れヘッド２１は制御装置１６により工
作物１への接近、焼入れ用送り速度ならびに軸方向移動
等を制御されつつ工作物の回し焼き及び工作物の角度割
り出しによる定位置焼入れを行なう。

又工作物の寸法、形状の大きく異なる部分を焼入れする
場合にはタレット刃物台の旋回体１０の旋回割出しによ
り工作物の寸法、形状に応じた焼入れコイル３０を有す
る焼入れヘッド２１を割り出し交換して焼入れ作業を行
なう。

以上記述したように加工物と熱処理ヘッドとの相対関係
の変更を数値制御装置により制御するため工作物の任意
の位置に部分的焼入れが可能であり、更に焼入れ部に対
する焼入れコイルの位置決め、焼入れ速度の制御が簡単
確実に行なえ、正確な能率の良い焼入れが可能である。

又機械加工用の工具と各種工作物に対応した数値の焼入
れコイルを自動的に割り出し交換出来るので加工流れの
そのまゝの位置で機械加工と熱処理を可能とし作業流れ
をかえることなくアイドルタイムが減少して作業能率の
向上は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は複数台の
工作機械の集中制御を示す図、第２図はタレット旋回体
の平面図、第３図はカバーを外し一部を断面で示した高
周波焼入れ装置、第４図は焼入れコイル立体図、第５図
は要部の拡大平面図で冷却水の通路は省略してある。 第６図は基板２９ｂの斜視図である。 １・・・・・・工作物、３・・・・・・旋盤、１０・・
・・・・タレット刃物台の旋回体、１５・・・・・・研
削盤、１６・・・・・・数値制御装置、１７・・・・・
・電子計算機、１９・・・・・・加工工具、２１・・・
・・・熱処理（高周波焼入れ）ヘッド、４７・・・・・
・工作物支持装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の工具取付面のそれぞれに切削工具を取付け旋
   回割出し可能な旋回体を載置しており、かつ加工位置に
   割出された工具に対して冷却水を連通する冷却水手段を
   有していて、更に工作物に対して進退可能であり、また
   工作物の軸線方向に移動可能なタレット刃物台を備えた
   数値制御工作機械において、前記旋回体の前記複数の工
   具取付面のうち少くとも１個所に取付けられた焼入れコ
   イル３０を有する高周波焼入れヘッド２１と、前記焼入
   れコイル３０を取り囲むように前記高周波焼入れヘッド
   ２１に取付けられ、前記焼入れヘッド２１が加工位置に
   割出されたとき、前記冷却水手段と連通して冷却水を噴
   出させるジャケットと、前記タレット刃物台の非回転部
   に弾力性ある絶縁部材３８を介して取付けられ、旋回体
   １０の旋回割出しにより加工位置に割出された前記高周
   波焼入れヘッド２１と係合する導電部材３６とを備え、
   支持装置４７に一旦取付けた工作物１の取はずしを行な
   うことなく、前記旋回体１０の旋回割出しにより切削工
   具１９と交換して高周波焼入れヘッド２１を加工位置に
   割出し、切削加工に引きつづいて、工作物の任意個所に
   熱処理加工を行なうことを特徴とした数値制御工作機械
   。