JP2012056000A - Machine tool and machining method of material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械及び材料の加工方法に関する。 The present invention relates to a machine tool and a material processing method.
従来加工用の材料を把持する主軸と、該主軸に対向する対向軸と、前記主軸に把持された材料から予め定められた形状の製品を加工する製品加工手段とを備え、前記主軸に把持された材料の端部を支持する支持具を前記対向軸に装着し、前記材料を、前記支持具によって支持して前記製品に加工する工作機械が公知となっている(例えば特許文献1参照)。 A spindle that grips a material for conventional processing, an opposing shaft that faces the spindle, and a product processing unit that processes a product having a predetermined shape from the material gripped by the spindle, and is gripped by the spindle. 2. Description of the Related Art A machine tool that mounts a support tool that supports an end portion of a material on the opposed shaft and supports the material by the support tool to process the product into the product is known (for example, see Patent Document 1).
しかし前記工作機械の場合、材料の加工前に予め支持具を準備する必要があるという欠点があった。また対向軸として第2主軸を使用するため、製品の加工工程の中に製品の背面側加工がある場合、製品の加工上の制約が発生したり、多品種少量の複数の製品を順次加工する加工工程で、前記第2主軸を使用する加工工程等の場合、支持具を保持する支持具専用の支持台等の特殊で高価な設備を必要とする等の欠点もあった。 However, the machine tool has a drawback that it is necessary to prepare a support in advance before processing the material. In addition, because the second spindle is used as the opposing shaft, if there is backside processing of the product in the product processing process, there will be restrictions on the processing of the product, or multiple products of a small variety of products will be processed sequentially. In the case of a machining process using the second main shaft in the machining process, there is a disadvantage that special and expensive equipment such as a support stand dedicated to the support holding the support is required.
上記課題を解決するための本発明の工作機械は、加工用の材料を把持する主軸1と、該主軸1に対向する対向軸と、前記主軸1に把持された材料から予め定められた形状の製品を加工する製品加工手段とを備え、前記主軸1に把持された材料の端部を支持する支持具16を前記対向軸に装着し、前記材料を、前記支持具16によって支持して前記製品に加工する工作機械において、前記主軸1に把持された材料の先端部分に、支持具加工用の支持具加工部17を設け、該支持具加工部17を前記材料から突っ切り、前記対向軸に受け渡す支持具加工部受渡し手段と、前記対向軸に把持された前記支持具加工部17を加工して前記支持具16を製作する支持具加工手段とを設け、前記製品加工手段が、前記支持具加工部17が突っ切られた材料を、前記支持具16によって支持して加工するように構成されたことを第1の特徴とする。
A machine tool according to the present invention for solving the above-described problems has a
第2に、前記主軸1に把持された材料を、前記対向軸に把持させて受け渡す材料受渡し手段と、前記支持具16を前記対向軸から排出させる支持具排出手段14とを設け、前記製品加工手段が、前記主軸1での前記材料の加工完了後、前記支持具16を前記対向軸から排出させ、前記対向軸に前記主軸1から前記加工済みの一次製品を受け渡し、前記対向軸での2次加工を実行するように構成されたことを特徴とする。
Second, there is provided a material delivery means for delivering the material gripped by the
第3に、前記主軸1に対向する2次加工用の第2主軸3を備え、前記対向軸が前記第2主軸3からなることを特徴とする。
Thirdly, a second
第4に、前記材料が、複数の製品を加工することができる長尺の棒材9からなることを特徴とする。
4thly, the said material consists of the
上記課題を解決するための本発明の材料の加工方法は、主軸に把持された材料の先端部
分を、主軸1に把持された材料の端部を支持する支持具用の支持具加工部17として突っ切って、前記主軸1に対向する対向軸に受け渡し、前記対向軸に把持された支持具加工部17を前記支持具16に加工し、前記支持具加工部17が突っ切られた前記主軸1側の材料を、該主軸1で把持し、前記対向軸の支持具16で支持して加工することを第1の特徴とする。
In the material processing method of the present invention for solving the above-described problem, the tip portion of the material gripped by the main shaft is used as a support
第2に、前記支持具加工部17が突っ切られた材料の主軸1での加工完了後、前記支持具16を前記対向軸から排出し、前記主軸1の加工済みの一次製品を、前記対向軸に受け渡して、該対向軸に把持させ、前記対向軸で加工することを特徴とする。
Second, after the processing of the material cut through the support
第3に、前記支持具16を対向軸に一度支持させた後は、前記主軸1に把持された材料を連続的に前記支持具16に支持させて、連続的に製品加工を行うことを特徴とする。
Third, after the
以上のように構成される本発明の構造によると、材料を支持具によって支持して加工を行うことにより、材料を安定して、高精度に加工することができるだけでなく、支持具が対向軸に把持されて製造されるため、材料の加工前に予め支持具を準備する必要がなく前記加工を容易に行うことができるという効果がある。 According to the structure of the present invention configured as described above, it is possible not only to process the material stably and with high accuracy by supporting the material with the support tool, but also to support the material with the opposing shaft. Therefore, there is an effect that the processing can be easily performed without preparing a support in advance before processing the material.
また前記主軸での加工後に、加工済みの材料を対向軸に受け渡し、対向軸で2次加工を行う場合は、前記主軸に把持された材料を、前記対向軸に把持させて受け渡す材料受渡し手段と、前記支持具を前記対向軸から排出させる支持具排出手段とを設け、前記製品加工手段を、前記主軸での前記材料の加工完了後、前記支持具を前記対向軸から排出させ、前記対向軸に前記主軸から前記加工済みの一次製品を受け渡し、前記対向軸での2次加工を実行するように構成することによって、支持具の支持台と2次加工用の主軸を対向軸で兼用することができる。 In addition, when the processed material is transferred to the opposing shaft after the processing with the main shaft and the secondary processing is performed with the opposing shaft, the material transfer means for transferring the material gripped on the main shaft to the opposing shaft. And a support tool discharging means for discharging the support tool from the opposing shaft, and after the processing of the material on the main shaft is completed, the product processing means discharges the support tool from the opposing shaft, and By passing the processed primary product from the main shaft to the shaft and performing the secondary processing on the opposed shaft, the supporting base of the support tool and the main shaft for secondary processing are shared by the opposed shaft. be able to.
これにより加工上の制約の発生を抑制し、簡単な構造で支持具によって材料を支持しながら加工を行うことができるとともに、従来2次加工用の第2主軸が設けられている工作機械の場合、前記第2主軸を対向軸とすることによって、構成を変更することなく前記加工を行うことが可能となり、特殊で高価な設備が不要となる等の効果がある。 In the case of a machine tool that suppresses the occurrence of machining restrictions, can be machined with a simple structure while supporting the material with a support tool, and is conventionally provided with a second spindle for secondary machining By using the second main shaft as an opposing shaft, the processing can be performed without changing the configuration, and there is an effect that a special and expensive facility is not required.
また材料として、複数の製品を加工することができる長尺の棒材を使用することによって、特に2次加工が必要な場合は、対向軸で前記支持具と前記一次製品とを交互に把持して、連続的に製品を加工することができる。なお2次加工が不要な場合は、1本の棒材の1回目の加工に際して、該棒材から支持具を製造することによって、その後連続的に高精度で製品を加工することができる。 In addition, by using a long bar that can process a plurality of products as materials, especially when secondary processing is required, the support tool and the primary product are alternately held by the opposed shaft. The product can be processed continuously. When secondary processing is unnecessary, a product can be processed continuously with high accuracy by manufacturing a support from the bar during the first processing of one bar.
本発明を適用した工作機械である自動旋盤は、図1に示されるように、第1主軸1を回転自在に支持する第1主軸台2と、第2主軸3を回転自在に支持する第2主軸台4とを備えている。両主軸台2,4は、両主軸1,3の軸線が平行となるように対向して配置されている。前記第1主軸台2は自動旋盤のベッド6上に固定的に支持されている。
As shown in FIG. 1, an automatic lathe, which is a machine tool to which the present invention is applied, includes a
前記第2主軸台4は第2主軸3の軸線方向(Z3軸方向)及び該Z3軸方向に水平方向に直交するX3軸方向に移動自在に前記ベッド6上に支持されている。第2主軸台4をX3軸方向に移動させることによって、両主軸1,3を軸心が一致するように対向して配置することができる。両主軸1,3の互いの対向面側には、各々加工用の材料を把持するチャックが開閉自在に設けられている。
The second spindle stock 4 is supported on the
前記第1主軸台2の対向側には、前記第1主軸1の軸線方向(Z1軸方向)に平行なZ2軸方向及び該Z2軸方向に水平方向に直交するX2軸方向に移動自在に第1刃物台7が設けられている。本実施形態において、該第1刃物台7は、タレット刃物台からなり、前記第1主軸1に把持される材料を加工する加工工具が複数装着されている。前記第2主軸台4の対向側には、第2刃物台8が固定的に設けられている。前記第2刃物台8には、前記第2主軸3に把持される材料を加工する加工工具が複数装着されている。
On the opposite side of the
本自動旋盤には、加工用の材料として第1主軸1の後端から、従来公知のバーフィーダ等によって長尺の棒材9が供給される。該棒材9は、図2(A)に示されるように、前記第1主軸1の先端から所定長さ突出して、前記チャック11によって前記第1主軸1に把持される。本自動旋盤は、図2(B)に示されるように、前記棒材9の第1主軸1から突出した部分を、第1主軸1の回転及び第1刃物台7のZ2軸方向とX2軸方向の移動により、前記第1刃物台7に装着された加工工具7Aで加工することができる。
The automatic lathe is supplied with a
前記第2主軸3は、図2(C)に示されるように、前記第2主軸台4のZ3軸方向の移動によって、前記第1主軸1に把持された棒材9の先端部分が前記チャック12に挿入されるように、第1主軸1に向かってZ3軸方向に移動することができる。図3(A)に示されるように、本自動旋盤は、第1主軸1に把持された棒材9の先端部分が第2主軸3に挿入された状態で、第2主軸3のチャック12を閉じ、突切りバイト13で棒材9を突っ切ることによって、第1主軸1で加工された棒材9の一部を材料として第2主軸3に受け渡すことができる。
As shown in FIG. 2C, the
前記第2主軸3で把持した材料は、前記第2主軸台4のX3軸方向及びZ3軸方向の移動によって、図3(B)に示されるように、前記第2刃物台8に装着された加工工具8Aで加工することができる。前記第2主軸3内には棒状のノックアウト手段(ノックアウト棒)14が、第2主軸3の軸線方向に進退移動自在に装着されている。前記第2主軸3の材料の把持を解除し、該ノックアウト手段14を第2主軸3の先端に向けて移動させることによって、前記第2主軸3の材料を排出することができる。
The material gripped by the
本自動旋盤には、前記両刃物台7,8及び第2主軸台4の移動や両主軸1,3の回転等を制御する制御装置10が設けられている。該制御装置10は、内蔵されるプログラムによって、前記棒材9から予め定められた形状の製品を加工する製品加工手段として機能する。
The automatic lathe is provided with a
前記製品加工手段は、図4のフローチャートに示されるように、ステップS1で、前記棒材9から前記製品を加工する際に、前記第1主軸1に把持された棒材9を支持する支持具16を加工し、次にステップS2で、前記第2主軸3に把持された前記支持具16を使用して前記棒材9を第1主軸1で加工(1次加工)する。次にステップS3で、前記第2主軸3から前記支持具16を排出し、ステップS4で、前記ステップS2で加工された棒
材9の一部を一次製品として第2主軸3に受け渡し、該一次製品を材料として第2主軸で加工(2次加工)する。
As shown in the flowchart of FIG. 4, the product processing means supports the
前記一次製品の第2主軸3への受け渡しは、前記のように第2主軸3のZ3軸方向への移動と、第1主軸1及び第2主軸3のチャック11,12の開閉と、突切りバイト13の作動によって行われ、この際前記制御装置10は、プログラムによって材料受渡し手段として機能する。前記ステップS4の加工によって前記製品が完成するため、製品(完成品)を回収し、ステップS5で加工個数を確認し、必要な個数に達するまで、上記ステップS1からS4を繰り返す。
As described above, the primary product is transferred to the second
本自動旋盤は以上のように製品加工手段によって製品の加工を行うため、1つの製品を加工するために必要な棒材9の長さは、ステップS1で行う加工に必要な長さ(支持具16の加工に必要な長さ)とステップS2及びS4で行う加工に必要な長さ(製品の加工に必要な長さ)との和となる。
Since this automatic lathe processes the product by the product processing means as described above, the length of the
このため1つの製品を加工するための棒材9の先端部分は、図2に示されるように、前記支持具加工用の支持具加工部17を構成する。本実施形態では、1つの製品を加工するために必要な棒材の長さに対して十分に長尺な棒材を本自動旋盤に供給し、1本の棒材から複数の製品を加工するように構成されている。
For this reason, the front-end | tip part of the
前記ステップS1における支持具16の加工は、まず図2(B)に示されるように、第1主軸1に把持された棒材9の支持具加工部17の先端から所定長さを、第2主軸3のチャック12に把持されるサイズに外径切削加工を行う。次に図2(C),図3(A)に示されるように、支持具加工部17を棒材9から突っ切り第2主軸3に受け渡す。前記ステップS1の加工プログラムによって前記制御装置10は支持具加工手段として機能し、支持具加工部17から支持具16を製作する。
As shown in FIG. 2 (B), the processing of the
この際前記制御装置10が材料受け渡し手段として機能し、第1主軸1で加工済みの支持具加工部17を材料として第1主軸1から第2主軸3に受け渡す。つまり該材料受け渡し手段が、支持具加工部17を前記棒材9から突っ切り、前記第2主軸3に受け渡す支持具加工部受渡し手段を兼用する。次に図3(B)に示されるように、第2主軸3で支持具加工部17の先端を加工してテーパ状に尖らせ、支持具16の加工を完了する。支持具16は、第2主軸3に把持された状態で加工され、製造される。
At this time, the
前記ステップS2の1次加工は、まず図5(A)に示されるように、第1主軸1に把持された棒材9の先端中心に凹部18を加工し、次に図5(B)に示されるように、前記棒材9を製品の加工に必要な長さ突出させ、支持具16の先端が凹部18に収容当接するように、第2主軸3をZ3軸方向に移動させ、第1主軸1に把持された棒材9の先端を支持具16によって回転自在に支持する。次に図5(C)に示されるように、前記棒材9を支持具16によって支持した状態で、第1刃物台7の加工工具7Aによって所定の形状に加工する。これにより一次製品が加工される。
In the primary processing in step S2, first, as shown in FIG. 5A, the
ステップS2での1次加工は、前記棒材9の先端が支持具16によって支持されているため、前記棒材9の第1主軸1からの突出長さが比較的長い場合であっても、安定して加工を行うことができ、高精度の加工を行うことができる。
In the primary processing in step S2, since the tip end of the
特に支持具16は第2主軸3に把持されて製造されるため高精度であり、且つ支持具16の軸線と前記両主軸1,3の軸線とが高精度で一致するため、ステップS2での加工精度がより向上する。また前記1次加工に際して予め支持具を作製して準備しておく必要がないため、上記加工を容易に行うことができる。
In particular, since the
前記ステップS3の支持具16の排出は、図6に示されるように、前記支持具16と前記棒材9とが離反するように第2主軸をZ3軸方向に移動させ、前記ノックアウト棒14を第2主軸3の先端に向かって移動させ、第2主軸3のチャック12を開くことによって、支持具16を第2主軸3の先端から押し出して排出を行う。前記ノックアウト棒14は、前記支持具16を前記第2主軸2から排出させる支持具排出手段を構成している。
As shown in FIG. 6, the discharge of the
前記ステップS4の2次加工は、まず前記制御装置10を材料受け渡し手段として機能させ、図7(A),(B)に示されるように、前記一次製品9’(第1主軸1で加工が完了した棒材9の一部)を突っ切り、第2主軸3に材料して受け渡す。なお該一次製品9’の受け渡しは、前記同様であるため詳細な説明は割愛する。次に図7(C)に示されるように、前記一次製品9’に第2刃物台8の加工工具8Aにより所定の加工を行い、製品加工を完了し、図8に示されるように、前記ノックアウト棒14によって製品回収を行う。
In the secondary processing in step S4, first, the
以上のように第2主軸3に棒材9の先端を支持する支持具16を設けて第1主軸1での加工(1次加工)を行うため、心押し台や支持具16を保持する支持具専用の支持台等の特殊で高価な特別な機構や設備が不要であり、簡単に材料の端部を支持して安定して高精度に加工を行うことができる。
As described above, the
また1つの製品を加工する際に、該製品の加工に使用する支持具16を製品加工毎に製造し、2次加工(第2主軸3での加工)前に、第2主軸3から排出するように構成することによって、2次加工が必要な製品を加工する場合も、加工上の制約の発生を抑制し、心押し台等の特別な機構を設けることなく、第2主軸3を使用して連続的に材料の端部を支持して前記加工を行うことができる。
Further, when processing one product, the
なお前記ステップS1において、前記支持具加工部17の先端部分の外形切削加工を行い、支持具加工部17の第2主軸3に把持される部分の径を、前記ステップS4での加工を行う際に、前記一次製品9’の第2主軸3に把持される部分の径と同一にすることによって、第2主軸3のチャック12を交換することなく、連続的に支持具16と前記一次製品9’の第2主軸3での把持を交互に行うことができる。
In step S1, when the outer end of the support
また前記支持具16は製品と同一の材料(棒材9)から製造されるため、前記1次加工時の支持が安定するほか、排出された支持具16を切削屑とともに処理することができ、支持具16の処理を容易に行うこともできる。
In addition, since the
本実施形態では、2次加工を行う場合について説明したが、2次加工が不要な場合は、棒材9の先端を支持具加工部とし、1本の棒材の1回目のみ支持具16を加工して第2主軸3に設けることによって、当該支持具16を連続的に使用することで、棒材9から複数の製品を加工することができる。この場合も支持具16を第2主軸3で加工することによって予め支持具を準備する必要がなく、簡単な構成で材料を支持し、高精度な加工等を行うことができる。
In the present embodiment, the case where the secondary processing is performed has been described. However, when the secondary processing is unnecessary, the tip of the
また本実施形態では、第2主軸3を、第1主軸1に対向する対向軸として、支持具16の把持を行う例について説明したが、第2主軸3を有さない自動旋盤の場合は、前記第1主軸1に対向し、前記第2主軸と同様に、前記支持具16の加工を行うことができる対向軸を設けることによって、本発明の自動旋盤とすることができる。ただし第2主軸3を有する自動旋盤の場合は、自動旋盤の構成を特に変更することなく、本発明の自動旋盤とすることができる。
Further, in the present embodiment, an example in which the
なお上記実施形態では、第1主軸台2がベッド6上でZ1軸方向に一体的に固定されて
いる例について説明したが、前記第1主軸台2を、前記Z1軸方向に移動自在に設け、前記第1主軸1の対向側に、ガイドブッシュを設けたいわゆるガイドブッシュ型旋盤とすることもできる。
In the above embodiment, the example in which the
この場合第1主軸1(第1主軸台2)がZ1軸方向に移動するため、第2主軸3(第2主軸台4)をZ2軸方向に、第1主軸1と同期して移動させることによって、第1主軸に把持される材料の先端を、支持具16で支持しながら、ガイドブッシュを使用して1次加工等を行うことができる。
In this case, since the first spindle 1 (first spindle stock 2) moves in the Z1 axis direction, the second spindle 3 (second spindle stock 4) is moved in the Z2 axis direction in synchronization with the
1 第1主軸(主軸)
3 第2主軸(対向軸)
9 棒材(材料)
14 ノックアウト棒(支持具排出手段)
16 支持具
17 支持具加工部
1 First spindle (spindle)
3 Second spindle (opposite axis)
9 Bar material
14 Knockout stick (support tool discharge means)
16
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