JP3562683B2 - クランクシャフトの加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンなどに使用するクランクシャフトの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来自動車などに搭載するエンジンのクランクシャフトは、クランクシャフトミラーを使用して、ピンやジャーナルを加工している。
【０００３】
またクランクシャフトを加工するクランクシャフトミラーとしては、例えば特開平６−２９７２２１号公報に記載されたものが公知である。
上記公報のクランクシャフトミラーは、幅の狭いカッタを使用してワークの同一個所を例えば６回に分けて加工することにより、ピン幅やジャーナル幅が異なるワークに対しても加工が可能となっている。
【０００４】
一方従来のクランクシャフトミラーでワークのピンやジャーナルを加工する場合、ワークの回転方向の位置決め（位相位置決め）を行っている。
【０００５】
このワークの位相位置決めは、通常ワークの一端側に位置するカウンタウエイトに、予め位相位置決め用の基準座を加工しておき、ワークをクランクシャフトミラーに搬入して、両端をチャックでクランプする前に、上記ワークの基準座をチャック側の位相爪に当接させて、ワークの位相位置決めを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のクランクシャフトミラーでは、ワークの基準座側端部に位置するジャーナルを加工する場合、基準座が当接する位相爪がカッタと干渉して、このジャーナルの加工ができない。
【０００７】
このため従来では、この部分のジャーナルは、旋盤などの別の機械を使用して別工程で加工しなければにならないため、工程数が多くなって生産性が悪いと共に、旋盤などの設備を別に必要とするため、設備費が嵩むなどの不具合がある。
この発明は上記従来の不具合を改善するためになされたもので、１基のクランクシャフトミラーでワークの全てのピンやジャーナルを加工できるようにしたクランクシャフトの加工方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、加工すべきワーク３の両端をセンタ４ｂによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク３の一端側のプーリシャフト３ｆを、一方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、上記ワーク３の他端側のフランジ３ｇを他方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、かつ回転するカッタ５ｅで上記ワーク３のジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
上記一方のチャック４に、上記ワーク３の一端寄りの第１ジャーナルＪ _１ よりも他端側のカウンタウエイト３ｄの基準座３ｅに当接してワーク３の位相位置決めを行う位相爪４ｃを設け、この一方のチャック４を、その位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ _１ を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで移動した場合に爪体４ｄで一方のセンタ４ｂをクランプできる構成とし、
上記一方のチャック４の位相爪４ｃによりワーク３の位相位置決め後、ワーク３のプーリシャフト３ｆ、フランジ３ｇを爪体４ｄでそれぞれクランプし、次に回転するカッタ５ｅで上記ワーク３のジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で加工すると共に、上記第１ジャーナルＪ_１を除く全てのジャーナル３ａ及びピン３ｂの切削加工が完了したら、上記センタ４ｂがワーク３の両端を支持した状態で、上記位相爪４ｃを有する一方のチャック４の爪体４ｄをアンクランプし、その後一方のチャック４を、その位相爪４ｃが上記第１ジャーナルＪ _１ を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで後退させて、その位置で一方のセンタ４ｂを爪体４ｄでクランプした後、第１ジャーナルＪ_１を上記回転するカッタ５ｅで切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法である。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、加工すべきワーク３の両端をセンタ４ｂによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク３の一端側のプーリシャフト３ｆを、一方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、上記ワーク３の他端側のフランジ３ｇを他方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、かつ回転するカッタ５ｅで上記ワーク３のジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
上記一方のチャック４に、上記ワーク３の一端寄りの第１ジャーナルＪ_１よりも他端側のカウンタウエイト３ｄの基準座３ｅに当接してワーク３の位相位置決めを行う位相爪４ｃを設け、この一方のチャック４を、その位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ_１を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで移動した場合に爪体４ｄで一方のセンタ４ｂをクランプできる構成とし、
上記ワーク３の両端をセンタ４ｂでそれぞれ支持した状態で、上記一方のチャック４を、その位相爪４ｃが上記ワーク３の第１ジャーナルＪ_１を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置で一方のセンタ４ｂを爪体４ｄでクランプし、かつ他方のチャック４の爪体４ｄでワーク３のフランジ３ｇをクランプして第１ジャーナルＪ_１を切削加工し、その後両方のチャック４の爪体４ｄをアンクランプし、次に位相爪４ｃを有する一方のチャック４を前進させて、位相爪４ｃをカウンタウエイト３ｄの基準座３ｅに当接してワーク３の位相位置決めをし、その後再び両方のチャック４の爪体４ｄでワーク３の両端をクランプして、残りのジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法ある。
【００１１】
上記請求項１、２記載の発明における方法により、１基のクランクシャフトミラーで全てのジャーナル及びピンを切削加工できるため、従来のように別の機械を使用して別工程で第１ジャーナルを加工する必要がない。
これによって工程数が少なくなるため、生産性が向上すると共に、第１ジャーナルを加工するための専用の機械を必要としないため、設備費の低減が図れる。
【００１２】
また同一ラインで全てのジャーナル及びピンを加工することができるため、ラインの自動化及び無人化運転が可能になると共に、多数のチップを有する多刃カッタを使用することにより、単刃カッタを使用して加工する場合に比べて工具の交換時期を長くできるため、機械の稼動率向上と、これに伴う生産性の向上が図れるようになる。
【００１３】
さらに一方のチャック４を後退させて、カッタ５ｅで第１ジャーナルＪ _１ を切削加工する際、後退させた一方のチャック４側の一方のセンタ４ｂが長く突出しても、爪体４ｄによりその一方のセンタ４ｂをクランプした状態で第１ジャーナルＪ _１ を切削することから、切削反力によりセンタが振れることもなく、これによって精度の高い加工が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図１はこの発明のクランクシャフトの加工方法を実施するクランクシャフトミラーの正面図で、ベッド１上に２基のワークヘッド２が接離方向に移動自在に設けられている。
これらワークヘッド２の対向面には、ジャーナル３ａ及びピン３ｂを加工するワーク３の両端を固定するチャック４が設けられている。
【００１５】
上記チャック４は図２及び図３に示すように、チャック本体４ａの中心部に、ワーク３の両端面に予め前加工されたセンタ孔３ｃに嵌合して、ワーク３の両端を支持するセンタ４ｂがチャック本体４ａに対して進退自在に設けられていると共に、一方のチャック４には、ワーク３の一端側に位置するカウンタウエイト３ｄに予め前加工された位相位置決め用の基準座３ｅに当接して、ワーク３の位相位置決めを行う位相爪４ｃと、ワーク３の一端側に設けられたプーリシャフト３をクランプする爪体４ｄが設けられ、他方のチャック４には、ワーク３の他端側に設けられたフランジ３ｇをクランプする爪体４ｄが設けられていて、これら爪体４ｄによりワーク３の両端が固定できるようになっている。
【００１６】
一方上記ワークヘッド２間のベッド１上には、カッタユニット５とワークレスト６がそれぞれベッド１の長手方向に移動自在に設けられている。
上記カッタユニット５はベッド１の一端側に設けられた駆動モータ７により回転されるボールねじ軸８に螺合するサドル５ａを有していて、このサドル５ａ上にサドル５ａの移動方向と直交する方向に移動自在なスライド５ｂが設けられている。
【００１７】
上記スライド５ｂには、図示しない揺動機構により上下方向へ揺動されるスイングアーム５ｃが設けられていて、このスイングアーム５ｃに、回転しながら、内周面に設けられた多数のチップ５ｄでワーク３を切削加工するカッタ５ｅが設けられている。
【００１８】
また上記ワークレスト６は図４に示すように、図示しない駆動手段によりベッド１上を移動されるサドル６ａの上部に、アームシリンダ９により支軸６ｂを中心に開閉自在な一対のレストアーム６ｃが設けられていて、これらレストアーム６ｃの対向面に、ワーク３のジャーナル３ａを上下方向より支持するレストホルダ６ｄが設けられている。
【００１９】
また各レストアーム６ｃの開閉端側は、サドル６ａに設けられたロック機構１０のロックプレート１０ａにより上下方向より挟着されて、ワーク３の加工中各レストアーム６ｃが開放しないようになっている。
【００２０】
次に上記クランクシャフトミラーを使用してクランクシャフトを加工する方法を図５及び図６を参照して説明する。
この加工方法は、ワーク３のプーリシャフト３ｆの長さが短かく、プーリシャフト３ｆ側のチャック４を退避させた場合、爪体４ｃがプーリシャフト３ｆより外れて、プーリシャシャフト３ｆをクランプできないワーク３に対して適用するものである。
【００２１】
クランクシャフトミラーにワーク３が搬入されると、各チャック４に設けられたセンタ４ｂがワーク３両端のセンタ孔３ｃに嵌合されて、図２に示すようにワーク３が各センタ４ｂ間に支持されると共に、この状態でプーリシャフト３ｆ側のチャック４に設けられた位相爪４ｃに、ワーク３のカウンタウエイト３ｄに予め形成された基準座３ｅが当接されて、ワーク３の位相位置決めが行われる。
【００２２】
ワーク３の位相位置決めが完了すると、各チャック４の爪体４ｃによりプーリシャフト３ｆ及びフランジ３ｇの図５に示す矢印ａ，ｂ部分がクランプされて、ワーク３が図２に示すように固定される。
そして図５に示す第１工程でまずフランジ３ｇ側に位置する第５ジャーナルＪ_５ がカッタ５ｅにより切削加工される。
第５ジャーナルＪ_５ の加工が完了すると、カッタ５ｅが第４ピンＰ_４ へ、そしてワークレスト６がすでに加工の完了している第５ジャーナルＪ_５ へ移動され、ワークレスト６により第５ジャーナルＪ_５ が支持される。
そして第２工程でカッタ５ｅにより第４ピンＰ_４ が切削加工される。
【００２３】
次に第３工程では、第５ジャーナルＪ_５ がワークレスト６で支持された状態で第４ジャーナルＪ_４ が切削加工されると、カッタ５ｅは第３ピンＰ_３ へ、そしてワークレスト６は第３工程で加工の完了した第４ジャーナルＪ_４ へ移動されて、第４ジャーナルＪ_４ を支持する。
そして第４工程でカッタ５ｅにより第３ピンＰ_３ が切削加工される。
【００２４】
以下上記動作を繰返しながら、第５工程で第３ジャーナルＪ_３ が、第６工程で第２ピンＰ_２ が、第７工程で第２ジャーナルＪ_２ が、第８工程で第１ピンＰ_１ が順次加工される。
そして第９工程で第１ジャーナルＪ_１ を切削加工するが、このときカウンタウエイト３ｄに形成された基準座３ｅに当接する位相爪４ｃがカッタ５ｅと干渉して第１ジャーナルＪ_１ の加工ができない。
【００２５】
そこで第９工程では、まずプーリシャフト３ｆをクランプしているチャック４をアンクランプし、次に各チャック４のセンタ４ｂがワーク３の両端を支持している状態で、プーリシャフト３ｆ側のチャック４のみを、位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ_１ を加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで退避させる。
このとき加工しているワーク３は、プーリシャフト３ｆが短いため、位相爪４ｃがカッタ５ｅと干渉しない位置までチャック４を退避させると、図６に示すようにチャック４の爪体４ｄがプーリシャフト３ｆをクランプできなくなるが、フランジ３ｇ側のチャック４の爪体４ｄがワーク３のフランジ３ｇをクランプしてワーク３を固定しているため、第１ジャーナルＪ_１ の加工に何等支障をきたすことはない。
【００２６】
また位相爪４ｃを有するチャック４を退避させることによりセンタ４ｂの先端が長く突出するため、このセンタ４ｂの先端側をチャック４の爪体４ｄでクランプして、加工中にセンタ４ｂが振れるのを防止する。
そしてこの状態でカッタ５ｅを第１ジャーナルＪ_１ に位置決めし、またレスト６は第８工程と同じ第２ジャーナルＪ_２ をクランプして、カッタ５ｅにより第１ジャーナルＪ_１ を加工するもので、加工中プーリシャフト３ｆ側のチャック４のセンタ４ｂが切削反力で振れることもないので、精度の高い加工が可能になる。
【００２７】
以上の工程により全てのジャーナル３ａ及びピン３ｂの加工が完了したらチャック４をアンクランプして、加工の完了したワーク３を搬出し、次に加工するワーク３を搬入して上記工程を繰返すもので、１基のクランクシャフトミラーにより全てのジャーナル３ａ及びピン３ｂの加工が可能になる。
【００２８】
なお上記実施の形態では、第９工程で第１ジャーナルＪ_１ を加工するようにしたが、図７に示すように第１工程で第１ジャーナルＪ_１ を加工した後に上記工程を行うようにしてもよい。
すなわちワーク３が搬入されて、各チャック４のセンタ４ｂによりワーク３の両端が支持されたら、位相位置決めをせずに、プーリシャフト３ｆ側のチャック４を、位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ_１ を加工するカッタ５ｅと干渉しない位置に退避させた状態でプーリシャフト３ｆ側のチャック４の爪体４ｄでセンタ４ｂの先端側（矢印ａの位置）をクランプし、他方のチャック４でワーク３のフランジ３ｇの矢印ｂの位置をクランプして、第１工程で第１ジャーナルＪ_１ を加工する。
【００２９】
次に第１工程で第１ジャーナルＪ_１ の加工が完了したら、プーリシャフト３ｆ側のチャック４はセンタ４ｂをアンクランプし、他方のチャック４はワーク３をアンクランプした状態でプーリシャフト３ｆ側のチャック４を前進させ、位相爪４ｂによりワーク３の位相位置決めを行う。
位相位置決めが完了したらワーク３の両端をクランプして、上記実施の形態と同様に第５ジャーナルＪ_５ より加工を開始する。
そして最終の第９工程で第１ピンＰ_１ の加工を行うことにより、全てのジャーナル３ａ及びピン３ｂを加工するもので、各工程で加工するジャーナル３ａ及びピン３ｂは図７に示す通りである。
【００３０】
以上はプーリシャフト３ｆの長さが短いワーク３を加工する場合であるが、プーリシャフト３ｆ長さが図８の（イ）に示すように長く、位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ_１ を加工するカッタ５ｅと干渉しない位置までプーリシャフト３ｆ側のチャック４を退避させても、爪体４ｄがプーリシャフト３ｆより外れることがない場合は、図８の（ロ）に示すように爪体４ｄによりプーリシャフト３ｆをクランプして図５または図７に示す加工工程を実施することにより、上記実施の形態と同様に、一基のクランクシャフトミラーで全てのジャーナル３ａ及びピン３ｂを加工することができるようになる。
【００３１】
なお上記実施の形態では、カッタユニット５及びワークレスト６を別の駆動手段で移動させるようにしたが、カッタユニット５とワークレスト６の間に切離し自在な連結手段を設けて、カッタユニット５の駆動手段でワークレスト６の移動を行うようにしても勿論よい。
【００３２】
また上記実施の形態では、チャック４間でワーク３を固定して、各ジャーナル３ａ及びピン３ｂを切削加工する場合について説明したが、ワーク３を回転させながらジャーナル３ａ及びピン３ｂを切削加工するクランクシャフトミラーや、外周面に多数のチップ５ｄを設けたカッタ５ｅによりワーク３を切削加工するクランクシャフトミラーにも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法を実施するクランクシャフトミラーの一部を省略した正面図である。
【図２】この発明の方法を実施するクランクシャフトミラーのチャック付近を示す拡大図である。
【図３】（イ）図２のＸ方向からの矢視図である。
（ロ）図３の（イ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図４】この発明方法を実施するクランクシャフトミラーに設けられたワークレストの正面図である。
【図５】この発明方法の実施の形態を示す説明図である。
【図６】この発明方法の実施の形態を示す説明図である。
【図７】この発明方法の別の実施の形態を示す説明図である。
【図８】（イ）及び（ロ）はこの発明方法の別の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
３…ワーク、３ａ…ジャーナル、３ｂ…ピン、４…チャック、４ｂ…センタ、４ｃ…位相爪、４ｄ…爪体、５ｅ…カッタ、Ｊ_１ …第１ジャーナル。

Claims (2)

1. 加工すべきワーク３の両端をセンタ４ｂによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク３の一端側のプーリシャフト３ｆを、一方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、上記ワーク３の他端側のフランジ３ｇを他方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、かつ回転するカッタ５ｅで上記ワーク３のジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
   上記一方のチャック４に、上記ワーク３の一端寄りの第１ジャーナルＪ _１ よりも他端側のカウンタウエイト３ｄの基準座３ｅに当接してワーク３の位相位置決めを行う位相爪４ｃを設け、この一方のチャック４を、その位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ _１ を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで移動した場合に爪体４ｄで一方のセンタ４ｂをクランプできる構成とし、
   上記一方のチャック４の位相爪４ｃによりワーク３の位相位置決め後、ワーク３のプーリシャフト３ｆ、フランジ３ｇを爪体４ｄでそれぞれクランプし、次に回転するカッタ５ｅで上記ワーク３のジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で加工すると共に、上記第１ジャーナルＪ_１を除く全てのジャーナル３ａ及びピン３ｂの切削加工が完了したら、上記センタ４ｂがワーク３の両端を支持した状態で、上記位相爪４ｃを有する一方のチャック４の爪体４ｄをアンクランプし、その後一方のチャック４を、その位相爪４ｃが上記第１ジャーナルＪ _１ を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで後退させて、その位置で一方のセンタ４ｂを爪体４ｄでクランプした後、第１ジャーナルＪ_１を上記回転するカッタ５ｅで切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
2. 加工すべきワーク３の両端をセンタ４ｂによりそれぞれ支持した状態で、そのワーク３の一端側のプーリシャフト３ｆを、一方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、上記ワーク３の他端側のフランジ３ｇを他方のチャック４の爪体４ｄでクランプし、かつ回転するカッタ５ｅで上記ワーク３のジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で切削加工するクランクシャフトの加工方法において、
   上記一方のチャック４に、上記ワーク３の一端寄りの第１ジャーナルＪ_１よりも他端側のカウンタウエイト３ｄの基準座３ｅに当接してワーク３の位相位置決めを行う位相爪４ｃを設け、この一方のチャック４を、その位相爪４ｃが第１ジャーナルＪ_１を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置まで移動した場合に爪体４ｄで一方のセンタ４ｂをクランプできる構成とし、
   上記ワーク３の両端をセンタ４ｂでそれぞれ支持した状態で、上記一方のチャック４を、その位相爪４ｃが上記ワーク３の第１ジャーナルＪ_１を切削加工するカッタ５ｅと干渉しない位置で一方のセンタ４ｂを爪体４ｄでクランプし、かつ他方のチャック４の爪体４ｄでワーク３のフランジ３ｇをクランプして第１ジャーナルＪ_１を切削加工し、その後両方のチャック４の爪体４ｄをアンクランプし、次に位相爪４ｃを有する一方のチャック４を前進させて、位相爪４ｃをカウンタウエイト３ｄの基準座３ｅに当接してワーク３の位相位置決めをし、その後再び両方のチャック４の爪体４ｄでワーク３の両端をクランプして、残りのジャーナル３ａ及びピン３ｂを複数工程で切削加工することを特徴とするクランクシャフトの加工方法。

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