JP3621043B2 - Ｎｃ旋盤による傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ｎｃ旋盤及びｎｃ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャック - Google Patents
Ｎｃ旋盤による傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ｎｃ旋盤及びｎｃ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャック Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣ旋盤を用いて加工部に傾斜穴を加工形成する傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ＮＣ旋盤及びＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
棒材加工物加工用ＮＣ旋盤は、通常、ベッド上に、主軸台、主軸、刃物台及び背面主軸を装着した背面主軸台が順次に配設されている。主軸は水平な軸を有し、主軸台から送り込まれる棒材加工物を共軸に摺動可能に受けると共にそれを回転させたり、必要な時にはその回転方向の所定位置に停止させることができる。背面主軸台は、背面主軸の軸が主軸の軸に平行になるように、かつ、背面主軸をその軸方向と、主軸の軸を含む垂直平面内にあって背面主軸の軸に直交する垂直軸との二方向に二次元的に移行させ得るようになっている。刃物台は、主軸と背面主軸台との間にあって、主軸の軸と直交又は直角に交差する水平軸と、主軸の軸と直交又は直角に交差する垂直軸との２軸によって規定される平面内を二次元的に移動可能になっている。
【０００３】
従来では、ＮＣ旋盤で、主軸から繰り出された棒材加工物の加工部にその中心線から中心線が傾斜した穴（以下、「傾斜穴」といい、両中心線間の角度を「傾斜角」という）を加工形成する場合も、加工部把持面の中心線と共軸の軸を有するチャック（例えば、コレットチャック）を用いていた。そのため、傾斜穴加工に当たっては、ドリルなどの穿孔工具を、その穿孔送り方向が傾斜穴の傾斜角に一致させるように刃物台に対して傾斜させて取り付けなければならず、傾斜角度の確保が容易でないばかりでなく、その取り付けに工数がかかり、かつ、傾斜角度が違う加工の場合にはそのつど穿孔工具を刃物台に付け替えなければならないという問題があった。
【０００４】
更に、従来の場合は、このような傾斜穴を形成するためには、背面主軸の回転を停止し穿孔工具を回転させなければならないから、穿孔工具はすべて回転形になり、刃物台に穿孔工具それぞれを適宜に回転させる回転機構を用いなければならず、傾斜穴形成のために、ＮＣ旋盤の構造を簡略化、コスト低減化ができなかった。しかも、通常、背面主軸は回転可能になっている。しかし、加工部は、背面主軸に共軸に把持されているために、この加工部を回転させると傾斜穴を加工できない。そこで、背面主軸の回転を止めて加工部の回転を停止させ、その代わりに穿孔工具を回転させなければならなかった。従って、せっかくの背面主軸の回転機能を生かせないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、各穿孔工具を、主軸の軸方向に対して傾斜させることなく、主軸の軸方向に平行に指向するように刃物台に固定するだけで、加工部に所望の傾斜穴を明けることができるＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ＮＣ旋盤及びＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックを提供することにある。さらに、穿孔工具を回転させず、背面主軸を回転させて傾斜穴を加工することによって加工能率の向上とコストの低減を行うＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ＮＣ旋盤及びＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明に基づくＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法は次の工程から構成される。
【０００７】
まず、主軸から所定長さ繰り出された棒材加工物の加工部を加工部の中心線と加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線とが成す傾斜角に実質的に等しく傾斜させる。
【０００８】
自らの軸に対して中心線が実質的に上記の該傾斜角だけ傾斜した円筒状の加工部把持面が形成されたチャックを、主軸の軸に平行な軸の方向とこの平行な軸の方向に直角な方向との二方向へ二次元的に移動可能な背面主軸に共軸に嵌装し、加工部把持面の中心線を加工部の中心線に実質的に一致させて加工部を加工部把持面で把持する。しかる後、加工部を棒材加工物から切断する。この際、穿孔工具をその穿孔送り方向が加工部把持面の中心線、ひいてはこれに把持された加工部の中心線に一致するように設定しておく。
【０００９】
次いで、穿孔工具とチャックとを背面主軸の軸を中心にして相対的に回転させると共に、加工部にその中心線に沿って穿孔工具を相対的に挿入して傾斜穴を形成し、最後に、加工部を背面主軸のチャックから解放して傾斜穴付き製品の傾斜穴加工工程の一サイクルが完了する。
【００１０】
加工部を所望の角度で傾斜させることを可能にする程度に加工部の首部を所定の直径に溝切り加工することが望ましい。
【００１１】
更に、穿孔工具を非回転に設け、チャックをその軸を中心にして回転させるようにすることが極めて望ましい。
本発明に基づくＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法に使用される傾斜穴加工用チャックは、主軸から所定長さ繰り出された棒材加工物の加工部を該加工部の中心線と該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線とが成す傾斜角に実質的に等しく傾斜させ、該棒材加工物の該加工部を該主軸の軸に平行な軸の方向とこの平行な軸の方向に直角な方向との二方向へ二次元的に移動可能な背面主軸側で把持し、該加工部を該棒材加工物から切断し、穿孔工具を、その穿孔送り方向が該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に一致するように設定し、該穿孔工具と該加工部とを該背面主軸の軸を中心にして相対的に回転させると共に、該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に沿って該穿孔工具を相対的に挿入して該傾斜穴を形成するＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法に使用される傾斜穴加工用チャックであって、
自らの軸に対して中心線が実質的に該傾斜角だけ傾斜した円筒状の加工部把持面が形成され、該背面主軸に共軸に嵌装され、該加工部把持面の該中心線を該加工部の該中心線に実質的に一致させて該加工部を該加工部把持面で把持することを特徴とする。
【００１２】
本発明の課題を達成するための傾斜穴加工用ＮＣ旋盤は次のように構成される。
【００１３】
棒材加工物を回転させる主軸を設け、主軸の軸に平行な軸を有してこの軸に沿って主軸と相対的に接離可能にかつ主軸の軸に直角な第１方向へ移動可能にかつ所望の回転方向の位置に停止し得るように、背面主軸を棒材加工物の主軸から繰り出される側に設け、主軸と背面主軸との間に第１方向と背面主軸の軸及び第１方向に直角な第２方向との二方向へ相対的移動可能な刃物台とを設け、棒材加工物の主軸からの繰り出し部から成る加工部を把持するチャックを背面主軸に共軸に嵌装させて成るＮＣ旋盤を基礎とする。
【００１４】
このＮＣ旋盤において、背面主軸用チャックは、円筒形の加工部把持面を有する。背面主軸用チャックの軸と加工部把持面の中心線との傾斜角は、加工部の中心線とこの加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線との成す傾斜角に実質的に等しく設定されている。そして、加工部の中心線が主軸の軸から前記傾斜角だけ第１方向へ傾斜するように加工部を傾斜させるための加工部傾斜工具を刃物台に設け、背面主軸に対向させて穿孔工具を刃物台に設け、加工部を棒材加工物から切り落とすための切り落とし工具を刃物台に設け、背面主軸と穿孔工具とを背面主軸の軸を中心にして相対的に回転を行わせる回転装置を設ける。
【００１５】
この構成において、回転装置により背面主軸と穿孔工具との間に相対的に回転をさせながら背面主軸と穿孔工具との間隔を背面主軸の軸に沿って縮めると、背面主軸に装着されたチャックに把持されている加工部に傾斜穴を形成することができる。
【００１６】
棒材加工物を所定の直径まで溝切りする溝切り工具を該刃物台に設けることが望ましい。
【００１７】
穿孔工具を刃物台に不動に設け、回転装置は背面主軸をその軸を中心に回転可能にさせるようにすることが極めて望ましい。また、チャックは回転形のものであることが望ましい。
【００１８】
本発明に基づくＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックは、棒材加工物を回転させる主軸と、該主軸の軸に平行な軸を有してこの平行な軸に沿って該主軸と相対的に接離可能にかつ該主軸の該軸に直角な第１方向へ移動可能にかつ所定の回転方向の位置に回転を停止し得るように、該棒材加工物の該主軸から繰り出される側に設けられた背面主軸と、該主軸と該背面主軸との間に該第１方向と該背面主軸の該軸及び該第１方向に直角な第２方向との二方向へ相対的に移動可能な刃物台とを有し、該棒材加工物の該主軸からの繰り出し部から成る加工部の中心線が該主軸の該軸から該加工部の中心線に対する傾斜角だけ該第１方向へ傾斜するように該加工部を傾斜させるための加工部傾斜工具を該刃物台に設け、該背面主軸に対向させて穿孔工具を該刃物台に設け、該加工部を該棒材加工物から切り落とすための切断工具を該刃物台に設け、該背面主軸と該穿孔工具とを該背面主軸の該軸を中心にして相対的回転を行わせる回転装置を設けて成り、該回転装置により該背面主軸と該穿孔工具との間に相対的に回転を生じさせながら該背面主軸と該穿孔工具との間隔を該背面主軸の該軸に沿って縮めて該加工部に傾斜穴を形成する傾斜穴加工用ＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックであって、
該背面主軸に共軸に嵌装され、自らの軸から該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線の、該傾斜角に実質的に等しい角度で傾斜した中心線を有する円筒形の加工部把持面を備えていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明に基づくＮＣ旋盤、加工法及び背面主軸に装着されるコレットチャックを用いて傾斜穴が形成された製品１の軸縦断面図である。円筒状の製品１に複数の内径（図１では３つ）を有する傾斜部分穴２、３及び４（以下、総称して「傾斜穴５」という）が形成されており、傾斜部分穴２、３及び４の中心線は６で示す共通なものになっており、製品１の中心線７に対して所定の角度（傾斜角）α（例えば、３°）を成して傾斜している。中心線６及び７は交点Ｏで交わっている。
【００２１】
図２は、棒材加工物の加工部に傾斜穴を加工するＮＣ旋盤の一実施形態の斜視図を示す。主軸８は水平方向のＺ１軸を有し、ベッド１１上に固設されている。この主軸８にこれと共軸に、回転可能な主軸用コレットチャック装置９が装着されている。ベッド１１上の、主軸８の一方側に主軸台１０が主軸８に共軸にかつ主軸８に対して所定ストロークで接離するように設けられている。棒材加工物（図７（Ａ）で１９で示されている）が主軸８に共軸に、即ち、Ｚ１軸に共軸に主軸台１０を貫通している。主軸用コレットチャック装置９と棒材加工物１９とは主軸台１０に内蔵されたサーボモータ（図示せず）により所定方向へ所定速度で回転される。この棒材加工物１９は、主軸台１０が送り移動により主軸用コレットチャック装置９に案内されて主軸８から所定長さ繰り出される一方、主軸用コレットチャック装置９の回転停止、即ち、主軸８の回転停止によって回転が停止されるようになっている。棒材加工物１９の加工部とは、本発明においては、主軸８から繰り出され、本発明による傾斜穴加工を含み、ＮＣ旋盤で加工され製品１に成る部分をいい、図７及び８において参照番号２８で示されている。
【００２２】
主軸８の、主軸台１０と反対側に背面主軸台１２が設けられている。この背面主軸台１２にＺ１軸と平行でＺ１軸を含む垂直平面内にあるＺ２軸を有する背面主軸１３がＺ２軸を中心に回転するように装着されている（図３）。背面主軸台１２は、Ｚ２軸と平行なＺ３軸の方向へサーボモータ１４によって、また、Ｚ１軸を含む垂直平面、即ち、Ｚ１軸とＺ２軸とを含む平面内の、Ｚ１軸及びＺ２軸に直角な垂直軸であるＹ２軸の方向へサーボモータ１５によって移動可能になっており、従って、Ｚ３軸及びＹ２軸の二方向へ二次元的に移動できるようになっている。なお、背面主軸１３は背面主軸台１２と一体になって移動するので、以下、Ｚ３軸をＺ２軸に吸収して両者をＺ２軸ということにする。
【００２３】
主軸８と背面主軸台１２との間に刃物台１６が配設されている。この刃物台１６はＺ１軸及びＺ２軸に垂直方向に直角な（即ち、Ｙ２軸に平行な）Ｙ１軸と、Ｚ１軸及びＺ２軸並びにＹ２軸に直角に交差又は直交しかつＹ１軸に直交する水平なＸ軸との二方向へそれぞれサーボモータ１７，１８によって二次元的に移動可能になっている。刃物台１６及び背面主軸台１２は、本発明に基づく傾斜穴加工用の穿孔工具と共に、公知のＮＣ旋盤の場合と同様に、傾斜穴加工前に棒材加工物１９の加工部２８に施される、例えば、ターニング、横穴明け、ミーリングなどの加工を行う加工工具を取り付けるようになっている。また、刃物台１６に、後述の、本発明の傾斜穴加工用の溝切り工具４８（図７（Ａ））、加工部傾斜工具４９（図７（Ｂ））、エンドミル５０（図７（Ｃ））などの切断工具、及びドリル５１（図７（Ｄ））などの穿孔工具が装着されている。
【００２４】
図３は、背面主軸１３を共軸に装着した背面主軸台１２の主要部の軸断面図である。背面主軸１３がラジアル軸受２１及びアクシャル軸受２２を介して背面主軸台１２内に軸方向（Ｚ２軸方向）に不動に軸支されている。この背面主軸１３はそれに装着された歯車２３とこれに係合するギヤトレーンなどの回転伝達機構（公知のものと同様のものを用い、図示せず）を介して背面主軸台１２に内蔵されたサーボモータ（図示せず）によって、Ｚ２軸を中心にして所定方向へ所定速度で回転されると共に、回転方向の所定位置に停止できるようになっている。以下、背面主軸台１２及び背面主軸１３とこれらに設けられる部材について、主軸８側、並びに、主軸８側の端及び端部を、それぞれ、前側、前端及び前端部と呼び、主軸８と反対側、並びに、主軸８の反対側の端及び端部を、それぞれ、後側、後端及び後端部と呼ぶ。
【００２５】
背面主軸１３は、軸受２１，２２に支承されている支承筒部２４と、その前端側の、背面主軸台１２の前端から主軸８の方へ突出する増径筒部２５とを有する。
【００２６】
背面主軸１３に、背面主軸用コレットチャック装置２７（以下、単に「コレットチャック装置２７」という）が装着される。このコレットチャック装置２７は、コレットチャックスリーブ２９と、コレットチャック３０とコレットチャックナット３１とを有する。
【００２７】
コレットチャックスリーブ２９は、軸方向に共軸に摺動可能に背面主軸１３の支承筒部２４に挿入された円筒形の胴部３３と、その前側の増径された円錐台形の押圧面（テーパ面）３４を持つヘッド部３５とを有する。ヘッド部３５の後端部外周に縦溝３６が形成され、ピン３７によって、コレットチャックスリーブ２９が背面主軸１３に対して軸方向には移動するが回転しない（即ち、背面主軸１３と共に回転する）ようになっている。なお、コレットチャックスリーブ２９と胴部３３とコレットチャック装置２７とコレットチャック３０との中心線は背面主軸１３のＺ２軸に一致するので、これらの中心線もＺ２軸と表記することにする。
【００２８】
コレットチャック３０は、コレットチャックスリーブ２９に軸方向に共軸に摺動可能に挿入される円筒形の胴部３８と、この前側に形成され三ツ割爪状の弾性を持つ加工部口径部（以下、「口径部」という）３９を有する。口径部３９の前側外周部にコレットチャックスリーブ２９の押圧面３４に向く円錐台状のテーパ面４０が形成されている。後述のように、コレットチャックスリーブ２９が後退して押圧面３４がテーパ面４０から離間している場合は、コレットチャック３０の口径部３９は弾性的に拡径してそのテーパ面４０の角度はコレットチャックスリーブ２９の押圧面３４の角度よりも若干大きくなるが、コレットチャックスリーブ２９が前進して、その押圧面３４がコレットチャック３０のテーパ面４０を押圧した場合は、テーパ面４０は押圧面３４と相補的な形状になる。
【００２９】
図３、４、５及び６を参照して、コレットチャック３０は、口径部３９内に、加工部２８に形成される傾斜穴５の傾斜角αに実質的に等しい傾斜角βでＺ２軸と交わる中心線４１を有する円筒穴状の把持面４２が形成されている。そして、中心線４１とＺ２軸との交点Ｐは、加工部２８を後述のようにコレットチャック３０が把持した時に、加工部２８の中心線（図１の製品１の中心線７に同じ）とそれに形成される傾斜穴５の中心線６との交点Ｏに一致するように形成される。
【００３０】
図３へ戻って、コレットチャック３０の後端とコレットチャックスリーブ２９の後端部内部の肩部４３との間に圧縮コイルばね４４を設けている。この圧縮コイルばね４４は、コレットチャックスリーブ２９に対してコレットチャック３０を前方へ付勢して、コレットチャック３０の口径部３９のテーパ部４０の基準面４６を、コレットチャックナット３１の圧接面４７に常時当接させている。
【００３１】
背面主軸１３にその後側から、押し棒４５が、従来のＮＣ装置の場合と同様に、図示しない駆動装置により、軸方向に往復動可能に挿入されている。図３においては、押し棒４５は後退しており、この状態で、圧縮コイルばね４４の付勢力によってコレットチャックスリーブ２９も後退して、コレットチャックスリーブ２９の押圧面３４がコレットチャック３０のテーパ面４０からＺ２軸の後方へ離間し、コレットチャック３０の口径部３９を解放するいわゆるアンクランプの状態になっている。
【００３２】
押し棒４５が前進されると、圧縮コイルばね４４の付勢力に抗してコレットチャックスリーブ２９が前進し、コレットチャックスリーブ２９の押圧面３４がコレットチャック３０のテーパ面４０を押圧して、このテーパ面４０を押圧面３４に実質的に相補的になるように圧接し、後に述べる加工部２８を把持するように口径部３９を縮径し、いわゆるクランプの状態にする。
【００３３】
以下、図７の傾斜穴加工工程と、加工部傾斜工具の正面図である図８と、図７の加工工程と、これに対応するフローチャートである図９に基づいて本発明の傾斜穴加工方法について説明する。
【００３４】
図９に示すステップ１において、主軸台１０（図２）を送り駆動し、図７（Ａ）に示すように、棒材加工部１９を主軸８から加工部２８として送り出すと共に、加工部２８に傾斜穴５以外の加工を行う。主軸８から送り出された加工部２８の長さ（即ち、主軸８からの棒材加工物１９の繰り出し長さ）は、製品１に成るべき長さＬとステップ２の溝加工用の溝幅との和に実質的に等しい。
【００３５】
ついで、ステップ２に移り、棒材加工物１９と共に加工部２８を回転させた状態で、 図７（Ａ）に示すように、加工部２８の先端から長さＬの部分２０（「首部２０」という）を、ステップ４で、加工部２８を傾斜させるのに十分な直径になるまで、刃物台１６に取り付けられた溝切り工具４８で溝切りを行う。
【００３６】
次に、ステップ３に移り、主軸８の回転を停止し、加工部２８の回転をも停止させる。傾斜穴５とその他の加工との関係で加工部２８の回転方向の停止位置が定まっている場合には、公知のＮＣ旋盤の主軸の停止機構と同様な停止機構を用いて主軸８をその位置に停止させることができる。
【００３７】
次のステップ４で、図７（Ｂ）に示すように、刃物台１６に取り付けた加工部傾斜工具４９で加工部２８を傾斜させる。この加工部傾斜工具４９は、図８に示すように二股のフォークになっており、このフォークで加工部２８を挟み、Ｙ１軸の一方向へ（図では上方）へ押し、Ｚ１軸に対して製品１の中心線６と傾斜穴５の中心線７との成す傾斜角αに実質的に等しい角度γだけ加工部２８を同方向へ傾斜させる。加工部傾斜工具４９は、加工部２８がステップ６で背面主軸１３に把持されるまで加工部２８を押したままになっている。
【００３８】
ステップ５において、背面主軸１３に装着されたコレットチャック３０をその把持面４２の中心線４１が主軸８に把持されている加工部２８に形成されるべき傾斜穴５の中心線６に整合させるように背面主軸台１２により設定する。ついで、ステップ６に移り、背面主軸台１２によって背面主軸１３をＺ２軸の主軸８の方向へ移動させてコレットチャック３０の把持面４２で加工部２８を受け、後退位置にある押し棒４５を前進させてコレットチャック３０の口径部３９を閉じて、図７（Ｃ）に示すように、この口径部３９で加工部２８を把持する。
【００３９】
次に、ステップ７に移り、エンドミル５０などの切断工具で加工部２８の首部２０を切断し、加工部２８を棒材加工物１９から切り離す。そして、背面主軸台１２を後退して背面主軸１３を加工部２８と共に後退させる。
【００４０】
図７（Ｄ）において、５１はＺ２軸に平行になるように刃物台１６に取り付けられたドリルであり、形成されるべき傾斜部分穴２，３，４の内の対応のものの穴径に相当する直径を持っている。この場合、図７（Ｄ）ではドリル５１は一本のみが示されているが、傾斜部分穴の数に応じた本数のドリルが刃物台１６に取り付けられている。
【００４１】
ステップ８で、刃物台１６をＸ軸とＹ１軸方向へ移動して、ドリル５１の軸とコレットチャック３０に把持されいる加工部２８の中心線とを整合させる（即ち、両者をＺ２軸上に設定する）。ついで、ステップ９に移り、背面主軸１３と共に加工部２８をＺ２軸を中心にして回転させる。
【００４２】
次に、背面主軸台１２を前進して加工部２８を前進させ、ドリル５１で加工部２８に傾斜部分穴２，３，４の対応の一つを加工する。他の傾斜部分穴も順次に他のドリルで同様にして形成する。これによりステップ１０が実行され、加工部２８が製品１として完成する。
【００４３】
ステップ８−１０では、図７（Ｄ）を参照してドリル５１を用いて傾斜穴５を形成する例を示したが、ドリルに限らず、中ぐりバイトのような他の穿孔工具を用いることができる。例えば、中ぐりバイトを用いる場合、その刃先がＺ１軸から形成される傾斜部分穴の半径だけ離間するように、中ぐりバイトを刃物台１６に取り付ければよい。この場合、複数の傾斜部分穴を一本の中ぐりバイトで形成できるため、穿孔工具数を減少させることができるという重要な利点がある。
【００４４】
傾斜穴５形成後は、ステップ１１に示すように、背面主軸１３の回転を停止し、押し棒４５を後退させて、次のステップ１２で、コレットチャック３０の口径部３９を開いて、加工部２８に傾斜穴５が形成されて製品１になったものを口径部３９から解放する。かくて、傾斜穴加工の１サイクルが完了する。
【００４５】
最後に、ステップ１３で、引き続いて次の傾斜穴の加工があるかないかがチェックされて、それがあれば、ステップ１へ戻り、傾斜穴加工が繰り返される。それがないと、傾斜穴加工は終了する。
【００４６】
以上では、加工部に傾斜穴を形成するためにこの加工部をくわえ直す把持装置としてコレットチャックを用いて説明したが、本発明ではコレットチャックに限定されるものでなく、加工部を適切に把持できる他の任意のチャックであってもよい。主軸用コレットチャック装置も他の任意の適切なコレットチャックに換えることができる。
【００４７】
【発明の効果】
加工部に形成すべき傾斜穴の傾斜角に実質的に等しい傾斜角を有する把持面を背面主軸用のチャックの口径部内に形成したことにより、穿孔工具を刃物台に傾斜穴の傾斜角に対応して傾斜して取り付けることを必要とせず、かつ、穿孔工具を回転させる必要もないので、傾斜穴の加工方法及び傾斜穴加工用のＮＣ旋盤の構造が簡単になり、加工費及びＮＣ旋盤のコストの低減を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】傾斜穴が形成された製品の軸縦断面図である。
【図２】本発明に使用されるＮＣ旋盤の一実施形態の斜視図である。
【図３】背面主軸用コレットチャック装置を装着した背面主軸の主要部の軸縦断面図である。
【図４】背面主軸用コレットチャックの一実施形態の側面図である。
【図５】図４の背面主軸用コレットチャックの正面図である。
【図６】図４の背面主軸用コレットチャックの軸縦断面図である。
【図７】傾斜穴加工の工程を示し、（Ａ）は溝切り加工工程を、（Ｂ）は加工部傾斜工程を、（Ｃ）は背面主軸コレットチャックによる加工部の把持と加工部の切断工程を、（Ｄ）はドリルによる傾斜部分穴加工工程を示す。
【図８】加工部傾斜工具の正面図である。
【図９】傾斜穴加工のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 製品
２，３，４ 傾斜部分穴
５ 傾斜穴
６，７ 中心線
８ 主軸
９ 主軸用コレットチャック装置
１０ 主軸台
１１ ベッド
１２ 背面主軸台
１３ 背面主軸
１４，１５ サーボモータ
１６ 刃物台
１７，１８ サーボモータ
１９ 棒材加工物
２０ 首部
２１ ラジアル軸受
２２ アクシャル軸受
２３ 歯車
２４ 支承筒部
２５ 増径筒部
２６ フランジ
２７ （背面主軸用）コレットチャック装置
２８ 加工部
２９ コレットチャックスリーブ
３０ コレットチャック
３１ コレットチャックナット
３３ 胴部
３４ 押圧面（テーパ面）
３５ ヘッド部
３６ 縦溝
３７ ピン
３８ 胴部
３９ 加工部口径部（口径部）
４０ テーパ面
４１ 中心線
４２ 把持面
４３ 肩部
４４ 圧縮コイルばね
４５ 押し棒
４６ 基準面
４７ 圧接面
４８ 溝切り工具
４９ 加工部傾斜工具
５０ エンドミル（切断工具）
５１ ドリル（穿孔工具）
Ｌ （加工部の）長さ
Ｏ，Ｐ 交点
Ｘ 軸
Ｙ１，Ｙ２ 軸
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ 軸
α，β，γ 傾斜角
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣ旋盤を用いて加工部に傾斜穴を加工形成する傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ＮＣ旋盤及びＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
棒材加工物加工用ＮＣ旋盤は、通常、ベッド上に、主軸台、主軸、刃物台及び背面主軸を装着した背面主軸台が順次に配設されている。主軸は水平な軸を有し、主軸台から送り込まれる棒材加工物を共軸に摺動可能に受けると共にそれを回転させたり、必要な時にはその回転方向の所定位置に停止させることができる。背面主軸台は、背面主軸の軸が主軸の軸に平行になるように、かつ、背面主軸をその軸方向と、主軸の軸を含む垂直平面内にあって背面主軸の軸に直交する垂直軸との二方向に二次元的に移行させ得るようになっている。刃物台は、主軸と背面主軸台との間にあって、主軸の軸と直交又は直角に交差する水平軸と、主軸の軸と直交又は直角に交差する垂直軸との２軸によって規定される平面内を二次元的に移動可能になっている。
【０００３】
従来では、ＮＣ旋盤で、主軸から繰り出された棒材加工物の加工部にその中心線から中心線が傾斜した穴（以下、「傾斜穴」といい、両中心線間の角度を「傾斜角」という）を加工形成する場合も、加工部把持面の中心線と共軸の軸を有するチャック（例えば、コレットチャック）を用いていた。そのため、傾斜穴加工に当たっては、ドリルなどの穿孔工具を、その穿孔送り方向が傾斜穴の傾斜角に一致させるように刃物台に対して傾斜させて取り付けなければならず、傾斜角度の確保が容易でないばかりでなく、その取り付けに工数がかかり、かつ、傾斜角度が違う加工の場合にはそのつど穿孔工具を刃物台に付け替えなければならないという問題があった。
【０００４】
更に、従来の場合は、このような傾斜穴を形成するためには、背面主軸の回転を停止し穿孔工具を回転させなければならないから、穿孔工具はすべて回転形になり、刃物台に穿孔工具それぞれを適宜に回転させる回転機構を用いなければならず、傾斜穴形成のために、ＮＣ旋盤の構造を簡略化、コスト低減化ができなかった。しかも、通常、背面主軸は回転可能になっている。しかし、加工部は、背面主軸に共軸に把持されているために、この加工部を回転させると傾斜穴を加工できない。そこで、背面主軸の回転を止めて加工部の回転を停止させ、その代わりに穿孔工具を回転させなければならなかった。従って、せっかくの背面主軸の回転機能を生かせないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、各穿孔工具を、主軸の軸方向に対して傾斜させることなく、主軸の軸方向に平行に指向するように刃物台に固定するだけで、加工部に所望の傾斜穴を明けることができるＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ＮＣ旋盤及びＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックを提供することにある。さらに、穿孔工具を回転させず、背面主軸を回転させて傾斜穴を加工することによって加工能率の向上とコストの低減を行うＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法、傾斜穴加工用ＮＣ旋盤及びＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明に基づくＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法は次の工程から構成される。
【０００７】
まず、主軸から所定長さ繰り出された棒材加工物の加工部を加工部の中心線と加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線とが成す傾斜角に実質的に等しく傾斜させる。
【０００８】
自らの軸に対して中心線が実質的に上記の該傾斜角だけ傾斜した円筒状の加工部把持面が形成されたチャックを、主軸の軸に平行な軸の方向とこの平行な軸の方向に直角な方向との二方向へ二次元的に移動可能な背面主軸に共軸に嵌装し、加工部把持面の中心線を加工部の中心線に実質的に一致させて加工部を加工部把持面で把持する。しかる後、加工部を棒材加工物から切断する。この際、穿孔工具をその穿孔送り方向が加工部把持面の中心線、ひいてはこれに把持された加工部の中心線に一致するように設定しておく。
【０００９】
次いで、穿孔工具とチャックとを背面主軸の軸を中心にして相対的に回転させると共に、加工部にその中心線に沿って穿孔工具を相対的に挿入して傾斜穴を形成し、最後に、加工部を背面主軸のチャックから解放して傾斜穴付き製品の傾斜穴加工工程の一サイクルが完了する。
【００１０】
加工部を所望の角度で傾斜させることを可能にする程度に加工部の首部を所定の直径に溝切り加工することが望ましい。
【００１１】
更に、穿孔工具を非回転に設け、チャックをその軸を中心にして回転させるようにすることが極めて望ましい。
本発明に基づくＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法に使用される傾斜穴加工用チャックは、主軸から所定長さ繰り出された棒材加工物の加工部を該加工部の中心線と該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線とが成す傾斜角に実質的に等しく傾斜させ、該棒材加工物の該加工部を該主軸の軸に平行な軸の方向とこの平行な軸の方向に直角な方向との二方向へ二次元的に移動可能な背面主軸側で把持し、該加工部を該棒材加工物から切断し、穿孔工具を、その穿孔送り方向が該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に一致するように設定し、該穿孔工具と該加工部とを該背面主軸の軸を中心にして相対的に回転させると共に、該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に沿って該穿孔工具を相対的に挿入して該傾斜穴を形成するＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法に使用される傾斜穴加工用チャックであって、
自らの軸に対して中心線が実質的に該傾斜角だけ傾斜した円筒状の加工部把持面が形成され、該背面主軸に共軸に嵌装され、該加工部把持面の該中心線を該加工部の該中心線に実質的に一致させて該加工部を該加工部把持面で把持することを特徴とする。
【００１２】
本発明の課題を達成するための傾斜穴加工用ＮＣ旋盤は次のように構成される。
【００１３】
棒材加工物を回転させる主軸を設け、主軸の軸に平行な軸を有してこの軸に沿って主軸と相対的に接離可能にかつ主軸の軸に直角な第１方向へ移動可能にかつ所望の回転方向の位置に停止し得るように、背面主軸を棒材加工物の主軸から繰り出される側に設け、主軸と背面主軸との間に第１方向と背面主軸の軸及び第１方向に直角な第２方向との二方向へ相対的移動可能な刃物台とを設け、棒材加工物の主軸からの繰り出し部から成る加工部を把持するチャックを背面主軸に共軸に嵌装させて成るＮＣ旋盤を基礎とする。
【００１４】
このＮＣ旋盤において、背面主軸用チャックは、円筒形の加工部把持面を有する。背面主軸用チャックの軸と加工部把持面の中心線との傾斜角は、加工部の中心線とこの加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線との成す傾斜角に実質的に等しく設定されている。そして、加工部の中心線が主軸の軸から前記傾斜角だけ第１方向へ傾斜するように加工部を傾斜させるための加工部傾斜工具を刃物台に設け、背面主軸に対向させて穿孔工具を刃物台に設け、加工部を棒材加工物から切り落とすための切り落とし工具を刃物台に設け、背面主軸と穿孔工具とを背面主軸の軸を中心にして相対的に回転を行わせる回転装置を設ける。
【００１５】
この構成において、回転装置により背面主軸と穿孔工具との間に相対的に回転をさせながら背面主軸と穿孔工具との間隔を背面主軸の軸に沿って縮めると、背面主軸に装着されたチャックに把持されている加工部に傾斜穴を形成することができる。
【００１６】
棒材加工物を所定の直径まで溝切りする溝切り工具を該刃物台に設けることが望ましい。
【００１７】
穿孔工具を刃物台に不動に設け、回転装置は背面主軸をその軸を中心に回転可能にさせるようにすることが極めて望ましい。また、チャックは回転形のものであることが望ましい。
【００１８】
本発明に基づくＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックは、棒材加工物を回転させる主軸と、該主軸の軸に平行な軸を有してこの平行な軸に沿って該主軸と相対的に接離可能にかつ該主軸の該軸に直角な第１方向へ移動可能にかつ所定の回転方向の位置に回転を停止し得るように、該棒材加工物の該主軸から繰り出される側に設けられた背面主軸と、該主軸と該背面主軸との間に該第１方向と該背面主軸の該軸及び該第１方向に直角な第２方向との二方向へ相対的に移動可能な刃物台とを有し、該棒材加工物の該主軸からの繰り出し部から成る加工部の中心線が該主軸の該軸から該加工部の中心線に対する傾斜角だけ該第１方向へ傾斜するように該加工部を傾斜させるための加工部傾斜工具を該刃物台に設け、該背面主軸に対向させて穿孔工具を該刃物台に設け、該加工部を該棒材加工物から切り落とすための切断工具を該刃物台に設け、該背面主軸と該穿孔工具とを該背面主軸の該軸を中心にして相対的回転を行わせる回転装置を設けて成り、該回転装置により該背面主軸と該穿孔工具との間に相対的に回転を生じさせながら該背面主軸と該穿孔工具との間隔を該背面主軸の該軸に沿って縮めて該加工部に傾斜穴を形成する傾斜穴加工用ＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックであって、
該背面主軸に共軸に嵌装され、自らの軸から該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線の、該傾斜角に実質的に等しい角度で傾斜した中心線を有する円筒形の加工部把持面を備えていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明に基づくＮＣ旋盤、加工法及び背面主軸に装着されるコレットチャックを用いて傾斜穴が形成された製品１の軸縦断面図である。円筒状の製品１に複数の内径（図１では３つ）を有する傾斜部分穴２、３及び４（以下、総称して「傾斜穴５」という）が形成されており、傾斜部分穴２、３及び４の中心線は６で示す共通なものになっており、製品１の中心線７に対して所定の角度（傾斜角）α（例えば、３°）を成して傾斜している。中心線６及び７は交点Ｏで交わっている。
【００２１】
図２は、棒材加工物の加工部に傾斜穴を加工するＮＣ旋盤の一実施形態の斜視図を示す。主軸８は水平方向のＺ１軸を有し、ベッド１１上に固設されている。この主軸８にこれと共軸に、回転可能な主軸用コレットチャック装置９が装着されている。ベッド１１上の、主軸８の一方側に主軸台１０が主軸８に共軸にかつ主軸８に対して所定ストロークで接離するように設けられている。棒材加工物（図７（Ａ）で１９で示されている）が主軸８に共軸に、即ち、Ｚ１軸に共軸に主軸台１０を貫通している。主軸用コレットチャック装置９と棒材加工物１９とは主軸台１０に内蔵されたサーボモータ（図示せず）により所定方向へ所定速度で回転される。この棒材加工物１９は、主軸台１０が送り移動により主軸用コレットチャック装置９に案内されて主軸８から所定長さ繰り出される一方、主軸用コレットチャック装置９の回転停止、即ち、主軸８の回転停止によって回転が停止されるようになっている。棒材加工物１９の加工部とは、本発明においては、主軸８から繰り出され、本発明による傾斜穴加工を含み、ＮＣ旋盤で加工され製品１に成る部分をいい、図７及び８において参照番号２８で示されている。
【００２２】
主軸８の、主軸台１０と反対側に背面主軸台１２が設けられている。この背面主軸台１２にＺ１軸と平行でＺ１軸を含む垂直平面内にあるＺ２軸を有する背面主軸１３がＺ２軸を中心に回転するように装着されている（図３）。背面主軸台１２は、Ｚ２軸と平行なＺ３軸の方向へサーボモータ１４によって、また、Ｚ１軸を含む垂直平面、即ち、Ｚ１軸とＺ２軸とを含む平面内の、Ｚ１軸及びＺ２軸に直角な垂直軸であるＹ２軸の方向へサーボモータ１５によって移動可能になっており、従って、Ｚ３軸及びＹ２軸の二方向へ二次元的に移動できるようになっている。なお、背面主軸１３は背面主軸台１２と一体になって移動するので、以下、Ｚ３軸をＺ２軸に吸収して両者をＺ２軸ということにする。
【００２３】
主軸８と背面主軸台１２との間に刃物台１６が配設されている。この刃物台１６はＺ１軸及びＺ２軸に垂直方向に直角な（即ち、Ｙ２軸に平行な）Ｙ１軸と、Ｚ１軸及びＺ２軸並びにＹ２軸に直角に交差又は直交しかつＹ１軸に直交する水平なＸ軸との二方向へそれぞれサーボモータ１７，１８によって二次元的に移動可能になっている。刃物台１６及び背面主軸台１２は、本発明に基づく傾斜穴加工用の穿孔工具と共に、公知のＮＣ旋盤の場合と同様に、傾斜穴加工前に棒材加工物１９の加工部２８に施される、例えば、ターニング、横穴明け、ミーリングなどの加工を行う加工工具を取り付けるようになっている。また、刃物台１６に、後述の、本発明の傾斜穴加工用の溝切り工具４８（図７（Ａ））、加工部傾斜工具４９（図７（Ｂ））、エンドミル５０（図７（Ｃ））などの切断工具、及びドリル５１（図７（Ｄ））などの穿孔工具が装着されている。
【００２４】
図３は、背面主軸１３を共軸に装着した背面主軸台１２の主要部の軸断面図である。背面主軸１３がラジアル軸受２１及びアクシャル軸受２２を介して背面主軸台１２内に軸方向（Ｚ２軸方向）に不動に軸支されている。この背面主軸１３はそれに装着された歯車２３とこれに係合するギヤトレーンなどの回転伝達機構（公知のものと同様のものを用い、図示せず）を介して背面主軸台１２に内蔵されたサーボモータ（図示せず）によって、Ｚ２軸を中心にして所定方向へ所定速度で回転されると共に、回転方向の所定位置に停止できるようになっている。以下、背面主軸台１２及び背面主軸１３とこれらに設けられる部材について、主軸８側、並びに、主軸８側の端及び端部を、それぞれ、前側、前端及び前端部と呼び、主軸８と反対側、並びに、主軸８の反対側の端及び端部を、それぞれ、後側、後端及び後端部と呼ぶ。
【００２５】
背面主軸１３は、軸受２１，２２に支承されている支承筒部２４と、その前端側の、背面主軸台１２の前端から主軸８の方へ突出する増径筒部２５とを有する。
【００２６】
背面主軸１３に、背面主軸用コレットチャック装置２７（以下、単に「コレットチャック装置２７」という）が装着される。このコレットチャック装置２７は、コレットチャックスリーブ２９と、コレットチャック３０とコレットチャックナット３１とを有する。
【００２７】
コレットチャックスリーブ２９は、軸方向に共軸に摺動可能に背面主軸１３の支承筒部２４に挿入された円筒形の胴部３３と、その前側の増径された円錐台形の押圧面（テーパ面）３４を持つヘッド部３５とを有する。ヘッド部３５の後端部外周に縦溝３６が形成され、ピン３７によって、コレットチャックスリーブ２９が背面主軸１３に対して軸方向には移動するが回転しない（即ち、背面主軸１３と共に回転する）ようになっている。なお、コレットチャックスリーブ２９と胴部３３とコレットチャック装置２７とコレットチャック３０との中心線は背面主軸１３のＺ２軸に一致するので、これらの中心線もＺ２軸と表記することにする。
【００２８】
コレットチャック３０は、コレットチャックスリーブ２９に軸方向に共軸に摺動可能に挿入される円筒形の胴部３８と、この前側に形成され三ツ割爪状の弾性を持つ加工部口径部（以下、「口径部」という）３９を有する。口径部３９の前側外周部にコレットチャックスリーブ２９の押圧面３４に向く円錐台状のテーパ面４０が形成されている。後述のように、コレットチャックスリーブ２９が後退して押圧面３４がテーパ面４０から離間している場合は、コレットチャック３０の口径部３９は弾性的に拡径してそのテーパ面４０の角度はコレットチャックスリーブ２９の押圧面３４の角度よりも若干大きくなるが、コレットチャックスリーブ２９が前進して、その押圧面３４がコレットチャック３０のテーパ面４０を押圧した場合は、テーパ面４０は押圧面３４と相補的な形状になる。
【００２９】
図３、４、５及び６を参照して、コレットチャック３０は、口径部３９内に、加工部２８に形成される傾斜穴５の傾斜角αに実質的に等しい傾斜角βでＺ２軸と交わる中心線４１を有する円筒穴状の把持面４２が形成されている。そして、中心線４１とＺ２軸との交点Ｐは、加工部２８を後述のようにコレットチャック３０が把持した時に、加工部２８の中心線（図１の製品１の中心線７に同じ）とそれに形成される傾斜穴５の中心線６との交点Ｏに一致するように形成される。
【００３０】
図３へ戻って、コレットチャック３０の後端とコレットチャックスリーブ２９の後端部内部の肩部４３との間に圧縮コイルばね４４を設けている。この圧縮コイルばね４４は、コレットチャックスリーブ２９に対してコレットチャック３０を前方へ付勢して、コレットチャック３０の口径部３９のテーパ部４０の基準面４６を、コレットチャックナット３１の圧接面４７に常時当接させている。
【００３１】
背面主軸１３にその後側から、押し棒４５が、従来のＮＣ装置の場合と同様に、図示しない駆動装置により、軸方向に往復動可能に挿入されている。図３においては、押し棒４５は後退しており、この状態で、圧縮コイルばね４４の付勢力によってコレットチャックスリーブ２９も後退して、コレットチャックスリーブ２９の押圧面３４がコレットチャック３０のテーパ面４０からＺ２軸の後方へ離間し、コレットチャック３０の口径部３９を解放するいわゆるアンクランプの状態になっている。
【００３２】
押し棒４５が前進されると、圧縮コイルばね４４の付勢力に抗してコレットチャックスリーブ２９が前進し、コレットチャックスリーブ２９の押圧面３４がコレットチャック３０のテーパ面４０を押圧して、このテーパ面４０を押圧面３４に実質的に相補的になるように圧接し、後に述べる加工部２８を把持するように口径部３９を縮径し、いわゆるクランプの状態にする。
【００３３】
以下、図７の傾斜穴加工工程と、加工部傾斜工具の正面図である図８と、図７の加工工程と、これに対応するフローチャートである図９に基づいて本発明の傾斜穴加工方法について説明する。
【００３４】
図９に示すステップ１において、主軸台１０（図２）を送り駆動し、図７（Ａ）に示すように、棒材加工部１９を主軸８から加工部２８として送り出すと共に、加工部２８に傾斜穴５以外の加工を行う。主軸８から送り出された加工部２８の長さ（即ち、主軸８からの棒材加工物１９の繰り出し長さ）は、製品１に成るべき長さＬとステップ２の溝加工用の溝幅との和に実質的に等しい。
【００３５】
ついで、ステップ２に移り、棒材加工物１９と共に加工部２８を回転させた状態で、 図７（Ａ）に示すように、加工部２８の先端から長さＬの部分２０（「首部２０」という）を、ステップ４で、加工部２８を傾斜させるのに十分な直径になるまで、刃物台１６に取り付けられた溝切り工具４８で溝切りを行う。
【００３６】
次に、ステップ３に移り、主軸８の回転を停止し、加工部２８の回転をも停止させる。傾斜穴５とその他の加工との関係で加工部２８の回転方向の停止位置が定まっている場合には、公知のＮＣ旋盤の主軸の停止機構と同様な停止機構を用いて主軸８をその位置に停止させることができる。
【００３７】
次のステップ４で、図７（Ｂ）に示すように、刃物台１６に取り付けた加工部傾斜工具４９で加工部２８を傾斜させる。この加工部傾斜工具４９は、図８に示すように二股のフォークになっており、このフォークで加工部２８を挟み、Ｙ１軸の一方向へ（図では上方）へ押し、Ｚ１軸に対して製品１の中心線６と傾斜穴５の中心線７との成す傾斜角αに実質的に等しい角度γだけ加工部２８を同方向へ傾斜させる。加工部傾斜工具４９は、加工部２８がステップ６で背面主軸１３に把持されるまで加工部２８を押したままになっている。
【００３８】
ステップ５において、背面主軸１３に装着されたコレットチャック３０をその把持面４２の中心線４１が主軸８に把持されている加工部２８に形成されるべき傾斜穴５の中心線６に整合させるように背面主軸台１２により設定する。ついで、ステップ６に移り、背面主軸台１２によって背面主軸１３をＺ２軸の主軸８の方向へ移動させてコレットチャック３０の把持面４２で加工部２８を受け、後退位置にある押し棒４５を前進させてコレットチャック３０の口径部３９を閉じて、図７（Ｃ）に示すように、この口径部３９で加工部２８を把持する。
【００３９】
次に、ステップ７に移り、エンドミル５０などの切断工具で加工部２８の首部２０を切断し、加工部２８を棒材加工物１９から切り離す。そして、背面主軸台１２を後退して背面主軸１３を加工部２８と共に後退させる。
【００４０】
図７（Ｄ）において、５１はＺ２軸に平行になるように刃物台１６に取り付けられたドリルであり、形成されるべき傾斜部分穴２，３，４の内の対応のものの穴径に相当する直径を持っている。この場合、図７（Ｄ）ではドリル５１は一本のみが示されているが、傾斜部分穴の数に応じた本数のドリルが刃物台１６に取り付けられている。
【００４１】
ステップ８で、刃物台１６をＸ軸とＹ１軸方向へ移動して、ドリル５１の軸とコレットチャック３０に把持されいる加工部２８の中心線とを整合させる（即ち、両者をＺ２軸上に設定する）。ついで、ステップ９に移り、背面主軸１３と共に加工部２８をＺ２軸を中心にして回転させる。
【００４２】
次に、背面主軸台１２を前進して加工部２８を前進させ、ドリル５１で加工部２８に傾斜部分穴２，３，４の対応の一つを加工する。他の傾斜部分穴も順次に他のドリルで同様にして形成する。これによりステップ１０が実行され、加工部２８が製品１として完成する。
【００４３】
ステップ８−１０では、図７（Ｄ）を参照してドリル５１を用いて傾斜穴５を形成する例を示したが、ドリルに限らず、中ぐりバイトのような他の穿孔工具を用いることができる。例えば、中ぐりバイトを用いる場合、その刃先がＺ１軸から形成される傾斜部分穴の半径だけ離間するように、中ぐりバイトを刃物台１６に取り付ければよい。この場合、複数の傾斜部分穴を一本の中ぐりバイトで形成できるため、穿孔工具数を減少させることができるという重要な利点がある。
【００４４】
傾斜穴５形成後は、ステップ１１に示すように、背面主軸１３の回転を停止し、押し棒４５を後退させて、次のステップ１２で、コレットチャック３０の口径部３９を開いて、加工部２８に傾斜穴５が形成されて製品１になったものを口径部３９から解放する。かくて、傾斜穴加工の１サイクルが完了する。
【００４５】
最後に、ステップ１３で、引き続いて次の傾斜穴の加工があるかないかがチェックされて、それがあれば、ステップ１へ戻り、傾斜穴加工が繰り返される。それがないと、傾斜穴加工は終了する。
【００４６】
以上では、加工部に傾斜穴を形成するためにこの加工部をくわえ直す把持装置としてコレットチャックを用いて説明したが、本発明ではコレットチャックに限定されるものでなく、加工部を適切に把持できる他の任意のチャックであってもよい。主軸用コレットチャック装置も他の任意の適切なコレットチャックに換えることができる。
【００４７】
【発明の効果】
加工部に形成すべき傾斜穴の傾斜角に実質的に等しい傾斜角を有する把持面を背面主軸用のチャックの口径部内に形成したことにより、穿孔工具を刃物台に傾斜穴の傾斜角に対応して傾斜して取り付けることを必要とせず、かつ、穿孔工具を回転させる必要もないので、傾斜穴の加工方法及び傾斜穴加工用のＮＣ旋盤の構造が簡単になり、加工費及びＮＣ旋盤のコストの低減を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】傾斜穴が形成された製品の軸縦断面図である。
【図２】本発明に使用されるＮＣ旋盤の一実施形態の斜視図である。
【図３】背面主軸用コレットチャック装置を装着した背面主軸の主要部の軸縦断面図である。
【図４】背面主軸用コレットチャックの一実施形態の側面図である。
【図５】図４の背面主軸用コレットチャックの正面図である。
【図６】図４の背面主軸用コレットチャックの軸縦断面図である。
【図７】傾斜穴加工の工程を示し、（Ａ）は溝切り加工工程を、（Ｂ）は加工部傾斜工程を、（Ｃ）は背面主軸コレットチャックによる加工部の把持と加工部の切断工程を、（Ｄ）はドリルによる傾斜部分穴加工工程を示す。
【図８】加工部傾斜工具の正面図である。
【図９】傾斜穴加工のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 製品
２，３，４ 傾斜部分穴
５ 傾斜穴
６，７ 中心線
８ 主軸
９ 主軸用コレットチャック装置
１０ 主軸台
１１ ベッド
１２ 背面主軸台
１３ 背面主軸
１４，１５ サーボモータ
１６ 刃物台
１７，１８ サーボモータ
１９ 棒材加工物
２０ 首部
２１ ラジアル軸受
２２ アクシャル軸受
２３ 歯車
２４ 支承筒部
２５ 増径筒部
２６ フランジ
２７ （背面主軸用）コレットチャック装置
２８ 加工部
２９ コレットチャックスリーブ
３０ コレットチャック
３１ コレットチャックナット
３３ 胴部
３４ 押圧面（テーパ面）
３５ ヘッド部
３６ 縦溝
３７ ピン
３８ 胴部
３９ 加工部口径部（口径部）
４０ テーパ面
４１ 中心線
４２ 把持面
４３ 肩部
４４ 圧縮コイルばね
４５ 押し棒
４６ 基準面
４７ 圧接面
４８ 溝切り工具
４９ 加工部傾斜工具
５０ エンドミル（切断工具）
５１ ドリル（穿孔工具）
Ｌ （加工部の）長さ
Ｏ，Ｐ 交点
Ｘ 軸
Ｙ１，Ｙ２ 軸
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ 軸
α，β，γ 傾斜角
Claims (9)
- 主軸から所定長さ繰り出された棒材加工物の加工部を該加工部の中心線と該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線とが成す傾斜角に実質的に等しく傾斜させ、
自らの軸に対して中心線が実質的に該傾斜角だけ傾斜した円筒状の加工部把持面が形成されたチャックを、該主軸の軸に平行な軸の方向とこの平行な軸の方向に直角な方向との二方向へ二次元的に移動可能な背面主軸に共軸に嵌装し、該加工部把持面の該中心線を該加工部の該中心線に実質的に一致させて該加工部を該加工部把持面で把持し、
該加工部を該棒材加工物から切断し、
穿孔工具を、その穿孔送り方向が該チャックの該加工部把持面に把持された該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に一致するように設定し、
該穿孔工具と該チャックとを該背面主軸の軸を中心にして相対的に回転させると共に、該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に沿って該穿孔工具を相対的に挿入して該傾斜穴を形成する
ことを特徴とするＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法。 - 前記加工部を傾斜させることを可能にする程度に該加工部の首部を所定の直径に溝切り加工することを特徴とする請求項１に記載のＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法。
- 前記穿孔工具を非回転に設け、前記チャックをその軸を中心にして回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法。
- 主軸から所定長さ繰り出された棒材加工物の加工部を該加工部の中心線と該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線とが成す傾斜角に実質的に等しく傾斜させ、
該棒材加工物の該加工部を該主軸の軸に平行な軸の方向とこの平行な軸の方向に直角な方向との二方向へ二次元的に移動可能な背面主軸側で把持し、
該加工部を該棒材加工物から切断し、
穿孔工具を、その穿孔送り方向が該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に一致するように設定し、
該穿孔工具と該加工部とを該背面主軸の軸を中心にして相対的に回転させると共に、該加工部に形成されるべき該傾斜穴の該中心線に沿って該穿孔工具を相対的に挿入して該傾斜穴を形成するＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法に使用される傾斜穴加工用チャックであって、
自らの軸に対して中心線が実質的に該傾斜角だけ傾斜した円筒状の加工部把持面が形成され、
該背面主軸に共軸に嵌装され、
該加工部把持面の該中心線を該加工部の該中心線に実質的に一致させて該加工部を該加工部把持面で把持することを特徴とするＮＣ旋盤による傾斜穴加工方法に使用される傾斜穴加工用チャック。 - 棒材加工物を回転させる主軸と、
該主軸の軸に平行な軸を有してこの平行な軸に沿って該主軸と相対的に接離可能にかつ該主軸の該軸に直角な第１方向へ移動可能にかつ所定の回転方向の位置に回転を停止し得るように、該棒材加工物の該主軸から繰り出される側に設けられた背面主軸と、
該主軸と該背面主軸との間に該第１方向と該背面主軸の該軸及び該第１方向に直角な第２方向との二方向へ相対的に移動可能な刃物台とを有し、
該棒材加工物の該主軸からの繰り出し部から成る加工部を把持するチャックを該背面主軸に共軸に嵌装させて成るＮＣ旋盤において、
該チャックは、その軸から、該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線の、該加工部の中心線に対する傾斜角に実質的に等しい角度で傾斜した中心線を有する円筒形の加工部把持面を有し、
該加工部の中心線が該主軸の該軸から該傾斜角だけ該第１方向へ傾斜するように該加工部を傾斜させるための加工部傾斜工具を該刃物台に設け、
該背面主軸に対向させて穿孔工具を該刃物台に設け、
該加工部を該棒材加工物から切り落とすための切断工具を該刃物台に設け、
該背面主軸と該穿孔工具とを該背面主軸の該軸を中心にして相対的回転を行わせる回転装置を設けて成り、
該回転装置により該背面主軸と該穿孔工具との間に相対的に回転を生じさせながら該背面主軸と該穿孔工具との間隔を該背面主軸の該軸に沿って縮めて該背面主軸に装着された該チャックに把持されている該加工部に傾斜穴を形成する
ことを特徴とする傾斜穴加工用ＮＣ旋盤。 - 前記棒材加工物を所定の直径まで溝切りする溝切り工具を該刃物台に設けたことを特徴とする請求項５に記載の傾斜穴加工用ＮＣ旋盤。
- 前記穿孔工具を前記刃物台に不動に設け、該回転装置は前記背面主軸をその軸を中心に回転させることを特徴とする請求項５又は６に記載の傾斜穴加工用ＮＣ旋盤。
- 前記チャックは前記回転装置により回転される回転形チャックであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかの１に記載の傾斜穴加工用ＮＣ旋盤。
- 棒材加工物を回転させる主軸と、
該主軸の軸に平行な軸を有してこの平行な軸に沿って該主軸と相対的に接離可能にかつ該主軸の該軸に直角な第１方向へ移動可能にかつ所定の回転方向の位置に回転を停止し得るように、該棒材加工物の該主軸から繰り出される側に設けられた背面主軸と、
該主軸と該背面主軸との間に該第１方向と該背面主軸の該軸及び該第１方向に直角な第２方向との二方向へ相対的に移動可能な刃物台とを有し、
該棒材加工物の該主軸からの繰り出し部から成る加工部の中心線が該主軸の該軸から該加工部の中心線に対する傾斜角だけ該第１方向へ傾斜するように該加工部を傾斜させるための加工部傾斜工具を該刃物台に設け、
該背面主軸に対向させて穿孔工具を該刃物台に設け、
該加工部を該棒材加工物から切り落とすための切断工具を該刃物台に設け、
該背面主軸と該穿孔工具とを該背面主軸の該軸を中心にして相対的回転を行わせる回転装置を設けて成り、
該回転装置により該背面主軸と該穿孔工具との間に相対的に回転を生じさせながら該背面主軸と該穿孔工具との間隔を該背面主軸の該軸に沿って縮めて該加工部に傾斜穴を形成する傾斜穴加工用ＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャックであって、
該背面主軸に共軸に嵌装され、自らの軸から該加工部に形成されるべき傾斜穴の中心線の、該傾斜角に実質的に等しい角度で傾斜した中心線を有する円筒形の加工部把持面を備えていることを特徴とするＮＣ旋盤に使用される傾斜穴加工用チャック。
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