JP3885907B2 - Piston ring processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はピストンリングの外周面を高精度で加工できるピストンリング加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来エンジンなどに使用するピストンリングは、ほぼハート形に形成された多数の非円形リングを積層した状態で、内外周面を所定形状に加工した後に、外周部の2個所を軸線方向に切割りして径を縮小させ、切割り部を密着させた場合に、外周面が真円となるピストンリングを製作する方法が一般に採用されており、非円形リングの内外周面を加工する装置が例えば特開昭54−21691号公報や、特公平6−75814号公報などで提案されている。
【0003】
上記特開昭54−21691号公報に記載の加工装置は、積層されたピストンリング集合体が取付けられた工作軸と、ピストンリングの非円形曲線の度合に応じて径方向に変位し得る工具支持手段と、コンピュータにより制御され、かつその作動方向に前後して設置された少なくとも2以上の電気機械的ステップ駆動手段とを有していることを特徴とするもので、工作軸を介してピストンリング集合体を回転させながら、コンピュータによりステップ駆動手段を制御することにより、自由曲線により形成された非円形曲線を有するワークの内外周面を同時に精度よく加工できるように構成されている。
【0004】
一方特公平6−75814号公報に記載の数値制御旋盤は、リニアモータによりワークの接離方向に進退自在なキャリッジに、ワークを切削するための切削工具が取付けられており、上記リニアモータをコンピュータにより数値制御することにより、ピストンのようなワークのスカート外周を切削加工するようにしたもので、キャリッジの往復動を支承するガイド部に複数組の回転部材と、偏倚装置を設けて、ワークを切削加工している間に工具に生じる反力を回転部材と偏倚装置に支持するようにしたので、ガタツキやブレが全くない状態でキャリッジを往復動させることができることから、精度の高い切削加工が可能になるなどの効果を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の加工方法では、次のような不具合がある。
すなわちピストンリングに加工する非円形の素材aは、外周面の2個所を軸線方向に切割りして径を縮小させ、切割り部を互いに密着させたときに外周面が心円となるように、図1の(イ)に示すような形状となっており、このようなワークaの内外周面を従来の方法で旋削加工する場合、回転するワークaの各回転角度毎に工具cの刃先dを図1の(ロ)に示すストロークでX軸及びU軸方向へ移動させている。
【0006】
このため、工具cの刃先dが凹部bの開始点eに達すると、いままで刃先dの送り速度がほぼ「0」から、凹部bに追従すべく回転中心O方向へ図1の(ハ)に示すように急激に移動させるが、このとき工具cの取付けられた工具支持手段に図1の(ニ)に示すように大きな加速度が発生する。
その後工具cの刃先dが凹部bの最低部(回転角0°)へ達した後、凹部bの終了点fに達するまでは、工具cの刃先dを回転中心Oより離間する方向へ図1の(ハ)に示すように急激に移動させるが、このときも工具cの取付けられた工具支持手段に大きな加速度が発生する。
【0007】
そしてこの加速度の変化により各工具cを支持する工具支持手段に図2の曲線Aで示すような振動が発生し、またワークaを支持するワーク支持手段には、図2の曲線Bに示すような振動が発生するが、工具cを支持する工具支持手段とワークaを支持するワーク支持手段の振動波形(振幅量及び振動数)が異なるため、波形の差分(図2の(イ)の斜線で示す部分)がワークaの加工精度に影響して、加工面が図2の(ロ)に示すようになり、精度の高い加工ができないなどの不具合があった。
【0008】
この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、ワークの支持手段と工具の支持手段の振動波形がほぼ同一になるような構造を採用することにより、精度の高い加工を可能にしたピストンリング加工装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1記載の発明は、内外周面が非円形曲線で形成されたワークの内外周面を加工するピストンリング加工装置において、
Z軸駆動手段により上下方向(Z軸方向)へ移動自在であるとともに、上下方向に離間して、上部ワーク支持手段と下部ワーク支持手段とを設けてなるZ軸スライドと、
上記ワーク支持手段を介してワークを回転させるC軸駆動手段と、
ワークの外周面を加工する工具を、ワークの軸心と直交するX軸方向に移動自在にX軸ブラケットに設けてなる外周加工手段と、
上記Z軸スライドのZ軸方向の移動を拘束せず、かつZ軸方向に直角な方向への動きを拘束するように、上記Z軸スライドと上記X軸ブラケットの間を連結する連結手段とで構成したものである。
【0010】
上記構成により、加速度が急激に変化して、ワークを支持するZ軸スライド側と、工具の取付けられた外周加工手段のX軸ブラケットに振動が発生しても、Z軸スライドと外周加工手段のX軸ブラケットの間が連結手段により連結されているため、Z軸スライドの振動波形と、外周加工手段の振動波形がほぼ同じとなって変位差が微量となるため、ワーク外周面の加工精度を向上させることができる。
【0011】
上記目的を達成するため請求項2記載の発明は、上記連結手段を、Z軸と平行に設けられ、かつ両端が上記Z軸スライドに固定されたガイド杆と、上記ガイド杆に摺動自在に嵌挿され、かつ上記X軸ブラケットに固着されたガイドブラケットとより構成したものである。
【0012】
上記構成により、Z軸スライドの移動を拘束せずにZ軸スライドと外周加工手段のX軸ブラケットの間を連結して、Z軸スライドに発生する振動波形と、外周加工手段に発生する波形をほぼ同一とすることができる。
【0013】
上記目的を達成するため請求項3記載の発明は、連結手段を、Z軸スライドと外周加工手段のX軸ブラケットの間に設けられたリニアガイドレールより構成したものである。
【0014】
上記構成により、既製のリニアガイドレールで連結手段を構成できるため、容易かつ安価に実施することができるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図3以下に示す図面を参照して詳述する。
これら図において1は加工装置本体で、ベッド1a上にコラム1bが設置されており、コラム1bの前側にZ軸駆動手段3により上下動方向(Z軸方向)へ移動自在なZ軸スライド2が設けられている。
上記Z軸スライド2は、コラム1bの前面にZ軸方向に布設されたボール式リニアガイドよりなるガイドレール1cに支承されていて、コラム1bの上部に設置されたサーボモータよりなるZ軸モータ4により上下動されるようになっている。
【0016】
すなわち上記Z軸モータ4の回転軸4aには、図6に示すようにボールねじよりなるねじ軸5が接続されていて、このねじ軸5にZ軸スライド2に固着されたナット部材5aが螺合されており、Z軸モータ4によりねじ軸5と正逆回転させることにより、ガイドレール1cに沿ってZ軸スライド2が上下動できるようになっていると共に、Z軸スライド2の上部にワイヤロープなどの索条6の一端が結着されている。
索条6の中間部は、コラム1bの上記に回転自在に支承されたプーリ7を迂回されていると共に、索条6の他端側には、コラム1bの後側に設けられたカウンタウエイト8が吊り下げられていて、小容量のZ軸モータ4により上記Z軸スライド2が上下動できるようになっている。
【0018】
また上記Z軸スライド2には、上下方向に離間して、上部ワーク支持手段10と、下部ワーク支持手段11が設けられている。
上部ワーク支持手段10は、図7に示すように、Z軸スライド2の上部に設けられた油圧シリンダ12の下方に設けられていて、油圧シリンダ12の上部に収容されたピストン12aの下方に、上部スピンドル10aを有している。
【0019】
上記上部スピンドル10aは円筒状をなしていて、複数の軸受け13を介して油圧シリンダ12の下部に上下動及び回転自在に支承されていると共に、上部スピンドル10aの外周部に嵌合されたリング10bの上面に、上記ピストン12aの下面側がスラスト軸受け14を介して当接されていて、油圧シリンダ12の油圧室12bへ油圧を供給することにより、ピストン12aを介して上部スピンドル10aを下方へ加圧できるようになっている。
上記油圧シリンダ12の中心部には、上端が油圧シリンダ12の上面に固着された固定軸10cが設けられている。
この固定軸10cの下端側はピストン12aを貫通して上部スピンドル10aの中心部に達しており、下端部に設けられたばね座10d上には、軸受け14を介して上部スピンドル10aを上方へ付勢する圧縮ばね10eが複数設けられている。
【0020】
また上部スピンドル10aの下部には、下部ワーク支持手段11に設けられた下部クランプヘッド11fの間でワーク16をクランプする上部クランプヘッド10fが設けられていると共に、上部スピンドル10aの外周部には、C軸駆動手段18を構成するギヤ列18aの従動ギヤ18bがキー止めされている。
上記C軸駆動手段18は、図6に示すようにコラム1bの上部にサーボモータよりなるC軸モータ19を有して、このC軸モータ19は減速機20の入力軸20aに接続されている。
上記入力軸20aには、加工時ワーク16に回転ムラが発生しないよう回転を安定させるフライホィール20bが取付けられていると共に、減速機20の出力軸20cは、スプライン軸よりなる駆動軸18cの上端にスプライン係合されていて、上記C軸モータ19により減速機20を介して駆動軸18cが正逆回転できるようになっている。
【0021】
上記駆動軸18cはワーク16の軸心と平行するよう上下方向に回転自在に支承されていて、中間部と下端部に上部ワーク支持手段10及び下部ワーク支持手段11にそれぞれ設けられたギヤ列18aの駆動ギヤ18dがスプライン係合されている。
これら駆動ギヤ18dは中間ギヤ18eを介して上部スピンドル10aの外周部及び下部スピンドル11aの外周部に設けられた従動ギヤ18bに噛合されていて、C軸モータ19により駆動軸18c及びギヤ列18aを介して上部スピンドル10a及び下部スピンドル11aを同方向へ同期回転できるようになっている。
【0022】
上記下部スピンドル11aも、上部スピンドル10aと同様に円筒状に形成されていて、軸受け21を介してZ軸スライド2側に回転自在に支承されていると共に、Z軸スライド2と、下部スピンドル11aの外周部にキー止めされた従動ギヤ18bの間にスラスト軸受け22が介在されている。
そして上記下部スピンドル11aの上部に、上部スピンドル10aに取付けられた上部クランプヘッド10fの間でワーク16をクランプする下部クランプヘッド11fが設けられている。
【0023】
なお、C軸モータ19により上部スピンドル10a及び下部スピンドル11aを同期させて回転駆動する際、駆動軸18cのスプラインやギヤ列18aのバックラッシュにより、上下スピンドル10a,11aに回転ムラが発生して位相ずれが生じる。
これを防止するため、ワーク16の加工時には、上下ギヤ列のバックラッシュを除去した状態でロックタイトなどのロック手段(図示せず)で下部スピンドル11aのプレート11gが固定できるようになっている。
【0024】
一方上記コラム1bのほぼ中間部には、ワーク16の外周面を加工する外周加工手段24が、そしてベッド1a上には、ワーク16の内周面を外周面と同時に加工する内周面加工手段25が設置されている。
外周加工手段24は図8に示すように、コラム1bの垂直面に固着具24fにより固着されたX軸ブラケット24eに筒状のガイド部材24aが水平に固着されている。
上記ガイド部材24a内にボールスプライン24bを介して工具支持部材24cがX軸方向に移動自在に支承されている。
【0025】
上記工具支持部材24cのワーク16側端部には、ワーク16の外周面を切削加工する工具26が工具取付け部材24dを介して着脱自在に取付けられていると共に、工具支持部材24cの反対側の端部には、ナット部材27aが固着されていて、このナット部材27aにボールねじよりなるねじ軸27の一端側が螺挿されている。
上記ねじ軸27の他端側は、ブラケット28を介してコラム1bに取付けられたサーボモータよりなるX軸モータ29に接続されていて、このX軸モータ29によりねじ軸27を正逆回転されることにより、工具26をワーク16の接離方向へ移動できるようになっている。
【0026】
そして上記X軸ブラケット24eと上記Z軸スライド2の間に、外周加工手段24側の振動と、Z軸スライド2側の振動を互に拘束することにより、外周加工手段24側の振動波形と、Z軸スライド2側の振動波形をほぼ同じにする連結手段30が設置されている。
【0027】
上記連結手段30は、図8及び図9に示すように、X軸ブラケット24eの先端側に固着されたガイドブラケット30aを有していて、このガイドブラケット30aに形成されたガイド孔30b内にガイド杆30cが上下方向に摺動自在に嵌挿されている。
上記ガイド杆30cの上下端は、Z軸スライド2に固着具30dを介して固着された固定ブラケット30eに強固に固着されていると共に、上記ガイド杆30cは2面が切除されていて、Z軸スライド2をガイドするガイドレール1c及びガイド杆30cが熱変位しても、Z軸スライド2の上下動が阻害されないようになっている。
【0028】
なお図9中30fはガイド杆30cに切粉などが付着しないようカバーする蛇腹状のブーツを示す。
【0029】
一方ワーク16の内周面を加工する内周加工手段25は、図10ないし図12に示すように、ベッド1a上に上記X軸と平行するU軸方向に布設されたローラ式リニアガイドよりなるガイドレール31上に支承されたU軸スライド25aを有している。
上記U軸スライド25aの上部は切粉が排出されやすいように屋根形のカバー25cにより覆われていると共に、U軸スライド25aの下部とベッド1aの上面間には、U軸スライド25aをU軸方向へ駆動するリニアサーボモータよりなるU軸モータ32が設置されている。
【0030】
上記U軸スライド25aの先端側は下部スピンドル11aの下方に達していて、先端部にほぼ垂直に設けられたボーリングバー25bの下端が固着されている。
上記ボーリングバー25bの上端側は、下部スピンドル11a内を通ってワーク16内に達しており、上端部にワーク16の内周を切削する工具33が着脱自在に取付けられている。
【0031】
なお図11中34はU軸スライド25aの原点位置を検出するU軸原点検出手段、35はU軸スライド25aの位置を検出するリニアスケールなどのスライド位置検出手段で、これら検出手段34,35により検出された信号はZ軸モータ4、C軸モータ19、X軸モータ29、U軸モータ32などをNC制御するNC装置(図示せず)へ入力されるようになっている。
【0032】
次に上記構成された加工装置によりピストンリングのようなワーク16を加工する作用を説明する。
ピストンリングのようなワーク16は図1の(イ)に示すように、外周と内周の非円形曲線の形状が異なるため、外周加工手段24、内周加工手段25を別個にNC制御する必要がある。
【0033】
またワーク16をC軸モータ19により回転させて、ワーク16の内外周を同時に加工するため、C軸モータ10の回転に同期させてX軸モータ29、U軸モータ32、Z軸モータ4をNC制御する必要があり、通常の加工サイクルでは、移動データの処理に時間がかかって加工が困難である。
そこでこの実施の形態では、NC機能の高速サイクル加工かDNC運転を選択して加工を行う。
【0034】
またNC機能の高速サイクル加工で加工を行う場合、基本処理時間当りの移動量に換算したデータとそのサイクルの繰返し回数等をNCの高速加工データ領域やヘッダ部に登録して、加工メインプログラムにより高速サイクル加工を行うようにする。
加工に当っては複数のピストンリングを位相を揃えて積層することにより円筒状のワーク16を形成し、図示しないハンドキャリヤ治具により上下方向よりクランプして、その状態を保持したまま加工装置本体1へ搬入し、上部スピンドル10a及び下部スピンドル11aのクランプヘッド10f,11fの間にセットする。
【0035】
そしてこの状態で油圧シリンダ12の油圧室12bに油圧を供給して、ピストン12aとともに上部スピンドル10aを下降させ、上部スピンドル10aのクランプヘッド10fと、下部スピンドル11aのクランプヘッド11fの間で、ワーク16の中心線が上下スピンドル10a,11aの中心と一致するようにクランプする。
【0036】
次にこの状態でワーク16の位相割出しをしたら、C軸モータ19によりC軸駆動手段18を介して上下スピンドル10a,11aを同期回転させて、ワーク16を例えば300rpmで回転させると共に、外周加工手段24に設けた工具26をワーク16の例えば下端側よりワーク16の外周面を切削加工し、同時に内周加工手段25の工具33によりワーク16の内周面を下端側より切削加工する。
【0037】
またワーク16の内外周面は、異なる自由曲線により形成されているため、C軸の回転に同期させてX軸モータ29及びU軸モータ32を別個にNC制御してワーク16の内外周面を加工すると共に、加工の進行とともにZ軸モータ4によりZ軸スライド2を下降させて、ワーク16の全長に亘って内外周を切削加工する。
【0038】
一方ワーク16は外周部に凹部を有する非円形状となっていて、凹部の最低部で速度が0であった工具26を支持する工具支持部材24cは、凹部の最高部へ達するまでの間、急激にX軸方向へ移動されるが、このとき大きな加速度が発生して、ワーク16を支持するZ軸スライド2側及び工具26を支持する外周加工手段24のX軸ブラケット24eに振動が発生する。
【0039】
しかしZ軸スライド2とX軸ブラケット24eの間は、Z軸スライド2の上下動を拘束しない連結手段30により互に連結されているため、Z軸スライド2で発生する振動波形(図13の(イ)の曲線A)と、X軸ブラケット24eで発生する振動波形(図13の(イ)の曲線B)がほぼ同一となり、両振動波形の変位差が微量となる。
その結果ワーク16外周面の加工精度は図13の(ロ)に示すようになり、特に凹部の最低部よりほぼ半周するまでの間における加工精度が従来の図2の(ロ)に示すものに比べて大幅に改善されるようになる。
【0040】
なお上記実施の形態では、連結手段30を、Z軸スライド2側に両端が固着されたガイド杆30cと、X軸ブラケット24e側に固着されたガイドブラケット30aより構成したが、リニアガイドレールにより構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】(イ)素材の外周を加工している状態の説明図である。
(ロ)工具の移動を示すストローク線図である。
(ハ)加工速度を示す線図ある。
(ニ)加工時工具支持手段に発生する加速度を示す線図ある。
【図2】(イ)従来のピストンリング加工機に発生する振動の波形図である。
(ロ)従来のピストンリング加工機で加工されたワークの加工面を示す説明図である。
【図3】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の正面図である。
【図4】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の側面図である。
【図5】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の要部の拡大図である。
【図6】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置のC軸及びZ軸駆動手段の断面図である。
【図7】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置のワーク支持手段の断面図である。
【図8】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の外周加工手段の横断面図である。
【図9】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の外周加工手段の正面図である。
【図10】この発明の実施の形態になる加工装置の内周加工手段の平面図である。
【図11】この発明の実施の形態になる加工装置の内周加工手段の側面図である。
【図12】図11のD方向からの矢視図である。
【図13】(イ)この発明の実施の形態になるピストンリング加工機に発生する振動の波形図である。
(ロ)この発明の実施の形態になるピストンリング加工機で加工されたワークの加工面を示す説明図である。
【符号の説明】
1…加工装置本体
1a…ベッド
1b…コラム
1c…ガイドレール
2…Z軸スライド
3…Z軸駆動手段
4…Z軸モータ
4a…回転軸
5…ねじ軸
5a…ナット部材
6…索条
7…プーリ
8…カウンタウエイト
10…上部ワーク
10a…上部スピンドル
10b…リング
10c…固定軸
10d…ばね座
10e…圧縮ばね
10f…上部クランプヘッド
11…下部ワーク支持手段
11a…下部スピンドル
11f…下部クランプヘッド
11g…プレート
12…油圧シリンダ
12a…ピストン
13…軸受け
14…スラスト軸受け
16…ワーク
18…C軸駆動手段
18a…ギヤ列
18b…従動ギヤ
18c…駆動軸
18d…駆動ギヤ
18e…中間ギヤ
19…C軸モータ
20…減速機
20a…入力軸
20b…フライホィール
20c…出力軸
22…スラスト軸受け
24…外周加工手段
24a…ガイド部材
24b…ボールスプライン
24c…工具支持部材
24d…工具取付け部材
24e…X軸ブラケット
25…内面加工手段
25a…U軸スライド
25b…ボーリングバー
25c…カバー
27…ねじ軸
27a…ナット部材
28…ブラケット
29…X軸モータ
30…連結手段
30a…ガイドブラケット
30b…ガイド孔
30c…ガイド杆
30d…固着具
30e…固定ブラケット
30f…ブーツ
31…ガイドレール
32…U軸モータ
33…工具
34…U軸原点検出手段
35…スライド位置検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piston ring processing apparatus capable of processing an outer peripheral surface of a piston ring with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, piston rings used for engines, etc., are formed by laminating a number of non-circular rings formed in a substantially heart shape, and after processing the inner and outer peripheral surfaces into a predetermined shape, the two outer peripheral portions are cut in the axial direction. When the diameter is reduced and the cut portion is brought into close contact, a method of manufacturing a piston ring whose outer peripheral surface is a perfect circle is generally adopted, and an apparatus for processing the inner and outer peripheral surfaces of a non-circular ring is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-21691, Japanese Patent Publication No. 6-75814, and the like.
[0003]
The machining apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-21691 is a tool support that can be displaced in the radial direction in accordance with the degree of the non-circular curve of the piston ring assembly and the piston ring assembly. And at least two or more electromechanical step drive means controlled by a computer and installed back and forth in the direction of operation of the piston ring via a work shaft. By controlling the step driving means by a computer while rotating the assembly, the inner and outer peripheral surfaces of the workpiece having a non-circular curve formed by a free curve can be simultaneously processed with high accuracy.
[0004]
On the other hand, in the numerically controlled lathe described in Japanese Patent Publication No. 6-75814, a cutting tool for cutting a workpiece is attached to a carriage that can be moved forward and backward in the direction of the workpiece by a linear motor. The outer periphery of the skirt of the workpiece, such as a piston, is cut by numerical control using a plurality of rotating members and a biasing device provided in the guide portion that supports the reciprocating movement of the carriage. Since the reaction force generated in the tool during the cutting process is supported by the rotating member and the biasing device, the carriage can be reciprocated in the absence of rattling or blurring. It has the effect of becoming possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional processing method has the following problems.
That is, the non-circular material a to be processed into the piston ring is cut in the axial direction at two locations on the outer peripheral surface to reduce the diameter so that the outer peripheral surface becomes a center circle when the cut portions are brought into close contact with each other. The shape of the tool c is as shown in FIG. 1 (a). When the inner and outer peripheral surfaces of the workpiece a are turned by a conventional method, the cutting edge of the tool c for each rotation angle of the rotating workpiece a. d is moved in the X-axis and U-axis directions by the stroke shown in FIG.
[0006]
For this reason, when the cutting edge d of the tool c reaches the starting point e of the recess b, the feed speed of the cutting edge d has been changed from “0” to the rotation center O direction so as to follow the recess b. As shown in FIG. 1, at this time, a large acceleration is generated in the tool support means to which the tool c is attached as shown in FIG.
After the cutting edge d of the tool c reaches the lowest part (
[0007]
As a result of this change in acceleration, vibration as shown by the curve A in FIG. 2 is generated in the tool support means for supporting each tool c, and the work support means for supporting the work a is shown in curve B in FIG. However, since the vibration waveforms (amplitude and frequency) of the tool support means for supporting the tool c and the work support means for supporting the work a are different, the difference between the waveforms (the hatched line in FIG. 2) has an influence on the machining accuracy of the workpiece a, and the machined surface becomes as shown in FIG.
[0008]
The present invention has been made in order to solve such a problem. By adopting a structure in which the vibration waveforms of the workpiece support means and the tool support means are substantially the same, a piston capable of high-precision machining is provided. An object of the present invention is to provide a ring processing apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
A Z-axis slide which is movable in the vertical direction (Z-axis direction) by the Z-axis drive means and is provided with an upper work support means and a lower work support means spaced apart in the vertical direction ;
A C-axis driving means for rotating the workpiece through the workpiece support means,
A tool for machining the outer peripheral surface of the workpiece, an outer peripheral machining means provided on the X-axis bracket so as to be movable in the X-axis direction orthogonal to the axis of the workpiece;
Not restrict movement of the Z-axis direction of the Z axis slide, and to restrain movement of the direction perpendicular to the Z-axis direction, between the connecting means for connecting between the Z-axis slide and the X-axis bracket It is composed.
[0010]
With the above structure, the acceleration is rapidly changed, the Z-axis slide side for supporting the workpiece, the vibration in the X-axis bracket periphery grinding means mounted with the tool occurs, the Z-axis slide and periphery grinding means Since the X-axis brackets are connected by connecting means, the vibration waveform of the Z-axis slide and the vibration waveform of the outer peripheral processing means are almost the same, and the displacement difference is very small. Can be improved.
[0011]
The invention of
[0012]
With the above configuration, the Z-axis slide and the X-axis bracket of the outer peripheral machining means are connected without restricting the movement of the Z-axis slide, and the vibration waveform generated in the Z-axis slide and the waveform generated in the outer peripheral machining means are It can be almost the same.
[0013]
In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, the connecting means comprises a linear guide rail provided between the Z-axis slide and the X-axis bracket of the outer peripheral machining means.
[0014]
With the above configuration, the connecting means can be configured with a ready-made linear guide rail, so that it can be implemented easily and inexpensively.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings shown in FIG.
In these drawings,
The Z-
[0016]
That is, a
The intermediate portion of the
[0018]
The Z-
As shown in FIG. 7, the upper work support means 10 is provided below the
[0019]
The upper spindle 10a has a cylindrical shape, and is supported by a lower portion of the
A fixed
The lower end side of the fixed
[0020]
An
As shown in FIG. 6, the C-axis driving means 18 has a C-
The input shaft 20a is provided with a flywheel 20b that stabilizes rotation so as not to cause uneven rotation of the
[0021]
The
These drive gears 18d are engaged with driven
[0022]
The lower spindle 11a is also formed in a cylindrical shape like the upper spindle 10a, and is rotatably supported on the Z-
A lower clamp head 11f that clamps the
[0023]
When the upper spindle 10a and the lower spindle 11a are driven to rotate synchronously by the C-
In order to prevent this, at the time of machining the
[0024]
On the other hand, an outer peripheral processing means 24 for processing the outer peripheral surface of the
As shown in FIG. 8, a cylindrical guide member 24a is horizontally fixed to an
A
[0025]
A
The other end side of the
[0026]
And, between the
[0027]
As shown in FIGS. 8 and 9, the connecting
The upper and lower ends of the
[0028]
In addition, 30f in FIG. 9 shows the bellows-like boot which covers so that chips etc. may not adhere to the
[0029]
On the other hand, as shown in FIGS. 10 to 12, the inner peripheral processing means 25 for processing the inner peripheral surface of the
The upper part of the U-axis slide 25a is covered with a roof-shaped
[0030]
The front end side of the U-axis slide 25a reaches the lower part of the lower spindle 11a, and the lower end of a
The upper end side of the
[0031]
In FIG. 11, 34 is a U-axis origin detecting means for detecting the origin position of the
[0032]
Next, the operation of machining the
As shown in FIG. 1A, the
[0033]
Since the
Therefore, in this embodiment, machining is performed by selecting high-speed cycle machining of the NC function or DNC operation.
[0034]
When machining with NC function high-speed cycle machining, register the data converted into the travel per basic processing time and the number of repetitions of that cycle in the NC high-speed machining data area and header section, and use the machining main program. Perform high-speed cycle machining.
In processing, a
[0035]
In this state, hydraulic pressure is supplied to the
[0036]
Next, when the phase of the
[0037]
Further, since the inner and outer peripheral surfaces of the
[0038]
On the other hand, the
[0039]
However, since the Z-
As a result, the machining accuracy of the outer peripheral surface of the
[0040]
In the above embodiment, the connecting
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an explanatory diagram of a state in which the outer periphery of a material is processed.
(B) Stroke diagram showing tool movement.
(C) A diagram showing a processing speed.
(D) A diagram showing acceleration generated in the tool support means during machining.
2A is a waveform diagram of vibrations generated in a conventional piston ring processing machine. FIG.
(B) It is explanatory drawing which shows the process surface of the workpiece | work processed with the conventional piston ring processing machine.
FIG. 3 is a front view of the piston ring processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view of the piston ring processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the piston ring processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the C-axis and Z-axis driving means of the piston ring machining apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the workpiece support means of the piston ring machining apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the outer periphery processing means of the piston ring processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a front view of the outer periphery processing means of the piston ring processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view of the inner periphery machining means of the machining apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view of the inner periphery machining means of the machining apparatus according to the embodiment of the present invention.
12 is an arrow view from the direction D in FIG. 11;
13A is a waveform diagram of vibrations generated in the piston ring processing machine according to the embodiment of the present invention. FIG.
(B) It is explanatory drawing which shows the process surface of the workpiece | work processed with the piston ring processing machine which becomes embodiment of this invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Z軸駆動手段3により上下方向(Z軸方向)へ移動自在であるとともに、上下方向に離間して、上部ワーク支持手段10と下部ワーク支持手段11とを設けてなるZ軸スライド2と、
上記ワーク支持手段10,11を介してワーク16を回転させるC軸駆動手段18と、
ワーク16の外周面を加工する工具26を、ワーク16の軸心と直交するX軸方向に移動自在にX軸ブラケット24eに設けてなる外周加工手段24と、
上記Z軸スライド2のZ軸方向の移動を拘束せず、かつZ軸方向に直角な方向への動きを拘束するように、上記Z軸スライド2と上記X軸ブラケット24eの間を連結する連結手段30と
を具備したことを特徴とするピストンリング加工装置。In the piston ring processing apparatus for processing the inner and outer peripheral surfaces of the work 16 in which the inner and outer peripheral surfaces are formed by non-circular curves,
A Z-axis slide 2 which is movable in the vertical direction (Z-axis direction) by the Z-axis drive means 3 and is provided with an upper work support means 10 and a lower work support means 11 apart from each other in the vertical direction ;
A C-axis driving unit 18 for rotating the workpiece 16 via the workpiece support means 10, 11,
An outer periphery processing means 24 provided on an X-axis bracket 24e, which is capable of moving a tool 26 for processing the outer peripheral surface of the workpiece 16 in an X-axis direction perpendicular to the axis of the workpiece 16;
A connection that connects the Z-axis slide 2 and the X-axis bracket 24e so as not to restrict the movement of the Z-axis slide 2 in the Z-axis direction and to restrict the movement in the direction perpendicular to the Z-axis direction. Means 30 and
Piston ring machining apparatus characterized by comprising a.
請求項1記載のピストンリング加工装置。 The connecting means 30, provided parallel to the Z axis and two ends and a guide lever 30e which is fixed to the Z-axis slide 2, is slidably inserted in the guide rod 30e, and the X-axis bracket 24e The piston ring processing device according to claim 1, comprising a guide bracket 30 a fixed to the guide bracket.
請求項1記載のピストンリング加工装置。 The connecting means 30, piston ring machining system for a linear arrangement the guide rail and formed by claim 1, wherein provided between the Z-axis slide 2 and the X-axis bracket 24e.
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