JP4218190B2 - 旋盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸に設けられるワークを支持するための治具が、ワークと共に軸中心から偏心調節自在とされる旋盤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、治具に支持されるワーク形状等により、該ワークの加工部位がスピンドルの中心からずれている場合等でも、手作業によりワークの持ち替えを行ったり、専用の持替装置を設置したりすることなく、容易に旋削加工を行うことができるように、主軸に設けられるワークを支持するための治具を、ワークと共に軸中心から偏心調節自在に構成した旋盤が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の如く、治具及びワークを軸中心から偏心させて旋削加工を行う場合には、治具及びワークの重心が軸中心からずれるため、主軸に偏荷重がかかり、回転時の重量バランスが悪くなって、主軸の高速回転の妨げとなる場合があった。
そこで、本発明においては、主軸にかかる偏荷重を解消して重量バランスを向上させ、高速回転での旋削加工を可能とする旋盤を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いるものである。即ち、請求項1においては、ワークを支持して回転自在に構成される主軸と、該主軸の周囲おいて、主軸の周方向に滑動自在に設けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを一定位置に保持するバランスウェイト保持手段とを備え、前記バランスウェイト保持手段により、バランスウェイトを前記周方向の一定位置に保持した状態で主軸を回転させることにより、主軸に対するバランスウェイトの位置を調節する。
【0005】
また、請求項2においては、前記ワークに対して加工を行う刃物台を設け、前記バランスウェイト保持手段を前記刃物台に設けた。
【0006】
また、請求項3においては、前記主軸の周囲にバランスウェイトの周方向の滑動を案内すると共に、バランスウェイトを主軸の軸方向にも移動可能とする案内部を設け、該案内部の周方向の複数箇所に、バランスウェイトを周方向所定位置にロックするロック手段を設け、該ロック手段は、バランスウェイトに設けたウェイト側穴又はウェイト側ピンと嵌合する案内部側ピン又は案内部側穴と、ウェイト側穴又はウェイト側ピンが案内部側ピン又は案内部側穴に嵌合する方向に前記バランスウェイトを付勢する付勢手段とにより成り、前記バランスウェイト保持手段は、前記付勢手段の付勢方向と逆の方向にバランスウェイトを移動させてロック手段によるロックを解除してバランスウェイトを保持する。
【0007】
また、請求項4においては、前記バランスウェイトを複数設け、前記ワーク及び治具が軸中心から偏心しない状態にあるときには、各バランスウェイトを、バランスウェイト全体の重心が該軸中心と略一致するように配置する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面より説明する。図1は本発明の旋盤の一実施形態であるタレット旋盤を示す概略図、図2は同じく平面図、図3はスピンドルチャックを示す正面図、図4は同じく側面断面図、図5はワーク把持治具が左右一方(右方)へ偏心移動した状態を示す図、図6はワーク把持治具が左右他方(左方)へ偏心移動した状態を示す図、図7はバランスウェイトを示す側面断面図、図8は同じく正面図、図9はバランスウェイトに作動部材を挿入して該バランスウェイトを前後方向へ移動操作した状態を示す図、図10はバランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第一の図、図11はバランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第二の図、図12は第一ウェイトと第二ウェイトとを互いに略対向する位置に配置した状態を示す図である。
【0009】
本発明の旋盤の一実施形態であるタレット旋盤の概略構成について説明する。図1、図2に示すタレット旋盤の本体1は、ベッド等のフレーム3上にスピンドル台4を固定設置し、工具送り台13を介して工具支持手段5を前後左右(Z方向およびX方向)に移動可能に設置したものである。
【0010】
スピンドル台4には、スピンドル6が回転自在に設置され、その軸端に、ワーク把持手段であるスピンドルチャック7が設けられている。スピンドル6は、後方(図2における上方)のスピンドルモータ8で回転駆動されるものであり、回転角度の割り出し機能(「位置決め機能」ともいう)を有している。すなわち、ワーク把持手段であるスピンドルチャック7は、後述のワーク把持治具25・26を所定の姿勢に位置決めする機能を有している。
【0011】
工具支持手段5は、刃物台であって、タレット式のものが用いられ、外周に複数の工具ステーションSを有している。各工具ステーションSに、旋削加工を行うバイト等の工具11や、ドリル、ミリングヘッド等の回転式の工具12(図1図示)が、工具ホルダを介して設置されている。
【0012】
工具送り台13は、フレーム3上に案内14を介して左右(X方向)移動可能に設置された送り台ベース13aと、この送り台ベース13a上に前後(Z方向)移動可能に設置された上側送り台13bとからなる。前記タレット式の工具支持手段5は、タレットバー15を介し、スピンドル6の中心Oと平行な姿勢および同一高さ位置で、上側送り台13bに割出回転可能に設置されている。
【0013】
送り台ベース13aは、X軸のサーボモータ16および送りねじ17でX方向に進退駆動され、上側送り台13bは、Z軸のサーボモータ18および送りねじ19でZ方向に進退駆動させる。タレット式の工具支持手段5の割出回転は、割出モータ20により行われる。なお、工具送り台13は、X方向に進退駆動される単独の台とし、タレットバー15を割出回転及び進退自在に設置したものであっても良い。
【0014】
ワーク把持手段であるスピンドルチャック7は、図3、図4に示すように、スピンドル中心Oを挟んで対向配置された2つのワーク把持基台22・23を前面に有している。
ワーク把持基台22・23はチャック本体21に取り付けられ、該ワーク把持基台22・23の何れか一方かが、スピンドル中心Oに向かって半径方向に移動可能に構成されている。移動可能に構成されたワーク把持基台22・23は、チャック開閉手段により半径方向へ移動して、ワークの把持及び解除を行う。
ワーク把持基台22・23の対向面には、ワークWを把持するワーク把持治具25・26が各々取付けられている。これらワーク把持治具25・26は、複数種のものが準備され、ワークWの形状等に応じてワーク把持基台22・23に取り替えて設置される。
【0015】
ワーク把持治具25・26は、それぞれワーク把持基台22・23に対してX方向にスライド移動可能とされている。また、該ワーク把持治具25・26は、その両端で一対のロツド状の治具連結材42により、互いに接近離間方向にのみ移動自在なように連桔されている。
この治具連結材42による連結のため、一方のワーク把持治具25・26のスライド移動を行うと、他方のワーク把持治具25・26も一体的にスライド移動される。
【0016】
そして、ワーク把持治具25・26により把持されるワークが、ワークWの如く、第一加工部位W1及び第二加工部位W2といったように複数の加工部位を有している場合には、第一加工部位W1を旋削加工する際に、該第一加工部位W1がスピンドル中心Oに位置するようにワーク把持治具25・26をスライド移動させ、第二加工部位W2を旋削加工する際に、該第二加工部位W2がスピンドル中心Oに位置するようにワーク把持治具25・26をスライド移動させて加工を行うようにしている。
尚、一体的に回転するスピンドル6、及び、チャック本体21やワーク把持治具25・26等で構成されるスピンドルチャック7、等によって主軸が構成されている。
【0017】
ここで、前記工具支持手段5(図1、図2図示)の一つの工具ステーションSには、ワーク把持治具25・26のスライド移動を行わせるピン状の作動部材52が取り付けられている。
例えば、図5に示すように、ワーク把持治具25・26を右方にスライド移動させた状態でワークWの第一加工部位W1を加工し、その後第二加工部位W2を加工する場合には、前記作動部材52の先端部をワーク把持治具25・26の右端面に当接させ、該作動部材52を左方へ移動させることによりワーク把持治具25・26を押し、図6に示すように、第二加工部位W2がスピンドル中心Oに位置するまでスライド移動させるのである。
【0018】
また、図3等に示すように、前記チャック本体21の周囲には、第一ウェイト31aと第二ウェイト31bとで構成されるバランスウェイト31が取り付けられている。
バランスウェイト31は、溝部21aの前後一側面際に、チャック本体21の周囲における適宜位置に配置して、前記主軸の重心をスピンドル中心Oに略一致させて重量バランスをとるものである。
そして、該バランスウェイト31を構成する第一ウェイト31a及び第二ウェイト31bは、チャック本体21の周囲を滑動可能に構成されており、該チャック本体21に対する配置位置を調節可能とされている。
【0019】
図7、図8に示すように、チャック本体21の外周部には、バランスウェイト31の周方向への滑動を案内するための溝部21aが全周に渡って形成されており、該溝部21aには、第一・第二ウェイト31a・31bへ一体的に固設される係合片32が嵌合している。
該係合片32は、溝部21a内を周方向に滑動可能、且つ半径方向外側には抜け出ないように嵌合されている。また、該係合片32は、溝部21a内をZ方向(前後方向)、即ち周方向とは異なる方向に移動可能とされている。
また、チャック本体21の外周面には、係合片32に設けられる後述のボールプランジャ37のボール部材37aが当接しており、係合片32の周方向への滑動を円滑にしている。
【0020】
溝部21aの前後一側面からはロックピン36が突出し、係合片32における該ロックピン36と対応する位置にはロック穴32aが形成されており、該ロック穴32aとロックピン36とは嵌合可能とされている。
また、溝部21aの前後他側面には、ボール部材37aと該ボール部材37aを付勢するスプリング37bとで構成されるボールプランジャ37が設けられている。
【0021】
ボールプランジャ37のボール部材37aは前記係合片32に当接して、該係合片32をロックピン36側へ付勢している。この付勢力により、係合片32は、外部から前後方向へ力がかからない自然状態にてロックピン36側へ移動し、ロックピン36とロック穴32aとが嵌合する。
このように、ロックピン36と係合片32のロック穴32aとが嵌合したロック状態となることで、第一・第二ウェイト31a・31bの周方向への滑動が規制され、その配置位置を固定される。
尚、ロックピン36は、周方向に適宜間隔を設けて複数設けられており、第一・第二ウェイト31a・31bは、それぞれのロックピン36位置で滑動位置を固定することが可能である。
【0022】
一方、第一・第二ウェイト31a・31bの滑動位置がロックされる、ロックピン36とロック穴32aとが嵌合した状態から、係合片32をボールプランジャ37の付勢力に抗して該ボールプランジャ37側へ移動させると、ロックピン36とロック穴32aとの嵌合状態が解除され、該第一・第二ウェイト31a・31bは周方向に滑動可能となる。
このように、第一・第二ウェイト31a・31bは、該第一・第二ウェイト31a・31bの前後位置により、周方向への滑動のロック状態を切り換えられるように構成されている。
【0023】
また、第一・第二ウェイト31a・31bの外周面には操作穴38が形成され、該操作穴38に前記作動部材52を挿入可能としている。
これにより、図9に示す如く、作動部材52を操作穴38に挿入して前方(図9における右方)に移動させることで、係合片32のロックピン36によるロック状態を解除して、第一・第二ウェイト31a・31bの周方向へ滑動させて位置調節を行うことが可能となる。
尚、前記ロックピン36及びロック穴32aは、ロックピン36を係合片32に設けるとともに、ロック穴32aを溝部21aに形成するようにしてもよい。
【0024】
以上の如く構成される第一・第二ウェイト31a・31bは、図5に示すように、ワーク把持治具25・26及びワークWが右方に移動された場合、共にチャック本体21外周の左方近傍に配置され、該ワーク把持治具25・26及びワークWの重量と、第一・第二ウェイト31a・31bの重量とのバランスをとって、主軸全体の重量バランスが略スピンドル中心Oに位置するように調整されている。
逆に、図6に示すように、ワーク把持治具25・26及びワークWが右方に移動された場合には、第一・第二ウェイト31a・31bを共にチャック本体21外周の右方近傍に配置して、同様に主軸全体の重量バランスが略スピンドル中心Oに位置するように調整する。
【0025】
次に、第一・第二ウェイト31a・31bの移動手順、例えば、第一・第二ウェイト31a・31bを図5に示す位置から図6に示す位置まで移動させる場合の手順について説明する。
まず、作動部材52の先端をチャック本体21の外周面まで移動させ、該作動部材52の先端部と第一ウェイト31aの操作穴38との位置が合うように、スピンドル6の回転駆動によりチャック本体21を略180度回転させる。
【0026】
作動部材52の先端部と第一ウェイト31aの操作穴38との位置を合わせた後、図10(a)の如く、作動部材52をチャック本体21側へ移動させて操作穴38へ挿入する。
挿入した作動部材52を前方へ移動させて、第一ウェイト31aの位置固定のロック状態を解除し、図10(b)に示すようにチャック本体21を反時計回りに回転させると、第一ウェイト31aは回転開始前の位置に保持されたまま、チャック本体21側のみが回転して、チャック本体21及びワーク把持治具25・26に対する第一ウェイト31aの位置が調節される。
そして、図10(c)の如く、第一ウェイト31aとワーク把持治具25・26等との位置関係が所定の関係となったところで回転を停止し、作動部材52を第一ウェイト31aから抜脱する。
【0027】
次に、図11(a)に示すように、作動部材52と第二ウェイト31bとの位置が合うようにチャック本体21を回転させて、該作動部材52を第二ウェイト31bの操作穴38へ挿入する。
挿入した作動部材52を前方へ移動させて、第二ウェイト31bの位置固定のロック状態を解除し、図11(b)のようにチャック本体21を反時計回りに回転させると、第二ウェイト31bは回転開始前の位置に保持されたまま、チャック本体21側のみが回転して、チャック本体21及びワーク把持治具25・26に対する第二ウェイト31bの位置が調節される。
そして、図11(c)の如く、第二ウェイト31bとワーク把持治具25・26等との位置関係が所定の関係となったところで回転を停止し、作動部材52を第二ウェイト31bから抜脱する。
【0028】
その後、ワーク把持治具25・26の姿勢を整え、作動部材52を該ワーク把持治具25・26に対応する位置まで移動させて、該作動部材52によりワーク把持治具25・26を左方へ押して移動させると、図6に示す状態となる。
【0029】
また、ワーク把持治具25・26がスピンドル中心Oから偏心しない位置、即ちワーク把持治具25・26及びワークWの重心がスピンドル中心Oと略一致するように配置されている場合には、バランスウェイト31全体の重心もスピンドル中心Oと略一致するように、図12に示す如く、第一・第二ウェイト31a・31bを互いに略対向する位置に配置し、主軸全体の重心がスピンドル中心Oと略一致するようにしている。
これにより、ワーク把持治具25・26がスピンドル中心Oから偏心しない位置された場合に、バランスウェイト31を設けたが故に主軸全体の重心がスピンドル中心Oから偏心することを防止することができ、このような場合でも高速回転を行うことが可能となる。
尚、本例ではバランスウェイト31として二つの第一・第二ウェイト31a・31bを設けているが、該バランスウェイト31として二つよりも多くのウェイト部材を設けることも可能である。
【0030】
以上の如く、スピンドル中心Oから左右に偏心可能なワーク把持治具25・26を支持するチャック本体21の外周に、周方向に滑動可能な第一・第二ウェイト31a・31bを設け、該第一・第二ウェイト31a・31bを作動部材52により一定位置に保持した状態で、チャック本体21を回転可能とすることにより、ワーク把持治具25・26をスピンドル中心Oから偏心させた場合でも、該ワーク把持治具25・26の偏心位置に応じて、該第一・第二ウェイト31a・31bの位置を容易に調節して、主軸全体の重心を略スピンドル中心Oに一致させることができ、主軸を高速回転させることが可能となる。
また、形状が異なるワーク把持治具25・26を装着したり、ワークWを把持したりして重心が変化した場合にも、同様に第一・第二ウェイト31a・31bの位置調節をすることで、主軸全体の重心を略スピンドル中心Oに一致させることが可能となる。
【0031】
また、チャック本体21の周方向に滑動可能な第一・第二ウェイト31a・31bは、周方向とは異なる前後方向へも移動可能とされ、ボールプランジャ37によりロック穴32aがロックピン36と嵌合する方向に付勢されているので、該第一・第二ウェイト31a・31bの滑動位置を、ロックピン36が形成される適宜位置でロックして固定することができる。
また、作動部材52を第一・第二ウェイト31a・31bの操作穴38へ挿入し、該作動部材52を前後方向へ移動操作することで、第一・第二ウェイト31a・31bの滑動位置のロック状態及びロック解除状態を容易に切り換えることを可能としている。
【0032】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成とすることで、次のような効果を奏する。まず、請求項1の如く、ワークを支持して回転自在に構成される主軸と、該主軸の周囲おいて、主軸の周方向に滑動自在に設けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを一定位置に保持するバランスウェイト保持手段とを備え、前記バランスウェイト保持手段により、バランスウェイトを前記周方向の一定位置に保持した状態で主軸を回転させることにより、主軸に対するバランスウェイトの位置を調節するので、主軸のワークを支持する部分を主軸の軸中心から偏心させた場合でも、該ワーク支持部分の偏心位置に応じて、バランスウェイトの位置を容易に調節して、主軸全体の重心を略軸中心に一致させることができ、主軸を高速回転させることが可能となる。
また、形状が異なるワーク支持部を主軸に装着したり、ワークを把持したりして重心が変化した場合にも、同様にバランスウェイトの位置調節をすることで、主軸全体の重心を略軸中心に一致させることが可能となる。
【0033】
更に、請求項2の如く、前記ワークに対して加工を行う刃物台を設け、前記バランスウェイト保持手段を前記刃物台に設けたので、バランスウェイト保持手段によるバランスウェイトの一定位置への保持及び解除等の操作を、ワークの加工を行う工具の操作と同様に行うことが可能となるので、該バランスウェイト保持手段の操作が容易且つ簡単となる。
【0034】
更に、請求項3の如く、前記主軸の周囲にバランスウェイトの周方向の滑動を案内すると共に、バランスウェイトを主軸の軸方向にも移動可能とする案内部を設け、該案内部の周方向の複数箇所に、バランスウェイトを周方向所定位置にロックするロック手段を設け、該ロック手段は、バランスウェイトに設けたウェイト側穴又はウェイト側ピンと嵌合する案内部側ピン又は案内部側穴と、ウェイト側穴又はウェイト側ピンが案内部側ピン又は案内部側穴に嵌合する方向に前記バランスウェイトを付勢する付勢手段とにより成り、前記バランスウェイト保持手段は、前記付勢手段の付勢方向と逆の方向にバランスウェイトを移動させてロック手段によるロックを解除してバランスウェイトを保持するので、該バランスウェイトの滑動位置を、適宜位置でロックして固定することができる。
また、例えばタレット旋盤のタレットにバランスウェイトの操作部材を設ける等することで、該操作部材によりバランスウェイトの滑動位置のロック状態及びロック解除状態を容易に切り換えることが可能となる。
【0035】
更に、請求項4の如く、前記バランスウェイトを複数設け、前記ワーク及び治具が軸中心から偏心しない状態にあるときには、各バランスウェイトを、バランスウェイト全体の重心が該軸中心と略一致するように配置するので、治具が軸中心から偏心しない位置された場合に、バランスウェイトを設けたが故に主軸全体の重心が軸中心から偏心することを防止することができ、このような場合でも高速回転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の旋盤の一実施形態であるタレット旋盤を示す概略図である。
【図2】同じく平面図である。
【図3】スピンドルチャックを示す正面図である。
【図4】同じく側面断面図である。
【図5】ワーク把持治具が左右一方(右方)へ偏心移動した状態を示す図である。
【図6】ワーク把持治具が左右他方(左方)へ偏心移動した状態を示す図である。
【図7】バランスウェイトを示す側面断面図である。
【図8】同じく正面図である。
【図9】バランスウェイトに作動部材を挿入して該バランスウェイトを前後方向へ移動操作した状態を示す図である。
【図10】バランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第一の図である。
【図11】バランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第二の図である。
【図12】第一ウェイトと第二ウェイトとを互いに略対向する位置に配置した状態を示す図である。
【符号の説明】
O スピンドル中心
W ワーク
6 スピンドル
7 スピンドルチャック
21 チャック本体
25・26 ワーク把持治具
31 バランスウェイト
31a 第一ウェイト
31b 第二ウェイト
32a ロック穴
36 ロックピン
37 ボールプランジャ
Claims (4)
- ワークを支持して回転自在に構成される主軸と、該主軸の周囲おいて、主軸の周方向に滑動自在に設けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを一定位置に保持するバランスウェイト保持手段とを備え、前記バランスウェイト保持手段により、バランスウェイトを前記周方向の一定位置に保持した状態で主軸を回転させることにより、主軸に対するバランスウェイトの位置を調節することを特徴とする旋盤。
- 前記ワークに対して加工を行う刃物台を設け、前記バランスウェイト保持手段を前記刃物台に設けたことを特徴とする請求項1に記載の旋盤。
- 前記主軸の周囲にバランスウェイトの周方向の滑動を案内すると共に、バランスウェイトを主軸の軸方向にも移動可能とする案内部を設け、該案内部の周方向の複数箇所に、バランスウェイトを周方向所定位置にロックするロック手段を設け、該ロック手段は、バランスウェイトに設けたウェイト側穴又はウェイト側ピンと嵌合する案内部側ピン又は案内部側穴と、ウェイト側穴又はウェイト側ピンが案内部側ピン又は案内部側穴に嵌合する方向に前記バランスウェイトを付勢する付勢手段とにより成り、前記バランスウェイト保持手段は、前記付勢手段の付勢方向と逆の方向にバランスウェイトを移動させてロック手段によるロックを解除してバランスウェイトを保持することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の旋盤。
- 前記バランスウェイトを複数設け、前記ワーク及び治具が軸中心から偏心しない状態にあるときには、各バランスウェイトを、バランスウェイト全体の重心が該軸中心と略一致するように配置することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の旋盤。
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