JP4244503B2

JP4244503B2 - 工作機械

Info

Publication number: JP4244503B2
Application number: JP2000201365A
Authority: JP
Inventors: 直光近藤; 幸義高須
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2020-07-03
Also published as: JP2002018611A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに回転自在に組み付けられた複合部品の加工を行う工作機械の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、複数の部品を組み付けて構成される複合部品を作製する場合には、複合部品の各構成部品をそれぞれ加工・製作した後に、製作された各構成部品を組み付けて複合部品を完成させることが行われている。
この場合、各構成部品をそれぞれある一定の精度にて加工するのは勿論のこと、各構成部品からなる複合部品の出来上がり寸法等の誤差が一定の範囲内に入るように組み付けを行うことが必要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の、複数の構成部品からなる複合部品における寸法誤差は、各構成部品の寸法誤差に組付誤差等が加わるため、各構成部品が所定の精度で加工されていたとしても、複合部品全体としては寸法が所定の規格から外れてしまって不良品となってしまう場合がある。
また、組付後の複合部品としての寸法を確実に規格内に収めようとすると、各構成部品をかなりの高精度で加工しなければならず、加工作業が煩雑となって加工コストの上昇を招くこととなる。
そこで、本発明においては、各構成部品を組み付けた後の複合部品状態で加工を行うことを可能とし、複合部品の加工精度を容易に向上して、不良品の発生を抑えることができる工作機械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、第一の部品に対して第二の部品を回転自在に組み付けた複合部品を加工する工作機械であって、
前記第一の部品を固定する部品固定手段と、
前記第二の部品を回転させる部品回転手段と、
前記第二の部品に対し切削加工を行う加工手段と、
前記部品固定手段を前後方向一端部に設け、且つ前記部品回転手段のドライブシャフトを回転自在に支持するスピンドル台と、
で構成され、
前記部品回転手段は、前記第二の部品の被係合部と係合可能な係合部を有し、
前記係合部は、前記第二の部品に対して係合する進出位置と係合しない退避位置とに進退自在である。
【０００５】
また、請求項２においては、前記係合部は、所定の押圧力を前記第二の部品に付与しながら回転し、係合位相を合わせて前記進出位置へ進出する。
【０００７】
【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は本発明の工作機械の一例であるタレット旋盤を示す概略図、図２は車軸保持部品を示す側面断面図、図３は同じく平面図、図４はスピンドル台におけるワーク把持機構を示す側面断面図、図５はワーク把持機構のワーク把持部を示す側面断面図、図６は同じく正面図、図７は回転側保持部材と係合する係合部の別実施例を示す側面断面図、回転側保持部材と係合する係合部の第三の実施例を示す側面断面図である。
【０００８】
本発明の工作機械の一例であるタレット旋盤の概略構成について説明する。図１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１８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。
スピンドル台４の前後一端部には、ワーク把持手段である固定チャック７、及びワークのチャック状態を検出するための着座確認片８が設けられている。
【０００９】
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１６や、ドリル、ミリングヘッド等の回転式の工具１７が、工具ホルダを介して設置されている。
工具送り台１８は、フレーム３上に案内１９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１８ａと、この送り台ベース１８ａ上に前後（Ｚ方向）移動可能に設置された上側送り台１８ｂとで構成されている。
【００１０】
本タレット旋盤は、加工を行うワークを、第一の部品に対して第二の部品を回転自在に組み付けた複合部品とするものであり、この複合部品は、例えば図２、図３に示す如くの車軸保持部品５０である。
車軸保持部品５０は、第一の部品としての固定側保持部材５１に、第二の部品としての回転側保持部材５２を、ベアリング５６を介して回転自在に内嵌して構成されている。該回転側保持部材５２にはスプラインボス５２ｂが形成されており、該スプラインボス５２ｂにスプライン軸を嵌合可能としている。
【００１１】
次に、スピンドル台４におけるワーク把持機構の構成について説明する。図４乃至図６に示すように、前後一端部に固定チャック７が設けられるスピンドル台４には、ドライブシャフト６が回転自在に支持されている。
ドライブシャフト６には駆動スリーブ１１が外嵌されており、該ドライブシャフト６に固設されるキー１２を駆動スリーブ１１のキー溝１１ａに嵌合させることで、ドライブシャフト６と駆動スリーブ１１とは一体的に回転可能とされている。
該キー１２はキー溝１１ａに対して摺動自在に嵌合されており、ドライブシャフト６は駆動スリーブ１１に対して軸方向に摺動自在とされている。
【００１２】
駆動スリーブ１１は、該駆動スリーブ１１と一体的に回転するスピンドル９を介して、スピンドル台４に対して回転自在に支持されており、該スピンドル９の前後他端部（図４における左端部）にはプーリー１３が固設されている。
プーリー１３には、該プーリー１３に巻回されるベルト１４により駆動源からの回転駆動力が伝達され、これによりスピンドル９を通じて駆動スリーブ１１及びドライブシャフト６が回転駆動されている。
【００１３】
スピンドル９の前後他端部側には、ピストン１５ａをドライブシャフト６の回転中心Ｏ方向へ進退動作可能とするシリンダ１５が配設されている。
ピストン１５ａの前後一端部側には、摺動穴１５ｂが該ピストン１５ａの前後一端面から他端部方向へ形成されており、該摺動穴１５ｂには、摺動軸２１が回転中心Ｏ方向へ摺動自在に嵌装されている。
また、摺動穴１５ｂの前後他端と摺動軸２１との間には付勢部材２３が介装され、該付勢部材２３により摺動軸２１が前後一端側へ付勢されている。
【００１４】
ピストン１５ａの摺動穴１５ｂ形成部分における上下面には、回転中心Ｏ方向に長孔１５ｃ・１５ｃが形成されている。該長孔１５ｃ・１５ｃにはピン２２が貫通されており、該ピン２２は長孔１５ｃ・１５ｃに沿って回転中心Ｏ方向へ摺動自在とされている。
ピン２２は摺動軸２１の前後一端側に配置され、付勢部材２３により付勢される摺動軸２１が該ピン２２に係止している。
これにより、摺動軸２１の回転中心Ｏ方向への摺動範囲が、該ピン２２の摺動範囲、即ち長孔１５ｃ・１５ｃの範囲内に規制されている。
また、摺動穴１５ｂの前後一端側からは前記ドライブシャフト６が摺動自在に挿入されている。
【００１５】
ドライブシャフト６の前後一端部には、回転側保持部材５２のスプラインボス５２ｂと同径のスプライン軸に形成される係合部６ａが一体的に回転可能に装着されている。
また、スピンドル台４の前後一端部には、複数の固定チャック７・７・・・が設けられ、各固定チャック７・７・・・は回転中心Ｏを中心として略等間隔に放射状に配置されている。
該固定チャック７・７・・・は、チャック開閉機構４ａにより回転中心Ｏを中心とする円弧の半径方向に移動可能であり、半径方向内側へ移動すると閉じてワークをチャックすることができ、半径方向外側へ移動すると開いてワークのチャック状態が解除される。
【００１６】
スピンドル台４の前後一端部には、さらに、複数の着座確認片８・８・・・が設けられ、該着座確認片８・８・・・も回転中心Ｏを中心とする円弧の半径方向に移動可能に構成されている。
そして、固定チャック７・７・・・がワークをチャックしている状態のときに、該着座確認片８・８・・・を半径内側方向へ移動してワークへ当接させ、ワークのチャック姿勢が正常であるかどうかの確認を行うようにしている。
【００１７】
以上の如くワーク把持部が構成される本タレット旋盤によるワークの加工を、前述の車軸保持部品５０を例に説明する。
まず、車軸保持部品５０の固定側保持部材５１を固定チャック７・７・・・によりチャックして保持固定する。
この場合、回転側保持部材５２のスプラインボス５２ｂの軸心と前記回転中心Ｏとが一致する姿勢にて車軸保持部品５０は保持され、ドライブシャフト６はシリンダ１５側へ縮退している。
【００１８】
車軸保持部品５０の固定側保持部材５１が固定チャック７・７・・・によって保持固定されると、シリンダ１５のピストン１５ａが前後一端側へ伸長する。ピストン１５ａが伸長することで、摺動軸２１がピン２２を介して、ドライブシャフト６に当接し、これによりドライブシャフト６が車軸保持部品５０側へ向かって進出する。
進出したドライブシャフト６は、先端の係合部６ａが回転側保持部材５２のスプラインボス５２ｂへ挿入され、該係合部６ａのスプラインとスプラインボス５２ｂとの噛合により、ドライブシャフト６と回転側保持部材５２とが一体的に回転可能となる。
【００１９】
前述の如くドライブシャフト６の係合部６ａを回転側保持部材５２のスプラインボス５２ｂへ挿入する際には、ドライブシャフト６を低速で回転させながら係合部６ａを回転側保持部材５２へ押圧するようにしている。
即ち、ドライブシャフト６を回転側保持部材５２へ進出させた場合、係合部６ａのスプラインの位相と、回転側保持部材５２のスプラインボス５２ｂの位相とが一致していなければ、該係合部６ａはスプラインボス５２ｂへ挿入されず、両者の端面が当接する。
【００２０】
この場合、該係合部６ａはシリンダ１５によりスプラインボス５２ｂ側へ押圧されて進出しているので、スプラインボス５２ｂの端面には押圧状態で当接している。係合部６ａがスプラインボス５２ｂの端面に押圧された状態で、ドライブシャフト６の回転により係合部６ａのスプラインの位相とスプラインボス５２ｂの位相とが一致すると、該押圧力により該係合部６ａがスプラインボス５２ｂに挿入されることとなる
【００２１】
尚、ドライブシャフト６は、シリンダ１５のピストン１５ａにより、付勢部材２３に付勢される摺動軸２１を介して、スプラインボス５２ｂ側へ押圧されており、ピストン１５ａは、ドライブシャフト６が回転側保持部材５２に当接して進出が停止した後も、付勢部材２３の付勢力に抗して伸長可能である。
そして、回転側保持部材５２に当接するドライブシャフト６の、該回転側保持部材５２への押圧力は付勢部材２３の付勢力に相当する。
【００２２】
ここで、回転側保持部材５２は、前述の如く固定側保持部材５１に回転側保持部材５２を回転自在に嵌合して構成されているが、該固定側保持部材５１と回転側保持部材５２との間には所定の大きさの摺動抵抗があるため、回転側保持部材５２を固定側保持部材５１に対して回転させるためには、一定値以上の回転力を回転側保持部材５２に加える必要がある。逆に、一定値より小さな力しか加えられない場合には回転側保持部材５２が回転しない。
【００２３】
このように、ドライブシャフト６の回転側保持部材５２への押圧力が一定値よりも大きければ、回転側保持部材５２はドライブシャフト６と一体的に回転する。
しかし、ドライブシャフト６は回転側保持部材５２に対して相対的に回転し、両者のスプラインの位相を一致させる必要があるため、ドライブシャフト６の回転側保持部材５２への押圧力が一定値よりも小さくなるように付勢部材２３の付勢力を調節して、回転側保持部材５２がドライブシャフト６と連れ回りしないようにしている。
【００２４】
以上の如く、係合部６ａをスプラインボス５２ｂに挿入して、ドライブシャフト６と回転側保持部材５２とを一体的に回転可能とした後は、ドライブシャフト６の回転数を上昇させ、回転側保持部材５２を加工時の回転数で回転させる。
そして、回転する回転側保持部材５２の被加工面５２ａ（図５図示）に、適宜選択した工具支持手段５に装着される各工具１６・１７により加工を施すのである。
【００２７】
以上の如く、固定チャック７・７・・・により固定側保持部材５１を保持固定し、ドライブシャフト６により回転側保持部材５２を回転させて、該回転側保持部材５２の被加工面５２ａに、加工手段である各工具１６・１７により加工を施すことにより、例えば、該固定側保持部材５１の基準面５１ｃと、回転側保持部材５２の被加工面５２ａとの間の平行度や寸法値を精度良く加工することができる。
これにより、固定側保持部材５１と回転側保持部材５２とを組み付けて構成される車軸保持部品５０の加工精度を容易に向上することができ、不良品の発生を抑えることが可能となる。
【００２８】
また、前述の如く、回転側保持部材５２を回転させるドライブシャフト６には、該回転側保持部材５２と係合する係合部６ａが装着されており、該係合部６ａは、ドライブシャフト６と一体的に前後方向へ進退可能であるとともに、付勢部材２３により付勢されて回転側保持部材５２へ押圧可能とされている。
これにより、特別な機構を別途設けることなく簡単な構成で、係合部６ａのスプラインの位相と回転側保持部材５２のスプラインボス５２ｂの位相とを合わせて、該係合部６ａを回転側保持部材５２に容易に係合させることが可能となる。
【００２９】
また、該係合部６ａの回転側保持部材５２への押圧力は、該回転側保持部材５２が係合部６ａと連れ回りしない程度の大きさに調整されているので、迅速且つ確実に係合部６ａの位相と回転側保持部材５２の位相とを合わせることができ、車軸保持部品５０の加工時間の短縮や、加工作業の精度の向上を図ることが可能となる。
【００３０】
【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、第一の部品に対して第二の部品を回転自在に組み付けた複合部品を加工する工作機械が、前記第一の部品を固定する部品固定手段と、第二の部品を回転させる部品回転手段と、第二の部品に対し切削加工を行う加工手段と、部品固定手段を前後方向一端部に設け、且つ部品回転手段のドライブシャフトを回転自在に支持するスピンドル台と、で構成され、部品回転手段は、第二の部品の被係合部と係合可能な係合部を有し、係合部は、第二の部品に対して係合する進出位置と係合しない退避位置とに進退自在であるので、第一の部品と第二の部品とを組み付けた後の複合部品の加工を行うことができ、該複合部品自体の加工精度を容易に向上することができて、不良品の発生を抑えることが可能となる。また、特別な機構を別途設けることなく簡単な構成で、係合部の位相と第二の部品の位相とを合わせて、該係合部を第二の部品に容易に係合させることが可能となる。
【００３１】
更に、請求項２の如く、前記係合部は、所定の押圧力を第二の部品に付与しながら回転し、係合位相を合わせて前記進出位置へ進出するので、迅速且つ確実に係合部の位相と第二の部品の位相とを合わせることができ、複合部品の加工時間の短縮や、加工作業の精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工作機械の一例であるタレット旋盤を示す概略図である。
【図２】車軸保持部品を示す側面断面図である。
【図３】同じく平面図である。
【図４】スピンドル台におけるワーク把持機構を示す側面断面図である。
【図５】ワーク把持機構のワーク把持部を示す側面断面図である。
【図６】同じく正面図である。
【符号の説明】
４スピンドル台
６スピンドル
６ａ係合部
７固定チャック
１５ａピストン
５０車軸保持部品（複合部品）
５１固定側保持部材（第一の部品）
５２回転側保持部材（第二の部品）

Claims

第一の部品に対して第二の部品を回転自在に組み付けた複合部品を加工する工作機械であって、
前記第一の部品を固定する部品固定手段と、
前記第二の部品を回転させる部品回転手段と、
前記第二の部品に対し切削加工を行う加工手段と、
前記部品固定手段を前後方向一端部に設け、且つ前記部品回転手段のドライブシャフトを回転自在に支持するスピンドル台と、
で構成され、
前記部品回転手段は、前記第二の部品の被係合部と係合可能な係合部を有し、
前記係合部は、前記第二の部品に対して係合する進出位置と係合しない退避位置とに進退自在であることを特徴とする工作機械。
前記係合部は、所定の押圧力を前記第二の部品に付与しながら回転し、係合位相を合わせて前記進出位置へ進出することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。