JP4554842B2 - 軸状ワークの加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸状ワークの加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸状ワークの加工装置には、例えば、▲１▼特開平９−２９５８６号公報「キー溝加工用割出し治具」や▲２▼特開平１０−１０００３１号公報「複合加工機」に示されたものがある。
【０００３】
上記▲１▼の技術は、同公報の図１によれば、Ｖ型ブロック２，２（符号は公報記載のものを流用した。以下同様。）にカムシャフトＳ（図４参照）を載せてクランプ部材１７で押圧すると、カム部ｃが予めブロック４の孔に取付けたプランジャ型の割出しピン１０Ｌ，１０Ｒに接触し、若干回動するので、正しく位置決め保持することができるとともに、カム部ｃに対してキー溝ｋを正しい角度で形成することができるというものである。
【０００４】
上記▲２▼の複合加工機１は、同公報の図１によれば、ベッド２に移動可能に設けた旋削ユニット１０と、移動自在に設けた心押台２０と、ワーク把持ユニット３０と、移動自在に設けたタレット加工ユニット４０と、を備えたもので、ワーク把持ユニット３０でワークＷを固定し、端面にタレット加工ユニット４０の穴あけ具５５で穴を加工し、その後、ワークＷを心押台２０及びタレット加工ユニット４０のチャック５１で支持しつつ、回転させ、旋削ユニット１０のバイト１６で旋削を実施することができるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼は、カム部ｃに対してキー溝ｋを所定の角で形成することができるが、キー溝ｋとは異なる加工を行なうことはできず、別加工を行なう場合には、ワークＷを外して別の加工装置への搬送が必要であり、また、その都度加工の段取りが発生し、生産効率は悪い。
【０００６】
上記▲２▼は、１台の加工機で穴あけ加工や旋削加工など複数の工程を実施することはできるが、キー溝を加工することはできず、キー溝を加工するための機構を追加すると、加工機の設備費が嵩む。
また、旋削ユニット１０にバイト１６を取付け、タレットヘッド４７にチャック５１や穴あけ具５５を取付けるが、取付け可能な工具の員数は少なく、加工できる形状は限られ、生産効率を向上させ難い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、設備費の削減を図ることができ、生産効率の向上を図ることができる軸状ワークの加工装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、並行に並べた２本の軸状ワークを支持する加工治具と、加工治具を取付けてベット上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブルと、このワーク旋回テーブルとは別にベット上に、ベットの幅方向並びに長手方向に移動可能に設けた第１・第２スライドと、これらの第１・第２スライドに各々設けた第１・第２主軸ユニットと、これらの第１・第２主軸ユニットの各々の工具交換が可能な位置に設置した第１・第２工具交換ユニットと、第１・第２主軸ユニットで両端を把持した軸状ワークを切削するために、ワーク旋回テーブルの側方に、且つベット上に設けた刃物台と、これらを制御する制御盤と、を備えた軸状ワークの加工装置において、加工治具は、軸状ワークの一端を回転自在にローラで支持する第１メインクランプ及び、他端を回転自在にローラで支持する第２メインクランプと、軸状ワークの位相基準部が触れることで、位相の基準を検出する位相基準検出手段と、軸状ワークの鍔部を押さえることで軸状ワークの長手方向の位置決めを行い固定するスラストクランプと、を備え、軸状ワークを第１・第２メインクランプのローラで回転自在に支持し、軸状ワークの両端を第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して、軸状ワークのキー溝の位相を位相基準検出手段の情報に基づいて定めることを特徴とする。
【０００９】
ワーク旋回テーブルにワークを固定して第１・第２主軸ユニットによってキー溝加工など所望の加工を実施する。また、第１・第２主軸ユニットによって軸状ワークの両端を把持し、刃物台を固定した状態で旋削加工を行なうことができる。従って、本発明の加工装置は汎用性に富む。
また、穴あけ加工、旋削加工、キー溝加工を実施することで、加工間の搬送を無くするとともに、軸状ワークの取り付け、取り外しの手間を省く。
請求項２は、キー溝の位相が定まった軸状ワークの鍔部をスラストクランプで固定し、加工治具をワーク旋回テーブルで第１・第２主軸ユニットに対して軸状ワークの長手方向が直交するまで旋回させ、軸状ワークにキー溝を第１・第２主軸ユニットの交換した切削工具でそれぞれ形成し、キー溝を形成後、加工治具を逆回転で戻し、軸状ワークの向きを元に戻し、第１・第２主軸ユニットの交換したチャックで軸状ワークの両端をそれぞれ把持して、第１・第２メインクランプから取り外し、第１・第２主軸ユニットの回転速度及び送りを同期さて、刃物台の切削工具で軸状ワークを切削することを特徴とする。
その結果、キー溝加工を実施することができ、また、刃物台を固定した状態で旋削加工を行なうことができ、加工装置の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減を図ることができる。
また、旋削加工、キー溝加工を実施することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る軸状ワークの加工装置の斜視図であり、加工装置１０は、ベット１１と、このベット１１上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブル１２と、このワーク旋回テーブル１２とは別にベット１１上に設けた第１スライド１３ならびに第２スライド１４と、これらの第１・第２スライド１３，１４に各々設けた第１主軸ユニット１５ならびに第２主軸ユニット１６と、これらの第１・第２主軸ユニット１５，１６の各々の工具１７，１８の交換が可能な位置に設置した第１工具交換ユニット２１ならびに第２工具交換ユニット２２と、ワーク旋回テーブル１２の側方２３に、且つベット１１上に設けた刃物台２４と、を備えたものである。２５はワーク旋回テーブル１２に取付けた加工治具、２６は操作盤、２７は制御盤、２８は油圧ユニット、２９はクーラントユニットである。
【００１１】
ここで、図左上の軸は、座標軸であり、直線又は回転で動く方向を示す。Ｘは直線運動を示す軸で、ベット１１の幅方向の軸、ＺはＸに直交する軸で、第１・第２主軸ユニット１５，１６の軸線に平行な軸、ＹはＸ，Ｚに直交する鉛直軸、ＢはＹ軸の周りの旋回運動を示す軸、ＣはＺ軸の周りの旋回運動を示す軸である。
【００１２】
ワーク旋回テーブル１２は、下部に図示せぬ電動の駆動部を設け、Ｂ軸方向に水平旋回可能で、上部にワークを取付けるテーブル部３１を有する。
第１スライド１３は、下部に図示せぬ２軸の駆動部（電動モータ、送り機構、ガイド等）を有し、ベット１１の幅方向（Ｘ軸方向）並びに長手方向（Ｚ軸方向）に移動可能なものである。１３ａ・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）は蛇腹を示す。第２スライド１４は第１スライド１３と同様であり、説明を省略する。
【００１３】
第１主軸ユニット１５は、第１スライド１３に設けたロータリ手段３２と、このロータリ手段３２に設けた主軸３３と、を備え、ロータリ手段３２は、背部に電動モータ３２ａを備える。第２主軸ユニット１６は、第１主軸ユニット１５と同様であり、説明を省略する。
【００１４】
第１工具交換ユニット２１は、ツールマガジン３４と、チェンジャアーム３５と、からなる自動工具交換装置（ＡＴＣ）で、ツールマガジン３４にチャック３６や溝カッタ３７など複数の工具を予め納め、チェンジャアーム３５で工具の取り付け、取り外しを行なう。第２工具交換ユニット２２は、第１工具交換ユニット２１と同様であり、説明を省略する。
刃物台２４は、ベット１１上に支持部４１を固定し、この支持部４１にホルダ固定部４２を旋回可能に取付けたもので、４個の工具を取り付けることができる。
【００１５】
図２は本発明に係る加工装置の断面図であり、ベット１１上にワーク旋回テーブル１２、第１スライド１３、第１工具交換ユニット２１を設け、第１スライド１３に第１主軸ユニット１５を設けたことを示す。Ｃｔはワーク旋回テーブル１２の回転中心軸線を示す。
【００１６】
第１工具交換ユニット２１のチェンジャアーム３５は、例えば、一端３５ａでツールマガジン３４から工具を抜き取り、他端３５ｂで主軸３３から工具を抜き取り、矢印の如く回転することで、工具の交換を行なう。
第１主軸ユニット１５のＸ軸方向の最大送り量は、回転中心軸線ＣｔからそれぞれＸｍ１，Ｘｍ２（Ｘｍ２＝Ｘｍ１）に設定した。Ｔｃは工具交換位置を示す。
【００１７】
図３は本発明に係る第１主軸ユニットの正面図であり、第１主軸ユニット１５の主軸３３を示す。
主軸３３は、ロータリ手段３２の中心Ｃｒから距離Ｘｈでけ偏心させたもので、ロータリ手段３２によって回転（公転）するとともに、工具やワークを回転（自転）させるものである。主軸３３でワークを回転させる場合は、主軸３３を図に示す状態、すなわち、旋削位置Ｃｂ（Ｃｂ＝Ｔｃ（工具交換位置））を基準に条件設定するのが望ましい。Ｙｍ１、Ｙｍ２は、第１主軸ユニット１５のＹ軸方向の最大送り量を示す。
【００１８】
図４は本発明に係る刃物台の正面図であり、刃物台２４をベット１１上に固定したことを示し、ホルダ固定部４２にホルダ４３を取付け、ホルダ４３にバイト４４を取付けたことを示す。バイト４４の刃先４５の位置は旋削位置Ｃｂを基準に設定した。なお、バイト４４を使用する場合は、ワークを加工治具２５から取り外す。
【００１９】
図５は本発明に係る加工治具の平面図であり、加工治具２５は、箱型のベース５１を形成し、このベース５１に第１列治具５２ならびに第２列治具５３を配置し、並行に並べた２本の軸状ワークを支持するものである。第１列治具５２は、ベース５１の端側にメインクランプ５４，５５を配置するとともに、メインクランプ５４側から順に仮り受け台５６、位相基準検出手段５７、スラストクランプ５８を配置したものである。第２列治具５３は、第１列治具５２と同様であり、説明を省略する。
【００２０】
スラストクランプ５８は、ベース５１に油圧シリンダ６１ならびに板状の支持部材６２を取付け、これらの油圧シリンダ６１と支持部材６２との間にガイドバー６３，６３を渡し、ガイドバー６３，６３にスライド部材６４を移動可能に取付けるとともに、スライド部材６４に油圧シリンダ６１を連結し、支持部材６２にストッパ６５を取付けたものである。
【００２１】
図６は図５の６矢視図であり、ワーク旋回テーブル１２のテーブル部３１にベース５１を取付け、ベース５１に配置した第２列治具５３のメインクランプ５４，５５、仮り受け台５６、位相基準検出手段５７、スラストクランプ５８を示す。
【００２２】
位相基準検出手段５７は、ベース５１にブラケット６６を取付け、このブラケット６６にタッチセンサ６７を取付けたもので、このタッチセンサ６７の先端に軸状ワークが触れることで、軸状ワークの位相の基準を検出する。
【００２３】
メインクランプ５４は、ベース５１に取付けたクランプ本体６８ならびに油圧シリンダ６９，６９（図８参照）と、からなる。メインクランプ５５は、メインクランプ５４と同様であり、説明を省略する。
油圧シリンダ６９，６９への配管はベース５１内で行なう。なお、図の中央の６１ａは、スラストクランプ５８の油圧シリンダ６１に接続した管で、ベース５１内に配管したことを示す。
【００２４】
図７は図６の７部拡大図であり、油圧シリンダ６１に継手６１ｂを介して連結したスライド部材６４とストッパ６５との間でワークをクランプする状態を示す。Ｓｔはクランプした際のストローク長を示し、クランプを解除する際にはストローク長Ｓｔだけスライド部材６４が後退する。
スライド部材６４は、軸状ワークの外周に倣うＵ字状の押圧部７１を有し、この押圧部７１でワークを長手方向に押し付けるとともに、ワークを所定位置に固定する。
ストッパ６５は、軸状ワークの外周に倣う凹状の嵌合部７２を有し、この嵌合部７２に軸状ワークを嵌めて長手方向の位置決めを行なう。
【００２５】
図８は本発明に係るメインクランプの正面図であり、ベース５１にクランプ本体６８を取付け、クランプ本体６８に継手６９ａ，６９ａを介して油圧シリンダ６９，６９を連結し、ワークをクランプする状態を示す。Ｓｃはクランプした際のストローク長を示し、クランプを解除する際にはストローク長Ｓｃだけ油圧シリンダ６９，６９が後退するとともに、二点鎖線に示すようにクランプ本体６８は開く。
クランプ本体６８は、ブラケット部７３と、このブラケット部７３に開閉可能に取付けた爪部７４，７４と、からなる。
【００２６】
図９は本発明に係るメインクランプの爪部の拡大図である。
メインクランプ５４の爪部７４，７４は、回転可能に設けたローラ７５・・・を有し、これらの４個のローラ７５は、軸状ワークの軸外周部をワークの中心に向って４方向から支持するものである。
【００２７】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る軸状ワークの一例を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
（ａ）において、軸状ワークとしてのカムシャフト７６は、一端に形成したキー溝７７と、他端に形成した鍔部７８と、第１ジャーナル８１〜第５ジャーナル８５と、を有するもので、完成したカムシャフトである。
【００２８】
（ｂ）において、第１ジャーナル８１は、素材の段階で二点鎖線で示す位相基準部８６を設けた軸受部であり、位相基準部８６はキー溝７７を加工する際に基準となるもので、その角度はキー溝７７からβに設定した。
これらのキー溝７７や第１ジャーナル８１などカムシャフトの所定部位を軸状ワークの加工装置で加工する。ここで、加工装置にセットするワークをカムシャフト８７とする。
【００２９】
以上に述べた軸状ワークの加工装置の作用を次に説明する。
図１１は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第１作用図である。
カムシャフト８７を加工治具２５にセットする。具体的には、カムシャフト８７の位相基準部８６ならびに鍔部７８を目安に矢印▲１▼，▲１▼の如く仮り受け台５６ならびにスラストクランプ５８で一旦受け、次いで、メインクランプ５４，５５で第１ジャーナル８１の軸外周部８１ａ、第５ジャーナル８５の軸外周部８５ａを仮りクランプする。その際には、操作盤のボタンを「ＯＮ」にし、油圧シリンダ６９・・・を低圧の油圧で作動させる。なお、仮りクランプすることで、自動的にカムシャフト８７のセンタの座標は定まる。
【００３０】
図１２は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第２作用図である。
仮りクランプの状態でカムシャフト８７の割り出しを行なう。具体的には、センタ位置を定めた後、第２主軸ユニット１６の主軸３３に取付けたチャック３６でカムシャフト８７の第１ジャーナル８１側を把持し、カムシャフト８７を回転させる。
【００３１】
この場合、チャック３６の第１ジャーナル８１側への移動は、予めプログラムで設定した座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に基づいて行なうとともに、チャック３６の閉による把持動作は、クーラント（切削油）を主軸３３を介してチャック３６内に流入させ、クーラントの設定圧力によって行なうので、これらの動作を自動で行なうことができる。
【００３２】
その後、カムシャフト８７を主軸３３で回転させると、第１ジャーナル８１に設けた位相基準部８６は位相基準検出手段５７に接触するので、位相の位置を設定することが可能となる。
次に、より詳しく割り出しを説明する。
【００３３】
図１３は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第３作用図であり、図１２の１３矢視図である。
割り出しに際し、メインクランプ５４（図１２参照），５５を仮りクランプするので、メインクランプ５４，５５のクランプする力は小さい。すなわち、メインクランプ５４，５５の油圧の圧力を低圧に設定したので、メインクランプ５４，５５はカムシャフト８７を回転可能にクランプする。
また、メインクランプ５４，５５には、ローラ７５・・・を設けたので、メインクランプ５４，５５でカムシャフト８７をクランプしながら、カムシャフト８７を回転させることができる。
【００３４】
図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第４作用図であり、図１２の１４−１４線断面図に相当する。
（ａ）において、メインクランプ５４，５５でカムシャフト８７を仮りクランプし、チャック３６を介して主軸３３でカムシャフト８７を矢印▲２▼の如く回転させる。
【００３５】
（ｂ）において、カムシャフト８７が回転すると、位相基準部８６が位相基準検出手段５７のタッチセンサ６７に接触するので、タッチセンサ６７の信号によって基準座標Ｘｃを設定する。
同時に、タッチセンサ６７の信号によって主軸３３は矢印▲３▼の如く逆回転を始める。
【００３６】
（ｃ）において、主軸３３は逆回転を続け、予め設定した角度θだけ基準座標Ｘｃから逆回転すると、回転を止めると同時に、キー溝を形成する角度βの位置を定める。つまり、キー溝形成部８８を真上へ正確に向ける。
【００３７】
このように、メインクランプ５４，５５にローラ７５・・・を設け且つ、位相基準検出手段５７を取付けたので、カムシャフト８７をクランプしながら回転させ、位相基準部８６を位相基準検出手段５７に接触させて位相基準検出手段５７の信号によってキー溝の位相の基準を設定することができる。そして、その基準から予め設定した角度θだけカムシャフト８７を逆回転させることで、キー溝の割り出しを行なうことができる。その結果、キー溝の角度βがカムシャフトの種類によって異なっても、瞬時に位相を割り出すことができ、位相の設定に手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【００３８】
図１５は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第５作用図である。
カムシャフト８７，８７の割り出しをほぼ同時に行なった後、カムシャフト８７，８７を本クランプする。具体的には、スラストクランプ５８，５８を作動させ、スラストクランプ５８，５８で鍔部７８，７８を押し、鍔部７８，７８をストッパ６５，６５に当て、カムシャフト８７，８７を固定する（図７参照）とともに、カムシャフト８７，８７の長手方向の位置決めを行なう。
【００３９】
その後、メインクランプ５４，５４，５５，５５のクランプする力を大きくする。すなわち、油圧の圧力を低圧から高圧に切り換える。
本クランプ後、カムシャフト８７，８７からチャック３６，３６を外し、ワーク旋回テーブルを旋回させるとともに、加工治具２５を二点鎖線のように旋回させる。
【００４０】
図１６は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第６作用図である。
加工治具２５を旋回させながら、一方で、第１・第２主軸ユニット１５，１６を工具交換位置Ｔｃ，Ｔｃへ矢印▲４▼，▲４▼の如く移動させ、主軸３３，３３からチャック３６，３６を第１・第２工具交換ユニット２１，２２（図１参照）で取り外した後、二点鎖線で示す主軸３３，３３に溝カッタ３７，３７を取付ける。続けて、主軸３３，３３を矢印▲５▼，▲５▼の如くキー溝形成部８８，８８へ移動させ、キー溝の加工を開始する。
【００４１】
図１６に示すように、並行に並べた２本のカムシャフト８７，８７を支持するとともに、ベット１１（図１参照）上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブル１２と、第１・第２主軸ユニット１５，１６と、を設けたので、ワーク旋回テーブル１２に加工治具２５を介してセットした２本のカムシャフト８７，８７を２本同時に加工することができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４２】
図１７（ａ），（ｂ）は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第７作用図である。
（ａ）において、カムシャフト８７のキー溝形成部８８に所定の切削条件に設定した溝カッタ３７を送り、キー溝７７を形成する。
（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、溝カッタ３７をＸ軸方向に送って形成したキー溝７７を示す。
キー溝７７を形成後、加工治具２５を逆回転で戻し、カムシャフト８７の向きを元に戻す（図１５参照）。
【００４３】
なお、ここで、図１５のカムシャフト８７，８７の向きで且つ、チャック３６，３６を切削工具に交換した状態で、カムシャフト８７，８７の端面８７ａ，８７ａ，８７ｂ，８７ｂに所定寸法の穴を開けてもよい。その際、図１５のように、図の上のカムシャフト８７の端面８７ａを図右に向け、逆に、図の下のカムシャフト８７の端面８７ａを図左に向けセットすることで、端面の穴加工の時間を平均化することができる。例えば、端面８７ａ側の穴加工時間を２０秒とし、端面８７ｂ側の穴加工時間を１０秒とした場合、第１主軸ユニット１５は３０秒で穴を加工し、第２主軸ユニット１６も３０秒で穴を加工する。仮に、図の下のカムシャフト８７の端面８７ａを図右に向け、図の上と同じにセットすると、第１主軸ユニット１５は４０秒で穴を加工するため、１０秒加工時間が長くなる。
【００４４】
すなわち、図１５に示すように、並行に並べた２本のカムシャフト８７，８７を支持するワーク旋回テーブル１２（図１参照）と、第１・第２主軸ユニット１５，１６と、を設けたので、一方のカムシャフト８７の端面８７ａ，８７ｂに対して他方のカムシャフト８７の端面８７ａ，８７ｂを逆の位置にセットし、一方の端面８７ａならびに他方の端面８７ｂの各々の加工時間の異なる穴を組み合わせて第１主軸ユニット１５で加工し、残りの端面８７ａ，８７ｂの穴を第２主軸ユニット１６で加工し、加工時間の偏りをなくするとともに、加工時間の長短を平均に均す。その結果、第１・第２主軸ユニット１５，１６間で加工の待ち時間は発生せず、穴加工の時間を短縮することができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００４５】
ここでは、端面の穴加工以外に、軸状ワークの形態によっては、端面側に多角形などの形状を形成してもよい。その際には、チャック３６をエンドミルなどの工具に交換する。
【００４６】
図１８は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第８作用図である。
キー溝７７を形成後、図１５のようにワーク旋回テーブルとともに加工治具２５を旋回させて戻し、一方で、第１・第２主軸ユニット１５，１６には、工具交換位置Ｔｃでチャック３６を取り付け、図１８の二点鎖線のチャック３６を矢印▲６▼の如くカムシャフト８７の両端へ移動する。次いで、カムシャフト８７の両端をチャック３６で前述と同じく把持し、メインクランプ５４，５５を矢印▲７▼，▲７▼の如く開く。引き続き、図１のロータリ手段３２，３２を回転させつつ、第１・第２スライド１３，１４をＸ軸方向に移動させて、図１８の主軸３３を矢印▲８▼の如くほぼ垂直にＹ軸方向へ持ち上げ、メインクランプ５４，５５からカムシャフト８７を取り外す。その際には、当然、スラストクランプ５８（図７参照）を後退させて本クランプを解除する。そして、取り外したカムシャフト８７を旋削位置Ｃｂ側へ移動させる。
【００４７】
図１９は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第９作用図である。
旋削位置Ｃｂ側でカムシャフト８７を旋削する。具体的には、カムシャフト８７の両端を各々主軸３３，３３に取り付け、主軸３３，３３の回転ならびに図１に示す第１・第２スライド１３，１４の移動によってカムシャフト８７を刃物台２４のバイト４４に当て、所望の切削条件で各ジャーナルを旋削する。
【００４８】
より詳しくは、主軸３３，３３を所望の回転速度に設定するとともに、同期させた状態で回転し、第１・第２スライド１３，１４のＸ軸方向の値を所望の切り込み量に設定するとともに、同期させた状態で切り込み、第１・第２スライド１３，１４のＺ軸方向の値を所望の送り速度に設定するとともに、同期させた状態で送り、第１ジャーナル８１の位相基準部８６を断続切削するとともに、第１ジャーナル８１の荒加工または仕上げ前加工を行なう。同様に、第２ジャーナル８２〜第５ジャーナル８５の荒加工または仕上げ前加工を行なう。
【００４９】
このように、本発明の軸状ワークの加工装置１０は、ワーク旋回テーブル１２と、第１・第２スライド１３，１４と、第１・第２主軸ユニット１５，１６と、第１・第２工具交換ユニット２１，２２と、刃物台２４とを備えたので、ワーク旋回テーブル１２にワークを固定して第１・第２主軸ユニット１５，１６によってキー溝加工など所望の加工を実施することができ、また、第１・第２主軸ユニット１５，１６によって軸状ワークの両端を把持し、刃物台２４を固定した状態で旋削加工を行なうことができ、加工装置１０の汎用性を広げることができる。
従って、設備費の削減を図ることができる。
また、穴あけ加工、旋削加工、キー溝加工を実施することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００５０】
尚、本発明の実施の形態に示した図１の主軸３３，３３の頭数は限定せず、例えば、４頭にすることも可能である。
主軸３３をＹ軸方向へ移動させる機構はロータリ手段３２に限らない。
刃物台２４の構成は任意である。
図１０のカムシャフト７６は、カムシャフトの一例であるとともに、軸状ワークの一例である。
【００５１】
図５の加工治具２５は一例であり、軸状ワークの形態によって加工治具の構成を変えてもよく、加工治具の構成は任意である。
図６の位相基準検出手段５７のタッチセンサ６７は一例であり、センサの構成は任意である。
位相基準検出手段５７を軸状ワークの下側に設けたが、上側でもよく、検出する位置は任意である。
主軸３３に取付けたチャック３６の構成は任意である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１によれば、ワーク旋回テーブルに加工治具を取付けて、軸状ワークを加工治具の第１・第２メインクランプのローラで回転自在に支持し、軸状ワークの両端を第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して、軸状ワークのキー溝の位相を位相基準検出手段の情報に基づいて定め、軸状ワークをスラストクランプで固定して、チャックと交換した第１・第２主軸ユニットの工具によってキー溝加工など所望の加工を実施することができる。
その後、交換した第１・第２主軸ユニットのチャックによって軸状ワークの両端を把持し、ワーク旋回テーブルに取付けた加工治具の第１・第２メインクランプからワークを取り外し、刃物台側へ第１・第２主軸ユニットで送って刃物台を固定した状態で軸状ワークの回転数や長手方向の送り速度など切削条件を第１・第２主軸ユニット及び第１・第２スライドで設定することができるとともに、旋削加工を行なうことができ、加工装置の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減を図ることができる。
【００５３】
また、軸状ワークの加工装置１台でワーク旋回テーブルに軸状ワークをワーク旋回テーブルに取付けた加工治具の第１メインクランプ、第２メインクランプ及びスラストクランプで固定して加工することができるとともに、ワーク旋回テーブルの第１・第２メインクランプからワークを第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して取り外し、ワークを第１・第２主軸ユニット及び第１・第２スライドで送って旋削加工を行なうこともでき、各々の加工間の搬送や取り付け取り外しに手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
さらに、２本の軸状ワークを第１メインクランプ、第２メインクランプ及びスラストクランプで支持し、第１・第２主軸ユニットでチャックと交換した切削工具を回転させて、２本同時にキー溝など所望の形状を形成するので、１本の加工時間で２本加工することができ、生産性の向上を図ることができる。
加えて、キー溝の角度がカムシャフトの種類によって異なっても、瞬時に位相を割り出すことができ、位相の設定に手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
請求項２では、キー溝の位相が定まった軸状ワークの鍔部をスラストクランプで固定し、加工治具をワーク旋回テーブルで第１・第２主軸ユニットに対して軸状ワークの長手方向が直交するまで旋回させ、軸状ワークにキー溝を第１・第２主軸ユニットの交換した切削工具でそれぞれ形成し、キー溝を形成後、加工治具を逆回転で戻し、第１・第２主軸ユニットの交換したチャックで軸状ワークの両端をそれぞれ把持して、第１・第２メインクランプから取り外し、第１・第２主軸ユニットの回転速度及び送りを同期さて、刃物台の切削工具で軸状ワークを切削するので、キー溝加工を実施することができ、また、刃物台を固定した状態で旋削加工を行なうことができ、加工装置の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減を図ることができる。
また、旋削加工、キー溝加工を実施することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸状ワークの加工装置の斜視図
【図２】本発明に係る加工装置の断面図
【図３】本発明に係る第１主軸ユニットの正面図
【図４】本発明に係る刃物台の正面図
【図５】本発明に係る加工治具の平面図
【図６】図５の６矢視図
【図７】図６の７部拡大図
【図８】本発明に係るメインクランプの正面図
【図９】本発明に係るメインクランプの爪部の拡大図
【図１０】本発明に係る軸状ワークの一例を示す図
【図１１】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第１作用図
【図１２】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第２作用図
【図１３】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第３作用図
【図１４】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第４作用図
【図１５】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第５作用図
【図１６】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第６作用図
【図１７】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第７作用図
【図１８】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第８作用図
【図１９】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第９作用図
【符号の説明】
１０…加工装置、１１…ベット、１２…ワーク旋回テーブル、１３…第１スライド、１４…第２スライド、１５…第１主軸ユニット、１６…第２主軸ユニット、２１…第１工具交換ユニット、２２…第２工具交換ユニット、２３…側方、２４…刃物台、７６…軸状ワーク（完成したカムシャフト）、８７…軸状ワーク（加工途中のカムシャフト）。
【発明の属する技術分野】
本発明は軸状ワークの加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸状ワークの加工装置には、例えば、▲１▼特開平９−２９５８６号公報「キー溝加工用割出し治具」や▲２▼特開平１０−１０００３１号公報「複合加工機」に示されたものがある。
【０００３】
上記▲１▼の技術は、同公報の図１によれば、Ｖ型ブロック２，２（符号は公報記載のものを流用した。以下同様。）にカムシャフトＳ（図４参照）を載せてクランプ部材１７で押圧すると、カム部ｃが予めブロック４の孔に取付けたプランジャ型の割出しピン１０Ｌ，１０Ｒに接触し、若干回動するので、正しく位置決め保持することができるとともに、カム部ｃに対してキー溝ｋを正しい角度で形成することができるというものである。
【０００４】
上記▲２▼の複合加工機１は、同公報の図１によれば、ベッド２に移動可能に設けた旋削ユニット１０と、移動自在に設けた心押台２０と、ワーク把持ユニット３０と、移動自在に設けたタレット加工ユニット４０と、を備えたもので、ワーク把持ユニット３０でワークＷを固定し、端面にタレット加工ユニット４０の穴あけ具５５で穴を加工し、その後、ワークＷを心押台２０及びタレット加工ユニット４０のチャック５１で支持しつつ、回転させ、旋削ユニット１０のバイト１６で旋削を実施することができるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼は、カム部ｃに対してキー溝ｋを所定の角で形成することができるが、キー溝ｋとは異なる加工を行なうことはできず、別加工を行なう場合には、ワークＷを外して別の加工装置への搬送が必要であり、また、その都度加工の段取りが発生し、生産効率は悪い。
【０００６】
上記▲２▼は、１台の加工機で穴あけ加工や旋削加工など複数の工程を実施することはできるが、キー溝を加工することはできず、キー溝を加工するための機構を追加すると、加工機の設備費が嵩む。
また、旋削ユニット１０にバイト１６を取付け、タレットヘッド４７にチャック５１や穴あけ具５５を取付けるが、取付け可能な工具の員数は少なく、加工できる形状は限られ、生産効率を向上させ難い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、設備費の削減を図ることができ、生産効率の向上を図ることができる軸状ワークの加工装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、並行に並べた２本の軸状ワークを支持する加工治具と、加工治具を取付けてベット上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブルと、このワーク旋回テーブルとは別にベット上に、ベットの幅方向並びに長手方向に移動可能に設けた第１・第２スライドと、これらの第１・第２スライドに各々設けた第１・第２主軸ユニットと、これらの第１・第２主軸ユニットの各々の工具交換が可能な位置に設置した第１・第２工具交換ユニットと、第１・第２主軸ユニットで両端を把持した軸状ワークを切削するために、ワーク旋回テーブルの側方に、且つベット上に設けた刃物台と、これらを制御する制御盤と、を備えた軸状ワークの加工装置において、加工治具は、軸状ワークの一端を回転自在にローラで支持する第１メインクランプ及び、他端を回転自在にローラで支持する第２メインクランプと、軸状ワークの位相基準部が触れることで、位相の基準を検出する位相基準検出手段と、軸状ワークの鍔部を押さえることで軸状ワークの長手方向の位置決めを行い固定するスラストクランプと、を備え、軸状ワークを第１・第２メインクランプのローラで回転自在に支持し、軸状ワークの両端を第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して、軸状ワークのキー溝の位相を位相基準検出手段の情報に基づいて定めることを特徴とする。
【０００９】
ワーク旋回テーブルにワークを固定して第１・第２主軸ユニットによってキー溝加工など所望の加工を実施する。また、第１・第２主軸ユニットによって軸状ワークの両端を把持し、刃物台を固定した状態で旋削加工を行なうことができる。従って、本発明の加工装置は汎用性に富む。
また、穴あけ加工、旋削加工、キー溝加工を実施することで、加工間の搬送を無くするとともに、軸状ワークの取り付け、取り外しの手間を省く。
請求項２は、キー溝の位相が定まった軸状ワークの鍔部をスラストクランプで固定し、加工治具をワーク旋回テーブルで第１・第２主軸ユニットに対して軸状ワークの長手方向が直交するまで旋回させ、軸状ワークにキー溝を第１・第２主軸ユニットの交換した切削工具でそれぞれ形成し、キー溝を形成後、加工治具を逆回転で戻し、軸状ワークの向きを元に戻し、第１・第２主軸ユニットの交換したチャックで軸状ワークの両端をそれぞれ把持して、第１・第２メインクランプから取り外し、第１・第２主軸ユニットの回転速度及び送りを同期さて、刃物台の切削工具で軸状ワークを切削することを特徴とする。
その結果、キー溝加工を実施することができ、また、刃物台を固定した状態で旋削加工を行なうことができ、加工装置の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減を図ることができる。
また、旋削加工、キー溝加工を実施することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る軸状ワークの加工装置の斜視図であり、加工装置１０は、ベット１１と、このベット１１上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブル１２と、このワーク旋回テーブル１２とは別にベット１１上に設けた第１スライド１３ならびに第２スライド１４と、これらの第１・第２スライド１３，１４に各々設けた第１主軸ユニット１５ならびに第２主軸ユニット１６と、これらの第１・第２主軸ユニット１５，１６の各々の工具１７，１８の交換が可能な位置に設置した第１工具交換ユニット２１ならびに第２工具交換ユニット２２と、ワーク旋回テーブル１２の側方２３に、且つベット１１上に設けた刃物台２４と、を備えたものである。２５はワーク旋回テーブル１２に取付けた加工治具、２６は操作盤、２７は制御盤、２８は油圧ユニット、２９はクーラントユニットである。
【００１１】
ここで、図左上の軸は、座標軸であり、直線又は回転で動く方向を示す。Ｘは直線運動を示す軸で、ベット１１の幅方向の軸、ＺはＸに直交する軸で、第１・第２主軸ユニット１５，１６の軸線に平行な軸、ＹはＸ，Ｚに直交する鉛直軸、ＢはＹ軸の周りの旋回運動を示す軸、ＣはＺ軸の周りの旋回運動を示す軸である。
【００１２】
ワーク旋回テーブル１２は、下部に図示せぬ電動の駆動部を設け、Ｂ軸方向に水平旋回可能で、上部にワークを取付けるテーブル部３１を有する。
第１スライド１３は、下部に図示せぬ２軸の駆動部（電動モータ、送り機構、ガイド等）を有し、ベット１１の幅方向（Ｘ軸方向）並びに長手方向（Ｚ軸方向）に移動可能なものである。１３ａ・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）は蛇腹を示す。第２スライド１４は第１スライド１３と同様であり、説明を省略する。
【００１３】
第１主軸ユニット１５は、第１スライド１３に設けたロータリ手段３２と、このロータリ手段３２に設けた主軸３３と、を備え、ロータリ手段３２は、背部に電動モータ３２ａを備える。第２主軸ユニット１６は、第１主軸ユニット１５と同様であり、説明を省略する。
【００１４】
第１工具交換ユニット２１は、ツールマガジン３４と、チェンジャアーム３５と、からなる自動工具交換装置（ＡＴＣ）で、ツールマガジン３４にチャック３６や溝カッタ３７など複数の工具を予め納め、チェンジャアーム３５で工具の取り付け、取り外しを行なう。第２工具交換ユニット２２は、第１工具交換ユニット２１と同様であり、説明を省略する。
刃物台２４は、ベット１１上に支持部４１を固定し、この支持部４１にホルダ固定部４２を旋回可能に取付けたもので、４個の工具を取り付けることができる。
【００１５】
図２は本発明に係る加工装置の断面図であり、ベット１１上にワーク旋回テーブル１２、第１スライド１３、第１工具交換ユニット２１を設け、第１スライド１３に第１主軸ユニット１５を設けたことを示す。Ｃｔはワーク旋回テーブル１２の回転中心軸線を示す。
【００１６】
第１工具交換ユニット２１のチェンジャアーム３５は、例えば、一端３５ａでツールマガジン３４から工具を抜き取り、他端３５ｂで主軸３３から工具を抜き取り、矢印の如く回転することで、工具の交換を行なう。
第１主軸ユニット１５のＸ軸方向の最大送り量は、回転中心軸線ＣｔからそれぞれＸｍ１，Ｘｍ２（Ｘｍ２＝Ｘｍ１）に設定した。Ｔｃは工具交換位置を示す。
【００１７】
図３は本発明に係る第１主軸ユニットの正面図であり、第１主軸ユニット１５の主軸３３を示す。
主軸３３は、ロータリ手段３２の中心Ｃｒから距離Ｘｈでけ偏心させたもので、ロータリ手段３２によって回転（公転）するとともに、工具やワークを回転（自転）させるものである。主軸３３でワークを回転させる場合は、主軸３３を図に示す状態、すなわち、旋削位置Ｃｂ（Ｃｂ＝Ｔｃ（工具交換位置））を基準に条件設定するのが望ましい。Ｙｍ１、Ｙｍ２は、第１主軸ユニット１５のＹ軸方向の最大送り量を示す。
【００１８】
図４は本発明に係る刃物台の正面図であり、刃物台２４をベット１１上に固定したことを示し、ホルダ固定部４２にホルダ４３を取付け、ホルダ４３にバイト４４を取付けたことを示す。バイト４４の刃先４５の位置は旋削位置Ｃｂを基準に設定した。なお、バイト４４を使用する場合は、ワークを加工治具２５から取り外す。
【００１９】
図５は本発明に係る加工治具の平面図であり、加工治具２５は、箱型のベース５１を形成し、このベース５１に第１列治具５２ならびに第２列治具５３を配置し、並行に並べた２本の軸状ワークを支持するものである。第１列治具５２は、ベース５１の端側にメインクランプ５４，５５を配置するとともに、メインクランプ５４側から順に仮り受け台５６、位相基準検出手段５７、スラストクランプ５８を配置したものである。第２列治具５３は、第１列治具５２と同様であり、説明を省略する。
【００２０】
スラストクランプ５８は、ベース５１に油圧シリンダ６１ならびに板状の支持部材６２を取付け、これらの油圧シリンダ６１と支持部材６２との間にガイドバー６３，６３を渡し、ガイドバー６３，６３にスライド部材６４を移動可能に取付けるとともに、スライド部材６４に油圧シリンダ６１を連結し、支持部材６２にストッパ６５を取付けたものである。
【００２１】
図６は図５の６矢視図であり、ワーク旋回テーブル１２のテーブル部３１にベース５１を取付け、ベース５１に配置した第２列治具５３のメインクランプ５４，５５、仮り受け台５６、位相基準検出手段５７、スラストクランプ５８を示す。
【００２２】
位相基準検出手段５７は、ベース５１にブラケット６６を取付け、このブラケット６６にタッチセンサ６７を取付けたもので、このタッチセンサ６７の先端に軸状ワークが触れることで、軸状ワークの位相の基準を検出する。
【００２３】
メインクランプ５４は、ベース５１に取付けたクランプ本体６８ならびに油圧シリンダ６９，６９（図８参照）と、からなる。メインクランプ５５は、メインクランプ５４と同様であり、説明を省略する。
油圧シリンダ６９，６９への配管はベース５１内で行なう。なお、図の中央の６１ａは、スラストクランプ５８の油圧シリンダ６１に接続した管で、ベース５１内に配管したことを示す。
【００２４】
図７は図６の７部拡大図であり、油圧シリンダ６１に継手６１ｂを介して連結したスライド部材６４とストッパ６５との間でワークをクランプする状態を示す。Ｓｔはクランプした際のストローク長を示し、クランプを解除する際にはストローク長Ｓｔだけスライド部材６４が後退する。
スライド部材６４は、軸状ワークの外周に倣うＵ字状の押圧部７１を有し、この押圧部７１でワークを長手方向に押し付けるとともに、ワークを所定位置に固定する。
ストッパ６５は、軸状ワークの外周に倣う凹状の嵌合部７２を有し、この嵌合部７２に軸状ワークを嵌めて長手方向の位置決めを行なう。
【００２５】
図８は本発明に係るメインクランプの正面図であり、ベース５１にクランプ本体６８を取付け、クランプ本体６８に継手６９ａ，６９ａを介して油圧シリンダ６９，６９を連結し、ワークをクランプする状態を示す。Ｓｃはクランプした際のストローク長を示し、クランプを解除する際にはストローク長Ｓｃだけ油圧シリンダ６９，６９が後退するとともに、二点鎖線に示すようにクランプ本体６８は開く。
クランプ本体６８は、ブラケット部７３と、このブラケット部７３に開閉可能に取付けた爪部７４，７４と、からなる。
【００２６】
図９は本発明に係るメインクランプの爪部の拡大図である。
メインクランプ５４の爪部７４，７４は、回転可能に設けたローラ７５・・・を有し、これらの４個のローラ７５は、軸状ワークの軸外周部をワークの中心に向って４方向から支持するものである。
【００２７】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る軸状ワークの一例を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
（ａ）において、軸状ワークとしてのカムシャフト７６は、一端に形成したキー溝７７と、他端に形成した鍔部７８と、第１ジャーナル８１〜第５ジャーナル８５と、を有するもので、完成したカムシャフトである。
【００２８】
（ｂ）において、第１ジャーナル８１は、素材の段階で二点鎖線で示す位相基準部８６を設けた軸受部であり、位相基準部８６はキー溝７７を加工する際に基準となるもので、その角度はキー溝７７からβに設定した。
これらのキー溝７７や第１ジャーナル８１などカムシャフトの所定部位を軸状ワークの加工装置で加工する。ここで、加工装置にセットするワークをカムシャフト８７とする。
【００２９】
以上に述べた軸状ワークの加工装置の作用を次に説明する。
図１１は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第１作用図である。
カムシャフト８７を加工治具２５にセットする。具体的には、カムシャフト８７の位相基準部８６ならびに鍔部７８を目安に矢印▲１▼，▲１▼の如く仮り受け台５６ならびにスラストクランプ５８で一旦受け、次いで、メインクランプ５４，５５で第１ジャーナル８１の軸外周部８１ａ、第５ジャーナル８５の軸外周部８５ａを仮りクランプする。その際には、操作盤のボタンを「ＯＮ」にし、油圧シリンダ６９・・・を低圧の油圧で作動させる。なお、仮りクランプすることで、自動的にカムシャフト８７のセンタの座標は定まる。
【００３０】
図１２は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第２作用図である。
仮りクランプの状態でカムシャフト８７の割り出しを行なう。具体的には、センタ位置を定めた後、第２主軸ユニット１６の主軸３３に取付けたチャック３６でカムシャフト８７の第１ジャーナル８１側を把持し、カムシャフト８７を回転させる。
【００３１】
この場合、チャック３６の第１ジャーナル８１側への移動は、予めプログラムで設定した座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に基づいて行なうとともに、チャック３６の閉による把持動作は、クーラント（切削油）を主軸３３を介してチャック３６内に流入させ、クーラントの設定圧力によって行なうので、これらの動作を自動で行なうことができる。
【００３２】
その後、カムシャフト８７を主軸３３で回転させると、第１ジャーナル８１に設けた位相基準部８６は位相基準検出手段５７に接触するので、位相の位置を設定することが可能となる。
次に、より詳しく割り出しを説明する。
【００３３】
図１３は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第３作用図であり、図１２の１３矢視図である。
割り出しに際し、メインクランプ５４（図１２参照），５５を仮りクランプするので、メインクランプ５４，５５のクランプする力は小さい。すなわち、メインクランプ５４，５５の油圧の圧力を低圧に設定したので、メインクランプ５４，５５はカムシャフト８７を回転可能にクランプする。
また、メインクランプ５４，５５には、ローラ７５・・・を設けたので、メインクランプ５４，５５でカムシャフト８７をクランプしながら、カムシャフト８７を回転させることができる。
【００３４】
図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第４作用図であり、図１２の１４−１４線断面図に相当する。
（ａ）において、メインクランプ５４，５５でカムシャフト８７を仮りクランプし、チャック３６を介して主軸３３でカムシャフト８７を矢印▲２▼の如く回転させる。
【００３５】
（ｂ）において、カムシャフト８７が回転すると、位相基準部８６が位相基準検出手段５７のタッチセンサ６７に接触するので、タッチセンサ６７の信号によって基準座標Ｘｃを設定する。
同時に、タッチセンサ６７の信号によって主軸３３は矢印▲３▼の如く逆回転を始める。
【００３６】
（ｃ）において、主軸３３は逆回転を続け、予め設定した角度θだけ基準座標Ｘｃから逆回転すると、回転を止めると同時に、キー溝を形成する角度βの位置を定める。つまり、キー溝形成部８８を真上へ正確に向ける。
【００３７】
このように、メインクランプ５４，５５にローラ７５・・・を設け且つ、位相基準検出手段５７を取付けたので、カムシャフト８７をクランプしながら回転させ、位相基準部８６を位相基準検出手段５７に接触させて位相基準検出手段５７の信号によってキー溝の位相の基準を設定することができる。そして、その基準から予め設定した角度θだけカムシャフト８７を逆回転させることで、キー溝の割り出しを行なうことができる。その結果、キー溝の角度βがカムシャフトの種類によって異なっても、瞬時に位相を割り出すことができ、位相の設定に手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【００３８】
図１５は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第５作用図である。
カムシャフト８７，８７の割り出しをほぼ同時に行なった後、カムシャフト８７，８７を本クランプする。具体的には、スラストクランプ５８，５８を作動させ、スラストクランプ５８，５８で鍔部７８，７８を押し、鍔部７８，７８をストッパ６５，６５に当て、カムシャフト８７，８７を固定する（図７参照）とともに、カムシャフト８７，８７の長手方向の位置決めを行なう。
【００３９】
その後、メインクランプ５４，５４，５５，５５のクランプする力を大きくする。すなわち、油圧の圧力を低圧から高圧に切り換える。
本クランプ後、カムシャフト８７，８７からチャック３６，３６を外し、ワーク旋回テーブルを旋回させるとともに、加工治具２５を二点鎖線のように旋回させる。
【００４０】
図１６は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第６作用図である。
加工治具２５を旋回させながら、一方で、第１・第２主軸ユニット１５，１６を工具交換位置Ｔｃ，Ｔｃへ矢印▲４▼，▲４▼の如く移動させ、主軸３３，３３からチャック３６，３６を第１・第２工具交換ユニット２１，２２（図１参照）で取り外した後、二点鎖線で示す主軸３３，３３に溝カッタ３７，３７を取付ける。続けて、主軸３３，３３を矢印▲５▼，▲５▼の如くキー溝形成部８８，８８へ移動させ、キー溝の加工を開始する。
【００４１】
図１６に示すように、並行に並べた２本のカムシャフト８７，８７を支持するとともに、ベット１１（図１参照）上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブル１２と、第１・第２主軸ユニット１５，１６と、を設けたので、ワーク旋回テーブル１２に加工治具２５を介してセットした２本のカムシャフト８７，８７を２本同時に加工することができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４２】
図１７（ａ），（ｂ）は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第７作用図である。
（ａ）において、カムシャフト８７のキー溝形成部８８に所定の切削条件に設定した溝カッタ３７を送り、キー溝７７を形成する。
（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、溝カッタ３７をＸ軸方向に送って形成したキー溝７７を示す。
キー溝７７を形成後、加工治具２５を逆回転で戻し、カムシャフト８７の向きを元に戻す（図１５参照）。
【００４３】
なお、ここで、図１５のカムシャフト８７，８７の向きで且つ、チャック３６，３６を切削工具に交換した状態で、カムシャフト８７，８７の端面８７ａ，８７ａ，８７ｂ，８７ｂに所定寸法の穴を開けてもよい。その際、図１５のように、図の上のカムシャフト８７の端面８７ａを図右に向け、逆に、図の下のカムシャフト８７の端面８７ａを図左に向けセットすることで、端面の穴加工の時間を平均化することができる。例えば、端面８７ａ側の穴加工時間を２０秒とし、端面８７ｂ側の穴加工時間を１０秒とした場合、第１主軸ユニット１５は３０秒で穴を加工し、第２主軸ユニット１６も３０秒で穴を加工する。仮に、図の下のカムシャフト８７の端面８７ａを図右に向け、図の上と同じにセットすると、第１主軸ユニット１５は４０秒で穴を加工するため、１０秒加工時間が長くなる。
【００４４】
すなわち、図１５に示すように、並行に並べた２本のカムシャフト８７，８７を支持するワーク旋回テーブル１２（図１参照）と、第１・第２主軸ユニット１５，１６と、を設けたので、一方のカムシャフト８７の端面８７ａ，８７ｂに対して他方のカムシャフト８７の端面８７ａ，８７ｂを逆の位置にセットし、一方の端面８７ａならびに他方の端面８７ｂの各々の加工時間の異なる穴を組み合わせて第１主軸ユニット１５で加工し、残りの端面８７ａ，８７ｂの穴を第２主軸ユニット１６で加工し、加工時間の偏りをなくするとともに、加工時間の長短を平均に均す。その結果、第１・第２主軸ユニット１５，１６間で加工の待ち時間は発生せず、穴加工の時間を短縮することができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００４５】
ここでは、端面の穴加工以外に、軸状ワークの形態によっては、端面側に多角形などの形状を形成してもよい。その際には、チャック３６をエンドミルなどの工具に交換する。
【００４６】
図１８は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第８作用図である。
キー溝７７を形成後、図１５のようにワーク旋回テーブルとともに加工治具２５を旋回させて戻し、一方で、第１・第２主軸ユニット１５，１６には、工具交換位置Ｔｃでチャック３６を取り付け、図１８の二点鎖線のチャック３６を矢印▲６▼の如くカムシャフト８７の両端へ移動する。次いで、カムシャフト８７の両端をチャック３６で前述と同じく把持し、メインクランプ５４，５５を矢印▲７▼，▲７▼の如く開く。引き続き、図１のロータリ手段３２，３２を回転させつつ、第１・第２スライド１３，１４をＸ軸方向に移動させて、図１８の主軸３３を矢印▲８▼の如くほぼ垂直にＹ軸方向へ持ち上げ、メインクランプ５４，５５からカムシャフト８７を取り外す。その際には、当然、スラストクランプ５８（図７参照）を後退させて本クランプを解除する。そして、取り外したカムシャフト８７を旋削位置Ｃｂ側へ移動させる。
【００４７】
図１９は本発明に係る軸状ワークの加工装置の第９作用図である。
旋削位置Ｃｂ側でカムシャフト８７を旋削する。具体的には、カムシャフト８７の両端を各々主軸３３，３３に取り付け、主軸３３，３３の回転ならびに図１に示す第１・第２スライド１３，１４の移動によってカムシャフト８７を刃物台２４のバイト４４に当て、所望の切削条件で各ジャーナルを旋削する。
【００４８】
より詳しくは、主軸３３，３３を所望の回転速度に設定するとともに、同期させた状態で回転し、第１・第２スライド１３，１４のＸ軸方向の値を所望の切り込み量に設定するとともに、同期させた状態で切り込み、第１・第２スライド１３，１４のＺ軸方向の値を所望の送り速度に設定するとともに、同期させた状態で送り、第１ジャーナル８１の位相基準部８６を断続切削するとともに、第１ジャーナル８１の荒加工または仕上げ前加工を行なう。同様に、第２ジャーナル８２〜第５ジャーナル８５の荒加工または仕上げ前加工を行なう。
【００４９】
このように、本発明の軸状ワークの加工装置１０は、ワーク旋回テーブル１２と、第１・第２スライド１３，１４と、第１・第２主軸ユニット１５，１６と、第１・第２工具交換ユニット２１，２２と、刃物台２４とを備えたので、ワーク旋回テーブル１２にワークを固定して第１・第２主軸ユニット１５，１６によってキー溝加工など所望の加工を実施することができ、また、第１・第２主軸ユニット１５，１６によって軸状ワークの両端を把持し、刃物台２４を固定した状態で旋削加工を行なうことができ、加工装置１０の汎用性を広げることができる。
従って、設備費の削減を図ることができる。
また、穴あけ加工、旋削加工、キー溝加工を実施することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００５０】
尚、本発明の実施の形態に示した図１の主軸３３，３３の頭数は限定せず、例えば、４頭にすることも可能である。
主軸３３をＹ軸方向へ移動させる機構はロータリ手段３２に限らない。
刃物台２４の構成は任意である。
図１０のカムシャフト７６は、カムシャフトの一例であるとともに、軸状ワークの一例である。
【００５１】
図５の加工治具２５は一例であり、軸状ワークの形態によって加工治具の構成を変えてもよく、加工治具の構成は任意である。
図６の位相基準検出手段５７のタッチセンサ６７は一例であり、センサの構成は任意である。
位相基準検出手段５７を軸状ワークの下側に設けたが、上側でもよく、検出する位置は任意である。
主軸３３に取付けたチャック３６の構成は任意である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１によれば、ワーク旋回テーブルに加工治具を取付けて、軸状ワークを加工治具の第１・第２メインクランプのローラで回転自在に支持し、軸状ワークの両端を第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して、軸状ワークのキー溝の位相を位相基準検出手段の情報に基づいて定め、軸状ワークをスラストクランプで固定して、チャックと交換した第１・第２主軸ユニットの工具によってキー溝加工など所望の加工を実施することができる。
その後、交換した第１・第２主軸ユニットのチャックによって軸状ワークの両端を把持し、ワーク旋回テーブルに取付けた加工治具の第１・第２メインクランプからワークを取り外し、刃物台側へ第１・第２主軸ユニットで送って刃物台を固定した状態で軸状ワークの回転数や長手方向の送り速度など切削条件を第１・第２主軸ユニット及び第１・第２スライドで設定することができるとともに、旋削加工を行なうことができ、加工装置の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減を図ることができる。
【００５３】
また、軸状ワークの加工装置１台でワーク旋回テーブルに軸状ワークをワーク旋回テーブルに取付けた加工治具の第１メインクランプ、第２メインクランプ及びスラストクランプで固定して加工することができるとともに、ワーク旋回テーブルの第１・第２メインクランプからワークを第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して取り外し、ワークを第１・第２主軸ユニット及び第１・第２スライドで送って旋削加工を行なうこともでき、各々の加工間の搬送や取り付け取り外しに手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
さらに、２本の軸状ワークを第１メインクランプ、第２メインクランプ及びスラストクランプで支持し、第１・第２主軸ユニットでチャックと交換した切削工具を回転させて、２本同時にキー溝など所望の形状を形成するので、１本の加工時間で２本加工することができ、生産性の向上を図ることができる。
加えて、キー溝の角度がカムシャフトの種類によって異なっても、瞬時に位相を割り出すことができ、位相の設定に手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
請求項２では、キー溝の位相が定まった軸状ワークの鍔部をスラストクランプで固定し、加工治具をワーク旋回テーブルで第１・第２主軸ユニットに対して軸状ワークの長手方向が直交するまで旋回させ、軸状ワークにキー溝を第１・第２主軸ユニットの交換した切削工具でそれぞれ形成し、キー溝を形成後、加工治具を逆回転で戻し、第１・第２主軸ユニットの交換したチャックで軸状ワークの両端をそれぞれ把持して、第１・第２メインクランプから取り外し、第１・第２主軸ユニットの回転速度及び送りを同期さて、刃物台の切削工具で軸状ワークを切削するので、キー溝加工を実施することができ、また、刃物台を固定した状態で旋削加工を行なうことができ、加工装置の汎用性を広げることができる。従って、設備費の削減を図ることができる。
また、旋削加工、キー溝加工を実施することができ、旋削加工とキー溝加工との間で軸状ワークの搬送、取り付け、取り外しの手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸状ワークの加工装置の斜視図
【図２】本発明に係る加工装置の断面図
【図３】本発明に係る第１主軸ユニットの正面図
【図４】本発明に係る刃物台の正面図
【図５】本発明に係る加工治具の平面図
【図６】図５の６矢視図
【図７】図６の７部拡大図
【図８】本発明に係るメインクランプの正面図
【図９】本発明に係るメインクランプの爪部の拡大図
【図１０】本発明に係る軸状ワークの一例を示す図
【図１１】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第１作用図
【図１２】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第２作用図
【図１３】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第３作用図
【図１４】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第４作用図
【図１５】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第５作用図
【図１６】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第６作用図
【図１７】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第７作用図
【図１８】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第８作用図
【図１９】本発明に係る軸状ワークの加工装置の第９作用図
【符号の説明】
１０…加工装置、１１…ベット、１２…ワーク旋回テーブル、１３…第１スライド、１４…第２スライド、１５…第１主軸ユニット、１６…第２主軸ユニット、２１…第１工具交換ユニット、２２…第２工具交換ユニット、２３…側方、２４…刃物台、７６…軸状ワーク（完成したカムシャフト）、８７…軸状ワーク（加工途中のカムシャフト）。
Claims (2)
- 並行に並べた２本の軸状ワークを支持する加工治具と、該加工治具を取付けてベット上に水平旋回可能に設けたワーク旋回テーブルと、このワーク旋回テーブルとは別に前記ベット上に、ベットの幅方向並びに長手方向に移動可能に設けた第１・第２スライドと、これらの第１・第２スライドに各々設けた第１・第２主軸ユニットと、これらの第１・第２主軸ユニットの各々の工具交換が可能な位置に設置した第１・第２工具交換ユニットと、前記第１・第２主軸ユニットで両端を把持した軸状ワークを切削するために、ワーク旋回テーブルの側方に、且つベット上に設けた刃物台と、これらを制御する制御盤と、を備えた軸状ワークの加工装置において、
前記加工治具は、前記軸状ワークの一端を回転自在にローラで支持する第１メインクランプ及び、他端を回転自在にローラで支持する第２メインクランプと、前記軸状ワークの位相基準部が触れることで、位相の基準を検出する位相基準検出手段と、前記軸状ワークの鍔部を押さえることで前記軸状ワークの長手方向の位置決めを行い固定するスラストクランプと、を備え、
前記軸状ワークを前記第１・第２メインクランプのローラで回転自在に支持し、前記軸状ワークの前記両端を前記第１・第２主軸ユニットのチャックで把持して、前記軸状ワークのキー溝の位相を前記位相基準検出手段の情報に基づいて定めることを特徴とする軸状ワークの加工装置。 - 前記キー溝の位相が定まった前記軸状ワークの鍔部を前記スラストクランプで固定し、前記加工治具を前記ワーク旋回テーブルで前記第１・第２主軸ユニットに対して前記軸状ワークの長手方向が直交するまで旋回させ、前記軸状ワークに前記キー溝を前記第１・第２主軸ユニットの交換した切削工具でそれぞれ形成し、前記キー溝を形成後、前記加工治具を逆回転で戻し、前記軸状ワークの向きを元に戻し、前記第１・第２主軸ユニットの交換した前記チャックで前記軸状ワークの前記両端をそれぞれ把持して、前記第１・第２メインクランプから取り外し、前記第１・第２主軸ユニットの回転速度及び送りを同期さて、前記刃物台の切削工具で前記軸状ワークを切削することを特徴とする請求項１記載の軸状ワークの加工装置。
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