JP6078079B2 - クランク軸の少なくともクランクピンを取り囲む平らな肩部を旋削する機械及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、クランク軸のための鍛造又は鋳造素材の機械加工されていないジャーナル／ピン及び平らな肩部の完全な機械加工に関する、先願の独国特許出願１０ ２０１１ ０７６ ８０９．２に記載の方法から出発する。

先の提案では、素材からのクランク軸の機械加工は、旋削、荒研削（粗研磨）、及び精密研削（ファイングラインディング）プロセスのクランク軸の個々の領域の間の新規な分布によって改善される。具体的には、この手法は以下の通りである。
ａ）最初に、中央軸受ジャーナルに付随する平らな肩部を旋削によって機械加工する。
ｂ）次に、中央軸受ジャーナル及びクランクピンを荒研削するが、中央軸受ジャーナルの平らな肩部は加工せず、クランクピンの平らな肩部を加工する。
ｃ）その後、最後に、中央ジャーナル及びクランクピンを最終寸法に仕上げ研削する。

結果として得られる利点の１つは、ステップｂ）の後に残るオーバーサイズは、従来のジャーナル／ピン及び平らな肩部の仕上げ研削に必要なオーバーサイズよりも小さいことである。従って、その後の仕上げ研削は、従来の手法に比べてより迅速に完了すると共に研削ディスクの摩耗が少ないが、これによれば中央軸受ジャーナルの平らな肩部は常に荒研削する必要がある。

先願の独国特許出願１０ ２０１１ ０７６ ８０９．２に関して、中央軸受ジャーナルの大きな平らな肩部の機械加工を必要とする従来の荒研削は、旋削プロセスで置き換えできことがすでに分かっている。他方で、ランクピンを横方向に取り囲み、クランク軸のウェブ上に位置する平らな肩部の機械加工のために、荒研削を維持する必要があると考えられている。この状况において、クランク軸の回転時に偏心移動するクランク軸領域を経済的かつ正確に旋削加工する旋削機械を開発する難しさが明らかにされている。さらに、クランクピン上の平らな肩部は、中央軸受ジャーナル上の平らな肩部よりも非常に小さい。従って、研削ディスクの幅広側を用いてこれによってクランクピン自体、適切であればアンダーカットを機械加工する従来の荒研削手法が維持される。

一方で、先の出願で提案された方法及び関連の製造ラインを更に改良したいという要望がある。従って、本発明の潜在的な目的は、クランク軸のウェブ上のクランクピンを取り囲む平らな肩部を経済的かつ非常に正確に旋削によって機械加工する、旋削方法及び旋削機械を提供する点にある。本目的は、主として鋳造又は鍛造クランク軸素材上の機械加工されていない平らなクランクピン肩部の機械加工にあるが、これに限定されるものではない。

独国特許出願１０ ２０１１ ０７６ ８０９．２

本発明の目的は、全体的に請求項１の特徴部によって達成される。
本発明の方法は、明確な原理に基づいており、機械的に単純な構造で信頼性の高い旋削機械を予調整するものである。旋削プロセスの間に、クランク軸は１つ場所に留まり、中央軸受ジャーナルで規定される中央長手方向軸線の周りを単に回転するだけである。対照的に、旋削ツールは、３つの直線の相互に直交する運動方向、つまり３つの運動軸を移動する。このうち、第１の運動方向はクランク軸の長手方向軸線に対して平行に延びる。従って、目標位置は、主としてその間にクランクピンが存在する２つの隣接したウェブの間の間隙である。従って、旋削ツールは、少なくとも１つの選択された平らな肩部に送り込まれ、旋削ツールの切削深さも設定される。第１の運動方向に直交する第２の運動方向は、旋削ツールの主切削エッジを平らな肩部に係合した状態に保持するように機能するので、旋削ツールは、水平方向で平らな肩部に常に追従することができる。予調整に従って垂直方向の第３の運動方向は、クランク軸の全ての回転位置、従ってクランクピンの全ての連続的な変化位置において旋削ツールをクランクピンの幾何学的軸線と同じ高さに維持する。従って、旋削プロセスの間に、旋削ツールは連続的に第２の運動方向及び第３の運動方向に移動する必要があり、この２方向の移動を正確に制御して相互に適合させる必要がある。その結果、旋削ツールは、循環的な上下運動である第３の運動方向によってクランクピンの高さに連続的に調整されることになる。第２の運動方向は、循環的な前後運動であり、主切削エッジがクランクピンの幾何学的軸線の高さにある状態で旋削ツールを平らな肩部と連続的に係合したままとする。

周期的往復研削の公知のプロセスから類推すると、本発明による前述の機械加工法は、「周期的往復旋削」と呼ぶことができる。運動シーケンスにおいて、本発明による方法には、係合状態が常に同じで、主切削エッジが水平状態で旋削ツールが常にクランクピンの中心面の前方にあるというという利点がある。他方で、周期的往復研削の間に、研削ディスクは、水平方向に直線様式で前後にのみ移動する必要があるが、研削ディスクとクランクピン上の各ウェブとの間の係合領域は、高さが連続的に変わり、これにより液体の研削媒体の供給が難しくなる。その他にも、「周期的往復旋削」には、旋削ツールが比較的単純であり、クランク軸は研削に比べて高速回転できるという理由から周期的往復研削に対して利点がある。他の主たる利点はツールコストであり、これは位置合わせ挿入体を利用する場合には低く抑えることができる。

本発明による方法の好都合な進展は、両側に主切削エッジを有する旋削ツールを用いて作業を行う点にある。旋削ツールを隣接するウェブの間に挿入する場合、クランクピン２つの平らな肩部は、結果的に同時に機械加工される。従って、本発明の方法の経済性はさらに高くなる。本方法の他の実施形態によれば、平らな肩部を旋削するために端部に主切削エッジを備えた旋削ツールを用いるとさらに好都合である。従って、端部の主切削エッジは、平らな肩部の旋削の後で結果的にアンダーカットが生成されるようにデザインされる。また、クランクピンの両側に２つのアンダーカットを同時に生成することができる。

例示的に、本発明の方法は、再循環式ボールスピンドルを用いた位置決めモータによって、制御された第２の運動方向及び第３の運動方向のための駆動を行うことで実施することができる。正確かつ高い信頼性で作動する実験済み装置がある。しかしながら、特に好都合な実施形態において、個別のクランク機構による第２及び第３の運動方向の駆動力がもたらされる。これは実験済みの駆動要素であり、同様に高い信頼性でバックラッシュ無しで作動する。原理的に、クランク機構の各々は偏心ディスクで構成され、偏心ディスク上には連接棒ジャーナルによって連接棒が配置され、連接棒は、直線様式つまり中間スライド又はツールスライドで動かされる１つの構成要素に駆動動作を与える。循環式ボールスピンドルによる同様の可能性のある駆動に比較して、クランク機構には運動学に基づく特定の利点があり、直線運動の反転点での速度適合がもたらされる。反転点に近づくと直線運動の速度は低下し、反転点を超えると速度は徐々に上昇する。従って、中間スライド及びツールスライドに関して滑らかな調和のとれた直線運動を実現できるが、これを実現する制御のための特別な費用は必要ない。クランク機構の回転速度は、１回転の中の角速度に関して更に適合させることができる。

本発明の方法は、先願の独国特許出願１０ ２０１１ ０７６ ８０９．２で最初に説明したものを助長するために用いることができる。機械加工されていないクランク軸をクランプして中央長手方向軸線で回転させると、従来公知の方法で荒研削したのと同様に、本発明による方法によって好都合にクランクピンの平らな肩部を旋削することができる。従って、先の出願からの公知の方法は、クランクピンに関連する平らな肩部が、ここでは中央軸受ジャーナルに関連する平らな肩部の前又は後で、本方法の開始時に同様に旋削されるように変更される。先の出願の請求項に記載の利点はさらに改善される。つまり、従来クランクピンの荒研削に使用され、幅広側で平らな肩部を荒研磨する研削ディスクの摩耗が少なくなる。別の利点は、最終サイズに向かって従来の仕上げ研削に比べて小さなオーバーサイズから始めることができる点にある。

本発明の方法を実行するのに特に適したクランク軸旋削機械の実施形態は、請求項８に記載される。このクランク軸旋削機械のさらに好都合な実施形態は、請求項９から１５の主題である。

本発明の旋削機械の詳細は、長手方向にクランプされ、長手方向に回転駆動されるクランク軸に基づいているので、旋削機械では一般的であり製造ラインの据え付けを可能にするような複数の配置を実施することも可能である。例えば、本発明のクランク軸旋削機械のツールスライド上で互いに離間して２つの旋削ツールを設けることができ、この場合、クランク軸上で同じ位置決め角度を有する２つのクランクピンの平らな肩部を同時の機械加工することができる。請求項１５に記載の複数の配置が特に好都合であり、共通の回転駆動及びクランプ装置を有する少なくとも２つの旋削ユニットが構築される。この場合、各旋削ユニットは、メインスライド、中間スライド、第１及び第２のクランク機構、及びツールキャリアを備える。旋削ユニットは、それぞれの旋削ツール用の独立的に制御可能なユニットを形成する。この構成において、クランク軸上の異なる位置決め角度を有するクランクピン軸受の平らな肩部は、同時に機械加工することができる。従って、種々のタイプの経済的な製造ラインを構築することが可能になる。

本発明は、図示の例示的な実施形態によって以下に詳細に説明される。

クランク軸の旋削加工が行われる部分を示す。 図１の詳細Ａの領域の断面図である。 本発明の実施することができるクランク軸旋削機械の縦断面図である。 クランク軸を有する旋削ツールの相互作用の間の種々の動作フェーズを示す。 図３によるクランク軸旋削機械上の異なる設定を実施する方法を示す。 図３によるクランク軸旋削機械上の異なる設定を実施する方法を示す。 図３によるクランク軸旋削機械上の異なる設定を実施する方法を示す。 第１の作業フェーズの旋削動作を示す。 さらに進んだ第２の作業フェーズの旋削動作を示す。 複数の係合手段を用いて研削を実施する方法を示す。

図１は、クランク軸１の一部を示す。対応するウェブ３を有する２つの中央軸受ジャーナル２が示されており、その間には横方向及び軸方向にクランクピン４が設けられている。軸受ジャーナル２は、共通の中央長手方向軸線５を有し、作動時にクランク軸１はその周りを回転し、クランクピン４は、幾何学的軸線６を有する。平らな肩部８によって軸受ジャーナル２に結合されるフランジ１０は、左側の軸受ジャーナル２に隣接して設けられる。同様に、平らな肩部９は、クランクピン４とこれに隣接するウェブ３との間に設けられている。これらは、言ってみれば、ウェブの残りの相互に向かい合った側面上の台座を形成する。上側領域においてウェブ３の円周輪郭部に併合される平らな肩部９の環状円形段部７は、結果的に側面の下側領域に見ることができ、この領域は図１に見ることができる。

さらに、図２は、クランクピン４の領域における平らな肩部９のデザインを示す。この場合、クランクピン４の幾何学的軸線６を通り、ほぼ図１の詳細Ａの領域である隣接するウェブ３を有するクランクピン４の端部輪郭を通る部分断面が示されている。図２に斜線で示す区域は旋削後の輪郭に対応する。これは両側の平らな肩部９の平らな輪郭からアンダーカット１１を通って円筒形の円周輪郭１２に移行するが、円周輪郭１２は、旋削後、さらに研削によって最終軸受面１２ａに機械加工される。クランクピン４及び平らな肩部９が旋削前である荒い輪郭１３は図２に破線で示されている。本発明は、荒い輪郭１３を旋削することで旋削輪郭に到達することに関し、旋削輪郭は、図２の旋削された平らな肩部９によって境界付けされ、また、特定の実施形態ではアンダーカット１１もよって境界付けされる。

図３にはこの目的に適したクランク軸旋削機械が示されている。機械を説明するための原点の幾何学的ラインは、回転及びクランプ軸線２２であり、これは図３の平面に垂直である。この軸線は、回転駆動及びクランプ装置により与えられるが、これは図３には示されておらず、一般に加工物の主軸台及び心押し台で構成することができる。回転及びクランプ軸線２２は通常水平方向であり、クランク軸１がクランプされる場合、中央長手方向軸線５と一致する。水平方向に位置合わせされた機械土台２１の上の水平移動レール２３はメインスライド２４を支持し、これは作動時に水平方向かつ回転及びクランプ軸線２２に対して平行に移動する。この方向は２０で示されており、通常の工作機械の分野ではＺ軸である。従って、これは図３の平面に直交し、斜めの矢印で示されている。メインスライド２４は、例えば、ラック駆動部２５によって後方及び前方に移動することができる。

メインスライド２４には水平方向かつ回転及びクランプ軸線２２に対して直交方向に延びる案内面２７が取り付けられており、中間スライド２６は、案内面２７上を制御された様式で駆動されて摺動する。その移動方向は双方向の矢印３２で示されており、これは本分野ではＸ方向である。中間スライド２６は、第１のクランク機構２８で駆動され、基部３１がメインスライド２４上に支持されている。第１のクランク機構２８は、モータ駆動式偏心ディスク２９及びこれに枢動可能に取り付けられた連接棒３０で構成され、連接棒３０の一部は、中間スライド２６に枢動可能に取り付けられる。連接棒３０は、連接棒ジャーナル４７によって偏心ディスク２９に枢動可能に取り付けられる。連接棒ジャーナル４７は、偏心ディスク２９に対して半径方向に調節可能に取り付けられるので、中間スライド２６の作業行程を簡単に増減することができる。

さらに、中間スライド２６は、上方に延びるスタンド３３を支持し、ツールスライド３５が垂直案内面３４によって制御された様式で駆動されて摺動される。その移動方向は、双方向の矢印３６で示されている（Ｙ方向に対応する）。ツールスライド３５は第２のクランク機構３７で駆動され、同様に駆動モータ、偏心ディスク３８、及び連接棒３９で構成され、連接棒３９は連接棒ジャーナル４９によって偏心ディスク３８に枢動可能に取り付けられ、その一部はツールスライド３５に枢動可能に取り付けられる。また、ツールスライド３５の作業行程は、偏心ディスク３８上の連接棒ジャーナル４９の半径方向の調節によって増減させることができる。旋削ツール１４は、ツールスライド３５にクランプされ、図３ではクランプされたクランク軸１のクランクピン４に既に位置合わせされている。

水平方向でメインスライド２４に隣接して、機械基部２１は作業台４４を支持し、作業台４４は、既に説明した回転駆動及びクランプ装置の基部４５を支持する。例示的な実施形態において、回転及びクランプ軸線２２は作動時に固定される、つまり回転作動時、クランプされたクランク軸１は回転運動だけを行い直線運動は行わない。しかしながら、このことは、回転駆動及びクランプ装置が加工物の主軸台及び心押し台を備える場合、これらのユニットが、必要に応じてクランク軸１のクランプのため及び異なるクランク軸長さに適合するために、回転及びクランプ軸線２２の方向に直線様式で基部４５上を移動する可能性を排除するものではない。図３において駆動及びクランプ装置の右側に位置する旋削機械の全ての部品は完全に内蔵式構成ユニットであり、これは専ら旋削ツール１４の制御された動作のために使用される。また、この構成ユニットは旋削ユニットと呼ぶことができ、複数の旋削ユニットが、単一の回転駆動及びクランプ装置に関連することができ、例えば図６を参照されたい。２つの部分組立体の間には水平案内面２７に切り屑が達することがないようにカバー４６が設けられている。

前述のクランク軸旋削機械は以下のように作動する。つまり、移動レール２３上のメインスライド２４を移動させることで、特定の旋削ツール１４を備えるツール搬送手段４０が２つのウェブ３の間の間隙の前に移動して平らな肩部９が機械加工されることになる。中央軸受ジャーナル２にクランプされたクランク軸１は、回転駆動及びクランプ装置によって回転され、結果的にクランク軸１は、回転及びクランプ軸線２２を中心としてその周りを回転する。方向矢印４１を参照されたい。結果的に、クランクピン４は、回転及びクランプ軸線２２の周りの円軌道上を移動する。次に、第２のクランク機構３７が作動を開始し、偏心ディスク３８は、回転軸線５０の周りを回転して（方向矢印４３を参照）、旋削ツール１４を備えるツール搬送手段４０を垂直方向３６で上下に移動させる。このプロセスの間に、旋削ツール１４の直線運動は、旋削ツール１４の主切削エッジがクランクピン４の幾何学的軸線６の高さにあるように、クランクピン４の円周軌道運動に一致する必要がある。旋削ツール１４は、連続的にクランクピン４に垂直方向で追従する。このプロセスは、図４に４つの位置ａからｄを用いて明示されている。

しかしながら、切削ツール１４は、その主切削エッジでウェブ３の一方又は両方の平らな肩部９を水平方向に切削することが意図されている。従って、水平運動（方向矢印３２）は、垂直運動（方向矢印３６）と同時に起こる必要がある。これは、偏心ディスク２９が回転軸５０の周りを回転する場合に（回転方向４２参照）、前後運動３２で水平方向に中間スライド２６、従ってスタンド３３を移動させる第１のクランク機構２８で可能になる。従って、切削ツール１４は、同様に連続的にクランクピン４に水平方向で追従する。このプロセスは、同様に図４に明示されている。水平方向の追従運動は、少なくとも平らな肩部９、場合によってはアンダーカット１１の半径方向の範囲に広がる、切削ツール１４の作業行程に追加的に重ね合わせる必要がある。

前述の全ての運動プロセスは、同時かつ連続して相互に適合するように発生する必要がある。この目的のために、全ての関連のある位置パラメータを考慮するＣＮＣコントローラを使用する。第１のクランク機構２８及び第２のクランク機構３７を有する前述の実施形態には、間スライド２６及びツールスライド３５の直線調整速度が反転点に近づくにつれて低下すると共に反転点から遠くになるにつれて増大するという利点がある。このことは、完全に自動的に適合した速度を引き起こす、滑らかな作動のための必要条件を満たす。

図５ａから５ｂは、クランク機構２８とクランク軸１との間の実現性のある調整の概略図を示し、Ｘ１軸に沿った第２の水平方向の運動３２を引き起こす第１のクランク機構２８が示されている。同じ実現性のある調整は、第２のクランク機構３７に利用できるが、これは本質的要素ではない。従って、これらの動きは、旋削突出部（ｔｕｒｎｉｎｇ ｊｅｔ）のストロークを調節すると共にこれを「連接棒軸受中心」に調節するように機能する。図５ａから５ｂの説明は非常に簡略化されており、連接棒３０と旋削ツール１４との間に存在する伝達部材は、基本的な運動学的関係だけしかないので省略されている。図５ａは、左側にあるクランク機構２８の連接棒ジャーナル４７の外側死点位置を示す。これと比較すると、図５ｂでは、第１のクランク機構２８全体は、同じ死点位置においてクランク軸１から水平方向にさらに離れて移動している。これは、基部３１上の第１のクランク機構２８全体が水平方向に移動することで実現でき、これを実現するためには図３に示すものよりも幅広である必要がある。もしくは、駆動ユニット全体は水平方向に移動可能である。

図５ｂに示す変更された設定は、回転駆動及びクランプを取り付ける場合及び取り外す場合に旋削ツール１４を遠くに移動させる可能性をもたらす。さらに、図５ａ及び５ｂに示す調整機能により、表面旋削の間に旋削ツール１４の有効半径範囲を変更することを保証することが可能になり、従って、調整は表面旋削の間に行う必要がある。同じ効果は、連接棒３０を自動的に伸長及び短縮することで達成することができる。しかしながら、この構造的変形は非常に複雑なので、一般的にはクランク機構２８全体の水平方向の調整が好ましい。

図５ｃは、図５ａ及び５ｂに対して反対側の死点位置を示すが、他の点は同じである。双方向矢印５１は偏心ディスク２９の半径上にある連接棒ジャーナル４７の移動可能性を示す。従って、旋削で機械加工されるクランク軸１のクランクピン４の異なるストローク長が可能になる。

別の変形例では、別の作動モードが可能であり、偏心ディスク２９及び３８の動きは、前方及び後方に交互に回転するプロセスによって周期変動の様式で引き起こされる。このようにして、機械的な調整実行を必要とすることなく、コントローラ単独で異なる移動距離を設定することができる。

旋削ツール１４がクランクピン４の平らな肩部９に横方向に侵入する切削深さは、同様にメインスライド２４を水平方向移動レール２３上で移動させることで調整することができる。しかしながら、時間を節約するために、多くの場合、両側に主切削エッジを有する旋削ツール１４を利用することができる。この場合、旋削ツール１４は、やはり２つの隣接する平らな肩部９の間に入り、説明する好ましい実施形態では、２つの隣接する平らな肩部９は、単一の旋削操作によって旋削される。

図６ａ及び６ｂは他の実施形態を示し、旋削ツール１４は、２つの位置合わせ可能な挿入体１６を有する挿入移送手段１５を含む。２つの位置合わせ可能な挿入体１６は、２組の主切削エッジ１７、１８を含み、図６ａ及び６ｂでは、下側ペア１７及び１８はいずれの場合にも機能している。旋削ツール１４が水平方向３２に送り込まれると、クランクピン４の平らな肩部９は、最初に外側の主切削エッジ１７によって旋削される（図６ａ参照）。作業が進んで大きな侵入深さになると、内側に向き合う下側の主切削エッジ１８も機能するようになり、旋削操作によって、水平な平らな肩部９の研削と一緒に単一の操作でアンダーカット１１が生成される（図６ｂ参照）。これは過小評価すべきではない経済的な利点である。

経済性は、旋削時に同時に異なるクランクピン４の複数のペアの平らな肩部９上に複数の旋削ツールを係合することでさらに高めることができる。このことは図７に明示されている。図７は、原理的に示される旋削機械の機械土台６０の上方から見た図である。前述の回転駆動及びクランプ装置は、加工物の回転及びクランプ軸線６５を定める主軸台６３及び心押し台６４から構成される。第１の旋削ツール６６を有する第１の旋削ユニット６１及び第２の旋削ツール６７を有する第２の旋削ユニット６２は、回転駆動及びクランプ装置に隣接して配置される。作動時、回転駆動及びクランプ装置は機械土台１６上に固定されたままであり、クランプされたクランク軸１だけが駆動されて回転する。

対照的に、第１の旋削ユニット６１及び第２の旋削ユニット６２は、水平移動レール上を移動可能に配置され、前述のように図３に関連する単一の旋削ユニットによって構成される。図７の場合、２つの旋削ユニット６１、６２の各々は、独立して移動することができ、作動時、選択されたウェブ６８、６９のペアに係合し、各ウェブ６８、６９はその間に別のクランクピンを取り囲む。各クランクピン軸受の角度位置は同じか又は位相がずれている。２つの旋削ユニット６１、６２が存在するので、各々は、独立に制御することができ、図７に示す実施形態は、クランク軸１上に同じ又は異なる位置決め角度でクランクピンの平らな肩部を旋削するために使用することができる。いずれの場合もクランク軸１上の位置決め角度が同じであるクランクピンの２つの平らな肩部の同時的な機械加工は、単一の旋削ユニットを用いて行うことができるが、これには単一のツールスライド３５上に少なくとも２つの旋削ツール６６、６７を備える必要がある。

１ クランク軸
２ 中央軸受ジャーナル
３ ウェブ
４ クランクピン
５ 中央長手方向軸線
６ クランクピンの幾何学的軸線
７ 平らな肩部の段部
８ 中央ジャーナルの平らな肩部
９ クランクピンの平らな肩部
１０ フランジ
１１ アンダーカット
１２ 円筒形の円周輪郭
１２ａ 軸受面
１３ 荒い輪郭
１４ 旋削ツール
１５ 挿入搬送手段
１６ 位置合わせ可能な挿入体
１７ 第１の主切削エッジ
１８ 第２の主切削エッジ
２０ 水平方向（ｚ軸）の方向矢印であり、回転及びクランプ軸線に平行
２１ 機械土台
２２ 回転及びクランプ軸線
２３ 移動レール
２４ メインスライド
２５ ラック駆動
２６ 中間スライド
２７ 水平案内面
２８ 第１のクランク機構
２９ 偏心ディスク
３０ 連接棒
３１ 基部
３２ 水平方向（ｘ軸）の方向矢印
３３ スタンド
３４ 垂直案内面
３５ ツールスライド
３６ 垂直方向（Ｙ軸）の方向矢印
３７ 第２のクランク機構
３８ 偏心ディスク
３９ 連接棒
４０ ツールキャリア
４１ クランク軸の回転方向
４２ 第１のクランク機構の偏心ディスクの回転方向
４３ 第２のクランク機構の偏心ディスクの回転方向
４４ 作業テーブル
４５ 回転駆動及びクランプ装置の基部
４６ カバー
４７ 連接棒ジャーナル
４８ 回転軸
４９ 連接棒ジャーナル
５０ 回転軸
６０ 機械土台
６１ 第１の旋削ユニット
６２ 第２の旋削ユニット
６３ 加工物の主軸台
６４ 心押し台
６５ 回転及びクランプ軸線
６６ 第１の旋削ツール
６７ 第２の旋削ツール
６８ ウェブ
６９ ウェブ

Claims (15)

1. クランク軸のウェブ上のクランクピンを取り囲む平らな肩部を旋削する方法であって、
   ａ）前記クランク軸（１）は、水平方向に延びると共に中央軸受ジャーナル（２）を通過する長手方向軸線（５）の周りを回転するように駆動することができ、
   ｂ）旋削ツール（１４）の主切削エッジは、少なくとも１つの平らな肩部（９）に対して横方向に配置され、３つの線形で相互に直交する運動方向（２０、３２、３６）を有し、第１の運動方向（２０）は、水平方向で前記クランク軸（１）の前記長手方向軸線（２）に平行であり、
   ｃ）３つの運動方向（２０、３２、３６）をもたらす駆動部は、クランク軸（１）の回転運動に連動するように制御され、これにより、前記ウェブ（３）の間で作動する前記旋削ツール（１４）は、前記クランク軸（１）のいずれの回転位置でも前記クランクピン（４）の幾何学的軸線（６）と同じ高さとなる、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記クランクピン（４）を取り囲む前記平らな肩部（９）の両方は、両側に主切削エッジを有する旋削ツール（１４）の作動によって同時に機械加工される、請求項１に記載の方法。
3. 前記平らな肩部（９）から前記クランクピン（４）の軸受面（１２）までの移行部に設けられたアンダーカット（１１）は、端部に主切削エッジを有する旋削ツール（１４）によって、前記平らな肩部（９）の旋削の後の単一パスによって生成される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第２の運動方向（３２）及び前記第３の運動方向（３６）のための前記駆動部は、個別のクランク機構（２８、３７）によって提供される、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の方法の使用方法であって、機械加工されていない中央軸受ジャーナル（２）と、クランクピン（４）と、これらの個別の、クランク軸（１）のための鍛造又は鋳造素材のジャーナル／ピン（２、４）を取り囲む平らな肩部（８、９）と、の少なく１つを完全に機械加工する方法であり、該方法は、
   ａ）前記中央軸受ジャーナル（２）に関連する前記平らな肩部（８）及びクランクピン（４）に関連する前記平らな肩部（９）が最初に全て旋削加工され、前記クランクピン（４）に関連する前記平らな肩部（９）の旋削は、請求項１から４のうちの１つに従って行われ、
   ｂ）次に、前記平らな肩部（８）のない前記中央軸受ジャーナル（２）及び前記平らな肩部（９）のないクランクピン（４）が荒研削され、
   ｃ）次に、前記中央軸受ジャーナル（２）及び前記クランクピン（４）が荒研削プロセスで得たれたオーバーサイズから最終サイズまで仕上げ研削される、
   ことを特徴とする使用方法。
6. 前記中央軸受ジャーナル（２）に関連する前記平らな肩部（８）が、前記クランクピン（４）に関連する前記平らな肩部（９）の前に、旋削加工によって機械加工される、請求項５に記載の使用方法。
7. 前記クランクピン（４）に関連する前記平らな肩部（９）が、前記中央軸受ジャーナル（２）に関連する前記平らな肩部（８）の前に、旋削加工によって機械加工される、請求項５に記載の使用方法。
8. クランク軸のウェブ上のクランクピンを取り囲む平らな肩部を旋削するために、請求項１から４のいずれかに記載の方法を実施するためのクランク軸旋削機械であって、
   ａ）中心にクランプされて機械加工されるクランク軸（１）の長手方向軸線（５）の方向を規定する水平回転及びクランプ軸線（２２）は、回転駆動及びクランプ装置によって機械土台（２１）上に位置決めされ、
   ｂ）中間スライド（２６）を支持するメインスライド（２４）は、水平方向に移動すると共に、前記回転及びクランプ軸線（２２）に対して平行に移動し、
   ｃ）前記中間スライド（２６）は、メインスライド（２４）上に支持された第１のクランク機構（２８）によって、回転及びクランプ軸線（２２）に対して直交方向に移動し、結果的に前記回転及びクランプ軸線（２２）からの距離が変わるように移動し、
   ｄ）一方で、前記中間スライド（２６）は、垂直方向（３６）に移動可能で、前記中間スライド（２６）上に支持された第２のクランク機構（３７）からの駆動力を受け取り、旋削ツール（１４）を支持するツールスライド（３５）を支持し、
   ｅ）制御装置は、前記旋削ツール（１４）がクランプされた前記クランク軸（１）の前記クランクピン（４）の幾何学的軸線（６）と常に同じ高さとなるように、前記回転及びクランプ軸線（２２）のそれぞれの回転位置に応じて前記第１及び第２のクランク機構（２８、３７）を制御して、この高さで旋削によって少なくとも１つの平らな肩部（９）を機械加工する、
   ことを特徴とするクランク軸旋削機械。
9. 前記第１及び第２のクランク機構（２８、３７）の連接棒ジャーナル（４７、４９）は、半径方向に調整可能に構成される、請求項８に記載のクランク軸旋削機械。
10. 前記第１及び第２のクランク機構（２８、３７）の連接棒（３０、３９）は、長さが調整可能である、請求項８に記載のクランク軸旋削機械。
11. 前記調整は、前記制御装置によって自動的に行われる、請求項９又は１０に記載のクランク軸旋削機械。
12. 前記クランク機構（２８、３７）の少なくとも１つは、全体にわたって単一方向に回転するように駆動される、請求項８から１１のいずれかに記載のクランク軸旋削機械。
13. 前記クランク機構（２８、３７）の少なくとも１つは交互に回転するように駆動される、請求項８から１１のいずれかに記載のクランク軸旋削機械。
14. 前記制御装置は、ＣＮＣ方式で作動する、請求項８から１３のいずれかに記載のクランク軸旋削機械。
15. 独立して駆動及び制御される、前記メインスライド（２４）と、前記中間スライド（２６）と、前記第１のクランク機構（２８）と、前記ツールスライド（３５）と、前記第２のクランク機構（３７）とは、構造的に結合されて、第１の旋削ユニット（６１）を形成し、
    同一構造の第２の旋削ユニット（６２）は、前記第１の旋削ユニット（６１）に隣接して前記機械土台（２１）上に配置され、
    前記第１の旋削ユニット（６１）及び前記第２の旋削ユニット（６２）は、共通の回転駆動及びクランプ装置にて構造的かつ機能的に同じように組み合わされるが、互いに独立して制御され、
    前記第１の旋削ユニット（６１）に設けられた第１の旋削ツール（６６）、及び前記第２の旋削ユニット（６２）に設けられた第２の旋削ツール（６７）は、それぞれ、水平回転及びクランプ軸線（６５）における異なる長さ部分において当該軸線（６５）に直交するよう設けられる、請求項８から１４のいずれかに記載のクランク軸旋削機械。

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