JPH04372303A - 複合加工機械による加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋削ミルユニットと研
削ユニットとを装備した複合加工機械を使用する長尺ワ
ークの加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械部品は、耐久性の向上を図るために
焼入れ等の熱処理を施すことが多い。焼入れ後のワーク
は、研削加工を施して高精度で耐久性の高いワークを完
成する。ワークを研削加工する際には、通常は、主軸で
ワークをチャッキングしたり、主軸と心押台との間でワ
ークをセンター支持することにより加工していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の加工機械にあっ
ては、主軸のセンターは主軸に固定されており、ワーク
をチャッキングする場合には、主軸にチャックを装備し
ていた。したがって、ワークは常に主軸の外側にあった
。本発明では、ワークを主軸内に引き込み可能に構成す
ることによりワークの振れ止めを必要とすることなくワ
ークの加工、特に研削加工の自動化と精度の向上を図る
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明を実施する複合加
工機械は、対向して配設した第１及び第２の主軸と、第
１及び第２の主軸と協同する旋削ミルユニットと研削ユ
ニットを備える。第１の主軸は主軸内に引き込み可能な
摺動センターを有し、第２の主軸との間でワークを支持
してワークの外周面に旋削加工ミル加工と研削加工を施
す。外周面の加工が終了したワークは、主軸内に引き込
まれ、コレット装置により把持され、チャッキング加工
が施される。

【０００５】

【作用】以上の構成により、ワークを途中の段取り替え
をすることなく、自動的に研削できるので、芯出し作業
等を省略し、リードタイムの短縮を可能とするとともに
高精度な加工が実行される。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の複合加工機械１の平面図。 図２は正面図である。複合加工機械１は、ベッド１０と
、ベッド１０上に配設した第１の案内面１２上に案内さ
れて軸Ｚ１方向に摺動するテーブル２０を有する。テー
ブル２０上には、第１の主軸台３０がとりつけられ、第
１の主軸台３０に第１の主軸３５が装備される。第１の
主軸３５は回転軸Ｃ１まわりに回転自在であるとともに
、回転位置を制御される。テーブル２０上には、第２の
案内面が設けられ、第２の主軸台５０が軸Ｚ２に沿って
摺動自在に配設される。第２の主軸台５０に装備される
第２の主軸５５は、回転軸Ｃ２まわりに回転自在である
とともに回転位置を制御される。テーブル２０の移動軸
Ｚ１と第２の主軸台５０の移動軸Ｚ２は平行する。ベッ
ド１０上の軸Ｚ１に沿う第１の案内面１２に直交して、
第３の案内面１４が配設され、第３の案内面１４上に旋
削ミルユニット６０が移動軸Ｘ１に沿って摺動自在に装
備される。旋削ミルユニット６０は、タレット式の刃物
台６５を備える。

【０００７】ベッド１０上には、さらに、第３の案内面
１４に平行して第４の案内面１６が配設され、第４の案
内面１６上に研削ユニット７０が移動軸Ｘ２に沿って摺
動自在に装備される。研削ユニット７０は軸Ｘ２に沿っ
て移動自在であるとともに、軸Ｘ２と軸Ｚ１が形成する
面に垂直な軸Ｂまわりに旋回自在に、かつ、旋回位置を
制御可能にとりつけられる。研削ユニット７０は、ワー
クの外径部を研削する外研ユニット７４と、ワークの内
径部を研削する内研ユニット７６を備える。研削ユニッ
ト７０は、軸Ｘ２と軸Ｚ１が形成する面に垂直な第５の
案内面７１を有し、第５の案内面上に内研ユニット７６
が移動軸Ｙに沿って摺動自在に装備される。本発明の複
合加工機械１は、同一平面上に配設される４個の移動軸
Ｚ１、Ｚ２、Ｘ１、Ｘ２と、この平面に垂直な移動軸Ｙ
，および３個の回転軸Ｃ１、Ｃ２、Ｂ、の合計８個の制
御軸を備える。

【０００８】図３は、複合加工機械１のより詳細を示す
平面図である。図４は正面図、図５は図３のＨ矢視図、
図６は図３のＫ矢視図である。ベッド１０上にとりつけ
た第１の案内面１２に対して、テーブル２０にとりつけ
たリニアガイド１３０が摺動自在に係合する。ベッド１
０にとりつけた第１のサーボモータ１１０は、ボールネ
ジ１２０を回転制御し、ボールネジ１２０はテーブル２
０に螺合する。したがって、サーボモータ１１０の回転
速度と回転量に応じて、テーブル２０は軸Ｚ１上で移動
速度と移動位置が制御される。テーブル２０の一端部に
固着した第１の主軸台３０は、第１の主軸３５を回転自
在に支持する。第１の主軸台３０に内蔵された第２のサ
ーボモータは、第１の主軸３５の軸Ｃ１まわりの回転速
度と回転位置を制御する。テーブル２０上にとりつけた
第２の案内面２１上に対して、第２の主軸台５０にとり
つけたリニアガイド２３０が摺動自在に係合する。

【０００９】テーブル２０の他端部にとりつけた第３の
サーボモータ２１０は、ボールネジ２２０を回転制御す
る。第２の主軸台５０にとりつけたボールナットは、ボ
ールネジ２２０に螺合し、第３のサーボモータ２１０の
回転速度と回転量に応じて、第２の主軸台５０は軸Ｚ２
上で移動速度と移動位置が制御される。第２の主軸台５
０は、第２の主軸５５を回転自在に支持する。第２の主
軸台５０に内蔵された第４のサーボモータは、第２の主
軸５５の軸Ｃ２まわりの回転速度と回転位置を制御する
。複合加工機械１上には、刃物台にとりつける切削工具
の刃先位置を計測する刃先位置計測装置１７０と、ワー
クの寸法を計測するワーク計測装置１８０が装備される
。

【００１０】図５において、ベッド１０にとりつけた第
５のサーボモータ６１０はボールネジ６２０を回転制御
する。旋削ミルユニット６０にとりつけたリニアガイド
６２５は、ベッド１０上に固着された第３の案内面１４
に係合するとともに、旋削ミルユニットのボールナット
６３０はボールネジ６２０に螺合する。したがって、サ
ーボモータ６１０の回転速度と回転量に応じて、旋削ミ
ルユニット６０は軸Ｘ１上で移動速度と移動位置が制御
される。旋削ミルユニット６０は、タレット式の刃物台
６５を備える。刃物台６５は、その周囲に例えば１２本
の工具６５０を交換自在に装着される。工具６５０は、
旋削加工用の工具やミル加工用の回転工具が使用できる
。刃物台６５に装備する各種の旋削工具や回転工具６５
０を使用して、ワークに対して種々の加工を施すことが
できる。

【００１１】図６において、ベッド１０にとりつけた第
６のサーボモータ７１０は、ボールネジ７１２を回転制
御する。研削ユニット７０にとりつけたリニアガイド７
１４は、ベッド１０上に固着された第４の案内面１６に
係合するとともに、研削ユニット７０のボールナット７
１６はボールネジ７１２に螺合する。したがって、サー
ボモータ７１０の回転速度と回転量に応じて、研削ユニ
ット７０は軸Ｘ２上で移動速度と移動位置が制御される
。研削ユニット７０は、軸Ｘ２に沿って制御されるとと
もに、軸Ｂまわりに割り出しが可能である。そして、研
削ユニット７０の対角位置に外研ユニット７４と内研ユ
ニット７６を装備する。外研ユニット７４は、外径研削
砥石７５０を備える。外径研削砥石７５０の先端は、軸
Ｂを中心にして、半径Ｒ１で旋回する。内研ユニット７
６は、内径研削砥石７７０を備える。内径研削砥石７７
０の先端は、軸Ｂを中心にして、半径Ｒ２で旋回する。

【００１２】図７は、研削ユニットの平面図、図８は図
７のＭ矢視図である。研削ユニット７０は、モータ７４
０を支持し、モータ７４０は外研ユニット７４の外研砥
石７５０を回転させる。研削ユニット７０の外周部に固
着された第５の案内面７１は、内研ユニット７６を摺動
自在に支持する。研削ユニット７０にとりつけた第７の
サーボモータ７６０は、タイミングベルト７６２を介し
てボールネジ７６４を回転制御する。内研ユニット７６
にとりつけたボールナット７６６は、ボールネジ７６４
に螺合する。したがって、サーボモータ７６０の回転速
度と回転量に応じて、内研ユニット７６は軸Ｙ上で移動
速度と移動位置が制御される。内研ユニット７６にとり
つけたモータ７７５は、内研砥石７７０を駆動する。

【００１３】図９は、研削ユニット７０の軸Ｂまわりの
旋回機構を示す説明図であって、中心線から半載した断
面図である。研削ユニット７０のベース７００は、リニ
アガイド７１４を介してベッド上に配設した案内面１６
上に摺動自在に支持される。ベース７００は、クロスロ
ーラ軸受７２４を介して旋回台７２０を回転自在に支持
する。旋回台７２０の中心部に設けた軸７２２は、ベー
ス７００にとりつけたブッシュ７０２の穴に挿入され、
ブッシュ７０２と軸７２２との間に研削油、冷却水等の
カップリングが形成される。ベース７００には、図示し
ない第８のサーボモータが装備され、この第８のサーボ
モータによりウォームギヤ７３０が回転制御される。ウ
ォームギヤ７３０は、旋回台７２０と一体に形成された
ウォームホイール７２６と噛み合い、旋回台７２０を割
出す。旋回台７２０は、ブレーキプレート７２８を備え
、ブレーキプレート７２８を油圧シリンダで把持して旋
回台を割出し位置にクランプする。旋回台７２０は、外
研ユニットのモータ７４０及び内研ユニット７６を支持
し、モータ７４０は外研砥石を取り付けるスピンドル７
４２を駆動する。

【００１４】本複合加工機械１は以上のように、対向し
て配設され、互いに独立して軸線方向の移動を制御され
る２基の主軸台を備えるので、第１の主軸台と第２の主
軸台は共同して長尺のシャフトを取扱うことができる。 また、第１の主軸台で第１工程を加工したワークを第２
の主軸台へ受渡して第２工程を加工することができるの
で、複雑な形状のワークを短時間で、かつ高精度に生産
することができる。さらに、焼入れワークを切削する旋
削ミルユニットと研削ユニットを装備しているので、ス
ピンドル等の表面硬度が高く、かつ高精度の加工を必要
とする部品の生産に適する。なお、内研ユニット７６の
砥石の取付方向を１８０度変更するユニットを用意する
ことにより、研削加工範囲を一層に増大させることがで
きる。

【００１５】図１０は、本複合加工機械の制御装置の全
体を示すブロック図である。全体を符号９０で示す制御
装置は、主制御部９００と、バス９１０を介して連結さ
れる種々の制御要素を備える。制御要素としては、キー
ボード９１２、画像表示装置９１４、ワーク計測装置１
８０の制御装置９１６及び計測データの処理部９１８、
プログラムラインコントローラのインターフェース９２
０、プログラムメモリー９２２、データメモリー９２４
、パラメータメモリー９２６、外部記憶装置９３０及び
外部記憶装置に対する入出力処理部９３０を備える。 サーボモータの制御部としては、テーブルのサーボモー
タ１１０のテーブル位置（Ｚ１）制御部９５０、第１の
主軸のサーボモータ３１のＣ１軸の制御部９５２、第２
の主軸台のサーボモータ２１０の位置（Ｚ２）制御部９
５４、第２の主軸のサーボモータ５１のＣ２軸の制御部
９５６を備える。また、第１の主軸のサーボモータ３１
と刃物台に連結する主軸、ミル軸制御部９６０、サーボ
モータ６１０の旋削ユニット位置（Ｘ１）制御部９６２
、サーボモータ７６０の内研ユニット位置（Ｙ）制御部
９７０、第２の主軸のサーボモータ５１と研削ユニット
に連結する主軸、砥石軸９６４、サーボモータ７１０の
研削ユニット位置（Ｘ２）制御部９６６、研削ユニット
旋回位置（Ｂ）制御部９７２を備える。この複合加工機
械は以上のように、合計８個の制御軸を有し、複雑な加
工を実行する。

【００１６】次に、以上に説明した複合加工機械による
研削加工の詳細について説明する。図１１は研削ユニッ
ト７０の平面図と側面図を示す。研削ユニット７０に装
備される内研ユニット７６は、研削ユニット７０に設け
られる案内面７１に係合するガイド部７７４を有し、軸
Ｙに沿って移動する。内研ユニットのモータ７７５は、
スピンドル７７６にとりつけた内研砥石７７０を駆動し
て内研を実行するが、標準の内研ユニット７６は、内研
砥石７７０の向きが、外研ユニット７４の外研砥石７５
０に対して対称に配設されている。この標準の内研ユニ
ット７６に加えて、図１２に示す第１の交換内研ユニッ
トは７６Ａは、砥石７７０Ａをとりつけたスピンドル７
７６Ａが標準の内研ユニット７６のスピンドル７７６と
は１８０度反対側に装備されている。この第１の交換内
研ユニット７６Ａをガイド部７７４Ａを介して案内面７
１に摺動自在にとりつけることにより、第２の主軸にチ
ャッキングされるワークの内研を実行することができる
。

【００１７】図１３は第２の交換内研ユニット７６Ｂを
示す。この内研ユニット７６Ｂは、砥石７７０Ｂを駆動
するスピンドル７７６Ｂが標準ユニット７６のスピンド
ル７７６に対して９０度旋回した方向に配設してある。 この交換内研ユニット７６Ｂを使用することにより、例
えばワーク表面に設けるカム溝等の研削加工が可能とな
る。そして、本複合加工機械は、対向して配設した第１
の主軸３５と第２の主軸５５を備えるので、２基の主軸
の間でワークを受け渡すことで、ワーク全体の旋削加工
及び研削加工を短時間に段取り無しで達成できる。

【００１８】図１４はワーク８０の例を示し、このワー
ク８０は、小径部８１０と大径部８２０を有する段付の
円筒部材であって、小径部８１０の外周面８１２と、大
径部８２０の外周面８２２と、内周面８３０に研削加工
を施すものとする。単独の主軸を備えた研削機械にあっ
ては、大径部８２０をチャッキングして小径部８１０の
外周面８１２と内周面８３０を加工した後に、小径部８
１０をチャッキングしなおして、大径部８２０の外周面
８２２の外研を実行する必要がある。　　この機械にあ
っては、主軸間でワークを自動的に受渡して上述した工
程を完了することができる。

【００１９】図１５はワーク８０の大径部８２０を第１
の主軸３５にチャッキングした状態を示す。第１の主軸
３５は軸Ｃ１まわりにワーク８０を回転させるとともに
、テーブルが軸Ｚ１方向にトラバースされる。研削ユニ
ット７０は軸Ｘ２方向に送られるので、軸Ｃ１、Ｚ１、
Ｘ２を同時に制御することで、ワーク８０の小径部８１
０の外周面８１２を外研ユニットの砥石７５０により加
工することができる。次に、研削ユニットを軸Ｂまわり
に１８０度旋回させて内研ユニット７６をワーク８０側
に対向させ、内周面８３０を加工する。加工の第１工程
が完了すると、ワーク８０を第２の主軸５５側へ受け渡
す。第２の主軸５５は、テーブル上を軸Ｚ２方向に移動
してワーク８０の小径部８１０を把持する。その後第１
の主軸３５のチャッキングを開放し、第２の主軸５５は
所定の位置まで後退する。

【００２０】図１６はこの状態を示し、ワークの大径部
８２０の外周面８２２を外研砥石７５０で加工する。こ
の加工の場合には、制御軸はテーブルの送り軸Ｚ１と、
第２の主軸５５の回転軸Ｃ２と、研削ユニット７０の送
り軸Ｘ２となる。本複合加工機械の研削ユニット７０は
、ベース７００に対して軸Ｂまわりに旋回割り出しが可
能であるので種々の研削加工を達成できる。軸Ｂまわり
の割り出し角度を平面図上で反時計まわりを正方向とし
た場合に、図１７は基準位置から−Ａ度旋回した状態を
示す。この割り出し位置で外研砥石７５０を使用して軸
Ｚ１、Ｘ２を同時に制御することにより、ワーク８１の
テーパー部８１５の外面を研削することができる。テー
パー角度は２Ａ度となる。

【００２１】図１８は研削ユニット７０の旋回位置を基
準位置（０度）に戻した状態を示す。この位置では、ワ
ーク８２に対してストレートな外周面又は内周面の加工
が達成される。図１９は研削ユニット７０をベース７０
０に対して正方向にＡ度旋回した状態を示す。この位置
で外研砥石７５０を使用して、第２の主軸側に把持され
たテーパー部８３５を研削加工する。テーパー角度は２
Ａ度となる。図２０は研削ユニット７０をベース７００
に対して正方向に９０度旋回した状態を示す。この位置
では加工は実行しない。図２１は研削ユニット７０を鈍
角である角度Ｂ度まで旋回した状態を示す。内研ユニッ
トとして第１の交換ユニット７６Ａを装備し、内研砥石
７７０Ａで第２の主軸に把持されたワーク８４のテーパ
ー面８４５を加工する。テーパー角度は２×（１８０度
−Ｂ度）となる。

【００２２】図２２は研削ユニット７０を１８０度旋回
した状態を示す。標準ユニット７６を装備することによ
り、第１の主軸に把持されたワーク８５の内周面８５５
を加工する。標準ユニット７６にかえて第１の交換ユニ
ット７６Ａを装着することにより、内研砥石７７０Ａを
使用して、第２の主軸に把持されたワーク８６の内周面
８６５を加工する。図２３は研削ユニット７０を１８０
度以上の角度Ｃ度に旋回した状態を示す。標準ユニット
７６を装着し、内研砥石７７０で第１の主軸で把持され
たワーク８７のテーパー内周面８７５が加工される。テ
ーパー角度は２×（Ｃ度−１８０度）となる。

【００２３】次に、内研ユニットを軸Ｙ方向に移動制御
して実行する加工方法を説明する。図２４及び図２５は
、円筒状のワーク８８の端面に突出したキー８８２を研
削加工する場合を示す。ワーク８８は、第１の主軸３５
に把持されており、内研ユニットとしては標準ユニット
７６が研削ユニット７０に装備されている。内研ユニッ
ト７６を軸Ｙに沿って、距離Ｙ１０だけシフトさせるこ
とにより、内研砥石７７０によりキー８８２の両側面８
８２Ａ、８８２Ｂを研削加工することができる。図２６
及び図２７は、シャフト状のワーク８９の外周面にカム
溝８９２を加工する場合を示す。第１の主軸３５に把持
されたワーク８９は、第１の回転軸Ｃ１まわりに制御さ
れる。カム溝８９２の幅寸法は内研砥石７７０Ｂの直径
寸法より大なる寸法を有する。内研ユニットとして、第
２の交換ユニット７６Ｂを装備して、軸Ｙに沿って距離
Ｙ２０だけシフトさせることにより、カム溝８９２の一
方の壁面８９２Ａを加工する。カム溝８９２の他方の壁
面８９２Ｂを加工する際にも必要な距離だけユニットを
軸Ｙに沿ってシフトさせる。

【００２４】以上に説明した複合加工機械の第１の主軸
台３０に装備される第１の主軸３５は以下に説明する構
成を有する。図２８は、第１の主軸３５の断面図である
。第１の主軸３５は第１の主軸台３０に回転自在に支持
されるスピンドル３５０を備える。スピンドル３５０は
ベアリングにより支持されサーボモータにより駆動され
る。またスピンドル３５０の回転位置は割り出しが可能
である。スピンドル３５０の先端部にはアダプタ３８０
が取り付けられ、さらにアダプタ３８０の全面には前面
はカバー３８１で覆われる。スピンドル３５０の先端部
の内側にコレット装置３６０が配設される。コレット装
置３６０はコレット操作シャフト３７０により操作され
る。コレット装置３６０の内周部は摺動センター４００
を支持する。摺動センター４００の前端部にはセンター
部材４１０が取り付けられる。摺動センター４００はパ
イプ状の部材であって駆動装置４０により操作される。 　　駆動装置４０は主軸の後端部に一端が支持される支
持パイプ４２０を備え、支持パイプ４２０の先端部には
固定ピストン４３０が取り付けられる。固定ピストン４
３０はその外周部で摺動センター４００の内周部を摺動
自在に支持する。摺動センター４００の後端部にはフラ
ンジ部材４０２が固着される。フランジ部材４０２の内
周部は支持パイプ４２０の外周部に摺動する。

【００２５】以上の構成により摺動センター４００の内
周部と固定ピストン４３０の間には第１のシリンダー室
４０４が形成される。また、固定ピストン４３０とフラ
ンジ部材４０２の間には第２のシリンダー室４２８が形
成される。支持パイプ４２０の内側には２本の流体通路
４２２と４２４が設けられる。第１の通路４２２は固定
ピストン４３０に設けた穴４２６を介して第１のシリン
ダ室４０４に連通する。第２の通路４２４は第２のシリ
ンダ室４２８に連通する。したがって、第１の通路４２
２、または第２の通路４２４を介して流体圧を第１のシ
リンダ室４０４、または第２のシリンダ室４２８に供給
することにより摺動センター４００を軸Ｚ１１に沿って
移動させることができる。摺動センター４００の外周部
に配設されるコレット操作部材３７０は図示しないアク
チュエータにより軸Ｚ１２に沿って駆動される。この操
作部材３７０の移動によりコレット装置３６０が開閉さ
れる。

【００２６】図２９はコレット装置３６０の詳細を示す
。コレット装置３６０は円筒形のものでスピンドルの先
端側に配置される側の外周部に第１のテーパー面３６２
が設けられる。コレット装置３６０の後端部側には第２
のテーパー面３６４が設けられる。第１のテーパー面３
６２のテーパー角度は第２のテーパー面３６４のテーパ
ー角度よりも小さい角度に設定される。スピンドル３５
０の先端部に取り付けられるアダプタ３８０は、内周部
にコレット装置３６０の第１のテーパー面３６２に対応
するテーパー穴３８２を有する。コレット装置３６０の
後端部に配設されるコレット操作シャフト３７０は、そ
の先端部にコレット装置３６０の第２のテーパー面３６
４に対応するテーパー穴３７２を有する。したがって、
コレット操作シャフト３７０が軸Ｚ１２に沿ってアダプ
タ３８０側へ操作されるとコレット操作シャフト３７０
はコレット装置３６０をアダプタ部材３８０側へ押圧す
る。この押圧力によりコレット装置３６０の先端部及び
後端部はテーパー面の作用によって内周方向へ向かう力
が与えられる。これによりコレット装置３６０はその内
周部で内周側の部材を把持する。

【００２７】コレット操作シャフト３７０がスピンドル
の先端側へ押しだされると、コレット装置３６０に差し
込まれたピン３８８も同じ方向へカラー３７５を介して
駆動される。ピン３８８は直交方向に配設されたロッド
３８４に連結され、ロッド３８４はスプリング３８６を
押圧する。このピン３８８やロッド３８４、スプリング
３８６はたとえば円周方向へ３ヵ所設けられる。コレッ
ト操作シャフト３７０が軸Ｚ１２方向に引き戻されると
コレット操作シャフト３７０のテーパー穴３７２とコレ
ット装置３６０の第２のテーパー穴３６４との係合が解
除され、コレット装置３６０の後端部は内周側で把持し
ていた部材を解放する。これと同じに、スプリング３８
６はカラー３７５によってスピンドル先端側へ押し出さ
れていたロッド３８４、ピン３８８を介してコレット装
置３６０をスピンドル３５０の内側へ押し戻す。この作
業によりコレット部材３６０の第１のテーパー面３６２
とアダプタ３８０のテーパー穴３８２との係合が解かれ
、コレット部材３６０の先端部の内周は把持していた部
材を解放する。以上により、この第１の主軸３５はスピ
ンドル３５０の内側に開閉自在のコレット装置３６０と
コレット装置３６０を操作する操作シャフト３７０を有
するとともに、コレット装置３６０の内側に配設される
摺動センター４００と摺動センター４００の駆動装置４
０を備えるので種々のワークを取り扱うことができる。

【００２８】図３０以下は本発明の第一の主軸３５の作
動を示す。図３０は、主軸３５の概要を示すもので、ス
ピンドル３５０の内部には摺動センター４１０が配設さ
れ、コレット装置３６０で支持される。摺動センター４
１０は、全体を符号４０で示す駆動装置に連結され摺動
センターを軸Ｚ１１に沿って移動させる。なお、図２９
以下においては、駆動装置４０の実施例としてピストン
が移動する型式のシリンダが示されている。コレット装
置３６０は、操作部材３７０により操作される。符号３
７は、アクチュエーターを示し、ピストン３７５が操作
部材３７０に連結される。従って、アクチュエーター３
７を操作することによりコレット装置３６０は開閉され
駆動装置４０を操作することにより摺動センター４１０
が軸Ｚ１１に沿って摺動する。図３０は第１の主軸３５
と第２の主軸５５の間にワーク４５を搬入した状態を示
す。ワーク４５はテーブル上に設けられるワークレスト
４９上に置かれる。

【００２９】図３１は第２の主軸５５が軸Ｚ２に沿って
移動し、第２の主軸５５に取り付けたチャック５５２の
先端部でワーク４５を第１の主軸３５のセンター４１０
へ押しつける工程を示す。図３２はこの状態でこの第２
の主軸５５のチャック５５２を閉じ、ワーク４５を把持
する状態を示す。ワーク４５は第２の主軸５５と第１の
主軸３５のセンター４１０で支持され、第２の主軸５５
により回転駆動される。そこでワーク４５の外周面４５
１に対して必要な切削加工や、研削加工を施すことがで
きる。

【００３０】図３３はワーク４５の外周面４５１の加工
が完了した状態を示し、アクチュエーター３７を駆動し
てコレット装置３６０を開く。従ってセンター４１０は
コレット装置３６０の把持から開放される。図３４は第
２の主軸５５を軸Ｚ２方向に前進させて、ワーク４５を
コレット装置３６０の内部へ押し込む操作を示す。セン
ター４１０は、ワーク４５の端部に係合した状態でスピ
ンドル３５０の内部に後退する。図３５は第２の主軸５
５によりワーク４５のコレット装置３６０内への押し込
みが完了し第２の主軸５５のチャック５５２を開放する
状態を示す。図３６はアクチュエーター３７により操作
部材３７０を駆動しコレット装置３６０を閉じてワーク
４５を把持する状態を示す。図３７はワークを第１の主
軸３５へ押し込んだ第２の主軸５５が軸Ｚ２に沿って後
退する状態を示す。この状態でワーク４５の頭部４５２
に対し必要な切削加工や研削加工を施す。

【００３１】図３８は頭部４５２の加工が完了したワー
ク４５に向けて第２の主軸５５が軸Ｚ２に沿って再度前
進する状態を示す。図３９はアクチュエーター３７を操
作してコレット装置３６０を開放した状態を示す。図４
０はコレット装置３６０の把持を開放されたワーク４５
を第２の主軸５５のチャック５５２により把持した状態
を示す。図４１はワーク４５を把持した第２の主軸５５
を軸Ｚ２に沿って移動させワーク４５を第１のスピンド
ル３５から引き出す作用を示す。この際にセンター４１
０の駆動装置４０を作動させてセンター４１０をワーク
４５に対して押しつけた状態で第２の主軸５５の移動を
実行する。図４２はワーク４５を第１の主軸３５から引
き出した第２の主軸５５がチャック５５２を開いた状態
を示す。図４３はワーク４５がワークレスト４９により
支持された状態を示す。コレット装置３６０を閉じセン
ター４１０にケレー等を装着してワーク４５を回転駆動
させることによりワーク４５に対して残りの加工を施す
ことができる。

【００３２】本発明は、以上に説明した複合加工機械を
用いて、長尺のワークを合理的に加工する方法を提供す
る。図４４は、長尺ワークの一例を示す。長尺ワーク４
５は、工作機械のスピンドルであって、中空の円筒上の
本体４５０は、段付の外周面の先端部にフランジ部４５
２を有する。フランジ部４５２の内周部はテーパー穴４
５４に形成され、フランジ部４５２の前面には突起４６
０を有する。スピンドルは耐久性と高精度が必要である
ので、ワーク本体４５０を焼入れした後に、外周面４５
１、フランジ部４５２の外周面と前面４５３、テーパー
穴４５４、突起４６０、内周面４５６等に研削加工を施
す。図４９から図５６は、長尺ワーク４５の従来の研削
加工工程を示す説明図である。図４９に示す第１工程に
おいて、ワーク４５の両端部に埋め栓４７０、４７２を
とりつけ、両端をセンター支持して、第１の機械の外研
砥石４８１により外周面４５１の荒加工を行う。

【００３３】図５０に示す第２工程においては、ワーク
４５を第２の機械に移し、細径部をチャッキングすると
ともに、フランジ部４５２の近傍を振れ止め装置４７４
により支持する。この状態でワークの芯出しを行い、外
研砥石４８２によりフランジ部４５２の外縁部と突起６
０の前面を研削する。図５１に示す第３工程においては
、第２の機械上でワーク４５の向きを変え、振れ止め装
置４７４を用いて再度ワークの芯出しを行う。第２の機
械の内研砥石４８２Ａを用いて内周面４５６を研削する
。図５２に示す第４工程においては、ワーク４５を第３
の機械に移し、振れ止め装置４７４により芯出しを行っ
た後に、内研砥石４８３によりテーパー穴４５４を研削
する。図５３に示す第５工程においては、ワーク４５を
第４の機械に移し、振れ止め装置４７４により芯出しを
行った後に、砥石４８４により突起４６０の両側面４６
２を研削する。図５４に示す第６工程においては、ワー
ク４５を第５の機械に移し、ワーク４５を起立させた状
態で砥石４８５によりフランジ部４５２の前面４５３を
研削する。

【００３４】図５５に示す第７工程においては、ワーク
４５を第１の機械へ移し、研削加工したテーパー穴に埋
め栓４７０Ａをとりつけ、両センター支持により外周面
４５１を外研砥石４８１により仕上げ加工する。図５６
に示す第８工程においては、ワーク４５を第３の機械へ
移し、仕上げ加工された外周面４５１を基準にして振れ
止め装置４７４により芯出しを行い、テーパー穴４５４
を内研砥石４８３により仕上げ加工する。以上のように
、長尺ワーク４５を研削加工する際に、従来の方法にあ
っては、多工程を用し、芯出し等のリードタイムも長く
かかっていた。本発明の複合加工機械による加工方法に
あっては、長尺ワークを同一機械上で合理的に加工する
ことができる。

【００３５】図４５から図４８は本発明の加工方法を示
す。本発明によれば、ワーク４５を第１及び第２のチャ
ッキングのみにより全加工を施すことができる。図４５
は、第１チャッキングによる旋削工程を示す。長尺ワー
ク４５は、フランジ部４５２を第２の主軸５５によりチ
ャッキングされ、他端部を第１の主軸３５の摺動センタ
ー４１０により心押しされる。したがって、摺動センタ
ー４１０の先端部には、センターをとりつけておく。こ
の状態で、旋削ミルユニット６０のＣＢＮ工具６５０に
よりワーク４５の外周面４５１を旋削加工する。次に、
チャッキングは変えずに、図４６に示すように、研削ユ
ニット７０の外研砥石７５０により外周面４５１を研削
加工する。

【００３６】図４７は、第２チャッキングを示し、第２
の主軸５５でワーク４５を第１の主軸３５内に押し込み
、ワーク４５の外周面４５１をコレット装置で直接にチ
ャッキングする。外周面４５１は、仕上げ加工されてい
るので、チャッキングにより自動的に芯出しが完了する
。この状態でワーク４５のフランジ部４５２を工具６５
１、６５２により旋削加工する。次に、チャッキングを
変えずに、図４８に示すように、研削ユニット７０の外
研砥石７５０によりフランジ部４５２の前面４５３と突
起４６０の両側面４６２を研削する。さらに、内研砥石
７７０によりテーパー穴４５４を研削仕上げする。　　
本発明の加工方法によれば、スピンドルのような長尺ワ
ークを同一機械上で連続的に加工することができるので
、加工工数を大幅に削減し、しかも高精度の加工が達成
される。

【００３７】

【発明の効果】本発明に使用する複合加工機械は以上の
ように、ベッド上を摺動するテーブルに第１の主軸台を
固定するとともに、第１の主軸台に対向して第２の主軸
台を移動するように設けてある。そして、テーブルの摺
動方向に直交する移動軸をもつ旋削ミルユニットと研削
ユニットを備える。更に、第１の主軸は、主軸に引き込
み可能な摺動センターを有し、摺動センターの外周部を
把持するコレット装置を備える。この複合加工機械を用
いることにより、スピンドル等の長尺のワークを両主軸
間で支持して外周面の旋削加工ミル加工と研削加工をチ
ャッキングを変更することなく実行することができる。 そして、ワークを第１の主軸内に押し込み、コレット装
置によりワークを直接に把持することにより、スピンド
ルのフランジやテーパー穴の研削加工を短時間でかつ高
精度に実行することができる。したがって、従来の加工
方法にあっては、数台の機械を必要としていた加工を同
一機械上で合理的に達成することができるので、リード
タイムを短縮して生産性を向上し、振れ止め装置による
芯出し工程を不要として高精度な加工を達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合加工機械の平面図。

【図２】正面図。

【図３】制御軸を示す平面図。

【図４】正面図。

【図５】図３のＨ矢視図。

【図６】図３のＫ矢視図。

【図７】研削ユニットの平面図。

【図８】図７のＭ矢視図。

【図９】研削ユニットの旋回機構を示す説明図。

【図１０】制御装置のブロック図。

【図１１】研削ユニットの詳細を示す説明図。

【図１２】内研ユニットの第１の交換ユニットを示す説
明図。

【図１３】内研ユニットの第２の交換ユニットを示す説
明図。

【図１４】ワークの断面図。

【図１５】研削加工の第１工程を示す説明図。

【図１６】研削加工の第２工程を示す説明図。

【図１７】研削ユニットの第１の旋回位置を示す説明図
。

【図１８】研削ユニットの第２の旋回位置を示す説明図
。

【図１９】研削ユニットの第３の旋回位置を示す説明図
。

【図２０】研削ユニットの第４の旋回位置を示す説明図
。

【図２１】研削ユニットの第５の旋回位置を示す説明図
。

【図２２】研削ユニットの第６の旋回位置を示す説明図
。

【図２３】研削ユニットの第７の旋回位置を示す説明図
。

【図２４】内研ユニットの軸Ｙに沿う移動制御を示す説
明図。

【図２５】内研ユニットの軸Ｙに沿う移動による加工を
示す説明図。

【図２６】内研ユニットの軸Ｙに沿う移動制御を示す説
明図。

【図２７】内研ユニットの軸Ｙに沿う移動による加工を
示す説明図。

【図２８】第１の主軸の断面図。

【図２９】コレット装置の断面図。

【図３０】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３１】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３２】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３３】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３４】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３５】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３６】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３７】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３８】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図３９】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図４０】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図４１】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図４２】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図４３】ワークを把持する操作を示す説明図。

【図４４】長尺ワークの説明図。

【図４５】本発明の加工方法による第１チャッキングに
おける長尺ワークの外周部の旋削工程を示す説明図。

【図４６】第１チャッキングにおける外周部の研削工程
を示す説明図。

【図４７】第２チャッキングにおける旋削工程を示す説
明図。

【図４８】第２チャッキングにおける研削工程を示す説
明図。

【図４９】従来の加工方法における第１工程を示す説明
図。

【図５０】従来の加工方法における第２工程を示す説明
図。

【図５１】従来の加工方法における第３工程を示す説明
図。

【図５２】従来の加工方法における第４工程を示す説明
図。

【図５３】従来の加工方法における第５工程を示す説明
図。

【図５４】従来の加工方法における第６工程を示す説明
図。

【図５５】従来の加工方法における第７工程を示す説明
図。

【図５６】従来の加工方法における第８工程を示す説明
図。

【符号の説明】

１　　複合加工機械 １０　　ベッド １２　　第１の案内面 １４　　第３の案内面 １６　　第４の案内面 ２０　　テーブル ３０　　第１の主軸台 ３５　　第１の主軸 ３７　　アクチュエーター ４０　　駆動装置 ４５　　ワーク ５０　　第２の主軸台 ５５　　第２の主軸 ６０　　旋削ミルユニット ６５　　タレット式刃物台 ７０　　研削ユニット ７１　　第５の案内面 ７４　　外研ユニット ７６　　内研ユニット ９０　　制御装置 ３５０　　スピンドル ３６０　　コレット装置 ３７０　　操作部材 ４００　　摺動センター ４１０　　センター ７００　　研削ユニットのベース ７２０　　旋回台 ７５０　　外研砥石 ７７０　　内研砥石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベッドと、ベッド上に配設される第１
   の直線案内面に摺動自在に支持されて制御されるテーブ
   ルと、テーブル上にとりつけられる第１の主軸台と、第
   １の主軸台に装備されて第１の回転軸まわりに制御され
   る第１の主軸と、テーブル上に第１の直線案内面に平行
   に配設される第２の直線案内面に摺動自在に支持されて
   制御される第２の主軸台と、第２の主軸台に装備されて
   第１の回転軸と同心の第２の回転軸まわりに制御される
   第２の主軸と、ベッド上に第１の直線案内面に直交して
   配設される第３の直線案内面に摺動自在に支持されて制
   御される旋削ミルユニットと、ベッド上に第３の直線案
   内面に平行に配設される第４の直線案内面に摺動自在に
   支持されて制御される研削ユニットとを備えた複合加工
   機械であって、第１の主軸は、第１の主軸台に回転自在
   に支持されるスピンドルと、スピンドルの内部に配設さ
   れてスピンドルの軸線に沿って摺動する摺動センターと
   、摺動センターの外周部を把持するコレット装置を備え
   てなる複合加工機械を用い、長尺のワークを第１の主軸
   に摺動センターと第２の主軸により把持した状態でワー
   クの外周面に旋削加工ミル加工と研削加工を施す工程と
   、長尺のワークを第１の主軸内に挿入してコレット装置
   により把持された状態でワークに旋削ミル加工と研削加
   工を施す工程とからなる複合加工機械による加工方法。
2. 【請求項２】　　長尺のワークの一端部を第２の主軸の
   チャックにより把持し、長尺ワークの他端部を第１の主
   軸の摺動センターで心押ししてなる請求項１記載の複合
   加工機械による加工方法。
3. 【請求項３】　　長尺のワークを第１の主軸内に挿入す
   る際に、第２の主軸により長尺のワークを第１の主軸内
   に押し込む工程と主軸内から引き出す工程を含む請求項
   １記載の複合加工機械による加工方法。
4. 【請求項４】　　長尺のワークを第１の主軸内に挿入し
   てコレット装置により把持した状態で加工する工程が、
   内研加工を含む請求項１記載の複合加工機械による加工
   方法。