JP2504907B2 - 棒材加工用旋盤の背面加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、棒材加工用旋盤におい
て、棒材を主軸のチャックで把持して回転させ、各種の
旋削加工を行った後、突切り加工によって切断された被
加工物（半製品）の背面を加工するための背面加工装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動旋盤等の棒材加工用旋盤では、棒材
自動供給装置から供給された棒材を主軸チャックで把持
して回転させ、各種の旋削加工を施した後、突切り加工
により被加工物を切り落として完成品とする加工法が行
われているが、この突切り加工後の被加工物の背面（突
切り面）に、更にダボ取り、穴明け、タッピング、面削
り等の加工を行うことがある。

【０００３】このような背面加工を含む加工を１台の旋
盤で効率よく行うために、棒材加工用旋盤では、従来か
ら、旋削加工済みの被加工物を正面側から把持するチャ
ックを有するアームを設け、突切り加工の直前に被加工
物をチャックで把持して、主軸と共に回転して突切り加
工を行い、突切り加工によって切断された被加工物（以
下、半製品という）をアームの旋回によって、別の位置
に設けられた背面加工位置に移送し、そこに設けられた
背面加工用の工具により各種の背面加工を施す背面加工
装置が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような背面加工装
置を有する棒材加工用旋盤では、主軸に把持された棒材
を加工する通常の旋削加工装置の他に、別の位置に独立
して設けられた背面加工装置を有するので、装置の構成
が複雑となるばかりでなく、アームの旋回半径を確保し
なければならない等の理由により、背面加工装置付の棒
材加工用旋盤として構成するためには、機械に必要な容
積も必然的に大きくなり、更に、アームの移動距離が長
く、このアームによる搬送作業のために、加工に関係し
ない無駄な時間を費やす等の欠点があった。

【０００５】出願人は、これらの課題を解決するため
に、特開昭５６−６９００３号公報に開示された数値制
御自動旋盤に、主軸に対向して主軸中心線上に設けら
れ、長手送りサドルと共に長手方向に移動する背面加工
主軸を付加し、主軸に把持された被加工物（棒材）の加
工用工具と同じ刃物台に保持された背面加工用工具で、
背面加工主軸に把持された半製品を加工する数値制御自
動旋盤の背面加工装置を発明し、特開昭５８−１５５１
０６号公報として公開されたが、この背面加工装置は、
主軸に把持された棒材の加工と背面加工主軸に把持され
た半製品の加工が同じ刃物台の工具で加工される、即
ち、背面加工装置のための刃物台を別に設ける必要がな
いという長所はあるものの、１対のターレット刃物台
（第１及び第２の刃物台）を有しているにもかかわら
ず、一方の刃物台で背面加工している間は、主軸におけ
る加工が出来ないもので、効率的な加工という点では満
足できないものであった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するために、
簡単な構成で、しかも効率よく背面加工を行うことので
きる棒材加工用旋盤の背面加工装置を提供しようとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による背面加工装
置は、特開昭５６−６９００３号公報に示されるよう
な、棒材を把持して回転する主軸と、主軸を回転可能に
支持する主軸台と、主軸の中心線方向に主軸台と相対的
に接近離間し、且つ主軸中心線に直交して摺動する横送
り台と、この横送り台上に主軸中心線を挟んでほぼ対称
に配置されて相互に対向し、主軸に把持された棒材を対
向する両側からそれぞれ交互に接近して加工可能に配置
された第１及び第２の刃物台とを有する棒材加工用旋盤
において、主軸中心線に平行で且つ第１及び第２の刃物
台の中間に位置し、主軸に対向して配置され、切り離さ
れた半製品を把持して回転する背面加工主軸と、この背
面加工主軸を回転可能に支持する背面加工主軸台と、背
面加工主軸台を主軸中心線と平行に摺動可能に支持する
縦方向摺動台と、背面加工主軸の中心線を主軸中心線か
らオフセットした背面加工位置と、主軸中心線と同芯で
ある突切り加工位置との間を主軸中心線に直交して摺動
させる横方向摺動台と、横方向摺動台を背面加工位置と
突切り加工位置とに位置決めする横方向摺動台の位置決
め手段と、第１及び第２の刃物台は共に複数の工具が取
付可能であって、且つ突切り加工位置に接近した側の第
１の刃物台には主軸に把持された棒材を加工する工具の
みを取り付け、背面加工位置に接近した側の第２の刃物
台には主軸に把持された棒材を加工する工具と背面加工
主軸に把持された半製品を加工する工具との双方を同時
に取り付けることを特徴とする構成からなるものであ
る。

【０００８】

【作用】従って、本発明の背面加工主軸を有する棒材加
工用旋盤は、従来の棒材加工用旋盤と同様に、主軸に把
持された棒材を第１及び第２の刃物台で交互に加工する
ことが可能であるとともに、主軸による加工の終了した
被加工物（半製品）を、主軸と背面加工主軸とで同時に
把持して突切り加工を行って背面加工主軸に移し、背面
加工主軸を主軸中心線位置からオフセットした背面加工
位置に移動させて背面加工を行うので、主軸に把持され
た棒材と、背面加工主軸に把持された半製品とが相互に
干渉することはなく、それぞれ独立して第１及び第２の
刃物台の工具で加工可能であり、背面加工主軸に把持さ
れた半製品の加工が完了して完成品として排出された後
は、再び、主軸に把持された棒材を第１及び第２の刃物
台の双方で加工することが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の１実施例を
説明する。

【００１０】図１は、本発明による背面加工装置を備え
た棒材加工用旋盤の概略を示す平面図で、主軸台１に回
転可能に支持された主軸７と、該主軸７の中心線上に設
けられたガイドブッシュ２、主軸７に対向して設けられ
た横送り台３を有し、該横送り台３には第１ターレット
刃物台４と第２ターレット刃物台５が主軸中心線を挟ん
で相互に対向して設けられている。

【００１１】図示しない棒材自動供給装置から主軸７を
貫通して供給された棒材６が主軸７のチャックに把持さ
れ、その先端部はガイドブッシュ２で案内されて、後述
のようにターレット刃物台４又は５に取付けられた工
具、例えば工具４３、４５によって加工される。横送り
台３はベッド上に主軸中心線に直交してして設けられた
図示しない支持案内台に、主軸中心線に直交して横方向
（図１では上下方向）に摺動可能に取付けられ、図示し
ない周知のＮＣ装置により駆動、制御される。

【００１２】図２は、本発明の背面加工装置の概略を示
す斜視図であって、横送り台３上に設けられたターレッ
ト刃物台の１つである第２ターレット刃物台５のハウジ
ング８上に設けられた背面加工装置には、後述するよう
に、横方向摺動台１０が矢印Ａ方向で示す主軸中心線に
直交する横方向に摺動可能に取付けられ、該横方向摺動
台１０に主軸中心線に沿って縦方向に設けられた二本の
案内レール１１によって縦方向摺動台１２ａが縦方向に
摺動可能となっており、該縦方向摺動台１２ａ上に背面
加工主軸台１２が設けられている。

【００１３】横方向摺動台１０にはパルスモータ１３が
取付けられ、これによって回転する送りネジ１４によっ
て、背面加工主軸台１２は縦方向摺動台１２ａと共に縦
方向に送られる。

【００１４】図３は、本発明の背面加工装置の正面断面
図であるが、これに詳細に示すように、背面加工主軸台
１２には中空の背面加工主軸１５がベアリング１６、１
６により回転可能に支持され、背面加工主軸１５の先端
にはコレットチャック１７が収められ、更に、このコレ
ットチャック１７を開閉するための管状のチャックスリ
ーブ１８が軸方向に摺動可能に設けられている。

【００１５】チャックスリーブ１８を摺動させるための
プッシャ１９は、中空の背面加工主軸１５を貫通して背
面加工主軸１５の後端より突出し、その突出部に回転の
み可能に取付けられたリング２０の溝に二股のチャッキ
ングレバー２１の先端が係合し、このチャッキングレバ
ー２１はピボット２２で揺動可能に支持され、シリンダ
２３のピストンロッド２４の出入により揺動し、チャッ
クスリーブ１８を摺動させ、コレットチャック１７の開
閉を行うようになっている。

【００１６】プッシャ１９は中空となっていて、その中
に、背面加工の完了した完成品を放出するためのノック
アウトロッド２５が設けられ、シリンダ２６のピストン
ロッド２７の突出により前進し、完成品をコレットチャ
ック１７より押し出すように構成されている。

【００１７】背面加工主軸１５はプーリ２８、ベルト２
９を経て駆動モータ３０（図２、図４）の回転軸に連結
され、駆動モータ３０の回転によって回転する。

【００１８】図４及び図５は、本発明の背面加工装置の
右側面図及び平面図であるが、これに示すように、本実
施例の背面加工装置は、第２ターレット刃物台５のハウ
ジング８上に設けられていて、背面加工主軸１５は第１
及び第２ターレット刃物台４、５の中間で、第２ターレ
ット刃物台５に近接して設けられている。

【００１９】横方向摺動台１０は、図４、図５から明ら
かなように、第２ターレット刃物台５のハウジング８上
に直接固定されている摺動案内部材３１と、この摺動案
内部材３１によって案内される横方向摺動台１０に固定
された案内レール３２とからなるスライドによって横方
向に摺動可能となっている。

【００２０】第２ターレット刃物台５のハウジング８の
上面にはストッパネジ４１が、横方向摺動台１０にはス
トッパ座４２が設けられており、後述するシリンダ３８
のピストンロッド３９が突出して第２ターレット刃物台
５のハウジング８に設けられたストッパ座４０に当接す
ることによって、横方向摺動台１０を図４の右方向に移
動させ、ストッパネジ４１とストッパ座４２が当接し、
第２ターレット刃物台５と背面加工主軸１５との相対位
置を所定の関係位置（背面加工位置Ｏ’）に位置決めし
て保持する。

【００２１】横方向摺動台１０の背面側（図４右側）に
は、アーム３４が下垂して設けてあり、最下端に調節可
能に設けられたストッパネジ３５は、横送り台３の支持
案内台９に固定され、背面加工主軸１５を突切り加工位
置、即ち主軸中心線上の位置に位置決めして保持するシ
リンダ３６のピストンロッド３７と当接可能となってお
り、シリンダ３６のピストンロッド３７が突出すること
によって、横方向摺動台１０が図４左方向に摺動して、
背面加工主軸１５の中心が背面加工時の中心位置Ｏ’か
ら主軸７の中心線上である突切り加工位置Ｏに移動し、
横送り台３の摺動に関わりなく背面加工主軸１５を主軸
中心線上の突切り加工位置Ｏに位置決め保持する。

【００２２】即ち、このシリンダ３６は、固定位置であ
る横送り台３の支持案内台９に固定されているので、ピ
ストンロッド３７が最先端まで突出した位置は、横送り
台３の位置に関わらず一定位置となり、このピストンロ
ッド３７に当接するストッパネジ３５をアーム３４を介
して固定した横方向摺動台１０の位置も、横送り台３の
位置に関わらず一定位置となる。この位置で背面加工主
軸１５が主軸中心線上にある突切り加工位置Ｏとなるよ
うにストッパネジ３５を調整することによって、横方向
摺動台１０に設けられた背面加工主軸１５は、横送り台
３の位置に関わらず主軸中心線上である突切り加工位置
Ｏに保持される。

【００２３】ストッパネジ３５の上方には、背面加工主
軸１５の位置を背面加工位置Ｏ’又は突切り加工位置Ｏ
に保持するための前述のシリンダ３８が設けてある。こ
のシリンダ３８は、単独で作動するときには、前述のよ
うに、横送り台３上の第２ターレット刃物台５と背面加
工主軸１５との相対位置を背面加工位置Ｏ’に位置決め
して保持するものであって、ストッパ座４０は、第２タ
ーレット刃物台５のハウジング８に設けられているの
で、第２ターレット刃物台５と背面加工主軸１５の中心
線との相対位置を、横送り台３の移動に関わりなく、一
定位置に保持される。一方、背面加工主軸１５を突切り
加工位置Ｏに位置決めするシリンダ３６と共に作動する
ときには、シリンダ３６より小径なので、シリンダ３６
のピストンロッド３７が突出することによって出力の差
によって押し戻され、シリンダ３６と協同して背面加工
主軸１５を突切り加工位置Ｏに押圧して保持する。

【００２４】次に作動について説明する。図１におい
て、主軸７のチャックに把持され、ガイドブッシュ２に
支持された棒材６の旋削加工は、図示のように、主軸台
１を左方に前進させ、第１又は第２ターレット刃物台
４、５（図では第１ターレット刃物台４）を選択して主
軸７に把持された棒材６に接近させ、ターレット刃物台
４、５に取付けられた工具４３、４５等を棒材を挟んで
対向させ、両側からそれぞれ交互に接近させて、横送り
台３の移動と主軸７の軸方向の移動とを合成することに
より、周知の旋削加工が行われる。主軸７に把持された
棒材６の所定の旋削加工が終了すると、その工作物は突
切り加工によって切断されるが、その方法は以下の通り
である。

【００２５】先ず横送り台３を手前側（図４では左側）
に移動させ、第２ターレット刃物台５を図４に示す突切
り待機位置へ送る。この待機位置では、シリンダ３８の
ピストンロッド３９が突出しているので、横方向摺動台
１０が相対的に右方向に移動し、ストッパネジ４１とス
トッパ座４２が当接して、主軸７の主軸中心線Ｏに対し
て背面加工主軸１５の中心Ｏ’は、図４に示すように、
第２ターレット刃物台５の側に偏位している。

【００２６】次にシリンダ３６のピストンロッド３７を
突出させて横方向摺動台１０を左方向に移動させ、背面
加工主軸中心を主軸中心に一致させる。この時、シリン
ダ３８のピストンロッド３９は突出したままであって
も、シリンダ３６の内径がシリンダ３８の内径より大き
いのでシリンダ３６の出力の方が大きく、シリンダ３６
の出力によってシリンダ３８のピストンロッド３９が押
し戻されて横方向摺動台１０が図４左方向に移動し、ピ
ストンロッド３７が最も突出した位置で停止し、横方向
摺動台１０は、シリンダ３６のピストンロッド３７とシ
リンダ３８のシリンダロッド３９によって押圧され、保
持される。

【００２７】尚、この移動、位置決め機構は、安価で簡
単な構成とするために２個のシリンダを採用したもので
あって、周知のパルスモータ、送りネジ機構を採用する
ことができるのは勿論である。

【００２８】次にパルスモータ１３により縦方向摺動台
１２ａ上に設けられた背面加工主軸台１２が旋盤の主軸
台１に向かって移動し、背面加工主軸１５のコレットチ
ャック１７が開かれ、背面加工主軸台１２の最前進位置
でコレットチャック１７を閉じて加工済みの棒材６の先
端を把持し、モータ３０により旋盤の主軸７と同一速度
で背面加工主軸１５を回転させて、棒材６を主軸と共に
把持して回転する。

【００２９】続いてＮＣ装置により、横送り台３を図４
左方向に送り、第２ターレット刃物台５に取付けられた
突切りバイト４４（図４）によって棒材を切断する。こ
の時、背面加工主軸台１２は、横方向摺動台１０から下
垂したアーム３４に設けられたシリンダ３８がガススプ
リングとして働き、シリンダ３６のピストンロッド３７
に横方向摺動台１０を圧接しているので、横送り台３の
移動に伴って背面加工主軸１５が横方向に動くことはな
い。

【００３０】この突切り加工は、２個のシリンダに代え
て周知のパルスモータ、送りネジ機構を採用したときに
は、横送り台３と横方向摺動台１０とを全く同じ送り速
さで逆方向に移動させることによって達成されることは
自明である。

【００３１】突切り加工が完了すると、シリンダ３６の
ピストンロッド３７が後退して、背面加工主軸１５が背
面加工位置Ｏ’に後退すると共に、横送り台３は図１に
示す位置に後退し、旋盤の主軸台側では、主軸７内の棒
材６を所定量だけ押し出し、第１ターレット刃物台４の
工具４３等により主軸７に把持された棒材６の次の加工
を開始する。

【００３２】一方、背面加工装置側では、背面加工主軸
１５が背面加工位置Ｏ’に後退したことを確認し、第２
ターレット刃物台５を割出回転し、これに取付けられた
各種の背面加工用の工具、例えば、図１のスリッタ４５
又は図２のドリル４６などにより背面加工主軸１５にチ
ャックされた半製品６ａに背面加工を行う。

【００３３】即ち、図１の例では、第１ターレット刃物
台５に取付けられた工具（バイト）４３で主軸７に把持
された棒材６の加工を行うと同時に、背面加工主軸１５
を停止して、第２ターレット刃物台５に取付けられた２
次加工用工具軸に固定された回転工具（スリッタ）４５
で半製品６ａに背面のスリッチング加工を行い、また、
図２の例では背面加工主軸１５を回転させ、第２ターレ
ット刃物台５に固定されたドリル４６により背面からの
穴明け加工を行う。

【００３４】このとき、シリンダ３８のピストンロッド
３９が突出することによってストッパネジ４１とストッ
パ座４２とが当接して、背面加工主軸１５の中心は背面
加工位置Ｏ’の位置に位置決め保持されている。

【００３５】もし、半製品６ａの半径方向の送りを必要
とする場合には、シリンダ３６のピストンロッド３７の
速度を制御しながら後退させることによって可能であ
り、横方向摺動台の送りにパルスモータ、送りネジ機構
を採用するときには、より正確で確実な送りを与えるこ
とが出来る。

【００３６】この背面加工についても、２個のシリンダ
に代えて周知のパルスモータ、送りネジ機構を採用した
ときには、横送り台３に対して横方向摺動台１０を駆動
するパルスモータ、送りネジ機構をロックし、あるいは
所定の送り速度で移動させることによって達成されるこ
とは自明である。

【００３７】背面加工の終了した完成品は、シリンダ２
６のピストンロッド２７が突出してノックアウトロッド
２５を押し出すと同時にコレットチャック１７がシリン
ダ２３の作動で開き、完成品をノックアウトする。

【００３８】

【発明の効果】以上で明らかなように、本発明によれ
ば、特開昭５８−１５５１０６号公報に示す発明の背面
加工主軸に横方向の動きを付加して、背面加工主軸の位
置を主軸中心線上の突切り加工位置と主軸中心線からオ
フセットした背面加工位置とに分けることによって、突
切り加工位置で背面加工主軸が縦方向に移動することに
よって主軸台で加工された棒材を把持し、突切り加工に
よって切り離された半製品を受け取り、背面加工主軸台
が横方向に移動して主軸台の主軸中心からオフセットし
た背面加工位置で背面加工を行うように構成されている
ので、各部の移動距離が短く、機械が簡単な構造で小型
にまとめられる。更に、棒材の突切り作業後、主軸台で
の次の棒材の加工を直ちに行うことができるので効率よ
く作業を行うことができるものである。また、本発明の
背面加工主軸を有する棒材加工用旋盤は、従来の棒材加
工用旋盤と同様に、主軸に把持された棒材を第１及び第
２の刃物台で交互に加工することが可能であるととも
に、主軸による加工の終了した被加工物（半製品）を、
主軸と背面加工主軸とで同時に把持して突切り加工を行
って背面加工主軸に移し、背面加工主軸を主軸中心線位
置からオフセットした背面加工位置に移動させて背面加
工を行うので、主軸に把持された棒材と、背面加工主軸
に把持された半製品とが相互に干渉することはなく、そ
れぞれ独立して第１及び第２の刃物台の工具で加工可能
であり、背面加工主軸に把持された半製品の加工が完了
して完成品として排出された後は、再び、主軸に把持さ
れた棒材を第１及び第２の刃物台の双方で加工すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の背面加工装置を備えた棒材加工用旋盤
を概略的に示す平面図。

【図２】本発明の背面加工装置の概略を示す斜視図。

【図３】背面加工主軸部分を切断して示した背面加工主
軸台の正面断面図。

【図４】本発明の要部を主軸台側から見た右側面図。

【図５】同平面図。

【符号の説明】

１ 主軸台 ２ ガイドブッシュ ３ 横送り台 ４ 第１ターレット刃物台 ５ 第２ターレット刃物台 ６ 棒材 ６ａ 半製品 ７ 主軸 １０ 横方向摺動台 １２ 背面加工主軸台 １５ 背面加工主軸 １７ コレットチャック ２５ ノックアウトロッド ３１ 摺動案内部材 ３５ ストッパネジ ３６ シリンダ ３７ ピストンロッド ３８ シリンダ ３９ ピストンロッド ４０ ストッパ座 ４１ ストッパネジ ４２ ストッパ座

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒材を把持して回転する主軸と、該主軸
   を回転可能に支持する主軸台と、前記主軸の中心線方向
   に前記主軸台と相対的に接近離間し、且つ前記主軸中心
   線に直交して摺動する横送り台と、該横送り台上に主軸
   中心線を挟んでほぼ対称に配置されて相互に対向し、前
   記主軸に把持された棒材を対向する両側からそれぞれ交
   互に接近して加工可能に配置された第１及び第２の刃物
   台とを有する棒材加工用旋盤において、 前記主軸中心線に平行で且つ前記第１及び第２の刃物台
   の中間に位置し、前記主軸に対向して配置され、切り離
   された半製品を把持して回転する背面加工主軸と、 該背面加工主軸を回転可能に支持する背面加工主軸台
   と、 該背面加工主軸台を前記主軸中心線と平行に摺動可能に
   支持する縦方向摺動台と、 前記背面加工主軸の中心線を前記主軸中心線からオフセ
   ットした背面加工位置と、前記主軸中心線と同芯である
   突切り加工位置との間を前記主軸中心線に直交して摺動
   させる横方向摺動台と、 前記横方向摺動台を前記背面加工位置と前記突切り加工
   位置とに位置決めする横方向摺動台の位置決め手段と、 前記第１及び第２の刃物台は共に複数の工具が取付可能
   であって、且つ突切り加工位置に接近した側の第１の刃
   物台には主軸に把持された棒材を加工する工具のみを取
   り付け、背面加工位置に接近した側の第２の刃物台には
   主軸に把持された棒材を加工する工具と背面加工主軸に
   把持された半製品を加工する工具との双方を同時に取り
   付けることを特徴とする棒材加工用旋盤の背面加工装
   置。