JP4140687B2

JP4140687B2 - クランクピン旋盤

Info

Publication number: JP4140687B2
Application number: JP2002057471A
Authority: JP
Inventors: 元小川; 智千田
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: US6672184B2; JP2003260601A; US20030177876A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸にクランクシャフトをピンが主軸軸線上に位置するようにクランプし、ピンをバイトにより旋削加工するクランクピン旋盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
４気筒エンジン用のクランクシャフトの未加工のピンを回転駆動される主軸の軸線上に位置決めするために、クランクシャフトを主軸に対して相対的に１８０度割出し回転する装置を備えたクランクピン旋盤として、ワーク移送機構によりクランクシャフトを把持し、主軸に装備されクランクシャフトのジャーナルを把持するチャックを開放し、主軸を１８０度だけ割出し回転し、ワーク移送機構をピンの偏心量の２倍だけ主軸半径方向に移動させ、未加工のピンを主軸軸線上に位置決めしてチャックでジャーナルを把持する偏心ワークの加工装置が特開平８−１１００１号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のクランクピン旋盤においては、クランクシャフトを主軸に対して割出し回転するために、ワーク移送装置によりクランクシャフトを把持してジャーナルをチャックから抜き出し、主軸を１８０度回転し、ワーク移送装置をピンの偏心量だけ半径方向に移動し、その後にジャーナルをチャックに挿入してクランプしなければならず、次に加工するピンの主軸軸線上への位置決めに時間がかかるとともに、チャックが一つの位相のピンの加工後に、ジャーナルを一旦開放するので、クランクシャフトと主軸との間に回転方向のズレが生じ、他のピンの主軸軸線上への位置決めに誤差が生じる問題があった。また、ワーク移送装置がクランクシャフトを把持して移送しなければならず、装置が大型化してコスト高になる不具合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、主軸駆動装置により回転される主軸を軸承する主軸台をベッドに載置し、該主軸にクランクシャフトのジャーナルをピンが主軸軸線上に位置するように偏心してクランプし、バイトが取り付けられた工具台を前記ベッドに装架して工具台送り装置により前記主軸台に対して相対移動して前記ピンを前記バイトによって旋削加工するクランクピン旋盤において、前記主軸に前記ピンの偏心量だけ偏心して前記主軸軸線と平行な軸線回りに回転可能に支承された回転体と、前記回転体と前記主軸との間に介在され係合状態で該回転体と前記主軸との相対回転を規制し開離状態で相対回転を許容する係脱装置と、前記回転体に設けられ前記クランクシャフトのジャーナルを着脱可能にクランプするクランプ装置と、前記ベッド上に装架され押動体送り装置により前記主軸軸線に向かって進退移動されて前記ピンを押動するピン押動体と、前記係脱装置を開離状態にし、前記回転体に前記ジャーナルを前記クランプ装置によりクランプした状態で、加工されたピンを前記ピン押動体により押動して前記回転軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めするとともに、前記主軸を前記主軸に対するクランクシャフトの割出し回転角度の半分だけ回転して次に加工するピンを前記主軸軸線上に位置決めし、該位置決めが完了すると前記係脱装置を係合状態にする制御装置を設けたことである。
【０００５】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のクランクピン旋盤において、前記制御装置は数値制御装置であり、前記主軸駆動装置、工具台送り装置及び押動体送り装置は、数値制御装置からの指令に基づいて数値制御されるサーボモータを夫々含み、前記数値制御装置は、前記係脱装置を開離状態にし、前記押動体送り装置と前記主軸駆動装置とを同時２軸制御して、加工されたピンを前記ピン押動体により押動して前記回転軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めするとともに、前記主軸を前記主軸に対するクランクシャフトの割出し回転角度の半分だけ回転して次に加工するピンを前記主軸軸線上に位置決めし、該位置決めが完了すると前記係脱装置を係合状態にすることである。
【０００６】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のクランクピン旋盤において、前記ベッド上に載置された前記工具台に前記ピン押動体を装架し、前記工具台送り装置は前記押動体送り装置としても機能することを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクピン旋盤。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３に記載のクランクピン旋盤において、前記工具台に板状の割出し体を前記主軸軸線と平行な軸線回りに割出し回転可能に装架し、該割出し体の外周部に前記バイト及びピン押動体を取り付け、前記割出し体を割出し装置により割出し回転して前記バイト又は前記ピン押動体を前記主軸軸線上に位置決めされたピンと対向する位置に割出すことである。
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４に記載のクランクピン旋盤において、前記ピン押動体は前記割出し体に外方に向かって進退可能に装架され、シリンダ装置により進退移動されることである。
【０００９】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、主軸にクランクシャフトのピンの偏心量だけ偏心して主軸軸線と平行な軸線回りに回転可能に支承された回転体にジャーナルをクランプした状態で、主軸と回転体との間に介在された係脱装置を開離し、ピン押動体を主軸軸線に向かって前進し加工されたピンを押動して前記主軸軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めし、主軸をクランクシャフトの割出し回転角度の半分だけ回転して次に加工するピンを主軸軸線上に位置決めし、その後に係脱装置を係合するようにしたので、簡単且つ低コストな機構により、ピンを主軸軸線上に短時間で正確に位置決めして旋削加工することができる。
【００１０】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に記載のクランクピン旋盤において、ピン押動体を進退移動する押動体送り装置と主軸を回転する主軸駆動装置とを数値制御装置によって同時制御して、加工されたピンをピン押動体により押動して回転軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めするとともに、主軸をクランクシャフトの割出し回転角度の半分だけ回転して次に加工するピンを主軸軸線上に位置決めするので、請求項１に記載の発明の効果に加え、次に加工するピンを簡単な操作で、正確、且つ円滑に主軸軸線上に位置決めすることができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１又は２に記載のクランクピン旋盤において、バイトを取り付ける工具台にピン押動体を装架したので、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、機構を更に簡略にして低コスト化することができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項３に記載のクランクピン旋盤において、工具台に板状の割出し体を主軸軸線と平行な軸線回りに割出し回転可能に装架し、該割出し体の外周部にバイト及びピン押動体を取り付け、割出し体を回転してバイト又はピン押動体を作動位置に割出し、主軸軸線上に位置決めされたピンをバイトで旋削加工した後に、ピン押動体により加工済みピンを押動しながら主軸を回転して次に加工するピンを主軸軸線上に正確且つ迅速に位置決めすることができる。
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項４に記載のクランクピン旋盤において、前記ピン押動体をシリンダ装置により外方に向かって突出した状態で工具台を前進し、加工されたピンをピン押動体により押動して回転軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めするようにしたので、請求項４に記載の発明の効果に加え、ピン押動体を不使用時は後退させて他の装置との干渉を防止することができる。
【００１４】
【実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１はクランクピン旋盤の全体構成、図２は主軸台の詳細を示し、図３は左右の主軸台に軸承された主軸のチャックにクランクシャフトWを把持し、バイトにより旋削加工する状態を示している。ベッド１上には、左右一対の主軸台２，２が互いに対向して載置され、各主軸台２には主軸駆動装置４により回転駆動される主軸３が軸承されている。クランクシャフトＷは、ジャーナルＪに対して偏心量L1だけ偏心したピンＰが主軸３の主軸軸線上に位置するように位置決めされて両端のジャーナルＪ，Ｊを主軸３，３に設けたクランプ装置５，５によりクランプされている。
【００１５】
ベッド１上にはサドル６が主軸軸線Ｃと平行なＺ軸方向に摺動可能に載置され、サーボモータ７によって回転駆動されるボールねじ機構８によりＺ軸方向に移動される。サドル６上には、工具台９が主軸軸線Ｃと直角なＸ軸方向に摺動可能に載置され、サーボモータ１０によって回転駆動されるボールねじ機構１１によりＸ軸方向に移動される。サドル６、サーボモータ７，１０及びボールねじ機構８，１１等によって工具台９を主軸台２に対して相対移動する工具台送り装置が構成されている。工具台９には、７角形の板状の割出し体１３が主軸軸線と平行な軸線回りに回転可能に装架され、割出し装置３６により割出し体１３が割出し回転され、割出し体１３の外周部分に各辺に対応して形成されたバイト取付部１４が主軸台２，２と対向する加工位置に割出される。割出し体１３の一辺部分には、ピン押動体１５が装架され、割出し装置３６により割出し体１３が割出し回転され、ピン押動体１５が主軸軸線Ｃ上に位置決めされたピンＰと対向する作動位置に割出される。
【００１６】
左右の主軸台２，２は同一構成であるので、左主軸台２について詳説し、右主軸台２の説明を省略する。主軸台２には、主軸３が軸受１６によって回転可能に軸承され、主軸３の後端部に固着されたタイミングギヤ１７と主軸台２に固定されたサーボモータ１８の出力軸に嵌着されたタイミングギヤ１９とがタイミングベルト２０によって回転連結され、サーボモータ１８によってＣ軸回りに回転駆動される。サーボモータ１８、タイミングギヤ１７，１９、タイミングベルト２０等によってサーボモータを含む主軸駆動装置４が構成されている。
【００１７】
主軸３の先端部には、支持体２１がスペーサ２２を介在してボルトにより固定されている。支持体２１には筒状の回転体２３が主軸軸線Ｃと平行でピンＰの偏心量L1だけ主軸軸線Ｃから偏心した偏心軸線Ｅ回りに軸受２４によって回転可能に支承されている。ピンＰの偏心量がL1と異なるＬ2であるクランクシャフトWのピンＰを旋削加工する場合は、主軸軸線Ｃと偏心軸線Ｅとの間隔が偏心量L2となるスペーサ２２を介在して支持体２１を主軸２の先端部にボルトにより固定する。回転体２３の外周部には歯付きカップリング２５が固定され、支持体２１には歯付きカップリング２６が歯付きカップリング２５の外周側に並んで固定されている。２７は歯付きカップリング２５及び２６に係脱する歯付きカップリングで、回転体２３を取り巻く環状ピストン２８に固定されている。環状ピストン２８は支持体２１に回転体２３を取り巻いて形成された環状シリンダ２９に嵌合されている。環状ピストン２８は、環状シリンダ２９の底部との間に介在された複数の圧縮スプリング３０によって前方に付勢されて歯付きカップリング２７を歯付きカップリング２５，２６に噛合させ、回転体２３を支持体２１に対して回転方向に位置決め固定する。環状シリンダ２９の前室に圧油が供給されて環状ピストン２８が後退されると、歯付きカップリング２７が歯付きカップリング２５，２６から離脱し、回転体２３は自由回転可能となる。支持体２１は主軸３に固定されているので、歯付きカップリング２５〜２７及び環状シリンダ装置２８〜３０等は、回転体２３と主軸３との間に介在され、係合状態で回転体２３と主軸３との相対回転を規制し、離脱状態で相対回転を許容する係脱装置３１を構成する。
【００１８】
回転体２３には、クランクシャフトＷのジャーナルＪを着脱可能にクランプするクランプ装置としてコレットチャック３２が設けられている。回転体２３の内周穴には、ジャーナルＪを把持する複数の把持爪３３ａが先端部に弾性変形可能に形成されたコレット体３３が回り止めされて遊嵌されている。把持爪３３ａの外周には、前方に向かって大径となるテーパが形成され、該テーパが回転体２３の前端に固定されたテーパ体３４に前方に向かって大径に形成されたテーパ穴と係合している。コレット体３３の底部にはジャーナルＪの端面に穿設されたセンタ穴と嵌合するセンタ３５が偏心軸線Ｅ回りに回転可能に軸承されている。支持体２１には連結体３７が回転体２３の後端に対向して偏心軸線Ｅ方向に移動可能に嵌合され、連結体３７の前端部に内方に形成された突起部がコレット体３３の後端外周部に刻設された凹部と係合し、コレット体３３を偏心軸線Ｅ方向に進退移動して把持爪３３ａをテーパ係合により開閉するようになっている。連結体３７は、回転体２３の後端に相対回転を規制されて軸線方向に相対移動可能に係合され、後端部には係合体３８が軸線方向の相対移動を規制して回転可能に支承されている。
【００１９】
回転体２３に固定されたテーパ体３４の端面には位置決めピン４６が突設され、ローダによって搬入されたクランクシャフトＷが左右主軸台２のセンタ３５間に挟持された状態で、カウンタバランスに形成された基準面が位置決めピン４６に押圧されると、最初に旋削加工される位相のピンＰが主軸軸線Ｃ上に位置決めされる。位置決めピン４６には圧縮エアが噴出される検出穴４６ａが穿設され、基準面が位置決めピン４６に当接して検出穴４６ａを閉鎖したことによる検出穴４６ａ内の圧力上昇を検知してクランクシャフトＷが位置決めされたことを確認している。
【００２０】
主軸３には、作動ロッド３９が軸線上に相対回転を規制して軸線方向に相対移動可能に嵌合され、先端には大径部４０が一体的に固定されている。大径部４０には半径溝４０ａが刻設され、半径溝４０ａに係入された係合体３８の前側段部の前方に位置して係合体３８と作動ロッド３９との軸線方向の相対移動を規制し、半径方向の相対移動を許容する押え板４１が半径溝４０ａの両縁部に固定されている。作動ロッド３９の後端部には主軸３の後端に固定されたシリンダ装置４２のピストンが連結され、シリンダ装置４２にはインデューサ４３を介して圧縮エアが給排され作動ロッド３９を進退移動する。作動ロッド３９には、環状シリンダ２９の前室に圧油を給排するための油路３９ａ、位置決めピン４６に穿設された検出穴４６ａに圧縮エアを供給するエア通路３９ｂが軸線方向に穿設され、油路３９ａはインデューサ４４を介して油圧源に連結され、エア通路３９ｂはインデューサ４５を介してエア源に連通されている。
【００２１】
図４に示すように、工具台９には割出し軸５０が主軸軸線Ｃと平行な割出し軸線上で割出し回転可能に、且つ割出し軸線方向に移動可能に軸承されている。即ち、工具台９に設けられたシリンダ９ａにピストン体５１が嵌合され、ピストン体５１に割出し軸５０が貫通して軸受５２により軸承されている。割出し軸５０は後端部に嵌着された歯車５３等の歯車機構を介して工具台に固定された油圧モータ５４の出力軸に回転連結されている。割出し軸５０の前端に形成されたフランジ部５０ａの背面には、歯付きカップリング５５が固定され、ピストン体５１の往復動による割出し軸５０の進退移動によって工具台９に固定された歯付きカップリング５６と係脱する。
【００２２】
フランジ部５０ａには、図５に示す７角形の板状の割出し体１３が固定され、割出し体１３には、６個の辺に対応してバイト取付部１４が形成され、１個の辺に対応してピン押動体１５が進退可能に装架されている。バイト取付部１４には、肉厚がピンＰ部分の両側ショルダの間隔のほぼ半分の厚さで割出し体１３の外周の各辺から内側に向かって円弧状に延在する凹部１４ａが形成されている。凹部１４ａの円弧の半径は、バイト取付部１４に取り付けられたバイトＴによりピンＰを旋削加工するとき、回転するクランクシャフトＷのカウンタバランスが割出し体１３の外周部と干渉しない半径とする。図６に示すように、割出し体１３の表面には、５個所のバイト取付部１４に対応してバイト嵌合溝１４ｂが半径方向に刻設され、バイト嵌合溝１４ｂの両側にはバイト嵌合溝１４ｂより浅いクランパ係合溝１４ｃが刻設されている。１個所のバイト取付部１４においては、図７に示すように、凹部１４ａの底面にバイト嵌合溝１４ｂが半径方向に刻設され、バイト嵌合溝１４ｂの両側にはバイト嵌合溝１４ｂより浅いクランパ係合溝１４ｃが刻設されている。両側面を下面に向かって幅広に傾斜して形成されたバイトＴは、バイト嵌合溝１４ｂに底部を嵌入され、先端部下面に一体的に突設された突出部をバイト取付部１４の外周端面に当接して位置決めされ、傾斜した両側面とクランパ係合溝１４ｃの両側壁との間に夫々挿入されたクランパ５７をボルト５７によって凹部１４ａ方向に締め付けることにより固定されている。
【００２３】
バイト取付部１４は、かなりの肉厚を有する多角形の板状の割出し体１３を主軸軸線と平行な軸線回りに割出し回転可能に工具台９に装架し、割出し体１３に外周の各辺から内側に向かって円弧状に凹部１４ａを形成し、凹部１４ａの底部の表面側又は裏面側に刻設したバイト嵌合溝１４ｂにバイトＴを嵌入し、クランパ係合溝１４に挿入されたクランパ５７により固定する構成としている。これにより、バイトＴを含めたバイト取付部１４の厚みを薄くすることができるにも拘わらず、バイト取付部１４の凹部１４ａの薄肉底部は外周への解放面以外は割出し体１３の板厚を確保した段壁で囲まれ、且つ旋削抵抗方向に延在しているので、静的にも動的にも剛性が高くなる。従って、クランクシャフトＷのピンＰ又はジャーナルＪのように旋削加工する円筒部の両側に長いショルダが形成され、肉厚が両側ショルダの間隔のほぼ半分のバイト取付部１４をショルダ間に突き出した状態で円筒部をバイトで旋削加工しても、バイト取付部１４は十分な剛性を有し高精度に旋削加工することができ、且つ回転するクランクシャフトのショルダ部は凹部１４ａ内を回転するので、割出し体１３と干渉することがない。
【００２４】
割出し体１３には、ピン押動体１５が１個の辺から外方に向かって進退可能に装架されている。６０はピン押動体１５の後端面から半径方向に突設された一対のロッドで、割出し体１３に固定された案内体６１に摺動可能に嵌合されている。割出し体１３にはシリンダ装置６２が一対のロッド６０の間で固定され、ピストンロッド６３がピン押動体１５の高端面に連結されている。割出し軸５０及び割出し体１３に穿設された油路６４ａ，６４ｂがシリンダ装置６２に接続され、油路６４ａ，６４ｂが割出し軸５０の後端部に設けられたインデューサ６５を介して油圧源に接続されている。ピン押動体１５は、サーボモータ１０、送りねじ機構１１による工具台９のＸ軸方向の移動により主軸軸線Ｃに向かって進退移動され、ピン押動体１５を主軸軸線Ｃに向かって進退移動する押動体送り装置は、工具台９、サーボモータ１０、送りねじ機構１１等により構成される。
【００２５】
７０は数値制御装置で、サーボモータ７，１０，１８に接続されてサドル６、工具台９のＺ軸、Ｘ軸方向の移動及び主軸３の回転を数値制御するとともに、環状シリンダ２９への圧油の給排、シリンダ装置４２への圧縮エアの給排を制御して係脱装置３１の係脱、コレットチャック３２の開閉を制御する。さらに、シリンダ９ａに圧油を給排し、油圧モータ５４を回転制御して選択されたバイトＴ又はピン押動体１５を作動位置に割出し制御する。また、シリンダ装置６２への圧油の給排を制御してピン押動体１５の進退移動を制御する。
【００２６】
次に、本発明に係るクランクピン旋盤の実施形態の作動を説明する。クランクシャフトＷがローダにより搬入され、左方にシフトされて左端ジャーナルＪが左主軸台２のコレットチャック３２に挿入され、センタ穴がセンタ３５に係合される。その状態で右主軸台２が左方に移動され、右端ジャーナルＪが右主軸台のコレットチャック３２に挿入されてセンタ３５に嵌合され、クランクシャフトＷは両センタ３５間に挟持される。数値制御装置７０の指令によりサーボモータ１０が駆動されて工具台９が所定位置に前進された後、シリンダ装置６２によってピン押動体１５が前進されてピンＰを押動し、カウンタバランスに形成された基準面を位置決めピン４６に押圧し、最初に旋削加工するピンＰを主軸軸線Ｃ上に位置決めする。基準面が位置決めピン４６に当接して検出穴４６ａを閉鎖し、検出穴４６ａ内の圧力上昇が圧力スイッチによって検知され、クランクシャフトＷが位置決めされたことが確認されると、シリンダ装置４２から圧縮エアが排出されて作動ロッド３９がシリンダ装置４２に内装された圧縮スプリングのばね力によって後退され、押え板４１、係合体３８、連結体３７を介してコレット体３３が引っ張られ、両端のジャーナルＪがコレットチャック３２に把持される。
【００２７】
主軸３がタイミングギヤ１９，１７、タイミングベルト２０を介してサーボモータ１８により駆動され、サドル６がボールねじ機構８を介してサーボモータ７によりＺ軸方向に移動されるとともに、工具台９がボールねじ機構１１を介してサーボモータ１０によりＸ軸方向に進退され、主軸軸線Ｃ上に位置決めされたピンＰがバイトＴによって旋削加工される。他のバイトＴによる旋削加工を行なう場合、工具台９がサーボモータ１０により後退され、シリンダ９ａの後室に油圧が供給され、割出し軸５０を軸承するピストン体５１が前進されて歯付きカップリング５５，５６が開離し、割出し軸５０延いては割出し体１３が歯車機構を介して油圧モータ５４により回転され、次に使用されるバイトＴがピンＰと対向する位置に割出される。その後、シリンダ９ａの前室に油圧が供給され、ピストン体５１が後退されて歯付きカップリング５５，５６が係合し、割出し体１３が位置決め固定される。そして、サドル６、工具台９がサーボモータ７，１０によりＺ軸及びＸ軸方向に移動され、主軸軸線Ｃ上で回転されるピンＰが新たに割出されたバイトＴにより旋削加工される。例えば４気筒エンジン用のクランクシャフトＷのピンＰを旋削加工する場合、同じ位相の第１，４ピンをこのように旋削加工した後、工具台９は後退端に後退される。加工の一例としては、図８（ａ）に示す両側にチップが固定されたバイトＴを装着したバイト取付部１４を作動位置に割出し、工具台９を前進して両側のショルダを旋削加工し、加工後に工具台９を後退し、図８（ｂ）のようにチップが左端に固定されたバイトを凹部１４ａの底面に装着されたバイト取付部１４を作動位置に割出し、サーボモータ７，１０を２軸制御してサドル６と工具台９とを関連付けて移動し、ピンＰの左半分のＲ部と円筒部を旋削加工し、加工後に工具台９を後退し、図３のようにチップが右端に固定されたバイトを割出し体１３の表面側に装着したバイト取付部１４を作動位置に割出し、サーボモータ７，１０を２軸制御してサドル６と工具台９とを関連付けて移動し、ピンＰの右半分のＲ部と円筒部を旋削加工する。
【００２８】
第１，４ピンＰと１８０度だけ位相が異なる第２，３ピンＰを主軸軸線Ｃ上に割出すために、数値制御装置７０の指令に基づいて環状シリンダ２９の前室に圧油がインデューサ４４、油路３９ａを介して供給され、環状ピストン２８が圧縮スプリング３０のばね力に抗して後退され、歯付きカップリング２７が歯付きカップリング２５，２６から開離し、歯付きカップリング２５延いては回転体２３が自由回転可能となる。割出し体１３が前述と同様に割出し位置決めされてピン押動体１５が旋削加工された第４ピンＰと対向する作動位置に割出され、ピン押動体１５は第４ピンＰに接近するためにシリンダ装置６２の作動によりピンＰ方向に突出される。この状態で、ピン押動体１５の前端が主軸軸線Ｃ上の旋削加工された第４ピンＰと当接する位置まで工具台９がサーボモータ１０により前進され（図９（ａ））、続いてサーボモータ１０とサーボモータ１８とが同時２軸制御されてピン押動体１５の前進と主軸３の回転とが関連付けて行なわれ（図９（ｂ））、旋削加工された第４ピンＰがピン押動体１５により押動されて、ピンＰのジャーナルＪからの偏心量L1の２倍の距離だけ主軸軸線Ｃから離れた位置に位置決めされるとともに、主軸３が、クランクシャフトＷを主軸３に対して割出し回転する角度（４気筒エンジンの場合１８０度）の半分だけ回転して次に加工する第２，３ピンＰを主軸軸線Ｃ上に位置決めする（図９（ｃ））。加工誤差等を吸収するために、ピン押動体１５とシリンダ装置６２のピストンロッド６３とを圧縮スプリングを介在して連結し、過負荷が作用した場合にピン押動体１５が圧縮スプリングのばね力に抗して後退できるようにしてもよい。
【００２９】
第２，３ピンＰの主軸軸線Ｃ上への割出しが完了すると、環状シリンダ２９の前室の圧油が排出され、環状ピストン２８が圧縮スプリング３０により前進され、歯付きカップリング２７が歯付きカップリング２５，２６と係合して回転体２３が主軸３に対して位置決め固定される。ピン押動体１５と主軸３との同期移動による第２，３ピンＰの主軸軸線Ｃ上への割出し回転に若干誤差があっても歯付きカップリング２５〜２７の係合により回転体２３は主軸３に対して正確に１８０度割出し回転され、第２，３ピンＰは主軸軸線Ｃ上に正確に位置決めされる。その後、工具台９がサーボモータ１０により後退され、ピン押動体１５がシリンダ装置６２により後退され、第２ピンＰの旋削加工に最初に使用されるバイトＴが第２ピンＰと対向するように割出し体１３が前述と同様に割出し回転され、第２ピンＰがバイトＴにより旋削加工される。必要なバイトＴが順次作動位置に割出されて第２ピンＰが旋削加工され、第２ピンＰの加工が完了すると、工具台９が第４ピンＰと対向するようにサドル６がサーボモータ７により移動され、第４ピンＰが同様に旋削加工される。
【００３０】
第１乃至４ピンＰの加工が完了すると、ローダがクランクシャフトＷの下方に移動され、シリンダ装置４２にインデューサ４３を介して圧縮エアが供給され、ロッド３９がシリンダ装置４２に内装された圧縮スプリングのばね力に抗して前進され、係合体３８、連結体３７を介してコレット体３３が前進され、両端のジャーナルＪがコレットチャック３２から解放され、右主軸台２が右方に移動されてチャック３２がジャーナルＪから開離され、ローダが右方にシフトして左端のジャーナルＪを左主軸台２のコレットチャック３２から抜き出し、旋回してクランクシャフトＷを機外に搬出する。
【００３１】
上記実施形態では４気筒エンジン用のクランクシャフトＷについて説明したが、６気筒、８気筒のエンジン等のクランクシャフトＷについても次に加工するピンを同様に主軸軸線Ｃ上に割出すことができる。例えば６気筒エンジン用のクランクシャフトＷの場合、次に加工するピンを主軸軸線Ｃ上に位置決めするためには、クランクシャフトＷを主軸３に対して１２０度だけ相対回転する必要があるので、旋削加工したピンをピン押動体１５により所定位置まで押動するとともに、主軸３を６０度だけ割出し回転すれば、次に加工するピンを主軸軸線Ｃ上に位置決めすることができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、サーボモータ１０，１８を同時２軸制御してピン押動体と主軸３とを同期して移動させているが、４気筒エンジン用のクランクシャフトの場合は、旋削加工したピンを主軸軸線ＣとジャーナルＪの軸線とを結ぶ線分の延長線上に位置決めするので、旋削したピンをピン押動体１５により所定圧力で押動し、主軸３の回転に連動してピンをピン押動体１５により所定位置まで押動するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、上記実施形態では、バイトを固定する割出し体１３にピン押動体１５を取り付けたが、Ｘ軸方向に移動する移動体を工具台９と別体にベッド１上に装架し、この移動体にピン押動体１５を取り付けて押動体送り装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクランクピン旋盤の実施形態を示す図。
【図２】主軸台の縦断面図。
【図３】左右主軸のチャックに把持されたクランクシャフトWをバイトにより旋削加工する状態を示す図。
【図４】工具台の割出し体部分の断面図。
【図５】割出し体へのバイト及びピン押動体の取付け状態を示す図。
【図６】割出し体の表面のバイト取付部を示す図。
【図７】凹部底面のバイト取付部を示す図。
【図８】各種バイトによるピン部の旋削加工状態を示す図。
【図９】ピンの割出し動作を説明する図。
【符号の説明】
１・・・ベッド、２・・・主軸台、３・・・主軸、４・・・主軸駆動装置、５・・・クランプ装置、６・・・サドル、７，１０，１８・・・サーボモータ、９・・・工具台、１３・・・割出し体、１４・・・バイト取付部、１５・・・ピン押動体、２３・・・回転体、２５〜２７・・・歯付きカップリング、２８・・・環状ピストン、２９・・・環状シリンダ、３１・・・係脱装置、３２・・・コレットチャック、３６・・・割出し装置、３９・・・作動ロッド、４２・・・シリンダ装置、４６・・・位置決めピン、５５，５６・・・歯付きカップリング、７０・・・数値制御装置、Ｗ・・・工作物、Ｐ・・・ピン、Ｊ・・・ジャーナル。

Claims

主軸駆動装置により回転される主軸を軸承する主軸台をベッドに載置し、該主軸にクランクシャフトのジャーナルをピンが主軸軸線上に位置するように偏心してクランプし、バイトが取り付けられた工具台を前記ベッドに装架して工具台送り装置により前記主軸台に対して相対移動して前記ピンを前記バイトによって旋削加工するクランクピン旋盤において、前記主軸に前記ピンの偏心量だけ偏心して前記主軸軸線と平行な軸線回りに回転可能に支承された回転体と、前記回転体と前記主軸との間に介在され係合状態で該回転体と前記主軸との相対回転を規制し開離状態で相対回転を許容する係脱装置と、前記回転体に設けられ前記クランクシャフトのジャーナルを着脱可能にクランプするクランプ装置と、前記ベッド上に装架され押動体送り装置により前記主軸軸線に向かって進退移動されて前記ピンを押動するピン押動体と、前記係脱装置を開離状態にし、前記回転体に前記ジャーナルを前記クランプ装置によりクランプした状態で、加工されたピンを前記ピン押動体により押動して前記主軸軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めするとともに、前記主軸を前記主軸に対するクランクシャフトの割出し回転角度の半分だけ回転して次に加工するピンを前記主軸軸線上に位置決めし、該位置決めが完了すると前記係脱装置を係合状態にする制御装置を設けたことを特徴とするクランクピン旋盤。
前記制御装置は数値制御装置であり、前記主軸駆動装置、工具台送り装置及び押動体送り装置は、数値制御装置からの指令に基づいて数値制御されるサーボモータを夫々含み、前記数値制御装置は、前記係脱装置を開離状態にし、前記押動体送り装置と前記主軸駆動装置とを同時２軸制御して、加工されたピンを前記ピン押動体により押動して前記回転軸線から所定距離だけ離れた位置に位置決めするとともに、前記主軸を前記主軸に対するクランクシャフトの割出し回転角度の半分だけ回転して次に加工するピンを前記主軸軸線上に位置決めし、該位置決めが完了すると前記係脱装置を係合状態にすることを特徴とする請求項１に記載のクランクピン旋盤。
前記ベッド上に載置された前記工具台に前記ピン押動体を装架し、前記工具台送り装置は前記押動体送り装置としても機能することを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクピン旋盤。
前記工具台に板状の割出し体を前記主軸軸線と平行な軸線回りに割出し回転可能に装架し、該割出し体の外周部に前記バイト及びピン押動体を取り付け、前記割出し体を割出し装置により割出し回転して前記バイト又は前記ピン押動体を前記主軸軸線上に位置決めされたピンと対向する位置に割出すことを特徴とする請求項３に記載のクランクピン旋盤。
前記ピン押動体は前記割出し体に外方に向かって進退可能に装架され、シリンダ装置により進退移動されることを特徴とする請求項４に記載のクランクピン旋盤。