特開 2024-11835 複合加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024011835

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】複合加工機

(51)【国際特許分類】

   B23F 5/12 20060101AFI20240118BHJP

   B23B 5/36 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

B23F5/12

B23B5/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114108

(22)【出願日】2022-07-15

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】余湖 健志

【テーマコード（参考）】

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C045BA04

3C045DA03

(57)【要約】

【課題】長尺なワークの外周面に沿って形成された突出部を損傷することなく、突出部に隣接する位置に歯車を製造することが可能な複合加工機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の複合加工機１００の構成は、突出部３１０を外周面に有する長尺なワーク３００の外周面において、ワーク３００の長手方向で突出部３１０に隣接する位置に歯車を成形する複合加工機１００であって、ワーク３００を回転可能に支持するワーク主軸１１０と、工具を支持する工具主軸１３０と、工具主軸１３０の軸に対してラジアル方向にワーク３００を切削する姿勢で取り付けられた工具である切削チップ２００と、を備え、ワーク主軸１１０と工具主軸１３０とを工具主軸１３０のラジアル方向に相対的に繰り返し移動させることにより突出部３１０に隣接する位置に歯車を成形する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

突出部を外周面に有する長尺なワークの前記外周面において、該ワークの長手方向で前記突出部に隣接する位置に歯車を成形する複合加工機であって、
前記ワークを回転可能に支持するワーク主軸と、
工具を支持する工具主軸と、
前記工具主軸の軸に対してラジアル方向に前記ワークを切削する姿勢で取り付けられた前記工具である切削チップと、
を備え、
前記ワーク主軸と前記工具主軸とを前記工具主軸のラジアル方向に相対的に繰り返し移動させることにより前記突出部に隣接する位置に前記歯車を成形することを特徴とする複合加工機。

【請求項2】

前記ワーク主軸および前記工具主軸の動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記ワークのうち前記歯車を成形する位置に前記切削チップが近づく方向に前記ワーク主軸と前記工具主軸とを相対移動させて前記ワークを切削する送り工程と、
前記切削チップが前記ワークから離れる方向に前記工具主軸を移動させて前記切削チップと前記ワークとを離間させる逃がし工程と、
前記ワーク主軸と前記工具主軸とを前記送り工程と反対方向に相対移動させて前記切削チップを前記送り工程の前の位置に戻す戻し工程と、
次の前記送り工程の切込量に合わせて前記切削チップが前記ワークに近づく方向に前記工具主軸を移動させる切込み工程とを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の複合加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、突出部を有する長尺なワークの突出部に隣接する位置に歯車を成形する複合加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＮＣ旋盤のような旋削加工が可能な装置と、スカイビング加工が可能な装置とを一体化した複合加工機が実用化されている。複合加工機を用いて行う加工の１つとして、ワークの外周面に歯車を創成する場合がある。

【0003】

厳密には複合加工機ではないが、例えば特許文献１には、「工作機械の回転主軸に着脱可能に設けられる工具本体と、前記工具本体に設けられ、旋削位置である先端が前記回転主軸の軸線と同軸上に設けられる旋削用切れ刃と、を備える、旋削用工具」が開示されている。特許文献１では、旋削用工具を用いて筒状の工作物Ｗの外周面を切削加工し、その後、切削加工した外周面に歯車を創成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－２３００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ワークが長尺であって、加工位置がワークの端部から離れている場合（ワークの中途位置に加工する場合）には、シェーパ加工を用いるとシャンクが長くなりすぎて工作精度が低下する。この場合はスカイビング加工を採用することが考えられるが、さらに加工位置の近傍に周状等の突出部を有する場合がある。スカイビング加工では、加工条件に基づいてスカイビングカッタが切削後に抜けるために必要な距離が算出されるが、突出部に隣接する歯車の位置がその算出された距離よりも近い場合、スカイビングカッタが抜ける際に突出部が削られてしまう。このため特許文献１の技術は、長尺なワークの突出部に隣接する位置に歯車を製造する際には適用することができず、更なる改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑み、長尺なワークの外周面に沿って形成された突出部を損傷することなく、突出部に隣接する位置に歯車を製造することが可能な複合加工機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の複合加工機の代表的な構成は、突出部を外周面に有する長尺なワークの外周面において、ワークの長手方向で突出部に隣接する位置に歯車を成形する複合加工機であって、ワークを回転可能に支持するワーク主軸と、工具を支持する工具主軸と、工具主軸の軸に対してラジアル方向にワークを切削する姿勢で取り付けられた工具である切削チップと、を備え、ワーク主軸と工具主軸とを工具主軸のラジアル方向に相対的に繰り返し移動させることにより突出部に隣接する位置に歯車を成形する。

【0008】

上記複合加工機は、ワーク主軸および工具主軸の動作を制御する制御部をさらに備え、制御部は、ワークのうち歯車を成形する位置に切削チップが近づく方向にワーク主軸と工具主軸とを相対移動させてワークを切削する送り工程と、切削チップがワークから離れる方向に工具主軸を移動させて切削チップとワークとを離間させる逃がし工程と、ワーク主軸と工具主軸とを送り工程と反対方向に相対移動させて切削チップを送り工程の前の位置に戻す戻し工程と、次の送り工程の切込量に合わせて切削チップがワークに近づく方向に工具主軸を移動させる切込み工程とを繰り返すとよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、長尺なワークの外周面に沿って形成された突出部を損傷することなく、突出部に隣接する位置に歯車を製造することが可能な複合加工機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態にかかる複合加工機の構成を概略的に説明する図である。

【図2】図１に示す切削チップの概略的な三面図である。

【図3】本実施形態の複合加工機による歯車の成形について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、本実施形態にかかる複合加工機１００の構成を概略的に説明する図である。図１に示すように本実施形態の複合加工機１００は、制御部１０４、ワーク主軸１１０、テールストック１２０、工具主軸１３０および切削チップ２００を含んで構成される。制御部１０４は、ワーク主軸１１０および工具主軸１３０を含め、複合加工機１００の全体の動作を制御する。

【0013】

ワーク主軸１１０は、ワーク３００の一端を回転可能に支持する。ワーク主軸１１０は、固定ベッド１０２上に配置されていて、ワーク３００の軸心方向であるワーク軸Ｃを中心として回転可能であり、ワーク軸Ｃと平行な方向であるＺ軸方向に移動可能である。テールストック１２０は、固定ベッド１０２上に配置されていて、ワーク３００の他端を支持する。テールストック１２０は、ワーク主軸１１０と連動してＺ軸方向に移動可能である。

【0014】

工具主軸１３０は、工具（本実施形態では切削チップ２００を例示）を支持する。工具主軸１３０は、Ｘ軸方向（ワーク軸Ｃに対して水平方向に離接する方向：図中前後方向）およびＹ軸方向（Ｚ軸に対して鉛直方向に離接する方向：図中上下方向）に移動可能である。また工具主軸１３０は、Ａ方向（ワーク軸Ｃと平行な鉛直平面内での回転）に旋回可能である。

【0015】

図２は、図１に示す切削チップ２００の概略的な三面図である。図２（ａ）は、切削チップ２００の平面図である。図２（ｂ）は、切削チップ２００の側面図である。図２（ｃ）は、切削チップ２００の下面図である。切削チップ２００は、工具主軸１３０に支持される工具であり、図２（ａ）－（ｃ）に示すホルダ２５０を介して工具主軸１３０に支持される。

【0016】

図２（ａ）－（ｃ）に示すように切削チップ２００は、ホルダ２５０に固定される本体部２１０、および本体部２１０の下面に形成された切刃２２０を有する。切削チップ２００は、工具主軸１３０の軸であるＢ軸方向（図１参照）に対してラジアル方向にワーク３００を切削する姿勢で取り付けられている。また図２（ｃ）に示すようにチップ取付ガイド２５０ａはＶ字形状となっている。これにより、切削チップ２００の交換再現性を高めることができる。

【0017】

本実施形態では、工具主軸１３０（Ｂ軸）とワーク軸Ｃとを直交方向にして切削を行う。そして加工方向（切削方向）は、工具主軸１３０のラジアル方向（ワーク軸Ｃの軸方向）である。

【0018】

図３は、本実施形態の複合加工機１００による歯車の成形について説明する図である。本実施形態の複合加工機１００は、ワーク主軸１１０と工具主軸１３０とを工具主軸１３０のラジアル方向に相対的に繰り返し移動させることにより、外周面３０２に周状の突出部３１０を有する長尺なワーク３００のうち、突出部３１０に隣接する位置に歯車を成形する。以下、ワーク３００のうち、歯車を成形する位置（部位）を凸部３２０と称する。

【0019】

なお本実施形態では、長尺なワーク３００の外周面３０２に周状の突出部３１０が形成されている構成を例示したが、これに限定するものではない。突出部３１０は、ワーク３００の外周面３０２において連続して形成されていてもよいし、ワーク３００の外周面３０２の一部に形成されていてもよい。

【0020】

凸部３２０に歯車を成形する際には、まず図３（ａ）に示すように凸部３２０に対して突出部３１０とは反対側に切削チップ２００が配置された状態から、切削チップ２００がワーク３００の凸部３２０に近づく方向（図中のＤ１方向）にワーク主軸１１０を移動させ、凸部３２０の上面３２２を切削チップ２００によって切削する（送り工程）。

【0021】

凸部３２０の上面３２２が切削されたら、図３（ｂ）に示すように切刃２２０が突出部３１０に接触する前にワーク主軸１１０の移動を停止する。そして切削チップ２００がワーク３００から離れる方向（図中のＤ２方向）に工具主軸１３０を移動させ、切削チップ２００とワーク３００とを離間させる（逃がし工程）。

【0022】

続いてワーク主軸１１０を送り工程と反対の方向（図中のＤ３方向）に移動させ、切削チップ２００が凸部３２０に対して突出部３１０とは反対側に位置するようにワーク３００を配置する（戻し工程）。その後、次の送り工程のストロークの切込量に合わせて切削チップ２００がワーク３００に近づく方向（図中のＤ４方向）に工具主軸１３０を移動させる（切込み工程）。

【0023】

上述した送り工程、逃がし工程、戻し工程および切込み工程を繰り返し、凸部３２０の上面３２２に成形された切込み（歯）が所定の深さに達したら、ワーク主軸１１０を回転させ、ワーク３００の回転割り出しを行う。そして送り工程から切込み工程までを再度繰り返すことにより、次の歯溝の切削を行う。これを繰り返して、凸部３２０の全周に歯車が成形される。

【0024】

上記説明したように本実施形態の複合加工機１００によれば、工具主軸１３０のラジアル方向に切削することによってワーク３００の外周面に歯車を成形する。これにより、突出部３１０を損傷することなく、突出部３１０に隣接する位置に歯車を成形することができる。したがって、高品質で信頼性の高い製品を製造することが可能となる。

【0025】

また図３では、中空のワーク３００を例示している。中空のワーク３００では、転造加工によって歯車を製造しようとするとワーク３００が変形してしまうおそれがある。これに対し本実施形態の複合加工機１００であれば、ワーク３００の軸方向の切削であるから、中空ワークをつぶす方向の荷重がかからない。したがって本実施形態の複合加工機１００は、中空のワーク３００の変形を防ぎつつ歯車の成形を行うことが可能である。

【0026】

なお、図３に示す中空のワーク３００は例示にすぎず、これに限定するものではない。本実施形態の複合加工機１００は、中実のワークに対して歯車を製造する場合にも好適に用いることが可能である。

【0027】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明は、突出部を有する長尺なワークの突出部に隣接する位置に歯車を成形する複合加工機として利用することができる。

【符号の説明】

【0029】

１００…複合加工機、１０２…固定ベッド、１０４…制御部、１１０…ワーク主軸、１２０…テールストック、１３０…工具主軸、２００…切削チップ、２１０…本体部、２２０…切刃、２５０…ホルダ、２５０ａ…チップ取付ガイド、３００…ワーク、３０２…外周面、３１０…突出部、３２０…凸部、３２２…上面

【図1】

【図2】

【図3】