棒狀部件的制造方法
【專利摘要】利用車削和拉削機床(1)制造曲軸的方法具備：臨時支承工序、抬起工序、對中工序、完全夾緊工序。在臨時支承工序中，曲軸坯料(W)被放置在第一及第二臨時支承(32d、42d)上。在抬起工序中，由第一卡盤爪(32b)抬起后凸緣(210)，并且由第二卡盤爪(42b)抬起前軸(220)。在對中工序中，第一及第二頂尖(32c、42c)被插入第一及第二頂尖孔(210CH、220CH)。
【專利說明】棒狀部件的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過加工棒狀的工件而制造棒狀部件的方法。
【背景技術】
[0002]目前，抑制一種以對鍛造或鑄造的棒狀的工件(例如，曲軸坯料等)有效地進行加工為目的的具備兩個具有頂尖和卡盤爪的卡盤裝置的機床(例如，參照專利文獻1)。
[0003]在專利文獻1記載的機床中，被搬入在兩端面形成有頂尖孔的工件時，依次執行對中工序、臨時支承部形成工序、最終完成加工工序。在對中工序中，頂尖被插入頂尖孔。在臨時支承部形成工序中，對工件的兩端部的外周面進彳丁車削。在最終完成加工工序中，在工件的兩端部被卡盤爪把持的狀態下對工件的表面進行車削。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2007 - 245282號公報
【發明內容】
[0007]發明所要解決的課題
[0008]在此，一般而言，當向機床搬入工件時，在工件被暫時放置于各卡盤裝置的臨時支承后執行對中工序。但是，在這種機床中，有時上述臨時支承部處于形成途中或形成結束后的工件被放置在臨時支承上。該情況下，由于工件的臨時支承部中的臨時支承部的外徑比加工前變小，因此，頂尖孔位于比對應的頂尖靠近下方的位置。因此，在接下來插入頂尖時，頂尖碰到工件兩端面而不能將頂尖插入頂尖孔。因此，存在機床異常停止之類的問題。
[0009]需要說明的是，臨時支承部處于加工途中的工件或者臨時支承部加工完的工件被放置在臨時支承上的情況，包括例如最終完成加工工序完成的工件未被搬出而機床暫且停止，之后再被開動的情況，以及在臨時支承部形成途中或者在從臨時支承部形成工序向最終完成加工工序的過渡途中或者在最終完成加工工序的途中，因某種理由機床暫且停止，之后再被開動的情況等。
[0010]本發明是鑒于上述情況而開發的，其目的在于，提供一種棒狀部件的制造方法，通過該制造方法，即使是臨時支承部的外周面被加工過的工件，在臨時支承部形成工序中也能夠容易地對中。
[0011]用于解決課題的技術方案
[0012]本發明第一方面的制造棒狀部件的方法，其使用機床加工棒狀的工件，該機床具備:第一卡盤裝置，其具有第一臨時支承、配置于第一臨時支承的上方的第一頂尖、第一卡盤爪；第二卡盤裝置，其具有與第一臨時支承對置的第二臨時支承、與第一頂尖對置的第二頂尖、第二卡盤爪。制造棒狀部件的方法具備:臨時支承工序、抬起工序、對中工序、完全夾緊工序。在臨時支承工序中，在第一臨時支承上放置工件的第一臨時支承部，并且在第二臨時支承上放置工件的第二臨時支承部。在抬起工序中，由第一卡盤爪抬起第一臨時支承部。在對中工序中，向形成于第一臨時支承部的第一端面的第一頂尖孔插入第一頂尖，并且向形成于第二臨時支承部的第二端面的第二頂尖孔插入第二頂尖。在完全夾緊工序中，由第一^^盤爪把持第一臨時支承部，并且由第二卡盤爪把持第二臨時支承部。
[0013]根據第一方面的制造棒狀部件的方法，在第一卡盤裝置的臨時支承上放置了工件的情況下，即使工件的第一臨時支承部的臨時支承部的外周面被加工過，在抬起工序中也能夠由第一卡盤爪抬起工件，因此，能夠將第一頂尖順暢地插入第一頂尖孔，能夠容易地進行對中。
[0014]本發明第二方面的制造棒狀部件的方法，在第一方面的基礎上，在抬起工序中，由第二卡盤爪抬起第二臨時支承部。
[0015]根據第二方面的制造棒狀部件的方法，即使不僅是第一臨時支承部被加工過，而且第二臨時支承部的外周面被加工，在抬起工序中，也能夠由第二卡盤爪抬起工件，因此，能夠將第二頂尖順暢地插入第二頂尖孔，能夠容易地進行對中。
[0016]發明效果
[0017]如上所述，在本發明中能夠提供一種工件的加工方法，通過該加工方法，即使是臨時支承部的外周面被加工過的工件，在臨時支承部形成工序中也能夠各易地進彳丁對中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是表示作為本發明機床的一例的車削和拉削機床結構的剖面圖；
[0019]圖2是表示曲軸坯料的結構的側視圖；
[0020]圖3是第一^^盤裝置的俯視圖；
[0021]圖4是第二卡盤裝置的俯視圖；
[0022]圖5是車削和拉削機床的功能塊圖；
[0023]圖6是用于說明曲軸坯料的放置狀態的圖；
[0024]圖7是用于說明曲軸坯料的放置狀態的圖；
[0025]圖8是用于說明曲軸坯料的放置狀態的圖；
[0026]圖9是用于說明車削和拉削機床的動作的圖。
【具體實施方式】
[0027][車削和拉削機床1的整體結構]
[0028]參照附圖對車削和拉削機床1的整體結構進行說明。圖1是表示實施方式的車削和拉削機床1 (機床的一例)結構的剖面圖。圖2是表示實施方式的曲軸坯料W(棒狀的工件的一例)結構的側視圖。
[0029]車削和拉削機床1是對曲軸坯料W進行車削而制造曲軸(棒狀部件的一例)的車床。
[0030]曲軸坯料W通過鍛造或鑄造形成為棒狀，考慮到車削余量，具有比曲軸大的外形。如圖2所示，曲軸坯料W具有曲折的軸心。曲軸坯料W具有第一至第五主軸頸J1?J5、第一至第四銷軸頸P1?P4、第一至第八曲臂A1?A8、后凸緣210 (第一臨時支承部的一例)及前軸220 (第二臨時支承部的一例)。后凸緣210具有:第一端面210S1、第一外周面210S2 (兼作臨時支承部和把持部的外周面)、形成在第一端面210Si的第一頂尖孔210CH。前軸220具有:第二端面220S1、第二外周面220S2(臨時支承部的外周面)、第三外周面220S3(把持部的外周面)、形成在第二端面220Si的第二頂尖孔220CH。
[0031]如圖1所示，車削和拉削機床1具備:底座10、工具20、第一工作臺30、第二工作臺40、滑塊50、滾珠絲杠60及伺服電動機70。
[0032]底座10支承工具20、第一工作臺30及第二工作臺40等。
[0033]工具20具有刀架21和刀具22。刀架21被支承為相對于底座10移動自如。刀具22安裝在刀架21上。
[0034]第一工作臺30具有:第 ^盤裝置32、固定臺33、第一主軸34、第一柱塞35、第一旋轉缸36及第一頂尖缸37。
[0035]第一^^盤裝置32固定于固定臺33。第一^^盤裝置32把持曲軸坯料W的后凸緣210。第 ^盤裝置32具有第一主體部32a、三個第 ^盤爪32b和第一頂尖32c。第一主體部32a固定于第一主軸34的端部。三個第一^^盤爪32b沿第一主軸34的軸線T的半徑方向移動自如地安裝于第一主體部32a。三個第 ^盤爪32b能夠以規定的把持力(例如30000N左右)把持后凸緣210的第一外周面210S2。第一頂尖32c沿軸線T移動自如地配置于第一主體部32a內。第一頂尖32c固定于第一柱塞35的端部。第一頂尖32c在通過未圖示的工件裝載器搬入了曲軸坯料W的情況下向第二工作臺40側移動，插入曲軸坯料W的第一頂尖孔210CH。關于第一卡盤裝置32的詳細結構，將在后文中敘述。
[0036]在固定臺33中沿軸線T插入有第一主軸34。第一主軸34以軸線T為中心旋轉自如地支承在固定臺33上。在第一主軸34內沿軸線T插入有第一柱塞35。第一柱塞35沿軸線T滑動自如地支承于第一主軸34。第一旋轉缸36使第一主軸34以軸線T為中心旋轉。由此，第一卡盤裝置32以軸線T為中心旋轉。第一頂尖缸37使第一柱塞35沿軸線T滑動，由此使第一頂尖32c沿軸線T移動。
[0037]第二工作臺40以與第一工作臺30對置的方式配置。第二工作臺40在與軸線T平行的方向上移動自如。第二工作臺40具有第二卡盤裝置42、可動臺43、第二主軸44、第二柱塞45、第二旋轉缸46及第二頂尖缸47。以下，省略關于與第一工作臺30相同的結構的說明。
[0038]第二卡盤裝置42把持曲軸坯料W的前軸220的第三外周面220S3。第二卡盤裝置42具有第二主體部42a、多個第二卡盤爪42b和第二頂尖42c。多個第二卡盤爪42b能夠以規定的把持力(例如30000N左右)把持前軸220。關于第二卡盤裝置42的詳細結構，將在后文中敘述。
[0039]可動臺43固定在滑塊50上。滑塊50沿軸線T滑動自如地安裝于滾珠絲杠60。滾珠絲杠60具有絲杠軸61和與絲杠軸61螺合的螺母62。伺服電動機70使絲杠軸61旋轉。
[0040][第一^^盤裝置32]
[0041]圖3是從第二卡盤裝置42側看到的第一^^盤裝置32的俯視圖。
[0042]如圖3所示，第一卡盤裝置32除上述主體部32a、三個第一卡盤爪32b和第一頂尖32c之外，還具有一對第一臨時支承32d和長邊基準座32e。
[0043]三個第一卡盤爪32b均等地配置在軸心T的周向上。三個第一卡盤爪32b沿軸心T的徑向聯動。圖3表示了第一卡盤爪32b前進到最內側的狀態。
[0044]—對第一臨時支承32d配置于比第一頂尖32c靠近下方的位置即與底座10接近。一對第一臨時支承32d以軸心T為基準左右對稱地配置。在一對第一臨時支承32d上暫時放置曲軸坯料W的后凸緣210。這時，一對第一臨時支承32d與后凸緣210的第一外周面210S2抵接。
[0045]長邊基準座32e配置于比第一頂尖32c靠近下方的位置且比一對第一臨時支承32d靠近上方的位置。長邊基準座32e例如與曲軸坯料W的后凸緣210的第一端面210S1等抵接。長邊基準座32e是規定長邊方向上的曲軸坯料W的加工基準的部件。
[0046]雖未圖不，但第 ^盤裝置32也能夠把持第一頂尖32c。
[0047][第二卡盤裝置42]
[0048]圖4是從第一^^盤裝置32側看到的第二卡盤裝置42的俯視圖。
[0049]如圖4所示，第二卡盤裝置42除上述第二主體部42a、三個第二卡盤爪42b和第二頂尖42c以外，還具有一對第二臨時支承42d。
[0050]三個第二卡盤爪42b均等地配置在軸心T的周向上。三個第二卡盤爪42b沿軸心T的徑向聯動。圖4表示第二卡盤爪42b前進到最內側的狀態。
[0051]一對第二臨時支承42d配置于比第二頂尖42c靠近下方的位置即與底座10接近。一對第二臨時支承42d以軸心T為基準左右對稱地配置。在一對第二臨時支承42d上暫時放置曲軸坯料W的前軸220。這時，一對第二臨時支承42d與前軸220的第二外周面220S2抵接。
[0052]雖未圖示，但第二卡盤裝置42也能夠把持第二頂尖42c。
[0053][車削和拉削機床1的功能]
[0054]下面，參照附圖對車削和拉削機床1的功能進行說明。圖5是表示車削和拉削機床1(控制部2)的功能的塊圖。圖6?圖8是用于說明曲軸坯料W的放置狀態的圖。
[0055]控制部2具有卡盤爪驅動控制部201、頂尖驅動控制部202、工具驅動控制部203。
[0056]需要說明的是，在正常運轉時，未加工的曲軸坯料W放置在第一及第二臨時支承32d、42d上，但在本實施方式中，假設了放置有后凸緣210的第一外周面210S2和前軸220的第二外周面220S2被加工好的狀態(即，臨時支承部形成途中或形成完成)的曲軸坯料W的情況。放置有臨時支承部形成途中或形成完成的曲軸坯料W的情況，認為是例如最終完成加工工序完成的曲軸未被搬出而車削和拉削機床1暫且停止(即，關掉電源)，之后再被開動(即，接通電源)的情況，以及在臨時支承部形成途中或從臨時支承部形成工序向最終完成加工工序的過渡途中或最終完成加工工序的途中，因某種理由車削和拉削機床1被暫且停止，之后再被開動的情況等。
[0057]該情況下，曲軸坯料W的后凸緣210的第一外周面210S2及前軸220的第二外周面220S2通過臨時支承部形成工序的車削而變細一圈。因此，如圖6所示，放置在第一及第二臨時支承32d、42d上的曲軸坯料W的第一及第二頂尖孔210CH，220CH位于比第一及第二頂尖32c、42c靠近下方的位置。因此，在該狀態下，即使進行了第一及第二頂尖32c、42c的對中，也不能將第一及第二頂尖32c、42c順暢地插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH。
[0058]卡盤爪驅動控制部201將第一卡盤爪32b向徑向內側驅動，以使后凸緣210抬起到規定的位置，將第二卡盤爪42b向徑向內側驅動，以使前軸220抬起到規定的位置。由此，如圖7所示，曲軸坯料W自第一及第二臨時支承32d、42d被抬起，使第一及第二頂尖孔210CH、220CH接近第一及第二頂尖32c、42c的高度。因此，在該狀態下，只要進行第一及第二頂尖32c、42c的對中，就能夠將第一及第二頂尖32c、42c順暢地插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH。
[0059]需要說明的是，卡盤爪驅動控制部201通知頂尖驅動控制部202，利用第一及第二卡盤爪32b、42b將曲軸坯料W抬起到了規定的位置的情況。曲軸坯料W只要被抬起到能夠將第一及第二頂尖32c、42c插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH的高度即可。這時，曲軸坯料W通過第一及第二卡盤爪32b、42b被抬起后，曲軸坯料W的軸心U位于比第一及第二頂尖32c、42c的軸心T靠近下方的位置。
[0060]頂尖驅動控制部202被通知自卡盤爪驅動控制部201抬起了曲軸坯料W的情況時，則將第一及第二頂尖32c、42c插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH。由此，如圖8所示，曲軸坯料W的對中(中心對準)結束。這時，如上所述，曲軸坯料W被抬起到規定的高度，因此，能夠將第一及第二頂尖32c、42c順暢地插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH。
[0061]另外，在第一及第二頂尖32c，42c對曲軸坯料W的對中結束時，卡盤爪驅動控制部201則控制第一卡盤爪32b使其用規定的把持力(例如30000N左右)把持第一頂尖32c，控制第二卡盤爪42b使其用規定的把持力(例如30000N左右)把持前軸220，同時進行正常的曲軸坯料W的車削加工。
[0062]工具驅動控制部203在臨時支承部形成工序中從卡盤爪驅動控制部201被通知已將第一頂尖32c及前軸220把持好的情況時，則控制工具20使其對后凸緣210的第一外周面210S2進行加工。另外，工具驅動控制部203從卡盤爪驅動控制部201被通知已在對中狀態下將后凸緣210及第二頂尖42c把持好的情況時，則控制工具20使其對前軸220的第二外周面220S2及第三外周面220S3進行加工。在接下來的最終完成加工工序中，工具驅動控制部203從卡盤爪驅動控制部201被通知將后凸緣210及前軸220把持好的情況時，則控制工具20使其進行曲軸坯料W(具體而言，軸頸等)的加工。另外，工具驅動控制部203將曲軸坯料W加工完成的情況通知給卡盤爪驅動控制部201及頂尖驅動控制部202。
[0063][車削和拉削機床1的動作]
[0064]下面，參照附圖對車削和拉削機床1的動作進行說明。圖9是用于說明車削和拉削機床1的動作的流程圖。
[0065]在臨時支承工序中曲軸坯料W被放置在第一及第二臨時支承32d、42d上時，首先在步驟S10中，車削和拉削機床1通過第一卡盤爪32b將后凸緣210抬起，通過第二卡盤爪42b將前軸220 (抬起工序)抬起。由此，曲軸坯料W被抬起到將第一及第二頂尖32c、42c可插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH的高度(參照圖7)。
[0066]接著，在步驟S20中，車削和拉削機床1將第一及第二頂尖32c、42c插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH(對中工序)。由此，曲軸坯料W被對中(參照圖8)。
[0067]接著，在步驟S30中，車削和拉削機床1判定第一及第二臨時支承32d，42d上有無曲軸坯料W、有無曲軸坯料W加工完成信號。在有曲軸坯料W且無加工完成信號的情況下，處理進入步驟S40。另一方面，在有曲軸坯料W且也有加工完成信號的情況下，或者在無曲軸坯料W的情況下，處理結束。需要說明的是，曲軸坯料W的有無可基于第一及第二頂尖32c,42c的移動距離來進行判別。
[0068]接著，在步驟S40中，車削和拉削機床1在第一卡盤裝置32以規定的把持力把持第一頂尖32c，并且第二卡盤爪42b以規定的把持力把持前軸220的狀態下，對第一外周面210S2進行加工(第一臨時支承部形成工序)。
[0069]接著，在步驟S50中，車削和拉削機床1在第一卡盤裝置32以規定的把持力把持后凸緣210，并且第二卡盤裝置42以規定的把持力把持第二頂尖42c的狀態下，對第二外周面220S2及第三外周面220S3進行加工(第二臨時支承部形成工序)。
[0070]接著，在步驟S60中，車削和拉削機床1由第一卡盤裝置32以規定的把持力把持后凸緣210，并且由第二卡盤裝置42以規定的把持力把持前軸220 (完全夾緊工序)。
[0071]接著，在步驟S70中，車削和拉削機床1對曲軸坯料W的整個表面進行車削(最終完成加工工序)。
[0072][作用及效果]
[0073]用車削和拉削機床1對曲軸坯料W(棒狀的工件的一例)進行加工而得到棒狀部件的制造方法，具備:搬入的曲軸坯料W被放置在第一及第二臨時支承32d、42d上的臨時支承工序；由第一卡盤爪32b抬起后凸緣210，并且由第二卡盤爪42b抬起前軸220的抬起工序；將第一及第二頂尖32c、42c插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH的對中工序。
[0074]因此，即使曲軸坯料W的臨時支承部的臨時支承部外周面在臨時支承部形成工序中被加工，在抬起工序中，也能夠利用第一及第二卡盤爪32b、42b將曲軸坯料W抬起而將第一及第二頂尖32c、42c順暢地插入第一及第二頂尖孔210CH、220CH。
[0075][其它實施方式]
[0076]本發明不限于以上的實施方式，在不脫離本發明的范圍內可進行各種變形或修正。
[0077](A)在上述實施方式中，利用第一及第二卡盤爪32b、42b抬起曲軸坯料W是在抬起工序中進行的，但不限于此。在抬起工序中，如果是只有臨時支承部的一方被加工的情況等，也可以僅用第一及第二卡盤爪32b，42b中被加工的臨時支承部側一方抬起曲軸坯料W。
[0078](B)在上述實施方式中，根據加工工序，利用第一及第二卡盤爪32b、42b輪番把持曲軸坯料W，但不限于此。利用第一及第二卡盤爪32b，42b對曲軸坯料W的輪番把持可以根據加工工序的順序適當變更。
[0079](C)雖然在上述實施方式中沒有特別提及，但是抬起工序也可以僅在車削和拉削機床1起動時執行。即，在車削和拉削機床1起動后的正常連續運轉時，也可以不執行抬起工序。在該情況下，能夠在有可能放直臨時支承部形成完成的曲軸還料W而起動時抑制異常停止的發生，并且，能夠在放置有未加工的曲軸坯料W的正常連續運轉時縮短制造時間。
[0080](D)在上述實施方式中，對車削和拉削機床進行了說明，但不限于此，除此之外，例如在曲軸銑床中也可以實施。
[0081]符號說明
[0082]1 車削和拉削機床
[0083]10 底座
[0084]20 工具
[0085]30 第一工作臺
[0086]32 第一^^盤裝置
[0087]32a第一主體部
[0088]32b 第一^^盤爪
[0089]32c 第一頂尖
[0090]32d第一臨時支承
[0091]40 第二工作臺
[0092]42 第二卡盤裝置
[0093]42a第二主體部
[0094]42b第二卡盤爪
[0095]42c 第二頂尖
[0096]42d第二臨時支承
[0097]W 曲軸坯料
[0098]210后凸緣(第一臨時支承部)
[0099]210S2第一外周面
[0100]210CH第一頂尖孔
[0101]220前軸(第二臨時支承部)
[0102]220S2第二外周面
[0103]220S3第三外周面
[0104]220CH第二頂尖孔
【權利要求】
1.一種棒狀部件的制造方法，是通過用機床加工棒狀的工件而制造棒狀部件的方法，所述機床具備:第一卡盤裝置，其具有第一臨時支承、配置于比所述第一臨時支承靠近上方的第一頂尖、第一卡盤爪；第二卡盤裝置，其具有與所述第一臨時支承對置的第二臨時支承、與所述第一頂尖對置的第二頂尖、第二卡盤爪； 所述制造方法的特征在于，具備: 臨時支承工序，在所述第一臨時支承上放置所述工件的第一臨時支承部，并且在所述第二臨時支承上放置所述工件的第二臨時支承部； 抬起工序，由所述第一卡盤爪抬起所述第一臨時支承部； 對中工序，向形成于所述第一臨時支承部的第一端面的第一頂尖孔插入所述第一頂尖，并且向形成于所述第二臨時支承部的第二端面的第二頂尖孔插入所述第二頂尖； 完全夾緊工序，由所述第一卡盤爪把持所述第一臨時支承部，并且由所述第二卡盤爪把持所述第二臨時支承部。
2.如權利要求1所述的棒狀部件的制造方法，其中，在所述抬起工序中，由所述第二卡盤爪抬起所述第二臨時支承部。
【文檔編號】B23B31/02GK104271292SQ201380022772
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月22日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】鈴木武之, 桑山淳 申請人:小松Ntc株式會社