ガイドブッシュ工具および切削工具
【課題】生産性を低下させずにワークの高精度な加工が可能であり、また残材の長さを短くして材料費を節約することができる刃物台切込装置、これに用いるガイドブッシュ工具、および棒材加工方法を提供する。
【解決手段】刃物台切込装置１を、旋盤の主軸中心線Ａ回りに配置される刃物台ユニット２と、主軸中心線Ａ周りに配置される複数のガイドブッシュ保持台ＨＬと、刃物台ユニット２および各ガイドブッシュ保持台ＨＬとをそれぞれ独立して主軸中心線Ａに対して進出退避させる移動機構５とを有する構成とする。
【解決手段】刃物台切込装置１を、旋盤の主軸中心線Ａ回りに配置される刃物台ユニット２と、主軸中心線Ａ周りに配置される複数のガイドブッシュ保持台ＨＬと、刃物台ユニット２および各ガイドブッシュ保持台ＨＬとをそれぞれ独立して主軸中心線Ａに対して進出退避させる移動機構５とを有する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤加工に用いる刃物台切込装置、これに用いるガイドブッシュ工具、および棒材加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋盤は、加工主軸に丸棒状のワークを略同軸にして装着し、ワークを加工主軸ごと回転駆動しながらワークの外周面に切削工具の刃先を突き当てることで、ワークの切削加工を施すものである。
旋盤としては、例えば、後記の特許文献１に記載の自動旋盤が知られている。この自動旋盤では、それぞれ刃物（切削工具）が取り付けられる複数の刃物台が、加工対象（ワーク）の素材中心に向って移動するように配設されている。この自動旋盤では、素材中心に移動させる刃物台を変更することで、素材の加工に用いる刃物を変更することができる。
【０００３】
ここで、加工主軸からのワークの張り出し量を、ワークの外径寸法に比べてある程度大きくした場合には、加工負荷やワークの自重によってワークにたわみが生じやすい。
このようにワークにたわみが生じると、ワークの加工精度が低下する。このため、ワークの張り出し量が大きい場合には、ワークの加工主軸から張り出している部分をガイドブッシュに挿通することによって支持して、たわみを防止した状態でワークの加工を施す。
【０００４】
一般的に、ガイドブッシュは、加工主軸と刃物台との間に設けられて、ワークにおいて刃物に加工される部位（切削位置）よりも加工主軸側の部分を支持するものである。
このようなガイドブッシュとしては、例えば後記の特許文献２に記載のガイドブッシュ装置や、後記の特許文献３に記載のロータリーガイドブッシュ等が知られている。
ここで、ガイドブッシュとワークの外周面との間には常に隙間を確保する必要がある。一方で、加工中のワークのたわみを最小限にするために、ガイドブッシュの内径は、ワークの外周面との間に形成される隙間が必要最小限となるように設定することが好ましい。
このため、上記のガイドブッシュ装置およびロータリーガイドブッシュには、いずれもワークの外径寸法に応じてワークの外周面との間の隙間を調整するための機構が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５２−１９３８８号公報
【特許文献２】特開平７−１６４２０７号公報
【特許文献３】特開平１０−１３８００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旋盤加工用のワークとしては、丸棒状部材に研磨処理を施してさらに形状精度を高めた研磨材と、研磨処理が施されていない引抜き材とがある。引抜き材は、研磨処理が施されていない分、研磨材に比べて安価であるので、材料コストを低減するためには、ワークとして引抜き材を用いることが好ましい。
しかし、引抜き材は、研磨材に比べて外形寸法のばらつきが大きい。また、引抜き材は、表面にうねりがあったり、軸線が湾曲している場合がある。このため、引抜き材を旋盤加工する際に、ガイドブッシュの内径を一定とした場合には、ワークにおいてガイドブッシュに支持される部位の外径や曲がり量によって、ガイドブッシュとワークの外周面との間の隙間が変わってしまい、高精度な加工が困難となる。
【０００７】
特許文献２に記載のガイドブッシュ装置および特許文献３に記載のロータリーガイドブッシュは、ガイドブッシュの内径調整機構を有しており、ワークにおいてガイドブッシュに支持される部位の外径や曲がり量に合わせてガイドブッシュの内径を調整することが可能である。
しかし、ガイドブッシュの内径調整作業を毎回の加工時に行うと、サイクルタイム（ＣＴ）が長くなって生産性が低下する。また、ワークの外径の変化量が内径調整機構による調整範囲を超えている場合には対応することができない。
【０００８】
また、ガイドブッシュは、本来旋盤に対して頻繁に着脱することを想定して設けられたものでないので、旋盤から取り外すことは容易ではない。また、ガイドブッシュを再度旋盤に装着する際には、その都度ガイドブッシュの振れ取り作業を行う必要がある。このため、ガイドブッシュの着脱を頻繁に繰り返すことは現実的ではない。
このため、ガイドブッシュが設けられている旋盤では、ワークにおいて加工主軸に支持される範囲だけでなく、ガイドブッシュに支持される範囲についても加工を施すことができない。すなわち、ガイドブッシュが設けられている旋盤では、ガイドブッシュが設けられていない旋盤に比べてワークの残材が長くなり、ワークを効率的に利用することができないので、部品の製造コストに占める材料費の割合が高くなる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、生産性を低下させずにワークの高精度な加工が可能であり、また残材の長さを短くして材料費を節約することができる刃物台切込装置、これに用いるガイドブッシュ工具、および棒材加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、旋盤による棒材の切削加工に用いられる刃物台切込装置であって、前記旋盤の主軸中心線回りに配置される刃物台と、前記主軸中心線周りに配置される複数のガイドブッシュ保持台と、前記刃物台および前記各ガイドブッシュ保持台とをそれぞれ独立して前記主軸中心線に対して進出退避させる移動機構とを有している刃物台切込装置を提供する。
【００１１】
このように構成される刃物台切込装置では、移動機構を動作させて刃物台を主軸中心線に向けて進出させることで、この刃物台に設けられた刃物による棒材の切削加工を行うことができる。
同様に、この刃物台切込装置では、移動機構を動作させることによって、各ガイドブッシュ保持台をそれぞれ独立して旋盤の主軸中心線上に出し入れすることができる。すなわち、この刃物台切込装置では、任意のガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行うことができる。
そして、複数のガイドブッシュ保持台にそれぞれ内径や長さ、材質等、ガイドブッシュとしての特性の異なるガイドブッシュを保持させておき、主軸中心線上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材の支持に用いるガイドブッシュを容易に変更することができる。例えば、棒材の振れ取り加工段階では、それほどガイドブッシュの形状精度が要求されず、使用による摩耗等で少々形状精度が劣化しても問題がなく、形状精度の維持をそれ程要求されないので、安価である焼入れ材からなるガイドブッシュを用いてもよい。また、棒材の仕上げ加工段階では、ガイドブッシュに高い形状精度とその維持が求められるので、例えば超硬合金やコンパックスダイヤモンド等の耐摩耗性材料や低摺動抵抗の材料からなるガイドブッシュや、低摩擦抵抗コーティングが施されたガイドブッシュ等、摩耗の生じにくい材質からなるガイドブッシュを用いてもよい。
【００１２】
このように、本発明に係る刃物台切込装置では、棒材の外径寸法や形状精度、加工条件等に応じて、棒材の支持を行うガイドブッシュを容易に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えながら、棒材に高精度な加工を施すことができる。
さらに、複数のガイドブッシュ保持台を同時に主軸中心線に向けて進出させて、これらガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュによって棒材の軸線方向の複数箇所を支持することで、棒材の支持をより良好に行うことができ、棒材の加工精度が向上する。
【００１３】
また、全てのガイドブッシュ保持台を主軸中心から退避させることで、ガイドブッシュによる支持を行わない状態で、棒材に切削加工を施すことができる。この状態では、棒材において主軸から突出された領域全体が露出されていて、この領域についても刃物による切削加工が可能となるので、棒材において残材となる部分をより短くすることができ、材料費を節約することができる。
【００１４】
ここで、各ガイドブッシュ保持台には、ガイドブッシュが取り外し不能にして設けられていてもよく、着脱を可能にして設けられていてもよい。同様に、刃物台には、刃物（切削工具）が固定的に設けられていてもよく、着脱を可能にして設けられていてもよい。
また、各ガイドブッシュは、ガイドブッシュ保持台に対して軸線回りの回転を規制して設けられた固定ガイドブッシュとされていてもよく、また、ガイドブッシュ保持台によって軸線回りの回転を可能にして支持されたロータリーガイドブッシュとされていてもよい。
また、刃物台および各ガイドブッシュ保持台は、主軸中心を中心とする放射状に配置することが好ましい。この場合には、刃物台やガイドブッシュ保持台の移動装置による位置制御が、一軸制御で済むので、装置構成を簡略化することができる。
なお、刃物台およびガイドブッシュ保持台の設置数は任意である。
【００１５】
また、前記刃物台が、刃物を着脱可能にして保持する刃物保持装置を有し、前記ガイドブッシュ保持台が、ガイドブッシュを着脱可能にして保持するガイドブッシュ保持装置を有し、該ガイドブッシュ保持装置による前記ガイドブッシュの保持構造が、前記刃物保持装置による前記刃物の保持構造と同一構成とされていてもよい。
【００１６】
この場合には、ガイドブッシュ保持台のガイドブッシュ保持装置に刃物を保持させることで、このガイドブッシュ保持台をガイドとして利用することができる。また、ガイドの刃物保持装置にガイドブッシュを保持させることで、このガイドをガイドブッシュ保持台として利用することができる。
すなわち、この刃物台切込装置では、必要に応じて、刃物台とガイドブッシュ保持台の数を変更することができる。
【００１７】
ここで、ガイドブッシュの保持構造と刃物の保持構造が同一構成である、という表現の趣旨は、ガイドブッシュの保持構造と刃物の保持構造とのどちらによってもガイドブッシュの保持が可能であるということであって、これらの保持構造が細部にいたるまで全く同じ構成である、ということではない。すなわち、ガイドブッシュの保持構造と刃物の保持構造は、ガイドブッシュの保持を可能にするための基本的な構成が同一であれば、それぞれの本来の保持対象の保持に最適化された構成を有していてもよい。
【００１８】
本発明は、刃物が着脱可能な複数の刃物台を有する刃物台切込装置に用いられるガイドブッシュ工具であって、ガイドブッシュ本体と、該ガイドブッシュ本体が設けられる工具本体とを有し、該工具本体には、前記刃物の前記刃物台への取付部と同一形状をなす取付部が設けられているガイドブッシュ工具を提供する。
【００１９】
このように構成されるガイドブッシュ工具は、刃物台切込装置の刃物台に装着される刃物と取付部が同一形状とされているので、刃物台に対して装着することができる。
このガイドブッシュ工具を刃物台に装着することで、この刃物台をガイドブッシュ保持台として利用することができる。すなわち、このガイドブッシュ工具を用いることで、従来の刃物台切込装置を、本発明の刃物台切込装置として使用することができる。
ここで、ガイドブッシュ工具の工具本体の取付部と刃物の取付部とが同一形状である、という表現の趣旨は、ガイドブッシュ工具の工具本体が刃物と同様にして刃物台に装着可能であるということであって、ガイドブッシュ工具の取付部と刃物の取付部とが細部にいたるまで全く同じ形状である、という意味ではない。すなわち、ガイドブッシュ工具の取付部と刃物の取付部は、刃物台による保持を可能にするための基本的な形状が同一であれば、他の部分についてはそれぞれの本来の用途に最適化された形状とされていてもよい。
【００２０】
ここで、前記工具本体は、前記ガイドブッシュ本体を保持するブッシュ保持部と前記取付部との間に、前記ガイドブッシュ本体の軸線方向に向けて屈曲する屈曲部が設けられていてもよい。
この場合には、ブッシュ保持部と取付部とは、ガイドブッシュ本体の軸線方向の位置がずれることになる。
すなわち、このガイドブッシュ工具を装着した刃物台を主軸中心線上に進出させた場合には、このガイドブッシュ工具のガイドブッシュ本体の位置は、この刃物台に刃物を装着した場合に刃先が位置する地点よりも、主軸中心線方向にずれることとなる。
このため、ガイドブッシュ工具が装着される刃物台切込装置が、各刃物台に装着される刃物を主軸中心線方向の同一位置に向けて進出させる構成であっても、ガイドブッシュ工具によって棒材を支持した際に、ガイドブッシュ本体が刃物と干渉せず、棒材の支持を良好に行うことができる。
【００２１】
本発明は、旋盤の主軸に一部を突出させた状態にして支持された棒材の加工方法であって、前記旋盤の主軸中心線回りに、ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対して進出退避可能にして配置し、該ガイドブッシュ保持台に、前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の加工工程のうち、前記ガイドブッシュによる支持が必要な加工工程でのみ、前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する棒材加工方法を提供する。
【００２２】
この棒材加工方法では、ガイドブッシュ保持台を旋盤の主軸中心線上に進出させることで、このガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行う。
そして、この棒材加工方法では、棒材の加工段階に応じてガイドブッシュ保持台を主軸中心線上に出し入れすることで、ガイドブッシュによる支持を行った状態での棒材の加工と、ガイドブッシュによる支持を行わない状態での棒材の加工とを切り換えて、常に適切な加工条件下で棒材の加工を行うことができる。
また、ガイドブッシュ保持台を主軸中心から退避させた状態では、棒材において主軸から突出された領域全体が露出されていて、この領域についても刃物による切削加工が可能となるので、棒材において従来のガイドブッシュを用いた加工では残材となってしまう部分をより短くすることができ、材料費を節約することができる。
【００２３】
ここで、本発明の棒材加工方法において、前記旋盤の主軸中心線回りに、複数の前記ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対してそれぞれ独立して進出退避可能にして配置し、前記各ガイドブッシュ保持台に、それぞれ前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程における前記棒材の支持に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の各加工工程で、該加工工程での前記棒材の支持に適した前記ガイドブッシュを保持している前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて、該ガイドブッシュ保持台が保持している前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工してもよい。
【００２４】
この場合には、異なるガイドブッシュ保持台をそれぞれ独立して旋盤の主軸中心線上に出し入れすることで、任意のガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行う。
そして、複数のガイドブッシュ保持台にそれぞれ内径や長さ、材質等、ガイドブッシュとしての特性の異なるガイドブッシュを保持させておき、現在の加工工程における棒材の支持に適したガイドブッシュによって棒材の支持を行うことで、常に適切な加工条件下で棒材の加工を行うことができる。
例えば、棒材の振れ取り加工段階では、それほどガイドブッシュの形状精度が要求されず、使用による摩耗等で少々形状精度が劣化しても問題がなく、形状精度の維持をそれ程要求されないので、安価である焼入れ材からなるガイドブッシュを用いる。また、棒材の仕上げ加工段階では、ガイドブッシュに高い形状精度とその維持が求められるので、例えば超硬合金やコンパックスダイヤモンド等の耐摩耗性材料や低摺動抵抗の材料からなるガイドブッシュや、低摩擦抵抗コーティングが施されたガイドブッシュ等、摩耗の生じにくい材質からなるガイドブッシュを用いる。
【００２５】
また、前記棒材の同一の加工工程において複数の前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させてこれらガイドブッシュ保持台が保持する前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工するようにしてもよい。
このようにこれらガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュによって棒材の軸線方向の複数箇所を支持することで、棒材の支持をより良好に行うことができ、棒材の加工精度が向上する。
【００２６】
ここで、前記ガイドブッシュ保持台として、振れ取り用ガイドブッシュ保持台と仕上げ用ガイドブッシュ保持台とを設け、前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュを保持させ、前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュを保持させ、前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記振れ取り用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する振れ取り工程と、前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記仕上げ用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する仕上げ工程とを行ってもよい。
【００２７】
この棒材加工方法では、まず、棒材との間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュを用いて棒材を支持した状態で棒材の切削加工を行い、棒材の振れ取りを行う（振れ取り工程）。
次に、振れ取り工程を経て形状精度が高められた棒材を、棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュを用いて支持した状態で切削加工する（仕上げ工程）。
【００２８】
このように、この棒材加工方法では、振れ取り工程と仕上げ工程とでそれぞれ適切な内径のガイドブッシュを用いて棒材の支持を行うので、棒材の加工精度が高い。
また、この棒材加工方法では、主軸中心線上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材の支持に用いるガイドブッシュを容易に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えることができる。
この棒材加工方法で使用する第一および仕上げ用ガイドブッシュ保持台は、それぞれ一台のみに限定されるものではなく、それぞれ必要に応じた台数使用することができる。
【００２９】
ここで、前記仕上げ加工が、前記棒材の外径を最終製品の最大外径と同一にする第一仕上げ工程と、前記棒材の中間位置に対して前記最大外径よりも小径の第一小径部を形成する第二仕上げ工程と、前記第一小径部に該第一小径部よりも小径の第二小径部を形成する第三仕上げ工程とを有しており、前記第三仕上げ工程では、前記棒材の前記第一小径部の両側に位置する部位をそれぞれ前記仕上げ用ガイドブッシュによって支持してもよい。
【００３０】
第二仕上げ加工によって第一小径部を棒材の中間位置に形成した場合には、この第一小径部、および第三仕上げ加工によって形成される第二小径部には、それぞれ棒材の他の部分、特に第一小径部よりも突出端側に位置する部分のモーメントが作用する。
第一および第二小径部は、径が小さい分、棒材の他の部位（最大外径部）に比べて強度が低いので、たわみが生じやすい。そこで、上記のように、第三仕上げ工程では、棒材の第一小径部の両側に位置する部位を、それぞれ棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュによって支持した状態で、第二小径部の形成を行う（第三仕上げ加工）。これにより、第一および第二小径部に加わるモーメントが低減されて、第一および第二小径部に生じるたわみが最小限になるので、第二小径部の加工精度が向上する。
【００３１】
ここで、前記ガイドブッシュ保持台として、第一ガイドブッシュ保持台と第二ガイドブッシュ保持台とを設け、前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第一ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の前記主軸側の部分を支持し、この状態で前記棒材の突出端側を切削加工する突出端側加工工程と、前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線から離間させた状態で前記第二ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第二ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の突出端側を支持し、この状態で該棒材の前記主軸側の部分を切削加工する主軸側加工工程とを有していてもよい。
【００３２】
この場合には、第一および第二ガイドブッシュ保持台を、それぞれ独立して旋盤の主軸中心線上に出し入れすることで、任意のガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行う。
この棒材加工方法では、まず、第一ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって、棒材の主軸側の部分を支持し、この状態で、棒材の突出端側を切削加工する（突出端側加工工程）。
【００３３】
次に、第一ガイドブッシュ保持台を主軸中心線から離間させた状態で第二ガイドブッシュ保持台を主軸中心線に向けて進出させて、第二ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって棒材の突出端側を支持し、この状態で棒材の主軸側部分を切削加工する。
すなわち、この棒材加工方法では、棒材の主軸側の部分を支持した状態で棒材の突出端側の切削加工を行い、棒材の突出端側のみを支持した状態で、棒材の主軸側部分を切削加工する。
【００３４】
このように、この棒材加工方法では、棒材の加工部位に応じてガイドブッシュによる棒材の支持位置を加工に支障のない位置に変更することにより、棒材の支持を常に良好に行いながら、棒材の主軸からの突出部全体を切削加工することができ、残材を短くすることができる。
また、この棒材加工方法では、主軸中心線上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材の支持に用いるガイドブッシュを容易に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えることができる。
ここで、この棒材加工方法で使用する第一および仕上げ用ガイドブッシュ保持台は、それぞれ一台のみに限定されるものではなく、それぞれ必要に応じた台数使用することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る刃物台切込装置、ブッシュ工具、および棒材加工方法によれば、生産性を低下させずにワークの高精度な加工が可能であり、また残材の長さを短くして材料費を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る四つの刃物台ユニットを備える刃物台切込装置を示す正面図である。
【図２】図１の刃物台切込装置に用いられる刃物台ユニットの待機状態を示す正面図である。
【図３】図２の刃物台ユニットを刃物の移動方向からみた側面図である。
【図４】図１の刃物台ユニットの一方の刃物が主軸中心線に向かって推進された状態を示す正面図である。
【図５】図１の刃物台ユニットの他方の刃物が主軸中心線に向かって推進された状態を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具の形状を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具の形状を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具におけるガイドブッシュ本体の保持構造の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具におけるガイドブッシュ本体の保持構造の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法における刃物およびガイドブッシュ工具の配置を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、振れ取り加工工程を示す図である。
【図１２】振れ取り加工工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、第一仕上げ工程を示す図である。
【図１４】図１３に示す第一仕上げ工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、第二仕上げ工程を示す図である。
【図１６】図１５に示す第二仕上げ工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、第三仕上げ工程を示す図である。
【図１８】図１７に示す第三仕上げ工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法における刃物およびガイドブッシュ工具の配置を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法のうち、第一仕上げ工程を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法のうち、第二仕上げ工程を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法のうち、第三仕上げ工程を示す図である。
【図２３】図２の刃物台ユニットの変形例を示す刃物の移動方向からみた側面図である。
【図２４】図２３の刃物台ユニットのブラケットの支持構造を示す正面図である。
【図２５】図２の刃物台ユニットの他の変形例を示す刃物の移動方向からみた側面図である。
【図２６】ボールネジの変形例を示す図であり、（ａ）連結部の側面図、（ｂ）連結部の断面図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置の他の形態例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態に係る刃物台切込装置１は、図１に示されるように、主軸中心線Ａを中心として、周方向に配列された３つの刃物台ユニット２を備えている。
【００３８】
各刃物台ユニット２は、図２および図３に示されるように、２個一対の刃物３Ａ，３Ｂと、該刃物３Ａ，３Ｂをそれぞれ搭載する一対のスライダ４Ａ，４Ｂと、主軸中心線Ａに直交しかつ相互に交差する２つの軸線Ｂ，Ｃに沿って前記スライダ４Ａ，４Ｂをそれぞれ進退させる移動機構５とを備えている。
【００３９】
各刃物３Ａ，３Ｂは、略四角柱形状をなす工具本体と、この工具本体の先端に固定的または着脱可能にして設けられた刃部とを有している。
各スライダ４Ａ，４Ｂは、ベース６に固定された２つのリニアガイド７によってそれぞれの直線移動動作を案内されている。また、図２に示すように、各スライダ４Ａ，４Ｂには、刃物３Ａ，３Ｂを着脱可能にして保持するための刃物保持装置ＣＬが設けられている。この刃物保持装置ＣＬとしては、一般的な刃物台切込装置に用いられる刃物保持装置、例えば刃物の工具本体（被保持部）を挟み込んで固定するクランプ装置等が用いられている。
【００４０】
図３に示すように、リニアガイド７は、ベース６に固定されたガイドレール７ａに比較的大きなスパンをあけて配置された２つのガイドブロック７ｂが移動可能に支持されており、これらガイドブロック７ｂに固定されたスライダ４Ａ，４Ｂは、刃物３Ａ，３Ｂの先端に加わる加工時の力によって生ずる比較的大きなモーメントを安定して支持することができるようになっている。リニアガイド７は、例えば、３０°の間隔をあけて配列された２つの軸線Ｂ，Ｃに沿って配置されている。
【００４１】
図２および図３に示すように、前記移動機構５は、ベース６に、前記２つの軸線Ｂ，Ｃの中心線に沿って形成された溝８内に固定された断面略Ｕ字状のガイドハウジング９内に、該ガイドハウジング９の長手方向に沿って移動可能に支持された２個のボールネジナット（スライダ部）１０Ａ，１０Ｂと、これらのボールネジナット１０Ａ，１０Ｂを推進するボールネジ１１と、該ボールネジ１１を回転駆動するサーボモータ１２とを備えている。図中符号１３は、サーボモータ１２の動力をボールネジ１１に伝達する伝達機構である。
【００４２】
前記ボールネジ１１は、その長手方向のほぼ中央位置においてネジのリード方向が逆転する２つの逆リード部１１ａ，１１ｂを備えている。各ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂは、このボールネジ１１の別個の逆リード部１１ａ，１１ｂに係合している。これにより、ボールネジ１１がその長手軸線回りに一方向に回転すると、ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂがボールネジ１１に沿って相互に離れる方向に推進され、他方向に回転すると相互に近接する方向に推進されるようになっている。
【００４３】
また、移動機構５は前記ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂに固定されたブラケット１４Ａ，１４Ｂと、該ブラケット１４Ａ，１４Ｂと前記スライダ４Ａ，４Ｂとの間に配置されたリニアガイド（直線案内機構）１５とを備えている。リニアガイド１５のガイドレール１５ａはブラケット１４Ａ，１４Ｂに固定され、ガイドブロック１５ｂはスライダ４Ａ，４Ｂに固定されている。ガイドレール１５ａは、前記スライダ４Ａ，４Ｂを移動可能に支持するリニアガイド７のガイドレール７ａに対して直交する方向に配置されている。
【００４４】
このように構成された本実施形態に係る刃物台ユニット２は、サーボモータ１２の作動により、２つのスライダ４Ａ，４Ｂを直線移動させて、図２に示されるように、２つの刃物３Ａ，３Ｂの先端位置が、主軸中心線Ａからほぼ同一の距離に配置される待機状態と、一方の刃物３Ｂを主軸中心線Ａに向けて突出させる図４の状態と、他方の刃物３Ａを主軸中心線Ａに向けて突出させる図５の状態の状態とを達成するようになっている。
【００４５】
待機状態に配されているときに、２つの刃物３Ａ，３Ｂは、主軸中心線Ａに沿って配置された被加工物（図示略）に対して半径方向外方に若干隙間をあけて配置され、スライダ４Ａ，４Ｂを微小移動させるだけで、被加工物の加工を開始することができるようになっている。
また、図４および図５に示すように、いずれか一方の刃物３Ａ（３Ｂ）を主軸中心線Ａに向けて突出させるときには、他方の刃物３Ｂ（３Ａ）は後退させられるようになっている。
【００４６】
また、本実施形態に係る刃物台切込装置１は、主軸中心線Ａ回りに、３つの刃物台ユニット２を６０°ずつ角度を変えて隣接配置している。そして、図１に示されるように、一の刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂを待機状態に配置すると、該刃物台ユニット２の両側に隣接する他の刃物台ユニット２のいずれの刃物３Ａ，３Ｂを進退させても、一の刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂに干渉しないようになっている。
【００４７】
ここで、図１に示すように、この刃物台切込装置１では、刃物台ユニット２には、刃物３Ａ，３Ｂの代わりに、ガイドブッシュ工具２１を装着可能とされている。すなわち、この刃物台切込装置１では、刃物台ユニット２のうち、ガイドブッシュ工具２１が装着された刃物台ユニット２が、ガイドブッシュ保持台ＨＬとして機能する。
これにより、この刃物台切込装置１では、移動機構５を動作させることによって、各ガイドブッシュ保持台ＨＬをそれぞれ独立して主軸中心線Ａ上に出し入れすることができる。すなわち、この刃物台切込装置１では、任意のガイドブッシュ保持台ＨＬに保持されるガイドブッシュ工具２１を主軸中心線Ａ上に位置させて、このガイドブッシュ工具２１によって主軸に保持されている棒材の支持を行うことができる。
ここで、ガイドブッシュ保持台ＨＬによるガイドブッシュ工具２１の位置決めは、刃物台ユニット２による刃物３Ａ，３Ｂの位置決めと同様にして行われるので、高精度な位置決めを容易に行うことができ、主軸中心線Ａ上へのガイドブッシュ工具２１の出し入れを迅速に行うことができる。
また、この刃物台切込装置１では、ガイドブッシュ工具２１が装着される刃物台ユニット２の数を変更することで、刃物台ユニット２とガイドブッシュ保持台ＨＬの数を変更することができる。
【００４８】
図６に示すように、ガイドブッシュ工具２１は、ガイドブッシュ本体２２と、ガイドブッシュ本体２２が設けられる工具本体２３とを有している。
工具本体２３には、刃物３Ａ，３Ｂの刃物台ユニット２への取付部（工具本体）と同一形状をなす被保持部２３ａ（取付部）が設けられている。これにより、工具本体２３は、刃物台ユニット２の刃物保持装置ＣＬによって保持することが可能である。
本実施形態では、工具本体２３は、刃物３Ａ，３Ｂの工具本体と同様の四角柱形状とされており、その一端側が、刃物保持装置ＣＬに保持される被保持部２３ａとされており、他端側が、ガイドブッシュ本体２２が装着されるブッシュ保持部２３ｂとされている。
【００４９】
また、図７に示すように、工具本体２３は、ブッシュ保持部２３ｂと被保持部２３ａとの間に、ガイドブッシュ本体２２の軸線方向に向けて屈曲する屈曲部２３ｃが設けられている。
これにより、ブッシュ保持部２３ｂと被保持部２３ａとは、ガイドブッシュ本体２２の軸線方向の位置がずれることになる。
すなわち、このガイドブッシュ工具２１を装着した刃物台ユニット２を主軸中心線Ａ上に進出させた場合には、このガイドブッシュ工具２１のガイドブッシュ本体２２の位置は、他の刃物台ユニット２に刃物を装着した場合に刃先３Ａ，３Ｂが位置する地点よりも、主軸中心線Ａ方向にずれることとなる。
このため、ガイドブッシュ工具２１によって棒材を支持した際に、ガイドブッシュ本体２２が刃物３Ａ，３Ｂと干渉せず、棒材の支持を良好に行うことができる。
【００５０】
ここで、ガイドブッシュ本体２２は、工具本体２３に対して軸線回りの回転を規制して設けられた固定ガイドブッシュとされていてもよく、また、工具本体２３によって軸線回りの回転を可能にして支持されたロータリーガイドブッシュとされていてもよい。
固定ガイドブッシュは、ロータリーガイドブッシュよりも構造が単純であるので、メンテナンスが容易である。また、固定ガイドブッシュは、ロータリーガイドブッシュよりも小型であるので、刃物台切込装置１の他の構成部材との干渉の問題が生じにくい。このため、ガイドブッシュ本体２２として固定ガイドブッシュを用いた場合には、刃物台切込装置１の設計が容易となる。本実施形態では、ガイドブッシュ本体２２として、固定ガイドブッシュを用いている。
【００５１】
また、工具本体２３に対するガイドブッシュ本体２２の装着方法は任意である。例えば、図８に示すように、工具本体２３のブッシュ保持部２３ｂ先端を、スリットＳと、このスリットＳの底部にスリットＳと平行な貫通孔Ｈと、スリットＳの間隔を調整する間隔調整装置ＳＣ（図８に示す例では工具本体２３のスリットＳによって分断された先端部を同士を締め付けるクランプネジ）とを有する構成としてもよい。この場合には、ガイドブッシュ本体２２を貫通孔Ｈに挿入した状態で間隔調整装置ＳＣによってスリットＳの間隔を狭めることで、貫通孔Ｈの内周面によってガイドブッシュ本体２２を締め付けて保持することができる。
【００５２】
また、図９に示すように、工具本体２３に対してネジクランプ構造によってガイドブッシュ本体２２を固定してもよい。具体的には、工具本体２３のブッシュ保持部２３ｂに、貫通孔Ｈと、工具本体２３の表面から貫通孔Ｈの内周面まで通じるネジ孔ＳＨを形成し、貫通孔Ｈにガイドブッシュ本体２２を挿入した状態でネジ孔ＳＨにネジＢＴをねじ込んでゆき、ネジＢＴの先端によってガイドブッシュ本体２２を貫通孔Ｈの内周面に押し付けることによって固定してもよい。
また、単純に、工具本体２３に設けられた貫通孔にガイドブッシュ本体２２を締まり嵌めによって固定してもよい。
【００５３】
このように構成された本実施形態に係る刃物台ユニット２および刃物台切込装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る刃物台切込装置１を用いて被加工物の加工を行うには、いずれかの刃物台ユニット２のサーボモータ１２を作動させる。サーボモータ１２の作動により、ボールネジ１１が回転させられ、該ボールネジ１１に係合しているボールネジナット１０Ａ，１０Ｂが推進される。
【００５４】
このとき、各ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂは、ボールネジ１１に備えられた逆リード部１１ａ，１１ｂに係合しているので、ボールネジ１１を一方向に回転させると、一方のボールネジナット１０Ａ（１０Ｂ）が主軸中心線Ａに向かって推進される一方、他方のボールネジナット１０Ｂ（１０Ａ）は逆方向に推進される。したがって、一方の刃物３Ａ（３Ｂ）が主軸中心線Ａに向かって推進されて被加工物を加工する。そして、他方の刃物３Ｂ（３Ａ）による加工に切り替えるときには、ボールネジ１１を逆転させるだけで済み、制御が簡単である。
【００５５】
この場合において、他方の刃物３Ｂ（３Ａ）が逆方向に推進されるので、両刃物３Ａ，３Ｂが干渉することはない。特に、両刃物３Ａ，３Ｂはボールネジ１１に係合するボールネジナット１０Ａ，１０Ｂによって機械的にその動作が規定されているので、いかなる動作によっても両刃物３Ａ，３Ｂが干渉することはなく、干渉を回避するための複雑な制御や特別な機構が不要である。
同様に、この刃物台切込装置１では、刃物台ユニット２に対して刃物３Ａ，３Ｂのどちらか、もしくは両方の代わりにガイドブッシュ工具２１を装着した場合においても、刃物とガイドブッシュ工具２１との干渉が生じない。
【００５６】
また、本実施形態に係る刃物台ユニット２によれば、単一のサーボモータ１２で２つの刃物３Ａ，３Ｂ（または刃物とガイドブッシュ工具２１）を切り替えるように制御することができ、サーボモータ１２の数を半減させることができる。また、サーボモータ１２数が低減するので、制御コントローラやアンプ等の制御機器も不要となる。したがって、刃物３Ａ，３Ｂに対してそれぞれサーボモータ１２を配置する従来のＮＣ旋盤と比較すると、コストを大幅に低減することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る刃物台ユニット２によれば、相互に交差する軸線Ｂ，Ｃに沿って移動可能に支持されたスライダ４Ａ，４Ｂを、それらの中央線に沿って配置された移動機構により駆動するので、スライダ４Ａ，４Ｂの変位量に応じてボールネジナット１０Ａ，１０Ｂとスライダ４Ａ，４Ｂとの距離が変化することとなるが、本実施形態によれば、ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂとスライダ４Ａ，４Ｂとがリニアガイド１５により接続されているので、リニアガイド１５の作動により距離の変化が吸収され、高精度な切込動作を行うことができる。特に、リニアガイド１５に予圧をかけてラジアル方向のバックラッシュをなくすことで、より高精度な切り込みを行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態に係る刃物台切込装置１によれば、図１に示されるように、隣接する刃物台ユニット２のうちの一方の刃物台ユニット２を待機状態に配置すると、待機状態にある刃物台ユニット２の両側の刃物台ユニット２のいずれの刃物３Ａ，３Ｂ（またはガイドブッシュ工具２１）を主軸中心線Ａに向けて移動させても待機状態にある刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂ（またはガイドブッシュ工具２１）に干渉しないようにすることができる。したがって、待機状態にある刃物台ユニット２の両側の刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂのいずれか（またはガイドブッシュ工具２１）を同時に主軸中心線Ａに向けて移動させて、被加工物を同時に加工（または保持）することも可能となる。
【００５９】
また、本実施形態に係る刃物台切込装置１によれば、刃物台ユニット２が２つの刃物３Ａ，３Ｂを駆動するユニット化されているので、組立が容易であり、ユニットの増減による刃物３Ａ，３Ｂの数、およびガイドブッシュ工具２１の数の増減を容易に行うことができるという利点もある。
【００６０】
以下、この刃物台切込装置１による棒材Ｗの具体的な加工方法について具体的に説明する。
まず、棒材Ｗから、小径部が二段階に形成された部品（すなわち小径部にさらに小径部が形成された部品）を製造する場合の棒材の加工方法について説明する。
この場合には、棒材Ｗの加工を行うにあたって、まず、各刃物台ユニット２のうち、三つの刃物台ユニット２に対して、刃物３Ａ，３Ｂのうちのいずれか一方の代わりに、ガイドブッシュ工具２１を装着する。これにより、これら三つの刃物台ユニット２を、それぞれ振れ取り用ガイドブッシュ保持台、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台として利用する。
振れ取り用ガイドブッシュ保持台には、第一ガイドブッシュ工具２１ａを装着する。第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第二ガイドブッシュ工具２１ｂを装着する。また、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第三ガイドブッシュ工具２１ｃを装着する。
【００６１】
第一ガイドブッシュ工具２１ａは、ガイドブッシュ本体２２として、棒材Ｗとの間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュ２２ａが設けられたものである。振れ取り用ガイドブッシュ２２ａの内径は、棒材Ｗの外径寸法のばらつき、棒材Ｗの表面のうねり、および棒材Ｗの曲がりを考慮した上で、棒材Ｗが自在に挿通可能な最小限の内径とされる。
第二ガイドブッシュ工具２１ｂは、ガイドブッシュ本体２２として、棒材Ｗとの間のクリアランスの小さい第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂが設けられたものである。第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂの内径は、振れ取り加工を行った棒材Ｗの外径寸法のばらつきを考慮した上で、棒材Ｗが自在に挿通可能な最小限の内径とされる。
第三ガイドブッシュ工具２１ｃは、ガイドブッシュ本体２２として、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂよりもさらに小径の第二仕上げ用ガイドブッシュ２２ｃが設けられたものである。
【００６２】
この状態での主軸中心線Ａ周りにおける刃物３Ａ，３Ｂおよび第一〜第三ガイドブッシュ工具２１ａ〜２１ｃの配置を、図１０に示す。このように、加工開始前の状態では、刃物３Ａ，３Ｂおよび第一〜第三ガイドブッシュ工具２１ａ〜２１ｃは、それぞれ主軸中心線Ａから所定距離離間した待機位置に保持される。
この状態から、図１１に示すように、振れ取り用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗを、振れ取り用ガイドブッシュ２２ａによって支持した状態する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行う（振れ取り工程）。
この振れ取り工程では、棒材Ｗの表面を薄く削り取ることによって、図１２に示すように、棒材Ｗに、主軸中心線Ａとほぼ同軸となる略円筒面Ｆ１を形成する。また、この振れ取り工程では、振れ取り用ガイドブッシュ２２ａには、棒材Ｗにおいて刃物による加工部位よりも主軸ＳＰ側の部位を支持させる。
振れ取り工程が終了したら、振れ取り用ガイドブッシュ２２ａから棒材Ｗを引き抜いたのちに、振れ取り用ガイドブッシュ保持台を後退させる。
【００６３】
次に、仕上げ用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、図１３に示すように、棒材Ｗの略円筒面Ｆ１を第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、図１４に示すように、棒材Ｗの略円筒面Ｆ１が形成された部位に、より高精度な円筒面Ｆ２を形成する（第一仕上げ工程）。また、この第一仕上げ工程では、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂには、棒材Ｗにおいて刃物による加工部位よりも主軸ＳＰ側の部位を支持させる。
【００６４】
続いて、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台の第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによる棒材Ｗの支持を継続した状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、図１６に示すように、円筒面Ｆ２が形成された部位に、円筒面Ｆ２よりも小径の第一小径部Ｒ１を形成する（第二仕上げ工程）。
【００６５】
最後に、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台の第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによる棒材Ｗの支持を継続した状態で、第三ガイドブッシュ保持台を主軸中心線Ａに向けて前進させて、図１７に示すように、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗの突出端側の円筒面Ｆ２を、第二仕上げ用ガイドブッシュ２２ｃによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、図１８に示すように、第一小径部Ｒ１に、第一小径部Ｒ１よりも小径の第二小径部Ｒ２を形成する（第三仕上げ工程）。
【００６６】
このように、この棒材加工方法では、振れ取り工程と各仕上げ工程とでそれぞれ適切な内径のガイドブッシュを用いて棒材Ｗの支持を行うので、棒材Ｗの加工精度が高い。
また、この棒材加工方法では、主軸中心線Ａ上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材Ｗの支持に用いるガイドブッシュを容易かつ迅速に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えることができる。
【００６７】
ここで、第一および第二小径部Ｒ１，Ｒ２は、径が小さい分、棒材Ｗの他の部位に比べて強度が低いので、たわみが生じやすい。そこで、上記棒材加工方法では、第三仕上げ工程において、棒材Ｗの第一小径部Ｒ１の両側に位置する部位を、それぞれ棒材Ｗとの間のクリアランスの小さい第一および第二仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂ，２２ｃによって支持した状態で、第二小径部Ｒ２の形成を行う。これにより、第一および第二小径部Ｒ１，Ｒ２に加わるモーメントが低減されて、第一および第二小径部Ｒ１，Ｒ２に生じるたわみが最小限になるので、第二小径部Ｒ２の加工精度が向上する。
【００６８】
次に、棒材Ｗに振れが生じやすい加工条件下で、棒材Ｗにおいて主軸ＳＰから突出した領域全体を加工する際の棒材Ｗの加工方法ついて説明する。なお、以下では、すでに振れ取り工程を完了した棒材Ｗか、もしくは形状精度の高い棒材Ｗの加工を行う場合について説明する。
この場合には、各刃物台ユニット２のうち、二つの刃物台ユニット２に対して、刃物３Ａ，３Ｂのうちのいずれか一方の代わりに、ガイドブッシュ工具２１を装着する。これにより、これら二つの刃物台ユニット２を、それぞれ第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台として利用する。
第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第二ガイドブッシュ工具２１ｂを装着する。また、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第三ガイドブッシュ工具２１ｃを装着する。
【００６９】
まず、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、図１９に示すように、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗを、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの突出端側の部位について切削加工を行う（第一仕上げ工程）。
第一仕上げ工程が終了したら、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂから棒材Ｗを引き抜いたのちに第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台を後退させる。
これにより、図２１に示すように、棒材Ｗにおいて主軸ＳＰから突出した部分全体が露出される。
この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、棒材Ｗの主軸ＳＰ側の部位について切削加工を行う（第二仕上げ工程）。
【００７０】
最後に、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、図２２に示すように、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗの略円筒面Ｆ１を、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた突き切り用刃物によって、棒材Ｗの主軸ＳＰ近傍に突き切り加工を行うことで、棒材Ｗから部品を切り出す。
【００７１】
このように、この棒材加工方法では、棒材Ｗの加工部位に応じて、ガイドブッシュによる棒材Ｗの支持位置を、加工に支障のない位置に変更するので、棒材Ｗの支持を常に良好に行いながら、棒材Ｗの主軸ＳＰからの突出部全体を切削加工することができ、残材を短くすることができる。
【００７２】
なお、本実施形態に係る刃物台ユニット２は、ガイドハウジング９内においてボールネジ１１により駆動されるボールネジナット１０Ａ，１０Ｂを有するものを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図２３および図２４に示されるように、ブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′を支持するリニアガイド１６Ａ，１６Ｂと、逆ネジを有するボールネジ１１′とを組み合わせた構造のものを採用してもよい。
【００７３】
この場合に、図２４に示されるように、各ボールネジナット１０Ａ′，１０Ｂ′を取り付けるブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′は、リニアガイド１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ２個ずつ間隔をあけて支持されたガイドブロック１７によって支持されていることが好ましい。このようにすることで、切削時に、スライダ４Ａ，４Ｂが後退させられる方向に刃物３Ａ．３Ｂの先端にかかる切削時の反力によりブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′に発生するモーメントが２つのガイドブロック１７によって支持されるので、ボールネジナット１０Ａ′，１０Ｂ′にモーメントがかからないようにすることができる。
また、図２５に示されるように、２つのブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′を支持するリニアガイドとして共通のリニアガイド１６を採用することとしてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態においては、逆ネジ部１１ａ，１１ｂ（１１ａ′，１１ｂ′）を有するボールネジ１１（１１′）を一体的に構成したものを例示したが、これに代えて、図２６に示されるように、逆ネジ部１１ａ，１１ｂを分離可能に設け、それらを着脱可能に連結する連結部１８を設けることとしてもよい。連結部１８は、例えば、図２６（ａ），（ｂ）に示されるように、一方の逆ネジ部１１ｂ先端に設けたすり割り１８ａを有する嵌合孔１８ｂと、他方の逆ネジ部１１ａ先端に設けられ嵌合孔１８ｂに嵌合する突起１８ｃと、該突起１８ｃが嵌合孔１８ｂに嵌合された状態で、すり割り１８ａの幅を縮めるように締結されるボルト１８ｄおよびネジ孔１８ｅとを備えている。
【００７５】
このように構成することで、逆方向のリードを有する２つのボールネジナット１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ独立して位置調整することができ、組立作業を容易にすることができるという利点がある。
【００７６】
また、上記実施形態におけるリニアガイド７，１５およびスライダ部１０は、図示した転がりガイドに限定されるものではなく、他の転がりガイドやアリ溝案内、静圧案内等の滑りガイドであってもよい。また、ボールネジ１１，１１′に代えて、精密滑りネジや静圧ネジを採用してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、各刃物台ユニット２が、同一の移動機構５によって移動させられる一対のスライダ４Ａ，４Ｂを有している例を示したが、これに限られることなく、図２７に示すように、各刃物台ユニット２を、一つのスライダ４のみが設けられた構成としてもよい。
また、移動機構５は、リニアモータ機構によって構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１ 刃物台切込装置
２ 刃物台ユニット
３Ａ，３Ｂ 刃物
５ 移動機構
２１ ガイドブッシュ工具
２１ａ〜２１ｃ 第一〜第三ガイドブッシュ工具
２２ａ 振れ取り用ガイドブッシュ（ガイドブッシュ本体）
２２ｂ 第一仕上げ用ガイドブッシュ（ガイドブッシュ本体）
２２ｃ 第二仕上げ用ガイドブッシュ（ガイドブッシュ本体）
２３ 工具本体
２３ａ 被保持部（取付部）
２３ｂ ブッシュ保持部
２３ｃ 屈曲部
Ａ 主軸中心線
ＣＬ 刃物保持装置（ガイドブッシュ保持装置）
ＨＬ ガイドブッシュ保持台
Ｗ 棒材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤加工に用いる刃物台切込装置、これに用いるガイドブッシュ工具、および棒材加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋盤は、加工主軸に丸棒状のワークを略同軸にして装着し、ワークを加工主軸ごと回転駆動しながらワークの外周面に切削工具の刃先を突き当てることで、ワークの切削加工を施すものである。
旋盤としては、例えば、後記の特許文献１に記載の自動旋盤が知られている。この自動旋盤では、それぞれ刃物（切削工具）が取り付けられる複数の刃物台が、加工対象（ワーク）の素材中心に向って移動するように配設されている。この自動旋盤では、素材中心に移動させる刃物台を変更することで、素材の加工に用いる刃物を変更することができる。
【０００３】
ここで、加工主軸からのワークの張り出し量を、ワークの外径寸法に比べてある程度大きくした場合には、加工負荷やワークの自重によってワークにたわみが生じやすい。
このようにワークにたわみが生じると、ワークの加工精度が低下する。このため、ワークの張り出し量が大きい場合には、ワークの加工主軸から張り出している部分をガイドブッシュに挿通することによって支持して、たわみを防止した状態でワークの加工を施す。
【０００４】
一般的に、ガイドブッシュは、加工主軸と刃物台との間に設けられて、ワークにおいて刃物に加工される部位（切削位置）よりも加工主軸側の部分を支持するものである。
このようなガイドブッシュとしては、例えば後記の特許文献２に記載のガイドブッシュ装置や、後記の特許文献３に記載のロータリーガイドブッシュ等が知られている。
ここで、ガイドブッシュとワークの外周面との間には常に隙間を確保する必要がある。一方で、加工中のワークのたわみを最小限にするために、ガイドブッシュの内径は、ワークの外周面との間に形成される隙間が必要最小限となるように設定することが好ましい。
このため、上記のガイドブッシュ装置およびロータリーガイドブッシュには、いずれもワークの外径寸法に応じてワークの外周面との間の隙間を調整するための機構が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５２−１９３８８号公報
【特許文献２】特開平７−１６４２０７号公報
【特許文献３】特開平１０−１３８００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旋盤加工用のワークとしては、丸棒状部材に研磨処理を施してさらに形状精度を高めた研磨材と、研磨処理が施されていない引抜き材とがある。引抜き材は、研磨処理が施されていない分、研磨材に比べて安価であるので、材料コストを低減するためには、ワークとして引抜き材を用いることが好ましい。
しかし、引抜き材は、研磨材に比べて外形寸法のばらつきが大きい。また、引抜き材は、表面にうねりがあったり、軸線が湾曲している場合がある。このため、引抜き材を旋盤加工する際に、ガイドブッシュの内径を一定とした場合には、ワークにおいてガイドブッシュに支持される部位の外径や曲がり量によって、ガイドブッシュとワークの外周面との間の隙間が変わってしまい、高精度な加工が困難となる。
【０００７】
特許文献２に記載のガイドブッシュ装置および特許文献３に記載のロータリーガイドブッシュは、ガイドブッシュの内径調整機構を有しており、ワークにおいてガイドブッシュに支持される部位の外径や曲がり量に合わせてガイドブッシュの内径を調整することが可能である。
しかし、ガイドブッシュの内径調整作業を毎回の加工時に行うと、サイクルタイム（ＣＴ）が長くなって生産性が低下する。また、ワークの外径の変化量が内径調整機構による調整範囲を超えている場合には対応することができない。
【０００８】
また、ガイドブッシュは、本来旋盤に対して頻繁に着脱することを想定して設けられたものでないので、旋盤から取り外すことは容易ではない。また、ガイドブッシュを再度旋盤に装着する際には、その都度ガイドブッシュの振れ取り作業を行う必要がある。このため、ガイドブッシュの着脱を頻繁に繰り返すことは現実的ではない。
このため、ガイドブッシュが設けられている旋盤では、ワークにおいて加工主軸に支持される範囲だけでなく、ガイドブッシュに支持される範囲についても加工を施すことができない。すなわち、ガイドブッシュが設けられている旋盤では、ガイドブッシュが設けられていない旋盤に比べてワークの残材が長くなり、ワークを効率的に利用することができないので、部品の製造コストに占める材料費の割合が高くなる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、生産性を低下させずにワークの高精度な加工が可能であり、また残材の長さを短くして材料費を節約することができる刃物台切込装置、これに用いるガイドブッシュ工具、および棒材加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、旋盤による棒材の切削加工に用いられる刃物台切込装置であって、前記旋盤の主軸中心線回りに配置される刃物台と、前記主軸中心線周りに配置される複数のガイドブッシュ保持台と、前記刃物台および前記各ガイドブッシュ保持台とをそれぞれ独立して前記主軸中心線に対して進出退避させる移動機構とを有している刃物台切込装置を提供する。
【００１１】
このように構成される刃物台切込装置では、移動機構を動作させて刃物台を主軸中心線に向けて進出させることで、この刃物台に設けられた刃物による棒材の切削加工を行うことができる。
同様に、この刃物台切込装置では、移動機構を動作させることによって、各ガイドブッシュ保持台をそれぞれ独立して旋盤の主軸中心線上に出し入れすることができる。すなわち、この刃物台切込装置では、任意のガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行うことができる。
そして、複数のガイドブッシュ保持台にそれぞれ内径や長さ、材質等、ガイドブッシュとしての特性の異なるガイドブッシュを保持させておき、主軸中心線上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材の支持に用いるガイドブッシュを容易に変更することができる。例えば、棒材の振れ取り加工段階では、それほどガイドブッシュの形状精度が要求されず、使用による摩耗等で少々形状精度が劣化しても問題がなく、形状精度の維持をそれ程要求されないので、安価である焼入れ材からなるガイドブッシュを用いてもよい。また、棒材の仕上げ加工段階では、ガイドブッシュに高い形状精度とその維持が求められるので、例えば超硬合金やコンパックスダイヤモンド等の耐摩耗性材料や低摺動抵抗の材料からなるガイドブッシュや、低摩擦抵抗コーティングが施されたガイドブッシュ等、摩耗の生じにくい材質からなるガイドブッシュを用いてもよい。
【００１２】
このように、本発明に係る刃物台切込装置では、棒材の外径寸法や形状精度、加工条件等に応じて、棒材の支持を行うガイドブッシュを容易に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えながら、棒材に高精度な加工を施すことができる。
さらに、複数のガイドブッシュ保持台を同時に主軸中心線に向けて進出させて、これらガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュによって棒材の軸線方向の複数箇所を支持することで、棒材の支持をより良好に行うことができ、棒材の加工精度が向上する。
【００１３】
また、全てのガイドブッシュ保持台を主軸中心から退避させることで、ガイドブッシュによる支持を行わない状態で、棒材に切削加工を施すことができる。この状態では、棒材において主軸から突出された領域全体が露出されていて、この領域についても刃物による切削加工が可能となるので、棒材において残材となる部分をより短くすることができ、材料費を節約することができる。
【００１４】
ここで、各ガイドブッシュ保持台には、ガイドブッシュが取り外し不能にして設けられていてもよく、着脱を可能にして設けられていてもよい。同様に、刃物台には、刃物（切削工具）が固定的に設けられていてもよく、着脱を可能にして設けられていてもよい。
また、各ガイドブッシュは、ガイドブッシュ保持台に対して軸線回りの回転を規制して設けられた固定ガイドブッシュとされていてもよく、また、ガイドブッシュ保持台によって軸線回りの回転を可能にして支持されたロータリーガイドブッシュとされていてもよい。
また、刃物台および各ガイドブッシュ保持台は、主軸中心を中心とする放射状に配置することが好ましい。この場合には、刃物台やガイドブッシュ保持台の移動装置による位置制御が、一軸制御で済むので、装置構成を簡略化することができる。
なお、刃物台およびガイドブッシュ保持台の設置数は任意である。
【００１５】
また、前記刃物台が、刃物を着脱可能にして保持する刃物保持装置を有し、前記ガイドブッシュ保持台が、ガイドブッシュを着脱可能にして保持するガイドブッシュ保持装置を有し、該ガイドブッシュ保持装置による前記ガイドブッシュの保持構造が、前記刃物保持装置による前記刃物の保持構造と同一構成とされていてもよい。
【００１６】
この場合には、ガイドブッシュ保持台のガイドブッシュ保持装置に刃物を保持させることで、このガイドブッシュ保持台をガイドとして利用することができる。また、ガイドの刃物保持装置にガイドブッシュを保持させることで、このガイドをガイドブッシュ保持台として利用することができる。
すなわち、この刃物台切込装置では、必要に応じて、刃物台とガイドブッシュ保持台の数を変更することができる。
【００１７】
ここで、ガイドブッシュの保持構造と刃物の保持構造が同一構成である、という表現の趣旨は、ガイドブッシュの保持構造と刃物の保持構造とのどちらによってもガイドブッシュの保持が可能であるということであって、これらの保持構造が細部にいたるまで全く同じ構成である、ということではない。すなわち、ガイドブッシュの保持構造と刃物の保持構造は、ガイドブッシュの保持を可能にするための基本的な構成が同一であれば、それぞれの本来の保持対象の保持に最適化された構成を有していてもよい。
【００１８】
本発明は、刃物が着脱可能な複数の刃物台を有する刃物台切込装置に用いられるガイドブッシュ工具であって、ガイドブッシュ本体と、該ガイドブッシュ本体が設けられる工具本体とを有し、該工具本体には、前記刃物の前記刃物台への取付部と同一形状をなす取付部が設けられているガイドブッシュ工具を提供する。
【００１９】
このように構成されるガイドブッシュ工具は、刃物台切込装置の刃物台に装着される刃物と取付部が同一形状とされているので、刃物台に対して装着することができる。
このガイドブッシュ工具を刃物台に装着することで、この刃物台をガイドブッシュ保持台として利用することができる。すなわち、このガイドブッシュ工具を用いることで、従来の刃物台切込装置を、本発明の刃物台切込装置として使用することができる。
ここで、ガイドブッシュ工具の工具本体の取付部と刃物の取付部とが同一形状である、という表現の趣旨は、ガイドブッシュ工具の工具本体が刃物と同様にして刃物台に装着可能であるということであって、ガイドブッシュ工具の取付部と刃物の取付部とが細部にいたるまで全く同じ形状である、という意味ではない。すなわち、ガイドブッシュ工具の取付部と刃物の取付部は、刃物台による保持を可能にするための基本的な形状が同一であれば、他の部分についてはそれぞれの本来の用途に最適化された形状とされていてもよい。
【００２０】
ここで、前記工具本体は、前記ガイドブッシュ本体を保持するブッシュ保持部と前記取付部との間に、前記ガイドブッシュ本体の軸線方向に向けて屈曲する屈曲部が設けられていてもよい。
この場合には、ブッシュ保持部と取付部とは、ガイドブッシュ本体の軸線方向の位置がずれることになる。
すなわち、このガイドブッシュ工具を装着した刃物台を主軸中心線上に進出させた場合には、このガイドブッシュ工具のガイドブッシュ本体の位置は、この刃物台に刃物を装着した場合に刃先が位置する地点よりも、主軸中心線方向にずれることとなる。
このため、ガイドブッシュ工具が装着される刃物台切込装置が、各刃物台に装着される刃物を主軸中心線方向の同一位置に向けて進出させる構成であっても、ガイドブッシュ工具によって棒材を支持した際に、ガイドブッシュ本体が刃物と干渉せず、棒材の支持を良好に行うことができる。
【００２１】
本発明は、旋盤の主軸に一部を突出させた状態にして支持された棒材の加工方法であって、前記旋盤の主軸中心線回りに、ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対して進出退避可能にして配置し、該ガイドブッシュ保持台に、前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の加工工程のうち、前記ガイドブッシュによる支持が必要な加工工程でのみ、前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する棒材加工方法を提供する。
【００２２】
この棒材加工方法では、ガイドブッシュ保持台を旋盤の主軸中心線上に進出させることで、このガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行う。
そして、この棒材加工方法では、棒材の加工段階に応じてガイドブッシュ保持台を主軸中心線上に出し入れすることで、ガイドブッシュによる支持を行った状態での棒材の加工と、ガイドブッシュによる支持を行わない状態での棒材の加工とを切り換えて、常に適切な加工条件下で棒材の加工を行うことができる。
また、ガイドブッシュ保持台を主軸中心から退避させた状態では、棒材において主軸から突出された領域全体が露出されていて、この領域についても刃物による切削加工が可能となるので、棒材において従来のガイドブッシュを用いた加工では残材となってしまう部分をより短くすることができ、材料費を節約することができる。
【００２３】
ここで、本発明の棒材加工方法において、前記旋盤の主軸中心線回りに、複数の前記ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対してそれぞれ独立して進出退避可能にして配置し、前記各ガイドブッシュ保持台に、それぞれ前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程における前記棒材の支持に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の各加工工程で、該加工工程での前記棒材の支持に適した前記ガイドブッシュを保持している前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて、該ガイドブッシュ保持台が保持している前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工してもよい。
【００２４】
この場合には、異なるガイドブッシュ保持台をそれぞれ独立して旋盤の主軸中心線上に出し入れすることで、任意のガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行う。
そして、複数のガイドブッシュ保持台にそれぞれ内径や長さ、材質等、ガイドブッシュとしての特性の異なるガイドブッシュを保持させておき、現在の加工工程における棒材の支持に適したガイドブッシュによって棒材の支持を行うことで、常に適切な加工条件下で棒材の加工を行うことができる。
例えば、棒材の振れ取り加工段階では、それほどガイドブッシュの形状精度が要求されず、使用による摩耗等で少々形状精度が劣化しても問題がなく、形状精度の維持をそれ程要求されないので、安価である焼入れ材からなるガイドブッシュを用いる。また、棒材の仕上げ加工段階では、ガイドブッシュに高い形状精度とその維持が求められるので、例えば超硬合金やコンパックスダイヤモンド等の耐摩耗性材料や低摺動抵抗の材料からなるガイドブッシュや、低摩擦抵抗コーティングが施されたガイドブッシュ等、摩耗の生じにくい材質からなるガイドブッシュを用いる。
【００２５】
また、前記棒材の同一の加工工程において複数の前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させてこれらガイドブッシュ保持台が保持する前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工するようにしてもよい。
このようにこれらガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュによって棒材の軸線方向の複数箇所を支持することで、棒材の支持をより良好に行うことができ、棒材の加工精度が向上する。
【００２６】
ここで、前記ガイドブッシュ保持台として、振れ取り用ガイドブッシュ保持台と仕上げ用ガイドブッシュ保持台とを設け、前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュを保持させ、前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュを保持させ、前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記振れ取り用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する振れ取り工程と、前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記仕上げ用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する仕上げ工程とを行ってもよい。
【００２７】
この棒材加工方法では、まず、棒材との間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュを用いて棒材を支持した状態で棒材の切削加工を行い、棒材の振れ取りを行う（振れ取り工程）。
次に、振れ取り工程を経て形状精度が高められた棒材を、棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュを用いて支持した状態で切削加工する（仕上げ工程）。
【００２８】
このように、この棒材加工方法では、振れ取り工程と仕上げ工程とでそれぞれ適切な内径のガイドブッシュを用いて棒材の支持を行うので、棒材の加工精度が高い。
また、この棒材加工方法では、主軸中心線上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材の支持に用いるガイドブッシュを容易に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えることができる。
この棒材加工方法で使用する第一および仕上げ用ガイドブッシュ保持台は、それぞれ一台のみに限定されるものではなく、それぞれ必要に応じた台数使用することができる。
【００２９】
ここで、前記仕上げ加工が、前記棒材の外径を最終製品の最大外径と同一にする第一仕上げ工程と、前記棒材の中間位置に対して前記最大外径よりも小径の第一小径部を形成する第二仕上げ工程と、前記第一小径部に該第一小径部よりも小径の第二小径部を形成する第三仕上げ工程とを有しており、前記第三仕上げ工程では、前記棒材の前記第一小径部の両側に位置する部位をそれぞれ前記仕上げ用ガイドブッシュによって支持してもよい。
【００３０】
第二仕上げ加工によって第一小径部を棒材の中間位置に形成した場合には、この第一小径部、および第三仕上げ加工によって形成される第二小径部には、それぞれ棒材の他の部分、特に第一小径部よりも突出端側に位置する部分のモーメントが作用する。
第一および第二小径部は、径が小さい分、棒材の他の部位（最大外径部）に比べて強度が低いので、たわみが生じやすい。そこで、上記のように、第三仕上げ工程では、棒材の第一小径部の両側に位置する部位を、それぞれ棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュによって支持した状態で、第二小径部の形成を行う（第三仕上げ加工）。これにより、第一および第二小径部に加わるモーメントが低減されて、第一および第二小径部に生じるたわみが最小限になるので、第二小径部の加工精度が向上する。
【００３１】
ここで、前記ガイドブッシュ保持台として、第一ガイドブッシュ保持台と第二ガイドブッシュ保持台とを設け、前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第一ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の前記主軸側の部分を支持し、この状態で前記棒材の突出端側を切削加工する突出端側加工工程と、前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線から離間させた状態で前記第二ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第二ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の突出端側を支持し、この状態で該棒材の前記主軸側の部分を切削加工する主軸側加工工程とを有していてもよい。
【００３２】
この場合には、第一および第二ガイドブッシュ保持台を、それぞれ独立して旋盤の主軸中心線上に出し入れすることで、任意のガイドブッシュ保持台に保持されるガイドブッシュを主軸中心線上に位置させて、このガイドブッシュによって主軸に保持されている棒材の支持を行う。
この棒材加工方法では、まず、第一ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって、棒材の主軸側の部分を支持し、この状態で、棒材の突出端側を切削加工する（突出端側加工工程）。
【００３３】
次に、第一ガイドブッシュ保持台を主軸中心線から離間させた状態で第二ガイドブッシュ保持台を主軸中心線に向けて進出させて、第二ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって棒材の突出端側を支持し、この状態で棒材の主軸側部分を切削加工する。
すなわち、この棒材加工方法では、棒材の主軸側の部分を支持した状態で棒材の突出端側の切削加工を行い、棒材の突出端側のみを支持した状態で、棒材の主軸側部分を切削加工する。
【００３４】
このように、この棒材加工方法では、棒材の加工部位に応じてガイドブッシュによる棒材の支持位置を加工に支障のない位置に変更することにより、棒材の支持を常に良好に行いながら、棒材の主軸からの突出部全体を切削加工することができ、残材を短くすることができる。
また、この棒材加工方法では、主軸中心線上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材の支持に用いるガイドブッシュを容易に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えることができる。
ここで、この棒材加工方法で使用する第一および仕上げ用ガイドブッシュ保持台は、それぞれ一台のみに限定されるものではなく、それぞれ必要に応じた台数使用することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る刃物台切込装置、ブッシュ工具、および棒材加工方法によれば、生産性を低下させずにワークの高精度な加工が可能であり、また残材の長さを短くして材料費を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る四つの刃物台ユニットを備える刃物台切込装置を示す正面図である。
【図２】図１の刃物台切込装置に用いられる刃物台ユニットの待機状態を示す正面図である。
【図３】図２の刃物台ユニットを刃物の移動方向からみた側面図である。
【図４】図１の刃物台ユニットの一方の刃物が主軸中心線に向かって推進された状態を示す正面図である。
【図５】図１の刃物台ユニットの他方の刃物が主軸中心線に向かって推進された状態を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具の形状を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具の形状を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具におけるガイドブッシュ本体の保持構造の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ工具におけるガイドブッシュ本体の保持構造の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法における刃物およびガイドブッシュ工具の配置を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、振れ取り加工工程を示す図である。
【図１２】振れ取り加工工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、第一仕上げ工程を示す図である。
【図１４】図１３に示す第一仕上げ工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、第二仕上げ工程を示す図である。
【図１６】図１５に示す第二仕上げ工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第一の棒材加工方法のうち、第三仕上げ工程を示す図である。
【図１８】図１７に示す第三仕上げ工程を経た棒材の形状を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法における刃物およびガイドブッシュ工具の配置を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法のうち、第一仕上げ工程を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法のうち、第二仕上げ工程を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置を用いた第二の棒材加工方法のうち、第三仕上げ工程を示す図である。
【図２３】図２の刃物台ユニットの変形例を示す刃物の移動方向からみた側面図である。
【図２４】図２３の刃物台ユニットのブラケットの支持構造を示す正面図である。
【図２５】図２の刃物台ユニットの他の変形例を示す刃物の移動方向からみた側面図である。
【図２６】ボールネジの変形例を示す図であり、（ａ）連結部の側面図、（ｂ）連結部の断面図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置の他の形態例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施形態に係る刃物台切込装置について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態に係る刃物台切込装置１は、図１に示されるように、主軸中心線Ａを中心として、周方向に配列された３つの刃物台ユニット２を備えている。
【００３８】
各刃物台ユニット２は、図２および図３に示されるように、２個一対の刃物３Ａ，３Ｂと、該刃物３Ａ，３Ｂをそれぞれ搭載する一対のスライダ４Ａ，４Ｂと、主軸中心線Ａに直交しかつ相互に交差する２つの軸線Ｂ，Ｃに沿って前記スライダ４Ａ，４Ｂをそれぞれ進退させる移動機構５とを備えている。
【００３９】
各刃物３Ａ，３Ｂは、略四角柱形状をなす工具本体と、この工具本体の先端に固定的または着脱可能にして設けられた刃部とを有している。
各スライダ４Ａ，４Ｂは、ベース６に固定された２つのリニアガイド７によってそれぞれの直線移動動作を案内されている。また、図２に示すように、各スライダ４Ａ，４Ｂには、刃物３Ａ，３Ｂを着脱可能にして保持するための刃物保持装置ＣＬが設けられている。この刃物保持装置ＣＬとしては、一般的な刃物台切込装置に用いられる刃物保持装置、例えば刃物の工具本体（被保持部）を挟み込んで固定するクランプ装置等が用いられている。
【００４０】
図３に示すように、リニアガイド７は、ベース６に固定されたガイドレール７ａに比較的大きなスパンをあけて配置された２つのガイドブロック７ｂが移動可能に支持されており、これらガイドブロック７ｂに固定されたスライダ４Ａ，４Ｂは、刃物３Ａ，３Ｂの先端に加わる加工時の力によって生ずる比較的大きなモーメントを安定して支持することができるようになっている。リニアガイド７は、例えば、３０°の間隔をあけて配列された２つの軸線Ｂ，Ｃに沿って配置されている。
【００４１】
図２および図３に示すように、前記移動機構５は、ベース６に、前記２つの軸線Ｂ，Ｃの中心線に沿って形成された溝８内に固定された断面略Ｕ字状のガイドハウジング９内に、該ガイドハウジング９の長手方向に沿って移動可能に支持された２個のボールネジナット（スライダ部）１０Ａ，１０Ｂと、これらのボールネジナット１０Ａ，１０Ｂを推進するボールネジ１１と、該ボールネジ１１を回転駆動するサーボモータ１２とを備えている。図中符号１３は、サーボモータ１２の動力をボールネジ１１に伝達する伝達機構である。
【００４２】
前記ボールネジ１１は、その長手方向のほぼ中央位置においてネジのリード方向が逆転する２つの逆リード部１１ａ，１１ｂを備えている。各ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂは、このボールネジ１１の別個の逆リード部１１ａ，１１ｂに係合している。これにより、ボールネジ１１がその長手軸線回りに一方向に回転すると、ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂがボールネジ１１に沿って相互に離れる方向に推進され、他方向に回転すると相互に近接する方向に推進されるようになっている。
【００４３】
また、移動機構５は前記ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂに固定されたブラケット１４Ａ，１４Ｂと、該ブラケット１４Ａ，１４Ｂと前記スライダ４Ａ，４Ｂとの間に配置されたリニアガイド（直線案内機構）１５とを備えている。リニアガイド１５のガイドレール１５ａはブラケット１４Ａ，１４Ｂに固定され、ガイドブロック１５ｂはスライダ４Ａ，４Ｂに固定されている。ガイドレール１５ａは、前記スライダ４Ａ，４Ｂを移動可能に支持するリニアガイド７のガイドレール７ａに対して直交する方向に配置されている。
【００４４】
このように構成された本実施形態に係る刃物台ユニット２は、サーボモータ１２の作動により、２つのスライダ４Ａ，４Ｂを直線移動させて、図２に示されるように、２つの刃物３Ａ，３Ｂの先端位置が、主軸中心線Ａからほぼ同一の距離に配置される待機状態と、一方の刃物３Ｂを主軸中心線Ａに向けて突出させる図４の状態と、他方の刃物３Ａを主軸中心線Ａに向けて突出させる図５の状態の状態とを達成するようになっている。
【００４５】
待機状態に配されているときに、２つの刃物３Ａ，３Ｂは、主軸中心線Ａに沿って配置された被加工物（図示略）に対して半径方向外方に若干隙間をあけて配置され、スライダ４Ａ，４Ｂを微小移動させるだけで、被加工物の加工を開始することができるようになっている。
また、図４および図５に示すように、いずれか一方の刃物３Ａ（３Ｂ）を主軸中心線Ａに向けて突出させるときには、他方の刃物３Ｂ（３Ａ）は後退させられるようになっている。
【００４６】
また、本実施形態に係る刃物台切込装置１は、主軸中心線Ａ回りに、３つの刃物台ユニット２を６０°ずつ角度を変えて隣接配置している。そして、図１に示されるように、一の刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂを待機状態に配置すると、該刃物台ユニット２の両側に隣接する他の刃物台ユニット２のいずれの刃物３Ａ，３Ｂを進退させても、一の刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂに干渉しないようになっている。
【００４７】
ここで、図１に示すように、この刃物台切込装置１では、刃物台ユニット２には、刃物３Ａ，３Ｂの代わりに、ガイドブッシュ工具２１を装着可能とされている。すなわち、この刃物台切込装置１では、刃物台ユニット２のうち、ガイドブッシュ工具２１が装着された刃物台ユニット２が、ガイドブッシュ保持台ＨＬとして機能する。
これにより、この刃物台切込装置１では、移動機構５を動作させることによって、各ガイドブッシュ保持台ＨＬをそれぞれ独立して主軸中心線Ａ上に出し入れすることができる。すなわち、この刃物台切込装置１では、任意のガイドブッシュ保持台ＨＬに保持されるガイドブッシュ工具２１を主軸中心線Ａ上に位置させて、このガイドブッシュ工具２１によって主軸に保持されている棒材の支持を行うことができる。
ここで、ガイドブッシュ保持台ＨＬによるガイドブッシュ工具２１の位置決めは、刃物台ユニット２による刃物３Ａ，３Ｂの位置決めと同様にして行われるので、高精度な位置決めを容易に行うことができ、主軸中心線Ａ上へのガイドブッシュ工具２１の出し入れを迅速に行うことができる。
また、この刃物台切込装置１では、ガイドブッシュ工具２１が装着される刃物台ユニット２の数を変更することで、刃物台ユニット２とガイドブッシュ保持台ＨＬの数を変更することができる。
【００４８】
図６に示すように、ガイドブッシュ工具２１は、ガイドブッシュ本体２２と、ガイドブッシュ本体２２が設けられる工具本体２３とを有している。
工具本体２３には、刃物３Ａ，３Ｂの刃物台ユニット２への取付部（工具本体）と同一形状をなす被保持部２３ａ（取付部）が設けられている。これにより、工具本体２３は、刃物台ユニット２の刃物保持装置ＣＬによって保持することが可能である。
本実施形態では、工具本体２３は、刃物３Ａ，３Ｂの工具本体と同様の四角柱形状とされており、その一端側が、刃物保持装置ＣＬに保持される被保持部２３ａとされており、他端側が、ガイドブッシュ本体２２が装着されるブッシュ保持部２３ｂとされている。
【００４９】
また、図７に示すように、工具本体２３は、ブッシュ保持部２３ｂと被保持部２３ａとの間に、ガイドブッシュ本体２２の軸線方向に向けて屈曲する屈曲部２３ｃが設けられている。
これにより、ブッシュ保持部２３ｂと被保持部２３ａとは、ガイドブッシュ本体２２の軸線方向の位置がずれることになる。
すなわち、このガイドブッシュ工具２１を装着した刃物台ユニット２を主軸中心線Ａ上に進出させた場合には、このガイドブッシュ工具２１のガイドブッシュ本体２２の位置は、他の刃物台ユニット２に刃物を装着した場合に刃先３Ａ，３Ｂが位置する地点よりも、主軸中心線Ａ方向にずれることとなる。
このため、ガイドブッシュ工具２１によって棒材を支持した際に、ガイドブッシュ本体２２が刃物３Ａ，３Ｂと干渉せず、棒材の支持を良好に行うことができる。
【００５０】
ここで、ガイドブッシュ本体２２は、工具本体２３に対して軸線回りの回転を規制して設けられた固定ガイドブッシュとされていてもよく、また、工具本体２３によって軸線回りの回転を可能にして支持されたロータリーガイドブッシュとされていてもよい。
固定ガイドブッシュは、ロータリーガイドブッシュよりも構造が単純であるので、メンテナンスが容易である。また、固定ガイドブッシュは、ロータリーガイドブッシュよりも小型であるので、刃物台切込装置１の他の構成部材との干渉の問題が生じにくい。このため、ガイドブッシュ本体２２として固定ガイドブッシュを用いた場合には、刃物台切込装置１の設計が容易となる。本実施形態では、ガイドブッシュ本体２２として、固定ガイドブッシュを用いている。
【００５１】
また、工具本体２３に対するガイドブッシュ本体２２の装着方法は任意である。例えば、図８に示すように、工具本体２３のブッシュ保持部２３ｂ先端を、スリットＳと、このスリットＳの底部にスリットＳと平行な貫通孔Ｈと、スリットＳの間隔を調整する間隔調整装置ＳＣ（図８に示す例では工具本体２３のスリットＳによって分断された先端部を同士を締め付けるクランプネジ）とを有する構成としてもよい。この場合には、ガイドブッシュ本体２２を貫通孔Ｈに挿入した状態で間隔調整装置ＳＣによってスリットＳの間隔を狭めることで、貫通孔Ｈの内周面によってガイドブッシュ本体２２を締め付けて保持することができる。
【００５２】
また、図９に示すように、工具本体２３に対してネジクランプ構造によってガイドブッシュ本体２２を固定してもよい。具体的には、工具本体２３のブッシュ保持部２３ｂに、貫通孔Ｈと、工具本体２３の表面から貫通孔Ｈの内周面まで通じるネジ孔ＳＨを形成し、貫通孔Ｈにガイドブッシュ本体２２を挿入した状態でネジ孔ＳＨにネジＢＴをねじ込んでゆき、ネジＢＴの先端によってガイドブッシュ本体２２を貫通孔Ｈの内周面に押し付けることによって固定してもよい。
また、単純に、工具本体２３に設けられた貫通孔にガイドブッシュ本体２２を締まり嵌めによって固定してもよい。
【００５３】
このように構成された本実施形態に係る刃物台ユニット２および刃物台切込装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る刃物台切込装置１を用いて被加工物の加工を行うには、いずれかの刃物台ユニット２のサーボモータ１２を作動させる。サーボモータ１２の作動により、ボールネジ１１が回転させられ、該ボールネジ１１に係合しているボールネジナット１０Ａ，１０Ｂが推進される。
【００５４】
このとき、各ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂは、ボールネジ１１に備えられた逆リード部１１ａ，１１ｂに係合しているので、ボールネジ１１を一方向に回転させると、一方のボールネジナット１０Ａ（１０Ｂ）が主軸中心線Ａに向かって推進される一方、他方のボールネジナット１０Ｂ（１０Ａ）は逆方向に推進される。したがって、一方の刃物３Ａ（３Ｂ）が主軸中心線Ａに向かって推進されて被加工物を加工する。そして、他方の刃物３Ｂ（３Ａ）による加工に切り替えるときには、ボールネジ１１を逆転させるだけで済み、制御が簡単である。
【００５５】
この場合において、他方の刃物３Ｂ（３Ａ）が逆方向に推進されるので、両刃物３Ａ，３Ｂが干渉することはない。特に、両刃物３Ａ，３Ｂはボールネジ１１に係合するボールネジナット１０Ａ，１０Ｂによって機械的にその動作が規定されているので、いかなる動作によっても両刃物３Ａ，３Ｂが干渉することはなく、干渉を回避するための複雑な制御や特別な機構が不要である。
同様に、この刃物台切込装置１では、刃物台ユニット２に対して刃物３Ａ，３Ｂのどちらか、もしくは両方の代わりにガイドブッシュ工具２１を装着した場合においても、刃物とガイドブッシュ工具２１との干渉が生じない。
【００５６】
また、本実施形態に係る刃物台ユニット２によれば、単一のサーボモータ１２で２つの刃物３Ａ，３Ｂ（または刃物とガイドブッシュ工具２１）を切り替えるように制御することができ、サーボモータ１２の数を半減させることができる。また、サーボモータ１２数が低減するので、制御コントローラやアンプ等の制御機器も不要となる。したがって、刃物３Ａ，３Ｂに対してそれぞれサーボモータ１２を配置する従来のＮＣ旋盤と比較すると、コストを大幅に低減することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る刃物台ユニット２によれば、相互に交差する軸線Ｂ，Ｃに沿って移動可能に支持されたスライダ４Ａ，４Ｂを、それらの中央線に沿って配置された移動機構により駆動するので、スライダ４Ａ，４Ｂの変位量に応じてボールネジナット１０Ａ，１０Ｂとスライダ４Ａ，４Ｂとの距離が変化することとなるが、本実施形態によれば、ボールネジナット１０Ａ，１０Ｂとスライダ４Ａ，４Ｂとがリニアガイド１５により接続されているので、リニアガイド１５の作動により距離の変化が吸収され、高精度な切込動作を行うことができる。特に、リニアガイド１５に予圧をかけてラジアル方向のバックラッシュをなくすことで、より高精度な切り込みを行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態に係る刃物台切込装置１によれば、図１に示されるように、隣接する刃物台ユニット２のうちの一方の刃物台ユニット２を待機状態に配置すると、待機状態にある刃物台ユニット２の両側の刃物台ユニット２のいずれの刃物３Ａ，３Ｂ（またはガイドブッシュ工具２１）を主軸中心線Ａに向けて移動させても待機状態にある刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂ（またはガイドブッシュ工具２１）に干渉しないようにすることができる。したがって、待機状態にある刃物台ユニット２の両側の刃物台ユニット２の刃物３Ａ，３Ｂのいずれか（またはガイドブッシュ工具２１）を同時に主軸中心線Ａに向けて移動させて、被加工物を同時に加工（または保持）することも可能となる。
【００５９】
また、本実施形態に係る刃物台切込装置１によれば、刃物台ユニット２が２つの刃物３Ａ，３Ｂを駆動するユニット化されているので、組立が容易であり、ユニットの増減による刃物３Ａ，３Ｂの数、およびガイドブッシュ工具２１の数の増減を容易に行うことができるという利点もある。
【００６０】
以下、この刃物台切込装置１による棒材Ｗの具体的な加工方法について具体的に説明する。
まず、棒材Ｗから、小径部が二段階に形成された部品（すなわち小径部にさらに小径部が形成された部品）を製造する場合の棒材の加工方法について説明する。
この場合には、棒材Ｗの加工を行うにあたって、まず、各刃物台ユニット２のうち、三つの刃物台ユニット２に対して、刃物３Ａ，３Ｂのうちのいずれか一方の代わりに、ガイドブッシュ工具２１を装着する。これにより、これら三つの刃物台ユニット２を、それぞれ振れ取り用ガイドブッシュ保持台、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台として利用する。
振れ取り用ガイドブッシュ保持台には、第一ガイドブッシュ工具２１ａを装着する。第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第二ガイドブッシュ工具２１ｂを装着する。また、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第三ガイドブッシュ工具２１ｃを装着する。
【００６１】
第一ガイドブッシュ工具２１ａは、ガイドブッシュ本体２２として、棒材Ｗとの間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュ２２ａが設けられたものである。振れ取り用ガイドブッシュ２２ａの内径は、棒材Ｗの外径寸法のばらつき、棒材Ｗの表面のうねり、および棒材Ｗの曲がりを考慮した上で、棒材Ｗが自在に挿通可能な最小限の内径とされる。
第二ガイドブッシュ工具２１ｂは、ガイドブッシュ本体２２として、棒材Ｗとの間のクリアランスの小さい第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂが設けられたものである。第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂの内径は、振れ取り加工を行った棒材Ｗの外径寸法のばらつきを考慮した上で、棒材Ｗが自在に挿通可能な最小限の内径とされる。
第三ガイドブッシュ工具２１ｃは、ガイドブッシュ本体２２として、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂよりもさらに小径の第二仕上げ用ガイドブッシュ２２ｃが設けられたものである。
【００６２】
この状態での主軸中心線Ａ周りにおける刃物３Ａ，３Ｂおよび第一〜第三ガイドブッシュ工具２１ａ〜２１ｃの配置を、図１０に示す。このように、加工開始前の状態では、刃物３Ａ，３Ｂおよび第一〜第三ガイドブッシュ工具２１ａ〜２１ｃは、それぞれ主軸中心線Ａから所定距離離間した待機位置に保持される。
この状態から、図１１に示すように、振れ取り用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗを、振れ取り用ガイドブッシュ２２ａによって支持した状態する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行う（振れ取り工程）。
この振れ取り工程では、棒材Ｗの表面を薄く削り取ることによって、図１２に示すように、棒材Ｗに、主軸中心線Ａとほぼ同軸となる略円筒面Ｆ１を形成する。また、この振れ取り工程では、振れ取り用ガイドブッシュ２２ａには、棒材Ｗにおいて刃物による加工部位よりも主軸ＳＰ側の部位を支持させる。
振れ取り工程が終了したら、振れ取り用ガイドブッシュ２２ａから棒材Ｗを引き抜いたのちに、振れ取り用ガイドブッシュ保持台を後退させる。
【００６３】
次に、仕上げ用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、図１３に示すように、棒材Ｗの略円筒面Ｆ１を第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、図１４に示すように、棒材Ｗの略円筒面Ｆ１が形成された部位に、より高精度な円筒面Ｆ２を形成する（第一仕上げ工程）。また、この第一仕上げ工程では、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂには、棒材Ｗにおいて刃物による加工部位よりも主軸ＳＰ側の部位を支持させる。
【００６４】
続いて、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台の第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによる棒材Ｗの支持を継続した状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、図１６に示すように、円筒面Ｆ２が形成された部位に、円筒面Ｆ２よりも小径の第一小径部Ｒ１を形成する（第二仕上げ工程）。
【００６５】
最後に、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台の第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによる棒材Ｗの支持を継続した状態で、第三ガイドブッシュ保持台を主軸中心線Ａに向けて前進させて、図１７に示すように、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗの突出端側の円筒面Ｆ２を、第二仕上げ用ガイドブッシュ２２ｃによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、図１８に示すように、第一小径部Ｒ１に、第一小径部Ｒ１よりも小径の第二小径部Ｒ２を形成する（第三仕上げ工程）。
【００６６】
このように、この棒材加工方法では、振れ取り工程と各仕上げ工程とでそれぞれ適切な内径のガイドブッシュを用いて棒材Ｗの支持を行うので、棒材Ｗの加工精度が高い。
また、この棒材加工方法では、主軸中心線Ａ上に進出させるガイドブッシュ保持台を切り換えることで、棒材Ｗの支持に用いるガイドブッシュを容易かつ迅速に変更することができるので、サイクルタイムを最小限に抑えることができる。
【００６７】
ここで、第一および第二小径部Ｒ１，Ｒ２は、径が小さい分、棒材Ｗの他の部位に比べて強度が低いので、たわみが生じやすい。そこで、上記棒材加工方法では、第三仕上げ工程において、棒材Ｗの第一小径部Ｒ１の両側に位置する部位を、それぞれ棒材Ｗとの間のクリアランスの小さい第一および第二仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂ，２２ｃによって支持した状態で、第二小径部Ｒ２の形成を行う。これにより、第一および第二小径部Ｒ１，Ｒ２に加わるモーメントが低減されて、第一および第二小径部Ｒ１，Ｒ２に生じるたわみが最小限になるので、第二小径部Ｒ２の加工精度が向上する。
【００６８】
次に、棒材Ｗに振れが生じやすい加工条件下で、棒材Ｗにおいて主軸ＳＰから突出した領域全体を加工する際の棒材Ｗの加工方法ついて説明する。なお、以下では、すでに振れ取り工程を完了した棒材Ｗか、もしくは形状精度の高い棒材Ｗの加工を行う場合について説明する。
この場合には、各刃物台ユニット２のうち、二つの刃物台ユニット２に対して、刃物３Ａ，３Ｂのうちのいずれか一方の代わりに、ガイドブッシュ工具２１を装着する。これにより、これら二つの刃物台ユニット２を、それぞれ第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台として利用する。
第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第二ガイドブッシュ工具２１ｂを装着する。また、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台には、第三ガイドブッシュ工具２１ｃを装着する。
【００６９】
まず、第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、図１９に示すように、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗを、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの突出端側の部位について切削加工を行う（第一仕上げ工程）。
第一仕上げ工程が終了したら、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂから棒材Ｗを引き抜いたのちに第一仕上げ用ガイドブッシュ保持台を後退させる。
これにより、図２１に示すように、棒材Ｗにおいて主軸ＳＰから突出した部分全体が露出される。
この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた刃物によって棒材Ｗの切削加工を行うことで、棒材Ｗの主軸ＳＰ側の部位について切削加工を行う（第二仕上げ工程）。
【００７０】
最後に、第二仕上げ用ガイドブッシュ保持台のみを主軸中心線Ａに向けて前進させて、図２２に示すように、主軸ＳＰに保持された棒材Ｗの略円筒面Ｆ１を、第一仕上げ用ガイドブッシュ２２ｂによって支持する。この状態で、いずれかの刃物台ユニット２に設けられた突き切り用刃物によって、棒材Ｗの主軸ＳＰ近傍に突き切り加工を行うことで、棒材Ｗから部品を切り出す。
【００７１】
このように、この棒材加工方法では、棒材Ｗの加工部位に応じて、ガイドブッシュによる棒材Ｗの支持位置を、加工に支障のない位置に変更するので、棒材Ｗの支持を常に良好に行いながら、棒材Ｗの主軸ＳＰからの突出部全体を切削加工することができ、残材を短くすることができる。
【００７２】
なお、本実施形態に係る刃物台ユニット２は、ガイドハウジング９内においてボールネジ１１により駆動されるボールネジナット１０Ａ，１０Ｂを有するものを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図２３および図２４に示されるように、ブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′を支持するリニアガイド１６Ａ，１６Ｂと、逆ネジを有するボールネジ１１′とを組み合わせた構造のものを採用してもよい。
【００７３】
この場合に、図２４に示されるように、各ボールネジナット１０Ａ′，１０Ｂ′を取り付けるブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′は、リニアガイド１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ２個ずつ間隔をあけて支持されたガイドブロック１７によって支持されていることが好ましい。このようにすることで、切削時に、スライダ４Ａ，４Ｂが後退させられる方向に刃物３Ａ．３Ｂの先端にかかる切削時の反力によりブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′に発生するモーメントが２つのガイドブロック１７によって支持されるので、ボールネジナット１０Ａ′，１０Ｂ′にモーメントがかからないようにすることができる。
また、図２５に示されるように、２つのブラケット１４Ａ′，１４Ｂ′を支持するリニアガイドとして共通のリニアガイド１６を採用することとしてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態においては、逆ネジ部１１ａ，１１ｂ（１１ａ′，１１ｂ′）を有するボールネジ１１（１１′）を一体的に構成したものを例示したが、これに代えて、図２６に示されるように、逆ネジ部１１ａ，１１ｂを分離可能に設け、それらを着脱可能に連結する連結部１８を設けることとしてもよい。連結部１８は、例えば、図２６（ａ），（ｂ）に示されるように、一方の逆ネジ部１１ｂ先端に設けたすり割り１８ａを有する嵌合孔１８ｂと、他方の逆ネジ部１１ａ先端に設けられ嵌合孔１８ｂに嵌合する突起１８ｃと、該突起１８ｃが嵌合孔１８ｂに嵌合された状態で、すり割り１８ａの幅を縮めるように締結されるボルト１８ｄおよびネジ孔１８ｅとを備えている。
【００７５】
このように構成することで、逆方向のリードを有する２つのボールネジナット１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ独立して位置調整することができ、組立作業を容易にすることができるという利点がある。
【００７６】
また、上記実施形態におけるリニアガイド７，１５およびスライダ部１０は、図示した転がりガイドに限定されるものではなく、他の転がりガイドやアリ溝案内、静圧案内等の滑りガイドであってもよい。また、ボールネジ１１，１１′に代えて、精密滑りネジや静圧ネジを採用してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、各刃物台ユニット２が、同一の移動機構５によって移動させられる一対のスライダ４Ａ，４Ｂを有している例を示したが、これに限られることなく、図２７に示すように、各刃物台ユニット２を、一つのスライダ４のみが設けられた構成としてもよい。
また、移動機構５は、リニアモータ機構によって構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１ 刃物台切込装置
２ 刃物台ユニット
３Ａ，３Ｂ 刃物
５ 移動機構
２１ ガイドブッシュ工具
２１ａ〜２１ｃ 第一〜第三ガイドブッシュ工具
２２ａ 振れ取り用ガイドブッシュ（ガイドブッシュ本体）
２２ｂ 第一仕上げ用ガイドブッシュ（ガイドブッシュ本体）
２２ｃ 第二仕上げ用ガイドブッシュ（ガイドブッシュ本体）
２３ 工具本体
２３ａ 被保持部（取付部）
２３ｂ ブッシュ保持部
２３ｃ 屈曲部
Ａ 主軸中心線
ＣＬ 刃物保持装置（ガイドブッシュ保持装置）
ＨＬ ガイドブッシュ保持台
Ｗ 棒材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤による棒材の切削加工に用いられる刃物台切込装置であって、
前記旋盤の主軸中心線回りに配置される刃物台と、
前記主軸中心線周りに配置される複数のガイドブッシュ保持台と、
前記刃物台および前記各ガイドブッシュ保持台とをそれぞれ独立して前記主軸中心線に対して進出退避させる移動機構とを有している刃物台切込装置。
【請求項２】
前記刃物台が、刃物を着脱可能にして保持する刃物保持装置を有し、
前記ガイドブッシュ保持台が、ガイドブッシュを着脱可能にして保持するガイドブッシュ保持装置を有し、
該ガイドブッシュ保持装置による前記ガイドブッシュの保持構造が、前記刃物保持装置による前記刃物の保持構造と同一構成とされている請求項１記載の刃物台切込装置。
【請求項３】
刃物が着脱可能な複数の刃物台を有する刃物台切込装置に用いられるガイドブッシュ工具であって、
ガイドブッシュ本体と、
該ガイドブッシュ本体が設けられる工具本体とを有し、
該工具本体には、前記刃物の前記刃物台への取付部と同一形状をなす取付部が設けられているガイドブッシュ工具。
【請求項４】
前記工具本体は、前記ガイドブッシュ本体を保持するブッシュ保持部と前記取付部との間に、前記ガイドブッシュ本体の軸線方向に向けて屈曲する屈曲部が設けられている請求項３記載のガイドブッシュ工具。
【請求項５】
旋盤の主軸に一部を突出させた状態にして支持された棒材の加工方法であって、
前記旋盤の主軸中心線回りに、ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対して進出退避可能にして配置し、
該ガイドブッシュ保持台に、前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の加工工程のうち、前記ガイドブッシュによる支持が必要な加工工程でのみ、前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する棒材加工方法。
【請求項６】
前記旋盤の主軸中心線回りに、複数の前記ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対してそれぞれ独立して進出退避可能にして配置し、
前記各ガイドブッシュ保持台に、それぞれ前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程における前記棒材の支持に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の各加工工程で、該加工工程での前記棒材の支持に適した前記ガイドブッシュを保持している前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて、該ガイドブッシュ保持台が保持している前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する請求項５記載の棒材加工方法。
【請求項７】
前記棒材の同一の加工工程において複数の前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させてこれらガイドブッシュ保持台が保持する前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する請求項６記載の棒材加工方法。
【請求項８】
前記ガイドブッシュ保持台として、振れ取り用ガイドブッシュ保持台と仕上げ用ガイドブッシュ保持台とを設け、
前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュを保持させ、
前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュを保持させ、
前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記振れ取り用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する振れ取り工程と、
前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記仕上げ用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する仕上げ工程とを行う請求項６記載の棒材加工方法。
【請求項９】
前記仕上げ加工が、前記棒材の外径を最終製品の最大外径と同一にする第一仕上げ工程と、
前記棒材の中間位置に対して前記最大外径よりも小径の第一小径部を形成する第二仕上げ工程と、
前記第一小径部に該第一小径部よりも小径の第二小径部を形成する第三仕上げ工程とを有しており、
前記第三仕上げ工程では、前記棒材の前記第一小径部の両側に位置する部位をそれぞれ前記仕上げ用ガイドブッシュによって支持する請求項８記載の棒材加工方法。
【請求項１０】
前記ガイドブッシュ保持台として、第一ガイドブッシュ保持台と第二ガイドブッシュ保持台とを設け、
前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第一ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の前記主軸側の部分を支持し、この状態で前記棒材の突出端側を切削加工する突出端側加工工程と、
前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線から離間させた状態で前記第二ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第二ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の突出端側を支持し、この状態で該棒材の前記主軸側の部分を切削加工する主軸側加工工程とを有している請求項６記載の棒材加工方法。
【請求項１】
旋盤による棒材の切削加工に用いられる刃物台切込装置であって、
前記旋盤の主軸中心線回りに配置される刃物台と、
前記主軸中心線周りに配置される複数のガイドブッシュ保持台と、
前記刃物台および前記各ガイドブッシュ保持台とをそれぞれ独立して前記主軸中心線に対して進出退避させる移動機構とを有している刃物台切込装置。
【請求項２】
前記刃物台が、刃物を着脱可能にして保持する刃物保持装置を有し、
前記ガイドブッシュ保持台が、ガイドブッシュを着脱可能にして保持するガイドブッシュ保持装置を有し、
該ガイドブッシュ保持装置による前記ガイドブッシュの保持構造が、前記刃物保持装置による前記刃物の保持構造と同一構成とされている請求項１記載の刃物台切込装置。
【請求項３】
刃物が着脱可能な複数の刃物台を有する刃物台切込装置に用いられるガイドブッシュ工具であって、
ガイドブッシュ本体と、
該ガイドブッシュ本体が設けられる工具本体とを有し、
該工具本体には、前記刃物の前記刃物台への取付部と同一形状をなす取付部が設けられているガイドブッシュ工具。
【請求項４】
前記工具本体は、前記ガイドブッシュ本体を保持するブッシュ保持部と前記取付部との間に、前記ガイドブッシュ本体の軸線方向に向けて屈曲する屈曲部が設けられている請求項３記載のガイドブッシュ工具。
【請求項５】
旋盤の主軸に一部を突出させた状態にして支持された棒材の加工方法であって、
前記旋盤の主軸中心線回りに、ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対して進出退避可能にして配置し、
該ガイドブッシュ保持台に、前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の加工工程のうち、前記ガイドブッシュによる支持が必要な加工工程でのみ、前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する棒材加工方法。
【請求項６】
前記旋盤の主軸中心線回りに、複数の前記ガイドブッシュ保持台を、前記主軸中心線に対してそれぞれ独立して進出退避可能にして配置し、
前記各ガイドブッシュ保持台に、それぞれ前記棒材の加工工程のうちのいずれか一工程における前記棒材の支持に適した種類のガイドブッシュを保持させて、前記棒材の各加工工程で、該加工工程での前記棒材の支持に適した前記ガイドブッシュを保持している前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて、該ガイドブッシュ保持台が保持している前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する請求項５記載の棒材加工方法。
【請求項７】
前記棒材の同一の加工工程において複数の前記ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させてこれらガイドブッシュ保持台が保持する前記ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する請求項６記載の棒材加工方法。
【請求項８】
前記ガイドブッシュ保持台として、振れ取り用ガイドブッシュ保持台と仕上げ用ガイドブッシュ保持台とを設け、
前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの大きい振れ取り用ガイドブッシュを保持させ、
前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台には前記棒材との間のクリアランスの小さい仕上げ用ガイドブッシュを保持させ、
前記振れ取り用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記振れ取り用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する振れ取り工程と、
前記仕上げ用ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて前進させて前記仕上げ用ガイドブッシュによって前記棒材を支持した状態で該棒材を切削加工する仕上げ工程とを行う請求項６記載の棒材加工方法。
【請求項９】
前記仕上げ加工が、前記棒材の外径を最終製品の最大外径と同一にする第一仕上げ工程と、
前記棒材の中間位置に対して前記最大外径よりも小径の第一小径部を形成する第二仕上げ工程と、
前記第一小径部に該第一小径部よりも小径の第二小径部を形成する第三仕上げ工程とを有しており、
前記第三仕上げ工程では、前記棒材の前記第一小径部の両側に位置する部位をそれぞれ前記仕上げ用ガイドブッシュによって支持する請求項８記載の棒材加工方法。
【請求項１０】
前記ガイドブッシュ保持台として、第一ガイドブッシュ保持台と第二ガイドブッシュ保持台とを設け、
前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第一ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の前記主軸側の部分を支持し、この状態で前記棒材の突出端側を切削加工する突出端側加工工程と、
前記第一ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線から離間させた状態で前記第二ガイドブッシュ保持台を前記主軸中心線に向けて進出させて、該第二ガイドブッシュ保持台に保持されたガイドブッシュによって前記棒材の突出端側を支持し、この状態で該棒材の前記主軸側の部分を切削加工する主軸側加工工程とを有している請求項６記載の棒材加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−９８４３８（Ｐ２０１１−９８４３８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３４７７２（Ｐ２０１１−３４７７２）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【分割の表示】特願２００６−３４９７３（Ｐ２００６−３４９７３）の分割
【原出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【分割の表示】特願２００６−３４９７３（Ｐ２００６−３４９７３）の分割
【原出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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