(57)【要約】【課題】旋削加工時に、ワークの内周と外周とを完全に同軸に加工するとともに、クランプしたときのワークの径方向のひずみを小さくする。【解決手段】軸を中心として回転する主軸１１と、軸の方向を軸方向として、主軸１１の軸方向一方側の端部に設置され、ワーク９０を主軸１１と略同軸に保持する第１保持部１２と、ワーク９０の軸方向一方側に配置されてワーク９０と軸方向に当接する当接部２２と、当接部２２をワーク９０に向けて軸方向に進退可能に保持する第２保持部２４と、を備えている。当接部２２は、ワーク９０の外周面を加工するときに、ワーク９０と当接してワーク９０を軸方向他方側に向けて付勢し、ワーク９０の内周面を加工するときに、第１保持部がワーク９０を保持した状態のままでワーク９０から退避する。【選択図】図１
2020075312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削加工により環状のワークを加工する旋削加工装置であって、
軸を中心として回転する主軸と、
前記軸の方向を軸方向として、
前記主軸の軸方向一方側の端部に設置され、前記ワークを前記主軸と略同軸に保持する第１保持部と、
前記ワークの軸方向一方側に配置されて前記ワークと軸方向に当接する当接部と、
前記当接部を前記ワークに向けて軸方向に進退可能に保持する第２保持部と、を備えており、
前記当接部は、前記ワークの外周面を加工するときに、前記ワークと当接して前記ワークを軸方向他方側に向けて付勢し、前記ワークの内周面を加工するときに、前記第１保持部が前記ワークを保持した状態のままで前記ワークから退避することを特徴とする旋削加工装置。
【請求項２】
前記当接部は、前記ワークと軸方向に当接する面板を有しており、前記面板は、前記ワークとともに回転自在で、かつ、前記ワークに倣って任意の方向に傾斜可能であることを特徴とする、請求項１に記載する旋削加工装置。
【請求項３】
前記面板は、前記主軸から径方向に離れた位置で前記主軸と平行に設けられた回転軸の周りで旋回しうるように支持されており、前記ワークから径方向に退避することを特徴とする請求項２の旋削加工装置。
【請求項４】
前記ワークの外周を、ハードスカイビング工法で加工することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載する旋削加工装置。
【請求項５】
切削により環状のワークを加工する旋削加工方法であって、
軸を中心として回転する主軸と、
前記軸の方向を軸方向として、前記主軸の軸方向一方側の端部に設置され、前記ワークを、前記主軸と略同軸に保持する第１保持部と、
前記ワークの軸方向一方側に配置されて前記ワークと軸方向に当接する当接部と、
前記当接部を前記ワークに向けて軸方向に進退可能に保持する第２保持部と、を備えた旋削加工装置を使用し、
前記第１保持部に前記ワークを固定するワーク固定ステップと、
前記当接部が前記ワークと当接して、前記ワークを軸方向他方側に向けて付勢した状態で、前記ワークの外周を加工する外周加工ステップと、
前記第１保持部が前記ワークを保持した状態のままで、前記当接部を前記ワークから退避させ、前記ワークの内周を加工する内周加工ステップと、
を備えたことを特徴とする旋削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状のワークを旋削によって加工する旋削加工装置及び旋削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の内輪や外輪等の環状の部品は、通常、旋削加工、熱処理の各工程を経て、研削加工によって仕上げ加工が施される。しかしながら、製造コストを削減する目的で、仕上げ工程を研削加工に替えて、旋盤等の加工装置を用いた旋削加工とする場合がある。
【０００３】
内輪や外輪等の部品は、内周面と外周面を高い精度で同軸に加工することが要求される。研削加工で仕上げ加工をする場合には、加工時の抵抗が小さいので、マグネットチャックやエアチャックを用いて、ワークを固定することができる。このため、被加工面にクランプが突出しないようにワークの端面を固定することにより、内周面と外周面を同時に加工して、内周面と外周面を高い精度で同軸に加工することができる。
【０００４】
しかしながら、旋削加工では加工時の抵抗が大きいため、より強固な固定方法が必要となる。具体的には、図５及び図６に示すような加工装置を用いて、環状のワーク９０の内周面９２及び外周面９３が、切削によって加工されている。図５では、第１工程として、ワーク９０の外周側に設けた複数のクランパー９１でワーク９０を固定して、内周面９２を加工している。このクランプ方法では、クランパー９１が外周面９３を覆っているため、内周を加工した後、そのままの状態で外周を加工することができない。そこで、一旦ワーク９０を加工装置から取り外し、第２工程として、図６に示すように、コレットチャック９４でワーク９０の内周を再度クランプし直して、外周面９３を加工している。
なお、仮に、第１工程でワーク９０の外周面９３を加工した場合であっても、コレットチャック９４が内周面９２を覆っているので、外周を加工した後、そのままの状態で内周を加工することができない。このため、第２工程では、ワーク９０を再度クランプし直す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１３５４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旋削加工では、ワーク９０は旋盤の主軸と同軸に加工される。このため、内周と外周を同軸に加工するためには、第２工程でワーク９０をクランプするときに、第１工程で加工した内周面９２を、旋盤の主軸に、完全に同軸となるように固定する必要がある。しかしながら、ワーク９０をクランプするときの固定状態にはばらつきがあり、ワーク９０の軸は、旋盤の主軸に対してある程度の取付誤差をもって固定される。このため、内周面９２と外周面９３を完全に同軸に仕上げることは極めて困難であった。
【０００７】
また、旋削加工で外周面９３を加工するときには、仕上げ面の精度を向上させたり、加工時間を短縮するために、ハードスカイビング工法が使用される場合がある。ハードスカイビング工法では、工具とワーク９０の接触幅が拡大して、切削抵抗が通常の旋削加工に比べて更に大きくなるので、ワーク９０を固定するときには、把持力が大きい機械式のクランプ装置が使用される。しかしながら、三つ爪のチャックのように、周方向の複数個所をクランプした場合には、ワーク９０が多角形状に弾性変形する場合がある。この場合には、加工終了時に、ワーク９０を加工装置から取り外したときに、弾性的に元の形状に復元することによって、ワーク９０の真円度が悪化する場合がある。
【０００８】
上記のような状況に鑑み、本発明は、切削によって環状のワークを加工する場合に、ワークの内周と外周とを完全に同軸に加工することができて、更に、磁力やエアで吸着する方法に比べてワークを強固にクランプしてもワークが変形せず、径方向のひずみを小さくできる旋削加工装置及び旋削加工方法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】
【０００９】
本発明の一形態は、切削加工により環状のワークを加工する旋削加工装置であって、軸を中心として回転する主軸と、前記軸の方向を軸方向として、前記主軸の軸方向一方側の端部に設置され、前記ワークを前記主軸と略同軸に保持する第１保持部と、前記ワークの軸方向一方側に配置されて前記ワークと軸方向に当接する当接部と、前記当接部を前記ワークに向けて軸方向に進退可能に保持する第２保持部と、を備えており、前記当接部は、前記ワークの外周面を加工するときに、前記ワークと当接して前記ワークを軸方向他方側に向けて付勢し、前記ワークの内周面を加工するときに、前記第１保持部が前記ワークを保持した状態のままで前記ワークから退避することを特徴としている。
【００１０】
本発明の他の形態は、切削により環状のワークを加工する旋削加工方法であって、軸を中心として回転する主軸と、前記軸の方向を軸方向として、前記主軸の軸方向一方側の端部に設置され、前記ワークを、前記主軸と略同軸に保持する第１保持部と、前記ワークの軸方向一方側に配置されて前記ワークと軸方向に当接する当接部と、前記当接部を前記ワークに向けて軸方向に進退可能に保持する第２保持部と、を備えた旋削加工装置を使用し、前記第１保持部に前記ワークを固定するワーク固定ステップと、前記当接部が前記ワークと当接して、前記ワークを軸方向他方側に向けて付勢した状態で、前記ワークの外周を加工する外周加工ステップと、前記第１保持部が前記ワークを保持した状態のままで、前記当接部を前記ワークから退避させ、前記ワークの内周を加工する内周加工ステップとを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、切削によって環状のワークを加工する場合に、ワークの内周と外周とを完全に同軸に加工することができて、更に、磁力やエアで吸着する方法に比べてワークを強固にクランプしてもワークが変形せず、径方向のひずみを小さくできる旋削加工装置及び旋削加工方法を提供することができる。また、ワークを強固に固定できるので、外周面を加工するときにハードスカイビング工法を使用できる。これにより、ワークの仕上げ面の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態である旋削加工装置の軸方向断面図である。
【図２】被加工物である内輪を含む円すいころ軸受の軸方向断面図である。
【図３】図１の旋削加工装置を軸方向から見た側面図である。
【図４】図１における当接部を示す要部拡大図である。
【図５】従来の内周加工時のワーククランプ方法を示す模式図である。
【図６】従来の外周加工時のワーククランプ方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）である旋削加工装置１０の軸方向断面図である。図１では、円すいころ軸受の内輪を旋削加工している状態を示している。この旋削加工装置１０は、例えば、マシニングセンターに組み込まれた旋削ユニットであって、主軸１１の軸端に加工素材（以下、ワーク９０）をクランプして、工具ホルダーに取り付けたチップ等の刃具（図示を省略する）によってワーク９０の表面を切削加工している。以下の説明では、主軸１１の軸ｍの方向を軸方向といい、軸ｍと直交する方向を径方向、軸ｍの周りを周回する方向を周方向という。
【００１４】
まず、被加工物としてのワーク９０を加工して製造される内輪８２について説明する。図２は、内輪８２を構成部品とする円すいころ軸受８０の軸方向断面図である。
円すいころ軸受８０は、外輪８１と内輪８２と複数の円すいころ８３で構成される。外輪８１及び内輪８２は、それぞれ軸受鋼等の鋼材で製造されている。外輪８１の内周には、円錐面からなる外側軌道面８４が形成されており、内輪８２の外周には、円錐面からなる内側軌道面８５が形成されている。複数の円すいころ８３が、外側軌道面８４と内側軌道面８５との間に転動自在に組み込まれており、内輪８２は、外輪８１に対して、回転することができる。
【００１５】
円すいころ軸受８０に荷重が負荷されたときには、円すいころ８３は、各軌道面８４，８５に強く押し付けられた状態で転動する。このため、内輪８２及び外輪８１は、熱処理が施されて６０ＨＲＣ程度の硬さに焼入れされており、各軌道面８４，８５に剥離等の疲労破損が生じるのを防止している。
内側軌道面８５の小径側に、内側軌道面８５よりわずかに大径の小つば８６が形成されている。また、内側軌道面８５の大径側に、内側軌道面８５より大径の大つば８７が形成されている。大つば８７の、内側軌道面８５の側の側面は、円すいころ８３の端面と当接して、円すいころ８３が周方向に転動するときの案内面８８となっている。
内輪８２及び外輪８１の軸方向両側の端面は、それぞれ軸と直交する平面で形成されている。以下の説明では、内輪８２の大つば８７の側の端面を大端面７８といい、小つば８６の側の端面を小端面７９という。
【００１６】
円すいころ軸受８０は、図示を省略するが、通常、外輪８１の外周が軸箱の内周に嵌め合わされ、内輪８２の内周にシャフトが嵌め合わされた形態で使用され、シャフトが円すいころ軸受８０によって回転自在に支持されている。
このようなシャフトの支持構造では、外輪８１の外周面７１と外側軌道面８４の同軸度、及び、内輪８２の内周面７２と内側軌道面８５の同軸度を小さくすることによって、シャフトが回転するときの振れ回りを抑制することができる。同軸度が不良の場合（同軸度の値が大きい場合）には、シャフトの振れ回りが大きくなるので、回転中に大きな振動や騒音を生じるようになる。更に、外側軌道面８４及び内側軌道面８５の真円度を小さくすることによって、円すいころ軸受８０の回転精度が向上して騒音や振動を小さくすることができるとともに、各軌道面に生じる接触応力の変動を低減して円すいころ軸受８０の転がり寿命を向上させることができる。
このように、円すいころ軸受８０の内輪８２や外輪８１のような環状のワーク９０を加工する加工装置では、外周と内周の同軸度を小さくするとともに、内周及び外周の真円度を小さくする高い精度の加工能力が要望されている。
【００１７】
次に、図１によって、旋削加工装置１０について説明する。
旋削加工装置１０は、ワーク９０を保持して回転する主軸１１と、ワーク９０を軸方向に押圧するクランプ装置２０と、を備えている。
【００１８】
主軸１１は、図示を省略するが、アンギュラ玉軸受や円すいころ軸受等の転がり軸受で支持されており、軸ｍの回りで回転自在で、かつ、軸方向に変位不能である。
主軸１１の軸方向の一方の端部には、ワーク９０を保持するマグネットチャック１２（第１保持部）が取り付けられている。以下、図１では、主軸１１に対してマグネットチャック１２が取り付けられている側（図の左側である）を軸方向一方側といい、その反対側（図の右側である）を軸方向他方側という。マグネットチャック１２の軸方向一方側に、ワーク９０を固定するワーク取付面１３が、軸ｍと直交する向きに形成されている。マグネットチャック１２は、内蔵された電磁石によって、鉄系材料で製造されたワーク９０をワーク取付面１３に吸着固定することができる。
図１では、ワーク９０が、鋼製のバッキングプレート１４を介してワーク取付面１３に固定されている。バッキングプレート１４は、環状で、ワーク取付面１３と当接する面と、ワーク９０と当接する面とは、互いに平行である。ワーク９０は、大端面７８がバッキングプレート１４と当接する向きで、主軸１１と略同軸に固定されている。
【００１９】
次に、図１及び図３によって、クランプ装置２０について説明する。図３は、図１の旋削加工装置１０を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって軸方向にみた側面図であって、支持アーム２１が変位する様子を示している。
クランプ装置２０は、マグネットチャック１２に固定したワーク９０を軸方向に押し付けることによって、更に強固にワーク９０を保持する装置である。クランプ装置２０は、ワーク９０と当接する当接部２２と、当接部２２を保持する揺動支持台２４（第２保持部）とを備えている。
揺動支持台２４は、支持アーム２１と回転軸２３を有する。回転軸２３は、ハウジング２６の内側で、円すいころ軸受等の転がり軸受（図示を省略）によって支持されるとともに、主軸１１と平行に設置されており、支持アーム２１は、回転軸２３の軸方向一方側の端部に固定されて、径方向外方に延在している。回転軸２３は、軸ｎを中心として回転自在で、かつ、ハウジング２６に対して軸方向に変位不能である。
【００２０】
当接部２２は、その軸ｋが軸ｎと平行となる向きで、回転軸２３から離れた側の支持アーム２１の端部に取り付けられている。また、当接部２２の軸ｋと回転軸２３の軸ｎとの距離は、主軸１１の軸ｍと回転軸２３の軸ｎとの距離と等しくなっている。
当接部２２は、回転軸２３が回転することによって、軸ｎと直交する面内で軸ｎを中心に旋回する。また、図１から分かるように、当接部２２は、ワーク９０に対して軸方向一方側にずれた位置に配置されており、回転軸２３が回転すると、図３に示すように、主軸１１と同軸となる位置（図３にＡで示す位置）に配置されたり、ワーク９０から径方向に離れた位置（図３にＢで示す位置）に退避させたりすることができる。
【００２１】
揺動支持台２４は、軸方向にスライドし得るように、マシニングセンターの台座１５に載置されている。これにより、当接部２２がワーク９０に対して軸方向に進退可能に保持されている。揺動支持台２４を軸方向に変位させる手段は、カム等を用いた機械的な変位手段や、ボールねじなどの送り装置が好適に使用される。
台座１５には、軸方向に突出した位置決めピン１６が設置されており、支持アーム２１には、軸方向に貫通する基準穴２５が設けられている。基準穴２５と位置決めピン１６とが軸方向に整列したときに、当接部２２が軸ｍと同軸に配置されるようになっている。
【００２２】
ワーク９０を加工するときには、回転軸２３が回転して、基準穴２５と位置決めピン１６が軸方向に整列する。この状態で、揺動支持台２４が軸方向他方側に移動して、基準穴２５に位置決めピン１６が挿入されるとともに、当接部２２がワーク９０と軸方向に当接するようになっている。なお、位置決めピン１６の先端部には、軸方向一方側に向かうにしたがって直径が小さくなるように面取りが設けられており、基準穴２５は、面取りに案内されて、位置決めピン１６と容易に嵌合できる。
【００２３】
図４を用いて、当接部２２について詳細に説明する。図４は、図１の要部拡大図で、当接部２２を含む軸方向断面を示している。当接部２２は、円板状の面板３０が、調心機構３１と、支持軸受３２で支持されている。
【００２４】
面板３０は、ワーク９０と当接するアタッチメント３３と、アタッチメント３３を保持する面板ベース３４とが、ボルト３５によって一体に組み合わされた形態である。アタッチメント３３は、円板状で、ワーク９０と当接する当接面３６は、軸ｍと略直交する向きの平面状に形成されている。また、当接面３６の直径寸法は、ワーク９０の軸方向一方側の端面（本実施形態では、内輪８２の小端面７９である）の直径寸法より大きく、ワーク９０と全周にわたって当接する。アタッチメント３３は、ボルト３５を取り外すことにより、加工するワーク９０に応じて、適当な大きさのものに容易に交換することができる。
【００２５】
調心機構３１は、ピン３７と、ピン３７を保持するケース３８とで構成される。
【００２６】
ピン３７は、ねじ部３９と頭部４０、及びねじ部３９と頭部４０の間に設けた中間軸部４１が互いに同軸に配置され、一体に組み合わされた形態である。中間軸部４１は、軸ｍと直交する向きの断面が、略正方形となっている。ねじ部３９は、ピン３７の軸方向他方側に配置されており、面板ベース３４の中央に形成されたねじ穴に螺合されている。中間軸部４１のねじ部３９側の端面が面板ベース３４と軸方向に当接して、ピン３７と面板３０とが強固に固定されている。頭部４０は、中間軸部４１より大径の円板状で、軸方向一方側の端面４２は、軸方向一方側に凸となった球面で形成されている。
【００２７】
ケース３８は、ピン３７の頭部４０と軸方向に当接するベース部材４３と、ピン３７の頭部４０を保持する保持部材４４とで構成されている。
ベース部材４３には、軸方向一方側に延在するねじ軸４５が一体に形成されている。保持部材４４は、ピン３７の中間軸部４１が軸方向に貫通する貫通孔４６を備えている。貫通孔４６は、軸ｍと直交する向きの断面が、中間軸部４１よりわずかに大きい略正方形で、これにより、ピン３７はケース３８に対して径方向に変位可能であるが、軸ｋの回りで回転不能となっている。
【００２８】
また、ベース部材４３と保持部材４４との間で、頭部４０が収容される空間の寸法は、ピン３７の頭部４０の寸法より大きく、ピン３７の頭部４０は、軸方向及び径方向にわずかなすきまをもって組み込まれている。これにより、ピン３７は、ベース部材４３と保持部材４４との間で、当該すきまの分だけ径方向及び軸方向に自由に動くことができ、また、ケース３８に対して任意の方向に傾くことができる。これにより、面板３０がワーク９０に当接するときに、ワーク９０の端面（本実施形態では内輪８２の小端面７９）の向きと面板３０の当接面３６の向きが、互いに傾いている場合であっても、当接部２２がワーク９０の小端面７９に倣って任意の方向に自動的に傾くことができる（傾斜可能）ので、小端面７９と面板３０とが全周にわたって均等に接触することができる。また、ピン３７の頭部４０の端面が球面であり、ケース３８と一点で当接しているので、ピン３７が傾いたときであっても、面板３０に作用する軸方向の荷重を確実に支持することができる。
なお、頭部４０の直径は、貫通孔４６より大径であり、ピン３７がケース３８から脱落するのを防止している。
【００２９】
次に、支持軸受３２について説明する。
支持軸受３２は、一のラジアル軸受４７と、ラジアル軸受４７の軸方向両側に配置された一対のスラスト軸受４８，４９とで構成される。ラジアル軸受４７の外輪は、支持アーム２１に固定されている。ラジアル軸受４７の内輪は、ベース部材４３に設けられたねじ軸４５の外周に挿通されており、ねじ軸４５の軸端にナットを螺合することによって、ケース３８と一体に固定されている。
ラジアル軸受４７はころ軸受であり、円筒形状の内輪は、外輪に対して軸方向に変位することができる。当接部２２をワーク９０に押し当てて軸方向の荷重が作用したときには、軸方向他方側のスラスト軸受４８でその荷重を支持している。なお、軸方向一方側のスラスト軸受４９は、内輪が、軸方向他方側に抜け出るのを防止している。また、各スラスト軸受４８，４９のラジアル軸受４７の側の軌道輪は、ラジアル軸受４７の外輪と一体となっている。
【００３０】
こうして、本実施形態の旋削加工装置１０では、ワーク９０を加工するときに、軸方向に同軸に付勢することができる。これにより、ワーク９０をマグネットチャック１２に押し付けることができるので、マグネットチャック１２だけで保持する場合に比べて格段に大きな力でワーク９０を保持することができる。
【００３１】
加工時には、ワーク９０と面板３０との間にはすべり摩擦が生じるので、面板３０はワーク９０とともに回転している。また、ケース３８は、貫通孔４６がピン３７の中間軸部４１と周方向に相対的に回転不能に嵌め合わされるとともに、支持軸受３２で支持されているので、面板３０とともに回転する。こうして、面板３０は、ワーク９０とともに滑らかに回転し、調心機構３１によって径方向に変位できるので、ワーク９０の回転を阻害しない。これにより、ワーク９０を常にマグネットチャック１２に確実に保持して、精度良く加工することができる。
【００３２】
また、当接部２２は、回転軸２３を回転させることにより、ワーク９０から径方向に退避させることができる。これにより、当接部２２を軸方向に退避させるためのスペースを必要としないので、クランプ装置２０の軸方向の寸法をコンパクトにすることができる。このため、マシニングセンターのように、軸方向のスペースが小さい設備であっても、本実施形態の旋削加工装置１０を容易に組み込むことができる。
【００３３】
次に、図１、図３を参照しつつ、旋削加工装置１０を用いてワーク９０を加工する旋削加工方法の手順を説明する。
加工手順は、ワーク準備ステップ、ワーク固定ステップ、外周加工ステップ、内周加工ステップの各工程が、順次行われる。
【００３４】
ワーク準備ステップでは、鍛造等の塑性加工によって環状の内輪加工素材を製造した後、旋盤等を用いて、旋削加工装置１０で加工するワーク９０が形成される。ワーク９０の被加工面は、内輪８２の最終の仕上がり形状に比べて寸法が大きくなっており、取り代を有する形状となっている。
その後、ワーク９０は、焼入れ焼き戻し等の熱処理が施されて、６０ＨＲＣ程度の硬さに焼入れされる。
【００３５】
ワーク固定ステップでは、ワーク準備ステップで熱処理が施されたワーク９０が、鋼製のバッキングプレート１４を介してマグネットチャック１２のワーク取付面１３に固定される（図１参照）。ワーク９０は、大端面７８がバッキングプレート１４と当接する向きで、その軸を軸方向に向けて固定されている。このとき、ワーク９０を取付けるときの位置の精度は、その後の工程（外周加工ステップ、内周加工ステップ）で、取り代を加工し得る程度であればよく、必ずしもワーク９０の中心線と主軸１１の軸ｍとが完全に一致する必要はない。
【００３６】
次に、外周加工ステップについて説明する。
外周加工ステップでは、クランプ装置２０によってワーク９０が軸方向に付勢された状態で、ワーク９０の外周面が旋削加工されている。外周面とは、内側軌道面８５、大つば８７の外周面、円すいころの案内面８８、小つば８６の外周面など、径方向外方から切削する面の全体又はその一部をいう。以下、外周加工ステップで加工される面を「外周面Ａ」として説明する。
【００３７】
外周加工ステップでは、クランプ装置２０の回転軸２３が回転して、当接部２２が、主軸１１と同軸となる位置（図３のＡの位置）に移動する。次いで、揺動支持台２４が軸方向他方側に移動する。このとき、支持アーム２１に設けた基準穴２５と位置決めピン１６が嵌合して、当接部２２の周方向の位置が主軸１１と同軸となり、当接部２２の面板３０が、ワーク９０と軸方向に当接する。なお、図１は、面板３０とワーク９０とが当接する前の状態を示している。
本実施形態では、面板３０が調心機構３１によって支持されているので、アタッチメント３３の当接面３６が、ワーク９０の小端面７９に倣って全面で接触するように自動的に向きを変えることができる。このため、ワーク９０の端面を全周にわたって均等な力で押しつけることができる。
なお、面板３０は、必ずしもワーク９０と全周にわたって接触する必要はない。例えば、当接面３６に異物を排出するための放射状の溝が複数形成されることによって、周方向に断続的に接触していてもよい。しかしながら、従来のクランプ爪のように、局所的にクランプした場合にはワーク９０が多角形に変形する。このため、接触する周方向の長さは、好ましくは、ワーク９０の全周の長さの概ね３分の２以上であればよい。
【００３８】
こうして、当接部２２によって、ワーク９０がマグネットチャック１２に向けて軸方向に付勢された状態で、外周面Ａに切削加工がおこなわれる。このように、ワーク９０を軸方向に押し付けるクランプ方法とすることによって、ワーク９０とマグネットチャック１２との間には大きなすべり摩擦力が生じるので、磁力だけで保持する場合に比べて、ワーク９０を更に強固に固定することができる。このため、本実施形態の旋削加工装置１０では、ワーク９０の外周面Ａを、切削抵抗が大きいハードスカイビング工法で加工することが可能になり、外周面Ａを、表面粗さの小さい良好な面に形成することができる。また、ハードスカイビング工法では、加工速度を早くすることができ、また、チップの寿命が長くなるので、加工コストを低減することができる。
【００３９】
こうして、ワーク９０はの外周面Ａは、軸ｍと同軸の円筒面に加工される。
また、本実施形態のようなワーク９０の保持方法では、ワーク９０が、当接部２２とマグネットチャック１２とで軸方向に挟持されているに過ぎず、径方向に力を受けていない。このため、ワーク９０は、径方向に歪の無い状態で加工されている。したがって、加工終了後、旋削加工装置１０から取り外されたときにおいても、外周面Ａの真円度を小さくすることができる。
【００４０】
次に、内周加工ステップについて説明する。
内周加工ステップでは、当接部２２をワーク９０から退避させ、図３のＢで示す位置に配置した状態で、内周面を切削加工によって加工している。内周面とは、内輪８２の内周面７２、その他の径方向内方から切削する面の全体又はその一部をいう。以下、内周加工ステップで加工される面を「内周面Ｂ」として説明する。
当接部２２を退避させるときには、まず揺動支持台２４を軸方向一方側に移動させ、面板３０がワーク９０から軸方向に後退した状態にし、その後、回転軸２３を回転させることによって、当接部２２がワーク９０から径方向に退避した位置に移動する。
【００４１】
ワーク９０は、マグネットチャック１２の磁力によって主軸１１に固定されており、主軸１１とともに回転する。内周加工ステップでは、当接部２２がワーク９０から退避しており、ワーク９０の内周が、軸方向一方側に向けて開口しているので、チップなどの刃具を挿入して、ワーク９０の内周面Ｂを容易に加工することができる。なお、内周面Ｂを加工するときには、切削抵抗が大きくないので、マグネットチャック１２によって固定することができる。
【００４２】
こうして、内周加工ステップでは、内周面Ｂは、軸ｍと同軸の円筒面に加工される。
このとき、ワーク９０は、外周加工ステップでマグネットチャック１２に固定されたままの状態であって、外周加工ステップを終了した後においても、旋削加工装置１０から取り外されていない。したがって、内周加工ステップで内周面Ｂを加工するときには、ワーク９０の外周面Ａは、軸ｍと同軸に取り付けられているので、この状態で内周面Ｂを加工することによって、ワーク９０の内周面Ｂは、外周面Ａと完全に同軸に加工することができる。
【００４３】
また、内周加工ステップでは、ワーク９０は、マグネットチャック１２によって軸方向に吸着されているだけであり、径方向に力を受けていない。したがって、ワーク９０は、径方向に歪の無い状態で加工されており、加工終了時には、ワーク９０が弾性変形することがなく、真円に加工された形状のままで旋削加工装置１０から取り外される。
【００４４】
こうして、本実施形態では、ワーク９０の内周面Ｂと外周面Ａとを完全に同軸に加工することができるとともに、外周面Ａと内周面Ｂの真円度を小さくすることができる。更に、磁力やエアで吸着する方法に比べてワーク９０を強固にクランプできるので、外周面Ａを加工するときにハードスカイビング工法を使用できる。これにより、ワーク９０の仕上げ面の精度を更に向上することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、ここに説明した事項は例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
例えば、本実施形態では、マシニングセンターの旋削ユニットとして使用した場合について説明したが、一般的な旋盤による加工に使用してもよい。
また、本実施形態では、内輪８２を加工する場合について説明したが、同様にして、外輪８１やその他の環状のワーク９０について、内外周を同軸に精度良く加工することができる。
【符号の説明】
【００４６】
（本実施形態）１０：旋削加工装置、１１：主軸、１２：マグネットチャック（第１保持部）、１３：ワーク取付面、１４：バッキングプレート、１５：台座、１６：位置決めピン、２０：クランプ装置、２１：支持アーム、２２：当接部、２３：回転軸、２４：揺動支持台（第２保持部）、２５：基準穴、３０：面板、３１：調心機構、３２：支持軸受、３３：アタッチメント、３４：面板ベース、３６：当接面、３７：ピン、４７：ラジアル軸受、４８，４９：スラスト軸受、
（円すいころ軸受）７１：外周面（外輪）、７２：内周面（内輪）、８０：円すいころ軸受、８１：外輪、８２：内輪、８４：外側軌道面、８５：内側軌道面、
（従来技術）９０：ワーク、９１：クランパー、９４：コレットチャック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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