(57)【要約】【課題】  ディファレンシャルケースを加工するための柔軟な方法及びこの方法を実施するための工作機械を提供する。【解決手段】  ワークピース（９）は、ピックアップ原理により作業するワークピーススピンドル（１）によって、搬送装置から引き取られ、少なくとも１つの回転駆動される加工のための工具に供給される。９０°だけワークピーススピンドル（１）を更に回転させることによって、ワークピース（９）は、相前後して、互いに直角な４つの加工方向で加工することができる。【選択図】        図１
2004255560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのワークピーススピンドル（１）と、少なくとも１つのモータスピンドル（１０）とを有する工作機械においてワークピース、特にディファレンシャルケースを加工するための方法において、
この方法が、以下の方法ステップ、即ち、
ａ）固定手段（８）を用いてワークピーススピンドル（１）により搬送装置（２１）からワークピース（９）を収容する方法ステップと、
ｂ）モータスピンドル（１０）の作用領域内へとワークピース（９）を運動させる方法ステップと、
ｃ）少なくとも１つの工具（１９）を使用してワークピース（９）を加工する方法ステップと、
ｄ）ワークピーススピンドル（１）を回転させることによって加工方向を変更する方法ステップと、
ｅ）少なくとも１つの工具（１９）を使用してワークピース（９）を加工する方法ステップと、
ｆ）ワークピース（９）における全ての加工ステップが実施されるまで、ステップｄ）〜ｅ）を繰り返す方法ステップと、
ｇ）搬送装置（２１）にワークピース（９）を載置する方法ステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
ワークピース（９）の内面を加工するため、工具（１５，１５’）が、開口部（３５）を経てワークピースの内部で位置決めされ、かつモータスピンドル（１０）上に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ワークピース（９）が、相前後して４つの加工方向に互いに垂直に配設された２つの軸上でそれぞれ９０°だけワークピーススピンドル（１）を旋回させることによって加工されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
工具（１５，１５’）が、モータスピンドル（１０）に向かい合って位置する側をセンタスリーブ（１１）によって支持されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
送り運動が、案内軌道（７）に沿ってクロススライド（３）を移動させることによって行なわれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
全ての加工ステップが、ワークピース固定装置内で行なわれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
特に請求項１〜６の１ずれか１つに記載の方法を実施するための工作機械において、
この工作機械が、
ワークピース（９）を把持、固定、搬送、位置決め及び載置するためのワークピーススピンドル（１）と、
少なくとも１つのモータスピンドル（１０）と、
搬送装置（２１）とを有し、
ワークピーススピンドル（１）が、搬送装置（２１）の上の位置に移動可能であり、ワークピーススピンドル（１）が、加工方向を変更するために回転可能に支承されていることを特徴とする工作機械。
【請求項８】
モータスピンドル（１０）の収容ピン（３６）上に工具開口部（３５）を経て工具（１５，１５’）を挿入するために、工具チェンジャ（１６）が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の工作機械。
【請求項９】
モータスピンドル（１０）の収容ピン（３６）上に工具開口部（３５）を経て工具（１５，１５’）を挿入するために、固定手段（８）内にグリッパ（４１）が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の工作機械。
【請求項１０】
工具（１５，１５’）を支持するために、センタスリーブ（１１）が設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載の工作機械。
【請求項１１】
モータスピンドル（１０）が、不動にケース（６）と結合されており、センタスリーブ（１１）が、案内軌道（１２）上に可動に案内されていることを特徴とする請求項１０に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピース、特にディファレンシャルケースの内外の加工をするための方法及び工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディファレンシャルケースは、少なくとも４つの異なった互いに直角な方向から加工すべきである。この場合、狭い製造許容差が遵守されるべきである。
特許文献１からは、ディファレンシャルケースの軸方向孔及び横断方向孔並びにフランジ面及び球面をトランスファラインで加工することが公知である。このため、特殊に装置された複数の加工ステーションが設けられており、これらの加工ステーションは、トランスファ装置を介して連鎖させられている。この場合、加工ステーションは、十分に一定の作業過程に特殊化されており、これらの作業過程は、通過するそれぞれのワークピースにおいて同じ方法で実施される。
【特許文献１】独国特許出願公開第４１  ４２  １２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、ディファレンシャルケースを加工するための柔軟な方法及びこの方法を実施するための工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１の特徴を有する方法及び請求項７の特徴を有する工作機械によって解決される。また、有利な発展構成は、それぞれ従属する請求項に記載されている。
【０００５】
本発明の中心思想は、ディファレンシャルケースを、ピックアップ原理により作業するワークピーススピンドルで把持し、固定し、そして回転駆動される少なくとも１つの加工をするための工具に供給する点にある。それぞれ９０°だけワークピーススピンドルを更に回転させることによって、ワークピースは、相前後して互いに直角な４つの加工方向で加工することができる。この方法で、非常に狭い製造許容差の遵守が保証されている。
【０００６】
軸方向孔及び横断方向孔を加工するため、必要な工具、例えば穿孔、旋盤加工、研磨、ブローチ加工、座ぐり等をするための工具は、マガジン内に準備され、必要な場合に工具スピンドルに入れ替える。
【０００７】
量産品の製造をする場合、組合せ工具を使用すること、またこれらの工具のそれぞれのために独立した工具スピンンドルを設けることが、切削加工から切削加工への時間を低減するために有利である。
【０００８】
ディファレンシャルケースの内側の加工をするために、回転工具は、横のケース開口部を経てケース内部で位置決めされ、そこで回転駆動可能な工具スピンドルと結合されているピンに挿入される。製造許容差を遵守するため、工具を工具スピンドルとは逆に面した側をセンタスリーブによって支持することが有利である。
別の構成では、固定手段内に工具を保持するために、別の固定装置が設けられている。これにより、マガジン内に、準備された工具を直接収容することができる。この場合、工具マガジンは、有利な方法で、作業空間の外に配設することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、ディファレンシャルケースを加工するための柔軟な方法及びこの方法を実施するための工作機械が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施例を基にして詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明による工作機械が、横断面図に概略的に図示されている。ベッドスライド２は、基体６上の案内軌道５上に可動に案内されており、また案内軌道７上を運動可能であるクロススライド３を担持する。案内軌道７は、案内軌道５に対して垂直な方向に延在する。クロススライド３は、ワークピーススピンドル１を担持し、このワークピーススピンドルは、その下側で、固定手段８によってワークピース９を把持、固定及び搬送することができる。ワークピーススピンドル１は、回転軸４を中心として駆動回転可能に支承されており、クロススライド３内で垂直な方向に運動可能である。モータスピンドル１０は、基体６と固定結合されている。センタスリーブ１１は、ワークピース９の内部で工具を支持するために使用され、基体６における案内軌道１２上に可動に案内されている。モータスピンドル１０及びセンタスリーブ１１は、共通の回転軸１３を中心として回転する。
【００１２】
図２は、量産品の製造をするための工作機械を上から見た概略図に示す。搬送装置２１を介して、加工すべきワークピース９は、工作機械の作業領域内へと達し、加工されたワークピースは、作業領域外へと達する。モータスピンドル１８は、工具１９を装備されており、この工具により、ワークピース９の孔が旋盤加工される。モータスピンドル１７内には、研磨をするための工具２０が存在する。モータスピンドル１０は、工具１５’のための収容ピンを担持する。工具マガジン１４内には、別の工具１５が準備されており、これらの工具は、必要な場合に工具チェンジャ１６によってモータスピンドル１０に入れ替えられる。要求される製造許容差を遵守するため、工具１５，１５’は、ワークピース９を加工している間にセンタスリーブ１１によって支持される。
【００１３】
加工サイクルは、スピンドルストック３２が案内レール２に沿って運動し、ワークピーススピンドル１が搬送装置２１の上の位置に移ることで始まる。ワークピーススピンドル１は、固定手段８により加工すべきワークピース９の内に１つを把持し、このワークピースをモータスピンドル１８の作用領域内に搬送する。そこで、ワークピース９の孔が工具１９によって旋盤加工される。工具１９によって異なった直径の孔を加工することができるので、ワークピース９の４つの孔は相前後して加工することができ、その際、ワークピーススピンドル１は、後続の孔を加工位置にもたらすために、それぞれ９０°の旋回運動を実施する。
【００１４】
図３ａには、孔２７の旋盤加工が、概略的に図示されている。加工は、刃２６によって行なわれ、送り運動は、案内軌道７に沿ってクロススライド３を移動させることによって行なわれる。
【００１５】
図３ｂによれば、ワークピースが、図３ａでの図に対して９０°だけ回転させられている。回転は、ワークピーススピンドル１を相応に旋回運動させることによって行なわれる。孔２９は、工具１９の刃２８によって加工される。孔３０及び３１の加工は、相応に行なわれる。
【００１６】
引き続き、ワークピース９の孔は、モータスピンドル１７において工具２０で研磨することによって追加工される。旋盤加工に類似して、研磨をする際でも、４つの孔がワークピーススピンドル１を旋回運動させることによってそれぞれの加工位置にもたらされるので、この加工の場合でも、ワークピーススピンドル１の高い位置決め精度に基づいて、非常に狭い製造許容差を保証することができる。
【００１７】
図４ａにおいて明らかなように、孔２７は刃３３によって加工され、そして図４ｂは、刃３４による孔２９の加工を示す。孔３０及び３１の研磨は、相応に行なわれる。
【００１８】
ワークピース９の内側の加工をするために、工具１５，１５’は、工具チェンジャ１６によって、横のケース開口部３５を経てワークピースの内部に位置決めされ、そこで、モータスピンドル１０の収容ピン３６上に挿入及び固定される。有利な構成では、工具１５，１５’が、モータスピンドル１０に向かい合って位置する側をセンタスリーブ１１によって支持される。図５は、工具１５による球セグメント面３７の加工を示す。センタスリーブ１１は、支持ピン３９を備えており、この支持ピンは、案内軌道１２に沿ってセンタスリーブを移動させることによって、工具１５の調心孔４０内へと運動させられる。
鏡面仕上げ部３８の加工をするために、図６におけるワークピース９は、図５での図に対して９０°だけ回転させられている。回転は、ワークピーススピンドル１を相応に回転運動させることによって行なわれる。
図７では、固定手段８内に、工具１５’を把持するための別の固定装置４１が設けられている。新しい工具を収容するために、スピンドルストック３２は、工具マガジン１４の上の位置に移動し、固定装置４１は、工具１５’を把持する。引き続き、スピンドルストック３２は、逆にモータスピンドル１０の作用領域内に運動する。そこで、工具１５’は、ワークピースの開口部を経て収容ピン３６上に挿入され、センタスリーブ１１の支持ピン３９によって支持される。グリッパ４１に対する結合部は解放され、ワークピースは、工具１５’によって加工することができる。
【００１９】
送り運動は、内面を加工する際に、旋盤加工及び研磨と同様に、案内軌道７に沿ってクロススライド３を移動させることによって行なわれる。加工が行なわれた後、ワークピース９は、再び搬送装置２１上に載置される。
【００２０】
この装置により、特に柔軟なディファレンシャルケースの加工が可能である。何故なら、異なった寸法を有する変形例の場合には、モータスピンドルに相応の工具を装備するだけで、また内面の加工をするためには、それぞれの工具を工具マガジン内に準備するだけで良いからである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】工作機械の横断面図を示す。
【図２】工作機械を上から見た図を示す。
【図３ａ】孔の旋盤加工を示す。
【図３ｂ】孔の旋盤加工を示す。
【図４ａ】孔の研磨を示す。
【図４ｂ】孔の研磨を示す。
【図５】球セグメント面の加工を示す。
【図６】鏡面仕上げ部の加工を示す。
【図７】把持装置の固定手段を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１        ワークピーススピンドル
２        ベッドスライド
３        クロススライド
４        回転軸
５        案内軌道
６        基体
７        案内軌道
８        固定手段
９        ワークピース
１０      モータスピンドル
１１      センタスリーブ
１２      案内軌道
１３      回転軸
１４      工具マガジン
１５      工具
１５’    工具
１６      工具チェンジャ
１７      モータスピンドル
１８      モータスピンドル
１９      工具
２０      工具
２１      搬送装置
２４      鏡面仕上げ部
２５      球セグメント面
２６      刃
２７      孔
２８      刃
２９      孔
３０      孔
３１      孔
３２      スピンドルストック
３３      刃
３４      刃
３５      ケース開口部
３６      収容ピン
３７      球セグメント面
３８      鏡面仕上げ部
３９      支持ピン
４０      調心孔
４１      固定装置
【図１】
2004255560.tif 000003
【図２】
2004255560.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
2004255560.tif 000006
【図４ａ】
2004255560.tif 000007
【図４ｂ】
2004255560.tif 000008
【図５】
2004255560.tif 000009
【図６】
2004255560.tif 000010
【図７】
2004255560.tif 000011