2. 旋盤の仕様に関する二,三の調査

旋盤の仕様に関する二,三の調査

湯 本 誠 治★

Dimensional and Other Data 

for Engine Lathe Specifications Seiji Yumoto

l.ま え が き

工作機械各部の寸法比は,おおむね一定値になっているものが多 くある｡た とえば,旋盤 の往復台上の振 りはベ ッ ド上の振 りの約

1 / 2

1 / 4

この調査の 目的は,現在の国産普通旋盤について,寸法比その他の仕様の一端を示そ うと す るものである｡

第

2

( 1 )

3

4 4 ‑7 )

ただ し,前者については筆者が解説ずみ (3)のため,必要な図表 と式を記載す るに とどめる0

2 .

2 ‑1

図

1

D

D

L

Lm

1

2

Lm‑0. 0 0 6 D l' 95 ≒D2 / 2 0 0

表

1

手械挽工学科

l ) t 1 i d ■ 仰 d O ( ■ ‑ J

l t d P ○ J L

( 98 1 ‡ ー ■tt t †

図

1

6 5 0mm以下について)

MM伽M

M 畑

3 4 5

6

8 9

D

n )

図 2 振りと両セ ソタ 間

距

2 ‑2

表

2

W

,1 γ‑C･ β

r( C

β‑0. 8 ‑1

7

r‑0. 2 ‑0

蓑2

t on

●2 ‑3

振 り

か( mm)

3

1

3

,刀‑3 2

‑5 5 0 mm

旋盤の仕様に関する=:三の調査

容量

Ⅳ ‑￡ ‑6

表3 振り別,電動機容量別の台数

300

35 0以下 350

4 00以下 4

45 0以下 450

5 00

6 00

7 00

え 8

1 0

1 000

1 5 00

1 5

20 00

2 5 2 つ山 1

3 4 3 ′0 2

2 ‑4

81

し ′

ー ●

lt )

0

8 Jふ

I I

図

3

4

4

, 8,12,18

この

3

5 9%

6

1 1

2 ‑5

･ i c o l s o n ' 4 'ls c h l e s i n g e r ' 5 'I

( 6 )t

( 8 )

･‑･ n ( r p ‑ ) 摩空 + 1 39 l ^aBLO i ^{o o o o 言}

最大回転数

Nm o , ( r l ) m)

N‑ ‑ 5 9 g 0 0 0 ‑ 1 J T ( 3 )

とな り,上限値は高速旋盤のみを対象に した斉藤の式に近ず く｡下限値で も佐 々木の式を越 えている.ただ し

,D‑3 2 0 ‑5 0 0mm

15

2 0 ( 泊r ♪m

8 ‑320‑ 550mm

1 9 0 0 ‑1 5 0 0γ ♪

(邑])ぎqlLJ鎖

ぜ E I

P l

っOO

b o o

DOO 500 200 000 800 800 500 loo

800

100860

7‑

く I

{

べ y r上の 振 り

図

4

( D ‑3 0 0‑1 80 0)

Nm. ･ n ( r ヵm) は図 5

N ‑, ･ n ‑1 9 # 0 0 0 ‑ 2 3 # ^{( 4 )}

(振 り

3 2 0 ‑5 5 0

0 o o

o o

0 0 GO

0 5 0 8

6 5 4 c

Cq 1 2 1 1 (u d･1 ) ･rP lq 森 描

′マ 噂 0

l 〜

＼I

へ i

堤

‑

, く ‰ ノ ＼

y i ^:

ⁱ

令 勉 や d 偽 { p 坪 F ^l

8 A

5

T

1 0 ,( ≡

㌢

N‑I.A‑

6

≒8

0

‑9 J W o ( 5 )

5

(振 り

3 2 0 ‑1 5 0

2 ‑6

B

( 3 )

4 )

計

旋盤の仕様に関する二,三の調査

8 3 β" ‡ 〃 ∬‑( 1 0 0 0 0 00 / 刀)÷( 1 00 00 / 刀)‑1 0 0 ( 6 )

Bm, I " ‑( 5 0 00 0 0/ D)+( 2 60 0 0 / D)$1 9 ( 7 )

とな り

, 8‑2 0 ‑1

5

,β‑2 0 ‑8 0

8 0%

p‑3 5 0 ‑5 0 0 mm

3.

5 0 0 mm

3 ‑1

本章のもとの資料

( 2 )

1 7

2 7

2 7

3

3 ‑2

1.

3

( P. Ⅰ .

. ,Ko p p,Br ue t

1

階段変速のものの駆動方式は(1)主軸箱内で全部の変速を行な う普通の方式が

1 7

( 71 %)

( 2 )

よってなめらかに馬区勤 し

,b a c kge a r

7

( 2 9

変速機は

4

,6

, 9

, ba c kge ar

2

8

,1 2

,1 8

1

1 3

変速琉併用のものは,主軸の支持方式は二点支持 とな っている｡主軸台の構造が簡単にな り,かつ,｢主軸後端で駆動する主軸｣であるため,駆動 プー リを後軸受の後部に設けるの で,主軸受の軸受間隔は狭い｡ したが って曲げ剛性が大 きく,｢新 しい二点支持｣ とよばれ るものである｡

9

すなわち

Kar ge r

2 .

J I SB 6 0 1 0

R2 0

p‑V1

0≒1. 1 2 )

1 7

7

Ge r ma r

｢速度降下率｣ (‑(P

‑1 ) /

速度公比については表

6

p‑Z V

1. 2 6

しなければならず,変速機構が授雑になる｡前記の

7

,JIS

9‑2 VI T O )

p‑( 2

との

9‑1 0 3 / 2 0

3

1 4

1

2

,1 2

2

衷 占 国産工作践枕の回転速度公比別台数(JIS B 6010解説より) 公比11･16,!l･18,11

･1 9 1 1 ･ 201 1 ･ ²¹ r ^{l ･ 221 1 ･ 23} . ^{1 l ･ 24 T l ･ 25} l ^{l ･ 26L} l ^{27 I l ･ 29 恒 o l F} l ･ ^{31 l l ･ 3 2 l l}

^{33 l l}

台数

E l l ^{l L} l ^{1 31 2} Z ^3日 1 . I 9

5 1

公

比 ^{I l l}

l l ･ ³ 8 l l ･ ^{39l l ･ 40 恒 l J l ･ 4 2} : l ^{･ 43 : l ･ 4} 5 : ^{1 ･ 47 l l ･ ヰ ･ 50 1 1 ･ 5} 6 ^{1 1 ･ 58 卜 59} ト

^{車 o}

頑

^{2l l l 3日} l 21 31 21 3E 2日 l l 21 l l 3い L I I l い

2

1 . 3 9 ,1. 9 7 ,1. 3 5 ,1. 5 3

のように一定 していない｡

単純に

p ‑ ^I ‑ 1 VNma x / N m . ･

3.

J IS

( A

B

( M形)の4

21

7

(Zは段数) としての算出は行なわなか った｡

衷7

(江)各形式とも

ASA

USAS)

∫IS

( 1 )Al

,6 3

2

･B 2

ボ

2

｡( 2 ) D形 ･L

( 3 )

M

4 )

つ ぎに主軸穴および主軸 ブシ ュ穴 (調査台数2

2 )について,

8

8

7 )についても付記

5%,心押軸穴では6 7 %

ブシュ穴は主軸穴に比べて

2

, 1

表

8

※ 主軸穴用ブシAを用いない形式

' = 80 8

ブシュを用いない も

是6 0

, 4

( 1 8 %)だけであるo

4

主軸貫通穴の大 きさは,振 りに比例させ るのが適当で 叫2 あろ う｡調査結果は図

6

85

40 0 45 0 べ

I )( z n皿 )

図

6

5 00

旋盤の仕様に関する三,三の調査

⁸⁵ d0 ‑ 0 . 1 1 D ( 8 )

主軸の直径は重要であるが,明記された扱種 はわずか

4

dl ( mm)

D

,7 0 / 3 6 0,7 5 / 4

,8 5 / 4 1

,1 0 0 / 5 0 0

dl ‑( 0. 1 9 ‑0. 21 ) D ( 9 )

となっている｡ これは文献

( 9 )

d1 ‑0. 2 D

後軸受部部の直径

d2 ( mm)

dl ( mm)

前記

4

3 7 / 7 0‑0. 5 3 ,5 5 / 7 5‑0. 7 3,7 5 / 8 5‑0. 6 5,7 0 / 1 0 0‑0. 7

また,寸法は記入 してないが,図のプロポーシ ョンが正 しい もの として測定 した

7

d2 / d1 ‑0. 6 6 ‑0. 7 7

d2 ‑( 0. 5 5 ‑0. 7 ) dl

4.

,23

9

主軸 の支持方式は二点支持が

1 6

て7 0

7

( 3 0 %)

2 5

支持方式｣:｢新 しい二点支持方式｣ :｢三点支持｣の比は

3 0% :3 9 % : 3 0 %

表 9 主軸受の使用状態別台数

軸 ^受

^中

^受

後 軸 受

転 薗

声 ^指頭海商 数

併 ^用

前軸受に ころが り軸受を用いた ものは

1 9

( 8 3 %)

4

( 1 7

2

すべ り軸受は主軸系の静剛性 (主軸のたわみ と主軸受 の変形に もとず く主軸端の変位 の和 を考えた もの)が大 き く,減衰性が よいので動剛性 も大 きく,回転精度 も高い｡ しか し,旋 盤の ように速度域比の大 きな ものでは,軸受す きまの設定の困難性などか ら,上記 の数値に

とどまっているのであろ う｡

ス ラス ト荷重は前軸受のみ で ささえ,主軸の膨張を後部 に向か って自由に許す構造は

2 2 %

1

( 4 8

表

1

雪 禦 ? 忘 禦 ^?

前 軸 受 の 種 類 Z台数瞳 詣 唱

詣 ^里

円 筒 こ ろ 軸 受

I 3 1 1 情鋸

ようである｡ スラス トを全 く ※ 特殊構造

ささえないもの

(2

3 ‑3

1 .

7

Dc ‑0. 7 2 D ‑7 0 Dc:

mm D :

mm

帥

とな るが,定数項をゼ ロに した 簡単な形にす ると実線の ように

Dc ‑0. 5 5D

Sc hl e s i n ge r

3

% とおいた

( 5 )

3 eO 〇一 り〟 ○ ̲ C4 2 1 1 (百 日 ) Oq G 堪 Q T

f

20 0 0

80 ‑‑ Dc=0 D ‑0. . 7 55D 2D‑ 7 0 /

80 / /

4

2 0

0

8

ベ ' ド上 の 振 り D( mm)

図

7

2.

6

｡3 0 ‑4 0

4 6 %

7

縦送 り量の最小値 と最大値については図

8

1 1

送 り数 l

8 11 8‑211

4

J4 2‑5 0r55‑6 0 64 ‑7 3

台

21 ^{3 1 1 2 1 2}

^{2 3}

²

fm. I "‑D/ 92 0 0 fma x‑D/ 5 0 0

fm

n ,fma ∫:

mm/ r e v

1 朋 細

(Ao l ＼ m ) xl tE

tZl

8 6

心

s･1mO u∩ q

.BT Ef′マ噸 ･4

伽 伽

仰2

q

礎Tho

3X)4005

D:

mm

Nicolson

Smith

( 4)∫‑刀/216 , 刀/320

8

旋盤の仕様に関する二,三の調査

87

D/ 4 8 0,D/ 7 2 0( mm/ r ev)

f ･ m, ･ カニD/ 3 6 0 0( mm/ r ev)

1 mm/ r e v

送 りの内容については,その全数値が記載 してあるもの

9

J I SB 6 1 0 9

最大送 りと最小送 りの比を,か りに ｢送 り域比

｣劫

B

.

9

1 1 8･ 4 8 9

となる｡

横送 りの範囲は,縦送 りと同一に した ものが11台

( 4 8 %)

8

( 3 5 %)

4

2 3

3.

1 2

1 2

2 1

じのピッチで･ベ ッ ド 振 り 上の振 りが 4

0 0 mm

mm

6mm

なお,親ね じの直径 の

親

ね

4｡ ､ m l 6 mm

記載は少な く,27,30,

3 4 mm

1

, 3 2, 3 5 mm

2

表

21

ッ

チを示す｡ 親ね じピッチ

PL‑6 mm

表

2 1

L鷲㌔ lb 数 順 ㌔ 匡 ピッチ lピッチ l台

おのおのの上限値 と下限値を除いて計算 した諸数値を示す とつ ぎのようになる｡

切 り得る最小 ピッチ

Pm, . " ‑PL / 3 0 ‑PL / 6( mm)

Pm, ･ n . m‑PL /1 4( mm)

Pma , ‑1. l PL 〜2. 3 PL( mm)

Pm4 , . m

1. 6 PL( mm)

切 り得 るピッチの範囲

P‑PL / 3 0 ‑2. 3 PL( mm)

文献によれば,切 り得るピッチは統計的に

P‑PL / 5 0 ‑4 PL

切 り得るピッチの種規を

2 4

2 2

1 4 ‑2 5

54

%を占めている｡イ ソチね じを切るときも 付記 したが,これは親ね じにイソチね じを 用いた ものを含んでいる｡記載 してある

1 2

表

2

姦 ツ チ ^{の I 1 4‑25E 2 6‑35: 3}

^{‑45E 46‑5 5} L ⁵ 6

1 6 6 ‑ 7 3

3 1 3 1 0

3 1 0

¹

台に関す るか ぎ り,全台数の親ね じは

1

4

3 ‑4

ベ ッ ドの幅は振 りが大 きいほど広 くはなるが,その 傾向はあ まり顕著ではな く,振 りの変化範囲が狭いと きは,ほ とん ど変わ らない｡図

9

2 5

B‑0. 7 D+5 0

B :ベッドの幅

( mm)

( mm)

｡

ベ ッ ドの所要長さは,両センタ間距離 に主軸台の長 さと心押台の長 さを加えた ものである｡ ここに,主軸 台の長さとは主軸台右端面か らセンタ先端 までの距離 を含む ものとし,心押台の長 さとは心押台 左 端 面 か

4･｡ 捌

和

叫

8｡｡ 2 8

蓉

Y

一

ヾ ヽ

●

300 85 0 4 0 0

べyr上の振 り D ( m n )

図9 ベッド上の振りとベッド ら,心押軸を引 きいれた ときのセンタ先端 までの長さ の幅の関係

を含む ものとす る｡ したが って,旋盤の大きさをあらわす両 センタ問 の最大距離

L

Lb

,L

｣( ‑Lb ‑L)

2 3

( Lb ‑L)‑Dl ' 1 6

Lb =Dl . 1 6 +L 的

とな る｡ これは計算がや っかいなので,図11 の関係か ら

Lb ‑L+( 2. 2 ‑2. 8 ) D 8 9

l i

o

o

としても

･83

( 1 9

31 . : .

3 0 0 4 0 05 0 0

J

( 7 n7 T Z

1 0

一心間距錐)の関係 振 りを用いず,両 セソタ問の最大距離だけか ら求めるには

図 1 2

Lb ‑ 1. 5 L+6 0 0

3 ‑5

心押軸の移動量は表

2 3

,1 2

‑1 5 0 mm

8 2 %

3 0 mm

8

表

2 3

(tzld)qT増

叫

t

紬

図1

1｢ の ^{主 軸 長}

^{対 ｢ +}

^押台 り｣

別 の

乙600 乙●00

8800 十

/

㌔ + ヽ〉

〟

･√

2000

l800 ○○ ･○

○

160 ●

6

8 0 0

00

0 両 セ‑ /ク閲 のJ L大 J EJ L L

竹n )

図

1 2

旋盤の仕様に関す る二,三の調査

の試 料 で あ るが , 図

1 3

d′‑0 . 1 5 D

2

,潤

滑 油 ポ ソ プ用 は

3

1 6

2 4

89

表

2

容量

W l 30‑4 0

‑ 1 251 1 5 0 120 0‑25 0

台･数

l 3 ^{4 1}

2

4.

前 二草 の結 果 の うち ,お もな もの を一 括す る と表

2 5

BE 2

項 目 l 結 果

ベッド上の振りDmmとの関係

両 センタ問の最大距離

エ( mm)

Dc ( mm)

盈I y( kw)

N桝a x( r pm)

Nm. ･ n ( r pm)

do ( mm)

( mm)

dl( mm)

縦送 り量の最小値

′m

n ( mm/r e v)

′ma , ( mm/ r e v)

mm)

ベ ッ ドの全長Lb

( mm)

L‑( 2‑4 ) D

Lm‑D2 / 20 0 D,‑0. 7 2 D‑7 0

D6‑. 5 5 D 焚

〟 ‑〝 4 0‑6( 刀‑3 2 0 ‑5 5 0

Nma .‑( 5 ‑1 0)

1 05 /D

雷‑

L 等 = ) ( k〜 m 3 1 6 2 6 X

7 4 . / B PDS g. =3 2 0‑55 0 d0 ‑0.1 1 D 繁

dl ‑( 0.1 9 ‑0. 21 ) D "

dl‑0. 1 5 D 対当

fm, ･ n‑D/ 9 2 0 0 3E

fma x‑D/5 0 0

1 mm/r e v

B‑0. 7 D+5 0 竺

Lb=Dl ･ 1 6 +L

Lb‑( 2. 2‑2. 8 ) D+L

I . 5 L+6 0 0光

B‑Nma JNm, ･ n

主軸速度段数

主軸速度公比

p‑N, ･ + 1 / N, ･

主軸穴 ×ブシ ュ穴のモールステーパ 心押軸穴のモールステーパ 主軸の後軸受部の直径

d2 ( mm)

8 0

β‑2 0‑8 0

8

2

%,1 8

1 7 %

. 5 8

( A+B): D: L‑1 6: 2: 1 媒5×3

7

( D‑

3 20‑36

或

6×4

( D‑3 7 0‑5 0 0) 繁

3

1

/,4

%,5

X

d2 ‑( 0. 55‑0. 7)dl 賀焚

主軸台のみ71

%,変速機併用29%

主軸の支持方式 前部主軸受の種頬

スラス ト荷重を受け る主軸受 親ね じの ピッチ

PL( mm)

切 り得 るピッチ

Pm

",Pma x( mr

)

切 り得 るピッチの種類 縦送 りの種杭

縦送 り域比

′m a x / fm, ･ n

mm

二点普通 :二点新 :≡点

‑7: 9:

‑1 9: 4 実

前 :前 と中 または後 :前以外

‑5: 1 5: 2 ¥

4 mm24

,6 mm7 6 % ^宅 pm.

N

,( p

Pma.

.l PL〜2. 3 PL

1 . 6PL) 鷲

1 4 ‑5 5 ,(1 4 ‑25

5 4 %) 8‑7 3,( 3 0‑4 0

6 %

1 8. 4 准

4 0≠ 〜7 0 梢 3 g , 8 0%は1 2 0 ‑1 5 0 基

※振 り

5

2 7

5 0 0 mm

なお,本調査では とりあげなか ったものの うちに も,重要項 目は多 くあるが,資料の関係 上,他 日にゆず る｡

この調査で不便を感 じた点をあげてお く｡は じめの資

料 ( 1

, J I SB ol O5,01 0 6

してあ り,重要な仕様で無記入のものがかな りあった ことである｡仕様書 ･取扱説明書を熟 読す ると,その社の技術水準をある程度 まで察知できるように思える｡正確な解説を望む と 同時に,記載すべき最小項 目名な どは,業界団体で統一 しては しい ものである｡ また,専門 用語 の使い方は ̀̀慎重の上に も慎重であ りたいもの''と,さる学会誌で述べられた大越詩氏

の要望には,必ず しも充分･とはいえぬものがあった｡

資料を使用 させていただいた 日本工作機械工業会お よびあ との資料

(

参 考 文 献

( 1 )

( 1 9 6 7

( 1 9 6 5 ‑

l .1 9 6 7 ‑ l l )

( 2 )

( 3 )

1 3‑ 7,8( 1 9 6 9 ‑7

8)

( 4 ) Ni c o l s

n,Sm i t h:Lat heDe s i gn' ,Mc Gr a w Hi

( 1 91 1 ) ( 5 ) G. S c hl e s i nge r:Di eWe r kz e ugma s c hi n e n;Spr inge r( 1 9 3 6 )

36 ‑1 9 5

8‑

( 7

( 1 9 4 2 ) ( 8 )

6‑9

2 9 ‑9) ( 9 )

4

( 1 9 6 4 ‑2)

(18 永 瀬 :工作機械 (昭

1 4 ) ( 4 4 . 9 . 2 0