JPH0265907A - 深穴加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工具交換可能で、切屑をスムースに排出し、能
率的な加工を行わしめる深穴加工方法及びその装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、深穴加工の方法として種々あるが、代表的な方法
として次にあげる３つの方法が知られている。即ち第１
の方法として、ガンドリル方式は偏心した切刃をもつ工
具内部を貫通する油穴に、高圧の切削油を工具後端より
送り込み、先端部より切削点へ流出し切削によって生し
る切屑とともに工具シャンクの■溝を通って外部に排出
されるものである。

第２の方法は、エジェクタドリル方式と呼ばれている方
法で、ドリル内に２重油穴をもち、外側の流路から油を
供給し、内側の流路で切屑とともに排出する方法である
。

さらに第３の方法は、ＢＴＡ方式と呼ばれているもので
ドリルと穴内面のすきまから油を供給し前記同様ドリル
中央部の穴から排出するものである。以上のいずれの方
式も工具は専用的にワークに台わせて取付けられるもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし従来の方法では、どうしても手作業による段取り
作業が必要となり、自動化する上で種々制約され自動化
は困難であり、深穴加工用とじてこの技術が完全に自動
化されたものはなかった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するものであっ
て、本発明の目的は、特にエジェクタドリル方式をもと
にした深穴加工で工具を交換できるようにし、又ワーク
を反転させ前後の加工を行うようにして、完全自動化を
施した高能率な深穴加工の方法及びその装置の提供にあ
る。即ち第１の目的は、工具を交換可能にし、しかも従
来通り高圧の油を供給し、排出もできるようにした。又
、工具貯蔵マガジンに収納されている工具を主軸との間
で自動的に交換できるようにし、段取り時間を短縮させ
た。

第２の目的は、ワークを前後の双方向から分割して加工
することにより長いドリルを必要としないで加工を行な
えるようにしたことである。

第３の目的は、深穴加工に伴い通常長いドリルを支持す
るためのブツシュを必要とするが本発明はそれを必要と
せず、深穴加工の前加工として探し責ぜ−そ屏犬するた
のの十尺ノ 前記目的を達成するために、この発明は、工作機械の主
軸を回転させる手順と、複数の深穴用工具を工具マガジ
ンに収納する手順と、前記主軸と工具マガジンとの間で
深穴用工具を交換動作させる手順と、工作機械本体より
供給路を介して高圧の流体を深穴用工具の刃先に供給す
る手順と、前記刃先から流体を深穴用工具の排出路を介
して外部へ排出する手順と、工作機械の前面に設けられ
たテーブルを１８０度反転させる手順と、前記テーブル
又はパレットにワークを取付ける手順と、前記ワークに
深穴用加工のための案内加工を施す手順と、案内加工さ
れた穴に深穴用工具で深穴加工を施す手順と、からなる
深穴加工方法とした。

そして、工作機械の回転自在な主軸に着脱自在に取付け
られる工具ホルダーと、該工具ホルダーを軸受を介して
回転可能に支持する支持部材と、該支持部材と前記工具
ホルダーとからなる深穴用工具を収納する工具マガジン
と、該工具マガジンと前記主軸との間で深穴用工具を自
動交換する自動工具交換装置と、前深穴用工具が主軸に
挿着されたとき工作機械本体より支持部材および工具ホ
ルダーに連通し深穴用工具の刃先に高圧の流体を供給す
る供給路と、前記深穴用工具の刃先から流体を外部へ排
出するため前記工具ホルダーの内部に設けられた排出路
と、前記主軸の前側に対向して設けられ割出し可能なテ
ーブルと、該テーブル又はテーブルに載置されるパレッ
ト上にワークを固定するため、の取付は具とからなる深
穴加工装置として手段を構成する。

〔作　用〕

本発明は次のように動作する。

工具貯蔵マガジンを有するＮＣ工作機械である本体の主
軸にＡＴＣ（自動工具交換装置）を介して深穴用工具を
取付ける。この深穴用工具は自動的に交換可能な構成に
なっている。一方ワークについては、主軸の前面にある
テーブル上に取付具を備え、搬送装置から搬送されるワ
ークをこの取付具に位置決めし固定する。工具とワーク
の段取りが完了すると先ず、ワークの一方の加工端を深
穴加工用の案内のため短工具で浅く中ぐり加工をする。

続いてＡＴＣで短工具を深穴用工具に交換してワークの
深穴の加工を行う。この深穴加工はワーク長さの約半分
程である。加工そのものは従来同様高圧のクーラントを
供給して行う。加工が終わると、テーブルは１８０度反
転し、引続きワーク後端部を前述同様の方法で加工する
。

発生する切屑は工具中心穴を貫流し工具ホルダーから外
部へ排出される。

〔実施例］ 次に実施例について図をもとに説明する。

第１図は従来例を示すもので、深穴用工具は工具シャン
ク１にアウターチューブ１ａとインナーチューブ１ｂが
用いられており、この工具の先端部即ちアウターチュー
ブ１ａの先端に切刃２を有している。前記アウターチュ
ーブ１ａとインナーチューブ１ｂとの間に空間部３が形
成され、クーラントはこの空間部３を通して切刃２に吹
出される。又インナーチューブ１ｂの軸心は中空部４と
なっており、切屑はクーラントとともにこの中空部４を
通り排出管５へ導かれる。

この実施例はエジェクタドリル方式といわれているもの
で、前記空間部３と中空部４との間にエジェクタノズル
６が周方向に適当間隔において配設されている。高圧の
クーラントが流入ロアから供給され、この高圧クーラン
トは空間部３を通って切刃２に達し大気圧と同圧になる
。又クーラントの一部はエジェクタノズル６を通り中空
部４に噴出する。エジェクタノズル６から噴出する際中
空部４はエジェクタ効果により真空化される。この真空
化により吸引力が発生し、切刃２にあるクーラントを切
屑とともに中空部４側に流入させ排出管５に導き外部へ
排出する。この深穴用工具はヘッドに回転可能に支承さ
れる主軸に取付けられる。一方、ワーク８はテーブル上
に固定されている。又、工具シャンク１は一般に長いも
のであり加工中の振れを防止するため、ガイドブツシュ
９が設けられている。図１でも明らかなように従来のも
のは専用的に設置されるものである。

図示はしていないが他の方式についても、クーラントの
流入、排出の方法又は工具そのものの違いはあるにして
も専用的に設置される点では同様な構成をなすものであ
る。

本発明は、前記従来のものに比べ深穴用工具の取扱いを
簡素なものとし、又ワークを取付けたテーブルを反転さ
せるなどして、自動的に操作ができるように工夫したも
のである。先ず第２図は本発明の深穴加工機械の概要を
示した実施例図である。１０は主軸１１を回転自在に支
承する加工機械本体である。この本体１０の側壁には工
具貯蔵マガジン１２が設けられている。この工具貯蔵マ
ガジン１２と前記主軸１１との間に、深穴用工具１３を
交換するためのＡＴＣ（自動工具交換装置）１４が取付
けられている。前記主軸は、図示はしていないが深穴用
工具を着脱自在に取付けられる公知の方法の構成としで
ある。又、工具貯蔵マガジンに対しても公知の方法に準
じて深穴用工具を収納できるようにしである。一方この
主軸１１に対向して前面（図の右側）には、テーブル１
５が主軸１１の軸線方向に相対的に移動自在に設置され
ている。このテーブル１５にはワーク１６を取付けるた
めの固定装置１７ａ、１７ｂが設けられている。又、こ
のテーブル１５は公知の駆動手段で１８０度反転できる
構成となっている。

次に深穴用工具の詳細を第３図に基づいて説明する。

本発明の深穴用工具１３は、ＡＴＣ１４により把持部１
８を介して前述のように主軸と工具貯蔵マガジンとの間
で交換可能な構成になっている。

図は主軸１１にキー１９で位置決めされ取付けられた状
態を示している。直接主軸に挿着される工具ホルダー２
０を、２つの軸受２１を介して回転駆動可能に支持部材
２２が支持している。この支持部材２２には、加工機械
本体１０の固定部にこの支持部材を回転させないように
係合する保合ピン２３が進退自在に設けられている。こ
の係合ビン２３は、ばね２４により本体１０側に付勢さ
れ係止ピン２５によりその動きが規制されている。

又、係合ビン２３内にはボール２６が内挿されており、
ばね２７の付勢により本体１０側と連通ずる穴２８をふ
さいでいる。

さらに係合ビン２３の外周の一部に突起片２９が設けら
れ、この突起片２９は、深穴用工具１３が主軸１１に挿
着されるまでは主軸との工具交換位置の相対関係を維持
するため、ばね２４の付勢により工具ホルダー２０の把
持部１８の一部切欠講３０に係合する。深穴用工具１３
が主軸１１に挿着されると、係合ビン２３は本体１０の
固定部に当接し前記突起片２９を前記切欠溝３０から離
脱する。従って深穴用工具１３は、ＡＴＣで工具交換中
は工具ホルダー２０と支持部材２２が突起片２９で係合
しているので、相対的に回転することなく一体的に構成
されるが、主軸１０に挿着されると工具ホルダー側と支
持部材側の係合関係は外れ、工具ホルダー２０は支持部
材２２で支持されながら相対的に回転する。前記係合ビ
ン２３の前端は本体１０の穴３１に挿入する。又、本体
１０には油路３２が形成されている。一方、前記工具ホ
ルダー２０の内部には工具シャンク１がコレット３３に
より強固に締め付けられている。このコレット３３はナ
ツト３４によりテーパが押し込まれる形で圧縮される。

工具シャンク１はエジェククドリル方式の従来と同様の
ものであり、２重チューブ構造となっている。前記本体
１０の油路３２および係合ビン２３の穴２８に連通し前
記支持部材２２に油路３５が設けられている。この油路
は前記工具シャンク１のアウターチューブｌａとインナ
ーチューブ１ｂの間の空間部３に連通している。高圧の
クーラントはこの空間部３を通過し切刃２に吹出され、
さらに切屑とともに中空部４を矢印の如く導かれる。導
かれたクーラントは、工具ホルダー２０の排出空間部３
６を通り支持部材２２の排出口３７より外部へ排出され
る。

次にテーブルにワークを取付けた構成について第４図を
基に詳述する。

テーブル１５には基台３８が固定され、この基台３８に
水平方向に進退自在に２つのクランパ３９．４０が支持
されている。さらに基台の側面には前記クランパを進退
させる油圧シリンダ４１゜４２が取付けられている。こ
の油圧シリンダ内にはピストン４３．４４が内装され、
前記クランパ３９．４０と夫々結合している。前記クラ
ンパ３９．４０は互いに対向する位置でワークを挟持す
るようになっており、ワーク側先端部はワークを把持す
るため■形状をなしている。実施例ではクランパ３９側
は一体的に構成されているが、クランパ４０側はＶブロ
ック４５が別に取付けられる構成になっている。これは
ワークの径が変わる場合に取外し交換できるようになっ
ているためである。又、前記シリンダ４２の押圧面積は
シリンダ４１の押圧面積より大きくしである。これはワ
ークの位置を常に主軸軸線上に一定の位置に配置させる
ためである。即ちワークは押圧力の強いシリンダ４２に
よりクランパ４０で押し出され主軸軸線上に位置決めさ
れる。クランパ３９は前記シリンダ４２より押圧面積の
小さいシリンダ４１によってワークを前記■ブロック４
５側に押し付ける。

かくしてワークは主軸軸線上に位置決め固定される。

ワーク下方向２つの基台３８．３８の間にはワ一り載置
台が設けられている。即ち枠体４６，４７に挟持された
支持体４８がばね４９により上方へ付勢されて上下移動
自在に設けられており、この支持体４８にはローラ５０
がシャツ１−５１を介して回転自在に支持されている。

前記ワークは直接このローラ５０に載置される。

又、前記支持体４８は上方向の移動距離を枠体４６．４
７に設けられたボルト５２により調整される。

又、ソレノイドバルブ５３．５４はクランパ移動動作切
換えのためのものである。テーブルの回転中心位置には
前記ソレノイドバルブ５３．５／１からの圧油を前記シ
リンダー４１．４２に導通させるためのディストリビュ
ータ３１が設けられている。

ワークの取付けは以上のように構成され次のように動作
する。ワーク搬入前は初期状態とするがソレノイドバル
ブ５３．５４を切換え、圧油を５５８５６側へ送りクラ
ンパ３９．４０を後退させておく。搬送ラインから送ら
れてきたワークはテ−プルへ案内され、該テーブル１５
上の固定装置１７ａ、１７ｂの前記ローラ５０に載置さ
れる。

ワークが正規の位置に位置決めされると、ソレノイドバ
ルブ５３．５４を切換え、圧油を前記とは逆に送り、ク
ランパ３９．４０をワーク側へ前進させワークをクラン
プする。

続いて本体側の工具でこのワークの加工をすることにな
るが、先ず深穴加工の前に深穴工具の径相当の通常の内
径工具で浅く穴加工をする。これは深穴加工工具の案内
にするためである。所定の深さの加工を終えると工具を
自動交換し続いて正規の深穴加工を施す。この場合には
およそワーク長さの半分程度の穴加工を行う。続いてワ
ークを反転させ、工具は再度通常の内径工具にＡＴＣ交
換され、前記同様の加工をくり返す。この深穴加工は以
上のようにして行い、全て人手を要せず自動で行うよう
になっている。

次に他の実施例として第５図について説明する。

この例は、深穴用工具をいわゆる旋盤方式の主軸に適用
したもので図示はしていないが、工具を主軸に取付けら
れたコレットチャックで締め付ける方法である。この場
合は比較的径の大きい工具に対応可能で、又加工後のク
ーランＦ・も主軸後方へ排出することが可能な構成であ
る。

この構成は工具ホルダー６０に連結部材６１を押付部材
６２で固定し、この連結部材６１に深穴用工具を取付け
る構成である。又、支持部材６３には供給側のホルダー
６４を取付け、このホルダー６４が固定側に支えられる
ようになっている。

前記工具ホルダー６０は主軸前端に設けられたコレット
チャック６５（図省略）に設けられるようになっている
。切屑等を含んだ加工後のクーラントは排出路６６を通
って主軸後端へ排出される。

テーブル上のクランプについての他の実施例として第６
図に示すのは、ワークの径が変わった場合■ブロックは
交換せず、該ワークの径に応じて出入り調整のできる構
成である。即ちベース上をスライドする２つの傾斜体７
０．７０ａを左右の異なるねじ７１で開閉できるように
したものである。

〔効　果〕

本発明は以上のような構成をなし、次のような効果を有
する。

従来のように長い深穴用工具を必要とせず、全ての工程
を完全に自動運転が可能な深穴加工ができるので著しく
加工能率向上が図られ、生産性が上がった。深穴用工具
が短いことは全ての工具を工具貯蔵マガジンに収納可能
で工具管理の面でもやり易い効果がある。

又ブツシュを必要としない加工ができるので、構成が簡
素化できる。搬入されるワークは確実にクランプできる
構成としたので、ワークを搬送ラインとの間で完全自動
搬出入ができ従来のように手作業による段取り作業は必
要としない。即ち省力化が図られ無人化に対応できるこ
ととなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の実施例図、第２図は本発明の全体構成図
、第３図は深穴用工具を主軸に取付けた断面図、第４図
はワークの取付構成図、第５図は他の実施例による深穴
用工具の断面図、第６図は他の実施例によるワーク取付
の部分図、である。 １・・・工具シャンク、　　　２・・・切刃、６・・・
エジェクタノズル、ｌＯ・・・加工機械本体、１１・・
・主軸、 １２・・・工具貯蔵マガジン、 １３・・・深穴用工具、 １７ａ、１７ｂ−固定装置、 ２２・・・支持部材、　　　　２３・・・係合ビン、３
９．４０・・・クランパ、４１．４２・・・シリンダ、
５０・・・ローラ、 ５３．５４・・・ソレノイドバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）工作機械の主軸を回転させる手順と、複数の深穴用
   工具を工具マガジンに収納する手順と、前記主軸と工具
   マガジンとの間で深穴用工具を交換動作させる手順と、
   工作機械本体より供給路を介して高圧の流体を深穴用工
   具の刃先に供給する手順と、前記刃先から流体を深穴用
   工具の排出路を介して外部へ排出する手順と、工作機械
   の前面に設けられたテーブルを１８０度反転させる手順
   と、前記テーブル又はパレットにワークを取付ける手順
   と、前記ワークに深穴用加工のための案内加工を施す手
   順と、案内加工された穴に深穴用工具で深穴加工を施す
   手順と、 からなる深穴加工方法。 ２）工作機械の回転自在な主軸に着脱自在に取付けられ
   る工具ホルダーと、該工具ホルダーを軸受を介して回転
   可能に支持する支持部材と、該支持部材と前記工具ホル
   ダーとからなる深穴用工具を収納する工具マガジンと、
   該工具マガジンと前記主軸との間で深穴用工具を自動交
   換する自動工具交換装置と、前記深穴用工具が主軸に挿
   着されたとき工作機械本体より支持部材および工具ホル
   ダーに連通し深穴用工具の刃先に高圧の流体を供給する
   供給路と、前記深穴用工具の刃先から流体を外部へ排出
   するため前記工具ホルダーの内部に設けられた排出路と
   、前記主軸の前側に対向して設けられ割出し可能なテー
   ブルと、該テーブル又はテーブルに載置されるパレット
   上にワークを固定するための取付け具と、 からなる深穴加工装置。