JPH0351522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 産業上の利用分野 本発明は対向型主軸を有する高生産性のある工
作機械に関する。

(2) 従来の技術 従来、高生産型工作機械として対向型主軸を有
する工作機械が知られ、使用されている。この対
向型主軸を有する工作機械は、機械的に旋回割出
し型の刃物台で加工を行い、被加工物を突切り加
工後相手側の主軸チヤツクに把持したワークの背
面を更に加工した後に、主軸を所定位置まで後退
し、チヤツクを開き完成品を機外に排出するよう
に構成されている。

(3) 発明が解決しようとする問題点 従来の対向型主軸を有する工作機械は高生産性
が要求されるため高タクトマシンとなり、刃物台
の構成を機構的に構成され高速割出しでかつ割出
し頻度が高くなると割出し用カツプリングの摩耗
を助長し、精度の悪化をまねくという問題があつ
た。更に、工作機械の機上において、刃物台上の
工具の段取り作業の際、狭い加工領域内では作業
性が悪く、作業能率の低下を招き、延いては生産
性向上の阻害要因となつていた。

(4) 目的 本発明の目的は上記事情に鑑み、問題を解決す
るために提案されたものであつて、工程の進行に
対する刃物台の機構的な割出しを不要とし、NC
制御によるＸ，Ｚ方面の平面的な位置決めで工具
を選択できるため、摩耗の問題を解消し、しかも
刃物台を着脱可能に設けることにより、機外にお
ける工具の段取り作業を容易にし、作業能率の向
上を図り、機械停止時間を最小限にすることがで
き、加工物の変化に対応することができる高精度
で高生産性の工作機械を提供することにある。

(5) 問題を解決するための手段と作用 本発明は対向型主軸を有する工作機械の改良で
あつて、その構成手段はＺ軸方向の移動可能な主
軸台に軸承された主軸と、固定的に載置されてい
る補助主軸台に軸承された補助主軸とが対向して
設けられた対向型主軸と、主軸台にまたがつて載
置され、かつＡ軸方向る移動可能な門型ベース
と、該門型ベースの前面に設け、かつＸ軸方向に
移動可能なクロススライドと、該クロススライド
の前面に着脱可能に取り付けられた刃物台と、該
刃物台の先端部に表裏に複数の工具を串刃型に取
り付けた工具ホルダーとからなる。

本発明によれば、刃物台のＸ，Ｚ軸の直線的に
動きによるNC制御のみの単純な動作で加工が容
易に出来る。また、刃物台をクロススライドから
容易に着脱可能となつているので刃物台の機外段
取り作業が出来る。

(6) 実施例 本発明装置の一実施態様を図面に基づいて詳細
に説明する。

(a) 本発明である工作機械の全体概要について説
明する。

第１図は本発明である工作機械の全体を示す
正面図、および第２図は第１図の平面図であ
る。

第１図および第２図において、ベツド１上の
右側に補助主軸台２が固定され、該補助主軸台
に対向してベツド１上の左側にはサーボモータ
３でＺ軸方向に移動し得る主軸台４が載置され
ている。該主軸台４にまたがつて門型ベース５
が載置され、サーボモータ６により、ガイドプ
レート７ａ，７ｂに沿つてＺ軸方向に摺動する
ようになつている。主軸台４には主軸８、補助
主軸台２には補助主軸９が夫々軸承されてい
る。主軸モータ１０から回転がプーリー１１、
タイミングベルト１３およびプーリー１２を介
して中間軸１４に伝達され、該中間軸１４から
プーリー１５、タイミングベルト１７、および
プーリー１６を介して回転が補助主軸９に伝達
される。一方、中間軸１４に軸着されたプーリ
ー１８、タイミングベルト２０およびプーリー
１９を介して回転が主軸８に伝達される。従つ
て主軸８および補助主軸９はモーター１０で同
期回転される。門型ベース５の前面にはクロス
スライド２１がＸ軸方向に摺動可能に設けら
れ、さらに該クロススライド２１の前面には刃
物台２２が取り付けられている。従つて、刃物
台２２はサーボモータ６よりＺ軸方向へサーボ
モータ２３によりＸ軸方向へ摺動し得るように
構成されている。尚、主軸台４と補助主軸台２
とは対向型に載置されている。補助主軸２の後
方（第１図においては右側）にはバーフイード
装置２４がスタンド２５上に支持されて、図略
の駆動源によりＺ軸方向に摺動し得るようにな
つている。補助主軸９内の軸心部は、軸心方向
に貫通された貫通孔が穿設されており、バーフ
イード２４により被加工物のワークＷをが補助
主軸９の後方から貫通孔に送り込まれ、補助主
軸９の先端部で把持され、刃物台２２に取付け
られた工具で所定の旋削加工が施される。所定
の旋削加工が終了すると、主軸台４が前進し、
ワークＷの先端部を支軸８で把持し、刃物台２
２に取付けられた工具すなわち突切りバイトで
ワークＷを切断する。切断されたワークＷの端
を工具で所定の旋削加工を施した後、ワークＷ
はベツド１内に設けた排出用シユート２６へ投
入されて、ワークストツカー２７に収納され
る。さらにワークストツカ２７から機外の所定
保管場所へ運び出される。

(b) 主軸８および補助主軸９の駆動状態ならびに
ワークＷの把持状態について説明する。

第３図は補助主軸台２廻りを示す一部正面断
面図である。第３図において、補助主軸９への
回転はすでに第１図および第２図をもとに説明
した如く、第１図の主軸モーター１０からプー
リー１１およびタイミングベルト１３を介し
て、プーリー１２へ伝達され、さらにプーリー
１２に挿着されたボールスプラインからなる中
間軸１４へ伝達される。中間軸１４から減速さ
れてプーリー１５に回転が伝達され、補助主軸
９の後方に軸着されたプーリー１６とプーリー
１５に装架されたタイミングベルト１７を介し
てプーリー１６に伝達されることによつて補助
主軸９に回転が伝達される。また、第３図にお
いて、補助主軸台２内には中間部材２８が挿嵌
され、補助主軸台２と該中間部材２８のフラン
ジ部がボルト２９で一体化し固定されている。
補助主軸９と中間部材２８との間には、ベアリ
ング３０ａ，３０ｂが挿嵌され、補助主軸９の
前後はベアリング３０ａ，３０ｂおよび３０
ｃ，３０ｄ（図略で）回転自在に軸承されてい
る。更に、前記ベアリング３０ａ，３０ｂ，３
０ｃ，３０ｄ支持部外周には冷却剤を潤環する
ジヤケツト２８ａ（第３図）が設けられ発熱部
の冷却を可能にしている。

また、補助主軸台２の構造は補助主軸９の軸
線方向に対し、熱対称構造をとつており熱膨張
による影響を防止している。

補助主軸９内にはドローバツク型のコレツト
チヤツク３１が挿嵌され、さらに補助主軸９内
の軸心部には軸心方向には沿つて貫通孔を有し
たガイドチユーブ３２が挿嵌されており、補助
主軸９の後方である矢印の方向からワークＷが
ガイドチユーブ３２内に挿入され、バーフイー
ド装置２４（第１，第２図）で補助主軸９の先
端部へ送られる。補助主軸９がガイドチユーブ
３２との間にはドローバツク形コレツトチヤツ
ク３１を開閉する開閉部材３３が挿嵌されてい
て、かつドローバツク形コレツトチヤツク３１
（以下コレツトチヤツク３１という）の後端部
３１ａと開閉部材３３の先端部３３ａとはネジ
で螺着されている。ワークＷはガイドチユーブ
３２内に挿入され、コレツトチヤツク３１の先
端部でワークＷの開閉が行われる。すなわち、
補助主軸台２の後方に配置されている連結部材
３４内にある図略の圧油装置によりロツド３４
ａを前方へ押し付けることにより、開閉部材３
３が押されてコレツトチヤツク３１を開かせ
る。圧油を抜くことにより皿バネ３５が後方へ
戻る付勢力により、開閉部材３３が後方へ引き
込まれて、コレツトチヤツク３１が閉じられ
る。次に、第４図において、主軸８への回転
は、すでに第１図および第２図をもとに説明し
た如く、第１図の主軸モーター１０からプーリ
ー１１およびタイミングベルト１３を介してプ
ーリー１２へ伝達され、さらにプーリー１２に
挿着されたボールスプラインからなる中間軸１
４へ伝達される。該中間軸１４からギヤに伝わ
り、プーリー１８、タイミングベルト２０およ
びプーリー１９を介して主軸８へ回転が伝達さ
れる。なお、主軸台４はＺ方向に移動し得るよ
うになつているが、ボールスプラインからなる
中間軸１４を滑動して対応している。

第４図において、主軸台４内には中間部材３
６が挿嵌され、主軸台４とボルト等で螺着され
一体化し固定されている。主軸８と中間部材３
６との間には、ベアリング３７ａ，３７ｂが挿
嵌され、主軸８がベアリング３７ａ，３７ｂ、
及び３７ｃ，３７ｄ（図略）で回転自在に軸承
されている。更に、前記ベアリング３７ａ，３
７ab，３ｃ，３７ｄの支持部外周には冷却剤
を潤環するジヤケツト３６ａ（第４図）が設け
られ発熱部の冷却を可能にしている。また、主
軸台４の構造は主軸８の軸線方向に対し熱対称
構造をとつており熱膨張による影響を防止して
いる。

主軸８内には、ステーシヨナリー形コレツト
チヤツク３８（以下コレツトチヤツク３８とい
う）が挿嵌され、さらに主軸８内の軸心部に
は、軸心方向に沿つて貫通孔３９が穿設されて
いて、該貫通孔３９内には、ワークプツシヤ４
０が挿入されている。コレツトチヤツク３８と
主軸８との間にはコレツトチヤツク３８を開閉
せしめる開閉部材４１が挿嵌され、コレツトチ
ヤツク３８は開閉部材４１の前後進の移動につ
れて摺動して開閉する。開閉部材４１の後端部
４１ａは中空部材４２に螺着しネジ４２でロツ
クされる。貫通孔３９内に挿入されているワー
クプツシヤ４０は、図略のスプリングによつて
常時前方へ付勢されていて、コレツトチヤツク
３８がワークＷを把持した場合、ワーク背面が
押圧された状態で把持される。コレツトチヤツ
ク３８が開放すると、スプリングの押し付け力
でワークＷはコレツトチヤツク３８の前方に飛
出し、コレツトチヤツク３８より外れる。主軸
８の先端部にはカバー４３がネジ４４で螺着さ
れている。

開閉部材４１の先端部４１ｂとコレツトチヤ
ツク３８の先端部３８ａはテーパー部で互いに
接触している。従つて、コレツトチヤツク３８
からワークＷを把持する場合は、図略の圧油装
置による圧油の解除により、図略の皿バネの力
で中空部材４２に螺着された開閉部材４１が前
方へ押し出され、コレツトチヤツク３８が閉じ
られてワークＷを把持する。また、コレツトチ
ヤツク３８からワークＷを外す場合は、圧油装
置の圧油で中空部材４２すなわち開閉部材４１
を後方へ引き戻すことにより、コレツトチヤツ
ク３８の把持力を開放しワークＷを外す。

(c) 本発明の工作機械である主要部の刃物台につ
いて具体的な構成を説明する。

第５図は刃物台の平面一部断面図、第６図は
第５図の−線矢視断面図である。第５図お
よび第６図において、門型ベース５が主軸台４
にまたがつてベツド１上に載置され、門型ベー
ス５は台１図に示したサーボモータ６に接合さ
れているボールスクリユ４７の回転によつてＺ
軸方向へガイドレール７ａ，７ｂに沿つて移動
し得るようになつている。門型ベース５の前面
にはクロススライド２１が載置され、第２図に
示したサーボモータ２３に接合されているボー
ルスクリユ４８の回転によつてＸ軸方向へガイ
ドレール４９ａ，４９ｂに沿つて移動し得るよ
うになつている。クロススライド２１の前面に
はカツプリング５０を介して刃物台２２が着脱
可能に取り付けられている。カツプリングの一
端部５０ａがクロススライド２１に、カツプリ
ング５０の他端部５０ｂが刃物台２２にボルト
等で螺着されている。刃物台２２の先端部には
工具ホルダ５１がボルト５２，５２で螺着さ
れ、さらに工具ホルダ５１には第５図に示す如
く加工工程に合わせて複数の工具が配設されて
いる。例えば第５図で工具５３ａがワークＷの
長さを位置決めするストツパ、工具５３ｂがド
リル、５３ｃが外径加工用工具、５３ｄが内径
加工用工具、５３ｅが溝加工用工具および５３
ｆが突切り用工具として取り付けられている。
また、工具ホルダ５１の背面すなわち主軸８側
には、例えば内径加工用の工具５３ｇおよび外
径加工用工具５３ｈが取り付けられ、ワークＷ
の反対面の加工も施されるようになつている。
工具５３ａ〜５３ｈにおける前後の出入り調整
は５３ａ〜５３ｈに穿孔された長穴５４内に挿
入されたボルト５２をゆるめ、工具ホルダ５１
後方に切られた雌ネジに螺着した調整部材５１
ａで位置決め調整し工具ホルダ５１を固定す
る。刃物台２２の着脱の際はカツプリング５０
の歯部５０ａ，５０ｂどうしの係合によつて正
確な位置決めが行われる。すなわちクロススラ
イド２１にはＺ方向に貫通する穴２１ａが穿設
され、該シリンダ２１ａ内にピストン５７が摺
動可能に挿嵌している。

前記ピストン５７のボールスクリユ４８側の
部屋には油圧室が設けられ、その反対側の部屋
には皿バネ５８が介装されている。

前記ピストン５７の貫通穴５５ｃ内には旋回
軸５５ａが旋回可能に挿嵌され、該旋回軸５５
ａの一端にはピニオン５５が取付けられてい
る。

ピニオン５５にはラツク５６が噛合し、該ラ
ツク５６はシリンダ２１ｂ（第５図）に供給さ
れる圧油の作用で前後移動し、ピニオン５５を
旋回させる。

更に、前記旋回軸５５ａの他端には長方形の
クランパ６１が固着され、該クランパ６１は刃
物台２２底部に設けられた前記クランパ６１の
通過を特定位置でのみ許容する貫通長穴を削設
した係合部材６３に係合している。すなわち、
刃物台２２の軸心部には、ピニオン５５の先端
係合部が嵌入するよう、係合部材６３、クラン
パ６１を介してボルト６２で螺着されている。
なお、クランパ６１は係合部材６１内に嵌入
し、回転できるようになつている。係合部材６
３は刃物台２２のボルト６４で螺着されてい
る。クロススライド２１内には圧油通路６５が
穿設され、ピストン５７を前方へ移動し得るよ
うに連通されている。従つて、刃物台２２をク
ロススライド２１から取り外す場合には、図略
の油圧装置から圧油通路６５に矢印の如く供給
することによつてピストン５７を前方へ押し付
けて皿バネ５８をゆるませる。次に、図略のピ
ストン５７の移動でラツク５６が軸方向に移動
することによつてピニオン５５が90゜旋回する
と、クランパー６１と長穴６３ａが合致し、通
過可能となる。そこでカツプリング５０の相互
の歯部５０ｂが一端部５０ａから外れて、刃物
台２２がクロススライド２１より取り外し可能
な状態になる。一方刃物台２２をクロススライ
ド２１にロツクする場合には、刃物台２２に取
り付けられているカツプリング５０の他端部５
０ｂを一端部５０ａに噛合させ、第５図に示す
ラツクの一端に設けられたピストン２１ｃの移
動でラツク５６を軸方向に移動させてピストン
５５を第７図に示した矢印の如く90゜旋回して、
係合させる。刃物台２２底部の係合部材６３と
クランパ６１は係合させた状態で圧油通路６５
から圧油を抜くことによつて皿バネ５８の力で
ピストン５７を引つ張り込んでロツクされる。

(d) ワークＷ切削加工した後、ベツド１の下部に
設けたワークストツカに収納する装置について
説明する。

第８図はワークストツカにワークＷを収納せ
しめる排出用シユート部の正面図、第９図は第
８図の矢視図、および第１０図は排出用シユ
ート部の平面図である。第１１図は第１０図の
−線矢視図である。第８〜１０図におい
て、主軸９および補助主軸９の下部に排出用シ
ユート２６が設けられ、該排出用シユート２６
の側面にはホルダ６６が取り付けられている。
該ホルダ６６はベツド１の側面にてボルト６７
で螺着されている。ホルダ６６の側面にはラツ
ク６８が設けられ、該ラツク６８にはピニオン
６９が噛合して取り付けられている。圧油供給
管７０ならび７１から圧油を倒語に供給するこ
とによつて、圧油通路７２を通つてラツク６８
を矢印の如くＸ軸方向に移動させることによつ
て、ピニオン６９が正逆旋回する。ピニオン６
９の先端部に軸着された円盤型のホツパ７３が
90゜旋回する。

第１１図に示す如くワークＷが矢印の如く挿
入されて溝７４内を通りアウトシユート７５に
落下し、さらにベツド１に取り付けられた排出
用シユート２６内を通つてワークストツカ２７
に収納される。第１１図に示した状態から、圧
油を圧油供給管７１から供給してラツク６８を
右方へ動かしめることによつて、ピニオンが回
転し、円盤型のホツパ７３が90゜時計方向に旋
回して溝７４が横向きに状態となる。すなわち
切削加工中はこのように溝７４を横向き状態に
しておいて、切削加工中に発生する切粉等が進
入することを防止している。切削加工終了後は
第１１図に示した状態とする。圧油供給管７
０，７１からの圧油を切り換えることによつて
容易に行うことができる。

本発明の動作を第１２図に基づいて説明す
る。

主軸モーター１を駆動せしめることによつて
主軸８および補助主軸９を同期回転せしめる。

補助主軸第２の後方に配置されているバーフ
イード装置２４でワークＷを補助主軸９の後方
からガイドチユーブ３２内に挿入し、補助主軸
９の先端部まで送り、第１２図の４に示す如
く、刃物台２２の前方に設けられた工具ホルダ
５１をＸ軸、Ｚ軸方向に移動して、工具ホルダ
５１に取り付けられた工具のうち位置決め用ス
トツパ５３ａをワーク材送軸線上に移動しワー
クＷの先端部に当ててワークの位置決めをす
る。

次に、工具ホルダ５１に取り付けられた工具
のうち、５３ｂ〜５３ｅの工具を用いて穴加
工、外径加工、内径加工あるいは溝加工を所定
の加工プログラムに沿つて第１２図の１に示し
た如く切削加工を施す。

所定の切削加工が終了すると、主軸８がモー
ター３の駆動により前進し、第１２図の２に示
す如く、ワークＷをチヤツクし、工具ホルダ５
１に取り付けられた工具５３の突切りバイトに
よりワークＷを突切り切断する。

ワークＷを切断した後、必要であれば第１２
図の１の２点鎖線で示した工具ホルダ５１の反
対面に取り付けられた工具５３ｇあるいは工具
５３ｈを用いて所定切削加工を施す。

主軸８を後退せしめて所定の位置に停止せし
め、コレツトチヤツク３８を開放すると同時に
ワークプツシヤ４０によりワークＷが機外に押
出されて第１１図にしめした円盤形のホツパ７
３の溝７４内に落下し、順次アウトシユート７
５、排出用シユート２６をとおつてワークスト
ツカ２７内に収納される。

さらに、補助主軸９のコレツトチヤツク３１
を開放し、バーフイード装置２４でワークＷを
前進せしめて第１２図の４に示したストツパ５
３に当てて位置決めすると共に、コレツトチヤ
ツク３１を閉じる。

以下、前述した動作を繰り返すことによつて
連続して切削加工が施される。

(7) 発明の効果 本発明は対向型主軸を有する工作機械で加工す
るための刃物台をNC装置で制御させ、かつ工具
を表裏に一列に配置する刃物台で加工し、工程の
進行に対し、工具ホルダを機構的に旋回割出しを
必要とせず、直線的に動きのNC制御により加工
できるから、摩擦に対する問題も解消されると共
に単純な動作で加工が容易に出来る。

また、刃物台をスライドベースから取り外し可
能となつているため、刃物台の機外段取り加工が
出来、加工物の変化に対す瞬時に対応することが
出来、熱に対する影響を最小限におさえることに
より高精度かつ高生産性の加工が得られる工作機
械として非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明である工作機械の全体を示す正
面図および第２図は第１図の平面図である。第３
図は補助主軸台廻りを示す一部正面断面図および
第４図は主軸台廻りを示す一部正面断面図であ
る。第５図は刃物台の平面一部断面図、第６図は
第５図の−線矢視断面図である。第７図は第
６図の−線矢視図である。第８図はワークス
トツカにワークＷを収納せしめる排出用シユート
部の正面図、第９図は第８図の矢視図および第
１０図は排出用シユート部の平面図である。第１
１図は第１０図の−矢視図である。第１２図
は本発明を説明するモデル図である。 １…ベツド、２…補助主軸台、４…主軸台、５
…門型ベース、８…主軸、９…補助主軸、１４…
中間軸、２１…クロススライド、２２…刃物台、
２４…バーフイード装置、２６…排出シユート、
２７…ワークストツカ、３１…ドローバツク形コ
レツトチヤツク、３３…開閉部材、３５…皿バ
ネ、３８…ステーシヨナリー形コレツトチヤツ
ク、４０…ワークプツシヤ、４１…開閉部材、５
０…カツプリング、５１…工具ホルダ、５３ａ〜
５３ｈ…工具、６１…クランパ、６３…係合部
材、６５…圧油通路、７３…円盤型ホツパ、７４
…溝、７５…アウトシユート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｚ軸方向に移動可能な主軸台に軸承された主
   軸と、固定的に載置されている補助主軸台に軸承
   された補助主軸とが対向して設けられた対向型主
   軸と、主軸台にまたがつて載置され、かつＺ軸方
   向に移動可能な門型ベースと、該門型ベースの前
   面に設け、かつＸ軸方向に移動可能なスライドベ
   ースと、該スライドベースの前面に着脱可能に取
   り付けられた刃物台と、該刃物台の前面及び背面
   に複数の工具をＸ軸方向の直列に取付けた工具ホ
   ルダーからなることを特徴とする工作機械。