JPH0435802A - 自動チップ交換バイト - 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、チップを無人で交換して、長時間にわたる切
削が可能な自動チップ交換バイトに関するものである。

［従来の技術］ 従来のバイトとしては、例えばスローアウェイチップ（
以下、チップと略称する）を備えたものの場合、通常、
手作業でチップを交換するものが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ このため、従来のバイトにおいては、チップを無人で交
換することができず、したがってチップを交換しなから
旋削を続けなければならないような長時間にわたる旋削
加工ができないという欠点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、チッ
プを交換しながら旋削をしなければならないような長時
間にわたる旋削加工が可能な自動チップ交換バイトを提
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］ 本発明は、上記目的を達成するため、 切刃を有するチップが取り付けられたチップホルダと、 先端側に前記チップホルダを取り付ける取付座が形成さ
れ、この取付座の基端側に該取付座に連続して前記チッ
プホルダを前記取付座に供給する供給面が形成されたバ
イトホルダと、 前記チップホルダを前記取付座に押し付けて固定するク
ランプ部材と、 前記チップホルダを前記供給面に複数重ねて収納するマ
ガジンと、 このマガジンに収納された前記チップホルダのうち供給
面に位置するものを前記クランプ部材と前記取付座との
間に押し出すチップホルダ交換機構とを備えてなるもの
である。

［作用］ 本発明においては、チップホルダへのクランプ部材によ
る押付力を解いた状態で、供給面上のチップホルダをチ
ップホルダ交換機構で押し出すと、該チップホルダがク
ランプ部材と取付座との間に移動する。これにより、マ
ガジン内のチップホルダが取付座上に設置される。

また、すでに、取付座上に古いチップホルダが存在して
いる場合には、古いチップホルダを押し退けて、これに
代わって新たなチップホルダが設置されることになる。

そして、新たに設置されたチップホルダをクランプ部材
で取付座に押し付けることによって、該新たなチップホ
ルダがバイトホルダに固定されることになる。

また、チップホルダ交換機構をもとの位置に戻すと、マ
ガジン内に重ねられていたチップホルダ全体が供給面側
に移動し、そのうち最下位値に存するチップホルダが供
給面上に位置することになる。

以上により、新たなチップを取付座上に順次設置するこ
とが可能になり、チップを交換しながらの無人による長
時間の旋削加工ができるようになる。

［実施例］ 以下、第１図ないし第１１図を参照して本発明の一実施
例を説明する。

第１図ないし第４図において、ｌはバイトホルダであり
、２はバイトホルダｌの先端に自動的に取り付けられる
後述するチップを有するカートリッジである。

バイトホルダｌには、その先端に前記カートリッジ２を
取り付けるための取付座１ａか形成され、この取付座１
ａの基端側には該取付座１ａに連続して形成され該取付
座１ａにカートリッツ２を供給するための供給面１ｂが
形成されている。

取付座１ａおよび供給面ｔｂは、カートリッジ２の先端
の左側方（第２図において右側）をＬ字状に切り欠くこ
とによって形成されたちのてあり、基端側から先端に向
けて断面ｖ字状の溝が連続して形成されている。

また、取付座１ａからは、そのＶ字溝の中央から下方に
向けて２つのねし穴が貫通されており、このねし穴には
、それぞれ取付座Ｉａ上にボールを露出させたホールプ
ランツヤ３が螺合されている。

このボールプランジャ３は、供給面ｔｂから取付座１ａ
に移動するカートリッジ２に、ボールを介して上方へ付
勢するばね力を与え、このばね力によって該カートリッ
ツ２に制動力を加えるものである。

また、バイトホルダｌには、取付座１ａの右側（第２図
において左側）に、カートリッジ２を該取付座１ａに固
定するためのクランプ装置４の基端部が接続されており
、供給面１ｂの位置に、該供給面１ｂにカートリッツ２
を供給するためのマガジン５が設けられている。

カートリッジ２は、第５図ないし第７図に示すように、
Ｌ字状のレバー６によって、スローアウェイチップ（以
下、チップと略称する）７をチップホルダ８に固定する
ものである。

チップホルダ８には、その上面先端側に前記チップ７を
取り付ける座面８ａが形成され、その上面中央部に先後
方向に直交して延びる断面台形状のクランプ溝８ｂが形
成されている。

また、チップホルダ８の下面は、前記バイトホルダ１の
取付座１ａ、供給面１ｂに合致する断面Ｖ字状の山形に
形成されている。

チップ７は、シート９を介して座面８ａに載置され、ク
ランプねしＩＯを締め込むことによってレバー６でチッ
プホルダ８に固定されるようになりている。

クランプ装置４は、第１図ないし第４図に示すように、
カートリッジ２すなわちチップホルダ８にクランプ力を
直接加えて該チップホルダ８を取付座１ａに固定するク
ランプ部材１１と、このクランプ部材１１に前記クラン
プ力を供給するクランプ力発生装置１２とを備えたもの
である。

クランプ部材１１は、バイトホルダｌの取付座１ａの右
側（第２図において左側）の第１の壁部１３と、凹部１
４を隔てて右端に形成された第２の壁部１５とに渡され
たビン１６を中心にして回動するようになっている。そ
して、このクランプ部材１１には、その左端部（第２図
において右端）に、先端下方側に湾曲して延び、その先
端面が前記カートリッジ２のクランプ溝８ａに合致する
ように形成されたクランプ爪１１ａが形成されている。

また、上記クランプ部材１１は、ビン１６より先端側に
位置する凹部１４上に設けられたコイルスプリング１７
によって、該ビン１６を中心にして先端側が上方に持ち
上げられるように付勢されている。

さらに、クランプ部材１１には、ビン１６より基端側の
下面にボルト１８が螺合されている。

ボルト１８は、その頭部の頂面が平滑に形成されたもの
であり、この頂面を介してクランプ力発生装置１２から
のクランプ力をクランプ部材１１に伝えるようになって
いる。そして、このクランプ力によって、クランプ部材
１！は、ビン１６を中心にして先端側が下方に移動する
ように回転する。

クランプ力発生装置１２は、第４図に示すように、バイ
トホルダｌの凹部１４の下側のに、その軸線をバイトホ
ルダ１の先後方向に向けて形成された第１のシリンダ穴
１９と、この第１のシリンダ穴１９に挿入されたカム軸
２０と、前記第１のシリンダ穴１９の基端側に連続して
形成され、該第１のシリンダ穴１９より大径の第２のシ
リンダ穴２１と、この第２のシリンダ穴２１に挿入され
、前記カム軸２０を基端側に付勢する付勢機構２２とを
備えたものである。

カム軸２０は、円柱部材の側面に、先端側から漸次深く
なるように傾斜された傾斜面２０ａを形成してなるもの
であり、この傾斜面２０ａに当接する鋼球２３を介して
前記ホルト１８の頂面にクランプ力を与えるようになっ
ている。

付勢機構２２は、カム軸２０に同軸に螺子結合によって
連結されたロッド２４と、このロッド２４の先端側に軸
方向に摺動自在に嵌合され、第２のシリンダ穴２１の先
端段部２１ａに接して設けられた第１のリング２５と、
ロッド２４の基端側に嵌合された第２のリング２６と、
ロッド２４の基端側に螺合され、第２のリング２６かロ
ッド２４の基端側へ抜は落ちるのを防止するためのナツ
ト２７．２７と、第１のリング２５および第２のリング
２６に挟まれて圧縮された状態でコツト２４に嵌合され
た複数の皿ばね２８とを備えたものである。

また、バイトホルダｌの基端面には、筒状のアダプタ２
９を介して第１の油圧クランプ３０が取り付けられてい
る。

第１の油圧クランプ３０は、そのピストンロッド３１の
先端面を、面記ロット２４の基端面に対向させて設けら
れており、前記皿ばね２８のばね力に逆らってロッド２
４を先端側に移動することが可能になっている。

また、符号３２．３３は、第１の油圧シリンダ３０のピ
ストン（図示せず）の位置を検知して、前記ピストンロ
ッド３１の突き出しストロークを調整するためのセンサ
である。

マガジン５は、バイトホルダ１の供給面１ｂの左側方に
ボルトで固定され、上方に延びる長方形状の支柱３４と
、この支柱３４の左右の側部に合致する形状の溝３５ａ
（第３図参照）を有する断面コ字状のマガジン本体３５
とを備えたものである。

マガジン本体３５には、カートリッジ２を複数重ねて収
納する収納空間３５ｂが形成されているとともに、この
収納空間３５ｂに収納されたカートリッジ２を下方に付
勢する付勢板３６が設けられている。また、付勢板３６
は、フィルスプリング３７によって下方に付勢されてい
る。

また、符号３８は、マガジン本体３５を支柱３４に固定
するための止めねじである。

また、バイトホルダ１には、マガジン５の基端側に、バ
イトホルダｌの側方に沿ってカートリッジ２の押し出し
用の第２の油圧シリンダ（チップホルダ交換機構）３９
が設けられている。

この第２の油圧シリンダ３９は、そのピストンロッド３
９ａの先端面が、マガジン５に収納され供給面ｌｂ上に
位置するカートリッジ２の基端面に対向するように設け
られており、ピストンロット３９ａを延ばすことによっ
て、該供給面ｌｂ上のカートリッジ２をマガジン本体５
内から取付座ｌａ側に押し出すようになっている。

また、第１図において、符号４０．４１は、第２の油圧
シリンダ３９のピストン（図示せず）の位置を検出して
、ピストンロッド３９ａの突き出しストロークを制御す
るためのセンサである。

さらに、バイトホルダｌには、マガジン５の先端側であ
って供給面ｔｂの上方に、カートリッジ２のバイトホル
ダｌからの落下防止のための落下防止板４２が設けられ
ている。

この落下防止板４２は、供給面ｔｂ上を通過するカート
リッジ２のチップホルダ８の上面に当接して、該カート
リッジ２が供給面１ｂから落下するのを防止するもので
ある。

また、落下防止板４２は、凹部監４の基端側であってク
ランプ部材１１の基端側の位置でバイトホルダ１にボル
トで固定されており、その内部には、供給面ｔｂに対し
て斜め先端側に向けて空気を噴出する噴出口を有し、バ
イトホルダｌの凹部１４側へ延びる空気流通孔４２ａが
形成されている。

この空気流通孔４２ａは、バイトホルダｌ内に形成され
た空気供給孔１ｃに接続されている。

なお、第４図において、符号４３は、第１のシリンダ穴
１９の先端面を閉塞して、切屑等の浸入を防止するンー
ルキャップである。

上記のように構成された自動チップ交換バイトにおいて
は、カートリッジ２をバイトホルダｌに装着する場合、
マガジン本体３５内にカートリッジ２を収納した状態で
、該マガジン本体３５を支柱３４に取り付ける。この際
、マガジン本体３５の溝３５ａを支柱３４の両側部に合
わせて、上方からスライドさせる。これにより、カート
リッジ２を収納したマガジン本体３５が支柱３４に簡単
に取り付けられる。その後、止めねじ３８を締め込んで
マガジン本体３５を支柱３４に固定することによって、
バイトホルダｌへのカートリッジ２の装着が完了する。

また、第１の油圧プリング３０や第２の油圧シリンダ３
９を作動させない状態である自由状態においては、皿ば
ね２８のばね力によって、ロット２４が基端側に付勢さ
れている。このため、自由状態においては、鋼球２３が
カム軸２０の傾斜面２０ａを上方に移動して、ボルト１
８を上方に押しあげ、この上方へ押しあげる力によって
、クランプ部材１１がビン１６を中心にして先端が下方
に下がるように回転する。したがって、もし取付座１ａ
の正規の位置にカートリッジ２があれば、該クランプ部
材１１のクランプ爪１１ａがカートリッツ２のクランプ
溝８ａに嵌まって、その位置にカートリッツ２を固定す
ることになる。この際、クランプ爪１１ａによって、カ
ートリッジ２の正確な位置決めがなされる。

第１の油圧シリンダ３０のピストンロッド３１を伸ばす
と、該ピストンロット３１によって、ロッド２４が皿ば
ね２８の付勢力に逆らって先端側に移動する。そうする
と、カム軸２０が先端側に移動して、鋼球２３が傾斜面
２０ｇに沿って下方に移動する。このため、鋼球２３に
よってボルトｌ８を上方に押しあげる力か解除され、こ
んどはコイルスプリング１７によって、クランプ部材！
ｌはビン１６を中心にして先端側が上方に持ち上がるよ
うに回転する。したがって、もし、カートリッジ２を取
付座ｌａ上で固定していたならば、クランプ部材１１の
クランプ爪１１ａかカートリッジ２のクランプ溝８ａか
ら外れて、該カートリッジ２が自由状態になる。したが
って、取付座ｌａ上のカートリッジ２を交換する際には
、第１の油圧シリンダ３０のピストンロッド３１を伸ば
して、カートリッジ２を自由状態、すなわちアンクラン
プ状態にしておく。

このように、アンクランプにした状態で、第２の油圧シ
リンダ３９のピストンロッド３９ａを伸ばすと、マガジ
ン本体３５内にあって供給面ｔｂ上に位置するカートリ
ッジ２がピストンロッド３９ａに押されて取付座ｔｂ側
に移動する。

マガジン本体３５を出た直後のカートリッジ２は、ボー
ルブランンヤ３によって、上方に付勢され、チップホル
ダ８の上面が落下防止板４２に押し付けられながら、取
付座ｌａ側に移動することになる。したがって、バイト
ホルダ１の先端が例えば垂下する方向に向けられて取り
付けられているような場合でも、カートリッジ２が自由
落下することなく、第２の油圧シリンダ３９に制御され
た状態で移動することになる。

そして、取付座ｌａ上の正規の位置までカートリッジ２
が移動したら、第１の油圧シリンダ３０のピストンロッ
ド３１を縮め、これによって皿ばね２８の付勢力をカム
軸２０、鋼球２３、ボルト１８を介してクランプ部材１
１に伝える。

そうすると、クランプ部材１１のクランプ爪１１ａによ
ってチップホルダ８のクランプ溝８ａが下方に押し付け
られ、カートリッジ２が取付座ｌａ上に固定される。

この際、すでに取付座ｉａ上にカートリッジ２が存在し
ている場合には、そのすでにあった古いカートリッジを
押し出した新しいカートリッジ２が固定されることにな
る。

したがって、第１の油圧シリンダ３０および第２の油圧
フリツク３９を自動制御することにより、カートリッジ
２の自動交換がなされる。

また、カートリッツ２の交換時には、落下防止板４２に
形成された空気流７通孔４２ａの噴出口から、空気を噴
出させることによって、取付座１ａや供給面、その付近
に存する切屑等を吹き飛ばし、これにより取付座１ａや
供給面ｔｂ等の部分が洗浄される。

さらに、第２の油圧シリンダ３９のピストンロッド３９
ａを縮めると、マガジン本体３５内のカートリッツ２の
全体が付勢板３６によって下方に移動し、最下位置のカ
ートリッジ２が供給面Ｉｂ上に載置される。

ただし、カートリッジ２の交換時には、刃物台をホーム
ポジションに移動し、このホームポジションには、使用
済みのカートリッジ２を受けるための用意しておくこと
が好ましい。そして、カートリッジ２の交換後に、再び
切削のための正規の位置に刃物台を移動することが望ま
しい。

したがって、カートリッジ２交換の好ましい順序の一例
を示すと、 ■カートリッジ２入りのマガジン本体３５をバイトホル
ダエにセットする。

■第１の油圧フリツク３０のピストンロッド３１を伸ば
してアンクランプ状態にする。

■第２の油圧フリツク３９のピストンロッド３９ａを伸
ばしてカートリッジ２を送り出す。

■第２の油圧フリツク３９のピストンロット３９ａを縮
める。

■第１の油圧フリツク３０のビストノロッド３１を縮め
て、皿ばね２８のクラノブ力によってカドリッツ２を固
定する。

■切削作業を行なう（一定時間）。

■所定の位置（ホームボノノヨン）へ刃物台を移動する
。

■第１の油圧フリツク３０のビストノロッド３１を伸ば
して、アンクランプ状態にする。

■空気供給孔１ｃに圧縮空気を供給して、空気流通孔４
２ａの噴出口から空気を噴出し、供給面１ｂ等を洗浄す
る。

［相］第２のｉＥ［シリンダ３９のピストンロット３９
ａを伸ばして、新しいカートリッジ２を送り出し、これ
により使用済みのカートリッジ２をホームポジションに
位置する容器内に落とす。

■第２の油圧シリンダ３９のピストンロッド３９ａを縮
める。

＠第１の油圧シリンダ３０のピストンロッド３１を縮め
て、皿ばね２８によって新たなカートリッジ２を取付座
ｌａ上に固定する。

■切削作業を行なう（一定時間）。

［株］上記■〜［株］を繰り返す。

上記のように構成された自動チップ交換バイトによれば
、バイトホルダｌに設けられた支柱３４に、マガジン本
体３５の溝３５ａを合わせてスライドさせるだけで、該
バイトホルダｌにマガジン本体３５を取り付けることが
できるから、カートリッジ２のバイトホルダｌへの装着
を極めて簡単に行なうことができる。

さらに、第２の油圧シリンダ３９のピストンロッド３９
ａを伸縮するだけで、カートリッジ２の取付座１ａへの
移動や交換を行なうことができるから、極めて短時間で
、カートリッジｌの交換等を行なうことができる。

さらにまた、マガジン本体３５から押し出されたカート
リッジ２を、落下防止板４２とボールプランジャ３とに
よって、供給面１ｂあるいは取付座ｌａ上に保持するこ
とができるから、たとえば、バイトホルダｌをその先端
を下方に向けて取り付けるような場合でも、該カートリ
ッジ２が交換中に落下することを防止することができる
。

また、落下防止板４２には、供給面ｔｂの斜め前方に噴
き出す噴出口を有する空気流通孔４２ａが形成されてい
るから、該供給面１ｂおよび取付座ｌａ上およびその付
近の切屑等を奇麗に洗浄することができる。したがって
、切屑によってカートリッジ２が斜めに取り付けられた
り、カートリッジ２が供給面１ｂ等の上を摺動する際に
切屑によってかじりを生じ、該カートリッジ２の移動が
停止してしまったりするような不具合等を防止すること
ができる。

さらに、皿ばね２８の付勢力によってカートリッジ２を
取付座ｌａ上に固定するものであって、油圧等の力で固
定するものではないから、カートリッジ２を取付座ｌａ
上に安定的に固定することができるという利点がある。

さらにまた、カム軸２０の傾斜面２０ａに沿って移動す
る鋼球２３によってボルトＩ８を上方に押しあげ、この
押上刃を利用しているから、該傾斜面２０ａによるクサ
ビの作用によって、皿ばね２８による付勢力を増幅して
、前記ボルト１８に伝えることができる。したがって、
カートリッジ２を取付座ｌａ上に強固に固定することか
できるという効果を奏する。

また、マガジン５に異種のチップを有するカートリッジ
２を収納することにより、複数種類の切削作業のプログ
ラム運転が可能になる。したがって、例えば外形切削を
した後、溝入れ切削を行なう等、タレット旋盤の代用と
することができる。

なお、上記実施例においては、取付座１ａおよび供給面
ｔｂを断面Ｖ字状に形成し、これに合致するように、チ
ップホルダ８の下面もＶ字状の山形に形成したが、第８
図のように、断面矩形状のに形成してもよく、また、第
９図に示すように、第１の壁部１３側の部分が垂直に切
り欠かかれたような断面Ｖ字状に形成してもよい。

また、チップホルダ８に形成されたクランプ溝８ａとし
ては、第１Ｏ図に示すように、球面状の凹部５１のよう
に形成してもよく、また第１１図に示すように、互いに
直交するクランプ溝５２．５３のように形成してもよい
。ただし、クランプ爪１１ａの方も、球面状の凹部５１
やクランプ溝５２．５３に合致する形状に形成する必要
があることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、切刃を宵するチ
ップが取り付けられたチップホルダと、先端側に前記チ
ップホルダを取り付ける取付座が形成され、この取付座
の基端側に該取付座に連続して前記チップホルダを前記
取付座に供給する供給面が形成されたバイトホルダと、 前記チップホルダを前記取付座に押し付けて固定するク
ランプ部材と、 前記チップホルダを前記供給面に複数重ねて収納するマ
ガジンと、 このマガジンに収納された前記チップホルダのうち供給
面に位置するものを前記クランプ部材と前記取付座との
間に押し出すチップホルダ交換機構とを鍮えてなるもの
であるから、 マガジン内のバイトホルダを順次取付座上に送り出すこ
とによって、使用済みのチップを有するチップホルダを
排出して、新たなチップを有するチップホルダに自動的
に置き換えることできる。

したがって、チップを交換しなかでなければできないよ
うな長時間の旋削加工を無人で行なうことができるとい
う顕著な作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は本発明の一実施例を示す図であ
って、第１図は自動チップ交換バイトの側面図、第２図
は第１図の■矢視図、第３図は自動チップ交換バイトの
平面図、第４図は第３図のＴＶ−ＴＶ線に沿う断面図、
第５図はカートリッツの平面図、第６図は第５図の■矢
視図、第７図は第５図の■−■線に沿う断面図、第８図
は取付座および供給面の他の例を示す断面図、第９図は
取付座および供給面のさらに他の例を示す断面図、第１
Ｏ図はチップホルダのクランプ溝の他の例として示した
球状の凹部を示す断面図、第１１図はチップホルダのク
ランプのさらに他の例を示す平面図である。 ！・・・・・・バイトホルダ、１ａ・・・・・・取付座
、Ｉｂ・・・・・・供給面、５・・・・・・マガジン、
７・・・・・・チップ（スローアウェイチップ）、８・
・・・・・チップホルダ、１１　・・・クランプ部材、
３Ｉ・・・・・・第１の油圧シリンダ、３９・・・・・
・第２の油圧シリンダ（チップホルダ交換機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 切刃を有するチップが取り付けられたチップホルダと、 先端側に前記チップホルダを取り付ける取付座が形成さ
   れ、この取付座の基端側に該取付座に連続して前記チッ
   プホルダを前記取付座に供給する供給面が形成されたバ
   イトホルダと、 前記チップホルダを前記取付座に押し付けて固定するク
   ランプ部材と、 前記チップホルダを前記供給面に複数重ねて収納するマ
   ガジンと、 このマガジンに収納された前記チップホルダのうち供給
   面に位置するものを前記クランプ部材と前記取付座との
   間に押し出すチップホルダ交換機構とを備えてなること
   を特徴とする自動チップ交換バイト。