JPH0493102A - 切削加工装置 - 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、切削加工装置に関し、さらに詳しくは該切削
加工装置における工具保持部分の構造に関するものであ
る。

（従来の技術） 切削加工装置には大別して、例えばドリルフライス等の
回転式工具を用いて所定の切削加工を行う装置と、例え
ばブローチ等の平行移動式の工具を用いて切削加工を行
う装置とがある。そして、従来一般には、これら回転式
工具と平行移動式工具はそれらの使用態様が全く異なる
ことがら、それぞれ各工具に専用の装置を別々に設ける
のが通例であった。

ところで、近年、設備の有効利用、作業性の向上等の観
点から、複数種類の工具を同じヘッドに選択的に装着し
て種々の加工が行えるようにしたマシニングセンターが
急速に普及しつつあり、当然このようなマシニングセン
ターにおいては同一ヘッドに回転式工具と平行移動式工
具とを選択して使用できるようにする必要がある。そし
て、かかる場合の工具の装着方法としては、平行移動式
工具を使用する時にも、回転式工具を使用する時と同様
に、該平行移動式をヘッドの回転軸に設けられた工具支
持穴に対して工具ホルダーを介してリジットに装着する
のが通例であった。

尚、ブローチは平行移動式工具の代表的なものであり、
例えば特開昭６３−２９５１１２号公報に示されるよう
にブローチをそのまま専用のブローチ盤に装着してこれ
をその軸方向に引き抜いて切削加工を行うものの他に、
上記マシニングセンターにおいて使用されるもののよう
に工具ホルダーを介して装置に装着され装置自身をブロ
ーチの軸方向に平行移動させて切削加工を行うものがあ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記マノニンクセンターの場合のように平行
移動式」二具をそのヘッドの回転軸にリジットに装着す
るものにおいては、該平行移動式工具を使用して切削加
工を行う時、その切削力（切削抵抗）が回転軸を介して
直接該回転軸を回転自在に支持するベアリンクにかかる
ことから、該ベアリングの寿命の低下が激しく早期の交
換が必要となり、結果的に装置の運転経費がかさむ等の
問題が生じる。

そこで本発明では、回転軸に回転式工具と平行移動式工
具とを選択的に装着するようにした切削加工装置におい
て、平行移動式工具の使用時におけるヘアリングへの荷
重の負荷を可及的に防止しもって装置の運転経費を低減
せんとしてなされたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明ではかかる課題を解決するだめの具体的手段とし
て、軸方向に直交する方向に移動可能とされた主軸ヘッ
ドに、その軸心部先端に外方に向って次第に拡開変位す
るテーパー状の工具支持穴を有するとともに該工具支持
穴の軸方向内方位置には工具を軸方向内方に引き付けて
これを保持する工具保持機構を備えた回転軸を、ベアリ
ングを介して回転可能に支承せしめ、上記回転軸に回転
式工具を装着した時には該回転軸を回転させて所定の切
削加工を行い、また上回転軸に工具ホルダーを介して平
行移動式工具を装着した時には該回転軸を非回転とした
状態で上記主軸ヘッドをその軸方向に直交する方向に平
行移動させて所定の切削加工を行うようにした切削加工
装置において、に記工具ホルダーの工具支持穴に対応す
る部位に該工具支持穴に嵌合可能な弾性材からなるテー
パースリーブを装着するとともに、該テーパースリーブ
より軸方向外端寄り位置には上記回転軸の外端面に当接
可能な肩部を形成し、さらに上記工具ホルダーと上記主
軸ヘッドとの間には該工具ホルダーの主軸ヘッド径方向
への変位を規制する規制部材を装着可能としたことを特
徴としている。

（作用） 本発明ではこのような構成であるから、回転軸に工具ホ
ルダーを介して平行移動式工具を装着し且つ該工具ホル
ダーを工具保持機構により保持した状態においては、該
工具ホルダーはその肩部を回転軸の外端面に当接せしめ
た状態で且つテーパースリーブにより径方向に位置決め
がされた状態で該回転軸側に固定される。また、この状
態においては工具ホルダーと主軸ヘッドとの間に規制部
材が装着される。

この状態で、主軸ヘッドを平行移動させてその平行移動
式工具によりワークの切削を行うと、切削に伴い工具ホ
ルダーにはその径方向に切削抵抗力がかかる。この工具
ホルダーにかかる切削抵抗力は、規制部材を介して主軸
ヘッドに伝達されるとともに、テーパースリーブを介し
て回転軸にも伝達される。ところが、咳テーパースリー
ブが弾性材で構成されているため、この切削抵抗力は該
回転軸にはほとんと伝達されず、主として主軸ヘッドに
よって支持されることとなり、結果的に該回転軸を支承
するベアリングへの７．８ｊ重の入力が可及的に防１１
−されるものである。

（発明の効果） 従って、本発明の切削加工装置によれば、ベアリングに
よって支承された回転軸に平行移動式工具を装着して所
定の切削加工を行っても該回転軸には切削に伴う切削抵
抗力がほとんど入力されないので、例えば従来の切削加
工装置のように切削に伴う切削抵抗力が直接ベアリング
に人力されるような場合に比して、該ベアリングの寿命
が延びてその長期の使用が可能となり、その結果、装置
の運転経費の低減に寄与し得るという効果が得られるも
のである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を説明
する。

第１図ないし第３図には回転式工具と平行移動式工具と
を選択使用することができるようにした本発明の実施例
にかかる切削加工装置Ｚが示されており、第１図及び第
２図は切削工具としてブローチ１０を装着してブローチ
加工を行う場合のものであり、第３図は切削工具として
ドリル１３を装着して穿孔加工を行う場合のものである
。そして、この両者は切削］−具の装着構造が兄なるの
みで、装置としての基本構造は同＝〜であるため、まず
第１図及び第２図を参照してこの切削加ゴー装置Ｚの枯
木構造を説明する。

切削加工装置Ｚは、装置基台（図示省略）に設置Ｊられ
その軸方向（矢印Ａ　−Ｂ方向）及び該軸方向に直交す
る方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に移動可能とされた主軸ヘッ
ドｌを有している。そして、この主軸ヘット川の軸心部
には、図示しない駆動装置により回転駆動される回転軸
３が、該主軸ヘッドｌとの間に設（プた複数のベアリン
ク２，２．・・により回転自在に支承された状態で配置
されている。

尚、この各ベアリンク２．２．・・は、上記主軸ヘッド
１の端部に配置したベアリング押さえ部材６によって抜
は止め保持されている。また、回転軸３は、第１図のよ
うに平行移動式工具であるブローチ１０を使用する場合
にはその回転が規制される一方、第２図のように回転式
工具であるドリル１３を使用する場合には所定速度で回
転せしめられる。

さらに、この回転軸３の外端部の軸心位置には、外方に
向って次第に拡開変位するテーパー穴で構成される工具
支持穴４が形成されている。また、この工具支持穴４よ
り軸方向内方位置には、後述の工具保持機構５が内装さ
れている。

工具保持機構５は、第１図のようにブローチ１０を使用
する場合には後述するブローチホルダー２、特許請求の
範囲中の工具ホルダーに咳当する）のシャンク部２４を
、まノこ第２図のようにドリル１３を使用する場合には
そのンヤンク部１３ｂを、それぞれ把持してこれを軸方
向内方に引き付けて保持するためのものであって、適宜
のアクチュエータ（図示省略）によりその軸方向に進退
せしめられるスライド軸５１と、該スライドｌ＋５１の
先端部に連結されるとともにその先端部に遊動可能に複
数のポール５３，５３．・・を配置したホールホルダー
５２と、該ボールホルダー５２の外側にあって該ポール
ホルダー５２を軸方向にガイドするとともにその先端部
に上記各ボール５３５３、・・が退避可能なボール退避
溝５５．５５・・全形成したガイド筒５４とを有してい
る。そして、この工具保持機構５は、上記スライド軸５
１が後退して上記各ボール５３，５３．・・がガイド筒
５４の内周面に臨んでいる状態においては該各ボール５
３，５３．・・が径方向内方に突出して上記ンヤンク部
２４あるいはンヤンク部１３１）を把持する一方、該ス
ライド軸５１が萌進して上記各ボール５３．５３．・・
がそれぞれポール退避１７η５５　５５、・・に対応し
た状態では、該各ボール５３．５３．・・が径方向外方
に移動し、上記各シャンク部２４．．Ｉ３ｂに対する把
持作用が解除されるようになっている。

以にがこの切削加工装置Ｚの基本的な構造である。

次に、切削工具としてブローチＩＯとトリル１３をそれ
ぞれ使用する場合におけるその装着構造を説明する。

先ず、第３図のようにドリル１３を使用して所定の穿孔
加工を行う場合であるが、この場合には、該ドリル１３
の基端部に設けたテーパ一部＋３ａを上記回転軸３の工
具支持穴４内に嵌挿し、且つ該テーパ一部１３ａの端部
側のシャンク部１３ｂを上記工具保持機構５によって保
持せしめる。この状態においては、テーパ一部１３ａが
工具支持穴４に密着嵌合することによりドリル１３の回
転軸３に対する芯出しが自動的に行なわれるとともに、
上記工具保持機構５の引き付けで該テーパ一部Ｉ３ａと
工具支持穴４との間に発生ずる所定の接触抵抗によって
該ドリルＩ３と回転軸３とが回転方向において一体化さ
れる。従って、この状態で回転軸３を回転させることに
より、該ドリル１３をして所定の穿孔加工を行うことが
可能となる。

一方、ブローチ１０を使用してブローチ加工を行う場合
（本発明がその要旨とする加工状態）であるが、この場
合には第１図及び第２図に示すように、バー状の基部１
１に刃１２．１２．・・を列状に形成してなるブローチ
ＩＯを直接回転軸３に取り付１：Ｉることはできないた
め、この場合には後述のブローチホルダー２０を使用し
、該ブローチホルダー２０を介してブローチＩＯを回転
軸３に固定する。

ブローチホルダー２０は、上記ブローチ１０の基部１１
に対応する形状をもつバー状のブローチ受部２Ｉと、該
ブローチ受部２１の軸方向（長手方向）中心位置の下面
側に突設された大径軸部２２と、該大径軸部２２の端部
に同軸状に連続する直軸状の小径軸部２３と、該小径軸
部２３の端部に形成された」二足シャンク部２４とを有
している。

そして、このブローチホルダー２０においては、上記小
径軸部２、特許請求の範囲中の肩部に該当し、該小径軸
部２３が」−足回転軸３の外端面３ａに当接するように
なっている。従って、この大径軸部２２に連続する小径
軸部２３は回転軸３の工具支持穴４に対応することにな
る。このため、この実施例においては本発明を適用して
、この小径軸部２３に、該小径軸部２３と工具支持穴４
との間に嵌合可能な弾性材で構成されるチーパースリー
ブＩ５を取り付けている。

尚、このテーパースリーブ１５は、工具保持機構５によ
ってブローチホルダー２０を引き（ｔ　＋３た状態にお
いて若干弾圧されるようにその寸法が設定される。この
ように寸法設定されたテーパースリーブ１５を設けるこ
とにより、ブローチホルダー２０の小径軸部２３を工具
支持穴４に嵌挿し口つこれを工具保持機構５によって引
き付けた状態では、該ブローチホルダー２０の回転軸３
に対する径方向位置決めが自動的に行なわれることとな
る。また、この工具保持機構５の引きイ」け力によりブ
ローチホルダー２０の肩部２５は回転軸端面３ａに対し
て所定の押し付は力をもって当接されることとなり、こ
れにより該ブローチホルダー２０の回転軸３に対する組
イ」剛性が良好に維持されるものである。さらに、上記
ブローチ１０は、これを上記ブローチホルダー２０の基
部ｌｌ上に載置し且つこの両者間に位置決めピン４４．
４４を打ち込んで相互の位置決めをした後、取付ボルト
４３．４３．・・により締結することにより、該ブ０−
ヂホルダー２０に対して一体的に取り付けられる。

また一方、この実施例においては本発明を適用して、上
記ブローチホルダー２０のブローチ受部２１の左右両端
部に形成した各ピン受穴３５．５と、」二足ベアリング
押さえ部材６に締着固定されたピン受は部材７．７のピ
ン受穴３６．３６との間に、それぞれ位置決めピン８．
８（この位置決めピン８が特許請求の範囲の中の規制部
材に該当する）を嵌挿配置している。このようにするこ
とにｊ；す、各位置決めピン８，８によってブローチｌ
Ｏの主軸ヘッドｌに対する径方向位置決めが行なわれる
とともに、該ブローチホルダー２０の径方向への変位が
規制される。尚、上記ピン受は部材７は、位置決めピン
４１によってベアリング押さえ部材６との位置決めがさ
れたた状態で取付ポルト４２４２、・・により該ベアリ
ング押さえ部材６側に締着固定されている。

このにうにして回転軸３側に装着されたブローチＩＯに
よってブローチ加工を行う場合には、」ニ足回転軸３の
回転を規制しフコ状態で主軸ヘット１を左右方向に移動
させる。この場合、ブローチ１０の切削方向（矢印Ｃ方
向）への移動時（加］二時）にはブローチホルダー２０
に矢印り方向への切削抵抗力が作用することになる。そ
して、この切削抵抗力は、」二足テーパースリーブＸ５
部分と上記音位置決めピン８．８部分において支持され
ることとなる。

ところが、この実施例においては該テーパースリーブ１
５が弾性材で構成されているため、例えこのテーパース
リーブ１５部分に切削抵抗力が作用しても該テーパース
リーブ１５の弾性変形により回転軸３側へはほとんど伝
達されず、該切削抵抗力はそのほとんどが上記各位置決
めピン８，８を介して上記主軸ヘッドｌによって支持さ
れることとなる。従って、」−足回転軸３を支承する各
ベアリング２．２．・・に過大な径方向荷重がかかると
いうことがなく、それだけ該各ベアリング２２、・・の
寿命が長くなり、結果的に装置の運転経費の低減に寄与
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる切削加工装置にブロー
チを装着した状態の要部縦断面図、第２図は第１図のト
］矢視図、第３図は本発明の実）血例にかかる切削加工
装置にドリルを装着した状態の縦断面図である。 １・・・・主軸ヘッド ２・・・・ヘアリング ３・・・・回転＄ｔｔ＋ ４・・・・工具支持穴 ５・・・・工具保持機構 ６・・・・ベアリング押さえ部材 ７・・・・ピン受は部（Ａ ８・・・・位置決めピン（規制部月） １０・・・ブローチ（平行移動式工具）１３・・・ドリ
ル（回転式工具） １５・・・テーパースリーブ ２０・・・ブローチホルダー（工具ホルダー）２５・・
・肩部 く□の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軸方向に直交する方向に移動可能とされた主軸ヘッ
   ドに、その軸心部先端に外方に向って次第に拡開変位す
   るテーパー状の工具支持穴を有するとともに該工具支持
   穴の軸方向内方位置には工具を軸方向に向けて引き付け
   てこれを保持する工具保持機構を備えた回転軸を、ベア
   リングを介して回転可能に支承せしめ、上記回転軸に回
   転式工具を装着した時には該回転軸を回転させて所定の
   切削加工を行い、また上回転軸に工具ホルダーを介して
   平行移動式工具を装着した時には該回転軸を非回転とし
   た状態で上記主軸ヘッドをその軸方向に直交する方向に
   平行移動させて所定の切削加工を行うようにした切削加
   工装置であって、上記工具ホルダーの上記工具支持穴に
   対応する部位に該工具支持穴に嵌合可能な弾性材からな
   るテーパースリーブが装着されるとともに、該テーパー
   スリーブより軸方向外端寄り位置には上記回転軸の外端
   面に当接可能な肩部が形成されており、さらに上記工具
   ホルダーと上記主軸ヘッドとの間には該工具ホルダーの
   主軸ヘッド径方向への変位を規制する規制部材が装着可
   能とされていることを特徴とする切削加工装置。