JPH0748329Y2 - 裏面取り加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、裏面取り加工装置に関し、特に加工穴への工
具挿脱時に行なわれるカッターリリーフ構造に関する。

［従来技術］ 予め中ぐり加工等のなされたワークの加工穴に裏面取り
加工を行う場合、特にスピンドルを加工穴に挿入し先端
の工具を加工穴裏面側に突き出してから加工送りでスピ
ンドルを後退させながら裏面取りを行う引き抜きタイプ
の加工方法では、加工穴へのスピンドル挿入時と加工後
の加工穴からのスピンドル抜き出し時には、工具を加工
穴内径より逃がすカッターリリーフが行なわれる。

このカッターリリーフは、ワーク側をスピンドルの工具
位置に対し径方向に動かして行う方法もあるが、この方
法ではワーク治具の構造が複雑化するとともに、トラン
スファーラインの一ステーションのみ特別な治具構造と
なり、全ステーションでのロケート・クランプ用の油圧
回路を集中回路とできないなどの不具合が生じるため、
一般に加工機側において特にスピンドル内部に、工具を
出没させるカッターリリーフ機構を設けているものが多
い。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のようなスピンドル内部にカッター
リリーフ機構を設けた場合、スピンドルに対し工具を完
全に固定できず、例えばスピンドル径方向に工具を進退
自在に取付け、その駆動機構としてスピンドルの軸線方
向に貫通させたドローバーやくさび部材等、複雑な機構
をスピンドル内部に組み込まなければならず、しかも油
圧配管も必要となり、スピンドルの剛性や取付けスペー
スの点からもスピンドル径を必要以上に大きくしなけれ
ばならなかった。これにより、加工できるワークが制限
され生産性の悪いものであった。しかも、内部機構のた
め故障等の発見も困難で、誤動作を確実に防止すること
ができないなどの問題点があった。

そこで、本考案は、カッターリリーフ機構をスピンドル
内部に設けず、ヘッド全体を外部駆動機構で動作させる
ことでカッターリリーフを行うようにし、上記問題点を
解決しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は裏面取り加工装置において、スピンドルを保持
しているヘッド部を一体に設けた枠体を、移動台に対し
工具逃し方向に揺動自在に支持し、移動台上に設けたア
クチュエータによってワーク加工穴へのスピンドル挿脱
時と加工時の２姿勢に枠体を駆動させることで、枠体自
体の傾きによって先端の工具を加工穴内径に対し簡単に
逃がすことができ、スピンドル内部に複雑な機構を組み
込む必要もなく、工具をスピンドルに固定しておくこと
ができ、簡単な構造で確実なカッターリリーフを行える
ようにしたものである。

［作用］ ワークが加工位置にクランプされると、加工機側ではス
ピンドルを定位保持した状態でアクチュエータにより枠
体を支点を中心に所定方向に揺動させ、スピンドル軸線
を傾斜させることでスピンドル先端の工具がワークの加
工穴内径の径方向に逃げ、スピンドルがワークの加工穴
に挿入可能な挿脱姿勢に変換される。

この姿勢で、移動台の前進送りにより移動台と一体に枠
体も前進され、スピンドルがワークの加工穴に挿入し、
先端の工具が加工穴裏面側に抜き出された位置ですなわ
ち加工開始位置で、移動台は停止される。

次にアクチュエータにより枠体を支点を中心に前記と反
対方向に揺動させ、もとの姿勢すなわち加工姿勢に戻
す。このときスピンドル軸線はワークの加工穴中心線と
一致する。

これにより加工開始となる。モータによって回転伝達部
を介しスピンドルが加工回転され、加工送り速度で移動
台が後退されながら先端の工具で加工穴の裏面取り加工
がなされる。

加工終了位置で移動台は停止され、再び加工開始位置に
前進送りされる。ここでモータが停止してスピンドルの
回転が停止され、スピンドルは定位される。

スピンドルを定位保持した状態で、アクチュエータによ
り枠体を支点を中心に所定方向に揺動させ、再び挿脱姿
勢に変換する。この姿勢のまま移動台の後退送りで移動
台と一体に枠体も後退され、スピンドルがワークの加工
穴から抜き出される。

［実施例］ 以下、本考案の具体的一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の裏面取り加工装置を示す側面図、第２
図は第１図におけるＡ−Ａ矢視断面図、第３図は第１図
におけるＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は工具とワーク加工
穴との位置関係を示すスピンドル先端部の拡大図、第５
図は第４図のＣ方向から見た図である。

まず、第１図において、裏面取り加工装置１は、先端一
側に裏面取り用工具２を取り付けたスピンドル３を回転
自在に保持するとともにモータ４を搭載しこのモータ４
とスピンドル３との間の回転伝達部５を内蔵した枠体６
を、加工送り方向に進退移動される移動台７上に支軸８
を支点として揺動自在に支持するとともに、移動台７に
設けたアクチュエータとしてのシリンダ９によって枠体
６を揺動駆動するようにしている。

移動台７は、スライドベース10上に加工送り方向（第１
図において左右方向）に揺動自在に設けられ、図示しな
い送り装置により送り駆動される。そして、この移動台
７には前方位置において上記支軸８の両端部を支持する
ための一対のブラケット部11、11が一体に突出形成され
ている。さらに、移動台７には上記支軸８より後方位置
において上記シリンダ９がそのピストンロッド9aを上方
に向けて設けられている。

枠体６は、複数本のスピンドル３を略水平状に保持して
いるヘッド部12と、モータ４に連結されたギヤトレイン
等でなる回転伝達部５を収納しているギヤボックス13と
が一体結合されてなる。

第２図に示すように、枠体６のヘッド部12に下方に向か
って突出形成された一対のアーム14、14に上記支軸８が
水平に固定され、この支軸８の両端部が上記移動台７の
ブラケット部11、11にそれぞれベアリング15、15を介し
て回転自在に支持されている。

また、枠体６のギヤボックス13の背面部には、第３図で
示すように上記ピストンロッド9aを両側より挟む位置に
２枚の連結板16、16が一体に取り付けられ、この両連結
板16、16間に上記ピストンロッド9aに径方向に貫通形成
した連結孔に連結軸17が回動自在に貫通され、この連結
軸17の両端が上記両連結板16、16に固定されている。

上記ピストンロッド9aの上端部には２個のドグ18、19が
設けられ、この各ドグ18、19に対応して上記移動台７上
に固定された取付台20上に２個のリミットスイッチ21、
22が設けられている。一方のリミットスイッチ21は枠体
６の挿脱姿勢検知用であり、他方のリミットスイッチ22
は枠体６の加工姿勢検知用に設定されている。

スピンドル３はモータ４により加工回転され、さらにモ
ータ４の停止時には、枠体６上部に設けた定位用モータ
27がＶベルト28およびワンウェイクラッチ29を介し上記
回転伝達部５と連結しスピンドル３を低速回転するよう
になっている。なお、スピンドル３の後端にはドグ23が
設けられ、スピンドル３停止時、定位用モータ27による
低速回転によってスピンドル３が定位位置にきたとき近
接スイッチ24が定位を検知し、モータ27を停止させる。
よってスピンドル３は常に一定位相で停止される。ここ
ではスピンドル３の定位位置を工具２の位置が常に上方
に向くように設定している。

また、第２図で示すように、この実施例の加工装置１に
おいては、ヘッド部12に例えば４個のスピンドル３が設
けられており、それぞれに裏面取り用工具２が取り付け
られ、４箇所同時加工が行えるようになっている。

さらに、枠体６の加工姿勢を規制するため、枠体６の下
面に形成した当接面25に対応して移動台７上に着座ブロ
ック26が設けられ、このブロック26の着座面からはエア
ーが噴出され枠体６の当接面25との接合面を常に清浄化
している。シリンダ９のピストンロッド9aの後退による
付勢力および枠体６側の自重によって枠体６が着座ブロ
ック26に当接した状態で、枠体６は加工姿勢に正確に位
置決めされ保持される。このときのスピンドル３の軸線
Ｌは水平状態となる。

一方、スピンドル３をワークＷの加工穴Ｈへ挿入ならび
に抜き出す時の枠体６の挿脱姿勢は、シリンダ９のピス
トンロッド9aの前進限位置で設定されている。

次に、動作を説明する。

トランスファ装置等でワークＷが裏面取り加工ステーシ
ョンに搬入され、図示しないクランプ装置にてワークＷ
がクランプされると、裏面取り加工装置１は、枠体６を
挿脱姿勢に変換する。すなわち、シリンダ９の下方の圧
力室へ流体を供給しピストンロッド9aを前進つまり上昇
させる。これにより、枠体６は連結軸17を介して後ろ側
が持ち上げられるため、支軸８を中心に第１図において
は反時計方向（矢印Ｄ方向）に回動され、先端側は下方
へ傾斜される。

シリンダ９の前進限で枠体６は第４図で二点鎖線で示す
ように最終的にスピンドル３の軸線が加工姿勢の水平な
状態からδだけ傾斜してＬ′の状態となる挿脱姿勢に変
換される。すなわち、第５図で示すようにスピンドル３
先端にてスピンドル中心が穴中心と一致するＯの位置か
ら下がってＯ′の位置となり、工具２の刃先高さは加工
姿勢のときのh₁からh₂の位置となって工具２は加工すべ
きワークＷの加工穴Ｈの内径よりも中心側へ完全に逃
げ、加工穴Ｈへのスピンドル３挿入時に加工穴Ｈ内周面
に工具２が干渉しない姿勢となる。このとき、ドグ18が
リミットスイッチ21をONし、挿脱姿勢が検出される。

この検出信号により、移動台７が前進送りされ、枠体６
も一体に前進されスピンドル３がワークＷの加工穴Ｈに
挿入される。スピンドル３先端の工具２がワークＷの裏
面側へ完全に抜き出た位置すなわち加工開始位置で移動
台７が停止される。

次に、枠体６を加工姿勢に変換する。すなわち、シリン
ダ９の上方の圧力室へ流体を供給しピストンロッド9aを
後退つまり下降させる。これにより、枠体６は、連結軸
17を介して後ろ側が引き下げられるため、支軸８を中心
に第１図において時計方向に回動され、先端側は上方へ
持ち上げられる。

枠体６下面の当接面25が移動台７上の着座ブロック26に
当接することにより、その位置で枠体６は加工姿勢とな
る。枠体６はシリンダ９による流体圧および自重によ
り、着座ブロック26で規制された加工姿勢に確実に保持
される。つまり、第４図に実線で示すように枠体６はス
ピンドル３の軸線がＬの水平な状態となり、かつスピン
ドル３先端の工具２刃先高さが加工穴Ｈに対し裏面取り
加工可能な位置h₁に位置決めされる。このとき、ドク19
がリミットスイッチ22をONし、加工姿勢が検出される。

この検出信号により、裏面取り加工が開始される。モー
タ４が回転され、回転伝達部５を介して各スピンドル３
が一斉に加工回転される。次に、移動台７が加工送り速
度で後退送りされ、各工具２により加工穴Ｈの裏面取り
加工がなされる。

加工が終了すると、移動台７は再び加工開始位置へ前進
送りされ、この位置でモータ４が停止される。ワンウェ
イクラッチ29によってモータ４と回転伝達部５が切り離
されると同時に、定位用モータ27と回転伝達部５が結合
され、各スピンドル３は低速回転でゆっくり回転され、
各スピンドル３が工具２を上方に位置した定位位相にき
たとき、ドグ23を近接スイッチ24が検知してモータ27を
停止し、各スピンドル３を定位させる。

次に、枠体６をスピンドル挿入時と同様に挿脱姿勢に変
換する。リミットスイッチ21がONされ挿脱姿勢が検出さ
れると、移動台７は後退送りされ、これと一体に枠体６
も挿脱姿勢のまま後退され、スピンドル３は加工穴Ｈか
らスムーズに抜き出される。

移動台７が後退位置に停止されると、再び枠体６を加工
姿勢に戻し、次ワークの加工に待機する。

裏面取り加工されたワークＷは、図示しない搬送手段に
よって次ステーションへ搬出される。

なお、本実施例においては、主軸回転用のモータ４とは
別に定位用モータ27を用いてスピンドル３を定位させて
いるが、主軸回転用のモータ４に定位機能が組み込まれ
た例えばACスピンドルモータ等を使用すれば、定位用モ
ータ27を設ける必要がない。

［考案の効果］ 本考案によれば、スピンドルを保持する枠体を移動台に
対し揺動自在に支持し、アクチュエータによって枠体を
揺動駆動することで先端のスピンドルを加工姿勢からワ
ークへの挿脱姿勢へ変換可能としたので、外部に設けた
アクチュエータによって枠体自身を傾斜させてカッター
リリーフを行うため、スピンドル先端には工具を固定し
たままでよく、しかもスピンドル内部に工具のみを進退
させるようなドローバー等の駆動機構を組み込む必要も
ないために、スピンドル内部構造が簡素化でき、スピン
ドルに剛性も高められスピンドル径を大きく形成するこ
ともなく、よって加工精度および生産性が向上される。
カッターリリーフ動作が外部から容易に確認できるた
め、誤動作等の発見も容易であり、不良品の発生や故障
の原因も未然に防止することができる。

裏面取り加工におけるカッターリリーフは、例えば中ぐ
り加工での戻り傷防止のためのカッターリリーフに比
べ、加工穴より突出されている工具の刃先を加工穴内径
より内側へのリリーフ量を大きくとる必要があり、枠体
自身を傾斜させることで、リリーフ量の設定および調整
が確実にかつ簡単に行える。

また、加工姿勢や挿脱姿勢をアクチュエータの前進ある
いは後退限により設定し、特に加工姿勢ではアクチュエ
ータの付勢力を伴って着座ブロックに当接させることで
正確に位置決めされるため、加工時には枠体を常に一定
姿勢に固定したまま加工がなされ、加工時のスピンドル
のぶれ等もなく、高精度加工が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の裏面取り加工装置の一実施例を示す側
面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ矢視断面図、第３
図は第１図におけるＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は工具と
ワーク加工穴との位置関係を示すスピンドル先端部の拡
大図、第５図は第４図のＣ方向から見た図である。 １……裏面取り加工装置、２……工具、３……スピンド
ル、４……モータ、６……枠体、７……移動台、８……
支点としての支軸、９……アクチュエータとしてのシリ
ンダ、25……当接面、26……着座ブロック、Ｗ……ワー
ク、Ｈ……加工穴。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】裏面取り用工具を取り付けたスピンドルを
   回転自在に保持するとともにモータを搭載した枠体を、
   加工送り方向に進退移動される移動台上に支点を介して
   揺動自在に支持するとともに移動台に設けたアクチュエ
   ータによって揺動駆動し、スピンドルのワーク加工穴へ
   の挿脱時には上記枠体を加工姿勢から支点を中心に所定
   量揺動させることにより上記工具をワーク加工穴に対し
   径方向へ逃し、加工時には上記枠体を加工姿勢に戻して
   加工を行うことを特徴とする裏面取り加工装置。
2. 【請求項２】移動台上に設けた着座ブロックに対し枠体
   を当接させた位置で、枠体の加工姿勢を規制することを
   特徴とする請求項１記載の裏面取り加工装置。