JPH08197311A - 多軸自動旋盤のクーラント供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クーラントを加工位置に安定して供給し、その
配管を簡略化する。 【構成】多軸自動旋盤の各クロススライドにクーラント
を供給するための主通路の特定の位置に供給口を設置す
ることにより、第１のクーラント流路を簡略化すること
ができる。また、刃具支持手段の内部に第２のクーラン
ト流路を配設することにより、刃具の移動に関わりなく
加工位置に安定してクーラントを注ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多軸自動旋盤のクーラン
トを供給する構造に関し、特に工作物の加工位置にクー
ラントを安定して供給することができるようにした技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】多軸自動旋盤に限らず旋盤などの工作機
械により金属の加工を行う際、特に仕上げ加工において
は刃具と工作物との接触部である加工位置にクーラント
を注ぎながら加工する。このクーラント供給方法は、一
般的な単軸工作機械では一つの刃具で加工するためクー
ラントの配管は１系統で済む。しかし、多軸工作機械に
おいては主軸の一つ一つに対してクーラントの配管を設
置することになるので、クーラントの配管は非常に繁雑
な状態となる。

【０００３】例えば、６軸自動旋盤の全主軸に対してク
ーラントを供給しようとすると、刃具と工作物の周囲は
図９に示すようなクーラント配管状態になる。即ち、ス
ピンドルキャリア１０１に装着されている６つの主軸の
内の１つ１０２に工作物１０３を取り付けて主軸を回転
させ、ツールスライド２０５に取り付けられた工具台２
０６の刃具２０７あるいはクロススライド１１３に取り
付けられた刃具１１１により旋削する。その際、６つの
屈曲自在なクーラント供給管９０９をツールスライド周
辺に配置して、クーラント配管９１０からクーラントを
供給する。尚、図９には簡単のためクロススライドが１
つしか描いていないが、実際には全ての主軸に対してク
ロススライドが存在する。またツールスライド上に取り
付ける刃具に対しては、加工の必要に応じて装着される
ようになる。

【０００４】ここでスピンドルキャリアとは、ツールス
ライド及びクロススライドに取り付けられた工具に対し
て主軸を順次割り出し、正確な位置関係を保持するため
の部品を指している。この６軸自動旋盤の加工手順を説
明すると、まず説明の便宜上、各主軸に取り付けられて
いる各工作物をそれぞれ反時計回りの順で１番の工作物
１０３から６番の工作物とし、ツールスライド及びクロ
ススライドでの６工程の加工位置をそれぞれ１番のポジ
ション９１２から６番のポジション９１７と定義する。

【０００５】いま１番の工作物１０３を、１番のポジシ
ョン９１２から６番のポジション９１７まで連続加工を
行なうことを考えると、まず１番のポジションで所定の
長さまで送り出されている工作物に対して、刃具２０７
や刃具１１１により加工を終了した後に、各主軸位置を
反時計方向に６０°回転することにより、２番のポジシ
ョン９１３に１番の工作物１０３を送る。２番のポジシ
ョンでも同様に所定の加工を行い、前述の１番の工作物
１０３を３番のポジション９１４に送る。この操作を６
番のポジション９１７まで繰り返す。

【０００６】最後の６番のポジション９１７では、工作
物を切断し再度新しい工作物を所定の長さまで送り出し
てチャッキングする。以上で１〜６までのポジションで
の工程が全て終了したことになるので、スピンドルキャ
リアを６番のポジションから１番のポジションに回転す
る。尚、実際の連続加工時にはスピンドルキャリアの６
軸全てに工作物が取り付けられ、それぞれが１〜６のポ
ジションでの加工を行ない、スピンドルキャリアが１ス
テップ回転する度に完成品が１つ得られるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記クー
ラント配管は、各主軸に対してそれぞれ１つのクーラン
トの配管を施す必要があり、その設置方法は刃具の動き
に連動することなく、大まかな切削ポイントに届くよう
な場所に固定されている。このような配管構造には下記
に列挙するような問題点がある。 （１）刃具を工作物の長手方向に移動した場合には、ノ
ズルの位置が固定されているためにクーラントを注ぐ位
置が加工位置から外れてしまう。 （２）クーラント圧力は通常７kg/cm²程度であるが、加
工の種類によっては７０kg/cm²もの高圧クーラントを用
いる場合がある。そのため高圧クーラントを使用した
際、クーラント供給管は屈曲自在のためクーラント噴出
時の反力によりクーラント供給管が移動し、その結果ク
ーラントを注ぐ位置が加工位置から外れる場合がある。 （３）加工中の切屑がクーラント供給管に絡みつき、切
屑のためクーラント供給管が曲げられ、クーラントを注
ぐ位置が加工位置から外れる場合がある。 （４）刃具や工作物の取付け取外しの際に、クーラント
配管により作業スペースが制限され作業性が悪化する。

【０００８】特に（１）〜（３）は加工位置にクーラン
トが供給されなくなるので、充分な冷却及び潤滑作用等
を得ることができず、加工精度や工具寿命に大きな悪影
響を及ぼすことになる。そこで本発明は、このような従
来の問題に鑑みなされたもので、クーラントを加工位置
に安定して供給し、かつクーラント管路を簡略化し、作
業に支障を及ぼさない構造とする多軸工作機械のクーラ
ント供給装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため請求項１の発明
に係わる多軸工作機械のクーラント供給装置は、機械本
体にクーラント供給管と該供給管からのクーラントを刃
具を固定支持する刃具支持手段に導く第１のクーラント
流路とを配設すると共に、前記刃具支持手段に前記第１
のクーラント流路に連通して該流路から招かれるクーラ
ントを、前記加工位置に向けて噴出供給する第２のクー
ラント流路を配設したことを特徴としている。

【００１０】次に請求項２の発明に係わる多軸工作機械
のクーラント供給装置は、第１のクーラント流路が、主
軸を支持するスピンドルキャリアの両側にクーラント供
給源に連通する２本の主通路を有し、第２のクーラント
流路は、前記主通路から連通する各クロススライドの第
２のクーラント流路の入口に連通する分配通路を配設し
たことを特徴としている。

【００１１】また請求項３の発明に係わる多軸工作機械
のクーラント供給装置は、第２のクーラント流路は、刃
具支持手段の相対移動する部分に接続する可動性チュー
ブを含んでいることを特徴としている。さらに請求項４
の発明に係わる多軸工作機械のクーラント供給装置は、
第２のクーラント流路が、刃具の末端から先端の加工位
置に通じる流路を含んでいることを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によると、クーラントはクーラ
ント供給源から第１のクーラント流路及び第２のクーラ
ント流路を通って刃具の加工位置に噴出供給させ冷却と
潤滑を行う。ここで第２のクーラント流路を刃具支持手
段に配設したため、刃具支持手段が移動しても加工位置
とクーラント供給位置との関係は変化しないためにクー
ラントを加工位置に安定して供給することができる。ま
たクーラントを高圧で供給してもクーラント流路全体の
殆どの部分は機械本体及び刃具支持手段に内臓されてい
るため、加工位置に対するクーラントの供給位置を安定
して保持できる。

【００１３】請求項２の発明によると、クーラントをス
ピンドルキャリアを取り付ける主軸台の両側に配設した
２本の主通路から分配通路を介して各クロススライドへ
供給する。ここで主通路の任意の位置でクーラント供給
口を設けることができるため、主通路と各クロススライ
ド間の分配通路を最短化して連通するとができ、かつ、
設置も容易に行える。

【００１４】請求項３の発明によると、刃具支持手段の
相対移動する部分に可動性チューブを用いて接続するこ
とにより、簡単な構成でクーラント流路をシール機能を
維持しつつ連通することができる。請求項４の発明によ
ると、第２のクーラント流路は、刃具の末端から先端の
加工位置に通じる流路を含んでいるために、確実に加工
位置にクーラントを供給することができ、高圧クーラン
トに対してもクーラントの供給位置が変化することなく
安定してクーラントを供給することができる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図１〜図８に基づ
いて説明する。ここでは、多軸工作機械の一例として６
軸自動旋盤のクーラント供給方法について説明する。図
２のスピンドルキャリア１０１の１つの主軸に締結され
ている工作物１０３の加工は、その周囲に配置されてい
るクロススライド１１３に固定した刃具１１１やツール
スライド２０５上に摺動可能または固定した工具台２０
６の刃具２０７により行う。

【００１６】一方、クーラントは機械本体下部に設けら
れるクーラントタンク２０８に蓄えられたクーラントを
制御装置２０９によりクーラントポンプ２１０を作動さ
せ、クーラントを主供給管２１１を通して、１つはツー
ルスライド用の主通路２１２に送り、さらにもう１つは
クロススライド用の主通路２１３に送る。このツールス
ライド用の主通路からは、ツールスライド上の各工具に
クーラントを供給し、クロススライド用の主通路からは
各クロススライド上の工具にクーラントを供給する。加
工により使われたクーラントは、クーラントタンクに滴
下し再度循環する構造となっている。

【００１７】図３に示した主軸台には刃具支持手段とし
てのクロススライド１１３がスピンドルキャリア１０１
に装着された各主軸１０２の周りに配置されている。こ
の各クロススライドにクーラントを供給するために、前
記主供給管２１１に連絡する２本の主通路２１３が形成
されており、各主通路２１３にそれぞれクーラントを供
給する。この主通路２１３を特定の位置で穴開けするこ
とによりクーラントの供給口３０７を設け、その供給口
３０７から近接する各クロススライドへ夫々分配通路２
１４を配管する。これにより第１のクーラント配管の長
さを必要最小限に留めることができる。この分配通路２
１４は、刃物台の移動に追従可能な長さと弾力性をもつ
チューブ等で構成されている。

【００１８】ここで、クーラントタンク２０８、制御装
置２０９及びクーラントポンプ２１０がクーラント供給
源を構成し、また、主供給管２１１、ツールスライド側
の主通路２１２とクロススライド側の主通路２１３が第
１のクーラント流路を構成する。次にクロススライドに
設けられる第２のクーラント流路についてを図１を参照
して説明する。図１は、主軸１０２にチャッキングされ
ているワーク１０３を刃具１１１で加工するところを示
している。

【００１９】刃具１１１は、主軸と平行するｚ軸方向及
びこれに直交するｘ軸方向に移動できるようにクロスス
ライド１１３は構成されている。即ち、スライドベース
１０６上にｚ軸スライド１０７がｚ軸方向に摺動可能に
設けられ、ｚ軸スライド１０７上にｘ軸スライド１１０
がｘ軸方向に摺動可能に設けられ、ｘ軸スライド１１０
上に刃具１１１を取り付けた刃物台１０９が固定され
る。前記分配通路２１４からクーラントをｘ軸スライド
１１０に形成されたクーラント用流路１０５に流入さ
せ、例えばパッキンなどの密閉手段１０８を介して接合
されたクーラント流路１１４に流入させる。このクーラ
ント流路に連通したクーラント供給管１１２を装着し、
これら通路を経由させて加工位置にクーラントを噴出供
給する。

【００２０】尚、上記旋削例のクーラント流路は、あく
までもクーラントの流路を刃具支持手段の内部に配設し
た一例を示すものであり、管路の形状及び経路は異なっ
ても良い。またクーラント供給管は、図１に示す刃具１
１１の横に隣接した位置にクーラント供給管１１２を設
置しても、図４に示すように刃具１１１の下部の隣接し
た位置にクーラント供給管４０１を設置しても、あるい
は図５に示すように刃具１１１の上方に隣接する位置に
クーラント供給管５０１を設置しても良い。

【００２１】さらに刃物台などの刃具支持手段の内部に
設けるクーラント流路は、図６に示すように鋼管あるい
は銅管などの金属管６０１を刃物台１０９の内部に鋳込
むことにより流路を設ける構造や、図７に示すように刃
物台１０９を穴開けすることにより流路７０１を設ける
構造にしても良い。また図８には刃具の先端から加工位
置に通じる流路を含んだ刃具の一例としてオイルホール
ドドリルを示した。即ち、取付け具８０１をツールスラ
イドなどの刃具支持手段に取付けることによりマウント
２０６を固定し、オイルホールドドリル２０７をチャッ
ク８０３により締結する。一方、クーラント供給管８０
６から供給されるクーラントを刃具内部のクーラント流
路８０７に導き、ここから流入したクーラントを刃具先
端部８０８から加工位置に噴出する。

【００２２】このようなクーラント供給構造により、ク
ーラントを確実に加工位置へ供給することが可能にな
る。またクーラントの配管が固定された状態であるた
め、例えば高圧クーラントに対しても供給位置が変化す
ることなく、安定してクーラントを供給するとができ
る。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、クーラントの
配管を刃物台などの刃具支持手段の内部に埋設すること
により、刃具を工作物の長手方向に移動した場合や、高
圧クーラントを使用した場合でも加工位置とクーラント
供給位置との関係は変化しないためにクーラントを加工
位置に安定して供給することができる。また加工中の切
屑がクーラント供給管に絡みにくくすると同時に、絡み
ついた場合でも加工位置に安定してクーラントを供給す
ることが可能となる。そのため切削品質を正常に保つこ
とができ、同時に刃具寿命も向上する。

【００２４】さらに、ほとんどのクーラントの管路が支
持部材の内部に収まっているので、工具や工作物の取付
け取外しのなどの作業性が向上する。請求項２の発明に
よれば、第１のクーラント流路をスピンドルキャリアの
両側に設置した２本の主通路から各クロススライドへの
分配通路を短縮し、配管を簡略化するとができる。その
結果、機械本体へのクーラント管路の設置が容易にな
る。

【００２５】請求項３の発明によれば、刃具支持手段の
相対移動する部分に可動性チューブを用いて接続するこ
とにより、簡単な構成でクーラント流路を連通すること
ができる。請求項４の発明によれば、クーラントは刃具
の先端部から加工位置に供給されるため、確実に加工位
置にクーラントを供給することができる。また、高圧ク
ーラントに対してもクーラントの供給位置が変化するこ
となく安定して供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 多軸自動旋盤の１つのクロススライドに対す
るクーラント流路を説明する図である。尚、図３の３１
２部の斜視図である。

【図２】 多軸自動旋盤の全体構成を表す概略図であ
る。

【図３】 刃物台に取り付けられたクーラント供給管を
刃具の下側に設置した例を示す図である。

【図４】 刃物台に取り付けられたクーラント供給管を
刃具の上側に設置した例を示す図である。

【図５】 刃物台内部に金属管を鋳込むことにより設け
たクーラント流路を表す図である。

【図６】 刃物台内部に穴開けにより設けたクーラント
流路を表す図である。

【図７】 ６軸自動旋盤のスピンドルキャリア及びクロ
ススライドの位置関係とクーラント供給方法を示す図で
ある。

【図８】 オイルホールドドリルを用いたクーラント供
給方法を示す図である。

【図９】 ６軸自動旋盤におけるクーラントの供給方法
とスピンドルキャリアを説明する図である。

【符号の説明】

１０１ スピンドルキャリア １０２ 主軸 １０３ 工作物 １１１ 刃具 １１３ クロススライド ２１４ 分配通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の主軸を有した多軸自動旋盤での、
   刃具と工作物との接触部である加工位置にクーラントを
   供給するクーラント供給装置において、 機械本体にクーラント供給源と該供給源からのクーラン
   トを刃具を固定支持する刃具支持手段に導く第１のクー
   ラント流路とを配設すると共に、前記刃具支持手段に前
   記第１のクーラント流路に連通して該流路から導かれる
   クーラントを、前記加工位置に向けて噴出供給する第２
   のクーラント流路を配設したことを特徴とする多軸自動
   旋盤のクーラント供給装置。
2. 【請求項２】第１のクーラント流路は、主軸を支持する
   スピンドルキャリアの両側にクーラント供給源に連通す
   る２本の主通路を有し、第２のクーラント流路は、前記
   主通路から近接する各クロススライドの第２のクーラン
   ト流路の入口に連通する分配通路を含んでいることを特
   徴とする多軸自動旋盤のクーラント供給装置。
3. 【請求項３】第２のクーラント流路は、刃具支持手段の
   相対移動する部分に接続する可動性チューブを含んでい
   ることを特徴とする多軸自動旋盤のクーラント供給装
   置。
4. 【請求項４】第２のクーラント流路は、刃具の末端から
   先端の加工位置に通じるように形成された流路を含んで
   いることを特徴とする多軸自動旋盤のクーラント供給装
   置。