JPS5826729Y2 - 工作機械のタレツト刃物台 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は数値制御旋盤等の工作機械に使用されるタレ
ット刃物台の改良に関する。

周知のように、刃物台は数値制御旋盤の性能を左右する
重要な構成単位であり、その剛性、割出精度、割出時間
、工具数及び工具着脱操作が刃物台の評価を決定する要
因とされている。

従来数値制御旋盤に使用する刃物台として極めて多くの
形式のものが開発され実用に供されている。

その代表的な形式を大別すると、自動割出タレット方式
、自動工具交換方式、非回転並列方式、手動急速交換方
式が挙げられるっ これ等の詩形式の特徴を簡単に述べると、自動割出タレ
ット方式は古くからタレット旋盤の刃物台として親しま
れて来た形式を数値制御旋盤に採り入れたもので、旋削
作業の二形態のうち一方のセンタ作業では必要とする工
具数は４乃至８本、また他方のチャック作業では通常６
乃至１２本程度であり、必要数の工具を装着しうる多角
形式タレット刃物台を往復台に１個又は２個載置する形
式が最も多い。

この場合工具の種類・数量と被加工物の形状・寸法に関
連して相互干渉の問題がつきまとううえ、タレット刃物
台の工具取付面の数を増加するに伴って、装着される工
具刃先の振り回し径も拡大されるために、その回転割出
位置が波力ロエ物から遠ざかるので機械の大形化が避け
られず、作業者に対する危険も増大する難点が生ずる。

次に自動工具交換方式は工具数の制限は殆どなく、上述
の干渉も全くないという特徴があるが、その反面、機構
が複雑化し、製造原価が高騰する憾みがある。

第三の非回転並列方式は比較的小形の被加工物のチャッ
ク作業用に採用されているが、多数の工具を横送り台上
に直接に、又は着脱可能な工具台を介して並列せしめ、
横送り台の位置制御により必要とする工具を順次カロエ
位置にもたらす形式であるため、回転割出機構が省ける
ので当然割出時間を要せず非切削時間を短縮できる利点
があるが、他方では工具数を増加すると横送り台の全長
及びその行程の長大化を免れない欠点がある。

第四の手動急速交換方式は工具干渉及び製造費用の点で
は断熱有利であるが、サイクルタイムの比較的短い切削
作業では省力化に難点がある。

この考案は装着する工具数を増加してもなお被加工物と
の干渉が少なく、工具刃先の振り回し径を拡大すること
のない小形簡素な構造の新規な自動割出方式のタレット
刃物台を提供することを目的とし、自動割出方式のタレ
ット刃物台に非回転並列方式の平形刃物台の長所を採り
短所を省いた構成を加味した点を特徴とするものである
。

次にこの考案の構成を先づ公知の刃物台の例から始めて
図面に基づいて順次説明することとする。

第１図は従来から最も普及している多角自動タレット刃
物台を備えた数値制御旋盤の平面図で、例示の六角タレ
ット刃物台８は往復台６上の横送り台７に載置されて、
図示しないサーボモータによりベッド５及び往復台６の
摺動面に沿ってそれぞれ縦Ｚ及び横Ｘ方向に位置制御さ
れ、主軸台１に軸支されて回転する主軸２の先端に固着
したチャック３に把持されている被加工物Ｗをその工具
取付面Ｆ１．Ｆ２・・・Ｆ６に削成された工具装着基準
穴にそれぞれ嵌着された工具保持具Ｈ１，Ｈ２・・・Ｈ
６にそれぞれ保持された工具Ｔ１．Ｔ２．・・・Ｔ６を
タレット刃物台８の割出軸中心Ｃの周りに矢印Ｒに示す
ように順次回転割出しして加工するものであるっこのよ
うな形式のタレット刃物台８は工具保持具Ｈとタレット
取付面Ｆとは殆んどの場合１対１に対応しており、工具
数を増力口するためには取付面数の増加を必要とするの
で、クレット刃物台８の対面内Ｂの増力口を伴い、更に
工具Ｔによる被カロエ物Ｗの加工に際しては割出された
工具Ｔの前後の面に装着された工具Ｔと被加工物Ｗとの
干渉を避ける為に工具Ｔの刃先の振り回し径りを拡大す
ることになり、前述のように必然的にタレット刃物台の
回転割出しが行なえるカロエ原点の位置が被加工物Ｗよ
り遠ざかると共に、回転時の慣性負荷が増加するので、
機械の全体構成が大形化する傾向が否めず、タレット刃
物台の回転や安全性の点で不利になる傾向を生ずる。

なお、この形式のタレット刃物台の回転割出軸中心線Ｃ
をＸ軸方向と一致させて主軸２の回転軸線Ｓと割出軸中
心線Ｃとが直角に交差する形式の刃物台も公知である。

この形式は作業者の刃物台に対する接近性の向上と、安
全性の改善には効果があるが、多数の工具を必要とする
場合には装置の大形化と慣性負荷の増加をもたらす不利
は依然として解消されない。

第２図は多数の工具保持具を横送り台上に並列する非回
転並列方式による平形刃物台を備えた公知の数値制御旋
盤で、旋盤のベッド５の摺動面上をＺ軸方向に送り制御
される往復台６上に載置された横送り台７は、その上面
Ｆに２条又はそれ以上のＴ溝１０を横送り方向の略全長
に亘って削成し、そのうちの１条のＴ溝を横送り台上の
Ｚ軸方向取付位置基準面として、各工具保持具Ｈの下面
にこのＴ溝１０と密嵌するキーの如き突条１１を突出せ
しめ、被加工物Ｗの形状に応じて必要とする種類・数量
の工具Ｔを締着した工具保持具Ｈを加工工程の順序に従
って所要の任意の間隔を保ってその突条１１を基準Ｔ溝
１０に密嵌して整列せしめ、各工程毎に工具をＴ１から
ＴｌＴｌ迄それぞれプログラムに従ってＸ、Ｚ両軸方向
に輪郭制御し被加工物Ｗの加工を行なうものである。

このような平形刃物台では加工の際工具Ｔの刃先に掛か
る主切削力は工具保持具Ｈを介して主軸２の軸線Ｓより
下方に距離Ｅだけ隔てた横送り台７上の工具取付面Ｆで
受け、送り分力は同じく工具保持具Ｈ下面の突条１１を
経て工具取付面Ｆに設けた基準面Ｔ溝１０で受けること
になる。

第３図はこの考案の実施例によるタレット刃物台を備え
た数値制御旋盤を示し、第３図Ａはこの旋盤の概略全体
平面図、Ｂは部分正面図である。

主軸２はベッド５の左端上面に固着された主軸台１に回
転自在に軸支され先端にチャック３を備えて図示せざる
駆動装置により回転制御される。

６はベッド５の案内面上に沿って主軸２の軸線Ｓの方向
（Ｚ軸方向）と平行して摺動自在に載置された往復台、
７はこの往復台６の上面にベッド５の案内面と直角に設
けられた案内面に沿って主軸軸線Ｓと直角の方向（Ｘ軸
方向）に摺動する横送り台であって、この横送り台７に
は割出軸９がその中心線Ｃを主軸軸線Ｓの下方に一定距
離Ｋを隔ててこの軸線Ｓと直交する方向（Ｘ軸方向）に
回転自在に軸支されており、その先端に図示の例では四
角柱状のタレット刃物台８を固着し、その後端は横送り
台７の後端部に設けた回転割出駆動装置１５に連結され
ており、従って四角柱状タレット刃物台８は横送り台７
の前端面より片持梁状に突出して支持され回転割出制御
されると共に、公知の如く横送り台７及び往復台の図示
せざるサーボ送り機構によりそれぞれＸ軸及びＺ軸方向
に位置制御される。

四角柱状のタレット刃物台の四面の工具取付面Ｆ １
＋ Ｆ２ ｒ Ｆ３ ｔ Ｆ４には第２図の平形刃物台
の工具取付面Ｆと同様に、それぞれの略全長に亘って２
条又はそれ以上のＴ溝１０をＸ軸方向に削設し、そのう
ちの１条例えば主軸台１に近い側のＴ溝１０を工具保持
具Ｈの取付位置基準面とし、各工具保持具Ｈの下面に突
設した突条１１をこの基準面に密嵌して各工具取付面Ｆ
上のＺ軸方向位置を設定する。

被加工物Ｗの形状・寸法に応じて選定された工具の種類
・数量に従ってタレット刃物台８の工具取付面Ｆ１には
工具保持具Ｈ１１，Ｈ１２・・・Ｈｌｎにボルト１４に
よりそれぞれ固着された工具Ｔ１１・Ｔ１２°”Ｔｔｎ
が工程順に従って適宜所要の間隔を保ってＸ軸方向に整
列位置決めされ、Ｔ溝ナツト１２及びボルト１３により
緊締される。

同様にして他の工具取付面Ｆ２．Ｆ３．Ｆ４にもそれぞ
れ所要の工具保持具Ｈ２１・・・Ｈ２ｏ、Ｈ３，・・・
Ｈ３ｏ、Ｈ４１・・・Ｈ４ｎに固着された所要の工具Ｔ
２１・・・Ｔ 、Ｔ 、Ｔ 、Ｔ ・・・
Ｔ がそれぞれ２Ｈ３１３ｎ ４１ ４
ｎの基準となるＴ溝１０に沿って整列して装着される。

次に以上のような横取の四角柱状タレット刃物台８の作
用について述べると、被加工物Ｗの材質・形状・寸法に
基づいて作成されたプログラム及びツーリング図に従っ
てタレット刃物台８の各工具取付面Ｆ１乃至Ｆ４の所定
位置に複数の工具Ｔ。

をそれぞれ保持した工具保持具Ｈ１を整列して緊締した
後、往復台６及び横送り台７をカロエ原点に移動して加
工に使用すべき工具’Ｉ’ｌｌ乃至Ｔ１ｎの工具保持具
Ｈ１、乃至Ｈ１ｎが装着された工具取付面Ｆ１を所定の
加工位置に回転割出しを行なう。

タレット刃物台８は第３図Ｂの正面図に示すようにその
割出軸９の中心線Ｃが主軸軸心Ｓの下方に一定距離Ｋを
隔てており、この中心線Ｃの周りに矢印Ｒに沿って回転
割出しされた工具取付面Ｆ１は第２図Ｂに示す平形刃物
台と同様に主軸軸心Ｓから一定距離Ｅだけ下方にあって
この軸心Ｓと平行に位置決めされる。

割出後は平形刃物台で説明したと同様にプログラムに従
ってこの工具取付面Ｆ１に装着されたｎ個の工具は工具
’Ｉ’ｌｌから始まってＴｌｎに至るまでそれぞれＸ軸
及びＺ軸方向に設定された径路に従って従次輪郭制御さ
れて波力ロ工物の旋削加工が行なわれる。

ｎ個の工具で猶不足する場合にはタレット刃物台８を一
旦カロエ原点に戻して第二の工具取付面Ｆ２を加工位置
に割出して、この取付面Ｆ２に整列装着されたｍ個の工
具Ｆ２１乃至Ｔ２ｍにより同様にして旋削加工を続行す
る。

被加工物Ｗの第一工程の加工が終了し、引続き反転して
チャック３によりこの被加工物を把持し直して第二工程
の旋削加工を行う場合、或いは他の形状の被加工物Ｗ′
を加工する場合には、同様にして第３工具取付面Ｆ３又
は第４工具取付面Ｆ４を加工位置に割出してこれらの面
に装着されたそれぞれの複数個の工具Ｔ３ｎ又はＴ４ｎ
をプログラムに従って制御することになる。

上述の説明で明らかなように、この考案のタレット刃物
台によれば、非回転並列方式の平形刃物台に装着され得
る工具数を減少することなく、寧ろ工具数を増加できる
にもかかわらず、工具を複数の工具取付面に分散して装
着できるので、タレット刃物台の割出後Ｘ軸方向に所要
の工具を選定位置決めするのに要する行程りは平形刃物
台に比較して大巾に短縮できるのでタレット刃物台８の
横送り台７からのはね出し量を短くでき、刃物台の剛性
を損うことがない。

更にこのような角柱状の刃物台８として、各工具取付面
Ｆ１・・・ＦｎにそれぞれＸ軸方向に位置調整可能に複
数の工具を装着し、かつ加工時の設定割出面を主軸軸心
Ｓの下方に平行する平面とすることで、従来形式による
タレット刃物台に比較してタレットの工具取付面Ｆの数
を減少できる上に、タレット刃物台の回転割出しの際の
工具刃先の振り回し径りを極めて小さくすることが可能
となり、従ってタレット刃物台の回転割出を行なう加工
原点の位置を主軸に近接した位置に設定できると同時に
、回転時の慣性負荷も著しく小さくできるので、タレッ
ト刃物台の原点復帰時間及び回転割出時間を大巾に短縮
できる。

この様にしてこの考案のタレット刃物台は多数の工具を
装着し得るにもかかわらず極めて小形かつ簡素な構成で
あるからその製造費が低床であり非切削時間を短縮し、
切削時に大量に生ずる切屑の排除性が良好であり、更に
工具の着脱に際して作業者の接近性が良く、着脱操作及
び工具位置の再現性に優れ、また極めて安全性が高いと
いう優れた効果を奏するものである。

また、タレット刃物台の割出軸が主軸軸線の下方にこれ
と直角をなすように延設されているので、工具に作用す
る切削抵抗の主分力による捩れと送り分力による捩れと
が反対方向に生じて相殺され、捩りモーメントを原因と
する加工精度の低下等を防止する。

さらにまた、工具保持具の取付位置基準がタレット刃物
台の割出軸の軸線Ｃと平行、即ち、Ｘ軸方向に平行に設
けられているため、被加工物の形状及び寸法に応じて最
適な工具を備えた工具保持具をＸ軸方向に位置に任意の
数だけ相互に任意の間隔を保って並行に整列させる事が
でき、従って、被加工物の加工に必要な数工程の加工を
タレット刃物台を割出し回転することなく一つの工具取
付面上の複数の工具を予めプログラムされた順序でＸ軸
方向に数値制御移動により位置決めして、順次一本づつ
の工具により或いは必要に応じて、例えば２本の工具に
よる内外径の同時加工等の加工を行うことが可能となり
、割出し時間の短縮と加工能率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形式の自動タレット刃物台を備えた数値制
御旋盤の平面図、第２図Ａは従来形式の平形刃物台を備
えた数値制御旋盤の平面図、第２図Ｂは第２図Ａの部分
正面図、第３図Ａはこの考案による角柱状タレット刃物
台を備えた数値制御旋盤の平面図、第３図Ｂは第３図Ａ
の部分正面図である。 １・・・・・・主軸台、２・・・・・・主軸、３・・・
・・・チャック、６・・・・・・往復台、７・・・・・
・横送り台、８・・・・・・タレット刃物台、９・・・
・・・タレット割出軸、１５・・・・・・タレット刃物
台の回転割出駆動装置、Ｓ・・・・・・主軸軸線、Ｗ・
・・・・・被加工物、Ｔ・・・・・・工具、Ｈ・・・・
・・工具保持具、Ｃタレット割出軸中心線、Ｆ・・・・
・・工具取付面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端に被加工物を把持して回転する主軸に対して機台上
   にこの主軸の軸線と平行及び直角方向に相対移動する往
   復台と、この往復台上に前記主軸の軸線の下方に一定距
   離を隔てて直角方向に軸支され駆動手段により回転割出
   しされる割出軸と、この割出軸と平行方向にそれぞれ複
   数の工具保持具を位置調整可能に整夕１ルて緊締する装
   着基準を設けた複数の工具取付面を形成して前記割出軸
   に固着された角柱状のタレット刃物台とよりなり、前記
   主軸の軸線の下方に近接して平行する位置に回転割出し
   された所要の前記工具取付面に装着された複数の工具に
   より被カロ工物の加工を行なうことを特徴とする工作機
   械のタレット刃物台。