JPS6246301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、棒状ワーク例えばボールエンドミル
を研削加工する為の工作機械に関するものであ
る。

＜先願技術＞ 本願出願人が既に出願した特願昭57−165327号
においては、棒状ワークに任意の円弧部用スパイ
ラル運動を与えるために、ローラが係合される傾
斜ガイド（本発明のサインバーに相当する）の傾
斜角を調整する構成である。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、前記構成において、そのスパイラル運
動量（ねじれ）を非常に大きくしたい場合、前記
ガイドの角度を一定値以上に大きくすると、ロー
ラ等が受ける抵抗が大きくなり、軽い力で軽快に
ワークの保持具を回転させることが難かしくなる
という問題が生じる。

そこで、本発明は、棒状ワークに非常に大きな
任意の円弧部用スパイラル運動を与えうる工作機
械の提供を目的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明による問題点解決手段は、第１図ないし
第１６図の如く、サドル１と、該サドル１に直線
移動自在に設けられたテーブルＴと、該テーブル
Ｔの移動方向に軸方向を有する棒状ワークＷの基
部を保持する保持具Ｃを有し前記テーブルＴに装
着されたワークヘツドＤと、棒状ワークＷをその
軸Ｅ周りにねじる方向へ回転させるために前記保
持具Ｃと一体的なスピンドル２を回転させるねじ
り装置Ｆと、棒状ワークＷを研削または切削する
ための刃物Ｊを切込送り機構Ｍを介して支持する
刃物台Ｋと、棒状ワークＷの軸Ｅに直交する縦中
心ｅ周りに刃物台Ｋを旋回させる旋回台Ｌと、該
旋回台Ｌの旋回とねじり装置Ｆとを連動させる連
動機構Ｈとを具え、この連動機構Ｈには、テーブ
ル移動方向の水平軸に対して傾きを調性・固定可
能にサドル１に設けられたサインバーＳと、この
サインバーＳに転動自在に係合されたローラ６
と、このローラ６が軸支されテーブルの移動時に
サインバーＳから力を付与されてテーブル移動方
向とほぼ直交する方向に直線移動し前記ねじり装
置Ｆを駆動する移動体７と、この移動体７を前記
直線移動方向へ長孔ｇにより案内しかつ前記ワー
クヘツドＤに支持された縦中心ｅとテーブル移動
方向とに直交する支軸ｆの周りの傾きを自由状態
と固定状態とに切替可能なガイドバーＧと、該ガ
イドバーＧの端部と旋回台Ｌの旋回中心ｅから偏
心した部分とをワーク円弧部加工時に連動連結し
またワークマージン部加工時に非連動状態に切換
え可能な連結棒Ｐとが含まれてなるものである。

＜作 用＞ 上記問題点解決手段において、第６図に示す様
なスパイラルボールエンドミルの様なワークを加
工する場合には、サインバーＳとガイドバーＧを
共に固定して互の傾き角度（θ′−θ）を一定に
し、かつ旋回台Ｌは停止状態に、連結棒Ｐは非連
動状態にしてから、テーブルＴを直進し、ワーク
Ｗのマージン部Ａのねじれを与える。また、円弧
部Ｂの加工の場合には、テーブルＴを停止固定し
たまま連結棒Ｐは連動状態で、サインバーＳの傾
きを固定したまま旋回台Ｌを強制的に旋回させて
ガイドバーＧの傾きを変化させることによりワー
クＷの円弧部Ｂのねじれを与える。

＜実施例＞ 以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する
と、工作機械は第１〜５図において、サドル１
と、該サドル１に直線移動自在に設けられたテー
ブルＴと、該テーブルＴの移動方向に軸方向を有
する棒状ワークＷの基部を保持する保持具Ｃを有
し前記テーブルＴに装着されたワークヘツドＤ
と、棒状ワークＷをその軸Ｅ周りにねじる方向へ
回転させるために前記保持具Ｃと一体的なスピン
ドル２を回転させるねじり装置Ｆと、棒状ワーク
Ｗを研削または切削するための刃物Ｊを切込送り
機構Ｍを介して支持する刃物台Ｋと、棒状ワーク
Ｗの軸Ｅに直交する縦中心ｅ周りに刃物台Ｋを旋
回させる旋回台Ｌと、該旋回台Ｌの旋回とねじり
装置Ｆとを連動させる連動機構Ｈとを具えてい
る。

そして、この連動機構Ｈには、テーブル移動方
向の水平軸に対して傾きを調整・固定可能にサド
ル１に設けられたサインバーＳと、このサインバ
ーＳに転動自在に係合されたローラ６と、このロ
ーラ６が軸支されテーブルの移動時にサインバー
Ｓから力を付与されてテーブル移動方向とほぼ直
交する方向に直線移動し前記ねじり装置Ｆを駆動
する移動体７と、この移動体７を前記直線移動方
向へ長孔ｇにより案内しかつ前記ワークヘツドＤ
に支持された縦中心ｅとテーブル移動方向とに直
交する支軸ｆの周りの傾きを自由状態と固定状態
とに切替可能なガイドバーＧと、該ガイドバーＧ
の端部と旋回台Ｌの旋回中心ｅから偏心した部分
とをワーク円弧部加工時に連動連結しまたワーク
マージン部加工時に非連動状態に切換え可能な連
結棒Ｐとが含まれている。

なお図において、棒状ワークＷをその軸方向で
ある左右方向に往復移動させるテーブルＴと旋回
台Ｌとはそれぞれネジや歯車機構により手動式ま
たはモータで自動式に駆動される。棒状ワークＷ
は、ボールエンドミルの素材棒である。また前記
ワークヘツドＤは、テーブルＴに取付けられてい
るので、サドル１上を左右に移動可能である。こ
の時ワークＷの軸心とテーブルＴの移動方向は同
一である。更に前記ねじり装置Ｆを構成するため
に、保持具Ｃに連結されワークヘツドＤ内に支持
されたワークスピンドル２にはその外周に滑りの
ない様張力を与えられたワイヤ３が巻付けられて
いる。

また前記連動機構Ｈは次の如く構成されてい
る。即ち、前記ワイヤ３の両端部は、ワークヘツ
ドＤに支持された上下一対のプーリー４，５を介
して上下一対のローラ６の移動体７に止着され、
該一対のローラ６はサインバーＳを挟むように嵌
合され、その外面を軽く移動できる。一方サイン
バーＳはその中心軸ｓが、第３図に示す様に受台
９に角度θが任意に調整・固定可能になる様に取
付けられる。サインバーＳが傾けられた状態にお
いて、互に伸縮自在な連結片Ｐ１、連結片Ｐ２か
らなる連結棒Ｐを小ネジ１１を緩めて伸縮自在
（非連動状態）として後、テーブルＴを左右に移
動することによりワークＷは回転しながら左右に
移動する。即ちローラ６、ワイヤ３を介してワー
クスピンドル２に回転が与えられ、これによりワ
ークＷはマージン部用スパイラル研磨の為の運動
をなす。

またテーブルＴを停止し、連結棒Ｐの小ネジ１
１を締めつけた状態で、旋回台Ｌを旋回させるこ
とにより、ローラ６、ワイヤ３を介してワークス
ピンドル２に回転が与えられ、これによりワーク
Ｗは円弧部用スパイラル研磨の為の運動をなす。

ガイドバーＧはワークヘツドＤに支軸ｆで取付
けられその中心に対して、回転可能とする。その
回転力は、手動による調整と連結棒Ｐによる引張
力Ｆ１によつて与えられる。旋回台Ｌが縦中心ｅ
を中心に旋回することにより連結棒Ｐに対し力Ｆ
１が加えられている。ここで旋回台Ｌの縦中心ｅ
から、半径Ｒの位置に連結棒Ｐの先端に枢着のコ
字溝板１０を運動させる為偏心ピンＱが旋回台Ｌ
に突設され、連結棒Ｐの基端はガイドバーＧの下
端に枢着されている。そしてワークＷの円弧部Ｂ
にスパイラル運動をさせる場合、ｅ点は円弧部Ｂ
の中心と平面視において一致する。旋回台Ｌは、
旋回サドル１２上をｅ点を円心に手動式又はモー
タによる自動式で旋回する。

なお第６，７図の如きエンドミルのスパイラル
外周面ｂ１及び刃の溝のすくい面ｂ２を加工する
場合、垂直状態に固定されたガイドバーＧとサイ
ンバーＳを用いると、サインバーＳをすべるロー
ラ６を軸支するのガイドバーＧはテーブルＴの移
動方向に対し垂直な状態である。その為、連結棒
Ｐの移動量ａに対し、そのスパイラ運動との回転
量ｙは、 ｙ＝ａ tanθ （ここでθはサインバーＳの傾き角度） で表わされる。この為、連結棒Ｐの移動量ａの長
さに対し、ねじれを強くしたい場合、サインバー
Ｓの角度θの傾きは大きくする必要がでてくる。
しかし、大きくするとガイドバーＧのガイドロー
ラ６が受ける抵抗が大きくなり、軽い力で軽快に
ワークＷの保持具Ｃを回転させることが難かしく
なる。

しかし、本発明では、ガイドバーＧの傾き角度
を自由状態に調節可能とし、保持具Ｃへの回転量
即ちスパイラル運動量を増大させようとするもの
である。

今、第８図は、サインバーＳの傾き角度θに対
し、ガイドバーＧの傾きは垂直で、直線移動量は
ａであるとした場合の図である。

また第９図はサインバーＳの傾きは角度をθと
し、ガイドバーＧの傾きは、水平軸に対し、θ′
にした場合である。（ただし90゜＞θ′＞０゜、90
゜＞θ＞０゜、θ′＞θである。） 即ち、第９図に於いて、ガイドバーＧの移動量
y1は、 y1＝ａ ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ′−θ） となり、第８図のガイドバーＧが垂直に固定の場
合に較べて、 y1−ｙ＝ａ ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ′−θ）−ａ tan
θ ＝ａ sinθ｛cosec（θ′−θ）−secθ｝ となり、本発明の目的は達せられる。

次に、第１０図に示す通りサインバーＳの傾き
角度θは固定のまま、ガイドバーＧを支軸ｆを中
心にして矢印Ｆ１方向に引張つて傾動して姿勢を
Ｇ１からＧ２とすると、ローラ６の位置はＲ１か
らＲ２に変化し、ガイドバーＧの移動量は図の
y1′だけ与えられ、これがテーブルＴ上の保持具
Ｃの回転量として与えられる。

即ち Ｘ＝ｘ ｓｉｎα／ｓｉｎβ ∴y1′＝Ｘ−ｘ＝ｘ ｓｉｎα／ｓｉｎβ−ｘ＝ｘ（ｓ
ｉｎα／ｓｉｎβ−１） 今、第１１図で第１０図の角度β＞０の場合、
偏心ピンＱによりQ1点よりQ3点へ、あるいはQ3
点よりQ4点へ縦中心ｅを中心にガイドバーＧに
矢印Ｆ１方向に引つ張りを与える。即ち連結棒Ｐ
のｚ−ｚ軸方向に滑り可能なピンＱを縦中心ｅに
対して半径ＲでQ1点からQ3点へ、あるいはQ3点
からQ4点へ回転させると、サインバーＳとガイ
ドバーＧのなす角度βは小さくなり、これにより
直進テーブルＴ上の保持具Ｃに取りつけられたワ
ークＷの先端円弧部Ｂのねじれは、第７図の如く
その中心に向つてスパイラル状にねじられる。そ
して引張る量、または半径Ｒによつてそのねじれ
量は調整することができる。

この運動は第６図に示す様なスパイラルボール
エンドミルの様なワークを加工する場合に用いら
れ、テーブルＴを直進する場合には、サインバー
ＳとガイドバーＧを共に固定して互の傾き角度
（θ′−θ）は一定で（但し、90゜＞θ′＞０゜、
及び90゜＞θ＞０゜、及び（θ′−θ）＞０）直進
し、旋回台Ｌは停止状態に、連結棒Ｐの小ネジ１
１は緩めた非連動状態にして、ワークＷのマージ
ン部Ａのねじれを与え、円弧部Ｂの運動の場合に
は、テーブルＴを停止固定したまま連結棒Ｐの小
ネジ１１は締めた連動状態で、サインバーＳの傾
きを固定したまま旋回台Ｌを強制的に旋回させて
ガイドバーＧの傾きを変化させることによりワー
クＷの円弧部Ｂのねじれを与える。

ここで、マージン部Ａと、円弧部Ｂの接点ａ１
は、第１１図に於けるQ1点から出発しQ3点に向
う様に、またはQ3点から発出しQ4点に向う様に
引張方向を与えれば、マージン部Ａと円弧部Ｂと
の変曲点がなく連続的になめらかになる。

この円弧部Ｂのスパイラル運動機構を単独に用
いれば、スクエアカツトのエンドミルやツイスト
ドリルなどから、任意のスパイラル形状のボール
刃先（円弧部Ｂ）を得ることができる。

なお、旋回台Ｌとその偏心ピンＱの運動を平面
視で図示すると第１２図の通りである。そしてこ
の図において、 (i) Q1点よりQ3点へＸ軸方向への引張り０＜円
弧角ξ≦90゜ ∠AOB≦90゜ (ii) Q3点よりQ4点へＸ軸方向への引張り ∠
BOC≦90゜ ここでＸ軸方向とはテーブルＴの移動方向に平
行とする。

(i)の場合 円弧角ξの変化に対するＸ軸方向の移動量は正
弦曲線を画くから、ガイドバーＧの移動は、円弧
部Ｂの中心に行くに従つて次第に大きくなる。即
ち第１３，１４図の如き、ワークＷのある任意の
点ｑにおける運動は、円弧部Ｂ先端中心に向つて
ねじれの強い軌跡を得る。

(ii)の場合 円弧角ξの変化に対するＸ軸方向の移動量は余
弦曲線を画き、円弧部Ｂ先端に行くに従い、サイ
ンバーＳとガイドバーＧの交叉角βの変化の度合
は減少する為、中心に向つてねじれの小さくなる
形状を得る。

そして、第１５図のワークＷに対する研削加工
順におけるサインバーＳ、ガイドバーＧ、ローラ
６′三者の関係は、スタート時では第１６図ａで
あり、（ただし、90゜≧θ′＞θ、90゜＞θ＞０
゜、β１＞０）テーブルＴ移動によりガイドバー
Ｇは左方移動して第１６図ｂとなり、テーブルＴ
停止、円弧部Ｂ研削のため旋回台運動開始時点で
は第１６図ｃ（ただし、β１＞β＞０）となる。

＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本発明による
と、棒状ワークの円弧部の加工の場合には、テー
ブルを停止固定したまま連結棒は連動状態とし、
サインバーの傾きを固定したまま旋回台を強制的
に旋回させて、自由状態のガイドバーの傾きを変
化させることにより、ワークの円弧部のねじれを
与えるので、連結棒の移動量に対し、ねじれを強
くしたい場合は、サインバーの角度の傾きは大き
くしなくても軽い力で軽快にワークの保持具を回
転させることができ、保持具すなわち棒状ワーク
への回転量即ちスパイラル運動量を増大できるす
ぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
前側斜視図、第２図は後側斜視図、第３図はサイ
ンバー部の後面図、第４図はガイドバー部の正面
図、第５図は旋回台基部の平面図、第６図はボー
ルエンドミルの側面図、第７図は同正面図、第８
図ないし第１５図と、第１６図ａ，ｂ，ｃとは、
それぞれ作用説明用の略図である。 Ｗ：棒状ワーク、Ｃ：保持具、Ｄ：ワークヘツ
ド、Ｅ：棒状ワークの軸、Ｆ：ねじり装置Ｆ，
Ｊ：刃物Ｊ，Ｍ：切込送り機構、Ｋ：刃物台、
ｅ：縦中心、ｆ：支軸、Ｌ：旋回台、Ｈ：連動機
構、Ｐ：連結棒、Ｔ：テーブル、Ｓ：サインバ
ー、Ｇ：ガイドバー、１：サドル、２：スピンド
ル、６：ローラ、７：移動体、１１：小ネジ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サドルと、該サドルに直線移動自在に設けら
   れたテーブルと、該テーブルの移動方向に軸方向
   を有する棒状ワークの基部を保持する保持具を有
   し前記テーブルに装着されたワークヘツドと、棒
   状ワークをその軸周りにねじる方向へ回転させる
   ために前記保持具と一体的なスピンドルを回転さ
   せるねじり装置と、棒状ワークを研削または切削
   するための刃物を切込送り機構を介して支持する
   刃物台と、棒状ワークの軸に直交する縦中心周り
   に刃物台を旋回させる旋回台と、該旋回台の旋回
   とねじり装置とを連動させる連動機構とを具え、
   この連動機構には、テーブル移動方向の水平軸に
   対して傾きを調整・固定可能にサドルに設けられ
   たサインバーと、このサインバーに転動自在に係
   合されたローラと、このローラが軸支されテーブ
   ルの移動時にサインバーから力を付与されてテー
   ブル移動方向とほぼ直交する方向に直線移動し前
   記ねじり装置を駆動する移動体と、この移動体を
   前記直線移動方向へ長孔により案内しかつ前記ワ
   ークヘツドに支持された縦中心とテーブル移動方
   向とに直交する支軸の周りの傾きを自由状態と固
   定状態とに切替可能なガイドバーと、該ガイドバ
   ーの端部と旋回台の旋回中心から偏心した部分と
   をワーク円弧部加工時に連動連結しまたワークマ
   ージン部加工時に非連動状態に切換え可能な連結
   棒とが含まれてなることを特徴とする棒状ワーク
   加工用工作機械。