CN103223504A - 刀架和复合加工车床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刀架和复合加工车床。刀架在转台机架（100）的两个支承部（101、102）之间的中空部（100a）内设置有两个转塔刀架（11、12），该两个转塔刀架（11、12）能够分别以共同的轴线（y-y）为中心转动地配置为两层，并且分别在外周面设置有多个工具安装部（11a、12a）；刀架还设置有使各个所述转塔刀架（11、12）分别分度转动的独立的转台驱动机构。在一个所述支承部（101）内自由转动地设置有第一圆筒状转动体（111），第一圆筒状转动体（111）与一个转塔刀架（11）连接成一体，在另一个支承部（102）内自由转动地设置有第二圆筒状转动体（121），第二圆筒状转动体（121）与另一个转塔刀架（12）连接成一体。两个转塔刀架（11、12）能够相互转动地嵌合。

Description

刀架和复合加工车床

本申请是2007年8月1日提出的申请号为200780029161.1的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种对工件进行多种不同加工的复合加工车床，以及安装在该车床上并能够选择及保持加工所使用的多种工具的刀架。

背景技术

通常，车床使作为刀具的车刀等工具与通过主轴旋转驱动的被加工件、即工件抵接，进行加工。

而且，大多使用对工件进行多种不同加工、即复合加工的车床，例如，专利文献1～5所公示的各种车床或工作设备是众所周知的。

[专利文献1]：日本特开平11-138374号公报

[专利文献2]：日本特开平10-15702号公报

[专利文献3]：欧洲专利申请公开第1270145号说明书

[专利文献4]：日本特开昭62-236607号公报

[专利文献5]：日本特开平7-227704号公报

专利文献1所公示的复合加工车床搭载储存多种切削工具的工具（ツール）库，能够根据加工内容，通过工具更换装置不断更换由单轴的工具主轴保持的工具，同时进行复合加工。

上述复合加工车床所使用的工具有：不转动工具主轴而进行加工的车削加工所采用的“车刀”，使工具主轴转动进行使用的“穿孔用钻”，进行面加工的“铣削刀”，进行磨削加工的“磨削工具”等各种工具。

但是，如上所述，，虽然通过工具更换装置更换由单轴的工具主轴保持的工具的复合加工车床的工具数量多、以及其加工方法的自由度高，但在每项加工内容中，在每个使用不同工具的加工工序中必须更换工具，因此，成为非加工时间的工具更换时间会耗费时间，加工每个工件的时间的缩短量有限。

为了使上述车床在短时间内更换工具，例如专利文献2所公示的多功能车床中使用梳齿形刀架和转塔刀架（旋转刀架）。在梳齿形刀架中，使多个工具（刀具）呈梳齿状直线配置，使刀架沿着其排列方向移动，从而，能够对应需要加工的工件选择在该刀架上安装的任意一个工具。

另一方面，对于转塔刀架，工具（刀具）分别相对转动轴呈放射状配置在可转动的多角柱状转台的各侧面，使该转台分度转动，从而，可对应加工工件选择在转台上安装的任意一个工具。

分别独立、或同时进行基于上述2种刀架进行的加工，能够缩短加工时间。

上述梳齿形刀架和转塔刀架都可选择安装多个工具，因此，若安装加工使用的多个工具，则不需要更换工具，能够在短时间内选择所需要的工具，可缩短加工工件的时间。

梳齿形刀架通过刀架的直线移动选择工具，因此，其选择速度加快，且当之前加工所使用的工具和接下来加工所使用的工具相邻安装时，可以在极短时间内选择该工具。但是，当上述工具安装在刀架的两端部附近而被远离安装时，产生移动行程变大、选择时间变长的问题。

另一方面，对于转塔刀架，虽然转台分度转动时稍稍需要花费时间，但是即使在之前加工所使用的工具与接下来加工所使用的工具被安装在远离的位置时，通过选择转动方向，也能够使选择时间的差异不太大。

而在例如专利文献3所公示的工作设备中，沿着相当于转塔刀架的刀架头转动轴的方向、将刀架头各侧面划分成隔有间隔的多个部分（下面称为“层”），在每层安装不同种类的工具，能够使该刀架头向沿着转动轴的方向进行整体直线移动。

因此，该转塔刀架绕着转动轴分度转动（旋转），从而能够与转塔刀架相同，选择在侧面的同一层中安装的工具；通过向沿着转动轴的方向进行直线移动，能够与梳齿形刀架相同，选择在刀架头同一侧面的不同层中安装的多个工具中的任意一个。

即，具有上述构成的刀架兼有转塔刀架和梳齿形刀架的功能，当之前加工所使用的工具和接下来加工所使用的工具安装在刀架头同一侧面的不同层中时，使刀架头仅沿着转动轴方向进行直线移动，能够在极短时间内选择接下来加工所使用的工具。

但是，当接下来加工所使用的工具安装在刀架头的不同分度转动位置的不同层中时，刀架头需要进行分度转动和直线移动。因此，产生非加工时间、即选择工具的时间，不能充分地缩短加工每个工件的时间。另外，从加工自由度方面来看，由于刀架头的转动方向的侧面的分割数决定工具的配置角度，因此，例如，同时加工由第1主轴保持的工件、和由第2主轴保持的工件时受到较多的限制，无法有效地使用刀架，因而，也会在缩短加工每个工件的时间方面存在问题。

另外，专利文献4、5公示了一个例子，使多个转塔刀架沿着其转动轴方向错开位置，配置在自动车床中。在专利文献4中，使2个转塔刀架（转台）独立转动，且使其中一个可相对另一个沿着轴向移动。而且，在切削作业中，使两个转塔刀架与其刀具（工具）一起相对机架固定在规定位置，在更换刀具时，能够使各转塔刀架独立分度转动。

但是，在通过一个转塔刀架中的刀具（工具）进行加工时，使另一个转塔刀架分度转动，无法预先选择接下来加工所使用的刀具（工具）。

如专利文献5所公示，使2个转塔刀架沿着转动方向仅以规定角度错开，且一体化配置成列，能够不增大转塔刀架尺寸而增加能够使用的工具数量，在任意一个转塔刀架上安装的转动工具都能够通过一个共同的驱动轴转动。

但是，对于该转塔刀架，由于每个转塔刀架都无法独立分度转动，因此，在通过一个转塔刀架中的工具进行加工时，也无法使另一个转塔刀架分度转动，无法预先选择接下来加工所使用的工具。

因此，上述装置都无法充分缩短非加工时间、即选择工具所需的时间，不能充分缩短加工每个工件所需的时间。另外，从加工自由度角度来看，受到的限制也很多。

如上所述，以往所有的复合加工车床都不能缩短通过其刀架选择工具的时间，或加工的自由度不充分，在缩短加工每个工件所需的时间方面受到限制。

发明内容

该发明是鉴于上述问题而产生的，其目的在于提供一种通常都能够使通过复合加工车床的刀架选择工具的时间最短、使非加工时间最短并且减少在加工自由度方面受到的限制，能够大幅度缩短加工每个工件的时间的装置。

为了达到上述目的，该发明涉及一种刀架，能够分别以共同的轴线为中心转动并在外周侧面设置有多个工具安装部的多个转塔刀架沿着所述轴线配置，设置使所述多个转塔刀架分别分度转动的独立的转台驱动机构。

当上述刀架具有与复合加工车床主轴平行的Z轴、垂直于该Z轴的X轴和与包含该Z轴和X轴的平面正交的Y轴这3个轴时，可以使上述共同的轴线为沿着上述Y轴的轴线。

上述独立的各转台驱动机构可具备：分别通过电动机转动的转台转动轴、将该转台转动轴的转动传递到相对应的所述转塔刀架的齿轮机构。

优选的是，所述独立的各转台驱动机构能够控制所述多个的各转塔刀架的分度转动位置，使其分别与所述各工具安装部的在分度转动方向的位置一致、以及相互以任意角度错开。

所述多个的各转塔刀架的所述多个工具安装部中至少一个为转动工具安装部；设置转动工具驱动机构，其中，该转动工具驱动机构通过共同的转动轴使在所述各转动工具安装部上安装的多个转动工具转动。

或者，也可以设置通过独立的转动轴使在所述多个的各转塔刀架的所述转动工具安装部上安装的转动工具转动的转动工具驱动机构，其中，该转动轴分别在各转塔刀架中由独立的转动工具驱动用电动机驱动。

而且，该发明所涉及的复合加工车床具备刀架，该刀架具备：与主轴平行的Z轴、与该Z轴垂直的X轴和与包含该Z轴和X轴的平面正交的Y轴这3个轴，该刀架为上述的任意一个刀架。

对于该发明所涉及的具备刀架的复合加工车床，通过在上述刀架的多个转塔刀架中的一个转塔刀架上安装的工具加工工件时，选择在其它转塔刀架上安装的接下来加工所需的工具，完成当前加工之后，立即使刀架沿着Y轴方向进行直线移动，可在最短时间内使安装在其它转塔刀架上的接下来加工所需的工具向加工位置移动，开始接下来的加工。

另外，通过由某个转塔刀架保持的工具加工由第1主轴保持的工件时，可通过由其它转台保持的工具2同时加工由第2主轴保持的其它工件。

同时，每个转塔刀架能以任意角度旋转进行加工，因此，例如，对于第1主轴的工件和第2主轴的工件，可以使用相对于上述工件各自的中心轴线倾斜不同角度的钻进行穿孔加工，或通过铣销刀加工进行槽或面加工、车削加工和穿孔加工等，大幅度增大了加工自由度。

因此，能够使非加工时间最短并且减少加工自由度方面受到的制约，大幅度缩短加工每个工件所需的时间。

附图说明

图1为正面图，表示该发明的一个实施例所涉及的具备刀架的复合加工车床整体的示意构成。

图2表示从图1所示箭头A方向看到的刀架的转塔刀架与主轴的关系。

图3为沿着图2中的Ⅲ-Ⅲ线的刀架的纵截面图。

图4为工序示意图，比较表示以往的复合加工车床、与该发明所涉及的复合加工车床的工件加工工序。

图5为表示该发明所涉及的复合加工车床在开始加工前的状态的主要部分平面图。

图6为表示加工其正面工件时的状态的主要部分平面图。

图7为表示同时加工其正面工件和背面工件时的状态的主要部分平面图。

图8为表示同时加工该正面工件和背面工件时的其它状态的主要部分平面图。

图9为正面图，表示该发明所涉及的复合加工车床的其它实施例中的上转塔刀架同时对正面工件端面进行穿孔加工、对背面工件端面进行穿孔加工的状态。

图10为图9的立体图。

图11为正面图，表示同时通过同一实施例中的上转塔刀架对正面工件端面进行穿孔加工、通过下转塔刀架对背面工件端面进行穿孔加工的状态。

图12为图11的立体图。

图13为表示同一实施例中的下转塔刀架在进行索引（index）时的状态的正面图。

图14为图13的立体图。

图15为正面图，表示同一实施例中的下转塔刀架定位后、对背面工件进行车削加工的状态。

图16为图15的立体图。

图17为表示同一实施例中的正面工件退避状态的正面图。

图18为图17的立体图。

图19为表示同一实施例中的上转塔刀架在进行索引中的状态的正面图。

图20为图19的立体图。

图21为表示通过同一实施例中的上转塔刀架对正面工件进行十字穿孔加工状态的正面图。

图22为图21的立体图。

图23为纵截面图，表示该发明所涉及的其它实施例的刀架的内部构造。

符号说明

具体实施方式

下面，参照附图、对该发明的优选实施例进行说明。

首先，通过图1～图3，对该发明所涉及的复合加工车床的构成例、以及该复合加工车床具备的该发明所涉及的刀架的基本构成例进行说明。

图1为表示该复合加工车床整体构成的示意正面图，图2表示从图1中箭头A方向看到的刀架的转塔刀架与主轴的关系。图3放大了沿着图2的Ⅲ-Ⅲ线的刀架整体的纵截面，表示其内部构造。

在图1中，支承自由转动的主轴3的主轴台2载置在床头箱（マシンベッド）1的主轴台支承部1a上。通过未图示的驱动机构、能够使该主轴台2沿着与纸面正交的Z轴方向移动。

而且，主轴3经由内置的导向轴套、用卡盘保持被加工件、即工件W，在未图示主轴电动机的作用下转动。其转动速度能够从高速向低速变化。

在刀架10上保持加工该工件W所使用的各种工具。刀架10的所有构成构件安装在叉状转台机架100中，2个转塔刀架11、12沿着Y轴方向的轴线y-y且分上下两层配置在该刀架10的中空部。

在该例子中，如图2所示，上述各转塔刀架11、12形成各角倒角的正四角盘状，在上述各转塔刀架11、12的由相互平行或正交的4个面形成的外周侧面各面上设置工具安装部11a、12a，能够分别安装任意工具。图2表示转塔刀架11和12的各工具安装部11a、12a在相同转动位置完全重合的状态。

在该例子中，为了便于简单说明，将工具安装部11a、12a完全为转动工具安装部，分别安装用于穿孔的钻等转动工具15。上述各转动工具15实际分别具有不同的工具直径或用途，还含有制造螺纹的转动工具等。

该转塔刀架11、12能够以沿着Y轴的轴线y-y为中心进行转动，通过沿着该轴线y-y配置且分别设置在转台机架100背后的独立的转台驱动电动机13、14而独立分度转动。另外，在该转塔刀架11、12上安装的所有转动工具15由共同的转动工具驱动电动机17驱动转动。下面，将参照图3对上述转动机构进行详细说明。

使固设在侧面的一对滑块18嵌合到固设在X轴托架20侧面的滑轨21上，该刀架10的转台机架100通过Y轴电动机19和未图示进给丝杠以及螺母、可沿着Y轴方向移动地安装在X轴托架20上。

使固设在底面的一对滑块22嵌合到固设在Z轴托架30上表面的滑轨31上，该X轴托架20通过X轴电动机23和未图示进给丝杠以及螺母、可沿着X轴方向移动地安装到Z轴托架30上。

另外，使固设在底面的一对滑块32嵌合到固设在床头箱1的刀架支承部1b斜面上的滑轨1c中，该Z轴托架30通过设置在背后的Z轴电动机33和未图示进给丝杠以及螺母、可沿着与图1纸面正交的Z轴方向（图2中，为箭头Z所示方向）移动地安装到床头箱1上。

该Z轴与该复合加工车床的主轴3平行，X轴垂直于该Z轴，Y轴与含有Z轴以及X轴的平面正交。因此，该刀架10具有相互正交的X轴、Y轴以及Z轴这3个轴，能够向沿着上述各轴的移动方向的合成方向进行三维移动。

而且，在各转塔刀架11、12的各工具安装部11a、12a不限于安装钻或铣刀等转动工具，还可以安装作为车削工具的车刀、进行面加工的铣削刀工具、进行磨削加工的磨具等各种工具。

接着，采用图3说明刀架10的内部构造。

叉状（フォーク状）的转台机架100在上下支承部101、102之间形成中空部100a。在该上下支承部101、102上形成以沿着Y轴的轴线y-y为中心的同心开口，支承部101侧的固定端板104和支承部102侧的由两个构件构成的转动端板105通过滚珠轴承106、107以能够自由转动的方式支承转动轴103。该转动轴103的中心轴线为轴线y-y。

转塔刀架11、12由转动轴103贯通，分为上下两层，且以轴线y-y为中心，可分别转动地配设在该转台机架100的中空部100a内。

分别沿着与纸面正交的Z轴方向延伸的上转台转动轴110和下转台转动轴120自由转动地插通上下支承部101、102，分别由图1所示的转台驱动电动机13、14驱动转动。

在该上转台转动轴110和下转台转动轴120上分别形成蜗杆副110g、120g。

而且，圆筒状转动体111通过交叉滚子支承（滚动轴承）112和油封113、114、115自由转动地设置在支承部101内，在其外周部形成的蜗轮111g与上转台转动轴110的蜗杆副110g啮合转动。该圆筒状转动体111与上层转塔刀架11在转动方向连接成一体，因此，圆筒状转动体111与转塔刀架11以轴线y-y为中心一体转动。

另一方面，圆筒状转动体121通过交叉滚子支承（滚动轴承）122和油封123、124自由转动地设置在支承部102内，在其外周形成的蜗轮121g与下转台转动轴120的蜗杆副120g啮合转动。该圆筒状转动体121与转动端板105以及下层转塔刀架12在转动方向连接成一体，因此，圆筒状转动体121和转塔刀架12以轴线y-y为中心一体转动。

该转塔刀架11和12能够通过滚珠轴承108相互转动地嵌合。

如上所述，在转塔刀架11、12外周侧面的各平面部分别设置工具安装部11a、12a，但在附图所示例子中，该工具安装部11a、12a都为转动工具安装部。因此，从转塔刀架11、12内周面侧将通过滚珠轴承132自由转动的伞齿轮131插到各工具安装部11a、12a内，其中，该伞齿轮131与设置有用于插装所有转动工具15的轴孔131a的轴一体形成。

而且，上层转塔刀架11内的与所有伞齿轮131啮合的伞齿轮135、以及下层转塔刀架12内的与所有伞齿轮131啮合的伞齿轮136分别键槽结合转动轴103，在弹簧作用下、具有沿着轴线y-y方向运动的趋势地卡止到规定位置。

因此，若通过图1所示转动工具驱动电动机17使转动轴103如箭头B所示地转动，则与构成齿轮机构的伞齿轮135或136啮合的所有伞齿轮131转动，在上层以及下层转塔刀架11、12的各工具安装部11a、12a上插着的所有转动工具15转动。

工具安装部11a、12a为插着车刀等固定工具的工具安装部时，可以不设置伞齿轮131以及滚珠轴承132。

若根据该刀架10，则通过图1所示转台驱动电动机13、14使上转台转动轴110或下转台转动轴120转动，从而，使上层转塔刀架11或下层转塔刀架12分别独立、仅以任意转动角度转动，能够使各转动工具15向理想位置分度转动（旋转）。

如上所述，在上转台转动轴110和下转台转动轴120的转动下，通过蜗杆副110g、120g和具有蜗轮111g的圆筒状转动体111以及具有蜗轮121g的圆筒状转动体121等使转塔刀架11、12独立分度转动的机构为转台驱动机构。

若根据该转台驱动机构，则可以控制多个各转塔刀架11、12的分度转动位置，使其分别与各工具安装部11a、12a的在分度转动方向的位置一致，以及相互仅以任意角度错开。

而且，与以往的转塔刀架的情况相同，通过驱动控制各转塔刀架11、12使转塔刀架分度转动，因此，省略对其进行详细说明。

对于具备该刀架10的复合加工车床，选择上述转塔刀架11和12中的一个、例如转塔刀架11的转动工具15，转动到加工位置，使刀架10沿着X轴、Y轴以及Z轴合成移动，相对图1以及图2所示由主轴3保持的工件W确定该转动工具15的位置，使转动轴103转动，从而，使包含该转动工具15在内的所有工具转动，能够对工件W进行穿孔加工等。

若在进行该加工时，通过另一个转塔刀架12选择接下来加工所使用的转动工具15，并转动到加工位置，则完成当前的加工之后，立即使刀架10沿着Y轴方向仅移动规定距离，能够通过预先选择的转动工具15开始接下来的加工。

在这，图4以使用2种工具的工件加工工序为例，比较说明使用以往的复合加工车床、和该发明的复合加工车床的场合。图4中显示操作轴，X、Y、Z分别表示上述X轴、Y轴、Z轴的操作，B表示刀架的旋转操作，ATC表示通过工具更换装置进行的自动工具更换操作。而且，在这所使用的“工具1”和“工具2”表示“在某个加工中使用的工具”、和“在接下来加工中使用的工具”。

图4（a）表示上述专利文献1所公示的、通过以往具备单轴刀架的车床进行工件加工的工序，其中，该刀架搭载工具箱（刀库）。这时，若通过工具1完成加工，则进行刀架退避操作之后，通过工具更换装置将工具1自动更换成接下来加工所使用的工具2，使该工具2定位旋转，通过工具2开始加工。因此，在通过工具1进行的加工和通过工具2进行的加工之间必有3个工序的非加工时间。

图4（b）表示上述专利文献3所公示的、通过以往具备转塔刀架的车床进行工件加工的工序，其中，该转塔刀架可安装多层工具。这时，若通过工具1完成加工，则进行刀架退避操作之后，通过转塔刀架选择接下来加工所使用的工具2以及对工具2进行定位，通过工具2开始加工。

因此，在通过工具1进行的加工和通过工具2进行的加工之间必有2个工序的非加工时间。

图4（c）表示上述的通过该发明的复合加工车床进行工件加工的工序。这时，通过工具1进行加工时，可选择接下来加工所使用的工具2以及对工具2进行角度定位，若通过工具1完成加工，则对工具2进行定位，立即通过工具2开始加工。

因此，在通过工具1进行加工、和通过工具2进行加工之间的非加工时间仅为确定工具2位置所需的时间。

如上所述，若使用该发明所涉及的刀架以及具备该刀架的复合加工车床，则通常能够使通过刀架选择工具的时间最短，使非加工时间最短，因此，能够大幅度缩短加工每个工件的时间。

另外，由于能够使多个转塔刀架分别独立、仅以任意角度转动（旋转），因此，能够增大加工自由度，可进行多种加工，以下将对此进行说明。

接着，采用图5～图8、对使用该发明所涉及的复合加工车床的加工例进行说明。

图5～图8表示转塔刀架和保持加工工件的主轴的主要部分的平面图。该实施例中的各转塔刀架为正六角盘状，在其外周侧面的6个面上分别安装工具，为了便于说明，采用与上述实施例相同的符号11、12，区分上层和下层，形成上转塔刀架11和下转塔刀架12。为了进行具体说明，工具使用作为转动工具的钻5和作为车削工具的车刀6。由主轴台2支承的主轴3为正面主轴，另外，也使用由背面主轴台8支承的背面主轴4。

图5表示使上转塔刀架11和下转塔刀架12中的工具安装部位置一致、分度转动的例子，若从平面看，则各工具的中心以60度间隔呈放射状上下重合。而且，上转塔刀架11的钻5和下转塔刀架12的车刀6分度转动到选择位置，与由正面主轴3保持的工件W1对峙。因此，与梳齿形刀架相同，使刀架仅沿着与纸面正交的Y轴方向直线移动，将任意一个工具定位到加工位置，可通过钻5对工件W1进行十字穿孔加工，或通过车刀6对工件W1进行车削加工。

图6表示使上转塔刀架11和下转塔刀架12中的工具安装部位置分度转动到相互错开30度的位置的例子，若从平面看，则各工具的中心以30度间隔呈放射状配置。而且，通过上转塔刀架11的某个钻5对保持在正面主轴3上的工件W1端面进行穿孔加工，同时，使下转塔刀架12的某个钻5分度转动到选择位置，在垂直于工件W2的方向与工件W2对峙，其中，该工件W2由支承在背面主轴台8上的背面主轴4保持。

使背面主轴4从该状态开始，沿着图1所示X轴方向、向图6的上方移动，则如图7所示，对由正面主轴3保持的工件W1端面进行穿孔加工，同时，可对由背面主轴4保持的工件W2进行十字穿孔加工。这时，在对工件W1端面进行穿孔加工的同时，使刀架移动时，背面主轴4追随该刀架移动，同时进行对工件W2进行十字穿孔加工所需的移动。

图8表示上转塔刀架11和下转塔刀架12中的工具安装部的位置分度转动到相互错开15度的位置的例子。这时，与图7所示例子相同，通过上转塔刀架11的某个钻5对由正面主轴3保持的工件W1端面进行穿孔加工，同时，通过下转塔刀架12的某个钻5对由背面主轴4保持的工件W2进行倾斜穿孔加工。这时，在对工件W1端面进行穿孔加工的同时，使刀架移动时，背面主轴4追随该刀架移动，同时进行对工件W2进行倾斜穿孔加工所需的移动。

接着，采用图9～图22、说明通过该发明所涉及的复合加工车床的其它实施例进行的各种加工。在图9～图22中，即使形状与上述各图所示部件有些不同，相对应的部分也采用相同符号。另外，采用横钻7，作为在上转塔刀架11和下转塔刀架12上安装的转动工具。另外，图9～图22中的奇数图为正面图，偶数图为立体图，各组分别表示相同状态。

在以下说明中，将由正面主轴3保持的工件W1称作“正面工件W1”，将由背面主轴4保持的工件W2称作“背面工件W2”。

图9和图10表示在该实施例的复合加工车床中，同时通过刀架10的上转塔刀架11中的某个钻5对正面工件W1端面进行穿孔加工，以及通过同一上转塔刀架11的其它钻5对背面工件W2端面进行穿孔加工的状态。

图11和图12表示同时通过上转塔刀架11的钻5对正面工件W1端面进行穿孔加工，通过下转塔刀架12的横钻7对背面工件W2端面进行穿孔加工的状态。

图13和图14表示通过上转塔刀架11中的钻5对正面工件W1端面进行穿孔加工时，下转塔刀架12对接下来加工所需的工具进行索引换位（分度转动到选择位置）的状态。

图15和图16表示通过同一上转塔刀架11中的钻5对正面工件W1端面进行穿孔加工时，当确定下转塔刀架12的车刀6位置之后，开始对背面工件W2进行车削加工的状态。

图17和图18表示从上述状态开始，完成正面工件W1端面的穿孔加工，正面主轴3使正面工件W1退避后的状态。

图19和图20表示从该状态开始，上转塔刀架11对接下来使用的工具进行索引换位（インデックス，查找）的状态。

图21和图22表示通过下转塔刀架12中的车刀6对背面工件W2进行车削加工时，上转塔刀架11完成钻5的索引换位，开始对正面工件W1进行十字穿孔加工的状态。

如上所述，对于该发明所涉及的刀架，多层转塔刀架能够分别以任意角度旋转，同时进行切削加工。因此，例如，能够相对正面主轴上的工件和背面主轴上的工件的各中心线、以任意的不同角度倾斜，同时通过钻进行穿孔加工、或通过铣削刀进行槽或面加工、通过车刀进行车削加工以及通过钻进行穿孔加工等，可大幅度增大加工的自由度。

在图9～图22所示的复合加工车床中，用导套台和导套代替主轴台2和正面主轴3，由主轴台支承的正面主轴可设置在该导套台的后方（图9等奇数图中的左方）。这时，由于导套不沿Z轴方向（图9等奇数图中的左右方向）移动，因此，刀架10可沿Z轴方向移动。

由于沿着上述X轴、Y轴以及Z轴的移动为刀架10与工件W的相对移动，因此，可使刀架10和保持工件W的主轴或导套中的至少一个相对另一个沿各轴方向移动。

另外，也可以使刀架10以X轴为中心转动。

接着，参照图23说明该发明所涉及的刀架的其它实施例。图23为表示该刀架内部构造的纵截面图，与上述表示刀架内部构造的图3相对应。因此，与图3中的各部分相同的部分采用相同符号，省略说明。但是，该刀架50中与图3的转台机架100相对应的机架500兼用作驱动各转动工具15转动的2个转动工具驱动电动机510、520的机架，其中，各转动工具15安装在各转塔刀架11、12上。

相当于图3中的转动轴103的转动轴由管状第1转动轴511、和第2转动轴521构成，其中，该第1转动轴511自由转动地支承在转动端板105与固定（省略详细图示）在机架500外面的轴承板501之间，该第2转动轴521由自由转动地嵌合在上述第1转动轴511外周面、通过滚珠轴承106支承在固定端板104上的外筒形成。

皮带轮512固定在该第1转动轴511的上端面，与固定在转动工具驱动电动机510转动轴上的皮带轮513之间安装皮带514。另外，皮带轮522固定在第2转动轴521上端部，与固定在转动工具驱动电动机520转动轴上的皮带轮523之间安装皮带524。

上述构件都安装在驱动系盖502内。

另外，与下层转塔刀架12内的所有伞齿轮131啮合的伞齿轮515、以及与上层转塔刀架11内的所有伞齿轮131啮合的伞齿轮525分别键槽结合第1转动轴511的下端部、第2转动轴521的下端部，在弹簧作用下，具有沿着轴线y-y方向运动的趋势地卡止到规定位置。

因此，若通过转动工具驱动电动机510使第1转动轴511如箭头B所示转动，则与构成齿轮机构的伞齿轮515啮合的所有伞齿轮131转动，插在下层转塔刀架12的工具安装部12a上的各转动工具15转动。另外，若通过转动工具驱动电动机520使第2转动轴521如箭头B所示地转动，则与构成齿轮机构的伞齿轮525啮合的所有伞齿轮131转动，插在上层转塔刀架11的工具安装部11a上的各转动工具15转动。

如上所述，在该刀架50中，在需要时，可驱动插在上层转塔刀架11的工具安装部11a上的各转动工具15、和插在下层转塔刀架12的工具安装部12a上的各转动工具15分别独立转动。

而且，即使对于该刀架50，分别通过独立的驱动电动机使上转台转动轴110或下转台转动轴120转动，也可以使上层转塔刀架11或下层转塔刀架12分别独立、仅以任意转动角度转动，可使各转动工具15分度转动（旋转）到理想位置，这与上述实施例相同。

对于上述的该发明中的刀架，由于一个移动刀架具有独立的多个转塔刀架，因此，兼具有下述优点：具有转塔刀架所具备的配置多种工具以及将工具定位在旋转角度的任意位置的优点、以及梳齿形刀架所具备的可迅速选择更换工具的优点。

因此，在一个转塔刀架进行加工时、另一个转塔刀架可作选择工具的准备，另外，组合使刀架整体沿轴向移动、从一个刀架到另一个刀架进行的工具选择和更换，能够大幅度缩短非加工时间、即工具选择以及更换时间。另外，可以增加能够选择的工具数量。

另外，相对于由多个主轴保持的每个工件、同时以任意角度确定工具位置，另外，使上述工具分别独立且以任意角度移动的同时，加工上述工件。

在上述各实施例中，对转塔刀架为2层的例子进行了说明，但不限于此，也可以使大于或等于3层的转塔刀架分别独立、分度转动，则可以迅速选择多种不同的工具。

另外，若在该刀架上设置工具箱，利用该工具箱，则能够提供一种复合加工车床：通过一个转塔刀架进行加工时，作为另一个转塔刀架的准备操作，可以自动更换工具，能够大幅度增加可使用的工具数量，与以往的任意车床相比能够大幅度增大自由度。

该发明适用于对被加工件、即工件进行多种不同加工的复合加工车床，以及安装于该车床的、可选择加工所使用的多个工具并进行保持的刀架。另外，还可以用于各种工作设备。

Claims (7)

1.一种刀架，其特征在于，具备：

叉状的转台机架，其在两个支承部之间形成有中空部；

两个转塔刀架，其在该转台机架的所述中空部内，能够分别以共同的轴线为中心转动并且沿着该轴线配置为两层，分别在外周侧面设置有多个工具安装部；和

使该两个转塔刀架分别分度转动的独立的转台驱动机构，

所述刀架还具有：

在所述两个支承部中的一个支承部内，绕所述轴线自由转动地设置的第一圆筒状转动体；和

在所述两个支承部中的另一个支承部内，绕所述轴线自由转动地设置的第二圆筒状转动体，

所述第一圆筒状转动体与所述两个转塔刀架中的一个转塔刀架连接成一体，所述第二圆筒状转动体与所述两个转塔刀架中的另一个转塔刀架连接成一体，

所述两个转塔刀架能够相互转动地嵌合。

2.如权利要求1所述的刀架，其特征在于：

所述独立的转台驱动机构具备：分别通过电动机而被转动的转台转动轴；和通过所述第一圆筒状转动体和第二圆筒状转动体将该转台转动轴的转动传递到相对应的所述两个转塔刀架中的各个转塔刀架的机构。

3.如权利要求1或2所述的刀架，其特征在于：

所述独立的转台驱动机构能够将所述两个转塔刀架的各个转塔刀架的分度转动位置控制为：分别与所述工具安装部的各个工具安装部的在分度转动方向的位置一致的位置；和相互以任意角度错开的位置。

4.如权利要求1～3中任一项所述的刀架，其特征在于：

所述两个转塔刀架的各自的所述多个工具安装部的至少一个是转动工具安装部，

设置有转动工具驱动机构，其通过贯通所述两个转塔刀架设置的共同的转动轴使安装在各个所述转动工具安装部上的多个转动工具转动。

5.如权利要求1～3中任一项所述的刀架，其特征在于：

所述两个转塔刀架的各自的所述多个工具安装部的至少一个是转动工具安装部，

设置有转动工具驱动机构，其通过贯通所述两个转塔刀架设置的第一转动轴和自由转动地嵌合在所述第一转动轴的外周面的第二转动轴，使安装在各个所述转动工具安装部上的多个转动工具分别在各个所述转塔刀架中独立地转动。

6.如权利要求1～5中任一项所述的刀架，其特征在于：

具有与复合加工车床的主轴平行的Z轴、垂直于该Z轴的X轴和与包含该Z轴和X轴的平面正交的Y轴这3个轴，所述共同的轴线为沿着所述Y轴的轴线。

7.一种复合加工车床，其特征在于：

具备权利要求6所述的刀架。

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