JP2000141129A - 歯切り装置を備えたマシニングセンタ - Google Patents

歯切り装置を備えたマシニングセンタ

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JP2000141129A
JP2000141129A JP10315685A JP31568598A JP2000141129A JP 2000141129 A JP2000141129 A JP 2000141129A JP 10315685 A JP10315685 A JP 10315685A JP 31568598 A JP31568598 A JP 31568598A JP 2000141129 A JP2000141129 A JP 2000141129A
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shaft
gear cutting
gear
rotation
machining center
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Kazunori Hiroya
和則 広谷
Tomokatsu Aoyama
知克 粟生山
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/12Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1237Tool holders
    • B23F23/1243Hob holders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯切り加工が可能なマシニングセンタを提供
することにより、歯切り盤を用いないで、大径の歯車を
加工可能にする。 【解決手段】 自動工具交換装置17を備えたマシニン
グセンタにおいて、設定された回転比で主軸7と同期回
転を行うワーク台9と、工具マガジンに収容された歯切
りユニット23とを備え、歯切りユニット23は、主軸
7に嵌着されるシャンクを備えた回転伝達軸と、この回
転伝達軸に歯車列を介して連結されてワーク台9の回転
中心軸8に所定角度で交叉する方向に配置された歯切り
軸と、回転伝達軸及び歯切り軸を自由回転可能に軸支す
るユニットハウジングと、主軸ハウジング6とユニット
ハウジング25との主軸7まわりの相対位置を固定する
嵌合対と、歯切り軸に固定されたホブカッタとを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械特にマ
シニングセンタと呼ばれている工作機械に関するもの
で、歯切り加工を可能にしたマシニングセンタに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】マシニングセンタは回転する主軸に取り
付けたドリルやフライスカッタでワーク台に固定したワ
ークの孔明け加工や面加工を行う工作機械で、主として
各種の機械器具のフレームやケーシングなどの加工に用
いられている。図5は従来構造のマシニングセンタの一
例を示す斜視図で、タレット51の交換手段を備えたテ
ーブル52と、水平スライド4及び垂直スライド5を介
して基台2に装着された主軸ハウジング6と、工具装着
端を主軸ハウジング6の下面に臨出した主軸(図には表
れていない)と、主軸に装脱される複数の工具を収容す
る工具マガジン14と、工具マガジンから選択された工
具を主軸に装脱する自動工具交換装置17とを備えてい
る。加工されるワークはタレット51に固定され、テー
ブル52が180度旋回することにより、加工位置への
ワークの搬入と搬出とが行われる。自動工具交換装置1
7は、腕18の両端のU字状の受部21、22で工具を
保持し、軸19まわりの腕18の180度旋回と上下動
とにより、工具マガジン14と主軸との間で工具の交換
を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構造の従
来のマシニングセンタでは、ワークに対する歯切り加工
(歯車の加工)を行うことができなかった。そこでこの
発明は、歯切り加工が可能なマシニングセンタを提供す
ることにより、高価な専用の歯切り盤を用いないで、大
径の歯車を加工可能にすることを課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の歯切り装
置を備えたマシニングセンタは、ワーク台9と、ワーク
台に対して三次元空間内で相対的に移動位置決めされる
主軸7と、複数の工具を収納する工具マガジン14と、
工具マガジンの選択された工具を主軸に装脱する自動工
具交換装置17とを備え、主軸に装着された回転工具で
ワークの加工を行うマシニングセンタにおいて、設定さ
れた回転比で主軸7と同期回転を行うワーク台9と、工
具マガジンに収容された歯切りユニット23とを備え、
歯切りユニット23は、主軸7に嵌着されるシャンク2
4を備えた回転伝達軸35と、この回転伝達軸に歯車列
を介して連結されてワーク台9の回転中心軸8に所定角
度で交叉する方向に配置された歯切り軸38と、回転伝
達軸35及び歯切り軸38を自由回転可能に軸支するユ
ニットハウジング25と、主軸ハウジング6とユニット
ハウジング25との主軸7まわりの相対位置を固定する
嵌合対26、27と、歯切り軸38に固定されたホブカ
ッタ46とを備えていることを特徴とするものである。
【0005】請求項2記載の発明は、請求項1記載の歯
切り装置を備えたマシニングセンタにおいて、ユニット
ハウジング25と主軸ハウジング6との主軸7まわりの
相対位置を固定する嵌合対のユニットハウジング側のも
の33が、ユニットハウジング25にシャンク24の軸
まわりに角度調整可能に装着されていることを特徴とす
るものである。
【0006】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の歯切り装置を備えたマシニングセンタにおいて、
主軸7とワーク台9の回転軸とが平行であり、歯切りユ
ニットの回転伝達軸35と歯切り軸38との間に介在さ
れる歯車列が一対の傘歯車対を含んでいることを特徴と
するものである。
【0007】
【作用】上記この発明のマシニングセンタにおいて、ワ
ークに対する歯切り加工が必要になったときは、工具マ
ガジン14に収容されている歯切りユニット23を自動
工具交換装置17で主軸7に装着する。このとき歯切り
ユニットのユニットハウジング25は、嵌合対26、2
7によって主軸まわりの位置を主軸ハウジング6で位置
決めされ、ワークに対するホブカッタ46の角度が設定
される。そこで主軸7を歯切り加工位置に移動し、主軸
7とワーク台9とを設定された速度比で同期回転させな
がら主軸ハウジング6を往復上下動させることにより、
ワークの周面に歯切り加工を行う。
【0008】ワーク台の回転中心軸8と歯切り軸38と
の交叉角は、加工する歯車の形状により規定される。請
求項2の発明によれば、ユニットハウジング側の嵌合対
36、27のユニットハウジングに対する主軸まわりの
角度を調整することにより、ワーク台の回転中心軸8と
歯切り軸38との交叉角を設定することができる。請求
項3の構造は現場で多く用いられているマシニングセン
タに適した構造であり、また請求項2のユニットハウジ
ング側の嵌合対26、27の角度調整による歯切り軸の
交叉角の調整を簡単な構成の歯車列で行うことができる
という特徴がある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面に示す実施例を参照して
この発明の実施の形態を説明する。図1はマシニングセ
ンタの全体を示す模式的な斜視図で、マシニングセンタ
の基台2には左右スライド3、前後スライド4及び上下
スライド5を介して主軸ハウジング6が装着されてお
り、主軸ハウジング6には主軸7が上下方向に軸支さ
れ、主軸下端の工具装着端が主軸ハウジング6の下面に
臨出している。また基台2の手前側には、上下方向の回
転中心軸8を有するチャック型のワーク台9が装着され
ている。主軸7を回転駆動する主軸モータ11と、ワー
ク台9を回転駆動するワーク台モータ12とには、それ
ぞれサーボモータが用いられ、図示しないNC装置の制
御により設定された回転比で同期駆動できるようになっ
ている。ワーク台9にはその回転を固定するロック装置
が内蔵されており、ワーク台9に固定したワークにドリ
ル加工やフライス加工を行うときは、このロック装置で
ワーク台9の回転を固定する。
【0010】主軸ハウジング6のホームポジションに近
接して、工具マガジン14が設けられている。図の工具
マガジン14は、割出フレーム15の各割出位置に工具
ホルダ16を設けた構造で、NC装置から指令される割
出位置に割出フレーム15を割り出すことによって収納
された工具の選択が行われる。自動工具交換装置17の
腕18は、その軸19まわりに180度回動することに
より、腕の両先端の受部21、22が工具マガジン側の
選択された工具と主軸に装着されている工具とのシャン
クの根元部分を把持し、そのあと軸19を下動させるこ
とにより主軸の工具を抜き取るとともに、選択された工
具を腕18の一方の受部で保持する。そして腕18を1
80度回動させることにより、選択された工具を主軸7
に対向させ、軸19を上動させることによって選択され
た工具を主軸に装着するとともに、主軸から抜き取った
工具を工具マガジンに戻す。
【0011】工具マガジン14にはその割出位置の一箇
所に歯切りユニット23が収容されている。この歯切り
ユニット23は他の工具と同様なシャンク24を備えて
おり、自動工具交換装置17によって主軸7に装着する
ことができる。歯切りユニット23は主軸に装着された
ときに、主軸ハウジング6に固定されるユニットハウジ
ング25を備えている。主軸ハウジング6とユニットハ
ウジング25とには、図2及び図3に示すように、歯切
りユニットのシャンク24を主軸7に挿入したときに、
ユニットハウジング25を主軸ハウジング6で固定する
嵌合対26、27が設けられている。図2に示す嵌合対
は、ピン28とピン孔29との対であり、図3の嵌合対
は一対の面歯車継ぎ手31、32である。これらの嵌合
対はシャンク24を主軸7に嵌挿する動作によって嵌合
し、ユニットハウジング25を固定する。この嵌合対の
ユニットハウジング側のもの28、31は、ユニットハ
ウジング25にシャンク24の軸まわりに角度調整可能
に設けた角度調整リング33に固定して設けられてい
る。
【0012】図4は歯切りユニットの内部構造を示す断
面図である。シャンクはユニットハウジング25に軸受
34で自由回転可能に軸支された回転伝達軸35の先端
に固定されており、このシャンクの根元には自動工具交
換装置の受部で把持される把持部36が設けられてい
る。ユニットハウジングの先端部分にはコ字形にベアリ
ング受37が設けられており、このベアリング受に両端
を自由回転可能に軸支された歯切り軸38が回転伝達軸
35と直交する方向に配置されている。歯切り軸38と
回転伝達軸35との間には、歯切り軸38と平行な中間
軸39が軸受41、41でユニットハウジング25に軸
支されて設けられており、回転伝達軸35と中間軸39
とは一対の傘歯車41、42で回転連結され、中間軸3
9と歯切り軸38とは、中間軸に固定したピニオン44
と歯切り軸に固定したホイール45とからなる減速歯車
対により回転連結されている。歯切り軸38の中央部分
にはホブカッタ46が固定されている。
【0013】図4に示した回転伝達軸35と歯切り軸3
8との間の回転伝達系によれば、角度調整リング33を
回動したとき、主軸ハウジング6に対する主軸まわりの
ユニットハウジング25の角度、従ってホブカッタ46
の角度が変化するが、回転伝達軸35と歯切り軸38と
の間の歯車の噛み合い関係には変動が生じないため、簡
単な構造でワークに対するホブカッタ46の交叉角を変
更できる。また傘歯車対42、43で伝達された回転を
減速歯車対44、45で歯切り軸38に伝達することに
より、加工精度や組立精度を高くするのが困難な傘歯車
対42、43で生じた誤差を縮小して歯切り軸38に伝
達できる。なお、図の装置の歯切り軸38の両端には、
歯切り軸38の回転を滑らかにするためのフライホイー
ル47、48が固定されている。上記のように構成され
た歯切りユニット23は、作用の項で述べたように工具
マガジン14に収容され、歯切り加工が必要になったと
きに自動工具交換装置17で主軸7に装着してワーク台
9に固定されたワークに対する歯切り加工を行う。図の
実施例のものでは、ワーク台9としてチャック型のもの
を用いているが、歯切り加工時のワークの回転は高速回
転を必要としないので、テーブルの上に回転パレットを
搭載して、当該パレットに固定されたワークを主軸と同
期回転させて歯切り加工を行う構造も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す斜視図
【図2】ユニットハウジングの固定手段を示す斜視図
【図3】ユニットハウジングの他の固定手段を示す斜視
【図4】歯切りユニットの内部構造を示す断面図
【図5】従来のマシニングセンタを示す斜視図
【符号の説明】
1 マシニングセンタ 6 主軸ハウジング 7 主軸 8 回転中心軸 9 ワーク台 14 工具マガジン 17 自動工具交換装置 23 歯切りユニット 24 シャンク 25 ユニットハウジング 26、27 嵌合対 33 角度調整リング 35 回転伝達軸 38 歯切り軸 46 ホブカッタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワーク台(9)と、ワーク台に対して三次
    元空間内で相対的に移動位置決めされる主軸(7)と、複
    数の工具を収納する工具マガジン(14)と、工具マガジン
    の選択された工具を主軸に装脱する自動工具交換装置(1
    7)とを備え、主軸に装着された回転工具でワークの加工
    を行うマシニングセンタにおいて、設定された回転比で
    主軸(7)と同期回転を行うワーク台(9)と、工具マガジン
    に収容された歯切りユニット(23)とを備え、歯切りユニ
    ット(23)は、主軸(7)に嵌着されるシャンク(24)を備え
    た回転伝達軸(35)と、この回転伝達軸に歯車列を介して
    連結されてワーク台(9)の回転中心軸(8)に所定角度で交
    叉する方向に配置された歯切り軸(38)と、回転伝達軸(3
    5)及び歯切り軸(38)を自由回転可能に軸支するユニット
    ハウジング(25)と、主軸ハウジング(6)とユニットハウ
    ジング(25)との主軸(7)まわりの相対位置を固定する嵌
    合対(26、27)と、歯切り軸(38)に固定されたホブカッタ
    (46)とを備えている、歯切り装置を備えたマシニングセ
    ンタ。
  2. 【請求項2】 ユニットハウジング(25)と主軸ハウジン
    グ(6)との主軸(7)まわりの相対位置を固定する嵌合対の
    ユニットハウジング側のもの(33)が、ユニットハウジン
    グ(25)にシャンク(24)の軸まわりに角度調整可能に装着
    されていることを特徴とする、請求項1記載の歯切り装
    置を備えたマシニングセンタ。
  3. 【請求項3】 主軸(7)とワーク台(9)の回転軸とが平行
    であり、歯切りユニットの回転伝達軸(35)と歯切り軸(3
    8)との間に介在される歯車列が一対の傘歯車対を含んで
    いる、請求項1または2記載の歯切り装置を備えたマシ
    ニングセンタ。
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