JP2003236711A - 複合加工旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具主軸台がＢ軸の制御装置を有する複合加
工旋盤におけるＢ軸の旋回駆動装置の改良を図る。 【解決手段】 工具主軸台の旋回駆動装置１００は、Ｂ
軸まわりに割り出しを行うカップリング７０とウォーム
ホイール１１０を有し、ウォームホイール１１０はウォ
ームギア１２０により旋回駆動させる。ウォームシャフ
ト１２２を支持するラジアル軸受２１０はその両側をリ
ング２２２、２４２により挟まれ、圧力室２２４、２４
２に軸圧を供給して軸方向Ｓの移動を規制する。カップ
リングの作動時には軸圧を抜き、軸方向の移動を可能に
して、カップリングとの干渉を避ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合加工旋盤にお
いて、工具主軸台の旋回駆動機構を改良し、旋削加工時
の繰り返し割出し精度とミル加工時の割出し精度の向上
を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】複合加工旋盤は、工具主軸台に旋削加工
用の工具とミル加工用の工具を備えて、ワークに対して
旋削加工とミル加工を施す機能を備える。この工具主軸
台を回転軸（以下、「Ｂ軸」という）まわりに旋回させ
ることによって、ワークに対して曲面のミル加工を施す
ことができる。この工具主軸台のＢ軸の制御にあって
は、旋削加工時や一定角度のミル加工時には、工具主軸
台をＢ軸に対して強固に保持する必要がある。このため
に、機械的な割出し機構を備える。一方、連結曲面加工
（以下、「コンタリング加工」という）時には、工具主
軸台をＢ軸周りに連続して旋回させるために、ウォーム
ギア機構等の旋回駆動装置を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したＢ軸駆動装置
を備えた複合加工旋盤にあっては、工具主軸台をＢ軸ま
わりの一定位置に割出す割出し装置を作動させるときに
は旋回駆動装置は、この割出し装置の作動に追従する必
要がある。旋回駆動装置をウォームギア機構で構成する
場合には、ウォームの進む角度を大きくとり、ウィーム
ホイールが割出す装置により回動したときに、ウォーム
がセルフロックを生じない対策をとっていた。ウォーム
の進む角度を大きくとると、コンタリング加工の精度が
犠牲にされる等の問題があった。本発明は上述した問題
を解決する複合加工旋盤を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の複合加工旋盤
は、旋削加工工具とミル加工工具が交換自在に装着され
る工具主軸を有する工具主軸ヘッドと、工具主軸ヘッド
の回転軸に直交する旋回軸に対して工具主軸ヘッドを旋
回させる旋回駆動装置を有する工具主軸台を備える。そ
して、工具主軸ヘッドを旋回軸に対して一定角度位置に
割出すカップリング装置と、工具主軸ヘッドを旋回軸に
対して連続的に旋回させるウォーム歯車装置を備え、カ
ップリング装置の作動時に、ウォーム歯車装置の作動を
遮断する装置を備えるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の複合加工旋盤の工
具主軸台の要部を示す断面図、図２は側面図である。

【０００６】全体を符号１で示す複合加工旋盤の工具主
軸台は、刃物台本体１０に対して、軸受２０、２２等に
より回動自在に支持される旋回軸３０を有する。この旋
回軸３０に一体に装備される工具主軸ヘッド４０はＢ軸
まわりに旋回し、工具主軸ヘッド４０内には工具主軸５
０が軸受６０、６２により回転自在に支持される。工具
主軸５０の外周に取り付けられたロータ６４はコア６６
に通電されることにより回転し、工具主軸５０を駆動す
る。

【０００７】工具主軸５０の先端にはシャンク穴５２が
設けられ、旋削工具やミル工具が交換自在に装着され、
ドローバ５４により保持される。工具主軸台１には、工
具主軸ヘッド４０をＢ軸周りに旋回駆動する旋回駆動装
置１００が装備される。

【０００８】この旋回駆動装置１００は工具主軸ヘッド
４０側に固定されるウォームホイール１１０とウォーム
ホイールに噛み合うウォームギア１２０を有し、ウォー
ムギア１２０はウォームシャフト１２２の途中に形成さ
れる。ウォームシャフト１２２は工具主軸台のハウジン
グ１５０内に軸受１３０、２００により回転自在に支持
され、サーボモータ１４０により駆動される。サーボモ
ータ１４０に指令を与えることにより、ウォームギア１
２０を介してウォームホイール１１０は連動的に回動
し、工具主軸ヘッド４０をＢ軸周りに連続的に旋回させ
る。

【０００９】主軸５０にミル工具を装着し、工具主軸ヘ
ッド４０をＢ軸周りに連続的に旋回させることにより、
ワークに対して、コンタリング加工を施すことができ
る。工具主軸ヘッド４０をＢ軸まわりの一定角度位置に
固定する場合には機械的なカップリング７０を有する割
出し装置を作動させて工具主軸ヘッド４０を堅固に固定
する。この割り出し装置を作動させてＢ軸の割出しを行
う際には、旋回駆動装置１００は、カップリングによる
割出し動作に追従する必要がある。

【００１０】図３はこの旋回駆動装置１００と追従機構
を示す説明図である。工具主軸ヘッドと一体のウォーム
ホイール１１０はウォームシャフト１２２のウォームギ
ア１２０と噛み合っており、ウォームホイール１１０と
カップリング部材７０は一体に取り付けられている。ウ
ォームシャフト１２２はウォームギア１２０の前方をラ
ジアル軸受１３０で支持されており、ウォームギアの後
部と軸方向にクランプ装置を有する軸受装置２００で支
持されている。

【００１１】ラジアル軸受１３０は、ウォームシャフト
１２２を回転自在に支持するとともに、ウォームシャフ
ト１２２が軸方向に移動するときには、アウタレースが
ハウジングに対して、摺動可能になるように取り付けら
れている。

【００１２】クランプ装置付軸受装置２００はラジアル
軸受２１０を有し、ラジアル軸受２１０はウォームシャ
フト１２２を回転自在に支持する。ラジアル軸受２１０
のインナレースは、ストッパ１２４によってウォームシ
ャフト１２２に固定される。ラジアル軸受２１０のアウ
タレースはハウジング１５０に対して軸方向に摺動可能
に挿入される。

【００１３】ラジアル軸受２１０のアウタレースの一方
の端部には、第１の変位リング２２２が当接し、第１の
変位リング２２２は第１のベローズ２２３を介して第１
の固定リング２２０と連結される。第１のベローズ２２
３とハウジング１５０との間には第１の圧力室２２４が
形成される。

【００１４】ラジアル軸受２１０のアウタレースの他方
の端部には、第２の変位リング２４２が当接し、第２の
変位リング２４２は第２のベローズ２４３を介して第２
の固定リング２４０と連結される。第２のベローズ２４
３とハウジング１５０との間には第２の圧力室２４４が
形成される。ハウジング１５０には、第１の圧力室２２
４と第２の圧力室２４４に油圧を送る通路２５０が設け
られている。

【００１５】油圧ポンプ等の油圧源から通路２５０を介
して油圧Ｐ_１が第１及び第２の圧力室２２４、２４４に
供給されると、第１の変位リング２２２と第２の変位リ
ング２４２はラジアル軸受２１０のアウタレースをクラ
ンプしてラジアル軸受２１０の矢印Ｓ_１で示す軸方向の
移動を防止する。

【００１６】この状態で、ウォームシャフト１２２をサ
ーボモータにより矢印Ｒ１方向に回転させると、ウォー
ムギア１２０に噛み合うウォームホイール１１０はＢ軸
まわりに旋回する。ウォームホイール１１０と一体の主
軸ヘッドもＢ軸まわりに旋回するので主軸に取り付けた
ミル工具によってワークにコンタリング加工を施すこと
ができる。

【００１７】次に、Ｂ軸まわりに、工具主軸台を連続的
に旋回させるのにかえてＢ軸まわりの一定位置に工具主
軸台をクランプする工程にあっては、カップリング７０
を作動させて工具主軸台を機械的にクランプする。

【００１８】この工程にあっては、ウォームホイール１
１０はカップリング７０に追従して回動し、噛み合って
いるウォームギア１２０を回動しようとする。ウォーム
ギア１２０の進む角が小さい場合には、いわゆるセルフ
ロック作用によって、ウォームギア１２０は回転できな
い状態となる。そこで、このカップリングによる割出し
工程時には油圧Ｐ_１の供給を中断して、第１及び第２の
圧力室の圧力を開放する。

【００１９】第１及び第２の圧力室の圧力が開放される
と、第１の変位リング２２２と第２の変位リング２４２
はラジアル軸受２１０のアウタレースの押圧を解除す
る。この作用によってラジアル軸受２１０は矢印Ｓ_１で
示す軸方向に移動可能となる。

【００２０】したがって、カップリング７０と一体のウ
ォームホイール１１０が回動すると、ウォームギア１２
０とウォームシャフト１２２は矢印Ｓ_１方向に移動して
干渉を防止する。

【００２１】この装置は以上のように構成してあるの
で、ウォームギアの進む角を小さくとることができる。
したがって、ウォームギア１２０の回転に対するウォー
ムホイール１１０の回転角度を小さくすることができる
ので、コンタリング加工の精度を向上することができ
る。なお、圧力室に供給される油圧Ｐ_１は、例えば７０
ｋｇ／ｍｍ^２程度のものが使用される。

【００２２】図４は、本発明のほかの実施例を示す説明
図である。クランプ装置付軸受装置３００は、ラジアル
軸受３１０を有し、ラジアル軸受３１０はウォームシャ
フト１２２を回転自在に支持する。ラジアル軸受３１０
のインナレースは、ストッパ１２４によってウォームシ
ャフト１２２に固定される。ラジアル軸受３１０のアウ
タレースの一方の端部には、第１のピストン３２０の先
端部３２２が当接される。第１のピストン３２０とハウ
ジング１５０との間には、第１の圧力室３２４が形成さ
れる。

【００２３】ラジアル軸受３１０のアウタレースの他方
の端部には第２のピストン３４０の先端部３４２が当接
される。第２のピストン３４０とハウジング１５０との
間には第２の圧力室３４４が形成される。ハウジング１
５０には、第１の圧力室３２４と第２の圧力室３４４に
油圧を送る通路３５０が設けられる。

【００２４】油圧ポンプ等の油圧源から通路３５０を介
して油圧Ｐ_１が第１及び第２の圧力室３２４、３４４に
供給されると、第１のピストン３２０と第２のピストン
３４０はラジアル軸受３１０のアウタレースをクランプ
してラジアル軸受３１０の矢印Ｓ_１で示す軸方向の移動
を防止する。

【００２５】この状態で、ウォームシャフト１２２をサ
ーボモータにより矢印Ｒ_１方向に回転させると、ウォー
ムギア１２２に噛み合うウォームホイール１１０はＢ軸
周りに旋回する。ウォームホイール１１０と一体の主軸
ヘッドもＢ軸回りに旋回するので、主軸に取り付けたミ
ル工具によってワークにコンタリング加工を施すことが
できる。カップリング７０を作用させるときには、第１
の圧力室３２４と第２の圧力室３４４への油圧の供給を
断つ。作動は図３で説明したものと同様であるので説明
は省略する。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
工具主軸ヘッドをＢ軸まわりに旋回駆動するウォーム歯
車装置のウォームギヤの進み角を小さくしてコンタリン
グ加工の精度を図ることができる。カップリング装置を
作動させて割出しを得る際には、ウォームギヤと一体の
ウォームシャフトを軸方向に移動自在とするので、カッ
プリング装置とウォーム歯車装置が干渉することなく、
スムーズな割出しが達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合加工旋盤の工具主軸台の要部を示す断面
図。

【図２】複合加工旋盤の工具主軸台の要部を示す側面
図。

【図３】旋回駆動装置の例を示す説明図。

【図４】旋回駆動装置の他の例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 工具主軸台 １０ 刃物台本体 ４０ 工具主軸ヘッド ５０ 工具主軸 ７０ カップリング １００ 旋回駆動装置 １１０ ウォームホイール １２０ ウォームギア ２００ クランプ装置付軸受装置 ２１０ ラジアル軸受 ２２２ 第１への変倍リング ２２４ 第１への圧力室 ２４２ 第２の変倍リング ２４４ 第２の圧力室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田澤 博樹 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 Ｆターム(参考） 3C046 NN14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋削加工工具とミル加工工具が交換自在
   に装着される工具主軸を有する工具主軸ヘッドと、工具
   主軸ヘッドの回転軸に直交する旋回軸に対して工具主軸
   ヘッドを旋回させる旋回駆動装置を有する工具主軸台を
   備えた複合加工旋盤であって、工具主軸ヘッドを旋回軸
   に対して一定角度位置に割出すカップリング装置と、工
   具主軸ヘッドを旋回軸に対して連続的に旋回させるウォ
   ーム歯車装置を備え、カップリング装置の作動時に、ウ
   ォーム歯車装置の作動を遮断する装置を備える複合加工
   旋盤。
2. 【請求項２】 ウォーム歯車装置は、カップリング装置
   と同軸上に設けられるウォームホイールと、ウォームホ
   イールに噛み合うウォームギアを有するウォームシャフ
   トを有し、ウォームシャフトの軸方向の移動を規制する
   クランプ装置付ラジアル軸受装置を備える請求項１記載
   の複合加工旋盤。
3. 【請求項３】 ラジアル軸受装置のクランプ装置は、ラ
   ジアル軸受のアウタレースの両側部に当接され、油圧が
   作用したときの軸受の軸方向の移動を規制する部材を備
   える請求項２記載の複合加工旋盤。