JP2005007508A - 工具タレット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動工具交換を行うことを前提として、タレット3には固定工具取付部57と1個の回転工具取付部48とを別個に設け、回転工具取付部48には、コレットチャックを設けて工具自体を交換可能にする。工具主軸の反対側端部には、コレット爪の開閉シリンダが配置されている。タレットハウジング35は、工具主軸を軸支している直径方向のバー部(T字の横棒部)61と、これと交差交する方向に延びるステム部(T字の縦棒部)49とで正面視でT形に形成され、ステム部49の端部が固定工具取付部57となっている。
【選択図】 図4
Description
【発明が属する技術分野】
この発明は、割出軸を中心とする円周上に回転工具取付部と固定工具取付部とを備え、自動工具交換と割出軸回りの回転によって工具を選択する工作機械の工具タレットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在提供されている旋盤の多くはタレット旋盤であり、刃物台に搭載された工具タレットの割出軸回りの回転により、当該タレットに装着された複数の工具の1つを選んでワークの加工を行っている。現在では、回転工具駆動装置を内蔵した工具タレットも広く用いられており、ドリルやフライスなどの回転工具を装着して、旋盤の主軸に把持されたワークに孔加工、溝加工、平面加工などを行っている。
【0003】
一般的なタレット旋盤は、自動工具交換装置を備えておらず、タレットに装着された工具の範囲内でワークの加工を行っている。タレットは工具交換速度が速いけれども、使用できる工具の数が比較的少ない数に制限される。この工具数の制限は、タレットへの自動工具交換装置を設けることによって解決することができる。
【0004】
回転工具をタレットに装着するときは、回転工具をそれぞれのホルダに自由回転可能に軸支して、当該ホルダをタレットの工具取付部に装着するようにしている。従って、自動工具交換を行う場合は、回転工具をホルダと共に交換する。即ち、回転工具は、それぞれホルダに装着された状態で工具マガジンに収容され、工具タレットにホルダを着脱することによって、タレットへの回転工具の装脱が行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
通常のタレット旋盤では、工具タレットの割出軸の方向が主軸方向(Z軸方向)又は主軸と直交する工具の切込み送り方向(X軸方向)に固定されている。そのため、タレットに内蔵した工具主軸の方向がX軸方向又はZ軸方向に限定され、ワークの周面と端面の加工が必要なときは、使用する工具が同じであっても、ストレートホルダに装着した工具とアングルホルダに装着した工具との2個の工具を使用する必要がある。更に各傾斜角に対応する角度のホルダを別途用意しなければ、ワークに斜めの孔加工や平面加工を行うことができない。
【0006】
更に回転工具のホルダは、大きな加工反力が作用する工具を軸受を介して保持する構造のため、工具の支持剛性を高めるためには、剛性の大きな軸受を用いる必要があり、工具径に比べてホルダが大型になり、従ってタレットも大型になるという問題がある。タレットが大型になると、ワークや主軸とタレットとの干渉によって工具とワークとの接近性が低下し、凹凸の大きなワークを加工するとき、加工不能領域が生ずる問題がある。
【0007】
この発明は、回転工具が装着可能な工具タレットにおいて、タレットハウジングやその工具取付部を小型にすることができ、ワークへの工具の接近性を良好にすると共に、ワークの周面の加工と端面の加工とを回転工具を交換しないで加工することが可能で、かつワークに対する斜めの孔や平面の加工も可能な、工具タレット及びそのような工具タレットを備えた旋盤を提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、自動工具交換を行うことを前提として、タレット3には固定工具取付部57と1個の回転工具取付部48とを別個に設け、回転工具取付部48には、コレットチャック40を設けて工具自体を交換可能にすることにより、上記課題を解決している。回転工具の回転力は、割出軸6の軸線上に配置した伝達軸30から傘歯車対34、47を介して工具主軸37に伝達される。コレットチャックの爪40aは、工具主軸37の中空孔に挿通されたプルロッド41の先端に連結されており、工具主軸37の反対側端部には、コレット爪40aの開閉シリンダ43が配置されている。一般的な構造としては、コレット爪40aは、ばねで閉方向に付勢され、このばね力に抗するチャック開閉シリンダ43の油圧力で開放される。
【0009】
本願の請求項1の発明に係る工具タレットは、割出軸6回りに回転して、その外周部に装着された複数の工具4、5の1つを選択する工作機械の工具タレットにおいて、前記割出軸回りの位相を異にする位置に固定工具取付部57と1個の回転工具取付部48とを備え、前記回転工具取付部は、前記割出軸回りに180度位相が異なる位置に配置された開閉ピストン42で開閉されるコレットチャック40を備えている。
【0010】
好ましい形態のタレットハウジング35は、工具主軸37を軸支している直径方向のバー部(T字の横棒部)61と、これと交差交する方向に延びるステム部(T字の縦棒部)49とで正面視でT形に形成され、ステム部49の端部が固定工具取付部57となっている。タレットハウジング35の上記T形は、上記ステム部49がバー部61に対して斜めになった斜体のT形であってもよい。
【0011】
本願の請求項2の発明に係る工具タレットは、前記割出軸と直交する直径方向のバー部61と半径方向のステム部49とを一体に備えた正面視でT形のタレットハウジング35を備え、前記バー部の両端に回転工具取付部48とコレットチャック開閉シリンダ43とを備え、前記ステム部の端部に固定工具取付部57を備えている。
【0012】
上記構造の工具タレット3は、自動工具交換装置を用いて回転工具取付部48に回転工具4自体を、即ち、回転工具を軸支するホルダを介さないで着脱する。従来構造で用いられている回転工具のホルダは、軸受を内蔵するため、工具そのものに比べて大型になる。一方、固定工具5は、ホルダ58と一体化できるため、ホルダを設けても寸法はそれほど大きくならない。
【0013】
以上のことから、この出願の発明に係る工具タレットは、ホルダを介して回転工具を装着する従来の工具タレットに比べて、大幅な小型化が可能である。更にタレットハウジング35が正面視でT形をしていて、回転工具取付部48及び固定工具取付部57の両側にハウジングが存在しない逃げ空間60が形成されるため、ワークに対する工具4、5の接近性が良くなり、タレットハウジング35の割出回転や移動に必要な空間も小さくすることができて、工作機械の小型化を図ることができる。
【0014】
なお、本願の発明に係る工具タレットは、自動工具交換装置によって工具交換を行うため、タレットの割出回転による工具交換に比べて時間がかかるが、複数の刃物台を備えた工作機械においては、工具交換を行っている間に他の刃物台の工具で加工を行うという加工手順を採用することにより、この問題を回避することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図1は本願発明の工具タレットを備えた旋盤の一例を示す側面図、図2は工具タレットと割出装置を示す断面側面図、図3は割出装置の部分拡大断面図、図4は工具タレットの正面図である。
【0016】
図1において、旋盤のベッド50には主軸52と平行にZ軸ガイドレール51が設けられ、このZ軸ガイドレールにZ軸スライド53が摺動自在に装着されている。Z軸スライド53には、Y軸ガイドレール54が設けられ、このY軸ガイドレールにY軸スライド55が摺動自在に装着されている。Y軸スライド55の頂部には、X軸ガイドレール56が設けられ、このX軸ガイドレールに刃物台1が摺動自在に装着されている。刃物台1には、工具タレット3を備えたタレット割出装置2がY軸回りに旋回自在に装着されている。従って工具タレット3の割出軸6は、Y軸と直交する平面内で旋回する。ここでZ軸は主軸方向、X軸はZ軸と直交する工具の送り方向、Y軸はZ軸及びX軸と直交する方向である。
【0017】
工具タレット3及びタレット割出装置2の断面を示す図2、3において、タレット割出装置2のハウジング(以下「割出ハウジング」という)11の一方の端面には、リング状のクロスローラ軸受12で円盤状のタレットベース13が自由回転可能に支持されている。タレットベース13には、リング状のホイールギヤ14が固定されており、このホイールギヤに工具タレット3を回転駆動する割出モータ15の出力軸に固定したピニオン7が噛合している。割出モータ15は、割出ハウジング11の外周部に設置されている。この構造により、工具の高い支持剛性を確保しつつ、割出装置2の軸方向長さを短くすることを可能にしている。
【0018】
クロスローラ軸受12の内径側には、工具タレット3の割出位置を固定するスリーピース型の面歯車継手16が配置されている。この面歯車継手16は、割出ハウジング11に固定された固定歯車17、タレットハウジング35の下部に固定された回転歯車18及びこれらの歯車と対向する嵌脱歯車19を備えている。嵌脱歯車19は、嵌脱ピストン20の端面に形成されている。嵌脱ピストン20は、タレットハウジング35に固定されて割出ハウジング11内に延びる円筒部材21と割出ハウジング11との間に形成されたリング状のシリンダ22に嵌装されている。
【0019】
工具タレット3を回転させるときは、シリンダ22のロッド側室23に油圧を供給してピストン20を反タレット側に移動し、嵌脱歯車19の噛合を解く。工具タレット3を割出し位置で固定するときは、シリンダ側室24に油圧を供給してピストン20をタレット側に移動し、嵌脱歯車19を固定歯車17と回転歯車18とに同時に歯合させる。嵌脱歯車19を噛合方向に付勢するシリンダ側室24の受圧面は、タレットハウジングから延びる円筒部材21の先端フランジ部26と割出ハウジングに形成した段部27とで形成され、両者の受圧面積が等しくなっている。従ってシリンダ側室24に油圧が供給されると、嵌脱歯車19が固定歯車17と回転歯車18とに等しい圧力で噛合されるようになっている。ピストン20は、回り止めピン28で割出軸回りの回転が阻止されている。
【0020】
割出ハウジング11の中心部には、内ハウジング29が一体的に嵌合固定されており、この内ハウジング29に中空の伝達軸30が軸支されていいる。この伝達軸30の基端には、内ハウジング29の基端側に設けた工具駆動モータ31の出力軸32が連結され、先端には、タレットハウジング35に軸支された歯車軸33が連結され、この歯車軸の先端に駆動側傘歯車34が形成されている。
【0021】
タレットベース13には、正面視でT形(図4参照)をしたタレットハウジング35がインロー36で軸心を一致させて固定されている。タレットハウジング35には、割出軸6と直交する方向に工具主軸37が軸受38、39で軸支されている。工具主軸37は中空軸で、その中空孔にコレット爪40aと、当該コレット爪に連結されたプルロッド41と、コレット爪を閉方向に付勢する多層の皿ばね8とが収納されている。
【0022】
プルロッド41の後端は、工具主軸37の後端から突出しており、この突出部分に開閉ピストン42が遊嵌されている。開閉ピストン42は、タレットハウジング35と実質上一体の開閉シリンダ43に嵌挿されている。開閉シリンダ43の背後側の油圧室44に油圧が供給されると、開閉ピストン42の前端がプルロッド41に形成した段部62に当接し、更にこれを押動してコレット爪40aを開く。一方、開閉シリンダの前方の油圧室45に油圧が供給されると、開閉ピストン42は後退し、その前端が段部62から離れて、コレット爪40aは前記皿ばね8のばね力によって閉じて工具4を把持し、プルロッド41は工具主軸37と共に回転可能な状態になる。プルロッド41は中空軸で、その後端には工具に切削液を供給する回転ユニオン46が連結されている。
【0023】
工具主軸37の中間部には、従動側傘歯車47が装着されて、駆動側傘歯車34と噛合している。工具主軸37の先端は、フライスやドリルなどの回転工具4を装着する回転工具取付部48となっている。一方、タレットハウジングのステム部49の端部は固定工具取付部57とされ、ホルダ58と一体のバイトなどの固定工具5が装着されるようになっている(図4参照)。
【0024】
回転工具取付部48及び固定工具取付部57には、図1の紙面の手前側に配置された自動工具交換装置によってワークの加工に必要な工具が装着される。固定工具5は、テーパシャンク59で固定され、回転工具4は、コレット爪40aで把持して固定される。工具交換を行うときは、交換しようとする回転工具4又は固定工具5を自動工具交換装置側に向けて刃物台1をホームポジションに復帰させ、当該位置で所望の工具に交換する。
【0025】
ワークの加工を行うときは、工具4又は5をワークに接近させる必要があるが、このとき、タレットハウジング35が正面視でT形をしている関係上、回転工具取付部48及び固定工具取付部57の両側にワークとの干渉を避ける逃げ空間60が形成されているため、ワークと干渉させることなく工具4、5をワークに接近させることが可能で、かつ工具タレット3自体を小型にできるため、工具タレット3の移動空間も小さくすることができ、凹凸の大きなワークの加工が可能になると共に、工作機械の小型化を図ることができる。また、2主軸対向旋盤の両主軸の中間に配置される工具タレットとしてこの発明の工具タレットを用いたときは、加工中の両主軸の間隔や、両主軸に個別に把持されたワークの間隔を狭くした状態でも加工が可能になるので、加工サイクルの短縮や、より寸法の大きなワークの加工が可能になるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の工具タレットを装着した旋盤の一例を示す模式的な側面図
【図2】工具タレットとその割出装置の例を示す断面側面図
【図3】図2の割出装置の部分拡大断面図
【図4】工具タレットの正面図
【符号の説明】
4 回転工具
5 固定工具
6 割出軸
35 タレットハウジング
40 コレットチャック
42 開閉ピストン
43 開閉シリンダ
48 回転工具取付部
49 ステム部
57 固定工具取付部
61 バー部
Claims (2)
- 割出軸(6)回りに回転して、その外周部に装着された複数の工具(4,5)の1つを選択する工作機械の工具タレットにおいて、前記割出軸回りの位相を異にする位置に固定工具取付部(57)と1個の回転工具取付部(48)とを備え、前記回転工具取付部は、前記割出軸回りに180度位相が異なる位置に配置された開閉ピストン(42)で開閉されるコレットチャック(40)を備えている、工具タレット。
- 前記割出軸と直交する直径方向のバー部(61)と半径方向のステム部(49)とを一体に備えた正面視でT形のタレットハウジング(35)を備え、前記バー部の両端に回転工具取付部(48)とコレットチャック開閉シリンダ(43)とを備え、前記ステム部の端部に固定工具取付部(57)を備えている、工具タレット。
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