JP2005527387A - 万能フライス盤用主軸ヘッド - Google Patents

Abstract

本発明は、万能フライス盤用主軸ヘッドに関する。前記ヘッドは、機械部品１０上に回転可能に取り付けられているハウジング１２、及びそのハウジング内に軸線に平行に位置決めされた直接ドライブの工作主軸１４を備える。本発明によれば、２本の軸線まわりに移動され得る第２の主軸ユニット１５、２がハウジング１２の裏面上に設けられている。

Description

本発明は、移動可能機械部品上に回転可能に取り付けられているハウジング及びそのハウジング内に軸線方向に平行に配設されている直接駆動されるの工作主軸を備える万能フライス盤用主軸ヘッドに関する。

近年、製品性能及び精度を向上させるように、１つのセッティングにおいて被加工物の複雑な機械加工が求められている。様々な万能フライス盤が既知であり、比較的大きくかさばる被加工物でさえ、回転可能に駆動される丸テーブルを使用してそれをフライス削りし旋削することによって加工することができる。さらに、同じ機械で被加工物上に荒削り及び仕上げ作業を実施することが長らく一般的とされてきた。しかし、このために、異なる工具を単一の工作主軸に挿入しそこから抜き出さなければならず、当然それは遅れにつながることになる。

本発明の目的は、１つのセッティングにおいて、たとえ大きな体積のかさばる被加工物でも、その複雑な機械加工を、遅れを低減しつつおこなうことができる万能フライス盤用主軸ヘッドを提供することである。

本発明によれば、前記目的は、主軸ヘッドのハウジングの裏面上に２本の軸線まわりに調整可能な第２の主軸ユニットを設けることによって解決される。

主軸ヘッドを備える工作機械の作業範囲は、本発明によって大幅に拡大される。主軸ハウジングに組み込まれた第１の工作主軸は、種々のフライス削り及び穴あけ作業を実施するように設計され、また荒削り作業用にも寸法設定されている。したがって、通常必要な機械加工作業はそれぞれこの工作主軸を使用して高い加工性能で実施することができる。荒削り及びより粗い仕上げ作業が同様に可能である。主軸ハウジングの裏面上に２本の軸線において調整可能な第２の主軸ユニットを設けることによって、精密な仕上げ作業、彫刻作業及び精密な穴あけなども簡単な方法で前の工具を交換することなく実施することができるので、工作機械の作業範囲が拡大される。第２の工作主軸を２本の互いに鉛直な軸線において調整することが可能なことによって、被加工物上に傾斜した穴及び溝、アンダーカット並びに連続的な角度調整で球状表面でさえ簡単な方法で形成することができる。

本発明の他の目的は、上記で述べたように設計された主軸ヘッド、及び大きくかさばる被加工物を収容するための丸テーブルを備え、その丸テーブルが、被加工物を毎分数百回転で回転させることが可能な有効な回転ドライブを備える、工作機械である。さらに、これによって、旋削工具の好ましくは第１のより有効な工作主軸への挿入後、被加工物上にある程度の旋削作業を実施することが可能である。しかし、さらに第２の主軸で回転する被加工物上にフライス削り作業を実施してもよい。

本発明の他の有効な発展形態及び実施例は特許請求の範囲において定義される。

十分な剛性を伴う高い汎用性を得るように、第２の主軸ユニットは、主軸ハウジングの裏面上に回転可能に取り付けられているフォーク・ヘッドを備え、そのフォークの間に直接駆動される工作主軸が旋回可能に支持されている。好都合には、前記工作主軸は、２０，０００ｒｐｍを越える回転速度の高速主軸（ＨＳ主軸）であってよい。

好都合には、フォーク・ヘッドは、構造的に、その回転軸線がハウジングに組み込まれた工作主軸の軸線に平行になるように設計され、２つの工作主軸が軸線方向に平行に向いている場合、２本の主軸の軸線が整列すなわち一致するように横方向にずれている。

工作主軸は、通常、２本の可撓性チューブ・フィーダを介して、２つの供給システム、すなわち電源及びフラッシングに連結されている。本発明の有効な実施例によれば、単一の可撓性供給チューブだけがフォーク・ヘッドに連結され、第２の供給システムへの連結は、主軸ハウジングに通じるフォーク・ヘッドの回転可能な内部通路によってもたらされる。

本発明のもう１つの有効な実施例によれば、第２の工作主軸のための旋回ドライブとして働く電気モータ及び変速機がフォーク・ヘッド上に設けられ、もう１つの電気モータがフォーク・ヘッドを回転させるための直接ドライブとして設けられて、フォーク内の工作主軸の角度設定及び主軸ハウジング上におけるフォーク・ヘッドの回転位置を調整し、特に十分に安定したかたちで設定位置を定める。

本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照して、万能フライス盤に提供された本発明による主軸ヘッドの以下の説明を読めば明らかになろう。

図１に示されている万能フライス盤は、基部１上に設けられている連続的で剛性が高い機械ベッド２、及び円筒形の被加工物４がその上にクランプ締めされ、モータによって矢印５の方向に移動可能なように前記機械ベッド２上に配設されている丸テーブル３を備える。さらに、ブリッジ構造を有するコラム６は、基部１上に支持されており、スライド７は、モータによって垂直案内部８内を移動可能なようにコラム６の被加工物４に対向している正面上に配設されている。水平スライド１０が前記垂直スライド７の水平なフロント・レール９上に案内され、主軸ヘッド１１が水平スライド１０の正面上にモータによって水平軸線１２まわりに回転可能なように取り付けられている。前記主軸ヘッド１１は、第１の工作主軸１４が直接ドライブモータとともにその中に収容されているハウジング１３を備える。フォーク・ヘッド１５のための第１の回転ドライブは図１に従って広げられた主軸ハウジング１３の下側部内に設けられ、前記フォーク・ヘッド１５はハウジングの反対の端面上に軸線１６まわりに回転可能なように取り付けられている。

特に図２ｂから明らかになるように、フォーク・ヘッド１５は、第１のタイプの供給ラインのための回転通路（図示せず）を囲む回転可能ディスクを介して背壁に取り付けられている。フォーク・ヘッド１５はハウジング部１８及び２つのエンド・サイド・フォーク１９、２０を備え、各フォークは、主軸ハウジング２２がロッド軸線まわりに旋回可能なように２つの軸受けロッドによってその中で支持されている開口２１を有する。主軸ハウジング２２内には、第２の工作主軸２３がその駆動モータ（図示せず）とともに収容されている。フォーク・ヘッド１５のハウジング部１８の一方側には、単一の可撓性供給チューブ２６のためのポート２５が設けられている。図２のａ、ｂに見られるように、フォーク・ヘッド１５の他方側の狭いハウジング部２７内には、電気駆動モータが設けられている。前記駆動モータによって、横蓋２８で覆われた変速機により第２の工作主軸２３がそのハウジング２２とともに軸受けロッド２１まわりに旋回され、十分に高い保持運動量でそれぞれ所望の主軸姿勢に固定される。

図２に部分的に示されているように、本発明による主軸ヘッドは、異なる姿勢で非常に多くの機械加工作業を実施することが可能である。図２ａによる動作姿勢において特に有効な第１の主軸１４は動作可能な状態、すなわち対応する工具の挿入後にあり、特に荒削り作業を被加工物４に実施することができる。被加工物４に様々な精密作業を実施するために、主軸ヘッドをその水平軸線１２まわりに１８０°回転させ、それによって第２の工作主軸２３を備えるフォーク・ヘッドがその作業位置に配置される。主軸ヘッド１１が衝突することなく回転するように、フォーク・ヘッドの種々の構成要素が、たとえば図１、図２ａに見られるように、主軸ハウジング１２から突出しない又は実質上突出しないことが重要である。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではない。垂直方向に移動可能な被加工物テーブルを備えるいわゆるコンソール機械が用いられる場合、たとえば本発明による主軸ヘッドを水平ヘッドとして形成することもでき、たとえば、垂直軸線まわりに回転可能なようにコラムの上面上に配設することができる。さらに、フォーク・ヘッドの様々な変形形態、たとえば精密主軸のハウジング２２が一方側においてのみ支持され回転可能に支承されるようにどちらか一方のフォーク１９、２０を除くことが可能である。最後に、いわゆる直接ドライブは精密主軸２３のための旋回ドライブとして使用され、前記直接ドライブの固定子がフォーク１９、２０のうちの少なくとも１つの内部に取り付けられ、そのような電気モータの回転子が主軸ハウジング２２のそれぞれの軸受けロッドに取り付けられることができる。そうした直接ドライブを用いる場合、蓋２８で覆われた変速機は除かれてよい。他の変形形態として、供給チューブを、図２ｃに破線で示すように精密主軸ハウジング２２の軸受けロッド２１に連結することもできる。

本発明による主軸ヘッドを備える万能フライス盤の概略斜視図である。 それぞれ異なる動作姿勢の主軸ヘッドの概略斜視図である。

Claims (7)

1. 機械部品（１０）上に回転可能に取り付けられているハウジング（１２）と、
   前記ハウジング内に軸線方向に平行に取り付けられている工作主軸（１４）と
   を備え、
   ２本の軸線まわりに調整可能な第２の主軸ユニット（１５、２）が前記ハウジング（１２）の裏面上に配設されていることを特徴とする
   万能フライス盤用主軸ヘッド。
2. 前記第２の主軸ユニットが、回転可能なフォーク・ヘッド（１５）を備え、前記フォーク・ヘッド（１５）のフォーク（１９、２０）の間に工作主軸（２３）が旋回可能に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の主軸ヘッド。
3. 前記主軸ヘッドの回転軸が、前記ハウジング（１２）に組み込まれた前記工作主軸（１４）に平行に延び、横方向にずれていることを特徴とする、請求項２に記載の主軸ヘッド。
4. 前記２つの工作主軸（１４、２３）が軸線方向に平行に向いている場合、それらの軸線が一致することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
5. 可撓性供給チューブ（２６）が前記フォーク・ヘッド（１５）に連結されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
6. 前記フォーク・ヘッド（１５）が、前記第２の工作主軸（２３）のための旋回ドライブとして働く電気モータ及び変速機を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
7. 前記第２の工作主軸（２３）の旋回軸線、前記フォーク・ヘッド（１５）の回転軸線及び前記主軸ハウジングの回転軸線が互いに直角な平面上に延びていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。

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