JP2007044792A - Machine tool for long object machining - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パイプ、軸等の端部を加工する長物加工用工作機械に関するものである。 The present invention relates to a machine tool for processing long objects that processes ends of pipes, shafts and the like.
従来の技術として、特許文献1があった。即ち、ベッドに、左右一対の主軸台を接離方向(Z軸方向)に移動可能に設け、各主軸台に支持された主軸の対向側端部にワーク用チャック、端面バイト及びセンタードリルを設け、前記ベッドに前記主軸台と同方向に移動する刃物台を設けるとともに、該刃物台にタレットを設け、各主軸台の中間に移動チャックを左右及び上下方向に移動自在に設ける。
There existed
そして、黒皮のワークを移動チャックによりクランプして各主軸と同軸に位置させた後、各主軸を回転させ、前記端面バイト及びセンタードリルにより前記ワークの端面及び軸心部のセンター穴を加工する。次いで、主軸に設けたワーク用チャックで前記ワークをクランプするとともに、前記移動チャックによるワークのクランプを解除し、主軸でワークを回転させながら、刃物台に取り付けたバイトにより該ワークの外周を加工する。 Then, after clamping the black skin workpiece with a moving chuck to be positioned coaxially with each main shaft, each main shaft is rotated, and the end hole of the workpiece and the center hole of the shaft center portion are machined with the end face tool and the center drill. . Next, the workpiece is clamped by a workpiece chuck provided on the spindle, the workpiece is clamped by the moving chuck, and the outer periphery of the workpiece is machined by a tool attached to the tool post while the workpiece is rotated by the spindle. .
前記特許文献1は、主軸台のワーク用チャックにワークを貫通させて支持するものでなかったため、ワークの端部を加工する際には、各主軸台の中間部に設けた専用の移動チャックでワークの中間部を支持する必要があった。また、主軸台の主軸は、軸方向両端部をベアリングで堅牢に支持するようにしていた。このため、高価になるとともに、大型になるものであった。
本発明は、接離方向に移動する一対の軸受台にワークが挿通可能なワークホルダを設け、該ワークホルダによりワークの両端部を嵌合保持して該ワークを回転させることにより、安価かつ小型化に適した新規な長物加工用工作機械を得ることを目的とする。 The present invention provides a work holder through which a work can be inserted into a pair of bearing bases that move in the contact / separation direction, fits and holds both ends of the work with the work holder, and rotates the work to reduce the cost and size. The purpose is to obtain a new machine tool for long workpieces suitable for machining.
本発明は、前記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項1に係る発明は、フレームに左右方向に延びるZ軸レールを設け、該Z軸レールに一対の軸受台を互いに接離方向に移動可能に設け、各軸受台に長物のワークが挿通可能なワークホルダを同軸にかつ回転自在に設けるとともに、該ワークホルダにワークを挟持するチャックを設け、前記軸受台を互いに接離方向に移動させるZ軸移動装置と、前記ワークホルダを回転させる駆動装置、及び前記ワークを加工する刃物台を設ける構成にしたものである。
請求項2に係る発明は、前記Z軸移動装置として、Z軸レールに一対のZ軸可動台を互いに接離方向に移動可能に設けるとともに、各Z軸可動台を各軸受台の外側に配置し、前記Z軸可動台に刃物台を設け、左右に隣接する刃物台と軸受台とを互いに係合・離脱させる係脱装置を設けるとともに、各軸受台をフレームに固定・解除するクランプ装置を設け、前記Z軸可動台を左右方向に移動させるZ軸モータと、前記刃物台をZ軸可動台に対して直交方向に移動させるX軸モータとを設ける構成にしたものである。
請求項3に係る発明は、前記駆動装置として、Z軸レールと平行する駆動軸を設け、該駆動軸に回転体を相対回転不能かつ左右摺動可能に設け、該回転体とワークホルダとにそれぞれ歯付きプーリ又はスプロケットを設け、該歯付きプーリ又はスプロケット間に歯付きベルト又はチェーンを懸回し、前記駆動軸に主軸モータを連結する構成にしたものである。
The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, according to the first aspect of the present invention, a Z-axis rail extending in the left-right direction is provided on the frame, and a pair of bearing bases are provided on the Z-axis rail so as to be movable toward and away from each other. A work holder that can be inserted is provided coaxially and rotatably, and a chuck for holding the work is provided on the work holder, the Z-axis moving device that moves the bearing bases in the contact and separation directions, and the work holder is rotated. A driving device and a tool post for processing the workpiece are provided.
According to a second aspect of the present invention, as the Z-axis moving device, a pair of Z-axis movable bases are provided on the Z-axis rail so as to be movable toward and away from each other, and each Z-axis movable base is disposed outside each bearing base. The Z-axis movable base is provided with a tool rest, and an engagement / disengagement device for engaging / disengaging the tool rest and the bearing base adjacent to each other on the right and left sides is provided, and a clamp device for fixing / releasing each bearing base to / from the frame. And a Z-axis motor for moving the Z-axis movable table in the left-right direction and an X-axis motor for moving the tool rest in a direction orthogonal to the Z-axis movable table.
According to a third aspect of the present invention, a drive shaft parallel to the Z-axis rail is provided as the drive device, and a rotary body is provided on the drive shaft so as not to be relatively rotatable and slidable to the left and right. A toothed pulley or sprocket is provided, a toothed belt or chain is suspended between the toothed pulley or sprocket, and a main shaft motor is connected to the drive shaft.
本願発明は、一対の軸受台をZ軸移動装置で接離方向に移動させることにより、各ワークホルダをパイプあるいは軸等のワークの長さに適した間隔に設定することができる。これにより、各ワークホルダでワーク両端を支持することができ、軸受台に対するワークホルダの軸受構造が簡素であっても、ワークを高精度にかつ堅固に支持し、該ワークの両端部を高精度に加工することができる。
また、前記各ワークホルダの間隔は、ワークを加工する刃物台の移動によって行うようにしたので、構造が簡素になるとともに、各ワークホルダの間隔が高精度に行えることになる。
また、前記ワークホルダの回転は、Z軸レールと平行する駆動軸を回転させ、該駆動軸の回転を歯付きプーリ又はスプロケット、と両者間に懸回した歯付きベルト又はチェーンとにより行うようにしたので、ワークを支持するワークホルダの軸長を短くすることができ、短いワークの端部加工が容易に行えることになる。
In the present invention, each work holder can be set to a distance suitable for the length of a work such as a pipe or a shaft by moving the pair of bearing stands in the contact / separation direction with the Z-axis moving device. As a result, each work holder can support both ends of the work, and even if the work holder has a simple bearing structure with respect to the bearing stand, the work is supported with high precision and firmness, and both ends of the work are highly accurate. Can be processed.
Further, since the interval between the work holders is determined by moving the tool post for machining the workpiece, the structure is simplified and the interval between the work holders can be performed with high accuracy.
The work holder is rotated by rotating a drive shaft parallel to the Z-axis rail, and the drive shaft is rotated by a toothed pulley or sprocket and a toothed belt or chain suspended between them. As a result, the axial length of the work holder that supports the work can be shortened, and end machining of a short work can be easily performed.
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図面において、図1は本発明の実施の形態を示す要部断面正面図、図2は図1の説明用左側面図、図3は軸受台部の要部断面図、図4はワークホルダ部の断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a cross-sectional front view of an essential part showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a left side view for explaining FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of a bearing base, and FIG. FIG.
図1、図2において、1はフレーム(ベッド)であり、このフレーム1の正面側に側面視三角形状の支持台2を固定する。この支持台2の正面側に、図1において左右方向に延びるZ軸レール3を設け、該Z軸レール3に左右一対のZ軸可動台4を左右摺動可能に取り付ける。各Z軸可動台4は支持台2の左右両側に設けたサーボモータからなるZ軸モータ(Z軸移動装置)5により、Z軸レール3に沿って個々に左右方向に移動される。
1 and 2,
前記各Z軸可動台4に刃物台7を、図1において上下摺動可能に取付け、これら刃物台7は各Z軸可動台4の上部に取り付けたX軸モータ(サーボモータ)8によって個々に上下動される。前記各刃物台7にタレット9を左右に対面させて取付け、該タレット9は旋回モータ(サーボモータ)10によって左右の軸心を中心として旋回される。前記各タレット9の外周にはバイト、センタードリル等、各種の刃物11が取付けられている。
A
前述した支持台2の上部に、ボールスプラインからなる駆動軸13を前記Z軸レール3と平行に配置し、その左右両端部をベアリングを介して支持台2に回転自在に取付ける。該駆動軸13は歯付きプーリ23を介して支持台2に取り付けた主軸モータ(駆動装置)14に連結される。
A
前記各Z軸可動台4の左右中間部に左右一対の軸受台15を配置し、取付けベース15a(図2)を介して前記Z軸レール3に左右摺動可能に取付け、該軸受台15の上端部に回転体16を回転自在に取り付け、また、該軸受台15の下端部にワークホルダ18を回転自在に取り付ける。前記回転体16とワークホルダ18とは、図3に示すように、歯付きプーリ23,24及び歯付きベルト25を介して互いに連結される。
A pair of left and right bearing
前記回転体16は、図3に示すように、駆動軸13に摺動可能かつ相対回転不能にスプライン嵌合させたスライダー16aに保持環16bを嵌合固定し、該保持環16bを、上部軸受17を介して軸受台15の上端部に回転自在に支持する。また、前記保持環16bの一側に歯付きプーリ23を固定する。
As shown in FIG. 3, the rotating
前記ワークホルダ18は、図3、図4に示すようになっている。即ち、パイプ、あるいは軸等の長物のワークWが嵌合する嵌合筒19を支持環20内に摺動可能にスプライン嵌合させ、この支持環20を介して下部軸受26により前記軸受台15の下端部に回転自在に支持する。前記嵌合筒19はコレットチャックからなり、図4において左部に切り割れされた挟持爪19aを有し、作動ばね21により常時右方(クランプ方向)に移動付勢され、支持環20の左端内周に形成したテーパー面20aにより前記挟持爪19aを軸心方向に弾性変形させる。
The
前記挟持爪19aによるワークWの挟持は、ワークWを取り外す際に、チャック解除装置22によって解除させる。即ち、図4に示すように、軸受台15の下端部に解除アーム22aを揺動可能にピン支持し、その一端部を図4において前記嵌合筒19の右端面に当接させ、その他端部を軸受台15に取り付けた解除シリンダ22bのピストンロッド22cに連結する。そして、前記ピストンロッド22cにより解除アーム22aの他端部を外側方に押圧することにより、嵌合筒19を図4において左方に移動させ、前記挟持爪19aを半径方向外方に弾性復帰させてワークWの挟持を解除する。
The clamping of the workpiece W by the
前記支持環20の一側に歯付きプーリ24を固定し、該歯付きプーリ24と前述した駆動軸13側の歯付きプーリ23と間に歯付きベルト25を懸回し、駆動軸13の回転が嵌合筒19に伝達されるようにする。なお、前記歯付きプーリ23,24はスプロケットに、前記歯付きベルト25はチェーンに換えてもよい。
A
前述した刃物台7及び軸受台15のうち、左右に隣接する刃物台7と軸受台15とを互いに係合・離脱させる係脱装置27を設けるとともに、各軸受台15をフレームに固定・解除するクランプ装置30を設ける。
Of the above-described
前記係脱装置27は、図1に示すように、刃物台7の、軸受台15と対面する側部に係合環27aを側方に向けて突出固定し、前記軸受台15の、刃物台7と対面する側部に前記係合環27aが嵌合係止する係合ピン27bを下方に向けて突出固定する。これにより、刃物台7を軸受台15方向に移動させて前記係合環27aを係合ピン27bの下方に位置させた後、該刃物台7を上方に移動させ、係合環27aを係合ピン27bに係合させて刃物台7を軸受台15に連結する。また、上記状態から刃物台7を下方に移動させることにより、係合環27aを係合ピン27bから離脱させ、刃物台7と軸受台15との連結を解除する。
As shown in FIG. 1, the engagement /
前記クランプ装置30は、図2に示すようになっている。即ち、各軸受台15の取付けベース15aの上部にクランプシリンダ30aを取付け、該クランプシリンダ30aにより、下部のクランプ爪30bを開閉させ、該クランプ爪30bによってZ軸レール3の固定ベース3aを挟持又は解除する。これにより、各軸受台15がZ軸方向に移動されて両者の間隔が所定値に設定された際に、前記クランプシリンダ30aをロック方向に作動させて各軸受台15を固定ベース3a、従ってフレーム1に固定する。
The clamping
ここで、前述したZ軸可動台4、刃物台7、Z軸モータ5、及び係脱装置27は、本願発明のZ軸移動装置をなす。また、前述した駆動軸13、主軸モータ14、回転体16、歯付きプーリ23,24、歯付きベルト25は、本願発明の駆動装置をなす。なお、前記回転体16、歯付きプーリ23,24、及び歯付きベルト25は、左右の軸受台15のうち、一方の軸受台15に設けた回転体16、歯付きプーリ23,24、及び歯付きベルト25のみとしてもよい。また、歯付きベルト25は平ベルトあるいはVベルトに、前記歯付きプーリ23,24は平プーリあるいはVプーリにしてもよい。
Here, the Z-axis movable table 4, the
次に前記実施例の作動態様について説明する。まず、係脱装置27を係合作動させて刃物台7と軸受台15とを互いに係合させる。即ち、Z軸モータ5を前進方向に起動させて刃物台7を軸受台15方向に移動(前進)させ、係合環27aを係合ピン27bの下方に位置させた後、X軸モータ8を上昇方向に起動させて前記刃物台7を上方に移動させ、係合環27aを係合ピン27bに係合させ、刃物台7を軸受台15に連結する。
Next, the operation mode of the embodiment will be described. First, the engagement /
次いで前記Z軸モータ5を行進方向に起動させてZ軸可動台を後進させ、各軸受台15の間隔をワークWの長さに適した間隔に設定する。次いで、クランプ装置30をロック作動させて前記軸受台15をフレーム1に固定し、ワークホルダ18にワークWを嵌合させる。次いでX軸モータ8を下降方向に起動させて前記刃物台7を下方に移動させ、係合環27aを係合ピン27bから離脱させて刃物台7と軸受台15との連結を解除する。
Next, the Z-
次いで、主軸モータ14を起動させ、駆動軸13、回転体16、歯付きプーリ23,24、歯付きベルト25、ワークホルダ18を介してワークWを回転させる。また、これと並行してZ軸モータ5、X軸モータ8、及び旋回モータ10を予め設定したプログラムに従って起動させる。さすれば、刃物台7に取り付けた刃物11が選択されるとともに、該刃物11がZ軸可動台4、刃物台7を介してX軸及びZ軸方向に移動され、前記ワークWの端部を加工することになる。
Next, the
1 フレーム
2 支持台
3 Z軸レール
3a 固定ベース
4 Z軸可動台
5 Z軸モータ(Z軸移動装置)
7 刃物台
8 X軸モータ
9 タレット
10 旋回モータ
11 刃物
13 駆動軸
14 主軸モータ(駆動装置)
15 軸受台
15a 取付けベース
16 回転体
16a スライダー
16b 保持環
17 上部軸受
18 ワークホルダ
19 嵌合筒
19a 挟持爪
20 支持環
21 作動ばね
22 チャック解除装置
22a 解除アーム
22b 解除シリンダ
22c ピストンロッド
23,24 歯付きプーリ(スプロケット)
25 歯付きベルト(チェーン)
26 下部軸受
27 係脱装置
27a 係合環
27b 係合ピン
30 クランプ装置
30a クランプシリンダ
30b 爪
1
7 Tool post 8
15
25 Toothed belt (chain)
26 Lower bearing 27 Engaging /
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