JP2007090478A

JP2007090478A - 工作機械の主軸頭ユニット

Info

Publication number: JP2007090478A
Application number: JP2005281982A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hara; 邦夫原; Kyoko Koo; 恭子小尾; Go Hirano; 郷平野
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: JP4738119B2

Abstract

【課題】工具交換装置で交換するアタッチメント主軸ヘッドでありながら、重切削を行っても変位や振動が発生しない工作機械の主軸頭ユニットを提供すること。
【解決手段】アタッチメント主軸ヘッド７のフレーム１３にサポートピン１９と短いサポートピン２１を設け、主軸ハウジング１の先端面に位置決めブロック２３と可動位置決めブロック２５を設ける。主軸３の工具把持部５にアタッチメント主軸ヘッド７のテーパシャンク１５を装着すると共に、サポートピン１９を位置決めブロック２３に係合させ、短いサポートピン２１を可動位置決めブロック２５に係合させる。アタッチメント主軸ヘッド７を交換するときは、シリンダ２７、ピストン２９によって可動位置決めブロック２５を退避させて、工具交換アームが位置決めブロックに衝突しないようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具交換装置によって交換するアタッチメント主軸ヘッドの支持装置を有した工作機械の主軸頭ユニットに関する。

アタッチメント主軸ヘッドは、工作機械の主軸に装着するアタッチメント式の主軸装置であり、アンギュラ主軸ヘッド、増速主軸ヘッド、多軸ヘッドなどがある。小型の工作機械においては、アタッチメント主軸ヘッドは、他の切削工具と同様に工具交換装置によって交換される。アタッチメント主軸のアンギュラ主軸ヘッドは、例えば、特許文献１に開示されている。このアンギュラ主軸ヘッドは、テーパシャンク部を主軸先端部に装着し、主軸ハウジングに設けた位置決めブロックで割出し、位置決めを行う。アンギュラ主軸の方向を変えたいときは、アンギュラ主軸ヘッドに設けた回り止めピンを主軸ハウジング側に適宜設けた位置決めブロックに係合することによって行うものである。

特公平３−４３３９号公報

前述のアンギュラ主軸ヘッドは、テーパシャンク部を主軸先端部に装着し、ドローバーで引込むものである。そして、アンギュラ主軸の方向を割出すために、アンギュラ主軸ヘッド側に設けた１個の回り止めピンと主軸ハウジング側に設けた複数の位置決めブロックが設けてある。この装置では、切削抵抗によって発生するアンギュラ主軸ヘッドに作用する力を、アンギュラ主軸ヘッドのテーパシャンク部と主軸先端部のテーパ部との結合のみで受けているので、重切削を行うとアンギュラ主軸ヘッドが変位したり振動したりして、加工精度が悪くなるという問題点があった。
本発明は、従来技術の問題点を解決することを課題としており、本発明の目的は、アタッチメント主軸ヘッドを工具交換装置で交換可能にして、しかも、重切削を行ってもアタッチメント主軸ヘッドの変位や振動が発生しないアタッチメント主軸ヘッドの支持装置を有した工作機械の主軸頭ユニットを提供することである。

前述の目的を達成するために、本発明によれば、工具交換装置によって交換するアタッチメント主軸ヘッドの支持装置を有した工作機械の主軸頭ユニットであって、前記工作機械の主軸ハウジングと、前記主軸ハウジングに回転可能に設けられ、先端部に工具のシャンク部を装着する工具把持部を有した主軸と、前記主軸の工具把持部に係合するシャンク部を有し、前記主軸ハウジングとの対向面に複数のサポートピンを設けたアタッチメント主軸ヘッドと、前記主軸ハウジングに設けられ、前記アタッチメント主軸ヘッドのサポートピンと係合し、前記アタッチメント主軸ヘッドのフレームを支持する複数の位置決めブロックと、前記アタッチメント主軸ヘッドを交換する際に工具交換装置の工具交換アームが前記位置決めブロックに衝突しないように、少なくとも一つの前記位置決めブロックを退避させる位置決めブロック退避手段と、を具備した工作機械の主軸頭ユニットが提供される。

アタッチメント主軸ヘッドのテーパシャンク部を主軸先端部に装着しドローバーで引き込むと共に、アタッチメント主軸ヘッドに設けた複数のサポートピンを主軸ハウジングに設けた複数の位置決めブロックに当接して、主軸の軸線方向と回転方向の位置決めを行い、アタッチメント主軸ヘッドのフレームを支持する。そのため、切削抵抗によって発生するあらゆる方向の力を受けることができ、アタッチメント主軸ヘッドの取付け剛性が高まる。更に、アタッチメント主軸ヘッドを工具交換装置で交換する場合は、工具交換アームが位置決めブロックに衝突しないように、工具交換アームの動作領域内に設けた位置決めブロックを位置決めブロック退避手段で退避させるようにした。

アタッチメント主軸ヘッドを主軸に装着し加工を行う場合は、アタッチメント主軸ヘッドのテーパシャンク部を主軸先端部に結合すると共に、複数のサポートピンを位置決めブロックに係合させてアタッチメント主軸ヘッドのフレームを支持するので、重切削を行ってもアタッチメント主軸ヘッドが変位したり振動したりすることなく、高精度の加工が行える。アタッチメント主軸ヘッドを交換する場合は、工具交換アームが位置決めブロックに衝突しないように位置決めブロックを可動にして退避させるようにしたので、工具交換アームの動作領域内にも位置決めブロックを設けることができる。そのため、アタッチメント主軸ヘッドの支持が確実になり、取付け剛性が高くなった。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１を参照して、工作機械の主軸ハウジング１は、図示しないテーブルとの間でＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動可能に設けられている。主軸３は主軸ハウジング１の内部に図示しない軸受によって回転可能に軸承されている。主軸３の先端部には工具のテーパシャンク部を装着する工具把持部５を有している。アタッチメント式のアンギュラ主軸ヘッド７は、ボディ９の先端部にアンギュラ主軸１１が設けられ、アンギュラ主軸１１の先端部に工具が取付けられる。ボディ９の主軸ハウジング１との対向面はフレーム１３になっている。ボディ９の内部は、主軸３の回転をアンギュラ主軸１１に伝達する構造であり、この構造は周知の構造であるので詳細な説明は省略する。

主軸３とアンギュラ主軸ヘッド７の接続は、アンギュラ主軸ヘッド７の回転入力軸に設けたテーパシャンク部１５を主軸３の先端部の工具把持部５に係合させて、図示しない引込み装置で引込んで結合する。引込み装置はドローバー、皿ばね等を用いた周知の装置である。アンギュラ主軸ヘッド７は、他の工具と同様に工具交換装置で交換するものであり、工具交換アームが把持するように把持溝１７が設けられている。工具交換装置は、その工具交換アームのグリッパで把持溝１７を把持して、主軸と工具マガジンとの間で、加工に使用する工具を交換する装置であり、それらの装置は周知の装置であるので詳細な説明は省略する。

アンギュラ主軸ヘッド７のフレーム１３には、主軸ハウジング１に対向する面にサポートピン１９が複数個取付けられている。アンギュラ主軸ヘッド７の交換の際に工具交換アームがサポートピン１９に衝突しないために、工具交換アームの動作領域内のサポートピンは短いサポートピン２１になっている。図２に示すように、サポートピン１９は３個所に配置され、短いサポートピン２１は１個所に配置されている。図１に示すように、サポートピン１９の頭部は円錐形状であり、短いサポートピン２１の頭部は平面である。サポートピン１９及び短いサポートピン２１の頭部は、円錐形状であっても平面形状であってもよい。いずれか一つのサポートピンが回転方向の回り止めになっていればよい。

主軸ハウジング１の前面には、サポートピン１９と係合する位置決めブロック２３と短いサポートピン２１と係合する可動位置決めブロック２５が適宜設けられている。工具交換アームの動作領域内に位置決めブロック２３が取付けられていると、工具交換アームが位置決めブロック２３に衝突するので、その位置決めブロックは退避できる可動位置決めブロック２５になっている。可動位置決めブロック２５は、主軸ハウジング１に設けられたシリンダ、ピストン装置のピストン２９に取付けられている。アンギュラ主軸ヘッド７でワークを加工しているときは、図示しない圧力流体供給源から管路３１で圧力流体をシリンダ２７に供給し、可動位置決めブロック２５を左側に突出させ、短いサポートピン２１と係合させる。アンギュラ主軸ヘッド７を工具交換アームで交換するときは、圧力流体の供給を停止し、弾性部材３３の付勢力で可動位置決めブロック２５を右側に退避させ、短いサポートピン２１から離隔する。可動位置決めブロック２５を退避させると、短いサポート２１と可動位置決めブロック２５との間に隙間ができるので、工具交換アームが交換動作を行っても可動位置決めブロック２５に衝突することはない。本実施の形態では、可動位置決めブロック２５は１個であるが、工具交換アームの動作領域が広い場合は、可動位置決めブロック２５を適宜複数個設けるのが望ましい。

シリンダ２７、ピストン２９及び弾性部材３３で位置決めブロック退避手段を構成している。図１に示す本実施の形態では、位置決めブロック退避手段が主軸ハウジング１内に組込まれているが、主軸ハウジング１の外に配置して設けてもよい。また、位置決めブロック退避手段は、圧力応動装置ではなく、モータや送りねじ等を使用した他の機構で構成してもよい。

本発明による工作機械の主軸頭ユニットの実施の形態を示す断面図である。本発明による工作機械の主軸頭ユニットの左側面図である。

符号の説明

１主軸ハウジング
３主軸
７アンギュラ主軸ヘッド
１１アンギュラ主軸
１３フレーム
１５テーパシャンク部
１９サポートピン
２１短いサポートピン
２３位置決めブロック
２５可動位置決めブロック
２７シリンダ
２９ピストン
３３弾性部材

Claims

工具交換装置によって交換するアタッチメント主軸ヘッドの支持装置を有した工作機械の主軸頭ユニットであって、
前記工作機械の主軸ハウジングと、
前記主軸ハウジングに回転可能に設けられ、先端部に工具のシャンク部を装着する工具把持部を有した主軸と、
前記主軸の工具把持部に係合するシャンク部を有し、前記主軸ハウジングとの対向面に複数のサポートピンを設けたアタッチメント主軸ヘッドと、
前記主軸ハウジングに設けられ、前記アタッチメント主軸ヘッドのサポートピンと係合し、前記アタッチメント主軸ヘッドのフレームを支持する複数の位置決めブロックと、
前記アタッチメント主軸ヘッドを交換する際に工具交換装置の工具交換アームが前記位置決めブロックに衝突しないように、少なくとも一つの前記位置決めブロックを退避させる位置決めブロック退避手段と、
を具備することを特徴とした工作機械の主軸頭ユニット。