JP2007210062A - Turret lathe - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turret lathe, stabilizing load of a work applied to a tool to machine the work to be spherical with good accuracy, reducing a turret index clearance, and restraining increase in size of a lathe. <P>SOLUTION: This turret lathe includes: a spindle supporting the work W; and a turret 16 on which a plurality of tools are freely mounted in the periphery thereof and which is turned to the work wide where one tool 65 is supported on the spindle to enable dividing. At least one of the tools is mounted on a tool turning unit 17 fitted to the periphery of the turret 16, and the tool turning unit 17 turns the knife edge 65a of the tool 65 on a circular-arc locus in the state where the tool 65 keeps an attitude of directing substantially to the center of the spherical surface of the work W to machine the work W to be spherical. The turret 16 has a built-in turning driving mechanism for driving the tool turning unit 17. The tool turning unit 17 turns the tool 65 around the turning center line O2 of the tool orthogonal to the turning center line of the turret 16. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、ボールジョイントのようなワークの球面加工に用いられるタレット旋盤に関する。   The present invention relates to a turret lathe used for spherical machining of a workpiece such as a ball joint.

従来、ワークを球面状に加工する場合、旋盤で球面形状に加工した後、転造機にて転造加工するという方法が採られている。上記旋盤による球面加工の方法は、図9に示すように、チャック80に把持されたワークWに対して、バイト81の切込量を変えながら送りを行うことにより、バイト81の刃先を円弧軌道上で移動させるというものである。   Conventionally, when a workpiece is processed into a spherical shape, a method is adopted in which the workpiece is processed into a spherical shape with a lathe and then rolled with a rolling machine. As shown in FIG. 9, the spherical machining method using the lathe is performed by feeding the workpiece 81 held by the chuck 80 while changing the cutting amount of the cutting tool 81, thereby moving the cutting edge of the cutting tool 81 into an arc orbit. Move it up.

また、タレット刃物台に、ワークを支持する主軸と直交する旋回軸回りに旋回自在に工具を取り付け、工具を前記旋回軸回りに旋回させながらワークを切削することにより、ワークに球面加工をする旋盤が提案されている。
特開2000−308901号公報
In addition, a lathe that performs spherical processing on a workpiece by attaching a tool to the turret tool post so as to be able to turn about a turning axis orthogonal to the main shaft supporting the workpiece, and cutting the workpiece while turning the tool around the turning axis. Has been proposed.
JP 2000-308901 A

上述の旋盤と転造機を併用する方法は、複数の機械を使用するため、ワークの付け替えに時間がかかることから作業能率が悪く、かつワーク付け替え時に誤差が生じやすいことから加工精度に難がある。   The above-mentioned method using a lathe and a rolling machine together uses a plurality of machines, so it takes time to change the workpiece, so the work efficiency is poor, and errors are likely to occur when changing the workpiece, so the machining accuracy is difficult. .

また、特許文献1に記載の旋盤は、工具を旋回させる旋回駆動手段がタレットの外周部に設けられているため、周辺部を含むタレット装置全体が大型化するという問題がある。さらに、タレットインデックスクリアランスの接線方向(例えば鉛直方向)の旋回軸回りに工具が旋回するため、旋回位置によっては工具がタレットの径方向外側に大きく張り出すこととなり、タレットインデックスクリアランスが大きくなる。このことから、旋盤自体を大きくしなければならないという不具合が生じる。   Further, the lathe described in Patent Document 1 has a problem that the entire turret device including the peripheral part is enlarged because the turning drive means for turning the tool is provided on the outer peripheral part of the turret. Furthermore, since the tool turns around the turning axis in the tangential direction (for example, the vertical direction) of the turret index clearance, the tool largely projects outward in the radial direction of the turret depending on the turning position, thereby increasing the turret index clearance. This causes a problem that the lathe itself must be enlarged.

この発明の目的は、ワークの工具にかかる負荷が安定し、球面状に精度良く加工できるタレット旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、タレットインデックスクリアランスを小さくでき、旋盤の大型化を抑制することである。
この発明のさらに他の目的は、タレットから入力される回転の減速比を調整可能とすることで、工具の旋回速度をワークの種類や各種加工条件に応じて変更できるようにすることである。
An object of the present invention is to provide a turret lathe which can stably machine a spherical shape with a stable load applied to a workpiece tool.
Another object of the present invention is to reduce the turret index clearance and suppress the increase in the size of the lathe.
Still another object of the present invention is to make it possible to change the turning speed of the tool according to the type of workpiece and various machining conditions by making it possible to adjust the reduction ratio of rotation input from the turret.

この発明のタレット旋盤は、ワークを支持可能な主軸と、周囲に複数の工具を装着自在であって、1つの工具を主軸に支持されたワーク側に旋回して割出せるタレットとを備えたタレット旋盤であって、前記工具の少なくともに1つは、タレットの周囲に取り付けた工具旋回ユニットに装着されたものであり、この工具旋回ユニットは、前記ワークを球面状に加工するために、工具がほぼワークの球面中心に向かう姿勢を維持した状態で工具の刃先を円弧軌跡上で旋回させるものであり、前記タレットは、前記工具旋回ユニットを駆動する旋回駆動機構を内蔵したものである。
この発明のタレット旋盤によると、工具旋回ユニットにより、工具の刃先を円弧軌跡上で旋回させることで、ワークを球面状に加工することができる。このとき、工具はワークの球面中心に向かう姿勢を維持するため、ワークの工具にかかる負荷が安定しており、精度良く加工することができる。工具旋回ユニットを駆動する旋回駆動機構がタレットに内蔵されているため、タレット装置が大型化しない。
A turret lathe according to the present invention includes a main shaft capable of supporting a workpiece, and a turret capable of mounting a plurality of tools around the workpiece and turning and indexing one tool toward a workpiece supported by the main shaft. A lathe, wherein at least one of the tools is mounted on a tool turning unit mounted around a turret, and the tool turning unit is configured to have a tool for processing the workpiece into a spherical shape. The tool tip is swung on an arc trajectory while maintaining a posture toward the center of the spherical surface of the work, and the turret incorporates a swivel drive mechanism that drives the tool swivel unit.
According to the turret lathe of the present invention, the work can be processed into a spherical shape by turning the cutting edge of the tool on an arc locus by the tool turning unit. At this time, since the tool maintains a posture toward the spherical center of the workpiece, the load applied to the tool of the workpiece is stable and can be processed with high accuracy. Since the turning drive mechanism for driving the tool turning unit is built in the turret, the turret device does not increase in size.

この発明において、前記工具旋回ユニットは、タレットの旋回中心線と直交する工具旋回中心線回りに工具を旋回するものであるのが良い。
この構成であると、工具旋回ユニットにより、工具の刃先を円弧軌跡上で旋回させても、工具のタレット径方向位置が変化しないため、タレットインデックスクリアランスが大きくなることを防げる。
In this invention, the tool turning unit may turn the tool around a tool turning center line orthogonal to the turning center line of the turret.
With this configuration, the tool turning unit prevents the turret index clearance from increasing because the tool turret radial position does not change even if the tool blade tip is turned on an arc locus.

また、この発明において、前記旋回駆動機構は、タレットの旋回中心線と直交する軸心を有するドライブ軸を備え、前記工具旋回ユニットは、前記ドライブ軸と結合する回転伝達軸と、この回転伝達軸に設けた駆動側歯車と、この駆動側歯車と噛合する従動側歯車と、この従動側歯車に取り付けられ、従動側歯車の中心位置から外れた位置に、刃先が従動側歯車の中心方向を向くように工具を装着可能な工具ホルダとより成る。
この構成によれば、ドライブ軸と回転伝達軸との結合を解除することで、タレットから工具旋回ユニットを取り外すことができる。このため、加工条件に応じて、駆動側歯車と従動側歯車との伝動比(減速比)が異なる工具旋回ユニットに交換することが可能で、最適な状態で球面加工を行うことができる。
In the present invention, the turning drive mechanism includes a drive shaft having an axis perpendicular to the turning center line of the turret, and the tool turning unit includes a rotation transmission shaft coupled to the drive shaft, and the rotation transmission shaft. The drive-side gear provided on the drive-side gear, the driven-side gear that meshes with the drive-side gear, and the blade tip is directed to the center direction of the driven-side gear at a position that is attached to the driven-side gear and deviates from the center position of the driven-side gear And a tool holder on which a tool can be mounted.
According to this configuration, the tool turning unit can be removed from the turret by releasing the coupling between the drive shaft and the rotation transmission shaft. For this reason, it is possible to replace with a tool turning unit having a different transmission ratio (reduction ratio) between the driving side gear and the driven side gear according to the processing conditions, and spherical processing can be performed in an optimum state.

この発明のタレット旋盤は、ワークを支持可能な主軸と、周囲に複数の工具を装着自在であって、1つの工具を主軸に支持されたワーク側に旋回して割出せるタレットとを備えたタレット旋盤であって、前記工具の少なくともに1つは、タレットの周囲に取り付けた工具旋回ユニットに装着されたものであり、この工具旋回ユニットは、前記ワークを球面状に加工するために、工具がほぼワークの球面中心に向かう姿勢を維持した状態で工具の刃先を円弧軌跡上で旋回させるものであり、前記タレットは、前記工具旋回ユニットを駆動する旋回駆動機構を内蔵したため、ワークの工具にかかる負荷が安定し、球面状に精度良く加工でき、タレット装置が大型化しない。   A turret lathe according to the present invention includes a main shaft capable of supporting a workpiece, and a turret capable of mounting a plurality of tools around the workpiece and turning and indexing one tool toward a workpiece supported by the main shaft. A lathe, wherein at least one of the tools is mounted on a tool turning unit mounted around a turret, and the tool turning unit is configured to have a tool for processing the workpiece into a spherical shape. The tool tip is swung on an arc trajectory while maintaining a posture toward the center of the spherical surface of the workpiece, and the turret has a built-in swivel drive mechanism that drives the tool swivel unit. The load is stable, it can be accurately processed into a spherical shape, and the turret device does not become large.

前記工具旋回ユニットが、タレットの旋回中心線と直交する工具旋回中心線回りに工具を旋回するものである場合は、タレット装置の最大半径を小さくでき、旋盤の大型化を抑制できる。   When the tool turning unit turns the tool around the tool turning center line orthogonal to the turning center line of the turret, the maximum radius of the turret device can be reduced, and the enlargement of the lathe can be suppressed.

また、前記旋回駆動機構が、タレットの旋回中心線と直交する軸心を有するドライブ軸を備え、前記工具旋回ユニットは、前記ドライブ軸と結合する回転伝達軸と、この回転伝達軸に設けた駆動側歯車と、この駆動側歯車と噛合する従動側歯車と、この従動側歯車に取り付けられ、従動側歯車の中心位置から外れた位置に、刃先が従動側歯車の中心方向を向くように工具を装着可能な工具ホルダとより成る場合は、タレットから入力される回転の減速比を調整することが可能であるため、工具の旋回速度をワークの種類や各種加工条件に応じて変更でき、最適な状態で球面加工を行うことができる。   The turning drive mechanism includes a drive shaft having an axis perpendicular to the turning center line of the turret. The tool turning unit includes a rotation transmission shaft coupled to the drive shaft, and a drive provided on the rotation transmission shaft. The side gear, the driven gear that meshes with the drive gear, and the tool attached to the driven gear so that the cutting edge is directed away from the center position of the driven gear so that the cutting edge faces the center direction of the driven gear. When it is composed of a tool holder that can be mounted, the rotation speed reduction ratio input from the turret can be adjusted, so the tool turning speed can be changed according to the type of workpiece and various machining conditions. Spherical processing can be performed in the state.

この発明の一実施形態を図1ないし図6と共に説明する。このタレット旋盤は、図1の平面図に示されるように、ベッド1上に主軸台2およびタレット刃物台6が設置されている。主軸台2には主軸3が設けられ、この主軸3は、主軸台2の下方等でベッド1に設置された主軸モータ4により回転駆動される。主軸3は、主軸チャック5を有していて、ワークWを把持可能である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this turret lathe, as shown in the plan view of FIG. 1, a headstock 2 and a turret tool post 6 are installed on a bed 1. The spindle stock 2 is provided with a spindle 3, and the spindle 3 is rotationally driven by a spindle motor 4 installed on the bed 1 below the spindle stock 2. The main shaft 3 has a main shaft chuck 5 and can grip the workpiece W.

タレット刃物台6は、刃物台移動機構7に設置されて、直交する2軸(X軸方向、Y軸方向)方向に移動可能とされている。刃物台移動機構7は、ベッド1に案内8を介して進退自在に設置された送り台9を備え、この送り台9にタレット刃物台6を、送り台移動方向(X軸方向)と直交する方向(Z軸方向)に移動自在に設置している。刃物台移動機構7は、この送り台9を進退させる送り台進退機構10と、送り台9に設置されてタレット刃物台6を進退させるタレット進退機構11とを備える。これら送り台進退機構10および刃物台進退機構11は、各々ボールねじ機構等の送りねじ機構12,13と、そのねじ軸を回転させるサーボモータ等の駆動源14,15とで構成される。   The turret tool post 6 is installed in the tool post moving mechanism 7 and is movable in two orthogonal axes (X-axis direction and Y-axis direction). The tool post moving mechanism 7 includes a feed base 9 installed on the bed 1 through a guide 8 so as to be able to move forward and backward. The turret tool post 6 is orthogonal to the feed base moving direction (X-axis direction). It is movably installed in the direction (Z-axis direction). The tool post moving mechanism 7 includes a feed base advance / retreat mechanism 10 for moving the feed base 9 forward and backward, and a turret advance / retreat mechanism 11 installed on the feed base 9 for moving the turret tool post 6 back and forth. Each of the feed base advance / retreat mechanism 10 and the tool rest advance / retreat mechanism 11 includes a feed screw mechanism 12, 13 such as a ball screw mechanism and a drive source 14, 15 such as a servo motor for rotating the screw shaft.

タレット刃物台6は、正面形状が多角形のドラム状をしたタレット16を備え、このタレット16の各平面状の周面部分が工具ステーションSとなっている。各工具ステーションSには、バイト等の各種の工具が装着される。この実施形態は、タレット16が正10角形のドラム状であり、10箇所の工具ステーションSを有する。そして、そのうちの少なくとも1つの工具ステーションSに、球面加工用の工具65が工具旋回ユニット17を介して装着される。タレット16は、任意の工具ステーションSが主軸3に対応する位置となるように、後述する割出機構の駆動で割出可能である。   The turret tool post 6 includes a turret 16 whose front shape is a polygonal drum shape, and each planar peripheral surface portion of the turret 16 is a tool station S. Each tool station S is equipped with various tools such as tools. In this embodiment, the turret 16 has a regular decagonal drum shape and has ten tool stations S. Then, a spherical machining tool 65 is mounted on at least one of the tool stations S via the tool turning unit 17. The turret 16 can be indexed by driving an indexing mechanism to be described later so that an arbitrary tool station S is at a position corresponding to the spindle 3.

図2はタレット刃物台6の内部構造を示す図である。タレット刃物台6、固定フレーム22と、固定フレーム22に対して旋回自在に設けられて先端に前記タレット16を有する中空の旋回軸24と、この旋回軸24に挿通された中空の不旋回軸26と、この不旋回軸26の先端に設けられてドライブ軸28を支持する不旋回部材27とを有する。不旋回軸26内に駆動伝達軸29が挿通され、伝達機構30を介して駆動伝達軸29からドライブ軸28に回転が伝達される。   FIG. 2 is a view showing the internal structure of the turret tool post 6. A turret tool post 6, a fixed frame 22, a hollow turning shaft 24 provided so as to be turnable with respect to the fixed frame 22 and having the turret 16 at the tip, and a hollow non-turning shaft 26 inserted through the turning shaft 24. And a non-rotating member 27 that is provided at the tip of the non-rotating shaft 26 and supports the drive shaft 28. A drive transmission shaft 29 is inserted into the non-turning shaft 26, and rotation is transmitted from the drive transmission shaft 29 to the drive shaft 28 via the transmission mechanism 30.

不旋回部材25の外周に周方向に沿ってガイド35が設けられ、ガイド35はタレット16に装着された回転工具36のタレット16の旋回に伴う移動を、回転角度を一定に保持しながら案内する。タレット16と固定フレーム22との間には噛合カップリング34が設けてある。この噛合カップリング34は、3ピースカップリングであり、タレット16の後部に設けられた第1継手歯31と、固定フレーム22に設けられた第2継手歯32と、これら第1、第2継手歯31,32の両方に係脱自在な第3継手歯33とを有する。第3継手歯33は、係脱駆動源40により前後に進退駆動される。   A guide 35 is provided on the outer periphery of the non-rotating member 25 along the circumferential direction, and the guide 35 guides the movement of the rotary tool 36 attached to the turret 16 in accordance with the turning of the turret 16 while keeping the rotation angle constant. . A mesh coupling 34 is provided between the turret 16 and the fixed frame 22. The mesh coupling 34 is a three-piece coupling, and includes a first joint tooth 31 provided at the rear portion of the turret 16, a second joint tooth 32 provided on the fixed frame 22, and the first and second joints. It has the 3rd joint tooth | gear 33 which can be engaged / disengaged in both teeth 31 and 32. FIG. The third joint teeth 33 are driven back and forth by the engagement / disengagement drive source 40.

固定フレーム22は、支持台52に固定状態に設置されている。不旋回軸26は、後端で固定フレーム22に対して連結部材38,39で連結されている。連結部材38,39は、それぞれボルトおよび位置決めピンからなる。
タレット16は、旋回軸24の部分において、不旋回軸26の外周に軸受42を介して回転自在に支持されている。タレット16の後部の外周にリング歯車等の歯車部43を有し、タレット割出用モータ(図示せず)により駆動されるタレット駆動軸44に設けられた歯車45が、タレット16の歯車部43に噛み合っている。
The fixed frame 22 is installed in a fixed state on the support base 52. The non-rotating shaft 26 is connected to the fixed frame 22 by connecting members 38 and 39 at the rear end. Each of the connecting members 38 and 39 includes a bolt and a positioning pin.
The turret 16 is rotatably supported on the outer periphery of the non-rotating shaft 26 via a bearing 42 in the portion of the rotating shaft 24. A gear portion 43 having a gear portion 43 such as a ring gear on the outer periphery of the rear portion of the turret 16 and provided on a turret drive shaft 44 driven by a turret indexing motor (not shown) is connected to the gear portion 43 of the turret 16. Are engaged.

噛合カップリング34の第1継手歯31および第2継手歯32は、互いに同心のリング状に設けられ、同じ軸方向位置で後ろ向きに設けられている。これら継手歯31,32は、噛み合い歯が円周方向に並んで形成されたものであり、各歯の円周方向の断面形状は、例えば台形状に形成されている。第3継手歯33は、第1および第2の継手歯31,32の両方に噛み合う径方向幅を有するリング状の部材である。   The first joint tooth 31 and the second joint tooth 32 of the meshing coupling 34 are provided in a concentric ring shape, and are provided rearward at the same axial position. These joint teeth 31 and 32 are formed by meshing teeth arranged in the circumferential direction, and the cross-sectional shape of each tooth in the circumferential direction is formed in a trapezoidal shape, for example. The third joint teeth 33 are ring-shaped members having a radial width that meshes with both the first and second joint teeth 31 and 32.

噛合カップリング34の係脱駆動源40は、固定フレーム32に内蔵された油圧シリンダ等の流体圧シリンダからなり、前後移動自在なピストン41を有している。噛合カップリング34の第3継手歯33は、ピストン41の前方に設けられている。ピストン41はリング状の部材であり、固定フレーム22の段付き円筒面状の内周面部に進退自在に嵌合している。ピストン41に流体圧を作用させる前後の流体圧室53a,53bは、ピストン41の外周側において固定フレーム22に設けられ、それぞれ流体路54a,54b(図3参照)に連通している。   The engagement / disengagement drive source 40 of the meshing coupling 34 is composed of a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder built in the fixed frame 32 and has a piston 41 that can move back and forth. The third joint teeth 33 of the meshing coupling 34 are provided in front of the piston 41. The piston 41 is a ring-shaped member, and is fitted to the inner peripheral surface portion of the stepped cylindrical surface of the fixed frame 22 so as to freely advance and retract. The fluid pressure chambers 53a and 53b before and after the fluid pressure is applied to the piston 41 are provided in the fixed frame 22 on the outer peripheral side of the piston 41, and communicate with the fluid passages 54a and 54b (see FIG. 3), respectively.

図2において、駆動伝達軸29は、工具旋回ユニット17または他の回転工具18を駆動する軸であり、後端でモータ等の工具回転駆動源に伝達機構(図示せず)を介して接続されている。駆動伝達軸29は後部が軸受46を介して支持台52に支持され、前部が軸受47により不旋回軸26に支持されている。
ドライブ軸28は、所定位置で軸受48,49により不旋回部材27に回転自在に支持され、タレット16の旋回中心線O1と直交する方向、すなわちタレット16の半径方向に延びている。駆動伝達軸29から工具伝達軸28に回転伝達する伝達機構30は、両軸29,28にそれぞれ設けられて互いに噛み合う一対の傘歯車50,51からなる。
駆動伝達軸29、伝達機構30、およびドライブ軸28で、工具旋回ユニット17を駆動する旋回駆動機構を構成している。この旋回駆動機構はタレット16に内蔵されている。
In FIG. 2, a drive transmission shaft 29 is a shaft for driving the tool turning unit 17 or another rotary tool 18, and is connected to a tool rotation drive source such as a motor via a transmission mechanism (not shown) at the rear end. ing. The drive transmission shaft 29 has a rear portion supported by a support base 52 via a bearing 46 and a front portion supported by a non-rotating shaft 26 by a bearing 47.
The drive shaft 28 is rotatably supported by the non-rotating member 27 by bearings 48 and 49 at predetermined positions, and extends in a direction orthogonal to the turning center line O1 of the turret 16, that is, in the radial direction of the turret 16. A transmission mechanism 30 that transmits rotation from the drive transmission shaft 29 to the tool transmission shaft 28 includes a pair of bevel gears 50 and 51 that are provided on both shafts 29 and 28 and mesh with each other.
The drive transmission shaft 29, the transmission mechanism 30, and the drive shaft 28 constitute a turning drive mechanism that drives the tool turning unit 17. This turning drive mechanism is built in the turret 16.

図4および図5に示すように、工具旋回ユニット17は、前記ドライブ軸28と後述する結合手段60により結合される回転伝達軸61と、この回転伝達軸61と一体回転するように設けた駆動側歯車62と、この駆動側歯車62と噛合する従動側歯車63と、この従動側歯車63の支持軸63aに取付けられた工具ホルダ64とより成る。工具ホルダ64は、従動側歯車63の中心位置から外れた位置に、刃先が従動側歯車の中心方向を向くように工具65を装着可能である。駆動側歯車62および従動側歯車63はいずれも平歯車であり、駆動側歯車62よりも従動側歯車63の方が歯数が多く、回転伝達軸61から支持軸63aに減速して回転を伝達するようになっている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the tool turning unit 17 includes a rotation transmission shaft 61 coupled to the drive shaft 28 by a coupling means 60 described later, and a drive provided so as to rotate integrally with the rotation transmission shaft 61. It comprises a side gear 62, a driven side gear 63 that meshes with the drive side gear 62, and a tool holder 64 attached to a support shaft 63 a of the driven side gear 63. The tool holder 64 can be mounted with a tool 65 at a position deviated from the center position of the driven gear 63 so that the cutting edge faces the center direction of the driven gear. The drive side gear 62 and the driven side gear 63 are both spur gears, and the driven side gear 63 has more teeth than the drive side gear 62, and transmits the rotation by decelerating from the rotation transmission shaft 61 to the support shaft 63a. It is supposed to be.

駆動側歯車62および従動側歯車63を収容するハウジング66は、複数本(この実施形態では4本)のボルト67によりタレット16の周面に固定される。ボルト67を挿通するハウジング66のボルト孔68は、ボルト径に対して大きめの孔とされ、ボルト孔68におけるボルト67の挿通位置を変更することにより、タレット16に対するハウジング66の取付角度を調節可能である。   The housing 66 that accommodates the drive side gear 62 and the driven side gear 63 is fixed to the peripheral surface of the turret 16 by a plurality of (four in this embodiment) bolts 67. The bolt hole 68 of the housing 66 through which the bolt 67 is inserted is a hole that is larger than the bolt diameter, and the mounting angle of the housing 66 with respect to the turret 16 can be adjusted by changing the insertion position of the bolt 67 in the bolt hole 68. It is.

前記結合手段60は、図6に示すように、ドライブ軸28の先端面に直線溝状の凹部28aを形成し、この凹部28aに噛み合う直線状の凸部61aを、工具旋回ユニット17の回転伝達軸61の回転入力側の端部に形成したものである。ドライブ軸28は位置固定であるが、結合手段60の凹部28aと凸部61aとは、その直線状の形状により、タレット16の回転方向に係脱自在となっている。   As shown in FIG. 6, the coupling means 60 forms a linear groove-like concave portion 28 a on the tip surface of the drive shaft 28, and the linear convex portion 61 a meshing with the concave portion 28 a is transmitted to the rotation of the tool turning unit 17. It is formed at the end of the shaft 61 on the rotation input side. Although the drive shaft 28 is fixed in position, the concave portion 28a and the convex portion 61a of the coupling means 60 can be freely engaged and disengaged in the rotational direction of the turret 16 due to the linear shape thereof.

ガイド35(図4)は、タレット16に装着された工具旋回ユニット17または回転工具18を、向きを一定に保持しつつ、タレット16の旋回時にドライブ軸28まで案内する部材である。ガイド35は、ドライブ軸28に対応する円周方向の位置に、ドライブ軸28が介在する途切れ部35bを有している。このガイド35は、回転伝達軸61の凸部61aを周方向に移動自在に係合させるガイド溝35aを外周に有する。詳しくは、ガイド35は、凸部57aを挟む隙間を開けて対向する2枚の円板状の案内板59で形成され、両案内板59間の外周部が上記ガイド溝35aとなる。案内板59は、タレット軸心を中心に配置されて、タレット軸心と垂直に固定されている。これら案内板59は、不旋回部材27が内部に入る開口部59aを中央に有し、上記途切れ部35bが周方向の1箇所に形成してある。   The guide 35 (FIG. 4) is a member that guides the tool turning unit 17 or the rotary tool 18 attached to the turret 16 to the drive shaft 28 while turning the turret 16 while keeping the orientation constant. The guide 35 has a discontinuous portion 35 b in which the drive shaft 28 is interposed at a circumferential position corresponding to the drive shaft 28. The guide 35 has a guide groove 35a on the outer periphery for engaging the convex portion 61a of the rotation transmission shaft 61 movably in the circumferential direction. Specifically, the guide 35 is formed by two disc-shaped guide plates 59 facing each other with a gap sandwiching the convex portion 57a, and the outer peripheral portion between the two guide plates 59 becomes the guide groove 35a. The guide plate 59 is disposed around the turret axis and is fixed perpendicular to the turret axis. These guide plates 59 have an opening 59a through which the non-rotating member 27 enters, and the discontinuity 35b is formed at one place in the circumferential direction.

このタレット旋盤の動作を説明する。タレット16に取付けられた工具旋回ユニット17は、ドライブ軸28の位置する加工位置Qに割出されたときに、その回転伝達軸61の凸部61aがドライブ軸28の凹部28aと噛み合い、駆動伝達軸29およびドライブ軸28を介して工具回転駆動源(図示せず)による回転駆動が可能とされる。
この場合に、凹部28aと凸部61aとは直線状に形成されており、タレット16を回転させるだけで、所定位置に待機する凹部28aに回転伝達軸61の凸部61aが噛み合う。回転伝達軸61の回転入力側の端部は、タレット16を回転させるとドライブ軸28から外れるが、ガイド35で凸部61aが挟み込み状態に案内されることにより、回転角度が維持される。そのため、次に回転伝達軸61の凸部61aがドライブ軸28の凹部28aと噛み合うときに、互いの方向が合致しており、噛み合いが円滑かつ確実に行われる。
The operation of this turret lathe will be described. When the tool turning unit 17 attached to the turret 16 is indexed to the machining position Q where the drive shaft 28 is located, the convex portion 61a of the rotation transmission shaft 61 meshes with the concave portion 28a of the drive shaft 28, and drive transmission is performed. Rotation drive by a tool rotation drive source (not shown) is enabled via the shaft 29 and the drive shaft 28.
In this case, the concave portion 28a and the convex portion 61a are formed in a straight line, and the convex portion 61a of the rotation transmission shaft 61 is engaged with the concave portion 28a waiting at a predetermined position only by rotating the turret 16. When the turret 16 is rotated, the end on the rotation input side of the rotation transmission shaft 61 is detached from the drive shaft 28. However, the rotation angle is maintained by the guide 35 being guided by the guide 35 so as to be sandwiched. Therefore, when the convex portion 61a of the rotation transmission shaft 61 is next engaged with the concave portion 28a of the drive shaft 28, the mutual directions are matched, and the meshing is performed smoothly and reliably.

このように、タレット16を回転させるだけで、工具旋回ユニット17の回転伝達軸61がドライブ軸28と連結されて直ちに駆動可能な状態となる。したがって、タレット回転後のクラッチ動作が不要で、タレット16の回転工具割出時間が短縮される。   In this way, by simply rotating the turret 16, the rotation transmission shaft 61 of the tool turning unit 17 is connected to the drive shaft 28 and can be immediately driven. Therefore, the clutch operation after the turret rotation is unnecessary, and the rotary tool indexing time of the turret 16 is shortened.

つぎに、図3と共に、タレット16のカップリング34によるクランプ動作を説明する。タレット16を旋回させるときは、図3(B)に示すように、カップリング34の第3継手歯33は、ピストン41と共に後退させ、第1および第2継手歯31,32から離れた状態とする。タレット16の旋回が終わると、同図(A)のように、カップリング34の第3継手歯33をピストン41と共に前進させ、第1および第2継手歯31,32に噛み合わせる。ピストン41は、前方の流体圧室33aに作動流体を供給すると後退し、後方の流体圧室53bに作動流体を供給すると前進する。   Next, the clamping operation by the coupling 34 of the turret 16 will be described with reference to FIG. When turning the turret 16, as shown in FIG. 3 (B), the third joint teeth 33 of the coupling 34 are retracted together with the piston 41 and separated from the first and second joint teeth 31 and 32. To do. When the turning of the turret 16 is completed, the third joint tooth 33 of the coupling 34 is advanced together with the piston 41 and meshed with the first and second joint teeth 31 and 32 as shown in FIG. The piston 41 moves backward when the working fluid is supplied to the front fluid pressure chamber 33a, and moves forward when the working fluid is supplied to the rear fluid pressure chamber 53b.

このように、噛み合い状態とすると、タレット16に設けられた第1継手歯31と、固定フレーム22に設けられた第2継手歯32とが、第3継手歯33を介して互いに固定されることになる。そのため、タレット16は固定フレーム22に対して回転角度が固定され、加工時に回転方向の剛性が得られて、高加工精度が得られる。
カップリング34は、3ピースカップリングとしたため、噛み合いの係脱に際して、タレット16を前後移動させる必要がなく、ピストン41を進退させるだけで済む。そのため、カップリング34の係脱駆動源40が大がかりなものとならず、コンパクトな構成となる。また、タレット16は、前後に移動しないため、前後方向の剛性が高く、これによっても高精度の加工が可能である。
As described above, when the meshing state is established, the first joint teeth 31 provided on the turret 16 and the second joint teeth 32 provided on the fixed frame 22 are fixed to each other via the third joint teeth 33. become. Therefore, the rotation angle of the turret 16 is fixed with respect to the fixed frame 22, and rigidity in the rotation direction is obtained at the time of processing, so that high processing accuracy is obtained.
Since the coupling 34 is a three-piece coupling, it is not necessary to move the turret 16 back and forth when engaging and disengaging the mesh, and only the piston 41 needs to be advanced and retracted. Therefore, the engagement / disengagement drive source 40 of the coupling 34 does not become large, and a compact configuration is obtained. Further, since the turret 16 does not move back and forth, the front and rear direction rigidity is high, and this enables high-precision processing.

主軸5に把持されたワークWに球面加工を施す場合、上記のようにして工具旋回ユニット17を加工位置Qに割出した後、工具65の刃先65aの先端がワークWの所定位置に当たるようにタレット刃物台6の位置決めする。その状態で工具回転駆動源(図示せず)を出力オンにすると、タレット16内の旋回駆動機構28,29,30を介して回転伝達軸61が所定方向に回転し、その回転伝達軸61の回転が、一対の歯車62,63を介して歯車63の支持軸63aに減速して伝達される。これにより、工具ホルダ64と共に工具65が支持軸63の軸心を工具旋回中心線O2として円弧状軌跡C上を旋回する。このように工具65を旋回させながら工具65による切削加工を行うことで、図7において実線で示すように、ワークWの球面部Waが工具65の工具旋回中心線O2を中心とする球面に加工される。この球面加工の際に、工具65はほぼワークWの球面中心に向かう姿勢を維持するため、ワークWの工具65にかかる負荷が安定しており、精度良く加工することができる。   When spherical processing is performed on the workpiece W gripped by the spindle 5, the tool turning unit 17 is indexed to the processing position Q as described above, and then the tip of the cutting edge 65a of the tool 65 is in contact with a predetermined position of the workpiece W. The turret tool post 6 is positioned. When the output of a tool rotation drive source (not shown) is turned on in this state, the rotation transmission shaft 61 rotates in a predetermined direction via the turning drive mechanisms 28, 29, and 30 in the turret 16, and the rotation transmission shaft 61 The rotation is decelerated and transmitted to the support shaft 63a of the gear 63 through the pair of gears 62 and 63. Thereby, the tool 65 together with the tool holder 64 revolves on the arcuate locus C with the axis of the support shaft 63 as the tool revolving center line O2. By performing cutting with the tool 65 while turning the tool 65 in this way, the spherical portion Wa of the workpiece W is processed into a spherical surface centered on the tool turning center line O2 of the tool 65 as shown by a solid line in FIG. Is done. At the time of this spherical processing, the tool 65 maintains a posture almost toward the center of the spherical surface of the workpiece W, so that the load applied to the tool 65 of the workpiece W is stable and can be processed with high accuracy.

工具旋回中心線O2の上下位置が不適正である場合、図7において2点鎖線で示すように両端が尖ったラグビーボール状に加工されたり(A)、1点鎖線で示すように扁平な擬似球形に加工されたりする(B)。その場合には、ハウジング66のボルト孔68における取付用ボルト67の挿通位置を変更することにより、タレット16に対するハウジング66の取付角度を調節して、工具旋回中心線O2の上下位置を適正位置に修正することができる。   When the vertical position of the tool turning center line O2 is inappropriate, it is processed into a rugby ball shape with sharpened ends as shown by a two-dot chain line in FIG. It is processed into a spherical shape (B). In that case, by changing the insertion position of the mounting bolt 67 in the bolt hole 68 of the housing 66, the mounting angle of the housing 66 with respect to the turret 16 is adjusted, and the vertical position of the tool turning center line O2 is set to an appropriate position. It can be corrected.

この工具旋回ユニット17は、タレット16の旋回中心線O1と直交する工具旋回中心線O2回りに工具65を旋回させるため、工具65の刃先65aが円弧軌跡C上を旋回しても、工具65のタレット径方向位置が変化しない。このため、タレットインデックスクリアランスが大きくなることを防げる。このことから、旋盤自体が大型になることを防げる。   Since the tool turning unit 17 turns the tool 65 around the tool turning center line O2 orthogonal to the turning center line O1 of the turret 16, even if the cutting edge 65a of the tool 65 turns on the arc locus C, Turret radial position does not change. For this reason, it can prevent that a turret index clearance becomes large. This prevents the lathe itself from becoming large.

また、工具旋回ユニット17を駆動する旋回駆動機構31がタレット16に内蔵されているため、タレット装置が大型化しない。このため、1つおきの工具ステーションSに工具旋回ユニット17を設けることが可能である。したがって、10箇所の工具ステーションSを有する本実施形態の場合、1つのタレット16につき5個の工具旋回ユニット17を設けることができる。   Moreover, since the turning drive mechanism 31 for driving the tool turning unit 17 is built in the turret 16, the turret device does not increase in size. For this reason, it is possible to provide the tool turning unit 17 in every other tool station S. Therefore, in the case of this embodiment having ten tool stations S, five tool turning units 17 can be provided for one turret 16.

さらに、この工具旋回ユニット17は、ドライブ軸28と回転伝達軸61との結合を解除することで、タレット16から取り外すことができる。このため、ワークWの種類や加工条件に応じて、駆動側歯車62と従動側歯車63との減速比が異なる工具旋回ユニットに交換することが可能で、最適な状態で球面加工を行うことができる。   Further, the tool turning unit 17 can be detached from the turret 16 by releasing the coupling between the drive shaft 28 and the rotation transmission shaft 61. For this reason, it is possible to replace with a tool turning unit in which the reduction ratio between the drive side gear 62 and the driven side gear 63 is different according to the type of workpiece W and machining conditions, and spherical machining can be performed in an optimum state. it can.

この実施形態では、工具回転駆動源(図示しない)をタレット16の外部に設けた構成としたが、図8に示すように、工具回転駆動源70をタレット16の内部に設けた構成としても良い。図8の例では、工具回転駆動源70はモータであり、そのモータの出力軸が回転伝達軸61となっている。このようにタレット16の内部に工具回転駆動源70を設けると、動力伝達機構が簡略になるという利点がある。   In this embodiment, a tool rotation drive source (not shown) is provided outside the turret 16, but a tool rotation drive source 70 may be provided inside the turret 16 as shown in FIG. . In the example of FIG. 8, the tool rotation drive source 70 is a motor, and the output shaft of the motor is a rotation transmission shaft 61. Thus, providing the tool rotation drive source 70 inside the turret 16 has an advantage that the power transmission mechanism is simplified.

この発明の一実施形態にかかるタレット旋盤の平面図である。It is a top view of the turret lathe concerning one Embodiment of this invention. 同タレット旋盤のタレット刃物台の断面図である。It is sectional drawing of the turret tool post of the same turret lathe. その噛合カップリングの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the meshing coupling. 同タレット刃物台のタレットおよび工具旋回ユニットの破断正面図である。It is a fracture front view of the turret and tool turning unit of the turret tool post. (A)は同工具旋回ユニットの一部破断平面図、(B)はその側面図である。(A) is a partially broken plan view of the tool turning unit, and (B) is a side view thereof. 伝動カップリング機構の斜視図である。It is a perspective view of a transmission coupling mechanism. 球面加工されたワークの形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the workpiece | work processed by the spherical surface. この発明の異なる実施形態にかかるタレット旋盤のタレットおよび工具旋回ユニットの破断正面図である。It is a fracture front view of a turret and a tool turning unit of a turret lathe according to a different embodiment of the present invention. 従来の球面加工の方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of the conventional spherical surface processing.

符号の説明Explanation of symbols

3…主軸
6…タレット刃物台
7…刃物台移動機構
9…送り台
16…タレット
17…工具旋回ユニット
28…ドライブ軸(旋回駆動機構)
29…駆動伝達軸(旋回駆動機構)
30…伝達機構(旋回駆動機構)
31…旋回駆動機構
61…回転伝達軸
62…駆動側歯車
63…従動側歯車
63a…従動側歯車の支持軸
64…工具ホルダ
65…工具
66…ハウジング
67…ボルト
68…ボルト孔
C…円弧状軌跡
O1…タレット旋回中心線
O2…工具旋回中心線
S…工具ステーション
W…ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Main shaft 6 ... Turret tool post 7 ... Tool post moving mechanism 9 ... Feed base 16 ... Turret 17 ... Tool turning unit 28 ... Drive shaft (turn drive mechanism)
29 ... Drive transmission shaft (turning drive mechanism)
30 ... Transmission mechanism (turning drive mechanism)
31 ... Rotation drive mechanism 61 ... Rotation transmission shaft 62 ... Drive side gear 63 ... Drive side gear 63a ... Support shaft 64 of driven side gear ... Tool holder 65 ... Tool 66 ... Housing 67 ... Bolt 68 ... Bolt hole C ... Arc-shaped locus O1 ... Turret turning center line O2 ... Tool turning center line S ... Tool station W ... Workpiece

Claims (3)

ワークを支持可能な主軸と、周囲に複数の工具を装着自在であって、1つの工具を主軸に支持されたワーク側に旋回して割出せるタレットとを備えたタレット旋盤であって、
前記工具の少なくともに1つは、タレットの周囲に取り付けた工具旋回ユニットに装着されたものであり、この工具旋回ユニットは、前記ワークを球面状に加工するために、工具がほぼワークの球面中心に向かう姿勢を維持した状態で工具の刃先を円弧軌跡上で旋回させるものであり、
前記タレットは、前記工具旋回ユニットを駆動する旋回駆動機構を内蔵したものであるタレット旋盤。
A turret lathe comprising a spindle capable of supporting a workpiece, and a turret capable of mounting a plurality of tools around the workpiece and turning and indexing one tool toward the workpiece supported by the spindle,
At least one of the tools is mounted on a tool turning unit mounted around the turret, and the tool turning unit is configured so that the tool is approximately at the center of the spherical surface of the workpiece in order to machine the workpiece into a spherical shape. The tool's cutting edge is swung on an arc locus while maintaining a posture toward
The turret is a turret lathe having a built-in turning drive mechanism for driving the tool turning unit.
前記工具旋回ユニットは、タレットの旋回中心線と直交する工具旋回中心線回りに工具を旋回するものである請求項1記載のタレット旋盤。   The turret lathe according to claim 1, wherein the tool turning unit turns the tool around a tool turning center line orthogonal to a turning center line of the turret. 前記旋回駆動機構は、タレットの旋回中心線と直交する軸心を有するドライブ軸を備え、前記工具旋回ユニットは、前記ドライブ軸と結合する回転伝達軸と、この回転伝達軸に設けた駆動側歯車と、この駆動側歯車と噛合する従動側歯車と、この従動側歯車に取り付けられ、従動側歯車の中心位置から外れた位置に、刃先が従動側歯車の中心方向を向くように工具を装着可能な工具ホルダとより成る請求項1または請求項2記載のタレット旋盤。   The turning drive mechanism includes a drive shaft having an axis perpendicular to the turning center line of the turret, and the tool turning unit includes a rotation transmission shaft coupled to the drive shaft, and a drive-side gear provided on the rotation transmission shaft. And a driven gear that meshes with the drive gear, and a tool that can be mounted on the driven gear so that the cutting edge faces the center of the driven gear at a position that is off the center position of the driven gear. The turret lathe according to claim 1 or 2, comprising a simple tool holder.
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