JP2013052484A - 工具、およびこの工具を有する工作機械用主軸 - Google Patents

工具、およびこの工具を有する工作機械用主軸 Download PDF

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Abstract

【課題】 主軸が伸びた場合でもビビリ等が起きにくい突き出し工具を備えた工作機械の主軸を提供することにある。
【解決手段】 工作機械の主軸に載置される工具であって、ワークを支える支え台と、
ワークの傾斜形状によって、前記支え台を柔軟に対応できるよう球面軸受を有して構成された球面軸受と、を備えたことを特徴とする工具とした。また工作機械の主軸頭に設けられた回転軸、その外周面に嵌合するラムおよびこのラム先端に取り付けられたアタッチメントを有する主軸主軸において、スナウトに設けたネジに螺合するストッパと、このストッパの反対端を球面軸受としたブラケットと、一端が前記ブラケットの球面軸受に嵌合する球状体で他端は二股となってワークの加工範囲の外側域面に接する支え台と、支え台の他端に取付けた滑り止めとを有してなる突き出し工具を設けたことを特徴とする工作機械の主軸とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、工作機械に係り、より一層詳細には、製品（ワーク）加工の際のビビリ現象防止用の突き出し工具を備えた主軸に関する。
工作機械の主軸、特に大型の横中ぐり盤、門型のマシニングセンタ等における主軸においては、主軸に直接取り付けた様々な種類の工具により、中ぐりなどの必要なワークを加工する事が一般に行なわれている。
さらには、主軸に取り付けた工具を補助するような、例えば加工方向を変えるためのアングルヘッド類や、あるいは主軸の先端に取り付けた工具をより先端に伸ばすためのスナウト等の、種々のアタッチメント類を介して、各種のカッター、ドリル、または切刃チップ等を取り付けた工具を目的に応じて主軸に取り付け、各種の様々なワークに対応して加工することが行われている。
そしてこのような工具では、加工するワークによって主軸にアタッチメント類を介してその先端にその工具を取り付けることが多い。このため主軸は、機械本体から片持ち状態で伸び、加工点におけるモーメントが大きくなり、加工中の主軸のダレ、歪等による振動やビビリ等の現象が発生することもあった。このため製品（ワーク）の加工精度を保つことが難しいことも多々あった。特にワークが板状の薄い物の加工では、ビビリ現象の防止が課題となっていた。
従来から、加工中のダレ、歪、ビビリ現象の防止のため、本出願人が開示した図４に示すような工具が知られている。同図に示される工具の工具本体１は、工作機械（例えば横中ぐり盤）の鎖線で示す回転する主軸２に装着されるシャンク３の首下に、アーバ４を設ける。このアーバ４には、先端に切刃チップ５の付いたボーリングヘッド６を取り付けてある。そしてシャンク３の首下が長くビビリ現象が起きるためアーバ４の外周に沿って軸方向に２本または３本の凹状の溝７を設け、この溝７の中に超硬金属８を収納し筋金としている。

特開平９‐１５５６０５号公報
しかしながら、前述の技術については、工具本体について工夫した技術のみであり、特にワークが板状等の薄いワークである場合についての加工では、ビビリ等が顕著になることもあった。
本発明の目的は、前述のように主軸がアタッチメント等を取付けて伸び、特にワークが板状等の薄い場合でもビビリ等が起きにくくなるビビリ現象防止用工具およびその工具を備えた工作機械用の主軸を提供することにある。


そのためには、ワークの支え台とワークの傾斜状態によって対応する球面軸受けを有する工具とし、また主軸を構成するカッタ等を取付けた回転軸、この回転軸に嵌合するラムおよびこのラム先端に取付けたアタッチメントであるスナウト、更にその先端に取付けたスナウトとワークの間に設けた回転軸を外側から支えるとともに、先端部をワークの加工範囲の外側域にあてる支台を設けてビビリ現象防止用とすれば良いという結論に達し、本発明に至った。
前述の目的を達成するため本発明は、工作機械の主軸に載置される工具であって、ワークを支える支え台と、ワークの傾斜形状によって、前記支え台を柔軟に対応できるよう球面軸受を有して構成された球面軸受と、を備えたことを特徴とする工具とした。
またさらに、本発明は、工作機械の主軸頭に設けられた回転軸、その外周面に嵌合するラムおよびこのラム先端に取り付けられたアタッチメントを有する主軸主軸において、スナウトに設けたネジに螺合するストッパと、このストッパの反対端が球面軸受となったブラケットと、一端が前記ブラケットの球面軸受に嵌合する球状体で他端は二股となってワークの加工範囲の外側域面に接する支え台と、支え台の他端に取付けた滑り止めとを有してなる突き出し工具を設けたことを特徴とする工作機械用の主軸とした。
この発明によれば、主軸を構成する回転軸の外側に嵌合させたラムに取付けたアタッチメントとワークの間に設けた突き出し工具を実現でき、その工具を取り付けた主軸によりカッタ等を取り付けた回転軸にかかるスラスト方向の力が軽減され、ビビリが起きにくくなる工具、主軸、そしてこれらを使用すればヒビリのおきにくくなった工作機械、および加工方法に近づける。
この発明が適用される工作機械（横中ぐり盤）の主軸部の概略図である。 この発明が適用される工作機械の主軸の概略図で図１の拡大したＡ−Ａ断面の説明図である。 この発明が適用される工作機械の主軸の概略図でワークが傾いているときの説明図である。 従来の超合金材料等で補強した工具を示す説明図である。
次に本発明の一実施形態について、図１ないし図３によりこの発明の工具、この発明の工具を使用した工作機械として横中ぐり盤を例にとり、これらの本願発明を使用して加工する工具方法等を説明する。
図１において、符号１０は、工作機械の一種、横中ぐり盤であって、床面Ｆの上に、ベッド１１を用いて固定されている。このベッド１１上には案内面に沿って紙面に対し垂直方向に移動可能なコラム１２を搭載したコラムベース１３が固定されている。コラム１２の側面には、図示されていない案内に沿って、所定距離だけ上下に移動可能な主軸頭１４が取り付けてある。
主軸頭１４内部には水平方向に移動可能に組込まれたクイル１５と、同クイル１５内に嵌合された回転軸１６を有する主軸１７が内蔵され、図示してない主軸モータ、クイル移動用のモータ等を備えた駆動機構により回転および軸方向の移動が行われる。符号１８は、スナウトであって、先端にネジ部１９が設けてありこのネジ１９部にナットが螺合しており、ストッパ２０となっている。
図２は、図１の拡大したＡ−Ａ断面図であって、符号２１は、突き出し工具であり、図２により詳細に説明すると、この突き出し工具を示した同図で右方の一端は、前記スナウト１８の前記ストッパ２０に接するとともに、ストッパ２０の反対端は、球面軸受２２をもって構成されている。さらに、軸方向の押し圧力を受けるためのスラスト軸受２３とバネ２４とを設けたブラケット２５を有する。 さらに、このブラケット２５には、図で右の一端が球面軸受２２に嵌合する球状体２６により、同図で左方の他端が二股とされた、ワーク２７の加工範囲の外側域面Ｂに接する支え台２８を備えている。この支え台２８のワーク２７との接触部には、ゴムあるいは樹脂、または金属等により作られた滑り止め２９が設けてある。
図３は、ワーク２７の面Ｂが多少傾いており、回転軸に対して直角でない加工状態を示したものである。このようなワークの傾斜したような加工においても、上述のような構成となっているので、この主軸を使用した加工においては、図３のようにワーク２７の面Ｂが多少傾いて回転軸に対して直角でなくとも、球面軸受２２の可動範囲以内ならばビビリの少ない加工が期待できる。
以上説明したような構成となっているので、したがってこの発明の主軸では、当初に揚げた欠点が解消され、ビビリの少ない加工が実現される。
上述の実施形態においては、この主軸はスナウト式のアタッチメント式工具を用いた形態例を示したが、この発明は、この形態に限らず、他の形態も可能である。例えば、スナウトを用いることなく、一般的な工具形態に使用されるテーパーシャンク形式のものを用いて主軸に搭載するよう構成しても良い。無論アングルアタッチメント形式の形態をとっても良い。この場合、ワークを支える支え台の回転を防止するための手段として主軸の非回転部へストッパを用いることが好都合である。さらに
自動工具交換装置との間に形状に関する不都合のある場合は、手動交換とするようにすることも考えられる。
さらにまた、支え台２８の先端にある滑り止めについて、さらに種々の工夫をしても良い。
また、支え台２８の先端にある滑り止め２９について、種々の工夫をしても良く、例えば簡単な球面軸受方式となるような形態のすべ止めとした工具を有する主軸としても良く、この場合は、ワークの傾きが大きくなってもより柔軟に対応できる。
１０ 横中ぐり盤
１１ ベッド
１２ コラム
１３ コラムベース
１４ 主軸頭
１５ クイル
１６ 回転軸
１７ 主軸
１８ スナウト
１９ ネジ部
２０ ストッパ
２１ 突き出し工具
２２ 球面軸受
２３ スラスト軸受
２４ バネ
２５ ブラケット
２６ 球状体
２７ ワーク
２８ 支え台
２９ 滑り止め

Claims (2)

  1. 工作機械の主軸に載置される工具であって、ワークを支える支え台と、
    ワークの傾斜形状によって、前記支え台を柔軟に対応できるよう球面軸受を有して構成された球面軸受と、
    を備えたことを特徴とする工具。
  2. 工作機械の主軸頭に設けられた回転軸、この回転軸の外周面に嵌合するラムおよびこのラム先端に取り付けられたアタッチメントを有する主軸において、
    スナウトに設けたネジに螺合するストッパと、
    このストッパの反対端を球面軸受としたブラケットと、
    一端が前記ブラケットの球面軸受に嵌合する球状体で他端は二股となってワークの加工範囲の外側域面に接する支え台と、
    前記支え台の他端に取付けた滑り止めと、
    を有してなる突き出し工具を設けたことを特徴とする工作機械用の主軸。
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