JP2013166233A - Tool holder and machining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋削用のバイトを保持するバイトホルダおよび旋削方法に関し、特に回転切削用の主軸スピンドルに装着されて旋削を行うためのバイトを保持するバイトホルダおよび旋削方法に関する。 The present invention relates to a tool holder and a turning method for holding a turning tool, and more particularly to a tool holder and a turning method for holding a tool that is mounted on a spindle for rotary cutting and performs turning.
従来、多様な種類の工作機械が利用されているが、一部の工作機械では、主軸に回転工具を装着してワークに対する孔空けやフライス削りが行えるとともに、ワークを固定したテーブルを回転させつつ主軸に装着したバイトにより旋削を行うことで立旋盤(縦旋盤)として利用できるものがある。
このような工作機械として、平坦な上面にワークを載置して垂直な軸まわりに回転可能なテーブルと、テーブルの上方に縦方向に配置された主軸を備えたターニングセンタがある(特許文献1参照)。
Various types of machine tools have been used in the past, but some machine tools can be equipped with a rotating tool on the spindle to drill or mill the workpiece, while rotating the table to which the workpiece is fixed. Some tools can be used as a vertical lathe by turning with a tool mounted on the spindle.
As such a machine tool, there is a turning center having a table on which a work is placed on a flat upper surface and rotatable around a vertical axis, and a main shaft arranged in a vertical direction above the table (Patent Document 1). reference).
図12に示す縦型のターニングセンタ90は、ベース91の上面に、回転可能なテーブル92を有する。テーブル92は、ベース91に内蔵されたモータ等で駆動されて任意の速度で回転可能であり、任意の回転角度で停止可能である。ベース91には、テーブル92に隣接してコラム93が設置され、コラム93にはテーブル92の上方へ延びるブーム94が支持されている。ブーム94には主軸ヘッド95が設置され、主軸ヘッド95にはテーブル92に向かって進退可能なラム96が装着されている。ラム96には主軸97が支持され、主軸97はラム96に内蔵されたモータ等で駆動されて任意の速度で回転可能であり、任意の回転角度で停止可能である。
A
このようなターニングセンタ90では、主軸97の先端にドリルを装着して主軸97を回転させ、このドリルをテーブル92上のワーク99に近接させることで、ワーク99に対して縦方向(Z軸方向)の穿孔を行うことができる。
また、主軸97の先端にバイト98を装着し、このバイト98をテーブル92の中心軸に向けて保持しておき、ワーク99を固定したテーブル92を回転させ、ワークの側面にバイト98を近接させることで、ワーク99の旋削を行うことができる。
この際、主軸97の先端に装着されたバイト98は、コラム93に対するブーム94のZ軸移動と主軸ヘッド95に対するラム96のZ軸移動とにより、テーブル92上面からの高さ(ワーク99に対するZ軸位置)が設定される。また、バイト98は、ブーム94に対する主軸ヘッド95のY軸移動により、テーブル92の回転軸からの距離(ワーク99の外径)が設定される。
In such a
Further, a
At this time, the
ところで、主軸97の先端に装着されるバイト98等の工具は、そのテーブル92の上面からの高さが、前述したようにコラム93に対するブーム94のZ軸移動と主軸ヘッド95に対するラム96のZ軸移動とにより規定される。
図12において、主軸97の先端のZ軸方向の全ストロークSTに対して、コラム93に対するブーム94のZ軸移動によるストロークSCとし、主軸ヘッド95に対するラム96のZ軸移動によるストロークSRとすると、全ストロークSTの最大値はストロークSCとストロークSRとの和で与えられる。こうして得られる全ストロークSTが、ワーク99に対するZ軸方向の最大加工範囲となる。
By the way, the tool such as a
In FIG. 12, with respect to the entire stroke ST in the Z-axis direction at the tip of the
ところで、前述したターニングセンタ90を用いたワーク99の旋削としては、外周面の加工(外側旋削)のほか、ワーク99の上面から凹状に形成された部分の内周面を加工すること(内側旋削)がある。また、外側旋削であっても、高さの大きなワーク99に対して、その下端近くの外周旋削を行うことがある。
このような場合、従来のターニングセンタ90では十分に対応できない場合が生じていた。
By the way, as the turning of the
In such a case, the
前述したように、主軸97の先端に装着したバイト98は、そのZ軸方向の最大加工範囲が全ストロークSTであり、その値はストロークSCとストロークSRとの和を超えない。
ここで、例えば、主軸ヘッド95に対するラム96のZ軸移動によるストロークSRであるのに対し、ワーク99の上面から深さがストロークSRよりも深い穴を加工しようとすると、主軸ヘッド95に対するラム96のZ軸移動だけでは足りず、コラム93に対するブーム94のZ軸移動を利用せざるを得ない。
しかし、ブーム94をZ軸方向下向きに移動させた場合、バイト98の近傍のブーム94あるいは主軸ヘッド95の一部がワーク99の上端と干渉する可能性がある。
As described above, the
Here, for example, when the hole SR is deeper than the stroke SR from the upper surface of the
However, when the
このような問題を回避する方法として、ラム96のストロークSRを十分に大きくすることが考えられる。
しかし、一般的なターニングセンタ90では、コラム93のストロークSCに対してラム96のストロークSRが短く、長尺化するためには大規模な改造が必要となる。このような大規模な改造には、相当な改修期間が必要であるほか、多額の費用も必要である。一方で、コラム93のストロークSCに対してラム96のストロークSRを長くしたターニングセンタ90は特殊であり、一般に利用されにくいものであった。
従って、コラム93のストロークSCに対してラム96のストロークSRが短い一般的なターニングセンタ90において、必要な時にだけストロークSRを長尺化できる装置が要望されていた。
As a method for avoiding such a problem, it is conceivable to sufficiently increase the stroke SR of the
However, in the
Therefore, in a
本発明の目的は、一般の工作機械に対して必要な時にだけストロークを長尺化できるバイトホルダおよび旋削方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tool holder and a turning method capable of extending a stroke only when necessary for a general machine tool.
本発明は、一般的なターニングセンタに装着されてバイトを保持するバイトホルダであって、ターニングセンタで利用可能な主軸の回転を利用してバイトを支持する部分を伸縮させることで、前述した目的を達成するものである。 The present invention is a bite holder that is mounted on a general turning center and holds a bite, and the above-mentioned object is obtained by expanding and contracting a part that supports the bite by using rotation of a main shaft that can be used in the turning center. Is achieved.
本発明のバイトホルダは、主軸ヘッドに支持された主軸に装着されかつ旋削用のバイトを支持するバイトホルダであって、前記主軸に接続されるシャフトと、前記シャフトを回転自在に支持しかつ前記主軸ヘッドに接続されるケースと、前記ケースから進退可能に支持されかつ前記バイトを支持するアームと、前記ケースに対する前記シャフトの回転により前記アームを進退させる駆動機構とを有することを特徴とする。 A tool holder according to the present invention is a tool holder that is mounted on a spindle supported by a spindle head and supports a turning tool, and a shaft connected to the spindle, a shaft that rotatably supports the shaft, and the It has a case connected to the spindle head, an arm supported so as to be able to advance and retract from the case and supporting the bite, and a drive mechanism for moving the arm forward and backward by rotation of the shaft relative to the case.
本発明のシャフトとしては、主軸に形成されたコレットチャックで固定可能なテーパーシャンクを有することが望ましい。また、シャフトは、ケースに対する回転を自在とするべく、ボールベアリング等の軸受を介してケースに支持されることが望ましい。
本発明のケースでは、主軸ヘッドとの接続を得るために、主軸の側方に延びた補助シャンク等を備えることが望ましい。また、ケースは、主軸ヘッドに直接接続されるものに限らず、主軸を支持するラムに接続されてこのラムを介して主軸ヘッドと間接的に接続されてもよく、要するに主軸の回転に対して回り止めされていればよい。
The shaft of the present invention desirably has a tapered shank that can be fixed by a collet chuck formed on the main shaft. The shaft is preferably supported by the case via a bearing such as a ball bearing so that the shaft can rotate freely.
In the case of the present invention, in order to obtain connection with the spindle head, it is desirable to provide an auxiliary shank or the like extending to the side of the spindle. Further, the case is not limited to the case directly connected to the spindle head, and may be connected to the ram that supports the spindle and indirectly connected to the spindle head via this ram. It only has to be prevented from rotating.
このような本発明では、バイトホルダを主軸に装着することで、工作機械の主軸にバイトが保持され、旋削を行うことができる。
ここで、工作機械におけるバイトの位置は、主軸ヘッド(あるいは主軸ヘッドから進退するラム)の位置を調整することにより設定される。さらに、本発明では、主軸を回転させることで、主軸(およびラム)に対するバイトの位置を調整することができる。
すなわち、主軸を回転させると、この回転はシャフトに伝達され、駆動機構によりアームが進退される。その結果、アームに支持されたバイトの位置を変更することができる。
従って、本発明では、主軸ヘッドないし主軸(ラムを含む)によるバイトのストローク(前述したコラムのストロークあるいはラムのストローク)に対して、必要に応じてバイトホルダを装着することでアームのストローク分だけバイトの位置調整範囲を拡張することができる。
このようなバイトのストロークの拡張は、必要時に既存の工作機械に本発明に基づくバイトホルダを装着するだけでよく、既存の工作機械に大規模な改造を行う必要なしに、大幅な機能拡張が可能となる。
In the present invention, by attaching the tool holder to the spindle, the tool is held on the spindle of the machine tool, and turning can be performed.
Here, the position of the cutting tool in the machine tool is set by adjusting the position of the spindle head (or the ram that advances and retracts from the spindle head). Furthermore, in the present invention, the position of the cutting tool with respect to the main shaft (and the ram) can be adjusted by rotating the main shaft.
That is, when the main shaft is rotated, this rotation is transmitted to the shaft, and the arm is advanced and retracted by the drive mechanism. As a result, the position of the cutting tool supported by the arm can be changed.
Therefore, according to the present invention, a tool holder is attached to the tool stroke by the spindle head or the spindle (including the ram) (the column stroke or the ram stroke described above) as necessary, so that only the arm stroke is provided. The byte alignment range can be expanded.
The extension of the tool stroke can be achieved by simply attaching the tool holder according to the present invention to an existing machine tool when necessary, and without greatly modifying the existing machine tool. It becomes possible.
本発明において、前記アームおよび前記シャフトは前記主軸の軸線上に配置され、前記アームは前記主軸の軸線方向に進退自在であることが望ましい。
このような本発明では、主軸からシャフトおよびアームが一軸線上に配列され、主軸の軸線上に沿ってバイトの移動範囲を拡張することができる。例えば、前述した従来のターニングセンタ(図12参照)に適用すれば、ラムの移動に加えてアームの移動によってバイトの移動範囲を拡張することができ、必要に応じたストロークの長尺化に最適である。
In the present invention, it is desirable that the arm and the shaft are disposed on an axis of the main shaft, and the arm is movable forward and backward in the axial direction of the main shaft.
In the present invention, the shaft and the arm are arranged on one axis from the main shaft, and the moving range of the cutting tool can be expanded along the main shaft axis. For example, if applied to the above-mentioned conventional turning center (see FIG. 12), the range of movement of the cutting tool can be expanded by moving the arm in addition to the movement of the ram, making it ideal for lengthening the stroke as required. It is.
本発明において、前記駆動機構は、前記シャフトに形成された雄ねじ部と、前記アームに形成されて前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部と、前記アームを前記ケースに対して回り止めする回り止め機構とを有することが望ましい。
本発明において、回り止め機構としては、アームまたはケースの一方にアームの進退方向のキー溝を形成し、他方にこの溝に係合するキー部材または突起を形成した構造、あるいはアームとケースとにアームの進退方向の突条を形成した構造、ケースとアームとを矩形断面のテレスコピック構造としたものなどが適宜利用できる。
このような本発明では、アームは回り止め機構によりケースに対して回り止めされており、シャフトが回転すると互いに螺合する雄ねじ部および雌ねじ部を介してアームが軸方向に駆動される。従って、前述した主軸からシャフトおよびアームが一軸線上に配列される構成において、駆動機構を簡単な構成としつつ確実な動作を行うことができる。
In the present invention, the drive mechanism includes a male screw portion formed on the shaft, a female screw portion formed on the arm and screwed into the male screw portion, and a rotation prevention mechanism that prevents the arm from rotating with respect to the case. It is desirable to have
In the present invention, the anti-rotation mechanism includes a structure in which a key groove in the arm advancing / retreating direction is formed in one of the arm and the case, and a key member or protrusion that engages with the groove is formed in the other, or the arm and the case. A structure in which protrusions in the advancing and retreating direction of the arm, a case in which the case and the arm have a rectangular cross section, and the like can be used as appropriate.
In the present invention, the arm is prevented from rotating with respect to the case by the rotation preventing mechanism, and when the shaft rotates, the arm is driven in the axial direction via the male screw portion and the female screw portion that are screwed together. Therefore, in the configuration in which the shaft and the arm are arranged on one axis from the main shaft described above, a reliable operation can be performed while the drive mechanism is simple.
本発明において、前記シャフトは前記主軸の軸線上に配置され、前記アームは前記主軸の軸線と交差方向に進退自在であることが望ましい。
このような本発明では、主軸およびシャフトの軸線に対して、アームは交差方向つまり主軸の径方向(交差方向が主軸の軸線に対して傾いている場合は径方向および軸方向)に進退し、これによりバイトを主軸の軸線から径方向に位置調整することができる。
このような本発明では、前述したワークの内面旋削を行う場合に、従来は困難であったワークの内径を開口径より大きくするような加工が可能となる。すなわち、アームを縮ませた状態でワークの開口からワークの凹部内に導入し、ここでアームを進出させて内面旋削を行うことで、開口径よりも大きな内径の旋削を行うことができる。
In the present invention, it is preferable that the shaft is disposed on an axis of the main shaft, and the arm is movable forward and backward in a direction intersecting with the axis of the main shaft.
In the present invention, the arm advances and retreats in the intersecting direction, that is, the radial direction of the main shaft with respect to the main shaft and the shaft axis (in the case where the cross direction is inclined with respect to the main shaft axis). This makes it possible to adjust the position of the cutting tool in the radial direction from the axis of the main shaft.
In the present invention, when the above-described internal turning of the workpiece is performed, it is possible to perform the machining such that the inner diameter of the workpiece is larger than the opening diameter, which has been difficult in the past. That is, when the arm is contracted and introduced into the concave portion of the work from the opening of the work, and the arm is advanced to perform internal turning, turning with an inner diameter larger than the opening diameter can be performed.
本発明において、前記駆動機構としては、前記シャフトの回転を交差方向に変換する一対の傘歯車を用い、この歯車により交差方向に延びる補助シャフトを回転させ、補助シャフトの雄ねじ部とアームの雌ねじ部とを螺合させた機構を利用することができる。
あるいは、前記駆動機構として、前記シャフトに形成された雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する中間部材と、前記中間部材の前記主軸の軸線方向の変位を前記アームの進退移動に変換する方向変換機構とを有する構成が採用できる。
方向変換機構としては、中間部材をテーパードコーンとし、この中間部材のテーパー面にアームを当接させ、コーンの当接部分の外径の変化を利用してアームが進退するような構成が利用できる。
In the present invention, as the drive mechanism, a pair of bevel gears that convert the rotation of the shaft into the cross direction is used, and the auxiliary shaft extending in the cross direction is rotated by the gear, and the male screw portion of the auxiliary shaft and the female screw portion of the arm Can be used.
Alternatively, as the drive mechanism, a male screw part formed on the shaft, an intermediate member having a female screw part screwed into the male screw part, and a displacement of the intermediate member in the axial direction of the main shaft is used to move the arm forward and backward. A configuration having a direction changing mechanism for conversion can be employed.
As the direction changing mechanism, it is possible to use a configuration in which the intermediate member is a tapered cone, the arm is brought into contact with the tapered surface of the intermediate member, and the arm is advanced and retracted by utilizing the change in the outer diameter of the contact portion of the cone. .
本発明において、一対の前記バイトが互いに反対向きに装着されていることが望ましい。
このような本発明では、互いに反対向きに装着された一対のバイトにより、バイトホルダをワークの内側に導入して一方のバイトでワークの内周面を加工し、続いてバイトホルダをワークの外側に移動させて他方のバイトでワークの外周面を加工することができる。
ここで、バイトが一本だけの場合、バイトホルダ全体を180度反転させるか、あるいはワークに対する加工位置(ワーク中心軸に対する角度位置)を180度ずらすために移動を大きくすること等が必要となり、構造あるいは操作の煩雑さが避けられない。
しかし、本発明では、互いに反対側に一対のバイトを有するため、ワークの同じ角度位置で、内側から外側へ(または外側から内側へ)の最短距離の移動で加工を行うことができる。
In the present invention, it is desirable that the pair of cutting tools are mounted in opposite directions.
In the present invention as described above, a pair of cutting tools mounted in opposite directions is used to introduce a cutting tool holder into the inside of the workpiece, and the inner peripheral surface of the workpiece is machined with one cutting tool, and then the cutting tool holder is moved to the outside of the workpiece. The outer peripheral surface of the workpiece can be machined with the other tool.
Here, when there is only one tool, it is necessary to reverse the entire tool holder by 180 degrees, or to increase the movement in order to shift the processing position with respect to the work (angle position with respect to the work center axis) by 180 degrees, The complexity of structure or operation is inevitable.
However, in the present invention, since a pair of cutting tools are provided on the opposite sides, it is possible to perform machining with the shortest distance from the inside to the outside (or from the outside to the inside) at the same angular position of the workpiece.
本発明の旋削方法は、主軸ヘッドに進退自在に支持されたラムと、ラムに支持された主軸とを有する工作機械を用いてワークの旋削を行う旋削方法であって、本発明のバイトホルダを前記主軸に装着し、前記バイトホルダにおける前記アームの進出と前記工作機械における前記ラムの進出とを同期させることを特徴とする。
本発明において、アームの進出とラムの進出とを同期させるとは、アームがそのストロークの一端にあるときラムもそのストロークの一端にあり、アームが他端に至ったときラムも他端に至るような動作をいう。具体的には、アームのストロークとラムのストロークに基づき、各々の移動速度を互いのストロークの比率に基づいて設定し、同時に同方向へ移動するように制御すればよい。
The turning method of the present invention is a turning method for turning a workpiece using a machine tool having a ram supported by a spindle head so as to be able to advance and retract, and a spindle supported by the ram. It is attached to the main shaft, and the advance of the arm in the tool holder and the advance of the ram in the machine tool are synchronized.
In the present invention, synchronizing the advancement of the arm and the advancement of the ram means that the ram is also at one end of the stroke when the arm is at one end of the stroke, and the ram reaches the other end when the arm is at the other end. This is the behavior. Specifically, based on the stroke of the arm and the stroke of the ram, the respective moving speeds may be set based on the ratio of the strokes and controlled to move in the same direction at the same time.
このような本発明によれば、アームとラムとが各々の全ストロークに渡って一様に移動するため、ワークに形成される動作切り替えに伴う切削跡を解消することができる。
例えば、ラムだけをその全ストローク移動させた後、アームを移動させるように切り替える場合、切り替え時にワークには旋削跡が残る。しかし、本発明のように制御することで、ラムのストロークとアームのストロークとを合算した全ストロークにわたって切り替えが発生しないため、ワークに切り替えに伴う切削跡が生じることはない。
According to the present invention as described above, since the arm and the ram move uniformly over the entire stroke, it is possible to eliminate the cutting traces associated with the operation switching formed on the workpiece.
For example, when switching to move the arm after moving only the ram for its entire stroke, turning traces remain on the workpiece at the time of switching. However, by controlling as in the present invention, switching does not occur over the entire stroke that is the sum of the stroke of the ram and the stroke of the arm.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1において、工作機械であるターニングセンタ10は、ベース11の上面に、回転可能なテーブル12を有する。テーブル12は、ベース11に内蔵されたモータ等で駆動されて任意の速度で回転可能であり、任意の回転角度で停止可能である。ベース11には、テーブル12に隣接してコラム13が設置され、コラム13にはテーブル12の上方へ延びるブーム14が支持されている。ブーム14にはヘッド15が設置され、ヘッド15にはテーブル12に向かって進退可能なラム16が装着されている。ラム16には主軸17が支持され、主軸17はラム16に内蔵されたモータ等で駆動されて任意の速度で回転可能であり、任意の回転角度で停止可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In FIG. 1, a
このようなターニングセンタ10では、主軸17の先端にドリルを装着して主軸17を回転させ、このドリルをテーブル12上のワーク19に近接させることで、ワーク19に対して縦方向の穿孔を行うことが可能である。
また、主軸17の先端にバイト18を装着し、このバイト18をテーブル12の中心軸に向けて保持しておき、ワーク19を固定したテーブル12を回転させ、ワークの側面にバイト18を近接させることで、ワーク19の旋削を行うことができる。
ここで、本実施形態においては、バイト18は本発明に基づくバイトホルダ20を用いて主軸17の先端に装着されている。
In such a
Further, a
Here, in this embodiment, the cutting
図2において、バイトホルダ20は、円筒状のケース21を有し、このケース21内に同軸配置されたシャフト22およびアーム23を備えている。
ケース21は、主軸17に接続される側にフランジ211を有し、このフランジ211にはラム16に接続可能な補助シャンク212を備え、この補助シャンク212およびラム16により主軸ヘッド15に対して回り止めされている。
In FIG. 2, the
The
シャフト22は、ボールベアリング221を介してケース21に回転自在かつ軸方向には移動規制された状態で支持され、ケース21の主軸17側端から突出した部分にテーパーシャンク222が形成されている。このテーパーシャンク222が主軸17のコレットチャック171に挟持されることで、シャフト22は主軸17に接続され、主軸17がラム16に対して回転した際に一体に回転可能である。
シャフト22のテーパーシャンク222とは反対側の外周には、雄ねじ部241が形成されている。
The
A
アーム23は、互いに締り嵌め等で一体化された内筒231と外筒232とを有するとともに、外筒232の先端(主軸17と反対側)にバイト18を支持する支持部材233を備えている。
内筒231の内周面には雌ねじ部242が形成され、前述したシャフト22の雄ねじ部241が螺合されている。
外筒232の外周面には、その中心軸線方向に沿ってキー溝243が形成されている。キー溝243には、ケース21の内面に嵌め込まれたキー部材244が係合され、これらにより回り止め機構が形成され、外筒232はケース21に対して回り止めされている。
The
A
A
本実施形態では、前述したシャフト22の雄ねじ部241、アーム23の雌ねじ部242、シャフト22とアーム23との間の回り止め機構(アーム23のキー溝243およびケース21に嵌め込まれたキー部材244)により、駆動機構24が構成されている。
駆動機構24においては、キー溝243およびキー部材244によってアーム23がケース21に回り止めされ、かつ雄ねじ部241および雌ねじ部242が螺合されているため、シャフト22が回転した際には、この回転がアーム23の進退移動に変換される。
In the present embodiment, the
In the
このような本実施形態では、バイトホルダ20を主軸17に装着することで、ターニングセンタ10の主軸17にバイト18が保持され、ワーク19に対する旋削を行うことができる。
ここで、ターニングセンタ10におけるバイト18の位置は、主軸ヘッド15およびラム16の位置を調整することにより設定されるとともに、主軸17を回転させることでバイトホルダ20のアーム23を進退させることでもバイト18の位置を調整することができる。
In this embodiment, by attaching the
Here, the position of the
バイトホルダ20においては、主軸17を回転させると、この回転はシャフト22に伝達され、駆動機構24によりアーム23が進退される。その結果、アーム23に支持されたバイト18の位置を変更することができる。
従って、本実施形態では、主軸ヘッド15を移動させずに、例えば主軸ヘッド15をコラム14におけるストロークSCの上端位置に維持したままでも、ラム16によるストロークSRおよびバイトホルダ20によるストロークSHによって十分な合計ストロークSSを得ることができる。
In the
Therefore, in the present embodiment, the
この合計ストロークSSは、前述した従来の全ストロークSTに相当する大きさであり、バイトホルダ20の設計によりアーム23のストロークSRを拡大すれば、全ストロークSTを超える値とすることもできる。
このようなバイト18のストロークの拡張は、必要時に既存のターニングセンタ10に本発明に基づくバイトホルダ20を装着するだけでよく、既存のターニングセンタ10に大規模な改造を行う必要なしに、大幅な機能拡張が可能となる。
The total stroke SS has a size corresponding to the above-described conventional full stroke ST. If the stroke SR of the
The extension of the stroke of the
ところで、本実施形態においては、前述した通り、主軸ヘッド15を移動させなくても、合計ストロークSSを得ることができる。
この合計ストロークSSは、ラム16の移動によるストロークSRとバイトホルダ20におけるアーム23の移動によるストロークSHとの和であるが、本実施形態においては、ラム16の移動とアーム23の移動とを段階的に行うのではなく、ラム16の移動とアーム23の移動とは同期させるものとする。
In the present embodiment, as described above, the total stroke SS can be obtained without moving the
The total stroke SS is the sum of the stroke SR due to the movement of the
すなわち、本実施形態では、アーム23の進出とラム16の進出とを同期させるために、例えばアーム23がそのストロークSHの上端にあるとき、ラム16もそのストロークSRの上端としておき、アーム23が下降する際にラム16も同時に下降させる。
この際、アーム23の移動速度VHは、ラム16の移動速度VRに対して、VH=VR×SH/SRとなるように調整しておく。これにより、アーム23がストロークSHの下端に達した際に、同時にラム16もストロークSRの下端に達するようにすることができる。
このような動作を行うことで、アーム23とラム16とが各々の全ストロークSH,SR(合計ストロークSS)に渡って一様に移動するため、ワーク19には動作切り替えに伴う旋削跡などが生じることがない。
That is, in this embodiment, in order to synchronize the advance of the
At this time, the moving speed VH of the
By performing such an operation, the
〔第2実施形態〕
図3および図4には、本発明の第2実施形態が示されている。
本実施形態のバイトホルダ20は、前述した第1実施形態と同様な構成を有する。このため、以下には前述した第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態において、ケース21は、第1実施形態の円筒状に対して、角柱状とされている。アーム23は、第1実施形態と同様に円筒状であるが、その先端の支持部材233には互いに反対側に一対のバイト18が装着されている。
このような本実施形態によれば、前述した第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
[Second Embodiment]
3 and 4 show a second embodiment of the present invention.
The
In the present embodiment, the
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
さらに、本実施形態では、互いに反対向きに装着された一対のバイト18により、バイトホルダ20をワークの内側に導入して一方のバイト18でワークの内周面を加工し、続いてバイトホルダ20をワークの外側に移動させて他方のバイト18でワークの外周面を加工することができる。
ここで、第1実施形態のようにバイト18が一本だけの場合、支持部材233ないしバイトホルダ20全体を180度反転させるか、あるいはワークに対する加工位置(ワーク中心軸に対する角度位置)を180度ずらすために移動を大きくすること等が必要となり、構造あるいは操作の煩雑さが避けられない。
しかし、本実施形態では、互いに反対側に一対のバイト18を有するため、ワークの同じ角度位置で、内側から外側へ(または外側から内側へ)の最短距離の移動で加工を行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, the
Here, when there is only one
However, in the present embodiment, since the pair of cutting
〔第3実施形態〕
図5および図6には、本発明の第3実施形態が示されている。
本実施形態のバイトホルダ20は、前述した第2実施形態と同様に、前述した第1実施形態と同様な構成を有するとともに、互いに反対側に装着された一対のバイト18を有する。ただし、本実施形態では、各バイト18は縦方向に装着されている。
このような本実施形態においても、前述した第1実施形態および第2実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では、一対のバイト18の装着方向が異なり、バイトホルダ20の下面側(アーム23が伸びる方向)に刃先が向けられるため、このような刃先を必要とする加工を円滑に行うことができる。
[Third Embodiment]
5 and 6 show a third embodiment of the present invention.
The
Also in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment described above can be obtained.
Further, in the present embodiment, the mounting direction of the pair of cutting
〔第4実施形態〕
図7および図8には、本発明の第4実施形態が示されている。
本実施形態のバイトホルダ20は、前述した第2実施形態と同様に、前述した第1実施形態と同様な構成を有するとともに、互いに反対側に装着された一対のバイト18を有する。ただし、本実施形態では、ケース21は第1実施形態と同様に円筒状であるが、アーム23は角柱状とされている。
このような本実施形態においても、前述した第1実施形態および第2実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では、アーム23が角柱状とされているため、ケース21に対して回り止め効果を得ることができ、前述した第1実施形態のキー溝243およびキー部材244による回り止め機構を省略することができる。
[Fourth Embodiment]
7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention.
The
Also in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment described above can be obtained.
Furthermore, in the present embodiment, since the
〔第5実施形態〕
図9および図10には、本発明の第5実施形態が示されている。
本実施形態のバイトホルダ20は、前述した第2実施形態と同様に、前述した第1実施形態と同様な構成を有するとともに、互いに反対側に装着された一対のバイト18を有する。ただし、各バイト18は縦方向に装着されている(第3実施形態と同様)。さらに、本実施形態では、ケース21は第1実施形態と同様に円筒状であるが、アーム23は角柱状とされている(第4実施形態と同様)。
このような本実施形態においても、前述した第1実施形態および第2実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では、前述した第3実施形態および第4実施形態と同様な構成により、各実施形態で述べた効果を得ることができる。
[Fifth Embodiment]
9 and 10 show a fifth embodiment of the present invention.
The
Also in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment described above can be obtained.
Furthermore, in the present embodiment, the effects described in the respective embodiments can be obtained with the same configuration as that of the third and fourth embodiments described above.
〔第6実施形態〕
図11には、本発明の第6実施形態が示されている。
本実施形態のバイトホルダ20Aは、前述した第1実施形態のバイトホルダ20と同様な構成を有する。このため、以下には前述した第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
バイトホルダ20Aは、前述した第1実施形態と同様に、工作機械の主軸17に装着され、ケースがラム16に対して回り止めされている。
前述した第1実施形態では、バイトホルダのアームが主軸17の軸線方向に進退自在に設けられていた。これに対し、本実施形態のアーム23Aは、バイトホルダ20Aの径方向つまり主軸17の軸線方向に対して直角に交差する方向に進退自在とされている。
[Sixth Embodiment]
FIG. 11 shows a sixth embodiment of the present invention.
The
The
In the first embodiment described above, the arm of the bite holder is provided so as to be movable back and forth in the axial direction of the
このような主軸17の回転によるアーム23Aの進退を主軸17の交差方向に行わせる機構としては、例えば、主軸17に接続されるシャフトの回転を交差方向に変換する一対の傘歯車を用い、この歯車により交差方向に延びる補助シャフトを回転させ、補助シャフトの雄ねじ部とアームの雌ねじ部とを螺合させた機構などが利用できる。
あるいは、主軸17に接続されたシャフトの雄ねじ部と、この雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する中間部材とを設け、中間部材をテーパードコーンとし、この中間部材のテーパー面にアームを当接させ、コーンの当接部分の外径の変化を利用してアームが進退するような構成を利用してもよい。
As a mechanism for causing the
Alternatively, a male screw part of the shaft connected to the
このような本実施形態においては、アーム23Aを最も縮めた状態とすることで、バイトホルダ20A部分の径方向寸法、すなわち図11におけるバイト18の先端から反対側のラム16の側面までの距離D1を最小とし、アーム23Aを最も延びた状態とすることで、バイト18の先端から反対側のラム16の側面までの距離D2(距離D2は距離D1とアーム23Aのストロークとの和)を最大とすることができる。
このような径方向寸法の変化が得られることで、例えばワーク19の開口径RNが小さく、距離D1よりやや大きい程度であっても、バイトホルダ20Aをワーク19内へと導入することができ、ワーク19内においてアーム23Aを延ばすことにより、半径RXの内面旋削を行うことが可能となる。
In the present embodiment, by setting the
By obtaining such a change in the radial dimension, for example, even if the opening diameter RN of the
〔変形例〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での変形等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述した第1実施形態では、アーム23を内筒231および外筒232の二重構造としたが、アーム23を一本の筒体で形成してもよい。
また、前述した第1実施形態では、駆動機構24の回り止め機構としてキー溝243およびキー部材244を用いたが、回り止め機構はケース21に対するアーム23の回り止めを行うことができれば他の構成を用いてもよい。例えば、ケース21の内面およびアーム23の外面に各々の長手方向に延びる突条を形成したり、あるいは前述した第4および第5の実施形態のようにケース21およびアーム23の断面形状を矩形等とすることで回り止め機能を確保してもよい。
[Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and the like within a scope where the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in the first embodiment described above, the
In the first embodiment described above, the
さらに、前述した第6実施形態では、アーム23Aを主軸17と直交方向に進退させたが、直角に限らず、主軸17の軸線方向に対して傾いた方向(例えば図11で斜め下向きなど)に進退させてもよい。
また、前述した第6実施形態では、アーム23Aを一方向だけに進出させたが、複数のアームを放射状に設置し、各々を同期して進退させるようにしてもよい。
Furthermore, in the sixth embodiment described above, the
Further, in the sixth embodiment described above, the
前記各実施形態において、バイトホルダ20,20Aには、テーパーシャンク222からシャフト20およびアーム23,23Aを通ってバイト18の支持部材233に至る一連の通路を形成してもよく、主軸17から圧送されるクーラントあるいはエアをバイト18およびワーク19に供給することができる。この際、シャフト20およびアーム23,23Aとの間は、アーム23,23Aの移動方向に変位可能かつシャフト20の回転を許容しうるフレキシブルなジョイント等を採用することが望ましい。
前記各実施形態では、工作機械としてコラム13を有するターニングセンタ10を用いたが、門型あるいは他の形式のものであってもよく、ターニングセンタと呼ばれる装置でなくても同様な旋削を行える工作機械であれば本発明のバイトホルダ20を適用することができる。また、工作機械において、主軸17の向きも縦方向に限らず横型であってもよく、同様に本発明のバイトホルダ20を適用することができる。
In each of the above embodiments, the
In each of the embodiments described above, the turning
10…ターニングセンタ
11…ベース
12…テーブル
13…コラム
14…ブーム
15…主軸ヘッド
16…ラム
17…主軸
171…コレットチャック
18…バイト
19…ワーク
20,20A…バイトホルダ
21…ケース
211…フランジ
212…補助シャンク
22…シャフト
221…ボールベアリング
222…テーパーシャンク
23,23A…アーム
231…内筒
232…外筒
233…支持部材
24…駆動機構
241…雄ねじ部
242…雌ねじ部
243…キー溝
244…キー部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記主軸に接続されるシャフトと、前記シャフトを回転自在に支持しかつ前記主軸ヘッドに接続されるケースと、前記ケースから進退可能に支持されかつ前記バイトを支持するアームと、前記ケースに対する前記シャフトの回転により前記アームを進退させる駆動機構とを有することを特徴とするバイトホルダ。 A tool holder mounted on a spindle supported by a spindle head and supporting a turning tool,
A shaft connected to the main shaft, a case rotatably supporting the shaft and connected to the main shaft head, an arm supported so as to be able to advance and retreat from the case and supporting the bite, and the shaft relative to the case And a driving mechanism for moving the arm forward and backward by rotation of the tool holder.
前記アームおよび前記シャフトは前記主軸の軸線上に配置され、前記アームは前記主軸の軸線方向に進退自在であることを特徴とするバイトホルダ。 In the bite holder according to claim 1,
The bite holder, wherein the arm and the shaft are arranged on an axis of the main shaft, and the arm can advance and retreat in an axial direction of the main shaft.
前記駆動機構は、前記シャフトに形成された雄ねじ部と、前記アームに形成されて前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部と、前記アームを前記ケースに対して回り止めする回り止め機構とを有することを特徴とするバイトホルダ。 In the tool holder according to claim 2,
The drive mechanism includes a male screw part formed on the shaft, a female screw part formed on the arm and screwed into the male screw part, and a rotation prevention mechanism that prevents the arm from rotating with respect to the case. Tool holder characterized by
前記シャフトは前記主軸の軸線上に配置され、前記アームは前記主軸の軸線と交差方向に進退自在であることを特徴とするバイトホルダ。 In the bite holder according to claim 1,
The tool holder according to claim 1, wherein the shaft is disposed on an axis of the main shaft, and the arm is movable back and forth in an intersecting direction with the axis of the main shaft.
一対の前記バイトが互いに反対向きに装着されていることを特徴とするバイトホルダ。 In the bite holder according to any one of claims 1 to 4,
A pair of bite holders mounted in opposite directions.
請求項1から請求項4の何れかに記載したバイトホルダを前記主軸に装着し、前記バイトホルダにおける前記アームの進出と前記工作機械における前記ラムの進出とを同期させることを特徴とする旋削方法。 A turning method for turning a workpiece using a machine tool having a ram supported by a spindle head so as to freely advance and retract, and a spindle supported by the ram,
A turning method comprising mounting the tool holder according to any one of claims 1 to 4 on the main shaft, and synchronizing the advance of the arm in the tool holder and the advance of the ram in the machine tool. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020023001A (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 株式会社ジェイテクト | Lathe turning tool, gear processing device and gear processing method |
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2012
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