JP2014037025A - Angle head tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アングルヘッド工具に関し、主軸の軸線と交差する方向の軸線を中心に刃物を回転させる工具に関する。 The present invention relates to an angle head tool, and more particularly to a tool for rotating a cutter around an axis in a direction intersecting with an axis of a main shaft.
従来、切削加工分野ではマシニングセンタ等の工作機械が多用されている。
これらの工作機械では、切削工具が装着された主軸を高速回転させるとともに、X,Y,Zの3軸駆動系で工具の刃物位置を正確に制御し、ワークに対する高精度の加工を実現している。
通常、工作機械における主軸は、主軸ヘッドに支持されて一定の方向を向いており、従って工作機械における工具の向きも一定である。しかし、近年の多様な加工要求にあっては、工具の向きを主軸の回転軸線に対して交差方向、たとえば直角とすることが求められることがある。
このような要求に応えるものとして、アングルヘッド工具(アングルヘッドアタッチメント)が利用されている(特許文献1参照)。
Conventionally, machine tools such as machining centers have been frequently used in the cutting field.
In these machine tools, the spindle on which the cutting tool is mounted is rotated at high speed, and the tool's blade position is accurately controlled by the X, Y, Z three-axis drive system, realizing high-precision machining of the workpiece. Yes.
Usually, a spindle in a machine tool is supported by the spindle head and is directed in a certain direction. Therefore, the direction of the tool in the machine tool is also constant. However, in recent various machining requirements, it is sometimes required that the direction of the tool is a crossing direction, for example, a right angle with respect to the rotation axis of the main shaft.
An angle head tool (angle head attachment) is used as a response to such a demand (see Patent Document 1).
アングルヘッド工具は、円筒状あるいは箱状のケーシングの一端に主軸と接続可能なテーパーシャンクを有する。ケーシングの他端にはテーパーシャンクの回転軸線と交差方向の軸線で回転可能な刃物が設置され、ケーシングの内部にはテーパーシャンクの回転を刃物に伝達する伝達機構が設置される。さらに、ケーシングには、廻り止め用として、テーパーシャンクを主軸に装着した際に主軸ヘッドと係合する係合機構が設置される。
このようなアングルヘッド工具では、テーパーシャンクを主軸に装着することで、係合機構によりケーシングと主軸ヘッドとが一体化され、この状態で主軸が回転することでテーパーシャンク、伝達機構および刃物が回転し、この刃物により主軸と交差する回転方向での切削加工(アングルヘッド加工)を行うことができる。
The angle head tool has a tapered shank that can be connected to the main shaft at one end of a cylindrical or box-shaped casing. At the other end of the casing, a cutter capable of rotating around the axis of rotation of the taper shank is installed, and a transmission mechanism for transmitting the rotation of the taper shank to the cutter is installed inside the casing. Further, the casing is provided with an engagement mechanism that engages with the spindle head when the taper shank is mounted on the spindle for stopping rotation.
In such an angle head tool, the taper shank, the transmission mechanism, and the cutter are rotated by rotating the main shaft in this state by attaching the taper shank to the main shaft and integrating the casing and the main shaft head by the engagement mechanism. And this cutting tool can perform cutting (angle head processing) in the rotational direction intersecting the main axis.
アングルヘッド工具における刃物の向き(主軸軸線を中心とした刃物の回転軸線の向き)は、ケーシングと主軸ヘッドとの廻り止め用の係合機構により規定される。
例えば、主軸と刃物とが直角をなすものであれば、ケーシングの主軸軸線まわりの角度位置により、刃物の軸線は主軸直交平面内の任意の方向に設定が可能である。
これらの向きの設定は、手動操作により行われることもあるが、割り出し位置決め装置による自動設定も提案されている(特許文献2および特許文献3参照)。
The direction of the blade in the angle head tool (the direction of the rotation axis of the blade around the spindle axis) is defined by an engagement mechanism for preventing rotation between the casing and the spindle head.
For example, if the main shaft and the cutter form a right angle, the axis of the cutter can be set in any direction within the plane orthogonal to the main shaft depending on the angular position around the main shaft axis of the casing.
Although the setting of these orientations may be performed manually, automatic setting by an indexing positioning device has also been proposed (see
特許文献2の割り出し位置決め装置は、テーパーシャンクの外周の複数位置に、ケーシングと主軸ヘッドとを係合させる廻り止め用の係合機構を有するとともに、係合機構を解除した際にケーシングとテーパーシャンクとが係合される構造とされ、係合機構を解除した状態で主軸を微速で回転させることでケーシングの主軸軸線まわりに回転させ、テーパーシャンクの外周の何れかの係合機構で係合させることで、複数の角度位置を選択できるようにしている。
The indexing / positioning device of
特許文献3の装置では、アングルヘッドの主軸ヘッドに対する取付角度は一定としておき、この角度一定の部分に対して回動する部分を設け、これを主軸で回転させることで姿勢調整を行えるようにしている。
このような特許文献3の構成によれば、主軸の回転を利用してアングルヘッドの主軸ヘッドに対する取付角度を調整する点は前述した特許文献2と同様であるが、さらに構造の簡素化を図ることができる。すなわち、特許文献3の構成においては、主軸に対する廻り止め用の係合機構を簡素化することができ、外側への張り出しも解消することができる。
In the apparatus of
According to such a configuration of
前述した特許文献1〜3のアングルヘッド工具では、一般に主軸の回転軸線と刃物の回転軸との交差角度が90度に設定されている。そして、主軸の回転を交差方向の刃物の回転として伝達するために、それぞれ内部に歯車機構を用いており、90度の角度変換を行うために各45度の傘歯歯車を一対で用いる構成が採用されている。
ところが、従来のアングルヘッド工具において、主軸に対して刃物の交差角度を他の角度、例えば30度あるいは45度としたいという要望がある。
In the angle head tool described in Patent Documents 1 to 3 described above, the intersection angle between the rotation axis of the main shaft and the rotation axis of the cutter is generally set to 90 degrees. And, in order to transmit the rotation of the main shaft as the rotation of the blade in the cross direction, a gear mechanism is used inside, respectively, and a configuration using a pair of 45-degree bevel gears to perform 90-degree angle conversion. It has been adopted.
However, in the conventional angle head tool, there is a demand for the angle of intersection of the blade with respect to the main axis to be another angle, for example, 30 degrees or 45 degrees.
このような要望に対し、従来のアングルヘッド工具では、主軸と刃物の回転軸の交差角度を他の角度に変更しようとすると、ケース部分の再設計はもとより、傘歯形状およびこれらの収まり等といった歯車機構の再設計が必要となる。
このような歯車機構の再設計が必要となるために、従来のアングルヘッド工具においては、交差角度の変更のような設計変更が難しいという問題がある。
また、設計変更の困難さとともに、通常の稼働時においても、歯車機構による回転の伝達であるために、噛み合いに伴う微小な振動が避けられず、精密加工の際に支障を来す虞があるという問題がある。
In response to such a demand, in the conventional angle head tool, when the crossing angle of the spindle and the rotation axis of the cutter is changed to another angle, the shape of the bevel teeth and the fit of these are not only redesigned of the case part. It is necessary to redesign the gear mechanism.
Since such a gear mechanism needs to be redesigned, the conventional angle head tool has a problem that it is difficult to change the design such as changing the crossing angle.
In addition, it is difficult to change the design, and even during normal operation, the rotation is transmitted by the gear mechanism, so minute vibrations associated with meshing are unavoidable, which may interfere with precision machining. There is a problem.
本発明の目的は、交差角度の設計自由度が高く、かつ精密加工にも適用できるアングルヘッド工具を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an angle head tool which has a high degree of freedom in design of an intersection angle and can be applied to precision machining.
本発明は、工作機械の主軸に接続されるシャンクと、ワークを切削するツールと、前記ツールを保持するホルダと、前記工作機械の主軸ヘッドに接続されかつ前記シャンクおよび前記ホルダを回転自在に保持するケースとを有し、前記シャンクの回転軸線と前記ホルダの回転軸線とが所定の交差角度とされたアングルヘッド工具であって、前記シャンクの回転を前記ホルダに伝達する伝達機構が、入力側の回転軸と出力側の回転軸とを任意の交差角度で連結可能な自在継手を含むことを特徴とする。 The present invention relates to a shank connected to a spindle of a machine tool, a tool for cutting a workpiece, a holder for holding the tool, a spindle connected to the spindle head of the machine tool, and rotatably holding the shank and the holder. An angle head tool in which a rotation axis of the shank and a rotation axis of the holder have a predetermined crossing angle, and a transmission mechanism for transmitting the rotation of the shank to the holder is an input side And a universal joint capable of connecting the output shaft and the output shaft at an arbitrary crossing angle.
このような本発明では、シャンクが主軸で回転駆動されることで、この回転が伝達機構を介してホルダに伝達され、ツールを回転させることで加工が行われる。
この際、ホルダおよびツールは、シャンクおよび主軸に対して所定の交差角度で配置され、アングルヘッド工具として使用することができる。
そして、伝達機構においては、所定の交差角度での回転伝達を行うために自在継手(ユニバーサルジョイント)を用いているため、従来の歯車機構の噛み合いのような微小な振動等を回避することができ、精密加工にも適用することができる。
In the present invention, when the shank is driven to rotate by the main shaft, the rotation is transmitted to the holder via the transmission mechanism, and the tool is rotated to perform processing.
At this time, the holder and the tool are arranged at a predetermined crossing angle with respect to the shank and the main shaft, and can be used as an angle head tool.
Since the transmission mechanism uses a universal joint to transmit rotation at a predetermined crossing angle, minute vibrations such as meshing of a conventional gear mechanism can be avoided. It can also be applied to precision machining.
さらに、本発明では、ホルダおよびツールとシャンクおよび主軸との交差角度を変更したい場合、ケースを交換することで簡単に対応することができる。伝達機構においては、自在継手によって任意の交差角度に対応できるため、伝達機構についての再設計は不要である。従って、交差角度の変更にあたっては、ケースの設計変更だけで済み、任意の交差角度のアングルヘッド工具を自由に設計、製造することができる。 Furthermore, in the present invention, when it is desired to change the crossing angle between the holder and the tool and the shank and the main shaft, it can be easily handled by replacing the case. In the transmission mechanism, an arbitrary crossing angle can be accommodated by a universal joint, so that the redesign of the transmission mechanism is unnecessary. Therefore, when changing the crossing angle, it is only necessary to change the design of the case, and an angle head tool having an arbitrary crossing angle can be freely designed and manufactured.
なお、本発明において、ツールとしては、エンドミル、ドリル、フライスカッタ等の各種刃物あるいは切削工具が利用できる。また、切削に限らず、研削工具や研磨工具などの他の原理に基づくツールを採用することもできる。
これらのツールは、ホルダに着脱自在とすることで随時交換できるようにすることが望ましい。
In the present invention, various tools such as end mills, drills, and milling cutters or cutting tools can be used as the tools. Further, not only cutting, but also a tool based on another principle such as a grinding tool or a polishing tool can be employed.
It is desirable that these tools can be exchanged as needed by making them detachable from the holder.
本発明のアングルヘッド工具において、前記ケースは、前記シャンクを保持する固定ケースと、前記自在継手および前記ホルダを収容する回転ケースとを有し、前記固定ケースと前記回転ケースとは互いに前記シャンクの回転軸線まわりに回転可能かつ任意の角度位置で固定可能であることが望ましい。 In the angle head tool of the present invention, the case includes a fixed case that holds the shank, and a rotating case that houses the universal joint and the holder, and the fixed case and the rotating case are mutually connected to the shank. It is desirable to be able to rotate around the rotation axis and to be fixed at an arbitrary angular position.
このような本発明では、固定ケースに対して回転ケースを回転させ、任意角度で固定することで、主軸ヘッドに対するツールの向き、つまりアングルヘッド工具としての向きを自由に選択することができる。
このようなツールの向きは、手動操作により回転ケースを回転させて固定してもよいが、例えば主軸の回転を利用して回転ケースを固定ケースに対して回転させることにより自動運転で行ってもよい。このような自動運転による向きの調整には、特許文献3に記載の技術を利用することができる。
In the present invention as described above, the direction of the tool with respect to the spindle head, that is, the direction as an angle head tool can be freely selected by rotating the rotating case with respect to the fixed case and fixing the rotating case at an arbitrary angle.
The orientation of such a tool may be fixed by rotating the rotating case by manual operation. For example, the tool may be automatically operated by rotating the rotating case with respect to the fixed case using the rotation of the spindle. Good. The technique described in
本発明のアングルヘッド工具において、前記ケースは、前記シャンクの回転軸線と前記ホルダの回転軸線との交差位置より前記シャンク側の基部と、前記交差位置より前記ホルダ側の傾斜部とを有し、前記基部と前記傾斜部とは前記交差位置において接続されていることが望ましい。 In the angle head tool of the present invention, the case has a base portion on the shank side from an intersecting position of the rotation axis of the shank and the rotation axis of the holder, and an inclined portion on the holder side from the intersecting position, It is desirable that the base portion and the inclined portion are connected at the intersecting position.
このような本発明では、交差角度に応じてケースを設計変更する場合でも、基部および傾斜部の各々の設計は流用し、その接続部分について重点的に設計を行うことで対応でき、設計作業を簡単に行うことができる。
さらに、基部と傾斜部とを、交差位置を中心に回動可能かつ任意の角度位置で固定可能な構造とし、ケースを可動式とすることで、アングルヘッド工具としての交差角度を任意に設定および変更することができる。つまり、ケースの設計変更および交換ではなく、同じケースのまま自由に交差角度を変更することができ、工作機械上での稼働中において交差角度を随時変更することができる。
In the present invention, even when the design of the case is changed according to the crossing angle, the design of each of the base portion and the inclined portion can be diverted, and it can be dealt with by intensively designing the connecting portion, and design work It can be done easily.
Furthermore, the base part and the inclined part have a structure that can be rotated around the intersection position and can be fixed at an arbitrary angle position, and the case is movable, so that the intersection angle as an angle head tool can be arbitrarily set and Can be changed. In other words, the crossing angle can be freely changed while maintaining the same case, not the case design change and replacement, and the crossing angle can be changed at any time during operation on the machine tool.
本発明のアングルヘッド工具において、前記自在継手は、前記入力側の回転軸に直交する回動軸と前記出力側の回転軸に直交する回動軸とが互いに直交方向に配置されたカルダン型ジョイントであることが望ましい。 In the angle head tool of the present invention, the universal joint is a cardan joint in which a rotation axis orthogonal to the input-side rotation axis and a rotation axis orthogonal to the output-side rotation axis are arranged in directions orthogonal to each other. It is desirable that
このような本発明では、自在継手としてカルダン型ジョイント(フック型ジョイント)を用いることで、確実な回転伝達を図ることができる。
さらに、カルダン型ジョイントの特徴である不等速性(一回転の間での角速度の変動)を利用して、ツールの回転速度を各回転の間に脈動させることができ、いわゆる切削性能の向上に利用することができる。
In the present invention, reliable rotation transmission can be achieved by using a cardan joint (hook joint) as a universal joint.
Furthermore, by utilizing the non-uniformity characteristic of the cardan joint (variation in angular velocity during one rotation), the rotation speed of the tool can be pulsated between each rotation, improving the so-called cutting performance. Can be used.
なお、本発明の自在継手としては、カルダン型ジョイントに限らず、等速ボールジョイントでもよく、角速度一定となることで安定した加工が可能となる。また、自在継手としてスプリングジョイントを用いてもよく、きわめて構造簡素で安価である。但し、スプリングジョイントは大きなトルクが働いた際に弾性変形して位相遅れ等を生じることがあるので配慮が必要である。 The universal joint of the present invention is not limited to a cardan type joint, and may be a constant velocity ball joint, and stable machining is possible by maintaining a constant angular velocity. In addition, a spring joint may be used as a universal joint, and the structure is simple and inexpensive. However, since the spring joint may be elastically deformed when a large torque is applied, a phase delay or the like may occur.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1、図2および図3の各部において、本発明のアングルヘッド工具1は、工作機械の主軸ヘッド2および主軸3に装着されて用いられるものである。
主軸3は主軸ヘッド2に回転自在に支持され、図示しないモータにより回転駆動される。工作機械には主軸ヘッドをX,Y,Zの各軸方向に移動させる駆動機構が設置され、アングルヘッド工具1は工作機械のテーブル上に設置されたワークに対して相対移動可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1, 2, and 3, the angle head tool 1 of the present invention is used by being mounted on a
The
アングルヘッド工具1は、主軸3に接続されるシャンク10と、ワークを切削するツール20と、ツール20を保持するホルダ30と、主軸ヘッド2に接続されかつシャンク10およびホルダ30を回転自在に保持するケース40とを有する。
アングルヘッド工具1では、シャンク10の回転軸線A1とツール20およびホルダ30の回転軸線A2とが所定の交差角度θとされている。
本実施形態において、交差角度θは例えば30度である。ただし、本実施形態では、交差角度θは0度から90度の範囲で適宜設定してもよい。なお、交差角度θが90度のとき、本実施形態のアングルヘッド工具1は、従来のアングルヘッド工具と同様の機能を有するものとなる。
The angle head tool 1 includes a
In the angle head tool 1, the rotation axis A1 of the
In the present embodiment, the intersection angle θ is, for example, 30 degrees. However, in the present embodiment, the crossing angle θ may be appropriately set in the range of 0 degrees to 90 degrees. When the intersection angle θ is 90 degrees, the angle head tool 1 of the present embodiment has the same function as the conventional angle head tool.
アングルヘッド工具1は、ケース40の内部にシャンク10の回転をホルダ30に伝達する伝達機構69を有する。この伝達機構69は、入力側の回転軸と出力側の回転軸とを、前述した交差角度θを含む任意の交差角度で連結可能とする自在継手60を含む。
The angle head tool 1 has a
シャンク10は、既存の工作機械で多用される規格に基づくテーパー式ツールシャンクであり、主軸3の先端に形成されたチャックに連結され、主軸3により回転駆動される。
シャンク10には自動工具交換装置(ATC)で把持するための把持部11が形成されている。把持部11には、ATCのホルダを係合させるためのV溝12および主軸3に装着された際に主軸3と係合される廻り止め用のキー溝13が形成されている。
シャンク10の把持部11には軸部14が接続され、軸部14はケース40により回転自在に保持されている。
The
The
A
ケース40は、固定ケース41および回転ケース42とで構成されている。
固定ケース41は、シャンク10の軸部14を回転自在に保持するものであり、軸部14と同軸の円筒状に形成されている。
固定ケース41の側面には、径方向に延びる延長部43が設置され、この延長部43には主軸ヘッド2に接続するためのサブシャンク44が設置されている。
主軸ヘッド2には、サブシャンク44に対応した位置に係止ブロック4が設置され、シャンク10を主軸3に接続した際にはサブシャンク44が係止ブロック4に係合され、これにより固定ケース41は主軸3の回転に拘わらず主軸ヘッド2に対して回り止めされる。
The
The fixed
An
The
回転ケース42は、一部が固定ケース41内に収容され、当該部分が図示しない軸受機構を介して支持されている。このような構造により、回転ケース42は固定ケース41に対して主軸3と同軸つまり回転軸線A1を中心に回転自在とされている。
回転ケース42の周囲には角度目盛45が形成され、固定ケース41に対する角度位置を目視できるようになっている。固定ケース41と回転ケース42との間には、図示しない係合機構が設置され、この係合機構により固定ケース41と回転ケース42とを任意の角度位置で互いに係合可能である。
このようなケース40においては、固定ケース41と回転ケース42とを任意の角度位置とすることができ、主軸ヘッド2に対するツール20の向きを任意に設定することができる。
A part of the
An
In such a
回転ケース42は、固定ケース41に回転自在に接続された基部46と、基部46に対して所定角度で傾斜した傾斜部47とで構成される。
図2に示すように、傾斜部47内には軸受機構48が設置され、ホルダ30は軸受機構48により回転自在に支持されている。
軸受機構48およびホルダ30は、その回転中心が前述した回転軸線A2となるように設置され、主軸3の回転軸線A1に対して前述した所定の交差角度θだけ傾斜されている。
The rotating
As shown in FIG. 2, a
The
ホルダ30は、軸受機構48に支持された軸部31と、軸部31の先端つまり回転ケース42から露出した部分に形成されたチャック32と、チャック32の外周に螺合されてチャック32を締め付けるリング33とを備えている。
ツール20は、基部をチャック32に挿入されたうえリング33で締め付けられることでホルダ30に固定され、ホルダ30とともに回転することで先端の刃物によりワークの切削加工を行うことができる。
The
The
図2に示すように、ホルダ30の軸部31とシャンク10の軸部14とを連結するために、回転ケース42内に自在継手60が設置されている。
自在継手60は、例えば一対のヨーク部材61,62およびスパイダ63で構成されるクロスピンジョイント方式のカルダン型ジョイント(フック型ジョイント)であり、ヨーク部材61およびスパイダ63を連結する回転軸とヨーク部材62およびスパイダ63を連結する回転軸とが直交方向に配置されることで、回転軸線を任意の角度に屈曲させた状態で回転を伝達可能である。
As shown in FIG. 2, a
The
自在継手60は、回転ケース42の屈曲した部分つまり基部46と傾斜部47とが連結される部分に配置されており、基部46内において一方のヨーク部材61がシャンク10の軸部14に接続され、傾斜部47内において他方のヨーク部材62がホルダ30の軸部31に接続されている。
本実施形態においては、シャンク10の軸部14、自在継手60およびホルダ30の軸部31により伝達機構69が構成されている。この伝達機構69により、シャンク10に伝達された主軸3の回転力が、自在継手60を介して前述した所定の交差角度θだけ傾斜したホルダ30に伝達され、これによりツール20を回転駆動可能である。
The
In the present embodiment, a
このような本実施形態における作用効果として、以下を挙げることができる。
本実施形態では、シャンク10が主軸3で回転駆動されることで、この回転が伝達機構69を介してホルダ30に伝達され、ツール20を回転させることでワークの加工を行うことができる。
この際、ホルダ30およびツール20の回転軸線A2は、シャンク10および主軸3の回転軸線A1に対して所定の交差角度θとされ、アングルヘッド工具1としての機能を得ることができる。
そして、伝達機構69においては、所定の交差角度θでの回転伝達を行うために自在継手60(ユニバーサルジョイント)を用いているため、従来の歯車機構の噛み合いのような微小な振動等を回避することができ、精密加工にも適用することができる。
The following can be mentioned as an effect in such this embodiment.
In this embodiment, when the
At this time, the rotation axis A2 of the
In the
本実施形態では、ホルダ30およびツール20とシャンク10および主軸3との交差角度θを変更したい場合、ケース40を交換することで簡単に対応することができる。
伝達機構69においては、自在継手60によって任意の交差角度θに対応できるため、伝達機構69についての再設計は不要である。従って、交差角度θの変更にあたっては、ケース40の設計変更だけで済み、任意の交差角度θのアングルヘッド工具1を自由に設計、製造することができる。
In this embodiment, when it is desired to change the crossing angle θ between the
In the
とくに、本実施形態では、ケース40を固定ケース41および回転ケース42に分け、自在継手60を回転ケース42に納めることで、固定ケース41については交差角度θに拘わらず共用することができ、設計変更は回転ケース42についてのみ行えばよい。
このため、交差角度θの変更に伴う設計変更が必要な部品を最小限とすることができ、設計作業の簡略化、設計変更に伴うコスト低減を一層進めることができる。
In particular, in the present embodiment, the
For this reason, it is possible to minimize the number of parts that need to be changed in accordance with the change in the crossing angle θ, and it is possible to further simplify the design work and reduce the cost associated with the change in design.
本実施形態においては、ケース40を固定ケース41および回転ケース42に分け、これらの固定ケース41と回転ケース42とがシャンク10および主軸3の回転軸線A1まわりに回転可能かつ任意の角度位置で固定可能とした。このため、固定ケース41に対して回転ケース42を回転させ、任意角度で固定することで、主軸ヘッド2に対するツール20の向き、つまりアングルヘッド工具1としての向きを自由に選択することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、ケース40を構成する回転ケース42をシャンク10側の基部46と、ホルダ30側の傾斜部47とに分け、これらを回転軸線A1,A2の交差位置である自在継手60の位置で接続するようにした。このため、回転ケース42を交差角度θに応じて設計変更する場合でも、基部46および傾斜部47の各々の設計は流用し、その接続部分について重点的に設計を行うことで対応でき、設計作業を簡単に行うことができる。
In this embodiment, the rotating
本実施形態においては、自在継手60としてヨーク部材61,62およびスパイダ63を用いたカルダン型ジョイントを用いているため、確実な回転伝達を行うことができる。
さらに、自在継手60においては、カルダン型ジョイントの特徴である不等速性(一回転の間での角速度の変動)を利用して、ツール20の回転速度を各回転の間に脈動させることができ、いわゆる切削性能の向上に利用することができる。
In this embodiment, since the cardan joint using the
Furthermore, in 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、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、ツール20としてエンドミルを用いたが、本発明のツールとしては、エンドミル以外にも、ドリル、フライスカッタ等の各種刃物あるいは切削工具が利用できる。また、切削に限らず、研削工具や研磨工具などの他の原理に基づくツールを採用することもできる。
これらのツールは、前記実施形態のように、ホルダ30に着脱自在とすることで随時交換できるツール20とすることが望ましい。但し、ホルダ30に固定されて交換できないツールであってもよい。
[Modification]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and the like within a scope in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
In the said embodiment, although the end mill was used as the
These tools are preferably the
前記実施形態では、主軸ヘッド2に対するツール20の向きは、手動操作により回転ケース42を回転させて固定ケース41に固定するとしたが、例えば主軸3の回転を利用して回転ケース42を固定ケース41に対して回転させることにより自動運転で行ってもよい。
このような自動運転による向きの調整には、特許文献3に記載の技術を利用することができる。
In the above embodiment, the orientation of the
The technique described in
前記実施形態では、基部46と傾斜部47とが所定の交差角度θで固定的に接続された一体式の回転ケース42を用いたが、基部46と傾斜部47とが回動可能に接続された可動式の回転ケース42としてもよい。
例えば、基部46と傾斜部47とを、自在継手60が設置された位置を中心に回動可能に接続され、かつ任意の角度位置で固定可能な構造としておけば、アングルヘッド工具1としての交差角度θを任意に設定および変更することができる。つまり、ケース40の設計変更および交換ではなく、同じケース40のまま自由に交差角度θを変更することができ、工作機械上での稼働中において交差角度θを随時変更することができる。
In the above embodiment, the integral
For example, if the
前記実施形態では、自在継手60としてカルダン型ジョイントを用いたが、これに限らず、等速ボールジョイントを用いてもよい。自在継手60として等速ボールジョイントを用いた場合、角速度一定となることで安定した加工が可能となる。また、自在継手60としてスプリングジョイントを用いてもよく、きわめて構造簡素で安価にできる。
In the above embodiment, a cardan joint is used as the
前記実施形態では、伝達機構69に自在継手60を1つだけ設置したが、複数の自在継手60を直列に設置してもよい。
この際、複数の自在継手60は同じ形式のものを連結してもよく、異なる形式の継手を連結してもよい。
複数のカルダン型ジョイントを連結する場合、各々の位相を一致させることで前述した不等速性による脈動を強調することができる。一方で、2つのカルダン型ジョイントの位相を90度とすることで、各々における不等速性を相殺することもでき、途中の位相角とすることで不等速性を加減することもできる。
In the above embodiment, only one
At this time, the plurality of
When a plurality of cardan joints are connected, the pulsation due to the above-mentioned inconstant velocity can be emphasized by matching each phase. On the other hand, by setting the phase of the two cardan joints to 90 degrees, it is possible to cancel the non-uniformity in each, and by setting the phase angle in the middle, the non-uniform velocity can be adjusted.
前記実施形態では、交差角度θを30度とし、あるいは交差角度θを0度から90度の範囲で適宜設定してもよいとしたが、交差角度θを60度以上にする場合、自在継手60を2つ以上とし、個々の自在継手60が分担する角度がなるべく45度を超えないようにすることが望ましい。
このように複数の自在継手60を用いれば、例えば90度以上の交差角度θ、つまりツール20が主軸ヘッド2側を向くような配置とすることも可能である。
In the above embodiment, the intersection angle θ is 30 degrees, or the intersection angle θ may be appropriately set in the range of 0 to 90 degrees. However, when the intersection angle θ is 60 degrees or more, the universal joint 60 It is desirable that the angle shared by each universal joint 60 should not exceed 45 degrees as much as possible.
If a plurality of
1…アングルヘッド工具
2…主軸ヘッド
3…主軸
4…係止ブロック
10…シャンク
11…把持部
12…溝
13…キー溝
14…軸部
20…ツール
30…ホルダ
31…軸部
32…チャック
33…リング
40…ケース
41…固定ケース
42…回転ケース
43…延長部
44…サブシャンク
45…角度目盛
46…基部
47…傾斜部
48…軸受機構
60…自在継手
61,62…ヨーク部材
63…スパイダ
69…伝達機構
A1,A2…回転軸線
θ…交差角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記シャンクの回転を前記ホルダに伝達する伝達機構が、入力側の回転軸と出力側の回転軸とを任意の交差角度で連結可能な自在継手を含むことを特徴とするアングルヘッド工具。 A shank connected to the spindle of the machine tool, a tool for cutting a workpiece, a holder for holding the tool, and a case connected to the spindle head of the machine tool and rotatably holding the shank and the holder. An angle head tool in which a rotation axis of the shank and a rotation axis of the holder have a predetermined crossing angle;
An angle head tool characterized in that the transmission mechanism for transmitting the rotation of the shank to the holder includes a universal joint capable of connecting the input side rotary shaft and the output side rotary shaft at an arbitrary crossing angle.
前記ケースは、前記シャンクを保持する固定ケースと、前記自在継手および前記ホルダを収容する回転ケースとを有し、前記固定ケースと前記回転ケースとは互いに前記シャンクの回転軸線まわりに回転可能かつ任意の角度位置で固定可能であることを特徴とするアングルヘッド工具。 The angle head tool according to claim 1,
The case includes a fixed case that holds the shank, and a rotating case that houses the universal joint and the holder, and the fixed case and the rotating case can rotate around the axis of rotation of the shank and are optional. An angle head tool that can be fixed at any angular position.
前記ケースは、前記シャンクの回転軸線と前記ホルダの回転軸線との交差位置より前記シャンク側の基部と、前記交差位置より前記ホルダ側の傾斜部とを有し、前記基部と前記傾斜部とは前記交差位置において接続されていることを特徴とするアングルヘッド工具。 In the angle head tool according to claim 1 or 2,
The case has a base portion on the shank side from an intersection position between the rotation axis of the shank and the rotation axis of the holder, and an inclined portion on the holder side from the intersection position, and the base portion and the inclination portion are An angle head tool connected at the crossing position.
前記自在継手は、前記入力側の回転軸に直交する回動軸と前記出力側の回転軸に直交する回動軸とが互いに直交方向に配置されたカルダン型ジョイントであることを特徴とするアングルヘッド工具。 In the angle head tool according to any one of claims 1 to 3,
The universal joint is a cardan joint in which a rotation axis orthogonal to the input-side rotation axis and a rotation axis orthogonal to the output-side rotation axis are arranged in directions orthogonal to each other. Head tool.
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