JP2019171491A - Machine tool, tool module, and cutting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械、工具モジュール及び切削加工方法に関する。 The present invention relates to a machine tool, a tool module, and a cutting method.
特許文献1には、外周面をすくい面とする切削工具(環状工具)を軸線周りに回転させながら送ることにより、工作物の外周面の切削加工を行う技術が開示されている。特許文献2には、工作機械の主軸の回転軸線に対して工具の回転軸線を交差(傾斜)させた状態で工具を支持しつつ、主軸の回転を工具に伝達する旋回工具アダプタが開示されている。
また、特許文献1に記載の切削工具(環状工具)を用いて円筒状又は円錐状の工作物の内周面を切削加工する際、切削工具と工作物との干渉を回避するために、切削工具の回転軸線を傾斜させた状態で切削工具を工作物の内側に挿入する。
Further, when the inner peripheral surface of a cylindrical or conical workpiece is cut using the cutting tool (annular tool) described in
上記した技術を用いて工作物の内周面の切削加工を行う場合に、切削工具アダプタ(工具モジュール)に保持される切削工具の工具軸の軸方向長さを大きくし、切削工具アダプタのハウジングと工作物との干渉を回避する必要がある。この場合、切削工具アダプタによる工具軸の保持位置と切削工具による工作物の加工位置との距離が長くなるので、加工位置において切削工具の振動が大きくなる。一方、切削工具アダプタは、工作機械の固定側に対して係合離脱自在に結合されているので、工作機械の固定側に対する切削工具アダプタの支持剛性が十分でない場合に、切削加工時に切削工具に加わる反力によって切削工具アダプタが撓みやすくなる。その結果、加工位置において切削工具に発生する振動が大きくなり、工作物の加工面の面精度が低下する。 When cutting the inner peripheral surface of a workpiece using the above-described technique, the axial length of the tool axis of the cutting tool held by the cutting tool adapter (tool module) is increased, and the housing of the cutting tool adapter It is necessary to avoid interference with the workpiece. In this case, since the distance between the holding position of the tool axis by the cutting tool adapter and the processing position of the workpiece by the cutting tool is increased, the vibration of the cutting tool is increased at the processing position. On the other hand, since the cutting tool adapter is detachably coupled to the fixed side of the machine tool, if the support rigidity of the cutting tool adapter with respect to the fixed side of the machine tool is not sufficient, The reaction force applied makes the cutting tool adapter easily bent. As a result, the vibration generated in the cutting tool at the machining position increases, and the surface accuracy of the workpiece surface decreases.
本発明は、工作物の加工面の面精度を向上させることができる工作機械、工具モジュール及び切削加工方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the machine tool, the tool module, and the cutting method which can improve the surface precision of the processed surface of a workpiece.
本発明の工作機械は、少なくとも固定部を有する工具保持装置と、前記工具保持装置に取り付けられる工具モジュールと、工作物を支持する工作物支持装置と、前記工具保持装置と前記工作物支持装置とを相対移動させる移動装置とを備える。前記工具モジュールは、前記固定部に締結されるモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングに回転可能に支持され、回転駆動される第一軸部材と、外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第一環状工具と、前記第一環状工具に同軸上に一体的に設けられ、前記第一軸部材の回転軸線とは異なる軸線周りに回転可能に前記モジュールハウジングに支持される第二軸部材と、前記第一軸部材の回転を前記第二軸部材に伝達する伝達機構とを備える。 A machine tool of the present invention includes a tool holding device having at least a fixing portion, a tool module attached to the tool holding device, a workpiece support device that supports a workpiece, the tool holding device, and the workpiece support device. And a moving device for relatively moving. The tool module includes a module housing fastened to the fixing portion, a first shaft member rotatably supported by the module housing and driven to rotate, and an annular cutting edge having a rake face as an outer peripheral surface. A first annular tool, and a second shaft member that is integrally provided coaxially with the first annular tool and is supported by the module housing so as to be rotatable about an axis different from the rotation axis of the first shaft member; A transmission mechanism that transmits the rotation of the first shaft member to the second shaft member.
また、本発明の工具モジュールは、少なくとも固定部を有する工具保持装置と、工作物を支持する工作物支持装置と、前記工具保持装置と前記工作物支持装置とを相対移動させる移動装置と、を備えた工作機械に用いる。前記工具モジュールは、前記固定部に締結されるモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングに回転可能に支持され、回転駆動される第一軸部材と、外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第一環状工具と、前記第一環状工具に同軸上に一体的に設けられ、前記第一軸部材の回転軸線とは異なる軸線周りに回転可能に前記モジュールハウジングに支持される第二軸部材と、前記第一軸部材の回転を前記第二軸部材に伝達する伝達機構とを備える。 The tool module of the present invention includes a tool holding device having at least a fixing portion, a workpiece support device that supports a workpiece, and a moving device that relatively moves the tool holding device and the workpiece support device. Used for equipped machine tools. The tool module includes a module housing fastened to the fixing portion, a first shaft member rotatably supported by the module housing and driven to rotate, and an annular cutting edge having a rake face as an outer peripheral surface. A first annular tool, and a second shaft member that is integrally provided coaxially with the first annular tool and is supported by the module housing so as to be rotatable about an axis different from the rotation axis of the first shaft member; A transmission mechanism that transmits the rotation of the first shaft member to the second shaft member.
本発明の工作機械及び工具モジュールによれば、工具モジュールは、固定部にモジュールハウジングが締結されるので、固定部に対する工具モジュールの支持剛性を高めることができる。よって、工作機械は、切削加工時に切削工具に発生する振動を抑制することができるので、工作物の加工面の面精度を向上させることができる。 According to the machine tool and the tool module of the present invention, since the module housing is fastened to the fixed portion of the tool module, the support rigidity of the tool module with respect to the fixed portion can be increased. Therefore, since the machine tool can suppress vibration generated in the cutting tool during cutting, the surface accuracy of the processed surface of the workpiece can be improved.
本発明の切削加工方法は、少なくとも固定部を有する工具保持装置と、前記工具保持装置に取り付けられる工具モジュールと、工作物を支持する工作物支持装置と、前記工具保持装置と前記工作物支持装置とを相対移動させる移動装置とを備えた工作機械を用いた切削加工方法である。前記工具モジュールは、前記固定部に締結されるモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングに回転可能に支持され、回転駆動される第一軸部材と、外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第一環状工具と、前記第一環状工具に同軸上に一体的に設けられ、前記第一軸部材の回転軸線とは異なる軸線周りに回転可能に前記モジュールハウジングに支持される第二軸部材と、前記第一軸部材の回転を前記第二軸部材に伝達する伝達機構とを備え、前記切削加工方法は、前記工作物の内部に前記第二軸部材及び前記第一環状工具を挿入した状態で、前記工作物の内周面の切削加工を行う。 The cutting method of the present invention includes a tool holding device having at least a fixing portion, a tool module attached to the tool holding device, a workpiece support device that supports a workpiece, the tool holding device, and the workpiece support device. Is a cutting method using a machine tool provided with a moving device that relatively moves. The tool module includes a module housing fastened to the fixing portion, a first shaft member rotatably supported by the module housing and driven to rotate, and an annular cutting edge having a rake face as an outer peripheral surface. A first annular tool, and a second shaft member that is integrally provided coaxially with the first annular tool and is supported by the module housing so as to be rotatable about an axis different from the rotation axis of the first shaft member; A transmission mechanism for transmitting the rotation of the first shaft member to the second shaft member, and the cutting method includes the second shaft member and the first annular tool inserted into the workpiece. The inner peripheral surface of the workpiece is cut.
本発明の切削加工方法は、工作物の内部に第二軸部材及び第一環状工具を挿入した状態で工作物の内周面の切削加工を行うので、第一環状工具による工作物の加工位置と、モジュールハウジングに支持される第二軸部材の支持位置との距離を小さくすることできる。これにより、切削加工方法は、第一環状工具の支持剛性を高めることができるので、切削加工時に発生する第一環状工具の振動を抑制でき、その結果、工作物の加工面の面精度を向上させることができる。 In the cutting method according to the present invention, since the inner peripheral surface of the workpiece is cut with the second shaft member and the first annular tool inserted into the workpiece, the machining position of the workpiece by the first annular tool And the support position of the second shaft member supported by the module housing can be reduced. Thereby, since the cutting method can increase the support rigidity of the first annular tool, the vibration of the first annular tool that occurs during the cutting process can be suppressed, and as a result, the surface accuracy of the work surface of the workpiece is improved. Can be made.
以下、本発明に係る工作機械、工具モジュール及び切削加工方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a machine tool, a tool module, and a cutting method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.第一実施形態>
(1−1:工作機械1の概略構成)
まず、図1を参照して、本発明の第一実施形態である工作機械1の概略構成を説明する。図1に示すように、工作機械1は、3つの直線軸と1つの回転軸(C軸)を有する4軸マシニングセンタである。工作機械1は、ベッド2と、工作物支持装置3と、コラム4と、工具保持装置5と、移動装置6と、工具モジュール100と、制御装置7とを主に備える。
<1. First embodiment>
(1-1: Schematic configuration of machine tool 1)
First, with reference to FIG. 1, schematic structure of the
ベッド2は、床上に載置される。工作物支持装置3は、ベッド2の上面に対し、Z軸方向へ移動可能に設けられ、工作物WをZ軸に平行なC軸周りに回転可能に支持する。工作物支持装置3は、移動テーブル31と、回転テーブル32と、テーブルモータ33とを備える。移動テーブル31は、ベッド2の上面に設けられ、回転テーブル32は、移動テーブル31に対し、C軸周りに回転可能に支持される。テーブルモータ33は、回転テーブル32を回転させる回転駆動源である。工作物Wは、回転テーブル32に保持され、テーブルモータ33に駆動されることで回転テーブル32と一体的に回転する。
The
コラム4は、ベッド2の上面に対し、X軸方向へ移動可能に設けられる。工具保持装置5は、コラム4の側面に対し、Y軸方向へ移動可能に設けられる。移動装置6は、Z軸送り装置61と、Z軸モータ62と、X軸送り装置63と、X軸モータ64と、Y軸送り装置65と、Y軸モータ66とを備える。
The column 4 is provided to be movable in the X-axis direction with respect to the upper surface of the
Z軸送り装置61は、ベッド2に対し、工作物支持装置3をZ方向へ送るねじ送り装置である。Z軸モータ62は、Z軸送り装置61を駆動させる駆動源であり、工作物支持装置3は、Z軸モータ62に駆動されることでZ方向へ移動する。X軸送り装置63は、ベッド2に対し、コラム4をX方向へ送るねじ送り装置である。X軸モータ64は、X軸送り装置63を駆動させる駆動源であり、コラム4は、X軸モータ64に駆動されることでX方向へ移動する。Y軸送り装置65は、コラム4に対し、工具保持装置5をY方向へ送るねじ送り装置である。Y軸モータ66は、Y軸送り装置65を駆動させる駆動源であり、工作物支持装置3は、Y軸モータ66に駆動されることでY方向へ移動する。
The Z-
工具モジュール100は、工具保持装置5に固定される。工具モジュール100には、工作物Wの切削加工に用いる第一環状工具110が装着され、工作機械1は、工作物W及び第一環状工具110を回転させながら第一環状工具110による工作物Wの切削加工を行う。
The
ここで、図2を参照して、第一環状工具110について説明する。第一環状工具110は、工具本体111と、工具軸部112とを備える。工具本体111は、工作物Wに対する切削を行う部位である。工具本体111は、円錐台状に形成され、工具本体111の外周面113は、すくい面を形成する。また、工具本体111の大径側の端面114は、平坦な逃げ面として形成され、外周面113と端面114とがなす稜線は、連続した円形状、即ち、途中で分断されていない環状の切れ刃115として形成される。工具軸部112は、工具本体111の小径側の端面から延びる円柱状の部位である。
Here, the first
図3に示すように、制御装置7は、工作物回転制御部71と、主軸回転制御部72と、位置制御部73とを備える。工作物回転制御部71は、テーブルモータ33の駆動制御を行い、回転テーブル32に固定された工作物Wを回転軸線(C軸)周りに回転させる。主軸回転制御部72は、後述する主軸モータ53の駆動制御を行い、主軸52(図4参照)を回転させる。
As shown in FIG. 3, the
位置制御部73は、Z軸モータ62の駆動制御を行い、移動テーブル31をZ方向へ移動させる。これにより、工作物支持装置3に支持された工作物Wは、工具保持装置5に支持された工具モジュール100に対し、Z方向へ相対移動する。また、位置制御部73は、X軸モータ64の駆動制御を行い、コラム4をX方向へ移動させると共に、Y軸モータ66の駆動制御を行い、工具保持装置5をY方向へ移動させる。これにより、工具保持装置5に固定された工具モジュール100は、工作物支持装置3に支持された工作物Wに対し、X方向及びY方向へ相対移動する。
The
(1−2:工具保持装置5)
次に、図4を参照しながら、工具保持装置5について説明する。図4に示すように、工具保持装置5は、装置ハウジング51と、主軸52と、主軸モータ53と、ドローバー54と、コレット55とを主に備える。
(1-2: Tool holding device 5)
Next, the
装置ハウジング51は、円筒状に形成される。装置ハウジング51は、コラム4(図1参照)に対してY方向へ移動可能に設けられる。また、装置ハウジング51は、軸方向(Y方向)下端部に設けられる筒状端部56を備える。筒状端部56は、工具モジュール100が固定される円環状の部位である。
The
主軸52は、円筒状に形成される。主軸52の外周面は、装置ハウジング51の筒状端部56の内周面に対し、軸受57を介してY軸に平行な回転軸線A1周りに回転可能に支持される。また、主軸52の下端部には、下方へ向けて拡径するテーパ面58が形成される。
The
主軸モータ53は、装置ハウジング51に収容されたビルトインモータであり、主軸52を回転駆動させる回転駆動源である。主軸モータ53は、ロータ53aと、ステータ53bを備える。ロータ53aは、軸受57よりも上方で主軸52に対して一体回転可能に外嵌される。ステータ53bは、ロータ53aの径方向外方において装置ハウジング51の内周面に固定される。ロータ53aの外周面とステータ53bの内周面との間には隙間が設けられ、ロータ53aは、ステータ53bに対して相対回転する。
The
ドローバー54は、主軸52に収容された軸状の部材である。ドローバー54は、主軸52に対し、一体回転可能であって、Y方向へ相対移動可能に設けられる。コレット55は、ドローバー54の下端に設けられる。コレット55は、後述する第一軸部材120に設けられたプルスタッド122を把持し、第一軸部材120を主軸52に対してクランプする。
The
(1−3:工具モジュール100)
続いて、工具モジュール100について説明する。工具モジュール100は、第一環状工具110と、第一軸部材120と、第二軸部材130と、伝達機構140と、モジュールハウジング150とを主に備える。
(1-3: Tool module 100)
Next, the
第一軸部材120は、主軸52にチャックされる。第一軸部材120の上端部分には、第一軸部材120を主軸52にチャックする際にテーパ面58に支持されるシャンク121と、コレット55に把持されるプルスタッド122が設けられる。第一軸部材120は、主軸52にチャックされることで主軸52と同軸上に連結され、主軸52から回転力が伝達されることで主軸52と一体的に回転軸線A1周りに回転する。即ち、第一軸部材120は、主軸52を介して主軸モータ53に回転駆動される。
The
第二軸部材130は、第一軸部材120に対し、Z方向へオフセットした位置で、第二軸部材130の回転軸線A2を第一軸部材120の回転軸線A1に平行した状態で配置される。なお、第二軸部材130は、第一軸部材120と比べて軸方向長さが短い。第一環状工具110は、第二軸部材130に対し、工具ホルダ131を介して同軸上に、且つ、一体的に設けられる。つまり、第一環状工具110は、第二軸部材130の回転に伴って回転軸線A1周りに回転する。
The
伝達機構140は、第一軸部材120の回転を第二軸部材130に伝達する。伝達機構140は、互いに噛合するはすば歯車である複数の外歯車141と、中間軸部材142とを備える。複数の外歯車141は、駆動歯車143と、従動歯車144と、中間歯車145とを備える。なお、駆動歯車143、従動歯車144及び中間歯車145は、全て同一諸元である。
The
駆動歯車143は、第一軸部材120の下端部分に対し、第一軸部材120と一体回転可能に外嵌される。従動歯車144は、第二軸部材130に対し、第二軸部材130と一体回転可能に外嵌される。中間歯車145は、駆動歯車143と従動歯車144との間に設けられる。中間歯車145は、駆動歯車143及び従動歯車144に噛合し、駆動歯車143の回転を従動歯車144に伝達する。このように、工具モジュール100は、伝達機構140として3つの外歯車141を用いることにより、第一軸部材120に対する第二軸部材130のオフセット量を大きくすることができる。また、伝達機構140は、複数の外歯車141としてはすば歯車を用いることにより、噛合時における騒音の発生及び噛合部位における外歯車141の温度上昇を抑制できると共に、第一軸部材120から第二軸部材130への回転伝達効率の向上を図ることができる。
The
モジュールハウジング150は、第一軸部材120、第二軸部材130及び伝達機構140を収容可能に形成される。モジュールハウジング150は、円筒状の第一ハウジング151と、第一ハウジング151の上方に形成される第二ハウジング152と、第一ハウジング151の下方に形成される第三ハウジング153とを備える。
The
第一ハウジング151は、第一軸部材120の一部を収容可能な筒状に形成される。第二ハウジング152は、第一ハウジング151よりも外径及び内径が大径に形成された円筒状の部位である。第二ハウジング152には、第一軸部材120の一部が収容され、第一軸部材120の外周面は、第二ハウジング152の内周面に対し、軸受154を介して回転可能に支持される。また、第二ハウジング152は、上方を向く端面に形成される円環面155を備える。そして、第二ハウジング152は、装置ハウジング51の筒状端部56の下方を向く端面に円環面155を当接させた状態で、ボルト156により締結される。
The
具体的に、筒状端部56の下方を向く端面には、ボルト156が螺合するめねじを有する複数のボルト孔56aが形成され、第二ハウジング152には、ボルト孔56aと対応する位置に、ボルト156が係合可能な係合孔152aが形成される。そして、モジュールハウジング150は、係合孔152aとボルト孔56aとの位置を合わせた状態で複数のボルト156により装置ハウジング51に締結される。このように、モジュールハウジング150は、装置ハウジング51の筒状端部56に対して周方向の複数箇所にて締結されることにより、装置ハウジング51に対して強固に連結される。
Specifically, a plurality of
第三ハウジング153は、第一ハウジング151の工作物支持装置3側(図4左側)を向く面よりも工作物支持装置3側へ向けて延びるように形成される。第三ハウジング153には、伝達機構140及び第二軸部材130が収容され、第三ハウジング153は、軸受157を介して第一軸部材120を回転可能に支持する。また、第三ハウジング153は、軸受158を介して第二軸部材130を、第一軸部材120の回転軸線A1とは異なる回転軸線A2周りに回転可能に支持する。そして、第三ハウジング153は、軸受159を介して中間軸部材142を、回転軸線A1及び回転軸線A2とは異なる回転軸線A3周りに回転可能に支持する。なお、第一軸部材120の回転軸線A1、第二軸部材130のA2及び中間軸部材の回転軸線A3は、互いに平行であってZ方向に所定の間隔を隔てた位置に設けられる。また、工具ホルダ131の一部及び工具ホルダ131に保持される第一環状工具110は、第一軸部材120の回転軸線A1からオフセットした位置において、第三ハウジング153から下方へ突出している。
The
ここで、図5に示すように、第三ハウジング153の外形は、第二軸部材130により第一環状工具110が保持された状態において、工作物Wの内部に挿入可能な寸法となるように形成される。つまり、第二軸部材130により第一環状工具110が保持された状態での第二軸部材130及び第一環状工具110の軸方向長さは、工作物Wの最小内径よりも小さく、従動歯車144の外径は、工作物Wの最小内径よりも小さな寸法に設定されている。
Here, as shown in FIG. 5, the outer shape of the
この点に関し、伝達機構140は、3つの外歯車141を備え、駆動歯車143の回転は、中間歯車145を介して従動歯車144に伝達される。この場合、駆動歯車143と従動歯車144を直接噛合させる場合と比べて、3つの外歯車141の各々を小型にすることができる。その結果、工具モジュール100は、伝達機構140を収容する第三ハウジング153の小型化を図ることができる。
In this regard, the
また、工具モジュール100は、第三ハウジング153及び第一環状工具110を工作物Wの内部に挿入した状態で切削加工を行うことで、第一環状工具110の工具本体111による工作物Wの加工位置と、第三ハウジング153による第二軸部材130の保持位置との距離を小さくすることができる。これにより、工具モジュール100は、第一環状工具110の支持剛性を高めることができるので、切削加工時に発生する第一環状工具110の振動を抑制することができ、その結果、工作物Wの加工面の面精度を向上させることができる。
In addition, the
さらに、第一環状工具110には、切削加工に伴う反力が加わるのに対し、工具モジュール100は、モジュールハウジング150が装置ハウジング51の筒状端部56に対して周方向の複数箇所にて締結されている。これにより、工具モジュール100は、装置ハウジング51に対するモジュールハウジング150の剛性を高めることができるので、切削加工に伴う反力に起因する第一環状工具110の振動を抑制できる。その結果、工作機械1は、切削加工時における第一環状工具110の回転振れの影響が工作物Wの加工面に転写されることを抑制することができる。
Furthermore, while the reaction force accompanying the cutting process is applied to the first
また、制御装置7は、切削加工時において、工作物Wに対する第一環状工具110の送り量が、第一環状工具110が工作物Wに接触する接触点(加工位置)と第一ハウジングとのZ方向における距離も小さくなるように、Z軸モータ62の駆動制御を行う。これにより、工作機械1は、第一ハウジング151と工作物Wとの干渉を回避できる。
Further, the
この点に関し、伝達機構140において、3つの外歯車141は、各々の回転軸線A1,A2,A3を互いに平行にした状態で配置されるので、第一軸部材120に対する第二軸部材130のオフセット量を大きくすることができる。よって、工具モジュール100は、工作物Wに対する第一環状工具110の送り量を大きく確保しつつ、工作物Wと第一ハウジング151との干渉を回避しやすくすることができる。
In this regard, in the
さらに、第一ハウジング151の径方向における厚さ寸法に関して、第一軸部材120よりも工作物支持装置3に近い側の厚さ寸法は、第一軸部材120よりも工作物支持装置3から離れた側の厚さ寸法よりも小さい。これにより、工具モジュール100は、第一ハウジング151と工作物Wとの間隔をより広く確保することができるので、工作物Wに対する第一環状工具110の送り量を大きくすることができる。その一方、工具モジュール100は、第一ハウジング151の第一軸部材120よりも工作物支持装置3から離れた側の厚さ寸法を、第一軸部材120よりも工作物支持装置3に近い側の厚さ寸法よりも大きくすることで、第一ハウジング151の剛性を高めることができる。
Further, regarding the thickness dimension in the radial direction of the
ここで、第一環状工具110を用いた切削加工では、第一環状工具110の回転軸線Atを工作物Wの回転軸線(C軸)に対して直交させることにより、切削加工時における第一環状工具110の回転振れの影響が工作物Wの加工面に転写されることを抑制することができる。
Here, in the cutting process using the first
つまり、第一軸部材120と同軸上に設けた第一環状工具110で工作物Wの内周面を加工する場合、第一環状工具110の回転軸線AtをY方向に対して傾け、ハウジング150と工作物Wとの干渉を回避する必要がある。またこの場合、加工位置以外で切れ刃115が工作物Wの内周面に干渉することを回避する必要がある。その結果、第一環状工具110の回転軸線AtをY方向に対して傾ける場合には、回転軸線Atを工作物Wの回転軸線(C軸)に対して直交させる場合と比べて、工作物Wの回転軸線方向から見た切削方向(工作物Wの回転方向の反対方向)に対する第一環状工具110の回転軸線Atの角度を大きく(垂直に近く)する必要がある。
That is, when the inner peripheral surface of the workpiece W is processed by the first
この点に関し、工作物Wの回転軸線方向から見た切削方向(工作物Wの回転方向の反対方向)に対する第一環状工具110の回転軸線Atの角度が大きいほど(切削方向と回転軸線Atとが垂直に近いほど)、切れ刃55が加工面である工作物Wの内周面に向きやすくなる。この場合、切削加工時に第一環状工具110に発生する回転振れが加工面に転写されやすく、工作物Wの加工面の面精度が低下する。
In this regard, as the angle of the rotation axis At of the first
一方、工具モジュール100は、モジュールハウジング150と工作物Wとの干渉を回避しつつ、第一環状工具110の回転軸線Atを工作物Wの回転軸線に対して直交させた状態で切削加工を行うことができるので、工作物Wの加工面の面精度を向上させることができる。
On the other hand, the
また、第一環状工具110の回転軸線Atが工作物Wの回転軸線に対して直交する場合と直交しない場合とでは、第一環状工具110と工作物Wとのなすすくい角及び逃げ角が異なる。この点に関し、第一環状工具110は、例えば、工作物Wの外周面を切削加工する際に、第一環状工具110の回転軸線Atを工作物Wの回転軸線に対して直交させた状態で切削加工を行うことを想定している。
Further, the rake angle and clearance angle between the first
よって、第一環状工具110の回転軸線Atが工作物Wの回転軸線に対して直交していない状態で切削加工を行うと、すくい角及び逃げ角が想定とは異なる角度に設定されるために、切削加工後の工作物Wの加工面に関して、所望の面精度を得ることが困難となる。従って、この点においても、工具モジュール100は、第一環状工具110の回転軸線Atを工作物Wの回転軸線に対して直交させた状態で切削加工を行うことにより、工作物Wの加工面の面精度の向上を図ることができる。
Therefore, when cutting is performed in a state in which the rotation axis At of the first
さらに、第一環状工具110を用いた切削加工では、第一環状工具110の回転軸線Atを工作物Wの回転軸線に対して直交させることにより、切削加工により発生する切屑K(図4参照)の排出性を高めることができ、加工面の温度上昇を抑制できる。よって、第一環状工具110の回転軸線Atを工作物Wの回転軸線に対して直交させた状態で切削加工を行うことにより、工作物Wの加工面の品質を高めることができる。
Furthermore, in the cutting process using the first
また、制御装置7は、第一環状工具110による切削加工で発生する切屑Kが、第一ハウジング151側へ向けて排出されるように第一環状工具110及び工作物Wの回転方向を制御する。これにより、工作機械1は、切屑Kを工作物Wの外側へ効率よく排出することができる。さらにこのとき、制御装置7は、第一環状工具110の周速を、第一環状工具110の切削速度以上に設定することにより、切屑Kの流出速度を切屑Kの生成速度以上とすることができるので、工作機械1は、切屑Kを円滑に排出することができる。
Further, the
なお、工作機械1は、切屑Kを収容可能な切屑収容部8を備えていてもよい。例えば、切屑収容部8は、排出された切屑Kの入口となる開口である収容口81を、切屑Kが排出される側(工作物支持装置3側)へ向けた状態で、モジュールハウジング150の下面に設置される。これにより、工作機械1は、排出された切屑Kを効率よく回収することができる。
In addition, the
ここで、図6に示すグラフを参照して、工具モジュール100を用いた切削加工時において第一環状工具110に発生する振動の抑制効果を説明する。図6には、異なる3種類の切削工具の先端に加速度センサを取り付けた状態で切削工具を加振することにより得られた測定結果を表すグラフが示されている。なお、グラフの横軸は周波数(Hz)を、縦軸はコンプライアンス(m/N)をそれぞれ示す。また、図6に示すグラフは、コンプライアンスの値が大きいほど、振動が大きく、切削工具の支持剛性が低いことを示す。そして、図6に示す破線は、切削工具を使用して工作物Wの切削加工を行う際に設定される切削工具の回転速度の周波数を示す。
Here, with reference to the graph shown in FIG. 6, the effect of suppressing the vibration generated in the first
図6に示すグラフAは、本実施形態における工具保持装置5に工具モジュール100を取り付けて行った測定の結果を示す。図6に示すグラフBは、工具保持装置5に第一環状工具110を直接取り付けて行った測定の結果を示し、図6に示すグラフCは、工具保持装置5に市販のアンクルヘッドを取り付けて行った測定の結果を示す。
A graph A shown in FIG. 6 shows the result of measurement performed by attaching the
図6に示すように、測定の結果、工作物Wの切削加工を行う際に設定される切削工具の回転速度の周波数において、グラフAのコンプライアンスは、グラフBと同等であった。このことは、工具モジュール100を用いて、第一環状工具110の回転軸線Atを第一軸部材120の回転軸線A1に対してオフセットした状態で切削加工を行ったとしても、第一環状工具110を第一軸部材120と同軸上に連結した状態で切削加工を行った場合と同等の支持剛性が得られることを示す。
As shown in FIG. 6, as a result of the measurement, the compliance of the graph A was equivalent to that of the graph B at the frequency of the rotational speed of the cutting tool set when cutting the workpiece W. This means that even if the
一方、グラフCは、工作物Wの切削加工を行う際に設定される切削工具の回転速度の周波数において、グラフA及びグラフBと比べてコンプライアンスの値が高くなった。このことは、工具モジュール100を用いて行う切削加工は、市販のアンクルヘッドを用いて行う切削加工と比べて、切削工具の支持剛性が高く、切削工具の振動が抑制されることを示す。
On the other hand, in the graph C, the compliance value was higher than that in the graph A and the graph B at the frequency of the rotational speed of the cutting tool set when cutting the workpiece W. This indicates that the cutting work performed using the
以上説明したように、工作機械1において、工具モジュール100は、固定部としての装置ハウジング51にモジュールハウジング150をボルトで締結することにより、装置ハウジング51に対する工具モジュール100の支持剛性を高めることができる。これにより、工作機械1は、切削加工時に第一環状工具110に発生する振動を抑制することができるので、工作物Wの加工面の面精度を向上させることができる。
As described above, in the
また、工作機械1は、工作物Wの内部に第二軸部材130及び第一環状工具110を挿入した状態で工作物Wの内周面の切削加工を行うことができる。これにより、工作機械1は、第一環状工具110による工作物Wの加工位置と、モジュールハウジング150に支持される第二軸部材130の支持位置との距離を小さくすることできる。これにより、工作機械1は、第一環状工具110の支持剛性を高めることができるので、切削加工時に加工位置で発生する第一環状工具110の振動を抑制でき、その結果、工作物Wの加工面の面精度を向上させることができる。
Further, the
<2.第二実施形態>
次に、第二実施形態について説明する。第一実施形態において、工具モジュール100は、工作物Wを切削する1つの切削工具(第一環状工具110)を備える場合について説明したが、第二実施形態における工具モジュール200は、2つの切削工具(第一環状工具110及び第二環状工具210)を備える。なお、上記した第一実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<2. Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the
図7に示すように、第二実施形態における工具モジュール200は、第一実施形態における工具モジュール100の構成に加えて、第二環状工具210を更に備える。第二環状工具210は、中間軸部材242に対し、工具ホルダ246を介して一体回転可能に設けられており、第一軸部材120の駆動歯車143及び中間歯車145を介して中間軸部材142に伝達されることにより、第二環状工具210及び中間軸部材242が回転する。
As shown in FIG. 7, the
なお、第二環状工具210は、第一環状工具110と同様の構成を有する切削工具であり、工具本体211と工具軸部212とを備える。なお、第二環状工具210の工具本体211は、第一環状工具110の工具本体111と諸元が異なり、工作機械201は、工作物Wの荒加工を行う際に第一環状工具110を使用し、荒加工後の工作物Wの仕上加工を行う際に第二環状工具210を使用する。
The second annular tool 210 is a cutting tool having the same configuration as that of the first
この場合、工作機械201は、荒加工及び仕上加工を含む一連の切削加工工程において、第一環状工具110による工作物Wの荒加工を行った後、第一環状工具110を第二軸部材130から外して第二環状工具210に付け替える作業を不要とすることができる。これにより、工作機械201は、切削加工工程に要する時間の短縮を図ることができる。なお、荒加工及び仕上加工を含む一連の切削加工工程において、工作機械201は、第二環状工具210を用いて荒加工を行い、第一環状工具110を用いて仕上加工を行ってもよい。
In this case, the
<3.第三実施形態>
続いて、第三実施形態について説明する。第一実施形態では、工具保持装置5が、主軸52と、主軸52を回転駆動する主軸モータ53を備え、第一軸部材120が主軸52に連結されることで、第一軸部材120が主軸52と一体的に回転する。これに対し、第三実施形態では、工具モジュール300が、第一軸部材320の回転駆動源となる主軸モータ353を備える。なお、上記した各実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In the first embodiment, the
図8に示すように、工具モジュール300は、第一環状工具110と、第一軸部材320と、第二軸部材130と、伝達機構140と、主軸モータ353と、モジュールハウジング350とを備える。第一軸部材320は、第二軸部材130よりも軸方向長さが短く、第一軸部材320の上端には、主軸モータ353が連結される。主軸モータ353は、モジュールハウジング350に収容可能な小型のモータであり、第一軸部材320を回転駆動する回転駆動源となる。
As shown in FIG. 8, the
モジュールハウジング350は、第一実施形態及び第二実施形態におけるモジュールハウジング150のうち第三ハウジング153に相当する部位のみから構成される。モジュールハウジング350は、工具保持装置305に設けられた固定部に対し、ボルト356により締結される。
The
具体的に、モジュールハウジング350は、上方を向く端面に形成される連結面355を備える。そして、モジュールハウジング350は、工具保持装置305の固定部の下方を向く端面に連結面355を当接させた状態で、ボルト356により締結される。
Specifically, the
具体的に、工具保持装置305の固定部の下方を向く端面には、ボルト356が螺合するめねじを有する複数のボルト孔305aが形成され、モジュールハウジング350には、ボルト孔305aと対応する位置に、ボルト356が係合可能な係合孔350aが形成される。そして、モジュールハウジング350は、係合孔350aとボルト孔305aとの位置を合わせた状態で複数のボルト356により工具保持装置305の固定部に締結される。
Specifically, a plurality of
上記のように、工具モジュール300は、主軸モータ353を備えているので、第一環状工具110を回転駆動するための回転駆動源を有しない工具保持装置305に取り付けることにより、第一環状工具110を用いた工作物Wの切削加工を行うことができる。よって、モジュールハウジング350は、その汎用性を高めることができる。
Since the
また、工具モジュール300は、工具保持装置305に対してモジュールハウジング350をボルト356により締結することにより、工具保持装置305による工具モジュール300の支持剛性を高めることができる。これにより、工具モジュール300は、切削加工時に第一環状工具110に発生する振動を抑制することができるので、工作物Wの加工面の面精度を向上させることができる。
Further, the
<4.その他>
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び各変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記した各実施形態において、複数の外歯車141の諸元が同一である場合について説明したが、例えば、駆動歯車143と従動歯車144とで諸元の異なる外歯車を用いてもよい。この場合において、伝達機構140は、第一軸部材120の回転を増速して第二軸部材130に伝達することにより、第一環状工具110の回転速度を上げることができる。
<4. Other>
Although the present invention has been described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment and each modification, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Something can be easily guessed. For example, in the above-described embodiments, the case where the specifications of the plurality of
上記各実施形態では、伝達機構140が駆動歯車143と、従動歯車144と、1つの中間歯車145とを備える場合について説明したが、伝達機構140は、2以上の中間歯車145を備えていてもよい。この場合、伝達機構140は、各々の外歯車141を小型にすることで、工具モジュール100,200,300は、Z方向から見た第三ハウジング153及びモジュールハウジング350の外形形状の小型化を図ることができる。また、伝達機構140は、2以上の中間歯車145を備えることにより、第一軸部材120,320に対する第二軸部材130のオフセット量を大きくすることができる。
In each of the above embodiments, the case where the
また、上記各実施形態では、伝達機構140が複数の外歯車141と中間軸部材142を備え、駆動歯車143の回転が中間歯車145を介して従動歯車144に間接的に伝達される場合について説明したが、中間軸部材142及び中間歯車145を省略し、駆動歯車143の回転を直接的に従動歯車144に伝達してもよい。この場合、工具モジュール100,200,300は、伝達機構140における部品点数を少なくすることができる。
In each of the above embodiments, the
さらに、上記各実施形態では、伝達機構140が複数の外歯車141を備え、第一軸部材120,320の回転が複数の外歯車141を介して第二軸部材130に伝達される場合について説明したが、他の方法により第一軸部材120,320の回転を第二軸部材130に伝達してもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the
ここで、図9を参照して、伝達機構140の変形例である伝達機構440について説明する。図9に示すように、伝達機構440は、第一軸部材120と一体回転する第一プーリ441と、第二軸部材130と一体回転する第二プーリ442と、第一プーリ441及び第二プーリ442に懸架される駆動ベルト443とを備える。
Here, with reference to FIG. 9, the
伝達機構440において、第一プーリ441は、第一軸部材120が回転軸線A2周りに回転することで第一軸部材120と一体的に回転する。そして、第二軸部材130は、第一プーリ441の回転が駆動ベルト443を介して第二プーリ442に伝達されることで、第二プーリ442と一体的に回転する。このように、伝達機構440は、第一軸部材120の回転を第二軸部材130に伝達することができる。
In the
上記した第二実施形態において、中間軸部材242に第二環状工具210を設ける場合について説明したが、これに限られるものではない。即ち、図10に示すように、中間軸部材242に対し、第二環状工具210の代わりにチップブレーカ510を取り付けて、もよい。この場合、工具モジュール200は、切削加工時において切屑Kが排出される位置にチップブレーカ510を配置することにより、切屑Kを分断することができる。
In the second embodiment described above, the case where the second annular tool 210 is provided on the
上記した第一実施形態及び第二実施形態において、工作機械1,201が立形マシニングセンタである場合について本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、工作機械が横形マシニングセンタである場合でも本発明を適用することは可能である。
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the present invention is applied to the case where the
また、上記した各実施形態では、第二軸部材130の回転軸線A2が第一軸部材120,320に対して平行である場合について説明したが、第二軸部材130の回転軸線A2が第一軸部材120,320の回転軸線A1に対して傾斜又は直交していてもよい。この場合においても、工具モジュール100,200,300は、第一環状工具110による工作物Wの加工位置と、モジュールハウジング150,350に支持される第二軸部材130の支持位置との距離を小さくすることできるので、第一環状工具110の支持剛性を高めることができる。その結果、工具モジュール100,200,300は、切削加工時に発生する第一環状工具110の振動を抑制できるので、工作物Wの加工面の面精度を向上させることができる。
Moreover, although each above-described embodiment demonstrated the case where the rotation axis A2 of the
また、上記各実施形態において、複数の外歯車141がはすば歯車である場合について説明したが、複数の外歯車141は、平歯車であってもよく、傘歯車であってもよい。なお、外歯車141が傘歯車である場合において、第二軸部材130の回転軸線A2は、第一軸部材120,320の回転軸線A1に対して平行であってもよく、直交していてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the plurality of
上記した各実施形態において、工具モジュール100,200,300は、第二軸部材130と第一環状工具110とが別体に設けられ、第二軸部材130に対し、第一環状工具110が工具ホルダ131を介して第二軸部材130に一体的に設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。つまり、第二軸部材130は、第一環状工具110の工具軸部112に一体に形成されていてもよい。同様に、第二実施形態において、第二環状工具210の工具軸部212が、中間軸部材242bに一体に形成されていてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
上記した第二実施形態において、第一環状工具110と第二環状工具210との諸元が異なる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第一環状工具110と第二環状工具210との諸元は同一であってもよい。
In the second embodiment described above, the case where the specifications of the first
上記した第二実施形態において、中間軸部材242が第二環状工具210を取り付け可能に形成される場合について説明したが、第一軸部材120が、第二環状工具210を取り付け可能に形成されていてもよい。例えばこの場合、円筒状又は円錐状の工作物Wの切削加工を行うにあたり、第二軸部材130に取り付けられた第一環状工具110を用いて工作物Wの内周面を切削加工し、第一軸部材120に取り付けられた第二環状工具210を用いて工作物Wの外周面を切削加工する。これにより、工作機械201は、第二軸部材130から第一環状工具110を取り外して第二環状工具210に付け替える場合と比べて、工作物Wの切削加工を効率よく行うことができる。
In the second embodiment described above, the case where the
1,201:工作機械、 3:工作物支持装置、 5,305:工具保持装置、 6:移動装置、 7:制御装置、 8:切屑収容部、 51:装置ハウジング、 52:主軸、 53,353:主軸モータ(回転駆動源)、 56:筒状端部、 100,200,300:工具モジュール、 110:第一環状工具、 113:外周面、 115:切れ刃、 120,320:第一軸部材、 130:第二軸部材、 140,440:伝達機構、 141:外歯車、 142,242:中間軸部材、 143:駆動歯車、 144:従動歯車、 145:中間歯車、 150,350:モジュールハウジング、 155:円環面、 441:第一プーリ、 442:第二プーリ、 443:駆動ベルト、 510:チップブレーカ、 A1:第一軸部材の回転軸線、 A2:第二軸部材の回転軸線、 K:切屑、 W:工作物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201: Machine tool, 3: Workpiece support apparatus, 5,305: Tool holding apparatus, 6: Movement apparatus, 7: Control apparatus, 8: Chip accommodating part, 51: Apparatus housing, 52: Spindle, 53,353 : Spindle motor (rotation drive source), 56: cylindrical end, 100, 200, 300: tool module, 110: first annular tool, 113: outer peripheral surface, 115: cutting edge, 120, 320: first shaft member , 130: second shaft member, 140, 440: transmission mechanism, 141: external gear, 142, 242: intermediate shaft member, 143: drive gear, 144: driven gear, 145: intermediate gear, 150, 350: module housing, 155: annular surface, 441: first pulley, 442: second pulley, 443: drive belt, 510: chip breaker, A1: rotation of first shaft member Line, A2: the rotational axis of the second shaft member, K: chips, W: workpiece
Claims (23)
前記工具保持装置に取り付けられる工具モジュールと、
工作物を支持する工作物支持装置と、
前記工具保持装置と前記工作物支持装置とを相対移動させる移動装置と、
を備えた工作機械であって、
前記工具モジュールは、
前記固定部に締結されるモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングに回転可能に支持され、回転駆動される第一軸部材と、
外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第一環状工具と、
前記第一環状工具に同軸上に一体的に設けられ、前記第一軸部材の回転軸線とは異なる軸線周りに回転可能に前記モジュールハウジングに支持される第二軸部材と、
前記第一軸部材の回転を前記第二軸部材に伝達する伝達機構と、
を備える、工作機械。 A tool holding device having at least a fixing part;
A tool module attached to the tool holding device;
A workpiece support device for supporting the workpiece;
A moving device for relatively moving the tool holding device and the workpiece support device;
A machine tool with
The tool module is
A module housing fastened to the fixed portion;
A first shaft member rotatably supported by the module housing and driven to rotate;
A first annular tool having an annular cutting edge with a rake face on the outer peripheral surface;
A second shaft member provided coaxially with the first annular tool and supported by the module housing so as to be rotatable about an axis different from the rotation axis of the first shaft member;
A transmission mechanism for transmitting the rotation of the first shaft member to the second shaft member;
A machine tool.
筒状に形成され、軸方向端に筒状端部を有し、前記固定部としての装置ハウジングと、
前記装置ハウジングに回転可能に支持された主軸と、
前記主軸を回転駆動する回転駆動源と、
を備え、
前記モジュールハウジングは、前記装置ハウジングの前記筒状端部に当接する円環面を備え、且つ、前記装置ハウジングの前記筒状端部に対して周方向の複数箇所にて締結され、
前記第一軸部材は、前記主軸に同軸上に連結され、前記主軸から回転力を伝達される、請求項2に記載の工作機械。 The tool holding device is
Formed in a cylindrical shape, having a cylindrical end portion at an axial end, and an apparatus housing as the fixed portion;
A main shaft rotatably supported by the device housing;
A rotational drive source for rotationally driving the main shaft;
With
The module housing includes an annular surface that contacts the cylindrical end portion of the device housing, and is fastened at a plurality of locations in the circumferential direction with respect to the cylindrical end portion of the device housing.
The machine tool according to claim 2, wherein the first shaft member is coaxially connected to the main shaft and receives a rotational force from the main shaft.
前記複数の外歯車は、
前記第一軸部材と一体的に回転する駆動歯車と、
前記第二軸部材と一体的に回転し、前記駆動歯車の回転が直接的又は間接的に伝達される従動歯車と、
を備える、請求項1−8の何れか一項に記載の工作機械。 The transmission mechanism includes a plurality of external gears meshing with each other,
The plurality of external gears are:
A drive gear that rotates integrally with the first shaft member;
A driven gear that rotates integrally with the second shaft member and to which the rotation of the drive gear is transmitted directly or indirectly;
The machine tool according to claim 1, comprising:
前記第一軸部材と一体的に回転する第一プーリと、
前記第二軸部材と一体的に回転する第二プーリと、
前記第一プーリ及び前記第二プーリに懸架される駆動ベルトと、
を備える、請求項1−8の何れか一項に記載の工作機械。 The transmission mechanism is
A first pulley that rotates integrally with the first shaft member;
A second pulley that rotates integrally with the second shaft member;
A drive belt suspended from the first pulley and the second pulley;
The machine tool according to claim 1, comprising:
前記第二軸部材により前記第一環状工具が保持された状態での前記第二軸部材及び前記第一環状工具の軸方向長さは、前記工作物の最小内径よりも小さい、請求項1−12の何れか一項に記載の工作機械。 The workpiece is cylindrical or conical,
The axial length of the second shaft member and the first annular tool in a state where the first annular tool is held by the second shaft member is smaller than a minimum inner diameter of the workpiece. The machine tool according to any one of 12.
前記制御装置は、前記工作物に対する前記第一環状工具の送り量を、前記第一環状工具が切削加工時に前記工作物に接触する接触点と前記モジュールハウジングとの距離よりも小さくする、請求項1−13の何れか一項に記載の工作機械。 The machine tool includes a control device that performs control related to the tool holding device, the workpiece support device, and the moving device,
The control device makes the feed amount of the first annular tool to the workpiece smaller than a distance between a contact point where the first annular tool contacts the workpiece during cutting and the module housing. The machine tool according to any one of 1-13.
前記工作機械は、前記中間軸部材に一体的に設けられ、外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第二環状工具を備える、請求項10に記載の工作機械。 The transmission mechanism includes an intermediate shaft member that can rotate integrally with the intermediate gear,
The machine tool according to claim 10, further comprising a second annular tool that is provided integrally with the intermediate shaft member and has an annular cutting edge having a rake face as an outer peripheral surface.
工作物を支持する工作物支持装置と、
前記工具保持装置と前記工作物支持装置とを相対移動させる移動装置と、
を備えた工作機械に用いる工具モジュールであって、
前記固定部に締結されるモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングに回転可能に支持され、回転駆動される第一軸部材と、
外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第一環状工具と、
前記第一環状工具に同軸上に一体的に設けられ、前記第一軸部材の回転軸線とは異なる軸線周りに回転可能に前記モジュールハウジングに支持される第二軸部材と、
前記第一軸部材の回転を前記第二軸部材に伝達する伝達機構と、
を備える、工具モジュール。 A tool holding device having at least a fixing part;
A workpiece support device for supporting the workpiece;
A moving device for relatively moving the tool holding device and the workpiece support device;
A tool module for use in a machine tool equipped with
A module housing fastened to the fixed portion;
A first shaft member rotatably supported by the module housing and driven to rotate;
A first annular tool having an annular cutting edge with a rake face on the outer peripheral surface;
A second shaft member provided coaxially with the first annular tool and supported by the module housing so as to be rotatable about an axis different from the rotation axis of the first shaft member;
A transmission mechanism for transmitting the rotation of the first shaft member to the second shaft member;
A tool module comprising:
前記工具保持装置に取り付けられる工具モジュールと、
工作物を支持する工作物支持装置と、
前記工具保持装置と前記工作物支持装置とを相対移動させる移動装置と、
を備えた工作機械を用いた切削加工方法であって、
前記工具モジュールは、
前記固定部に締結されるモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングに回転可能に支持され、回転駆動される第一軸部材と、
外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有する第一環状工具と、
前記第一環状工具に同軸上に一体的に設けられ、前記第一軸部材の回転軸線とは異なる軸線周りに回転可能に前記モジュールハウジングに支持される第二軸部材と、
前記第一軸部材の回転を前記第二軸部材に伝達する伝達機構と、
を備え、
前記切削加工方法は、前記工作物の内部に前記第二軸部材及び前記第一環状工具を挿入した状態で、前記工作物の内周面の切削加工を行う、切削加工方法。 A tool holding device having at least a fixing part;
A tool module attached to the tool holding device;
A workpiece support device for supporting the workpiece;
A moving device for relatively moving the tool holding device and the workpiece support device;
A cutting method using a machine tool equipped with
The tool module is
A module housing fastened to the fixed portion;
A first shaft member rotatably supported by the module housing and driven to rotate;
A first annular tool having an annular cutting edge with a rake face on the outer peripheral surface;
A second shaft member provided coaxially with the first annular tool and supported by the module housing so as to be rotatable about an axis different from the rotation axis of the first shaft member;
A transmission mechanism for transmitting the rotation of the first shaft member to the second shaft member;
With
The cutting method is a cutting method in which the inner peripheral surface of the workpiece is cut while the second shaft member and the first annular tool are inserted into the workpiece.
前記複数の外歯車は、
前記第一軸部材と一体的に回転する駆動歯車と、
前記第二軸部材と一体的に回転し、前記駆動歯車の回転が直接的又は間接的に伝達される従動歯車と、
前記駆動歯車の回転を前記従動歯車に伝達する一又は複数の中間歯車と、
前記中間歯車と一体回転可能な中間軸部材と、
を備え、
前記工作機械は、前記中間軸部材に一体的に設けられ、外周面をすくい面とする環状の切れ刃を有し、前記第一環状工具とは諸元が異なる第二環状工具を備え、
前記切削加工方法は、前記第一環状工具及び前記第二環状工具の何れか一方を用いて前記工作物の荒加工を行い、前記第一環状工具及び前記第二環状工具の何れか他方を用いて前記工作物の仕上加工を行う、請求項21又は22に記載の切削加工方法。 The transmission mechanism includes a plurality of external gears meshing with each other,
The plurality of external gears are:
A drive gear that rotates integrally with the first shaft member;
A driven gear that rotates integrally with the second shaft member and to which the rotation of the drive gear is transmitted directly or indirectly;
One or more intermediate gears for transmitting the rotation of the drive gear to the driven gear;
An intermediate shaft member integrally rotatable with the intermediate gear;
With
The machine tool is provided integrally with the intermediate shaft member, has an annular cutting edge having a rake face as an outer peripheral surface, and includes a second annular tool having different specifications from the first annular tool,
The cutting method performs rough machining of the workpiece using one of the first annular tool and the second annular tool, and uses one of the first annular tool and the second annular tool. The cutting method according to claim 21 or 22, wherein the workpiece is finished.
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JP2018059584A JP2019171491A (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Machine tool, tool module, and cutting method |
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