JP2020059094A - 回転工具装置及び工作機械 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、主軸ユニット10は、主軸台11と、主軸14と、主軸台11をZ軸方向に移動させるZ軸移動機構13と、を備える。
工具機構30は、図1に示すように、ベッドSに固定された固定台31と、回転工具装置50と、固定工具ユニット80と、回転工具装置50及び固定工具ユニット80をY軸方向に移動させるY軸移動機構32と、図2に示すように、回転工具装置50及び固定工具ユニット80をX軸方向に移動させるX軸移動機構42と、を備える。
図1に示すように、制御部90は、工作機械1全体を制御するものであり、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、CPU(Central Processing Unit)と、を備える。制御部90は、オペレータによって作成されたNC(Numerical Control)プログラムに従って、Z軸移動機構13を介して主軸台11をZ軸方向に移動させるとともに、X軸移動機構42及びY軸移動機構32を介して回転工具装置50及び固定工具ユニット80をX軸方向及びY軸方向に移動させ、回転工具装置50を介してカートリッジ式工具ユニット70a,70bを回転させる。これにより、ワークWが加工される。
図3に示すように、固定工具ユニット80は、工具保持部81と、工具保持部81に保持される工具群82と、を備える。工具群82は、複数のバイトから構成される。工具群82は、X軸方向に沿い、かつ、その刃先が主軸14に把持されるワークWの側周面に向かうように工具保持部81によって把持される。工具群82の刃先が回転中のワークWの側周面に接触することにより、ワークWを切削することができる。
図3に示すように、回転工具装置50は、カートリッジ式工具ユニット70a,70bを保持し、カートリッジ式工具ユニット70a,70bを軸回転させる。回転中のカートリッジ式工具ユニット70a,70bの先端にワークWを接触させることにより、ワークWを加工することができる。
回転工具装置50は、図5に示すように、筐体51と、給油継手53と、排油継手55と、駆動歯車61,62,63と、図4に示すように、伝達歯車64と、出力歯車65と、工具回転用モータ50mと、を備える。回転工具装置50にはカートリッジ式工具ユニット70a,70bが着脱可能に装着される。
3つの工具取付穴部51a,51b,51cはY軸方向に並べられる。各工具取付穴部51a,51b,51cはX軸方向に沿って延び、主軸14に把持されたワークWに向かって開口した円柱状の有底穴を有する。工具取付穴部51a,51b,51cは、駆動歯車61,62,63が互いに噛み合い可能となるように、工具取付穴部51a,51b,51cの底面側(+X側)においてY軸方向につながるように形成される。本例では、工具取付穴部51aにはカートリッジ式工具ユニット70aが装着され、工具取付穴部51cにはカートリッジ式工具ユニット70bが装着される。工具取付穴部51bには、カートリッジ式工具ユニット70a,70bが装着されず、工具取付穴部51bの開口部を塞ぐ蓋54が装着されている。蓋54により工具取付穴部51b内に塵埃等の異物が進入することが抑制される。
なお、工具取付穴部51bにカートリッジ式工具ユニットが装着されてもよいし、工具取付穴部51a,51cにカートリッジ式工具ユニット70a,70bが装着されなくてもよい。すなわち、オペレータは、加工に必要となるカートリッジ式工具ユニットを選択して、その選択したカートリッジ式工具ユニットを工具取付穴部51a,51b,51cに装着すればよい。
出力歯車65の回転中心には工具回転用モータ50mの出力軸50m1が挿通され、出力軸50m1とともに回転する。
伝達歯車64は、Z軸方向において出力歯車65と駆動歯車61の間に位置し、出力歯車65と駆動歯車61に噛み合う。伝達歯車64は、出力歯車65の回転力を駆動歯車61に伝達する。
第1油通路61aは、駆動歯車61の回転軸に沿う駆動歯車61を貫通する孔として形成される。第1油通路61aは、給油路52側(+X側)に位置し、給油路52の給油口52aから潤滑油が供給される第1端部61a1と、カートリッジ式工具ユニット70a側(−X側)に位置し、カートリッジ式工具ユニット70aと駆動歯車61の間に潤滑油を供給する第2端部61a2と、を備える。
嵌合凹部61kは第1油通路61aの第2端部61a2に位置する。嵌合凹部61kにはカートリッジ式工具ユニット70aの後述する嵌合突部78が嵌まることにより、駆動歯車61はカートリッジ式工具ユニット70aと一体で軸回転する。
接続部61sは、第1油通路61aの第1端部61a1を形成する円筒状をなす。接続部61sは、給油口52aに対して軸回転可能に、給油路52の給油口52a内に位置する。接続部61sが給油路52の給油口52aに挿入されることにより、給油路52と第1油通路61a及び第2油通路61b,61cとが連続した空間となる。
図5に示すように、カートリッジ式工具ユニット70aは、工具取付穴部51a内に着脱可能に保持される円筒部73と、円筒部73内に位置するベアリング75と、ベアリング75内に回転可能に支持される工具保持部72と、工具保持部72により保持される工具71と、を備える。
工具保持部72は、駆動歯車61側の端面(+X側の端面)に位置する嵌合突部78と、工具保持部72における嵌合突部78と反対側の端面(−X側の端面)に位置する工具保持凹部79と、を備える。工具保持凹部79は、工具71を保持する穴により形成される。嵌合突部78は、図6に示すように、長方形板状をなし、駆動歯車61の嵌合凹部61kに嵌まる。工具71は、例えば、ドリル、タップ、エンドミル又はフライス等である。
カートリッジ式工具ユニット70bは、カートリッジ式工具ユニット70aと同様の構成からなるため、その詳細な説明を割愛する。カートリッジ式工具ユニット70a,70bは互いに異なる種類の工具71を有する。
次に、回転工具装置50によりワークWを加工する際の作用について説明する。
図4に示すように、工具回転用モータ50mは、制御部90による制御のもと作動することにより、出力軸50m1を出力歯車65とともに回転させる。出力歯車65が回転すると、伝達歯車64及び駆動歯車61,62,63が回転する。駆動歯車61はカートリッジ式工具ユニット70aとともに回転し、駆動歯車63はカートリッジ式工具ユニット70bとともに回転する。回転中のカートリッジ式工具ユニット70a,70bの工具71が主軸14により把持されるワークWに接触することにより、ワークWを加工、例えば穴開け加工を行うことができる。
また、潤滑油は、第1油通路61aから第2油通路61b,61cに進入する。潤滑油は、図7の矢印A2に示すように、第2油通路61b,61c内を駆動歯車61の径方向外側に向けて進む。そして、潤滑油は、駆動歯車61の歯面61hに到達する。例えば、図7に示すように、第2油通路61cが水平方向に沿う場合、第2油通路61cの両端からの潤滑油は、重力に従って歯面61hに沿って移動する。また、駆動歯車61の歯面61hに潤滑油が付着した状態で、駆動歯車61が回転することにより、潤滑油はより均一に歯面61hに行き渡る。これにより、駆動歯車61が駆動歯車62と噛み合う際の摩擦及び摩耗を抑制することができる。
駆動歯車62,63には、駆動歯車61と同様に、潤滑油が供給される。すなわち、潤滑油は、駆動歯車62,63の第1油通路62a,63aと第2油通路62b,62c,63b,63cを介して駆動歯車62,63の歯面62h,63h、及びカートリッジ式工具ユニット70bと駆動歯車63の間に供給される。駆動歯車61,62,63の歯面61h,62h,63hにおける余分な潤滑油は、重力に従って落下し、排油口56及び排油継手55を介して外部に排出される。なお、駆動歯車61から駆動歯車62に潤滑油が落下し、駆動歯車62から駆動歯車63に潤滑油が落下してもよい。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
この構成によれば、潤滑油は、第2油通路61b,61c内を通って駆動歯車61の歯面61hに到達する。よって、カートリッジ式工具ユニット70aを回転工具装置50から取り外したり、回転工具装置50を分解したりすることなく、駆動歯車61に潤滑油を容易に供給することができる。
この構成によれば、潤滑油は、第1油通路61a内を通ってカートリッジ式工具ユニット70aの嵌合突部78と駆動歯車61の嵌合凹部61kの間に到達する。よって、カートリッジ式工具ユニット70aを回転工具装置50から取り外したり、回転工具装置50を分解したりすることなく、駆動歯車61とカートリッジ式工具ユニット70aの間に潤滑油を容易に供給することができる。
この構成によれば、筐体51に給油路52が設けられているため、簡易な構成にて給油路52から駆動歯車61の第1油通路61aに潤滑油を供給することができる。
この構成によれば、異なる角度に複数の第2油通路61b,61cが設けられるため、より歯面61hの全域に潤滑油を行き渡らせることができる。
この構成によれば、複数の駆動歯車61,62,63毎に潤滑油を供給する手間がなくなり、駆動歯車61,62,63に潤滑油を容易に供給することができる。
この構成によれば、オイルミスト潤滑方式が採用されるため、潤滑油が第1油通路61a及び第2油通路61b,61c内を進みやすく、より確実に潤滑油を歯面61h又は駆動歯車61とカートリッジ式工具ユニット70aの間に到達させることができる。
この構成によれば、工作機械1において、駆動歯車61に潤滑油を容易に供給することができる。
上記実施形態においては、給油路52は、潤滑油が通る筐体51に形成される穴であったが、樹脂又は金属のパイプであってもよい。
また、上記実施形態においては、第2油通路61b,61cは径方向に沿って同一の径を有していたが、これに限らず、径方向外側に向かうにつれて、拡径又は縮径していてもよい。
10 主軸ユニット
11 主軸台
14 主軸
30 工具機構
32 Y軸移動機構
42 X軸移動機構
50 回転工具装置
50m 工具回転用モータ
51 筐体
51a,51b,51c 工具取付穴部
52 給油路
52a,52b,52c 給油口
59 油供給源
61,62,63 駆動歯車
61a,62a,63a 第1油通路
61b,61c,62b,62c,63b,63c 第2油通路
61a1 第1端部
61a2 第2端部
61h,62h,63h 歯面
61k 嵌合凹部
64 伝達歯車
65 出力歯車
70a,70b カートリッジ式工具ユニット
71 工具
72 工具保持部
73 円筒部
78 嵌合突部
79 工具保持凹部
90 制御部
S ベッド
W ワーク
Claims (7)
- 駆動源と、
前記駆動源が作動することにより工具ユニットとともに回転軸を中心に回転する駆動歯車と、を備え、
前記駆動歯車は、
潤滑油が供給される第1端部を有し、前記回転軸に沿って延びる第1油通路と、
前記第1油通路から前記駆動歯車の歯面まで前記駆動歯車の径方向に沿って延びる第2油通路と、を備える、
回転工具装置。 - 前記回転工具装置は、前記駆動歯車に嵌合する前記工具ユニットを備え、
前記工具ユニットは、
工具と、
前記工具を保持する工具保持部と、を備え、
前記工具保持部は、前記工具と反対側の端部に位置する第1嵌合部を備え、
前記駆動歯車は、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を備え、
前記第1油通路は、前記第1端部とは反対側の端部であり、前記第2嵌合部に到達する第2端部を備える、
請求項1に記載の回転工具装置。 - 前記駆動歯車及び前記工具ユニットを回転可能に収容する筐体を備え、
前記筐体は、
鉛直方向に沿って延び、前記第1油通路の前記第1端部に連続し、油が供給される給油路と、
前記工具ユニットを着脱可能に保持する工具取付穴部と、を備える、
請求項1又は2に記載の回転工具装置。 - 前記第2油通路は前記径方向に沿って貫通する孔であり、互いに交差するように複数設けられる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転工具装置。 - 前記駆動歯車は、複数設けられ、互いに噛み合うように1列に並べられる、
請求項1から4のいずれか1項に記載の回転工具装置。 - 前記筐体の前記給油路にはミストの潤滑油が供給される、
請求項3に記載の回転工具装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の回転工具装置と、
前記回転工具装置による加工を行うためにワークを把持する主軸ユニットと、を備える、
工作機械。
Priority Applications (1)
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2018
- 2018-10-11 JP JP2018192400A patent/JP7058205B2/ja active Active
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