JP2021122926A - 軸方向加工ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】立旋盤に装着して軸方向加工が行えるとともに、軸方向加工で双方向の切削が行える軸方向加工ヘッドを提供する。【解決手段】軸方向加工ヘッド１０は、立旋盤に工具として装着可能な本体１１と、本体１１から径方向に突出した先端が本体１１の基準方向Ｒに沿って揺動可能な揺動レバー２０と、揺動レバー２０の先端に固定されて一対の刃先２１１，２２１が工具主軸の軸方向の一方および他方に向けて配置された刃物２１，２２と、を有することを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は軸方向加工ヘッドに関する。

ワークに対して旋削加工する工作機械として、立旋盤が知られている。一般的な立旋盤の構成としては、ワークを回転させる回転テーブルと、回転テーブルの径方向に延在するクロスレールと、クロスレールに案内されてこのクロスレールの延在方向であるＸ軸方向に沿って移動可能なサドルと、このサドルに、鉛直方向となるＺ軸方向に沿って移動可能に取り付けられたラムと、ラムの下端部に取り付けられた工具と、を有している（特許文献１参照）。
このような立旋盤では、回転テーブル上に被工作物が固定され、回転テーブルの回転（Ｃ軸方向）の下に、サドルのＺ軸方向への移動によって切込みを行い、サドルのＸ軸方向への移動によって工具のＸ軸方向の位置を変更して回転テーブルの回転中心周りの旋削加工を行っている。

特許文献１の立旋盤では、回転テーブルの回転中心であるＣ軸の旋削加工しかできないため、これとは異なる形状に切削加工する場合はワークの配置を変えたり、別の工作機械にワークを移動させたりするなどの作業を行わなければならず、大きくかつ重いワークの移動には時間も労力も要するため、作業性が低下していた。
これに対し、簡単な構成を付加するだけで、ワークを様々な形状に切削加工することができる立旋盤が開発されている（特許文献２参照）。
特許文献２の立旋盤では、通常のＣ軸回転、Ｘ軸移動、およびＺ軸移動に加え、Ｙ軸付加機構によるＹ軸移動が可能となり、ワークと工具とを相対的にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元方向に移動させることができ、様々な形状に切削加工することができる。
また、１台の立旋盤で様々な形状に切削加工できるため、大きくかつ重いワークを他の工作機械に移動させるなどの作業が解消でき、作業性を向上することができる。

特開２００５−４６９４０号公報 特開２０１２−１２１１０２号公報

前述した立旋盤においては、Ｃ軸回転するワークの上面からＺ軸方向に刃物を接触させることで、ワークに円筒状の孔を形成することができる。さらに、ワークに形成された孔の内周面に刃物を当ててＸ軸方向に移動させることで、内周面を外向きに旋削して内径を拡げることが可能である。
ところで、前述したワークの孔の内面には、キー溝やスプラインが形成されることがある。キー溝やスプラインは、ワークの孔内面を円筒孔の軸方向（Ｚ軸方向）に延びる１本ないし複数本の溝であり、Ｃ軸回転による旋削では対応できない。

このような問題に対し、本願発明者は、旋削から軸方向加工までを続けて行える加工方法および専用工具を開発している。
具体的に、専用工具として、立旋盤の刃物台または工具主軸に装着可能な本体と、本体に設置されて立旋盤の回転テーブルの径方向に突出する支持レバーと、支持レバーの先端に固定された刃物とを有し、刃物の刃先が回転テーブルの軸方向へ向けられている軸方向加工ヘッドを用いる。
ここで「刃物台」とは、工作機械で使用されるバイトやドリル等の刃物が取り付けられる部位を指している。また、ここで「工具主軸」とは、バイトが取り付けられたボーリングバーやドリルやエンドミルと言った刃物が取り付けられた工具を取り付け可能かつ回転可能な軸を指す。
そして、加工方法として、立旋盤に旋削工具を装着してワークの孔開け加工を行ったのち、旋削工具に替えて前述した軸方向加工ヘッドを装着し、この軸方向加工ヘッドをワークの孔内に導入し、回転テーブルの軸方向に移動させて刃物でワークの孔内面を軸方向に切削する、という動作を行う。
このような加工方法によれば、工具の交換だけで立旋盤を軸方向加工にも利用でき、旋削による孔開け加工が済んだワークを、軸方向加工するために他の工作機械に載せ替える必要がなくなり、作業効率を向上することができる。

しかし、前述した軸方向加工ヘッドを利用した軸方向加工では、基本的に一方向つまり軸方向の片側向きの切削しか行えなかった。
すなわち、軸方向加工ヘッドの刃物には、加工方向に対してすくい角および逃げ角が必要であり、逆方向には切削ができない。ここで、双方向の往復切削を行うために、２つの刃物を背中合わせに配置すること、あるいは刃物に逆向きに２つの刃先を形成することが考えられる。しかし、逆向一対の刃先とする場合、一方の刃先で切削している間に、他方の刃先がワークに接触してしまい、一方の刃先による切削が円滑に行えないばかりか、他方の刃先を損傷する可能性がある。
このように、軸方向加工ヘッドを用いた軸方向加工においては、一方向の切削しか行えず、動作効率を高めるために双方向の切削が行えるようにすることが求められていた。このような要望は、専用の立旋盤を用いる場合に限らず、マシニングセンタと呼ばれる旋盤以外の工作機械で利用する場合でも同様である。

本発明の目的は、立旋盤に装着して軸方向加工が行えるとともに、軸方向加工で双方向の切削が行える軸方向加工ヘッドを提供することにある。

本発明の軸方向加工ヘッドは、立旋盤に工具として装着可能な本体と、前記本体から径方向に突出した先端が前記本体の基準方向に揺動可能な揺動レバーと、前記揺動レバーの先端に固定されて一対の刃先が前記基準方向の一方および他方に向けて配置された刃物と、を有することを特徴とする。

このような本発明では、立旋盤にワークおよび旋削工具を装着し、ワークと旋削工具とを相対回転させてワークに孔を旋削加工する。続いて、立旋盤の旋削工具を本発明の軸方向加工ヘッドに交換し、軸方向加工ヘッドをワークの孔内へ導入する。そして、軸方向加工ヘッドを軸方向へ往復移動させ、一対の逆向きの刃先による双方向の加工を行う。
加工方向が軸方向の一方向きであるとき、揺動レバーを揺動させて軸方向の他方向きの揺動限位置に保持する。この状態では、揺動レバーの先端にある一対の刃先のうち、一方側にある刃先が外周側に突出する。このため、一方の刃先だけをワークの孔内面に接触させ、軸方向の一方向きの切削を行うことができる。
軸方向の一方向きの加工が加工範囲の端部に達したら、軸方向加工ヘッドの移動方向を軸方向の他方向きに逆転させ、揺動レバーを反対側へ揺動させて軸方向の他方向きの揺動限位置に保持する。この状態では、揺動レバーの先端にある一対の刃先のうち、他方側にある刃先が外周側に突出する。このため、他方の刃先だけをワークの孔内面に接触させ、軸方向の他方向きの切削を行うことができる。

このように、本発明の軸方向加工ヘッドを用いることで、立旋盤により旋削加工および軸方向加工が行えるとともに、軸方向の双方向の切削を行うことができる。
なお、刃物および刃先に関しては、それぞれ刃先を有する一対の刃物を反対向きに設置してもよく、１個の刃物に一対の刃先を反対向きに形成してもよい。一対の刃先は、それぞれ揺動レバーが揺動限にあるとき、ワークの切削面に対してすくい角および逃げ角となるように配置する。揺動レバーについては、本体に固定された回転軸で回転可能に支持してもよく、弾性部材を介して支持する構成などであってもよい。
また、立旋盤としては、工具主軸を備えてワークの旋削加工が可能な工作機械を用いてもよい。この場合、本発明の軸方向加工ヘッドは、その基準方向が工作機械の工具主軸の軸方向と同軸で装着されることが好ましい。
このような同軸配置により、軸方向加工ヘッドにおける揺動レバーが突出する向きを、工具主軸の回転によって任意方向に向けることができる。

本発明の軸方向加工ヘッドにおいて、前記揺動レバーの一方の揺動限および前記揺動レバーの他方の揺動限に保持可能な保持機構を有することが好ましい。
このような本発明では、各方向の切削動作に先立って揺動レバーを反対側の揺動限に保持しておくことができ、刃先の位置を安定させて適切な切削動作を行うことができる。

本発明の軸方向加工ヘッドにおいて、前記保持機構は、前記揺動レバーを一方の前記揺動限に向けて付勢する付勢手段と、前記揺動レバーを他方の前記揺動限に向けて駆動可能な駆動手段と、を有することが好ましい。
このような本発明では、付勢手段および駆動手段により揺動レバーをいずれかの揺動限に保持できるとともに、付勢手段および駆動手段により揺動レバーを動かして反対側の揺動限へ揺動させる動作も行うことができる。
なお、本発明の付勢手段および駆動手段は、全て本体内部に収容されることが好ましいが、外部に設置されるものでもよい。駆動手段としては、エアシリンダなどが用いられるほか、電気的なモータやソレノイドなどであってもよい。

本発明の軸方向加工ヘッドにおいて、前記立旋盤は、回転テーブルと、前記本体を装着可能な工具主軸と、を有し、前記付勢手段は、弾性部材またはガスばねであり、前記駆動手段は、前記工具主軸から供給されるセンタースルーエアで駆動されるエアシリンダであることが好ましい。
このような本発明では、簡単な構造で付勢手段および駆動手段を実現できるとともに、駆動手段の動力を工作機械から供給できる。とくに、センタースルーエアは工具主軸を通して供給できるため、外部に露出する配管や配線を省略することができる。

本発明の軸方向加工ヘッドにおいて、前記保持機構は、前記揺動レバーを前記揺動限の各々に保持可能かつ所定の外力で離脱可能なラッチ装置と、前記揺動レバーに接続されかつ前記本体の外部に突出した操作レバーと、を有することが好ましい。
このような本発明では、ラッチ装置により揺動レバーをいずれかの揺動限に保持した状態で、立旋盤の各軸移動により軸方向加工ヘッドを移動させ、立旋盤の表面やワークの表面、あるいは別途準備した当接部材などに操作レバーを当接させることで、揺動レバーを揺動させてラッチ装置から離脱させ、反対側のラッチ装置まで移動させて保持させることができる。従って、軸方向加工ヘッドに駆動手段などを設置する必要がなく、軸方向加工ヘッドの構造を簡素にできる。
なお、ラッチ装置としては、例えばクリップのように揺動レバーを機械的に拘束する弾性部材を用いるものであってもよく、マグネットキャッチのように磁力で吸着するものなどでもよい。

本発明によれば、立旋盤に装着して軸方向加工が行えるとともに、軸方向加工で双方向の切削が行える軸方向加工ヘッドを提供することができる。

本発明の第１実施形態で利用する工作機械を示す斜視図。 前記第１実施形態で加工するワークを示す斜視図。 前記第１実施形態の軸方向加工ヘッドを示す断面図。 前記第１実施形態の軸方向加工ヘッドを示す底面図。 前記第１実施形態の刃先を示す平面図。 前記第１実施形態の軸方向加工ヘッドによる下向き切削を示す模式図。 前記第１実施形態の軸方向加工ヘッドによる上向き切削を示す模式図。 本発明の第２実施形態の軸方向加工ヘッドを示す模式図。 本発明の第３実施形態の軸方向加工ヘッドを示す模式図。 前記第３実施形態の軸方向加工ヘッドの切替操作を示す模式図。

図１には、本発明の第１実施形態で利用する工作機械１が示されている。
工作機械１は、ワーク９が固定されるテーブル３と、工具４が装着される工具主軸５と、工具主軸５を移動自在に支持する移動機構６とを備えている。
移動機構６は、水平なガイドバー６１に支持された工具主軸ヘッド６２を有し、工具主軸ヘッド６２から下方へ延びるクイル６３により、工具主軸５が垂直に支持されている。
これらのテーブル３、工具主軸５および移動機構６は、それぞれベッド７の上面に設置され、全体を開閉自在なカバー８で囲うことができる。

テーブル３は、ベッド７に設置された駆動機構により、Ｃ軸方向へ回転可能かつ指定された角度位置に停止可能である。
工具主軸５は、工具主軸ヘッド６２内の駆動モータによりＺ軸廻りに回転可能かつ指定された角度位置に停止可能である。ここで、工具主軸５の回転軸の向き（軸方向Ｒ）は、Ｚ軸方向およびＣ軸方向と同じ方向である。
工具主軸５は、工具主軸ヘッド６２に対してクイル６３を昇降させることで、Ｚ軸方向の指定された位置に移動可能であり、工具主軸ヘッド６２をガイドバー６１に沿って移動させることで、Ｘ軸方向の指定された位置に移動可能である。

図２には、本実施形態で作成するワーク９が示されている。
ワーク９は、円柱状の鋼材であり、上面９１の中央部から下向きに円筒孔９２が形成され、円筒孔９２の内面には軸方向Ｒに沿ったキー溝９３が形成される。
このようなワーク９を加工するために、本実施形態では、第１工程でワーク９の中心に下孔を開け、第２工程で円筒孔９２の回転切削を行い、第３工程でキー溝９３の軸方向加工を行う。
なお、円筒孔９２の内面に加工する形状としては、キー溝９３に限らず、他の用途の溝であってもよい。また、キー溝９３のような単一の溝に限らず、多数の溝が並んだスプライン形状などであってもよく、キー溝９３より幅の広い平坦面を加工するものであってもよく、円筒孔９２の内面に形成される軸方向Ｒに沿った平面の切削に広く適用できる。

第１工程では、テーブル３にワーク９を固定し、工具４としてドリルを装着し、工具主軸５でドリルを回転させつつ、ドリルをワーク９の上面９１から中心軸線に沿って送り、ワーク９に下孔を形成する。
第２工程では、工具４として中ぐり工具を装着し、テーブル３でワーク９を回転させつつ、中ぐり工具を下孔内に導入して下孔の内面を切削し、指定された内径および深さの円筒孔９２を形成する。
第３工程では、工具４として本発明に基づく軸方向加工ヘッド１０を装着し、この軸方向加工ヘッド１０を円筒孔９２内に導入し、クイル６３を進退させて軸方向加工ヘッド１０でキー溝９３を切削する。

図３には、本実施形態で使用する軸方向加工ヘッド１０が示されている。
軸方向加工ヘッド１０は、円柱状の本体１１を有する。本体１１の一端には工作機械１の工具主軸５でチャック可能なシャンク１２が形成されている。本体１１およびシャンク１２は、工具主軸５の軸方向Ｒに沿って形成され、この軸方向Ｒが本体１１の基準方向とされている。シャンク１２から本体１１の内部へと、本体１１の中心軸線に沿ってセンタースルーホール１３が形成されている。センタースルーホール１３には、シャンク１２が工具主軸５に装着された状態で、工具主軸５からセンタースルーエアが供給可能である。

図４にも示すように、本体１１のシャンク１２と反対側の端部近傍には、本体１１を直径方向に貫通する収容孔１４が形成されている。収容孔１４には、内部に揺動レバー２０が設置されている。
揺動レバー２０は、交差方向の回動ピン１５で回動自在に支持され、本体１１の外部に露出された先端が本体１１の軸方向Ｒへ変位するように揺動可能である。

揺動レバー２０は、揺動して一部が収容孔１４の内壁に当接することで揺動の限界が設定されている。すなわち、揺動レバー２０の先端がシャンク１２と反対側へ変位して一部が収容孔１４と当接した状態（図３の実線の状態）が第１揺動限とされ、揺動レバー２０の先端がシャンク１２側へ変位して収容孔１４と当接した状態（図３の２点鎖線の状態）が第２揺動限とされている。

揺動レバー２０は、先端が本体１１の外部に露出され、揺動レバー２０の先端には一対の第１刃物２１および第２刃物２２が固定されている。
第１刃物２１は、揺動レバー２０のシャンク１２側の先端縁に固定され、その刃先２１１はシャンク１２側に向けられている。揺動レバー２０が第１揺動限（図３の実線の状態）にあるとき、第１刃物２１の刃先２１１は本体１１から最も遠くに保持される。
第２刃物２２は、揺動レバー２０のシャンク１２と反対側の先端縁に固定され、その刃先２２１はシャンク１２と反対側に向けられている。揺動レバー２０が第２揺動限（図３の２点鎖線の状態）にあるとき、第２刃物２２の刃先２２１は本体１１から最も遠くに保持される。

従って、揺動レバー２０を第１揺動限または第２揺動限に移動させることで、切削に有効な刃先２１１，２２１のいずれかを選択可能である。
第１揺動限で切削に利用される第１刃物２１は、第１揺動限にあるとき、すくい角および逃げ角が切削に適切な角度となるように固定されている。
第２揺動限で切削に利用される第２刃物２２は、第２揺動限にあるとき、すくい角および逃げ角が切削に適切な角度となるように固定されている。

図５には、第１刃物２１および第２刃物２２の具体的形状が示されている。
図５の（Ａ）部に示すように、第１刃物２１および第２刃物２２は、それぞれ揺動レバー２０の先端縁の角隅を除く中間部分に沿って延びる形状とすることができる。
図５の（Ｂ）部に示すように、第１刃物２１および第２刃物２２は、それぞれ揺動レバー２０の先端縁の角隅およびその近傍に一対に配置することもできる。
図５の（Ｃ）部に示すように、第１刃物２１および第２刃物２２は、それぞれ揺動レバー２０の先端縁の一方の角隅から他方の角隅まで連続した形状とすることもできる。

図３に戻って、本体１１には、揺動レバー２０を第１揺動限または第２揺動限に保持する保持機構３０が形成されている。
本体１１には、収容孔１４の内側に向けて進出可能な第１プランジャ３１および第２プランジャ３２が設置されている。
第１プランジャ３１は、弾性部材であるコイルばね３３により付勢され、揺動レバー２０の回動ピン１５よりも先端側に当接されており、当接する揺動レバー２０を第１揺動限へと移動させてその位置で保持可能である。
第２プランジャ３２は、揺動レバー２０の先端側とは回動ピン１５を挟んで反対側に当接され、背面側のエアシリンダ３４がセンタースルーホール１３に連通されている。従って、工具主軸５からセンタースルーエアが供給されると、これがエアシリンダ３４に供給され、その圧力で第２プランジャ３２が進出されて揺動レバー２０を押圧し、揺動レバー２０を第２揺動限へと移動させてその位置で保持可能である。

図３および図４において、第１プランジャ３１および第２プランジャ３２を収容する孔３５、３６は、それぞれ本体１１の端面から収容孔１４と交差して穿孔されている。第２プランジャ３２の孔３６は、背面側をエアシリンダ３４として利用される。
組み立ての際には、孔３５にコイルばね３３および第１プランジャ３１を収容し、孔３６に第２プランジャ３２を収容したのち、収容孔１４に揺動レバー２０を挿入し、更に回動ピン１５挿入することで、コイルばね３３、第１プランジャ３１および第２プランジャ３２の脱落が規制される。さらに、蓋１６を装着することで各孔３５、３６が塞がれる。

このような本実施形態では、次のような動作を行う。
ワーク９の加工にあたっては、工作機械１のテーブル３にワーク９を固定するとともに、工具主軸５に中ぐり用の工具４を装着し、テーブル３でワーク９と工具４とを相対回転させてワーク９の上面９１に円筒孔９２を加工する。
続いて、工具主軸５の工具４を本発明の軸方向加工ヘッド１０に交換し、軸方向加工ヘッド１０をワーク９の円筒孔９２内へ導入する。そして、軸方向加工ヘッド１０を軸方向ＲすなわちＺ軸方向へ往復移動させ、一対の逆向きの刃先２１１，２２１による双方向の加工を行う。

軸方向加工ヘッド１０で下向きの加工を行う際には、図６のように、センタースルーエアをエアシリンダ３４に供給し、コイルばね３３の付勢力に抗して揺動レバー２０を揺動させて第２揺動限に保持する。これにより、揺動レバー２０の第２刃物２２の刃先２２１が外周側に突出する。刃先２２１を外周側に吐出させた状態で刃先２２１を上面９１の上方に軸方向加工ヘッド１０を移動させる。続いて軸方向加工ヘッド１０を下向きに移動させることで、刃先２２１によりキー溝９３の下向き切削が行われる。揺動レバー２０が第２揺動限まで揺動しているため、第２刃物２２には適正なすくい角および逃げ角が確保される。

下向きの加工では、刃先２２１をキー溝９３の下端を一定距離通過させて刃先２２１をワーク９から離脱させる。下向きの加工に続いて上向き加工を行う。

軸方向加工ヘッド１０で上向きの加工を行う際には、図７のように、センタースルーエアを停止し、エアシリンダ３４による揺動レバー２０の押圧を解除する。揺動レバー２０はコイルばね３３で揺動されて第１揺動限に保持される。これにより、揺動レバー２０の第１刃物２１の刃先２１１が外周側に突出する。この状態で、軸方向加工ヘッド１０を水平に移動させ、続いて軸方向加工ヘッド１０を上向きに移動させることで、刃先２１１によりキー溝９３の上向き切削が行われる。揺動レバー２０が第１揺動限まで揺動しているため、第１刃物２１には適正なすくい角および逃げ角が確保される。

このように、本実施形態によれば、揺動レバー２０に設置した第１刃物２１および第２刃物２２を用いて、上向きおよび下向きの双方向の切削を行うことができる。この際、揺動レバー２０の先端を工具主軸５の軸方向Ｒに沿って揺動させて第１揺動限または第２揺動限に保持することで、いずれか一方の刃先２１１，２２１だけをワーク９の内面に接触させ、適切な切削を効率よく行うことができる。

本実施形態では、揺動レバー２０を第１揺動限および第２揺動限に保持可能な保持機構３０を設けたため、上下各方向の切削動作に先立って揺動レバー２０を第１揺動限または第２揺動限に保持しておくことができ、刃先２１１，２２１の位置を安定させて適切な切削動作を行うことができる。

本実施形態では、保持機構３０として、揺動レバー２０を第１揺動限に向けて付勢するコイルばね３３と、揺動レバー２０を第２揺動限に向けて駆動可能なエアシリンダ３４と、を設けたため、揺動レバー２０をいずれかの揺動限に保持できるとともに、揺動レバー２０を動かして反対側の揺動限へ揺動させる動作も行うことができる。
とくに、本実施形態では、弾性部材であるコイルばね３３を用いるとともに、エアシリンダ３４には工具主軸５からのセンタースルーエアを供給するようにしたので、簡単な構造で付勢手段および駆動手段を実現できるとともに、駆動手段の動力を工作機械１から供給できる。とくに、センタースルーエアは工具主軸５を通して供給できるため、外部に露出する配管や配線を省略することができる。

図８には、本発明の第２実施形態の軸方向加工ヘッド１０Ａが示されている。
前述した第１実施形態では、揺動レバー２０を第１揺動限および第２揺動限に保持する保持機構３０として、コイルばね３３およびエアシリンダ３４を設置し、エアシリンダ３４についてはセンタースルーホール１３からのエアで駆動していた。
これに対し、本実施形態の保持機構３０Ａでは、本体１１Ａの外部にエアシリンダ３４Ａを設置し、別途配管でエアを供給している。なお、その他の構成は、前述した第１実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
このような本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果が得られる。ただし、エアシリンダ３４およびエア供給用のセンタースルーホール１３が本体１１の内部に形成され、外部に露出しない点で、前述した第１実施形態のほうが好ましい。

図９および図１０には、本発明の第３実施形態の軸方向加工ヘッド１０Ｂが示されている。
前述した第１実施形態では、揺動レバー２０を第１揺動限および第２揺動限に保持する保持機構３０として、コイルばね３３およびエアシリンダ３４を設置し、エアシリンダ３４についてはセンタースルーホール１３からのエアで駆動していた。
これに対し、本実施形態の保持機構３０Ｂでは、本体１１Ｂにはコイルばね３３のような付勢手段およびエアシリンダ３４などの駆動手段がなく、代わりに収容孔１４の内面にラッチ装置としてのマグネット３７，３８が設置されている。

ラッチ装置としてのマグネット３７，３８は、それぞれ収容孔１４の反対側に設置されており、揺動レバー２０Ｂが第２揺動限にあるとき、揺動レバー２０Ｂがマグネット３７で吸着保持され（図９の状態）、揺動レバー２０Ｂが第１揺動限にあるとき、揺動レバー２０Ｂがマグネット３８で吸着保持される（図１０の状態）。
一方、揺動レバー２０Ｂは、第１刃物２１および第２刃物２２が設置された先端とは反対側に操作レバー２４が接続され、この操作レバー２４は本体１１Ｂの外部に突出されている。
また、ワーク９の円筒孔９２の底面には、操作用アンカー２５が設置されている。操作用アンカー２５は、工作機械１により軸方向加工ヘッド１０Ｂを移動させることで、操作レバー２４を近接させ、操作用アンカー２５の水平な突起の上下面に係合させることで、揺動レバー２０Ｂを第１揺動限側へ揺動させることができる。そして、操作レバー２４を操作用アンカー２５から離脱させることで、第２揺動限側へ揺動させることができる。

このような本実施形態によっても、揺動レバー２０Ｂに設置された第１刃物２１および第２刃物２２を片方ずつ用いて、前述した第１実施形態と同様な上下双方向の切削加工を行うことができる。
また、揺動レバー２０Ｂの揺動に駆動手段を用いないため、軸方向加工ヘッド１０Ｂないし工具主軸５まわりの構造簡略化が図れる。

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での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、それぞれ刃先２１１，２２１を有する一対の刃物（第１刃物２１および第２刃物２２）を反対向きに設置したが、一対の刃先が反対向きに形成された単一の刃物を用いてもよく、互いに反対向きの刃先２１１，２２１が揺動レバー２０の先端に設置できればよい。
一対の刃先２１１，２２１は、それぞれ揺動レバー２０が第１揺動限または第２揺動限にあるとき、ワークの切削面に対してすくい角および逃げ角となるように配置するが、これらのすくい角および逃げ角は、実施にあたって適宜選択してよい。

前記実施形態では、揺動レバー２０を回動ピン１５で本体１１に回転可能に支持したが、このような軸支に限らず、弾性部材を介して支持する構成などであってもよい。
前記実施形態では、揺動レバー２０の一部が収容孔１４の内面に当接することで、揺動レバー２０の第１揺動限または第２揺動限を規定したが、揺動レバー２０に当接する部分は収容孔１４の内面に限らず、別途ストッパを設けて揺動限としてもよい。

前記第１実施形態および前記第２実施形態では、保持機構３０，３０Ａにおいて、コイルばね３３で付勢される第１プランジャ３１およびエアシリンダ３４で駆動される第２プランジャ３２を用いたが、第１プランジャ３１を省略してコイルばね３３で揺動レバー２０を直接付勢してもよく、第２プランジャ３２も他の形状のピストンとプッシュロッドなどで代替してもよい。
前記第１実施形態および前記第２実施形態では、保持機構３０，３０Ａの付勢手段として、弾性部材であるコイルばね３３を用いたが、板ばねその他の弾性部材、あるいはガスばねなど別の付勢手段を用いてもよい。
前記第１実施形態および前記第２実施形態では、駆動手段として、エアシリンダ３４，３４Ａを用いたが、電気的なモータやソレノイドなど、他の駆動方式を用いてもよい。

前記第３実施形態では、保持機構３０Ｂにおいて、ラッチ装置として一対のマグネット３７，３８を用い、揺動レバー２０Ｂを磁力で吸着して第１揺動限および第２揺動限に保持したが、例えばクリップのように揺動レバー２０Ｂを機械的に拘束する弾性部材を用いるものであってもよい。
前記第３実施形態では、ワーク９の底面に操作用アンカー２５を設け、工作機械１により軸方向加工ヘッド１０Ｂを移動させることで、揺動レバー２０Ｂに接続した操作レバー２４を操作し、第１揺動限から第２揺動限へ、または、第２揺動限から第１揺動限へ、双方向に揺動レバー２０Ｂを揺動させるようにした。これに対し、第１揺動限から第２揺動限へ揺動させる操作用アンカーと、第２揺動限から第１揺動限へ揺動させる操作用アンカーとを別個に設けてもよい。また、揺動レバー２０Ｂを揺動させるために操作レバー２４に当接する手段は、操作用アンカー２５に限らず、ワーク９の一部あるいは工作機械１の一部であってもよい。

前記各実施形態では、回転可能なテーブル３を有する工作機械１を立旋盤として利用したが、３軸移動可能な工作機械に限らず、Ｃ軸回転とＸ軸およびＺ軸移動が可能な工作機械、あるいは専用の立旋盤を用いてもよい。

本発明は軸方向加工ヘッドに利用できる。

１…立旋盤である工作機械、１０，１０Ａ，１０Ｂ…軸方向加工ヘッド、１１，１１Ａ，１１Ｂ…本体、１２…シャンク、１３…センタースルーホール、１４…収容孔、１５…回動ピン、１６…蓋、２０，２０Ｂ…揺動レバー、２１…第１刃物、２１１…刃先、２２…第２刃物、２２１…刃先、２４…操作レバー、２５…操作用アンカー、３…回転テーブルであるテーブル、３０，３０Ａ，３０Ｂ…保持機構、３１…第１プランジャ、３２…第２プランジャ、３４，３４Ａ…エアシリンダ、３５，３６…孔、３７，３８…マグネット、４…工具、５…工具主軸、６…移動機構、６１…ガイドバー、６２…工具主軸ヘッド、６３…クイル、７…ベッド、８…カバー、９…ワーク、９１…上面、９２…円筒孔、９３…キー溝、Ｒ…軸方向。

Claims (5)

1. 立旋盤に工具として装着可能な本体と、
   前記本体から径方向に突出した先端が前記本体の基準方向に揺動可能な揺動レバーと、
   前記揺動レバーの先端に固定されて一対の刃先が前記基準方向の一方および他方に向けて配置された刃物と、を有することを特徴とする軸方向加工ヘッド。
2. 請求項１に記載した軸方向加工ヘッドにおいて、
   前記揺動レバーの一方の揺動限および前記揺動レバーの他方の揺動限に保持可能な保持機構を有することを特徴とする軸方向加工ヘッド。
3. 請求項２に記載した軸方向加工ヘッドにおいて、
   前記保持機構は、前記揺動レバーを一方の前記揺動限に向けて付勢する付勢手段と、前記揺動レバーを他方の前記揺動限に向けて駆動可能な駆動手段と、を有することを特徴とする軸方向加工ヘッド。
4. 請求項３に記載した軸方向加工ヘッドにおいて、
   前記立旋盤は、回転テーブルと、前記本体を装着可能な工具主軸と、を有し、
   前記付勢手段は、弾性部材またはガスばねであり、
   前記駆動手段は、前記工具主軸から供給されるセンタースルーエアで駆動されるエアシリンダであることを特徴とする軸方向加工ヘッド。
5. 請求項２に記載した軸方向加工ヘッドにおいて、
   前記保持機構は、前記揺動レバーを前記揺動限の各々に保持可能かつ所定の外力で離脱可能なラッチ装置と、前記揺動レバーに接続されかつ前記本体の外部に突出した操作レバーと、を有することを特徴とする軸方向加工ヘッド。

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