JP2022163847A

JP2022163847A - 複合加工機

Info

Publication number: JP2022163847A
Application number: JP2021068926A
Authority: JP
Inventors: 健志余湖; Kenji Yoko
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-10-27
Also published as: CN115213687A

Abstract

【課題】大型化や設備コストの増大を招くことなくワークに対して複数種類の切削加工を行うことが可能な複合加工機を提供する。【解決手段】本発明にかかる複合加工機１００の代表的な構成は、ワーク１２０を回転させるワーク主軸１２２と、主軸工具１１０を回転させる工具主軸１１２と、工具主軸１１２を旋回させる回転テーブル１０６と、工具主軸１１２の側面に固定工具（バイト１３２）を取り付けるベース１３０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の工具を切り替えて加工することが可能な複合加工機に関するものである。

従来から、ワークを切削することによる切削加工が知られている。切削加工に用いられる工作機械としては特許文献１に、タレット刃物台を備えるＮＣ（Numerical Control；数値制御）旋盤が開示されている。特許文献１のＮＣ旋盤では、タレット刃物台に対して旋回可能に設けられたタレットに複数の工具ユニットが放射状に取り付けられていて、タレット刃物台等を移動させて加工対象のワークを加工している。そして、タレットを旋回させることによりワーク加工に使用する工具ユニットを切り替えている。また近年では、特許文献１のＮＣ旋盤のような旋削加工が可能な装置と、穴あけ加工やスカイビング加工が可能な装置とを一体化した複合加工機が実用化されている。

特開２０１１－１１２６９号公報

特許文献１の構成によれば、タレットを旋回させることで、作業員による工具の交換作業を伴うことなく、工具の切り替えを行うことができる。これにより、ワークを加工するための複数の工程を連続して行うことが可能となる。しかしながら、特許文献１にも記載されているようにタレットに複数の工具ユニットが取り付けられていると、タレット全体の大きさや重量が増大する。またタレットを旋回させるために専用の駆動装置が必要となるため、設備コストが増大してしまう。すると、複合加工機においても装置の大型化や設備コストの増大を招いてしまう。

また、ＡＴＣ（工具自動交換装置）によって工具を交換する構成も知られている。しかしながらＡＴＣは設備コストが大きく、工具交換に時間を要するため加工時間の短縮が難しい。また複合加工機内に占める容積も大きいため、装置全体の大型化を招いてしまうという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑み、大型化や設備コストの増大を招くことなくワークに対して複数種類の工具による切削加工を行うことが可能な複合加工機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明にかかる複合加工機の代表的な構成は、ワークを回転させるワーク主軸と、主軸工具を回転させる工具主軸と、工具主軸を旋回させる回転テーブルと、工具主軸の側面に固定工具を取り付けるベースと、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、回転テーブルを旋回させることによって、主軸工具または固定工具によってワークに対する切削加工を行うことができる。このとき、固定工具には専用の駆動装置は不要である。したがって、装置の大型化や設備コストの増大を抑制することができる。

上記ベースには、複数の固定工具を櫛歯状に配列しているとよい。かかる構成によれば、ワークに対してさらに多くの工具による切削加工を行ったり、同じ固定工具を複数取り付けることで摩耗によって消耗した固定工具を交換することなく他の同じ固定工具によって切削加工を継続したりすることが可能となる。

上記工具主軸の側面に、回転工具を固定的に取り付けるチャックを備えているとよい。かかる構成によれば、ワークを回転させることにより、ワークに穴あけ加工を行うことが可能となる。

上記主軸工具に対してワーク主軸の反対側に第２ワーク主軸を備えているとよい。これにより、ワーク主軸および第２ワーク主軸に異なるワークを保持させれば、１つの複合加工機によって異なるワークの加工を連続的に行うことができる。またワーク主軸および第２ワーク主軸に同一のワークを保持させれば、２つの同一のワークを効率的に加工することが可能となる。

本発明によれば、大型化や設備コストの増大を招くことなくワークに対して複数種類の工具による切削加工を行うことが可能な複合加工機を提供することが可能になる。

本実施形態にかかる複合加工機の全体斜視図である。図１の工具主軸の近傍の拡大斜視図である。本実施形態の複合加工機によるワークの加工について説明する図である。本実施形態の複合加工機の他の例を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。

図１は、本実施形態にかかる複合加工機１００の全体斜視図である。図１に示すように、本実施形態にかかる複合加工機１００では、台座１０２においてコラム１０４がレール１０２ａによってＺ軸方向（左右方向）に走行可能に備えられており、コラム１０４において回転テーブル１０６がＹ軸方向（上下方向）に移動可能に備えられている。回転テーブル１０６には工具主軸１１２が取り付けられていて、回転テーブル１０６が回転することによって工具主軸１１２の角度（姿勢）を設定することができる。工具主軸１１２には主軸工具１１０が交換可能に取り付けられる。工具主軸１１２はモーターを内蔵していて、主軸工具１１０を回転させて切削などの加工を行うことができる。

ワーク主軸１２２は台座１０２に形成されたレール１０２ｂによってＸ軸方向（前後方向）に移動可能である。ワーク主軸１２２はモーターを内蔵していて、交換可能に取り付けたワーク１２０を回転させることができる。

図２は、図１の工具主軸１１２の近傍の拡大斜視図である。図２（ａ）は、図１の工具主軸を前方から観察した拡大斜視図である。図２（ｂ）は、図１の工具主軸を後方から観察した拡大斜視図である。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の複合加工機１００では、工具主軸１１２の側面（図２では下面）には、ベース１３０が取り付けられている。そして、かかるベース１３０に、固定工具として複数のバイト１３２（１３２ａ－１３２ｄ）が取り付けられている。以下の説明においてバイト１３２ａ－１３２ｄを呼び分ける必要がないときは、単にバイト１３２と称呼する。バイト１３２としては、旧来からある一体型のバイトであってもよいし、シャンクの先端にチップを取り付けた刃先交換式のバイトであってもよい。

図２（ａ）および（ｂ）では、ベース１３０に複数の種類のバイト１３２を櫛歯状に配置している。複数の種類とは、片刃バイト、突切りバイト、ねじ切りバイト、剣バイト、隅バイト、それらの左右違い、刃物角違いなどである。ただし本発明においては、複数のバイトのうち一部または全部を同じバイトにしてもよい。

また図２（ｂ）に示すように、他の固定工具として、工具主軸１１２の側面にチャック１４０を取り付け、回転工具であるエンドミル１４２やドリルを固定的に保持している。このエンドミル１４２は回転しないが、ワーク１２０が回転することによって加工を行うことができる。なお、主軸工具１１０による加工はワーク１２０の任意の位置に行うことができるが、エンドミル１４２による加工はワーク１２０の回転中心にしか行うことができない。

図３は、本実施形態の複合加工機１００によるワーク１２０の加工について説明する図である。図３（ａ）では、工具主軸１１２を旋回させて主軸工具１１０を所定の角度（姿勢）でワーク１２０に当てて、主軸工具１１０とワーク１２０を同期回転させることにより、ギヤスカイビング加工している。なお、図示はしていないが、複合加工機１００によれば、旋削加工やフライス加工も行うことができる。

図３（ｂ）では、工具主軸１１２を旋回させて固定工具であるバイト１３２がワーク１２０に当たる角度（姿勢）とし、ワーク主軸１２２を回転させることで、ワーク１２０の旋削加工を行っている。

図３（ｃ）は、固定工具であるバイト１３２およびエンドミル１４２を、図３（ａ）（ｂ）と比べて、工具主軸１１２の反対側の側面に取り付けた例である。すなわち、固定工具は工具主軸１１２の両側面のいずれにも取り付けることができる。そして図３（ｃ）では、工具主軸１１２を旋回させてエンドミル１４２をワーク１２０に対向させている。またコラム１０４のＹ軸、Ｚ軸、ワーク主軸１２２のＸ軸を調節することにより、ワーク主軸１２２の回転中心とエンドミル１４２の中心を一致させている。そしてワーク１２０を回転させることで、固定されたエンドミル１４２によってワーク１２０の中心に穴開け加工を行っている。

上記説明したように、本実施形態の複合加工機１００によれば、工具主軸１１２の側面に取り付けられた固定工具であるバイト１３２やエンドミル１４２を用いて、主軸工具１１０による加工以外にも多くの工具にて加工を行うことができる。このとき、バイト１３２は工具主軸１１２の側面に固定的に取り付けられているため、従来のようにタレットを旋回させるような専用の駆動装置やＡＴＣ（工具自動交換装置）は不要である。したがって、装置の大型化や設備コストの増大を招くことなくワーク１２０に対して複数種類の切削加工を行うことができる。

また上述したように本実施形態の複合加工機１００では、複数のバイト１３２が櫛歯状に配列されている。これにより、複数のバイト１３２を異ならせることでさらに多くの種類の工具による切削加工を行うことができる。また複数のバイト１３２の一部または全部に同一のバイト１３２を取り付けることで、摩耗によって消耗したバイト１３２を交換することなく他の同じバイト１３２によって切削加工を継続することが可能となる。

図４は、本実施形態の複合加工機の他の例を説明する図である。図４に示す複合加工機２００では、主軸工具１１０に対してワーク主軸１２２の反対側に第２ワーク主軸２２２を備えている。これにより、ワーク主軸１２２および第２ワーク主軸２２２に異なるワーク１２０・２２０を保持させれば、１つの複合加工機２００によって異なるワークの加工を連続的に行うことができる。またワーク主軸１２２および第２ワーク主軸２２２に同一のワーク１２０・２２０を保持させれば、２つの同一のワークを効率的に加工することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、複数の工具を切り替えて加工することが可能な複合加工機として利用することができる。

１００…複合加工機、１０２…台座、１０２ａ…レール、１０２ｂ…レール、１０４…コラム、１０６…回転テーブル、１１０…主軸工具、１１２…工具主軸、１２０…ワーク、１２２…ワーク主軸、１３０…ベース、１３２…固定工具、１４０…チャック、１４２…エンドミル、２００…複合加工機、２２０…ワーク、２２２…第２ワーク主軸

Claims

ワークを回転させるワーク主軸と、
主軸工具を回転させる工具主軸と、
前記工具主軸を旋回させる回転テーブルと、
前記工具主軸の側面に固定工具を取り付けるベースと、
を備えたことを特徴とする複合加工機。
前記ベースには、複数の前記固定工具を櫛歯状に配列していることを特徴とする請求項１に記載の複合加工機。
前記工具主軸の側面に、回転工具を固定的に取り付けるチャックを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合加工機。
前記主軸工具に対して前記ワーク主軸の反対側に第２ワーク主軸を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合加工機。