JP2594285B2 - 傾斜加工ユニットをもつ工作機械 - Google Patents

傾斜加工ユニットをもつ工作機械

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JP2594285B2
JP2594285B2 JP62217491A JP21749187A JP2594285B2 JP 2594285 B2 JP2594285 B2 JP 2594285B2 JP 62217491 A JP62217491 A JP 62217491A JP 21749187 A JP21749187 A JP 21749187A JP 2594285 B2 JP2594285 B2 JP 2594285B2
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義広 安藤
文夫 坂本
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/001Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine
    • B23Q11/0017Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、工作機械のバランス装置に関し、詳しくは
傾斜加工ユニットをもつ工作機械のバランス装置に関す
る。
[従来の技術] 従来、工作物に対し傾め方向に穴あけ、中ぐり等の切
削加工を施す装置として、例えば第5図に示す工作機械
が知られている。この装置は、斜め方向に工作物(図示
せず)に穴あけ加工を施す装置で、基台11と、基台11に
保持された所定の角度傾斜した送り面12を形成し2本の
スライドレール121、122をもつ傾斜案内部13を有するコ
ラム14と、傾斜案内部13のスライドレール上に摺動自在
に設けられた送りテーブル15と、送りテーブル15の手前
側に取付けられた主軸頭19と、コラム14の上端部に設け
られた2個の滑車16と、バランスウエイト17と、一端が
送りテーブル15の後端部に係合され他端がバランスウエ
イト17に係合され滑車16に架装された2本のチェーン18
よりなるものである。そして2本のチェーン18は、送り
テーブル15の傾斜方向に平行にそれぞれ張りめぐらされ
ており、滑車16を介して連結されたバランスウエイト17
によって送りテーブル15と主軸頭19とからなる加工ユニ
ットの重量を一部支持する構成となっている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記した装置において、滑車16、バランスウエイト17
および2本のチェーン18は送りテーブル15の一端部と係
合しその重量の一部を支持している。しかし、この装置
では、チェーン18を介して加工ユニットにかかるバラン
スウエイト17の重力は加工ユニットの送り方向(矢印
A)の成分のみであるので、加工ユニットにかかる重力
の加工ユニットの送り方向(矢印A)の成分に対しては
バランスを保つことができるが、加工ユニットにかかる
重力の送り方向と直交する方向の成分に対してはバラン
スを保つことができない。このため、主軸頭19の先端に
設けられた工具191の位置を安定させることが困難とな
る。また、通常は加工ユニットの重心Gが送り面12から
手前側へ離れた主軸頭19側にあるため、上記した加工ユ
ニットにかかる重量の送り方向と直交する方向の成分の
力により、加工ユニットには手前側に傾く方向に偶力が
作用する。そして、2本のスライドレール121および122
には片寄った加重が作用する。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであ
り、特定の角度に傾斜した切削加工を施す装置において
安定した作業性を得るためのバランス装置を提供するこ
とを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明の傾斜加工ユニットをもつ工作機械は、基台
と、この基台に保持された所定の角度傾斜した傾斜案内
部を有するコラムと、傾斜案内部に摺動自在に設けられ
た加工ユニットと、基台またはコラムに保持されると共
に一端が加工ユニットの側面であってかつ加工ユニット
のほぼ重心を通る鉛直線上に連結され、加工ユニットの
少なくとも一部重量を鉛直方向に補償するバランスユニ
ットとからなることを特徴するものである。
基台はコラムを配設保持するものであり、コラムの形
状、重量等により種々構成することができる。
コラムは基台上に配設され、所定の角度傾斜した傾斜
案内部を有している。傾斜案内部は、従来から用いられ
ている送り装置と同様で、所定の角度傾斜してコラムに
とりつけられたベッドと送りねじと送り用モータとから
なり、送り用モータにより送りねじを旋回させる構成と
することができる。
加工ユニットは、加工ユニット本体とこの加工ユニッ
ト本体に回転自在に保持された主軸と駆動モータと加工
ユニット本体裏側に一体的に設けられた送りテーブルと
から構成することができ、傾斜案内部に摺動自在に設け
られている。たとえば送りテーブルの裏側に前記送りね
じのオネジ部と螺合する両端開口のメネジ部を設け、送
りねじを旋回させることで加工ユニットが送り方向へ移
動するようにしてもよい。主軸には施す加工の種類によ
り種々の工具を取りつけることができる。加工ユニット
には、複数個の主軸を設けてもよい。
本発明の特色は、バランスユニットにある。バランス
ユニットは、基台またはコラムに保持され、一端が加工
ユニットの側面であってかつ該加工ユニットのほぼ重心
を通る鉛直線上に連結され、該加工ユニットの少なくと
も一部重量を鉛直方向に補償するように構成される。バ
ランスユニットとしては、例えばピストン部とシリンダ
部でバランスユニットを構成し、ピストン部およびバラ
ンスシリンダの一方を基台またはコラムに保持させると
共に、ピストン部およびバランスシリンダの他方を加工
ユニットの下側の側面であってかつ加工ユニットのほぼ
重心を通る鉛直線上に連結させるようにすることができ
る。またコラムの上端に設けられ滑車と、バランスウエ
イトと、チェーン等の索引具とでバランスユニットを構
成し、チェーンの一端を加工ユニットの上側の側面であ
ってかつ加工ユニットのほぼ重心を通る鉛直線上に連結
し他端をバランスウエイトと係合する構成とすることも
できる。
[作用] 本発明の傾斜加工ユニットをもつ工作機械では、バラ
ンスユニットが加工ユニットの側面であってかつ加工ユ
ニットのほぼ重心を通る鉛直線上の位置を支持する構成
としているため、加工ユニットがコラムのどの部分に位
置している場合でも常にバランスよく加工ユニットを保
持する。したがって加工ユニットを送り方向に摺動させ
ても、加工ユニットが送られる部分で加工ユニットに片
寄った荷重が作用することが少ない。このため精度の高
い工作が可能となる。
[実施例] 以下、本発明を具体的実施例に基づいて説明する。
第1図に本発明の第1実施例に係る切削装置100を示
す。
この切削装置100は、ワークWに対し図面左上方から
右下方へ斜め方向に穴あけ加工を施すもので、基台1
と、基台1に保持された所定の角度傾斜した傾斜案内部
2を有するコラム3と、傾斜案内部2に摺動自在に設け
られた加工ユニット4と、コラム3に保持された加工ユ
ニット4の側面であってかつ加工ユニット4のほぼ重心
G′を通る鉛直線上に一端が連結し加工ユニット4の少
なくとも一部重量をほぼ鉛直方向に補償するバランスユ
ニット5とから構成されている。
基台1は床面に設置されている。
コラム3は、基台1にほぼ垂直に配設されている。
傾斜案内部2は、ベッド21と送りねじ22と送り用モー
タ23と送り面を形成する2本の互いに平行な第1ガイド
24、第2ガイド25とからなり、コラム3の垂直方向に対
して約35度傾斜するようにベッド21の裏面がコラム3に
固着されている。送りねじ22はベッド21に旋回可能に設
けられ、第2図に示すように第1ガイド24、第2ガイド
25の間の溝に配置されている。
加工ユニット4は、送りテーブル40と加工ユニット本
体41とこの加工ユニット本体41に回転自在に保持された
主軸42と主軸42の先端に取りつけられた工具43と主軸42
を回転駆動するモータ44とから構成されている。送りテ
ーブル40の裏面側の両側端部はそれぞれ第1ガイド24、
第2ガイド25と係合する第1係合部401、第2係合部402
が設けられ、第1ガイド部24、第2ガイド部25を断面形
状で3方から覆うようにして係合している。また送りテ
ーブル40の裏側には送りねじ22が螺合するナット403が
取付けられている。加工ユニット本体41は送りテーブル
40に固定保持されている。一方、モータ44はブラケット
45を介してボルト451によって送りテーブル40に固定さ
れ、モータ44の回転運動は、ベルト46を介して主軸42お
よび工具43の回転運動として伝達されるよう構成されて
いる。
バランスユニット5は、加工ユニット4の一部重量を
支持するよう設けられ、バランスシリンダ51とシリンダ
内周面を往復摺動するピストン52とからなる油圧シリン
ダで構成されている。そして第3図に示されるように、
ピストン52の先端は曲面形状の突起部53となっており、
加工ユニット本体41の下側の側面であってかつ加工ユニ
ット4のほぼ重心G′を通る鉛直線上に設けられた球面
の軸受面47を有するブラケット48によって回転可能に保
持されている。一方バランスシリンダ51はボルト541、5
42によってコラム3に固定されたブラケット54にピン55
を軸として摺動自在に枢支されている。さらにバランス
シリンダ端部511には、駆動源としての油圧供給装置7
が接続されている。この油圧供給装置7は、オイルタン
ク71とこのオイルタンク71の近傍に設けられモータ72を
駆動源としてオイルタンク71から供給されたオイルを圧
油として吐出する可変容量型油圧ポンプ73と吐出された
圧油の逆流を防止する逆止弁74と、供給する油の圧力を
所定の圧力以下に減圧する減圧弁75と、パイロットチェ
ック弁76とから構成されている。そしてこれらはパイプ
通路701、702、703および704を介して連結され、さらに
パイロットチェック弁76はパイプ通路705によって前記
バランスシリンダ端部511と連結されバランスユニット
5への油圧供給路700が構成されている。ここでパイロ
ットチェック弁76は、パイプ通路701からパイロット圧
を導くことによってパイプ通路701とパイプ通路705とを
交互に連通させ、モータ72の停止によりパイロット圧が
なくなるとパイプ通路701とパイプ通路705とを遮断して
加工ユニット4の急激な落下を防止する役目を持つ。そ
して加工ユニット4の移動に同期してピストン52がバラ
ンスシリンダ51内周面を往復摺動しながらバランスシリ
ンダ51が揺動して加工ユニット4を所定の力で支持する
構成となっている。
さて、本第1実施例の切削装置100を使用するにあた
っては、ワークWを所定の位置に固定する。次にモータ
44を始動させて主軸42および先端の工具43を回転させた
後、送り用モータ23を駆動させて加工ユニット4を送り
テーブル40とともに送り方向Aへ前進移動させる。
ここで加工ユニット4の送り方向Aへの前進移動に際
して、バランスシリンダ51は揺動し、ピストン52は突起
部53が軸受面47に回転保持されるとともにバランスシリ
ンダ51の内周を摺動する。このようにバランスユニット
5は、加工ユニット4の下側の側面であってかつ加工ユ
ニット4のほぼ重心G′を通る鉛直線上にて一部重量を
支持しつつ送り方向Aに対して垂直方向のバランスをも
保つ。
したがって、加工ユニット4には手前側へ傾動する方
向に働く力が小さくなっている。その結果、工具43を所
定の位置に保つことができ、精度の高い加工ができる。
次に本発明の第2実施例に係る切削装置200を第4図
に示す。この切削装置200は、バランスユニット9の構
成と、加工ユニット4の重心が加工ユニットの上方前端
部に位置すること以外は第1実施例と同様に構成されて
いる。
バランスユニット9は、コラム3上端部に設けられた
滑車91とチェーン92とバランスウエイト93とから構成さ
れている。チェーン92は滑車91に架装されれており、そ
の一端はブラケット401を介して加工ユニット本体41の
上側の側面であってかつ加工ユニット4のほぼ重心G′
を通る鉛直線上に係合され、他端はブラケット931を介
してバランスウエイト93に係合され、バランスウエイト
93は鉛直方向に使用して加工ユニット4を索引してバラ
ンスを保つ構成となっている。
本第2実施例の切削装置200を使用するにあたって
は、第1実施例と同様にワークWを所定の位置に保持し
た後、モータ44(図示せず)を始動させて主軸42および
先端の工具43を回転させた後、送り用モータ23を駆動さ
せて加工ユニット4をバランスウエイト93により索引し
つつ送りテーブル40とともに送り方向Aへ前進移動させ
る。
ここで、加工ユニット4は上側の側面であってかつ加
工ユニット4のほぼ重心G′を通る鉛直線上でチェーン
92と連結されバランスウエイト93によって索引されてい
るので、バランスユニット9は加工ユニット4の一部重
量を保持しながら送り方向Aに対して垂直方向のバラン
スをも保つことができる。
したがって、加工ユニット4が手前側へ傾動する方向
に働く力を小さくすることができる。その結果精度の高
い加工が可能となる。
[発明の効果] 以上のように本発明の傾斜加工ユニットをもつ工作機
械によれば、バランスユニットを加工ユニットの側面で
あってかつユニットのほぼ重心を通る鉛直線上に連結す
ることで、加工ユニットの送り方向だけでなく送り方向
に対して垂直な方向のバランスをも保つことができる。
その結果、加工ユニットや傾斜案内部に片寄った荷重を
作用させることが少なく、加工ユニットが大きく歪むこ
とが阻止される。このため精度の高い加工が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の第1実施例に係るもので、
第1図はその全体正面図、第2図は第1図のXX′断面
図、第3図は要部を拡大した第1図のYY′断面図であ
る。第4図は第2実施例における装置の全体正面図であ
る。 第5図は、従来のバランス装置を示す全体正面図であ
る。 2……傾斜案内部、3……コラム 4……加工ユニット、51……バランスシリンダ 52……ピストン、91……滑車 92……チェーン、93……バランスウエイト

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基台と、 該基台に保持された所定の角度傾斜した傾斜案内部を有
    するコラムと、 該傾斜案内部に摺動自在に設けられた加工ユニットと、 該基台または該コラムに保持されると共に一端が該加工
    ユニットの側面であってかつ該加工ユニットのほぼ重心
    を通る鉛直線上に連結され、該加工ユニットの少なくと
    も一部重量を鉛直方向に補償するバランスユニットとか
    らなることを特徴とする傾斜加工ユニットをもつ工作機
    械。
  2. 【請求項2】上記バランスユニットはピストン部をもつ
    バランスシリンダからなり、該ピストン部および該バラ
    ンスシリンダの一方は上記基台または上記コラムに保持
    されると共に該ピストン部および該バランスシリンダの
    他方は上記加工ユニットの下側の側面であってかつ該加
    工ユニットのほぼ重心を通る鉛直線上に連結され、該加
    工ユニットの少なくとも一部重量を鉛直方向に補償する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の傾斜加工
    ユニットをもつ工作機械。
  3. 【請求項3】上記バランスユニットは上記コラムの上端
    部に設けられた滑車と、バランスウエイトと、一端が上
    記加工ユニットの上側の側面であってかつ該加工ユニッ
    トのほぼ重心を通る鉛直線上に連結されると共に他端が
    該バランスウエイトに係合され該滑車に架装されたチェ
    ーン等の牽引具とからなり、該加工ユニットの少なくと
    も一部重量を鉛直方向に補償することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の傾斜加工ユニットをもつ工作機
    械。
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