JP2695481B2 - 複数箇所の同時加工が可能な切削加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複数箇所の同時加工が可能な切削加工装置に
関するものであり、特に、その加工能率の向上に関する
ものである。

従来の技術 本出願人は他の出願人と共同で、刃先位置変更可能な
切削加工装置を開発し、特願平１−172526号として出願
中である。この切削加工装置は、（イ）軸心まわりに回
転する回転軸と、（ロ）その回転軸の軸心から偏心した
軸心まわりに回転可能に回転軸に保持された偏心回転部
材と、（ハ）その偏心回転部材に刃先がその偏心回転部
材の軸心から外れた位置に位置する状態で取り付けら
れ、偏心回転部材と共に回転する刃具と、（ニ）前記回
転軸に保持され、前記偏心回転部材を回転軸に対して相
対回転させる回転装置とを含むように構成される。この
切削加工装置においては、回転装置を作動させて偏心回
転部材を回転軸に対して相対回転させることにより、偏
心回転部材に取り付けられた刃具の刃先位置を変更し、
回転軸の回転に伴う刃先の旋回半径を変更することがで
きる。

したがって、刃先位置を微妙に調整することによって
被加工物の内周面の加工精度を高め、あるいは一定範囲
内であれば公称寸法の異なる複数種類の内径の加工を行
うことも可能である。また、回転軸と被加工物とを軸方
向に相対移動させつつ刃先位置を変更することによって
テーパ内周面の加工を行い、あるいは回転軸と被加工物
を軸方向に相対移動させることなく刃先位置を変更する
ことによって、被加工物の端面や段付面の加工を行うこ
とができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記切削加工装置においては、複数の
刃具の刃先位置を同時にかつ互いに異なる量で変更する
ことができなかった。例えば、段付穴の、段付量が互い
に異なる複数の段付面を同時に加工することができれ
ば、加工能率を向上させ得て好都合であり、また、段付
穴の大径穴部と小径穴部との内径の比が互いに異なる複
数種類の被加工物を共通の刃具で、しかも、それぞれの
大径穴部と小径穴部とを同時に加工できれば、刃具の交
換に要する時間を省略できて好都合なのであるが、上記
切削加工装置においては、そのような加工を行うことが
できなかったのである。

本発明はこの問題に鑑み、複数の刃具の刃先位置を同
時にかつ互いに異なる量ずつ変更し得、複数箇所の同時
加工が可能な切削加工装置を得ることを課題として為さ
れたものである。

課題を解決するための手段 そして、本発明に係る切削加工装置は、（ａ）軸心ま
わりに回転する主回転軸と、（ｂ）その主回転軸の軸心
から偏心した軸心まわりに回転可能に主回転軸に保持さ
れた偏心回転軸と、（ｃ）その偏心回転軸に刃先がその
偏心回転軸の軸心から外れた位置に位置する状態で取り
付けられ、偏心回転軸と共に回転する第一刃具と、
（ｄ）主回転軸に、偏心回転軸の軸心と直交する方向に
移動可能に保持された可動刃具保持部材と、（ｅ）その
可動刃具保持部材に保持された第二刃具と、（ｆ）偏心
回転軸の回転を可動刃具保持部材の移動に変換する変換
機構と、（ｇ）主回転軸に保持され、偏心回転軸を主回
転軸に対して相対回転させる回転装置とを含むように構
成される。

なお、可動刃具保持部材、主回転軸に複数個設けるこ
とも可能であり、また、１個の可動刃具保持部材に複数
個の第二刃具を取り付けてもよい。偏心回転部材に複数
個の第一刃具を設けることも勿論可能である。

作用 上記のように構成された切削加工装置においては、回
転装置の作動により偏心回転軸が回転させられることに
よって第一刃具の刃先位置が変更されるとともに、その
偏心回転軸の回転が変換機構によって可動刃具保持部材
の移動に変換され、その可動刃具保持部材に保持された
第二刃具の刃先位置も変更される。すなわち、偏心回転
軸の回転によってこれら第一刃具および第二刃具の刃先
位置変更が同時に行われるのであり、しかも、第一刃具
と第二刃具との刃先の移動量は異ならせることができ
る。

効果 このように、回転装置を作動させるのみで第一刃具お
よび第二刃具の刃先位置変更を簡単に行い得るため、被
加工物の径の異なる複数の内周面の加工や段付量の異な
る複数の段付面の加工を同時に行うことができ、加工能
率が向上する効果が得られる。

しかも、それら各被加工面の切削を行う第一刃具およ
び第二刃具が共に同じ主回転軸に保持されて同時に切削
を行うため、被加工面間の相対寸法精度が高くなる利点
が得られる。さらに、これら刃具の刃先位置変更を１つ
の回転装置で行い得るため、装置を小形化することがで
き、かつ、装置コストが低減する効果も得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、10は主軸である。主軸10はベアリン
グ12,シール14等を介してハウジング16に回転可能に保
持されている。第４図に示すように、主軸10のハウジン
グ16から突出した後端部にはＶプーリ18が相対回転不能
に取り付けられる。ハウジング16は第５図に示すように
スライド20上に載置されており、スライド20の後部には
複数本のボルト22によって高さ調節可能にプレート24が
取り付けられるとともに、そのプレート24上にモータ26
が載置されている。モータ26の出力軸にはＶプーリ28が
固定されており、Ｖプーリ18とＶプーリ28とにＶベルト
30が巻き掛けられることにより、モータ26によって主軸
10が回転させられるようになっている。

主軸10は第１図に示すように軸方向に延びる中心穴32
を備えており、ロッド34が軸方向に移動可能に嵌合され
ている。中心穴32の先端部は大径とされており、ここに
アダプタ36の嵌合突部38が嵌合されている。アダプタ36
の端面40にはボルト42により段付円筒状のケーシング44
が固定され、また、ケーシング44が主軸10の端面46に第
２図に示すように６本のボルト48により固定されてお
り、アダプタ36およびケーシング44が主軸10と共に一体
的な主回転軸50を構成している。

アダプタ36には中心穴32と同心の貫通穴52が形成され
ており、貫通穴52内にはベアリング54,55を介して回転
部材56が回転可能に嵌合されている。回転部材56のロッ
ド34側の端面には雌ねじ部材58が固定されており、ロッ
ド34の先端部に形成された雄ねじ部60が螺合されてい
る。雄ねじ部60は４条ねじ等の多条ねじとされており、
ねじ山のリード角が大きく設定されている。また、回転
部材56には軸方向穴62が形成されて雄ねじ部60が回転部
材56の内部に進入することが許容されており、その軸方
向穴62の開口側端部には雄ねじ部60を案内するガイドブ
ッシュ63が設けられている。回転部材56の軸方向穴62の
開口端側とは反対側の端部はアダプタ36の貫通穴52から
ケーシング44内へ延び出させられており、ここに外歯車
64が相対回転不能に取り付けられている。

一方、ケーシング44にはその軸心、すなわち主回転軸
50の軸心から偏心した貫通穴66が形成されており、偏心
回転軸68が回転可能かつ軸方向の移動不能に嵌合されて
いる。貫通穴66はその大径部70においてアダプタ36の貫
通穴52と貫通しており、回転部材56に設けられた外歯車
64が大径部70内に進入させられている。一方、偏心回転
軸68の後端には、大径部70内において内歯車72が相対回
転不能に取り付けられており、外歯車64と噛み合わされ
て、その回転を偏心回転軸68に伝達するようになってい
る。したがって、雄ねじ部60の前進・後退によって外歯
車64が回転させられれば、その回転が内歯車72から偏心
回転軸68に伝達され偏心回転68が偏心した軸心まわりに
正・逆両方向に回転させられる。

偏心回転軸68の先端にはバイトホルダ74がボルト75に
より固定されており、第一刃具としてのバイト76が取り
付けられている。バイト76はそのシャンク部78において
第１図に二点鎖線で示すボルトによりバイトホルダ74に
固定され、先端部にシャンク部78と一体的に形成された
刃部80を備えて、偏心回転軸68と共に回転させられる。
バイト76はそのすくい面がほぼ主回転軸50の軸心を含む
１平面上に位置する状態で取り付けられている。

また、ケーシング44には貫通穴66と直交する方向に矩
形の嵌合穴82が形成されており、ここに可動刃具保持部
材84が摺動可能に嵌合されている。可動刃具保持部材84
は断面が矩形の棒状の部材であり、先端部が、ケーシン
グ44の部分円形状の切欠86内に延び出させられて、第二
刃具たるチップ88を保持している。

第３図に示すように、可動刃具保持部材84には、その
長手方向に直角な方向に延びる係合切欠90が形成されて
おり、偏心回転軸68の小径部92が係合させられている。
小径部92は偏心回転軸68の軸心から外れた位置に形成さ
れており、小径部92が偏心回転軸68の軸心まわりに回転
可能とされている。また、可動刃具保持部材84の係合切
欠90の幅は小径部92の直径よりわずかに大きくされてお
り、小径部92が係合切欠90の長さ方向にのみ移動可能と
されている。したがって、偏心回転軸68が回転させられ
れば小径部92が偏心回転軸68の軸心まわりに回動し、そ
れに伴って可動刃具保持部材84が第３図において上下方
向、すなわち偏心回転軸68の軸心と直交する方向に移動
させられる。すなわち、本実施例においては、係合切欠
90および小径部92が偏心回転軸68の回転を可動刃具保持
部材84の移動に変換する変換機構を構成しているのであ
る。

第４図に示すように、前記Ｖプーリ18の後端にはケー
シング100が固定されるとともに、ケーシング100には更
に別のケーシング102が固定されている。ロッド34の後
端部の外周面には、直径方向に隔たった４箇所の面取り
104が施され、ケーシング102に形成された矩形の貫通穴
106に相対回転不能に嵌合されることによって、ロッド3
4の主軸10に対する回転が防止されている。ケーシング1
02はハウジング16から後方に延び出させられたアーム10
8に固定のケーシング110と相対回転可能に嵌合されてい
る。

ロッド34には後端面から軸方向穴112が形成されてお
り、ここにねじ軸114の前端部が嵌入させられている。
ねじ軸114は、その後方に配設されているモータ116の出
力軸118に連結されている。一方、ケーシング110には軸
方向に延びる貫通穴120が形成されており、貫通穴120の
内部には移動部材122が摺動可能に嵌合されている。移
動部材122は軸方向穴124を備え、その後端部にはねじ軸
114と螺合されたナット126が固定されるとともに、前端
部においてベアリング128,130を介してロッド34を回転
可能かつ軸方向に移動不能に保持している。

したがって、モータ116にねじ軸114が回転させられれ
ば、ナット126および移動部材122が貫通穴120内を移動
し、それに伴ってロッド34が軸横行に移動させられる。
ロッド34が前進させられれば、回転部材56が回転させら
れ、それに伴って外歯車64,内歯車72を介して偏心回転
軸68およびバイトホルダ74が回転し、バイト76が主軸10
（主回転軸50）の半径方向外側に移動させられる。それ
と同時に、可動刃具保持部材84が移動させられ、チップ
88も主軸10の軸心から遠ざかる。バイト76およびチップ
88は偏心回転軸68が180度回転させられたときに最も軸
心から遠くなる。この180度の回転の最初と最後におい
ては、バイト76の先端が主軸10の軸心と偏心回転軸68の
軸心とを含む一平面上に位置するようにされているので
あり、この回転に伴うバイト76の先端の主軸10の軸心か
らの距離の変化量は、上記両軸心の偏心量の２倍であ
る。一方、チップ88は偏心回転軸68の回転に伴う小径部
92の回動により移動し、その移動量は小径部92の偏心回
転軸68の軸心からの偏心量の２倍であって、本実施例に
おいては、バイト76の移動量よりも小さくされている。

逆にロッド34が後退させられれば、偏心回転軸68およ
びバイドホルダ74が逆回転させられるとともに、可動刃
具保持部材84も逆方向に移動させられて、バイト76およ
びチップ88が主軸10の軸線に接近させられる。すなわ
ち、本実施例においては、ねじ軸114,モータ116,移動部
材122,ナット126,ロッド34,雄ねじ部60,雌ねじ部材58,
回転部材56,外歯車64,内歯車72等が偏心回転軸68を主軸
10に対して相対回転させる回転装置を構成しているので
ある。

第５図において、ハウジング16が載置されたスライド
20は、ガイドレール140上を移動可能とされている。ガ
イドレール140は、基台142上に設けられた案内台144上
に主軸10の軸心に平行な方向に配設されている。スライ
ド20の下側に、ブラケット146によって取り付けられた
ナット148には、モータ150によって回転駆動される送り
ねじ152が螺合されており、スライド20が送りねじ152の
回転によって案内台142上を移動させられることによ
り、ハウジング16が主軸10の軸方向に送られるようにな
っている。すなわち、スライド20,ガイドレール140,ナ
ット148,モータ150,送りねじ152等によって、バイト76,
チップ88を主軸10,ハウジング16等と共に主軸10の軸方
向に移動させる移動装置が構成されているのである。

モータ116および150は第６図に示す制御装置160によ
って制御される。制御装置160は、CPU162,RAM164および
ROM166を備えており、エンコーダ168,170,モータ116を
駆動するための駆動回路172およびモータ150を駆動する
ための駆動回路174が接続されている。制御装置160は、
それぞれエンコーダ168,170により検出されるモータ11
6,150の回転量が目標回転量と等しくなるように、駆動
回路172,174を介してモータ116,モータ150を制御する。

以上のように構成された切削加工装置によって、第１
図に二点鎖線で示すワークＷの２箇所の円環状の段付面
W₁およびW₂の切削加工を行う場合には、制御装置160のR
AM164にワークＷに施すべき加工に関するデータを入力
することにより、モータ116,150が制御されて所定の量
ずつ回転し、バイト76およびチップ88が主軸10の軸方向
および半径方向に移動させられて切削を行う。このと
き、加工中に主軸10を軸方向に移動させることなく、徐
々に偏心回転軸68を回転させることにより、バイト76お
よびチップ88の各切刃が主軸10の半径方向に移動させら
れ、段付面W₁およびW₂の切削が同時に行われる。すなわ
ち、本実施例においては、主軸10の回転により２箇所の
段付面切削が同時に行われるのである。しかも、バイト
76により切削される段付面W₁の段付量L₁とチップ88によ
り切削される段付面W₂の幅段付量L₂とが異なっても、バ
イト76のチップ88との切刃の移動量がそれら段付量L₁と
L₂とに合わせて設定されているため、これら両段付面
W₁,W₂の切削を同時に行うことができるのである。な
お、バイト76およびチップ88の形状によっては、段付面
W₁,W₂の切削後に、あるいはそれに先立って内周面W₃,W₄
の加工を同時に行うことも可能である。

本実施例においては、偏心回転軸68およびバイトホル
ダ74を回転させる回転装置が主軸10に設けられていた
が、工作機械の主軸に取外し可能に回転軸を取り付け、
その回転軸に回転装置を設けることも可能である。

その他、回転装置，変換機構の構成を変更すること、
偏心回転軸に直接第一刃具を取り付けること等、当業者
の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で本発
明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である切削加工装置の主要部
の前部を示す正面断面図であり、第２図はその側面図で
ある。第３図は第１図におけるIII−III断面図であり、
第４図は上記装置の主要部の後部を示す正面断面図であ
る。第５図は上記装置の全体を示す正面図（一部断面）
であり、第６図は上記装置の電気制御部を示すブロック
図である。 34:ロッド、50:主回転軸 56:回転部材、58:雌ねじ部材 60:雄ねじ部材、64:外歯車 72:内歯車、68:偏心回転軸 76:バイト、84:可動刃具保持部材 88:チップ、90:係合切欠 92:小径部、114:ねじ軸 116:モータ、122:移動部材 126:ナット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心まわりに回転する主回転軸と、 その主回転軸の軸心から偏心した軸心まわりに回転可能
   に主回転軸に保持された偏心回転軸と、 その偏心回転軸に刃先がその偏心回転軸の軸心から外れ
   た位置に位置する状態で取り付けられ、偏心回転軸と共
   に回転する第一刃具と、 前記主回転軸に、前記偏心回転軸の軸心と直交する方向
   に移動可能に保持された可動刃具保持部材と、 その可動刃具保持部材に保持された第二刃具と、 前記偏心回転軸の回転を前記可動刃具保持部材の移動に
   変換する変換機構と、 前記主回転軸に保持され、前記偏心回転軸を主回転軸に
   対して相対回転させる回転装置と を含むことを特徴とする複数箇所の同時加工が可能な切
   削加工装置。