JP3809610B2 - 工作機械の多軸スピンドルヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刃具先端部から霧状潤滑油が噴出される工作機械の多軸スピンドルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の多軸スピンドルヘッドは存在しているのであり、その概要は例えば次のようになされているのであって、即ち、先端に刃具を備えたスピンドル軸が同一方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管の内孔である切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路を経てその対応する刃具の先端から噴出されるものとなされている（例えば特許文献１参照）。
この多軸スピンドルヘッドは、通常では、複数のスピンドル軸が同時にワークを切削するように使用されるものである。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０６０８５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した工作機械の多軸スピンドルヘッドにおいては、前記共通密閉空間から各々の前記スピンドル軸の切削液供給通路内へ流入する霧状の潤滑油の流量を変更するための手段は設けられていないのが実情であり、従ってスピンドル軸によってはその刃具の先端から過多或いは過少の潤滑油が噴出されることが生じる。これがために、高品質の切削が行われなかったり或いは潤滑油の無駄な供給が行われることがある。
本発明は、斯かる実情に対処し得るものとした工作機械の多軸スピンドルヘッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、請求項１に記載したように、先端に刃具を備えたスピンドル軸が前後方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に形成された切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路のそれぞれを経てこの通路の対応する刃具の先端から噴出されるものとした多軸スピンドルヘッドにおいて、前記切削液供給通路のそれぞれの後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いを他の前記切削液供給通路の後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いとは独立に変化させ得るようになされた開口度合い変更手段を形成したことを特徴とするものである。
【０００６】
この発明によれば、前記共通密閉空間内に供給された霧状の切削液は前記開口度合い変更手段を経てこれの関連した前記切削液供給通路を通過して前記刃具の先端から噴出する。従って、前記した各スピンドル軸の切削液の噴出流量はその対応する前記開口度合い変更手段により決定された開口度合いに関連して異なったものとなる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、先端に刃具を備えたスピンドル軸が前後方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管の内孔である切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路のそれぞれを経てこれに対応する刃具の先端から噴出されるものとした多軸スピンドルヘッドにおいて、前記切削液供給通路のそれぞれの後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いを他の前記切削液供給通路の後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いとは独立に変化させ得るようになされた開口度合い変更手段を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、請求項１記載の作用が得られるほかに次のような作用が得られるのであって、即ち、前記切削液供給管はこれの対応する前記スピンドル軸の回転にも拘わらず非回転状態に保持されるため、この切削液供給管内を流れる霧状の切削液は前記スピンドル軸の回転による遠心力を受けるものとならず、この遠心力による液状化の発生を阻止される。
【０００９】
上記した各発明は次のように具体化するのがよい。
即ち、請求項３に記載したように、前記開口度合い変更手段のそれぞれがスピンドル軸と同心に配設されている構成となす。これによれば、切削液供給通路の後端開口においてテーパ部４２ａ外周個所に環状の通路が形成されるものとなる。
また請求項４に記載したように、前記開口度合い変更手段のそれぞれがこれの対応する前記切削液供給通路の後端開口の後側からこの切削液供給通路内にこれと同心に挿入されるテーパ部を有する挿入部材を備えると共にテーパー部の中心線がスピンドル軸先端中心へ向けられており、またこの挿入部材のそれぞれが前記共通密閉空間の後側囲壁に独立状に支持されると共に、前記挿入部材の前後位置が前記共通密閉空間の後側囲壁外側から他の前記挿入部材の前後位置とは無関係に調整変更される構成となす。このようにすれば、前記スピンドル軸のそれぞれにおいて、テーパ部はこれの位置を他のスピンドル軸のテーパ部とは無関係に前後に変位されることにより、前記切削液供給通路の後端開口の開口度合いを小或いは大に変化させるものとなり、またテーパ部は前記切削液供給通路の後端開口において該テーパ部外周個所に環状の通路を形成し、この環状の通路はこれを通過した後の前記切削液供給通路内の霧状の切削液の流れを対称状となし偏りの少ないものとなす上で寄与するのであり、また前記スピンドル軸ごとに前記開口度合い変更手段による前記切削液供給通路の後端開口の開口度合いの変更調整が簡易に行われるようになる。
【００１０】
また請求項５に記載したように、前記挿入部材のそれぞれが前記後側囲壁の外側から独立状に脱着される構成となす。これによれば、前記スピンドル軸のそれぞれについて前記挿入部材が簡易に交換装着され或いは取り外されるものとなり、前記スピンドル軸ごとの前記切削液供給通路の後端開口の開口度合いの大きな変更が簡易に行われるようになる。
【００１２】
さらには、請求項６に記載したように、前記挿入部材の肉厚部にこれの前端面から後端面に至る切削液補給通路を形成し、この切削液補給通路を通じてこれの外方から前記切削液供給通路の内方に常態切削液が供給される構成となす。これによれば、該切削液補給通路を通じて前記切削液供給通路内へ補給された常態の切削液は前記共通密閉空間内から前記切削液供給通路内へ流入した霧状の切削液により効率的にその一部を霧化されて刃具の先端へ運ばれるものとなる。また常態の切削液の補給は前記刃具の先端から噴出される切削液の流量を一挙に大きく変化させる上で寄与する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例に係る工作機械の多軸スピンドルヘッドを示す側面視断面図、図２は図１のｘーｘ部を示す図、図３は前記多軸スピンドルヘッドの側面視拡大断面図、図４は前記多軸スピンドルヘッドのスピンドル軸後端部を示す側面視断面図、図５は前記スピンドル軸後端部の変形例を示す側面視断面図、図６は前記スピンドル軸後端部の他の変形例を示す側面視断面図である。
【００１４】
図１、図２及び図３に於いて、１はベッドで、２はこのベッド１の上面の案内軌道１ａを介して前後方向ｆ１、ｆ２の作動可能に装着された移動台、そして３は移動台２の上面に固定された多軸スピンドルヘッドである。
【００１５】
多軸スピンドルヘッド３の具体的構成について説明すると、次のとおりである。
即ち、移動台２に固定されたヘッドフレーム４を備えており、このフレーム４の前面には後部ケースフレーム５ａと前部ケースフレーム５ｂを具備したスピンドル部５が設けてある。
【００１６】
後部ケースフレーム５ａは起立壁部６と側壁部７を有している。起立壁部６の肉厚内には外部から霧状の切削液を供給される供給路６ａが形成され、また起立壁部６の後面には共通密閉空間８を形成するための後側囲壁８ａをボルト固定されており、このさい供給路６ａは共通密閉空間８内と連通される。
【００１７】
前部ケースフレーム５ｂは起立壁部９とスピンドルケース部１０とからなる。起立壁部９は後部ケースフレーム５ａにボルト固定してあり、前記共通密閉空間８の前方個所には図３に示すようにスピンドル軸１１の挿通される透孔９ａが各スピンドル軸１１毎に形成されている。
【００１８】
スピンドルケース部１０は複数のスピンドル軸１１を包囲するための方形状の外壁部１２と、これの内方で各スピンドル軸１１を包囲するための中間壁部１３とからなる。
【００１９】
外壁部１２の前面部には各スピンドル軸１１に対応した円形の透孔ａが図３に示すように形成されており、各透孔ａの前面にはスピンドル軸１１の挿通される前端面カバー１４がボルト固定されている。
【００２０】
各スピンドル軸１１は前部径大部１１ａと後部細径部１１ｂとからなり、透孔ａに嵌着された軸受１５と透孔９ａに嵌着された軸受１６とで前部ケースフレーム５ｂ上の一定位置での回転自在に支持されている。各スピンドル軸１１の中心部の軸方向個所には直状の中心孔ｂが形成してあり、この中心孔ｂの前部は段違い状の径大部ｂ１となされている。
【００２１】
ここで、１７は前端面カバー１４の前面を被うためのカバー部材でスピンドル軸１１に固定されており、１８は前端面カバー１４の内方に嵌着されたオイルシールである。
【００２２】
１９は中心孔ｂの径大部ｂ１の特定位置に嵌着固定された刃具保持筒部材であり、また２０は刃具保持筒部材１９内に位置された刃具である。そして、刃具保持筒部材１９及び刃具２０のそれぞれの中心部の各軸方向個所には通路孔ｃ１、ｃ２が形成してある。
【００２３】
スピンドル軸１１の中心孔ｂの内方にはこの中心孔ｂの径より細い直状の切削液供給管２１がスピンドル軸１１と同心に設けてある。この供給管２１の後端部は後部ケースフレーム５ａの起立壁部６に設けられた孔６ｂ内に位置され、結合部２２やパッキンなどを介して起立壁部６に固定されており、その内孔である切削液供給通路２１ａは共通密閉空間８内に気密状に連通されている。そして供給管２１の前端は中心孔ｂの径大部ｂ１後端を経て刃具保持部材１９の通路孔ｃ１内に略気密状に挿入されている。
【００２４】
この際、切削液供給管２１の前端部とスピンドル軸１１の径大部１１ａとの間には軸受（ローラベアリング）２３が設けてあり、この軸受２３は、スピンンドル軸１１の円滑な回転が切削液供給管２１により阻害されない構造となす上で寄与するものである。
【００２５】
各スピンドル軸１１は図１に示すヘッドフレーム４に装設された主軸駆動モータ２４で駆動されるようになされるのであって、具体的には次のようになされている。
即ち、主軸駆動モータ２４の出力軸に結合された原動軸２５を、前部及び後部ケースフレーム５ａ、５ｂで囲まれた歯車室２６の内方個所に一定位置での回転自在に設け、この原動軸２５の先部に原動歯車２７を形成する。一方では歯車室２６内に於いて、各スピンドル軸１１の後端部に従動歯車２８を固定し、この従動歯車２８と原動歯車２７とを複数の中間歯車２９からなる歯車列で連動連結させる。
【００２６】
このように構成した多軸スピンドルヘッド３の前方にはベッド１と一定相対配置となした被加工物固定台３０が設けてある。このさい、被加工物固定台３０の被加工物支持面３０ａの周囲には包囲枠部材３１が固定されている。
【００２７】
３２は前後方向ｆ１、ｆ２の伸縮可能に装着されたカバー装置で、被処理物加工時は包囲枠部材３１に密状に接して被加工物ｗや多軸スピンドルヘッド３の前部を下方側のみ開放された状態に包囲するものとなしてある。
【００２８】
３３は切屑や切削液を案内するためのホッパー形案内路でカバー装置３２の下面側を被うように配設してあり、また３４はホッパー形案内路３３から落下した切削液などを適当個所へ案内するための案内面装置である。
【００２９】
図３中、３５は霧状の切削液を生成するための切削液霧化装置で、圧縮空気供給管３６、フィルター３７ａ、圧力調整装置３７ｂ、霧化装置３７ｃ及び切削液送出管３８とを備えている。切削液送出管３８は管路３９を介して供給路６ａと連通されており、管路３９途中には図示しない制御装置により適時に開閉作動される電磁弁４０が設けてある。
【００３０】
次に本発明の特徴的構成について図４〜図６をも参照して説明する。
図４に示すように、前記切削液供給通路２１ａの後側にはこの通路２１ａの後端開口の開口度合いを変化させるための開口度合い変更手段４１が形成してある。この開口度合い変更手段４１は前記切削液供給通路２１ａの後端開口の後側からこの切削液供給通路２１ａ内にこれと同心に挿入されるテーパ部４２ａを有するものとした挿入部材４２を備えている。
【００３１】
そして、挿入部材４２は図４に示すように、後部を雄ネジ部４２ｂとなされると共に雄ネジ部４２ｂの後端個所にスパナを係合させて全体に回転力を付与するための回転入力部４２ｃを形成したものとなされている。
【００３２】
一方では、後側囲壁８ａの切削液供給通路２１ａの後端開口をなすテーパ孔部ｄと対向した個所には前後向きの雌ネジ部ｅ１やシール部ｅ２を具備した透孔ｅを形成しており、この雌ネジ部ｅ１を介して挿入部材４２を固定させている。この挿入部材４２の装着及び固定に際しては、テーパ部４２ａを後側囲壁８ａの後側から透孔ｅを通じて共通密閉空間８内に挿入し、続いて切削液供給通路２１ａの後端部の内方に部分的に挿入し、さらに雄ネジ部４２ｂを雌ネジ部ｅに適当長さ螺合させ、この後、ロックナット４３を雄ネジ部４２ｂに螺合させ該雄ネジ部４２ｂと雌ネジ部ｅ１とを締結させてテーパ部４２ａを切削液供給通路２１ａの後端開口をなすテーパ孔部ｄと略同心に支持させるように行う。
【００３３】
また切削液供給通路２１ａのテーパ孔部ｄの開口度合いは、切削液供給通路２１ａに対するテーパ部４２ａの前後位置を雄ネジ部４２ｂの回転操作により変位させることにより変更されるものであって、具体的には、雄ネジ部４２ｂを雌ネジ部ｅ１に対し前方へ変位させることにより、切削液供給通路２１ａとテーパ部４２ａとの間に形成されている環状通路ｇの幅が連続的に漸次減少して小さくなるのであり、逆に雄ネジ部４２ｂを雌ネジ部ｅ１に対し後方へ変位させることにより、環状通路ｇの幅が連続的に漸次増大して大きくなるものである。
【００３４】
上記挿入部材４２は図５に示すような挿入部材４２Ａに変形してもよいのであって、即ち、肉厚部にこれの前端面ｈ１から後端面ｈ２に達する切削液補給通路４２ｄを形成したものとなす。そして、切削液補給通路４２ｄには常態切削液供給装置４４から延出された常態切削液供給管４５を接続させる。
【００３５】
常態切削液供給装置４４は、常態切削液の貯溜された切削液タンク４６、このタンク４６内の常態切削液を吸引管４７を介して特定量だけ吸引しては切削液補給通路４２ｄ内に繰り返し送り出すものとした往復動ポンプ４８、このポンプ４８を往復駆動するための空気圧往復シリンダ装置４９、及び、このシリンダ装置４９に接続された圧縮空気供給管５０の途中に設けられ図示しない制御装置により適時に開閉作動される電磁弁５１を備えており、電磁弁５１の開閉作動により常態の切削液を切削液供給管２１内に供給すると共に、電磁弁５１の開閉速度を大小に変化させることで往復動ポンプ４８の作動速度を大小に変化させて常態切削液の供給流量を大小に変化させるものとなされている。
【００３６】
また前記挿入部材４２は図６に示すような挿入部材４２Ｂに変形してもよいのであって、即ち、前記雄ネジ部４２ｂの個所を丸棒状部４２ｅになすと共に丸棒状部４２ｅの後端にフランジ部４２ｆを形成したものとなす。そして、この挿入部材４２Ｂの固定は、後側囲壁８ａの前記雌ネジ部ｅ１の個所を単純な円形孔部ｅ３となし、この円形孔部ｅ３の後側からテーパ部４２ａを共通密閉室８内に挿入し、さらに切削液供給管２１の後端部の内方に挿入し、丸棒状部４２ｅを円形孔部ｅ３内に位置させて、フランジ部４２ｆを後側囲壁８ａの外面に当接させ、フランジ部４２ｆと後側囲壁８ａをボルトで締結したものとなされている。
【００３７】
切削液供給通路２１ａの後端開口ｄの開口度合いは、切削液供給通路２１ａに対するテーパ部４２ａの前後位置を後側囲壁８ａの外面とフランジ部４２ｆとの間に介装されるスペーサ５２の厚さを大小に変化させることにより変更されるものであって、具体的には、スペーサ５２の厚さを減少させることより、切削液供給通路２１ａとテーパ部４２ａとの間に形成されている環状通路ｇの幅が減少して小さくなり、逆にスペーサ５２の厚さを増大させることにより、環状通路ｇの幅が増大して大きくなるものである。
【００３８】
次に上記の如く構成した本実施例品の一使用例及びその作動を説明する。
図７はワークの加工状態を示す正面図である。この図に示すように方形状のワークｗの前面の上側に４つの比較的浅い孔ｍ１を穿孔し、下側に４つの比較的深い孔ｍ２を穿孔するものとする。また経験則から、或いは予め試験的に加工した結果から、比較的浅い孔ｍ１を加工するときの切削液の流量は毎時１０ミリリットル程度となすのが好ましく、また比較的深い孔ｍ２を加工するときのそれは毎時５０ミリリットル程度となすのが好ましいということが判明しているものとする。
【００３９】
この場合、作業者は必要に応じてロックナット４３を弛緩させスパナを使用するなどして回転入力部４２ｃに回転力を付与して挿入部材４２を回転操作することにより、各挿入部材４２の前後位置を、各刃具２０からの切削液の流量がその加工する孔ｍ１、ｍ２に対応する前記した特定の流量となるように変更調整し、その前後位置を保持させるようにロックナット４３を締結する。
そして一方では、移動台２を図１の位置から後方ｆ２へ移動させ、被加工物固定台３０の被加工物支持面３０ａに被加工物ｗを固定させる。
【００４０】
次に主軸駆動モータ２４を作動させる。これにより、このモータ２４の回転は歯車２７、２９、２８を介して各スピンドル軸１１に伝達され、各スピンドル軸１１は軸受１５、１６に案内されて円滑に回転する。この回転中、切削液供給管２１は起立壁部６に固定されているため、非回転状態に保持される。
そして主軸駆動モータ２４の作動に関連して電磁弁４０が開放作動される。これにより、圧縮空気供給管３６から供給される圧縮空気が霧化装置３７ｃ内を流動し、霧化装置３７ｃは霧吹き原理で霧状の切削液を生成させる。
【００４１】
このように生成された霧状の切削液は供給路６ａを経て共通密閉空間８内に達し、共通密閉空間８内から、開口度合い変更手段４１の挿入部材４２により適当な開口度合いとなされた各切削液供給管２１後端部のテーパ孔部ｄを経て各切削液供給管２１内へ供給され、続いてこれの内方を前方ｆ１へ向け流動する。この切削液供給管２１内を前方へ流動している霧状の切削液は、切削液供給管２１が非回転状態に保持されているため、スピンドル軸１１が高速回転してもその回転による遠心力の作用を全く受けないのであり、従って切削液供給管２１内で遠心力による液化現象の発生や、その構成成分の比重の差による成分分離現象の発生を伴うことなく均等に分布された状態を保持される。
【００４２】
切削液供給管２１内の切削液は切削液供給管２１の前端から出た後、刃具保持筒部材１９内の通路孔ｃ１に達し、続いて刃具２０の通路孔ｃ２を経て刃具２０の先端から噴出される。この噴出状態の下で、移動台２を前方ｆ１へ移動させるのであり、この移動量が一定大きさに達すると、刃具２０先端が被加工物ｗに達し、これを加工するものとなる。この加工中、刃具２０先端から霧状の切削液がこの刃具２０の加工する孔ｍ１、ｍ２に対応した特定流量で噴出されるため、各刃具２０の加工個所は過不足なく効果的に潤滑されるものとなる。
【００４３】
上記の使用例おいて一部の孔ｍ１、ｍ２だけをさらに深く加工するようなときには、この孔ｍ１、ｍ２に対応した切削液の流量を大幅に増大させて例えば毎時１５０ミリリットル程度となすことが要求されることがあるが、このような場合は、その孔ｍ１、ｍ２に対応する挿入部材４２を図５に示す挿入部材４２Ａと交換装着するのである。
【００４４】
そして、先の使用例における電磁弁４０の作動に関連させて別の電磁弁５１をも適当な速度で作動させるのであり、これにより共通密閉空間８内に供給された霧状の切削液がテーパ部４２ａと切削液供給管２１の後端部であるテーパ孔部ｄとの間に形成された環状通路ｇを通じて切削液供給管２１内に流入すると同時に、常態切削液タンク４６内の常態切削液が往復動ポンプ４８により特定流量で切削液補給通路４２ｄ内に供給され、挿入部材４２Ａの前端面ｈ１の開口から常態の液状のまま切削液供給管２１内に補給される。
【００４５】
これにより切削液供給管２１内を流れる切削液の流量は例えば毎時１５０ミリリットルとなるのである。そして、切削液補給通路２１ａから補給された切削液は前記環状通路ｇから勢いよく切削液供給管２１内に対称形状で流入する霧状の切削液の流動エネルギーにより微細化されて均等に分散されるのであり、以後、環状通路ｇから流入した霧状の切削液液と一緒になって刃具２０の先端から安定的に噴出する。
【００４６】
このように切削液補給通路４２ｄから切削液を補給するとき、補給される切削液は霧状でなく常態の液状であるため、その流量を大小に変更することで、刃具２０先端から噴出される切削液の流量は大きく変化されるものとなるのであり、従って環状通路ｇを経て供給される霧状の切削液の流量がたとえ毎時数十ミリリットル程度であっても、刃具２０先端から噴出される切削液のそれは容易に毎時数百ミリリットル程度となされるのである。
【００４７】
上記使用例における挿入部材４２は図６に示す挿入部材４２Ｂに変更してもよいのであり、このようにすれば、挿入部材４２Ｂは丸棒状部４２ｅ及び円形孔部ｅ３で位置決めされるため、雄ネジ部４２ｂや雌ネジ部ｅ１を介して位置決めされる挿入部材４２、４２Ａに較べてその位置を正確に保持されるのであり、従って挿入部材４２Ｂのテーパ部４２ａと切削液供給管２１の後端部であるテーパ孔部ｄとの同心度が向上し、切削液供給管２１内の霧状の切削液の流動が一層、均等化され安定化されるのである。
【００４８】
上記実施例は図８に示すように変形することができる。ここに、図８は先の実施例の変形例に係る多軸スピンドルヘッドを示す側面視断面図である。
この変形例では先の実施例における切削液供給管２１は設けていないのであり、これに代えて、スピンドル軸１１の後端から細径軸部５３を後方へ延長させてこれの後端を起立壁部６の透孔６ａを通じて共通密閉室８内に位置させ且つスピンドル軸１１の中心孔ｂを細径軸部５３の後端まで延長させ、さらに透孔６ａの内周面と細径軸部５３の外周面との間の空間を細径軸部５３の回転を許容した常態で気密状に保持するものとしたシール部材５４を装設している。
【００４９】
そして、スピンドル軸１１及び細径軸部５３の中心孔ｂを切削液供給通路２１ａとして使用し、この通路２１ａのそれぞれに先の実施例と同様な開口度合い変更手段４１が形成してあり、共通密閉室８内に供給された霧状の切削液が切削液供給通路２１ａを経て刃具２０の先端から噴出する構造となされている。
【００５０】
この変形例においては、切削液供給通路２１ａはスピンドル軸１１が回転するときこれと同体に回転するため、切削液供給通路２１ａ内を流動する霧状の切削液に遠心力が作用しその液状化が生じるが、スピンドル軸１１が高速で回転されない限り、その液状化は許容し得る程度のものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上の如く構成した本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１記載のものによれば、たとえスピンドル軸１１間の刃具２０による加工条件が相違していても、各スピンドル軸１１の切削液供給通路２１ａの後端の開口度合いをその開口度合い変更手段４１により該スピンドル軸の加工条件に対応させて変更調整した後に、共通密閉室８内に特定圧の霧状切削液を供給することにより、各スピンドル軸１１の刃具２０の先端から切削液を過不足のない流量で噴出させることができ、各スピンドル軸１１に高品質且つ効率的な加工を行わせることができるものである。
【００５２】
請求項２記載のものによれば、請求項１記載の発明に準じた効果が得られる上に次のような効果が得られるのであって、即ち、スピンドル軸１１が高速回転されてもスピンドル軸１１内を流れる霧状の切削液の液状化を抑制することができるのであり、各スピンドル軸１１にさらに高品質且つ効率的な加工を行わせることができるほか切削液の無駄な供給を防止できるものである。
【００５３】
請求項３記載のものによれば、切削液供給通路２１ａの後端開口において該テーパ部４２ａ外周個所に環状の通路ｇが形成され、この環状の通路ｇがこれを通過した後の前記切削液供給通路２１ａ内の霧状の切削液の流れを対称状となし偏りの少ないものとなす上で寄与するものとなる。
請求項４記載のものによれば、開口度合い変更手段４１のそれぞれがこれの対応する切削液供給通路２１ａの後端開口の後側からこの切削液供給通路２１ａ内にこれと同心に挿入されるテーパ部４２ａを有する挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂを備えていることから、各挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂのテーパ部４２ａの位置を前後に変位させることにより、各スピンドル軸１１ごとに切削液供給通路２１ａの後端開口の開口度合いを小或いは大に変化させることができると共に切削液供給通路２１ａの後端開口においてテーパ部４２ａ外周個所に環状通路ｇを形成させて切削液供給通路２１ａ内の霧状の切削液の流れを偏りの少ないものとなすことができるのであり、またテーパー部４２ａの中心線がスピンドル軸１１先端中心へ向けられていることから、霧状の切削液をその流れ方向を大きく変えないでスピンドル軸１１先部中心まで流動させることができるものとなり、また挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂのそれぞれが共通密閉空間８の後側囲壁８ａに独立状に支持されると共に挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂの前後位置が共通密閉空間８の後側囲壁８ａ外側から他の前記挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂの前後位置とは無関係に調整変更されることから、複数の挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂを支持するための格別な部材を設けないでも複数の開口度合い変更手段４１が形成されると共に、各スピンドル軸１１ごとに切削液供給通路２１ａの後端開口の開口度合いの変更調整を簡易に行えるものとなすことができる。
【００５４】
請求項５記載のものによれば、各スピンドル軸１１ごとの挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂを簡易に交換装着したり取り外すことができて、各スピンドル軸１１について切削液供給通路２１ａの後端開口の開口度合いの大きな変更を簡易に行えるものとなすことができる。
【００５６】
請求項６記載のものによれば、切削液補給通路４２ｄから切削液供給通路２１ａ内へ常態の切削液を補給することができ、このように補給した常態の切削液を、共通密閉空間８内から切削液供給通路２１ａ内へ流入した霧状の切削液の流動エネルギにより効率的にその一部を均等に微細化させて刃具２０先端へ安定的に移動させることができるのであり、また常態の切削液の補給により刃具２０の先端から噴出される切削液の流量を一挙に大きく変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る工作機械の多軸スピンドルヘッドを示す側面視断面図である。
【図２】 図１のｘーｘ部を示す図である。
【図３】 前記多軸スピンドルヘッドの側面視拡大断面図である。
【図４】 前記多軸スピンドルヘッドのスピンドル軸後端部を示す側面視断面図である。
【図５】 前記スピンドル軸後端部の変形例を示す側面視断面図である。
【図６】 前記スピンドル軸後端部の他の変形例を示す側面視断面図である。
【図７】 ワークの加工状況を示す正面図である。
【図８】 上記実施例の変形例に係る多軸スピンドルヘッドを示す側面図である。
【符号の説明】
８ 共通密閉空間
８ａ 後側囲壁
１１ スピンドル軸
２０ 刃具
２１ 切削液供給管
２１ａ 切削液供給通路
４１ 開口度合い変更手段
４２ 挿入部材
４２Ａ 挿入部材
４２Ｂ 挿入部材
４２ａ テーパ部
４２ｄ 切削液補給通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、刃具先端部から霧状潤滑油が噴出される工作機械の多軸スピンドルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の多軸スピンドルヘッドは存在しているのであり、その概要は例えば次のようになされているのであって、即ち、先端に刃具を備えたスピンドル軸が同一方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管の内孔である切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路を経てその対応する刃具の先端から噴出されるものとなされている（例えば特許文献１参照）。
この多軸スピンドルヘッドは、通常では、複数のスピンドル軸が同時にワークを切削するように使用されるものである。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０６０８５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した工作機械の多軸スピンドルヘッドにおいては、前記共通密閉空間から各々の前記スピンドル軸の切削液供給通路内へ流入する霧状の潤滑油の流量を変更するための手段は設けられていないのが実情であり、従ってスピンドル軸によってはその刃具の先端から過多或いは過少の潤滑油が噴出されることが生じる。これがために、高品質の切削が行われなかったり或いは潤滑油の無駄な供給が行われることがある。
本発明は、斯かる実情に対処し得るものとした工作機械の多軸スピンドルヘッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、請求項１に記載したように、先端に刃具を備えたスピンドル軸が前後方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に形成された切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路のそれぞれを経てこの通路の対応する刃具の先端から噴出されるものとした多軸スピンドルヘッドにおいて、前記切削液供給通路のそれぞれの後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いを他の前記切削液供給通路の後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いとは独立に変化させ得るようになされた開口度合い変更手段を形成したことを特徴とするものである。
【０００６】
この発明によれば、前記共通密閉空間内に供給された霧状の切削液は前記開口度合い変更手段を経てこれの関連した前記切削液供給通路を通過して前記刃具の先端から噴出する。従って、前記した各スピンドル軸の切削液の噴出流量はその対応する前記開口度合い変更手段により決定された開口度合いに関連して異なったものとなる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、先端に刃具を備えたスピンドル軸が前後方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管の内孔である切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路のそれぞれを経てこれに対応する刃具の先端から噴出されるものとした多軸スピンドルヘッドにおいて、前記切削液供給通路のそれぞれの後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いを他の前記切削液供給通路の後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いとは独立に変化させ得るようになされた開口度合い変更手段を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、請求項１記載の作用が得られるほかに次のような作用が得られるのであって、即ち、前記切削液供給管はこれの対応する前記スピンドル軸の回転にも拘わらず非回転状態に保持されるため、この切削液供給管内を流れる霧状の切削液は前記スピンドル軸の回転による遠心力を受けるものとならず、この遠心力による液状化の発生を阻止される。
【０００９】
上記した各発明は次のように具体化するのがよい。
即ち、請求項３に記載したように、前記開口度合い変更手段のそれぞれがスピンドル軸と同心に配設されている構成となす。これによれば、切削液供給通路の後端開口においてテーパ部４２ａ外周個所に環状の通路が形成されるものとなる。
また請求項４に記載したように、前記開口度合い変更手段のそれぞれがこれの対応する前記切削液供給通路の後端開口の後側からこの切削液供給通路内にこれと同心に挿入されるテーパ部を有する挿入部材を備えると共にテーパー部の中心線がスピンドル軸先端中心へ向けられており、またこの挿入部材のそれぞれが前記共通密閉空間の後側囲壁に独立状に支持されると共に、前記挿入部材の前後位置が前記共通密閉空間の後側囲壁外側から他の前記挿入部材の前後位置とは無関係に調整変更される構成となす。このようにすれば、前記スピンドル軸のそれぞれにおいて、テーパ部はこれの位置を他のスピンドル軸のテーパ部とは無関係に前後に変位されることにより、前記切削液供給通路の後端開口の開口度合いを小或いは大に変化させるものとなり、またテーパ部は前記切削液供給通路の後端開口において該テーパ部外周個所に環状の通路を形成し、この環状の通路はこれを通過した後の前記切削液供給通路内の霧状の切削液の流れを対称状となし偏りの少ないものとなす上で寄与するのであり、また前記スピンドル軸ごとに前記開口度合い変更手段による前記切削液供給通路の後端開口の開口度合いの変更調整が簡易に行われるようになる。
【００１０】
また請求項５に記載したように、前記挿入部材のそれぞれが前記後側囲壁の外側から独立状に脱着される構成となす。これによれば、前記スピンドル軸のそれぞれについて前記挿入部材が簡易に交換装着され或いは取り外されるものとなり、前記スピンドル軸ごとの前記切削液供給通路の後端開口の開口度合いの大きな変更が簡易に行われるようになる。
【００１２】
さらには、請求項６に記載したように、前記挿入部材の肉厚部にこれの前端面から後端面に至る切削液補給通路を形成し、この切削液補給通路を通じてこれの外方から前記切削液供給通路の内方に常態切削液が供給される構成となす。これによれば、該切削液補給通路を通じて前記切削液供給通路内へ補給された常態の切削液は前記共通密閉空間内から前記切削液供給通路内へ流入した霧状の切削液により効率的にその一部を霧化されて刃具の先端へ運ばれるものとなる。また常態の切削液の補給は前記刃具の先端から噴出される切削液の流量を一挙に大きく変化させる上で寄与する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例に係る工作機械の多軸スピンドルヘッドを示す側面視断面図、図２は図１のｘーｘ部を示す図、図３は前記多軸スピンドルヘッドの側面視拡大断面図、図４は前記多軸スピンドルヘッドのスピンドル軸後端部を示す側面視断面図、図５は前記スピンドル軸後端部の変形例を示す側面視断面図、図６は前記スピンドル軸後端部の他の変形例を示す側面視断面図である。
【００１４】
図１、図２及び図３に於いて、１はベッドで、２はこのベッド１の上面の案内軌道１ａを介して前後方向ｆ１、ｆ２の作動可能に装着された移動台、そして３は移動台２の上面に固定された多軸スピンドルヘッドである。
【００１５】
多軸スピンドルヘッド３の具体的構成について説明すると、次のとおりである。
即ち、移動台２に固定されたヘッドフレーム４を備えており、このフレーム４の前面には後部ケースフレーム５ａと前部ケースフレーム５ｂを具備したスピンドル部５が設けてある。
【００１６】
後部ケースフレーム５ａは起立壁部６と側壁部７を有している。起立壁部６の肉厚内には外部から霧状の切削液を供給される供給路６ａが形成され、また起立壁部６の後面には共通密閉空間８を形成するための後側囲壁８ａをボルト固定されており、このさい供給路６ａは共通密閉空間８内と連通される。
【００１７】
前部ケースフレーム５ｂは起立壁部９とスピンドルケース部１０とからなる。起立壁部９は後部ケースフレーム５ａにボルト固定してあり、前記共通密閉空間８の前方個所には図３に示すようにスピンドル軸１１の挿通される透孔９ａが各スピンドル軸１１毎に形成されている。
【００１８】
スピンドルケース部１０は複数のスピンドル軸１１を包囲するための方形状の外壁部１２と、これの内方で各スピンドル軸１１を包囲するための中間壁部１３とからなる。
【００１９】
外壁部１２の前面部には各スピンドル軸１１に対応した円形の透孔ａが図３に示すように形成されており、各透孔ａの前面にはスピンドル軸１１の挿通される前端面カバー１４がボルト固定されている。
【００２０】
各スピンドル軸１１は前部径大部１１ａと後部細径部１１ｂとからなり、透孔ａに嵌着された軸受１５と透孔９ａに嵌着された軸受１６とで前部ケースフレーム５ｂ上の一定位置での回転自在に支持されている。各スピンドル軸１１の中心部の軸方向個所には直状の中心孔ｂが形成してあり、この中心孔ｂの前部は段違い状の径大部ｂ１となされている。
【００２１】
ここで、１７は前端面カバー１４の前面を被うためのカバー部材でスピンドル軸１１に固定されており、１８は前端面カバー１４の内方に嵌着されたオイルシールである。
【００２２】
１９は中心孔ｂの径大部ｂ１の特定位置に嵌着固定された刃具保持筒部材であり、また２０は刃具保持筒部材１９内に位置された刃具である。そして、刃具保持筒部材１９及び刃具２０のそれぞれの中心部の各軸方向個所には通路孔ｃ１、ｃ２が形成してある。
【００２３】
スピンドル軸１１の中心孔ｂの内方にはこの中心孔ｂの径より細い直状の切削液供給管２１がスピンドル軸１１と同心に設けてある。この供給管２１の後端部は後部ケースフレーム５ａの起立壁部６に設けられた孔６ｂ内に位置され、結合部２２やパッキンなどを介して起立壁部６に固定されており、その内孔である切削液供給通路２１ａは共通密閉空間８内に気密状に連通されている。そして供給管２１の前端は中心孔ｂの径大部ｂ１後端を経て刃具保持部材１９の通路孔ｃ１内に略気密状に挿入されている。
【００２４】
この際、切削液供給管２１の前端部とスピンドル軸１１の径大部１１ａとの間には軸受（ローラベアリング）２３が設けてあり、この軸受２３は、スピンンドル軸１１の円滑な回転が切削液供給管２１により阻害されない構造となす上で寄与するものである。
【００２５】
各スピンドル軸１１は図１に示すヘッドフレーム４に装設された主軸駆動モータ２４で駆動されるようになされるのであって、具体的には次のようになされている。
即ち、主軸駆動モータ２４の出力軸に結合された原動軸２５を、前部及び後部ケースフレーム５ａ、５ｂで囲まれた歯車室２６の内方個所に一定位置での回転自在に設け、この原動軸２５の先部に原動歯車２７を形成する。一方では歯車室２６内に於いて、各スピンドル軸１１の後端部に従動歯車２８を固定し、この従動歯車２８と原動歯車２７とを複数の中間歯車２９からなる歯車列で連動連結させる。
【００２６】
このように構成した多軸スピンドルヘッド３の前方にはベッド１と一定相対配置となした被加工物固定台３０が設けてある。このさい、被加工物固定台３０の被加工物支持面３０ａの周囲には包囲枠部材３１が固定されている。
【００２７】
３２は前後方向ｆ１、ｆ２の伸縮可能に装着されたカバー装置で、被処理物加工時は包囲枠部材３１に密状に接して被加工物ｗや多軸スピンドルヘッド３の前部を下方側のみ開放された状態に包囲するものとなしてある。
【００２８】
３３は切屑や切削液を案内するためのホッパー形案内路でカバー装置３２の下面側を被うように配設してあり、また３４はホッパー形案内路３３から落下した切削液などを適当個所へ案内するための案内面装置である。
【００２９】
図３中、３５は霧状の切削液を生成するための切削液霧化装置で、圧縮空気供給管３６、フィルター３７ａ、圧力調整装置３７ｂ、霧化装置３７ｃ及び切削液送出管３８とを備えている。切削液送出管３８は管路３９を介して供給路６ａと連通されており、管路３９途中には図示しない制御装置により適時に開閉作動される電磁弁４０が設けてある。
【００３０】
次に本発明の特徴的構成について図４〜図６をも参照して説明する。
図４に示すように、前記切削液供給通路２１ａの後側にはこの通路２１ａの後端開口の開口度合いを変化させるための開口度合い変更手段４１が形成してある。この開口度合い変更手段４１は前記切削液供給通路２１ａの後端開口の後側からこの切削液供給通路２１ａ内にこれと同心に挿入されるテーパ部４２ａを有するものとした挿入部材４２を備えている。
【００３１】
そして、挿入部材４２は図４に示すように、後部を雄ネジ部４２ｂとなされると共に雄ネジ部４２ｂの後端個所にスパナを係合させて全体に回転力を付与するための回転入力部４２ｃを形成したものとなされている。
【００３２】
一方では、後側囲壁８ａの切削液供給通路２１ａの後端開口をなすテーパ孔部ｄと対向した個所には前後向きの雌ネジ部ｅ１やシール部ｅ２を具備した透孔ｅを形成しており、この雌ネジ部ｅ１を介して挿入部材４２を固定させている。この挿入部材４２の装着及び固定に際しては、テーパ部４２ａを後側囲壁８ａの後側から透孔ｅを通じて共通密閉空間８内に挿入し、続いて切削液供給通路２１ａの後端部の内方に部分的に挿入し、さらに雄ネジ部４２ｂを雌ネジ部ｅに適当長さ螺合させ、この後、ロックナット４３を雄ネジ部４２ｂに螺合させ該雄ネジ部４２ｂと雌ネジ部ｅ１とを締結させてテーパ部４２ａを切削液供給通路２１ａの後端開口をなすテーパ孔部ｄと略同心に支持させるように行う。
【００３３】
また切削液供給通路２１ａのテーパ孔部ｄの開口度合いは、切削液供給通路２１ａに対するテーパ部４２ａの前後位置を雄ネジ部４２ｂの回転操作により変位させることにより変更されるものであって、具体的には、雄ネジ部４２ｂを雌ネジ部ｅ１に対し前方へ変位させることにより、切削液供給通路２１ａとテーパ部４２ａとの間に形成されている環状通路ｇの幅が連続的に漸次減少して小さくなるのであり、逆に雄ネジ部４２ｂを雌ネジ部ｅ１に対し後方へ変位させることにより、環状通路ｇの幅が連続的に漸次増大して大きくなるものである。
【００３４】
上記挿入部材４２は図５に示すような挿入部材４２Ａに変形してもよいのであって、即ち、肉厚部にこれの前端面ｈ１から後端面ｈ２に達する切削液補給通路４２ｄを形成したものとなす。そして、切削液補給通路４２ｄには常態切削液供給装置４４から延出された常態切削液供給管４５を接続させる。
【００３５】
常態切削液供給装置４４は、常態切削液の貯溜された切削液タンク４６、このタンク４６内の常態切削液を吸引管４７を介して特定量だけ吸引しては切削液補給通路４２ｄ内に繰り返し送り出すものとした往復動ポンプ４８、このポンプ４８を往復駆動するための空気圧往復シリンダ装置４９、及び、このシリンダ装置４９に接続された圧縮空気供給管５０の途中に設けられ図示しない制御装置により適時に開閉作動される電磁弁５１を備えており、電磁弁５１の開閉作動により常態の切削液を切削液供給管２１内に供給すると共に、電磁弁５１の開閉速度を大小に変化させることで往復動ポンプ４８の作動速度を大小に変化させて常態切削液の供給流量を大小に変化させるものとなされている。
【００３６】
また前記挿入部材４２は図６に示すような挿入部材４２Ｂに変形してもよいのであって、即ち、前記雄ネジ部４２ｂの個所を丸棒状部４２ｅになすと共に丸棒状部４２ｅの後端にフランジ部４２ｆを形成したものとなす。そして、この挿入部材４２Ｂの固定は、後側囲壁８ａの前記雌ネジ部ｅ１の個所を単純な円形孔部ｅ３となし、この円形孔部ｅ３の後側からテーパ部４２ａを共通密閉室８内に挿入し、さらに切削液供給管２１の後端部の内方に挿入し、丸棒状部４２ｅを円形孔部ｅ３内に位置させて、フランジ部４２ｆを後側囲壁８ａの外面に当接させ、フランジ部４２ｆと後側囲壁８ａをボルトで締結したものとなされている。
【００３７】
切削液供給通路２１ａの後端開口ｄの開口度合いは、切削液供給通路２１ａに対するテーパ部４２ａの前後位置を後側囲壁８ａの外面とフランジ部４２ｆとの間に介装されるスペーサ５２の厚さを大小に変化させることにより変更されるものであって、具体的には、スペーサ５２の厚さを減少させることより、切削液供給通路２１ａとテーパ部４２ａとの間に形成されている環状通路ｇの幅が減少して小さくなり、逆にスペーサ５２の厚さを増大させることにより、環状通路ｇの幅が増大して大きくなるものである。
【００３８】
次に上記の如く構成した本実施例品の一使用例及びその作動を説明する。
図７はワークの加工状態を示す正面図である。この図に示すように方形状のワークｗの前面の上側に４つの比較的浅い孔ｍ１を穿孔し、下側に４つの比較的深い孔ｍ２を穿孔するものとする。また経験則から、或いは予め試験的に加工した結果から、比較的浅い孔ｍ１を加工するときの切削液の流量は毎時１０ミリリットル程度となすのが好ましく、また比較的深い孔ｍ２を加工するときのそれは毎時５０ミリリットル程度となすのが好ましいということが判明しているものとする。
【００３９】
この場合、作業者は必要に応じてロックナット４３を弛緩させスパナを使用するなどして回転入力部４２ｃに回転力を付与して挿入部材４２を回転操作することにより、各挿入部材４２の前後位置を、各刃具２０からの切削液の流量がその加工する孔ｍ１、ｍ２に対応する前記した特定の流量となるように変更調整し、その前後位置を保持させるようにロックナット４３を締結する。
そして一方では、移動台２を図１の位置から後方ｆ２へ移動させ、被加工物固定台３０の被加工物支持面３０ａに被加工物ｗを固定させる。
【００４０】
次に主軸駆動モータ２４を作動させる。これにより、このモータ２４の回転は歯車２７、２９、２８を介して各スピンドル軸１１に伝達され、各スピンドル軸１１は軸受１５、１６に案内されて円滑に回転する。この回転中、切削液供給管２１は起立壁部６に固定されているため、非回転状態に保持される。
そして主軸駆動モータ２４の作動に関連して電磁弁４０が開放作動される。これにより、圧縮空気供給管３６から供給される圧縮空気が霧化装置３７ｃ内を流動し、霧化装置３７ｃは霧吹き原理で霧状の切削液を生成させる。
【００４１】
このように生成された霧状の切削液は供給路６ａを経て共通密閉空間８内に達し、共通密閉空間８内から、開口度合い変更手段４１の挿入部材４２により適当な開口度合いとなされた各切削液供給管２１後端部のテーパ孔部ｄを経て各切削液供給管２１内へ供給され、続いてこれの内方を前方ｆ１へ向け流動する。この切削液供給管２１内を前方へ流動している霧状の切削液は、切削液供給管２１が非回転状態に保持されているため、スピンドル軸１１が高速回転してもその回転による遠心力の作用を全く受けないのであり、従って切削液供給管２１内で遠心力による液化現象の発生や、その構成成分の比重の差による成分分離現象の発生を伴うことなく均等に分布された状態を保持される。
【００４２】
切削液供給管２１内の切削液は切削液供給管２１の前端から出た後、刃具保持筒部材１９内の通路孔ｃ１に達し、続いて刃具２０の通路孔ｃ２を経て刃具２０の先端から噴出される。この噴出状態の下で、移動台２を前方ｆ１へ移動させるのであり、この移動量が一定大きさに達すると、刃具２０先端が被加工物ｗに達し、これを加工するものとなる。この加工中、刃具２０先端から霧状の切削液がこの刃具２０の加工する孔ｍ１、ｍ２に対応した特定流量で噴出されるため、各刃具２０の加工個所は過不足なく効果的に潤滑されるものとなる。
【００４３】
上記の使用例おいて一部の孔ｍ１、ｍ２だけをさらに深く加工するようなときには、この孔ｍ１、ｍ２に対応した切削液の流量を大幅に増大させて例えば毎時１５０ミリリットル程度となすことが要求されることがあるが、このような場合は、その孔ｍ１、ｍ２に対応する挿入部材４２を図５に示す挿入部材４２Ａと交換装着するのである。
【００４４】
そして、先の使用例における電磁弁４０の作動に関連させて別の電磁弁５１をも適当な速度で作動させるのであり、これにより共通密閉空間８内に供給された霧状の切削液がテーパ部４２ａと切削液供給管２１の後端部であるテーパ孔部ｄとの間に形成された環状通路ｇを通じて切削液供給管２１内に流入すると同時に、常態切削液タンク４６内の常態切削液が往復動ポンプ４８により特定流量で切削液補給通路４２ｄ内に供給され、挿入部材４２Ａの前端面ｈ１の開口から常態の液状のまま切削液供給管２１内に補給される。
【００４５】
これにより切削液供給管２１内を流れる切削液の流量は例えば毎時１５０ミリリットルとなるのである。そして、切削液補給通路２１ａから補給された切削液は前記環状通路ｇから勢いよく切削液供給管２１内に対称形状で流入する霧状の切削液の流動エネルギーにより微細化されて均等に分散されるのであり、以後、環状通路ｇから流入した霧状の切削液液と一緒になって刃具２０の先端から安定的に噴出する。
【００４６】
このように切削液補給通路４２ｄから切削液を補給するとき、補給される切削液は霧状でなく常態の液状であるため、その流量を大小に変更することで、刃具２０先端から噴出される切削液の流量は大きく変化されるものとなるのであり、従って環状通路ｇを経て供給される霧状の切削液の流量がたとえ毎時数十ミリリットル程度であっても、刃具２０先端から噴出される切削液のそれは容易に毎時数百ミリリットル程度となされるのである。
【００４７】
上記使用例における挿入部材４２は図６に示す挿入部材４２Ｂに変更してもよいのであり、このようにすれば、挿入部材４２Ｂは丸棒状部４２ｅ及び円形孔部ｅ３で位置決めされるため、雄ネジ部４２ｂや雌ネジ部ｅ１を介して位置決めされる挿入部材４２、４２Ａに較べてその位置を正確に保持されるのであり、従って挿入部材４２Ｂのテーパ部４２ａと切削液供給管２１の後端部であるテーパ孔部ｄとの同心度が向上し、切削液供給管２１内の霧状の切削液の流動が一層、均等化され安定化されるのである。
【００４８】
上記実施例は図８に示すように変形することができる。ここに、図８は先の実施例の変形例に係る多軸スピンドルヘッドを示す側面視断面図である。
この変形例では先の実施例における切削液供給管２１は設けていないのであり、これに代えて、スピンドル軸１１の後端から細径軸部５３を後方へ延長させてこれの後端を起立壁部６の透孔６ａを通じて共通密閉室８内に位置させ且つスピンドル軸１１の中心孔ｂを細径軸部５３の後端まで延長させ、さらに透孔６ａの内周面と細径軸部５３の外周面との間の空間を細径軸部５３の回転を許容した常態で気密状に保持するものとしたシール部材５４を装設している。
【００４９】
そして、スピンドル軸１１及び細径軸部５３の中心孔ｂを切削液供給通路２１ａとして使用し、この通路２１ａのそれぞれに先の実施例と同様な開口度合い変更手段４１が形成してあり、共通密閉室８内に供給された霧状の切削液が切削液供給通路２１ａを経て刃具２０の先端から噴出する構造となされている。
【００５０】
この変形例においては、切削液供給通路２１ａはスピンドル軸１１が回転するときこれと同体に回転するため、切削液供給通路２１ａ内を流動する霧状の切削液に遠心力が作用しその液状化が生じるが、スピンドル軸１１が高速で回転されない限り、その液状化は許容し得る程度のものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上の如く構成した本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１記載のものによれば、たとえスピンドル軸１１間の刃具２０による加工条件が相違していても、各スピンドル軸１１の切削液供給通路２１ａの後端の開口度合いをその開口度合い変更手段４１により該スピンドル軸の加工条件に対応させて変更調整した後に、共通密閉室８内に特定圧の霧状切削液を供給することにより、各スピンドル軸１１の刃具２０の先端から切削液を過不足のない流量で噴出させることができ、各スピンドル軸１１に高品質且つ効率的な加工を行わせることができるものである。
【００５２】
請求項２記載のものによれば、請求項１記載の発明に準じた効果が得られる上に次のような効果が得られるのであって、即ち、スピンドル軸１１が高速回転されてもスピンドル軸１１内を流れる霧状の切削液の液状化を抑制することができるのであり、各スピンドル軸１１にさらに高品質且つ効率的な加工を行わせることができるほか切削液の無駄な供給を防止できるものである。
【００５３】
請求項３記載のものによれば、切削液供給通路２１ａの後端開口において該テーパ部４２ａ外周個所に環状の通路ｇが形成され、この環状の通路ｇがこれを通過した後の前記切削液供給通路２１ａ内の霧状の切削液の流れを対称状となし偏りの少ないものとなす上で寄与するものとなる。
請求項４記載のものによれば、開口度合い変更手段４１のそれぞれがこれの対応する切削液供給通路２１ａの後端開口の後側からこの切削液供給通路２１ａ内にこれと同心に挿入されるテーパ部４２ａを有する挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂを備えていることから、各挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂのテーパ部４２ａの位置を前後に変位させることにより、各スピンドル軸１１ごとに切削液供給通路２１ａの後端開口の開口度合いを小或いは大に変化させることができると共に切削液供給通路２１ａの後端開口においてテーパ部４２ａ外周個所に環状通路ｇを形成させて切削液供給通路２１ａ内の霧状の切削液の流れを偏りの少ないものとなすことができるのであり、またテーパー部４２ａの中心線がスピンドル軸１１先端中心へ向けられていることから、霧状の切削液をその流れ方向を大きく変えないでスピンドル軸１１先部中心まで流動させることができるものとなり、また挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂのそれぞれが共通密閉空間８の後側囲壁８ａに独立状に支持されると共に挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂの前後位置が共通密閉空間８の後側囲壁８ａ外側から他の前記挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂの前後位置とは無関係に調整変更されることから、複数の挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂを支持するための格別な部材を設けないでも複数の開口度合い変更手段４１が形成されると共に、各スピンドル軸１１ごとに切削液供給通路２１ａの後端開口の開口度合いの変更調整を簡易に行えるものとなすことができる。
【００５４】
請求項５記載のものによれば、各スピンドル軸１１ごとの挿入部材４２、４２Ａ、４２Ｂを簡易に交換装着したり取り外すことができて、各スピンドル軸１１について切削液供給通路２１ａの後端開口の開口度合いの大きな変更を簡易に行えるものとなすことができる。
【００５６】
請求項６記載のものによれば、切削液補給通路４２ｄから切削液供給通路２１ａ内へ常態の切削液を補給することができ、このように補給した常態の切削液を、共通密閉空間８内から切削液供給通路２１ａ内へ流入した霧状の切削液の流動エネルギにより効率的にその一部を均等に微細化させて刃具２０先端へ安定的に移動させることができるのであり、また常態の切削液の補給により刃具２０の先端から噴出される切削液の流量を一挙に大きく変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る工作機械の多軸スピンドルヘッドを示す側面視断面図である。
【図２】 図１のｘーｘ部を示す図である。
【図３】 前記多軸スピンドルヘッドの側面視拡大断面図である。
【図４】 前記多軸スピンドルヘッドのスピンドル軸後端部を示す側面視断面図である。
【図５】 前記スピンドル軸後端部の変形例を示す側面視断面図である。
【図６】 前記スピンドル軸後端部の他の変形例を示す側面視断面図である。
【図７】 ワークの加工状況を示す正面図である。
【図８】 上記実施例の変形例に係る多軸スピンドルヘッドを示す側面図である。
【符号の説明】
８ 共通密閉空間
８ａ 後側囲壁
１１ スピンドル軸
２０ 刃具
２１ 切削液供給管
２１ａ 切削液供給通路
４１ 開口度合い変更手段
４２ 挿入部材
４２Ａ 挿入部材
４２Ｂ 挿入部材
４２ａ テーパ部
４２ｄ 切削液補給通路
Claims (6)
- 先端に刃具を備えたスピンドル軸が前後方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に形成された切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路のそれぞれを経てこの通路の対応する刃具の先端から噴出されるものとした多軸スピンドルヘッドにおいて、前記切削液供給通路のそれぞれの後端の前記共通密閉空間に対する開口度合いを他の前記切削液供給通路の後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いとは独立に変化させ得るようになされた開口度合い変更手段を形成したことを特徴とする工作機械の多軸スピンドルヘッド。
- 先端に刃具を備えたスピンドル軸が前後方向へ複数配設されると共にこれらスピンドル軸の回転中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管の内孔である切削液供給通路の後端がこれらスピンドル軸の後部に形成された共通密閉空間に連通され、この共通密閉空間に供給された霧状の潤滑油が前記切削液供給通路のそれぞれを経てこれに対応する刃具の先端から噴出されるものとした多軸スピンドルヘッドにおいて、前記切削液供給通路のそれぞれの後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いを他の前記切削液供給通路の後端の前記共通密閉空間内に対する開口度合いとは独立に変化させ得るようになされた開口度合い変更手段を形成したことを特徴とする工作機械の多軸スピンドルヘッド。
- 前記開口度合い変更手段のそれぞれがスピンドル軸と同心に配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械の多軸スピンドルヘッド。
- 前記開口度合い変更手段のそれぞれがこれの対応する前記切削液供給通路の後端開口の後側からこの切削液供給通路内にこれと同心に挿入されるテーパ部を有する挿入部材を備えると共にテーパー部の中心線がスピンドル軸先端中心へ向けられており、またこの挿入部材のそれぞれが前記共通密閉空間の後側囲壁に独立状に支持されると共に、前記挿入部材の前後位置が前記共通密閉空間の後側囲壁外側から他の前記挿入部材の前後位置とは無関係に調整変更される構成となされていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の工作機械の多軸スピンドルヘッド。
- 前記挿入部材のそれぞれが前記後側囲壁の外側から独立状に脱着される構成となされていることを特徴とする請求項４記載の工作機械の多軸スピンドルヘッド。
- 前記挿入部材の肉厚部にこれの前端面から後端面に至る切削液補給通路を形成し、この切削液補給通路を通じてこれの外方から前記切削液供給通路の内方に常態切削液が供給される構成となされていることを特徴とする請求項４又は５記載の工作機械の多軸スピンドルヘッド。
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