JP3962512B2 - 工具振れ防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、深穴加工時に使用されるガンドリル等の長尺工具を使用する深穴加工装置に簡単に装着できる独立構造とし、しかも従来よりも簡易な構成で、加工ストロークを延長できる長尺工具の振れを防止する工具振れ防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被加工物に深穴を加工する場合、ガンドリル等の長尺ドリルを装置のスピンドル部に取り付け回転可能とし、装置自体の進退とスピンドル部の進退により長尺ドリルの軸方向への移動ができるように構成された深穴加工装置で行っていたが、ドリルの長さが長くなればドリルの自重によってたわみが生じ、さらに、装置本体とスピンドル部の独立した軸方向の２段階移動により生じる装置の各部分の自重によるたわみで穴加工精度が悪くなるといった問題があった。また、径に対して全長が長いため、毎分１００００回転前後の高速で回転させると遠心力によりドリル自体を折損してしまう問題もあった。
【０００３】
そこで、長尺ドリルを略中央で保持する振れ止め用の工具振れ防止装置としてブッシュホルダを加工装置本体あるいは装置架台等に配設して、長尺ドリルのたわみや折損、あるいは回転時の振れを極力防止するように対策して加工を施していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、工具振れ防止装置を加工装置本体に取り付けた従来装置の場合には、装置自体の進退とスピンドル部の進退による軸方向の２段階移動構成により加工装置の先端部にブッシュホルダを含む複雑な構造のブッシュヘッド型工具振れ防止装置を必要とするため非常にコストがかかり、制御も煩雑であるといった問題があった。さらに、長尺ドリルの長い加工ストロークをカバーするために装置自体とスピンドル部をそれぞれ移動可能にすると装置のコストがかかり、また、それぞれの自重によるたわみ等の精度管理が煩雑であるといった問題があった。
【０００５】
また、加工装置の精度管理を容易にするため、工具の送り機構を装置自体の進退の一つとした加工装置を利用し、従来の工具振れ防止装置を加工装置架台に取り付け固定した場合には、非常に安価で配置可能ではあるが、長尺ドリルの略中央でブッシュホルダを固定しているため、工具振れ防止装置に長尺ドリルの軸方向の移動が阻害され加工ストロークがかなり短くなり、必要な加工ストロークを確保するためにより長い工具の採用及び複数の振れ止め装置の採用をしなければならないといった不都合があった。
【０００６】
本発明は、従来技術の有する上記のような問題に鑑みて成されたものであり、簡単に装置架台等に取り付け可能な簡易独立構造とし、かつ、工具送り機構を装置自体の進退の一つとした加工装置を使用しても長尺工具の振れを防止しながら十分な加工ストロークを確保できる工具振れ防止装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る工具振れ防止装置は、前後のホルダに両端を支持されたガイドバーと、該ガイドバーに進退可能に保持され長尺工具を貫通させるブッシュホルダを備えた工具保持手段と、該工具保持手段に一方端を係止されたスライドバーと、該スライドバーを摺動可能に嵌合して前記後側ホルダに固定されたアジャストホルダと、該アジャストホルダの後部位置に配置され前記スライドバーの外周に離脱夫のうに嵌挿された伸縮自在のスプリングとからなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明に係る工具振れ防止装置は、請求項１に記載の工具振れ防止装置において、工具長に合わせて前記工具保持手段の位置を調節するストローク調節手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
請求項１の発明によれば、簡単に装置本体に取り付けることが可能な独立構造で、しかも、長尺ドリルを保持するブッシュホルダを含む工具保持手段が、加工装置の初期所定距離の移動中は、初期設定された工具保持位置に止まって工具を保持し、加工装置の所定距離到達後に加工装置の前進移動にともない工具を保持しながら前進移動するため、ドリル出代分の加工ストロークが十分に得られ、しかも加工装置の送り機構は、装置本体の進退移動のみできれば良いので、加工装置のコストダウンも可能であるし、制御及び精度管理も容易になった。
【００１０】
また、加工終了後にはスプリングにより工具保持手段を自動的に初期設定した元位置に戻す機構をも備えている。
【００１１】
さらに、通常、工具振れ防止装置は、ガンドリル等の長さに合わせて工具セット時にドリルがチャッキングされた時の出代（Ｌｍｍ）の半分（Ｌ／２ｍｍ）の位置に配置するのが一般的であるが、請求項２の発明によれば、様々な長さのガンドリル等長尺工具に対して、容易に工具保持手段の配置を調節できる構成となった。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１（ａ）に、本発明の実施の形態に係る工具振れ防止装置の平面図、また図１（ｂ）にその部分断面正面図を示す。主な構成として、ホルダ、ガイドバー、ガイドブッシュを備えた工具保持手段、スライドバー、アジャストホルダ、スプリングとからなり、図１（ａ）に示すように、それぞれが軸線Ｃ１の一直線上で直列的に配置され、コンパクトに一体化するように組みつけられている。
【００１４】
つまり、第１ホルダ３と第２ホルダ４に両端を支持された上下２本のガイドバー２と、本装置の前方側（図面に向かって左側）に配置されガイドバー２に進退可能に保持された上下２個の摺動部材１ａ、１ａと、該上下２個の摺動部材を連結するように接合し、かつ、本装置と並行して配置される加工装置（図示なし）側へ本装置の軸線Ｃ１に対して垂直に延長されたアーム部分を備えた図１（ｃ）に示す一体型連結部材１ｂと、該連結部材のアーム部先端に配置され加工装置にチャッキングされた長尺工具を貫通させて保持するブッシュホルダ１ｃとからなる工具保持手段１と、該工具保持手段１の連結部材１ｂに一端を係止され、ガイドバー２と平行となる位置に第２ホルダ４を貫通して配置されたスライドバー５と、該スライドバー５を摺動可能に嵌装して第２ホルダ４に固定されるアジャストホルダ６と、該アジャストホルダの後端部に配設されたスプリングストッパー７ａとスライドバー５の後端部のスプリングストッパ７ｂの間で離脱不可にスライドバー５の後部外周（アジャストホルダ後退面より突出している部分）に嵌挿されたスプリング８とで工具振れ防止装置を構成し、第１ホルダ３及び第２ホルダ４を加工装置の架台上に簡単に固定できる独立型工具振れ防止装置としている。
【００１５】
長尺工具の長さにより、工具保持位置の初期設定として工具保持手段１を調節する必要があるため、その調節手段として第２ホルダ４に設けた貫通穴４ａにアジャストホルダ６を挿入して、該アジャストホルダ６を第２ホルダ４の側面に配設したセットスクリュ９にて固定する構成としている。よって、セットスクリュ９を緩めるとアジャストホルダ６は貫通穴４ａ内を前後軸方向に摺動可能となる。工具保持手段１は、スプリング８により常に後部側（図面に向かって右側）に付勢されている状態のスライドバー５に係止されているため、アジャストホルダ６内で摺動するスライドバー５の動作に合わせて軸方向に移動する構成となっている。つまり、工具保持手段１に外部からの力が加えられていない状態では、工具保持手段１のガイドバー２に保持された上下２個の摺動部材１ａ，１ａを連結した連結部材１ｂに設けたホルダストッパ１０にアジャストホルダ６の前部先端部が当接している状態を維持している。この状態において、アジャストホルダ６の第２ホルダ４に固定する位置を調節することで、１台の本工具振れ防止装置で長短各種ガンドリル仕様に合わせた工具保持手段の初期工具保持位置の設定が可能となる。
【００１６】
なお、本実施例では、第１ホルダを加工装置及びその付属品と別に設けてガイドバーを支持しているが、ガンドリル加工時に採用されるチップボックス等加工装置の架台上に載置される各種治具を利用して、ガイドバー先端部を支持させることも可能である。
【００１７】
図２に、工具振れ防止装置のストローク調節状態及び工具保持手段の移動状態を示す。なお、本実施の形態では、第１ホルダの代わりに装置架台上に配置されるチップボックス２１を採用した状態を示している。図２（ａ）はガンドリルのセット時に工具振れ防止装置がほぼ最長ストロークとなるように位置調節した状態を表し、図１（ｂ）はほぼ最短ストロークに調節した状態を表す。また、図２（ｃ）は工具保持手段に加工装置の移動に合わせた外部からの力が加えられ、加工装置と共に工具を保持しながら工具保持手段が前方へ移動した状態を表している。
【００１８】
加工段取り時において、長尺工具の振れ防止のため、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す通り、工具保持手段１の位置をガンドリル等の長尺ドリルの出代長さに合わせて、ドリル出代の略中央でドリルを保持するようにセットスクリュの緩締によりアジャストホルダ６の第２ホルダ４における固定位置を調節する。アジャストホルダ６を第２ホルダ４に固定可能な位置は、当然、アジャストホルダ６の長さ変更によってより幅広い調節ができるが、スライドバーやスプリング等の長さも合わせて変更して、バランスを考慮する必要がある。
【００１９】
図２（ｂ）のように、工具保持手段１をガンドリル出代Ｌｍｍの約半分Ｌ／２ｍｍの位置にセッティングした場合、工具保持手段１は常に装置後部側（矢印イ方向）に付勢され、アジャストホルダ６の前部先端部に当接した状態を保つ。加工装置３１がＬ／２ｍｍの距離を移動しながら被加工物を加工する間は、工具保持手段１はこの位置で工具を保持しながら振れを防止する。加工装置３１の移動がＬ／２ｍｍの距離を過ぎれば、スライドテーブル等に設けたプッシュ手段３５により工具保持手段１の端面に設けたプッシュ面２２を押して、加工装置３１の移動に合わせて工具保持手段１を前進させる。この時、工具保持手段１は、図２（ｃ）に示すように、係止したスライドバー５を装置前部側（矢印ロ方向）に引っ張るようにして、スプリング８を圧縮させながら、アジャストホルダ６内をスライドさせる。
【００２０】
図３及び図４は、本願工具振れ防止装置を実際に加工装置へ据え付けた状態を示す。本願工具振れ防止装置は、工具保持手段を移動可能に構成できたため加工装置の送り機構を１種類とし、軸方向の移動制御を簡単にした安価な加工装置の使用が可能となった。
【００２１】
加工装置３１は、スライドテーブル３２に載置固定されている。スライドテーブル３２は、ＬＭガイド３３上で進退可能とされており、スライドテーブル３２の前後軸方向での移動を制御するだけで加工装置３１を移動できる。工具振れ防止装置は、その軸線Ｃ１を加工装置３１の軸線Ｃ２に平行となるように加工装置３１の片側に配置し、そのガイドバー２の前端部をチップボックス２１に支持させて位置決めし、そのガイドバー２の他端部を支持した第２ホルダ４を架台に固定し、工具振れ防止装置全体を架台に固定している。なお、この工具保持手段１でガンドリル３４を保持して、振れ止めを行う構成は前述通りである。このように、ガイドバー２上を工具保持手段１が軸方向に移動する機械的制御手段であるホルダ、ガイドバー、摺動部、スライドバー、アジャストホルダ、スプリングを軸線Ｃ１の一直線上に直列に配置し、さらに、独立構成としたため、小さなスペースでも効果的に取り付け可能となった。
【００２２】
本実施の形態における加工動作について図３及び図４を用いて説明する。なお、ガンドリル３４をチャッキングした加工装置３１は、ガンドリル３４を回転させながらスライドテーブル３２の移動のみにより進退移動を行う。さらに、工具保持手段１は、初期設定としてガンドリル３４の出代の略半分の位置に配置されている。さらに、ガンドリル３４の先端部は、チップボックス２１に配置されたドリルブッシュにても保持されている。
【００２３】
加工装置３１がガンドリル３４を回転しながら前進し被加工物（図示無し）の加工を開始する。ガンドリル３４の出代の略半分の距離を加工装置３１が移動する間、工具保持手段１は工具保持のストローク初期設定位置でガンドリル３４を保持して工具の振れを防止している。加工装置３１が前記ドリル出代の略半分の距離を移動した後、スライドテーブル３２の前部に設置したプッシュボルト３５が工具保持手段１の端面に設けたプッシュ面２２に当接して工具保持手段１を押し始め、加工装置３１の移動にあわせて工具保持手段１を前進移動させる。
【００２４】
工具保持手段１が前進移動する際、工具保持手段１に係止されたスライドバー５も共にアジャストホルダ６内を摺動しながら前進移動する。スライドバー５の後端部にはストッパ７ｂが配置され、それによりスプリング８を離脱不能にスライドバー５の外周部に嵌挿されているため、スライドバー５の前進移動にともないスプリング８が圧縮状態になる。
【００２５】
加工終了後、加工装置３１を後退させるとスプリング８の伸張作用により工具保持手段１も後方（図面に向かって右側）に付勢されて後退し、ストローク初期設定位置でアジャストホルダ６に当接して移動が停止する。加工装置３１はさらに後退を続け、元位置まで戻り、深穴加工を完了する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の工具振れ防止装置によれば、ガンドリル等長尺工具を保持するブッシュホルダを備えた工具保持手段が固定ではなく、軸方向に移動可能とするように機械的制御手段を一直線上で直列に配置し、さらに、加工装置の架台等に脱着可能であるように加工装置と独立させた構成としたため、汎用性が高く、しかも、操作性も良い安価な工具振れ防止装置となった。また、工具保持手段が移動するため、長尺工具の長さも従来より短くすることができ、工具の寿命延長、工具の価格低下、複数の振れ止めブッシュ（装置）の削除及び穴精度の向上にも役立った。
【００２７】
加えて、加工装置の送り移動機構を一つとしたため加工装置自体も安価となり、送り機構部の減少により精度管理が容易となった。さらに、複雑な構造のブッシュヘッド型装置を使用しなくても良いため制御も容易となった。
【００２８】
また、加工ストロークを簡単に調節できるように、ストローク調節手段をさらに備えたため、１台の工具振れ防止装置で種々長さの工具仕様に対応でき、操作性の向上や段取り時間の短縮が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る工具振れ防止装置を表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面正面図である。また、（ｃ）は、工具保持手段を構成する連結部材の側面図を示す。
【図２】本発明に係る工具振れ防止装置の工具保持手段のストローク調節状態及び移動状態を表す正面図であり、（ａ）はほぼ最長ストロークに調節したストローク初期設定状態、（ｂ）はほぼ最短ストロークに調節したストローク初期設定状態、（ｃ）は工具保持手段が前進移動した状態を示す。
【図３】本発明に係る工具振れ防止装置を加工装置に据え付けた状態の正面断面図である。
【図４】本発明に係る工具振れ防止装置を加工装置に据え付けた状態の平面図である。
【符号の説明】
１ 工具保持手段
１ｃ ブッシュホルダ
２ ガイドバー
３ 第１ホルダ
４ 第２ホルダ
５ スライドバー
６ アジャストホルダ
８ スプリング
９ セットスクリュ
１０ ホルダストッパ
２２ プッシュ面
３１ 加工装置
３２ スライドテーブル
３３ ＬＭガイド
３４ ガンドリル
３５ プッシュボルト

Claims (2)

1. 前後のホルダに両端を支持されたガイドバーと、該ガイドバーに進退可能に保持され長尺工具を貫通させるブッシュホルダを備えた工具保持手段と、該工具保持手段に一方端を係止されたスライドバーと、該スライドバーを摺動可能に嵌合して前記後側ホルダに固定されたアジャストホルダと、該アジャストホルダの後部位置に配置され前記スライドバーの外周に離脱不能に嵌挿された伸縮自在のスプリングとからなることを特徴とする工具振れ防止装置。
2. 工具長に合わせて前記工具保持手段の位置を調節するストローク調節手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の工具振れ防止装置。

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