JP4227551B2 - Work rotation device - Google Patents
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Description
本発明は、ガンドリル等の長尺工具を使用する深穴加工機のワーク回転装置に関する。 The present invention relates to a workpiece rotating device of a deep hole processing machine using a long tool such as a gun drill.
ガンドリル等の長尺工具を使用する深穴加工機には、一般にワークを固定し、工具を回転する工具回転方式が採用されている。この工具回転方式の利点は、回転できないような異形のワークや大物のワークの場合にも加工は可能であり、ガンドリルを回転させながら前進させ、ワークに深穴を加工する。ガンドリルの先端には振れ止めが設けられ、ガンドリルである工具の振れを抑えている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、この工具回転方式では深穴の芯ずれが生ずるという欠点があった。
そこで、この芯ずれを解消する方法として、ワークも回転させるワーク&ツール回転方式が採用されている。このワーク回転により、深穴の芯ずれが矯正され、高精度の加工ができるとともに、ワークの回転数の増加分、送りを上げることができるので生産性の向上を図ることができる。
A deep hole processing machine that uses a long tool such as a gun drill generally employs a tool rotation method in which a workpiece is fixed and the tool is rotated. The advantage of this tool rotation method is that machining is possible even for irregularly shaped workpieces and large workpieces that cannot be rotated. The gun drill is advanced while rotating, and deep holes are machined in the workpiece. The tip of the gun drill is provided with a steady rest to suppress the shake of the tool that is the gun drill (for example, see Patent Document 1).
However, this tool rotation method has a drawback in that a deep hole is misaligned.
Therefore, as a method of eliminating this misalignment, a work and tool rotation method for rotating the work is adopted. By rotating the workpiece, the misalignment of the deep hole is corrected, high-precision machining can be performed, and the feed can be increased by an increase in the number of rotations of the workpiece, so that productivity can be improved.
図5(a)は従来のガンドリル用深穴加工機の正面図である。図5(a)に示すように、深穴加工機20のベッド21上には、ベース22aが載置されている。ベース22a上には、ガイドレール22bが配設され、そのガイドレール22b上にはZ1軸(左右)方向に摺動自在のテーブル22cが配設されている。このテーブル22c上には、正面に向って右側に主軸台23が載置されており、その主軸台23のスピンドルには長尺のガンドリル24が装着されている。また、ベッド21上の左側にも同様に、図示しないガイドレールが配設され、そのガイドレール上にはZ2軸(左右)方向に摺動自在のスライド21aが配設されている。そのスライド21a上に従来のワーク回転装置30が載置されている。
FIG. 5A is a front view of a conventional deep drilling machine for gun drills. As shown in FIG. 5A, a base 22 a is placed on the
図5(b)は従来のワーク回転装置30の外観図である。図5(b)に示すように、ワーク回転装置30の主軸台31には、回転自在の主軸(図示せず)が設けられている。この主軸にはコレットチャック33が取り付けられ、このコレットチャック33にはコレット34が装着されている。前記主軸台31の後部には、コレット34の開閉によりワークWをクランプ(把持)、アンクランプ(解除)するためのシリンダ35が内蔵されている。また、ワークWを回転するために、前記主軸の外周に嵌入されたプーリ36aと、モータ36cのモータ軸に設けられたプーリ36aとの間にベルト36bが掛けられて、モータ36cの回転力が主軸に伝達され、ワークWが回転される。
しかしながら、従来のワーク回転装置30は、貫通した中空構造になっていないため、短尺ワークしか加工できず、長尺のワークは加工できないという問題があった。また、長尺のワークの後端部は、ワーク回転装置が貫通できないため、ワーク回転装置を反転してワークの後端部から加工しようとしても加工できないという問題があった。 However, since the conventional workpiece rotating device 30 does not have a penetrating hollow structure, there is a problem that only a short workpiece can be processed and a long workpiece cannot be processed. Further, since the work rotating device cannot penetrate the rear end portion of the long workpiece, there is a problem that the work rotating device cannot be machined even if the workpiece rotating device is reversed to process from the rear end portion of the workpiece.
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、ワークが長尺であってもワークのクランプが可能で、ワーク回転装置を反転してワークの後端部からの加工ができる中空構造のワーク回転装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention was devised to solve these problems, and even when the workpiece is long, the workpiece can be clamped. From the rear end of the workpiece, the workpiece rotating device is reversed. It is an object of the present invention to provide a hollow structure work rotation device capable of processing the above.
請求項1に係るワーク回転装置10の発明は、ワークをクランプするクランプ機構を内蔵し、ワークを回転させるモータを搭載したワーク回転装置であって、ボディ1と、前記ボディ1に嵌合され、フランジ部2aが形成された略リング状のハウジング2と、前記ハウジング2にベアリング3、3が嵌入されて回転自在に軸支され、外周にはギア13が固定され、内周にはテーパ穴4aを有する主軸4と、前記主軸4のテーパ穴4aに装着され、後端部に外周ネジ部5aを有する筒状のコレット5と、前記コレット5の外周ネジ部5aに螺着され、後端部に外周ネジ部6aを有するコレット引込みリング6と、先端部7aが前記主軸4の後端外周部4bに嵌入され、後端部7bがコレット引込みリング6の外周ネジ部6aに螺着されたコレット引込みノブ7と、前記ハウジング2とエンドブラケット11により形成されたスペースに嵌入され、作動流体によって主軸軸線方向に進退するピストン8が挿入されたシリンダ部12と、前記ギア13にアイドルギア14が噛み合い、前記アイドルギア14にモータ軸16aに嵌入されたギア15が噛み合い、回転力を発生させるモータ16と、を備え、前記主軸4、前記コレット5、および前記コレット引き込みリング6は、前記ワークが通り抜けできるように貫通する中空構造で構成され、前記コレット引込みノブ7の外周7cに前記ピストン8の内周に突き出して形成された内周凸部8aを挟持するようにベアリング9a、9bを設け、このベアリング9a、9bを介して前記コレット引込みノブ7を回転自在に支持したことを特徴とする中空構造のワーク回転装置10である。
The invention of the workpiece rotating device 10 according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のワーク回転装置10であって、主軸4に前記コレット5を装着したことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the workpiece rotating device 10 according to
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のワーク回転装置10であって、前記コレット5の後端に、前記コレット引込みリング6が螺着されたことを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明によれば、中空構造のワーク回転装置により、ワークが長尺であってもクランプが可能で、また、ワーク回転装置を反転してワークの後端から加工できるため、加工方向に制約がないワーク回転装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the workpiece rotating device having a hollow structure can be clamped even if the workpiece is long, and the workpiece rotating device can be reversed and processed from the rear end of the workpiece. It is possible to provide a workpiece rotating device that has no restriction in direction.
請求項2に係る発明によれば、従来のコレットチャックが有する機能を主軸に持たせたことにより、コレットチャック自体が不要になり、その分コンパクトなワーク回転装置を提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the main shaft has the function of the conventional collet chuck, the collet chuck itself becomes unnecessary and a compact work rotating device can be provided.
請求項3に係る発明によれば、コレットの後端部にコレット引込みリングが螺着されたので、ワークがコレット引込みリングを貫通することができ、ワーク回転装置を反転してワークの後端からも深穴加工ができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1はガンドリルの長尺工具を使用する深穴加工機を示し、図1(a)は深穴加工機20の正面図であり、図1(b)は深穴加工機20の左側面図である。なお、前記した図4(a)の説明と重複する説明は、同じ符号を付して説明を省略する。図1(a)に示すように、ベッド21の正面図の右側部には、強電パネル28が配設されている。また、ガンドリルの深穴加工機20のベッド21上の左側には、図1(b)に示すように、ガイドレール21b、21bが配設され、そのガイドレール21b、21b上にはZ2軸(左右)方向に摺動自在のスライド21aが配設されている。そのスライド21a上にワーク回転装置10が載置されている。
図1(b)に示すように、深穴加工機20の後方には、ガンドリル24(図1(a)参照)の刃先の冷却、および切屑の排出のために、刃先から高圧のクーラント液を噴射させるための高圧クーラントユニット29が設置されている。また、ガンドリル24の刃先により削り出された切粉とクーラント液は、最初にチップボックス26(図1(a)参照)で回収され、シュート26aを通り、大きなチップボックス26bに回収される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 shows a deep hole processing machine using a long tool of a gun drill, FIG. 1 (a) is a front view of the deep
As shown in FIG. 1 (b), at the rear of the deep
図2は本発明のワーク回転装置10を示す断面図である。図2に示すように、ワーク回転装置10の本体であるボディ1は、スライド21a(図1(a)参照)に載置され固定されている。
略リング状をしたハウジング2は、前記ボディ1に設けられた穴1aに嵌合され、フランジ部2aがボルト1bによって、ボディ1に固定されている。
主軸4は内周にテーパ穴4aを有しており、また、前記主軸4がハウジング2にベアリング3、3を介して回転自在に軸支されている。また、主軸4の外周にはギア13が固定されている。
前記主軸4のテーパ穴4aに装着されたコレット5は筒状であり、棒状のワークWが通り抜けできるように貫通しており、コレット5の後端部に外周ネジ部5aを有している。
コレット5の先端部には複数のすり割り5bが形成されており、弾性変形し易くなっている。
リング状のコレット5を引き込むコレット引込みリング6は、コレット5の外周ネジ部5aに螺着され、後端部に外周ネジ部6aを有している。
コレット引込みノブ7は、その先端部7aが前記主軸4の後端外周部4bに嵌合され、後端部7bがコレット引込みリング6の外周ネジ部6aに螺着され、その外周7cにはピストン8の内周に突き出した内周凸部8aを挟持したベアリング9a,9bによって回転自在に軸支されている。
シリンダ部12は、前記ハウジング2とエンドブラケット11により形成されたスペースにピストン8が挿入されている。エアである作動流体によってピストン8が主軸4の軸線方向に後退、前進することにより、主軸4の先端部内周に設けられたテーパ穴4aによってコレット5が開閉し、ワークWをクランプ、アンクランプする。このように、ワークWをクランプするクランプ機構を内蔵している。
モータ16は、モータ軸16aに嵌入されたギア15がアイドルギア14に噛み合い、そのアイドルギア14が前記主軸4に固定されたギア13に噛み合い、モータ16によって回転力を主軸4に伝え、主軸4を回転させ、ワークWを回転させる。
以上、このように、ワーク回転装置10が構成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the workpiece rotating device 10 of the present invention. As shown in FIG. 2, the
A substantially ring-shaped housing 2 is fitted into a hole 1a provided in the
The main shaft 4 has a tapered hole 4 a on the inner periphery, and the main shaft 4 is rotatably supported on the housing 2 via
The collet 5 mounted in the tapered hole 4a of the main shaft 4 has a cylindrical shape, penetrates so that the rod-shaped workpiece W can pass through, and has an outer peripheral threaded portion 5a at the rear end portion of the collet 5.
A plurality of slits 5b are formed at the tip of the collet 5 and are easily elastically deformed.
The collet drawing ring 6 for drawing the ring-shaped collet 5 is screwed to the outer peripheral screw portion 5a of the collet 5, and has an outer peripheral screw portion 6a at the rear end portion.
The
The cylinder part 12 has a piston 8 inserted in a space formed by the housing 2 and the end bracket 11. When the piston 8 is retracted and advanced in the axial direction of the main shaft 4 by the working fluid that is air, the collet 5 is opened and closed by the tapered hole 4a provided in the inner periphery of the front end portion of the main shaft 4, and the workpiece W is clamped and unclamped. . Thus, the clamp mechanism which clamps the workpiece | work W is incorporated.
In the motor 16, the gear 15 fitted in the motor shaft 16 a meshes with the idle gear 14, the idle gear 14 meshes with the gear 13 fixed to the main shaft 4, and the motor 16 transmits the rotational force to the main shaft 4. To rotate the workpiece W.
As described above, the workpiece rotating device 10 is configured as described above.
ここで、ワーク回転装置10を使用した深穴加工機20の動作について図1、図2を参照して説明する。
(1)ワーク回転装置10の筒状のコレット5にワークWを挿入し、操作盤27(図1(a)参照)のワーククランプボタン(図略)を押すと、高圧エアが空圧継手Aから供給されてピストン8は後退(図2中左方向へ移動)し、筒状のコレット5を後退させて、ワークWをクランプ(把持)する。
(2)ワーク回転装置10の前進ボタン(図略)を押すと、エアシリンダ21c(図1(b)参照)により前進(Z2軸)し、チップボックス26のドリルブッシュにワークWを押し当てる。
(3)ワーク回転装置10の回転起動ボタン(図略)を押すと、モータ16が回転し、ギア15、アイドルギア14、ギア13に回転力が伝達され、主軸4を回転させる。
(4)主軸台23のスピンドル回転起動ボタン(図略)を押し、ガンドリル24を回転させる。クーラントの起動ボタン(図略)を押す。そして、主軸台23の前進起動ボタン(図略)を押すと、深穴加工機20のテーブル22c上に配設された主軸台23は、ガンドリル24(図3(a)参照)の刃先から高圧のクーラント液が噴射され、回転したワークWの先端に向って切削送りで前進する。そして、切削が開始する。図3ワーク回転装置10の加工状況を示す説明図であり、(a)は第1工程を示す説明図であり、(b)は第2工程を示す説明図である。図3(a)に示すように、第1工程は、長尺のワークWの場合、コレット5(図2参照)によるクランプによりワークWの約半分を加工する。
(5)続いて、ワーク回転装置10を反転する。そして、同様の手順に従って図3(b)に示すように、残り半分の深穴加工を行い、主軸台23が元の位置に戻る(図1参照)。
(6)ワーク回転装置10の後退ボタン(図略)を押すと、エアシリンダ21c、21c(図1(b)参照)により後退(Z2軸)し、チップボックス26(図1参照)からワークWが離間する。
(7)ワークアンクランプボタン(図略)を押すと、高圧エアは空圧継手Bから供給されてピストン8は前進し、コレット5を前進させてワークWの把持を緩める。そこで、ワークWを機外に取り出すことで終了となる。
このように、従来のワーク回転装置30(図5参照)ではできなかった長尺のワークWの深穴加工が、本願発明のワーク回転装置10であれば、加工することができる。
Here, operation | movement of the deep
(1) When the workpiece W is inserted into the cylindrical collet 5 of the workpiece rotating device 10 and the workpiece clamp button (not shown) on the operation panel 27 (see FIG. 1A) is pressed, the high-pressure air is supplied to the pneumatic joint A. The piston 8 is retreated (moved leftward in FIG. 2), the cylindrical collet 5 is retreated, and the workpiece W is clamped (gripped).
(2) When a forward button (not shown) of the work rotating device 10 is pressed, the
(3) When a rotation start button (not shown) of the workpiece rotating device 10 is pressed, the motor 16 rotates, and rotational force is transmitted to the gear 15, the idle gear 14, and the gear 13 to rotate the main shaft 4.
(4) Press the spindle rotation start button (not shown) of the headstock 23 to rotate the
(5) Subsequently, the work rotating device 10 is reversed. Then, as shown in FIG. 3B, the remaining half of the deep hole is machined according to the same procedure, and the headstock 23 returns to the original position (see FIG. 1).
(6) When the retreat button (not shown) of the work rotating device 10 is pressed, the
(7) When a work unclamp button (not shown) is pressed, high-pressure air is supplied from the pneumatic joint B, the piston 8 moves forward, the collet 5 moves forward, and the grip of the work W is released. Therefore, the work is completed by taking the workpiece W out of the machine.
As described above, if the deep hole machining of the long workpiece W which cannot be performed by the conventional workpiece rotating device 30 (see FIG. 5) is the workpiece rotating device 10 of the present invention, it can be processed.
図4は、長尺のワークWに突起部Waのある場合の穴あけ方法を示し、図4(a)は第1工程を示す説明図であり、図4(b)はワークWを反転して第2工程を示す説明図である。図4(a)に示すように、ワークWの一方の軸端部には枝状等の突起部が形成されている。この場合の第1工程は、ワーク回転装置10の前方からワークWを挿入し、コレットによってクランプした後、ガンドリル24によってワークWの半分を加工する。さらに、図4(b)に示すように、第2工程は、ワークWを一旦抜き取り、反転してワーク回転装置10の後方からワークWを挿入し、同様にコレットによってクランプした後、ガンドリル24によって残り半分のワークWを加工する。
このように、従来のワーク回転装置30(図5参照)では、第1工程はできるとしても、第2工程はできなかったが、本願発明のワーク回転装置10であれば、突起部Waのある長尺のワークWであっても、加工することができる。
FIG. 4 shows a drilling method when the long workpiece W has the protrusion Wa, FIG. 4 (a) is an explanatory view showing the first step, and FIG. 4 (b) shows the workpiece W inverted. It is explanatory drawing which shows a 2nd process. As shown in FIG. 4A, a branch-like projection is formed on one shaft end of the workpiece W. In the first step in this case, the workpiece W is inserted from the front of the workpiece rotating device 10 and clamped by a collet, and then a half of the workpiece W is machined by the
As described above, in the conventional workpiece rotating device 30 (see FIG. 5), the first step can be performed, but the second step cannot be performed. However, the workpiece rotating device 10 of the present invention has the protrusion Wa. Even long workpieces W can be processed.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されることなく、適宜変更して実施することが可能である。例えば、図2に示すように、ワーク回転装置10のコレット5は前側に装着したが、ボディ1に両サイドからおのおののハウジング2、2を搭載し、ダブルのコレット5、5を設けてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be implemented with appropriate modifications. For example, as shown in FIG. 2, the collet 5 of the work rotating device 10 is mounted on the front side, but the housings 2 and 2 may be mounted on the
1 ボディ
1a 穴
1b ボルト
2 ハウジング
2a フランジ部
3 ベアリング
4 主軸
4a テーパ穴
4b 後端外周部
5 コレット
5a 外周ネジ部
6 コレット引込みリング
6a 外周ネジ部
7 コレット引込みノブ
7a 先端部
7b 後端部
7c 外周
8 ピストン
8a 内周凸部
9a、9b ベアリング
10 ワーク回転装置
11 エンドブラケット
12 シリンダ部
13、15 ギア
14 アイドルギア
16 モータ
16a モータ軸
20 深穴加工機
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ボディ(1)と、
前記ボディ(1)に嵌合され、フランジ部(2a)が形成された略リング状のハウジング(2)と、
前記ハウジング(2)にベアリング(3、3)が嵌入されて回転自在に軸支され、外周にはギア(13)が固定され、内周にはテーパ穴(4a)を有する主軸(4)と、
前記主軸(4)のテーパ穴(4a)に装着され、後端部に外周ネジ部(5a)を有する筒状のコレット(5)と、
前記コレット(5)の外周ネジ部(5a)に螺着され、後端部に外周ネジ部(6a)を有するコレット引込みリング(6)と、
先端部(7a)が前記主軸(4)の後端外周部(4b)に嵌入され、後端部(7b)がコレット引込みリング(6)の外周ネジ部(6a)に螺着されたコレット引込みノブ(7)と、
前記ハウジング(2)とエンドブラケット(11)により形成されたスペースに嵌入され、作動流体によって主軸軸線方向に進退するピストン(8)が挿入されたシリンダ部(12)と、
前記ギア(13)にアイドルギア(14)が噛み合い、前記アイドルギア(14)にモータ軸(16a)に嵌入されたギア(15)が噛み合い、回転力を発生させるモータ(16)と、を備え、
前記主軸(4)、前記コレット(5)、および前記コレット引き込みリング(6)は、前記ワークが通り抜けできるように貫通する中空構造で構成され、
前記コレット引込みノブ(7)の外周(7c)に前記ピストン(8)の内周に突き出して形成された内周凸部(8a)を挟持するようにベアリング(9a、9b)を設け、このベアリング(9a、9b)を介して前記コレット引込みノブ(7)を回転自在に支持したことを特徴とする中空構造のワーク回転装置(10)。
A work rotation device with a built-in clamp mechanism that clamps the work and a motor that rotates the work.
Body (1),
A substantially ring-shaped housing (2) fitted to the body (1) and having a flange (2a) formed thereon;
Bearings (3, 3) are fitted into the housing (2) and rotatably supported, a gear (13) is fixed to the outer periphery, and a main shaft (4) having a tapered hole (4a) on the inner periphery. ,
A cylindrical collet (5) mounted in the tapered hole (4a) of the main shaft (4) and having an outer peripheral thread portion (5a) at the rear end;
A collet lead-in ring (6) screwed to the outer peripheral threaded portion (5a) of the collet (5) and having an outer peripheral threaded portion (6a) at the rear end;
Tip (7a) is fitted to the rear end outer peripheral portion (4b) of the spindle (4), the rear end (7b) is collet screwed to the outer circumferential screw portion (6a) of the collet retraction ring (6) Retraction knob (7);
Before SL is fitted into the space formed by the housing (2) and end bracket (11), a cylinder portion of the piston (8) has been inserted to advance and retreat in the main shaft axially by the working fluid (12),
An idler gear (14) meshes with the gear (13), and a gear (15) fitted into a motor shaft (16a) meshes with the idler gear (14), thereby generating a rotational force. ,
The main shaft (4), the collet (5), and the collet pull-in ring (6) are configured with a hollow structure that penetrates so that the workpiece can pass through,
Bearings (9a, 9b) are provided on the outer periphery (7c) of the collet pull-in knob (7) so as to sandwich an inner peripheral convex portion (8a) formed protruding from the inner periphery of the piston (8). 9b), the collet retracting knob (7) is rotatably supported by a hollow structure work rotating device (10).
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