JP7017978B2 - Polygon cutter unit and machine tools - Google Patents
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Description
本発明は、ポリゴンカッタユニット及び工作機械に関する。 The present invention relates to a polygon cutter unit and a machine tool.
従来から、ワークの外周面を多角形に加工するポリゴン加工が知られている。例えば、特許文献１に記載のポリゴン加工装置は、ワークを把持しつつ軸回転させる主軸と、ワークを切削する複数の刃物が周方向に沿って配置されるポリゴンカッタと、ポリゴンカッタを軸回転させるモータを有する回転工具台と、を備える。主軸とポリゴンカッタの回転比が所定の比率に設定されることにより、ワークについてポリゴン加工を行うことができる。
Conventionally, polygon processing for processing the outer peripheral surface of a work into a polygon has been known. For example, the polygon processing device described in
上記特許文献１のポリゴン加工装置においては、回転工具台のモータは、ドリル等の小径の工具を回転させてワークを加工する出力しか持たない。このため、このモータは、ドリル等の工具よりもサイズが大きいポリゴンカッタを回転させるのに十分な出力を持たず、このような状況下で加工を行った場合にはワークの加工精度が低くなる一因となっていた。一方、このモータとして、ポリゴンカッタを回転させるのに十分な出力を持つ高出力のモータを採用した場合には、モータ、ひいては装置が大型化するため好ましくなかった。
In the polygon processing apparatus of
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、大型化を抑制しつつ、高出力でポリゴン加工を行うことができるポリゴンカッタユニット及び工作機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a polygon cutter unit and a machine tool capable of performing polygon processing with high output while suppressing an increase in size.
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るポリゴンカッタユニットは、ワークを把持しつつ回転させる主軸本体部の外周に刃先が位置し、前記主軸本体部の周方向に沿って配置され、前記主軸本体部と一体で回転する複数のポリゴンカッタと、前記複数のポリゴンカッタを保持するカッタ保持部と、を備え、前記主軸本体部は、円筒状をなし、ワーク回転用モータの駆動力により軸回転する主軸部と、前記主軸部内に位置し、前記ワークを把持するコレットと、前記主軸部と前記コレットの間に位置し、前記ワークの回転軸に沿う方向に移動するコレットスリーブと、を備え、前記コレットは、外周面に形成され、前記コレットの先端に向かうにつれて前記コレットの径方向外側へ傾斜し、前記コレットスリーブの先端側への移動に伴い前記ワークを把持するように前記コレットを縮径させるための傾斜面と、前記主軸部及び前記コレットスリーブよりも先端側に突出して形成されるコレット先端部と、を備え、前記カッタ保持部は、前記カッタ保持部を前記主軸部に装着するために前記主軸部の外周面に螺合するねじ部と、前記カッタ保持部が前記主軸部に装着された状態で、前記コレット先端部の周囲に位置し、前記コレット先端部の外周面に対して隙間を持って対向するカッタ保持先端部と、を備え、前記カッタ保持先端部の先端面には、前記複数のポリゴンカッタが取り付けられている。 In order to achieve the above object, the polygon cutter unit according to the first aspect of the present invention has a cutting edge located on the outer periphery of the spindle main body portion that rotates while gripping the work, and is arranged along the circumferential direction of the spindle main body portion . A plurality of polygon cutters that rotate integrally with the spindle body portion and a cutter holding portion that holds the plurality of polygon cutters are provided. The spindle body portion has a cylindrical shape and drives a work rotation motor. A spindle portion that rotates with a force, a collet that is located in the spindle portion and grips the work, and a collet sleeve that is located between the spindle portion and the collet and moves in a direction along the rotation axis of the work. The collet is formed on the outer peripheral surface thereof, is inclined outward in the radial direction toward the tip of the collet, and grips the work as the collet sleeve moves toward the tip. The cutter holding portion includes an inclined surface for reducing the diameter of the collet and a collet tip portion formed so as to project toward the tip side of the spindle portion and the collet sleeve, and the cutter holding portion holds the cutter holding portion as the spindle portion. With the screw portion screwed to the outer peripheral surface of the spindle portion and the cutter holding portion mounted on the spindle portion, they are located around the collet tip portion and are located on the outer periphery of the collet tip portion. A cutter holding tip portion facing the surface with a gap is provided, and the plurality of polygon cutters are attached to the tip surface of the cutter holding tip portion.
また、前記ポリゴンカッタユニットは、既存の工作機械におけるチャックナットと交換可能に構成される、ようにしてもよい。 Further, the polygon cutter unit may be configured to be replaceable with a chuck nut in an existing machine tool .
また、上記ポリゴンカッタユニットにおいて、前記カッタ保持先端部の前記先端面には、前記複数のポリゴンカッタのみが取り付けられている、ようにしてもよい。 Further, in the polygon cutter unit, only the plurality of polygon cutters may be attached to the tip surface of the cutter holding tip portion .
また、上記ポリゴンカッタユニットにおいて、前記ポリゴンカッタは、菱形板状をなし、鋭角をなす２つの前記刃先を有し、前記２つの刃先の一方は、前記カッタ保持部の外周面よりも外側に位置し、前記２つの刃先の他方は、前記先端面に位置する、ようにしてもよい。 Further, in the polygon cutter unit, the polygon cutter has two cutting edges having a rhombic plate shape and an acute angle, and one of the two cutting edges is located outside the outer peripheral surface of the cutter holding portion. However, the other of the two cutting edges may be located on the tip surface .
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る工作機械は、ワークを把持しつつ回転させる第１の主軸と、前記ポリゴンカッタユニット及び前記主軸本体部を含み、前記第１の主軸に向き合うように位置する第２の主軸と、前記第２の主軸の位置を移動させる移動機構と、前記第１の主軸を介して前記第１の主軸により把持された前記ワークを回転させつつ、前記第２の主軸を介して前記第２の主軸と一体で前記ポリゴンカッタユニットを前記ワークと同一方向に回転させた状態で、前記複数のポリゴンカッタの前記刃先が前記ワークの外周面に接するように前記移動機構を通じて前記第２の主軸の位置を移動させる制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, the machine tool according to the second aspect of the present invention includes the first spindle which rotates while gripping the work, the polygon cutter unit and the spindle main body , and the first spindle. While rotating the work gripped by the first spindle via the first spindle and the second spindle positioned so as to face the surface, the moving mechanism for moving the position of the second spindle, and the first spindle. The cutting edge of the plurality of polygon cutters comes into contact with the outer peripheral surface of the work in a state where the polygon cutter unit is rotated in the same direction as the work in an integral manner with the second spindle via the second spindle. As described above, a control unit for moving the position of the second spindle through the moving mechanism is provided.
また、上記工作機械において、前記第１の主軸により回転させられる前記ワークに接することで前記ワークを加工する工具ユニットを備え、前記制御部は、前記第１の主軸により把持された前記ワークを回転させた状態で、前記工具ユニットにて前記ワークを加工しつつ、前記第２の主軸を回転させることにより前記複数のポリゴンカッタにて前記ワークを切削する、ようにしてもよい。 Further, the machine tool includes a tool unit for processing the work by coming into contact with the work rotated by the first spindle, and the control unit rotates the work gripped by the first spindle. In this state, the work may be machined by the tool unit and the work may be cut by the plurality of polygon cutters by rotating the second spindle.
本発明によれば、大型化を抑制しつつ、高出力でポリゴン加工を行うことができる。 According to the present invention, polygon processing can be performed with high output while suppressing the increase in size.
以下、本発明の一実施形態に係るポリゴンカッタユニット及び工作機械について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、工作機械１は、円柱状の被加工物であるワークＷの前面及び背面を加工する旋盤である。以下では、加工中のワークＷの回転軸に沿った方向を「Ｚ軸方向」といい、そのＺ軸方向に直交する鉛直方向を「Ｙ軸方向」といい、Ｙ軸及びＺ軸方向に垂直な方向を「Ｘ軸方向」という。
Hereinafter, the polygon cutter unit and the machine tool according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、第１の主軸ユニットである主軸ユニット１０と、第１の工具ユニット５５を有する工具移動機構４０と、第２の主軸ユニットである背面主軸ユニット７０と、制御部３００と、図２に示すように、第２の工具ユニット２０と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、主軸ユニット１０は、ワークＷを把持しつつ回転させる。具体的には、主軸ユニット１０は、主軸１１と、主軸１１を回転可能に支持する主軸台１２と、主軸台１２をＺ軸方向に移動させる第１Ｚ軸スライド機構１５と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
主軸１１は、ワークＷをその外周面から把持するチャック１１ａを備える。主軸台１２には、ワーク回転用モータ１２ａが内蔵されている。このワーク回転用モータ１２ａは、制御部３００による制御のもと、主軸１１及び主軸１１に把持されるワークＷを一体で軸回転させる。
The
図１に示すように、第１Ｚ軸スライド機構１５は、ベッドＳ上に取り付けられた軸受部１５ａと、軸受部１５ａに軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ１５ｂと、ボールねじ１５ｂを回転させる第１Ｚ軸モータ１５ｃと、ボールねじ１５ｂに螺合する第１Ｚ軸スライド部１５ｄと、を備える。第１Ｚ軸スライド部１５ｄには、主軸台１２が連結されている。
第１Ｚ軸モータ１５ｃが駆動することで、ボールねじ１５ｂが回転し、これにより、第１Ｚ軸スライド部１５ｄは主軸ユニット１０とともにＺ軸方向に移動する。従って、主軸ユニット１０及び第１Ｚ軸スライド機構１５により、ワークＷを軸回転させながら、ワークＷをＺ軸方向に移動させることができる。
As shown in FIG. 1, the first Z-
When the first Z-
図１に示すように、工具移動機構４０は、ワークＷを加工するための工具群５５ａ１，５５ａ２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるための機構である。具体的には、工具移動機構４０は、ベッドＳに固定された固定台４１と、固定台４１に取り付けられたＸ軸移動部４２と、Ｘ軸移動部４２に取り付けられたＹ軸移動部４３と、を備える。固定台４１には、Ｚ軸方向に貫通する空洞部４１ｈが設けられている。空洞部４１ｈには、主軸１１に把持されたワークＷが挿通可能である。
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、Ｙ軸移動部４３は、Ｘ軸移動部４２のＸ軸スライド部４２ｄの内部に設けられた軸受部４３ａと、軸受部４３ａに軸支されてＹ軸方向に伸びるボールねじ４３ｂと、ボールねじ４３ｂを回転させるＹ軸モータ４３ｃと、ボールねじ４３ｂに螺合するとともに第１の工具ユニット５５が固定されるＹ軸スライド部４３ｄと、を備える。Ｙ軸モータ４３ｃが駆動することで、ボールねじ４３ｂが軸回転し、これにより、Ｙ軸スライド部４３ｄは第１の工具ユニット５５とともにＹ軸方向に移動する。
As shown in FIG. 1, the Y-
Ｘ軸移動部４２は、Ｙ軸移動部４３と同様に構成され、Ｙ軸移動部４３と異なってＸ軸方向に沿って延びる。Ｘ軸移動部４２は、Ｘ軸スライド部４２ｄをＹ軸移動部４３及び第１の工具ユニット５５とともにＸ軸方向に移動させる。
The
第１の工具ユニット５５は、工具保持部５５ｂと、工具保持部５５ｂに保持される工具群５５ａ１，５５ａ２と、を備える。工具群５５ａ１は、複数のバイトから構成され、工具群５５ａ２は、複数のドリルから構成されている。工具群５５ａ１は、Ｘ軸方向に沿い、かつ、その刃先が主軸１１に把持されるワークＷの外周面に向かうように工具保持部５５ｂによって保持される。工具群５５ａ２は、Ｚ軸方向に沿い、その先端が主軸１１に把持されるワークＷの端面に向かうように工具保持部５５ｂによって保持される。Ｘ軸移動部４２及びＹ軸移動部４３により、工具群５５ａ１，５５ａ２を回転するワークＷに接触させることでワークＷを加工することができる。
例えば、図２に示すように、工具群５５ａ１は、ワークＷの外周面を切削する切削バイト５５ａ３と、ワークＷを切断する突切りバイト５５ａ４と、を備える。
第２の工具ユニット２０は、工具保持部２１と、工具保持部２１に固定される工具群２２と、を備える。工具群２２は、バイト又はドリルから構成され、その刃先が背面主軸７１に把持されるワークＷの背面に向かうように工具保持部２１によって保持される。
The
For example, as shown in FIG. 2, the tool group 55a1 includes a cutting tool 55a3 for cutting the outer peripheral surface of the work W and a parting tool 55a4 for cutting the work W.
The
図１に示すように、背面主軸ユニット７０は、Ｚ軸方向に主軸ユニット１０と向かい合う位置に設けられている。背面主軸ユニット７０は、背面主軸７１と、背面主軸７１を回転可能に支持する背面主軸台７２と、第２Ｚ軸スライド機構７５と、Ｘ軸スライド機構７６と、を備える。
第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６は、それぞれ上述した第１Ｚ軸スライド機構１５と同様に構成される。Ｘ軸スライド機構７６は、第２Ｚ軸スライド機構７５及び背面主軸ユニット７０をＸ軸方向に移動させる。第２Ｚ軸スライド機構７５は、背面主軸ユニット７０をＺ軸方向に移動させる。従って、第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６により、背面主軸ユニット７０をＺ軸方向及びＸ軸方向に沿う水平方向に移動させることができる。
As shown in FIG. 1, the
The second Z-
背面主軸台７２には、ワーク回転用モータ７２ａが内蔵されている。ワーク回転用モータ７２ａは、制御部３００による制御のもと、後述するポリゴンカッタユニット７４を含む背面主軸７１及び背面主軸７１に把持されるワークＷを一体で軸回転させる。ワーク回転用モータ７２ａは、工具群５５ａ２のドリルを回転させる図示しないモータよりも高出力である。
The
図３及び図４に示すように、背面主軸７１は、ポリゴンカッタユニット７４と、ポリゴンカッタユニット７４が装着される本体部７１ｄと、を備える。本体部７１ｄは、主軸部７１ａと、コレットスリーブ７１ｂと、コレット７１ｃと、を備える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the back
主軸部７１ａは、円筒状をなし、ワーク回転用モータ７２ａの駆動力により軸回転する。主軸部７１ａの外周面には、ポリゴンカッタユニット７４が螺合するねじ部７１ａ１が形成されている。
The
コレット７１ｃは、主軸部７１ａ内に位置し、ワークＷの外周面を把持可能に、周方向に沿って複数に分割された円筒状をなす。コレット７１ｃは、主軸部７１ａよりも先端側に突出する。コレット７１ｃの外周面には、コレット７１ｃの先端に向かうにつれて径方向外側へ傾斜する傾斜面７１ｃ１が形成されている。
The
コレットスリーブ７１ｂは、主軸部７１ａとコレット７１ｃの間に位置し、円筒状をなす。コレットスリーブ７１ｂは、制御部３００による制御のもと、図示しないエアシリンダ等の駆動源により、自身の中心軸に沿うＺ軸方向に移動する。コレットスリーブ７１ｂは、コレット７１ｃの先端側に移動することにより、コレット７１ｃの傾斜面７１ｃ１を介して、コレット７１ｃを縮径させる。コレット７１ｃは縮径することによりコレット７１ｃ内のワークＷを把持する。
The
図３及び図４に示すように、ポリゴンカッタユニット７４は、背面主軸７１の本体部７１ｄに装着され、背面主軸７１と一体で回転することにより、ワークＷについてポリゴン加工を行うための部材である。詳しくは、ポリゴンカッタユニット７４は、複数のポリゴンカッタ７４ａと、カッタ保持部７４ｂと、を備える。
カッタ保持部７４ｂは、背面主軸７１の本体部７１ｄの先端側に装着されるチャックナットである。カッタ保持部７４ｂは、円環状に形成され、複数のポリゴンカッタ７４ａを保持した状態で主軸部７１ａに装着される。具体的には、カッタ保持部７４ｂは、側周部７４ｂ１と、先端部７４ｂ２と、を備える。側周部７４ｂ１は、主軸部７１ａの外周を囲み、Ｚ軸方向に延びる円筒状をなす。側周部７４ｂ１の内周面には、主軸部７１ａのねじ部７１ａ１に螺合するねじ部７４ｂ３が形成されている。ポリゴンカッタユニット７４のねじ部７４ｂ３が主軸部７１ａのねじ部７１ａ１に螺合することにより、ポリゴンカッタユニット７４は背面主軸７１の本体部７１ｄに固定される。
先端部７４ｂ２は、側周部７４ｂ１の先端から側周部７４ｂ１の径方向内側に向けて延びる円環状をなす。先端部７４ｂ２は、コレット７１ｃの先端側の外周面に隙間を持って対向する。先端部７４ｂ２の先端面には、複数のカッタ収容凹部７４ｂ４が形成されている。複数のカッタ収容凹部７４ｂ４は、ポリゴンカッタユニット７４の周方向に沿って等角度間隔で配置されている。本例では、６つのカッタ収容凹部７４ｂ４が６０°間隔で配置されている。カッタ収容凹部７４ｂ４は、ポリゴンカッタ７４ａの位置決め用の穴であり、Ｚ軸方向から見て、略菱形をなし、ポリゴンカッタユニット７４の外周面に到達している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
The tip portion 74b2 forms an annular shape extending radially inward from the side peripheral portion 74b1 from the tip of the side peripheral portion 74b1. The tip portion 74b2 faces the outer peripheral surface of the
ポリゴンカッタ７４ａは、菱形板状をなし、ワークＷを切削する鋭角をなす刃先７４ｐを有する。複数のポリゴンカッタ７４ａは、それぞれ複数のカッタ収容凹部７４ｂ４に嵌め込まれる。ポリゴンカッタ７４ａは、カッタ収容凹部７４ｂ４内においてカッタ保持部７４ｂの先端面に沿う。各ポリゴンカッタ７４ａの刃先７４ｐは、カッタ保持部７４ｂの外周面よりも外側に位置する。ポリゴンカッタ７４ａは、カッタ収容凹部７４ｂ４に嵌め込まれた状態で、ねじ７４ｄによりカッタ保持部７４ｂに固定される。ねじ７４ｄは、ポリゴンカッタ７４ａの中心に位置する図示しない孔を通過して、カッタ収容凹部７４ｂ４の底面に形成される図示しないねじ穴に螺合する。本例では、６つのポリゴンカッタ７４ａがポリゴンカッタユニット７４の周方向に沿って６０°間隔で配置されている。
The
例えば、複数のポリゴンカッタ７４ａのうち何れかが摩耗した場合に、その摩耗したポリゴンカッタ７４ａを新しいポリゴンカッタ７４ａに付け替えてもよいし、その摩耗したポリゴンカッタ７４ａをＺ軸方向に延びる回転中心軸として１８０°回転させて摩耗していない刃先７４ｐを外周側に向けてもよい。
For example, when any one of the plurality of
制御部３００は、工作機械１の各部の動作を制御するものであり、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる後述する加工処理等の手順を定義したプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。制御部３００は、数値制御（ＮＣ（Numerical Control））によって、主軸１１及び背面主軸７１を軸回転させ、主軸ユニット１０をＺ軸方向に移動させ、工具移動機構４０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、背面主軸ユニット７０をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。
The
次に、工作機械１の加工処理の手順について図７のフローチャート及び図２、図５及び図６の平面図を参照しつつ説明する。制御部３００は、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って当該フローチャートに係る加工処理を繰り返し実行する。
Next, the procedure of the machining process of the
まず、制御部３００は、図２に示すように、主軸ユニット１０を介して、ワークＷを把持しつつワークＷを軸回転させる（ステップＳ１０１）。
次に、制御部３００は、主軸ユニット１０にてワークＷを軸回転させた状態で、第１の工具ユニット５５の切削バイト５５ａ３にてワークＷの外周面を切削する（ステップＳ１０２）。
詳しくは、このステップＳ１０２においては、制御部３００は、ワークＷの回転中に、工具移動機構４０を介して第１の工具ユニット５５の切削バイト５５ａ３をワークＷの外周面に接触させつつ第１Ｚ軸スライド機構１５を介してワークＷをＺ軸方向に送る。これにより、ワークＷに円柱状部Ｗ１が形成される。
First, as shown in FIG. 2, the
Next, the
Specifically, in this step S102, the
このステップＳ１０２と同時進行で、制御部３００は、背面主軸ユニット７０を介して複数のポリゴンカッタ７４ａにてワークＷの外周面についてポリゴン加工を行う（ステップＳ１０３）。
詳しくは、このステップＳ１０３においては、制御部３００は、背面主軸７１とともにポリゴンカッタユニット７４をワークＷと同一方向に回転させつつ、第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６を介してポリゴンカッタユニット７４のポリゴンカッタ７４ａの刃先７４ｐをワークＷの外周面に接する位置まで背面主軸７１を移動させる。この際、制御部３００は、第２Ｚ軸スライド機構７５を介して、ポリゴンカッタ７４ａの刃先７４ｐをＺ軸方向に送る。これにより、ワークＷの円柱状部Ｗ１よりも主軸１１から遠い位置に角柱状部Ｗ２が形成される。例えば、ポリゴンカッタユニット７４の回転数と主軸１１の回転数の比率は、１：１に設定されている。
なお、本例では、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理は同時に実行される。しかしながら、これに限らず、ステップＳ１０２の終了後にステップＳ１０３が実行されてもよいし、反対に、ステップＳ１０３の終了後にステップＳ１０２が実行されてもよい。
Simultaneously with this step S102, the
Specifically, in this step S103, the
In this example, the processes of steps S102 and S103 are executed at the same time. However, the present invention is not limited to this, and step S103 may be executed after the end of step S102, and conversely, step S102 may be executed after the end of step S103.
ステップＳ１０２，Ｓ１０３の終了後、制御部３００は、主軸１１と同期回転するように背面主軸７１を回転させたうえで、図５に示すように、背面主軸ユニット７０を介してワークＷの角柱状部Ｗ２を把持する（ステップＳ１０４）。そして、制御部３００は、突切りバイト５５ａ４にてワークＷを切断する（ステップＳ１０５）。
詳しくは、このステップＳ１０５においては、制御部３００は、主軸ユニット１０及び背面主軸ユニット７０を介してワークＷを軸回転させた状態で、工具移動機構４０を介して突切りバイト５５ａ４をワークＷを横切るように移動させる。これにより、主軸１１及び背面主軸７１の間に位置するワークＷから円柱状部Ｗ１及び角柱状部Ｗ２からなるワークＷａ（図６参照）が切り取られる。切り取られたワークＷａは背面主軸７１により把持された状態となる。
After the completion of steps S102 and S103, the
Specifically, in this step S105, the
次に、制御部３００は、図６に示すように、第２の工具ユニット２０にて背面主軸７１に把持されたワークＷａの背面を加工する（ステップＳ１０６）。
詳しくは、このステップＳ１０６においては、制御部３００は、背面主軸７１を通じてワークＷａを回転させた状態で、第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６を介して、工具群２２の何れかのドリルがワークＷａの背面から進入するように背面主軸７１を移動させる。これにより、ワークＷａの背面には穴Ｗｈが形成され、ワークＷａの加工が完了となる。
Next, as shown in FIG. 6, the
Specifically, in this step S106, the
最後に、制御部３００は、加工完了したワークＷａを背面主軸７１から離し、具体的には、図３に示すコレットスリーブ７１ｂを背面主軸７１の基端側に移動させることによりコレット７１ｃを拡径させ、加工完了したワークＷａを図示しないシュートボックスに排出する（ステップＳ１０７）。
以上で、当該フローチャートに係る処理が終了となる。当該フローチャートが繰り返されることにより、連続的にワークＷａを生産することができる。
Finally, the
This completes the process related to the flowchart. By repeating the flowchart, the work Wa can be continuously produced.
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(effect)
According to the above-described embodiment, the following effects are obtained.
（１）ポリゴンカッタユニット７４は、ワークＷを把持しつつ回転させる背面主軸７１の外周に刃先７４ｐが位置し、背面主軸７１の周方向に沿って配置され、背面主軸７１と一体で回転する複数のポリゴンカッタ７４ａを備える。
この構成によれば、ポリゴンカッタ７４ａは背面主軸７１と一体で回転する。このため、背面主軸７１を回転させるワーク回転用モータ７２ａによりポリゴンカッタ７４ａを回転させることができる。よって、ポリゴンカッタ７４ａを高出力のワーク回転用モータ７２ａにて回転させることができる。これにより、ポリゴン加工の加工精度を高めることができる。また、ポリゴンカッタ７４ａを回転させるモータとして既存のワーク回転用モータ７２ａが利用されるため、新たなモータが不要であり工作機械１の大型化を抑制できる。
(1) A plurality of
According to this configuration, the
（２）ポリゴンカッタユニット７４は、複数のポリゴンカッタ７４ａを保持し、背面主軸７１における本体部７１ｄの外周に螺合されるカッタ保持部７４ｂを備える。
この構成によれば、ポリゴンカッタユニット７４を背面主軸７１における本体部７１ｄに簡単に着脱することができる。ポリゴンカッタユニット７４を既存の工作機械におけるポリゴンカッタを有しない通常のチャックナットと交換することにより、簡単に既存の工作機械にポリゴン加工機能を付加することができる。
(2) The
According to this configuration, the
（３）複数のポリゴンカッタ７４ａは、それぞれ刃先７４ｐがカッタ保持部７４ｂよりも外周側に位置するように、カッタ保持部７４ｂの先端面に着脱可能にねじ７４ｄによりねじ止めされている。
この構成によれば、複数のポリゴンカッタ７４ａのうち何れかが摩耗した場合に、その摩耗したポリゴンカッタ７４ａを新しいポリゴンカッタ７４ａに簡単に付け替えることができる。
(3) The plurality of
According to this configuration, when any one of the plurality of
（４）背面主軸７１は、ワークＷを外周から把持するコレット７１ｃを備え、カッタ保持部７４ｂは、コレット７１ｃを外周から囲むように形成される。
この構成によれば、ポリゴンカッタユニット７４が背面主軸７１の本体部７１ｄに装着された場合であっても、背面主軸７１におけるワークＷを把持しつつ回転させる機能が損なわれることがない。よって、加工の自由度を高めることができる。
(4) The back
According to this configuration, even when the
（５）カッタ保持部７４ｂの先端面には、ポリゴンカッタ７４ａが嵌まり、カッタ保持部７４ｂの外周面まで到達するカッタ収容凹部７４ｂ４が形成される。
この構成によれば、ポリゴンカッタ７４ａがカッタ収容凹部７４ｂ４に嵌め込まれることにより、ポリゴンカッタ７４ａがカッタ保持部７４ｂの先端面から大きく突出することが抑制される。よって、ポリゴンカッタ７４ａが背面主軸７１の移動を妨げることが抑制される。また、カッタ収容凹部７４ｂ４によりポリゴンカッタ７４ａの位置が決まるため、カッタ保持部７４ｂへのポリゴンカッタ７４ａの正しい装着が容易となる。
(5) A
According to this configuration, by fitting the
（６）工作機械１は、互いに向き合うように位置する第１の主軸に相当する主軸１１及び第２の主軸に相当するポリゴンカッタユニット７４を有する背面主軸７１と、背面主軸７１の位置を移動させる移動機構に相当する第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６と、主軸１１を介して主軸１１により把持されたワークＷを回転させ、背面主軸７１を介して背面主軸７１と一体でポリゴンカッタユニット７４をワークＷと同一方向に回転させた状態で、複数のポリゴンカッタ７４ａの刃先がワークＷの外周面に接するように第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６を通じて背面主軸７１の位置を移動させる制御部３００と、を備える。
この構成によれば、工作機械１において、大型化を抑制しつつ、高出力、かつ高剛性でポリゴン加工を行うことができる。
(6) The
According to this configuration, in the
（７）工作機械１は、主軸１１により回転させられるワークＷに接することでワークＷを加工する第１の工具ユニット５５を備える。制御部３００は、主軸１１により把持されたワークＷを回転させた状態で、第１の工具ユニット５５にてワークＷを加工しつつ、背面主軸７１を回転させることにより複数のポリゴンカッタユニット７４にてワークＷを切削する。
この構成によれば、工作機械１は、ワークＷに対する第１の工具ユニット５５による加工と複数のポリゴンカッタ７４ａによる加工を同時に行うことができる。よって、１つのワークＷａを製造するのに要するサイクルタイムの短縮を図ることができる。
(7) The
According to this configuration, the
（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
(Modification example)
In addition, the above-mentioned embodiment can be carried out in the following embodiment which changed this as appropriate.
上記実施形態においては、ポリゴンカッタユニット７４は、６つのポリゴンカッタ７４ａを備えていたが、ポリゴンカッタの数は６つに限らず、６つ以外であってもよい。例えば、３つのポリゴンカッタが１２０°間隔で配置されていてもよい。この場合、ポリゴンカッタユニット７４の回転数と主軸１１の回転数の比率は、２：１に設定されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、ポリゴンカッタユニット７４は、背面主軸７１の先端側に装着されるチャックナットであったが、チャックナットとは別に設けられていてもよい。この場合、ポリゴンカッタユニット７４は、例えば、背面主軸７１のチャックナットの外周に装着されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、ポリゴンカッタユニット７４は、背面主軸７１の本体部７１ｄに装着されていたが、背面主軸７１ではなく、主軸１１に装着されてもよい。この場合、背面主軸７１により把持されたワークＷが回転されつつ、主軸１１がポリゴンカッタユニット７４とともに回転されることによりポリゴン加工が行われる。
さらに、ポリゴンカッタユニット７４は、主軸１１及び背面主軸７１の両方に装着されてもよい。これにより、加工の自由度を高めることができる。
In the above embodiment, the
Further, the
上記実施形態においては、図３に示すように、ポリゴンカッタユニット７４のねじ部７４ｂ３が主軸部７１ａのねじ部７１ａ１に螺合することにより、ポリゴンカッタユニット７４が背面主軸７１の本体部７１ｄに装着されていた。しかし、ポリゴンカッタユニット７４が背面主軸７１の本体部７１ｄに装着される方法は、これに限らず、ボルトによりポリゴンカッタユニット７４が背面主軸７１の本体部７１ｄに固定されてもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the
上記実施形態においては、上記図７のステップＳ１０３において、複数のポリゴンカッタ７４ａにてポリゴン加工が行われる際、背面主軸７１はワークＷ，Ｗａを把持していなかったが、これに限らず、ワークＷ，Ｗａを把持していてもよい。
In the above embodiment, in step S103 of FIG. 7, when polygon processing is performed by a plurality of
上記実施形態においては、ポリゴンカッタユニット７４は、コレット７１ｃを外周から囲むように形成されていたが、ポリゴンカッタユニット７４は、コレット７１ｃの先端を塞ぐように位置していてもよい。この場合、背面主軸７１がワークＷを把持する機能が損なわれるものの、ポリゴンカッタユニット７４による高出力でのポリゴン加工を実現できる。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、ポリゴンカッタ７４ａは交換可能にねじ７４ｄによりカッタ保持部７４ｂに固定されていたが、これに限らず、ポリゴンカッタ７４ａは交換不能にカッタ保持部７４ｂに固定されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、ポリゴンカッタ７４ａは菱形板状をなしていたが、ポリゴンカッタ７４ａの形状はこれに限らず、菱形以外の三角形等の多角形板状をなしていてもよい。また、ポリゴンカッタ７４ａは板状に限らず、先端に刃先を有する角柱状に形成されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、カッタ収容凹部７４ｂ４は、カッタ保持部７４ｂの先端面に形成されていたが、カッタ保持部７４ｂの外周面に形成されていてもよい。この場合、ポリゴンカッタ７４ａは、カッタ保持部７４ｂの外周面のカッタ収容凹部７４ｂ４に挿入される。
また、カッタ収容凹部７４ｂ４は省略されてもよい。
In the above embodiment, the cutter accommodating recess 74b4 is formed on the tip surface of the
Further, the cutter accommodating recess 74b4 may be omitted.
上記実施形態においては、第１Ｚ軸スライド機構１５、工具移動機構４０、第２Ｚ軸スライド機構７５及びＸ軸スライド機構７６により、ワークＷと第１の工具ユニット５５又は第２の工具ユニット２０を相対的に移動させていたが、ワークＷと第１の工具ユニット５５又は第２の工具ユニット２０を相対的に移動させることができれば、上記実施形態の構成に限定されない。
In the above embodiment, the work W and the
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. It is possible to make changes (including deletion of components) to the embodiments and drawings as appropriate without changing the gist of the present invention.
１ 工作機械
１０ 主軸ユニット
１１ 主軸
１２ａ，７２ａ ワーク回転用モータ
２０ 第２の工具ユニット
４０ 工具移動機構
４１ 固定台
５５ 第１の工具ユニット
５５ａ３ 切削バイト
５５ａ４ 突切りバイト
５５ｂ 工具保持部
７０ 背面主軸ユニット
７１ 背面主軸
７１ａ 主軸部
７１ｂ コレットスリーブ
７１ａ１，７４ｂ３ ねじ部
７１ｃ コレット
７１ｄ 本体部
７４ ポリゴンカッタユニット
７４ａ ポリゴンカッタ
７４ｂ カッタ保持部
７４ｄ ねじ
７４ｂ４ カッタ収容凹部
７４ｐ 刃先
３００ 制御部
1
Claims (6)
前記複数のポリゴンカッタを保持するカッタ保持部と、を備え、
前記主軸本体部は、
円筒状をなし、ワーク回転用モータの駆動力により軸回転する主軸部と、
前記主軸部内に位置し、前記ワークを把持するコレットと、
前記主軸部と前記コレットの間に位置し、前記ワークの回転軸に沿う方向に移動するコレットスリーブと、を備え、
前記コレットは、
外周面に形成され、前記コレットの先端に向かうにつれて前記コレットの径方向外側へ傾斜し、前記コレットスリーブの先端側への移動に伴い前記ワークを把持するように前記コレットを縮径させるための傾斜面と、
前記主軸部及び前記コレットスリーブよりも先端側に突出して形成されるコレット先端部と、を備え、
前記カッタ保持部は、
前記カッタ保持部を前記主軸部に装着するために前記主軸部の外周面に螺合するねじ部と、
前記カッタ保持部が前記主軸部に装着された状態で、前記コレット先端部の周囲に位置し、前記コレット先端部の外周面に対して隙間を持って対向するカッタ保持先端部と、を備え、
前記カッタ保持先端部の先端面には、前記複数のポリゴンカッタが取り付けられている、
ことを特徴とするポリゴンカッタユニット。 A plurality of polygon cutters whose cutting edge is located on the outer periphery of the spindle main body that rotates while gripping the work, is arranged along the circumferential direction of the spindle main body , and rotates integrally with the spindle main body .
A cutter holding portion for holding the plurality of polygon cutters is provided.
The spindle body is
A spindle that has a cylindrical shape and rotates about the axis by the driving force of the work rotation motor,
A collet located in the spindle and gripping the work,
A collet sleeve located between the spindle portion and the collet and moving in a direction along the rotation axis of the work is provided.
The collet
It is formed on the outer peripheral surface and is inclined outward in the radial direction toward the tip of the collet, and is inclined to reduce the diameter of the collet so as to grip the work as the collet sleeve moves toward the tip. Face and
The spindle portion and the collet tip portion formed so as to project toward the tip side of the collet sleeve are provided.
The cutter holding portion is
A screw portion that is screwed onto the outer peripheral surface of the spindle portion in order to mount the cutter holding portion on the spindle portion, and a screw portion.
With the cutter holding portion mounted on the spindle portion, the cutter holding tip portion is provided around the collet tip portion and faces the outer peripheral surface of the collet tip portion with a gap.
The plurality of polygon cutters are attached to the tip surface of the cutter holding tip.
A polygon cutter unit featuring that.
ことを特徴とする請求項１に記載のポリゴンカッタユニット。 The polygon cutter unit according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のポリゴンカッタユニット。 The polygon cutter unit according to claim 1 or 2.
前記２つの刃先の一方は、前記カッタ保持部の外周面よりも外側に位置し、 One of the two cutting edges is located outside the outer peripheral surface of the cutter holding portion.
前記２つの刃先の他方は、前記先端面に位置する、 The other of the two cutting edges is located on the tip surface.
請求項１から３の何れか一項に記載のポリゴンカッタユニット。 The polygon cutter unit according to any one of claims 1 to 3.
請求項１から４の何れか一項に記載のポリゴンカッタユニット及び前記主軸本体部を含み、前記第１の主軸に向き合うように位置する第２の主軸と、
前記第２の主軸の位置を移動させる移動機構と、
前記第１の主軸を介して前記第１の主軸により把持された前記ワークを回転させつつ、前記第２の主軸を介して前記第２の主軸と一体で前記ポリゴンカッタユニットを前記ワークと同一方向に回転させた状態で、前記複数のポリゴンカッタの前記刃先が前記ワークの外周面に接するように前記移動機構を通じて前記第２の主軸の位置を移動させる制御部と、を備える、
ことを特徴とする工作機械。 The first spindle that rotates while gripping the work,
A second spindle including the polygon cutter unit according to any one of claims 1 to 4 and the spindle main body and located so as to face the first spindle.
A moving mechanism that moves the position of the second spindle, and
While rotating the work gripped by the first spindle via the first spindle, the polygon cutter unit is integrally aligned with the second spindle via the second spindle in the same direction as the work. A control unit for moving the position of the second spindle through the moving mechanism so that the cutting edge of the plurality of polygon cutters is in contact with the outer peripheral surface of the work in a state of being rotated to.
A machine tool characterized by that.
前記制御部は、前記第１の主軸により把持された前記ワークを回転させた状態で、前記工具ユニットにて前記ワークを加工しつつ、前記第２の主軸を回転させることにより前記複数のポリゴンカッタにて前記ワークを切削する、
ことを特徴とする請求項５に記載の工作機械。 A tool unit for machining the work by coming into contact with the work rotated by the first spindle is provided.
The control unit rotates the work gripped by the first spindle, processes the work with the tool unit, and rotates the second spindle to rotate the plurality of polygon cutters. To cut the work at
The machine tool according to claim 5 .
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