JPH01246008A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明はボーリング加工とフェーシング加工とが可能な
加工装置に関するものである。

〔従来技術］ 従来、ワークの軸孔等をボーリング加工するのに供する
ボーリング加工機は、送りテーブル上にツールヘッドを
設け、ツールヘッドのボーリング軸部にボーリング工具
を装着し、ツールヘッドを回転駆動しながら送りテーブ
ルを軸孔内に前進又は後退させることにより軸孔等の内
周面を加工するもので、この種ボーリング加工機はボー
リング専用の装置である。最近では、ボーリング軸部に
荒切削用ボーリング工具と仕上げ加工用ボーリング工具
とを装着し、ツールヘッドの軸心上にスライド軸を設け
、このスライド軸によりカム機構を介して仕上げ加工用
ボーリング工具をその径方向へ変位させるように構成し
、荒切削の後引続いて仕上げ加工を行なうことが出来る
ようにしたボーリング加工機も実用化されている（本願
出願人の実願昭６２−３６７８１号参照）。

一方、ワークの軸心に直交する端面をフェーシング加工
するのに供するフェーシング加工機は、送りテーブル上
にツールヘッドを設け、ツールヘッドに１対の回転部材
を設け、各回転部材の先端部にフェーシング工具を装着
し、ツールヘッドの軸心上に回転部材を回動させる為の
スライド軸を設け、ツールヘッドを回転駆動しつつスラ
イド軸を介して回転部材を低速回動させ、フェーシング
工具を円弧軌跡に沿って移動させることにより、ワーク
の端面を加工するもので、この種フェーシング加工機は
フェーシング専用の装置である。

尚、参考までに実開昭６０−１９０５０１号公報には、
ツールヘッドに一つのフェーシング工具を設け、ツール
ヘッドの軸心上に挿通したスライド軸のラックでピニオ
ンを介してフェーシング工具を径方向に移動自在にし、
スライド軸の基端部を２重構造の油圧シリンダに連結し
、上記油圧シリンダでスライド軸を軸方向に変位させる
ことにより、加工面の径とその幅とを２段階に設定し得
るようにした加工機が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のボーリング加工機とフェーシング加工機は、夫々
専用の装置であったことから、１台の機械でボーリング
加工とフェーシング加工とを行なうことは出来ず、同一
ワークにボーリング加工とフェーシング加工とを施す場
合にはボーリング加工工程とフェーシング加工工程の２
工程必要となるという問題がある。そこで、ボーリング
加工機のツールヘッドとフェーシング加工機のツールヘ
ッドとを一体化することも考えられるが、ボーリング工
具を径方向へ変位させる為のスライド軸と、フェーシン
グ加工機の回転部材を回動させる為のスライド軸との干
渉が生じることから、ボーリング工具を径方向に変位さ
せる機構を組込むことが殆んど困難になり、ボーリング
加工において荒切削と仕上げ加工とを略連続して自動的
に行なうことが不可能になる。

本発明の目的は、荒切削と仕上げ加工とを含むボーリン
グ加工とフェーシング加工とを１台の装置で略連続的に
施し得るような加工装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る加工装置は、所定方向へ進退駆動される送
りテーブルと、上記送りテーブル上に所定方向の軸心回
りに回転自在に支持されて回転駆動されるツールヘッド
と、上記ツールヘッドの先端側のボーリング軸部に径方
向へ移動可能に装着されたボーリング工具と、上記ツー
ルヘッドの軸心上に進退可能に装着されカム機構を介し
てボーリング工具の径方向位置を設定するロッド部材と
、上記ツールヘッドと一体的に回転駆動されロッド部材
をツールヘッドに対して進退駆動する進退駆動手段と、
上記ツールヘッドの軸心から径方向へ離れ且つ該軸心と
平行な軸心回りに回動可能にツールヘッドに装着され、
先端部にフェーシング工具を有するフェーシング用回動
部材と、上記ロッド部材の軸方向変位をフェーシング用
回動部材の回転変位に変換する変換機構とを備えたもの
である。

〔作用〕

本発明に係る加工装置においては、進退駆動手段でロッ
ド部材を軸方向に進退駆動することによりボーリング工
具の径方向位置を設定し得るので、ボーリング軸部に別
途設けたボーリング工具によりワークの軸孔等を荒切削
してからボーリング工具を少し拡径側へ設定して仕上げ
加工することが出来る。

ボーリング工具はツールヘッドの先端側のボーリング軸
部に設けられ、フェーシング工具はツールヘッドに装着
したフェーシング用回動部材の先端部に設けられており
、進退駆動手段でロッド部材を軸方向に移動させるとそ
の軸方向変位が変換機構により回動部材の回転変位に変
換されて回動部材が回動し、フェーシング工具が円弧軌
跡を描いて拡径方向へ移動するので、ツールヘッドを回
転駆動しつつロッド部材を軸方向へ移動させることによ
り、フェーシング加工を行なうことが出来る。

この加工装置によりボーリング加工とフェーシング加工
とを行なうときには、ツールヘッドを回転させつつ送り
テーブルを前進させてボーリング軸部をワークの軸孔へ
挿入してボーリング加工の荒切削を行ない、次に送りテ
ーブルの位置を固定しツールヘッドを回転させつつフェ
ーシング工具を拡径方向へ移動させてフェーシング加工
を行ない、次にボーリング工具を少しだけ拡径側へ移動
させて送りテーブルを後退させ、軸孔の仕上げ加工を行
なう。こうして、ボーリング荒切削とフェーシング加工
とボーリング仕上げ加工とを殆ど連続的に能率的に行な
うことが出来る。

〔発明の効果］ 本発明に係る加工装置によれば、以上説明したように、
ツールヘッドのボーリング軸部にボーリング工具を径方
向へ移動可能に設け、ツールヘッドに装着した回転部材
の先端部にフェーシング工具を設け、ツールヘッドの軸
心上に設けたロッド部材によりボーリング工具の径方向
位置を設定するようにし且つロッド部材で変換機構を介
して回動部材を回転させてフェーシング工具を移動させ
るように構成したことにより、１台の加工装置によって
ボーリングの荒切削及び仕上げ加工とフェーシング加工
を略連続的に行なうことが出来る。

〔実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

先ず、本実施例に係る加工装置Ｍの全体構成について説
明すると、第１図に示すように、送りユニットのテーブ
ル台１上には送りテーブル２が前後方向に移動可能に装
着され、送りテーブル２は送り台の後端に設けた電動モ
ータ３や油圧シリンダ１０により前後に進退駆動される
ようになっている。上記送りテーブル２にはボーリング
兼フェーシングヘッド４が設けられ、ボーリング兼フェ
ーシングヘッド４の前端部にはツールヘッド５がその軸
心を前後方向に向けて回転自在に装着され、送りテーブ
ル２の後端側にはブラケット６を介して主軸モータ７が
設けられ、主軸モータ７の出力軸７ａとボーリング兼フ
ェーシングヘッド４の入力軸４ａはベルト・プーリ伝動
機構８により連動連結され、上記入力軸４ａの回転はツ
ールへラド５に伝達され入力軸４ａとツールヘッド５は
等速回転する。上記ボーリング兼フェーシングヘッド４
とその入力軸４ａとツールヘッド５とを挿通してそれら
の共通の軸心上に配設されたスライド軸９（第２図参照
）は、その後端部において入力軸４ａのプーリ８ａの後
端面に固着された複動油圧シリンダ１０のピストンに連
結され、スライド軸９は油圧シリンダ１０で前後方向に
進退駆動される。上記油圧シリンダ１０のヘッド側油圧
とロッド側油室とに夫々圧油を給排する為、油圧シリン
ダ１０の後端側に回転油路継手１０ａが付設され、油圧
シリンダ１０は回転油路継手１０ａを介して油圧供給源
に接続されている。更に、テーブル台１の前部上にはチ
ャックヘッド１１が設けられ、チャックヘッド１１の後
端面には被加工物であるワークＷを固定するチャックｌ
ｌａが設けられ、このチャックｌｌａによりワークＷが
ツールヘッド５と同軸心となるように固定される。

次に、上記ツーヘッド５の構造について第２図〜第６図
により詳しく説明する。

第２図〜第４図に示すように、ツールヘッド５のハウジ
ング１２はボーリング兼フェーシングヘッド４の前記入
力軸４ａに連結されて一体的に回転駆動される回転軸部
材１３の前端部に固着され、ハウジング１２の前端部の
中心部には前方へ所定長さ突出するボーリング軸１４が
配設され、ボーリング軸１４の後端部の１対のフランジ
部１４ａがハウジング１２にポル）１４ｂにより固着さ
れている。

前記ボーリング兼フェーシングヘッド４を挿通して延び
たスライド軸９はハウジング１２の軸心部の収容孔１５
とハウジング１２の前端部及びボーリング軸１４のガイ
ド孔１６に挿通してボーリング軸１４の前端外へ突出し
、スライド軸９はガイド孔１６と収容孔１５に嵌合され
たブツシュ１７で軸方向へ摺動自在に案内されている。

上記ボーリング軸１４の外周部の１個所にはボ−リング
荒切削用チップ１８が設けられ、このチップ１８と反対
側のボーリング軸１４の外周部には角溝１９が軸方向に
形成され、この角溝１９にボーリング仕上切削用チップ
２０を取付けるホルダ２１が嵌入され、ホルダ２１の後
端近傍部がボルト２２でボーリング軸１４に固定され、
ホルダ２１の前部の外周部のうちチップ１８よりも少し
後方へ退いた位置にはチップ２０が固着されている。ボ
ーリング仕上切削の為にチップ２０をボーリング軸１４
の径方向へ移動可能とするためチップ２０とボルト２２
の間においてホルダ２１の内周側には弾性変形促進用の
切欠部２３が形成されている。

上記スライド軸９の軸方向変位をチップ２０の径方向変
位に変換するカム機構２４について説明すると、ホルダ
２２の前端近傍部に径方向にネジ孔２５が形成され、こ
のネジ孔２５に対面するボーリング軸１４の壁部にネジ
孔２５よりも十分大径の挿通孔２６が形成され、この挿
通孔２６に対応するようにスライド軸９の外周部にはカ
ム溝２７が軸方向に細長く凹設され、ネジ孔２５に螺着
された調整ネジ２８は挿通孔２６を挿通してカム溝２７
へ突入し、調整ネジ２８の先端はカム溝２７の底部に当
接している。第２図は、ワークＷの軸孔りの内周面をチ
ップ１８でボーリング荒切削してから後述のフェーシン
グ加工用チップ２９ａ・２９ｂでワークＷの後端面ｆに
対してフェーシング加工を開始するときの状態を示し、
この状態においてチップ２０は軸孔りの前端外の近傍位
置に位置し且つチップ２９ａ・２９ｂの先端がワークＷ
の後端面ｆよりもフェーシング加工の切削代だけ前方に
位置し且つスライド軸９がツールヘッド５に対して（つ
まりボーリング軸１４に対して）相対的に最も前進した
状態にある。上記カム溝２７は第８図（ａ）に示すよう
に軸方向所定長さに亙るストレート最深部２７ａとスト
レート最深部２７ａの前端から徐々に浅くなるテーパ部
２７ｂとを備え、第２図に実線図示の状態において調整
ネジ２８の先端はストレート最深部２７ａの後端に位置
し、この状態でホルダ２１の弾性変形量は零又は最小で
あり、スライド軸９が上記所定長さ分後退する間調整ネ
ジ２８の先端はストレート最深部２７ａに当接するので
ホルダ２１は上記の状態を保持し、更にスライド軸９が
後退していくのにつれて調整ネジ２８の先端がテーパ部
２７ｂで径方向外側へ押され、ホルダ２１の弾性変形量
が増大してスライド軸９の軸心Ｘからチップ２０の先端
までの半径が大きくなる。このように、スライド軸９の
軸方向変位をカム機構２４によりチップ２０の径方向変
位に変換しチップ２０の径方向位置を所定の範囲内で自
由に設定することが出来る。

次に、フェーシング加工時にフェーシング加工用チップ
２９ａ・２９ｂを軸心Ｘから遠のく方向へ移動させる為
の機構について説明する。

上記ハウジング１２内の軸心Ｘから所定半径熱れた位置
には１対のシリンダ状収容部３０ａ・３０ｂが軸心と平
行に前端側より凹設され、各収容部３０ａ・３０ｂには
フェーシング軸３１ａ・３１ｂが前後１対のボールベア
リング３２・３３を介して回転自在に装着され、各フェ
ーシング軸３１ａ・３１ｂの前端はハウジング１２の前
端近くに位置し、各フェーシング軸３１ａ・３１ｂの前
端面にはチップ２９ａ・２９ｂを固定する為のフェーシ
ング部材３４ａ・３４ｂが複数のボルト３５で固着され
、各フェーシング部材３４ａ・３４ｂの前端面ばボーリ
ング軸１４のチップ２０から後方へ所定路離退いた軸方
向位置に位置し、各フェーシング部材３４ａ・３４ｂの
工具取付部には第３図に示すようにフェーシング用ホル
ダ３６を介してチップ２９ａ・２９ｂが固定され、各フ
ェーシング軸３１ａ・３１ｂを回動させるとチップ２９
ａ・２９ｂはボーリング軸１４の外周近傍位置から第３
図に図示のように円弧軌跡を描いて軸心Ｘから遠ざかる
方向へ移動するようになっている。

各フェーシング軸３１ａ・３１ｂの前後のベアリング３
２・３３間にはスペーサ３７・３８が介装され、前側の
ベアリング３２のアウタレースを押え且つ収容部３０ａ
・３０ｂを塞ぐカバー板３９がハウジング１２の前端部
にボルト４０で固着されている。

上記スライド軸９の前後方向変位を両フェーシング軸３
１ａ・３１ｂの回転変位に変換するためのラック式変位
変換機構４１がスライド軸９と両フェーシング軸３１ａ
・３１ｂとに亙って次のように設けられている。

第２図・第４図に示すように、前記収容孔１５にはブツ
シュ１７が内嵌され、ブツシュ１７にはスライド軸９が
摺動自在に挿通しており、このブツシュ１７内のスライ
ド軸９の所定長さ部分には両フェーシング軸ａｔａ・３
１ｂの軸心を含む平面と直交する方向に偏平なラック形
成部９Ｒが設けられ、ラック形成部９Ｒの両外側部には
スライド軸９の軸心Ｘに対して約４５°傾斜し且つ相互
に軸心Ｘに対して回転対称（つまり、相互に略直交状）
の傾斜ラック４２ａ・４２ｂが形成されている。更に、
各フェーシング軸３１ａ・３１ｂの後端部には平歯車状
のピニオン４３ａ・４３ｂがナツト４４ａ・４４ｂで固
着され且つキー４５を介して一体回転するように設けら
れている。各ピニオン４３ａ・４３ｂとラック形成部９
Ｒの間においてハウジング１２には第２図で紙面直交方
向のラック部材収容部４６ａ・４６ｂが透設され、各ラ
ック部材収容部４６ａ・４６ｂにはラック部材４７ａ・
４７ｂが配設され、各ラック部材４７ａ・４７ｂの内側
面の受動傾斜ラック４８ａ・４８ｂがスライド軸９の対
応する傾斜ラック４２ａ・４２ｂに噛合されるとともに
外側面側のラック４９ａ・４９ｂが対応するピニオン４
３ａ・４３ｂに噛合されている。尚、各ラック部材収容
部４６ａ・４６ｂの一端はハウジング１２の外周部に開
端しラック部材４７ａ・４７ｂの組込み後蓋部材５０で
閉じられている。上記ラック部材４７ａのラック４９ａ
は第５図に示されまた受動傾斜ラック４８ａは第６図に
示され、スライド軸９を第２図のＲ方向へ移動させると
、ラック部材４７ａは第４図のＡ方向へ移動しまたラッ
ク部材４７ｂはＡ′方向へ移動し、ピニオン４３ａはａ
方向へ回動しまたピニオン４３ｂはａ′方向へ回動する
ようになっている。これに対して、スライド軸９を第２
図のＦ方向へ移動させると上記と反対に作動しピニオン
４３ａはｂ方向へ回動しまたピニオン４３ｂはｂ′方向
へ回動する。上記ラック式変位変換機構４１はスライド
軸９の軸心Ｘに対して回転対称の関係に設けられている
ので、１対のチップ２９ａ・２９ｂは軸心Ｘに対して回
転対称に移動する。

以下、上記加工装置Ｍの作用について説明する。

第１図のようにチャックヘッド１１にワークＷを装着し
、ワークＷの軸孔りのボーリング荒切削加工とボーリン
グ仕上切削加工とワークＷの後端面ｆのフェーシング加
工を略連続的に行なう場合、油圧シリンダ１０によりス
ライド軸９をツールヘッド５に対して相対的に最大限前
進させた状態で、送りテーブル２を前進させて第７図の
ボーリング軸１４のようにワークＷに近づけた状態でツ
ールヘッド５を主軸モータ７によって回転駆動しつつ次
のような一連の加工動作を行なう。

この加工開始に際してスライド軸９の調整ネジ２８の先
端は第８図（ａ）のようにカム溝２７のストレート最深
部２７ａの後端（Ｐ、点）に当接し、スライド軸９の軸
心Ｘからチップ２０の先端までの半径が最小で、この半
径よりも軸心Ｘからチップ１８の先端までの半径の方が
大きく設定されている。両ラック部材４７ａ・４７ｂは
略第４図に図示のように位置し、両フェーシング部材３
４ａ・３４ｂは第３図に実線図示のように位置し、両チ
ップ２９ａ・２９ｂの先端はワークＷの軸孔りの内周よ
りも僅かに内側に位置している。

上記の初期状態から加工の為の作動を開始する。

先ず、第１工程において第７図に示すボーリング軸１４
の位置まで送りテーブル２を早送りさせてチップ１８を
軸孔りの後端外の近傍位置へ前進させる。

次に、第２工程において送りテーブル２を所定速度で前
進させてチップ１８により軸孔りに対してボーリング荒
切削加工を施す。そして、チップ１８が軸孔りの前端外
へ移動し、チップ２０が軸孔りの前端外の近傍位置した
時点で送りテーブル２の送り動作を停止する。この状態
において、チップ２９ａ・２９ｂは第７図のチップ２９
ａ・２９ｂの位置となる。

次に、第３工程において油圧シリンダ１０によりスライ
ド軸９を低速にて後方へ移動させていくと、既述の如く
ラック式変位変換機構４１によりフェーシング軸３１ａ
がａ方向へまたフェーシング軸３１ｂがａ′方向へ低速
で回動し、両チップ２９ａ・２９ｂは軸心Ｘから遠ざか
る方向へ移動し、フェーシング加工が行なわれる。この
フェーシング加工完了時には調整ネジ２８の先端が第８
図（ロ）のようにカム溝２７のストレート最深部２７ａ
の前端（２１点）に当接する。

次に、第４工程において油圧シリンダ１０によりスライ
ド軸９を更に後方へ移動させることにより第８図（Ｃ）
のように調整ネジ２８の先端をカム溝２７のテーバ部２
７ｂの途中に当接させてスライド軸９の軸心Ｘからチッ
プ２０の先端までの半径を拡大し、チップ２０の半径方
向位置を仕上切削加工に適するように設定し、スライド
軸９の前後方向位置を固定した状態において送りテーブ
ル２を所定速度にて後退させていくと、送りテーブル２
の移動に応じて軸孔りのボーリング仕上切削が行なわれ
る。この仕上切削加工の完了後、第５工程において送り
テーブル２を後方の所定位置まで早戻しさせる。

次に、第６エ程において油圧シリンダ１０によりスライ
ド軸９を前進させていくと、第８図（ｂ）の状態になる
まではチップ２０が軸心Ｘ側へ移動し、その後はチップ
２９ａ・２９ｂが初期位置の方へ戻り、第８図（ａ）の
状態になるとチップ２９ａ・２９ｂは初期位置へ復帰す
るので第８図（ａ）の状態においてスライド軸９の移動
を停止する。

以上のように、本実施例の加工装置によれば、１台の装
置でワークＷをチャックヘッド１１に一度装着しただけ
で、ボーリング荒切削加工とフェーシング加工とボーリ
ング仕上切削加工とを６エ程で略連続的に行なうことが
出来る。

″　　尚、上記ラック式変位変換機構４１に代えて、第
９図に示すラック・ビニオン・リードネジ式変位変換機
構４１Ａのように、各フェーシング軸５１の後端側に大
リード角のリードネジ部５１Ｌを形成し、そのリードネ
ジ部５１Ｌに雌ネジナツト５２を螺合させ、雌ネジナツ
ト５２を軸方向に所定ストローク移動可能とし、雌ネジ
ナツト５２の内側部とこれに対向するスライド軸９Ａの
側部に夫々ラック５２ａ・５３を形成し、これらラック
５２ａ・５３に噛合するビニオン５４を設け、これによ
りスライド軸９Ａの軸方向変位をとニオン５４を介して
雌ネジナツト５２の軸方向変位に変換し、雌ネジナツト
５２の軸方向変位をリードネジ部５１Ｌを介してフェー
シング軸５１の回転変位に変換するように構成してもよ
い。

４、図面の簡単説明 図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は加工装置
の側面図、第２図はツールヘッドの縦断面図、第３図は
ツールヘッドの正面図、第４図は第２図ＩＶ−ＩＶ線断
面図、第５図はラック部材の第４図■矢視図、第６図は
ラック部材の第４図■矢視図、第７図はボーリング加工
とフェーシング加工の動作説明図、第８図（ａ）　（ｂ
）　（ｃ）は夫々カム機構の各状態を示す拡大縦断面図
、第９図は変形例に係る変位変換機構の縦断面図である
。

１・・テーブル台、　２・・送りテーブル、　３・・モ
ータ、　５・・ツールヘッド、　７・・主軸モータ、　
９・・スライド軸、　　１０・・油圧シリンダ、　　１
４・・ボーリング軸、　　１８・・荒切削用チップ、　
２０・・仕上切削用チップ、２４・・カム機構、　２９
ａ・２９ｂ・・フェーシング加工用チップ、　３１ａ・
３１ｂ・・フェーシング軸、　４１・４１Ａ・・変位変
換機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定方向へ進退駆動される送りテーブルと、上記
   送りテーブル上に所定方向の軸心回りに回転自在に支持
   されて回転駆動されるツールヘッドと、 上記ツールヘッドの先端側のボーリング軸部に径方向へ
   移動可能に装着されたボーリング工具と、上記ツールヘ
   ッドの軸心上に進退可能に装着されカム機構を介してボ
   ーリング工具の径方向位置を設定するロッド部材と、 上記ツールヘッドと一体的に回転駆動されロッド部材を
   ツールヘッドに対して進退駆動する進退駆動手段と、 上記ツールヘッドの軸心から径方向へ離れ且つ該軸心と
   平行な軸心回りに回動可能にツールヘッドに装着され、
   先端部にフェーシング工具を有するフェーシング用回動
   部材と、 上記ロッド部材の軸方向変位をフェーシング用回動部材
   の回転変位に変換する変換機構とを備えたことを特徴と
   する加工装置。