JPH018246Y2

JPH018246Y2 -

Info

Publication number: JPH018246Y2
Application number: JP4586083U
Authority: JP
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1989-03-06
Also published as: JPS59151603U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、主軸が内外二重構造で、かつ内外主
軸間に偏心を与え、この内外主軸の回転方向の相
対位置を変えることにより外側主軸の軸心に対す
る工具径を変化するようにした工具径可変形主軸
装置における工具に関するものである。

工具径可変形主軸装置の特徴の１つとして工具
径可変機能による工具の共用化、すなわちボーリ
ングバー等の工具数の削減効果がある。

ところが従来の工具径可変形主軸装置にあつて
は１個の工具でもつて直径寸法の異なる穴の加工
ができるが、この場合各寸法の穴とも同一工具に
固着した１個のツールチツプで各穴の全加工代を
切削するようになつていた。

このためツールチツプの使用頻度が多く、工具
を交換する回数が多いという欠点があつた。

本考案は上記のことにかんがみなされたもの
で、複数個のツールチツプを円周方向に角度差を
つけると共に、軸方向に位置をずらせて固着する
ことにより、ワークの穴加工の加工代を上記複数
のツールチツプで分担でき、ツールチツプの寿命
を長く、従つて工具の交換頻度を少なくすること
ができると共に、荒加工、中仕上、仕上加工が同
時にできて加工サイクルの短縮を図ることができ
るようにした工具径可変形主軸装置における工具
を提供しようとするものである。

以下本考案の実施態様を説明する。

図中１は立形のコラム、２はこのコラム１に上
下方向に摺動自在に装着された主軸ユニツト、３
はこの主軸ユニツト２に装着された工具径可変形
主軸装置である。また４はコラム１の側方に設け
られた工具ストツク用のマガジン装置で、このマ
ガジン装置４にある工具A₁と、上記工具径可変
形主軸装置３に装着された工具A₂とは工具交換
装置５にて選択的に交換されるようになつてい
る。

上記工具径可変形主軸装置３は第２図に示すよ
うになつていて、主軸６は内側主軸７と外側主軸
８の二重構造となつており、内側主軸７は外側主
軸８に対して回転可能に、かつ外側主軸８の軸心
に対してｅだけ偏心している。また内側主軸７の
先端部には、この内側主軸７の軸心に対して上記
偏心量ｅだけ偏心した位置にテーパ状の工具取付
穴９が設けてある、外側主軸８は主軸箱１０に支
承されている。

また上記主軸箱１０には主軸１を中心に複数
本、例えば３本のボールねじ軸１２が主軸６と平
行に支承されている。これらのボールねじ軸１２
の一端側には歯車１３が設けられていて、これら
歯車１３は主軸箱１０に支承された同期歯車１４
に同時に噛合されており、この同期歯車１４によ
り各ボートねじ軸１２が同期されるようになつて
いる。上記ボールねじ軸１２のうちの１本のボー
ルねじ軸の一端が歯車機構１５を介してサーボモ
ータ１６に連結してある。

上記各ボールねじ軸１２は、略３角形状をなす
シフタ本体１７の各隅部に回転自在にかつ軸方向
に係合したナツト１８に螺合してある。上記シフ
タ本体１７の中心部にはホルダ１９が回転自在
に、かつ軸方向に係合して嵌合してある。このホ
ルダ１９の内周部にはめねじ部２０が台形状に突
設されている。そしてこのめねじ部２０は外側主
軸８の外周部に軸線に沿つて形成されたガイド溝
８ａに移動自在にかつ回転方向に係合して嵌合
し、このめねじ部２０は上記内側主軸７の外周面
に形成されたおねじ部２１に螺合しており、ホル
ダ１９が軸方向に移動することにより内側主軸７
が回転するようになつている。

一方上記内側主軸７の基端部は歯車機構２２を
介して回転駆動モータ２３に連結してある。

このような工具径可変形主軸装置にあつては、
サーボモータ１６を駆動することにより内側主軸
７が外側主軸８に対して相対的に回転される。ま
た回転駆動モータ２３を駆動することにより内・
外側主軸７，８が一体状になつて外側主軸８の軸
心を中心として回転される。

上記構成の工具径可変形主軸装置に用いる工具
Ａは第３図、第４図に示すようになつており、基
部には内側主軸７の工具取付穴９に嵌合するテー
パ部２４が、また先端に複数個、例えば３個の第
１、第２、第３ツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２
５ｃが同一半径ｒの位置で、かつ円弧方向と軸方
向にずれた位置に固着してある。なおテーパ部２
４の端部に係止部２６が設けてあり、この係止部
２６が主軸装置の内側主軸７内に設けたソケツト
２７に係脱自在に係合するようになつている。上
記係止部２６とソケツト２７との係脱はソケツト
２７を軸方向に移動することによつてなされる。

しかして工具径可変形主軸装置の内側主軸７と
外側主軸８の相互の位置関係を第５図に示す状
態、すなわち、外側主軸８に対して内側主軸７を
回転して、この内側主軸７に設けた工具取付穴９
の軸心O′を外側主軸８の回転中心Ｏに一致させ
た状態にする。この状態で上記工具Ａを、この工
具Ａの各ツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの
うち、第１のツールチツプ２５ａが、外側主軸８
の中心Ｏと内側主軸７の中心Ｅとを結ぶ直線Ｌに
一致し、かつ内側主軸７の中心Ｅから遠くなる状
態にして装着する。この状態での外側主軸８の中
心Ｏに対する各ツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２
５ｃの切削半径ｒは同一である。

上記第５図に示す状態から第６図に示す状態と
なるように内側主軸７を反時計方向にθ₁だけ回転
すると、各ツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
はそれぞれ内側主軸７の中心Ｅを中心にして軌跡
Ba，Bb，Bcを描いて外側主軸８の中心Ｏより遠
ざかり、各ツールチツプによる切削半径Ra，
Rb，Rcは徐々に大きくなる。このときRa＜Rb
＜Rcとなる。

上記切削半径R₁，R₂，R₃を１個のツールチツ
プについて第７図を参照して計算すると次のよう
になる。なおＯは外側主軸中心、Ｅは内側主軸中
心、O′は工具中心、ｅは偏心量（）、ｅは工具
半径、Ｒは加工半径、Ｐはツールチツプの先端
（切削点）、αは工具スクイ角（∠O′AO）、βは
工具取付角度である。

上記各ツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに
よる切削半径R₁，R₂，R₃は上記したように内側
主軸７の回転により徐々に拡大されるが、その変
化量は第８図に示すようになり、内側主軸７の回
転角がθ₁までは第３のツールチツプ２５ｃによる
切削半径R₃が最大となり、θ₁〜θ₂の範囲では第２
のツールチツプ２５ｂによる切削半径R₂が最大
となり、θ₂〜180゜の範囲では第１のツールチツプ
２５ａによる切削半径R₁が最大となる。

上記構成において、第６図に示す状態で主軸装
置と回転してワークの中ぐり加工を行なうと、ワ
ークは第９図に示すように段状に加圧され、加工
代Ｈは３個のツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５
ｃにて分担切削される。

なお上記実施例ではツールチツプを３個用いた
例を示したが、これは２個以上であればよく、そ
の数は限定されない。

本考案は以上のようになるから、１個の工具で
もつてワークの穴加工の加工代を複数個のツール
チツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃでもつて分担で
き、ツールチツプの寿命を長く、従つて工具の交
換頻度を少なくすることができる。また上記各ツ
ールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを荒加工用、
中仕上用、仕上用にその特性を変えることによ
り、１回の加工でもつて荒加工と中仕上加工及び
仕上加工を行なうことができて加工サイクルの短
縮を図ることができる。さらに、本考案によれ
ば、各ツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃによ
る加工径を無段階に変化することができ、各ツー
ルチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃによる加工径を
それぞれの所定の範囲内で任意に選択することが
できる。

なお必要に応じて第８図の特性曲線を変化せし
めるべく工具２５ａ，２５ｂ，２５ｃの工具長を
相互に相異せしめても良い。こうすることによ
り、種々のワークに対してフレキシビイリテイが
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具径可変形主軸装置の全体を示す正
面図、第２図は要部を示す断面図、第３図は本考
案に係る工具の実施例を示す側面図、第４図は正
面図、第５図、第６図は作用説明図、第７図は加
工半径を算出する際の模型図、第８図は内側主軸
の回転に対する各ツールチツプの加工径の変化量
を示す線図、第９図はワークの加工状態を示す断
面図である。７は内側主軸、８は外側主軸、９は工具取付
穴、２５ａ，２５ｂ，２５ｃはツールチツプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

回転自在に支承された外側主軸８と、この外側
主軸８の中心Ｏに対して偏心量ｅだけ偏心した位
置に回転自在に支承された内側主軸７と、この内
側主軸７の端部で、かつ内側主軸７の中心Ｅに対
して所定の偏心量だけ偏心した位置に設けた工具
取付穴９に係脱自在に装着され、さらに円周方向
に複数のツールチツプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを
固着した工具Ａとからなる工具径可変形主軸装置
において、上記工具Ａに複数個のツールチツプ２
５ａ，２５ｂ，２５ｃを円周方向に角度差をつけ
ると共に、軸方向に位置をずらせて固着したこと
を特徴とする工具径可変形主軸装置における工
具。