JPH02232104A - 主軸台移動型旋盤 - Google Patents
主軸台移動型旋盤Info
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Abstract
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Description
向に移動し.材料を切削送りする形式の旋盤即ち主軸台
移動型旋盤に関する. 〔従来の技術〕 主軸台移動型旋盤において.主軸台前方の切削位置の近
傍に主軸台とは独立した支持台をベッドに固定して設け
,その支持台に.主軸軸線を中心とするようにガイドブ
ッシュを取付け.主軸で保持した棒状の被加工材料(以
下棒材という)をそのガイドブッシュで支持することに
より,加工時における棒材のたわみ変形を防止し,精密
な加工を可能としたものが知られている(例えば,特開
昭56−119304号,実公昭62−2 8 3 2
1号,特開昭61−125705号公報参照).ここ
で,ガイドブッシュには.(8)棒材の回転に関係なく
静止している固定式のもの.山)棒材の回転につれて回
転する自由回転式のもの.及び(Cl主軸によって強制
回転させられる強制回転式のもの等がある.〔発明が解
決しようとする課題〕 しかしながら,従来のガイドブッシェはいずれも,支持
した棒材が軸方向には移動できる構成とする必要がある
ため,棒材との間に隙間を設けなければならずこのため
1切込み深さを大きくした強力切削には不向きであると
いう問題があった.特に.上記(al, (b)の固定
式及び自由回転式のものでは隙間が小さくなると切削抵
抗が大きくなり,焼付の発生もある。
できず,(b)の自由回転式ではガイドブッシュと主軸
との位相合わせが手動でしかできないため自動での六角
材などの異形材の使用ができないという問題があった.
更に. (bl, (Clの自由回転式.強制回転式で
は.それぞれガイドブッシュを軸受で回転可能に支持し
ておりガイドブッシュの支持力は.軸受の取付長さ(2
個の軸受を使用した場合には軸受間距離)の大小に影響
されるが,従来の装置では主軸台の前に主軸台とは別個
にガイドブッシェの支持台を配置している関係上,ガイ
ドブッシュを支持した軸受の取付長さをあまり大きくす
ることができず.ガイドブッシュで大きい切削抵抗を受
けることができない.なお,軸受の取付長さを大きくす
ると,捧材の残材長さが長くなる,機械の長さが長くな
る等の欠点が生じる. 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので,必要に
応じ強力切削を行うことができ,また,異形材に対して
も支障なく使用可能であり,しかも,大きい切削抵抗に
も耐えることのできる主軸台移動型旋盤を提供すること
を目的とする. 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成すべくなされた本発明は,ベッドと.中
空の主軸と,この中空の主軸を回転可能に保持し且つそ
の主軸軸線に平行に移動可能に前記ベッドに保持された
主軸台と,前記主軸を回転駆動する主軸回転装置と,前
記主軸先端に保持され.加工すべき材料を摺動可能に案
内するガイド状態及びその材料を把持するチャック状態
に開閉可能なガイドブッシュと.該ガイドブッシュを開
閉するガイドブッシュ開閉機構と,前記主軸内に同心状
に設けられ.主軸に対して回転不能ではあるが軸線方向
には移動可能な中空の材料送り軸と.その材料送り軸先
端に設けられた材料把持用のチャックと,該チャックを
開閉するチャック開閉機構と.前記主軸台を移動させる
主軸台移動装置と.前記材料送り軸を移動させる材料送
り軸移動装置とを有する主軸台移動型旋盤を要旨とする
. 〔実施例〕 以下,図面に示す本発明の実施例を詳細に説明する.第
1図は本発明の一実施例による主軸台移動型旋盤を示す
概略断面図,第2回はその要部拡大断面図.第3図は上
記旋盤の主軸台の前面図である.第1図〜第3図におい
て.1はベッド,2は主軸台,3は主軸台2に回転可能
に保持された中空の主軸である.主軸台2は主軸3の軸
線(以下Z軸という》と平行方向に移動可能に前記ベッ
ド1に保持されている.主軸台2内には,主軸外面に取
付けられた回転子4Aと主軸台内面に取付けられた固定
子4Bとを備えたビルトインモータが設けられている.
このビルトインモータは,主軸を回転駆動する主軸回転
装置を構成する.なお,ビルトインモータに代えて,主
軸台外部にモータを設け,そのモータの回転をプーリ,
ギア等を介して主軸に伝達する構成としてもよい. 主軸3の先端には,ガイドブッシュ機構6が取付けられ
ている.このガイドブンシュ機構6は.加工すべき棒材
7を案内し.また,把持するための内面8Aを備えたガ
イドブッシュ8と,そのガイドブフシュ8を軸方向に移
動可能に保持しかつ主軸3に対して移動可能なコレット
スリーブ9と,ガイドブッシュ8が主軸先端から抜ける
のを防止するコレフトナット10と.ガイドブッシュ8
とコレソトスリーフ゜9とにそれぞれ矢印A,B方向の
力を付与するコイルスプリング11等を備えている。ガ
イドブッシュ8は先端に軸方向のスリット(図示せず)
を有し且つ広がる方向の弾性力を有している.ガイドブ
ッシュ8の外面及びコレントスリーブ9の内面には,互
いに接触するテーパ面が形成されており,このテーバ面
の作用により.コレソトスリーブ9をガイドブッシュ8
に対して矢印A方向で示す方向に移動させるとガイドプ
ンシェ8の内面8Aが縮径し.反対に移動させるとガイ
ドブッシュ8自身の弾性力により内面8Aが広がる.こ
こで,前記のテーパ面の寸法及びコレットスリーブ9の
移動ストロークは,ガイドブッシュ8を.その内面8A
が棒材7に強く接触して捧材を把持するチャック状態と
,その内面8Aと棒材7との間に微少な隙間が生じ,棒
材を摺動可能に案内するガイド状態と,更にそれよりも
大きく開いた状態とに開閉可能に設定されている.主軸
3は主軸台2の後方にまで延びており.主軸後端部には
ガイドブッシュ開閉機構13が設けられている。このガ
イドプフシュ開閉機横13は,第4図にその一部を拡大
して示すように,主軸3外周に取付けられた支持スリー
ブ14と,支持スリーブ14に支点14Aを中心として
揺動可能に保持されたトグル部材15と1支持スリーブ
14に対して軸方向に移動可能でかつ内周面にトグル部
材15の先端15Aの位置を規制するカム面16A,1
6B,16Cを備えたカムスリーブ16を有している。
3は,カムスリーブ16に対して回転可能であるが軸方
向には一体に移動する外筒17と.支軸18を中心に揺
動し,外筒17を往復動させる作動アーム19と,作動
アーム19を揺動させる二段シリンダ20も備えている
.支軸18及び二段シリンダ20は図示しない支持部材
によって主軸台2に取付けられている.なお,支軸18
及び二段シリンダ20を図面では主軸3の上下に配置し
ているが.これは図面を分かり易くするためで,実際に
は,主軸の左右に配置されている.主軸3内にはトグル
部材15の変位をコレットスリーブ9に伝達する中空の
作動筒21が移動可能に設けられている.この構成によ
り二段シリンダ20が作動アーム19,外筒17を介し
てカムスリーブ16を移動させ,そのカム面のトグル部
材l5に対する接触位置を変化させ,ガイドブッシェ8
を開閉することができる.すなわち,カムスリーブl6
の最も小径のカム面16Aがトグル部材15に接触して
いる時にはトグル部材16が作動筒2lを介してコレッ
トスリーブ9を矢印八方向に最も押した状態となってお
り,ガイドブンシュ8は縮径して棒材7を把持するチャ
ック状態となり,カムスリーブ16のカム面16Bがト
グル部材15に接触している時には作動筒21及びコレ
ットスリーブ9が矢印Aとは反対方向に少し戻り.ガイ
ドブッシュ8は少し開いて棒材7との間に微少な隙間が
生じたガイド状態となり.更にカムスリーブ16のカム
面16Cがトグル部材15に接触している時には作動筒
21及びコレットスリーブ9が矢印Aとは反対方向に更
に戻り,ガイドブッシュ8は大きく開いた状態となる.
なお.本実施例ではカムスリーブ16に段状のカム面1
6Bを形成しているが5 これに限らず,第5図に示す
ように平坦なカム面16Aに続いてゆるやかな傾斜を持
ったカム面16Dを設けたカムスリーブ16を用いても
よい.この場合にも,カムスリーブ16の移動によって
トグル部材15に対するカム面の接触位置が変化し,ト
グル部材15が例えば二点鎖線15aで示す位置或いは
15bで示す位置になることによって,ガイドブフシュ
8をガイド状態或いは大きく開いた状態とすることがで
きる.更に.カムスリーブl6を移動させるための機構
として.二段シリンダに代えて3段以上の多段シリンダ
を用いると,カムスリーブ16の停止位置を4箇所以上
とすることができ,ガイドブフシュ8の開度を更に多段
に変更できる.また.シリンダに代えて,カムスリーブ
l6を無段階に移動させることができる機構.例えばサ
ーボモータを使用すると.トグル部材15の揺動位置を
無段階で変えることができ,従ってガイドブッシュ8の
開度を無段階で変えることができる。このため,ガイド
ブフシュ8で棒材をガイドする場合におけるガイドブッ
シュ8の内径を,棒材7の外径.切削条件等に応じた最
適値に調整することができる. 第1図,第2図において,主軸3内には主軸3に同心状
に且つ主軸3及び作動筒21に対して軸方向に移動可能
に中空の材料送り軸23が挿入されている.材料送り軸
23は外周面にキー溝23Aを備えており主軸3の後端
内面に取付けられたキー24と係合している。このキー
24及びキー溝23Aの保合によって材料送り軸23は
主軸3と一体に回転する。材料送り軸23の先端には.
棒材把持用のチャック機構26が取付けられている.こ
のチャック機構26もガイドブフシュ機構6と同様の機
構を有しており.棒材7を把持するためのチャンク27
と.そのチャック27を軸方向に移動可能に保持し材料
送り軸23に対して軸方向に移動可能なコレットスリー
ブ28と,チャック27の抜け落ちを防止するコレット
ナット29と.チャソク27に矢印A方向の,コレソト
スリーブ28に矢印B方向の力を付与するコイルスプリ
ング30等を備えている。また材料送り軸23の後端に
は,チャックを開閉するためのチャック開閉機構32が
設けられている。このチャック開閉機構32もガイドブ
ッシュ開閉機構13と同様の構造をしており.支持スリ
ーブ33と.トグル部材34と.カムスリーブ35と.
外筒36と,支軸37を中心に揺動して外筒36を往復
動させる作動アーム38と,作動アーム38を揺動させ
るシリンダ(図示せず)等を備えており,かつ材料送り
軸23内にはトグル部材34の動きをコレットスリーブ
28に伝達する作動筒39が設けられている。なお.チ
ャック27は,単に棒材7をチャソクする状態及び開放
状態に開閉すればよいので,外筒36を往復動させるシ
リンダは単段のものでよく,また,カムスリーブ35の
カム面も単にトグル部材34を拘束する面と開放する斜
面とを有するものであればよい. 材料送り軸23は後端近傍に大径部23Bを有しており
.その大径部23Bが材料送り台41に回転可能に保持
されている.材料送り台41はベフド1に主軸軸線方向
に移動可能に保持されている.前記したチャック開閉機
構32の支軸37及びシリンダ(図示せず)は図示しな
い支持部材を介してこの材料送り台41に保持されてい
る。
舌部2A,41Aを備えており,その舌部2A41Aに
は共通のスプライン軸43が主軸軸線に平行に且つ軸方
向に移動可能に挿入されている.また,各舌部2A.4
1Aには.それぞれシリンダ式の結合機構44.45が
設けられており.結合機構への油圧或いは空圧供給を制
御することにより必要に応じスプライン軸43を舌部2
A,41Aに結合することが可能となっている.スプラ
イン軸43の一端にはボールねじ部43Aが形成されて
いる。このボールねじ部43Aは.ベソド1に取付けら
れたナント内蔵式のサーポモータ47のナット48に係
合しており.従ってサーポモータ47によってナント4
8が回転すると,スプライン軸43が矢印C,D方向に
移動し.結合機構44.45を介して固定された主軸台
2,材料送り台41を移動させることができる.これら
のスプライン軸43,サーボモータ47等は.主軸台を
移動させる主軸台移動装置及び材料送り軸を移動させる
材料送り軸移動装置を構成する.なお.共通のスプライ
ン軸43及びサーポモータ47で主軸台2及び材料送り
台41を移動させる代わりに1主軸台2及び材料送り台
41にそれぞれ専用のサーボモータ及びねじ軸を設け.
それぞれ別個に移動させる構成としてもよい.第1図に
おいて,50は主軸台2が動かないようにベッド1に固
定するシリンダ式の固定機構.51は材料送り台41が
動かないようにベッドlに固定するシリンダ式の固定機
構であり.油圧或いは空圧の供給を制御することにより
.必要に応じ主軸台2.材料送り台41をベソド1に固
定することができる構成となっている.また.53は棒
材7を加工するための刃物である. 次に.上記構成の主軸台移動型旋盤による切削動作を説
明する.この旋盤は,(l)ガイドブッシュ8を通常の
ガイドプソシュとして使用したガイドブッシュ使用切削
加工.《2》ガイドブッシュをチャックとして使用し長
尺の棒材を切削加工する棒材チャック加工,(3)ガイ
ドブッシュをチャックとして使用し短いワークに対して
切削加工するチャンキングワーク加工を行うことが可能
であり,以下その各々を説明する.(1) ガイドブ
ッシュ使用切削加工主軸台2を第1図.第2図に示すよ
うに,ガイドブフシュ8と刃物53との間隔が小さい距
fdJaになる位置に移動させ,固定機構50によりベ
ソド1に固定する.ガイドブンシュ開閉機構13は二段
シリンダ20を中間位置とすることにより.カムスリー
ブ16の中間のカム面16B(第4図参照)がトグル部
材15に接触する位置となり,従って,ガイドブッシュ
8は内面8Aと棒材7との間に小さな隙間を形成したガ
イド状態に保たれる。一方チャック開閉機構32はチャ
ック閉位置とし,チャック27が棒材7をチャックして
いる.主軸台2の結合機構44は解除し,材料送り台4
1の結合機構45は動作させてスプライン軸43を材料
送り台41に結合する. この状態で切削加工が行われる.すなわち,主軸3がビ
ルトインモータによって回転駆動されると,その回転が
材料送り軸23に伝達され,その先端のチャック27で
チャックされた棒材7も回転する.また,主軸3の回転
はガイドブフシュ8にも伝達されているので,ガイドブ
ッシュ8も棒材7と一体に回転する。このため,棒材7
がガイドブッシュ8に対して焼きつくことがない.一方
,サーボモータ47によってポールねじ部43Aが矢印
C方向に移動し,その移動がスプライン軸43と結合機
構45を介して材料送り台41に伝達され.材料送り軸
23が前進する.これにより2棒材7のZ軸送りが行わ
れ,棒材7は定位置にあるガイドブッシュ8でガイドさ
れた状態で前進する。以上によって,棒材7はガイドブ
フシュ8から一定距離aを保った刃物53によって切削
される.この切削は,従来の強制回転式のガイドブッシ
ュを使用した主軸台移動型旋盤における切削と同様であ
る. この切削時には.次のような利点が得られる.fat
切削長さbが長くなった場合にも.切削位置と棒材の
ガイド位置との距離が常に一定に保たれるので,棒材の
変形が少なく,高精度の加工が行われる.山} ガイド
ブッシュ8が棒材7と同期して回転するので,ガイドブ
ッシュ8と棒材7との隙間を小さく設定しても焼きつく
ことがな《.この点からも高精度の加工ができる。
主軸と一体に回転しており,従って.ガイドブッシュ8
とチャック27とは常に同一位相に保たれるので,棒材
として異形材を使用することができ,且つ自動運転も可
能である. fdl ガイドブッシュ8が主軸2で保持されており
,主軸2は広い間隔を開けて配置された軸受で保持され
ているので,従来のように主軸台とは独立した支持台に
ガイドブンシェを保持させた場合に比べてガイドブッシ
ュの支持カが大きく,大きい切削抵抗に耐えることがで
き.この点がらも高精度の加工ができる. 《2》 棒材チャック加工 ガイドブ7シュ8及びチャック27の両方を閉じて棒材
7をガイドブッシュ8及びチャック27でチャックする
.また,主軸台2の結合機構44及び材料送り台41例
の結合機構45の両方を作動させ,スプライン軸43を
主軸台2及び材料送り台41に結合する.この状態で主
軸3を回転させると,棒材7が回転し,また,サーボモ
ータ47によりスプライン軸43を前進させると,主軸
台2と材料送り台41が一体に前進し.棒材7のZ軸送
りが行われ,刃物53による切削加工が行われる. 棒材7のガイドブッシュ8から突出した部分に対する所
定の加工を行った後は,その加工済部分を切り離し,新
たな加工を行うために.棒材7をガイドブッシェ8の先
に所定量突出させるが,この動作は次のように行われる
.すなわち,ガイドブッシュ8を開き.チャック27は
棒材7をチャックした状態で.主軸台2と材料送り台4
1とを相対的に移動させて棒材をガイドブッシュ8より
所定長さだけ突出させる.この主軸台2と材料送り台4
1との相対的移動は,いずれか一方をベソド1に固定す
るとともにスプライン軸43から解除し,他方をサーボ
モータ47及びスプライン軸43によって移動させるこ
とにより行うことができる.次に1棒材7をガイドブフ
シュ8でチャックし,チャック27を開放した後.その
状態で主軸台2と材料送り台41とを前回とは反対方向
に相対的に移動させて元の位置に戻し.その後,チャッ
ク27でも棒材7をチャックする.以上で切削準備が完
了する。
移動装置を設けた場合には,両者を相対的に移動させる
際に両者を同時に移動させることができ,短時間での移
動が可能となるという利点が得られる.上記した棒材チ
ャック加工時には次の利点が得られる。
でチャックしているため.チャック力が倍になり,高精
度の加工が可能となる。
大きな場合等には,ガイドブフシュ8と棒材7との間に
隙間を生じさせて棒材7をガイドするよりは.ガイドブ
ッシュ8で棒材を確実にチャックした方が良い場合があ
る.本実施例では,ガイドブッシュ8をチャックとして
使用しているので,このような加工が可能であり,従来
のガイドブッシュを使用した旋盤よりも切削切込みCの
大きい強力切削が可能となる. (Cl 上記したように.主軸台2と材料送り台41
とを相対的に移動させることにより,棒材7を所定量ガ
イドブッシュ8の前に正確に且つ容易に突出させること
ができる. (3) チャソキングワーク加工 ガイドブフシュ8をチャックとして使用する.加工すべ
き素材はガイドブッシュ8の手前から手動或いはローダ
.ロボットなど自動により取付ける。
。このため,ガイドブッシュ8に手前から挿入された素
材がそのストッパーに押し当たることにより,ガイドブ
ッシュ8に対する所定位置に挿入されることなる. 切削時は1主軸台が移動して素材のZ軸送りを行う。
2のみが後退し,ワークはチャック27に把持されてい
るストッパーに押し当てることによりガイドブッシュ8
から前方に押し出される(ストッパーはワークのアンロ
ーディング時のブソシャーとしての働きをする). このようにしてチャックワーク加工が行われる.〔発明
の効果〕 以上に説明したように,本発明の主軸台移動型旋盤は.
主軸台に保持された主軸の先端にチャック機能を備えた
ガイドブッシュを保持させ,更に前記主軸内にチャック
を備えた材料送り軸を主軸に対して移動可能に設けたの
で,ガイドブッシュを,被加工材である棒材を把持する
チャックとして使用することにより,切削切込みの大き
い強力切削を行うことができ.また.ガイドブッシュを
,通常のガイドブッシュと同様に定位置で棒材をガイド
するために使用することができるという効果を有してい
る.また,主軸先端に取付けられたガイドブッシュをガ
イドブンシュとして使用する際において.ガイドプフシ
ュとその奥に配置されているチャックとが同期して回転
するので.お互いの位相がずれることがなく.六角材等
の異形材に対しても支障なく使用できる。更に,ガイド
ブッシェが主軸に保持されるので,その支持が確実で大
きい切削抵抗を受けることができる等の効果を有してい
る.
略的に示す断面図,第2図はその要部拡大断面図第3図
は上記旋盤の主軸台の前面図,第4図はガイドブッシュ
開閉機構の要部断面図.第5図はガイドブッシュ開閉機
構の変形例を示す要部断面図である.1−ベッド,2・
・・主軸台,3一主軸,6−ガイドブノシュ機構,7一
棒材.8−・ガイドブッシュ,9・−コレフトスリーブ
,10− コレフトナット,11・・−コイルスプリン
グ,13・・−ガイドブッシュ開閉機構,20・・一二
段シリンダ.23一材料送り軸.23A・−キー溝,2
4− キー,26−チャック機構,27・・−チャック
,2B− コレットスリーブ.29−・・コレットナッ
ト,30−・コイルスプリング,32−・・チャック開
閉機構,41・・・材料送り台,43・・−スプライン
軸,43Aボールねじ部.44;45・一結合機構,4
7・・・ナット内蔵型サーボモータ,48・一・ナット
,50.51−・一固定機構,53一刃物。 牙3図 代理人 弁理士 乗 松 恭 三
Claims (1)
- ベッドと、中空の主軸と、この中空の主軸を回転可能に
保持し、且つその主軸軸線に平行に移動可能に前記ベッ
ドに保持された主軸台と、前記主軸を回転駆動する主軸
回転装置と、前記主軸先端に保持され、加工すべき材料
を摺動可能に案内するガイド状態及びその材料を把持す
るチャック状態に開閉可能なガイドブッシュと、該ガイ
ドブッシュを開閉するガイドブッシュ開閉機構と、前記
主軸内に同心状に設けられ、主軸に対して回転不能では
あるが軸線方向には移動可能な中空の材料送り軸と、そ
の材料送り軸先端に設けられた材料把持用のチャックと
、該チャックを開閉するチャック開閉機構と、前記主軸
台を移動させる主軸台移動装置と、前記材料送り軸を移
動させる材料送り軸移動装置とを有する主軸台移動型旋
盤。
Priority Applications (1)
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JP1046421A JP2750356B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 主軸台移動型旋盤 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1046421A JP2750356B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 主軸台移動型旋盤 |
Publications (2)
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JPH02232104A true JPH02232104A (ja) | 1990-09-14 |
JP2750356B2 JP2750356B2 (ja) | 1998-05-13 |
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ID=12746688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1046421A Expired - Lifetime JP2750356B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 主軸台移動型旋盤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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