JPH0276603A - Structure of headstock of machine tool - Google Patents

Structure of headstock of machine tool

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JPH0276603A
JPH0276603A JP23075688A JP23075688A JPH0276603A JP H0276603 A JPH0276603 A JP H0276603A JP 23075688 A JP23075688 A JP 23075688A JP 23075688 A JP23075688 A JP 23075688A JP H0276603 A JPH0276603 A JP H0276603A
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JP
Japan
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tool
head
main shaft
headstock
spindle
Prior art date
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Pending
Application number
JP23075688A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Saeki
英樹 佐伯
Minoru Kitayama
稔 北山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
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Publication of JPH0276603A publication Critical patent/JPH0276603A/en
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Abstract

PURPOSE:To process a work under high speed rotation of a tool main shaft without any size enlargement and complication of a headstock by arranging the tool main shaft on a head inclined by a fixed angle in relation to the rotational center and installing a main shaft drive motor on the main shaft. CONSTITUTION:A head 19 is installed on a body 6 so as to be freely driven in rotation around rotational center CT3 and the main shaft center of a tool main shaft 23 is inclined by a fixed degree theta in relation to the rotational center CT3 and installed so as to freely rotate around the main shaft 23 in rotation is installed on the head 19. Thus it is possible to rotate the tool main shaft 23 directly by the motor 25 under its state inclined by a fixed angle in relation to the rotational center CT3 and it is unnecessary to set up a power transmission device in order to transmit power to the tool main shaft 23. As the result, it becomes possible to process a big work by rotating the tool main shaft 23 at a high speed without enlarging a headstock 5.

Description

【発明の詳細な説明】 (a)、産業上の利用分野 本発明は、主軸台を大型化・複雑化することなく、工具
主軸を高速回転してワークを加工することが出来る、工
作機械の主軸台構造に関する。
Detailed Description of the Invention (a) Industrial Application Field The present invention is directed to a machine tool that can machine a workpiece by rotating a tool spindle at high speed without increasing the size or complexity of the headstock. Regarding the headstock structure.

(b)、従来の技術 第4図は従来の工作機械の主軸台構造の一例を示す断面
図。
(b), Prior Art FIG. 4 is a sectional view showing an example of the headstock structure of a conventional machine tool.

第5図は第4図に示す工作機械を用いてワークを加工す
る工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a process of machining a workpiece using the machine tool shown in FIG. 4.

従来、工作機械の主軸台、例えば第4図に示すヘッド3
5を、旋回中心CT8を中心として180″旋回して、
工具主軸36の軸心CT9を水平及び垂直とし得る主軸
台33において、該主軸36を回転駆動するための主軸
駆動モータは、ヘッド35側には設置されず、該ヘッド
35を旋回駆動する主軸台33の本体33a側に設けら
れていた。そして、モータから工具主軸36への動力の
伝達は、ベベルギア39a、39b、39c、39d等
を装着した複数個の伝達軸40a、405等からなる動
力伝達機構41を介して行なっていた。
Conventionally, the head stock of a machine tool, for example, the head 3 shown in FIG.
5 by 180'' around the turning center CT8,
In the headstock 33 where the axis CT9 of the tool spindle 36 can be set horizontally and vertically, the spindle drive motor for rotationally driving the main spindle 36 is not installed on the head 35 side, and the spindle drive motor for rotationally driving the head 35 is installed on the headstock 33. It was provided on the main body 33a side of 33. Transmission of power from the motor to the tool main shaft 36 was performed via a power transmission mechanism 41 consisting of a plurality of transmission shafts 40a, 405, etc. equipped with bevel gears 39a, 39b, 39c, 39d, etc.

(C)0発明が解決しようとする問題点しかし、これで
は、動力伝達機構41(従って、主軸台33)が大型化
、複雑化してしまう不都合があった。また1本体側の主
軸駆動モータを駆動して、工具主軸36を、第5図に示
す工具31と共に動力伝達機構41を介して高速回転さ
せると、伝達機構41中に存在する組立誤差等から伝達
+Ni1140a、40bが過度に振動するので、ワー
クを高速で加工することが出来ない欠点があった。更に
、主軸台33側からヘッド35側に切削水等を供給する
ための管43等は、各伝達軸40a、40b間を介して
配管することが困難であるので、主軸台33の本体33
a及びヘッド35外部に配管等していた。しかし、これ
では経年変化により、ヘッド35の旋回時に管43の継
目等が伸ばされて損傷し、切削油等が漏出してしまうお
それがあった。
(C) 0 Problems to be Solved by the Invention However, this has the disadvantage that the power transmission mechanism 41 (therefore, the headstock 33) becomes larger and more complicated. Furthermore, when the main shaft drive motor on the main body side is driven to rotate the tool main shaft 36 at high speed through the power transmission mechanism 41 together with the tool 31 shown in FIG. Since +Ni 1140a and 40b vibrate excessively, there was a drawback that the workpiece could not be processed at high speed. Furthermore, since it is difficult to pipe the pipe 43 and the like for supplying cutting water etc. from the head stock 33 side to the head 35 side through the respective transmission shafts 40a and 40b, the main body 33 of the head stock 33
There were piping etc. outside of the head 35 and the head 35. However, due to aging, the joints of the pipe 43 may be stretched and damaged when the head 35 rotates, and there is a risk that cutting oil or the like may leak out.

更に、例えば、第4図に示すヘッド35を、工具主軸3
6の工具保持面36aに密着させる形で装着した工具3
1と共に、第5図に示す第1加工完了位置S1から旋回
中心C’r 8を中心として矢印E、F方向に180°
旋回させた場合、工具主軸36の中心CT9と旋回中心
CT8との交点(以下、対称点P1と称する。)から工
具31の先端31aまでの距ilLが長い程、工具31
の振れ景Qは大きくなり、該先@31aは旋回中心CT
8に関して対称となる位置Q(即ち、ワーク30のコー
ナ一部30eより矢印B方向に距1b及び矢印C方向に
距mr= <=a)だけ離れた位g1)に位置決めされ
る。
Furthermore, for example, the head 35 shown in FIG.
The tool 3 attached in close contact with the tool holding surface 36a of No. 6
1 and 180° in the directions of arrows E and F from the first machining completion position S1 shown in FIG.
When turning, the longer the distance ilL from the intersection of the center CT9 of the tool spindle 36 and the turning center CT8 (hereinafter referred to as symmetry point P1) to the tip 31a of the tool 31, the more the tool 31
The shaking scene Q becomes larger, and the destination @31a is the turning center CT
It is positioned at a position Q that is symmetrical with respect to 8 (i.e., a position g1 distant from the corner part 30e of the workpiece 30 by a distance 1b in the direction of arrow B and a distance mr=<=a in the direction of arrow C).

そこで、第5図に示すヘッド35を、第1加工完了位置
S1から第2加工開始位置(即ち、工具31の先端31
aがワーク30のコーナ一部30sに当接する位置)に
位置決めするには、ヘッド35を矢印E、F方向に18
0’だけ旋回させ。
Therefore, the head 35 shown in FIG. 5 is moved from the first machining completion position S1 to the second machining start position (i.e.,
To position the head 35 in the direction of arrows E and F, move the head 35 18 degrees in the direction of arrows E and F.
Turn by 0'.

更に主軸台33を、工具31の振れ量Qに相当する分だ
け、矢印A方向に距離す、矢印り方向に距W1aだけ移
動しなければならなかった。このため。
Further, the headstock 33 had to be moved a distance in the direction of arrow A by an amount corresponding to the amount of runout Q of the tool 31, and a distance W1a in the direction of the arrow. For this reason.

主軸台33を、ヘッド35旋回時に余分に移動させなけ
ればならないため、該主軸台33のストロ一りを有効に
活用することが出来ず、大きいワークを加工することが
出来ない不都合があった。
Since the headstock 33 has to be moved extra when the head 35 rotates, the stroke of the headstock 33 cannot be effectively utilized, resulting in the inconvenience that large workpieces cannot be machined.

そこで、この不都合を解消するために、工具主軸36を
、出来るだけ伝達軸4oに対して矢印C方向にズラして
設置すれば、該主軸36に装着される工具31の先端3
1aと対称点P1との距離りを小さくして、工具31の
振れ量αを小さく抑えることが出来る。しかし、工具主
軸36を。
Therefore, in order to eliminate this inconvenience, if the tool spindle 36 is installed as shifted in the direction of arrow C with respect to the transmission shaft 4o, the tip 3 of the tool 31 mounted on the main spindle 36
By reducing the distance between 1a and the point of symmetry P1, the runout amount α of the tool 31 can be suppressed to a small value. However, the tool spindle 36.

そのように設置すると、第4図に示すベベルギア39d
とベアリング45とが干渉してしまうという新たな不都
合が生じる。
When installed in this way, the bevel gear 39d shown in FIG.
A new problem arises in that the bearing 45 interferes with the bearing 45.

本発明は、上記事情に鑑み、主軸台を大型化・複雑化す
ることなく、工具主軸を高速回転してワークを加工する
ことが出来る、工作機械の主軸台構造を提供することを
目的とする。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a headstock structure for a machine tool that can process a workpiece by rotating a tool spindle at high speed without increasing the size or complexity of the headstock. .

(d)6問題点を解決するための手段 本発明は、本体(6)を有し、前記本体(6)に、ヘッ
ド(19)を、旋回中心(CTa)を中心として旋回駆
動自在に設け、前記ヘッド(19)に、工具主軸(23
)を、その主軸中心(Cr2)を市況旋回中心(CTa
)に対して所定角度(θ)だけ傾け、かつ該主軸中心(
CT 5 )を中心として回転自在に設け、前記工具主
軸(23)に、工具保持手段(23a)を設け、更に、
萌記ヘツ1−(19)に、前記工具主軸(23)を回転
駆動する主軸駆動モータ(25)を設けて構成される。
(d) Means for Solving Six Problems The present invention has a main body (6), and a head (19) is provided on the main body (6) so as to be able to freely rotate around a center of rotation (CTa). , a tool spindle (23) is attached to the head (19).
), and its principal axis center (Cr2) is the market swing center (CTa
) by a predetermined angle (θ), and the main axis center (
CT5) is provided rotatably around the tool main shaft (23), a tool holding means (23a) is provided, and further,
The tool spindle 1-(19) is provided with a spindle drive motor (25) for rotationally driving the tool spindle (23).

なお、括弧内の番号等は1図面における対応する要素を
示す1便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のr (e)
、作用」の欄についても同様である。
Note that the numbers in parentheses are for convenience and indicate corresponding elements in one drawing, and therefore, this description is not limited to the description on the drawing. r (e) below
The same applies to the column ``, action''.

(e)1作用 上記した構成により、本発明は、主軸駆動モータ(25
)を駆動することにより、工具主軸(23)が、直接該
モータ(25)によって、旋回中心(CTa)に対して
所定角度(θ)だけ傾いた状態で回転するように作用す
る。
(e) 1 Effect With the above-described configuration, the present invention provides a main shaft drive motor (25
), the tool spindle (23) is directly rotated by the motor (25) at a predetermined angle (θ) with respect to the center of rotation (CTa).

(f)、実施例 以下、図面に基づき、本発明の詳細な説明する。(f), Example Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は本発明による工作機械の主軸台構造の一実施例
が適用される、工作機械の主軸台の要部を示す断面図、 第2図は第1図に示す工作機械を用いてワークを加工す
る工程を示す図。
FIG. 1 is a sectional view showing the main parts of a machine tool headstock to which an embodiment of the machine tool headstock structure according to the present invention is applied, and FIG. The figure which shows the process of processing.

第3図は本発明による工作機械の主軸台構造の一実施例
が適用される、工作機械の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a machine tool to which an embodiment of the machine tool headstock structure according to the present invention is applied.

マシニングセンタ等の工作機械1は、第3図に示すよう
に、ベツド2を有しており、ベツド2上にはコラム3が
、図中左右方向である矢印A、B方向(即ち、Y軸方向
)に移動駆動自在に設けられている。コラム3には、主
軸台5の本体6が、ガイドレール7等を介して図中上下
方向である矢印C,D方向(即ち、Z軸方向)に移動駆
動自在に設けられており、第1図に示す本体6の図中左
方の端部には、ヘッド支持部9が設けられている。
A machine tool 1 such as a machining center has a bed 2, as shown in FIG. ) so that it can be freely moved and driven. A main body 6 of a headstock 5 is provided on the column 3 so as to be movable and driven in the directions of arrows C and D (i.e., the Z-axis direction), which are the up and down directions in the figure, via guide rails 7 and the like. A head support section 9 is provided at the left end of the main body 6 shown in the figure.

ヘッド支持部9は、第1図に示すように、支持面6a、
第1及び第2支持部材10A、IOB、係合軸12及び
連結シリンダ16等を有しており、本体6の図中下方の
端部には、支持面6aが、矢印A、B方向(Y軸方向)
に対して所定角度だけ傾く形で形成されている。支持部
6aには、略円環状に形成された第1支持部材10Aが
、接続リングllb及びボルトlie等を介して固着さ
れており、第1支持部材10Aには、係合軸12が、後
述する連結シリンダ16等を介して、その軸心(以下、
旋回中心CT3と称する。)を矢印C1D方向(Z@力
方向に対して所定角度0(=45°)だけ傾け、かつ旋
回中心C,T3を中心として矢印E、F方向に旋回自在
な形で設けられている。
As shown in FIG. 1, the head support portion 9 includes a support surface 6a,
It has first and second support members 10A, an IOB, an engagement shaft 12, a connecting cylinder 16, etc., and a support surface 6a is provided at the lower end of the main body 6 in the direction of arrows A and B (Y axial direction)
It is formed so that it is inclined at a predetermined angle with respect to the main body. A first support member 10A formed in a substantially annular shape is fixed to the support portion 6a via a connecting ring llb, a bolt lie, etc., and an engagement shaft 12 is attached to the first support member 10A, as will be described later. The axial center (hereinafter referred to as
It is called the turning center CT3. ) is tilted by a predetermined angle of 0 (=45°) with respect to the direction of arrow C1D (Z @ force direction), and is provided in such a manner that it can freely rotate in directions of arrows E and F around rotation centers C and T3.

係合軸12には、第1図に示すように、貫通穴12aが
、旋回中心CT3に沿って矢印G、H方向に貫通穿設さ
れており、また係合軸12の図中下端部には、フランジ
部12bが形成されている。更に、第1図に示す係合軸
12の図中上端部12eとフランジ部12bの間には、
管路12dが、該係合軸12を貫通する形で穿設形成さ
れており、管路12dの上端部には、切削水供給管17
が接続している。切削水供給管17は、切削水供給装置
(図示せず)に接続しており、更に管路12dの下端部
には、後述するヘッド17に形成された管路32が接続
している。また、第1図に示す本体6の支持面6aには
1円環状に形成された第2支持部材10Bが、第1支持
部材10Aを取り囲む形で装着されており、第1及び第
2支持部材10A、108間には、カプラ21gが嵌着
されている。
As shown in FIG. 1, the engagement shaft 12 has a through hole 12a formed therethrough in the directions of arrows G and H along the rotation center CT3, and a through hole 12a is provided at the lower end of the engagement shaft 12 in the figure. A flange portion 12b is formed. Furthermore, between the upper end portion 12e and the flange portion 12b of the engagement shaft 12 shown in FIG.
A pipe line 12d is formed to penetrate through the engagement shaft 12, and a cutting water supply pipe 17 is provided at the upper end of the pipe line 12d.
is connected. The cutting water supply pipe 17 is connected to a cutting water supply device (not shown), and a pipe 32 formed in the head 17, which will be described later, is connected to the lower end of the pipe 12d. Further, a second support member 10B formed in an annular shape is attached to the support surface 6a of the main body 6 shown in FIG. 1 so as to surround the first support member 10A, and the first and second support members A coupler 21g is fitted between 10A and 108.

更に、第1図に示す係合軸12の図中上端部には、歯車
13がキー13a等を介して装着されており、係合軸1
2の図中左方には、駆動機構15が設けられている。駆
動機構15は、回転自在に設けられた駆動軸15bを有
しており、駆動軸15bの中央部には、歯車15dが形
成されている。歯車15dには1図中紙面と直角方向に
移動自在に設けられたラック15aが噛合しており、ラ
ック15aには、該ラック15aを移動駆動するための
駆動シリンダ(図示せず)が接続している。更に、第1
図に示す駆動軸15bの図中下端部には、歯車15cが
キー15a等を介して装着されており、歯車15cは歯
車13と噛合している。
Further, a gear 13 is attached to the upper end of the engagement shaft 12 shown in FIG. 1 via a key 13a, etc.
A drive mechanism 15 is provided on the left side of the figure 2. The drive mechanism 15 has a rotatably provided drive shaft 15b, and a gear 15d is formed in the center of the drive shaft 15b. A rack 15a provided movably in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 1 is engaged with the gear 15d, and a drive cylinder (not shown) for moving and driving the rack 15a is connected to the rack 15a. ing. Furthermore, the first
A gear 15c is attached to the lower end of the drive shaft 15b shown in the figure via a key 15a, etc., and the gear 15c meshes with the gear 13.

また、歯車13と係合軸12のフランジ部12bの間に
は、第1図に示すように、連結シリンダ16が設けられ
ており、連結シリンダ16は。
Further, as shown in FIG. 1, a connecting cylinder 16 is provided between the gear 13 and the flange portion 12b of the engagement shaft 12.

シリンダ16a及びピストン16b等を有している。即
ち、第1支持部材10Aには、シリンダ16aが、該支
持部材10Aの内周に沿って環状に穿設形成されており
、シリンダ16aには、係合軸12に矢印E、F方向に
回転のみ自在に支持されたピストン16bが、係合軸1
2と共に矢印G、H方向に移動自在な形で嵌入係合して
いる。なお、シリンダ16aには、第1及び第24r!
路16e、16fが接続している。
It has a cylinder 16a, a piston 16b, etc. That is, a cylinder 16a is formed in the first support member 10A in an annular manner along the inner periphery of the support member 10A. The piston 16b, which is freely supported, is connected to the engagement shaft 1.
2 and are fitted and engaged so as to be movable in the directions of arrows G and H. Note that the cylinder 16a has the first and 24th r!
Paths 16e and 16f are connected.

ところで、主軸台5のヘッド支持部9には、第1図に示
すように、ヘッド19が、旋回中心CT3の周りを矢印
E、F方向に旋回自在な形で装着されており、ヘッド1
9はケーシング20を有している。ケーシング20には
、装着部21が設けられており、装着部21の端面21
aには、接続穴21bが矢印G、H方向に穿設形成され
ている。接続穴21bの底部21dには、係合軸12の
フランジ部12bが、ボルト21e等を介して接続され
ており、更に装着部21の端面21aには、カプラ21
fが装着されている。なお、カプラ21fは、カプラ2
1gに接続1分離自在な形で係合している。
Incidentally, as shown in FIG. 1, a head 19 is attached to the head support portion 9 of the headstock 5 in a manner that it can freely rotate in directions of arrows E and F around a rotation center CT3.
9 has a casing 20. The casing 20 is provided with a mounting section 21, and an end surface 21 of the mounting section 21
A connection hole 21b is formed in the direction of arrows G and H. The flange portion 12b of the engagement shaft 12 is connected to the bottom portion 21d of the connection hole 21b via a bolt 21e, etc., and the coupler 21 is connected to the end surface 21a of the mounting portion 21.
f is attached. Note that the coupler 21f is the coupler 2
It is engaged with 1g in such a way that it can be connected and separated at will.

また、ヘッド19のケーシング20には、第1図に示す
ように、モータ収容空間20Aが形成されており、モー
タ収容空間20Aには、工具上!*23及び該主軸23
に直結された主軸卵動モータ25等が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the casing 20 of the head 19 has a motor housing space 20A formed therein. *23 and the main shaft 23
A spindle motor 25 and the like directly connected to the main shaft motor 25 are provided.

即ち、モータ収容空間2OAには、工具主軸23が、複
数個のベアリング26を介して、中心CT5を中心とし
て矢印J、に方向に回転自在な形で設けられており、工
具主軸23には、主軸駆動モータ25を構成するロータ
25aが、該主軸23の周囲を取り囲む形で装着されて
いる。更に、ケーシング20には、主軸駆動モータ25
を構成するステータ25bが、ロータ25aの周囲を所
定の間隔でもって被覆する形で設けられており、また工
具主軸23には、貫通穴23bが、第1図に示すように
、後述する工具保持面23aに接続する形で、矢印C,
D方向に貫通穿設されている6貫通穴23bには、工具
を保持するための公知のドローバー等が設けられており
、また、工具主軸23の図中下端部には、工具保持面2
3aがテーパー状に形成されている。
That is, a tool spindle 23 is provided in the motor housing space 2OA so as to be rotatable in the direction of arrow J about the center CT5 via a plurality of bearings 26. A rotor 25a constituting the main shaft drive motor 25 is attached to surround the main shaft 23. Furthermore, the casing 20 includes a main shaft drive motor 25.
A stator 25b constituting the rotor 25a is provided to cover the periphery of the rotor 25a at a predetermined interval, and the tool main shaft 23 has a through hole 23b as shown in FIG. In a form connected to surface 23a, arrow C,
A known drawbar or the like for holding a tool is provided in the six through holes 23b drilled in the D direction, and a tool holding surface 2 is provided at the lower end of the tool spindle 23 in the figure.
3a is formed in a tapered shape.

更に、ケーシング20には、電線通過部20dが、係合
軸12の貫通穴12aとモータ収容空間20Aとを連通
ずる形で設けられており、主軸駆動モータ25には、こ
れ等貫通穴12a及び電線通過部20dを介して配線さ
れた電線29が接続されている。
Further, the casing 20 is provided with a wire passage portion 20d that communicates the through hole 12a of the engagement shaft 12 with the motor housing space 20A. An electric wire 29 wired through the electric wire passage portion 20d is connected.

また、第3図に示すベツド2上には、テーブル27が、
図中紙面と直角方向(即ち、X軸方向)に移動駆動自在
、かつ中心CT6を中心として矢印り、M方向に旋回湘
動自在な形で設けられており、テーブル27の上部には
ワーク搭載面27aが形成されている。なお、ワーク搭
載面27a上には、加工すべきワーク30が搭載されて
いる。
Further, a table 27 is placed on the bed 2 shown in FIG.
In the figure, the table 27 is provided in such a way that it can be moved and driven in a direction perpendicular to the plane of the paper (i.e., in the X-axis direction), and can be rotated in the M direction with the center CT6 as the center. A surface 27a is formed. Note that a workpiece 30 to be processed is mounted on the workpiece mounting surface 27a.

工作機械1は、以上のような構成を有するので、該工作
機械1を用いて、ワークを加工するには、加工すべきワ
ーク3oを、第3図に示すように、テーブル27のワー
ク搭載面27a上に装着する。次に、工具主軸23に、
加工に使用する工具31(例えばエンドミル等の回転工
具)を、ドローバ−等を用いて第1図に示す工具保持面
23aに密着させる形で装着する。その状盾で、第3図
に示すテーブル27を、ワーク30と共に図中紙面と直
角方向(X軸方向)に移動駆動させ、更に矢印り、M方
向に割り出し回転させる。また。
Since the machine tool 1 has the above configuration, in order to process a workpiece using the machine tool 1, the workpiece 3o to be processed is placed on the workpiece mounting surface of the table 27 as shown in FIG. 27a. Next, on the tool spindle 23,
A tool 31 (for example, a rotary tool such as an end mill) used for machining is attached to the tool holding surface 23a shown in FIG. 1 using a drawbar or the like so as to be brought into close contact with the tool holding surface 23a. In this state, the table 27 shown in FIG. 3 is moved and driven together with the workpiece 30 in a direction perpendicular to the plane of the drawing (X-axis direction), and is further indexed and rotated in the direction of arrow M. Also.

コラム3を主軸台5と共に矢印A、B方向(Y軸方向)
に、更に主軸台5をヘッド19と共に矢印C1D方向(
Z軸方向)に移動駆動して、工具31を、第2図に示す
ように、ワーク30の図中右方のコーナ一部30dより
矢印C方向に所定距離だけ離れた加工開始位置に位置決
めする。
Column 3 along with headstock 5 in the direction of arrows A and B (Y-axis direction)
Then, move the headstock 5 together with the head 19 in the direction of arrow C1D (
As shown in FIG. 2, the tool 31 is positioned at a machining start position a predetermined distance away from the right corner 30d of the workpiece 30 in the direction of arrow C. .

こうして、工具31が加工開始位置に位置決めされたと
ころで、第1図に示す電線29を介して主軸駆動モータ
25に電気を供給する。すると。
When the tool 31 is thus positioned at the machining start position, electricity is supplied to the spindle drive motor 25 via the electric wire 29 shown in FIG. Then.

主軸駆動モータ25によって、工具主軸23は、工具3
1と共に矢印J又はに方向に高速で回転駆動される。次
に、主軸台5を、ヘッド19と共に矢印り方向(Z軸の
負方向)に所定量だけ移動させ、更にコラム3を、主軸
台5等と共に第2図矢印へ方向(Y軸の正方向)に所定
距離Bだけ移動駆動する。すると、工具31によって、
ワーク30の上面30aが高速で切削加工される。
The tool spindle 23 is driven by the spindle drive motor 25 to drive the tool 3
1 and is driven to rotate at high speed in the direction of arrow J or. Next, the headstock 5 is moved along with the head 19 by a predetermined amount in the direction of the arrow (negative direction of the Z-axis), and the column 3 is moved together with the headstock 5 etc. in the direction of the arrow in FIG. 2 (positive direction of the Y-axis). ) by a predetermined distance B. Then, with the tool 31,
The upper surface 30a of the workpiece 30 is cut at high speed.

なお、この際、第1図に示す電線29は、係合軸12の
貫通穴12a及び電線通過部20d等を介して、主軸駆
動モータ25に接続しており。
At this time, the electric wire 29 shown in FIG. 1 is connected to the main shaft drive motor 25 via the through hole 12a of the engagement shaft 12, the electric wire passage part 20d, etc.

主軸台5の本体6及びヘッド19のケーシング20によ
って被覆されているので、ワーク30の加工中、切粉が
付着したり、工作機械1の他の構成部品と接触したりし
て、損傷するようなことはない。また、この際、ヘッド
19は、主軸台5の本体6にヘッド支持部9及び装省部
21!Jを介して確実に支持されており、しかも、工具
主軸23は、主軸線動モータ25によって直接回転駆動
されるので、加工精度に悪影響を与える振動は発生せず
、ワーク30は精度よく高速加工される。
Since it is covered by the main body 6 of the headstock 5 and the casing 20 of the head 19, there is a risk of damage due to chips adhering to it or coming into contact with other components of the machine tool 1 during machining of the workpiece 30. Nothing happens. In addition, at this time, the head 19 is attached to the main body 6 of the headstock 5 by the head support portion 9 and the mounting portion 21! Furthermore, since the tool spindle 23 is directly rotationally driven by the spindle linear motor 25, vibrations that adversely affect machining accuracy are not generated, and the workpiece 30 can be machined accurately at high speed. be done.

次に、第2図に示すワーク3oの図中左方の側面30c
を加工するには、ヘッド19を、工具主軸23と共に第
1図矢印E、F方向に180’だけ旋回させて、工具主
軸23(従って工具31)を、図中実線で示す垂直の状
態から水平にする必要がある。それには、まず連結シリ
ンダ16のシリンダ16aに、圧油を第2管路16fを
介して供給して、ピストン16bを該シリンダ16a内
を矢印G方向に移動させる。すると、係合軸12が、フ
ランジ部12bを介して、ピストン16bによって押さ
れる形で矢印G方向に移動して、ヘッド19側のカプラ
21fと主軸台5側のカプラ21gとの係合状態が解除
され、ヘッド19は矢印E、F方向に自由に旋回し得る
フリーの状態となる。なお、この際、工具31を、第2
図に示す第1加工完了位置S1から第2加工開始位置S
2に位置決めするために、ヘッド19を、旋回中心CT
 3を中心として、第1加工完了位置s1がら矢印E、
 F“方向に180“だけ旋回させると、工具31も旋
回中心CT3を中心として矢印E、 F方向に180°
旋回する。すると、工具31の先端31aは、旋回中心
CT3に関して対称となる位置Q(即ち、ワーク30の
コーナ一部30eより矢印B方向に距@b及び矢印C方
向に距@aだけ離れた位置)に位置決めされる。なお、
この際。
Next, the left side surface 30c of the workpiece 3o shown in FIG.
1, the head 19 is turned along with the tool spindle 23 by 180' in the directions of arrows E and F in FIG. It is necessary to To do this, first, pressure oil is supplied to the cylinder 16a of the connecting cylinder 16 via the second pipe line 16f, and the piston 16b is moved in the direction of arrow G within the cylinder 16a. Then, the engagement shaft 12 moves in the direction of arrow G through the flange portion 12b while being pushed by the piston 16b, and the engagement state between the coupler 21f on the head 19 side and the coupler 21g on the headstock 5 side is changed. When the head 19 is released, it is in a free state in which it can freely rotate in the directions of arrows E and F. Note that at this time, the tool 31 is
From the first machining completion position S1 to the second machining start position S shown in the figure.
In order to position the head 19 at the rotation center CT
3 as the center, from the first machining completion position s1 to the arrow E,
When the tool 31 is rotated by 180 degrees in the F direction, the tool 31 also rotates 180 degrees in the arrow E and F directions about the rotation center CT3.
rotate. Then, the tip 31a of the tool 31 is at a position Q that is symmetrical with respect to the turning center CT3 (that is, a position away from the corner part 30e of the workpiece 30 by a distance @b in the direction of arrow B and a distance @a in the direction of arrow C). Positioned. In addition,
On this occasion.

八ツ1き19に主!111動モータ25を設けたので、
従来、本体6とヘッド19を接続していた。第4図に示
す動力伝達機構41が無くなるので、動力伝達機構41
とベアリング26との干渉の問題が無くなり、工具主軸
23を、出来るだけ係合軸12に対して矢印C方向にズ
ラして設置して、該主軸23に装着される工具31の先
端31aと対称点P1との距離りを小さくすることが出
来、工具31の振れ量aは小さく抑えられる。
Mainly 81 and 19! Since the 111 motor 25 is provided,
Conventionally, the main body 6 and the head 19 were connected. Since the power transmission mechanism 41 shown in FIG. 4 is eliminated, the power transmission mechanism 41
This eliminates the problem of interference between the tool spindle 23 and the bearing 26, and the tool spindle 23 is installed as shifted in the direction of arrow C with respect to the engagement shaft 12, so that it is symmetrical with the tip 31a of the tool 31 attached to the main spindle 23. The distance from point P1 can be reduced, and the amount of runout a of the tool 31 can be suppressed to a small value.

そこで、ヘッド19を第1加工完了位置S1から第2加
工開始位置S2に位置決めするためには、まずコラム3
を、主軸台5と共に矢印六方向に所定距離すたけ移動さ
せる。次に、第1図に示す駆動機構15のラック15a
を図中紙面と直角方向に移動駆動して、係合軸12を、
歯車15d。
Therefore, in order to position the head 19 from the first machining completion position S1 to the second machining start position S2, first the column 3
is moved along with the headstock 5 by a predetermined distance in the six directions of the arrows. Next, the rack 15a of the drive mechanism 15 shown in FIG.
is moved in a direction perpendicular to the plane of the paper in the figure to move the engagement shaft 12,
Gear 15d.

駆動軸15b、歯車15c及び歯車13等を介して、旋
回中心CT3の回りを矢印E、F方向に180″′だけ
旋回させる6すると、ヘッド19は。
When the head 19 is turned by 180'' in the directions of arrows E and F around the turning center CT3 via the drive shaft 15b, gear 15c, gear 13, etc., the head 19 is rotated.

係合軸12及び装着部21等を介して、工具主軸23と
共に、第3図に示す位置(工具主軸23の中心CT 5
が垂直となる位置)より矢印E、F方向に180’だけ
旋回する。次に、第1図に示す連結シリンダ16のシリ
ンダ16aに、圧油を第1管路16eを介して供給して
、ピストン16bを矢印H方向に移動させる。すると、
ヘッド19は、ピストン16bによって押される形で、
矢印H方向に移動して、ヘッド19側のカプラ21fが
、主軸台5側のカプラ21gと係合する。その結果、ヘ
ッド19は、主軸台5の本体6に固定される。更に、そ
の状態でヘッド19を第2図矢印り方向に所定距離aだ
け移動させる。すると、工具31の先端31aは、ワー
ク30の第2加工開始位置S2に位置決めされる。
The position shown in FIG. 3 (the center CT 5 of the tool spindle 23) is
180' in the direction of arrows E and F from the position where is vertical. Next, pressure oil is supplied to the cylinder 16a of the connecting cylinder 16 shown in FIG. 1 via the first pipe line 16e, and the piston 16b is moved in the direction of arrow H. Then,
The head 19 is pushed by the piston 16b,
Moving in the direction of arrow H, the coupler 21f on the head 19 side engages with the coupler 21g on the headstock 5 side. As a result, the head 19 is fixed to the main body 6 of the headstock 5. Further, in this state, the head 19 is moved by a predetermined distance a in the direction of the arrow in FIG. Then, the tip 31a of the tool 31 is positioned at the second machining start position S2 of the workpiece 30.

こうして、工具31が第2加工開始位置S2に位置決め
されたところで、工具主軸23を、工具31と共に矢印
J又はに方向に回転させる。これと同時に、コラム3を
、主軸台5と共に矢印C1D方向(Z軸方向)に移動駆
動する等して、第3図に示すテーブル27上のワーク3
0の側面30Cを、工具31によって所定形状に切削加
工する。
In this way, when the tool 31 is positioned at the second machining start position S2, the tool main shaft 23 is rotated together with the tool 31 in the direction of the arrow J or. At the same time, the workpiece 3 on the table 27 shown in FIG.
The side surface 30C of 0 is cut into a predetermined shape using the tool 31.

なお、上述したようにワーク30を加工する際、工具3
1に切削されるワーク30部分に、ヘッド19に装着さ
れたノズル(図示せず)によって切削水を供給する必要
があるが、該ノズルに切削水を供給するための管路12
d、32等は主軸台5の係合軸12及びヘッド19のケ
ーシング20に形成されているので、ヘッド19の旋回
時に管路12d、32が損傷してしまうようなことはな
い。
Note that when processing the workpiece 30 as described above, the tool 3
It is necessary to supply cutting water to the part of the workpiece 30 to be cut by a nozzle (not shown) attached to the head 19.
d, 32, etc. are formed on the engagement shaft 12 of the head stock 5 and the casing 20 of the head 19, so that the conduits 12d, 32 will not be damaged when the head 19 turns.

なお、上述した実施例においては、ヘッド支持部9及び
装着部21等から成る主軸台構造を、ヘッド19を主軸
台5の旋回中心CT3を中心として180″′ピツチで
矢印E、F方向に旋回させることにより、工具主軸23
を垂直、水平の状態にしてワーク30を加工する、工作
機械工に適用した場合について述べたが、本発明はこれ
に限らす、主軸台構造を、ヘッド19を矢印E、F方向
に任意角)jjLfflだけ旋回させてワーク30を加
工する工作機械(例えば、同時5軸制御加工機)につい
て適用してもよいことは勿論である。
In the above-described embodiment, the headstock structure consisting of the head support part 9, the mounting part 21, etc. is rotated in the directions of arrows E and F with the head 19 about the rotation center CT3 of the headstock 5 at a pitch of 180''. By doing so, the tool spindle 23
The case has been described in which the workpiece 30 is machined with the head 19 in the vertical or horizontal state, but the present invention is not limited to this. )jjLffl to machine the workpiece 30 (for example, a simultaneous 5-axis control processing machine), of course.

(g)6発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば1本体6を有し
、前記本体6に、ヘッド19を、旋回中心CT3を中心
として旋回駆動自在に設け、前記ヘッド19に、工具主
軸23を、その中心Cr2等の主軸中心を前記旋回中心
CT3に対して所定角度θだけ傾け、かつ該主軸中心を
中心として回転自在に設け、前記工具主軸23に、工具
保持面23a等の工具保持手段を設け、更に、前記へラ
ド19に、前記工具主軸23を回転駆動する主軸駆動モ
ータ25を設けて構成したので、主軸駆動モータ25を
駆動することにより、工具主軸23を、直接該モータ2
5によって、旋回中心CT3に対して所定角度0だけ傾
いた状態で回転させることが出来、主軸台5の本体6に
、第4図に示すような、工具主軸23に動力を伝達する
ための動力伝達機構41を設ける必要はなくなる。その
結果、主軸台5を大型化することなく、かつ該/\フッ
ド9に設けられた工具主軸23を高速回転して、ワーク
30を加工することが可能となる。
(g) 6 Effects of the Invention As explained above, the present invention has one main body 6, and the main body 6 is provided with a head 19 that can be freely rotated around the rotation center CT3, and the head 19 The tool spindle 23 is provided such that the spindle center such as the center Cr2 is inclined by a predetermined angle θ with respect to the turning center CT3 and is rotatable about the spindle center, and the tool spindle 23 is provided with a tool holding surface 23a. The above-mentioned blade 19 is further provided with a spindle drive motor 25 for rotationally driving the tool spindle 23, so that by driving the spindle drive motor 25, the tool spindle 23 can be rotated. Direct motor 2
5 allows rotation at a predetermined angle of 0 with respect to the turning center CT3, and the main body 6 of the headstock 5 receives power for transmitting power to the tool spindle 23 as shown in FIG. There is no need to provide the transmission mechanism 41. As a result, it becomes possible to machine the workpiece 30 without increasing the size of the headstock 5 and by rotating the tool spindle 23 provided on the hood 9 at high speed.

また、ヘッド19に主軸駆動モータ25を設けたので、
工具主軸23を、出来るだけ係合軸12に対して矢印C
方向にズラして設置して、該主軸23に装着される工具
31の先端31aと対称点P1との距MLを小さくして
、ヘッド19旋回時に工具31の振れ斌uを小さ(抑え
ることか出来る。その結果、主軸台5のY軸及びZ軸方
向のストロークを有効に活用して、大きなワークを加工
することが可能となる。
In addition, since the head 19 is provided with the main shaft drive motor 25,
Move the tool spindle 23 as far as possible to the engagement shaft 12 in the direction of arrow C.
The tool 31 is installed offset in the direction to reduce the distance ML between the tip 31a of the tool 31 mounted on the main shaft 23 and the point of symmetry P1, thereby reducing (or suppressing) the run-out u of the tool 31 when the head 19 rotates. As a result, it becomes possible to effectively utilize the stroke of the headstock 5 in the Y-axis and Z-axis directions to process a large workpiece.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による工作機械の主軸台構造の一実施例
が適用される。工作機械の主軸台の要部を示す断面図。 第2図は第1図に示す工作機械を用いてワークを加工す
る工程を示す図、 第3図は本発明による工作機械の主軸台構造の一実施例
が適用される、工作機械の一例を示す図。 第4図は従来の工作機械の主軸台構造の一例を示す断面
図、 第5図は第4図に示す工作機械を用いてワークを加工す
る工程を示す図である。 1・・・・・・工作機械 5・・・・・・主軸台 6・・・・・・本体 19・・・・・・ヘッド 23・・・・・・工具主軸 23a・・・・・・工具保持手段(工具保持面)25・
・・・・・主軸駆動モータ CTa・・・・・・旋回中心 Cr2・・・・・・主軸中心(中心) 出願人  ヤマザキマザック株式会社 代理人   弁理士   相1)伸二 (ほか2名) 第3図 第4図
FIG. 1 shows an embodiment of the headstock structure of a machine tool according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the main parts of the headstock of the machine tool. FIG. 2 is a diagram showing the process of machining a workpiece using the machine tool shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an example of a machine tool to which an embodiment of the machine tool headstock structure according to the present invention is applied. Figure shown. FIG. 4 is a sectional view showing an example of the headstock structure of a conventional machine tool, and FIG. 5 is a diagram showing a process of machining a workpiece using the machine tool shown in FIG. 4. 1... Machine tool 5... Headstock 6... Main body 19... Head 23... Tool spindle 23a... Tool holding means (tool holding surface) 25.
...Spindle drive motor CTa ...Spindle center Cr2 ...Spindle center (center) Applicant Yamazaki Mazak Co., Ltd. Agent Patent attorney Phase 1) Shinji (and 2 others) 3rd Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 本体を有し、 前記本体に、ヘッドを、旋回中心を中心として旋回駆動
自在に設け、 前記ヘッドに、工具主軸を、その主軸中心を前記旋回中
心に対して所定角度だけ傾け、かつ該主軸中心を中心と
して回転自在に設け、前記工具主軸に、工具保持手段を
設け、 更に、前記ヘッドに、前記工具主軸を回転駆動する主軸
駆動モータを設けて構成した、工作機械の主軸台構造。
[Scope of Claims] A main body, a head is provided on the main body so as to be able to rotate freely about a rotation center, and a tool spindle is attached to the head, the center of the spindle being set at a predetermined angle with respect to the rotation center. A machine tool that is tilted and rotatable about the center of the tool spindle, the tool spindle is provided with a tool holding means, and the head is provided with a spindle drive motor that rotationally drives the tool spindle. Headstock structure.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1992015416A1 (en) * 1991-02-27 1992-09-17 Enshu Co., Ltd. Turning bearing mechanism for universal head
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