JPH0288111A - 切削加工機械 - 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 この発明は、切削加工機械、殊に、主軸の取付は方向を
上向きにすることにより、ワークを底面方向から加工す
ることができるようにした切削加工機械に関する。

従来技術 切削加工機械として最も一般的なフライス盤には、主軸
が水平方向に配設された横フライス盤と、主軸が垂直方
向の立フライス盤とがあり、前者は、ワークの垂直面の
加工に使用される一方、後者は、ワークの水平面の加工
に使用される。

立フライス盤は、下向きの主軸の先端部に工具を取り付
け、主軸の下方に設けたテーブル上にワークをセットす
ることにより、ワークの上面に対する加工を行なうもの
であって、主軸は、垂直方向に駆動可能として、工具の
切込み量を設定する一方、テーブルは、ワークを積載し
て、水平方向に、直交する２軸方向に駆動可能とし、工
具に対するワークの相対位置を変更することにより、加
工位置を選定し、ワークに対する切削送り運動を付与す
ることができるようになっている。なお、テーブルは、
水平方向の１軸にのみ駆動可能とする一方、主軸は、テ
ーブルの駆動方向に直交する水平方向の１軸方向にも駆
動可能とし、テーブルと主軸との各水平方向の運動を組
み合わせることにより、加工位置の選定等を行なうよう
にしたものも広く知られている所である。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、ワークの形状に
よっては、加工が著しく困難となる場合があった。すな
わち、いま、複雑なワークＷの一面を加工基準面Ｗ１と
しく第５図（Ａ））、この加工基準面Ｗｌ上に、高精度
の孔Ｗ２ａＳＷ２ａ・・・や溝Ｗ３ａ等を加工しようと
するときは、加工基準面Ｗ１を下向きの主軸に対向させ
た状態で、ワークＷをテーブル上にセットすることが難
しいから、ワークＷ上に、加工基準面Ｗ１に平行の加工
用の捨面を設けたり、あるいは、加工基準面Ｗ１を上方
に向けて保持する門形の特殊セット治具を用意したりす
ることが必須となり、いずれにしても、捨面やセット治
具の加工精度がワークの最終加工精度に影響するから、
高精度の加工が難しくなる他、テーブル上におけるワー
クのセットが著しく煩雑になることが避けられないもの
である。

また、複雑なワークＷの一面に加工基準面Ｗ１があり、
加工基準面Ｗ１以外の加工面Ｗ２上に、加工基準面Ｗ１
に対して高精度の溝Ｗ３ｂ等を加工する場合も全く同様
であって（同図（Ｂ））、加工面Ｗ２を主軸に対向せし
め、しかも、加工基準面Ｗ１に対する高精度加工を実現
するためには、特殊なセット治具を用意することを余儀
なくされるのみならず、加工基準面Ｗ１がテーブルに接
する側となることから、ワークＷのセットが一層煩雑と
なることが避けられなかった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術における問
題は、主軸が、テーブルに対抗する下向きの方向、また
は、単に、テーブルに平行する方向に配設されているこ
とが主因であることに着目し、主軸を、テーブルに対し
て、下方から上向きに配設することによって、加工基準
面と加工面とがワーク上において一致する場合、両者が
別の面となる場合のいずれの場合においても、特殊なセ
ット治具を用意することなくワークのセットが簡単にで
き、しかも、加工基準面に対する高精度加工を行なうこ
とができるように工夫した、新規の、切削加工機械を提
供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、機械ベ
ッドと、ワーク搭載用のテーブルと、上向きの主軸とを
備え、テーブルは、機械ベッドに搭載して、水平方向に
、少なくとも１軸方向に駆動可能とし、主軸は、機械ベ
ッドに組み込み、垂直方向に位置決め可能とするととも
に、前記テーブルには、主軸に取り付けた工具がワーク
に到達し、主軸とテーブルとの相対移動を許容するため
のスペース部を形成したことをその要旨とする。

なお、テーブルは、水平方向に、直交する２軸方向に駆
動可能とすることができ、さらには、テーブルは、水平
方向に１軸方向のみに駆動可能とするとともに、主軸は
、テーブルの駆動方向と直交する水平方向の１軸方向に
も駆動可能とすることができる。

作用 而して、この構成によるときは、まず、加工基準面と加
工面とが一致するワークに対しては、加工基準面をテー
ブルに接するようにして、ワークをテーブル上にセット
することにより、下方から上向きに、主軸に取り付けた
工具により、簡単に、加工面に対する高精度加工を行な
うことができる。

また、加工基準面と加工面とが一致しないワークに対し
ては、加工面をテーブルに接するようにして、ワークを
テーブル上にセットすればよく、このとき、加工基準面
は、テーブルに接する側になく、ワークの上方に露出す
るから、ワークのセット作業は、この加工基準面を使用
できるので極めて容易に行なうことができる。

なお、テーブルを、水平方向に、直交する２軸方向に駆
動可能とすれば、テーブルのみの運動によって、加工位
置の選定のためのワークの位置決めと、ワークの切削送
り運動とを実現することができる一方、テーブルと主軸
とを、水平方向に直交する各１軸方向に駆動可能とする
ときは、両者の運動を組み合わせることにより、所定の
位置決めと切削送り運動とをなすことができる。

また、以上のいずれの場合にあっても、主軸の垂直方向
の位置決めにより、工具の切込み量の設定を行なうこと
ができる。

以上のように作用するものである。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

切削加工機械は、機械ベッド１ｏと、テーブル２０と、
主軸３０とを備えてなる（第１図）。

機械ベッド１０は、両端部に脚１０ａ、１０ａを有する
長方形のフレーム体であって、その全体剛性は十分大き
くしであるとともに、その上面１０ｂは、テーブル２０
の搭載面となっている。

また、機械ベッド１０の内部には、主軸３０等の部材を
組み込むための空間が形成されている。

ｆ　−フル２０は、機械ベッド１０の上面１０ｂに対し
、一対のスライドレール２１．２１を介、して、水平方
向に移動自在に搭載されている。すなわち、スライドレ
ール２１．２１は、機械ベッド１０の長手方向に平行に
配設されている一方、テーブル２０の下面には、スライ
ドレール２１．２１に対して摺動自在のスライダ２２．
２２・・・が固着されている。

テーブル２０の上面には、ワークを固定するための縦横
のＴ溝２０ａ、２０ａ・・・が形成されている他、その
中央部には、主軸３０に取り付けた工具Ｔを貫通させる
ための透孔２０ｂが設けである。

ただし、透孔２０ｂは、テーブル２０の移動方向に穿設
した一対の丸孔を、工具Ｔの最大径よりやや大きい幅の
長孔によって連結した亜鈴形に形成されているものとす
る。

テーブル２０の下面には、ナツト部材２３が固着される
一方、機械ベッド１０の上面１０ｂには、スライドレー
ル２１．２１と平行に、ナツト部材２３と螺合する送り
ねじ軸２４が回転自在に配設されている。送りねじ軸２
４の軸端は、ベルト２５を介して、送りモータ２６に連
結されている。

ただし、送りモータ２６は、正逆運転ができる他、少な
くとも早送りと切削送りとに速度切換えができるものと
し、送りモータ２６は、取付はブラケット２６ａを介し
て、機械ベッド１ｏの内部に取り付けられている。

主軸３０は、機械ベッド１ｏの内部に、上向きに配設さ
れている。主軸３ｏは、機械ベッド１゜に固定されたギ
ヤボックス３１と、ギヤボックス３１に対し、上下方向
に摺動自在の主軸ベース３２と、主軸ベース３２を上下
方向に貫通するスピンドル３３と、主軸モータ３４とを
主要部材としてなる（第２図）。

ギヤボックス３１は、ブラケット１０ｃを介して、機械
ベッド１０に固定されており、その内部には、主軸ベー
ス３２を上下方向に移動さける回転軸３１ａが軸支され
ている。回転軸３１ａの上端には、傘歯車３１ｂが固着
される一方、その下端部には、ねじ部３１ｃが形成され
ている。ギヤボックス３１には、水平方向に、別の回転
軸３１ｄが軸支され、回転軸３１ｄの一端には、傘歯車
３　］、　ｂに噛合する傘歯車３１ｅが固着されており
、また、他の端部は、ギヤボックス３１の側方に突出し
て、その先端には、目盛り付きのっまみ３１ｆが取り付
けである。ただし、っまみ３１ｆは、機械ベッド１０の
外部にまで突出しており、回転軸３１ｄを手動回転する
ことにより、主軸ベース３２のスピンドル３３に取り付
けた工具Ｔの切込み量を調節することができるものとす
る。

主軸ベース３２は、ギヤボックス３１に形成したあり溝
３１ｇと係合するドープテール部３２ａを有し、ギヤボ
ックス３１に対して、上下方向に摺動自在となっている
。主軸ベース３２は、ギヤボックス３１に対向する側面
に、ナツトブラケット３２ｂを突設し、このナツトブラ
ケット３２ｂは、ギヤボックス３１内において、回転軸
３１ａのねじ部３１ｃに螺合している。また、ギヤボッ
クス３１には、あり溝３１ｇとドープテール３２ａとの
間に挿入されたギブ３１ｋにまで到達するロックねじ軸
３１ｈを立設し、ロックねじ軸３１ｈを螺進することに
より、主軸ベース３２を、任意の高さ位置でロックする
ことができるようになっている。

スピンドル３３は、主軸ベース３２を貫通し、主軸ベー
ス３２に対して、複数個のベアリングを介して回転自在
に軸支されており、スピンドル３３の上端部には、工具
Ｔを保持するための工具ホルダＴａのテーパに適合する
テーパ孔３３ａが形成されている。

主軸モータ３４は、主軸ベース３２の背面側に装着して
あり、その軸端とスピンドル３３の下端とは、駆動ベル
ト３５を介して連結されている（第１図）。

機械ヘッド１０の内部には、カウンタウェイト３６が配
設されており（第２図）、このカウンタウェイト３６と
主軸ベース３２とは、２本のチェーン３７．３７を介し
て連結されている。ただし、チェーン３７．３７は、固
定軸３７ｂ、３７ｂ・・・上のガイドスプロケット３７
ａ％　３７ａ・・・を介して案内され、主軸ベース３２
の重量を、カウンタウェイト３６によって平衡するよう
にしているものである。カウンタウェイト３６の下面に
は、振れ止め板３６ａが付設してあり、振れ止め板３６
ａは、機械ベッド１０の底板１０ｄに設けた長孔１０ｅ
を貫通している。

かかる構成の切削加工機械の作動は、次のとおりである
。

テーブル２０は、スライドレール２１．２１とスライダ
２２．２２・・・とを介して機械ベッド１０上に搭載さ
れている一方、ナツト部材２３と送りねじ軸２４とベル
ト２５とを介して送りモータ２６に連結されているから
、送りモータ２６を運転することにより、機械ベッド１
０の長手方向に往復駆動することができる（第１図の矢
印Ｘ方向）主軸３０は、ロックねじ軸３１ｈを緩め、つ
まみ３１ｆ付きの回転軸３１ｄを手動回転することによ
り、主軸ベース３２を上下方向に移動して位置決めする
ことができる（同図の矢印Ｚ方向）。

また、スピンドル３３の上端のテーパ孔３３ａには、テ
ーパシャンク形の工具ホルダＴａを介して、任意の工具
Ｔを上向きに装着することができる。

そこで、主軸ベース３２を上昇すると、工具Ｔの先端部
は、テーブル２０の透孔２０ｂを通して、テーブル２０
の上面に突出し、その突出量は、回転軸３１ｄによって
任意に設定することができる。

さらに、ロックねじ軸３１ｈを締め込むことにより、工
具Ｔの高さ位置を任意にロックすることができる。

主軸モータ３４を起動すれば、スピンドル３３を介して
、工具Ｔを回転駆動することができ、その回転速度は、
主軸モータ３４を速度制御することにより、任意に設定
することができるものとする。

いま、加工基準面Ｗ１と加工面Ｗ２とを別個に有するワ
ークＷを例にとり（第３図）、その加工面Ｗ２に、加工
基準面Ｗ１に対して直角の溝Ｗ３を加工する場合には、
まず、加工面Ｗ２を下面にして、ワークＷをテーブル２
０上にセットする。

このとき、加工基準面Ｗ１は、ワークＷの上部にあるか
ら、加工基準面Ｗ１がテーブル２０の駆動方向Ｘと直角
をなすようにワークＷをセットすることは、極めて簡単
である。

つづいて、溝Ｗ３の幅Ｗと同一径の工具Ｔを用い、溝Ｗ
３の深さｄに相当するだけ、工具Ｔの先端部をテーブル
２０の上面に突出させ、工具Ｔを回転しながらテーブル
２０を駆動すれば、ワークＷの加工を完了することがで
きる。なお、このとき、テーブル２０の移動ストローク
は、工具Ｔが上下に貫通する透孔２０ｂの長さによって
規制されるから、ワークＷの加工長さも、この移動スト
ロークの範囲内に制限される。

加工基準面Ｗ１が加工面Ｗ２に一致するワークＷの場合
も、加工面Ｗ２を下面にして加工することができるから
、全く同様の手順によれば足る。

なお、この切削加工機械によれば、テーブル２０を移動
することな（、単に工具Ｔを上昇させることにより、ワ
ークＷに対する孔明は加工も可能である。また、工具Ｔ
としては、−船釣な回転切削工具を使用することはいう
までもない。

他の実施例 主軸ベース３２の上下方向の駆動は、手動の回転軸３１
ｄに代えて、任意のモータ駆動方式に変更することがで
きる。

テーブル２０は、その上面に、補助テーブル２０ｃを搭
載することにより、水平方向の２軸方向に駆動可能とす
ることができる（第４図の矢印ＸＳＹ方向）。補助テー
ブル２０ｃは、スライドレール２１．２１に直交するス
ライドレール２０ｄ、２０ｄを介して摺動自在とし、図
示しない任意の送り機構によって駆動するものとする。

また、補助テーブル２０ｃは、その駆動方向に長い透孔
２０ｅを有し、工具Ｔは、テーブル２０と補助テーブル
２０ｃとの透孔２０ｂ、２０ｅを共通に貫通して、補助
テーブル２０ｃの上面に突出するようになっている。

また、テーブル２０が水平方向の１軸方向にのみ駆動可
能であるときは、主軸３０を、テーブル２０の駆動方向
に直交する水平方向にも駆動可能に構成することができ
る（第１図の矢印Ｙ方向）。

補助テーブル２０ｃを使用することなく、ワークＷに対
し、水平方向に、２軸方向の駆動位置決めを実現するこ
とができる。

さらには、テーブル２０、補助テーブル２０ｃに設ける
透孔２０ｂ、２０ｅは、主軸３０に取り付けた工具Ｔが
ワークＷの加工面Ｗ２に到達し、また、主軸３０とテー
ブル２０との相対移動を許容するためのスペース部を形
成するものである。

したがって、その具体的な形状は任意に変更することが
できるものとし、テーブル２０等の周端にまで達する切
欠き状としてもよいものとする。また、ワークＷの加工
面Ｗ２は、このスペース部を介して、テーブル２０等の
上面より下方に突出していてもよいものとし、したがっ
て、この場合の工具Ｔは、必ずしも、テーブル２０等の
上面に突出することを要しない。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、ワーク積載用の
テーブルと、テーブルの下方に上向きの主軸とを設け、
テーブルには、主軸に取り付けた工具がワークに到達し
、主軸とテーブルとの相対移動を許容するスペース部を
設けることによって、ワークは、加工面を下向きにして
テーブル上にセットすることができるから、加工面と加
工基準面とが一致する場合のみならず、両者が一致しな
い場合であっても、ワークのセット作業が極めて容易で
あり、また、ワークに捨面を加工したり、特殊なセット
治具を使用したりすることが不要であるから、最終加工
精度を大幅に向上させることができるという優れた効果
がある。

加つるに、切削加工中に発生する切屑は、常に下方に落
下し、工具と加工面との間に挾まれたりするおそれがな
いので、切屑処理が容易である上、加工精度の向上にも
資することができるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は実施例を示し、第１図は一部切欠
き全体斜視図、第２図は第１図の要部拡大斜視説明図、
第３図は使用状態説明図である。 第４図は他の実施例を示す要部説明図である。 第５図（Ａ）、（Ｂ）は、加工に適するワークの例を示
す斜視図と側面図である。 Ｗ・・・ワーク Ｔ・・・工具 １０・・・機械ベッド ２０・・・テーブル ３０・・・主軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）機械ベッドと、該機械ベッドに搭載し、水平方向に
   少なくとも１軸方向に駆動可能なワーク積載用のテーブ
   ルと、前記機械ベッドに組み込み、垂直方向に位置決め
   可能な上向きの主軸とを備え、前記テーブルには、前記
   主軸に取り付けた工具がワークに到達し、前記主軸と前
   記テーブルとの相対移動を許容するためのスペース部を
   形成してなる切削加工機械。 ２）前記テーブルは、水平方向に、直交する２軸方向に
   駆動可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の切削加工機械。 ３）前記テーブルは、水平方向の１軸方向に駆動可能で
   あり、前記主軸は、前記テーブルの駆動方向と直交する
   水平方向の１軸方向に駆動可能であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の切削加工機械。