JPH0329066Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、工具回転型の工作機械の鋼管端面加
工装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、工具回転型の鋼管ねじ切機でねじ加工を
施す場合、端面削り加工、内径面取り加工、外径
ベベル加工を前工程で加工し、ねじ切機で外径テ
ーパ削り加工とねじ切加工を各々組合わせ工具に
よつて行つていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した従来の技術では、ねじ
切機以外に前工程を行う専用加工機が必要である
から、加工時間、段取り時間等が長くなると共に
生産の阻害要因となつていた。

本出願人は、上記の事情に鑑み問題を解決する
ために先に、ねじ切機１台で内径面取り加工、端
面削り加工、外径ベベル加工、外径加工およびね
じ切加工等一連の加工を可能にした組合わせ工具
を出願した。（実願昭60−143641） 本考案は、前述した出願（実願昭60−143641）
の中での組合わせ工具の各工具がせり合つてワー
クの加工範囲が狭い点、一連の端面加工の工程が
かかりすぎるという問題点を改良し、より広い加
工バリエーシヨンが可能な鋼管端面加工装置を提
供する目的でなされた。

〔問題点を解決するための手段と作用〕 本考案は、工具回転型の工作機械の鋼管端面の
加工装置であつて、上述の問題点を解決する手段
として、ハウジングに回転自在に軸承された貫通
穴を有する主軸先端に設けられたダイヘツドと、
該ダイヘツドに対向し主軸軸線上に固定された鋼
管端部を前記ハウジングの主軸軸線方向の移動で
加工する鋼管端面加工装置において、前記主軸の
貫通穴に進退自在に挿嵌された第１の円筒部材
と、該第１の円筒部材を主軸軸線方向に進退移動
する第１の駆動源と、前記ダイヘツド前面に配置
された少なくとも１つ以上の工具と、前記第１の
円筒部材の軸線方向の移動を前記工具を径方向の
動きに変換する第１の方向変換部材と、前記第１
の円筒部材内に進退自在に挿嵌された第２の円筒
部材と、該第２の円筒部材を主軸軸線方向に進退
移動する第２の駆動源と、前記第２の円筒部材の
進退移動を前記ダイヘツド前面に配置された少な
くとも１つ以上の工具を径方向の動きに変換する
第２の方向変換部材とで構成した。

而して、本考案により、加工の内容、順序に従
つて組合わせ工具を取付けた工具チヤツクを順次
出し入れして加工することが可能となつた。この
ため、工作機械１台で内径面取り加工、端面削り
加工、外径ベベル加工、外径加工及びねじ切加工
等一連の加工をより少ない工程で同時に加工する
ことが可能となり、組合わせ工具の組合わせを換
えることでより広い加工バリエーシヨンが可能と
なつた。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図ないし第３図は本考案実施例の構成を示
すもので、第１図は本考案の全体断面図、第２図
は本実施例装置の正面図（第１図のＡ矢視図）、
第３図イは、鋼管端面の前工程で切断された状態
図を示し、第３図ロは加工後の図面を示す。

まず概要を述べると、第１図において、図略の
ベツド上に前後方向（Ｚ軸方向）に移動可能なス
ピンドルハウジング１があり、該スピンドルハウ
ジング１（第１図の左側）に、回転自在に軸承さ
れたスピンドル８先端にダイヘツド２を設け、該
ダイヘツド２には後記に詳述する如く複数の組合
わせ工具を取付けた工具ホルダを放射状にＸ軸方
向へ開閉可能に保持している。

又前記スピンドルハウジング１の内部には、前
記ダイヘツド２の回転装置と前記工具ホルダを開
閉させる後記に詳述する如き装置が組込まれてお
り、該工具ホルダの開閉装置は前記スピンドルハ
ウジング１の外部にあるX₁サーボモータ３とX₂
サーボモータ４とに動力伝達機構を介して連結し
ている。

被加工物である鋼管１００はスピンドルハウジ
ング１が後退時（第１図の右側にいる時）に紙面
に垂直方向から図略の搬送装置により供給され、
図略の芯出し装置等に挾圧保持されて前記ダイヘ
ツド２の回転中心部に設けられ、半径方向に拡開
して鋼管１００を内側より軽く保持するインナー
サポート５により固定される。

上記スピンドルハウジング１の先端部（工具ホ
ルダ側、以下、スピンドルハウジングに限らず先
端部はすべて工具ホルダ側を表す）には軸受６が
嵌入され、このスピンドルハウジング１の後部に
は同様に軸受７が嵌入されている。

前記スピンドルハウジング１の内部には、スピ
ンドル８が前記スピンドルハウジング１よりわず
かに突出した状態で組込まれている。該スピンド
ル８の先端部は軸受６で後部は軸受７でそれぞれ
軸支される。前記スピンドル８の中央部には、図
略の駆動装置に噛合するギヤ１１がキー止めさ
れ、締付ナツト１２を螺着して固定する。又、前
記スピンドル８の先端フランジ部の外周にはラビ
リンスが形成され、前記スピンドル８の先端部内
周には鍔付きガイドブツシユ１３が嵌入されて鍔
部で螺着される。

前記スピンドル８の後部内周にも同様に鍔付き
ガイドブツシユ１４が嵌入され鍔部で螺着され
る。前記スピンドル８の後部にはカラー６８が外
嵌され、軸受押え６９，７０で固定され、該軸受
押え７０はハウジング１に螺着される。更に前記
スピンドル８には、円筒部材９が遊挿されるよう
な貫通孔が設けられている。この円筒部材９はス
ピンドル８の先端部と後部に嵌入した鍔付きブツ
シユ１３，１４により支持される。

該円筒部材９の内部には、更に別の円筒部材１
０が嵌入する貫通孔が形成され、前記円筒部材９
の前後移動量の最大ストロークをカバーできるよ
うに前記スピンドル８より若干長目に突出した状
態に設けられる。

前記円筒部材９の先端部には、アダプタ１５を
介して楔形開閉部材１６が一体として組込まれて
第２図に示す如くNo.１とNo.２のように対向した位
置に取付けられている。前記円筒部材９の後部に
は、軸受２０が外嵌され、該軸受２０は一方がボ
ールナツト２１を保持するブラケツト２２と締付
ナツト２３とによつて保持されている。

前記ブラケツト２２の一端にはボールナツト２
１が取付けられており、該ボールナツト２１の内
周部にはボールねじが刻設されていて、同様に外
径にボールねじを刻設した軸２４に螺合してい
る。該軸２４はハウジング２５に保持された軸受
２６に嵌入され、カラー２７を取付け先端にはギ
ヤー２８をキー止めし締付けナツト２９で固定し
ている。前記ギヤー２８はX₂用サーボモータ４
の出力軸に取付けられたピニオン３０に噛合して
いる。

１０は他の円筒部材であつて、前記円筒部材９
の貫通孔に嵌入して、前記円筒部材９の前後移動
量の最大ストロークをカバーできるように前記円
筒部材９より若干長目に突出した状態に設けられ
る。

前記円筒部材１０の先端部内周にはガイド部材
３１を嵌入する為の、又それ以外の後方内周には
インナーサポート５が遊挿される段付きの貫通孔
が形成されている。前記円筒部材１０の先端部ア
ダプタ３２には、工具開閉用の楔形開閉部材３４
が一体として組込まれて第２図に示す如くNo.３と
No.４のように対向した位置に取付けられている。

前記円筒部材１０の後部には、軸受３８が外嵌
されている。該軸受３８を介して円筒部材３９と
一体的に円筒ボデー４２が保持されている。又、
前記円筒部材１０の後部至端にはブツシユ４３が
固着されている。前記円筒部材１０の先端部貫通
孔には、ガイド部材３１がシール部材を介して嵌
入される。前記ガイド部材３１の先端部および後
部の内径には、ブツシユ４４，４５が嵌入されそ
れぞれ押え部材４６，４７で固定される。

スピンドルハウジング１の先端には、カバー４
８が取付けられ、このカバー４８前面とダイヘツ
ド後端部間の隙間はラビリンスによりシールされ
る。円筒部材１０の前面にはアダプタ３２が設け
られ、該アダプタ３２の先端部には楔形開閉部材
３３が突設している。楔形開閉部材３４の外側平
坦部はダイヘツド２の内周壁部に設けられたコロ
ガリガイド５９によりスピンドル８の軸線方向に
移動可能に案内保持されている。

一方、ダイヘツド前面には径方向移動可能にス
ライド５６が保持され、図示しないばねにより外
径方向に常に付勢されている。前記スライド５６
前面には工具ホルダ５７が固定され、該スライド
後方背部には楔形開閉部材３５が取付けられ、前
記円筒部材１０側の楔形開閉部材３４の斜面部は
スライド側の楔形開閉部材３５の斜面部とコロガ
リガイドを介して前記ばねの付勢力により押圧状
態で互に接触している。

更に、夫々の楔形開閉部材３４，３５は相互に
斜面に沿つて移動可能に連結金具３６で連結され
ている。

また、円筒部材９先端にはやはりアダプタ１５
を介して楔形開閉部材１６が固定され、前記同様
にコロガリガイド５８によりスピンドル８軸線方
向に移動可能に保持されている。このときアダプ
タ１５とアダプタ３２の間は円筒部材１０の最大
移動量よりやや長めの間隙が設けられている。

前記楔形開閉部材１６の斜面と、外径方向に図
示しないばねで付勢されているスライド５４後方
に固定された楔形開閉部材１８の斜面はコロガリ
ガイドを介して押圧状態で斜面に沿つて移動可能
に接触し、夫々の楔形開閉部材は連結金具１９を
介して互に連結されている。

尚、スライド５４前面には工具ホルダ５５が取
付けられているのはいうまでもない。

また、ダイヘツド前面には円盤状の板５３が固
定され、工具ホルダを取付けた各スライド間を切
粉や、切削剤が侵入しないようにカバーされてい
る。

ダイヘツド２の回転中心部には、半径方向に拡
開して鋼管１００を内側より軽く保持するインナ
ーサポート５が設けられ、後部は図略の油圧機器
等へ連結している。

円筒部材１０後方に突出したインナーサポート
５はハウジング７１に軸受６３を介して回転自在
に軸承された円筒部材６０に保持されている。

該円筒部材６０のスピンドル側にはねじが刻設
され、反対側の最後部至端にはX₁サーボモータ
３の出力軸に取付けられたピニオン６１と噛合す
るギヤ６２が取付けられている。

前記円筒部材６０のネジ部は前記円筒部材１０
後方に軸受３８を介して軸承された円筒部材３９
と一体的に設けられた円筒ボデー４２と、更に後
部に取付けられたボールねじを介して螺合するナ
ツト部材６７に螺合している。

前記円筒部材９の後方には軸受２０を介してブ
ラケツト２２が支承され、該ブラケツト２２には
ボールナツト２１が固定されている。

一方スピンドルハウジング１の後方に固定され
たハウジング２５にはサーボモータ４が設けら
れ、該サーボモータ４の出力軸にはピニオン３０
が固着している。

前記ハウジング２５に軸受２６を介して前記ス
ピンドル８と平行にボールねじ２４が軸承されて
いる。

該ボールねじの一端にはギヤ２８が固着され、
該ギヤ２８は該ピニオン３０と噛合している。

更に、前記ボールねじ２４は前記ブラケツト２
２に固定されたボールナツト２１と螺合しサーボ
モータ４によるボールねじの回転で、前記ボール
ナツト２１と一体的に設けられているブラケツト
２２はスピンドル軸線方向に移動可能となる。

次に上述のように構成された本考案の作用を説
明する。

第２図に示すNo.１、No.２の工具ホルダに外径ベ
ベル加工、テーパねじ切加工用の荒削り及び仕上
用組合わせ工具を取付け、No.３、No.４の工具ホル
ダに鋼管端面加工、鋼管内径面取り加工用の荒削
り及び仕上用組合わせ工具を取付け、鋼管端面の
加工を行うために、前記No.１、No.２の工具ホルダ
はX₁用サーボモータ３に連結され、前記No.３、
No.４の工具ホルダはX₂用サーボモータ４に連結
される。

まず、No.１とNo.２およびNo.３とNo.４の工具ホル
ダを開いた状態でダイヘツド２を回転さておく。
該ダイヘツド２を回転させるための動作手順を説
明すると、スピンドルハウジング１内に組込まれ
た図略の駆動装置を始動させる。ギヤ１１に伝達
さた回転トルクは該ギヤ１１をキー止め固定して
あるスピンドル８に伝達されてスピンドル８を回
転せしめる。

該スピンドル８の回転は、該スピンドル８の先
端部に取付けられたダイヘツド２を回転させる。
前記円筒部材１０の先端部に内装され一体化した
ガイド部材３１とブツシユ４４，４５に先端部を
摺動可能に保持されたインナーサポート４も同様
に回転する。従つてインナーサポート４の鋼管内
部に挿入される先端部は回転自在に軸承されてお
り、スピンドルの回転力は伝わらない。

こうしてスピンドルハウジングを後退させた位
置でダイヘツド２を回転させておいて、次に被加
工物である鋼管１００が図略の搬送装置により紙
面に垂直方向に供給され、図略の芯出し装置等に
教圧保持されてダイヘツド２の回転中心部に設け
られ、半径方向に拡開して前記鋼管１００を内側
より軽く保持するインナーサポート５により固定
される。

しかる後に第３図イに示すように前工程で切断
された鋼管の端面加工、内径面取り加工を行うた
めに、No.３、No.４の工具ホルダを概略位置決めす
る。そのためにはX₂用サーボモータ４を始動さ
せなければならない。

第１図においてX₂用サーボモータ４を始動す
ると、サーボモータ主軸の回転トルクは該サーボ
モータ４の主軸に取付けられたピニオン３０に伝
達され、該ピニオン３０に噛合するギヤ２８に伝
達される。そして、該ギヤ２８を取付けた軸２４
が回転し、該軸２４の先端外径に刻設されたボー
ルねじとボールナツト２１が螺合しているため、
該ボールナツト２１を取付けたブラケツト２２が
前方向に移動する。

そうすると、ブラケツト２２に保持された軸受
２０を支持している円筒部材９が前方向に摺動
し、該円筒部材９の先端部に取付けた一体化され
た工具開閉装置に直進トルクが伝達される。

一体化された工具開閉装置が前方向へ移動する
と、工具開閉装置を構成する楔形開閉部材１６に
取付けた連結金具１９により、楔形開閉部材１６
と、対向する別の楔形開閉部材１８とは該楔形開
閉部材の両側面に設けた凹溝に倣つて相反する方
向へ移動することになる。つまり楔形開閉部材１
８に固着され一体化されたスライド５４を介して
工具ホルダ５５はスピンドル軸心方向に移動す
る。即ち、楔形開閉部材によつて軸方向の直進ト
ルクが径方向の移動トルクに変換されたのであ
る。

上述のように工具を取付けた工具ホルダを径方
向に移動して概略位置決めをした後、工具ホルダ
５５の径方向の移動を微調整しながら、例えばNo.
３工具ホルダに取付けた端面荒削用と内径面取り
の荒削用の組合わせ工具と、例えばNo.４工具ホル
ダに取付けた端面仕上用と内径面取りの仕上げ用
の組合わせ工具とによつて同時に鋼管の端面を加
工する。

次に鋼管の外径ベベル加工、テーパねじ切加工
を行うために、No.１、No.２の工具ホルダを開閉移
動させなければならない。そのためには鋼管の端
面加工、内径面取り加工の終了したNo.３、No.４の
工具チヤツクを開いて被加工物の鋼管から離して
おいてから、No.１、No.２の工具ホルダを閉じて鋼
管に近接して概略位置決めする。

No.３とNo.４の工具ホルダを径方向に移動させ、
工具ホルダを閉じる一連の動作は前述したとおり
である。工具ホルダを開く動作は前述した一連の
動作が逆になれば良いので、X₂用サーボモータ
４の回転を逆回転にすれば工具ホルダは開いて待
避する。

No.１、No.２の工具ホルダを閉じて概略位置決め
し加工するためにはX₁用サーボモータ３を始動
させなければならない。

第１図において、X₁用サーボモータ３を始動
すると、トルクは該サーボモータ３の主軸に取付
けられたピニオン６１に伝達され、該ピニオン６
１に噛合するギヤ６２に伝達される。そして、該
ギヤ６２を取付けた円筒部材６０が回転し、該円
筒部材６０の先端外径に刻設されたボールねじと
ボールナツト６７が螺合しているため、該ボール
ナツト６７を取付けた円筒ボデー４２が前方向に
移動する。そうすると軸受３８を保持し前記円筒
ボデー４２に螺着された円筒部材３９が移動す
る。

該円筒部材３９の移動は軸受３８を外嵌する円
筒部材１０の動きとなり、該円筒部材１０が前方
向に摺動し、該円筒部材１０の先端部に取付けて
一体化された工具開閉装置に直進トルクは伝達さ
れる。

一体化された工具開閉装置が前方向へ移動する
と、工具開閉装置を構成する楔形開閉部材３４に
取付けた連結金具３６により、楔形開閉部材３４
と、対向する別の楔形開閉部材３５とは該楔形開
閉部材の両側面に設けた凹溝に倣つて相反する方
向へ移動する。

つまり楔形開閉部材３５に螺着され一体化した
スライド５６は、楔形開閉部材３４の直進に対し
て楔形の斜面を斜め後方に移動することになり、
結果的には工具ホルダ５７は径方向に移動し閉じ
る。即ち、ここでも前述したように楔形開閉部材
によつて軸方向の直進トルクが径方向の移動トル
クに変換されたのである。

径方向に移動して概略位置決めをした後、工具
ホルダ５７の径方向の移動を微調整しながら、例
えばNo.１工具ホルダに取付けた外径ベベル荒削用
とテーパねじ切りの荒削り用の組合わせ工具と、
例えばNo.２工具ホルダに取付けた外径ベベル仕上
用とテーパねじ切りの仕上用の組合わせ工具とに
よつて同時に鋼管の端面を加工する。

以上の一連の工程、動作により鋼管の端面は初
期の目的どおりの加工を施され、工具ホルダが開
かれインナーサポートの拡開支持を開放してスピ
ンドルハウジングは後退し加工済パイプが紙面に
垂直に搬出され未加工パイプが搬入される。以後
同様の工程が連続して行われることになる。

〔考案の効果〕

以上の説明により、本考案は加工の内容、順序
に従つて組合わせ工具を取付けた工具チヤツクを
順次出し入して加工することが可能となり、工作
機一台で内径面取り加工、端面削り加工、外径ベ
ベル加工、外径加工及びねじ切り加工等一連の加
工をより少ない工程で同時に加工することが可能
となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図イ，ロは本考案の実施例の
構成を示すもので、第１図は本願装置の全体断面
図、第２図は本考案実施例装置の正面図（第１図
のＡ矢視図）第３図イは鋼管端面の前工程で切断
された素材図を示し、第３図ロは加工後の形状を
示す完成図。 １……スピンドルハウジング、２……ダイヘツ
ド、３……X₁用サーボモータ、４……X₂用サー
ボモータ、５……インナーサポート、６……軸
受、７……軸受、８……スピンドル、９……円筒
部材、１０……円筒部材、１１……ギヤ、１３…
…鍔付きガイドブツシユ、１４……鍔付きガイド
ブツシユ、１７……楔形開閉部材、１８……楔形
開閉部材、１９……連結金具、２１……ボールナ
ツト、２２……ブラケツト、２４……軸、２５…
…ハウジング、２８……ギヤ、３１……ガイド部
材、３４……楔形開閉部材、３５……楔形開閉部
材、３６……連結金具、３９……円筒部材、４２
……円筒部材、４４…ブツシユ、４５……ブツシ
ユ、４８……軸受押え、４９……アダプタ、５４
……スライド、５５……工具ホルダ、５６……ス
ライド、５７……工具ホルダ、５８……コロガリ
ガイド、５９……コロガリガイド、６０……円筒
部材、６２……ギヤ、６４……ブラケツト、６７
……ボールナツト、７０……軸受押え、７１……
ハウジング、１００……鋼管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングに回転自在に軸承された貫通穴を有
   する主軸先端に設けられたダイヘツドと、該ダイ
   ヘツドに対向し主軸軸線上に固定された鋼管端部
   を前記ハウジングの主軸軸線方向の移動で加工す
   る鋼管端面加工装置において、前記主軸の貫通穴
   内に進退自在に挿嵌された第１の円筒部材と、該
   第１の円筒部材を主軸軸線方向に進退移動する第
   １の駆動源と、前記ダイヘツド前面に配置された
   少なくとも１つ以上の工具と、前記第１の円筒部
   材の軸線方向の移動を前記工具を径方向の動きに
   変換する第１の方向変換部材と、前記第１の円筒
   部材内に進退自在に挿嵌された第２の円筒部材
   と、該第２の円筒部材を主軸軸線方向に進退移動
   する第２の駆動源と、前記第２の円筒部材の進退
   移動を前記ダイヘツド前面に配置された少なくと
   も１つ以上の工具を径方向の動きに変換する第２
   の方向変換部材とから成り、前記第１の駆動源又
   は第２の駆動源によりダイヘツド前面に配置され
   た工具を選択的に移動させ順次加工を施すことを
   特徴とする鋼管端面加工装置。