JPH0335906A - 刃先位置変更可能な切削加工装置 - 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 本発明は刃先位置変更可能な切削加工装置に関するもの
であり、特に、刃具の支持剛性を高めるための技術に関
するものである。

従来の技術 刃先位置変更可能な切削加工装置として、例えば、実開
昭６２−９２１１２号がある。これは、（イ）軸心まわ
りに回転する回転軸と、（ロ）その回転軸に同軸にかつ
回転可能に保持され、内周面が回転軸の軸心から偏心し
た偏心スリーブと、（ハ）その偏心スリーブの内周面に
回転可能に嵌合され、かつ、回転軸に対する相対回転が
防止された刃具保持部材と、（ニ）その刃具保持部材に
刃先が前記回転軸の軸心から外れた位置に位置する状態
で保持される刃具と、（ホ）前記回転軸に保持され、前
記偏心スリーブを回転軸に対して相対回転させる回転装
置とを含むように構成される。

この切削加工装置においては、回転装置により偏心スリ
ーブを回転軸に対して相対回転させれば、偏心スリーブ
に嵌合された刃具保持部材が回転軸の半径方向に移動し
、刃具の回転軸の半径方向の位置が変化して刃先位置が
変わる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のように偏心スリーブを介して回転
軸に刃具保持部材を保持させる場合には、刃具の支持剛
性が不足し勝ちで、切削時に切削抵抗に伴う歪や振動が
発生し易いために、加工情度の向上に限界があり、また
、重切削に不向きとなる。

そこで、本発明は、刃先位置変更が容易でかつ刃具の支
持剛性が高い切削加工装置を得ることを課題として為さ
れたものである。

課題を解決するための手段 そして、本発明の要旨は、切削加工装置を、（ａｌ軸軸
心わりに回転する回転軸と、申）その回転軸の軸心から
偏心した軸心まわりに回転可能に回転軸に保持された偏
心回転部材と、（Ｃ）その偏心回転部材に刃先がその偏
心回転部材の軸心から外れた位置に位置する状態で取り
付けられ、偏心回転部材と共に回転する刃具と、（ｄ）
前記回転軸に保持され、前記偏心回転部材を回転軸に対
して相対回転させる回転装置とを含むものとしたことに
ある。

作用 上記のように構成された切削加工装置においては、偏心
回転部材が回転装置によって回転軸に対して相対回転さ
せられることにより刃先位置が変わる。偏心回転部材の
回転中心が回転軸の軸心に対して偏心しているため、偏
心回転部材の回転に伴って刃具が回転すれば、刃先位置
が微小量ずつ回転軸の半径方向に移動するのである。

発明の効果 このように、本切削加工装置によれば、従来装置と同様
に刃先位置変更を容易に行い得、しかも、偏心回転部材
と回転軸との間に偏心スリーブが介在しないため、刃具
の支持剛性が高くなる。なお、刃具は偏心回転部材に直
接取り付けることも、刃具保持部材を介して取り付ける
ことも可能であり、刃具保持部材を介して取り付けた場
合でも、偏心回転部材と刃具保持部材とは互いに固定さ
れるため、十分な支持剛性を以て刃具を支持することが
できる。したがって、切削抵抗による歪や振動を良好に
防止し得、切削加工精度が向上し、あるいは重切削が可
能となる効果が得られる。また、偏心スリーブを設ける
必要がないため、構造が簡単となり、装置コストが低減
する効果も得られる。

実施例 以下、本発明をドリル兼用中ぐり装置に適用した場合の
一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図において、１０はドリル兼用中ぐり装置の主軸で
ある。主軸１０はヘアリング１２．　　シール１４等を
介してハウジング１６に回転可能に保持されている。主
軸１０のハウジング１６から突出した後端部には■プー
リ１８が相対回転不能に取り付けられている。ハウジン
グ１６は第２図に示すようにスライド２０上に載置され
ており、スライド２０の後部には複数本のボルト２２に
よって高さ調節可能にプレート２４が取り付けられると
ともに、そのプレート２４上にモータ２６が載置されて
いる。モータ２６の出力軸にはＶプーリ２８が固定され
ており、Ｖプーリ１８とＶプーリ２８とにＶベルト３０
が巻き掛けられることにより、モータ２６によって主軸
ｌＯが回転させられるようになっている。

主軸１０は輪方向に延びる中心穴３２を備えており、ロ
ッド３４が軸方向に移動可能に嵌合されている。ロッド
３４はビン３６によって２つの軸部材が連結されたもの
である。中心穴３２の先端部は大径とされており、ここ
にアダプタ３８の嵌合突部４０が嵌合されている。アダ
プタ３８は主軸１０の端面４２にボルトにより固定され
、また、円筒状のケーシング４４がアダプタ３８の端面
４６にボルトにより固定されており、アダプタ３８およ
びケーシング４４が主軸１０と共に一体的な回転軸４５
を構成している。ロッド３４の先端部は主軸１０（回転
軸４５）の軸心に対して一定量偏心させられた雄ねじ部
４８とされており、アダプタ３８を軸方向に貫通する段
付の貫通穴５０を通ってケーシング４４内に嵌入させら
れている。

雄ねじ部４８は４条ねし等の多条ねじとされており、ね
じ山のリード角が大きく設定されている。

また、ロッド３４の雄ねじ部４８の基端部近傍には面取
り５２が４箇所に施され、貫通穴５０の角六部５３に嵌
合されてロッド３４とアダプタ３Ｂとの相対回転が防止
されている。

雄ねじ部４８は、ゲージング４４内において、偏心同転
部材５４の貫通穴５６のアダプタ３８側の内周面に形成
された鮪ねし部５８に螺合されている。偏心回転部材５
４はケーシング４４にヘアリング６０．６２を介して雄
ねじ部４８の軸心まわりに回転可能に保持されている。

すなわち、偏心回転部材５４の軸心は主軸１０の軸心に
対して前記譜ねじ部４日の偏心量と同量だけ偏心させら
れているのであり、雄ねし部４日の前進・後退によって
偏心回転部材５４が偏心した軸心のまわりに正・逆両方
向に回転させられる。

また、偏心回転部材５４には、先端部に刃具たるチップ
６４．６６を備えたチップホルダ６８が固定されている
。偏心回転部材５４の貫通穴５６の雌ねじ部５８とは反
対側の端部には頭部が花弁形を或す係合部材７０の軸部
が嵌合されており、チップホルダ６日には、係合部材７
０の頭部と一定の相対位相では軸方向に嵌合・離脱可能
であるが、他の位相では嵌合・離脱不能である形状の係
合穴７２が形成されている。したがって、この係合穴７
２に係合部材７０を係合させ、偏心回転部材５４に設け
られた図示しない引込機構によって係合部材７０を偏心
回転部材５４内へ引き込むことにより、チップホルダ６
８を偏心回転部材５４に固定し得るのであり、その状態
ではチップホルダ６８が偏心回転部材５４と一体的に回
転する。

第３図および第４図に拡大して示すように、チップ６４
．６６はチップホルダ６８のホルダ本体７４から突出し
た小径のチップ保持部７６の先端部に取り付けられてい
る。チップ保持部７６の外周面には軸方向に延びる切屑
排出溝７８．８０が形成されている。チップ６４．６６
は各すくい面がほぼチップホルダ６８の軸心ｌを含む一
平面上に位置する状態で取り付けられている。

前記■プーリ１８の後端にはケーシング１ｏ。

が固定されるとともに、ケーシング１００には更に別の
ケーシング１０２が固定されている。ロッド３４の後端
部の外周面には、直径方向に隔たった４箇所に面取り１
０４が施され、ケーシング１０２に形成された矩形の貫
通穴１０６に相対回転不能に嵌合されることによって、
ロッド３４の主軸１０に対する回転が防止されている。

ケーシング１０２はハウジング１６から後方に延び出さ
せられたアーム１０Ｂに固定のケーシング１１０と相対
回転可能に嵌合されている。

ロッド３・１には後端面から軸方向穴１１２が形成され
ており、ここにねじ軸１１４の前端部が嵌入させられて
いる。ねじ軸１１４は、その後方に配設されているモー
タ１１６の出力軸１１８に連結されている。一方、ケー
シング１１ｏには軸方向に延びる貫通穴１２０が形成さ
れており、貫通穴１２０の内部には移動部材１２２が摺
動可能に嵌合されている。移動部材１２２は軸方向穴１
２４を備え、その後端部にはねし軸１１４と螺合された
ナツト１２６が固定されるとともに、前端部においてベ
アリング１２８，１３０を介してロッド３４を回転可能
かつ軸方向に移動不能に保持している。

したがって、モータ１１６によりねじ軸１１４が回転さ
せられれば、ナラ）１２６および移動部材１２２が貫通
穴１２０内を移動し、それに伴ってロッド３４が軸方向
に移動させられる。ロッド３４が前進させられれば、偏
心回転部材５４が回転させられ、それに伴ってチップホ
ルダ６８も回転し、チップ６４が主軸ｌＯ（回転軸４５
）の半径方向外側に移動させられ、偏心回転部材５４が
１８０度回転させられたときに最も外側に位置する。ま
た、チップ６６は逆に最も主軸１０の軸心に近い状態と
なる。この１８０度の回転の最初とＩＩ後においては、
チップ６４．６６の先端が主軸１０の軸心と偏心回転部
材５４の軸心とを含む一平面上に位置するようにされて
いるのであり、この回転に伴うチップ６４．６６の先端
の主軸１０の半径方向における移動量は、上記両輪心の
偏心量の２倍である。逆にロッド３４が後退させられれ
ば、偏心回転部材５４およびチップホルダ６８が逆回転
させられ、チップ６４が主軸１０の半径方向内側へ、チ
ップ６６が半径方向外側へ移動させられる。すなわち、
本実施例においては、ねじ軸１１４．モータ１１６．移
動部材１２２．ナッ）１２６．　　ロッド３４等が偏心
回転部材５４を主軸１０に対して相対回転させる回転装
置を構成しているのである。

第２図において、ハウジング１６が載置されたスライド
２０は、ガイドレール１４〇七を移動ｉＪ能とされてい
る。ガイドレール１４０は、基台１４２七に設けられた
案内台１４４上に主軸１０Ｃ）軸心に平行な方向に配設
されている。スライド２０の１・側に、ブラケット１４
６によって取り付けられたナツト１４８には、モータ１
５０１、こよって回転駆動される送りねし１５２が螺合
されており。

スライド２０が送りねし１５２０回転によって案内台１
４２上を移動させられることにより、ハウジング１６が
主軸ｌＯの軸方向に送られるようになっている。１なわ
ち、スライド２０．ガイドレール１４０．す・ン）　１
４　Ｂ、　　モータ１５０．送りねし１５２等によって
、チップ６４．６６を主軸１０、ハウジング１６等と共
に主軸１０の軸方向に移動させる移動装置が構成されて
いるのである。

モータ１】６および１５０は、第５図に示す制御装置１
６０によって制御される。制御装置１６０は、ＣＰＵ１
６２．ＲＡＭ１６４およびＲＯＭ１６６を備えており、
エンコーダ１６８，１７０゜モータ１１６を駆動するた
めの駆動回路１７２およびモータ１５０を駆動するため
の駆動回路１７４が接続されている。制御装置１６０は
、それぞれエンコーダ１６８．１７０により検出される
モータ１１６，１５０の同転量が目標回転岨と等しくな
るように、駆動回路１７２，１７４を介してモータ１１
６．モータ１５０を制御する。

以−Ｅのように構成されたドリル兼用中ぐり装置によっ
て被加工物の穴あけおよび中ぐり加［を１７う場合には
、制御装置１６０のＲＡＭ１６４に被カロエ物に施すべ
き穴あけおよび中ぐり加工に関するデータを人力するこ
とにより、モータ１１６１５０が制御されて所定の量ず
つ回転し、チップ６４．６６が主軸ｌＯの軸方向および
半径方向に移動させられて切削を行う。このとき、移動
装置によりチップ６４．６６が主軸ｌＯと共に前進、す
なわち正方向に移動させられる際には、回転装置により
偏心回転部材５４が一定量回転させられ、第６図に示す
ように、−点鎖線で示す主軸１０の軸心（すなわち回転
中心線）に対してチップ６４がチップホルダ６８の軸心
ｌと同じ側に、また、チップ６６が反対側に位置する状
態とされ、主軸１０の回転に伴ってチンプロ４の先端が
描く円軌跡の直径がチップ６６のそれより大きくされる
。

ずなわち、チンプロ６の最も外側の切刃ｅは、チップ６
４の最も外側の切刃ａより半径方向においても軸方向に
おいても引っ込んだ位置にあるため、切削には関与しな
い。チップ６４の切刃のうちａおよびＣで示す部分と、
チンプロ６の切刃のうちｂおよびｄで示す部分とにより
被加工物の穴あけが行われるのである。

一方、チップ６４．６６が前進端に達しまた後、移動装
置により後退、すなわち逆方向に移動させられる際には
、第７図に示すように、主軸１０の軸心に対してチップ
６６がチップホルダ６８の軸心ｌと同じ側に、また、チ
ップ６４が反対側に位置する状態とされる。これにより
１．チップ６６の切刃ｆがチップ６４の切刃ａよりも半
径方向外側に位置させられ、前進時に切刃ａが描いた円
軌跡の直径Ａと後退時に切刃ｆの描く円軌跡の直径Ｆと
の関係がＡ＜Ｆとなり、切刃ｆによって、前進時にチッ
プ６４．６６によりあけられた穴の中ぐり加工が行われ
る。

すなわち、本実施例においては、主軸１（［）１回の往
復移動により穴あけおよびその穴の中ぐりが行われるの
である。しかも、チンプロ６の切刃の穴あけ時と中ぐり
時に使用される部分が異なるため、中ぐりに使用される
部分が穴あけにも使用される場合に比較して摩耗量が少
なくて済み、中ぐり精度の維持が容易となる利点が得ら
れる。

なお、本実施例においては、１枚のチップの切刃の異な
る部分により異なる加工を行い得るようになっていたが
、チップホルダに取付スペースがある場合には、チップ
を複数枚取り付けて各切刃毎に異なる加工を行うように
しても上い。また、ｌ同の往復移動により刃先位置を変
更して穴あけおよび中ぐり加工を行い得るようになって
いたが、切削加］二終了後に刃具が早送りで戻される場
合に刃具が被加工物の切削面に接触することを防止する
１、１　トラクトや、刃先の摩耗を補償するための刃先
位置調整に本発明を適用することもできる。

また、上記実施例においては、偏心回転部材５４および
チンブホルダ６日を回転させる回転装置が１ミ軸１０に
設けられていたが、工作磯波の主軸に取外し可能に回転
軸を取り付４Ｊ、その回転軸に回転装置を設けることも
可能である。

さらに、偏心回転部材に直接刃具を取り付けてもよく１
．他の切削加工装置に本発明を適用してもよい等、当業
者の知識に基づいて種々の変形３改良を施した態様で本
発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である切削加工装置の主要部
を示す正面断面図であり、第２図は上記装置の全体を示
す正面図（一部断面）である。第３図は上記装置の刃具
周辺を示す一部正面断面図であり、第４図は第３図の側
面図である。第５図は上記装置の電気制御部を示すブロ
ック図であり、第６図および第７図は上記装置の刃具の
切刃を拡大して示す正面図である。 ３４：ロッド　　　　　４５：回転軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軸心まわりに回転する回転軸と、 その回転軸の軸心から偏心した軸心まわりに回転可能に
   回転軸に保持された偏心回転部材と、その偏心回転部材
   に刃先がその偏心回転部材の軸心から外れた位置に位置
   する状態で取り付けられ、偏心回転部材と共に回転する
   刃具と、 前記回転軸に保持され、前記偏心回転部材を回転軸に対
   して相対回転させる回転装置と を含むことを特徴とする刃先位置変更可能な切削加工装
   置。