JPH0340481Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は工作機械特に主軸側にカツターヘツド
を着脱自在に把持し、ワークとカツターヘツドと
の相対直線移動で旋削加工等を行う鋼管加工用の
カツターヘツド交換型工作機械におけるチヤツク
装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、鋼管加工用の工作機械で鋼管の端面、外
径、面取りおよびねじ切り加工等を施す際、U.S.
P3176330に示す如きチヤツク端に刃具を工程に
応じて予めセツテイングして加工を行なつてい
た。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、ワークの種類や加工工程が変つ
たりすると、その都度機上でセツテイングを変え
たりしなければならず、調整時間が長くかかり、
機械稼働率の低下を招いていた。更に機上での刃
具の調整、交換は安全上にも問題があつた。

本考案の目的は上記事情に鑑み問題を解決する
ために提案されたものであつて、予め機外で刃具
をセツテイングされたカツターヘツドを主軸側に
着脱自在に把持せしめると共に所定位置にセツテ
イングされた上記刃具の先端部を主軸中心からり
離隔する方向に移動させる移動部材を開閉装置を
設けたチヤツクを採用し調整時間の短縮を機械稼
働率の向上を図つたチヤツク装置を提供すること
にある。

＜問題を解決するための手段と作用＞ 本考案はカツターヘツドを保持したチヤツクを
ワークとの相対直線移動で加工するカツターヘツ
ド交換型工作機械のチヤツク装置であつて、その
具体的な手段は主軸に内筒を連結する。該内筒内
にあつて、主軸内に穿設された貫通穴に前後方向
に摺動可能で先端部にワーク端面に当接する突き
当て部材を設けた押し付けロツドが出入自在に内
設される。内筒の外周側にシリンダ室を形成する
ようシリンダブロツクが嵌着される。該シリンダ
ブロツクの外周側にチヤツクボデイが嵌着され、
該チヤツクボデイの前方にマスタジヨーが取付け
られる。前記シリンダ室内には軸方向に移動する
移動部材が挿設され、該移動部材と前記マスタジ
ヨーとに係合したチヤツクの開閉装置が設けられ
る。移動部材の軸方向への移動によつて開閉装置
で変換されてマスタジヨーが径方向へ開閉され
る。

また、シリンダブロツク、チヤツクボデイおよ
びマスタジヨー内にあつて、前記移動部材を軸方
向へ移動せしめるために油圧通路が穿設され、該
油圧通路に油圧が供給されて移動部材が軸方向へ
移動される。

而して、移動部材が左方向に移動することによ
り、開閉装置を介してマスタジヨーが径方向に移
動されてカツターヘツドが固定される。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施態様を図面に基づいて説
明する。

(1) まず、本考案が適用される鋼管加工用のカツ
ターヘツド交換型工作機械の概要について説明
する。

第４図は本考案が適用される鋼管加工用のカ
ツターヘツド交換型工作機械全体の正面図であ
る。

第４図において、チヤツク１は主軸２に固定
されて回転し、後に詳説する如くカツターヘツ
ド３を着脱自在に把持する。ワークＷは芯出し
チヤツクジヨー５に把持され、主軸２側に移動
し、カツターヘツド３に調整された刃具６によ
り加工される。主軸チヤツク１およびカツター
ヘツド等を保持する工作機械７の近傍にはカツ
ターヘツド自動交換装置８が配設される。カツ
ターヘツド自動交換装置８は多自由度の動作を
するロボツトから構成され、その把持部８０１
の詳細は図示していないがカツターヘツド３に
開閉自在に係合し、これを把持するとともに、
チヤツク１内にカツターヘツド３を挿設すべく
多自由度に動作するものである。

カツターヘツド自動交換装置８の近傍にはス
トツカ９が配置される。ストツカ９内には複数
個のカツターヘツド３ａ，３ｂ等が収納され、
各カツターヘツド３ａ等はワークの種類（形
状、大きさ）および加工工程に対応し、予め刃
具６を所定位置にセツテイングされたものから
形成される。

制御装置１０は工作機械７およびカツターヘ
ツド自動交換装置８の動作を制御する。

(2) 次に第４図に示した主軸まわりの構成につい
て説明する。第３図は主軸まわりの構造を示す
軸断面図、第２図イは第１図のカツターヘツド
の正面図、第２図ロは第１図の−線矢視図
および第１図は本考案のチヤツクとカツターヘ
ツドの構造を示す軸断面図である。

第３図において、主軸２は工作機械７の主軸
台７ａに軸受２０１，２０２を介して枢支さ
れ、その中間部には図示しない主軸駆動源に連
結する歯車２０３がキー結合される。またその
一端側には後詳説するチヤツク１が連結され、
肉厚部には油通路２０４，２０５が軸線方向に
貫通形成される。他端側には油通路２０４，２
０５にそれぞれ連通する油路２０６ａ，２０６
ｂを有するロータリージヨイント２０７の内筒
部２０８が連結される。電磁切換弁（図示外）
の切換えにより油導入管２０９又は２１０から
供給される圧油はロータリージヨイント２０７
を介して油通路２０４，２０５に送られる。

主軸２内には軸受け２１１，２１２を介し中
心管２１３が軸線に沿つて挿設される。また中
心管２１３内にはブツシユ２１４，２１５を介
し押付けロツド２１６が軸方向摺動可能に挿設
される。押付けロツド２１６の後端側は主軸２
の後端側から突き出して伸縮し、その端部には
押付けシリンダ２１７が連結する。押付けシリ
ンダ２１７は主軸２の後端側、ロータリージヨ
イント２０７および押付けロツド２１６等を被
包するカバー２１８の端部に固定される。また
押付けシリンダ２１７にはこれを制御する油圧
回路２１９が係合する。

第１図に示す如く、押付けロツド２１６の一
端側には球面体２２０が固定され、球面体２２
０には球面ジヨイント部材２２１がジヨイント
結合される。球面ジヨイント部材２２１に固定
されるフランジ板２２２はワークＷの端面に当
接し、これを受けるように配設される。上記の
球面体２２０と球面ジヨイント２２１によりワ
ークＷの当接端面がワークＷの軸線に対し直角
に形成されていなくともワークＷを無理なく当
接支持することができる。

(3) 本考案であるチヤツク装置の具体的な構成を
第１図によリ説明する。

第１図において、主軸２には内筒１０１が連
結され、内筒１０１内にはワークＷが挿入され
る空間が形成されると共に、押付けロツド２１
６が出入自在に内設される。更に、主軸２には
アダプタ１０４ａを介して内筒１０１のが外方
側にチヤツクボデー１０４と該チヤツクボデー
１０４内に嵌着したシリンダブロツク１０３の
一端は夫々取付けられ、内筒１０１の外周側と
シリンダブロツク１０３の内周側とでシリンダ
室１０２が形成される。シリンダブロツク１０
３の肉厚部には油通路２０４に連通してシリン
ダ室１０２の右側に開放する油通路１０５と油
通路２０５に連通すると共にチヤツクボデー１
０４の肉厚部に形成される油通路１０６，１０
７に連通する油通路１０８が形成される。また
チヤツクボデー１０４の肉厚部には油通路２０
４に連通すると共に後に説明するマスタージヨ
ー１０９側に連通する油通路１１０が形成され
る。

シリンダ室１０２内にはピストン部材１１１
の一端側ガ挿設される。ピストン部材１１１は
内筒１０１の外周に軸方向に摺動自在に支持さ
れ、その他端側にはマスタージヨー１０９が係
合する。

マスタージヨー１０９はその一端面側をチヤ
ツクボデー１０４の他端面に摺動可能に密接す
ると共に、上記の如くピストン部材１１１の他
端側に形成される傾斜面１１１ａに密接して摺
動する傾斜面１０９ａを形成する。またその他
端面側にはカツターヘツド３の把持部３０１に
密接する把持部１０９ｂが形成される。

ピストン部材１１１が図の左方向に移動する
ことにより、傾斜面１０９ａが主軸中心側に押
され、マスタージヨー１０９全体がチヤツクボ
デイ１０４の上記他端面に接続しながら主軸中
心側に移動し、把持部１０９ｂと把持部３０１
が圧接され、カツターヘツド３が主軸２に固定
されることになる。

チヤツクボデイ１０４の他端側の一部には小
シリンダ室１１２が半径方向に形成される。詳
しくは小シリンダ室１１２はカツターヘツド３
の刃具６の取付位置に対応する位置（本実施例
では円周３等分の位置）に設けられる。小シリ
ンダ室１１２内にはピストン１１３が挿嵌され
る。

刃具ホルダ３０２は刃具６を出入自在に保持
する溝部３０２ａとカツターヘツド３内に軸受
３０３を介して枢支される軸部３０２ｂとから
形成され、軸部３０２ｂはナツト３０４により
軸受３０３の内輪に固定される。なお本実施例
では刃具ホルダ３０２は小シリンダ室１１２に
対向する円周３等分の位置にそれぞれ配設され
る。

刃具６を微小回動させる上記移動手段は、第
１図および第２図ロに示す如くカム板３０５と
ピン１１５とから形成される。カム板３０５は
刃具ホルダ３０２の軸部３０２ｂに固定され、
やや傾斜する図略の長溝カム３０５ａが形成さ
れる。またピン１１５はピストン１１３のピス
トンロツド１１４に固定され、図略の長溝カム
３０５ａに係止して配設される。ピン１１５が
ピストンロツド１１４により押し上げられ図略
の長溝カム３０５ａに沿つて動くことによりカ
ム板３０５が微小回動し、刃具６の先端部が主
軸中心から離隔する向きに移動される。

(4) 次に本考案のチヤツク装置を用いたカツター
ヘツド交換型工作機械の動作を説明する。

ワークＷの形状、加工工程が決まるよ、所望
のカツターヘツド３がカツターヘツド自動交換
装置８によりストツカ９内から引き出され、チ
ヤツク１内に挿入される。主軸２の押付けロツ
ド２１６が押付けシリンダ２１７の動作により
前進し、ワークＷの先端とフランジ板２２２と
が当接しこれを支持する。上記した如く、球面
体２２０と球面ジヨイント部材２２１とのジヨ
イント結合によりワークＷはその端面直角精度
が不十分でもスムースに支持される。

図示しない油圧源からの圧油がロータリージ
ヨイント２０７を介し油通路２０４，２０５内
に導入されると、シリンダブロツク１０３の油
通路１０５に圧油が供給されピストン部材１１
１が第１図の左方向に移動する。この移動によ
りマスタージヨー１０９が中心側に向つて移動
し、把持部１０９ｂによりカツターヘツド３が
把持固定される。一方、油通路１０６内の圧油
によりピストン１１３は押し下げられ、ピン１
１５はガイド板３０５の長溝３０５ａの根本側
に挿入位置決めされる。

主軸２が回転し、カツターヘツド３が回転す
るとワークＷは芯出しチヤツクジヨー５に把持
され図示しない押込み駆動源によりチヤツク１
の内筒１０１の上記空間内に送られる。この場
合、押付けロツド２１６はワークＷの送りにつ
れて後退する。この時刃具６は加工されるワー
クの外径に位置すべくセツテイングされてい
る。即ちワークの方向の移動でワークＷは所定
の外径形に加工が施される。加工完了するとワ
ークＷは引き戻されるが、この場合ピストン１
１３が上昇し、ピン１１５がカム板３０５の長
溝３０５ａの頂点側に挿設されカム板３０５が
軸３０２ｂを中心に微小回動し、刃具６の刃先
をワークＷの加工面から離隔し、カツターリリ
ーフが行われる。これにより、ワークＷには戻
りキズの発生が防止される。

以下、同様の動作を繰返し、所望形状の加工
が行われ、工程が終了する。以上の動作は制御
装置１０により制御される。

本実施例において、刃具ホルダ３０２を円周
３等分としたが勿論これに限定するものでな
く、刃具６の移動手段、刃具６の収入調整筒の
機構も上記に限定するものでない。

＜効果＞ 本考案のチヤツク装置を採用することによつ
て、カツターヘツドが本考案のチヤツク装置より
自動的に開閉され、かつ交換が自動的かつ迅速に
行なわれる。

而して機上でカツターヘツドのセツテイングを
行うことがなく調整も不必要となるので段取り時
間が低減し機械稼働率を大巾に向上することが出
来る。

また機上におけるカツターヘツドの交換がなく
なるので安全面でも優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のチヤツク装置およびカツター
ヘツドの構造を示す軸断面図である。第２図イは
第１図のカツターヘツドの正面図、第２図ロは第
１図の−線矢視図である。第３図は主軸まわ
りの構造を示す軸断面図および第４図はカツター
ヘツド交換型工作機械全体の構成をしめす正面図
である。 １……主軸チヤツク、２……主軸、３，３ａ，
３ｂ……カツターヘツド、５……芯出しチヤツク
ジヨー、６……刃具、７……工作機械、７ａ……
主軸台、８……カツターヘツド自動交換装置、９
……ストツカ、１０……制御装置、１０１……内
筒、１０２……シリンダ室、１０４……チヤツク
ボデイ、１０９……マスタージヨー、１１１……
ピストン部材、１１２……小シリンダ室、１１３
……ピストン、１１４……ピストンロツド、１１
５……ピン、２０７……ロータリージヨイント、
２１３……中心管、２１６……押付けロツド、２
１７……押付けシリンダ、２２０……球面体、２
２１……球面ジヨイント部材、３０１……把持
部、３０２……刃具ホルダ、３０５……カム板、
Ｗ……ワーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カツターヘツドを保持したチヤツクとワークと
   の相対直線移動で加工するカツターヘツド交換型
   工作機械のチヤツク装置であつて、主軸内に穿設
   された貫通穴に前後方向に摺動可能で先端部にワ
   ーク端面に当接する突き立て部材を設けた押し付
   けロツドが出入自在に内設され、かつ前記主軸端
   に連結された内筒と、該内筒の外周側にシリンダ
   室を形成するよう嵌着されたシリンダブロツク
   と、該シリンダブロツクの外周側に嵌着されたチ
   ヤツクボデイと、該チヤツクボデイの前方に径方
   向に摺動可能に取付けられたマスタジヨーと、前
   記シリンダ室内には軸方向に移動するよう挿設さ
   れた移動部材と、該移動部材と前記マスタジヨー
   とに係合し、前記移動部材の軸方向への移動によ
   つてマスタジヨーが径方向へ開閉するように変換
   されるチヤツクの開閉装置と、前記チヤツクボデ
   イ前方に径方向に穿設された小シリンダと、該小
   シリンダ内に摺動可能に挿嵌され先端にカムロー
   ラを軸承したピストンロツドと、油圧を供給すべ
   くチヤツクボデイ内に前記移動部材および前記ピ
   ストンロツドを移動せしめるために穿設された油
   圧通路とからなることを特徴とするチヤツク装
   置。