JPH04304921A - 工作機械用帯鋸ヘッド及び鋸切断可能なｎｃ複合加工工作機械 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ工作機械を用いて
、図７に示すごとき平面曲線又は直線を空間内で平行移
動した時の軌跡として表現される曲面及び図８に示すご
とき両側に障壁のある中間部を高能率に、且つ、自動加
工する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図７に示すような曲面の加工装置
として、まず、糸鋸盤があるが、糸鋸盤による加工では
、金属の厚板加工に適用できないことと、被加工物にケ
ガキ線を入れ、これに沿って手持ちで被加工物を移動さ
せての作業となるため非能率であり、且つ、自動化がで
きなという欠点があった。

【０００３】又、ＮＣタレットパンチプレス，ウォ−タ
ジェット切断機やＮＣプラズマ切断機による方法もある
が、これらはいずれも非常に高能率な加工はできるが、
薄い平板の加工しかできないという欠点があった。

【０００４】又、ＮＣレ−ザ切断機による方法もあるが
、これも非常に高能率な加工はできるが、薄い平板の加
工しかできないと共に表面の反射率の高い材料には適用
できないという欠点があった。

【０００５】又、放電加工機による方法もあるが、図７
に示すような曲面以外の複雑な曲面の高精度加工ができ
るという特徴はあるが、曲面を反転した形状の電極を製
作する必要があり、電極の加工に他の曲面加工法を用い
なければならないし、加工能率が非常に悪いという欠点
があった。

【０００６】又、ＮＣ放電加工機による方法もあるが、
これも複雑な曲面の高精度加工ができるという特徴はあ
るが、放電加工機による方法に比べ電極の製作は容易に
なるが、加工能率は、やはり非常に悪いという欠点があ
った。

【０００７】又、ＮＣワイヤカット放電加工機による方
法もあるが、この方法は図７に示すような曲面の高精度
加工を電極なしにできるという特徴はあるが、加工能率
は非常に悪いという欠点があった。

【０００８】又、倣い制御付きフライス盤による方法も
あるが、複雑な曲面の加工ができるという特徴はあるが
、曲面と同一又は相似形状の倣いモデルを製作する必要
があり、倣いモデルの加工に他の曲面加工法を用いなけ
ればならないし、エンドミルの側面切れ刃やボ−ルエン
ドミルの球面部を用いた加工となり、前者は板厚に応じ
た長さが必要であり工具の突出し長さが長いためびびり
の発生により、又、後者は滑らかな曲面を得るため少し
ずつずらしながら加工しなければならず工具移動距離が
非常に長くなり非能率な加工しかできないという欠点が
あった。

【０００９】又、ＮＣフライス盤やマシニングセンタに
よる方法もあるが、倣いモデル無しで倣い制御付きフラ
イス盤と同様に複雑な曲面の加工ができるという特徴は
あるが、エンドミルの側面切れ刃やボ−ルエンドミルの
球面部を用いた加工となり、倣い制御付きフライス盤と
同様に、非能率な加工しかできないという欠点があった
。

【００１０】さらに、従来、図８に示すごとき両側に障
壁のある中間部の加工方法は、汎用フライス盤，倣い制
御付きフライス盤，ＮＣフライス盤やマシニングセンタ
を用い、ショルダ型正面フライスやエンドミルによる加
工であり、同時切削刃数が１枚であるため、びびりの発
生により低能率加工しかできないことに加え、騒音によ
り作業環境が悪化するという欠点があった。

【００１１】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば、特開昭６１−２９７００９号公報が挙げら
れる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、図７
に示すような平面曲線又は直線を空間内で平行移動した
時の軌跡として表現される曲面や、図８に示すような両
側に障壁のある中間部を高能率に、且つ、自動加工する
ことはできないという欠点があった。

【００１３】本発明の目的は、上述の曲面や両側に障壁
のある中間部を高能率に、且つ、自動加工する装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、帯鋸刃，帯鋸刃駆動ロ−ラ，帯鋸刃テンション用従
動ロ−ラ，従動ロ−ラ，鋸刃ガイド，駆動軸及びこれら
を保持するフレ−ムとからなり、特に駆動軸は切削工具
シャンク形状とし、フレ−ムは工作機械主軸頭に固定で
きるように構成した工作機械用帯鋸ヘッドを提供するも
のである。

【００１５】この帯鋸ヘッドには、２ケ所の切削部を持
ち、各々の切れ刃の成す角が４５°〜１３５°となるよ
うに構成したものもある。

【００１６】この工作機械用帯鋸ヘッドをＮＣ工作機械
に取付けることにより、ＮＣ工作機械で上述の曲面や両
側に障壁のある中間部を高能率に、且つ、自動加工でき
るようにしたものである。

【００１７】

【作用】工作機械用帯鋸ヘッドはそのフレ−ムが工作機
械主軸頭に固定され、これと同時に切削工具シャンク形
状をした駆動軸が工作機械主軸に結合される。この状態
で工作機械主軸を回転させると、鋸刃が駆動される。さ
らに、この状態で被加工物に鋸刃の幅方向に押しつける
と切削作用が開始される。被加工物又は鋸刃を旋回運動
させると同時に目的の曲面に沿って工作機械主軸頭即ち
鋸刃の位置を制御することにより、曲面を切削すること
ができる。この時の切削作用は鋸切断であるため高能率
であり、且つ、被加工物又は鋸刃の旋回運動と工作機械
主軸頭の位置をＮＣ制御することにより、自動加工がで
きる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００１９】図１及び図２は、本発明の工作機械用帯鋸
ヘッドの構成の一実施例を示したものであり、図１はそ
の正面図、図２は図１のア−ア線断面図である。本実施
例の工作機械用帯鋸ヘッドは、フレ−ム１に帯鋸刃駆動
ロ−ラ３，帯鋸刃張力付与用ロ−ラ４，従動ロ−ラ５，
鋸刃ガイド６，切削工具シャンク形状をした駆動軸７を
組み込んだものであり、帯鋸刃２はこの駆動ロ−ラと従
動ロ−ラ間にベルト状に組み込まれている。又、フレ−
ム１には、工作機械主軸頭に本ヘッドを取付ける為のフ
ランジを設けている。

【００２０】本実施例の工作機械用帯鋸ヘッドはフレ−
ムに設けられたフランジによりボルトで工作機械主軸頭
に固定されると共に、本ヘッドの駆動軸は工作機械主軸
に切削工具シャンク形状部を介して結合される。この状
態で工作機械主軸を回転させると駆動軸を介して駆動ロ
−ラが回転し、フレ−ムは主軸頭に固定されている為、
帯鋸刃２が駆動される。この状態で工作機械に送りを与
えると、切断面が平面となる鋸切断ができる。

【００２１】図７に示すような曲面を切断する場合は工
作機械として回転制御軸を有する４軸以上の多軸制御Ｎ
Ｃ工作機械を用い、被加工物を回転軸により回転させな
がら工作機械に送りを与え、帯鋸刃の幅方向が常に切断
曲面の接平面となるように帯鋸刃の位置を制御すること
により行う。この状況を図９乃至図１１により説明する
。図９は切断開始時の状況を示したものである。図９に
おいて、ＮＣ工作機械の回転軸に取付けられた被加工物
１３は切削開始位置の曲面の接平面が帯鋸刃２の幅方向
と平行になるように位置決めされ、帯鋸刃２は切削開始
位置に位置決めされた状況を示している。この状態から
、図１０に示すように、工作機械の回転軸即ち被加工物
１３を回転させると供に、工作機械の主軸頭即ち帯鋸刃
２を接平面となる位置に移動させるように制御すること
により、曲面の切断が進行し、図１１に示す位置まで移
動させることにより、切断が完了する。

【００２２】このように構成した場合、帯鋸ヘッドの構
造が簡単であり安価に製作できると共に、４軸制御マシ
ニングセンタを用いて帯鋸刃により高能率に曲面の切断
ができるという効果がある。

【００２３】図３は、本発明の工作機械用帯鋸ヘッドの
他の実施例を示したものであり、構成は図１及び図２と
ほぼ同様であるが、フレ−ムのフランジの代わりにスト
ッパ８を設けたものである。本実施例の工作機械用帯鋸
ヘッドはその駆動軸７の切削工具シャンク形状部により
工作機械主軸に結合されると共に、フレ−ム１はストッ
パ８と工作機械主軸頭に設けられた突起により、回転が
防止される。このように構成しても、工作機械主軸の回
転により、帯鋸刃２を駆動することができ、図１及び図
２に示す実施例と同様に動作する。

【００２４】このように構成した場合、図１及び図２に
示す実施例の効果に加え、ボルトを使用せずに工作機械
への取付けが可能であり自動的に着脱ができるため、他
の加工部を、他の切削工具により容易に連続して自動加
工ができるという効果がある。

【００２５】図４乃至図６は、本発明の帯鋸ヘッドの切
削部を２ケ所とし、２ケ所の帯鋸刃のなす角を４５°〜
１３５°とした他の実施例を示したものであり、図４は
その正面図，図５は図４のイ−イ線断面図，図６は図４
のウ−ウ線断面図を示している。

【００２６】図において、帯鋸刃２は各々傾斜して設け
られた１ケの駆動ロ−ラ３と５ケの従動ロ−ラ５ａ〜５
ｅ間に巻掛け伝動装置のベルトと同様に、又、その切削
部が駆動軸７と平行になるように設置され、フレ−ム１
ａとフレ−ム１ｂ及び張力付与用ボルト９により張力が
付与されている。又、駆動ロ−ラ３はこれに固定された
歯車１１及び工具シャンク形状をした駆動軸７に固定さ
れた歯車１２を介して駆動される。

【００２７】本実施例の工作機械用帯鋸ヘッドは、その
駆動軸７の切削工具シャンク形状部により工作機械主軸
に結合されると供に、フレ−ム１ａはストッパ８と工作
機械主軸頭又は主軸と同心運動する回転軸に設けられた
突起により、これらとの相対回転運動が防止される。さ
らに帯鋸ヘッドの切削部を２ケ所とし、２ケ所の帯鋸刃
のなす角を４５°〜１３５°とし、且つ、切れ刃の位置
より切削方向に突起物が無いようにしている。このよう
に構成した場合、図１乃至図３に示す実施例と同様に動
作することができる他、切れ刃の位置より切削方向に突
起物が無いようにしているため、図８に示すように両側
に障壁のある中間部の切断ができる。さらに、本実施例
の帯鋸ヘッドを主軸と同心運動をする回転軸を持ったＮ
Ｃ工作機械に取付けることにより、被加工物の回転無し
に、帯鋸ヘッドの回転により曲面や両側に障壁のある中
間部の切断ができる。

【００２８】帯鋸ヘッドの回転により両側に障壁のある
中間部の切断を行なう場合の状況を、図１２乃至図１７
により説明する。図１２は、切断開始時の状況を示した
ものであり、両側に障壁のある被加工物１５の中間部１
６上にある１点鎖線で示す切断部１７を切断するものと
する。帯鋸ヘッドはその切削部がこの中間部にあたるよ
うにセットするため、この部分における帯鋸ヘッドは、
フレ−ム１ａの断面部及び帯鋸刃２だけであり、他に障
害となるものは無い。フレ−ム１ａのロ−ラ部はフレ−
ム１ｂと同一形状であり、本図の手前側に位置する。

【００２９】工作機械主軸を回転させた後帯鋸刃の位置
及び角度を図１２の状態にして切断を開始する。この後
、工作機械の送りと回転送りにより、図１３から順次図
１４，図１５の状態となるように切断する。さらに切断
部１７に添って切断を続けるとフレ−ム１ａ及び１ｂが
被加工物１５に干渉するため、切断を中断し、逆の経路
（他方の帯鋸刃）により図１２の状態に戻し、干渉の無
い位置で帯鋸ヘッドを回転させて、図１６の位置に位置
決めする。この状態から切断を再開し、図１２からの切
断と同様に切断し図１７の状態まで切断することにより
、切断作業が完了する。

【００３０】本実施例によれば、曲面に加え両側に障壁
のある中間部の加工が帯鋸刃により高能率にできるとい
う効果があると共に、被加工物の回転が不要であるため
、被加工物の回転が困難な大型部品にも適用できるとい
う効果がある。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は切断面は平
面となるが高能率加工できる帯鋸を工作機械に取付け可
能な工作機械用帯鋸ヘッドとして提供することにより、
ＮＣ工作機械と組み合わせて帯鋸の使用可能なＮＣ複合
工作機械を提供し、さらに、帯鋸ヘッドの構成を図１に
示すように切削部を２ケ所とし、２ケ所の帯鋸刃のなす
角を４５°〜１３５°とし、且つ、切れ刃の位置より切
削方向に突起物が無いようにしたものであるから、以下
に列挙するような効果がある。

【００３２】（１）工作機械に帯鋸刃が取り付けられる
ため、工作機械で高能率な鋸切断ができる。

【００３３】（２）工作機械としてＮＣ工作機械を用い
ることにより、ＮＣ制御による自動加工ができる。

【００３４】（３）帯鋸ヘッドの固定をストッパとする
ことにより、自動工具交換ができる。

【００３５】（４）工作機械として回転制御軸を有する
４軸以上の多軸制御ＮＣ工作機械を用いることにより、
曲面の帯鋸刃による高能率切断ができる。

【００３６】（５）帯鋸ヘッドを２箇所設置したことに
より、曲面に加え両側に障壁のある中間部の加工が帯鋸
刃により高能率にできる。

【００３７】（６）主軸と同心運動する回転軸を設けた
ＮＣ工作機械に、帯鋸ヘッドを取付けることにより、被
加工物の回転が困難な大型部品の加工にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の工作機械用帯鋸ヘッドの正
面図である。

【図２】図１のア−ア線断面図である。

【図３】本発明の他の実施例のストッパを設けた断面図
である。

【図４】本発明の他の実施例で切削部を２ケ所とし、２
ケ所の帯鋸刃のなす角を４５°〜１３５°とした帯鋸ヘ
ッドの正面図である。

【図５】図１のイ−イ線断面図である。

【図６】図１のウ−ウ線断面図である。

【図７】曲面の説明図である。

【図８】両側に障壁のある中間部に加工を要する部品の
説明図である。

【図９】曲面切断開始状況の説明図である。

【図１０】曲面切断途中の状況の説明図である。

【図１１】曲面切断完了時の状況の説明図である。

【図１２】両側に障壁のある中間部切断開始状況の説明
図である。

【図１３】切断途中の説明図である。

【図１４】切断途中の説明図である。

【図１５】切断途中の説明図である。

【図１６】切断途中の説明図である。

【図１７】曲面切断完了時の状況の説明図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ…帯鋸ヘッドのフレ−ム、２…帯鋸刃、
３…帯鋸刃駆動ロ−ラ、４…帯鋸刃張力付与ロ−ラ、５
，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ…従動ロ−ラ、６…帯
鋸刃ガイド、７…工具形状をした駆動軸、８…ストッパ
、９…帯鋸刃張力付与ボルト、１０，１１…動力伝達歯
車、１３…曲面の被加工物、１４…平面曲線又は直線を
空間内で平行移動した時の軌跡として表現される曲面の
例、１５…両側に障壁のある中間部を持つ部品の例、１
６…両側に障壁のある中間部を持つ部品の中間部、１７
…中間部の切断形状の例。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯鋸刃，帯鋸刃駆動ロ−ラ，帯鋸刃張力付
   与用ロ−ラ，従動ロ−ラ，鋸刃ガイド，切削工具シャン
   ク形状をした駆動軸及びこれらを保持し工作機械主軸頭
   に固定できるフレ−ムから成る工作機械用帯鋸ヘッド。
2. 【請求項２】前記工作機械用帯鋸ヘッドは、フレームを
   駆動軸により工作機械主軸に固定したことを特徴とする
   請求項１記載の工作機械用帯鋸ヘッド。
3. 【請求項３】前記工作機械用帯鋸ヘッドは、平行な２ケ
   所に切削部を設け、この２ケ所の鋸幅方向の成す角が４
   ５°〜１３５°となるように構成したことを特徴とする
   請求項１、又は請求項２記載の工作機械用帯鋸ヘッド。
4. 【請求項４】主軸と同心運動する回転軸を設けたＮＣ工
   作機械に、請求項２、又は請求項３記載の工作機械用帯
   鋸ヘッドを取付けたことを特徴とする鋸切断可能なＮＣ
   複合加工工作機械。