JPH0636736U - 工作機械の加工ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動切削加工における加工プログラムを容易
にすることが可能な工作機械の加工ヘッドを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 工作機械のスピンドル側の回転駆動力を伝達
手段を介して異なる伝達方向となるように構成されたツ
ール保持部３０を備えた工作機械の加工ヘッドにおい
て、前記ツール保持部３０が、前記スピンドルの中心軸
線上に、該ツール保持部３０に保持されたツールＴの先
端切削中心Ｓを一致可能に構成してなることを特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、マシニングセンタ等で型加工を行う際に使用される工作機械の加 工ヘッドに係わり、更に詳しくは、自動切削加工における加工プログラムを容易 にすることが可能な工作機械の加工ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来技術】

マシニングセンタ等で曲面や深彫り等の型加工を行う場合、ツールとしてボー ルエンドミルが多く使用される。このボールエンドミルは回転中心で切削を行う と周速が０のため切削面粗度が低下する。従って、ツールの回転中心から離れた 先端切削部でワークを切削することが切削面粗度を良好に保つ上で極めて重要で ある。

【０００３】 ところで、上記のようなツールを装着する工作機械の加工ヘッドとして、例え ば特公昭６２ー５８７７号公報等に開示されているものがある。スピンドルの回 転駆動力の伝達方向を歯車機構を介して異なる方向に変えてツールに伝達するよ うになっている、所謂アンギュラーヘッドである。ワークをツールの回転中心か ら離れた先端切削部で切削することが出来るので、切削面粗度を良好に保つこと が出来るものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上述した工作機械の加工ヘッドにあっては、装着されたツールの 先端切削部の位置がツール毎にそれぞれ異なるため、自動切削加工における加工 プログラムが極めて複雑になると言う問題があった。 この考案は係る従来の課題に着目して案出されたもので、自動切削加工におけ る加工プログラムを容易にすることが可能な工作機械の加工ヘッドを提供するこ とを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するため、工作機械のスピンドル側の回転駆動力を 伝達手段を介して異なる伝達方向となるように構成されたツール保持部を備えた 工作機械の加工ヘッドにおいて、前記ツール保持部が、前記スピンドルの中心軸 線上に、該ツール保持部に保持されたツールの先端切削中心を一致可能に構成し てなることを要旨とするものである。

【０００６】 また、前記ツール保持部がツールを把持するアダプターを介してツールを保持 可能に構成されたことを要旨とするものである。

【０００７】

【考案の作用】

この考案は上記のように構成され、ツール保持部に保持されたツールの先端切 削中心がスピンドルの中心軸線と一致するため、スピンドルに直接取付けられる ツールと同様に扱うことが出来、自動切削加工機における加工プログラムを極め て容易にすることが可能となる。

【０００８】 また、アダプターを使用してツールを加工ヘッドに取付けるため、アダプター にツールをセットする機器（プリセッター）を使用することが可能で、ツールの 先端切削中心をスピンドルの中心軸線に一致する状態で容易にツールを突出させ てアダプターに取付けることが出来る。 また更に、アダプターを選定することにより、ツールの該アダプターからの突 出長さを最小限に短くすることや、ツールの径を太くしたものを容易に採用する ことが出来るため、ツールの剛性を高めて深彫り加工等における切削表面粗度の 向上を図ることが出来る。

【０００９】

【考案の実施例】

以下添付図面に基いて、この考案の実施例を説明する。 図１に示すように、この考案に係る工作機械の加工ヘッドに用いられる工具ホル ダは、円柱状の中空部を有するボディー３を有し、このボディー３の中空内周部 には軸受５を介して、マシニングセンタのスピンドルに取付けられるテーパ状の シャンク部７を後端側に備え、先端に第１かさ歯車８を有するシャフト本体９が 回転自在に内装されている。

【００１０】 ボディー３の後端側外周には、該ボディー３をマシニングセンタに位置決めし て固定するための位置決め機構１１が配設されている。この位置決め機構１１は 、ボディー３の後端側外周に３６０°回動及び固定可能に設けられた位置決めリ ング１２を有し、この位置決めリング１２の外周面にはブラケット１３が突設さ れている。このブラケット１３にはシャフト本体９に沿った穴部１５ａ，１５ｂ が穿設されている。先端側の穴部１５ａにはマシニングセンタに固定された位置 決めブロックの孔部（図示せず）に係合する位置決めピン１７が摺動自在に嵌挿 され、穴部１５ａの底部から該穴部１５ａに沿って設けられたバネガイド１９に 外装するバネ部材２１により常時前記位置決めブロックの方向に付勢されている 。また穴部１５ａの側部には位置決めピン１７の進退移動の範囲を規制する規制 ピン２３が設けられている。

【００１１】 穴部１５ｂにはスライドピン２５が該穴部１５ｂに沿って摺動自在に嵌挿され 、穴部１５ｂの底部とスライドピン２５との間に介設されたバネ部材２７により 常時位置決めピン１７と同じ方向に付勢されている。また、穴部１５ｂの底部と 反対側のスライドピン２５の端部には、位置決めピン１７を回り止め機能とした 係合部材２９が固定され、位置決めリング７０を規制位置に位置決めしている。 またボディー３の先端側には、ツールＴを保持するためのツール保持部３０が 設けられている。このツール保持部３０はボディー３と一体に形成された筒状の 保持部本体３２の内周部に、軸受３４を介して回転自在な回転軸３６を備えてい る。この回転軸３６は先端側がシャフト本体９に対して交差する方向に傾斜して 設けられ、回転軸３６の軸線とシャフト本体９（スピンドル）の中心軸線とが交 差する構成となってる。この交差角度は好ましくは、略２０°がよく、これによ り設計上工具ホルダの突き出し量を少なくして剛性を高くすることが出来ると共 に、コンパクトにすることが出来るが、特に限定されるものではない。

【００１２】 回転軸３６の外周には第１かさ歯車８と噛合する第２かさ歯車３８が固設され 、シャフト本体９からの回転駆動力を回転軸３６に伝達可能になっている。また 、回転軸３６の内周部にはこの回転軸３６の軸方向に沿って貫通孔４０が設けら れている。貫通孔４０の先端側にはテーパ面が形成され、図２に示すようなツー ルＴをクランプ可能なアダプター６０のテーパ状のシャンク軸部６２が嵌合する 嵌合部４２が設けられている。

【００１３】 また貫通孔４０には、後端に保持部本体３２と当接可能なフランジ部４３を有 し、アダプター６０をツール保持部３０に固定するための固定部材４４が摺動自 在に挿入されている。この固定部材４４の先端側外周面にはネジ部４５が形成さ れ、アダプター６０のシャンク軸部６２に形成された穴部６４のネジ部６６に螺 合可能に構成されている。

【００１４】 そしてツール保持部３０には、アダプター６０に挿入されたツールＴの該アダ プター６０からの突出位置を調整可能な調整手段が設けられている。この調整手 段は固定部材４４の内周部にその軸方向に沿って形成された貫通孔４６に沿って 摺動自在に設けられた調整ロッド４７を有している。調整ロッド４７の後端側外 周面にはネジ部４８が形成され、このネジ部４８と螺合する操作ロッド４９が貫 通孔４６の後端から挿入されている。操作ロッド４９は先端側外周面に環状に形 成された溝部５０を有し、この溝部５０には固定部材４４に固設された規制ピン ５１が係合し、操作ロッド４９を回動のみ可能にしている。５２は操作ロッド４ ９の後端に設けられたダイヤル目盛りを備えた調整ツマミである。

【００１５】 次に上記のように構成された実施例の作用について説明する。 先ず所定のツールＴ（型加工を行う場合には、ボールエンドミルが主である）を その先端切削中心Ｓがシャフト本体９の中心軸線と一致する長さ突出させてアダ プター６０に取付ける。アダプター６０はコレットをナットで締めつけてツール Ｔを把持するコレット方式のものである。

【００１６】 続いてツールＴが装着されたアダプター６０をツール保持部３０の嵌合部４２ に嵌合させると共に、回転軸３６の先端に設けられた固定突起部５３をアダプタ ー６０のシャンク鍔部６７の係合溝６８に係合させる。固定部材４４を右方向に 回して、固定部材４４のネジ部４５をアダプター６０のシャンク軸部６２に形成 された穴部６４のネジ部６６に螺合させて、アダプター６０をツール保持部３０ に固定する。

【００１７】 ツールＴを取付けた工具ホルダを自動工具ホルダ交換装置によりマシニングセ ンタのスピンドルに装着する。この時、ボディ−３は、予め位置決め機構１１の 位置決めピン１７を介して図示せぬマシニングセンタ側の位置決めブロックに位 置決めされる。 このような状態から例えば箱状の被加工物の一方の内側コーナ部等の型削り（ 深彫り加工）を行う。マシニングセンタの駆動モ−タを回転駆動すると、その駆 動力はスピンドルから入力された回転駆動力が、シャフト本体９ー第１かさ歯車 ８ー第２かさ歯車３８ー回転軸３６ーアダプター６０を介してツールＴに出力さ れ、プログラムされた順に従って所定の加工が行われる。

【００１８】 この際、ツールＴの先端切削中心Ｓが常にシャフト本体９（スピンドル）の中 心軸線と一致するため、スピンドルに直接取付けられるツールと同様に扱うこと が出来、自動切削加工機における加工プログラムを極めて容易にすることが可能 となる。また、工具ホルダに比べてシンプルで小型なアダプター６０にツールＴ を取付けた後工具ホルダに装着するため、アダプター６０にツールＴをセットす る機器（プリセッター）を使用し機外プリセットして、ツールＴの先端切削中心 Ｓがシャフト本体９の中心軸線に一致する状態でツールＴを突出させて容易にア ダプター６０に取付けることが出来る。また更に、長いアダプター６０を採用し てツールＴの該アダプター６０からの突出長さを最小限に短くすることや、ツー ルＴの径を太くしたものを容易に採用することが出来るため、ツールＴの剛性を 高めることが出来、深彫り加工等における切削表面粗度の向上を図ることが可能 である。

【００１９】 前記ツールＴの先端切削中心Ｓがシャフト本体９の中心軸線と一致していない 場合には、アダプター６０のナット６９を弱冠緩めた後、調整手段によりツール Ｔの突出量を調整する。例えば、ツールＴの突出量が不足している場合は、調整 ツマミ５２を左方向に回転させる。操作ロッド４９が同方向に回転して、この操 作ロッド４９に螺嵌している調整ロッド４７が貫通孔４６の先端側に移動する。 ツールＴの後端面と当接してツールＴをアダプター６０から押し出す。ツールＴ の先端切削中心Ｓがシャフト本体９の中心軸線と一致したところで、調整ツマミ ５２の回転を停止し、アダプター６０のナット６９を締め付けて、ツールＴをア ダプター６０に固定する。

【００２０】 従って、プリセッターでセットしたツールＴが、その先端切削中心Ｓがシャフ ト本体９の中心軸線に一致してしない場合であっても、調整手段によりツールＴ の先端切削中心Ｓをシャフト本体９の中心軸線に容易に一致させることが出来る 。ツールＴの突出量が多い場合も調整手段により容易に調整することが出来るの は説明するまでもない。

【００２１】 図３はアダプター６０の他の例を示している。シャンク軸部６２の後端に突出 部６２Ａが形成され、この突出部６２Ａの後端側にはアダプター６０をクランプ するための大径把持部６２ａが設けられている。このような構成のアダプター６ ０であっても、前述した実施例において、ツール保持部３０のアダプター６０を 固定するネジ方式を、大径把持部６２ａを爪部材により外側から把持する爪方式 に変更することにより使用することが可能である。

【００２２】 また、前述の実施例では、スピンドルからシャフト本体９に入力された回転駆 動力を２個のかさ歯車８，３８を介してボディー３の先端側に固設されたツール 保持部３０の回転軸３６に伝達する構成にすると共に、回転軸３６をシャフト本 体９に対して傾斜させて、ツールＴの先端切削中心Ｓをシャフト本体９の中心軸 線に一致させるようにしてあるため、回転軸３６の傾斜角度及び回転軸３６とシ ャフト本体９の長さ形状を適宜に設計することにより、従来では加工が困難であ ったワークの深彫り加工を一層容易でかつツールＴの剛性を高めて精度良く切削 を行うことが出来るが、ツール保持部３０がボディー３に対して回動固定可能な 加工ヘッドであっても実施することが可能であり、また更に、ツールＴをアダプ ター６０を介さずにツール保持部３０に直接装着する構成にしてツールＴの先端 切削中心Ｓをシャフト本体９の中心軸線に一致させるようにしても、自動切削加 工機における加工プログラムを極めて容易にすることが可能であり、前述の実施 例以外の態様でもこの考案を実施しうるものである。

【００２３】

【考案の効果】

この考案は上記のように、ツール保持部に保持されたツールの先端切削中心が スピンドルの中心軸線と常に一致するため、スピンドルに直接取付けられるツー ルと同様に扱うことが可能で、自動切削加工機における加工プログラムを極めて 容易にすることが出来る効果がある。

【００２４】 また、アダプターを使用してツールを加工ヘッドに取付けるため、アダプター にツールをセットする機器を使用することが可能で、ツールの先端切削中心をス ピンドルの中心軸線に一致する状態で容易にツールを突出させてアダプターに取 付けることが出来、作業性が良好である。 また更に、アダプターを選定することにより、ツールの該アダプターからの突 出長さを最小限に短くすることや、ツールの径を太くしたものを採用することが 出来るため、ツールの剛性を高めて深彫り加工等における切削表面粗度の向上を 図ることが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る工作機械の加工ヘッドに用いら
れる工具ホルダの正面断面図である。

【図２】図１の工具ホルダに用いられるアダプターの半
断面図である。

【図３】アダプターの他の例を示す半断面図である。

【符号の説明】

３ ボディー ８ 第１かさ歯車 ９ シャフト本体 ３０ ツール保持
部 ３２ 保持部本体 ３６ 回転軸 ３８ 第２かさ歯車 ４２ 嵌合部 ６０ アダプター Ｓ 先端切削中心 Ｔ ツール

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械のスピンドル側の回転駆動力を
   伝達手段を介して異なる伝達方向となるように構成され
   たツール保持部を備えた工作機械の加工ヘッドにおい
   て、前記ツール保持部が、前記スピンドルの中心軸線上
   に、該ツール保持部に保持されたツールの先端切削中心
   を一致可能に構成してなることを特徴とする工作機械の
   加工ヘッド。
2. 【請求項２】 前記ツール保持部がツールを把持するア
   ダプターを介してツールを保持可能に構成された請求項
   １記載の工作機械の加工ヘッド。