JPH09309004A - Automatic balancing device for main spindle device with variable tool-diameter - Google Patents

Automatic balancing device for main spindle device with variable tool-diameter

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Publication number
JPH09309004A
JPH09309004A JP12691496A JP12691496A JPH09309004A JP H09309004 A JPH09309004 A JP H09309004A JP 12691496 A JP12691496 A JP 12691496A JP 12691496 A JP12691496 A JP 12691496A JP H09309004 A JPH09309004 A JP H09309004A
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JP
Japan
Prior art keywords
tool
spindle
counterweight
diameter
main spindle
Prior art date
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Pending
Application number
JP12691496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Fukuzawa
堆博 福沢
Itsuki Otomaru
厳 乙丸
Koji Kamiya
浩司 神谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOMATSU KOKI KK
Original Assignee
KOMATSU KOKI KK
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Filing date
Publication date
Application filed by KOMATSU KOKI KK filed Critical KOMATSU KOKI KK
Priority to JP12691496A priority Critical patent/JPH09309004A/en
Publication of JPH09309004A publication Critical patent/JPH09309004A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an occurrence of vibration due to rotational unbalance in order to enhance machining accuracy by offsetting the rotational unbalance, which occurs when both inner and outer main spindles are rotated by means of a counterweight. SOLUTION: In a main spindle device with variable tool-diameter, an inner main spindle 2 whose center is biased against the center of an outer main spindle 3 is installed in a freely rotatable manner within an outer main spindle 3, which is supported by a spindle box 1a in a freely rotatable manner. By relatively rotating these inner and outer main spindles 2, 3 using an eccentric angle controlling means, the diameter of a tool attached to the inner main spindle 2 can be varied freely and continuously. A ring-like counterweight 26 surrounding the inner main spindle 2 is provided on the tip end side of the inner main spindle 2. In addition, a counterweight moving means, which moves the counterweight 26 in the opposite direction to the tool and at a period synchronous with the movement of the tool when the diameter of the tool is varied continuously by relatively rotating the inner and outer main spindles 2, 3, is installed in between the counterweight 26 and the outer main spindle 3. With this, since the rotational unbalance, which occurs when the diameter of the tool is varied, is offset by the counterweight 26, the vibration never occurs even if both inner and outer main spindles are rotated at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は互いに偏心した内
外主軸を相対回転させることにより、内側主軸に取付け
られた工具の径を連続的に可変自在とした工具径可変型
主軸装置の自動バランス装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic balance device for a variable tool diameter type spindle device in which a diameter of a tool attached to an inner spindle can be continuously varied by relatively rotating inner and outer spindles that are eccentric to each other. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来この種の装置として、例えば実開昭
61−109601号(実公平5−6001号)公報
や、特開昭61−121804号(特公平5−2560
2号)公報に記載されたものが公知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus of this type, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-109601 (Japanese Utility Model Publication No. 5-6001) and Japanese Patent Laid-Open No. 61-121804 (Japanese Patent Publication No. 5-2560).
No. 2) is publicly known.

【0003】上記実開昭61−109601号公報のも
のは、クランクシャフトを加工する旋削機械であって、
ワークをクランプするチャック本体に、チャック本体の
軸心を調整するスライドと、このスライドに連動して、
スライドの移動方向と逆の方向へ移動するバランスウエ
イトが設けられている。そして加工するワークの位相に
応じてスライドを移動させると、スライドの移動量に応
じてバランスウエイトがスライドと逆の方向へ移動し
て、チャック本体が回転する際に発生するアンバランス
を自動的に修正するように構成されている。
The above Japanese Utility Model Publication No. 61-109601 discloses a turning machine for machining a crankshaft,
In the chuck body that clamps the work, slide that adjusts the axis of the chuck body, and in conjunction with this slide,
A balance weight is provided that moves in the opposite direction of the slide movement. Then, when the slide is moved according to the phase of the workpiece to be machined, the balance weight moves in the opposite direction to the slide according to the amount of movement of the slide, and the imbalance that occurs when the chuck body rotates is automatically It is configured to fix.

【0004】また特開昭61−121804号公報のも
のは、主軸装置の回転バランスを釣合わせる方法であっ
て、互いに偏心する内外軸を相対回転させることによ
り、内軸側に取付けられた工具の径を連続的に可変でき
るようにした主軸装置において、工具を中心に内軸を回
転させたときにこれらの回転バランスを釣合わせ、工具
と内軸を内軸を中心に回転させたときに、これらの回転
バランスを釣合わせ、さらに工具と内軸及び外軸を、外
軸を中心に回転させたときに、これらの回転バランスが
釣合うようにしたもので、主軸系の回転中にアンバラン
スによる振動が防止できるため、主軸系の高速回転が可
能になるなどの作用効果を奏する。
The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-121804 is a method for balancing the rotational balance of a main shaft device, in which a tool mounted on the inner shaft side is rotated by relatively rotating inner and outer shafts that are eccentric to each other. In a spindle device that allows the diameter to be continuously variable, balance the rotational balance of these when the inner shaft is rotated around the tool, and when the tool and inner shaft are rotated around the inner shaft, The balance of these rotations is balanced, and the balance of these rotations is balanced when the tool and the inner and outer shafts are rotated about the outer shaft. Since the vibration due to the vibration can be prevented, the working effects such as the high speed rotation of the main spindle system can be achieved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし前者公報の装置
では、チャック本体に対して直線的に移動するスライド
のアンバランスは修正できるが、互いに偏心する内外主
軸を相対回転させて、内側主軸に取付けられた工具の径
を連続的に可変する主軸装置のように、旋回動によりア
ンバランスが発生するものに適用してもアンバランスが
除去できない不具合がある。
However, in the device of the former publication, the imbalance of the slide that moves linearly with respect to the chuck body can be corrected, but the inner and outer main shafts that are eccentric to each other are relatively rotated and attached to the inner main shaft. There is a problem that the imbalance cannot be removed even if it is applied to a machine in which an unbalance occurs due to a turning motion, such as a spindle device that continuously changes the diameter of the tool.

【0006】また後者公報の回転バランスの釣合わせ方
法では、工具や内外軸の回転バランスを釣合わせるた
め、内軸や外軸に中空部を形成しており、この中空部を
精度よく加工するのがきわめて困難である。また中空部
の加工精度が悪いとアンバランスを十分に除去できない
ため、回転中に振動が発生して、加工精度が低下するな
どの不具合も生じる。この発明はかかる不具合を改善す
るためになされたもので、内外主軸を相対回転させて工
具径を可変した際に発生する回転アンバランスを自動修
正する工具径可変型主軸装置の自動バランス装置を簡単
な構成で提供することを目的とするものである。
In the method of balancing the rotational balance of the latter publication, in order to balance the rotational balance of the tool and the inner and outer shafts, hollow portions are formed in the inner and outer shafts, and the hollow portions are machined with high precision. Is extremely difficult. In addition, if the machining accuracy of the hollow portion is poor, the imbalance cannot be sufficiently removed, so that vibration occurs during rotation, which causes a problem such as deterioration of the machining accuracy. The present invention has been made to improve such a problem, and a simple automatic balance device for a tool diameter variable type spindle device that automatically corrects a rotational imbalance that occurs when the tool diameter is changed by relatively rotating the inner and outer spindles. It is intended to be provided in various configurations.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するため請求項1記載の発明は、主軸箱に回転自在
に支承された外側主軸内に、外側主軸の中心に対して偏
心させて内側主軸を回転自在に設け、かつこれら内外主
軸を偏心角度制御手段により相対回転させることによ
り、内側主軸に取付けられた工具の径を連続的に可変自
在な工具径可変型主軸装置において、上記内側主軸の先
端側に、内側主軸を囲繞するリング状のカウンタウエイ
トを設けると共に、上記カウンタウエイトと外側主軸の
間に、内外主軸を相対回転させて工具の径を連続的に可
変した際、工具の移動に同期して工具と反対方向へ上記
カウンタウエイトを移動させるカウンタウエイト移動手
段を設けたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is arranged such that an eccentricity is made with respect to the center of the outer main spindle in the outer main spindle rotatably supported by the main spindle box. In the tool diameter variable type spindle device in which the inner spindle is rotatably provided and the inner and outer spindles are relatively rotated by the eccentric angle control means, the diameter of the tool attached to the inner spindle can be continuously varied. A ring-shaped counterweight surrounding the inner spindle is provided on the tip side of the spindle, and the inner and outer spindles are relatively rotated between the counterweight and the outer spindle to continuously change the diameter of the tool. Counterweight moving means for moving the counterweight in the opposite direction to the tool in synchronization with the movement is provided.

【0008】上記構成により工具径を変更すべく内外主
軸を相対回転させると、工具が移動するのに伴いカウン
タウエイト移動手段により工具の移動に同期してカウン
タウエイトが工具の移動方向と逆の方向へほぼ同じ量移
動されるため、内外主軸を回転させた際に発生する回転
アンバランスをカウンタウエイトが相殺するようにな
り、これによって内外主軸を高速回転させても回転アン
バランスによる振動が発生することがないため、加工精
度が向上する。また内外主軸を高速回転させてワークの
加工が可能となるため、生産性が向上すると共に、回転
アンバランスにより発生する振動がないため、内外主軸
を支承する軸受けなどの寿命が向上し、これによって主
軸装置全体の耐久性向上が図れるようになる。
When the inner and outer spindles are rotated relative to each other to change the tool diameter with the above structure, the counterweight moves in the opposite direction to the tool moving direction in synchronization with the tool movement by the counterweight moving means as the tool moves. The counterweight cancels out the rotational imbalance that occurs when the inner and outer spindles are rotated, which causes vibration due to rotational imbalance even when the inner and outer spindles are rotated at high speed. As a result, processing accuracy is improved. In addition, since the work can be processed by rotating the inner and outer spindles at high speed, productivity is improved, and since there is no vibration generated due to rotational imbalance, the life of the bearings that support the inner and outer spindles is improved, which results in The durability of the entire spindle device can be improved.

【0009】また請求項2記載の発明は、カウンタウエ
イト移動手段を、外側主軸に固着された面板に回転自在
に支承され、かつ内側主軸に形成された駆動ギヤに噛合
する中間ギヤと、上記面板に支承され、かつ上記中間ギ
ヤに噛合するウエイト支持ギヤと、上記ウエイト支持ギ
ヤの偏心位置に設けられ、かつ上記カウンタウエイトを
着脱自在に支承する偏心ピンとより構成したものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, the counterweight moving means is rotatably supported by a face plate fixed to an outer main shaft and is meshed with a drive gear formed on the inner main shaft, and the face plate. And a eccentric pin which is provided at an eccentric position of the weight support gear and which detachably supports the counterweight.

【0010】上記構成により、内側主軸の相対回転に同
期させて、カウンタウエイトを工具の移動方向と逆の方
向へほぼ同じ量を確実に移動することができるため、工
具径を変更した際に発生する回転アンバランスを確実に
相殺することができる。また複数のギヤによりカウンタ
ウエイト移動手段が構成できるため、構成が簡単でかつ
安価に提供することができる。
With the above construction, the counterweight can be reliably moved in the direction opposite to the moving direction of the tool by synchronizing with the relative rotation of the inner spindle, so that it occurs when the tool diameter is changed. It is possible to reliably cancel the rotational imbalance that occurs. Further, since the counterweight moving means can be composed of a plurality of gears, the structure can be provided easily and at low cost.

【0011】さらに請求項3記載の発明は、カウンタウ
エイトを、内側主軸に取付ける工具の重量に応じて交換
自在としたものである。
Further, according to the third aspect of the invention, the counterweight can be exchanged depending on the weight of the tool attached to the inner spindle.

【0012】上記構成により、重量の異なる工具に交換
した際、工具の重量に応じたカウンタウエイトと交換す
ることにより、使用する工具の重量が種々変っても、回
転アンバランスを確実に相殺することができる。
With the above structure, when a tool having a different weight is replaced, the counter weight is replaced with a counter weight corresponding to the weight of the tool, so that the rotational imbalance can be reliably canceled even if the weight of the tool used changes. You can

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して詳述する。図において1は主軸装置本体で、主軸
箱1a内に、2重構造となった内側主軸2と外側主軸3
が収容されている。上記内側主軸2は、外側主軸3の軸
心に対してεだけ偏心されて外側主軸3内に回転自在に
収容されており、内側主軸2の先端部には、上記偏心量
εと同じ量だけ偏心されてテーパ状の工具取付け孔2a
が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, reference numeral 1 denotes a main spindle device main body, and an inner main spindle 2 and an outer main spindle 3 having a double structure are provided in a main spindle box 1a.
Is housed. The inner main spindle 2 is eccentrically displaced by ε with respect to the axis of the outer main spindle 3, and is rotatably accommodated in the outer main spindle 3. The tip of the inner main spindle 2 has the same amount as the eccentricity ε. Eccentric and tapered tool mounting hole 2a
Are formed.

【0014】上記外側主軸3の両端側には、軸受け4を
介して上記主軸箱1aに回転自在に支承されており、外
側主軸3の両側には、外側主軸3を挟んで対向する位置
に、例えば一対のボールねじ軸5が外側主軸3と平行す
るように設けられている。これらボールねじ軸5は、両
端側が軸受け6を介して上記主軸箱1aに回転自在に支
承されており、各ボールねじ軸5の一端側には、それぞ
れギヤ7が固着されている。そしてこれらギヤ7に同期
ギヤ8が噛合されている。
Both ends of the outer main shaft 3 are rotatably supported by the main spindle box 1a via bearings 4. On both sides of the outer main shaft 3, at positions facing each other with the outer main shaft 3 interposed therebetween. For example, a pair of ball screw shafts 5 are provided so as to be parallel to the outer main shaft 3. Both ends of these ball screw shafts 5 are rotatably supported by the spindle box 1a via bearings 6, and gears 7 are fixed to one end of each ball screw shaft 5. A synchronous gear 8 is meshed with these gears 7.

【0015】上記同期ギヤ8はリングギヤよりなり、主
軸箱1a側にメタル軸受け1bを介して回転自在に支承
されていて、この同期ギヤ8により各ボールねじ軸5が
同期して回転するようになっていると共に、一方のボー
ルねじ軸5の一端側には、サーボモータよりなる工具径
可変用駆動源(図示せず)が接続されていて、この工具
径可変用駆動源により各ボールねじ軸5が同期回転され
るようになっている。
The synchronous gear 8 is a ring gear, and is rotatably supported on the spindle box 1a side via a metal bearing 1b. The synchronous gears 8 cause the ball screw shafts 5 to rotate synchronously. In addition, a tool diameter changing drive source (not shown) composed of a servomotor is connected to one end side of one ball screw shaft 5, and each ball screw shaft 5 is connected by this tool diameter changing drive source. Are to be rotated synchronously.

【0016】一方上記各ボールねじ軸5には、シフタ1
0に設けられたボールナット11が螺合されている。上
記シフタ10は環状をなしていて、外側主軸3の周囲を
囲繞するように設けられており、各ボールねじ軸5を同
期回転させることにより、外側主軸3の軸線方向に移動
自在となっている。上記シフタ10の内周部には、軸受
け12を介してリング状のホルダ13が回転自在に支承
されており、このホルダ13の内周部に、内外主軸2,
3を挟んで対向する工具径可変用ねじれキー14と、バ
ックラッシュ除去用ねじれキー15が設けられている。
On the other hand, a shifter 1 is attached to each of the ball screw shafts 5 described above.
The ball nut 11 provided at 0 is screwed. The shifter 10 has an annular shape and is provided so as to surround the periphery of the outer main shaft 3, and is movable in the axial direction of the outer main shaft 3 by synchronously rotating the ball screw shafts 5. . A ring-shaped holder 13 is rotatably supported on the inner peripheral portion of the shifter 10 via a bearing 12, and the inner peripheral portion of the holder 13 has inner and outer main shafts 2, 2.
There are provided a tool diameter changing twist key 14 and a backlash removing twist key 15 which are opposed to each other with 3 in between.

【0017】これら工具径可変用ねじれキー14及びバ
ックラッシュ除去用ねじれキー15は、外側主軸3の軸
線方向に形成されたガイド溝3a,3bにそれぞれ摺動
自在に嵌合されて、シフタ10とともに内外主軸2,3
の軸線方向へ移動自在となっていると共に、工具径可変
用ねじれキー14は、固着具16によりホルダ13に着
脱自在に取付けられている。
The tool diameter changing twist key 14 and the backlash removing twist key 15 are slidably fitted in guide grooves 3a, 3b formed in the axial direction of the outer main shaft 3, respectively, and together with the shifter 10. Inner and outer spindles 2, 3
The tool-variable twist key 14 is detachably attached to the holder 13 by a fastener 16 while being movable in the axial direction.

【0018】またバックラッシュ除去用ねじれキー15
は、内外主軸2,3の軸線と平行するよう頭部18aが
ホルダ13に固着されたガイドピン18に支承されてい
て、内外主軸2,3の軸線方向に移動自在となっている
と共に、内部にばね室15bが形成されていて、このば
ね室15bに収容された圧縮ばねなどの付勢手段19に
より右方へ付勢されている。そして上記工具径可変用ね
じれキー14及びバックラッシュ除去用ねじれキー15
の内周面に突設された図4及び図5に示すねじれキー部
14a,15aが内側主軸2の外周面に形成された2条
のねじれキー溝2b,2cにそれぞれ係合されている。
The twist key 15 for removing the backlash
Is supported by a guide pin 18 having a head portion 18a fixed to a holder 13 so as to be parallel to the axes of the inner and outer main shafts 2 and 3, and is movable in the axial direction of the inner and outer main shafts 2 and 3. A spring chamber 15b is formed in the spring chamber 15b and is biased to the right by a biasing means 19 such as a compression spring housed in the spring chamber 15b. Then, the twist key 14 for changing the tool diameter and the twist key 15 for removing the backlash.
The twist key portions 14a and 15a shown in FIGS. 4 and 5 projecting from the inner peripheral surface of the shaft are engaged with the two twist key grooves 2b and 2c formed on the outer peripheral surface of the inner main shaft 2, respectively.

【0019】上記ねじれキー溝2b,2cは、図3に示
すように内側主軸2の外周面に位相を180°異ならせ
て螺旋状に形成されていて、これらねじれキー溝2b,
2c内に、これら溝の形状を転写したねじり歯面を有す
る上記ねじれキー部14a,15aが摺動自在に嵌合さ
れていると共に、ホルダ13側に固定された工具径可変
用ねじれキー14に対して、バックラッシュ除去用ねじ
れキー15は付勢手段19により内外主軸2,3の軸線
方向に付勢されているため、これによって工具径可変用
ねじれキー14とねじれキー溝2b間に生じるバックラ
ッシュが除去できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the twist key grooves 2b, 2c are formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the inner main shaft 2 with a phase difference of 180 °.
The above-mentioned twist key portions 14a and 15a having twist tooth surfaces in which the shapes of these grooves are transferred are slidably fitted in 2c, and at the same time, in the tool diameter changing twist key 14 fixed to the holder 13 side. On the other hand, since the backlash removing twist key 15 is biased in the axial direction of the inner and outer main shafts 2 and 3 by the biasing means 19, the backlash generated between the tool diameter varying twist key 14 and the twist key groove 2b is thereby caused. The rush can be removed.

【0020】また上記各ねじれキー溝2b,2cのねじ
れ角は、0〜45°の範囲に設定されていると共に、各
ねじれキー14,15及びねじれキー溝2b,2cの摺
動面の耐摩耗性を向上させるため、各摺動面に窒化処理
などの熱処理を施した後、研削加工により高精度の仕上
げ加工を行うことにより、長期間に亘って安定した位置
決め精度を維持することができるようになっている。
The twist angle of each of the twist key grooves 2b and 2c is set in the range of 0 to 45 °, and the sliding surfaces of the twist keys 14 and 15 and the twist key grooves 2b and 2c are resistant to wear. In order to improve the performance, it is possible to maintain stable positioning accuracy for a long period of time by performing high-precision finishing processing by grinding processing after performing heat treatment such as nitriding treatment on each sliding surface. It has become.

【0021】なお各ねじれキー14,15には、図1,
図2,図4、図5に示すように給油孔14b,15cが
形成されていて、これら給油孔14b,15cより各ね
じれキー14,15とねじれキー溝2b,2cの摺動面
に潤滑油が給油されるようになっている。
It should be noted that each of the twist keys 14 and 15 has a structure shown in FIG.
As shown in FIGS. 2, 4 and 5, oil supply holes 14b and 15c are formed, and lubricating oil is applied to the sliding surfaces of the respective twist keys 14 and 15 and the twist key grooves 2b and 2c from these oil supply holes 14b and 15c. Is being refueled.

【0022】一方上記外側主軸3の前端には自動バラン
ス装置22が設けられている。上記自動バランス装置2
2は、図1及び図6に示すように、主軸箱1aの前面に
取付けられたケース22aを有している。上記ケース2
2aの前面は開口されていて、この開口にカバー22b
が着脱自在に取付けられていると共に、上記ケース22
a内に、外側主軸3の前端面に固着された円板状の面板
23が収容されている。
On the other hand, an automatic balancing device 22 is provided at the front end of the outer main spindle 3. The automatic balance device 2
2 has a case 22a attached to the front surface of the spindle box 1a, as shown in FIGS. Case 2 above
The front surface of 2a is opened, and the cover 22b is opened in this opening.
Is detachably attached, and the case 22 described above is attached.
A disk-shaped face plate 23 fixed to the front end surface of the outer main shaft 3 is accommodated in a.

【0023】上記面板23は中心部に内側主軸2が貫通
する円孔23aが開口されていると共に、面板23の前
面には中心を挟んで対向する位置に、一対のウエイト支
持ギヤ24と、一対のウエイト支持部材25が設けられ
ている。これらウエイト支持ギヤ24及びウエイト支持
部材25は、面板23の円周方向に等間隔に設けられた
支軸24a,25aに中心部が回転自在に支承されてい
ると共に、各ウエイト支持ギヤ24及びウエイト支持部
材25の偏心位置に、偏心ピン24b,25bがそれぞ
れ設けられていて、これら偏心ピン24b,25bにリ
ング状をなすカウンタウエイト26がそれぞれ着脱自在
に支承されている。上記カウンタウエイト26は、図1
及び図6に示すように内側主軸2の周囲を緩く囲繞する
ように設けられていて、内外主軸2,3を相対回転させ
た際に生じる回転アンバランスを後述する作用により相
殺する機能を有している。
A circular hole 23a through which the inner main shaft 2 penetrates is opened in the center of the face plate 23, and a pair of weight support gears 24 and a pair of weight support gears 24 are provided on the front face of the face plate 23 so as to face each other with the center therebetween. The weight support member 25 is provided. The weight support gear 24 and the weight support member 25 are rotatably supported at their centers by support shafts 24a, 25a provided at equal intervals in the circumferential direction of the face plate 23, and the weight support gear 24 and the weight support member 25 are also supported. Eccentric pins 24b and 25b are provided at eccentric positions of the support member 25, and ring-shaped counterweights 26 are detachably supported on the eccentric pins 24b and 25b, respectively. The counter weight 26 is shown in FIG.
And, as shown in FIG. 6, it is provided so as to surround the inner main shaft 2 loosely, and has a function of canceling the rotational imbalance that occurs when the inner and outer main shafts 2 and 3 are relatively rotated by the action described later. ing.

【0024】また各ウエイト支持ギヤ24には大ギヤ2
7aと小ギヤ27bを同軸に設けた中間ギヤ27の小ギ
ヤ27b側に噛合されている。上記各中間ギヤ27は支
軸27cにより上記面板23に回転自在に支承されてい
ると共に、各中間ギヤ27の大ギヤ27aは内側主軸2
の外周面に形成された駆動ギヤ2dにそれぞれ噛合され
ていて、駆動ギヤ2dの回転に対して、各中間ギヤ27
が同じ方向へ回転されるようになっている。
Further, each weight support gear 24 has a large gear 2
7a and the small gear 27b are coaxially meshed with the intermediate gear 27 on the small gear 27b side. Each of the intermediate gears 27 is rotatably supported by the face plate 23 by a support shaft 27c, and a large gear 27a of each of the intermediate gears 27 has an inner main shaft 2
Are meshed with the drive gears 2d formed on the outer peripheral surface of each of the intermediate gears 27a and 27b, respectively, in response to the rotation of the drive gears 2d.
Are rotated in the same direction.

【0025】一方上記内側主軸2の基端部には、ギヤ3
3が固着されていて、このギヤ33にギヤ筒34の一端
側内周面に形成されたリングギヤ34aが噛合されてい
る。上記ギヤ筒34は、内周部が軸受け35を介して支
持筒36に回転自在に支承されていると共に、ギヤ筒3
4の両端側外周部には、歯数の異なる低速用ギヤ34b
と高速用ギヤ34cが形成されていて、これらギヤ34
b,34cは図示しない主軸駆動源の駆動ギヤに選択的
に噛合されるようになっている。
On the other hand, a gear 3 is provided at the base end of the inner main shaft 2.
3 is fixed, and a ring gear 34a formed on the inner peripheral surface of one end side of the gear cylinder 34 is meshed with the gear 33. The inner periphery of the gear cylinder 34 is rotatably supported by a support cylinder 36 via a bearing 35, and the gear cylinder 3
The outer peripheral portions on both end sides of No. 4 have low speed gears 34b having different numbers of teeth.
And a high speed gear 34c are formed.
b and 34c are selectively meshed with a drive gear of a main shaft drive source (not shown).

【0026】次に上記構成された工具径可変型主軸装置
の作用を説明する。主軸装置を使用してワークを加工す
る場合、内側主軸2の工具取付け孔2aに工具Tを取付
ける。そして工具Tに適した回転数を低速用ギヤ34b
または高速用ギヤ34cより選択して、図示しない主軸
駆動源によりギヤ33を介して内側主軸2を回転させ
る。これによって工具径可変用ねじれキー14及びバッ
クラッシュ除去用ねじれキー15を介して結合された外
側主軸3も同時に回転すると共に、内側主軸2に取付け
られた工具Tにより、ボーリング加工などの機械加工が
行える。
Next, the operation of the tool radius variable type spindle device configured as described above will be described. When the work is machined by using the spindle device, the tool T is attached to the tool mounting hole 2a of the inner spindle 2. The rotation speed suitable for the tool T is set to the low speed gear 34b.
Alternatively, the inner main shaft 2 is rotated via the gear 33 by a main shaft drive source (not shown) selected from the high speed gear 34c. As a result, the outer spindle 3 coupled via the tool diameter changing twist key 14 and the backlash removing twist key 15 is simultaneously rotated, and the tool T attached to the inner spindle 2 enables machining such as boring. You can do it.

【0027】また加工すべきワークの内径などが変更に
なって、工具径を変える場合は、工具径可変用駆動源に
より一方のボールねじ軸5を回転する。これによって同
期ギヤ8により互いに同期された各ボールねじ軸5が同
時に同じ方向へ回転されるため、各ボールねじ軸5にボ
ールナット11を介して螺合されたシフタ10がボール
ねじ軸5に沿って移動され、シフタ10に取付けられた
工具径可変用ねじれキー14及びバックラッシュ除去用
ねじれキー15が外側主軸3のガイド溝3a,3bに案
内されて、外側主軸3の軸線方向へ移動される。そして
工具径可変用ねじれキー14の移動により、工具径可変
用ねじれキー14のねじれキー部14aが係合された内
側主軸2が外側主軸3内で回転される。
When the inner diameter of the work to be machined is changed and the tool diameter is changed, one of the ball screw shafts 5 is rotated by the tool diameter changing drive source. As a result, since the ball screw shafts 5 synchronized with each other are simultaneously rotated in the same direction by the synchronous gears 8, the shifters 10 screwed onto the ball screw shafts 5 via the ball nuts 11 move along the ball screw shafts 5. And the tool diameter changing twist key 14 and the backlash removing twist key 15 attached to the shifter 10 are guided in the guide grooves 3a and 3b of the outer main spindle 3 and moved in the axial direction of the outer main spindle 3. . By the movement of the twist key 14 for varying the tool diameter, the inner spindle 2 with which the twist key portion 14a of the twist key 14 for varying the tool diameter is engaged is rotated in the outer spindle 3.

【0028】すなわち工具径可変用ねじれキー14及び
これに係合するねじれキー溝2bにより内側主軸2と外
側主軸3が相対回転されることにより、図7に示すよう
に内側主軸2の中心を03 、外側主軸3の中心(工具の
中心)を02 とした場合、相対回転角度θによって内側
主軸2の中心03 がT2 の位置まで移動するため、サー
ボモータよりなる工具径可変用駆動源により相対回転角
度θを制御することにより、工具Tの径をR1 からR2
まで連続的に可変することができるようになる。
That is, as the inner main spindle 2 and the outer main spindle 3 are relatively rotated by the tool diameter changing twist key 14 and the twist key groove 2b engaging with the tool key, the center of the inner spindle 2 is set to 0 as shown in FIG. 3 , when the center of the outer main spindle 3 (center of the tool) is 0 2 , the center 0 3 of the inner main spindle 2 moves to the position of T 2 depending on the relative rotation angle θ. The diameter of the tool T is changed from R 1 to R 2 by controlling the relative rotation angle θ by the source.
It becomes possible to change continuously.

【0029】また内側主軸2が例えば左方向へ回転され
ると、この内側主軸2の駆動ギヤ2dに噛合する中間ギ
ヤ27が同じ方向(図6の右方向)へ回転されるため、
中間ギヤ27の小ギヤ27bと噛合された各ウエイト支
持ギヤ24が左方向へ回転される。これによってウエイ
ト支持ギヤ24に設けられた偏心ピン24bが支軸24
aを中心に左方向へ回動するため、各ウエイト支持ギヤ
24及び各ウエイト支持部材25の偏心ピン24b,2
5bに支持されたカウンタウエイト26の中心が図7に
示すように工具Tの軌跡と逆の方向へ工具Tと同じ量W
だけ移動され、工具Tの移動により生じる回転アンバラ
ンスを相殺する。
When the inner main shaft 2 is rotated leftward, for example, the intermediate gear 27 meshing with the drive gear 2d of the inner main shaft 2 is rotated in the same direction (rightward in FIG. 6).
Each weight support gear 24 meshed with the small gear 27b of the intermediate gear 27 is rotated leftward. As a result, the eccentric pin 24b provided on the weight support gear 24 is attached to the support shaft 24.
Since it rotates leftward about a, the eccentric pins 24b, 2 of each weight support gear 24 and each weight support member 25 are rotated.
As shown in FIG. 7, the center of the counterweight 26 supported by 5b moves in the direction opposite to the trajectory of the tool T by the same amount W as the tool T.
Is only moved to cancel the rotational imbalance caused by the movement of the tool T.

【0030】すなわち内外主軸2,3を相対回転させて
工具径を連続的に変更した場合に、カウンタウエイト2
6が工具Tの移動方向と逆の方向へ同じ量W移動して、
工具径の変更による回転アンバランスを相殺するため、
工具径を任意に変更しても、加工中回転アンバランスに
より振動などが発生するのを確実に防止することができ
る。
That is, when the tool diameter is continuously changed by relatively rotating the inner and outer spindles 2 and 3, the counterweight 2
6 moves the same amount W in the direction opposite to the moving direction of the tool T,
In order to offset the rotational imbalance due to the change in tool diameter,
Even if the tool diameter is arbitrarily changed, it is possible to reliably prevent vibration or the like from occurring due to rotational imbalance during processing.

【0031】なお内側主軸2に着脱自在に取付けられた
工具Tは、加工するワークの大きさや加工内容に応じて
交換した際、工具Tの重量が異なることがある。工具T
の重量が変ると、内外主軸2,3を回転させた際に発生
する回転アンバランス量も変るため、同じ重量のカウン
タウエイト26では回転アンバランスを十分に相殺でき
なくなる。
The tool T detachably attached to the inner spindle 2 may have a different weight when it is replaced according to the size of the workpiece to be machined and the machining content. Tool T
If the weight changes, the amount of rotational imbalance generated when the inner and outer main shafts 2, 3 are rotated also changes, and therefore the counterweight 26 having the same weight cannot sufficiently offset the rotational imbalance.

【0032】かかる不具合を解消するため、予め工具T
の重量に応じた重量のカウンタウエイト26を複数種類
用意して、工具Tを交換した際、工具Tの重量に見合っ
た重量のカウンタウエイト26を選択して、工具交換時
カウンタウエイト26も同時に交換すれば、使用する工
具Tの重量が種々変っても、回転アンバランスを確実に
相殺できるようになる。
In order to eliminate such a problem, the tool T
When a plurality of types of counterweights 26 having different weights are prepared and the tool T is replaced, the counterweight 26 having a weight corresponding to the weight of the tool T is selected, and the counterweight 26 is also replaced at the time of tool replacement. By doing so, even if the weight of the tool T used changes, the rotational imbalance can be reliably canceled out.

【0033】また上記実施の形態では、工具径可変用ね
じれキー14が係合するねじれキー溝2b及びバックラ
ッシュ除去用ねじれキー15が係合するキー溝2cをそ
れぞれ1条形成したが、それぞれ複数条形成するか、工
具径可変用ねじれキー14が係合するねじれキー溝2b
のみ複数条形成するようにしてもよい。また各ねじれキ
ー14,15及びねじれキー溝2b,2cを複数条設け
ることにより、ねじれキー14の直線動を回転動に変換
する際の反力が各ねじれキー14に分散されるため、ね
じれキー14とねじれキー溝2bの摺動面の面圧が低く
なって、摺動面が早期に摩耗するのを防止することがで
きる。
Further, in the above-described embodiment, the twist key groove 2b with which the tool diameter changing twist key 14 is engaged and the key groove 2c with which the backlash removing twist key 15 is engaged are formed in a single line, respectively. A twist key groove 2b that is formed by a strip or engages with the twist key 14 for varying the tool diameter
Only a plurality of lines may be formed. Further, by providing a plurality of the twist keys 14 and 15 and the twist key grooves 2b and 2c, the reaction force at the time of converting the linear motion of the twist key 14 into the rotational motion is dispersed to the twist keys 14, so that the twist keys 14 It is possible to prevent the sliding surface of 14 and the twisted key groove 2b from having a low surface pressure and to wear the sliding surface early.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施の形態になる自動バランス装置
が設けられた工具軸可変型主軸装置の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tool shaft variable type spindle device provided with an automatic balancing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】内側主軸の外周面に形成されたねじれキー溝と
これに係合するねじれキーの詳細図である。
FIG. 3 is a detailed view of a twist key groove formed on the outer peripheral surface of the inner main shaft and a twist key engaged with the twist key groove.

【図4】(イ)工具径可変用ねじれキーの正面図であ
る。 (ロ)図4の(イ)のB方向からの矢視図である。
FIG. 4 (a) is a front view of a twist key for varying the tool diameter. (B) It is an arrow line view from the B direction of (a) of FIG.

【図5】(イ)バックラッシュ除去用ねじれキーの正面
図である。 (ロ)図5の(イ)のC方向からの矢視図である。
FIG. 5 (a) is a front view of the twist key for removing backlash. (B) It is an arrow view from the C direction of (a) of FIG.

【図6】図1のD方向からの矢視図である。6 is a view from the direction of the arrow D in FIG.

【図7】この発明の実施の形態になる自動バランス装置
が設けられた工具軸可変型主軸装置の作用説明図であ
る。
FIG. 7 is an operation explanatory view of a tool-axis variable type spindle device provided with the automatic balancing device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a…主軸箱、2…内側主軸、2d…駆動ギヤ、3…外
側主軸、23…面板、24…ウエイト支持ギヤ、24b
…偏心ピン、26…カウンタウエイト、27…中間ギ
ヤ、T…工具。
1a ... Spindle box, 2 ... Inner spindle, 2d ... Drive gear, 3 ... Outer spindle, 23 ... Face plate, 24 ... Weight support gear, 24b
... eccentric pin, 26 ... counterweight, 27 ... intermediate gear, T ... tool.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸箱1aに回転自在に支承された外側
主軸3内に、外側主軸3の中心に対して偏心させて内側
主軸2を回転自在に設け、かつこれら内外主軸2,3を
偏心角度制御手段により相対回転させることにより、内
側主軸2に取付けられた工具Tの径を連続的に可変自在
な工具径可変型主軸装置において、上記内側主軸2の先
端側に、内側主軸2を囲繞するリング状のカウンタウエ
イト26を設けると共に、上記カウンタウエイト26と
外側主軸3の間に、内外主軸2,3を相対回転させて工
具Tの径を連続的に可変した際、工具Tの移動に同期し
て工具Tと反対方向へ上記カウンタウエイト26を移動
させるカウンタウエイト移動手段を設けたことを特徴と
する工具径可変型主軸装置の自動バランス装置。
1. An inner main spindle 2 is rotatably provided in an outer main spindle 3 rotatably supported by a main spindle box 1a so as to be eccentric with respect to the center of the outer main spindle 3, and these inner and outer main spindles 2, 3 are eccentric. In a tool diameter variable type spindle device capable of continuously varying the diameter of the tool T attached to the inner spindle 2 by rotating the inner spindle 2 relative to the inner spindle 2, the inner spindle 2 is surrounded by the tip side of the inner spindle 2. A ring-shaped counterweight 26 is provided, and when the diameter of the tool T is continuously varied by relatively rotating the inner and outer spindles 2 and 3 between the counterweight 26 and the outer spindle 3, the tool T is moved. An automatic balancer for a variable tool diameter type spindle device, comprising counterweight moving means for moving the counterweight 26 in the opposite direction to the tool T synchronously.
【請求項2】 カウンタウエイト移動手段を、外側主軸
3に固着された面板23に回転自在に支承され、かつ内
側主軸2に形成された駆動ギヤ2dに噛合する中間ギヤ
27と、上記面板23に支承され、かつ上記中間ギヤ2
7に噛合するウエイト支持ギヤ24と、上記ウエイト支
持ギヤ24の偏心位置に設けられ、かつ上記カウンタウ
エイト26を着脱自在に支承する偏心ピン24bとより
構成してなる請求項1記載の工具径可変型主軸装置の自
動バランス装置。
2. An intermediate gear 27, which is rotatably supported by a face plate 23 fixed to the outer main shaft 3 and meshes with a drive gear 2d formed on the inner main shaft 2, and the face plate 23. The above-mentioned intermediate gear 2 which is supported
7. The variable tool diameter according to claim 1, comprising a weight support gear 24 meshing with the gear 7, and an eccentric pin 24b provided at an eccentric position of the weight support gear 24 and detachably supporting the counterweight 26. Automatic balance device for mold spindle device.
【請求項3】 カウンタウエイト26を、内側主軸2に
取付ける工具Tの重量に応じて交換自在としてなる請求
項1記載の工具径可変型主軸装置の自動バランス装置。
3. The automatic balancing apparatus for a variable tool diameter type spindle device according to claim 1, wherein the counterweight 26 is replaceable according to the weight of the tool T attached to the inner spindle 2.
JP12691496A 1996-05-22 1996-05-22 Automatic balancing device for main spindle device with variable tool-diameter Pending JPH09309004A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020006852A (en) * 2000-07-13 2002-01-26 김재복 a quivering preventing structure for the main axis of a machine tool
US6533508B1 (en) 1998-10-09 2003-03-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Machining apparatus and machining method
CN109317698A (en) * 2018-12-17 2019-02-12 中航航空高科技股份有限公司 A kind of direct-connected main shaft assemble mechanism

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