JPS59115110A - 回転工具の径方向切込み制御方法及び装置 - Google Patents

回転工具の径方向切込み制御方法及び装置

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JPS59115110A
JPS59115110A JP57221796A JP22179682A JPS59115110A JP S59115110 A JPS59115110 A JP S59115110A JP 57221796 A JP57221796 A JP 57221796A JP 22179682 A JP22179682 A JP 22179682A JP S59115110 A JPS59115110 A JP S59115110A
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JP
Japan
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tool
tool holder
spindle
radial
rotation
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JP57221796A
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JPS6242727B2 (ja
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Keizo Unno
敬三 海野
Hitoshi Shimizu
均 清水
Tamotsu Yamamoto
保 山本
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Ikegai Corp
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Ikegai Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/03Boring heads
    • B23B29/034Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
    • B23B29/03432Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
    • B23B29/03446Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing by means of inclined planes
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

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】 この発明は回転工具の径方向切込み制御方法及び装置に
関するもので、特にマシニングセンタのような数値制御
工作機械において、寸法精度を必要とする穴ぐり加工、
穴内の溝切り加工、テーパ穴加工等に極めて有用な中ぐ
り用回転工具の径方向切込み制御方法及び装置に関する
ものである。
従来、例えばマシニングセンタのような数値制御工作機
械において、工具刃先の径方向切込みそ制御する場合に
は、主軸に偏心機構を内蔵し、この偏心機構を介して工
具刃先を径方向に移動させて、これを行っていたが、こ
のような方式では、主軸に大きな径の偏心内孔をほぼ全
長に亘ってあけなければならないので、その機械加工が
困難であることに加えて、主軸の剛性の低下を来たすの
で、剛性を維持するために主軸径を太きくしなければな
らないという難点が生ずる。
このような点にかんがみ、主軸内に偏心機構を設けず、
工具保持具内に偏心機構を設け、この工具保持具を主軸
の先端部に嵌着し、サーボモータにより回転制御される
主軸頭内に設けた    。
差動機構を介して主軸と同期回転しかつ切込み制御軸を
この工具保持具の基準角度位置(円周方向原点位置)に
おいてその偏心機構と係合し、サーボモータにより切込
み制御軸及び偏心機構を介して工具保持具に保持された
工具の径方向の刃先位置を基準角度位置からの回転角数
値制御により制御可能とした回転工具の径方向切込み制
御方法をこの発明の出願人が既に提案している。
しかし、従来の回転工具の径方向切込み制御方法及び装
置は差動歯車機構が主軸頭本体に取付けられており設計
上の制限があるため、装置が大きくなる憾みがあり、径
方向制御を必要としない場合にも差動機構が回転してい
るため、軸受その他の部分の寿命、機械の振動、熱の発
生、精度、剛性に悪影響を及ぼす難点があり、無駄なエ
ネルギーを必要とした。また工具刃先の切込み送り機構
が主軸内部又は工具保持具内に設けた偏心機構によるた
め切込み送り指令と工具刃先の径方向切込み量とがリニ
アでない即ち切込み指令パルス数と刃先の径方向移動量
とが比例しないといううらみがあった。
この発明は以上にかんがみてなされたもので、上記の従
来のものの欠点を除去した回転工具の径方向切込み制御
方法及び装置を提供することを目的とし、差動機構を主
軸頭内ではなく工具保持具内に遊星歯車機構として設け
ることにより、本機側の切込み送り制御機構を簡単にし
、径方向制御を必要としない場合本機側は差動機構の影
響を受けないようにし、省エネルギーを図ったものであ
り、また切込み送り機構に偏心機構でなく、単純なカム
機構を用いることにより工具刃先の切込み制御がリニア
となるようにして、プログラミングの単純容易化を計っ
たものである。
以下、この発明をその実施例を示す図面の第1〜3図に
基づいて説明する。
第1図に示すように、主軸頭lに回転可能に装架され、
慣用手段で加工のための回転を与えられる主軸−の先端
穴、2aには工具保持具IOが低層されるように、工具
保持具本体l/は、主軸に嵌着される後部には貫通穴を
有するシャンク/2とプルスタッド13を具えていると
共に、前部先端面にはスライダ/4’を例えは第2図に
示すようにあり溝形摺動部を介して径方向に摺動自在に
装架している。スライダ/<1’は図示のように先端に
ボーリングバー75を着脱可能に取付け、ボーリングバ
ーlSの先端の穴ぐり工具刃先/jaはスライダ/4の
径方向の移動によって切込み送りをするようになってい
る。
シャンク12及びプルスタッド/3の軸心に設けた貫通
穴を通って工具保持具本体/lの中心には後端に係合部
/Aaを有する連結軸/6が回転可能に軸支され、連結
軸16は先端にボールねじ/7をキー等を利用して一体
的に連結し、ボールねじ/7にはボールナツト7gが螺
合し、このナツト/gの外周には先端に円錐部/9を回
転可能に支持するスライド歯車2Qがキーにより嵌合し
て固着されており、従ってこのスライド歯車、20はそ
の回転が阻止されると、ボールねじ17の回転により軸
方向にナツト1gと共に移動し、その移動に伴って円錐
部l?も一体となって軸方向に移動されるようになって
いる。
スライダ/41’の工具保持具本体iiの中心腔内に延
長した軸方向延長部/4’aは円錐部l?の外側にまで
延長し、スライドピンλlを介して円錐部19の外周に
接し、この延長部/4’aは第3図に示すように、本体
/lに設けた例えは皿ばねのようなばね部材−コによっ
て常に径方向に求心的に押され、円錐部/9の外周に押
し着けられている。
工具保持具本体//内に連結軸16と平行して回転可能
に軸支された回転軸23の一端にスライド歯車コOと噛
合う小歯車2ダが固着され、回転軸コ3の他端に固着さ
れた小歯車25は小歯車−ダと同一歯数の歯車であり、
工具保持具本体/lに連結軸16と同心に装架された歯
車、26と噛合っている。歯車、26はスライド歯車コ
Oと同−歯数を有し、工具保持具本体1/とは相対的に
回転可能な固定ケースコアに固着され、このケースと共
に回転可能に本体ll上に装架され、シャンク/2に近
く位置しており、これらが全体として遊星歯車機構を構
成している。ばね、Zff&により軸方向に押されたピ
ン、2gを装架し、工具保持具ioが主軸コの先端穴、
2aに嵌着された時、ピンコgの先端が主軸頭lに設け
た溝付係止金具−tbの溝と係合するようになっている
錠止め機構29が固定ケースコア上に設けられ、ピンJ
Jrと共に軸方向に平行して移動するロックパー30に
よって、工具保持具が主軸から脱離した時は、固定ケー
スコアは工具保持具本体l/にシャンク12のフランジ
部において切欠溝/、2aにロックパー30の先端が嵌
入することにより固定されるようになっている。
このように構成された工具保持具10は緊締機構によっ
て、主軸−の先端穴、2aに緊締(クランプ)されるが
、緊締機構は主軸貫通穴内に配置されたドローバ−3に
よって移動されるボールl、ドローバー3をナツトピー
スSを介して後方へ押す多数の皿はね6、主軸頭lに取
付けられた工具緊締用シリンダ7内を摺動してナツトピ
ースSを前方へ押す作用をするピストンg等の公知の部
材からなっている。
ドローバ−3の貫通穴Ja内ζこは切込み制御@、3/
が設けられ、この切込み制御軸31は回転可能かつ軸方
向へ移動可能に軸支され、先端に工具保持具/θの連結
軸16の係合部/6aに係脱可能な保合部3/lLを有
し、ドローバ−3、ナツトピース5、ピストンgを貫通
して後方に延長し、切込み制御軸軸方向係脱駆動用シリ
ンダ3コ内を摺動可能なピストン33に取付けられ、更
に後方に延長して、この切込み制御軸31の後端はサー
ボモータ3グによって回転駆動されるように、このサー
ボモータ3’lに連結部材J4’aにより摺動キー、7
tIbを介して往復動可能に連結されている。なお、軸
方向係脱駆動用シリンダ32とサーボモータ3弘との間
には切込み制御軸3/の回転方向の原点確認スイッチ3
!、前進、後退位置確認近接スイッチ34.37を設け
ている。
次ぎに、工具保持具10の装着時の動作を説明する。
工具交換指令が出されると、主軸−は主軸頭/後部に設
けられた回転角度基準位置検出器3g、39の検出信号
によって定位置に割出され、主軸−の先端のキーlIo
が一定位置に位置決めされる。またサーボモータ3’l
により、切込み制御軸3/は原点に位置決めされ、原点
確認スイッチ35でこれが確認される。切込み制御軸3
1は係脱駆動用シリンダ32により保合はずし位置にあ
る。すなわちピストン33は第1図で見て右端に後退し
て近接スイッチ37が確認信号を出力している。ドロー
バ−3は工具緊締用シリンダ7のピストンgが左端にく
ることによって前方に押されアンクランプの位置にある
主軸−に嵌着される前の工具保持具10においては固定
ケースコアが本体/lに係合し固定されていて工具刃先
/Saは径方向原点位置に錠止めされており、スライド
歯車、20は回転を阻止されている。
工具保持具10は図示しない公知の自動工具交換装置に
よって自動的に主軸コの先端のキーナ tIoに工具保持具10の溝&/が入るように位置決め
され、シャンク12.プルスタッド13が・主軸λの先
端穴、2aに嵌着される。ドローバ−3はピストン3の
右端への後退と、皿ばね6の弾力により緊締状態になり
ボールダがプルスタッド13を保持し、工具保持具lO
を緊締する。切込み制御軸3/は係脱駆動用シリンダ3
.2のピストン33が左方に前進して保合状態(第1図
の状態)になり、係合部、3/B、と連結軸/6の係合
部16aとが係合連結され近接スイッチ36より連結確
認信号が出力される。また錠止め機!、29はピン2t
の先端が主軸頭/に固着された溝付係止金具λrbの溝
に係合して後退し、固定ケース27は工具保持具本体/
/との保合をロックパー30の左方向移動により解かれ
、主軸頭lと係合して回転を阻止される。
この発明による径方向切込み制御は次のように、円錐部
/?のカム機構によって行われる。
サーボモータ3ダによって切込み制御軸3/が回転され
ると、係合部3/eL、/6aを介してこれに連結され
た連結軸16従ってボールねじ/7が回転されるので、
ボールねじ17に螺合するボールナツト/g及びこれに
固着されたスライド歯車λθは遊星歯車機構によりその
回転が阻止されているのでねじの軸方向に移動される。
従ってスライド歯車、20に回転可能に装架された円錐
部l?も軸方向に移動し、これによりばね部材ココによ
って円錐部の外周に押着けられているスライダ/≠が径
方向に移動され、その移動量が直接工具切刃/jaの切
込み送り量となる。円錐部lデが前方に押されると、ス
ライダ/4’は径方向外向きにばね部材2−の力に抗し
て摺動され、円錐部が後方に移動するとスライダはばね
部材、22によって押されて、径方向内向きに摺動する
小歯車2ダ、2g及びスライド歯車、2O,歯車、26
からなる遊星歯車機構を介し、歯車26が固定ケース、
27を介し主軸頭lに錠止め機構コ9によって係止され
て回転を阻止(主軸の回転にかかわらず)され、従って
スライド歯車20も回転が阻止されているので、ボール
ねじΦピッチと円錐部のテーパーとを適宜に選定するこ
とにより、サーボモータの回転に関してスライダ/41
’の径方向の移動量すなわち回転工具の径方向切込み量
が全移動範囲に亘って直線的に比例して制御されること
になる。また、円筒穴の中ぐり加工のように、中ぐり工
具の回転送り中に径方向切込み制御を行なわない場合に
は、サーボモータ31は主軸回転中静止しており、従っ
てボールねじ/7も静止し、更に小歯車J! 、 、2
!;は回転軸コ3と共に、スライド歯車、20及び歯車
、2乙の周りに公転しながら自転するが、歯車−6が前
述のように錠止めされてε)るので、スライド歯車20
も静止され、ボールねじ/7との相対移動が生ぜず、従
って工具刃先は移動しない。
この発明によれば、先にも記載したように差動歯車機構
がスライド歯車錠止めのために工具保持具内に設けられ
ているだけで、数値制御工作機械の本機内に設けられて
いないので、径方向切込み制御装置を小型かつ安価に作
ることができ、省エネルギー効果も顕著である。また径
方向送り機構として偏心機構を用いないで円錐部による
カム機構を用いているので回転工具刃先位置の径方向切
込み制御とサーボモータの回転とがIJ ニアになり、
切込み制御のためのプログラミングが極めて簡単で容易
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による回転工具の径方向切込み制御装
置の一実施例である工具保持具を装着した主軸頭の軸方
向断面図、第2図は薗/図の矢印■方向に見たスライダ
の部分平面図、第3図は第1図の線■−■における部稚
断面図である。 l・・マシニングセンタの主軸頭、コ・・主軸、IO・
・工具保持具、//・・工具保持具本体、/ダ・・スラ
イダ、16・・連結軸、17・・ボールねじ、7g・・
ポールナツト、/?・・円錐部、20・・スライド歯車
1.2コ・・ばね部材、コブ・・錠止め機構、31・・
切込み、制御軸、3.2・・係脱駆動用シリンダ、33
・・ピストン、J4’・・サーボモータ。 特許出願人 池貝鉄工株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l 先端部に交換可能に工具保持具を嵌着して回転する
    主軸を備え、回転工具と被加工物との相対的移動により
    加工を行う数値制御工作機械において、主軸から離脱し
    ている時には径方向原点に錠止めされており、主軸に嵌
    着される時には錠止めが解除されて径方向位置制御可能
    となる工具を保持している工具保持具を所定角度位置に
    停止した主軸の先端部に嵌着すると同時に主軸貫通穴に
    設けた緊締機構により緊締し、サーボモータにより回転
    制御されかつ−1」記緊締機構の貫通穴に軸方向移動可
    能に設けた切込み制御軸を前記所定角度位置において前
    記工具保持具の工具位置制御機構と係合し、主軸の停止
    中と回転中とにかかわりなく、前記工具保持具に保持さ
    れた工具の刃先位置を前記サーボモータの回転に比例し
    て径方向に直線移動制御することを特徴とする回転工具
    の径方向切込み制御方法。 ユ 先端部に交換可能に工具保持具を嵌着して回転する
    主軸を備え、回転工具と被加工物と2.の相対的移動に
    より加工を行う数値制御工作機械において、主軸に嵌着
    される後部に貫通穴を有するシャンクとプルスタッドを
    具え前部着こ工具を着脱自在に保持したスライダを径方
    向に摺動自在に支持する工具保持具本体、この工具保持
    具本体の貫通穴に回転自在に軸支され後端に保合部を有
    し先端にポールナツトと螺合するボールねじを一体的に
    連結した連結軸、前記ナツトに固着され先端に円錐部を
    回転可能に支持し遊星歯車機構を介して噛合回転が抑止
    されて軸方向に移動可能なスライド歯車、前記スライダ
    を常時前記円錐部に求心的に押圧するばね部材及び前記
    工具保持具本体の外側に設けられて前記主軸への工具交
    換動作により前記遊星歯車機構と係脱する錠止め機構よ
    りなる工具位置制御機構を備えた工具保持具と、主軸貫
    通穴に設けた前記工具保持具の緊締機構の貫通穴に回転
    自在かつ軸主軸後端に近接して同心に配置され前記切込
    み制御軸を軸方向に往復移動させる駆動機構、前記切込
    み制御軸を往復動可能に連結して回転制御するサーボモ
    ータ及び前記切込み制御軸の軸方向係脱位置並びに回転
    方向原点位置の検出装置を備えた切込み制御駆動部とか
    ら構成され、主軸の停止中と回転中とにかかわりなく、
    前記工具保持具に保持された工具の刃先位置を前記サー
    ボモータの回転に比例して径方向に直線移動制御するこ
    とを特徴とする回転工具の径方向切込み制御装置。
JP57221796A 1982-12-20 1982-12-20 回転工具の径方向切込み制御方法及び装置 Granted JPS59115110A (ja)

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JPS6242727B2 JPS6242727B2 (ja) 1987-09-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5344260A (en) * 1992-04-02 1994-09-06 Kuroda Seiko Co., Ltd. Main spindle apparatus of machine tool
JP2007168023A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Tsugami Corp 切削加工装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51141872U (ja) * 1975-05-09 1976-11-15

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