JPS59201709A - 工具径可変形主軸装置における加工方法 - 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】 本発明は、主軸が内外二重構造で、かつ内外主軸間に偏
心を与え、この内外主軸の回転方向の相対位置を変える
ことにより外側主軸の軸心に対する工具径を変化するよ
うにした工具径可変形主軸装置における加工方法に関す
るものである。

工具径可変形主軸装置の特徴の１つとして工具径可変機
能による工具の共用化、すなわちボーリングバー等の工
具数の削減効果がある。

ところが従来の工具径可変形主軸装置にあっては１個の
工具でもって直径寸法の異なる穴の加工ができるが、こ
の場合各寸法の穴とも同一工具に固着した刃具でしか加
工を行なうことができなかった。

このため刃具の使用頻度が多く、工具を交換する回数が
多いという欠点がろった。

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、複数個
の刃具を円周方向に角度差をつけて固着した工具を、こ
れを支持する内側主軸と共に外側主軸に対して回転し、
この回転に従って外側主軸の軸心よυ刃具までの半径距
離が順次変化する複数の刃具を同一径の加工穴径に用い
るよ、５Ｋして、各々の刃具の使用頻度を軽減し。

工具交換回数を減少することができるようにした加工方
法を提供しようとするものである。

以下本発明の実施態様を説明する。

図中１は立形のコラム、２はこのコラム１に上下方向に
摺動自在に装着された主軸ユニット。

３はこの主軸ユニット２に装着された工具径可変形主軸
装置である。また４はコラム１の側力に設けられた工具
ストック用のマガジン装置で。

このマガジン装Ｍ４にある工具Ｔと、上記工具径可変形
主軸装置ｊに装着された工具Ｌ′とは工具交換装置５に
て選択的に交換はれるようになっている。

上記工具径可変形主軸装置３は第２図に示すようになっ
ていて、主軸６は内側主軸７と外側主軸８の二重構造と
なっており、内側主軸７は外側主軸８に対して回転可能
に、かつ外側主軸ｇの軸心に対してｅだけ偏心している
。また内側主軸７の先端部には、この内側主軸７の細心
に対して上記偏心量ｅだけ偏心した位置にテーバ状の工
具取付穴９が設けてβる。外側主軸８は主軸箱１０に支
承きれている。

また上記主軸箱１０には主軸ｌを中心に複数本１例えば
３本のボールねじ＄！ｌｌＩ２が主軸６と平行に支承さ
れている。これらのボールねじ軸１２の一端側には歯車
１３が設けられていて、これら歯車１３は主軸箱１０に
支承された同期歯車１４に同時に噛合されており、この
同期歯車１４により各ボールねじ軸１２が同期されるよ
うになっている。上記ボールねじ軸１２のうちの１本の
ボールねじ軸の一端が歯車機構１５を介してサーボモー
タ１６に連結しである。

上記各ボールねじ軸１２は、略３角形状をなすシフタ本
体１７の各隅部に回転自在にかつ軸方向に係合したナツ
ト１ｇに螺合しである。上記シフタ本体１７の中心部に
はホルダ１９が回転自在に、かつ軸方向に係合して嵌合
しである。

このホルダ１９の内周部にはめねじ部２０が台形状に突
設されている。そしてとのめねじ部２０は外側主軸８の
外周部に軸線に沿って形成されたガイド溝８αに移動自
在にかつ回転方向に係合して嵌合し、このめねじ部２ｏ
は上記内側主軸７の外周面に形成されたおねじ部２１に
螺合しており、ボルダ１９が軸方向に移動することによ
シ内側主軸７が回転するようになっている。

一方上記内側主軸７の基端部は歯車機構２２を介して回
転駆動モータ２３に連結してめる。

このような工具径可変形主軸装置にあっては、ツーボモ
ータ１６を駆動することにより内側主４１＋　７が外側
主軸８に対して相対的に回転される。

また回転駆動モータ２３を駆動することにより内、外側
主軸７，８が一体状になって外側主軸８の軸心を中心と
して回転される。

上記構成の工具径可変形主軸装置に用いる工具Ｔは第３
図、第４図に示すようになっており、基部には内側主軸
７の工具取付穴９に嵌合するテーバ部２４が、また先端
部に複数個、例えは工具半径ｔが４　ｖ　’ｔと異なり
、かつ円周方向にらる角度だけ変えて取付けた第１．第
２の刃具Ｔ、、Ｔ、が固着してらる。なおテーバ部２４
の端部に係止部２５が設けてメジ、この係止部２５が主
軸装置の内側主軸７内に設けたソケット２６に係脱自在
に係合するようになっている。上記係止部２５とソケッ
ト２６との係脱はソケット２６を軸方向に移動すること
によってなされる。

第４図、第５図において、θは偏心角、Ｏは外側主軸ε
の軸心、Ｅは内側主軸７の軸心、Ｂは工具中心、Ｂｏは
工具の取付初期、すなわち工具中心と外側主軸と一致き
せたときの工具中心。

Δ、　、　Ａ２．−　、　Ｉｎは刃具刃先点、ＯＥ　＝
　Ｅ　Ｂ　＝　ｅは偏心量、ＢＡ＝１は刃具半径、０Δ
ｎ＝γは加工半径としたときに、第４図における工具を
内側主軸７と共に第５図に示すように偏心角θたけ回転
したときの第２の刃具Ｔ２の加工半径ｒ２は下記の計算
式により求められる。

γＪ　＝ｇｌ＋阜雪−２ｅ−７・ωＳ（θ＋γ）Ａ２Ｂ
”＝−８”＋４−２ｅｔ、０ＯＳＣπ−β）＝　ｇ”＋
ｔｉ　＋　２ｅｌ、　−ＣＯ８／２ｅ−Ａ！Ｅ γＪ＝　２　ｇ”　＋　１”＋　２ｔｔ２　・ＣＯ８β
−２ｇ−Ｊ”；柑−１記グＬ となり、偏心角θと工具の半径ｒとの関係を図に示すと
第６図に示すようになる。

すなわち、各刃具Ｔｎによる加工半径τｎは偏心角θの
変化に応じて円弧状に変化する。そしてその変化の軌跡
の頂部は刃具半径ｌｎと工具Ｔの申付初期における刃具
Ｔｎの取付角βｎによって偏心角θ方向にずれる。

第６図における曲線αは第４図に示す刃具Ｔ１の加工径
ｒＩの変化を示し、また曲線りは刃具Ｔ２の加工径ｒ、
の変化を示す。

第６囚において、各曲線α、ｂの頂部を偏心角θを示す
−＋１１１１１と平行に切った場合、その平行線Ｃと各
曲線α、ｂとの交点が各刃具Ｔ、、Ｔ２による加工半径
ｒａとなる。

すなわち、偏心角θ１と０２のときには第１の刃具Ｔ１
にて半径ｒＯで加工され、また偏心角θ３．θ４のとき
に第２の刃具Ｔ、にて同一の半径γＣで加工源れる。

このことから、偏心軸、すなわち内側主軸７に刃具半径
ｉｎがそれぞれ異なる複数本の刃具Ｔｎを適当な取付角
βｎをもって工具Ｔに取付け、この工具Ｔを内側主軸７
と共に回転して各刃具Ｔｎに適当な偏心角βｎを与える
ことにより、上記各刃具Ｔｎにより岡−の加工半径ｒＯ
の穴を加工することができることがわかる０ なお第６図に示す曲線は刃具半径ｌｎと取付角βｎによ
って異なるが、刃具半径Ｉｎを同一にし。

取付角βｎだけを変化させてもよい場合がある。

本発明は以上のようになり、工具Ｔを内側主軸７と共に
回転して各刃具Ｔｎに偏心角βｎを与えて各刃具Ｔｎに
よる加工半径γｎを変え、上記具なる刃具Ｔｎにて同一
の加工半径７ａの穴を加工するようにしたから％複数個
の刃具を同一径の加工穴径に用いることができ、各々の
刃具の使用頻度を軽減し、工具交換回数を減少すること
ができる。゛また本発明によれは、ろる加工径を加工す
るために割出す偏心角θの適用ポイントを増加すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具径可変形主軸装置の全体を示す正面図、第
２図Ｖｉ要部を示す断面図、第３図は本発明において用
いる工具の側面図％第４図は工具の正面図、第５図は工
具に偏心角を与えた状態を示す正面図、第６図は偏心角
に対する加工半径の変化を示す線図である。 ７は内側主軸、８は外側主軸、９は工具堆付穴、Ｔは工
具ｓ　Ｔｌ　＋　Ｔ２　ｒ　”’　＋　Ｔ”は刃具。 出願人　株式会社　小松製作所 代理人弁理士米原正章 弁理士浜本　　忠 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転自在に支承された外側主軸８と、この外側主軸８の
   中心Ｏに対して偏心量ｅだけ偏心した位置に回転自在に
   支承された内側主軸７と、この内側主軸７の端部で、か
   つ内側主軸７の中心Ｅに対して所定の偏心量だけ偏心し
   た位置に設けた工具取付穴９に係脱自在に装着され、さ
   らに円周方向に複数の刃具ＴＩ　＋　Ｔｔ　＋・・・、
   Ｔｎ　を固着した工具Ｔとからなる工具径可変形主軸装
   置において、上記工具Ｔを内側主軸７と共に回転して各
   刃具Ｔｎに偏心角βｎを与えて各刃具　Ｔｎによる加工
   半径γｎを変え、上記具なる刃具ＴＩ。 Ｔ２．・・・、　Ｔｎにて同一の加工半径Ｔｏの穴を加
   工するようにしたことを特徴とする工具径可変形主軸装
   置における加工方法０