JPS60141403A - 回転式加工ヘツド - 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、工作機械の好ましくは縦方向へ摺動自在の主
軸台に設けてあって、バイトホルダを備えた少くとも１
つのへラドスライダを（平面内で）半径方向へ摺動自在
に保持した回転式加工ヘッドに関する。

長いまたは丸くない工作物（例えば、石油工業用のパイ
プ）の端部を加工する場合、工具を固定し、山作物を回
転する形式の工作機械には問題があることが判っている
。何故ならば、回転時、工作物が、抑制困難な振動を行
うからである。従って、工作物を静止し、工具（例えば
、バイト）を工作物のまわシに案内した形式の工作機械
が開発されている。この場合、バイトホルダを固定しチ
ャックジョーの代わシの一種の締付チャックとして半径
方向へ可動なヘッドスライダを有する回転式加工ヘット
３を使用する。１つのバイトホルダを備えた加工ヘッド
は公知であシ、更に、半径方向へ同期駆動される複数の
バイトホルダを備えた加工ヘッドも公知である。公知の
構造では、それぞれ端部に工具を担持し、加工ヘッドの
対角線に沿って走行できる長いヘッドスライダを使用す
る。

工具ホルダは、工作物をホーク状に囲む。ヘッドスライ
ダを上昇させ、下部工作物を係合させ、ヘット９スライ
ダを下降させ、次いで、上部バイトで旋削を行う。

加工ヘッドの運動学的構成は難しい。何故ならは、回転
部材に半径方向送り運動を伝達しなければならないから
である。公知の４１り造では、このだめ、軸線方向へ摺
動自在なロツ１を中空の主スピンド９ル内に設ける。こ
のロッドは、ヘッドスライダを半径方向へ駆動する操作
くさびに作用する。

簡単な工作機械にはこの構造が好適である。もちろん、
中空の主スピンドルが、心棒端の組込にも冷媒の供給に
゛も利用できず、工具の同期グループのだめに唯一つの
変位運動（送ｊ７）を伝達できるにすぎないと云う欠点
がある。

本発明の目的は、上記欠点を排除することにある。この
目的は、本発明にもとづき、ヘッドスライダ送シ用の操
作電動機を、伝動機構またははルトドライブを介して、
ボールネジドライブを備えた主軸台に主スピンドルに平
行に固定した少くとも２つのスピンドルに連結し、各ボ
ールネジドライブの軸線方向へ可動な駆動鄭羽を、主ス
ピンド８ルに空転しないよう且つ縦方向へ摺動自在なよ
う設りたリングと係合させ、上記リングに、ヘッドスラ
イダを摺動せしめるため上記スライダの対応する歯列と
係合する平歯列を有する少くとも２つの運動直角方向変
更部拐、好ましくは、テーパロッドを固定することによ
って、達成される。従つて、中空の主スピンドルは、心
棒端の組込にも冷却目的にも利用できる。操作電動機に
よって、例えば、ＮＯ制御機淘を介して行われる送シの
伝達は、ボールネジドライブを介して実質的に遊びなく
行われる。この構成によって、複数の工具グループを相
互に関係なく制御できる。動力の伝達は、短い力線を介
して行われる。支持力は、外側のボールネジトンイブに
よって大きな径に分布されるので、構造全体に剛性が与
えられる。駆動部側に、回転駆動結合部材として、内部
に設けた環状溝と、上記環状溝内を走行し、主スピンド
９ルに共転するよう設けたリングの別の環状溝と保合す
るボールとを有し、ボールネジトンイブによって軸線方
向へ摺動させ得るリングを設けれは、合目的的である。

この１１４造は、ころがシ軸受に類似している。

この場合、外レースが、駆動部材の部分であシ、内レー
スは、主スピンド９ルとともに共転するが、剛にくさび
止めしてなく、外レースおよび転動体（ボール）によっ
て軸線方向へ摺動させることができる。好ましい実施例
では、環状溝は、転動体のための傾斜走行面を有し、４
点支持機構を形成する。かくして、位置不動のスピンド
ルから回転リングへ軸線方向へ遊びなく動力を伝達でき
る。

更に、・Ｖ字状１／りを有するリングを備え、ロー２が
交互に１つの溝フランクおよび別の（Ｉｆ　７ランクに
沿って走行する形式の、いわゆる、十字ころ軸受を使用
することもできる。ヘッドスライダの送シ運動を操作運
動からボールネジドライブのスピンド９ルヘ伝達する操
作は、ピニオンと、主スピンドルに関して回心に且つ回
転自在に軸支してあって、駆動側ピニオンおよびボール
ネジトンイブのスピンドルに設けた平歯車と係合するリ
ング歯車とから成シ、操作電動機に後置した伏動機構に
よって行うのが、合目的的である。複数のへラドスライ
ダを相互に無関係に制御する場合は、主軸台に、それぞ
れ、ボールネジトンイブおよび駆動部材を有し、好まし
くはＮＧ制御式の、固有の操作電動機によって伝動機構
またはベルトドライブを介して駆動される複数のスピン
ドルグループヲｉＪケ、各グループに、加工ヘッドのテ
ーパロット９お、よびくさびドライブと結合して、それ
ぞれ、バイトホルダを備えたヘット９スライダの各グル
ープを摺動せしめる、主スピンドル上を軸線方向へ摺動
できる固有のリングを配するのが有利である。リング歯
車と駆動部拐のリングとは、相互に平行であシ、ボール
ネジドライブを備えたスピンドルは、相互に障害となら
ないよう、主スピンド８ルのまわシに間隔を置いて配置
する。この場合、テーパロット９は、前置リングのボア
に遊合状態で案内する。特に合目的的な実施例では、各
スピンドルグループは、３つのスピンドルから構成し、
各ヘッドスライダグループは、バイトホルダを備え同時
に走行できる３つのヘット９スライダから構成する。駆
動部材のリングは、それぞれ、３つのボールネジドライ
ブによって特に良好に案内される。工作物の加工は、工
作物に対して半径方向へ作用する切削力が補償されるよ
う、相互にそれぞれ１２０°だけずらして配置した３つ
の高精度工具によって行う。工作物が、取付方式にもと
づき工作物の一部にのみ加わり、工作物の突出端の変形
を誘起するような負荷を受けることはない。更に、複数
の加工ヘッド？Ｉ：１つの加工ラインに括め、加工ヘッ
ドに沿って走行でき、工作物を調心状態に取付ける数句
プレートを加工ヘッドに前置し、調心装置、例えば、主
軸台から引出すことができ、取付プレ＝トの調心開口に
挿入できる調心ボルトを各加工ヘッドに設けれは、合目
的的である。かくして、加工のために多数の工具を必要
とするような複雑な形状の工作物を迅速且つ正確に作製
できる。

本発明の実施例を図示しだ。

縦方向へ活動自在な主軸台ｌには、中空の主スピンドル
２が回転自在に軸支しである。主軸台１から突出する主
スピンドル１の端部には、相互にそれぞれ６０°ずらし
たＧつの半径方向案内溝が設けである。相互に１２０°
の角度をなす溝は、それぞれ、１つのグループ（３つの
溝から成るグループ）を形成する。第１図に、第１グル
ープの案内溝５および第２グループの案内溝６を示した
。

第１グループの溝５および別の双方の溝には、それぞれ
、工具を含むバイトホルダを担持するヘツトスライダ７
が半径方向へ摺動自在に案内しである。グルー′ゾのヘ
ッドスライダまたはその工具は、同期作動する。ヘッド
スライダ７の上記第１グループの送シは一１操作電動機
８で行う。車軸台に固定した操作電動機から回転式加工
ヘッド３へ動力を伝達するには、送シ運動の所要の高精
度および相互に独立の複数のスライダグループをヘッド
３に組込むための条件を満足する方策が必要である。

操作電動機８は、ＮＯ制御機構の制御命令に応じて、ベ
ルトドライブ９を介して、シャフトと、主スピンドル２
に同心に軸支したリング歯車１１と係合するピニオン１
０とを駆動する、。相互にそれぞれ１２０°だけずらし
た３つの平歯車（第１図には平歯車１２のみを示した）
は、リング歯車１１を回転する。更に、電動機８から平
歯車１１への動力伝達は、３つの平歯車と電動機のピニ
オンとを結合し主スピンドルを囲む歯付ベルトまたはチ
ェーンによって行うこともできる。この場合、平歯車と
電動機ビニオンとは、もちろん、１つの平面内になけれ
ばならない。

平歯車１２は、ボールネジドライブ１４のスピンドル１
３にくさび止めしである。平歯車１２に対してずらした
平歯車も同様である。ボールネジドライブ１４の従動側
には、スピンド９ル１３の回転に対応して軸線方向操作
運動を行う駆動部材１５が設けである。駆動部材１５は
、主スピンドル２を囲むリング１６を有し、このリン／
には、ころがシ軸受の外レースの如く、主スピンドル２
上を走行でき主スピンドルとともに共転するリング２０
の溝１９と係合するボール１８は、Ｖ字状に構成してあ
シ、ボール１８を介して軸線方向運動を伝達する。かく
して、位置不動のポールネジドライブ１４による軸線方
向変位運動は、回転リング２０に遊びなく伝達される。

リング２０には、傾斜した平歯列２２を端部に備えた３
つのテーパ西ッドが相互に１２０°ずらして設けである
。ヘッドスライダ７にも、主述の歯列２２と係合する対
応する傾斜した平歯列２３が設けである。この構造は、
アングルドライブをなし、変位運動を第１グループのヘ
ッドスライド７へ伝達する。

１つの回転方向の操作運動の方向を、操作電動機８のシ
ャフトからヘッドスライダ７まで矢印で示した。

加工ヘッドに１２０°ずらして設けた第２グループの案
内溝６のへラドスライダ２４は、同じく、操作電動機（
図示しでない）によって作動される。・この電動機は、
主軸台に固定した３つの平歯車、スピンドルおよびボー
ルネ：）ドライブに駆動結合されたリング歯車２５に作
用する。ポールネジドライブブ のドライブに配した駆動部材は、同じく、外側１ノング
２，７と、溝内のボールと、縦方向へ摺動自在な内側リ
ング２９とを有する。内側リングには、３つのテーパロ
ッドが設けてちる。チーノミロットゝ３０は、紙面内に
あシ、リング２０全遊合状態で貫通ずる。上記チーノミ
ロットは、アンゲルト８ライブ（傾斜歯列）を介して、
ヘッドスライダ２４およびこのヘッドスライダに対して
１２０°の角度をなす双方のヘット９スツイダを同期摺
動せしめる。

双方のグループを変位する力は、機械的に同一に構成し
た相互に重畳した経路を相互に干渉することなく流れる
。

アングルドライブ（２１，２２．２３）として、ラック
と、ビニオンと、ビニオンと係合し第１ラツクに対して
９０°の角度をなす第２ラツクとを設けてもよい。駆動
リング１６，２０；２７，２９を摺動させるため、ボー
ルネジドライブを備えた３つのスピンドルを相互に１２
０°の角度にずらして設りることかできる。

第２図に、相互に無関係に走行できる主軸台３３、３４
．３５に配置した３つの加工ヘット”３０。

３１、３２を示した。１つの製造ラインに対応するこの
ｔ１／）造でＬ、工作物３６は、工具調心ステーション
によって、取付プレート３７に正確に設置する。各加工
ヘッドには、２つの調心ポルト３９。

４０から成る調心装置が配しである。取付プレート３７
は、工作物３６とともに加工ヘッド３０の前まで送シ、
、プレートの調心開口４１．４２に挿入できるボルトに
よって正確に配置する。主軸台３３は、ヘット３３０の
工具が工作物端を囲むまで、送入し、第１図を参照して
説明した如く、加工時、平ｉｎ１送りを行う。

ヘッド３の長さを減少し、しかも、工具スライダの２つ
のグループを相互に無関係にトリガできるよう、第２グ
ループの駆！Ｆｉ！＋　７１）材のリング２９は、ヘッ
ドのハウジングの円筒形内壁に空転はしないが縦方向へ
摺動自在なよう案内することができる。

上記’）ング２９は、上述の如く、デーノミロッド３０
に結合する。脂動部杓１５は、第１図と同様に１７’ｊ
成しである。、駆動部拐の内側リング２０は、主スピン
ドル２に沿って摺ｉｌｌ　する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る加工ヘッドの横断面図、第２図
は、加工ラインの平１百１図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）工作機械の好ましくは縦方向へ摺動自在の主軸台に
   設けてあって、バイトホルダを備えた少くとも１つのへ
   ラドスライダを平面内で半径方向へ摺動自在に保持した
   回転式加工ヘッドにおいて。 ヘッドスライダ（７）の送シ用の操作電動＋！（８）が
   、伝動機淘またはペルトド９ライプを介して、ボールネ
   ジドライブ（１４）を備え主軸台（りに主スピンドル（
   ２）に平行に固定した少くとも２つのスピンドル（１３
   ）に連結してあシ、各ボールネジドライブ（１４）の軸
   線方向へ可動な駆動部材（１５）が、主スピンドル（２
   ）に空転しないよう且つ縦方向へ摺動自在なよう設け／
   こリング（２０）と係合し、上記リングには、ヘッドス
   ライダ（７）を摺動せしめるため上記スライダの対応す
   る歯列（２３）と係合する傾斜した平歯列（２２）を有
   する少くとも１つの運動直角方向変更部材、好ましくは
   誓テーパロツ）’　（２１）が固定しであることを特徴
   とする加工ヘッド。 ２）駆動部材（１５）が、内部に設けた環状溝（１７）
   と、上記環状溝内を走行するボール（１８）とを有し、
   ボールネジドライブ（１４）によって軸線方向へ摺動さ
   せ得るり／ダ（１６）を含み、上記ボールは、主スピン
   ドル伐）に共廻シするよう設けたリング（２０）の別の
   環状溝（１９）と係合することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の加工ヘット８゜ ３）環状溝（１７，１９）が、ボール（１８）の傾斜走
   行面を有し、４点支持機構を形成することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の加工ヘッド。 ４）駆動部材が、十字ころ軸受を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の加工ヘッド◇５）駆動部材
   が、ローラを介してリングに作用し、主スピンドルと共
   転する上記リングは、軸線方向へ摺動できることｔ％徴
   とする特許請求の範囲第１項Ｂ己賦の力１１エヘット９
   ゜ ６）操作電動機に後置した伝ｌｌＪ機栴が、ピニオン（
   １０）と、主スピンド５ル（２）に関して同心に且つ回
   転自在に軸支してあって、駆動側ピニオン（１０）およ
   びボールネジドライブ（１４）のスピンドル（１３）に
   設けた平歯車（１２）と係合するリング歯車（１１）と
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項の
   １つに記載の加工ヘッド。 ７）主軸台（１）には、それぞれ、ボールネジドライブ
   （１４，２６）および駆動部拐（１５）を有し、好まし
   くはＮＧ制御式の、固有の操作電動機（８）によって伝
   動機４’７またはベルトドライブを介して駆動されるス
   ピンドル（１３）から成る複数のクループが設けてあり
   、各クループには、加工ヘッド（３）のテーパロッド（
   ２１，３０）およびくさびドライブと結合して、それぞ
   れ、バイトホルダ金偏えたヘット９スライダ（７，２４
   ）の各グループを摺動せしめる、主スピンドル（２）上
   を軸線方向へ摺動できる固有のリング（２１，３０）が
   配しであるｄとを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項
   の１つに記載の加工ヘット８゜８）スピンドル（１３）
   の各グループが、３つのスピンドルから成り、ヘット９
   スライダの各グループが、バイトホルダを備え同時に走
   行できる３つのへラドスライダ（７，２４）から成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の加工ヘット
   ０゜９）複数の加工ヘッド（３０，３１，３２）が、１
   つの加工ラインに括めてアシ、加工ヘッドに沿って走行
   でき、工作物（３６）を調心状態に数句ける取付プレー
   ）　（３７）が、加工ヘッドに前置してあシ、各加工ヘ
   ッド（３０，３１，３２）が、調心装置、好ましくは、
   主軸台（３３，３４，３５）から引出すことができ、取
   付プレート（３７）の調心開口（４１、４２）に挿入で
   きる２つの調心ポル）　（３９，４０）　を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜８項の１つに記載の
   加工ヘッド。