JPS62213933A - 機械加工装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、主に大型の鋼材や機械部品に対して切削又
は研磨加工を行うための機械加工装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、金属機械加工に使用されている一般的なボール盤
、フライス盤等においては、片持方式又は門型方式で工
具を回転させる主軸を支持している。これらの工作機械
の構成は周知であり、例えば機械工学便覧（日本機械学
会発行改訂第６版）第１７編機械工作の第３４６図、第
３４５図、第３５６図、第３５９図等に見られる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の工作機械の構成では、特に大きい寸法の被加工物
を加工できるように形成しようとすると、片持方式でア
ームの長さを長くすることや、門型方式で横げたを長く
することが必要になり、これに応じて切削等に必要な剛
性を確保するためにはアームや横げたを非常に大きなも
のとする必要がある。剛性の確保は、加工中のびびりを
抑制するために必要なことである。従って、被加工物が
非常に大きいものである場合に対応するようにした、例
えば片持方式のフライス盤を考えると、そのコラム及び
アー′ムは非常に大きなものとなり、製造コストがきか
めて高く、実用性に欠けるものとなる問題がある。第４
図は片持支持のアームｌに主軸２を支持させた工作機械
３を例示したものであるが、この種の工作機械３におい
ては、加工中に工具の受ける反力、反抗トルクに打勝つ
と共にびびりの発生を防止できる剛性を必要とし、その
ためにはアーム１のたわみが一応の目安となる。そのた
わみＢｙは、工具ヘッドの重量Ｗ１材料の縦弾性係数Ｅ
、アーム長り、断面２次モーメントエとすると、次式（
１）で表わされる。

被加工物が大きいとすればアーム長りの長いものを必要
とすることになり、たわみ量ｖはそのアーム長乙の３乗
に比例するから、それに応じて断面２次モーメンｌ−工
を大きくする必要があり、このためにアーム１が巨大な
ものとなる。

く問題点を解決するための手段〉 この発明の手段は、起立部から略水平方向に伸延したア
ームと、そのアームの先端に昇降移動可能に案内部を介
して結合され下方へ伸延したｌ又は複数の脚部を有し回
転切削工具又は研磨工具による加工を行うように構成さ
れた加工用ヘッドと、その加工用ヘッドと前記アームと
に跨って設けられアーム先端部に対して加工用ヘッドを
前記案内部に沿って昇降駆動する駆動部とからなる。

〈作　用〉 ５　加工用ヘッドの回転切削工具が被加工物の加工位置
上方に位置するような位置関係で加工用ヘッドを下降さ
せて脚部の下端を例えば被加工物上面に当接させ、さら
に加工用ヘッドをアームの先端部に対して相対的に下方
へ移動させるように駆動）部を作動させると、アーム先
端部が脚部を支えにして上方へ持上げられることになる
。このときアームがそれほど強力なものでなければ上方
へたわむことになるが、その反力が加工用ヘッドに作用
し、加工用ヘッドは自重に前記アームの反力を加えた作
用力で脚部を介して被加工物に押しつけら　−れて固定
された状態となる。従って、アームは相当に大きなたわ
みを生じるように形成されていても必要な反力が得られ
る強度を有するものであればよい。なお、加工用ヘッド
は、使用する回転工具に応じて主軸を垂直あるいは水平
に設けて、これに対し適当な堡り装置を設けたものとす
れば、きわめて大きい被加工物の部分的な機械加工が可
能となる。

〈実施例〉 第１図は第１実施例を示し、同図において、１１はアー
ム、１２は加工用ヘッド、１３は駆動部である。

アーム１１は、基端部を所定位置に起立したコラム１４
に旋回可能に結合され、他方が水平に延伸している。そ
の先端部には上下方向の縦溝１５を設けてその溝部のア
ーム先端側の両内側面に上下方向の案内溝１６ａを設け
である。

加工用ヘッド１２は、前記アーム１１の先端の案内溝に
係合して上下方向に案内される案内凸条ｌａｂを有し、
その案内凸条１６１）の夫々の略下方位置に対応して２
本の脚部１７を下方へ伸延形成されており、別に独立し
た切削ユニット部１８を設けたものである。切削ユニッ
ト部１８は、エンドミルや正面フライス等を適宜取付け
て使用する主軸１９が垂直なもので、その主軸方向と図
の紙面に直角な方向との送り装置及び主軸回転駆動装置
を内蔵している。図中２０は水平移動用のあり及びあり
溝部である。

駆動部１３は、加工用ヘッド１２とアーム１１の先端部
とに跨って往復作動式空気圧（又は油圧）シリフタ２１
ヲ設けたもので、シリンダ本体がアーム１１に固定され
、ロッド端が加工用ヘッド１２に設けたブラケット２２
に結合されている。シリンダ２１が短縮状態でアーム１
１に加工用ヘッド１２が支持されており、シリンダ２１
が伸長すると加工用ヘッド１２が下降する。また、別に
案内溝ｌｅａと案内凸条１６ｂとによる案内部１６に対
してロック装置２３を設けである。ロック装置２３は、
例えば案内溝１６ａ側から案内凸条ｘａ’ｂヘシューを
エヤ（又は油圧）シリンダで押圧するようにしたもので
ある。

この機械加工装置は、例えば大型の圧延用鋼材２４の傷
取りを切削加工によって行う場合に、正面フライス又は
エンドミルを工具として取付けて使用する。アーム１１
の旋回により工具の描く軌跡の下方に所定の加工位晋を
位置させて鋼材２４を固定し、例えば鋼材２４の移送路
上の適所に停止させて固定し、アーム１１を旋回させて
加工用ヘッド１２をその加工位百上方に位置させ、駆動
部１３により加工用ヘッド１２を下降させると、まず脚
部１７が鋼材２４の上面に当接し、さらに駆動部１３を
作動させ続を けると脚部１７が鋼材２４から反力Δ受けるのでアーム
１１がたわみその先端側が上方へ変位する。この時の駆
動部１３による作用力を空気圧（又は油圧）の選択で所
定の適切な値に決めておけば、その作用力が加工用ヘッ
ド１２の自重に加わった状態で加工用ヘッド１２が脚立
した状態が得られる。この状態でロック装置２３を作用
させてから、加工用ヘッド１２に組込まれた装置で所定
の加工を行う。

第２図は第２実施例を示し、第１実施例と異なる主な点
は、駆動部１３ａとして２個のシリンダ３０を両側に設
け、そのシリンダ部を加工用ヘッド１２を側に取付けた
点であり、他は第１実施例と略同じであるから同等部分
を同一図面符号で示して説明を省略する。

第３図は第３実施例を示し、第１実施例と異なる主な点
は、駆動部１３ｂとしてシリンダ４ｏをそのシリンダ部
を加工用ヘッド１２ｙの上端部に取付はロッド側をアー
ム１１に結合した点であり、他は第１実施例と略同じで
あるから同等部分を同−図面符号で示して説明を省略す
る。

上記各実施例において、駆動部１３、ｘ３ａ、　　１３
ｂをシリンダで構成したものを示したが、電動機を用い
たねじ送り装置でアーム１１に対し加工用ヘッドを昇降
駆動する構成であってもよい。

上記各実施例において、加工用ヘッド１２が１軸方向の
水平送りのできるものを示したが、場合によっては直交
する２軸方向の水平送りのできる構成としてもよく、ま
た局部研磨のみを行うような場合は水平送り装置を省略
したものであってもよい。また、主軸の方向が垂直なも
のを説明したが、場合によっては水平なものあるいは角
度を変更可能なものとしてもよい。

上記実施例において、アーム１１が旋回できるものにつ
いて説明したが、場合によっては伸縮構造を採用するこ
ともできる。要はアーム１１のたわみ念が、加工用ヘッ
ド側へ必要な作用力を与える状態で駆動部の適当−なス
トローク範囲内に納まれば実用可能である。

〈発明の効果〉 この発明によれば、加工用ヘッドの剛性は必要であるが
、アームはある程度以下のたわみが生じても全く加工に
影響しないから、アームを長く形成しても従来の工作機
械におけるような剛性を必要とせず、従って被加工物が
大きなものに対応できる長いアームの機械加工装置が得
られ、そのアームを軽量化できて、安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の概略側面図、第２図は
この発明の第２実施例の概略側面図、第３図はこの発明
の第３実施例の概略側面図、第４図は従来の片持支持方
式の工作機械の１例を示す概略側面図である。 １１・・・アーム、１２・・・加工用ヘッド、１３．１
３ａ１１３ｂ・・・駆動部、１４・・・コラム（起立部
）、１６・・・案内部。 才１図 ２２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）起立部から略水平方向に伸延したアームと、その
   アームの先端に昇降移動可能に案内部を介して結合され
   下方へ伸延した１又は複数の脚部を有し回転切削工具又
   は研磨工具による加工を行うように構成された加工用ヘ
   ッドと、その加工用ヘッドと前記アームとに跨つて設け
   られアーム先端部に対して加工用ヘッドを前記案内部に
   沿つて昇降駆動する駆動部とからなる機械加工装置。