KR20090031905A - 복합 가공 선반과 절삭공구 홀더 - Google Patents

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Abstract

터릿 하우징(100)에, 각각 공통의 축선(y-y)을 중심으로 하여 회전 가능하고, 외주 측면에 복수의 공구(15)를 방사상으로 장착하는 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)를 축선(y-y)을 따라서 복수로 배치하여, 그 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)를 개별 터릿 구동용 모터(13, 14)에 의해서 개별적으로 분리 회전할 수 있도록 했다.

Description

복합 가공 선반과 절삭공구 홀더{COMBINDED PROCESSING LATHE AND ITS TOOL POST}
본 발명은, 워크에 대하여 종류가 다른 복수의 가공을 실시하는 복합 가공 선반과, 그 선반에 마련되어 가공에 사용하는 복수의 공구를 선택할 수 있게 유지하는 절삭공구 홀더에 관한 것이다.
선반은 일반적으로 주축에 의해 회전 구동되는 피가공재인 워크에 절삭공구인 바이트 등의 공구를 접촉시켜 가공을 실시한다.
그리고, 워크에 대하여 종류가 다른 복수의 가공 즉 복합 가공을 행하는 선반도 많이 이용되고 있으며, 예컨대 특허문헌 1∼5에 개시되어 있는 것과 같은 다양한 선반 혹은 공작 기계가 알려져 있다.
<특허문헌 1> 일본 특허공개 평11-138374호 공보
<특허문헌 2> 일본 특허공개 평10-15702호 공보
<특허문헌 3> 유럽 특허출원공개 제1270145호 명세서
<특허문헌 4> 일본 특허공개 소62-236607호 공보
<특허문헌 5> 일본 특허공개 평7-227704호 공보
특허문헌 1에 개시되어 있는 복합 가공 선반은, 여러 종의 절삭 공구를 보유 한 공구(툴) 매거진을 탑재하여, 단일 축의 공구 주축에 유지한 공구를 가공 내용에 따라 공구 교환 장치에 의해 차례차례로 교환하면서 복합 가공을 실시할 수 있는 선반이다. 이러한 복합 가공 선반에서 사용하는 공구에는, 공구 주축을 회전시키지 않고서 가공을 행하는 선삭 가공에 이용하는 "바이트", 공구 주축을 회전시켜 사용하는 "구멍뚫기용 드릴", 면 가공을 행하는 "밀링공구", 연삭 가공을 행하는 "지석공구" 등 여러가지 공구가 있다.
그러나, 이와 같이 가공 내용마다 단일 축의 공구 주축에 유지하는 공구를 공구 교환 장치에 의해 교환하는 복합 가공 선반은, 공구의 개수 및 그 가공 방법에서의 자유도는 높지만, 다른 공구를 사용하는 가공 공정마다 공구를 교환할 필요가 있기 때문에, 비가공 시간으로 되는 공구 교환 시간에 시간이 낭비되어, 워크 1개당 가공 시간의 단축에는 한계가 있었다.
이러한 선반에서의 공구의 교환을 단시간에 행할 수 있도록 하기 위해서, 예컨대 특허문헌 2에 개시되어 있는 다기능 선반에서는, 빗살형 절삭공구 홀더와 터릿 절삭공구 홀더(선회 절삭공구 홀더)가 이용되고 있다. 빗살형 절삭공구 홀더는, 복수의 공구(절삭공구)를 빗살형으로 직선적으로 배열하여, 그 배열 방향으로 절삭공구 홀더를 이동시킴으로써, 그 절삭공구 홀더에 장착되어 있는 공구 중 어느 하나를 가공하는 워크에 대응시키도록 선택할 수 있다.
한편, 터릿 절삭공구 홀더는, 회동 가능한 다각주형의 터릿의 각 측면에, 각각 공구(절삭공구)가 회동축에 대하여 방사상으로 배치되어, 그 터릿을 분리 회동시킴으로써, 터릿에 장착되어 있는 공구 중 어느 하나를 가공하는 워크에 대응시키 도록 선택할 수 있다.
이들 2 종류의 절삭공구 홀더에 의한 가공을, 각각 독립적으로 행하거나 동시에 행하거나 하여, 가공 시간을 단축하는 것도 이루어지고 있다.
상술한 빗살형 절삭공구 홀더와 터릿 절삭공구 홀더는, 모두 복수의 공구를 선택 가능하게 장착할 수 있기 때문에, 가공에 사용하는 복수의 공구를 그것에 장착해 두면, 공구 교환을 할 필요가 없고 단시간에 필요한 공구를 선택할 수 있어, 워크의 가공 시간을 단축하는 것이 가능하다.
빗살형 절삭공구 홀더는, 절삭공구 홀더의 직선 이동에 의해 공구를 선택하기 때문에, 그 선택 속도가 빠르고, 직전의 가공에 사용한 공구와 다음 가공에 사용할 공구가 인접하여 장착되어 있는 경우에는, 매우 단시간에 그것을 선택할 수 있다. 그러나, 이들이 절삭공구 홀더의 양 단부 부근에 떨어져 장착되어 있는 경우에는, 이동 스트로크가 커져 선택 시간도 길어진다고 하는 문제가 있다.
한편, 터릿 절삭공구 홀더는, 터릿의 분리 회동에 약간 시간이 걸리지만, 직전의 가공에 사용한 공구와 다음 가공에 사용할 공구가 떨어진 위치에 장착되어 있는 경우라도, 회동 방향을 선택하는 것에 의한 선택 시간의 차이는 그다지 커지지 않는다.
그래서, 예컨대 특허문헌 3에 개시되어 있는 공작 기계에 있어서는, 터릿 절삭공구 홀더에 상당하는 절삭공구 홀더 헤드의 각 측면을, 그 회전축을 따르는 방향으로 간격을 둔 복수 부분(이하, "단"이라고 함)으로 나눠, 그 단마다 다른 종류의 공구를 장착하여, 그 절삭공구 홀더 헤드를 회전축을 따른 방향으로 일체적으로 직선 이동할 수 있게 하고 있다.
따라서, 이 절삭공구 홀더 헤드는, 회전축 둘레로 분리 회전(선회)함으로써, 터릿 절삭공구 홀더와 마찬가지로 측면의 동일한 단에 장착된 공구를 선택할 수 있으며, 회전축을 따른 방향으로 직선 이동함으로써, 빗살형 절삭공구 홀더와 마찬가지로 절삭공구 홀더 헤드의 동일 측면의 다른 단에 장착되어 있는 복수의 공구 중 어느 것을 선택할 수 있다.
즉, 이 구성에 의한 절삭공구 홀더는, 터릿 절삭공구 홀더와 빗살형 절삭공구 홀더 양자의 기능을 겸비하고 있어, 직전의 가공에 사용한 공구와 다음 가공에 사용하는 공구가 홀더 헤드의 같은 측면의 다른 단에 장착되어 있는 경우에는, 절삭공구 홀더 헤드를 회전축 방향으로 직선 이동하는 것만으로, 매우 단시간에 다음 가공에 사용하는 공구를 선택할 수 있다.
그러나, 다음 가공에 사용할 공구가 절삭공구 홀더 헤드의 다른 분리 회전 위치의 다른 단에 장착되어 있었던 경우에는, 절삭공구 홀더 헤드의 분리 회전과 직선 이동 모두를 행할 필요가 있다. 따라서, 비가공 시간인 공구 선택 때문에 시간을 잡아먹어, 워크 1개당 가공 시간의 단축을 충분히 이룰 수 없게 된다. 또한, 가공 자유도의 면에서도, 절삭공구 홀더 헤드의 회전 방향의 측면의 분할수에 따라 공구의 배치 각도가 결정되어 버리기 때문에, 예컨대 제1 주축에 유지된 워크와 제2 주축에 유지된 워크에 대한 가공을 동시에 행하는 방식인 경우에, 제약이 많아 효율적으로 절삭공구 홀더를 사용할 수 없기 때문에, 그로써도 워크 1개당 가공 시간의 단축을 도모하는 데에 있어서 문제가 있었다.
또한, 자동 선반에 있어서 터릿 절삭공구 홀더를 그 회전축 방향으로 위치를 변위시켜 여러 개 배치한 예는 특허문헌 4, 5에도 개시되어 있다. 특허문헌 4에는, 2개의 터릿 절삭공구 홀더(회전대)를 독립 회전 가능하며, 그 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 축 방향으로 시프트 가능하게 설치하고 있다. 그리고, 절삭 작업 중에는 양 터릿 절삭공구 홀더가 그 절삭공구(공구)와 함께 하우징에 대하여 정위치에 고정되고, 절삭공구를 교환할 때에는 각 터릿 절삭공구 홀더를 독립적으로 분리하여 회전시킬 수 있도록 구성되어 있다.
그러나, 한 쪽의 터릿 절삭공구 홀더의 절삭공구(공구)로 가공하는 중에, 다른 쪽의 터릿 절삭공구 홀더를 분리 회전시켜, 다음 가공에 사용하는 절삭공구(공구)를 선택해 둘 수는 없다.
특허문헌 5에는, 2개의 터릿 절삭공구 홀더를 회전 방향으로 소정 각도만큼 변위시킨 상태에서 일체화하여 직렬로 배치하고, 터릿 절삭공구 홀더를 대형화시키지 않고서 사용 가능한 공구의 수를 증가시키는 것과, 어느 터릿 절삭공구 홀더에 장착한 회전공구도 하나의 공통 구동축으로 회전할 수 있도록 하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 이 터릿 절삭공구 홀더는, 개개로 독립적으로 분리 회전할 수는 없기 때문에, 역시 한 쪽의 터릿 절삭공구 홀더의 공구로 가공하는 중에, 다른 쪽의 터릿 절삭공구 홀더를 분리 회전시켜 다음 가공에 사용하는 공구를 선택해 둘 수는 없다.
따라서, 이들은 어느 것이나 비가공 시간인 공구 선택에 걸리는 시간을 충분 히 단축할 수 없어, 워크 1개당 가공 시간의 단축을 충분히 이룰 수 없다. 또한, 가공 자유도의 면에서도 제약이 많았다.
이와 같이, 종래의 복합 가공 선반은 모두 그 절삭공구 홀더에 의한 공구의 선택 시간의 단축이나 가공의 자유도가 충분하지 못해, 워크 1개당 가공 시간의 단축을 도모하는 데에 한계가 있었다.
본 발명은, 이러한 상황에 감안하여 이루어진 것으로, 복합 가공 선반에 있어서의 절삭공구 홀더에 의한 공구 선택 시간을 항상 최단으로 하여, 비가공 시간을 최소로 하는 동시에, 가공 자유도의 면에서의 제약도 적게 하여, 워크 1개당 가공 시간의 대폭적인 단축을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 절삭공구 홀더는 상기한 목적을 달성하기 위해서, 각각 공통의 축선을 중심으로 하여 회전 가능하고 외주 측면에 복수의 공구 장착부를 마련한 터릿 절삭공구 홀더를 상기 축선을 따라서 복수로 배치하여, 그 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더를 개별적으로 분리 회전시키는 개별의 터릿 구동 기구를 마련한 것을 특징으로 한다.
상기 절삭공구 홀더가, 복합 가공 선반의 주축에 평행한 Z축과, 상기 Z축에 수직인 X축과, 상기 Z축과 X축을 포함하는 평면에 직교하는 Y축의 3축을 갖는 경우, 상기 공통의 축선을 상기 Y축을 따르는 축선으로 하면 된다.
상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 모터에 의해 회전되는 터릿 회전축과, 그 터릿 회전축의 회전을 대응하는 터릿 절삭공구 홀더에 전달하는 톱니바퀴 기구를 각각 포함하고 있으면 된다.
또한, 상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 분리 회전 위치를 각 공구 장착부의 분리 회전 방향의 위치가 일치하는 위치와 서로 임의의 각도만큼 틀어지는 위치로 각각 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
이들 절삭공구 홀더에 있어서, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 복수의 공구 장착부의 적어도 1개는 회전공구 장착부이며, 그 각 회전공구 장착부에 장착되는 복수의 회전공구를 공통의 회전축을 따라서 회전시키는 회전공구 구동 기구를 설치할 수 있다.
또는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 각 회전공구 장착부에 장착되는 회전공구를 각 터릿 절삭공구 홀더마다 개별의 회전공구 구동용 모터에 의해서 구동되는 개별의 회전축을 따라서 각각 회전시키는 회전공구 구동 기구를 설치하더라도 좋다.
그리고, 본 발명에 의한 복합 가공 선반은, 주축에 평행한 Z축과, 이 Z축에 수직인 X축과, 그 Z축과 X축을 포함하는 평면에 직교하는 Y축의 3축을 갖는 절삭공구 홀더를 갖춘 복합 가공 선반으로서, 그 절삭공구 홀더가 상기 어느 한 절삭공구 홀더이다.
본 발명에 의한 절삭공구 홀더를 갖춘 복합 가공 선반은, 상기 절삭공구 홀더의 복수의 터릿 절삭공구 홀더의 하나에 장착되어 있는 공구로 워크를 가공하고 있는 동안에, 다른 터릿 절삭공구 홀더에 장착되어 있는 다음 가공에 필요한 공구를 선택해 두고서, 현재의 가공이 종료된 후, 즉시 절삭공구 홀더를 Y축 방향으로 직선 이동시켜, 다른 터릿 절삭공구 홀더에 장착되어 있는 다음 가공에 필요한 공구를 최단 시간에 가공 위치로 이동시켜, 다음 가공을 시작할 수 있다.
또한, 제1 주축에 유지한 워크에 대하여, 어느 터릿 절삭공구 홀더에 유지한 공구로 가공을 하고 있을 때에, 다른 터릿에 유지한 공구 2로, 제2 주축에 유지된 다른 워크에 대하여 동시에 가공을 실시하는 것도 가능하게 된다.
아울러, 각각의 터릿 절삭공구 홀더가 임의의 각도로 선회하여 가공을 할 수 있기 때문에, 예컨대, 제1 주축의 워크와 제2 주축의 워크에, 각각 그 중심 축선에 대하여 다른 임의의 기울기를 갖는 드릴에 의한 구멍뚫기 가공이나, 밀링 가공에 의한 홈이나 면의 가공, 선삭 가공과 구멍뚫기 가공 등을 실시하는 것도 가능하게 되어, 가공의 자유도가 크게 확대된다.
따라서, 비가공 시간을 최소로 하는 동시에, 가공 자유도의 면에서의 제약도 적어져, 워크 1개당 가공 시간의 대폭적인 단축을 도모할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 한 실시예인 절삭공구 홀더를 갖춘 복합 가공 선반 전체의 개략 구성을 도시하는 정면도.
도 2는, 도 1의 화살표 A 방향에서 본 절삭공구 홀더의 터릿 절삭공구 홀더와 주축과의 관계를 도시한 도면.
도 3은, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따르는 절삭공구 홀더의 종단면도.
도 4는, 종래의 복합 가공 선반과 본 발명에 의한 복합 가공 선반의 워크 가공 공정을 비교하여 도시하는 공정도.
도 5는, 본 발명에 의한 복합 가공 선반의 가공 시작 전의 상태를 도시하는 주요부 평면도.
도 6은, 정면 워크를 가공하는 중의 상태를 도시하는 주요부 평면도.
도 7은, 정면 워크와 배면 워크의 동시 가공을 하는 중의 상태를 도시하는 주요부 평면도.
도 8은, 정면 워크와 배면 워크의 동시 가공을 하는 중의 다른 상태를 도시하는 주요부 평면도.
도 9는, 본 발명에 의한 복합 가공 선반의 다른 실시예의 상부 터릿 절삭공구 홀더에 의한 정면 워크의 단부면 구멍뚫기와 배면 워크의 단부면 구멍뚫기의 동시 가공 상태를 도시하는 정면도.
도 10은, 도 9의 사시도.
도 11은, 동일한 실시예의 상부 터릿 절삭공구 홀더에 의한 정면 워크의 단부면 구멍뚫기와 하부 터릿 절삭공구 홀더에 의한 배면 워크의 단부면 구멍뚫기의 동시 가공 상태를 도시하는 정면도.
도 12는, 도 11의 사시도.
도 13은, 동일한 실시예의 하부 터릿 절삭공구 홀더가 인덱스 중인 상태를 나타내는 정면도.
도 14는, 도 13의 사시도.
도 15는, 동일한 실시예의 하부 터릿 절삭공구 홀더 위치 결정 후의 배면 워크의 선삭 가공 상태를 도시하는 정면도.
도 16은, 도 15의 사시도.
도 17은, 동일한 실시예의 정면 워크 후퇴 상태를 도시하는 정면도.
도 18은, 도 17의 사시도.
도 19는, 동일한 실시예의 상부 터릿 절삭공구 홀더가 인덱스 중인 상태를 도시하는 정면도.
도 20은, 도 19의 사시도.
도 21은, 동 실시예의 상부 터릿 절삭공구 홀더에 의한 정면 워크에의 크로스 구멍뚫기 가공 상태를 도시하는 정면도.
도 22는, 도 21의 사시도.
도 23은, 본 발명에 의한 절삭공구 홀더의 다른 실시예의 내부 구조를 도시하는 종단면도.
<부호의 설명>
1 : 머신 베드 2 : 주축대
3 : 주축(정면 주축) 4 : 배면 주축
5 : 드릴(회전공구) 6 : 바이트(선삭공구)
7 : 횡방향 드릴(회전공구) 8 : 배면 주축대
10, 50 : 절삭공구 홀더 11, 12 : 터릿 절삭공구 홀더
11a, 12a : 공구 장착부 13, 14 : 터릿 구동용 모터
15 : 회전공구(드릴) 17 : 회전공구 구동용 모터
18, 22, 32 : 슬라이더 19 : Y축 모터
20 : X축 캐리지 21, 31, 1c : 슬라이드 레일
23 : X축 모터 30 : Z축 캐리지
33 : Z축 모터 100 : 터릿 하우징
100a : 중공부 101, 102 : 아암부
103 : 회전축(공구 회전용) 104 : 고정 단부판
105 : 회동 단부판 106, 107, 108, 132 : 볼베어링
110 : 상부 터릿 회전축 120 : 하부 터릿 회전축
110g, 120g :웜기어, 111, 121 : 원통형 회전체
111g, 121g : 웜휠, 112, 122 : 크로스롤러 베어링
113, 114, 115, 123, 124 : 오일씰 131, 135, 136 : 베벨기어
501 : 베어링판, 510, 520 : 회전공구 구동용 모터
511 : 제1 회전축, 521 : 제2 회전축
512, 513, 522, 523 : 벨트차 514, 524 : 벨트
515, 525 : 베벨기어
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 이용하여 설명한다.
우선, 도 1∼도 3에 의해서, 본 발명에 의한 복합 가공 선반의 구성예와, 그 복합 가공 선반이 구비하고 있는 본 발명에 의한 절삭공구 홀더의 기본적인 구성예에 관해서 설명한다.
도 1은 그 복합 가공 선반의 전체 구성을 도시하는 개략 정면도이며, 도 2는 그 화살표 A 방향에서 본, 절삭공구 홀더의 터릿 절삭공구 홀더와 주축과의 관계를 도시한 도면이다. 도 3은, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따르는 절삭공구 홀더 전체의 종단면을 확대하여 그 내부 구조를 나타내고 있다.
도 1에 있어서, 머신 베드(1)의 주축대 지지부(1a) 상에 회전이 자유로운 주축(3)을 지지하는 주축대(2)가 얹어져 있다. 상기 주축대(2)는 도시되지 않는 구동 기구에 의해서 지면에 직교하는 Z축 방향으로 이동이 가능하다.
그리고, 주축(3)은 피가공재인 워크(W)를 내장하는 가이드 부시를 통해 척에 의해 유지하고, 도시되지 않는 주축 모터에 의해서 회전된다. 그 회전 속도는 고속에서부터 저속까지 변할 수 있다.
상기 워크(W)를 가공하기 위해서 사용하는 각종 공구는 절삭공구 홀더(10)에 유지된다. 절삭공구 홀더(10)는, 포크형의 터릿 하우징(100)에 모든 구성 부재가 조립되어 있고, 그 중공부에 2개의 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)가 Y축 방향의 축선(y-y)을 따라서 상하 2단으로 배치되어 있다.
이 예에서는, 상기 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)가 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 각을 모따기한 정사각반 형상의 동일한 형상을 하고 있으며, 상기 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)의 서로 평행하거나 직교하는 4면으로 이루어지는 외주 측면의 각 면에 공구 장착부(11a, 12a)를 설치하고 있으며, 거기에 각각 임의의 공구를 장착할 수 있다. 도 2는 터릿 절삭공구 홀더(11과 12)의 각 공구 장착부(11a, 12a)가 동일한 회전 위치에 있어, 정확히 겹쳐 있는 상태를 나타내고 있다.
이 예에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서 공구 장착부(11a, 12a)를 전부 회전공구 장착부로 하고, 거기에 각각 구멍뚫기용의 드릴과 같은 회전공구(15)를 장착하고 있다. 이들 각 회전공구(15)는 실제로는 각각 공구의 직경이나 용도가 다르고, 나사받이용의 회전공구 등도 포함된다.
상기 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)는, Y축을 따르는 축선(y-y)을 중심으로 하여 회전 가능하고, 그 축선(y-y)을 따라서 배치되어 있으며 각각 터릿 하우징(100)의 배후에 설치되는 개별 터릿 구동용 모터(13, 14)에 의해서 독립적으로 분리 회전된다. 또한, 상기 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)에 장착되어 있는 모든 회전공구(15)가 공통의 회전공구 구동용 모터(17)에 의해 회전 구동된다. 이들 회전 기구의 상세한 것은 도 3에 의해 후술된다.
상기 절삭공구 홀더(10)의 터릿 하우징(100)은, 측면에 고정 설치한 1쌍의 슬라이더(18)를 X축 캐리지(20)의 측면에 고정 설치된 슬라이드 레일(21)에 끼워 맞춰, Y축 모터(19)와 도시되지 않는 이송나사 및 너트에 의해서 Y축 방향으로 이동할 수 있게, X축 캐리지(20)에 장착되어 있다.
상기 X축 캐리지(20)는, 저면에 고정 설치한 1쌍의 슬라이더(22)를 Z축 캐리지(30)의 상면에 고정 설치된 슬라이드 레일(31)에 끼워 맞춰, X축 모터(23)와 도시되지 않는 이송나사 및 너트에 의해서 X축 방향으로 이동할 수 있게, Z축 캐리지(30)에 장착되어 있다.
또한, 상기 Z축 캐리지(30)는, 저면에 고정 설치한 1쌍의 슬라이더(32)를 머신 베드(1)의 절삭공구 홀더 지지부(1b)의 경사면에 고정 설치된 슬라이드 레 일(1c)에 끼워 맞춰, 배후에 설치한 Z축 모터(33)와 도시되지 않는 이송나사 및 너트에 의해, 도 1에서는 지면에 직교하는 Z축 방향(도 2에서는 화살표 Z로 나타내는 방향)으로 이동할 수 있게 머신 베드(1)에 장착되어 있다.
상기 Z축은 이 복합 가공 선반의 주축(3)에 평행한 축이며, X축은 상기 Z축에 수직이고, Y축은 Z축 및 X축을 포함하는 평면에 직교하는 축이다. 따라서, 상기 절삭공구 홀더(10)는 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축의 3축을 지니고, 그 각 축을 따르는 이동 방향의 합성 방향으로 삼차원 이동이 가능하다.
한편, 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)의 각 공구 장착부(11a, 12a)에는 드릴이나 프라이즈 등의 회전공구에 한하지 않고, 선삭공구인 바이트, 면 가공용의 밀링공구, 연삭 가공을 행하는 지석공구 등 여러 종류의 공구를 장착하는 것이 가능하다.
이어서, 절삭공구 홀더(10)의 내부 구조를 도 3에 의해 설명한다.
포크형의 터릿 하우징(100)은 상하의 아암부(101, 102) 사이에 중공부(100a)가 형성되어 있다. 상기 상하의 아암부(101, 102)에는 Y축을 따르는 축선(y-y)을 중심으로 하는 동심의 개구가 형성되어 있고, 그 중심에 회전축(103)을 아암부(101) 측의 고정 단부판(104)과 아암부(102) 측의 2 부재로 이루어지는 회동 단부판(105)에 의해서, 볼베어링(106, 107)을 통해 회전 가능하게 지지하고 있다. 이 회전축(103)의 중심 축선이 축선(y-y)이다.
이 터릿 하우징(100)의 중공부(100a) 내에, 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)가 회전축(103)에 관통되어 상하 2단으로, 축선(y-y)을 중심으로 하여 개별적으로 회 전할 수 있게 배설되어 있다.
상하의 아암부(101, 102)에는 각각 지면에 직교하는 Z축 방향으로 뻗는 상부 터릿 회전축(110)과 하부 터릿 회전축(120)이, 회전이 자유롭게 삽입 관통되어 있어, 각각 도 1에서 설명한 터릿 구동용 모터(13, 14)에 의해 개별적으로 회전된다.
그 상부 터릿 회전축(110)과 하부 터릿 회전축(120)에는, 각각 웜기어(110g, 120g)가 형성되어 있다.
그리고, 아암부(101) 내에는, 원통형 회전체(111)가 크로스롤러 베어링(롤러 베어링)(112)과 오일씰(113, 114, 115)을 통해 회전이 자유롭게 설치되고, 그 외주에 형성된 웜휠(111g)이 상부 터릿 회전축(110)의 웜기어(110g)와 맞물려 회전한다. 이 원통형 회전체(111)가 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11)와 회전 방향으로는 일체로 연결되어 있기 때문에, 원통형 회전체(111)와 터릿 절삭공구 홀더(11)가 축선(y-y)을 중심으로 하여 일체로 회전한다.
한편, 아암부(102) 내에는, 원통형 회전체(121)가 크로스롤러 베어링(롤러 베어링)(122)과 오일씰(123, 124)을 통해 회전이 자유롭게 설치되고, 그 외주에 형성된 웜휠(121g)이 하부 터릿 회전축(120)의 웜기어(120g)와 맞물려 회전한다. 이 원통형 회전체(121)가 회동 단부판(105) 및 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12)와 회전 방향으로는 일체로 연결되어 있기 때문에, 원통형 회전체(121)와 터릿 절삭공구 홀더(12)가 축선(y-y)을 중심으로 하여 일체로 회전한다.
상기 터릿 절삭공구 홀더(11과 12)는 볼베어링(108)을 통해 서로 상대 회전이 가능하게 끼워 맞춰지고 있다.
터릿 절삭공구 홀더(11, 12)의 외주 측면의 각 평면부에는, 상술한 바와 같이, 각각 공구 장착부(11a, 12a)를 설치하고 있는데, 도시된 예에서는 그 공구 장착부(11a, 12a)는 모두 회전공구 장착부이다. 이 때문에, 각 공구 장착부(11a, 12a) 내에는 전부 회전공구(15)를 끼워 장착하기 위한 축 구멍(131a)을 형성한 축을 일체로 하는 베벨기어(131)를 볼베어링(132)을 통해 회전이 자유롭게 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)의 내주면 측에서부터 끼워 장착하고 있다.
그리고, 회전축(103)에는, 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11) 내의 모든 베벨기어(131)와 맞물리는 베벨기어(135)와, 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12) 내의 모든 베벨기어(131)와 맞물리는 베벨기어(136)가, 각각 스플라인 결합되어, 스프링에 의해 축선(y-y)을 따르는 방향의 소정 위치로 눌려 결합 고정되고 있다.
따라서, 도 1에 도시된 회전공구 구동용 모터(17)에 의해서 회전축(103)이 화살표 B로 표시된 바와 같이 회전되면, 톱니바퀴 기구를 구성하는 베벨기어(135 또는 136)에 맞물리는 모든 베벨기어(131)가 회전하여, 상단 및 하단의 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)의 각 공구 장착부(11a, 12a)에 끼워 장착되어 있는 모든 회전공구(15)가 회전한다.
공구 장착부(11a, 12a)가 바이트 등의 고정공구를 끼워 장착하는 공구 장착부인 경우에는, 거기에는 베벨기어(131) 및 볼베어링(132)을 설치하지 않는다.
상기 절삭공구 홀더(10)에 따르면, 도 1에 도시된 터릿 구동용 모터(13, 14)에 의해 상부 터릿 회전축(110) 또는 하부 터릿 회전축(120)을 회전시킴으로써, 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11) 또는 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12)를 각각 독립적 으로 임의의 회전 각도만큼 회전시켜 각 회전공구(15)를 원하는 위치로 분리 회전(선회)시킬 수 있다.
이와 같이, 상부 터릿 회전축(110)과 하부 터릿 회전축(120)의 회전에 의해서, 웜기어(110g, 120g), 웜휠(111g)을 갖는 원통형 회전체(111)와, 웜휠(121g)을 갖는 원통형 회전체(121) 등을 통해, 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)를 독립적으로 분리 회전시키는 기구가 터릿 구동 기구이다.
이 터릿 구동 기구에 따르면, 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)의 분리 회전 위치를 각각, 각 공구 장착부(11a, 12a)의 분리 회전 방향의 위치가 일치하는 위치와 서로 임의의 각도만큼 틀어지는 위치로 제어할 수 있다.
또한, 터릿 절삭공구 홀더의 분리 회전은, 종래의 터릿형 절삭공구 홀더의 경우와 마찬가지로 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)를 구동 제어함으로써 행할 수 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 절삭공구 홀더(10)를 갖춘 복합 가공 선반에서는, 그 터릿 절삭공구 홀더(11, 12) 중의 한 쪽, 예컨대, 터릿 절삭공구 홀더(11)의 회전공구(15)를 선택하여 가공 위치로 회동하고, 절삭공구 홀더(10)를 X축, Y축, 및 Z축에 의해서 합성 이동하여, 그 회전공구(15)를 도 1 및 도 2에 도시된 주축(3)에 유지된 워크(W)에 대하여 위치 결정하여, 회전축(103)을 회전시킴으로써 상기 회전공구(15)를 포함하는 모든 공구를 회전시켜, 워크(W)에 구멍뚫기 가공 등을 실시할 수 있다.
상기 가공 중에 다른 쪽의 터릿 절삭공구 홀더(12)에 의해, 다음 가공에 사용하는 회전공구(15)를 선택하여 가공 위치로 회동해 두면, 현재의 가공이 끝난 후 에, 즉시 절삭공구 홀더(10)를 Y축 방향으로 소정 스트로크 이동하는 것만으로 미리 선택해 둔 회전공구(15)로 다음 가공을 시작할 수 있다.
여기서, 도 4에 의해, 2종류의 공구를 사용하는 워크 가공 공정을 예로 들어, 종래의 복합 가공용의 선반에 의한 경우와, 본 발명의 복합 가공 선반에 의한 경우를 비교하여 설명한다. 이 도면에 동작축의 표시가 있는데, X, Y, Z는 전술한 X축, Y축, Z축의 동작, B는 절삭공구 홀더의 선회 동작, ATC은 공구 교환 장치에 의한 자동 공구 교환 동작을 각각 의미하고 있다. 한편, 여기서 이용하는 "공구 1"과 "공구 2"는 "어느 가공에 사용하는 공구"와 "다음 가공에 사용하는 공구"의 의미이다.
도 4의 (a)는, 전술한 특허문헌 1에 개시되어 있는 것과 같은, 종래의 공구 매거진을 탑재한 단일 축의 절삭공구 홀더를 갖춘 선반에 의한 경우의 워크 가공 공정을 도시한다. 이 경우는, 공구 1에 의한 가공이 종료되면, 절삭공구 홀더 후퇴 동작을 한 후, 공구 교환 장치에 의해서 공구 1을 다음 가공에 사용하는 공구 2로 자동 교환하고, 그 공구 2를 위치 결정 선회하여, 공구 2에 의한 가공을 시작한다. 따라서, 공구 1에 의한 가공과 공구 2에 의한 가공 사이에, 3 공정의 비가공 시간이 걸린다.
도 4의 (b)는, 전술한 특허문헌 3에 개시되어 있는 것과 같은, 종래의 복수 단에 공구를 장착할 수 있는 터릿 절삭공구 홀더를 갖춘 선반에 의한 경우의 워크 가공 공정을 도시한다. 이 경우는, 공구 1에 의한 가공이 종료되면, 절삭공구 홀더 후퇴 동작을 한 후, 터릿 절삭공구 홀더에 의해서 다음 가공에 사용하는 공구 2 의 선택 및 위치 결정을 하여, 공구 2에 의한 가공을 시작한다.
따라서, 공구 1에 의한 가공과 공구 2에 의한 가공 사이에, 아직 2 공정의 비가공 시간이 걸린다.
도 4의 (c)는, 상술한 본 발명의 복합 가공 선반에 의한 워크 가공 공정을 도시한다. 이 경우는, 공구 1에 의한 가공 중에 다음 가공에 사용하는 공구 2의 선택 및 각도 위치 결정을 해 두고, 공구 1에 의한 가공이 종료되면, 공구 2를 위치 결정하여, 곧바로 공구 2에 의한 가공을 시작한다.
따라서, 공구 1에 의한 가공과 공구 2에 의한 가공 사이의 비가공 시간은 공구 2의 위치 결정에 드는 시간만으로 끝난다.
이와 같이, 본 발명에 의한 절삭공구 홀더 및 이를 구비한 복합 가공 선반을 사용하면, 절삭공구 홀더에 의한 공구 선택 시간을 항상 최단으로 하여 비가공 시간을 최소로 할 수 있기 때문에, 워크 1개당 가공 시간의 대폭적인 단축이 가능하게 된다.
또한, 복수의 터릿 절삭공구 홀더를 각각 독립적으로 임의의 각도만큼 회전(선회)시킬 수 있기 때문에, 가공 자유도가 증가하여 다양한 가공이 가능하게 되는데, 이것에 관해서는 후술한다.
이어서, 본 발명에 의한 복합 가공 선반을 이용한 가공예에 관해서, 도 5∼도 8을 이용하여 설명한다.
이들 도면에는, 터릿 절삭공구 홀더와 가공하는 워크를 유지한 주축의 주요부만을 평면도로 나타내고 있다. 이 실시예에 있어서의 각 터릿 절삭공구 홀더는 정육각판 형상이며, 그 외주 측면의 6면에 각각 공구를 장착하지만, 편의상 전술한 실시예와 동일한 부호 11, 12를 사용하고, 상단과 하단을 구별하여 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)와 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)로 한다. 공구는, 구체적으로 하기 위해서, 회전공구인 드릴(5)과 선삭공구인 바이트(6)를 사용하는 것으로 한다. 주축대(2)에 지지된 주축(3)은 정면 주축으로 하고, 또한 배면 주축대(8)에 지지된 배면 주축(4)도 사용한다.
도 5는 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)와 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 공구 장착부의 위치를 일치시켜 분리 회전시키도록 한 예를 나타내며, 평면적으로 보면, 각 공구의 중심이 60도 간격으로 방사상으로 위아래 겹친 상태로 배치되어 있다. 그리고, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 드릴(5)과 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 바이트(6)가 선택 위치로 분리 회전되어, 정면 주축(3)에 유지된 워크(W1)에 대치하고 있다. 따라서, 빗살형 절삭공구 홀더와 마찬가지로 절삭공구 홀더를 지면에 직교하는 Y축 방향으로 직선 이동하는 것만으로, 어느 한 쪽의 공구를 가공 위치로 위치 결정하여, 워크(W1)에 대하여 드릴(5)에 의한 크로스 구멍뚫기 가공, 또는 바이트(6)에 의한 선삭 가공을 행할 수 있다.
도 6은 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)와 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 공구 장착부의 위치를 서로 30도 변위시킨 위치에서 분리 회전시키도록 한 예를 도시하며, 평면적으로 보면 각 공구의 중심이 30도 간격으로 방사상으로 배치되어 있다. 그리고, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 어느 드릴(5)에 의해서 정면 주축(3)에 유지된 워크(W1)의 단부면에 구멍뚫기 가공을 실시하면서, 하부 터릿 절삭공구 홀 더(12)의 어느 드릴(5)을 선택 위치로 분리 회전하여, 배면 주축 축대(8)에 지지된 배면 주축(4)에 유지되어 있는 워크(W2)에 대하여, 그것과 직교하는 방향으로 대치시키고 있다.
이 상태에서, 배면 주축(4)을 도 1에 도시된 X축 방향으로 도 6에서 위쪽으로 이동시키면, 도 7에 도시된 바와 같이, 정면 주축(3)에 유지된 워크(W1)의 단부면에 구멍뚫기 가공을 하면서, 배면 주축(4)에 유지된 워크(W2)에 대한 크로스 구멍뚫기 가공을 동시에 행할 수 있다. 이 때, 워크(W1)의 단부면에 구멍뚫기 가공에 따라 절삭공구 홀더가 이동하는 경우에는, 배면 주축(4)은 그 이동에 따라가는 동시에 워크(W2)에 대한 크로스 구멍뚫기 가공에 필요한 이동을 한다.
도 8은, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)와 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 공구 장착부의 위치를 서로 15도 변위시킨 위치에서 분리 회전시키도록 한 예를 도시한다. 이 경우, 도 7에 도시된 예와 마찬가지로, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 어느 드릴(5)에 의해 정면 주축(3)에 유지된 워크(W1)의 단부면에 구멍뚫기 가공을 하면서, 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 어느 드릴(5)에 의해 배면 주축(4)에 유지된 워크(W2)에 대하여 경사 구멍뚫기 가공을 동시에 행할 수 있다. 이 때에도, 워크(W1)의 단부면에 구멍뚫기 가공에 따라 절삭공구 홀더가 이동하는 경우에는, 배면 주축(4)은 그 이동에 따라가는 동시에 워크(W2)에 대한 경사 구멍뚫기 가공에 필요한 이동을 한다.
이어서 또, 본 발명에 의한 복합 가공 선반의 다른 실시예에 의한 여러 가지 가공에 관해서, 도 9∼도 22를 이용하여 설명한다. 이들 도면에 있어서도 전술한 각 도면에 도시한 것과 형상은 다소 상이하더라도, 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 또한, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)와 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)에 장착하는 회전공구로서 횡방향 드릴(7)도 사용하고 있다. 또한, 이들 도면 중 홀수번째의 도면은 정면도, 짝수번째의 도면은 사시도이며, 1조씩 같은 상태를 나타내고 있다.
이하의 설명에서는, 정면 주축(3)에 유지된 워크(W1)를 "정면 워크(W1)", 배면 주축(4)에 유지된 워크(W2)를 "배면 워크(W2)"라고 부른다.
도 9와 도 10은, 이 실시예의 복합 가공 선반에 있어서, 절삭공구 홀더(10)의 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 어느 드릴(5)에 의한 정면 워크(W1)의 단부면 구멍뚫기과, 같은 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 다른 드릴(5)에 의한 배면 워크(W2)의 단부면 구멍뚫기의 동시 가공 상태를 나타내고 있다.
도 11과 도 12는, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 드릴(5)에 의한 정면 워크(W1)의 단부면 구멍뚫기와, 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 횡방향 드릴(7)에 의한 배면 워크(W2)의 단부면 구멍뚫기의 동시 가공 상태를 나타내고 있다.
도 13과 도 14는, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 드릴(5)에 의한 정면 워크(W1)의 단부면 구멍뚫기 가공 중에, 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)가 다음 가공에 필요한 공구를 인덱스(선택 위치로 분리 회전)하고 있는 상태를 나타내고 있다.
도 15와 도 16은, 마찬가지로, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)의 드릴(5)에 의한 정면 워크(W1)의 단부면 구멍뚫기 가공 중에, 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 바이트(6)의 위치 결정이 완료된 후 배면 워크(W2)의 선삭 가공 상태를 시작한 상 태를 도시한다.
도 17과 도 18은, 상술한 상태에서, 정면 워크(W1)의 단부면 구멍뚫기 가공이 종료되어, 정면 주축(3)이 정면 워크(W1)를 후퇴시킨 상태를 도시한다.
도 19와 도 20은, 그 상태에서 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)가 다음에 사용하는 공구를 인덱스하고 있는 상태를 도시한다.
도 21과 도 22는, 하부 터릿 절삭공구 홀더(12)의 바이트(6)에 의해서 배면 워크(W2)의 선삭 가공을 하는 중에, 상부 터릿 절삭공구 홀더(11)가 드릴(5)의 인덱스를 완료하여 정면 워크(W1)에의 크로스 구멍뚫기 가공을 시작한 상태를 도시한다.
이와 같이, 본 발명에 의한 절삭공구 홀더는, 복수 단의 각 터릿 절삭공구 홀더가 임의의 각도로 선회하면서 절삭 가공을 행할 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 정면 주축의 워크와 배면 주축의 워크의 각 중심선에 대하여 다른 임의의 기울기를 갖는, 드릴에 의한 구멍뚫기 가공, 밀링공구에 의한 홈이나 면의 가공, 바이트에 의한 선삭 가공과, 드릴에 의한 구멍뚫기 가공의 동시 실시 등이 가능하게 되어, 가공의 자유도는 크게 확대된다.
도 9∼도 22에 도시한 복합 가공 선반에 있어서, 주축대(2)와 정면 주축(3)을 가이드 부시대와 가이드 부시 대신하여, 주축대에 지지된 정면 주축은 그 가이드 부시대보다 후방(도 9 등 홀수번째 도면에서 좌측)에 설치하도록 하더라도 좋다. 그 경우는, 가이드 부시는 Z축 방향(도 9 등 홀수번째의 도면에서 좌우 방향)으로 이동하지 않기 때문에, 절삭공구 홀더(10)가 Z축 방향으로 이동하도록 하면 된다.
전술한 X축, Y축 및 Z축에 의한 이동은 절삭공구 홀더(10)와 워크(W)와의 상대적인 이동이므로, 절삭공구 홀더(10)와 워크(W)를 유지하는 주축 또는 가이드 부시의 적어도 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 각 축의 방향으로 이동시키면 된다.
또한, X축을 중심으로 절삭공구 홀더(10)를 회전시키도록 하더라도 좋다.
이어서, 본 발명에 의한 절삭공구 홀더의 다른 실시예를 도 23에 의해 설명한다. 도 23은, 이 절삭공구 홀더의 내부 구조를 도시하는 종단면도로, 상술한 절삭공구 홀더의 내부 구조를 도시한 도 3에 대응한다. 따라서, 도 3에서의 각 부와 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고 이들의 설명은 생략한다. 그러나, 이 절삭공구 홀더(50)의 도 3에서의 터릿 하우징(100)에 대응하는 하우징(500)은, 각 터릿 절삭공구 홀더(11, 12)에 장착된 각 회전공구(15)를 회전 구동하기 위한 2개의 회전공구 구동용 모터(510, 520)의 하우징을 겸하고 있다.
도 3에서의 회전축(103)에 상당하는 회전축은, 회동 단부판(105)과 하우징(500)의 외면에 고정(상세한 도시는 생략)된 베어링판(501)과의 사이에 회전이 자유롭게 지지된 파이프형의 제1 회전축(511)과, 그 외주면에 회전이 자유롭게 끼워 맞춰져 볼베어링(106)을 통해 고정 단부판(104)에 지지된 외통으로 이루어지는 제2 회전축(521)에 의해서 구성되어 있다.
상기 제1 회전축(511)의 상단부에는 벨트차(512)가 고착되어, 회전공구 구동용 모터(510)의 회전축에 고착된 벨트차(513)와의 사이에 벨트(514)가 걸쳐져 있다. 또한, 제2 회전축(521)의 상단부에도 벨트차(522)가 고착되어, 회전공구 구동 용 모터(520)의 회전축에 고착된 벨트차(523)와의 사이에 벨트(524)가 걸쳐져 있다.
이들은 전부 구동계 커버(502) 내에 설치되어 있다.
또한, 제1 회전축(511)의 하단부에는 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12) 내의 모든 베벨기어(131)와 맞물리는 베벨기어(515)가, 제2 회전축(521)의 하단부에는 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11) 내의 모든 베벨기어(131)와 맞물리는 베벨기어(525)가, 각각 스플라인 결합되어, 스프링에 의해 축선(y-y)을 따르는 방향의 소정 위치로 눌려 결합 고정되어 있다.
따라서, 회전공구 구동용 모터(510)에 의해 제1 회전축(511)이 화살표 B로 나타낸 것과 같이 회전되면, 톱니바퀴 기구를 구성하는 베벨기어(515)와 맞물리는 모든 베벨기어(131)가 회전하여, 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12)의 공구 장착부(12a)에 끼워 장착되어 있는 각 회전공구(15)가 회전한다. 또한, 회전공구 구동용 모터(520)에 의해 제2 회전축(521)이 화살표 B로 나타내는 바와 같이 회전되면, 톱니바퀴 기구를 구성하는 베벨기어(525)와 맞물리는 모든 베벨기어(131)가 회전하여, 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11)의 공구 장착부(11a)에 끼워 장착되어 있는 각 회전공구(15)가 회전한다.
이와 같이, 이 절삭공구 홀더(50)에서는, 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11)의 공구 장착부(11a)에 끼워 장착되어 있는 각 회전공구(15)와, 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12)의 공구 장착부(12a)에 끼워 장착되어 있는 각 회전공구(15)를 각각 필요할 때에 독립적으로 회전 구동할 수 있다.
또한, 이 절삭공구 홀더(50)에 의해서도, 각각 개별의 구동용 모터에 의해 상부 터릿 회전축(110) 또는 하부 터릿 회전축(120)을 회전시킴으로써, 상단의 터릿 절삭공구 홀더(11) 또는 하단의 터릿 절삭공구 홀더(12)를 각각 독립적으로 임의의 회전 각도만큼 회전시켜, 각 회전공구(15)를 원하는 위치로 분리 회전(선회)시킬 수 있는 것은 상술한 실시예와 마찬가지다.
이상에서 설명한 본 발명에 의한 절삭공구 홀더는, 하나의 이동 절삭공구 홀더 상에 독립된 복수의 터릿 절삭공구 홀더를 갖기 때문에, 터릿 절삭공구 홀더가 갖는 다면적인 공구의 배치 및 공구의 선회 각도의 임의 위치 결정의 이점과, 빗살형 절삭공구 홀더가 갖는 공구의 선택 교환의 신속성의 이점을 겸비하고 있다.
그 때문에, 한 쪽의 터릿 절삭공구 홀더로 가공하는 중에 다른 쪽의 터릿 절삭공구 홀더가 공구의 선택 준비 동작을 할 수 있게 되고, 또한 절삭공구 홀더 전체의 축 방향으로의 이동에 의한 한 쪽의 절삭공구 홀더에서 다른 쪽의 절삭공구 홀더로의 공구의 선택/교환과의 조합에 의하여, 비가공 시간인 공구의 선택 및 전환 시간을 대폭 단축할 수 있다. 또한, 선택할 수 있는 공구의 수량도 증가하는 것이 가능하게 된다.
또한, 복수의 주축에 유지된 각각의 워크에 대하여, 공구를 동시에 임의의 각도로 위치 결정을 하거나, 또한 각각 독립적으로 임의의 각도로 이동하면서 가공을 하는 것도 가능하게 된다.
상술한 각 실시예에서는, 터릿 절삭공구 홀더가 2단인 경우의 예에 관해서 설명했지만, 이것에 한하는 것이 아니라, 3단 이상의 터릿 절삭공구 홀더를 각각 독립적으로 분리 회전할 수 있도록 설치하면 더욱 많은 종류의 다른 공구를 신속하게 선택할 수 있게 된다.
또한, 이 절삭공구 홀더에 툴 매거진을 병설하여 그것을 이용하면, 한 쪽의 터릿 절삭공구 홀더로 가공하는 중에, 다른 쪽의 터릿 절삭공구 홀더의 준비 동작으로서 공구의 자동 교환을 행하는 것도 가능하게 되어, 사용할 수 있는 공구의 개수도 대폭 증가하여 종래의 어느 선반과 비교하더라도 자유도를 크게 증대시킨 복합 가공 선반을 제공할 수 있다.
본 발명은, 피가공재인 워크에 대하여 종류가 다른 복수의 가공을 실시하는 복합 가공 선반 및 그 선반에 장비되어 가공에 사용하는 복수의 공구를 선택 가능하게 유지하는 절삭공구 홀더에 적용할 수 있다. 또한, 각종 공작 기계에도 이용이 가능하다.

Claims (13)

  1. 각각 공통의 축선을 중심으로 하여 회전 가능하며 외주 측면에 복수의 공구 장착부를 마련한 터릿 절삭공구 홀더를 상기 축선을 따라 복수로 배치하여, 그 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더를 개별적으로 분리 회전시키는 개별의 터릿 구동 기구를 마련한 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  2. 제1항에 있어서, 복합 가공 선반의 주축에 평행한 Z축과, 상기 Z축에 수직인 X축과, 상기 Z축과 X축을 포함하는 평면에 직교하는 Y축의 3축을 포함하고, 상기 공통의 축선은 상기 Y축을 따르는 축선인 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 모터에 의해 회전되는 터릿 회전축과, 상기 터릿 회전축의 회전을 대응하는 상기 터릿 절삭공구 홀더에 전달하는 톱니바퀴 기구를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  4. 제2항에 있어서, 상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 모터에 의해서 회전되는 터릿 회전축과, 상기 터릿 회전축의 회전을 대응하는 상기 터릿 절삭공구 홀더에 전달하는 톱니바퀴 기구를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 개별의 각 터릿 구동 기 구는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 분리 회전 위치를, 각각 상기 각 공구 장착부의 분리 회전 방향의 위치가 일치하는 위치와 서로 임의의 각도만큼 틀어지는 위치로 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 복수의 공구 장착부의 적어도 1개는 회전공구 장착부이며,
    상기 각 회전공구 장착부에 장착되는 복수의 회전공구를 공통의 회전축에 의해 회전시키는 회전공구 구동 기구를 마련한 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  7. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 복수의 공구 장착부의 적어도 1개는 회전공구 장착부이며,
    상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 회전공구 장착부에 장착되는 회전공구를 각 터릿 절삭공구 홀더마다 개별의 회전공구 구동용 모터에 의해 구동되는 개별의 회전축에 의해 각각 회전시키는 회전공구 구동 기구를 마련한 것을 특징으로 하는 절삭공구 홀더.
  8. 주축에 평행한 Z축과, 상기 Z축에 수직인 X축과, 상기 Z축과 X축을 포함하는 평면에 직교하는 Y축의 3축을 갖는 절삭공구 홀더를 포함하는 복합 가공 선반으로 서,
    상기 절삭공구 홀더는, 상기 Y축을 따르는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하며 외주 측면에 복수의 공구 장착부를 설치한 터릿 절삭공구 홀더가 상기 축선을 따라 복수로 배치되고, 그 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더를 개별적으로 분리 회전시키는 개별의 터릿 구동 기구를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 복합 가공 선반.
  9. 제8항에 있어서, 상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 모터에 의해 회전되는 터릿 회전축과, 이 터릿 회전축의 회전을 대응하는 상기 터릿 절삭공구 홀더에 전달하는 톱니바퀴 기구를 각각 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복합 가공 선반.
  10. 제8항에 있어서, 상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 분리 회전 위치를 상기 각 공구 장착부의 분리 회전 방향의 위치가 일치하는 위치와 서로 임의의 각도만큼 틀어지는 위치로 각각 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 가공 선반.
  11. 제9항에 있어서, 상기 개별의 각 터릿 구동 기구는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 분리 회전 위치를 상기 각 공구 장착부의 분리 회전 방향의 위치가 일치하는 위치와 서로 임의의 각도만큼 틀어지는 위치로 각각 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 가공 선반.
  12. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭공구 홀더는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 복수의 공구 장착부의 적어도 1개는 회전공구 장착부이며, 상기 각 회전공구 장착부에 장착되는 복수의 회전공구를 공통의 회전축에 의해 회전시키는 회전공구 구동 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 가공 선반.
  13. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭공구 홀더는, 상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 복수의 공구 장착부의 적어도 1개는 회전공구 장착부이며,
    상기 복수의 각 터릿 절삭공구 홀더의 상기 회전공구 장착부에 장착되는 회전공구를 각 터릿 절삭공구 홀더마다 개별의 회전공구 구동용 모터에 의해 구동되는 개별의 회전축에 의해 각각 회전시키는 회전공구 구동 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 가공 선반.
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