KR20170038716A

KR20170038716A - 공작기계

Info

Publication number: KR20170038716A
Application number: KR1020160125335A
Authority: KR
Inventors: 유지 다케다; 히카루 다카하시
Original assignee: 시티즌 도케이 가부시키가이샤; 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-04-07
Also published as: JP2017064901A

Abstract

[과제] 주축에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체의 내부에서 워크를 지지하는 것에 의해서, 워크를 안정된 상태로 가공할 수 있는 공작기계를 제공하는 것.
[해결수단] 워크(W)를 지지하는 주축(142)를 구비하고, 워크(W)를 주축(142)으로 지지하는 것에 의해서, 워크(W)의 가공을 행하는 공작기계(100)에 있어서, 주축(142)에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체(130)를 구비하고, 주축(142)이, 주축(142)에 파지된 지지체 내에 워크(W)를 삽입 통과시키는 것에 의해서 워크(W)를 지지하도록 구성된 공작기계(100).

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은, 서로 대향하는 주축에 의해서 워크를 절삭 가공하는 공작기계에 관한 것이다.

종래, 워크를 지지하는 주축을 구비하고, 워크를 주축으로 지지하는 것에 의해서, 워크의 가공을 행하는 공작기계가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

상기 공작기계는, 제1 주축에 파지된 워크를 제2 주축에 파지되는 지지체로 제작한 후, 제1 주축에 파지된 미가공의 워크의 선단을 제2 주축에 파지된 지지구로 회전 가능하게 지지하여 1차 가공을 행하여, 1차 제품의 가공을 완료하고 있다.

일본 특허공보 제5535838호(단락 0028에서 0030, 도 2에서 도 5 참조)

그러나, 상술한 특허문헌 1의 공작기계는, 주축에 파지된 재료의 선단 부분을 절단하여, 제2 주축에서 지지구에 가공하는 공정을 필요로 하고, 가공 시간 등의 제약에 의해, 특허문헌 1의 공작기계의 구성의 채용이 곤란한 경우도 생각할 수 있다는 문제가 있었다.

여기서, 본 발명은, 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해결하는 것으로서, 즉, 본 발명의 목적은, 주축에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체의 내부에서 워크를 지지하는 것에 의해서, 워크를 안정된 상태로 가공할 수 있는 공작기계를 제공하는 것이다.

본 청구항 1에 따른 공작기계의 발명은, 워크를 지지하는 주축을 구비하고, 상기 워크를 상기 주축으로 지지하는 것에 의해, 상기 워크의 가공을 행하는 공작기계에 있어서, 상기 주축에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체를 구비하고, 상기 주축이, 상기 주축에 파지된 상기 지지체 내에 상기 워크를 삽입 통과시키는 것에 의해서 상기 워크를 지지하도록 구성된 것에 의해, 상술한 과제를 해결하는 것이다.

본 청구항 2에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 공작기계의 구성에 더하여, 상기 주축이 서로 대향하는 2개의 주축의 한쪽으로 이루어지고, 다른쪽의 주축이 상기 워크를 일체적으로 유지하며, 상기 지지체가, 상기 주축에 유지된 워크를, 회전 및 축선 방향으로의 이동을 허용하도록 안내하는 파이프로부터 이루어지고, 상기 파이프를 파지한 상기 주축이, 상기 파이프를 통하여 상기 워크를 상기 안내하여 지지하는 것으로써, 상술한 과제를 해결하는 것이다.

본 청구항 3에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 공작기계의 구성에 더하여, 상기 지지체가 슬리브 형상 척으로 이루어지고, 상기 주축이, 상기 슬리브 형상 척을 파지하는 것에 의해서, 상기 슬리브 형상 척을 닫고, 상기 슬리브 형상 척에 삽입 통과된 상기 워크를 파지하여 지지하는 것으로써, 상술한 과제를 더 해결하는 것이다.

본 청구항 4에 따른 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 공작기계의 구성에 더하여, 상기 주축이, 상기 지지체를 탈착 가능하게 파지하는 콜릿 척(Collet chuck)을 구비하고, 상기 콜릿 척이, 열림 상태에서 상기 워크가 삽입되고, 닫힘 상태에서 상기 워크를 파지하도록 상기 워크에 대응한 사이즈를 가지며, 상기 콜릿 척에 의해서 파지되는 상기 지지체의 피파지부를, 상기 콜릿 척의 열림 상태에서, 상기 콜릿 척 내에 삽입되고, 상기 콜릿 척의 닫힘 상태에서, 상기 콜릿 척에 의해서 파지가 행해지는 사이즈로 설정한 것에 의해, 상술한 과제를 더 해결하는 것이다.

본 청구항 1에 따른 발명의 공작기계에 의하면, 주축에 파지된 재료의 선단 부분을 절단하여, 제2 주축에서 지지구에 가공하는 공정을 불필요하게 하고, 워크를, 상기 주축에 파지된 상기 지지체 내에 삽입 통과시켜서 지지하는 것에 의해서, 원할하고 안정적으로 지지하여 가공할 수 있다.

본 청구항 2에 따른 발명의 공작기계에 의하면, 서로 대향하는 2개의 주축을 마련한 공작기계 등에 있어서, 한쪽의 주축에서 워크를 안내하는 파이프로 이루어지는 지지체를 파지하는 것에 의해서, 다른쪽의 주축에서 일체적으로 유지된 워크를 안정적으로 가공하는 것이 가능해진다.

본 청구항 3에 따른 발명의 공작기계에 의하면, 상기 주축에 의해 상기 지지체를 구성하는 상기 슬리브 형상 척을 파지하고, 상기 슬리브 형상 척을 닫는 것에 의해서, 상기 슬리브 형상 척을 통하여 상기 슬리브 형상 척에 삽입 통과된 상기 워크를 파지하여 지지하고, 워크를 안정적으로 가공할 수 있다.

본 청구항 4에 따른 발명의 공작기계에 의하면, 워크를 삽입할 수 있는 사이즈의 콜릿 척에 의해서, 워크의 소경(小徑)으로 가공된 부분을 지지체에 의해서 지지하고 안내나 파지하여 워크의 가공을 행하는 것이 가능해진다. 이에 더하여, 콜릿 척 내를 삽입 통과시켜서 가공 후의 워크의 반출을 행하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명을 적용한 공작기계의 전체의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2(a)는 본 발명의 제1 실시예의 지지체와 환봉 형상 성형품의 전체 개략을 나타내는 사시도이며, (b)는 (a)의 단면도이다.
도 3은 가공 상태를 나타내는 주요부의 단면 동작도 1이다(워크의 절삭 가공의 초기 단계).
도 4는 가공 상태를 나타내는 주요부의 단면 동작도 2이다(워크의 절삭 가공으로부터 워크의 분리로의 이행).
도 5는 가공 상태를 나타내는 주요부의 단면 동작도 3이다(워크의 분리 1).
도 6은 가공 상태를 나타내는 주요부의 단면 동작도 4이다(워크의 분리 2).
도 7은 환봉 형상 성형품과 지지체의 보류수단에 보류된 상태를 나타내는 주요부의 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 제2 실시예의 지지체의 전체 개략을 나타내는 사시도이다.
도 8b는 본 발명의 제2 실시예의 지지체의 중앙 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 1이다(워크의 1차 절삭 가공).
도 10은 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 2이다(1차 절삭 가공 후의 워크의 파지 교체).
도 11은 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 3이다(1차 가공 후의 워크 이동 1).
도 12는 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 4이다(1차 가공 후의 워크에 지지체를 장착 1).
도 13은 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 5이다(1차 가공 후의 워크에 지지체를 장착 2).
도 14는 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 6이다(워크의 2차 절삭 가공).
도 15는 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 7이다(2차 가공 후의 워크에 지지체를 탈거 1).
도 16은 본 발명의 제2 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 8이다(2차 가공 후의 워크에 지지체를 탈거 2).
도 17a는 본 발명의 제3 실시예의 지지체의 전체를 나타내는 사시도이다.
도 17b는 본 발명의 제3 실시예의 지지체의 중앙 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 1이다(1차 가공 후의 워크에 지지체를 장착 1).
도 19는 본 발명의 제3 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 2이다(1차 가공 후의 워크에 지지체를 장착 2).
도 20은 본 발명의 제3 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 3이다(워크의 2차 절삭 가공).
도 21은 본 발명의 제3 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 4이다(2차 가공 후의 워크에 지지체를 탈거 1).
도 22는 본 발명의 제3 실시예의 가공 상태를 모식적으로 나타내는 주요부의 단면 동작도 5이다(2차 가공 후의 워크에 지지체를 탈거 2).

본 발명의 공작기계는, 워크를 지지하는 주축을 구비하고, 상기 워크를 상기 주축으로 지지하는 것에 의해서, 상기 워크의 가공을 행하는 공작기계에 있어서, 상기 주축에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체를 구비하고, 상기 주축이, 상기 주축에 파지된 상기 지지체 내에 상기 워크를 삽입 통과시키는 것에 의해서 상기 워크를 지지하도록 구성된 것에 의해, 주축에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체의 내부에서 워크를 지지하는 것에 의해서, 워크를 안정된 상태로 가공할 수 있는 것이면, 그 구체적인 실시형태는, 어떤 것이라도 상관없다.

여기서, 통 형상의 지지체는, 지지체의 외경에 대한 길이의 장단, 지지체의 외형이 파이프 형상의 동일 지름을 가지는 형상이나 지름이 확장된 슬로프 형상의 경사를 가지는 형상 등, 지지체를 내부에 삽입하여 워크를 파지 가능한 형상이면 어떤 것이라도 좋다.

그리고, 주축의 구체적인 설치 형태에 대해서는, 주축이 1개로 이루어지는 것이라도, 주축이 서로 대향하는 2개의 주축의 한쪽으로 이루어지고, 다른쪽의 주축이 워크를 일체적으로 유지하는 것, 복수의 주축으로 이루어지는 것이면, 어떤 설치 형태라도 좋고, 예를 들면, 1개의 주축에서 워크를 파지하는 것, 한쪽 혹은 다른쪽의 주축의 어느 하나에서 워크를 유지하는 것이면 좋고, 그 이외의 것이라도 좋다.

또한, 주축의 구체적인 워크의 유지 형태에 대해서는, 1개의 주축에 파지된 지지체로 이루어지는 것이라도, 한쪽 혹은 다른쪽의 주축에 파지된 지지체로 이루어지는 것이라도, 지지체에 워크를 삽입 통과시키고, 지지체를 통하여 워크를 지지 또는 파지하는 것에 의해서 유지하는 것이면 좋고, 그 이외의 것이라도 좋다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 공작기계(100)의 베드(102)에는, 한쪽의 주축이 되는 제1 주축(112)과, 다른쪽의 주축이 되는 제2 주축(142)이 서로 대향하도록 마련되어 있다.

제1 주축(112)은, 제1 주축대(114)에, 축선을 중심으로 회전 구동 가능하게 지지되어 있다.

제1 주축대(114)는, 제1 주축(112)의 축선 방향이 되는 Z축 방향으로 연장 돌출되는 Z축 레일(104a)을 가지는 Z축 슬라이드 기구(104)에 탑재되어 있다.

제1 주축대(114)는, Z축 슬라이드 기구(104)에 의해서 Z축 방향으로 진퇴 이동 가능하게 베드(102) 상에 지지되어서 마련되어 있다.

제1 주축(112)은, 중공 통 형상의 형상을 가지고, 선단에 마련된 제1 척을 통하여 긴 봉재로 이루어지는 워크(W)를 탈착 가능하게 파지한다.

워크(W)는, 제1 주축(112)의 후방으로부터 공급된다.

제1 주축(112)의 전방에는, 제1 주축(112)로부터 돌출되는 워크(W)를 안내하는 가이드 부시(116)가 마련되어 있다.

가이드 부시(116)는, 가이드 부시 지지대(103)를 통하여, 베드(102)측에 지지되어서 고정되고, 제1 주축(112)과 동일 축선 상에 배치된다.

가이드 부시(116)는, 워크(W)의 Z축 방향으로의 이동과 회전을 허용하여 안내하도록, 워크(W)의 외경에 대응하여, 내경이 미리 소정의 사이즈로 조정되어 있다.

가이드 부시(116)의 전방에는, 워크(W)의 절삭 가공을 행하는 절삭 공구(122)가, 베드(102)에 탑재된 칼날대(124)에 장착되고, Z축 방향으로 직교하는 X축 방향을 따라서 이동 가능하게 마련되어 있다.

제2 주축(142)은, 중공 통 형상의 형상을 가지고, 선단에 제2 척(142a)(도 3 참조)이 개폐 가능하게 마련되고, 제2 주축대(143)에, 축선을 중심으로 회전 구동 가능하게 지지되어 있다.

제2 주축대(143)는, Z축 방향으로 연장 돌출되는 Z축 레일(106a)을 가지는 Z축 슬라이드 기구(106)에 탑재되고, Z축 슬라이드 기구(106)는, X축 방향으로 연장 돌출되는 X축 레일(108a)을 가지는 X축 슬라이드 기구(108)에 탑재되어 있다.

제2 주축대(143)는, Z축 슬라이드 기구(106)에 의해서 Z축 방향으로 진퇴 이동이 가능함과 함께, X축 슬라이드 기구(108)에 의해서 X축 방향을 따라서 이동 가능하게 마련되어 있다.

제2 주축(142)은, X축 방향으로의 이동에 의해서, 제1 주축(112)과 동심으로 대향할 수 있다.

제2 주축(142)은, 제2 척(142a)에 의해서, 중공의 파이프로부터 구성되는 지지체(130)를 파지할 수 있다.

지지체(130)는, 일단측이 타단측보다 큰 지름으로 된 계단 형상의 외형 형상을 가지고 있다.

본 실시형태에서는, 본 공작기계(100)는, 워크(W)로부터, 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 축부(B)의 외경(DB)보다 큰 지름의 플랜지부(A)를 가지는 계단식 핀을 제품(Wa)으로서 가공한다.

지지체(130)는, 대경 부분(132a)의 외경(D0)이, 플랜지부(A)의 외경(DA)과 대략 동일한 치수로 형성되고, 지지체 내부(136)의 내경(D2)이, 축부(B)를 삽입할 수 있도록, 축부(B)의 외경(DB)과 대략 동일하게 형성되어 있다.

대경 부분(132a)의 외경(D0)과 플랜지부(A)의 외경(DA)은, 예를 들면, 제2 주축(142)의 제2 척(142a)이 콜릿 척인 경우에, 피파지부가 되는 대경 부분(132a)과 플랜지부(A)의 쌍방이 파지 가능해지는 정도의 차이를 가지고 동일 치수로 형성되어 있다.

지지체 내부(136)에 축부(B)가 삽입되는 것에 의해서, 지지체(130)는, 워크(W)에 밖에서 끼우고, 워크(W)의 Z축 방향으로의 이동과 회전을 허용하고, 축부(B)와 지지체(130)의 축선의 중심이 대략 일치한 상태에서 축부(B)를 안내할 수 있다.

베드(102)측에는, 미리 복수의 지지체(130)가 유지된 지지체 공급수단(146)이 마련되어 있다.

제2 주축(142)은, 소정의 지지체(130)와 대향하는 위치로 이동하여, 지지체(130)의 대경 부분(132a)을 파지한 후, 제1 주축(112)과 동심으로 대향하는 위치로 이동한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 워크(W)는, 가이드 부시(116)에 안내되고, 제1 주축(112)이 Z축 방향으로 전진하는 것에 의해서, 가이드 부시(116)로부터 돌출된 부분이 절삭 공구(122)에 의해서 축부(B)로 절삭 가공된다.

절삭 가공 중의 제1 주축(112)의 전진에 수반하여, 도 4에 나타나는 바와 같이, 절삭 가공된 부분이 지지체 내부(136)에 순차 삽입되고, 워크(W)는, 자유단측이 지지체(130)에 의해서 가이드되면서, 정밀도 좋게 절삭 가공된다.

제2 주축(142)은, 지지체(130)를 통하여 워크(W)를, Z축 방향으로의 이동과 회전을 허용하고, 축부(B)와 지지체(130)의 축선의 중심이 대략 일치한 상태에서 안내하여 지지한다.

또한, 지지체(130)가 축부(B)를 원활히 삽입할 수 있도록, 지지체 내부(136)의 단부에 경사면, 원호면 등의 안내 형상을 마련해도 좋다.

축부(B)의 가공과, 플랜지부(A)의 외경 가공이 완료되면, 절삭 공구(122)가 일단 퇴피하고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 주축(142)이 Z축 방향으로 전진한다.

제2 주축(142)의 전진에 의해서, 지지체(130)의 제1 주축측의 단부가 축부(B)와 플랜지부(A)와의 단차면에 접촉, 또는 접촉 위치 근방에 위치하면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 주축(142)은, 지지체(130)의 파지를 해제하여, 전진하고, 제2 척(142a)에 의해서 플랜지부(A)를 파지한다.

지지체(130)의 선단 부분은, 대경 부분(132a)의 외경(D0)에 비하여 소경이며, 제2 주축(142)으로부터 돌출하고 있기 때문에, 지지체(130)는, 제2 척(142a)에 의한 플랜지부(A)의 파지를 방해하지 않는다.

그리고, 절단용 절삭 공구(122b)에 의해서 워크(W)의 절단 가공이 행해지고, 가공 완료 부분이 워크(W)의 미가공 부분으로부터 제품(Wa)으로서 분리되고, 제품(Wa)이 제1 주축(112)으로부터 제2 주축(142)으로 받아넘겨진다.

지지체(130)는, 제2 주축(142)에 의한 파지가 해제되는 것에 의해서, 축부(B)에 밖에서 끼운 상태로, 제2 주축(142) 내에서 워크(W)에 일체적으로 유지되고, 지지체(130)만을 제2 주축(142)으로부터 밀어내서 배출하는 동작을 마련하는 일 없이, 제2 주축(142)에 의해서 워크(W)를 파지하여, 절단 가공을 행할 수 있고, 가공의 효율을 향상시킬 수 있다.

제2 주축(142)은, 제품(Wa)이 받아넘겨진 후, 또한, 워크(W)로부터 제품(Wa)을 연속하여 제조하는 경우, 지지체 공급수단(146)과 대향하는 위치까지 이동하여, 플랜지부(A)의 파지를 해제하고, 새로운 지지체(130)를 파지한다.

제2 주축(142)이 새로운 지지체(130)를 파지한 후, 공작기계(100)는, 도 3 내지 도 6에서 나타낸 동작을 반복하는 것에 의해서, 새로운 제품(Wa)의 가공을 순차 진행할 수 있다.

제2 주축(142)은, 새로운 지지체(130)를 파지할 때에, 제2 척(142a)을 열고, 지지체(130)를 제2 척(142a)의 내부에 삽입한다.

지지체(130)의 대경 부분(132a)의 외경(D0)과, 플랜지부(A)의 외경(DA)은 대략 동일하기 때문에, 제2 척(142a)은, 열림 상태에서 지지체(130)과 함께 워크(W)의 통과를 허용한다.

제2 주축(142) 내의 제품(Wa)은, 제2 주축(142)이 새로운 지지체(130)를 파지할 때에, 제2 주축(142)이 Z축 방향으로 전진하는 것에 의해서, 새로운 지지체(130)에 의해 제2 주축(142) 내에 밀어넣어진다.

이에 더하여, 제2 주축(142) 내의 제품(Wa)은, 제2 주축(142)에 파지된 지지체(130)에 삽입 통과되는 새롭게 가공되는 축부(B)에 의해서, 순차로 제2 주축(142) 내에 밀어넣어진다. 제품(Wa)은, 도 7에 나타나는 바와 같이, 밖에서 끼운 지지체(130)와 일체적으로 제2 주축(142)의 내부에 마련된 보류수단으로서의 워크 스톡 파이프(144)에 순차로 밀어넣어진다.

워크 스톡 파이프(144)의 내경은, 플랜지부(A)의 외경(DA) 및 지지체 외주면(132)의 외경(D0)보다 약간 큰 치수를 가지고 있다.

제품(Wa)은, 지지체(130)를 통하여 워크 스톡 파이프(144)에 수용되고, 워크 스톡 파이프(144)의 내부를, 제2 주축 후부(後部)로 밀어넣어지고, 제2 주축(142)의 후부측으로부터 지지체(130)와 일체적으로 밀려나와서 공작기계(100)로부터 반출되어서 회수된다.

이 때, 지지체(130)는, 제품(Wa)와 일체로 공작기계(100)로부터 배출된다.

이 때문에, 불필요해진 지지체(130)를 배출하는 특별한 동작을 마련할 필요가 없다.

본 실시형태와 같이, 제2 주축(142)에 파지된 지지체(130) 내에 워크(W)의 가공 완료 부분(제품(Wa)의 축부(B))을 삽입하는 것에 의해서, 워크(W)를 가이드하는 것으로, 워크(W)에 대해서, 가이드 부시(116)로부터 제2 주축(142)까지의 길이를 초과하는 가공을 고정밀도로 행할 수 있다.

또한, 가이드 부시(116)와 제2 주축(142)의 사이에, 워크(W)를 개폐 가능하게 유지하는 유지수단 등을 마련하는 것에 의해서, 제1 주축(112)에 의한 워크(W)의 파지 교체를 행할 수 있고, 제1 주축(112)의 이동 스트로크를 초과하는 길이의 제품(Wa)을 가공하는 것이 가능해진다.

또한, 제품(Wa)이, 축부(B)보다 큰 지름의 플랜지부(A)를 가지는 경우라도, 제2 주축(142)의 제2 척(142a)을 콜릿 척으로 하여, 워크(W)의 자유단측을 가이드하면서 고정밀도로 가공을 행하는 것이 가능해지는 것 외에, 제2 주축(142)의 제2 척(콜릿 척)(142a)에 의해서 플랜지부(A)를 파지하여 절단 가공을 행할 수 있다.

또한, 제품(Wa)을, 지지체(130)를 통하여 안정적으로 워크 스톡 파이프(144)에 수용하면서 회수할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 제1 실시예인 공작기계(100)는, 서로 대향하는 제1 주축(112) 및 제2 주축(142)와, 제1 주축(112)에 파지되는 워크(W)를 지지하는 지지체(130)를 구비하고, 제1 주축(112)에 파지된 워크(W)를, 제2 주축(142)에 파지된 지지체(130)에서 지지하여 가공을 행한 후, 지지체(130)의 파지를 해제하여 가공을 행할 때, 지지체(130)가, 제2 주축(142)에 의한 파지의 해제에 의해, 워크(W)에 일체적으로 유지되도록 형성된 구성에 의해, 워크(W)를 안정된 지지 상태에서 절삭 가공함과 함께, 지지체(130)의 배출을 기다리는 일 없이, 워크의 가공을 계속할 수 있고, 가공의 공정 내에, 불필요해진 지지체(130)를 배출하는 특별한 동작을 마련할 필요가 없기 때문에 가동률을 높일 수 있다.

제2 실시예의 공작기계(200)는, 제1 실시예의 공작기계(100)로부터 가이드 부시(116)가 탈거된 것으로 한다. 제1 실시예의 공작기계(100)와 공통되는 사항에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 밑의 2자리수가 공통되는 200번대의 부호를 부여하는 것만으로 한다.

지지체(230)는, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 대략 원통 형상의 중공의 파이프 형상을 이룬다. 외주에는, 원주 방향으로 홈이 형성되어 있다. 양단으로부터 복수의 슬릿(238)(예를 들면, 각 3개의 슬릿)이 축선 방향으로 마련된 슬리브 형상 척, 소위, 스트레이트형 콜릿의 구조를 구비하고 있다.

지지체(230)는, 예를 들면, 베드 상의 지지체 공급수단(246)에 지지 핑거(246a)를 마련하고, 상기 홈을 지지 핑거(246a)에 걸어맞춤시키는 것에 의해서, 베드 상에 탈착 가능하게 마련할 수 있다(도 12 등 참조).

도 9 내지 도 16은, 워크(W)를 양측에서 절삭 가공하는 동작을 설명하는 모식도이다.

본 모식도에서는, 제1 주축(212)의 제1 척(212a), 제2 주축(242)의 제2 척(242a), 지지체 공급수단(246)의 지지 핑거(246a)만을 나타내고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 워크(W)는, 대경 부분과 소경 부분을 가지는 주조물로 이루어진다.

워크(W)는, 소경 부분이 제1 척(212a)으로 파지되어, 절삭 공구(222)에 의해서 대경 부분이 절삭 가공되고, 소경 부분보다 큰 지름의 플랜지부(A)가 형성된다.

플랜지부(A)가 가공되면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 척(242a)(제2 주축(242))이, Z축 방향으로 전진하고, 플랜지부(A)를 파지한다.

제2 척(242a)에 의해서 플랜지부(A)가 파지되면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 척(212a)의 파지를 해제하는 것에 의해서, 제1 척(212a)에 의한 파지로부터 제2 척(242a)에 의한 파지로 파지를 교체할 수 있다.

워크(W)가 제2 척(242a)으로 파지가 교체되면, 제2 주축(242)의 이동에 의해서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제2 척(242a)을, 지지체 공급수단(246)의 지지 핑거(246a)와 동일 축선 상에 서로 대향시킨 후, Z축 방향으로 전진한다.

지지체(230)의 외경은, 플랜지부(A)의 외경(DA)과 대략 동일한 치수로 형성되고, 지지체(230)의 내경(D2)은, 워크(W)의 소경 부분이 삽입 가능하게, 워크(W)의 소경 부분과 대략 동일하게 형성되고 있다.

지지체(230)의 외경과 플랜지부(A)의 외경(DA)은, 예를 들면, 제2 척(242a)이 콜릿 척인 경우에, 지지체(230)와 플랜지부(A)의 쌍방이 파지 가능해지는 정도의 차를 가지고 동일 치수로 형성되어 있다.

지지체(230) 내에 워크(W)가 삽입되고, 지지체(230)의 워크 삽입측의 단부가 워크(W)의 플랜지부(A)에 접촉, 또는 접촉 위치 근방에 위치하면, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제2 척(242a)은 열리고, 워크(W)의 파지를 해제하여, 전진한다.

지지체(230)의 외경(D0)과, 플랜지부(A)의 외경(DA)은 대략 동일하기 때문에, 제2 척(242a)은, 열림 상태에서 플랜지부(A)(워크(W))와 함께 지지체(230)의 통과를 허용한다.

제2 척(242a) 내에 지지체(230)가 삽입되고, 제2 척(242a)은 닫힌 닫힘 상태에서 지지체(230)를 파지한다.

지지체(230)는, 상기 척 슬리브의 구조를 가지고 있기 때문에, 제2 척(242a)에 파지되면 지름이 축소되어 내주면에서 워크(W)를 파지한다.

지지체(230)와 플랜지부(A)의 외경의 차이는, 워크(W)를 파지하는 지지체(230)의 지름 축소를, 워크(W)의 플랜지부(A)가 방해하지 않는 정도로, 지지체(230)의 외경이, 워크(W)의 플랜지부(A)의 외경보다 약간 큰 치수가 되도록 설정할 수 있다.

제2 척(242a)이, 지지체(230)의 외주면을 파지하는 것에 의해서, 제2 주축(242)은, 지지체(230)를 통하여, 지지체(230)에 삽입 통과된 워크(W)를, 워크(W)의 외주 부분을 지지체(230)의 내주면의 지름 축소에 의해서 파지하여 지지한다.

지지체(230)는, 제2 주축(242)에 의해서 파지되면, 제2 주축(242)의 이동에 의해서, 지지 핑거(246a)로부터 탄성력에 저항하여 탈거된다.

지지체(230)는, 지름 축소에 의해서 지지 핑거(246a)와의 걸어맞춤이 용이하게 해제되는 경우도 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 워크(W)는 제2 주축(242)에 파지되어서 지지되는 것으로써, 제2 주축(242)의 이동 등에 의해서, 절삭 공구(222)에 의해서 소경 부분이 절삭 가공되고 제품(Wa)으로 완성된다.

워크(W)의 가공 종료 후, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제2 척(242a)을, 지지체 공급수단(246)의 지지 핑거(246a)와 동일 축선 상에 대향시키고, 제2 주축(242)을 Z축 방향으로 전진시키는 것에 의해서, 지지체(230)를 워크(W)(제품(Wa))와 일체적으로, 지지 핑거(246a)에 탄력적으로 걸어맞춤시킬 수 있다.

지지체(230)를 지지 핑거(246a)에 걸어맞춤시킨 상태에서, 제2 척(242a)을 열고, 제2 주축(242)을 후퇴시키고, 제2 척(242a)에 의해서 플랜지부(A)를 파지한다.

제2 주축(242)은, 지지체(230)를 개재한 간접적인 워크(W)의 파지로부터, 제2 척(242a)에 의한 직접적인 워크(W)의 파지로 전환할 수 있다.

지지체(230)가 제2 척(242a)에 의한 지지체(230)의 파지가 해제되는 것에 의해서 지름 확대되고, 지지 핑거(246a)에 걸어멈춤되면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 제2 척(242a)은, 제2 주축(242)을, 제2 척(242a)에 의해 플랜지부(A)를 파지한 상태에서, 후퇴시키는 것에 의해서, 워크(W)의 가공 완료 후, 제품(Wa)으로부터 지지체(230)가 탈착되고, 소정의 보류 장소 등에 있어서 플랜지부(A)의 파지를 해제하는 것에 의해서, 제품(Wa)을 회수할 수 있다.

이것에 의해, 반출된 제품(Wa)에 일체화된 지지체(230)를 탈착하는 작업을 마련할 필요가 없다.

제2 척(242a)이, 새로운 워크(W)를 파지한 후, 공작기계(200)는, 도 9 내지 도 16에서 나타낸 동작을 반복하는 것에 의해서, 새로운 제품(Wa)의 가공을 순차 진행할 수 있다.

제3 실시예의 공작기계(300)는, 제1 실시예의 공작기계(100)로부터 가이드 부시(116)가 탈거된 것으로 한다. 제1 실시예의 공작기계(100)로 공통되는 사항에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 밑의 2자리수가 공통되는 300번대의 부호를 부여하는 것만으로 한다.

지지체(330)는, 도 17a 및 도 17b에 나타내는 바와 같이, 워크를 삽입하는 일단측으로부터 타단측을 향하여 서서히 지름이 확대되는 테이퍼부(332a)와, 테이퍼부(332a)에 계속되는 타단측의 소경의 스트레이트부(332b)를 구비한 누름형의 콜릿 척 형상을 가진다. 테이퍼부(332a)와 스트레이트부(332b)의 사이에는 단차 부분이 형성되어 있다. 지지체(330)의 양단으로부터 복수의 슬릿(338)(예를 들면, 각 3개의 슬릿)이 축선 방향으로 마련되어 있다.

도 18에 나타나는 바와 같이, 제2 척(342a)의 내주면의 선단 부분에는, 테이퍼부(332a)와 걸어맞춤 가능한 테이퍼 내면(342b)이 형성되고, 테이퍼 내면(342b)에 연속하여 타단측을 항하여 스트레이트 내면(342c)이 형성되어 있다.

또한, 도 18 내지 도 22는, 워크(W)를 지지체(330)에서 파지하여 절삭 가공하는 동작을 설명하는 모식도이며, 제1 주축(312)의 제1 척(312a), 제2 주축(342)의 제2 척(342a), 지지체 공급수단(346)의 지지 핑거(346a)만을 나타내고 있다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 지지 핑거(346a)는 중공의 통체로 할 수 있고, 지지체(330)는, 스트레이트부(332b)가 지지 핑거(346a)에 탄력적으로 삽입되는 것에 의해서, 베드 상에 탈착 가능하게 마련할 수 있다.

지지체(330)는, 지지 핑거(346a)에 스프링 백에 의해서 탄력적으로 유지된다.

도 18에 나타나는 바와 같이, 도 10과 마찬가지로, 제2 척(342a)(제2 주축(342))을, Z축 방향으로 전진시키는 것에 의해서, 제2 척(342a)의 스트레이트 내면(342c)에 의해서 플랜지부(A)를 파지시킨다.

제2 척(342a)을, 지지 핑거(346a)와 동일 축선 상에 서로 대향시킨 상태에서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제2 척(342a)에 의해서 플랜지부(A)를 파지한 제2 주축(342)이 Z축 방향으로 전진하고, 지지체(330) 내에 워크(W)를 삽입한다.

지지체(330) 내에 워크(W)가 삽입되고, 지지체(330)의 워크 삽입측의 단부가 워크(W)의 플랜지부(A)에 접촉, 또는 접촉 위치 근방에 위치하면, 지지체(330)의 단차 부분이 지지 핑거(346a)와 접촉하고, 제2 척(342a)의 테이퍼 내면(342b)이, 지지체(330)의 테이퍼부(332a)를 가압하는 것에 의해서, 제2 척(342a)이 지지체(330)를 파지함과 함께, 지지체(330)의 내주면이 지름 축소된다.

지지체(330)는, 상기 콜릿 척의 구조를 가지고 있기 때문에, 지름 축소에 의해서 내주면에서 지지체(330)에 삽입 통과된 워크(W)를 파지한다.

제2 주축(342)은, 지지체(330)를 통하여, 지지체(330)에 삽입 통과된 워크(W)를, 워크(W)의 외주 부분을 지지체(330)의 내주면의 지름 축소에 의해서 파지하여 지지한다.

제2 주축(342)은, 워크(W)의 파지를 계속한 상태에서 지지체(330)를 파지하고, 지지체(330)를 통하여 워크(W)를 파지하여 지지할 수 있기 때문에, 제2 주축(342)에 대한 워크(W)의 파지 위치를 고정밀도로 유지할 수 있다.

지지체(330)는, 제2 주축(342)에 의해서 파지되면, 제2 주축(342)의 이동에 의해서, 지지 핑거(346a)로부터 탄성력에 저항하여 탈거된다.

제2 척(342a)의 테이퍼 내면(342b)에 의한 지지체(330)의 테이퍼부(332a)의 누름에 의해서, 스트레이트부(332b)의 외주가 지름 축소되기 때문에, 지지체(330)는, 지지 핑거(346a)와의 걸어맞춤이 용이하게 해제되는 경우도 있다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 제2 주축(342)에 파지된 워크(W)를 절삭 가공하여 제품(Wa)으로 완성된 후, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제2 척(342a)을, 지지 핑거(346a)와 동일 축선 상에 서로 대향시킨 상태에서, 지지체(330)의 스트레이트부(332b)를 지지 핑거(346a)의 내측에 삽입한다.

그 후, 제2 척(342a)을 일단 열림 동작하여, 제2 척(342a)의 테이퍼 내면(342b)에 의한 지지체(330)의 테이퍼부(332a)의 누름을 해제하는 것에 의해서, 지지체(330)를, 지지 핑거(346a)에 걸어멈춤시킨다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 제2 척(342a)의 후퇴 중에 제2 척(342a)을 닫힘 동작시켜서, 제2 주축(342)을 제2 척(342a)에 의해 제품(Wa)의 플랜지부(A)를 파지한 상태에서, 후퇴시키는 것에 의해서, 워크(W)의 가공 완료 후, 제품(Wa)으로부터 지지체(330)가 탈거되고, 소정의 보류 장소 등에 있어서 플랜지부(A)의 파지를 해제하는 것에 의해서, 제품(Wa)을 회수할 수 있다.

100, 200, 300 … 공작기계
102 … 베드
103 … 가이드 부시 지지대
104 … (제1 주축의) Z축 슬라이드 기구
104a … Z축 레일
106 … (제2 주축의) Z축 슬라이드 기구
106a … Z축 레일
108 … (제2 주축의) X축 슬라이드 기구
108a … X축 레일
112, 212, 312 … 제1 주축(주축, 한쪽의 주축)
212a, 312a … 제1 척
114 … 제1 주축대
116 … 가이드 부시
122, 222, 322 … 절삭 공구
122a, 222a, 322a … 절삭 날
122b … 절단 날
124 … 칼날대
130, 230, 330 … 지지체
132, 232, 332 … 지지체 외주면
132a, 232a … (지지체 외주면의) 대경 부분
332a … (지지체 외주면의) 테이퍼부
132b, 232b … (지지체 외주면의) 소경 부분
332b … (지지체 외주면의) 스트레이트부
136 … 지지체 내부
142, 242, 342 … 제2 주축(주축, 다른쪽의 주축)
142a, 242a, 342a … 제2 척
143 … 제2 주축대
144 … 워크 스톡 파이프(보류수단)
146, 246, 346 … 지지체 공급수단
W … 워크(봉재)
Wa … 제품(계단식 핀)
A … (플랜지 형상의) 플랜지부
B … 축부(가공 완료 부분)
DA … 플랜지부의 외경
DB … 성형 완료 부분의 외경
D0 … (지지체 외주면의) 대경 부분의 외경
D1 … (지지체 외주면의) 소경 부분의 외경
D2 … 지지체 내부의 내경
Z … 제1 주축의 회전축 방향(워크를 내보내는 축방향)
X … Z축 방향으로 직교하는 축방향

Claims

워크를 지지하는 주축을 구비하고, 상기 워크를 상기 주축으로 지지하는 것에 의해, 상기 워크의 가공을 행하는 공작기계에 있어서,
상기 주축에 탈착 가능하게 파지되는 통 형상의 지지체를 구비하고,
상기 주축이, 상기 주축에 파지된 상기 지지체 내에 상기 워크를 삽입 통과시키는 것에 의해서 상기 워크를 지지하도록 구성된 공작기계.
제 1 항에 있어서,
상기 주축이 서로 대향하는 2개의 주축의 한쪽으로 이루어지고, 다른쪽의 주축이 상기 워크를 일체적으로 유지하며,
상기 지지체가, 상기 주축에 유지된 워크를, 회전 및 축선 방향으로의 이동을 허용하도록 안내하는 파이프로 이루어지고,
상기 파이프를 파지한 상기 주축이, 상기 파이프를 통하여 상기 워크를 상기 안내하여 지지하는 공작기계.
제 1 항에 있어서,
상기 지지체가 슬리브 형상 척으로 이루어지고, 상기 주축이, 상기 슬리브 형상 척을 파지하는 것에 의해서, 상기 슬리브 형상 척을 닫고, 상기 슬리브 형상 척에 삽입 통과된 상기 워크를 파지하여 지지하는 공작기계.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 주축이, 상기 지지체를 탈착 가능하게 파지하는 콜릿 척(Collet chuck)을 구비하고,
상기 콜릿 척이, 열림 상태에서 상기 워크가 삽입되고, 닫힘 상태에서 상기 워크를 파지하도록 상기 워크에 대응한 사이즈를 가지며,
상기 콜릿 척에 의해서 파지되는 상기 지지체의 피파지부를, 상기 콜릿 척의 열림 상태에서, 상기 콜릿 척 내에 삽입되고, 상기 콜릿 척의 닫힘 상태에서, 상기 콜릿 척에 의해서 파지가 행해지는 사이즈로 설정한 공작기계.