WO2021019605A1 - 工作機械 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a machine tool that facilitates step change work of a spindle chuck.
- Machine tools such as lathes have a spindle device equipped with a spindle chuck, and rotation is given to the workpiece gripped by the spindle chuck, and predetermined machining is performed on the workpiece to which the tool attached to the tool post is applied.
- a spindle device a plurality of spindle chucks corresponding to the target work are prepared, and the steps of the spindle chuck are changed according to the change of the work to be machined.
- the spindle chuck is fixed to the rotatable spindle, it is very inconvenient to handle if the spindle chuck rotates during the step change operation.
- the step change performed by the operator while stopping the rotation using a tool is a work performed by putting a hand in the machine, and one hand for stopping the rotation of the spindle cannot be used, so the workability is not good. ..
- the detent by installing a bracket inside the machine is preferable in that both hands of the operator can be used at the time of step change, but since it is added to the processing chamber, chips generated during the processing of the work may be entangled. There is. In addition, since chips and the like collect on the bracket protruding into the processing chamber, the cleaning work increases as a burden on the operator.
- an object of the present invention is to provide a machine tool capable of preventing the spindle chuck from rotating by slightly changing the structure in order to solve such a problem.
- the machine tool includes a spindle device that rotates a work gripped by a spindle chuck, a drive device that moves a tool with respect to the work of the spindle device in the machining axis direction, the spindle device, and the drive device.
- the spindle device has a control device for controlling the drive of the spindle device, and a plurality of notches are formed in the outer peripheral portion of the spindle chuck at equal intervals in the circumferential direction with respect to the side surface of the device body in which the spindle chuck is located.
- a screw hole is formed on the rotation trajectory of the notch portion, and a detent means for screwing the bolt through the notch portion into the screw hole is provided.
- the spindle chuck is improved by slightly changing the structure by screwing a bolt through a notch formed in the outer peripheral portion of the spindle chuck into a screw hole formed on the side surface of the main body of the apparatus. It is possible to change the stage by stopping the rotation of.
- FIG. 1 is a side view showing the internal structure of the machine tool of the present embodiment.
- the machine tool 1 is assembled on a movable bed 2 provided with wheels, and can move in the front-rear direction (X-axis direction) along a rail 19 laid on the upper surface of the base 8.
- the machine tool 1 is a lathe, and a spindle device 3 for giving rotation to the work W, a drive device for moving a tool for processing the work W, and the like are provided on the movable bed 2.
- the spindle is rotatably supported in the main body of the apparatus, the rotational output of the spindle motor 12 is transmitted to the spindle via a timing belt, and rotation is given to the spindle chuck 11 attached to the spindle. It is configured to be.
- the machine tool 1 is provided with a turret device 4 provided with a plurality of tools in order to perform various machining on the work W of the spindle device 3.
- the turret device 4 is provided with a tool base 14 to which a plurality of tools can be attached and detached, and a predetermined tool can be selected by swivel indexing.
- a column is erected on the movable bed 2, and the turret device 4 is configured to move in the machining axis direction by a drive device assembled therein.
- the machine tool 1 is a two-axis lathe, and has a Z-axis drive device 5 that moves the swivel indexed tool in the Z-axis direction, which is the front-rear direction of the machine, and an X-axis drive that moves the tool in the X-axis direction, which is the vertical direction of the machine.
- a device 6 is provided.
- the Z-axis drive device 5 and the X-axis drive device 6 have a slidable Z-axis slide 15 or an X-axis slide 16, and are configured to convert the rotational output of the servomotor into a linear motion by a ball screw mechanism.
- the machine tool 1 is equipped with a control device 7 for controlling each drive unit such as a spindle device 3, a turret device 4, a Z-axis drive device 5, and an X-axis drive device 6.
- the spindle motor 12 is driven in the spindle device 3, the rotational output thereof is transmitted to the spindle, and the spindle chuck 11 rotates, so that the spindle is inside the processing chamber 10. Rotation is given to the work W gripped by the chuck 11.
- a predetermined tool is selected according to the machining content by swivel indexing, and the tool is driven by the Z-axis drive device 5 and the X-axis drive device 6 to drive the Z-axis and X in the machining axis direction.
- a predetermined process is performed by moving to a shaft and hitting a rotating work W.
- FIGS. 2 and 3 are side views showing a part of the mounting portion of the spindle chuck 11 in cross section
- FIG. 4 is a front view showing a rotation prevention structure of the spindle
- FIG. 5 is a side view of the mounting portion of the spindle chuck 11 before improvement, showing a partial cross section.
- the spindle 21 is rotatably supported inside the apparatus main body 18, and the spindle chuck 11 attached coaxially with the spindle 21 protrudes into the processing chamber 10 from the wall surface 181 of the apparatus main body 18. It is provided in this way.
- the main shaft 21 on the drawing is omitted.
- the chuck device 23 is fixed to the tip surface of the spindle 21 via the adapter 22. That is, the circular adapter 22 is fixed to the spindle 21 by the connecting bolt 31, and the chuck device 23 is fixed to the adapter 22 by the connecting bolt 32.
- the adapter 22 has a larger diameter than the conventional example.
- the conventional adapter 101 is formed with an outer diameter substantially the same as that of the chuck device 23, and a foreign matter intrusion prevention cover 102 is provided between the chuck device 23 and the main shaft 21 so as to project in the radial direction. ing.
- the foreign matter intrusion prevention cover 102 prevents intrusion of chips generated in the processing chamber 10 and coolant used during processing.
- the foreign matter intrusion prevention cover 102 has a ring shape having a predetermined thickness and a width in the radial direction, and a groove 111 is formed in a circumferential shape on the inside facing the apparatus main body 18.
- the foreign matter intrusion prevention cover 102 is fitted to the stepped portion formed at the tip end portion of the spindle 21, and is attached so as to be sandwiched by the adapter 101 fixed to the spindle 21.
- the foreign matter intrusion prevention cover 102 at the time of assembly is arranged in the device main body 18 with a slight gap with respect to the vertical wall surface 181 facing the processing chamber 10, and is formed in the device main body 18 in the space of the groove 111. Compressed air is sent from the air flow path 183.
- the machine tool 1 of the present embodiment is provided with an adapter 22 having an outer diameter larger than that of the conventional adapter 101.
- the outer peripheral portion 221 of the adapter 22 is formed by increasing the outer diameter dimension, and the portion overlaps with the wall surface 181 of the apparatus main body 18 when viewed in the axial direction.
- a groove 222 is formed in the outer peripheral portion 221 in the circumferential direction facing the device main body 18 side, and is configured to function as a foreign matter intrusion prevention cover 102.
- three notches 223 are formed in the outer peripheral portion 221 at equal intervals in the circumferential direction.
- the cutout portion 223 is formed so as to be recessed from the outer peripheral surface side of the adapter 22 toward the rotation axis O, and penetrates the outer peripheral portion 221 in the thickness direction (rotation axis O direction). There is. Then, on the wall surface 181 of the apparatus main body 18, one screw hole 185 is formed on the rotation trajectory of the notch 223 that moves by the rotation of the spindle chuck 11. There is only one screw hole 185, and in this embodiment, it is formed directly above the rotation shaft O. However, the position of the screw hole 185 is not particularly limited.
- the notch portions 223 are formed at a plurality of locations in the circumferential direction in order to balance the rotating adapter 22, that is, the chuck device 23, but the notch portions 223 are not limited to three locations but may be two or more locations at equal intervals. Good.
- the screw hole 185 is for screwing the stopper bolt 25 through which one of the notch portions 223 is passed. As shown in FIG. 3, the stopper bolt 25 tightened in the screw hole 185 is thrust in the direction of the rotation axis O orthogonal to the wall surface 181. Therefore, by attaching the stopper bolt 25 to the apparatus main body 18 through the notch 223, it becomes a detenting means for restraining the rotation of the adapter 22.
- the shaft 21 and the adapter 22 are fastened by the connecting bolt 31 as described above, and the adapter 22 and the chuck device 23 are fastened by the connecting bolt 32.
- the step change the work of loosening and tightening the connecting bolts 31 and 32 is performed.
- the power of the machine tool 1 is turned off and the spindle 23 is free to rotate. Therefore, the adapter 22 is aligned so that one notch 223 overlaps the screw hole 185, and the stopper bolt 25 passed through the notch 223 is tightened into the screw hole 185.
- the adapter 22 is restrained by the device main body 18 via the stopper bolt 25. That is, the rotation of the adapter 22 is restricted together with the spindle 21.
- the adapter 22 when loosening or tightening the connecting bolt 31 with the spindle 21 in the step change work, the adapter 22 is prevented from rotating, so that the operator can perform the work in a stable state. This is the same even when the operator bolts or removes the chuck device 23 to the adapter 22. Then, after the step change is completed, the stopper bolt 25 is removed, and no extra member remains in the processing chamber 10. Further, during machining of the work W, the adapter 22 rotates at high speed to close the front of the screw hole 185, and compressed air is sent to the groove 111. Therefore, chips and chips generated by the processing of the work W are prevented from entering the screw hole 185 and the notch 223, and the work W is not clogged.
- the groove 222 of the foreign matter intrusion prevention cover portion is formed in the outer peripheral portion 221 of the adapter 22, but a configuration corresponding to the groove 222 may be formed in the wall surface 181 of the apparatus main body 18.
- the notch 223 through which the stopper bolt 25 is passed has a shape recessed from the outer peripheral surface side of the adapter 22 toward the rotation axis O, but even if it is a through hole formed in the rotation axis O direction. Good.
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Abstract
僅かな構造の変更によって主軸チャックの回り止めが可能な工作機械であり、主軸チャックによって把持したワークを回転させる主軸装置と、前記主軸装置のワークに対して工具を加工軸方向に移動させる駆動装置と、前記主軸装置と前記駆動装置の駆動を制御する制御装置と、を有し、前記主軸装置は、前記主軸チャックの外周部分に複数の切欠部が周方向に等間隔で形成され、前記主軸チャックが位置する装置本体側面に対して前記切欠部の回転軌道上にネジ穴が形成され、前記切欠部を通したボルトを前記ネジ穴に螺合する回り止め手段が設けられたものである。
Description
本発明は、主軸チャックの段替え作業を行い易くした工作機械に関する。
旋盤などの工作機械は、主軸チャックを備えた主軸装置があり、その主軸チャックによって把持したワークに回転が与えられ、工具台に取り付けられた工具を当てたワークに対する所定の加工が行われる。主軸装置は、対象となるワークに対応した複数の主軸チャックが用意され、加工するワークの変更に伴って主軸チャックの段替えが行われる。ところが、主軸チャックは回転自在な主軸に固定されているため、段替え作業中に主軸チャックが回転してしまったのでは取扱いが非常に不便である。そこで、従来は、主軸チャックにあけた穴に作業者が工具を差し込んで回り止めする方法や、機内に設けたブラケットと主軸チャックにピンを通して回り止めする構造などが用いられていた。
しかし、作業者が工具を使用して回り止めしながら行う段替えは、機内に手を入れて行う作業であり、しかも主軸の回転を止める片方の手が使用できないため、作業性が良くなかった。一方、機内にブラケットを設けて行う回り止めは、段替え時に作業者の両手が使える点では好ましいが、加工室内に加えた構成であるため、ワークの加工中に発生する切屑が絡まってしまうことがある。また、加工室内に突き出したブラケットには切屑などが溜まるため、作業者は清掃作業が負担として増えることになる。
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、僅かな構造の変更によって主軸チャックの回り止めが可能な工作機械を提供することを目的とする。
本発明の一態様における工作機械は、主軸チャックによって把持したワークを回転させる主軸装置と、前記主軸装置のワークに対して工具を加工軸方向に移動させる駆動装置と、前記主軸装置と前記駆動装置の駆動を制御する制御装置と、を有し、前記主軸装置は、前記主軸チャックの外周部分に複数の切欠部が周方向に等間隔で形成され、前記主軸チャックが位置する装置本体側面に対して前記切欠部の回転軌道上にネジ穴が形成され、前記切欠部を通したボルトを前記ネジ穴に螺合する回り止め手段が設けられたものである。
前記構成によれば、装置本体側面に形成されたネジ穴に、主軸チャックの外周部分に形成された切欠部を通したボルトを螺合することにより、僅かに構造を変更した改良によって、主軸チャックの回転を止めた段替え作業が可能になる。
本発明に係る工作機械の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本実施形態の工作機械について、その内部構造を示した側面図である。工作機械1は、車輪を備えた可動ベッド2の上に組み付けられ、ベース8の上面に敷設されたレール19に沿って前後方向(X軸方向)の移動が可能である。工作機械1は旋盤であって、可動ベッド2の上には、ワークWに回転を与える主軸装置3やワークWを加工するための工具を移動させる駆動装置などが設けられている。
主軸装置3は、装置本体内に主軸が回転自在に軸支され、その主軸に対して主軸モータ12の回転出力がタイミングベルトを介して伝達され、主軸に取り付けられた主軸チャック11に回転が与えられるよう構成されている。また、工作機械1は、主軸装置3のワークWに対して各種加工を行うため、複数の工具を備えたタレット装置4が設けられている。タレット装置4は、複数工具の着脱が可能な工具台14が設けられ、旋回割出しによって所定の工具が選択できるようになっている。そして、可動ベッド2にはコラムが立設され、そこに組み付けられた駆動装置によって、タレット装置4が加工軸方向に移動するよう構成されている。
工作機械1は2軸旋盤であり、旋回割出しされた工具を、機体前後方向であるZ軸方向に移動させるZ軸駆動装置5と、機体上下方向であるX軸方向に移動させるX軸駆動装置6とが設けられている。Z軸駆動装置5およびX軸駆動装置6は、摺動可能なZ軸スライド15又はX軸スライド16を有し、サーボモータの回転出力をボールネジ機構によって直進運動に変換するよう構成されている。また、工作機械1は、主軸装置3、タレット装置4、Z軸駆動装置5およびX軸駆動装置6などの各駆動部を制御するための制御装置7が搭載されている。
そこで、工作機械1がワークを加工する場合には、主軸装置3において主軸モータ12が駆動し、その回転出力が主軸に伝達されて主軸チャック11が回転することにより、加工室10の内部では主軸チャック11に把持されたワークWに回転が与えられる。一方、タレット装置4は、旋回割出しによって加工内容に応じて所定の工具が選択され、その工具がZ軸駆動装置5およびX軸駆動装置6の駆動により、加工軸方向であるZ軸およびX軸に移動し、回転するワークWに当てられて所定の加工が行われる。
こうした工作機械1は、様々なワークWに対する加工が行われるため、ワークWによって主軸チャック11の段替えが必要になる。主軸チャック11は、主軸に対してボルトによって固定されるが、その締め付け方向が主軸の回転軸Oと平行であるため、そのままでは主軸チャック11を着脱する際に回転自在な主軸が回ってしまい、作業者の力がボルトに伝わらない。そこで、主軸チャック11の着脱時には主軸の回転を止める必要があるが、前述したように、工具を使用して作業者が直接行う回り止めは、片方の手が使えなくなってしまい作業性が悪く、そのほか機内にブラケットを設けるような改良は、加工室10内に余分な構造物が付加されることにより切屑が絡まるなどの不具合が生じる。
本実施形態の工作機械1では、こうした点に鑑みて、従来の工作機械に一部改良が加えられたものであり、特に、狭い加工室10内に新たな部材を付加することのないように構成されたものである。ここで、図2及び図3は、主軸チャック11の取付部分を一部断面で示した側面図であり、図4は、主軸の回り止め構造を示した正面図である。また、図5は、主軸チャック11の取付部分を一部断面で示した改良前の側面図である。
主軸装置3は、装置本体18の内部に主軸21が回転自在に支持され、その主軸21に対して同軸上に取り付けられた主軸チャック11が、装置本体18の壁面181から加工室10内に突き出るようにして設けられている。なお、図面上の主軸21は省略して表現されている。そして、主軸チャック11は、主軸21の先端面にアダプタ22を介してチャック装置23が固定される。すなわち、主軸21には連結ボルト31によって円形のアダプタ22が固定され、そのアダプタ22に対して連結ボルト32によってチャック装置23が固定される。
アダプタ22は、従来例に比べて直径が大きく形成されている。図5に示すように、従来のアダプタ101は、チャック装置23とほぼ同じ寸法の外径で形成され、主軸21との間には異物進入防止カバー102が径方向に張り出すようにして設けられている。異物進入防止カバー102は、加工室10内で発生した切粉や、加工時に使用されたクーラントなどの侵入を防止するものである。その異物進入防止カバー102は、所定の厚みがあり径方向に幅を持ったリング形状であり、装置本体18に面する内側には円周状に溝111が形成されている。
異物進入防止カバー102は、主軸21の先端部分に形成された段差部分に嵌め合わされ、主軸21に固定されたアダプタ101によって挟み込まれるようにして取り付けられる。こうした組み付け時の異物進入防止カバー102は、装置本体18のうち加工室10に面する鉛直な壁面181に対して僅かな隙間を空けて配置され、溝111の空間には装置本体18に形成されたエア流路183から圧縮エアが送り込まれるようになっている。
一方、本実施形態の工作機械1は、従来のアダプタ101よりも外径寸法を大きくしたアダプタ22が設けられている。アダプタ22は、外径寸法を大きくすることにより外周部分221が形成され、その部分が軸方向に見て装置本体18の壁面181と重なるようになっている。そして、外周部分221には装置本体18側に面する内側に周方向に溝222が形成され、異物進入防止カバー102の機能を果たすよう構成されている。また、本実施形態のアダプタ22には、外周部分221に3つの切欠部223が周方向に等間隔で形成されている。
その切欠部223は、図4に示すように、アダプタ22の外周面側から回転軸Oに向けて凹むように形成され、外周部分221の厚さ方向(回転軸O方向)には貫通している。そして、装置本体18の壁面181には、主軸チャック11の回転によって移動する切欠部223の回転軌道上に一つのネジ穴185が形成されている。ネジ穴185は1箇所だけであり、本実施形態では回転軸Oの真上に形成されている。ただし、ネジ穴185の位置は特に限定されるものではない。また、切欠部223は、回転するアダプタ22つまりチャック装置23のバランスをとるため周方向に複数個所に形成されるが、3箇所に限らず等間隔であれば2箇所あるいはそれ以上であってもよい。
ネジ穴185は、切欠部223の一つを通したストッパボルト25を螺合させるためのものである。ネジ穴185に締め込まれたストッパボルト25は、図3に示すように、壁面181に対して直交する回転軸O方向に突き立てられる。よって、ストッパボルト25が切欠部223を通して装置本体18に取り付けられることにより、アダプタ22の回転を拘束する回り止め手段となる。
工作機械1の主軸装置3は、前述したように軸21とアダプタ22とが連結ボルト31によって締結され、アダプタ22とチャック装置23とが連結ボルト32によって締結される。段替えでは、この連結ボルト31,32を緩めたり締め付けたりする作業が行われる。そして、段替え作業中は、工作機械1の電源が切られて主軸23の回転が自由になっている。そこで、アダプタ22は、一つの切欠部223がネジ穴185に重なるように位置合わせが行われ、その切欠部223を通したストッパボルト25がネジ穴185に締め込まれる。これによりアダプタ22は、ストッパボルト25を介して装置本体18に拘束される。すなわち、アダプタ22は、主軸21とともに回転が制限される。
よって、段替え作業において、主軸21との連結ボルト31を緩めたり締め付けたりする場合、アダプタ22が回り止めされていることにより、作業者は安定した状態で作業を行うことができる。このことは、作業者がチャック装置23をアダプタ22にボルト締めし、或いは取り外す場合でも同じである。そして、段替え終了後はストッパボルト25が取り外され、加工室10内には余分な部材が何も残らない。また、ワークWの加工中はネジ穴185の前をアダプタ22が高速回転して塞ぎ、溝111には圧縮エアが送り込まれている。そのため、ネジ穴185や切欠部223に対し、ワークWの加工によって発生する切粉や切屑などの侵入が防止され、詰まるようなこともない。
本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、異物進入防止カバー部の溝222がアダプタ22の外周部分221に形成されているが、溝222に対応する構成を装置本体18の壁面181に形成してもよい。
また、前記実施形態では、ストッパボルト25を通す切欠部223がアダプタ22の外周面側から回転軸Oに向けて凹んだ形状であるが、回転軸O方向にあけられた貫通孔であってもよい。
例えば、前記実施形態では、異物進入防止カバー部の溝222がアダプタ22の外周部分221に形成されているが、溝222に対応する構成を装置本体18の壁面181に形成してもよい。
また、前記実施形態では、ストッパボルト25を通す切欠部223がアダプタ22の外周面側から回転軸Oに向けて凹んだ形状であるが、回転軸O方向にあけられた貫通孔であってもよい。
1…工作機械 3…主軸装置 4…タレット装置 5…Z軸駆動装置 6…X軸駆動装置 7…制御装置 10…加工室 11…主軸チャック 18…装置本体 21…主軸 22…アダプタ 25…ストッパボルト 31,32…連結ボルト 185…ネジ穴 223…切欠部
Claims (2)
- 主軸チャックによって把持したワークを回転させる主軸装置と、前記主軸装置のワークに対して工具を加工軸方向に移動させる駆動装置と、前記主軸装置と前記駆動装置の駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記主軸装置は、前記主軸チャックの外周部分に複数の切欠部が周方向に等間隔で形成され、前記主軸チャックが位置する装置本体側面に対して前記切欠部の回転軌道上にネジ穴が形成され、前記切欠部を通したボルトを前記ネジ穴に螺合する回り止め手段が設けられた工作機械。 - 前記主軸装置は、前記装置本体側面に接近して配置され、装置本体内の主軸側回転体と前記主軸チャックとを連結させるアダプタの円周部分に前記複数の切欠部が形成され、前記アダプタの外周部分には異物進入防止カバー部が形成されたものである請求項1に記載の工作機械。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/029435 WO2021019605A1 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 工作機械 |
JP2021536451A JP7324848B2 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/029435 WO2021019605A1 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 工作機械 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021019605A1 true WO2021019605A1 (ja) | 2021-02-04 |
Family
ID=74230268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/029435 WO2021019605A1 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 工作機械 |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JP7324848B2 (ja) |
WO (1) | WO2021019605A1 (ja) |
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2019
- 2019-07-26 WO PCT/JP2019/029435 patent/WO2021019605A1/ja active Application Filing
- 2019-07-26 JP JP2021536451A patent/JP7324848B2/ja active Active
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