JP2004106081A - Tool unit for machining center - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンター、即ち、自動工具交換装置を備えた数値制御工作機に関し、特にそのツールユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のツールユニットは、ハウジングにツールホルダを回転自在に取り付け、該ツールホルダの後部側にマシニングセンターの主軸に着脱可能に連結されるシャンクを取り付け、前部側に所定のカッターを一体的に取り付けてなるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、カッターが常時ツールホルダに一体的に取り付けられていたため、デファレンシャルケースのように、内部に大径のギア室を有し、前後壁にギア室と連通する軸孔を上部に該ギヤ室と連通する窓孔を有するものにあっては、上記軸孔の内端面を加工することができなかった。このため、従来は、スピンドルに連結されて前後の軸孔に挿通されるアーバーと、カッターを上部の窓孔からギア室に挿入して上記アーバーに嵌合係止させるカッター供給装置とを有する専用機を設け、該専用機により上記軸孔の内端面を加工するようにしていた。本発明は、上記のような対象物をマシニングセンターにより加工できるようにしたマシニングセンター用ツールユニットを得ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項1にかかる発明は、ハウジングにツールホルダを回転のみ自在に設け、該ツールホルダの後部にマシニングセンターの主軸に着脱可能に連結されるシャンクを、前部にカッターと係脱可能のアーバーをそれぞれ設け、前記ハウジングに半径方向外方に突出するアームを設け、該アームに前記アーバーと平行するガイドを前方に向けて突出固定し、該ガイドに前記アームと平行するカッターサポートを前後摺動可能に設けるとともに、該カッターサポートを前方に向けて移動付勢する弾性体を設け、前記カッターサポートの端部に前記アーバーの前方にてこれと同軸に対面するカッターを回転自在に設ける構成にしたものである。
また、請求項2に係る発明は、上記アーバーに半径方向に出没可能の係合体を設け、前記アーバーの軸心部に軸方向に移動して前記係合体を半径方向に移動させるクラッチ装置を設けるようにしたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図面において、図1は本発明の第1実施例を示す要部断面側面図、図2は図1の平面図、図3は図1の左側面図、図4は本発明によるツールユニットのセット状態を示す一部断面側面図、図5は加工状態を示す要部断面側面図、図6は本発明の第2実施例を示すカッター取付け状態の断面側面図、図7は本発明の第3実施例を示す加工状態の要部断面側面図である。
【0006】
図1において、1はツールユニット、2はそのハウジングである。このハウジング2にツールホルダ3を前後(図1において左右)軸線を中心として回転自在に取り付ける。該ツールホルダ3は、ベアリング(テーパーローラベアリング)6を介して前後動不能にかつ回転自在に取り付け、その後端は後方(図1において右方)に突出させるとともに、該突出部を後方に向かってテーパー状に縮小するシャンク4とする。このシャンク4はマシニングセンター本機15の主軸16(図4)に着脱可能に嵌合係止するようになっている。上記ツールホルダ3の前部にアーバー5を同軸に取り付ける。該アーバー5はハウジング2から前方に突出し、その前部にカッター11と係脱可能なドライブ軸(スプライン軸)5aを有する。
【0007】
上記ハウジング2は、半径方向上方に突出するアーム7を一体に有し、該アーム7の上端部に上記アーバー5と平行する軸状のガイドバー(ガイド)8を前方に向けて突出固定する。該ガイドバー8は、図2に示すように、左右一対からなり、該ガイドバー8にガイドブッシュ9を介してカッターサポート10を前後摺動可能にかつ回転不能に取り付ける。なお、上記ガイドバー8は一本のリニアガイドとしてもよい。上記カッターサポート10はアーム7と平行する下方に延出させ、その下端部に形成した保持孔10aによりカッター11を回転可能に支持する。該カッター11は軸心部にアーバー5のドライブ軸5aと係脱可能なドライブ孔(スプライン孔)11aを有する筒状に形成され、前端側に切削用の刃物(図示省略)を有する。上記カッター11の外周に小径の保持溝11bを形成し、該保持溝11bを上記カッターサポート10の保持孔10aに回転可能に嵌合させるとともに、該カッター11を上記アーバー5の前方にてこれと同軸に対面させる。
【0008】
上記各ガイドバー8にリターンスプリング(弾性体)13を予圧縮して遊嵌させ、その前後端を上記ガイドブッシュ9とアーム7とに圧接させ、該リターンスプリング13の反力で上記カッターサポート10をガイドバー8の前部側に移動付勢する。これにより、初期時にはカッターサポート10に取り付けたカッター11がアーバー5の前端に対して所定の間隙(ア)を保持するようにする。なお、図1において、12はアーム7の後面側に取り付けた回り止めピン、14はガイドバー8の前端に取り付けてガイドブッシュ9の抜けを阻止するストッパーである。
【0009】
次に上記実施例の使用態様について説明する。まず、前述したツールユニット1をマシニングセンターの自動工具交換装置(図示省略)に取り付けておく。この状態で、図4に示すように、マシニングセンター本機15のワーク取付け治具17にデファレンシャルケース(加工品)20を、そのフランジ部20bを介して取り付け、上記自動工具交換装置を作動させて上記ツールユニット1をマシニングセンター本機15の主軸16に取り付ける。即ち、ツールユニット1に支持されたカッター11がガイドバー8の前端部に移動された状態を前後方向の基準位置、つまりデファレンシャルケース20のギヤ収容室20aの左右中心位置となる基準位置とし、この状態で図4の仮想線位置から降下させ、同図の実線で示すように上記カッター11をデファレンシャルケース20の上部軸孔20eからギヤ収容室20aに嵌合させるとともに、該カッター11を主軸16と同軸位置に位置決めする。
【0010】
この場合、ツールユニット1のアーバー5は上記カッター11に対して後方に位置して両者間に間隙(ア)が存在しているため、該アーバー5は上記カッター11と共に下方に移動して上記主軸16と同軸位置に位置することになる。この状態で、主軸16を前進させると、図5に示すように、該主軸16がツールユニット1のシャンク4に嵌合係止するとともに、該主軸16を支持するクイル18の前端に形成した止め孔がツールユニット1の回り止めピン12に嵌合し、該ツールユニット1を回り止めする。
【0011】
この状態で上記主軸16がさらに前進すると、図5に示すように、ツールユニット1が前進され、そのアーバー5がデファレンシャルケース20の前後の軸孔20c,20dに嵌合するとともに、上記カッター11にスプライン嵌合することになる。この場合、カッター11がデファレンシャルケース20の前部の軸孔20cに衝突し、該カッター11及びツールユニット1のカッターサポート10はその前進が阻止され、リターンスプリング13は圧縮されることになる。
【0012】
この状態で主軸16を回転させると、上記カッター11がアーバー5を介して回転され、上記前部の軸孔20cの内端を切削加工することになる。この場合、上記リターンスプリング13による圧縮力は弱く設定されており、上記カッター11の前方への切込み送りは主軸16の前進量によって行われるようになっている。
【0013】
上記前部の軸孔20cの内端の加工が完了すると、上記主軸16の回転が停止されるとともに後方の初期位置に移動される。これにより、図4の実線で示すように、上記ツールユニット1が主軸16から離脱されるとともに、上記リターンスプリング13の反力でツールユニット1のハウジング2がカッターサポート10に対して後方に移動されて該ツールユニット1が初期状態となる。そして、前述した自動工具交換装置によって上記ツールユニット1を図4の仮想線で示すように、上方に移動させてデファレンシャルケース20から離脱させる。
【0014】
次いで上記デファレンシャルケース20を前後反転させ、上記自動工具交換装置及び主軸16を前述と同様に動作させて該デファレンシャルケース20の後部側の軸孔20dの内端を加工する。
【0015】
図6は本発明の第2実施例を示す。このものは、前述したツールユニットにカッターと係脱するクラッチ装置を設けたものである。図6において、1はツールユニット、3はそのツールホルダ、22は該ツールホルダ3に設けたクラッチ装置(ボールクラッチ装置)である。このクラッチ装置22は以下の如くなっている。即ち、ツールホルダ3の軸心部に後部から前部に向かって段状に小径にかつ一体に形成したピストン23、第1ロッド24、及び第2ロッド25を前後摺動可能に嵌合させる。
【0016】
上記第2ロッド25の前部外周に環状かつ断面円弧状のカム溝(カム面)26を前後に所定の間隔をおいて2個形成し、また、アーバー5の前部外周に上記各カム溝26に対面する窓孔(符号省略)を円周方向に複数個形成し、各窓孔にボール(係合体)27を半径方向移動可能に収容する。また、カッター11の内周の前後端部に上記各カム溝26と対応する浅い係合溝(符号省略)を形成する。なお、上記第2ロッド25の外周に形成するカム溝26、及びカッター11の内周に形成する係合溝は、半球状あるいは円錐状の凹部とし、該凹部を円周方向に所定ピッチで形成するようにしてもよい。上記第1ロッド24を収容するロッド室の外周にクラッチばね28を収容し、該クラッチばね28の反力によって上記ピストン23、従って第2ロッド25を後方に押圧付勢する。
【0017】
この場合、上記クラッチばね28によって第2ロッド25が後方(図6において右方)に押圧移動された際には、図6で示すようにカム溝26がボール27に対して右方に移動し、該ボール27をアーバー5の外周から突出させる、即ちクラッチ装置22がオン作動するようにする。これにより、アーバー5がカッター11に嵌合した際に該カッター11をアーバー5に一体的に係合させるようにする。
【0018】
また、シャンク4の軸心部に油路30を形成する。該油路30は、前端を上記ピストン23を収容するシリンダ室29の後部側に連通させ、後端をシャンク4の後面に開口させる。上記油路30は、前述した主軸16の軸心部に形成した供給油路(図示省略)に接続されるようになっており、該供給油路は切換弁を介して油圧ポンプ(共に図示省略)に接続される。これにより、油圧ポンプからシャンク4側の油路に油が供給された際には、その油圧によって上記ピストン23をクラッチばね28の弾性力に抗して前方に移動させ、第2ロッド25のカム溝26をボール27位置と合致させ、該ボール27がカム溝26に嵌合できるようにしてクラッチ装置22をオフ作動させる。
【0019】
上記ツールホルダ3及び第2ロッド25に検出用の第1エア通路31、第2エア通路32を形成する。第1エア通路31は、その中間部31aがツールホルダ3の外周を軸方向に延び、その後部31bがシャンク4の外周部を通過して該シャンク4のテーパー面に開口し、前部31cが径方向に延びてその先端がツールホルダ3外周面から外部に開口する。また、上記第2ロッド25側の第2エア通路32は径方向に貫通させる。
【0020】
上記第2エア通路32の前後の位置は、第2ロッド25の前進、即ちクラッチ装置22のオフ時に上記第1エア通路31の前部31cの軸心部と合致し、該第1エア通路31のエアの流通を許容し、第2ロッド25の後進、即ちクラッチ装置22のオン時に上記前部31cの軸心部に対して前進(図6の状態)し、上記第1エア通路31を遮断する位置とする。これにより、クラッチ装置22のオン・オフを検知するようにする。なお、その他は前述した第1実施例と略同様の構造となっている。
【0021】
上記第2実施例によれば、クラッチ装置22により、アーバー5に嵌合したカッター11を該アーバー5に一体的に結合するようにしたので、デファレンシャルケース20の前部の軸孔20cの加工、及び後部の軸孔20dの加工を主軸16を前後に移動制御することによって行うことができ、デファレンシャルケース20の向きを換える必要がなくなり、前後の軸孔内面の加工が短時間で行えることになる。
【0022】
図7は第3実施例を示す。図7において、5はアーバーであり、該アーバー5は、カッター11の幅よりも若干短くするとともに、その基部(後部)にコーン状のカッター受け部5bを形成する。一方、マシニングセンター本機15側の主軸16の前方にシリンダによって前後方向に移動される押しロッド35を配置し、該押しロッド35の後端部にコーン状のカッター押し部35aを形成する。また、カッター11の嵌合孔の前後端部をテーパー孔にする。
【0023】
そして、上記アーバー5がカッター11に嵌合した時点で上記押しロッド35を後方(図において右方)に移動させてそのカッター押し部35aをカッター11の前端部のテーパー孔に嵌合させて該カッター11を所定の力で後方に押圧付勢し、カッター押し部35aと上記カッター受け部5bとでカッター11を挟圧保持する。この状態で主軸16を回転させるとともに、前後方向に移動制御してデファレンシャルケース20の前部の軸孔20cの加工、及び後部の軸孔20dの加工を行う。その他は前述した第1実施例と略同様の構造となっている。
【0024】
上記上記第3実施例によれば、押しロッド35により、アーバー5に嵌合したカッター11を該アーバー5に一体的に結合させるようにしたので、第2実施例と同様にデファレンシャルケース20の向きを換えることなく前後の軸孔内面の加工を行うことができる。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明の請求項1に係る発明は、初期時にカッターをアーバーに対して軸方向に離間付勢し、この状態でマシニングセンターの主軸に取付け、その後該主軸の軸方向移動によって上記カッターをアーバーと連結させるようにしたので、デファレンシャルケースのように、軸孔がT形に交叉してギア室に連通する軸孔の内面加工をマシニングセンターにより容易に加工することができ、マシニングセンターによる加工対象物の範囲を拡大することができる。
また、請求項2に係る発明は、上記主軸の軸方向移動によってカッターとアーバーとを互いに嵌合させた後、両者をクラッチ装置によって一体的に結合するようにしたので、ワークの向きを換えることなく軸方向に対面する軸孔の内面加工を行うことができ、該加工が短時間で行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す要部断面側面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図1の左側面図である。
【図4】本発明によるツールユニットのセット状態を示す一部断面側面図である。
【図5】加工状態を示す要部断面側面図である。
【図6】本発明の第2実施例を示すカッター取付け状態の断面側面図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す加工状態の要部断面側面図である。
【符号の説明】
1 ツールユニット
2 ハウジング
3 ツールホルダ
4 シャンク
5 アーバー
5a ドライブ軸
5b カッター受け部
6 テーパーローラベアリング
7 アーム
8 ガイドバー(ガイド)
9 ガイドブッシュ
10 カッターサポート
10a 保持孔
11 カッター
11a ドライブ孔
11b 保持溝
12 回り止めピン
13 リターンスプリング(弾性体)
14 ストッパー
15 マシニングセンター
16 主軸
17 ワーク取付け治具
18 クイル
20 デファレンシャルケース
20a ギヤ室
20b フランジ部
20c 前部軸孔
20d 後部軸孔
20e 上部軸孔
22 クラッチ装置
23 ピストン
24 第1ロッド
25 第2ロッド
26 カム溝(カム面)
27 ボール(係合体)
28 クラッチばね
29 シリンダ室
30 油路
31 第1エア通路
31a 中間部
31b 後部
31c 前部
32 第2エア通路
35 押しロッド
35a カッター押し部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a machining center, that is, a numerically controlled machine tool provided with an automatic tool changer, and more particularly to a tool unit thereof.
[0002]
[Prior art]
In a conventional tool unit, a tool holder is rotatably mounted on a housing, a shank detachably connected to a main shaft of a machining center is mounted on a rear side of the tool holder, and a predetermined cutter is integrally mounted on a front side. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional cutter described above has the cutter always attached integrally to the tool holder, it has a large-diameter gear chamber inside like a differential case, and the upper and lower walls have shaft holes communicating with the gear chamber on the front and rear walls. In the case of the one having the window hole communicating with the gear chamber, the inner end face of the shaft hole could not be machined. For this reason, conventionally, a dedicated arbor that is connected to a spindle and inserted into the front and rear shaft holes, and a cutter supply device that inserts a cutter into a gear chamber through an upper window hole and fits and locks the arbor. A machine is provided, and the inner end face of the shaft hole is machined by the dedicated machine. An object of the present invention is to provide a machining center tool unit that can process the above-mentioned object by a machining center.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured as follows to achieve the above object. In other words, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, the arbor is provided with an engaging member which can be moved in and out in a radial direction, and a clutch device for moving the engaging member in the axial direction by moving the engaging member in the axial direction is provided at the axis of the arbor. It is like that.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a sectional side view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a left side view of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a sectional side view of a main part showing a processing state, FIG. 6 is a sectional side view of a cutter mounted state showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a third side view of the present invention. It is a principal part sectional side view of the processing state which shows an Example.
[0006]
In FIG. 1, 1 is a tool unit, and 2 is a housing thereof. A
[0007]
The
[0008]
A return spring (elastic body) 13 is pre-compressed and loosely fitted to each of the
[0009]
Next, the usage of the above embodiment will be described. First, the
[0010]
In this case, the
[0011]
When the
[0012]
When the
[0013]
When the machining of the inner end of the
[0014]
Next, the
[0015]
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In this apparatus, the above-described tool unit is provided with a clutch device that is engaged with and disengaged from a cutter. In FIG. 6, 1 is a tool unit, 3 is a tool holder thereof, and 22 is a clutch device (ball clutch device) provided in the
[0016]
Two annular cam grooves (cam surfaces) 26 having an arc-shaped cross section are formed on the front outer periphery of the
[0017]
In this case, when the
[0018]
Further, an
[0019]
A
[0020]
The front and rear positions of the
[0021]
According to the second embodiment, since the
[0022]
FIG. 7 shows a third embodiment. In FIG. 7,
[0023]
When the
[0024]
According to the third embodiment, the
[0025]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the invention according to
Further, in the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional side view of a main part showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of FIG.
FIG. 3 is a left side view of FIG.
FIG. 4 is a partially sectional side view showing a set state of a tool unit according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional side view of a main part showing a processing state.
FIG. 6 is a sectional side view showing a second embodiment of the present invention in a state where a cutter is mounted.
FIG. 7 is a cross-sectional side view of a main part of a processing state according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
9 guide
14
27 Ball (engagement body)
28
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-
2002
- 2002-09-17 JP JP2002269446A patent/JP4193972B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109848742A (en) * | 2019-04-01 | 2019-06-07 | 朱爱军 | A kind of processing tool of automatic diminution damping block casting shape position error |
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