JP2005177917A - ボーリングバーマガジンを有する工作機械およびボーリングバーマガジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 工作機械1は、基体と、ボーリングバー2を保持可能に基体に設けられ、主軸軸線と平行な第1の方向とこれに直交する第2の方向に移動可能な刃物台9と、主軸台とは反対側に位置し、ボーリングバーを収納可能で且つ旋回割出し動作可能なボーリングバーマガジン10とを備えている。刃物台を移動させることにより、割出し位置P1で刃物台とボーリングバーマガジンとの間でボーリングバーを交換する。
【選択図】 図4
Description
ところが、ボーリングバー搬送装置はY軸方向には移動しないので、刃物台は、X,Zの二軸方向に加えて、Y軸方向にも移動する必要があった。その結果、刃物台をY軸方向に移動させるための構成が必須になるので、工作機械全体が複雑になるという課題があった。
また、ボーリングバー搬送装置がY軸方向に並設されているので、収納可能なボーリングバーの本数を増やすことができないという課題もあった。
ところが、主軸台にはモータなど発熱源があるので、主軸台で発生した熱が工具収納装置に伝わって、工具収納装置に収納されている工具を熱変形させる恐れがあった。一方、旋盤で加工中に工具収納装置を動作させると、この工具収納装置の振動が主軸台に伝わって、加工精度の低下などの悪影響が発生する恐れもあった。
さらに、工具収納装置が主軸台の上に位置しているので、主軸台のモータ,プーリ,仕切り板などが邪魔になって、旋盤の前方から手を伸ばして操作やメンテナンス作業などを行うわけにはいかず、オペレータの負担が大きかった。
しかしながら、この従来技術では、クランプ用部品を必要とするので、刃物台の中心からホルダの中心軸線までの寸法が長くなってしまう。その結果、ボーリングバーで旋削加工するとき、加工位置にかかる力によるモーメントが大きくなって、クランプ・アンクランプ機構の付近に大きな応力がかかるという課題があった。また、刃物台とホルダ全体の剛性が低下する傾向もあった。
前記ボーリングバーのホルダは、前記刃物台に設けられたボーリングバー装着部に装着されてクランプ・アンクランプ機構によりクランプ,アンクランプ可能であり、このクランプ・アンクランプ機構は、前記ホルダに形成されこのホルダの中心軸線と平行な方向にそれぞれ延びるホルダ側テーパ面およびこのホルダ側テーパ面と連続するホルダ側平面状端面と、前記刃物台の前記ボーリングバー装着部に形成されこの刃物台の中心軸線と平行な方向にそれぞれ延びる刃物台側テーパ面およびこの刃物台側テーパ面と連続する刃物台側平面状端面と、前記ボーリングバー装着部に設けられて制御されるシリンダ部とを備え、このシリンダ部のピストンで直接前記ホルダを押圧することにより、前記ホルダ側平面状端面と前記ホルダ側テーパ面を前記刃物台側平面状端面と前記刃物台側テーパ面にそれぞれ押し付けて、前記ホルダを前記刃物台にクランプするように構成するのが好ましい。
前記ホルダには、その一方側から前記ボーリングバーの本体を任意の第1の挿入深さ寸法だけ挿入して嵌合するボーリングバー用嵌合孔が長手方向に貫通形成され、このボーリングバー用嵌合孔に挿入された前記ボーリングバー本体は、前記ホルダに設けられる締結部材により位置決め固定可能であり、前記ホルダの他方側には、前記ボーリングバー用嵌合孔を塞ぎ且つ内部に切削油剤供給用流路が形成された蓋部材を取付け、この蓋部材には、前記切削油剤供給用流路と連通するノズル用嵌合孔が形成された突出部材を設けるとともに、前記ボーリングバー本体の端部には、前記ノズル用嵌合孔に任意の第2の挿入深さ寸法だけ挿入して嵌合するノズルを取付け、切削油剤が、前記蓋部材の前記切削油剤供給用流路から前記突出部材の前記ノズル用嵌合孔,前記ノズルおよび前記ボーリングバー本体の内部流路を流れて前記ボーリングバーから噴出するように構成するのが好ましい。
前記ボーリングバーマガジンは、ボーリングバー交換位置と退避位置との間を前記第1の方向に移動動作するのが好ましい。
たとえば、前記工作機械は複合加工機であり、前記刃物台は、前記ボーリングバーの他に回転工具を取付け可能で且つ前記第1の方向および前記第2の方向に対してそれぞれ直交する第3の方向にも移動可能でありさらにこの第3の方向の軸線まわりに旋回可能である。本発明にかかるボーリングバーマガジンは、前記工作機械に使用される。
工作機械は、チャックで把持された工作物に対して刃物台のボーリングバーを少なくとも二方向に移動させて旋削加工を行う。また、刃物台を移動させることにより、割出し位置で、刃物台とボーリングバーマガジンとの間でボーリングバーを交換する。
こうして、ボーリングバーマガジンを主軸台から離れた位置に配置して、両者の間で熱や振動などの影響を遮断し且つボーリングバーマガジンに対する操作やメンテナンス作業などを容易にしている。
このような工作機械として、下記の実施例では複合加工機の場合を示しているが、刃物台がほぼ水平方向(Z軸方向)と上下方向(X軸方向)の二方向のみに移動可能な構成の通常の旋盤やターニングセンタなどであってもよい。刃物台が二方向(Z軸方向,X軸方向)のみに移動可能な場合には、工作機械全体の構成を簡素にすることができる。
図1ないし図22は本発明の一実施例を示す図で、図1,図2,図3は、それぞれ工作機械の概略斜視図,正面図,右側面断面図、図4は図3の部分拡大断面図である。図5,図6は、それぞれボーリングバーマガジンの左側面図,斜視図、図7は図6の部分拡大斜視図、図8は図7の部分拡大斜視図、図9は、ボーリングバーマガジンを下方から見たときの部分拡大斜視図、図10はボーリングバーマガジンの断面図である。
図11,図12は、それぞれ刃物台の斜視図、図13,図14は、それぞれ図11,図12の部分拡大斜視図、図15,図16は、それぞれボーリングバーを取外した状態の部分拡大斜視図である。図17,図18は、クランプ・アンクランプ機構の断面図である。図17はアンクランプ状態を示しており、図18はクランプ状態を示している。
ボーリングバー2は、通常のボーリングバーまたはロングボーリングバーであり、工作物3は、たとえば棒状工作物である。「ボーリング加工以外の各種加工」とは、たとえば、外径加工,ドリル加工,内径加工,内径ねじ加工などの旋削加工や、回転工具による外径フライス加工,外径穴加工,ボールエンドミル加工,斜め穴加工などのミーリング加工のことである。
主軸台8は、工作機械1の左右方向の一方側(ここでは、左側)に位置して基体6に設けられ、主軸7を回転可能に支持している。主軸7の軸線CL1と平行な方向をZ軸方向(第1の方向で、ここでは左右方向)とする。なお、主軸7の軸線CL1が水平方向から所定角度傾斜した場合も、「主軸軸線がほぼ水平方向を向いている場合」に含まれるものとする。
刃物台9は、少なくともボーリングバー2を保持可能に基体6に設けられ、Z軸方向と、このZ軸方向と直交するX軸方向(第2の方向で、ここでは傾斜した上下方向)の少なくとも二方向に移動可能である。
ベッド15には、Z軸方向に移動可能な心押台11が設けられている。なお、この心押台11を配置した位置に、心押台11の代わりに、主軸台8に対向する他の主軸台を設けた場合であってもよい。
マガジン10は、中心軸線CL2を中心として矢印Eに示すように旋回動作を行うことにより、割出し位置P1にボーリングバー2(または、ボーリングバー2を収納する空の部位)を割出すことができる。
工作機械1は、チャック17で把持された工作物3に対して、刃物台9のボーリングバー2を少なくとも二方向(Z軸方向とX軸方向)に移動させて旋削加工を行うことができる。
マガジン10が旋回割出し動作を行うので、刃物台9を移動させることにより割出し位置P1に位置させて、この割出し位置P1で、刃物台9とマガジン10との間でボーリングバー2を交換することができる。
チャック17で把持された工作物3をボーリングバー2または他の工具で加工中に、マガジン10を動作させても、マガジン10の振動は主軸台8には伝わらないので、加工精度が低下する恐れはない。
マガジン10は、操作性のよい場所に配置されているので、オペレータは、マガジン10に対する操作やメンテナンス作業などを容易に行うことができる。
工作機械1は複合加工機なので各種加工を行うが、ボーリングバー2以外の工具で加工するときには、ボーリングバー2を刃物台9から取り外してマガジン10に収納しておけばよいので、ボーリングバー2が加工動作の邪魔にならない。
刃物台9とマガジン10との間でボーリングバー2を交換するときには、マガジン10をボーリングバー交換位置P2に位置させる。これにより、刃物台9が、ボーリングバー2の交換のためにZ軸方向に移動する移動距離が短くなるので、ボーリングバー2の交換時間を短縮することができる。
ボーリングバー2の交換動作以外のときは、マガジン10は退避位置P3に退避している。そのため、工作物3の加工中にマガジン10が邪魔にならないので、刃物台9のZ軸方向の移動ストロークを大きくすることができる。
工作物3の加工が終了するまで待たなくても、刃物台9による加工中に、オペレータは、退避位置P3でマガジン10の段取り作業を行うことができ、作業能率が向上する。
その結果、刃物台9は直交3軸方向(X軸方向,Y軸方向,Z軸方向)に移動可能である。さらに、刃物台9は、矢印Bに示すように、Y軸方向の軸線CL3まわりに旋回可能なので、工作機械1はB軸を有していることになる。
したがって、刃物台9に回転工具を取付けてこれを回転させ、チャック17に把持された工作物3を非回転状態にすれば、マシニングセンタと同じようにして工作物3を切削加工することができる。刃物台9がB軸を有して旋回可能なので、工作物3に対して斜め穴加工などを行うこともできる。
このように、工作機械1は、ボーリングマシンの機能に加えて、通常の旋盤の機能とマシニングセンタの機能も有しているので、チャック17で工作物3を把持した状態で多種類の加工を行うことができ、素材ワークから完成品までの一貫加工ができる。
マガジン10は、ボーリングバー交換位置P2ではマガジン10の一部または全部が加工領域25の内部に位置し、退避位置P3では加工領域25の外部に位置する。
ベッド15には、一対の平行なZ軸用ガイドレール34がZ軸方向に設けられている。サドル24には、スライド本体が固定されている。Z軸用ガイドレール34とこのスライド本体は、直動転がり案内を構成している。サドル24は、Z軸用ガイドレール34に沿ってZ軸方向に移動可能に配置されている。
二本のZ軸用ガイドレール34の間には、Z軸用のボールねじのねじ軸が、Z軸用ガイドレール34と平行に配置されている。ねじ軸には、サドル24に固定されたボールナットがねじ込まれている。基体6にはZ軸用サーボモータが取付けられている。Z軸用サーボモータは、ねじ軸を正逆方向に回転駆動するようになっている。
Z軸用サーボモータに駆動されてねじ軸が回転すると、ボールナットが固定されているサドル24が、一対のZ軸用ガイドレール34に案内支持されてZ軸方向に往復移動する。サドル24,コラム28および刃物台9を含む移動体29の移動動作が、工作物3とマガジン10に対する刃物台9のZ軸方向の移動となる。
二本のYa軸用ガイドレールの間には、Ya軸用のボールねじのねじ軸が、Ya軸用ガイドレールと平行に配置されている。ねじ軸には、コラム28に固定されたボールナットがねじ込まれている。基体6にはYa軸用サーボモータが取付けられている。Ya軸用サーボモータは、ねじ軸を正逆方向に回転駆動するようになっている。
Ya軸用サーボモータに駆動されてねじ軸が回転すると、ボールナットが固定されているコラム28が、一対のYa軸用ガイドレールに案内支持されてYa軸方向に往復移動する。
刃物台9にはスライド本体が固定されている。X軸用ガイドレールとスライド本体は、ボックスウェイを構成している。刃物台9は、X軸用ガイドレールに沿ってX軸方向に移動可能に配置されている。
二本のX軸用ガイドレールの間には、刃物台9をX軸方向に移動させるX軸用送り機構を構成するX軸用のボールねじのねじ軸が、X軸用ガイドレールと平行に配置されている。ねじ軸には、刃物台9に固定されたボールナットがねじ込まれている。
コラム28の上部には、X軸用サーボモータが取付けられている。X軸用サーボモータは、ねじ軸を正逆方向に回転駆動する。X軸用サーボモータに駆動されてねじ軸が回転すれば、ボールナットが固定されている刃物台9が、X軸用ガイドレールに案内支持されてX軸方向に往復移動する。刃物台9の移動動作が、工作物3やマガジン10に対する刃物台9のX軸方向の移動となる。
送り台31には、工具主軸頭32を旋回割出し動作させるためのサーボモータ,ウオームギヤ機構などが設けられている。工具主軸頭32には、この工具主軸頭32に装着された回転工具を回転駆動するための駆動用モータ33が設けられている。
コラム28がサドル24上をYa軸方向に移動する動作と、コラム28に対して刃物台9が相対的にX軸方向に移動する動作とが合成され、その結果、刃物台9はY軸方向にも移動することができる。
ボーリングバー2による旋削加工やボーリングバー2の交換動作の際には、刃物台9のY軸方向への移動動作は必ずしも必要ではない。しかし、工具主軸頭32に回転工具などの工具を取付けて切削加工を行うときには、この工具を直交3軸方向に移動させる必要がある。そのため、この工具による切削加工のときは、刃物台9はY軸方向にも移動する場合がある。
主軸台8には主軸モータが設けられている。主軸台8に回転可能に支持されている主軸7は、チャック17で工作物3を把持した状態で、主軸モータにより回転駆動される。
ボーリングバー2でボーリング加工を行うときには、加工領域25では、チャック17に把持された工作物3を主軸7により所定の回転速度で回転させる。そして、刃物台9の工具主軸頭32に取付けられたボーリングバー2をZ軸方向,X軸方向に相対移動させて、工作物3を旋削加工する。
支持台40の上面には、一対の平行なマガジン用ガイドレール43がZ軸方向に設けられている。基台41にはスライド本体44が固定されている。マガジン用ガイドレール43とスライド本体44は、直動転がり案内を構成している。基台41は、マガジン用ガイドレール43に沿ってZ軸方向に移動可能に配置されている。
二本のマガジン用ガイドレール43の間には、マガジン10をZ軸方向に移動させるマガジン用送り機構を構成するボールねじのねじ軸45が、マガジン用ガイドレール43と平行に配置されている。ねじ軸45には、基台41に固定されたボールナット46がねじ込まれている。
マガジン送り用サーボモータ47に駆動されてねじ軸45が回転すれば、ボールナット46が固定されているマガジン10が、マガジン用ガイドレール43に案内支持されてZ軸方向に往復移動する。これにより、マガジン10は、ボーリングバー交換位置P2と、この位置P2より右方向に後退した退避位置P3との間を、矢印Gに示すようにZ軸方向に移動する。
割出し位置P1には、次に使用する予定のボーリングバー2が割出される。また、割出し位置P1には、刃物台9から使用済みのボーリングバー2(または、刃物台用カバー部材54)を受け取るための空の部位(空の収納部56またはカバー部材用収納部57)が割出される。
ボーリングバー装着部55は、内方が次第に広がったあり溝状の溝部53を有している。溝部53は、刃物台9の中心軸線(ここでは、工具主軸頭32の中心軸線)CL4と平行な方向に延びて、工具主軸頭32に形成されている。
ボーリングバー2は、送り台31ではなく工具主軸頭32で保持されている。したがって、工具主軸頭32のボーリングバー装着部55に装着されたホルダ2bの中心軸線(すなわち、ボーリングバー2の中心軸線)CL6と、工具主軸頭32の中心軸線CL4が、Y軸方向に関して同一の座標位置に位置することになる。すなわち、ボーリングバー2のY軸方向の座標系の原位置と、ボーリングバー2以外の工具(工具主軸頭32の工具装着部に装着される工具)のY軸方向の座標系の原位置とが一致する。
その結果、ボーリングバー2で旋削加工するときは、このときのY軸方向の座標系の原位置を、ボーリングバー2以外の工具で加工するときのY軸方向の座標系の原位置に対して補正する必要がない。よって、刃物台9の移動動作の制御が容易になり、ボーリングバー2による加工動作を制御するプログラムが簡単になる。
これにより、刃物台9をY軸方向に移動させなくても、刃物台9とマガジン10との間でボーリングバー2の交換が可能になる。したがって、ボーリングバー2の交換動作にはY軸方向の制御が不要であり、交換動作を制御するプログラムが簡単になる。
ホルダ2bは、ボーリングバー2の軸線方向に延びた所定形状の筒状をなしている。ホルダ2bは、マガジン本体部42に着脱可能に支持されて収納されるようになっている。
図4ないし図9では、刃物台用カバー部材54がカバー部材用収納部57に収納されている場合を示している。刃物台用カバー部材54は、ボーリングバー2による旋削加工を行わないときに、ボーリングバー装着部55に装着して、このボーリングバー装着部55を塞ぐために使用される。
なお、カバー部材用収納部57が取付けられる平面部56aに、カバー部材用収納部57の代わりに収納部56を形成し、この収納部56にもボーリングバー2を収納するように構成すれば、マガジン本体部42に合計で四本のボーリングバー2を収納することができる。
マガジン本体部42が旋回するので、このマガジン本体部42の径を大きくすれば、さらに多数のボーリングバー2をマガジン10に収納することができる。
ホルダ2bには、押さえ部材58の位置に対応する位置に被係止部59が形成されている。すなわち、一つのホルダ2bには合計4箇所の被係止部59が形成されており、マガジン用カバー部材57にも、同様に4箇所の被係止部59が形成されている。押さえ部材58が被係止部59を係止することにより、各ホルダ2bは両側から押さえ部材58により係止される。
ホルダ2bにおいて、被係止部59とボルト2dが配置された第1の側面部2f側が、マガジン本体部42に係合する。この第1の側面とは180度反対側の第2の側面部2gが、刃物台9のボーリングバー装着部55に装着される。
ホルダ2bが収納部56の段部69に当接してZ軸方向に着座すれば、Z軸方向センサから出力される信号により、刃物台9を含む移動体29のZ軸方向の移動動作が停止する。
保持・保持解除機構60は、マガジン本体部42の内部に設けられ軸線方向に往復移動可能な四本のシャフト61と、シャフト61の移動方向に対して直角方向に移動する四本の移動部材70とを有している。
移動部材70には、複数(ここでは、四つ)の押圧部材63と、一つの突起部64が設けられている。突起部64は移動部材70の先端部に一体的に形成され、押圧部材63は移動部材70に連結されている。移動部材70が移動すると、押圧部材63と突起部64も一緒に移動する。押圧部材63は、外方に移動することにより、ホルダ2bまたは刃物台用カバー部材54を押圧することができる。
移動部材70と押圧部材63と突起部64は、マガジン本体部42の三つの収納部56と一つのカバー部材用収納部57毎に配設されている。押圧部材63と突起部64は、一緒に往復移動して、収納部56とカバー部材用収納部57から前進,後退(退避)する動作を行う。
被押圧部65は被係止部59に隣接して配置されており、凹部66も被押圧部65の近傍に形成されている。この被押圧部65と凹部66の構成は、刃物台用カバー部材54においても同じである。また、刃物台用カバー部材54には、被係止部59aが形成されている。この被係止部59aは、カバー部材用収納部57に形成された係止部71に係合離脱可能に係止されるようになっている。
マガジン本体部42側に設けられたシャフト駆動部67,シャフト61,カム機構62,移動部材70,押圧部材63,突起部64,押さえ部材58と、ホルダ2b側に設けられた被押圧部65,凹部66,被係止部59などとにより、保持・保持解除機構60が構成されている。
押さえ部材58と被係止部59が係合した状態で、押圧部材63が被押圧部65を押圧すれば、被係止部59が押さえ部材58に強く押し付けられて係止される。この状態で、突起部64が凹部66に係合して抜け止めを行っているので、ホルダ2bは、マガジン本体部42から脱落することなく位置決め保持される。これにより、ボーリングバー2は、マガジン本体部42に保持される。
刃物台用カバー部材54の場合には、係止部71と被係止部59aが係合した状態で、押圧部材63が被押圧部65を押圧すれば、被係止部59aが係止部71に強く押し付けられて係止される。この状態で、突起部64が凹部66に係合して抜け止めを行っているので、刃物台用カバー部材54は、カバー部材用収納部57から脱落することなく位置決め保持される。
この状態で刃物台9を右方向に移動させて、ホルダ2bを一つの収納部56の位置まで移動し、段部69によりZ軸方向に着座させて位置決めする。すると、Z軸方向センサ68から出力される信号により、シャフト駆動部67が駆動される。
この収納部56用のシャフト61が左方向(シャフト駆動部67とは反対方向)に移動し、カム機構62と移動部材70を介して、押圧部材63と突起部64が収納部56から外方に突出する。
こうして、保持・保持解除機構60の押圧部材63でホルダ2bの被押圧部65を押圧し、ホルダ2bの被係止部59をマガジン本体部42側の押さえ部材58に押し付けている。これにより、ホルダ2bは収納部56に保持される。
このように、保持・保持解除機構60は、押圧力を使用しているので、引っ張り力によりホルダを保持する従来の構成と比べて、構成が簡素になるとともに大きな保持力を得ることができる。
この変形例の場合には、マガジン本体部42に固定された押圧部材63と、ホルダ2bの被押圧部65とは、ホルダ2bをマガジン本体部42に係合させるときの位置決め用の案内手段の機能を発揮することになる。これと同様に、カバー部材用収納部57に固定された押圧部材63と、刃物台用カバー部材54の被押圧部65とは、刃物台用カバー部材54をカバー部材用収納部57に係合させるときの位置決め用の案内手段の機能を発揮する。
そして、移動部材70の突起部64が、ホルダ2bの凹部66に係合してホルダ2bを押圧する。押さえ部材58と被係止部59が係合した状態で、移動部材70がホルダ2bを押圧すれば、被係止部59が押さえ部材58に強く押し付けられて係止される。その結果、ホルダ2bは、マガジン本体部42に位置決め保持される。これにより、ボーリングバー2はマガジン本体部42に保持される。
一方、刃物台用カバー部材54の場合には、移動部材70の突起部64が、刃物台用カバー部材54の凹部66に係合して刃物台用カバー部材54を押圧する。係止部71と被係止部59aが係合した状態で、移動部材70が刃物台用カバー部材54を押圧すれば、被係止部59aが係止部71に強く押し付けられて係止される。その結果、刃物台用カバー部材54は、カバー部材用収納部57に位置決め保持される。このように、変形例においても本実施例と同様の作用効果を奏する。
クランプ・アンクランプ機構80は、ホルダ側テーパ面81と、ホルダ側テーパ面81と連続するホルダ側平面状端面82とを有している。ホルダ側テーパ面81とホルダ側平面状端面82は、ホルダ2bに形成され、ホルダ2bの中心軸線CL6と平行な方向にそれぞれ延びている。
また、クランプ・アンクランプ機構80は、刃物台側テーパ面83と、刃物台側テーパ面83と連続する刃物台側平面状端面84とを有している。刃物台側テーパ面83と刃物台側平面状端面84は、刃物台9のボーリングバー装着部55に形成され、刃物台9の中心軸線CL4と平行な方向にそれぞれ延びている。
そして、クランプ・アンクランプ機構80は、シリンダ部85のピストン86で直接ホルダ2bを押圧するようになっている。これにより、ホルダ側平面状端面82とホルダ側テーパ面81が、刃物台側平面状端面84と刃物台側テーパ面83にそれぞれ押し付けられて、ホルダ2bが刃物台9にクランプされる。
すなわち、ピストン86で直接的にホルダ2bを押圧しているので、刃物台9の中心軸線CL4とホルダ2bの中心軸線CL6との間の寸法Lが短くなる。その結果、ボーリングバー2で旋削加工するとき、加工位置にかかる力によるモーメントが小さくなるので、ボーリングバー装着部55の付近にかかる応力は小さくなり、また、刃物台9とホルダ2bの全体の剛性が高くなる。クランプ用部品などが不要になるので、クランプ・アンクランプ機構80の構成が簡略化する。
シリンダ部85のシリンダ室88に圧力流体(たとえば、圧力油または圧縮空気)を供給すれば、図18の矢印Kに示すように、ピストン86が、圧縮ばね87のばね力に抗して退避位置からホルダ2b側に前進して、第2の側面部2gを押圧する。
これにより、ホルダ側平面状端面82が刃物台側平面状端面84を押し付けるとともに、ホルダ側テーパ面81が刃物台側テーパ面83を押し付ける。その結果、ホルダ2bは、平面状端面部とテーパ部により二面拘束されるので、高精度に位置決めされて刃物台9にクランプされる。
ダミー用の刃物台用カバー部材54も、ボーリングバー装着部55に装着可能である。そこで、図15,図16は、刃物台用カバー部材54をボーリングバー装着部55に装着した状態を示している。その結果、ボーリングバー装着部55は刃物台用カバー部材54で塞がれるので、ボーリングバー装着部55の内部に切りくずや切削油剤などが侵入する恐れがなくなる。
図19ないし図22に示すように、ホルダ2bには、ボーリングバー用嵌合孔2eが長手方向に貫通形成されている。嵌合孔2eの一方側(ここでは、左側)から、ボーリングバー本体2aを任意の第1の挿入深さ寸法L1だけ挿入して嵌合する。ボーリングバー用嵌合孔2eに挿入されたボーリングバー本体2aは、ホルダ2bに設けられる複数のボルト2dにより位置決め固定される。
ボーリングバー本体2aの端部(ここでは、右側端部)99には、ノズル100がねじ込んで取付けられている。ノズル100は、ノズル用嵌合孔97に任意の第2の挿入深さ寸法L2だけ挿入して嵌合している。
切削油剤101は、蓋部材96の切削油剤供給用流路95から突出部材98のノズル用嵌合孔97,ノズル100およびボーリングバー本体2aの内部流路102を順次流れ、ボーリングバー2から外方に噴出する。
ホルダ2bは、ボルト2dを取付ける位置で割れているので、ボーリングバー用嵌合孔2eの内部は密閉空間になっていない。そのため、ボーリングバー用嵌合孔2e内に直接切削油剤101を供給することはできない。そこで、本実施例のように、蓋部材96,突出部材98,ノズル100を使用することにより、切削油剤101の流れる流路を確保することができる。
そのために、長さ寸法L3の異なる他の突出部材98に交換する場合と、長さ寸法の異なる他のノズル100に交換する場合と、突出部材98とノズル100を交換しないで第1の挿入深さ寸法L1と第2の挿入深さ寸法L2を変化させる場合などがある。
これにより、切削油剤101の流れる流路を確保しながら、ホルダ2bから外方に突出するボーリングバー本体2aの長さ寸法L4を調整することができる。
これに対して、図22では、図20,図21に示す突出部材98と同じ長さ寸法L3の突出部材98を使用し、ボーリングバー本体2aをホルダ2bに浅く挿入している。これにより、第1の挿入深さ寸法L1を小さくしている。
このように、共通のボーリングバー本体2aとホルダ2bを使用して、ボーリングバー本体2aの突出長さ寸法L4を任意に調整することができる。また、ボーリングバー本体2aの長さが異なる種類の場合であっても、共通のホルダ2bを使用することができる。したがって、高価なボーリングバー本体2aとホルダ2bを在庫する場合、これら在庫品の種類と本数を少なくすることができる。
ボーリング加工を行う場合には、ボーリングバー装着部55に装着されたボーリングバー2をZ軸方向と平行な方向に向けて位置させる。チャック17で工作物3を把持した状態で、主軸7を所定の回転速度で回転させる。
そして、刃物台9をZ軸方向とX軸方向に移動させれば、ボーリングバー2により工作物3を旋削加工することができる。このとき、マガジン10は、退避位置P3に退避しているので加工の邪魔にはならない。
刃物台9に保持されたボーリングバー2の中心が、割出し位置P1の中心と同一軸線上で位置するように、刃物台9をX軸方向に移動させる。
マガジン10がボーリングバー交換位置P2に位置決めされた後、刃物台9を含む移動体29を、Z軸方向に沿って右方向に移動させる。やがてホルダ2bがマガジン本体部42の段部69に当接すると、Z軸方向センサが、ホルダ2bのZ軸方向の着座を確認して信号を出力する。これにより、移動体29のZ軸方向の移動動作は停止する。この状態では、ホルダ2bの被係止部59は、マガジン本体部42の押さえ部材58の位置に一致している。
ホルダ2bの被係止部59が押さえ部材58に押し付けられるので、ボーリングバー2は収納部56に位置決め保持される。また、突起部64が、凹部66に係合してホルダ2bの抜け止めをしている。
こうして、ホルダ2bがマガジン本体部42に保持された後、刃物台9のクランプ・アンクランプ機構80を動作させる。すなわち、シリンダ室88への圧力流体の供給を停止し、このシリンダ室88を大気圧に開放する。すると、圧縮ばね87のばね力によりピストン86はホルダ2bから離れるので、それまでクランプされていたホルダ2bはアンクランプ状態になる。
その後、移動体29をZ軸方向に沿って左方向に移動させて、ボーリングバー装着部55をホルダ2bから離す。
次いで、シリンダ室88に圧力流体を供給し、ピストン86でホルダ2bを押圧する。これにより、ホルダ側平面状端面82とホルダ側テーパ面81が刃物台側平面状端面84と刃物台側テーパ面83にそれぞれ押し付けられる。その結果、ホルダ2bが刃物台9にクランプされる。
その後、シャフト駆動部67を駆動し、保持・保持解除機構60を動作させて、押圧部材63と突起部64を退避させる。これにより、ホルダ2bは収納部56から保持解除されて、ボーリングバー2の交換が完了する。
移動体29を左方向に移動させて、刃物台9に保持されたボーリングバー2をマガジン10から分離させれば、ボーリングバー2による次の旋削加工に移行することができる。ボーリングバー2が交換された後、マガジン10は、ボーリングバー交換位置P2から退避位置P3に移動して退避する。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
2 ボーリングバー
2a ボーリングバー本体
2b ホルダ
2d ボルト(締結部材)
2e ボーリングバー用嵌合孔
3 工作物
6 基体
7 主軸
8 主軸台
9 刃物台
10 ボーリングバーマガジン
16 床面
17 チャック
55 ボーリングバー装着部
80 クランプ・アンクランプ機構
81 ホルダ側テーパ面
82 ホルダ側平面状端面
83 刃物台側テーパ面
84 刃物台側平面状端面
85 シリンダ部
86 ピストン
95 切削油剤供給用流路
96 蓋部材
97 ノズル用嵌合孔
98 突出部材
99 端部
100 ノズル
101 切削油剤
102 内部流路
CL1 主軸軸線
CL3 軸線
CL4 刃物台の中心軸線
CL6 ホルダの中心軸線
L1 第1の挿入深さ寸法
L2 第2の挿入深さ寸法
P1 割出し位置
P2 ボーリングバー交換位置
P3 退避位置
X軸方向 第2の方向
Y軸方向 第3の方向
Z軸方向 第1の方向
Claims (6)
- 工作機械の基体と、
床面に対してほぼ水平方向を向いている軸線を有し先端にチャックが設けられた主軸と、
前記工作機械の左右方向の一方側に位置して前記基体に設けられ、前記主軸を回転可能に支持する支持台と、
少なくともボーリングバーを保持可能に前記基体に設けられ、前記主軸軸線と平行な第1の方向とこの第1の方向と直交する第2の方向の少なくとも二方向に移動可能な刃物台と、
前記工作機械の左右方向の他方側に位置して前記基体に設けられ、一つまたは複数の前記ボーリングバーを収納可能で且つ旋回割出し動作可能なボーリングバーマガジンとを備え、
前記チャックで把持された工作物に対して前記刃物台の前記ボーリングバーを前記少なくとも二方向に移動させて旋削加工を行い、
前記刃物台を移動させることにより、割出し位置で前記刃物台と前記ボーリングバーマガジンとの間で前記ボーリングバーを交換するようにしたことを特徴とするボーリングバーマガジンを有する工作機械。 - 前記ボーリングバーのホルダは、前記刃物台に設けられたボーリングバー装着部に装着されてクランプ・アンクランプ機構によりクランプ,アンクランプ可能であり、
このクランプ・アンクランプ機構は、
前記ホルダに形成されこのホルダの中心軸線と平行な方向にそれぞれ延びるホルダ側テーパ面およびこのホルダ側テーパ面と連続するホルダ側平面状端面と、
前記刃物台の前記ボーリングバー装着部に形成されこの刃物台の中心軸線と平行な方向にそれぞれ延びる刃物台側テーパ面およびこの刃物台側テーパ面と連続する刃物台側平面状端面と、
前記ボーリングバー装着部に設けられて制御されるシリンダ部とを備え、
このシリンダ部のピストンで直接前記ホルダを押圧することにより、前記ホルダ側平面状端面と前記ホルダ側テーパ面を前記刃物台側平面状端面と前記刃物台側テーパ面にそれぞれ押し付けて、前記ホルダを前記刃物台にクランプするようにしたことを特徴とする請求項1に記載のボーリングバーマガジンを有する工作機械。 - 前記ホルダには、その一方側から前記ボーリングバーの本体を任意の第1の挿入深さ寸法だけ挿入して嵌合するボーリングバー用嵌合孔が長手方向に貫通形成され、
このボーリングバー用嵌合孔に挿入された前記ボーリングバー本体は、前記ホルダに設けられる締結部材により位置決め固定可能であり、
前記ホルダの他方側には、前記ボーリングバー用嵌合孔を塞ぎ且つ内部に切削油剤供給用流路が形成された蓋部材を取付け、
この蓋部材には、前記切削油剤供給用流路と連通するノズル用嵌合孔が形成された突出部材を設けるとともに、前記ボーリングバー本体の端部には、前記ノズル用嵌合孔に任意の第2の挿入深さ寸法だけ挿入して嵌合するノズルを取付け、
切削油剤が、前記蓋部材の前記切削油剤供給用流路から前記突出部材の前記ノズル用嵌合孔,前記ノズルおよび前記ボーリングバー本体の内部流路を流れて前記ボーリングバーから噴出するようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載のボーリングバーマガジンを有する工作機械。 - 前記ボーリングバーマガジンは、ボーリングバー交換位置と退避位置との間を前記第1の方向に移動動作することを特徴とする請求項1,2または3に記載のボーリングバーマガジンを有する工作機械。
- 前記工作機械は複合加工機であり、前記刃物台は、前記ボーリングバーの他に回転工具を取付け可能で且つ前記第1の方向および前記第2の方向に対してそれぞれ直交する第3の方向にも移動可能でありさらにこの第3の方向の軸線まわりに旋回可能であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの項に記載のボーリングバーマガジンを有する工作機械。
- 請求項1ないし5のいずれかの項に記載の工作機械に使用されるボーリングバーマガジン。
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