JP2005527387A - 万能フライス盤用主軸ヘッド - Google Patents
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Abstract
本発明は、万能フライス盤用主軸ヘッドに関する。前記ヘッドは、機械部品10上に回転可能に取り付けられているハウジング12、及びそのハウジング内に軸線に平行に位置決めされた直接ドライブの工作主軸14を備える。本発明によれば、2本の軸線まわりに移動され得る第2の主軸ユニット15、2がハウジング12の裏面上に設けられている。
Description
本発明は、移動可能機械部品上に回転可能に取り付けられているハウジング及びそのハウジング内に軸線方向に平行に配設されている直接駆動されるの工作主軸を備える万能フライス盤用主軸ヘッドに関する。
近年、製品性能及び精度を向上させるように、1つのセッティングにおいて被加工物の複雑な機械加工が求められている。様々な万能フライス盤が既知であり、比較的大きくかさばる被加工物でさえ、回転可能に駆動される丸テーブルを使用してそれをフライス削りし旋削することによって加工することができる。さらに、同じ機械で被加工物上に荒削り及び仕上げ作業を実施することが長らく一般的とされてきた。しかし、このために、異なる工具を単一の工作主軸に挿入しそこから抜き出さなければならず、当然それは遅れにつながることになる。
本発明の目的は、1つのセッティングにおいて、たとえ大きな体積のかさばる被加工物でも、その複雑な機械加工を、遅れを低減しつつおこなうことができる万能フライス盤用主軸ヘッドを提供することである。
本発明によれば、前記目的は、主軸ヘッドのハウジングの裏面上に2本の軸線まわりに調整可能な第2の主軸ユニットを設けることによって解決される。
主軸ヘッドを備える工作機械の作業範囲は、本発明によって大幅に拡大される。主軸ハウジングに組み込まれた第1の工作主軸は、種々のフライス削り及び穴あけ作業を実施するように設計され、また荒削り作業用にも寸法設定されている。したがって、通常必要な機械加工作業はそれぞれこの工作主軸を使用して高い加工性能で実施することができる。荒削り及びより粗い仕上げ作業が同様に可能である。主軸ハウジングの裏面上に2本の軸線において調整可能な第2の主軸ユニットを設けることによって、精密な仕上げ作業、彫刻作業及び精密な穴あけなども簡単な方法で前の工具を交換することなく実施することができるので、工作機械の作業範囲が拡大される。第2の工作主軸を2本の互いに鉛直な軸線において調整することが可能なことによって、被加工物上に傾斜した穴及び溝、アンダーカット並びに連続的な角度調整で球状表面でさえ簡単な方法で形成することができる。
本発明の他の目的は、上記で述べたように設計された主軸ヘッド、及び大きくかさばる被加工物を収容するための丸テーブルを備え、その丸テーブルが、被加工物を毎分数百回転で回転させることが可能な有効な回転ドライブを備える、工作機械である。さらに、これによって、旋削工具の好ましくは第1のより有効な工作主軸への挿入後、被加工物上にある程度の旋削作業を実施することが可能である。しかし、さらに第2の主軸で回転する被加工物上にフライス削り作業を実施してもよい。
本発明の他の有効な発展形態及び実施例は特許請求の範囲において定義される。
十分な剛性を伴う高い汎用性を得るように、第2の主軸ユニットは、主軸ハウジングの裏面上に回転可能に取り付けられているフォーク・ヘッドを備え、そのフォークの間に直接駆動される工作主軸が旋回可能に支持されている。好都合には、前記工作主軸は、20,000rpmを越える回転速度の高速主軸(HS主軸)であってよい。
好都合には、フォーク・ヘッドは、構造的に、その回転軸線がハウジングに組み込まれた工作主軸の軸線に平行になるように設計され、2つの工作主軸が軸線方向に平行に向いている場合、2本の主軸の軸線が整列すなわち一致するように横方向にずれている。
工作主軸は、通常、2本の可撓性チューブ・フィーダを介して、2つの供給システム、すなわち電源及びフラッシングに連結されている。本発明の有効な実施例によれば、単一の可撓性供給チューブだけがフォーク・ヘッドに連結され、第2の供給システムへの連結は、主軸ハウジングに通じるフォーク・ヘッドの回転可能な内部通路によってもたらされる。
本発明のもう1つの有効な実施例によれば、第2の工作主軸のための旋回ドライブとして働く電気モータ及び変速機がフォーク・ヘッド上に設けられ、もう1つの電気モータがフォーク・ヘッドを回転させるための直接ドライブとして設けられて、フォーク内の工作主軸の角度設定及び主軸ハウジング上におけるフォーク・ヘッドの回転位置を調整し、特に十分に安定したかたちで設定位置を定める。
本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照して、万能フライス盤に提供された本発明による主軸ヘッドの以下の説明を読めば明らかになろう。
図1に示されている万能フライス盤は、基部1上に設けられている連続的で剛性が高い機械ベッド2、及び円筒形の被加工物4がその上にクランプ締めされ、モータによって矢印5の方向に移動可能なように前記機械ベッド2上に配設されている丸テーブル3を備える。さらに、ブリッジ構造を有するコラム6は、基部1上に支持されており、スライド7は、モータによって垂直案内部8内を移動可能なようにコラム6の被加工物4に対向している正面上に配設されている。水平スライド10が前記垂直スライド7の水平なフロント・レール9上に案内され、主軸ヘッド11が水平スライド10の正面上にモータによって水平軸線12まわりに回転可能なように取り付けられている。前記主軸ヘッド11は、第1の工作主軸14が直接ドライブモータとともにその中に収容されているハウジング13を備える。フォーク・ヘッド15のための第1の回転ドライブは図1に従って広げられた主軸ハウジング13の下側部内に設けられ、前記フォーク・ヘッド15はハウジングの反対の端面上に軸線16まわりに回転可能なように取り付けられている。
特に図2bから明らかになるように、フォーク・ヘッド15は、第1のタイプの供給ラインのための回転通路(図示せず)を囲む回転可能ディスクを介して背壁に取り付けられている。フォーク・ヘッド15はハウジング部18及び2つのエンド・サイド・フォーク19、20を備え、各フォークは、主軸ハウジング22がロッド軸線まわりに旋回可能なように2つの軸受けロッドによってその中で支持されている開口21を有する。主軸ハウジング22内には、第2の工作主軸23がその駆動モータ(図示せず)とともに収容されている。フォーク・ヘッド15のハウジング部18の一方側には、単一の可撓性供給チューブ26のためのポート25が設けられている。図2のa、bに見られるように、フォーク・ヘッド15の他方側の狭いハウジング部27内には、電気駆動モータが設けられている。前記駆動モータによって、横蓋28で覆われた変速機により第2の工作主軸23がそのハウジング22とともに軸受けロッド21まわりに旋回され、十分に高い保持運動量でそれぞれ所望の主軸姿勢に固定される。
図2に部分的に示されているように、本発明による主軸ヘッドは、異なる姿勢で非常に多くの機械加工作業を実施することが可能である。図2aによる動作姿勢において特に有効な第1の主軸14は動作可能な状態、すなわち対応する工具の挿入後にあり、特に荒削り作業を被加工物4に実施することができる。被加工物4に様々な精密作業を実施するために、主軸ヘッドをその水平軸線12まわりに180°回転させ、それによって第2の工作主軸23を備えるフォーク・ヘッドがその作業位置に配置される。主軸ヘッド11が衝突することなく回転するように、フォーク・ヘッドの種々の構成要素が、たとえば図1、図2aに見られるように、主軸ハウジング12から突出しない又は実質上突出しないことが重要である。
本発明は、図示の実施例に限定されるものではない。垂直方向に移動可能な被加工物テーブルを備えるいわゆるコンソール機械が用いられる場合、たとえば本発明による主軸ヘッドを水平ヘッドとして形成することもでき、たとえば、垂直軸線まわりに回転可能なようにコラムの上面上に配設することができる。さらに、フォーク・ヘッドの様々な変形形態、たとえば精密主軸のハウジング22が一方側においてのみ支持され回転可能に支承されるようにどちらか一方のフォーク19、20を除くことが可能である。最後に、いわゆる直接ドライブは精密主軸23のための旋回ドライブとして使用され、前記直接ドライブの固定子がフォーク19、20のうちの少なくとも1つの内部に取り付けられ、そのような電気モータの回転子が主軸ハウジング22のそれぞれの軸受けロッドに取り付けられることができる。そうした直接ドライブを用いる場合、蓋28で覆われた変速機は除かれてよい。他の変形形態として、供給チューブを、図2cに破線で示すように精密主軸ハウジング22の軸受けロッド21に連結することもできる。
Claims (7)
- 機械部品(10)上に回転可能に取り付けられているハウジング(12)と、
前記ハウジング内に軸線方向に平行に取り付けられている工作主軸(14)と
を備え、
2本の軸線まわりに調整可能な第2の主軸ユニット(15、2)が前記ハウジング(12)の裏面上に配設されていることを特徴とする
万能フライス盤用主軸ヘッド。 - 前記第2の主軸ユニットが、回転可能なフォーク・ヘッド(15)を備え、前記フォーク・ヘッド(15)のフォーク(19、20)の間に工作主軸(23)が旋回可能に支持されていることを特徴とする、請求項1に記載の主軸ヘッド。
- 前記主軸ヘッドの回転軸が、前記ハウジング(12)に組み込まれた前記工作主軸(14)に平行に延び、横方向にずれていることを特徴とする、請求項2に記載の主軸ヘッド。
- 前記2つの工作主軸(14、23)が軸線方向に平行に向いている場合、それらの軸線が一致することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
- 可撓性供給チューブ(26)が前記フォーク・ヘッド(15)に連結されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
- 前記フォーク・ヘッド(15)が、前記第2の工作主軸(23)のための旋回ドライブとして働く電気モータ及び変速機を備えることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
- 前記第2の工作主軸(23)の旋回軸線、前記フォーク・ヘッド(15)の回転軸線及び前記主軸ハウジングの回転軸線が互いに直角な平面上に延びていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の主軸ヘッド。
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