JP2012056020A

JP2012056020A - 旋盤

Info

Publication number: JP2012056020A
Application number: JP2010201703A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ishihara; 正史石原
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP5573519B2

Abstract

【課題】分断されない連続形の切屑が工具やワークに絡み付くことを防止することができ、かつ切屑の後処理が容易な旋盤を提供する。
【解決手段】旋盤は、ワークを回転自在に支持する主軸と、ワークを切削加工する加工手段１０とを備える。加工手段１０は、主軸に対し相対的に移動可能に設けられた移動部材１２と、移動部材１２に設けられ、複数の工具１４のうちの任意の工具１４を定められた加工位置に割り出す刃物台１３とを有する。各工具１４に、加工時に生じる切屑４５を延びた状態にして移動部材１２の側へ案内する工具側切屑案内手段２１ａを設ける。移動部材１２に、加工位置に位置する工具１４の工具側切屑案内手段２１ａの出口に入口が整合する移動部材側切屑案内手段２１ｂと、この移動部材側切屑案内手段２１ｂにより案内された切屑を切断する切屑切断手段２２とを設ける。
【選択図】図３

Description

この発明は、旋盤に関し、特に切削加工により生じる切屑を処理する技術に関する。

旋盤の切削加工により生じる切屑は、螺旋状にカールしているため、工具やワークに絡み付きやすく、そのことが旋盤の自動化を阻害する大きな要因となっている。延性の低い材料からなるワークの切屑については、従来、チップブレーカを用いて切屑を分断処理することで、上記工具やワークへの絡付き防止に対して一定の成果が得られていた。しかし、チップブレーカは、切屑のカールをより一層強めることで、切屑を破壊、分断させるものであるため、例えば切込み量が少ない場合、切屑の可撓性が高く簡単にカールしてしまうことから、チップブレーカで分断するのが難しい。また、延性の高い材料からなるワークの切屑も、同様の理由から分断するのが難しい。そのため、可撓性の高い切屑に対する新たな対策が求められている。

そこで本出願人は、工具のワーク接触部近傍に入口が位置し、工具やワークから離れて出口が位置する切屑の誘導路が形成された切屑案内具を設け、前記誘導路に入口から取り込んだ切屑を強制排出用流体により出口側へ強制的に排出させる切屑案内具付き工具を提案した（特許文献１）。この切屑案内具付き工具を用いると、切屑が誘導路を通って工具やワークから離れた位置へ排出されるため、切屑が工具やワークに絡み付くことなく良好に切削加工できる。

特開２０１０−１２０１５６号公報特開平４−６３６０８号公報

特許文献１の技術によれば、工具やワークへの切屑の絡み付きは解消されるものの、切屑は分断されないまま切屑案内具の誘導路から排出されるため、その後の処理に課題を有する。つまり、誘導路の出口の近傍や下方に位置する芯押し台、加工手段等の他の構成要素に絡み付き等の悪影響を与える可能性がある。また、長く連なったままの切屑は、体積が大きいため、機外に排出されてからも処理に困る。

この発明の目的は、分断されない連続形の切屑が工具やワークに絡み付くことを防止することができ、かつ切屑の後処理が容易な旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、切削加工により発生する切屑を工具のワーク接触部から離れた位置へ確実に排出することができるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、タレット旋盤に適用可能とすることである。

この発明の旋盤は、ワークを回転自在に支持する主軸と、この主軸に支持されて回転するワークに対し相対的に移動してワークを切削加工する加工手段とを備える。加工手段は、前記主軸に対し相対的に移動可能に設けられた移動部材と、複数の工具が装着され、これら複数の工具のうちの任意の工具を定められた加工位置に割り出せるように位置変更可能に前記移動部材に設けられた刃物台とを有し、前記各工具に、加工時に生じる切屑を延びた状態にして前記移動部材の側へ案内する工具側切屑案内手段を設け、かつ前記移動部材に、前記加工位置に位置する前記工具の前記工具側切屑案内手段の出口に入口が整合する移動部材側切屑案内手段と、この移動部材側切屑案内手段により案内された切屑を切断する切屑切断手段とを設けた。

この構成によると、主軸に回転自在に支持されたワークに対し、刃物台に支持された工具により切削加工を行う。移動部材に設けられた刃物台が主軸に対し相対的に移動することで、工具の送りと切込み量の調整を行う。切削加工時に発生する切屑は、工具側切屑案内手段により、延ばされた状態にして移動部材の側へ導かれる。それにより、切屑が工具やワークに絡み付くことを防止できる。さらに、工具側切屑案内手段の出口に入口が整合する移動部材側切屑案内手段により案内された切屑を、切屑切断手段により短く切断する。切屑は延ばされた状態になっているため、切屑切断手段による切屑の切断が良好に行われる。切屑を短く切断することにより、後の切屑の処理が容易になる。

この発明において、例えば、前記工具側切屑案内手段は、入口が前記工具のワーク接触部の近傍に位置し、出口が前記移動部材の側に位置する切屑誘導路と、この切屑誘導路の途中部に一端が連通され、この一端から前記切屑誘導路内へ送り込まれる流体が切屑誘導路の出口側へ流れるようにした流体導入路とを有し、前記移動部材側切屑案内手段は、一端が前記加工位置に位置する前記工具の前記工具側切屑案内手段における前記流体導入路の他端に整合し、他端が強制排出用流体供給源に連通された流体供給路が設けられた構成とすることができる。

この構成であると、或る工具が加工位置に割り出された場合、その工具の工具側切屑案内手段の流体導入路の他端が、移動部材側切屑案内手段の流体供給路の一端に連通される。それにより、強制排出用流体供給源から供給される強制排出用流体が、流体供給路と流体導入路を通って切屑誘導路内に送り込まれ、切屑誘導路内を出口側に流れる。この強制排出用流体の流れにより、切屑誘導路内の切屑が強制的に出口から排出される。このため、切屑を工具のワーク接触部から離れた位置へ確実に排出することができる。

この発明において、前記移動部材は、前記主軸の軸心と平行な方向に移動可能、かつ前記主軸に対し接近および離反する方向に移動可能であり、前記刃物台は、前記主軸の軸心と平行な旋回軸回りに回転可能で、外周部に複数の前記工具装着部を有するタレット刃物台であっても良い。

この発明の旋盤は、ワークを回転自在に支持する主軸と、この主軸に支持されて回転するワークに対し相対的に移動してワークを切削加工する加工手段とを備え、この加工手段は、前記主軸に対し相対的に移動可能に設けられた移動部材と、複数の工具が装着され、これら複数の工具のうちの任意の工具を定められた加工位置に割り出せるように位置変更可能に前記移動部材に設けられた刃物台とを有し、前記各工具に、加工時に生じる切屑を延びた状態にして前記移動部材の側へ案内する工具側切屑案内手段を設け、かつ前記移動部材に、前記加工位置に位置する前記工具の前記工具側切屑案内手段の出口に入口が整合する移動部材側切屑案内手段と、この移動部材側切屑案内手段により案内された切屑を切断する切屑切断手段とを設けたため、分断されない連続形の切屑が工具やワークに絡み付くことを防止することができ、かつ切屑の後処理が容易である。

前記工具側切屑案内手段は、入口が前記工具のワーク接触部の近傍に位置し、出口が前記移動部材の側に位置する切屑誘導路と、この切屑誘導路の途中部に一端が連通され、この一端から前記切屑誘導路内へ送り込まれる流体が切屑誘導路の出口側へ流れるようにした流体導入路とを有し、前記移動部材側切屑案内手段は、一端が前記加工位置に位置する前記工具の前記工具側切屑案内手段における前記流体導入路の他端に整合し、他端が強制排出用流体供給源に連通された流体供給路が設けられている場合は、切削加工により発生する切屑を工具とワークの接触部から離れた位置へ確実に排出できる。

前記移動部材を、前記主軸の軸心と平行な方向に移動可能、かつ前記主軸に対し接近および離反する方向に移動可能とし、前記刃物台を、前記主軸の軸心と平行な旋回軸回りに回転可能で、外周部に複数の前記工具装着部を有するタレット刃物台とすれば、この発明をタレット旋盤に適用できる。

この発明の一実施形態にかかる旋盤の一部破断正面図である。同旋盤の一部破断側面図である。上側の加工手段用の切替連通型切屑案内手段および切屑切断手段を概略的に示す正面図である。同切替連通型切屑案内手段および切屑切断手段を概略的に示す平面図である。（Ａ）は同切替連通型切屑案内手段および切屑切断手段を概略的に示す側面図、（Ｂ）は回転カッターの拡大側面図である。同切替連通型切屑案内手段の工具側切屑案内手段の斜視図である。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１はこの実施形態の一部破断正面図、図２はその一部破断側面図である。この旋盤は、ベッド１上に、正面視で左右方向に延びる主軸２が主軸台３を介して回転自在に設置され、この主軸２の軸心Ｏ１の延長線上に、芯押し台４に支持された回転センター５が設けられている。ワークＷは、一端が主軸２の先端に設けられたチャック２ａにより把持され、他端が回転センター５により支持される。主軸２は、サーボモータ等からなる主軸モータ６により、伝動機構７を介して回転駆動される。

主軸２によるワークＷの支持位置の上下に、一対の加工手段１０が設けられている。各加工手段１０は、移動部材である送り台１１および昇降台１２を介して、タレット型の刃物台１３を移動可能に設置したものである。送り台１１は、ベッド１に設けられた水平な案内１ａに進退自在に設置され、昇降台１２は、送り台１１に設けられた垂直な案内１１ａに昇降自在に設置されている。送り台１１および昇降台１２は、それぞれサーボモータおよび送りねじ機構からなる駆動装置（図示せず）により、水平進退駆動および昇降駆動がなされる。送り台１１の進退により、刃物台１３のワークＷに対する軸方向の送りがなされる。また、昇降台１２の昇降により、刃物台１３に設けた工具１４のワークＷに対する切込み量の調整がなされる。

刃物台１３は、多角形をした外周部に複数の工具装着部１３ａを有するタレット刃物台であり、主軸２の軸心Ｏ１と平行な旋回軸Ｏ２回りに旋回自在に、昇降台１２に設置されている。工具装着部１３ａは、刃物台１３の一部であってもよく、あるいは刃物台１３とは別に設けられた工具ホルダであっても良い。各工具装着部１３ａには、それぞれ工具１４が装着される。図示しない割出駆動機構により、旋回軸Ｏ２回りに刃物台１３を旋回させることで、各工具装着部１３ａに装着された複数の工具１４のうちの任意の工具１４が定められた加工位置Ｐに割り出される。

この旋盤は、全体が機体カバー１５に覆われており、この機体カバー１５内における主軸台３および刃物台１３を設置した空間が加工領域Ｑとなる。この加工領域Ｑの底面は全体が、傾斜面のホッパー状部１６に形成され、このホッパー状部１６の底面の開口（図示せず）部分の下に一端１７ａが位置するチップコンベア１７が、ベッド１の下面の前後に貫通した空間を介して旋盤の後方へ延びている。加工領域Ｑの前面は、機体カバー１５に設けられた開閉扉１８で開閉可能であり、この開閉扉１８に、主軸２に対するワークＷの搬入搬出の補助を行う搬入搬出補助機構１９が設けられている。

各加工手段１０には、切替連通型切屑案内手段２１と切屑切断手段２２とが設けられている。切替連通型切屑案内手段２１は、工具１４ごとに設けられた工具側切屑案内手段２１ａ（図３）と、移動部材である昇降台１２に設けられた移動部材側切屑案内手段２１ｂ（図３）とでなる。切屑切断手段２２は、昇降台１２に設けられている。なお、図１には、上側の加工手段１０用の切替連通型切屑案内手段２１および切屑切断手段２２だけを図示してある。

図３、図４、図５（Ａ）はそれぞれ、上側の加工手段１０用の切替連通型切屑案内手段２１および切屑切断手段２２を概略的に示す正面図、平面図、および側面図である。これらの各図では、工具１４ごとに設けられている複数の工具側切屑案内手段２１ａのうち、加工位置Ｐに位置する工具１４に設けられている一つの工具側切屑案内手段２１ａだけが図示されている。なお、図例の工具１４は、シャンク１４ａと、このシャンク１４ａの先端に取付けられたチップ１４ｂとからなるバイトである。

工具側切屑案内手段２１ａとして、工具１４のシャンク１４ａにおけるチップ１４ｂが取付けられている面と同じ面に、切屑案内部材２３が取付けられている。この切屑案内部材２３は、例えば図６に示すように、一端側が先細りになったブロック状で、その先細りの一端を工具１４のワーク接触部の近傍に位置させて取付けられている。切屑案内部材２３には、切屑誘導路２４の案内部材内部分２４ａが形成されている。切屑誘導路２４の案内部材内部分２４ａは、前記先細りの一端に開口する入口２５から、この入口２５と反対側の面まで続く。案内部材内部分２４ａにおける入口２５に近接する一部分は、チップ１４ｂのすくい面に対面して開口する溝部分２４ａａなっている。また、案内部材内部分２４ａに続いて案内部材外部分２４ｂが形成され、その先端が切屑誘導路２４の出口２６とされている。出口２６は、昇降台１２の側に位置する。案内部材外部分２４ｂは、切屑案内部材２３に固定されたパイプ材２７の内径孔からなる。

また、切屑誘導路２４の案内部材内部分２４ａの途中部には、後記強制排出用流体を切屑誘導路２４内に導入するための流体導入路２８の一端が連通されている。流体導入路２８の切屑誘導路２４に連通する部分は、強制排出用流体を切屑誘導路２４の出口２６側へ送り込む方向に向けられている。流体導入路２８は、切屑案内部材２３の内部に形成された案内部材内部分２８ａと、切屑案内部材２３の外面と刃物台１３の外周面間に設けたパイプ材２９の内径孔からなるパイプ内部分２８ｂと、このパイプ内部分２８ｂに連通させて刃物台１３の内部に径方向に沿い形成された刃物台内部分２８ｃ（図３）とでなる。刃物台１３は、この刃物台１３の中央部に挿入された昇降台１２の刃物台内挿入部１２ａの外周面に嵌合状態で回転可能に摺接する内周面部を有し、前記刃物台内部分２８ｃは、刃物台１３の外周面から前記内周面部まで続いている。なお、前記刃物台内挿入部１２ａは、刃物台１３の一部となるタレット非回転部分と呼ばれることがある。

切替連通型切屑案内手段２１の移動部材側切屑案内手段２１ｂは、図３に示すように、昇降台１２に固定した支持部材３０に支持された切屑案内管３１を備える。移動部材側切屑案内手段２１ｂの入口となる切屑案内管３１の一端は、加工位置Ｐにある工具１４に設けられた工具側切屑案内手段２１ａの切屑誘導路２４の出口２６に整合する。切屑案内管３１の他端は、切屑切断手段２２の上方に位置する。加工位置Ｐにある工具１４の切屑誘導路２４と切屑案内管３１とは密閉状態に接続する必要があり、そのための密閉接続手段（図示せず）を設けるのが望ましい。

また、移動部材側切屑案内手段２１ｂは、前記流体導入路２８の刃物台内部分２８ｃに連なる流体供給路３２を備える。この流体供給路３２は、昇降台１２の内部に設けられ、一端が刃物台内挿入部１２ａの外周面に開口している。流体供給路３２の開口端の周方向位置は、加工位置Ｐにある工具１４の流体導入路２８の刃物台内部分２８ｃと整合する位置とされている。流体供給路３２の他端は、強制排出用流体供給源３３に連通されている。強制排出用流体は、例えばエアである。

切屑切断手段２２は、前記支持部材３０に支持されて切屑案内管３１の先端の下方に設けられ、切替連通型切屑案内手段２１により案内されてきた切屑を短く切断する手段である。図３〜図５に図示の切屑切断手段２２は、刃物回転型であって、フレーム４０に互いに平行な一対のカッター軸４１Ａ，４１Ｂが水平姿勢で回転自在に支持され、各カッター軸４１Ａ，４１Ｂにそれぞれ複数の回転カッター４２が、軸方向に交互に位置をずらして取付けられている。回転カッター４２は、図５（Ｂ）に示すように、円板状部４２ａの外周に複数の刃部４２ｂが形成されたものである。一方のカッター軸４２Ａの一端にはモータ等の回転駆動源４３の回転軸（図示せず）が連結され、両カッター軸４２Ａ，４２Ｂは他端側にそれぞれ取付けた一対のギア４４Ａ，４４Ｂにより互いに伝動可能に連結されている。

回転駆動源４３を駆動すると、一対のカッター軸４２Ａ，４２Ｂが互いに逆方向に回転する。切屑を切断する場合は、回転カッター４２の刃部４２ｂが一対のカッター軸４２Ａ，４２Ｂ間で下向きに移動するように、カッター軸４２Ａ，４２Ｂを回転させる。これにより、切屑案内管３１から排出される切屑４５を、両カッター軸４２Ａ，４２Ｂの回転カッター４２で咬合して破砕することで切断する。

下側の加工手段１０用の切替連通型切屑案内手段２１および切屑切断手段２２も、上記と同様の構成である。切屑案内手段２１の強制排出用流体供給源３３は、上側の加工手段１０用と下側の加工手段１０用とで共用であって良い。

この旋盤は、主軸２に回転自在に支持されたワークＷに対し、刃物台１３に支持された工具１４により切削加工を行う。切削加工時に発生する切屑４５は、工具１４のワーク接触部の近傍に位置する入口２５より切屑誘導路２４内に吸い込まれて、延ばされた状態になって前記ワーク接触部から離れる側へ案内される。それにより、切屑４５が工具１４やワークＷに絡み付くことを防止できる。切屑誘導路２４には強制排出用流体供給源３３により供給される強制排出用流体が出口２６側に吹き込まれているので、その負圧で切屑４５が切屑誘導路２４内に吸い込まれる。

切屑誘導路２４内に吸い込まれた切屑４５は、強制排出用流体と共に送られて、出口２６から強制的に排出される。さらに、切屑４５は、切屑誘導路２４の出口２６と一端が整合する切屑案内管３１を通って切屑切断手段２２の上方に排出されて、切屑切断手段２２により短く切断される。切屑４５は延ばされた状態になっているため、切屑切断手段２２による切屑４５の切断が良好に行われる。

切断された切屑４５ａは、切屑切断手段２２の下方に落下する。そのため、加工領域Ｑ内の芯押し台４や加工手段１０に切屑４５が絡み付くのを防止できる。切断された切屑４５ａは、加工領域Ｑの底面に形成されたホッパー状部１６に受けられ、さらにこのホッパー状部１６の底面の開口からチップコンベア１７の一端１７ａの上に案内される。そして、このチップコンベア１７により機外へ排出される。切屑４５が細かく切断されているため、後の処理が容易である。

２…主軸
１０…加工手段
１１…送り台（移動部材）
１２…昇降台（移動部材）
１３…刃物台
１３ａ…工具装着部
１４…工具
２１…切替連通型切屑案内手段
２１ａ…工具側切屑案内手段
２１ｂ…移動部材側切屑案内手段
２２…切屑切断手段
２４…切屑誘導路
２５…入口
２６…出口
２８…流体導入路
３２…流体供給路
３３…強制排出用流体供給源
４５…切屑
Ｏ１…主軸の軸心
Ｏ２…旋回軸
Ｐ…加工位置
Ｑ…加工領域
Ｗ…ワーク

Claims

ワークを回転自在に支持する主軸と、この主軸に支持されて回転するワークに対し相対的に移動してワークを切削加工する加工手段とを備え、
この加工手段は、
前記主軸に対し相対的に移動可能に設けられた移動部材と、複数の工具が装着され、これら複数の工具のうちの任意の工具を定められた加工位置に割り出せるように位置変更可能に前記移動部材に設けられた刃物台とを有し、
前記各工具に、加工時に生じる切屑を延びた状態にして前記移動部材の側へ案内する工具側切屑案内手段を設け、かつ前記移動部材に、前記加工位置に位置する前記工具の前記工具側切屑案内手段の出口に入口が整合する移動部材側切屑案内手段と、この移動部材側切屑案内手段により案内された切屑を切断する切屑切断手段とを設けた、
旋盤。
前記工具側切屑案内手段は、入口が前記工具のワーク接触部の近傍に位置し、出口が前記移動部材の側に位置する切屑誘導路と、この切屑誘導路の途中部に一端が連通され、この一端から前記切屑誘導路内へ送り込まれる流体が切屑誘導路の出口側へ流れるようにした流体導入路とを有し、前記移動部材側切屑案内手段は、一端が前記加工位置に位置する前記工具の前記工具側切屑案内手段における前記流体導入路の他端に整合し、他端が強制排出用流体供給源に連通された流体供給路を有する請求項１記載の旋盤。
前記移動部材は、前記主軸の軸心と平行な方向に移動可能、かつ前記主軸に対し接近および離反する方向に移動可能であり、前記刃物台は、前記主軸の軸心と平行な旋回軸回りに回転可能で、外周部に複数の前記工具装着部を有するタレット刃物台である請求項１または請求項２記載の旋盤。