JP2896530B2 - 旋 盤 - Google Patents

旋 盤

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JP2896530B2
JP2896530B2 JP2232580A JP23258090A JP2896530B2 JP 2896530 B2 JP2896530 B2 JP 2896530B2 JP 2232580 A JP2232580 A JP 2232580A JP 23258090 A JP23258090 A JP 23258090A JP 2896530 B2 JP2896530 B2 JP 2896530B2
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JP
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chuck
guide bush
bar
quill
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健一 石田
秀嗣 若月
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Tsugami Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B13/00Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock
    • B23B13/02Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock for turning-machines with a single working-spindle
    • B23B13/021Feeding device having intermittent movement
    • B23B13/022Feeding device having intermittent movement being placed in the spindle
    • B23B13/024Feeding device having intermittent movement being placed in the spindle including two collets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,加工すべき棒状の材料を主軸を貫通して保
持する形式の旋盤に関する。
〔従来の技術〕
従来,この種の旋盤においては,長尺の棒状材料(以
下棒材という)を貫通させて保持した主軸が,その主軸
を保持した主軸台と共に主軸軸線方向に移動するように
構成されており,その主軸台の移動により,材料送りが
行われるように構成されている。そして,通常この種の
主軸台移動型旋盤では,主軸台前方の切削位置の近傍に
主軸台とは独立した支持台をベッドに固定して設け,そ
の支持台に,主軸軸線を中心とするようにガイドブッシ
ュを取付け,主軸で保持した棒材をそのガイドブッシュ
で支持することにより,加工時における棒材のたわみ変
形を防止し,精密な加工を可能としている(例えば,特
開昭56−119304号,実公昭62−28321号,特開昭61−125
705号公報参照)。ここで,ガイドブッシュには,
(a)棒材の回転に関係なく静止している固定式のも
の,(b)棒材の回転につれて回転する自由回転式のも
の,及び(c)主軸によって強制回転させられる強制回
転式のもの等がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら,従来の旋盤では,主軸を保持した主軸
台全体が材料送りのために移動する構成であるので,重
量の大きい主軸台を高精度で移動させるための機構が大
型化し,コストアップの原因となっていた。また,従来
のガイドブッシュは,(a)の固定式では六角材などの
異形断面棒材に対して使用ができず,(b)の自由回転
式ではガイドブッシュと主軸との位相合わせが手動でし
かできないため六角材などの異形断面棒材に対して自動
での使用ができないという問題があり,また,(c)の
強制回転式では,軸線方向に移動可能な主軸の回転を定
位置に設けられたガイドブッシュに伝達する必要があ
り,そのための複雑な機構を必要とするという問題があ
った。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので,主軸
台を移動させることなく棒材を送ることができ,また,
異形断面棒材に対しても支承なく使用可能な,構造簡単
な旋盤を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成すべくなされた本発明は,定位置に固
定して設けられた主軸台と,その主軸台に定位置で回転
するように保持された中空構造の主軸と,該主軸先端に
保持され,加工すべき材料を摺動可能に案内するガイド
ブッシュと,前記主軸内に同心状に設けられ,主軸に対
して回転不能ではあるが軸線方向には移動可能な中空の
クイル主軸と,そのクイル主軸の先端に設けられた材料
把持用のチャックと,該チャックを開閉するチャック開
閉機構と,前記クイル主軸を軸線方向に移動させるクイ
ル主軸移動装置とを有する旋盤を要旨とする。
〔実施例〕
以下,図面に示す本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例による旋盤を示す概略断面
図,第2図はその要部拡大断面図である。第1図,第2
図において,1は本体フレーム,2はその本体フレームの定
位置に固定された主軸台,3は主軸台2に定位置で回転す
るように保持された中空の主軸である。主軸台2内に
は,主軸3の外面に取付けられた回転子4Aと主軸台内面
に取付けられた固定子4Bとを備えたビルトインモータが
設けられている。このビルトインモータは,主軸を回転
駆動する主軸回転装置を構成する。なお,ビルトインモ
ータに代えて,主軸台外部にモータを設け,そのモータ
の回転をプーリ,ギア等を介して主軸に伝達する構成と
してもよい。
主軸3の先端には,ガイドブッシュ機構6が取付けら
れている。このガイドブッシュ機構6は,加工すべき棒
材7を摺動可能に案内するための案内面8Aを備えたガイ
ドブッシュ8と,そのガイドブッシュ8を軸方向に移動
可能に保持しかつ主軸3に固定されたコレットスリーブ
9と,コレットスリーブ9の後端に回転可能に保持され
ガイドブッシュ8にねじ係合した調整リング10と,その
調整リング10の外周に形成されているギアに噛み合うギ
アを備えた調整軸(図示せず)等を備えている。この調
整軸はコレットスリーブ9を貫通して設けられており,
それを手動で回転させることにより,調整リング10を回
転させ,ガイドブッシュ8をコレットスリーブ9に対し
て軸線方向に移動させることができる。ガイドブッシュ
8は先端に軸方向のスリット(図示せず)を有し且つ広
がる方向の弾性力を有している。ガイドブッシュ8の外
面及びコレットスリーブ9の内面には,互いに接触する
テーパ面が形成されており,このテーパ面の作用によ
り,ガイドブッシュ8をコレットスリーブ9に対して軸
線方向に移動させるとガイドブッシュ8の案内面8Aが広
がったり狭まったりする。従って,前記した調整軸によ
ってガイドブッシュ8をコレットスリーブ9に対して軸
線方向に移動させ,案内面8Aを棒材7を摺動可能に案内
する所望の大きさに調整することができる。なお,ガイ
ドブッシュ8の案内面8Aは棒材7を摺動可能に案内する
ものであり,その形状は棒材7の断面形状に応じて定め
られている。従って,棒材7の断面形状を変更する場合
には,ガイドブッシュ8もそれに応じて変更すればよ
い。
主軸3内には主軸3に同心状に且つ主軸3に対して軸
線方向に移動可能に中空のクイル主軸13が挿入されてい
る。クイル主軸13は外周面にスプライン13Aを備えてお
り,主軸3の後端に一体に回転するように取付けられた
円板14の内面に形成されているスプライン溝に係合して
いる。この構成により,クイル主軸13は主軸3に対して
軸線方向には摺動可能であるが,回転方向には一体に回
転する。クイル主軸13の先端には,棒材把持用のチャッ
ク機構16が取付けられている。このチャック機構16は,
棒材7を把持するためのチャック17と,そのチャック17
を軸線方向に移動可能に保持しクイル主軸13に対して軸
線方向に移動可能なコレットスリーブ18と,チャック17
の抜け落ちを防止するコレットナット19と,チャック17
に矢印A方向の,コレットスリーブ18に矢印B方向の力
を付与するコイルスプリング20等を備えている。チャッ
ク17は先端に軸線方向のスリット(図示せず)を有し且
つ広がる方向の弾力性を有している。チャック17の外面
及びコレットスリーブ18の内面には,互いに接触するテ
ーパ面が形成されており,このテーパ面の作用により,
コレットスリーブ18をチャック17に対して矢印A方向に
移動させるとチャック17の内面が縮径して棒材7を把持
し,反対に移動させるとチャック自信の弾性力により内
面が広がり,棒材7を解放する。なお,チャック17の内
面形状としては,棒材7を把持することができるように
定められるものであり,異形断面棒材が使用される場合
には,その異形断面棒材に対応した形状となる。その場
合,チャック17の位相がガイドブッシュ8の位相と一致
するように取付けられる。
クイル主軸13内には,コレットスリーブ18を操作する
ための中空の作動筒21が軸線方向に移動可能に設けられ
ており,且つそのクイル主軸13の後端には,作動筒21を
介してチャック17を開閉するためのチャック開閉機構22
が設けられている。このチャック開閉機構22は,クイル
主軸13外周に取付けられた支持スリーブ24と,支持スリ
ーブ24に支点24Aを中心として揺動可能に保持されたト
グル部材25と,支持スリーブ24に対して軸線方向に移動
可能でかつ内周面にトグル部材25の先端の25Aの位置を
規制するカム面26Aを備えたカムスリーブと,カムスリ
ーブ26に対して回転可能であるが軸方向には一体に移動
する外筒27と,支軸28を中心に揺動し,外筒27を往復動
させる作動アーム29と,作動アーム29を揺動させるチャ
ック開閉用シリンダ30を備えている。支軸28及びチャッ
ク開閉用シリンダ30は移動フレーム32に取付けられてい
る。この構成により,チャック開閉用シリンダ30が作動
アーム29,外側27をカムスリーブ26を移動させ,そのカ
ム面のトグル部材25に対する接触位置を変化させること
により,チャック17を開閉することができる。すなわ
ち,図示のように,トグル部材25がカムスリーブ26のカ
ム面の最も小径の部分に接触している時には,トグル部
材25が作動筒21を介してコレットスリーブ18を矢印A方
向に最も押した状態となっており,チャック17は縮径し
て棒材7を把持するチャック状態となり,カムスリーブ
26が第1図の位置から左方向に移動してトグル部材25が
カムスリーブ26のカム面の傾斜部分に接触するようにな
ると,作動筒21及びコレットスリーブ18がコイルスプリ
ング20により矢印Aとは反対方向(矢印B方向)に戻
り,チャック17は開いて棒材7を解放した状態となる。
クイル主軸13の後端近傍には移動フレーム32が回転自
在に連結され,軸線方向には一体に移動するようになっ
ている。この移動フレーム32は,本体フレーム1に形成
しているベッド(図示せず)に摺動自在に保持されてい
る。本体フレーム1にはクイル主軸13に平行にボールね
じ軸34が設けられ,そのボールねじ軸34にはZ軸サーボ
モータ35が連結されている。更にそのボールねじ軸34に
は,移動フレーム32に保持されたナット36が噛み合って
いる。この構成により,ボールねじ軸34が回転すると移
動フレーム32が主軸の軸線方向(以下Z軸方向という)
に移動し,それに連れてクイル主軸13もZ軸方向に移動
する。すなわち,これらのZ軸サーボモータ35,ボール
ねじ軸34,ナット36等は,クイル主軸を軸線方向に移動
させるクイル主軸移動装置を構成する。
主軸3の後端には割出板38が取付けられており,その
割出板38はその外周に一定ピッチの多数の溝を有してい
る。この割出板38の外周の溝に対向する位置には割出パ
ン39が設けられており,該ピン39を割出板38の一つの溝
に形成されることにより,主軸3を回転しないよう固定
することができる。
主軸3の前方位置には,工具台(図示せず)が設けら
れ,棒材7に対して加工を行うための工具40が設けられ
ている。なお工具40として図面では切削加工用のバイト
を示しているが,この工具以外にもドリル等の回転工具
(図示せず)も設けられている。
次に,上記構成の旋盤による加工動作を説明する。
加工すべき長尺の棒材7がクイル主軸13内に挿入さ
れ,先端の加工部が主軸3の先端のガイドブッシュ8で
案内される状態となっている。この時,ガイドブッシュ
8は棒材7を摺動可能に案内する状態に調整されてい
る。一方,チャック開閉機構22はチャック閉位置として
おり,チャック17が棒材7をチャックしている。
この状態で切削加工,孔開け加工等が行われる。すな
わち,切削加工を行う場合には,主軸3がビルトインモ
ータによって回転駆動され,その回転がクイル主軸13に
伝達され,その先端のチャック17でチャックされた棒材
7も回転する。また,主軸8の回転はガイドブッシュ8
にも伝達されているので,ガイドブッシュ8も棒材7と
一体に回転する。このため,棒材7がガイドブッシュ8
に対して焼きつくことがない。一方,Z軸サーボモータ35
によってボールねじ軸34が,ナット36を矢印C方向に移
動させる方向に回転し,ナット36に連結された移動フレ
ーム32及びそれに連結されたクイル主軸13も矢印C方向
に移動し,クイル主軸13先端のチャック17で保持された
棒材7が矢印A方向に移動する。これにより,棒材7の
Z軸送りが行われ,棒材7は定位置にあるガイドブッシ
ュ8でガイドされた状態で前進し,ガイドブッシュ8か
ら前方に延び出した部分に対して,ガイドブッシュ8か
ら一定距離を保った刃物40による切削が行われる。
孔開け加工を行うには,棒材7先端の加工すべき部分
をガイドブッシュ8から所定位置に突出させた状態で,Z
軸サーボモータ35を停止させ,かつ主軸3を所定の位置
に割出し回転させ,かつ割出ピン39を割出板38の溝に係
合させる。この状態は回転工具(図示せず)によって加
工を行えばよい。
〔発明の効果〕
以上の発明になる旋盤によれば,次のような利点が得
られる。
(1) 棒材のZ軸送りを,主軸内に設けたクイル主軸
の移動によって行っているので,従来のように主軸台全
体を移動させる場合に比べて移動部分の重量が極めて小
さくなり,装置を小型化でき,コストダウンを図ること
ができると共に高精度の加工が可能となる。
(2) ガイドブッシュが棒材と同期して回転するの
で,ガイドブッシュと棒材との瞬間を小さく設定しても
焼きつくことがなく,この点からも高精度の加工ができ
る。
(3) ガイドブッシュとチャックとが常に主軸と一体
に回転しており,従って,ガイドブッシュとチャックと
は常に同一位相に保たれるので,ガイドブッシュ及びチ
ャックを異形断面の棒材に対して使用しうる同一断面形
状とし且つ同一位相位置となるように配置することによ
り,異形断面の棒材に対して加工を行うことができ,且
つ自動運転も可能となる。
(4) ガイドブッシュが主軸に直接保持されているの
で,従来のように主軸とは別個にガイドブッシュを設け
たものに比べ,ガイドブッシュを回転可能に保持する機
構や主軸に連動して回転させるための構成を必要とせ
ず,構造が極めて簡単となる。また,ガイドブッシュ及
びチャックが共通の主軸内に保持されるので,両者の軸
線を正確に合わせることができ,この点からも高精度の
加工ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による旋盤を概略的に示す断
面図,第2図はその要部拡大断面図である。 1……本体フレーム,2……主軸台,3……主軸,6……ガイ
ドブッシュ機構,7……棒材,8……ガイドブッシュ,9……
コレットスリーブ,13……クイル主軸,14……円板,16…
…チャック機構,17……チャック,18……コレットスリー
ブ,19……コレットナット,20……コイルスプリング,21
……作動筒,22……チャック開閉機構,30……チャック開
閉用シリンダ,32……移動フレーム,34……ボールねじ
軸,35……Z軸サーボモータ,36……ナット,40……工
具。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23B 13/12 B23B 19/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】定位置に固定して設けられた主軸台と,そ
    の主軸台に定位置で回転するように保持された中空構造
    の主軸と,該主軸先端に保持され,加工すべき材料を摺
    動可能に案内するガイドブッシュと,前記主軸内に同心
    状に設けられ,主軸に対して回転不能ではあるが軸線方
    向には移動可能な中空のクイル主軸と,そのクイル主軸
    の先端に設けられた材料把持用のチャックと,該チャッ
    クを開閉するチャック開閉機構と,前記クイル主軸を軸
    線方向に移動させるクイル主軸移動装置とを有する旋
    盤。
JP2232580A 1990-09-04 1990-09-04 旋 盤 Expired - Lifetime JP2896530B2 (ja)

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