JP3594708B2 - センタリングマシン及びそのワーク支持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状のワークの端面を平滑に加工するとともに、該端面の軸心部にセンター孔を形成するセンタリングマシン及びそのワーク支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、フライスカッターの軸心部にセンタードリルを突出固定してなるドリル付きフライスカッターを設け、このドリル付きフライスカッターを主軸の端部に取り付けることにより、センタードリルで棒状のワークの端面の軸心部にセンター孔を形成すると同時に、フライスカッターで上記ワークの端面を平滑に加工するようにしたものがあった。
また、横移動する移動台に二つの主軸を並列に設け、一方の主軸にセンタードリルを、他方の主軸にフライスカッター取付け、移動台を移動させてフライスカッターにより上記ワークの端面を平滑に加工し、次いで移動台を介してセンタードリルをワークの軸心部に移動させ、この部で該センタードリルによりワークの端面の軸心部にセンター孔を形成するようにしたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記前者のものは、フライスカッターの刃の径を大きくすると、ワークとの接触面積が増大し、端面の加工時にビビリが発生することになる。このため、フライスカッターの刃の径が限定されて大径のワークを加工することができない欠点があった。また、後者のものは、センター孔加工と端面加工とを別工程で行なうため、加工時間を要するとともに、二つの主軸を設けるため、大型になるとともに、構造が複雑になって高価になる欠点があった。
本発明はフライスカッターを支持する主軸の軸心部に、センタードリルを支持するロッドを軸方向に移動可能に設けることにより、上記欠点を解消したセンタリングマシン及びそのワーク支持装置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、センタリングマシとして、フレームに支持される筒状のヘッドケースの軸心部に主軸を回転自在に支持し、該主軸の一端側にフライスカッターを設け、前記主軸の軸心部にロッドを軸方向に移動可能にかつ主軸に対して相対回転不能に嵌合させ、該ロッドの一端側にセンタードリルを設け、ロッドを主軸に対して軸方向に移動させて前記センタードリルをフライスカッターの軸心部から軸方向に出没させるドリル進退装置を設け、該ドリル進退装置は、前記主軸の他端側にシリンダケースを同軸に配置して該主軸に一体的に連結し、該シリンダケース内にピストンを摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストンを前記ロッドの他端部に連結し、前記ロッドの他端部に設けた回転継手を介して前記シリンダケース内に作動油を供給してなり、前記ヘッドケースを軸方向に移動させるヘッド移動装置を設ける構成にしたものである。
また、センタリングマシンのワーク支持装置として、前記構成のセンタリングマシンであって、その主軸の軸方向外方にワークを挾持するクランプ装置を配置するとともに、該クランプ装置を前記主軸の軸心に対して直交方向に移動させるクランプ移動装置を設け、前記クランプ装置の移動方向一端側にワークを受けるワーク支持台を設け、前記クランプ装置は、シリンダによって主軸の軸心と直交する方向に往復動される押しアームと、この押しアームの両側方に対向配置して主軸と平行する軸心を中心として揺動可能の一対の揺動アームと、押しアームと各揺動アームとを連結するとともに、押しアームの往動及び復動によって前記各揺動アームを接近方向及び離間方向に揺動させるアーム連動機構とを設ける構成にしたものである。
【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は本発明の実施の形態を示す平面図、図２はその右側面図である。図１、図２において、１はフレーム（ベッド）であり、このフレーム１の後部に、後方に向かって次第に高くなる側面視三角形状の支持台２に固定する。この支持台２の左右に、図１において左右方向に延びるＸ軸レール４を設け、これら各Ｘ軸レール４にそれぞれＸ軸移動台３を左右摺動可能に載置するとともに、各Ｘ軸移動台３をヘッド移動装置５によりＸ軸レール４に沿って左右方向に移動させる。
【０００６】
上記ヘッド移動装置５は、図１、図２に示すように、支持台２に回転自在に支持されるボールねじ６をＸ軸レール４と平行に延長させてＸ軸移動台３に螺合させ、このボールねじ６をタイミングベルト７を介して支持台２の側部に支持したＸ軸サーボモータ８に連結し、このＸ軸サーボモータ８を正逆回転させることにより、上記各Ｘ軸移動台３を左右方向に移動させる。上記各Ｘ軸移動台３の前部側に主軸ヘッド１０を左右に対向させて取り付け、各Ｘ軸移動台３の後部側に主軸モータ２０を取付け、この主軸モータ２０により上記各主軸ヘッド１０の主軸１２（図３）をベルト駆動する。
【０００７】
上記主軸ヘッド１０は図３に示すようになっている。図３において、１１はＸ軸移動台３に固定された筒状のヘッドケースであり、このヘッドケース１１の軸心部に主軸１２を軸方向に貫通させ、ベアリング１３により回転自在に支持する。上記主軸１２の右端部に取付け盤１４をボルト１５により着脱可能に固定し、この取付け盤１４にフライスカッター１６をボルト１７により着脱可能に固定する。また、上記主軸１２の左端部にプーリ１８を取付け、このプーリ１８にベルト１９（図１）を巻回して前述した主軸モータ２０の回転軸に連結する。
【０００８】
上記主軸１２、取付け盤１４およびフライスカッター１６の軸心部に同軸の孔を貫通形成し、該孔にロッド２５を挿通する。このロッド２５はその右部を左右に分割し、この分割した右部のロッド２５ａを主軸１２に対してキーと長孔との係合、あるいはスプライン嵌合により軸方向に移動可能にかつ相対回転不能に嵌合させ、またコイルばねからなるスプリング２６により左方に移動付勢する。また、ロッド２５ａの右端軸心部にコレットチャック２７を取付け、該コレットチャック２７によりセンタードリル２８を着脱可能に支持する。２９はスライドベアリングである。
【０００９】
上記ロッド２５を左右（軸）方向に移動させて上記センタードリル２８をフライスカッター１６の軸心部から左右に出没させるドリル進退装置３５を設ける。即ち、プーリ１８の左面にシリンダケース３６を取付け、このシリンダケース３６内に上記ロッド２５の左部を貫通させ、シリンダケース３６内に摺動可能に嵌合させたピストン３７を上記ロッド２５に連結し、シリンダケース３６から左方に突出したロッド２５の左端部に、シリンダケース３６の左部室に連通する前進用の作動油路３８およびシリンダケース３６の右部室に連通する後進用の作動油路３９を形成し、各作動油路３８，３９を回転継手４０、切替え弁を介して油圧ポンプまたは空気ポンプ（共に図示省略）に接続する。
【００１０】
また、図１、図５に示すように、前述した支持台２の左右方向中心部にクランプ支持台４５を支持台２の上面（斜面）に沿って前後方向に摺動可能に支持し、このクランプ支持台４５にワークＷを挾持するクランプ装置５５を載置し、上記クランプ支持台４５を前後方向に移動させるクランプ移動装置４６を設ける。このクランプ移動装置４６は、図５に示すように、支持台２に回転自在に支持されるボールねじ４７を支持台２の上面（斜面）に沿って前後方向に延長させてクランプ支持台４５に螺合させ、このボールねじ４７をタイミングベルト４８を介して支持台２の後部に支持したＹ軸サーボモータ４９に連結し、このＹ軸サーボモータ４９を正逆回転させることにより、上記各クランプ支持台４５を前後方向に移動させる。
【００１１】
上記クランプ装置５５は、図６に示すようになっている。図６において、５６はクランプ支持台４５に固定したクランプケースであり、このクランプケース５６の上下方向中心部に、押しアーム５７をクランプ支持台４５の前後移動方向と並行し、かつ主軸１２の軸心の延長線に対して直交する前方に向けて摺動可能に嵌合させ、この押しアーム５７を挾んで上記クランプケース５６の上下部に一対の揺動アーム５８，５９を主軸１２の軸心と並行する支点ピン６０，６１を介して揺動可能に支持する。
【００１２】
また、上記押しアーム５７と各揺動アーム５８，５９とを連結するとともに、押しアーム５７の前進及び後進によって上記各揺動アーム５８，５９の前部を接近方向及び離間方向に揺動させるアーム連動機構６５を設ける。即ち、上記押しアーム５７の後部に上下方向に突出する腕５７ａ，５７ｂを一体に設け、各腕５７ａ，５７ｂの先端にローラー６６，６７を回転自在に取り付ける。一方上記各揺動アーム５８，５９の支点ピン６０，６１から後方に突出する後部に、後方に向かって互いに離間方向に湾曲する円弧状のガイド溝６８，６９を形成し、このガイド溝６８，６９に上記各ローラー６６，６７を転動可能に嵌合させる。
【００１３】
また、上記クランプケース５６の後面に油圧式または空圧式のシリンダ７０を取付け、このシリンダ７０のロッド７１の前端を上記押しアーム５７の後面に連結し、上記シリンダ７０によって押しアーム５７を前進及び後進させることにより、上記アーム連動機構６５を介して各揺動アーム５８，５９の前部を接近方向及び離間方向に揺動させる。
【００１４】
上記押しアーム５７の前端部及び各揺動アーム５８，５９の前端部にワークＷを挾持する挾持爪６２，６３，６４を取付け、これら各挾持爪６２，６３，６４は、互いに接近した際に、図６の実線で示すように、棒状のワークＷの外周面を等間隔で挾持、即ち後面、前部上面、前部下面の三箇所を挾持するようにする。
【００１５】
前述したクランプ装置５５の前方に位置するフレーム１の前部に、図１、図５に示すように、ワーク支持台７５を設置する。このワーク支持台７５は、一対のブラケット７６，７６を左右に離間させ、各ブラケット７６，７６の先端（後部）にＶ形の受け駒７７，７７を起立固定し、この受け駒７７，７７により棒状のワークＷの左右両端部を支持する。なお、各受け駒７７，７７によるワークＷの支持位置は、図５に示すように、クランプ装置５５の前後移動軸線の延長線Ｌ上とする。また、上記各ブラケット７６，７６、従って受け駒７７，７７の左右の間隔は、前述した挾持爪６２，６３，６４の左右幅よりも広幅とし、各挾持爪６２，６３，６４は受け駒７７，７７間に位置するワークＷの中間部を挾持する。
【００１６】
次に上記実施例の作動態様について説明する。クランプ装置５５のシリンダ７０のロッド７１を後進させて押しアーム５７を後進させると、腕５７ａ，５７ｂに設けたローラ６６，６７がガイド溝６８，６９内を後進し、図６の仮想線で示すように、各揺動アーム５８，５９の前部が互いに離間方向に揺動し、各挾持爪６２，６３，６４が開く、この状態でクランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を例えば正転させ、ボールねじ４７を正転させてクランプ支持台４５を前進させて上記クランプ装置５５の各挾持爪６２，６３，６４をワーク支持台７５部位まで前進させる。
【００１７】
次いで、クランプ装置５５のシリンダ７０のロッド７１を前進させて押しアーム５７を前進させる。さすれば、腕５７ａ，５７ｂを介してローラ６６，６７がガイド溝６８，６９内を前進し、各揺動アーム５８，５９の前部が互いに接近方向に揺動し、各挾持爪６２，６３，６４が閉じてワーク支持台７５の受け駒７７，７７に支持されたワークＷの左右中間部を挾持する（図６実線の状態）。次いで、主軸モータ２０を主軸１２の回転がフライスカッター１６の切削速度に適する速度となる如く前述よりも低速段位で回転させ、Ｘ軸サーボモータ８を正転させ、ボールねじ６を介して各ヘッド支持台３、各主軸ヘッド１０を介して各フライスカッター１６を端面加工位置まで前進させる。
【００１８】
この状態でクランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を逆転させ、ボールねじ４７、クランプ支持台４５、クランプ装置５５を介してワークＷを後進させ（図５において左方に移動）、この後進によって上記各フライスカッター１６により上記ワークＷの両端面を加工する。次いでＸ軸サーボモータ８を逆転させ、ボールねじ６を介して各ヘッド支持台３、各主軸ヘッド１０を離間方向に移動させた後、上記クランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を正転させ、ボールねじ４７を介してクランプ支持台４５を前進させ、上記クランプ装置５５により挾持されたワークＷを各主軸ヘッド１０，１０の軸心線上に移送する。
【００１９】
次いで、主軸モータ２０を主軸１２の回転がセンタードリル２８の切削速度に適する速度となる如く高速段位で回転させるとともに、ドリル進退装置３５の前進側の作動油路３８に作動油を供給してピストン３７を前進（図４において右方に移動）させ、右部のロッド２５ａを介してセンタードリル２８を図４に示すように、フライスカッター１６よりも右方に突出させる。
【００２０】
この状態で各ヘッド移動装置５のＸ軸サーボモータ８を例えば正転させ、ボールねじ６を正転させて各ヘッド支持台３、従って各主軸ヘッド１０を前進（図１において互いに接近する方向に移動）させてそのセンタードリル２８によりワークＷの両端面の軸心部にセンター孔を明ける。次いで上記Ｘ軸サーボモータ８を逆転させ、ボールねじ６を介して各ヘッド支持台３、従って各主軸ヘッド１０を後退（図１において互いに離間する方向に移動）させた後、ドリル進退装置３５の後進側の作動油路３９に作動油を供給してピストン３７を後進（図３において左方に移動）させ、スプリング２６の弾性力により右部のロッド２５ａ、従ってセンタードリル２８を図３に示すように、フライスカッター１６内に退避させる。
【００２１】
次いでクランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を正転させ、ボールねじ４７を介してクランプ支持台４５、従ってクランプ装置５５を前進（図５において右方に移動）させ、加工されたワークＷをワーク支持台７５の受け駒７７，７７部位まで移動させる。この状態でクランプ装置５５のシリンダ７０のロッド７１を後進させて押しアーム５７を後進させる。さすれば、腕５７ａ，５７ｂを介してローラ６６，６７がガイド溝６８，６９内を後進（図６において左方に動）し、各揺動アーム５８，５９の前部が互いに離間方向に揺動し、各挾持爪６２，６３，６４が図６の仮想線で示すように開き、上記加工されたワークＷをワーク支持台７５の受け駒７７，７７に載置する。なお、上記各動作は、予め制御盤（図示省略）の制御装置に入力し、この制御装置からの制御信号によって行なうようになっている。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明は、一端側でフライスカッターを支持する主軸の軸心部にロッドを軸方向に移動可能にかつ主軸に対して相対回転不能に嵌合させ、該ロッドの一端側にセンタードリルを設け、ドリル進退装置によりロッドを主軸に対して軸方向に移動させて上記センタードリルをフライスカッターの軸心部から軸方向に出没させるようにしたので、ワークのセンター孔加工及び端面加工を迅速に行なうことができるとともに、従来の二つの主軸を設けるものに比し、小型になるとともに、駆動系が簡素になって安価になる効果を奏する。また、クランプ装置として、シリンダによって主軸の軸心と直交する方向に往復動させ、この押しアームの往復動に伴ってアーム連動機構により一対の揺動アームを接離方向に揺動させるようにし、また上記クランプ装置を主軸の軸方向外方にて該主軸の軸心に対して直交方向に移動させるようにしたので、小径のフライスカッターにより大径のワークの端面を容易に加工することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセンタリングマシンの平面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】本発明による主軸ヘッドのセンタードリルが退避した状態の断面図である。
【図４】本発明による主軸ヘッドのセンタードリルが突出した状態の断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ 相当の側面図である。
【図６】本発明によるクランプ装置の断面図である。
【符号の説明】
１ フレーム
２ 支持台
３ ヘッド支持台
４ Ｘ軸レール
５ ヘッド移動装置
６ ボールねじ
７ タイミングベルト
８ Ｘ軸サーボモータ
１０ 主軸ヘッド
１１ ヘッドケース
１２ 主軸
１３ ベアリング
１４ 取付け盤
１５ ボルト
１６ フライスカッター
１７ ボルト
１８ プーリ
１９ ベルト
２０ 主軸モータ
２５ ロッド
２５ａ 右部のロッド
２６ スプリング
２７ コレットチャック
２８ センタードリル
２９ スライドベアリング
３５ ドリル進退装置
３６ シリンダケース
３７ ピストン
３８，３８ 作動油路
４０ 回転継手
４５ クランプ支持台
４６ クランプ移動装置
４７ ボールねじ
４８ タイミングベルト
４９ Ｙ軸サーボモータ
５５ クランプ装置
５６ クランプケース
５７ 押しアーム
５７ａ，５７ｂ 腕
５８，５９ 揺動アーム
６０，６１ 支点ピン
６２，６３，６４ 挾持爪
６５ アーム連動機構
６６，６７ ローラ
６８，６９ ガイド溝
７０ シリンダ
７１ ロッド
７５ ワーク支持台
７６ ブラケット
７７ 受け駒

Claims (2)

1. フレーム（１）に支持される筒状のヘッドケース（１１）の軸心部に主軸（１２）を回転自在に支持し、該主軸（１２）の一端側にフライスカッター（１６）を設け、前記主軸（１２）の軸心部にロッド（２５）を軸方向に移動可能にかつ主軸（１２）に対して相対回転不能に嵌合させ、該ロッド（２５）の一端側にセンタードリル（２８）を設け、ロッド（２５）を主軸（１２）に対して軸方向に移動させて前記センタードリル（２８）をフライスカッター（１６）の軸心部から軸方向に出没させるドリル進退装置（３５）を設け、該ドリル進退装置（３５）は、前記主軸（１２）の他端側にシリンダケース（３６）を同軸に配置して該主軸（１２）に一体的に連結し、該シリンダケース（３６）内にピストン（３７）を摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストン（３７）を前記ロッド（２５）の他端部に連結し、前記ロッド（２５）の他端部に設けた回転継手（４０）を介して前記シリンダケース（３６）内に作動油を供給してなり、前記ヘッドケース（１１）を軸方向に移動させるヘッド移動装置（５）を設けたことを特徴とするセンタリングマシン。
2. 請求項１記載のセンタリングマシンを設け、該センタリングマシンの主軸（１２）の軸方向外方にワーク（Ｗ）を挾持するクランプ装置（５５）を配置するとともに、該クランプ装置（５５）を前記主軸（１２）の軸心に対して直交方向に移動させるクランプ移動装置（４６）を設け、前記クランプ装置（５５）の移動方向一端側にワーク（Ｗ）を受けるワーク支持台（７５）を設け、前記クランプ装置（５５）は、シリンダ（７０）によって主軸（１２）の軸心と直交する方向に往復動される押しアーム（５７）と、この押しアーム（５７）の両側方に対向配置して主軸（１２）と平行する軸心を中心として揺動可能の一対の揺動アーム（５８，５９）と、押しアーム（５７）と各揺動アーム（５８，５９）とを連結するとともに、押しアーム（５７）の往動及び復動によって前記各揺動アーム（５８，５９）を接近方向及び離間方向に揺動させるアーム連動機構（６５）とを設けてなることを特徴とするセンタリングマシンのワーク支持装置。

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