JP5662268B2 - Machine tool and machining method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、多軸ヘッドに設けられた複数個の工具によってワークに加工を施す工作機械及びそれを用いた加工方法に関する。   The present invention relates to a machine tool for machining a workpiece with a plurality of tools provided on a multi-axis head, and a machining method using the machine tool.

車両に搭載されるエンジンのシリンダブロックやミッションケース等をはじめとする各種の構造部材は、例えば、複数個の工具を配設した多軸ヘッド(ギャングヘッドとも称呼される)を備える工作機械を用い、ワークに対する機械加工を施すことで作製される。この種の工作機械は、特許文献1の図6にも示されるように、多軸ヘッドと、ワークを保持するワーク保持盤とを有し、通常、多軸ヘッドにガイドバーが設けられるとともに、ワーク保持盤にガイドブッシュが設けられる。   Various structural members such as an engine cylinder block and a transmission case mounted on a vehicle use, for example, a machine tool including a multi-axis head (also referred to as a gang head) provided with a plurality of tools. It is made by machining the workpiece. As shown in FIG. 6 of Patent Document 1, this type of machine tool has a multi-axis head and a work holding plate for holding a work, and usually a guide bar is provided on the multi-axis head. A guide bush is provided on the work holding plate.

ワークに機械加工を施す際には、例えば、多軸ヘッドをワーク保持盤に接近させる。この接近の際に前記ガイドバーが前記ガイドブッシュに進入して係合するので、多軸ヘッドは、ガイドバー及びガイドブッシュに案内されながらワーク保持盤にさらに接近する。そして、多軸ヘッドとワーク保持盤との間が所定の距離となると、予め回転動作された工具によってワークに機械加工が施される。   When machining the workpiece, for example, the multi-axis head is brought close to the workpiece holding board. Since the guide bar enters and engages with the guide bush during this approach, the multi-axis head further approaches the work holding plate while being guided by the guide bar and the guide bush. When the distance between the multi-axis head and the work holding plate is a predetermined distance, the work is machined by a tool that has been rotated in advance.

ここで、ワークに対してネジ穴を形成したいときには、図10A、図10Bに示すように、下穴形成加工とタップ加工が行われる。すなわち、先ず、図10Aに示すドリル1を回転動作させながらワーク2に埋入させ、下穴形成加工を行う。その結果、図10Bに示すように下穴3が形成される。   Here, when it is desired to form a screw hole in the workpiece, as shown in FIGS. 10A and 10B, a pilot hole forming process and a tapping process are performed. That is, first, the drill 1 shown in FIG. 10A is embedded in the work 2 while rotating, and a pilot hole forming process is performed. As a result, the pilot hole 3 is formed as shown in FIG. 10B.

次に、該下穴3に対してネジ切りタップ4を進入させる。これによりタップ加工が行われ、図10Cに示すように、下穴3の側壁にネジ部5が形成される。すなわち、下穴3がネジ穴6となる。   Next, the threading tap 4 is made to enter the pilot hole 3. As a result, tapping is performed, and a screw portion 5 is formed on the side wall of the prepared hole 3 as shown in FIG. 10C. That is, the pilot hole 3 becomes the screw hole 6.

最後に、図10Cに示す面取り具7によって、ネジ穴6の開口に対して面取り加工を行い、面取り部8を形成する。この工程をもって、ネジ穴形成加工が終了する。   Finally, chamfering is performed on the opening of the screw hole 6 with the chamfering tool 7 shown in FIG. With this step, the screw hole forming process is completed.

以上の説明から諒解されるように、1個のネジ穴6を形成するためには、少なくとも3種類の工具が必要となる。すなわち、多数の工具を用意しなければならない。従って、特に、工作機械によって複数個のネジ穴6を同時に形成しようとする場合には、設備投資が顕著に高騰する。   As can be understood from the above description, at least three types of tools are required to form one screw hole 6. That is, a large number of tools must be prepared. Therefore, particularly when a plurality of screw holes 6 are simultaneously formed by a machine tool, the capital investment is remarkably increased.

しかも、この場合、ドリル1を取り付けた多軸ヘッドを使用した後、ネジ切りタップ4を取り付けた多軸ヘッドに交換し、さらに、面取り具7を取り付けた多軸ヘッドに交換しなければならない。すなわち、少なくとも3個の多軸ヘッドが必要である。このことも、設備投資を高騰させる一因となる。   Moreover, in this case, after using the multi-axis head to which the drill 1 is attached, the multi-axis head to which the threading tap 4 is attached must be replaced, and further, the multi-axis head to which the chamfering tool 7 is attached must be replaced. That is, at least three multi-axis heads are required. This also contributes to soaring capital investment.

さらに、多軸ヘッドを交換するために所定の時間が必要であるので、ネジ穴形成加工を開始してから終了するまでのサイクルタイムを短くすること、換言すれば、ネジ穴を効率よく形成することが容易ではない。   Furthermore, since a predetermined time is required to replace the multi-axis head, the cycle time from the start to the end of the screw hole forming process is shortened, in other words, the screw holes are efficiently formed. It is not easy.

このような不具合を回避するべく、本出願人は、特許文献2において、穿孔加工、タップ加工及び面取り加工の全てを実施することが可能なネジ切り工具を提案している。このネジ切り工具によれば、特許文献2の図10及び図11に示されるように、該ネジ切り工具をワークに埋入させる前進動作時に下穴形成加工を行うとともに、該ネジ切り工具をワークから離脱させる後退動作時にタップ加工及び面取り加工を行うことが可能である。   In order to avoid such a problem, the present applicant has proposed a threading tool capable of performing all of drilling, tapping and chamfering in Patent Document 2. According to this thread cutting tool, as shown in FIG. 10 and FIG. 11 of Patent Document 2, pilot hole forming processing is performed at the time of forward movement for embedding the thread cutting tool in the workpiece, and the thread cutting tool is It is possible to perform tapping and chamfering at the time of the backward movement to be detached from the head.

ここで、特許文献2の図10(c)に示されるように、下穴の側壁にネジ部を形成するためには、ネジ切り工具の回転中心を下穴の中心軸線からオフセットさせた状態で回転させる必要がある。これを実現するべく工具をコンタリング動作させることが想起されるが、このためには、多軸ヘッドをコンタリング動作させる必要がある。   Here, as shown in FIG. 10C of Patent Document 2, in order to form a screw portion on the side wall of the pilot hole, the rotation center of the thread cutting tool is offset from the central axis of the pilot hole. Need to rotate. In order to realize this, it is conceived that the tool is contoured, and for this purpose, it is necessary to contour the multi-axis head.

しかしながら、一般的な工作機械は、ワーク保持盤に対して多軸ヘッドが前進又は後退する(又は、多軸ヘッドに対してワーク保持盤が前進又は後退する)ことのみが可能なように構成されているため、工具もワークに対して前進又は後退することのみが可能である。すなわち、通常、工作機械は、プランジング加工を行うことのみが可能なように構成されており、コンタリング加工を行うようには構成されていない。   However, a general machine tool is configured such that the multi-axis head can only move forward or backward relative to the work holding plate (or the work holding plate can move forward or backward relative to the multi-axis head). Therefore, the tool can only advance or retreat with respect to the workpiece. That is, normally, the machine tool is configured so as to be able only to perform the plunging process, and is not configured to perform the contouring process.

また、精密なネジ穴を形成するためには、相当な重量物であり且つ形状が大なる多軸ヘッドを高精度に制御しながらコンタリング動作させる必要があるが、このような高精度の制御を行うこと自体、容易ではない。   In addition, in order to form a precise screw hole, it is necessary to perform a contouring operation while controlling a multi-axis head, which is a heavy object and large in shape, with high accuracy. Doing it itself is not easy.

特許文献3には、工具が偏心した状態で回転することが可能な多軸ヘッドを有する工作機械が開示されている。これは、第1の回転駆動手段によって工具を自転させるとともに第2の回転駆動手段によって工具を公転させ、これにより工具を偏心させた状態で回転させる(すなわち、コンタリング動作させる)ものである。   Patent Document 3 discloses a machine tool having a multi-axis head that can rotate in a state where a tool is eccentric. In this method, the tool is rotated by the first rotation driving means, and the tool is revolved by the second rotation driving means, whereby the tool is rotated in an eccentric state (that is, a contouring operation is performed).

この工作機械によれば、工具のみがコンタリング動作を行うので、工具を交換することなく穿孔加工に引き続いてタップ加工を行うことが可能となるとも推察される。   According to this machine tool, since only the tool performs the contouring operation, it is assumed that tapping can be performed subsequent to the drilling without exchanging the tool.

特開平7−164222号公報JP-A-7-164222 特許第3831167号公報Japanese Patent No. 3831167 特開平5−57513号公報JP-A-5-57513

特許文献3記載の技術では、工具を回転動作(自転運動)させるためのモータと、該工具を公転動作させるためのモータとを別個に多軸ヘッドに設けるようにしている。すなわち、この場合、工具をコンタリング動作させるために2個のモータが必要となる。従って、工作機械の構成が複雑化するとともに、そもそも相当の重量物である多軸ヘッドのさらなる重量増を招いてしまうという不具合が惹起される。   In the technique described in Patent Document 3, a motor for rotating (rotating) the tool and a motor for rotating the tool are separately provided in the multi-axis head. That is, in this case, two motors are required to perform the contouring operation of the tool. Therefore, the configuration of the machine tool becomes complicated, and there arises a problem that the weight of the multi-axis head, which is a heavy object in the first place, is further increased.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、簡素な構成でコンタリング加工を行うことが可能な工作機械及びそれを用いた加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a machine tool capable of performing contouring processing with a simple configuration and a processing method using the machine tool.

前記の目的を達成するために、本発明は、工具が設けられた多軸ヘッドと、前記工具によって加工が施されるワークを保持するワーク保持盤とを備える工作機械であって、
回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の回転駆動力を前記工具に伝達する第1回転駆動力伝達機構と、
前記工具を挿入した偏心スピンドルと、
前記回転駆動手段の回転駆動力を前記偏心スピンドルに伝達する第2回転駆動力伝達機構と、
前記多軸ヘッドと前記ワーク保持盤を相対的に接近又は離間するための変位機構と、
を備え、
前記回転駆動手段の回転駆動力伝達軸は、その軸線方向に沿って変位することで前記第2回転駆動力伝達機構に対して結合又は分離することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a machine tool comprising a multi-axis head provided with a tool, and a work holding plate for holding a work to be processed by the tool,
Rotation drive means;
A first rotational driving force transmission mechanism for transmitting the rotational driving force of the rotational driving means to the tool;
An eccentric spindle into which the tool is inserted;
A second rotational driving force transmission mechanism for transmitting the rotational driving force of the rotational driving means to the eccentric spindle;
A displacement mechanism for relatively approaching or separating the multi-axis head and the work holding plate;
With
The rotational driving force transmission shaft of the rotational driving means is coupled or separated from the second rotational driving force transmission mechanism by being displaced along the axial direction thereof.

この構成において、第2回転駆動力伝達機構から分離した状態の回転駆動力伝達軸が回転駆動手段の作用下に回転動作を開始すると、その回転駆動力が第1回転駆動力伝達機構を介して工具に伝達され、その結果、工具が回転動作(自転運動)を開始する。   In this configuration, when the rotational driving force transmission shaft separated from the second rotational driving force transmission mechanism starts to rotate under the action of the rotational driving means, the rotational driving force is transmitted via the first rotational driving force transmission mechanism. As a result, the tool starts rotating (rotating).

この状態から、回転駆動力伝達軸が第2回転駆動力伝達機構に対して結合すると、その回転駆動力が第2回転駆動力伝達機構を介して偏心スピンドルに伝達される。すなわち、偏心スピンドルが回転する。これに伴い、該偏心スピンドルに挿入された工具が、その軌跡が円形状となるように変位する。すなわち、公転運動する。   From this state, when the rotational driving force transmission shaft is coupled to the second rotational driving force transmission mechanism, the rotational driving force is transmitted to the eccentric spindle via the second rotational driving force transmission mechanism. That is, the eccentric spindle rotates. Along with this, the tool inserted into the eccentric spindle is displaced so that its locus becomes circular. In other words, revolves.

以上のようにして工具が自転運動をしながら公転運動を行うことにより、該工具がコンタリング動作を営むことになる。このため、工具を交換することなくコンタリング加工を実施することが可能となる。   As described above, the tool performs a revolving motion while rotating, so that the tool performs a contouring operation. For this reason, it becomes possible to implement the contouring process without exchanging tools.

勿論、回転駆動力伝達軸を第2回転駆動力伝達機構に対して結合しない場合には、偏心スピンドルが回転することはない。従って、このときには、工具は自転運動のみを行う。従って、コンタリング加工ではなくプランジング加工が実施される。   Of course, when the rotational driving force transmission shaft is not coupled to the second rotational driving force transmission mechanism, the eccentric spindle does not rotate. Therefore, at this time, the tool performs only the rotation motion. Therefore, plunging is performed instead of contouring.

要するに、本発明に係る工作機械によれば、1種類の工具でプランジング加工とコンタリング加工を選択的に実施することが可能である。しかも、コンタリング加工を行うには、一般的な工作機械において工具を挿入したスピンドルを偏心スピンドルに代替し、且つ、工具を回転動作させるための回転駆動手段の回転駆動力を偏心スピンドルに伝達する第2回転駆動力伝達機構を設ければよい。このため、工具を自転運動させるための回転駆動手段と、工具を公転運動させるための回転駆動手段とを別個に設ける必要がないので、構成が複雑になることが回避される。   In short, according to the machine tool of the present invention, it is possible to selectively carry out the plunging process and the contouring process with one type of tool. Moreover, in order to perform the contouring process, the spindle in which the tool is inserted is replaced with an eccentric spindle in a general machine tool, and the rotational driving force of the rotational driving means for rotating the tool is transmitted to the eccentric spindle. A second rotational driving force transmission mechanism may be provided. For this reason, since it is not necessary to separately provide the rotation drive means for rotating the tool and the rotation drive means for revolving the tool, it is avoided that the configuration is complicated.

そして、1種類の工具でプランジング加工とコンタリング加工を実施し得るので、プランジング加工を行う工具から、コンタリング加工を行う工具に交換する必要がない。従って、多種類且つ多数の工具を用意する必要もない。その上、プランジング加工を行う工具が設けられた多軸ヘッドを、コンタリング加工を行う工具が設けられた多軸ヘッドに交換する必要もない。このため、多軸ヘッドの個数を低減することもできる。以上のような理由から、設備投資が低廉化する。   Since the plunging process and the contouring process can be performed with one type of tool, it is not necessary to replace the tool for performing the plunging process with the tool for performing the contouring process. Therefore, it is not necessary to prepare many kinds and many tools. In addition, it is not necessary to replace the multi-axis head provided with the tool for performing the plunging process with the multi-axis head provided with the tool for performing the contouring process. For this reason, the number of multi-axis heads can be reduced. For these reasons, capital investment is reduced.

また、上記したように多軸ヘッドを交換する必要が特にないので、多軸ヘッドの交換作業に要していた分だけ、加工を開始してから終了するまでの時間を短縮することができる。すなわち、加工を効率よく遂行することができる。   Further, as described above, it is not particularly necessary to replace the multi-axis head, so that the time from the start to the end of machining can be shortened by the amount required for the replacement operation of the multi-axis head. That is, processing can be performed efficiently.

コンタリング加工は、例えば、多軸ヘッドがワーク保持盤に対して相対的に離間するときに実施することができる。すなわち、工具が自転運動している間、第2回転駆動力伝達機構に対して回転駆動力伝達軸を結合する。これにより、上記したようにして工具が公転運動し、コンタリング動作を行う。   The contouring process can be performed, for example, when the multi-axis head is relatively separated from the work holding plate. That is, the rotational driving force transmission shaft is coupled to the second rotational driving force transmission mechanism while the tool rotates. As a result, the tool revolves as described above to perform a contouring operation.

一方、多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するときには、上記と同様にコンタリング加工を施すようにしてもよいが、プランジング加工を施すようにしてもよい。なお、この場合、第2回転駆動力伝達機構に対して回転駆動力伝達軸を分離した状態とすればよい。このときには偏心スピンドルが停止したままであるので、工具が公転運動することはない。   On the other hand, when the multi-axis head is relatively close to the work holding plate, the contouring process may be performed in the same manner as described above, or the plunging process may be performed. In this case, the rotational driving force transmission shaft may be separated from the second rotational driving force transmission mechanism. At this time, since the eccentric spindle remains stopped, the tool does not revolve.

多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するときにプランジング加工を行い、且つ相対的に離間するときにコンタリング加工を行う好適な一例としては、ネジ穴形成加工が挙げられる。すなわち、プランジング加工によってワークに対して下穴を形成した後、前記多軸ヘッドを公転運動させて前記工具をコンタリング動作させながら下穴から離脱する方向に変位させる。これにより、前記下穴の側壁に対してネジ部が螺刻される。   As a preferred example of performing plunging when the multi-axis head is relatively close to the work holding plate and performing contouring when being relatively separated from each other, there is a screw hole forming process. . That is, after a pilot hole is formed in the workpiece by plunging, the multi-axis head is revolved to displace the tool in a direction away from the pilot hole while performing a contouring operation. Thereby, a screw part is screwed with respect to the side wall of the said pilot hole.

また、本発明は、多軸ヘッドに設けられ且つ偏心スピンドルに挿入された工具によって、ワーク保持盤に保持されたワークに対して加工を施す、工作機械を用いた加工方法であって、
前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するとき、回転駆動手段から第1回転駆動力伝達機構を介して前記工具に回転駆動力を伝達して該工具を回転動作させ、この状態で、前記工具によって前記ワークに対して第1の加工を施す工程と、
前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に離間するとき、前記回転駆動手段の回転駆動力伝達軸を第2回転駆動力伝達機構に結合することで前記偏心スピンドルを回転させることにより、前記工具にコンタリング動作を営ませながら、前記工具によって前記ワークに対して第2の加工であるコンタリング加工を施す工程と、
を有することを特徴とする。
Further, the present invention is a machining method using a machine tool that performs machining on a workpiece held on a workpiece holding plate by a tool provided on a multi-axis head and inserted into an eccentric spindle.
When the multi-axis head approaches relatively to the work holding plate, the rotational driving force is transmitted from the rotational driving means to the tool via the first rotational driving force transmission mechanism to rotate the tool, In this state, a step of performing a first machining on the workpiece by the tool;
By rotating the eccentric spindle by coupling the rotational driving force transmission shaft of the rotational driving means to the second rotational driving force transmission mechanism when the multi-axis head is separated from the work holding plate. Performing a contouring process which is a second process on the workpiece by the tool while performing a contouring operation on the tool;
It is characterized by having.

このように、本発明によれば、下加工(第1の加工)と、コンタリング加工による本加工(第2の加工)とを、工具が一往復する間に実施することができる。しかも、第1の加工及び第2の加工の双方を同一の工具で実施することができるので、多種類・多数の工具を用意する必要も、相違する工具が取り付けられた多軸ヘッドを用意する必要もない。従って、設備投資を低廉化しながら、加工を効率よく遂行することができる。   As described above, according to the present invention, the lower processing (first processing) and the main processing (second processing) by the contouring processing can be performed while the tool reciprocates once. In addition, since both the first machining and the second machining can be performed with the same tool, it is necessary to prepare many types and many tools, and a multi-axis head to which different tools are attached is prepared. There is no need. Therefore, it is possible to efficiently perform processing while reducing capital investment.

第1の加工は、第2の加工と同様にコンタリング加工であってもよいが、プランジング加工を行うようにしてもよい。この場合、多軸ヘッドがワーク保持盤に対して相対的に接近する際に第1案内用係合部材と第2案内用係合部材とが互いに係合しても、偏心スピンドルを回転動作させなければよい。   The first process may be a contouring process similar to the second process, but a plunging process may be performed. In this case, even if the first guide engaging member and the second guide engaging member are engaged with each other when the multi-axis head relatively approaches the work holding plate, the eccentric spindle is rotated. If there is no.

このように、多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するときにプランジング加工を行い、且つ相対的に離間するときにコンタリング加工を行う好適な一例としては、上記したネジ穴形成加工が挙げられる。   As described above, as a preferred example of performing the plunging process when the multi-axis head is relatively close to the work holding plate and performing the contouring process when the multi-axis head is relatively separated from each other, A hole forming process is mentioned.

本発明においては、回転駆動手段の回転駆動力を、第1回転駆動力伝達機構を介して工具に伝達して該工具を回転動作させるとともに、前記回転駆動手段の回転駆動力伝達軸を、第2回転駆動力伝達機構に対して分離又は結合可能に工作機械を構成するようにしている。前記回転駆動力伝達軸が前記第2回転駆動力伝達機構に結合されたときには、前記工具を挿入した偏心スピンドルが回転動作するので、前記工具は、自転運動に加えて公転運動を行う。すなわち、コンタリング動作を営む。   In the present invention, the rotational driving force of the rotational driving means is transmitted to the tool via the first rotational driving force transmission mechanism to rotate the tool, and the rotational driving force transmission shaft of the rotational driving means is The machine tool is configured to be separable or connectable to the two-rotation driving force transmission mechanism. When the rotational driving force transmission shaft is coupled to the second rotational driving force transmission mechanism, the eccentric spindle into which the tool is inserted rotates, so that the tool performs a revolving motion in addition to the rotational motion. That is, the contouring operation is performed.

このため、本発明によれば、コンタリング加工を実施することが可能となる。この場合、工具を自転運動させるための回転駆動手段と、工具を公転運動させるための回転駆動手段とを別個に設ける必要がないので、構成が複雑になることが回避される。すなわち、簡素な構成でありながら、1種類の工具でプランジング加工とコンタリング加工とを選択的に実施することができる。   For this reason, according to this invention, it becomes possible to implement a contouring process. In this case, since it is not necessary to separately provide the rotation drive means for rotating the tool and the rotation drive means for revolving the tool, it is possible to avoid a complicated configuration. That is, while having a simple configuration, the plunging process and the contouring process can be selectively performed with one type of tool.

このため、多種類・多数の工具を用意する必要や、相違する工具を取り付けた多軸ヘッドを用意する必要がない。従って、設備投資が低廉化する。   For this reason, it is not necessary to prepare many types and many tools, or to prepare a multi-axis head to which different tools are attached. Therefore, the capital investment is reduced.

また、多軸ヘッドを交換する必要がないので、その分、加工を開始してから終了するまでのサイクルタイムを短縮することができ、結局、加工を効率よく遂行することができる。   Further, since it is not necessary to replace the multi-axis head, the cycle time from the start to the end of the processing can be shortened accordingly, and the processing can be performed efficiently after all.

本発明の実施の形態に係る工作機械の要部概略斜視図である。It is a principal part schematic perspective view of the machine tool which concerns on embodiment of this invention. 図1の工作機械を構成する多軸ヘッドの要部概略縦断面図である。It is a principal part schematic longitudinal cross-sectional view of the multi-axis head which comprises the machine tool of FIG. 図1の多軸ヘッドにおける工具近傍の要部概略拡大斜視図である。FIG. 2 is a schematic enlarged perspective view of a main part near a tool in the multi-axis head of FIG. 1. 本実施の形態において工具として用いられるネジ切り工具の側面図である。It is a side view of the thread cutting tool used as a tool in this Embodiment. 図2のネジ切り工具の正面図である。It is a front view of the thread cutting tool of FIG. 図6A及び図6Bは、図2に示す工具を用いたプランジング加工によって下穴を形成するまでの過程を示した一部縦断面正面図であり、図6Cは、工具がコンタリング動作を営み始めた(ネジ部形成を開始した)状態を示した一部縦断面正面図である。6A and 6B are partial longitudinal sectional front views showing a process until a pilot hole is formed by plunging using the tool shown in FIG. 2, and FIG. 6C shows that the tool performs a contouring operation. It is the partial longitudinal cross-section front view which showed the state which started (it started the thread part formation). 図2に示すピストンロッドがベルトドライブに結合した状態を示す要部概略縦断面図である。It is a principal part schematic longitudinal cross-sectional view which shows the state which the piston rod shown in FIG. 2 couple | bonded with the belt drive. 偏心スピンドルが偏心した状態で回転動作する過程を模式的に示した模式正面図である。It is the model front view which showed typically the process of rotating operation in the state where the eccentric spindle was eccentric. 図9A及び図9Bは、図2に示す工具を用いたコンタリング加工によってネジ部を形成するまでの過程を示した一部縦断面正面図であり、図9Cは、工具によって面取り加工を行った状態を示した一部縦断面正面図である。9A and 9B are partial longitudinal sectional front views showing the process until the thread portion is formed by the contouring process using the tool shown in FIG. 2, and FIG. 9C is a chamfering process performed by the tool. It is the partial longitudinal cross-section front view which showed the state. 図10A〜図10Cは、従来技術に係るネジ穴形成加工につき、下穴の形成から面取り部の形成までの過程を示した一部縦断面正面図である。FIG. 10A to FIG. 10C are partial longitudinal cross-sectional front views illustrating a process from formation of a pilot hole to formation of a chamfered portion in a screw hole forming process according to a conventional technique.

以下、本発明に係る加工方法につき、それを実施するための工作機械との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the machining method according to the present invention will be described in detail in relation to a machine tool for carrying out the machining method, with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施の形態に係る工作機械10の要部概略斜視図である。この工作機械10は、複数個の工具12が設けられた多軸ヘッド14と、工具12によって加工が施されるワーク16を保持するワーク保持盤18とを有する。なお、多軸ヘッド14とワーク保持盤18は、実際には同一軸線上で互いに対向しているが、図1においては、工作機械10の構成を明確にするために、多軸ヘッド14及びワーク保持盤18を意図的に若干傾斜させて示している。   FIG. 1 is a schematic perspective view of a main part of a machine tool 10 according to the present embodiment. The machine tool 10 includes a multi-axis head 14 provided with a plurality of tools 12 and a work holding plate 18 that holds a work 16 to be processed by the tool 12. The multi-axis head 14 and the work holding plate 18 are actually opposed to each other on the same axis, but in FIG. 1, in order to clarify the configuration of the machine tool 10, The holding plate 18 is intentionally tilted slightly.

工作機械10は、さらに、案内テーブル20を有する。この案内テーブル20の上端面には2本のレール22a、22bが敷設されるとともに、該レール22a、22bに、ヘッド支持盤24が摺動自在に係合する。   The machine tool 10 further includes a guide table 20. Two rails 22a and 22b are laid on the upper end surface of the guide table 20, and a head support board 24 is slidably engaged with the rails 22a and 22b.

ヘッド支持盤24の一端面における四方の隅部近傍には、図示しない変位用シリンダを構成するロッド26a〜26dが連結される。一方、ヘッド支持盤24の残余の一端面には、前記多軸ヘッド14が支持される。従って、多軸ヘッド14は、前記変位用シリンダが付勢されてロッド26a〜26dが前進・後退動作することに伴ってヘッド支持盤24がワーク保持盤18に対して接近又は離間するように変位したとき、ヘッド支持盤24と一体的に変位する。勿論、この際、ヘッド支持盤24は、前記レール22a、22bに沿って変位(前進又は後退)する。   In the vicinity of the four corners on one end face of the head support plate 24, rods 26a to 26d constituting a displacement cylinder (not shown) are connected. On the other hand, the multi-axis head 14 is supported on the remaining one end face of the head support board 24. Accordingly, the multi-axis head 14 is displaced so that the head support plate 24 approaches or separates from the work holding plate 18 as the displacement cylinder is biased and the rods 26a to 26d move forward and backward. Then, the head support plate 24 is displaced integrally. Of course, at this time, the head support plate 24 is displaced (advanced or retracted) along the rails 22a and 22b.

以上のようにして、多軸ヘッド14は、位置決め固定されたワーク保持盤18に対して接近又は離間するように前進・後退動作することが可能である。すなわち、本実施の形態において、多軸ヘッド14は可動盤であり、一方、ワーク保持盤18は固定盤である。   As described above, the multi-axis head 14 can move forward and backward so as to approach or separate from the workpiece holding plate 18 that is positioned and fixed. That is, in the present embodiment, the multi-axis head 14 is a movable platen, while the work holding plate 18 is a fixed platen.

多軸ヘッド14には、複数個の工具12を同時に回転動作させるための図示しない回転シリンダ(回転駆動手段)が設けられる。具体的には、図2に示すように、この回転シリンダのピストンロッド28(回転駆動力伝達軸)は、多軸ヘッド14の内部で、ギアトレイン30(第1回転駆動力伝達機構)を介して、偏心スピンドル32に挿入された工具12に連結されている。   The multi-axis head 14 is provided with a rotation cylinder (rotation drive means) (not shown) for simultaneously rotating the plurality of tools 12. Specifically, as shown in FIG. 2, the piston rod 28 (rotational driving force transmission shaft) of the rotating cylinder is disposed inside the multi-axis head 14 via a gear train 30 (first rotational driving force transmission mechanism). The tool 12 is inserted into the eccentric spindle 32.

一層詳細には、ギアトレイン30は、第1歯車34、第2歯車36、第3歯車38、第4歯車40及び第5歯車42を含む。この中、第1歯車34は前記ピストンロッド28に外嵌されている。すなわち、ピストンロッド28の先端には第1スプライン44が刻設されており、この第1スプライン44に第1歯車34の内歯(図示せず)が摺接可能に噛合される。ここで、第1歯車34は、多軸ヘッド14の図示しない部位に位置決め固定された1対のストッパ部材46a、46bに挟まれている。   More specifically, the gear train 30 includes a first gear 34, a second gear 36, a third gear 38, a fourth gear 40 and a fifth gear 42. Among these, the first gear 34 is fitted on the piston rod 28. That is, a first spline 44 is formed at the tip of the piston rod 28, and an internal tooth (not shown) of the first gear 34 is engaged with the first spline 44 so as to be slidable. Here, the first gear 34 is sandwiched between a pair of stopper members 46 a and 46 b that are positioned and fixed to a portion (not shown) of the multi-axis head 14.

第2歯車36は、多軸ヘッド14と偏心スピンドル32との間に配設された第1従動軸48の軸線方向略中央に外嵌されており、且つ第1歯車34と噛合している。第1従動軸48と多軸ヘッド14、偏心スピンドル32との間には第1軸受50が介在しており、第1従動軸48は、第1軸受50に回転可能に軸支される。なお、図2においては偏心スピンドル32側の第1軸受50のみを示し、多軸ヘッド14側の第1軸受50は省略している。   The second gear 36 is externally fitted at the approximate center of the first driven shaft 48 disposed between the multi-axis head 14 and the eccentric spindle 32, and meshes with the first gear 34. A first bearing 50 is interposed between the first driven shaft 48, the multi-axis head 14, and the eccentric spindle 32, and the first driven shaft 48 is rotatably supported by the first bearing 50. In FIG. 2, only the first bearing 50 on the eccentric spindle 32 side is shown, and the first bearing 50 on the multi-axis head 14 side is omitted.

第1従動軸48の一端部は、偏心スピンドル32の内部に進入している。この偏心スピンドル32内に進入した一端部に、前記第3歯車38が外嵌される。   One end of the first driven shaft 48 enters the eccentric spindle 32. The third gear 38 is fitted on one end that has entered the eccentric spindle 32.

偏心スピンドル32の内部には、工具12を収容する主室52と、該主室52に連通する副室54とが形成されており、この中の副室54には第2従動軸56が収容される。第2従動軸56は、図示しない第2軸受によって回転可能に軸支されている。   Inside the eccentric spindle 32, a main chamber 52 for accommodating the tool 12 and a sub chamber 54 communicating with the main chamber 52 are formed, and the second driven shaft 56 is accommodated in the sub chamber 54 therein. Is done. The second driven shaft 56 is rotatably supported by a second bearing (not shown).

第2従動軸56には、若干長尺な第4歯車40が外嵌される。さらに、工具12の後端部には第5歯車42が設けられており、前記第4歯車40は、この第5歯車42と、第1従動軸48に外嵌された前記第3歯車38との双方に噛合している。   A slightly long fourth gear 40 is fitted on the second driven shaft 56. Further, a fifth gear 42 is provided at the rear end portion of the tool 12, and the fourth gear 40 includes the fifth gear 42 and the third gear 38 externally fitted to the first driven shaft 48. Meshing with both.

従って、ピストンロッド28が回転動作を開始すると、後述するように、第1歯車34、第2歯車36、第3歯車38、第4歯車40、第5歯車42を経て回転駆動力が伝達される。その結果、工具12が回転動作を開始する。   Accordingly, when the piston rod 28 starts rotating, the rotational driving force is transmitted through the first gear 34, the second gear 36, the third gear 38, the fourth gear 40, and the fifth gear 42, as will be described later. . As a result, the tool 12 starts rotating.

その一方で、回転シリンダは、ベルトドライブ62(第2回転駆動力伝達機構)の媒介によって、偏心スピンドル32を回転動作させることも可能である。   On the other hand, the rotating cylinder can also rotate the eccentric spindle 32 via the belt drive 62 (second rotational driving force transmission mechanism).

ベルトドライブ62は、多軸ヘッド14の内部に回転可能に軸支された第1プーリ64と、偏心スピンドル32に外嵌された第2プーリ66と、これら第1プーリ64及び第2プーリ66に巻回されたタイミングベルト68とを含む。この中、第1プーリ64は、第3従動軸70に外嵌されている。   The belt drive 62 includes a first pulley 64 rotatably supported inside the multi-axis head 14, a second pulley 66 externally fitted to the eccentric spindle 32, and the first pulley 64 and the second pulley 66. And a wound timing belt 68. Among these, the first pulley 64 is externally fitted to the third driven shaft 70.

第3従動軸70の一端部は、図示しない第3軸受によって回転可能に軸支されている。また、第3従動軸70の他端部は円環形状の中空軸部72として形成されており、該中空軸部72の内壁には、第2スプライン74が刻設されている。前記ピストンロッド28の先端部は、この中空軸部72の内部に対して進入・離脱が可能である。   One end of the third driven shaft 70 is rotatably supported by a third bearing (not shown). The other end of the third driven shaft 70 is formed as an annular hollow shaft portion 72, and a second spline 74 is engraved on the inner wall of the hollow shaft portion 72. The tip of the piston rod 28 can enter and leave the interior of the hollow shaft 72.

すなわち、前記回転シリンダが付勢されると、該回転シリンダのピストンロッド28は、ワーク保持盤18に対して接近又は離間するように前進・後退動作することが可能である。そして、ピストンロッド28がワーク保持盤18に対して接近(前進)したときには、前記第1スプライン44が前記中空軸部72の内部に進入し、前記第2スプライン74に対して噛合する。一方、ピストンロッド28がワーク保持盤18に対して離間(後退)したときには、該ピストンロッド28の先端が前記中空軸部72の内部から露呈して離脱し、前記第1スプライン44と、前記第2スプライン74との噛合が解かれる。   That is, when the rotating cylinder is energized, the piston rod 28 of the rotating cylinder can move forward and backward so as to approach or separate from the work holding plate 18. When the piston rod 28 approaches (advances) the work holding plate 18, the first spline 44 enters the hollow shaft 72 and meshes with the second spline 74. On the other hand, when the piston rod 28 is separated (retracted) from the work holding plate 18, the tip of the piston rod 28 is exposed from the inside of the hollow shaft portion 72 and separated, and the first spline 44 and the first spline 44 are removed. The meshing with the two splines 74 is released.

ピストンロッド28が上記したように前進又は後退する際には、第1スプライン44が第1歯車34の内歯に対して摺動するとともに、第1歯車34がストッパ部材46a、46bによって堰止される。このために第1スプライン44が第1歯車34に対して滑動することにより、第1歯車34の位置が保たれる。   When the piston rod 28 moves forward or backward as described above, the first spline 44 slides with respect to the internal teeth of the first gear 34 and the first gear 34 is blocked by the stopper members 46a and 46b. The For this reason, the first spline 44 slides with respect to the first gear 34, whereby the position of the first gear 34 is maintained.

なお、回転シリンダにおけるピストンロッド28は、周知の通り、回転動作を行うことも可能である。回転動作は、前進・後退動作と同時に行うことも可能であるし、前進・後退動作とは別に行うことも可能である。   As is well known, the piston rod 28 in the rotating cylinder can also rotate. The rotation operation can be performed simultaneously with the forward / backward movement, or can be performed separately from the forward / backward movement.

また、偏心スピンドル32は、偏心した状態で回転動作を行うスピンドルとして周知である。すなわち、図3に示すように、偏心スピンドル32に形成された挿通孔76の中心は、該偏心スピンドル32を挿入した保護筒77の挿入穴78の中心からオフセットされた位置にある。   The eccentric spindle 32 is well known as a spindle that rotates in an eccentric state. That is, as shown in FIG. 3, the center of the insertion hole 76 formed in the eccentric spindle 32 is offset from the center of the insertion hole 78 of the protective cylinder 77 into which the eccentric spindle 32 is inserted.

本実施の形態において、偏心スピンドル32に挿入された工具12は、面取り部形成部79が形成されていることを除き、前記特許文献2に示されるネジ切り工具に準拠して構成されている。すなわち、図4及び図5に示すように、このネジ切り工具は、その先端に、正面すくい面80及び側面すくい面82、ドリル刃84及びネジ切り刃86、正面逃げ面88及び側面逃げ面90を有し、さらに、油孔91が形成されたものであるが、この構成は特許文献2によって公知であるので、それ以上の詳細な説明は省略する。   In the present embodiment, the tool 12 inserted into the eccentric spindle 32 is configured in accordance with the thread cutting tool disclosed in Patent Document 2 except that a chamfered portion forming portion 79 is formed. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the thread cutting tool has a front rake face 80 and a side rake face 82, a drill blade 84 and a thread cutting edge 86, a front flank face 88 and a side flank face 90 at its tip. Further, the oil hole 91 is formed, but since this configuration is known from Patent Document 2, further detailed description thereof is omitted.

ネジ切り刃86には、該ネジ切り刃86に比して小径で且つ長尺な胴体92が連なる。前記面取り部形成部79は、この胴体92に連なっている。なお、面取り部形成部79は、テーパー状に拡径するようにして形成されている。   The thread cutting blade 86 is connected to a trunk 92 having a smaller diameter and a longer diameter than the thread cutting blade 86. The chamfered portion forming portion 79 is continuous with the body 92. The chamfered portion forming portion 79 is formed so as to expand in a tapered shape.

図2においては、1個の工具12を例示しているが、その他の工具12にも、第2歯車36、第3歯車38、第4歯車40及び第5歯車42が上記と同様にして付設され、この中の第2歯車36が第1歯車34に噛合する。すなわち、第1歯車34には、複数個の第2歯車36が噛合している。   In FIG. 2, one tool 12 is illustrated, but the second gear 36, the third gear 38, the fourth gear 40, and the fifth gear 42 are attached to the other tools 12 in the same manner as described above. The second gear 36 in this meshes with the first gear 34. That is, a plurality of second gears 36 are engaged with the first gear 34.

また、タイミングベルト68及び第2プーリ66も工具12ごとに設けられ、各タイミングベルト68は第1プーリ64に巻回される。すなわち、第1プーリ64には、複数個のタイミングベルト68が巻回されている。   A timing belt 68 and a second pulley 66 are also provided for each tool 12, and each timing belt 68 is wound around the first pulley 64. That is, a plurality of timing belts 68 are wound around the first pulley 64.

ここで、図2における参照符号93a、93bは、それぞれ、ベアリングを示す。   Here, reference numerals 93a and 93b in FIG. 2 each indicate a bearing.

多軸ヘッド14において、工具12が設けられた面(加工面)には、図1に示すように、第1案内用係合部材としての2本のガイドバー94a、94bが設けられる。すなわち、ガイドバー94a、94bは、工具12と同様に、ワーク保持盤18に指向して延在する。   In the multi-axis head 14, two guide bars 94 a and 94 b as first guide engaging members are provided on the surface (processed surface) on which the tool 12 is provided, as shown in FIG. 1. That is, the guide bars 94 a and 94 b extend toward the work holding plate 18 in the same manner as the tool 12.

一方、ワーク保持盤18には、ガイドバー94a、94bの位置に対応する位置にガイドブッシュ96a、96bが設けられる。略円筒体をなすガイドブッシュ96a、96bには、後述するように、ガイドバー94a、94bが進入して係合する。すなわち、ガイドバー94a、94b及びガイドブッシュ96a、96bは、案内用係合部材としての役割を果たす。   On the other hand, the work holding board 18 is provided with guide bushes 96a and 96b at positions corresponding to the positions of the guide bars 94a and 94b. As will be described later, guide bars 94a and 94b enter and engage with guide bushes 96a and 96b that form a substantially cylindrical body. That is, the guide bars 94a and 94b and the guide bushes 96a and 96b serve as guide engaging members.

ワーク保持盤18には、さらに、ワーク16を保持するためのクランプ爪98a、98bが設けられる。クランプ爪98a、98bは開閉可能であり、クランプ爪98a、98bが閉状態となることによってワーク16が保持され、一方、開状態となることによってワーク16が解放される。   The work holding board 18 is further provided with clamp claws 98 a and 98 b for holding the work 16. The clamp claws 98a and 98b can be opened and closed. The workpiece 16 is held when the clamp claws 98a and 98b are closed, and the workpiece 16 is released when the clamp claws 98a and 98b are opened.

なお、ワーク16としては、車両に搭載される内燃機関を構成するシリンダブロックやシリンダヘッド、又はミッションケース等が例示される。   The workpiece 16 is exemplified by a cylinder block, a cylinder head, a mission case, or the like that constitutes an internal combustion engine mounted on a vehicle.

本実施の形態に係る工作機械10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該工作機械10を用いて実施される加工方法との関係で説明する。   The machine tool 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the function and effect of the machine tool 10 are related to the machining method performed using the machine tool 10. explain.

ワーク16に対して加工を施すに際しては、はじめに、作業者ないしロボットによってワーク保持盤18の所定箇所にワーク16を配置し、クランプ爪98a、98bを閉状態とする。これにより、ワーク16がワーク保持盤18に保持される。   When processing the workpiece 16, first, the workpiece 16 is arranged at a predetermined position of the workpiece holding board 18 by an operator or a robot, and the clamp claws 98a and 98b are closed. As a result, the workpiece 16 is held on the workpiece holding board 18.

次に、ピストンロッド28の先端が中空軸部72に対して分離している状態、すなわち、第1スプライン44と第2スプライン74の噛合が解かれている状態で、前記回転シリンダを付勢する。これにより、ピストンロッド28が回転付勢される。   Next, the rotary cylinder is biased in a state where the tip of the piston rod 28 is separated from the hollow shaft portion 72, that is, in a state where the first spline 44 and the second spline 74 are disengaged. . Thereby, the piston rod 28 is urged to rotate.

ピストンロッド28の回転駆動力は、ギアトレイン30を構成する第1歯車34、各工具12に付設された第2歯車36、第3歯車38、第4歯車40及び第5歯車42を介して、偏心スピンドル32内の工具12に伝達される。その結果、全ての工具12が同期して回転動作(自転運動)を開始する。   The rotational driving force of the piston rod 28 is transmitted through the first gear 34 constituting the gear train 30, the second gear 36 attached to each tool 12, the third gear 38, the fourth gear 40, and the fifth gear 42. It is transmitted to the tool 12 in the eccentric spindle 32. As a result, all the tools 12 start rotating operation (spinning motion) synchronously.

次に、前記変位用シリンダを付勢することでロッド26a〜26dを前進動作させ、これにより、ヘッド支持盤24をワーク保持盤18側に指向して前進させる。この際には、ヘッド支持盤24が案内テーブル20上のレール22a、22bに案内されるとともに、多軸ヘッド14がヘッド支持盤24と一体的に変位してワーク保持盤18に接近する。   Next, the rods 26a to 26d are moved forward by energizing the displacement cylinder, thereby moving the head support plate 24 forward toward the work holding plate 18 side. At this time, the head support plate 24 is guided by the rails 22 a and 22 b on the guide table 20, and the multi-axis head 14 is displaced integrally with the head support plate 24 and approaches the work holding plate 18.

この変位の途中、多軸ヘッド14に設けられたガイドバー94a、94bの先端が、ワーク保持盤18に設けられたガイドブッシュ96a、96bに進入して係合する。これにより、多軸ヘッド14がワーク保持盤18に対して、ひいては工具12がワーク16に対して位置ズレを起こすことが回避される。そして、図6Aに示すように、工具12(ネジ切り工具)がワーク16に近接する。   During this displacement, the tips of the guide bars 94a, 94b provided on the multi-axis head 14 enter and engage with guide bushes 96a, 96b provided on the work holding plate 18. Thereby, it is avoided that the multi-axis head 14 is displaced with respect to the work holding plate 18 and the tool 12 is displaced with respect to the work 16. Then, as shown in FIG. 6A, the tool 12 (thread cutting tool) comes close to the workpiece 16.

多軸ヘッド14がさらに前進すると、図6Bに示すように、工具12のドリル刃84によって穿孔加工が進行し、その結果、下穴100が形成される。この際には、多軸ヘッド14が水平方向に沿って前進するのみであるので、いわゆるプランジング加工が施される。ロッド26a〜26d(図1参照)は、多軸ヘッド14が所定の位置に到達すると、前記変位用シリンダが滅勢されることに伴って停止する。これに伴って、所定の深さの下穴100が得られる。   When the multi-axis head 14 is further advanced, as shown in FIG. 6B, drilling progresses by the drill blade 84 of the tool 12, and as a result, the pilot hole 100 is formed. At this time, since the multi-axis head 14 only advances in the horizontal direction, so-called plunging is performed. When the multi-axis head 14 reaches a predetermined position, the rods 26a to 26d (see FIG. 1) stop as the displacement cylinder is de-energized. Along with this, a pilot hole 100 having a predetermined depth is obtained.

同時に、工具12の面取り部形成部79によって、下穴100の開口近傍がテーパー状に拡径するように研削される。これにより、面取り部102が形成される。   At the same time, the chamfered portion forming portion 79 of the tool 12 is ground so that the vicinity of the opening of the prepared hole 100 is expanded in a tapered shape. Thereby, the chamfered portion 102 is formed.

次に、この状態から、ピストンロッド28が前進動作する。これにより、図7に示すように、該ピストンロッド28の先端部が中空軸部72に進入する。その結果、第1スプライン44と第2スプライン74が互いに噛合する。なお、第1歯車34は、ストッパ部材46a、46bによって堰止されるので、ピストンロッド28に同伴されることなく、その位置を保つ。従って、第1スプライン44は、第1歯車34の内歯に対して摺動する。   Next, from this state, the piston rod 28 moves forward. As a result, as shown in FIG. 7, the tip of the piston rod 28 enters the hollow shaft 72. As a result, the first spline 44 and the second spline 74 mesh with each other. Since the first gear 34 is blocked by the stopper members 46a and 46b, the position of the first gear 34 is maintained without being accompanied by the piston rod 28. Accordingly, the first spline 44 slides with respect to the internal teeth of the first gear 34.

このようにしてピストンロッド28とベルトドライブ62とが結合状態となると、ピストンロッド28に伝達された回転シリンダの回転駆動力が、第3従動軸70を介して第1プーリ64に伝達される。すなわち、第3従動軸70及び第1プーリ64が回転動作を開始し、さらに、該第1プーリ64に巻回されたタイミングベルト68が周回動作を開始する。これに追従して、該タイミングベルト68が巻回された第2プーリ66が回転動作し始める。   When the piston rod 28 and the belt drive 62 are thus coupled, the rotational driving force of the rotating cylinder transmitted to the piston rod 28 is transmitted to the first pulley 64 via the third driven shaft 70. That is, the third driven shaft 70 and the first pulley 64 start rotating, and the timing belt 68 wound around the first pulley 64 starts rotating. Following this, the second pulley 66 around which the timing belt 68 is wound starts to rotate.

第2プーリ66が偏心スピンドル32に外嵌されているので、偏心スピンドル32も回転動作を始める。図8に模式的に示すように、偏心スピンドル32の挿通孔76の中心が、該偏心スピンドル32を挿入した保護筒77の挿入穴78の中心からオフセットされているため、偏心スピンドル32、ひいては該偏心スピンドル32に挿入された工具12が、挿入穴78の中心に対して偏心した状態で回転動作する。   Since the second pulley 66 is fitted on the eccentric spindle 32, the eccentric spindle 32 also starts rotating. As schematically shown in FIG. 8, the center of the insertion hole 76 of the eccentric spindle 32 is offset from the center of the insertion hole 78 of the protective cylinder 77 into which the eccentric spindle 32 is inserted. The tool 12 inserted into the eccentric spindle 32 rotates in a state of being eccentric with respect to the center of the insertion hole 78.

すなわち、工具12は、円形状の軌跡を描くように変位する。換言すれば、公転運動する。上記したように、工具12は、ギアトレイン30を介して伝達された回転駆動力によって自転運動を継続しているので、この時点で、自転運動しながら公転運動することになる。これにより、工具12がコンタリング動作を営む。その結果、図6Cに示すように、ネジ切り刃86によって、下穴100の側壁に対するネジ切りが開始される。また、面取り部形成部79によって面取り部102が拡径される。   That is, the tool 12 is displaced so as to draw a circular locus. In other words, revolves. As described above, the tool 12 continues to rotate by the rotational driving force transmitted through the gear train 30. At this point, the tool 12 revolves while rotating. As a result, the tool 12 performs a contouring operation. As a result, as shown in FIG. 6C, threading of the side wall of the pilot hole 100 is started by the thread cutting blade 86. Further, the chamfered portion 102 is expanded in diameter by the chamfered portion forming portion 79.

なお、この際には、偏心スピンドル32の副室54に収容された第2従動軸56も公転動作する。   At this time, the second driven shaft 56 accommodated in the sub chamber 54 of the eccentric spindle 32 also revolves.

次に、前記変位用シリンダが再付勢されてロッド26a〜26dが後退動作する。これにより、ヘッド支持盤24及び多軸ヘッド14がワーク保持盤18から離間するように後退する。勿論、この際にも、ヘッド支持盤24が案内テーブル20上のレール22a、22bに案内されるとともに、ガイドバー94a、94bがガイドブッシュ96a、96bに案内される。   Next, the displacement cylinder is re-biased and the rods 26a to 26d move backward. As a result, the head support plate 24 and the multi-axis head 14 are moved backward so as to be separated from the work holding plate 18. Of course, at this time, the head support plate 24 is guided to the rails 22a and 22b on the guide table 20, and the guide bars 94a and 94b are guided to the guide bushes 96a and 96b.

このようにしてヘッド支持盤24が後退することに伴って、図9A及び図9Bに示すように、工具12がコンタリング動作を続行しながら、下穴100から離脱する方向に後退する。このときに、下穴100の側壁に対してネジ部104が連続的に刻設される。すなわち、タップ加工が施される。最終的に、工具12が下穴100の開口に到達することにより、下穴100に対して大径であり、且つ面取り部102が形成されたネジ穴106が得られる。   9A and 9B, as the head support plate 24 moves backward, the tool 12 moves backward in the direction of detaching from the pilot hole 100 while continuing the contouring operation. At this time, the screw portion 104 is continuously engraved on the side wall of the prepared hole 100. That is, tapping is performed. Finally, when the tool 12 reaches the opening of the pilot hole 100, a screw hole 106 having a large diameter with respect to the pilot hole 100 and having a chamfered portion 102 is obtained.

その後、ロッド26a〜26dが一層後退すると、工具12がネジ穴106から離脱して全ての加工が終了する。また、ガイドバー94a、94bがガイドブッシュ96a、96bから離脱する。その後、クランプ爪98a、98bを開状態とすれば、ワーク16が解放される。   Thereafter, when the rods 26a to 26d are further retracted, the tool 12 is detached from the screw hole 106, and all processing is completed. Further, the guide bars 94a and 94b are detached from the guide bushes 96a and 96b. Thereafter, when the clamp claws 98a and 98b are opened, the workpiece 16 is released.

以上のように、本実施の形態によれば、工具12を回転付勢するための回転駆動手段が、工具12をコンタリング動作させるためのコンタリング動作用駆動手段を兼ねる。すなわち、1個の駆動手段によって、工具12に自転運動のみを行わせることも、自転運動と同時に公転運動(コンタリング動作)を行わせることも可能である。従って、構成が簡素となる。   As described above, according to the present embodiment, the rotation driving means for urging the tool 12 also serves as the contouring operation driving means for causing the tool 12 to perform a contouring operation. That is, it is possible to cause the tool 12 to perform only the rotation motion or to perform the revolving motion (contouring operation) simultaneously with the rotation motion by one driving means. Therefore, the configuration is simplified.

このため、1種類の工具12によって下穴形成加工、タップ加工及び面取り加工を全て実施することができるので、多種類且つ多数の工具12を用意する必要がない。また、多軸ヘッド14は、工具12を設けたものを1個用意すればよく、ドリル1(図10参照)を取り付けたもの、ネジ切りタップ4を取り付けたもの、面取り具7を取り付けたものを個別に用意する必要がない。以上の理由から、設備投資が低廉化する。   For this reason, since the pilot hole forming process, the tapping process, and the chamfering process can all be performed by one type of tool 12, it is not necessary to prepare many types and a large number of tools 12. The multi-axis head 14 may be prepared with a tool 12 provided, a drill 1 (see FIG. 10) attached, a threaded tap 4 attached, and a chamfer 7 attached. Need not be prepared separately. For these reasons, capital investment is reduced.

しかも、本実施の形態によれば、多軸ヘッド14を交換する必要がないので、その分、ネジ穴形成加工を開始してから終了するまでのサイクルタイムを従来技術に比して短縮することが可能である。このため、ネジ穴106を効率よく形成することができる。   In addition, according to the present embodiment, it is not necessary to replace the multi-axis head 14, and accordingly, the cycle time from the start to the end of the screw hole forming process can be shortened as compared with the prior art. Is possible. For this reason, the screw hole 106 can be formed efficiently.

さらに、偏心スピンドル32を偏心量が相違するものに交換したり、第1プーリ64又は第2プーリ66として径が相違するものに交換することでプーリ比を変更したりすることにより、直径が相違するネジ穴を形成することも可能である。すなわち、例えば、ワークの任意の部位に対して所定の径のネジ穴を形成する一方で、別の部位に対して径が相違するネジ穴を形成することが可能である。勿論、任意のワークに対して所定の径のネジ穴を形成した後、別のワークに対して径が相違するネジ穴を形成することもできる。   Further, the eccentric spindle 32 is changed to one having a different eccentric amount, or the pulley ratio is changed by changing the first pulley 64 or the second pulley 66 to have a different diameter. It is also possible to form a screw hole. That is, for example, it is possible to form a screw hole having a predetermined diameter with respect to an arbitrary part of the workpiece while forming a screw hole with a different diameter with respect to another part. Of course, after a screw hole having a predetermined diameter is formed on an arbitrary workpiece, a screw hole having a different diameter can be formed on another workpiece.

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記した実施の形態では、ピストンロッド28に設けられた第1歯車34を含むギアトレイン30を介して回転シリンダと工具12を連結ようにしているが、ピストンロッド28と工具12との距離が大きい場合等、第1歯車34と第2歯車36を互いに噛合させることが容易でないときには、第1歯車34と第2歯車36との間に別のギアトレイン等を介在させるようにしてもよい。第1プーリ64と第2プーリ66についても同様である。   For example, in the above-described embodiment, the rotary cylinder and the tool 12 are connected via the gear train 30 including the first gear 34 provided on the piston rod 28, but the distance between the piston rod 28 and the tool 12 is. When it is not easy to mesh the first gear 34 and the second gear 36 with each other such as when the gear is large, another gear train or the like may be interposed between the first gear 34 and the second gear 36. . The same applies to the first pulley 64 and the second pulley 66.

また、多軸ヘッド14にガイドブッシュ96a、96bを設ける一方で、ワーク保持盤18にガイドバー94a、94bを設けるようにしてもよい。そして、多軸ヘッド14をワーク保持盤18に対して接近・離間するように変位させることに代替し、ワーク保持盤18を多軸ヘッド14に対して接近・離間するように変位させるようにしてもよい。   The multi-axis head 14 may be provided with guide bushes 96a and 96b, while the work holding plate 18 may be provided with guide bars 94a and 94b. Instead of displacing the multi-axis head 14 so as to approach or separate from the work holding plate 18, the work holding plate 18 is displaced so as to approach or separate from the multi-axis head 14. Also good.

さらに、本発明に係る加工方法は、ネジ穴106を形成する場合に特に限定されるものではなく、コンタリング加工を行うことが必要である場合に適用することが可能である。ここで、必要に応じ、プランジング加工を行うことなく、最初からコンタリング加工のみを実施するようにしてもよい。この場合、ワーク保持盤18に対して多軸ヘッド14を相対的に接近させるとき、及び離間させるときの双方で、上記したようにして多軸ヘッド14にコンタリング動作を営ませればよい。   Furthermore, the processing method according to the present invention is not particularly limited when the screw hole 106 is formed, and can be applied when it is necessary to perform contouring processing. Here, if necessary, only the contouring process may be performed from the beginning without performing the plunging process. In this case, the multi-axis head 14 may be subjected to a contouring operation as described above both when the multi-axis head 14 is relatively moved toward and away from the work holding plate 18.

さらにまた、本発明に係る工作機械10は、工具12がコンタリング動作を営むことが可能な構成であるが、コンタリング加工を行う必要がない場合には、ピストンロッド28が中空軸部72に対して分離した状態を維持し、工具12にコンタリング動作を営ませないようにすればよい。すなわち、工作機械10によってプランジング加工のみを実施するようにしてもよい。例えば、上記したネジ切り工具に代替してドリルやリーマを選定し、プランジング加工を実施することによって穿孔加工を行うことも可能である。   Furthermore, the machine tool 10 according to the present invention is configured such that the tool 12 can perform a contouring operation. However, when the contouring process is not required, the piston rod 28 is attached to the hollow shaft portion 72. On the other hand, the separated state may be maintained so that the tool 12 does not perform the contouring operation. That is, only the plunging process may be performed by the machine tool 10. For example, it is possible to perform drilling by selecting a drill or reamer instead of the above-described thread cutting tool and performing plunging.

そして、ワーク16がシリンダブロックやシリンダヘッド、ミッションケースに限定されるものではないことはいうまでもない。   And it cannot be overemphasized that the workpiece | work 16 is not limited to a cylinder block, a cylinder head, and a mission case.

1…ドリル 2、16…ワーク
3、100…下穴 4…ネジ切りタップ
5、104…ネジ部 6、106…ネジ穴
7…面取り具 8、102…面取り部
10…工作機械 12…工具
14…多軸ヘッド 18…ワーク保持盤
24…ヘッド支持盤 26a〜26d…ロッド
28…ピストンロッド 30…ギアトレイン
32…偏心スピンドル 34、36、38、40、42…歯車
44、74…スプライン 46a、46b…ストッパ部材
62…ベルトドライブ 64、66…プーリ
68…タイミングベルト 72…中空軸部
94a、94b…ガイドバー 96a、96b…ガイドブッシュ
98a、98b…クランプ爪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drill 2, 16 ... Work 3, 100 ... Pilot hole 4 ... Screw cutting tap 5, 104 ... Screw part 6, 106 ... Screw hole 7 ... Chamfering tool 8, 102 ... Chamfering part 10 ... Machine tool 12 ... Tool 14 ... Multi-axis head 18 ... Work holding plate 24 ... Head support plate 26a to 26d ... Rod 28 ... Piston rod 30 ... Gear train 32 ... Eccentric spindle 34, 36, 38, 40, 42 ... Gear 44, 74 ... Spline 46a, 46b ... Stopper member 62 ... belt drive 64, 66 ... pulley 68 ... timing belt 72 ... hollow shaft portions 94a, 94b ... guide bars 96a, 96b ... guide bushes 98a, 98b ... clamp claws

Claims (6)

工具が設けられた多軸ヘッドと、前記工具によって加工が施されるワークを保持するワーク保持盤とを備える工作機械であって、
回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の回転駆動力を前記工具に伝達する第1回転駆動力伝達機構と、
前記工具を挿入した偏心スピンドルと、
前記回転駆動手段の回転駆動力を前記偏心スピンドルに伝達する第2回転駆動力伝達機構と、
前記多軸ヘッドと前記ワーク保持盤を相対的に接近又は離間するための変位機構と、
を備え、
前記回転駆動手段の回転駆動力伝達軸は、その軸線方向に沿って変位することで前記第2回転駆動力伝達機構に対して結合又は分離することを特徴とする工作機械。
A machine tool comprising a multi-axis head provided with a tool, and a work holding plate for holding a work to be processed by the tool,
Rotation drive means;
A first rotational driving force transmission mechanism for transmitting the rotational driving force of the rotational driving means to the tool;
An eccentric spindle into which the tool is inserted;
A second rotational driving force transmission mechanism for transmitting the rotational driving force of the rotational driving means to the eccentric spindle;
A displacement mechanism for relatively approaching or separating the multi-axis head and the work holding plate;
With
The machine tool characterized in that the rotational drive force transmission shaft of the rotational drive means is coupled or separated from the second rotational drive force transmission mechanism by displacing along the axial direction.
請求項1記載の工作機械において、前記変位機構の作用下に前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するとき、前記回転駆動力伝達軸が前記第2回転駆動力伝達機構に対して分離される一方、前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に離間するとき、前記回転駆動力伝達軸が前記第2回転駆動力伝達機構に対して結合されることを特徴とする工作機械。   2. The machine tool according to claim 1, wherein when the multi-axis head approaches relatively to the work holding plate under the action of the displacement mechanism, the rotational driving force transmission shaft is the second rotational driving force transmission mechanism. When the multi-axis head is separated from the work holding plate, the rotational driving force transmission shaft is coupled to the second rotational driving force transmission mechanism. A featured machine tool. 請求項2記載の工作機械において、前記変位機構の作用下に前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するとき、前記ワークに対して下穴を形成する一方、前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に離間するとき、前記ワークに形成された前記下穴に対してネジ部を螺刻することを特徴とする工作機械。   3. The machine tool according to claim 2, wherein when the multi-axis head relatively approaches the work holding plate under the action of the displacement mechanism, a pilot hole is formed in the work while the multi-axis is formed. A machine tool, wherein when a head is relatively separated from the work holding plate, a screw portion is screwed into the prepared hole formed in the work. 多軸ヘッドに設けられ且つ偏心スピンドルに挿入された工具によって、ワーク保持盤に保持されたワークに対して加工を施す、工作機械を用いた加工方法であって、
前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するとき、回転駆動手段から第1回転駆動力伝達機構を介して前記工具に回転駆動力を伝達して該工具を回転動作させ、この状態で、前記工具によって前記ワークに対して第1の加工を施す工程と、
前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に離間するとき、前記回転駆動手段の回転駆動力伝達軸を第2回転駆動力伝達機構に結合することで前記偏心スピンドルを回転させることにより、前記工具にコンタリング動作を営ませながら、前記工具によって前記ワークに対して第2の加工であるコンタリング加工を施す工程と、
を有することを特徴とする工作機械を用いた加工方法。
A machining method using a machine tool that performs machining on a workpiece held on a workpiece holding plate with a tool provided on a multi-axis head and inserted into an eccentric spindle,
When the multi-axis head approaches relatively to the work holding plate, the rotational driving force is transmitted from the rotational driving means to the tool via the first rotational driving force transmission mechanism to rotate the tool, In this state, a step of performing a first machining on the workpiece by the tool;
By rotating the eccentric spindle by coupling the rotational driving force transmission shaft of the rotational driving means to the second rotational driving force transmission mechanism when the multi-axis head is separated from the work holding plate. Performing a contouring process which is a second process on the workpiece with the tool while performing a contouring operation on the tool;
A processing method using a machine tool characterized by comprising:
請求項4記載の加工方法において、前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するとき、前記回転駆動力伝達軸を前記第2回転駆動力伝達機構から分離するとともに、前記第1の加工としてプランジング加工を行うことを特徴とする工作機械を用いた加工方法。   5. The machining method according to claim 4, wherein when the multi-axis head approaches relatively to the work holding plate, the rotational driving force transmission shaft is separated from the second rotational driving force transmission mechanism, and the first A machining method using a machine tool, wherein plunging is performed as the first machining. 請求項5記載の加工方法において、前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に接近するとき、前記プランジング加工によって前記ワークに対して下穴を形成する一方、前記多軸ヘッドが前記ワーク保持盤に対して相対的に離間するとき、前記コンタリング加工によって前記下穴に対してネジ部を螺刻することを特徴とする工作機械を用いた加工方法。   6. The machining method according to claim 5, wherein when the multi-axis head approaches relatively to the work holding disk, a pilot hole is formed in the work by the plunging process, while the multi-axis head is A machining method using a machine tool, wherein a screw portion is screwed into the prepared hole by the contouring process when the workpiece holding plate is separated from the workpiece holding plate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016209145A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Novator Ab Orbital machine, method, computer program and a computer program product for using said machine

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6539193B2 (en) * 2015-12-07 2019-07-03 株式会社スギノマシン Cleaning tool attachment
CN105478835A (en) * 2015-12-16 2016-04-13 无锡市永亿精密铸造有限公司 High-precision disc drilling machine
CN107030308B (en) * 2017-05-18 2018-02-27 广东星球铝业有限公司 A kind of efficient aluminium section bar fixes perforating device
CN108213497A (en) * 2017-11-21 2018-06-29 练酉均 It is a kind of follow-on for mailbox process equipment
CN110170677B (en) * 2019-06-05 2020-06-30 诸暨凯昂科技有限公司 Cylinder cover valve guide pipe hole processing equipment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2163980B (en) * 1984-09-04 1987-10-28 Miyakawa Industry Co Ltd Attachment with air ejector
JPH0557513A (en) * 1991-08-29 1993-03-09 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd Contouring device for multi-spindle head
JP3584775B2 (en) * 1999-03-04 2004-11-04 トヨタ自動車株式会社 Cutting equipment
JP3831167B2 (en) * 1999-05-31 2006-10-11 本田技研工業株式会社 Threading tool and threading method
JP2005205565A (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Toyota Motor Corp Radius changing mechanism of contouring machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016209145A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Novator Ab Orbital machine, method, computer program and a computer program product for using said machine

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