JP6096347B2 - 工具装着構造及びタレットヘッド - Google Patents

Description

この発明は、旋盤のタレットヘッドへの工具の装着構造及びそのような構造で工具を装着するためのタレットヘッドに関するもので、Ｙ軸回り（Ｂ軸方向）に旋回位置決め可能なタレットヘッドに対して特に有効な上記装置に関するものである。

タレット刃物台に工具駆動軸を内蔵して、ドリルやフライスなどの回転工具を装着可能にし、更にタレットヘッドをＹ軸方向に移動位置決め可能かつＹ軸回り（Ｂ軸方向）に旋回位置決め可能に設けることにより、旋削加工は勿論、ワークの種々の位置及び方向への孔開け加工、溝加工、平面加工などを可能にした複合旋盤が提供されている。旋盤におけるＹ軸は、Ｚ軸及びＸ軸と直交する方向であり、Ｚ軸は主軸方向、Ｘ軸は主軸軸線に向かう工具の切り込み方向である。

図１２は、そのような複合旋盤の主軸及び刃物台の配置の例を示した図で、対向２主軸とその主軸軸線ａの上下にタレット刃物台１３、１４を配置した複合旋盤の例である。図の例では、左側の主軸台１１は、ベッドに固定して定位置に設けられており、右側の主軸台１２は、左主軸と主軸軸線ａを同一にしてＺ軸方向に移動位置決め可能に設けられている。主軸軸線ａの上方に配置した刃物台１３は、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動位置決め可能で、かつＢ軸方向に旋回位置決め可能なタレットヘッド３を備えており、下方の刃物台１４のタレットヘッド１６は、Ｚ軸及びＸ軸方向にのみ移動位置決め可能である。

上下の刃物台１３、１４は、Ｚ軸方向に長い移動ストロークを備えており、左右の主軸のチャック１７、１８に把持されたワークＷ（Ｗ１、Ｗ２）をいずれも加工可能である。すなわち、必要に応じて上下の刃物台１３、１４を左右に移動することにより、左右いずれのワークに対しても、孔加工、溝加工、平面加工などの複合加工が可能であると共に、左右のワークＷ１、Ｗ２の同時並行加工が可能である。

なお、複合型の刃物台１３は、左ワークＷ１を加工するときはタレットヘッド３を左に向け、右ワークＷ２を加工するときはタレットヘッド３を右に向ける。複合型のタレットヘッド３に装着した旋削工具は、このＢ軸方向の向きの変更に伴い、切刃の方向が逆になるので、右主軸を逆転して旋削加工を行う。

左右のワークＷ１、Ｗ２の加工に使用できる工具の最大数は、上下のタレットヘッド３、１６の工具装着部の数によって制限される。複雑な形状のワークを加工する場合や工具の段取替え（挿脱）をしないで複数種のワークを加工するときは、多数の工具が必要である。より多くの工具を装着可能にするためには、タレットヘッドの数を増やすか、タレットヘッドの工具装着部の数を増やさなければならず、後者の場合には、タレットの径を大きくしなければならない。しかし、タレットを大径にすると、刃物台が大型になり、特に複合型タレットヘッドでは、旋回のためのより広いスペースを必要とし、機械が大型になり高価にもなる。

特開２００３−２２５８０１号公報

この発明は、タレットヘッドの数を増やしたり大径にすることなく、すなわち機械の複雑化や大型化を招くことなく、より複雑なワークの加工が可能な、また、工具の段取替えをしないでより多種類のワークの加工が可能な複合旋盤を得ることを課題として為されたものである。

上記課題を解決するため、この発明は、タレットヘッドを大径にしてその外周に設けられる工具装着部の数を増やすという手段を採用することなく、複合型のタレットヘッドへの工具の装着数を増やす技術手段を得ることを課題としている。

この発明は、タレットヘッド３の外周に工具、特に回転工具１又は旋削工具２を放射方向にして装着する放射装着部３１の複数個を備えたタレットヘッド３に傾斜角の異なる２以上の斜め放射方向にして旋削工具２を装着する傾斜装着部４１ａ、４１ｂの複数個を設けることにより、上記課題を解決したものである。ここで傾斜角の異なる２以上の斜め放射方向とは、タレットヘッド３の内側ないし当該タレットヘッドを支持している割出軸側に頂点を有し、タレットヘッド３の端面３３側へと広がる頂角の異なる２以上の円錐の母線（頂点を通る円錐面上の直線）の方向である。

放射装着部３１と傾斜装着部４１ａ、４１ｂとは、割出軸線ｂ回りの角度位置が重ならないようにずらして設けるのが好ましい。これは放射又は傾斜装着部の一方に装着した工具でワークを加工するときに、他方の工具装着部に装着した工具とワークが干渉するのを避けるためである。しかし、前記円錐の頂角を例えば９０度以下にして設けた傾斜装着部については、放射装着部に装着した工具と、傾斜装着部に装着した工具とで、加工時におけるタレットヘッドのＢ軸回りの角度差が大きくなるため、割出軸線回りの角度を同一にして、放射装着部と傾斜装着部（図４の符号４１ｂ参照）を設けることが可能である。

傾斜装着部４１ａ、４１ｂには、旋削工具２を装着する。放射装着部３１には、回転工具１又は旋削工具２を装着する。

上記のように、放射方向と傾斜角の異なる２以上の傾斜方向にそれぞれ複数の工具を装着するタレットヘッド３は、割出軸線ｂに直交する放射方向に工具１を装着する放射装着部３１の複数箇所と、割出軸線ｂに対して異なる傾斜角で斜めに旋削工具２を装着する傾斜装着部４１ａ、４１ｂの複数箇所とを備えている。

旋削工具のみを装着可能とした傾斜装着部４１ａ、４１ｂは、タレットヘッド３の端面外周部に固定される本体に旋削工具２を傾斜方向にして固定する工具固定部４１ａ、４１ｂを設けた工具ホルダ４（４ａ〜４ｃ）を介してタレットヘッド３に装着するのが便利である。

工具ホルダ４には、タレットヘッド３に固定したときに当該工具ホルダの位置を規定する位置決め手段を設ける。この位置決め手段としては、これを固定するタレットヘッド３の多角形の外周の稜線３５を挟む２面３４、３４に個別に当接する位置決め対４３、４３を設ける構造が簡便かつ実用的であるが、外筒と内筒のはめ合やノックピンなどを用いる構造も勿論可能である。

この発明により、タレットヘッドの径を大きくすることなく、当該タレットヘッドに装着可能な工具の数を大幅に増やすことができる。特にタレットヘッドの外周部に回転工具を装着することを可能にした複合型タレットヘッドにおいては、限られた回転工具の取付部に旋削工具を装着することによって必要な数の回転工具を装着することができなくなるという事態を避けることができ、機械の大型化や機械価格の大幅な上昇を生ずることなく、より複雑な形状のワークを加工することができる複合旋盤や、工具の段取替えを行うことなく、より多種類のワークを連続加工することができる複合旋盤を提供することができるという効果がある。

割出軸線回りの工具の位相を同一位相にして示す第１実施例の部分側面図 第１実施例の部分正面図 割出軸線回りの工具の位相を同一位相にして示す第２実施例の部分側面図 第２実施例の部分正面図 工具を装着して示すタレットヘッドの側面図 図５のタレットヘッドの正面図 図５における工具ホルダの斜視図 同正面図 同背面図 工具ホルダの工具固定構造を示す断面図 斜めに装着した工具による加工状態を示す側面図 複合旋盤の一例を示す模式図

図５は、タレットヘッド３の外周に回転工具１・・・を装着し、タレットヘッド３の端面に工具ホルダ５を介して旋削工具２・・・を装着したタレットヘッドの側面図、図６は、同正面図である。図のタレットヘッドは、正面視で正十二角形のものであり、１２箇所の放射装着部３１には回転工具１が装着され、６箇所の傾斜装着部４１には旋削工具２が装着されている。タレットヘッド３には、放射方向（割出軸線ｂと直行する方向）に工具駆動軸が内蔵されており、タレットヘッド３の正十二角形の外周面に設けた放射装着部３１に装着された回転工具１は、ワークに向けて割り出されたとき、当該工具駆動軸に連結されて回転駆動可能となる。

旋削工具２・・・は、タレットヘッド３の端面３３の外周部に４本のボルト５１で固定されたそれぞれの工具ホルダ５の工具固定溝（傾斜装着部）４１に装着されている。

図７ないし１０は、工具ホルダ５を示した図である。工具ホルダ５は、タレットヘッド３の端面３３に面接触する底面４２を備え、当該底面の外周側（タレットヘッドの外周側）には、タレットヘッド外周の隣接する平坦面３４、３４の端面３３側の縁に面接触する段面４３、４３が形成されている。段面４３、４３を正多角形のタレットヘッド外周の隣接する平坦面３４、３４に当接した状態で、その底面４２をタレットヘッドの端面３３にボルト５１で定着して固定することにより、工具ホルダ５の中央に設けた工具固定溝（傾斜装着部）４１をタレットヘッド外周の稜線部、すなわち隣接する放射装着部のちょうど中間の位置にした状態で工具ホルダ５が位置決めして固定される。

工具ホルダ５の正面中央には、旋削工具２の柄杆２１とそれを固定するための楔金具４４を挿入する工具固定溝４１が設けられている。旋削工具２は、図１０に示すように、工具固定溝４１の片側に挿入され、合せ面が斜めになった２枚のブロック４４ａ、４４ｂからなる楔金具４４をボルト５２で工具ホルダ５に締結することにより、旋削工具の柄杆２１が工具固定溝４１の壁面４５と楔金具４４とで挟持されて固定される。工具固定溝４１の底面４６は、工具ホルダの底面４２に対して側面視で４５度の角度で設けられており、従って工具固定溝４１に固定された旋削工具２は、その軸方向を頂角９０度の円錐の母線方向にして、タレットヘッド３に装着される。

タレットヘッドの端面３３には、それぞれの工具ホルダ５が装着される部分に切削油供給孔（図には表れていない。）が開口している。工具ホルダ５の底面４２には、この切削液供給孔に対向する位置に流入口４７が設けられ、この流入口が工具ホルダ５内の通孔４８を通って工具ホルダの正面に設けた２個のノズル受け４９に連通している。ノズル受け４９には、噴出口の方向を３次元方向に自由に設定できる球形のノズルピース（図示せず）が、このノズル受け４９に隣接して設けたねじ孔５３にねじで固定される押さえ金具により固定することができるようになっている。

タレットヘッドの端面３３に開口する前記切削液供給孔は、タレットヘッド３をその軸線方向に貫通しており、一の旋削工具２がワークに向けて割り出されたときに、当該旋削工具を保持している工具ホルダ５の流入口４７に連通する切削液供給孔がタレットヘッド３の背面側（端面と反対の側）に設けた切削液供給カプラに連結されるようになっている。工具ホルダの工具固定溝４１に旋削工具２を固定し、ノズルピースのノズルの方向を当該旋削工具の刃先に向けて固定しておけば、ワークに向けて割り出された旋削工具の刃先に向けて切削液が噴射される。

上記構造で放射装着部３１に装着した工具１でワークＷを加工している状態は、図５に示されている。図１１は、上記構造で傾斜装着部４１に装着した工具２でワークＷを加工している状態を示した図である。

放射装着部３１に装着した回転工具１でワークＷに主軸軸線ａと直交する孔や主軸軸線ａと平行な平面を加工するとき、及び、放射装着部３１に装着した旋削工具（図には示されていない。）でワークＷを加工するときは、タレットヘッド３の割出軸線ｂを主軸軸線ａと平行な方向に固定して加工を行う。

また、ワークＷに主軸軸線ａと平行な方向の孔や主軸軸線ａと直交する平面を加工するときは、割出軸線ｂを主軸軸線ａと直交するＸ軸方向にして回転工具１で加工を行う。更に、主軸軸線ａに対して傾斜した孔や平面の加工をするときは、タレットヘッドの割出軸線ｂを対応する角度に傾斜して加工を行う。これらの加工は、従来の複合型タレットヘッドに装着した工具で加工を行うときと同じである。

一方、傾斜装着部４１に装着した旋削工具２で加工を行うときは、旋削工具２の軸方向が主軸軸線ａと直交するＸ軸方向となるようにタレットヘッド３のＢ軸角度を設定して旋削加工を行う。図の例では、旋削工具２がタレットヘッド３の割出軸線ｂに対して４５度傾斜した方向で装着されているので、タレットヘッド３をＢ軸回りに４５度傾斜させた状態に固定して、刃物台１３のＺ、Ｘ方向移動と主軸回転により、ワークの旋削加工を行う。

第１実施例
図１及び２は、この発明の第１実施例を示した図で、角数の少ないタレットヘッドについて、旋削工具の装着個数を多くしたいときに有効な構造である。旋削工具２（２ａ、２ｂ）は、タレットヘッド３の端面外周部に図７及び９で示したと同様な構造で位置決めして固定された工具ホルダ４ａを介して装着される。

第１実施例の工具ホルダ４ａは、それぞれが２個の工具固定溝４１ａ、４１ｂを備えている。工具固定溝４１ａ、４１ｂは、前出した工具固定溝４１と同様な構造である。２個の工具固定溝４１ａ、４１ｂは、回転工具を装着する放射装着部３１の割出軸線ｂ回りのピッチ角θを３等分する方向にして設けられ、かつ一方の工具固定溝４１ａの底面は、工具ホルダの底面４２に対して３０度（工具軸方向を母線とする円錐の頂角１２０度）にして設けられ、他方の工具固定溝４１ｂは、６０度（上記円錐の頂角６０度）にして設けられている。

第２実施例
図３及び４は、第２実施例を示す図で、タレットヘッド３の端面外周部に第１と第２の２個のリング状の工具ホルダ４ｂ、４ｃをタレットヘッド３と同軸にして固定した構造を備えている。各工具ホルダ４ｂ、４ｃには、放射方向に複数の工具固定溝４１ａ、４１ｂが斜め放射方向にして設けられている。第１のリング状工具ホルダ４ｂの工具固定溝４１ａは、割出軸線ｂ回りの角度位置が隣接する放射装着部３１、３１の中間の位置で、かつ溝底面４６を工具ホルダの底面４２に対して３０度の方向にして設けられている。第２のリング状工具ホルダ４ｃの工具固定溝４１ｂは、割出軸線ｂ回りの角度位置が放射装着部３１と同一位置で、かつ溝底面４６を工具ホルダの底面４２に対して６０度の方向にして設けられている。

上記第１及び第２実施例の傾斜装着部４１ａ、４１ｂに固定した旋削工具２ａ、２ｂでワークＷを加工するときは、それぞれの旋削工具２ａ、２ｂの傾斜角に対応する角度にタレットヘッド３のＢ軸回りの角度を固定して加工を行う。すなわち、溝底面４６がホルダ底面４２に対して３０度傾斜している工具固定溝４１ａに固定した旋削工具２ａで旋削加工を行うときは、タレットヘッド３の軸線ｂをＸ軸に対してＢ軸方向に３０度傾斜して加工を行う。また、溝底面４６がホルダ底面４２に対して６０度傾斜している工具固定溝４１ｂに固定した旋削工具２ｂで旋削加工を行うときは、タレットヘッド３の軸線ｂをＸ軸に対してＢ軸方向に６０度傾斜して加工を行う。

このように、傾斜装着部４１ａ、４１ｂの斜め放射方向の円錐の頂角を複数にすることにより、放射装着部の全てに装着した回転工具の数以上の旋削工具をタレットヘッド３に装着することも可能になり、より適切な旋削工具を使用して加工を行うことにより、加工面精度の向上や加工能率の向上を図ることができる。

１ 回転工具
２（２ａ、２ｂ） 旋削工具
３ タレットヘッド
４（４ａ〜４ｃ） 工具ホルダ
３１ 放射装着部
３３ タレットヘッドの端面
３４ タレットヘッドの外周面
３５ タレットヘッドの外周の稜線
４１ａ、４１ｂ 傾斜装着部（工具固定部）
４３ 位置決め対（段面）
ａ 主軸軸線
ｂ 割出軸線
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. Ｙ軸回りに旋回可能にして設けたタレットヘッドへの工具装着構造において、当該タレットヘッドの外周面に当該タレットヘッドの割出軸線と直交する放射方向に装着された複数の工具と、当該タレットヘッドの端面に前記割出軸線に対して斜めにして装着された複数の旋削工具とを備え、
   当該複数の旋削工具は、その柄杆の軸方向を前記割出軸線を中心軸としかつ前記端面よりタレットヘッド側に頂点を有する円錐であってその頂角が異なる２以上の円錐の母線方向にして装着されている、工具装着構造。
2. 割出軸線に直交する放射方向に工具を装着する放射装着部の複数箇所と、割出軸線に対して２以上の異なる傾斜角で傾斜した方向に工具を装着する傾斜装着部の複数箇所とを備えている、タレットヘッド。
3. 異なる傾斜角で傾斜した傾斜装着部が前記割出軸線回りの角度位置をずらして配置されている、請求項２記載のタレットヘッド。

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