JPH088054Y2

JPH088054Y2 - 旋削加工機の切削剤供給装置

Info

Publication number: JPH088054Y2
Application number: JP1989107346U
Authority: JP
Inventors: 正己増田
Original assignee: 日立精機株式会社
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2004-09-13
Also published as: JPH0347742U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は被加工物の内径を旋削加工する際の工具刃先
に、切削剤（クーラント）を噴出させる切削剤供給装置
に関する。

〔従来の技術〕

旋削加工において、工具の発熱を防止し、工具の寿命
を延ばすために、加工中の工具刃先を冷却させたり、あ
るいは、この工具による切粉を切削個所から排出させた
りするために、工具刃先にクーラントを噴出させること
が行われている。

ところで、直径に比べ軸線方向寸法が大きい円筒形状
の被加工物（パイプ形状のワーク）の内径を旋削加工す
る場合がある。かかる場合は工具（内径加工バイト）が
ワークの内側に隠れてしまうために、通常の加工のよう
にワークの外側から内径加工バイト刃先にクーラントを
供給することができない。そこで、かかる場合の切削剤
供給装置が従来より多数提案され実施されている。

例えば、第４図に示すように、刃物台50側からワーク
Ｗ内側にある内径加工バイト刃先にクーラントを噴出さ
せるパイプ52を配設し、このパイプ52から刃先を狙って
クーラントを噴出させる切削剤供給装置が実施されてい
る。

また、別な従来例として第５図に示すように、内径加
工バイト51′内にクーラントを通す孔51aを穿設し、こ
の孔51aを通してクーラントを工具刃先に噴出させる切
削剤供給装置が実施されている。

尚、第４図および第５図において、53はワークＷを固
定するチャック、54はチャック53およびワークＷを回転
させる主軸である。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、従来の切削剤供給装置には次のような問題が
あった。即ち、第４図に示した刃物台50から内径加工バ
イト51刃先に向けてパイプ52からクーラントを噴出させ
る切削剤供給装置では、内径加工バイト51の後方から、
しかも、刃物台50に固定されたパイプ52からクーラント
を内径加工バイト51刃先に噴出させているだけなので、
ワークＷ内径部の、しかも、内径加工バイト51刃先に確
実にクーラントを供給することは困難であり、内径加工
バイト51刃先の冷却が十分に出来ないという欠点があっ
た。また、刃物台50側からワークＷ内径部に向かってク
ーラントを噴出させているために、切屑CBがワークＷ内
径部のチャック53側（主軸54側）に溜まってしまうとい
う欠点もあった。

また、第５図に示した内径加工バイト51′内に切削剤
供給用孔51aを穿設する切削剤供給装置は、クーラント
を流すための切削剤供給用孔51aを有する複雑な内径加
工バイト51′を特別に製作しなければならず、その特殊
な内径加工バイト51′をセットし、かつ、内径加工バイ
トの切削剤供給用孔51aを介してクーラントを供給でき
る特殊で複雑な刃物台50′も特別に製作しなければなら
ないという問題があった。

本考案の切削剤供給装置は前記問題点に鑑みて創案さ
れたものであり、その目的は内径加工バイトや刃物台を
変更して特別な内径加工バイトや刃物台を製作すること
なく、クーラントが内径加工バイト刃先に確実に供給さ
れ、内径加工バイト刃先の冷却と、切粉の排出が容易に
できる旋削加工機の切削剤供給装置を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本考案における旋削加工
機の切削剤供給装置は、主軸台に回転自在に軸承される
主軸と、該主軸の前端部に設けられ、被加工物を把持する把持
装置と、前記主軸と対向する位置にあり、前記主軸に対して相
対的に主軸軸線方向または主軸軸線と直交する方向に移
動自在に制御される刃物台と、該刃物台に着脱自在に取り付けられ、前記被加工物を
加工する工具とからなる旋削加工機において、前記主軸内を貫通して設けられ、前記主軸軸線方向に
進退自在であるとともに、前記工具の刃先に切削剤を噴
出する切削剤供給部材と、該切削剤供給部材を主軸軸線
方向に移動させる供給部材駆動装置と、前記刃物台の主
軸軸線方向の移動位置に応じて前記切削剤供給部材を同
期移動させるように前記供給部材駆動装置を制御する供
給部材制御装置とを有し、前記工具の刃先と同期移動し
ながら、前記工具の刃先に切削剤を噴出するように構成
される。

〔作用〕

パイプ形状のワークの内径を加工する際に、工具の主
軸軸線方向（Ｚ軸方向）の刃物台Ｚ軸移動位置の動きに
同期して、切削剤供給部材（クーラントパイプ）のＺ軸
方向の移動を制御する供給部材駆動装置を供給部材同期
装置により制御し、工具の刃先とクーラントパイプ先端
のノズルとの距離を常に一定に保つようにする。この切
削剤供給装置を用いれば、工具刃先にクーラントが確実
に供給され、かつ、主軸側からクーラントを噴出される
から切屑がワークの主軸側に溜らない。

〔実施例〕

以下、本考案にかかる旋削加工機の切削剤供給装置の
一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す切削剤供給装置を付
属させた旋削加工機の概略説明図である。

図において、Ｗはパイプ形状のワーク、１はワークＷ
を把持するためのチャック、２はチャック１とともにワ
ークＷを回転させる主軸、３は主軸２を回転自在に軸承
するとともに所定の回転速度にするためのギア等を収納
する主軸台、４はチャックを開閉するためのチャックシ
リンダ、５はチャックシリンダ４に圧油を供給するため
のロータリバルブ、６は切削剤（クーラント）を供給す
るための切削剤供給部材（クーラントパイプ）、７はク
ーラントパイプ駆動用サーボモータ、８はクーラントパ
イプ駆動用サーボモータ７を固定すると共に、クーラン
トパイプ６を支持するために設けられたパイプ支持装置
である。

また、９はワークＷの内径部を加工するための内径加
工バイト、10は内径加工バイト９等を取りつけるための
刃物台、11は刃物台10を主軸軸線方向（Ｚ軸方向）に移
動させる刃物台Ｚ軸用サーボモータ、12はＺ軸ボールス
クリューである。このＺ軸ボールスクリュー12は刃物台
Ｚ軸用サーボモータ11に連結されており、図示しないナ
ットが刃物台10に固定されているため刃物台Ｚ軸用サー
ボモータ11の駆動により、刃物台10はＺ軸方向の移動位
置に制御され、内径加工バイト９によりワークＷ内径の
Ｚ軸方向の加工が施される。

なお、刃物台10の主軸軸線と直交する方向（Ｘ軸方
向）の送り制御もＺ軸方向の送り制御と同様な方式で刃
物台Ｘ軸用サーボモータ13,X軸ボールスクリュー14が設
けられている。そして、主軸２に固定されたワークＷを
回転すると共に、加工プログラムに基づいて内径加工バ
イト９をＸ軸方向およびＺ軸方向に所定量だけ移動させ
ることにより、施削加工が行われる。

第２図はクーラントパイプの移動機構の断面詳細図で
ある。

図において、クーラントパイプ６は先端にノズル6a
を、後端にはゴムホースRUBとの接続継手6bを有し、図
示しないクーラントポンプよりゴムホースRUBを介して
圧送されるクーラントはクーラントパイプ６の内部を通
してノズル6aからワークＷ内部の内径加工バイト９に噴
出される。

また、クーラントパイプ６の後部にはラックが加工さ
れてラック部6cを形成している。このラック部6cと、ク
ーラントパイプ駆動用サーボモータ７の軸部に設けられ
たピニオン7aとが噛み合うようにパイプ支持装置８内に
おいてそれぞれ配設されている。

さらに、主軸２やチャックシリンダ４にはクーラント
パイプ６用の孔が穿設されており、その孔にクーラント
パイプ６が挿入されて主軸２側とチャックシリンダ４お
よびパイプ支持装置８側に設けられた軸受B₁,B₂,B₃を介
して移動自在に支持されている。そして、前記ラック・
ピニオン機構により、クーラントパイプ６が移動できる
ようになっている。

第３図はこの切削剤供給装置を実施する制御装置のブ
ロック図である。

図において、21はプロセッサ（CPU）、22は制御プロ
グラムを記憶するROM、23はパラメータ等を記憶するRA
M、24は各種加工プログラムを記憶する加工プログラム
ファイル、25はクロック、26はグラフィックデイスプレ
イ装置（CRT）26aとキーボード26bにより構成される操
作盤、27はインターフェース（I/O）である。

28は内径加工バイトのＺ軸方向の移動量と移動速度に
相当する指令パルス列をD/A変換した出力を送出し、位
置を制御するための位置制御回路、29はその出力を増幅
するとともに速度を制御するアンプ部、30は同期回路、
31はクーラントパイプ６の移動量と移動速度に相当する
指令パルス列をD/A変換した出力を送出し、移動位置を
制御するための位置制御回路、32はその出力を増幅する
とともに速度を制御するアンプ部である。

なお、第３図において、TGはタコジェネレータ等の速
度検出器、PGはパルスジェネレータ等の位置検出器であ
り、クーラントパイプ駆動用サーボモータ７と刃物台Ｚ
軸用サーボモータ11に送出された指令により、刃物台10
およびクーラントパイプ６が移動する移動量と移動速度
を検出して、位置制御回路28,31やアンプ部29,32にフィ
ードバックして位置および速度の制御を行う。

同期回路30は以下の機能を有する。即ち、位置制御回
路28から送出された指令パルスにより刃物台Ｚ軸用サー
ボモータ11が駆動し、その結果として刃物台10がＺ軸方
向に所定量移動するが、この移動と同期して全く同じ移
動量だけクーラントパイプ６が移動できるようにクーラ
ントパイプ駆動用サーボモータ７を制御するよう位置制
御回路32に指令パルスを送出することのできる回路であ
る。

次に、本考案の旋削加工機の切削剤供給装置の動作に
ついて詳しく説明する。

オペレータは操作盤26を用いて所定の加工プログラム
を選択すると共に、旋削加工の実行を指令する。

すると、プロセッサ21は加工プログラムファイル24か
ら該当する加工プログラムを読み出すと共に、その加工
プログラムがパイプ形状の内径加工のため、刃物台10の
Ｚ軸駆動とクーラントパイプ６の駆動の同期を行う指令
であるＭ指令がプログラム内にあるか否かを判断し、も
し、Ｍ指令があれば、同期移動を行う。一方、Ｍ指令が
なければ同期移動は行わない。

加工プログラムが読み出されると、位置制御回路28は
加工プログラムに基づいて移動量と移動速度に対応する
指令パルスをアンプ部29を介して、刃物台Ｚ軸用サーボ
モータ11に送出して駆動させる。刃物台Ｚ軸用サーボモ
ータ11が駆動すれば、Ｚ軸ボールスクリュー12を介して
刃物台10がＺ軸方向に移動する。このことにより、バイ
ト９のＺ軸方向の送りが制御される。なお、刃物台Ｚ軸
用サーボモータ11が駆動すれば、速度検出器TGと位置検
出器PGは所定のフィードバック制御を行う。

ところで、同期回路30が作動して、工具がアプローチ
位置に移動する時、プロセッサ21は、RAM（パラメー
タ）23より内径加工バイト刃先とクーラントノズル間の
設定距離、現在の刃物台のＺ軸方向位置、RAM（工具オ
フセット）23より現在使用中の工具の工具オフセット量
を読み取り、クーラントパイプ６をクーラントパイプ駆
動用サーボモータ７により駆動位置決めする。その後、
刃物台10がＺ軸方向に移動した場合、位置制御回路28の
指令するＺ軸方向の移動量に相当する指令パルスが同期
回路30を介してクーラントパイプ６の位置制御回路31に
送出され、更に、アンプ部32を介してクーラントパイプ
駆動用サーボモータ７を駆動させる。すると、ラック・
ピニオンの機構により、クーラントパイプ６が前記刃物
台10の移動量だけＺ軸方向に摺動する。この同期回路30
により、クーラントパイプ６の先端のノズル6aと内径加
工バイト９の先端との位置関係は常に設定距離の位置関
係を保つこととなる。

また、クーラントパイプ６の先端のノズル6aからはク
ーラントが噴出されているから、常に同じ位置、同じ条
件でクーラントをバイト９の先端に供給することができ
る。

なお、供給部材駆動装置は前記実施例のものに限ら
ず、ねじ駆動方式、摩擦駆動方式や駆動体との直結方式
を利用してもよい。さらに、駆動源も前記実施例のもの
に限らず、油圧式駆動体（油圧シリンダ、油圧モータ）
や空圧駆動体（空圧シリンダ、空圧モータ）と直線スケ
ールやエンコーダ等の検出器とを組み合わせて利用して
もよい。

〔考案の効果〕

以上本考案によれば、切削剤供給部材（クーラントパ
イプ）が駆動力により主軸中心部を移動する機構を有
し、刃物台に取り付けた内径加工バイトの移動に同期し
て、前記クーラントパイプの移動位置を制御する供給部
材同期装置とを設けるように構成したから、内径加工バ
イト刃先にクーラントを常に同じ位置、同じ条件で供給
することができる。また、このことにより、バイト刃先
の冷却が十分に出来るので工具の寿命を長くすることが
できる。さらに、クーラントがバイト刃先に充分供給す
ることが可能となるとともに、切屑もクーラントととも
に刃物台側へ押し流すことができ、ワークの主軸側に切
屑が溜まることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す切削剤供給装置を含む
旋削加工機の概略説明図、第２図はクーラントパイプの
移動機構の断面詳細図、第３図はこの切削剤供給装置を
実施する制御装置のブロック図、第４図および第５図は
従来の切削剤供給装置の説明図である。６……切削剤供給部材（クーラントパイプ）、6a……ノ
ズル、７……クーラントパイプ駆動用サーボモータ、８
……パイプ支持装置、９……内径加工バイト、11……刃
物台Ｚ軸用サーボモータ、Ｗ……ワーク、21……プロセ
ッサ（CPU）、24……加工プログラムファイル、28……
刃物台Ｚ軸用位置制御回路、29……刃物台Ｚ軸用アンプ
部、30……同期回路、31……クーラントパイプ用位置制
御回路、32……クーラントパイプ用アンプ部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】主軸台に回転自在に軸承される主軸と、該
主軸の前端部に設けられ、被加工物を把持する把持装置
と、前記主軸と対向する位置にあり、前記主軸に対して
相対的に主軸軸線方向または主軸軸線と直交する方向に
移動自在に制御される刃物台と、該刃物台に着脱自在に
取り付られ、前記被加工物を加工する工具とからなる旋
削加工機において、前記主軸内を貫通して設けられ、前記主軸軸線方向に進
退自在であるとともに、前記工具の刃先に切削剤を噴出
する切削剤供給部材と、該切削剤供給部材を主軸軸線方向に移動させる供給部材
駆動装置と、前記刃物台の主軸軸線方向の移動位置に応じて前記切削
剤供給部材を同期移動させるように前記供給部材駆動装
置を制御する供給部材制御装置とを有し、前記工具の刃先と同期移動しながら、前記工具の刃先に
切削剤を噴出することを特徴とする旋削加工機の切削剤
供給装置。