JPS5828721Y2 - 主軸台摺動型数値制御複合旋盤 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主軸台摺動型数値制御複合旋盤に関し、特にこ
の種小形旋盤の基本形態に関する。

旋削作業を基本とする自動化された複合工作機械の実用
化に当っては、第一に、主として旋削作業を行うための
被加工物の回転駆動系と、主としてフライス作業を行う
ための切削工具の回転、駆動系との２系統にわたる動力
伝達系の統合及びその簡素化を図ること、第二に、工作
機械の無人運転にむいてきわめて大きな問題である切粉
の排出性の向上を図ること、第三に、近年自動機械の制
御方式にトいて主流を占める数値制御方式の制御系に多
用される電気指令機器の動作の安定性及び信頼性を保証
する機械構成の確立を図ること、第四に、自動化機械と
して特にその操作性、保守性をよくすること、第五に、
主として本考案の対象となる小形の工作機械として従来
見られがちであった剛性面の低下を防ぐこと等を考慮し
なければならない。

かかる諸事項に留意して現在実用化されている複合旋盤
を概観すると、その共通した特徴は、主軸台より被加工
物の切削点に対して反対側に設けられた、支持案内面を
摺動する少ぐとも１つの刃物台を有することにある。

これは従来の複合旋盤が主として長さに対して比較的大
径の加工物を対象とするものであるため、旋削、フライ
ス、穴明は等の作業を問わず加工物の前面より重切削加
工を行う頻度が高く、その切削反力を受けるために最も
適した位置すなわち主軸台に対向する位置に少くとも１
つの刃物台を置く必要があったことによる。

しかるに、上記従来の複合旋盤は前記した留意すべき諸
事項に関し次の如き欠点を有していた。

すなわち、第一の２系統動力伝達系の統合及び簡素化の
点については、被加工物回転原動装置収納箇所すなわち
主軸台と、切削工具回転駆動装置収納箇所すなわち刃物
台との距離が構造上必然的に遠くなるため、動力伝達系
の統合が困難であり、機構が必然的に複雑化する。

また主軸台固定型、すなわち刃物台の２方向移動を必要
とする複合旋盤においては、２方向移動に対して精密な
動力伝達を保証する必要から機構が一層複雑化する。

第二の切粉の排出性の問題については、主軸台に対して
切削点の側に刃物台の摺動支持案内面が設けられている
ため、切粉や切削油の排出性が基本的に低下する。

この点は第三の電気指令機器の動作の安定性及び信頼性
の問題についても同様であり、切粉や切削油の落下部近
くに電気指令機器を配置しなければならないことになっ
てきわめて好１しくない。

さらに第四の操作性、保守性の問題については、主操作
部所である主軸台と刃物台とが空間的に分離しているた
め、各々の作業位置が異って小吏である欠点を有し、し
かも第二、第三の問題の対策として電気指令機器には切
粉および切削油が付着しないように留意したカバーを設
けるために、故障時には部品の修理交換に却って手数が
かかる。

第五に本考案の主要目的の一つである機械の小形化とい
う見地からみると、従来の構造をその１寸縮少すること
は剛性面から大きな問題があり、構成部品を小形化する
ことができても機械全体を同じ割合で小形化することは
困難であるから、従来の構造をその１１縮少することは
不適当である。

本考案は前記現状に鑑みてなされたもので、本考案の目
的は、径に比して長さの犬なる被加工材を対象として高
精度の旋削作業を行う自動旋盤に、フライス作業ならび
に横穴、偏心穴の加工機能を複合させ、しかも該複合に
伴う構造の複雑化を排して全体構造を小形化するととも
に前記従来の欠点を除去し、特に自動化に当ってきわめ
て重要な切粉の効果的排出を可能ならしめうる基本形態
を具えた数値制御複合旋盤を提案するにある。

前記目的を達成するため、本考案においては主軸台を摺
動創として数値制御によりその位置ぎめを行うと共に、
刃物台を数値制御による一方向移動型とし、かつこれを
支持するサドルを主軸台のほぼ直上において昇降しうる
ように配置して、前記刃物台によって旋削および２次加
工のすべてを行い得るよう構成したものである。

以下本考案の実施例を図面を参照して説明すると、第１
図、第２図において、１はベッド、２は脚、３は主軸台
で、主軸台３はベッド１上に水平に設けられた第１の支
持実内面４上に直線摺動可能に支持され、数値制御させ
るパルスモータ５にて減速回転される送りねじ６により
摺動位置が制御される。

７は主軸台３にその摺動力向と平行に軸承した中空の主
軸で、前端にコレット等の被加工物把持装置８が取付け
られ、該主軸７はベッド１内に設けた回転軸９にスプラ
イン結合した移動プーリ１０とベルト１１と固定プーリ
１２等の周知機構及びクラッチ１３、固定プーリ１４、
ベルト１５等を介してメインモータ１６により回転駆動
される。

主軸台３の摺動方向前方にむいてベッド１にボルト１７
により固定した支持台１８に主軸７と同心のガイドブツ
シュ１９を取付け、把持装置８に把持した棒材、管材等
の長い被加工物をガイドブツシュ１９に挿通して加工中
の切削反力に抗しかつ横振れを防止させる。

ガイドブツシュ１９は必要に応じて回転可能に構成され
る。

第４図はガイドブツシュ１９の回転駆動機構を示す。

同図において２０は主軸７の回転をガイドブツシュ１９
に伝達するための主軸７と平行する回転軸で、これに平
歯車２１をキー溝２０ａとキー２１ａとにより軸方向に
滑動可能に嵌装し、平歯車２１のボス部を軸受２２によ
り主軸台３に軸承するとともに、ナツト２３，２４によ
り平歯車２１を主軸台３に対して軸方向に移動しないよ
うに引止めし、平歯車２１を主軸７に固定した平歯車２
５に噛合せしめる。

回転軸２０の前端部を支持台１８に固定したフッシュ２
６に軸受２７によって軸承せしめ、前記前端部に平歯車
２８を楔着し、つば部２９と軸２０の前端に螺入したナ
ツト３０とにより軸２０を支持台１８に対し軸方向に移
動しないように引止めし、ブツシュ２６に切粉カバー３
１を取付ける。

支持台１８に主軸７と同心にテーパ軸受箱３２を嵌装し
てナツト３３により固定し、軸受箱３２に軸受３４，３
５によって回転スリーブ３６を軸承し、軸スリーブ内に
ガイドブツシュ１９を装着する。

回転スリーブ３６の後部に平歯車３７を固定して平歯車
２８と噛合せしめる。

平歯車２１，２５，２８，３γは同径であり、これらの
平歯車と軸２０を介し、ガイドブツシュ１９は主軸台３
の移動に関係なく主軸７と同方向に同速回転される。

主軸台３の背後においてベッド１にコラム３８を固着し
、その前面に主軸７と平行する平面内において第２の支
持案内面３９をほぼ垂直に設け、これをサドル４０に固
着した支持片４１（第３図）にて抱持せしめてサドル４
０を上下動可能に案内支持し、数値制御されるパルスモ
ータ４２にて駆動される送りねじ４３によってサドル４
０の摺動位置を制御する。

第２の支持案内面３９は第３図に示すように同一平面内
に設ける必要はなく、段違いでもよい。

サドル４０は第２図に示すように主軸台３の上方へ突出
し、−側にタレット刃物台４４を具える。

第５図はタレット刃物台４４の旋回装置およびタレット
刃物台４４に工具駆動ホルダ４５を装着した場合の回転
切削工具４６の回転、駆動装置を示す。

サドル４０に軸承した中空のタレット刃物台旋回軸４７
は主軸７と平行し、前端のフランジ４８にタレット刃物
台４４をボルトにて固着支持し、ピストン４９によって
軸方向に僅か摺動することができる。

タレット刃物台４４とサドル４０との間に設けた咬み合
い形の旋回位置ぎめカップリング５０は前記摺動により
係脱し、離脱状態においてタレット刃物台４４は、これ
にボルト結合した平歯車５１、中間軸５２に固定した平
歯車５３゜５４および駆動軸５５に固定した平歯車５６
を介して旋回用モータ５７により所望位置に旋回され、
旋回後タレット刃物台４４はピストン４９によりカップ
リング５０が係合して旋回位置にロックされる。

旋回軸４７は中空内にこれと同心に工具回転駆動軸５８
を回転可能に支持し、該軸５８の前端を傘歯車５９，６
０，６０’等によりホルダ４５゜４５′等の入力軸に伝
動連結し、後端にプーリ６１を取付ける。

サドル４０にはさらに第５図、第６図に示すように、平
歯車６２．６３により回転される軸６４を軸承せしめ、
これに取付けた複数のカム板６５によりそれぞれ作動さ
れるリミットスイッチ６６を設けて、タレット刃物台４
４に取付けた工具を選択する際に、タレット刃物台４４
か所望旋回位置にきたことを検出してモータ５７を停止
させ、しかるのちカップリング５０を係合せしめる。

一方策２図、第３図に示すように、ベッド１に軸承した
中間軸６７を電磁クラッチ６８、プーリ６９、ベルト７
０によりメインモータ１６にて回転駆動し、中間軸６７
に固定したプーリ７１とプーリ６１との間に、コラム３
８に軸支した遊動プーリ７２．７３によってベルト７４
を屈曲してかけ渡し、その横方向部分に引張ばね７５に
よって付勢されたテンションプーリ７６を設けて工具回
転駆動軸５８を回転せしめる。

７７はメインモータ１６によりベルト駆動されるポジシ
ョンコーダで、その発生パルスによりツインモータ１６
の回転を検出しその回転数に応じてパルスモータ５およ
び４２を数値制御装置内での演算処理を通じて必要速度
で回転せしめ、主軸台７およびサドル４０を摺動せしめ
る。

７８は脚２上に設置した着脱可能の切粉箱である。

本考案の自動旋盤によって被加工物を加工するには主軸
７の中空内に挿通した細長い被加工物を把持装置８にて
把持し、その先端部をガイドブツシュ１９に挿通支持さ
せ、主軸台３の位置を調節して所望の加工部位をガイド
ブツシュ１９の直前に位置せしめる。

ついで被加工物の外周や端面の旋削を行うには、クラッ
チ１３を入れて主軸７を回転させつつ主軸台３寸たはサ
ドル４０のいずれか−ｉたは双方にツインモータ１６に
結んだポジションコーダ７７の発生パルスに応じた所定
の数値制御による送りを与え、タレット刃物台４４の旋
回により選択された工具を用いて旋削を行う。

また横穴あけ、偏心穴あけ、フライス加工等を行うには
、クラッチ１３を切って主軸７の回転を止め、クラッチ
６８を入れて工具駆動ホルダ４５，４５’等の工具４６
、４６’等を回転し、やはりツインモータ１６に結ん
だポジションコーダ７．７（’）！パルスに応じて主軸
台３またはサドル４０のいずれかまたは双方に数値制御
による所定の送りを与えて切削を行う。

上記切削作業においてタレット刃物台４４は上下に移動
するのみであり、切削点の下方には他の構造部分がない
から切粉は直下の切粉箱７８に落下収集される。

以上のように本考案は刃物台を被加工物の上方に置き被
加工物の突出するカイトブツシュの口元を切削点とする
ことにより、本考案の対象とする径に比して長さの長し
加工物に多く要求される旋削および横穴、キー溝、スリ
割等の２次加工によって生じる径方向への切削反力を効
果的に受は止めることが可能であり、この結果前記した
従来の主軸台に対向して位置する刃物台を有する複合旋
盤に伴う多くの欠点を除去し、以下に述べる種々の効果
を奏することができる。

（１）主軸台摺動型であるから刃物台は一方向摺動型と
なり、したがって刃物台に外部から動力を取入れる場合
の伝動機構が簡単となる。

しかも刃物台を支持するサドルを主軸台の上方において
昇降するように配置して主軸台と刃物台とを近接せしめ
、かつ主軸駆動系の軸と刃物台駆動系の軸とを互に平行
ならしめたので両駆動系に同一駆動源を用いることがで
き、両１駆動系の統合と簡素化とを達成することができ
る。

さらに前記同一駆動源に関して主軸台や刃物台の数値制
御を行えば、該側台の関連制御も容易となる。

（２）主軸台に対してサドルを前記のように配設したの
で、主軸台摺動方向におけるサドルの巾寸法を充分に犬
ならしめて、タレット刃物台の旋回装置や工具駆動ホル
ダに取付けた工具の回転装置等をサドル内に収納するこ
とが容易であり、サドルをこのように犬ならしめてもサ
ドルは切削点に対して主軸台と同側にあって主軸台の摺
動範囲内の巾寸法をもって昇降し得るから、機械全体を
小形化し、所要床面積を縮少することができる。

（３）主軸台の水平動と刃物台の上下動の２方向数値制
御方式であるから、複合自動旋盤の数値制御を最も簡易
に構成することができると共に、従来の２方向移動の刃
物台よりも工具回転駆動用の伝動機構が簡略となる。

その結果（２）項記載の特徴と相１って数値制御複合旋
盤の構造を著しく簡略化することができる。

（４） ガイドブツシュの直前において旋削を行うか
ら、主軸台摺動型であっても高精度をもって旋削するこ
とができる。

（５）刃物台を支持するサドルが切削点に対して主軸台
と同側にあり、かつ刃物台が切削点の上方にて昇降する
配置を有するから、基本的に切粉や切削油の排出性が良
好である。

この点は複合自動旋盤において特に有利であって、前記
配置によりリミットスイッチ、インダクトシンその他の
電気指令機器を切削点より充分離隔しかつ点検に便利な
部位を選定して設置することが容易となる。

その結果電気指令機器が切粉や切削油によって汚染され
るおそれがなくなり、その動作の安定性と信頼性を高め
ることができる。

これと共に電気指令機器を収納するサドルのカバーを防
油構造とする必要もなくなり、しかもサドル前面には構
造部分がないから、カバーの着脱が容易であってサドル
収納物の保守点検に便利である。

（６）主軸台および切削点の手前には一切構造部分がな
いから、門型コラムを有する機械に比して作業性および
保守性がはるかに良好である。

（７）刃物台を支持するサドルが主軸台に対して前記配
置を有するため、機械の所要床面積が減少し、これに伴
ってベッドの加工性と剛性とを増大することができると
共に、さらに小形なベッドの上に水平垂直の主要支持案
内面を構成したので、機械の精度向上に有利である。

本考案の複合旋盤は上記諸効果を有するから、特に長尺
材より生産する小形部品の精密加工に甚だ好適である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は一部を切欠い
た正面図、第２図は左側面図、第３図は一部を切欠いた
平面図、第４図はガイドブツシュの回転１鴨動機構を示
す縦断面図、第５図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第６図
は第５図のＢ−ＢＭ断面図である。 ３・・・主軸台、４・・・第１の支持案内面、７・・・
主軸、１９・・・ガイドブツシュ、３８・・・コラム、
３９・・・第２の支持案内面、４０・・・サドル、４４
・・・タレット刃物台、４７・・・旋回軸、５８，５９
・・・取付工具回転駆動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被加工物を把持して回転駆動される主軸を有しベッド上
   に水平に設けられた第１の支持案内面上を主軸の軸方向
   に案内摺動される主軸台と、主軸台の摺動前方に設けた
   主軸と同心のガイドブツシュと、前記被加工物の突出す
   るガイドブツシュの口元の切削点に対し主軸と同側にむ
   いて主軸台の背後に位置するコラム上に主軸と平行する
   平面内に設けられた第２の支持案内面上を鉛直に案内摺
   動されるサドルと、サドル上に支持され主軸心を含む鉛
   直面の主軸台上方にち・いて主軸と平行する軸心を有す
   る中空の旋回軸を有し該旋回軸の前記切削点側に回転工
   具駆動ホルダを含む多数の工具ホルダを装着するターレ
   ット刃物台を固定し、前記中空内に旋回軸と同心に回転
   可能に設けられ前記回転工具を回転駆動する工具回転駆
   動軸を具備し、主軸台とサドルとの摺動運動をそれぞれ
   数値制御するにとを特徴とする主軸台摺動型数値制御複
   合旋盤。