JP5308893B2 - 工作機械の刃物台 - Google Patents

Description

本発明は、工具を保持する工具ホルダと、該工具ホルダが着脱可能に取り付けられたタレットと、該タレットを回転割り出し位置決めする割り出し機構とを備えた工作機械の刃物台に関する。

この種の刃物台を備えた工作機械では、加工精度を高める観点から、工具ホルダをタレットに位置決めした状態でボルトにより固定するようにしている。このような工具ホルダの位置決め構造として、例えば、特許文献１には、タレットの工具ホルダ取付面に、複数のキーが突出形成された位置決めフランジを固定し、工具ホルダのタレット取付面に前記各キーに係合するキー溝を形成したものが提案されている。

特開２００６−１６７８６２号公報

ところで、前記従来の位置決め構造では、各キーとキー溝との間に嵌合させるために必要な僅かな隙間を設ける必要があることから、該隙間の分だけ工具に位置ずれが生じ易く、工具の位置精度にばらつきが生じるという懸念がある。この種の刃物台では、加工条件等によって工具を取り替える場合があることから、工具ホルダを繰り返し着脱する際の工具の位置精度を確保する必要があり、この点での改善が要請されている。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、工具の位置決め精度を高めることができ、かつ工具ホルダを繰り返し着脱する際の工具の位置精度を確保できる工作機械の刃物台を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、工具を保持する工具ホルダと、その外周面に前記工具ホルダが着脱可能に取り付けられるタレットと、前記工具が加工位置に位置するように前記タレットを該タレットの回転軸回りに回転割り出し位置決めする割り出し機構とを備えた工作機械の刃物台において、前記タレットの前記外周面に形成されたホルダ取付面又は前記工具ホルダの被取付面の何れか一方に凹設されたキー配置部内に位置決めキーが固定され、何れか他方に前記位置決めキーに嵌合する位置決めブロックが固定されており、前記位置決めキーは、中心側に位置する第１嵌合片と、該第１嵌合片より外側に位置する第２嵌合片とを有し、前記第１嵌合片は、外側に向かって弾性変形して前記位置決めブロックに密着しており、前記第２嵌合片は、中心側に向かって弾性変形して前記キー配置部の内面に密着していることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械の刃物台において、前記位置決めキーは、前記工具ホルダのキー配置部内に固定され、前記位置決めブロックは、前記タレットのホルダ取付面に固定されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工作機械の刃物台において、前記位置決めキーは、前記キー配置部内に没入しており、前記位置決めブロックは、前記ホルダ取付面より突出していることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１に記載の工作機械の刃物台において、前記位置決めキー及び位置決めブロックは、前記タレットの回転軸と平行な直線上に、かつ工具ホルダの駆動軸を挟むように複数配置されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４に記載の工作機械の刃物台において、前記位置決めキーは、前記タレットの回転軸と直交する方向に弾性変形することを特徴としている。

請求項１の発明の刃物台によれば、タレットのホルダ取付面と、工具ホルダの被取付面の、何れか一方に位置決めキーを固定し、何れか他方に位置決めキーに嵌合する位置決めブロックを固定し、位置決めキーを弾性変形させることにより、位置決めブロックに密着させたので、位置決めキーと位置決めブロックとの間の隙間を前記位置決めキーが弾性変形することによりなくすことができ、隙間による工具の位置ずれを防止でき、工具の位置精度を高めることができる。

また前記位置決めキーを弾性変形させることにより隙間をなくす構造であるので、工具ホルダを繰り返し着脱しても工具の位置精度を確保でき、常に安定した位置決め精度を得ることができる。

請求項１の発明では、位置決めキーを、タレットのホルダ取付面又は工具ホルダの被取付面に凹設されたキー配置部の内面に弾性変形させることにより密着させたので、位置決めキーとキー配置部との間の隙間を該位置決めキーが弾性変形することによりなくすことができ、工具の位置精度を高めることができる。

請求項１の発明では、位置決めキーの中心側に位置する第１嵌合片を、外側に弾性変形させることにより位置決めブロックに密着させ、第１嵌合片より外側に位置する第２嵌合片を、中心側に弾性変形させることにより前記ホルダ取付面又はキー配置部の内面に密着させたので、位置決めキーと位置決めブロック及びキー配置部との隙間をなくすこととができ、工具の位置精度をより一層高めることができる。

請求項２の発明では、位置決めキーを工具ホルダの被取付面に固定し、位置決めブロックをタレットのホルダ取付面に固定したので、工具ホルダをタレットに嵌合させると同時に隙間をなくすことができる。

請求項３の発明では、位置決めキーを工具ホルダの被取付面に凹設されたキー配置部内に没入させ、位置決めブロックをホルダ取付面より突出させたので、工具ホルダの位置決め作業を容易に行うことができる。

請求項４の発明では、位置決めキー及び位置決めブロックを、タレットの回転軸と平行な直線上に、かつ工具ホルダの駆動軸を挟むように複数配置したので、工具ホルダの位置決め精度をより確実に高めることができる。

請求項５の発明では、位置決めキーをタレットの回転軸と直交する方向に弾性変形させるようにしたので、工具の位置ずれが生じ易いＹ軸方向における位置精度をより一層高めることができる。

本発明の実施例１による刃物台を備えた工作機械の斜視図である。 前記刃物台のタレットの斜視図である。 前記刃物台の工具ホルダの斜視図である。 前記刃物台の回転軸方向に見た側面図である。 前記刃物台の位置決めキー及び位置決めブロックの断面図である。 前記位置決めキー及び位置決めブロックの斜視図である。 前記位置決めキー及び位置決めブロックの側面図である。 本発明の実施例２による位置決めキー及び位置決めブロックの側面図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図７は、本発明の実施例１による工作機械の刃物台を説明するための図である。

図において、１は旋盤（工作機械）を示している。この旋盤１は、機械正面から見て、左右方向に延びるスラント型ベッド２と、該ベッド２の手前左側端部に配設された主軸台３と、前記ベッド２の中央奥側に配設された刃物台４とを備えている。

また前記旋盤１は、前記ベッド２の手前右側に前記主軸台３と同軸をなすよう搭載された不図示の心押台又は第２の主軸台を備えている。この心押台，第２の主軸台は、前記ベッド２の手前側に配設された一対の前ガイドレール９，９により主軸台３の軸心方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持されている。

前記ベッド２の前ガイドレール９の奥側には、これと平行に一対の後ガイドレール８，８が配設されている。この後ガイドレール８には、Ｚ軸可動ベース１５がＺ軸方向に移動自在に支持されており、該Ｚ軸可動ベース１５には、Ｙ軸可動ベース１６がＺ軸方向と直交するＹ軸方向に移動可能に支持されている。

前記Ｙ軸可動ベース１６は、ボールねじ１７ａ及び駆動モータ１７ｂからなるＹ軸送り機構１７により往復駆動される。また前記Ｚ軸可動ベース１５は、不図示のＺ軸送り機構により往復駆動される。

前記Ｙ軸可動ベース１６上に前記刃物台４が搭載されており、これにより刃物台４は、Ｙ軸，Ｚ軸方向に相対移動可能に駆動される。

前記主軸台３は、ベッド２に固定された主軸頭５と、該主軸頭５内に回転自在に支持され、かつ内蔵する駆動モータ（不図示）により回転駆動される主軸６と、該主軸６に装着され、ワークを着脱可能に把持するチャック７とを有する。

前記刃物台４は、回転工具Ｔを保持する工具ホルダ１０と、複数の工具ホルダ１０が着脱可能に取り付けられたタレット１１と、所要の工具Ｔが所定の加工位置に位置するよう前記タレット１１を該タレット１１の回転軸１３回りに回転割り出し位置決めする割り出し機構１２とを備えている。

前記各工具ホルダ１０は、前記タレット１１の外周面１１ａに所定の角度間隔をあけて配置されている。また前記割り出し機構１２は、Ｚ軸方向左側から見たとき、前記タレット１１の背面に配置され、前記Ｙ軸可動ベース１６に取り付けられている。

前記工具ホルダ１０は、回転工具Ｔを回転自在に支持する略直方体状のホルダ本体１０ａと、該回転工具Ｔを回転駆動する駆動軸１０ｂとを有する。この駆動軸１０ｂは、これの駆動軸線ａが前記工具Ｔの工具中心線ｂと直交する方向に向けて配置され、前記ホルダ本体１０ａに回転自在に支持されている（図３参照）。

前記タレット１１は、略円筒形状をなしており、回転軸１３をＺ軸線と平行に向けて配置されている。

前記タレット１１の外周面１１ａには、平坦面をなす複数のホルダ取付面１１ｃが所定の等角度間隔毎に形成されており、該タレット１１の外周面１１ａは多角形をなしている。

前記各ホルダ取付面１１ｃには、前記工具ホルダ１０の駆動軸１０ｂが挿入されたボス部１４が挿入される挿入孔１１ｂが形成されている。前記駆動軸１０ｂは、タレット１１内に配置された駆動源（不図示）により回転駆動される。

前記工具ホルダ１０には、平坦面をなす被取付面１０ｃが形成されている。この被取付面１０ｃは、前記ホルダ取付面１１ｃに位置決め機構１９を介在させて取り付けられる。

前記ホルダ本体１０ａの四隅には、駆動軸線ａと平行なボルト挿通孔１０ｄが形成されている。工具ホルダ１０は、各ボルト挿通孔１０ｄに挿入された固定ボルト１８により前記タレット１１のホルダ取付面１１ｃに固定されている（図２，図４参照）。

前記位置決め機構１９は、前記工具ホルダ１０の被取付面１０ｃに固定された左，右一対の位置決めキー２０，２０と、前記タレット１１のホルダ取付面１１ｃに固定された左，右一対の位置決めブロック２１，２１とを有する。

そして前記各位置決めキー２０は、位置決めブロック２１に嵌合させたときに弾性変形することにより該位置決めブロック２１に密着しており、詳細には以下の構造を有する。

前記左，右の位置決めキー２０，２０及び位置決めブロック２１，２１は、タレット１１の回転軸１３及び工具中心線ｂと平行な直線上に配置され、かつ工具ホルダ１０の駆動軸線ａを挟むように配置されている。

前記工具ホルダ１０の被取付面１０ｃには、左，右一対のキー配置部１０ｅ，１０ｅが凹状をなすように形成されており、該キー配置部１０ｅ内に前記位置決めキー２０が被取付面１０ｃより若干没入するよう挿入配置されている。

前記タレット１１のホルダ取付面１１ｃには、左，右一対のブロック配置部１１ｅ，１１ｅが凹状をなすように形成されており、該ブロック配置部１１ｅ内に前記位置決めブロック２１がホルダ取付面１１ｃより若干突出するように挿入配置されている。

前記位置決めブロック２１は、鋼等の金属製のものであり、前記ブロック配置部１１ｅのＹ軸方向前，後開口縁部１１ｆ，１１ｆに圧入することにより隙間なく嵌合された圧入部２１ａ，２１ａと、中心部に形成されたボルト孔２１ｂとを有する。

前記位置決めブロック２１は、ボルト孔２１ｂに挿入されたブロックボルト２４によりブロック配置部１１ｅ内に固定されている。これにより位置決めブロック２１は、タレット１１にＹ軸方向に移動不能に位置決め固定されている。

前記位置決めキー２０は、鋼等の金属製のものであり、工具中心線ａに直交するＹ軸方向に延びる長方形板状のキー本体部２０ａと、該キー本体部２０ａの中心側に位置し、該キー本体部２０ａに続いてキー配置部１０ｅの開口側に延びる左，右一対の第１嵌合片２０ｂ，２０ｂと、前記キー本体部２０ａの第１嵌合片２０ｂの外側に位置し、該キー本体部２０ａに続いて前記開口側に延びる左，右一対の第２嵌合片２０ｃ，２０ｃとを有する。

前記左，右の第１，第２嵌合片２０ｂ，２０ｃは互いに平行に延び、かつ両者２０ｂ，２０ｃの間には、該第１，第２嵌合片２０ｂ，２０ｃの弾性変形を許容する隙間２０ｄが設けられている。

前記キー本体部２０ａの長手方向中心部にはボルト孔２０ｅが形成されており、該ボルト孔２０ｅに挿入されたキーボルト２３により、前記位置決めキー２０は、前記キー配置部１０ｅ内に固定されている。

そして前記左，右の第１嵌合片２０ｂ，２０ｂは、図５に示すように、Ｙ軸方向外側（図５の左右方向外側）に向かって弾性変形することにより、前記位置決めブロック２１の圧入部２１ａ，２１ａに圧接した状態で密着している。

また前記左，右の第２嵌合片２０ｃ，２０ｃは、Ｙ軸方向内側に向かって弾性変形することにより、前記キー配置部１０ｅの左，右内側面１０ｆ，１０ｆに圧接した状態で密着している。この第２嵌合片２０ｃは、位置決めキー２０をキー配置部１０ｅ内に挿入固定する際に、弾性変形して左，右内側面１０ｆに密着することとなる。

このようにして前記工具ホルダ１０は、位置決めキー２０が回転軸１３と直交するＹ軸方向に弾性変形することにより、タレット１１にＹ軸方向移動不能に位置決め固定されている。

工具ホルダ１０をタレット１１に取り付けるには、工具ホルダ１０の被取付面１０ｃをタレット１１のホルダ取付面１１ｃに対向させるとともに、位置決めキー２０に位置決めブロック２１を嵌合させる。これにより工具ホルダ１０はタレット１１にＹ軸方向に移動不能に位置決めされ、この状態で固定ボルト１８によりタレット１１に固定する。

工具ホルダ１０を取り外すには、ホルダ本体１０ａに形成されたタップねじ孔１０ｇ内にボルト（不図示）をねじ込んでタレット１１のホルダ取付面１１ｃに突き当てることにより、位置決めキー２０の嵌合を外す。

本実施例によれば、工具ホルダ１０の被取付面１０ｃに位置決めキー２０を固定し、タレット１１のホルダ取付面１１ｃに位置決めブロック２１を固定し、前記位置決めキー２０を位置決めブロック２１に嵌合させたとき弾性変形させることにより、該位置決めブロック２１に密着させたので、位置決めキー２０と位置決めブロック２１との間の隙間を前記位置決めキー２０が弾性変形することによってなくすことができ、隙間による回転工具Ｔの位置ずれを防止でき、それだけ工具Ｔの位置精度を高めることができる。

また前記位置決めキー２０を弾性変形させることにより位置決めブロック２１との隙間をなくす構造であるので、工具ホルダ１０を繰り返し着脱しても工具Ｔの位置精度を確保でき、安定した位置決め精度を得ることができる。

本実施例では、前記位置決めキー２０を、工具ホルダ１０の被取付面１０ｃに凹設されたキー配置部１０ｅの左，右内側面１０ｆに弾性変形させることにより密着させたので、位置決めキー２０とキー配置部１０ｅとの間の隙間を該位置決めキー２０が弾性変形することによりなくすことができ、工具Ｔの位置精度を高めることができる。

本実施例では、前記位置決めキー２０の中心側に位置する左，右一対の第１嵌合片２０ｂを、外側に弾性変形させることにより位置決めブロック２１に密着させ、第１嵌合部２０ｂより外側に位置する左，右一対の第２嵌合片２０ｃを、内側に弾性変形させることによりキー配置部１０ｅの左，右内側面１０ｆに密着させたので、位置決めキー２０と位置決めブロック２１及びキー配置部１０ｅとの隙間をなくすこととができ、工具Ｔの位置精度をより一層高めることができる。

本実施例では、前記位置決めキー２０を工具ホルダ１０の被取付面１０ｃに凹設されたキー配置部１０ｅ内に没入させ、前記位置決めブロック２１をタレット１１のホルダ取付面１１ｃより突出させたので、工具ホルダ１０の位置決め作業を容易に行うことができる。

本実施例では、前記位置決めキー２０及び位置決めブロック２１を、タレット１１の回転軸１３と平行な直線上に、かつ工具ホルダ１０の駆動軸線ａを挟むようにそれぞれ左，右一対配置したので、工具ホルダ１０の位置決め精度をより確実に高めることができる。

本実施例では、前記位置決めキー２０をタレット１１の回転軸１３と直交するＹ軸方向に弾性変形させるようにしたので、回転工具Ｔの位置ずれが生じ易いＹ軸方向における位置精度をより一層高めることができる。即ち、回転工具Ｔの場合、特にＹ軸方向の隙間による位置ずれが生じ易い。ちなみに、従来の位置決め構造では、回転工具の切削点のＹ軸方向におけるばらつきは１５〜２０μｍ生じていたが、本実施例では、ばらつきを５μｍ程度に抑えることができる。

前記実施例１では、図５、図７における左，右の第１嵌合片２０ｂ，２０ｂの両方が共に弾性変形する場合を説明したが、本発明は、左，右の嵌合片のうち何れか一方のみが弾性変形するものも含む。

具体的には、図８に実施例２を示すように、位置決めキー２０の例えば右側の第１嵌合片２０ｂ′と第２嵌合片２０ｃ′の間に隙間を設けないことにより、左側の第１嵌合片２０ｂ，第２嵌合片２０ｃのみを弾性変形させるように構成しても良い。このようにした場合でも前記実施例１と略同様の作用効果が得られる。

なお、前記実施例１，２では、工具ホルダ１０に位置決めキー２０を固定し、タレット１１に位置決めブロック２１を固定した場合を説明したが、本発明は工具ホルダ１０に位置決めブロックを、タレットに位置決めキーを固定してもよく、この場合にも前記実施例と同様の効果が得られる。

１ 旋盤（工作機械）
４ 刃物台
１０ 工具ホルダ
１０ｂ 駆動軸
１０ｃ 被取付面
１０ｅ キー配置部
１０ｆ 内側面
１１ タレット
１１ａ 外周面
１１ｃ ホルダ取付面
１２ 割り出し機構
１３ 回転軸
２０ 位置決めキー
２０ｂ 第１嵌合片
２０ｃ 第２嵌合片
２１ 位置決めブロック
Ｔ 工具

Claims (5)

1. 工具を保持する工具ホルダと、
   その外周面に前記工具ホルダが着脱可能に取り付けられるタレットと、
   前記工具が加工位置に位置するように前記タレットを該タレットの回転軸回りに回転割り出し位置決めする割り出し機構と
   を備えた工作機械の刃物台において、
   前記タレットの前記外周面に形成されたホルダ取付面又は前記工具ホルダの被取付面の何れか一方に凹設されたキー配置部内に位置決めキーが固定され、何れか他方に前記位置決めキーに嵌合する位置決めブロックが固定されており、
   前記位置決めキーは、中心側に位置する第１嵌合片と、該第１嵌合片より外側に位置する第２嵌合片とを有し、
   前記第１嵌合片は、外側に向かって弾性変形して前記位置決めブロックに密着しており、
   前記第２嵌合片は、中心側に向かって弾性変形して前記キー配置部の内面に密着している
   ことを特徴とする工作機械の刃物台。
2. 請求項１に記載の工作機械の刃物台において、
   前記位置決めキーは、前記工具ホルダのキー配置部内に固定され、
   前記位置決めブロックは、前記タレットのホルダ取付面に固定されている
   ことを特徴とする工作機械の刃物台。
3. 請求項２に記載の工作機械の刃物台において、
   前記位置決めキーは、前記キー配置部内に没入しており、
   前記位置決めブロックは、前記ホルダ取付面より突出している
   ことを特徴とする工作機械の刃物台。
4. 請求項１に記載の工作機械の刃物台において、
   前記位置決めキー及び位置決めブロックは、前記タレットの回転軸と平行な直線上に、かつ工具ホルダの駆動軸を挟むように複数配置されている
   ことを特徴とする工作機械の刃物台。
5. 請求項４に記載の工作機械の刃物台において、
   前記位置決めキーは、前記タレットの回転軸と直交する方向に弾性変形する
   ことを特徴とする工作機械の刃物台。

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