專利名稱：轉塔車床用刀夾的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在轉塔車床的轉塔上安裝刀具的刀夾，詳細地講，涉及一種適于對裝設有多個刃具的復合刀具進行安裝的轉塔車床的刀夾。
作為緩和這種限制的裝置，提出了在一個主體上配置多個刃具的復合刀具的方案。可是，在轉塔上，因為沒有從上述復合刀具中選擇所需要的刃具的分度功能，所以在轉塔車床中，不能使用復合刀具。另外，在ATC車床中，當刀具更換頻率變高時換刀時間變多，工件的非切削時間變長，導致加工效率低下。
本發明是用于在轉塔車床的轉塔上安裝具備多數種刃具的復合刀具的刀夾，其可通過具有可裝卸地形成于前述轉塔的刀具安裝位置上的基座部；在前述基座上可旋轉地設置可裝卸前述復合刀具的刀具用主軸；
在該刀具用主軸上，設置能夠使該刀具用主軸分度旋轉至與設有前述復合刀具的前述刃具的各個位置相對應的分度位置的分度機構；并設置在通過前述分度機構分度旋轉的分度位置將前述刀具用主軸夾緊的夾緊機構來構成。
由此，通過使刀夾具有分度旋轉功能和夾緊功能，使在轉塔車床中的復合刀具的使用成為可能。另外，由于通過該分度功能進行的刃具更換，能夠以比通過ATC進行的刀具更換時間短的時間來進行，所以能夠使轉塔車床的加工效率提高。
另外，本發明的前述分度機構，還可以有如下構成具有在一端設置聯接器機構、且可自由旋轉地支撐在前述基座上的第1外部旋轉力傳動機構，前述第1外部旋轉力傳動機構是以可借助外部的旋轉驅動源使該刀具用主軸旋轉的方式連接在前述刀具用主軸上而設置的。
由此，利用配置在轉塔上的銑削主軸，使刀具用主軸的分度旋轉成為可能，且能夠對所選擇的復合刀具的刃具進行夾緊，所以能夠不必配置特別的驅動源而以簡單的結構進行復合刀具的分度。
另外，本發明，在前述刀具用主軸上，設置能夠在用于銑削加工時使該刀具用主軸連續旋轉的銑削加工旋轉驅動機構；前述第1外部旋轉力傳動機構也可以以兼作前述銑削加工旋轉驅動機構的方式構成。
由此，能夠利用配置在轉塔上的銑削主軸來進行刀具用主軸的分度及銑削加工，并能夠擴大由前述復合刀具的加工范圍。
另外，本發明也可有如下構成，在前述基座部上可自由旋轉地設置一端設有聯接器機構的第2外部旋轉力傳動機構；同時在前述基座部上，以與前述刀具用主軸正交的旋轉軸為中心，可自由旋轉地設置可自由旋轉地支撐刀具用主軸的殼體部，在前述殼體部上，以能夠以前述旋轉軸為中心旋轉定位該殼體部的方式連接前述第2外部旋轉力傳動機構，在前述殼體部上設置前述分度機構及夾緊機構。
由此，能夠通過第2外部旋轉力傳動機構沿B軸方向旋轉驅動刀夾。
另外，本發明還有如下構成，在前述殼體部上，設置能夠在用于銑削加工時使前述刀具用主軸連續旋轉的銑削旋轉驅動機構。
由此，因為設置了使復合刀具連續旋轉的銑削旋轉驅動機構，所以能夠使由復合刀具進行的銑削加工成為可能，可更加擴大由復合刀具進行的加工范圍。
另外，本發明的前述銑削旋轉驅動機構，也可以以兼作分度機構的方式構成。
由此，因為銑削旋轉驅動機構兼作分度機構，所以能夠使刀夾的結構簡潔化。
另外，本發明的前述分度機構，是通過設置有在前述刀具用主軸的周圍與前述分度位置相對應地形成的多個接合部，以及能夠與前述接合部接合并以規定的角度旋轉驅動前述刀具用主軸的、可往復自由驅動地被設置的致動裝置(actuator)而構成的。
由此，因為以致動裝置來構成前述刀具用主軸的分度機構，所以能夠通過簡單的分度操作，可靠地進行復合刀具的分度。
另外，本發明還具有在前述致動裝置上可與前述刀具用主軸的接合部自如接合地形成的夾緊部。
由此，因為能夠通過致動裝置進行夾緊，所以能夠更牢固地夾緊復合刀具，使夾具的剛性提高，可由復合刀具使加工精度提高。
圖2是表示根據本分明的刀夾的第1實施形式的平面剖面圖。
圖3表示圖2中的復合刀具的分度旋轉機構和其分度旋轉過程，(a)～(c)是圖2的I-I向剖面圖，(d)～(f)是圖2的II-II向剖面圖。
圖4是表示通過用本發明的刀夾支撐的復合刀具來進行的工件的外徑加工狀態的平面圖。
圖5是表示通過用本發明的刀夾支撐的復合刀具來進行的工件的端面加工狀態的示意圖。
圖6是表示本發明的刀夾的第2實施形式的平面剖面圖。
圖7是表示使用了如圖6所示的刀夾的內徑加工狀態的示意圖。
圖8是表示使用了如圖6所示的刀夾的銑削加工狀態的示意圖。
圖9表示使用了如圖6所示的刀夾的外徑加工狀態，(a)是表示外徑槽加工狀態的示意圖，(b)是表示外徑螺紋加工狀態的示意圖。
圖10表示使用了如圖6所示的刀夾的內徑加工狀態，(a)是表示內徑槽加工狀態的示意圖，(b)是表示內徑螺紋加工狀態的示意圖。
圖11是表示本發明的刀夾的第3實施形式的平面剖面圖。
圖12是表示轉塔車床中的主軸工作臺與刀架的配置的平面圖。
圖13是表示轉塔與刀夾的配置的平面圖。
圖14是表示本發明的刀夾的殼體部分的平面剖面圖。
圖15是表示使用了如圖14所示的刀夾的外徑的車削加工狀態的示意圖。
圖16是表示使用了如圖14所示的刀夾的外徑端面的車削加工狀態的示意圖。
圖17是表示使用了如圖14所示的刀夾的由外徑車削來進行的切槽加工狀態的示意圖。
圖18是表示使用了如圖14所示的刀夾的由外徑車削來進行的優化加工狀態的示意圖。
圖1表示使用本發明的刀夾的轉塔車床的一個例子，是表示主軸工作臺與刀架的配置的平面圖。
在圖中，在轉塔車床1的主軸工作臺2上，具有以軸心CT1為中心并被可自由旋轉地支撐的主軸3、固定在該主軸3的一端(圖1中的右側)的卡盤5，并將工件6裝拆自由地固定在該卡盤5上。另外，刀架7，被可沿著相對于前述主軸工作臺2相互垂直的箭頭X、Z方向移動地配置，且具有以與該等X、Z方向垂直、并設定在紙面的前后方向(Y方向)上的B軸為軸心CT2、在箭頭A-B的方向上可自由擺動的轉塔基座8，和以與前述B軸的軸心CT2垂直的軸心CT3為中心可在垂直面內分度旋轉地被支撐在該轉塔基座8上的轉塔10。并且，該轉塔10上，形成多個刀具安裝位置，在各刀具安裝位置上，可裝卸地裝設刀具11或可以軸心CT4為中心旋轉的復合刀具12。此外，也有在前述刀架7上不以軸心CT2為中心擺動的B軸功能者。另外，還有在刀架7上，具備在前述轉塔10內的驅動機構和由該驅動機構驅動旋轉的銑削主軸(圖未示)，并安裝如同鉆頭或立銑刀那樣的旋轉刀具，可進行鉆加工、銑加工等銑削加工。
如圖2至圖5表示本發明的刀夾的第1實施形式，圖2表示本發明的刀夾的平面剖面圖，圖3表示圖2中的復合刀具的分度旋轉機構及其分度旋轉過程，(a)～(c)是圖2的I-I向剖面圖，(d)～(f)是圖2的II-II向剖面圖，圖4是表示通過用本發明的刀夾支撐的復合刀具來進行的工件的外徑加工狀態的平面圖，圖5是表示通過用本發明的刀夾支撐的復合刀具來進行的工件的端面加工狀態的示意圖。
在本發明中所使用的復合刀具12，如圖2所示，具有用于安裝在后述的刀具用主軸上的法蘭部13、以及比該法蘭部13小直徑地形成的、從該法蘭部13突出的圓柱狀主體15，該主體15的前端部15a(圖2的左側端部)上，以規定的間隔可自由裝卸地固定有多個刃具16a、16b、…。另外，在本發明中所使用的其他的復合刀具17，如圖4所示，具有用于安裝在后述的刀具用主軸上的法蘭部18和比該法蘭部18大直徑地形成、自該法蘭部18突出的圓盤狀的主體20，且在該主體20的前端部20a(圖4的左側端部)上，以規定的間隔可自由裝卸地固定多個刃具16a、16b…。再者，可在本發明的刀夾上使用的復合刀具，并不限于所例示的復合刀具12、17，只要是能夠安裝在后述的刀具用主軸上的形狀，可形成各種適于加工目的的形狀。
如圖2、圖4所示，刀夾21，具有借助軸承23、23，以軸心CT4為中心，可自由旋轉地支撐在可自由裝卸地被裝設在前述轉塔10上的作為基座部的殼體22上的刀具用主軸25，在該刀具用主軸25的一端(圖的左側)，以使該刀具用主軸25的軸心CT4與該復合刀具12(17)的軸心CT5相一致的方式裝設前述復合刀具12(17)。在該刀具用主軸25的中央部，形成有在使該刀具用主軸25分度旋轉的同時，以使為了將該刀具用主軸25夾緊在其分度旋轉位置而構成接合部的多個平面26a～26d呈大致矩形的方式形成的操作部27、及以使為了使該刀具用主軸25分度旋轉而構成接合部的多個平面28a～28d呈大致矩形的方式形成的操作部30。此外，形成該操作部27、30的各平面26a～26d、28a～28b的個數，與形成于前述復合刀具12、17上的刃具安裝位置的個數相同，且環繞其軸心CT4、CT5的相位，也與在復合刀具12、17上所形成的刃具安裝位置相對應。這樣構成的操作部27、30，分別形成大致正多角形(在本實施形式中，復合刀具12、17的刃具安裝位置的個數為4個，大致正方形地形成操作部27、30)。
前述殼體22的與前述刀具用主軸25的操作部27相對應的位置上，形成流體壓力缸31(以下，簡稱液壓缸)，如圖3(a)所示，在其兩端部，形成有用于液體的供給、排出的孔32a和孔32b。在該液壓缸31內，可自由滑動地裝設活塞33。該活塞33上，形成有與形成于前述刀具用主軸25的矩形的操作部27上的平面26a～26d的一個面接觸、從而限制前述刀具用主軸25的轉動的作為夾緊部的夾緊面33a，以及觸接前述平面26a～26d而使前述刀具用主軸25僅以所需的分度旋轉角度的約一半的角度分度旋轉的驅動部33b。
前述殼體22的與前述刀具用主軸25的操作部30相對應的位置上，形成流體壓力缸35(以下，簡稱液壓缸35)，如圖3(d)所示，在其兩端側，形成有用于進行流體的供給、排出的孔36a和孔36b。該液壓缸35中可自由滑動地裝設活塞37。在該活塞37上，形成有與形成于前述刀具用主軸25的操作部30b上的平面28a～28d的一個面觸接、從而使前述刀具用主軸25僅以所需分度旋轉角度的約一半的角度分度旋轉的驅動部37a。
即，在本實施形式中，前述活塞33在構成前述刀具用主軸25的夾緊機構的同時，通過前述活塞33和活塞37，構成前述刀具用主軸25的分度旋轉機構。
圖3(a)表示使前述活塞33的夾緊面33a觸接在前述刀具用主軸25的平面26d上，將前述刀具用主軸25在分度旋轉位置夾緊的狀態。此時，如圖3(d)所示，前述活塞37的驅動部37a不與前述刀具用主軸25的平面28a～28d接觸。
在從這種狀態使前述刀具用主軸25分度旋轉的情況下，首先，如圖3(b)所示，從前述孔32b向前述液壓缸31內提供液壓力使前述活塞33向箭頭C方向移動。于是，前述活塞33的夾緊面33a離開前述刀具用主軸25的平面26d，解除對前述刀具用主軸25的夾緊，使該刀具用主軸25能夠轉動。
接著，如圖3(e)所示，自前述孔36a向前述液壓缸35內提供液壓力，使前述活塞37向箭頭D方向移動。于是，前述活塞37的驅動部37a觸接前述刀具用主軸25的平面28a，朝向箭頭D方向推壓該平面28a。這時，前述操作部30的平面28a與活塞37的驅動部37a的接觸位置，因為處于自前述刀具用主軸25的軸心CT4向活塞37側偏心的位置，所以前述推壓力形成轉動力并作用于前述刀具用主軸25，使前述刀具用主軸25向箭頭E方向轉動。由該活塞37產生的前述刀具用主軸25的轉動量為大致45度左右。
接著，如圖3(f)所示，從前述孔36b向前述液壓缸內供給液體壓力，使前述活塞37向箭頭C方向移動。于是，前述活塞37的驅動部37a自前述刀具用主軸25的平面28a離開，前述刀具用主軸25成為與前述活塞33、37的任何一個都不接觸的自由狀態。
接著，如圖3(c)所示。自前述孔32a向前述液壓缸31內供給液體壓力，使前述活塞33向箭頭D方向移動。于是，前述活塞33的驅動部33b觸接在前述刀具用主軸25的平面26a上，向箭頭D方向推壓該平面26a。這時，由于前述平面26a與活塞33的驅動部33b的接觸位置，位于自前述刀具用主軸25的軸心CT4向活塞33側偏心的位置，所以前述推壓力能夠形成轉動力作用于前述刀具用主軸25上，使前述刀具用主軸25向箭頭E方向轉動。由該活塞33驅動的前述刀具用主軸25的轉動量大致為45度左右。
并且，如圖3(a)所示，當前述活塞33向箭頭D方向移動時，前述活塞33的夾緊面33a與前述刀具用主軸25的平面(26a)觸接。在該狀態下，前述刀具用主軸25(即，裝設在刀具用主軸25上的前述復合刀具12或17)，實現了90度的分度旋轉。即，如圖3(a)中括號內符號所示，各平面26a～26d轉動移動90度。同時，前述刀具用主軸25(即，裝設在前述刀具用主軸25上的前述復合刀具12或17)，被前述活塞33的夾緊面33a夾緊。這時，在液壓缸35側也同樣，因為刀具用主軸25轉動，從如圖3(f)所示的狀態，到如圖3(d)中括號內符號所示那樣，各平面28a～28d 90度地旋轉移動。
這樣，使裝設在前述刀具用主軸25上的復合刀具12(17)分度旋轉，能夠使用于加工的刃具16a(16b、…)定位在需要的位置來進行使用。
通過使用這樣的刀夾21，適當地選擇裝設在其刀具用主軸25上的復合刀具12、17，如圖4所示，可通過刃具16a對軸狀的工件6的外周面進行車削加工(外徑加工)。另外，如圖5所示，還能使用如圖2所示的復合刀具12，對工件6的外徑端面進行車削加工。即，能夠相對于以前述主軸3(參照圖1)的軸心CT1為中心以規定的轉數沿著箭頭F方向旋轉的前述工件6，適當地使前述復合刀具12沿箭頭G-H方向(圖1中所示的箭頭Y方向)移動，通過前述刃具16a對前述工件6的端面進行車削加工。
圖6至圖10表示本發明的刀夾的第2實施形式，圖6是本發明的刀夾的平面剖面圖，圖7是表示使用了如圖6所示的刀夾的內徑加工狀態的示意圖，圖8是表示使用了如圖6所示的刀夾的銑削加工狀態的示意圖，圖9表示使用了如圖6所示的刀夾的外徑加工狀態，(a)是表示外徑槽加工狀態的示意圖，(b)是表示外徑螺紋加工狀態的示意圖，圖10表示使用了如圖6所示的刀夾的內徑加工狀態，(a)是表示內徑槽加工狀態的示意圖，(b)是表示內徑螺紋加工狀態的示意圖。此外，如圖6所示的刀夾，形成為適用于小型轉塔車床上的適當的結構。
在圖6中，復合刀具12，在主體15的前端15a上，以規定的間隔裝卸自由地固定多個刃具16a、16b、…。刀夾41，具有借助軸承43、43，以軸心CT4為中心，被可自由旋轉地支撐在裝卸自由地裝設在前述轉塔10(參照圖1)上的作為基座部的殼體42上的刀具用主軸45，將前述復合刀具12，以使前述刀具用主軸45的軸心CT4與該復合刀具的軸心CT5相一致的方式裝卸自由地固定在該刀具用主軸45的一端(圖的左側)。在前述刀具用主軸45的一端部(圖的左側)，形成有用于在使該刀具用主軸45分度旋轉時，將該刀具用主軸45固定在其分度位置的多個(與前述復合刀具12的刃具安裝位置的個數相同且環繞軸心CT4呈同相位)孔46(46a、46b、…)。另外，在前述刀具用主軸45的另一端部(圖的右側)，固定有傘齒輪47。
在固定于前述殼體42上的傳動軸箱48上，借助軸承50、50，以軸心CT6為中心可自由旋轉地支撐有在前端形成有聯接器51a的傳動軸51。該傳動軸51的一端(圖的上側)，裝卸自由地連接在配置于前述轉塔10(參照圖1)內的銑削主軸(圖未示)上，在其另一端(圖的下側)，固定有與前述傘齒輪47相嚙合的傘齒輪52。由此，當通過前述銑削主軸的作動沿箭頭I-J方向旋轉驅動前述傳動軸51時，前述刀具用主軸45(即，復合刀具12)，被沿箭頭I-J方向旋轉驅動。此外，前述銑削主軸，例如，通過內置旋轉編碼器的馬達(圖未示)來旋轉驅動。并且，該馬達兼具連接前述刀具用主軸45并使其旋轉的銑削功能，及通過旋轉編碼器檢測旋轉角度、進行前述刀具用主軸45的分度旋轉的多點定位功能。即，前述馬達的多點定位功能，構成前述刀具用主軸45的分度機構。
用于夾緊前述刀具用主軸45的夾緊機構54，由形成于前述刀具用主軸45上的孔46(46a、46b、…)及配置在前述殼體42的側面(圖的左側)的夾緊單元53構成，該夾緊單元53，與前述孔46相對應地被固定在前述殼體42上。前述夾緊單元53中，形成有流體壓力缸55(以下簡稱液壓缸55)，其兩端部上，形成有用于進行液體的供給、排出的孔56a和孔56b。前述液壓缸55內可自由滑動地裝設有活塞57，該活塞57的一端(圖的下側)上形成有可自由裝卸地嵌合至形成于前述刀具用主軸45上的孔46(46a、46b、…)中的錐體狀的夾緊部57a。
在前述殼體42的與前述夾緊單元53鄰接的位置上，形成有各自獨立的流體壓力缸58a(58b)(在圖中，僅有液壓缸58a的圖示，以下，簡稱為液壓缸58a(58b))。前述液壓缸58a(58b)，經由流體通路60a、60b分別與形成于前述夾緊單元53的液壓缸55上的前述孔56a、56b連接。在前述液壓缸58a(58b)上分別可自由滑動地裝設有活塞61a(61b)。
并且，在前述液壓缸55的活塞57的上部空間與前述流體通路60a及前述液壓缸58a的活塞61a的下部空間、前述液壓缸55的活塞57的下部空間(刀具用主軸45側)與前述流體通路60b及前述液壓缸58b的活塞61b的下部空間，分別密封入流體。操作桿62a(62b)，在將前述刀夾41安裝至前述轉塔10(參照圖1)時，以微小的間隔，與前述活塞61a(61b)對向地被配置在前述轉塔10上，被圖未示的驅動源沿箭頭K-L方向驅動。
并且，當使前述操作桿62a向箭頭K方向移動，向箭頭K方向推壓前述活塞61a時，被密封在前述液壓缸58內的流體，通過流體通路60a被供給至前述液壓缸55的活塞57的上部空間中。于是，通過該液體壓力使前述活塞57朝著前述刀具用主軸45側沿箭頭K方向移動，其前端的夾緊部57a嵌合到前述刀具用主軸45的孔46(46a、46b、…)中，將前述刀具用主軸45夾緊并限制其轉動。這時，前述活塞61b，通過被前述液壓缸55的活塞57推壓、從前述流體通路60b流入到前述液壓缸58b中的液體，向箭頭L方向移動。
如前述，在前述活塞57的夾緊部57a嵌合到前述刀具用主軸45的孔46(46a、46b…)中，限制該刀具用主軸45的轉動的夾緊狀態下，能夠使用前述復合刀具12的刃具16a(16b、…)進行車削加工。
另外，當使前述操作桿62b向箭頭K方向移動，向箭頭K方向推壓前述活塞61b時，被密封在前述液壓缸58b內的流體通過流體通路60b被供給到前述液壓缸55的活塞57的下部空間中。于是，通過該液體壓力，前述活塞57向離開前述刀具用主軸45的箭頭L方向移動，其前端部的夾緊部57a從前述刀具用主軸45的孔46(46a、46b、…)中脫離，解除對前述刀具用主軸45的夾緊。這時，前述活塞61a，通過被前述液壓缸55的活塞57推壓、從流體通路60a流到前述液壓缸58a的液體，向箭頭L方向移動。
如前所述，在解除前述刀具用主軸45的夾緊、該刀具用主軸45可轉動的狀態下，通過使前述銑削主軸間歇旋轉，借助前述傳動軸51，使前述刀具用主軸45分度轉動，能夠進行對配設在前述復合刀具12上的刃具16a、16b、…的選擇。另外，因為通過使前述銑削主軸連續旋轉，能夠借助前述傳動軸51使前述刀具用主軸45連續旋轉，所以能夠使前述復合刀具12連續旋轉，進行鉆加工、銑加工等銑削加工。
由于是這樣的結構，通過使用本實施形式的刀夾41，除了能夠進行前述的使用了如圖4所示的復合刀具17的工件6的外徑加工、使用了如圖5所示的復合刀具12的工件6的端面加工外，例如，還能夠進行如圖7至圖10所示的加工。
如圖7所示，在進行通過車削加工對工件6的孔擴徑的內徑加工的情況下，隨著加工程序的進行，使刀架7(參照圖1)以B軸的軸心CT2為中心沿箭頭A方向(參照圖1)轉動，將主軸3(參照圖1)(即工件6)的軸心CT1與復合刀具12的軸心CT5的B軸向角度α定位在例如10度。另一方面，使復合刀具12分度旋轉，選擇加工所需要的刃具16a，使在圖6中的前述活塞57的夾緊部57a嵌合到前述刀具用主軸45的孔46a中，夾緊該刀具用主軸45(即，復合刀具12)。在該狀態下，使工件6以軸心CT1為中心沿箭頭F方向旋轉，相對于該工件6，對前述復合刀具適當移動進刀。于是，可通過刃具16a對工件6的孔的內周面進行車削，進行內徑加工。
如圖8所示，在進行對工件6的端面加工階梯、槽等銑加工的情況下，隨著加工程序的進行，將主軸3(即，工件6)的軸心CT1與復合刀具12的軸心CT5的B軸向角度α定位在0度。一方面，如圖6所示，使前述活塞57的夾緊部57a從前述刀具用主軸45的孔46a離開，解除對前述刀具用主軸45的夾緊，形成可轉動的狀態。另一方面，固定主軸3(參照圖1)并用卡盤5固定所夾持的工件6。然后，借助前述傳動軸51，使前述刀具用主軸45連續旋轉，使前述復合刀具12以規定的轉數沿箭頭I方向連續旋轉。在該狀態下，在將前述復合刀具12切入到工件6的端面的同時，通過使該復合刀具12在與軸心CT5正交的平面內向適當方向移動，可進行銑加工。
如圖9(a)所示，在工件6的外徑上加工槽6a的情況下，或者如圖9(b)所示，在工件6的外徑上加工螺紋6c的情況下，隨著加工程序的進行，使前述刀架7(參照圖1)以B軸的軸心CT2為中心向箭頭A方向轉動，將前述主軸3(即，工件6)的軸心CT1與前述復合刀具12的軸心CT5的B軸向角度α定位在例如20度。另一方面，使前述刀具用主軸45分度旋轉，從裝設在前述復合刀具12上的多個刃具16a、16b、…之中選擇加工所需要的刃具16b。然后，使圖6中的前述活塞57的夾緊部57a嵌合到前述刀具用主軸45的孔46b中，夾緊該刀具用主軸45(即，復合刀具12)。在該狀態下，使工件6向箭頭F方向旋轉，相對于工件6，將前述復合刀具12適當移動進刀。于是，通過刃具16b對工件6進行車削，能夠進行槽6a或螺紋6c的加工。此外，在工件6的外徑上加工槽6a的情況下，由于刃具16b的形狀，能夠在進行槽6a的車削的同時對兩端部6b、6b進行倒角。
如圖10(a)所示，在工件6的內徑上加工槽6a的情況下，或如圖10(b)所示，在工件6的內徑上加工螺紋6c的情況下，隨著加工程序的進行，使前述刀架7(參照圖1)以B軸的軸心CT2為中心向箭頭A方向轉動，將前述主軸3(即，工件6)的軸心CT1與前述復合刀具12的軸心CT5的B軸向角度α定位在例如20度。另一方面，使前述復合刀具12分度旋轉，選擇加工所需要的刃具16b。然后，使圖6中的前述活塞57的夾緊部57a嵌合到前述刀具用主軸45的孔46b中，夾緊該刀具用主軸45(即，復合刀具12)。在該狀態下，使前述工件6向箭頭F方向旋轉，相對于該工件6，將前述復合刀具12適當移動進刀。于是，通過刃具16b對工件6進行車削，能夠進行槽6a或螺紋6c的加工。此外，在工件6的內徑上加工槽6a的情況下，由于刃具16b的形狀，能夠在進行槽6a的車削的同時進行兩端部6b、6b的倒角。
圖11表示的是本發明的刀夾的第3實施形式，是本發明的刀夾的平面剖面圖。此外，圖11中所示的刀夾，形成為適用于大型轉塔車床上的適當的結構。另外，因為轉塔車床的結構與圖1中所示的相同，所以適當的引用圖1來進行說明。
在該圖中，復合刀具12，在主體15的前端部15a上以規定的間隔裝卸自由地固定有多個刃具16a、16b、…。刀夾71，具有被裝卸自由地安裝在前述轉塔10(參照圖1)上的殼體72、以及借助軸承75、以軸心CT4為中心、可自由旋轉地被支撐在固定于前述殼體72上的軸承箱73上的刀具用主軸76，在該刀具用主軸76的一端(圖的左側端)裝卸自由地固定有前述復合刀具12。在前述刀具用主軸76的中央部，固定有傘齒輪77。
在固定于前述殼體72上的傳動軸箱78上，借助軸承80、80，以與軸心CT4正交的軸心CT5為中心，可自由旋轉地支撐有傳動軸81。形成于該傳動軸81的一端(圖的上側)上的聯接器81a連接在配置于前述轉塔10(參照圖1)內的銑削主軸(圖未示)上，在其另一端側(圖中下側)，固定有與前述傘齒輪77相嚙合的傘齒輪82。并且，通過前述銑削主軸的作動，可使前述傳動軸81沿箭頭I-J方向旋轉，并沿箭頭I-J方向旋轉驅動前述刀具用主軸76(即，復合刀具12)。此外，前述銑削主軸，例如，通過內置旋轉編碼器的馬達(圖中未示)而被旋轉驅動。并且，該馬達兼具連接前述刀具用主軸76并使其旋轉的銑削功能，及通過旋轉編碼器檢測旋轉角度、進行前述刀具用主軸76的分度旋轉的多點定位功能。即，前述馬達的多點定位功能，構成前述刀具用主軸76的分度機構。
將前述刀具用主軸76在其分度旋轉位置固定的夾緊機構83，由3個聯接器85及其驅動單元86構成。此外，在圖11中，為了顯示前述3個聯接器85的作動狀態，在前述刀具用主軸76的上側顯示松開狀態，在該刀具用主軸76的下側顯示夾緊狀態。
前述3個聯接器85，由在端面上以規定的間隔呈放射狀形成有多個齒、且被固定在前述刀具用主軸76上的環狀的主軸聯接器87，在端面上以規定的間隔呈放射狀形成有多個齒、并以位于前述主軸聯接器87的外周的方式被固定在前述軸承箱73上的環狀的固定用聯接器88，以及，在與該等主軸聯接器87及固定用聯接器88相對向的端面上、以規定的間隔呈放射狀形成有多個與前述主軸聯接器87及固定用聯接器88的齒相嚙合的齒的環狀的夾緊聯接器92構成。該夾緊聯接器92，可在與前述刀具用主軸76的軸心CT4平行的方向可自由滑動地被支撐在由固定于前述軸承箱73上的頭架90和密封圈91形成的環狀的空間內。
前述驅動單元86，由各自獨立地形成于前述殼體72上的一對流體壓力缸93a(93b)(在圖中，僅有液壓缸93a的圖示，以下，簡稱液壓缸93a(93b))，及被可自由滑動地裝設在該液壓缸93a(93b)內的活塞95a(95b)構成。前述液壓缸93a通過流體通路96a連接在裝設有前述夾緊聯接器92的前述空間的一端(圖的左側)，前述液壓缸93b，通過流體通路96b連接在裝設有前述夾緊聯接器92的前述空間的另一端(圖的右側)。并且，在由前述液壓缸93a與活塞95a所形成的空間和前述流體通路96a及前述空間的一端(夾緊聯接器92的左側空間)、以及由前述液壓缸93b與活塞95b所形成的空間和前述流體通路96b及前述空間的另一端(夾緊聯接器12的右側空間)內，分別密封有流體。操作桿97a(97b)(在圖中，僅有操作桿97a的圖示)，在將前述刀夾71安裝到前述轉塔10(參照圖1)時，以微小的間隔，與前述活塞95a(95b)對向地被配置在前述轉塔10上，被圖未示的驅動源沿箭頭K-L方向驅動。
并且，當使前述操作桿97a向箭頭K方向移動、并向箭頭K方向推壓前述活塞95a時，被密封在前述液壓缸93a內的液體通過流體通路96a，流入到前述夾緊聯接器92的左側空間。于是，通過該液體壓力，前述夾緊聯接器92沿前述刀具用主軸76的軸心CT1向圖面右側移動，如在圖11的前述刀具用主軸76的下側所示，前述夾緊聯接器92的齒與前述主軸聯接器87及固定用聯接器88的齒相嚙合，借助前述夾緊聯接器92將前述主軸聯接器87結合到前述固定用聯接器88上，并以限制前述刀具用主軸76的轉動的方式進行夾緊。這時，前述活塞95b，通過被從前述夾緊聯接器92的右側空間推壓出、并從流體通路96b流入到前述液壓缸93b的流體，而向箭頭L方向移動。
如前述，在限制前述刀具用主軸76轉動的夾緊狀態下，能夠進行使用了前述復合刀具12的刃具16a(16b、…)的車削。這樣，通過使用前述3個聯接器85夾緊前述刀具用主軸76，能夠以高剛性夾緊前述刀具用主軸76。從而，能夠高精度地保持固定于前述刀具用主軸76上的復合刀具12的位置，進行更高精度的車削加工。
另外，當使前述操作桿97b向箭頭K方向移動、向箭頭K方向推壓前述活塞95b時，被密封在前述液壓缸93b內的流體通過流體通路96b，流入到前述夾緊聯接器92的紙面右側空間內。于是，通過該液體壓力，前述夾緊聯接器92沿前述刀具用主軸76的軸心CT1向圖面左側移動，如在圖11中的前述刀具用主軸76的上側所示，前述夾緊聯接器92，從前述主軸聯接器87及固定用聯接器88離開，它們的齒的嚙合被解除，解除對前述刀具用主軸76的夾緊，使該刀具用主軸76的旋轉成為可能。這時，前述活塞95a，通過被從前述夾緊聯接器92的左側空間推壓出、并從流體通路96a流入到前述液壓缸93a的流體，向箭頭L方向移動。
如前述，在解除對前述刀具用主軸76的夾緊、該刀具用主軸76的旋轉成為可能的狀態下，通過使前述銑削主軸(圖未示)間歇旋轉，能夠借助前述傳動軸81，使前述刀具用主軸76分度旋轉，進行對配設在前述復合刀具12上的刃具16a、16b、…的選擇。另外，因為通過使前述銑削主軸連續旋轉，能夠借助前述傳動軸81使前述刀具用主軸76連續旋轉，所以能夠進行通過使前述復合刀具12連續旋轉而進行的鉆加工、銑加工等銑削加工。
即使形成這種結構，也能夠與前述第2實施形式所示的刀夾41(請參照圖6)同樣地，進行如前述圖4、圖5、圖7至圖10所示的各種加工。
圖12至圖14表示的是本發明的刀夾的第4個實施形式，圖12是表示轉塔車床中的主軸工作臺與刀架的配置的平面圖，圖13是表示轉塔與刀夾的配置的平面圖，圖14是表示本發明的刀夾的平面剖面圖，圖15是表示使用了如圖14所示的刀夾的外徑的車削加工狀態的示意圖，圖16是表示使用了如圖14所示的刀夾的外徑端面的車削加工狀態的示意圖。
在圖12中，對與圖1同樣的部分用同樣的符號表示并省略其說明。在使用于該實施形式中的轉塔車床1中，刀架7的轉塔基座8a不具備B軸功能，取而代之在刀夾110上配置B軸功能。
如圖13所示，前述轉塔10a上，具有馬達100和可轉動地被支撐在前述轉塔10a上、且連接在該馬達100上的銑削主軸101，在該銑削主軸101的一端(紙面的下側)，形成有接頭102。
刀夾110，具有裝卸自由地安裝在前述轉塔10a的銑削刀具裝設位置上的作為基座部的基座111，在該基座111上，設置有可旋轉地被支撐、且在一端(圖面的上部)上形成有在將前述刀夾110裝設在前述轉塔10a上時、與前述銑削主軸101的接頭102結合的聯接器接頭112的傳動軸113。進一步，在基座111上，配置有被固定在該傳動軸113的一端(紙面的下側)的傘齒輪115，以與前述傳動軸113的軸心CT6正交的B軸(紙面的前后方向)的軸心CT2為中心、被可旋轉地支撐在前述基座111上的旋轉軸116，以及，以與前述傘齒輪115相互嚙合的方式被固定在該旋轉軸116的一端上的傘齒輪117。此外，在前述旋轉軸116上，固定有作為殼體部的殼體118。
從而，在將前述刀夾110裝設在前述轉塔10a上的狀態下，當使前述馬達100驅動時，通過使前述傘齒輪115沿箭頭A-B的方向轉動，可使前述殼體118以B軸的軸心CT2為中心沿箭頭A-B的方向擺動。
如圖14所示，在前述殼體118的前后方向(與軸心CT2正交的后述的刀具用主軸的軸心CT4方向)的兩端，固定有頭架120和尾架121。前述尾架121上固定有馬達122，在其旋轉軸上固定有借助軸承123可自由旋轉及滑動地被支撐在前述尾架121上的接頭125。另外，在前述尾架121上，固定有在端面上以規定的間隔呈放射狀地形成有多個齒的環狀的固定用聯接器126。在前述的頭架120上，借助軸承128可自由旋轉及滑動地支撐有刀具用主軸127。
用于將前述刀具用主軸127夾緊在其分度旋轉位置的夾緊機構130，由前述固定用聯接器120和主軸用聯接器127a及后述的驅動機構構成。前述主軸聯接器127a，由在前述刀具用主軸127的后端(紙面右側)上，以與前述固定用聯接器126相嚙合的方式以規定的間隔放射狀形成的多個齒構成。另外，前述刀具用主軸127，在與前述接頭125之間，借助多個碟形彈簧131，被可自由滑動地結合在該接頭125上，并總是被向前端(紙面的左側)方向加載。
另外，前述馬達122，例如，由內置旋轉編碼器的馬達構成。并且，前述馬達122兼具連接前述刀具用主軸127并使其旋轉的銑削功能，及通過旋轉編碼器檢測旋轉角度、進行前述刀具用主軸127的分度旋轉的多點定位功能。從而，前述馬達122，在解除了前述主軸聯接器127a與固定用聯接器126的嚙合后的狀態下，能夠進行使前述刀具用主軸連續旋轉或分度旋轉等所需要的旋轉驅動。即，前述馬達122的多點定位功能，構成前述刀具用主軸127的分度機構。
在被前述殼體118、頭架120、刀具用主軸127及軸承128所包圍的空間，形成環狀的流體壓力缸132(以下，簡稱液壓缸132)，該殼體118上，形成有用于向前述液壓缸132進行流體的供給、排出的孔133。在前述液壓缸132上，可自由滑動地配置有環狀的活塞135，構成使前述刀具用主軸127沿箭頭P-Q方向移動的驅動機構136。
在不向前述液壓缸132內供給流體的情況下，前述刀具用主軸127被前述碟形彈簧131的彈性力向箭頭P方向推壓，使前述主軸聯接器127a和前述固定用聯接器126的嚙合分離，前述刀具用主軸127的旋轉成為可能。從而，在不向前述液壓缸132中供給流體的狀態下，能夠使通過前述馬達122的多點定位功能進行的使前述刀具用主軸127作分度旋轉或一般的連續旋轉成為可能。并且，通過使前述刀具用主軸127連續旋轉，能夠進行鉆加工、銑加工等銑削加工。
當向前述液壓缸132中供給流體壓力、借助前述活塞135使前述刀具用主軸127向箭頭Q方向移動時，前述主軸聯接器127a與前述固定用聯接器126相嚙合，形成夾緊狀態而限制前述刀具用主軸127的轉動。從而，通過在使前述刀具用主軸127分度旋轉后，向前述液壓缸132中供給流體壓力，夾緊該刀具用主軸127，能夠進行車削加工。
此外，在夾緊前述刀具用主軸127的狀態下，當停止對前述液壓缸132供給流體壓力時，前述刀具用主軸127，由前述碟形彈簧的彈性力而向箭頭P方向移動，前述主軸聯接器127a與固定用聯接器126的嚙合被分離，對前述刀具用主軸127的夾緊被解除。
此外，前述馬達122，例如，也可以以借助馬氏間歇機構那樣的間歇旋轉機構來驅動前述刀具用主軸127的方式構成，僅進行該刀具用主軸127的分度旋轉。
通過使用如前述第4個實施形式所示的刀夾110，除了能夠與如前述第1、第2、第3個實施形式所示的刀夾21(參照圖2)、刀夾41(參照圖6)、刀夾71(參照圖11)同樣地，進行如前述圖4、圖5、圖7至圖10所示的各種加工以外，例如，還能夠進行如圖15、圖16所示的加工。
如圖15所示，在進行前述工件6的外徑的車削的情況下，隨著加工程序的進行，選擇前述復合刀具12的刃具16a，使相對于前述工件6的軸心CT1的復合刀具12的軸心CT2的B軸向角度α定位在例如92度。在固定前述復合刀具12的同時，使前述工件6以規定的轉數向箭頭F方向旋轉。然后，相對于前述工件6，適當地驅動移動前述復合刀具12進行走刀。于是，能夠由前述刃具16a對前述工件6的外徑進行車削。
如圖16所示，在進行前述工件6的外徑端面的車削的情況下，隨著加工程序的進行，選擇前述復合刀具12的刃具16a，使相對于前述工件6的軸心CT1的復合刀具12的軸心CT2B軸向角度α定位在例如91度。在固定前述復合刀具12的同時，使前述工件6以規定的轉數向箭頭F方向旋轉。然后，相對于前述工件6，適當地驅動移動前述復合刀具12進行走刀。于是，能夠由前述刃具16a對前述工件6的外徑端面進行車削。
此外，在前述如圖15、16所示的加工示例中，對轉塔車床1(參照圖12)的刀架7的轉塔基座8a上不具備B軸功能的情況進行了說明，但在轉塔車床1的轉塔基座8上也具有B軸功能的情況下，或者，在刀夾110能夠在圖13的箭頭A、B方向取得充分的B軸旋轉角度的情況下，除了能夠進行前述如圖4、圖5、圖7至圖10、圖15、圖16所示的各種加工以外，例如，還能夠進行如圖17、圖18所示的加工。
如圖17所示，在通過前述工件6的外徑車削進行切槽加工的情況下，隨著加工程序的進行，選擇刃具16c，通過前述轉塔基座8的B軸功能或前述刀夾110(參照圖12、圖13)的B軸功能，使相對于前述工件6的軸心CT1的復合刀具12的軸心CT2的B軸向角度α定位在例如110度。在固定前述復合刀具12的同時，使前述工件6以規定的轉數向箭頭F方向旋轉。然后，相對于前述工件6，適當地驅動移動前述復合刀具12進行走刀。于是，能夠由前述刃具16c在前述工件6的外徑上進行切槽。
如圖18所示，在由前述工件6的外徑車削進行優化加工的情況下，隨著加工程序的進行，選擇刃具16c，通過前述轉塔基座8的B軸功能或前述轉塔10a(參照圖12、圖13)的B軸功能，使復合刀具12的軸心CT2相對于前述工件6的軸心CT1的B軸向角度α定位在例如105度。在固定前述復合刀具12的同時，使前述工件6以規定的轉數向箭頭F方向旋轉。然后，相對于前述工件6，適當地驅動移動前述復合刀具12進行走刀。于是，能夠由前述刃具16c在前述工件6的外徑上進行優化加工。
以上，是基于實施例對本發明進行的說明，但記載于本發明中的實施例是舉例表述的，并不是限定的。另外，本發明的范圍由附加的技術方案表述，并不局限于實施例的描述。從而，屬于技術方案的變形或變更，都在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種轉塔車床用刀夾，是用于在轉塔車床的轉塔上安裝具備多種刃具的復合刀具的刀夾，其構成為具有可裝卸地形成于前述轉塔的刀具安裝位置上的基座部；在前述基座上可旋轉地設置有前述復合刀具可裝卸的刀具用主軸；在該刀具用主軸上，設置有能夠使該刀具用主軸分度旋轉至與設有前述復合刀具的前述刃具的各個位置相對應的分度位置的分度機構；并設置有在通過前述分度機構分度旋轉的分度位置將前述刀具用主軸夾緊的夾緊機構。
2.如權利要求1所述的轉塔車床用刀夾，其特征在于前述分度機構具有在一端設有聯接器機構、且可自由旋轉地支撐在前述基座部上的第1外部旋轉力傳動機構，該第1外部旋轉力傳動機構是以可借助外部的旋轉驅動源使該刀具用主軸旋轉的方式連接在前述刀具用主軸上而設置的。
3.如權利要求2所述的轉塔車床用刀夾，其特征在于在前述刀具用主軸上，設有能夠在銑削加工用時使該刀具用主軸連續旋轉的銑削旋轉驅動機構，且前述第1外部旋轉力傳動機構兼作前述銑削旋轉驅動機構。
4.如權利要求1所述的轉塔車床用刀夾，其中在前述基座部上可自由旋轉地設置有一端設有聯接器機構的第2外部旋轉力傳動機構，同時在前述基座部上，以與前述刀具用主軸正交的旋轉軸為中心，可自由旋轉地設置可自由旋轉地支撐刀具用主軸的殼體部，在前述殼體部上，以能夠以前述旋轉軸為中心旋轉定位該殼體部的方式連接前述第2外部旋轉力傳動機構，在前述殼體部上設置有前述分度機構及夾緊機構。
5.如權利要求4所述的轉塔車床用刀夾，其中在前述殼體部上，設置有能夠在用于銑削加工時使前述刀具用主軸連續旋轉的銑削旋轉驅動機構。
6.如權利要求5所述的轉塔車床用刀夾，其特征在于前述銑削旋轉驅動機構，兼作分度機構。
7.如權利要求1所述的轉塔車床用刀夾，其中前述分度機構具有，在前述刀具用主軸的周圍與前述分度位置相對應地形成的多個接合部，以及能夠與前述接合部接合并以規定的角度旋轉驅動前述刀具用主軸的、可往復驅動自由地被設置的致動裝置。
8.如權利要求7所述的轉塔車床用刀夾，其中前述夾緊機構是在前述致動裝置上可與前述刀具用主軸的接合部自由接合地形成的夾緊部。
全文摘要
本發明是一種用于在轉塔上安裝具備多種刃具的復合刀具的刀夾，具有可裝卸地形成于轉塔上的基座部，在基座部上，可旋轉地設置有可裝卸復合刀具的刀具用主軸，在刀具用主軸上，在對應復合刀具的刃具的位置設置能夠是刀具用主軸分度旋轉的分度機構，并設置有將刀具用主軸在規定的分度位置夾緊的夾緊裝置。通過使刀夾具有分度旋轉功能及夾緊功能，使得在車床上的復合刀具的使用成為可能。
文檔編號B23B29/24GK1461683SQ0313838
公開日2003年12月17日 申請日期2003年5月30日 優先權日2002年5月31日
發明者加藤幸一郎, 川崎一生, 田中直哉, 北山稔 申請人:山崎馬扎克株式會社