JP5918542B2 - Machining tool, machining method and machine tool - Google Patents
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Description
本発明は、ワークに比較的大径のねじを加工するのに適した加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具、この加工工具を用いた加工方法および工作機械に関する。 The present invention relates to a machining tool suitable for machining a relatively large-diameter screw on a workpiece or a machining tool for performing an inner surface finish machining of a hole, a machining method using the machining tool, and a machine tool.
例えば、工作機械などによってワークに雌ねじを加工するには、タップが利用される(特許文献1および特許文献2参照)
これには、まず、工作機械の主軸にドリルを取り付け、このドリルでワークに下孔を加工する。続いて、主軸にタップを取り付け、このタップを下孔に位置決めしたのち、主軸を回転させながら軸方向へ送ると、主軸の回転に伴ってタップも回転されるから、ワークに雌ねじが加工される。
For example, a tap is used to process a female screw on a workpiece with a machine tool or the like (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
To do this, first, a drill is attached to the spindle of the machine tool, and a pilot hole is machined into the workpiece with this drill. Subsequently, after attaching a tap to the main shaft, positioning the tap in the pilot hole, and feeding it in the axial direction while rotating the main shaft, the tap is also rotated along with the rotation of the main shaft, so that a female screw is processed on the workpiece. .
しかしながら、ワークに対して比較的大径の雌ねじを加工する場合、加工する雌ねじに対応する大径のタップを主軸に取り付けて加工を行うが、主軸を回転させるモータのトルクが小さい場合、雌ねじを加工できない場合が生じる。例えば、主軸を回転させるモータが15KWで、M42の雌ねじを加工しようとすると、モータの能力不足のため、加工できない。
このようなことは、雌ねじ加工だけでなく、雄ねじ加工や、孔の内面をリーマ加工する内面仕上加工でも同様な課題が生じる。
However, when machining a relatively large-diameter female screw on a workpiece, machining is performed by attaching a large-diameter tap corresponding to the female screw to be machined to the main shaft. There are cases where it cannot be processed. For example, if the motor for rotating the spindle is 15 kW and an attempt is made to machine the M42 female thread, the machining cannot be performed due to insufficient motor capacity.
Such a problem occurs not only in the internal thread processing but also in the external thread processing and the inner surface finishing processing in which the inner surface of the hole is reamed.
そこで、本出願人は、先に、これらを解決した加工工具、加工方法および工作機械を提案した(特許文献3参照)。
この加工工具は、ねじを加工する加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具であって、アームと、このアームの一端に設けられ工作機械の主軸に装着される主軸装着部と、アームの他端に設けられたタップ若しくはダイスまたはリーマとを備える構成である。
従って、タップを備えた加工工具の場合、主軸装着部を工作機械の主軸に装着したのち、加工工具のタップをワークに予め加工した下孔に位置決めする。続いて、主軸装着部を、タップを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、1回転当たり加工工具をタップの軸方向へかつタップの1ピッチ分ずつ送る。すると、タップが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。
このとき、主軸装着部を、タップを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。
Therefore, the present applicant has previously proposed a machining tool, a machining method, and a machine tool that solve these problems (see Patent Document 3).
This machining tool is a machining tool for machining a screw or a machining tool for finishing an inner surface of a hole, and includes an arm, a spindle mounting portion provided at one end of the arm and mounted on a spindle of a machine tool, It is the structure provided with the tap or dice | dies or reamer provided in the other end.
Therefore, in the case of a machining tool provided with a tap, after the spindle mounting portion is mounted on the spindle of the machine tool, the machining tool tap is positioned in a prepared hole that has been previously machined into the workpiece. Subsequently, the spindle mounting portion is moved around the tap in a circular motion with a radius from the center to the spindle mounting portion as a radius to rotate the tap, and the machining tool per rotation in the axial direction of the tap and the tap. Send one pitch at a time. Then, since the tap is fed in the axial direction while rotating along the pilot hole, the female screw is processed on the workpiece.
At this time, since the force that causes the spindle mounting portion to make a circular motion about the tap may be small, a relatively large-diameter female screw can be processed efficiently.
しかしながら、特許文献3に記載した加工工具の場合、主軸装着部を工作機械の主軸に装着したとき、主軸の軸線に対して加工工具のタップ位置がアームの長さ分ずれているうえ、主軸に対するアームの取付角度も一定ではないため、加工工具のタップをワークの下孔に位置決めしづらい。 However, in the case of the machining tool described in Patent Document 3, when the spindle mounting part is mounted on the spindle of the machine tool, the tap position of the machining tool is shifted by the length of the arm with respect to the axis of the spindle, and the spindle Since the mounting angle of the arm is not constant, it is difficult to position the tap of the machining tool in the prepared hole of the workpiece.
本発明の目的は、このような課題を解消し、比較的大径のねじ加工や孔の内面仕上加工を効率的に行うことができるとともに、加工にあたって、タップなどをワークの下孔に容易に位置決めできる加工工具、加工方法および工作機械を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate such problems and to efficiently perform relatively large-diameter screw machining and inner surface finishing of holes, and in the machining, taps and the like can be easily placed in the workpiece hole. To provide a processing tool, a processing method, and a machine tool capable of positioning.
本発明の加工工具は、ねじを加工する加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具であって、工作機械の主軸と交差方向に延びるアーム状の工具本体と、この工具本体に対して前記交差方向へスライド可能に設けられたスライダとを備え、前記工具本体には、工作機械の主軸に装着される主軸装着部が設けられ、前記スライダには、タップ若しくはダイスまたはリーマが前記主軸装着部の軸と平行に設けられている、ことを特徴とする。 A machining tool of the present invention is a machining tool for machining a screw or a machining tool for finishing an inner surface of a hole, and an arm-shaped tool body extending in a direction intersecting with a main axis of a machine tool, and the tool body with respect to the tool body. A slider provided to be slidable in an intersecting direction, the tool body is provided with a spindle mounting portion to be mounted on a spindle of a machine tool, and the slider is provided with a tap, a die or a reamer. It is characterized by being provided in parallel with the axis.
このような構成によれば、スライダを工具本体に対してスライドさせ、タップ若しくはダイスまたはリーマの軸を主軸装着部の軸に一致させた状態において、主軸装着部を工作機械の主軸に装着するとともに、タップ若しくはダイスまたはリーマをワークの加工部位に位置決めする。
例えば、タップを備えた加工工具の場合、主軸装着部を工作機械の主軸に装着するとともに、加工工具のタップをワークに予め加工した下孔に位置決めする。このとき、タップの軸が主軸装着部の軸、つまり、主軸の軸に一致しているから、主軸を下孔の中心位置に位置決めするだけで、加工工具のタップをワークの下孔に位置決めできる。従って、タップをワークの下孔に容易に位置決めできる。
According to such a configuration, in the state where the slider is slid with respect to the tool body and the shaft of the tap or the die or the reamer is aligned with the axis of the main shaft mounting portion, the main shaft mounting portion is mounted on the main shaft of the machine tool. Then, the tap or die or reamer is positioned at the processing site of the workpiece.
For example, in the case of a machining tool equipped with a tap, the spindle mounting portion is mounted on the spindle of the machine tool, and the machining tool tap is positioned in a prepared hole that has been previously machined into the workpiece. At this time, since the axis of the tap coincides with the axis of the main shaft mounting portion, that is, the axis of the main axis, the tap of the processing tool can be positioned in the lower hole of the workpiece only by positioning the main axis at the center position of the lower hole. . Therefore, the tap can be easily positioned in the work hole.
続いて、そのタップを下孔に固定した状態で工具本体をスライダに対して所定距離だけスライドさせる。こののち、主軸装着部を、タップを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、1回転当たり加工工具をタップの軸方向へかつタップの1ピッチ分ずつ送る。すると、タップが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。
このとき、主軸装着部を、タップを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。
Subsequently, the tool body is slid by a predetermined distance with respect to the slider while the tap is fixed to the prepared hole. After that, the spindle mounting portion is moved circularly around the tap with the radius from the center to the spindle mounting portion as a radius to rotate the tap, and the machining tool per one rotation in the axial direction of the tap and the tap. Send one pitch at a time. Then, since the tap is fed in the axial direction while rotating along the pilot hole, the female screw is processed on the workpiece.
At this time, since the force that causes the spindle mounting portion to make a circular motion about the tap may be small, a relatively large-diameter female screw can be processed efficiently.
なお、ダイスやリーマを備えた加工工具の場合でも、タップと同じ手順で、ダイスやリーマなどをワークの軸部やワークの下孔に容易に位置決めできる。以後、上記と同様にして、主軸装着部を、ダイスやリーマを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてダイスやリーマを回転させるとともに、1回転当たり加工工具をダイスやリーマの軸方向へかつダイスやリーマの1ピッチ分ずつ送ることにより、雄ねじ加工や孔の内面仕上加工を行うことができる。
従って、比較的大径の雄ねじ加工や孔の内面仕上加工も効率的に行うことができる。
Even in the case of a machining tool equipped with a die and a reamer, the die and the reamer can be easily positioned in the shaft portion of the work or the pilot hole of the work in the same procedure as the tap. Thereafter, in the same manner as described above, the spindle mounting portion is rotated around the die or reamer in a circular motion with the radius from the center to the spindle mounting portion as a radius, and the die or reamer is rotated and the machining tool per rotation. Is fed in the axial direction of the die or reamer and by one pitch of the die or reamer, so that the external thread machining or the inner surface finishing of the hole can be performed.
Accordingly, it is possible to efficiently perform the processing of a relatively large diameter male screw and the inner surface finishing of the hole.
本発明の加工工具において、前記タップ若しくはダイスまたはリーマの軸が前記主軸装着部の軸に一致する基準位置に、前記スライダを前記工具本体に対して位置決めする位置決め機構を有する、ことが好ましい。
このような構成によれば、位置決め機構を備えているから、タップ若しくはダイスまたはリーマの軸を、主軸装着部の軸に容易に一致させることができる。
The processing tool of the present invention preferably has a positioning mechanism for positioning the slider with respect to the tool main body at a reference position where the axis of the tap or die or reamer coincides with the axis of the spindle mounting portion.
According to such a configuration, since the positioning mechanism is provided, the axis of the tap, the die, or the reamer can be easily matched with the axis of the main shaft mounting portion.
本発明の加工工具において、前記スライダを前記基準位置に付勢する付勢手段を有する、ことが好ましい。
このような構成によれば、タップ若しくはダイスまたはリーマがワークの加工部位から引き抜かれると、付勢手段によって、スライダが基準位置に自動的に復帰されるから、作業者が、タップ若しくはダイスまたはリーマの軸が主軸装着部の軸に一致するように、スライダを工具本体に対してスライドさせなくてもよいから、能率的に加工作業を行うことができる。
In the processing tool of the present invention, it is preferable that biasing means for biasing the slider to the reference position is provided.
According to such a configuration, when the tap, the die, or the reamer is pulled out from the processing portion of the workpiece, the slider is automatically returned to the reference position by the biasing means. Since it is not necessary to slide the slider with respect to the tool main body so that the axis of the axis coincides with the axis of the main shaft mounting portion, the machining operation can be performed efficiently.
本発明の加工工具において、前記スライダには、前記タップ若しくはダイスまたはリーマを前記工具本体に対して交換可能に取り付ける刃部取付部が設けられている、ことが好ましい。
このような構成によれば、刃部取付部によって、タップやダイス、または、リーマをスライダに対して交換できるから、径の異なるタップやダイスに交換すれば、1つの加工工具によって、異なる径の雌ねじや雄ねじを加工することができる。更に、径の異なるリーマに交換すれば、1つの加工工具によって、異なる径の雌ねじや雄ねじだけでなく、異なる内径の内面仕上加工を行うことができる。
In the processing tool according to the aspect of the invention, it is preferable that the slider is provided with a blade portion attachment portion for attaching the tap, the die, or the reamer to the tool body in a replaceable manner.
According to such a configuration, since the tap, the die, or the reamer can be exchanged for the slider by the blade attachment portion, if the tap is changed to a tap having a different diameter, a different diameter is obtained depending on one processing tool. Internal and external threads can be processed. Furthermore, if it replaces | exchanges for a reamer from which a diameter differs, not only the internal thread and external thread of a different diameter but the inner surface finishing process of a different internal diameter can be performed with one processing tool.
本発明の加工工具において、前記タップ若しくはダイスまたはリーマは、刃部径が30mm以上である、ことが好ましい。
このような構成によれば、比較的大径の雌ねじや雄ねじ、更には、孔の内面仕上加工を効率的に行うことができる。
In the processing tool of the present invention, it is preferable that the tap, the die, or the reamer has a blade diameter of 30 mm or more.
According to such a configuration, it is possible to efficiently perform the internal finishing of the relatively large-diameter female screw and male screw, and further the hole.
本発明の加工方法は、上述したいずれかに記載の加工工具を用いて、ワークに雌ねじを加工する加工方法において、前記スライダにタップが取り付けられた加工工具を用意し、前記タップの軸が前記主軸装着部の軸に一致した基準位置に前記スライダを前記工具本体に対してスライドさせた状態において、前記タップを前記ワークに加工した下孔に挿入して位置決めし、前記タップを下孔に固定した状態で前記工具本体を前記スライダに対して所定距離だけスライドさせたのち、前記タップを中心として、その中心から前記主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、1回転当たり前記加工工具を前記タップの軸方向へかつ前記タップの1ピッチ分ずつ送りながら、ワークに雌ねじを加工する、ことを特徴とする。 The machining method of the present invention is a machining method for machining a female screw on a workpiece using any of the machining tools described above, wherein a machining tool having a tap attached to the slider is prepared, and the axis of the tap is the In a state where the slider is slid with respect to the tool main body at a reference position coincident with the axis of the spindle mounting portion, the tap is inserted into a prepared hole formed in the workpiece and positioned, and the tap is fixed to the prepared hole. In this state, the tool body is slid by a predetermined distance with respect to the slider, and then the tap is rotated with a circular motion having a radius from the center to the spindle mounting portion as a radius. A female screw is machined on a workpiece while feeding the machining tool in the axial direction of the tap and by one pitch of the tap per rotation. To.
このような構成によれば、スライダを工具本体に対してスライドさせ、タップの軸が主軸装着部の軸に一致した状態において、タップをワークに加工した下孔に挿入して位置決めする。つまり、タップの軸が主軸装着部の軸および主軸の軸に一致しているから、主軸を下孔の中心位置に位置決めするだけで、加工工具のタップをワークの下孔に位置決めできる。従って、タップなどをワークの下孔に容易に位置決めできる。
続いて、タップを下孔に固定した状態で工具本体をスライダに対して所定距離だけスライドさせたのち、主軸装着部を、タップを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、1回転当たり加工工具をタップの軸方向へかつタップの1ピッチ分ずつ送る。すると、タップが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。
従って、主軸装着部を回転させる力が小さくても、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。
According to such a configuration, the slider is slid with respect to the tool body, and the tap is inserted into the prepared hole formed in the workpiece and positioned in a state where the axis of the tap coincides with the axis of the spindle mounting portion. That is, since the axis of the tap coincides with the axis of the main shaft mounting portion and the axis of the main shaft, the tap of the processing tool can be positioned in the lower hole of the workpiece only by positioning the main shaft at the center position of the lower hole. Therefore, the tap or the like can be easily positioned in the work hole.
Subsequently, after the tool body is slid by a predetermined distance with respect to the slider with the tap fixed to the pilot hole, the spindle mounting portion is centered on the tap and the distance from the center to the spindle mounting portion is the radius. The tap is rotated by circular movement, and the machining tool per rotation is sent in the axial direction of the tap and by one pitch of the tap. Then, since the tap is fed in the axial direction while rotating along the pilot hole, the female screw is processed on the workpiece.
Therefore, even if the force for rotating the spindle mounting portion is small, a relatively large diameter female screw can be processed efficiently.
本発明の工作機械は、ワークを載置するテーブル、主軸、この主軸を回転駆動させる回転駆動機構、並びに、前記テーブルおよび前記主軸を前記主軸の軸線と平行な軸方向および前記軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させる直線駆動機構を備えた工作機械本体と、前記回転駆動機構および直線駆動機構を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、前記主軸に装着される加工工具とを備え、前記加工工具は、上述したいずれかの加工工具が用いられている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、制御装置によって、回転駆動機構および直線駆動機構を駆動制御すると、主軸に装着された加工工具のタップ若しくはダイスまたはリーマをワークの下孔や軸部に容易に位置決めすることができるとともに、ワークに対して、雌ねじ、雄ねじ、あるいは、孔の内面加工を実行することができる。そのため、より効率的な加工を実現できる。
The machine tool of the present invention includes a table on which a workpiece is placed, a main shaft, a rotation drive mechanism that rotationally drives the main shaft, and the table and the main shaft that are parallel to the axis of the main shaft and orthogonal to the axis. A machine tool body provided with a linear drive mechanism that relatively moves in the axial direction, a control device that drives and controls the rotation drive mechanism and the linear drive mechanism according to a machining program, and a machining tool attached to the spindle, Any of the above-described processing tools is used as the processing tool.
According to such a configuration, when the rotation drive mechanism and the linear drive mechanism are driven and controlled by the control device, the tap or die or reamer of the machining tool mounted on the main shaft is easily positioned in the prepared hole or shaft portion of the workpiece. In addition, it is possible to carry out internal thread machining, male thread machining or inner surface machining of holes on the workpiece. Therefore, more efficient processing can be realized.
[第1実施形態]
図1は、本発明の工作機械の第1実施形態を示す斜視図である。
同工作機械は、工作機械本体10と、この工作機械本体10を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置30と、工作機械本体10に取り付けられ被加工物としてのワークを加工する加工工具50Aとを備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a machine tool of the present invention.
The machine tool includes a machine tool
<工作機械本体の説明(図1参照)>
工作機械本体10は、ベース11と、このベース11の上面に前後方向(X軸方向)へ移動可能に設けられたXテーブル12Aと、このXテーブル12Aの上面に垂直な軸(C軸)を中心に回転可能に設けられ上面に被加工物としてのワークを載置する回転テーブル12Bと、ベース11の両側に立設された一対のコラム13A,13Bと、この両コラム13A,13Bの上部間に掛け渡されたクロスレール14と、このクロスレール14に沿って左右方向(Y軸方向)へ移動可能に設けられたサドル15と、このサドル15に上下方向(Z軸方向)へ昇降可能に設けられたラム16と、このラム16内に回転可能に収納された主軸17と、この主軸17を回転駆動させる回転駆動源(図示省略)を備える門型工作機械によって構成されている。主軸17の先端には、自動工具交換装置あるいは手動によって、雌ねじ加工用の加工工具50Aが取り付けられる。
<Description of machine tool body (see FIG. 1)>
The
ベース11にはXテーブル12AをX軸方向へ移動させるX軸直線駆動機構(図示省略)が設けられているとともに、Xテーブル12Aには回転テーブル12BをC軸(Z軸と平行な軸)を中心に回転させる回転駆動機構(図示省略)が設けられている。また、クロスレール14には、サドル15をY軸方向に移動させるY軸直線駆動機構22が、サドル15には、ラム16をZ軸方向に移動させるZ軸直線駆動機構23が設けられている。
従って、回転テーブル12Bに載置されるワークは、回転およびX軸方向へ移動可能な構造に、また、主軸17に取り付けられる加工工具50Aについては、回転、Y軸方向およびZ軸方向への移動が可能な構造に構成されている。
The
Accordingly, the work placed on the rotary table 12B can be rotated and moved in the X-axis direction, and the
<制御装置の説明(図1参照)>
制御装置30は、工作機械本体10を、手動、あるいは、予め設定されたプログラムに従って駆動を制御するもので、具体的には、Xテーブル12AのX軸直線駆動機構、回転テーブル12Bの回転駆動機構、サドル15のY軸直線駆動機構22、ラム16のZ軸直線駆動機構23、主軸17の回転駆動源を予め設定された加工プログラムに従って駆動制御する。
<Description of control device (see FIG. 1)>
The
<加工工具の説明(図2および図3参照)>
図2は雌ねじ加工用の加工工具50Aを示す斜視図、図3は加工工具50Aの断面図である。
加工工具50Aは、工具本体51と、この工具本体51に対してスライド可能に設けられたスライダ53と、工具本体51の一端上面にスライダ53のスライド方向に対して直角に設けられた主軸装着部55と、スライダ53の下面に主軸装着部55の軸と平行に設けられたタップ56Aと、タップ56Aの軸が主軸装着部55の軸に一致する基準位置にスライダ53を工具本体51に対して位置決めする位置決め機構61と、スライダ53を基準位置に付勢する付勢手段64とを含んで構成されている。
<Description of machining tool (see FIGS. 2 and 3)>
FIG. 2 is a perspective view showing a
The
工具本体51は、断面矩形形状の直方体形状で、長手方向に沿って下面に開口するT字形状の案内溝52を有する。
スライダ53は、工具本体51の案内溝52に沿ってスライド可能に設けられた矩形板状のブロックで、下面に径の異なるタップ56Aをスライダ53に対して交換可能に取り付ける刃部取付部54を有する。刃部取付部54は、スライダ53に貫通形成された角孔43Aと、スライダ53の側面から角孔43Aに向かって螺合された止めねじ44とから構成されている。
主軸装着部55は、工作機械の工具取付部、つまり、主軸17に差し込みできるように、テーパシャンクに形成されている。
The
The
The main
タップ56Aは、シャンク部57と、このシャンク部57の上端に形成されスライダ53の角孔43Aに係合される角軸58と、シャンク部57の下端に一体的に形成された雌ねじ加工部59Aとから構成されている。雌ねじ加工部59Aは、加工する雌ねじと同じ形状の雌ねじ加工用刃が螺旋状に形成されているとともに、一定角度間隔位置に複数の切込溝が軸方向に沿って形成されている。ここでは、雌ねじ加工部59Aの外径寸法は、約30mm以上のものが利用されているが、これに限られない。
The tap 56 </ b> A includes a
位置決め機構61は、工具本体51の案内溝52内に突設された位置決めピン62によって構成さている。位置決めピン62は、タップ56Aの軸が主軸装着部55の軸に一致する基準位置にスライダ53が移動したときに、スライダ53の側面に当接してスライダ53を位置決めする。なお、位置決めピン62とは反対側の案内溝52内には、スライダ53が工具本体51から脱落するのを防止する脱落防止ピン63が突設されている。
付勢手段64は、工具本体51の案内溝52に設けられた係止ピン65と、スライダ53の側面に取り付けられた係止ピン66と、これらの係止ピン65,66間に掛け渡されたスプリング67とを備え、スライダ53を位置決めピン62に向かって付勢する。
The
The biasing means 64 is stretched between the locking pins 65 provided in the
<加工方法の説明(図4〜図6参照)>
まず、回転テーブル12Bの上にワークWを載置する。また、加工工具50Aの主軸装着部55を工作機械の主軸17に装着したのち、タップ56AをワークWに予め加工した下孔に位置決めする。
これには、図4に示すように、タップ56Aの軸が主軸装着部55の軸、つまり、主軸17の軸に一致しているから、主軸17を下孔Hの中心位置に位置決めするだけでよい。具体的には、Xテーブル12AをX軸方向へ移動させるとともに、サドル15をY軸方向へ移動させて、主軸17を下孔Hの中心位置に位置決めし、この位置において、主軸17をZ軸方向へ移動させてタップ56Aの先端をワークWの下孔Hに挿入位置決めする。
<Description of processing method (see FIGS. 4 to 6)>
First, the workpiece W is placed on the rotary table 12B. In addition, after the
As shown in FIG. 4, since the axis of the
続いて、図5に示すように、タップ56Aを下孔Hに固定した状態において、工具本体51をスライダ53に対して所定距離だけスライドさせる。つまり、主軸17をY軸方向へ所定距離だけ移動させる。
こののち、タップ56Aが位置決め位置で回転するように、主軸装着部55を、タップ56Aを中心として、その中心から主軸装着部55までの距離を半径とする円運動させながら、C軸制御を行うとともに、1回転当たり加工工具50Aをタップ56Aの軸方向へかつタップ(雌ねじ加工部59A)の1ピッチ分ずつ送る(図6参照)。具体的には、Xテーブル12AをX軸方向へ移動させるとともに、サドル15をY軸方向へ移動させながら、C軸制御(主軸17の回転角制御)を行って、タップ56Aを回転させる。同時に、1回転当たり、ラム16をZ軸方向へかつ雌ねじ加工部59Aの1ピッチ分ずつ送る。つまり、法線ヘリカル制御動作させる。
すると、タップ56Aが下孔Hに沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークWに雌ねじが加工される。
こののち、主軸17を前記とは逆動作させて、タップ56Aを雌ねじから引き抜く。
Subsequently, as shown in FIG. 5, in a state where the tap 56 </ b> A is fixed to the prepared hole H, the
After that, C-axis control is performed while causing the
Then, since the tap 56 </ b> A is rotated along the pilot hole H and sent in the axial direction, the female thread is processed on the workpiece W.
After that, the
従って、第1実施形態によれば、主軸装着部55を主軸17に装着したのち、タップ56Aをワークの下孔Hに位置決めする際、タップ56Aの軸が主軸装着部55の軸、つまり、主軸17の軸に一致しているから、主軸17を下孔Hの中心位置に位置決めするだけで、タップ56Aをワークの下孔Hに位置決めできる。従って、タップ56Aをワークの下孔Hに容易に位置決めできる。
Therefore, according to the first embodiment, after the
また、タップ56Aを下孔Hに固定した状態で工具本体51をスライダ53に対して所定距離だけスライドさせたのち、主軸装着部55を、タップ56Aを中心として、円運動させてタップ56Aを回転させるとともに、1回転当たりタップ56Aの軸方向へかつタップ56Aの1ピッチ分ずつ送ると、タップ56Aが下孔Hに沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。このとき、主軸17を、タップ56Aを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、主軸17を回転させるモータの能力が小さい場合でも、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。
Further, after the
また、タップ56Aの軸が主軸装着部55の軸に一致する基準位置に、スライダ53を工具本体51に対して位置決めする位置決めピン62を備えているから、タップ56Aの軸を主軸装着部55の軸、つまり、主軸17の軸に容易に一致させることができる。従って、タップ56Aをワークの下孔Hに容易に位置決めすることができる。
Further, since the
また、スライダ53を基準位置に付勢する付勢手段64を備えているから、タップ56Aをワークの下孔Hから引き抜くと、付勢手段64によって、スライダ53が基準位置に自動的に復帰される。従って、作業者が、タップ56Aの軸が主軸装着部55の軸に一致するように、スライダ53を工具本体51に対してスライドさせなくてもよいから、能率的に加工作業を行うことができる。
Further, since the urging means 64 for urging the
また、スライダ53には、タップ56Aをスライダ53に対して交換可能に取り付ける刃部取付部54が設けられているから、この刃部取付部54によって、径の異なるタップ56Aに交換すれば、1つの加工工具50Aによって、異なる径の雌ねじを加工することができる。
また、制御装置30によって、回転駆動機構および直線駆動機構を駆動制御すると、主軸17に装着された加工工具50Aによって、ワークWに対して、雌ねじ加工を実行することができる。そのため、より効率的な加工を実現できる。
Further, the
Further, when the
[第2実施形態(図7参照)]
図7は、第2実施形態で用いる加工工具50Bを示す断面図である。なお、第2実施形態の説明にあたって、第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第2実施形態の加工工具50Bは、ワークWの軸部に雄ねじを加工するための加工工具で、第1実施形態の加工工具50Aのタップ56Aに代えて、雄ねじを加工するためのダイス56Bが取り付けられている点、および、刃部取付部54の角孔43Aに代えて、ダイス56Bを収納するための座ぐり穴付円孔43Bが設けられている点が異なる。
ダイス56Bは、内周面の一定角度間隔位置に複数の切込溝が軸方向に沿って形成され、この切込溝を挟む部分に雄ねじ加工用ダイス刃部59Bが形成されている。雄ねじ加工用ダイス刃部59Bは、加工する雄ねじと同じ形状の雌ねじ加工用刃が螺旋状に形成されている。ここでは、雄ねじ加工用ダイス刃部59Bの外径寸法は、約30mm以上のものが利用されているが、これに限られない。
[Second Embodiment (see FIG. 7)]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a
The
In the
第2実施形態の場合、第1実施形態と同様にして、加工工具50Bのダイス56Bをワークの軸部に位置決めし、この状態において、工具本体51をスライダ53に対して所定距離だけスライドさせる。こののち、主軸装着部55を、ダイス56Bを中心として、その中心から主軸装着部55まで距離を半径とする円運動させながらC軸制御を行って、ダイス56Bを回転させるとともに、1回転当たり加工工具50Bをダイス56Bの軸方向へかつダイス56Bの1ピッチ分ずつ送ると、ダイス56Bが軸部に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雄ねじが加工される。
従って、主軸17を回転させるモータの能力が小さい場合でも、主軸装着部55を、ダイス56Bを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の雄ねじを効率的に加工することができる。
In the case of the second embodiment, similarly to the first embodiment, the
Therefore, even when the ability of the motor for rotating the
[第3実施形態(図8参照)]
図8は、第3実施形態で用いる加工工具50Cを示す斜視図である。なお、第3実施形態の説明にあたって、第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第3実施形態の加工工具50Cは、ワークWの下孔H内面の仕上加工するための加工工具で、第1実施形態の加工工具50Aのタップ56Aに代えて、内面仕上を行うためのリーマ56Cが取り付けられている点が異なる。
リーマ56Cは、シャンク部57と、このシャンク部57の上端に形成されスライダ53の角孔43Aに係合される角軸58と、シャンク部57の下端に一体的に形成された仕上加工部59Cとから構成されている。仕上加工部59Cは、加工する下孔より僅かに大きい径で、一定角度間隔位置に複数の切込溝が軸方向に沿って形成され、この切込溝の片側に刃を有する。ここでは、仕上加工部59Cの外径寸法は、約30mm以上のものが利用されているが、これに限られない。
[Third Embodiment (see FIG. 8)]
FIG. 8 is a perspective view showing a processing tool 50C used in the third embodiment. In the description of the third embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The machining tool 50C of the third embodiment is a machining tool for finishing the inner surface of the prepared hole H of the workpiece W. Instead of the
The reamer 56 </ b> C includes a
第3実施形態の場合、第1実施形態と同様にして、加工工具50Cのリーマ56Cをワークの下孔Hに位置決めし、この状態において、工具本体51をスライダ53に対して所定距離だけスライドさせる。こののち、主軸装着部55を、リーマ56Cを中心として、その中心から主軸装着部55までの距離を半径とする円運動させながらC軸制御を行って、リーマ56Cを回転させるとともに、加工工具50Cをリーマ56Cの軸方向へ送ると、リーマ56Cが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークの下孔内面が仕上加工される。
従って、主軸17を回転させるモータの能力が小さい場合でも、主軸装着部55を、リーマ56Cを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の孔の内面仕上加工を効率的に行うことができる。
In the case of the third embodiment, similarly to the first embodiment, the
Accordingly, even when the motor capability of rotating the
<変形例(図9)>
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
各実施形態では、工具本体51に対して主軸装着部55が固定されていたが、工具本体51に対して主軸装着部55が回転可能に連結された構造であってもよい。例えば、図9に示すように、工具本体51の上面に支持軸55Aを一体的に形成し、この支持軸55Aに主軸装着部55を回転可能に取り付けるようにしてもよい。
前記各実施形態では、主軸17を、タップ56A、ダイス56B、リーマ56Cを中心として、その中心から主軸装着部55までの距離を半径とする円運動させつつC軸制御して、タップ56A、ダイス56B、リーマ56Cを回転させるようにしたが、図9に示す構造にすれば、Xテーブル12AのX軸方向への移動、および、サドル15のY軸方向への移動により、主軸17を、タップ56A、ダイス56B、リーマ56Cを中心として、その中心から主軸装着部55までの距離を半径とする円運動させるだけで、タップ56A、ダイス56B、リーマ56Cを回転させることができるから、制御が単純化できる。
なお、図9に示す構造において、支持軸55Aにノッチを設け、このノッチをロックするようにすれば、C軸制御を行う場合と、C軸制御を行わない場合とを兼用できる。
<Modification (FIG. 9)>
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each embodiment, the main
In each of the above-described embodiments, the
In the structure shown in FIG. 9, if the
各実施形態において、タップ56A,ダイス56Bおよびリーマ56Cを一方向へ回転させながら、ワークWの雌ねじや雄ねじを加工するとともに、下孔の内面仕上加工を行うようにしたが、加工途中において、一定深さに達する毎に、タップ56A,ダイス56Bおよびリーマ56Cを逆方向へ回転させながら加工するようにすれば、切削した切り粉を排出することができる。
In each embodiment, while the
また、第1,第3実施形態では、刃部取付部54を、角孔43Aと止めねじ44とから構成し、第2実施形態では、円孔43Bと止めねじ44とから構成したが、この構造に限らず、他の構成であってもよい。
例えば、スライダ53に角孔43Aと円孔43Bとを並設し、タップ56Aやリーマ56Cの場合には角孔43Aに係合し、ダイス56Bの場合には円孔43Bに係合するようにすれば、1つの加工工具によって、雌ねじ加工、雄ねじ加工、リーマ加工(仕上加工)を行うことができる。
In the first and third embodiments, the
For example, a
また、各実施形態では、切削油の使用については、特に、言及しなかったが、常時あるいは一定加工毎に、切削油をワークとタップ56A,ダイス56Bおよびリーマ56Cとの接触部に供給するようにすれば、切削面を高精度に仕上げることができる。
In each embodiment, the use of the cutting oil is not particularly mentioned. However, the cutting oil is supplied to the contact portion between the workpiece and the
各実施形態では、工作機械本体10として、垂直な軸(C軸)を中心に回転可能に設けられ上面に被加工物としてのワークを載置する回転テーブル12Bと、回転テーブル12BをX軸方向へ移動させるX軸直線駆動機構、加工工具50A,50B,50Cを取り付ける主軸17を回転駆動させる回転駆動源と、主軸17を回転テーブル12Bの回転軸線(C軸)と平行なZ軸方向およびこれに対して直交するY軸方向へ移動させるZ軸直線駆動機構23、Y軸直線駆動機構22とを備えた門型加工機を用いたが、これに限られない。
例えば、ワークを載置するテーブルについては回転しない構造とし、このテーブルと加工工具50A,50B,50Cを取り付けた主軸17とをX軸方向、Y軸方向、および、Z軸方向へ移動させる相対移動機構を備えた工作機械であってもよい。
In each embodiment, the machine tool
For example, the table on which the workpiece is placed has a structure that does not rotate, and the table and the
更に、本発明の加工方法を、主軸が水平な横中ぐり盤や、横型マシニングセンタに適用し、これらの横中ぐり盤や、横型マシニングセンタにおいて、雌ねじ加工、雄ねじ加工、リーマ加工するようにすることもできる。 Furthermore, the machining method of the present invention is applied to a horizontal boring machine or horizontal machining center with a horizontal main shaft, and female thread machining, male screw machining, and reamer machining are performed in these horizontal boring machine and horizontal machining center. You can also.
本発明は、雌ねじ加工、雄ねじ加工、リーマ加工を必要とするワークの加工に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for machining a work that requires female thread machining, male thread machining, and reamer machining.
10…工作機械本体、
12B…回転テーブル、
17…主軸
22…Y軸直線駆動機構(直線移動機構)、
23…Z軸直線駆動機構(直線移動機構)、
30…制御装置、
50A…雌ねじ加工工具、
50B…雄ねじ加工工具、
50C…内面仕上加工工具、
51…工具本体、
53…スライダ、
54…刃部取付部、
55…主軸装着部、
56A…タップ、
56B…ダイス、
56C…リーマ、
61…位置決め機構、
64…付勢手段。
10 ... Machine tool body,
12B ... Rotary table,
17 ...
23 ... Z-axis linear drive mechanism (linear movement mechanism),
30 ... Control device,
50A ... Female thread machining tool,
50B ... Male thread machining tool,
50C ... Internal finishing tool,
51 ... Tool body,
53. Slider,
54 ... Blade mounting part,
55 ... Spindle mounting part,
56A ... Tap,
56B ... Dice,
56C ... reamer,
61 ... positioning mechanism,
64: biasing means.
Claims (7)
工作機械の主軸と交差方向に延びるアーム状の工具本体と、
この工具本体に対して前記交差方向へスライド可能に設けられたスライダとを備え、
前記工具本体には、前記主軸に装着される主軸装着部が設けられ、
前記スライダには、タップ若しくはダイスまたはリーマが前記主軸装着部の軸と平行に設けられている、ことを特徴とする加工工具。 A machining tool for machining a screw or a machining tool for finishing an inner surface of a hole,
An arm-shaped tool body extending in a direction intersecting the main axis of the machine tool;
A slider provided to be slidable in the intersecting direction with respect to the tool body,
The tool body is provided with a spindle mounting portion to be mounted on the spindle,
A machining tool, wherein the slider is provided with a tap, a die, or a reamer parallel to the axis of the main shaft mounting portion.
前記タップ若しくはダイスまたはリーマの軸が前記主軸装着部の軸に一致する基準位置に、前記スライダを前記工具本体に対して位置決めする位置決め機構を有する、ことを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to claim 1,
A machining tool comprising a positioning mechanism for positioning the slider with respect to the tool main body at a reference position where the axis of the tap, die, or reamer coincides with the axis of the spindle mounting portion.
前記スライダを前記基準位置に付勢する付勢手段を有する、ことを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to claim 2,
A working tool comprising biasing means for biasing the slider to the reference position.
前記スライダには、前記タップ若しくはダイスまたはリーマを前記工具本体に対して交換可能に取り付ける刃部取付部が設けられている、ことを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to claim 1,
The slider is provided with a blade attachment portion for attaching the tap, die, or reamer to the tool body so as to be replaceable.
前記タップ若しくはダイスまたはリーマは、刃部径が30mm以上である、ことを特徴とする加工工具。 In the internal thread machining tool according to any one of claims 1 to 4,
The tap, die, or reamer has a blade diameter of 30 mm or more.
前記スライダにタップが取り付けられた加工工具を用意し、
前記タップの軸が前記主軸装着部の軸に一致した基準位置に前記スライダを前記工具本体に対してスライドさせた状態において、前記タップを前記ワークに加工した下孔に挿入して位置決めし、
前記タップを下孔に固定した状態で前記工具本体を前記スライダに対して所定距離だけスライドさせたのち、
前記タップを中心として、その中心から前記主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、1回転当たり前記加工工具を前記タップの軸方向へかつ前記タップの1ピッチ分ずつ送りながら、ワークに雌ねじを加工する、
ことを特徴とする加工方法。 In the processing method which processes a female screw to a work using the processing tool according to any one of claims 1 to 5,
Prepare a machining tool with a tap attached to the slider,
In the state in which the slider is slid with respect to the tool body at a reference position where the axis of the tap coincides with the axis of the main shaft mounting portion, the tap is inserted into a prepared hole formed in the workpiece, and positioned.
After sliding the tool body with respect to the slider by a predetermined distance with the tap fixed to the pilot hole,
The tap is rotated with the tap as a center and a circular movement having a radius from the center to the spindle mounting portion as a radius, and the processing tool is rotated in the axial direction of the tap and one pitch of the tap per rotation. While feeding one by one, machine the female thread on the workpiece,
A processing method characterized by the above.
前記回転駆動機構および直線駆動機構を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、
前記主軸に装着される加工工具とを備え、
前記加工工具は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の加工工具が用いられている、
ことを特徴とする工作機械。 A table on which a workpiece is placed, a main shaft, a rotation drive mechanism for rotating the main shaft, and the table and the main shaft are relatively moved in an axial direction parallel to the axis of the main shaft and in an axial direction perpendicular to the axis. A machine tool body equipped with a linear drive mechanism;
A control device that drives and controls the rotation drive mechanism and the linear drive mechanism according to a machining program;
A machining tool mounted on the spindle,
As for the said processing tool, the processing tool in any one of the said Claims 1-5 is used,
A machine tool characterized by that.
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