JPH1076402A - 工作機械における工具装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】旋削精度を極力向上させること。 【解決手段】主軸３２に位置決め当接面３２ａ、ヘッド
ストック３１にヘッドストック側位置決め当接面３１ａ
を形成し、回転工具ホルダ６２Ａの当接面３２ａに対応
する位置に当接端面６２ｂを、旋削工具ホルダ６２Ｂの
当接面３１ａに対応する位置に当接端面６２ｓを形成
し、回転工具ユニット６０Ａの装着では、当接端面６２
ｂと当接面３２ａとを当接させると共に、工具ホルダ６
２Ａと当接面３１ａとの間に間隔Ｌ１を形成し、回転工
具６３Ａの位置決めを当接面３２ａを基準に行い、旋削
工具ユニット６０Ｂの装着では、当接端面６２ｓと当接
面３１ａとを当接させると共に、工具ホルダ６２Ｂと当
接面３２ａとの間に間隔Ｌ２を形成し、旋削工具６３Ｂ
の位置決めを当接面３１ａを基準に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械において、そ
の主軸に旋削工具や回転工具を着脱自在に装着する方法
として適用するのに好適な、工作機械における工具装着
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＣＮＣ旋盤等の工作機械に
おいては、その工具用主軸に、各種の旋削工具或いは各
種の回転工具が、ＡＴＣ（Automatic tool change;自動
工具交換）等により着脱自在になっているものがある。
具体的には、このような工作機械には、ａ）旋削工具専
用の主軸と回転工具専用の主軸が別々に設けられた工作
機械や、ｂ）旋削工具・回転工具共用の主軸が設けられ
た工作機械などがある。更に、前記ｂ）の工作機械のな
かには、ｂ１）工具を装着する手段として旋削工具・回
転工具共用の主軸のみを有した工作機械や、ｂ２）旋削
工具・回転工具共用の主軸以外に旋削工具専用タレット
（ＡＴＣ等により工具を着脱しないもの）を別個に有し
た工作機械などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した
ａ）の工作機械では、１つのタレットに旋削工具専用の
主軸と回転工具専用の主軸とを並べて配設するような構
造となるため、これら２つの主軸を備えたタレットが大
型化し、その結果、該大型化したタレット先端部が加工
しようとするワークと干渉しやすくなり、スムーズな加
工の妨げになる。また、タレットにおける旋削工具の装
着位置と回転工具の装着位置とが異なっているため、そ
の分、ＡＴＣ等による工具交換動作が遅くなる。更に、
上記２つの主軸のうち、工具を装着していない側の主軸
の工具装着部には、切粉などの進入を防止するカバー等
を設置する必要があるので、手間がかかる。また、上述
したｂ１）の工作機械では、回転工具を使用する際に
は、主軸の回転により該主軸の先端の位置が、該主軸の
軸心方向に熱変位するので、例えば回転工具の使用後
に、旋削工具を該主軸の先端に装着して使用するような
場合には、旋削工具の前記主軸の軸心方向における位置
決めにおいて、前記熱変位の分だけ誤差が生じやすくな
る。即ち、旋削精度の向上が困難になる。また、旋削工
具・回転工具共用の主軸はタレット側に回転自在に支持
されているので、旋削工具による旋削加工時において
は、該主軸側の剛性の確保が困難となる。また、上述し
たｂ２）の工作機械では、旋削加工のうち粗加工を旋削
工具・回転工具共用の主軸に装着した旋削工具を介して
行い、仕上加工を旋削工具専用タレットの旋削工具を介
して行う。旋削工具専用タレットの旋削工具の位置決め
は熱変位などの影響を受けず正確に行われるので、ｂ
１）の工作機械に比べて、旋削精度は向上される。しか
し、旋削工具・回転工具共用の主軸に装着した旋削工具
による旋削加工時において、該主軸側の剛性の確保が困
難であるという点ではｂ１）の工作機械と同様の問題を
有している。更に、旋削工具専用タレットの旋削工具は
ＡＴＣ等による工具交換ができないので、多種多様な加
工を行う上で都合が悪い。

【０００４】そこで本発明は上記事情に鑑み、加工しよ
うとするワークとタレット先端部等との干渉を極力防止
する形で、スムーズにかつ手間をかけないで加工を行う
ことができ、旋削精度を極力向上させることができ、旋
削工具による旋削加工時においては、旋削工具装着側の
剛性が容易に確保でき、極力多くの種類の旋削工具を使
用可能とすることで、多種多様な加工が可能となる、工
作機械における工具装着方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ヘッドス
トック（３１）及び該ヘッドストック（３１）に軸回転
自在に支持された工具用主軸（３２）を有した工作機械
（１）において、前記工具用主軸（３２）の工具装着側
（矢印Ｖ側）に、回転工具ホルダ（６２Ａ）及び該回転
工具ホルダ（６２Ａ）の先端に設けられた回転工具（６
３Ａ）からなる回転工具ユニット（６０Ａ）と、旋削工
具ホルダ（６２Ｂ）及び該旋削工具ホルダ（６２Ｂ）の
先端に設けられた旋削工具（６３Ｂ）からなる旋削工具
ユニット（６０Ｂ）とを選択的に、かつ着脱自在に装着
する工具装着方法において、前記工具用主軸（３２）の
工具装着側（矢印Ｖ側）の端面に回転工具位置決め当接
面（３２ａ）を形成すると共に、前記ヘッドストック
（３１）の前記工具用主軸（３２）の前記回転工具位置
決め当接面（３２ａ）の外周側に旋削工具位置決め当接
面（３１ａ）を形成しておき、前記回転工具ユニット
（６０Ａ）の前記回転工具ホルダ（６２Ａ）の前記回転
工具位置決め当接面（３２ａ）に対応する位置に回転工
具軸心方向位置決め当接面（６２ｂ）を形成しておき、
前記旋削工具ユニット（６０Ｂ）の前記旋削工具ホルダ
（６２Ｂ）の前記旋削工具位置決め当接面（３１ａ）に
対応する位置に旋削工具軸心方向位置決め当接面（６２
ｓ）を形成しておき、前記工具用主軸（３２）に対する
回転工具ユニット（６０Ａ）の装着においては、前記回
転工具ユニット（６０Ａ）の前記回転工具ホルダ（６２
Ａ）の前記回転工具軸心方向位置決め当接面（６２ｂ）
と、前記回転工具位置決め当接面（３２ａ）とを、前記
工具用主軸（３２）の軸心方向（矢印Ｖ、Ｗ方向）に当
接させると共に、前記回転工具ホルダ（６２Ａ）と、前
記旋削工具位置決め当接面（３１ａ）との間に、前記軸
心方向（矢印Ｖ、Ｗ方向）における第１のクリアランス
間隔（Ｌ１）を形成するようにして、前記回転工具ユニ
ット（６０Ａ）の前記回転工具（６３Ａ）の前記軸心方
向（矢印Ｖ、Ｗ方向）における位置決めを、前記回転工
具位置決め当接面（３２ａ）を基準に行うようにし、前
記工具用主軸（３２）に対する旋削工具ユニット（６０
Ｂ）の装着においては、前記旋削工具ユニット（６０
Ｂ）の前記旋削工具ホルダ（６２Ｂ）の前記旋削工具軸
心方向位置決め当接面（６２ｓ）と、前記旋削工具位置
決め当接面（３１ａ）とを、前記工具用主軸（３２）の
軸心方向（矢印Ｖ、Ｗ方向）に当接させると共に、前記
旋削工具ホルダ（６２Ｂ）と、前記回転工具位置決め当
接面（３２ａ）との間に、前記軸心方向（矢印Ｖ、Ｗ方
向）における第２のクリアランス間隔（Ｌ２）を形成す
るようにして、前記旋削工具ユニット（６０Ｂ）の前記
旋削工具（６３Ｂ）の前記軸心方向（矢印Ｖ、Ｗ方向）
における位置決めを、前記旋削工具位置決め当接面（３
１ａ）を基準に行うようにして構成される。

【０００６】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。

【０００７】

【作用】上記した構成により本発明では、旋削工具ユニ
ット（６０Ｂ）が工具用主軸（３２）に装着される際に
は、旋削工具ホルダ（６２Ｂ）と回転工具位置決め当接
面（３２ａ）との間に、工具用主軸（３２）の軸心方向
（矢印Ｖ、Ｗ方向）における第２のクリアランス間隔
（Ｌ２）が形成され、回転工具ユニット（６０Ａ）の使
用などによる工具用主軸（３２）の先端の熱変位は、第
２のクリアランス間隔（Ｌ２）内で行われ、旋削工具
（６３Ｂ）の前記軸心方向（矢印Ｖ、Ｗ方向）における
位置決めが、旋削工具軸心方向位置決め当接面（６２
ｓ）と、熱変位が生じないヘッドストック（３１）側の
旋削工具位置決め当接面（３１ａ）とを当接させること
により、該旋削工具位置決め当接面（３１ａ）を基準に
して行われる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明による工具装着方法が適用される工
作機械の一例を示した斜視図、図２は、図１に示す工作
機械のタレット先端部及び主軸付近を示した側断面図、
図３は、図２で示す主軸に、旋削工具ユニットが装着さ
れた状態を示した側面図（一部側断面図）、図４は、回
転工具ユニットが装着された状態の主軸先端付近の詳細
を示した側断面図、図５は、旋削工具ユニットが装着さ
れた状態の主軸先端付近の詳細を示した側断面図、図６
は、旋削工具ユニットにより外径加工を行っている様子
を示した模式側面図、図７は、旋削工具ユニットにより
端面加工を行っている様子を示した模式側面図である。

【０００９】ＣＮＣ旋盤等である工作機械１は、図１に
示すように、水平なｚ軸方向である図１の矢印Ｈ、Ｉ方
向に伸延した直方体状のフレーム２を有しており、フレ
ーム２の前面側（即ち、図１の紙面手前側）にはフロン
トドア３が前記矢印Ｈ、Ｉ方向に開閉駆動自在に設けら
れている。フレーム２の内部には主軸台６が設置されて
おり、主軸台６にはワーク主軸７が、ｚ軸方向である矢
印Ｈ、Ｉ方向にその軸心ＣＴ１を平行に配置した形で、
かつ該軸心ＣＴ１を中心に図１の矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回
転自在に軸支されている。ワーク主軸７の矢印Ｉ側に
は、チャック９が、加工しようとするワーク１０を複数
のチャック爪９ｂにより把持し得る形で設けられてい
る。なお、主軸台６には、駆動モータ（図示せず）、歯
車、プーリ及びベルト等が設けられており、これらによ
って前記ワーク主軸７は矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回転駆動自
在になっている。即ち、該ワーク主軸７に設けられたチ
ャック９（及び該チャック９に把持されるワーク１０）
は矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回転駆動自在になっている。

【００１０】また、フレーム２の内部には、前記主軸台
６の矢印Ｉ側の位置に、矢印Ｈ、Ｉ方向に伸延した形の
第１直動案内装置２０が敷設されており（なお第１直動
案内装置２０は図１で紙面奥側が紙面手前側よりも上方
に配置された形で傾斜配置されている）、第１直動案内
装置２０にはテールストック２１が矢印Ｈ、Ｉ方向に、
即ちｚ軸方向に摺動移動自在に設けられている。なお、
フレーム２側とテールストック２１との間には、図示し
ないボールねじ装置等の公知の駆動装置が設けられてお
り、該駆動装置によりテールストック２１は第１直動案
内装置２０上を矢印Ｈ、Ｉ方向に移動駆動自在になって
いる。テールストック２１には、矢印Ｈ方向に突出した
形で心押軸２２が設けられており、加工すべきワーク１
０の大きさや形状或いは加工の態様に応じて、チャック
９で把持したワーク１０の矢印Ｉ側を該心押軸２２によ
り支持し得るようになっている。

【００１１】また、フレーム２の内部には、前記主軸台
６の矢印Ｉ側の位置で、前記第１直動案内装置２０の図
１紙面斜め上方奥側に、矢印Ｈ、Ｉ方向に伸延した形の
第２直動案内装置１１が敷設されており、第２直動案内
装置１１には刃物台ベース１２が矢印Ｈ、Ｉ方向に、即
ちｚ軸方向に摺動移動自在に設けられている。なお、フ
レーム２側と刃物台ベース１２との間には、図示しない
ボールねじ装置等の公知の駆動装置が設けられており、
該駆動装置により刃物台ベース１２は第２直動案内装置
１１上を矢印Ｈ、Ｉ方向に移動駆動自在になっている。
一方、刃物台ベース１２には、前記ｚ軸方向に直角で、
かつ鉛直方向からやや傾斜した方向となるｘ軸方向であ
る図１の矢印Ｄ、Ｅ方向に伸延した形の第３直動案内装
置１５が敷設されており（従って第３直動案内装置１５
は図１で紙面奥側に向かって傾斜している）、第３直動
案内装置１５には刃物台１３が矢印Ｄ、Ｅ方向に、即ち
ｘ軸方向に摺動移動自在に設けられている。なお、刃物
台ベース１２側と刃物台１３との間には、図示しないボ
ールねじ装置等の公知の駆動装置が設けられており、該
駆動装置により刃物台１３は第３直動案内装置１５上を
矢印Ｄ、Ｅ方向に移動駆動自在になっている。

【００１２】刃物台１３の矢印Ｄ側の先端側には、図１
及び図２に示すように、タレット３０が、ｘ−ｚ平面上
でｚ軸方向に対して４５度の角度をなす回転軸ＣＴ２を
中心として、刃物台１３に対して図の矢印Ｔ、Ｕ方向に
１８０度旋回自在に設けられている。なお、刃物台１３
内には図示しない公知のタレット旋回駆動用モータが内
蔵されており、前記タレット３０は、該タレット旋回駆
動用モータにより、刃物台１３に対して図の矢印Ｔ、Ｕ
方向に１８０度旋回駆動・位置決め自在になっている。
タレット３０には、ヘッドストック３１が設けられてお
り、ヘッドストック３１には、図の矢印Ｖ、Ｗ方向に伸
延した主軸３２がその軸心ＣＴ３を中心に図の矢印Ａ、
Ｂ方向に軸回転自在に支持されている。なお、主軸３２
の軸心ＣＴ３とタレット３０の回転軸ＣＴ２とは４５度
の角度で交わり、主軸３２の先端（即ち矢印Ｖ側の端
部）がタレット３０の先端付近に位置するように主軸３
２は配置されている。従って、主軸３２は、タレット３
０の矢印Ｔ、Ｕ方向における旋回駆動・位置決めによ
り、図２に示すような第１の加工位置Ｐ１（即ち、主軸
３２の軸心ＣＴ３をｚ軸方向に平行に配置した位置）、
或いは該第１の加工位置Ｐ１から矢印Ｔ、Ｕ方向に１８
０度回動移動した位置である、図１及び図３に示すよう
な第２の加工位置Ｐ２（即ち、主軸３２の軸心ＣＴ３を
ｘ軸方向に平行に配置した位置）に選択的に配置自在と
なっている。また、刃物台１３内には図示しない公知の
主軸駆動用モータが内蔵されており、前記主軸３２は、
該主軸駆動用モータにより所定のギヤやシャフト等を介
して図の矢印Ａ、Ｂ方向に軸回駆動自在になっている。
更に、前記主軸３２は、前記図示しない主軸駆動用モー
タのもつ公知のブレーキ機能により、ヘッドストック３
１に対する軸回転を制止する形で固定自在になってい
る。

【００１３】主軸３２の先端側（即ち図の矢印Ｖ側）
は、図２及び図４に示すように、基本的に略円筒状に形
成された工具装着部３３となっており、該工具装着部３
３には回転工具ユニット６０Ａが装着されている（な
お、図１では主軸３２に回転工具ユニット６０Ａ等が何
も装着されていない状態を示している）。回転工具ユニ
ット６０Ａは、工具ホルダ６２Ａを有しており、工具ホ
ルダ６２Ａは略円盤状に形成されたホルダ本体６６Ａを
有している。ホルダ本体６６Ａの中心軸ＣＴ４（即ち工
具ホルダ６２Ａの中心軸）の方向における一端側（図２
では矢印Ｗ側）には、中心軸ＣＴ４の方向に伸延し、か
つ該中心軸ＣＴ４を中心とした略円筒状に形成された装
着部６１Ａが設けられている。また、ホルダ本体６６Ａ
には、後述する公知の自動工具交換装置（ＡＴＣ装置）
１７のアーム等と係合し得る環状の溝等からなるアーム
係合部６２ａが形成されており、ホルダ本体６６Ａのう
ち前記装着部６１Ａとは反対側（図２では矢印Ｖ側）に
は、例えばミーリング等を行うための回転工具６３Ａが
前記中心軸ＣＴ４の方向に、該中心軸ＣＴ４を回転中心
とした形で突出して設けられている。従って、この回転
工具ユニット６０Ａは、回転工具６３Ａ側を矢印Ｖ方向
に向け、前記装着部６１Ａを前記主軸３２の工具装着部
３３の内部３３ａに挿入した形で、該主軸３２に装着さ
れている。なお、このように装着された状態では、回転
工具ユニット６０Ａの中心軸ＣＴ４は主軸３２の軸心Ｃ
Ｔ３と一致している。また、工具装着部３３の内周面３
３ｂ及び装着部６１Ａの外周面６１ａはややテーパ状に
形成されており、これにより該装着部６１Ａを工具装着
部３３の内部３３ａに挿入した状態では、これら装着部
６１Ａ側及び工具装着部３３側は互いに押圧し合ってお
り、よって工具装着部３３の内周面３３ｂ及び装着部６
１Ａの外周面６１ａは互いに密着され、回転工具ユニッ
ト６０Ａの主軸３２に対する装着が確実なものとなって
いる。

【００１４】ところで、回転工具ユニット６０Ａのホル
ダ本体６６Ａのうち装着部６１Ａ側の端面で、該装着部
６１Ａよりも外側の環状に形成された部位は、前記中心
軸ＣＴ４に直角な平面状の当接端面６２ｂとなってお
り、前記主軸３２の先端側の端面には、軸心ＣＴ３に直
角な平面状の位置決め当接面３２ａが形成されている。
そして、回転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着され
た状態では、これら当接端面６２ｂと位置決め当接面３
２ａとが矢印Ｖ、Ｗ方向に互いに当接している。つま
り、回転工具ユニット６０Ａの回転工具６３Ａの矢印
Ｖ、Ｗ方向における位置決めは、主軸３２の位置決め当
接面３２ａを基準に行われている。なお、上述したヘッ
ドストック３１のうち矢印Ｖ側に面した端面であり、前
記主軸３２の位置決め当接面３２ａの外周側周囲に隣接
した環状の部位は、矢印Ｖ、Ｗ方向に直角な平面状のヘ
ッドストック側位置決め当接面３１ａとなっている。そ
して、ヘッドストック側位置決め当接面３１ａの位置
は、矢印Ｖ、Ｗ方向において、主軸３２の位置決め当接
面３２ａの位置よりも、やや矢印Ｗ側に配置されてい
る。従って、回転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着
された状態では、図４に示すように、回転工具ユニット
６０Ａの当接端面６２ｂとヘッドストック側位置決め当
接面３１ａとは当接せず、これら両者の間には矢印Ｖ、
Ｗ方向の間隔Ｌ１が環状に形成されている。

【００１５】また、主軸３２の内部には、図２及び図４
に示すように、装着された回転工具ユニット６０Ａを係
合保持・係合保持解除自在な、ロックロッド等の公知の
工具保持装置４０が設けられている。即ち、工具保持装
置４０は、主軸３２の工具装着部３３の内部３３ａに、
矢印Ｖ、Ｗ方向に伸延した形の本体４１を、該矢印Ｖ、
Ｗ方向に移動自在に配置して有しており、本体４１の矢
印Ｗ側にはバー４２が接続されている。バー４２の矢印
Ｗ側には、公知のバネ機構やアクチェータ等からなる工
具保持用駆動手段４３が設けられており、前記本体４１
は、該工具保持用駆動手段４３により前記バー４２を介
して矢印Ｖ、Ｗ方向に移動駆動自在になっている。ま
た、本体４１の外周側には、係合球４１ｂが設置された
所定の窪み４１ａが形成されている。即ち、係合球４１
ｂは、該窪み４１ａ内で矢印Ｖ側の係合位置Ｋ１と矢印
Ｗ側の解除位置Ｋ２との間で矢印Ｖ、Ｗ方向に転動移動
自在になっている。一方、回転工具ユニット６０Ａの装
着部６１Ａには、筒状となっている該装着部６１Ａの内
外を貫通した形で係合穴６１ｂが形成されている。これ
により、回転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着され
た状態では、図２及び図４に示すように、本体４１が工
具保持用駆動手段４３等により矢印Ｗ側に配置された状
態になっており、係合球４１ｂが窪み４１ａの係合位置
Ｋ１に配置され、該係合球４１ｂのうち本体４１とは反
対側が装着部６１Ａの係合穴６１ｂに嵌入係合してい
る。即ち、回転工具ユニット６０Ａは係合球４１ｂを介
して本体４１側と係合しているので、該回転工具ユニッ
ト６０Ａは矢印Ｖ方向に不用意に抜け落ちるようなこと
がなく、主軸３２に確実に保持されている。なお、回転
工具ユニット６０Ａを主軸３２から取り外す際には、本
体４１を工具保持用駆動手段４３等により矢印Ｖ側に移
動駆動すればよい。これにより、係合球４１ｂが該本体
４１に対して相対的に矢印Ｗ方向に転動移動し、図４の
二点鎖線に示すように、窪み４１ａの解除位置Ｋ２に配
置されるので、該係合球４１ｂのうち本体４１とは反対
側が装着部６１Ａの係合穴６１ｂから、中心軸ＣＴ４に
向かう方向に移動後退する。よって、回転工具ユニット
６０Ａと本体４１側との係合は解除され、回転工具ユニ
ット６０Ａの主軸３２からの取り外しはスムーズに行わ
れる。またこの際、本体４１の矢印Ｖ側の端部が回転工
具ユニット６０Ａを矢印Ｖ方向に押圧するので、回転工
具ユニット６０Ａの主軸３２からの取り外しは更に一層
スムーズに行われる。また、回転工具ユニット６０Ａを
主軸３２に装着する際には、本体４１を矢印Ｖ側に移動
させておき、係合球４１ｂを解除位置Ｋ２に配置した状
態で、回転工具ユニット６０Ａの装着部６１Ａを主軸３
２の工具装着部３３に挿入すると共に、本体４１を工具
保持用駆動手段４３等により矢印Ｗ側に移動駆動すれば
よい。これにより、係合球４１ｂを該本体４１に対して
相対的に矢印Ｖ方向に転動移動させ、窪み４１ａの係合
位置Ｋ１に配置させるので、該係合球４１ｂのうち本体
４１とは反対側が装着部６１Ａの係合穴６１ｂに挿入係
合され、回転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着され
る。

【００１６】なお、主軸３２には、上述した回転工具ユ
ニット６０Ａの代わりに旋削工具ユニット６０Ｂを装着
することも可能である。即ち、旋削工具ユニット６０Ｂ
は、図３及び図５に示すように工具ホルダ６２Ｂを有し
ており、工具ホルダ６２Ｂは略円盤状に形成されたホル
ダ本体６６Ｂを有している。ホルダ本体６６Ｂの中心軸
ＣＴ４の方向における一端側には、前記回転工具ユニッ
ト６０Ａの装着部６１Ａと同様の装着部６１Ｂが設けら
れている。また、ホルダ本体６６Ｂには、前記回転工具
ユニット６０Ａと同様にアーム係合部６２ａが形成され
ており、ホルダ本体６６Ｂのうち前記装着部６１Ｂとは
反対側には、例えばバイト等の旋削工具６３Ｂが前記中
心軸ＣＴ４の方向に突出した形で設けられている。従っ
て、この旋削工具ユニット６０Ｂは、回転工具ユニット
６０Ａと同様に、前記装着部６１Ｂを前記主軸３２の工
具装着部３３の内部３３ａに挿入した形で、該主軸３２
に装着されている。また、旋削工具ユニット６０Ｂが主
軸３２に装着されている際には、回転工具ユニット６０
Ａの場合と同様に、工具保持装置４０によって係合保持
されている。なお、ヘッドストック３１の矢印Ｖ側端部
には所定のキー係合部材３６が設けられており、旋削工
具ユニット６０Ｂのホルダ本体６６Ｂの外周部には中心
軸ＣＴ４に直角な方向に突出した形でキー６５が設けら
れている。即ち、旋削工具ユニット６０Ｂが主軸３２に
装着されている状態では、キー６５がキー係合部材３６
に係合し、旋削工具ユニット６０Ｂが図の矢印Ａ、Ｂ方
向等に不用意に移動しないようになっている。勿論、上
述した回転工具ユニット６０Ａの場合には、キー６５等
が設けられていないので、回転工具ユニット６０Ａの矢
印Ａ、Ｂ方向への回転に支障はない。

【００１７】ところで、旋削工具ユニット６０Ｂのホル
ダ本体６６Ｂのうち装着部６１Ｂ側の端面で、該装着部
６１Ｂよりも外側の環状に形成された部位は、平面状の
逃げ部６２ｔとなっており、該逃げ部６２ｔの外側に隣
接した環状に形成された部位は、前記中心軸ＣＴ４に直
角な平面状の当接端面６２ｓとなっている。そして、当
接端面６２ｓの位置は、逃げ部６２ｔの位置よりも、や
や矢印Ｗ側に配置されている。また、旋削工具ユニット
６０Ｂが主軸３２に装着された状態では、前記当接端面
６２ｓと、ヘッドストック３１のヘッドストック側位置
決め当接面３１ａとが矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、工具軸心
方向）に互いに当接しており、逃げ部６２ｔと主軸３２
の位置決め当接面３２ａとは当接していない。即ち、こ
れら逃げ部６２ｔと位置決め当接面３２ａとの間には矢
印Ｖ、Ｗ方向の間隔Ｌ２が形成されており、旋削工具ユ
ニット６０Ｂの旋削工具６３Ｂの矢印Ｖ、Ｗ方向におけ
る位置決めが、ヘッドストック側位置決め当接面３１ａ
を基準に行われている。

【００１８】また、フレーム２内には、第２直動案内装
置１１の図１紙面奥側等に公知のツールマガジン５が設
置されており、該ツールマガジン５には複数種類の回転
工具ユニット６０Ａや旋削工具ユニット６０Ｂ等の工具
ユニットが保持貯蔵されている。また、このツールマガ
ジン５の近傍には公知の自動工具交換装置１７が、ツー
ルマガジン５に保持貯蔵されていた工具ユニットを取り
出して主軸３２に装着させ得る形で、また主軸３２に装
着されていた工具ユニットを取り外してツールマガジン
５に保持させ得る形で設置されている。

【００１９】工作機械１等は以上のように構成されてい
るので、該工作機械１によりワーク１０の加工を行うに
は、まずワーク１０をチャック９で把持（或いは、該チ
ャック９で把持したワーク１０の矢印Ｉ側を心押軸２２
で支持）する形で設置する。次いで、回転工具ユニット
６０Ａ或いは旋削工具ユニット６０Ｂを装着した主軸３
２を、タレット３０の矢印Ｔ、Ｕ方向における旋回駆動
・位置決めにより、図２或いは図３に示すように第１の
加工位置Ｐ１又は第２の加工位置Ｐ２に配置して、刃物
台ベース１２の矢印Ｈ、Ｉ方向での移動駆動及び刃物台
１３の矢印Ｄ、Ｅ方向での移動駆動により、主軸３２に
装着した回転工具ユニット６０Ａの回転工具６３Ａ或い
は旋削工具ユニット６０Ｂの旋削工具６３Ｂと前記ワー
ク１０との相対位置をｘ軸方向及びｚ軸方向に変化させ
ながら加工を進める。なお、主軸３２に回転工具ユニッ
ト６０Ａが装着されている際には、ワーク主軸７を回転
角度制御状態、即ちＣ軸制御状態にしておき、刃物台１
３側では主軸３２を矢印Ａ、Ｂ方向に軸回転駆動させ
て、該主軸３２に装着された回転工具ユニット６０Ａの
回転工具６３Ａを矢印Ａ、Ｂ方向に回転駆動させるよう
にして、該回転工具６３Ａによるワーク１０の加工を行
うようにする。また、主軸３２に旋削工具ユニット６０
Ｂが装着されている際には、ワーク主軸７のＣ軸制御状
態を解除して通常の回転数制御状態とし、ワーク主軸７
を矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回転駆動させて、チャック９で把
持したワーク１０を矢印Ｑ、Ｒ方向に回転駆動させてお
き、刃物台１３側では主軸３２を回転させず、ヘッドス
トック３１等に対して固定させることにより、該主軸３
２に装着された旋削工具ユニット６０Ｂの旋削工具６３
Ｂをタレット３０等に対して固定した状態にして、該旋
削工具６３Ｂによるワーク１０の加工を行うようにす
る。旋削工具６３Ｂによるワーク１０の加工態様は、例
えば図６に示すように第２の加工位置Ｐ２に主軸３２を
配置して行う外径加工や、図７に示すように第１の加工
位置Ｐ１に主軸３２を配置して行う端面加工等が可能で
ある。なお、加工の途中などで、主軸３２に装着する工
具ユニットを交換する際には、上述した自動工具交換装
置１７により、ツールマガジン５に保持貯蔵されていた
所望の工具ユニットを取り出すと共に、主軸３２に装着
していた工具ユニットを取り外し、これらを取り替える
形で、該主軸３２に前記所望の工具ユニットを装着する
ようにする。

【００２０】以上のように、本実施例では１つの主軸３
２を、旋削工具・回転工具共用の主軸として使用してお
り、タレット３０には１つの主軸３２だけが配設されて
いる。このため、タレットに旋削工具専用の主軸と回転
工具専用の主軸とを別々に設けるタイプの工作機械に比
べて、本実施例の工作機械１では、タレット３０の大型
化が極力避けられており、その結果、該タレット３０の
先端部等が、図６及び図７に示すように、加工しようと
するワーク１０と極力干渉しないで済み、スムーズな加
工が行える。また、本実施例では１つの主軸３２を、旋
削工具・回転工具共用の主軸として使用するので、タレ
ット３０等に対する旋削工具ユニット６０Ｂの装着位置
及び回転工具ユニット６０Ａの装着位置が、同一の位置
である主軸３２の工具装着部３３となり、自動工具交換
装置１７等による工具交換動作が極力早くなっている。
更に、１つの主軸３２を、旋削工具・回転工具共用の主
軸として使用するので、加工動作時には主軸３２の工具
装着部３３が空いていることがない。即ち、タレットに
旋削工具専用の主軸と回転工具専用の主軸とを別々に設
けるタイプの工作機械では、加工動作時等に工具が装着
されていない方の主軸の工具装着部に切粉などの進入を
防止するカバー等を設置していたが、本実施例の工作機
械１では、加工動作時等に工具が装着されていない工具
装着部が存在しないので、カバー等を設置するといった
手間がかからない。

【００２１】また本実施例では、回転工具ユニット６０
Ａを主軸３２に装着する際には、図４に示すように、該
回転工具ユニット６０Ａの当接端面６２ｂと、主軸３２
の位置決め当接面３２ａとを矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、主
軸３２の軸心方向）に当接させると共に、工具ホルダ６
２Ａと、ヘッドストック側位置決め当接面３１ａとの間
に矢印Ｖ、Ｗ方向における間隔Ｌ１を形成するようにし
て、回転工具ユニット６０Ａの回転工具６３Ａの矢印
Ｖ、Ｗ方向における位置決めを、前記位置決め当接面３
２ａを基準に行うようにする。この場合、回転工具ユニ
ット６０Ａのホルダ本体６６Ａと、ヘッドストック３１
側のヘッドストック側位置決め当接面３１ａとの間に形
成されている間隔Ｌ１によって、主軸３２の回転による
回転工具ユニット６０Ａの回転が、ヘッドストック３１
側等により妨げられるようなことは防止されスムーズな
加工が行える。一方、旋削工具ユニット６０Ｂを主軸３
２に装着する際には、図５に示すように、該旋削工具ユ
ニット６０Ｂの当接端面６２ｓと、ヘッドストック側位
置決め当接面３１ａとを矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、主軸３
２の軸心方向）に当接させると共に、工具ホルダ６２Ｂ
と、主軸３２の位置決め当接面３２ａとの間に矢印Ｖ、
Ｗ方向における間隔Ｌ２を形成するようにして、旋削工
具ユニット６０Ｂの旋削工具６３Ｂの矢印Ｖ、Ｗ方向に
おける位置決めを、前記ヘッドストック側位置決め当接
面３１ａを基準に行うようにする。なお、旋削工具ユニ
ット６０Ｂを主軸３２に装着する際には、ホルダ本体６
６Ｂに設けられたキー６５をヘッドストック３１側のキ
ー係合部材３６に係合させ、装着された旋削工具ユニッ
ト６０Ｂが不用意に矢印Ａ、Ｂ方向等に回転しないよう
にする。

【００２２】ところで、回転工具ユニット６０Ａを使用
する際には、主軸３２の回転により該主軸３２の先端が
矢印Ｖ、Ｗ方向に伸びて熱変位し、該主軸３２の位置決
め当接面３２ａの位置が矢印Ｖ、Ｗ方向に変位する。こ
のように回転工具ユニット６０Ａを使用した後、該回転
工具ユニット６０Ａを旋削工具ユニット６０Ｂと交換し
た際に、交換されることにより主軸３２に装着された旋
削工具ユニット６０Ｂについては以下のようになってい
る。即ち、上述したように工具ホルダ６２Ｂと主軸３２
の位置決め当接面３２ａとの間に間隔Ｌ２が形成されて
いることから、主軸３２の先端の熱変位は、この間隔Ｌ
２の範囲内で生じている。しかも、旋削工具６３Ｂの矢
印Ｖ、Ｗ方向における位置決めは、上述したように旋削
工具ユニット６０Ｂの当接端面６２ｓと、熱変位の発生
量が主軸３２に比して大幅に小さなヘッドストック３１
側のヘッドストック側位置決め当接面３１ａとを当接さ
せることにより、該ヘッドストック側位置決め当接面３
１ａを基準にして行われている。従って、旋削工具６３
Ｂの矢印Ｖ、Ｗ方向における位置決めにおいては（特
に、工具先端部との間の工具長ＸＬ１の設定において
は）、前記主軸３２の熱変位の影響を受けず、該位置決
めにおける誤差が極力生じにくくなる。即ち、旋削精度
を極力向上させることができる。

【００２３】更に本実施例では、旋削工具・回転工具共
用の主軸である主軸３２はヘッドストック３１に軸回転
自在に支持されている。しかし、旋削工具ユニット６０
Ｂの装着時には、上述したように旋削工具ユニット６０
Ｂの当接端面６２ｓとヘッドストック３１側のヘッドス
トック側位置決め当接面３１ａとが当接されているの
で、旋削加工時の剛性の確保が容易となる。また、回転
工具ユニット６０Ａ及び旋削工具ユニット６０Ｂは、共
に主軸３２に選択的に、かつ着脱自在に装着するように
なっているので、多種多様な工具をもつ複数の回転工具
ユニット６０Ａ及び複数の旋削工具ユニット６０Ｂをツ
ールマガジン５等に保持貯蔵しておき、これらを適宜交
換する形で自動工具交換装置１７等により主軸３２に装
着できるので、多種多様な加工が可能となる。

【００２４】なお、回転工具ユニット６０Ａや旋削工具
ユニット６０Ｂ等の工具ユニットを、主軸３２に係合し
て装着保持する機構は、上述した実施例以外にも可能で
ある。例えば、工具ユニットの工具ホルダが、主軸３２
の先端に挿入自在なテーパ形状の装着部及び該装着部の
端部に設けられたプルスタッド等を有し、従って主軸３
２側の工具保持装置は、前記プルスタッドと係合自在な
コレット及びその駆動装置からなっていてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ヘッドス
トック３１等のヘッドストック及び該ヘッドストックに
軸回転自在に支持された主軸３２等の工具用主軸を有し
た工作機械１等の工作機械において、前記工具用主軸の
工具装着側に、工具ホルダ６２Ａ等の回転工具ホルダ及
び該回転工具ホルダの先端に設けられた回転工具６３Ａ
等の回転工具からなる回転工具ユニット６０Ａ等の回転
工具ユニットと、工具ホルダ６２Ｂ等の旋削工具ホルダ
及び該旋削工具ホルダの先端に設けられた旋削工具６３
Ｂ等の旋削工具からなる旋削工具ユニット６０Ｂ等の旋
削工具ユニットとを選択的に、かつ着脱自在に装着する
工具装着方法において、前記工具用主軸の工具装着側の
端面に位置決め当接面３２ａ等の回転工具位置決め当接
面を形成すると共に、前記ヘッドストックの前記工具用
主軸の前記回転工具位置決め当接面の外周側にヘッドス
トック側位置決め当接面３１ａ等の旋削工具位置決め当
接面を形成しておき、前記回転工具ユニットの前記回転
工具ホルダの前記回転工具位置決め当接面に対応する位
置に当接端面６２ｂ等の回転工具軸心方向位置決め当接
面を形成しておき、前記旋削工具ユニットの前記旋削工
具ホルダの前記旋削工具位置決め当接面に対応する位置
に当接端面６２ｓ等の旋削工具軸心方向位置決め当接面
を形成しておき、前記工具用主軸に対する回転工具ユニ
ットの装着においては、前記回転工具ユニットの前記回
転工具ホルダの前記回転工具軸心方向位置決め当接面
と、前記回転工具位置決め当接面とを、前記工具用主軸
の軸心方向に当接させると共に、前記回転工具ホルダ
と、前記旋削工具位置決め当接面との間に、前記軸心方
向における間隔Ｌ１等の第１のクリアランス間隔を形成
するようにして、前記回転工具ユニットの前記回転工具
の前記軸心方向における位置決めを、前記回転工具位置
決め当接面を基準に行うようにし、前記工具用主軸に対
する旋削工具ユニットの装着においては、前記旋削工具
ユニットの前記旋削工具ホルダの前記旋削工具軸心方向
位置決め当接面と、前記旋削工具位置決め当接面とを、
前記工具用主軸の軸心方向に当接させると共に、前記旋
削工具ホルダと、前記回転工具位置決め当接面との間
に、前記軸心方向における間隔Ｌ２等の第２のクリアラ
ンス間隔を形成するようにして、前記旋削工具ユニット
の前記旋削工具の前記軸心方向における位置決めを、前
記旋削工具位置決め当接面を基準に行うようにして構成
されるので、本発明による工具装着方法を採用すると、
１つの工具用主軸を、旋削工具・回転工具共用の主軸と
して使用することになり、よって、工作機械のタレット
等に１つの工具用主軸だけを配設しておけばよいので、
その分、タレットの大型化を極力避けることができ、そ
の結果、該タレットの先端部が、加工しようとするワー
クと極力干渉しなくなり、スムーズな加工が実現する。
また、１つの工具用主軸を、旋削工具・回転工具共用の
主軸として使用するので、タレット等における旋削工具
ユニットの装着位置と回転工具ユニットの装着位置とが
同一となり、ＡＴＣ等による工具交換動作が極力早くな
る。更に、１つの工具用主軸を、旋削工具・回転工具共
用の主軸として使用するので、加工動作時には工具用主
軸の工具装着部が空いていることがなく、よって加工動
作時等には、工具用主軸に切粉などの進入を防止するカ
バー等を設置する必要がなく手間がかからない。特に本
発明では次のような効果を生む点で優れている。即ち、
回転工具を使用する際には、工具用主軸の回転により該
工具用主軸の先端である回転工具位置決め当接面の位置
が、該工具用主軸の軸心方向に伸びる形で熱変位する。
しかし、旋削工具ユニットが工具用主軸に装着される際
には、旋削工具ホルダと回転工具位置決め当接面との間
に、工具用主軸の軸心方向における第２のクリアランス
間隔が形成されるようになっており、工具用主軸の先端
の熱変位は、第２のクリアランス間隔内で行われるよう
になり、しかも旋削工具の前記軸心方向における位置決
めが、旋削工具軸心方向位置決め当接面と、熱変位が極
めて小さなヘッドストック側の旋削工具位置決め当接面
とを当接させることにより、該旋削工具位置決め当接面
を基準にして行われるようになっている。従って、上述
したように回転工具を使用した後、旋削工具ユニットを
工具用主軸に装着して使用するような場合でも、旋削工
具の前記工具用主軸の軸心方向における位置決めにおい
て、前記工具用主軸の熱変位の影響を受けず、該位置決
めにおける誤差が極力生じにくくなる。即ち、この種の
旋盤において最も重要な旋削精度を極力向上させること
ができる。更に、旋削工具・回転工具共用の主軸である
工具主軸はヘッドストックに回転自在に支持されてい
る。しかし、旋削工具ユニットの装着時には、上述した
ように旋削工具軸心方向位置決め当接面と、ヘッドスト
ック側の旋削工具位置決め当接面とが当接されているの
で、旋削加工時の剛性の確保が容易となる。なお、回転
工具ユニットの装着時においては、回転工具ホルダと、
ヘッドストック側の旋削工具位置決め当接面との間に第
１のクリアランス間隔が形成されるので、工具用主軸の
回転による回転工具ユニットの回転が、ヘッドストック
側等により妨げられるようなことはなくスムーズな加工
が行える。また、回転工具ユニット及び旋削工具ユニッ
トは、共に工具用主軸に選択的に、かつ着脱自在に装着
するようになっているので、多種多様な工具をもつ複数
の回転工具ユニット及び複数の旋削工具ユニットを準備
しておき、これらを適宜交換する形で、例えばＡＴＣ等
により工具用主軸に装着できるので、多種多様な加工が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による工具装着方法が適用され
る工作機械の一例を示した斜視図である。

【図２】図２は、図１に示す工作機械のタレット先端部
及び主軸付近を示した側断面図である。

【図３】図３は、図２で示す主軸に、旋削工具ユニット
が装着された状態を示した側面図（一部側断面図）であ
る。

【図４】図４は、回転工具ユニットが装着された状態の
主軸先端付近の詳細を示した側断面図である。

【図５】図５は、旋削工具ユニットが装着された状態の
主軸先端付近の詳細を示した側断面図である。

【図６】図６は、旋削工具ユニットにより外径加工を行
っている様子を示した模式側面図である。

【図７】図７は、旋削工具ユニットにより端面加工を行
っている様子を示した模式側面図である。

【符号の説明】

１……工作機械 ３１……ヘッドストック ３１ａ……旋削工具位置決め当接面（ヘッドストック側
位置決め当接面） ３２……工具用主軸（主軸） ３２ａ……回転工具位置決め当接面（位置決め当接面） ６０Ａ……回転工具ユニット ６０Ｂ……旋削工具ユニット ６２ｂ……回転工具軸心方向位置決め当接面（当接端
面） ６２ｓ……旋削工具軸心方向位置決め当接面（当接端
面） ６２Ａ……回転工具ホルダ（工具ホルダ） ６２Ｂ……旋削工具ホルダ（工具ホルダ） ６３Ａ……回転工具 ６３Ｂ……旋削工具 Ｌ１……第１のクリアランス間隔（間隔） Ｌ２……第２のクリアランス間隔（間隔）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドストック及び該ヘッドストックに軸
   回転自在に支持された工具用主軸を有した工作機械にお
   いて、前記工具用主軸の工具装着側に、回転工具ホルダ
   及び該回転工具ホルダの先端に設けられた回転工具から
   なる回転工具ユニットと、旋削工具ホルダ及び該旋削工
   具ホルダの先端に設けられた旋削工具からなる旋削工具
   ユニットとを選択的に、かつ着脱自在に装着する工具装
   着方法において、 前記工具用主軸の工具装着側の端面に回転工具位置決め
   当接面を形成すると共に、前記ヘッドストックの前記工
   具用主軸の前記回転工具位置決め当接面の外周側に旋削
   工具位置決め当接面を形成しておき、 前記回転工具ユニットの前記回転工具ホルダの前記回転
   工具位置決め当接面に対応する位置に回転工具軸心方向
   位置決め当接面を形成しておき、 前記旋削工具ユニットの前記旋削工具ホルダの前記旋削
   工具位置決め当接面に対応する位置に旋削工具軸心方向
   位置決め当接面を形成しておき、 前記工具用主軸に対する回転工具ユニットの装着におい
   ては、 前記回転工具ユニットの前記回転工具ホルダの前記回転
   工具軸心方向位置決め当接面と、前記回転工具位置決め
   当接面とを、前記工具用主軸の軸心方向に当接させると
   共に、前記回転工具ホルダと、前記旋削工具位置決め当
   接面との間に、前記軸心方向における第１のクリアラン
   ス間隔を形成するようにして、前記回転工具ユニットの
   前記回転工具の前記軸心方向における位置決めを、前記
   回転工具位置決め当接面を基準に行うようにし、 前記工具用主軸に対する旋削工具ユニットの装着におい
   ては、 前記旋削工具ユニットの前記旋削工具ホルダの前記旋削
   工具軸心方向位置決め当接面と、前記旋削工具位置決め
   当接面とを、前記工具用主軸の軸心方向に当接させると
   共に、前記旋削工具ホルダと、前記回転工具位置決め当
   接面との間に、前記軸心方向における第２のクリアラン
   ス間隔を形成するようにして、前記旋削工具ユニットの
   前記旋削工具の前記軸心方向における位置決めを、前記
   旋削工具位置決め当接面を基準に行うようにして構成し
   た工作機械における工具装着方法。