工具安裝裝置及轉塔頭的製作方法

2023-06-02 02:40:42 2

本發明涉及向車床的轉塔頭安裝工具的工具安裝裝置以及在這樣的結構中用於安裝工具的轉塔頭，涉及對能夠繞Y軸(B軸方向)迴轉的轉塔頭特別有效的上述裝置等。

背景技術：
在轉塔頭中內置工具驅動軸，從而能夠安裝鑽頭或銑刀等旋轉工具，進而將轉塔頭設置成能夠沿Y軸方向移動且能夠繞Y軸(B軸方向)迴轉，由此提供一種複合車床，其當然能夠進行車削加工，還能夠對工件進行向各種位置及方向的開孔加工、槽加工、平面加工等。車床中的Y軸是與Z軸及X軸正交的方向，Z軸是主軸方向，X軸是工具的朝向主軸軸線的切入方向。圖12是示出這樣的複合車床的主軸及刀架的配置的示例的圖，是配置有對置的兩個主軸且在其主軸軸線a的上下配置有轉塔刀架13、14的複合車床的示例。在圖的示例中，左側的主軸箱11固定於未圖示的床身並設置在固定位置，右側的主軸箱12以與軸支承於左側的主軸箱11的主軸(左主軸)為同一主軸軸線a的方式設置成能夠沿Z軸方向移動。在主軸軸線a的上方配置的刀架13能夠沿Z軸、X軸及Y軸方向移動，並且轉塔頭3以能夠沿B軸方向旋轉的方式搭載於該刀架。在主軸軸線a的下方配置的刀架14僅能夠沿Z軸及X軸方向移動，並且在該刀架搭載有轉塔頭16。上下的刀架13、14在Z軸方向具備較長的移動行程，並且能夠同時加工被左主軸的卡盤17把持的工件(左工件)W1和被右主軸(軸支承於右側的主軸箱12的主軸)的卡盤18把持的工件(右工件)W2。即，根據需要沿Z軸方向移動上下的刀架13、14，由此，無論對左右哪個工件都能夠進行孔加工、槽加工、平面加工等加工，並且能夠同時並行地對左右的工件W1、W2進行加工。另外，刀架13在加工左工件W1時，轉塔頭3朝向左，在加工右工件W2時轉塔頭3朝向右。安裝於轉塔頭3的車削工具隨著在該B軸方向上的朝向的變更而使切削刃的方向變成相反，因此使右主軸反轉而進行車削加工。能夠在左右的工件W1、W2的加工中使用的工具的最大數量由上下的轉塔頭3、16的工具安裝部的數量限制。在加工複雜的形狀的工件的情況下或加工多種工件而不進行工具的換產調整(裝卸)時，需要大量工具。為了能夠安裝更多的工具，不得不增加轉塔頭的數量，或增加轉塔頭的工具安裝部的數量，在後者的情況下，不得不增大轉塔的直徑。但是，若將轉塔形成為大徑，則刀架變得大型，特別是能夠沿B軸方向迴轉的轉塔頭需要用於旋轉的更寬闊的空間，設備變得大型且變得高價。專利文獻1：日本特開2003-225801號公報

技術實現要素：
本發明的課題在於，獲得一種複合車床，不增加轉塔頭的數量又不將轉塔頭形成為大徑、即不導致設備的複雜化和大型化，就能夠加工更複雜的工件，並且，不進行工具的換產調整就能夠加工更多種類工件。為解決上述課題，本發明提供增加能夠沿B軸方向迴轉的轉塔頭3的工具安裝數量的技術方案。本發明通過如下結構解決上述課題：在具備多個工具安裝部(以下稱「放射安裝部」)31的轉塔頭3設置多個傾斜安裝部41(41a、41b)，所述工具安裝部用於在轉塔頭3的外周沿放射方向、即與該轉塔頭的分度旋轉中心線(分度軸線)b垂直的方向安裝工具、特別是旋轉工具1及車削工具2，所述傾斜安裝部41用於沿傾斜放射方向安裝車削工具2且多個所述傾斜安裝部41(41a、41b)的傾斜角不同。這裡所謂的傾斜放射方向為如下所述的圓錐的母線(圓錐面上的通過頂點的直線)的方向，所述圓錐在轉塔頭的外殼(轉塔外殼)32的內側或者支承該轉塔頭的分度軸側的分度軸線b上具有頂點，並且向轉塔外殼32的端面(與分度軸側相反的面)33側展開。優選的是，放射安裝部31與傾斜安裝部41以繞分度軸線b的角度位置(相位)不相同的方式錯開設置。這是為了當利用安裝於放射安裝部或傾斜安裝部的工具加工工件時，避免工件與在另一方的工具安裝部(傾斜安裝部或放射安裝部)安裝的工具幹涉。但是，對於所述圓錐的頂角為例如90度以下的傾斜安裝部，在利用安裝於放射安裝部的工具加工工件時與在利用安裝於傾斜安裝部的工具加工工件時，加工時的轉塔頭3的繞B軸的角度差變大，因此能夠以使繞分度軸線b的角度位置相同的方式設置放射安裝部31和傾斜安裝部41(圖11的41b)。在傾斜安裝部41安裝有車削工具2。在放射安裝部31安裝有旋轉工具1或車削工具2。優選的是將傾斜安裝部41的繞分度軸線b的角度位置配置在相鄰的放射安裝部31、31的中間位置。在該情況下，相鄰的傾斜安裝部41、41能夠配置在相同頂角的圓錐的母線上。傾斜角不同的傾斜安裝部(41a、41b)配置在頂角不同的圓錐的母線上。這樣，轉塔頭3能夠沿放射方向和傾斜方向分別安裝多個工具，所述轉塔頭3設有多個放射安裝部31和多個傾斜安裝部41，所述多個放射安裝部31沿與分度軸線b正交的放射方向安裝旋轉工具1，所述傾斜安裝部41以相對於分度軸線b傾斜的方式安裝車削工具2。通過將工具保持器4(4b、4c、4d)固定於轉塔外殼32的與分度軸相反的一側的外周部，能夠容易地設置傾斜角不同的傾斜安裝部(41a、41b)，所述工具保持器4具備使車削工具2沿傾斜方向固定的工具固定部。在該情況下，該工具保持器的工具固定部成為傾斜安裝部41。在工具保持器4設有定位構件，當將工具保持器固定至轉塔外殼32時所述定位構件限定該工具保持器的位置。設置有與在固定工具保持器的轉塔外殼32的多邊形的外周的夾著稜線35的兩個平坦面34、34分別抵接的定位對43、43作為該定構件，該結構簡便且實用。當然也可以是利用嵌合或頂銷等定位構件的結構。通過本發明，不增大轉塔頭的直徑就能夠大幅增加能安裝於該轉塔頭的工具的數量。特別是在能夠安裝旋轉工具的轉塔頭中，能夠通過在有限的旋轉工具的安裝部安裝車削工具來避免無法安裝需要數量的旋轉工具的情況。因此根據本發明，具有能夠提供如下所述的複合車床的效果：不引起設備的大型化和設備價格的大幅上升就能夠加工更複雜的形狀的工件的複合車床；以及不用進行工具的換產調整就能夠連續加工更多種類的工件的複合車床。附圖說明圖1是在具備傾斜角相等的多個傾斜安裝部的轉塔頭上安裝工具而示出的側視圖。圖2是圖1的轉塔頭的主視圖。圖3是圖1的轉塔頭的工具保持器的立體圖。圖4是圖1的轉塔頭的工具保持器的主視圖。圖5是圖1的轉塔頭的工具保持器的後視圖。圖6是示出工具保持器的工具固定結構的剖視圖。圖7是示出安裝於傾斜安裝部的工具的加工狀態的側視圖。圖8是使工具的繞分度軸線的相位為同一相位而示出的第一實施例的局部側視圖。圖9是第一實施例的局部主視圖。圖10是使工具的繞分度軸線的相位為同一相位而示出的第二實施例的局部側視圖。圖11是第三實施例的局部主視圖。圖12是示出複合車床的一個示例的示意圖。標號說明1：旋轉工具；2(2a、2b)：車削工具；3：轉塔頭；4(4a～4d)工具保持器；31：放射安裝部；32：轉塔外殼；33：轉塔外殼的端面；34：轉塔外殼的外周面(平坦面)；35：轉塔外殼的外周的稜線；41(41a、41b)：傾斜安裝部(工具固定部)；43：定位對(階梯面)；a：主軸軸線；b：分度軸線；W：工件。具體實施方式圖1至圖7是示出具備傾斜角相等的多個傾斜安裝部的轉塔頭的圖，圖1是在安裝有旋轉工具1及車削工具2的狀態下示出的轉塔頭的側視圖，圖2是在安裝有旋轉工具1及車削工具2的狀態下示出的轉塔頭的主視圖。圖中的轉塔頭主視觀察呈正十二邊形，在十二個部位的放射安裝部31安裝有旋轉工具1，在6個部位的傾斜安裝部41安裝有車削工具2。在轉塔頭3沿放射方向(與分度軸線b正交的方向)內置有工具驅動軸，旋轉工具1安裝於在轉塔頭3的正十二邊形的外周面設置的放射安裝部31，在將旋轉工具1朝向工件進行分度進給時，將旋轉工具1與該工具驅動軸連結從而旋轉工具1能夠被驅動而旋轉。車削工具2安裝於各個工具保持器4a的工具固定槽(即傾斜安裝部41)，所述各個工具保持器4a藉助4根螺栓51固定於轉塔外殼32的端面33的外周部。圖3至圖6是示出工具保持器4a的圖。工具保持器4a具備與轉塔外殼32的端面33面接觸的底面42，在該底面的外周側(轉塔頭的外周側)形成有階梯面43、43，所述階梯面43、43與轉塔外殼的外周面的相鄰的平坦面34、34的靠近端面33側的邊緣面接觸。在將階梯面43、43抵接於正多邊形的轉塔頭外周的相鄰的平坦面34、34的狀態下，利用螺栓51將該底面42固定於轉塔外殼的端面33，由此在使設於工具保持器4a的中央的工具固定槽(即傾斜安裝部41)位於轉塔頭外周的稜線部、即相鄰的放射安裝部31的正中間的位置的狀態下，工具保持器4a被定位並固定。在工具保持器4a的正面中央設有工具固定槽，該工具固定槽供車削工具2的柄杆21和用於固定該柄杆21的楔形金屬件44插入。如圖6所示，車削工具2插入於工具固定槽的單側，並利用螺栓52將由配合面傾斜的兩個塊體44a、44b構成的楔形金屬件44緊固於工具保持器4a，由此車削工具的柄杆21被工具固定槽的壁面45和楔形金屬件44夾持並固定。工具固定槽的底面46以相對於工具保持器的底面42側視觀察呈45度的角度設置，因而，固定於工具固定槽的車削工具2以其軸向沿頂角90度的圓錐的母線方向的方式安裝於轉塔頭3。在轉塔外殼的端面33，在安裝有各個工具保持器4a的部分開設有切削液供給孔(圖中未示出)。在工具保持器4a的底面42的與該切削液供給孔對置的位置設有流入口47，該流入口通過工具保持器4a內的通孔48而與設於工具保持器4a的兩個噴嘴支承部49連通。與各噴嘴支承部49相鄰地設有螺紋孔53。球形的噴嘴部件(未圖示)被按壓金屬件固定於噴嘴支承部49，能夠將所述噴嘴部件的噴出口的方向設定為朝向車削工具2的刀尖的方向，所述按壓金屬件被螺釘固定於螺紋孔53。在轉塔外殼的端面33開口的所述切削液供給孔沿轉塔頭3的軸線方向貫通轉塔頭3，當某根車削工具2朝向工件分度進給時，與保持該車削工具的工具保持器4a的流入口47連通的切削液供給孔連結於設於轉塔外殼32的背面側(分度軸側)的切削液供給連接器(設於刀架和轉塔頭之間的切削液供給用的接頭)。如果將車削工具2固定於工具保持器的工具固定槽並將噴嘴部件的噴嘴的方向固定為朝向該車削工具的刀尖，則切削液朝著朝向工件分度進給的車削工具的刀尖噴射。在上述結構中，利用安裝於放射安裝部31的旋轉工具1對工件W進行加工的狀態在圖1中示出。另外，在上述結構中，利用安裝於傾斜安裝部41的車削工具2對工件W進行加工的狀態在圖7中示出。在利用安裝於放射安裝部31的旋轉工具1對工件W加工與主軸軸線a正交的孔或與主軸軸線a平行的平面時、以及利用安裝於放射安裝部31的車削工具(圖中未示出)加工工件W時，將轉塔頭3的分度軸線b固定在與主軸軸線a平行的方向進行加工。另外，在對工件W加工與主軸軸線a平行的方向的孔或與主軸軸線a正交的平面時，使分度軸線b位於與主軸軸線a正交的X軸方向，從而利用旋轉工具1進行加工。進而，在加工相對於主軸軸線a傾斜的孔或平面時，使轉塔頭的分度軸線b傾斜對應的角度而進行加工。這些加工與利用以往的安裝於能夠沿B軸方向迴轉的轉塔頭的工具進行加工時相同。另一方面，利用安裝於傾斜安裝部41的車削工具2進行加工時，以使車削工具2的軸向位於與主軸軸線a正交的X軸方向的方式設定轉塔頭3在B軸方向上的角度而進行車削加工。在圖的示例中，車削工具2安裝於相對於轉塔頭3的分度軸線b傾斜45度的方向，因此，將轉塔頭3固定於沿B軸方向傾斜45度的狀態，並利用刀架13的Z、X方向移動和主軸旋轉對工件進行車削加工。第一實施例圖8及圖9是示出本發明的第一實施例的圖，是對於邊數少的轉塔頭在希望增加車削工具的安裝個數時有效的結構。與圖1的轉塔頭相同地，車削工具2(2a、2b)藉助工具保持器4b安裝於轉塔外殼32的端面外周部，所述工具保持器4b利用與圖3～圖7的工具保持器4a相同的結構定位並固定。在圖3～圖7的工具保持器4a中，各個工具保持器4a具備一個工具固定槽(即傾斜安裝部41)，但第一實施例的工具保持器4b分別具備兩個工具固定槽41a、41b。兩個工具固定槽41a、41b設置在將安裝旋轉工具的放射安裝部31的繞分度軸線b的間距角θ三等分的方向上。而且，一個工具固定槽41a的底面設置成相對於工具保持器的底面42呈30度(以工具軸向為母線的圓錐的頂角為120度)，另一個工具固定槽41b設置成相對於工具保持器的底面42呈60度(上述圓錐的頂角為60度)。第二實施例圖10及圖11是示出第二實施例的圖，在轉塔外殼32的端面外周部具備使第一和第二這兩個環狀的工具保持器4c、4d與轉塔頭3同軸地固定的結構。在各工具保持器4c、4d中，分別在放射方向上沿傾斜放射方向設有多個工具固定槽41a、41b。第一環狀工具保持器4c的工具固定槽41a的繞分度軸線b的角度位置位於相鄰的放射安裝部31、31的中間的位置，且將槽底面46設置在相對於工具保持器的底面42呈30度的方向。第二環狀工具保持器4d的工具固定槽41b的繞分度軸線b的角度位置位於與放射安裝部31相同的位置，且將槽底面46設置在相對於工具保持器的底面42呈60度的方向。當利用在上述第一及第二實施例的傾斜安裝部41a、41b固定的車削工具2a、2b加工工件W時，將轉塔頭3的繞B軸的角度固定在與各個車削工具2a、2b的傾斜角度對應的角度而進行加工。即，當利用在槽底面46相對於保持器底面42傾斜30度的工具固定槽41a中固定的車削工具2a進行車削加工時，將轉塔頭3的軸線b相對於X軸沿B軸方向傾斜30度而進行加工。並且，當利用在槽底面46相對於保持器底面42傾斜60度的工具固定槽41b中固定的車削工具2b進行車削加工時，將轉塔頭3的軸線b相對於X軸沿B軸方向傾斜60度而進行加工。這樣，通過將傾斜安裝部41的傾斜放射方向的圓錐的頂角設置為多個，也能夠在轉塔頭3上安裝數量為在全部的放射安裝部安裝的旋轉工具的數量以上的車削工具，使用更合適的車削工具進行加工，從而能夠實現加工面的精度的提高和加工效率的提高。