專利名稱：機(jī)械加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工的加工中心(以下也稱為M/C)等機(jī)械加工機(jī)、特別是涉及具有可交換地安裝在主軸上的加工工具夾持器(holder)的機(jī)械加工機(jī)。
背景技術(shù)：
過去，利用M/C等機(jī)械加工機(jī)對(duì)作為自動(dòng)變速器(以下稱為A/T)的部件的工件進(jìn)行各種機(jī)械加工。這些機(jī)械加工中包括相對(duì)于機(jī)械加工機(jī)的主軸呈傾斜方向?qū)嵤┑臋C(jī)械加工。
作為這種相對(duì)于機(jī)械加工機(jī)的主軸呈傾斜方向進(jìn)行機(jī)械加工的機(jī)械加工機(jī)，提出了利用加工工具在工件中加工斜孔的NC加工裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1所公開的NC加工裝置利用X軸、Y軸和Z軸(主軸)方向的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，控制加工工具在X軸、Y軸和Z軸(主軸)方向的進(jìn)給，同時(shí)在工件上加工與主軸斜交的孔。
專利文獻(xiàn)1特開2001-138176號(hào)公報(bào)。
但是，上述專利文獻(xiàn)1中公開的NC加工裝置中，當(dāng)在工件上加工斜孔時(shí)，必須在X軸、Y軸和Z軸(主軸)的3個(gè)方向?qū)庸すぞ哌M(jìn)行進(jìn)給控制。因此，加工工具的進(jìn)給控制不僅復(fù)雜且繁瑣，而且需要許多控制加工工具進(jìn)給的程序，程序的成本很高。
而且，需要在2個(gè)軸(X軸、Y軸)方向上移動(dòng)的工作臺(tái)和主軸(Z軸)共3個(gè)方向的移動(dòng)，因此加工工具的進(jìn)給機(jī)構(gòu)很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種當(dāng)利用加工工具對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，能夠更加簡便地進(jìn)行加工工具的進(jìn)給控制，同時(shí)能夠簡化加工工具的進(jìn)給機(jī)構(gòu)的機(jī)械加工機(jī)。
為了解決上述問題，本發(fā)明之1的機(jī)械加工機(jī)，至少具有能夠旋轉(zhuǎn)的主軸、載置固定工件的工作臺(tái)、對(duì)上述工件進(jìn)行機(jī)械加工的加工工具、和被安裝在上述主軸上且安裝上述加工工具的加工工具保持裝置，其特征在于上述加工工具保持裝置具有將上述主軸的旋轉(zhuǎn)傳送到上述加工工具的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)、和將上述加工工具向其旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向送進(jìn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
另外，本發(fā)明之2的機(jī)械加工機(jī)，至少具有能夠旋轉(zhuǎn)的主軸、載置固定工件的工作臺(tái)、對(duì)上述工件進(jìn)行機(jī)械加工的多種加工工具、和被安裝在上述主軸上且可裝卸地安裝上述加工工具之一的加工工具保持裝置，作為能夠?qū)ι鲜龉ぜM(jìn)行多種機(jī)械加工的加工中心而構(gòu)成，其特征在于上述加工工具保持裝置具有將上述主軸的旋轉(zhuǎn)傳送到上述加工工具的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)、和將上述加工工具向其旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向送進(jìn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
還有，本發(fā)明之3的機(jī)械加工機(jī)的特征在于，上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸與主軸的旋轉(zhuǎn)軸為同軸設(shè)置。
還有，本發(fā)明之4的機(jī)械加工機(jī)的特征在于，上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸與主軸的旋轉(zhuǎn)軸為平行設(shè)置。
還有，本發(fā)明之5的機(jī)械加工機(jī)的特征在于，上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸在與主軸的旋轉(zhuǎn)軸斜交的軸上設(shè)置。
還有，本發(fā)明之6的機(jī)械加工機(jī)的特征在于，上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有由與上述主軸同軸設(shè)置且被該主軸驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪和在上述斜交軸線上設(shè)置且被上述驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪所驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)側(cè)錐齒輪組成的錐齒輪機(jī)構(gòu)、和將上述從動(dòng)側(cè)錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為上述加工工具的軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)。
還有，本發(fā)明之7的機(jī)械加工機(jī)的特征在于上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有雙聯(lián)錐齒輪機(jī)構(gòu)、和將該錐齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為上述加工工具的軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)，上述雙聯(lián)錐齒輪機(jī)構(gòu)由第1錐齒輪機(jī)構(gòu)和第2錐齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其中第1錐齒輪機(jī)構(gòu)由被上述主軸驅(qū)動(dòng)的第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪和被上述第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪以第1設(shè)定轉(zhuǎn)速比驅(qū)動(dòng)的第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪構(gòu)成，第2錐齒輪機(jī)構(gòu)由被上述主軸驅(qū)動(dòng)的第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪和被上述第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪以不同于上述第1設(shè)定轉(zhuǎn)速比的第2設(shè)定轉(zhuǎn)速比驅(qū)動(dòng)的第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪構(gòu)成，上述運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)利用上述第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪與上述第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪的轉(zhuǎn)速差，將上述第1和第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為上述加工工具的直線運(yùn)動(dòng)。
還有，本發(fā)明之8的機(jī)械加工機(jī)的特征在于上述運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)由具有與上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置的陽螺紋和與該陽螺紋擰合的陰螺紋的螺紋運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，上述第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪與上述第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪均與上述主軸同軸連接且可以一體旋轉(zhuǎn)，上述第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪與上述第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪均與上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置，上述陽螺紋和上述陰螺紋中的任一方與上述第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪一體化設(shè)置且能夠旋轉(zhuǎn)、同時(shí)上述陽螺紋和上述陰螺紋中的另一方與上述第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪一體化設(shè)置且能夠旋轉(zhuǎn)，上述陽螺紋或上述陰螺紋與上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸一體化設(shè)置且能夠旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明之1至8的機(jī)械加工機(jī)，加工工具保持裝置具有將主軸的旋轉(zhuǎn)傳送到加工工具的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)、和將加工工具向其旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向送進(jìn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所以只要對(duì)加工工具進(jìn)行主軸(Z軸)方向和X軸與Y軸中的一個(gè)軸方向的進(jìn)給控制即可，在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，可以向機(jī)械加工方向直接對(duì)加工工具本身進(jìn)行進(jìn)給控制。
因此，特別是在進(jìn)行傾斜機(jī)械加工時(shí)，不需要象過去那樣同步控制X軸、Y軸以及Z軸的3個(gè)軸，從而可以簡單地控制加工工具的進(jìn)給。而且，由此可以簡化加工工具的進(jìn)給控制程序，不再需要過去那樣復(fù)雜的程序，可以降低軟件方面的成本。
還有，由于不需要進(jìn)行加工工具的X軸、Y軸以及Z軸的3個(gè)軸的進(jìn)給控制，所以也簡化了加工工具的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。因此，作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可以不采用過去那樣在3個(gè)軸方向移動(dòng)加工工具的復(fù)雜且昂貴的裝置。這樣，可以降低硬件成本。
特別是，根據(jù)本發(fā)明之6，可以只利用主軸的旋轉(zhuǎn)輸入來驅(qū)動(dòng)加工工具和進(jìn)給機(jī)構(gòu)。對(duì)于用于例如不需要嚴(yán)格控制進(jìn)給速度的切削鉆孔、或例如對(duì)已經(jīng)形成的孔的內(nèi)周面的切削加工等開孔加工以外的用途的旋轉(zhuǎn)加工工具向旋轉(zhuǎn)軸方向進(jìn)給的操作特別有效。還有，由于只采用了包括驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪與從動(dòng)側(cè)錐齒輪的1組錐齒輪機(jī)構(gòu)，因此部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單。
還有，根據(jù)本發(fā)明之7和8，可以只利用主軸的旋轉(zhuǎn)輸入來驅(qū)動(dòng)加工工具和進(jìn)給機(jī)構(gòu)。此時(shí)，通過采用雙聯(lián)的第1以及第2錐齒輪機(jī)構(gòu)，適當(dāng)設(shè)定這些第1以及第2錐齒輪機(jī)構(gòu)的各轉(zhuǎn)速比，可以精確地控制第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪和第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪的轉(zhuǎn)速差。這樣，只利用機(jī)械加工機(jī)的機(jī)械要素，不需要利用電子控制裝置等，就可以精確地控制加工工具的轉(zhuǎn)速、以及利用上述轉(zhuǎn)速差精確控制加工工具的進(jìn)給。特別是，根據(jù)本發(fā)明之8，由于運(yùn)動(dòng)變換結(jié)構(gòu)由螺紋運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所以通過適當(dāng)設(shè)定螺紋運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)的螺紋部的螺距，可以最佳設(shè)定加工工具的進(jìn)給。


圖1為示意性地局部表示適用于本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)的實(shí)施方式的M/C的一例的立體圖。
圖2為表示在圖1所示的M/C的主軸上安裝了進(jìn)行傾斜機(jī)械加工的加工工具夾持器的狀態(tài)的圖。
圖3為圖2所示例的加工工具夾持器的截面圖。
圖中1-加工中心(M/C)，2-裝置本體，3-工件，4-工作臺(tái)，6-工具，7-工具夾持器，7’-加工工具夾持器，8-主軸，10-工具交換裝置，12-加工工具，12a-加工工具12的刃尖，13-連接部，14-第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪，15-第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪，16-第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪，17-第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪，17a-齒部，17b-花鍵槽，18-旋轉(zhuǎn)軸，18a-陰螺紋，18b-花鍵槽，19-旋轉(zhuǎn)軸，20-陽螺紋部件，20a-陽螺紋，21-殼體，α-主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線，β-加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1為示意性地表示本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)的實(shí)施方式的一例的圖。圖2為本實(shí)施例的機(jī)械加工機(jī)所采用的加工工具夾持器的截面圖。
如圖1所示，該實(shí)施例的機(jī)械加工機(jī)為M/C1，該M/C1具有裝置本體2、支撐固定工件3的工作臺(tái)4、在該工作臺(tái)4上固定工件3的卡箍裝置5、可裝卸地安裝有各種工具(tool)6的工具夾持器(相當(dāng)于本發(fā)明的加工工具保持裝置)7、可裝卸地安裝這些工具夾持器7并將旋轉(zhuǎn)傳送到工具6并利用該工具6所具備的功能實(shí)施加工操作的主軸8、保管各種工具夾持器7的工具保管裝置9、和自動(dòng)工具交換裝置10，其中上述自動(dòng)工具交換裝置10自動(dòng)取下安裝在主軸8的工具夾持器7，并將其保管在工具保管裝置9，同時(shí)從工具保管裝置9所保管的工具夾持器7中取出安裝著隨后要實(shí)施的操作所需的工具6的工具夾持器7，并將其自動(dòng)安裝到主軸8。還有，30為M/C1的操作面板。
工具保管裝置9具有保持例如工具夾持器7的圓環(huán)狀的工具儲(chǔ)存器，同時(shí)設(shè)置有可以通過工具交換裝置10從工具儲(chǔ)存器取出工具夾持器7以及將工具夾持器7保持在工具儲(chǔ)存器中收容起來的工具取出收容位置11。然后，通過轉(zhuǎn)動(dòng)工具儲(chǔ)存器，將安裝有所需工具6的工具夾持器7設(shè)定在工具取出收容位置11，同時(shí)保持從主軸8取下的工具夾持器7的工具儲(chǔ)存器的保持部設(shè)定在工具取出收容位置11。
該工具保管裝置9所保管的各種工具6是在工件3上進(jìn)行穿孔的鉆頭或?qū)ぜ?進(jìn)行切削的切削工具等機(jī)械加工工具工具、為在工作臺(tái)4上固定或取下工件3而操作卡箍裝置5的卡箍工具。
可裝卸地安裝在工件夾持器7上的機(jī)械加工工具工具包括具有對(duì)工件3進(jìn)行穿孔加工的鉆頭或?qū)ぜ?上已穿設(shè)的孔的內(nèi)周面進(jìn)行螺紋切削加工的絲錐等對(duì)工件3進(jìn)行機(jī)械加工的加工工具12(如后述圖2及圖3所述)。
如圖2所示，該加工工具12安裝在工具夾持器7上，加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β(相當(dāng)于本發(fā)明的斜交軸線)與主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α相交成傾斜角度θ。以下，安裝有工具6中的加工工具12的工具夾持器7稱為加工工具夾持器7’。因此，安裝在加工工具夾持器7’的加工工具12對(duì)工件3進(jìn)行傾斜機(jī)械加工。
如圖3所示，加工工具夾持器7’由可裝卸地安裝在主軸8上的連接部13、與主軸8同軸且雙聯(lián)設(shè)置的第1及第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14、15、與加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18同軸且雙聯(lián)設(shè)置并與第1及第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14、15分別嚙合的第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、17、以及旋轉(zhuǎn)軸18組成。利用第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14和第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16組成第1錐齒輪機(jī)構(gòu)，利用第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15和第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17組成第2錐齒輪機(jī)構(gòu)。
連接部13如果可以一體旋轉(zhuǎn)且能夠裝卸地安裝在主軸8上并傳送主軸8的旋轉(zhuǎn)，則可以采用眾所周知的任意的連接部。因此省略連接部13的詳細(xì)說明。第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15安裝在從連接部13同軸延伸的旋轉(zhuǎn)軸19上且能夠與該旋轉(zhuǎn)軸19一體化旋轉(zhuǎn)。還有，第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14安裝在第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15上，被其筒狀軸部15a所支撐且能夠與該第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15、即與旋轉(zhuǎn)軸19一體化旋轉(zhuǎn)。
與第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14嚙合的第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16具有筒狀軸部16a，具有陽螺紋20a的陽螺紋部件20安裝在該筒狀軸部16a中，并在筒狀軸部16a內(nèi)延伸，并可與第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16一體化旋轉(zhuǎn)。還有，與第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15嚙合的第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17形成為筒狀，在其外周面的一部分形成的齒部17a的內(nèi)周面上形成有花鍵槽17b。
旋轉(zhuǎn)軸18貫穿筒狀的第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17并進(jìn)入第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16的筒狀軸部16a內(nèi)。旋轉(zhuǎn)軸18的進(jìn)入筒狀軸部16a內(nèi)的部分形成為筒狀部。該旋轉(zhuǎn)軸18的筒狀部的內(nèi)周面上形成有與陽螺紋部件20的陽螺紋20a嚙合的陰螺紋18a，同時(shí)筒狀部的外周面上形成有與第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17的花鍵槽17b花鍵結(jié)合的花鍵槽18b。通過這種花鍵嵌合，旋轉(zhuǎn)軸18即陰螺紋18a被該第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17支撐，并能夠與第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪一體化旋轉(zhuǎn)且可沿軸方向相對(duì)移動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)軸19、第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、17均各自通過軸承22、23、24、25、26、27、28被加工工具夾持器7’的殼體21支撐且能夠旋轉(zhuǎn)。這樣，旋轉(zhuǎn)軸18的與進(jìn)入筒狀軸部16a內(nèi)的部分相反的一側(cè)的端部從殼體21向外突出，加工工具12可裝卸地安裝在該旋轉(zhuǎn)軸18的突出端上。
這樣，連接部13、旋轉(zhuǎn)軸19、第1及第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14、15分別設(shè)置在主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α上。還有，第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、17、旋轉(zhuǎn)軸18、陽螺紋部件20設(shè)置在加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β上，與主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α以規(guī)定的傾斜角度θ相交。
設(shè)定第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14與第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16之間的第1齒輪比，使得第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16的旋轉(zhuǎn)速度低于第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14的旋轉(zhuǎn)速度。還有，設(shè)定第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15與第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17之間的第2齒輪比，使得這些錐齒輪15、17的旋轉(zhuǎn)速度相同。即，第1及第2齒輪比的設(shè)定互不相同，通過這種不同的齒輪比，在第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16的旋轉(zhuǎn)速度與第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17的旋轉(zhuǎn)速度之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度差，即在陽螺紋部件20的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)軸18的旋轉(zhuǎn)速度之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度差。
利用這一旋轉(zhuǎn)速度差，由陽螺紋20a與陰螺紋18組成的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的螺紋運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)發(fā)生作用，旋轉(zhuǎn)軸18相對(duì)于第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17即殼體21沿軸方向進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。
這樣，當(dāng)主軸8進(jìn)行正旋轉(zhuǎn)(即，加工工具12對(duì)工件3進(jìn)行機(jī)械加工的方向的旋轉(zhuǎn))時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸18一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向從殼體21伸出的方向沿著旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β進(jìn)行移動(dòng)，還有，當(dāng)主軸8進(jìn)行逆旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸18一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向被吸入殼體21內(nèi)的方向沿著旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β進(jìn)行移動(dòng)。
即，通過連接部13、旋轉(zhuǎn)軸19、第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15、第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17、以及旋轉(zhuǎn)軸18組成將主軸8的旋轉(zhuǎn)傳送到加工工具12的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)。還有，通過連接部13、旋轉(zhuǎn)軸19、第1及第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14、15、第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、17、陽螺紋部件20、以及旋轉(zhuǎn)軸18組成沿軸線β送進(jìn)加工工具12的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。即，加工工具夾持器7’具有向加工工具12傳送動(dòng)力的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)和加工工具12的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
還有，第1及第2齒輪比均不局限于上述例，可以進(jìn)行各種設(shè)定，只要能夠產(chǎn)生第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、17的旋轉(zhuǎn)速度差、且當(dāng)主軸8正旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用該旋轉(zhuǎn)速度差，旋轉(zhuǎn)軸18一邊旋轉(zhuǎn)，一邊從殼體21伸出來，從而可以充分發(fā)揮加工工具12的自身功能即可。
下面說明該例的M/C1的動(dòng)作。
如圖2所示，說明利用加工工具12對(duì)工件3進(jìn)行傾斜機(jī)械加工的情況。
首先，工件3被載置到M/C1的工作臺(tái)4上的規(guī)定位置上。接著，工具交換裝置10動(dòng)作，取出保管在工具保管裝置9中的安裝有卡箍工具6的工具夾持器7，將其安裝到主軸8。這樣，主軸8及工具夾持器7向Z軸方向(圖1中的上下方向)下降，使卡箍工具6靠到卡箍裝置5上，同時(shí)利用主軸8的驅(qū)動(dòng)力，通過卡箍工具6對(duì)卡箍裝置5進(jìn)行操作。這樣，卡箍裝置5將工件3固定(卡箍)在工作臺(tái)4的固定位置上。
接著，提升主軸8以及工具夾持器7，使其回到圖1所示的原來的位置。然后工具交換裝置10進(jìn)行動(dòng)作，工具交換裝置10拆下安裝在主軸8的工具夾持器7，將其保持在工具保管裝置9的工具儲(chǔ)存器的工具取出收容位置11所設(shè)定的規(guī)定的保持部。接著，轉(zhuǎn)動(dòng)工具儲(chǔ)存器，將對(duì)工件3進(jìn)行傾斜機(jī)械加工所需的加工工具夾持器7’設(shè)定在工具取出收容位置11。然后工具交換裝置10動(dòng)作，從工具儲(chǔ)存器取出該加工工具夾持器7’，如圖2所示，將其連接部13安裝到主軸8。
接著，主軸8及加工工具夾持器7’下降，將加工工具12的刃尖12a設(shè)定在工件3的上面的機(jī)械加工開始位置。接著，正旋轉(zhuǎn)主軸8。于是主軸8的旋轉(zhuǎn)通過上述動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)傳送到加工工具12，加工工具12進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。還有，由于主軸8的旋轉(zhuǎn)而使第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、17旋轉(zhuǎn)，則這些錐齒輪16、17之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度差。利用這一旋轉(zhuǎn)速度差，上述的進(jìn)給機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而一邊旋轉(zhuǎn)加工工具12，一邊進(jìn)行進(jìn)給控制。這樣，加工工具12就對(duì)工件3實(shí)施從主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線β傾斜規(guī)定傾斜角度θ的傾斜機(jī)械加工(例如，在加工工具12為鉆頭時(shí)的傾斜穿孔加工，或者加工工具12為絲錐時(shí)的傾斜螺紋切削加工等)。
結(jié)束了加工工具12的傾斜機(jī)械加工后，主軸8逆旋轉(zhuǎn)。通過該主軸8的逆旋轉(zhuǎn)，加工工具12一邊逆旋轉(zhuǎn)，一邊沿旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β朝吸入方向移動(dòng)，加工工具12的刃尖12a從工件3內(nèi)脫出。加工工具12回到初始位置后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)主軸8，結(jié)束加工工具12對(duì)工件3的傾斜機(jī)械加工工序。
然后，主軸8及加工工具夾持器7’上升到圖1所示的原來的位置并停止旋轉(zhuǎn)。然后如前所述一樣，工具交換裝置10從主軸8取下加工工具夾持器7’并保持到工具保管裝置9的工具儲(chǔ)存器的規(guī)定的保持部，然后再次取出安裝有卡箍工具6的工具夾持器7并將其安裝到主軸8。接著，主軸8及工具夾持器7下降，利用主軸8的驅(qū)動(dòng)力，通過卡箍工具6操作卡箍裝置5。這樣，卡箍裝置5解除對(duì)工件3的卡箍狀態(tài)。
利用本例的M/C1，可以只通過主軸8的旋轉(zhuǎn)輸入來實(shí)現(xiàn)加工工具12的驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。因此，將加工工具12的軸方向設(shè)定在與M/C1的主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α相交成傾斜角度θ的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β上，通過工具夾持器7’的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)將主軸8的旋轉(zhuǎn)傳送到加工工具12上，在旋轉(zhuǎn)該加工工具12的同時(shí)，利用主軸8的旋轉(zhuǎn)通過工具夾持器7’的進(jìn)給機(jī)構(gòu)使加工工具12本身向其軸方向進(jìn)給，因此可以通過主軸8的旋轉(zhuǎn)，利用加工工具12對(duì)工件3進(jìn)行相對(duì)于主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α傾斜的機(jī)械加工。此時(shí)，只要控制主軸8的旋轉(zhuǎn)，就可以控制加工工具12的傳送，所以不需要象過去那樣在傾斜加工時(shí)同步控制X軸、Y軸以及Z軸的3個(gè)軸，從而可以簡單地控制加工工具12的進(jìn)給。而且，簡化了加工工具12的進(jìn)給控制程序，不再需要過去那樣復(fù)雜的程序，可以降低軟件成本。還有，只要利用M/C1的機(jī)械要素，而不需要利用電子控制裝置的程序控制，就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加工工具12的驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給。
還有，由于不需要進(jìn)行加工工具12的X軸、Y軸以及Z軸的3個(gè)軸的進(jìn)給控制，所以也簡化了加工工具12的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。因此，作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可以不象過去那樣采用在3個(gè)軸方向移動(dòng)加工工具12的復(fù)雜且昂貴的裝置。這樣，可以降低硬件成本。
還有，由于采用了第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14與第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16、以及第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15與第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17的雙聯(lián)錐齒輪機(jī)構(gòu)，從而可以精確地進(jìn)行傳送設(shè)定。
還有，在上述例的M/C1中，通過使主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α與加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β斜交成規(guī)定的傾斜角度θ，加工工具12可以對(duì)工件3進(jìn)行傾斜機(jī)械加工，但本發(fā)明并不局限與此，加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β也可以設(shè)定為與主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α同軸，還有，加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β也可以設(shè)定為與主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α平行。在這些情況下，利用平齒輪等其他齒輪來取代錐齒輪，加工工具12可以對(duì)工件3沿主軸8的軸方向進(jìn)行機(jī)械加工。
還有，在上述例的M/C1中，加工工具12的進(jìn)給機(jī)構(gòu)由雙聯(lián)的錐齒輪機(jī)構(gòu)(14、15、16、17)組成，通過該雙聯(lián)的錐齒輪(14、15、16、17)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度差，進(jìn)行加工工具12的進(jìn)給控制，但本發(fā)明并不局限與此，也可以利用液壓或空氣壓等流體壓力或電磁力來進(jìn)行加工工具12的進(jìn)給控制。此時(shí)，可以省略第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14、第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16以及陽螺紋部件20。
還有，上述例中，使用了雙聯(lián)的錐齒輪機(jī)構(gòu)，但本發(fā)明并不一定要使用雙聯(lián)的錐齒輪機(jī)構(gòu)，也可以省略第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪14以及第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪16。此時(shí)，陽螺紋部件20固定在殼體21上并不能旋轉(zhuǎn)。這樣也可以只利用主軸8的旋轉(zhuǎn)輸入實(shí)現(xiàn)加工工具12的驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。例如，對(duì)于用于例如不能嚴(yán)格控制進(jìn)給節(jié)距的切削鉆孔、或例如對(duì)已經(jīng)形成的孔的內(nèi)周面的切削加工等穿孔加工以外的用途的旋轉(zhuǎn)加工工具向旋轉(zhuǎn)軸方向進(jìn)給的情況很有效。還有，由于只采用了第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪15以及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪17，所以部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單。
還有，上述例中，主軸8的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α與加工工具12的旋轉(zhuǎn)軸18的軸線β形成的傾斜角度θ固定，因此只能實(shí)施相對(duì)主軸8總是為一定的傾斜角度θ的傾斜方向的機(jī)械加工。如果在例如裝置本體2與主軸8之間設(shè)置主軸8的傾斜角度調(diào)節(jié)設(shè)定裝置，從而可以設(shè)定主軸8相對(duì)于主軸8的一般情況下的旋轉(zhuǎn)軸的軸線α形成任意的傾斜角度，或者在工作臺(tái)4與裝置本體2之間設(shè)置傾斜角度調(diào)節(jié)設(shè)定裝置，從而可以設(shè)定工作臺(tái)4相對(duì)于裝置本體2形成任意的傾斜角度，因而可以對(duì)工件3進(jìn)行規(guī)定角度θ以外的任意傾斜角度的傾斜機(jī)械加工。還有，通過準(zhǔn)備規(guī)定傾斜角度θ不同的各種工具夾持器7，在對(duì)工件3實(shí)施所需傾斜角度的傾斜機(jī)械加工時(shí)，可以靈活地對(duì)應(yīng)。
還有，上述例中，說明了將本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)適用于M/C的情況，但本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)也能夠適用于其他的通用機(jī)或?qū)Ｓ脵C(jī)，特別優(yōu)選可自動(dòng)交換工具的通用機(jī)、并具有進(jìn)行工具交換的工具交換裝置的M/C。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械加工機(jī)，至少具有能夠旋轉(zhuǎn)的主軸、載置固定工件的工作臺(tái)、對(duì)上述工件進(jìn)行機(jī)械加工的加工工具、和被安裝在上述主軸上且安裝上述加工工具的加工 工具保持裝置，其特征在于上述加工工具保持裝置具有將上述主軸的旋轉(zhuǎn)傳送到上述加工工具的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)、和將上述加工工具向其旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向送進(jìn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
2.一種機(jī)械加工機(jī)，至少具有能夠旋轉(zhuǎn)的主軸、載置固定工件的工作臺(tái)、對(duì)上述工件進(jìn)行機(jī)械加工的多種加工工具、和被安裝在上述主軸上且可裝卸地安裝上述加工工具之一的加工工具保持裝置，作為能夠?qū)ι鲜龉ぜM(jìn)行多種機(jī)械加工的加工中心而構(gòu)成，其特征在于上述加工工具保持裝置具有將上述主軸的旋轉(zhuǎn)傳送到上述加工工具的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)、和將上述加工工具向其旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向送進(jìn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸與主軸的旋轉(zhuǎn)軸為同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸與主軸的旋轉(zhuǎn)軸為平行設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸在與主軸的旋轉(zhuǎn)軸斜交的斜交軸線上設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有由與上述主軸同軸設(shè)置且被該主軸驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪和在上述斜交軸線上設(shè)置且被上述驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪所驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)側(cè)錐齒輪組成的錐齒輪機(jī)構(gòu)、和將上述從動(dòng)側(cè)錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為上述加工工具的軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有雙聯(lián)錐齒輪機(jī)構(gòu)、和將該錐齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為上述加工工具的軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)，上述雙聯(lián)錐齒輪機(jī)構(gòu)由第1錐齒輪機(jī)構(gòu)和第2錐齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其中第1錐齒輪機(jī)構(gòu)由被上述主軸驅(qū)動(dòng)的第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪和被上述第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪以第1設(shè)定轉(zhuǎn)速比驅(qū)動(dòng)的第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪構(gòu)成，第2錐齒輪機(jī)構(gòu)由被上述主軸驅(qū)動(dòng)的第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪和被上述第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪以不同于上述第1設(shè)定轉(zhuǎn)速比的第2設(shè)定轉(zhuǎn)速比驅(qū)動(dòng)的第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪構(gòu)成，上述運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)利用上述第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪與上述第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪的轉(zhuǎn)速差，將上述第1和第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為上述加工工具的直線運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)由具有與上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置的陽螺紋和與該陽螺紋擰合的陰螺紋的螺紋運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，上述第1驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪與上述第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪均與上述主軸同軸連接且可以一體旋轉(zhuǎn)，上述第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪與上述第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪均與上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置，上述陽螺紋和上述陰螺紋中的任一方與上述第1從動(dòng)側(cè)錐齒輪一體化設(shè)置且能夠旋轉(zhuǎn)、同時(shí)上述陽螺紋和上述陰螺紋中的另一方與上述第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪一體化設(shè)置且能夠旋轉(zhuǎn)，上述陽螺紋或上述陰螺紋與上述加工工具的旋轉(zhuǎn)軸一體化設(shè)置且能夠旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種機(jī)械加工機(jī)，加工工具(12)安裝在加工工具夾持器(7′)上，加工工具(12)的旋轉(zhuǎn)軸(18)的軸線(β)與主軸的旋轉(zhuǎn)軸的軸線(α)相交成傾斜角度(θ)。安裝在加工工具夾持器(7′)上的加工工具(12)對(duì)工件(3)進(jìn)行傾斜機(jī)械加工。向主軸連接用的連接部(13)、旋轉(zhuǎn)軸(19)、第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪(15)、第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪(17)、及旋轉(zhuǎn)軸(18)組成將主軸的旋轉(zhuǎn)傳送到加工工具(12)的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)。連接部(13)、旋轉(zhuǎn)軸(19)、第1及第2驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪(14、15)、第1及第2從動(dòng)側(cè)錐齒輪(16、17)、陽螺紋部件(20)、及旋轉(zhuǎn)軸(18)組成沿旋轉(zhuǎn)軸的軸線(β)進(jìn)給加工工具(12)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。由此，能更簡單地進(jìn)行加工工具的進(jìn)給控制。
文檔編號(hào)B23Q1/00GK1575920SQ20041007135
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者村井和孝, 白土信明 申請(qǐng)人:愛信艾達(dá)株式會(huì)社