JP3060856U - 工作機械の多軸スピンドルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工物ｗの深い個所を切削できるものであ
っても、所要個所の潤滑が簡易に行えるものとする。 【解決手段】 先端に刃具１７を備えたスピンドル軸１
０が同一方向へ複数配設される多軸スピンドルヘッドに
於いて、霧状潤滑油の発生手段３３を設け、この発生手
段３３で生成した霧状潤滑油が各スピンドル軸１０回転
中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管１９を経
て各刃具１７の先端から噴出されると共にヘッドフレー
ム４、５ａ、５ｂの遮蔽空間Ｓ１、ｓ２内に存在する各
潤滑所要個所１４、１５、ｂ及び２６に供給される構成
となす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、刃具先端部から霧状潤滑油が噴出される工作機械の多軸スピンドル ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械による加工では被加工物や刃具の冷却及び潤滑、又は切屑の除去など のため加工部に切削油を多量に供給しているが、これによるときは切削油による 環境汚染や人体の健康への悪影響、切削油の廃油処理に伴う大きなコスト、被加 工物の過冷却による刃具寿命の低下、又は切削油過多による刃具の微細切込み加 工時の滑り磨耗などの問題があるほか、加工時に多量の切削油が切屑に付着する ため、切屑の処理や再利用のさい、これに付着した切削油を分離することが必要 となる。

【０００３】 これらの問題を解決するため、近年では極微量の切削油を霧状にして切削加工 部へ供給することが行われているのであり、このような処理はドライ切削などと 称されている。

【０００４】 ところで、工作機械の多軸スピンドルヘッドに於いては、被加工物の比較的深 い個所を切削する際に刃具先端部を効果的に潤滑することができるように、各刃 具の先端から霧状の切削油を噴出させるようになしたものが存在している。 この種の多軸スピンドルヘッドでは、ヘッドケーシングの内方に設けられた軸 受や歯車等の潤滑所要個所は切削油とは別種の液状潤滑油により潤滑されるのが 一般的である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の多軸スピンドルヘッドでは、切削油による刃具先端部の潤滑と 、潤滑油による軸受及び歯車の潤滑との二種類の潤滑手段を設ける必要があって 潤滑のための構造やメンテナンスが複雑化し、また液状の潤滑油がスピンドル軸 の回転中に多くの摩擦熱を発生して加工精度低下の原因をなすため、スピンドル 軸回転の高速化が制限されるのである。 本考案は、斯かる実情に対処し得るものとした工作機械の多軸スピンドルヘッ ドを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案では、先端に刃具を備えたスピンドル軸が同 一方向へ複数配設される多軸スピンドルヘッドに於いて、霧状潤滑油の発生手段 を設け、この発生手段で生成させた霧状の潤滑油が各スピンドル軸回転中心部に 非回転状態に設けられた切削液供給管を経て各刃具の先端から噴出されると共に ヘッドフレームの遮蔽空間内に存在する各潤滑所要個所に供給される構成となす 。

【０００７】 これによれば、霧状の潤滑油が、被加工物の深い個所を切削している刃具の先 端部のほか、前記遮蔽空間内の各潤滑所要個所を潤滑するのであり、また霧状の 潤滑油はスピンドルの回転に伴う摩擦熱の発生を軽減させると共に多数の潤滑所 要個所を効率的に潤滑するものとなる。

【０００８】 上記発明はさらに次のように具体化する。 即ち、ヘッドフレームの外部に霧状潤滑油の発生手段を設けると共にこの発生 手段で生成させた霧状の潤滑油をヘッドフレームの遮蔽空間内へ供給するための 管路を形成し、遮蔽空間内に供給された霧状の潤滑油が各スピンドル軸回転中心 部に非回転状態に設けられた切削液供給管を経て各刃具の先端から噴出されると 共に遮蔽空間内に存在する歯車や軸受等の各潤滑所要個所に供給される構成とな す。これによれば、潤滑油の発生手段や管路がヘッドフレームの外部に存在して 取扱いや保守の行い易いものとなる。

【０００９】 さらに、ヘッドフレームの適当個所に遮蔽空間内の霧状潤滑油を流通させるた めの通路を形成する。これにより、霧状の潤滑油の循環流動やヘッドフレーム外 部への流出による流動が促進され、遮蔽空間内に存在する歯車や軸受等の各潤滑 所要個所が確実に潤滑されるものとなる。

【００１０】

【考案の実施の形態】

図１は本考案の実施例に係る多軸スピンドルヘッドを具備した工作機械の要部 を示す側面視断面図、図２は図１のｘーｘ部を示す図、図３は前記スピンドルヘ ッドの拡大断面図である。

【００１１】 これらの図に於いて、１はベッドで、２はこのベッド１の上面の案内軌道１ａ を介して前後方向ｆ１、ｆ２の作動可能に装着された移動台、そして３は移動台 ２の上面に固定された多軸スピンドルヘッドである。

【００１２】 多軸スピンドルヘッド３は具体的には次のようになされている。 即ち、移動台２に固定された主ヘッドフレーム４を備えると共に、このフレー ム４の前面にスピンドル部５を形成されている。スピンドル部５は中間ヘッドフ レーム５ａと前部ヘッドフレーム５ｂとを主ヘッドフレーム４の前面にボルト固 定されてなる。

【００１３】 中間ヘッドフレーム５ａは起立壁部６と側壁部７を有しており、また前部ヘッ ドフレーム５ｂは起立壁部８とスピンドルケース部９とからなる。 この際、起立壁部８は主ヘッドフレーム４や中間ヘッドフレーム５ａにボルト 固定し、特定位置に図３に示すようにスピンドル軸１０の挿通される透孔８ａが 各スピンドル軸１０毎に形成されている。 Ｓ１及びＳ２はこれらヘッドフレーム４、５ａ、５ｂで囲まれた前後の遮蔽空 間であり、これらは透孔８ａを介して互いに連通されている。

【００１４】 スピンドルケース部９は複数のスピンドル軸１０を包囲するための方形状の外 壁部１１と、スピンドル軸１０間に位置した中間壁部１２とからなる。

【００１５】 外壁部１１の前面部には各スピンドル軸１０に対応した円形の透孔ａが図３に 示すように形成されており、各透孔ａの前面にはスピンドル軸１０の挿通される 前端面カバー１３がボルト固定されている。

【００１６】 各スピンドル軸１０は前部径大部１０ａと後部細径部１０ｂとからなっていて 、透孔ａに嵌着された軸受１４と透孔８ａに嵌着された軸受１５とで前部ヘッド フレーム５ｂ上の一定位置での回転自在に支持されている。各スピンドル軸１０ の中心部の軸方向個所には直状の孔ｂが形成してあり、この孔ｂの前部ｂ１は径 大状となされている。 １６は前端面カバー１３の前面を被うためのカバー部材でスピンドル軸１０に 固定されている。

【００１７】 上記孔ｂの前部ｂ１には刃具１７の固定された工具ホルダ１８が嵌着固定させ てある。この際、刃具１７中心部及び工具ホルダ１８中心部の各軸方向個所には 切削油透孔ｃ１、ｃ２が形成される。

【００１８】 スピンドル軸１０の孔ｂの内方にはこの孔ｂの径より細い直状の切削油供給管 １９がスピンドル軸１０と同心に設けてある。この供給管１９は後端を後部ケー スフレーム５ａの起立壁部６に設けられた孔６ｂ内に位置され、結合部材２０ａ 、２０ｂを介して起立壁部６にボルト固定されると共に、前端を工具ホルダ１８ の切削油透孔ｃ２内に位置されている。 この際、切削油供給管１９の前部と孔ｂとの間には軸受２１を設け、切削油供 給管１９がスピンンドル軸１０の円滑な回転を阻害しないようにする。

【００１９】 各スピンドル軸１０は主ヘッドフレーム４に装設された主軸駆動モータ２２で 駆動されるようになされており、具体的には次のようになされている。 即ち、主軸駆動モータ２２の出力軸に結合された原動軸２３をスピンドル部５ の前部及び中間ヘッドフレーム５ａ、５ｂ個所に一定位置での回転自在に設け、 この原動軸２３の先部に原動歯車２４を形成する。一方では各スピンドル軸１０ の後端部に従動歯車２５を固定し、この従動歯車２５と原動歯車２４とを複数の 中間歯車２６からなる歯車列で連動連結させる。この際、ｄは原動歯車２４及び 中間歯車２６の回転中心軸を回転自在に支持した軸受である。

【００２０】 このように構成した多軸スピンドルヘッド３の前方にはベッド１と一定相対配 置となした被加工物固定台２７が設けてある。この際、被加工物固定台２７の支 持面２７ａの周囲には包囲枠部材２８が固定される。

【００２１】 ２９は多軸スピンドルヘッド３の前面に枢着点３０廻りの上方へ退避移動可能 且つ前後方向ｆ１、ｆ２の伸縮可能に装着されたカバー装置で、加工時は包囲枠 部材２８に密状に接して被加工物ｗや多軸スピンドルヘッド３の前部を下方側の み開放された状態に包囲するものとなしてある。

【００２２】 ３１は切屑を案内するためのホッパー形案内路でカバー装置２９の下面を被う ように配設してあり、また３２はホッパー形案内路３１から落下した切屑などを 適当個所へ案内するための案内面装置である。

【００２３】 ３３は霧状の潤滑油を生成するための霧状潤滑油の発生装置で、圧縮空気供給 管３４、フィルター３５ａ、圧力調整装置３５ｂ、霧化装置３５ｃ及び潤滑油送 出管３６とを備えている。潤滑油送出管３６は管路３７を介して主ヘッドフレー ム４の壁面の透孔ｐ１と前部ヘッドフレーム５ｂの外壁面１２の透孔ｐ２とに連 通させてあり、管路３７途中には適時に開閉作動される電磁弁３８が設けてある 。

【００２４】 さらに、前端面カバー１３とスピンドル軸１０外周面との間に適当な隙間を形 成すると共に、前端面カバー１３の前端とこれの前方に存在したカバー部材１６ の後面との間にも適当な隙間を形成しており、また中間ヘッドカバー５ａの起立 壁６にはこれの前後の空間を連通させるための透孔ｐ３が形成してある。

【００２５】 次に上記の如く構成した本実施例品の使用例及びその作動を説明する。 被加工物ｗを固定する際は、移動台２を図１の位置から後方ｆ２へ移動させる 。これによりカバー装置２９の前縁は包囲枠部材２８から離れ、カバー装置２９ の前後方向全長は図示しない付勢手段により最長状態となる。この状態の下で、 カバー装置２９を図１の状態から枢着点３０廻りの上方へ退避させて作業空間を 広く確保し、被加工物固定台２７の支持面２７ａに被加工物ｗを固定させる。

【００２６】 この後、カバー装置２９を原位置に戻し、主軸駆動モータ２２を作動させる。 これにより、このモータ２２の回転は歯車２４、２５、２６を介して各スピンド ル軸１０に伝達され、各スピンドル１０は軸受１４、１５に案内されて回転する 。

【００２７】 各切削油供給管１９は起立壁部６に固定されているため、スピンドル軸１０の 回転中に於いても非回転状態に保持される。また、軸受２１は切削油供給管１９ とスピンドル軸１０との接触を確実に阻止するものとなる。

【００２８】 この一方では必要に応じて電磁弁３８を開放作動させる。これにより、圧縮空 気供給管３４から供給される圧縮空気が霧状潤滑油の発生装置３５ｃ内へ流入し 、霧化装置３５ｃは霧吹き原理で霧状の潤滑油を生成する。

【００２９】 この霧状の潤滑油は管路３５及び透孔ｐ１、ｐ２を経てヘッドフレーム４、５ ａ、５ｂの遮蔽空間ｓ１、ｓ２内に供給され、その一部は各切削油供給管１９内 へ流入し、これの内方を前方ｆ１へ向け流動するものとなる。この切削油供給管 １９内を流動している霧状の潤滑油は、切削油供給管１９が回転しないため、ス ピンドル軸１０が回転してもその回転による遠心力の作用を全く受けないのであ り、従って切削油供給管１９内に於いて遠心力による液化現象を生じず且つその 構成成分間の比重差による成分分離現象を生じることもなく、均等に分布された 状態を保持される。

【００３０】 この霧状潤滑油はやがて切削油供給管１９の前端から噴出され、工具ホルダ１ ８や刃具１７の切削油透孔ｃ１、ｃ２を通じて刃具１７の先端から比較的均等な 分布状態で噴出されるのである。

【００３１】 また遮蔽空間ｓ１、ｓ２内に供給された潤滑油のうち切削油供給管１９内に流 入しなかったものは歯車２４、２５、２６等の回転による流動誘発作用により遮 蔽空間ｓ１、ｓ２内を通路としての透孔ｐ３等を通じて循環流動したり、軸受１ ４、１５の隙間及び、各スピンドル軸１０とその前端面カバー１３との隙間を経 て外方へ流出する。 これら潤滑油の循環流動や、その外方流出に伴う流動は、微細な潤滑油粒を歯 車２４、２５、２６や軸受１４、１５等の各潤滑所要個所に斑なく付着させるの であり、これにより各潤滑所要個所はこれら潤滑油粒により間断なく潤滑される 。

【００３２】 次にこのような作動状態の下で移動台２を前方ｆ１へ移動させるのであり、こ の移動によりカバー装置２９の前端縁が包囲枠部材２８の後端縁と圧接し、以後 、カバー装置２９はこの圧接状態を保持されたまま図示しない付勢手段の弾力に 抗して移動台２の前進変位に応じつつ短縮変形される。

【００３３】 そして移動台２の前方移動が一定大きさに達すると、刃具１７が被加工物ｗに 達し、これを加工するものとなる。この加工中にも、霧状の潤滑油が刃具１７の 先端から噴出され、たとえ刃具１７が被加工物ｗの深部を加工する状態となって も、所要個所を効果的に潤滑するものとなる。 なお、加工の終了した被加工物ｗを被加工物固定台２７から取り外すさいはこ れを装着したときの逆の手順による。

【００３４】

【考案の効果】

以上の如く構成した本考案によれば、霧状の潤滑油が刃具先端部に加えて、ヘ ッドフレームの遮蔽空間内の各潤滑所要個所をも潤滑するようになるため、被加 工物の比較的深い個所を切削できるものでありながら簡易に潤滑されるものとな り、また霧状の潤滑油がスピンドル軸の回転に伴う摩擦熱の発生を軽減させるた め加工精度を良好に維持し得ると共にスピンドル回転の高速化による切削の迅速 化が図れるのであり、さらに気流による潤滑油流動により潤滑手段を簡易となす ことができるほか、そのメンテナンスも簡便となるものである。

【００３５】 請求項２によれば、霧状潤滑油の発生手段及び管路等の取扱いや保守が簡便に 行えるものとなる。

【００３６】 請求項３によれば、遮蔽空間内に於ける霧状の潤滑油の循環流動等が促進され るため、遮蔽空間内に存在する歯車や軸受等の各潤滑所要個所が確実に潤滑され るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る多軸スピンドルヘッドを
具備した工作機械の要部を示す側面視断面図である。

【図２】図１のｘーｘ部を示す図である。

【図３】前記スピンドルヘッドの拡大断面図である。

【符号の説明】

４、５ａ、５ｂ ヘッドフレーム １０ スピンドル軸 １４、１５、ｄ 軸受（潤滑所要個所） １７ 刃具 １９ 切削液供給管 ２４、２５、２６ 歯車（潤滑所要個所） ３３ 霧状潤滑油の発生手段 ｐ３ 通路 ｓ１、ｓ２ 遮蔽空間

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に刃具を備えたスピンドル軸が同一
   方向へ複数配設された多軸スピンドルヘッドに於いて、
   霧状潤滑油の発生手段を設け、この発生手段で生成させ
   た霧状の潤滑油が各スピンドル軸回転中心部に非回転状
   態に設けられた切削液供給管を経て各刃具の先端から噴
   出されると共にヘッドフレームの遮蔽空間内に存在する
   各潤滑所要個所に供給される構成としたことを特徴とす
   る工作機械の多軸スピンドルヘッド。
2. 【請求項２】 先端に刃具を備えたスピンドル軸が同一
   方向へ複数配設される多軸スピンドルヘッドに於いて、
   ヘッドフレームの外部に霧状潤滑油の発生手段を設ける
   と共にこの発生手段で生成させた霧状の潤滑油をヘッド
   フレームの遮蔽空間内へ供給するための管路を形成し、
   遮蔽空間内に供給された霧状の潤滑油が各スピンドル軸
   回転中心部に非回転状態に設けられた切削液供給管を経
   て各刃具の先端から噴出されると共に遮蔽空間内に存在
   する歯車や軸受等の各潤滑所要個所に供給されることを
   特徴とする工作機械の多軸スピンドルヘッド。
3. 【請求項３】 ヘッドフレームの適当個所に遮蔽空間内
   の霧状の潤滑油を流通させるための通路を形成したこと
   を特徴とする請求項２又は３記載の工作機械の多軸スピ
   ンドルヘッド。