(57)【要約】【課題】  温度変化に対する熱変位を鈍感とでき、送り量等の煩雑な補正演算を行うことなく、精度の良い加工が行える工作機械の刃物台装置を提供する。【解決手段】  工具９を取付けるステーションＳを複数有するタレット４と、このタレット４の任意のステーションＳを所定の加工位置に割り出す刃物台割出機構とを備える。この刃物台装置において、タレット４のステーションＳまたはこのステーションＳの近傍に、タレット４のタレット本体４Ａよりも比熱の大きさ材質の熱変位抑制材１１を設ける。熱変位抑制材１１は、例えば、切削液等の液体として、タレット本体４Ａ内に抑制材収容室１２を形成して溜める。熱変位抑制材１１は固体であっても良い。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を取付けるステーションを複数有する刃物台と、この刃物台の任意のステーションを所定の加工位置に割り出す刃物台割出機構とを備えた刃物台装置において、前記刃物台の前記ステーションまたはこのステーションの近傍に、前記刃物台の刃物台本体よりも比熱の大きい材質の熱変位抑制材を設けたことを特徴とする工作機械の刃物台装置。
【請求項２】
前記熱変位抑制材が液体であり、この液体の熱変位抑制材を溜める抑制材収容室を前記刃物台本体に設けた請求項１記載の工作機械の刃物台装置。
【請求項３】
前記刃物台がタレットであり、前記ステーションの工具取付面下のタレット本体に前記熱変位抑制材を内蔵した請求項１または請求項２記載の工作機械の刃物台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タレット旋盤等における工作機械の刃物台装置に関し、特にその熱変位を抑制する工夫に関する。
【背景技術】
【０００２】
タレット旋盤等の工作機械において、切削エリアに突き出しているタレット等の刃物台は、外気やクーラントなどの外部環境の変化に対して影響を受け、敏感に温度変化する。このため、短時間の停止時における急な熱変位や、外気温変化時に時定数の違いによる熱変位が生じるといった問題がある。
【０００３】
タレット刃物台において、タレット前面と背面間に生じる熱膨張差による工具刃先変位量を少なくするものとしては、タレットに切削液を循環させる流路を設け、切削液に伝熱させて前面と背面間の温度差を少なくするものが提案されている（特許文献１）。
また、熱変位に応じて、タレットの送り量等を補正する熱変位補正も種々提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−０８２２６５号公報
【特許文献２】特開２００３−３４０６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、切削液を循環させるものは、タレットの前面と背面間の温度差を無くす点では優れている。しかし、運転状況や外気温度等の急激な変化に対応させることはできない。
また、特許文献２等のような送り量の熱変位補正は、タレットの急激な温度変化に適切に対応することが難しい。急激な温度変化に適切に対応するには、温度変化による熱膨張を予測して補正演算を行う必要があるが、温度変化の状況が一定しないため、予測による補正演算が困難である。
【０００５】
この発明の目的は、温度変化に対する熱変位を鈍感とでき、送り量等の煩雑な補正演算を行うことなく、精度の良い加工が行える工作機械の刃物台装置を提供することである。  この発明の他の目的は、簡単な構成で安価に、温度変化に対する刃物台の熱変位を鈍感とできるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、熱変位の鈍感化のための手段の付加によって刃物台が大型化を伴うことを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の工作機械の刃物台装置は、工具を取付けるステーションを複数有する刃物台と、この刃物台の任意のステーションを所定の加工位置に割り出す刃物台割出機構とを備えた刃物台装置において、前記刃物台の前記ステーションまたはこのステーションの近傍に、前記刃物台の刃物台本体よりも比熱の大きい材質の熱変位抑制材を設けたことを特徴とする。
この構成によると、刃物台本体よりも比熱の大きさ材質の熱変位抑制材を設けたため、刃物台全体の熱容量が大きくなり、刃物台の熱変位が鈍感となる。また、上記ステーションまたはその近傍に熱変位抑制材を設けたので、刃物台の熱変位を効果的に抑制することができる。これらのため、送り量等の煩雑な補正演算を行うことなく、精度の良い加工を行うことができる。
【０００７】
この発明において、前記熱変位抑制材が液体であり、この液体の熱変位抑制材を溜める抑制材収容室を前記刃物台本体に設けても良い。
熱変位抑制材が液体であると、簡単な構成で安価に、温度変化に対する刃物台の熱変位を鈍感とできる。
【０００８】
この発明において、前記刃物台がタレットであり、前記ステーションの工具取付面下のタレット本体に前記熱変位抑制材を内蔵しても良い。
タレット本体に熱変位抑制材を内蔵すると、外部に熱変位抑制材を設ける場合と異なり、刃物台が大型化することが回避できる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の工作機械の刃物台装置は、工具を取付けるステーションを複数有する刃物台と、この刃物台の任意のステーションを所定の加工位置に割り出す刃物台割出機構とを備えた刃物台装置において、前記刃物台の前記ステーションまたはこのステーションの近傍に、前記刃物台の刃物台本体よりも比熱の大きい材質の熱変位抑制材を設けたため、温度変化に対する熱変位を鈍感とでき、送り量等の煩雑な補正演算を行うことなく、精度の良い加工を行うことができる。
前記熱変位抑制材が液体であり、この液体の熱変位抑制材を溜める抑制材収容室を前記刃物台本体に設けた場合は、簡単な構成で安価に、温度変化に対する刃物台の熱変位を鈍感とすることができる。
前記刃物台がタレットであり、前記ステーションの工具取付面下のタレット本体に前記熱変位抑制材を内蔵した場合は、熱変位の鈍感化のための手段の付加によって刃物台が大型化を伴うことを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、この発明の刃物台装置を装備した工作機械であるタレット旋盤の平面図である。ベッド１上に、主軸台２が設置され、その側方に送り台３を介して刃物台であるタレット４が設置されている。主軸台２には、ワークＷを保持して回転させる主軸５が回転自在に設置されている。送り台３は、ベッド１上の案内１ａに左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設置され、モータおよびボールねじ等からなる左右送り機構６により進退駆動される。送り台３には前後方向（Ｚ軸方向）に移動可能な前後移動台部７が設置され、この前後移動台部７に、タレット軸８を介してタレット４が設置されている。前後移動台部７は、送り台３に設置されたモータおよびボールねじ等の前後送り機構（図示せず）により前後移動させられる。
【００１１】
タレット４は、工具９を取付けるステーションＳを外周に複数（例えば６〜１０個程度）有する刃物台であり、各ステーションＳにおける工具取付面４ａに、工具８が取付けられる。工具８は、バイト等の工具本体９ａと、この工具本体９ａを保持した工具ホルダ９ｂとでなり、工具ホルダ９ｂがボルト（図示せず）等でタレット４に取付けられる。
タレット４は、刃物台本体である鋳物等からドラム状のタレット本体４Ａと、このタレット本体４Ａに組み付けられた種々の部品とでなる。タレット４は、そのタレット本体４Ａがタレット軸８の先端に固定されていて、タレット軸８の回転により、任意のステーションＳが主軸５に対応する所定位置に旋回割り出しされる。このタレット４の旋回割り出しは、送り台３の前後移動台部７に設置された刃物台割出機構１０でタレット軸８を回転させることにより行われる。
【００１２】
図２に示すように、タレット４には、各ステーションＳにおける工具取付面４ａの下におけるタレット本体４Ａに、熱変位抑制材１１が内蔵されている。熱変位抑制材１１は、タレット本体４Ａよりも比熱の大きな部材であり、切削液またはその他の液体であっても、またコンクリートやモルタルその他の固体、あるいはアスファルト等の粘弾性体等であって良い。熱変位抑制材１１が液体である場合、抑制材収容室１２がタレット本体４Ａ内に設けられ、この抑制材収容室１２内に、熱変位抑制材１１が封入され、あるいは出入り自在に溜められる。熱変位抑制材１１は、各ステーションＳ毎に個別に設けても良く、またタレット４の全周に連続する環状としても良い。
【００１３】
図３は、タレット４の内部構造の具体例を示す。この例では、熱変位抑制材１１は切削液とされる。外筒１３内にタレット軸８がライナ２１を介して回転自在に挿通され、タレット軸８の先端にタレット本体４Ａが固定されている。外筒１３は、送り台３（図１）の前後移動台部７に対して固定の部材であり、前後移動台部７の一部として形成された部分であっても良い。
図３において、タレット軸８は中空軸からなり、その中空孔内に切削液パイプ１４が相対的に回転自在に挿通されている。切削液パイプ１４は、後端が切削液の供給源（図示せず）に接続されている。タレット軸８は、上記のように旋回割出のためにタレット本体４Ａと共に回転するが、切削液パイプ１４は、後端などで外筒１３等に対して固定されていて、回転しない部材であり、その先端にタレット非旋回部４Ｂが固定されている。タレット非旋回部４Ｂは、タレット本体４Ａの前面中央に設けられた嵌合孔内に相対的に回転自在に嵌合し、タレット非旋回部４Ｂの外周で、タレット４の旋回部分であるタレット本体４Ａが旋回する。なお、タレット本体４Ａと外筒１３との間には、タレット本体４Ａを回転割出しした角度で外筒１３に固定するための噛合カップリング１９が設けられている。噛合カップリング１９は係脱機構（図示せず）によって噛み合いの係脱操作が行われる。
【００１４】
タレット非旋回部４Ｂには、内端が切削液パイプ１４に連通して外端が外径面に開放された固定部冷却液流路１５が１箇所に設けられている。
タレット本体４Ａの内部には、内端が固定部冷却液流路１５に連通して外端がステーションＳに開放された回転部冷却液流路１６が、各ステーションＳ毎に設けられている。これら回転部冷却液流路１６は、主軸５（図１）と対応する旋回位置に割り出されたステーションＳに対する回転部冷却液流路１６の内端が、固定部冷却液流路１５の外端と連通し、その他の各ステーションＳの回転部冷却液流路１６の内端は、タレット非旋回部４Ｂの外周面で閉じられる。
各ステーションＳの回転部冷却液流路１６の外端である出口部には、これら各ステーションＳに取付けられた切削液ノズル（図示せず）の入口に連通する。切削液ノズルは、工具９の工具ホルダ９ｂに設けられたものであっても、工具９とは別に設けられたものであっても良い。
【００１５】
前記熱変位抑制材１１を溜める抑制材収容室１２は、各ステーションＳにおける工具取付面４ａの下（すなわち内部側）で、タレット本体４Ａ内に形成されている。これら抑制材収容室１２は、連通孔１７を介して回転部冷却液流路１６に連通しており、タレット軸８内の切削液パイプ１４から、固定部冷却液流路１５および回転部冷却液流路１６を介してノズル（図示せず）へ供給される切削液の一部が浸入し、溜められる。抑制材収容室１２は、切削液が一時的に溜まる、いわばバッファのような空間となる。
【００１６】
なお、抑制材収容室１２は、例えば図４に示すように、タレット本体４Ａの外部に収容室形成壁１８を取付けてタレット４外に設けても良い。抑制材収容室１２は、同図の例ではタレット４の全周に続く環状とされている。また、同図の例ではタレット本体４Ａは、前面の中央部が突出して外周が環状に凹んだ形状となっているが、この環状の凹み部分内に収容室形成壁１８を配置している。抑制材収容室１２を環状とした場合、内部に仕切り（図示せず）を設けてタレット４の円周方向に複数箇所に分離させても良い。
【００１７】
上記構成の刃物台装置によると、鋳物等からなるタレット本体４Ａよりも比熱の大きさ材質の熱変位抑制材１１を設けたため、タレット４の全体の熱容量が大きくなり、タレット４の熱変位が鈍感となる。また、一般的に熱変位は、切削熱、外気温、温度上昇した切削液の熱等に影響され生じる。特に切削熱、切削液の熱により、タレット４の工具を取付けるステーションＳの付近で加工していないステーションより大きく生じる。これに対して、この実施形態では、上記ステーションＳに熱変位抑制材１１を設けたので、タレット４の熱変位を効果的に抑制することができる。これらのため、送り量補正等の煩雑な補正演算を行うことなく、精度の良い加工を行うことができる。
【００１８】
また、熱変位抑制材１１を液体としたため、抑制材収容室１２を設けることで、簡単な構成で安価に熱変位抑制材１１を設置できて、温度変化に対するタレット４の熱変位を鈍感とできる。熱変位抑制材１１を液体とする場合、この実施形態のように切削液とした場合は、漏れが生じても汚れや錆の発生等の支障がない。
熱変位抑制材１１を切削液以外とする場合は、例えば腐敗防止剤を入れた水や油等の液体を用いる。その場合、熱変位抑制材１１は、例えばタレット本体４Ａの抑制材収容室１２内に封入する。
【００１９】
この実施形態では、刃物台がタレット４であり、その各ステーションＳの工具取付面４ａ下のタレット本体４Ａに熱変位抑制材１１を内蔵しているが、そのため、外部に熱変位抑制材を設ける場合と異なり、刃物台が大型化することが回避できる。
図４の実施形態のように、タレット４の外部に熱変位抑制材１１を設ける場合にも、タレット４の外周の環状に凹んだ部分を利用して配置した場合は、タレット４の大型化が回避できる。
【００２０】
なお、上記各実施形態は、刃物台がタレット４である場合につき説明したが、この発明は、例えば、櫛歯形の刃物台等にも適用することができ、また旋盤に限らず、他の形式の工作機械における刃物台にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る刃物台装置を装備した工作機械であるタレット旋盤の平面図である。
【図２】そのタレットの拡大正面図である。
【図３】同タレットの拡大破断平面図である。
【図４】他の実施形態に係るタレットの拡大破断平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
４…タレット（刃物台）
４ａ…工具取付面
４Ａ…タレット本体
４Ｂ…タレット非旋回部
８…タレット軸
９…工具
９ａ…工具本体
９ｂ…工具ホルダ
１０…刃物台割出機構
１１…熱変位抑制材
１２…抑制材収容室
１３…外筒
１４…切削液パイプ
１５…固定部冷却液流路
１６…回転部冷却液流路
Ｓ…ステーション
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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