过去，利用M/C等机械加工机对作为自动变速器(以下称为A/T)的 部件的工件进行各种机械加工。这些机械加工中包括相对于机械加工机的 主轴呈倾斜方向实施的机械加工。
作为这种相对于机械加工机的主轴呈倾斜方向进行机械加工的机械 加工机，提出了利用加工工具在工件中加工斜孔的NC加工装置(参照专 利文献1)。专利文献1所公开的NC加工装置利用X轴、Y轴和Z轴(主 轴)方向的进给机构，控制加工工具在X轴、Y轴和Z轴(主轴)方向的 进给，同时在工件上加工与主轴斜交的孔。
专利文献1：特开2001-138176号公报。
但是，上述专利文献1中公开的NC加工装置中，当在工件上加工斜 孔时，必须在X轴、Y轴和Z轴(主轴)的3个方向对加工工具进行进给 控制。因此，加工工具的进给控制不仅复杂且繁琐，而且需要许多控制加 工工具进给的程序，程序的成本很高。
而且，需要在2个轴(X轴、Y轴)方向上移动的工作台和主轴(Z 轴)共3个方向的移动，因此加工工具的进给机构很复杂。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种当利用加工工 具对工件进行机械加工时，能够更加简便地进行加工工具的进给控制，同 时能够简化加工工具的进给机构的机械加工机。
为了解决上述问题，本发明之1的机械加工机，至少具有能够旋转的 主轴、载置固定工件的工作台、对上述工件进行机械加工的加工工具、和 被安装在上述主轴上且安装上述加工工具的加工工具保持装置，其特征在 于：上述加工工具保持装置具有将上述主轴的旋转传送到上述加工工具的 动力传送机构、和将上述加工工具向其旋转轴的轴线方向送进的进给机 构。
另外，本发明之2的机械加工机，至少具有能够旋转的主轴、载置固 定工件的工作台、对上述工件进行机械加工的多种加工工具、和被安装在 上述主轴上且可装卸地安装上述加工工具之一的加工工具保持装置，作为 能够对上述工件进行多种机械加工的加工中心而构成，其特征在于：上述 加工工具保持装置具有将上述主轴的旋转传送到上述加工工具的动力传 送机构、和将上述加工工具向其旋转轴的轴线方向送进的进给机构。
还有，本发明之3的机械加工机的特征在于，上述加工工具的旋转轴 与主轴的旋转轴为同轴设置。
还有，本发明之4的机械加工机的特征在于，上述加工工具的旋转轴 与主轴的旋转轴为平行设置。
还有，本发明之5的机械加工机的特征在于，上述加工工具的旋转轴 在与主轴的旋转轴斜交的轴上设置。
还有，本发明之6的机械加工机的特征在于，上述进给机构具有由与 上述主轴同轴设置且被该主轴驱动的驱动侧锥齿轮和在上述斜交轴线上 设置且被上述驱动侧锥齿轮所驱动的从动侧锥齿轮组成的锥齿轮机构、和 将上述从动侧锥齿轮的旋转运动变换为上述加工工具的轴线方向的直线 运动的运动变换机构。
还有，本发明之7的机械加工机的特征在于：上述进给机构具有双联 锥齿轮机构、和将该锥齿轮机构的旋转运动变换为上述加工工具的轴线方 向的直线运动的运动变换机构，上述双联锥齿轮机构由第1锥齿轮机构和 第2锥齿轮机构构成，其中第1锥齿轮机构由被上述主轴驱动的第1驱动 侧锥齿轮和被上述第1驱动侧锥齿轮以第1设定转速比驱动的第1从动侧 锥齿轮构成，第2锥齿轮机构由被上述主轴驱动的第2驱动侧锥齿轮和被 上述第2驱动侧锥齿轮以不同于上述第1设定转速比的第2设定转速比驱 动的第2从动侧锥齿轮构成，上述运动变换机构利用上述第1从动侧锥齿 轮与上述第2从动侧锥齿轮的转速差，将上述第1和第2从动侧锥齿轮的 旋转运动变换为上述加工工具的直线运动。
还有，本发明之8的机械加工机的特征在于：上述运动变换机构由具 有与上述加工工具的旋转轴同轴设置的阳螺纹和与该阳螺纹拧合的阴螺 纹的螺纹运动变换机构构成，上述第1驱动侧锥齿轮与上述第2驱动侧锥 齿轮均与上述主轴同轴连接且可以一体旋转，上述第1从动侧锥齿轮与上 述第2从动侧锥齿轮均与上述加工工具的旋转轴同轴设置，上述阳螺纹和 上述阴螺纹中的任一方与上述第1从动侧锥齿轮一体化设置且能够旋转、 同时上述阳螺纹和上述阴螺纹中的另一方与上述第2从动侧锥齿轮一体化 设置且能够旋转，上述阳螺纹或上述阴螺纹与上述加工工具的旋转轴一体 化设置且能够旋转。
根据这种结构的本发明之1至8的机械加工机，加工工具保持装置具 有将主轴的旋转传送到加工工具的动力传送机构、和将加工工具向其旋转 轴的轴线方向送进的进给机构，所以只要对加工工具进行主轴(Z轴)方 向和X轴与Y轴中的一个轴方向的进给控制即可，在对工件进行机械加 工时，可以向机械加工方向直接对加工工具本身进行进给控制。
因此，特别是在进行倾斜机械加工时，不需要象过去那样同步控制X 轴、Y轴以及Z轴的3个轴，从而可以简单地控制加工工具的进给。而且， 由此可以简化加工工具的进给控制程序，不再需要过去那样复杂的程序， 可以降低软件方面的成本。
还有，由于不需要进行加工工具的X轴、Y轴以及Z轴的3个轴的 进给控制，所以也简化了加工工具的进给机构。因此，作为进给机构，可 以不采用过去那样在3个轴方向移动加工工具的复杂且昂贵的装置。这样， 可以降低硬件成本。
特别是，根据本发明之6，可以只利用主轴的旋转输入来驱动加工工 具和进给机构。对于用于例如不需要严格控制进给速度的切削钻孔、或例 如对已经形成的孔的内周面的切削加工等开孔加工以外的用途的旋转加 工工具向旋转轴方向进给的操作特别有效。还有，由于只采用了包括驱动 侧锥齿轮与从动侧锥齿轮的1组锥齿轮机构，因此部件数量少，结构简单。
还有，根据本发明之7和8，可以只利用主轴的旋转输入来驱动加工工 具和进给机构。此时，通过采用双联的第1以及第2锥齿轮机构，适当设定 这些第1以及第2锥齿轮机构的各转速比，可以精确地控制第1从动侧锥齿 轮和第2从动侧锥齿轮的转速差。这样，只利用机械加工机的机械要素，不 需要利用电子控制装置等，就可以精确地控制加工工具的转速、以及利用上 述转速差精确控制加工工具的进给。特别是，根据本发明之8，由于运动变 换结构由螺纹运动变换机构构成，所以通过适当设定螺纹运动变换机构的螺 纹部的螺距，可以最佳设定加工工具的进给。
附图说明
图1为示意性地局部表示适用于本发明的机械加工机的实施方式的 M/C的一例的立体图。
图2为表示在图1所示的M/C的主轴上安装了进行倾斜机械加工的 加工工具夹持器的状态的图。
图3为图2所示例的加工工具夹持器的截面图。
图中：1-加工中心(M/C)，2-装置本体，3-工件，4-工作台，6 -工具，7-工具夹持器，7’-加工工具夹持器，8-主轴，10-工具交换 装置，12-加工工具，12a-加工工具12的刃尖，13-连接部，14-第1 驱动侧锥齿轮，15-第2驱动侧锥齿轮，16-第1从动侧锥齿轮，17-第 2从动侧锥齿轮，17a-齿部，17b-花键槽，18-旋转轴，18a-阴螺纹， 18b-花键槽，19-旋转轴，20-阳螺纹部件，20a-阳螺纹，21-壳体， α-主轴8的旋转轴的轴线，β-加工工具12的旋转轴18的轴线。

以下参照附图说明本发明的实施方式。
图1为示意性地表示本发明的机械加工机的实施方式的一例的图。图 2为本实施例的机械加工机所采用的加工工具夹持器的截面图。
如图1所示，该实施例的机械加工机为M/C1，该M/C1具有装置本 体2、支撑固定工件3的工作台4、在该工作台4上固定工件3的卡箍装 置5、可装卸地安装有各种工具(tool)6的工具夹持器(相当于本发明的 加工工具保持装置)7、可装卸地安装这些工具夹持器7并将旋转传送到 工具6并利用该工具6所具备的功能实施加工操作的主轴8、保管各种工 具夹持器7的工具保管装置9、和自动工具交换装置10，其中上述自动工 具交换装置10自动取下安装在主轴8的工具夹持器7，并将其保管在工具 保管装置9，同时从工具保管装置9所保管的工具夹持器7中取出安装着 随后要实施的操作所需的工具6的工具夹持器7，并将其自动安装到主轴 8。还有，30为M/C1的操作面板。
工具保管装置9具有保持例如工具夹持器7的圆环状的工具储存器， 同时设置有可以通过工具交换装置10从工具储存器取出工具夹持器7以 及将工具夹持器7保持在工具储存器中收容起来的工具取出收容位置11。 然后，通过转动工具储存器，将安装有所需工具6的工具夹持器7设定在 工具取出收容位置11，同时保持从主轴8取下的工具夹持器7的工具储存 器的保持部设定在工具取出收容位置11。
该工具保管装置9所保管的各种工具6是在工件3上进行穿孔的钻头 或对工件3进行切削的切削工具等机械加工工具工具、为在工作台4上固 定或取下工件3而操作卡箍装置5的卡箍工具。
可装卸地安装在工件夹持器7上的机械加工工具工具包括具有对工件 3进行穿孔加工的钻头或对工件3上已穿设的孔的内周面进行螺纹切削加 工的丝锥等对工件3进行机械加工的加工工具12(如后述图2及图3所 述)。
如图2所示，该加工工具12安装在工具夹持器7上，加工工具12的 旋转轴18的轴线β(相当于本发明的斜交轴线)与主轴8的旋转轴的轴 线α相交成倾斜角度θ。以下，安装有工具6中的加工工具12的工具夹 持器7称为加工工具夹持器7’。因此，安装在加工工具夹持器7’的加工工 具12对工件3进行倾斜机械加工。
如图3所示，加工工具夹持器7’由可装卸地安装在主轴8上的连接部 13、与主轴8同轴且双联设置的第1及第2驱动侧锥齿轮14、15、与加工 工具12的旋转轴18同轴且双联设置并与第1及第2驱动侧锥齿轮14、15 分别啮合的第1及第2从动侧锥齿轮16、17、以及旋转轴18组成。利用 第1驱动侧锥齿轮14和第1从动侧锥齿轮16组成第1锥齿轮机构，利用 第2驱动侧锥齿轮15和第2从动侧锥齿轮17组成第2锥齿轮机构。
连接部13如果可以一体旋转且能够装卸地安装在主轴8上并传送主 轴8的旋转，则可以采用众所周知的任意的连接部。因此省略连接部13 的详细说明。第2驱动侧锥齿轮15安装在从连接部13同轴延伸的旋转轴 19上且能够与该旋转轴19一体化旋转。还有，第1驱动侧锥齿轮14安装 在第2驱动侧锥齿轮15上，被其筒状轴部15a所支撑且能够与该第2驱 动侧锥齿轮15、即与旋转轴19一体化旋转。
与第1驱动侧锥齿轮14啮合的第1从动侧锥齿轮16具有筒状轴部 16a，具有阳螺纹20a的阳螺纹部件20安装在该筒状轴部16a中，并在筒 状轴部16a内延伸，并可与第1从动侧锥齿轮16一体化旋转。还有，与 第2驱动侧锥齿轮15啮合的第2从动侧锥齿轮17形成为筒状，在其外周 面的一部分形成的齿部17a的内周面上形成有花键槽17b。
旋转轴18贯穿筒状的第2从动侧锥齿轮17并进入第1从动侧锥齿轮 16的筒状轴部16a内。旋转轴18的进入筒状轴部16a内的部分形成为筒 状部。该旋转轴18的筒状部的内周面上形成有与阳螺纹部件20的阳螺纹 20a啮合的阴螺纹18a，同时筒状部的外周面上形成有与第2从动侧锥齿 轮17的花键槽17b花键结合的花键槽18b。通过这种花键嵌合，旋转轴 18即阴螺纹18a被该第2从动侧锥齿轮17支撑，并能够与第2从动侧锥 齿轮一体化旋转且可沿轴方向相对移动。
旋转轴19、第1及第2从动侧锥齿轮16、17均各自通过轴承22、23、 24、25、26、27、28被加工工具夹持器7’的壳体21支撑且能够旋转。这 样，旋转轴18的与进入筒状轴部16a内的部分相反的一侧的端部从壳体 21向外突出，加工工具12可装卸地安装在该旋转轴18的突出端上。
这样，连接部13、旋转轴19、第1及第2驱动侧锥齿轮14、15分别 设置在主轴8的旋转轴的轴线α上。还有，第1及第2从动侧锥齿轮16、 17、旋转轴18、阳螺纹部件20设置在加工工具12的旋转轴18的轴线β 上，与主轴8的旋转轴的轴线α以规定的倾斜角度θ相交。
设定第1驱动侧锥齿轮14与第1从动侧锥齿轮16之间的第1齿轮比， 使得第1从动侧锥齿轮16的旋转速度低于第1驱动侧锥齿轮14的旋转速 度。还有，设定第2驱动侧锥齿轮15与第2从动侧锥齿轮17之间的第2 齿轮比，使得这些锥齿轮15、17的旋转速度相同。即，第1及第2齿轮 比的设定互不相同，通过这种不同的齿轮比，在第1从动侧锥齿轮16的 旋转速度与第2从动侧锥齿轮17的旋转速度之间产生旋转速度差，即在 阳螺纹部件20的旋转速度与旋转轴18的旋转速度之间产生旋转速度差。
利用这一旋转速度差，由阳螺纹20a与阴螺纹18组成的将旋转运动 转变为直线运动的螺纹运动变换机构发生作用，旋转轴18相对于第2从 动侧锥齿轮17即壳体21沿轴方向进行相对移动。
这样，当主轴8进行正旋转(即，加工工具12对工件3进行机械加 工的方向的旋转)时，旋转轴18一边旋转，一边向从壳体21伸出的方向 沿着旋转轴18的轴线β进行移动，还有，当主轴8进行逆旋转时，旋转 轴18一边旋转，一边向被吸入壳体21内的方向沿着旋转轴18的轴线β 进行移动。
即，通过连接部13、旋转轴19、第2驱动侧锥齿轮15、第2从动侧 锥齿轮17、以及旋转轴18组成将主轴8的旋转传送到加工工具12的动力 传送机构。还有，通过连接部13、旋转轴19、第1及第2驱动侧锥齿轮 14、15、第1及第2从动侧锥齿轮16、17、阳螺纹部件20、以及旋转轴 18组成沿轴线β送进加工工具12的进给机构。即，加工工具夹持器7’具 有向加工工具12传送动力的动力传送机构和加工工具12的进给机构。
还有，第1及第2齿轮比均不局限于上述例，可以进行各种设定，只 要能够产生第1及第2从动侧锥齿轮16、17的旋转速度差、且当主轴8 正旋转时，利用该旋转速度差，旋转轴18一边旋转，一边从壳体21伸出 来，从而可以充分发挥加工工具12的自身功能即可。
下面说明该例的M/C1的动作。
如图2所示，说明利用加工工具12对工件3进行倾斜机械加工的情 况。
首先，工件3被载置到M/C1的工作台4上的规定位置上。接着，工 具交换装置10动作，取出保管在工具保管装置9中的安装有卡箍工具6 的工具夹持器7，将其安装到主轴8。这样，主轴8及工具夹持器7向Z 轴方向(图1中的上下方向)下降，使卡箍工具6靠到卡箍装置5上，同 时利用主轴8的驱动力，通过卡箍工具6对卡箍装置5进行操作。这样， 卡箍装置5将工件3固定(卡箍)在工作台4的固定位置上。
接着，提升主轴8以及工具夹持器7，使其回到图1所示的原来的位 置。然后工具交换装置10进行动作，工具交换装置10拆下安装在主轴8 的工具夹持器7，将其保持在工具保管装置9的工具储存器的工具取出收 容位置11所设定的规定的保持部。接着，转动工具储存器，将对工件3 进行倾斜机械加工所需的加工工具夹持器7’设定在工具取出收容位置 11。然后工具交换装置10动作，从工具储存器取出该加工工具夹持器7’， 如图2所示，将其连接部13安装到主轴8。
接着，主轴8及加工工具夹持器7’下降，将加工工具12的刃尖12a 设定在工件3的上面的机械加工开始位置。接着，正旋转主轴8。于是主 轴8的旋转通过上述动力传送机构传送到加工工具12，加工工具12进行 旋转。还有，由于主轴8的旋转而使第1及第2从动侧锥齿轮16、17旋 转，则这些锥齿轮16、17之间产生旋转速度差。利用这一旋转速度差， 上述的进给机构的动作，从而一边旋转加工工具12，一边进行进给控制。 这样，加工工具12就对工件3实施从主轴8的旋转轴的轴线β倾斜规定 倾斜角度θ的倾斜机械加工(例如，在加工工具12为钻头时的倾斜穿孔 加工，或者加工工具12为丝锥时的倾斜螺纹切削加工等)。
结束了加工工具12的倾斜机械加工后，主轴8逆旋转。通过该主轴8 的逆旋转，加工工具12一边逆旋转，一边沿旋转轴18的轴线β朝吸入方 向移动，加工工具12的刃尖12a从工件3内脱出。加工工具12回到初始 位置后，停止转动主轴8，结束加工工具12对工件3的倾斜机械加工工序。
然后，主轴8及加工工具夹持器7’上升到图1所示的原来的位置并停 止旋转。然后如前所述一样，工具交换装置10从主轴8取下加工工具夹 持器7’并保持到工具保管装置9的工具储存器的规定的保持部，然后再次 取出安装有卡箍工具6的工具夹持器7并将其安装到主轴8。接着，主轴 8及工具夹持器7下降，利用主轴8的驱动力，通过卡箍工具6操作卡箍 装置5。这样，卡箍装置5解除对工件3的卡箍状态。
利用本例的M/C1，可以只通过主轴8的旋转输入来实现加工工具12 的驱动和进给机构的驱动。因此，将加工工具12的轴方向设定在与M/C1 的主轴8的旋转轴的轴线α相交成倾斜角度θ的旋转轴18的轴线β上， 通过工具夹持器7’的动力传送机构将主轴8的旋转传送到加工工具12上， 在旋转该加工工具12的同时，利用主轴8的旋转通过工具夹持器7’的进 给机构使加工工具12本身向其轴方向进给，因此可以通过主轴8的旋转， 利用加工工具12对工件3进行相对于主轴8的旋转轴的轴线α倾斜的机 械加工。此时，只要控制主轴8的旋转，就可以控制加工工具12的传送， 所以不需要象过去那样在倾斜加工时同步控制X轴、Y轴以及Z轴的3 个轴，从而可以简单地控制加工工具12的进给。而且，简化了加工工具 12的进给控制程序，不再需要过去那样复杂的程序，可以降低软件成本。 还有，只要利用M/C1的机械要素，而不需要利用电子控制装置的程序控 制，就可以实现稳定的加工工具12的驱动与进给。
还有，由于不需要进行加工工具12的X轴、Y轴以及Z轴的3个轴 的进给控制，所以也简化了加工工具12的进给机构。因此，作为进给机 构，可以不象过去那样采用在3个轴方向移动加工工具12的复杂且昂贵 的装置。这样，可以降低硬件成本。
还有，由于采用了第1驱动侧锥齿轮14与第1从动侧锥齿轮16、以 及第2驱动侧锥齿轮15与第2从动侧锥齿轮17的双联锥齿轮机构，从而 可以精确地进行传送设定。
还有，在上述例的M/C1中，通过使主轴8的旋转轴的轴线α与加工 工具12的旋转轴18的轴线β斜交成规定的倾斜角度θ，加工工具12可 以对工件3进行倾斜机械加工，但本发明并不局限与此，加工工具12的 旋转轴18的轴线β也可以设定为与主轴8的旋转轴的轴线α同轴，还有， 加工工具12的旋转轴18的轴线β也可以设定为与主轴8的旋转轴的轴线 α平行。在这些情况下，利用平齿轮等其他齿轮来取代锥齿轮，加工工具 12可以对工件3沿主轴8的轴方向进行机械加工。
还有，在上述例的M/C1中，加工工具12的进给机构由双联的锥齿 轮机构(14、15、16、17)组成，通过该双联的锥齿轮(14、15、16、17) 产生的旋转速度差，进行加工工具12的进给控制，但本发明并不局限与 此，也可以利用液压或空气压等流体压力或电磁力来进行加工工具12的 进给控制。此时，可以省略第1驱动侧锥齿轮14、第1从动侧锥齿轮16 以及阳螺纹部件20。
还有，上述例中，使用了双联的锥齿轮机构，但本发明并不一定要使 用双联的锥齿轮机构，也可以省略第1驱动侧锥齿轮14以及第1从动侧 锥齿轮16。此时，阳螺纹部件20固定在壳体21上并不能旋转。这样也可 以只利用主轴8的旋转输入实现加工工具12的驱动和进给机构的驱动。 例如，对于用于例如不能严格控制进给节距的切削钻孔、或例如对已经形 成的孔的内周面的切削加工等穿孔加工以外的用途的旋转加工工具向旋 转轴方向进给的情况很有效。还有，由于只采用了第2驱动侧锥齿轮15 以及第2从动侧锥齿轮17，所以部件数量少，结构简单。
还有，上述例中，主轴8的旋转轴的轴线α与加工工具12的旋转轴 18的轴线β形成的倾斜角度θ固定，因此只能实施相对主轴8总是为一定 的倾斜角度θ的倾斜方向的机械加工。如果在例如装置本体2与主轴8之 间设置主轴8的倾斜角度调节设定装置，从而可以设定主轴8相对于主轴 8的一般情况下的旋转轴的轴线α形成任意的倾斜角度，或者在工作台4 与装置本体2之间设置倾斜角度调节设定装置，从而可以设定工作台4相 对于装置本体2形成任意的倾斜角度，因而可以对工件3进行规定角度θ 以外的任意倾斜角度的倾斜机械加工。还有，通过准备规定倾斜角度θ不 同的各种工具夹持器7，在对工件3实施所需倾斜角度的倾斜机械加工时， 可以灵活地对应。
还有，上述例中，说明了将本发明的机械加工机适用于M/C的情况， 但本发明的机械加工机也能够适用于其他的通用机或专用机，特别优选可 自动交换工具的通用机、并具有进行工具交换的工具交换装置的M/C。