CN201684928U - 机床的刀座 - Google Patents

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福森祐雄
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Abstract

一种机床的刀座，其能提高工具的定位精度。上述机床的刀座在形成于工具保持件(10)的被安装面(10c)上固定有定位键(20)，而在形成于转刀架(11)的外表面(11a)的保持件安装面(11c)上固定有与定位键(20)嵌合的定位块(21)，定位键(20)通过在与定位块(21)嵌合时发生弹性变形来与定位块(21)紧密接触。

Description

机床的刀座
技术领域
本实用新型涉及一种机床的刀座，其包括：工具保持件，该工具保持件保持工具；转刀架(turret)，该转刀架将上述工具保持件可装拆地安装；以及转位机构，该转位机构将上述转刀架旋转转位并定位。
背景技术
在包括这种刀座的机床中，从提高加工精度的观点出发，通过螺栓将工具保持件以定位于转刀架的状态固定。作为这种工具保持件的定位结构，例如在专利文献1中提出了如下结构：将突出形成有多个键的定位凸缘固定于转刀架的工具保持件安装面，在工具保持件的转刀架安装面形成与上述各键卡合的键槽。
然而，在上述现有的定位结构中，由于需要设置使各键与键槽之间嵌合所需的极小的缝隙，因此在工具上容易产生上述缝隙相应量的位置偏移，从而可能会在工具的位置精度上产生偏差。在这种刀座中，由于存在根据加工条件等更换工具的情形，因此需要确保在将工具保持件反复装拆时工具的位置精度，在这点上要求有所改进。
发明内容
本实用新型根据上述现有情况发明而成，其目的在于提供一种能提高工具的定位精度，且能确保在反复装拆工具保持件时工具的位置精度的机床的刀座。
本实用新型的机床的刀座包括：工具保持件，该工具保持件保持工具；转刀架，该转刀架将上述工具保持件可装拆地安装于其外周面；以及转位机构，该转位机构将上述转刀架绕上述转刀架的转轴旋转转位并定位以使上述工具位于加工位置，其特征在于，在形成于上述转刀架的上述外周面的保持件安装面和形成于上述工具保持件的被安装面中的任一个面上固定有定位键，而在另外一个面上固定有与上述定位键嵌合的定位块，上述定位键通过在与上述定位块嵌合时发生弹性变形来与上述定位块紧密接触。
根据本实用新型，由于将定位键固定于转刀架和保持件安装面和工具保持件的被安装面中的任一个面，在另一个面上固定与定位键嵌合的定位块，通过使定位键发生弹性变形来与定位块紧密接触，因此能通过使上述定位键发生弹性变形来消除定位键与定位块之间的缝隙，能防止因缝隙而引起的工具的位置偏移，从而能提高工具的位置精度。
此外，由于是通过使上述定位键发生弹性变形来消除缝隙的结构，因此即使反复装拆工具保持件也能确保工具的位置精度，从而能始终得到稳定的定位精度。
在本实用新型的较为理想的实施方式中，上述定位键嵌合在凹进设置于上述转刀架的保持件安装面或上述工具保持件的被安装面上的键配置部内，上述定位键的与上述键配置部嵌合的部分通过发生弹性变形来与上述键配置部的内表面紧密接触。
根据上述较为理想的实施方式，由于使定位键通过发生弹性变形来与凹进设置于转刀架的保持件安装面或工具保持件的被安装面上的键配置部的内表面紧密接触，因此能通过使该定位键发生弹性变形消除定位键与键配置部之间的缝隙，从而提高工具的位置精度。
在本实用新型的另一较为理想的实施方式中，上述定位键包括：位于中心侧的一对第一嵌合片；以及位于该第一嵌合片外侧的一对第二嵌合片，上述第一嵌合片朝向外侧发生弹性变形来与上述定位块紧密接触，上述第二嵌合片朝向中心侧发生弹性变形来与上述键配置部的内表面紧密接触。
根据上述另一较为理想的实施方式，由于通过使位于定位键中心侧的一对第一嵌合片朝外侧发生弹性变形来使第一嵌合片与定位块紧密接触，通过使位于第一嵌合片外侧的一对第二嵌合片朝中心侧发生弹性变形来使第二嵌合片与键配置部的内表面紧密接触，因此能消除定位键与定位块及键配置部之间的缝隙，从而更进一步地提高工具的位置精度。
在本实用新型的又一较为理想的实施方式中，上述定位键固定于上述工具保持件的被安装面，上述定位块固定于上述转刀架的保持件安装面。
根据上述又一较为理想的实施方式，由于将定位键固定于工具保持件，并将定位块固定于转刀架的保持件安装面，因此在使工具保持件与转刀架嵌合的同时能消除缝隙。
在本实用新型的再一较为理想的实施方式中，上述定位键没入凹进设置于上述工具保持件的被安装面上的键配置部内，上述定位块从上述保持件安装面突出。
根据上述再一较为理想的实施方式，由于使定位键没入凹进设置于工具保持件的被安装面上的键配置部内，使定位块从保持件安装面突出，因此能容易地进行工具保持件的定位作业。
在本实用新型的再一较为理想的实施方式中，上述定位键和定位块在与上述转刀架的转轴平行的直线上以夹住工具保持件的驱动轴的形态配置多个。
根据上述再一较为理想的实施方式，由于定位键和定位块在与转刀架的转轴平行的直线上以夹住工具保持件的驱动轴的形态配置多个，因此能更可靠地提高工具保持件的定位精度。
在本实用新型的再一较为理想的实施方式中，上述定位键朝与上述转刀架的转轴正交的方向发生弹性变形。
根据上述再一较为理想的实施方式，由于使定位键朝与转刀架的转轴正交的方向发生弹性变形，因此能更进一步地提高容易产生工具的位置偏移的Y轴方向上的位置精度。
附图说明
图1是包括本实用新型实施例1的刀座的机床的立体图。
图2是上述刀座的转刀架的立体图。
图3是上述刀座的工具保持件的立体图。
图4是在上述刀座的转轴方向上观察的侧视图。
图5是上述刀座的定位键和定位块的剖视图。
图6是上述定位键和上述定位块的立体图。
图7是上述定位键和上述定位块的侧视图。
图8是本实用新型实施例2的定位键和定位块的侧视图。
(符号说明)
1 车床(机床)
4 刀座
10 工具保持件
10b 驱动轴
10c 被安装面
10e 键配置部
10f 内侧面
11 转刀架
11a 外周面
11c 保持件安装面
12 转位机构
13 转轴
20 定位键
20b 第一嵌合片
20c 第二嵌合片
21 定位块
T 工具
具体实施方式
实施例1
以下，根据附图对本实用新型的实施例进行说明。
图1至图7是用于说明本实用新型实施例1的机床的刀座的图。
图中，符号1表示车床(机床)。上述车床1从机器正面观察，包括：在左右方向上延伸的倾斜型床身2；配设于该床身2的前方左侧端部的主轴座3；以及配设于上述床身2的中央里侧的刀座4。
此外，上述车床1包括与上述主轴座3同轴地装设于上述床身2的前方右侧的未图示的尾座或第二主轴座。上述尾座或第二主轴座被配设于上述床身2的前方侧的一对前导轨9、9支承成能沿主轴座3的轴心方向(Z轴方向)移动。
上述床身2的前导轨9的里侧配设有与之平行的一对后导轨8、8。在上述后导轨8上，Z轴可动底座15被支承成能沿Z轴方向自由移动，在该Z轴可动底座15上，Y轴可动底座16被支承成能沿与Z轴方向正交的Y轴方向移动。
上述Y轴可动底座16被由滚珠丝杠17a和驱动电动机17b构成的Y轴送料机构17往复驱动。此外，上述Z轴可动底座15被未图示的Z轴送料机构往复驱动。
在上述Y轴可动底座16上装设有上述刀座4，藉此刀座4被驱动成能沿Y轴、Z轴方向相对移动。
上述主轴座3包括：主轴头5，该主轴头5固定于床身2；主轴6，该主轴6自由旋转地被支承在上述主轴头5内，且通过内置的驱动电动机(未图示)驱动而旋转；以及卡盘7，该卡盘7安装于上述主轴6，并将工件能装拆地把持。
上述刀座4包括：工具保持件10，该工具保持件10保持旋转工具T；转刀架11，该转刀架11能装拆地安装有多个工具保持件10；以及转位机构12，该转位机构12将上述转刀架11绕该转刀架11的转轴13旋转转位并定位，以使所需的工具T位于规定的加工位置。
上述各工具保持件10在上述转刀架11的外周面11a隔开规定的角度间隔配置。此外，上述转位机构12在从Z轴方向左侧观察时，配置于上述转刀架11的背面，并安装于上述Y轴可动底座16。
上述工具保持件10包括：近似长方体状的保持件主体10a，该保持件主体10a将旋转工具T支承成自由旋转；以及驱动轴10b，该驱动轴10b驱动上述旋转工具T旋转。上述驱动轴10b以其驱动轴线a朝向与上述工具T的工具中心线b正交的方向的形态配置，并自由旋转地被支承于上述保持件主体10a(参照图3)。
上述转刀架11为近似圆筒形状，将转轴13朝向与Z轴线平行的方向来配置上述转刀架11。
上述转刀架11的外周面11a每隔规定的相等角度形成有呈平坦面的多个保持件安装面11c，上述转刀架11的外周面11a为多边形。
在上述各保持件安装面11c上形成有插入孔11b，该插入孔11b供插入有上述工具保持件10的驱动轴10b的轴套部14插入。上述驱动轴10b通过配置于转刀架11内的驱动源(未图示)驱动而旋转。
上述工具保持件10形成有呈平坦面的被安装面10c。上述被安装面10c安装于上述保持件安装面11c以使上述被安装面10c和上述保持件安装面11c夹住定位机构19。
在上述保持件主体10a的四个角落形成有与驱动轴线a平行的螺栓插通孔10d。工具保持件10被插入各螺栓插通孔10d的固定螺栓18固定于上述转刀架11的保持件安装面11c(参照图2、图4)。
上述定位机构19包括：左右两边的一对定位键20、20，该定位键20、20固定于上述工具保持件10的被安装面10c；以及左右两边的一对定位块21、21，该定位块21、21固定于上述转刀架11的保持件安装面11c。
此外，上述各定位键20在与定位块21嵌合时，通过发生弹性变形来与上述定位块21紧密接触，详细而言，具有以下结构。
上述左右两边的定位键20、20和定位块21、21配置在与转刀架11的转轴13和工具中心线b平行的直线上，且配置成夹住工具保持件10的驱动轴线a。
上述工具保持件10的被安装面10c形成有左右两边的一对凹状的键配置部10e、10e，在该键配置部10e内，上述定位键20被插入配置成稍许没入被安装面10c。
上述转刀架11的保持件安装面11c形成有左右两边的一对凹状的块配置部11e、11e，在该块配置部11e内，上述定位块21被插入配置成从上述保持件安装面11c稍许突出。
上述定位块21是由钢等金属制成的，包括：压入部21a、21a，该压入部21a、21a通过压入上述块配置部11e的Y轴方向前、后开口缘部11f、11f来无缝隙地嵌合；以及螺栓孔21b，该螺栓孔21b形成于中心部。
上述定位块21被插入螺栓孔21b的块螺栓24固定于块配置部11e内。藉此，定位块21在转刀架11上被定位、固定成无法在Y轴方向上移动。
上述定位键20是由钢等金属制成的，包括：长方形板状的键主体部20a，该键主体部20a在与工具中心线a正交的Y轴方向上延伸；左右两边的一对第一嵌合片20b、20b，该第一嵌合片20b、20b位于上述键主体部20a的中心侧，与上述键主体部20a连续地朝键配置部10e的开口侧延伸；以及左右两边的一对第二嵌合片20c、20c，该第二嵌合片20c、20c位于上述键主体部20a的第一嵌合片20b的外侧，与上述键主体部20a连续地朝上述开口侧延伸。
上述左右两边的第一嵌合片20b、第二嵌合片20c彼此平行延伸，且在两者20b、20c之间设有允许上述第一嵌合片20b、第二嵌合片20c弹性变形的缝隙20d。
在上述键主体部20a的长轴方向中心部形成有螺栓孔20e，利用插入该螺栓孔20e的键螺栓23将上述定位键20固定于上述键配置部10e内。
此外，如图5所示，上述左右两边的第一嵌合片20b、20b通过朝向Y轴方向外侧(图5的左右方向外侧)发生弹性变形来以与上述定位块21的压入部21a、21a按压接触的状态紧密接触。
此外，上述左右两边的第二嵌合片20c、20c通过朝向Y轴方向内侧发生弹性变形来以与上述键配置部10e的左、右内侧面10f、10f按压接触的状态紧密接触。在将定位键20插入固定于键配置部10e内时，上述第二嵌合片20c发生弹性变形来与左、右内侧面10f紧密接触。
如上所述，通过定位键20朝与转轴13正交的Y轴方向发生弹性变形，上述工具保持件10在转刀架11上被定位、固定成无法在Y轴方向上移动。
当将工具保持件10安装于转刀架11时，使工具保持件10的被安装面10c与转刀架11的保持件安装面11c相对，并且使定位块21与定位键20嵌合。藉此，工具保持件10在转刀架11上被定位成无法在Y轴方向上移动，并在此状态下，利用固定螺栓18固定于转刀架11。
当拆下工具保持件10时，通过将螺栓(未图示)在形成于保持件主体10a的螺丝攻(tap screw)孔10g内旋入并抵靠在转刀架11的保持件安装面11c，将定位键20的嵌合松开。
根据本实施例，由于将定位键20固定于工具保持件10的被安装面10c，将定位块21固定于转刀架11的保持件安装面11c，通过使上述定位键20在与定位块21嵌合时发生弹性变形来与上述定位块21紧密接触，因此能通过使上述定位键20发生弹性变形来消除定位键20与定位块21之间的缝隙，能防止因缝隙引起的旋转工具T的位置偏移，从而相应提高工具T的位置精度。
此外，由于是通过使上述定位键20发生弹性变形来消除与定位块21之间的缝隙的结构，因此即使反复装拆工具保持件10也能确保工具T的位置精度，从而能得到稳定的定位精度。
在本实施例中，由于通过使上述定位键20在凹进设置于工具保持件10的被安装面10c上的键配置部10e的左、右内侧面10f发生弹性变形来使它们紧密接触，因此能通过使上述定位键20发生弹性变形来消除定位键20与键配置部10e之间的缝隙，从而能提高工具T的位置精度。
在本实施例中，由于通过使位于上述定位键20中心侧的左右两边的一对第一嵌合片20b朝外侧发生弹性变形来与定位块21紧密接触，通过使位于第一嵌合部20b外侧的左右两边的一对第二嵌合片20c朝内侧发生弹性变形来与键配置部10e的左、右内侧面10f紧密接触，因此能消除定位键20与定位块21及键配置部10e之间的缝隙，从而能更进一步地提升工具T的位置精度。
在本实施例中，由于使上述定位键20没入凹进设置于工具保持件10的被安装面10c上的键配置部10e内，使上述定位块21从转刀架11的保持件安装面11c突出，因此能容易地进行工具保持件10的定位作业。
在本实施例中，由于在与转刀架11的转轴13平行的直线上以夹住工具保持件10的驱动轴线a的形态配置左右两边的一对上述定位键20和定位块21，因此能更可靠地提高工具保持件10的定位精度。
在本实施例中，由于使上述定位键20朝与转刀架11的转轴13正交的Y轴方向发生弹性变形，因此能更进一步地提高在容易产生旋转工具T的位置偏移的Y轴方向上的位置精度。即，在旋转工具T的情况下，特别容易产生因在Y轴方向上的缝隙引起的位置偏移。另外，在以往的定位结构中，旋转工具的切削点在Y轴方向上会产生15～20μm的偏差，在本实施例中，能将偏差抑制到5μm左右。
实施例2
在上述实施例1中，对图5、图7中的左右两边的第一嵌合片20b、20b均发生弹性变形的情形进行了说明，但本实用新型还包括只有左右两边的嵌合片中的任意一个发生弹性变形的结构。
具体而言，还可以像图8所示的实施例2那样，通过不在定位键20的例如右侧的第一嵌合片20b’与第二嵌合片20c’之间设置缝隙，只使左侧的第一嵌合片20b、第二嵌合片20c发生弹性变形。即使这样，也能得到与上述实施例1大致相同的作用效果。
另外，在上述实施例1、实施例2中，对将定位键20固定于工具保持件10、将定位块21固定于转刀架11的情形进行了说明，但本实用新型也可以将定位块固定于工具保持件10、将定位键固定于转刀架，此时也能得到与上述实施例相同的效果。

Claims (7)

1.一种机床的刀座，其包括：
工具保持件，该工具保持件保持工具；
转刀架，该转刀架将所述工具保持件能装拆地安装于所述转刀架的外周面；以及
转位机构，该转位机构将所述转刀架绕所述转刀架的转轴旋转转位并定位，以使所述工具位于加工位置，
其特征在于，
在形成于所述转刀架的所述外周面的保持件安装面和形成于所述工具保持件的被安装面中的任一个面上固定有定位键，而在另外一个面上固定有与所述定位键嵌合的定位块，
所述定位键在与所述定位块嵌合时通过发生弹性变形来与所述定位块紧密接触。
2.如权利要求1所述的机床的刀座，其特征在于，
所述定位键嵌合在键配置部内，该键配置部凹进设置于所述转刀架的保持件安装面或所述工具保持件的被安装面，
所述定位键的与所述键配置部嵌合的部分通过发生弹性变形来与所述键配置部的内表面紧密接触。
3.如权利要求2所述的机床的刀座，其特征在于，
所述定位键包括：位于中心侧的一对第一嵌合片；以及位于该第一嵌合片外侧的一对第二嵌合片，
所述第一嵌合片朝向外侧发生弹性变形来与所述定位块紧密接触，
所述第二嵌合片朝向中心侧发生弹性变形来与所述键配置部的内表面紧密接触。
4.如权利要求1所述的机床的刀座，其特征在于，所述定位键固定于所述工具保持件的被安装面，所述定位块固定于所述转刀架的保持件安装面。
5.如权利要求4所述的机床的刀座，其特征在于，
所述定位键没入键配置部内，该键配置部凹进设置于所述工具保持件的被安装面，
所述定位块从所述保持件安装面突出。
6.如权利要求1所述的机床的刀座，其特征在于，所述定位键和定位块在与所述转刀架的转轴平行的直线上以夹住工具保持件的驱动轴的形态配置多个。
7.如权利要求6所述的机床的刀座，其特征在于，所述定位键朝与所述转刀架的转轴正交的方向发生弹性变形。
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