JP2003080402A - Machine tool - Google Patents

Machine tool

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JP2003080402A
JP2003080402A JP2001270054A JP2001270054A JP2003080402A JP 2003080402 A JP2003080402 A JP 2003080402A JP 2001270054 A JP2001270054 A JP 2001270054A JP 2001270054 A JP2001270054 A JP 2001270054A JP 2003080402 A JP2003080402 A JP 2003080402A
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spindle
coupling
side coupling
coupling member
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圭一 岩田
Masayuki Kojima
雅之 小島
Yoshinori Mori
吉範 森
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Yamazaki Mazak Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: Not to make a thrust load at the time of clamping a tool spindle act on a bearing to support the tool spindle in a spindle for a tool commonly used for a machining tool and a rotating tool. SOLUTION: This machine tool 1 equipped with the tool spindle 32 supported rotatably through a bearing supporting means 37 has, between the spindle 32 and a tool rest main body 31, a spindle side coupling member 42, a tool rest main body side coupling member 45 and a clamp member 43 free to be engaged with the spindle side coupling member and the tool rest main body side coupling member. This tool 1 has also a balance pressurizing member 50 free to make contact with and to be engaged with the spindle side coupling member, on the opposite side of the spindle side coupling member 42 in the axis of a tool shaft center CT3 to the side on which the clamp member 43 is provided. By the aid the balance pressurizing member 50, the thrust load working on the tool spindle 32 at the time of clamping the tool spindle 32 by the clamp member 43 can be cancelled and clamping of the tool spindle 32 can be made without applying any load on the bearing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、旋削工具・回転工具共
用の主軸を有した工作機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool having a spindle for both turning and rotating tools.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えばCNC旋盤等の工作機械に
おいては、その工具用主軸に、各種の旋削工具或いは各
種の回転工具が、ATC(自動工具交換)等により着脱
自在になっており、しかもこの工具用主軸が、旋削工具
・回転工具共用の主軸となっているものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a machine tool such as a CNC lathe, various turning tools or various rotary tools are detachably attached to the tool spindle by ATC (automatic tool change), etc. There are some spindles for this tool that are commonly used for turning and rotating tools.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
な工作機械では、旋削工具・回転工具共用の工具用主軸
は、刃物台本体側に軸回転自在に支持されているため、
旋削工具による旋削加工時においては、該旋削工具を支
持する前記工具用主軸において剛性を確保することが課
題となっている。また、工具用主軸により旋削工具を高
精度に支持することが望まれている。
By the way, in the machine tool as described above, since the tool spindle for both the turning tool and the rotary tool is rotatably supported on the tool rest main body side,
At the time of turning by a turning tool, it is a problem to secure rigidity in the tool spindle supporting the turning tool. Further, it is desired to support the turning tool with high accuracy by the tool spindle.

【0004】そこで出願人は、特開平10−32890
5において、工具用主軸と刃物台本体の間に、工具用主
軸に設けられた主軸側カップリング部材及び、刃物台本
体に設けられた刃物台本体側カップリング部材及び、こ
れら主軸側カップリング部材と刃物台本体側カップリン
グ部材に対して同時に噛合し得るクランプ部材からなる
3枚カップリングクランプ機構を設けた、主軸構造を提
案している。
Therefore, the applicant of the present invention has filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-32890.
5, a spindle side coupling member provided on the tool spindle, a tool rest body side coupling member provided on the tool rest body, and these spindle side coupling members between the tool spindle and the tool rest body. And a spindle structure in which a three-piece coupling clamp mechanism including a clamp member capable of simultaneously engaging with the tool rest main body side coupling member is provided.

【0005】しかし、こうした3枚カップリングクラン
プ機構は、クランプ部材のカップリング時に、クランプ
部材による主軸側カップリング部材に対する係合力がス
ラスト力となって、主軸を回転自在に支持するベアリン
グに伝達され、ベアリング寿命などに悪影響を与える不
都合が生じる。
However, in such a three-piece coupling clamp mechanism, when the clamp member is coupled, the engaging force of the clamp member with respect to the main shaft side coupling member becomes a thrust force and is transmitted to the bearing that rotatably supports the main shaft. Inconvenience that adversely affects bearing life etc. occurs.

【0006】また、従来の3枚カップリングでは、加工
時に加工に伴う切削力がスラスト荷重となってベアリン
グに作用することから、ベアリングの弾性変形が生じ、
カップリングがかみ合うおそれがあるので、切削能力を
落とした形で加工する場合があった。しかし、これで
は、切削効率が落ちてしまう不都合がある。
Further, in the conventional three-piece coupling, since the cutting force accompanying the processing acts as a thrust load on the bearing during the processing, elastic deformation of the bearing occurs,
Since the coupling may mesh with each other, there were cases where the cutting ability was reduced. However, this has a disadvantage that the cutting efficiency is lowered.

【0007】上記事情に鑑み、工具主軸を支持するベア
リングに、工具主軸クランプ時のスラスト荷重を作用さ
せることのない工作機械を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a machine tool that does not apply a thrust load when clamping a tool spindle to a bearing that supports the tool spindle.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、刃物
台本体(31)を有し、該刃物台本体に工具用主軸(3
2)を、ベアリング支持手段(37)を介して軸回転自
在に支持して設け、該工具用主軸の先端側には、旋削工
具(60A)又は回転工具(60B)が選択的に着脱自
在となっている工作機械(1)において、前記工具用主
軸(32)と前記刃物台本体(31)の間に、前記工具
用主軸に設けられた主軸側カップリング部材(42)及
び、前記刃物台本体に設けられた刃物台本体側カップリ
ング部材(45)及び、これら主軸側カップリング部材
と刃物台本体側カップリング部材に対して同時に噛合す
る主軸クランプ位置(SC1)と、これら主軸側カップ
リング部材と刃物台本体側カップリング部材のうち少な
くとも一方と噛合解除する主軸アンクランプ位置(SC
2)との間で移動自在になったクランプ部材(43)を
設け、前記主軸側カップリング部材(42)の、前記ク
ランプ部材(43)が設けられた側の工具軸心(CT
3)における反対側に、バランス押圧部材(50)を前
記主軸側カップリング部材に対して当接係合自在に設け
て構成される。
The invention according to claim 1 has a tool rest main body (31), and the tool spindle (3) is provided in the tool rest main body.
2) is rotatably supported by a bearing supporting means (37), and a turning tool (60A) or a rotary tool (60B) is selectively attachable to and detachable from the tip side of the tool spindle. In the machine tool (1), the main spindle side coupling member (42) provided on the main spindle for the tool and the turret are provided between the main spindle (32) for the tool and the main body (31) of the turret. Tool rest main body side coupling member (45) provided on the main body, a main spindle clamp position (SC1) at which these main spindle side coupling member and the tool post main body side coupling member are simultaneously engaged, and these main spindle side couplings Spindle unclamp position (SC
2) is provided with a clamp member (43) which is movable between the main shaft side coupling member (42) and the tool shaft center (CT) on the side where the clamp member (43) is provided.
On the opposite side of 3), a balance pressing member (50) is provided so as to be in contact with and engageable with the main shaft side coupling member.

【0009】請求項2の発明は、前記クランプ部材のア
ンクランプに際して、前記クランプ部材とバランス押圧
部材を同期的に駆動する同期駆動手段(31b、51、
52)を設けて構成される。
According to a second aspect of the present invention, when the clamp member is unclamped, the synchronous drive means (31b, 51, 51) for synchronously driving the clamp member and the balance pressing member.
52) is provided.

【0010】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記同期駆動手段は、前記バランス押圧部材の外周
部に、移動駆動自在に設けられたリターンリング(5
1)を有し、前記リターンリング(51)と前記クラン
プ部材(43)との間に、該リターンリングの工具軸心
方向の移動を前記クランプ部材に伝達し得る駆動力伝達
手段(52)を設け、前記リターンリングと前記バラン
ス押圧部材との間に、前記リターンリングと前記バラン
ス押圧部材を互いに逆方向に駆動し得る、駆動手段(3
1b)を設けて構成される。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the synchronous drive means is provided on the outer peripheral portion of the balance pressing member so as to be movable and returnable.
1), which has a driving force transmission means (52) between the return ring (51) and the clamp member (43) for transmitting the movement of the return ring in the tool axial direction to the clamp member. A drive means (3) provided so as to drive the return ring and the balance pressing member in opposite directions between the return ring and the balance pressing member.
1b) is provided.

【0011】請求項4の発明は、前記主軸側カップリン
グ部材と前記刃物台本体側カップリング部材の係合部
(42b、45b)を、前記工具が装着される前記工具
用主軸の端部(32a)に対して背向する形(即ち、図
4矢印G方向に向いた形)で形成して構成される。
According to a fourth aspect of the present invention, the engaging portions (42b, 45b) of the main shaft side coupling member and the tool post main body side coupling member are provided at the end portions of the tool main spindle on which the tool is mounted ( 32a) is formed so as to face back (that is, a shape facing the direction of arrow G in FIG. 4).

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第1の
発明は、工具用主軸において回転工具を装着して回転加
工を行う際には、クランプ部材を主軸アンクランプ位置
に移動させて該工具用主軸を軸回転させるようにし、ま
た工具用主軸において旋削工具を装着して旋削加工を行
う際には、クランプ部材を主軸クランプ位置に移動させ
て該工具用主軸を刃物台本体に対してクランプ固定する
ようにする。また、バランス押圧部材により、クランプ
部材により、主軸クランプ時に工具主軸に作用するスラ
スト荷重を打ち消すことが出来るので、ベアリングに何
ら負担を掛けることなく工具主軸のクランプが可能とな
り、ベアリングの弾性変形に伴う主軸の移動が防止で
き、精度の高い加工が可能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the rotary tool is mounted on the tool spindle and the rotary machining is performed, the clamp member is moved to the spindle unclamp position. When the tool spindle is rotated, and when a turning tool is mounted on the tool spindle to perform turning, the clamp member is moved to the spindle clamp position to move the tool spindle with respect to the tool rest body. Make sure to clamp it. Further, the balance pressing member can cancel the thrust load acting on the tool spindle when the spindle is clamped by the clamp member, so that the tool spindle can be clamped without burdening the bearing, and the bearing is elastically deformed. The movement of the spindle can be prevented, and highly accurate machining is possible.

【0013】また本発明のうち第2の発明は、同期駆動
手段により、クランプ部材とバランス押圧部材の同期的
な係合解除が可能となるので、工具主軸のアンクランプ
時に、どちらか一方が先に主軸側カップリング部材から
離れることによる不用意なスラスト荷重のベアリングへ
の作用が未然に防止され、信頼性の高い工作機械の提供
が可能となる。
According to the second aspect of the present invention, since the synchronous drive means enables the synchronous disengagement of the clamp member and the balance pressing member, either one of them is first to be unclamped when the tool spindle is unclamped. Inadvertent thrust load action on the bearing due to separation from the main shaft side coupling member is prevented, and a highly reliable machine tool can be provided.

【0014】また本発明のうち第3の発明は、リターン
リングを駆動するだけでクランプ部材とバランス押圧部
材の駆動が可能となるので、簡単な構成で同期駆動手段
を実現することが出来る。
In the third aspect of the present invention, since the clamp member and the balance pressing member can be driven only by driving the return ring, the synchronous driving means can be realized with a simple structure.

【0015】また本発明のうち第4の発明は、係合部
(42b、45b)が、工具が装着される前記工具用主
軸の端部(32a)に対して背向する形で形成されるの
で、切り粉などが侵入しても、係合部に達することを困
難にし、工具主軸のクランプに際して係合部に切り粉が
噛み込まれてしまい、クランプ不良となる事態の発生を
未然に防止することが出来る。
In a fourth aspect of the present invention, the engaging portions (42b, 45b) are formed so as to face the end (32a) of the tool spindle on which the tool is mounted. Therefore, even if chips etc. enter, it will be difficult to reach the engaging part, and when clamping the tool spindle, the chips will be caught in the engaging part and prevent the situation of clamp failure. You can do it.

【0016】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
The numbers in parentheses are for convenience of showing the corresponding elements in the drawings, and the present description is not limited to the description in the drawings.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明による工作機械の一例を示
した斜視図、図2は、図1に示す工作機械のフロントド
ア内側を示した斜視図、図3は、図2の刃物台における
工具主軸周辺の詳細を示した側断面図、図4は、図3の
クランプ部の詳細を示す側断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a machine tool according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the inside of a front door of the machine tool shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a tool rest of FIG. FIG. 4 is a side sectional view showing details of the periphery of the tool spindle, and FIG. 4 is a side sectional view showing details of the clamp portion of FIG.

【0019】CNC旋盤等である工作機械1は、図1に
示すように、水平なZ軸方向である図1の矢印H、I方
向に伸延した直方体状のフレーム2を有しており、フレ
ーム2の前面側(即ち、図1の紙面手前側)にはフロン
トドア3が前記矢印H、I方向に開閉駆動自在に設けら
れている。フレーム2の内部には、図1に示すように、
主軸台6が設置されており、主軸台6にはワーク主軸7
が、Z軸方向である矢印H、I方向にその軸心CT1を
平行に配置した形で、かつ該軸心CT1を中心に図の矢
印Q、R方向に軸回転駆動自在に軸支されている。ワー
ク主軸7の矢印I側には、チャック9が、加工しようと
するワーク10を複数のチャック爪9bにより把持し得
る形で設けられている。即ち、該ワーク主軸7に設けら
れたチャック9(及び該チャック9に把持されるワーク
10)は矢印Q、R方向に軸回転駆動自在になってい
る。
As shown in FIG. 1, a machine tool 1 such as a CNC lathe has a rectangular parallelepiped frame 2 extending in the directions of arrows H and I in FIG. 1, which is the horizontal Z-axis direction. A front door 3 is provided on the front side of the sheet 2 (that is, on the front side of the plane of FIG. 1) so as to be openable / closable in the directions of the arrows H and I. Inside the frame 2, as shown in FIG.
A headstock 6 is installed, and a work spindle 7 is attached to the headstock 6.
Is axially rotatably supported in the directions of arrows Q and R in the figure with the axes CT1 arranged in parallel in the directions of arrows H and I, which are the Z-axis directions. There is. On the arrow I side of the work spindle 7, a chuck 9 is provided so that the work 10 to be processed can be gripped by a plurality of chuck claws 9b. That is, the chuck 9 (and the work 10 gripped by the chuck 9) provided on the work spindle 7 is rotatable about the axes Q and R.

【0020】また、フレーム2の内部には、図2に示す
ように、前記ワーク主軸7の矢印I側の位置に、矢印
H、I方向に伸延した形の第1直動案内装置20が敷設
されており、第1直動案内装置20にはテールストック
21が矢印H、I方向に、即ちZ軸方向に摺動移動駆動
自在に設けられている。テールストック21には、加工
すべきワーク10の大きさや形状或いは加工の態様に応
じて、前記チャック9で把持したワーク10の矢印I側
を支持し得る心押軸22が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, inside the frame 2, a first linear motion guide device 20 extending in the directions of arrows H and I is laid at a position on the arrow I side of the work spindle 7. A tailstock 21 is provided on the first linear motion guide device 20 so as to be slidably movable in the directions of arrows H and I, that is, in the Z-axis direction. The tailstock 21 is provided with a tailstock shaft 22 capable of supporting the arrow I side of the work 10 gripped by the chuck 9 according to the size and shape of the work 10 to be processed or the mode of processing.

【0021】更に、フレーム2内には、ワーク主軸7等
よりも図1紙面奥側等に公知のツールマガジン5が設置
されており、該ツールマガジン5には複数種類の旋削工
具ユニット60Aや回転工具ユニット60B等の工具ユ
ニットが保持貯蔵されている。また、このツールマガジ
ン5の近傍には公知の自動工具交換装置17(ATC装
置)が、ツールマガジン5に保持貯蔵されていた工具ユ
ニットを取り出して後述する工具主軸32に装着させ得
る形で、また該工具主軸32に装着されていた工具ユニ
ットを取り外してツールマガジン5に保持させ得る形で
設置されている。
Further, in the frame 2, a well-known tool magazine 5 is installed on the back side of the work main shaft 7 and the like in FIG. 1 and the like, and the tool magazine 5 has a plurality of types of turning tool units 60A and rotary tools. Tool units such as the tool unit 60B are held and stored. In the vicinity of the tool magazine 5, a known automatic tool changing device 17 (ATC device) can take out the tool unit held and stored in the tool magazine 5 and attach it to a tool spindle 32 described later. The tool unit mounted on the tool spindle 32 can be detached and held in the tool magazine 5.

【0022】また、フレーム2の内部には、図2に示す
ように、前記ワーク主軸7の矢印I側の位置で、前記第
1直動案内装置20の図2紙面斜め上方奥側で、かつツ
ールマガジン5や自動工具交換装置17よりも図1紙面
手前側の位置に、矢印H、I方向に伸延した形の第2直
動案内装置11が敷設されており、第2直動案内装置1
1には刃物台ベース12が矢印H、I方向に、即ちZ軸
方向に摺動移動駆動自在に設けられている。一方、刃物
台ベース12には、前記Z軸方向に直角で、かつ鉛直方
向からやや傾斜した方向となるX軸方向である図1及び
図2の矢印D、E方向に伸延した形の第3直動案内装置
15が敷設されており(従って第3直動案内装置15は
図1及び図2で紙面奥側に向かって傾斜している)、第
3直動案内装置15には刃物台13が矢印D、E方向
に、即ちX軸方向に摺動移動駆動自在に設けられてい
る。
Further, inside the frame 2, as shown in FIG. 2, at a position on the arrow I side of the work spindle 7, at a position diagonally upward and rearward of the first linear motion guide device 20 in FIG. A second linear motion guide device 11 extending in the directions of arrows H and I is laid at a position closer to the front side of the paper than the tool magazine 5 and the automatic tool changing device 17 in FIG.
1, a tool rest base 12 is provided so as to be slidably movable in the directions of arrows H and I, that is, in the Z-axis direction. On the other hand, the turret base 12 has a third shape extending in the directions of arrows D and E in FIGS. 1 and 2, which is the direction of the X axis which is perpendicular to the Z axis direction and slightly inclined from the vertical direction. The linear motion guide device 15 is laid (therefore, the third linear motion guide device 15 is inclined toward the back side of the paper in FIGS. 1 and 2), and the third linear motion guide device 15 includes the tool rest 13 Are provided so as to be slidably movable in the directions of arrows D and E, that is, in the X-axis direction.

【0023】刃物台13の矢印D側の先端側には、図2
に示すように、主軸取付部30が形成されており、主軸
取付部30には、前記X軸方向(矢印D、E方向)及び
Z軸方向(矢印H、I方向)に対して直角なY軸方向で
ある図の矢印A、C方向に平行な軸心CT2を中心に図
の矢印T、U方向(B軸方向)に回動自在に軸支された
ヘッドストック31が刃物台13の本体の一部を構成す
る形で設けられている。なお、刃物台13内には図示し
ない適宜な回動駆動用モータが内蔵されており、該回動
駆動用モータと前記ヘッドストック31の間には、歯車
やシャフト等からなる適宜な動力伝達手段(図示せず)
が、前記回動駆動用モータからの動力を伝達することに
より、前記ヘッドストック31を前記軸心CT2を中心
に図の矢印T、U方向(B軸方向)に所定の割り出し角
度で回動駆動自在に設けられている。
As shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a spindle mounting portion 30 is formed, and the spindle mounting portion 30 has a Y perpendicular to the X-axis direction (arrows D and E directions) and the Z-axis direction (arrows H and I directions). The main body of the tool rest 13 is a headstock 31 that is rotatably supported in the directions of arrows T and U (B axis direction) around an axis CT2 that is parallel to the axial directions A and C of the drawing. Is provided so as to form a part of. An appropriate rotary drive motor (not shown) is built in the tool rest 13, and an appropriate power transmission means composed of gears, shafts or the like is provided between the rotary drive motor and the head stock 31. (Not shown)
However, by transmitting the power from the rotation driving motor, the head stock 31 is driven to rotate about the shaft center CT2 in the directions of arrows T and U (B-axis direction) at a predetermined indexing angle. It is provided freely.

【0024】更に、主軸取付部30とヘッドストック3
1の間には、該主軸取付部30側に対してヘッドストッ
ク31側を固定・固定解除自在な、適宜な固定手段(図
示せず)が設けられている。つまり、ヘッドストック3
1は、動力伝達手段及び固定手段等により、図の矢印
T、U方向に所定の割り出し角度で回動駆動・位置決め
自在になっている。
Further, the spindle mounting portion 30 and the headstock 3
An appropriate fixing means (not shown) for fixing / releasing the fixing of the headstock 31 side with respect to the main shaft mounting portion 30 side is provided between the two. In other words, headstock 3
1 can be rotationally driven and positioned at a predetermined indexing angle in the directions of arrows T and U in the figure by a power transmission means, a fixing means, and the like.

【0025】ヘッドストック31は、図3に示すよう
に、少なくとも矢印F方向に開口した略筒状の形状をな
しており、ヘッドストック31内部には、ベアリングユ
ニット37を介して支持された工具主軸32が設けられ
ている(なお、ヘッドストック31は図3で示すとお
り、複数の部品が組み合わさってできた1つのケーシン
グ体である)。工具主軸32は、ヘッドストック31内
で図の矢印F、G方向(工具主軸32の軸方向)に伸延
した形状をしており、上述したベアリングユニット37
を介して支持されることにより矢印F、G方向の軸心C
T3を中心に図の矢印J、K方向に軸回転自在になって
いる。なおベアリングユニット37は、工具主軸32の
先端側である矢印F側に配置されたスラストベアリング
装置37aと工具主軸32の後端側である矢印G側に配
置されたころ軸受装置37bを有している。
As shown in FIG. 3, the head stock 31 has a substantially cylindrical shape opened at least in the direction of the arrow F, and inside the head stock 31, a tool spindle supported via a bearing unit 37. 32 is provided (the head stock 31 is one casing body formed by combining a plurality of parts, as shown in FIG. 3). The tool spindle 32 has a shape extending in the arrow F and G directions (axial direction of the tool spindle 32) in the headstock 31, and has the above-described bearing unit 37.
By being supported via the axis C in the directions of arrows F and G
The shaft is rotatable about T3 in the directions of arrows J and K in the figure. The bearing unit 37 has a thrust bearing device 37a arranged on the arrow F side which is the tip side of the tool spindle 32 and a roller bearing device 37b arranged on the arrow G side which is the rear end side of the tool spindle 32. There is.

【0026】上述したようにヘッドストック31は主軸
取付部30に対して矢印T、U方向に所定の割り出し角
度で回動駆動・位置決め自在となっているのであるか
ら、該ヘッドストック31に設けられた工具主軸32も
同様に矢印T、U方向に所定の割り出し角度で回動駆動
自在となっている。従って工具主軸32は、この工具主
軸32の先端が図の矢印H方向を向くような位置や、図
の矢印D方向を向くような位置、或いはその他、前記B
軸に沿った各種各様の方向を向くような位置で位置決め
自在になっている。
As described above, since the head stock 31 can be rotationally driven / positioned with respect to the spindle mounting portion 30 in the directions of arrows T and U at a predetermined indexing angle, the head stock 31 is provided on the head stock 31. Similarly, the tool spindle 32 is also rotatable in the directions of arrows T and U at a predetermined indexing angle. Therefore, the tool spindle 32 is positioned such that the tip of the tool spindle 32 is directed in the direction of arrow H in the figure, or is positioned in the direction of arrow D in the figure, or the B
It can be positioned in any of various directions along the axis.

【0027】工具主軸32の先端側(即ち図の矢印F
側)は、図3乃至図4に示すように、基本的に略円錐状
に形成された工具装着部33となっており、該工具装着
部33には、旋削工具ユニットが、或いは回転工具ユニ
ットが着脱自在になっている(なお、図3及び図4では
工具主軸32に旋削工具ユニット60Aや回転工具ユニ
ット60Bがいずれも装着されていない状態を示してい
る。)。
The tip side of the tool spindle 32 (that is, the arrow F in the figure)
As shown in FIGS. 3 to 4, the side) is a tool mounting portion 33 which is basically formed in a substantially conical shape. The tool mounting portion 33 has a turning tool unit or a rotary tool unit. Is detachable (note that FIGS. 3 and 4 show a state in which neither the turning tool unit 60A nor the rotary tool unit 60B is attached to the tool spindle 32).

【0028】また、主軸駆動用モータ70は工具主軸3
2に直結された、所謂ビルトインタイプとなっており、
主軸駆動用モータ70を駆動することにより、工具主軸
32を軸心CT3を中心に、図の矢印J、K方向に軸回
転駆動自在になっている。つまり工具主軸32の先端に
回転工具ユニット60Bを装着して該工具主軸32を矢
印J、K方向に軸回駆動させることによりミル加工など
の回転加工が行えるようになっている。
Further, the spindle drive motor 70 is the tool spindle 3
It is a so-called built-in type that is directly connected to 2.
By driving the spindle driving motor 70, the tool spindle 32 can be driven to rotate about the axis CT3 in the directions of arrows J and K in the figure. That is, the rotary tool unit 60B is attached to the tip of the tool spindle 32, and the tool spindle 32 is driven to rotate in the directions of the arrows J and K so that rotary machining such as milling can be performed.

【0029】また、ヘッドストック31と工具主軸32
の間には、上述したスラストベアリング装置37aの近
傍で、かつこれよりも矢印F側の位置において、カップ
リングクランプ機構40が設けられている。即ち、カッ
プリングクランプ機構40は、図4に示すように、工具
主軸32に固定して設けられた主軸カップリング42を
有している。主軸カップリング42は工具主軸32の外
周側に、フランジ状に、従って矢印F、G方向に略垂直
な環状の板状に形成されたベース部42aを有してお
り、ベース部42aのうち矢印G方向、即ち主軸端部3
2aに対して背向した面には、該矢印G方向に突出した
形で複数の突起部42bが設けられている。各突起部4
2bは前記軸心CT3を中心に放射状に伸延した筋状に
形成されている。
In addition, the headstock 31 and the tool spindle 32
Between them, a coupling clamp mechanism 40 is provided in the vicinity of the thrust bearing device 37a described above and at a position on the arrow F side of this. That is, the coupling clamp mechanism 40 has a spindle coupling 42 fixedly provided on the tool spindle 32, as shown in FIG. The spindle coupling 42 has a base portion 42a formed on the outer peripheral side of the tool spindle 32 in the shape of a flange, that is, in the shape of an annular plate substantially perpendicular to the directions of arrows F and G. G direction, ie, spindle end 3
A plurality of protrusions 42b are provided on the surface facing away from 2a in the direction of the arrow G. Each protrusion 4
2b is formed in a linear shape extending radially from the axial center CT3.

【0030】また、カップリングクランプ機構40は、
ヘッドストック31に設けられた固定用カップリング4
5を有している。固定用カップリング45は、上述した
主軸カップリング42の外周側に対応して配置され、前
記ヘッドストック31に固定されたベース部45aを有
しており、ベース部45aは矢印F、G方向に略垂直
な、前記主軸カップリング42の外側を囲む環状の板状
に形成されている。ベース部45aのうち矢印G方向に
向いた面には、該矢印G方向に突出した形で複数の突起
部45bが設けられている。各突起部45bは前記軸心
CT3を中心に放射状に伸延した筋状に形成されてい
る。
Further, the coupling clamp mechanism 40 is
Fixing coupling 4 provided on the headstock 31
Have five. The fixing coupling 45 is arranged corresponding to the outer peripheral side of the spindle coupling 42 described above, and has a base portion 45a fixed to the head stock 31, and the base portion 45a extends in the directions of arrows F and G. It is formed in a substantially vertical annular plate shape that surrounds the outside of the spindle coupling 42. On the surface of the base portion 45a facing the arrow G direction, a plurality of protrusions 45b are provided so as to project in the arrow G direction. Each of the protrusions 45b is formed in a streak shape radially extending around the axial center CT3.

【0031】更に、ヘッドストック31のうち上述した
固定用カップリング45よりも矢印G側、即ち、主軸端
面32aとは反対側の位置には、該ヘッドストック31
内に設けられ形で中空のシリンダ41が形成されてい
る。シリンダ41は、工具主軸32の放射方向外側に配
置され、該工具主軸32と同心状の環形状をなしてい
る。そして前記カップリングクランプ機構40は、この
シリンダ41を介してヘッドストック31に支持された
形でクランプカップリング43を有している。即ち、ク
ランプカップリング43は、シリンダ41内で油圧オイ
ル等により矢印F、G方向に移動駆動自在になった基本
的にピストン体となっている。クランプカップリング4
3の矢印F側には、該矢印F方向に向いた平板状の対向
部43aが形成されている。上述したようにシリンダ4
1は前記工具主軸32と同心状の環形状をなしているこ
とから、対向部43aも前記工具主軸32と同心状の環
形状をなしており、更に対向部43aは、その矢印F方
向に主軸カップリング42及び固定用カップリング45
に対向する大きさで形成されている。対向部43aのう
ち矢印F方向に向いた面には、該矢印F方向に突出した
形で複数の突起部43bが設けられている。各突起部4
3bは前記軸心CT3を中心に放射状に伸延した筋状に
形成されている。
Further, in the head stock 31, the head stock 31 is located on the arrow G side of the above-mentioned fixing coupling 45, that is, on the side opposite to the spindle end face 32a.
Inside, a hollow cylinder 41 is formed. The cylinder 41 is arranged on the outer side in the radial direction of the tool spindle 32 and has a ring shape concentric with the tool spindle 32. The coupling clamp mechanism 40 has a clamp coupling 43 supported by the headstock 31 via the cylinder 41. That is, the clamp coupling 43 is basically a piston body which can be moved and driven in the directions of arrows F and G by hydraulic oil or the like in the cylinder 41. Clamp coupling 4
On the arrow F side of 3, there is formed a flat plate-shaped facing portion 43a facing the arrow F direction. Cylinder 4 as described above
Since 1 has a ring shape concentric with the tool spindle 32, the facing portion 43a also has a ring shape concentric with the tool spindle 32, and the facing portion 43a further has a spindle shape in the direction of the arrow F. Coupling 42 and fixing coupling 45
Are formed to face each other. A plurality of protrusions 43b are provided on the surface of the facing portion 43a facing the arrow F direction so as to project in the arrow F direction. Each protrusion 4
3b is formed in a striated shape extending radially around the axial center CT3.

【0032】また、主軸カップリング42の図4左方、
即ち、クランプカップリング43が設けられた側の軸心
CT3方向における反対側には、環状に形成されたバラ
ンスリング50が、ヘッドストック31に形成されたシ
リンダ31aに矢印F、G方向に所定のストロークに渡
り摺動自在に設けられており、バランスリング50の図
中右方には押圧面50aが、主軸カップリング42の側
面42cと当接係合自在に形成されている。
The left side of the spindle coupling 42 in FIG.
That is, on the opposite side in the axial CT3 direction of the side on which the clamp coupling 43 is provided, an annular balance ring 50 is provided on the cylinder 31a formed in the head stock 31 in a predetermined direction in the arrow F and G directions. The balance ring 50 is provided so as to be slidable over the stroke thereof, and a pressing surface 50a is formed on the right side of the balance ring 50 in the figure so as to be capable of abuttingly engaging with a side surface 42c of the spindle coupling 42.

【0033】バランスリング50の図4外周部には、リ
ターンリング51が、ヘッドストック31に形成された
シリンダ31bに矢印F、G方向に所定のストロークに
渡り摺動自在に設けられており、リターンリング51
は、固定用カップリング45に矢印F、G方向に貫通穿
設された穴45cに遊嵌されたピン52と当接係合自在
に形成されている。
A return ring 51 is provided on the outer peripheral portion of the balance ring 50 in FIG. 4 so as to be slidable in a cylinder 31b formed in the head stock 31 in the directions of arrows F and G for a predetermined stroke, and the return Ring 51
Is formed so as to be capable of abuttingly engaging with a pin 52 loosely fitted in a hole 45c formed through the fixing coupling 45 in the directions of arrows F and G.

【0034】つまり、工具主軸32のクランプに際し
て、油路55を介してシリンダ41に供給される圧油に
より、クランプカップリング43が矢印F方向に移動駆
動され、図4下半分に示すように所定の主軸クランプ位
置SC1に配置されると、対向部43aに設けられた複
数の突起部43bが、主軸カップリング42の複数の突
起体42b及び固定用カップリング45の複数の突起部
45bに噛合し、公知の3枚カップリングの要領で、固
定用カップリング45に対して主軸カップリング42が
クランプされる。つまり、主軸カップリング42が設け
られている工具主軸32は、その矢印J、K方向の回転
を拘束する形でヘッドストック31側にクランプ固定さ
れる。
That is, when the tool spindle 32 is clamped, the clamp coupling 43 is moved and driven in the direction of arrow F by the pressure oil supplied to the cylinder 41 via the oil passage 55, and as shown in the lower half of FIG. When arranged at the main spindle clamp position SC1, the plurality of protrusions 43b provided on the facing portion 43a mesh with the plurality of protrusions 42b of the main spindle coupling 42 and the plurality of protrusions 45b of the fixing coupling 45. The main shaft coupling 42 is clamped with respect to the fixing coupling 45 in a known three-piece coupling manner. That is, the tool spindle 32 provided with the spindle coupling 42 is clamped and fixed to the head stock 31 side so as to restrain the rotation in the arrow J and K directions.

【0035】この際、バランスリング50も、油路53
を介してシリンダ31aに供給される圧油により、矢印
G方向に押圧駆動され、押圧面50aと主軸カップリン
グ42の側面42cが所定の押圧力で当接する。主軸カ
ップリング42の突起部42b側は、既に述べたように
クランプカップリング43により図中F方向に所定のク
ランプ力が作用することから、主軸カップリング42
は、クランプカップリング41からの矢印F方向のクラ
ンプ力とバランスリング50からの矢印G方向の押圧力
が作用して、結果的にクランプカップリング43からの
矢印F方向のクランプ力はバランスリング50の押圧力
により打ち消される。
At this time, the balance ring 50 is also connected to the oil passage 53.
By the pressure oil supplied to the cylinder 31a via the pressing force in the direction of the arrow G, the pressing surface 50a and the side surface 42c of the spindle coupling 42 abut with a predetermined pressing force. Since the clamp coupling 43 applies a predetermined clamping force in the F direction in the drawing on the protrusion 42b side of the spindle coupling 42, as described above, the spindle coupling 42
The clamping force in the direction of arrow F from the clamp coupling 41 and the pressing force in the direction of arrow G from the balance ring 50 act, and as a result, the clamping force in the direction of arrow F from the clamp coupling 43 is applied. It is canceled by the pressing force of.

【0036】通常、クランプカップリング43から主軸
カップリング42を介して工具主軸32に作用する矢印
F方向のクランプ力は、工具主軸32を支持するスラス
トベアリング37aに対してスラスト荷重として作用す
るが、このスラスト荷重が、バランスリング50により
主軸カップリング42に作用する押圧力により打ち消さ
れ、工具主軸32には、クランプカップリング43の主
軸カップリング42及び固定用カップリング45との係
合に起因するスラスト荷重が作用することは無くなる。
Normally, the clamping force in the direction of arrow F acting on the tool spindle 32 from the clamp coupling 43 via the spindle coupling 42 acts as a thrust load on the thrust bearing 37a supporting the tool spindle 32. This thrust load is canceled by the pressing force applied to the spindle coupling 42 by the balance ring 50, and the tool spindle 32 is caused by the engagement of the clamp coupling 43 with the spindle coupling 42 and the fixing coupling 45. Thrust load no longer acts.

【0037】工具主軸32のアンクランプに際しては、
油路53、55がドレーンされると共にリターンリング
51の図中左方のシリンダ31bに圧油が供給される。
すると、リターンリング51が矢印G方向に移動駆動さ
れると共に、バランスリング50が、逆方向である矢印
F方向に押圧駆動される。これにより、リターンリング
51が固定用カップリング45の穴45cに遊嵌された
ピン52と当接し、該ピン52を矢印G方向に押圧して
矢印G方向に移動させ、更に、ピン52が矢印G方向に
移動すると、ピン52によりクランプカップリング43
は矢印G方向に押圧駆動される。すると、クランプカッ
プリング43は、図4上半分に示すように所定の主軸ア
ンクランプ位置SC2に配置される。
When unclamping the tool spindle 32,
The oil passages 53 and 55 are drained, and the pressure oil is supplied to the cylinder 31b on the left side of the return ring 51 in the figure.
Then, the return ring 51 is driven to move in the direction of arrow G, and the balance ring 50 is driven to be pressed in the opposite direction of arrow F. As a result, the return ring 51 abuts on the pin 52 loosely fitted in the hole 45c of the fixing coupling 45, presses the pin 52 in the direction of arrow G to move it in the direction of arrow G, and further the pin 52 moves in the direction of arrow G. When moved in the G direction, the clamp coupling 43 is fixed by the pin 52.
Is driven in the direction of arrow G. Then, the clamp coupling 43 is arranged at a predetermined spindle unclamp position SC2 as shown in the upper half of FIG.

【0038】すると、クランプカップリング43の突起
部43bの、主軸カップリング42の突起体42b及び
固定用カップリング45の突起部45bに対する噛合が
解除され、固定用カップリング45に対して主軸カップ
リング42がアンクランプされる。即ち、工具主軸32
は、その矢印J、K方向の回転に対する拘束が解除さ
れ、該矢印J、K方向に回転可能な状態になる。
Then, the protrusion 43b of the clamp coupling 43 is disengaged from the protrusion 42b of the spindle coupling 42 and the protrusion 45b of the fixing coupling 45, and the spindle coupling is fixed to the fixing coupling 45. 42 is unclamped. That is, the tool spindle 32
Is released from the constraint on the rotation in the directions of the arrows J and K, and becomes rotatable in the directions of the arrows J and K.

【0039】また、リターンリング51のシリンダ31
bへの圧油の供給により、クランプカップリング41の
開放動作と同期する形でバランスリング50が矢印F方
向に押圧駆動され、それまで当接状態にあったバランス
リング50と主軸カップリング42との当接関係は、ク
ランプカップリング41の開放動作と同期する形で解除
される。すると、それまでバランスリング50から主軸
カップリング42作用していた押圧力の作用が無くな
り、主軸カップリング42はクランプカップリング43
及び主軸カップリング42の両方との係合が解除され、
それまで主軸カップリング42に作用していた軸心CT
3方向の押圧力及びクランプ力は共に作用しなくなり、
工具主軸32は、スラストベアリング37aに主軸カッ
プリング42及びバランスリング50からのスラスト荷
重が何ら作用することが無く、円滑に回転可能な状態と
なる。
Further, the cylinder 31 of the return ring 51
By supplying the pressure oil to b, the balance ring 50 is pressed and driven in the direction of arrow F in synchronization with the opening operation of the clamp coupling 41, and the balance ring 50 and the spindle coupling 42, which have been in contact with each other until then, The contact relationship of is released in synchronization with the opening operation of the clamp coupling 41. Then, the pressing force acting from the balance ring 50 to the spindle coupling 42 until then disappears, and the spindle coupling 42 becomes the clamp coupling 43.
And disengaged from both the spindle coupling 42,
The axial center CT that was acting on the spindle coupling 42 until then
The pressing force and clamping force in 3 directions will not work together,
The tool spindle 32 is in a smoothly rotatable state without any thrust load from the spindle coupling 42 and the balance ring 50 acting on the thrust bearing 37a.

【0040】このように、リターンリング51の駆動用
シリンダ31bをバランスリング50の駆動用シリンダ
と共用させることにより、リターンリング51を駆動さ
せるだけでクランプカップリング43とバランスリング
50の同期的な開放動作を可能とすることが出来る。こ
れにより、工具主軸32の固定状態からから回転可能状
態への切り換えに際して、主軸カップリング42に軸心
CT3方向にアンバランスなスラスト力が作用して主軸
カップリング42を変形破損させたり、またベアリング
37に過度のスラスト荷重が作用する事を未然に防止す
ることが出来、信頼性の高い主軸構造となる。
As described above, by sharing the driving cylinder 31b of the return ring 51 with the driving cylinder of the balance ring 50, the clamp coupling 43 and the balance ring 50 are synchronously opened only by driving the return ring 51. The operation can be enabled. As a result, when the tool spindle 32 is switched from the fixed state to the rotatable state, an unbalanced thrust force acts on the spindle coupling 42 in the direction of the axial center CT3 to deform and damage the spindle coupling 42, and the bearing. It is possible to prevent an excessive thrust load from acting on 37, resulting in a highly reliable spindle structure.

【0041】なお、リターンリング51とクランプカッ
プリング43の同期解放機構は、上述の駆動用シリンダ
31bのような共用シリンダを用いるほかに、互いのシ
リンダを連通させて開放用の油圧を同時に供給できるよ
うしたり、適宜な機械的な連動機構を用いて駆動するな
ど、どのような構成を用いてもよい。
Note that the synchronous release mechanism of the return ring 51 and the clamp coupling 43 uses a common cylinder such as the above-mentioned drive cylinder 31b, and also allows the cylinders to communicate with each other to supply the hydraulic pressure for opening at the same time. In this case, any configuration may be used, such as driving or using an appropriate mechanical interlocking mechanism.

【0042】工作機械1等は以上のように構成されてい
るので、該工作機械1によりワーク10の加工を行うに
は、まずワーク10をチャック9で把持(或いは、該チ
ャック9で把持したワーク10の矢印I側を心押軸22
で支持)する形で設置する。次いで、旋削工具ユニット
60A或いは回転工具ユニット60Bを装着した工具主
軸32を、主軸取付部30に対するヘッドストック31
の矢印T、U方向における回転・位置決めにより、所望
の方向に配置して、刃物台ベース12の矢印H、I方向
での移動駆動及び刃物台13の矢印D、E方向での移動
駆動により、工具主軸32に装着した旋削工具ユニット
60A或いは回転工具ユニット60Bの先端と前記ワー
ク10との相対位置をX軸方向或いはZ軸方向に変化さ
せながら加工を進める。
Since the machine tool 1 and the like are constructed as described above, in order to process the work 10 with the machine tool 1, first, the work 10 is gripped by the chuck 9 (or the work gripped by the chuck 9). The tailstock shaft 22 on the arrow I side of 10
Support). Next, the tool spindle 32 equipped with the turning tool unit 60A or the rotary tool unit 60B is attached to the headstock 31 with respect to the spindle mounting portion 30.
By arranging in a desired direction by rotating and positioning in the directions T and U, the turret base 12 is driven to move in the directions H and I and the turret 13 is driven to move in the directions D and E. The machining is advanced while changing the relative position between the tip of the turning tool unit 60A or the rotary tool unit 60B mounted on the tool spindle 32 and the workpiece 10 in the X-axis direction or the Z-axis direction.

【0043】なお、工具主軸32に旋削工具ユニット6
0Aが装着されている際には、ワーク主軸7のC軸制御
状態を解除して通常の回転数制御状態とし、ワーク主軸
7を矢印Q、R方向に軸回転駆動させて、チャック9で
把持したワーク10を矢印Q、R方向に回転駆動させて
おく。一方、刃物台13側では工具主軸32を回転させ
ず、またカップリングクランプ機構40において、図4
下半分に示すようにクランプカップリング43を矢印F
方向に移動駆動させて主軸クランプ位置SC1に配置す
ると共に、バランスリング50を矢印G方向に移動させ
る。これにより、クランプカップリング43と主軸カッ
プリング42及び固定用カップリング45を、バランス
リング50により矢印F方向のクランプ力を打ち消した
状態で噛合させ、固定用カップリング45に対して前記
主軸カップリング42をクランプする。
The turning tool unit 6 is attached to the tool spindle 32.
When 0A is mounted, the C-axis control state of the work spindle 7 is released to the normal rotation speed control state, the work spindle 7 is axially driven in the directions of arrows Q and R, and gripped by the chuck 9. The work 10 is rotated and driven in the directions of arrows Q and R. On the other hand, the tool spindle 32 is not rotated on the side of the tool rest 13 and the coupling clamp mechanism 40 has the structure shown in FIG.
Connect the clamp coupling 43 to the arrow F as shown in the lower half.
The balance ring 50 is moved in the arrow G direction while being driven and moved in the direction to be arranged at the spindle clamp position SC1. As a result, the clamp coupling 43, the main shaft coupling 42, and the fixing coupling 45 are engaged with each other in a state where the balance ring 50 cancels the clamping force in the direction of arrow F, and the main shaft coupling with respect to the fixing coupling 45. Clamp 42.

【0044】すると、工具主軸32は、その矢印J、K
方向の回転を拘束された形でヘッドストック31側にク
ランプ固定される。こうして、工具主軸32に装着され
た旋削工具ユニット60Aの先端を主軸取付部30等に
対して固定した状態にしてワーク10の旋削加工(外径
加工や端面加工等)を行うようにする。
Then, the tool spindle 32 has its arrows J, K
It is clamped and fixed to the headstock 31 side while being restricted from rotating in any direction. Thus, the turning tool unit 60A mounted on the tool spindle 32 is fixed to the spindle mounting portion 30 and the like, and the workpiece 10 is turned (outer diameter machining, end face machining, etc.).

【0045】旋削加工ユニット60Aによる旋削加工に
際しては、既に述べたように、クランプカップリング4
3からの矢印F方向のクランプ力がバランスリング50
による矢印G方向の押圧力で打ち消されるので、工具主
軸32を回転自在に支持するスラストベアリング37a
には余分なスラスト荷重が作用することなく、旋削加工
に際してスラストベアリングが弾性変形することが防止
され、精度の高い加工が可能となる。
When turning by the turning unit 60A, as described above, the clamp coupling 4 is used.
The clamping force in the direction of arrow F from 3 is the balance ring 50.
The thrust bearing 37a rotatably supports the tool spindle 32 because it is canceled by the pressing force in the direction of arrow G due to
The thrust bearing is prevented from elastically deforming at the time of turning without an excessive thrust load acting on the shaft, and thus it becomes possible to perform high-precision processing.

【0046】また、工具主軸32に回転工具ユニット6
0Bが装着されている際には、ワーク主軸7を回転角度
制御状態、即ちC軸制御状態にしておく。また、刃物台
13側では、カップリングクランプ機構40において、
リターンリング51及びピン52により、クランプカッ
プリング43を矢印G方向に移動駆動させて主軸アンク
ランプ位置SC2に配置し、該クランプカップリング4
3と主軸カップリング42及び固定用カップリング45
の噛合を解除する。
Further, the rotary tool unit 6 is attached to the tool spindle 32.
When 0B is mounted, the work spindle 7 is kept in the rotation angle control state, that is, the C-axis control state. Further, on the tool post 13 side, in the coupling clamp mechanism 40,
The clamp coupling 43 is moved and driven in the direction of arrow G by the return ring 51 and the pin 52 to be arranged at the spindle unclamp position SC2.
3, the main shaft coupling 42 and the fixing coupling 45
Release the engagement of.

【0047】これにより、固定用カップリング45に対
して前記主軸カップリング42をアンクランプし、工具
主軸32を、その矢印J、K方向に回転可能な状態にし
た上で、該工具主軸32を矢印A、B方向に軸回転駆動
させて、該工具主軸32に装着された回転工具ユニット
60Bの先端を矢印J、K方向に回転駆動させるように
してワーク10の回転加工(ミル加工等)を行うように
する。
As a result, the spindle coupling 42 is unclamped with respect to the fixing coupling 45, the tool spindle 32 is made rotatable in the directions of the arrows J and K, and then the tool spindle 32 is fixed. Rotation of the workpiece 10 (milling, etc.) is performed by rotating the workpiece 10 by rotating the tool unit spindle 60B mounted on the tool spindle 32 in the directions of arrows A and B so as to rotate the tip of the rotating tool unit 60B. Try to do it.

【0048】なお、加工の途中などで、工具主軸32に
装着する工具ユニットを交換する際には、上述した自動
工具交換装置17により、ツールマガジン5に保持貯蔵
されていた所望の工具ユニットを取り出すと共に、工具
主軸32に装着していた工具ユニットを取り外し、これ
らを取り替える形で、該工具主軸32に前記所望の工具
ユニットを装着するようにする。
When exchanging the tool unit mounted on the tool spindle 32 during machining, the desired tool unit held and stored in the tool magazine 5 is taken out by the above-mentioned automatic tool exchanging device 17. At the same time, the tool unit attached to the tool spindle 32 is removed, and the desired tool unit is attached to the tool spindle 32 in a form of replacing them.

【0049】このように本実施例によると、旋削加工時
における工具主軸32のヘッドストック31に対するク
ランプ固定が、上述したように固定側、回転側及び接続
用の3枚のカップリング及びスラスト荷重打ち消し用の
バランスリング50を用いたカップリングクランプ機構
40により実現されているので、例えばディスクブレー
キのような機構で主軸をクランプ固定するよりも、高剛
性で工具主軸32をクランプ固定できる。つまり、旋削
工具ユニット60Aを支持する工具主軸32において剛
性を良好に確保することができる。また、従来の3枚カ
ップリングクランプ機構のように、工具主軸32の固定
時に、クランプカップリング43からのスラスト力が工
具主軸32を回転支持するベアリング37に作用するこ
とが、バランスリング50の作用により防止することが
出来るので、クランプカップリング43のクランプ力を
強固なものにしても、ベアリング37に悪影響を与える
ことが防止され、大きなスラスト荷重が作用する旋削加
工などにも容易に対応することが出来る。
As described above, according to this embodiment, the clamping of the tool spindle 32 to the headstock 31 during turning is performed by fixing the three couplings for the fixed side, the rotating side and the connection and canceling the thrust load as described above. Since it is realized by the coupling clamp mechanism 40 using the balance ring 50 for the tool, the tool spindle 32 can be clamped with higher rigidity than when the spindle is clamped by a mechanism such as a disc brake. That is, the rigidity can be favorably ensured in the tool spindle 32 that supports the turning tool unit 60A. Further, as in the conventional three-piece coupling clamp mechanism, when the tool spindle 32 is fixed, the thrust force from the clamp coupling 43 acts on the bearing 37 that rotatably supports the tool spindle 32. Therefore, even if the clamping force of the clamp coupling 43 is made strong, it is possible to prevent the bearing 37 from being adversely affected, and it is possible to easily cope with a turning process in which a large thrust load acts. Can be done.

【0050】また、カップリング機構40の、主軸カッ
プリング42及び固定用カップリング45の係合部であ
る、突起部42b及び45bが、工具が装着される工具
主軸32の端部32aに対して背向する形で形成されて
いるので、加工に際して生じる切り粉などが、端部32
a側から侵入して突起部42b、45b部分に達するこ
とを極力防止することが出来る。これにより、主軸カッ
プリング42及び固定用カップリング45の係合部と、
クランプカップリング43の係合部である突起部43b
との間に切り粉が噛み込まれてしまい、クランプ不良と
なる事態の発生を未然に防止することが出来る。
Further, the protrusions 42b and 45b, which are the engaging portions of the main shaft coupling 42 and the fixing coupling 45 of the coupling mechanism 40, with respect to the end 32a of the tool main shaft 32 on which the tool is mounted. Since it is formed so as to face back, chips 32 and the like generated during processing will not end 32.
It is possible to prevent as much as possible from entering from the a side and reaching the protruding portions 42b and 45b. As a result, the engaging portions of the spindle coupling 42 and the fixing coupling 45,
Protrusion 43b that is an engaging portion of the clamp coupling 43
It is possible to prevent the occurrence of a situation in which the cutting chips are caught in the gap between and and the clamp becomes defective.

【0051】なお、クランプ部材であるクランプカップ
リング43と対向配置されるバランスリング50などの
バランス押圧部材は、実施例のように円環状に限らず、
クランプカップリング43のクランプ力を打ち消すこと
が出来る限りどのような形状でも良く、例えば、矢印
F、G方向に移動駆動自在に設けられた複数の押圧部材
などから構成してもよい。
The balance pressing member such as the balance ring 50 arranged to face the clamp coupling 43, which is a clamp member, is not limited to the annular shape as in the embodiment,
It may have any shape as long as it can cancel the clamping force of the clamp coupling 43, and may be composed of, for example, a plurality of pressing members provided so as to be movable in the directions of arrows F and G.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明による工作機械の一例を示した
斜視図、
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a machine tool according to the present invention,

【図2】図2は、図1に示す工作機械のフロントドア内
側を示した斜視図、
2 is a perspective view showing the inside of a front door of the machine tool shown in FIG. 1,

【図3】図3は、図2の刃物台における工具主軸周辺の
詳細を示した側断面図、
3 is a side sectional view showing details of the periphery of the tool spindle in the tool rest of FIG. 2;

【図4】図4は、図3のクランプ部の詳細を示す側断面
図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing details of the clamp portion of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……工作機械 31……刃物台本体(ヘッドストック) 31b……同期駆動手段、駆動手段(シリンダ) 32……工具用主軸(工具主軸) 37……ベアリング支持手段(ベアリングユニット) 42……主軸側カップリング部材(主軸カップリング) 42b、45b……係合部(突起部) 43……クランプ部材(クランプカップリング) 45……刃物台本体側カップリング部材(固定用カップ
リング) 50……バランス押圧部材(バランスリング) 51……同期駆動手段(リターンリング) 52……同期駆動手段、動力伝達手段(ピン) 60A……旋削工具(旋削工具ユニット) 60B……回転工具(回転工具ユニット) SC1……主軸クランプ位置 SC2……主軸アンクランプ位置 CT3……工具軸心(軸心)
1 ... Machine tool 31 ... Turret body (headstock) 31b. Synchronous drive means, drive means (cylinder) 32. Tool spindle (tool spindle) 37. Bearing support means (bearing unit) 42. Spindle side coupling member (spindle coupling) 42b, 45b ... Engaging portion (projection portion) 43 ... Clamp member (clamp coupling) 45 ... Turret body side coupling member (fixing coupling) 50 ... ... balance pressing member (balance ring) 51 ... synchronous drive means (return ring) 52 ... synchronous drive means, power transmission means (pin) 60A ... turning tool (turning tool unit) 60B ... rotary tool (rotary tool unit) ) SC1 …… Spindle clamp position SC2 …… Spindle unclamp position CT3 …… Tool shaft center (axis center)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 吉範 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船1番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 Fターム(参考) 3C045 AA02 BA13 BA40 FD03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshinori Mori             Aichi Prefecture Oguchi-machi Oguchi-machi Large-scale small-scale character boarding number 1               Yamazaki Mazak Co., Ltd. Head Office Factory F term (reference) 3C045 AA02 BA13 BA40 FD03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】刃物台本体を有し、該刃物台本体に工具用
主軸を、ベアリング支持手段を介して軸回転自在に支持
して設け、該工具用主軸の先端側には、旋削工具又は回
転工具が選択的に着脱自在となっている工作機械におい
て、 前記工具用主軸と前記刃物台本体の間に、前記工具用主
軸に設けられた主軸側カップリング部材及び、前記刃物
台本体に設けられた刃物台本体側カップリング部材及
び、これら主軸側カップリング部材と刃物台本体側カッ
プリング部材に対して同時に噛合する主軸クランプ位置
と、これら主軸側カップリング部材と刃物台本体側カッ
プリング部材のうち少なくとも一方と噛合解除する主軸
アンクランプ位置との間で移動自在になったクランプ部
材を設け、 前記主軸側カップリング部材の、前記クランプ部材が設
けられた側の工具軸心における反対側に、バランス押圧
部材を前記主軸側カップリング部材に対して当接係合自
在に設けて構成した、工作機械。
1. A tool rest main body is provided with a tool spindle supported rotatably through bearing supporting means on the tool rest main body, and a turning tool or a turning tool is provided on the tip side of the tool spindle. In a machine tool in which a rotary tool is selectively removable, between the tool spindle and the tool rest body, a spindle side coupling member provided on the tool spindle and provided on the tool rest body. Turret main body side coupling member, a main spindle clamping position at which these main spindle side coupling member and turret main body side coupling member are simultaneously engaged, and these main spindle side coupling member and turret main body side coupling member A clamp member that is movable between at least one of the main shaft unclamping position and the main shaft unclamping position, and the clamp member of the main shaft side coupling member is provided. On the opposite side of the side of the tool axis, the balance pressing member which is configured by providing freely abutting engagement with respect to the spindle side coupling member, the machine tool.
【請求項2】前記クランプ部材のアンクランプに際し
て、前記クランプ部材とバランス押圧部材を同期的に駆
動する同期駆動手段を設けて構成した、請求項1記載の
工作機械。
2. The machine tool according to claim 1, further comprising synchronous drive means for synchronously driving the clamp member and the balance pressing member when the clamp member is unclamped.
【請求項3】前記同期駆動手段は、 前記バランス押圧部材の外周部に、移動駆動自在に設け
られたリターンリングを有し、 前記リターンリングと前記クランプ部材との間に、該リ
ターンリングの工具軸心方向の移動を前記クランプ部材
に伝達し得る駆動力伝達手段を設け、 前記リターンリングと前記バランス押圧部材との間に、
前記リターンリングと前記バランス押圧部材を互いに逆
方向に駆動し得る、駆動手段を設けて構成した、請求項
2記載の工作機械。
3. The synchronous drive means has a return ring movably driven on the outer peripheral portion of the balance pressing member, and a tool of the return ring is provided between the return ring and the clamp member. A driving force transmitting means capable of transmitting movement in the axial direction to the clamp member is provided, and between the return ring and the balance pressing member,
The machine tool according to claim 2, further comprising drive means for driving the return ring and the balance pressing member in opposite directions.
【請求項4】前記主軸側カップリング部材と前記刃物台
本体側カップリング部材の係合部を、前記工具が装着さ
れる前記工具用主軸の端部に対して背向する形で形成し
て構成した、請求項1記載の工作機械。
4. An engagement portion between the main shaft side coupling member and the tool post main body side coupling member is formed so as to face the end of the tool main spindle on which the tool is mounted. The machine tool according to claim 1, which is configured.
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