JP2005313264A - 工具ホルダの工具突き出し長さ設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削工具の突き出し長さを設定する場合に、従来はプリセットリングを切削工具に一体に装着する必要があると共に、装着後にその取外しを要し、作業性が劣るもので、該リングを用いずに設定を可能する装置を提供する。
【解決手段】基台１０下部へ設けた調整手段の、平行移動する押し棒７０の一方を工具ホルダＨ受け部材へ装着した工具ホルダの後端から挿入配置し、他方の押し棒４０を、セットスピンドル２０の底部からその内部へ挿入配置し、予めマスターゲージにより設定された所定の突き出し長さを、測定支軸のゲージプレート下面に移して、該セットスピンドルへ挿入した切削工具の先端が、このゲージプレート下面へ当接するまで該調整手段を動作させて両押し棒を上下動し、工具ホルダ内の工具後端位置をセットスピンドル側に設けた工具後端位置に移して設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、特に焼き嵌め方式の工具ホルダへ切削工具を所定の突き出し長さで装着する際に、前もって突き出し長さを設定するための装置に関するものである。

従来からこのような工具ホルダの工具突き出し長さ設定装置は、各種のものが用いられてきており、有効に利用されている。しかしながら最近では工具ホルダの構造として焼き嵌め方式の工具ホルダが多用されてきている。この焼き嵌め方式の工具ホルダは、工具を保持する際のダイナミックバランスが良好であり、従って高速加工が可能であると言う利点がある。ところがこの方式の工具ホルダでは、切削工具の取付に際して、その挿入穴の直径は常温では切削工具の外径よりわずかに小さく形成してあり、当然切削工具をその挿入穴へ取り付けできず、前もって突き出し長さを挿入時点で調整することは出来ないものであった。

つまり、この焼き嵌め方式の工具ホルダは、先ず工具ホルダの挿入穴部分外周側から加熱し、熱膨張により挿入穴を大きく広げたところで切削工具を挿入し、その後に冷却することで、冷却時の収縮作用によって切削工具の外形を強固に把持するものである。

従って、このような工具ホルダにおいては、切削工具をホルダ本体側へ装着するために加熱冷却を行うため、一旦切削工具をホルダ本体へ装着してから、工具の突き出し長さを設定することは不可能であった。更に最近では特許文献１に示すような工具位置設定装置が提案され、使用されるようになってきた。しかしながらこの装置においては、プリセットリングを用いて予め所定位置に切削工具位置をプリセットし、その状態で加熱して膨張した工具ホルダの挿入穴へ挿入、その状態でホルダ側を冷却して切削工具を固定して、その後でプリセットリングを外してから使用に供するものである。このため、切削工具の突き出し長さをセットする場合に、プリセットリングのように切削工具に一体に装着する部品を設ける必要があると共に、装着後にその取り外しをしなければならず、作業性が劣るものであり、このようなリングを用いずに簡単に設定作業を可能にする装置が望まれていた。また、工具のホルダから突き出す長さが短い時には切れ刃部分にこのプリセットリングが位置することになり、正確な位置会わせが困難になり、また切れ刃部分を損傷させる可能性もあるという欠点を有していた。

特開２００１-１０５２８３号公報

切削工具の突き出し長さを設定する場合に、従来はプリセットリングを切削工具に一体に装着する必要があると共に、装着後にその取外しを要し、作業性が劣るもので、該リングを用いずに設定を可能する装置を提供することを目的とする。

本発明は、基台上面へ植立配置したセットスピンドルに対して、所定間隔を置いて配置固定した工具ホルダ受け部材を有し、該セットスピンドルと該工具ホルダ受け部材とが配置される基台の下部へ、突き出し長さ調整駆動手段を設けてなり、この突き出し長さ調整駆動手段が、工具ホルダ受け部材へ装着した工具ホルダの後端から挿入配置して切削工具後端を押圧する押し棒と、この押し棒と同時に平行移動し、該セットスピンドルの底部からその内部へ挿入配置した押し棒とからなり、予めセットスピンドル内部の該押し棒を上下動させて工具が所定突き出し長さになるように該押し棒先端で工具後端を押してセットスピンドル上の工具位置を設定することで、同時に平行移動する工具ホルダ内の押し棒の先端で挿入工具後端を押して挿入工具の位置が設定されるようにしたことを特徴とする。

本発明の工具ホルダの工具突き出し設定装置は、上記のように構成したので、焼き嵌め方式の工具ホルダに利用することで、従来のようなプリセットリングを用いる事無く、セットスピンドルへ突き出し長さを調整して取り付ける目的の切削工具を挿入して、適宜の測定手段で設定した所定位置まで該突き出し長さ調整手段を動作させたあと、セットスピンドルからこの切削工具を外して、予め焼き嵌め装置の加熱手段により加熱して用意した工具ホルダへ挿入すれば、所定の突き出し長さ位置になるように、内部の押し棒先端が位置しており、その後保持部周囲を強制冷却あるいは自然冷却すれば所定の設定位置で工具装着ができ、従って作業性を高め、極めて簡単な操作で工具設定することができるという利点がある。

本発明を、図示の実施例に基づいて説明する。この実施例装置は、焼き嵌め方式の工具ホルダへエンドミルのような切削工具を所定の突き出し長さ寸法で取り付けるための設定装置である。

図１乃至図２から理解されるように、本発明装置は、脚部１０ａ、１０ｂを有する基台１０と、この基台１０上面部に植立固定したセットスピンドル２０と、このセットスピンドル２０から所定距離を置いて基台１０上へ植立固定した工具ホルダ受け台３０と、セットスピンドル２０の内部軸方向に摺動自在に内挿した押し棒４０と、セットスピンドル２０の基台１０下部へ設置して、該押し棒と連結してなる調整駆動手段５０と，この調整駆動手段５０と連動し、受け台３０に保持された工具ホルダＨ内に軸方向摺動自在に内挿した押し棒７０とそのロック手段６０とから構成されている。図中Ｔは切削工具を示す。

更に詳細を説明していく。セットスピンドル２０は、図１〜３に示すように基台１０上へ植立固定した支柱本体２１と、該支柱本体２１の上部に形成された円筒部分２１ａの上端に開口する挿入穴２１ｂへ嵌合状態で挿着される軸部２２ａを有する工具保持部材２２と、該基台１０の下部に位置する支柱本体２１の下部２１ｃ端面から前記工具保持部材２２の工具挿入穴２２ｂに連通する穴２２ｃ内に挿入され、外周に軸方向にラック歯４１を形成した押し棒４０と、前記支柱本体２１の下部２１ｃへ取り付けられ、該ラック歯４１と噛み合う歯車（ピニオン）５１を回動自在に取り付けた押し棒駆動手段５０を有しており、この押し棒駆動手段５０は、図１及び図２に明示したように前記歯車５１と連結し、手で回動させるハンドル５２が一体に装着されている。更に該ラック付き押し棒４０の下端には水平受け部５２ａを有する腕部５２ｂを持った受け部材５２が取り付け固定されている。

一方、工具ホルダ受け台３０は、概略円筒状ブッシュ形状をしており、基台１０に形成した貫通穴１０ａへ嵌合する軸部３１と、基台１０上面へ当接するフランジ部３２と、内面にテーパ穴３３を有している。図中３４はこの受け台３０を基台１０へ固定するねじである。この受け台３０へ保持された工具ホルダＨの下端即ちホルダシャンク端には中央に貫通穴を形成したプルスタッドＰが装着固定されている。
本願発明の押し棒ロック手段６０はこのプルスタッドＰ部分へ取り付け自在に構成されるもので、図３及び図４に明示したように、工具ホルダＨ、プルスタッドＰ及び押し棒ロック手段６０内を貫通する形態で摺動自在に延在する押し棒７０が、下端面が前記受け部材５２の水平受け部５２ａ上面へ載置されている。つまり押し棒７０の下端面は該水平受け部５２ａ上面へ当接しているものである。

更に押し棒ロック手段６０は、円筒上部６１ａと、その上端から開口する、該プルスタッドＰの軸Ｐ１が挿入される穴６１ｂを有し、更に円筒上部６１ａの軸方向略中間に外周から前記穴６１ｂへ開口する複数の小穴６１ｃを有し、該円筒上部６１ａに続くフランジ部６１ｄを有しており、中心には前記押し棒７０が摺動する穴６１ｅが前記穴６１ｂへ貫通して本体６１を形成している。そして前記小孔６１ｃには鋼球６２が半径方向に動き得る状態で配置され、その外側に該鋼球６２の外側への移動を制限する形態でスリーブ６３が該円筒上部６１ａ外側へ摺動自在に嵌合されている。更にこのスリーブ６３下端面と該本体６１のフランジ部６１ｄとの間にはばね６４が張設され、常時スリーブ６３を上方へ押圧している。図４に明示したように、スリーブ６３の内方上方には環状溝６３ａが形成され、更にその下側にはテーパ溝６３ｂが形成され、通常ばね６４によりスリーブ６３を上方へ押し上げ、このテーパ溝の内面で鋼球６２を半径方向内側へ押し込むよう作用する。従って、このロック手段６０を装着する際、スリーブ６３が上方へばね６４で押し上げられた状態でこのロック手段６０の本体６１の穴６１ｂをプルスタッドＰ部へ挿入すれば、プルスタッドＰの軸部Ｐ１先端部分で鋼球６２を半径方向外側へ押し出す方向に押され、更に鋼球６２がスリーブ６３のテーパ溝６３ｂを押すことでスリーブ６３が押し下げられて入り込み、図で左側の状態から右側の状態になり、鋼球６２がプルスタッドＰの軸部Ｐ１へ係合してロック手段６０がプルスタッドＰ即ち工具ホルダＨ側に一体に装着される。逆にスリーブ６３を押し下げれば、鋼球６２が外方へ逃げて、ロック手段６０を取り外すことができる。また本体６１のフランジ部６１ｄには固定ねじ６５が螺合装着されており、押し棒７０を任意の位置で固定することができる。

そして、図３に明示したように、工具ホルダHのシャンク部テーパが保持された工具ホルダ受け台３０のフランジ部３２上面のテーパ穴直径寸法が基準寸法に設定してあり、この上端から工具ホルダHに装着した切削工具Tの先端までの距離Sを所定突き出し長さと設定している。また前述したような構成に装置を組立てた状態で、両押し棒４０と７０の上端面が同一高さになるように設定してある。図１にＸで示したのが、両押し棒４０と７０上端面を結んだ線である。

次にこのように構成した本発明の実施例装置による所定突き出し長さの設定方法について詳細を説明していく。先ずセットスピンドル２０に切削工具Ｔを挿入して所定高さを設定する。図３を例にして、所定の工具Ｔの突き出し長さＳを設定するに際して、セットスピンドル２０へ装着した切削工具Ｔの先端位置が該突き出し長さＳになるように設定するわけであるが、工具ホルダ受け台３０のフランジ部３２の厚みをＵとすると、基台１０上面からセットスピンドル２０へ装着した切削工具Ｔの先端位置までの距離Ｌ＝Ｓ＋Ｕに設定すればよい。従って、その設定方法は各種方法があり、例えば図５）のように、セットスピンドル２０上端面へスケール１００を立てて、ハンドル５２を回して切削工具の先端が所定目盛りに来るまで調整しても良い。また図６のように、一般に用いられているハイトゲージ１１０を基台１０上へ設置し、所定寸法Ｌに調整することでも良い。

また、図７に示すのは、本出願人が先に特願２００４−０７１８９０号に示すようなマスターゲージ１２０により所定寸法Ｌを設定するようにしても良い。いずれの方法によっても、押し棒駆動手段５０のハンドル５２を回動させることにより、達成できる。そして所定位置にセットスピンドル２０側の切削工具Ｔ先端位置が決定されると、前述した構成により自動的に工具ホルダＨ内の押し棒７０先端位置が決定するので、この時、図４に示すような固定ねじ６５で押し棒７０を固定して設定を完了する。
この工具ホルダＨが焼き嵌め方式の場合、挿入部が加熱されていれば、挿入穴が膨張しているので、そのまま切削工具を挿入でき、その後冷却すれば、収縮作用により切削工具Ｔは所定の突き出し長さＳで工具ホルダＨへ強固に固定される。

本発明装置は、以上の説明で明示したように、工具ホルダ内の工具後端位置を、工具ホルダから離れて設置したセットスピンドル側に設けた工具後端位置に移してセッティングするようにしたので、目で見える形でセット作業ができるので、焼き嵌め式工具のセッティングに有利であるが、一般の方式の工具ホルダ例えばコレットチャック方式においても同様に使用することが可能である。

本発明による突き出し長さ設定装置を正面からみた外観説明図を示す。 図１の側面図を示す。 図１の主要構成部の断面図を示す。 図１の工具ホルダロック手段を示すＡ-Ａ部の拡大断面図を示す。 スケールによるセットスピンドル側設定方法の説明図を示す。 ハイトゲージによるセットスピンドル側設定方法の説明図を示す。 マスターゲージによるセットスピンドル側設定方法の説明図を示す。

符号の説明

１０ 基台
２０ セットスピンドル
３０ 工具ホルダ受け台
４０ セットスピンドル側押し棒
４１ ラック
５０ 調整駆動手段

５１ 歯車（ピニオン）

５２ ハンドル

６０ 押し棒ロック手段

７０ 工具ホルダ側押し棒

Ｈ 工具ホルダ
Ｔ
工具
Ｓ 突き出し長さ

Claims (4)

1. 基台上面へ植立配置したセットスピンドルに対して、所定間隔を置いて配置固定した工具ホルダ受け部材を有し、該セットスピンドルと該工具ホルダ受け部材とが配置される基台の下部へ、突き出し長さ調整駆動手段を設けてなり、この突き出し長さ調整駆動手段が、工具ホルダ受け部材へ装着した工具ホルダの後端から挿入配置して切削工具後端を押圧する押し棒と、この押し棒と同時に平行移動し、該セットスピンドルの底部からその内部へ挿入配置した押し棒とからなり、予めセットスピンドル内部の該押し棒を上下動させて工具が所定突き出し長さになるように該押し棒先端で工具後端を押してセットスピンドル上の工具位置を設定することで、同時に平行移動する工具ホルダ内の押し棒の先端で挿入工具後端を押して挿入工具の位置が設定されるようにしたことを特徴とする工具ホルダの工具突き出し長さ設定装置。
2. 前記セットスピンドル内部の押し棒を上下動させる手段が押し棒に形成されたラックと、セットスピンドルの固定部に装着された歯車（ピニオン）からなり、この歯車を回動させて該押し棒を上下動させることを特徴とする請求項１に記載の工具ホルダの工具突き出し長さ設定装置。
3. 工具ホルダ受け部材へ装着した工具ホルダの後端から挿入配置して切削工具後端を押圧する押し棒が、工具ホルダ後端へ装着したプルスタッドと着脱自在に取り付けてなるロック手段により設定位置に固定可能に構成したことを特徴とする請求項１及び２に記載の工具ホルダの工具突き出し長さ設定装置。
4. 工具ホルダが焼き嵌め方式であり、基台の近傍へ配置された焼き嵌め装置を含むことを特徴とする請求項１乃至４に記載の工具ホルダの工具突き出し長さ設定装置。

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