JP2015174181A - Fixing member of machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械に配置され、被保持物を固定する固定部材に関する。 The present invention relates to a fixing member that is disposed on a machine tool and fixes an object to be held.
工作機械は、ワークに対して工具や砥石等が相対移動することにより、ワークをさまざまな形状に加工することができる。工作機械にてワークを加工する場合に、工具、ワークまたは砥石は、チャック装置等の保持装置にて保持することができる。保持装置には、工具等を挿入する挿入穴の径が変化するコレットを用いることが知られている。 A machine tool can process a workpiece into various shapes by moving a tool, a grindstone, or the like relative to the workpiece. When machining a workpiece with a machine tool, the tool, workpiece or grindstone can be held by a holding device such as a chuck device. As the holding device, it is known to use a collet in which the diameter of an insertion hole into which a tool or the like is inserted changes.
コレットは、筒状に形成されており、軸方向に延びる複数のスリットを有する。スリットは、工具等を挿入する側の端部に形成されている。スリットが形成されることにより、コレットの端部が複数の部分に分割される。コレットの端部が外側から径方向に押圧されると、コレットの挿入穴の内径が小さくなり、挿入穴に挿入された工具等を固定することができる。 The collet is formed in a cylindrical shape and has a plurality of slits extending in the axial direction. The slit is formed at the end on the side where a tool or the like is inserted. By forming the slit, the end of the collet is divided into a plurality of parts. When the end of the collet is pressed in the radial direction from the outside, the inner diameter of the insertion hole of the collet becomes small, and the tool or the like inserted into the insertion hole can be fixed.
たとえば、特許文献1には、コレットブッシュにテーパ部が形成されており、コレットブッシュを内側に押圧する工具保持具が開示されている。この工具保持具では、ナットを締め付けるとコレットホルダを介してコレットブッシュが内側に押圧されて、工具を固定する。
For example,
通常のコレットは、工具等を挿入する端部に形成されるスリットがコレットの端面まで延びている。すなわち、コレットの端面は、スリットにより複数に分割されている。一方で、非特許文献1には、スリットがコレットの端面まで到達せずに端面が一体的に形成されているコレットが開示されている。また、このコレットでは、コレットの内部に油路を形成し、油圧により工具を押圧して固定することが開示されている。
In a normal collet, a slit formed at an end where a tool or the like is inserted extends to the end surface of the collet. That is, the end face of the collet is divided into a plurality of parts by the slits. On the other hand, Non-Patent
コレットの端部を径方向に押圧した場合に、工具等の被保持物を装着している状態では、コレットの端部の挿入穴の内面が被保持物に接触する。このために、コレットの端部の挿入穴は、所定の内径に維持される。ところが、被保持物がコレットに装着されていない状態では、コレットの端部を外側から押圧すると、スリットにより分割されている部分同士が接触して、コレットの端部が塑性変形したり破損したりする虞がある。そこで、従来の技術における保持装置では、たとえば、コレットを引くドローバーの移動を制限するストッパが配置されている。 When the end of the collet is pressed in the radial direction, the inner surface of the insertion hole at the end of the collet comes into contact with the object to be held in a state where the object to be held such as a tool is mounted. For this reason, the insertion hole at the end of the collet is maintained at a predetermined inner diameter. However, in a state where the object to be held is not attached to the collet, when the end of the collet is pressed from the outside, the parts divided by the slits come into contact with each other, and the end of the collet is plastically deformed or damaged. There is a risk of doing. Therefore, in the conventional holding device, for example, a stopper that restricts the movement of the draw bar that pulls the collet is disposed.
また、被保持物をコレットに固定する場合には、被保持物を正確に位置決めすることが好ましい。たとえば、被保持物が回転する場合には、被保持物の中心軸を回転軸に正確に合わせることが好ましい。スリットが端面まで到達せずに端面が一体的に形成されているコレットでは、端面の挿入穴の形状が一定であるために、被保持物の位置決めの精度を向上させることができる。ところが、端面が一体的に形成されているコレットでは、被保持物を装着していない状態で端部が押圧されると、スリットが形成されてない端部に大きな応力がかかり、塑性変形したり破損したりし易くなるという問題がある。 Moreover, when fixing a to-be-held object to a collet, it is preferable to position a to-be-held object correctly. For example, when the object to be held rotates, it is preferable to accurately align the center axis of the object to be held with the rotation axis. In the collet in which the end surface is integrally formed without the slit reaching the end surface, the shape of the insertion hole on the end surface is constant, so that the positioning accuracy of the object to be held can be improved. However, in the collet having the end face formed integrally, if the end is pressed without the object to be held attached, a large stress is applied to the end where the slit is not formed, and plastic deformation may occur. There is a problem that it is easily damaged.
本発明は、被保持物を保持していない状態において、塑性変形や破損を抑制する工作機械の固定部材を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the fixing member of the machine tool which suppresses plastic deformation and breakage in the state which is not holding the to-be-held object.
本発明の工作機械の固定部材は、工作機械の保持装置に配置され、被保持物を固定する固定部材であって、スリットおよび被保持物を挿入する挿入穴を有し、外側から押圧されると挿入穴の内径が小さくなって被保持物を固定する本体部と、本体部の変形を制限する変形制限リングとを備える。本体部は、被保持物が挿入される側の端面から突出し、内部に挿入穴を有する突出部と、端面の外周部に形成され、周方向に延びる凸部とを含む。変形制限リングは、凸部の内側に配置される当接部を含む。当接部は、本体部が変形して凸部に囲まれる領域の直径が予め定められた大きさになったときに凸部が接触して本体部の変形を制限する外径を有する。 The fixing member of the machine tool of the present invention is a fixing member that is disposed in the holding device of the machine tool and fixes the object to be held, has a slit and an insertion hole for inserting the object to be held, and is pressed from the outside. And a main body for fixing the object to be held with the inner diameter of the insertion hole being reduced, and a deformation limiting ring for restricting deformation of the main body. The main body portion includes a protruding portion that protrudes from the end surface on the side where the object to be held is inserted and has an insertion hole therein, and a convex portion that is formed on the outer peripheral portion of the end surface and extends in the circumferential direction. The deformation limiting ring includes a contact portion disposed inside the convex portion. The contact portion has an outer diameter that restricts deformation of the main body portion when the main portion is deformed and the diameter of the region surrounded by the convex portion reaches a predetermined size.
上記発明においては、突出部は、スリットが突出部の端面まで延びずに先端部が周方向に繋がる構造であることができる。 In the above invention, the protrusion may have a structure in which the slit is not extended to the end face of the protrusion and the tip is connected in the circumferential direction.
上記発明においては、挿入穴は、突出部の端面から徐々に内径が小さくなる第1の傾斜部と、第1の傾斜部に連続して徐々に内径が大きくなる第2の傾斜部とを有することができる。 In the above invention, the insertion hole has a first inclined portion whose inner diameter gradually decreases from the end face of the projecting portion, and a second inclined portion whose inner diameter gradually increases continuously from the first inclined portion. be able to.
上記発明においては、変形制限リングは、当接部から側方に張り出す形状を有し、凸部の端面を覆う覆い部を含むことができる。 In the above invention, the deformation limiting ring has a shape that protrudes laterally from the contact portion, and can include a cover portion that covers the end surface of the convex portion.
本発明によれば、被保持物を保持していない状態において、塑性変形や破損を抑制する工作機械の固定部材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing member for a machine tool that suppresses plastic deformation and breakage in a state in which an object to be held is not held.
図1から図6を参照して、実施の形態における工作機械の固定部材について説明する。本実施の形態においては、工作機械として、ドリルやエンドミル等の工具を製造する工具研削盤を例示して説明する。また、加工プログラムに基づいて自動的にワークを加工する数値制御式の工作機械を例示して説明する。 With reference to FIG. 1 to FIG. 6, the fixing member of the machine tool in the embodiment will be described. In the present embodiment, a tool grinder for manufacturing a tool such as a drill or an end mill will be described as an example of a machine tool. A numerically controlled machine tool that automatically processes a workpiece based on a machining program will be described as an example.
図1は、本実施の形態における工作機械の概略斜視図である。工作機械10は、工場等の床面に設置されるベッド11を備える。工作機械10は、ベッド11の上面から立設するコラム13を備える。コラム13は、Y軸スライドベース12を介してベッド11に支持されている。コラム13の前面には、回転砥石5を回転させる砥石頭18が配置されている。砥石頭18は、Z軸スライドベース14を介してコラム13に支持されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a machine tool in the present embodiment. The
工作機械10は、ワーク1を保持するワーク主軸頭20を備える。工作機械10は、ワーク主軸頭20をW軸の周りに回転可能に支持する旋回台17を備える。旋回台17は、X軸スライドベース16を介してベッド11に支持されている。
The
工作機械10は、ワーク1に対して回転砥石5を相対移動させる移動装置を備えている。X軸スライドベース16は、ボールねじ機構により矢印91に示すX軸方向に移動可能に形成されている。旋回台17およびワーク主軸頭20は、X軸方向に移動可能に形成されている。Y軸スライドベース12は、ボールねじ機構により矢印92に示すY軸方向に移動可能に形成されている。コラム13、砥石頭18および回転砥石5は、Y軸方向に移動可能に形成されている。Z軸スライドベース14は、ボールねじ機構により矢印93に示すZ軸方向に移動可能に形成されている。砥石頭18および回転砥石5は、Z軸方向に移動可能に形成されている。
The
また、移動装置は、旋回台17が回転することにより、W軸方向にワーク主軸頭20およびワーク1を回転させることができる。更に、ワーク主軸頭20は、ワーク1をA軸方向に回転させることができる。
Further, the moving device can rotate the
このように、本実施の形態の工作機械10の移動装置は、3つの直動軸と2つの回転送り軸とにより相対移動を実施する。本実施の形態の工作機械10は、制御装置を備える。それぞれの軸方向の相対移動を実施する移動装置は、制御装置により制御されている。砥石頭18の内部にはモータ等の回転機が配置され、回転機が駆動することにより回転砥石5を回転させることができる。
As described above, the moving device of the
工作機械10は、ワーク1に対して回転砥石5を相対移動しながらワーク1を研削することができる。この結果、ワーク1を所望の形状に研削加工することができる。なお、工作機械としては、この形態に限られず、切削加工を行う工作機械や放電加工機等の任意の工作機械を採用することができる。
The
本実施の形態では、工作機械の保持装置として、ワーク主軸頭20を例示して説明する。被保持物はワーク1である。本実施の形態におけるワーク主軸頭20は、棒状のワーク1を着脱可能に形成されている。
In the present embodiment, a
図2に、本実施の形態におけるワーク主軸頭の概略断面図を示す。ワーク主軸頭20は、ワーク1を支持しながら回転するスピンドル33と、スピンドル33を覆うように形成されているハウジング34とを含む。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the workpiece spindle head in the present embodiment. The
スピンドル33は、円筒状に形成され、ハウジング34に回転可能に支持されている。スピンドル33の回転軸は、A軸の回転中心線に相当する(図1参照)。スピンドル33の一方の端部は、軸受け44a,44bを介してハウジング34に支持されている。スピンドル33の他方の端部は、軸受44cを介してハウジング34に支持されている。
The spindle 33 is formed in a cylindrical shape and is rotatably supported by the
本実施の形態のワーク主軸頭20は、ビルトインタイプの回転機を含む。ハウジング34の内面には、ステータ41が配置されている。スピンドル33の外面にはロータ42が配置されている。ステータ41およびロータ42により回転機が構成されている。
The
ワーク主軸頭20は、ワーク1を固定する固定部材としてのコレット30と、コレット30をスピンドル33に固定するためのアダプタ32とを含む。コレット30のワーク1を保持する端部には、コレット30の中心軸の方向に延びる複数個のスリットが形成されている。コレット30は、ワーク1を挿入する挿入穴31bの内径が変化することによりワーク1を保持したり開放したりする。コレット30には、外径が徐々に変化する嵌合部31aが形成されている。
The
コレット30のワーク1が挿入される端部と反対側の端部には、プルスタッド35が固定されている。アダプタ32は、コレット30とスピンドル33との間に配置されている。アダプタ32は、筒状に形成された筒状部32dと、筒状部32dから外側に向かって突出するつば部32bとを有する。アダプタ32の筒状部32dは、コレット30を挿入する挿入穴32fを有する。つば部32bの領域には、ボルト51が配置されている。ボルト51により、アダプタ32がスピンドル33に固定されている。アダプタ32には、挿入穴32fの内径が徐々に変化する嵌合部32aが形成されている。
A
スピンドル33の内部には、スピンドル33の回転軸に沿って延びるドローバー37が配置されている。ドローバー37の周りには、ばね43が配置されている。ドローバー37には、係合爪36が係合している。係合爪36は、周方向に複数個が配置されている。また、係合爪36は、プルスタッド35に係合する。
A
ワーク主軸頭20は、コレット30の端部を径方向に外側から押圧する押圧装置を備える。押圧装置は、ドローバー37と、ドローバー37を矢印94に示す方向に付勢するばね43を含む。係合爪36は、ばね43の付勢力により、矢印94に示す方向に引っ張られる。係合爪36は、端部が閉じる向きに付勢されてプルスタッド35に係合する。そして、プルスタッド35およびコレット30は、スピンドル33の内部に引き込まれる側に付勢される。この結果、コレット30の嵌合部31aがアダプタ32の嵌合部32aに押圧される。すなわち、コレット30の嵌合部31aが中心軸に向かって押圧される。コレット30の挿入穴31bの内径が小さくなり、ワーク1を固定することができる。コレット30に保持されたワーク1は、スピンドル33と一体的に回転する。
The
ワーク主軸頭20は、ドローバー37を駆動する駆動装置を含む。本実施の形態の駆動装置は油圧にて駆動する。駆動装置は、ピストン38を含む。ピストン38の周りには、加圧された制御油が注入される油室39a,39bが形成されている。ワーク1を加工する場合には、油室39bに制御油が供給される。ピストン38によるドローバー37の押圧が回避される。
The
一方で、ワーク1を取り外す場合には、油室39aに加圧された制御油が供給される。ピストン38は、矢印95に示す向きに移動する。そして、ドローバー37が押圧され、更に、プルスタッド35およびコレット30が軸方向に沿って外側に向かって押圧される。この結果、アダプタ32の嵌合部32aによるコレット30の嵌合部31aの押圧が解除される。コレット30の挿入穴31bの内径が大きくなり、ワーク1を取り外すことができる。
On the other hand, when the
図3に、本実施の形態のコレットの概略分解斜視図を示す。コレット30は、嵌合部31aが形成されている筒状の本体部31と、本体部31の一方の端面に配置される変形制限リング52とを備える。ワーク1が挿入される側の端部には、所定の幅にて切断されているスリット31hを有する。スリット31hは、本体部31の軸方向に沿って延びている。スリット31hは、予め定められた間隔を空けて形成されている。本体部31は、スリット31hが形成されている領域が弾性変形する。
FIG. 3 shows a schematic exploded perspective view of the collet of the present embodiment. The
本体部31は、ワーク1が挿入される側の端面から突出する突出部31dを有する。本実施の形態の突出部31dは、円筒状に形成されている。本体部31は、ワーク1が挿入される側の端面に形成されている凸部31cを有する。凸部31cは、本体部31の端面の外周部に形成されている。凸部31cは、本体部31の端面の周方向に沿って延びている。突出部31dと凸部31cとの間には、凹部が形成されている。
The
変形制限リング52は、本体部31のスリット31hが形成されている領域の変形を制限する部材である。変形制限リング52は、穴部52cが突出部31dに挿入されて、本体部31に取り付けられる。変形制限リング52は、当接部52aを有する。当接部52aは、本体部31の突出部31dと凸部31cとの間に形成されている凹部に配置される。
The
図4に、本実施の形態の保持装置のコレットの先端の部分の拡大概略断面図を示す。変形制限リング52の穴部52cは、突出部31dに嵌合している。突出部31dの周りには、変形制限リング52が突出部31dから外れることを抑制するために、Oリング53が配置されている。
FIG. 4 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the tip portion of the collet of the holding device of the present embodiment. The
本体部31の突出部31dの内部には、ワーク1を挿入する挿入穴31bが形成されている。突出部31dにも、スリット31hが形成されている。ここで、スリット31hは、突出部31dの端面まで延びておらずに途切れている。突出部31dは、先端部31jが周方向に繋がっている。すなわち、ワーク1を挿入するコレットの先端部31jは、分割されずに一体的に形成されている。このように、突出部31dは、先端が閉じた構造を有する。
An
コレット30の嵌合部31aがアダプタ32の嵌合部32aに押圧されていない状態では、変形制限リング52の当接部52aは、外径d1が本体部31の凸部31cに囲まれる部分の直径d2よりも小さくなるように形成されている。このために、当接部52aと凸部31cとの間には、隙間が形成されている。また、ワーク1を装着した状態においても、当接部52aと凸部31cとの間には隙間が形成される。
In a state where the
図2および図4を参照して、コレット30にワーク1が挿入されていない場合であっても、コレット30は、ばね43の作用により、矢印94に示す向きに付勢される。本体部31の嵌合部31aが押圧されると、本体部31のスリット31hが形成されている領域が弾性変形する。そして、突出部31dには、挿入穴31bの内径が小さくなる向きに力が作用する。凸部31cは、矢印96に示すように本体部31の中心軸に向かって変形する。この時に、突出部31dの先端部31jは、一体的な構造であるために変形量が大きくなって内部に大きな応力が発生する。
Referring to FIGS. 2 and 4, even when
本実施の形態においては、突出部31dの先端部31jに大きな内部応力が加わる前に、本体部31の凸部31cが変形制限リング52の当接部52aに当接する。凸部31cが当接部52aに当接することにより、本体部31の変形が制限される。突出部31dの変形も制限される。このために、突出部31dの先端部31jに、過剰な力が加わることを回避することができる。
In the present embodiment, the
このように、本実施の形態のコレット30は、凸部31cに囲まれる部分の直径が予め定められた値になったときに、凸部31cが当接部52aに接触して、本体部31の変形を制限する。変形制限リング52は、ワーク1を装着していない状態にて、突出部31dの先端部31jが塑性変形したり破損したりすることを抑制することができる。
Thus, in the
図2を参照して、ワーク主軸頭20には、ドローバー37の移動量を制限するストッパ45が配置されている。ワーク1を取り外した状態において、コレット30が所定の移動量にて引き込まれた場合には、ストッパ45にてドローバー37の移動を停止することができる。このために、ストッパ45にて、コレット30が引込まれる距離、すなわち、嵌合部32aにより嵌合部31aを押圧する力を調整することができる。しかしながら、コレット30を交換する度にストッパ45の位置を調整する必要があり手間がかかる。一方で、本実施の形態のコレット30では、コレット30の製造時に変形制限リング52の大きさを調整すれば良く、コレット30の交換時におけるストッパの調整等が不要になる。また、ストッパ45の位置の調整が誤っていてもコレットの塑性変形や破損を抑制することができる。
Referring to FIG. 2, a stopper 45 that limits the amount of movement of the
なお、図4においては、凸部31cに囲まれる領域の直径d2と、変形制限リング52の当接部52aの周方向の外径d1との差を誇張して記載している。ワーク1を取り外している状態において、凸部31cと当接部52aとの間の隙間は、たとえば、クランプ代として形成される0.05mm程度の僅かな隙間である。また、変形制限リング52は、突出部31dの先端部31jが塑性変形したり破損したりしないように凸部31cの移動を制限すれば良く、先端部31jが弾性変形しても構わない。
In FIG. 4, the difference between the diameter d2 of the region surrounded by the
本実施の形態の変形制限リング52は、本体部31の凸部31cの端面を覆う覆い部52bを有する。覆い部52bは、当接部52aから側方に張り出す形状を有する。径方向に張り出す覆い部52bは、凸部31cと当接部52aとの間の隙間を覆うよう形成されている。
The
本実施の形態のコレット30では、ワーク1を装着している状態では、凸部31cと当接部52aとの間に隙間が形成されているために、ワーク1の加工期間中に、この隙間から研削液、超硬合金の切削粉末、およびスラッジ等の異物が進入する場合がある。特に、異物がスリット31hを通って、ワーク主軸頭20の内部に進入する場合がある。ワーク主軸頭20の内部の摺動面に異物が侵入すると、ワーク主軸頭20の構成部材同士が摺動して摩耗する虞がある。また、ワーク1の芯出し精度に影響を与える虞がある。
In the
たとえば、コレット30の内部に進入した異物がスリット31hを通ってコレット30の嵌合部31aと、アダプタ32の嵌合部32aとの境界部分に進入する場合がある。ワーク1の固定および開放を実施すると、嵌合部31aと嵌合部32aとが互いに摺動する。このために嵌合部31aと嵌合部32aとの摺動部分が摩耗する虞がある。これに対して、本実施の形態のコレット30の様に、変形制限リング52に覆い部52bを設けることにより、ワーク主軸頭20の内部に異物が進入することを抑制することができる。ワーク主軸頭20の構成部材同士が摺動して摩耗することを抑制できる。また、ワーク1の芯出し精度の悪化を抑制できる。
For example, the foreign matter that has entered the inside of the
本実施の形態の突出部31dの先端部31jでは、スリット31hが端面まで延びておらずに周方向につながっている。このようなコレット30では、本体部31が変形したときに先端部31jに大きな応力が加わるために、先端部31jの塑性変形や破損を抑制する効果が顕著になる。本体部31の突出部31dとしては、この形態に限られず、スリット31hがワーク1を挿入する端面まで形成されていても構わない。すなわち、突出部31dの先端部31jが複数に分割されていても構わない。このようなコレットにおいても、変形制限リングを配置することにより、ストッパを用いずに突出部の先端部が塑性変形したり破損したりすることを抑制することができる。
In the
図5に、本実施の形態のコレットの突出部の先端部の拡大概略断面図を示す。突出部31dの先端部31jは、スリット31hが端面まで形成されていない構造を有する。このために、ワーク1を挿入する挿入口の形状が一定に維持されて、ワーク1の中心軸62の位置決め精度が向上する。ところが、コレット30の中心軸61に対して、ワーク1の中心軸62が傾いた状態にてワーク1を挿入しようとすると、ワーク1の挿入が阻害される場合がある。この結果、作業者がワーク1をコレット30に挿入する作業に時間がかかる場合がある。
FIG. 5 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the tip of the protruding portion of the collet of the present embodiment. The
本実施の形態のコレット30では、突出部31dの挿入穴31bは、突出部31dの端面から軸方向に沿って、除々に内径が小さくなる第1の傾斜部31eを有する。挿入穴31bは、第1の傾斜部31eに連続して、軸方向に沿って徐々に内径が大きくなる第2の傾斜部31fを有する。第1の傾斜部31eと第2の傾斜部31fとの境界には、頂部31iが形成されている。また、挿入穴31bは、第2の傾斜部31fに連続して、軸方向に沿って内径が徐々に小さくなる第3の傾斜部31gを有する。それぞれの傾斜部31e,31f,31gは、コレット30の中心軸61に対して傾斜している。挿入穴31bは、このような傾斜部が連続する領域よりも内側に、ワーク1を担持する担持部31kを有する。担持部31kは、傾斜部が形成されておらずに内径がほぼ一定である。
In the
矢印97に示す様にワーク1を挿入穴31bに挿入する場合に、コレット30の中心軸61に対してワーク1の中心軸62が傾いている場合がある。また、中心軸61とワーク1の中心軸62とが平行であっても位置がずれている場合がある。いずれの場合にも、ワーク1の先端が第1の傾斜部31eに接触することにより、ワーク1の先端を挿入穴31bの内部に導くことができる。特に、ワーク1の先端を頂部31iよりも内側に導くことができる。
When the
図6に、本実施の形態のコレットの突出部の先端部の他の拡大概略断面図を示す。ワーク1を更に挿入する場合に、第2の傾斜部31fが形成されていることにより、ワーク1の中心軸62が中心軸61に対して傾斜していてもワーク1の挿入を継続することができる。そして、ワーク1の先端が第3の傾斜部31gに接触することにより、第3の傾斜部31gに沿って、ワーク1の先端を挿入穴31bの担持部31kまで導くことができる。ワーク1の傾きが修正され、ワーク1を挿入穴31bに所定の深さまで挿入することができる。
FIG. 6 shows another enlarged schematic cross-sectional view of the tip of the protruding portion of the collet of the present embodiment. When the
この様に、本実施の形態のコレット30では、突出部31dの中心軸61に対して、ワーク1の中心軸62が傾いた状態で挿入された場合に、傾きを修正しながら、ワーク1を挿入穴31bの内部に挿入することができる。ワーク1の中心軸62が突出部31dの中心軸61に対して傾いていたり、ほぼ平行でも位置がずれていたりした場合にも、傾きや位置のずれを修正しながら、容易にワーク1を挿入穴31bの内部に挿入することができる。
Thus, in the
工作機械は、被保持物を自動的に交換する交換装置を備える場合がある。例えば、工作機械は、ワーク1を自動的に交換するワーク交換装置を備える場合がある。ワーク交換装置は、ワーク1をコレット30から引き抜いたり挿入したりすることができる。従来の技術では、先端部が閉じたコレットを用いてワーク交換装置によりワークを交換すると、ワークの挿入に失敗する確率が高かった。このために、実質的にワークの自動交換が不可能であった。これに対して、本実施の形態のコレットをワーク主軸頭に採用することにより、ワーク交換装置によるワークの挿入に成功する確率が格段に向上する。この結果、ワーク交換装置によるワークの自動交換が可能になる。
The machine tool may include an exchange device that automatically exchanges the object to be held. For example, the machine tool may include a workpiece exchange device that automatically exchanges the
ここで、コレット30の中心軸61に対する第1の傾斜部31eの傾斜角度θ1が小さすぎると、ワーク1の中心軸62の位置が突出部31dの中心軸61からずれた時に、位置のずれを修正できる範囲が小さくなる。一方で、傾斜角度θ1を大きくしすぎると、ワーク1の先端を第1の傾斜部31e上にて滑らかに摺動させて、ワーク1を挿入穴31bの内部に導くことができなくなる。傾斜角度θ1としては、たとえば、20°以上45°未満であることが好ましい。本実施の形態では、傾斜角度θ1を30°に設定している。
Here, if the inclination angle θ1 of the first
第2の傾斜部31fが中心軸61となす傾斜角度θ2は、傾斜角度θ1よりも小さいことが好ましい。傾斜角度θ2としては、たとえば、10°以上30°未満であることが好ましい。本実施の形態の傾斜角度θ2は、15°に設定されている。
The inclination angle θ2 formed by the second
また、第1の傾斜部31eと第2の傾斜部31fとの接続部分、すなわち頂部31iは、尖った角部ではなく曲面状であることが好ましい。すなわち頂部31iは、断面形状が円弧状であることが好ましい。この構成により、滑らかにワーク1を頂部31iよりも内部に挿入することができる。
Moreover, it is preferable that the connection part of the
また、第3の傾斜部31gが中心軸61となす傾斜角度θ3は、徐々にワーク1の傾きが修正され、ワーク1が滑らかに摺動するように、傾斜角度θ1および傾斜角度θ2よりも小さいことが好ましい。傾斜角度θ3としては、たとえば、4°以上10°未満であることが好ましい。本実施の形態では、傾斜角度θ3が6°に設定されている。
The inclination angle θ3 formed by the third
頂部31iに囲まれる部分の直径d3は、ワーク1が実質的に固定される担持部31kの直径d4よりも大きく形成することができる。たとえば、ワーク1の直径が6.0mmである場合に、直径d4は、ワーク1が嵌合するように約6mmに設定することができる。これに対して、直径d3は、6.1mmに設定することができる。また、直径d3は、ワーク1の中心軸62の傾きが傾斜角度θ2以下で挿入したときに、中心軸61に垂直な平面でワーク1を切断したときの断面形状の楕円の長径よりも大きいことが好ましい。
The diameter d3 of the part surrounded by the top part 31i can be formed larger than the diameter d4 of the supporting
本実施の形態のコレットは、本体部の嵌合部がアダプタの嵌合部に接触することにより、コレットの端部が押圧されているが、この形態に限られず、任意の部材や機構にて、被保持物が装着される固定部材の端部を外側から押圧することができる。 In the collet of the present embodiment, the end of the collet is pressed by the fitting part of the main body part coming into contact with the fitting part of the adapter, but the collet is not limited to this form. The end of the fixing member to which the object to be held is attached can be pressed from the outside.
本実施の形態においては、被保持物としてのワークを保持する保持装置の固定部材を例示して説明したが、この形態に限られず、工具や回転砥石を保持する保持装置の固定部材にも本発明を適用することができる。たとえば、本発明の固定部材をエンドミル等の工具を保持する主軸装置に配置することができる。または、工作機械が工具を交換する工具交換装置を備える場合には、工具交換装置に本発明の固定部材を採用することができる。または、ワークを交換するワーク交換装置を備える場合には、ワーク交換装置に本発明の固定部材を配置することができる。 In the present embodiment, the fixing member of the holding device that holds the workpiece as the object to be held has been described as an example. However, the present invention is not limited to this configuration, and the fixing member of the holding device that holds the tool or the rotating grindstone is also described. The invention can be applied. For example, the fixing member of the present invention can be arranged in a spindle device that holds a tool such as an end mill. Or when a machine tool is provided with the tool change apparatus which changes a tool, the fixing member of this invention can be employ | adopted for a tool change apparatus. Or when providing the workpiece | work exchange apparatus which replace | exchanges a workpiece | work, the fixing member of this invention can be arrange | positioned at a workpiece | work exchange apparatus.
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。 The above embodiments can be combined as appropriate. In the respective drawings described above, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals. In addition, said embodiment is an illustration and does not limit invention. Further, in the embodiment, changes of the embodiment shown in the claims are included.
1 ワーク
10 工作機械
20 ワーク主軸頭
30 コレット
31 本体部
31b 挿入穴
31c 凸部
31d 突出部
31e,31f,31g 傾斜部
31h スリット
31j 先端部
52 変形制限リング
52a 当接部
52b 覆い部
61,62 中心軸
d1 外径
d2 直径
DESCRIPTION OF
Claims (4)
スリットおよび被保持物を挿入する挿入穴を有し、外側から押圧されると挿入穴の内径が小さくなって被保持物を固定する本体部と、
本体部の変形を制限する変形制限リングとを備え、
本体部は、被保持物が挿入される側の端面から突出し、内部に前記挿入穴を有する突出部と、前記端面の外周部に形成され、周方向に延びる凸部とを含み、
変形制限リングは、前記凸部の内側に配置される当接部を含み、
当接部は、本体部が変形して前記凸部に囲まれる領域の直径が予め定められた大きさになったときに前記凸部が接触して本体部の変形を制限する外径を有することを特徴とする、工作機械の固定部材。 A fixing member that is arranged in a holding device of a machine tool and fixes an object to be held,
A main body portion that has a slit and an insertion hole for inserting the object to be held, and when pressed from the outside, the inner diameter of the insertion hole is reduced to fix the object to be held;
A deformation limiting ring for limiting deformation of the main body,
The main body portion includes a protruding portion that protrudes from an end surface on the side where the object to be held is inserted and has the insertion hole therein, and a convex portion that is formed on the outer peripheral portion of the end surface and extends in the circumferential direction.
The deformation limiting ring includes an abutting portion disposed inside the convex portion,
The contact portion has an outer diameter that restricts deformation of the main body portion when the main body portion is deformed and the diameter of the region surrounded by the convex portion reaches a predetermined size. A machine tool fixing member.
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