JP2016049611A - Fastening structure of tool holder and spindle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削工具を把握する工具ホルダを自動工具交換装置付マシニングセンタ等の工作機械の主軸に装着する締結構造に関する。 The present invention relates to a fastening structure in which a tool holder for grasping a cutting tool is mounted on a spindle of a machine tool such as a machining center with an automatic tool changer.
工具ホルダと主軸の締結構造として例えば、特開平5−285715号公報(特許文献1)に開示されている二面拘束タイプのものが広く知られている。特許文献1の締結構造は、工具ホルダの後端領域に形成される先細のテーパシャンク部を主軸先端中央のテーパ孔に嵌合するとともに、工具ホルダのフランジ部に形成される平坦な環状のフランジ部端面を主軸先端周縁の平坦面に突き当てることによって二面拘束を実現するものである。
As a fastening structure between the tool holder and the main shaft, for example, a two-surface constraining type disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-285715 (Patent Document 1) is widely known. The fastening structure of
工作機械の主軸は高速回転しながら主軸先端に取り付けられた切削工具でワークを切削することから、当該切削の際に切削工具のビビリが生じないよう配慮する必要がある。切削理論として、ビビリは締結構造の静剛性および締結構造の減衰性能と相関関係にあると考えられる。要するに工具ホルダと主軸の締結構造において、静剛性が高くても減衰性能が低ければ切削工具のビビリを有効に防止することができない。反対に減衰性能が高くても静剛性が低ければ、加工精度が低下する虞がある。そこで静剛性と減衰性能の双方をある程度確保することが望まれる。 Since the spindle of the machine tool rotates at a high speed and the workpiece is cut with a cutting tool attached to the tip of the spindle, it is necessary to consider that chatter of the cutting tool does not occur during the cutting. As a cutting theory, chatter is considered to correlate with the static rigidity of the fastening structure and the damping performance of the fastening structure. In short, in the fastening structure of the tool holder and the spindle, chatter of the cutting tool cannot be effectively prevented if the damping performance is low even if the static rigidity is high. On the other hand, even if the damping performance is high, if the static rigidity is low, the processing accuracy may be reduced. Therefore, it is desirable to secure both static rigidity and damping performance to some extent.
従来の二面拘束タイプの締結構造では、テーパおよび平坦面の二面で工具ホルダを締結することから、テーパおよび平坦面の結合面圧を大きくして静剛性を高めることができるが減衰特性が低く、ビビリが問題となる虞がある。 In the conventional two-surface constraining type fastening structure, since the tool holder is fastened with two surfaces of a taper and a flat surface, the combined surface pressure of the taper and the flat surface can be increased to increase the static rigidity. Low and chatter may be a problem.
本発明は、上述の実情に鑑み、静剛性と減衰性能の双方をある程度確保することができ、切削工具のビビリを解消することができる工具ホルダと主軸の締結構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fastening structure of a tool holder and a main shaft that can secure both static rigidity and damping performance to some extent and can eliminate chatter of a cutting tool in view of the above situation. .
この目的のため本発明による工具ホルダと主軸の締結構造は、先端領域に位置する切削工具把握部、中間領域に位置する鍔部、および鍔部の後端面から軸方向後方に向かって延びる先細のテーパシャンク部を有する工具ホルダと、鍔部の後端面と対面する先端面、先端面から軸方向後方に向かって延びテーパシャンク部を受け入れるテーパ孔を有する主軸と、工具ホルダを軸方向後方に向かって引き込む引込機構と、鍔部の後端面と先端面との間の引込代を無くすまで工具ホルダを引き込む際、減衰性能を高めるために当該工具ホルダに先端側に向かう予圧を与える予圧付与機構とを備える。 For this purpose, the fastening structure between the tool holder and the spindle according to the present invention is a tapered tool extending from the rear end surface of the cutting tool grasping portion located in the tip region, the collar portion located in the intermediate region, and the collar portion toward the rear in the axial direction. A tool holder having a taper shank portion, a tip surface facing the rear end surface of the collar portion, a main shaft having a tapered hole extending from the tip surface toward the rear in the axial direction and receiving the taper shank portion, and the tool holder facing the rear in the axial direction. A retraction mechanism that retracts the tool holder, and a preload imparting mechanism that applies a preload toward the front end side to the tool holder in order to increase the damping performance when the tool holder is retracted until the retraction margin between the rear end surface and the front end surface of the collar portion is eliminated. Is provided.
かかる本発明によれば、強力な引き込み力で工具ホルダを引き込んで、テーパ面および平坦面の二面拘束状態を実現する工具ホルダと主軸の締結構造において、予圧付与機構が工具ホルダに先端方向の予圧を与えることから、テーパ面および平坦面の結合面圧が従来よりも低下する。したがって従来の工具ホルダと主軸の締結構造と比較して締結構造の減衰性能を高めることができる。しかも従来と同様に強い力で工具ホルダを引き込むことによって当該締結構造の静剛性をある程度確保することができる。したがって静剛性と減衰性能の双方を確保することができ、ビビリを解消することができる。 According to the present invention, in the fastening structure of the tool holder and the main shaft that draws the tool holder with a strong pulling force and realizes the two-surface constrained state of the tapered surface and the flat surface, the preload applying mechanism is applied to the tool holder in the distal direction. Since the preload is applied, the combined surface pressure of the tapered surface and the flat surface is lower than the conventional one. Therefore, the damping performance of the fastening structure can be enhanced as compared with the fastening structure of the conventional tool holder and the main shaft. In addition, the static rigidity of the fastening structure can be secured to some extent by pulling the tool holder with a strong force as in the prior art. Therefore, both static rigidity and damping performance can be ensured, and chatter can be eliminated.
本発明の一実施形態として、予圧付与機構は、弾性部材を含み、弾性部材の弾性力によって工具ホルダに予圧を与える。かかる実施形態によれば、簡易な機械的構成によって予圧を得ることができる。弾性部材としては例えば、皿ばね、コイルばね等が挙げられる。尚、皿ばね、コイルばね等は単体で摩擦減衰性を有する。 As one embodiment of the present invention, the preload applying mechanism includes an elastic member, and applies a preload to the tool holder by the elastic force of the elastic member. According to this embodiment, the preload can be obtained with a simple mechanical configuration. Examples of the elastic member include a disc spring and a coil spring. In addition, a disc spring, a coil spring, etc. have friction damping property alone.
弾性部材の位置は特に限定されないが、本発明の好ましい実施形態として、弾性部材は、工具ホルダの後端面と、当該後端面と向き合う主軸の対向面との間に配置される。かかる実施形態によれば、テーパシャンク部に予圧を与えることができる。したがって予圧の中心を工具ホルダの中心線に合わせることができる。なお主軸の対向面は、主軸本体に形成されてもよく、あるいは主軸本体に取り付けられた部品に形成されてもよい。 Although the position of the elastic member is not particularly limited, as a preferred embodiment of the present invention, the elastic member is disposed between the rear end surface of the tool holder and the opposing surface of the main shaft facing the rear end surface. According to this embodiment, a preload can be applied to the tapered shank portion. Therefore, the center of the preload can be aligned with the center line of the tool holder. The opposing surface of the main shaft may be formed on the main shaft main body, or may be formed on a component attached to the main shaft main body.
他の実施形態として、予圧付与機構は、液圧や空圧といった流体圧によって工具ホルダに予圧を与える。かかる実施形態によれば、流体圧を増減させることにより予圧を所望の大きさに調整することができる。尚、流体圧もこれ自体で摩擦減衰性を有する。 As another embodiment, the preload applying mechanism applies a preload to the tool holder by a fluid pressure such as a hydraulic pressure or a pneumatic pressure. According to this embodiment, the preload can be adjusted to a desired magnitude by increasing or decreasing the fluid pressure. Note that the fluid pressure itself has friction damping properties.
本発明の好ましい実施形態として、予圧付与機構は予圧の大きさを調整する予圧調整部を含むとよい。かかる実施形態によれば、ワークの形状、切削工具の種類、切削工具の送り方向、切削送りといった切削加工の内容に対応して予圧の大きさを予め設定しておき、主軸に締結される工具ホルダを付け替える際に予圧を調整するとよい。これにより個々の切削加工の内容において好適な減衰性能を設定することが可能となる。 As a preferred embodiment of the present invention, the preload applying mechanism may include a preload adjusting unit that adjusts the magnitude of the preload. According to this embodiment, the size of the preload is set in advance corresponding to the content of the cutting process such as the shape of the workpiece, the type of the cutting tool, the feeding direction of the cutting tool, and the cutting feed, and the tool is fastened to the spindle The preload may be adjusted when changing the holder. Thereby, it becomes possible to set a suitable damping performance in the content of each cutting process.
本発明の好ましい実施形態として、予圧調整部は切削加工の内容に対応して予圧の大きさを自動調整するとよい。かかる実施形態によれば、作業者の作業負担が軽減される。他の実施形態として、作業者が予圧調整部を操作して予圧の大きさを手動で調整する。 As a preferred embodiment of the present invention, the preload adjusting unit may automatically adjust the size of the preload corresponding to the content of the cutting process. According to this embodiment, the work burden on the operator is reduced. As another embodiment, the operator manually adjusts the magnitude of the preload by operating the preload adjusting unit.
本発明によれば、従来の二面拘束タイプの締結構造よりも減衰性能を高めることができる。したがってビビリを解消することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, attenuation | damping performance can be improved rather than the conventional two-surface restraint type fastening structure. Therefore, chatter can be eliminated.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図1および図2は本発明の一実施形態になる工具ホルダと主軸の締結構造を示す全体図であって、工作機械側を断面図で示し、工具ホルダ側を側面図で示す。また図1はテーパ面同士および平坦面同士を密着させた二面拘束状態を示し、図2はテーパ面同士を密着させ平坦面同士間に引込代を残した状態を示す。工具ホルダ20は、先端領域に位置する切削工具把握部21、中間領域に位置する鍔部22、および鍔部の後端面から軸方向後方(単に後方という場合もある)に向かって延びる先細のテーパシャンク部23を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are general views showing a fastening structure between a tool holder and a spindle according to an embodiment of the present invention, in which a machine tool side is shown in a sectional view and a tool holder side is shown in a side view. FIG. 1 shows a two-surface constrained state in which the tapered surfaces and the flat surfaces are brought into close contact with each other, and FIG. 2 shows a state in which the tapered surfaces are brought into close contact with each other and a drawing allowance is left between the flat surfaces. The
切削工具把握部21は、エンドミルやドリルといった様々な種類の切削工具30を着脱可能に把握する。切削工具把握部21によって、切削工具30は工具ホルダ20の中心線に沿うよう高精度かつ強力に把握される。鍔部22は工具自動交換の際にマニュピレータによって把持される。テーパシャンク部23は、工具ホルダ20の中心線に沿って延び、テーパシャンク部23の後端にはプルスタッド40が予め確りと取付固定される。テーパシャンク部23の中央孔にきつく螺合するプルスタッド40は、フランジ部43と、このフランジ部43から後方へ突出して延びる小径の軸部41と、軸部41の先端に形成される大径の端部42を有する。フランジ部43は、テーパシャンク部23の後端に密着し、工具ホルダ20と一体化されることから、以下の説明においてフランジ部43の後端面43aを、工具ホルダ20の後端面43aと呼ぶ。
The cutting
工作機械の主軸10は、主軸10の外周に配置されたボールベアリング17を介して、図示しない主軸頭に回転可能に支持される。主軸10は先端部分10aと後端部分10bからなり、先端部分10aと後端部分10bは主軸の軸方向に組み付けられてボルト10cで締結固定される。そして後端部分10bに形成された中間孔14の先端に、先端部分10aに形成されたテーパ孔13の後端を接続する。テーパ孔13は、主軸10の先端面12から主軸10の軸線Oに沿って後方へ延び、後方へ向かうにつれて細くなる。中間孔14は、主軸10の軸線Oに沿って内径一定に延び、テーパ孔13の後端と接続する。なお中間孔14の孔底から後方孔16が後方へさらに延びる。
The
後方孔16は、中間孔14よりも小径であり、中間孔14の孔底から主軸10の軸線Oに沿って内径一定に延びる。なお中間孔14の孔底は環状の平坦面とされ、軸線Oに対し直角である。テーパ孔13に工具ホルダ20のテーパシャンク部23が差し込まれると、中間孔14の孔底は工具ホルダ20の平坦な後端面43aと向き合うので、これ以後の説明では中間孔14の孔底を対向面15と呼ぶ。ただし対向面15は工具ホルダ20の後端面43aと厳密に対向する必要はなく、例えば対向面15の内周は後端面43aの外周よりも大きくてもよい。要するに前方(軸線Oの先端側方向をいう)を指向する対向面15は、後方に指向する後端面43aよりも軸方向後方に配置されるとよい。詳しくは後述するが、工具ホルダ20の後端面43aと主軸10側の対向面15の間には予圧付与機構60が設けられる。
The
ここで附言すると、中間孔14の内周面と環状の対向面15と後方孔16の内周面は連続する1部材の主軸で構成されてもよいが、本実施形態では主軸10を構成する2部材から構成される。具体的には、主軸10の後端部分10bに穿設された中間孔14は、テーパ孔13の後端から後方に向かって長く延び、かかる中間孔14に後方から円筒状のスリーブ65が通される。スリーブ65は主軸10に取り付けられる主軸部品である。そしてスリーブ65の先端面が対向面15を構成する。またスリーブ65の内周面は後方孔16を構成する。スリーブ65は軸方向に動くことがないよう基本的に固定されるが、その軸方向位置を調整可能である。スリーブ65の位置調整については後で詳しく説明する。
In this case, the inner peripheral surface of the
工作機械は工具ホルダを軸方向後方に向かって引き込むための引込機構を備える。引込機構は、筒状のコレット51およびコレット51の後端と連結するドローバ52を有し、コレット51およびドローバ52は後方孔16、すなわちスリーブ65内に配置される。テーパシャンク部23をテーパ孔13に差し込んだ状態で、プルスタッド40の軸部41は予圧付与機構60の中央孔64を貫通し、プルスタッド40の端部42が後方孔16内に位置する。そして端部42は、コレット51の先端と連結する。
The machine tool includes a retracting mechanism for retracting the tool holder toward the rear in the axial direction. The retracting mechanism includes a
中間孔14内に配置される予圧付与機構60は、少なくとも1枚の皿ばね61と、環状円板62と、スナップリング63とを有する。皿ばね61は、中央孔64を伴うリング状の弾性鋼板であり、丸皿状に形成される。本実施形態の皿ばね61は軸線Oに沿って複数枚積層され、軸方向に弾性力を発揮する。なお皿ばね61の枚数は任意に選択可能である。また本実施形態では外周縁が後方を向く後ろ向きの皿ばね61と、外周縁が前方を向く前向きの皿ばね61とが混在するが、皿ばね61の向きは本実施形態に限定されるものではない。例えば図には示さなかったが全ての皿ばねを前向きに積層してもよい。あるいは全ての皿ばねを後ろ向きに積層してもよい。いずれにせよ軸方向最後方の皿ばね61は、対向面15と接触する。また軸方向最前方の皿ばね61は、平坦な環状円板62の後端面と接触する。環状円板62の内径は、プルスタッド40よりも大きく、工具ホルダ20の後端面43aよりも小さい、このため環状円板62の先端面は工具ホルダ20の後端面43aと接触する。環状円板62よりも前方にはスナップリング63が配置される。スナップリング63は、中間孔14の内周面に形成された環状溝に係止され、環状円板62が前方へ抜け出すことを防止する。
The
主軸10と工具ホルダ20の締結方法を説明する。
A method for fastening the
まず図2を参照して、主軸10のテーパ孔13に工具ホルダ20のテーパシャンク部23を差し込み、工具ホルダ20の後端面43aから突出するプルスタッド40の軸部41を予圧付与機構60の中央孔64に通し、プルスタッド40の端部42を引込機構のコレット51に連結する。そして引込機構のドローバ52は矢で示す後ろ向きの軽い力F1で工具ホルダ20を軸方向後方に向かって引き込む。かかる軽い引き込み力F1により、鍔部後端面22aと主軸10の先端面12との間に引込代D1を残しつつ、テーパシャンク部23のテーパ外周面がテーパ孔13のテーパ内周面に密着する。なお引込代D1は0.01〜0.03mmの僅かな隙間である。このときはテーパ面による一面拘束であり、予圧付与機構60は工具ホルダ20の後端面43aに僅かな予圧を与えるか、あるいは全く予圧を与えていない。
First, referring to FIG. 2, the
引き続きドローバ52が強い力F2(F2>F1)で工具ホルダ20を後方に引き込むと、引込代D1が小さくなって図1に示すように鍔部後端面22aが主軸10の先端面12に密着する。これによりテーパ面と平坦面による二面拘束が実現する。このとき予圧付与機構60の皿ばね61は引込代D1と等量押し縮められる。そして予圧付与機構60は、工具ホルダ20と主軸10の締結構造の減衰性能を高めるために、図1に矢で示すように工具ホルダ20の後端面43aに前向きの予圧Fpを与える。二面拘束状態におけるドローバ52の引き込み力をF2とすると、テーパ面および平坦面に作用する結合面圧はF2−Fpになる。
When the
本実施形態によれば、テーパ面および平坦面に作用する結合面圧の合計を従来よりも予圧Fpだけ小さくすることができる。このようにテーパ面および平坦面の結合面圧を従来の二面拘束タイプよりも低くすることができることから、減衰性能を従来の二面拘束タイプよりも高くすることができる。しかも本実施形態によれば、引き込み力F2を従来通り強くして、予圧Fpを適度な大きさにすることにより主軸と工具ホルダの締結箇所における静剛性をある程度確保することができる。したがって静剛性および減衰性能の双方を確保して、切削工具30のビビリを解消することができる。
According to the present embodiment, the total combined surface pressure acting on the tapered surface and the flat surface can be made smaller by the preload F p than in the prior art. As described above, since the combined surface pressure of the tapered surface and the flat surface can be made lower than that of the conventional two-surface constraint type, the damping performance can be made higher than that of the conventional two-surface constraint type. Moreover, according to the present embodiment, the pull force F2 strongly conventional street, it is possible to secure the static rigidity of the fastening portion of the spindle and the tool holder to some extent by the pre-load F p to appropriate size. Therefore, both static rigidity and damping performance can be ensured and chatter of the
また本実施形態によれば、予圧調整部としてのスリーブ65によって、皿ばね61の弾性力を調整することができる。具体的にはスリーブ65の軸方向位置を調整して対向面15を前方のα位置に固定すると、皿ばね61が前進して工具ホルダ20の後端面43aに大きな予圧を与える。これに対しスリーブ65の軸方向位置を調整して対向面15を後方のβ位置に固定すると、皿ばね61が後退して後端面43aに小さな予圧を与える。
Moreover, according to this embodiment, the elastic force of the
したがって、ワークの形状、切削工具の種類、切削工具の送り方向、切削送りといった切削加工の内容に対応して予圧の大きさを予め設定しておき、自動工具交換装置で主軸10に締結される工具ホルダ20を付け替える際、自動で予圧の大きさを調整するとよい。これにより個々の切削加工の内容において好適な減衰性能を設定することが可能となり、インテリジェンス機能を搭載した工作機械の自動制御システムを提供することができる。
Therefore, the size of the preload is set in advance corresponding to the content of the cutting process such as the shape of the workpiece, the type of the cutting tool, the feeding direction of the cutting tool, and the cutting feed, and is fastened to the
スリーブ65の位置調整機構として例えば、スリーブ65の外周に雄ねじを刻設し、主軸10の内周面に雌ねじを刻設し、スリーブ65を主軸10に螺合させておき、スリーブ65を回転させることによって軸方向に進退動させる。あるいは主軸10の内周面に対してスリーブ65を摺動可能とし、主軸10の後端に付設したアクチュエータによってスリーブ65を軸方向に進退動させる。
As a position adjustment mechanism of the
あるいはスリーブ65による予圧調整に代えて、皿ばね61の枚数や規格を変えることにより、簡易な予圧調整が可能になる。
Alternatively, simple preload adjustment can be performed by changing the number of disc springs 61 and the standard instead of the preload adjustment by the
なお主軸10に締結された工具ホルダ20を、自動工具交換装置に依らず、手動で交換する場合、プルスタッド40、コレット51、およびドローバ52に代えて手動用のドローボルトを準備し、ドローボルトの先端をテーパシャンク部23の雌ねじ孔に螺合して固定するとよい。
When the
次に本発明の他の実施形態につき説明する。図3は本発明の他の実施形態を示す全体図であり、二面拘束状態を表す。他の実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施形態では予圧付与機構60が油圧などの流体圧によって工具ホルダ20に予圧を与える。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an overall view showing another embodiment of the present invention, and shows a two-plane restraint state. Regarding the other embodiments, the same reference numerals are given to the configurations common to the above-described embodiments, and the description thereof will be omitted, and different configurations will be described below. In another embodiment, the
図3に示す予圧付与機構60は、環状のピストン66と、環状の流体圧室67と、流体圧供給路68とを有する。ピストン66は中央孔64を有する環状体であって、円筒部66cと、円筒部66cの先端から径方向内外側に広がるフランジ部66fとを有する。ピストン66の中央孔64はプルスタッド40を受け入れる。フランジ部66fの外周は中間孔14の内周面に沿って軸方向に摺動可能とされる。また円筒部66cの外周は後方孔16の内周面に沿って軸方向に摺動可能とされる。後方孔16の先端は、後方孔16よりも大径の中間孔14と接続する。そして後方孔16と中間孔14の境界には、前方に指向する平坦な環状段差面18が形成される。これにより、環状段差面18と、円筒部66cと、フランジ部66fと、中間孔14の内周面は、環状の流体圧室67を形成する。流体圧室67は、主軸10の壁内部に形成された流体圧供給路68と接続し、流体圧供給路68から流体圧を供給される。
The
ピストン66の平坦な先端面66aは工具ホルダ20の後端面43aと接触し、工具ホルダ20に前向きの予圧Fpを与える。この予圧Fpは流体圧室67の流体圧を調整することによって制御可能である。
図3に示す実施形態によっても、流体圧供給路68に流体圧を供給する流体圧源を予圧調整部として、予圧Fpを調整することができる。そこでワークの形状、切削工具の種類、切削工具の送り方向、切削送りといった切削加工の内容に対応して予圧Fpを調整するとよい。したがって図3に示す実施形態によっても、工具ホルダ20と主軸10の締結構造の減衰性能を調整することができる。
Also in the embodiment shown in FIG. 3, the preload F p can be adjusted using the fluid pressure source that supplies the fluid pressure to the fluid pressure supply path 68 as a preload adjusting unit. Therefore the shape of the workpiece, the type of cutting tool, the feeding direction of the cutting tool, may be adjusted to preload F p corresponding to the contents of the machining such as cutting feed. Therefore, also by the embodiment shown in FIG. 3, the damping performance of the fastening structure of the
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明になる工具ホルダと主軸の締結構造は、工作機械において有利に利用される。 The fastening structure between the tool holder and the spindle according to the present invention is advantageously used in a machine tool.
10 主軸、 12 主軸の先端面、 13 テーパ孔、
14 中間孔、 15 対向面、 16 後方孔、
17 ボールベアリング、 18 環状段差面、
20 工具ホルダ、 21 切削工具把握部、 22 鍔部、
22a 鍔部後端面、 23 テーパシャンク部、
30 切削工具、 40 プルスタッド、 43 フランジ部、
43a 工具ホルダの後端面、 51 引込機構のコレット、
52 引込機構のドローバ、 60 予圧付与機構、
61 皿ばね、 62 環状円板、 63 スナップリング、
64 中央孔、 65 スリーブ、 66 ピストン、
ピストンの先端面66a、 67 流体圧室、
68 流体圧供給路、 D1 引込代、 O 軸線。
10 main shaft, 12 tip surface of main shaft, 13 taper hole,
14 intermediate hole, 15 opposite surface, 16 rear hole,
17 ball bearing, 18 annular stepped surface,
20 tool holder, 21 cutting tool grasping part, 22 collar part,
22a buttock rear end surface, 23 taper shank,
30 cutting tools, 40 pull studs, 43 flanges,
43a Rear end surface of tool holder, 51 Collet of retracting mechanism,
52 drawbar draw-in mechanism, 60 preloading mechanism,
61 disc spring, 62 annular disc, 63 snap ring,
64 center hole, 65 sleeve, 66 piston,
68 Fluid pressure supply path, D1 pull-in allowance, O axis.
この目的のため本発明による工具ホルダと主軸の締結構造は、先端領域に位置する切削工具把握部、中間領域に位置する鍔部、および鍔部の後端面から軸方向後方に向かって延びる先細のテーパシャンク部を有する工具ホルダと、鍔部の後端面と対面する先端面、先端面から軸方向後方に向かって延びテーパシャンク部を受け入れるテーパ孔、テーパ孔にテーパシャンク部が差し込まれた状態で工具ホルダを軸方向後方に向かって引き込む引込機構、および引込機構が鍔部の後端面と先端面との間の引込代を無くすまで工具ホルダを引き込む際、減衰性能を高めるために該工具ホルダに先端側に向かう予圧を与える予圧付与機構を有する主軸とを備える。 For this purpose, the fastening structure between the tool holder and the spindle according to the present invention is a tapered tool extending from the rear end surface of the cutting tool grasping portion located in the tip region, the collar portion located in the intermediate region, and the collar portion toward the rear in the axial direction. A tool holder having a taper shank portion, a tip surface facing the rear end surface of the flange portion , a taper hole extending axially rearward from the tip surface, and receiving the taper shank portion, with the taper shank portion inserted into the taper hole A retraction mechanism that retracts the tool holder toward the rear in the axial direction, and when the tool holder is retracted until the retraction mechanism eliminates the retraction margin between the rear end surface and the front end surface of the flange, the tool holder is and a main shaft having a preload applying mechanism for giving a preload toward the distal end side.
弾性部材の位置は特に限定されないが、本発明の好ましい実施形態として工具ホルダは、テーパシャンク部の後端面に取付固定されて該テーパシャンク部と一体化するプルスダッドを含み、プルスタッドは、先端側がテーパシャンク部の雌ねじ孔に螺合するとともに後端側がテーパシャンク部の後端面から突出する軸部、および軸部に形成されてテーパシャンク部の後端面に密着するフランジ部を有し、引込機構はプルスタッドの軸部と連結して工具ホルダを引き込み、弾性部材は、プルスタッドのフランジ部の後端面と、テーパ孔の孔奥に配置されてプルスタッドのフランジ部の後端面と向き合う主軸の対向面との間に配置される。かかる実施形態によれば、テーパシャンク部に予圧を与えることができる。したがって予圧の中心を工具ホルダの中心線に合わせることができる。なお主軸の対向面は、主軸本体に形成されてもよく、あるいは主軸本体に取り付けられた部品に形成されてもよい。 Although the position of the elastic member is not particularly limited, as a preferred embodiment of the present invention, the tool holder includes a pulls dud that is attached and fixed to the rear end surface of the tapered shank portion and is integrated with the tapered shank portion. A retraction mechanism having a shaft portion that is screwed into the female screw hole of the taper shank portion and whose rear end side protrudes from the rear end surface of the taper shank portion, and a flange portion that is formed on the shaft portion and closely contacts the rear end surface of the taper shank portion. draws the tool holder coupled with the shaft portion of the pull stud, the elastic member, and the rear end surface of the flange portion of the pull stud is disposed in the hole behind the tapered hole of the spindle facing the rear end surface of the flange portion of the pull stud It arrange | positions between opposing surfaces. According to this embodiment, a preload can be applied to the tapered shank portion. Therefore, the center of the preload can be aligned with the center line of the tool holder. The opposing surface of the main shaft may be formed on the main shaft main body, or may be formed on a component attached to the main shaft main body.
Claims (6)
前記鍔部の後端面と対面する先端面、前記先端面から軸方向後方に向かって延び前記テーパシャンク部を受け入れるテーパ孔を有する主軸と、
前記工具ホルダを軸方向後方に向かって引き込む引込機構と、
前記鍔部の後端面と前記先端面との間の引込代を無くすまで前記工具ホルダを引き込む際、減衰性能を高めるために当該工具ホルダに先端側に向かう予圧を与える予圧付与機構とを備える工具ホルダと主軸の締結構造。 A tool holder having a cutting tool grasping portion located in a tip region, a collar portion located in an intermediate region, and a tapered taper shank portion extending axially rearward from the rear end surface of the collar portion;
A front end surface facing the rear end surface of the flange portion, a main shaft having a tapered hole extending from the front end surface toward the rear in the axial direction and receiving the tapered shank portion;
A retraction mechanism for retracting the tool holder toward the rear in the axial direction;
A tool provided with a preload applying mechanism for applying a preload toward the tip side to the tool holder in order to enhance the damping performance when the tool holder is pulled in until the drawing allowance between the rear end surface of the flange and the tip surface is eliminated. Fastening structure of holder and spindle.
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