JP2017087384A - Tool holder, processing tool, and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スピンドルの回転に伴って第1回転方向に回転してワークを加工する刃部を先端側に有する加工工具、加工工具のシャンク部を着脱可能な工具ホルダ、及び工作機械に関する。 The present invention relates to a processing tool having a blade portion on the tip side that rotates in a first rotation direction in accordance with rotation of a spindle to process a workpiece, a tool holder to which a shank portion of the processing tool can be attached and detached, and a machine tool.
例えば、特許文献1には、切削工具を焼嵌め式によって保持するチャック部を備えた工具ホルダにおいて、チャック部の保持孔の内面に抜け止め用突起と回転止め用突起を設けた構成が開示されている。抜け止め用突起は、回転止め用突起よりも先端側(切削工具が挿入される開口部側)に位置すると共に回転止め用突起に対して位相がずれている。切削工具の外周面には、軸線方向に沿って後端まで延在したフラット面と、フラット面に対して先端側に連なる環状溝とが形成されている。 For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a retaining protrusion and a rotation-preventing protrusion are provided on the inner surface of a holding hole of a chuck portion in a tool holder that includes a chuck portion that holds a cutting tool by a shrink-fit method. ing. The retaining protrusion is positioned on the tip side (opening side into which the cutting tool is inserted) than the rotation preventing protrusion and is out of phase with the rotation preventing protrusion. On the outer peripheral surface of the cutting tool, a flat surface extending to the rear end along the axial direction and an annular groove continuous to the front end side with respect to the flat surface are formed.
このような構成の切削工具をチャック部に装着する際には、保持孔の内面とフラット面との間のスペースに抜け止め用突起が通るように切削工具を保持孔内に挿入する。そして、前記スペースに回転止め用突起が挿入されると共に環状溝に抜け止め用突起が挿入された状態で切削工具を切削回転方向とは反対方向に回転させる。これにより、切削工具の抜け止め機能及び回転止め機能が発揮されるとしている。 When the cutting tool having such a configuration is mounted on the chuck portion, the cutting tool is inserted into the holding hole so that the retaining protrusion passes through the space between the inner surface and the flat surface of the holding hole. Then, the cutting tool is rotated in a direction opposite to the cutting rotation direction in a state where the rotation prevention protrusion is inserted into the space and the retaining protrusion is inserted into the annular groove. As a result, the function of preventing the cutting tool from coming off and the function of preventing rotation are exhibited.
また、例えば、特許文献2には、工具受容ピンの受容孔に工具シャフトを挿入しピンを用いて工具受容ピンの頭部と工具シャフトとを回動不能に結合する構成が開示されている。
For example,
しかしながら、上述した特許文献1及び2のような従来技術では、焼嵌めやピンによって加工工具を工具ホルダに装着しているため、加工工具の工具ホルダに対する装着作業が煩雑である。
However, in the conventional techniques such as
また、特許文献1において、切削工具が焼嵌めによってチャック部に十分に固定されていなかった場合には、スピンドルの回転停止時に慣性力によって加工工具がチャック部に対して切削回転方向に回転することがある。なお、このような切削工具の回転は、スピンドルの回転停止時に切削工具がワーク等に接触することによっても起こり得る。そうすると、フラット面と抜け止め用突起とが同位相に位置するため、切削工具がチャック部から脱離するおそれがある。 Further, in Patent Document 1, when the cutting tool is not sufficiently fixed to the chuck portion by shrink fitting, the machining tool rotates in the cutting rotation direction with respect to the chuck portion by the inertia force when the spindle stops rotating. There is. Such rotation of the cutting tool can also occur when the cutting tool comes into contact with a workpiece or the like when the spindle stops rotating. Then, since the flat surface and the retaining projection are positioned in the same phase, the cutting tool may be detached from the chuck portion.
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができ、スピンドルの回転停止時に加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる工具ホルダ、加工工具、及び工作機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and it is possible to easily perform the work of mounting the processing tool on the tool holder, and that the processing tool is detached from the tool holder when the spindle stops rotating. It is an object to provide a tool holder, a processing tool, and a machine tool that can be suppressed.
上記目的を達成するために、本発明に係る工具ホルダは、工作機械のスピンドルの回転に伴って第1回転方向に回転してワークを加工する刃部を先端部に有する加工工具のシャンク部を着脱可能な工具ホルダであって、前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、前記切り欠き形状部は、第1係止面及び第2係止面を有し、前記工具ホルダは、前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、前記工具保持部は、前記切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第1係止面に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第1規制部と、前記第1規制部によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第2係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第1回転方向への回転を規制する第2規制部と、を有していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tool holder according to the present invention includes a shank portion of a machining tool having a blade portion that rotates in a first rotation direction in accordance with rotation of a spindle of a machine tool to machine a workpiece at a tip portion. A detachable tool holder, wherein the shank portion is formed with a notch-shaped portion formed by notching an outer peripheral surface of the shank portion, and the notch-shaped portion includes a first locking surface and a first locking surface. The tool holder is provided on a holder main body in which an insertion hole into which the notch-shaped portion can be inserted is formed and an inner surface of the insertion hole, and the working tool is advanced by an urging member. A tool holding portion that holds the notch-shaped portion in a state of being biased to the side, and the tool holding portion pushes the notch-shaped portion into the insertion hole against a biasing force of the biasing member. The first body is inserted into the holder body. By contacting the first locking surface under the action of the urging force of the urging member while being rotated in the second rotation direction opposite to the rolling direction, the tip end side of the processing tool with respect to the holder body By contacting the second locking surface at a lock position where movement of the processing tool to the tip side of the holder body is restricted by the first restriction portion, and the first restriction portion restricting the movement of the holder body, And a second restricting portion for restricting rotation of the processing tool relative to the holder main body in the first rotation direction.
このような構成によれば、加工工具の切り欠き形状部を付勢部材の付勢力に抗してホルダ本体の挿入孔に挿入して第2回転方向に回転させた状態で付勢部材の付勢力の作用下に第1係止面を第1規制部に接触させることにより、工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができる。また、スピンドルの回転停止時において、慣性力等による工具ホルダに対する加工工具の第1回転方向の回転がロック位置で第2規制部により規制されているので、加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる。 According to such a configuration, the notch-shaped portion of the processing tool is inserted into the insertion hole of the holder body against the biasing force of the biasing member and rotated in the second rotation direction. By bringing the first locking surface into contact with the first restricting portion under the action of the force, it is possible to easily perform the work of attaching the processing tool to the tool holder. Further, when the rotation of the spindle is stopped, the rotation of the machining tool with respect to the tool holder in the first rotation direction due to an inertia force or the like is regulated by the second regulating unit at the lock position, so that the machining tool is detached from the tool holder. Can be suppressed.
上記の工具ホルダにおいて、前記第2規制部は、前記ロック位置にある前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第2係止面に接触することなく前記第1規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第1回転方向に回転可能に設けられていてもよい。 In the tool holder, the second restricting unit moves the processing tool in the locked position in a direction opposite to a biasing direction of the biasing member with respect to the holder body, thereby The first restricting portion may be provided so as to be rotatable in the first rotation direction up to an unlock position where the movement to the tip side of the processing tool is not restricted without contacting the stop surface.
このような構成によれば、ロック位置にある加工工具を付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させた状態で第1回転方向に回転させることにより、工具ホルダに対する加工工具の取り外し作業を容易に行うことができる。 According to such a configuration, the machining tool is removed from the tool holder by rotating the machining tool in the locked position in the first rotation direction while moving the machining tool in the direction opposite to the biasing direction of the biasing member. Can be easily performed.
上記の工具ホルダにおいて、前記第2係止面及び前記第2規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。 In the above tool holder, each of the second locking surface and the second restricting portion may be a flat surface.
このような構成によれば、第2係止面と第2規制部とを容易に面接触させることができるので、ロック位置にある加工工具が慣性力等によってアンロック位置に移動することを確実に抑制することができる。 According to such a configuration, the second locking surface and the second restricting portion can be easily brought into surface contact with each other, so that it is ensured that the processing tool at the locked position moves to the unlocked position by inertial force or the like. Can be suppressed.
上記の工具ホルダにおいて、前記切り欠き形状部は第3係止面を有し、前記工具保持部は、前記ロック位置で前記第3係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第2回転方向の回転を規制する第3規制部を有していてもよい。 In the above tool holder, the notch-shaped portion has a third locking surface, and the tool holding portion comes into contact with the third locking surface at the lock position, whereby the holder main body of the processing tool. There may be provided a third restricting portion for restricting the rotation in the second rotating direction.
このような構成によれば、加工工具の第3係止面を工具保持部の第3規制部に接触させた状態で加工工具を第1回転方向に確実に回転させることができる。 According to such a configuration, the machining tool can be reliably rotated in the first rotation direction in a state where the third locking surface of the machining tool is in contact with the third restricting portion of the tool holding unit.
上記の工具ホルダにおいて、前記第3係止面及び前記第3規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。 In the above tool holder, each of the third locking surface and the third restricting portion may be a flat surface.
このような構成によれば、第3係止面と第3規制部を容易に面接触させることができるので、ワークの加工中に加工工具が工具ホルダに対してガタツクことを抑えることができる。 According to such a configuration, the third locking surface and the third restricting portion can be easily brought into surface contact with each other, so that the processing tool can be prevented from rattling against the tool holder during the processing of the workpiece.
上記の工具ホルダにおいて、前記切り欠き形状部は第4係止面を有し、前記工具保持部は、前記第4係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第4規制部を有していてもよい。 In the above tool holder, the notch-shaped portion has a fourth locking surface, and the tool holding portion comes into contact with the fourth locking surface, whereby the biasing of the processing tool with respect to the holder body is performed. You may have the 4th control part which controls the movement to the direction opposite to the urging | biasing direction of a member.
このような構成によれば、ワークの加工中に付勢部材に過度な荷重が作用することを抑えることができる。 According to such a structure, it can suppress that an excessive load acts on a biasing member during the process of a workpiece | work.
上記の工具ホルダにおいて、前記工具保持部は、保持部本体と、前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、前記第1規制部は、前記突出部の先端面であり、前記第2規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、前記突出部の突出長は、前記加工工具の軸線方向に沿った前記第2係止面の長さよりも長くてもよい。 Said tool holder WHEREIN: The said tool holding | maintenance part has a holding | maintenance part main body, and the protrusion part which protruded from the end surface which faces the axial direction of the said holder main body among the said holding | maintenance part main bodies, The said 1st control part is The projecting portion is a front end surface, and the second restricting portion is a side surface of the projecting portion that is continuous with the end surface of the holding unit main body, and the projecting length of the projecting portion is in the axial direction of the processing tool. It may be longer than the length of the second locking surface along.
このような構成によれば、簡易な構成でスピンドルの回転停止時に第2係止面を第2規制部に確実に接触させることができる。 According to such a configuration, the second locking surface can be reliably brought into contact with the second restricting portion when the spindle stops rotating with a simple configuration.
本発明に係る加工工具は、工作機械のスピンドルの回転に伴って第1回転方向に回転してワークを加工する刃部と、前記刃部の後端側に設けられて工具ホルダに着脱可能なシャンク部と、を備える加工工具であって、前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、前記工具ホルダは、前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、前記工具保持部は、第1規制部及び第2規制部を有し、前記切り欠き形状部は、当該切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第1規制部に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第1係止面と、前記第1係止面によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第2規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第1回転方向への回転を規制する第2係止面と、を有していることを特徴とする。 A machining tool according to the present invention is provided on a rear end side of a blade portion that rotates in a first rotation direction in accordance with rotation of a spindle of a machine tool to process a workpiece, and is attachable to and detachable from a tool holder. A shank part, wherein the shank part is formed with a notch-shaped part formed by notching an outer peripheral surface of the shank part, and the tool holder has the notch-shaped part. A holder main body formed with an insertion hole that can be inserted; and a tool holding portion that is provided on an inner surface of the insertion hole and holds the notch-shaped portion in a state in which the working tool is biased toward the distal end side by a biasing member. The tool holding part has a first restricting part and a second restricting part, and the notch-shaped part is configured to resist the urging force of the urging member. The first time with respect to the holder body The tool is moved toward the front end side of the processing tool relative to the holder body by contacting the first restricting portion under the action of the urging force of the urging member in a state of being rotated in the second rotation direction opposite to the direction. By contacting the second restricting portion at a lock position in which movement of the processing tool to the tip side of the holder body is restricted by the first engaging surface, And a second locking surface for restricting rotation of the processing tool relative to the holder body in the first rotation direction.
このような構成によれば、上述した工具ホルダと同様の作用効果を奏する加工工具を得ることができる。以下に説明する構成を有する加工工具についても同様である。 According to such a configuration, it is possible to obtain a processing tool having the same effects as the above-described tool holder. The same applies to a machining tool having a configuration described below.
上記の加工工具において、前記第2係止面は、前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第2規制部に接触することなく前記第1規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第1回転方向に回転可能に設けられていてもよい。 In the above processing tool, the second locking surface contacts the second restricting portion by moving the processing tool in a direction opposite to the biasing direction of the biasing member with respect to the holder body. Instead, the first restricting portion may be provided so as to be rotatable in the first rotation direction to an unlock position where the movement of the processing tool toward the tip side is not restricted.
上記の加工工具において、前記第2係止面及び前記第2規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。 In the above processing tool, each of the second locking surface and the second restricting portion may be a flat surface.
上記の加工工具において、前記工具保持部は第3規制部を有し、前記切り欠き形状部は、前記ロック位置で前記第3規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第2回転方向の回転を規制する第3係止面を有していてもよい。 In the above processing tool, the tool holding portion includes a third restricting portion, and the notch-shaped portion contacts the third restricting portion at the lock position, whereby the processing tool with respect to the holder main body. You may have the 3rd locking surface which controls the rotation of a 2nd rotation direction.
上記の加工工具において、前記第3係止面及び前記第3規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。 In the above processing tool, each of the third locking surface and the third restricting portion may be a flat surface.
上記の加工工具において、前記工具保持部は第4規制部を有し、前記切り欠き形状部は、前記第4規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第4係止面を有していてもよい。 In the above processing tool, the tool holding portion has a fourth restricting portion, and the notch-shaped portion comes into contact with the fourth restricting portion, whereby the biasing member of the working tool with respect to the holder main body is You may have the 4th latching surface which controls the movement to the opposite direction to an urging | biasing direction.
上記の加工工具において、前記工具保持部は、保持部本体と、前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、前記第1規制部は、前記突出部の先端面であり、前記第2規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、前記加工工具の軸線方向に沿った前記第2係止面の長さは、前記突出部の突出長はよりも短くてもよい。 In the above processing tool, the tool holding portion includes a holding portion main body, and a protruding portion protruding from an end surface of the holding portion main body that is oriented in the axial direction of the holder main body, and the first restricting portion is The second restricting portion is a side surface of the protruding portion that is continuous with the end surface of the holding portion main body, and the second locking surface along the axial direction of the processing tool. The length of the protrusion may be shorter than the protrusion length of the protrusion.
本発明に係る工作機械は、工具ホルダと、前記工具ホルダを第1回転方向に回転させるスピンドルと、ワークを加工する刃部と前記刃部の後端側に設けられて前記工具ホルダに着脱可能なシャンク部とを備える加工工具と、前記加工工具を先端側に付勢する付勢部材と、を備える工作機械であって、前記工具ホルダは、上述した工具ホルダであることを特徴とする。 A machine tool according to the present invention is provided on a tool holder, a spindle that rotates the tool holder in a first rotation direction, a blade portion that processes a workpiece, and a rear end side of the blade portion, and is attachable to and detachable from the tool holder. A machine tool including a processing tool including a shank portion and an urging member for urging the processing tool toward the tip end, wherein the tool holder is the tool holder described above.
このような構成によれば、上述した工具ホルダと同様の作用効果を奏する工作機械を得ることができる。 According to such a configuration, it is possible to obtain a machine tool having the same effects as the above-described tool holder.
本発明によれば、加工工具の切り欠き形状部を付勢部材の付勢力に抗してホルダ本体の挿入孔に挿入して回転させた状態で付勢部材の付勢力の作用下に第1係止面を第1規制部に接触させることにより、工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができ、スピンドルの回転停止時に加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる。 According to the present invention, the first notch portion of the working tool is inserted into the insertion hole of the holder body and rotated against the urging force of the urging member, and is rotated under the action of the urging force of the urging member. By bringing the locking surface into contact with the first restricting portion, the work tool can be easily attached to the tool holder, and the work tool can be prevented from being detached from the tool holder when the spindle stops rotating. it can.
以下、本発明に係る工具ホルダ及び加工工具について、これら部材を備える工作機械との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a tool holder and a processing tool according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to a machine tool including these members.
図1に示すように、工作機械10は、ワークWの複数箇所に同時に加工を施すことができる多軸加工ヘッド12を備えている。多軸加工ヘッド12は、ギャングヘッドとも呼ばれ、複数の加工部14を有している。複数の加工部14は、それぞれ同様の構成を有しているため、以下では、その中の1つの加工部14について説明する。
As shown in FIG. 1, the
加工部14は、ワークWを加工する加工工具16と、加工工具16のシャンク部28が着脱可能な工具ホルダ18と、工具ホルダ18が取り付けられるスピンドル20と、スピンドル20に設けられた接触部材22及び付勢部材24とを備えている。なお、以下の説明では、図1の左側を「先端」側(X1方向)、図1の右側を「後端」側(X2方向)と呼ぶ。また、ワークWを加工可能な加工工具16の回転方向を第1回転方向(R1方向)、第1回転方向の反対方向を第2回転方向(R2方向)と呼ぶ。
The
加工工具16は、例えば、ワークWに形成された孔100の内面に対してリーマ加工を施すための切削工具として構成されている。ただし、加工工具16は、ワークWにリーマ加工以外の加工を施す工具であってもよいことは勿論である。また、複数の加工部14のそれぞれは、互いに異なる種類の加工工具16を備えていてもよい。
The
加工工具16は、一方向に延在しており、その先端側(一端側)に設けられた刃部26と、刃部26よりも後端側(他端側)に設けられた円柱状のシャンク部28とを有している。刃部26は、加工工具16の先端から後端側に所定長だけ延在しており、ワークWに接触した状態で第1回転方向に回転することによりワークWを切削加工する。
The
図2Aに示すように、シャンク部28の後端部は、後方(X2方向)に向かってテーパ状に縮径している。シャンク部28には、その外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部30が形成されている。
As shown in FIG. 2A, the rear end portion of the
切り欠き形状部30には、加工工具16の後端側を指向する第1面(第4係止面)32と、第1面32から軸線方向に沿ってシャンク部28の後端部のテーパ部分まで延在する第2面34と、第2面34に対して第1回転方向(R1方向)に隣接する第3面36及び第4面(第2係止面)38と、第3面36及び第4面38に対して第1回転方向に隣接する第5面(第3係止面)40と、加工工具16の先端側(X1方向)を指向する第6面(第1係止面)42とが形成されている。
The notch-shaped
第1面32、第2面34、第4面38、第5面40、及び第6面42のそれぞれは平面であり、第3面36は湾曲面である。第1面32は、第2面34、第3面36、及び第5面40に連なっている。第2面34は、第3面36に連なる先端側が第4面38に連なる後端側よりも幅狭に形成されている。第3面36は第4面38よりも加工工具16の先端側(X1方向)に位置している。
Each of the
第2面34と第4面38とのなす角度は略90度に設定されている。すなわち、第4面38と第3面36との間には段差が形成されている。換言すれば、第4面38は、第3面36よりも加工工具16の径方向外方に突出した凸部44の一面を構成している。つまり、第4面38は、第3面36よりも加工工具16の径方向外方に位置している。なお、第2面34と第4面38とのなす角度は任意に設定可能である。
The angle formed by the
第4面38の軸線方向に沿った長さL1は、第3面36の軸線方向に沿った長さL2よりも短い。第4面38及び第5面40のそれぞれは、加工工具16の径方向外方を指向すると共に第6面42に連なっている。つまり、第4面38及び第5面40は、同一平面上に位置している。
The length L1 along the axial direction of the
図2Bに示すように、工具ホルダ18は、シャンク部28が挿入可能な挿入孔46が形成された円筒状のホルダ本体48と、挿入孔46の内面に一体的に設けられた工具保持部50とを有している。ホルダ本体48の一端側(X1方向)には、フランジ部52が設けられている。フランジ部52には、ホルダ本体48をスピンドル20に固定するためのボルト51が挿通する挿通孔53が形成されている。
As shown in FIG. 2B, the
工具保持部50は、真円を直径よりも短い弦に沿って切断したような形状(略D字状)の横断面を有する保持部本体54と、保持部本体54からホルダ本体48の他端側(X2方向)に突出した突出部56とを有している。保持部本体54は、ホルダ本体48の一端から中央よりやや他端側まで延在している。
The
保持部本体54のX1方向の第1端面(第4規制部)58は、切り欠き形状部30を挿入孔46に挿入した状態で切り欠き形状部30の第1面32に接触可能である。保持部本体54の第1端面58は、第1面32に接触することによりホルダ本体48に対する加工工具16のX2方向の移動を規制する平面である。保持部本体54のうち挿入孔46の内周面に対向する内側面(第3規制部)60は、切り欠き形状部30を挿入孔46に挿入してR2方向に略90度回転させた状態で切り欠き形状部30の第5面40に接触可能である。保持部本体54の内側面60は、第5面40に接触することによりホルダ本体48に対する加工工具16の第2回転方向(R2方向)の回転を規制する平面である。保持部材本体のX2方向の第2端面62は、平坦に形成されている。
The first end surface (fourth restricting portion) 58 in the X1 direction of the holding portion
突出部56は、保持部本体54の第2端面62からX2方向に突出している。突出部56は、平面視で中心角が90度以上180度未満の扇形に形成されている。突出部56の突出長L3は、切り欠き形状部30の第4面38の軸線方向に沿った長さL1よりも長く形成されている。突出部56の先端面(第1規制部)64は、X2方向に指向しており、切り欠き形状部30の第6面42に接触可能であって、加工工具16のX1方向の移動を規制する平面である。突出部56の先端面64は、X2方向からの平面視で第2端面62の第1回転方向(R1方向)に位置している。
The protruding
突出部56のうち保持部本体54の第2端面62に連なる第1側面(第2規制部)66は、切り欠き形状部30の第4面38に接触可能であって、加工工具16の第1回転方向(R1方向)の回転を規制する平面である。突出部56の第2側面68は、保持部本体54の内側面60に連なり1つの平面を形成している。
A first side surface (second restricting portion) 66 that is continuous with the
図1に示すように、スピンドル20は、図示しない駆動源の作用下に第1回転方向に回転する回転軸である。スピンドル20のX1方向に指向する面には、工具ホルダ18が挿入される凹部70と、凹部70の底面に形成されて接触部材22及び付勢部材24が配設される軸穴72とが形成されている。軸穴72は、スピンドル20の回転軸線上に位置している。
As shown in FIG. 1, the
接触部材22は、加工工具16のシャンク部28が工具ホルダ18に装着された状態でシャンク部28の後端部に接触する。接触部材22のうちシャンク部28に接触する部位は、シャンク部28の後端部の外面形状に対応したテーパ状の凹面となっている。
The
付勢部材24は、接触部材22を介して加工工具16をX1方向に付勢するものであって、接触部材22と軸穴72の底面との間に介設されている。本実施形態では、付勢部材24は、圧縮コイルばねとして構成されている。ただし、付勢部材24は、圧縮コイルばね以外のばね部材やゴム部材(弾性部材)等であっても構わない。
The biasing
本実施形態に係る工作機械10は、基本的に以上のように構成されるものであって、次に、加工工具16及び工具ホルダ18の動作について説明する。なお、図3A〜図6Bでは、理解を容易にするため、ホルダ本体48を仮想線で表示すると共に工具保持部50を加工工具16よりも太い実線で表示している。また、初期状態で、図1に示すように、工具ホルダ18は、スピンドル20に対して取り付けられているものとする。
The
まず、加工工具16のシャンク部28を工具ホルダ18に装着する場合、切り欠き形状部30の第2面34と工具保持部50の内側面60とが互いに対向するように加工工具16の軸線回りの向きを調節した後、シャンク部28を工具ホルダ18の挿入孔46にX1方向から挿入する。そうすると、挿入孔46を通過したシャンク部28の後端部が接触部材22に接触する。
First, when the
そして、付勢部材24のX1方向の付勢力P2(図5A参照)に抗するX2方向の押圧力P1(図3A参照)を加工工具16に作用させる(付勢部材24の付勢力P2に抗してX2方向に加工工具16をさらに押し込む)。そうすると、切り欠き形状部30の第1面32が工具保持部50の第1端面58に接触することにより加工工具16のX2方向の移動が停止される(図3A及び図3B参照)。このとき、切り欠き形状部30の凸部44は、工具保持部50の突出部56よりもX2方向に位置している。
Then, the pressing force P1 (see FIG. 3A) in the X2 direction against the urging force P2 in the X1 direction of the urging member 24 (see FIG. 5A) is applied to the machining tool 16 (the urging force P2 of the urging
続いて、挿入孔46に切り欠き形状部30を挿入した状態(押圧力P1を作用させた状態)の加工工具16を第2回転方向(R2方向)に回転させる。そうすると、切り欠き形状部30の第5面40が工具保持部50の内側面60に接触することにより工具ホルダ18に対する加工工具16の第2回転方向の回転が停止される(図4A及び図4B参照)。すなわち、図3Aに示す加工工具16は第2回転方向に略90度回転することとなる。
Subsequently, the
これにより、切り欠き形状部30の第6面42は工具保持部50の突出部56の先端面64に対向する。つまり、加工工具16は、先端面64によりX1方向の移動が規制されないアンロック位置(図3A及び図3Bの位置)から先端面64によりX1方向の移動が規制されているロック位置(図4A及び図4Bの位置)に移動する。
As a result, the
次いで、加工工具16に作用していた押圧力P1を解放すると(加工工具16から手を離す)と、付勢部材24の付勢力P2(図5A参照)の作用下に加工工具16はX1方向に移動する。そうすると、切り欠き形状部30の第6面42が工具保持部50の突出部56の先端面64に接触することにより加工工具16のX1方向の移動が停止される(図5A及び図5B参照)。これにより、加工工具16の工具ホルダ18への装着作業が完了する。
Next, when the pressing force P1 acting on the
加工工具16によりワークWを加工(リーマ加工)する場合には、図示しない駆動源の作用下にスピンドル20を第1回転方向(R1方向)に回転させる。そうすると、スピンドル20に固定された工具ホルダ18が第1回転方向に回転するので、工具保持部50の内側面60と切り欠き形状部30の第5面40とが接触した状態で加工工具16が第1回転方向に回転する。
When processing the workpiece W (reamer processing) with the
続いて、加工部14をワークWに近づけて刃部26をワークWに対して接触させる。そうすると、加工工具16はワークWからX2方向の反力を受けるため付勢部材24の付勢力P2に抗しながら工具ホルダ18に対してX2方向に移動する。そして、切り欠き形状部30の第1面32が工具保持部50の第1端面58に接触することにより加工工具16のX2方向の移動が停止される(図4A及び図4B参照)。これにより、ワークWの加工中に付勢部材24に過度な荷重が作用することを抑えることができる。
Subsequently, the
ワークWの加工が終了して刃部26がワークWから離間すると、加工工具16は付勢部材24の付勢力P2によってX1方向に移動する。そうすると、切り欠き形状部30の第6面42が工具保持部50の突出部56の先端面64に接触することにより加工工具16のX1方向の移動が停止される(図5A及び図5B参照)。このとき、凸部44(第4面38)は、第2端面62よりもX2方向に位置している。
When the machining of the workpiece W is completed and the
その後、スピンドル20の回転を停止させると、工具ホルダ18の回転も停止され、加工工具16は慣性力によって工具ホルダ18に対して第1回転方向(R1方向)に回転する。そして、切り欠き形状部30の第4面38が工具保持部50の突出部56の第1側面66に接触することにより加工工具16の第1回転方向の回転が停止される(図6A及び図6B参照)。すなわち、加工工具16は、ロック位置に維持されアンロック位置まで回転することはない。これにより、加工工具16が工具ホルダ18から脱離(脱落)することが抑えられる。
Thereafter, when the rotation of the
加工工具16を工具ホルダ18から取り外す場合には、ロック位置にある加工工具16に押圧力P1を作用させることにより、切り欠き形状部30の第1面32が工具保持部50の第1端面58に接触する位置まで加工工具16をX2方向に移動させる(図4A及び図4B参照)。このとき、切り欠き形状部30の凸部44は工具ホルダ18の突出部56よりもX2方向に位置する。
When removing the
そして、この状態で、加工工具16を工具ホルダ18に対して第1回転方向に回転させる。そうすると、切り欠き形状部30の第2面34が工具保持部50の内側面60に接触することにより加工工具16の第1回転方向の回転が停止される。これにより、ロック位置にあった加工工具16がアンロック位置に移動する。その後、加工工具16を工具ホルダ18に対してX1方向に抜き出すことにより、工具ホルダ18に対する加工工具16の取り外し作業が完了する。
In this state, the
本実施形態によれば、加工工具16の切り欠き形状部30を付勢部材24の付勢力に抗してホルダ本体48の挿入孔46に挿入して第2回転方向に回転させた状態で付勢部材24の付勢力の作用下に加工工具16の第6面42を工具保持部50の先端面64に接触させることにより、工具ホルダ18に対する加工工具16の装着作業を容易に行うことができる。
According to this embodiment, the notch-shaped
また、スピンドル20の回転停止時において、慣性力による工具ホルダ18に対する加工工具16の第1回転方向の回転がロック位置で工具保持部50の第1側面66により規制されているので、加工工具16が工具ホルダ18から脱離することを抑制することができる。なお、スピンドル20の回転停止時に加工工具16がワークW等に当たることによっても加工工具16は工具ホルダ18に対して第1回転方向に回転することがあるが、この場合についても同様に加工工具16が工具ホルダ18から脱離することを抑制することができる。
Further, when the rotation of the
さらに、ロック位置にある加工工具16をX2方向に移動させた状態で第1回転方向に回転させることにより、工具ホルダ18に対する加工工具16の取り外し作業を容易に行うことができる。
Further, the
さらにまた、切り欠き形状部30の第4面38と工具保持部50の第1側面66とのそれぞれが平坦面であるので、第4面38と第1側面66とを容易に面接触させることができる。よって、慣性力等によってロック位置にある加工工具16がアンロック位置に移動することを確実に抑制することができる。
Furthermore, since each of the
本実施形態では、切り欠き形状部30の第5面40と工具保持部50の内側面60とのそれぞれが平坦面であるので、第5面40と内側面60とを容易に面接触させることができる。これにより、ワークWの加工中に加工工具16が工具ホルダ18に対してガタツクことを抑えることができる。
In the present embodiment, each of the
本実施形態によれば、工具保持部50の突出部56の突出長L3が加工工具16の軸線方向に沿った第4面38の長さL1よりも長いため、簡易な構成でスピンドル20の回転停止時に第4面38を突出部56の第1側面66に確実に接触させることができる。
According to the present embodiment, the protrusion length L3 of the
本実施形態は、上述した構成に限定されない。切り欠き形状部30の第3面36は、湾曲面ではなく平面であってもよい。また、切り欠き形状部30の第4面38及び第5面40のそれぞれは、平面ではなく湾曲面であってもよい。さらに、工具保持部50の第1端面58、第2端面62、及び第1側面66のそれぞれは、平面ではなく湾曲面であってもよい。
The present embodiment is not limited to the configuration described above. The
本発明に係る工具ホルダ、加工工具、及び工作機械は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 Of course, the tool holder, the processing tool, and the machine tool according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…工作機械 16…加工工具
18…工具ホルダ 20…スピンドル
24…付勢部材 26…刃部
28…シャンク部 30…切り欠き形状部
32…第1面(第4係止面) 34…第2面
36…第3面 38…第4面(第2係止面)
40…第5面(第3係止面) 42…第6面(第1係止面)
46…挿入孔 48…ホルダ本体
50…工具保持部 54…保持部本体
56…突出部 58…第1端面(第4規制部)
60…内側面(第3規制部) 62…第2端面
64…先端面(第1規制部) 66…第1側面(第2規制部)
68…第2側面 W…ワーク
DESCRIPTION OF
40: Fifth surface (third locking surface) 42 ... Sixth surface (first locking surface)
46 ...
60 ... Inner side surface (third regulating portion) 62 ...
68 ... Second side W ... Workpiece
Claims (15)
前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、
前記切り欠き形状部は、第1係止面及び第2係止面を有し、
前記工具ホルダは、
前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、
前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、
前記工具保持部は、
前記切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第1係止面に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第1規制部と、
前記第1規制部によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第2係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第1回転方向への回転を規制する第2規制部と、を有していることを特徴とする工具ホルダ。 A tool holder capable of detaching a shank portion of a processing tool having a blade portion at a tip portion that rotates in a first rotation direction in accordance with rotation of a spindle of a machine tool and processes a workpiece,
The shank part is formed with a notch-shaped part formed by cutting out the outer peripheral surface of the shank part,
The notch-shaped portion has a first locking surface and a second locking surface,
The tool holder is
A holder body in which an insertion hole into which the cutout shape part can be inserted is formed;
A tool holding portion that is provided on the inner surface of the insertion hole and holds the notch-shaped portion in a state in which the working tool is biased toward the distal end side by a biasing member;
The tool holder is
The notch-shaped portion is inserted into the insertion hole against the urging force of the urging member and rotated in a second rotation direction opposite to the first rotation direction with respect to the holder body. A first restricting portion for restricting movement of the processing tool toward the distal end side with respect to the holder body by contacting the first locking surface under the action of a biasing force of a biasing member;
The first tool with respect to the holder main body of the processing tool is brought into contact with the second locking surface at a lock position where movement of the processing tool toward the tip side of the holder main body is restricted by the first restricting portion. A tool holder comprising: a second restricting portion that restricts rotation in the rotation direction.
前記第2規制部は、前記ロック位置にある前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第2係止面に接触することなく前記第1規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第1回転方向に回転可能に設けられていることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to claim 1, wherein
The second restricting portion contacts the second locking surface by moving the processing tool at the lock position in a direction opposite to a biasing direction of the biasing member with respect to the holder body. The tool holder is provided so as to be rotatable in the first rotation direction to an unlock position where movement of the machining tool toward the tip side by the first restricting portion is not restricted.
前記第2係止面及び前記第2規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to claim 1 or 2,
Each of the said 2nd latching surface and the said 2nd control part is a flat surface, The tool holder characterized by the above-mentioned.
前記切り欠き形状部は第3係止面を有し、
前記工具保持部は、前記ロック位置で前記第3係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第2回転方向の回転を規制する第3規制部を有していることを特徴とする工具ホルダ。 In the tool holder according to any one of claims 1 to 3,
The notch-shaped portion has a third locking surface;
The tool holding part has a third restricting part that restricts the rotation of the processing tool relative to the holder body in the second rotation direction by contacting the third locking surface at the lock position. Tool holder characterized by
前記第3係止面及び前記第3規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to claim 4,
Each of the said 3rd latching surface and the said 3rd control part is a flat surface, The tool holder characterized by the above-mentioned.
前記切り欠き形状部は第4係止面を有し、
前記工具保持部は、前記第4係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第4規制部を有していることを特徴とする工具ホルダ。 In the tool holder according to claim 4 or 5,
The notch-shaped portion has a fourth locking surface;
The tool holding portion has a fourth restricting portion that restricts movement of the working tool with respect to the holder body in a direction opposite to the urging direction of the working tool by contacting the fourth locking surface. A tool holder characterized by that.
前記工具保持部は、
保持部本体と、
前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、
前記第1規制部は、前記突出部の先端面であり、
前記第2規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、
前記突出部の突出長は、前記加工工具の軸線方向に沿った前記第2係止面の長さよりも長いことを特徴とする工具ホルダ。 In the tool holder according to any one of claims 1 to 6,
The tool holder is
A holding body,
A projecting portion projecting from an end face oriented in the axial direction of the holder body of the holding body,
The first restricting portion is a front end surface of the protruding portion;
The second restricting portion is a side surface that is continuous with the end surface of the holding portion main body among the protruding portions,
The protrusion length of the protrusion is longer than the length of the second locking surface along the axial direction of the processing tool.
前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、
前記工具ホルダは、
前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、
前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、
前記工具保持部は、第1規制部及び第2規制部を有し、
前記切り欠き形状部は、
当該切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第1規制部に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第1係止面と、
前記第1係止面によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第2規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第1回転方向への回転を規制する第2係止面と、を有していることを特徴とする加工工具。 A processing tool comprising: a blade portion that rotates in a first rotation direction with a rotation of a spindle of a machine tool to process a workpiece; and a shank portion that is provided on the rear end side of the blade portion and is attachable to and detachable from a tool holder. Because
The shank part is formed with a notch-shaped part formed by cutting out the outer peripheral surface of the shank part,
The tool holder is
A holder body in which an insertion hole into which the cutout shape part can be inserted is formed;
A tool holding portion that is provided on the inner surface of the insertion hole and holds the notch-shaped portion in a state in which the working tool is biased toward the distal end side by a biasing member;
The tool holding part has a first restriction part and a second restriction part,
The notch-shaped part is
The notch-shaped portion is inserted into the insertion hole against the urging force of the urging member and rotated in a second rotation direction opposite to the first rotation direction with respect to the holder body. A first locking surface for restricting movement of the processing tool to the tip side with respect to the holder body by contacting the first restricting portion under the action of a biasing force of a biasing member;
The first engagement surface of the processing tool with respect to the holder body is brought into contact with the second restricting portion at a lock position where movement of the processing tool toward the distal end side of the holder body is restricted by the first locking surface. And a second locking surface for restricting rotation in the rotation direction.
前記第2係止面は、前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第2規制部に接触することなく前記第1規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第1回転方向に回転可能に設けられていることを特徴とする加工工具。 The processing tool according to claim 8, wherein
The second locking surface moves the processing tool in a direction opposite to the biasing direction of the biasing member with respect to the holder body, thereby preventing the first restriction without contacting the second restriction part. A machining tool, wherein the machining tool is provided so as to be rotatable in the first rotation direction to an unlock position where movement of the machining tool toward the tip side by the portion is not restricted.
前記第2係止面及び前記第2規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to claim 8 or 9,
Each of the said 2nd latching surface and the said 2nd control part is a flat surface, The processing tool characterized by the above-mentioned.
前記工具保持部は第3規制部を有し、
前記切り欠き形状部は、前記ロック位置で前記第3規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第2回転方向の回転を規制する第3係止面を有していることを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to any one of claims 8 to 10,
The tool holding part has a third restricting part,
The notch-shaped portion has a third locking surface that restricts the rotation of the processing tool relative to the holder body in the second rotation direction by contacting the third restriction portion at the lock position. A processing tool characterized by that.
前記第3係止面及び前記第3規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする加工工具。 The processing tool according to claim 11, wherein
Each of the said 3rd latching surface and the said 3rd control part is a flat surface, The processing tool characterized by the above-mentioned.
前記工具保持部は第4規制部を有し、
前記切り欠き形状部は、前記第4規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第4係止面を有していることを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to claim 11 or 12,
The tool holding part has a fourth restriction part,
The notch-shaped part has a fourth locking surface that regulates movement of the working tool in the direction opposite to the urging direction of the urging member with respect to the holder body by contacting the fourth restricting part. A processing tool characterized by having.
前記工具保持部は、
保持部本体と、
前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、
前記第1規制部は、前記突出部の先端面であり、
前記第2規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、
前記加工工具の軸線方向に沿った前記第2係止面の長さは、前記突出部の突出長はよりも短いことを特徴とする加工工具。 In the processing tool according to any one of claims 8 to 13,
The tool holder is
A holding body,
A projecting portion projecting from an end face oriented in the axial direction of the holder body of the holding body,
The first restricting portion is a front end surface of the protruding portion;
The second restricting portion is a side surface that is continuous with the end surface of the holding portion main body among the protruding portions,
The length of the said 2nd locking surface along the axial direction of the said processing tool is a processing tool characterized by the protrusion length of the said protrusion part being shorter.
前記工具ホルダを第1回転方向に回転させるスピンドルと、
ワークを加工する刃部と前記刃部の後端側に設けられて前記工具ホルダに着脱可能なシャンク部とを備える加工工具と、
前記加工工具を先端側に付勢する付勢部材と、を備える工作機械であって、
前記工具ホルダは、請求項1〜7のいずれか1項に記載の工具ホルダであることを特徴とする工作機械。 A tool holder;
A spindle for rotating the tool holder in a first rotation direction;
A machining tool comprising a blade portion for machining a workpiece and a shank portion provided on the rear end side of the blade portion and attachable to and detachable from the tool holder;
A biasing member that biases the processing tool toward the tip side, and a machine tool comprising:
The machine tool according to any one of claims 1 to 7, wherein the tool holder is the tool holder according to any one of claims 1 to 7.
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