JP4040946B2 - Tool headstock for machine tools - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋削工具とミル工具等の回転工具を交換自在に装着する工具主軸を備えた工作機械の工具主軸台に関する。
【0002】
【従来の技術】
ワークを把持する主軸を備えるワーク主軸台に対向して、旋削工具と回転工具を交換自在に装着する工具主軸を備える工具主軸台を配設して、複雑な形状のワークをワンチャッキングで加工する能力を有する工作機械が実用化されている。
この種の工具主軸の工具シャンクを把持する工具シャンク穴は、工具の交換時には、エアブローを行って工具シャンク穴と工具シャンクを清掃し、工具クランプの高精度化を図っている。
【0003】
工具主軸は、工具主軸台のハウジング内に回転自在に支持され、モータにより直接駆動される。また、旋削工具を装着した際には、工具主軸をクランプして、旋削抵抗に対抗する必要があり、このクランプ用の機構を備える必要がある。
【0004】
そこで、工具主軸の工具シャンク穴や工具主軸の正面にエアブローを行う構成は、本出願人の提案に係る下記の特許文献1に開示されている。
また、旋削工具を装着した際に、工具主軸をクランプしたときに、制振性能を向上させる構成は、本出願人の提案に係る下記の特許文献2に開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−277062号公報
【特許文献2】
特開2001−277001号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、工具主軸端面に設けた穴へエアを供給する為の溝は、回転物である工具主軸と固定物である工具主軸台の間にある為、隙間が存在する。その隙間を小さくする事は接触の危険性が生じる為、困難である。その結果、多くのエアが隙間を通して流出し、エアが浪費され、切粉等の異物の挟み込みを防止する効果が低かった。
また、旋削用工具は、停止した状態で使用されるので、フランジ部に切粉等の異物が溜まり、工具交換時に工具主軸端面に付着し易い。
さらに、工具の着座面が広い為、切粉等の異物が付着する確率が高く、又エアによる除去の効果が低い等の問題があった。
そこで本発明は、上述した問題を解消する工作機械の工具主軸台を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の工作機械の工具主軸台は、基本的な手段として、ワークを把持し、回転又は静止するワーク主軸を備えるワーク主軸台と、該ワーク主軸台に対向して配設され、旋削工具又は回転工具を交換自在に装着して静止又は回転する工具主軸を備える工具主軸台と、該工具主軸台のハウジング内に回転又は静止自在に支持される工具主軸と、旋削加工時に前記工具主軸を前記ハウジングに対してクランプするピストンと、前記工具主軸の外周部に配設され、前記ピストンと連結されるリング状の制振部材と、前記工具主軸の工具シャンク穴にエアを噴射する第1のエア供給路と、前記工具主軸の前面の工具着座面にエアを噴射する第2のエア供給路とを備えると共に、前記工具着座面は、放射方向の等半径位置に等角度間隔を保って前記工具主軸の前面から突出する凸部前面に形成されてなる工作機械の工具主軸台であることを前提にした上で、前記工具のシャンク部を前記工具主軸の工具シャンク穴に嵌入装着した際に、該工具のフランジ部裏面が前記凸部の工具着座面に当接することで前記工具のフランジ部裏面側に生ずる前記シャンク部基端側露出部を覆うように、前記工具のフランジ部外周及び前記複数個の凸部外周に被嵌して前記工具主軸端への切粉の付着を防止するリングカバーを前記工具主軸の前端部に固着して設けたことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の工具主軸台の断面図で、図2は図1の左側面図である。中心線より上部が旋削加工時、かつ工具アンクランプの状態を示し、中心線より下部はミル加工時、かつ工具クランプ状態を示す。
【0009】
工具主軸台100は、ハウジング102内にベアリング120を介して工具主軸110が回転又は静止自在に支持される。工具主軸110の先端部には、工具シャンク穴112が形成してあり、シャンク部113及びフランジ部115を有する工具T1が交換自在に装着される。
工具主軸110の軸心部には、ドローバー130が軸方向に摺動自在に挿入される。ドローバー130の外周部には、スプリング140が配設してあり、ドローバー130を常時工具クランプ側に向けて付勢する。
【0010】
ドローバー130は、凹部132を有し、凹部132は工具クランプ用のボール160を受け入れる。ドローバー130の外周部に嵌装されるクランプ部材150は、半径方向の穴152を有し、ボール160が挿入される。ドローバー130がスプリング140によってクランプ位置に引き込まれると、ボール160は、ドローバー130の凹部132から半径方向外側に向けて押し出され、工具T1の溝に係合されるとともに、工具T1を工具主軸110の工具シャンク穴112に向けて引き込み、工具のクランプを達成する。
【0011】
工具主軸台100は、図示しない油圧機構を備え、ドローバー130をスプリング140に抗して押し出し、工具のアンクランプを行う。
工具主軸台のハウジング102の工具主軸110の工具シャンク穴の近傍の外周部には、シリンダ室210が設けられ、ピストン200が摺動自在に設けられる。このピストン200の側面には、カップリング用の歯部202が形成される。
【0012】
一方、ハウジング102のシリンダ室210の奥端部には、リング状の固定用カップリング部材180がボルトによりハウジング102に対して固着される。この固定用カップリング部材180はピストン200の歯部202に対向する歯部182を有する。
工具主軸110の外周部にはピンを介して、工具主軸側のカップリング部材170が固着される。この工具主軸110側のカップリング部材170は、固定用カップリング部材の内側に配設されるリング状の部材であって、ピストン200の歯部202に対向する歯部172を有する。
【0013】
ミル加工時には、工具主軸クランプ用のピストン200は図示の位置にあって、カップリング用の歯部202は、固定用カップリング部材180、工具主軸側のカップリング部材170の歯部とは、噛合していない。
この状態では、工具主軸110は、ミル工具等の回転工具を工具シャンク穴112に装着し、工具主軸110をハウジング内に装備されている不図示のモータにより直接に駆動して、ワークに必要なミル加工を施すことができる。
【0014】
このピストン200に連結ボルトを介してリング状の制振部材230が連結される。制振部材230は、クランプ用のピストン200に対して遊動できる状態で連結される。
工具主軸110の制振部材230の内径部に対向する位置には、3本のリング溝が設けられている。制振部材230の内径部にも2本のリング溝が形成される。制振部材230に形成される浅いリング溝は、ミル加工時には、工具主軸110の2本のリング溝を隔てる山部に対向し、制振部材230と工具主軸110の間には、径方向のクリアランスが確保される。
【0015】
このクリアランスの存在によって、ミル加工時に回転する工具主軸110は、制振部材230と干渉することはない。
この時に、工具主軸110の外径部のリング溝及び山部と、制振部材230の内径部のリング溝及び山部は、ラビリンス構造を形成するとともに、低圧なエアーを供給することで、クーラントがベアリング内部に浸入するのを防止する。
【0016】
旋削加工時には、クランプ用ピストン200が図で右側に移動し、その歯部202が固定用のカップリング部材180の歯部182と工具主軸側のカップリング部材170の歯部172と噛み合う。
この作用によって、工具主軸110の回転動は、固定用カップリング部材180により制止される。
【0017】
固定用カップリング部材180は、工具主軸台の本体ハウジング205に固着されているので、工具主軸110は確実にクランプされる。
クランプ用ピストン200の移動に伴い、制振部材230も一体に移動する。この移動によって、制振部材230の内径部に形成される浅いリング溝の両側の山部は、それぞれ対向する工具主軸110の山部に向い合い、両者間のクリアランスは、極めて小さい寸法となる。
【0018】
そこで、工具主軸に旋削工具が装着され、重切削加工を実行する際に、工具主軸が切削抵抗を受けて、いわゆるビビリが発生する条件となったときにも、制振部材230によって、工具主軸110のビビリ振動は制止される。
【0019】
工具主軸110の中心部に挿入されるドローバー130の内径部にはパイプ部材620が挿入されて、パイプ部材620の外形部とドローバー130の内径部との間に、第1のエア供給路400が形成される。
【0020】
第1のエア供給路400は、制御弁402aを介してエア供給路に連通される。
第1のエア供給路400の工具主軸先端部には、エア溜り410が形成され、クランプ部材150に形成される複数の斜め穴420を介して工具主軸110の工具シャンク穴112に連通される。
工具がアンクランプされ、工具主軸から抜かれると、エアブローが実行されて工具シャンク穴112の清掃が行われる。
【0021】
次に、工具主軸台には第2のエア供給路450が設けてあり、制御弁402bを介してエア供給路に連通されている。
第2のエア供給路450の他端部は、工具主軸台の前面にとりつけられた面板300に設けられる半径方向の通路460に連結される。通路460は、制振部材230に設けられる通路470を介して、主軸110の前面に設けられる工具着座面114の中央に形成されるノズル480に連通し、エア噴射を行う。
【0022】
工具着座面114は、放射方向の等半径位置に等角度間隔を保って工具主軸110前端面Aから突出する複数個の凸部500に形成されており、この実施例にあっては、図2に示すように工具着座面114が形成された6個の凸部500が等半径位置に60°の等角度間隔を保って設けられる。工具T1のシャンク部113を工具主軸110の工具シャンク穴112に嵌入装着すると、工具T1のフランジ部115の裏面Bが凸部500の工具着座面114に当接するが、この場合凸部500の工具着座面114が工具主軸110の前端面Aよりも前方へ突出しているため、相隣れる二つの凸部500の間の部位では、工具主軸110の前端面Aと工具T 1 のフランジ部115の裏面Bとの間で隙間δを生じ、この隙間δのある部位においては、図2におけるY−Y線矢視断面図である図4に示されるように、工具主軸110の前端面A及び工具T 1 のフランジ部115の裏面 B と、工具T 1 のシャンク部113基端の外周面Cといった各部位が隙間δを介して外部に露出されることになり、これらの露出部に切粉などが付着することになる。そこで、図2におけるX−X線矢視断面図である図1に示されるように、工具T1のシャンク部113を工具主軸110の工具シャンク穴112に嵌入装着した際に、工具T1のフランジ部115の裏面側に生ずるシャンク部113基端の露出部を覆うように工具T 1 のフランジ部115の外周及び工具主軸110前端面における複数個の凸部500の外周に被嵌して工具主軸110端への切粉の付着を防止するリングカバー320を工具主軸110の前端部に固着して設けてあり、このようにして工具主軸110の前端部位への切粉の浸入付着を防止する構造を採用している。
【0023】
工具主軸110に内装されるドローバー130の中心部には、パイプ部材620が挿入され、スルークーラント通路630が形成される。このスルークーラント通路630を介してクーラントが工具T1の先端部に供給される。
一方、面板300の外周部には、クーラントノズル600がとりつけられ、通路610を介してクーラントが供給される。クーラントW1は、ノズル600から噴射され、切粉の清掃が行われる。
【0024】
図3は、エア供給回路とクーラント供給回路の概要を示す。
工具主軸のシャンク穴へエアブローを行うエア供給路400と工具主軸の先端面にエアブローを行うエア供給路450は制御弁402により制御される。
また、スルークーラント用のクーラント通路620と面板近傍を清掃するクーラントノズル600へのクーラント通路610は、制御弁602、604により制御される。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、エア浪費が防止され、より多くのエアを主軸端面に供給することが可能になり、切粉等の異物の挟み込みを防止する効果が高まる。特に、工具主軸の前端部に固着して設けられたリングカバーの具体的構成に基づいて、工具主軸前端部位に切粉等の異物が浸入、付着することを防止し、切粉等の異物が付着する確率が低くなり、又エアによる除去機能をより一層高めるという顕著な効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具主軸台の工具主軸前端面にリングカバーをとりつけた状態を示す図2のX−X線矢視断面図。
【図2】図1の左側面図。
【図3】エアとクーラントの供給回路図。
【図4】本発明の工具主軸台の工具主軸前端面からリングカバーをとり外した状態を示す図2のY―Y線矢視断面図。
【符号の説明】
100 工具主軸台
102 ハウジング
110 工具主軸
112 工具シャンク穴
114 工具着座面
300 面板
320 リングカバー
400 第1のエア供給路
450 第2のエア供給路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool spindle base for a machine tool including a tool spindle on which a turning tool such as a turning tool and a mill tool is exchangeably mounted.
[0002]
[Prior art]
Opposite the work spindle with a spindle for gripping the workpiece, a tool spindle with a tool spindle for mounting a turning tool and a rotating tool interchangeably is installed, and workpieces with complicated shapes are machined with one chucking. Machine tools having the ability to do so have been put into practical use.
The tool shank hole that holds the tool shank of this type of tool spindle cleans the tool shank hole and the tool shank by air blow when changing the tool, thereby improving the accuracy of the tool clamp.
[0003]
The tool spindle is rotatably supported in the housing of the tool spindle table and is directly driven by a motor. Further, when the turning tool is mounted, it is necessary to clamp the tool spindle to counter the turning resistance, and it is necessary to provide a mechanism for this clamping.
[0004]
Therefore, a configuration in which air blow is performed on the tool shank hole of the tool spindle or the front surface of the tool spindle is disclosed in
Further, a configuration for improving the vibration damping performance when the tool spindle is clamped when the turning tool is mounted is disclosed in the following Patent Document 2 according to the proposal of the present applicant.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-277062 A [Patent Document 2]
JP-A-2001-277001 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the groove for supplying air to the hole provided in the end surface of the tool spindle is between the tool spindle which is a rotating object and the tool spindle table which is a fixed object, there is a gap. It is difficult to reduce the gap because there is a risk of contact. As a result, a large amount of air flows out through the gap, wasting air, and the effect of preventing foreign matter such as chips from being caught is low.
In addition, since the turning tool is used in a stopped state, foreign matter such as chips accumulates on the flange portion and easily adheres to the end face of the tool spindle when changing the tool.
Further, since the seating surface of the tool is wide, there is a problem that a foreign matter such as chips is likely to adhere and the effect of removal by air is low.
Accordingly, the present invention provides a tool head stock for a machine tool that solves the above-described problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The tool spindle of the machine tool according to the present invention includes, as a basic means, a workpiece spindle that includes a workpiece spindle that holds a workpiece and rotates or stops, and a workpiece spindle that faces the workpiece spindle. A tool spindle having a tool spindle that is mounted in a replaceable manner so that the rotating tool can be exchanged, and a tool spindle that is rotatably or statically supported in a housing of the tool spindle table, and the tool spindle during turning A piston that clamps against the housing; a ring-shaped damping member that is disposed on an outer periphery of the tool spindle and is coupled to the piston; and a first air that injects air into a tool shank hole of the tool spindle A supply path and a second air supply path for injecting air to the tool seating surface on the front surface of the tool spindle, and the tool seating surface is maintained at equiangular intervals in the radial direction at the same angular interval. Assuming that it is a tool spindle base of a machine tool formed on the front surface of a convex portion protruding from the front surface of the shaft, when the shank portion of the tool is fitted into the tool shank hole of the tool spindle, so as to cover the shank portion proximal end side exposed portion flange portion back face of the tool is generated in the flange portion back face side of the tool by abutting the tool seating surface of the convex portion, the flange portion outer periphery and the plurality of the tool A ring cover that is fitted around the outer periphery of each of the convex portions and prevents chips from adhering to the end of the tool spindle is fixed to the front end of the tool spindle.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view of the tool head stock of the present invention, and FIG. 2 is a left side view of FIG. The upper part from the center line shows the state of turning and tool unclamping, and the lower part from the center line shows the state of milling and tool clamping.
[0009]
In the
A draw bar 130 is inserted into the axial center of the
[0010]
The draw bar 130 has a
[0011]
The
A
[0012]
On the other hand, the inner end of the
The outer periphery of the
[0013]
At the time of milling, the tool
In this state, the
[0014]
A ring-
Three ring grooves are provided at positions facing the inner diameter portion of the
[0015]
Due to the presence of this clearance, the
At this time, the ring groove and the crest at the outer diameter portion of the
[0016]
At the time of turning, the
With this action, the rotational movement of the
[0017]
Since the fixing
As the
[0018]
Therefore, when the turning tool is mounted on the tool spindle and heavy cutting is performed, the tool spindle receives the cutting resistance and the chatter is generated by the
[0019]
A
[0020]
The first air supply path 400 communicates with the air supply path via the control valve 402a.
An
When the tool is unclamped and removed from the tool spindle, air blow is performed to clean the
[0021]
Next, the tool head stock is provided with a second
The other end of the second
[0022]
The
[0023]
A
On the other hand, a
[0024]
FIG. 3 shows an outline of the air supply circuit and the coolant supply circuit.
An air supply path 400 that blows air into the shank hole of the tool spindle and an
Further, the
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, waste of air is prevented, more air can be supplied to the end face of the main shaft, and the effect of preventing foreign matter such as chips from being caught is enhanced. In particular, based on the specific configuration of the ring cover provided by fixing to the front end of the tool spindle, foreign matters such as chips to the tool spindle front site infiltration, prevented from adhering foreign matter such as chips There is a remarkable effect that the probability of adhesion is lowered and the removal function by air is further enhanced.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2 showing a state in which a ring cover is attached to a tool spindle front end face of a tool spindle stock according to the present invention.
FIG. 2 is a left side view of FIG.
FIG. 3 is a supply circuit diagram of air and coolant.
4 is a cross-sectional view taken along the line YY in FIG. 2 showing a state in which the ring cover is removed from the tool spindle front end surface of the tool spindle stock of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記工具のシャンク部を前記工具主軸の工具シャンク穴に嵌入装着した際に、該工具のフランジ部裏面が前記凸部の工具着座面に当接することで前記工具のフランジ部裏面側に生ずる前記シャンク部基端の露出部を覆うように、前記工具のフランジ部外周及び前記複数個の凸部外周に被嵌して前記工具主軸端への切粉の付着を防止するリングカバーを前記工具主軸の前端部に固着して設けたことを特徴とする工作機械の工具主軸台。A work spindle that includes a work spindle that grips and rotates or stops, and a work spindle that is disposed opposite to the work spindle and that rests or rotates by mounting a turning tool or a rotary tool in a replaceable manner. A tool spindle, a tool spindle that is rotatably or statically supported in the housing of the tool spindle, a piston that clamps the tool spindle against the housing during turning, and an outer periphery of the tool spindle. A ring-shaped damping member connected to the piston, a first air supply path for injecting air into a tool shank hole of the tool spindle, and injecting air to a tool seating surface in front of the tool spindle The tool seating surface is formed on the front surface of a plurality of convex portions projecting from the front end surface of the tool spindle while maintaining an equiangular interval at a radially equal radius position. In the tool spindle stock of that machine tool,
The shank portion of the tool when it is fitted attached to the tool shank bore of the tool spindle, said shank occurring on the flange portion back face side of the tool by the flange back surface of the tool contacts the tool seating surface of the convex portion A ring cover that is fitted on the outer periphery of the flange portion of the tool and the outer periphery of the plurality of convex portions so as to cover the exposed portion of the base end of the tool, and prevents adhesion of chips to the tool spindle end. A tool head stock of a machine tool characterized by being fixedly provided at a front end portion.
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