JP4330345B2

JP4330345B2 - 工具ホルダ

Info

Publication number: JP4330345B2
Application number: JP2003002396A
Authority: JP
Inventors: 健司村松; 雄策山本
Original assignee: 株式会社新機械技研; 株式会社日研工作所
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-01-08
Also published as: JP2004209617A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボーリング加工等の切削工具を工作機械のスピンドルに着脱可能に装着するための工具ホルダに関し、さらに詳しくは、ホルダ本体のシャンク部がテーパコーンを介して工作機械のスピンドルに装着されるようにした工具ホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボーリング加工やエンドミル加工等の切削工具を工作機械のスピンドルに着脱可能に装着するための工具ホルダは、ストレートシャンク部、フランジ部及びアーバを互いの軸線を一致させて後方から前方に向け有するホルダ本体と、上記ストレートシャンク部に該ストレートシャンク部の軸方向に移動可能に嵌合されたテーパコーンと、上記ストレートシャンク部の後端に螺着された、テーパコーンの抜け止め兼用のプルスタッドとを備え、上記テーパコーンは前端から後端に行くにしたがい小径となるテーパ外周面を有し、このテーパコーンの前端面と上記フランジ部との間には、テーパコーンをプルスタッドに圧接させる方向に付勢してテーパコーンにプリロードを付与する弾性部材が介在されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように構成された工具ホルダにおいて、テーパコーンごとホルダ本体のシャンク部を工作機械スピンドルのテーパ穴内に差し込んだ後、工作機械スピンドル内に設けた引き込み機構によりプルスタッドを介してホルダ本体のシャンク部をテーパコーンごと後方へ引き込むことにより、テーパコーンの外周面をテーパ穴の内周而に密着させるとともに、テーパコーンの縮径作用によりホルダ本体のシャンク部を強力に掴持して、大きな拘束力で工具ホルダを工作機械スピンドルに保持できるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０８３２９１号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の工具ホルダでは、ホルダ本体のシャンク部に嵌合されるテーパコーンの内径と外径は同心円であるため、ホルダ本体のシャンク部をテーパコーンごと工作機械スピンドルのテーパ穴に挿着した時、ホルダ本体の軸心と工作機械スピンドルの軸心とは常に一致し、偏心することがない。このため、ドリル加工やタッピング加工などを行う切削工具のように、その軸心を工作機械スピンドルの軸心に一致して、これらの切削工具を工作機械スピンドルに装着する工具ホルダの場合は問題がないが、ボーリングバーやボーリングバイトなどのように穴加工用の切削工具を保持する工具ホルダの場合、切削工具の刃先はホルダ本体の回転軸心及び工作機械スピンドルの軸心のいずれからも半径方向にずれている。このため、加工穴径に対応した刃先を有する切削工具及びそのホルダ本体を加工穴径ごとに用意する必要があり、工具の設備コストが上昇するという問題がある。
また、刃先径調整機構を有する工具ホルダは、一般的に、先端部に径調整機構があるため、刃先の剛性が弱いという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、工作機械スピンドルの回転軸心に対するホルダ本体の軸心をスピンドルの半径方向に調整可能にすることで、刃先部の剛性を低下させることなく、同一の切削工具を径の異なる穴加工に共用可能にするとともに工具の設備コストを低減できるようにした工具ホルダを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、工作機械スピンドルの回転軸心から半径方向に離れた箇所に切刃を有する切削工具を工作機械スピンドルに着脱可能に装着するとともに前記スピンドルの円周方向で前記切刃の位置が固定されるように保持する工具ホルダであって、シャンク部と、このシャンク部の一端に互いの軸線を一致して設けたフランジ部と、前記フランジ部の反シャンク部に互いの軸線を一致して設けられ前記切削工具が保持されるアーバとを有するホルダ本体と、前記スピンドルに該スピンドルの前端から後方に行くにしたがい小径となるように形成したテーパ穴の内周面と等しいテーパ外周面を有するとともに前記シャンク部に該シャンク部の軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合された、径方向に弾性変形可能なテーパコーンと、前記シャンク部の後端に設けられたプルスタッドと、前記テーパコーンの前端面と前記フランジ部との間に介在され、前記テーパコーンを前記ブルスタッド側ヘ付勢する弾性部材とを備え、前記シャンク部の外周に嵌合する前記テーパコーンの内周穴は、前記スピンドルの回転軸心と一致する前記テーパコーンのテーパ外周面の中心軸線に対し所定量偏心して形成され、前記テーパコーンを前記シャンク部の周方向に回転して前記テーパコーンの内周穴の偏心方向を前記シャンク部の円周方向に移動することにより前記切削工具の切刃を前記スピンドルの半径方向に微調整できるように構成し、前記プルスタッドは、前記シャンク部の後端に該シャンク部の軸線を中心にして回転可能に支持されているとともに前記テーパコーンの後端面と該後端面に相対向するように前記プルスタッドに設けた鍔部との間に設けられ、かつ前記テーパコーンと前記プルスタッドとを互いに結合する結合部材を備え、前記テーパコーンは前記プルスタッドを介して前記シャンク部の周方向に回転されるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記テーパコーンに該テーパコーンの軸線に対して傾斜する方向のすり割りを形成し、このすり割り内に弗素系のゴムなどの弾性体を充填したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記ホルダ本体の軸心及び前記プルスタッドの軸心には、クーラントその他の切削流体を前記切削工具の切刃に供給するための通路がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記シャンク部は、該シャンク部の外周面に潤滑剤充填溝を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記ホルダ本体のフランジ部に隣接する前記テーパコーンの外周面には、該テーパコーンのシャンク部円周方向への回転角度を示す目盛がテーパコーンの円周方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記テーパコーンの内周穴が偏心により生じるテーパコーンの薄肉側端面又は内面箇所にはホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔や溝等が形成されていることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１記載の工具ホルダ前記プルスタッドは、工具マガジンに装着されたＮＣナットランナーにより回転駆動されるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態における工具ホルダの縦断側面図、図２は図１の２−２線方向から見た工具ホルダの平面図、図３は図１の３−３線方向から見た工具ホルダの側面図、図４は図３の４−４線に沿う横断平面図、図５は図４の矢印５方向から見たテーパコーンの側面図、図６は図５の矢印６方向から見たテーパコーンの底面図、図７は本実施の形態における工具ホルダの結合部材の平面図、図８は本実施の形態における工具ホルダの結合部材の側面図である。
【００１２】
工具ホルダ１０は、図１に示すように、工作機械スピンドル９の回転軸心から半径方向に離れた箇所にボーリングなどの切刃１１Ａを有する切削工具１１を工作機械のスピンドル９に着脱可能に装着するためのもので、ホルダ本体１２、テーパコーン１３及びプルスタッド１４、取付ボルト１７、弾性部材１８、結合部材２０などを備えている。
なお、図１に示す軸心Ｌ１はスピンドル９の回転軸心に一致し、ホルダ本体１２の軸心は、後述するテーパコーン１３の内径穴１３４の中心軸線１３ａに一致している。
【００１３】
前記ホルダ本体１２は、ストレートのシャンク部１２１と、このシャンク部１２１の一端に互いの軸線を一致して設けたフランジ部１２２と、このフランジ部１２２の反シャンク部１２１に互いの軸線を一致して設けられ、切削工具１１を保持するアーバ１２３とを有する構成になっている。また、シャンク部１２１の外周面には、図３に示すように、周方向に連続する山形状の潤滑剤充填溝１２１ａが形成され、この充填溝１２１にグリースなどの潤滑剤を充填しておくことにより、シャンク部１２１とこれに嵌合されるテーパコーン１３との相対移動が長期にわたりスムーズにできるようにしてある。
【００１４】
また、フランジ部１２２の外周面には、自動工具交換装置のアーム（図示省略）が係脱可能に係合する台形溝１２２ａが形成され、フランジ部１２２のテーパコーン１３と相対向する後端面には環状凹部１２２ｂが形成され、この環状凹部１２２ｂ内には、テーパコーン１３にプリロードを付与する後述の弾性部材１８が収容されている。なお、１２２ｃはキー溝である。
また、前記ホルダ本体１２の軸心部には、シャンク部１２１の後端面からアーバ１２３の結合穴１５１に連通するクーラント等の流体供給通路を兼ねた穴１２４が形成され、さらに、シャンク部１２１の軸心の後端部分には、プルスタッド１４を回転可能に支持する嵌合穴１２５が穴１２４と同軸に形成されている。
【００１５】
前記切削工具１１は、図１に示すように、円柱状のヘッド本体１１１と、このヘッド本体１１１の先端部にヘッド本体１１１の直径方向に延在して設けた工具ユニット１１２とを備え、この工具ユニット１１２はヘッド本体１１１の軸線より外周側に位置して設けたボーリングなどの切刃１１Ａを有している。また、ヘッド本体１１１は結合手段１５によりアーバ１２３の先端に分離可能に結合されている。
また、前記切削工具１１の結合軸部１５２を含むヘッド本体１１１の軸心部には前記流体供給通路１２４と連通して切刃１１Ａにクーラント等の切削流体の供給する通路１１３が形成されている。
【００１６】
前記結合手段１５は、図１に示すように、アーバ１２３の先端面に軸線を一致して同心に形成された所望深さの結合穴１５１と、ヘッド本体１１１の後端面に軸線を一致して同心に形成され、前記結合穴１５２に嵌合される結合軸部１５２と、この結合軸部１５２を複数の箇所でアーバ１２３に固定する複数のクランプねじ１５３とを備えている。
前記各クランプねじ１５３は、アーバ１２３の円周方向の３箇所にその外周面から結合穴１５１内に達するように形成したねじ孔１５４のそれぞれに螺合され、この各クランプねじ１５３を締め付けることで結合軸部１５２をアーバ１２３に一体に結合するように構成されている。
【００１７】
また、各クランプねじ１５３は、その螺入先端に先細のテーパ部１５３ａを有し、結合軸部１５２の外周面には、クランプねじ１５３のテーパ部１５３ａが係合するクランプ用テーパ穴１５２ａが形成されている。
したがって、アーバ１２３の各ねじ孔１５４に螺合した各クランプねじ１５３のテーパ部１５３ａを予め決められた結合軸部１５２のクランプ用テーパ穴１５２ａにそれぞれ係合することにより、アーバ１２３とヘッド本体１１１との円周方向の位置関係が常に一定に保たれるようにする。すなわち、切削工具１１をホルダ本体１２に取り付けた時の切刃１１Ａの位置がホルダ本体１２の円周方向に対して常に一定の関係が保たれるようになっている。
【００１８】
前記テーパコーン１３は、図１〜図５に示すように、シャンク部１２１に該シャンク部１２１の軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合され、そして、スピンドル９の前端から後方に行くにしたがい小径となるように形成したテーパ穴９Ａの内周面と等しい、例えば１／１０テーパのテーパ外周面１３１を有している。
また、前記テーパコーン１３には、図４及び図５に示すように、テーパコーン１３のテーパ外周面１３１の中心軸線Ｌ１（スピンドル９の回転軸心と一致する軸線）に対し緩い傾斜でテーパコーン１３の全長にわたって延在するすり割り１３２が形成され、このすり割り１３２によりテーパコーン１３が径方向に弾性変形できるように構成されている。そして、すり割り１３２内には弗素系ゴムなどの弾性体１３３が充填されている。この弾性体１３３はすり割り１３２内に塵埃などが浸入されるのを防止する役目をしている。
また、前記テーパコーン１３は、図１及び図６に示すように、前記シャンク部１２１にその軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合される内周穴１３４を有し、この内周穴１３４は、テーパコーン１３のテーパ外周面１３１の中心軸線Ｌ１（スピンドル９の回転軸心と一致する軸線）に対し所定量偏心して形成されている。１３ａは内周穴１３４の中心軸線（ホルダ本体１２の軸心と一致する軸線）である。
さらに、前記テーパコーン１３は、図４及び図６に示すように、テーパコーン１３の内周穴１３４が偏心により生じるテーパコーン１３のフランジ部１２２である薄肉側端面箇所１３ｂには、ホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔１３７がテーパコーン１３の円周方向に所定の間隔をおいて形成されている。
【００１９】
また、ホルダ本体１２のフランジ部１２２に隣接するテーパコーン１３の外周面には、図３に示すように、テーパコーン１３のシャンク部１２１に対する円周方向への回転角度の大きさを表す目盛１３５がテーパコーン１３の円周方向に沿って形成されている。この目盛１３５は、テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転して、テーパコーンの内周穴１３４の偏心方向をシャンク部１２１の円周方向に移動した時、テーパコーン１３の偏心内周穴１３４による切削工具１１の切刃１１Ａのスピンドル半径方向への移動量の目安を表示するものである。また、この目盛１３５に対応して、フランジ部１２２のキー溝１２２ｃ内に偏心の最小位置を示す基準線１３５ａが形成されている。
【００２０】
前記弾性部材１８は、図１に示すように、鋼板などの弾性金属板からなる複数の環状の皿ばね１８１と、環状の金属板などからなる薄板１８２とを重ね合わせて構成され、この弾性部材１８は、その少なくとも一部を前記環状凹部１２２ｂに収容した状態で、この環状凹部１２２ｂの底とテーパコーン１３の前端面との間に介在される。
【００２１】
前記プルスタッド１４は、ホルダ本体１２のシャンク部１２１をスピンドル９のテーパ穴９Ａに引き込んでホルダ本体１２をスピンドル９に装着するとともに前記テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転させるためのものであり、前記ホルダ本体１２の嵌合穴１２５にＯリング等のシール材１６を介して回転可能に嵌合される中空の第１軸部１４１と、この第１軸部１４１の後端に軸線を一致して一体に設けられ、シャンク部１２１の後端面に当接される鍔部１４２と、この鍔部１４２の反軸部１４１側に軸線を一致して一体に設けられた中空の第２軸部１４３と、この第２軸部１４３の後端に設けた鍔状の係合部１４４と、鍔部１４２に形成した治具係合孔１４５を備え、また、前記第１軸部１４１の内周面には、プルスタッド１４をホルダ本体１２に保持するための取付ボルト１７が螺合される雌ねじ１４６が形成されている。取付ボルト１７の軸心部には、これを軸方向に貫通するクーラント等の流体通路１７１が形成されている。
【００２２】
前記プルスタッド１４をホルダ本体１２のシャンク部１２１に取り付ける場合は、図１に示すように、プルスタッド１４の第１軸部１４１を嵌合穴１２５にシール材１６を介してシャンク部１２１の後端から挿入する。そして、ホルダ本体１２の穴１２４内にアーバ１２３側から差し込んだ取付ボルト１７を、スペーサ１９を介してプルスタッド１４の雌ねじ１４６に螺合し締め付ける。これにより、プルスタッド１４はホルダ本体１２に回転可能に保持される。
また、プルスタッド１４が取付ボルト１７によりホルダ本体１２のシャンク部１２１に取り付けられた状態では、プルスタッド１４の鍔部１４２が結合部材２０を介してテーパコーン１３を弾性部材１８に押し付け、この弾性部材１８を圧縮することにより、テーパコーン１３にプリロードを付与できるようになっている。
【００２３】
前記結合部材２０は、テーパコーン１３の後端面とこれに相対向するプルスタッド１４の鍔部１４２との間に配設されて、テーパコーン１３とプルスタッド１４とを互いに結合するものであり、この結合部材２０は図６及び図７に示すようにリング状を呈し、このリング状結合部材２０の１８０度離れた箇所の両面には一対ずつの凸部２０１及び２０２がそれぞれ設けられている。
また、結合部材２０と対向するテーパコーン１３の後端面には、図３に示すように、前記一方の凸部２０２と係合する一対の凹部１３６が形成されている。さらに、結合部材２０と対向するプルスタッド１４の鍔部１４２には、図３に示すように、前記他方の凸部２０１と係合する一対の凹部１４７が形成されている。
【００２４】
このように構成された工具ホルダ１０を使用する場合は、自動工具交換装置のアームを、ホルダ本体１２のフランジ部１２２に設けた台形溝１２２ａに係合してフランジ部１２２を把持し、ホルダ本体１２のシャンク部１２１を工作機械スピンドル９のテーパ穴９Ａ内に挿入する。この状態で、スピンドル９内に設けた引き込み部材８の前端部にプルスタッド１４の係合部１４４を係合させ、プルスタッド１４をスピンドル９の後側に引き込むことで、ホルダ本体１２のテーパコーン１３の外周面をスピンドル９のテーパ穴９Ａ内周面に密着させる。そして、プルスタッド１４をスピンドル９の後側に更に引き込むと、ホルダ本体１２のシャンク部１２１とシャンク部１２１に嵌めたテーパコーン１３も後側に引き込まれるので、このテーパコーン１３がシャンク部１２１とスピンドル９のテーパ穴９Ａとの間にくさびとして作用し、このくさび効果で工具ホルダ１０がスピンドル９に強固に装着される。
なお、自動工具交換装置は、アームを適時にフランジ部１２２の台形溝１２２ａから外して、動作前の位置に復帰させる。
【００２５】
次に、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整する場合について説明する。
この微調整は、切削工具１１を保持した工具ホルダ１０を用いて工作機械にワークを切削加工する時の一連の加工過程で行われる。以下、ワークをボーリング加工する場合を例にとって説明する。
【００２６】
まず、切削工具１１を保持した工具ホルダ１０を工作機械のスピンドル９に装着した状態で、ワークを規定寸法径より小さい径にボーリング加工する。すなわち、荒ボーリング加工する。しかる後、この切削工具１１を含む工具ホルダ１０を図示省略の自動工具交換装置により工作機械のスピンドル９から取り外し、これに代えて、図示省略の寸法測定工具をスピンドル９に装着する。そして、この寸法測定工具により、加工されたワークの穴径を自動的に測定する。
一方、寸法測定工具と交換された、上記切削工具１１を含む工具ホルダ１０は図示省略したツールマガジンの所定箇所に戻される。また、上記切削工具１１を含む工具ホルダ１０が保持される図示省略のツールマガジンの箇所には、図１０に示すように、工具ホルダ１０のプルスタッド１４を介してテーパコーン１３を回転操作することにより、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整するＮＣナットランナー４０が組み込まれている。
【００２７】
前記ＮＣナットランナー４０は、図１０に示すように、支持部材４０１に固定したサーボモータ４０２と、支持部材４０１に固定され、サーボモータ４０２の回転を減速する減速機４０３と、この減速機４０３の出力軸に設けられ、前記プルスタッド１４の鍔部１４２に形成した治具係合孔１４５に係合される回転治具４０４とを備える構成になっている。
【００２８】
寸法測定工具で測定された測定データは図示省略の工作機械ＮＣ制御部に取り込まれ、このＮＣ制御部において、ワークの穴径が規定寸法から何μｍ不足しているかを計算する。この計算データに基づいて上記ＮＣナットランナー４０のサーボモータ４０２をＮＣ制御部で駆動制御することによりプルスタッド１４を必要分回転操作して、テーパコーン１３の内周穴１３４の偏心方向部分をシャンク部１２１の円周方向に移動することにより切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向、すなわち規定寸法に不足する分の寸法が確保されるように径が拡大される方向に微調整する。
この場合、テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転すると、その回転角度の大きさに応じて、テーパコーン１３の内周穴１３４の偏心方向が変化するため、図９に示すように、テーパコーン１３の中心軸線１３ａがテーパコーン１３のテーパ外周面１３１の中心軸線Ｌ１（スピンドル９の回転軸心と一致）に対して接近及び離間するようにスピンドル９の半径方向に微移動される。
【００２９】
例えば、図９に示すように、テーパコーン１３を切刃１１Ａの最小径位置（開始位置）から９０度回して位置Ａに移動した場合、この９０度の位置Ａにおける切刃１１Ａの径は最小径位置よりも増大する。さらに、テーパコーン１３を９０度回した１８０度の位置Ｂでは、切刃１１Ａの径は最大となる。
すなわち、ホルダ本体１２が相対的にテーパコーン１３の中心軸線１３ａを中心に回転したことなり、これにより、切削工具１１の切刃１１Ａの位置をスピンドル９の半径方向に微調整（μｍ単位）することができる。
【００３０】
切削径の微調整された後の工具ホルダ１０は、図示省略の自動工具交換装置により寸法測定工具と交換され、この工具ホルダ１０に保持された切削工具１１により、荒加工されたワークの穴は、更に規定寸法まで仕上げ加工される。
【００３１】
このような本実施の形態による工具ホルダによれば、テーパコーン１３の内周穴１３４をテーパコーン１３のテーパ外周面１３１の中心軸線Ｌ１に対して所定量偏心して形成し、そして、テーパコーン１３とプルスタッド１４とを結合部材２０により結合し、このテーパコーン１３をプルスタッド１４によりシャンク部１２１の円周方向に回転操作し、その回転角度の大きさに応じて、テーパコーン１３の内周穴１３４の偏心方向を変化することにより、テーパコーン１３の回転中心１３ａがシャンク部１２１の中心、すなわちホルダ本体１２の軸線Ｌ１と一致するスピンドル９の軸心に対して微移動させるように構成したので、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整できるとともに、刃先部の剛性を低下させることなく、同一の切削工具を径の異なる穴加工に共用することができ、かつ工具の設備コストを低減することができる。
【００３２】
また、この実施の形態によれば、ホルダ本体１２、プルスタッド１４、取付ボルト１７及び切削工具１１のヘッド本体１１１にそれぞれ互いに連通する流体通路を形成して、切削液を切削工具１１の切刃１１Ａに供給できるようになっているので、切削時の切刃及びワークを冷却することもできる。
また、この実施の形態によれば、テーパコーン１３の外周両にテーパコーン１３のシャンク部１２１に対する円周方向への回転角度の大きさを表す目盛１３５を形成したので、この目盛１３５により、テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転してテーパコーンの内周穴１３４の偏心方向をシャンク部１２１の円周方向に移動した時の切削工具１１の切刃１１Ａのスピンドル半径方向への移動量の目安を表示することができる。
【００３３】
また、この実施の形態によれば、テーパコーン１３の内周穴１３４が偏心により生じるテーパコーン１３のフランジ部１２２である薄肉側端面箇所１３ｂには、ホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔１３７がテーパコーン１３の円周方向に所定の間隔をおいて形成されているので、テーパコーン１３自体の周方向の質量バランスを取ることができ、高速加工時にビビリや振動の発生を未然に防止できる。
また、この実施の形態の工具ホルダによれば、工具マガジンにＮＣナットランナー４０を組み込んでおくことにより、工具ホルダ１０の工具マガジンへの挿着時にＮＣナットランナー４０でテーパコーン１３を回転操作して、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に自動的に微調整することができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、切削工具１１の切刃１１Ａの半径方向に微調整を工作機械によるワークの切削加工過程においてＮＣナットランナー４０で自動的に行う場合につき説明したが、本発明はこれに限らず、工具ホルダ１０のプルスタッド１４を図示省略の治具を用いて手動などで操作することにより行うようにしてもよい。
また、工具ホルダ１０に保持される切削工具１１は、上記実施の形態に示す構成のものに限らず、ホルダ本体１２のアーバ１２３に切削工具１１を直接設けた構造の工具ホルダにも本発明を適用することができる。
また、テーパコーン１３の薄肉側内面箇所にホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数の溝等をテーパコーン１３の円周方向に所定の間隔をおいて形成しても良いことは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の工具ホルダによれば、テーパコーンの内周穴をテーパコーンのテーパ外周面の中心軸線に対して所定量偏心して形成し、テーパコーンとプルスタッドとを結合部材により結合し、このテーパコーンをプルスタッドによりシャンク部の円周方向に回転操作し、その回転角度の大きさに応じて、テーパコーンの内周穴の偏心方向を変化することにより、スピンドルの回転軸心に対するホルダ本体の軸心をスピンドルの半径方向に微移動するように構成したので、切削工具の切刃の位置をスピンドルの半径方向に微調整できるとともに、刃先部の剛性を低下させることなく、同一の切削工具を径の異なる穴加工に共用することができ、かつ工具の設備コストを低減することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、ホルダ本体、プルスタッド等にそれぞれ互いに連通する流体通路を形成して、切削液を切削工具の切刃に供給できるように構成することにより、切削時の切刃及びワークを冷却することもできる。
また、本発明によれば、テーパコーンの外周面にテーパコーンのシャンク部に対する円周方向への回転角度の大きさを表す目盛を形成することにより、テーパコーンをシャンク部の円周方向に回転して、テーパコーンの内周穴の偏心方向をシャンク部の円周方向に移動した時の切削工具の切刃のスピンドル半径方向への移動量の目安を表示することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、テーパコーンの内周穴が偏心により生じるテーパコーンの薄肉側端面箇所には、ホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔を形成したので、テーパコーンを回転操作して、切削工具の切刃をスピンドルの半径方向に自動的に微調整したときの質量バランスを取ることができ、高速加工時にビビリや振動の発生を末然に防止できる。
また、本発明によれば、工具マガジンにＮＣナットランナーを組み込んでおくことにより、工具ホルダの工具マガジンへの挿着時にＮＣナットランナーでテーパコーンを回転操作して、切削工具の切刃をスピンドルの半径方向に自動的に微調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における工具ホルダの縦断側面図。
【図２】図１の２−２線方向から見た工具ホルダの平面図。
【図３】図１の３−３線方向から見た工具ホルダの側面図。
【図４】図３の４−４線に沿う横断平面図。
【図５】図４の矢印５方向から見たテーパコーンの側面図。
【図６】図５の矢印６方向から見たテーパコーンの底面図。
【図７】本実施の形態における工具ホルダの結合部材の平面図。
【図８】本実施の形態における工具ホルダの結合部材の側面図。
【図９】本実施の形態のテーパコーンによる径の微調整状態を示す説明図。
【図１０】本発明の工具ホルダにおけるプルスタッドの回転操作用ＮＣナットランナーの説明図。
【符号の説明】
９スピンドル
１０工具ホルダ
１１切削工具
１１Ａ切刃
１２ホルダ本体
１２１シャンク部
１２２フランジ部
１２３アーバ
１３テーパコーン
１３１テーパ外周面
１３２すり割り
１３３弾性体
１３４内周穴
１３５目盛
１４ブルスタッド
１４１第１軸部
１４２鍔部
１４３第２軸部
１４４係合部
１４６雌ねじ
１７取付ボルト
１８弾性部材
２０結合部材
４０ＮＣナットランナー

Claims

工作機械スピンドルの回転軸心から半径方向に離れた箇所に切刃を有する切削工具を工作機械スピンドルに着脱可能に装着するとともに前記スピンドルの円周方向で前記切刃の位置が固定されるように保持する工具ホルダであって、
シャンク部と、このシャンク部の一端に互いの軸線を一致して設けたフランジ部と、前記フランジ部の反シャンク部に互いの軸線を一致して設けられ前記切削工具が保持されるアーバとを有するホルダ本体と、
前記スピンドルに該スピンドルの前端から後方に行くにしたがい小径となるように形成したテーパ穴の内周面と等しいテーパ外周面を有するとともに前記シャンク部に該シャンク部の軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合された、径方向に弾性変形可能なテーパコーンと、
前記シャンク部の後端に設けられたプルスタッドと、
前記テーパコーンの前端面と前記フランジ部との間に介在され、前記テーパコーンを前記ブルスタッド側ヘ付勢する弾性部材とを備え、
前記シャンク部の外周に嵌合する前記テーパコーンの内周穴は、前記スピンドルの回転軸心と一致する前記テーパコーンのテーパ外周面の中心軸線に対し所定量偏心して形成され、
前記テーパコーンを前記シャンク部の周方向に回転して前記テーパコーンの内周穴の偏心方向を前記シャンク部の円周方向に移動することにより前記切削工具の切刃を前記スピンドルの半径方向に微調整できるように構成し、
前記プルスタッドは、前記シャンク部の後端に該シャンク部の軸線を中心にして回転可能に支持されているとともに前記テーパコーンの後端面と該後端面に相対向するように前記プルスタッドに設けた鍔部との間に設けられ、かつ前記テーパコーンと前記プルスタッドとを互いに結合する結合部材を備え、前記テーパコーンは前記プルスタッドを介して前記シャンク部の周方向に回転されるように構成したことを特徴とする工具ホルダ。
前記テーパコーンに該テーパコーンの軸線に対して傾斜する方向のすり割りを形成し、このすり割り内に弗素系のゴムなどの弾性体を充填したことを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。
前記ホルダ本体の軸心及び前記プルスタッドの軸心には、クーラントその他の切削流体を前記切削工具の切刃に供給するための通路がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。
前記シャンク部は、該シャンク部の外周面に潤滑剤充填溝を有することを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。
前記ホルダ本体のフランジ部に隣接する前記テーパコーンの外周面には、該テーパコーンのシャンク部円周方向への回転角度を示す目盛がテーパコーンの円周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。
前記テーパコーンの内周穴が偏心により生じるテーパコーンの薄肉側端面又は内面箇所にはホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔や溝等が形成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。
前記プルスタッドは、工具マガジンに装着されたＮＣナットランナーにより回転駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。