JP4480444B2 - Machine tool spindle equipment - Google Patents

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1015Arrangements for cooling or lubricating tools or work by supplying a cutting liquid through the spindle
    • B23Q11/103Rotary joints specially adapted for feeding the cutting liquid to the spindle

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Description

本発明は、立形又は横形のフライス盤やマシニングセンタ等の主軸の交換を容易にした工作機械の主軸装置に関し、特に主軸内部に加工液を通すスルースピンドルクーラント装置を備えた工作機械の主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device of a machine tool that facilitates replacement of a spindle such as a vertical or horizontal milling machine or a machining center, and more particularly to a spindle device of a machine tool provided with a through spindle coolant device that allows machining fluid to pass inside the spindle.

工作機械の主軸装置は、切削加工中に高速で回転して大きな切削抵抗を受け、軸受が摩耗、損傷したり、主軸内に配設されている工具クランプ用のコレットや皿ばねが破損したりすることがある。このように、主軸装置の故障は、主軸それ自体に発生するのみならず、主軸の内部構造や軸受に発生する。工作機械の使用現場で主軸装置を修理する場合、潤滑、冷却、清掃のための油空圧の配管、モータやリミットスイッチへの電気配線を外し、主軸装置全体を分解し、主軸、主軸内の部品、又は軸受を交換し再組立を行うのが一般的である。この修理作業は大がかりとなり、高度な専門知識と技能が要求され、また多大な時間がかかっていた。そのため、一般的にカートリッジ式主軸と称される主軸と軸受とを一体で取り外せるようにした主軸装置が開発されており例えば、特許文献1等に開示されている。   Machine tool spindles rotate at high speed during cutting and receive large cutting resistance, bearings wear and damage, and tool clamp collets and disc springs arranged in the spindle break. There are things to do. Thus, the failure of the main shaft device not only occurs in the main shaft itself but also in the internal structure of the main shaft and the bearing. When repairing the spindle device at the site where the machine tool is used, remove the hydraulic / pneumatic piping for lubrication, cooling and cleaning, electrical wiring to the motor and limit switch, disassemble the entire spindle device, It is common to replace parts or bearings and reassemble. This repair work was extensive, required advanced expertise and skills, and took a lot of time. For this reason, a spindle device that allows a spindle and a bearing, generally called a cartridge-type spindle, to be integrally removed has been developed, and is disclosed in, for example, Patent Document 1 and the like.

他方、近時の工作機械では加工時間を短縮するために重切削が求められている。そのために、工具切刃とワークとの間の加工領域は非常に高温となるので、これを効率的に冷却するために、工作機械の主軸内部にクーラントや加圧空気を流通して、主軸先端に装着した工具から加工領域へクーラントや加圧空気を供給するスルースピンドルクーラント装置がある。特許文献2には、こうしたスルースピンドルクーラント装置、及び、スルースピンドルクーラント装置の回転する管路へ固定管路から流体を移送するためのロータリジョイントが開示されている。
特開2003−159622号公報 特開平6−241364号公報
On the other hand, in recent machine tools, heavy cutting is required to shorten the machining time. For this reason, the machining area between the tool cutting edge and the workpiece becomes very hot, and in order to cool this efficiently, coolant and pressurized air are circulated inside the spindle of the machine tool, and the spindle tip There is a through-spindle coolant device that supplies coolant and pressurized air from the tool mounted on the machine to the machining area. Patent Document 2 discloses such a through spindle coolant device and a rotary joint for transferring a fluid from a fixed pipeline to a rotating pipeline of the through spindle coolant device.
JP 2003-159622 A JP-A-6-241364

然しながら、特許文献2に開示のロータリージョイントはカートリッジ式の主軸装置に適用することを前提としていないために、カートリッジ式の主軸装置で用いようとすると、主軸がうまく抜き取れなくなる問題がある。つまり、特許文献2のロータリージョイントをカートリッジ式の主軸装置に単純に適用すると、ドローバーのアンクランプ装置の後側にロータリージョイントが設けられることになり、ドローバーが長くなったり、途中で軸受を支持する必要が生じたり、主軸の抜き取りに伴いドローバーを途中で分離できる構造にしなければならなくなる問題がある。   However, since the rotary joint disclosed in Patent Document 2 is not premised on application to a cartridge-type spindle device, there is a problem that the spindle cannot be easily removed when it is used in a cartridge-type spindle device. That is, when the rotary joint of Patent Document 2 is simply applied to a cartridge-type main spindle device, the rotary joint is provided on the rear side of the drawbar unclamping device, and the drawbar becomes longer or supports the bearing in the middle. There is a problem that it becomes necessary to make a structure that allows the drawbar to be separated along the way when the spindle is removed.

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、スルースピンドルクーラント装置用のロータリージョイントを備えながら、簡単に分離可能な構造のカートリッジ式の主軸装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a cartridge type spindle device having a structure that can be easily separated while providing a rotary joint for a through spindle coolant device. Yes.

上述の目的を達成するために、本発明によれば、ハウジングに前部軸受及び後部軸受により回転支持された主軸を有する工作機械の主軸装置であって、前記ハウジングは前部ハウジングと後部ハウジングとに分離可能に締結され、前記前部ハウジングに前記主軸の前部軸受部を組み込み、前記後部ハウジングに前記主軸の後部軸受部を支持し、前記前部ハウジングを前記後部ハウジングから分離したとき、前記前部軸受部、前記主軸及び前記後部軸受部が前記前部ハウジングと一体的に前記後部ハウジングから分離できるようにした工作機械の主軸装置において、
前記主軸の中心軸線に沿って前記主軸内に延設され、前記主軸の先端に装着した工具をクランプするためのドローバーと、
前記中心軸線に沿って前記ドローバーを貫通して形成されたクーラント通路と、
前記ドローバーを前記中心軸線に沿って主軸先端方向に押圧するドローバー駆動ピストンを有し、前記主軸先端に装着した工具をアンクランプするアンクランプ装置と、
前記アンクランプ装置のピストンに形成した凹所内に位置し、前記ドローバーの後端に取付けられた第1シールリングに離接するよう先端に第2シールリングを取付けられ前記主軸の中心軸線に沿って移動可能に設けられたクーラント供給管を有するロータリージョイントと、
を具備し、前記ドローバーが、前記第1シールリングを伴って前記主軸及び前部ハウジングと共に、前記後部ハウジングおよび前記ロータリージョイントから分離されるようにした工作機械の主軸装置が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a spindle device of a machine tool having a spindle rotatably supported by a housing by a front bearing and a rear bearing, the housing comprising a front housing, a rear housing, A front bearing portion of the main shaft is incorporated in the front housing, the rear bearing portion of the main shaft is supported in the rear housing, and the front housing is separated from the rear housing, In the spindle device of the machine tool, the front bearing portion, the main shaft, and the rear bearing portion can be separated from the rear housing integrally with the front housing.
A draw bar extending in the main shaft along the central axis of the main shaft and clamping a tool attached to the tip of the main shaft;
A coolant passage formed through the draw bar along the central axis;
An unclamping device that has a drawbar drive piston that presses the drawbar along the central axis in the direction of the spindle end, and unclamps the tool attached to the tip of the spindle;
A second seal ring is attached to the tip of the unclamp device in a recess formed in the piston and attached to the rear end of the draw bar so that it moves along the central axis of the main shaft. A rotary joint having a coolant supply pipe provided as possible;
And a spindle device of a machine tool in which the draw bar is separated from the rear housing and the rotary joint together with the main shaft and the front housing with the first seal ring.

本発明によれば、主軸の後端の直後にアンクランプ手段を配設し、該アンクランプ手段のドローバー駆動ピストン内にロータリージョイントを位置させたので、ドローバーの後方への突き出し量または延長量(オーバーハング)を短くすることが可能となり、また、軸受を設けることなくロータリージョイントの回転側のシールリングを構成可能となる。また、ドローバーの後方へ突き出しを短くすることができるので、ドローバーを含めた主軸を短くすることができ、後部ハウジングから容易に分離することが可能となり、主軸の交換作業が簡単、迅速に行える。   According to the present invention, the unclamping means is disposed immediately after the rear end of the main shaft, and the rotary joint is positioned in the drawbar drive piston of the unclamping means. The overhang) can be shortened, and the rotary-side seal ring of the rotary joint can be configured without providing a bearing. Further, since the protrusion to the rear of the draw bar can be shortened, the main shaft including the draw bar can be shortened and can be easily separated from the rear housing, and the main shaft can be easily and quickly replaced.

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、横形マシニングセンタを一例にして本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されず、立形マシニングセンタにも適用可能である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, although embodiment of this invention is described taking a horizontal machining center as an example, this invention is not limited to this, It is applicable also to a vertical machining center.

図1において、横形マシニングセンタの主軸頭11は、基台をなすベッド(図示せず)に立設、固定されたコラム(図示せず)のY軸案内レール13に沿って上下動する。主軸頭11の内部にはビルトインモータで回転駆動される主軸15が前部軸受17a、17b及び後部軸受19a、19bによって回転支持されている。主軸15の先端のテーパ孔15aには、種々の工具(図示せず)が取り付けられた工具ホルダ21が交換可能に装着される。   In FIG. 1, a spindle head 11 of a horizontal machining center moves up and down along a Y-axis guide rail 13 of a column (not shown) that is erected and fixed on a bed (not shown) that forms a base. Inside the spindle head 11, a spindle 15 that is rotationally driven by a built-in motor is rotatably supported by front bearings 17a and 17b and rear bearings 19a and 19b. A tool holder 21 to which various tools (not shown) are attached is replaceably mounted in the tapered hole 15a at the tip of the main shaft 15.

主軸頭11のハウジングは、前部ハウジング23と後部ハウジング25とで構成され、両者は複数のボルト27で一体的に締結されている。前部ハウジング23内には、主軸15の前方部分を回転支持する2個の前部軸受17a、17bが設けられている。左側の前部軸受17aの内輪は主軸15の肩に当接し、内輪用カラーを挟んで右側の前部軸受17bの内輪がナット29により主軸15に固定される。そして、右側の前部軸受17bの外輪は前部ハウジング23の肩に当接し、外輪用カラーを挟んで左側の前部軸受17aの外輪が軸受押え31により固定される。   The housing of the spindle head 11 is composed of a front housing 23 and a rear housing 25, both of which are integrally fastened by a plurality of bolts 27. In the front housing 23, two front bearings 17a and 17b for rotating and supporting the front portion of the main shaft 15 are provided. The inner ring of the left front bearing 17a is in contact with the shoulder of the main shaft 15, and the inner ring of the right front bearing 17b is fixed to the main shaft 15 by the nut 29 with the inner ring collar interposed therebetween. The outer ring of the right front bearing 17b contacts the shoulder of the front housing 23, and the outer ring of the left front bearing 17a is fixed by the bearing retainer 31 with the outer ring collar interposed therebetween.

後部ハウジング25に形成された穴35内には、軸受ケース33が嵌合され、軸受ケース33内には、主軸15の後方部分を回転支持する2個の後部軸受19a、19bが設けられている。左側の後部軸受19aの内輪は主軸15の肩に当接し、内輪用カラーを挟んで右側の後部軸受19bの内輪がナット37により主軸15に固定される。そして左側の後部軸受19aの外輪は軸受ケース33の肩に当接し、外輪カラーを挟んで右側の後部軸受19bの外輪は軸受押え39により固定される。   A bearing case 33 is fitted in a hole 35 formed in the rear housing 25, and two rear bearings 19 a and 19 b that rotatably support the rear portion of the main shaft 15 are provided in the bearing case 33. . The inner ring of the left rear bearing 19 a abuts against the shoulder of the main shaft 15, and the inner ring of the right rear bearing 19 b is fixed to the main shaft 15 by the nut 37 across the inner ring collar. The outer ring of the left rear bearing 19a abuts against the shoulder of the bearing case 33, and the outer ring of the right rear bearing 19b is fixed by the bearing retainer 39 with the outer ring collar interposed therebetween.

後部ハウジング25内には、ビルトインモータのステータ41が設けられ、半径方向の微小すき間を介して主軸15側にロータ43が設けられる。ロータ43は、焼ばめスリーブ45に焼ばめされ、焼ばめスリーブ45は主軸15に焼ばめされる。   A built-in motor stator 41 is provided in the rear housing 25, and a rotor 43 is provided on the main shaft 15 side via a minute gap in the radial direction. The rotor 43 is fitted on the shrink fit sleeve 45, and the shrink fit sleeve 45 is fit on the main shaft 15.

主軸15の先端のテーパ孔15aには工具ホルダ21が挿入され、工具ホルダ21の後部に設けられたプルスタッド47がコレット49に把持される。コレット49はドローバー51により軸線方向に進退可能になっている。主軸15の内周面にスリーブ53を介して皿ばね55が多数設けられ、皿ばね55の右側はカラーを挟んでドローバー51の後端にねじ止めされたナット57で規制されている。皿ばね55はドローバー51に後方向きの弾性付勢力を付与し、コレット49が工具ホルダ21のテーパシャンクを主軸15のテーパ孔15aに密着、クランプする。   The tool holder 21 is inserted into the tapered hole 15 a at the tip of the main shaft 15, and a pull stud 47 provided at the rear portion of the tool holder 21 is gripped by the collet 49. The collet 49 can be moved back and forth in the axial direction by a draw bar 51. A large number of disc springs 55 are provided on the inner peripheral surface of the main shaft 15 via a sleeve 53, and the right side of the disc spring 55 is regulated by a nut 57 screwed to the rear end of the draw bar 51 with a collar interposed therebetween. The disc spring 55 applies a backward elastic biasing force to the draw bar 51, and the collet 49 closely contacts and clamps the taper shank of the tool holder 21 to the taper hole 15 a of the main shaft 15.

後部ハウジング25の後部には、ドローバー51を主軸15の先端方向へ押圧、駆動するためのドローバー駆動手段が設けられており、該ドローバー駆動手段は、後部ハウジング25の後端に取付けられたドローバー駆動シリンダ61と、該ドローバー駆動シリンダ61内で油圧により中心軸線Oに沿って往復動作するドローバー駆動ピストン63とを具備している。ここで、主軸15の後端部分の拡大断面図である図2を参照すると、ドローバー駆動ピストン63は、主軸15の後端に対面する先端面(図2において右端側)にボス状に突出した当接部63aと、ドローバー駆動ピストン63において後方に開口するよう形成された凹所63bと、当接部63aから凹所63bまで延設されている通孔63cとが形成されている。ドローバー駆動シリンダ61には第1と第2の油圧ポート65、67が形成されている。   A draw bar drive means for pressing and driving the draw bar 51 in the direction of the distal end of the main shaft 15 is provided at the rear part of the rear housing 25, and the draw bar drive means is a draw bar drive attached to the rear end of the rear housing 25. A cylinder 61 and a draw bar drive piston 63 that reciprocates along the central axis O by hydraulic pressure in the draw bar drive cylinder 61 are provided. Here, referring to FIG. 2, which is an enlarged cross-sectional view of the rear end portion of the main shaft 15, the draw bar drive piston 63 protrudes in a boss shape on the front end surface (right end side in FIG. 2) facing the rear end of the main shaft 15. A contact portion 63a, a recess 63b formed so as to open rearward in the draw bar drive piston 63, and a through-hole 63c extending from the contact portion 63a to the recess 63b are formed. The drawbar drive cylinder 61 is formed with first and second hydraulic ports 65 and 67.

一方、ドローバー51は、その後端部から中心軸線Oに沿って後方へドローバー駆動ピストン63の通孔63c内に摺動自在に嵌合するよう延設された延長部分51bと、延長部分51bの基端部において当接部63aに当接、離反可能に形成された当接肩部51aとを有している。ドローバー51は、前述したように、主軸15のテーパ穴15aに装着されている工具ホルダ21をクランプするために皿ばね55の力で後方に付勢されている。ドローバー駆動シリンダ61の第1の油圧ポート65に圧油を供給すると、ドローバー駆動ピストン63は前方へ移動して、その当接部63aがドローバー51の当接肩部51aに当接してドローバー51を前方へ押圧する。これにより、ドローバー51を介してコレット49が前方へ移動する。するとコレット49の先端部はスリーブ53の内径の大きい箇所に位置することになり、コレット49とプルスタッド47との係合が外れ、工具ホルダ21はアンクランプされる。   On the other hand, the draw bar 51 is extended from the rear end portion along the central axis O in the rearward direction so as to be slidably fitted into the through hole 63c of the draw bar drive piston 63, and the base of the extension portion 51b. It has a contact shoulder portion 51a formed so as to be able to contact and separate from the contact portion 63a at the end portion. As described above, the draw bar 51 is urged rearward by the force of the disc spring 55 in order to clamp the tool holder 21 mounted in the tapered hole 15a of the main shaft 15. When pressure oil is supplied to the first hydraulic port 65 of the draw bar drive cylinder 61, the draw bar drive piston 63 moves forward, and its abutment portion 63a abuts against the abutment shoulder portion 51a of the draw bar 51, causing the draw bar 51 to move. Press forward. As a result, the collet 49 moves forward via the draw bar 51. Then, the tip of the collet 49 is positioned at a location where the inner diameter of the sleeve 53 is large, the engagement between the collet 49 and the pull stud 47 is released, and the tool holder 21 is unclamped.

更に、図2を参照すると、ドローバー51は、その後端にシールリング69が取付けられると共に、その中心軸線Oに沿ってクーラント通路51cが形成されている。クーラント通路51cには、後述するように、ドローバー駆動ピストン63に組み込まれているロータリージョイント100からクーラントが供給される。このクーラントは、クーラント通路51cから、工具ホルダ21及び工具Tに形成されている通路21a、Taを介して、クーラントを工具Tの切刃(図示せず)とワーク(図示せず)との間の加工領域へ噴出される。   Further, referring to FIG. 2, the draw bar 51 has a seal ring 69 attached to the rear end thereof, and a coolant passage 51 c formed along the central axis O thereof. As will be described later, coolant is supplied to the coolant passage 51c from the rotary joint 100 incorporated in the draw bar drive piston 63. This coolant is supplied between the cutting edge (not shown) of the tool T and the workpiece (not shown) from the coolant passage 51c via the tool holder 21 and the passages 21a and Ta formed in the tool T. Is ejected to the machining area.

ロータリージョイント100は、ドローバー駆動ピストン63の凹所63b内に配設されたシリンダ101と、該シリンダ101内において中心軸線Oに沿って往復移動可能に設けられたピストン103とを具備している。ピストン103は、クーラント供給管105に一体的に鍔状に形成されており、該ピストン103により、シリンダ101の内部空間は、空圧室107と、ばね室109とに分割される。ばね室109内にはピストン103及びクーラント供給管105を後方に付勢するコイルばね115が配設されている。また、シリンダ101には空圧室107に圧縮空気を供給する空圧ポート101aが形成されており、該空圧ポート101aは外部空圧源(図示せず)に接続されており、前記空圧源から圧縮空気を空圧室107内に供給し、また空圧室107内の空気を排出することが可能となっている。   The rotary joint 100 includes a cylinder 101 disposed in a recess 63 b of the draw bar drive piston 63, and a piston 103 provided in the cylinder 101 so as to be capable of reciprocating along a central axis O. The piston 103 is formed in a bowl shape integrally with the coolant supply pipe 105, and the piston 103 divides the internal space of the cylinder 101 into a pneumatic chamber 107 and a spring chamber 109. A coil spring 115 is provided in the spring chamber 109 to urge the piston 103 and the coolant supply pipe 105 backward. The cylinder 101 is formed with an air pressure port 101a for supplying compressed air to the air pressure chamber 107. The air pressure port 101a is connected to an external air pressure source (not shown). Compressed air can be supplied from the source into the pneumatic chamber 107, and the air in the pneumatic chamber 107 can be discharged.

クーラント供給管105は、その先端にドローバー51のシールリング69に対面するように取付けられたシールリング113と、中心軸線Oに沿って形成されたクーラント通路105aと、クーラント供給管105の後端に隣接する部分でクーラント通路105aに開口するように半径方向に形成された複数の、図2に実施形態では4つの半径通路105b、クーラント供給管105の後端に形成された締切弁105cとを有している。また、シリンダ101の後端面には、クーラント供給管105を外部のクーラント供給装置(図示せず)に接続するためのホース(図示せず)を繋ぐための継手部材111が連結されている。継手部材111は、クーラント供給管105の半径通路105bを含む後端部分を収容する内部空間111aと、継手部材111の後端から該内部空間111aへ延び前記ホースの一端が結合される入口ポート111bとを有して概ね円筒状に形成されている。入口ポート111bの内径は、内部空間111aの内径よりも小さくなっており、入口ポート111bと内部空間111aとの間に、クーラント供給管105の締切弁105cが着座する弁座111cが形成される。   The coolant supply pipe 105 has a seal ring 113 attached to the tip thereof so as to face the seal ring 69 of the draw bar 51, a coolant passage 105 a formed along the central axis O, and a rear end of the coolant supply pipe 105. In FIG. 2, there are a plurality of radial passages 105b formed in the radial direction so as to open to the coolant passage 105a at adjacent portions, and a cutoff valve 105c formed at the rear end of the coolant supply pipe 105 in FIG. is doing. A coupling member 111 for connecting a hose (not shown) for connecting the coolant supply pipe 105 to an external coolant supply device (not shown) is connected to the rear end surface of the cylinder 101. The joint member 111 includes an internal space 111a that houses a rear end portion including the radial passage 105b of the coolant supply pipe 105, and an inlet port 111b that extends from the rear end of the joint member 111 to the internal space 111a and is connected to one end of the hose. And is formed in a substantially cylindrical shape. The inner diameter of the inlet port 111b is smaller than the inner diameter of the inner space 111a, and a valve seat 111c on which the shutoff valve 105c of the coolant supply pipe 105 is seated is formed between the inlet port 111b and the inner space 111a.

以下、本実施形態の作用を説明する。
第1の油圧ポート65に外部の油圧源(図示せず)から作動油を供給すると共に、第2の油圧ポート67から作動油を前記油圧源に回収することにより、ドローバー駆動ピストン63が図1、2において左方へ前進する。これにより、ドローバー駆動ピストン63の当接部63aが、ドローバー51の当接肩部51aに当接し、ドローバー51は、皿ばね55の付勢力に抗して図1、2において左方へ前進して、主軸15の先端のテーパ穴15aに装着されている工具ホルダ21と共に工具Tがアンクランプされる。反対に第2の油圧ポート67へ作動油を供給すると共に、第1の油圧ポート65から作動油を回収することにより、ドローバー駆動ピストン63は後退し、ドローバー51は皿ばね55の付勢力によって後方(図1、2において右方)へ移動する。これにより、ドローバー51の先端のコレット49が工具ホルダ21のプルスタッド47を把持しながら、工具ホルダ21をテーパ穴15a内に引き込み、工具ホルダ21および工具Tが主軸15の先端にクランプされる。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
The hydraulic oil is supplied to the first hydraulic port 65 from an external hydraulic source (not shown), and the hydraulic oil is recovered from the second hydraulic port 67 to the hydraulic source, so that the drawbar drive piston 63 is shown in FIG. 2 to move left. As a result, the contact portion 63a of the draw bar drive piston 63 contacts the contact shoulder portion 51a of the draw bar 51, and the draw bar 51 advances to the left in FIGS. Thus, the tool T is unclamped together with the tool holder 21 mounted in the tapered hole 15a at the tip of the main shaft 15. On the contrary, by supplying the hydraulic oil to the second hydraulic port 67 and collecting the hydraulic oil from the first hydraulic port 65, the draw bar drive piston 63 moves backward, and the draw bar 51 is moved backward by the biasing force of the disc spring 55. Move to the right (in FIGS. 1 and 2). As a result, the collet 49 at the tip of the draw bar 51 grips the pull stud 47 of the tool holder 21, pulls the tool holder 21 into the tapered hole 15 a, and the tool holder 21 and the tool T are clamped to the tip of the main shaft 15.

次いで、工具Tによる加工開始に先立って、ロータリージョイント100のシリンダ101の空圧ポート101aに圧縮空気が供給され、ピストン103およびクーラント供給管105が、コイルばね115の付勢力に抗して図2において左方へ付勢され、クーラント供給管105は、その先端に取付けられているシールリング113において、ドローバー51の後端に取付けられているシールリング69に当接し、ロータリージョイント100のクーラント供給管105のクーラント通路105aがドローバー51のクーラント通路51cに連通する。これと同時に、クーラント供給管105の後端の締切弁105cが弁座111cから離反し、継手部材111の入口ポート111bに接続されているホース(図示せず)および半径通路105bを介してクーラント供給管105のクーラント通路105aが外部のクーラント供給源と連通する。従って、クーラント供給源から供給されるクーラントが、前記ホース、入口ポート111b、半径通路105b、クーラント通路105a、クーラント通路51c、工具ホルダ21及び工具Tに形成されている通路21a、Taを介して、クーラントを工具Tの切刃とワークとの間の加工領域へ噴出される。2つのシールリング113、69の間から漏洩するクーラントは、ドローバー51の延長部分51bとドローバー駆動ピストン63の通孔63cとの間の隙間から、後部ハウジング25内に若干流入するが、これは後部ハウジング25にドレン25aを適宜形成することにより回収することができる。   Next, prior to the start of processing by the tool T, compressed air is supplied to the pneumatic port 101a of the cylinder 101 of the rotary joint 100, and the piston 103 and the coolant supply pipe 105 resist the biasing force of the coil spring 115 as shown in FIG. The coolant supply pipe 105 is abutted against the seal ring 69 attached to the rear end of the draw bar 51 in the seal ring 113 attached to the tip of the coolant supply pipe 105, and the coolant supply pipe of the rotary joint 100 is 105 coolant passages 105 a communicate with the coolant passage 51 c of the draw bar 51. At the same time, the shutoff valve 105c at the rear end of the coolant supply pipe 105 is separated from the valve seat 111c, and coolant is supplied via a hose (not shown) connected to the inlet port 111b of the joint member 111 and the radial passage 105b. The coolant passage 105a of the pipe 105 communicates with an external coolant supply source. Accordingly, the coolant supplied from the coolant supply source passes through the hose, the inlet port 111b, the radius passage 105b, the coolant passage 105a, the coolant passage 51c, the tool holder 21 and the passages 21a and Ta formed in the tool T. The coolant is ejected to the machining area between the cutting edge of the tool T and the workpiece. The coolant leaking from between the two seal rings 113 and 69 slightly flows into the rear housing 25 from the gap between the extended portion 51b of the draw bar 51 and the through hole 63c of the draw bar drive piston 63. It can be recovered by appropriately forming the drain 25 a in the housing 25.

一方、前部ハウジング23は、ボルト27を緩め前部ハウジング23を前方へ引くと、前部ハウジング23は、前部軸受17a、17bを介して主軸15と一体の状態で後部ハウジング25から分離される。このとき主軸15にはロータ43、後部軸受19を内蔵した軸受ケース33及び工具ホルダ21、コレット49、ドローバー51、皿ばね55等で成る主軸15の内蔵物が付属している。この前部ハウジング23と一体的に取り出すことのできる部分を前部ハウジングユニットと称する。更に、このとき、ドローバー51はシールリング69を伴って主軸15と共に引き抜かれ、この部分でドローバー51はクーラント供給管105から分離される。すなわち、上述したクーラント供給源から加工領域へ至る、前記ホース、入口ポート111b、半径通路105b、クーラント通路105a、クーラント通路51c、工具ホルダ21の通路21a及び工具Tの通路Taから成るクーラント供給経路は、ドローバー51のシールリングと、クーラント供給管105のシールリング113との間で分離される。   On the other hand, when the front housing 23 loosens the bolts 27 and pulls the front housing 23 forward, the front housing 23 is separated from the rear housing 25 in an integrated state with the main shaft 15 via the front bearings 17a and 17b. The At this time, the main shaft 15 is attached with a built-in main shaft 15 including a rotor 43, a bearing case 33 incorporating the rear bearing 19, and a tool holder 21, a collet 49, a draw bar 51, a disc spring 55, and the like. A portion that can be taken out integrally with the front housing 23 is referred to as a front housing unit. Further, at this time, the draw bar 51 is pulled out together with the main shaft 15 together with the seal ring 69, and the draw bar 51 is separated from the coolant supply pipe 105 at this portion. That is, the coolant supply path consisting of the hose, the inlet port 111b, the radius passage 105b, the coolant passage 105a, the coolant passage 51c, the passage 21a of the tool holder 21 and the passage Ta of the tool T from the coolant supply source to the machining area is as follows. The seal ring of the draw bar 51 and the seal ring 113 of the coolant supply pipe 105 are separated.

本実施形態では、ロータリージョイント100がピストン63の凹所63bに固定されている場合を示したが、ロータリージョイント100がシリンダ61からブラケットで支持されており、ピストン63の凹所63b内にピストン63とは独立して位置している構造であってもよい。   In this embodiment, the case where the rotary joint 100 is fixed to the recess 63b of the piston 63 is shown. However, the rotary joint 100 is supported by a bracket from the cylinder 61, and the piston 63 is placed in the recess 63b of the piston 63. It may be a structure that is positioned independently.

また、本実施形態では、横形マシニングセンタの前部ハウジングユニットを手動で後部ハウジング25から引き抜く構造を一例として説明したが、本発明は、これに限定されず、立形のマシニングセンタの主軸装置にも適用可能である。すなわち、テーブル上に治具を介して立形主軸装置の前部ハウジングのフランジ相当部材を固定し、上下方向のZ軸の送り動作を利用して、横形マシニングセンタと同様に前部ハウジングユニットを後部ハウジングから抜き出すことができる。マシニングセンタやNC工作機械に限らず、手動で送り動作を行う汎用工作機械にも本発明は適用できる。   In this embodiment, the structure in which the front housing unit of the horizontal machining center is manually pulled out from the rear housing 25 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and is also applicable to a spindle device of a vertical machining center. Is possible. That is, the flange equivalent member of the front housing of the vertical spindle device is fixed on the table via a jig, and the front housing unit is moved to the rear in the same manner as the horizontal machining center using the vertical Z-axis feed operation. Can be extracted from the housing. The present invention can be applied not only to a machining center and an NC machine tool but also to a general-purpose machine tool that manually performs a feeding operation.

本発明の工作機械の主軸装置の断面図である。It is sectional drawing of the main axis | shaft apparatus of the machine tool of this invention. 主軸の後端部分の拡大断面図であり、本発明の好ましい実施形態によるロータリージョイントを示す図である。It is an expanded sectional view of the rear-end part of a main axis | shaft, and is a figure which shows the rotary joint by preferable embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 主軸頭
15 主軸
17a 前部軸受
17b 前部軸受
19a 後部軸受
19b 後部軸受
21 工具ホルダ
23 前部ハウジング
25 後部ハウジング
47 プルスタッド
49 コレット
51 ドローバー
55 皿ばね
61 ドローバー駆動シリンダ
63 ドローバー駆動ピストン
69 シールリング
100 ロータリージョイント
101 シリンダ
103 ピストン
105 クーラント供給管
113 シールリング
11 spindle head 15 spindle 17a front bearing 17b front bearing 19a rear bearing 19b rear bearing 21 tool holder 23 front housing 25 rear housing 47 pull stud 49 collet 51 draw bar 55 disc spring 61 draw bar drive cylinder 63 draw bar drive piston 69 seal ring 100 Rotary joint 101 Cylinder 103 Piston 105 Coolant supply pipe 113 Seal ring

Claims (1)

ハウジングに前部軸受及び後部軸受により回転支持された主軸を有する工作機械の主軸装置であって、前記ハウジングは前部ハウジングと後部ハウジングとに分離可能に締結され、前記前部ハウジングに前記主軸の前部軸受部を組み込み、前記後部ハウジングに前記主軸の後部軸受部を支持し、前記前部ハウジングを前記後部ハウジングから分離したとき、前記前部軸受部、前記主軸及び前記後部軸受部が前記前部ハウジングと一体的に前記後部ハウジングから分離できるようにした工作機械の主軸装置において、
前記主軸の中心軸線に沿って前記主軸内に延設され、前記主軸の先端に装着した工具をクランプするためのドローバーと、
前記中心軸線に沿って前記ドローバーを貫通して形成されたクーラント通路と、
前記ドローバーを前記中心軸線に沿って主軸先端方向に押圧するドローバー駆動ピストンを有し、前記主軸先端に装着した工具をアンクランプするアンクランプ装置と、
前記アンクランプ装置のピストンに形成した凹所内に位置し、前記ドローバーの後端に取付けられた第1シールリングに離接するよう先端に第2シールリングを取付けられ、前記主軸の中心軸線に沿って移動可能に設けられたクーラント供給管を有するロータリージョイントと、
を具備し、前記ドローバーが、前記第1シールリングを伴って前記主軸及び前部ハウジングと共に、前記後部ハウジングおよび前記ロータリージョイントから分離されることを特徴とした工作機械の主軸装置。
A spindle device of a machine tool having a spindle rotatably supported by a front bearing and a rear bearing on a housing, wherein the housing is detachably fastened to the front housing and the rear housing, and the spindle is attached to the front housing. When the front bearing portion is incorporated, the rear housing supports the rear bearing portion of the main shaft, and the front housing is separated from the rear housing, the front bearing portion, the main shaft, and the rear bearing portion are in front of the front housing portion. In the spindle device of the machine tool that can be separated from the rear housing integrally with the part housing,
A draw bar extending in the main shaft along the central axis of the main shaft and clamping a tool attached to the tip of the main shaft;
A coolant passage formed through the draw bar along the central axis;
An unclamping device that has a drawbar drive piston that presses the drawbar along the central axis in the direction of the spindle end, and unclamps the tool attached to the tip of the spindle;
A second seal ring is attached to the tip of the unclamp device in a recess formed in the piston, and is attached to and separated from the first seal ring attached to the rear end of the draw bar, along the central axis of the main shaft. A rotary joint having a coolant supply pipe provided movably;
A spindle device for a machine tool, wherein the draw bar is separated from the rear housing and the rotary joint together with the main shaft and the front housing together with the first seal ring.
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TW200810876A (en) * 2006-08-23 2008-03-01 Tsudakoma Ind Co Ltd Machining head for machine tool
JP4853419B2 (en) * 2007-07-24 2012-01-11 日本精工株式会社 Spindle device
CN102802847B (en) 2010-03-30 2014-10-15 株式会社牧野铣床制作所 Main spindle apparatus for machine tool
JP6400405B2 (en) * 2014-09-16 2018-10-03 Dmg森精機株式会社 Machine tool spindle equipment
JP6499456B2 (en) * 2015-01-23 2019-04-10 ローランドディー.ジー.株式会社 Processing equipment
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