JP4580658B2 - フローティング工具ホルダ - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の回転主軸穴へ装着してねじ穴加工やリーマ加工をするためのフローティング工具ホルダに関するものである。

従来からフローティング工具ホルダは、ねじ穴加工やリーマ加工においては、多少の軸芯がずれていても先に形成した穴に倣う形でタップやリーマ工具が案内されるので、古くから機械分野において実用に共されている。

このような加工分野においては、加工屑の排出や刃先の充分な冷却のために、工具ホルダの内部にクーラント液を通して、保持した切削工具の先端（切れ刃部）から流出させることが行われている。

しかし、従来から、このような工具ホルダにおいては、センタリング機能とオルダム継手構造などの揺動機能とを内蔵しているために、クーラント液を通す内部通路を構成するのに適しておらず、そのため、外掛け方式といってノズル等で切削点へクーラント液を噴射供給させていた。そのため加工屑の排除が充分にできず、あるいは冷却が不充分で、加工精度（寸法、表面）が上がらないという欠点があった。また、センタリング機構と半径方向への揺動機構が長手方向に離れているので、全体が大型化してしまう欠点もあった。

実公昭４１−１６７３号公報

解決しようとする問題点は、センタリング機能とオルダム継手構造などの揺動機能とを内蔵しているフローティング工具ホルダにおいて、ホルダ内部を高圧クーラント液を通して切削工具の加工点へ供給できない点である。

本発明は、フローティング工具ホルダを構成するホルダベースと、切削刃物を保持する工具把持部との間に、フロート機構を貫通する形で金属製のクーラント供給通路部材を配置しこの部材がフロート動作に追従するように構成したことを最も主要な特徴とする。

本発明のフローティング工具ホルダは、工作機械の主軸端穴へ装着されるシャンク部を有するホルダベースと、間にセンタリング機構と揺動機康構造からなるフロート機構を介して、先端に切削刃物を着脱自在に把持した工具把持部を配置し、センタリング機構のセンタリング部材の中心部を通るように金属製の連結管部材を弾性保持してなり、工作機械の主軸後端から供給された高圧クーラント液が、本発明のフローティング工具ホルダ内部を通って切削工具へ供給できるので、切削部から加工屑がスムーズに排出できると共に、充分な冷却ができるという利点がある。

本発明を、図示の実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明装置の１実施例であるフローティング工具ホルダをタップホルダとして実現した工具ホルダの正面部分断面図であって、図２は、図３に示したフロート機構（センタリング及び揺動機構）３０の部分拡大断面図、３図は、図１のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図１のＢ−Ｂ矢視断面図２を示しており、図１から明らかなように、本発明のフローティング工具ホルダは、ホルダベース９、工具把持部２０と、両者の間に連結構成されたフロート機構３０とから構成されている。図中Ｓは工作機械主軸、Ｔはタップ等の刃物工具を示している。

更に、フロート機構３０の詳細を説明していく。前述したようにフロート機構のうちセンタリング機構は、図２に明示したように、ホルダベース９を構成するホルダベース本体１０の先端面１０ａから中心部に形成された開口部１０ｂへ摺動自在に嵌合された球面状センタリング部材３１と、先端に工具Ｔを把持した工具把持部材本体２１の後端面に形成した円錐面２１ａと、該球面状センタリング部材３１に形成した貫通口３１ａと大径穴３１ｂのうち、大径穴３１ｂ底と該ホルダベース本体１０の開口部１０ａ底との間に張設されたばね部材３２とから構成されており、常時このばね部材３２のばね力で球面状センタリング部材３１の外球面が工具把持部材本体２１の円錐面２１ａへ摺接してセンタリングしている。

次にフロート機構３０のうち半径方向への揺動機構は、図１と図３、図４に明示したように、ホルダベース本体１０と工具把持部材本体２１との間に構成されており、前述したセンタリング部材３１の外側に位置しており、前記工具把持部材本体２１の後端側に形成されたフランジ２１ｂとホルダベース本体１０の前端面１０ａとの間に環状部材３３が配置されており、その両側に夫々位相を９０°変えた夫々の位置に形成したそれぞれ平行２条のＶ溝（ホルダベース本体１０と環状部材３３との間）３３ａ，３３ｂからなる平行な２本の空間内へ装着した複数の鋼球３４が配置されており、更に工具把持部２０と環状部材３３との間にはそれぞれ平行２条のＶ溝３５ａ、３５ｂからなる平行な２本の空間内へ装着した複数の鋼球３６が配置されており、各Ｖ溝３５ａ、３５ｂの長手方向に摺動可能に構成している。そして、このように構成されたホルダベース本体１０と工具把持部材本体２１は、軸受３７を介してカバー３８によって一体に組立てられている。なお、図中、３９はボールリテーナーであり、４０はシールリングを示している。

そして、図１から明らかなように、本装置の中央にはクーラント通路が中心を貫通形成してあり、ホルダベース本体１０の後端に装着したプルスタッド１１の貫通穴１１ａから流入した高圧クーラント液は該ホルダベース本体１０の中心穴１０ｃを通り前記球面状センタリング部材３１の内部を貫通して工具把持部材本体２１との間で弾性保持した金属製パイプからなる管状部材１２から、工具把持部材本体２１の内部を通って工具Ｔへ連通している。この管状部材１２は、その両端において、ホルダベース本体１０側では中心部の開口部１０ｂ底面へ形成した穴（管状部材の外径より大きい直径を有する）１０ｄへＯリング等のシールリング４０で保持すると共に、反対側の工具把持部材本体２１側においては、中心部の円錐面２１ａ底面へ形成した穴（管状部材の外径より大きい直径を有する）２１ｂへＯリング等のシールリング４０で保持しており、従って両端をシールリング４０で弾性保持して密封するとともに、第２図に示すように、工作機械主軸側へ装着したホルダベース本体１０の中心位置と、加工穴の中心位置が、例えばα量ずれていたとしても、前述したフロート機構によって工具把持部２０側の中心位置が加工穴の中心位置へフロートして倣うので、自動的に正しい位置に加工が行われることになる。

更に、前記管状部材は金属の中でステンレス製パイプを採用することで、高圧クーラント液体を供給した時の耐圧性において優れており、剛性および寿命において大きな効果を奏する。また水溶性のクーラント液体やその他の流体の使用が可能になるなど、用途が拡大できる。

このようなフローティング工具ホルダとしたので、フローティング機構を有する工具ホルダで高圧クーラント液体を内部供給して確実に刃物先端へ送給する機能を持たせることができ、加工能率を向上させることが出来る。なお、フローティング機構はその１例を図示したが、説明した構造以外でもセンタリング機構と揺動機構を有しているものに適用できることは勿論である。

説明した実施例は、半径方向の揺動機構において、鋼球を２個づつ配置したが、第３図、第４図に想像線で示したように更に数を増加させてコルダの剛性を高めることが可能である。

実施例ではタップホルダを示したが、リーマ加工など機械加工分野において、マシニングセンターのように自動機械は勿論、汎用の工作機械においても同様に適用できる。

フローティングタップホルダの正面部分断面図。（実施例１） フロート機構を示す部分拡大断面図 図１のＡ−Ａ断面図 図１のＢ−Ｂ断面図

９ ホルダベース
１０ ホルダベース本体
１２ 管状部材
２０ 工具把持部
２１ 工具把持部材本体
３０ フロート機構
３１ センタリング機構
３２ 弾性部材
３３ 環状部材
３４、３６ 鋼球

Claims (2)

1. ホルダベース本体と工具把持部材本体との間に、センタリング機構及び半径方向揺動機構を有するフローティング工具ホルダであって、
   前記半径方向揺動機構は、
   前記センタリング機構の外側に位置しており、
   前記工具把持部材本体の後端側に形成されたフランジと前記ホルダベース本体の前端面との間に介装され、位相が９０°異なる平行２条のＶ溝をその両側にそれぞれ有する環状部材と、
   前記フランジに形成され、前記環状部材の一方のＶ溝とともに第１の平行空間を形成する平行２条のＶ溝と、
   前記ホルダベース本体の前端面に形成され、前記環状部材の他方のＶ溝とともに第２の平行空間を形成する平行２条のＶ溝と、
   前記第１および第２の平行空間内にそれぞれ長手方向に転動可能に配置された鋼球と
   を備え
   前記センタリング機構の中心部を貫通する形態で、クーラント液を供給するための管状部材をシールリングによって弾性支持してなることを特徴とするフローティングホルダ。
2. 前記センタリング機構は、前記ホルダベース本体の先端面から中心部に形成された開口部へ摺動自在に嵌合された球面状センタリング部材と、前記工具把持部材本体の後端面に形成した円錐面と、前記球面状センタリング部材に形成した大径穴の底と前記ホルダベース本体の開口部の底との間に張設されたばね部材とを備え、常時このばね部材のばね力で前記球面状センタリング部材の外球面が前記工具把持部材本体の前記円錐面へ摺接することによってセンタリングすることを特徴とする、請求項１に記載されたフローティング工具ホルダ。

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