JP4693480B2 - Tool holder - Google Patents
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Description
本発明は、旋盤のターレットに装着されるツールホルダに関する。 The present invention relates to a tool holder attached to a turret of a lathe.
旋盤のターレットに装着されるツールホルダは、ターレットに挿入されるシャンクと、シャンクに支持される刃物保持部とを具備する。ターレットが旋回し、所望のツールホルダがターレットの回転軸の中心軸と旋盤の主軸の中心軸とを含む一平面上すなわち割出位置で停止した後、主軸と共に回転するワークに対し刃物保持部に保持された刃物が切削加工を行う。 A tool holder mounted on a turret of a lathe includes a shank inserted into the turret and a blade holder supported by the shank. The turret turns, and the desired tool holder stops on a flat surface including the center axis of the turret rotation axis and the center axis of the lathe, that is, at the indexing position, and then moves to the blade holder against the workpiece rotating with the spindle. The held blade performs cutting.
所望のツールホルダが上記割出位置で停止したとき、種々の誤差に起因して刃物の中心軸が主軸の中心軸に対して多少傾斜する場合がある。この傾斜は一般に微小であるから問題とされない場合もあるが、要求される加工精度によっては看過し得ない場合がある。 When the desired tool holder stops at the index position, the center axis of the cutter may be slightly inclined with respect to the center axis of the main shaft due to various errors. Although this inclination is generally minute, it may not be a problem, but may not be overlooked depending on the required processing accuracy.
従って、本発明は上記微小な傾斜を解消することができる手段を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide means capable of eliminating the minute inclination.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、主軸(1)の中心軸(1a)と同方向であるZ方向とターレット(3)の回転軸の中心軸(3a)とが直角であり、ターレット(3)が、Z方向と、Z方向に垂直でありターレット(3)の回転軸の中心軸(3a)と同方向であるY方向と、Z方向及びY方向の双方に垂直であるX方向との三方向にそれぞれ平行に移動しうる旋盤に装着されるツールホルダであって、ターレット(3)にY方向に挿入されるシャンク(7)と、シャンク(7)に支持される刃物保持部(8)とを具備し、ターレット(3)の回転に伴いツールホルダ(4)が割出位置に停止した際にZY面上で刃物保持部(8)を微小角度回動させる第一の刃物位置調整手段と、ZX面上で刃物保持部(8)を微小角度回動させる第二の刃物位置調整手段とを備え、第一及び第二の刃物位置調整手段によって刃物保持部(8)の刃物(5)の中心軸をZ方向に合致させるようにし、第一の刃物位置調整手段が、刃物保持部(8)における刃物側部分(8b)とシャンク側部分(8a)との境界に形成された上記ZY面に垂直な円筒形摺接面(9)と、刃物保持部(8)の刃物側部分(8b)をシャンク側部分(8a)に対し円筒形摺接面(9)上で周方向に摺動させるネジ機構(16)と、摺動後に刃物側部分(8b)をシャンク側部分(8a)に対し固定する固定ネジ(10)とを備え、第二の刃物位置調整手段が、ターレット(3)側から刃物保持部(8)へとシャンク(7)と平行に突出しターレット(3)の半径方向にスライド可能な支点ピン(21)と、支点ピン(21)に回動自在に保持された偏心輪(22)と、刃物保持部(8)に形成された偏心輪(22)の保持穴(23)とを備えたツールホルダを採用する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that the Z direction, which is the same direction as the central axis (1a) of the main shaft (1), and the central axis (3a) of the rotation shaft of the turret (3) are perpendicular to each other. Yes, the turret (3) is perpendicular to the Z direction, the Y direction perpendicular to the Z direction and the same direction as the central axis (3a) of the rotation axis of the turret (3), and both the Z direction and the Y direction. A tool holder mounted on a lathe capable of moving in parallel with a certain X direction and a shank (7) inserted into the turret (3) in the Y direction and supported by the shank (7) And a tool holder (8) for rotating the tool holder (8) by a small angle on the ZY plane when the tool holder (4) stops at the indexing position as the turret (3) rotates. One blade position adjustment means and a small angle rotation of the blade holder (8) on the ZX surface And a second tool position adjusting means for, blade holder by the first and second tool position adjusting means a central axis of the tool (5) (8) so as to conform to the Z-direction, first tool The position adjusting means includes a cylindrical sliding contact surface (9) perpendicular to the ZY plane formed at the boundary between the blade side portion (8b) and the shank side portion (8a) of the blade holding portion (8), and the blade holding portion. A screw mechanism (16) for sliding the blade side portion (8b) of the portion (8) in the circumferential direction on the cylindrical sliding contact surface (9) with respect to the shank side portion (8a), and the blade side portion ( 8b) and a fixing screw (10) for fixing the shank side portion (8a) to the shank (7) from the turret (3) side to the blade holding part (8). A fulcrum pin (21) projecting in parallel and slidable in the radial direction of the turret (3); Employing a fulcrum pivot to a pin (21) rotatably retained eccentric (22), the tool holder having a bore (23) holding the eccentric which is formed on the tool holder (8) (22) .
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載のツールホルダにおいて、刃物保持部(8)における刃物側部分(8b)とシャンク側部分(8a)との間に切削油の剛性管(25)が掛け渡され、剛性管(25)と刃物側部分(8b)及びシャンク側部分(8a)との各接合部には隙間が形成され、各隙間内に弾性シール部材(28)が挿入されたツールホルダを採用する。 The invention according to claim 2 is the tool holder according to claim 1 , wherein a rigid pipe of cutting oil (between the blade side portion (8b) and the shank side portion (8a) of the blade holding portion (8)) ( 25), and a gap is formed at each joint between the rigid tube (25), the blade side portion (8b) and the shank side portion (8a), and an elastic seal member (28) is inserted into each gap. Adopted tool holder.
本発明によれば、ターレット(3)上のツールホルダ(4)が割出位置で停止した際、刃物保持部(8)に保持された刃物(5)の中心軸の傾斜を修正し、刃物(5)の中心軸をZ方向に正確に合致させることができる。従って、リーマ加工、ドリル加工、エンドミル加工等において主軸(1)に保持されたワーク(2)に対し、傾斜しない、正確な径の穴を穿設することができる等、より精度の高い切削加工を行うことができる。 According to the present invention, when the tool holder (4) on the turret (3) stops at the indexing position, the inclination of the central axis of the cutter (5) held by the cutter holder (8) is corrected, and the cutter The center axis of (5) can be accurately matched with the Z direction. Therefore, it is possible to cut with higher accuracy, such as drilling a hole with an accurate diameter without tilting the workpiece (2) held on the spindle (1) in reaming, drilling, end milling, etc. It can be performed.
また、本発明において、刃物保持部(8)における刃物側部分(8b)とシャンク側部分(8a)との間に切削油の剛性管(25)が掛け渡され、剛性管(25)と刃物側部分(8b)及びシャンク側部分(8a)との各接合部に隙間が形成され、各隙間内に弾性シール部材(28)が挿入された場合は、刃物(5)の中心軸の傾斜の修正を更に正確に行うことができる。 Further, in the present invention, a rigid pipe (25) of cutting oil is spanned between the blade side part (8b) and the shank side part (8a) of the blade holding part (8), and the rigid pipe (25) and the blade When a gap is formed at each joint between the side portion (8b) and the shank side portion (8a) and the elastic seal member (28) is inserted into each gap, the inclination of the central axis of the blade (5) The correction can be made more accurately.
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、旋盤の主軸1にはチャック6を介してワーク2が固定される。また、旋盤のターレット3には複数個のツールホルダ4が所定の角度ごとに固定される。ツールホルダ4はそれぞれ異なる刃物5を保持した複数種のものがターレット3に取り付けられる。
As shown in FIG. 1, a work 2 is fixed to a main spindle 1 of a lathe via a
この旋盤では、主軸1の中心軸1aと同方向(平行方向)であるZ方向とターレット3の回転軸の中心軸3aとが直交するように主軸1とターレット3が配置され、ターレット3が、Z方向と、Z方向に垂直でありターレット3の回転軸の中心軸3aと同方向(平行方向)に伸びるY方向と、Z方向及びY方向の双方に垂直であるX方向との三方向にそれぞれ平行に移動するようになっている。
In this lathe, the main shaft 1 and the
図1において、ターレット3は所望の角度位置に静止し、ワーク2に対してこれから加工しようとする刃物5を保持したツールホルダ4が、割出位置すなわちZY面(Z方向とY方向とを含む平面)上で停止している。
In FIG. 1, the
図1乃至図4に示すように、このツールホルダ4は、旋盤のターレット3にY方向に挿入されるシャンク7と、シャンク7に支持される刃物保持部8とを具備し、ターレット3の回転に伴いツールホルダ4が割出位置に停止した際にZY面上で刃物保持部8を微小角度回動させる第一の刃物位置調整手段と、ZX面(Z方向とX方向とを含む平面)上で刃物保持部8を微小角度回動させる第二の刃物位置調整手段とを備え、第一及び第二の刃物位置調整手段によって刃物保持部8の刃物5の中心軸をZ方向に合致させるように構成される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
シャンク7は、図1に示すように、Y方向に伸び、ターレット3に形成された穴内に図3に示すごとく挿入される。図2に示すシャンク7の鋸歯状溝に、ターレット3側の図示しないキー部材が食い込むことにより、シャンク7がターレット3に固定され、シャンク7と一体の刃物保持部8がターレット3の端面上に一定の位置及び姿勢で固定される。
As shown in FIG. 1, the
ツールホルダ4は、割出位置に停止すると、刃物保持部8で保持した刃物5の中心軸がZ方向に合致するように作られているが、各種の誤差により実際は刃物5の中心軸がZ方向に対し多少傾斜する。この傾斜を解消するために第一及び第二の刃物位置調整手段がこのツールホルダ4に設けられる。
When the
図2乃至図5に示すように、第一の刃物位置調整手段は、刃物保持部8における刃物側部分8bとシャンク側部分8aとの境界に形成された上記ZY面に垂直な円筒形摺接面9と、刃物保持部8の刃物側部分8bをシャンク側部分8aに対し円筒形摺接面9上で周方向に摺動させるネジ機構と、摺動後に刃物側部分8bをシャンク側部分8aに対し固定するボルトである固定ネジ10とを備える。
As shown in FIGS. 2 to 5, the first blade position adjusting means is a cylindrical sliding contact perpendicular to the ZY plane formed at the boundary between the
図1乃至図3に示すように、刃物側部分8bには、刃物5のシャンク部が挿入される刃物挿入穴11が形成される。刃物挿入穴11は、ZY面上においてZ方向に伸びるように形成される。刃物側部分8bには、刃物5のシャンク部を固定するための複数本の締付けボルト12が螺合し、各締付けボルト12の先端が刃物挿入穴11内に臨んでいる。円筒形摺接面9は平滑に形成され、刃物側部分8bはシャンク側部分8aに対しこの円筒形摺接面9上で周方向に摺動自在である。この摺動量は例えば±0.1mm程度である。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
図3に示すように、シャンク側部分8aはシャンク7と一体化され、シャンク7と共にターレット3上に固定される。このシャンク側部分8aには、刃物側部分8bを貫通する固定ネジ10が螺合する。固定ネジ10を締め付けることで、刃物側部分8bが円筒形摺接面9上でシャンク側部分8aに密着し、シャンク側部分8aに対し動かないように固定される。
As shown in FIG. 3, the
図2乃至図4に示すように、ネジ機構は、刃物側部分8bにZX面に平行な平坦面13aを介して接する引張片13と、シャンク7内をY方向に貫通し引張片13に螺合する連結ネジ14と、シャンク側部分8aをZ方向に貫通し引張片13内のピン15と螺合する調整ネジ16とを具備する。
As shown in FIGS. 2 to 4, the screw mechanism includes a
図2乃至図4に示すように、引張片13は、略直方体のブロックであり、刃物側部分8bの円筒形摺接面9をその接線方向で切除した溝17内に嵌め込まれ、図示しないボルトにより刃物側部分8bに固定される。引張片13の平坦面13aは溝17の平滑な底面に接する。シャンク側部分8aには、この引張片13を収納する収納室18が形成され、図3及び図4に示すように、収納室18の内面と引張片13の外面との間にはクリアランスが設けられる。引張片13のZ方向に平行なスライド面13b,13cは収納室18の平行案内面18b,18cにスライド可能に接触する。収納室18内での引張片13の移動量は例えば±0.1mm程度である。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
連結ネジ14は、図3に示すように、シャンク7の貫通孔7aとネジ軸14aとの間にクリアランスが生じるように、シャンク7をY方向に平行に貫通する。また、連結ネジ14の頭部14bと貫通孔7aの段差部との間には圧縮コイルバネ19が介装される。圧縮コイルバネ19の付勢力により、引張片13は連結ネジ14を介してシャンク7側に引っ張られる。このため、刃物側部分8bが円筒形摺接面9上でシャンク側部分8aに密着する。
As shown in FIG. 3, the connecting
調整ネジ16は、図3及び図4に示すように、Z方向に伸び、その頭部16aはシャンク側部分8aに回転のみ可能に保持され、ネジ軸部16bは、引張片13内にX方向に伸びるように埋設されたピン15にその側面から螺合する。ピン15は引張片13内で回転自在である。また、ネジ軸部16bに被さる圧縮コイルバネ20が引張片13とシャンク側部分8aとの間に介在し、この圧縮コイルバネ20が調整ネジ16を介し引張片13をZ方向に刃物5の後方へと常時付勢する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
これにより、図5に示すように、調整ネジ16を例えば右回りに回すと、引張片13が調整ネジ16の頭部16a側に引っ張られる。引張片13は連結ネジ14により支持された状態で引っ張られるので、引張片13と固定された刃物側部分8bが円筒形摺接面9上でシャンク側部分8aに対し円筒形摺接面9の円筒軸9aを支点にして微小角度回転する。これにより、刃物5の中心軸5aがZY面に平行に微小角度回転し、ZX面上に来る。
Thereby, as shown in FIG. 5, when the
また、図2乃至図4に示すように、第二の刃物位置調整手段は、ターレット3側から刃物保持部8へとシャンク7と平行に突出する支点ピン21と、支点ピン21に回動自在に保持される偏心輪22と、刃物保持部8のシャンク側部分8aに形成される偏心輪22の保持穴23とを備える。
Further, as shown in FIGS. 2 to 4, the second blade position adjusting means is rotatable to the
支点ピン21は、図3に二点鎖線で示すように、刃物保持部8のシャンク側部分8aが当接するターレット3の平面上からシャンク7に平行(Y方向)に突出する。また、支点ピン21は、図3及び図4に二点鎖線で示すように、角型の頭部21aを有し、この頭部21aがターレット3にその半径方向に伸びるように形成されたガイド溝3b内に嵌り込む。支点ピン21の頭部21aにおける平行二辺がガイド溝3bの平行二面に当接し、これにより支点ピン21はターレット3の半径方向にスライド可能である。
As shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the
偏心輪22は、偏肉円筒体であり、その偏心穴22aに支点ピン21が嵌り込む。偏心輪22の偏心量は例えば0.1mm程度である。また、保持穴23は円筒形の穴であり、シャンク側部分8aにY方向に伸びるように形成され、この保持穴23内に偏心輪22が回転自在に嵌め込まれる。偏心輪22のターレット3とは反対側には六角棒レンチ等の工具(図示せず)を差し込む係止孔22bが形成される。
The
偏心輪22の係止孔22bに六角棒レンチ等の工具を差し込んで偏心輪22を回すと、図4に示すように、偏心輪22が支点ピン21を支点にして回転し、この回転角度に応じて刃物保持部8がシャンク7を支点にして微小角度回転する。また、偏心輪22の回転に伴い支点ピン21の頭部21aがガイド溝3b内をターレット3の半径方向に微小距離スライドする。これにより、刃物5の中心軸5aがZX面上で微小角度回動し、Z方向に合致する。
When a tool such as a hexagon stick wrench is inserted into the
また、図6に示すように、刃物保持部8のシャンク側部分8aにはターレット3側から供給される切削油の流路24が形成され、この流路24から刃物側部分8bの刃物挿入穴11へと金属製の剛性管25が伸びている。剛性管25は刃物側部分8bとシャンク側部分8aとにそれぞれソケット状の連結具26,27、ブッシュ31等を介し連結される。ブッシュ31は連結具26に対しボール31aを介して回転可能に保持される。上述したように刃物5の中心軸5aのZ方向に対する傾斜を解消する際に、刃物側部分8bはシャンク側部分8aに対して動きうるので、この動きを吸収するため、剛性管25と各連結具26,27との間には隙間32が形成される。そして、各隙間32内に隙間32を封じるため弾性シール部材であるOリング28が嵌め込まれる。
Further, as shown in FIG. 6, a
これにより、第一の刃物位置調整手段によって刃物側部分8bをシャンク側部分8aに対し微小角度回動させる場合に、シャンク側部分8aと刃物側部分8bとに力が掛からず正確に調整することができる。また、連結具26,27が隙間32内で移動するので、連結具26,27及び剛性管25の変形等が防止される。また、隙間32の大きさが変化するが、Oリング28が弾性変形して隙間32を適正に遮断する。これにより、切削油は漏れることなくターレット3側から流路24及び剛性管25を通って刃物挿入穴11内に流入し、刃物5の図示しない通油孔を経て刃先から噴出することになる。
Accordingly, when the
次に、上記構成のツールホルダの作用について説明する。 Next, the operation of the tool holder having the above configuration will be described.
図1に示すように、ターレット3が所定角度だけ回転し、ワーク2に対してこれから加工しようとする刃物5を保持したツールホルダ4が、割出位置で停止する。
As shown in FIG. 1, the
ツールホルダ4が割出位置で停止すると、その刃物保持部8で保持した刃物5の中心軸5aが主軸1の中心軸1aと同方向であるZ方向に合致するが、各種の誤差により実際は刃物5の中心軸5aとZ方向との間に多少の傾斜を生じる。
When the
この傾斜を解消するために第一及び第二の刃物位置調整手段を操作する。 In order to eliminate this inclination, the first and second blade position adjusting means are operated.
図2乃至図4に示す第一の刃物位置調整手段の調整ネジ16を回し、刃物5の中心軸5aをYZ面上で微小角度回転させる。
The
例えば、図5に示すように調整ネジ16を右回りに回すと、引張片13が調整ネジ16の頭部16a側に引っ張られる。引張片13は連結ネジ14により支持された状態で引っ張られるので、引張片13と固定された刃物側部分8bが円筒形摺接面9上でシャンク側部分8aに対し円筒形摺接面9の円筒軸9aを支点にして微小角度回転する。これにより、刃物5の中心軸5aが微小角度回転し、ZX面上に来る。
For example, when the
次に、図2乃至図4に示す第二の刃物位置調整手段の偏心輪22を回し、刃物5の中心軸5aをZY面上で微小角度回転させる。
Next, the
図4に示すように、偏心輪22を回すと、偏心輪22の回転角度に応じて刃物保持部8がシャンク7を支点にして微小角度回転する。これにより、刃物5の中心軸5aがXZ面上で微小角度回転しZ方向に合致する。
As shown in FIG. 4, when the
第一及び第二の刃物位置調整手段による位置調整が終了すると、固定ネジ10を締め付けて刃物側部分8bをシャンク側部分8aに対して固定する。また、シャンク7をターレット3に対して図示しないキー部材により固定する。
When the position adjustment by the first and second blade position adjusting means is completed, the fixing
刃物5の中心軸5aがZ方向に合致しZ方向に対する傾斜が解消したが、主軸1の中心軸1aとの間に多少ズレを生じている場合がある。このズレを旋盤側でXY方向の補正を行って解消し、刃物5の中心軸5aを主軸1の中心軸1aに合致させる。
Although the
その後、刃物5の先端5aがワーク2を切削する。刃物5はその中心軸5aが主軸1の中心軸1aに合致した状態で切削するので適正な加工が行われる。
Thereafter, the
なお、第二の刃物位置調整手段による調整作業を先に行い、その後で第一の刃物位置調整作業を行うようにしてもよい。また、第一及び第二の刃物位置調整手段のいずれか一方のみの調整で刃物5の中心軸5aが主軸1の中心軸1aに合致する場合もあるが、そのときは他方の調整は省略される。
Note that the adjustment work by the second blade position adjusting means may be performed first, and then the first blade position adjustment work may be performed. Further, the
以上、本発明の望ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば上記実施の形態ではツールホルダをドリル刃を保持するものとして説明したが、ボーリングバイト等他の刃物を保持するツールホルダについても本発明を適用可能である。 As mentioned above, although desirable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, the tool holder is described as holding a drill blade, but the present invention can also be applied to a tool holder that holds other cutting tools such as a boring tool.
1…主軸
1a…中心軸
3…ターレット
3a…ターレットの中心軸
4…ツールホルダ
5…刃物
5a…刃物の中心軸
7…シャンク
8…刃物保持部
8a…シャンク側部分
8b…刃物側部分
9…円筒形摺接面
10…固定ネジ
16…調整ネジ
21…支点ピン
22…偏心輪
23…保持穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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