JP4782312B2 - Tool holder mounting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械の主軸端に工具保持具を装着するための工具保持具装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、工作機械の分野では、自動工具交換装置(ATC)を備えたマシニングセンタ等の自動工作機械が広範に利用されている。
このようなマシニングセンタ等の自動工作機械では、所定の切削プロセスに適合した複数の工具がそれぞれ工具保持具に装着され、自動工具交換装置のマガジンに格納されている。
【0003】
自動工具交換動作が開始すると、マガジンが回転して所望の工具が選択され、既に主軸先端に装着されている工具と交換される。
この工具交換プロセスは、工具を工具保持具に装着したままで実行される。
従来の工具保持具は、7/24テーパのテーパシャンクを備えており、主軸の先端には、テーパシャンクと相補形状のテーパ孔が設けられている。
【0004】
マシニングセンタは、テーパシャンクを主軸のテーパ孔に嵌合してドローバーにて工具保持具を主軸後方に引き込むことにより、工具保持具を主軸先端にクランプするように構成されている。
一方、近時、切削加工の高速化に伴い従来の7/24テーパの工具保持具に代わり、いわゆる2面拘束式の工具保持具が利用されつつある。
【0005】
従来の工具保持具が、テーパ面のみにて主軸に支持されているのに対して、2面拘束式の工具保持具では、テーパ面に加えて主軸端面でも支持されるように構成されている。
また、2面拘束式の工具保持具には、種々の形式のものが提案されている。
近時、ドイツ規格協会が定めたDIN69893号規格には、HSKシャンクが規定されている。
【0006】
DIN69893号規格には、HSKシャンクの形状、寸法のみが規定されており、その主軸への装着機構は定められていないために、種々の装着機構が提案されている。
このような装着機構として、従来、例えば、特表平2−503769号公報に開示されるものが知られている。
【0007】
この公報の装着機構では、HSKシャンクをロックする機能と、締め付け力を発生する増力機構とが、同一構造により達成されるように構成されており、機構の簡略化が図られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装着機構では、使用上以下の問題が発生している。
(1)工具保持具のHSKシャンクが主軸端面から一定量以上離れている場合にはクランプすることができない。
【0009】
(2)クランプ爪が完全に閉じない状態が起こり、工具保持具の挿入ができないことがある。
(3)クランプ時にクランプ爪が開かないままで機構が作動してしまい、クランプしていないにも係わらずクランプしたものとして次の動作をしてしまうことがある。
【0010】
(4)ミスクランプの検出が困難である。
本発明者は、かかる従来の問題を解決すべく鋭意研究した結果、このような問題が生じるのは、クランプ動作と引き込み動作とが同時に行われることに起因していることを見出した。
すなわち、ATCによって搬送されてきた工具保持具のHSKシャンクが、主軸のテーパ孔に挿入された際に、クランプ爪が半径方向外側に拡径する動作と、HSKシャンクを引き込んでクランプする操作が同時になるため、(1)のようにHSKシャンクが主軸端面から離れている場合には、クランプ爪がHSKシャンクの内部の係合溝に確実に係合しないままに移動してしまう。
【0011】
そして、このような不具合は、高速で工具交換する際に、特に発生し易いもので、それが原因で、(2),(3),(4)のような現象が使用上の問題点として顕在化することになる。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、工具保持具のテーパシャンクの位置が多少ずれていても、工具保持具を主軸側に確実にクランプすることができる工具保持具装着装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の工具保持具装着装置は、工具保持具の中空テーパシャンクを主軸部側のテーパ孔に挿入し、前記中空テーパシャンクの外表面と前記テーパ孔の内面とを接触させるとともに、前記工具保持具の端面を前記主軸部側の端面に当接させて前記工具保持具を前記主軸部側に装着する工具保持具装着装置において、前記主軸部内に配置され後端部を前記主軸部内に配置される駆動手段に着説可能に装着されるロックロッドと、前記ロックロッド側に揺動可能に支持される突出部が後端部に形成され、前記中空テーパシャンクの中空部内面に設けられた係止面に係合される係合面が先端部の外側に形成され、内側に突出する突起部が形成される複数のクランプ爪部材と、前記複数のクランプ爪部材の先端部を縮径方向に向けて付勢する付勢手段と、前記ロックロッドの先端部が嵌挿される穴部が後端部に形成され、同心状に配置される前記複数のクランプ爪部材の内側に前記主軸部側に固定されて配置され、前記複数のクランプ爪部材の内側に形成される突起部が前記複数のクランプ爪部材の縮径時に収容される収納凹部が外周に形成されるガイド軸部材とを備え、前記ロックロッドの引き込み方向への移動により、前記複数のクランプ爪部材を引き込み方向へ移動するとともに前記複数のクランプ爪部材の突起部が前記ガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて前記複数のクランプ爪部材の先端部が拡径された後、前記複数のクランプ爪部材の係合面が前記中空テーパシャンクの係止面に係合されることを特徴とする。
【0013】
請求項2の工具保持具装着装置は、請求項1記載の工具保持具装着装置において、前記ロックロッドに形成された凹部内に一部が収容される鋼球と、前記ロックロッドの外側に配置されるとともに、前記鋼球が嵌合する貫通孔が形成され、前記鋼球を介し前記ロックロッドの移動により移動される支持部材とをさらに備え、前記工具保持具の装着の際には、前記ロックロッドの引き込み方向への移動により、前記鋼球および前記支持部材を介して前記複数のクランプ爪部材を引き込み方向へ移動するとともに前記複数のクランプ爪部材の突起部が前記ガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて前記複数のクランプ爪部材の先端部が拡径された後、前記複数のクランプ爪部材の係合面が前記中空テーパシャンクの係止面に係合され、前記工具保持具の取り外しの際には、前記ロックロッドの引き込み方向と逆方向への移動により、前記複数のクランプ爪部材の先端部が前記付勢手段の弾性力により縮径し、前記複数のクランプ爪部材で前記工具保持具を押し出すことを特徴とする。
請求項3記載の工具保持具装着装置は、請求項1または請求項2記載の工具保持具装着装置において、前記主軸部側のテーパ孔が、主軸本体の端面に着脱可能に固定される主軸端体に形成され、前記主軸端体にクランプ部材が直接または間接的に固定されていることを特徴とする。
【0014】
請求項4の工具保持具装着装置は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の工具保持具装着装置において、前記複数のクランプ爪部材は、後端部側の外側に前記主軸部側のテーパ孔側に当接する突起部を備え、前記ロックロッドの引き込み方向への移動により、前記突起部および前記突出部を支点として前記付勢手段の付勢力に抗して前記先端部を拡径されることを特徴とする。
請求項5の工具保持具装着装置は、請求項1記載の工具保持具装着装置において、前記ロックロッドに形成された凹部内に一部が収容される鋼球と、前記ロックロッドの外側に配置されるとともに、前記鋼球が嵌合する貫通孔が形成され、前記鋼球を介し前記ロックロッドの移動により移動される支持部材と、前記中空テーパシャンクの外周のテーパ面に対応する形状とされるテーパ孔が形成され、前記主軸部の端面に着脱可能に固定される主軸端体と、前記主軸端体に固定されるクランプ爪押えと、前記クランプ爪押えを介して固定されるクランプ部材とをさらに備え、前記複数のクランプ爪部材は、前記支持部材に前記クランプ爪押えを介して揺動可能に支持される突出部および突起部が後端部に形成され、前記中空テーパシャンクの中空部内面に設けられた係止面に係合される係合面が先端部の外側に形成され、内側に突出する突起部が形成され、前記主軸端体に直接または間接的に固定され、前記ガイド軸部材は、軸長方向に貫通穴が形成され、前記ロックロッドの先端部が嵌挿される穴部が後端部に形成され、同心状に配置される前記複数のクランプ爪部材の内側に前記主軸端体側に固定されて配置され、前記複数のクランプ爪部材の内側に形成される突起部が前記複数のクランプ爪部材の縮径時に収容される収納凹部が外周に形成され、前記ロックロッドの引き込み方向への移動により、前記複数のクランプ爪部材の突起部および突出部を支点として前記付勢手段の付勢力に抗して前記先端部を拡径させるとともに、前記鋼球および前記支持部材を引き込み方向へ移動し、前記突起部が前記ガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて前記複数のクランプ爪部材の先端部が拡径された後、前記複数のクランプ爪部材の係合面が前記中空テーパシャンクの係止面に係合されることを特徴とする。
請求項6の工具保持具装着装置は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の工具保持具装着装置において、前記ロックロッドおよび前記ガイド軸部材の中心に貫通穴を形成するとともに、前記ロックロッドの先端部を前記ガイド軸部材の後端部に嵌挿してなることを特徴とする。
請求項7の工具保持具装着装置は、請求項1ないし請求項6のいずれか1記載の工具保持具装着装置において、前記複数のクランプ爪部材の係合面が前記中空テーパシャンクの係止面に係合した後に、前記ロックロッドの引き込み力を増大して前記支持部材に伝達する増力手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項8の工具保持具装着装置は、請求項7記載の工具保持具装着装置において、前記増力手段は、前記支持部材に形成される貫通穴と、前記貫通穴に配置される球体と、前記ロックロッドの外周に形成され、前記球体の一部が位置される凹部と、前記支持部材の外側に前記主軸部側に固定して配置され、前記球体の前側から前記球体に向けて傾斜される、第1の傾斜面、および、前記第1の傾斜面の角度より大きく設定される第2の傾斜面を有するクランプ部材とで構成され、前記増力手段は、前記ロックロッドの引き込み初期段階に前記球体を前記第1の傾斜面によって径方向へ押し出し、前記複数のクランプ爪部材の係止面が前記中空テーパシャンクの係止面に当接後に前記複数のクランプ爪部材と前記支持部材の移動ができない状態での前記ロックロッドの引き込み段階に前記球体を前記第2の傾斜面によって径方向へ押し込み、前記複数のクランプ爪部材の係止面を前記テーパシャンクの係止面に強固に係合させることを特徴とする。
【0015】
(作用)
請求項1の工具保持具装着装置では、ロックロッドが引き込み方向に移動されると、支持部材が引き込み方向に移動され、クランプ爪部材が引き込み方向に移動される。
クランプ爪部材の引き込み方向への移動により、クランプ爪部材の内側に形成される突起部が、ガイド軸部材に形成される収納凹部から外れ、ガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて、クランプ爪部材の先端部が、付勢手段の付勢力に抗して拡径する。
【0016】
そして、この後、さらなるクランプ爪部材の引き込み方向への移動により、クランプ爪部材の係合面が中空テーパシャンクの係止面に係合される。
請求項2の工具保持具装着装置では、工具保持具の取り外しの際には、ロックロッドの引き込み方向と逆方向への移動により、クランプ爪部材の先端部が付勢手段の弾性力により縮径し、クランプ爪部材で工具保持具を押し出す。
【0017】
請求項3の工具保持具装着装置では、主軸側のテーパ孔が形成される主軸端体が、主軸本体の端面に着脱可能に固定され、この主軸端体にクランプ部材が直接または間接的に固定される。
従って、工具保持具装着装置をユニットとして、主軸本体に容易,確実に組み込むことが可能になる。
請求項4の工具保持具装着装置では、工具保持具の装着の際には、ロックロッドの引き込み方向への移動により、複数のクランプ爪部材の突起部および突出部を支点として付勢手段の付勢力に抗して先端部を拡径させる。
【0018】
請求項5の工具保持具装着装置では、ロックロッドの引き込み方向への移動により、複数のクランプ爪部材の突起部および突出部を支点として付勢手段の付勢力に抗して先端部を拡径させるとともに、鋼球および支持部材を引き込み方向へ移動し、突起部がガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて複数のクランプ爪部材の先端部が拡径された後、複数のクランプ爪部材の係合面が中空テーパシャンクの係止面に係合される。
【0019】
請求項6の工具保持具装着装置では、クーラント,圧縮空気,オイルミスト等の流体が、ロックロッドの貫通孔を通った後、ガイド軸部材の貫通孔を通って工具保持具側に供給される。
請求項7の工具保持具装着装置では、増力手段により、ロックロッドの引き込み力を増大して支持部材に伝達するようにしたので、工具保持具を主軸側に強固にクランプすることができる。
請求項8の工具保持具装着装置では、ロックロッドの引き込みにより球体を外側に移動し、クランプ部材の傾斜面に押圧するようにしたので、支持部材の引き込み力を容易,確実に増大することができる。
そして、この反力により、支持部材がロックロッドの引き込み力より高い引き込み力で引き込まれる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図1および図2は、本発明の工具保持具装着装置の一実施形態を示している。
この実施形態では、本発明の工具保持具装着装置が、工作機械の主軸部11の先端にクランプユニット13として装着される。
【0021】
主軸部11は、内部後部に軸長方向に移動する駆動機構15(詳細は図示せず)を設けた貫通孔11aを有し、この貫通孔11aの開口端側にクランプユニット13が装着される。
クランプユニット13は、ロックロッド17、支持筒19、クランプスリーブ21、クランプ爪押え23、ガイド軸体25、クランプ爪27、鋼球29およびリングばね31を主構成要素としている。
【0022】
ロックロッド17は、後端部を駆動機構15に着脱自在に連結可能とされ、中心軸に沿って、流体が流通される貫通孔17aが形成されている。
ロックロッド17の中央には、大径軸部17bが形成され、この大径軸部17bには、断面円弧状の凹部17cが形成されている。
【0023】
また、凹部17cの前側には、例えば、軸長方向に対して50度の角度で傾斜されるテーパ面17dが形成されている。
ロックロッド17の大径軸部17bの前側は、小径軸部17eとされ、この小径軸部17eには、間隔を置いてシール部材33,35が装着されている。
ロックロッド17の大径軸部17bの後部には、鍔部17fが形成されている。
【0024】
大径軸部17bの後端部には、駆動機構15に連結される、例えば、バヨネット継手からなる係合手段17hが配置されている。
係合手段17hの後方には、流体連結軸部17iが形成され、この流体連結軸部17iには、シール部材37が装着されている。
ロックロッド17の外側には、ロックロッド17の移動により移動される支持筒19が配置されている。
【0025】
この支持筒19は、ロックロッド17の大径軸部17bに被嵌される大径部19aを有しており、この大径部19aの前側には、ロックロッド17の小径軸部17eに被嵌される小径部19bが形成されている。
支持筒19の大径部19aには、一対の貫通孔19cが対向して形成されている。
【0026】
そして、これ等の貫通孔19cには、鋼球29が嵌合されている。
鋼球29の一部は、ロックロッド17の外周に形成される凹部17c内に収容されている。
支持筒19の大径部19aの外側には、クランプスリーブ21が配置されている。
【0027】
クランプスリーブ21の前側の内面と支持筒19との間には、シール部材39が配置されている。
また、クランプスリーブ21の外面と主軸部11の穴部11bとの間には、シール部材41が配置されている。
クランプスリーブ21の中央には、鋼球29の前側から鋼球29に向けて傾斜される第1の傾斜面21aおよび第2の傾斜面21bが形成されている。
【0028】
第1の傾斜面21aは、軸長方向に対して、例えば、30度の角度で傾斜され、第2の傾斜面21bは、軸長方向に対して、例えば、45度の角度で傾斜されている。
そして、支持筒19に配置される鋼球29およびクランプスリーブ21により、ロックロッド17の引き込み力を増大して支持筒19に伝達する増力機構43が構成されている。
【0029】
支持筒19の前側には、ガイド軸体25が配置されている。
このガイド軸体25の軸長方向には、貫通穴25aが形成されている。
ガイド軸体25の後端部に形成される穴部25bには、ロックロッド17の先端部が嵌挿されている。
ガイド軸体25の先端部に形成される穴部25cには、シール部材45が配置されている。
【0030】
このシール部材45には、工具保持具47の中空テーパシャンク47aの内面の中央に軸長方向に設けられた流体案内用の突出部47bが挿入される。
ガイド軸体25の略中央には、収納凹部25dが形成され、この収納凹部25dの後側に案内軸部25eが形成されている。
ガイド軸体25の外側には、4体のクランプ爪27が同心状に配置されている。
【0031】
クランプ爪27の後端部には、突出部27aが形成され、この突出部27aが、支持筒19に形成される外周溝19dに揺動可能に係合されている。
クランプ爪27の略中央の内側には、内側に突出する突起部27bが形成されている。
【0032】
この突起部27bは、クランプ爪27の縮径時に、ガイド軸体25の外周に形成される収納凹部25dに収容される。
クランプ爪27の突起部27bの前側の内側には、凹部27cが形成されている。
この凹部27cは、クランプ爪27の縮径時に、ガイド軸体25の収納凹部25dの前側に形成される軸部25fに当接される。
【0033】
クランプ爪27の先端部の外側には、中空テーパシャンク47aの中空部47cの内面に設けられた係止面47dに係合される係合面27dが形成されている。
すなわち、工具保持具47の中空テーパシャンク47aの中空部47cの内面には、凹部47eが形成され、この凹部47eに係止面47dが形成されている。
4体のクランプ爪27の先端部には、凹部27eが形成され、この凹部27eには、4体のクランプ爪27を縮径方向に向けて付勢するリングばね31が配置されている。
【0034】
そして、この実施形態では、主軸部11の端面に主軸端体49が着脱可能に固定され、この主軸端体49に、主軸側のテーパ孔49aが形成されている。
テーパ孔49aは、工具保持具47の中空テーパシャンク47a(HSKシャンク)の外周のテーパ面47fに対応する形状とされている。
この主軸端体49には、クランプ爪押え23を介してクランプスリーブ21が固定されている。
【0035】
クランプ爪押え23は、筒状をしておりフランジ部23aが、主軸端体49の後面にボルト51を介して固定されている。
フランジ部23aの前面には、環状突部23bが形成されており、この環状突部23bが、主軸端体49の穴部49bに嵌挿されている。
クランプ爪押え23の内周には、クランプ爪27の後端部の外周に突出する円弧状の突起部27fの外周が当接されている。
【0036】
クランプ爪押え23の後面には、クランプスリーブ21が、位置決め用のピン部材53を介して連結されている。
図3は、図1のクランプユニット13を主軸端体49を取り去って先端側から見た正面図、図4は、クランプ爪押え23、ガイド軸体25およびクランプ爪27を示す斜視図である。
【0037】
これ等の図において、4体のクランプ爪27が、ガイド軸体25の外側に同心状に配置されている。
また、ガイド軸体25の後端には、基部25hが十字状に形成されている。
そして、この基部25hが、クランプ爪押え23の先端に形成される環状突部23bの切欠溝23cに嵌挿されている。
【0038】
以上のように構成されたクランプユニット13は、主軸部11に主軸端体49を介して固定される。
すなわち、主軸端体49には、予め、クランプ爪押え23、クランプスリーブ21、支持筒19、ロックロッド17、ガイド軸体25、クランプ爪27等のクランプユニット13を構成する部材が組み付けられている。
【0039】
そして、主軸端体49がロックロッド17の後端部側から主軸部11に挿入され、ロックロッド17の係合手段17hが、回転操作等により駆動機構15に連結される。
そして、図示していないが、主軸端体49を主軸部11にボルト等により固定することにより取り付けが完了する。
【0040】
以下、上述したクランプユニット13の動作を説明する。
先ず、図1に示したように、工具保持具47の中空テーパシャンク47aが、主軸端体49のテーパ孔49aに挿入される。
【0041】
この時には、4体のクランプ爪27は、アンクランプ状態のため、リングばね31により縮径され、クランプ爪27の突起部27bが、ガイド軸体25の収納凹部25dに収容されている。
そして、中空テーパシャンク47aが、中空テーパシャンク47aの中空部47cの底面に、クランプ爪27の先端が当接するまで、主軸端体49のテーパ孔49aに挿入される。
【0042】
次に、この状態で、駆動機構15が図の右方向(以下引き込み方向という)に移動され、ロックロッド17が引き込み方向に移動される。
このロックロッド17の移動により、支持筒19が鋼球29を介して引き込み方向に移動され、クランプ爪27が引き込み方向に移動される。
クランプ爪27の引き込み方向への移動により、クランプ爪27の内側に形成される突起部27bが、ガイド軸体25に形成される収納凹部25dから外れ、ガイド軸体25の収納凹部25dの後側の案内軸部25eに乗り上げる。
【0043】
この動作により、クランプ爪27の先端部が、クランプ爪27の後端部に形成される突出部27aおよび突起部27fを支点として、リングばね31の付勢力に抗して拡径される。
そして、クランプ爪27の外側に形成される係合面27dが、中空テーパシャンク47aの内面に形成される凹部47eまで拡径する。
【0044】
そして、クランプ爪27が案内軸部25eに沿ってさらに引き込み方向に移動され、係合面27dが、中空テーパシャンク47aの係止面47dに当接される。
これにより、工具保持具47の中空テーパシャンク47aのテーパ面47fが、主軸端体49のテーパ孔49aに強固に嵌合される。
そして、次に、この実施形態では、増力機構43により、ロックロッド17の引き込み力が増大されて支持筒19に伝達され、この支持筒19に伝達された力により、クランプ爪27の係合面27dが中空テーパシャンク47aの係止面47dに強固に係合される。
【0045】
以下この増力機構43の動作について説明する。
図1に示したアンクランプ状態では、鋼球29は、ロックロッド17の凹部17cとクランプスリーブ21の傾斜面21a,21bにより径方向の位置を規制されている。
そして、クランプ動作に入り、ロックロッド17が引き込み方向に移動されると、鋼球29は、ロックロッド17の凹部17cと共に移動する。
【0046】
この時、支持筒19も鋼球29に押されて引き込み方向に移動する。
鋼球29が、引き込み方向に移動すると、クランプスリーブ21は、主軸端体49にクランプ爪27を介して固定されているため、クランプスリーブ21の傾斜面21a,21bと鋼球29との間に隙間が生じる。
鋼球29は、初期段階では、傾斜が緩やかな第1の傾斜面21aに当接し、これにより鋼球29が径方向に押し出される量が小さくなり、ロックロッド17の引き込み方向への移動ストロークを、効率的にクランプ爪27の移動に使用することができる。
【0047】
そして、クランプ爪27の係合面27dが中空テーパシャンク47aの係止面47dに当接するとクランプ爪27および支持筒19は移動できなくなる。
この状態からロックロッド17をさらに引き込み方向に移動すると、第2の傾斜面21bにより鋼球29が径方向に外側に押し出され、鋼球29がクランプスリーブ21の第2の傾斜面21bに強く押圧される。
【0048】
そして、この反力により、支持筒19がロックロッド17の引き込み力より高い引き込み力、例えば、2倍程度の引き込み力で引き込まれる。
なお、この実施形態では、ロックロッド17を引き込む引っ張り力を最大9500N(ニュートン)とすると、工具保持具47を引き込む力が、約2倍の18000N発生することが確認されている。
【0049】
なお、この増力比は、ロックロッド17のテーパ面17dの角度、あるいは、クランプスリーブ21の第2の傾斜面21bの角度を変えることにより容易に調整可能である。
そして、上述したクランプユニット13では、工具保持具47の取り外しに際しては、駆動機構15を、引き込み方向と逆方向に移動することにより、上述した取り付け動作と逆の動作が行われ、クランプ爪27は、中空テーパシャンク47aの凹部47eから内方へリングばね31の弾性力により縮径し、再び、図1に示した状態となり、クランプ爪27の先端で、工具保持具47を押し出すので、工具保持具47を取り出すことができ、工具交換が可能となる。
【0050】
なお、以上の説明は、工具保持具47を手動で交換する場合を示したが、実際には、マシニングセンタのような工作機械においては、自動的に制御された中で、自動工具交換装置により行われる。
上述した工具保持具装着装置では、ロックロッド17の引き込み方向への移動により、クランプ爪27の突起部27bがガイド軸体25の収納凹部25dの後側に案内されてクランプ爪27の先端部が拡径された後、クランプ爪27の係合面27dが中空テーパシャンク47aの係止面47dに係合されるため、工具保持具47の中空テーパシャンク47aの位置が多少ずれていても、工具保持具47を主軸側に確実にクランプすることができる。
【0051】
すなわち、上述した工具保持具装着装置では、クランプ爪27の拡径機能と、引き込み機能との動作に時間差を設け、確実にクランプ爪27が、中空テーパシャンク47aの係止面47dが位置する部分まで拡径した後に引き込み作用が始まるため、確実なクランプが可能となり、高速交換時においても確実な取り付け取り外しが可能になった。
【0052】
また、自動工具交換装置による交換作業時に、工具保持具47の中空テーパシャンク47aが主軸側のテーパ孔49aに挿入され、中空テーパシャンク47aの端面が主軸端体49の端面から離れていても、クランプ爪27の拡径動作により、確実にクランプ爪27の係合面27dが、中空テーパシャンク47aの係止面47dが位置する部分まで拡径した後に引き込み作用が始まるため、中空テーパシャンク47aの端面を主軸端体49の端面に確実に密着してクランプすることができる。
【0053】
また、上述した工具保持具装着装置では、増力機構43により、ロックロッド17の引き込み力を増大して支持筒19に伝達するようにしたので、工具保持具47を主軸側に強固にクランプすることができる。
そして、ロックロッド17の引き込みにより鋼球29を外側に移動し、クランプスリーブ21の傾斜面21bに押圧するようにしたので、支持筒19の引き込み力を容易,確実に増大することができる。
【0054】
また、上述した工具保持具装着装置では、主軸側のテーパ孔49aが形成される主軸端体49を主軸部11の端面に着脱可能に固定するようにしたので、工具保持具装着装置をクランプユニット13として、主軸部11に容易,確実に組み込むことができる。
さらに、上述した工具保持具装着装置では、ロックロッド17およびガイド軸体25の中心に貫通孔17a,25aを形成するとともに、ロックロッド17の先端部をガイド軸体25の後端部に嵌挿したので、クーラント,圧縮空気,オイルミスト等の流体を工具保持具47側に容易,確実に供給することができる。
【0055】
また、クランプ爪27の係合面27dが、中空テーパシャンク47aの係止面47dに正確に当接するため、係合面27dおよび係止面47dの摩耗を少なくすることができる。
すなわち、例えば、旋回的に先端が開くタイプのクランプ爪、あるいは、平行移動的に径を拡大するタイプでは、あるポイント以外での面当たりは困難である。
【0056】
そして、上述した工具保持具装着装置では、4体のクランプ爪27の先端部を先細り形状としたので、クランプ爪27を縮径するリングばね31が破損した場合にも、工具保持具47の中空テーパシャンク47aの中空部47cに強制的に閉じられて挿入されることになり、信頼性を高めることができる。
なお、上述した実施形態では、クランプ爪27を4体に分割した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、2分割以上であれば良い。
【0057】
また、上述した実施形態では、主軸部11に主軸端体49を着脱自在に固定した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、従来の公知の一体型のHSKシャンク用主軸構造にも適用することができる。
この場合、径方向に限定があり、クランプ爪押え23の外形形状や主軸部11への固定方法を変更する必要があるが、設計変更の範疇で可能である。
【0058】
また、取り付け方向も、主軸部11の先端側からではなく、後端側からでも組み込み可能であり、工作機械の構造に合わせて変更できる。
【0059】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1の工具保持具装着装置では、ロックロッドの引き込み方向への移動により、クランプ爪部材の突起部がガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されてクランプ爪部材の先端部が拡径された後、クランプ爪部材の係合面が中空テーパシャンクの係止面に係合されるため、工具保持具のテーパシャンクの位置が多少ずれていても、工具保持具を主軸側に確実にクランプすることができる。
【0060】
請求項2の工具保持具装着装置では、工具保持具の取り外しの際には、ロックロッドの引き込み方向と逆方向への移動により、クランプ爪部材の先端部が付勢手段の弾性力により縮径し、クランプ爪部材で工具保持具を押し出すことができる。
請求項3の工具保持具装着装置では、主軸側のテーパ孔が形成される主軸端体を主軸本体の端面に着脱可能に固定するようにしたので、工具保持具装着装置をユニットとして、主軸本体に容易,確実に組み込むことができる。
【0061】
請求項4の工具保持具装着装置では、工具保持具の装着の際には、ロックロッドの引き込み方向への移動により、複数のクランプ爪部材の突起部および突出部を支点として付勢手段の付勢力に抗して先端部を拡径させることができる。
請求項5の工具保持具装着装置では、請求項1の工具保持具装着装置の効果に加えて、工具保持具の装着の際には、ロックロッドの引き込み方向への移動により、複数のクランプ爪部材の突起部および突出部を支点として付勢手段の付勢力に抗して先端部を拡径させるとともに、鋼球および支持部材を引き込み方向へ移動し、ロックロッドの引き込み初期段階に球体を第1の傾斜面によって径方向へ押し出し、突起部がガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて複数のクランプ爪部材の先端部が拡径された後、複数のクランプ爪部材の係合面が中空テーパシャンクの係止面に係合され、複数のクランプ爪部材と支持部材の移動ができない状態でのロックロッドの引き込み段階に球体を第2の傾斜面によって径方向へ押し込み、複数のクランプ爪部材の係止面をテーパシャンクの係止面に強固に係合させることができる。
工具保持具の取り外しの際には、ロックロッドの引き込み方向と逆方向への移動により、球体を凹部内側へ移動させ、第2の傾斜面による径方向への押し込みを解除し、複数のクランプ爪部材の先端部が付勢手段の弾性力により縮径し、複数のクランプ爪部材で工具保持具を押し出すことができる。
請求項6の工具保持具装着装置では、ロックロッドおよびガイド軸部材の中心に貫通孔を形成するとともに、ロックロッドの先端部をガイド軸部材の後端部に嵌挿したので、クーラント,圧縮空気,オイルミスト等の流体を工具保持具側に容易,確実に供給することができる。
請求項7の工具保持具装着装置では、増力手段により、ロックロッドの引き込み力を増大して支持部材に伝達するようにしたので、工具保持具を主軸側に強固にクランプすることができる。
請求項8の工具保持具装着装置では、ロックロッドの引き込みにより球体を外側に移動し、クランプ部材の傾斜面に押圧するようにしたので、支持部材の引き込み力を容易,確実に増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具保持具装着装置の一実施形態のアンクランプ時の状態を示す縦正面図である。
【図2】図1の工具保持具装着装置のクランプ時の状態を示す縦断面図である。
【図3】図1の工具保持具装着装置を主軸端体を外して示す正面図である。
【図4】図1の工具保持具装着装置のクランプ爪押え、ガイド軸部材およびクランプ爪部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
11 主軸部
13 クランプユニット
15 駆動機構
17 ロックロッド
17c 凹部
19 支持筒
19d 外周溝
21 クランプスリーブ
21a 第1の傾斜面
21b 第2の傾斜面
23 クランプ爪押え
25 ガイド軸体
25d 収納凹部
25e 案内軸部
27 クランプ爪
27a 突出部
27b 突起部
27d 係合面
29 鋼球
31 リングばね
43 増力機構
47 工具保持具
47a 中空テーパシャンク
47c 中空部
47d 係止面
49 主軸端体
49a テーパ孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool holder mounting device for mounting a tool holder on a spindle end of a machine tool such as a machining center.
[0002]
[Prior art]
In general, in the field of machine tools, automatic machine tools such as a machining center equipped with an automatic tool changer (ATC) are widely used.
In such an automatic machine tool such as a machining center, a plurality of tools suitable for a predetermined cutting process are respectively mounted on a tool holder and stored in a magazine of an automatic tool changer.
[0003]
When the automatic tool change operation starts, the magazine rotates and a desired tool is selected and replaced with a tool already mounted on the spindle tip.
This tool change process is performed with the tool mounted on the tool holder.
The conventional tool holder is provided with a 7/24 taper tapered shank, and a tapered hole complementary to the tapered shank is provided at the tip of the main shaft.
[0004]
The machining center is configured to clamp the tool holder at the tip of the main shaft by fitting the taper shank into the taper hole of the main shaft and pulling the tool holder backward with the draw bar.
On the other hand, a so-called two-surface constraining type tool holder is being used in place of a conventional 7/24 taper tool holder with an increase in cutting speed.
[0005]
The conventional tool holder is supported on the main shaft only by the tapered surface, whereas the two-surface-constrained tool holder is configured to be supported on the end surface of the main shaft in addition to the tapered surface. .
Various types of two-surface-constrained tool holders have been proposed.
Recently, the HSK shank is defined in the DIN 69893 standard established by the German Standards Association.
[0006]
In the DIN 69893 standard, only the shape and dimensions of the HSK shank are defined, and the mounting mechanism to the main shaft is not defined. Therefore, various mounting mechanisms have been proposed.
As such a mounting mechanism, one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-503769 is known.
[0007]
In the mounting mechanism of this publication, the function of locking the HSK shank and the force-increasing mechanism that generates a tightening force are configured to be achieved by the same structure, thereby simplifying the mechanism.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional mounting mechanism has the following problems in use.
(1) When the HSK shank of the tool holder is separated from the spindle end face by a certain amount or more, it cannot be clamped.
[0009]
(2) A state in which the clamp pawl is not completely closed may occur, and the tool holder may not be inserted.
(3) The mechanism may operate without the clamping claws being opened at the time of clamping, and the following operation may be performed assuming that the clamping is performed even though the clamping is not performed.
[0010]
(4) Misclamp detection is difficult.
As a result of earnest research to solve such a conventional problem, the present inventor has found that such a problem is caused by the simultaneous operation of the clamping operation and the pulling operation.
That is, when the HSK shank of the tool holder carried by the ATC is inserted into the tapered hole of the main shaft, the operation of the clamp pawl expanding radially outward and the operation of pulling the HSK shank and clamping simultaneously are performed. Therefore, when the HSK shank is separated from the spindle end face as in (1), the clamp pawl moves without being reliably engaged with the engaging groove inside the HSK shank.
[0011]
Such problems are particularly likely to occur when changing tools at high speeds. Due to this, phenomena such as (2), (3), and (4) are problems in use. It will become apparent.
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is capable of reliably clamping the tool holder to the spindle side even if the position of the taper shank of the tool holder is slightly shifted. An object is to provide a mounting device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The tool holder mounting device according to claim 1, wherein the hollow taper shank of the tool holder is provided with a spindle.PartThe outer surface of the hollow taper shank and the inner surface of the tapered hole are brought into contact with each other, and the end surface of the tool holder is placed on the main shaft.PartThe tool holder is brought into contact with the end face on the side so that the spindlePartIn the tool holder mounting device mounted on the side, the spindlePartArranged in the rear end of the main shaftPartA lock rod which is attached to a drive means disposed in a manner that can be attached to the drive means, andA protruding portion that is swingably supported on the lock rod side is formed at the rear end portion, and an engaging surface that engages with a locking surface provided on the inner surface of the hollow portion of the hollow taper shank is on the outer side of the tip portion. Protruding part that is formed and protrudes inward is formedA plurality of clamp claws, and biasing means for biasing the distal ends of the plurality of clamp claws in the direction of the diameter reduction;A hole into which the front end of the lock rod is inserted is formed in the rear end and is arranged concentrically.The main shaft inside the plurality of clamp clawsPartArranged fixed to the side, saidpluralThe protrusion formed inside the clamp claw memberpluralA storage recess that is stored when the diameter of the clamp claw member is reducedAroundA guide shaft member formed,The movement of the lock rod in the pull-in direction moves the plurality of clamp claw members in the pull-in direction, and the projections of the plurality of clamp claw members are guided to the rear side of the storage recesses of the guide shaft member. After the tip end portion of the clamp claw member is expanded in diameter, the engagement surfaces of the plurality of clamp claw members are engaged with the engagement surfaces of the hollow taper shank.It is characterized by that.
[0013]
The tool holder mounting device according to
The tool holder mounting device according to claim 3 is the tool holder mounting device according to
[0014]
The tool holder mounting device according to claim 4 is the tool holder mounting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of clamp pawl members are arranged on the outer side on the rear end side. A protruding portion that abuts against the tapered hole side, and the tip end portion is expanded against the urging force of the urging means with the protruding portion and the protruding portion as a fulcrum by movement of the lock rod in the retracting direction. It is characterized by a diameter.
The tool holder mounting device according to claim 5 is a tool holder mounting device according to claim 1, wherein a steel ball partially accommodated in a recess formed in the lock rod and an outer side of the lock rod are disposed. In addition, a through-hole into which the steel ball is fitted is formed, and a shape corresponding to a support member that is moved by the movement of the lock rod through the steel ball and a tapered surface on the outer periphery of the hollow taper shank. A spindle end body that is detachably fixed to an end surface of the main shaft portion, a clamp claw presser fixed to the main shaft end body, and a clamp that is fixed via the clamp claw presserElementAnd the plurality of clamp claws are formed at the rear end thereof with protrusions and projections that are swingably supported by the support member via the clamp claw presser. An engaging surface that is engaged with a locking surface provided on the inner surface of the part is formed on the outer side of the tip part, a protruding part that protrudes inward is formed, and is fixed directly or indirectly to the spindle end body, The guide shaft member has a through hole formed in the axial length direction, a hole portion into which the distal end portion of the lock rod is inserted is formed in the rear end portion, and is disposed inside the plurality of clamp claws arranged concentrically. The lock rod is fixedly disposed on the spindle end body side, and a protrusion formed on the inner side of the plurality of clamp claw members is formed on the outer periphery to receive a recess when the diameter of the plurality of clamp claw members is reduced. To move in The tip portion is enlarged against the urging force of the urging means with the projections and projections of the plurality of clamp pawl members as fulcrums, and the steel ball and the support member are moved in the retracting direction. After the protrusions are guided to the rear side of the housing recesses of the guide shaft members and the tips of the plurality of clamp claw members are expanded in diameter, the engagement surfaces of the plurality of clamp claw members are the hollow taper shanks. It is characterized by being engaged with the locking surface.
The tool holder mounting device according to claim 6 is the tool holder mounting device according to any one of claims 1 to 4, wherein a through hole is formed at the center of the lock rod and the guide shaft member. The front end of the lock rod is fitted into the rear end of the guide shaft member.
The tool holder mounting device according to claim 7 is the tool holder mounting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the engagement surfaces of the plurality of clamp pawl members are locking surfaces of the hollow taper shank. And a force increasing means for increasing the pulling force of the lock rod and transmitting it to the support member after the engagement.
The tool holder mounting device according to claim 8 is the tool holder mounting device according to claim 7, wherein the force-increasing means includes a through hole formed in the support member, a sphere disposed in the through hole, A concave portion formed on the outer periphery of the lock rod, in which a part of the sphere is located, and fixed to the main shaft side outside the support member, and inclined from the front side of the sphere toward the sphere. , A first inclined surface, and a clamp member having a second inclined surface set to be larger than an angle of the first inclined surface, and the force-intensifying means is in the initial stage of retracting the lock rod. The spherical body is pushed out by the first inclined surface in the radial direction, and the plurality of clamp claw members and the support member are moved after the engagement surfaces of the plurality of clamp claw members contact the engagement surface of the hollow taper shank. Incapable state The sphere is pushed in the radial direction by the second inclined surface during the lock rod retracting step, and the locking surfaces of the plurality of clamp claws are firmly engaged with the locking surfaces of the taper shank. And
[0015]
(Function)
In the tool holder mounting device according to the first aspect, when the lock rod is moved in the retracting direction, the support member is moved in the retracting direction, and the clamp pawl member is moved in the retracting direction.
Due to the movement of the clamp claw member in the pull-in direction, the protrusion formed on the inside of the clamp claw member is detached from the storage recess formed on the guide shaft member, and is guided to the rear side of the storage recess of the guide shaft member. The distal end portion of the clamp claw member expands against the urging force of the urging means.
[0016]
Thereafter, the engagement surface of the clamp claw member is engaged with the engagement surface of the hollow taper shank by further movement of the clamp claw member in the pull-in direction.
In the tool holder mounting device according to
[0017]
In the tool holder mounting device according to claim 3,A spindle end body in which a taper hole on the spindle side is formed is detachably fixed to an end surface of the spindle body, and a clamp member is directly or indirectly fixed to the spindle end body.
Therefore, the tool holder mounting device can be easily and surely incorporated into the main spindle body as a unit.
In the tool holder mounting device according to claim 4, when the tool holder is mounted, the biasing means is attached by using the protrusions and protrusions of the plurality of clamp pawl members as fulcrums by moving the lock rod in the retracting direction. The tip is enlarged in diameter against the force.
[0018]
In the tool holder mounting device according to claim 5, the distal end portion is enlarged against the urging force of the urging means by using the protrusions and protrusions of the plurality of clamp pawl members as fulcrums by moving the lock rod in the retracting direction. The steel ball and the support member are moved in the retracting direction, and the protrusions are guided to the rear side of the storage recesses of the guide shaft member, and the tips of the plurality of clamp claws are expanded, and then the plurality of clamp claws The engaging surface of the member is engaged with the locking surface of the hollow taper shank.
[0019]
Claim 6In the tool holder mounting device, fluid such as coolant, compressed air, and oil mist passes through the through hole of the lock rod and then is supplied to the tool holder side through the through hole of the guide shaft member.
In the tool holder mounting device according to the seventh aspect, since the force-intensifying means increases the pulling force of the lock rod and transmits it to the support member, the tool holder can be firmly clamped to the spindle side.
In the tool holder mounting device according to the eighth aspect of the present invention, the sphere is moved to the outside by pushing the lock rod and pressed against the inclined surface of the clamp member, so that the pulling force of the support member can be easily and reliably increased. it can.
Then, due to this reaction force, the support member is pulled in with a higher pulling force than the pulling force of the lock rod.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described in detail.
1 and 2 show an embodiment of the tool holder mounting device of the present invention.
In this embodiment, the tool holder mounting device of the present invention is mounted as a clamp unit 13 at the tip of the spindle 11 of the machine tool.
[0021]
The main shaft portion 11 has a through
The clamp unit 13 includes a
[0022]
The
A large-
[0023]
In addition, on the front side of the recess 17c, for example, a tapered surface 17d that is inclined at an angle of 50 degrees with respect to the axial length direction is formed.
A front side of the large-
A flange portion 17f is formed at the rear portion of the large-
[0024]
An engaging means 17h made of, for example, a bayonet joint is connected to the
A fluid connection shaft portion 17i is formed behind the engaging
A
[0025]
The
A pair of through
[0026]
A
A part of the
A
[0027]
A
Further, a
A first inclined surface 21 a and a second inclined surface 21 b that are inclined from the front side of the
[0028]
The first inclined surface 21a is inclined at an angle of, for example, 30 degrees with respect to the axial length direction, and the second inclined surface 21b is inclined at an angle of, for example, 45 degrees with respect to the axial length direction. Yes.
The
[0029]
A
A through hole 25 a is formed in the axial direction of the
The distal end portion of the
A
[0030]
The
A
Four
[0031]
A
On the inner side of the approximate center of the
[0032]
The protrusion 27b is accommodated in an
Clamp
The
[0033]
An
That is, a recess 47e is formed on the inner surface of the
A
[0034]
In this embodiment, a main shaft end body 49 is detachably fixed to the end surface of the main shaft portion 11, and a main shaft end tapered hole 49 a is formed in the main shaft end body 49.
The tapered hole 49a has a shape corresponding to the tapered surface 47f on the outer periphery of the hollow tapered shank 47a (HSK shank) of the
The
[0035]
The
An
The outer periphery of an arc-shaped protrusion 27f that protrudes from the outer periphery of the rear end portion of the
[0036]
The
3 is a front view of the clamp unit 13 of FIG. 1 as viewed from the front end side with the main shaft end body 49 removed, and FIG. 4 is a perspective view showing the
[0037]
In these drawings, four
A
The
[0038]
The clamp unit 13 configured as described above is fixed to the main shaft portion 11 via the main shaft end body 49.
That is, members constituting the clamp unit 13 such as the
[0039]
Then, the main shaft end body 49 is inserted into the main shaft portion 11 from the rear end portion side of the
Although not shown, the attachment is completed by fixing the spindle end body 49 to the spindle 11 with bolts or the like.
[0040]
Hereinafter, the operation of the above-described clamp unit 13 will be described.
First, as shown in FIG. 1, the hollow tapered shank 47 a of the
[0041]
At this time, since the four
And the hollow taper shank 47a is inserted in the taper hole 49a of the spindle end body 49 until the front-end | tip of the clamp nail | claw 27 contacts the bottom face of the
[0042]
Next, in this state, the
By the movement of the
Due to the movement of the
[0043]
By this operation, the tip end portion of the
Then, the
[0044]
Then, the
Thereby, the taper surface 47 f of the hollow taper shank 47 a of the
Then, in this embodiment, the pulling force of the
[0045]
Hereinafter, the operation of the
In the unclamped state shown in FIG. 1, the radial position of the
Then, when the clamp rod is entered and the
[0046]
At this time, the
When the
In the initial stage, the
[0047]
When the
When the
[0048]
Then, due to this reaction force, the
In this embodiment, when the pulling force for pulling in the
[0049]
The force increase ratio can be easily adjusted by changing the angle of the tapered surface 17d of the
In the clamp unit 13 described above, when the
[0050]
Although the above description has shown the case where the
In the tool holder mounting device described above, the protrusion 27b of the
[0051]
That is, in the tool holder mounting device described above, a time difference is provided in the operation between the diameter expanding function and the retracting function of the
[0052]
Further, during the replacement work by the automatic tool changer, even if the hollow taper shank 47a of the
[0053]
Moreover, in the tool holder mounting apparatus described above, the force-increasing
Since the
[0054]
Moreover, in the tool holder mounting apparatus described above, the spindle end body 49 in which the taper hole 49a on the spindle side is formed is detachably fixed to the end surface of the spindle section 11, so that the tool holder mounting apparatus is connected to the clamp unit. 13 can be easily and reliably incorporated into the main shaft 11.
Furthermore, in the above-described tool holder mounting device, the through
[0055]
Further, since the
That is, for example, with a clamping claw whose tip is opened in a turning manner or a type in which the diameter is enlarged in a translational manner, contact with a surface other than a certain point is difficult.
[0056]
In the above-described tool holder mounting device, the tip portions of the four
In the above-described embodiment, the example in which the
[0057]
In the above-described embodiment, the example in which the main shaft end body 49 is detachably fixed to the main shaft portion 11 has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the conventional well-known integrated HSK. It can also be applied to a shank spindle structure.
In this case, there is a limitation in the radial direction, and it is necessary to change the outer shape of the
[0058]
Further, the mounting direction can be incorporated not only from the front end side of the main shaft portion 11 but also from the rear end side, and can be changed according to the structure of the machine tool.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, in the tool holder mounting device according to claim 1, the protrusion of the clamp claw member is guided to the rear side of the storage recess of the guide shaft member by the movement of the lock rod in the retracting direction, and the clamp claw member Since the engaging surface of the clamp claw member is engaged with the locking surface of the hollow taper shank after the tip of the tool is enlarged, the tool holder can be used even if the position of the taper shank of the tool holder is slightly shifted. Can be securely clamped to the spindle side.
[0060]
In the tool holder mounting device according to
In the tool holder mounting device according to claim 3,Since the spindle end body in which the taper hole on the spindle side is formed is detachably fixed to the end surface of the spindle body, the tool holder mounting device can be easily and surely incorporated into the spindle body as a unit.
[0061]
In the tool holder mounting device of claim 4,When the tool holder is mounted, the distal end portion is enlarged against the urging force of the urging means by using the protrusions and protrusions of the plurality of clamp pawl members as fulcrums by moving the lock rod in the retracting direction. be able to.
In the tool holder mounting device of claim 5,In addition to the effect of the tool holder mounting device of claim 1, when the tool holder is mounted, the protrusions and protrusions of the plurality of clamp pawl members are attached as fulcrums by the movement of the lock rod in the retracting direction. The diameter of the tip is expanded against the biasing force of the biasing means, the steel ball and the support member are moved in the pull-in direction, and the ball is pushed out in the radial direction by the first inclined surface in the initial stage of pulling in the lock rod. After the end portion is guided to the rear side of the housing recess of the guide shaft member and the tips of the plurality of clamp claw members are expanded in diameter, the engagement surfaces of the plurality of clamp claw members are engaged with the engagement surfaces of the hollow taper shank. When the lock rod is retracted in a state where the plurality of clamp pawl members and the support member cannot be moved, the sphere is pushed in the radial direction by the second inclined surface, and the locking surfaces of the plural clamp pawl members are inserted into the taper shank. It can be firmly engaged in the locking surface.
When removing the tool holder, the sphere is moved inward by moving the lock rod in the direction opposite to the retracting direction, releasing the radial push by the second inclined surface, and a plurality of clamp claws The tip of the member is reduced in diameter by the elastic force of the biasing means, and the tool holder can be pushed out by a plurality of clamp pawl members.
In the tool holder mounting device according to claim 6,A through-hole is formed in the center of the lock rod and guide shaft member, and the tip of the lock rod is fitted into the rear end of the guide shaft member, so that fluid such as coolant, compressed air, oil mist, etc. can be passed to the tool holder side. Can be supplied easily and reliably.
In the tool holder mounting device according to the seventh aspect, since the force-intensifying means increases the pulling force of the lock rod and transmits it to the support member, the tool holder can be firmly clamped to the spindle side.
In the tool holder mounting device according to the eighth aspect of the present invention, the sphere is moved to the outside by pushing the lock rod and pressed against the inclined surface of the clamp member, so that the pulling force of the support member can be easily and reliably increased. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view showing a state when an unclamp of an embodiment of a tool holder mounting device of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view showing a state in which the tool holder mounting device of FIG. 1 is clamped. FIG.
3 is a front view showing the tool holder mounting device of FIG. 1 with a main shaft end body removed. FIG.
4 is a perspective view showing a clamp claw presser, a guide shaft member, and a clamp claw member of the tool holder mounting device of FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
11 Spindle part
13 Clamp unit
15 Drive mechanism
17 Lock rod
17c recess
19 Support tube
19d outer peripheral groove
21 Clamp sleeve
21a First inclined surface
21b Second inclined surface
23 Clamp claw presser
25 Guide shaft
25d storage recess
25e Guide shaft
27 Clamp claw
27a Protrusion
27b Projection
27d engagement surface
29 Steel balls
31 Ring spring
43 Booster mechanism
47 Tool holder
47a Hollow taper shank
47c Hollow part
47d Locking surface
49 Spindle end
49a taper hole
Claims (8)
前記主軸部(11)内に配置され後端部を前記主軸部(11)内に配置される駆動手段(15)に着説可能に装着されるロックロッド(17)と、
前記ロックロッド(17)側に揺動可能に支持される突出部(27a)が後端部に形成され、前記中空テーパシャンク(47a)の中空部内面に設けられた係止面(47d)に係合される係合面(27d)が先端部の外側に形成され、内側に突出する突起部(27b)が形成される複数のクランプ爪部材(27)と、
前記複数のクランプ爪部材(27)の先端部を縮径方向に向けて付勢する付勢手段(31)と、
前記ロックロッド(17)の先端部が嵌挿される穴部(25b)が後端部に形成され、同心状に配置される前記複数のクランプ爪部材(27)の内側に前記主軸部(11)側に固定されて配置され、前記複数のクランプ爪部材(27)の内側に形成される突起部(27b)が前記複数のクランプ爪部材(27)の縮径時に収容される収納凹部(25d)が外周に形成されるガイド軸部材(25)と
を備え、
前記ロックロッド(17)の引き込み方向への移動により、前記複数のクランプ爪部材(27)を引き込み方向へ移動するとともに前記複数のクランプ爪部材(27)の突起部(27b)が前記ガイド軸部材(25)の収納凹部(25d)の後側に案内されて前記複数のクランプ爪部材(27)の先端部が拡径された後、前記複数のクランプ爪部材(27)の係合面(27d)が前記中空テーパシャンク(47a)の係止面(47d)に係合される
ことを特徴とする工具保持具装着装置。The hollow taper shank (47a) of the tool holder (47) is inserted into the taper hole on the main shaft (11) side, the outer surface of the hollow taper shank (47a) and the inner surface of the taper hole are brought into contact with each other, and in the tool holder mounting device for mounting the main shaft part (11) side the main spindle section an end face (11) is abutted against the end face of the side the tool holder (47) of the tool holder (47),
A lock rod (17) which is Chakusetsu capable mounted to the drive means (15) arranged to the main shaft portion (11) rear end is disposed within the main shaft part (11),
A protrusion (27a) supported swingably on the side of the lock rod (17) is formed at the rear end portion, and on a locking surface (47d) provided on the inner surface of the hollow portion of the hollow taper shank (47a). A plurality of clamp claws (27) in which an engaging surface (27d) to be engaged is formed on the outer side of the tip part and a protruding part (27b) protruding inward is formed ;
An urging means (31) for urging the distal ends of the plurality of clamp pawl members (27) in the direction of diameter reduction;
A hole (25b) into which the front end of the lock rod (17) is inserted is formed in the rear end, and the main shaft (11) is disposed inside the plurality of clamp pawl members (27) arranged concentrically. It is arranged fixed to the side housing recess protrusion formed on the inner side of the plurality of clamping claw members (27) (27b) is housed in the reduced径時of the plurality of clamping claw members (27) (25d) And a guide shaft member (25) formed on the outer periphery ,
The movement of the lock rod (17) in the retracting direction moves the plurality of clamp pawl members (27) in the retracting direction, and the protrusions (27b) of the plural clamp pawl members (27) are the guide shaft members. After the distal end portions of the plurality of clamp claw members (27) are expanded by being guided to the rear side of the storage recess (25d) of (25), the engagement surfaces (27d) of the plurality of clamp claw members (27) ) Is engaged with the locking surface (47d) of the hollow taper shank (47a) .
前記ロックロッド(17)に形成された凹部(17c)内に一部が収容される鋼球(29)と、
前記ロックロッド(17)の外側に配置されるとともに、前記鋼球(29)が嵌合する貫通孔(19c)が形成され、前記鋼球(29)を介し前記ロックロッド(17)の移動により移動される支持部材(19)と
をさらに備え、
前記工具保持具(47)の装着の際には、前記ロックロッド(17)の引き込み方向への移動により、前記鋼球(29)および前記支持部材(19)を介して前記複数のクランプ爪部材(27)を引き込み方向へ移動するとともに前記複数のクランプ爪部材(27)の突起部(27b)が前記ガイド軸部材(25)の収納凹部(25d)の後側に案内されて前記複数のクランプ爪部材(27)の先端部が拡径された後、前記複数のクランプ爪部材(27)の係合面(27d)が前記中空テーパシャンク(47a)の係止面(47d)に係合され、
前記工具保持具(47)の取り外しの際には、前記ロックロッド(17)の引き込み方向と逆方向への移動により、前記複数のクランプ爪部材(27)の先端部が前記付勢手段(31)の弾性力により縮径し、前記複数のクランプ爪部材(27)で前記工具保持具(47)を押し出す
ことを特徴とする工具保持具装着装置。In the tool holder mounting device according to claim 1,
A steel ball (29) partially accommodated in a recess (17c) formed in the lock rod (17);
A through-hole (19c) is formed on the outside of the lock rod (17) and into which the steel ball (29) is fitted, and the lock rod (17) is moved through the steel ball (29). A support member (19) to be moved;
Further comprising
When the tool holder (47) is mounted, the plurality of clamp pawl members are moved via the steel ball (29) and the support member (19) by moving the lock rod (17) in the retracting direction. (27) is moved in the pull-in direction, and the projections (27b) of the plurality of clamp claw members (27) are guided to the rear side of the storage recesses (25d) of the guide shaft member (25), thereby the plurality of clamps. After the tip of the claw member (27) is expanded in diameter, the engagement surfaces (27d) of the plurality of clamp claw members (27) are engaged with the locking surfaces (47d) of the hollow taper shank (47a). ,
When removing the tool holder (47), the distal ends of the plurality of clamp pawl members (27) are moved by the biasing means (31) by moving the lock rod (17) in the direction opposite to the retracting direction. ), And the tool holder (47) is pushed out by the plurality of clamp pawl members (27) .
前記主軸部(11)側のテーパ孔が、主軸本体の端面に着脱可能に固定される主軸端体(49)に形成され、前記主軸端体(49)にクランプ部材(21)が直接または間接的に固定されている
ことを特徴とする工具保持具装着装置。In the tool holder mounting device according to claim 1 or 2,
A tapered hole on the main shaft portion (11) side is formed in a main shaft end body (49) removably fixed to an end surface of the main shaft main body, and a clamp member (21) is directly or indirectly attached to the main shaft end body (49). A tool holder mounting device characterized by being fixed in a fixed manner.
前記複数のクランプ爪部材(27)は、後端部側の外側に前記主軸部(11)側のテーパ孔側に当接する突起部(27f)を備え、前記ロックロッド(17)の引き込み方向への移動により、前記突起部(27f)および前記突出部(27a)を支点として前記付勢手段(31)の付勢力に抗して前記先端部を拡径される
ことを特徴とする工具保持具装着装置。 The tool holder mounting device according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of clamp pawl members (27) include protrusions (27f) that abut on the tapered hole side on the main shaft portion (11) side on the outer side on the rear end side, and in the retracting direction of the lock rod (17). , The tip portion is enlarged in diameter against the urging force of the urging means (31) with the protrusion (27f) and the protrusion (27a) as fulcrums.
A tool holder mounting device characterized by that.
前記ロックロッド(17)に形成された凹部(17c)内に一部が収容される鋼球(29)と、
前記ロックロッド(17)の外側に配置されるとともに、前記鋼球(29)が嵌合する貫通孔(19c)が形成され、前記鋼球(29)を介し前記ロックロッド(17)の移動により移動される支持部材(19)と、
前記中空テーパシャンク(47a)の外周のテーパ面(47f)に対応する形状とされるテーパ孔(49a)が形成され、前記主軸部(11)の端面に着脱可能に固定される主軸端体(49)と、
前記主軸端体(49)に固定されるクランプ爪押え(23)と、
前記クランプ爪押え(23)を介して固定されるクランプ部材(21)と
をさらに備え、
前記複数のクランプ爪部材(27)は、前記支持部材(19)に前記クランプ爪押え(23)を介して揺動可能に支持される突出部(27a)および突起部(27f)が後端部に形成され、前記中空テーパシャンク(47a)の中空部内面に設けられた係止面(47d)に係合される係合面(27d)が先端部の外側に形成され、内側に突出する突起部(27b)が形成され、前記主軸端体(49)に直接または間接的に固定され、
前記ガイド軸部材(25)は、軸長方向に貫通穴(25a)が形成され、前記ロックロッド(17)の先端部が嵌挿される穴部(25b)が後端部に形成され、同心状に配置される前記複数のクランプ爪部材(27)の内側に前記主軸端体(49)側に固定されて配置され、前記複数のクランプ爪部材(27)の内側に形成される突起部(27b)が前記複数のクランプ爪部材(27)の縮径時に収容される収納凹部(25d)が外周に形成され、
前記ロックロッド(17)の引き込み方向への移動により、前記複数のクランプ爪部材(27)の突起部(27f)および突出部(27a)を支点として前記付勢手段(31)の付勢力に抗して前記先端部を拡径させるとともに、前記鋼球(29)および前記支持部材(19)を引き込み方向へ移動し、前記突起部(27b)が前記ガイド軸部材(25)の収納凹部(25d)の後側に案内されて前記複数のクランプ爪部材(27)の先端部が拡径された後、前記複数のクランプ爪部材(27)の係合面(27d)が前記中空テーパシャンク(47a)の係止面(47d)に係合される
ことを特徴とする工具保持具装着装置。In the tool holder mounting device according to claim 1,
A steel ball (29) partially accommodated in a recess (17c) formed in the lock rod (17);
A through-hole (19c) is formed on the outside of the lock rod (17) and into which the steel ball (29) is fitted, and the lock rod (17) is moved through the steel ball (29). A support member (19) to be moved;
A spindle end body (49a) having a shape corresponding to the tapered surface (47f) on the outer periphery of the hollow taper shank (47a) is formed and is detachably fixed to the end face of the spindle portion (11). 49),
A clamp claw presser (23) fixed to the spindle end (49);
A clamp member (21) fixed via the clamp pawl presser (23),
The plurality of clamp pawl members (27) have a protrusion (27a) and a projection (27f) supported by the support member (19) through the clamp pawl presser (23) so as to be swingable at the rear end. A projection that is formed on the outer surface of the tip portion and has an engagement surface (27d) that engages with a locking surface (47d) provided on the inner surface of the hollow portion of the hollow taper shank (47a). A portion (27b) is formed and is fixed directly or indirectly to the main shaft end body (49);
The guide shaft member (25) has a through hole (25a) formed in the axial direction, a hole (25b) into which the front end of the lock rod (17) is inserted, and is formed concentrically. Protrusions (27b) formed on the inner side of the plurality of clamp pawl members (27) and arranged on the inner side of the main shaft end body (49) side. ) Is formed on the outer periphery of the storage recess (25d) that is received when the plurality of clamp pawl members (27) are reduced in diameter.
Due to the movement of the lock rod (17) in the retracting direction, the urging force of the urging means (31) is resisted with the projections (27f) and the protrusions (27a) of the plurality of clamp claw members (27) as fulcrums. Then, the diameter of the tip portion is increased, and the steel ball (29) and the support member (19) are moved in the retracting direction, so that the protrusion (27b) is accommodated in the housing recess (25d) ), The front end portions of the plurality of clamp claw members (27) are expanded in diameter, and then the engagement surfaces (27d) of the plurality of clamp claw members (27) are moved to the hollow taper shank (47a). The tool holder mounting device is engaged with a locking surface (47d).
前記ロックロッド(17)および前記ガイド軸部材(25)の中心に貫通穴(17a、25a)を形成するとともに、前記ロックロッド(17)の先端部を前記ガイド軸部材(25)の後端部に嵌挿してなるA through hole (17a, 25a) is formed in the center of the lock rod (17) and the guide shaft member (25), and a front end portion of the lock rod (17) is a rear end portion of the guide shaft member (25). Inserted into
ことを特徴とする工具保持具装着装置。A tool holder mounting device characterized by that.
前記複数のクランプ爪部材(27)の係合面(27d)が前記中空テーパシャンク(47a)の係止面(47d)に係合した後に、前記ロックロッド(17)の引き込み力を増大して前記支持部材(19)に伝達する増力手段(43)をさらに備えるAfter the engaging surfaces (27d) of the plurality of clamp pawl members (27) are engaged with the engaging surfaces (47d) of the hollow taper shank (47a), the pulling force of the lock rod (17) is increased. Further comprising a force-intensifying means (43) for transmitting to the support member (19).
ことを特徴とする工具保持具装着装置。A tool holder mounting device characterized by that.
前記増力手段(43)は、The force-increasing means (43)
前記支持部材(19)に形成される貫通穴(19c)と、A through hole (19c) formed in the support member (19);
前記貫通穴(19c)に配置される球体(29)と、A sphere (29) disposed in the through hole (19c);
前記ロックロッド(17)の外周に形成され、前記球体(29)の一部が位置される凹部(17c)と、A recess (17c) formed on the outer periphery of the lock rod (17) and in which a part of the sphere (29) is located;
前記支持部材(17)の外側に前記主軸部(11)側に固定して配置され、前記球体(29)の前側から前記球体(29)に向けて傾斜される、第1の傾斜面(21a)、および、前記第1の傾斜面(21a)の角度より大きく設定される第2の傾斜面(21b)を有するクランプ部材(21)とA first inclined surface (21a) which is disposed outside the support member (17) and fixed to the main shaft (11) side, and is inclined from the front side of the sphere (29) toward the sphere (29). ), And a clamp member (21) having a second inclined surface (21b) set to be larger than the angle of the first inclined surface (21a)
で構成され、Consists of
前記増力手段(43)は、前記ロックロッド(17)の引き込み初期段階に前記球体(29)を前記第1の傾斜面(21a)によって径方向へ押し出し、前記複数のクランプ爪部材(27)の係止面(27d)が前記中空テーパシャンク(47a)の係止面(47d)に当接後に前記複数のクランプ爪部材(27)と前記支持部材(19)の移動ができない状態での前記ロックロッド(17)の引き込み段階に前記球体(29)を前記第2の傾斜面(21b)によって径方向へ押し込み、前記複数のクランプ爪部材(27)の係止面(27d)を前記テーパシャンク(47a)の係止面(47d)に強固に係合させるThe force-intensifying means (43) pushes out the sphere (29) in the radial direction by the first inclined surface (21a) at the initial stage of pulling in the lock rod (17), and the plurality of clamp pawl members (27). The lock in a state where the plurality of clamp pawl members (27) and the support member (19) cannot move after the locking surface (27d) abuts the locking surface (47d) of the hollow taper shank (47a). When the rod (17) is retracted, the sphere (29) is pushed in the radial direction by the second inclined surface (21b), and the locking surfaces (27d) of the plurality of clamp pawl members (27) are moved to the tapered shank ( 47a) is firmly engaged with the locking surface (47d).
ことを特徴とする工具保持具装着装置。A tool holder mounting device characterized by that.
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