JP4951870B2 - Machine Tools - Google Patents

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本発明は、工具交換装置により主軸に工具を装着する際に工具の表面を洗浄する洗浄装置を備えた工作機械に関し、特にクーラント液の噴射流で主軸の先端面を確実に洗浄できるようにしたものに関する。   The present invention relates to a machine tool including a cleaning device that cleans the surface of a tool when a tool is mounted on the spindle by a tool changer, and in particular, the tip surface of the spindle can be reliably cleaned with a jet of coolant liquid. About things.

従来より、工具による被切削物の切削個所にクーラント液を噴射して加工精度や工具寿命の向上を図ったり、また、切削個所の周囲をクーラント液のカーテンで被い、切粉の飛散を防止するようにしている。   Conventionally, coolant fluid is sprayed onto the cutting area of the workpiece by the tool to improve machining accuracy and tool life, and the periphery of the cutting area is covered with a curtain of coolant liquid to prevent chips from scattering. Like to do.

最近のマシニングセンタなどの工作機械においては自動工具交換装置を有し、工具(切削工具と工具ホルダ)の自動交換を行う。工具の自動交換の際、切削工具を保持する工具ホルダのフランジ部のV溝部を工具交換装置のアームで把持し、工具ホルダのシャンク部を主軸のテーパ係合孔に係合させて主軸内のドローバーにより工具ホルダをテーパ係合孔の奥方へ引きつけ、工具ホルダのフランジ部の軸心方向位置規制面を主軸の端面に当接させることで、二面拘束にて工具を主軸に固定する。   Recent machine tools such as machining centers have an automatic tool changer to automatically change tools (cutting tools and tool holders). When the tool is automatically changed, the V-groove portion of the flange portion of the tool holder that holds the cutting tool is held by the arm of the tool changer, and the shank portion of the tool holder is engaged with the taper engagement hole of the main shaft, The tool is fixed to the main shaft by two-surface restraint by drawing the tool holder to the back of the taper engagement hole by the draw bar and bringing the axial center position regulating surface of the flange portion of the tool holder into contact with the end surface of the main shaft.

ここで、工具交換時に、シャンク部の外周面やフランジ部の軸心方向位置規制面に切粉が付着した状態で工具を主軸にセットすると、工具の主軸への位置決めと固定に支障を来し、切削加工精度の低下原因となる。そこで、従来から工具の表面をクーラント液やエアブローにて洗浄する技術が種々提案されている。   Here, when changing the tool, if the tool is set on the main spindle with chips adhering to the outer peripheral surface of the shank or the axial position regulating surface of the flange, it will hinder the positioning and fixing of the tool to the main spindle. This causes a reduction in cutting accuracy. Therefore, various techniques for cleaning the surface of a tool with a coolant or air blow have been proposed.

例えば、特許文献1に記載の工作機械用洗浄装置においては、主軸ヘッドの先端面に固定される主軸キャップにノズル部材を設け、ノズル部材に複数(例えば4つ)の噴射ノズルを形成し、クーラントホースからクーラント供給ポートに供給されたクーラント液を複数の噴射ノズルから、主軸のテーパ穴に向けて移動する工具のシャンク部にクーラント液の噴射流を内径側へ向けて傾斜状に噴射するように構成されている。
特開2000−52185号公報
For example, in the machine tool cleaning device described in Patent Document 1, a nozzle member is provided on a spindle cap fixed to the tip surface of the spindle head, and a plurality of (for example, four) injection nozzles are formed on the nozzle member. The coolant liquid supplied from the hose to the coolant supply port is sprayed from a plurality of spray nozzles to the shank part of the tool moving toward the taper hole of the spindle in an inclined manner toward the inner diameter side. It is configured.
JP 2000-52185 A

前記特許文献1の工作機械用洗浄装置においては、主軸のテーパ係合孔に装着される工具における工具ホルダのシャンク部の上端面、外周面、フランジ部の軸心方向位置規制面にクーラント液の噴射流を噴射することにより洗浄することができる。しかし、前記の複数の噴射ノズルからは、主軸の軸心の方へ且つ下方へ向けて傾斜状にクーラント液が噴射されるだけであるので、主軸の先端面をクーラント液で殆ど洗浄することができない。そのため、主軸の先端面に付着していた切粉がその先端面と工具ホルダの軸心方向位置規制面との間に噛み込み、主軸への工具の取り付け位置精度が低下し、機械加工精度の低下原因となり、機械加工中における振動発生原因となる。   In the machine tool cleaning device of Patent Document 1, the coolant liquid is applied to the upper end surface, the outer peripheral surface, and the axial position regulating surface of the flange portion of the tool holder in the tool mounted in the tapered engagement hole of the main shaft. It can wash | clean by injecting a jet stream. However, since the coolant liquid is merely sprayed from the plurality of spray nozzles in an inclined manner toward the axis of the main shaft and downward, the tip surface of the main shaft can be almost cleaned with the coolant liquid. Can not. For this reason, the chips adhering to the tip surface of the main spindle are caught between the front end surface and the axial position restriction surface of the tool holder, and the accuracy of the mounting position of the tool on the main spindle is lowered, and the machining accuracy is improved. It causes a decrease and causes vibration during machining.

本発明の目的は、主軸の先端面をクーラント液で確実に洗浄できるようにした洗浄装置を備える工作機械を提供することである。   The objective of this invention is providing the machine tool provided with the washing | cleaning apparatus which enabled it to wash | clean the tip surface of a main axis | shaft reliably with a coolant liquid.

請求項1の工作機械は、主軸に取り付けられた工具を交換する工具交換機構を備えた工作機械において、主軸ヘッドの先端に固定される主軸キャップに固定され且つその先端面が前記主軸の端面と同じ高さ位置に設定されたノズル形成部材と、前記ノズル形成部材に形成された1つの環状ノズルからなる第1噴射ノズルであって、主軸ヘッドのクーラント供給ポートに接続され主軸の軸心の方へ向けてクーラント液の噴射流を傾斜状に噴射することでクーラント液のテーパ筒状噴射流を形成する第1噴射ノズルと、前記ノズル形成部材のうちの前記第1噴射ノズルよりも内周側に形成され且つ環状テーパの傾斜面と、この傾斜面に連なる環状水平面とを備えた1又は複数の第2噴射ノズルであって、主軸ヘッドのクーラント供給ポートに接続され主軸の先端面へ向けてクーラント液の噴射流を噴射する1又は複数の第2噴射ノズルと、前記主軸の先端に固定される端面カバーに形成された環状テーパ面であって、前記第2噴射ノズルから噴射されて前記環状テーパの傾斜面と前記環状水平面とで前記主軸の先端面の方向へ向けたクーラント液の噴射流を主軸の先端面に案内する環状テーパ面とを有する洗浄装置を設けたことを特徴とするものである。 The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is provided with a tool changing mechanism for exchanging a tool attached to the spindle, and is fixed to a spindle cap fixed to the tip of the spindle head, and the tip surface of the machine tool is an end surface of the spindle. A first injection nozzle comprising a nozzle forming member set at the same height and one annular nozzle formed on the nozzle forming member, which is connected to a coolant supply port of the spindle head and is closer to the axis of the spindle A first injection nozzle that forms a tapered cylindrical injection flow of the coolant liquid by injecting an injection flow of the coolant liquid in an inclined direction toward the inner side, and the inner peripheral side of the first injection nozzle of the nozzle forming member 1 or a plurality of second injection nozzles having an inclined surface of an annular taper and an annular horizontal plane connected to the inclined surface, and connected to a coolant supply port of the spindle head Re an annular tapered surface 1 or a plurality of second injection nozzles for injecting the jet of coolant liquid toward the distal end surface, formed on the end face cover which is fixed to the distal end of the main shaft of the main shaft, the second A cleaning device having an annular tapered surface that is jetted from an injection nozzle and guides a jet of coolant liquid directed toward the tip surface of the main shaft to the tip surface of the main shaft by the inclined surface of the annular taper and the annular horizontal surface. It is characterized by providing.

自動工具交換機構により工具交換を行う際に、工具を主軸のテーパ係合孔の方へ向けて移動させながら、クーラント供給ポートにクーラント液を供給すると、1つの第1噴射ノズルから主軸の軸心の方へ且つ下方へ向けて傾斜状にクーラント液の噴射流が形成され、その噴射流により工具ホルダのシャンク部の表面が洗浄される。これと並行して、1又は複数の第2噴射ノズルから主軸の先端面へ向けて噴射流が形成されて、主軸の先端面が確実に洗浄される。 When changing the tools by an automatic tool changer mechanism, while moving toward the tool towards the tapered engaging hole of the spindle and to supply coolant to the coolant supply port, the axis of one of the main shaft from the first discharge nozzle A coolant liquid jet is formed so as to be inclined downward and downward, and the surface of the shank portion of the tool holder is cleaned by the jet flow. In parallel with this, an injection flow is formed from one or a plurality of second injection nozzles toward the front end surface of the main shaft, and the front end surface of the main shaft is reliably cleaned.

請求項の工作機械は、請求項の発明において、前記主軸と主軸キャップとの境界部に加圧エアを供給してエアパージするエアパージ手段を設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the machine tool according to the first aspect of the present invention is characterized in that an air purge means is provided for purging air by supplying pressurized air to a boundary portion between the main shaft and the main shaft cap.

請求項1の発明によれば、主軸キャップにクーラント液を傾斜状に噴射する1つの第1噴射ノズルを設けるため、自動工具交換の際に、工具における工具ホルダのシャンク部の表面をクーラント液の噴射流で確実に洗浄することができる。
そして、主軸キャップに主軸の先端面に向けてクーラント液を噴射する1又は複数の第2噴射ノズルを設けるため、自動工具交換の際に、主軸の先端面を確実に洗浄することができる。その結果、主軸に工具を二面拘束にて取り付ける取り付け位置精度を高めて、機械加工精度を高め、機械加工中の振動発生を格段に軽減することができる。
しかも、第1噴射ノズルを形成するためのノズル形成部材を有効活用して第2噴射ノズルを形成するため、部材数を少なく、構成を簡単化することができる。
According to the present invention, to provide one of the first injection nozzle for injecting coolant into the spindle cap inclined, when the automatic tool exchange, the coolant liquid surface of the shank portion of the tool holder in the tool It is possible to reliably clean with the jet flow of.
And since the 1 or several 2nd injection nozzle which injects coolant liquid toward the front end surface of a main shaft is provided in a main shaft cap, the front end surface of a main shaft can be wash | cleaned reliably at the time of an automatic tool change. As a result, it is possible to increase the mounting position accuracy for attaching the tool to the main shaft with two-surface restraint, increase the machining accuracy, and remarkably reduce the occurrence of vibration during machining.
Moreover, since the second injection nozzle is formed by effectively utilizing the nozzle forming member for forming the first injection nozzle, the number of members can be reduced and the configuration can be simplified.

また、第1噴射ノズルはクーラント液のテーパ筒状噴射流を形成する1つの環状ノズルからなるため、この第1噴射ノズルにより形成されるテーパ筒状噴射流により工具における工具ホルダのシャンク部の表面をムラなく洗浄することができる。 Further, since the first injection nozzle is composed of one annular nozzle that forms a tapered cylindrical injection flow of the coolant liquid, the surface of the shank portion of the tool holder in the tool by the tapered cylindrical injection flow formed by the first injection nozzle. Can be cleaned evenly.

さらに、主軸の先端に固定される端面カバーに、2噴射ノズルから噴射されたクーラント液の噴射流を主軸の先端面に導く環状テーパ面を形成したため、第2噴射ノズルから噴射されたクーラント液の噴射流を前記環状テーパ面で案内することにより、主軸の先端面へ効率よく導くことができる。 Further, the end surface cover fixed to the tip end of the main shaft is formed with an annular tapered surface that guides the jet flow of the coolant liquid sprayed from the second spray nozzle to the tip surface of the main shaft, so that the coolant liquid sprayed from the second spray nozzle Can be efficiently guided to the tip surface of the main shaft.

請求項の発明によれば、前記主軸と主軸キャップとの境界部に加圧エアを供給してエアパージするエアパージ手段を設けたため、主軸を回転自在に支持する主軸ヘッドの軸受の方へクーラント液や切粉が侵入するのを確実に防止することができる。 According to the invention of claim 2 , since the air purge means for supplying the pressurized air to the boundary portion between the main shaft and the main shaft cap and purging the air is provided, the coolant liquid is directed toward the bearing of the main shaft head that rotatably supports the main shaft. Intrusion of chips and chips can be reliably prevented.

本願の工作機械は、主軸に取り付けられた工具を交換する工具交換機構を備えた工作機械において、主軸ヘッドの先端に固定される主軸キャップに固定され且つその先端面が前記主軸の端面と同じ高さ位置に設定されたノズル形成部材と、前記ノズル形成部材に形成された1つの環状ノズルからなる第1噴射ノズルであって、主軸ヘッドのクーラント供給ポートに接続され主軸の軸心の方へ向けてクーラント液の噴射流を傾斜状に噴射することでクーラント液のテーパ筒状噴射流を形成する第1噴射ノズルと、前記ノズル形成部材のうちの前記第1噴射ノズルよりも内周側に形成され且つ環状テーパの傾斜面と、この傾斜面に連なる環状水平面とを備えた1又は複数の第2噴射ノズルであって、主軸ヘッドのクーラント供給ポートに接続され主軸の先端面へ向けてクーラント液の噴射流を噴射する1又は複数の第2噴射ノズルと、前記主軸の先端に固定される端面カバーに形成された環状テーパ面であって、前記第2噴射ノズルから噴射されて前記環状テーパの傾斜面と前記環状水平面とで前記主軸の先端面の方向へ向けたクーラント液の噴射流を主軸の先端面に案内する環状テーパ面とを有する洗浄装置を設けたことを特徴とするものである。 The machine tool of the present application is a machine tool having a tool change mechanism for exchanging a tool attached to a spindle, and is fixed to a spindle cap fixed to the tip of a spindle head, and the tip surface thereof is the same height as the end surface of the spindle. A first injection nozzle comprising a nozzle forming member set at a vertical position and one annular nozzle formed on the nozzle forming member, which is connected to a coolant supply port of the spindle head and directed toward the axis of the spindle A first injection nozzle that forms a tapered cylindrical injection flow of the coolant liquid by injecting an injection flow of the coolant liquid in an inclined manner, and is formed on the inner peripheral side of the first injection nozzle of the nozzle forming member. One or a plurality of second injection nozzles having an inclined surface with an annular taper and an annular horizontal surface connected to the inclined surface, and connected to a coolant supply port of the spindle head. One or a plurality of second injection nozzle toward the axial front end surface of injecting a jet of coolant liquid, an annular tapered surface formed on the end face cover which is fixed to the distal end of the main shaft, the second injection There is provided a cleaning device having an annular tapered surface which is jetted from a nozzle and guides a jet of coolant liquid directed toward the tip surface of the main shaft to the tip surface of the main shaft by the inclined surface of the annular taper and the annular horizontal surface. It is characterized by that.

次に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、工作機械1は、主軸2が鉛直に立てられた竪型のマシニングセンタであり、主軸2はベアリング3により主軸ヘッド4に回転自在に支持され、モータ5により回転駆動される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the machine tool 1 is a vertical machining center in which a main shaft 2 stands vertically. The main shaft 2 is rotatably supported by a main shaft head 4 by a bearing 3 and is driven to rotate by a motor 5. .

図1〜図4に示すように、主軸2の下端部分には、工具6における工具ホルダ7のシャンク部7aをテーパ係合させる為のテーパ係合孔2a(工具挿入孔)が形成されている。工具6は、ドリル等の切削工具6aと、この切削工具6aを保持させる工具ホルダ7とからなり、工具ホルダ7は、シャンク部7aとフランジ部7bとV溝部7cとを有する。
主軸2に工具6を取り付けた状態において、工具ホルダ7のシャンク部7aがテーパ係合孔2aにテーパ係合し、フランジ部7bの軸心方向位置規制面7dが主軸2の先端の端面2cに面当りする形式の二面拘束型の構成が採用されている。主軸2内と主軸2の上端側には、主軸2に装着された工具6における工具ホルダ7のクランプ用係合部(図示略)に係合して上方へ引きつける保持機構が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the lower end portion of the main shaft 2 is formed with a taper engagement hole 2 a (tool insertion hole) for taper engagement with the shank portion 7 a of the tool holder 7 in the tool 6. . The tool 6 includes a cutting tool 6a such as a drill and a tool holder 7 for holding the cutting tool 6a. The tool holder 7 includes a shank portion 7a, a flange portion 7b, and a V groove portion 7c.
In a state where the tool 6 is attached to the main shaft 2, the shank portion 7 a of the tool holder 7 is taper-engaged with the taper engagement hole 2 a, and the axial center position regulating surface 7 d of the flange portion 7 b is on the end surface 2 c at the tip of the main shaft 2. A two-sided constraining configuration with a surface contact type is employed. A holding mechanism is provided in the main shaft 2 and on the upper end side of the main shaft 2 to engage with a clamping engagement portion (not shown) of the tool holder 7 of the tool 6 mounted on the main shaft 2 and pull it upward.

図1,図2に示すように、主軸ヘッド4には自動工具交換装置10が装備されており、自動工具交換装置10は複数のポッド11がチェーン状部材12に連結されたマガジン13を有する。各ポッド11には種々の切削工具付き工具ホルダ7が選択的に着脱可能に挿入される。マガジン13は指令信号に応じてそれらのポッド11を移動させて、指令されたポッド11を所定の交換位置に搬送する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the spindle head 4 is equipped with an automatic tool changer 10, and the automatic tool changer 10 has a magazine 13 in which a plurality of pods 11 are connected to a chain-like member 12. In each pod 11, various tool holders 7 with cutting tools are selectively detachably inserted. The magazine 13 moves those pods 11 in response to the command signal, and conveys the commanded pods 11 to a predetermined replacement position.

自動工具交換装置10は、主軸2と平行な軸の回りに旋回する旋回アーム14を備え、旋回アーム14は主軸2に取り付けられている工具6と、交換位置に搬送された工具6とをチャックしてから、旋回アーム14を下降させて、主軸2とポッド11とから工具6を取り外した後180度旋回させる。次に旋回アーム14を上昇させて主軸2に別の工具6を取り付けると共に交換位置のポッド11に主軸2から取り外した工具6を戻す。   The automatic tool changer 10 includes a turning arm 14 that turns around an axis parallel to the main shaft 2. The turning arm 14 chucks the tool 6 attached to the main shaft 2 and the tool 6 conveyed to the change position. After that, the swivel arm 14 is lowered to remove the tool 6 from the main shaft 2 and the pod 11 and then swivel 180 degrees. Next, the swivel arm 14 is raised to attach another tool 6 to the main shaft 2, and the tool 6 removed from the main shaft 2 is returned to the pod 11 at the replacement position.

次に、主軸2のテーパ係合孔2aに装着される工具6と主軸2の先端面2cを洗浄する洗浄装置について説明する。図4に示すように、主軸2を回転自在に支持する主軸ヘッド4の下端には、環状の主軸キャップ20(別名「ベアリング押え」)が固定され、主軸キャップ20は複数のボルト21で主軸ヘッド4に固定されている。   Next, a cleaning device for cleaning the tool 6 mounted in the taper engagement hole 2a of the main shaft 2 and the tip surface 2c of the main shaft 2 will be described. As shown in FIG. 4, an annular main shaft cap 20 (also called “bearing retainer”) is fixed to the lower end of the main shaft head 4 that rotatably supports the main shaft 2, and the main shaft cap 20 is connected to the main shaft head with a plurality of bolts 21. 4 is fixed.

主軸2の先端の外周部分には段落ち部2bが形成され、主軸キャップ20の内周部にも段落ち部22が形成され、これら段落ち部2b,22には環状の端面カバー23が装着されて複数のボルト24で主軸2に固定されている。主軸2の先端の内周部は、端面カバー23よりも下方へ所定高さ突出し、その突出部の先端には工具ホルダ7のフランジ部7bの軸心方向位置規制面7dを受け止める二面拘束用の端面2cが形成されている。   A stepped portion 2b is formed on the outer peripheral portion of the tip of the main shaft 2, and a stepped portion 22 is formed on the inner peripheral portion of the main shaft cap 20, and an annular end surface cover 23 is attached to the stepped portions 2b and 22 The plurality of bolts 24 are fixed to the main shaft 2. The inner peripheral portion of the tip end of the main shaft 2 protrudes to a predetermined height below the end surface cover 23, and the tip of the protruding portion is for two-surface restraining that receives the axial position regulating surface 7d of the flange portion 7b of the tool holder 7. The end face 2c is formed.

主軸キャップ20の先端部分に形成された環状通路25を塞ぐ環状のノズル形成部材26が主軸キャップ20の嵌合穴27に嵌合されて接着剤により接着されると共に、嵌合穴27の外周側の縁部をカシメることによっても固定されている。このノズル形成部材26の先端面は主軸2の端面2cとほぼ同高さ位置に設定されている。前記環状通路25はクーラント供給ポート28に接続され、クーラント供給ポート28はクーラントホース29により加圧されたクーラント液を供給するクーラント供給源(50,51)に接続されている。   An annular nozzle forming member 26 that closes the annular passage 25 formed at the distal end portion of the spindle cap 20 is fitted into the fitting hole 27 of the spindle cap 20 and adhered by an adhesive, and the outer peripheral side of the fitting hole 27. It is also fixed by caulking the edge. The front end surface of the nozzle forming member 26 is set at a position substantially the same as the end surface 2 c of the main shaft 2. The annular passage 25 is connected to a coolant supply port 28, and the coolant supply port 28 is connected to a coolant supply source (50, 51) for supplying a coolant liquid pressurized by a coolant hose 29.

前記のノズル形成部材26には、主軸2の軸心の方へ向けてクーラント液の噴射流を傾斜状に噴射する1つの第1噴射ノズル30であって環状ノズルからなる第1噴射ノズル30が形成され、この第1噴射ノズル30は複数の通路孔30aにより環状通路25に接続されている。クーラント供給ポート28に加圧されたクーラント液が供給されると、環状通路25と複数の通路孔30aから第1噴射ノズル30に供給され、第1噴射ノズル30からクーラント液のテーパ筒状噴射流Aが噴射され、主軸2のテーパ係合孔2aに向けて上方移動する工具6における工具ホルダ7のシャンク部7aの表面が洗浄される。   The nozzle forming member 26 includes a first injection nozzle 30 that is an annular nozzle and is a first injection nozzle 30 that injects an injection flow of the coolant liquid in an inclined manner toward the axis of the main shaft 2. The first injection nozzle 30 is formed and connected to the annular passage 25 by a plurality of passage holes 30a. When the pressurized coolant liquid is supplied to the coolant supply port 28, the coolant liquid is supplied to the first injection nozzle 30 from the annular passage 25 and the plurality of passage holes 30 a, and the tapered cylindrical injection flow of the coolant liquid from the first injection nozzle 30. A is injected, and the surface of the shank portion 7a of the tool holder 7 in the tool 6 that moves upward toward the tapered engagement hole 2a of the main shaft 2 is cleaned.

前記ノズル形成部材26のうちの第1噴射ノズル30よりも内周側には、主軸2の端面2cへ向けてクーラント液のほぼ水平状噴射流を噴射する1つの第2噴射ノズル31であって環状ノズルからなる第2噴射ノズル31が形成され、この第2噴射ノズル31は、複数の通路孔31aにより環状通路25に連通されている。第2噴射ノズル31は、クーラント液の噴射流を水平方向へ方向変換する環状テーパの傾斜面32と、この傾斜面32に連なる環状水平面33とを有する。   One second injection nozzle 31 that injects a substantially horizontal injection flow of the coolant liquid toward the end surface 2 c of the main shaft 2 on the inner peripheral side of the first injection nozzle 30 in the nozzle forming member 26. A second injection nozzle 31 formed of an annular nozzle is formed, and the second injection nozzle 31 communicates with the annular passage 25 through a plurality of passage holes 31a. The second injection nozzle 31 has an inclined surface 32 with an annular taper that changes the direction of the coolant jet in the horizontal direction, and an annular horizontal surface 33 that continues to the inclined surface 32.

前記の端面カバー23には、第2噴射ノズル31から噴射されたクーラント液の水平状噴射流を主軸2の端面2cに導く環状テーパ面34が形成されている。クーラント供給ポート28から環状通路25に加圧されたクーラント液が供給されると、複数の通路孔31aから第2噴射ノズル31へ供給され、第2噴射ノズル31からほぼ水平状の噴射流となって主軸2の端面2cの方へ噴射され、主軸2の端面2cが確実に洗浄される。   The end surface cover 23 is formed with an annular tapered surface 34 that guides a horizontal spray flow of the coolant liquid sprayed from the second spray nozzle 31 to the end surface 2 c of the main shaft 2. When the pressurized coolant liquid is supplied from the coolant supply port 28 to the annular passage 25, the coolant liquid is supplied from the plurality of passage holes 31 a to the second injection nozzle 31, and becomes a substantially horizontal injection flow from the second injection nozzle 31. The end surface 2c of the main shaft 2 is sprayed toward the end surface 2c, and the end surface 2c of the main shaft 2 is reliably cleaned.

主軸2と主軸キャップ20との境界部35に加圧エアを供給してエアパージするエアパージ手段として、加圧エア供給源61(図5参照)に接続されたエアホース38が接続される加圧エアポート36が主軸キャップ20に形成され、この加圧エアポート36に連通したエア通路37が主軸2と主軸キャップ20との境界部35に連通されている。加圧エアポート36に供給される加圧エアはエア通路37を通って主軸2と主軸キャップ20との境界部35に供給されるため、その境界部35にクーラント液が侵入することはない。   A pressurized air port 36 to which an air hose 38 connected to a pressurized air supply source 61 (see FIG. 5) is connected as air purge means for supplying and purging pressurized air to the boundary 35 between the spindle 2 and the spindle cap 20. Is formed in the main shaft cap 20, and an air passage 37 communicating with the pressurized air port 36 is communicated with a boundary portion 35 between the main shaft 2 and the main shaft cap 20. Since the pressurized air supplied to the pressurized air port 36 is supplied to the boundary portion 35 between the main shaft 2 and the main shaft cap 20 through the air passage 37, the coolant liquid does not enter the boundary portion 35.

次に、加圧エア供給系と、クーラント供給系について説明する。
図5に示すように、クーラントポンプ51はクーラント液を貯留するクーラントタンク50内のクーラント液を加圧して吐出する。このクーラントポンプ51の吐出側には、レギュレータ52と切換弁53が接続されている。クーラントタンク50には、クーラント液の粘度を測定する粘度測定器54が設けられている。測定されたクランプ液の粘度に基づいてレギュレータ52が調節される。
切換弁53は、切削用ノズル55が接続された第1吐出系と、それ以外の第2吐出系とに対するクーラント液の供給の有無を切換えるものである。切削用ノズル55は、切削工具6aによる切削個所にクーラント液を噴射できるように設けられている。
Next, a pressurized air supply system and a coolant supply system will be described.
As shown in FIG. 5, the coolant pump 51 pressurizes and discharges the coolant liquid in the coolant tank 50 that stores the coolant liquid. A regulator 52 and a switching valve 53 are connected to the discharge side of the coolant pump 51. The coolant tank 50 is provided with a viscosity measuring device 54 that measures the viscosity of the coolant. The regulator 52 is adjusted based on the measured viscosity of the clamping fluid.
The switching valve 53 switches whether or not the coolant is supplied to the first discharge system to which the cutting nozzle 55 is connected and the other second discharge system. The nozzle 55 for cutting is provided so that a coolant liquid can be sprayed to the cutting location by the cutting tool 6a.

第2吐出系には、フィルタ56を介して前記の噴射ノズル30、自動工具交換機構10による工具6の交換に影響を与える切粉の付着する個所にクーラント液を噴射する別の複数の洗浄ノズルにも接続されている。この別の複数の洗浄ノズルとしては、図1〜図3に示すように、自動工具交換機構10の下端面に向かってクーラント液を噴射する洗浄ノズル57、旋回アーム14に向かってクーラント液を噴射する洗浄ノズル58,59、自動工具交換機構10のポッド11にクーラント液を噴射する洗浄ノズル60などが設けられている。   The second discharge system includes a plurality of other cleaning nozzles for injecting a coolant liquid through the filter 56 to the location where the above-described injection nozzle 30 and chips that affect the replacement of the tool 6 by the automatic tool change mechanism 10 adhere Also connected to. As the other plurality of cleaning nozzles, as shown in FIGS. 1 to 3, the cleaning nozzle 57 that injects the coolant liquid toward the lower end surface of the automatic tool change mechanism 10, and the coolant liquid is injected toward the swivel arm 14. Cleaning nozzles 58 and 59 for cleaning, a cleaning nozzle 60 for injecting a coolant liquid to the pod 11 of the automatic tool change mechanism 10, and the like are provided.

加圧エア供給系に関して、工場の加圧エア供給系又はコンプレッサからなる加圧エア供給源61にはフィルタ62とレギュレータ63とが接続され、このレギュレータ63を通して前記のエア供給ポート36に連なる境界部35及びその他のエアノズルへ加圧エアを供給するように構成してある。   With respect to the pressurized air supply system, a filter 62 and a regulator 63 are connected to a pressurized air supply source 61 comprising a factory pressurized air supply system or a compressor, and a boundary portion connected to the air supply port 36 through the regulator 63. 35 and other air nozzles are configured to supply pressurized air.

次に、以上説明した工作機械の作用について説明する。
自動工具交換装置10により工具交換する際には、クーラント供給系は第2吐出系に切換えられ、複数の噴射ノズル30,57〜60からクーラント液が噴射されると共に、加圧エア供給系に加圧エアが供給され、エアパージ手段の前記の境界部35へ加圧エアが供給される。
Next, the operation of the machine tool described above will be described.
When the tool is changed by the automatic tool changer 10, the coolant supply system is switched to the second discharge system, and coolant liquid is injected from the plurality of injection nozzles 30 and 57 to 60, and is added to the pressurized air supply system. Pressurized air is supplied, and pressurized air is supplied to the boundary portion 35 of the air purge means.

自動工具交換装置10のアーム14により、工具6を主軸2のテーパ係合孔2aに向けて上方移動させる際に、噴射ノズル30からクーラント液が、図4の環状テーパ筒状のクーラント噴射流Aのように主軸2の軸心の方へ傾斜状に噴射されて工具ホルダ7の上端面、シャンク部7aの外周面、軸心方向位置規制面7dに噴射され、このクーラント噴射流Aにより切粉等の異物が洗浄される。また、上記と並行して、噴射ノズル31からクーラント液が、図4のクーラント噴射流Bのように主軸2の先端の端面2cの方へほぼ水平状に噴射されるため、主軸2の端面2cを確実に洗浄することができる。   When the tool 6 is moved upward toward the taper engagement hole 2a of the main shaft 2 by the arm 14 of the automatic tool changer 10, the coolant liquid is injected from the injection nozzle 30 into the annular tapered cylindrical coolant injection flow A in FIG. As shown in FIG. 2 and is sprayed in an inclined manner toward the axis of the main shaft 2 and sprayed to the upper end surface of the tool holder 7, the outer peripheral surface of the shank portion 7a, and the axial center position restricting surface 7d. Such foreign matter is cleaned. Further, in parallel with the above, the coolant liquid is injected from the injection nozzle 31 in a substantially horizontal direction toward the end surface 2c at the tip of the main shaft 2 as in the coolant injection flow B of FIG. Can be reliably washed.

そのため、工具ホルダ7のシャンク部7aの表面と、主軸2の端面2cを完全に洗浄してから、工具ホルダ7のシャンク部7aを主軸2のテーパ係合孔2aに係合させ、軸心方向位置規制面7dを主軸2の端面2cに密着させて、高精度に位置決めした状態で、ドローバーを含む保持機構により主軸2に二面拘束で固定することができる。それ故、主軸2に工具6を二面拘束にて取り付ける取り付け位置精度を高めて、機械加工精度を高め、機械加工中の振動発生を格段に軽減することができる。しかも、第1噴射ノズル30を形成するためのノズル形成部材26を有効活用して第2噴射ノズル31を形成するため、部材数を少なく、構成を簡単化することができる。   Therefore, after completely cleaning the surface of the shank portion 7a of the tool holder 7 and the end surface 2c of the main shaft 2, the shank portion 7a of the tool holder 7 is engaged with the taper engagement hole 2a of the main shaft 2, and the axial direction With the position regulating surface 7d in close contact with the end surface 2c of the main shaft 2 and positioned with high accuracy, it can be fixed to the main shaft 2 by two-surface restraint by a holding mechanism including a draw bar. Therefore, the mounting position accuracy for attaching the tool 6 to the main shaft 2 by two-face restraint can be increased, the machining accuracy can be improved, and the occurrence of vibration during machining can be greatly reduced. In addition, since the second injection nozzle 31 is formed by effectively utilizing the nozzle forming member 26 for forming the first injection nozzle 30, the number of members can be reduced and the configuration can be simplified.

既存の工作機械における第1噴射ノズル30のみを有するノズル形成部材26を第1,第2噴射ノズル30,31を有するノズル形成部材26に変更するだけで、第1,第2噴射ノズル30,31を実現できるから、安価に経済的に実施可能である。
しかも、エアパージ手段を設けたため、主軸2と主軸キャップ20の間の境界部35にクーラント液が侵入するのを確実に防止することができる。
By simply changing the nozzle forming member 26 having only the first injection nozzle 30 in the existing machine tool to the nozzle forming member 26 having the first and second injection nozzles 30 and 31, the first and second injection nozzles 30 and 31 are provided. Can be implemented economically at a low cost.
Moreover, since the air purge means is provided, it is possible to reliably prevent the coolant liquid from entering the boundary portion 35 between the main shaft 2 and the main shaft cap 20.

第1噴射ノズル30はクーラント液のテーパ筒状噴射流を形成する1つの環状ノズルからなるため、この第1噴射ノズル30により形成されるテーパ筒状噴射流Aにより工具6における工具ホルダ7のシャンク部7aの表面をムラなく洗浄することができる。
前記第2噴射ノズル31はクーラント液のほぼ水平状噴射流を形成する1つの環状ノズルからなるため、この第2噴射ノズル31により形成される水平状噴射流により主軸2の先端面2cをムラなく確実に洗浄することができる。
Since the first injection nozzle 30 is composed of one annular nozzle that forms a tapered cylindrical injection flow of the coolant liquid, the taper cylindrical injection flow A formed by the first injection nozzle 30 causes a shank of the tool holder 7 in the tool 6. The surface of the part 7a can be cleaned evenly.
Since the second injection nozzle 31 is composed of one annular nozzle that forms a substantially horizontal injection flow of the coolant liquid, the horizontal injection flow formed by the second injection nozzle 31 causes the front end surface 2c of the main shaft 2 to be uniform. It can be washed reliably.

前記主軸2の先端に固定される端面カバー23に、第2噴射ノズル31から噴射されたクーラント液の水平状噴射流を主軸2の先端面(端面2c)に導く環状テーパ面32を形成したため、第2噴射ノズル31から噴射されたクーラント液の水平状噴射流を環状テーパ面32で案内することにより、主軸2の先端面へ効率よく導くことができる。   Since the end surface cover 23 fixed to the front end of the main shaft 2 is formed with the annular tapered surface 32 that guides the horizontal injection flow of the coolant liquid injected from the second injection nozzle 31 to the front end surface (end surface 2c) of the main shaft 2, By guiding the horizontal injection flow of the coolant liquid injected from the second injection nozzle 31 with the annular tapered surface 32, the coolant can be efficiently guided to the tip surface of the main shaft 2.

前記主軸2と主軸キャップ20との境界部35に加圧エアを供給してエアパージするエアパージ手段を設けたため、主軸2を回転自在に支持する主軸ヘッド4の軸受の方へクーラント液や切粉が侵入するのを確実に防止することができる。   Since air purge means for supplying the pressurized air to the boundary portion 35 between the main shaft 2 and the main shaft cap 20 for air purging is provided, coolant liquid and chips are transferred toward the bearing of the main shaft head 4 that rotatably supports the main shaft 2. Intrusion can be reliably prevented.

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
1)記の第2噴射ノズル31は1つの環状ノズルであるが、その1つの第2噴射ノズル31の代わりに、周方向適当間隔おきに形成された複数の第2噴射ノズルを形成してもよい。
Next, an example in which the above embodiment is partially changed will be described.
1) before SL is the second discharge nozzle 31 of a single annular nozzle, in place of the second injection nozzle 31 of one of them, to form a plurality of second injection nozzles which are formed in the circumferential direction suitable intervals Also good.

2)尚、本願発明は前記実施例に限定されるものでなく、当業者であれば、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であり、本願の発明はそのような種々の変更形態をも包含するものである。 2) It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and those skilled in the art can make various modifications without departing from the spirit of the present invention. Such various modifications are also included.

本発明の実施例に係る自動工具交換装置付き工作機械の正面図である。1 is a front view of a machine tool with an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention. 工作機械の側面図である。It is a side view of a machine tool. 工作機械の要部の底面図である。It is a bottom view of the principal part of a machine tool. 主軸と主軸ヘッドの要部の拡大断面図であるIt is an expanded sectional view of the principal part of a main spindle and a main spindle head. クーラント供給系と加圧エア供給系のブロック図である。It is a block diagram of a coolant supply system and a pressurized air supply system.

1 工作機械
2 主軸
2a テーパ係合孔
2c 端面
4 主軸ヘッド
6 工具
7 工具ホルダ
7a シャンク部
7d 軸心方向位置規制面
10 自動工具交換機構
20 主軸キャップ
23 端面カバー
26 ノズル形成部材
30 第1噴射ノズル
31 第2噴射ノズル
34 環状テーパ面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 2 Main shaft 2a Taper engagement hole 2c End surface 4 Main shaft head 6 Tool 7 Tool holder 7a Shank part 7d Axial direction position control surface 10 Automatic tool change mechanism 20 Main shaft cap 23 End surface cover 26 Nozzle formation member 30 1st injection nozzle 31 2nd injection nozzle 34 Annular taper surface

Claims (2)

主軸に取り付けられた工具を交換する工具交換機構を備えた工作機械において、
主軸ヘッドの先端に固定される主軸キャップに固定され且つその先端面が前記主軸の端面と同じ高さ位置に設定されたノズル形成部材と、
前記ノズル形成部材に形成された1つの環状ノズルからなる第1噴射ノズルであって、主軸ヘッドのクーラント供給ポートに接続され主軸の軸心の方へ向けてクーラント液の噴射流を傾斜状に噴射することでクーラント液のテーパ筒状噴射流を形成する第1噴射ノズルと、
前記ノズル形成部材のうちの前記第1噴射ノズルよりも内周側に形成され且つ環状テーパの傾斜面と、この傾斜面に連なる環状水平面とを備えた1又は複数の第2噴射ノズルであって、主軸ヘッドのクーラント供給ポートに接続され主軸の先端面へ向けてクーラント液の噴射流を噴射する1又は複数の第2噴射ノズルと、
前記主軸の先端に固定される端面カバーに形成された環状テーパ面であって、前記第2噴射ノズルから噴射されて前記環状テーパの傾斜面と前記環状水平面とで前記主軸の先端面の方向へ向けたクーラント液の噴射流を主軸の先端面に案内する環状テーパ面と、
を有する洗浄装置を設けたことを特徴とする工作機械。
In a machine tool with a tool change mechanism that changes the tool attached to the spindle,
A nozzle forming member fixed to a main shaft cap fixed to the front end of the main shaft head and having a front end surface set at the same height as the end surface of the main shaft;
A first injection nozzle comprising one annular nozzle formed on the nozzle forming member, which is connected to a coolant supply port of the spindle head and injects an injection flow of coolant liquid in an inclined manner toward the axis of the spindle. A first injection nozzle that forms a tapered cylindrical injection flow of the coolant liquid ;
Among the nozzle forming members, one or a plurality of second injection nozzles that are formed on the inner peripheral side of the first injection nozzle and that have an inclined surface with an annular taper and an annular horizontal surface connected to the inclined surface. One or a plurality of second injection nozzles that are connected to the coolant supply port of the spindle head and inject an injection flow of the coolant liquid toward the tip surface of the spindle;
An annular tapered surface formed on an end surface cover fixed to the distal end of the main shaft, which is ejected from the second injection nozzle and is inclined toward the distal end surface of the main shaft by the inclined surface of the annular taper and the annular horizontal surface. An annular tapered surface that guides the jet of coolant liquid directed toward the tip surface of the main shaft;
A machine tool provided with a cleaning device having
前記主軸と主軸キャップとの境界部に加圧エアを供給してエアパージするエアパージ手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
The machine tool according to claim 1 , further comprising an air purging unit configured to supply pressurized air to a boundary portion between the main shaft and the main shaft cap to perform air purging .
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