JP5148333B2 - Tool holder positioning device - Google Patents
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Description
本発明は、ツールホルダを工作機械のターレット等の刃物台に位置決めするための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for positioning a tool holder on a tool post such as a turret of a machine tool.
旋盤等の工作機械によりワークに対し精度良く加工を行うには、ツールホルダを旋盤のターレット等の刃物台に正確に位置決めする必要がある。この位置決めを正確に行うために、工作機械の刃物台にはツールホルダ位置決め装置が設けられている。 In order to process a workpiece with high accuracy by a machine tool such as a lathe, it is necessary to accurately position the tool holder on a tool post such as a turret of the lathe. In order to accurately perform this positioning, a tool holder positioning device is provided on the tool post of the machine tool.
すなわち、刃物台には座面が形成され、この座面に複数個の凹部が設けられ、ツールホルダには刃物台の座面に合致可能な連結面が形成され、この連結面に刃物台の凹部に嵌り込む凸部が形成される。ツールホルダの連結面が刃物台の座面に当てられ、連結面の凸部が刃物台の凹部に嵌め込まれることにより、ツールホルダが刃物台に位置決めされる。 That is, the turret is formed with a seating surface, the seating surface is provided with a plurality of recesses, and the tool holder is formed with a connecting surface that can match the seating surface of the turret. A convex part that fits into the concave part is formed. The connecting surface of the tool holder is brought into contact with the seating surface of the tool post, and the convex portion of the connecting surface is fitted into the concave portion of the tool post, whereby the tool holder is positioned on the tool post.
従来、このツールホルダと刃物台との位置決めをより精度良く行うために凹凸部を複数個のキー溝とキーで形成し、キーがキー溝と接触する側面を他のキー及びキー溝との間で互いに直交するように形成している(例えば、特許文献1参照)。また、ツールホルダを刃物台上に位置決めするために凸部をバネ片の先に取り付け、ネジでツールホルダを刃物台に締め付ける際にバネ片が撓むようにしている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, in order to position the tool holder and the tool post with higher accuracy, the concave and convex portions are formed by a plurality of key grooves and keys, and the side where the key contacts the key groove is between the other keys and the key groove. Are formed so as to be orthogonal to each other (for example, see Patent Document 1). Further, in order to position the tool holder on the tool rest, a convex portion is attached to the tip of the spring piece, and the spring piece is bent when the tool holder is fastened to the tool rest with a screw (for example, see Patent Document 2).
特許文献1で開示されるキー及びキー溝による位置決め方法は、キーとキー溝の側面同士間にわずかではあるが隙間が生じる。そのため、ツールホルダの位置決めに狂いが生じるおそれがある。この狂いは座面及び連結面における直交するXY軸及びXY軸に垂直なZ軸について見ると、X軸方向やY軸方向に生じたり、Z軸回りの捩じり方向θに生じたりする。また、ツールホルダの連結面を刃物台の座面に当てながらキーをキー溝に嵌め込む作業が面倒であり、嵌め込む際にキーやキー溝が傷つきやすいという問題がある。
In the positioning method using a key and a key groove disclosed in
特許文献2で開示される位置決め方法は、ツールホルダの取り付け時に凸部を片持ち状に支持するバネ片が撓むようにしているので、凸部の軸がツールホルダの連結面や刃物台の座面に対し当初垂直であったのが傾斜する。そのため、凸部と凹部とがねじれたり傾いたりして接触し、ツールホルダの位置決めに狂いが生じるおそれがある。
In the positioning method disclosed in
従って、本発明はこのような問題点を解消することができるツールホルダ位置決め装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a tool holder positioning device that can solve such problems.
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
すなわち、請求項1に係る発明は、刃物台(1)の座面(1a,1b・・・1n)に設けられた複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)と、上記座面(1a,1b・・・1n)に合致可能なツールホルダ(2)の連結面(2a)に、上記複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は上記複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)と嵌合可能に形成された凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)又は凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)とを有し、上記座面(1a,1b・・・1n)と連結面(2a)とが密着する際に摺接するテーパ面(23,24、34,35)が凹凸部にそれぞれ対称形に形成されたツールホルダ位置決め装置において、上記複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)が、上記座面(1a,1b・・・1n)に含まれる交差軸(X,Y)上に少なくとも一つずつ設けられ、上記複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は上記複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)と嵌合可能な凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)又は凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が、上記連結面(2a)に含まれる交差軸(X,Y)上に設けられ、上記凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)には、上記座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に平行な複数個のすり割り(19)が、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)の置かれる上記軸(X又はY)の方向に互い違いに切り込まれることにより、各凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が上記座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に垂直な方向に弾性変形可能とされ、上記各凹凸部(15a,15b,15c,15d,16a,16b,16c,16d,32a,32b,33a,33b)のテーパ面(23,24,34,35)は各凹凸部(15a,15b,15c,15d,16a,16b,16c,16d,32a,32b,33a,33b)の置かれる上記軸(X又はY)に関し対称形になるように形成されたものとして構成される。
That is, the invention according to
請求項2に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、凸部(16a,16b,16c,16d)を略立方体又は略直方体に形成することができる。
As described in
請求項3に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、凸部(32a,32b)を円錐台形に形成することも可能である。
As described in
請求項4に記載されるように、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のツールホルダ位置決め装置において、すべての凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が連結部材(27)で連結され一体化されたものとすることができる。
As described in
請求項5に記載されるように、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のツールホルダ位置決め装置において、凹部(15a,15b,15c,15d)を各軸(X又はY)に沿って伸びる溝とすることも可能である。
As described in
請求項6に記載されるように、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のツールホルダ位置決め装置において、凹部(33a,33b)を凸部(32a,32b)と嵌合する雌穴とすることも可能である。
As described in
請求項7に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、交差軸(X,Y)を直交二軸とすることも可能である。
As described in
請求項8に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、交差軸(X,Y)が座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に含まれる鉛直軸(P)又は水平軸(Q)に交差するものとすることも可能である。
As described in
請求項9に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、ツールホルダ(2)を刃物台(1)の座面(1a,1b・・・1n)に固定する固定用ボルトが交差軸(X,Y)上又は交差軸(X,Y)の近傍に設けられたものとすることも可能である。
As described in
請求項10に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、すべての凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)が環状部材(27,36)に形成され、ツールホルダ(2)を取り巻くように座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)にそれぞれ形成された環状溝(28,39)に各環状部材(27,36)が嵌め込まれ固定されたものとすることも可能である。
As described in
本発明は次のような作用効果を奏する。 The present invention has the following effects.
すなわち、請求項1に係る発明によれば、刃物台(1)の座面(1a,1b・・・1n)に設けられた複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)と、上記座面(1a,1b・・・1n)に合致可能なツールホルダ(2)の連結面(2a)に、上記複数個の凸部(16a,16b,16c,32a,32b)又は上記複数個の凹部(15a,15b,33a,33b)と嵌合可能に形成された凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)又は凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)とを有し、上記座面(1a,1b・・・1n)と連結面(2a)とが密着する際に摺接するテーパ面(23,24,34,35)が凹凸部にそれぞれ対称形に形成されたツールホルダ位置決め装置において、上記複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)が、上記座面(1a,1b・・・1n)に含まれる交差軸(X,Y)上に少なくとも一つずつ設けられ、上記複数個の凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は上記複数個の凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)と嵌合可能な凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)又は凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が、上記連結面(2a)に含まれる交差軸(X,Y)上に設けられ、上記凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)には、上記座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に平行な複数個のすり割り(19)が、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)の置かれる上記軸(X又はY)の方向に互い違いに切り込まれることにより、各凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が上記座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に垂直な方向に弾性変形可能とされ、上記各凹凸部(15a,15b,16a,16b,16c,32a,32b,33a,33b)のテーパ面(23,24,34,35)は各凹凸部(15a,15b,15c,15d,16a,16b,16c,32a,32b,33a,33b)の置かれる上記軸(X又はY)に関し対称形になるように形成されたものであるから、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)のテーパ面(23,34)を凹部(15a,15b,33a,33b)のテーパ面(24,35)に対向させることで、凹凸部(15a,15b,15c,15d,16a,16b,16c,32a,32b,33a,33b)を容易に嵌め合わせることができ、凹凸部(15a,15b,15c,15d,33a,33b,16a,16b,16c,16d,32a,32b)に傷が付き難くすることができる。また、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)は座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に垂直な方向に弾性変形可能であるから、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)内に侵入すると、テーパ面同士が円滑に面接触し、続いて座面(1a,1b・・・1n)と連結面(2a)とが正確に密着する。さらに、ツールホルダ(2)の連結面(2a)を刃物台(1)の座面(1a,1b・・・1n)に連結したときに、直交二軸(X,Y)に垂直な軸(Z)の周方向にずれないように直交二軸(X,Y)同士を合致させることができる。従って、ツールホルダ(2)の刃物台(1)に対する高精度な位置決めが可能になる。 That is, according to the first aspect of the present invention, the plurality of convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) provided on the seating surfaces (1a, 1b... 1n) of the tool post (1). ) Or a plurality of recesses (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b) and a connecting surface (2a) of the tool holder (2) that can match the seating surfaces (1a, 1b... 1n), The plurality of protrusions (16a, 16b, 16c, 32a, 32b) or the plurality of recesses (15a, 15b, 33a, 33b) and the recesses (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b) or protrusions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b), and slides when the seating surfaces (1a, 1b... 1n) and the coupling surface (2a) are in close contact with each other. Tapered surface (23, 24, 34, 35 In the tool holder positioning device in which the concave and convex portions are respectively formed symmetrically, the plurality of convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) or the plurality of concave portions (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b) are provided at least one on each of the intersecting axes (X, Y) included in the seating surfaces (1a, 1b... 1n), and the plurality of convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) or a plurality of recesses (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b) and recesses (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b) or projections (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) are provided on the intersecting axes (X, Y) included in the connecting surface (2a), and the convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32). 32b) has a plurality of slits (19) parallel to the seating surfaces (1a, 1b... 1n) or the connecting surface (2a), and convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) are alternately cut in the direction of the axis (X or Y) in which each of the protrusions (32b) is placed, so that each convex portion (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) becomes the seat surface (1a, 1b... 1n) or can be elastically deformed in a direction perpendicular to the connecting surface (2a), and the concave and convex portions (15a, 15b, 16a, 16b, 16c, 32a, 32b, 33a, 33b) are tapered surfaces (23, 24, 34, 35) are formed so as to be symmetrical with respect to the axis (X or Y) on which the concave and convex portions (15a, 15b, 15c, 15d, 16a, 16b, 16c, 32a, 32b, 33a, 33b) are placed. Because it is By making the tapered surfaces (23, 34) of the convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) face the tapered surfaces (24, 35) of the concave portions (15a, 15b, 33a, 33b) The parts (15a, 15b, 15c, 15d, 16a, 16b, 16c, 32a, 32b, 33a, 33b) can be easily fitted together, and the concavo-convex parts (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b, 16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) can be made difficult to be damaged. Further, the convex portions (16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) can be elastically deformed in a direction perpendicular to the seating surface (1a, 1b,... 1n) or the connecting surface (2a). 16a, 16b, 16c, 16d, 32a, 32b) penetrates into the recesses (15a, 15b, 15c, 15d, 33a, 33b), the tapered surfaces smoothly come into surface contact with each other, and then the seating surfaces (1a, 1b). ... 1n) and the connecting surface (2a) are in close contact with each other. Furthermore, when the connecting surface (2a) of the tool holder (2) is connected to the seating surfaces (1a, 1b... 1n) of the tool post (1), the axes perpendicular to the orthogonal two axes (X, Y) ( The orthogonal two axes (X, Y) can be matched so as not to be displaced in the circumferential direction of Z). Therefore, the tool holder (2) can be positioned with high accuracy with respect to the tool post (1).
請求項2に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、凸部(16a,16b,16c,16d)を略立方体又は略直方体に形成した場合は、テーパ面(23)を大きな面積で形成することができる。
As described in
請求項3に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、凸部(32a,32b)を円錐台形とする場合は、凸部(32a,32b)を簡易かつ正確に形成することができる。
As described in
請求項4に記載されるように、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のツールホルダ位置決め装置において、すべての凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)が連結部材(27)で連結され一体化されたものとすると、ツールホルダ(2)又は刃物台(1)に対し凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)を簡易かつ正確に着脱することができる。
As described in
請求項5に記載されるように、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のツールホルダ位置決め装置において、凹部(15a,15b,15c,15d)を各軸(X又はY)に沿って伸びる溝とした場合は、凹部(15a,15b,15c,15d)を簡易に形成することができる。
As described in
請求項6に記載されるように、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のツールホルダ位置決め装置において、凹部(33a,33b)を凸部(32a,32b)と嵌合する雌穴とした場合は、凹部(33a,33b)を簡易かつ正確に形成することができる。
As described in
請求項7に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、交差軸(X,Y)を直交二軸とする場合は、座面(1a,1b・・・1n)と連結面(2a)の交差軸(X,Y)同士を合致させることが容易になる。すなわち、凹凸部(15a,15b,15c,15d,33a,33b,16a,16b,16c,16d,32a,32b)同士をより正確に位置合わせすることが可能になる。
As described in
請求項8に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、交差軸(X,Y)が座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に含まれる鉛直軸(P)又は水平軸(Q)に交差するものとする場合は、図19に示すように、ツールホルダ(2)を水平にして刃物台(1)の座面(1a,1b・・・1n)に取り付ける際、図16に示すように、鉛直軸(P)を挟むように配置される各凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は各凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)にツールホルダ(2)の重量(W)が割り振られるので、ツールホルダ(2)の取り付け精度が更に向上する。
As described in
請求項9に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、ツールホルダ(2)を刃物台(1)の座面(1a,1b・・・1n)に固定する固定用ボルトが交差軸(X,Y)上又は交差軸(X,Y)の近傍に設けられたものとする場合は、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)を座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に対し正確に垂直方向に変形させることができ、したがってツールホルダ(2)の取り付け精度を更に高めることができる。
As described in
請求項10に記載されるように、請求項1に記載のツールホルダ位置決め装置において、すべての凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)が環状部材(27,36)に形成され、ツールホルダ(2)を取り巻くように座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)にそれぞれ形成された環状溝(28,39)に各環状部材(27,36)が嵌め込まれ固定されたものとする場合は、凸部(16a,16b,16c,16d,32a,32b)又は凹部(15a,15b,15c,15d,33a,33b)の座面(1a,1b・・・1n)又は連結面(2a)に対する取り付け精度を高めることができ、ひいてはツールホルダ(2)の刃物台(1)に対する位置決め精度を高めることができる。
As described in
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.
<実施の形態1>
ここで説明する工作機械はターレット式旋盤であり、図1及び図6に示すように刃物台としてターレット1を有し、ターレット1の複数箇所の座面1a,1b・・・1nにそれぞれツールホルダ2の連結面2aを合致させてツールホルダ2をターレット1に固定するようになっている。図1に示すツールホルダ2は各種存在するツールホルダのうちの一例であり、各種刃物を保持した他のツールホルダと共にターレット1の任意の座面1aに装着される。
<
The machine tool described here is a turret type lathe, which has a
図1乃至図3で例示されるツールホルダ2は、そのハウジング3内に、旋盤側から動力を受け取る伝動軸4と、伝動軸4から動力が伝達される主軸であるスピンドル5とを備える。伝動軸4とスピンドル5とはそれらの中心線が直角に交差するように配置され、それぞれベアリング6,7を介してハウジング3に回転自在に支持される。伝動軸4の一端はハウジング3外に突出し、そこには図示しない旋盤側の駆動軸に連結される平行キー4aが形成される。伝動軸4のハウジング3内に入り込んだ他端には第一の傘歯車8が固定される。スピンドル5の一端はハウジング3外に突出し、そこには図示しない刃物を着脱するためのチャックが設けられる。スピンドル5のハウジング3内に入り込んだ箇所には上記第一の傘歯車8と噛み合う第二の傘歯車9が固定される。
The
伝動軸4の一端の平行キー4aは、ターレット1の内部で旋盤のフレーム側に固定された環状レール10の溝10aにスライド可能に嵌り込む。ターレット1が旋回すると、ツールホルダ2が他のツールホルダと共に移動し、各ツールホルダの平行キー4aがレール10の溝10a内を滑る。レール10は駆動ポジションにおいて途切れており、所望のツールホルダの平行キー4aがレール10の溝10aから離脱して旋盤側の図示しない駆動軸に連結される。駆動軸が回転すると、伝動軸4からスピンドル5へと回転が伝達され、スピンドル5のチャックに把持された図示しない刃物がワークを加工する。
The parallel key 4a at one end of the
チャックは、スピンドル5の空洞内に収納されたコレット11と、コレット11の先端側テーパ面に被さるリテーナ12と、リテーナ12及びコレット11に跨るように被さり、リテーナ12にボール結合し、コレット11に螺合する刃物締付用ナット13とを有する。図示しない刃物のシャンクをスピンドル5の先端からコレット11内に挿入し、刃物締付用ナット13を締付方向に回すと、リテーナ12を介してコレット11が縮径し、刃物のシャンクを締め付けて固定する。逆に刃物締付用ナット13を緩め方向に回すと、コレット11がリテーナ12から開放されて拡径し、刃物のシャンクを緩めて開放する。このように、刃物締付用ナット13を右回り又は左回りに回すことで、刃物がスピンドル5のチャックにクランプされ又はスピンドル5のチャックからアンクランプされる。
The chuck covers the
また、図6に例示されるように、ターレット1は、正多角柱形に形成され、その周面に多数の座面1a,1b・・・1nを備える。各座面1a,1b・・・1nには、ツールホルダ2のシャンク部3aが挿入される挿入穴14が形成される。シャンク部3aは伝動軸4を取り囲むようにハウジング3から突出する円筒体である。
Moreover, as illustrated in FIG. 6, the
このターレット式旋盤は、ツールホルダ2をターレット1上に正確に位置決めするためにツールホルダ位置決め装置を備える。
The turret type lathe includes a tool holder positioning device for accurately positioning the
ツールホルダ位置決め装置は、図1乃至図6に示すように、刃物台であるターレット1の各座面1a,1b・・・1nに設けられた複数個の凹部15a,15bと、所望の座面1a,1b・・・1nに合致可能なツールホルダ2の連結面2aに、上記複数個の凹部15a,15bと嵌合可能に形成された凸部16a,16b,16cとを備える。
As shown in FIGS. 1 to 6, the tool holder positioning device includes a plurality of
凹部15a,15bは、図6に示すように、ターレット1の座面1a,1b・・・1nに溝として形成される。これらの溝は凸部16a,16b,16cに対峙するように設けられる。
The
凸部16a,16b,16cは、図4、図5A、図5B及び図5Cに示すように、概ね立方体又は直方体に形成され、先端面17と基端面18は平行に形成される。この立方体又は直方体の直交する三本の稜に平行にu軸、v軸、w軸の直交三軸を考えると、先端面17と基端面18はuv軸に平行に形成され、一対の対向する側面はvw軸に平行に形成され、他の対向する側面はwu面に平行に形成される。
As shown in FIGS. 4, 5A, 5B, and 5C, the
各凸部16a,16b,16cには、ターレット1の座面1a,1b・・・1n又はこの座面1a,1b・・・1nに当てられた状態のツールホルダ2の連結面2aに平行に、複数個のすり割り19が互い違いに切り込まれる。より具体的には、すり割り19は、wu面に平行な相対向する側面の一方から他方に向かって、uv面に平行に、互い違いに切り込まれる。図示例では二つのすり割り19,19が設けられているが、三つ以上設けることも可能である。このように複数個のすり割り19が互い違いに形成されることにより、図7A、図7B及び図7Cに示すように、凸部16a,16b,16cはそれぞれ上下方向(w軸方向)に圧縮力を受けると、w軸方向に弾性変形可能である。
Each of the
図5A及び図5Bに示すように、各凸部16a,16b,16cには、固定用ネジ20を通す孔21が設けられる。この孔20は、凸部16a,16b,16cの先端面17側から全てのすり割り19を横切るように伸びる部分がネジ頭を通す大径孔として形成され、基端面側を貫通する部分がネジ軸を通す小径孔として形成される。図1乃至図3に示すように、各凸部16a,16b,16cはツールホルダ2の連結面2aの複数箇所にそれぞれ形成された凹陥部22内に基端面18側から挿入され、固定用ネジ20がツールホルダ2のハウジング3に螺合することによりツールホルダ2の連結面2aに固定される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, each
図1乃至図3に示すように、凸部16a,16b,16cのvw面に平行な一対の側面は、凹陥部22の側面に当接する。このため、凸部16a,16b,16cは上下方向に圧縮力を受けると、凹陥部22の側面が案内手段となってw軸方向に変形可能となる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the pair of side surfaces parallel to the vw surface of the
このように各凸部16a,16b,16cは、ツールホルダ2の連結面2aに固定されることにより、凹部15a,15b内に嵌り込む際にツールホルダ2の連結面2a及びターレット1の座面1aに垂直な方向に直線的に弾性変形可能になる。従って、凸部16a,16b,16cは、凹部15a,15b内に滑らかに嵌り込む。
Thus, each
また、図1、図4及び図6に示すように、凸部16a,16b,16cと凹部15a,15bには、当接し合うテーパ面23,24がそれぞれ形成される。具体的には、凸部16a,16b,16cのテーパ面23は先端面17とvw面に平行な二側面との境界に形成され、凹部15a,15bのテーパ面24は凹部15a,15bを構成する溝の側面と座面1aとの境界に形成される。
As shown in FIGS. 1, 4 and 6, tapered
図7Aに示すように、ツールホルダ2の連結面2aをターレット1の座面1aに近づけると、凹部15a,15bと凸部16a,16b,16cはテーパ面24,23を介して対峙するので、凹部15a,15bと凸部16a,16b,16cは容易に嵌り合うこととなり、凹凸部15a,15b,16a,16b,16cの傷つきが防止される。図7Bに示すように、凹部15a,15bと凸部16a,16b,16cのテーパ面24,23同士が接触し、連結面2aと座面1aとの間に僅かな隙間δが形成される。そこで、図示しない固定用ボルトが図3に示すツールホルダ2のハウジング3の通し孔25に挿入され、図6に示すターレット1のネジ孔26に螺入せしめられると、図7C及び図7Dに示すように、凸部16a,16b,16cは連結面2aと座面1aとに垂直なZ軸方向に直線的に弾性変形し、凸部16a,16b,16cと凹部15a,15bの両テーパ面23,24が摺接し、ツールホルダ2の連結面2aがターレット1の座面1aに滑らかに密着する。
As shown in FIG. 7A, when the connecting
図3に示すように、上記凸部16a,16b,16cはツールホルダ2の連結面2aに含まれる交差軸である直交二軸(XY軸)上に設けられる。ここで、X軸は上記スピンドル5に平行である。また、XY軸に直交するZ軸が、スピンドル軸5と直交する伝動軸4の軸心を通る。凸部16a,16b,16cは図3ではY軸上に二個設けられるが、一個のみ設けてもよいし、X軸上に二個設けてもよい。
As shown in FIG. 3, the
また、凸部16a,16b,16cは、その各々が乗ったX軸又はY軸の方向にすり割り19が切り込まれた状態となるように連結面2a上に固定される。図4に示すように、凸部16a,16b,16cはv方向よりもu方向のほうが高い剛性を示すので、すり割り19の切り込み方向を凸部16a,16b,16cの乗ったX軸又はY軸の方向に設定することにより、X軸上の凸部16aはY軸方向に変形し難く、Y軸上の凸部16b,16cはX軸方向に変形し難くなる。一方、上記凹部15a,15bは、図6に示すように、ターレット1の各座面1a,1b・・・1nに含まれる交差軸である直交二軸のXY軸上に設けられる。また、各凹凸部15a,15b,16a,16b,16cのテーパ面24,23は各々の置かれる上記軸X,Yに関し対称形になるように形成される。これにより、凸部16a,16b,16cと凹部15a,15bが嵌合すると、各凸部は軸X又は軸Yを挟む二面で拘束されることとなり、連結面2aに含まれるXY軸がZ軸回りのθ方向に捩じれることなく座面1a,1b・・・1nのXY軸に合致し、従ってツールホルダ2がターレット1に高精度で位置決めされることになる。
The
次に、上記ツールホルダ位置決め装置の作用について説明する。 Next, the operation of the tool holder positioning device will be described.
(1)ツールホルダ2のシャンク部3aをターレット1の所望の座面1aにおける挿入穴14に挿入し、ツールホルダ2の連結面2aをターレット1の所望の座面1aに対向させる。
(1) The
(2)図7Aに示すように、連結面2a上から突出する凸部16a,16b,16cを座面1aの凹部15a,15bに挿入する。
(2) As shown in FIG. 7A, the
これにより、図7Bに示すように、凹部15a,15bと凸部16a,16b,16cのテーパ面24,23同士が接触し、連結面2aと座面1aとの間に僅かな隙間δが形成される。
As a result, as shown in FIG. 7B, the
(3)図示しない固定用ボルトを図3に示すツールホルダ2のハウジング3の通し孔25に挿入し、図6に示すターレット1のネジ孔26に螺入すると、図7C及び図7Dに示すように、凸部16a,16b,16cが連結面2aと座面1aとに垂直なZ軸方向に直線的に弾性変形し、凸部16a,16b,16cと凹部15a,15bの両テーパ面23,24が摺接し、ツールホルダ2の連結面2aがターレット1の座面1aに滑らかに密着する。
(3) When a fixing bolt (not shown) is inserted into the through
また、凸部16a,16b,16cは、その各々が乗ったX軸又はY軸の方向にすり割り19が切り込まれた状態となるように連結面2a上に固定されることから、X軸上の凸部16aはY軸方向に変形し難く、Y軸上の凸部16b,16cはX軸方向に変形し難くなる。これにより、凸部16a,16b,16cと凹部15a,15bが嵌合すると、連結面2aのXY軸がZ軸回りのθ方向に捩じれることなく座面1aのXY軸に正確に合致する。
Further, since the
かくて、ツールホルダ2がターレット1に高精度で位置決めされた状態で固定される。
Thus, the
(4)なお、スピンドル5の向きがX軸上で反対向きになるように、ツールホルダ2をターレット1に固定することにより、刃物をターレット1の反対側に突出させることができる。
(4) The tool can be protruded to the opposite side of the
(5)ツールホルダ2の連結面2aがターレット1の座面1a上に置かれると同時に、図2に示すように、伝動軸4の一端の平行キー4aがターレット1の内部で旋盤のフレーム側に固定された環状レール10の溝10aにスライド可能に嵌り込む。
(5) At the same time as the connecting
(6)ターレット1が旋回すると、ツールホルダ2が図示しない他のツールホルダと共に移動し、各ツールホルダの平行キー4aがレール10の溝10a内を滑る。レール10は駆動ポジションにおいて途切れており、所望のツールホルダ2の平行キー4aがレール10の溝10aから離脱して旋盤側の図示しない駆動軸に連結される。駆動軸が回転すると、伝動軸4からスピンドル5へと回転が伝達され、スピンドル5のチャックに把持された図示しない刃物がワークを加工する。
(6) When the
<実施の形態2>
図8乃至図11に示すように、すべての凸部16a,16b,16cが連結部材27で連結され一体化されている。
<
As shown in FIGS. 8 to 11, all the
連結部材27は、図11A及び図11Bに示すように、剛性のある例えば環状部材であるリングとして形成される。このリング上に実施の形態1に示した凸部16a,16b,16cがリングと一体成形され、或いは接着等によりリングに固着される。図9及び図10に示すように、この連結部材27はその中心をツールホルダ2のシャンク部3aが貫通する程度の大きさ及び形状に形成され、シャンク部3aを取り巻くようにツールホルダ2のハウジング3に形成された環状溝28内に嵌め込まれ、図10に示すボルト29により固定される。図11A中、符号30はこのボルト29を通すために連結部材27に形成された孔を示す。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the connecting
凸部16a,16b,16cは、連結部材27がツールホルダ2のハウジング3に固定されることにより、実施の形態1の場合と同じ位置及び姿勢でZ軸と平行にツールホルダ2の連結面2aから突出する。
The
また、図10、図11A及び図11Bに示すように、連結部材27上の凸部16a,16b,16c間には必要に応じてセクター状のスペーサ31が挿入され、上記ボルト29により連結部材27と共にツールホルダ2側に固定される。各スペーサ31の端面は、凸部16a,16b,16cのvw軸に平行な両側面にすり割り19の開口部を覆うように取り付けられる。これにより、各凸部16a,16b,16cは凹部15a,15b内に入って圧縮されると、w方向すなわちZ軸に平行に弾性変形する。従って、ツールホルダ2の連結面2aに含まれる交差軸である直交二軸のXY軸はターレット1の所望の座面1aに含まれる交差軸である直交二軸のXY軸に円滑に合致することになる。
As shown in FIGS. 10, 11A and 11B, sector-shaped
なお、この実施の形態2において図中実施の形態1の部分と同じ部分には同一符号を付して示し、重複した説明を省略することとする。 In the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
<実施の形態3>
図12乃至図15に示すように、この実施の形態2におけるツールホルダ位置決め装置では、凸部32a,32bが円錐台形に形成され、その外周はテーパ面34となっている。この凸部32a,32bに実施の形態1、2と同様にしてすり割り19が形成される。
<
As shown in FIGS. 12 to 15, in the tool holder positioning device according to the second embodiment, the
図14に示すように、この凸部32a,32bがツールホルダ2の連結面2aに含まれるX軸上に二個設けられる。もちろん、Y軸上に設けてもよいし、直角に交差するXY軸の双方にそれぞれ一個又は二個設けてもよい。
As shown in FIG. 14, two
また、図15に示すように、凹部33a,33bは凸部32a,32bの形状に対応してすり鉢状の雌穴として形成され、その内周は上記凸部32a,32bのテーパ面34に合致しうるテーパ面35となっている。この雌穴が座面1a,1b・・・1nに含まれる直角に交差するXY軸上に、上記ツールホルダ2の連結面2a上の凸部32a,32bに対応するように形成される。雌穴に代えて実施の形態1、2と同様に溝を設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 15, the
このツールホルダ2のシャンク部3aをターレット1の所望の座面1a,1b・・・1nにおける挿入穴14に挿入し、ツールホルダ2の連結面2aをターレット1の所望の座面1a,1b・・・1nに対向させ、連結面2a上から突出する凸部32a,32bを座面1a,1b・・・1nの凹部33a,33bに挿入すると、図7(B)(C)に示したと同様に、凹凸部33a,33b,32a,32bのテーパ面35,34同士が接触し、凸部32a,32bは凹部33a,33b内で圧縮され、すべての凸部32a,32bが連結面2a及び対応する座面1a,1b・・・1nに対してZ軸方向に平行なw方向に直線的に弾性変形する。このため、凸部32a,32bの円錐形のテーパ面34が凹部33a,33bのテーパ面35に滑らかに接触し、連結面2aが対応する座面1a,1b・・・1nに対しZ方向と直角方向に振れることなくZ方向に平行に円滑に移動して所望の座面1a,1b・・・1nに正確に密着する。従って、ツールホルダ2がターレット1に高精度で位置決めされる。
The
なお、この実施の形態3において図中実施の形態1、2の部分と同じ部分には同一符号を付して示し、重複した説明を省略することとする。 In the third embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<実施の形態4>
図16及び図17に示すように、この実施の形態4では、凸部16a,16b,16c,16dが四個設けられ、すべての凸部16a,16b,16c,16dが環状部材である連結部材27にまとめられ一体化されている。
<
As shown in FIGS. 16 and 17, in the fourth embodiment, four
連結部材27は、実施の形態2の場合と同様に、図17に示すように、剛性のあるリングとして形成される。このリング上に実施の形態2における三個の凸部16a,16b,16cに加え更に一個の凸部16dがリングと一体成形され、或いは接着等によりリングに固着される。
As in the case of the second embodiment, the connecting
図16に示すように、この連結部材27である環状部材はその中心をツールホルダ2のシャンク部3aが貫通する程度の大きさ及び形状に形成され、シャンク部3aを取り巻くようにツールホルダ2のハウジング3に形成された環状溝28内に嵌め込まれ、ボルト29によりハウジング3に固定される。図17中、符号30はこのボルト29を通すために連結部材27に形成された孔を示す。
As shown in FIG. 16, the annular member, which is the connecting
凸部16a,16b,16c,16dは、連結部材27がツールホルダ2のハウジング3に固定されることにより、実施の形態2の場合と同じ位置及び姿勢でZ軸と平行にツールホルダ2の連結面2aから突出する。
The
また、図16及び図17に示すように、連結部材27上の凸部16a,16b,16c,16d間には必要に応じてセクター状のスペーサ31が挿入され、上記ボルト29により連結部材27と共にツールホルダ2側に固定される。各スペーサ31の端面は、凸部16a,16b,16c,16dのvw軸に平行な両側面にすり割り19の開口部を覆うように取り付けられる。これにより、各凸部16a,16b,16cは後述する凹部15a,15b,15c,15d内に入って圧縮されると、w方向すなわちZ軸に平行に弾性変形する。
As shown in FIGS. 16 and 17, a sector-shaped
図18に示すように、ターレット1の各座面1a、1b・・・1nにも凹部15a,15b,15c,15dが四個設けられ、すべての凹部15a,15b,15c,15dが環状部材である連結部材36に一体的に形成されている。
As shown in FIG. 18, four
連結部材36は、上記ツールホルダ2側の連結部材27と同様に剛性のある例えばリングとして形成される。このリングの片方の端面に凹部15a,15b,15c,15dが形成される。
The connecting
図18に示すように、この連結部材36はその中心をツールホルダ2のシャンク部3aが貫通する程度の大きさ及び形状に形成され、シャンク部3aを取り巻くようにターレット1の各座面1a、1b・・・1nに形成された環状溝39内に嵌め込まれ、ボルト38によりターレット1に固定される。図18中、符号37はこのボルト38を通すために連結部材36に形成された孔を示す。
As shown in FIG. 18, the connecting
凹部15a,15b,15c,15dは、連結部材36がターレット1に固定されることにより、実施の形態2の場合と同様に各座面1a、1b・・・1n下に陥没する。
The
この実施の形態4では、図16に示すように、ツールホルダ2の連結面2aに含まれる交差軸であるXY軸は実施の形態1,2のXY軸とZ軸回りに45度だけ位相がずれている。図18に示すように、ターレット1の座面1a、1b・・・1nに含まれる交差軸であるXY軸も同様に位相がずれている。これにより、ターレット1が垂直面内で旋回して、図18に示す如く、ターレット1の所望の座面1aが鉛直面となり、また、座面1aに対応して図16に示す如くツールホルダ2の連結面2aも鉛直面になると、直角に交差するXY軸は鉛直軸P又は水平軸Qに45度の角度で交差することになる。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 16, the XY axis, which is an intersecting axis included in the connecting
このため、図19に示すように、ツールホルダ2をターレット1の鉛直面となった座面1aに水平方向に挿入して取り付ける際は、図16に示すように、鉛直軸Pを挟むように配置される各凸部16c,16d及び各凹部15c,15dにツールホルダ2の重量Wが割り振られることになるので、ツールホルダ2の取り付け精度が向上する。図16中、符号G,Gは重量Wが二方向に割り振られることによりXY軸方向に生じる力を示す。このような構成は、ことにツールホルダ2の重量Wが大きい場合に有利である。
For this reason, as shown in FIG. 19, when the
また、この実施の形態4では、ツールホルダ2をターレット1の座面1a、1b・・・1nに固定するための固定用ボルト(図示せず)と、この固定用ボルトを通すための通し孔25及びネジ孔26が交差軸であるXY軸上又はXY軸の近傍に設けられる。これにより、凸部16a,16b,16c,16dは座面1a又は連結面2aに対し、より正確に垂直方向に変形することになり、ターレット1の座面1a、1b・・・1nに対するツールホルダ2の取り付け精度が更に向上する。
Further, in the fourth embodiment, a fixing bolt (not shown) for fixing the
なお、この実施の形態4において図中実施の形態1,2の部分と同じ部分には同一符号を付して示し、重複した説明を省略することとする。 In the fourth embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<実施の形態5>
図20に示すように、この実施の形態5では、ツールホルダ2の連結面2a上の交差軸であるXY軸が60度の交差角度で交差している。また、図示しないが、ターレット1の座面1a、1b・・・1n上の交差軸であるXY軸も同じ角度で交差している。この場合はツールホルダ2の重量Wが割り振られることによるXY軸方向に生じる力Rは実施の形態4における場合の力Gよりも多少大きくなる。
<
As shown in FIG. 20, in this fifth embodiment, the XY axes that are the intersecting axes on the connecting
なお、この実施の形態5において図中実施の形態4の部分と同じ部分には同一符号を付して示し、重複した説明を省略することとする。 In the fifth embodiment, the same parts as those of the fourth embodiment in the figure are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
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1〜5に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態1〜5では凹部が刃物台の座面に設けられ、凸部がツールホルダの連結面に設けられるが、凹部をツールホルダの連結面に設け、凸部を刃物台の座面に設けることも可能である。凹部及び凸部をツールホルダの連結面に設け、凸部及び凹部を刃物台の座面に設けることも可能である。また、ツールホルダは刃物をドリル刃のように回転可能に保持するものとして示したが、バイト等のように固定して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。また、XY軸は、90度、60度に限らず他の所望の角度で交差するものであってもよく、XY軸の鉛直軸又は水平軸との交差角度も所望の角度であってよい。 As mentioned above, although desirable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said Embodiment 1-5, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the first to fifth embodiments, the concave portion is provided on the seat surface of the tool post and the convex portion is provided on the connecting surface of the tool holder. However, the concave portion is provided on the connecting surface of the tool holder, and the convex portion is provided on the tool holder. It can also be provided on the seating surface. It is also possible to provide the concave portion and the convex portion on the connecting surface of the tool holder, and provide the convex portion and the concave portion on the seat surface of the tool post. Moreover, although the tool holder was shown as what hold | maintains a cutter so that rotation is possible like a drill blade, this invention is applicable also to the tool holder which fixes and hold | maintains like a cutting tool. The XY axes are not limited to 90 degrees and 60 degrees, and may intersect at other desired angles, and the intersecting angle of the XY axes with the vertical axis or the horizontal axis may also be a desired angle.
1…ターレット
2…ツールホルダ
2a…連結面
1a,1b・・・1n…座面
16a,16b,16c,16d,32a,32b…凸部
15a,15b,15c,15d,33a,33b…凹部
19…すり割り
23,24,34,35…テーパ面
X,Y…交差軸
27,36…連結部材
DESCRIPTION OF
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