JP6305164B2 - Tool holder and machine tool - Google Patents
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Description
本発明は、旋盤等の工作機械で用いる工具を抱持する工具抱持具と、工具抱持具を備えた工作機械に関する。 The present invention relates to a tool holding tool for holding a tool used in a machine tool such as a lathe and a machine tool including the tool holding tool.
従来、工作機械にて切削加工を行う場合、ワークと工具との間、特にワークの加工面と工具の切刃との間の加工領域へ切削油やクーラントのような切削流体が供給される。特に、旋盤にてワークに小径の穴を穿設する場合には、該穴から切り屑を排出するためにも、加工領域へ切削流体が確実に到達するようにすることが重要である。そのため、従来から種々の切削流体供給装置が考案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, when cutting is performed with a machine tool, a cutting fluid such as cutting oil or coolant is supplied to a processing region between a workpiece and a tool, particularly between a processing surface of the workpiece and a cutting edge of the tool. In particular, when a small-diameter hole is drilled in a work with a lathe, it is important to ensure that the cutting fluid reaches the machining area in order to discharge chips from the hole. Therefore, various cutting fluid supply devices have been conventionally devised.
例えば、特許文献1には、ホルダ本体の内側に取付けられたコレットと、コレットにより工具を締付けるためのナットとからなる把持機構において、クーラントノズルをナットに取付けるようになっている。クーラントノズルの内部はシールリングにより密閉されており、クーラントが、ホルダ本体の中心に形成されたクーラント供給孔からコレット内を通過させてクーラントノズルへ供給される。
For example, in
特許文献1の把持機構では、クーラントノズルと工具の間にシールリングを配置して液漏れを防止するようになっているために、工具(刃物)の特にシャンクの外径に応じてクーラントノズルを複数準備しなければならない問題がある。
In the gripping mechanism of
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、簡単な構成で、特に内径バイトや座ぐり工具のシャンクの外径が変わっても使用可能で効果的に加工領域へ切削流体を供給可能な工具抱持具を提供することを目的としている。 The present invention has a technical problem to solve such problems of the prior art, and it can be used even if the inner diameter tool or the outer diameter of the countersunk tool shank changes, and can be effectively cut into the machining area. An object is to provide a tool holder capable of supplying a fluid.
本発明は、工作機械に取り付けられて、被削材を加工する工具を抱持する工具抱持具であって、前記工具を抱持するコレットチャックと、中空部を有し、該中空部に前記コレットチャックが取り付けられるスリーブと、前記コレットチャックを固定する固定用ナットとを備え、前記固定用ナットは、外表面に設けられた切削流体入口と、加工領域へ向けて開口するように該固定用ナットの前面に形成され切削流体を噴射する切削流体出口と、前記切削流体入口から前記切削流体出口へ切削流体を導く切削流体通路とを有することを特徴とする。 The present invention is a tool holding tool that is attached to a machine tool and holds a tool for processing a work material, and has a collet chuck for holding the tool, and a hollow portion, and the hollow portion A sleeve to which the collet chuck is attached; and a fixing nut for fixing the collet chuck. The fixing nut is fixed to the cutting fluid inlet provided on the outer surface and opened toward the machining area. A cutting fluid outlet formed on the front surface of the nut for ejecting the cutting fluid, and a cutting fluid passage for guiding the cutting fluid from the cutting fluid inlet to the cutting fluid outlet.
本発明によれば、コレットチャックをスリーブに固定するナットに切削流体入口と、切削流体出口と、前記切削流体入口から切削流体出口へ切削流体を導通する切削流体通路とを設けたので、工具抱持具に抱持される工具のシャンクの外径が変わっても、特段の治具を介在させたり工具抱持具を取り替えたりすることなく、加工領域へ切削流体を効果的に供給可能となる。 According to the present invention, the nut for fixing the collet chuck to the sleeve is provided with the cutting fluid inlet, the cutting fluid outlet, and the cutting fluid passage for conducting the cutting fluid from the cutting fluid inlet to the cutting fluid outlet. Even if the outer diameter of the tool shank held by the holding tool changes, it is possible to effectively supply the cutting fluid to the machining area without interposing a special jig or replacing the tool holding tool. .
以下図面を参照して、本発明に係る工具抱持具について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 A tool holder according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図9は、本発明の工具抱持具を使用可能な工作機械としての旋盤の略示側面図である。
旋盤100は、床面に固定されるベースとなるベッド102、該ベッド102の一方の端部の上面に固定され主軸(図示せず)を水平な回転軸線Osを中心として回転自在に支持すると共に該主軸を回転駆動する駆動モータ(図示せず)を内蔵した主軸装置104、該主軸装置104の主軸の先端部に取り付けられ被削材であるワークWを固定するチャック106、ベッド102の上面において主軸装置104の反対側に取り付けられた刃物台108を主要な構成要素として具備している。
FIG. 9 is a schematic side view of a lathe as a machine tool that can use the tool holding tool of the present invention.
The
刃物台108の上面には工具Tを装着した工具抱持具10が取り付けられる。刃物台108は、ベッド102の上面において、回転軸線Osに平行なZ軸方向及び回転軸線Osに垂直な水平方向であるX軸方向に往復動可能となっており、これによって、工具Tの刃先がワークWに対して位置決めされる。また、図9において、ワークWには深穴Hが穿設される状況を示している。
On the upper surface of the
図1は本発明の第1の実施形態による工具抱持具の長手方向断面図であり、図2は図1に示す工具抱持具の正面図である。なお、図1は、図2の矢視線I−Iに沿った断面を示している。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a tool holder according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the tool holder shown in FIG. Note that FIG. 1 shows a cross section along the arrow I-I in FIG.
工具抱持具10は、中空部12aを有したスリーブ12、該スリーブ12の前端側に嵌合するコレットチャック14、及び、該コレットチャック14をスリーブ12に固定するためのナット16とを具備している。スリーブ12は、中空部12aを有した円筒状の部材であって、前端側の外周面に形成されナット16の内ネジ16aに係合する外ネジ12bと、前端側の内周面に後端方向へ収斂するテーパ状に形成されたコレット受容部12cとを有している。
The
コレットチャック14は、一般的な6分割式のコレットチャックであって、中心軸線Oに沿って延設され工具Tを受容する工具受容孔14aと、スリーブ12のコレット受容部12cに嵌合するように後端方向へ収斂するテーパ状に形成された嵌合部14bとを有している。ナット16は、スリーブ12の外ネジ12bに係合する内ネジ16aを有している。
The
図1及び図2に示すように、工具T、好ましくは座ぐり工具又は内径バイトのシャンク部をコレットチャック14の工具受容孔14aに挿通し、該コレットチャック14の嵌合部14bをスリーブ12のコレット受容部12cに嵌合した後、ナット16の内ネジ16aをスリーブ12の外ネジ12bに係合させて締め付けることによって、工具Tがスリーブ12に固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a tool T, preferably a counterbore tool or a shank part of an inner diameter tool is inserted into a
ナット16は切削流体を加工領域へ噴射、供給するための切削流体通路18を具備し、ナット16の外表面、好ましくは側面に切削流体通路18の入口を構成する例えばクイックカプラー(登録商標)のような継手22が取り付けられている。切削流体通路18は、周方向に延設された円周通路18aと、該円周通路18aに連通しナット16の前面に開口する複数の、図2の例では3つのオリフィス20とを具備する。オリフィス開口部21は切削流体通路の出口を形成する。こうして、継手22を適当なホース(図示せず)を介して切削流体供給源(図示せず)に接続し、該切削流体供給源から前記ホース、継手22、切削流体通路18を介してオリフィス開口部21から加工領域へ切削流体を噴射、供給することが可能となる。
The
なお、本発明において切削流体は、切削油やクーラントのような油性又は水性の液体、空気や窒素ガス、炭酸ガスのような気体、或いは、こうした気体にミスト状の切削油やクーラントを含んだ気液二相流を含む。 In the present invention, the cutting fluid is an oily or aqueous liquid such as cutting oil or coolant, a gas such as air, nitrogen gas or carbon dioxide gas, or a gas containing mist-like cutting oil or coolant in such a gas. Includes liquid two-phase flow.
本実施形態によれば、工具Tが変更されても、ナット16の側面に取り付けられた継手22、ナット16内に形成した切削流体通路18及びワークWに対面する前面に設けられたオリフィス開口部21が形成する切削流体出口の位置関係は変更されないので、工具Tの変更に伴い工具Tのシャンクの外径が変わっても、特段の治具を介在させたり工具抱持具10を取り替えたりすることなく、ワークWの加工領域、特にワークWの加工面と工具Tの切刃との間に切削流体を効果的に供給可能となる。
According to the present embodiment, even if the tool T is changed, the
図3は、第1の実施形態の変形例を示す長手方向断面図である。なお、図3では、スリーブを外して示している。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a modification of the first embodiment. In FIG. 3, the sleeve is removed.
図3に示す例では、切削流体通路18は、ナット36の側面に配置された環状部材24によって閉塞されており、切削流体通路18の外周面と環状部材24との間にはOリングのようなシール部材26が配設されている。
In the example shown in FIG. 3, the
図4〜図7は、図3に示すナット36の製作方法を説明するための図である。
4-7 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the
図4に示すように、最初に、図3に示すナット36の側面から周方向に延びる溝を形成することによって周溝28が形成される。次に、該周溝28にシール部材26としてのOリングを配置するための肩部19が形成される。
As shown in FIG. 4, first, the
図5に示すように、次いで、ナット36の前面から周溝28に向けて、加工領域へ切削液を噴射、供給が可能なように中心軸線Oに対して所定の角度αを以って傾斜するようにオリフィス20が穿設される。
Next, as shown in FIG. 5, the cutting fluid is inclined from the front surface of the
図6及び図7に示すように、次いで、継手22を取り付けた環状部材24が、その内周面で少なくとも2つのシール部材26に接触するようにナット36の外周面に取り付けられる。上記の製造方法によって、切削流体通路18の円周通路が形成される。環状部材24を中心軸線Oを中心としてナット36に対して相対移動(回転)できるようにすることによって、中心軸線O周りの継手22の回転位置を自由に設定することが可能となり、継手22を切削流体供給源に接続するホースの取り回しが容易になる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図8は、本発明の第2の実施形態による工具抱持具の長手方向断面図である。なお、図8では、スリーブを外して示している。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a tool holder according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the sleeve is removed.
図8に示す第2の実施形態において、図1に示す第1の実施形態における工具抱持具と同じ構成には同じ番号を付してその説明を省略する。図8に示す第2の実施形態における工具抱持具では、特に、ナットの中心軸線に対して傾斜角の異なる複数のオリフィスを有するナット46を備えている。
In the second embodiment shown in FIG. 8, the same components as those of the tool holding tool in the first embodiment shown in FIG. In particular, the tool holder in the second embodiment shown in FIG. 8 includes a
既述した実施形態では、中心軸線Oに対する複数のオリフィス20の角度αは一定である、つまり角度αは1つの値を有している。然しながら、本発明はこれに限定されるものではない。図8に示す本発明の第2の実施形態による工具抱持具のナット46では、切削流体通路18から延設されている複数のオリフィス20a、20bの中心軸線Oに対する角度α、βは、それぞれ異なっている。
In the embodiment described above, the angle α of the plurality of
例えば、ワークWに深穴H(図9)を穿設するような場合には、二点鎖線で示すように、工具Tをナット16の前面から長く突き出す必要があり、また、工具Tが細い場合には、工具Tの突出した量を短くして、工具Tの振動を防止する必要がある。そうした場合、中心軸線Oに対する角度α、βが異なる複数のオリフィス20a、20bを形成すると、各オリフィスからは、それぞれの傾斜角に応じて異なる角度で切削流体が噴出する。従って、1つの工具抱持具10によって深さの異なる深穴加工や、シャンク外径の異なる複数の工具に対応することが可能となる。
For example, when a deep hole H (FIG. 9) is drilled in the workpiece W, it is necessary to project the tool T long from the front surface of the
なお、本発明が既述した実施形態に限定されないことは当業者の当然とするところである。例えば、既述の実施形態では、切削流体入口を形成する継手22はナット16、36、46の側面に取り付けられているが、本発明はこれに限定されず、継手22はナット16、36、46の外表面の適当な位置に取り付けることが可能である。また、継手22によって切削流体入口を形成する必要はなく、ナット16、36、46の外表面、好ましくは側面に設けた穴によって切削流体入口を形成し、該穴にホース又はチューブをはめ込むようにしてもよい。更には、該穴にホースやチューブを固定するための内ネジを形成してもよい。
It should be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the joint 22 that forms the cutting fluid inlet is attached to the side surface of the nuts 16, 36, 46. However, the present invention is not limited to this, and the joint 22 includes the nuts 16, 36, 46 can be attached to any suitable location on the outer surface. Further, it is not necessary to form the cutting fluid inlet by the joint 22, and the cutting fluid inlet is formed by a hole provided on the outer surface, preferably the side surface of the
10 工具抱持具
12 スリーブ
12a 中空部
12b 外ネジ
12c コレット受容部
14 コレットチャック
14a 工具受容孔
14b 嵌合部
16 ナット
16a 内ネジ
18 切削流体通路
18a 円周通路
19 肩部
20 オリフィス
20a オリフィス
20b オリフィス
21 オリフィス開口部
22 継手
24 環状部材
26 シール部材
28 周溝
36 ナット
46 ナット
100 旋盤
102 ベッド
104 主軸装置
106 チャック
108 刃物台
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記工具を抱持するコレットチャックと、
中空部を有し、該中空部に前記コレットチャックが取り付けられるスリーブと、
前記コレットチャックを固定する固定用ナットと、を備え、
前記固定用ナットは、外表面に設けられた切削流体入口と、加工領域へ向けて開口するように該固定用ナットの前面に形成され切削流体を噴射する切削流体出口と、前記切削流体入口から前記切削流体出口へ切削流体を導く切削流体通路と、
を有することを特徴とする工具抱持具。 A tool holding tool that is attached to a machine tool and holds a tool for processing a work material,
A collet chuck for holding the tool;
A sleeve having a hollow portion, and the collet chuck is attached to the hollow portion;
A fixing nut for fixing the collet chuck,
The fixing nut includes a cutting fluid inlet provided on an outer surface, a cutting fluid outlet formed on a front surface of the fixing nut so as to open toward the machining region, and a cutting fluid jet, and the cutting fluid inlet. A cutting fluid passage for guiding cutting fluid to the cutting fluid outlet;
A tool holding tool characterized by comprising:
前面周溝は、前記固定用ナットの側面に取り付けられた環状部材によって閉塞され、該環状部材と前記ナットとの間にシール部材が配設され、前記環状部材が前記ナットに対して回転可能となっている請求項1に記載の工具抱持具。 The cutting fluid passage includes a circumferential groove formed on a side surface of the fixing nut,
The front circumferential groove is closed by an annular member attached to a side surface of the fixing nut, a seal member is disposed between the annular member and the nut, and the annular member is rotatable with respect to the nut. The tool holder according to claim 1.
床面に固定されるベースとなるベッドと、
該ベッドの一方の端部の上面に固定され前記主軸を前記回転軸線を中心として回転自在に支持する主軸装置と、
前記ベッドの上面において主軸装置の反対側に回転軸線に平行なZ軸方向に往復動可能に取り付けられた刃物台とを具備し、
前記刃物台に請求項1〜4の何れか一項に記載の工具抱持具を取り付けるようにした工作機械。 A workpiece is fixed to the tip of the main shaft, the main shaft is rotated about its rotation axis, a cutting blade of a tool is pressed against the workpiece, and the workpiece and the tool are moved relative to each other to cut the workpiece. In machine tools,
A base bed fixed to the floor;
A spindle device fixed to the upper surface of one end of the bed and supporting the spindle rotatably about the rotation axis;
A turret mounted on the upper surface of the bed on the opposite side of the spindle device so as to be reciprocable in the Z-axis direction parallel to the rotation axis;
The machine tool which attached the tool holding tool as described in any one of Claims 1-4 to the said tool post.
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