JPH0410963Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば立フライス盤等の工作機械の
主軸頭において、スピンドルの先端部に形成され
た工具取付部の構造に関し、特に該工具取付部の
摩耗によるびびりの発生を抑制できるようにした
構造に関する。

〔従来の技術〕

一般に立フライス盤等の工作機械では、主軸頭
によりスピンドルを回転自在に支持し、該スピン
ドルの先端部に形成されたテーパ穴内に工具のシ
ヤンク部を挿入し、これをドローバーで引つ張つ
て該テーパ穴に強固に嵌合させ、これにより工具
を支持するとともに、スピンドルを介して回転駆
動するように構成されている。

そして最近では工具交換装置（以下ATCと記
す）を備えることにより、上記スピンドルで支持
された工具を、各種の加工に適した工具に自動的
に取り替え、これにより各種の加工を連続して行
えるようにしている。このような工作機械では、
上記スピンドルのテーパ穴部分が、工具の頻繁な
取り替えによる摩耗、工具に付着した切粉による
損傷、加工時における微動摩耗により、上記テー
パ穴部分の精度が劣化し、その結果加工精度が低
下し易い問題が生じる。

そこで従来、上記加工精度の劣化を抑制するた
め、上記テーパ穴部分に各種の表面硬化処理、例
えばMo系窒化鋼の窒化処理、高Ｃ高合金鋼の焼
き入れ、耐食鋼の浸炭処理等を施して上記テーパ
穴の摩耗を抑制し、これにより工具の支持精度を
維持するようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記表面硬化処理による方法で
は、ある程度の効果は得られるもののまだ十分に
満足できるものではない。特に長期の使用に伴つ
て工具のびびりが生じ易いという問題がある。こ
のびびり発生の原因は以下の通りと考えられる。
即ち、スピンドルの工具取付部のテーパ穴部は、
軸方向外側部分及び内側部分が中央部分より摩耗
し易いことから、工具のシヤンク部の中央部分が
テーパ穴と強く当たり、この点を中心に工具が振
れることとなり、これによりびびりが発生する。

そこで本考案の目的は、上記従来の問題点に鑑
み、長期の使用においても工具のびびりの発生を
防止して支持精度を維持できる工作機械における
主軸頭の工具取付部構造を提供する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、主軸頭の工具取付部構造において、
スピンドルの先端部に筒体支持穴を形成するとと
もに、該支持穴内に、内面に工具取付用テーパ穴
を有する筒体を嵌合装着し、かつ筒体の軸方向中
央部分と筒体支持穴との間に筒体の半径方向外方
への弾性変形を許容する逃げ部を形成したことを
特徴としている。

ここで、本考案において筒体の逃げ部は、上記
筒体支持穴の、筒体の中央部に対応する部分に凹
部を形成したり、あるいは筒体自身の外表面中央
部に凹部を形成することによつて実現できる。

〔作用〕

本考案に係る工具取付部構造では、工具取付用
テーパ穴を有する筒体を嵌合装着するとともに、
該筒体の中央部に対応する部分に逃げ部を形成し
たので、長期の使用により筒体の軸方向外側部分
及び内側部分が摩耗して中央部分に工具が強く当
たるようになると、該筒体の中央部分は上記逃げ
部があることにより外方に弾性変形し、中央部分
の当たりが抑制され、それだけ工具の振れを防止
できる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例によ
る立フライス盤における主軸頭の工具取付部構造
を説明するための図である。

本実施例が適用された立フライス盤を示す第３
図において、１は基礎面上に固着されるベースで
あり、該ベース１上にはサドル２が図示Ｙ方向に
移動可能に配設され、該サドル２上にはテーブル
３が図示Ｘ方向に移動可能に配置され、さらに上
記ベース１上にはコラム４が立設されている。ま
た５はATC、７は工具交換用アームであり、該
アーム７はこれの両端に形成された把持爪で工具
を把持し、この状態で下降し、180度回転した後
上昇するように構成されている。なお、６は操作
盤である。

上記コラム４には主軸頭１０が図示Ｚ方向に移
動可能に配設されており、第２図に示すように、
上記主軸頭１０のボデイ１１内にはスピンドル１
２が複数の軸受１３により回転自在に挿入支持さ
れている。このスピンドル１２は円筒状のもので
あり、該スピンドル１２内にはドローバ１４が上
下動自在に挿入され、かつ付勢ばね１７で上方に
付勢されている。このドローバー１４は棒状のも
ので、これの下端部に形成された係合凹部１４ａ
にはコレツト１５の係合凸部１５ａが係合してお
り、また該コレツト１５の係合爪１５ｂは工具１
６のシヤンク部１６ａの係合部１６ｂと係脱可能
となつている。

そして上記スピンドル１２の下端部には、上記
工具１６を取り付ける工具取付部１８が形成され
ている。この取付部１８は第１図に示すように、
スピンドル１２の下端部に筒体支持穴１９を形成
し、該支持穴１９内に筒体２０を焼きばめにより
嵌合装着して構成されている。この筒体２０はセ
ラミツク、例えばジルコニア（ZrO₂）製の円筒
状のものであり、その内面には上記工具１６のシ
ヤンク部１６ａと精度良く嵌合するテーパ穴２０
ｄが形成されている。

また上記筒体支持穴１９は上記筒体２０と精度
良く嵌合する形状に形成されている。また該筒体
支持穴１９の、上記筒体２０の軸方向略中央部に
対応する位置には環状の凹溝１９ａが形成されて
おり、該凹溝１９ａは筒体２０の外方への逃げ部
となつている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

先ず、筒体２０を筒体支持穴１９に装着するに
は、通常の焼きばめによる。即ち、スピンドル１
２の筒体支持穴１９近傍部分を加熱するととも
に、筒体２０を冷却し、この状態で該筒体２０を
筒体支持穴１９の所定位置まで挿入し、常温に戻
せば、これにより筒体２０はスピンドル１２内に
嵌合装着されたこととなる。

そしてこの立てフライス盤で加工を行うには、
筒体２０のテーパ穴２０ｄ内に工具１６のシヤン
ク部１６ａを嵌合装着いて行う訳であるが、一般
に、長期間経過すると、テーパ穴の軸方向両端部
が特に摩耗し易く、中央部はそれほど摩耗しな
い。そのため従来、工具の中央部分のテーパ穴と
の当たりが強くなり、この部分を中心に工具が振
れ、びびりが生じ易い問題があつた。これに対し
て本実施例では、工具１６と筒体２０の中央部と
の当たりが強くなると、該筒体２０の中央部の背
面側に形成された凹溝１９ａにより、筒体２０の
中央部分が外方に弾性変形する。そのため、上記
両端部の摩耗が進行しても中央部の当たりが抑制
され、それだけ軸方向両端部の当たりが確保さ
れ、その結果びびりの発生を抑制できる。

第４図は本考案の第２実施例を示し、これは筒
体を大略テーパ状に形成した例であり、図におい
て、第１図と同一符号は同一又は相当部分を示
す。

３０はセラミツク製筒体であり、該筒体３０は
大径の外側部分３０ａと、これと大略同じ肉厚を
有する小径の内側部分３０ｂとを傾斜部３０ｃで
連結した形状となつている。また、筒体支持穴２
９は上記筒体３０の外側部分３０ａ、内側部分３
０ｂと精度良く嵌合する形状に形成されている。
そして該筒体支持穴２９の上記傾斜部３０ｃの背
面部には凹溝２９ａが形成されており、この空間
が筒体３０の逃げ部となつている。

本実施例においても、筒体３０の両端部の摩耗
が進行すると、凹溝２９ａを形成したことにより
上記第１実施例と同様に、筒体３０の中央部が外
方に弾性変形し、工具のびびりを抑制できる。

また、本実施例では筒体３０を略テーパ状にし
たので、筒体３０の急激な肉厚変化がなくなり、
焼きばめ時の内部応力を均等化でき、工具の支持
剛性を向上できる。

なお、上記実施例では、筒体支持穴側に逃げ部
を形成したが、逆に筒体側に凹部を形成して逃げ
部としてもよい。

また、上記実施例等では筒体がセラミツクであ
る場合について説明したが、本考案では筒体の材
質は各種のものが選定でき、例えばスピンドル１
２と同一材質でもよく、この場合にもびびりを抑
制して工具の支持精度を維持できる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案に係る主軸頭の工具取付部
構造によれば、スピンドルに筒体を嵌合装着する
とともに、両者間に逃げ部を形成したので、筒体
のテーパ穴の両端部が摩耗しても筒体の中央部が
弾性変形することにより、工具のびびりを抑制し
て工具の支持精度を長期間に渡つて維持できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例によ
る主軸頭の工具取付部構造を説明するための図で
あり、第１図はその工具取付部の断面側面図、第
２図は主軸頭の断面側面図、第３図は該実施例構
造が適用された立フライスの斜視図、第４図は本
考案の第２実施例の工具取付部の断面側面図であ
る。 図において、１０は主軸頭、１２はスピンド
ル、１６は工具、１８は工具取付部、１９，２９
は筒体支持穴、１９ａ，２９ａは凹溝（逃げ部）、
２０，３０は筒体である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スピンドルの先端部に形成されたテーパ穴に工
   具のシヤンク部を嵌合させて該工具を取り付ける
   ようにした工作機械における主軸頭の工具取付部
   構造において、上記スピンドルの先端部に筒体支
   持穴を形成し、該支持穴内に上記工具のシヤンク
   部と嵌合するテーパ穴を有する筒体を嵌合装着
   し、該筒体の軸方向略中央部分と上記筒体支持穴
   との間に筒体の半径方向外方への弾性変形を許容
   する逃げ部を形成したことを特徴とする工作機械
   における主軸頭の工具取付部構造。