JPH0688167B2 - 主軸ヘツドにおける工具保持装置 - Google Patents

主軸ヘツドにおける工具保持装置

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JPH0688167B2
JPH0688167B2 JP61222746A JP22274686A JPH0688167B2 JP H0688167 B2 JPH0688167 B2 JP H0688167B2 JP 61222746 A JP61222746 A JP 61222746A JP 22274686 A JP22274686 A JP 22274686A JP H0688167 B2 JPH0688167 B2 JP H0688167B2
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JP
Japan
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tool
pull rod
pull
spindle
main shaft
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JP61222746A
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JPS6377603A (ja
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哲也 桶谷
正 植村
潔 小野寺
悦規 廣田
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Howa Machinery Ltd
Original Assignee
Howa Machinery Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/26Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
    • B23B31/261Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
    • B23B31/263Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank by means of balls

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工具交換を行うようにした工作機の主軸ヘッド
における工具保持装置に関するものである。
従来の技術 従来、このような主軸ヘッドの工具保持装置は、主軸ヘ
ッドに回動自在に支持された主軸の軸心にプルロッドを
軸方向摺動自在に挿通させ、このプルロッドは先端にコ
レットチャックの如き保持部を備えており、工具後部の
プルスタッドをこの保持部でつかんでプルロッドを皿ば
ねで引張り主軸にクランプし、また、プルロッド後端を
アンクランプシリンダで押して工具をアンクランプして
いた。
発明が解決しようとする問題点 ところで、工具交換の手順を、主軸工具のアンクランプ
後に工具交換アームで工具を把持するようにするため
に、工具のアンクランプ状態においても工具のプルスタ
ッドと係合して工具の脱落を防止するようにした仮クラ
ンプ機構を備えた主軸構造が本願出願人によって先に出
願されている(特開昭63−52942号)。このような仮ク
ランプ機構を有するものでは、補修の際に人手で主軸か
ら工具をとり外したい時には仮クランプ機構に抗した力
で行わなければならず、特に工具が大型の場合には、仮
クランプ機構の仮クランプ力も大であり、人手による工
具の取外しが容易でないという欠点があった。
問題点を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するために、工作機の主軸
にプルロッドを軸方向摺動自在に挿通し、このプルロッ
ドは先端に主軸と協働して工具を保持する保持部を備
え、主軸内にはこのプルロッドを後退させて工具を主軸
先端にクランプするばねを設け、また、プルロッドをク
ランプ状態から前進端位置へ前進させて前記保持部によ
るクランプを解除するアンクランプシリンダを備え、前
記主軸には、クランプ状態の工具のプルスタッド前方位
置に、プルスタッドと係脱可能な仮クランプ部材を半径
方向移動自在に設けると共に、その仮クランプ部材を半
径方向内側へ付勢した工具の仮クランプ機構を設けた主
軸ヘッドにおける工具保持装置において、前記プルロッ
ドには、工具後端部を押圧可能な押圧部を形成し、前記
アンクランプシリンダによるアンクランプ時のプルロッ
ドの前進端位置を、前記押圧部が工具後端部を押圧し
て、工具のプルスタッドが、仮クランプ部材を乗り越え
る位置まで押出される第一の解放位置と、前記押圧部が
工具後端部と当接しない第二の解放位置とで切換え可能
な切換手段を設けたことを特徴とする。
作用 前記構成によれば、工具仮クランプ機構を備えた主軸構
造であっても、手動で工具を外す際には、プルロッドを
第一の解放位置まで前進させることで工具の取外しが容
易となり、また、通常の工具自動交換時には、プルロッ
ドを第二の解放位置とすることで、仮クランプ機構を有
効に作用させる。
実施例 第1図において、工作機の主軸ヘッド1には、主軸2が
軸受を介して回動自在に支持されている。この主軸2に
は、先端に工具挿着孔3が形成され、これに続く貫通孔
4にプルロッド5が軸方向摺動自在に挿通されて、皿ば
ね6により後方に付勢されている。プルロッド5はその
先端に第6図に示すように4つの鋼球7を半径方向に移
動可能に組込んだ保持部8を一体に備えている。この鋼
球7はプルロッド5の軸方向移動によって貫通孔4前方
のカム面9と協働して工具後端部のプルスタッド10と係
合して工具Tを主軸2にクランプし、また、プルスタッ
ド10との係合を外して主軸2に対しアンクランプするよ
うになっている。プルロッド5はその前部に前記プルス
タッド10の後端部10aを押圧可能な押圧面11が形成され
ている。
前記主軸ヘッド1の後部には二本のガイドバー12、12が
突設され、このガイドバー12、12後端に取付板13が固定
されている。このガイドバー12、12にはピストン19と一
体のピストンロッド18が両側に突出したアンクランプシ
リンダ14が軸方向に移動するように装架されている。こ
のアンクランプシリンダ14のロッドカバー15は主軸2の
後端に螺着された回り止め16と係脱する係合部17を備え
ており、主軸2に一体に装着された近接スイッチSWによ
り、工具交換時主軸先端のキー2aが所定の位置に割出さ
れたことを検出した時にシリンダ本体14aのみが、所定
ストロークL1後退して、主軸2を所定の角度位置でロッ
クするようになっている。このピストンロッド18には、
旋回ロッド20が軸方向に移動しないが旋回自在に挿通さ
れ、この旋回ロッド20の先端には第5図に示すように山
部21aと谷部21bとが所定角度間隔で刻設された第1の噛
合部分21が形成されている。この第1の噛合部分21とピ
ストン19が後退端にある時に軸方向間隙L2をもって対向
する前記プルロッド5後端部にも同様な山部22aと谷部2
2bから成る第2の噛合部分22が形成されている。前記第
1の噛合部分21の山部21aの高さt1は第2の噛合部分22
の山部22aの高さt2より低くしてある(第3図
(a))。前記旋回ロッド20の後端には旋回用レバー23
が固着され、この旋回用レバー23は前記取付板13に固着
したブラケット24に垂設した支持ピン25に揺動自在に軸
支された揺動レバー26のピン27に回動かつ、ピン27に沿
って所定ストローク摺動するように連結されている。揺
動レバー26の、ピン27と前記支持ピン25との中間部には
リンク28がピン連結され、このリンク28の他端が、ソレ
ノイド29の作用子にピン連結されている。また、この揺
動レバー26は、ブラケット24に固定されたストッパ30と
の間にねじりコイルばね31が介装されて、絶えず前記旋
回用レバー23を第2図のB位置にあるようにしている。
このB位置にある時、前記第1の噛合部分21の山部21a
と、工具交換時に所定角度位置でロックされた主軸2の
第2の噛合部分22の谷部22bが相対向するように角度位
置関係が設定され(第3図(a))、また、ソレノイド
29の作用子が引込まれて旋回用レバー23がA位置となっ
た時に、前記第1の噛合部分21の山部21aと前記ロック
状態の噛合部分22の山部22aが対向するように設定され
ている(第4図(a))。そして前記アンクランプシリ
ンダ14のストロークをストロークST(一定)とすると、
旋回用レバー23がA位置にある時には工具Tをクランプ
した状態からのプルロッド5のストロークL4はL4=ST−
L1−L2となり、このストロークL4前進した時には保持部
8の鋼球7がカム面9へ落ち込んでプルスタッド10との
係合が外され、アンクランプ状態となり、かつプルスタ
ッド10の後端部をプルロッド5の押圧面11が強制的に押
圧すると共に後述する仮クランプ機構の仮クランプピン
を押上げてしまうようにストロークL4が設定され、この
プルロッド5の前進端位置が第一の解放位置P1となる。
また、前記旋回用レバー23がB位置にある時には、工具
Tをクランプした状態からのプルロッド5のストローク
L3は、L3=ST−L1−t1−L2であって、このストロークL3
前進した時には鋼球7と工具Tのプルスタッド10の係合
が外れ工具Tはアンクランプ状態となるもプルスタッド
10の後端部とプルロッド5の押圧面11との間には隙間1
が生じるようにストロークL3が設定され、このプルロッ
ド5の前進端位置が第二の解放位置P2となる。このよう
に第1、第2の噛合部分21、22及び第1の噛合部分21を
旋回させる機構で切換手段が構成される。主軸には、ク
ランプ状態の工具Tのプルスタッド10の前方位置に、前
記第二の解放位置P2にある時等、鋼球7とプルスタッド
10の係合のみが外れたアンクランプ状態において、工具
Tのプルスタッド10と半径方向から係合するように、
上、下一対の仮クランプピン(仮クランプ部材として例
示する)32が半径方向移動自在に設けられ、この仮クラ
ンプピン32が、ばね33により半径方向内側へ向って付勢
されている仮クランプ機構が内装され、プルスタッド10
を強制的に押出さない限り、工具Tはクランプされた位
置で仮保持されるようにしてある。
次に先ず、工具自動交換の場合について説明する。ソレ
ノイド29を作動させずに旋回用レバー26をB位置にして
おく。主軸2が所定角度に割出されると、アンクランプ
シリンダ14の後側シリンダ室に圧油を供給する。そうす
るとシリンダ本体14aがストロークL1だけ後退して回り
止め16を係合部17が後方へ引き、主軸2をロックする。
ピストンロッド18が前進すると第1の噛合部分21の山部
21aと第2の噛合部分22の谷部22bとが噛合って後、プル
ロッド5が押されて第二の解放位置P2に到る。すると保
持部8の鋼球7と工具Tのプルスタッド10の係合が外れ
てアンクランプ状態となるが、プルスタッド10は押圧面
11でその後端部が強制的に押されない上に仮クランプピ
ン32により仮クランプされ、工具Tは軸方向に全く移動
せず、また、主軸2から脱落もしない。従って、工具交
換の順序を、アンクランプ後に工具交換アームで仮クラ
ンプされた状態の工具Tを把持するという順に変更で
き、主軸ヘッドを所定の工具交換位置へ移動させる途中
に主軸工具Tをアンクランプさせておくことで従来、工
具交換アームで把持した後アンクランプするものよりも
工具交換時間を短くできる。そして、この工具Tを主軸
2から外し新しい工具Tを挿着し、クランプシリンダ14
を作動させると第1、第2の噛合部分21、22の噛合が外
されてストロークL2の隙間を生じると共に主軸のロック
が解除されて次の加工に移る。
次に、手動工具交換について説明する。この場合、ソレ
ノイド29を動作させ、旋回用レバー23をA位置に切換え
る。前記同様にアンクランプシリンダ14の後部シリンダ
室に圧油を供給して主軸2を所定角度位置でロックし、
ピストンロッド18が前進して第1、第2の噛合部分21、
22の山部21a、22a相互が当接した後、前記自動交換の場
合のストロークL3より、第1の噛合部分21の山部21aの
高さt1分だけプルロッド5が余分に押されて第一の解放
位置P1に到る。すると、工具Tはアンクランプされると
共にプルスタッド10の後端部がプルロッド5の押圧面11
で強制的に押され、プルスタッド10は仮クランプピン32
の仮クランプ力にも抗して仮クランプピン32を乗り越
え、また工具挿着孔3のくいつき状態を外して前方へ押
出され、工具Tは人手により容易に外すことができる。
第二実施例 第7、8図は切換手段の他の実施例を示す。アンクラン
プシリンダ114の後方に突出したピストンロッド118に矩
形ストッパー119を取付け、このシリンダ本体114a後部
にピストンロッド118まわりに揺動するレバー123を設
け、このレバー123には前記矩形ストッパー119が嵌入し
得るストッパー孔119aが形成されている。ピストンロッ
ド118の前方突出部分はプルロッド105と切離されて対向
しており、この対向部分は平坦である。従ってレバー12
3とストッパー孔119aが嵌入するときと、そうでない時
でシリンダストロークを切換えて、プルロッド105の前
進端位置を第一、第二の解放位置に切換えるようにした
ものである。
発明の効果 以上にように本発明では、工作機の主軸にプルロッドを
軸方向摺動自在に挿通し、このプルロッドは先端に主軸
と協働して工具を保持する保持部を備え、主軸内にはこ
のプルロッドを後退させて工具を主軸先端にクランプす
るばねを設け、また、プルロッドをクランプ状態から前
進端位置へ前進させて前記保持部によるクランプを解除
するアンクランプシリンダを備え、前記主軸には、クラ
ンプ状態の工具のプルスタッド前方位置に、プルスタッ
ドと係脱可能な仮クランプ部材を半径方向移動自在に設
けると共に、その仮クランプ部材を半径方向内側へ付勢
した工具の仮クランプ機構を設けた主軸ヘッドにおける
工具保持装置において、前記プルロッドには、工具後端
部を押圧可能な押圧部を形成し、前記アンクランプシリ
ンダによるアンクランプ時のプルロッドの前進端位置
を、前記押圧部が工具後端部を押圧して、工具のプルス
タッドが、仮クランプ部材を乗り越える位置まで押圧さ
れる第一の解放位置と、前記押圧部が工具後端部と当接
しない第二の解放位置とで切換え可能な切換手段を設け
たので、通常の工具自動交換の場合には、仮クランプ部
材を乗り越えないような第二の解放位置として、仮クラ
ンプ機構を有効に作用させ、工具交換の順序を、アンク
ランプ後に工具交換アームで工具を把持するというよう
に変更でき、工具交換時間の短縮を図ることができる。
また、このように工具交換時間を短縮できるものであっ
ても、手動で工具交換を行う時にはプルロッド前進位置
を第一の解放位置になるように切換えておくことによ
り、工具は主軸より強制的に押圧され、仮クランプ部材
を乗り越えた位置までおし出されるため、人手による取
外しが容易となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は主軸ヘッドの全体図、第2図は第1図のI視
図、第3図(a)は旋回用レバーがB位置でクランプ状
態の図、第3図(b)は第二の解放位置の説明図、第4
図(a)は旋回用レバーがA位置でクランプ状態の図、
第4図(b)は第一の解放位置の説明図、第5図は第4
図(a)のII−II視図、第6図は第3図(b)のIII−I
II断面図、第7、8図は他の実施例である。 2……主軸、5……プルロッド、6……皿ばね、8……
保持部、 10……プルスタッド、11……押圧部、14……アンクラン
プシリンダ、 20……旋回ロッド、21、22……噛合部分、23……旋回用
レバー、 26……揺動レバー、29……ソレノイド、32……仮クラン
プピン、33……ばね、 P1……第一の解放位置、P2……第二の解放位置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作機の主軸にプルロッドを軸方向摺動自
    在に挿通し、このプルロッドは先端に主軸と協働して工
    具を保持する保持部を備え、主軸内にはこのプルロッド
    を後退させて工具を主軸先端にクランプするばねを設
    け、また、プルロッドをクランプ状態から前進端位置へ
    前進させて前記保持部によるクランプを解除するアンク
    ランプシリンダを備え、前記主軸には、クランプ状態の
    工具のプルスタッド前方位置に、プルスタッドと係脱可
    能な仮クランプ部材を半径方向移動自在に設けると共
    に、その仮クランプ部材を半径方向内側へ付勢した工具
    の仮クランプ機構を設けた主軸ヘッドにおける工具保持
    装置において、前記プルロッドには、工具後端部を押圧
    可能な押圧部を形成し、前記アンクランプシリンダによ
    るアンクランプ時のプルロッドの前進端位置を、前記押
    圧部が工具後端部を押圧して、工具のプルスタッドが、
    仮クランプ部材を乗り越える位置まで押出される第一の
    解放位置と、前記押圧部が工具後端部と当接しない第二
    の解放位置とで切換え可能な切換手段を設けたことを特
    徴とする主軸ヘッドにおける工具保持装置。
JP61222746A 1986-09-20 1986-09-20 主軸ヘツドにおける工具保持装置 Expired - Lifetime JPH0688167B2 (ja)

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JP61222746A JPH0688167B2 (ja) 1986-09-20 1986-09-20 主軸ヘツドにおける工具保持装置

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Publication Number Publication Date
JPS6377603A JPS6377603A (ja) 1988-04-07
JPH0688167B2 true JPH0688167B2 (ja) 1994-11-09

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ID=16787257

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JPS6377603A (ja) 1988-04-07

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