JPH0735693Y2 - 工作機械のスピンドル - Google Patents
工作機械のスピンドルInfo
- Publication number
- JPH0735693Y2 JPH0735693Y2 JP1990025493U JP2549390U JPH0735693Y2 JP H0735693 Y2 JPH0735693 Y2 JP H0735693Y2 JP 1990025493 U JP1990025493 U JP 1990025493U JP 2549390 U JP2549390 U JP 2549390U JP H0735693 Y2 JPH0735693 Y2 JP H0735693Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- spindle
- tapered hole
- cylindrical body
- machine tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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- Gripping On Spindles (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、各種の工具をスピンドルに装着して加工に供
するマシニングセンターのような工作機械に用いるに適
した工作機械のスピンドルの改良に関するものである。
するマシニングセンターのような工作機械に用いるに適
した工作機械のスピンドルの改良に関するものである。
（従来の技術） マシニングセンターのような工作機械においては、スピ
ンドル本体側に形成されたテーパ孔に工具のテーパ状の
シャンク部を嵌合保持させる構造のスピンドルが用いら
れているが、工具の繰り返し交換による磨耗、切削時の
微振動により金属接触面に発生する微動磨耗等により嵌
合精度が次第に低下することを避けられない。
ンドル本体側に形成されたテーパ孔に工具のテーパ状の
シャンク部を嵌合保持させる構造のスピンドルが用いら
れているが、工具の繰り返し交換による磨耗、切削時の
微振動により金属接触面に発生する微動磨耗等により嵌
合精度が次第に低下することを避けられない。
そこで実開昭60−153732号公報に示されるように、スピ
ンドル本体の内面にテーパ孔が形成されたセラミック製
の筒状体を焼嵌めし、このセラミック製の部分で工具の
シャンク部を嵌合保持させることにより磨耗を防止する
ようにしたスピンドルが開発されている。そしてこのよ
うなセラミック製の筒状体のシャンク挿入側のテーパ孔
の周縁部は、工具挿入時に受ける軽微な衝撃による損傷
を避けるために、R1、C1等の面取りが施されている。
ンドル本体の内面にテーパ孔が形成されたセラミック製
の筒状体を焼嵌めし、このセラミック製の部分で工具の
シャンク部を嵌合保持させることにより磨耗を防止する
ようにしたスピンドルが開発されている。そしてこのよ
うなセラミック製の筒状体のシャンク挿入側のテーパ孔
の周縁部は、工具挿入時に受ける軽微な衝撃による損傷
を避けるために、R1、C1等の面取りが施されている。
ところがプログラムミスによる工具のワークへの衝突
や、工具離脱等の事故が発生した場合、工具のシャンク
がセラミック製の筒状体のテーパ孔の周縁部に強く線接
触するため、上記のような面取りが施されていても集中
応力によってその近傍のセラミックにクラックが発生す
ることがあった。
や、工具離脱等の事故が発生した場合、工具のシャンク
がセラミック製の筒状体のテーパ孔の周縁部に強く線接
触するため、上記のような面取りが施されていても集中
応力によってその近傍のセラミックにクラックが発生す
ることがあった。
（考案が解決しようとする課題） 本考案は上記したような従来の問題点を解決して、プロ
グラムミスによる工具の衝突や工具離脱等の事故が発生
した場合にも、セラミック製の筒状体の周縁部の破損を
生じにくい工作機械にスピンドルを提供するために完成
されたものである。
グラムミスによる工具の衝突や工具離脱等の事故が発生
した場合にも、セラミック製の筒状体の周縁部の破損を
生じにくい工作機械にスピンドルを提供するために完成
されたものである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために完成された第１の考案は、
工具のシャンク部を嵌合保持させるテーパ孔が形成され
たセラミック製の筒状体を金属製のスピンドル本体の内
面に焼嵌めした構造の工作機械のスピンドルにおいて、
上記セラミック製の筒状体のシャンク挿入側のテーパ孔
の周縁部に、テーパ孔の母線に対する角度を５〜30°と
した拡大テーパ部を2mm以上の長さに形成したことを特
徴とするものである。
工具のシャンク部を嵌合保持させるテーパ孔が形成され
たセラミック製の筒状体を金属製のスピンドル本体の内
面に焼嵌めした構造の工作機械のスピンドルにおいて、
上記セラミック製の筒状体のシャンク挿入側のテーパ孔
の周縁部に、テーパ孔の母線に対する角度を５〜30°と
した拡大テーパ部を2mm以上の長さに形成したことを特
徴とするものである。
また同一の課題を解決するために完成された第２の考案
は、工具のシャンク部を嵌合保持させるテーパ孔が形成
されたセラミック製の筒状体を金属製のスピンドル本体
の内面に焼嵌めした構造の工作機械のスピンドルにおい
て、上記セラミック製の筒状体のシャンク挿入側のテー
パ孔の周縁部のみに、テーパ孔の入口から2mm以上内側
の母線上にて、該母線に接する5R以上の断面円弧状の拡
大逃げ部を形成したことを特徴とするものである。
は、工具のシャンク部を嵌合保持させるテーパ孔が形成
されたセラミック製の筒状体を金属製のスピンドル本体
の内面に焼嵌めした構造の工作機械のスピンドルにおい
て、上記セラミック製の筒状体のシャンク挿入側のテー
パ孔の周縁部のみに、テーパ孔の入口から2mm以上内側
の母線上にて、該母線に接する5R以上の断面円弧状の拡
大逃げ部を形成したことを特徴とするものである。
（実施例） 以下にこれらの考案を図示の実施例によって更に詳細に
説明する。
説明する。
第１図及び第２図は第１の考案の実施例を示すもので、
（１）はクロムモリブデン鋼のような金属材料からなる
スピンドル本体、（２）はその内面に焼嵌めされたセラ
ミック製の筒状体、（３）は工具のシャンク部である。
筒状体（２）は例えばジルコニアのような強度と耐磨耗
性に優れたセラミック材料からなるものであり、その中
心部には工具のシャンク部（３）を嵌合保持させるため
のテーパ孔（４）を形成してある。
（１）はクロムモリブデン鋼のような金属材料からなる
スピンドル本体、（２）はその内面に焼嵌めされたセラ
ミック製の筒状体、（３）は工具のシャンク部である。
筒状体（２）は例えばジルコニアのような強度と耐磨耗
性に優れたセラミック材料からなるものであり、その中
心部には工具のシャンク部（３）を嵌合保持させるため
のテーパ孔（４）を形成してある。
第２図に拡大して示したように、第１の考案においては
セラミック製の筒状体（２）のテーパ孔（４）のシャン
ク挿入側の周縁部に、従来よりもはるかに大きい拡大テ
ーパ部（５）が形成されている。この拡大テーパ部
（５）はテーパ孔（４）の母線に対する角度を５〜30°
とするとともに、その長さを端部から2mm以上としたも
のである。この拡大テーパ部（５）は、第１図のように
事故により離脱した工具のシャンク部（３）がテーパ孔
（４）の周縁部に接触したような場合にも、その線接触
位置をテーパ孔（４）の端部（７）から奥側（８）へ移
動させることによってセラミックスに発生する集中応力
を減少させ、接触部近傍におけるクラックの発生を防止
するためのものである。
セラミック製の筒状体（２）のテーパ孔（４）のシャン
ク挿入側の周縁部に、従来よりもはるかに大きい拡大テ
ーパ部（５）が形成されている。この拡大テーパ部
（５）はテーパ孔（４）の母線に対する角度を５〜30°
とするとともに、その長さを端部から2mm以上としたも
のである。この拡大テーパ部（５）は、第１図のように
事故により離脱した工具のシャンク部（３）がテーパ孔
（４）の周縁部に接触したような場合にも、その線接触
位置をテーパ孔（４）の端部（７）から奥側（８）へ移
動させることによってセラミックスに発生する集中応力
を減少させ、接触部近傍におけるクラックの発生を防止
するためのものである。
ここで拡大テーパ部（５）のテーパ孔母線に対する角度
を５〜30°としたのは、この角度が５°未満であると離
脱した工具のシャンク部（３）が拡大テーパ部（５）の
端部（７）に線接触し、工具のシャンク部（３）とテー
パ孔（４）の周縁部との接触位置を内側へ移動させる効
果に乏しく、逆に30°を越えると筒状体（２）の端部の
肉厚Ｗが減少し、焼嵌めによる発生応力が増加して好ま
しくないからである。またその長さを少なくとも端部か
ら2mmとしたのは、後述する実施例にも示すようにこれ
未満ではやはり接触位置を移動させ、セラミックスに発
生する集中応力を低減させる効果に乏しいためである。
しかしこの長さｌを余りに大きくすると筒状体（２）の
テーパ孔（４）のうち工具のシャンク部（３）を支持す
る有効長さが減少して工具の保持剛性の低下を招く。こ
のため、テーパ孔（４）の長さをＬとしたとき、l/Lの
値は0.04〜0.15とすることが好ましく、より好ましくは
0.06〜0.12とする。
を５〜30°としたのは、この角度が５°未満であると離
脱した工具のシャンク部（３）が拡大テーパ部（５）の
端部（７）に線接触し、工具のシャンク部（３）とテー
パ孔（４）の周縁部との接触位置を内側へ移動させる効
果に乏しく、逆に30°を越えると筒状体（２）の端部の
肉厚Ｗが減少し、焼嵌めによる発生応力が増加して好ま
しくないからである。またその長さを少なくとも端部か
ら2mmとしたのは、後述する実施例にも示すようにこれ
未満ではやはり接触位置を移動させ、セラミックスに発
生する集中応力を低減させる効果に乏しいためである。
しかしこの長さｌを余りに大きくすると筒状体（２）の
テーパ孔（４）のうち工具のシャンク部（３）を支持す
る有効長さが減少して工具の保持剛性の低下を招く。こ
のため、テーパ孔（４）の長さをＬとしたとき、l/Lの
値は0.04〜0.15とすることが好ましく、より好ましくは
0.06〜0.12とする。
また拡大テーパ部（５）のテーパ孔（４）の母線に対す
る角度を30°以下の範囲で大きくした場合、工具のワー
クへの衝突や工具離脱等の事故が発生した時に拡大テー
パ部（５）とテーパ孔（４）の交線に発生する集中応力
をさらに減少させるために、前記交線部をＲで滑らかに
しても良い。
る角度を30°以下の範囲で大きくした場合、工具のワー
クへの衝突や工具離脱等の事故が発生した時に拡大テー
パ部（５）とテーパ孔（４）の交線に発生する集中応力
をさらに減少させるために、前記交線部をＲで滑らかに
しても良い。
このように拡大テーパ部（５）を形成することにより、
工具のワークへの衝突や工具離脱等の事故が発生した場
合、セラミック製の筒状体（２）のテーパ孔（４）の周
縁部にクラックが発生する可能性を大幅に減少させるこ
とができる。
工具のワークへの衝突や工具離脱等の事故が発生した場
合、セラミック製の筒状体（２）のテーパ孔（４）の周
縁部にクラックが発生する可能性を大幅に減少させるこ
とができる。
第３図は第２の考案の実施例を示すものであり、セラミ
ック製の筒状体（２）のテーパ孔（４）の周縁部のみ
に、テーパ孔（４）の入口から2mm以上内側の母線上に
て、該母線に接する5R以上の断面円弧状の拡大逃げ部
（６）形成したものである。この拡大逃げ部（６）も第
１の考案の拡大テーパ部（５）と同様の作用効果を持
つ。すなわち事故により離脱した工具のシャンク部
（３）がテーパ孔（４）の周縁部に接触したような場合
にも、その線接触位置をテーパ孔（４）の端部（７）か
ら奥側（８）へ移動させることによってセラミックスに
発生する集中応力を減少させ、接触部近傍におけるクラ
ックの発生を防止することができるのである。
ック製の筒状体（２）のテーパ孔（４）の周縁部のみ
に、テーパ孔（４）の入口から2mm以上内側の母線上に
て、該母線に接する5R以上の断面円弧状の拡大逃げ部
（６）形成したものである。この拡大逃げ部（６）も第
１の考案の拡大テーパ部（５）と同様の作用効果を持
つ。すなわち事故により離脱した工具のシャンク部
（３）がテーパ孔（４）の周縁部に接触したような場合
にも、その線接触位置をテーパ孔（４）の端部（７）か
ら奥側（８）へ移動させることによってセラミックスに
発生する集中応力を減少させ、接触部近傍におけるクラ
ックの発生を防止することができるのである。
ここで拡大逃げ部（６）を5R以上に限定したのは、第４
図に示すようにセラミック製の筒状体（２）のテーパ孔
（４）の入口からテーパ孔（４）の母線上において、前
記断面円弧状の拡大逃げ部（６）の開始する点までの長
さを所定の値Ｈに決定した場合、円弧を小さくし過ぎる
と筒状体（２）の端部の肉厚Ｗが減少し、焼嵌めによる
発生応力が増加して好ましくなく、一方、円弧を大きく
すると工具のシャンク部（３）との接触位置を移動させ
る効果に乏しいため5R〜15R程度とするのが好ましい。
図に示すようにセラミック製の筒状体（２）のテーパ孔
（４）の入口からテーパ孔（４）の母線上において、前
記断面円弧状の拡大逃げ部（６）の開始する点までの長
さを所定の値Ｈに決定した場合、円弧を小さくし過ぎる
と筒状体（２）の端部の肉厚Ｗが減少し、焼嵌めによる
発生応力が増加して好ましくなく、一方、円弧を大きく
すると工具のシャンク部（３）との接触位置を移動させ
る効果に乏しいため5R〜15R程度とするのが好ましい。
これらの考案の効果を確認するため、金属製のスピンド
ル本体に焼嵌めされた40番テーパの部分安定化ジルコニ
アセラミック製の筒状体（２）のシャンク挿入側のテー
パ孔（４）の周縁部に、次表に示される各種の拡大テー
パ部（５）および拡大逃げ部（６）を形成し、これにダ
ミーツールを1500kgfのクランプ力で保持させ、その先
端部に1000kgfの静荷重を加えてテーパ孔（４）の入口
から3mmの箇所のセラミックスに発生する引張応力を測
定し、試験No.1の発生応力を100％とし、他の条件の比
率を示した。
ル本体に焼嵌めされた40番テーパの部分安定化ジルコニ
アセラミック製の筒状体（２）のシャンク挿入側のテー
パ孔（４）の周縁部に、次表に示される各種の拡大テー
パ部（５）および拡大逃げ部（６）を形成し、これにダ
ミーツールを1500kgfのクランプ力で保持させ、その先
端部に1000kgfの静荷重を加えてテーパ孔（４）の入口
から3mmの箇所のセラミックスに発生する引張応力を測
定し、試験No.1の発生応力を100％とし、他の条件の比
率を示した。
この表から分かるように、本考案の工作機械のスピンド
ルは発生する引張応力が従来よりもはるかに小さく、ク
ラックを確実に防止することができる。
ルは発生する引張応力が従来よりもはるかに小さく、ク
ラックを確実に防止することができる。
（考案の効果） 本考案は以上に説明したように、プログラムミスによる
工具の衝突や工具離脱等の事故が発生した場合にも、セ
ラミック製の筒状体の周縁部の破損をよく防止すること
ができるものであるから、従来の問題点を解消した工作
機械のスピンドルとして、その実用的価値は極めて大き
いものである。
工具の衝突や工具離脱等の事故が発生した場合にも、セ
ラミック製の筒状体の周縁部の破損をよく防止すること
ができるものであるから、従来の問題点を解消した工作
機械のスピンドルとして、その実用的価値は極めて大き
いものである。
第１図は第１の考案の実施例を示す断面図、第２図はそ
の要部を示す拡大断面図、第３図は第２の考案の実施例
の要部を示す拡大断面図、第４図は拡大逃げ部の円弧の
大きさと端部肉厚との関係を示す断面図である。 （１）：スピンドル本体、（２）：筒状体、（３）：工
具のシャンク部、（４）：テーパ孔、（５）：拡大テー
パ部、（６）：拡大逃げ部、（７）：端部、（８）：奥
側
の要部を示す拡大断面図、第３図は第２の考案の実施例
の要部を示す拡大断面図、第４図は拡大逃げ部の円弧の
大きさと端部肉厚との関係を示す断面図である。 （１）：スピンドル本体、（２）：筒状体、（３）：工
具のシャンク部、（４）：テーパ孔、（５）：拡大テー
パ部、（６）：拡大逃げ部、（７）：端部、（８）：奥
側
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−141038（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】工具のシャンク部（３）を嵌合保持させる
テーパ孔（４）が形成されたセラミック製の筒状体
（２）を金属製のスピンドル本体（１）の内面に焼嵌め
した構造の工作機械のスピンドルにおいて、上記セラミ
ック製の筒状体（２）のシャンク挿入側のテーパ孔
（４）の周縁部に、テーパ孔（４）の母線に対する角度
を５〜30°とした拡大テーパ部（５）を2mm以上の長さ
に形成したことを特徴とする工作機械のスピンドル。 - 【請求項２】工具のシャンク部（３）を嵌合保持させる
テーパ孔（４）が形成されたセラミック製の筒状体
（２）を金属製のスピンドル本体（１）の内面に焼嵌め
した構造の工作機械のスピンドルにおいて、上記セラミ
ック製の筒状体（２）のシャンク挿入側のテーパ孔
（４）の周縁部のみに、テーパ孔（４）の入口から2mm
以上内側の母線上にて、該母線に接する5R以上の断面円
弧状の拡大逃げ部（６）を形成したことを特徴とする工
作機械のスピンドル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990025493U JPH0735693Y2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 工作機械のスピンドル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990025493U JPH0735693Y2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 工作機械のスピンドル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117508U JPH03117508U (ja) | 1991-12-04 |
| JPH0735693Y2 true JPH0735693Y2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=31528427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990025493U Expired - Fee Related JPH0735693Y2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 工作機械のスピンドル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735693Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613770Y2 (ja) * | 1985-02-22 | 1994-04-13 | 京セラ株式会社 | 工作機械の回転ヘツド |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP1990025493U patent/JPH0735693Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03117508U (ja) | 1991-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |