JPS62157747A - 工具用ホルダ装置 - Google Patents

工具用ホルダ装置

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JPS62157747A
JPS62157747A JP29791585A JP29791585A JPS62157747A JP S62157747 A JPS62157747 A JP S62157747A JP 29791585 A JP29791585 A JP 29791585A JP 29791585 A JP29791585 A JP 29791585A JP S62157747 A JPS62157747 A JP S62157747A
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Yoshiya Shino
篠 惠也
Mitsuo Tamura
光男 田村
Shigeru Yamagishi
山岸 繁
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具用ホルダ装置に関し、一層詳細には、切削
用工具を回転自在に設けたホルダ部材を装置本体に対し
て着脱自在に装着すると共に、前記ホルダ部材を好適に
軽量化し且つホルダ部材の交換作業をより一層簡便に行
うことを可能にした工具用ホルダ装置に関する。
近年、工場内において、製品の加工成形作業を行う際、
極めて自動化されたライン生産システムが採用されてい
る。種々の製品を効率よく大量生産出来るからである。
このようなライン生産は種類の異なる工作機械を、例え
ば、並列して配置し、搬送装置により夫々の工作機械の
加工作業位置にワークを搬送して順次所定の加工を施し
、最終的に所望の形状を有する製品を得るものである。
ところで、一般に、工場内では多種類のワークを加工す
る場合が多い。然しなから、この場合、ワークの種類に
対応して種々の工作機械を配置することは実際上経済的
ではないし、また、工場内において狭小な空間を有効に
活用しようという要請には別置応えるものではない。従
来、このような欠点を解決し、単一の工作機械により種
々の加工を行うために、多種類の工具ホルダを装置本体
に対し着脱自在に装着する工具用ホルダ装置が広汎に採
用されており、例えば、特公昭47−321)2号にそ
の技術的思想が開示されている。
すなわち、第1図において、参照符号2は工具用ホルダ
装置を示す。前記工具用ホルダ装置2は装置本体4と工
具ホルダ6を含む。前記装置本体4を構成するスピンド
ルヘッド8内にはベアリング10a、10bを介してス
ピンドル12が回転自在に支承されている。
前記スピンドル12は駆動用歯車14を介して回転駆動
されるものであり、このスピンドル12の先端部にアダ
プタ16が固着されている。この場合、前記アダプタ1
6には軸線方向に円錐状の孔部18が形成されている。
前記スピンドル12内にはアダプタ16に近接してガイ
ドメタル20が固着されており、前記ガイドメタル20
には大径な孔部22と段部を介してこれより小径な孔部
24とが連通形成されている。さらに、スピンドル12
内には軸部材26が配設され、前記軸部材26の先端部
に保持体28が固着されている。この場合、前記保持体
28の外周端縁部には複数の孔部30が形成されており
、前記孔部30にはボール32が嵌合されている。また
、軸部材26の他端部には図示しないシリンダ機構が連
結されており、この軸部材26に外嵌されている皿ばね
34の弾発力と前記シリンダ機構を介して前記軸部材2
6は、図中、矢印A、B方向に変位可能となる。
一方、工具ホルダ6の外周部には大径な把持部36が形
成されており、前記把持部36の一端部側にアダプタ1
6の孔部18に嵌合するテーパ部38が形成されている
。さらに、前記テーパ部38の先端部には柱体40が螺
着されている。なお、前記工具ホルダ6には切削用工具
42が固着されている。
このような構成において、図示しない回転駆動源を駆動
して駆動用歯車14を所定方向に回転すると、前記駆動
用歯車14が装着されたスピンドル12が回転し、前記
スピンドル12の先端部に固着されるアダプタ16を介
して工具ホルダ6が回転するに至る。そこで、工具用ホ
ルダ装置2を図示しないワークに対し近接変位させれば
、前記工具ホルダ6に装着されている切削用工具42に
より前記ワークに所定の加工が行われる。
次に、工具ホルダ6を交換する手順について以下に説明
する。
先ず、前記工具ホルダ6の把持部36を図示しない工具
交換装置等のチャック部により把持した状態で、図示し
ないシリンダ機構を駆動して軸部材26を皿ばね34の
弾発力に抗して矢印A方向に変位させる。前記軸部材2
6が矢印A方向に変位すれば、この先端に固着される保
持体28を介してボール32が変位し、前記ボール32
はガイドメタル20の孔部24から大径な孔部22内に
臨入して柱体40への押圧作用が解除される。そこで、
工具ホルダ6を矢印A方向に移動させると、柱体40が
この工具ホルダ6と一体的に矢印A方向に変位し、結果
的に、前記工具ホルダ6は装置本体4から取り外される
次いで、新たな工具を装着した工具ホルダ6を図示しな
いチャック部により把持し、これを矢印B方向に変位さ
せて柱体60を保持体28内に遊嵌すると共にテーパ部
38をアダプタ16の孔部18に嵌着する。そして、図
示しないシリンダ機構を駆動して軸部材26を皿ばね3
4の弾発力により矢印B方向に変位させれば、前記軸部
材26の先端部に設けられる保持体2Bを介してボール
32が孔部22から小径な孔部24内に臨入する。この
ため、前記ボール32の端部は保持体28内に突出して
柱体40の外周面部を押圧し、従って、工具ホルダ6は
装置本体4に装着される。
ところで、前記の従来技術では、テーパ部38を介して
工具ホルダ6を装置1本に位置決め固定するために、前
記テーパ部38を比較的大径に且つ軸線方向に長く形成
している。しかも、前記テーパ部38の端部には軸線方
向に延在する柱体40を螺着している。このため、前記
工具ホルダ6が大型となると共にかなりの重量となり、
異種ワークに対応するためのこの工具ホルダ6の交換作
業が極めて煩雑なものとなる。さらに、工具ホルダ6を
工具交換装置等により自動的に交換する場合、前記工具
ホルダ6を保持するだめの装置自体も大型化せざるを得
す、工場内における当該装置の占有する面積が大きくな
ってしまう欠点がある。しかも、テーパ部38と柱体4
0が軸線方向にかなり長く形成されているため、工具ホ
ルダ6を交換する際に、前記工具ホルダ6を矢印Aおよ
びB方向に相当な距離移動させなければならない。従っ
て、前記工具ホルダ6の交換が煩わしいものとなると共
に、前記交換作業に要するスペースが極めて大きくなっ
てしまう。また、工具ホルダ6自体がかなり大型化する
ために、これを装填する装置本体4も大型なものとなる
不都合が指摘される。
本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、切削用工具を回転自在に支承するホルダ部材に
装置本体に嵌合する嵌合部と連結機構に係合する係合部
を設け、前記嵌合部の軸線方向の長さを可及的に短く選
択し、前記連結機構を介してホルダ部材を装置本体に着
脱自在に装着することにより、ホルダ部材を軽量且つ小
型に形成すると共に、前記ホルダ部材の交換作業をより
一層容易にすること可能にする工具用ホルダ装置を提供
することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は切削用工具を設
けた回転軸を回転自在に支承するホルダ部材と前記ホル
ダ部材を着脱自在に装着する装置本体とを含み、前記装
置本体にホルダ部材嵌合用孔部と連結機構とを設け、一
方、前記ホルダ部材に前記孔部に嵌合する嵌合部と前記
連結機構に係合する係合部とを形成し、前記嵌合部を孔
部に嵌合し前記連結機構を介して前記ホルダ部材を装置
本体に装着すると共に、前記回転軸を装置本体の主軸に
係着するよう構成することを特徴とする。
次に、本発明に係る工具用ホルダ装置について好適な実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
第2図乃至第4図において、参照符号50は本発明に係
る工具用ホルダ装置を示し、前記ホルダ装置50は基本
的には装置本体52とホルダ部54とを含む。
前記装置本体52を構成するスピンドルヘッド56は略
円筒状を呈しており、その一端にフランジ部58を形成
する。スピンドルヘッド56の中央部には軸線方向に上
向して所定の長さを有するテーパ部60が形成される。
前記テーパ部60はスピンドルヘッド56の内方に指向
して半径方向内方に傾斜しており、このテーパ部60の
内方端部は周溝62に連通し、前記周溝62の端部は長
軸な孔部64に連通ずる。さらに、前記孔部64の一端
部には段部を介して夫々小径となる孔部66.68が連
通している。そして、スピンドルヘッド56の外周部に
は孔部64の端部側に連通ずる通路70を形成し、前記
通路70は図示しない切換弁に接続され、一方、スピン
ドルヘッド56の外周部には孔部68に連通ずる短孔7
2を穿設し、前記短孔72には固定ねじ74を螺入して
おく。
このようにして構成されるスピンドルヘッド56内に連
結部材76が嵌合する。前記連結部材76は円筒状を呈
しており、その中央部に軸線方向に指向して大径な孔部
78を形成すると共に、前記孔部78の一端部に段部を
介して小径な孔部80を連通ずる。さらに、連結部材7
6の外周一端部にスピンドルヘッド56の孔部66に嵌
合する円筒部82を形成し、一方、前記連結部材76の
外周他端縁部には孔部78に連通ずる複数の孔部84a
乃至84fを穿設して前記孔部84a乃至84fにポー
ル85a乃至85fを嵌合しておく。そして、連結部材
76の孔部78内に皿ばね86が配設され、保持体88
が前記孔部78並びに孔部80に嵌合する。
前記保持体88の外筒部90は連結部材76の孔部80
並びにスピンドルヘッド56の孔部68に嵌合し、前記
外筒部90の一端に形成される大径部92は前記連結部
材76の孔部78に嵌合する。前記外筒部90の外周に
は所定の位置に周溝94を形成し、前記周溝94にスピ
ンドルヘッド56に螺入する固定ねじ74の先端部が係
合する。従って、保持体88はスピンドルヘッド56に
対し軸線方向に変位することを阻止される。また、保持
体88の中央部に軸線方向に指向して孔部98を形成す
る。この孔部98は孔部96と段部を介して連通してい
る。
前記孔部96にはニードル軸受100を配設して主軸1
02を嵌合する。
前記主軸102は図示しない回転駆動源に連結されてお
り、この主軸102の一端部には軸線方向に指向して孔
部104が形成される。この場合、前記孔部104は後
述する回転軸のスプラインに対応する形状を呈している
一方、ホルダ部54を構成するホルダ106の円筒部1
08にはその一端部に段部を介して大径部1)0を形成
し、前記大径部1)0にホルダ把持用の周溝1)2が刻
設される。前記大径部1)0の一端部にはテーパ部1)
4が設けられ、この場合、前記テーパ部1)4はスピン
ドルヘッド56に形成されるテーパ部60に対応してお
り、このため、前記テーパ部1)4は外方に指向して半
径方向内方に傾斜している。また、前記テーパ部1)4
の端部には段部を介して小径な首部1)6を形成すると
共に、前記首部1)6の端部には外方に膨出して突部1
)8が形成される。前記突部1)8は首部1)6の端部
から半径方向外方に指向して傾斜する傾斜面120と、
前記傾斜面120の一端部から軸線方向に延在する円筒
面122を含み、前記円筒面122は連結部材76の孔
部78に嵌合する。
さらにまた、ホルダ106の中央部には円筒部108の
端部側から軸線方向に指向して孔部124を形成し、前
記孔部124の端部には段部を介して小径な孔部126
が連通ずる。前記孔部126の端部には段部を介して大
径な孔部128が連通し、この孔部128の端部は孔部
130に連通している。
次に、ホルダ106に回転軸132が回転自在に支承さ
れる。前記回転軸132は工具ホルダ部134とスピン
ドル部136とから一体的に形成されており、前記工具
ホルダ部134とスピンドル部136との間にはフラン
ジ状の大径部138が設けられる。工具ホルダ部134
の外周先端縁部には半径方向に所定角度傾斜して取付部
140が形成されており、一方、スピンドル部136の
外周一端縁部にはねじ溝142が刻設され、前記ねじ溝
142の端部には所定のスプラインを設けた係合部14
4が形成される。そして、回転軸132をホルダ106
内に遊嵌し、孔部124にニードル軸受146とスラス
ト軸受148を配設し、孔部128には軸受150を配
設する。さらに、前記回転軸132のねじ溝142にナ
ツト部材154を螺着してこの回転軸132をホルダ1
06に回転自在に装着する。なお、この場合、回転軸1
32の工具ホルダ部134に設けられる取付部140に
は所定の切削用パイ目56が固着される。
本発明に係る工具用ホルダ装置は基本的には以上のよう
に構成されるものであり、次にその作用並びに効果につ
いて説明する。
先ず、装置本体52を、例えば、基台157に装着する
。この場合、スピンドルヘッド56のフランジ部58に
は図示しないボルト挿通用の孔部が設けられており、前
記孔部にボルトを挿入してその先端部を基台157に設
けられる図示しない[Lに螺入し、スピンドルヘッド5
6を前記基台157に固定する。
そこで、図示しない回転駆動源を駆動してこれに連結さ
れる主軸102を回転すると、前記主軸102の先端部
の孔部104に嵌合する係合部144を介してスピンド
ル部136が回転する。このため、前記スピンドル部1
36と一体的に形成される工具ホルダ部134が回転し
、バイト156は主軸102の軸線を中心にして回転す
るに至る。
このようにして、回転軸132を回転させた状態で図示
しないワークを当該ホルダ装置50側に近接変位させ、
あるいは、基台157を移動して前記ホルダ装置50を
ワーク側に変位させてハイド156により、例えば、中
ぐり加工を行う。次いで、前記バイト156により所定
の加工を行った後、ワークとホルダ装置50とを相対的
に離間変位させ、加工終了後のワークを取り外し、新た
なワークを所定の加工作業位置に固定して同様にバイト
156による中ぐり加工を行う。
ところで、種類の異なるワークを加工する場合には、以
下に示す手順により別異のワークに対応する工具を設け
た回転軸132をホルダ106に装着すればよい。
すなわち、ホルダ106をその大径部1)0に形成した
周m1)2を介して図示しない工具交換装置等のチャッ
ク部により把持させ、この状態で、図示しない切換弁か
ら通路70に圧油を供給する。
前記圧油はスピンドルヘッド56内の孔部64内に流入
し、連結部材76を矢印A方向に押圧する。
従って、前記連結部材76は皿ばね86の弾発力に抗し
て矢印A方向に変位し、孔部84a乃至84fに嵌合す
るボール85a乃至85fがホルダ106の傾斜面12
0から離間して首部1)6とスピンドルヘッド56の周
溝62の間に遊嵌する0次いで、図示しないチャック部
を介してホルダ106を矢印A方向に移動させると、突
部1)8の傾斜面120が再び前記ボール85a乃至8
5fに当接して夫々のボール85a乃至85fを連結部
材76の半径方向外方に押圧する。このため、ボール8
5a乃至85fは連結部材76の孔部78から離脱して
周溝62を画成するスピンドルヘッド56の内面側に押
圧され、結果的に、突部1)8は孔部78から離脱して
ホルダ106が装置本体52から取り外される(第4図
参照)。
このようにして、ホルダ106を装置本体52から取り
外して後、ナツト部材154をねじ溝142から離脱さ
せて回転軸132を前記ホルダ106から取り出し、所
定のバイト156を固着した新たな回転軸132をこの
ホルダ106内に嵌合する。
そして、前記ナツト部材154をねじ溝142に螺入し
て前記新たな回転軸132をホルダ106に回転自在に
装着する。
次いで、ホルダ106を図示しないチャック部により把
持し、これを矢印B方向に変位させて前記ホルダ106
のテーパ部1)4をスピンドルヘッド56のテーパ部6
0に係合させる。そこで、大径部1)0の端部がフラン
ジ部58の先端面部に当接する際に図示しない切換弁を
駆動すると、円筒部82と孔部64とにより画成される
室内に充填されている圧油が通路70を介して外部に導
出する。このため、連結部材76は皿ばね86の弾発力
を介して矢印B方向に変位し、孔部84a乃至84f内
に嵌合するボール85a乃至85fは前記連結部材76
と一体的に矢印B方向に変位して周?n62から孔部6
4内に臨入する。従って、ボール85a乃至85fは連
結部材76の孔部78内に夫々の一部を臨入させて突部
1)8の傾斜面120を矢印B方向に押圧する。結局、
ホルダ106はテーパ部1)4と60とを介してスピン
ドルヘッド56に対し正確に位置決めされると共に、連
結部材76に設けられるボール85a乃至85fを介し
て装置本体52にしっかりと固定される。一方、ホルダ
106に支承されている回転軸132は係合部144を
孔部104内に嵌合して主軸102に係着している。
なお、この場合、種類の異なるバイト156を固着した
夫々の回転軸132を、予め、所定のホルダ106に装
着し、前記夫々のホルダ106を使用される順序で配置
しておけば、前述した工具の交換作業がより一層効率的
に行われることは容易に諒解されよう。
そこで、前記主軸102を回転駆動してこれに係着され
る回転軸132を回転させ、前述した手順により新たな
バイト156により加工作業を行えばよい。
本発明によれば、以上のように、ホルダ106の交換作
業が極めて容易に行われる。すなわち、前記ホルダ10
6において、装置本体52を構成するスピンドルヘッド
56内に挿入する部分を可及的に短く構成している。換
言すれば、テーパ部1)4、首部1)6並びに突部1)
8が前記挿入部分である。従って、ホルダ106を把持
する図示しない工具交換装置はこのホルダ106の挿入
部分の長さHだけ矢印AまたはB方向に変位させるだけ
で前記ホルダ106の着脱作業を行うことが出来る。つ
まり、従来のホルダのようにかなり長軸なテーパ部を有
し且つ前記テーパ部に連結機構に係合する柱体を螺着し
たものに比べ、工具交換装置の移動する範囲が相当に短
くなる。
従って、工具交換作業のために占有する空間域を可及的
に狭小にすることが出来る。しかも、ホルダ106を軽
量に製造することが出来、このため、装置本体52並び
に前述した工具交換装置も些程大型とはならず、作業場
内の空間を有効に活用することが可能になる。
次に、本発明に係る工具用ホルダ装置の他の実施例を第
5図に示す。
なお、前述した第1の実施例と同一の構成要素には同一
の参照数字にaを付して、その詳細な説明は省略する。
この場合、第2の実施例では、第1の実施例に示したス
ピンドルヘッド56の位置に図示しない回転駆動源に係
合して回転する第2の主軸158を設けている。前記第
2主軸158には前記スピンドルヘッド56と同様にし
てホルダ106aのテーパ部1)4aに対応するテーパ
部160を形成し、前記テーパ部160の端部には周溝
162が連通する。
さらに、前記周溝162の端部には長軸な孔部164が
連通し、前記孔部164の端部には段部を介して小径な
孔部166並びに168が連通している。
そして、この第2主軸158はベアリング170a乃至
170cを介してスピンドルヘッド56aに回転自在に
支承されている。一方、ホルダ106aを構成する円筒
部108aの先端縁部には第2のバイト172が固着さ
れる。
このような構成において、第1の主軸102aに連結す
る図示しない第1の回転駆動源を駆動すると、前記第1
主軸102aに係合部144aを介して係着する回転軸
132aが回転し、前記回転軸132aの先端部に固着
されている第1のバイト156aが回転するに至る。さ
らにまた、図示しない第2の回転駆動源を駆動してこれ
に係合する第2主軸158を回転すれば、前記第2主軸
158に装着されているホルダ106aが回転し、結局
、第2バイト172が第1バイト156aとは独立して
回転する。
そこで、図示しないワークとホルダ装置50aとを相対
的に近接変位させれば、前記ワークにはバイト156a
と172により異なる2種類の加工が行われる。この場
合、バイト156a、172のいずれか一方を回転させ
てワークに第1の加工を施して後、前記パイ) 156
a、172の他方を回転させて前記ワークに第2の加工
を行うことも可能である。
なお、ホルダ106aを装置本体52aから取り外し、
所望のバイトを装着した新たなホルダ106aをこの装
置本体52aに装着するには、前述した第1の実施例と
同様に行えばよいことは容易に諒解されよう。
以上のように、本発明によれば切削用工具を回転自在に
支承するホルダ部材を装置本体に着脱自在に装着すると
共に、前記ホルダ部材と前記装置本体が係合する部分を
軸線方向に対し可及的に短くなるよう構成している。こ
のため、工具ホルダの交換作業に占めるスペースが狭小
となると共に、この工具ホルダ自体を軽量且つ小型に形
成することが出来、前記工具ホルダの交換作業がより一
層簡便化される。しかも、工具用ホルダ装置全体並びに
工具交換装置等も好適に小型化して工場内における装置
の占有面積を効率的に縮小することが可能となる効果が
得られる。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術に係る工具用ホルダ装置の一部省略縦
断面図、 第2図は本発明に係る工具用ホルダ装置の一部省略分解
斜視図、 第3図は当該ホルダ装置の一部省略縦断面図、第4図は
当該ホルダ装置においてホルダ交換作業を示す一部省略
縦断面図、 第5図は本発明に係る工具用ホルダ装置の他の実施例を
示す一部省略縦断面図である。 50.50a・・・ホルダ装置  52.52a・・・
装置本体54.54a・・・ホルダ部 56.56a・・・スピンドルヘッド 60.60a・・・テーパ部   62.62a・・・
周溝86.86a・・・皿ばね    88.88a・
・・保持体102.102a−主軸    106.1
06a−ホルダ1)4.1)4a・・・テーパ部  1
)6.1)6a−首部1)8.1)8a・・・突部  
  132.132a・・・回転軸158・・・主軸

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)切削用工具を設けた回転軸を回転自在に支承する
    ホルダ部材と前記ホルダ部材を着脱自在に装着する装置
    本体とを含み、前記装置本体にホルダ部材嵌合用孔部と
    連結機構とを設け、一方、前記ホルダ部材に前記孔部に
    嵌合する嵌合部と前記連結機構に係合する係合部とを形
    成し、前記嵌合部を孔部に嵌合し前記連結機構を介して
    前記ホルダ部材を装置本体に装着すると共に、前記回転
    軸を装置本体の主軸に係着するよう構成することを特徴
    とする工具用ホルダ装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の装置において、連結
    機構は主軸の軸線方向に変位可能な連結部材と、前記連
    結部材の外周一端縁部に半径方向に形成された孔部に嵌
    合する球体と、前記連結部材を嵌合する孔部を設けると
    共に前記孔部を画成する内周面部に前記球体を収容する
    周溝を形成したガイド部材とからなり、ホルダ部材に前
    記連結部材に嵌合する突部と前記突部より小径な首部を
    形成し、連結部材をホルダ部材から離間する方向に変位
    させて前記球体で前記突部を装置本体内方に押圧して前
    記ホルダ部材を装置本体に装着し、一方、前記連結部材
    をホルダ部材側に変位させて前記球体をガイド部材の周
    溝に嵌合して前記ホルダ部材を装置本体から取り外し可
    能に構成してなる工具用ホルダ装置。
  3. (3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の装置に
    おいて、ホルダ部材の嵌合部はテーパを有しており、前
    記テーパを介してホルダ部材を装置本体に位置決めして
    なる工具用ホルダ装置。
  4. (4)特許請求の範囲第1項記載の装置において、ホル
    ダ部材に第1の切削用工具を設けた回転軸を回転自在に
    装着すると共に、前記ホルダ部材に第2の切削用工具を
    係着し、一方、装置本体は前記回転軸に係着する第1の
    主軸と前記ホルダ部材を連結機構を介して装着する第2
    の主軸を含み、前記ホルダ部材を装置本体に装着し、夫
    々の回転駆動源の作用下に前記第1および/または第2
    主軸を介して前記回転軸および/またはホルダ部材を回
    転させ、前記第1および/または第2切削用工具により
    ワークを加工するよう構成してなる工具用ホルダ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176655B1 (en) * 1998-03-13 2001-01-23 Hilti Aktiengesellschaft Drill and a chuck for receiving the drill shank

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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