TW553792B - Spindle device of machine tool - Google Patents

Description

553792 五、發明說明（1) [技術領域] 本發明為關於主轴之内Λ 軸裝置。 "產生切削液油霧之工具機之主 [背景技術] 一種旋轉驅動之主軸中心 霧發生部之一部分之非旋轉、二叹有油霧發生部，從此油 切削液油霧，經過比此油靈=L /由霧出口構件所喷出之 心孔從刀具前端開口流出之士 ，件更為前方之刀把之中 具機業已存在（例如，參照Β 士軸置，備有上述裝置之工 公報，特開平1 1 -235641號公報/ 利案特許第2687 1 1 0號 於上述工具機中’從油霧屮口槐从 霧通路之徑變化比較大，=構件前端至刀具後端之油 旋轉，故切削液油霧於前、H =為此油霧通路與主軸共同 變化以及離心力作用成通：内之壓力變化、變速 穩定流出，此種原因造…法從刀具之前端開口 等。 &成加工品質降低或刀具之異常磨耗 本發明之目的在於為赵 機之主軸裝置。 、/N 之問題點而提供一種工具 [發明之揭示] 為了達成上述目的，士政n日上丄 述，於旋轉驅動之主轴::申請專利範圍第1項所 該主軸無接觸之非旋轉此！：：所形成之内孔内’插入與 之直狀供給管，於内管及外管之二層管所組成 氣，而於主軸内前端；：於外管供給壓縮空 j鸲附近形成油霧發生部之工具機之主軸 W312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第5頁

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上述油霧發生部發生之切削液油霧經 及油霧引導_证且An ^ '由務出口構件jXf

田務y V延長部之油霧出口通路内到偁件U J ’經過於刀具形成之油霧通路從刀端=部’此 Ϊ二311導延長部之油霧出口通路為以=。此 通過此油霧出口通路内之切削液^轉狀悲，故 力而造成氣液分離之作用 又主軸旋轉之離心 液油霧從油霧出口 ；：：適所發生之切削 部，而、經過刀*内之油霧通地2達刀具之後端 連續穩定地流出。 ® β地&動從刀具前端部 而且於油霧出口構件之、、 藉由將從油霧出口構件至、，成/由務引導延長部，是 路簡易化以期使保持1Α具之後端部近傍之油霧出口通 構件至刀具之後端部^傍旋，狀態，又期使從油霧出口 長方向上的變化不要有激烈2霧出口通路之剖面積在於其 口通路之剖面積向油霧出2、變化。於此之所以要令油霧出 是為了期使油霧出口通路=通路之長方向上無激烈變化， 變化而發生液狀化。 之切削液油霧之壓力不致產生 上述發明可如下變形，， 述，於主軸之中心部所 I即’如申請專利範圍第2項所 ^ 、之内孔内插入非旋轉狀態之内 W312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第6頁 553792 五、發明說明（3) 管及外管之二層管所 延長，同時其延長部形成供給管之外管前端部加以 介由此油霧引導延長部是要二;之窄徑油霧引導延長部， 油霧出口通路到達位於刀/^ y條油霧引導延長部，使 而構成。於此發明中，、可得 ^，内之刀具後端部近傍 之發明作用大略同樣之作用，D請專利範圍第1項所述 外，油霧引導延長部之位置穩以以口構件縮短之 上述各發明如下具體化為佳。才了如什。 亦即，如申請專利範圍第3項所述 心孔，可抵接刀具後端部並阻止刀且方之巴之後部中 部：裝有穿設透孔之刀具位置止擋機構，油導於中心 之前端部插入上述透孔内。 *引導延長部 如此，刀把内原來所設刀具位置止擋機 礙而連通油霧引導延長部之油霧出口 無阻 之油霧通路。 及刀具後端部

此時’刀把之主軸内傲入部為直圓筒狀，於此 内方設有刀具位置止擋機構，同時此刀具位置止 前後方向透孔内之油霧引導延長部之插入長度比:軸^ 入部之長度短為佳。如此，則刀把對主軸拆下時，刀把人 主軸内嵌入部於主軸中心孔内以密合狀而被引^狀^巴之 油霧引導延長部可出入刀具位置止擋機構之前後向^ 了 需要特別注意，便可避免油霧引導延長部與刀具位置止^ 機構之相互接觸。 S 又如申請專利範園第4項所述，油霧出口構件及油霧引 Μ \\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 頁 553792 五、發明說明（4) 導延長部所形成之各通路為直 直徑，如此，則油霧出口通路之剖面^日守兩者各個為同一 口通路之前後長方向位置之變化^戀不致因其於油霧出 口構件以及油霧引導延長部兩者之油二丄而且因為油霧出 狀、油霧出口通路内流動 ’務口通路為直線 生，如上述可抑制其液=削液油霧之壓力變動不易產 [發明之實施形態] 為更詳細說明本發明參照所 1為主軸裝置之本體框架，於此本體框二中， 承3a、3b内插著於—定位置自由旋轉之主/袞珠軸 此時，4為於本體框架i之前端面用螺 = 而外插於主轴2之後端部之輸入齒:6 帽體m端限制旋緊於主轴2之輸入齒輪5脫離之螺 以體’ 7a、7b為限制滚珠軸承3a、扑之前後位置之筒形隔 主軸2是於前端中心部具有直圓筒内面之嵌入孔2a同時 連績此嵌入孔2a形成不同直徑之3個直狀中心孔託、2c、 2d。8為以刀把本體8a為主體之刀把，其中成為刀把本體 8a之一部分之主軸内嵌入部8b内嵌於主軸2之嵌入孔。。 而且’9為於本體框架1上嚙合有自由旋轉被支持之齒輪 5之傳動齒輪，從未圖示之電動機傳達旋轉。 1 0為於主軸2後方裝設之附加框架，於此附加框架1 〇之 主軸2正後方部分設有透孔10a，於此透孔l〇a中内嵌有供 給路構件11之圓筒狀嵌合部11 a，同時供給路構件11之後 \\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第8頁 553792 五、發明說明（5) :::拴固定於附加框架1〇。而1，於供給路構件"之後 σ %緊著為連接壓縮空氣供給管線1 2β之連接接頭 12，及為連接切削液供給管線Ua之連接接頭13。 杯ΐ t述主軸2之中心孔2d中與主軸2呈非接觸之狀態下内 插有”直狀中心孔2d同心狀非旋轉狀態之直狀供給管14。 此直狀供給管14是由内管14a及外管14b所成之二層管所組 成，内管14a之内孔為切削液通路a，外管Hb與内管14& 間為壓縮空氣通路b。 、 外官14b之前部為小徑部ci，此小徑部cl與中心孔2c之 間設有支持小徑部cl而自由旋轉之滾珠軸承15，而且於小 住邛cl與中心孔2b之間滾珠軸承丨5之前側設有環狀密封構 件s。又内管14a之後端部液密狀内插於連接接頭13之中心 ^内，又内管14a之前端部液密狀結合於直狀供給管14之 前端部非旋轉狀態所固設之油霧發生部丨6之後部。此時， 為使滾珠軸承15與環狀密封構件3之間不與滾珠軸承15之 内環直接接觸設有隔離用環狀板r。 上述油霧發生部1 6是將通過切削液通路a之供給切削液 藉由通過壓縮空氣通路b之被供給之壓縮空氣而成為霖 狀，參照圖2詳細說明如下。 為務 亦即，備有筒狀之切削液喷出喷嘴構件1 7，此喷嘴構件 1 7之後端部内嵌於内管1 4 a之前端部。切削液噴出喷嘴構 件1 7為具有前後方向中心孔1 7a之圓筒構件，前部為細狀 之圓錐外面部1 7 b，後端部之中心孔1 7 a部分之徑稍大，於 此部分内插有線圈彈簧1 8並限制其一端向前方移動。 '

553792 五、發明說明（6) 位於内管1 4a之前端部之内孔及切削液喷出喷嘴構件1 7 之後側之處形成有閥座用圓筒構件1 9，及於此圓筒構件1 9 之前端之閥座部分以前述線圈彈簧1 8按壓之球閥體2 0，及 圍繞此球閥體20之周圍且用於外嵌在前述圓筒構件19且與 切削液喷出喷嘴構件1 7 —體化之閥體引導筒構件21，以上 構成切削液流出限制用閥機構2 2。又於切削液喷出喷嘴構 件1 7之前小徑部外嵌有油霧出口構件23，此油霧出口構件 23藉由〇型環氣密狀内喪於外管wb之前端小徑部。 此油霧出口構件2 3如下所述 • ， -- 畀有W細之斜錐外 面部23a，此斜錐外面部23a抵接於外管丨4b之小徑部〇1之 内孔所形成之斜錐内面部c2而限制其向前方移動而形成， 而且於後側大徑内孔部d氣密狀内嵌切削液喷出喷嘴構件 17之前部分’同時前側小徑内孔部el成為油霧出口通 m通路el之内方中心處不但容納定位前述圓錐外 ::1几之前端冑，同時於外周面前後方向形成細寬度之 垒，空氣溝形通路f，此通路f連通圓錐外面b 面與”大徑内孔部d所形成之空間 ： 内之壓縮空氣經過壓縮空氣溝形通路 』 1 7b之後側大徑内孔部d内空間，妙、囡、隹卜面邛 端部與油霧出口通路el之間之^ 、，，外面部171)之前 通路el、e2前部而形成。 曰’、’連通於油霧出口 上述油霧出口構件23中設有比知 成之油霧引導延長部24，此延長，之直狀筒構件所形 端部之斜錐内面部C2還更為前側^ ^指比外管1 4b之前 J您口15刀，而通過此斜錐内

553792 五、發明說明（7) ------- 面部C2之前側中心孔，單邊支持向前伸出。而且油霧引導 延長部24之中心部所形成之油霧出口通路e2與油霧出口構 件23之油霧出口通路61成為直線狀，此等油霧出口通路 e 1、e 2之徑為前後方向任意位置之徑皆呈略為一定之大 /J\ 0 月述刀把8具有將位於刀把本體8a之前部之刀具25之周 面邛旋1'壬固定狀態之筒夾夾頭2 6，同時具有於中心部形 成螺紋部g之中心孔h，於此中心孔h内形成刀具位置卓擋 機構27。 此刀具位置止擋機構27具有内插於中心孔h且與刀具25 之後端面相接觸之刀具止擋構件28，及旋入前述中心孔h 内之螺紋部g而可變更調整刀具止擋構件28之前後位置之 公螺紋構件29 ’前述刀具止擋構件28以及前述公螺紋構件 2 9之中心處中形成前後方向透孔丨丨、丨2。而且，於此透孔 11、1 2之内方’插入油霧引導延長部24之前端部，此插入 長度比主軸内嵌入部8b之前後長度還短。 此時丄刀具止擋構件28之透孔丨丨、i2於油霧引導延長部 24之油霧出口通路“儘量成為近似之小徑，而且介由前細 之圓錐内面部〕·連接刀具25後端，同時儘量使切削液油霧 之流動距離縮短。 々筒爽f頭26是由包圍刀具25之周面部之筒夾3〇，及使此 筒夾30前後方向移位之操作螺帽部31所組成。 义甚而刀具25於中心部形成直狀油霧通路k，此油霧通路k 前端部分歧為二股狀，連通隔著刀具25之前端面之特定直

553792 五、發明說明（8) t之中〜於各側形成出口開口 m、m，又後端連通刀具Μ之 後端面之中心所形成之入口開口 η。尚且圖示例中刀具2 5 為麻花鑽，但不限定於此。 其次說明上述構成之主軸裝置之使用例以及其動作。 ―刀具25之拆裝是將筒夾夾頭26之操作螺帽部31向鬆弛側 旋轉操作使筒夾30向前方移位，依此筒夾3〇之中心孔^成 為擴徑狀態。此後，刀具25之後部插入筒夾3〇之中心孔 P，刀具25之後端接觸於刀具止擋構件28之前面，保 J觸狀態將操作螺帽部31向旋緊側旋轉操 :移位。依此，筒夹30由於斜錐面之楔作用其中二T 為縮徑狀態，刀具25於刀把本體8a成旋緊狀而固定。 欲變更刀具25之前後位置相對於刀把本體 軸2與刀把8之結合’刀把8從主軸2拆：牙5 下狀態下或者刀具25可前後移位之狀態下將公螺：槿5: ^當地旋轉操作。依此，㈣紋構件29由於螺 向旋轉操作方向相關連之特定方命銘 、進、、，口作用 8a而調節變更刀具止擋構件28之：置。此』對：刀把本體 刀具25之後端面於接觸刀具止擋構㈣ 二中之 於刀把本體8a固定之，而將此狀態之刀 之狀^下 對於主軸2拆裝刀把8時，刀把女4於主軸2。 從主軸2之嵌入孔2a拔出或插入，此時 軸山内嵌入職 於受主軸2之搬入孔2a引導成為主軸2 敗二部8b由 =霧引導延長部24避免接觸到刀具止撐機Γ冓;;=孔 第12頁 \\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 553792 五、發明說明（9) 其次說明工件加工時之狀況，主軸 入齒輪5被傳達未圖示電動機之旋轉，乂 ^動齒輪9及輸 支持狀態下於本體框m之特定位以滚珠轴承 ::介由刀把本體8a、筒夾夾頭26傳達至刀而二，主此二之 刀”位置止擋機構27亦與刀把本體8a同體狀^ 另:方面’直狀供給管14前端部以滾珠軸承15支持 = 框體10同體狀支持’於主轴2之旋轉中亦保持 :因此與直狀供給管“同體狀所設之油霧發生 =6=呆持非旋轉狀態。此時環狀密封構件s是於旋轉狀 ；；^ f軸之中心孔2b與非旋轉狀態之外管14b之前端部之 間成軋密狀而閉塞。 ^且，壓縮空氣供給管線12a以及切削液供給管線13&供 給壓縮空氣以及切削液至供給路構件丨丨，依此，壓縮空氣 於外管14b與内管14a之間之壓縮空氣通路b、經壓縮空氣 溝形通路f，以及圓錐外面部17b之周圍空間於油霧出口構 件23之油霧出口通路61内喷出，又切削液於内管14&内之 切削液通路a，經過閥座用圓筒構件丨9之中心孔、球閥體 20之周圍空間、切削液喷出喷嘴構件17之中心孔i7a，於 油霧出口構件23之油霧出口通路61内之中心部喷出。 而且於油霧出口通路el喷出之切削液藉由於油霧出口 路el喷出之壓縮空氣之其流動能量而混合，微細之切削液 粒子於空氣中成為均一狀分散狀態之切削液油霧，此後' 經過油霧引導延長部24之油霧出口通路62，刀具止擋構 28之透孔il，刀具25之油霧通路k，從刀具25前端之出口

553792 五、發明說明（ίο) 開口 m、m流出。如此、、衣 摩擦處做為潤滑及出之切削液油霧於刀具25與工件之 ▽部之作用。

於上述主軸2或刀把R 出口延長部24流出之^之切削液油霧之流動從油霧 之透孔U、i2與油液油霧通過刀具位置止擔機構U 狀間隙，將會向大氣、£導延長部24外周面之間所形成之環 向前方之流出會因刀把8出盘但，主軸2,嵌入孔2a之裏部 止，又從嵌入孔2a之寘軸2之軋饴狀結合而受到阻 件s而受到阻止。 *向後方之流出，亦因環狀密封構 如上述從刀且？ ^ 霧因壓力變化：速户：：之出口開口 111、爪流出之切削液油 向，但油霧出口構；3 = 力等原因而有液狀化之傾 長部24之油霧出口通’ ：^ 口通=el，或油霧引導延 化之狀態，而且油霧引^ : 4狀且前後方向之徑幾無變 刀具25之後端部近傍，丨長霧出，^ 導延長部24保持非旋轉狀態，故抑制=:23或油霧引 麗力變化或速度變化，同時不受 韓霧產生大的 力，因此從油霧發生部16至刀具25因:轉二成 抑制切削液油霧之液狀化。 曼知邛近铋之令有效 又從油霧引導延長部24流出之切削 構件28之透孔u流入刀具25之油霧通路化霧，^刀^止^ ii與油霧引導延長部24之油霧出口通路62為儘b旦時，透孔 控，而且介由前細之圓錐内面部』與刀具25後里^似小 開口η連通’同時可縮短切削液油霧之㈣距離，：二

\\3J2\2d-code\91-04\91102377.ptd 553792 五 發明說明（11) __— 2液油霧激烈壓力變化或迷度變 力，而且受到離心力期間為短時、同時不受到大的離心 止擋構件28内之液狀化。 、曰’因此亦有效抑制刀具 又因刀具25之油霧通路k之大部 =，此油霧通路k内流動之切削液二^位於刀具託之中 文到比離開刀具25中心處所开彡/霧疋因為在油霧通路k 效抑制於刀具25内切削液油霧匕，心力為小’因此可有 J且因油霧通路k於其前端霧分之歧^狀'。… 月1J端面之拉中古/- 山 為一月又，隔著刀且25夕 箅屮特疋直徑之中心於各側形成出口 n D 、5之 口開口 m、m流出之切削液油霖妁笙# Γ m、m，從此 $前端面，進行有效的潤滑β *均4化供給刀具25之全 上述實施例如圖3及圖4可變 與油霧出口構件Μ你技π挪，形亦即，此變形例中，使 端部延長， 厂，同體狀非旋轉狀態之外管1 4b之前 構件23所霧引導延長部24，來取代於油霧出口 前者在實ΐί::ϊ:導：r:除此以外之構成與先 施:Lf上同-…賦予先前之實 口通路為之本發明，油霧引導延長部之油霧出 近傍形ί 因從油霧出口構件至刀具後端部 至刀具後之油霧出口通路，故從油霧出口構件 軸旋轉之離二近傍流動之切削液油霧可以有效阻止其因主 A： Jlk 。力作用而致切削液成為液狀化’依此油霧發 土冲尸/f發峰夕+ 離<切削液油霧從油霧出口構件以適當之霧狀狀 也、刊運刀且你 >山〜 >、使^部，圓滑通過刀具内之油霧通路内，可從

553792 五、發明說明（12) 刀具前端開口連續穩定地流出。 又由於油霧出口構件渺点从你 的構造而將從油霧出口 ^ /務W導延長部，可以藉簡單 通路保持為非旋轉爿，至刀具後端部近傍之油霧出口 之油霧出口通路之叫=鉉又從油霧出口構件至刀具後端部 地變化之構造，可^ 、於其長方向位置之變化並無激烈 出口通路之剖面積見：依此可抑制因油霧 之原因而造成液狀化。 之二外\ 2砣圍第2項之發明，除了得到與上述同樣 ’務弓丨導延長部與外管同體狀除了 j：你番叮、去 到穩：之外，油霧出口構件之前後長度可縮短？ 依據申請專利範圍第3項之發明，藉由於刀把内原來所 没之刀具位置止擋機構、油霧引導延長部之油霧出口通路 及刀具，端部之油霧通路之間在可抑制切削 化之狀態下而連通。 務之履狀 油霧出口通路内流動 ’可抑制其液狀化。 依據申请專利範圍第4項之發明， 之切削液油霧因不易產生壓力變動 [元件編號之說明] 1 2 2a 2b、2c 3a、3b 4

本體框架 主轴 嵌入孑L 2d 中心孔 滾珠轴承 ί哀狀構件

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五、發明說明（13) 5 入 齒 輪 6 螺 帽 體 7a、7b 筒 形 隔 環 8 刀 把 8a 刀 把 本 體 8b 主 軸 内 傲 入 部 9 傳 動 齒 輪 10 附 加 框 架 10a 透 孔 11 供 給 路 構件 11a 圓 筒 狀 嵌 合 部 12 連 接 接 頭 12 a 壓 縮 空 氣 供 給 管 線 13 連 接 接 頭 13a 切 削 液 供 給 管 線 14 直 狀 供 給 管 14a 内 管 14b 外 管 15 滾 珠軸 承 16 油 霧 發 生 部 17 切 削 液 喷 出 喷 嘴 構件 17a 中 心 孔 17b 圓 錐 外 面 部 18 線 圈 彈 簧 \\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第17頁 553792

五、發明說明 (14) 19 閥 座 用 圓 筒 構件 20 球 閥 體 21 閥 體 引 導 筒 構件 22 切 削 液 流 出 限制用閥機構 23 油 霧 出 π 構件 23a 斜錐 外 面 部 24 油 務 引 導 延 長部（油霧出口延長部） 25 刀 具 26 筒 夾 夾 頭 27 刀 具 位 置 止 擋機構 28 刀 具 止 擋 構件 29 公 螺 紋 構件 30 筒 夾 31 操 作 螺 帽 部 a 切 削 液 通 路 b 壓 縮 空 氣 通 路 cl 小 徑 部 c2 斜錐 内 面 部 d 後 側 大 徑 内 孔部 el、 e2 油 霧 出 Π 通 路 f 壓 縮 空 氣 溝 形通路 g 螺 紋 部 h 中 心 孔 i卜 i2 透 孔 \\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第18頁 553792

\\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第19頁 553792 圖式簡單說明 圖1為顯示本發明之一實施例之工具機之主軸裝置之側 視剖面圖。 圖2為顯示此主軸裝置之主要部分之側視剖面圖。 圖3為顯示前述主軸裝置之變形例之側視剖面圖。 圖4為顯示此變形例之主要部分之側視剖面圖。

\\312\2d-code\91-04\91102377.ptd 第 20 頁

Claims (1)

1. ，修正 ο. 替換本 軸!2「之種中工具Λ之主軸裝置，其特徵為:於旋轉驅動 狀供給管π 4彳， ^ s (14 b)之二層管所組成之直 給壓縮空氣，於^内官（14a)供給切削液，於外管（14b)供 工具機之ί站步Ϊ Ϊ端部附近形成油霧發生部（16)之 通路（el)之非;中，安裝有圍繞油霧發生部之油霧出口 出口“ =轉狀態之油霧出口構件⑵），同時該油霧 介由該、、成一定長之窄徑油霧引導延長部(24)， 刀把⑻之中延長部（24)，油霧出口通路⑷）到達位於 2 — '"孔内之刀具（2 5 )後端部近傍而構成。 軸⑺—Λ工具,機之主軸裝置，其特徵為:於旋轉驅動之主 兆#絲中心。卩所形成之内孔内，插入與該主軸盔接觸之 内管(14a)及外管(14b)之二層管所組成之直 給壓；：於於内管(14a)供給切削液，於外管⑽)供 工且^二軋， 軸内前端部附近形成油霧發生部（16)之 w 、之主軸裝置中，圍繞油霧發生部之油霧出口通路 (el士)=態前述直狀供給之外管（14b)之前端部加以延長， 2 2其延長部形成一定長之窄徑油霧引導延長部（24)，介 由霧引導延長部(24) ’油霧出口通路(⑴到達位於刀 把C 8)之中心孔内之刀具（25)後端部近傍而構成。 3 ·如申請專利範圍第1項之工具機之主軸裝置，其中， 對於刀把（8 )之後部中心孔，為抵接刀具後端部並阻止刀 具（25)後方之移位，於中心部安裝有穿設透孔（n、i2)之 刀具位置止擋機構（27)，而油霧引導延長部（24)之前端部

   c:\專利案件總檔案呢9·377^咖77(替換)_l ptc第21頁 553792

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   曰 六 、申請專利範圍 則插入上述透孔（i 1、i 2)内。 4 ·如申請專利範圍第2項之工具機之主軸裝置，其中， 對於刀把（8)之後部中心孔，為抵接刀具後端部並^ 具（25)後方之移位，於中心部安裝有穿設透孔、 刀具位置止擋機構（27)，而油霧引導 則插入上述透孔（il、i2)内。 丨^4)之則螭部 5·如申請專利範圍第丨至4項中 番，I*,、丄七， κ〈工具機之主軸裝 置八中油務出口構件（23)及油霧弓丨導延長ί η 直彳取。 ）為直線狀，同犄兩者各個為大略同一