WO2002098604A1 - Systeme d'arbre principal de machine outil - Google Patents

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WO2002098604A1
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mist
cutting fluid
supply pipe
main shaft
cutting
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PCT/JP2002/005127
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Shinsuke Sugata
Tadashi Makiyama
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Horkos Corp
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    • Y10T409/303976—Milling with means to control temperature or lubricate
    • Y10T409/304032—Cutter or work

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool which ejects a cutting fluid mist from the tip of a cutting tool.
  • a mist supply pipe for supplying cutting fluid mist from the rear of the spindle to the tip of the spindle is provided at the center of rotation of the spindle driven by rotation, and the tip of the mist supply pipe is attached to the tip of the spindle.
  • the cutting fluid mist that is inserted into the rotation center of the fixed tool holder and flows out from the tip of the mist supply pipe forms on the mist passage formed in the rotation center of the tool holder and on the cutting tool fixed to the tool holder.
  • the spindle device of the machine tool which is made to jet from the tip end face of the cutting tool through the formed mist hole has already been implemented by the present applicant.
  • the mist hole diameter of this cutting tool is appropriately determined according to the outer diameter and length of the cutting tool body, the cutting tool type, or the unique circumstances of the cutting tool manufacturer.
  • the cutting fluid mist is large enough to pass an amount sufficient for various kinds of machining by the cutting tool.
  • the supply capacity of the cutting fluid mist by the mist supply pipe is set to a size that is + minute enough not to be insufficient in general machining. Therefore, the cutting fluid mist flowing out of the mist supply pipe is a cutting tool. It will be ejected from the tip of the cutting tool at a flow rate that depends on the diameter and length of the mist hole.
  • An object of the present invention is to provide a spindle device of a machine tool capable of solving such a problem. Disclosure of the invention
  • a mist supply pipe for feeding a cutting fluid mist from a rear side of the main spindle toward a front end thereof is provided at a rotation center portion of the main spindle driven to rotate, and a leading end of the mist supply pipe is connected to a main spindle tip.
  • the cutting fluid mist that has been inserted into the mist passage (through hole hi) formed in the center of rotation of the tool holder fixed to the tool holder through the tip of the mist supply pipe is fixed to this tool holder through the mist passage of the tool holder.
  • a flow rate of a cutting fluid mist flowing out of the supply tube into a mist passage of a tool holder is limited at a leading end of the mist supply tube.
  • the adjustment nozzle member for replacement is fixed so as to be exchangeable via a detaching means.
  • the nozzle member is replaced and mounted, whereby the flow rate of the cutting fluid mist flowing from the tip of the mist supply pipe into the mist passage of the tool holder changes, and the cutting squirted from the tip end face of the cutting tool is changed.
  • the amount of liquid mist is optimized.
  • the diameter of the nozzle hole of the adjusting nozzle member shall be approximately 80% or less of the minimum diameter of the inner hole of the mist supply pipe. According to this, the amount of the cutting fluid mist ejected from the tip end face of the cutting tool is effectively limited.
  • this dimension becomes larger than the minimum diameter of the inner diameter of the mist supply pipe, which is about 80%, and this ratio becomes, for example, about 85%, the cutting fluid mist ejected from the cutting tool tip surface Flow is not effectively restricted.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing a spindle device of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing a main part of the spindle device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a spindle device of a machine tool having a plurality of spindles according to an embodiment of the present invention, as viewed from a side surface
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main portion of the spindle device as viewed from a side surface.
  • reference numeral 1 denotes a main body frame of a spindle device. Inside the main body frame 1, a main shaft 2 is rotatably mounted at a fixed position via ball bearings 3a and 3b. I have.
  • 4 is a ring member fixed to the front end surface of the main body frame 1 by bolts
  • 5 is an input gear detached from the rear end of the main shaft 2 and fixed to a key
  • 6 is screwed to the rear end of the main shaft 2.
  • the main shaft 2 has an insertion hole 2a having a straight cylindrical female surface at the center of the distal end, and two straight center holes 2b and 2c having different diameters are formed continuously with the insertion hole 2a. And has been done.
  • Reference numeral 8 denotes a tool holder mainly composed of the holder main body 8a, and a fitting portion 8b forming a part of the holder main body 8a is fitted in the fitting hole 2a of the main shaft 2.
  • Reference numeral 9 denotes a transmission gear rotatably supported by the main body frame 1 and engaged with the input gear 5, to which rotation is transmitted from a motor (not shown).
  • Reference numeral 10 denotes an additional frame provided behind the spindle 2.
  • the additional frame 10 is provided with a through hole 10a immediately behind the spindle 2, and the through hole 1.0a is provided with a supply path member 1.
  • One cylindrical fitting portion 11a is internally fitted, and the rear part of the supply path member 11 is bolted to the additional frame 10.
  • a connection fitting 12 connected to a mist supply branch line 12a extending from a distributor 13 provided apart from the spindle device is screwed. .
  • the distributor 13 is connected to a mist supply line 12b extending from a known mist generator Mg.
  • a straight mist supply pipe 14 that is not in contact with the main shaft 2 is inserted into the fitting hole 2a and the center holes 2b and 2c of the main shaft 2 in a non-rotating state concentrically with the main shaft rotation center. ing.
  • the mist supply pipe 14 is configured such that a small-diameter pipe section 14b is fixed to an end of a main body pipe section 14a in an elongated shape.
  • the front part of the main body tube part 14a is formed with a stepped small diameter part a1, a2, and the small diameter part a1 is rotated between one small diameter part a1 and the center hole 2b of the main shaft 2.
  • a ball bearing 15 is provided for free support, and a ring-shaped seal member b is provided on the front side of the ball bearing 15 at a position between the other small diameter portion a 2 and the center hole 2 b of the main shaft 2. .
  • the rear end of the main body tube portion 14a is inserted in a liquid-tight manner into the center hole of the connection fitting 12, and the front end portion of the small-diameter tube portion 14b extends inward of the center hole 2a. It has been done.
  • both the inner hole of the small-diameter tube portion 14b and the inner hole of the main body tube portion 14a are straight circular holes, and the diameter of the inner hole of the small-diameter tube portion 14b is It is smaller than that of the inner hole of 14a.
  • ring-shaped spacers c1 and c2 are provided between the ball bearing 15 and the ring-shaped seal member b and between the ball bearing 15 and the front end of the center hole 2c. .
  • a small adjustment nozzle member 16 is detachably fixed to the tip of the small-diameter tube portion 14b. Specifically, a male screw d1 is attached to the tip of the small-diameter tube portion 14b. On the other hand, a female screw d2 is formed at the rear of the adjusting nozzle member 16, and the female screw d2 is screwed to the male screw d1.
  • the adjusting nozzle member 16 has an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the small-diameter pipe portion 14b, and has a nozzle hole e in the direction of the center of rotation of the main shaft. The diameter is less than about 80% of the diameter of the minimum diameter of the inner hole 4 (in the illustrated example, the inner hole of the small diameter pipe section 14b).
  • the adjusting nozzle member 16 gives a throttling effect to the flow of the cutting fluid mist in the mist supply pipe 14 through the nozzle hole e toward the main shaft 2 so that the cutting fluid mist flows out.
  • the adjustment nozzle member 16 is replaced with another adjustment nozzle member 16 having only a different diameter of the nozzle hole e, if necessary.
  • the different adjustment nozzle members 16 are nozzle holes e Should be prepared in advance.
  • the tool holder 8 has a collect chuck 18 for fastening the peripheral surface of the cutting tool 17 located at the center of the front part of the holder body 8a and fixing it to the holder body 8a.
  • a central portion g having a threaded portion is formed at the center of a.
  • a cutting tool front / rear position locking means 19 is formed in the central hole g.
  • the cutting tool front / rear position locking means 19 is inserted into the center hole g, and a cutting tool locking member 20 to be brought into contact with the rear end face of the cutting tool 17 is screwed into the screw portion in the center hole g.
  • a male screw member 21 that can change and adjust the front-back position of the stop member 20 is provided.
  • a front-rear through hole h 1 is provided at a central portion of the blade tool locking member 20 and the male screw member 21. , H2 is formed.
  • the small-diameter tube portion 14 b of the mist supply tube 14 and the adjustment nozzle member 16 are inserted into the through holes hi and h 2 in a non-contact state, and the insertion length is determined by the insertion portion. It is shorter than the length of 8 b.
  • the front and rear through-holes h 1 and h 2 of the cutting tool locking member 20 are made as close as possible to the outer diameter of the small-diameter tube portion 14 b and the adjusting nozzle member 16, and furthermore, the tapered conical female surface portion i
  • the cutting tool is connected to the rear end of the cutting tool 17 via a shaft and the flow distance of the cutting fluid mist is made as short as possible.
  • the collet chuck 18 includes a collet 22 surrounding the peripheral surface of the cutting tool 17 and an operation nut portion 23 for displacing the collet 22 in the front-rear direction.
  • the cutting tool 17 has a mist passage j formed in the center in a straight shape, and the mist passage j is bifurcated at the front part so as to sandwich the center of a specific diameter of the tip end face of the cutting tool 17 on each side.
  • the rear end is communicated with the formed outlet openings j 1 and j 1, and the rear end is connected with the inlet opening j 0 formed at the center of the rear end face of the cutting tool 17.
  • the cutting tool 17 is a twist drill, but is not limited to this.
  • the attachment and detachment of the cutting tool 17 is performed by rotating the operating nut portion 23 of the collet chuck 18 to the loosening side to displace the collet 22 forward, and thereby the center hole m of the collet 22 is expanded. Become. After this, insert the back of the cutting tool 17 into the center hole m of the collet 22. And the rear end of the cutting tool 17 is brought into contact with the front surface of the cutting tool locking member 20. With this contact state, the operating nut 23 is rotated to the fastening side to collect the cutting tool 2. Displace 2 backward.
  • the center hole m of the collet 22 is reduced in diameter by the wedge action of the tapered surface, and the cutting tool 17 is fixedly fastened to the holder body 8a.
  • the connection between the main spindle 2 and the tool holder 8 is released, the tool holder 8 is removed from the main spindle 2, and then the cutting tool 17 is removed.
  • the male screw member 21 is appropriately rotated under the condition or under the condition that the front and rear displacement of the cutting tool 17 is enabled.
  • the male screw member 21 is displaced in a specific direction related to the rotation operation direction by the screw feed action, and the position of the blade engaging member 20 with respect to the holder body 8a is adjusted.
  • the cutting tool 17 is fixed to the holder body 8a such that the rear end face of the cutting tool 17 is in contact with the front end face of the cutting tool locking member 20. Fixed to.
  • the insertion portion 8 b of the holder main body 8 a is pulled out from the insertion hole 2 a of the main shaft 2 or inserted into the insertion hole 2 a of the main shaft 2.
  • the insertion portion 8b is accurately guided in the front-rear direction around the center of the main shaft 2 by the insertion hole 2a of the main shaft 2, so that the small-diameter tube portion 14b of the mist supply pipe 14 and the adjusting nozzle member 16 are used as cutting tools.
  • the phenomenon of contact with the front-rear direction through-holes h1 and h2 of the front-rear position locking means 20 is avoided.
  • the spindle 2 transmits the rotation of a motor (not shown) via the transmission gear 9 and the input gear 5, and is supported by the ball bearings 3a and 3b. To rotate at a specific position on the body frame 1. The rotation of the main shaft 2 is transmitted to the cutting tool 17 via the holder body 8a and the collect chuck 18, and at this time, the cutting tool front / rear position locking means 20 also rotates in the same manner as the holder body 8a. Is done.
  • the mist supply pipe 14 has its front end supported by the ball bearings 15 and its rear end supported by the same frame as the additional frame 10, so that the mist supply pipe 14 is kept in a non-rotating state even during the rotation of the main shaft 2. Therefore, the adjustment nozzle member 16 fixed to the mist supply pipe 14 is also kept in a non-rotating state. At this time, the ring-shaped sealing member b is at the center of the spindle 2 in the rotating state. The space between the peripheral surface of the hole 2b and the tip of the main body tube portion 14a of the non-rotating mist supply tube 14 is hermetically closed.
  • the cutting fluid mist generated by the mist generator Mg (fine cutting fluid particles scattered in the air) is supplied to the mist supply line 12b, distributor 13 and mist supply branch line 12 a,
  • the cutting fluid mist is supplied into the mist supply pipe 14 through the supply path member 11, and the cutting fluid mist that has reached the mist supply pipe 14 through the nozzle hole e of the adjustment nozzle member 16 is supplied by the nozzle hole e. It flows out into the through hole h1 of the cutting tool locking member 20 while being subjected to the squeezing action.
  • the adjusting nozzle member 16 acts to restrict the flow of the cutting fluid mist from the inside of the mist supply pipe 14 into the front-rear through-hole h1 to a certain extent.
  • the cutting fluid mist arrives at an appropriate flow rate into the front-rear-facing through hole h1, and then is ejected from the outlet openings j1, j1 at the tip of the cutting tool 17 through the mist passage j of the cutting tool 17.
  • the jetted cutting fluid mist lubricates the frictional portion between the cutting tool 17 and the work without excess or shortage, and cools it so as not to be overheated.
  • the cutting fluid mist flowing out of the adjusting nozzle member 16 flows through the front-rear through-hole h 1 of the cutting tool locking member 20 and the outer periphery of the small-diameter pipe portion 14 b. Attempts to leak to the atmosphere through the annular gap formed between the tool holder 8 and the main shaft 2 due to the hermetic connection between the tool holder 8 and the main shaft 2. Further, the ring-shaped sealing member b prevents the outflow from the back of the insertion hole 2a to the rear.
  • the cutting fluid mist flowing out from the outlet opening j1, j1 on the cutting edge of the cutting tool 17 tends to be liquefied due to pressure changes, speed changes, centrifugal force, etc., but the mist is supplied from the rear of the spindle 2.
  • the cutting fluid mist up to the tip of the pipe 14 suppresses large pressure changes and speed changes because the mist supply pipe 14 and the adjustment nozzle member 16 are arranged straight and held in a non-rotating state. As a result, the liquefaction is effectively suppressed by not receiving any centrifugal force due to the rotation of the main shaft 2.
  • the cutting fluid mist flowing out of the adjusting nozzle member 16 is in front of the cutting tool locking member 20. It flows out through the rear facing through hole h1 and the mist passage j of the cutting tool 17.
  • the cutting fluid mist flows without receiving a large flow resistance.
  • the through hole h1 and the mist passage j are located at the center of rotation of the tool holder 8 and their length is shorter than the length of the main shaft, and even if the diameter is larger than the nozzle hole e.
  • the cutting fluid mist flowing through the front-rear through-hole h 1 and the mist passage ⁇ generates a large centrifugal force due to the 8 rotations of the tool holder. It is not received for a long time. Therefore, liquefaction of the cutting fluid mist in the front-rear through hole h1 and the mist passage ⁇ is also effectively suppressed.
  • the cutting fluid mist ejected from the tip end face of the cutting tool 17 may be excessive or too small.
  • By performing the replacement work by removing the nozzle by e.g., another adjustment nozzle member 16 having a separately prepared nozzle hole e of a different diameter is newly mounted.
  • the restricting action on the flow of the cutting fluid mist by the adjusting nozzle member 16 differs, and the flow rate of the cutting fluid mist ejected from the tip end surface of the cutting tool 17 is optimized.
  • the adjusting nozzle member is replaced and mounted with another one, so that the cutting nozzle mist can be removed from the tip end face of the cutting tool. It is possible to arbitrarily change the flow rate of the cutting fluid mist to be ejected, so that an optimal amount of cutting fluid mist can be supplied to the tip of the cutting tool in machining under various machining conditions, It is possible to prevent waste and contamination of the working environment due to cutting fluid mist.
  • the tool holder can be attached and detached while the adjustment nozzle member is fixed to the mist supply pipe.
  • the replacement mounting of the aligning nozzle member can be easily performed by removing the tool holder from the spindle. Furthermore, it can be realized only by changing the tip of the mist supply pipe in the conventional spindle device.
  • the flow rate of the cutting fluid mist ejected from the tip end surface of the cutting tool can be effectively changed. Becomes possible.

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Description

工作機械の主軸装置 技術分野
本発明は、 刃具の先端から切削液ミストを噴出させるようになした工作機械の 明
主軸装置に関する。
田
背景技術
回転駆動される主軸の回転中心部に主軸後側からその先側へ向けて切削液ミ ストを送給するためのミス ト供給管を設け、 このミス ト供給管の先部分を主軸先 部に固定された工具ホルダの回転中心部に内挿し、 ミスト供給管の先端から流出 した切削液ミストが工具ホルダの回転中心部に形成されたミスト通路や、 このェ 具ホルダに固定された刃具に形成されたミスト孔を経てこの刃具の先端面から 噴出するようになされた工作機械の主軸装置は本出願人により既に実施されて いるものである。
上記した主軸装置には一般に市販品の刃具が使用されるのであり、 この刃具の ミスト孔径は、 刃具本体の外径や長さ、 刃具形式或いは、 刃具メーカの固有の事 情などによって適当に決定されているのが実情であり、 一般には、 当該刃具によ る種々の加工に不足しない量の切削液ミストの通過する大きさとなつている。 上記した主軸装置においては、 ミスト供給管による切削液ミストの送給能力は 一般の加工において不足しないだけの +分な大きさとなされるのであり、 従って 、 ミスト供給管から流出した切削液ミストは刃具のミスト孔の径及び長さなどに 依存した流量で刃具の先端面から噴出するものとなる。
これがため、 実際に行われる多くの加工において、 過多量の切削液ミストが刃 具先端面から噴出されるものとなり、 切削液ミストの無駄や、 切削液ミストによ る工作環境の汚染が生じるのである。 本発明は斯かる問題点を解消できるものとした工作機械の主軸装置を提供す ることを目的とする。 発明の開示
本発明は、 回転駆動される主軸の回転中心部に主軸後側からその先側へ向けて 切削液ミストを送給するためのミスト供給管を設け、 このミスト供給管の先部分 を主軸先部に固定された工具ホルダの回転中心部に形成されたミスト通路 （透孔 h i ) に内挿し、 ミスト供給管の先端から流出した切削液ミストが工具ホルダの ミスト通路を経てこの工具ホルダに固定された刃具の先端面から噴出するよう になされた工作機械の主軸装置において、 前記ミスト供給管の先部分に、 この供 給管内から工具ホルダのミスト通路内へ流出する切削液ミストの流量を制限す るための調整ノズル部材を、 脱着手段を介して交換可能に固定した構成となす。 本発明に係る主軸装置を使用して特定の工作を行っている場合に、 刃具の先端 面から過多量或いは過小量の切削液ミストが噴出されるときは、 ミスト供給管に 固定されている調整ノズル部材を交換装着するのであり、 これにより、 ミスト供 給管の先部分から工具ホルダの前記ミスト通路内へ流出する切削液ミストの流 量が変化するものとなり、 刃具先端面から噴出される切削液ミスト量が最適化さ れるのである。
この際、 調整ノズル部材のノズル孔直径をミスト供給管の内孔の最小直径の凡 そ 8 0 %以下の寸法となす。 これによれば、 刃具先端面から噴出される切削液ミ ストの量が効果的に制限されるものとなる。 なお、 この寸法がミスト供給管の内 孔の最小径の凡そ 8 0 %の大きさよりも大きくなってこの割合が例えば 8 5 % 程度になってくると、 刃具先端面から噴出される切削液ミストの流動が有効に制 限されるものとならない。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施例である工作機械の主軸装置を示す側面視断面図であ り、 図 2は、 前記主軸装置の要部を示す側面視断面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、 添付の図面に従ってこれを説明する。 図 1は本発明の一実施例である複数の主軸を有する工作機械の主軸装置の一 部の側面からみた断面を示し、 図 2はこの主軸装置の要部の側面からみた断面を 示している。
これらの図に於いて、 1は主軸装置の本体フレームであり、 この本体フレーム 1の内方には主軸 2が玉軸受 3 a、 3 bを介して一定位置での回転自在に装着さ れている。
このさい、 4は本体フレーム 1の前端面にボルト固定されたリング部材、 5は 主軸 2の後端部に外揷されキー固定された入力歯車、 6は主軸 2の後端部に螺着 され主軸 2からの入力歯車 5の抜け出しを規制するためのナツト体、 7 a及び 7 bは玉軸受 3 a、 3 bの前後位置を規制するための筒形スぺーサである。
主軸 2は先端中心部に直円筒雌面を有する嵌入孔 2 aを有すると共にこの嵌 入孔 2 aに連続して径違いの 2つの直状の中心孔 2 b、 2 cを形成されたものと なされている。 8はホルダ本体 8 aを主体とした工具ホルダであり、 ホルダ本体 8 aの一部をなす嵌入部 8 bが主軸 2の嵌入孔 2 aに内嵌されている。
そして、 9は本体フレーム 1に回転自在に支持され入力歯車 5に嚙み合わされ た伝動歯車で、 図示しないモータから回転を伝達されるものである。
1 0は主軸 2後方に設けられた付加フレームであり、 この付加フレーム 1 0の 主軸 2真後ろ部分には透孔 1 0 aが設けてあり、 この透孔 1 .0 aには供給路部材 1 1の円筒状嵌合部 1 1 aが内嵌されると共に供給路部材 1 1の後部を付加フ レーム 1 0にボルト固定されている。 この供給路部材 1 1の後端部には主軸装置 から離れて設けられた分配器 1 3から延出されたミスト供給分岐ライン 1 2 a を接続された接続金具 1 2が螺着されている。 そして、 分配器 1 3には公知のミ スト発生装置 M gから延出されたミスト供給ライン 1 2 bが接続されている。 上記主軸 2の嵌入孔 2 a及ぴ中心孔 2 b、 2 cには主軸 2と接触しない状態と なされた直状のミスト供給管 1 4が主軸回転中心と同心に非回転状態で内挿さ れている。 このミスト供給管 1 4は本体管部 1 4 aの先部に小径管部 1 4 bを延 長状に固着したものとなされている。 本体管部 1 4 aの前部は段付状の小径部 a 1、 a 2となされており、 1つの小径部 a 1と主軸 2の中心孔 2 bとの間に小径 部 a 1を回転自在に支持するための玉軸受 1 5を、 そして他の 1つの小径部 a 2 と主軸 2の中心孔 2 bとの間箇所で玉軸受 1 5の前側にリング状シール部材 b を設けている。 そして本体管部 1 4 aの後端部は接続金具 1 2の中心孔内に液密 状に内挿され、 また小径管部 1 4 bの前端部は前記中心孔 2 aの内方に及ぶもの となされている。
この際、 小径管部 1 4 bの内孔と本体管部 1 4 aの内孔の何れも直状の円孔と なされ、 且つ、 小径管部 1 4 bの内孔の直径は本体管部 1 4 aの内孔のそれより も小さくなされている。 また玉軸受 1 5とリング状シール部材 bとの間、 及ぴ、 玉軸受 1 5と中心孔 2 c前端との間にはリング状のスぺーサ c 1、 c 2が設けら れている。
上記小径管部 1 4 bの先部分には短小な調整ノズル部材 1 6が脱着可能に固 定してあるのであり、 具体的には小径管部 1 4 bの先端部に雄ネジ d 1を形成し 、 一方では調整ノズル部材 1 6の後部に雌ネジ d 2を形成し、 この雌ネジ d 2を 前記雄ネジ d 1に螺合させた構成となしている。 この調整ノズル部材 1 6は小径 管部 1 4 bの外径と略同一の外径となされると共に、 主軸回転中心方向のノズル 孔 eを有し、 このノズル孔 eの直径をミスト供給管 1 4の内孔の最小径箇所 （図 示例では小径管部 1 4 bの内孔） の直径の凡そ 8 0 %以下となされている。 さら に調整ノズル部材 1 6はミスト供給管 1 4内の切削液ミストがノズル孔 eを通 じて主軸 2先方へ流出する際のその流動に絞り作用を付与してその切削液ミス トの流出を制限するように作用するものとなされており、 必要に応じて、 ノズル 孔 eの径のみを相違させた別の調整ノズル部材 1 6と交換装着されるものであ る。 この際、 別の調整ノズル部材 1 6はノズル孔 e直径の異なる複数種類のもの を予め用意しておくのがよい。
前記工具ホルダ 8はホルダ本体 8 aの前部の中心部に位置された刃具 1 7の 周面部を締結してホルダ本体 8 aに固定させるためのコレツトチャック 1 8を 有すると共に、 ホルダ本体 8 aの中心部にネジ部の形成された中心孔 gを有し、 この中心孔 g内に刃具前後位置係止手段 1 9を形成されている。
この刃具前後位置係止手段 1 9は中心孔 gに内挿され刃具 1 7の後端面を当 接される刃具係止部材 2 0と、 前記中心孔 g内のネジ部に螺入され刃具係止部材 2 0の前後位置を変更調整することのできる雄ネジ部材 2 1とからなっており、 前記刃具係止部材 2 0及び前記雄ネジ部材 2 1の中心箇所には前後向き透孔 h 1、 h 2が形成されている。 そして、 この透孔 h i、 h 2の内方にミスト供給管 1 4の小径管部 1 4 b及び調整ノズル部材 1 6が非接触状態に挿入されており、 この揷入長さは前記嵌入部 8 bの前後長さよりも短くなしてある。
この際、 刃具係止部材 2 0の前後向き透孔 h 1、 h 2は小径管部 1 4 bや調整 ノズル部材 1 6の外径に出来るだけ近似させてあり、 しかも先細りの円錐雌面部 iを介して刃具 1 7後端に連続されると共に切削液ミストの流動距離を成る可 く短くなされている。
コレツトチャック 1 8は刃具 1 7の周面部を包囲したコレツト 2 2と、 このコ レット 2 2を前後方向へ変位させるための操作ナツト部 2 3からなつている。 さらに刃具 1 7は中心部にミスト通路 j を直状に形成されており、 このミスト 通路 jは前部を二股状に分岐されて刃具 1 7の先端面の特定直径の中心を挟む 各側に形成された出口開口 j 1、 j 1に連通されると共に、 後端を刃具 1 7の後 端面の中心に形成された入口開口 j 0に連通されている。 なお図示例では刃具 1 7をッイストドリルとなしているが、 これに限定するものではない。
次に上記のように構成した主軸装置の使用例及びその作動を説明する。
刃具 1 7の着脱はコレツトチャック 1 8の操作ナツト部 2 3を弛緩側へ回転 操作してコレツト 2 2を前方へ変位させるのであり、 これによりコレット 2 2の 中心孔 mが拡径状態となる。 この後、 刃具 1 7の後部をコレット 2 2の中心孔 m に揷入して、 刃具 1 7の後端を刃具係止部材 2 0の前面に当接させ、 この当接状 態を保持して操作ナツト部 2 3を締結側へ回転操作してコレツト 2 2を後方へ 変位させる。 これにより、 コレット 2 2がそのテーパ面による楔作用によりその 中心孔 mが縮径状態となり、 刃具 1 7はホルダ本体 8 aに締結状に固定される。 ホルダ本体 8 aに対する刃具 1 7の前後位置を変更する際は、 主軸 2と工具ホ ルダ 8との結合を解除させて、 工具ホルダ 8を主軸 2から取り外し、 次に刃具 1 7の取り外された状態の下で或いは刃具 1 7の前後変位を可能になした状態の 下で雄ネジ部材 2 1を適宜に回転操作する。 これにより、 雄ネジ部材 2 1がネジ 送り作用により回転操作方向に関連した特定向きへ変位し、 ホルダ本体 8 aに対 する刃具係止部材 2 0の位置が調製変更される。 この後、 刃具 1 7を、 これの後 端面が刃具係止部材 2 0の前端面に当接した状態となるようにホルダ本体 8 a に固定させるのであり、 この状態の工具ホルダ 8を主軸 2に固定する。
工具ホルダ 8を主軸 2に対し脱着するときは、 ホルダ本体 8 aの嵌入部 8 bを 主軸 2の嵌入孔 2 aから抜き出したり主軸 2の嵌入孔 2 aに揷入するようにな される。 このとき嵌入部 8 bが主軸 2の嵌入孔 2 aにより主軸 2中心の前後方向 へ正確に案内されるため、 ミスト供給管 1 4の小径管部 1 4 b及び調整ノズル部 材 1 6が刃具前後位置係止手段 2 0の前後向き透孔 h 1、 h 2に接触する現象は 回避されるのである。
次に 1つのワークを加工するときの状況について説明すると、 主軸 2は図示し ないモータの回転を伝動歯車 9や入力歯車 5を介して伝達され、 玉軸受 3 a、 3 bに支持された状態で本体フレーム 1の特定位置で回転する。 主軸 2の回転はホ ルダ本体 8 a、 コレツトチャック 1 8を介して刃具 1 7に伝達されるのであり、 この際、 刃具前後位置係止手段 2 0もホルダ本体 8 aと同体状に回転される。 一方、 ミスト供給管 1 4は前端部を玉軸受 1 5で支持され後端部を付加フレー ム 1 0と同体状に支持されているため、 主軸 2の回転中にも非回転状態に保持さ れるのであり、 従ってミスト供給管 1 4に固定された調整ノズル部材 1 6も非回 転状態に保持される。 この際、 リング状シール部材 bは回転状態の主軸 2の中心 孔 2 b周面と非回転状態のミスト供給管 1 4の本体管部 1 4 a先端部との間を 気密状に閉塞する。
この後、 ミスト発生装置 M gで生成された切削液ミスト （空気中に微細な切削 液粒子を散在させたもの） がミスト供給ライン 1 2 b、 分配器 1 3及びミスト供 給分岐ライン 1 2 a、 供給路部材 1 1を通じてミスト供給管 1 4内に供給される のであり、 こうしてミスト供給管 1 4内に達した切削液ミストは調整ノズル部材 1 6のノズル孔 eを通じてこのノズル孔 eによる絞り作用を受けつつ刃具係止 部材 2 0の透孔 h 1内に流出する。 この際、 調整ノズル部材 1 6はミスト供給管 1 4内から前後向き透孔 h 1内への切削液ミストの流動を一定程度に制限する ように作用するのであり、 従って刃具係止部材 2 0の前後向き透孔 h 1内には切 削液ミストが適当流量で到達し、 この後、 刃具 1 7のミスト通路 j を経て刃具 1 7先端の出口開口 j 1、 j 1から噴出される。 この噴出された切削液ミストは刃 具 1 7とワークとの摩擦箇所を過不足なく潤滑すると共に過熱状態とならない ように冷却する。
上記した主軸 2や工具ホルダ 8内における切削液ミストの流動中、 調整ノズル 部材 1 6から流出した切削液ミストは刃具係止部材 2 0の前後向き透孔 h 1と 小径管部 1 4 b外周面との間に形成された環状隙間を通じて大気側に漏れ出よ うとするが、 主軸 2の嵌入孔 2 aの前方への流出は工具ホルダ 8と主軸 2との気 密状の嵌合結合により阻止され、 また嵌入孔 2 aの奥部から後方への流出はリン グ状シール部材 bにより阻止される。
刃具 1 7先端面の出口開口 j 1、 j 1から流出される切削液ミストは圧力変化 、 速度変化、 遠心力等に起因して液状化される傾向となるが、 主軸 2後部からミ スト供給管 1 4先端に至るまでの切削液ミストは、 ミスト供給管 1 4や調整ノズ ル部材 1 6が直状に配置され且つ非回転状態に保持されているため、 大きな圧力 変化や速度変化を抑制されると共に主軸 2の回転による遠心力を全く受けない ものとなつて液状化を効果的に抑制されるのである。
また調整ノズル部材 1 6から流出した切削液ミストは刃具係止部材 2 0の前 後向き透孔 h 1や刃具 1 7のミス ト通路 j を通じて流出する。 この際、 前後向き 透孔 h iやミス ト通路; jは調整ノズル部材 1 6のノズル孔 eに較べると比較的 大きな径であるため、 切削液ミストは大きな流動抵抗を受けることなく流動する 。 また前後向き透孔 h 1やミスト通路 jは工具ホルダ 8の回転中心にあり且つそ れらの長さが主軸長さに較べて短く、 しかもノズル孔 eに較べると大きな径であ つても工具ホルダ 8回転により切削液ミストに付与される遠心力との関係では いまだ小さな径であるため、 前後向き透孔 h 1やミスト通路〗 を流動する切削液 ミストは工具ホルダ 8回転による大きな遠心力を長時間に亘つて受けることは ない。 従って前後向き透孔 h 1やミスト通路〗内での切削液ミストの液状化も効 果的に抑制される。
ところで、 上記の主軸装置で新しいワークをこれまでとは異なる加工条件で加 ェする際、 刃具 1 7の先端面から噴出される切削液ミス トが過多或いは過小とな ることが生じ得るが、 このような場合には、 主軸 2から工具ホルダ 8を取り外す などして、 小径管部 1 4 bを外方へ露出させ、 その先部分に固定された調整ノズ ル部材 1 6をネジ結合の解除により取り外すなどしてその交換作業を行うこと により、 別途に用意した異なる直径のノズル孔 eを有する別の調整ノズル部材 1 6を新たに装着するのである。
これにより、 調整ノズル部材 1 6による切削液ミス トの流動に対する制限作用 が異なったものとなり、 刃具 1 7先端面から噴出される切削液ミストの流量が最 適化される。
以上のように構成した本発明によれば、 ミスト供給管内への切削液ミストの供 給能力がたとえ一定であっても、 調整ノズル部材を他のものと交換装着すること により、 刃具先端面から噴出される切削液ミストの流量を任意に変化させること ができ、 これにより種々異なる加工条件の工作において最適量の切削液ミストを 刃具先端に供給することができるようになり、 切削液ミス トの無駄や、 切削液ミ ストによる工作環境の汚染を防止することができる。 またミスト供給管に調整ノ ズル部材が固定された状態のまま工具ホルダの脱着を行うことができるほか、 調 整ノズル部材の交換装着が主軸から工具ホルダを取り外すことにより簡便に行 えるものとなる。 さらには従来より存在している主軸装置におけるミスト供給管 の先部分を変更するのみで実現できるものとなる。
また、 調整ノズル部材のノズル孔径をミスト供給管の内孔の最小径の凡そ 8 0 %以下の寸法となすことにより、 刃具先端面から噴出される切削液ミストの流量 を効果的に変化させることが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 回転駆動される主軸 （2) の回転中心部に主軸後側からその先側へ向けて切 削液ミストを送給するためのミス ト供給管 （14) を設け、 このミスト供給管 （ 14) の先部分を主軸 （2) 先部に固定された工具ホルダ （8) の回転中心部に 形成されたミス ト通路に内挿し、 ミスト供給管 （14) の先端から流出した切削 液ミストが工具ホルダ （8) のミスト通路 （h i) を経てこの工具ホルダ （8) に固定された刃具 （1 7) の先端面から噴出するようになされた工作機械の主軸 装置において、 前記ミスト供給管 （14) の先部分に、 この供給管内から工具ホ ルダ （8) のミスト通路内へ流出する切削液ミス トの流量を制限するための調整 ノズル部材 （1 6) を、 脱着手段を介して交換可能に固定した構成を特徴とする 工作機械の主軸装置。
2. 調整ノズル部材 （16) の交換装着により、 ミスト供給管 （14) 内からェ 具ホルダ （8) の前記ミス ト通路 （h i) 内へ流出する切削液ミス トの流量が任 意に変更される構成であることを特徴とする請求の範囲 1記載の工作機械の主 軸装置。
3. 調整ノズル部材 （16) のノズル孔 （e) 直径がミス ト供給管 （14) の内 孔の最小直径の凡そ 80%以下の寸法であることを特徴とする請求の範囲 1又 は 2記載の工作機械の主軸装置。
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