JPH0410962Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば立フライス盤等の工作機械の
主軸頭において、スピンドルの先端部に形成され
た工具取付部の構造に関し、特に該部分の寿命の
延長に関する。

〔従来の技術〕

一般に立フライス盤等の工作機械では、主軸頭
によりスピンドルを回転自在に支持し、該スピン
ドルの先端部に形成されたテーパ穴内に工具のシ
ヤンク部を挿入し、これをドローバーで引つ張つ
て該テーパ穴に強固に嵌合させ、これにより工具
を支持するとともに、スピンドルを介して回転駆
動するように構成されている。

そして最近では工具交換装置（以下ATCと記
す）を備えることにより、上記スピンドルで支持
された工具を、各種の加工に適した工具に自動的
に取り替え、これにより各種の加工を連続して行
えるようにしている。このような工作機械では、
上記スピンドルのテーパ穴部分が、工具の頻繁な
取り替えによる摩耗、工具に付着した切粉による
損傷、加工時における微動摩耗により、上記テー
パ穴部分の精度が劣化し、その結果加工精度が低
下し易い問題が生じる。

そこで従来、上記加工精度の劣化を抑制するた
め、上記テーパ穴部分に各種の表面硬化処理、例
えばMo系窒化鋼の窒化処理、高Ｃ高合金鋼の焼
き入れ、耐食鋼の浸炭処理等を施して上記テーパ
穴の摩耗を抑制し、これにより工具の支持精度を
維持するようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記表面硬化処理による方法で
は、ある程度の効果は得られるもののまだ十分に
満足できるものではない。そのため長期の使用に
おいて工具の支持精度が劣化すると、スピンドル
全体を取り替えざるを得ないというのが実情であ
つた。

本考案の目的は、上記従来の問題点に鑑み、長
期の使用においても工具の支持精度を維持でき、
従つてスピンドル全体の交換を不要にできる工作
機械における主軸頭の工具取付部構造を提供する
点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、主軸頭の工具取付部構造において、
スピンドルの先端部に筒体支持穴を形成するとと
もに、該支持穴内に、内面に工具取付用テーパ穴
を有する筒体を焼きばめによつて装着し、上記筒
体を、軸方向外側部分を内側部分よりわすかに大
径にした段付状に形成するとともに、筒体支持穴
の上記段部と対応する部分に凹溝を形成し、該部
分に油圧供給通路を連通させて上記筒体を取り外
し可能としたことを特徴としている。

ここで本考案における上記段部には、傾斜状に
形成されたものも含まれる。

〔作用〕

本考案に係る工具取付部構造では、スピンドル
の先端部に、工具取付用テーパ穴を有する筒体を
着脱可能に装着したので、テーパ穴部分が摩耗し
たり、損傷した場合はこれを新しいものと交換で
き、従つて該テーパ穴の工具支持精度を長期に渡
つて維持でき、その結果スピンドル全体の交換は
不要になる。

また、上記筒体を焼きばめによつて装着したの
で、がたの発生を回避でき、装着精度を向上でき
る。ここで上記筒体の焼きばめにおいて、筒体の
挿入時等に芯ずれが生じたりした場合は、これを
正しく嵌め直すことは非常に困難であるが、本考
案では筒体を油圧の作用によつて取り外すように
しているので、このような場合でも筒体を取り外
すことができるから、この焼きばめ作業のやり直
しが可能となる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例によ
る立フライス盤における主軸頭の工具取付部構造
を説明するための図である。

本実施例が適用された立フライス盤を示す第３
図において、１は基礎面上に固着されるベースで
あり、該ベース１上にはサドル２が図示Ｙ方向に
移動可能に配設され、該サドル２上にはテーブル
３が図示Ｘ方向に移動可能に配設され、さらに上
記ベース１上にはコラム４が立設されている。ま
た５はATC、７は工具交換用アームであり、該
アーム７はこれの両端に形成された把持爪で工具
を把持し、この状態で下降し、180度回転した後
上昇するように構成されている。なお、６は操作
盤である。

上記コラム４には主軸頭１０が図示Ｚ方向に移
動可能に配設されており、第２図に示すように、
上記主軸頭１０のボデイ１１内にはスピンドル１
２が複数の軸受１３により回転自在に挿入支持れ
ている。このスピンドル１２は円筒状のものであ
り、該スピンドル１２内にはドローバー１４が上
下動自在に挿入され、かつ付勢ばね１７で上方に
付勢されている。このドローバ１４は棒状のもの
で、これの下端部に形成された係合凹部１４ａに
はコレツト１５の係合凹部１５ａが係合してお
り、また該コレツト１５の係合爪１５ｂは工具１
６のシヤンク部１６ａの係合部１６ｂと係脱可能
となつている。

そして上記スピンドル１２の下端部には、上記
工具１６を取り付ける工具取付部１８が形成され
ている。この取付部１８はスピンドル１２の下端
部に筒体支持穴１９を形成し、該支持穴１９内に
筒体２０を着脱可能に嵌合装着して構成されてい
る。この筒体２０はセラミツク、例えばジルコニ
ア（ZrO₂）製で、第１図に示すように、外側部
分２０ａが内側部分２０ｂより僅か（約0.1mm）
に大径の段部２０ｃを有する円筒状のものであ
り、その内面には上記工具１６のシヤンク部１６
ａと精度良く嵌合するテーパ穴２０ｄが形成され
ている。

また上記筒体支持穴１９は上記筒体２０と精度
良く嵌合する形状に形成されている。また該筒体
支持穴１９の上記段部２０ｃより上側の中央部分
には環状の凹溝１９ａが形成されており、該凹溝
１９ａにはこれに油圧を供給する油圧通路１９ｂ
が連通形成されている。なお、図示していない
が、この油圧通路１９ｂは油圧源に接続されてい
る。

次に本実施例の作用効果について説明する。

先ず、筒体２０の着脱について説明する。該筒
体２０の装着は通常の焼きばめによる。即ち、ス
ピンドル１２の筒体支持穴１９近傍部分を加熱す
るとともに、筒体２０を冷却し、この状態で該筒
体２０を筒体支持穴１９の所定位置まで挿入し、
常温に戻せば、これにより筒体２０はスピンドル
１２内に嵌合装着されたこととなる。

また、筒体２０の取り外しにおいては、凹溝１
９ａ内に作動油を300Kg／cm²程度の油圧で供給す
る。すると該作動油が筒体２０と、筒体支持穴１
９との間に浸透するとともに、上記段部２０ｃに
外向きの力を作用させ、これにより該筒体２０は
筒体支持穴１９から取り外されることとなる。

このように本実施例では、筒体２０をスピンド
ル１２から取り外すことができ、そのため筒体２
０のテーパ穴２０ｄが摩耗したり損傷した場合
は、この筒体２０を交換することが可能となり、
従つて従来のような工具の支持精度が低下した場
合にスピンドル全体を交換する必要はなく、スピ
ンドルの交換によるコスト増大を防止できる。

また、本実施例では、筒体２０とスピンドル１
２の筒体支持穴１９との間に凹溝１９ａを形成
し、ここに高圧油を供給することによつて筒体２
０を取り外す構造としたので、筒体２０の取り外
し時にスピンドル１２側に傷が生じるのを防止で
きる効果もある。

さらにまた、筒体を焼きばめするようにした場
合、オペレータの熟練度不足等によつて筒体と支
持穴との嵌合精度が出にくいことがあり、このよ
うな場合、従来は筒体を取り外すことが非常に困
難で場合によつては廃棄処分にせざるを得なかつ
た。これに対して本実施例では筒体を取り外すこ
とができるので、上記嵌合精度が出るように焼き
ばめをやり直すことが可能となる。

また、一般に、上記テーパ穴により工具を支持
して長期間使用した場合の摩耗状況を詳細に観察
すると、該テーパ穴の軸方向両端部が特に摩耗し
易く、中央部は比較的摩耗していないことがわか
る。そのため工具の中央部分をテーパ穴との当た
りが強くなり、この部分を中心に工具が振れ、び
びりが生じ易い。これに対して本実施例では、筒
体２０の軸方向中央部の背面側に形成された凹溝
１９ａにより、筒体２０の中央部分が弾性変形
し、上記両端部の摩耗が進行しても中央部の当た
りを弱くし、それだけびびりの発生を抑制でき
る。

第４図は本考案の第２実施例を示し、これは筒
体の段部を大略テーパ状に形成した例であり、図
において、第１図と同一符号は同一又は相当部分
を示す。

３０はセラミツク製筒体であり、該筒体３０は
大径の外側部分３０ａと、これと略同じ肉厚を有
する小径の内側部分３０ｂとを傾斜部（段部）３
０ｃで連結した形状となつている。また、筒体支
持穴２９は上記筒体３０の外側部分３０ａ、内側
部分３０ｂと精度良く嵌合する形状に形成されて
いる。そして該筒体支持穴２９の上記傾斜部３０
ｃの背面部には凹溝２９ａが形成されており、こ
れに油圧通路１９ｂが連通されている。

本実施例においても上記実施例と同様に、凹溝
２９ａ内に油圧を作用させることにより、筒体３
０を取り外すことができ、また筒体３０の弾性変
形によりびびりを抑制できる効果がある。

また、本実施例では筒体３０を略テーパ状に形
成したので、筒体３０の急激な肉厚変化がなくな
り、焼きばめ時の内部応力を均等化でき、工具の
支持剛性を向上できる。

なお、上記各実施例では筒体がセラミツクであ
る場合について説明したが、本考案では筒体の材
質は各種のものが選定でき、例えばスピンドル１
２と同一材質でもよく、この場合にも交換により
長期に渡つて工具の支持精度を維持できる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案に係る主軸頭の工具取付部
構造によれば、スピンドルに筒体を焼きばめによ
り装着し、油圧によつて取り外すようにしたの
で、がたの発生を回避し、装着精度を向上しなが
ら、該筒体が摩耗した場合等にはこれを交換する
ことが可能となり、工具の装着精度を長期間維持
でき、スピンドル全体の交換が不要になつてコス
トを低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例によ
る主軸頭の工具取付部構造を説明するための図で
あり、第１図はその工具取付部の断面側面図、第
２図は主軸頭の断面側面図、第３図は該実施例構
造が適用された立フライスの斜視図、第４図は本
考案の第２実施例の工具取付部の断面側面図であ
る。 図において、１０は主軸頭、１２はスピンド
ル、１６は工具、１８は工具取付部、１９，２９
は筒体支持穴、１９ａ，２９ａは凹溝、１９ｂ，
２９ｂは油圧通路、２０，３０は筒体である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スピンドルの先端部に形成されたテーパ穴に工
   具のシヤンク部を嵌合させて該工具を取り付ける
   ようにした工作機械における主軸頭の工具取付部
   構造において、上記スピンドルの先端部に筒体支
   持穴を形成し、該支持穴内に上記工具のシヤンク
   部と嵌合するテーパ穴を有する筒体を焼きばめに
   より装着し、該筒体を、軸方向外側部分が内側部
   分より僅かに大径に形成された段部を有する外面
   円筒状とするとともに、上記スピンドルの筒体支
   持穴の上記段部に対応する部分に環状の凹溝を形
   成し、該凹溝に油圧供給通路を連通させて、上記
   筒体を取り外し可能としたことを特徴とする工作
   機械における主軸頭の工具取付部構造。