JPH0732982B2 - Tool holder support structure - Google Patents
Tool holder support structureInfo
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- JPH0732982B2 JPH0732982B2 JP34191889A JP34191889A JPH0732982B2 JP H0732982 B2 JPH0732982 B2 JP H0732982B2 JP 34191889 A JP34191889 A JP 34191889A JP 34191889 A JP34191889 A JP 34191889A JP H0732982 B2 JPH0732982 B2 JP H0732982B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、切削中に生じる工具の過負荷トルクを検出
し、工具切削予知を行う工具ホルダに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool holder that detects tool overload torque generated during cutting and predicts tool cutting.
従来の技術 類似の技術が、特公昭54−6102号に開示してある。これ
によれば、回転する筒体に、深溝玉軸受を介してスピン
ドルを円周方向に所定の遊びを持って支承し、筒体とス
ピンドル間をトルク伝達用のばねを介して連結し、スピ
ンドル先端の工具(例えばドリル)により過負荷トルク
が生じると、筒体に対しスピンドルが回転遅れを生じ、
これを作動棒の軸方向移動として取出すようにしてあ
る。Prior Art A similar technique is disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-6102. According to this, the spindle is supported on the rotating tubular body through the deep groove ball bearing with a predetermined play in the circumferential direction, and the tubular body and the spindle are connected through the spring for torque transmission, When an overload torque is generated by a tool at the tip (for example, a drill), the spindle lags behind the cylinder,
This is taken out as the axial movement of the operating rod.
発明が解決しようとする課題 上記のような技術では、ばねによる伝達設定トルクに対
する、軸受の摩擦トルクの割合を必要最小限にすること
が、特に極細径のドリルの切損予知のために必要であ
る。軸受にかかる予圧は、摩擦トルクに大きく影響する
ので、前述の深溝玉軸受を嵌込む筒体及び軸受に支持さ
れるスピンドルの加工精度を極めて高精度にして適正な
予圧を付与せねばならず、製作が容易でない。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the above technique, it is necessary to minimize the ratio of the friction torque of the bearing to the transmission set torque by the spring, particularly for predicting cutting loss of a very small diameter drill. is there. Since the preload applied to the bearing has a great influence on the friction torque, it is necessary to make the processing accuracy of the spindle supported by the cylindrical body and the bearing into which the deep groove ball bearing is fitted extremely high to give an appropriate preload. Not easy to make.
課題を解決するための手段 この発明は、前記問題点を解決することを目的とし、テ
ーパシャンクを備えたホルダ軸先端部と、ホルダ軸に遊
嵌したスリーブの後端部を夫々円錐面に形成し、これら
の円錐面をピボット玉軸受で支承して、このピボット玉
軸受を工具保持筒に嵌着し、ホルダ軸とスリーブとの間
に予圧付与のためのスプリングを介装したことを特徴と
する。Means for Solving the Problems The present invention has an object to solve the above-mentioned problems, and a holder shaft tip portion having a taper shank and a rear end portion of a sleeve loosely fitted to the holder shaft are respectively formed in conical surfaces. However, these conical surfaces are supported by pivot ball bearings, the pivot ball bearings are fitted into the tool holding cylinder, and a spring for applying a preload is interposed between the holder shaft and the sleeve. To do.
作用 スプリングにより、2つの円錐面が夫々離れる方向へ力
を受け、これによってピボット玉軸受に予圧が付与され
るので、スプリング力で予圧調整ができる。従って、摩
擦トルクを必要最小にする予圧をピボット玉軸受に容易
に付与でき、その結果、微小な過負荷トルクを正確に検
出できる。Action The two conical surfaces receive a force in a direction in which they are separated from each other by the spring, and thereby a preload is applied to the pivot ball bearing, so that the preload can be adjusted by the spring force. Therefore, the preload for minimizing the friction torque can be easily applied to the pivot ball bearing, and as a result, a minute overload torque can be accurately detected.
実施例 第1図に示すように、ホルダ軸1はテーパシャンク2と
把持部3及び把持部3から前方へ突設した中間軸部4と
支持軸部5から成る。支持軸部5の先端部は円錐面6に
形成されると共に、支持軸部5にはスリーブ7が遊嵌さ
れ、このスリーブ7の後端部が円錐面8に形成してあ
る。これらの円錐面6、8を支承する大小のピボット玉
軸受9、10が工具保持筒20の支承筒21に嵌着してある。
前記支持軸部5に軸方向前方へ移動不能に装着されたカ
ラー11とスリーブ7の鍔部7aとの間にスプリング12が介
装され、このスプリング12のばね力で、2つの円錐面
6、8を介してピボット玉軸受9、10に予圧が付与され
る。このばね力はピボット玉軸受9、10による摩擦トル
クを必要最小とする予圧となるように設定されている。Embodiment As shown in FIG. 1, a holder shaft 1 comprises a taper shank 2, a grip portion 3, and an intermediate shaft portion 4 projecting forward from the grip portion 3 and a support shaft portion 5. The tip end of the support shaft portion 5 is formed on the conical surface 6, a sleeve 7 is loosely fitted on the support shaft portion 5, and the rear end portion of the sleeve 7 is formed on the conical surface 8. Large and small pivot ball bearings 9 and 10 for supporting these conical surfaces 6 and 8 are fitted to a supporting cylinder 21 of the tool holding cylinder 20.
A spring 12 is interposed between a collar 11 mounted on the support shaft portion 5 immovably forward in the axial direction and a collar portion 7a of the sleeve 7, and the spring force of the spring 12 causes two conical surfaces 6 to be formed. Preload is applied to the pivot ball bearings 9, 10 via 8. This spring force is set so as to provide a preload that minimizes the friction torque generated by the pivot ball bearings 9 and 10.
ホルダ軸1の中間軸部4には、第2図に示すように菱形
の係止面15が形成され、また前記支持筒21と共に工具保
持筒20を構成する検出筒22内には、前記菱形の係止面15
の対辺が嵌る係止孔16が形成され、この係止孔16に前記
係止面15が嵌合してある。係止孔16と係止面15は円周方
向に所定の遊び(第2図の角度θ)を有し、これによっ
て工具保持筒20がホルダ軸1に対し所定角度(θ)回動
可能としてある。このように工具保持筒20の内側でホル
ダ軸1に対する回転角度の規制が行われているので、切
くず等が係止面15と係止孔16間に入り込むことはなく、
所定角度θの回動が長期にわたって確実である。As shown in FIG. 2, a diamond-shaped locking surface 15 is formed on the intermediate shaft portion 4 of the holder shaft 1, and the detection cylinder 22 that constitutes the tool holding cylinder 20 together with the support cylinder 21 has the diamond shape. Locking surface 15
An engaging hole 16 is formed on the opposite side of the engaging hole 16, and the engaging surface 15 is fitted in the engaging hole 16. The locking hole 16 and the locking surface 15 have a predetermined play (angle θ in FIG. 2) in the circumferential direction, which allows the tool holding cylinder 20 to rotate by a predetermined angle (θ) with respect to the holder shaft 1. is there. Since the rotation angle with respect to the holder shaft 1 is regulated inside the tool holding cylinder 20 in this way, chips and the like do not enter between the locking surface 15 and the locking hole 16,
The rotation of the predetermined angle θ is reliable for a long period of time.
中間軸部4には、更にトルク調整リング25が軸方向及び
円周方向に移動自在に遊嵌してある。トルク調整リング
25にはトルク伝達用のねじりコイルばね26の一端が接続
され、ばね他端は検出筒22に連結してある。トルク調整
リング25の後端部はホルダ軸1の把持部3に削設したリ
ング溝3aに嵌入している。トルク調整リング25には、第
4図に示すように所定角度毎に多数の係止穴27が穿設さ
れ、ホルダ軸1の把持部3前面に植設した係止ピン28と
前記係止穴27とにより、トルク調整リング25をホルダ軸
1と係脱自在とする係止手段29が構成される。従って、
係止ピン28と係止穴27の係止を解除し、トルク調整リン
グ25を回動させて再び係止させれば、ねじりコイルばね
26のねじり強さが細かく調整できる。A torque adjusting ring 25 is further loosely fitted to the intermediate shaft portion 4 so as to be movable in the axial direction and the circumferential direction. Torque adjustment ring
One end of a torsion coil spring 26 for torque transmission is connected to 25, and the other end of the spring is connected to the detection cylinder 22. The rear end portion of the torque adjusting ring 25 is fitted in the ring groove 3a formed in the grip portion 3 of the holder shaft 1. As shown in FIG. 4, a large number of locking holes 27 are formed in the torque adjusting ring 25 at a predetermined angle, and the locking pin 28 and the locking hole 28 are formed on the front surface of the grip portion 3 of the holder shaft 1. 27 and 27 form a locking means 29 that allows the torque adjusting ring 25 to be engaged with and disengaged from the holder shaft 1. Therefore,
If the locking pin 28 and the locking hole 27 are unlocked and the torque adjustment ring 25 is rotated and locked again, the torsion coil spring
Twist strength of 26 can be finely adjusted.
把持部3外周には、第4図に示すように90度毎に切欠部
31が削設されて、その間が基準検出子32に形成してあ
る。これらの基準検出子32と対応する断面L字状の変位
検出子33が、前記検出筒22の外周に突設してあり、変位
検出子33の間は切欠部34としてある。基準検出子32と変
位検出子33の円周方向長さは同一であって、その外径も
同一にしてあるが、前記ねじりコイルばね26のねじり力
でホルダ軸1の菱形係止面15の一組の対辺が工具保持筒
20の係止孔16と当接している時に、第3、4図のよう
に、前記角度θだけ検出子32、33間に円周方向の位相ず
れがあるようにしてある。工具保持筒20先端には、ドリ
ル23を保持するコレットチャック24が一体装着してあ
る。As shown in FIG. 4, cutouts are formed on the outer periphery of the grip portion 3 every 90 degrees.
31 is cut away, and the reference detector 32 is formed between them. A displacement detector 33 having an L-shaped cross section, which corresponds to these reference detectors 32, is provided on the outer circumference of the detection cylinder 22, and a gap 34 is provided between the displacement detectors 33. The reference detector 32 and the displacement detector 33 have the same circumferential length and the same outer diameter, but the torsional force of the torsion coil spring 26 causes the diamond-shaped engaging surface 15 of the holder shaft 1 to rotate. One set of opposite sides is a tool holding tube
When it is in contact with the locking holes 16 of 20, as shown in FIGS. 3 and 4, there is a phase shift in the circumferential direction between the detectors 32 and 33 by the angle θ. A collet chuck 24 holding a drill 23 is integrally attached to the tip of the tool holding cylinder 20.
次に主軸ヘッド40からはブラケット41が立上げられ、こ
のブラケット41には前記基準及び変位検出子32、33を検
出してON信号を出力し、切欠部31、34でOFF信号を出力
する近接スイッチ42、43が装着してある。近接スイッチ
42、43の信号はノット素子44を介してアンド素子45へ入
力され、NC装置46へ伝達されるようにしてある。47は主
軸ヘッド40に回動自在に支承された主軸である。Next, a bracket 41 is raised from the spindle head 40, and the bracket 41 detects the reference and displacement detectors 32 and 33 and outputs an ON signal, and the cutouts 31 and 34 output an OFF signal. Switches 42 and 43 are attached. Proximity switch
The signals of 42 and 43 are input to the AND element 45 via the knot element 44 and transmitted to the NC device 46. Reference numeral 47 denotes a spindle rotatably supported by the spindle head 40.
このような工具ホルダは、主軸47に装着されて回転され
る。ホルダ軸1の回転は、トルク調整リング25、ねじり
コイルばね26を介して工具保持筒20へ伝達され、ドリル
23を回転させ、切削を行う。ねじりコイルばね26でドリ
ル23に応じた許容トルクが設定されており、この許容ト
ルクを超えない正常な加工の場合、基準検出子32と変位
検出子33は角度θの位相ずれを保って回転する。そのた
め近接スイッチ42、43からの信号A、Bが同時にOFFと
なることはなく、過負荷信号Cは出力されない(第5
図)。ドリル23が摩耗してくると切削トルクがねじりコ
イルばね26で設定された許容トルクを超え、ホルダ軸1
がねじりコイルばね26のねじり強さに抗して工具保持筒
20に対し角度θだけ回転する。この時、ピボット玉軸受
9、10に、スプリング12で与えられている予圧は必要最
小のものであるので、玉軸受9、10による摩擦抵抗は小
さく、許容トルクを僅かに超えた切削トルクがドリル23
に生じても、ホルダ軸1が工具保持筒20に対し回転でき
る。これによって、第2図で係止孔16と当接していなか
った側の菱形係止面15の対辺が係止孔16と当接する。こ
の状態では、基準、変位検出子32、33の位相ずれがなく
なり、切欠部31、34も全く位相ずれがなくなる。従っ
て、近接スイッチ42、43からはON信号又はOFF信号が同
時に出力されるが、OFF信号が同時に出力された時に、
ノット素子44で反転され、アンド素子45へ入力されるの
で、アンド素子45からは過負荷信号CがNC装置46へ出力
される。NC装置46はこの過負荷信号Cにより主軸47をス
テップバックさせ、あるいは、過負荷信号Cの入力回数
を計数してドリル23の寿命を判断し、切損前に同一工具
との工具交換を指令する。このようにホルダ側でドリル
径に応じた許容トルクが設定してあるので、過負荷信号
Cが出力された時は、許容トルクを超えた時であり、従
来のようにトルク値を演算推定し、正常値と比較する必
要がない。Such a tool holder is mounted on the spindle 47 and rotated. The rotation of the holder shaft 1 is transmitted to the tool holding cylinder 20 via the torque adjusting ring 25 and the torsion coil spring 26, and is used for drilling.
Rotate 23 and cut. An allowable torque according to the drill 23 is set by the torsion coil spring 26, and in the case of normal processing that does not exceed this allowable torque, the reference detector 32 and the displacement detector 33 rotate with a phase shift of the angle θ. . Therefore, the signals A and B from the proximity switches 42 and 43 are not turned off at the same time, and the overload signal C is not output (fifth
Figure). When the drill 23 wears, the cutting torque exceeds the allowable torque set by the torsion coil spring 26, and the holder shaft 1
Is a tool holding cylinder against the torsional strength of the torsion coil spring 26.
Rotate by an angle θ with respect to 20. At this time, since the preload applied to the pivot ball bearings 9 and 10 by the spring 12 is the minimum required, the frictional resistance due to the ball bearings 9 and 10 is small, and the cutting torque slightly exceeding the allowable torque is applied to the drill. twenty three
Even if this occurs, the holder shaft 1 can rotate with respect to the tool holding cylinder 20. As a result, the opposite side of the diamond-shaped locking surface 15 on the side not contacting the locking hole 16 in FIG. 2 contacts the locking hole 16. In this state, the reference and displacement detectors 32 and 33 have no phase shift, and the notches 31 and 34 also have no phase shift. Therefore, although the ON signal or the OFF signal is simultaneously output from the proximity switches 42 and 43, when the OFF signals are simultaneously output,
Since it is inverted by the knot element 44 and input to the AND element 45, the overload signal C is output from the AND element 45 to the NC device 46. The NC device 46 causes the spindle 47 to step back by this overload signal C, or counts the number of times the overload signal C is input to judge the life of the drill 23, and commands a tool exchange with the same tool before cutting. To do. Since the allowable torque according to the drill diameter is set on the holder side in this way, when the overload signal C is output, it means that the allowable torque has been exceeded, and the torque value is calculated and estimated as in the conventional case. , No need to compare with normal values.
発明の効果 以上のようにこの発明の装置によれば、ホルダ軸に工具
保持筒をピボット玉軸受を介して支承し、ピボット玉軸
受間に配置したスプリングとスリーブによってピボット
玉軸受に予圧を与えるようにしたので、スプリングのば
ね強さによって軸受の摩擦トルクを必要最小とする予圧
をピボット玉軸受に容易に付与できる。これにより、ピ
ボット玉軸受の摩擦トルクを必要最小にでき、工具保持
筒先端のドリルが極細径のものであって、微少な過負荷
トルクが生じた場合でも、これをホルダ軸に対する工具
保持筒の回転遅れとして正確に取出すことができる。As described above, according to the device of the present invention, the tool holding cylinder is supported on the holder shaft through the pivot ball bearing, and the preload is applied to the pivot ball bearing by the spring and the sleeve arranged between the pivot ball bearings. Therefore, the preload for minimizing the friction torque of the bearing can be easily applied to the pivot ball bearing by the spring strength of the spring. As a result, the friction torque of the pivot ball bearing can be minimized, and even if the drill at the tip of the tool holding cylinder has an extremely small diameter and a slight overload torque is generated, this can be It can be taken out accurately as a rotation delay.
第1図はこの発明に係る工具ホルダ断面図、第2図は第
1図のII−II断面図、第3図は第1図のIII−III断面
図、第4図は第1図のIV−IV断面図、第5図は検出信号
の関係図を示す。 1…ホルダ軸、2…テーパシャンク、6、8…円錐面、
7…スリーブ、9,10…ピボット玉軸受、12…スプリン
グ、15…係止面、16…係止孔、20…工具保持筒、25…ト
ルク調整リング、26…ねじりコイルばね26、29…係止手
段、32…基準検出子、33…変位検出子1 is a sectional view of a tool holder according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 1, and FIG. -IV sectional view and FIG. 5 show a relationship diagram of detection signals. 1 ... Holder shaft, 2 ... Taper shank, 6, 8 ... Conical surface,
7 ... Sleeve, 9, 10 ... Pivot ball bearing, 12 ... Spring, 15 ... Locking surface, 16 ... Locking hole, 20 ... Tool holding cylinder, 25 ... Torque adjusting ring, 26 ... Torsion coil spring 26, 29 ... Engagement Stop means, 32 ... Reference detector, 33 ... Displacement detector
Claims (1)
定し、設定した許容トルクを切削トルクが越えたとき
に、工具保持筒がホルダ軸に対して所定角度回転するよ
うに工具保持筒をホルダ軸に支持して、過負荷トルクを
検出するようにした工具ホルダであって、ホルダ軸の先
端部と、ホルダ軸に遊嵌したスリーブの後端部を円錐面
に形成し、それらの円錐面を支承するピボット玉軸受を
工具保持筒に嵌着し、ホルダ軸とスリーブとの間にスプ
リングを介装してピボット玉軸受に予圧を付与して成る
工具保持筒の支持構造。1. A holder for holding a tool holding cylinder so that the allowable torque is set by a torque transmitting spring and the tool holding cylinder rotates a predetermined angle with respect to a holder shaft when the cutting torque exceeds the set allowable torque. A tool holder supported on a shaft to detect overload torque, wherein the tip of the holder shaft and the rear end of a sleeve loosely fitted to the holder shaft are formed into conical surfaces, and the conical surfaces are formed. A support structure for a tool holding cylinder, in which a pivot ball bearing for supporting a bearing is fitted into a tool holding cylinder, and a spring is interposed between a holder shaft and a sleeve to apply a preload to the pivot ball bearing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34191889A JPH0732982B2 (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Tool holder support structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34191889A JPH0732982B2 (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Tool holder support structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202254A JPH03202254A (en) | 1991-09-04 |
| JPH0732982B2 true JPH0732982B2 (en) | 1995-04-12 |
Family
ID=18349759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34191889A Expired - Fee Related JPH0732982B2 (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Tool holder support structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732982B2 (en) |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP34191889A patent/JPH0732982B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03202254A (en) | 1991-09-04 |
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