JPS6016329A - 工作機械の工具保持装置 - Google Patents

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】 ′本発明は工作機械の工具保持装置に関するものであり
、更に詳しくは単一の１其自動交換アームにより刃物台
の回転主軸に回転工具のみならず固定工具をも自動的に
＠脱し得るようにした工作機械用工具保持装置に関する
ものである。

イ、従来技術 従来、旋盤または旋盤を利用した中くり装置に於いては
、主軸台のナヤックに工作物を把持した状態で該工作物
を回転し、工具を取付けた刃物台を主軸台の軸線方向あ
るいは主軸台の軸線に対し直交方ｌｉＩ　Ｌこ移動させ
て旋削加工や中ぐり加工を行っていた。

この場合、被工作物、即ぢワークの一部にフライス加工
あるいは主軸中心を外れた端面・＼のドリル加工あるい
は更に中ぐり加工を行うためには固定工具付きの刃物台
を回転工具付きの刃物台と交換しなければならなず、生
産効率が大幅に回置されていた。

一方、コンピュータ利用数値制御装置を組み込んだ旋＠
　（ＣＮＣ旋扉）の普及と共に１．一度ワークを旋盤に
取付けるとそのままの状態で刃物台を交換することなく
、該ワークに必要なすべての加工、即ち固定工具による
旋削および中ぐり加工、回転工具によるフライス加工お
よびドリル加工を自動的に行う必要性が高まってきた。

斯かる固定工具と回転工具を併用するＣＮＣ旋盤に於い
て多品種少量生産に対応するためには、ワークの加工条
件に適合する多種類の工具を予め準備しておき、これら
の工具を順次交換しながら所定の加ニブログラムを進行
させる必要があり、また斯かる一連の加ニブログラムを
無人運転状況下で行うためには、自動ワークチェンジャ
ーや自動計測装置と共に、固定工具と回転工具の両方を
自動的に着脱交換し得る自動工具交換装置を設ける必要
がある。

斯かる目的を達成するため、ＣＮＣ旋盤の刃物台に第１
図に例示する如き旋回タレツトを取付け、その外周に複
数個の工具を架装し、加工目的に応じてＣＮＣ装置の指
令によって旋回タレツトを自動的に旋回して目的の工具
を加工位置に移動させ所望の加工を実施している。この
場合、旋回タレツトには固定工具のみならず回転工具も
取付けられているから、回転工具に対しては加工位置に
旋回してきた工具に回転駆動力を伝達する駆動装置を付
設しておく必要があり、斯かる回転工具駆動装置と自動
工具交換装置を備えたＣＮＣ旋盤も実用段階を迎えつつ
ある。

その反面、第１図に例示する旋回タレットを使用する場
合には幾つかの不都合が認められる。先ず、加工位置に
ある工具と待機位置にある工具との相対位置が近接して
いるノこめに加工途上に於いてワークが待機位置にある
工具と干渉し、ワークの形状、寸法が制約を受ける場合
がある。また、このような装置では特に深孔の中くり加
工は困難であり、更に旋回タレットの外周に工具を取イ
」ける場合に固定工具は固定工具専用のホルダーに、ま
た一回転工具は回転工具専用のホルダーに取付りられで
いるので、両者の間に互換性を持たせることは不可ｆ４
旨である。

第２図は、公知のマシニング・センターの回転主軸に回
転工具を取付けた場合の主軸措造を例示する一部破断正
面図である。ボルダ−（２）により工具（１）を取付け
られたテーパシャンク（３）を主軸（４）内に嵌入する
と、該テーパシャンク（３）の基端に螺着されたプルス
タッド（５）が、ドローバー（６）に装着された把持器
（７）によって捕捉される。ドローバ−（６）は、図示
しない油圧ピストン機構その他の押圧手段により図の左
方向、即ち工具側に向かって押圧されているが、前記押
圧手段による押圧力付与状態を解除すると、皿ばね（８
）の復元力により自動的に図の右方向、即ち工具取付側
と反対方向に引張られる。斯くして、テーパーシャンク
（３）は、主軸（４）の軸心に沿って形成せられたテー
パ孔の周面に密着した状態で右方向に引張られ、工具（
１）は主軸（４）と一体構造をなして固着される。この
とき主軸（４）の端部に固着されているキー（９）は、
テーパシャンク（３）の周面に形成された溝部（９′）
に嵌り込み、テーパシャンク（３）１３ち、該テーパシ
ャンク（３）に固着された工具（１）に、主軸（４）と
の−外的回転運動を伝達する。なお、主軸（４）は、主
軸軸受（１１）を介して主軸箱（１０）内に回転自在に
支承されており、図示しない駆動装置によって駆動され
、テーパシャンク（３）に固着された工具（１）に回転
運動を伝達する。

第２図に示す回転工具装着機構を使用することによって
、ワークにフライス加工、トリル加］二等の回転」工具
による各種の加工を施すことができる。

工具（１）、即らテーパシャンク（３）を主φｊノ（４
）から取り外す場合には、前記油圧ピストンぞの他の押
圧手段の押圧力を利用してｌ・ローバー（６）を皿ばね
（８）の引張力Ｑこ抗して図の左方向、即ち工具（１）
側に押圧する。該ドローバ−（６）の左方への押圧によ
り把持器（７）がプルスタッド（５）を開放するので、
図示しない工具自動交換装置のグリンパーにょリテーバ
シャンク（３）の把持？ｍ　（１２）を挾持してテーバ
シャンク（３）を主軸（４）から抜き出すことができる
。

以上の説明に明らかな如く、公知のＣＮＣ旋盤に於ける
回転工具の自動交換に関しては幾つかの技術手段が提案
されているが、回転工具のみならず固定工具に対しても
自動交換機能を発揮し得る工具保持装置に関しては、こ
れ迄に実用的な改良手段が何等提案されておらない。

口９発明の目的 本発明の主要な目的は、在来の工作１３１　Ｎ４用工具
保持装置に認められた前記の如き不都合を解消し、回転
工具と固定工具の両方に対して自動交換機能を発揮し得
る工具保持装置を提供することにある。

本発明の他の主要な目的は、主軸に取付けられる工具に
安定した切削加工条件を付与し得る構造の簡易性と作動
の確実性を備えた工具保持装置を提供することにある。

ハ９発明の構成 本発明は、工作機械の回転主軸（４）の取付孔（４゛）
にドローバ−（６）を介して工具（１゛）を着脱自在に
装着する工具保持装置に於いて、該工具保持装置を前記
回転主軸（４）の取付孔（４゛）内に嵌入するシャンク
部材（３′）と固定工具（ｌｏ）を保持する固定保持部
材（１３）から（１１成し、シャンク部材（３′）の先
端外周面には工具着脱用グリッパ−と保合する把持溝（
１２）を設け、固定保持部材（１３）には前記回転主軸
（４）を支承する主軸箱（１０）の先端に形成されたＶ
字形溝（１７）内に嵌入する■字形脚（１８）と工具固
着機構（２０）’　（２０”）を設け、前記固定保持部
材（１３）とシャンク部材（３′）を、該シャンク部材
の先、ｌ、ｔ：３個口内に嵌装されたばね（１９）の加
圧力と、該シャンク部材の中心孔を貰通ずるプルスタン
ド（５“）に作用するドローバ−（６）の引張力を利用
して一体構造に係合した工作（、！に械の工具保持装置
を要旨とするものである。

二、実施例 第３図は本発明装置の全体構造を例示する一部破断圧面
図であり、第４図は固定保持部材（１３）の側面図であ
る。

本発明に係る工具保持装置は、回転主軸（４）の取付孔
（４′）内に嵌入するシャンク部材（３”）と固定工具
（１°）を装着するための固定保持部材（１３）から構
成されており、テーパシャンクとして例示するシャンク
部材（３”）の中心孔を１１通するプルスタッド（５゛
）は、該シャンク部材（３゛）に対し摺動自在に遊嵌さ
れており、固定工具（１゛）取付側に対して反対側に位
置する該プルスタッド（５′）の基端に、フランジ（１
５）と、ドローバー（６）の把持器（７）に挾持される
直径を増大せしめた掴み部材（１Ｇ）とを形成している
。一方、該プルスタンド（５°）の先端にはねじが切ら
れており、該ねじ切り部に螺着された締付ナツト（１４
）により皿ばね（１９）を圧縮しながら固定保持部材（
１３）をシャンク部材（３゛）に固着している。固定保
持部材（１３）をシャンク部材（３゛）に対し強固に固
着し得るものであれば、前記締付ナソ）　（１４）以外
の固着手段を採用することも可能である。固定保持部材
（１３）には主軸箱（１０）の先端に形成されたＶ字形
溝（１７）内に嵌入する■字形脚（１８）が設けられて
いる。図示する実施側に於いては、プルスタッド（５″
）の軸芯を中心とし′ζ左右対称に２個のＶ字形溝（１
７）が設けられており、これに対応して主軸箱（１０）
の端面と対向する固定保持部＋４’　（１３）の端面に
は１８０℃の位相差を置いて２個の■字形脚（１８）が
垂設されている。

固定工具（１”）例えばバイトは、同一の傾斜角形成下
に滑り係合する２個１組の締金（２０）、（２０’　）
のくざびすＪ果を利用して、固定保持部材（１３）に強
固に固定される。第１の締金（２０）は線間ポル１−等
の公知の固定手段によって前記固定保持部材（１３）に
締着されている。

斯かる構造を有する本発明装置に於いては、以下に記載
する牒作要領に従って固定」二具（１゛）を回転主軸（
４）ならびに主軸箱（ｌＯ）に固定する。先ず、第２図
に示す回転工具取付けの場合と同じく、固定保持部材（
１３）を介して固定工具（１゛）を固着されたシャンク
部材（３゛）を回転主軸く４）の取付孔（４゛）内に嵌
入する。

斯くして、シャンク部＋４’（３’）から突出している
プルスタッド（５′）の旧み部材（１６）がドローバ−
（６）に装着された把持器（７）に捕捉される。前記ド
ローバ−（６）は、図示しない油圧ピストン捜措その他
の押圧手段により図の左方向、即ぢ、固定工具（１”）
側に押圧されているが、該押圧手段による押圧力イ」浮
状態をＩＷ除すると、皿ばね（８）の復元力によりドロ
ーバ−（６）は自動的に図の右方向、即ち、工具取付側
と反対方向に引張られる。この結果、シャンク部材（３
゛）が回転主軸（４）側に引っ付けられ、更に皿ばね（
１９）が圧縮されて固定保持部材（１３）の■字形脚（
１８）が主軸箱（］０）の■字形溝（１７）に押（ｑけ
られる。

この状態に於いて固定保持部材（１３）は、シャンク部
材（３゛）の取付孔（４′）内への圧入と、前記■手形
溝（１７）内へのＶ字形脚（１８）の嵌着により積度よ
く位置決めされるから、工具（ｌ゛）に切削荷電が作用
しても回転せず一定の静止した固定位置を維持する。即
ち、本発明装置は、回転主軸（４）に取付けられノこ固
定工具（１゛）に、切削荷重によって固定位置が変化し
ないにす性の門い保持条件を付与せしめることができる
。

次に固定工具（１°）を装置７しノこシャンク部４、ｊ
＜３゛）を回転主軸（４）から取外す場合には、前記図
示しないイｉ］圧ピストン機構その他の押圧手段を利用
してドローバ−（６）を皿ばね（８）の引張力に抗して
図の左方向、即ち、固定工具（ｌ゛）側に押圧する。該
押圧動作により把持器（７）とプルスタノｌ”（５’）
の１０み部材（１６）との保合状態が解除されるので、
図示しない工具自’ＪＪ＋交換装置のグリッパ−により
シャンク部材（３°）の把持溝を旧み該シャンク部材（
３゛）を固定工具ａ’）を固着したままの状態で回転主
１ｉｊＴｏ　（４）から抜き出すことができる。この状
態に於いて、シャンク部材（３゛）内に嵌装された皿ば
ね（１９）は圧縮状態から開放され固定保持部材（１３
）にシャンク部材（３′）からの切離し力を作用させる
が、プルスタンド（５゛）の両端部に配設された締付ナ
ソＩ−（１４）とフランジ（１５）により分離がｉｉＵ
約され、固定保持部材（１３）とシャンク部材（３”）
は分離せず一体構造に接合されたままの状態を維持する
。

ボ１発明の効果 以上の説明に明らかな如く、本発明に係る工具保持装置
をｆ史用することによって、回転主軸に回転工具のみな
らず固定工具をも交換自在に装着することができるので
、Ｔ作某械の刃物台に回転工具または固定工具を１個だ
け取付けた切削加工条件を取得することができる。

また、必要に応じて固定工具と回転工具とを随時切換え
て切削加工を１！竹続することができる。

斯くして、ワークと待機位置にある隣接工具との干渉を
排除した加工条件が取得され、ワークの形状あるいは寸
法の如何に拘らず所望の切削加工を実施することができ
る。例えば、在来装置に於いては全く実行不能であった
深孔の中ぐり加工に対しても本発明装置は優れた工具交
換１曵能を発押することがでべる。また、本発明装置は
複数の回転主軸に対しても利用可能であり、ＣＮ　Ｃ旋
り１を始めとする各■：ε１作機械の加工能方向−にに
（５れた＋：ｌＪ　ｆｉｊ２を発押し、胃るものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図ば１（［回タレ７　Ｌの正面図であり、第２図は
回転工具１呆持装置の一部ＦＢｉ断正面図である。また
第３図は固定エリ保持装置の一８１５破助正面図であり
、第４図は固定保持部＋４の側面図である。 （ｉ”）−固′Ｃ工具、（４）−回・耘主軸、（６）−
・ドローバー、　（３’ｌｌ−シャンク部（１、（１３
）−固定保持部（、イ、（１０）　−主１：１１荀１．
　（１７）−ｖ字形ダｉ’、′；、、（１１１＞−Ｖ字
形■；」１、＜２０）　＋、２０’　）　−工具１ｉｔ
、ｉ　：Ｑ’　ｉ、、Ｉｊ先１こ、Ｃ１ｉ＋）−ばね、
（！ｉ’　）　−プルスタノド、（４’）−取付孔。 特許出願人　大日金属工県株式会社 代理人　江　原　省　吾 〃　江　原　秀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　工作機械の回転主軸の取付孔にドローパーを介
   して工具を着脱自在に装着する工具保持装置に於いて、
   該工具保持装置を前記回転主軸の取付孔内に嵌入するシ
   ャンク部材と固定工具を保持する固定保持部材から措成
   し、シャンク部材の先端外周面には工具着脱用グリッパ
   −と係合する把持溝を設け、固定保持部材には前記回転
   主軸を支承する主軸箱の先端に形成された７字形溝内に
   嵌入するＶ字形脚と工具固着機構を設け、前記固定保持
   部材とシャンク部材を、該シャンク部材の先端開口内に
   嵌装されたばねの加圧力と、該シャンク部材の中心孔を
   貫通するプルスタッドに作用するドローパーの引張力を
   利用して一体構造に結合したことを特徴とする工作機械
   の工具保持装置。