(57)【要約】【課題】旋削工具とミル工具が装着される工具主軸台におけるエアブロー構造の改良を図る。【解決手段】工具主軸台１００に装備される工具主軸１１０のシャンク穴１１２には、旋削工具やミル工具が交換自在に装着される。工具主軸１１０の内部のドローバー１３０には、第１のエア供給路４００が設けられ、斜穴４２０を介してシャンク穴１１２にエアブローを行う。工具主軸台の内部には第２のエア供給路４５０が設けられ、工具主軸１１０に設けられる通路４８０を介して、工具主軸１１０の前面の工具着座面にエアブローを行い、切粉等の清掃を行う。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持し、回転又は静止するワーク主軸を備えるワーク主軸台と、ワーク主軸台に対向して配設され、旋削工具又は回転工具を交換自在に装着して静止又は回転する工具主軸を備える工具主軸台と、工具主軸台のハウジング内に回転又は静止自在に支持される工具主軸と、旋削加工時に工具主軸をハウジングに対してクランプするピストンと、工具主軸の外周部に配設され、ピストンと連結されるリング状の制振部材を備える工作機械の工具主軸台であって、
工具主軸の工具シャンク穴にエアを噴射するエア供給路と、工具主軸の前面の工具着座面にエアを噴射するエア供給路を備える工作機械の工具主軸台。
【請求項２】
工具着座面は、工具主軸の前面から突出する凸部に形成される請求項１記載の工作機械の工具主軸台。
【請求項３】
工具主軸の前面に固定された工具主軸端への切粉の付着を防止するリングカバーを備える請求項１又は２記載の工作機械の工具主軸台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋削工具とミル工具等の回転工具を交換自在に装着する工具主軸を備えた工作機械の工具主軸台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークを把持する主軸を備えるワーク主軸台に対向して、旋削工具と回転工具を交換自在に装着する工具主軸を備える工具主軸台を配設して、複雑な形状のワークをワンチャッキングで加工する能力を有する工作機械が実用化されている。この種の工具主軸の工具シャンクを把持する工具シャンク穴は、工具の交換時には、エアブローを行って工具シャンク穴と工具シャンクを清掃し、工具クランプの高精度化を図っている。
【０００３】
工具主軸は、工具主軸台のハウジング内に回転自在に支持され、モータにより直接駆動される。また、旋削工具を装着した際には、工具主軸をクランプして、旋削抵抗に対抗する必要があり、このクランプ用の機構を備える必要がある。
【０００４】
そこで、工具主軸の工具シャンク穴や工具主軸の正面にエアブローを行う構成は、本出願人の提案に係る下記の特許文献１に開示されている。
また、旋削工具を装着した際に、工具主軸をクランプしたときに、制振性能を向上させる構成は、本出願人の提案に係る下記の特許文献２に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７７０６２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７７００１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、工具主軸端面に設けた穴へエアを供給する為の溝は、回転物である工具主軸と固定物である工具主軸台の間にある為、隙間が存在する。その隙間を小さくする事は接触の危険性が生じる為、困難である。その結果、多くのエアが隙間を通して流出し、エアが浪費され、切粉等の異物の挟み込みを防止する効果が低かった。
また、旋削用工具は、停止した状態で使用されるので、フランジ部に切粉等の異物が溜まり、工具交換時に工具主軸端面に付着し易い。
さらに、工具の着座面が広い為、切粉等の異物が付着する確率が高く、又エアによる除去の効果が低い等の問題があった。
そこで本発明は、上述した問題を解消する工作機械の工具主軸台を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の工作機械の工具主軸台は、基本的な手段として、ワークを把持し、回転又は静止するワーク主軸を備えるワーク主軸台と、ワーク主軸台に対向して配設され、旋削工具又は回転工具を交換自在に装着して静止又は回転する工具主軸を備える工具主軸台と、工具主軸台のハウジング内に回転又は静止自在に支持される工具主軸と、旋削加工時に工具主軸をハウジングに対してクランプするピストンと、工具主軸の外周部に配設され、ピストンと連結されるリング状の制振部材を備える。そして、工具主軸の工具シャンク穴にエアを噴射するエア供給路と、工具主軸の前面の工具着座面にエアを噴射するエア供給路を備えるものである。
また、工具主軸の工具着座面は、工具主軸の前面から突出する凸部に形成される。
さらに、工具主軸の前面に固定されたリングカバーにより、工具主軸端への切粉の付着を防止する機能を備えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の工具主軸台の断面図で、図２は図１の左側面図である。中心線より上部が旋削加工時、かつ工具アンクランプの状態を示し、中心線より下部はミル加工時、かつ工具クランプ状態を示す。
【０００９】
工具主軸台１００は、ハウジング１０２内にベアリング１２０を介して工具主軸１１０が回転又は静止自在に支持される。工具主軸１１０の先端部には、工具シャンク穴１１２が形成してあり、工具Ｔ１が交換自在に装着される。
工具主軸１１０の軸心部には、ドローバー１３０が軸方向に摺動自在に挿入される。ドローバー１３０の外周部には、スプリング１４０が配設してあり、ドローバー１３０を常時工具クランプ側に向けて付勢する。
【００１０】
ドローバー１３０は、凹部１３２を有し、凹部１３２は工具クランプ用のボール１６０を受け入れる。ドローバー１３０の外周部に嵌装されるクランプ部材１５０は、半径方向の穴１５２を有し、ボール１６０が挿入される。ドローバー１３０がスプリング１４０によってクランプ位置に引き込まれると、ボール１６０は、ドローバー１３０の凹部１３２から半径方向外側に向けて押し出され、工具Ｔ１の溝に係合されるとともに、工具Ｔ１をスピンドル１１０の工具シャンク穴１１２に向けて引き込み、工具のクランプを達成する。
【００１１】
工具主軸台１００は、図示しない油圧機構を備え、ドローバー１３０をスプリング１４０に抗して押し出し、工具のアンクランプを行う。
工具主軸台のハウジング１０２の工具主軸１１０の工具シャンク穴の近傍の外周部には、シリンダ室２１０が設けられ、ピストン２００が摺動自在に設けられる。このピストン２００の側面には、カップリング用の歯部２０２が形成される。
【００１２】
一方、ハウジング１０２のシリンダ室２１０の奥端部には、リング状の固定用カップリング部材１８０がボルト１８４によりハウジング１０２に対して固着される。この固定用カップリング部材１８０はピストン２００の歯部２０２に対向する歯部１８２を有する。
工具主軸１１０の外周部にはピン１６０を介して、工具主軸側のカップリング部材１７０が固着される。このスピンドル側のカップリング部材１７０は、固定用カップリング部材の内側に配設されるリング状の部材であって、ピストン２００の歯部２０２に対向する歯部１７２を有する。
【００１３】
ミル加工時には、工具主軸クランプ用のピストン２００は図示の位置にあって、カップリング用の歯部２０２は、固定用カップリング部材１８０、工具主軸側のカップリング部材１７０の歯部とは、噛合していない。
この状態では、工具主軸１１０は、ミル工具等の回転工具を工具シャンク穴１１２に装着し、工具主軸１１０をハウジング内に装備される。図示しないモータにより直接に駆動して、ワークに必要なミル加工を施すことができる。
【００１４】
このピストン２００に連結ボルトを介してリング状の制振部材２３０が連結される。制振部材２３０は、クランプ用のピストン２００に対して遊動できる状態で連結される。
工具主軸１１０の制振部材２３０の内径部に対向する位置には、３本のリング溝が設けられている。制振部材２３０の内径部にも２本のリング溝が形成される。制振部材２３０に形成される浅いリング溝は、ミル加工時には、工具主軸１１０の２本のリング溝を隔てる山部に対向し、制振部材２３０と工具主軸１１０の間には、径方向のクリアランスが確保される。
【００１５】
このクリアランスの存在によって、ミル加工時に回転する工具主軸１１０は、制振部材２３０と干渉することはない。
この時に、工具主軸１１０の外径部のリング溝及び山部と、制振部材２３０の内径部のリング溝及び山部は、ラビリンス構造を形成するとともに、低圧なエアーを供給することで、クーラントがベアリング内部に浸入するのを防止する。
【００１６】
旋削加工時には、クランプ用ピストン２００が図で右側に移動し、その歯部２０２が固定用のカップリング部材１８０の歯部１８２と工具主軸側のカップリング部材１７０の歯部１７２と噛み合う。
この作用によって、工具主軸１１０の回転動は、固定用カップリング部材１８０により制止される。
【００１７】
固定用カップリング部材１８０は、工具主軸台の本体ハウジング２０５に固着されているので、工具主軸１１０は確実にクランプされる。
クランプ用ピストン２００の移動に伴い、制振部材２３０も一体に移動する。この移動によって、制振部材２３０の内径部に形成される浅いリング溝の両側の山部は、それぞれ対向する工具主軸１１０の山部に向い合い、両者間のクリアランスは、極めて小さい寸法となる。
【００１８】
そこで、工具主軸に旋削工具が装着され、重切削加工を実行する際に、工具主軸が切削抵抗を受けて、いわゆるビビリが発生する条件となったときにも、制振部材２３０によって、工具主軸１１０のビビリ振動は制止される。
【００１９】
工具主軸１１０の中心部に挿入されるドローバー１３０の内径部にはパイプ部材６２０が挿入されて、パイプ部材６２０の外形部とドローバー１３０の内径部との間に、第１のエア供給路４００が形成される。
【００２０】
第１のエア供給路４００は、制御弁４０２ａを介してエア供給路に連通される。
第１のエア供給路４００の工具主軸先端部には、エア溜り４１０が形成され、クランプ部材１５０に形成される複数の斜め穴４２０を介して工具主軸１１０の工具シャンク穴１１２に連通される。
工具がアンクランプされ、工具主軸から抜かれると、エアブローが実行されて工具シャンク穴１１２の清掃が行われる。
【００２１】
次に、工具主軸台には第２のエア供給路４５０が設けてあり、制御弁４０２ｂを介してエア供給路に連通されている。
第２のエア供給路４５０の他端部は、工具主軸台の前面にとりつけられた面板３００に設けられる半径方向の通路４６０に連結される。通路４６０は、制振部材２３０に設けられる通路４７０を介して、主軸１１０の前面に設けられる工具着座面１１４の中央に形成されるノズル４８０に連通し、エア噴射を行う。
【００２２】
工具着座面１１４は、主軸１１０前端面から突出する凸部に形成されており、この実施例にあっては、６個の工具着座面が設けられる。
また、工具主軸１１０の先端部外周には、リングカバー３２０がとりつけてあり、切粉の浸入を防止する構造を採用している。
【００２３】
工具主軸１１０に内装されるドローバー１３０の中心部には、パイプ部材６２０が挿入され、スルークーラント通路６３０が形成される。このスルークーラント６３０を介してクーラントが工具Ｔ１の先端部に供給される。
一方、面板３００の外周部には、クーラントノズル６００がとりつけられ、通路６１０を介してクーラントが供給される。クーラントＷ１は、ノズル６００から噴射され、切粉の清掃が行われる。
【００２４】
図３は、エア供給回路とクーラント供給回路の概要を示す。
工具主軸のシャンク穴へエアブローを行うエア供給路４００と工具主軸の先端面にエアブローを行うエア供給路４５０は制御弁４０２により制御される。
また、スルークーラント用のクーラント通路６２０と面板近傍を清掃するクーラントノズル６００へのクーラント通路６１０は、制御弁６０２、６０４により制御される。
【００２５】
【発明の効果】
エア浪費が防止され、より多くのエアを主軸端面に供給することが可能になり、切粉等の異物の挟み込みを防止する効果が高まる。
工具主軸端面に切粉等の異物が浸入、付着することを防止する。
切粉等の異物が付着する確率が低くなり、又エアによる除去の効果が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工具主軸台の断面図。
【図２】図１の左側面図。
【図３】エアとクーラントの供給回路図。
【符号の説明】
１００　工具主軸台
１０２　ハウジング
１１０　工具主軸
１１２　工具シャンク穴
１１４　工具着座面
３００　面板
３２０　リングカバー
４００　第１のエア供給路
４５０　第２のエア供給路
【図１】
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【図２】
2004130409.tif 000004
【図３】
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