ツールホルダー及びツールホルダーを装備する工作機械
【課題】複合加工旋盤等の工作機械に交換自在に装備されるツールホルダーを提供する。
【解決手段】複合加工旋盤１は、ワークを把持する主軸２０，３０と、Ｂ軸まわりに旋回動する加工主軸ヘッド５０を備える。旋盤の機内にはストッカーＳ１，Ｓ２が用意され、ツールホルダー２００，３００が格納される。ツールホルダー２００は、ハウジング２１０に主軸のテーパーシャンク部２３０と主軸のテーパーシャンク部２３０のまわりに４個のプルスタッドＰＳ２を有し、加工主軸ヘッド５０のコレットシャックに把持される。主軸のテーパーシャンク部２３０の回転は、歯車機構を介してシャフト２５０に伝達され、ドリルツール２５２を駆動し、深穴加工を行う。
【解決手段】複合加工旋盤１は、ワークを把持する主軸２０，３０と、Ｂ軸まわりに旋回動する加工主軸ヘッド５０を備える。旋盤の機内にはストッカーＳ１，Ｓ２が用意され、ツールホルダー２００，３００が格納される。ツールホルダー２００は、ハウジング２１０に主軸のテーパーシャンク部２３０と主軸のテーパーシャンク部２３０のまわりに４個のプルスタッドＰＳ２を有し、加工主軸ヘッド５０のコレットシャックに把持される。主軸のテーパーシャンク部２３０の回転は、歯車機構を介してシャフト２５０に伝達され、ドリルツール２５２を駆動し、深穴加工を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺の旋削工具や特殊な回転工具を装備するツールホルダーと、このツールホルダーを装備する複合加工旋盤等の工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、深穴等を加工するボーリングバーを装備するものは、下記の特許文献１に開示されている。
この特許文献に記載されたものは、次の構成を備えている。
（１）先端工具のＡＴＣが可能で、工具支持装置を備えたロングボーリングバー。
（２）ロングボーリングバーを主軸軸線方向に着脱出来るロングボーリングバー装着部を伴うロングボーリングバー支持装置が備えられている刃物台。
しかし、従来技術による構成では、例えば、深穴対応のミル加工は対応出来なかった。
【特許文献１】特開２００３−８０４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、工作機械の主軸ヘッド側に装着されるツールホルダーであって、工作機械の主軸に対する切削抵抗の負荷を軽減する機構を備えるツールホルダー及びこのツールホルダーを装備する工作機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の工作機械の加工主軸ヘッドに交換自在に装着されるツールホルダーは、ハウジングと、ハウジングの中央部に配置されるテーパーシャンク部を有する駆動主軸と、駆動主軸に平行に配置されてベアリングにより支持される駆動軸と、駆動主軸と駆動軸を伝達する歯車機構と、駆動軸の先端に設けられるツールと、ハウジングの外周部に配設される４本のプルスタッドを備える。そして、ハウジングは、４本のプルスタッドが工作機械の加工主軸ヘッド側に設けられた４基のコレットチャックに把持されることにより加工主軸ヘッドに剛性高く保持されるとともに、駆動主軸は工作機械の加工主軸に挿入されることにより加工主軸側のベアリングにより支持されるものである。
【０００５】
また、本発明の工作機械の加工主軸ヘッドは、テーパーシャンク穴を有する加工主軸と、加工主軸の周囲に配置される４基のコレットチャックを備え、コレットチャックは、ツールホルダーに設けられた４本のプルスタッドを把持することによりツールホルダーを保持するものである。
なお、プルスタッド及びコレットチャックの個数は、適宜に選択することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、以上の手段を有することにより、ツールホルダーを工作機械の加工主軸に装着して深穴の加工等の重切削を行う際に、切削抵抗はツールホルダーの駆動軸が受け持ち、工作機械の加工主軸に大きな負荷がかかることが防止でき、耐久性等を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明のツールホルダーを装備する工作機械の一例としての複合加工旋盤の概要を示す説明図である。
全体を符号１で示す複合加工旋盤は、ベッド１０上に配設されてワークを把持する第１主軸２０と、第１主軸２０に対向して配設される第２主軸３０を備える。
第１主軸２０と第２主軸３０の間には、振止め４０と加工主軸ヘッド５０が配設される。
【０００８】
加工主軸ヘッド５０は、図示しないＡＴＣ装置から供給される旋削工具と回転工具を選択的に装着して必要な加工を行う。加工主軸ヘッド５０は、そのスピンドルを第１主軸２０側に対向する位置から第２主軸３０に対向する位置を越えて旋回動することができる。
【０００９】
そして、この複合加工旋盤１は、機内の第１主軸２０側にツールホルダー２００を格納するストッカーＳ１と第２主軸３０側にツールホルダー３００を格納するストッカーＳ２を備える。
【００１０】
図２は、加工主軸ヘッド５０の概要を示す説明図である。
加工主軸ヘッド５０は、加工主軸６０を有し、加工主軸６０は、交換工具のテーパーシャンクを受け入れるテーパーシャンク穴６２と工具シャンクを引き込むドローバー６４を備える。加工主軸６０は、ベアリング６６により高速回転自在にヘッド側に支持される。
加工主軸ヘッド５０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動制御されるとともに、Ｂ軸まわりに回転制御される。
【００１１】
また、加工主軸ヘッド５０は、加工主軸６０を中心として、クランプ装置である４基のコレットチャックユニット７０を備える。各コレットチャックユニット７０は、油圧で操作されるピストン７４とピストン７４により開閉されるコレット爪７２を有し、交換自在に装着されるツールホルダー１００側に設けられた４本のプルスタッドＰＳ２を把持する。
【００１２】
図３は、本発明のツールホルダーの一例としてのツールホルダー１００の構造を示す説明図である。
ツールホルダー１００はハウジング１１０を有し、ハウジング１１０には、テーパーシャンク部１３０を有する駆動主軸１３２が回転自在に装備される。駆動主軸１３２は小歯車１３４を有し、駆動軸１４０の歯車１４２に噛み合う。駆動主軸１３２はベアリング等で支持されていない、いわゆるフローティング状態で装備されていて、テーパーシャンク部１３０が工作機械側の加工主軸に挿入されることにより、工作機械側の加工主軸に一体化されて駆動される。駆動軸１４０は、ボルト１２２によってハウジング１１０に装着されている長尺のロングバー１２０内にベアリング１４６を介して支持される。
【００１３】
ハウジング１１０は、４個のプルスタッドＰＳ２と位置決めピン１１２を有する。
ツールホルダー１００は、クーラント用のカップリングや通路を備えて、工作機械側からクーラントの供給を受けることもできる。
【００１４】
ロングバー１２０の先端にアングルツールユニット１６０を連結することができる。このアングルツールユニット１６０は、駆動軸１４０の回転を直角に変換して回転工具１６２を駆動する機構を備える。このアングルツールユニット１６０を用いて、例えば８００ｍｍの深穴の内壁面に穴明け加工等を施すことが可能である。
このような加工にあっては、ツールホルダー１００に大きな曲げ応力等が作用するが、曲げ応力はアングルツールユニット１６０が装着されるロングバー１２０、ハウジング１１０が支持する。
また、ツールホルダー１００のハウジング１１０は、４本のプルスタッドＰＳ２で工作機械の加工主軸ヘッド側に剛性高く保持されているので、駆動主軸１３２側から工作機械の加工主軸６０側への曲げ応力等の抵抗力の伝達も防止され、加工主軸６０側の支持構造に負担をかけることも防止される。
【００１５】
図４は、図１で示したツールホルダー２００の構造を示す説明図である。
ツールホルダー２００は、ハウジング２１０を有し、テーパーシャンク部２３０を有する駆動主軸２３２が回転自在に装備されている。テーパーシャンク部２３０の先端にはプルスタッドＰＳ１が設けてあり、小歯車２３４を有する。駆動主軸２３２に平行に配置される駆動軸２４０はベアリング２４６により高剛性でハウジング２１０内に支持される。駆動軸２４０は歯車２４２を有し、駆動主軸２３２の歯車２３４と噛み合う。駆動軸２４０の中心には、クーラント通路２４４が形成される。
【００１６】
駆動軸２４０の先端の穴には、長尺のドリル工具２５０が挿入される。ドリル工具２５０の先端にはドリルカッター２５２と、芯出しカッター２５４がとりつけられる。ドリルカッター２５２部には、必要に応じてクーラントが供給される。
ドリル加工を行うと、ツールホルダー２００にスラスト方向の大きな力が働くが、その力はベアリング２４６を介してハウジング２１０が支持する。
このツールホルダー２００もハウジング２１０の端面に４個のプルスタッドＰＳ２を備え、加工主軸ヘッドに対して剛性高く装着される。また、位置決めピン２１２を有する。
【００１７】
図５は、本発明の他のツールホルダー３００の構造を示す説明図である。
ツールホルダー３００は、ハウジング３１０を有し、テーパーシャンク部３３０を有する駆動主軸３３２が回転自在に装備されている。テーパーシャンク部３３０の先端にはプルスタッドＰＳ１が設けてあり、小歯車３３４を有する。駆動主軸３３２に平行に配置される駆動軸３４０はベアリング３４６により高剛性でハウジング３１０内に支持される。駆動軸３４０は歯車３４２を有し、駆動主軸３３２の歯車３３４と噛み合う。
【００１８】
ハウジング３１０には、サイドカッターホルダーのハウジング３５０がボルト３６０により固定される。サイドカッターホルダーのハウジング３５０内には、駆動軸３４０に連結される入力軸が設けられ、入力軸の動力は、ギヤボックス３７０内の歯車機構により直角方向の動力に変換され、出力軸３７２に伝達される。出力軸３７２にはサイドカッター３８０がとりつけられる。
このツールホルダー３００も、ハウジング３１０の端面に４個のプルスタッドＰＳ２を備え、加工主軸ヘッド側に剛性高く装着される。また、位置決めピン３１２を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のツールホルダーを装備する工作機械の一例としての複合加工旋盤の概要を示す説明図。
【図２】加工主軸ヘッドの概要を示す説明図。
【図３】本発明のツールホルダーの構造を示す説明図。
【図４】本発明の他のツールホルダーの構造を示す説明図。
【図５】本発明の他のツールホルダーの構造を示す説明図。
【符号の説明】
【００２０】
１ 複合加工旋盤
１０ ベッド
２０ 第１主軸
３０ 第２主軸
５０ 加工主軸ヘッド
１００ ツールホルダー
１１０ ハウジング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺の旋削工具や特殊な回転工具を装備するツールホルダーと、このツールホルダーを装備する複合加工旋盤等の工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、深穴等を加工するボーリングバーを装備するものは、下記の特許文献１に開示されている。
この特許文献に記載されたものは、次の構成を備えている。
（１）先端工具のＡＴＣが可能で、工具支持装置を備えたロングボーリングバー。
（２）ロングボーリングバーを主軸軸線方向に着脱出来るロングボーリングバー装着部を伴うロングボーリングバー支持装置が備えられている刃物台。
しかし、従来技術による構成では、例えば、深穴対応のミル加工は対応出来なかった。
【特許文献１】特開２００３−８０４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、工作機械の主軸ヘッド側に装着されるツールホルダーであって、工作機械の主軸に対する切削抵抗の負荷を軽減する機構を備えるツールホルダー及びこのツールホルダーを装備する工作機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の工作機械の加工主軸ヘッドに交換自在に装着されるツールホルダーは、ハウジングと、ハウジングの中央部に配置されるテーパーシャンク部を有する駆動主軸と、駆動主軸に平行に配置されてベアリングにより支持される駆動軸と、駆動主軸と駆動軸を伝達する歯車機構と、駆動軸の先端に設けられるツールと、ハウジングの外周部に配設される４本のプルスタッドを備える。そして、ハウジングは、４本のプルスタッドが工作機械の加工主軸ヘッド側に設けられた４基のコレットチャックに把持されることにより加工主軸ヘッドに剛性高く保持されるとともに、駆動主軸は工作機械の加工主軸に挿入されることにより加工主軸側のベアリングにより支持されるものである。
【０００５】
また、本発明の工作機械の加工主軸ヘッドは、テーパーシャンク穴を有する加工主軸と、加工主軸の周囲に配置される４基のコレットチャックを備え、コレットチャックは、ツールホルダーに設けられた４本のプルスタッドを把持することによりツールホルダーを保持するものである。
なお、プルスタッド及びコレットチャックの個数は、適宜に選択することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、以上の手段を有することにより、ツールホルダーを工作機械の加工主軸に装着して深穴の加工等の重切削を行う際に、切削抵抗はツールホルダーの駆動軸が受け持ち、工作機械の加工主軸に大きな負荷がかかることが防止でき、耐久性等を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明のツールホルダーを装備する工作機械の一例としての複合加工旋盤の概要を示す説明図である。
全体を符号１で示す複合加工旋盤は、ベッド１０上に配設されてワークを把持する第１主軸２０と、第１主軸２０に対向して配設される第２主軸３０を備える。
第１主軸２０と第２主軸３０の間には、振止め４０と加工主軸ヘッド５０が配設される。
【０００８】
加工主軸ヘッド５０は、図示しないＡＴＣ装置から供給される旋削工具と回転工具を選択的に装着して必要な加工を行う。加工主軸ヘッド５０は、そのスピンドルを第１主軸２０側に対向する位置から第２主軸３０に対向する位置を越えて旋回動することができる。
【０００９】
そして、この複合加工旋盤１は、機内の第１主軸２０側にツールホルダー２００を格納するストッカーＳ１と第２主軸３０側にツールホルダー３００を格納するストッカーＳ２を備える。
【００１０】
図２は、加工主軸ヘッド５０の概要を示す説明図である。
加工主軸ヘッド５０は、加工主軸６０を有し、加工主軸６０は、交換工具のテーパーシャンクを受け入れるテーパーシャンク穴６２と工具シャンクを引き込むドローバー６４を備える。加工主軸６０は、ベアリング６６により高速回転自在にヘッド側に支持される。
加工主軸ヘッド５０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動制御されるとともに、Ｂ軸まわりに回転制御される。
【００１１】
また、加工主軸ヘッド５０は、加工主軸６０を中心として、クランプ装置である４基のコレットチャックユニット７０を備える。各コレットチャックユニット７０は、油圧で操作されるピストン７４とピストン７４により開閉されるコレット爪７２を有し、交換自在に装着されるツールホルダー１００側に設けられた４本のプルスタッドＰＳ２を把持する。
【００１２】
図３は、本発明のツールホルダーの一例としてのツールホルダー１００の構造を示す説明図である。
ツールホルダー１００はハウジング１１０を有し、ハウジング１１０には、テーパーシャンク部１３０を有する駆動主軸１３２が回転自在に装備される。駆動主軸１３２は小歯車１３４を有し、駆動軸１４０の歯車１４２に噛み合う。駆動主軸１３２はベアリング等で支持されていない、いわゆるフローティング状態で装備されていて、テーパーシャンク部１３０が工作機械側の加工主軸に挿入されることにより、工作機械側の加工主軸に一体化されて駆動される。駆動軸１４０は、ボルト１２２によってハウジング１１０に装着されている長尺のロングバー１２０内にベアリング１４６を介して支持される。
【００１３】
ハウジング１１０は、４個のプルスタッドＰＳ２と位置決めピン１１２を有する。
ツールホルダー１００は、クーラント用のカップリングや通路を備えて、工作機械側からクーラントの供給を受けることもできる。
【００１４】
ロングバー１２０の先端にアングルツールユニット１６０を連結することができる。このアングルツールユニット１６０は、駆動軸１４０の回転を直角に変換して回転工具１６２を駆動する機構を備える。このアングルツールユニット１６０を用いて、例えば８００ｍｍの深穴の内壁面に穴明け加工等を施すことが可能である。
このような加工にあっては、ツールホルダー１００に大きな曲げ応力等が作用するが、曲げ応力はアングルツールユニット１６０が装着されるロングバー１２０、ハウジング１１０が支持する。
また、ツールホルダー１００のハウジング１１０は、４本のプルスタッドＰＳ２で工作機械の加工主軸ヘッド側に剛性高く保持されているので、駆動主軸１３２側から工作機械の加工主軸６０側への曲げ応力等の抵抗力の伝達も防止され、加工主軸６０側の支持構造に負担をかけることも防止される。
【００１５】
図４は、図１で示したツールホルダー２００の構造を示す説明図である。
ツールホルダー２００は、ハウジング２１０を有し、テーパーシャンク部２３０を有する駆動主軸２３２が回転自在に装備されている。テーパーシャンク部２３０の先端にはプルスタッドＰＳ１が設けてあり、小歯車２３４を有する。駆動主軸２３２に平行に配置される駆動軸２４０はベアリング２４６により高剛性でハウジング２１０内に支持される。駆動軸２４０は歯車２４２を有し、駆動主軸２３２の歯車２３４と噛み合う。駆動軸２４０の中心には、クーラント通路２４４が形成される。
【００１６】
駆動軸２４０の先端の穴には、長尺のドリル工具２５０が挿入される。ドリル工具２５０の先端にはドリルカッター２５２と、芯出しカッター２５４がとりつけられる。ドリルカッター２５２部には、必要に応じてクーラントが供給される。
ドリル加工を行うと、ツールホルダー２００にスラスト方向の大きな力が働くが、その力はベアリング２４６を介してハウジング２１０が支持する。
このツールホルダー２００もハウジング２１０の端面に４個のプルスタッドＰＳ２を備え、加工主軸ヘッドに対して剛性高く装着される。また、位置決めピン２１２を有する。
【００１７】
図５は、本発明の他のツールホルダー３００の構造を示す説明図である。
ツールホルダー３００は、ハウジング３１０を有し、テーパーシャンク部３３０を有する駆動主軸３３２が回転自在に装備されている。テーパーシャンク部３３０の先端にはプルスタッドＰＳ１が設けてあり、小歯車３３４を有する。駆動主軸３３２に平行に配置される駆動軸３４０はベアリング３４６により高剛性でハウジング３１０内に支持される。駆動軸３４０は歯車３４２を有し、駆動主軸３３２の歯車３３４と噛み合う。
【００１８】
ハウジング３１０には、サイドカッターホルダーのハウジング３５０がボルト３６０により固定される。サイドカッターホルダーのハウジング３５０内には、駆動軸３４０に連結される入力軸が設けられ、入力軸の動力は、ギヤボックス３７０内の歯車機構により直角方向の動力に変換され、出力軸３７２に伝達される。出力軸３７２にはサイドカッター３８０がとりつけられる。
このツールホルダー３００も、ハウジング３１０の端面に４個のプルスタッドＰＳ２を備え、加工主軸ヘッド側に剛性高く装着される。また、位置決めピン３１２を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のツールホルダーを装備する工作機械の一例としての複合加工旋盤の概要を示す説明図。
【図２】加工主軸ヘッドの概要を示す説明図。
【図３】本発明のツールホルダーの構造を示す説明図。
【図４】本発明の他のツールホルダーの構造を示す説明図。
【図５】本発明の他のツールホルダーの構造を示す説明図。
【符号の説明】
【００２０】
１ 複合加工旋盤
１０ ベッド
２０ 第１主軸
３０ 第２主軸
５０ 加工主軸ヘッド
１００ ツールホルダー
１１０ ハウジング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の加工主軸ヘッドに交換自在に装着されるツールホルダーであって、
ツールホルダーは、ハウジングと、ハウジングの中央部に配置されるテーパーシャンク部を有する駆動主軸と、駆動主軸に平行に配置されてベアリングにより支持される駆動軸と、駆動主軸と駆動軸を伝達する歯車機構と、駆動軸の先端に設けられるツールと、ハウジングの外周部に配設される４本のプルスタッドを備え、
ハウジングは、４本のプルスタッドが工作機械の加工主軸ヘッド側に設けられた４基のコレットチャックに把持されることにより加工主軸ヘッドに剛性高く保持されるとともに、駆動主軸は工作機械の加工主軸に挿入されることにより加工主軸側のベアリングにより支持されることを特徴とするツールホルダー。
【請求項２】
ツールホルダーを交換自在に装備する工作機械であって、
工作機械の加工主軸ヘッドは、テーパーシャンク穴を有する加工主軸と、加工主軸の周囲に配置される４基のコレットチャックを備え、コレットチャックは、ツールホルダーに設けられた４本のプルスタッドを把持することによりツールホルダーを保持することを特徴とする工作機械。
【請求項１】
工作機械の加工主軸ヘッドに交換自在に装着されるツールホルダーであって、
ツールホルダーは、ハウジングと、ハウジングの中央部に配置されるテーパーシャンク部を有する駆動主軸と、駆動主軸に平行に配置されてベアリングにより支持される駆動軸と、駆動主軸と駆動軸を伝達する歯車機構と、駆動軸の先端に設けられるツールと、ハウジングの外周部に配設される４本のプルスタッドを備え、
ハウジングは、４本のプルスタッドが工作機械の加工主軸ヘッド側に設けられた４基のコレットチャックに把持されることにより加工主軸ヘッドに剛性高く保持されるとともに、駆動主軸は工作機械の加工主軸に挿入されることにより加工主軸側のベアリングにより支持されることを特徴とするツールホルダー。
【請求項２】
ツールホルダーを交換自在に装備する工作機械であって、
工作機械の加工主軸ヘッドは、テーパーシャンク穴を有する加工主軸と、加工主軸の周囲に配置される４基のコレットチャックを備え、コレットチャックは、ツールホルダーに設けられた４本のプルスタッドを把持することによりツールホルダーを保持することを特徴とする工作機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２８４６４３（Ｐ２００８−２８４６４３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３１３３７（Ｐ２００７−１３１３３７）
【出願日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【出願人】（０００１１４７８７）ヤマザキマザック株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【出願人】（０００１１４７８７）ヤマザキマザック株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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