JP2006062042A - Spindle device - Google Patents
Spindle device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006062042A JP2006062042A JP2004248812A JP2004248812A JP2006062042A JP 2006062042 A JP2006062042 A JP 2006062042A JP 2004248812 A JP2004248812 A JP 2004248812A JP 2004248812 A JP2004248812 A JP 2004248812A JP 2006062042 A JP2006062042 A JP 2006062042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- draw bar
- spindle
- main shaft
- clamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Gripping On Spindles (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
Description
本発明は、工作機械における主軸装置に関する。 The present invention relates to a spindle device in a machine tool.
図3は従来の工作機械の主軸装置の断面図である。図3は、例えば、工作機械の1つであるマシニングセンタの主軸装置90で、主軸61の先端に工具ホルダTを着脱可能な工具装着穴68を有し、この工具装着穴68に挿入された工具ホルダTを主軸61に対しクランプ及びアンクランプするためのドローバー65を主軸61内に進退移動可能に挿通している。工具クランプ時は、主軸61に設けた皿ばね96の弾発力を利用した工具クランプ機構62により前記ドローバー65を引張り後退させて、ドローバー65先端に係合するコレット64を介し工具ホルダTを主軸61にクランプする。工具アンクランプ時は、アンクランプシリンダ92の作用により前記ドローバー65を押出し前進させて工具ホルダTを主軸61からアンクランプするようにしている。そして、この従来の主軸装置90の工具クランプ機構62には、主軸61内に、たくさんの皿ばね96が使用されている。皿ばね96はドローバー65を後方に付勢して、工具ホルダTを主軸61に対し強力にクランプ(固定)する(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、このようなマシニングセンタにおいて例えば精密加工を行うために主軸を高速回転させると、皿ばねの挙動によりアンバランスが発生し、振動の原因となって精密加工に支障を与えるネック技術になっていた。 However, in such a machining center, for example, when the spindle is rotated at a high speed to perform precision machining, an unbalance occurs due to the behavior of the disc spring, and this has become a neck technology that causes vibration and interferes with precision machining. .
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、精密加工を行うマシニングセンタの主軸台の高速回転においては、皿ばねが振動源となっていたネック技術を解消することを課題とする。 Therefore, the present invention was devised to solve these problems, and eliminates the neck technology in which a disc spring was a vibration source in high-speed rotation of a headstock of a machining center that performs precision machining. This is the issue.
請求項1に係る発明は、主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持し、主軸の先端に工具ホルダを着脱可能な工具装着穴を有し、この工具装着穴に挿入された工具ホルダを主軸に対しクランプ及びアンクランプするためのドローバーを主軸内に進退移動可能に挿通し、主軸に設けた工具クランプ機構により前記ドローバーを引張り後退させて、ドローバー先端に係合するクランプ部材を介し工具ホルダを主軸にクランプするとともに、主軸ヘッドに設けた工具アンクランプ機構により前記ドローバーを押出し前進させて工具ホルダを主軸からアンクランプするようにした主軸装置において、
前記工具クランプ機構は、主軸内に設けたシリンダと前記ドローバーに一体に設けたピストンとで形成されるシリンダ室に圧力流体を供給することで、その流体圧によりドローバーを引張り後退させ工具クランプ状態を保持し、前記シリンダ室内に、シリンダ室内の流体圧が低下しても前記工具クランプ状態を保持できる付勢力をドローバーのピストンに付与するばね部材を設けたことを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、前記ばね部材はドローバーに挿通されたコイルばねである。
According to the first aspect of the present invention, the spindle head is rotatably supported by the spindle head, and has a tool mounting hole in which the tool holder can be attached and detached at the tip of the spindle, and the tool holder inserted into the tool mounting hole is attached to the spindle. A draw bar for clamping and unclamping is inserted into the main shaft so as to be able to move forward and backward, and the draw bar is pulled and retracted by a tool clamp mechanism provided on the main shaft, and the tool holder is moved to the main shaft through a clamp member that engages the tip of the draw bar. In the spindle device that clamps and unclamps the tool holder from the spindle by pushing and advancing the draw bar by a tool unclamping mechanism provided on the spindle head.
The tool clamping mechanism supplies a pressure fluid to a cylinder chamber formed by a cylinder provided in the main shaft and a piston provided integrally with the draw bar, and the draw bar is pulled and retracted by the fluid pressure, so that the tool clamp state is maintained. A spring member is provided in the cylinder chamber for applying an urging force to the piston of the draw bar so that the tool clamp state can be maintained even if the fluid pressure in the cylinder chamber decreases.
According to a second aspect of the present invention, the spring member is a coil spring inserted through a draw bar.
請求項1に係る発明によれば、従来の皿ばねを廃止してシリンダの流体圧による工具クランプ機構を採用し、また停電等で流体圧が低下するなどの際に備えてシリンダ室内に皿ばねより弱いばね部材を装着したことにより、従来の皿ばねの挙動によるアンバランスの解消ができるとともに、シリンダ室内にばね部材を収容するだけの簡単な構成で確実に工具クランプ状態を保持でき工具が抜け落ちないようにしている。
請求項2に係る発明によれば、簡単なばねを用いて確実に工具クランプ状態を保持できる。
According to the first aspect of the present invention, the conventional disc spring is abolished and a tool clamping mechanism using the fluid pressure of the cylinder is adopted, and the disc spring is provided in the cylinder chamber in case the fluid pressure drops due to a power failure or the like. By installing a weaker spring member, the unbalance due to the behavior of the conventional disc spring can be eliminated, and the tool clamp state can be reliably maintained with a simple configuration that only houses the spring member in the cylinder chamber, and the tool comes off. I am trying not to.
According to the invention which concerns on Claim 2, a tool clamp state can be reliably hold | maintained using a simple spring.
請求項1、2に係る本発明によれば、従来の皿ばねを廃止してクランプ用シリンダと簡単なばね部材を併用した工具クランプ機構としたことにより、皿ばねが振動源となっていた主軸の高速回転における皿ばねの挙動によるアンバランスの解消ができるとともに、簡単な構成で確実に工具クランプ状態を保持できる。 According to the first and second aspects of the present invention, the conventional disc spring is abolished and a tool clamping mechanism using a clamping cylinder and a simple spring member is used, so that the disc spring serves as a vibration source. It is possible to eliminate the imbalance due to the behavior of the disc spring during high-speed rotation, and to securely hold the tool clamp state with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の工作機械であるマシニングセンタの主軸装置の縦断面図である。図1に示すように、主軸装置1の主軸ヘッド2に主軸3を回転自在に支持し、主軸3の先端に工具ホルダTを着脱可能な工具装着穴4を有し、この工具装着穴4に挿入された工具ホルダTを主軸3に対しクランプ及びアンクランプするためのドローバー5を主軸3内に進退移動可能に挿通し、主軸3に設けた工具クランプ機構6により前記ドローバー5を引張って後退させ、ドローバー5先端に係合するクランプ部材としてのコレット7を介し工具ホルダTを主軸3にクランプするとともに、主軸ヘッド2に設けた工具アンクランプ機構8により前記ドローバー5を押出し前進させて工具ホルダTを主軸3からアンクランプする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a spindle device of a machining center which is a machine tool of the present invention. As shown in FIG. 1, a spindle 3 is rotatably supported by a spindle head 2 of the spindle device 1, and a tool mounting hole 4 is provided at the tip of the spindle 3 to which a tool holder T can be attached and detached. A
前記工具クランプ機構6は、図1に示すように、主軸3内に設けたシリンダ9と前記ドローバー5に一体に設けたピストン5aとで形成するシリンダ室9aにポンプにより圧力流体を供給することにより、その流体圧によってドローバー5を後退(左へ引張り)させて工具クランプ状態を保持するようになっている。前記シリンダ室9a内には、シリンダ室9a内の流体圧が低下しても工具クランプ状態を保持できる付勢力をドローバー5のピストン5aに付与するばね部材としてのコイルばね10を設けている。ドローバー5内部には、ドローバー5の後端からシリンダ室9aに連通する流体の供給路5bが形成されている。
As shown in FIG. 1, the tool clamping mechanism 6 supplies pressure fluid by a pump to a
動作としては、この供給路5bを介して図示しない油圧装置からシリンダ室9aへ圧力流体が供給されると、この流体圧によりドローバー5は後方(図中左方向)に引張られて後退移動する。これにより、ドローバー5先端の凹部5cに係合しているコレット7の内面の段差部にドローバー5先端の凸部5dに乗り上げ、この乗り上げによって強制的にコレット7が開き、工具ホルダTの窪みにコレット7の外周面の凸部が当接し、主軸3に工具ホルダTをクランプする。
In operation, when a pressure fluid is supplied from the hydraulic device (not shown) to the
本実施形態では、工具ホルダTに、2面拘束タイプのホルダ(たとえば、HSK)を使用し、工具ホルダTと主軸3との結合の剛性アップと、クランプ・アンクランプの際の繰返し精度の向上と、さらに、高速回転時に主軸3先端が遠心力によって膨張し、工具ホルダTのシャンク部が食付いて離れなくなる食付き防止するようにしている。
この状態で、図示しない主軸モータにて主軸が回転され、先端の工具ホルダTの工具により加工が行われる。
In the present embodiment, a two-face restraint type holder (for example, HSK) is used for the tool holder T, the rigidity of the connection between the tool holder T and the main shaft 3 is increased, and the repeatability at the time of clamping / unclamping is improved. Furthermore, the tip of the main shaft 3 expands due to centrifugal force during high-speed rotation, and the shank portion of the tool holder T bites and prevents it from becoming detached.
In this state, the spindle is rotated by a spindle motor (not shown), and machining is performed with the tool of the tool holder T at the tip.
また、工具アンクランプ機構8は、主軸ヘッド2に配設されたアンクランプ用シリンダ11より構成されている。このアンクランプ用シリンダ11内のピストン部材12にドローバー押出部12aが形成され、これに対向して、ドローバー5のピストン5a後端に主軸3の開口から突出したフランジ部材13が固定されている。
The tool unclamping mechanism 8 is composed of an unclamping cylinder 11 disposed on the spindle head 2. A draw
加工が終わり工具交換のため工具ホルダTをアンクランプする際には、図2に示すように、アンクランプ用シリンダ11の後ろ側シリンダ室11aに圧力流体が供給され、ピストン部材12のドローバー押出部12aがドローバー5のフランジ部材13を押出し、ドローバー5を前進移動させる。このとき、主軸3内のシリンダ室9aには圧力流体の供給が止められ、シリンダ室9a内の流体はピストン9aにより押出され圧力流体の供給路5bを経て抜き出される。そして、ドローバー5先端の凸部5dがコレット7をすり抜けコレット7の内側面がドローバー5先端の凹部5cに係合し軸中心側に収縮復帰される。これにより、工具ホルダTの工具装着穴4に対する締め付けが解除され工具ホルダTをアンクランプする。図示しない工具把持手段で工具ホルダTを主軸3から抜き取りが可能になる。
When the machining is completed and the tool holder T is unclamped for tool replacement, as shown in FIG. 2, the pressure fluid is supplied to the
また、主軸3内のシリンダ室9aには、ピストン5aとの間でドローバー5に同心に挿通されたコイルばね10が縮設されている。このコイルばね10により、図1の工具クランプ状態から停電等によりシリンダ室9a内の油圧が低下したとしてもドローバー5をクランプ位置に保持させる程度のクランプ力をドローバー5のピストン5aに付勢するようになっている。工具ホルダTのクランプ力は通常、シリンダ室9aの流体圧によって発生させるため、このコイルばね10によるクランプ力は、従来の皿ばねのような大きな弾発力は不要である。このコイルばね10と従来の皿ばねとの質量を比較しても、約1/20であり、コイルばね10の挙動による振動の影響はほとんどなく、バランスの問題を小さく抑えることができる。
A coil spring 10 is provided in the
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。
圧力流体は、油圧に限らず、水圧でも空気圧でもよい。
クランプ部の構造もプルスタッド方式のものなど他の形態のものに置換えてもよい。
ばね部材は、コイルばねに限らず板ばねなどでもよい。シリンダ室内の圧力低下時にクランプ保持力を働かせる程度のばね力があれば何でもよい。
The present invention can be variously modified and changed within the scope of the technical idea.
The pressure fluid is not limited to oil pressure, and may be water pressure or air pressure.
The structure of the clamp part may be replaced with another form such as a pull stud type.
The spring member is not limited to a coil spring but may be a leaf spring or the like. Any spring force may be used as long as the clamp holding force is applied when the pressure in the cylinder chamber drops.
1 主軸装置
2 主軸ヘッド
3 主軸
4 工具装着穴
5 ドローバー
5a ピストン
5b 供給路
6 工具クランプ機構
7 クランプ部材としてのコレット
8 工具アンクランプ機構
9 シリンダ
9a シリンダ室
10 コイルばね(ばね部材)
T 工具ホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spindle device 2 Spindle head 3 Spindle 4
T Tool holder
Claims (2)
前記工具クランプ機構は、主軸内に設けたシリンダと前記ドローバーに一体に設けたピストンとで形成されるシリンダ室に圧力流体を供給することで、その流体圧によりドローバーを引張り後退させ工具クランプ状態を保持し、
前記シリンダ室内に、シリンダ室内の流体圧が低下しても前記工具クランプ状態を保持できる付勢力をドローバーのピストンに付与するばね部材を設けたことを特徴とする主軸装置。 A draw bar for supporting the spindle rotatably on the spindle head and having a tool mounting hole in which the tool holder can be attached and detached at the tip of the spindle, and clamping and unclamping the tool holder inserted into the tool mounting hole with respect to the spindle Is inserted into the main shaft so as to be able to move forward and backward, and the draw bar is pulled and retracted by a tool clamp mechanism provided on the main shaft, and the tool holder is clamped to the main shaft via a clamp member engaged with the tip of the clamp rod, In the spindle apparatus in which the draw bar is pushed forward by the provided tool unclamping mechanism and the tool holder is unclamped from the spindle,
The tool clamping mechanism supplies a pressure fluid to a cylinder chamber formed by a cylinder provided in the main shaft and a piston provided integrally with the draw bar, and the draw bar is pulled and retracted by the fluid pressure, so that the tool clamp state is maintained. Hold and
A main shaft device characterized in that a spring member is provided in the cylinder chamber for applying an urging force that can maintain the tool clamped state to the piston of the draw bar even if the fluid pressure in the cylinder chamber decreases.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004248812A JP2006062042A (en) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | Spindle device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004248812A JP2006062042A (en) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | Spindle device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006062042A true JP2006062042A (en) | 2006-03-09 |
Family
ID=36108944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004248812A Pending JP2006062042A (en) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | Spindle device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006062042A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102974847A (en) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 沈阳机床股份有限公司 | Spindle unit of straight-cut lathe |
CN103170876A (en) * | 2013-03-30 | 2013-06-26 | 长城汽车股份有限公司 | Short stroke cutter relieving mechanism |
JP2023503059A (en) * | 2019-11-20 | 2023-01-26 | エービー サンドビック コロマント | Clamping device for tool holders |
KR20240082112A (en) * | 2022-12-01 | 2024-06-10 | 나승표 | Ultrasonic spindle device having automatic tool changer |
KR20240082113A (en) * | 2022-12-01 | 2024-06-10 | 나승표 | Ultrasonic spindle device having automatic tool changer |
-
2004
- 2004-08-27 JP JP2004248812A patent/JP2006062042A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102974847A (en) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 沈阳机床股份有限公司 | Spindle unit of straight-cut lathe |
CN103170876A (en) * | 2013-03-30 | 2013-06-26 | 长城汽车股份有限公司 | Short stroke cutter relieving mechanism |
JP2023503059A (en) * | 2019-11-20 | 2023-01-26 | エービー サンドビック コロマント | Clamping device for tool holders |
JP7679372B2 (en) | 2019-11-20 | 2025-05-19 | エービー サンドビック コロマント | Clamping device for tool holders |
KR20240082112A (en) * | 2022-12-01 | 2024-06-10 | 나승표 | Ultrasonic spindle device having automatic tool changer |
KR20240082113A (en) * | 2022-12-01 | 2024-06-10 | 나승표 | Ultrasonic spindle device having automatic tool changer |
KR102759556B1 (en) * | 2022-12-01 | 2025-02-03 | 나승표 | Ultrasonic spindle device having automatic tool changer |
KR102759557B1 (en) * | 2022-12-01 | 2025-02-03 | 나승표 | Ultrasonic spindle device having automatic tool changer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114630722B (en) | Tool clamping device and machine tool | |
KR102431594B1 (en) | Machine tool | |
JP5602218B2 (en) | Boring tools and machine tools | |
JP2010179399A (en) | Main-shaft device for machine tool | |
JP2007307651A (en) | Spindle device | |
JP2006062042A (en) | Spindle device | |
JP6441403B2 (en) | Cutting tool holding mechanism, cutting tool holder and machine tool system | |
JP2007307679A (en) | Spindle device | |
JP4310301B2 (en) | Workpiece ejecting device for machine tools | |
JP4765790B2 (en) | Grinding wheel attachment / detachment structure | |
US8348282B2 (en) | Tool clamping device and tool clamping method | |
JP4994824B2 (en) | Spindle device | |
WO2006059739A1 (en) | Raw material holding device, raw material guide device, and automatic lathe | |
JP2009107037A (en) | Lathe spindle structure | |
JP4961851B2 (en) | Grinding wheel attachment / detachment structure | |
KR102323826B1 (en) | Low Speed Spindle Motor Having Assembled Typed Spindle | |
JP3855122B2 (en) | Machine tool spindle equipment | |
JP2005081489A (en) | Cleaning method and device of tool holder fitting part of spindle device in machine tool | |
JP2002355705A (en) | Tool holder mounting device | |
JP2000117515A (en) | Tool clamping device | |
JP4267430B2 (en) | Workpiece gripping device | |
JPH11165208A (en) | Tool clamp mechanism of machine tool | |
JP2008055548A (en) | Collet chuck | |
JP2002086304A (en) | Spindle device | |
JP5945818B2 (en) | Machine Tools |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20070615 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090127 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090129 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20090225 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090623 |