專利名稱：主軸裝置及在該裝置中使用的工具保持器夾緊單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加工各種工件的機(jī)床的主軸裝置以及在該裝置中使用的工具保持器夾緊單元。
背景技術(shù)：
一般而言，機(jī)床的主軸裝置，安裝有在主軸頭的內(nèi)部可以旋轉(zhuǎn)地支撐主軸并在該主軸的前端部夾緊工具保持器的夾緊機(jī)構(gòu)。在主軸的貫通孔內(nèi)收容進(jìn)行上述夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊動作或松開動作的拉桿，并且沿夾緊方向?qū)ι鲜隼瓧U施加力的碟形彈簧，以疊層的狀態(tài)介于一體形成在上述拉桿的中間部外周面上的彈簧座和形成在主軸的貫通孔的內(nèi)周面上的階梯差之間。而且，通過設(shè)置在主軸頭側(cè)的夾緊解除機(jī)構(gòu)，由碟形彈簧的彈力抵抗上述深沖桿，并通過向軸方向前方移動，解除夾緊機(jī)構(gòu)的工具保持器的夾緊狀態(tài)。(參照專利文獻(xiàn)1)專利文獻(xiàn)1特開平1-135403號公報(bào)但是，上述以往的機(jī)床的主軸裝置，由于上述碟形彈簧的前端面被卡止在主軸側(cè)的階梯部，所以，在進(jìn)行由夾緊機(jī)構(gòu)以及碟形彈簧等構(gòu)成的施力機(jī)構(gòu)的維護(hù)檢修或故障的修理時(shí)，需要從主軸后部拆卸，從而導(dǎo)致操作非常麻煩的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)床的主軸裝置，其消除了在上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題點(diǎn)，并可以容易地從主軸前方拆卸具備夾緊機(jī)構(gòu)以及施力機(jī)構(gòu)的工具保持器夾緊單元，從而提高維修的操作性。
另外，本發(fā)明的其他目的在于提供一種工具保持器夾緊單元，其用于從主軸可以容易地拆卸的機(jī)床的主軸裝置。
為了解決上述問題點(diǎn)，技術(shù)方案1記載的發(fā)明主旨在于主軸裝置，具有工具保持器夾緊單元，該工具保持器夾緊單元，由在主軸頭的內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)地支撐具有貫通孔的主軸并具有用于安裝工具保持器的工具安裝孔的單元主體，和夾緊所述工具保持器的夾緊機(jī)構(gòu)，和以夾緊狀態(tài)對該夾緊機(jī)構(gòu)施力的施力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該主軸裝置，可將工具保持器夾緊單元從所述主軸頭的前方可拆卸地安裝在主軸的所述貫通孔中，并在所述主軸頭一側(cè)設(shè)有通過操作所述工具保持器夾緊單元一側(cè)的所述施力機(jī)構(gòu)而解除所述夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊狀態(tài)的夾緊解除機(jī)構(gòu)。
技術(shù)方案2記載的發(fā)明主旨在于在技術(shù)方案1中，上述工具保持器夾緊單元的上述單元主體為筒狀，并在上述單元主體的內(nèi)部設(shè)置上述夾緊機(jī)構(gòu)，在上述單元主體的后端部設(shè)置上述施力機(jī)構(gòu)。
技術(shù)方案3記載的發(fā)明主旨在于在技術(shù)方案2中，上述夾緊機(jī)構(gòu)，由滑動件和多個(gè)夾緊部件構(gòu)成，上述滑動件，被設(shè)置成在上述單元主體內(nèi)可沿軸方向在規(guī)定的行程范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動；上述多個(gè)夾緊部件，與該滑動件的前端部卡合；上述施力機(jī)構(gòu)，由拉桿和施力部件構(gòu)成，上述拉桿，被連接在上述滑動件的后端部；上述施力部件，被設(shè)置在于該拉桿的后端部設(shè)置的彈簧座部件和于上述單元主體的后端部設(shè)置的彈簧座部件之間，并且用于在通常情況下對上述拉桿向后方的夾緊位置施加力。
技術(shù)方案4記載的發(fā)明主旨在于在技術(shù)方案1～3的任意一項(xiàng)中，在上述單元主體的前端部一體形成凸緣部，并通過螺釘在上述主軸的前端面安裝該凸緣部。
技術(shù)方案5記載的發(fā)明主旨在于在技術(shù)方案3中，在上述夾緊機(jī)構(gòu)以及拉桿的中心部上，形成有用于向上述工具保持器的中心部供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)通道。
技術(shù)方案6記載的發(fā)明主旨在于在技術(shù)方案3中，上述施力機(jī)構(gòu)是碟形彈簧或螺旋彈簧。
技術(shù)方案7記載的發(fā)明主旨在于在技術(shù)方案1～6的任意一項(xiàng)中，以從前端向后端直徑尺寸階段地變小的方式形成上述主軸的貫通孔。
技術(shù)方案8記載的發(fā)明主旨在于工具保持器夾緊單元，包括單元主體，該單元主體具有用于在前端部安裝工具保持器的工具安裝孔并且該單元主體為筒狀；夾緊機(jī)構(gòu)，該夾緊機(jī)構(gòu)被設(shè)置在該單元主體的內(nèi)部并夾緊上述工具保持器；施力機(jī)構(gòu)，該施力機(jī)構(gòu)被設(shè)置在上述單元主體的后端部并以夾緊狀態(tài)對上述夾緊機(jī)構(gòu)施加力；而且，上述工具保持器夾緊單元，從機(jī)床的主軸前方可以拆卸地安裝。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明的主軸裝置，具有工具保持器夾緊單元，該工具保持器夾緊單元，安裝有在前端部具有用于安裝工具保持器的工具安裝孔的單元主體上夾緊工具保持器的夾緊機(jī)構(gòu)，和以夾緊狀態(tài)對該夾緊機(jī)構(gòu)施加力的施力機(jī)構(gòu)；上述主軸裝置，是相對主軸的貫通孔從主軸前方可拆卸地安裝該工具保持器夾緊單元。因此，通過相對主軸的貫通孔從主軸前方裝卸工具保持器夾緊單元，可以一體取出夾緊機(jī)構(gòu)和施力機(jī)構(gòu)。另外，在拔出工具保持器夾緊單元時(shí)，從外部觀察就可以判斷施力機(jī)構(gòu)的狀態(tài)或其不合適狀態(tài)等。由這些理由，可以容易地進(jìn)行維護(hù)檢修或修理。
另外，本發(fā)明由于在夾緊單元一側(cè)安裝施力機(jī)構(gòu)整體，所以，也可以不在主軸的貫通孔的內(nèi)周面的途中設(shè)置用于卡止施力部件的前端面的凸緣狀的階梯部，因此，僅從軸方向的一方進(jìn)行主軸的貫通孔的加工，從而可以提高加工操作的效率，并降低成本。


圖1是表示本發(fā)明的機(jī)床的主軸裝置的中央部縱剖視圖。
圖2是表示取下工具保持器夾緊單元的狀態(tài)的主軸裝置的中央部縱剖視圖。
圖3是表示工具保持器夾緊單元的夾緊狀態(tài)的中央部縱剖視圖。
圖4是表示工具保持器夾緊單元的松開狀態(tài)的中央部縱剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的工具保持器夾緊單元的夾緊狀態(tài)的中央部縱剖視圖。
圖6是表示圖5表示的工具保持器夾緊單元的松開狀態(tài)的中央部縱剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式的工具保持器夾緊單元的夾緊狀態(tài)的中央部縱剖視圖。
圖8是表示圖7所示的工具保持器夾緊單元的松開狀態(tài)的中央部縱剖視圖。
圖中11-主軸裝置，12-主軸頭，15-主軸，21-工具保持器，22-工具保持器夾緊單元，23-單元主體，24、37-螺釘，25-夾緊機(jī)構(gòu)，26-滑動件，27、82-夾緊部件，31、41、84-彈簧座部件，36-拉桿，39-螺旋彈簧，43-碟形彈簧，44-施力機(jī)構(gòu)，50-夾緊解除機(jī)構(gòu)，151-貫通孔，191、213、261、361、381、611、621、814、861-冷卻介質(zhì)通道，231-工具安裝孔，232-凸緣部。
具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖對在將本發(fā)明具體化了的機(jī)床中使用的主軸裝置的一實(shí)施方式加以說明。
圖1是表示主軸11整體的縱剖視圖。如圖1所示，主軸11的主軸頭12，由外筒13以及內(nèi)筒14被構(gòu)成，主軸15通過多個(gè)軸承16并在規(guī)定位置可以旋轉(zhuǎn)地被支撐在該內(nèi)筒14的內(nèi)側(cè)。在上述主軸頭12的外筒13的后端部安裝著電動機(jī)18，在該旋轉(zhuǎn)軸19上，通過連軸器20連接上述主軸15的后端部，并通過旋轉(zhuǎn)軸19的旋轉(zhuǎn)，通過連軸器20使主軸15旋轉(zhuǎn)。
圖2是表示擴(kuò)大上述主軸頭12和主軸15的縱剖視圖。如該圖2所示，在主軸15的中心部上形成貫通孔151，該貫通孔151用于可以拆卸地嵌入后述的工具保持器夾緊單元22，在主軸15的前端面上多處形成有螺紋孔152，該螺紋孔152用于在主軸15上固定工具保持器夾緊單元22。嵌入上述主軸15的上述工具保持器夾緊單元22的貫通孔151的直徑，如圖2所示，被形成為隨著從前端(圖2的左端)向后端(圖2的右側(cè))行進(jìn)而階段地變小。
圖3是表示保持工具保持器21的工具保持器夾緊單元22整體的中央部縱剖視圖。在此使用的工具保持器21是所謂的BT保持器。在成為構(gòu)成該工具保持器夾緊單元22的橫圓筒狀的單元主體23的前端部(圖3的左端)，形成有用于嵌入上述工具保持器21的錐柄部211的工具安裝孔231，在前端部外周上一體形成凸緣部232。在該凸緣部232上，在多處形成螺釘插通孔233，如圖1所示，通過在被形成在主軸15的前端面上的上述螺紋孔152中從螺釘插通孔233螺紋接合螺釘24，將單元主體23固定在主軸15上。
在上述單元主體23的內(nèi)部，收容有夾緊機(jī)構(gòu)25，該夾緊機(jī)構(gòu)25，通過將被插入在單元主體23的工具安裝孔231中的上述工具保持器21與向該錐柄部211的前端突出而形成的牽引部212卡合而向后方向牽引，可在規(guī)定位置夾緊。若對該夾緊機(jī)構(gòu)25加以說明，則在軸心具有冷卻介質(zhì)通道261的滑動件26，在規(guī)定的行程范圍內(nèi)，以可進(jìn)行軸方向的往復(fù)運(yùn)動的方式被插入到上述單元主體23的后端部的內(nèi)周面234上。在該滑動件26的前端部，在多處通過連接彈簧28以可進(jìn)行向單元主體23的半徑方向的往復(fù)掀動的方式相互連接并卡合后面詳述的夾緊部件27。
在上述單元主體23的后端部，通過焊接等連接有限制向上述滑動件26的軸方向后方的位置且用于支撐后述的碟形彈簧43的彈簧座部件31。在上述滑動件26的后端部，一體形成有軸套部262，在被形成在其內(nèi)部的陰螺紋263上，螺紋接合有形成在拉桿36的前端部的陽螺紋362。在上述滑動件26的外周面上，與軸方向平行形成導(dǎo)向槽264，在上述單元主體23的內(nèi)周234上，通過螺絲33在規(guī)定位置安裝被嵌入在上述導(dǎo)向槽264內(nèi)的限位器32。在上述導(dǎo)向槽264的前端部，通過螺絲35安裝有限位器34。通過上述導(dǎo)向槽264合限位器32，使容許在上述單元主體23的內(nèi)周面234內(nèi)的向滑動件26的軸方向的移動，并阻止單元主體23合滑動件26的相對轉(zhuǎn)動。另外，通過螺釘37限制上述滑動件26和拉桿36的相對轉(zhuǎn)動。
在被一體形成在上述滑動件26的前端部的小直徑的操作筒部265的外周面上，在前后2處沿其圓周方向并留出規(guī)定的間隔一體形成有環(huán)狀突部266。另一方面，在上述夾緊部件27的前端部內(nèi)側(cè)，一體形成夾緊爪271，在中間部，以與上述滑動件26的環(huán)狀突部266對應(yīng)的方式，在兩處形成有凹部272。而且，在上述單元主體23的內(nèi)周面234上，以與被形成在上述夾緊部件27的外側(cè)的卡止突起273對應(yīng)的方式形成階梯部235，并且以與被形成在上述夾緊部件27的后端部外側(cè)的卡止突起274對應(yīng)的方式形成有階梯部236。
在被形成在上述滑動件26的中心部的冷卻介質(zhì)通道261上，可以進(jìn)行軸方向的往復(fù)運(yùn)動地插入具有冷卻介質(zhì)通道381的冷卻介質(zhì)供給噴嘴38，并通過在被形成在上述滑動件26的冷卻介質(zhì)通道261的內(nèi)周面的階梯部267上卡止在冷卻介質(zhì)供給噴嘴38的基端部的外周面上一體形成的大直徑部382，使得不能向軸方向前方拔出冷卻介質(zhì)供給噴嘴38。螺旋彈簧39介于上述冷卻介質(zhì)供給噴嘴38的后端面與被形成在上述拉桿36的前端部的彈簧收容室363的后端面之間，在通常情況下，對冷卻介質(zhì)供給噴嘴38向前方施加力。由此，冷卻介質(zhì)供給噴嘴38的前端面被按壓在形成于工具保持器21的冷卻介質(zhì)通道213的后端開口上，并通過彈簧收容室363以及冷卻介質(zhì)通道381等，可從拉桿36的冷卻介質(zhì)通道361向工具保持器21的中心部供給冷卻介質(zhì)。
在上述拉桿36的后端部外周面上形成陽螺紋部364，在該陽螺紋部364上螺紋接合彈簧座部件41，并通過固定螺釘42將其不能相對轉(zhuǎn)動地連接。在上述彈簧座部件31和上述彈簧座部件41之間，沿軸方向以疊層狀態(tài)安裝有作為施力部件的多個(gè)碟形彈簧43。在拉桿36的后端部形成有比上述冷卻介質(zhì)通道361直徑大的連接孔365。
在該實(shí)施方式中，通過上述的彈簧座部件31、拉桿36、彈簧座部件41以及碟形彈簧43等，構(gòu)成了施力機(jī)構(gòu)44，該施力機(jī)構(gòu)44用于以夾緊狀態(tài)對夾緊機(jī)構(gòu)25的夾緊部件27施加力。
圖3表示下述狀態(tài)通過由碟形彈簧43向后方移動上述滑動件26，夾緊部件27通過操作筒部265以及環(huán)狀突部266向后方移動，工具保持器21通過夾緊部件27并通過牽引部212被牽引向后方，并被夾緊。在該狀態(tài)下，上述滑動件26的環(huán)狀突部266從上述夾緊部件27的凹部272拔出并騎在突部上，沿關(guān)閉方向變位，夾緊爪271被卡止在工具保持器21的牽引部212上，卡止突起273騎在單元主體23的階梯部235上，而且，呈在階梯部236上卡止上述卡止突起274的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，當(dāng)上述拉桿36抵抗碟形彈簧43的彈力而向前方移動時(shí)，上述滑動件26的環(huán)狀突部266被嵌入在夾緊部件27的凹部272中，并且通過滑動件26的大直徑部的前端面，按壓夾緊部件27的后端面，如圖4所示，與夾緊部件27向前方移動的同時(shí)被擴(kuò)開，并變位至解除工具保持器21的夾緊狀態(tài)的位置。
接著，對如圖1所示安裝在上述主軸頭12側(cè)并向前方移動上述工具保持器夾緊單元22的拉桿36而解除夾緊機(jī)構(gòu)25的夾緊狀態(tài)的夾緊解除機(jī)構(gòu)50加以說明。
如圖1所示，在上述主軸15的貫通孔151內(nèi)，以與上述彈簧座部件41的后端面接觸的方式可沿軸方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動地收容有運(yùn)行部件51，在該運(yùn)行部件51上沿半徑方向而形成的貫通孔511中，貫通并固定著運(yùn)行銷52。在上述主軸15上，以上述運(yùn)行銷52的兩端部向外部突出的方式且以運(yùn)行銷52沿軸方向在規(guī)定的行程范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的方式，在兩處形成導(dǎo)向通道154。以與該運(yùn)行銷52對應(yīng)的方式，在上述外筒13的后端部內(nèi)周面131和上述主軸15的外周面之間，收容沿軸方向在規(guī)定的行程范圍內(nèi)可以往復(fù)運(yùn)動的活塞53。在上述外筒13的后端部，安裝有活塞53的位置限制環(huán)54。
接著，對用于從上述旋轉(zhuǎn)軸19側(cè)向拉桿36的冷卻介質(zhì)通道361的后端開口供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)供給路徑加以說明。
在上述運(yùn)行部件51以及運(yùn)行銷52的中心部，沿軸方向貫通支撐具有冷卻介質(zhì)通道611的冷卻介質(zhì)供給管61。該冷卻介質(zhì)供給管61的前端部，通過密封墊被嵌入接合在上述拉桿36的上述連接孔365中，并在后端部形成有比冷卻介質(zhì)通道611直徑大的導(dǎo)向孔612。在該導(dǎo)向孔612和被形成在上述旋轉(zhuǎn)軸19的前端部的冷卻介質(zhì)通道191的前端部之間，通過密封墊連接有具有冷卻介質(zhì)通道621的冷卻介質(zhì)供給管62。
在該實(shí)施方式中，通過冷卻介質(zhì)通道611、621、361、彈簧收容室363以及冷卻介質(zhì)通道381等，構(gòu)成用于向工具保持器21的冷卻介質(zhì)通道213供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)供給路徑64。
另外，如圖1所示，在上述主軸頭12的前端面安裝有頭部罩71。
接著，對如上述構(gòu)成的主軸裝置，對其動作加以說明。
圖1表示下述狀態(tài)在主軸15的貫通孔151內(nèi)插入圖3所示的被一體化后的工具保持器夾緊單元22，并通過螺釘24將單元主體23的凸緣部232螺紋接合并安裝固定在主軸15的前端面的螺紋孔152上。另外，還表示下述狀態(tài)安裝在該主軸15上的工具保持器21，通過工具保持器夾緊單元22內(nèi)的夾緊機(jī)構(gòu)25而被夾緊，在拉桿36的后端部的連接孔365中嵌入接合冷卻介質(zhì)供給管61的前端部，同時(shí)，彈簧座部件41的后端面與夾緊解除機(jī)構(gòu)50的運(yùn)行部件51的前端面接觸。而且，上述夾緊機(jī)構(gòu)25被保持在夾緊狀態(tài)，夾緊解除機(jī)構(gòu)50被保持在非解除狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，當(dāng)通過電動機(jī)18的旋轉(zhuǎn)軸19并通過連接器20使主軸15旋轉(zhuǎn)時(shí)，工具保持器夾緊單元22以及工具保持器21與工具一起旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)行在未圖示的機(jī)床的工作臺上支撐的工件的加工操作。
在該工件加工中，通過上述冷卻介質(zhì)供給路徑64向工具保持器21的冷卻介質(zhì)通道213供給，從而進(jìn)行工件的加工部的潤滑和冷卻。
在完成工件加工并在解除由工具保持器夾緊單元22的夾緊機(jī)構(gòu)25進(jìn)行的工具保持器21的夾緊時(shí)，夾緊解除機(jī)構(gòu)50的活塞53向圖1中的向前方移動，并沿同方向移動活塞53，通過活塞53向前方移動運(yùn)行部件51以及運(yùn)行銷52。通過該運(yùn)行部件51的向前方的移動，工具保持器夾緊單元22側(cè)的彈簧座部件41向前方移動，并且拉桿36抵抗碟形彈簧43的彈簧力而向前方移動，如上所述，解除由夾緊機(jī)構(gòu)25進(jìn)行的工具保持器21的夾緊狀態(tài)。在該狀態(tài)下，通過未圖示的機(jī)床的工具自動交換裝置，工具保持器21與其他的工具保持器21交換。
另一方面，在進(jìn)行工具保持器夾緊單元22的維護(hù)檢修或修理時(shí)，從工具保持器夾緊單元22的工具安裝孔231卸下工具保持器21。在該狀態(tài)下，通過碟形彈簧43夾緊機(jī)構(gòu)25成為空的夾緊狀態(tài)。在該狀態(tài)下，卸下螺釘24。然后，通過從主軸15的貫通孔151中向主軸的前方拔出工具保持器夾緊單元22，向主軸15的貫通孔151的外部取出圖3所示狀態(tài)的工具保持器夾緊單元22。
根據(jù)上述實(shí)施方式的主軸，可以得到下面的效果。
(1)在上述實(shí)施方式中，如圖3所示，在工具保持器夾緊單元22的拉桿36的后端部嵌合固定彈簧座部件41，用于對上述夾緊機(jī)構(gòu)25以夾緊狀態(tài)施加力的碟形彈簧43，介于彈簧座部件31和彈簧座部件41之間。而且，按照在工具保持器夾緊單元22側(cè)全部安裝夾緊機(jī)構(gòu)25和施力機(jī)構(gòu)44的方式進(jìn)行。因此，可以從主軸15的前面?zhèn)?，在該主軸15的貫通孔151內(nèi)嵌入工具保持器夾緊單元22整體，并可以拆卸，也可以一起取出夾緊機(jī)構(gòu)25以及施力機(jī)構(gòu)44，可以容易地進(jìn)行夾緊機(jī)構(gòu)25以及施力機(jī)構(gòu)44的維護(hù)、檢修或修理，從而可以提高維修的操作性。即，即使對于碟形彈簧43的交換，也不會產(chǎn)生從主軸裝置的后方側(cè)卸下其他部件而進(jìn)行操作的煩雜，無論從主軸15的前方取出的狀態(tài)的工具保持器夾緊單元22如何，都可以簡單地卸下或安裝碟形彈簧43。
(2)在實(shí)施上述方式中，由于在工具保持器夾緊單元22側(cè)安裝著夾緊機(jī)構(gòu)25和施力機(jī)構(gòu)44而進(jìn)行了單元化，所以也可以在主軸15的貫通孔151的內(nèi)周面形成用于卡止施力機(jī)構(gòu)44的碟形彈簧43前端的凸緣狀的階梯部。因此，可以將主軸15的貫通孔151的孔徑尺寸構(gòu)成為隨著從前端向后端行進(jìn)而階段地變小。所以，可以對主軸15的貫通孔151的加工操作僅從主軸15的軸方向的前方進(jìn)行加工，從而可以提高加工作業(yè)的效率。
接著，基于圖5以及圖6對本發(fā)明的其他的實(shí)施方式加以說明。
該實(shí)施方式，是對應(yīng)于與在上述的實(shí)施方式中使用的工具保持器21不同形式的工具保持器21的結(jié)構(gòu)，因此工具保持器夾緊單元22的工具安裝孔231和夾緊機(jī)構(gòu)25的方式與上述的實(shí)施方式的構(gòu)成不同，其他的構(gòu)成與上述的實(shí)施方式相同，所以省略說明。
該實(shí)施方式中使用的工具保持器21是所謂的HSK保持器，如圖5以及圖6的雙點(diǎn)劃線所示，其錐柄部211被形成在后部開口的空洞上，并是在錐柄部211的外周錐面和其前方的保持器部的后端面被約束了位置的兩面約束型的部件。
形成在上述滑動件26的前端部的陽螺紋部268，被螺紋接合在螺紋孔811上，該螺紋孔811形成在為橫圓筒狀的操作筒81的內(nèi)周面上。在上述操作筒81的外周面上接觸多個(gè)夾緊部件82，各夾緊部件82的前端緣821，可騎在被形成在上述操作筒81的外周面上的階梯部812上并靠近配置。上述操作筒81的后端緣813，可騎在上述夾緊部件82的后端部內(nèi)側(cè)突出形成的階梯部822上并靠近配置。在上述夾緊部件82的前端外側(cè)緣，形成有可卡止在向上述工具保持器21的錐柄部211的內(nèi)周面突出而形成的卡止段部上的夾緊爪823。在上述夾緊部件82的后端面上，形成有傾斜面824。以與該傾斜面對應(yīng)的方式在上述單元主體23的內(nèi)部收容著可進(jìn)行軸方向的往復(fù)運(yùn)動的導(dǎo)向筒83，并且在該導(dǎo)向筒83的前端面形成的導(dǎo)向斜面831與上述傾斜面824可滑動地接觸。彈簧85介于被卡止在階梯部237的彈簧座部件84和上述導(dǎo)向筒83之間，該階梯部237形成在單元主體23的內(nèi)周面234上。在形成在上述單元主體23的內(nèi)周面234上的導(dǎo)向斜面238上，可滑動地接觸著形成在上述夾緊部件82的外側(cè)的導(dǎo)向斜面825。
在上述工具保持器21上，安裝有連接筒86，該連接筒86具有與上述冷卻介質(zhì)通道213連通的冷卻介質(zhì)通道861，在向主軸15上安裝時(shí)，其前端部通過密封墊被嵌入接合在于上述操作筒81的中心形成的冷卻介質(zhì)通道814上，從而可以供給冷卻介質(zhì)。
接著，對工具保持器21的夾緊解除動作加以說明。
圖5表示這樣的狀態(tài)通過碟形彈簧43，上述滑動件26、拉桿36以及操作筒81向后方(圖5的右方)移動，夾緊部件82的前端緣821騎在操作筒81的階梯部812上，操作筒81的后端緣813騎在夾緊部件82的階梯部822上，向操作筒81的半徑方向外側(cè)移動上述夾緊部件82，夾緊爪823被卡止在工具保持器21的卡止段部214上并牽引工具保持器21，使保持器部的后端面緊密接觸在單元主體23的前端面上，呈工具保持器21的夾緊狀態(tài)。在該狀態(tài)下，上述導(dǎo)向筒83的導(dǎo)向斜面831成為通過夾緊部件82的傾斜面824向后方移動而壓縮彈簧85的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，在相對單元主體23以及彈簧座部件31向前方移動拉桿36以及彈簧座部件41后，連接在滑動件26的前端部的操作筒81如圖6所示向前方移動，操作筒81的階梯部812沿從夾緊部件82的前端緣821向前方離開的方向移動，通過彈簧85，向前方移動導(dǎo)向筒83，并通過導(dǎo)向斜面831按壓夾緊部件82的傾斜面824，所以，向操作筒81的半徑方向內(nèi)方移動夾緊部件82。因此，操作筒81的后端緣813沿從階梯部822離開的方向移動，如圖6所示，解除由夾緊部件82進(jìn)行的工具保持器21的夾緊狀態(tài)。
另外，按照與夾緊解除動作相反的順序進(jìn)行用于夾緊工具保持器21的動作。
即使在上述實(shí)施方式中，也可以得到與前述實(shí)施方式的效果相同的效果。
接著，基于圖7以及圖8，對該發(fā)明又一實(shí)施方式加以說明。
由于該實(shí)施方式，是對應(yīng)于與在前述的2個(gè)實(shí)施方式中使用的工具保持器21不同形式的工具保持器21的結(jié)構(gòu)，所以工具保持器夾緊單元22的工具安裝孔231以及夾緊機(jī)構(gòu)25的方式與前述的實(shí)施方式的構(gòu)成不同，其他的構(gòu)成與上述的實(shí)施方式相同，故省略說明。
在該實(shí)施方式中使用的工具保持器21是所謂的KM保持器，如圖7以及圖8的雙點(diǎn)劃線所示，其錐柄部211被形成在后部開口的空洞上，并且是在錐柄部211的外周錐面和其前方的保持器部的后端面被約束了位置的兩面約束型的部件，但在錐柄部211的內(nèi)周面上，沿圓周方向2處卡止孔215，被形成為向外周面貫通。
如圖7所示，在上述滑動件26的前端部一體形成操作部269，在其外周面上，形成用于卡合球92的卡合凹部87，同時(shí)，在卡合凹部87的前方(圖7的左方)附近，形成有與該卡合凹部87連接的導(dǎo)向斜面88。在上述單元主體23的內(nèi)周面上，在規(guī)定位置嵌入固定有具有貫通孔911的球保持器(ball holder)91。在該球保持器91的前端部附近，在2處形成有可以卡止球92(ball)的卡止孔912。在上述工具保持器21的卡止孔215上嵌入上述球92。
接著，對工具保持器21的夾緊解除動作加以說明。
圖7表示這樣的狀態(tài)通過碟形彈簧43向后方移動拉桿36以及彈簧座部件41，并向后方移動滑動件26及其操作部269，通過操作部269的導(dǎo)向斜面88，在卡止孔912內(nèi)沿球保持器91的半徑方向向外方移動球92，并在卡止孔215內(nèi)嵌入球92，通過球92牽引工具保持器21，使保持器部的后端面緊貼在單元主體23的前端面上，使工具保持器21處于夾緊狀態(tài)。在該狀態(tài)下，相對上述單元主體23以及彈簧座部件31，拉桿36以及彈簧座部件41抵抗碟形彈簧43的彈力而向前方移動，這時(shí)，如圖8所示，由于向前方移動滑動件26及其操作部269，并向前方移動操作部269的導(dǎo)向斜面88，所以卡合凹部87與球92對應(yīng)，球92從卡止孔215被導(dǎo)向卡止孔912，并被卡合在卡合凹部87上，因此，如圖8所示，解除工具保持器21的夾緊狀態(tài)。
另外，按照與夾緊解除動作相反的順序進(jìn)行夾緊工具保持器21的動作。
即使在上述實(shí)施方式的工具保持器夾緊單元22中，也可以得到與在圖1中敘述的實(shí)施方式的工具保持器夾緊單元22的效果相同的效果。
但是，在圖1所示的主軸裝置中，在變更為按照圖5或圖7那樣的夾緊方式時(shí)，僅交換工具保持器21即可，可以通用其他的部件。該發(fā)明的主軸裝置，在制作夾緊方法不同的機(jī)床時(shí)，由于可以通用工具保持器夾緊單元22以外的部件，所以可以削減制作的費(fèi)用。
另外，也可以按照以下的方式對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更。
代替碟形彈簧43，也可以使用螺旋彈簧或其他的施力部件。
也可以適當(dāng)變更夾緊機(jī)構(gòu)25的構(gòu)成。
也可以適當(dāng)變更施力機(jī)構(gòu)44的構(gòu)成。
也可以省略上述冷卻介質(zhì)供給路徑64。
也可以將作為在主軸裝置中采用的工具保持器夾緊單元進(jìn)行具體化，即，將該工具保持器夾緊單元的下述構(gòu)成具體化在主軸裝置中使用并從主軸前方可以拆卸地安裝在主軸的貫通孔中的筒狀的單元主體；被設(shè)置在該單元主體的內(nèi)部且用于夾緊工具保持器的夾緊機(jī)構(gòu)；被設(shè)置在上述單元主體的后端部且用于以夾緊狀態(tài)對上述夾緊機(jī)構(gòu)施力的施力機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種主軸裝置，其特征在于，具有工具保持器夾緊單元，該工具保持器夾緊單元，由在所述主軸頭的內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)地支撐具有貫通孔的主軸并具有用于安裝工具保持器的工具安裝孔的單元主體，和夾緊所述工具保持器的夾緊機(jī)構(gòu)，和以夾緊狀態(tài)對該夾緊機(jī)構(gòu)施力的施力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該主軸裝置，可將工具保持器夾緊單元從所述主軸頭的前方可拆卸地安裝在主軸的所述貫通孔中，并在所述主軸頭一側(cè)設(shè)有通過操作所述工具保持器夾緊單元一側(cè)的所述施力機(jī)構(gòu)而解除所述夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊狀態(tài)的夾緊解除機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸裝置，其特征在于，所述工具保持器夾緊單元的所述單元主體為筒狀，并在所述單元主體的內(nèi)部設(shè)置所述夾緊機(jī)構(gòu)，在所述單元主體的后端部設(shè)置所述施力機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主軸裝置，其特征在于，所述夾緊機(jī)構(gòu)，由滑動件和多個(gè)夾緊部件構(gòu)成，所述滑動件，被設(shè)置成在所述單元主體內(nèi)可沿軸方向在規(guī)定的行程范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動；所述多個(gè)夾緊部件，與該滑動件的前端部卡合，所述施力機(jī)構(gòu)，由拉桿和施力部件構(gòu)成，所述拉桿，被連接在所述滑動件的后端部；所述施力部件，被設(shè)置在于該拉桿的后端部設(shè)置的彈簧座部件和于所述單元主體的后端部設(shè)置的彈簧座部件之間，并且用于在通常情況下對所述拉桿向后方的夾緊位置施加力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的主軸裝置，其特征在于，在所述單元主體的前端部一體形成凸緣部，并通過螺釘在所述主軸的前端面安裝該凸緣部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主軸裝置，其特征在于，在所述夾緊機(jī)構(gòu)以及拉桿的中心部上，形成有用于向所述工具保持器的中心部供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主軸裝置，其特征在于，所述施力機(jī)構(gòu)是碟形彈簧或螺旋彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的主軸裝置，其特征在于，以從前端向后端直徑尺寸階段地變小的方式形成所述主軸的貫通孔。
8.一種工具保持器夾緊單元，其特征在于，由具有用于安裝工具保持器的工具安裝孔的單元主體，和夾緊所述工具保持器的夾緊機(jī)構(gòu)，和以夾緊狀態(tài)對該夾緊機(jī)構(gòu)施力的施力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，而且，所述工具保持器夾緊單元，從機(jī)床的主軸前方可以拆卸地安裝于主軸。
專利摘要本發(fā)明提供一種可從主軸前方容易地卸下具備夾緊機(jī)構(gòu)及施力機(jī)構(gòu)的工具保持器夾緊單元的機(jī)床的主軸裝置，在單元主體(23)的內(nèi)部收容用于夾緊在工具保持器(21)的錐柄部(211)形成的牽引部(212)的夾緊機(jī)構(gòu)(25)。與用于對該夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊部件(27)進(jìn)行開閉操作的滑動件(26)連接的拉桿(36)從單元主體(23)的后端部向外部突出，在該拉桿(36)的外周上，以位于彈簧座部件(31)和(41)之間的方式安裝碟形彈簧(43)，在通常情況下對拉桿(36)向后方的夾緊方向施力。相對主軸(15)的貫通孔(151)從主軸前方可拆卸地安裝具備該施力機(jī)構(gòu)(44)和夾緊機(jī)構(gòu)(25)的工具保持器夾緊單元(22)。
文檔編號B23B31/02GK2920487SQ20052010539
公開日2007年7月11日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者高瀨亮, 佐佐木久雄 申請人:株式會社日平富山