CN1174834C - 工具保持架 - Google Patents

Abstract

一种工具保持架，在轴体的根部一侧具有安装到机床的旋转部用的安装部，在轴体的前部一侧具有保持工具用的保持部，在上述轴体的外周部上配置轴体振动校正装置，通过于沿长度方向相互离开的位置处设置第一接合部和第二接合部，并使螺栓构件在两个接合部之间旋转，使轴体前部一侧的轴线相对于两个接合部之间发生位移的力。

Description

工具保持架

技术领域

本发明涉及安装在机床的旋转部上使用的工具保持架，更具体地说，涉及将工具保持架的轴体的根部侧安装在机床的旋转部上、在轴体的前端侧设有用于保持刀具等工具的保持部，并可对安装在保持部上的刀具等工具的前端部分的径向振动进行校正的工具保持架。

背景技术

在利用机床对被加工物一面进行打孔，一面切削孔的内表面的场合，在安装于机床旋转部的工具保持架前端侧上安装刀具等工具，通过使机床等的旋转部高速旋转，使位于工具保持架前端侧的工具高速旋转，在短时间内对被加工物进行所需的加工。

由于工具保持架在高速旋转状态下使用，所以当随着这种高速旋转，安装在工具保持架前端部的工具的前端即使有微小的振动，就会造成破坏孔尺寸精度，使孔的内周面粗糙等不能对孔进行精密加工的问题。

为解决上述问题，过去，在工具保持架上设置对工具保持架的轴体的振动进行校正的装置(参照特开平11-104931号公报)。

为此，为了进行说明，将现有技术的例子示于图12，并依照该图对其进行描述。为了使工具保持架1上的轴体3的根部侧2嵌合到图中未示出的具有公知结构的机床中的主轴1a的锥形孔1b中，制成众所周知的锥形柄部2。同时，在轴体3的前端侧备有工具4a的保持部4(一般地，为了夹紧固定用钻头等刀具所表示的工具4a，以具有可自由扩大缩小的挟持孔的卡盘4作为保持部4。此外，作为一种公知的结构，有时也在卡盘4的部位处将刀具4a相对于轴体3直接地且整体地进行安装和保持)。在轴体3的外周部、并且在柄部2一侧，形成大直径的凸缘部5，用于利用公知的机器人的把持部进行把持的场合。5a表示卡合用的槽。

在图12所示的工具保持架1中，于凸缘部5的槽部5a的底部上开有多个沿半径方向的螺纹孔6，在各孔6内旋入阳螺栓7，作为调整质量用的螺栓构件。阳螺栓7的顶部上设有用于六方扳手的六方孔8，利用扳手可将阳螺栓7在孔内进行进退调整，当工具保持架1高速旋转时，通过使螺栓在半径方向的位置变化，来实现质量的变化，可校正工具保持架1的轴体3的振动。

此外，即使在工具保持架1的轴体3的部分进行了轴体振动的校正，在靠近前端的工具安装部附近的位置处，也会发生轴心振动。因此，在前端部3a处，同样也要安装可进行进退调整的作为质量调整用的阳螺栓9，通过使各阳螺栓9前进或后退可校正前端部分3a的轴体的振动。

如上所述的现有技术那样的轴体振动校正装置，只能校正设置该校正装置的部位或其附近处的轴体振动。

然而，对于例如像钻头4a等那样，从工具安装部4向外突出的尺寸较大的长工具，对其轴心相对于旋转中心的振动最需要进行校正的部分是钻头前端的刃尖部分。可是，在上述现有技术中，即使采用阳螺栓7和9，对于像钻头前端的刃尖4b部分那样，从工具安装部4突出量大的部分，也不能对轴心相对于旋转中心的振动进行校正。

发明内容

本申请的目的是提供一种具有轴体振动校正装置的工具保持架，只要通过使对轴体的一部分加压的螺栓构件旋转这样简单的操作，就可使位于轴体前部一侧的轴线C发生位移，将安装在突出的前端部上的工具的前端中心部与工具保持架的旋转中心Ca重合。

本申请的另一个目的是提供一种工具保持架，在该工具保持架中，通过在工具保持架中主轴的周围至少三处以上均等的位置处配置使轴体前部一侧的轴线C移位用的螺栓构件，使得不论作为工具的刀具的轴心向哪个方向振动，也可将刀具前端移动到工具保持架的旋转中心，而与其振动方向无关。

本申请的另外一个目的是提供一种工具保持架，在这种工具保持架中，即使是设在一个部位处的螺栓构件，通过该螺栓部件的转动方向，也可使上述刀具的前端位置向左或向右地自由移位。

本申请的另一个目的是提供一种轴体振动校正器，对于已经完成的工具保持架，仅将该轴体振动校正器安装于其轴体的周边上，从而，将上述工具保持架改变成一种装配有使轴体前部一侧的轴线C位移、使从保持部具有大的突出量地安装的工具前端的中心部与工具保持架的旋转中心Ca重合的轴体振动校正装置的工具保持架。

本发明的其它目的和优点，通过附图及下面所进行的相应的说明，可很容易地得到理解。

本发明提供一种工具保持架，是(a)：在轴体的根部一侧备有相对于机床旋转部安装用的安装部，在轴体的前部一侧备有保持工具用的保持部的工具保持架，其特征为，

(b)：在上述根部一侧和前部一侧之间的轴体的外周部上，在沿轴体的长度方向相互离开的位置上设置第一接合部和第二接合部，

(c)：上述第一接合部由环绕轴体的周围设置的朝向前部一侧的壁面构成，

(d)：上述第二接合部由在比上述第一接合部靠近前部一侧的位置上、环绕轴体的周围设置的朝向根部一侧的倾斜面构成，

(e)：在上述轴体上第二接合部的外周上，配置在轴体的周围自由转动的环状体，

(f)：该环状体的朝向根部一侧的面作为朝向上述壁面地抵接在第一接合部上的配合安装部，

(g)：在环状体的圆周方向的至少三个部位以上的均等位置上，分别从外周一侧朝向作为上述第二接合部的倾斜面地配设阴螺纹孔，在各阴螺纹孔中旋合朝向作为上述第二接合部的倾斜部自由进退的螺栓构件，

(h)：上述螺栓构件上前端的前进位置是朝向上述倾斜面设定的，通过使螺栓构件旋转前进，上述前端抵接在上述倾斜面上，通过推压倾斜面，上述配合安装部抵接在上述第一接合部上，在上述第一接合部和上述倾斜面之间使轴体前端侧的轴线位移的力。从而，在使工具保持架高速旋转进行打孔、切削作业的场合，可获得以高精度进行精密加工的效果。

附图说明

图1是备有根据本发明的第一实施例的轴体振动校正装置的工具保持架的剖面图。

图2是图1的II-II向视图，(A)是在四个部位上配置螺栓构件的例子，(B)是在三个部位上配置螺栓构件的例子，(C)是在六个部位上配置螺栓构件的例子。

图3是图1所示的轴体振动校正装置的放大图。

图4是表示工具刀尖的振动状态的局部剖视图。

图5是表示对工具刀尖进行校正过的状态的局部剖视图。

图6是备有不同实施例的轴体振动校正装置的局部剖视图。

图7是另一个实施例的轴体振动校正装置的一部分的剖视图。

图8是另外一个不同实施例的轴体振动校正装置的局部剖视图。

图9是再一个不同实施例的轴体振动校正装置的局部剖视图。

图10是另外一个不同实施例的轴体振动校正装置的局部剖视图。

图11是另外一个不同实施例的轴体振动校正装置的局部剖视图。

图12是现有技术的轴体振动校正器的说明图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个实施例进行说明。

图1是根据本发明的第一个实施例的工具保持架10的剖面图，图2的(A)图是图1的II-II向视图。图2的(B)、(C)是表示改变螺栓构件24的数目的图示。图3是图1的轴体振动校正器的局部放大图。

在图1至图5中，由标号10至18所表示的构件的结构与图12所示的工具保持架1相同，是公知的，下面对其进行说明。工具保持架10备有具有作为公知的主体部的中空部13a的轴体13。在轴体13的外周上配置凸缘部11，同时在凸缘部11的背部位置上配置向根部的后方一侧凸出设置的锥形柄部12。它们是用于安装到机床旋转部上的安装部。

位于凸缘部11的前侧位置处的轴体13制成比凸缘部11的直径小得多(也有比凸缘部11的直径大的情况)。在凸缘部11的前侧形成阶梯部11b。轴体13被制成周知的细长中空的筒状(也有实心的情况)、在其前部侧备有用于保持工具17的工具保持部14。

保持部14作为众所周知的卡盘部，其构成方式为，利用弹簧筒夹15a、紧固环15等，如已知的那样，将***到保持部14的中心孔14a内的作为任意刀具的钻头17的根部紧固固定。

在保持部14中，由于保持部14的轴体部分的厚度以及弹簧筒夹(压缩环)15a、紧固环15等的制造误差，总厚度会不一致。这样一来，工具前端18的位置会相对于工具保持架10的旋转中心Ca发生横向偏移，脱离工具保持架的旋转中心Ca。当在这种状态下高速旋转钻头17时，钻头17前端的刃尖18向箭头S的方向摆动，不可能进行精密加工。

因此，在本实施例中，在轴体13的外周面设置可自由装卸的轴体振动校正器20。轴体振动校正器20的主体部利用一定厚度和重量的金属材料制成，并制成可套装在轴体13的外周上的环状(环状体)21。

相对于从环状体21的外周向其内周侧设置的阴螺纹孔23，可自由进退地螺纹配合有阳螺栓构件24。具有阳螺纹的螺栓构件24，通过设于其头部24b上的公知的操作槽，将其整个长度贯穿拧入到阴螺纹孔23内。其内螺纹配合有螺栓构件24的阴螺纹孔23，即使只设置在环状体21周围的一个部位处，也可调整工具17的前端18的轴振。然而，如果在轴体外周部的周向方向上的至少三处以上均等地配置的话(参见图2的B、C图)，则可极为简单而快捷地调整工具的尖端18中心的“轴振”。

在上述环状体21的一个侧面上，备有用于和设在上述轴体13的外周部的第一接合部接触的配合安装部28。该第一接合部26形成于前述阶梯部11b上。即，利用凸缘部上的前壁面26，将上述环状体21上的一个侧面28配合安装于其上。

上述螺栓构件24的前端29可与沿长度方向离开上述第一接合部26的位置处设置第二接合部27接触。第二接合部27具有在轴体13的外周面上刻制的环状U形槽22的结构。

通过旋转上述螺栓构件24，对上述两个接合部(26、27)加压，在它们之间产生一个使轴体13前部侧的轴线C发生位移的力F。

即，当螺栓构件的前端部29处于压接在轴体13上的状态时，由轴体13产生的反作用力，使上述环状体21的端面28与凸缘部11的侧端面26变成压接状态，将环状体21与轴体13牢固地固定。而且，如图3所示，在本实施例中，当环状体21在凸缘侧的端面28与凸缘部11的端面26成为接触状态、即，成为环状体21在凸缘部11的一侧不能移动的压接状态时，贯通孔23定位成其中心点相对于U形槽22的中心点22a向保持部14一侧稍稍偏离的位置。

从而，当将螺栓构件24拧入，其尖端29***U形槽22内时，螺栓的尖端29仅触及U形槽22在保持部14一侧的倾斜面27(第二接合部)，而与凸缘部11一侧的倾斜面完全不接触。从而，当把螺栓构件24拧入螺纹孔23中紧固时，螺旋拧入力(在图3中，指向工具保持架10的轴心C的方向上的力)，通过与倾斜面27的作用，具有图3中用F表示的力，即，具有在轴部13上使保持部14的侧面向箭头Fa的方向弯曲的分力。

此外，30表示环状罩，为防止螺栓构件24脱落而设置在环状体的外周，可自由装卸地将端部固定安装在轴体13一侧。31则表示直径比螺栓头部24b小的操作孔，位于螺栓头部24b的外周侧。

当将钻头17安装到这样构成的工具保持架10上使之旋转时，如图4所示，在钻头的刃尖位置18偏离旋转中心轴线Ca时，令工具17的尖端18的中心部与工具保持架的旋转中心Ca重合。这时，通过调整图2中的三个(或多个)螺栓构件24各自的紧固力(向倾斜面27上的压接力)，如图3、图5所示，使轴体13弯曲，令轴线C向箭头Fa的方向移位，使刃尖位置18与旋转中心轴Ca一致。

对于图12所示的现有技术的产品，即使紧固校正器的螺栓7，由于只能改变螺栓正下方的质量，利用校正部位难以校正在工具侧发生的轴心振动，而如果采用本实施例，紧固螺栓构件24的力如图3所示的力F一样，可以将轴体13弯曲，从而能波及到工具的安装部侧14，因此很容易地校正工具的尖端18的旋转中心相对于工具保持架10的旋转中心Ca的偏移。

如上所述，根据本实施例的轴体振动校正器20，利用校正器20也能够校正靠近工具17一侧的振动。这是由于倾斜面27的作用，通过改变该倾斜面27的倾斜角度，能够使力F的方向更加指向工具侧，但这只在需要加大必要的力(螺栓24的紧固力)才是必要的。

图6表示根据本发明的第二个实施例的工具保持架10，它可以对钻头的刃尖18的振动进行更进一步的校正。在本实施例中，与第一个实施例相比，不同之处在于轴体振动校正器20的安装位置在更靠近工具17一侧。这样，通过使轴体振动校正器20靠近工具一侧，没有必要将倾斜面27的倾斜角度减小，利用更小的螺栓紧固力，就可校正工具前端18的振动。

关于图1至图6所示的工具保持架10中的轴体振动校正装置，对安装具有可相对工具保持架10自由安装拆卸的结构的轴体振动校正器20，校正工具保持架10中的“轴振”进行了说明。然而，轴体振动校正装置20既可以是可自由装卸的独立装置，也可以不是独立结构的装置，可以在工具保持架10的制造过程中预先将环状体21安装在轴体的外周面上。

下面，在对图6进行说明时，在功能上与前述图1至图5相同或者具有等效结构的部分，采用和前述图1至图5中同样的数字标号或相同的符号，为了进行区别起见，额外地赋予字母e，由于对其结构能够理解，省略对它们的重复说明(对于从图7以后的各图所示的安装有轴体振动校正装置20的工具保持架10的部分，基于同样的考虑，在其结构图上依次赋予与前图相同的数字标号，并依次增加字母f，g，h，i，省略对它们的重复说明)。

其次，在上述图1～图6的实施例中，作为轴体振动校正器20的第二接合部，是利用了U形槽22的一个侧面的倾斜面，但也可以在轴体13的周向方向上于对应的点处存在用于阻挡第二配合安装部29的结构，而不用U形槽。此外，在图3中，螺栓构件24相对于第二接合部27是对向设置的，但也可以在第一接合部26上形成U形槽22，令螺栓构件24相对于该U形槽可自由地进退，这同样也可产生如图3所示的力F。

在上述实施例中，有关轴体振动校正装置20的实施例也可以具有如下面的图7，图8，图9，图10和图11中所示的结构。这些图所示的轴体振动校正装置20是一种与图3所示的轴体振动校正装置20相比，其一部分结构有所不同的实施例。

图7所示的轴体振动校正装置的目的是，用于说明将轴体振动校正装置加装在轴体的长度方向的任意中间位置处，都具有可使轴体13前部的轴线位移的可能性。

图7中的33是设置在轴体13f的长度方向38上任意的中间位置的外周上的前后开放型船底形凹陷部，在其内侧沿轴体长度方向38相互离开的前后位置的两侧分别形成用于构成第一接合部26f与第二接合部27f的斜面。在该凹陷部33内，备有可向船底自由进退的钢制推压构件34。在该推压构件34的前后，为了与上述第一接合部和第二接合部的倾斜部分接触，备有与之相对应的倾斜状的第一配合安装部28f和第二配合安装部29f。在轴体的周围，固定配置用于可进退地保持螺栓构件24f的阴螺纹形成构件36。可将阴螺纹形成构件36根据凹陷33的数目及与此相对应的螺栓构件24f数量，分别独立地固定配置在轴的周围。而如图所示，也可将整体形成的环状体21f配置在轴的周围，按照所需的数目配设螺纹形成构件36。此外，船底状凹陷部33也和图1的U形槽一样，以连续环状的形式刻制在轴体13的外周面上。在把凹陷部33以连续环状的方式刻制在轴体13的外周面上的情况下，通过可将环状体21f向轴的周向自由地移动，改变阴螺纹形成构件36在圆周方向上的位置，可向任意方向改变前端侧的轴线Cf在轴体13f上的位移方向。从而可减少螺栓构件24的数目。此外，在推压构件34上设置凹部34a，螺栓构件24f的前端35可相对于它进行转动配合。

图7的轴体振动校正器20中，当操作螺栓构件24，前端部35向轴的中心方向前进时，推压构件34两侧的接触面28f、29f使第一接合部26f和第二接合部27f的斜面扩展，和图3所示的情况一样，产生使轴体13f前部的轴线Cf位移的力Ff。

提供图8的轴体振动校正装置的目的是为了说明也可容易地安装在图12所示的现有技术的工具保持架上、同时容易使轴体前部的轴线发生位移的可能性。

图8中，11bg是一般设置在轴体13g长度方向38的任意中间位置的外周的阶梯部，在沿长度方向38相互离开的位置的两侧，分别形成用于构成第一接合部26g和第二接合部27g的竖直壁面26g以及与该壁面垂直的轴体外周面27g。在该阶梯部11bg上备有可在拐角部42的空间自由进退的钢制推压构件40。在该推压构件40的前后，为与上述第一接合部26g和第二接合部27g接触，备有具有相当倾斜状配合面的第一配合安装部28g和第二配合安装部29g。

另一方面，在上述轴体13g中拐角部42内配置阴螺纹孔23g，穿过上述推压构件40的贯通孔43的螺栓构件24g可进退地螺纹配合到的该阴螺纹孔中。图8所示的轴体振动校正装置20g中，当操作螺栓构件24g，令推压构件40向拐角部42的方向前进时，推压构件40两侧的配合面28g、29g使第一接合部26g和第二接合部27g的配合面扩大，和图7所示的情况一样，产生使轴体13g的前部轴线Cg发生位移的力。

提供图9、图10的轴体振动校正装置的目的，是提供一种螺栓构件的旋入力对轴体前部的轴线位移极为有效的作用的装置。

在这些图中，构成第一接合部26h、26i的竖直壁面26h、26i，采用形成于凸缘部11h、11i(或者固定在轴体上的另外形成的环状构件)前侧的阶梯部，沿轴体13h、13i的长度方向38相互离开的位置上，配置与轴体整体固定形成的(或者用另外的构件可自由套装固定形成的)环形体21h、21i，在该环状体上形成具有阴螺纹部23h、23i的第二接合部27h、27i。将螺栓构件24h、24i螺纹配合到该阴螺纹部23h、23i上，将其前端作为配合安装部28h、28i，将根部的螺栓侧作为第二配合安装部29h、29i。

采用这样的结构，通过操作螺栓构件24h、24i，将竖立的壁面26h、26i与备有阴螺纹部23h、23i的构件21h、21i之间扩大，产生使轴体13h、13i的前部的轴线Ch、Ci发生位移的力。

此外，在图9和图10中螺栓构件24h、24i的轴线方向可以是如图9所示成与轴体13h的轴线平行的状态或如图10所示使之具有倾斜状的角度47以便易于操作的状态。

提供图11所示的轴体振动校正装置的目的，是通过螺栓构件的螺旋转动操作方向，产生使轴体前部的轴线方向或靠右或左，向不同方向位移的力。

在图11中，相对于作为第一接合部26j的竖立壁面26j，形成左阴螺纹(或右阴螺纹)23j，在沿轴体13j的长度方向38相互离开的位置上将与第一接合部26j的螺纹反向的右(或左)阴螺纹部23j作为第二接合部27j配置在螺栓保持构件50上。作为螺栓保持构件50，只要是如钢制螺母等的独立状态构成即可。作为第一配合安装部28j和第二配合安装部29j，在一个螺栓构件24j的两侧形成左螺纹28j和右螺纹29j，将它们与分别形成在前述第一接合部26j和第二接合部27j上的左、右阴螺纹旋合，通过将一个螺栓构件24j向左或向右的转动操作，或使接合部26j、27j靠近或者使它们远离，可使轴体13j前部的轴线Cj的方向向右、向左不同的方向位移。

组装时，在使螺栓构件24j的两侧分别螺纹配合到对应的阴螺纹中的状态下，通过用焊接51等任意方法把可自由旋转的螺母50固定安装在轴体13j的外周上。52表示嵌合用凹槽，53表示螺栓操作用的方形构件。

此外，在图7，图8，图9，图10，图11中，表示了在轴体13的周围分别配置四组轴体振动校正装置20的例子，但和第一个实施例一样，其数量可以是从一组到六组等任意组。

此外，对于这些图所示的轴体振动校正装置20，只对其中一组的操作进行了描述，但当交替地操作配置在轴体周围的二组、三组、或更多组轴体振动校正装置20时，可以将轴心C向任意方形弯曲使之移位。例如，可使工具17的刀尖18的位置靠近工具保持架10的旋转中心Ca，使它们重合，但也可使工具17的刀尖18的位置远离旋转中心Ca，以便增大切削半径。

其次，表示具体结构的图7，图8，图9，图10，图11中的各图(A)是表示工具保持架中对应于图3的位置的剖面图，图(B)是表示图7，图8，图9，图10，图11中的各图(A)的轴体振动校正装置20的位置的剖面图。

Claims (1)

1.一种工具保持架，是(a)：在轴体(13)的根部一侧备有相对于机床旋转部安装用的安装部(12)，在轴体(13)的前部一侧备有保持工具(17)用的保持部(14)的工具保持架(10)，其特征为，

(b)：在上述根部一侧和前部一侧之间的轴体(13)的外周部上，在沿轴体的长度方向相互离开的位置上设置第一接合部(26)和第二接合部(27)，

(c)：上述第一接合部(26)由环绕轴体(13)的周围设置的朝向前部一侧的壁面(26)构成，

(d)：上述第二接合部(27)由在比上述第一接合部(26)靠近前部一侧的位置上、环绕轴体(13)的周围设置的朝向根部一侧的倾斜面(27)构成，

(e)：在上述轴体(13)上第二接合部(27)的外周上，配置在轴体(13)的周围自由转动的环状体(21)，

(f)：该环状体(21)的朝向根部一侧的面作为朝向上述壁面(26)地抵接在第一接合部(26)上的配合安装部(28)，

(g)：在环状体(21)的圆周方向的至少三个部位以上的均等位置上，分别从外周一侧朝向作为上述第二接合部(27)的倾斜面(27)地配设阴螺纹孔(23)，在各阴螺纹孔(23)中旋合朝向作为上述第二接合部(27)的倾斜部(27)自由进退的螺栓构件(24)，

(h)：上述螺栓构件(24)上前端(29)的前进位置是朝向上述倾斜面(27)设定的，通过使螺栓构件(24)旋转前进，上述前端(29)抵接在上述倾斜面(27)上，通过推压倾斜面(27)，上述配合安装部(28)抵接在上述第一接合部(26)上，在上述第一接合部(26)和上述倾斜面(27)之间使轴体前端侧的轴线(C)位移的力(Fa)。

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