JP2004209617A

JP2004209617A - Tool holder

Info

Publication number: JP2004209617A
Application number: JP2003002396A
Authority: JP
Inventors: Kenji Muramatsu; 健司村松; Yusaku Yamamoto; 雄策山本
Original assignee: SHINKIKAI GIKEN KK; Nikken Kosakusho Works Ltd
Current assignee: SHINKIKAI GIKEN KK; Nikken Kosakusho Works Ltd
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-01-08
Also published as: JP4330345B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To share the same cutting tool to process holes which have different diameters by adjusting an axial center of a holder body to a rotational axial center of a spindle in a radial direction. <P>SOLUTION: An inner perimeter hole 134 of a tapered corn 13 is formed by being eccentric by a specified quantity to a center axial line L1 of a tapered peripheral surface 131 of the tapered corn 13. The tapered corn 13 is rotated and operated by a pull stud 14 in a circumference direction of a shank part 121. A rotation center of the tapered corn 13 is slightly moved to the center of the shank part 121, namely the axial center of the spindle 9 which meets the axial line L1 of the holder body 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボーリング加工等の切削工具を工作機械のスピンドルに着脱可能に装着するための工具ホルダに関し、さらに詳しくは、ホルダ本体のシャンク部がテーパコーンを介して工作機械のスピンドルに装着されるようにした工具ホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボーリング加工やエンドミル加工等の切削工具を工作機械のスピンドルに着脱可能に装着するための工具ホルダは、ストレートシャンク部、フランジ部及びアーバを互いの軸線を一致させて後方から前方に向け有するホルダ本体と、上記ストレートシャンク部に該ストレートシャンク部の軸方向に移動可能に嵌合されたテーパコーンと、上記ストレートシャンク部の後端に螺着された、テーパコーンの抜け止め兼用のプルスタッドとを備え、上記テーパコーンは前端から後端に行くにしたがい小径となるテーパ外周面を有し、このテーパコーンの前端面と上記フランジ部との間には、テーパコーンをプルスタッドに圧接させる方向に付勢してテーパコーンにプリロードを付与する弾性部材が介在されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように構成された工具ホルダにおいて、テーパコーンごとホルダ本体のシャンク部を工作機械スピンドルのテーパ穴内に差し込んだ後、工作機械スピンドル内に設けた引き込み機構によりプルスタッドを介してホルダ本体のシャンク部をテーパコーンごと後方へ引き込むことにより、テーパコーンの外周面をテーパ穴の内周面に密着させるとともに、テーパコーンの縮径作用によりホルダ本体のシャンク部を強力に掴持して、大きな拘束力で工具ホルダを工作機械スピンドルに保持できるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０８３２９１号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の工具ホルダでは、ホルダ本体のシャンク部に嵌合されるテーパコーンの内径と外径は同心円であるため、ホルダ本体のシャンク部をテーパコーンごと工作機械スピンドルのテーパ穴に挿着した時、ホルダ本体の軸心と工作機械スピンドルの軸心とは常に一致し、偏心することがない。このため、ドリル加工やタッピング加工などを行う切削工具のように、その軸心を工作機械スピンドルの軸心に一致して、これらの切削工具を工作機械スピンドルに装着する工具ホルダの場合は問題がないが、ボーリングバーやボーリングバイトなどのように穴加工用の切削工具を保持する工具ホルダの場合、切削工具の刃先はホルダ本体の回転軸心及び工作機械スピンドルの軸心のいずれからも半径方向にずれている。このため、加工穴径に対応した刃先を有する切削工具及びそのホルダ本体を加工穴径ごとに用意する必要があり、工具の設備コストが上昇するという問題がある。
また、刃先径調整機構を有する工具ホルダは、一般的に、先端部に径調整機構があるため、刃先の剛性が弱いという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、工作機械スピンドルの回転軸心に対するホルダ本体の軸心を半径方向に調整可能にすることで、刃先部の剛性を低下させることなく、同一の切削工具を径の異なる穴加工に共用可能にするとともに工具の設備コストを低減できるようにした工具ホルダを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、軸心から半径方向に離れた箇所に切刃を有する切削工具を工作機械のスピンドルに着脱可能に装着するとともに前記スピンドルの円周方向に対する前記切刃の位置が固定されるように保持する工具ホルダであって、シャンク部と、このシャンク部の一端に互いの軸線を一致して設けたフランジ部と、前記フランジ部の反シャンク部に互いの軸線を一致して設けられ前記切削工具が保持されるアーバとを有するホルダ本体と、前記スピンドルに該スピンドルの前端から後方に行くにしたがい小径となるように形成したテーパ穴の内周面と等しいテーパ外周面を有するとともに前記シャンク部に該シャンク部の軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合された、径方向に弾性変形可能なテーパコーンと、前記シャンク部の後端に設けられたプルスタッドと、前記テーパコーンの前端面と前記フランジ部との間に介在され、前記テーパコーンを前記プルスタッド側へ付勢する弾性部材とを備え、前記シャンク部の外周に嵌合する前記テーパコーンの内周穴は前記テーパコーンのテーパ外周面の軸線に対し所定量偏心して形成され、前記テーパコーンを前記シャンク部の周方向に回転して前記テーパコーンの内周穴の偏心方向を前記シャンク部の円周方向に移動することにより前記切削工具の切刃を前記スピンドルの半径方向に微調整できるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記プルスタッドは、前記シャンク部の後端に該シャンク部の軸線を中心にして回転可能に支持され、前記テーパコーンの後端面と該後端面に相対向するように前記プルスタッドに設けた鍔部との間に設けられ、前記テーパコーンと前記プルスタッドとを互いに結合する結合部材を備え、前記テーパコーンは前記プルスタッドを介して前記シャンク部の周方向に回転されるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の工具ホルダにおいて、前記テーパコーンに該テーパコーンの軸線に対して傾斜する方向のすり割りを形成し、このすり割り内に弗素系のゴムなどの弾性体を充填したことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載の工具ホルダにおいて、前記ホルダ本体の軸心及び前記プルスタッドの軸心には、クーラントその他の切削流体を前記切削工具の切刃に供給するための通路がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記シャンク部は、該シャンク部の外周面に潤滑剤充填溝を有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１に記載の工具ホルダにおいて、前記ホルダ本体のフランジ部に隣接する前記テーパコーンの外周面には、該テーパコーンのシャンク部円周方向への回転角度を示す目盛がテーパコーンの円周方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１記載の工具ホルダにおいて、前記テーパコーンの内周穴が偏心により生じるテーパコーンの薄肉側端面又は内面箇所にはホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔や溝等が形成されていることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項２記載の工具ホルダにおいて、前記プルスタッドは、工具マガジンに装着されたＮＣナットランナーにより回転駆動されるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態における工具ホルダの縦断側面図、図２は図１の２−２線方向から見た工具ホルダの平面図、図３は図１の３−３線方向から見た工具ホルダの側面図、図４は図３の４−４線に沿う横断平面図、図５は図４の矢印５方向から見たテーパコーンの側面図、図６は図５の矢印６方向から見たテーパコーンの底面図、図７は本実施の形態における工具ホルダの結合部材の平面図、図８は本実施の形態における工具ホルダの結合部材の側面図である。
【００１３】
図１に示す工具ホルダ１０は、軸心Ｌ１から半径方向に離れた箇所にボーリングなどの切刃１１Ａを有する切削工具１１を工作機械のスピンドル９に着脱可能に装着するためのもので、ホルダ本体１２、テーパコーン１３及びプルスタッド１４、取付ボルト１７、弾性部材１８、結合部材２０などを備えている。
【００１４】
前記ホルダ本体１２は、ストレートのシャンク部１２１と、このシャンク部１２１の一端に互いの軸線Ｌ１を一致して設けたフランジ部１２２と、このフランジ部１２２の反シャンク部１２１に互いの軸線Ｌ１を一致して設けられ、切削工具１１を保持するアーバ１２３とを有する構成になっている。また、シャンク部１２１の外周面には、図３に示すように、周方向に連続する山形状の潤滑剤充填溝１２１ａが形成され、この充填溝１２１ａにグリースなどの潤滑剤を充填しておくことにより、シャンク部１２１とこれに嵌合されるテーパコーン１３との相対移動が長期にわたりスムーズにできるようにしてある。
【００１５】
また、フランジ部１２２の外周面には、自動工具交換装置のアーム（図示省略）が係脱可能に係合する台形溝１２２ａが形成され、フランジ部１２２のテーパコーン１３と相対向する後端面には環状凹部１２２ｂが形成され、この環状凹部１２２ｂ内には、テーパコーン１３にプリロードを付与する後述の弾性部材１８が収容されている。なお、１２２ｃはキ−溝である。
また、前記ホルダ本体１２の軸心部には、シャンク部１２１の後端面からアーバ１２３の結合穴１５１に連通するクーラント等の流体供給通路を兼ねた穴１２４が形成され、さらに、シャンク部１２１の軸心の後端部分には、プルスタッド１４を回転可能に支持する嵌合穴１２５が穴１２４と同軸に形成されている。
【００１６】
前記切削工具１１は、図１に示すように、円柱状のヘッド本体１１１と、このヘッド本体１１１の先端部にヘッド本体１１１の直径方向に延在して設けた工具ユニット１１２とを備え、この工具ユニット１１２はヘッド本体１１１の軸線より外周側に位置して設けたボーリングなどの切刃１１Ａを有している。また、ヘッド本体１１１は結合手段１５によりアーバ１２３の先端に分離可能に結合されている。
また、前記切削工具１１の結合軸部１５２を含むヘッド本体１１１の軸心部には前記流体供給通路１２４と連通して切刃１１Ａにクーラント等の切削流体の供給する通路１１３が形成されている。
【００１７】
前記結合手段１５は、図１に示すように、アーバ１２３の先端面に軸線を一致して同心に形成された所望深さの結合穴１５１と、ヘッド本体１１１の後端面に軸線を一致して同心に形成され、前記結合穴１５１に嵌合される結合軸部１５２と、この結合軸部１５２を複数の箇所でアーバ１２３に固定する複数のクランプねじ１５３とを備えている。
前記各クランプねじ１５３は、アーバ１２３の円周方向の３箇所にその外周面から結合穴１５１内に達するように形成したねじ孔１５４のそれぞれに螺合され、この各クランプねじ１５３を締め付けることで結合軸部１５２をアーバ１２３に一体に結合するように構成されている。
【００１８】
また、各クランプねじ１５３は、その螺入先端に先細のテーパ部１５３ａを有し、結合軸部１５２の外周面には、クランプねじ１５３のテーパ部１５３ａが係合するクランプ用テーパ穴１５２ａが形成されている。
したがって、アーバ１２３の各ねじ孔１５４に螺合した各クランプねじ１５３のテーパ部１５３ａを予め決められた結合軸部１５２のクランプ用テーパ穴１５２ａにそれぞれ係合することにより、アーバ１２３とヘッド本体１１１との円周方向の位置関係が常に一定に保たれるようにする。すなわち、切削工具１１をホルダ本体１２に取り付けた時の切刃１１Ａの位置がホルダ本体１２の円周方向に対して常に一定の関係が保たれるようになっている。
【００１９】
前記テーパコーン１３は、図１〜図５に示すように、シャンク部１２１に該シャンク部１２１の軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合され、そして、スピンドル９の前端から後方に行くにしたがい小径となるように形成したテーパ穴９Ａの内周面と等しい、例えば１／１０テーパのテーパ外周面１３１を有している。
また、前記テーパコーン１３には、図４及び図５に示すように、テーパコーン１３の軸線に対し緩い傾斜でテーパコーン１３の全長にわたって延在するすり割り１３２が形成され、このすり割り１３２によりテーパコーン１３が径方向に弾性変形できるように構成されている。そして、すり割り１３２内には弗素系ゴムなどの弾性体１３３が充填されている。この弾性体１３３はすり割り１３２内に塵埃などが浸入されるのを防止する役目をしている。
また、前記テーパコーン１３は、図４及び図６に示すように、前記シャンク部１２１にその軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合される内周穴１３４を有し、この内周穴１３４は、テーパコーン１３のテーパ外周面１３１の中心軸線Ｌ１に対し所定量偏心して形成されている。１３ａは内周穴１３４に中心軸線である。さらに、前記テーパコーン１３は、図４及び図６に示すように、テーパコーン１３の内周穴１３４が偏心により生じるテーパコーン１３のフランジ部１２２である薄肉側端面箇所１３ｂには，ホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔１３７がテーパコーン１３の円周方向に所定の間隔をおいて形成されている。
【００２０】
また、ホルダ本体１２のフランジ部１２２に隣接するテーパコーン１３の外周面には、図３に示すように、テーパコーン１３のシャンク部１２１に対する円周方向への回転角度の大きさを表す目盛１３５がテーパコーン１３の円周方向に沿って形成されている。この目盛１３５は、テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転して、テーパコーンの内周穴１３４の偏心方向をシャンク部１２１の円周方向に移動した時、テーパコーン１３の偏心内周穴１３４による切削工具１１の切刃１１Ａのスピンドル半径方向への移動量の目安を表示するものである。また、この目盛１３５に対応して、フランジ部１２２のキ−溝１２２ｃ内に偏心の最小位置を示す基準線１３５ａが形成されている。
【００２１】
前記弾性部材１８は、図１に示すように、鋼板などの弾性金属板からなる複数の環状の皿ばね１８１と、環状の金属板などからなる薄板１８２とを重ね合わせて構成され、この弾性部材１８は、その少なくとも一部を前記環状凹部１２２ｂに収容した状態で、この環状凹部１２２ｂの底とテーパコーン１３の前端面との間に介在される。
【００２２】
前記プルスタッド１４は、ホルダ本体１２のシャンク部１２１をスピンドル９のテーパ穴９Ａに引き込んでホルダ本体１２をスピンドル９に装着するとともに前記テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転させるためのものであり、前記ホルダ本体１２の嵌合穴１２５にＯリング等のシール材１６を介して回転可能に嵌合される中空の第１軸部１４１と、この第１軸部１４１の後端に軸線を一致して一体に設けられ、シャンク部１２１の後端面に当接される鍔部１４２と、この鍔部１４２の反軸部１４１側に軸線を一致して一体に設けられた中空の第２軸部１４３と、この第２軸部１４３の後端に設けた鍔状の係合部１４４と、鍔部１４２に形成した治具係合孔１４５を備え、また、前記第１軸部１４１の内周面には、プルスタッド１４をホルダ本体１２に保持するための取付ボルト１７が螺合される雌ねじ１４６が形成されている。取付ボルト１７の軸心部には、これを軸方向に貫通するクーラント等の流体通路１７１が形成されている。
【００２３】
前記プルスタッド１４をホルダ本体１２のシャンク部１２１に取り付ける場合は、図１に示すように、プルスタッド１４の第１軸部１４１を嵌合穴１２５にシール材１６を介してシャンク部１２１の後端から挿入する。そして、ホルダ本体１２の穴１２４内にアーバ１２３側から差し込んだ取付ボルト１７を、スペーサ１９を介してプルスタッド１４の雌ねじ１４６に螺合し締め付ける。これにより、プルスタッド１４はホルダ本体１２に回転可能に保持される。
また、プルスタッド１４が取付ボルト１７によりホルダ本体１２のシャンク部１２１に取り付けられた状態では、プルスタッド１４の鍔部１４２が結合部材２０を介してテーパコーン１３を弾性部材１８に押し付け、この弾性部材１８を圧縮することにより、テーパコーン１３にプリロードを付与できるようになっている。
【００２４】
前記結合部材２０は、テーパコーン１３の後端面とこれに相対向するプルスタッド１４の鍔部１４２との間に配設されて、テーパコーン１３とプルスタッド１４とを互いに結合するものであり、この結合部材２０は図６及び図７に示すようにリング状を呈し、このリング状結合部材２０の１８０度離れた箇所の両面には一対ずつの凸部２０１及び２０２がそれぞれ設けられている。
また、結合部材２０と対向するテーパコーン１３の後端面には、図３に示すように、前記一方の凸部２０２と係合する一対の凹部１３６が形成されている。さらに、結合部材２０と対向するプルスタッド１４の鍔部１４２には、図３に示すように、前記他方の凸部２０１と係合する一対の凹部１４７が形成されている。
【００２５】
このように構成された工具ホルダ１０を使用する場合は、自動工具交換装置のアームを、ホルダ本体１２のフランジ部１２２に設けた台形溝１２２ａに係合してフランジ部１２２を把持し、ホルダ本体１２のシャンク部１２１を工作機械スピンドル９のテーパ穴９Ａ内に挿入する。この状態で、スピンドル９内に設けた引き込み部材８の前端部にプルスタッド１４の係合部１４４を係合させ、プルスタッド１４をスピンドル９の後側に引き込むことで、ホルダ本体１２のテーパコーン１３の外周面をスピンドル９のテーパ穴９Ａ内周面に密着させる。そして、プルスタッド１４をスピンドル９の後側に更に引き込むと、ホルダ本体１２のシャンク部１２１とシャンク部１２１に嵌めたテーパコーン１３も後側に引き込まれるので、このテーパコーン１３がシャンク部１２１とスピンドル９のテーパ穴９Ａとの間にくさびとして作用し、このくさび効果で工具ホルダ１０をスピンドル９に強固に装着される。
なお、自動工具交換装置は、アームを適時にフランジ部１２２の台形溝１２２ａから外して、動作前の位置に復帰させる。
【００２６】
次に、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整する場合について説明する。
この微調整は、切削工具１１を保持した工具ホルダ１０を用いて工作機械にワークを切削加工する時の一連の加工過程で行われる。以下、ワークをボーリング加工する場合を例にとって説明する。
【００２７】
まず、切削工具１１を保持した工具ホルダ１０を工作機械のスピンドル９に装着した状態で、ワークを規定寸法径より小さい径にボーリング加工する。すなわち、荒ボーリング加工する。しかる後、この切削工具１１を含む工具ホルダ１０を図示省略の自動工具交換装置により工作機械のスピンドル９から取り外し、これに代えて、図示省略の寸法測定工具をスピンドル９に装着する。そして、この寸法測定工具により、加工されたワークの穴径を自動的に測定する。
一方、寸法測定工具と交換された、上記切削工具１１を含む工具ホルダ１０は図示省略したツールマガジンの所定箇所に戻される。また、上記切削工具１１を含む工具ホルダ１０が保持される図示省略のツールマガジンの箇所には、図１０に示すように、工具ホルダ１０のプルスタッド１４を介してテーパコーン１３を回転操作することにより、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整するＮＣナットランナー４０が組み込まれている。
【００２８】
前記ＮＣナットランナー４０は、図１０に示すように、支持部材４０１に固定したサーボモータ４０２と、支持部材４０１に固定され、サーボモータ４０２の回転を減速する減速機４０３と、この減速機４０３の出力軸に設けられ、前記プルスタッド１４の鍔部１４２に形成した治具係合孔１４５に係合される回転治具４０４とを備える構成になっている。
【００２９】
寸法測定工具で測定された測定データは図示省略の工作機械ＮＣ制御部に取り込まれ、このＮＣ制御部において、ワークの穴径が規定寸法から何μｍ不足しているかを計算する。この計算データに基づいて上記ＮＣナットランナー４０のサーボモータ４０２をＮＣ制御部で駆動制御することによりプルスタッド１４を必要分回転操作して、テーパコーン１３の内周穴１３４の偏心方向をシャンク部１２１の円周方向に移動することにより切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向、すなわち規定寸法に不足する分の寸法が確保されるように径が拡大される方向に微調整する。
この場合、テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転すると、その回転角度の大きさに応じて、テーパコーン１３の内周穴１３４の偏心方向が変化するため、図９に示すように、テーパコーン１３の回転中心１３ａがシャンク部１２１の中心、すなわちホルダ本体１２の軸線Ｌ１と一致するスピンドル９の軸心に対し微移動される。
【００３０】
例えば、図９に示すように、テーパコーン１３を切刃１１Ａの最小径位置（開始位置）から９０度回して位置Ａに移動した場合、この９０度の位置Ａにおける切刃１１Ａの径は最小径位置よりも増大する。さらに、テーパコーン１３を９０度回した１８０度の位置Ｂでは、切刃１１Ａの径は最大となる。
すなわち、ホルダ本体１２が相対的にテーパコーン１３の回転中心１３Ａを中心に回転したことなり、これにより、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整することができる。
【００３１】
切削径の微調整された後の工具ホルダ１０は、図示省略の自動工具交換装置により寸法測定工具と交換され、この工具ホルダ１０に保持された切削工具１１により、荒加工されたワークの穴は、更に規定寸法まで仕上げ加工される。
【００３２】
このような本実施の形態による工具ホルダによれば、テーパコーン１３の内周穴１３４をテーパコーン１３のテーパ外周面１３１の中心軸線Ｌ１に対して所定量偏心して形成し、このテーパコーン１３をプルスタッド１４によりシャンク部１２１の円周方向に回転操作し、その回転角度の大きさに応じて、テーパコーン１３の内周穴１３４の偏心方向を変化することにより、テーパコーン１３の回転中心１３ａがシャンク部１２１の中心、すなわちホルダ本体１２の軸線Ｌ１と一致するスピンドル９の軸心に対して微移動させるように構成したので、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に微調整できるとともに、刃先部の剛性を低下させることなく、同一の切削工具を径の異なる穴加工に共用することができ、かつ工具の設備コストを低減することができる。
【００３３】
また、この実施の形態によれば、ホルダ本体１２、プルスタッド１４、取付ボルト１７及び切削工具１１のヘッド本体１１１にそれぞれ互いに連通する流体通路を形成して、切削液を切削工具１１の切刃１１Ａに供給できるようになっているので、切削時の切刃及びワークを冷却することもできる。
また、この実施の形態によれば、テーパコーン１３の外周面にテーパコーン１３のシャンク部１２１に対する円周方向への回転角度の大きさを表す目盛１３５を形成したので、この目盛１３５により、テーパコーン１３をシャンク部１２１の円周方向に回転して、テーパコーンの内周穴１３４の偏心方向をシャンク部１２１の円周方向に移動した時の切削工具１１の切刃１１Ａのスピンドル半径方向への移動量の目安を表示することができる。
【００３４】
また、この実施の形態によれば、テーパコーン１３の内周穴１３４が偏心により生じるテーパコーン１３のフランジ部１２２である薄肉側端面箇所１３ｂには，ホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔１３７がテーパコーン１３の円周方向に所定の間隔をおいて形成されているので、テーパコーン１３自体の周方向の質量バランスを取ることができ、高速加工時にビビリや振動の発生を未然に防止できる。
また、この実施の形態の工具ホルダによれば、工具マガジンにＮＣナットランナー４０を組み込んでおくことにより、工具ホルダ１０の工具マガジンへの挿着時にＮＣナットランナー４０でテーパコーン１３を回転操作して、切削工具１１の切刃１１Ａをスピンドル９の半径方向に自動的に微調整することができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、切削工具１１の切刃１１Ａの半径方向に微調整を工作機械によるワークの切削加工過程においてＮＣナットランナー４０で自動的に行う場合につき説明したが、本発明はこれに限らず、工具ホルダ１０のプルスタッド１４を図示省略の治具を用いて手動などで操作することにより行うようにしてもよい。
また、工具ホルダ１０に保持される切削工具１１は、上記実施の形態に示す構成のものに限らず、ホルダ本体１２のアーバ１２３に切削工具１１を直接設けた構造の工具ホルダにも本発明を適用することができる。
また、テーパコーン１３の薄肉側内面箇所にホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数の溝等をテーパコーン１３の円周方向に所定の間隔をおいて形成しても良いことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の工具ホルダによれば、テーパコーンの内周穴をテーパコーンのテーパ外周面の中心軸線に対して所定量偏心して形成し、このテーパコーンをプルスタッドによりシャンク部の円周方向に回転操作し、その回転角度の大きさに応じて、テーパコーンの内周穴の偏心方向を変化することにより、ホルダ本体の軸線と一致するスピンドルの軸心に対して微移動させるように構成したので、切削工具の切刃をスピンドルの半径方向に微調整できるとともに、刃先部の剛性を低下させることなく、同一の切削工具を径の異なる穴加工に共用することができ、かつ工具の設備コストを低減することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、ホルダ本体、プルスタッド等にそれぞれ互いに連通する流体通路を形成して、切削液を切削工具の切刃に供給できるように構成することにより、切削時の切刃及びワークを冷却することもできる。
また、本発明によれば、テーパコーンの外周面にテーパコーンのシャンク部に対する円周方向への回転角度の大きさを表す目盛を形成することにより、テーパコーンをシャンク部の円周方向に回転して、テーパコーンの内周穴の偏心方向をシャンク部の円周方向に移動した時の切削工具の切刃のスピンドル半径方向への移動量の目安を表示することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、テーパコーンの内周穴が偏心により生じるテーパコーンの薄肉側端面箇所には，ホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔を形成したので、テーパコーンを回転操作して、切削工具の切刃をスピンドルの半径方向に自動的に微調整したときの質量バランスを取ることができ、高速加工時にビビリや振動の発生を未然に防止できる。
また、本発明によれば、工具マガジンにＮＣナットランナーを組み込んでおくことにより、工具ホルダの工具マガジンへの挿着時にＮＣナットランナーでテーパコーンを回転操作して、切削工具の切刃をスピンドルの半径方向に自動的に微調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における工具ホルダの縦断側面図。
【図２】図１の２−２線方向から見た工具ホルダの平面図。
【図３】図１の３−３線方向から見た工具ホルダの側面図。
【図４】図３の４−４線に沿う横断平面図。
【図５】図４の矢印５方向から見たテーパコーンの側面図。
【図６】図５の矢印６方向から見たテーパコーンの底面図。
【図７】本実施の形態における工具ホルダの結合部材の平面図。
【図８】本実施の形態における工具ホルダの結合部材の側面図。
【図９】本実施の形態のテーパコーンによる径の微調整状態を示す説明図。
【図１０】本発明の工具ホルダにおけるプルスタッドの回転操作用ＮＣナットランナーの説明図。
【符号の説明】
９スピンドル
１０工具ホルダ
１１切削工具
１１Ａ切刃
１２ホルダ本体
１２１シャンク部
１２２フランジ部
１２３アーバ
１３テーパコーン
１３１テーパ外周面
１３２すり割り
１３３弾性体
１３４内周穴
１３５目盛
１４プルスタッド
１４１第１軸部
１４２鍔部
１４３第２軸部
１４４係合部
１４６雌ねじ
１７取付ボルト
１８弾性部材
２０結合部材
４０ＮＣナットランナー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool holder for removably attaching a cutting tool such as boring to a spindle of a machine tool, and more particularly, a shank portion of a holder body is attached to a spindle of the machine tool via a taper cone. The present invention relates to a tool holder described above.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a tool holder for removably mounting a cutting tool such as boring or end milling on a spindle of a machine tool has a straight shank portion, a flange portion, and an arbor directed from the rear to the front with their axes aligned. A holder body, a tapered cone fitted to the straight shank portion so as to be movable in the axial direction of the straight shank portion, and a pull stud screwed to the rear end of the straight shank portion and also serving as a taper cone retaining member. The tapered cone has a tapered outer peripheral surface having a smaller diameter as going from the front end to the rear end, and between the front end surface of the tapered cone and the flange portion, is urged in a direction to press the tapered cone against the pull stud. An elastic member for applying a preload to the taper cone is interposed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In the tool holder configured as described above, after inserting the shank portion of the holder body together with the taper cone into the tapered hole of the machine tool spindle, the shank portion of the holder body is pulled through the pull stud by the pulling mechanism provided in the machine tool spindle. By pulling the entire taper cone backwards, the outer peripheral surface of the taper cone is brought into close contact with the inner peripheral surface of the tapered hole, and the taper cone's diameter-reducing action holds the shank of the holder body strongly, allowing the tool holder to hold the tool holder with a large restraining force. It can be held on the machine tool spindle.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3083291
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional tool holder, since the inner diameter and the outer diameter of the taper cone fitted to the shank portion of the holder body are concentric, the shank portion of the holder body together with the taper cone is inserted into the taper hole of the machine tool spindle. When worn, the axis of the holder body always coincides with the axis of the machine tool spindle, and there is no eccentricity. For this reason, there is a problem in the case of a tool holder that mounts these cutting tools on the machine tool spindle, such as a cutting tool that performs drilling or tapping, with its axis aligned with the axis of the machine tool spindle. However, in the case of a tool holder that holds a cutting tool for drilling, such as a boring bar or boring bar, the cutting tool edge is radial from both the axis of rotation of the holder body and the axis of the machine tool spindle. It is shifted. For this reason, it is necessary to prepare a cutting tool having a cutting edge corresponding to a processing hole diameter and a holder body thereof for each processing hole diameter, and there is a problem that equipment cost of the tool increases.
In addition, a tool holder having a cutting edge diameter adjusting mechanism generally has a problem that the rigidity of the cutting edge is weak because the tool has a diameter adjusting mechanism at a distal end portion.
[0006]
An object of the present invention is to make it possible to radially adjust an axis of a holder main body with respect to a rotation axis of a machine tool spindle, thereby reducing the rigidity of a cutting edge portion and cutting a same cutting tool into holes having different diameters. It is another object of the present invention to provide a tool holder which can be used in common and can reduce the equipment cost of the tool.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a cutting tool having a cutting edge at a position radially away from an axis is detachably mounted on a spindle of a machine tool, and the cutting tool with respect to a circumferential direction of the spindle. A tool holder for holding a position of a cutting edge so as to be fixed, comprising: a shank portion; a flange portion provided at one end of the shank so that their axes are aligned with each other; A holder main body having an arbor provided with the axes of which are aligned and holding the cutting tool, and an inner peripheral surface of a tapered hole formed on the spindle so as to have a smaller diameter as going from the front end of the spindle to the rear. A tapered cone having the same tapered outer peripheral surface and fitted to the shank portion so as to be movable in the axial direction and the circumferential direction of the shank portion, and being elastically deformable in the radial direction; A pull stud provided at a rear end of the shank portion; and an elastic member interposed between a front end surface of the taper cone and the flange portion to bias the taper cone toward the pull stud. The inner peripheral hole of the taper cone fitted to the outer periphery of the taper cone is formed to be eccentric with respect to the axis of the taper outer peripheral surface of the taper cone by a predetermined amount, and the taper cone is rotated in the circumferential direction of the shank portion to form an inner peripheral hole of the taper cone. The cutting edge of the cutting tool can be finely adjusted in the radial direction of the spindle by moving the eccentric direction in the circumferential direction of the shank portion.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the tool holder according to the first aspect, the pull stud is supported at a rear end of the shank portion so as to be rotatable around an axis of the shank portion. A coupling member provided between the flange portion provided on the pull stud so as to face the rear end surface and coupling the tapered cone and the pull stud to each other, wherein the taper cone is connected to the shank via the pull stud. It is characterized in that it is configured to be rotated in the circumferential direction of the part.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the tool holder according to the first aspect, a slit is formed in the taper cone in a direction inclined with respect to the axis of the taper cone, and an elastic body such as a fluorine-based rubber is formed in the slit. Is filled.
According to a fourth aspect of the present invention, in the tool holder according to the first aspect, a coolant or other cutting fluid is supplied to an axis of the holder body and an axis of the pull stud to a cutting edge of the cutting tool. A passage is formed respectively.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the tool holder according to the first aspect, the shank portion has a lubricant filling groove on an outer peripheral surface of the shank portion.
According to a sixth aspect of the present invention, in the tool holder according to the first aspect, a scale indicating a rotation angle of the taper cone in a circumferential direction of the shank portion is provided on an outer peripheral surface of the taper cone adjacent to the flange portion of the holder body. It is characterized by being formed along the circumferential direction of the taper cone.
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, in the tool holder according to the first aspect, a plurality of inner peripheral holes of the taper cone are provided on the thinner side end surface or inner surface portion of the taper cone formed by eccentricity with an eccentric portion of the holder main body. Characterized in that balance holes, grooves and the like are formed.
According to an eighth aspect of the present invention, in the tool holder according to the second aspect, the pull stud is configured to be rotationally driven by an NC nut runner mounted on a tool magazine.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a tool holder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the tool holder viewed from a direction 2-2 in FIG. 1, and FIG. 3 is a view from a direction 3-3 in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional plan view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is a side view of the tapered cone viewed from the direction of arrow 5 in FIG. 4, and FIG. 6 is a direction of arrow 6 in FIG. FIG. 7 is a plan view of a coupling member of the tool holder according to the present embodiment, and FIG. 8 is a side view of a coupling member of the tool holder according to the present embodiment.
[0013]
A tool holder 10 shown in FIG. 1 is for detachably mounting a cutting tool 11 having a cutting edge 11A such as a boring at a position radially away from an axis L1 to a spindle 9 of a machine tool. 12, a taper cone 13, a pull stud 14, a mounting bolt 17, an elastic member 18, a coupling member 20, and the like.
[0014]
The holder main body 12 has a straight shank portion 121, a flange portion 122 provided at one end of the shank portion 121 so that the axes L1 thereof coincide with each other, and a shaft portion L1 opposite to the shank portion 121 of the flange portion 122. The arbor 123 is provided so as to coincide with the arbor 123 and holds the cutting tool 11. As shown in FIG. 3, a circumferentially continuous mountain-shaped lubricant filling groove 121a is formed on the outer peripheral surface of the shank portion 121, and the filling groove 121a is filled with a lubricant such as grease. Thus, the relative movement between the shank portion 121 and the tapered cone 13 fitted to the shank portion 121 can be smoothly performed for a long time.
[0015]
A trapezoidal groove 122a with which an arm (not shown) of the automatic tool changer is removably engaged is formed on an outer peripheral surface of the flange portion 122, and a rear end surface of the flange portion 122 facing the tapered cone 13 is formed on a rear end surface thereof. An annular concave portion 122b is formed, and in the annular concave portion 122b, an elastic member 18 described later for applying a preload to the tapered cone 13 is accommodated. Reference numeral 122c is a key groove.
A hole 124 also serving as a fluid supply passage for a coolant or the like communicating from the rear end face of the shank portion 121 to the coupling hole 151 of the arbor 123 is formed in the shaft center portion of the holder body 12. A fitting hole 125 for rotatably supporting the pull stud 14 is formed coaxially with the hole 124 at a rear end portion of the shaft center.
[0016]
As shown in FIG. 1, the cutting tool 11 includes a cylindrical head main body 111, and a tool unit 112 provided at a distal end portion of the head main body 111 so as to extend in a diameter direction of the head main body 111. The tool unit 112 has a cutting blade 11 </ b> A such as a boring provided on the outer peripheral side of the axis of the head main body 111. Further, the head main body 111 is separably coupled to the tip of the arbor 123 by the coupling means 15.
A passage 113 for supplying a cutting fluid such as a coolant to the cutting blade 11A is formed in an axis of the head main body 111 including the coupling shaft 152 of the cutting tool 11 so as to communicate with the fluid supply passage 124. .
[0017]
As shown in FIG. 1, the coupling means 15 has a coupling hole 151 of a desired depth formed concentrically with the front end surface of the arbor 123 and an axial line coincident with the rear end surface of the head main body 111. A coupling shaft 152 is formed concentrically and fitted in the coupling hole 151, and a plurality of clamp screws 153 for fixing the coupling shaft 152 to the arbor 123 at a plurality of locations.
The clamp screws 153 are screwed into screw holes 154 formed at three locations in the circumferential direction of the arbor 123 so as to reach the inside of the coupling hole 151 from the outer peripheral surface thereof, and the clamp screws 153 are tightened. The coupling shaft 152 is configured to be integrally coupled to the arbor 123.
[0018]
Further, each of the clamp screws 153 has a tapered tapered portion 153a at the leading end thereof, and a clamp tapered hole 152a with which the tapered portion 153a of the clamp screw 153 engages is formed on the outer peripheral surface of the coupling shaft 152. Have been.
Therefore, the arbor 123 and the head body 111 are engaged by engaging the tapered portions 153a of the clamp screws 153 screwed into the screw holes 154 of the arbor 123 with the predetermined tapered holes 152a of the coupling shaft 152. In the circumferential direction is always kept constant. In other words, the position of the cutting blade 11A when the cutting tool 11 is attached to the holder main body 12 always keeps a constant relationship with the circumferential direction of the holder main body 12.
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 5, the taper cone 13 is fitted to the shank portion 121 so as to be movable in the axial direction and the circumferential direction of the shank portion 121, and goes rearward from the front end of the spindle 9. It has a tapered outer peripheral surface 131 having, for example, a 1/10 taper, which is equal to the inner peripheral surface of the tapered hole 9A formed to have a small diameter.
As shown in FIGS. 4 and 5, the taper cone 13 is formed with a slot 132 that extends over the entire length of the taper cone 13 with a gentle inclination with respect to the axis of the taper cone 13. It is configured to be elastically deformable in the radial direction. The slit 132 is filled with an elastic body 133 such as fluorine rubber. The elastic body 133 serves to prevent dust and the like from entering the slit 132.
As shown in FIGS. 4 and 6, the tapered cone 13 has an inner peripheral hole 134 that is fitted to the shank portion 121 so as to be movable in the axial direction and the circumferential direction. Are formed to be eccentric by a predetermined amount with respect to the center axis L1 of the tapered outer peripheral surface 131 of the tapered cone 13. 13a is the center axis of the inner peripheral hole 134. Further, as shown in FIGS. 4 and 6, the tapered cone 13 has an eccentric portion of the holder main body at a thin-side end face portion 13b which is a flange portion 122 of the tapered cone 13 where an inner peripheral hole 134 of the tapered cone 13 is eccentric. A plurality of balance holes 137 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tapered cone 13 to balance the mass.
[0020]
On the outer peripheral surface of the tapered cone 13 adjacent to the flange portion 122 of the holder body 12, as shown in FIG. 3, a scale 135 indicating the magnitude of the rotation angle of the tapered cone 13 with respect to the shank portion 121 in the circumferential direction is provided. 13 are formed along the circumferential direction. The scale 135 rotates the taper cone 13 in the circumferential direction of the shank portion 121 to move the eccentric direction of the inner peripheral hole 134 of the taper cone in the circumferential direction of the shank portion 121. Of the cutting tool 11 in the radial direction of the spindle. In addition, a reference line 135a indicating the minimum position of the eccentricity is formed in the key groove 122c of the flange portion 122 corresponding to the scale 135.
[0021]
As shown in FIG. 1, the elastic member 18 is formed by laminating a plurality of annular disc springs 181 made of an elastic metal plate such as a steel plate and a thin plate 182 made of an annular metal plate. 18 is interposed between the bottom of the annular recess 122b and the front end face of the tapered cone 13 with at least a part thereof being accommodated in the annular recess 122b.
[0022]
The pull stud 14 is for pulling the shank portion 121 of the holder body 12 into the taper hole 9A of the spindle 9 to mount the holder body 12 on the spindle 9 and rotating the taper cone 13 in the circumferential direction of the shank portion 121. A hollow first shaft portion 141 rotatably fitted into a fitting hole 125 of the holder body 12 via a sealing member 16 such as an O-ring, and an axial line at a rear end of the first shaft portion 141. And a flange portion 142 which is provided integrally and is in contact with the rear end face of the shank portion 121, and a hollow second portion which is provided integrally with the flange portion 142 such that its axis coincides with the opposite shaft portion 141 side. A shaft portion 143, a flange-shaped engaging portion 144 provided at a rear end of the second shaft portion 143, and a jig engaging hole 145 formed in the flange portion 142. On the inner surface, Internal thread 146 which mounting bolts 17 for holding the de 14 to the holder body 12 is screwed is formed. A fluid passage 171 such as a coolant penetrating the mounting bolt 17 in the axial direction is formed in the axial center of the mounting bolt 17.
[0023]
When the pull stud 14 is attached to the shank portion 121 of the holder main body 12, as shown in FIG. 1, the first shaft portion 141 of the pull stud 14 is inserted into the fitting hole 125 through the seal material 16 behind the shank portion 121. Insert from the edge. Then, the mounting bolt 17 inserted into the hole 124 of the holder body 12 from the arbor 123 side is screwed into the female screw 146 of the pull stud 14 via the spacer 19 and tightened. Thereby, the pull stud 14 is rotatably held by the holder main body 12.
When the pull stud 14 is attached to the shank 121 of the holder body 12 by the mounting bolt 17, the flange 142 of the pull stud 14 presses the tapered cone 13 against the elastic member 18 via the coupling member 20, and this elastic member By compressing 18, a preload can be applied to the tapered cone 13.
[0024]
The coupling member 20 is disposed between the rear end face of the tapered cone 13 and the flange 142 of the pull stud 14 facing the tapered cone 13, and couples the tapered cone 13 and the pull stud 14 to each other. As shown in FIGS. 6 and 7, the member 20 has a ring shape, and a pair of convex portions 201 and 202 are provided on both surfaces of the ring-shaped coupling member 20 at positions separated by 180 degrees.
As shown in FIG. 3, a pair of concave portions 136 that engage with the one convex portion 202 are formed on the rear end surface of the tapered cone 13 facing the coupling member 20. Further, a pair of concave portions 147 that engage with the other convex portion 201 are formed in the flange portion 142 of the pull stud 14 facing the coupling member 20, as shown in FIG.
[0025]
When using the tool holder 10 configured as described above, the arm of the automatic tool changer is engaged with the trapezoidal groove 122a provided in the flange portion 122 of the holder main body 12, and the flange portion 122 is gripped. The 12 shank portions 121 are inserted into the tapered holes 9A of the machine tool spindle 9. In this state, the engaging portion 144 of the pull stud 14 is engaged with the front end of the pull-in member 8 provided in the spindle 9, and the pull stud 14 is pulled to the rear side of the spindle 9. Is brought into close contact with the inner peripheral surface of the tapered hole 9A of the spindle 9. When the pull stud 14 is further retracted to the rear side of the spindle 9, the shank portion 121 of the holder body 12 and the tapered cone 13 fitted to the shank portion 121 are also retracted to the rear side. The wedge effect acts as a wedge between the tapered hole 9A and the tool holder 10 and is firmly mounted on the spindle 9.
In addition, the automatic tool changer appropriately removes the arm from the trapezoidal groove 122a of the flange portion 122 and returns the arm to the position before the operation.
[0026]
Next, a case where the cutting edge 11A of the cutting tool 11 is finely adjusted in the radial direction of the spindle 9 will be described.
This fine adjustment is performed in a series of machining steps when cutting a workpiece on a machine tool using the tool holder 10 holding the cutting tool 11. Hereinafter, a case where a workpiece is subjected to boring processing will be described as an example.
[0027]
First, in a state where the tool holder 10 holding the cutting tool 11 is mounted on the spindle 9 of the machine tool, the workpiece is subjected to boring to a diameter smaller than a specified dimension. That is, rough boring is performed. Thereafter, the tool holder 10 including the cutting tool 11 is removed from the spindle 9 of the machine tool by an automatic tool changer (not shown), and a dimension measuring tool (not shown) is mounted on the spindle 9 instead. Then, the hole diameter of the machined work is automatically measured by the dimension measuring tool.
On the other hand, the tool holder 10 including the cutting tool 11, which has been replaced with a dimension measuring tool, is returned to a predetermined position of a tool magazine (not shown). In addition, as shown in FIG. 10, by rotating the taper cone 13 via the pull stud 14 of the tool holder 10 at a location of a tool magazine (not shown) where the tool holder 10 including the cutting tool 11 is held, as shown in FIG. An NC nut runner 40 for finely adjusting the cutting edge 11A of the cutting tool 11 in the radial direction of the spindle 9 is incorporated.
[0028]
As shown in FIG. 10, the NC nut runner 40 includes a servomotor 402 fixed to a support member 401, a speed reducer 403 fixed to the support member 401 and reducing the rotation of the servomotor 402, A rotation jig 404 is provided on the output shaft and is engaged with a jig engagement hole 145 formed in the flange 142 of the pull stud 14.
[0029]
The measurement data measured by the dimension measuring tool is taken into a machine tool NC control unit (not shown), and the NC control unit calculates how many μm the hole diameter of the work is short from the specified dimension. Based on the calculation data, the servo motor 402 of the NC nut runner 40 is driven and controlled by the NC control unit, so that the pull stud 14 is rotated by the necessary amount, and the eccentric direction of the inner peripheral hole 134 of the tapered cone 13 is changed to the shank part 121. By moving in the circumferential direction, the cutting edge 11A of the cutting tool 11 is finely adjusted in the radial direction of the spindle 9, that is, in the direction in which the diameter is enlarged so as to secure a dimension short of the specified dimension.
In this case, when the tapered cone 13 is rotated in the circumferential direction of the shank portion 121, the eccentric direction of the inner peripheral hole 134 of the tapered cone 13 changes in accordance with the magnitude of the rotation angle. The rotation center 13 a of the thirteen is slightly moved with respect to the center of the shank portion 121, that is, the axis of the spindle 9 which coincides with the axis L 1 of the holder body 12.
[0030]
For example, as shown in FIG. 9, when the taper cone 13 is turned 90 degrees from the minimum diameter position (start position) of the cutting edge 11A and moved to the position A, the diameter of the cutting edge 11A at the 90 degree position A is the minimum diameter. Increase than position. Further, at a position B at 180 degrees where the taper cone 13 is rotated by 90 degrees, the diameter of the cutting edge 11A becomes maximum.
That is, the holder main body 12 is relatively rotated about the rotation center 13A of the taper cone 13, so that the cutting edge 11A of the cutting tool 11 can be finely adjusted in the radial direction of the spindle 9.
[0031]
The tool holder 10 after the fine adjustment of the cutting diameter is replaced with a dimension measuring tool by an automatic tool changer (not shown), and the hole of the workpiece which has been roughly machined by the cutting tool 11 held by the tool holder 10 is removed. , And finished to specified dimensions.
[0032]
According to such a tool holder according to the present embodiment, the inner peripheral hole 134 of the tapered cone 13 is formed so as to be eccentric with respect to the center axis L1 of the tapered outer peripheral surface 131 of the tapered cone 13 by a predetermined amount. By rotating the shank portion 121 in the circumferential direction, and changing the eccentric direction of the inner peripheral hole 134 of the tapered cone 13 according to the magnitude of the rotation angle, the rotation center 13a of the tapered cone 13 Since it is configured to be finely moved with respect to the center, that is, the axis of the spindle 9 that coincides with the axis L1 of the holder body 12, the cutting edge 11A of the cutting tool 11 can be finely adjusted in the radial direction of the spindle 9 and the cutting edge portion can be finely adjusted. The same cutting tool can be used for drilling holes with different diameters without reducing the rigidity of the It is possible to reduce the cost.
[0033]
Further, according to this embodiment, a fluid passage communicating with each other is formed in the holder main body 12, the pull stud 14, the mounting bolt 17, and the head main body 111 of the cutting tool 11, and the cutting fluid is supplied to the cutting edge of the cutting tool 11. Since it can supply to 11A, the cutting blade and the workpiece at the time of cutting can also be cooled.
Further, according to this embodiment, since the scale 135 indicating the size of the rotation angle of the taper cone 13 in the circumferential direction with respect to the shank portion 121 is formed on the outer peripheral surface of the taper cone 13, the taper cone 13 is formed by the scale 135. The amount of movement of the cutting edge 11A of the cutting tool 11 in the spindle radial direction when the eccentric direction of the inner peripheral hole 134 of the tapered cone is moved in the circumferential direction of the shank 121 by rotating in the circumferential direction of the shank 121 A guide can be displayed.
[0034]
Further, according to this embodiment, the inner peripheral hole 134 of the tapered cone 13 is formed at the thin end face portion 13b, which is the flange portion 122 of the tapered cone 13 due to eccentricity, to balance the mass with the eccentric portion of the holder body. Since the plurality of balance holes 137 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tapered cone 13, the mass of the tapered cone 13 itself can be balanced in the circumferential direction, and chatter and vibration are prevented from occurring during high-speed machining. Can be prevented.
Further, according to the tool holder of this embodiment, the NC nut runner 40 is incorporated in the tool magazine, so that the taper cone 13 is rotated by the NC nut runner 40 when the tool holder 10 is inserted into the tool magazine. The cutting edge 11A of the cutting tool 11 can be automatically finely adjusted in the radial direction of the spindle 9.
[0035]
In the above-described embodiment, a case has been described where the fine adjustment of the cutting edge 11A of the cutting tool 11 in the radial direction is automatically performed by the NC nut runner 40 in the process of cutting the work by the machine tool. Not limited to this, the pull stud 14 of the tool holder 10 may be manually operated using a jig (not shown).
Further, the cutting tool 11 held by the tool holder 10 is not limited to the configuration shown in the above-described embodiment, and the present invention is applied to a tool holder having a structure in which the cutting tool 11 is directly provided on the arbor 123 of the holder main body 12. Can be applied.
Further, a plurality of grooves or the like for balancing the mass with the eccentric portion of the holder body may be formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tapered cone 13 at the thinner inner surface of the tapered cone 13. is there.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the tool holder of the present invention, the inner peripheral hole of the tapered cone is formed eccentrically with respect to the center axis of the tapered outer peripheral surface of the tapered cone, and the tapered cone is formed around the circumference of the shank portion by the pull stud. By rotating in the direction of rotation and changing the eccentric direction of the inner peripheral hole of the tapered cone according to the size of the rotation angle, it is finely moved with respect to the axis of the spindle that matches the axis of the holder body As a result, the cutting edge of the cutting tool can be fine-tuned in the radial direction of the spindle, and the same cutting tool can be used for drilling holes with different diameters without reducing the rigidity of the cutting edge. Cost can be reduced.
[0037]
Further, according to the present invention, by forming a fluid passage communicating with each other in the holder main body, the pull stud, and the like so that the cutting fluid can be supplied to the cutting edge of the cutting tool, the cutting edge during cutting and The work can also be cooled.
Further, according to the present invention, by forming a scale on the outer peripheral surface of the taper cone indicating the magnitude of the rotation angle in the circumferential direction with respect to the shank portion of the taper cone, the taper cone is rotated in the circumferential direction of the shank portion, It is possible to display a guide of the amount of movement of the cutting edge of the cutting tool in the spindle radial direction when the eccentric direction of the inner peripheral hole of the taper cone is moved in the circumferential direction of the shank portion.
[0038]
Further, according to the present invention, a plurality of balance holes for balancing the mass with the eccentric portion of the holder main body are formed at the thin-walled end face of the taper cone where the inner peripheral hole of the taper cone is formed by eccentricity. By rotating the cutting tool, the mass of the cutting edge of the cutting tool is automatically finely adjusted in the radial direction of the spindle, so that the mass balance can be obtained, thereby preventing chattering and vibration during high-speed machining.
Further, according to the present invention, by incorporating the NC nut runner into the tool magazine, the taper cone is rotated by the NC nut runner when the tool holder is inserted into the tool magazine, so that the cutting edge of the cutting tool is set on the spindle. Fine adjustment can be made automatically in the radial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a tool holder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the tool holder as viewed from the direction of line 2-2 in FIG. 1;
FIG. 3 is a side view of the tool holder as viewed from the direction of line 3-3 in FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional plan view taken along the line 4-4 in FIG. 3;
FIG. 5 is a side view of the tapered cone as viewed from the direction of arrow 5 in FIG. 4;
FIG. 6 is a bottom view of the tapered cone as viewed from the direction of arrow 6 in FIG. 5;
FIG. 7 is a plan view of a coupling member of the tool holder according to the embodiment.
FIG. 8 is a side view of the coupling member of the tool holder according to the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which the diameter is finely adjusted by the tapered cone of the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory view of an NC nut runner for rotating a pull stud in the tool holder of the present invention.
[Explanation of symbols]
9 spindle
10 Tool holder
11 Cutting tools
11A cutting blade
12 Holder body
121 shank
122 flange
123 Arbor
13 Taper cone
131 Tapered outer surface
132 slit
133 elastic body
134 inner circumference hole
135 scale
14 Pull Stud
141 1st shaft part
142 Tsubame
143 2nd shaft
144 engaging part
146 female screw
17 Mounting bolt
18 Elastic member
20 Joining members
40 NC nutrunner

Claims

軸心から半径方向に離れた箇所に切刃を有する切削工具を工作機械のスピンドルに着脱可能に装着するとともに前記スピンドルの円周方向に対する前記切刃の位置が固定されるように保持する工具ホルダであって、
シャンク部と、このシャンク部の一端に互いの軸線を一致して設けたフランジ部と、前記フランジ部の反シャンク部に互いの軸線を一致して設けられ前記切削工具が保持されるアーバとを有するホルダ本体と、
前記スピンドルに該スピンドルの前端から後方に行くにしたがい小径となるように形成したテーパ穴の内周面と等しいテーパ外周面を有するとともに前記シャンク部に該シャンク部の軸方向及び円周方向に移動可能に嵌合された、径方向に弾性変形可能なテーパコーンと、
前記シャンク部の後端に設けられたプルスタッドと、
前記テーパコーンの前端面と前記フランジ部との間に介在され、前記テーパコーンを前記プルスタッド側へ付勢する弾性部材とを備え、
前記シャンク部の外周に嵌合する前記テーパコーンの内周穴は前記テーパコーンのテーパ外周面の軸線に対し所定量偏心して形成され、
前記テーパコーンを前記シャンク部の周方向に回転して前記テーパコーンの内周穴の偏心方向を前記シャンク部の円周方向に移動することにより前記切削工具の切刃を前記スピンドルの半径方向に微調整できるように構成したことを特徴とする工具ホルダ。A tool holder for removably mounting a cutting tool having a cutting edge at a position radially away from the axis on a spindle of a machine tool and holding the cutting edge in a circumferential direction of the spindle so as to be fixed. And
A shank portion, a flange portion provided at one end of the shank portion so that the axes thereof are aligned with each other, and an arbor provided with the anti-shank portion of the flange portion aligned with the axes of the other portions and holding the cutting tool. A holder body having
The spindle has a tapered outer peripheral surface equal to the inner peripheral surface of a tapered hole formed to have a smaller diameter as going from the front end to the rear of the spindle, and moves the shank portion in the axial direction and the circumferential direction of the shank portion. A tapered cone that is elastically deformable in the radial direction,
A pull stud provided at the rear end of the shank portion,
An elastic member interposed between the front end surface of the tapered cone and the flange portion, and biasing the tapered cone toward the pull stud,
An inner peripheral hole of the tapered cone fitted to the outer periphery of the shank portion is formed eccentrically by a predetermined amount with respect to an axis of a tapered outer peripheral surface of the tapered cone,
Fine adjustment of the cutting edge of the cutting tool in the radial direction of the spindle by rotating the taper cone in the circumferential direction of the shank portion and moving the eccentric direction of the inner peripheral hole of the taper cone in the circumferential direction of the shank portion. A tool holder characterized in that it can be configured.

前記プルスタッドは、前記シャンク部の後端に該シャンク部の軸線を中心にして回転可能に支持され、前記テーパコーンの後端面と該後端面に相対向するように前記プルスタッドに設けた鍔部との間に設けられ、前記テーパコーンと前記プルスタッドとを互いに結合する結合部材を備え、前記テーパコーンは前記プルスタッドを介して前記シャンク部の周方向に回転されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。The pull stud is supported at a rear end of the shank portion so as to be rotatable around an axis of the shank portion, and a flange portion provided on the pull stud so as to face the rear end surface of the tapered cone and the rear end surface. And a coupling member that couples the tapered cone and the pull stud to each other, wherein the tapered cone is configured to be rotated in the circumferential direction of the shank portion via the pull stud. The tool holder according to claim 1, wherein

前記テーパコーンに該テーパコーンの軸線に対して傾斜する方向のすり割りを形成し、このすり割り内に弗素系のゴムなどの弾性体を充填したことを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。2. The tool holder according to claim 1, wherein a slit is formed in the taper cone in a direction inclined with respect to the axis of the taper cone, and the slit is filled with an elastic material such as fluorine rubber.

前記ホルダ本体の軸心及び前記プルスタッドの軸心には、クーラントその他の切削流体を前記切削工具の切刃に供給するための通路がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。The passage for supplying coolant or other cutting fluid to the cutting edge of the cutting tool is formed in the axis of the holder main body and the axis of the pull stud, respectively. Tool holder.

前記シャンク部は、該シャンク部の外周面に潤滑剤充填溝を有することを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。The tool holder according to claim 1, wherein the shank portion has a lubricant filling groove on an outer peripheral surface of the shank portion.

前記ホルダ本体のフランジ部に隣接する前記テーパコーンの外周面には、該テーパコーンのシャンク部円周方向への回転角度を示す目盛がテーパコーンの円周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。On the outer peripheral surface of the taper cone adjacent to the flange portion of the holder main body, a scale indicating a rotation angle of the taper cone in a shank portion circumferential direction is formed along the circumferential direction of the taper cone. The tool holder according to claim 1.

前記テーパコーンの内周穴が偏心により生じるテーパコーンの薄肉側端面又は内面箇所にはホルダ本体の偏心部分との質量バランスを取るための複数のバランス孔や溝等が形成されていることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダ。The inner peripheral hole of the taper cone is formed by eccentricity. A plurality of balance holes, grooves, and the like for forming a mass balance with the eccentric portion of the holder body are formed at a thin end surface or an inner surface of the taper cone. The tool holder according to claim 1.

前記プルスタッドは、工具マガジンに装着されたＮＣナットランナーにより回転駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の工具ホルダ。The tool holder according to claim 2, wherein the pull stud is configured to be rotationally driven by an NC nut runner mounted on a tool magazine.