JP2009172767A - Clamping device for tool holder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、旋盤、NC旋盤、及び自動盤を含む様々な種類の工作機械に工具ホルダを取り付けるための締結装置に関する。 The present invention relates to a fastening device for attaching a tool holder to various types of machine tools including, for example, lathes, NC lathes, and automatic lathes.
支持本体102と複数の工具ホルダ111とを備える従来の工具アセンブリ101を、図15に示す。支持本体のそれぞれの凹みの中に各工具ホルダ111を固定するための締結装置は、楔形クランプ112と、複数の締付け固定ボルト114と、ジャッキアップボルト113とを含む。この締付け固定ボルトは、楔形クランプの中を通って延び、且つ支持本体102に締付け固定されており、その結果として工具ホルダは楔形クランプ112と支持本体とのそれぞれの楔面(図示されていない)の間の相互作用によって支持本体に連結されることが可能なり、この相互作用が楔形クランプ112をそれぞれの工具ホルダ111に対して押し付けけることにより、その工具ホルダを支持本体の当接面に対して押し付ける。工具ホルダが締結装置から取り外されなければならない場合には、複数の締結ボルト114を緩めた後に、ジャッキアップボルト113を支持本体に押し当たるようにねじ込み、その結果としてその楔形クランプの楔面が支持本体の楔面から離れるように強制的に移動させられる。これにより、工具ホルダの調整または交換を可能にする。
A
工具ホルダの取り付け/取り外しのための様々な装置が公知である。工作機械内に工具ホルダシャンクを保持するための装置が、特許文献1に開示されている。この装置は、切削インサートを装着する工具ホルダのホルダシャンクと、ベース部材上に設けられているロックロッドとが、取り外し自在に保持されている。このホルダシャンクとロックロッドとの間の取り付け/取り外し構造が複雑であり、この装置の小型化は困難である。 Various devices for attaching / detaching tool holders are known. An apparatus for holding a tool holder shank in a machine tool is disclosed in Patent Document 1. In this apparatus, a holder shank of a tool holder on which a cutting insert is mounted and a lock rod provided on a base member are detachably held. The attachment / detachment structure between the holder shank and the lock rod is complicated, and it is difficult to reduce the size of the device.
特許文献2は、NC旋盤のような工作機械のくし歯刃物台で使用される切削工具の着脱可能固定機構を開示する。この固定機構は、複数の工具の配列を支持する支持部材を備える。この支持部材は、複数の装着ボルトを締付け固定することによって切削工具を工作機械のくし歯刃物台に取り付ける。
特許文献3では、工具ホルダに当接する形でこの工具ホルダの背後において凹みの中に配置されているストッパが開示されている。工具ホルダの微調整が必要とされる場合には、この工具ホルダの締結が緩められ、且つストッパ上に設けられているねじが、工具ホルダを移動させるために前進させられる。このストッパは、支持本体の当接面に対して工具ホルダを押し付けることには役立たない。 Patent Document 3 discloses a stopper disposed in a recess behind the tool holder so as to contact the tool holder. When a fine adjustment of the tool holder is required, the fastening of the tool holder is loosened and the screw provided on the stopper is advanced to move the tool holder. This stopper is not useful for pressing the tool holder against the contact surface of the support body.
しかし、工具ホルダのための上述の従来の締結装置では、クランプを取り外すために複数の締結ボルトの締付けまたは緩めが必要なので、工具ホルダの取り付け/取り外しにはかなりの時間を要する。さらに、工具ホルダは、その工具ホルダの締結が緩められると、支持本体の方向配置に応じて、例えば重力のせいで、その工具ホルダのための凹みの外に偶発的に落下することがある。 However, in the above-described conventional fastening device for the tool holder, it is necessary to tighten or loosen a plurality of fastening bolts in order to remove the clamp, so that it takes a considerable time to attach / remove the tool holder. Furthermore, when the tool holder is loosened, the tool holder may accidentally fall out of the recess for the tool holder, for example due to gravity, depending on the orientation of the support body.
本発明は、工具ホルダの小型化と簡素化との必要性を考慮して、旋盤、NC旋盤、自動盤または他の工作機械の刃物台に工具ホルダ締結装置を用いて工具ホルダを締結する際に取り付け/取り外し時間を短縮し且つ切削工具の刃先の位置決め精度を向上させるための、工具ホルダ、ホルダストッパ及び工具ホルダ締結装置の改良を目的とする。 In consideration of the necessity of downsizing and simplification of a tool holder, the present invention uses a tool holder fastening device to fasten a tool holder to a tool rest of a lathe, NC lathe, automatic lathe or other machine tool. It is an object of the present invention to improve a tool holder, a holder stopper, and a tool holder fastening device for shortening the attachment / detachment time and improving the positioning accuracy of the cutting edge of the cutting tool.
この目的の少なくとも幾つかが、当接面を有する凹みを含む支持本体を備える工具アセンブリによって実現される。工具ホルダが、この当接面と係合する形でこの凹みの中に配置される。押し付け方向において当接面に工具ホルダを押し付けるための、凹みの中に押し込むように構成されている楔形部分を含むホルダクランプが設けられる。凹みの中にホルダクランプを押し込むため、ホルダクランプの貫通孔を通って延びており且つ支持本体内にねじ込みによって固定されるシャンクを含む、締付け構造具が設けられる。弾性素子がホルダクランプ上に配置され、且つこの弾性素子は締付け構造具が緩められた状態にある時に工具ホルダを当接面に押し付けるために且つ工具ホルダが凹みから外れることを妨げるために、工具ホルダにホルダクランプを弾性的に押し付けるように締付け構造具とホルダクランプとの間で作用するように構成されている。 At least some of this objective is achieved by a tool assembly that includes a support body that includes a recess having an abutment surface. A tool holder is disposed in the recess in engagement with the abutment surface. A holder clamp is provided that includes a wedge-shaped portion configured to be pressed into a recess for pressing the tool holder against the abutment surface in the pressing direction. A clamping structure is provided for pushing the holder clamp into the recess, including a shank that extends through the through hole of the holder clamp and is fixed by screwing into the support body. An elastic element is arranged on the holder clamp, and this elastic element is used to press the tool holder against the abutment surface when the clamping structure is loosened and to prevent the tool holder from coming out of the recess. It is configured to act between the clamping structure and the holder clamp so as to elastically press the holder clamp against the holder.
最適の切削位置に工具ホルダを位置決めするために、ストッパブロックが凹みの中に設けられていることが好ましい。このストッパブロックは、工具ホルダと組み合わせて使用される締結配置に類似した締結配置によって固定される。 In order to position the tool holder at the optimum cutting position, it is preferable that a stopper block is provided in the recess. This stopper block is fixed by a fastening arrangement similar to the fastening arrangement used in combination with the tool holder.
本発明の別の側面では、フランジがシャンク上に備えられる。このシャンクはこのフランジを通過して支持本体内に延びる。このフランジは貫通穴の幅よりも大きい幅を有し、且つ、ホルダクランプがこのフランジとボルトの頭部との間に配置される。このフランジは、ボルトが支持本体から弛められるにつれて、ホルダクランプを溝(または凹み)の中に押し込んだ状態から引っ張るために、そのボルトと共に移動可能である。 In another aspect of the invention, a flange is provided on the shank. The shank extends through the flange and into the support body. The flange has a width larger than the width of the through hole, and a holder clamp is disposed between the flange and the head of the bolt. This flange is movable with the bolt as the bolt is loosened from the support body to pull the holder clamp from being pushed into the groove (or recess).
ストッパブロックの前部部分が、第1の当接面に対して横断方向に方向配置されている第2の当接面に対して工具ホルダを押し付ける力を工具ホルダに及ぼすように構成されていることが好ましい。 The front portion of the stopper block is configured to exert a force on the tool holder to press the tool holder against a second abutment surface that is disposed in a direction transverse to the first abutment surface. It is preferable.
本発明は、さらに、クランプ自体にも関する。 The invention further relates to the clamp itself.
本発明の目的と利点が、同じ照合番号が同じ要素を示す添付図面に関連した、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。 Objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals indicate like elements.
支持本体12と、工具ホルダ14と、楔形ホルダクランプ16と、ストッパブロック18と、楔形ストッパクランプ20とによって構成されている工具アセンブリ10が、図1と図2に示されている。
A
旋盤、NC旋盤、自動盤または他の種類の工作機械の一部分であることが可能な支持本体12は、互いに横断方向に方向配置されている第1及び第2の当接面22、24を有する溝12aを含む。溝の開口側すなわち外側から遠ざかる方向に第2の当接面24に向かって次第に先細になっていく溝の楔面26が、第1の当接面22上に位置している。
The
工具ホルダ14は、交換可能な切削インサート28が中に装着されている座を含み、この工具ホルダ14は、第1の当接面22上に取り付けられており、且つ第2の当接面24に係合する。
The
ストッパブロック18は工具ホルダの背後において溝の中に配置されており、切削インサートが切削動作に関して適正に位置決めされるようにその溝の中に工具ホルダを設置するために、その溝に沿って調整方向Aにスライド可能である。ストッパブロック18の前部部分は、工具ホルダ14の後部部分の傾斜面32に係合する傾斜面30を含む(図4を参照されたい)。この2つの面30、32の傾斜は、調整方向Aの成分と調整方向Aに対して横断方向に方向付けられた押し付け方向Pの成分とを含む力Fをストッパブロック18が工具ホルダに及ぼすことが可能であるような傾斜である。押し付け方向Pの力成分は、第2の当接面24に工具ホルダを押し付ける傾向がある。
溝の中に工具ホルダ14を固定するために、ホルダクランプ16はその溝の中に位置決めされ、且つ楔面26と工具ホルダの表面38との間に押し込められる。同様に、ストッパクランプ20は、楔面26とストッパブロック18の表面40との間に押し込められる。ホルダクランプとストッパクランプは互いに同一の構造であり、且つ調整方向Aと押し付け方向Pとの両方に対して横断方向にある締結方向Cにおいて、工具ホルダとストッパブロックとに対してそれぞれに締結力を加える働きをする。
To secure the
ホルダクランプ16とストッパクランプ20とが互いに同一の構造なので、次ではホルダクランプ16だけについて図3と図5を参照して詳細に説明する。ホルダクランプ16は、L字形を形成する互いに横断方向に方向配置されている締結部分42と装着部分44とを含む。締結部分42は、楔形を画定するように装着部分44から遠ざかる方向に次第に狭まっていく横断面を有する。締結部分42は、工具ホルダ表面38と支持本体の押し込み表面26とにそれぞれに係合するための基部表面46と傾斜楔面47とを含む。貫通穴48が装着部分44を貫通して延び(図5を参照されたい)、この貫通穴は、締結方向Cに対して平行な方向の長さが伸長されているスロットの形態であることが好ましい。この貫通穴48は、ボルト52と、ねじ込みによってこのボルト52に取り付け可能であるスリーブ54とを備える締付け構造具50を受け入れるようになっている。ボルト52は、頭部52aと、雄ねじ付きのシャンク52bとを含む。スリーブ54は中空であり、且つ雌ねじ付きのスカート54aと、その外周に沿って刻みが付けられている拡大フランジ54bとを含む。
Since the
ホルダクランプ(または、楔形ストッパクランプ)20を溝の中に挿入する前に、ボルト52がそのホルダクランプの片側から貫通穴48の中を通して挿入され、且つスリーブ54がホルダクランプの反対側からボルト上にねじ込まれる。スカート54aは貫通穴の中に入り、且つスリーブフランジ54bがホルダクランプの装着部分に当接する前にボルト頭部に当接する。したがって、図3に示されているように、わずかな間隙が装着部分44とフランジ54bとの間に形成され、且つこのフランジはスリーブがボルトと共にクランプに対して相対的に回転することを可能にする。装着部分44がボルト頭部52aとスリーブフランジ54bとの間に配置されていることと、フランジ54bが貫通穴48の幅よりも大きい幅を有するということとが理解される。
Before inserting the holder clamp (or wedge-shaped stopper clamp) 20 into the groove, the
貫通穴48の中に開口する止り穴62の中に配置されていて、且つる圧縮コイルばね60の形態であることが好ましい弾性素子が、貫通穴48の中に配置されている。このばねは、このばねの一方の端部が締付け構造具のスカート54aに当たり、且つその反対側の端部が止り穴62の底部に当たるように配置されている。したがって、このばねは、ホルダクランプを工具ホルダに対して弾性的に押し付ける働きをし、これによって、後述の理由によって、第1の当接面22に対して工具ホルダが押し付けられることを引き起こす。
An elastic element, which is disposed in a
コイルばね60の代わりに、図6に示されている数字9字のような形状のワイヤ状の形のばね61のような他のタイプの弾性素子が使用可能である。締付け構造具のスリーブは、ばね要素61の閉ループ63を伸張させてそのワイヤのエネルギーを与えるために、ばね要素61の閉ループ63を通って延びる。
Instead of the
支持本体12内に工具ホルダ14を固定することが必要な時には、工具ホルダが第1及び第2の当接面22、24に押し付けられる形で位置決めされ、且つストッパブロック18が工具ホルダの背後において第1の当接面22上に挿入される。その次に、ホルダクランプ16とストッパクランプ20とのそれぞれの締結部分42が溝の中に挿入され、且つクランプのそれぞれのボルト52が支持本体のねじ山付き穴の中に部分的にねじ込まれる。スリーブ54は、それぞれのボルト52の上に予めねじ込まれ終わっている。この状態では、ばね60はホルダクランプ16とストッパクランプ20とをそれぞれに工具ホルダ14とストッパブロック18とに押し付け、その結果として、支持本体の方向配置が、重量のせいで工具ホルダ14とストッパブロック18とが凹み(または、溝)12aから外れる可能性がある方向配置である時に、その工具ホルダ14とストッパブロック18とが、偶発的に支持本体から外れて落下しないように僅かに摩擦によって保持される。さらに、ストッパブロック18は、最適の切削位置に工具ホルダを配置するために調整方向Aに移動させられることが可能である。その次に、ホルダクランプ16またはストッパクランプ20の各々の締結部分42が溝の中に押し込んで工具ホルダまたはストッパブロックを第1の当接面22に対して押し付けるように、ホルダクランプ16とストッパクランプ20とのそれぞれのボルト52がしっかりと締め付けられる。さらに、ストッパブロックの傾斜面30が、工具ホルダが第2の当接面24に押し付けられた状態に保たれることを補助するために、工具ホルダに対して押し付け方向Pに力を加えることが可能である。
When it is necessary to fix the
工具ホルダを交換または調整することが必要な場合には、ホルダクランプとストッパクランプのそれぞれのボルト52が、支持本体から部分的に弛められることによって緩められる。これがおこると、各スリーブ54のフランジ54bが、それぞれのボルトと共に支持本体から離れていき、それによってホルダクランプまたはストッパクランプを支持本体との押し込み係合から引っ張る。したがって、従来技術のように、このクランプを押し込み係合から強制的に緩められるために別個のジャッキアップねじを動かすことは不要である。
When it is necessary to change or adjust the tool holder, the
ボルト52が緩め終わると、ばね60はホルダクランプとストッパクランプとをそれぞれに工具ホルダとストッパブロックとに軽く押し付け続ける。このことが、工具ホルダとストッパブロックとが第1の当接面22に押し付けられることと、凹みの中に摩擦によって保持されることを生じさせる。この摩擦による保持は、重力の作用によって工具ホルダとストッパブロックとが凹み12aの外に落下することを防止する。しかし、この摩擦による保持は、工具ホルダを手作業で調整または交換することを妨げない。
When the
1つのボルトだけを動かすことによってホルダクランプとストッパクランプの各々の取り外しまたは所定位置への固定とが可能であるということと、工具ホルダまたはストッパブロックが偶発的に凹みの外に落下する危険性がないということとが理解される。 By moving only one bolt, each of the holder clamp and stopper clamp can be removed or fixed in place, and there is a risk that the tool holder or stopper block will accidentally fall out of the recess. It is understood that there is no.
本発明の別の実施形態が図7から図12に示されている。図7−8による実施形態では、ストッパブロック18aが、ばねにより偏る球72が中に配置されているスリーブ70を有する。この球は、調整方向Aと押し付け方向Pとにおいて工具ホルダに力を加えるために、工具ホルダ14aの概ね円錐形の凹所74の中に配置されている。
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the embodiment according to FIGS. 7-8, the stopper block 18a has a
ストッパ本体と工具ホルダとの間の追加の接触が、図9では領域76において生じ、図10では領域78において傾斜面を介して生じ、且つ図11では領域80において生じるということを除いて、図9と図10と図11によるそれぞれの実施形態は図7と図8の実施形態と同様である。
9 except that additional contact between the stopper body and the tool holder occurs in
図12と図13では、ストッパブロックと工具ホルダとの間の接触が領域82内において傾斜面を介して生じ、さらに、ストッパブロックを工具ホルダに連結するフック構造84、86が設けられている。ストッパブロックのための代案のフック84′が図14に示されている。
12 and 13, contact between the stopper block and the tool holder occurs through the inclined surface in the
本発明によって、単に1つのボルトを弛めることだけでホルダクランプとストッパクランプの各々を締結を緩めることが可能であるということが理解される。さらに、これらのクランプ内にばねが存在するので、これらのクランプが緩められ終わった後に、重力の作用のせいで工具ホルダまたはストッパブロックが支持本体の外に落下することがない。さらに、ストッパブロックは、支持本体の当接面に工具ホルダを押し付けて保持する傾向がある力を加えることが可能である。したがって、工具ホルダをより迅速に調整/交換することが可能であり、且つ支持本体内により正確に位置決めすることが可能である。 It will be appreciated that according to the present invention, it is possible to loosen each of the holder clamp and the stopper clamp by simply loosening one bolt. Furthermore, since there are springs in these clamps, the tool holder or stopper block does not fall out of the support body due to the action of gravity after these clamps have been loosened. Furthermore, the stopper block can apply a force that tends to hold the tool holder against the contact surface of the support body. Thus, the tool holder can be adjusted / changed more quickly and can be positioned more accurately in the support body.
本発明をその好ましい実施形態に関連して説明してきたが、本明細書に具体的には説明されていない追加と削除と変更と置換とが、添付されている特許請求項に定義されている本発明の着想と範囲とから逸脱することなしに行われてよいということが、当業者に理解される。 Although the invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, additions, deletions, modifications and substitutions not specifically described herein are defined in the appended claims. Those skilled in the art will appreciate that this may be done without departing from the spirit and scope of the present invention.
10 工具アセンブリ
12 支持本体
12a 溝
14 工具ホルダ
16 楔形ホルダクランプ
18 ストッパブロック
20 楔形ストッパクランプ
22 第1の当接面
24 第2の当接面
26 楔面
28 切削インサート
30、32 傾斜面
38 工具ホルダ表面
40 ストッパブロック表面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記当接面と係合する形で前記凹み内に配置されている工具ホルダと、
前記工具ホルダを前記当接面に対して押し付け方向に押し付けるために前記凹み内に押し込められるように構成されている楔部分を含むホルダクランプと、を含んでなる工具アセンブリであって、
前記押し付け方向に対して横断方向に前記ホルダクランプの貫通穴の中を通って延びるシャンクを有するボルトであって、前記シャンクは、前記凹み内に前記ホルダクランプを押し込めるために前記支持本体内にねじ込みによって固定されているボルトと、
前記シャンク上に配置されているフランジであって且つ前記シャンクは前記フランジを通過して、前記支持本体と、前記フランジと、前記貫通穴と、前記フランジと前記ボルト頭部との間に配置されている前記ホルダクランプと、前記ボルトが前記支持本体から弛められるにつれてホルダクランプを前記凹みの中の押し込み状態から引っ張るように前記ボルトと共に移動可能であるフランジと、を含む締付け構造具と、を備える工具アセンブリ。 A support body including a recess having an abutment surface;
A tool holder disposed in the recess to engage the abutment surface;
A tool clamp comprising a wedge portion configured to be pressed into the recess to press the tool holder against the abutment surface in a pressing direction;
A bolt having a shank extending through the through hole of the holder clamp in a direction transverse to the pressing direction, the shank being screwed into the support body to push the holder clamp into the recess With bolts fixed by
A flange disposed on the shank, and the shank passes through the flange and is disposed between the support body, the flange, the through hole, the flange, and the bolt head. A clamping structure comprising: the holder clamp having a flange, and a flange movable with the bolt to pull the holder clamp out of a depressed state in the recess as the bolt is loosened from the support body; A tool assembly comprising.
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