JP3742190B2

JP3742190B2 - Machine tool spindle equipment

Info

Publication number: JP3742190B2
Application number: JP14819297A
Authority: JP
Inventors: 徹伸西仲
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JPH10337625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸の先端に工具を装着して加工を行う工作機械にあって、主軸と工具との相対的な回転方向への位置ずれ防止用のドライブキーを備えた工作機械の主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の主軸装置にあっては、図３に示すように、主軸の先端にあたる工具嵌合穴３の開口面周囲における対向部位に、工具嵌合穴３内に達するキー溝１３，１３を形成し、そのキー溝１３，１３に、キー溝１３，１３の深さより厚みのある突出部を有したキーブロック１４，１４を嵌め込み、表面にドライブキーが突出した状態にて、キーブロック１４に貫設された各ボルト挿通孔１５，１５に挿通したボルト１６，１６を、キー溝１３，１３の底面に形成されたねじ穴１７，１７にねじ込んで締着する構造が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
工具嵌合穴開口面に、工具嵌合穴内に達するキー溝を形成すると、キー溝が切れ目になって開口部分の内周面が連続せず、剛性が低下する。
そのため高回転時には、遠心力の作用で切れ目となったキー溝が開き、開口部が拡大して工具と工具嵌合穴との密着性が損なわれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端にドライブキーを交換可能に備えた主軸装置において、工具嵌合穴の開口部内周を切れ目のない連続面にして剛性を高めた工作機械の主軸装置であって、その構成は、開口部の内周が連続した面となっている工具嵌合穴を中央に設けた主軸と、表面側にドライブキーを一体的に備えたリング状部材とを有し、前記リング状部材を、前記主軸の先端面の嵌合穴周囲に裏面側が密着し、前記工具穴と同軸配置となるよう着脱容易に固定したことにある。
そして前記主軸が、先端面に工具嵌合穴から一定距離を隔てて周設され底に等間隔で形成されたねじ込み穴を設けた溝を有し、前記リング状部材が前記溝に嵌め込まれ、前記ねじ穴にねじ込みするボルトの締着にて主軸に固定される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る主軸装置を、図面に基づいて説明する。
図１は主軸１の先端部分とその先端部分に装着される工具２の基端部分とを示したもので、主軸１の先端面中央には工具嵌合穴３が設けられ、その工具嵌合穴３の開口面周囲には、リング状に溝４が形成されている。
この溝４は、工具嵌合穴３から一定距離隔てて工具嵌合穴と同心に設けられ、対向する二箇所において、部分的に中心方向に膨出した張り出し部３ａ，３ａが形成されている。
前記工具嵌合穴３は、奥方に向けて小径となるテーパ穴形状になっていて、その奥方延長上にドローバ（図示せず）が装備されている。
５はリング状部材としてのリングプレートであり、表面には、中心を挟んだ対向部位に、ドライブキー６，６が盛り上げ形成され、リングプレート５は、ドライブキー６，６の下側部が張り出し部３ａ，３ａに嵌まり込んで確実に位置決めされ、ドライブキー６，６が主軸装置の先端面より上側部が工具嵌合穴３の内壁面より中心方向に突出する形状となっている。
【０００６】
前記リングプレート５には、各ドライブキー形成部分を含んだ六ヶ所に、工具嵌合穴の周りに等間隔で段付きのボルト挿通穴７，７・・が穿設され、一方、溝４の底面には、前記ボルト挿通穴７，７・・に対応した位置にねじ穴８，８・・が形成されている。
前記リングプレート５は、ドライブキー６，６の下側部を張り出し部３ａ，３ａに合致するようにして溝４に嵌め込み、ボルト挿通穴７，７・・をねじ穴８，８・・に一致させ、ボルト９，９・・で締着される。
それによって主軸１の先端面に、一対のドライブキー６，６が一体に設けられる（図２）。
【０００７】
一方工具２には、前記工具嵌合穴３に対応した円錐状の嵌合部１０が突設され、その嵌合部１０の根本部分にはフランジ部１１が形成されている。
フランジ部１１には、中心を挟んだ対向する箇所に位置決め用のキー溝１２，１２が切り欠き形成されており、その位置決め用のキー溝１２，１２にドライブキー６，６が嵌め込まれるよう位相を合わせて装着される。
【０００８】
このように形成された主軸装置は、前記工具に形成されている位置決め用のキー溝に、主軸装置のドライブキーが嵌め込まれることで、相対的な回転方向への位置ずれが防止され、又、工具嵌合穴の開口部内周に切れ目が存在しないので、高い剛性が保たれ、高速回転時においても開口部分が拡開する虞れもなくなり、加工時のブレが防止されると共に、フレッティング防止となる。
而もドライブキー同士はいずれもリング状部材と一体化されているから、ドライブキー相互は常に正常な位置関係に保たれ、高速回転における主軸バランスに影響を及ぼさない。
【０００９】
実施例では、ドライブキーがリングプレートの表面に一体形成されているので、キー形状の変更に際してはリングプレートごと交換することになるが、リングプレートとドライブキーとを分離可能に形成すれば、ドライブキーのみを変更するだけで対応できる。
この場合、ドライブキーは、リングプレートに対してしつかりと固着できる構造を採用する必要がある。
そして、ボルトにて締着固定する場合、ボルトの位置、数は適宜変更されるし、ドライブキーの形状も自由に変更してかまわない。
【００１０】
本発明は、ドライブキーが一体的に設けられたリング状部材を主軸先端面に固着することによって、主軸装置の先端にドライブキーを設ける構造としたから、工具嵌合用穴の開口部内周に切れ目がなくなり、開口部の内周は連続した面となって高い剛性が確保され、同時にドライブキー相互の位置関係が正常に保たれる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、工具嵌合穴の開口部内周が連続した面となっているので、剛性が高く、高速回転時の遠心力で拡開する虞れはなくなるし、ドライブキーはリング状部材と一体化されているから、リング状部材によって相互の位置関係も正常に保たれる。
又、溝に嵌め込んでボルトにて締着する構造であると、確実に固着できるのでドライブキーの信頼性が高く、着脱が容易なため、キー溝の形状変更にも簡単に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る主軸装置の構造を示した分解説明図である。
【図２】主軸装置の組立説明図である。
【図３】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１・・主軸、２・・工具、３・・工具嵌合穴、３ａ・・張り出し部、４・・溝、５・・リングプレート、６・・ドライブキー、７・・ボルト挿通穴、８・・ねじ穴、９・・ボルト、１０・・嵌合部、１１・・フランジ部、１２・・キー溝、１３・・キー溝、１４・・キーブロック、１５・・ボルト挿通孔、１６・・ボルト、１７・・ねじ穴。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool spindle device for machining with a tool attached to the tip of a spindle, and having a drive key for preventing misalignment of the spindle and the tool in the relative rotational direction. .
[0002]
[Prior art]
In the conventional spindle device, as shown in FIG. 3, key grooves 13 and 13 reaching the tool fitting hole 3 are formed at opposing portions around the opening surface of the tool fitting hole 3 corresponding to the tip of the spindle. The key blocks 14 and 14 having protrusions thicker than the depth of the key grooves 13 and 13 are fitted into the key grooves 13 and 13 so that the drive key protrudes from the surface and penetrates the key block 14. A structure is employed in which the bolts 16, 16 inserted into the respective bolt insertion holes 15, 15 are screwed into screw holes 17, 17 formed on the bottom surfaces of the key grooves 13, 13 and fastened.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If a key groove reaching the tool fitting hole is formed on the opening surface of the tool fitting hole, the key groove is cut and the inner peripheral surface of the opening portion is not continuous, and the rigidity is lowered.
Therefore, at the time of high rotation, a key groove that is cut by the action of centrifugal force is opened, and the opening is enlarged, and the adhesion between the tool and the tool fitting hole is impaired.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a spindle device of a machine tool having increased rigidity by making the inner periphery of the opening of the tool fitting hole an unbroken continuous surface in a spindle device provided with a replaceable drive key at the tip , the configuration of which is A main shaft provided with a tool fitting hole in the center of which the inner periphery of the opening is a continuous surface, and a ring-shaped member integrally provided with a drive key on the surface side, the ring-shaped member The back surface is in close contact with the periphery of the fitting hole on the front end surface of the main shaft, and is easily fixed so as to be coaxial with the tool hole.
And the main shaft has a groove provided with a screw hole formed circumferentially at a constant distance from the tool fitting hole on the tip surface and formed at equal intervals on the bottom, and the ring-shaped member is fitted into the groove, It is fixed to the main shaft by fastening bolts to be screwed into the screw holes.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A spindle device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a distal end portion of a spindle 1 and a proximal end portion of a tool 2 attached to the distal end portion. A tool fitting hole 3 is provided at the center of the distal end surface of the spindle 1 and the tool fitting is performed. Around the opening surface of the hole 3, a groove 4 is formed in a ring shape.
The groove 4 is provided concentrically with the tool fitting hole at a predetermined distance from the tool fitting hole 3, and overhanging portions 3 a and 3 a that are partially bulged in the central direction are formed at two opposing positions. .
The tool fitting hole 3 has a tapered hole shape with a small diameter toward the back, and a draw bar (not shown) is provided on the back extension.
Reference numeral 5 denotes a ring plate as a ring-shaped member, and on the surface, drive keys 6 and 6 are formed so as to be raised at opposing portions across the center, and the ring plate 5 has the lower side of the drive keys 6 and 6 protruding. The drive keys 6 and 6 are positioned so as to be surely positioned by fitting into the parts 3a and 3a, and the upper part of the drive key 6 and 6 protrudes from the inner wall surface of the tool fitting hole 3 toward the center.
[0006]
The ring plate 5 is provided with stepped bolt insertion holes 7, 7... Around the tool fitting holes at six locations including the drive key forming portions. Screw holes 8, 8,... Are formed on the bottom surface at positions corresponding to the bolt insertion holes 7, 7,.
The ring plate 5 is fitted in the groove 4 so that the lower side of the drive keys 6, 6 matches the overhanging portions 3a, 3a, and the bolt insertion holes 7, 7,... Match the screw holes 8, 8,. And tightened with bolts 9, 9,.
As a result, a pair of drive keys 6 and 6 are integrally provided on the front end surface of the main shaft 1 (FIG. 2).
[0007]
On the other hand, the tool 2 is provided with a conical fitting portion 10 corresponding to the tool fitting hole 3, and a flange portion 11 is formed at the root of the fitting portion 10.
Positioning key grooves 12 and 12 are formed in the flange portion 11 so as to be opposed to each other across the center, and the drive keys 6 and 6 are fitted in the positioning key grooves 12 and 12. It is attached together.
[0008]
In the spindle device formed in this way, the drive key of the spindle device is fitted in the positioning key groove formed in the tool, so that the positional deviation in the relative rotation direction is prevented, Since there is no cut in the inner periphery of the opening of the tool fitting hole, high rigidity is maintained, and there is no possibility of the opening expanding even during high-speed rotation, preventing blurring during processing and preventing fretting. It becomes.
Since the drive keys are integrated with the ring-shaped member, the drive keys are always kept in a normal positional relationship and do not affect the spindle balance at high speed rotation.
[0009]
In the embodiment, the drive key is integrally formed on the surface of the ring plate. Therefore, when the key shape is changed, the entire ring plate is replaced. However, if the ring plate and the drive key are formed to be separable, the drive key is changed. Just change the key.
In this case, the drive key needs to adopt a structure that can be firmly fixed to the ring plate.
When fastening with bolts, the position and number of bolts can be changed as appropriate, and the shape of the drive key can be changed freely.
[0010]
The present invention has a structure in which the drive key is provided at the tip of the spindle device by fixing the ring-shaped member integrally provided with the drive key to the tip of the spindle, so that a cut is formed in the inner periphery of the opening of the tool fitting hole. Thus, the inner periphery of the opening is a continuous surface and high rigidity is secured, and at the same time, the positional relationship between the drive keys is kept normal.
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the inner periphery of the opening portion of the tool fitting hole is a continuous surface, the rigidity is high, and there is no possibility of expanding due to centrifugal force during high-speed rotation, and the drive key is a ring-shaped member Therefore, the mutual positional relationship is normally maintained by the ring-shaped member.
Also, if the structure is fitted into the groove and fastened with bolts, the drive key is highly reliable and the drive key is highly reliable and easy to attach and detach.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded explanatory view showing a structure of a spindle device according to the present invention.
FIG. 2 is an assembly explanatory diagram of a spindle device.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 ・・ Spindle 2 ・・ Tool 3 ・・ Tool fitting hole 3a ・・ Overhang 4 ・・ Groove 5 ・・ Ring plate 6 ・・ Drive key 7 ・・ Bolt insertion hole 8 ・・ Screw hole, 9 ・・ Bolt, 10 ・・ Fitting part, 11 ・・ Flange part, 12 ・・ Key groove, 13 ・・ Key groove, 14 ・・ Key block, 15 ・・ Bolt insertion hole, 16 ・・Bolt, 17 ... screw hole.

Claims

先端にドライブキーを交換可能に備えた主軸装置において、開口部の内周が連続した面となっている工具嵌合穴を中央に設けた主軸と、表面側にドライブキーを一体的に備えたリング状部材とを有し、前記リング状部材を、前記主軸の先端面の嵌合穴周囲に裏面側が密着し、前記工具穴と同軸配置となるよう着脱容易に固定した工作機械の主軸装置。 In the spindle device provided with a replaceable drive key at the tip, a spindle having a tool fitting hole in the center of which the inner periphery of the opening is continuous and a drive key on the surface side are integrally provided. A spindle device of a machine tool having a ring-shaped member, wherein the ring-shaped member is fixed in an easily attachable and detachable manner so that the back surface is in close contact with the periphery of the fitting hole on the tip surface of the main shaft and is coaxial with the tool hole.

前記主軸が、先端面に工具嵌合穴から一定距離を隔てて周設され底に等間隔で形成されたねじ穴を設けた溝を有し、前記リング状部材が前記溝に嵌め込まれ、前記ねじ穴にねじ込みするボルトの締着にて主軸に固定される請求項１に記載した工作機械の主軸装置。 The main shaft has a groove provided with a screw hole formed at a constant distance from a tool fitting hole on the tip surface and formed at equal intervals on the bottom, and the ring-shaped member is fitted in the groove, The spindle device for a machine tool according to claim 1, wherein the spindle device is fixed to the spindle by fastening bolts to be screwed into the screw holes.