JP4193972B2 - Tool unit for machine tools - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動工具交換装置を備えた数値制御工作機（マシニングセンター）、あるいは一定の品物を多量製作する専用工作機械等の工作機械に関し、特にそのツールユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のツールユニットは、ハウジングにツールホルダを回転自在に取り付け、該ツールホルダの後部側にマシニングセンターの主軸に着脱可能に連結されるシャンクを取り付け、前部側に所定のカッターを一体的に取り付けてなるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、カッターが常時ツールホルダに一体的に取り付けられていたため、デファレンシャルケースのように、内部に大径のギア室を有し、前後壁にギア室と連通する軸孔を上部に該ギヤ室と連通する窓孔を有するものにあっては、上記軸孔の内端面を加工することができなかった。このため、従来は、スピンドルに連結されて前後の軸孔に挿通されるアーバーと、カッターを上部の窓孔からギア室に挿入して上記アーバーに嵌合係止させるカッター供給装置とを有する専用機を設け、該専用機により上記軸孔の内端面を加工するようにしていた。しかしながら、上記カッター供給装置を有する専用機は高価になるとともに、大型になるものであった。本発明は、上記のような対象物を安価かつ小型にして加工できるようにした工作機械用ツールユニットを得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、ハウジングにツールホルダを回転のみ自在に設け、該ツールホルダの後部に工作機械の主軸に着脱可能に連結されるシャンクを、前部にカッターと係脱可能のアーバーをそれぞれ設け、前記ハウジングに半径方向外方に突出するアームを設け、該アームに前記アーバーと平行するガイドを前方に向けて突出固定し、該ガイドに前記アームと平行するカッターサポートを前後摺動可能に設け、該カッターサポートの端部に前記アーバーの前方にてこれと同軸に対面するカッターを回転自在に設ける構成にしたものである。
また、請求項２に係る発明は、上記アーバーに半径方向に出没可能の係合体を設け、前記アーバーの軸心部に軸方向に移動して前記係合体を半径方向に移動させるクラッチ装置を設けるようにしたものである。
また、請求項３に係る発明は、上記アーバーを、加工品に形成された前後の軸孔に嵌合する外径としたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の第１実施例を示す要部断面側面図、図２は図１の平面図、図３は図１の左側面図、図４は本発明によるツールユニットのセット状態を示す一部断面側面図、図５は加工状態を示す要部断面側面図、図６は本発明の第２実施例を示すカッター取付け状態の断面側面図、図７は本発明の第３実施例を示す加工状態の要部断面側面図である。
【０００６】
図１において、１はツールユニット、２はそのハウジングである。このハウジング２にツールホルダ３を前後（図１において左右）軸線を中心として回転自在に取り付ける。該ツールホルダ３は、ベアリング（テーパーローラベアリング）６を介して前後動不能にかつ回転自在に取り付け、その後端は後方（図１において右方）に突出させるとともに、該突出部を後方に向かってテーパー状に縮小するシャンク４とする。このシャンク４は、本例ではマシニングセンター本機１５の主軸１６（図４）に着脱可能に嵌合係止するようになっている。上記ツールホルダ３の前部にアーバー５を同軸に取り付ける。該アーバー５はハウジング２から前方に突出し、その前部にカッター１１と係脱可能なドライブ軸（スプライン軸）５ａを有する。
【０００７】
上記ハウジング２は、半径方向上方に突出するアーム７を一体に有し、該アーム７の上端部に上記アーバー５と平行する軸状のガイドバー（ガイド）８を前方に向けて突出固定する。該ガイドバー８は、図２に示すように、左右一対からなり、該ガイドバー８にガイドブッシュ９を介してカッターサポート１０を前後摺動可能にかつ回転不能に取り付ける。なお、上記ガイドバー８は一本のリニアガイドとしてもよい。上記カッターサポート１０はアーム７と平行する下方に延出させ、その下端部に形成した保持孔１０ａによりカッター１１を回転可能に支持する。該カッター１１は軸心部にアーバー５のドライブ軸５ａと係脱可能なドライブ孔（スプライン孔）１１ａを有する筒状に形成され、前端側に切削用の刃物（図示省略）を有する。上記カッター１１の外周に小径の保持溝１１ｂを形成し、該保持溝１１ｂを上記カッターサポート１０の保持孔１０ａに回転可能に嵌合させるとともに、該カッター１１を上記アーバー５の前方にてこれと同軸に対面させる。
【０００８】
上記各ガイドバー８にリターンスプリング（弾性体）１３を予圧縮して遊嵌させ、その前後端を上記ガイドブッシュ９とアーム７とに圧接させ、該リターンスプリング１３の反力で上記カッターサポート１０をガイドバー８の前部側に移動付勢する。これにより、初期時にはカッターサポート１０に取り付けたカッター１１がアーバー５の前端に対して所定の間隙（ア）を保持するようにする。なお、図１において、１２はアーム７の後面側に取り付けた回り止めピン、１４はガイドバー８の前端に取り付けてガイドブッシュ９の抜けを阻止するストッパーである。
【０００９】
次に上記実施例の使用態様について説明する。まず、前述したツールユニット１をマシニングセンターの自動工具交換装置（図示省略）に取り付けておく。この状態で、図４に示すように、マシニングセンター本機１５のワーク取付け治具１７にデファレンシャルケース（加工品）２０を、そのフランジ部２０ｂを介して取り付け、上記自動工具交換装置を作動させて上記ツールユニット１をマシニングセンター本機１５の主軸１６に取り付ける。即ち、ツールユニット１に支持されたカッター１１がガイドバー８の前端部に移動された状態を前後方向の基準位置、つまりデファレンシャルケース２０のギヤ収容室２０ａの左右中心位置となる基準位置とし、この状態で図４の仮想線位置から降下させ、同図の実線で示すように上記カッター１１をデファレンシャルケース２０の上部軸孔２０ｅからギヤ収容室２０ａに嵌合させるとともに、該カッター１１を主軸１６と同軸位置に位置決めする。
【００１０】
この場合、ツールユニット１のアーバー５は上記カッター１１に対して後方に位置して両者間に間隙（ア）が存在しているため、該アーバー５は上記カッター１１と共に下方に移動して上記主軸１６と同軸位置に位置することになる。この状態で、主軸１６を前進させると、図５に示すように、該主軸１６がツールユニット１のシャンク４に嵌合係止するとともに、該主軸１６を支持するクイル１８の前端に形成した止め孔がツールユニット１の回り止めピン１２に嵌合し、該ツールユニット１を回り止めする。
【００１１】
この状態で上記主軸１６がさらに前進すると、図５に示すように、ツールユニット１が前進され、そのアーバー５がデファレンシャルケース２０の前後の軸孔２０ｃ，２０ｄに嵌合するとともに、上記カッター１１にスプライン嵌合することになる。この場合、カッター１１がデファレンシャルケース２０の前部の軸孔２０ｃの内端に衝突し、該カッター１１及びツールユニット１のカッターサポート１０はその前進が阻止され、リターンスプリング１３は圧縮されることになる。
【００１２】
この状態で主軸１６を回転させると、上記カッター１１がアーバー５を介して回転され、上記前部の軸孔２０ｃの内端を切削加工することになる。この場合、上記リターンスプリング１３による圧縮力は弱く設定されており、上記カッター１１の前方への切込み送りは主軸１６の前進量によって行われるようになっている。
【００１３】
上記前部の軸孔２０ｃの内端の加工が完了すると、上記主軸１６の回転が停止されるとともに後方の初期位置に移動される。これにより、図４の実線で示すように、上記ツールユニット１が主軸１６から離脱されるとともに、上記リターンスプリング１３の反力でツールユニット１のハウジング２がカッターサポート１０に対して後方に移動されて該ツールユニット１が初期状態となる。そして、前述した自動工具交換装置によって上記ツールユニット１を図４の仮想線で示すように、上方に移動させてデファレンシャルケース２０から離脱させる。
【００１４】
次いで上記デファレンシャルケース２０を前後反転させ、上記自動工具交換装置及び主軸１６を前述と同様に動作させて該デファレンシャルケース２０の後部側の軸孔２０ｄの内端を加工する。
【００１５】
図６は本発明の第２実施例を示す。このものは、前述したツールユニットにカッターと係脱するクラッチ装置を設けたものである。図６において、１はツールユニット、３はそのツールホルダ、２２は該ツールホルダ３に設けたクラッチ装置（ボールクラッチ装置）である。このクラッチ装置２２は以下の如くなっている。即ち、ツールホルダ３の軸心部に後部から前部に向かって段状に小径にかつ一体に形成したピストン２３、第１ロッド２４、及び第２ロッド２５を前後摺動可能に嵌合させる。
【００１６】
上記第２ロッド２５の前部外周に環状かつ断面円弧状のカム溝（カム面）２６を前後に所定の間隔をおいて２個形成し、また、アーバー５の前部外周に上記各カム溝２６に対面する窓孔（符号省略）を円周方向に複数個形成し、各窓孔にボール（係合体）２７を半径方向移動可能に収容する。また、カッター１１の内周の前後端部に上記各カム溝２６と対応する浅い係合溝（符号省略）を形成する。なお、上記第２ロッド２５の外周に形成するカム溝２６、及びカッター１１の内周に形成する係合溝は、半球状あるいは円錐状の凹部とし、該凹部を円周方向に所定ピッチで形成するようにしてもよい。上記第１ロッド２４を収容するロッド室の外周にクラッチばね２８を収容し、該クラッチばね２８の反力によって上記ピストン２３、従って第２ロッド２５を後方に押圧付勢する。
【００１７】
この場合、上記クラッチばね２８によって第２ロッド２５が後方（図６において右方）に押圧移動された際には、図６で示すようにカム溝２６がボール２７に対して右方に移動し、該ボール２７をアーバー５の外周から突出させる、即ちクラッチ装置２２がオン作動するようにする。これにより、アーバー５がカッター１１に嵌合した際に該カッター１１をアーバー５に一体的に係合させるようにする。
【００１８】
また、シャンク４の軸心部に油路３０を形成する。該油路３０は、前端を上記ピストン２３を収容するシリンダ室２９の後部側に連通させ、後端をシャンク４の後面に開口させる。上記油路３０は、前述した主軸１６の軸心部に形成した供給油路（図示省略）に接続されるようになっており、該供給油路は切換弁を介して油圧ポンプ（共に図示省略）に接続される。これにより、油圧ポンプからシャンク４側の油路に油が供給された際には、その油圧によって上記ピストン２３をクラッチばね２８の弾性力に抗して前方に移動させ、第２ロッド２５のカム溝２６をボール２７位置と合致させ、該ボール２７がカム溝２６に嵌合できるようにしてクラッチ装置２２をオフ作動させる。
【００１９】
上記ツールホルダ３及び第２ロッド２５に検出用の第１エア通路３１、第２エア通路３２を形成する。第１エア通路３１は、その中間部３１ａがツールホルダ３の外周を軸方向に延び、その後部３１ｂがシャンク４の外周部を通過して該シャンク４のテーパー面に開口し、前部３１ｃが径方向に延びてその先端がツールホルダ３外周面から外部に開口する。また、上記第２ロッド２５側の第２エア通路３２は径方向に貫通させる。
【００２０】
上記第２エア通路３２の前後の位置は、第２ロッド２５の前進、即ちクラッチ装置２２のオフ時に上記第１エア通路３１の前部３１ｃの軸心部と合致し、該第１エア通路３１のエアの流通を許容し、第２ロッド２５の後進、即ちクラッチ装置２２のオン時に上記前部３１ｃの軸心部に対して前進（図６の状態）し、上記第１エア通路３１を遮断する位置とする。これにより、クラッチ装置２２のオン・オフを検知するようにする。なお、その他は前述した第１実施例と略同様の構造となっている。
【００２１】
上記第２実施例によれば、クラッチ装置２２により、アーバー５に嵌合したカッター１１を該アーバー５に一体的に結合するようにしたので、デファレンシャルケース２０の前部の軸孔２０ｃの加工、及び後部の軸孔２０ｄの加工を主軸１６を前後に移動制御することによって行うことができ、デファレンシャルケース２０の向きを換える必要がなくなり、前後の軸孔内端の加工が短時間で行えることになる。
【００２２】
図７は第３実施例を示す。図７において、５はアーバーであり、該アーバー５は、カッター１１の幅よりも若干短くするとともに、その基部（後部）にコーン状のカッター受け部５ｂを形成する。一方、マシニングセンター本機１５側の主軸１６の前方にシリンダによって前後方向に移動される押しロッド３５を配置し、該押しロッド３５の後端部にコーン状のカッター押し部３５ａを形成する。また、カッター１１の嵌合孔の前後端部をテーパー孔にする。
【００２３】
そして、上記アーバー５がカッター１１に嵌合した時点で上記押しロッド３５を後方（図において右方）に移動させてそのカッター押し部３５ａをカッター１１の前端部のテーパー孔に嵌合させて該カッター１１を所定の力で後方に押圧付勢し、カッター押し部３５ａと上記カッター受け部５ｂとでカッター１１を挟圧保持する。この状態で主軸１６を回転させるとともに、前後方向に移動制御してデファレンシャルケース２０の前部の軸孔２０ｃの加工、及び後部の軸孔２０ｄの加工を行う。その他は前述した第１実施例と略同様の構造となっている。
【００２４】
上記上記第３実施例によれば、押しロッド３５により、アーバー５に嵌合したカッター１１を該アーバー５に一体的に結合させるようにしたので、第２実施例と同様にデファレンシャルケース２０の向きを換えることなく前後の軸孔２０ｃ，２０ｄ内端の加工を行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明の請求項１に係る発明は、初期時にカッターをアーバーに対して軸方向に離間付勢し、この状態で工作機械の主軸に取付け、その後該主軸の軸方向移動によって上記カッターをアーバーと連結させるようにしたので、デファレンシャルケースのように、軸孔がＴ形に交叉してギア室に連通する軸孔の内端加工を安価かつ小型にして容易に加工することができる。また、本発明をマシニングンターに適用すれば、マシニングセンターによる加工対象物の範囲を拡大することができる。
また、請求項２に係る発明は、上記主軸の軸方向移動によってカッターとアーバーとを互いに嵌合させた後、両者をクラッチ装置によって一体的に結合するようにしたので、ワークの向きを換えることなく軸方向に対面する軸孔の内端加工を行うことができ、該加工が短時間で行えることになる。
また、請求項３に係る発明は、アーバーの前後端部を加工品に形成された前後の軸孔に嵌合させて該軸孔の内端を加工することができ、該軸孔の内端を高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す要部断面側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】本発明によるツールユニットのセット状態を示す一部断面側面図である。
【図５】加工状態を示す要部断面側面図である。
【図６】本発明の第２実施例を示すカッター取付け状態の断面側面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す加工状態の要部断面側面図である。
【符号の説明】
１ ツールユニット
２ ハウジング
３ ツールホルダ
４ シャンク
５ アーバー
５ａ ドライブ軸
５ｂ カッター受け部
６ テーパーローラベアリング
７ アーム
８ ガイドバー（ガイド）
９ ガイドブッシュ
１０ カッターサポート
１０ａ 保持孔
１１ カッター
１１ａ ドライブ孔
１１ｂ 保持溝
１２ 回り止めピン
１３ リターンスプリング（弾性体）
１４ ストッパー
１５ マシニングセンター
１６ 主軸
１７ ワーク取付け治具
１８ クイル
２０ デファレンシャルケース（加工品）
２０ａ ギヤ室
２０ｂ フランジ部
２０ｃ 前部軸孔
２０ｄ 後部軸孔
２０ｅ 上部軸孔
２２ クラッチ装置
２３ ピストン
２４ 第１ロッド
２５ 第２ロッド
２６ カム溝（カム面）
２７ ボール（係合体）
２８ クラッチばね
２９ シリンダ室
３０ 油路
３１ 第１エア通路
３１ａ 中間部
３１ｂ 後部
３１ｃ 前部
３２ 第２エア通路
３５ 押しロッド
３５ａ カッター押し部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool such as a numerically controlled machine tool (machining center) equipped with an automatic tool changer or a dedicated machine tool for producing a large amount of a certain product, and more particularly to a tool unit thereof.
[0002]
[Prior art]
In a conventional tool unit, a tool holder is rotatably attached to a housing, a shank that is detachably connected to a spindle of a machining center is attached to a rear side of the tool holder, and a predetermined cutter is integrally attached to a front side. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional one, since the cutter is always attached integrally to the tool holder, like the differential case, it has a large-diameter gear chamber inside, and the shaft hole that communicates with the gear chamber on the front and rear walls at the top In the case of having a window hole communicating with the gear chamber, the inner end face of the shaft hole could not be processed. For this reason, conventionally, a dedicated arbor connected to the spindle and inserted into the front and rear shaft holes and a cutter supply device for inserting the cutter into the gear chamber from the upper window hole and fitting and locking the cutter to the arbor A machine was provided, and the inner end face of the shaft hole was processed by the dedicated machine. However, the dedicated machine having the cutter supply device is expensive and large. It is an object of the present invention to obtain a machine tool tool unit that can process an object as described above at a low cost and a small size .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured as follows to achieve the above object. In other words, the invention according to claim 1 is provided such that a tool holder is rotatably provided in a housing, and a shank detachably connected to a main part of a machine tool at a rear part of the tool holder is detachable from a cutter at a front part. Arbor is provided, and an arm projecting radially outward is provided on the housing, a guide parallel to the arbor is projected forward and fixed to the arm, and a cutter support parallel to the arm is slid forward and backward on the guide. rotatably to set only, it is obtained by rotatably providing constituting the cutter facing coaxially therewith in front of the arbor to the end of the cutter support.
According to a second aspect of the present invention, the arbor is provided with an engagement body capable of protruding and retracting in the radial direction, and a clutch device is provided in the axial center of the arbor to move the engagement body in the radial direction. It is what I did.
According to a third aspect of the present invention, the arbor has an outer diameter that fits into the front and rear shaft holes formed in the processed product.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a cross-sectional side view of an essential part showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a left side view of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional side view of the main part showing the machining state, FIG. 6 is a cross-sectional side view of the cutter mounting state showing the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a third side view of the present invention. It is a principal part cross-sectional side view of the processing state which shows an Example.
[0006]
In FIG. 1, 1 is a tool unit and 2 is its housing. A tool holder 3 is attached to the housing 2 so as to be rotatable about the front and rear (left and right in FIG. 1) axis. The tool holder 3 is mounted so as not to move back and forth through a bearing (taper roller bearing) 6 and to be rotatable. The rear end of the tool holder 3 projects rearward (rightward in FIG. 1), and the projecting portion faces rearward. The shank 4 is reduced in a taper shape. In this example, the shank 4 is detachably fitted and locked to the main shaft 16 (FIG. 4) of the machining center main machine 15. Arbor 5 is attached coaxially to the front part of the tool holder 3. The arbor 5 protrudes forward from the housing 2 and has a drive shaft (spline shaft) 5a that can be engaged with and disengaged from the cutter 11 at the front portion thereof.
[0007]
The housing 2 integrally has an arm 7 projecting upward in the radial direction, and an axial guide bar (guide) 8 parallel to the arbor 5 is projected and fixed to the upper end portion of the arm 7 so as to protrude forward. As shown in FIG. 2, the guide bar 8 includes a pair of left and right, and a cutter support 10 is attached to the guide bar 8 via a guide bush 9 so that the cutter support 10 can slide back and forth and cannot rotate. The guide bar 8 may be a single linear guide. The cutter support 10 extends downward in parallel with the arm 7, and supports the cutter 11 rotatably by a holding hole 10a formed at the lower end thereof. The cutter 11 is formed in a cylindrical shape having a drive hole (spline hole) 11a that can be engaged with and disengaged from the drive shaft 5a of the arbor 5 at the shaft center portion, and has a cutting tool (not shown) on the front end side. A small-diameter holding groove 11b is formed on the outer periphery of the cutter 11, and the holding groove 11b is rotatably fitted in the holding hole 10a of the cutter support 10, and the cutter 11 is placed in front of the arbor 5 with this. Make it face the same axis.
[0008]
A return spring (elastic body) 13 is pre-compressed and loosely fitted to each guide bar 8, and its front and rear ends are brought into pressure contact with the guide bush 9 and the arm 7. Is urged to move toward the front side of the guide bar 8. Thereby, at the initial stage, the cutter 11 attached to the cutter support 10 holds a predetermined gap (a) with respect to the front end of the arbor 5. In FIG. 1, 12 is a detent pin attached to the rear surface side of the arm 7, and 14 is a stopper attached to the front end of the guide bar 8 to prevent the guide bush 9 from coming off.
[0009]
Next, the usage mode of the above embodiment will be described. First, the tool unit 1 described above is attached to an automatic tool changer (not shown) of a machining center. In this state, as shown in FIG. 4, a differential case (processed product) 20 is attached to the workpiece attachment jig 17 of the machining center machine 15 via the flange portion 20b, and the automatic tool changer is operated to The tool unit 1 is attached to the spindle 16 of the machining center machine 15. That is, the state in which the cutter 11 supported by the tool unit 1 is moved to the front end portion of the guide bar 8 is set as a reference position in the front-rear direction, that is, a reference position that is the left-right center position of the gear housing chamber 20a of the differential case 20, 4, the cutter 11 is fitted into the gear housing chamber 20a through the upper shaft hole 20e of the differential case 20 as shown by the solid line in FIG. Position in the coaxial position.
[0010]
In this case, since the arbor 5 of the tool unit 1 is located rearward with respect to the cutter 11 and there is a gap (a) between them, the arbor 5 moves downward together with the cutter 11 and moves to the main shaft. 16 and a coaxial position. In this state, when the main shaft 16 is advanced, as shown in FIG. 5, the main shaft 16 is fitted and locked to the shank 4 of the tool unit 1, and a stop formed at the front end of the quill 18 that supports the main shaft 16. The hole fits into the rotation prevention pin 12 of the tool unit 1 and prevents the tool unit 1 from rotating.
[0011]
When the main shaft 16 further advances in this state, as shown in FIG. 5, the tool unit 1 is advanced, and the arbor 5 is fitted into the front and rear shaft holes 20 c and 20 d of the differential case 20, and the cutter 11 Spline fitting will occur. In this case, the cutter 11 collides with the inner end of the shaft hole 20c at the front portion of the differential case 20, the cutter 11 and the cutter support 10 of the tool unit 1 are prevented from moving forward, and the return spring 13 is compressed. Become.
[0012]
When the main shaft 16 is rotated in this state, the cutter 11 is rotated through the arbor 5, and the inner end of the front shaft hole 20c is cut. In this case, the compression force by the return spring 13 is set to be weak, and the cutting feed forward of the cutter 11 is performed by the advance amount of the main shaft 16.
[0013]
When the processing of the inner end of the front shaft hole 20c is completed, the rotation of the main shaft 16 is stopped and moved to the initial position at the rear. As a result, as shown by the solid line in FIG. 4, the tool unit 1 is detached from the main shaft 16, and the housing 2 of the tool unit 1 is moved backward with respect to the cutter support 10 by the reaction force of the return spring 13. Thus, the tool unit 1 is in the initial state. Then, the tool unit 1 is moved upward as shown by the phantom line in FIG.
[0014]
Next, the differential case 20 is turned upside down, and the automatic tool changer and the main shaft 16 are operated in the same manner as described above to machine the inner end of the shaft hole 20d on the rear side of the differential case 20.
[0015]
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. This is the above-described tool unit provided with a clutch device that engages with and disengages from the cutter. In FIG. 6, 1 is a tool unit, 3 is a tool holder thereof, and 22 is a clutch device (ball clutch device) provided in the tool holder 3. The clutch device 22 is as follows. That is, the piston 23, the first rod 24, and the second rod 25, which are integrally formed with a small diameter and stepwise from the rear part to the front part, are fitted to the axial center part of the tool holder 3 so as to be slidable back and forth.
[0016]
Two cam grooves (cam surfaces) 26 having an annular shape and an arcuate cross section are formed on the outer periphery of the front portion of the second rod 25 at a predetermined interval on the front and rear sides. A plurality of window holes (reference numerals omitted) facing 26 are formed in the circumferential direction, and a ball (engaging body) 27 is accommodated in each window hole so as to be movable in the radial direction. Further, shallow engagement grooves (reference numerals omitted) corresponding to the cam grooves 26 are formed in the front and rear end portions of the inner periphery of the cutter 11. The cam groove 26 formed on the outer periphery of the second rod 25 and the engagement groove formed on the inner periphery of the cutter 11 are hemispherical or conical recesses, and the recesses are formed at a predetermined pitch in the circumferential direction. You may make it do. A clutch spring 28 is accommodated on the outer periphery of the rod chamber that accommodates the first rod 24, and the piston 23 and thus the second rod 25 are pressed and urged rearward by the reaction force of the clutch spring 28.
[0017]
In this case, when the second rod 25 is pushed and moved backward (rightward in FIG. 6) by the clutch spring 28, the cam groove 26 moves rightward with respect to the ball 27 as shown in FIG. The ball 27 is protruded from the outer periphery of the arbor 5, that is, the clutch device 22 is turned on. Thereby, when the arbor 5 is fitted to the cutter 11, the cutter 11 is integrally engaged with the arbor 5.
[0018]
An oil passage 30 is formed in the axial center portion of the shank 4. The oil passage 30 communicates the front end with the rear side of the cylinder chamber 29 that accommodates the piston 23 and opens the rear end on the rear surface of the shank 4. The oil passage 30 is connected to a supply oil passage (not shown) formed in the axial center portion of the main shaft 16, and the supply oil passage is connected to a hydraulic pump (both not shown) via a switching valve. ). As a result, when oil is supplied from the hydraulic pump to the oil passage on the shank 4 side, the piston 23 is moved forward against the elastic force of the clutch spring 28 by the oil pressure, and the cam of the second rod 25 The groove 26 is aligned with the position of the ball 27, and the clutch device 22 is turned off so that the ball 27 can be fitted into the cam groove 26.
[0019]
A first air passage 31 and a second air passage 32 for detection are formed in the tool holder 3 and the second rod 25. The first air passage 31 has an intermediate portion 31 a extending in the axial direction on the outer periphery of the tool holder 3, a rear portion 31 b passing through the outer peripheral portion of the shank 4 and opening to the tapered surface of the shank 4, and a front portion 31 c It extends in the radial direction and its tip opens to the outside from the outer peripheral surface of the tool holder 3. The second air passage 32 on the second rod 25 side is penetrated in the radial direction.
[0020]
The front and rear positions of the second air passage 32 coincide with the axial center of the front portion 31c of the first air passage 31 when the second rod 25 moves forward, that is, when the clutch device 22 is turned off. The second rod 25 moves backward, that is, moves forward with respect to the axial center portion of the front portion 31c (the state shown in FIG. 6) when the clutch device 22 is turned on, thereby blocking the first air passage 31. It is a position to do. Thereby, on / off of the clutch device 22 is detected. The rest of the structure is substantially the same as that of the first embodiment described above.
[0021]
According to the second embodiment, since the cutter 11 fitted to the arbor 5 is integrally coupled to the arbor 5 by the clutch device 22, the processing of the shaft hole 20c at the front portion of the differential case 20 is performed. In addition, the rear shaft hole 20d can be processed by controlling the movement of the main shaft 16 back and forth, so that it is not necessary to change the direction of the differential case 20, and the inner ends of the front and rear shaft holes can be processed in a short time. Become.
[0022]
FIG. 7 shows a third embodiment. In FIG. 7, reference numeral 5 denotes an arbor. The arbor 5 is slightly shorter than the width of the cutter 11 and forms a cone-shaped cutter receiving portion 5b at the base (rear portion). On the other hand, a push rod 35 that is moved in the front-rear direction by a cylinder is disposed in front of the main shaft 16 on the machining center machine 15 side, and a cone-shaped cutter push portion 35 a is formed at the rear end portion of the push rod 35. Further, the front and rear ends of the fitting hole of the cutter 11 are tapered holes.
[0023]
When the arbor 5 is fitted to the cutter 11, the push rod 35 is moved backward (rightward in the figure), and the cutter push portion 35 a is fitted into the taper hole at the front end of the cutter 11. The cutter 11 is pressed and urged rearward with a predetermined force, and the cutter 11 is clamped and held by the cutter pressing portion 35a and the cutter receiving portion 5b. In this state, the main shaft 16 is rotated, and movement in the front-rear direction is controlled to process the front shaft hole 20c and the rear shaft hole 20d of the differential case 20. The other structure is substantially the same as that of the first embodiment.
[0024]
According to the third embodiment, since the cutter 11 fitted to the arbor 5 is integrally coupled to the arbor 5 by the push rod 35, the orientation of the differential case 20 is the same as in the second embodiment. The inner ends of the front and rear shaft holes 20c and 20d can be processed without changing the above.
[0025]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the invention according to claim 1 of the present invention is such that the cutter is axially spaced apart from the arbor at the initial stage, attached in this state to the spindle of the machine tool , and then the spindle of the spindle. Since the cutter is connected to the arbor by moving in the direction, the inner end of the shaft hole that communicates with the gear chamber by crossing the shaft hole in a T shape like a differential case can be easily processed at a low cost and with a small size. can do. Moreover, if the present invention is applied to a machining center, the range of the object to be processed by the machining center can be expanded.
In the invention according to claim 2, since the cutter and the arbor are fitted to each other by the axial movement of the main shaft, the two are integrally coupled by the clutch device. In addition, the inner end of the shaft hole facing in the axial direction can be processed, and the processing can be performed in a short time.
Further, the invention according to claim 3 can process the inner end of the shaft hole by fitting the front and rear end portions of the arbor to the front and rear shaft holes formed in the processed product. Can be processed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view of an essential part showing a first embodiment of the present invention.
2 is a plan view of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a left side view of FIG. 1;
FIG. 4 is a partial sectional side view showing a set state of the tool unit according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional side view of an essential part showing a processing state.
FIG. 6 is a cross-sectional side view of the second embodiment of the present invention with the cutter attached.
FIG. 7 is a sectional side view of an essential part in a processed state showing a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tool unit 2 Housing 3 Tool holder 4 Shank 5 Arbor 5a Drive shaft 5b Cutter receiving part 6 Tapered roller bearing 7 Arm 8 Guide bar (guide)
9 Guide bush 10 Cutter support 10a Holding hole 11 Cutter 11a Drive hole 11b Holding groove 12 Non-rotating pin 13 Return spring (elastic body)
14 Stopper 15 Machining center 16 Spindle 17 Work mounting jig 18 Quill 20 Differential case (processed product)
20a Gear chamber 20b Flange portion 20c Front shaft hole 20d Rear shaft hole 20e Upper shaft hole 22 Clutch device 23 Piston 24 First rod 25 Second rod 26 Cam groove (cam surface)
27 Ball (engagement body)
28 Clutch spring 29 Cylinder chamber 30 Oil passage 31 First air passage 31a Intermediate portion 31b Rear portion 31c Front portion 32 Second air passage 35 Push rod 35a Cutter push portion

Claims (3)

ハウジング（２）にツールホルダ（３）を回転のみ自在に設け、該ツールホルダ（３）の後部に工作機械（１５）の主軸（１６）に着脱可能に連結されるシャンク（４）を、前部にカッター（１１）と係脱可能のアーバー（５）をそれぞれ設け、前記ハウジング（２）に半径方向外方に突出するアーム（７）を設け、該アーム（７）に前記アーバー（５）と平行するガイド（８）を前方に向けて突出固定し、該ガイド（８）に前記アーム（７）と平行するカッターサポート（１０）を前後摺動可能に設け、該カッターサポート（１０）の端部に前記アーバー（５）の前方にてこれと同軸に対面するカッター（１１）を回転自在に設けたことを特徴とする工作機械用ツールユニット。A tool holder (3) is rotatably provided on the housing (2), and a shank (4) removably connected to the main shaft (16) of the machine tool ( 15) is attached to the rear of the tool holder (3). A arbor (5) detachable from the cutter (11) is provided in each part, an arm (7) protruding radially outward is provided in the housing (2), and the arbor (5) is provided in the arm (7). parallel guide (8) protruding fixed forward, the guide (8) the arm (7) back and forth slidably set the cutter support (10) parallel to the digits in, the cutter support (10) A tool unit for machine tools, wherein a cutter (11) facing the same axis coaxially with the front of the arbor (5) is rotatably provided at the end of the arbor (5). アーバー（５）に半径方向に出没可能の係合体（２７）を設け、前記アーバー（５）の軸心部に軸方向に移動して前記係合体を半径方向に移動させるクラッチ装置（２２）を設けたことを特徴とする請求項１記載の工作機械用ツールユニット。A clutch device (22) is provided on the arbor (5) which is provided with an engagement body (27) which can be projected and retracted in the radial direction, and moves axially to the axial center of the arbor (5) to move the engagement body in the radial direction. The machine tool tool unit according to claim 1 , wherein the tool unit is provided. アーバー（５）を、加工品（２０）に形成された前後の軸孔（２０ｃ，２０ｄ）に嵌合する外径としたことを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械用ツールユニット。The machine tool tool unit according to claim 1 or 2, wherein the arbor (5) has an outer diameter that fits into the front and rear shaft holes (20c, 20d) formed in the workpiece (20).

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