TW574084B - Spindle device of machine tool - Google Patents

Description

574084 五、發明說明（1) 【技術領域 本發明為 主軸裝置。 【技術背景 在被旋轉 時，工具夾 被安裝在此 體部之中心 刀具的後方 方之切削液 中心部之切 工具機之主 此時，刀 其内孔為直 在上述之 具的切削液 形式或刀具 般，根據該 削液霧使其 在上述之 給能力，在 量之充份的 刀具内之切 或長度等之 關於自刀具之先 *而可噴出切削液霧的工具機之 軸尖端 具有主 部前面 述夾頭 具制動 具制動 路，自 被本申 元件為 長度方 ’一般 ’基於 特有的 各種加 驅動的主 具被構成 夾具本體 部密接前 變位之刀 霧經過刀 削液霧通 軸裝置已 具制動器 線狀而在 主軸裝置 霧孔徑為 製造商之 刀具而在 通過為準。 主軸裝置中，自 一般各種的加工 大小，因此，自 削液務為依存於 流量而自刀具的 部可裝卸 轴所支持 的失頭； 所把持的 器元件， 器元件及 刀具先端 請人所實 由直圓筒 向任意位 為被安裝 刀具本體 情況等而 工時，其 地固定工具 的夾具本體 及，被安裝 刀具之後端 被供給至主 被形成在刀 面被噴出， 施。 夾具，同 部；及， 在夾具本 以限制此 軸後部内 具的各自 如此構成 狀的單一元件構成 置之直徑為 市售品的刀 的外徑或長 適當地被決 以不會不足 相同。 具，此刀度、刀具 定，一 之量的切 t軸内往刀具之切削液霧的供 時，由於為被形成不會有不足 刀具制動器元件内流出 刀具内的切削液霧通路 先端面噴出。 〈直徑

結果，在許多的加工中，n 先端面噴出，而浪費切削，成過多量的切削液霧自刀具 工環境的污染。 4務或發生切削液霧所產生之加 本發明之目的為提供可 之主軸裝置。 *该問題點而所完成的工具機 【發明之揭示】 本發明為，在 時，在此工具夾 安裝在此夾具本 部之中心部密接 具的後方變位之 之切削液霧經過 心部之切削液霧 工具機之主轴裝 部介由裝卸手段 動器元件，此時 刀具内流出之切 使用本發明的 先端面喷出過多 下刀具制動器元 為調整噴嘴元件 元件内往刀具内 噴出最適量之切 此時，調整噴 主軸的 具具有 體部前 前述失 刀具制 刀具制 通路， 置中， 可交換 ’尖端 削液霧 主軸裝 量或過 件，交 的尖端 流出之 削液霧 嘴元件 尖端部可裝 主軸所支持 面的夾頭； 頭所把持的 動器元件， 動器元件及 自刀具先端 以本體元件 被固定之尖 元件形成為 流量的調整 置在實施特 少量之切削 換安裝另外 元件，由此 切削液霧的 卸地固 的夾具 及，被 刀具之 被供給 被形成 面被噴 和在此 端70件 可限制 噴嘴元 定的加 液霧時 的不同 ，可改 流量， 定工具 本體部 安裝在 後端以 至主軸 在刀具出，如 本體元 形成前 自本體 件。 工時， ，自工 直徑之 變自刀 自刀具 夾具，同 ;及，被 夾具本體 限制此刀 後部内方 的各自中, 此構成的 件的尖端 述刀具制 元件内朝 自刀具的 具夾具拆 噴嘴孔作 具制動器 先端面可 的噴嘴孔直徑使成為自主軸内至刀

574084 五、發明說明（3) 具制動器元件内之切削汸兩 下的尺寸。依此，可j =通路的敢小直徑之大約80%以 之切削液霧之量。又成= 自刀具先端面喷出 的内孔之最小徑的大約=〇尺寸被構成大於切削液霧供給管 為85 %程度時，則未右％以上時，例如，使此比率構成 削液霧的流量。、匕有效地限制自刀具先端面噴出之切 【發明之最佳實施形態】 圖1顯不自側面觀看i义 軸的工具機之主軸裝置的备明邱之;"貫施例的具有複數個主 ^ ^ ^ „ 罝的一部份之剖面圖，圖2顯示自側 面嬈看此主軸裝置的重要部份之剖面圖。 66 二圖中，1為主轴裝置的本體支架’在此本體支架1 主軸2介由球軸承3a、3b旋轉自如地被安裝在一 疋位置。 此時，4為被螺栓固定在本體支架1的前端面之環狀元 件’5為被外插在主軸2的後端部以鍵部固定之輸入齒輪， 6為被螺著在主轴2的後端部用來限制自主軸2的輸入齒輪5 拔出之螺母體，7a及几為控制球軸承3&、扑的前後位置之 筒形間隔物。 士主軸2★為在先端中心部具有直圓筒内面之嵌入孔以，同 日π ’連續此肷入孔2 a而形成直徑不同的2個直狀之中心孔 2b、2c。8為以夾具本體部8a為主體之工具夾具，形成為 夾具本體部8a的一部份之嵌入部8b被内嵌於主軸2的嵌入 孔2a而介由適宜之螺栓結合手段可裝卸地被固定在主軸2 上。

\\312\2d-code\91-07\91108827.ptd 第7頁 574〇84 五、發明說明（4) 又’9為旋轉自如地被支持在本體支架1上而嚙合輸入齒 輪5之傳動齒輪，其自未圖示之馬達被傳動旋轉。 1 0為設在主軸2後方之附加支架，在此附加支架1 〇之主 車由2正後方部份設有透孔1 〇a，在此透孔1 〇a被内嵌有供給 路元件1 1的圓筒狀嵌合部1 1 a，同時，在附加支架丨〇以螺 栓固定供給路元件丨i的後部。在該供給路元件丨〗的後端部 破螺著***自主軸裝置分離設置之由分配器〗3延伸出的^ 削液霧供給分岐管道12a之連接零件12。又，在分配器13 被接續有自眾所周知的切削液霧發生裝置Mg延伸出的切 液霧供給管道1 2 b。 在上述主軸2的嵌入孔2 a及中心孔2 b、2 c上，以非旋轉 狀態和主軸旋轉中心同心地被内插有未與主軸2接觸之狀 態的直狀之切削液霧供給管14。此切削液霧供給管14為， 在^體管部14a的尖端部使小徑管部Ub固著為延長狀。 體管部14a的前部被構成附有段狀的小徑部ai、“，在】 小徑部al和主軸2的中心孔2b之間使旋轉自如地支持小徑 部al之球軸承15，又，在另外丨個小徑部“和主軸2的中心 孔2b之間的地方，在球軸承15的前侧設置環狀密封元件 1 2的中 前述中 此時 15和中 b。又，本體管部14a的後端部液密狀地被内插在連接零件 *孔内，又，小徑官部〗4b的前端部被構成可達 义孔2a的内方。 在球軸承1 5和環妝您& — Ί ^ ^ 狀在封疋件b之間，及，球軸承 、孑L2c月ij端之間言交右戸u η i 丄、c:乙 ° 前述工具夾具8為繫緊位於+ θ丄a ;失具本體部8 a前部中心部之 、 有^狀的間隔物c 1、c 2

574084 五、發明說明（5) 刀具17的周面部，使固定在夾具本體部8a之彈簧夾頭18安 裝在夾具本體8 a的前部，同時，在夾具本體部8 a的中心部 形成具有螺絲部之中心孔g，在此中心孔g内被形成有刀具 前後位置繫止手段1 9。 此刀具前後繫止手段1 9為由：可限制被内插在中心孔g 之刀具1 7的後方變位之直圓筒形的刀具制動器元件2 0 ; 及，可變更調整螺入在前述中心孔g内的螺絲部之刀具制 動器元件2 0的前後位置之公嫘絲元件2 1 ;如此所構成，在 前述刀具制動器元件2 〇及前述公螺絲元件2 1的中心部被形 成有前後方向的内孔hi、h2。又，在此内孔hi、h2的内方 以非接觸狀態密狀地被***切削液霧供給管1 4的小徑管部 1 4b ’此***長度被形成為比前述嵌入部8b的前後長度更 短0 刀具制動器元件2 0為由後側的本體元件2 2和前側的尖端 元件2 3所構成，在被形成於本體元件2 2的前端部之母螺絲 上’被螺合有形成於尖端元件2 3的後端部之公螺絲，使此 些本體元件22和尖端元件23構成可裝卸結合為一體狀。

本體元件22的透孔hi被構成直圓筒狀，其被儘量構成、斤 似於小徑部1 4b之外徑。尖端元件2 3被構成自主軸2側= 至本體元件22的内孔hi内之切削液霧朝刀具17側流出時 予其流動節流作用而限制切削液霧之流出的作用之 + 嘴兀件，此些内孔為由：和本體部2的内孔h丨同一直徑^赁 直圓筒狀孔部i 1 ;及，圓錐狀内面部i 2 ;及， 之 喷嘴孔i3 ;如此所構成。 竿^的

)/4084 五、發明說明（6) 此時，喷嘴孔i 3的直徑祐、 動器元件20内之切削液^ 成為，自主軸2内至刀具制 的最小直徑（在圖示例中的切削液霧供給管1 4之内孔 大約80 %以下。此調整^ Μ管部14b之内孔直徑）之 嘴孔13的徑部不-樣的^=2+3因應必要，可僅使和喷 交換安裝用之其他調整噴调=嘴凡件23來交換安裝， 不同的噴嘴孔i3則較佳。、凡牛3可事先準備複數種直徑 #二：ί贺嘴凡件23的前端面j密狀擋接於刀具1 7的後 :::二被㈣往後方凹下之圓錐狀雌面部。此前 至此^接近於小捏管部⑽的先端，自*徑管部i4b 構“較之切削液霧通路的内孔Μ之長度被 彈簧夾頭18為由：包圍刀具17的周面部之夾頭24 ;及， 使此夾頭24往前後方向變位之操作螺母部25 ;如此所構 成0

進一步，刀具1 7為在中心部被形成有直狀的切削液霧通 路，此切削液霧通路k為，前部被分岐成雙股狀，且連通 夾持刀具1 7的先端面之特定直徑的中心於各側所形成之出 口開口 k 1、k 1 ’同時，後端被連通形成在刀具丨7的後端面 中心之入口開口 k〇。此一入口開口 k0和噴嘴孔丨3為在刀具 1 7的後端面和調整喷嘴元件23的前端面]·相擋接之狀態， 大約成氣您狀被連通之狀態。又，在圖示例中雖然刀具1 7 為蔴花鑽，但其並不限定於此。 其次說明如上述所構成之主軸裝置的使用例及其動作。

\\312\2d-code\91-07\91108827.ptd 第10頁 574084 五、發明說明（7) 側的裝卸為，使彈簧夹頭〗8的操作螺母部25往鬆懈 變】萨二作使夾頭24往前方變位’藉此，夾頭24的中心孔 :成=態。然後，使刀具〗7的後部***夹賴的中： 保持^ 後端面擋接調整喷嘴元件23之前端面j， 態：操作螺母部25往繫緊側旋轉操作使夾頭 吏位。由此’夾頭24藉其推拔面之模作用而變成 、:狀恶，刀具17以繫緊狀被固定於夾具本體部“。 在對夾具本體部心變更刀具17的前後位置時，主軸2和 工具夾具8的結合被解除，自主軸2拆下工具夾且8，盆 二^，在77具17被拆下之狀態下或在刀具17可冑後變位之狀 ::，適當旋轉操作公螺絲元件21。由此，公螺絲⑴藉由 螺 '、、糸進給作用往旋轉操作方向相關之特定方向變位，對夾 具本體部8a刀具制動器元件2〇的位置被調整變更。然後， ，刀具1 7之後端面可擋接刀具制動器元件2〇的前端面之狀 悲而被固定在夾具本體部8a上，其後，使此一工具夾且8 安裝於主軸2上。 〃 對主軸2裝卸工具夾具8時可為，藉由解除和主軸2的螺 絲結合手段，自主軸2的嵌入孔2&拔出夾具本體部“的嵌 入部8b或***主軸2的嵌入孔2a而實行。此時，由於藉主 軸2的嵌入孔2a，嵌入部8b被正確導引至主軸2中心之前後 方向，因此，可迴避切削液霧供給管14的小徑管部Hb接 觸至刀具岫後位置繫止手段丨9的前後方向之内孔h丨之現 象。 其次說明加工1個工件時之狀況，主軸2為介由傳動齒輪

574084 五、發明說明（8) 9或輸入齒輪5傳i幸去m 、去ΛΑ # 3b支持之妝能：ΐ圖不之馬達的鉍轉’在被球軸承3a、 持之狀心、於本體支架1的特定位置旋轉。又， ^轉為介由失具本體部8a、彈簧失 :::轉刀具前後位置繫止手段19也和夾具狀 一方面，切削液霧供給管丨4由於以球軸承1 山 if鲭IT加支架10同體狀地被支持後端部，因此，主：Γ 保持於非旋轉狀態。此時，環狀密封元1為 =狀閉塞旋轉狀態的主軸2之中心㈣周面和非^^ 悲，切削，霧供給管14之本體管部14a先端部之間。 在此狀恶下，在切削液霧發生裝置“所生 、=布在空氣中微細之切削液粒子）㈣ 2 運12b、分配器13及切削液霧供給分岐管道心、官 件11被供給至切削液霧供給管 路元 管“的小徑管14b在刀具制動器元件2〇的本體再元通二， 孔Μ内流動’到達本體元㈣内之切削液霧之内 元件23之喷嘴孔。一方面受到此噴嘴孔以之節流作『嘴 方面流出至刀具1 7之切削液霧通路k内。&時n 一 兀件23為有對自刀具制動器元件2()的内孔m往刀ϋ嘴 削液霧通路k内之切削液霧的流動作一定程度限制的^的切 用，因此，切削液霧以適當流量到達刀具17 、作 先端的出口開口U被噴出。此被噴出的切削液霧在 和工件之間的摩擦處所不會有過量或不足之情^ 滑，同時，可以加予冷卻。 作潤

574084 五、發明說明（9) 在上述主抽2或工具夾呈R向 小_ $ # Uh β φ ^ + f ^ 8内，在切削液霧的流動中，自 也丨去 夜務’雖然會通過被形成在刀旦 制動器元件20的内孔hi和小秤这如以田饭办成在刀八 間隙漏出到大氣卜周面之間的環狀 方之流出為藉由工具夾2L2a内部往其前 阻止，叉，A山 〇 A 主軸2的氣密狀之嵌合結合所 止 又’自攸入孔2 a的内邱分你七>、士丨丄 封元件b所阻止。 内。p在後方之流出為藉由環狀密 切削液務在主轴2或工且类且r沾^ ^ ^ , ^ ^ /、又/、8的内方雖然因壓力變化、 迷度k化、離心力等所起因而合右傲 是在供給管“内之切削液霧傾向’但 m A ^ , 由於切削液霧供給管1 4被配 二為直線狀’而且’被保持為非旋轉狀態，因&，可抑制 大的壓力變化或速度變化，同時， 始絲α八， 具凡全不會受到主軸2 ^所电生的離心力，因此，可有效地限制自主軸2後部 到達刀具制動器元件20的内孔hl之切削液霧的液狀化。 =，自小徑管部14b流出之切削液霧，雖然會通過刀具 制動器元件20的内孔hl或刀具17的切削液霧通耻流出， 但此時，由於内孔hl或切削液霧通路k比調整噴嘴元件Μ 的噴嘴孔j 3為比較大的徑部，因此，切削液霧不會受到大 的流動阻力而可流動，又，内孔hl或切削液霧通似為在 工具夾具8或刀具17的旋轉中心，且該些長度比起主軸2長 度更短，即使比起喷嘴孔i 3為較大的徑部時，由於藉由工 具夾具8的旋轉和賦予切削液霧之離心力的關係，其s仍然 為小徑，因此，在該處流動之切削液霧並不會長時間受到 工具夾具8所發生的大離心力，目此’在内孔以或切削液

\\312\2d-code\91-07\91108827.ptd 574084 五、發明說明（10) 霧通路k内士 i ‘ 也了有效地限制切削液霧之液體化。 旦疋’ f述的主軸裝置如以和迄今不同的加工 =新工件時，雖然其可能會發生自刀具丨7的 夕或過少之切削液霧量，但是在此情況下，自】 工具，具8，自夾具本體部8往外方取出刀具制 20，藉解除其些的尖端元件23之調整嘴元件的螺 而自本體元件22拆下等作交換作業而安裝新的另 具有不同^徑的喷嘴孔i3之其他調整噴嘴元件U 由此’藉由調整喷嘴元件2 3對切削液霧的流動 =同，自刀具1 7先端面所噴出者為最適量的切削 置〇 根據如上構成之本發明，即使自主軸内對刀且 件内的切削液霧之供給能力為一定，但藉由交換 的調整噴嘴元# ’即可以自刀具先端面任意變化 切削液霧的流量，由此，其在對多種不同的工 可供給最適量之切削液霧，π以防止切削液霧的 削液霧所發生的加工環境之污染。又藉由自主 夾具而往外方取出刀具制動器元件，复可 調整，嘴元件。又，其僅將習知所存在之；轴裝 制動恭元件變更即可實現。 又，喷嘴孔直徑自主軸至刀具制動器^件内之 通路的最小直徑呈大約80% α下之尺 自刀具先端面被喷出之切削液霧的流量。 ^ 【元件編號之說明】 s 條件而加 面噴出過 軸2拆下 器元件 絲結合， 外準備的 〇 限制變成 液霧之流 制動器元 安裝其他 被噴出之 加工中， 浪費或切 拆下工具 交換安裝 置的刀具 切削液霧 效地變化

574084 五、發明說明（11) 1 2 2a 2b、2c 3a 、 3b 、 15 4 5 6 7a、7b 8 8a 8b 9 10 10a 11 11a 12 12a 12b 13 14 14a 14b 本體支架 主軸 嵌入孔 中心孔 球軸承 環狀元件 輸入齒輪 螺母體 筒形間隔物 工具夾具 夾具本體 嵌入部 傳動齒輪 附加支架 透孔 供給路元件 圓筒狀嵌合部 連接零件 切削液霧供給分器管道 切削液霧供給管道 分配器 切削液霧供給管 本體管部 小徑管部 _

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五、 發明說明（12) 17 刀 具 18 彈 簧 夾 頭 19 刀 具 前 後 位 置 繫 止手段 20 刀 具 制 動 器 元 件 21 公 螺 絲 元 件 22 本 體 元 件 23 端 元 件 24 夾 頭 25 操 作 螺 母 部 a 1 、a2 小 徑 部 b 環 狀 密 封 元 件 cl 、c2 間 隔 物 g 中 心 孔 hi 、h2 内 孔 il 直 圓 筒 狀 孔 部 i2 圓 錐 狀 内 面 部 i3 喷 嘴 孔 j 前 端 面 k 切 削 液 霧 通 路 kO 入 口 開 V kl 出 D 開 V Mg 切 削 液 霧 發 生 裝 置 C:\2D-C0DE\91-07\91108827. ptd 第16頁 574084

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Claims (1)

1. 574084 六、申請專利範圍 1· 一種工具機之主軸裝置，在主軸（2)的尖端部可裝卸 地固定工具夾具（8)，同時，此工具夾具（8)具備有：被支 持在主軸（2)的爽具本體部（8a);及，安裝在此夾具本體 部（8a)前部的夾頭（18);及，被安裝在夾具本體部（8a)中 心部，同時，密接前述夾頭（18)所把持之刀具（17)的後端 以限制此刀具（1 7)的後方變位之刀具制動器元件（2 〇 );被 供給至主軸（2 )後部内方之切削液霧經過刀具制動元件 (2 0 )及刀具（1 7)的各自中心部所形成的切削液霧通路而自 刀具（17)先端面被喷出，如此所成的工具機之主軸裝置 中，，特徵為，以本體元件（22)和在此本體元件（22\的尖 端部藉裝卸手段可交換地被固定之尖端元件（2 3)形成前$ 刀具制動器元件（20)，此時，尖端元件（23)被作為限制自 本體元件（22)内朝往刀具（1 7)内流出之切削液霧流量 整喷嘴元件，如此所成者。 u嗎 2 ·如申請專利範圍第1項之工具機之主軸裝置，其中， 藉由交換安裝調整喷嘴元件（22 )，可任意變更自刀且， 器元件（2 0 )内往刀具（丨7)内流出之切削液霧的流動 所成者。 如此 3·如申請專利範圍第1或2項之工具機之主軸裝置，发 中’調整噴嘴元件（23)之喷嘴孔（i 3)直徑為，自主軸 内至刀具制動器元件（23)内之切削液霧通路的最小 約8 0 %以下的尺寸，如此所成者。 二大

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