[发明专利]主轴头装置和机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种设于机床、具有工具主轴的主轴头装置。本发明 还涉及一种设置了具有工具主轴的主轴头装置的机床。

背景技术

设置了固定支承着工具进行回转的主轴(所谓工具主轴)的机床 (例如铣床、加工中心)根据加工程序适当选择分别安装于工具保持 架的多种工具，可更换地安装于主轴的轴线方向前端(以下称主轴端)， 从而进行多种切削加工。出于该目的，这种机床一般在具有工具主轴 的主轴头装置内装用于自由装拆地保持各种工具保持架的工具保持机 构。

工具保持架具有对工具进行夹持的夹持部和收容保持于主轴端的 柄部，在夹持部与柄部间通常设置有由自动工具更换装置(ATC)把 持的凸缘部。与其对应，在主轴端形成可自由装拆地收容工具保持架 的柄部(也称工具柄)的收容凹部。另一方面，工具保持机构具有用 于可释放地夹紧工具柄的可动夹紧单元和使可动夹紧单元在柄释放位 置与柄夹紧位置间移动的动作单元，收容于主轴的轴线方向贯通孔。 工具保持机构的动作单元由主轴头装置外部的驱动机构(例如液压缸 机构)驱动，随着在主轴贯通孔内的自身的轴线方向移动，使可动夹 紧单元移动。

在上述机床中，工具保持架的柄部的结构和与其对应的主轴的主 轴端的结构现在由JIS(日本工业标准)、DIN(德国工业标准)、JBS (日本小型机床工业协会标准)等标准化。例如，由JIS、JBS规定 的工具柄具有圆锥台形状(7/24锥度)的外面，在其末端固定被称为 拉杆的杆状单元，在与其对应的主轴端形成具有圆锥台形状(7/24锥 度)的内面的柄收容凹部(JISB6101、B6339；JBS4001、4002等)。 另一方面，由DIN规定的工具柄由具有圆锥台形状(1/10锥度)的外 面的薄壁的空心筒状体构成，在与其对应的主轴端形成具有圆锥台形 状(1/10锥度)的内面的柄收容凹部(DIN69063-5、69893-5等)。

在用于将JIS(JBS)的工具保持架保持于主轴端的工具保持机构 中，将收容于柄收容凹部的工具柄的末端的拉杆围住地配置多个可动 夹紧单元，该多个可动夹紧单元在动作单元的动作下朝径向动作，从 外侧接合于拉杆的台肩面，从而将拉杆夹紧。在用于将DIN的工具保 持机构保持于主轴端的工具保持机构中，多个可动夹紧单元插入到收 容于柄收容凹部的工具柄的内侧空洞部，该多个可动夹紧单元在动作 单元的动作下朝径向动作，从内侧接合于工具柄的台肩面，从而将工 具柄夹紧。而且，按照JIS(JBS)的工具保持架、主轴端及工具保持 机构的结构例如记载于日本特开平9-314404号公报(JP-A-9-314404)。 另外，按照DIN的工具保持架、主轴端及工具保持机构的结构例如记 载于日本特开平5-220607号公报(JP-A-5-220607)。

如上述那样，在设置了工具主轴的以往的机床中，关于工具保持 架、主轴端及工具保持机构的结构，存在机械构造不同而且没有互换 性的多个标准。为此，机床的使用者在使用按照这样的没有互换性的 标准的异种工具保持架之际，需要准备设置了与各个标准对应的主轴 和具有工具保持机构的专用主轴头装置的异种机床。一般情况下，使 用者在分别将多种多样的工具安装于工具保持架的状态下保管，所以， 例如在考虑加工精度、工具寿命、运行噪声等诸因素适当分开使用JIS 的机械结构和DIN的机械结构的场合，对于同一种类的工具，也必须 时常设置JIS用的机床和DIN用的机床，设备费增大，同时，担心维 护管理变得复杂。

另外，在设置了工具主轴的以往的机床中，不论标准如何，都成 为将工具保持架的柄部收容保持到主轴端的柄收容凹部的结构。为此， 反复进行工具更换作业，有时使得主轴端的柄收容凹部损耗，但在这 样的场合，需要更新主轴。在这里，主轴通常需要将包含柄收容凹部 的内面和嵌合到轴承的外面双方加工成高精度，而且，由于在主轴贯 通形成用于将清扫用、冷却用的流体供给到工具的流体通道的要求也 在近年不断提高，所以，在机床的构成零件中成为较昂贵的零件。因 此，在工具更换的频度高的场合，存在将这样的昂贵的主轴换成新的 主轴时导致维护费用增大的担心。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用型的主轴头装置，该主轴头装置 设置于机床；其中，具有机械结构不同的柄部的多种工具保持架可由 分别与其对应的工具保持机构可更换地稳定保持在通用的主轴上，由 此可防止设备费用的增大、维护管理的烦杂化。