专利名称：加工机械的主轴装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及雾状切削液从刀具前端喷射的加工机械的主轴装置。
为了解决这些问题，近年，出现了一边将极微量的切削液以雾状供给加工部一边进行切削的所谓进行干切削的加工机械。
本申请人已开发了用于进行干切削的加工机械，其主轴装置如
图11所示，固定有刀具13的工具架4通过锥杆部5b，固定于主轴1上。
此时，在工具架4上，形成直线状的支架侧雾状切削液通路e2，该通路e2具有单一的通路截面，该通路e2由螺纹拉杆6的中心孔d，支架内部连接管8的内孔f以及形成于刀具13的较厚部的刀具内通路g等形成。并且，在主轴1上形成有由内管3的内孔形成的主轴侧雾状切削液通路e1，该通路e1设置于该主轴的旋转中心部，具有单一的通路截面。
此外，在采用刀具13的加工中，将形成于主轴1附近的雾状切削液产生装置所产生的雾状切削液供给到主轴侧雾状切削液通路e1的起始侧部位，在通过该主轴侧雾状切削液通路e1后，经过支架侧雾状切削液通路e2，从刀具13的前端喷出。
在上述的现有的加工机械中，主轴1的旋转速度相应于其动作状况而变化，但是，当该旋转速度变大时，则作用于流过雾状切削液通路e1，e2内的雾状切削液的离心力增大，故雾状切削液通路e1，e2的内周面附近的雾状切削液的压力上升，促进其液化，雾状切削液的稳定供给受到损害，由此，会产生刀具使用寿命降低，加工面的品质下降等各种问题。
并且，在加工机械的动作中，为了避免雾状切削液的供给浪费，频繁地反复进行该切削液供给的停止和开始，但是当停止该供给时，由于雾状切削液通路e1，e2内的雾状切削液在瞬间流出，故之后当开始该切削液的供给时，如果不首先充满雾状切削液通路e1，e2的内部，则无法获得稳定的供给状态，妨碍有效的作业。
为了实现上述目的，本发明第一方面涉及一种加工机械的主轴装置，在从主轴到一体地安装于该主轴上的刀具的前端的范围内，形成具有单一通路截面的雾状切削液通路，从主轴侧供给的雾状切削液经过该雾状切削液通路，从刀具的前端喷射，在所述雾状切削液通路的途中，形成空腔组透过层部，其多个空腔呈多节并在连通的状态下叠置，雾状切削液经过这些空腔组而透过。
下面对上述发明的作用进行说明，流过雾状切削液通路的雾状切削液为压力流体，在其通过空腔组透过层部后，从刀具前端喷射。在此情况下，空腔组透过层部中的多个空腔用作雾状切削液的通路，并且还用作聚积雾状切削液的空间。
即，当雾状切削液顺利地在雾状切削液通路的内部流动时，则空腔组透过层部内的雾状切削液的压力高于雾状切削液不顺利地流动时的压力，当较高压力的雾状切削液通过各空腔内部时，则该雾状切削液聚积于各空腔内。
另一方面，在主轴的旋转速度临时增大，同时雾状切削液在雾状切削液通路的内部液化、不顺利地流动时，由于空腔组透过层部的上游侧的压力降低，故雾状切削液并不困难地临时流入到空腔组透过层部内，此时，以较高压力聚积于各空腔内的雾状切削液从空腔的出口侧暂时地流出，朝向下游侧流动，用于补充雾状切削液的不足。
另外，当停止从主轴侧供给雾状切削液时，在空腔组透过层部的多个空腔中，滞留有雾状切削液通路内的压力降低的雾状切削液或液化的切削液。该滞留的切削液在再次从主轴侧供给雾状切削液的初期，通过供给到上游侧的雾状切削液的压力波的传播而压出，补偿切削液的不足。
本发明可如下所述地具体化。
即，如本发明第二方面所述，各空腔通过较小的进出口相互连通。由此，当空腔组透过层部的下游侧的雾状切削液的压力降低时，则空腔内的雾状切削液从雾状切削液进出口较稳定地流出，按照补充向刀具前端的雾状切削液的不足的方式作用的每次作用的时间延长。
另外，如本发明第三方面所述，上述空腔组透过层部由烧结金属形成。由此，简单且坚固地形成多个空腔以连通方式叠置的空腔组透过层部。
此外，如本发明第四方面所述，上述空腔组透过层部设置于用于将刀具固定在主轴上的工具架的内部。由此，避免使主轴内部的结构复杂。
或者，也可采用下述这样的方案以上述方案，即，如本发明第五方面所述，空腔组透过层部设置于主轴的内部。由此，安装于主轴上的各种刀具及其相关部件可为已有的那样，与在各种刀具及其相关部件中设置空腔组透过层部的情况相比，空腔组透过层部的制造成本低。
此时，也可如本发明第六方面所述，在主轴的内部设置有用于产生雾状切削液的雾状切削液形成部，在该雾状切削液形成部与用于将刀具固定于主轴上的工具架之间，设置有空腔组透过层部。
由此，雾状切削液通路的长度变短，雾状切削液的液化量变少，通过空腔组透过层部，有效地使雾状切削液稳定。
图3表示本发明的第3实施例的加工机械的主轴装置，图3A为侧面剖视图，图3B为局部放大图；图4表示本发明的第4实施例的加工机械的主轴装置，图4A为侧面剖视图，图4B为局部放大图；图5表示上述第4实施例的变形实例，图5A为侧面剖视图，图5B为局部放大图；图6表示上述第4实施例的另一变形实例，图6A为侧面剖视图，图6B为局部放大图；图7表示本发明的第5实施例的加工机械的主轴装置，图7A为侧面剖视图，图7B为局部放大图；图8表示上述第5实施例的变形实例，图8A为侧面剖视图，图8B为局部放大图；图9表示上述第5实施例的另一变形实例，图9A为侧面剖视图，图9B为局部放大图；图10为表示上述各实施例的空腔组透过层部的雾状切削液的流动状况的剖视说明图；图11为现有例的主轴装置的侧面剖视图。
在图1中，1表示圆杆状的主轴，该主轴1按照可通过图中未示出的轴承，绕主轴1的中心旋转的方式支承于加工机械的主轴支架2上。在该主轴1中，形成有中心孔1a，该中心孔1a的前部为锥形孔a。另外，内管3按照与主轴1形成一体的方式固定于中心孔1a内的中心位置。
4表示可通过工具交换装置装卸的工具架，支架主体部5的中间部为凸缘部5a，该凸缘部5a的后侧部分构成锥状杆部5b，前侧部分构成圆轴状的前侧伸出部5c。在支架主体部5的中心部位形成内孔b，在该内孔b的后端部螺合有螺纹拉杆6，在靠近内孔b的前部的部位的较长范围内，形成有内螺纹b1，最前部构成锥孔b2。另外，在该内螺纹b1上，拧入在其外周面形成有外螺纹的调节螺丝7。
在该调节螺丝7中形成有中心孔c，该中心孔c的后部与螺纹拉杆6的中心孔d通过支架内部连接管8连通。
在前侧伸出部5c的前部形成有筒夹紧固机构9，该机构9由嵌入支架主体部5的锥状孔b2中的筒夹10、与前侧伸出部5c的前端部螺合的紧固螺母11、以及用于使该紧固螺母11和筒夹10可在筒夹10的周向相对位移地连接的环状连接部件12a，12b构成。另外，在筒夹10的中心孔中，插入有刀具13，该刀具13的后端部插入到调整螺丝7的内孔c的前部，以限制向后方移动的状态支承，并且通过筒夹紧固机构9，将筒体部牢固地固定于支架主体部5的中心位置。
通过将锥状杆部5b紧密嵌合于主轴1的锥孔a中，并且通过螺纹拉杆6由设置于主轴1的中心孔1a内的图中未示出的夹持机构向后拉伸的方式，使该工具架4处于牢固地安装于主轴1上的状态。
在该状态下，内管3的前端处于与螺纹拉杆6的后端面紧密接触的状态。
在上述的结构中，内管3的内孔形成主轴1的雾状切削液通路e1，另外，螺纹拉杆6的中心孔d、支架内部连接管8的内孔f、调整螺丝7的中心孔c、以及形成于刀具13的较厚部的刀具内通路g构成工具架4侧的雾状切削液通路e2。
在上述的工具架4侧的雾状切削液通路e2途中的调整螺丝7的中心孔c内，在支架内部连接管8的前端与刀具13的后端之间的部位，设置有构成本发明的特征部分的空腔组透过层部14。该空腔组透过层部14为以紧密嵌合方式插入上述调整螺丝7的中心孔c内形状的、如图1B所示的圆柱部件14a，多个空腔按照多节，并且连通的方式叠置，雾状切削液从这些空腔组通过。
此时，圆柱部件14a的直径约在2～10mm的范围内，另外，各空腔具有雾状切削液进出口，该雾状切削液进出口与雾状切削液通路e2的截面尺寸相比较是极小的，并且比各空腔的尺寸小。这样的圆柱部件按照切削比如微小空洞呈密集状态的烧结金属块等的方式形成。
在上述主轴装置的使用中，在需要雾状切削液时，则将供给开始指令提供给加工机械的控制部，随之，从设置于主轴装置附近的图中未示出的雾状切削油产生装置，将压力约为0.3MPa的雾状切削液提供给主轴1侧的雾状切削液通路e1的后端部。该雾状切削液不久到达工具架4侧的雾状切削液通路e2的内部，经过支架内部连接管8、空腔组透过层部14和刀具内通路g，从刀具13的前端喷出。另一方面，当不需要雾状切削液时，将供给停止指令提供给上述加工机械的控制部，随之，停止从雾状切削油产生装置向雾状切削液通路e1的雾状切削液的供给。
下面依次对其它的实施例进行说明，但是在与各实施例有关的说明和各图中，与已说明的部位实质上相同的部位采用同一标号。
现在对本发明的第2实施例进行说明，图2为表示本实施例的加工机械的主轴装置的侧面剖视图。
如该图所示，在主轴1和主轴支架2之间，设置有用于可旋转地支承主轴1的轴承15，15，并且设置有用于限制主轴1、主轴支架2和轴承15，15的相对位置的间隔件16a，16b。
17表示插入到主轴1的中心孔1a的平行部内的前部的小筒，在其周壁上，设置适当数量的沿半径方向的通孔，以可实现周壁半径方向的位移的方式在各通孔内对球部件18进行导向。在该小筒17的周壁上，从外部插有筒杆状的夹持杆19，该夹持杆19在主轴1的中心孔1a中被可前后位移地导向，该杆19相对主轴1朝向前方f0发生位移，由此，球部件18可朝向主轴半径方向外侧发生位移，反之，该杆19相对主轴1朝向后方发生位移，由此，球部件18受到上述杆19的前部按压，从而可强制地使其朝向主轴半径方向内侧发生位移。
在内管3与夹持杆19之间，在小筒17的后端面部位，以嵌合方式插入有弹簧支承环部件20，该弹簧支承环部件20通过安装于其后方的压缩状态的盘簧组21，与小筒17的后端面实现压力接触，保持其位置。
另外，在上述小筒17和夹持杆19之间的部位的前部，以可相对于夹持杆19前后位移的方式嵌合地插入按压用环部件22，该按压用环部件22可通过斜面部将球部件18按压，在该环部件22和弹簧支承环部件20之间，安装有压缩状态的弹簧23，通过该弹簧23的弹力，使球部件18朝向主轴半径方向内侧压靠。该压靠力的作用在于当上述夹持杆19相对主轴1朝向前方f0发生位移时，以适合的力支承工具架4，使得工具架4不会在其自重等因素的作用下与主轴1脱开。
在内管3的内孔中稍稍靠里的部位，设置有雾状切削液形成部24，通过构成其后方的内管3的内孔，切削液和压缩空气独立供向该雾状切削液形成部24，该雾状切削液形成部24对所供给的切削液和压缩空气进行混合搅拌，形成雾状切削液，从前端的开口部24a喷射该雾状切削液。
在内管3的内孔内部，上述雾状切削液形成部24的前侧部分的直径稍大，在该前侧部分的内部，在上述雾状切削液形成部24的前侧附近，以可前后位移的方式插入有圆筒状的压缩空气供给阀25，另外，在内管3的前侧部分的前端部的内部，通过止拔筒部件27，以可在一定范围内前后位移的方式安装有延伸连接管部件26，此外，在延伸连接管部件26和压缩空气供给阀25之间，设置有压缩状态的弹簧28。
此时，弹簧28将延伸连接管部件26朝向前方f0按压，并且将压缩空气供给阀25朝向后方按压。还有，当内管3内的前侧部分内的压力降低时，上述压缩空气供给阀25向前方发生位移，将上述雾状切削液形成部24侧的压缩空气吹入压缩空气供给阀25的内孔内。
另外，工具架4采用相对前述的实施例的工具架，拆除掉空腔组透过层部14的结构。
在上述的构成中，当将与主轴1分离的工具架4安装于主轴1上时，在使夹持杆19朝向前方f0发生位移的状态下，将工具架4的锥状杆部5b压入到主轴1的锥孔a的内部，由此，螺纹拉杆6将球部件18朝向主轴半径方向的外侧按压，使其发生位移，相对小筒17，进入到图2所示的位置。在进入后，将夹持杆19朝向后方拉动，由此，将球部件18朝向主轴半径方向侧压入，将夹持杆19的拉力传递给螺纹拉杆6，将工具架4牢固地固定于主轴1上。
另一方面，当固定于主轴1上的工具架4与主轴1分离时，在使夹持杆19朝向前方f0发生位移的状态下，将工具架4朝向前方f0拉出，由此，螺纹拉杆6抵抗弹簧23的弹力，将球部件18压向主轴半径方向外侧，使其移动，朝向前方f0将其抽出。
在上述的构成中，在内管3的内孔中，雾状切削液形成部24的前侧部分构成主轴1侧的雾状切削液通路e1，另外，螺纹拉杆6的中心孔d、支架内部连接管8的内孔f、调整螺丝7的中心孔c、以及形成于刀具13的较厚部的刀具内通路g构成工具架4侧的雾状切削液通路e2。
上述技术与本申请人的在先申请(JP特愿平11-196231号文献)中公开的技术几乎相同。
在本实施例中，还在主轴1的内部，在雾状切削液形成部24与工具架4之间，设置有空腔组透过层部14，在该空腔组透过层部14中，在延长连接管部件26的内孔的前端部，内嵌固定有与在先的实施例相同的圆柱部件14a。
在将工具架4固定于主轴1上的状态，延长连接管部件26的前端面压于螺纹拉杆6上，抵抗弹簧28的弹力，稍稍朝向后方发生位移，在该状态下，在弹簧28的弹力的作用下，与螺纹拉杆6的后端面紧密地压力接触。此时，圆柱部件14a中的多个空腔将主轴1侧的雾状切削液通路e1与工具架4侧的雾状切削液通路e2连通。
另一方面，在从主轴1抽出工具架4的状态下，在弹簧28的弹力的作用下，将上述圆柱部件14a与延长连接管部件26一起压向前方f0，可处于位移到延长连接管部件26的移动范围的前侧规定位置的状态。
在上述主轴装置的使用中，在需要雾状切削液时，将供给开始指令提供给加工机械的控制部，随之，从主轴装置的外方，将压缩空气和切削液供给到主轴1的内部的雾状切削液形成部24。由此，雾状切削液形成部24将压力约为0.3MPa的雾状切削液供给主轴1侧的雾状切削液通路e1内。该雾状切削液经过空腔组透过层部14，不久到达工具架4侧的雾状切削液通路e2内，经过支架内部连接管8和刀具内通路g，从刀具13的前端喷射。另一方面，当不需要雾状切削液时，将该供给停止指令提供给加工机械的控制部，随之，停止雾状切削液形成部24的压缩空气和切削液的供给，由此，雾状切削液形成部24不产生雾状切削液，停止雾状切削液朝向雾状切削液通路e1的供给。
下面对本发明的第3实施例进行说明，图3为表示本实施例的加工机械的主轴装置的侧面剖视图。
如该图所示，在主轴1的中心孔1a的平行部的最前部，以紧密方式内嵌有小筒导向筒部件29，在该导向筒部件29的内孔中，以可前后移动的方式插入有夹持杆30。该夹持杆30形成有中心孔30a，其前部形成小筒部30b。在该小筒部30b的前端部的周壁部，形成适当数量的主轴半径方向的通孔，在各通孔中，以可沿主轴半径方向发生位移的方式插入有球部件18。
在主轴1的中心孔1a内，在小筒导向筒部件29的后侧，内插有压缩状态的盘簧组21，该盘簧组21将小筒导向筒部件29朝向前侧按压，另一方面，将夹持杆30朝向前后移动范围内的后侧规定位置按压。由此，上述小筒导向筒部件29处于保持在主轴1内的图3A所示位置的状态。
在夹持杆30中的小筒部30b的后侧的中心孔30a的部位，设置有延长连接管部件31，该部件31借助与中心孔30a内螺接的止拔环部件32，可在一定范围内前后移动地被导向，并且通过安装于该部件32后侧的压缩状的弹簧33，将其朝向前方f0按压。
工具架4通过支架主体5的中心孔b，将螺纹拉杆6的中心孔d和刀具内通路g连通。
在上述的构成中，当将与主轴1分离的工具架4安装于主轴1上时，在使夹持杆30朝向前方f0位移的状态下，将工具架4的锥状杆部5b压入到主轴1的锥孔1a内，随之，螺纹拉杆6将球部件18朝向主轴半径方向外侧按压，发生位移，相对小筒导向筒部件29，进入到图3A所示的位置。此时，夹持杆30使球部件18朝向前方f0移动，直至位于小筒导向筒部件29的内孔的前端的较大直径部29a内。然后，将夹持杆30朝向后方拉动，由此，球部件18通过与上述直径较大部29a的后侧连接的斜面部29b，朝向主轴半径方向内侧压入，填入到夹持杆30的收缩部，将朝向后方的拉力传递给螺纹拉杆6，工具架4处于牢固地固定于主轴1上的状态。
另一方面，当固定于主轴1上的工具架4与主轴1分离时，在使夹持杆30朝向前方f0位移的状态下，将工具架4朝向前方f0拉出，由此，螺纹拉杆6将球部件18向主轴半径方向外侧按压、移动，向前方f0拔出。
在上述的构成中，夹持杆30的中心孔30a、延长连接管31的内孔的一部分构成主轴1侧的雾状切削液通路e1，另外，螺纹拉杆6、支架主体5的中心孔b、以及形成于刀具13的较厚部的刀具内通路g构成工具架4侧的雾状切削液通路e2。
此外，同样在本实施例中，与第2实施例的情况相同，在主轴1内设置有空腔组透过层部14，在该空腔组透过层部14中，与第1实施例相同的圆柱部件14a固定内嵌于延长连接管部件31的内孔的前端部。
在工具架4固定于主轴1上的状态下，延长连接管部件31的前端面处于被螺纹拉杆6按压，抵抗弹簧33的弹力，稍稍向后方发生位移的状态，在弹簧33的弹力的作用下，与螺纹拉杆6的后端面紧密地压力接触。此时，空腔组透过层部14中的多个空腔将主轴1侧的雾状切削液通路e1和工具架4侧的雾状切削液通路e2连通。
另一方面，在从主轴1将工具架4抽出的状态下，该圆柱部件14a在弹簧33的弹力的作用下，与延长连接管部件31一起被向前方f0按压，可移动到与延长连接管部件31的移动范围的前侧限制位置相对应的位置。
上述主轴装置使用中的雾状切削液的供给按照第1实施例的情况进行。
下面对本发明的第4实施例进行说明，图4为表示本实施例的加工机械的主轴装置的侧面剖视图。
如该图所示，主轴1的中心孔1a的前部构成带台阶孔部，在该带台阶孔部中以嵌合方式插入有环形支承部件34并通过螺钉固定。该环形支承部件34的内孔形成锥孔a。在主轴1的中心孔1a内的里部，以固定方式嵌合有筒形导向部件35，在该筒形导向部件35的内孔中，以可前后移动的方式插入有拉杆36。
在该拉杆36的前部，螺接有筒形夹持部件37，在位于该筒形夹持部件37与筒形导向部件35之间的中心孔1a的内部，插入有弹簧支承部件38，并且按照可前后发生位移的方式插入有筒形按压部件39，此外，在该筒形按压部件39的外周面与中心孔1a的周壁之间，安装有筒夹40。该筒形按压部件39内孔后部的直径大于前部的直径，在其后部的内侧，在弹簧支承部件38的前侧，安装有压缩状的盘簧组21，该盘簧组21通过弹力，将上述筒形按压部件39朝向前方f0按压。另外，上述筒形按压部件39通过其前端的斜面39a，按压筒夹40的后端斜面40a，该筒形按压部件39的按压力使筒夹40的前部的直径缩小。此时，41表示锁定螺纹部件，该锁定螺纹部件与形成于夹持部件37的中心孔中的内螺纹螺合，以固定方式将夹持部件37与拉杆36紧固。
在拉杆36中形成有中心孔，在该中心孔的里部固定设置有雾状切削液形成部24，该形成部24的前侧的中心孔1a部分的直径较大，在此，以可前后移动的方式安装有筒形的压缩空气供给阀25。该压缩空气供给阀25的外周形成带有台阶部的面，其最前部的直径较小部25a以可前后发生位移的方式插入上述锁定螺纹部件41的中心孔内，另外，在中间部25b与中心孔1a部分的周壁之间，在锁定螺纹部件41的后侧以将压缩空气供给阀25向后方按压的方式安装有压缩状态的弹簧42。
工具架4为双面约束HSK型，其具有锥轴部43和半径面44，在该锥轴部43的内孔内的前端面部位，在支架主体5的中心孔b的后端部，插入有延长连接通路部件45，通过筒螺纹部件46，固定于支架主体4上。
在上述的构成中，当将与主轴1分离的工具架4安装于主轴1上时，在使拉杆36和夹持部件37朝向前方f0发生位移的状态下，将工具架4的锥轴部43压入到主轴1侧的锥孔a内，如图4A所示，使半径面部44与环形支承部件34的前端面紧密接触。此时，压缩空气供给阀25的直径较小部25a的前端顺利地进入工具架4侧的延伸连接管45的后端的内孔内。
然后，将拉杆36朝向后方拉动，由此，夹持部件37的前端加粗部将筒夹40的前端部的内面朝向主轴半径方向外侧按压，使其发生位移，该位移使筒夹40的前端部的外面的斜面40b，与锥轴部43的后端部的内面的斜面压力接触。该压力接触产生将锥轴部43拉近到后侧的力，在将锥轴部43与主轴1侧的锥孔a压力接触的同时，将半径面部44与环形支承部件34的前端面压力接触，由此，工具架4处于牢固地固定于主轴1上的状态。
另一方面，当使固定于主轴1上的工具架4与主轴1分离时，使拉杆36和夹持部件37朝向前方f0发生位移，由此，筒夹40不对锥轴部43的内面进行约束。在此状态下，将工具架4朝向前方f0拉出，与主轴1侧分离。
在上述的构成中，压缩空气供给阀25的中心孔构成主轴1侧的雾状切削液通路e1，另外，延长连接管部件45的内孔、支架内部连接管8的内孔f、调整螺丝7的中心孔c、以及形成于刀具13的较厚部的刀具内通路g构成工具架4侧的雾状切削液通路e2。
此外，在本实施例中，在工具架4的内部，设置空腔组透过层部14，该空腔组透过层部14在调整螺丝7的中心孔c中，在支架内部连接管8和刀具13之间的部位，内嵌固定有与第1实施例同样的圆柱部件14a。
在上述主轴装置使用中的雾状切削液的供给等按照与上述第2实施例的情况进行。
图5表示本实施例的变形实例。在本变形实例中，空腔组透过层部14在主轴1内，设置于雾状切削液形成部24与工具架4之间，具体来说，在压缩空气供给阀25的前部的直径较小部25a的内孔内，内嵌固定有与第1实施例相同的圆柱部件14a。另一方面，拆除掉工具架4内部的空腔组透过层部14。
图6表示本实施例的另一变形实例。在本变形实例中，拆除掉雾状切削液形成部24，以及用于向其内供给压缩空气、切削液的供给通路。另外，在拉杆36的中心孔内，按照与拉杆36形成一体的方式设置有内管47，并且代替上述压缩空气供给阀25，以可前后移动的方式，在拉杆36的中心孔的前部的直径较大部内，插入与上述阀25相同形状的延长连接管部件251，在将工具架4固定于主轴1上的状态下，内管47的前端面在弹簧42的弹力的作用下，处于与延长连接管部件251的后端面压力接触的状态，可使内管47的内孔与延长连接管部件251的内孔连通。
在该主轴装置使用中的雾状切削液的供给等按照与第1实施例的情况进行。
下面对本发明的第5实施例进行说明，图7为表示本实施例的加工机械的主轴装置的侧面剖视图。
如该图所示，主轴1的中心孔1a的前部形成较大直径部，在该较大直径部中，以嵌合方式插入有环形支承部件34，并用螺栓固定。在该环形支承部件34的后侧，按照与环形支承部件34同心的方式，通过螺栓固定有筒形的小筒48。在小筒48的内孔中，按照可前后移动的方式插入有夹持部件49，在该夹持部件49的周面上，形成与球部件18有关的半球形凹部49a、斜面49b。
在主轴1的中心孔1a的里部，以可前后方向移动的方式插入拉杆36，该拉杆36通过与其前端螺接的筒形连接部件50和锁定螺母51，以嵌合方式与夹持部件49的后端部连接。另外，在主轴1的中心孔1a的周壁与拉杆36之间，安装有用于将拉杆36朝向后侧按压的处于压缩状态的盘簧组21。
在拉杆36的中心孔36a的内部，以固定方式设置有雾状切削液形成部24，中心孔36a的前部形成较大直径部，在该较大直径部，以可前后位移的方式内插有筒形的压缩空气供给阀25。在该压缩空气供给阀25与夹持部件49的后端面之间的中心孔36a部分，安装有处于压缩状态的弹簧42，可借助弹簧42的弹力，将压缩空气供给阀25朝向后方按压。另外，拉杆36的中心孔36a与压缩空气供给阀25的内孔呈直线状连通。
为二面约束KM型的工具架4的中心孔b的后部为较大直径部b1，在该较大直径部b1的内方，插入有与支架内部连接管8的后部连通的通路部件52，并且在该通路部件52的较小直径部，按照可前后移动的方式从外部插有管座部件53，在位于该管座部件53和通路部件52之间的较大直径部b1内，安装处于压缩状态的弹簧54，该弹簧54的弹力将管座部件53朝向后方按压，并且固定环部件55固定于较大直径部b1的后端部上，该固定环部件55用于限制管座部件53从较大直径部b1抽出。
在上述的构成中，当将与主轴1分离的工具架4安装于主轴1上时，在将拉杆36和夹持部件49朝向前方f0发生位移的状态下，将工具架4的锥轴部43压入主轴1侧的锥孔a内，如图7A所示，使半径面部44与环形支承部件34的前端面紧密接触。此时，使球部件18朝向主轴半径方向内侧发生位移，按照进入夹持部件49的半球形凹部49a的内部的方式发生位移，允许工具架4的锥轴部43进入到主轴1侧的锥孔a内。
此后，将拉杆36朝向后方拉动，由此，夹持部件49的斜面49b使各球部件18朝向主轴半径方向外侧按压而发生位移，随着该位移，球部件18象图7A所示的那样，与锥轴部43的周壁的接合孔43a的斜面压力接触。该压力接触产生将锥轴部43拉近到后侧的力，在使锥轴部43与主轴1侧的锥孔a压力接触的同时，使半径面部44与环形支承部件34的前端面压力接触，由此，工具架4处于牢固地固定于主轴1上的状态。
另一方面，当固定于主轴1上的工具架4与主轴1分离时，使拉杆36和夹持部件49朝向前方发生位移，由此，各球部件18朝向主轴半径方向内侧移动，进入半球形凹部49a内，不对锥轴部43进行约束，在该状态下，将工具架4朝向前方f0拉出，使其与主轴1侧分离。
在上述的构成中，压缩空气供给阀25的内孔、夹持部件49的中心孔形成主轴1侧的雾状切削液供给通路e1，另外，管座部件53的内孔、通路部件52的内孔、支架内部连接管8的内孔f、调整螺丝7的中心孔c、以及形成于刀具13的较厚部的刀具内通路g构成工具架4侧的雾状切削液通路e2。
此外，在本实施例中，在工具架4的内部，设置空腔组透过层部14，该空腔组透过层部14按照第4实施例的情况构成。
还有，在上述主轴装置使用中的雾状切削液的供给等按照上述第2
图8表示本实施例的变形实例。在该变形实例中，空腔组透过层部14在主轴1内，设置于雾状切削液形成部24和工具架4之间，具体来说，在夹持部件49的中心孔的后端部内，嵌合固定有与第1实施例相同的圆柱部件14a。另一方面，拆除掉工具架4的内部的空腔组透过层部14。
图9表示本实施例的另一变形实例。在该变形实例中，拆除了雾状切削液形成部24和用于向其供给压缩空气、切削液的供给通路。此外，在拉杆36的中心孔内，按照与拉杆36形成一体的方式设置有内管47，并且代替上述压缩空气供给阀25，按照可前后移动的方式在拉杆36的中心孔的前部的较大直径部36a的内部，插入有与上述压缩空气供给阀25相同形式的连接管部件251，内管47的前端面通过弹簧42的弹力，处于与连接管部件25的后端面压力接触的状态，内管47的内孔与夹持部件49的内孔可实现连通。在主轴装置使用中的雾状切削液的供给等按照第1实施例的情况进行。
下面参照图10，说明在上述各实施例中雾状切削液通过空腔组透过层部14周边时的流动状况进行说明。在这里，图10表示上述各实施例的空腔组透过层部14处的雾状切削液的流动状况的剖视说明图。
在主轴1的旋转中，以适合压力供给到雾状切削液通路e1内(比如，约为0.3MPa)的雾状切削液通过雾状切削液通路e1或e2，到达空腔组透过层部14，该雾状切削液从空腔透过层部14的切削液入口面141a进入到空腔组透过层部14内。该已进入的雾状切削液从空腔142，朝向其前侧的空腔142，依次通过各空腔142的雾状切削液进出口143，朝向其下游侧流动，在该流动过程中，与雾状切削液的供给压力有关的较高压力的雾状切削液处于充满、积聚于各空腔142中的状态。如果雾状切削液在这样的空腔组透过层部14的内部流动，则雾状切削液不久到达切削液出口面141b，另外，雾状切削液经过雾状切削液通路e1的下游侧的雾状切削液通路e1或e2，压力下降一定程度，到达刀具13处，从其前端喷射。这样的雾状切削液的流动连续地进行，由此，雾状切削液从刀具13前端的喷射连续地进行。
但是，主轴1的旋转速度通常随所加工的刀具直径而变化，该速度有时会增加很大。在这样的情况下，在雾状切削液通路e1或e2的内部流动的雾状切削液被赋予与主轴1的旋转速度相对应的较大的离心力，随之，在雾状切削液通路e1或e2的周壁附近雾状切削液的压力变高，促进其液化。
如果随着该液化的促进，雾状切削液通路内的切削液SL的量增加，则雾状切削液通路e1或e2的有效通路截面减少，限制雾状切削液的流动，这样，在雾状切削液到达空腔组透过层部14处之前，使其压力大大降低。
象这样压力下降的雾状切削液从空腔组透过层部14的切削液入口141a的进入受到抑制，随之，空腔组透过层部14的切削液出口侧141b的雾状切削液通路e1或e2内的压力有下降的倾向。如果开始产生这样的倾向，则聚积于空腔组透过层部14内的各空腔142中的较高压力的雾状切削液马上膨胀，从各空腔142的雾状切削液进出口143流出。此时，由于雾状切削液进出口143小于与其相对应的腔室141的尺寸，故聚积于腔室142中的雾状切削液不会在瞬间膨胀到最大程度而流出，而是一边限制其膨胀一边流出。
其结果是，在空腔组透过层部14的切削液出口141b侧的雾状切削液通路e1或e2内，尽管进入空腔组透过层部14的雾状切削液减少，仍流入有其量多于该进入的雾状切削液的雾状切削液，抑制在这里的压力下降。由此，使主轴1的临时旋转上升形成的雾状切削液的液化造成的、从刀具13前端喷射的雾状切削液的喷射量减少的倾向得到缓和。缓和该减少倾向有助于实现刀具使用期限的延长，加工精度和品质的提高。
另一方面，朝向主轴1侧的雾状切削液通路e1内的雾状切削液的供给压力临时升高的同时该供给量增加，但是，在这样的情况下，在空腔组透过层部14的空腔142组内，可聚积更多的雾状切削液，临时地抑制来自该空腔组透过层部14的切削液出口141b的流出量的增加，由此，可缓和雾状切削液从刀具13前端喷射的量的临时增加。缓和该增加倾向有助于节约雾状切削液。
象根据上述所知道的那样，空腔组透过层部14的空腔142用作缓冲器，该缓冲器用于抑制雾状切削液通路e1或e2内的液化等原因造成的、在空腔组透过层部14下游侧产生的临时流动变化，由此，使雾状切削液从刀具13前端的喷射稳定。
实际加工中的临时流动变化因在2秒以下的较短期间产生的主轴1的旋转上升而产生的情况较多，空腔组透过层部14中的空腔142对该情况有效地作用。
另外，在加工机械的使用中，在工件的非切削中或使主轴的旋转停止时，停止向雾状切削液通路e1供给雾状切削液，但是，在此情况下，因空腔组透过层部14的缓冲器的作用，可临时地抑制残留于该雾状切削液通路e1内的雾状切削液向空腔组透过层部14的下游侧流出，并且雾状切削液通路e1或e2内的雾状切削液聚积于空腔组内，并且在雾状切削液通路e1或e2内部液化的切削液SL也进入空腔142内并停留，由此，可阻止雾状切削液或液化的切削液SL从刀具13的前端，在无阻力的状态下白白地流出的现象。
另外，使雾状切削液的供给停止，聚积于空腔组透过层部14而停留的雾状切削液或液化的切削液在开始将雾状切削液向雾状切削液通路e1内供给后，但供给的雾状切削液到达空腔组透过层部14之前，在该供给的雾状切削液的压力下，从空腔组透过层部14内，朝向其下游侧流出并形成雾状，从刀具13的前端喷射，该喷射的雾状切削液弥补雾状切削液的供给开始后从刀具13的前端喷射的雾状切削液的切削液浓度的低下，使从刀具13前端的雾状切削液的喷射稳定。
如果采用上述构成的本发明，则获得以下的效果。
即，根据本发明，即使由于主轴的旋转速度变化等，使得雾状切削液通路内的雾状切削液的流量临时地变化，空腔组透过层部的空腔组用作缓和该变化的缓冲器，可使雾状切削液稳定地从刀具前端喷射，由此，可使刀具使用期限延长，使加工的精度和品质提高，还可节约切削液等。
另外，在加工机械的使用中，向雾状切削液通路的雾状切削液的供给反复地停止、再开始，但是，当停止雾状切削液的供给时，由于空腔组透过层部的上游侧的雾状切削液或液化的切削液聚积于空腔组透过层部中，故有效地阻止这些雾状切削液等白白地流出，另外，通过从空腔组透过层部的内部流出的雾状切削液或液化的切削液，避免在再次开始雾状切削液的供给后，从刀具前端喷射的雾状切削液的切削液浓度过度降低，故抑制从刀具前端喷射的雾状切削液的切削液浓度随时间的变化。
根据本发明，延长了缓和雾状切削液流动的一次临时变化的时间。
根据本发明，可简单地形成牢固的空腔组透过层部。
根据本发明，可避免主轴侧的内部结构复杂。
根据本发明，即使在安装于主轴上的各种刀具及其相关部件不改变的情况下，对于相应的刀具，仍可获得空腔组透过层部产生的作用，通过获得上述作用，与在各种刀具及其相关部件上设置空腔组透过层部相比，综合成本降低。
根据本发明，雾状切削液通路的长度变短，雾状切削液的液化量变少，使雾状切削液从刀具的喷射稳定。
权利要求
1.一种加工机械的主轴装置，在从主轴(1)到一体地安装于该主轴上的刀具(13)的前端的范围内，形成具有单一通路截面的雾状切削液通路(e1，e2)，从主轴(1)侧供给的雾状切削液经过该雾状切削液通路(e1，e2)，从刀具(13)的前端喷射，其特征在于，在所述雾状切削液通路(e1，e2)的途中，形成空腔组透过层部(14)，其多个空腔(142)呈多节并在连通的状态下叠置，雾状切削液经过这些空腔(142)组而透过。
2.根据权利要求1所述的加工机械的主轴装置，其特征在于，各空腔(142)通过较小的进出口(143)相互连通。
3.根据权利要求1或2所述的加工机械的主轴装置，其特征在于，所述空腔组透过层部(14)由烧结金属形成。
4.根据权利要求1或2所述的加工机械的主轴装置，其特征在于，所述空腔组透过层部(14)设置于用于将刀具(13)固定在主轴(1)上的工具架(4)的内部。
5.根据权利要求1或2所述的加工机械的主轴装置，其特征在于，所述空腔组透过层部(14)设置于主轴(1)的内部。
6.根据权利要求1或2所述的加工机械的主轴装置，其特征在于，在主轴(1)的内部设置用于产生雾状切削液的雾状切削液形成部(24)，在该雾状切削液形成部(24)与用于将刀具(13)固定于主轴(1)上的工具架(4)之间，设置空腔组透过层部(14)。
全文摘要
一种加工机械的主轴装置，其能够在雾状切削液通道中的雾状切削液的流动临时发生变化时，或停止和重新开始将雾状切削液供给到雾状切削液通道中时，稳定地从刀具的前端喷射雾状切削液。在从主轴延伸到一体地安装于该主轴上的刀具前端的范围内，形成有具有单一通道截面的雾状切削液通道，从主轴侧供给的雾状切削液经过雾状切削液通道，从刀具的前端喷射，在所述切削液通路中，形成多个空腔按照多节并连通的方式叠置、且雾状切削液从这些空腔组透过的空腔组透过层部。
文档编号B23Q11/10GK1447732SQ01814368
公开日2003年10月8日 申请日期2001年8月20日 优先权日2000年9月1日
发明者菅田秦介, 槇山正 申请人:报国株式会社