专利名称：车削加工中心的工具安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车削加工中心的工具安装装置，其可以适当更换旋转工具和车削工具进行铣削加工和切削加工(车削加工)。
背景技术：
在车削加工中心中，主轴通过轴承部相对滑枕(ram)可旋转地设置，在该主轴上设置有安装卡合部，该安装卡合部用于与设于工具基端部的锥柄部(taper shank)卡合，并且在该主轴上设置夹紧机构，该夹紧机构通过拉动拉杆(draw bar)而夹紧所述锥柄部的夹紧用突出部，并且将所述锥柄部拉近并卡合在所述安装卡合部上，从而将任意工具可装卸地安装固定在所述主轴上，另外，所述夹紧机构设置成根据所述拉杆的进退控制可以进行夹紧、解除动作，通过这种共用的夹紧机构适当地装卸各工具，在夹紧固定旋转工具的情况下，旋转工具夹紧固定成可与主轴一起旋转，而在夹紧固定车削工具的情况下，则构成为车削工具以与主轴均不转动的方式固定，由此，旋转工具和车削工具可以适当地交替安装，可以进行铣削加工和切削加工。
在这种车削加工中心中，在如前述那样以共用的方式构成旋转工具和车削工具的夹紧机构的情况下，由于车削工具需要的径向负载远远大于旋转工具，所以需要增大夹紧力，但为此必须使用输出大驱动力的大直径的液压缸装置，并且有时为此而构成液压两级气缸。
因此，由于需要液压缸装置，所以不能实现无液压化，不能实现节能和节省资源。
另一方面，例如单纯地实施申请人开发的即使使用空气缸装置也能够抗拒大切削力的楔机构(日本专利特开2004-202659号)等，在车削加工中心中，若是旋转工具则必须可旋转地进行夹紧固定，由于必须构成夹紧固定该旋转工具和车削工具的共用夹紧机构，所以对车削加工中心而言是比较困难的。
专利文献1日本专利公报特开2004-216536号专利文献2日本专利公报特开2004-202659号专利文献3日本专利公报特开2004-50324号发明内容本发明打破了以往的固定观念，其目的在于提供一种车削加工中心的工具安装装置，其通过液压缸和驱动力较小的空气缸装置都能够实现工具安装装置，而且是可以适当交替地夹紧固定旋转工具和车削工具的共用夹紧机构，在夹紧车削工具时，即使把不能产生可以直接抗拒直接施加的大切削力的驱动力的空气缸装置作为驱动源，也能够充分承受该大切削力，由此可以在不妨碍车削功能的情况下可旋转地安装旋转工具，根据需要能够容易地实现无液压化，能够实现节能、节省资源，是一种划时代的车削加工中心的工具安装装置。
参照
本发明的宗旨。
一种车削加工中心的工具安装装置，交替使用旋转工具1A和车削工具1B，主轴4通过轴承部2相对活塞3可旋转地设置，在主轴4上设置有安装卡合部6，该安装卡合部6用于与设于工具1的基端部的锥柄部5卡合，并且在该主轴4上设置有夹紧机构8，其通过拉动拉杆7来夹紧所述锥柄部5的夹紧用突出部5A，并且将所述锥柄部5拉近并卡合在所述安装卡合部6上，从而将工具1安装固定到所述主轴4上，该夹紧机构8设置成根据所述拉杆7的进退控制可以进行夹紧、解除动作，该夹紧机构8构成为借助于弹性部件10的拉动施力来拉动所述拉杆7以进行所述夹紧动作；并通过拉杆驱动装置9克服所述拉动施力的推动驱动，来使所述拉杆7返回，以解除所述夹紧，其特征在于，与所述主轴4一起旋转的所述拉杆7配置成相对进退驱动部11可以旋转，该进退驱动部11由所述拉杆驱动装置9驱动来推动驱动所述拉杆7，在所述拉杆7或与拉杆7一起移动的部位设置有卡定部12，在所述进退驱动部11或与进退驱动部11一起移动的部位设置有支承部13，该支承部13支承所述卡定部12，阻止拉杆7从所述拉杆7的拉动夹紧位置返回，至少在借助于所述弹性部件10的拉动施力拉动所述拉杆7来夹紧固定所述旋转工具1A时，所述卡定部12构成为与所述支承部13不抵接，而在彼此之间保持允许转动间隙14，在夹紧固定所述车削工具1B时，通过所述拉杆驱动装置9将所述进退驱动部11至少拉动相当于所述允许转动间隙14的量，所述卡定部12构成为处于可以由所述支承部13支承的阻止返回状态，并且所述车削加工中心的工具安装装置还具有楔机构18，在拉动该进退驱动部11形成阻止返回状态的状态下，通过楔驱动装置16驱动可进退移动地设置的楔部15移动，使其与楔卡合部17卡合，从而卡合锁定所述拉杆7的拉动夹紧位置，作为所述拉杆驱动装置9而设置的气缸装置9构成为具有以下三种状态解除状态a，克服所述弹性部件10的拉动施力而推动驱动所述拉杆7，以解除对所述旋转工具1A或所述车削工具1B的夹紧；第一夹紧状态b，借助于所述弹性部件10的拉动施力，来夹紧固定所述旋转工具1A；第二夹紧状态c，使所述卡定部12移动以形成由所述支承部13支承的所述阻止返回状态，在通过所述楔机构18卡合锁定该位置的状态下，夹紧固定所述车削工具1B。
并且，根据本发明第一方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，以如下方式构成所述夹紧机构8和所述楔机构18，随着所述拉杆7的进退移动而移动的所述卡定部12处于和拉杆7的拉动方向侧相对的状态，所述支承部13设置成随着所述进退驱动部11的进退移动而移动，在夹紧固定所述旋转工具1A的所述第一夹紧状态b下，所述卡定部12与所述支承部13不抵接，而保持所述允许转动间隙14，在夹紧固定所述车削工具1B的所述第二夹紧状态c下，所述进退驱动部11移动相当于所述允许转动间隙14的量，使得所述支承部13抵接在所述卡定部12上，所述卡定部12处于可以由所述支承部13支承的所述阻止返回状态，并且通过所述楔驱动装置16使所述楔部15移动，以使所述楔部15与设于所述进退驱动部11的所述楔卡合部17卡合，从而卡合锁定处于所述阻止返回状态的进退驱动部11的拉动位置。
并且，根据本发明第一或第二方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，在所述拉杆7设置拉杆驱动部7A，在所述进退驱动部11进行推动驱动以使所述拉杆7返回时，该拉杆驱动部7A与所述进退驱动部11抵接，通过利用所述拉杆驱动装置9推动驱动所述进退驱动部11，来推动所述拉杆驱动部7A，以使所述拉杆7克服所述弹性部件10而返回，从而解除所述夹紧，在夹紧固定所述旋转工具1A时，借助于所述弹性部件10的拉动施力，通过所述拉杆驱动部7A按压所述进退驱动部11使其返回，并且拉动所述拉杆7，在该拉杆7和拉杆驱动部7A被拉动到夹紧固定位置后，继续拉动所述进退驱动部11，使作为所述拉杆驱动装置9的所述气缸装置9处于所述第一夹紧状态b，由此在所述拉杆驱动部7A和所述进退驱动部11之间以保持有允许转动间隙22。
并且，根据本发明第一或第二方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，设有杠杆机构20，杠杆部24以枢轴固定在规定位置上的支点部23为支点转动，在该杠杆部24的一端部设置有力点部25，在该力点部25连接有作为杠杆驱动装置的所述气缸装置9的进退杆9A，在所述杠杆部24的另一端部，在距支点部23的距离短于该力点部25与支点部23之间的距离的位置上设置有作用部26，通过该作用部26使所述进退驱动部11进退，所述杠杆机构20使所述气缸装置9的进退杆9A的进退驱动增大，从而可以控制所述进退驱动部11的进退驱动。
并且，根据本发明第一或第二方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，在夹紧固定所述旋转工具1A时，使作为所述拉杆驱动装置9而设置的气缸装置9临时处于所述第二夹紧状态c，然后通过驱动或者驱动解除，借助于该气缸装置9的返回弹性部件21的返回施力，形成在所述卡定部12和所述支承部13之间保持有所述允许转动间隙14的所述第一夹紧状态b，在该第一夹紧状态b下，切断所述气缸装置9的驱动介质的供给、排出，从而可以保持该第一夹紧状态b。
并且，根据本发明第一或第二方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，作为所述拉杆驱动装置9而设置的气缸装置9由空气缸装置构成，而不是由液压缸装置构成。
并且，根据本发明第四方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，在夹紧固定所述旋转工具1A时，使所述气缸装置9临时处于所述第二夹紧状态c，然后通过驱动或者驱动解除，借助于该气缸装置9的返回弹性部件21的返回施力，形成在所述卡定部12和所述支承部13之间保持有所述允许转动间隙14的所述第一夹紧状态b，在该第一夹紧状态b下，切断所述气缸装置9的驱动介质的供给、排出，从而可以保持该第一夹紧状态b。
并且，根据本发明第四方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，所述气缸装置9是由空气缸装置构成，而不是由液压缸装置构成。
并且，根据本发明第五方面所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，所述气缸装置9是由空气缸装置构成，而不是由液压缸装置构成。
本发明由于具有上述结构，所以在车削加工中心中，利用液压缸和驱动力较小的空气缸装置都能够实现工具安装装置，而且是可以适当交替地夹紧固定旋转工具和车削工具的共用夹紧机构，在夹紧车削工具时，即使是将不能产生可以直接抗拒直接施加的大切削力的驱动力的空气缸装置作为驱动源，也能够充分承受该大切削力，由此可以在不妨碍车削功能的情况下可旋转地安装旋转工具，根据需要也可以实现无液压化，是能够实现节能、节省资源的划时代的车削加工中心的工具安装装置。
即，虽然是共用的夹紧机构，但仅通过该驱动装置的气缸状态的变更，即可在不妨碍旋转工具的旋转动作的情况下，而且楔机构的锁定作用能够可靠发挥的情况下，例如即使是基于空气缸装置的可以实现无液压化的小驱动源，也能够充分承受车削工具加工时的大负荷，能够牢靠地进行夹紧固定，是划时代的车削加工中心的工具安装装置。
另外，在本发明第二、三、六方面所述的发明中，更加良好地发挥所述作用、效果，是实用性优异的划时代的车削加工中心的工具安装装置。
并且，在本发明第四方面所述的发明中，由于使用杠杆机构进行进退驱动，所以即使将空气缸装置用作驱动装置，也能够进行强力的拉动施力，可以更加牢靠地进行夹紧固定，是优秀的车削加工中心的工具安装装置。
并且，在本发明第五方面所述的发明中，在夹紧固定所述旋转工具的情况下，即使各部分的各个机构的移动阻力因重复使用而产生变化，也能够始终可靠地保持允许转动间隙，是极其优秀的车削加工中心的工具安装装置。
图1是概略说明本实施例的车削加工中心的结构的图。
图2是概略说明本实施例的车削加工中心的结构的剖面图。
图3是本实施例的车削加工中心的拉杆驱动装置进行松开动作的状态(解除状态)下的主要部分说明图。
图4是本实施例的车削加工中心的拉杆驱动装置进行夹紧动作并安装有旋转工具的状态(第一夹紧状态)下的、楔机构为解除状态时的主要部分说明图。
图5是本实施例的车削加工中心的拉杆驱动装置进行夹紧动作并安装有车削工具的状态(第二夹紧状态)下的、楔机构为动作状态时的主要部分说明图。
图6是表示本实施例的楔机构的解除状态的说明图。
图7是表示本实施例的楔机构的动作状态的说明图。
图8是说明本实施例的车削加工中心的拉杆驱动装置的俯视图。
图9是说明本实施例的车削加工中心的拉杆驱动装置、杠杆机构、楔机构的第二夹紧状态时的立体图。
图10是说明设在本实施例的车削加工中心的拉杆卡定部和进退驱动部的支承部的各个夹紧状态的剖面图。
图11是说明本实施例的车削加工中心的拉杆和进退驱动部的立体图。
图12是说明本实施例的车削加工中心的夹紧机构进行夹紧动作并安装有车削工具的状态(第二夹紧状态)下的剖面图。
图13是说明本实施例的车削加工中心的夹紧机构进行夹紧动作并安装有旋转工具的状态(第一夹紧状态)下的剖面图。
图14是说明本实施例的车削加工中心的刀具台、锥柄部的立体图。
标号说明a解除状态；b第一夹紧状态；c第二夹紧状态；1工具；1A旋转工具；1B车削工具；2轴承部；3活塞；4主轴；5锥柄部；5A夹紧用突出部；6安装卡合部；7拉杆；7A拉杆驱动部；8夹紧机构；9拉杆驱动装置、气缸装置；10弹性部件；11进退驱动部；12卡定部；13支承部；14允许转动间隙；15楔部；16楔驱动装置；17楔卡合部；18楔机构；20杠杆机构；21返回弹性部件；22允许转动间隙；23支点部；24杠杆部；25力点部；26作用部。
具体实施例方式
根据附图简单说明本发明的优选实施方式(如何实施本发明)及本发明的作用。
在夹紧机构8进行夹紧动作、拉杆7被拉动时，工具1的锥柄部5被拉近并卡合在设于主轴4的安装卡合部6上，从而工具1被夹紧固定。
并且，通过夹紧机构8的夹紧解除，借助于进退驱动部11的推动，所述拉杆7返回，从而可以装卸工具1。
具体讲，使夹紧机构8的作为拉杆驱动装置9的气缸装置9从解除状态a变成第一夹紧状态b，由此夹紧固定旋转工具1A，但该情况下，所述拉杆7从借助于进退驱动部11而返回的解除位置，通过弹性部件10的拉动施力被拉动。即，拉杆7一面按压进退驱动部11返回一面被弹性部件10拉动，并到达将旋转工具1A的锥柄部5拉近并卡合在安装卡合部6上的夹紧位置。
此时，拉杆7和进退驱动部11仍维持抵接状态，设于拉杆7的拉杆驱动部7A的卡定部12和设于进退驱动部11的支承部13处于分离状态。
虽然在该状态下已被夹紧固定，但通过使气缸装置9处于该第一夹紧状态b，进退驱动部11又稍微返回一点，从而与拉杆7分离，保持有允许转动间隙22，相反，设于进退驱动部11的支承部13虽接近卡定部12，但处于在该卡定部12和支承部13之间保持有允许转动间隙14的状态。
并且，此时形成旋转接头在保持着连接的状态下伸长的结构，该旋转接头用于以可转动的方式连接输送通过拉杆7内的冷却水或空气的中央直通管27和通过进退驱动部11内的中央直通管27。
因此，在夹紧固定所述旋转工具1A的第一夹紧状态b下，拉杆7通过弹性部件10被拉动到夹紧固定位置，而卡定部12和支承部13之间保持有允许转动间隙14而分离，并且例如进退驱动部11和拉杆7也分离，则能够确保气缸装置9和被其驱动的进退驱动部11与旋转的部件可靠分离的状态，夹紧固定有旋转工具1A的主轴4(和拉杆7)能够旋转。
并且，在夹紧固定车削工具1B时，与旋转工具1A情况不同，必须形成能够承受大的径向负载的结构。
因此，在本发明中，设有楔机构18，通过该楔机构18，即使不使用能够以大的驱动力进行夹紧固定的大型液压缸装置，通过驱动力小的空气缸装置也能够充分对抗，从而形成通过该楔机构18卡合锁定拉杆7的夹紧固定位置的结构。
但是，如果仅卡合锁定拉杆7的夹紧固定位置，该锁定机构不起作用。即，在车削加工中心中，与单纯的车床不同，由于是还夹紧固定旋转工具并使其旋转的结构，所以必须构成夹紧机构8的驱动机构和与主轴4一起旋转的拉杆7在切断关系的状态下可以旋转的结构，为此在夹紧固定旋转工具1A的第一夹紧状态b下，如前面所述，在卡定部12和支承部13之间确保允许转动间隙14，并且在进退驱动部11和拉杆7之间也确保允许转动间隙22。因此，在保留该允许转动间隙14和允许转动间隙22的状态下，即使卡合锁定，也不能够发挥其锁定作用。
因此，在本发明中，在夹紧固定车削工具1B的情况下，不是第一夹紧状态b，而是处于进一步驱动进退驱动部11返回的第二夹紧状态c，由此进退驱动部11被进一步拉动，此时支承部13与卡定部12抵接，在该卡定部12处于由支承部13支承卡定的阻止返回状态的位置，楔机构18的楔部15卡合在楔卡合部17上，从而使该阻止返回状态被卡合锁定。
因此，即使由空气缸装置9构成驱动控制进退驱动部11的拉杆驱动装置9、对拉杆7拉动施力的弹性部件10的作用力不是能够抗拒该车削工具1B加工时产生的大的径向负载的足够大的作用力，通过使夹紧固定有车削工具1B的拉杆7的夹紧固定位置卡合锁定在卡定部12处于支承在支承部13上的阻止返回状态时的进退驱动部11的位置，也能够充分承受大的径向负载。
因此，在本发明的通过共用的夹紧机构8构成的车削加工中心中，该夹紧机构8的作为拉杆驱动装置9的空气缸装置9相对解除状态a具有第一夹紧状态b和第二夹紧状态c，在第一夹紧状态b下，以卡定部12和支承部13之间保持有允许转动间隙14的方式夹紧固定旋转工具1A，在第二夹紧状态c下，对进退驱动部11进一步驱动相当于该允许转动间隙14的量，以使支承部13和卡定部12抵接并且作用有负荷，此时卡定部12支承卡定在支承部13上，通过楔机构18把进退驱动部11卡合锁定在拉杆7的返回被阻止的阻止返回状态的位置，虽然是共用的夹紧机构8，但仅通过变更该驱动装置的气缸状态，可以在不妨碍旋转工具1A的旋转动作的情况下，而且楔机构8的锁定作用能够可靠发挥的情况下，例如即使是通过基于空气缸装置9的可以实现无液压化的小驱动源，也能够充分承受车削工具1B加工时的大负荷，可实现能够牢靠地进行夹紧固定的划时代的车削加工中心的工具安装装置。
(实施例)根据附图具体说明本发明的具体实施例。
主轴4设置成通过轴承部2相对活塞3可以旋转，在该主轴4上设置有安装卡合部6，该安装卡合部6用于与设于各个工具1基端部的锥柄部5卡合，在主轴4上设置有夹紧机构8，其通过拉动拉杆7来夹紧所述锥柄部5的夹紧用突出部5A，并且将所述锥柄部5拉近并卡合在所述安装卡合部6上，从而将工具1安装固定到所述主轴4上，该夹紧机构8设置成根据所述拉杆7的进退控制可以进行夹紧、解除动作，但在本实施例中，把弹性部件10嵌合设置在拉杆7上，在压缩时，作为相对主轴4顶起拉杆7的抗缩弹性部件，借助于该弹性部件10的拉动施力来拉动所述拉杆7以进行所述夹紧动作，借助于作为拉杆驱动装置9而设置的空气缸装置9的克服所述拉动施力的推动驱动，通过进退驱动部11(推杆)使所述拉杆7返回以解除所述夹紧。
并且，与主轴4一起旋转的拉杆7配置成相对进退驱动部11(推杆)可以旋转，该进退驱动部11由所述空气缸装置9驱动来推动驱动拉杆7，在拉杆7的基端部的被进退驱动部11推动的拉杆驱动部7A上设置有卡定部12，在进退驱动部11上设置支承部13，该支承部13支承卡定部12，并阻止拉杆7从拉杆7的拉动夹紧位置(夹紧固定位置)返回，在借助于所述弹性部件10的拉动施力拉动所述拉杆7来夹紧固定旋转工具1A时，所述卡定部12构成为不与所述支承部13抵接，而是在彼此之间保持有允许转动间隙14，在夹紧固定车削工具1B时，通过空气缸装置9将进退驱动部11拉动相当于所述允许转动间隙14的量，所述卡定部12构成为变成可以支承在所述支承部13上的阻止返回状态。
并且，设有楔机构18，在拉动该进退驱动部11形成阻止返回状态的状态下，通过楔驱动装置16(为了实现无液压化而采用空气缸装置16)驱动可进退移动地设置的楔部15移动，使其与楔卡合部17卡合，从而卡合锁定所述拉杆7的拉动夹紧位置，所述空气缸装置9构成为具有以下三种状态解除状态a，克服所述弹性部件10的拉动施力而推动驱动所述拉杆7，以解除对旋转工具1A和车削工具1B的夹紧；第一夹紧状态b，借助于弹性部件10的拉动施力，来夹紧固定旋转工具1A；第二夹紧状态c，使卡定部12移动以形成由支承部13支承的所述阻止返回状态，在通过所述楔机构18卡合锁定该位置的状态下，夹紧固定车削工具1B。
具体讲，以如下方式构成夹紧机构8和楔机构18，随着拉杆7的进退移动而移动的卡定部12处于和拉杆7的拉动方向侧相对的状态，支承部13设置在进退驱动部11(推杆)的下端，在夹紧固定旋转工具1A的第一夹紧状态b下，卡定部12与支承部13不抵接，而保持允许转动间隙14，在夹紧固定车削工具1B的第二夹紧状态c下，进退驱动部11移动相当于允许转动间隙14的量，使得支承部13抵接在卡定部12上，卡定部12处于可以由支承部13支承的阻止返回状态，并且通过采用了空气缸装置9的楔驱动装置16来使楔部15移动，以使楔部15与设于进退驱动部11的楔卡合部17卡合，从而卡合锁定处于阻止返回状态的进退驱动部11的拉动位置。
因此，借助于空气缸装置9的杆9A的驱动，进退驱动部11(推杆)通过后述的杠杆机构20被驱动，并且推动拉杆7上端的拉杆驱动部7A，使拉杆7返回。即，通过利用空气缸装置9推动驱动进退驱动部11，来推动拉杆驱动部7A，使拉杆7克服弹性部件10而返回，从而解除夹紧。并且，在夹紧固定旋转工具1A时，通过空气缸装置9向驱动解除或拉动方向的驱动，借助于弹性部件10的拉动施力，由拉杆驱动部7A按压进退驱动部11使其返回，并且拉动拉杆7，在该拉杆7和拉杆驱动部7A被拉动到夹紧固定位置后，进一步拉动所述进退驱动部11，使空气缸装置9处于第一夹紧状态b，从而在拉杆驱动部7A和进退驱动部11之间也保持有允许转动间隙22。
即，使夹紧机构8的作为拉杆驱动装置9的空气缸装置9从解除状态a处于第一夹紧状态b，从而夹紧固定旋转工具1A，但该情况下，所述拉杆7从通过进退驱动部11而返回的解除位置，借助于弹性部件10的拉动施力被拉动。即，拉杆7按压进退驱动部11使其返回，同时被弹性部件10拉动，并到达将旋转工具1A的锥柄部5拉近并卡合在安装卡合部6上的夹紧位置。
此时，拉杆7和进退驱动部11仍保持抵接状态，设于拉杆7的拉杆驱动部7A的卡定部12和设于进退驱动部11的支承部13处于分离状态。
虽然在该状态下已被夹紧固定，但由于使空气缸装置9处于该第一夹紧状态b，进退驱动部11又稍微返回，从而与拉杆7分离，保持了允许转动间隙22，相反，设于进退驱动部11的支承部13则接近卡定部12，但处于在该卡定部12和支承部13之间也保持有允许转动间隙14的状态。
因此，在夹紧固定所述旋转工具1A的第一夹紧状态b下，拉杆7通过弹性部件10被拉动到夹紧固定位置，但卡定部12和支承部13分离并保持有允许转动间隙14，并且进退驱动部11和拉杆7也分离，可确保气缸装置9和被其驱动的进退驱动部11与旋转的部件可靠地分离的状态，能够使夹紧固定有旋转工具1A的主轴4(和拉杆7)在不接触的情况下旋转。
另一方面，在夹紧固定车削工具1B时，与旋转工具1A情况不同，必须形成可承受大的径向负载的结构。
因此，在本实施例中，设有楔机构18，通过该楔机构18，即使不使用能够以大的驱动力进行夹紧固定的大型液压缸装置，通过小驱动力的空气缸装置也能够充分对抗，从而形成通过该楔机构18卡合锁定拉杆7的夹紧固定位置的结构。
但是，如果仅卡合锁定拉杆的夹紧固定位置，该锁定机构不起作用。即，在车削加工中心中，与单纯的车床不同，由于是还夹紧固定旋转工具并使其旋转的结构，所以必须构成夹紧机构8的驱动机构和与主轴4一起旋转的拉杆7在切断关系的状态下可以旋转的结构，为此在夹紧固定旋转工具1A的第一夹紧状态b，如前面所述，在卡定部12和支承部13之间确保允许转动间隙14，并且在进退驱动部11和拉杆7之间也确保允许转动间隙22。因此，在保留该允许转动间隙14和允许转动间隙22的状态下，即使卡合锁定，也不能够发挥其锁定作用。
因此，在本实施例中，在夹紧固定车削工具1B的情况下，不是第一夹紧状态b，而是处于进一步驱动进退驱动部11返回的第二夹紧状态c，由此进退驱动部11被进一步拉动，此时支承部13与卡定部12抵接，在该卡定部12处于由支承部13支承卡定的阻止返回状态的位置，楔机构18的楔部15卡合在楔卡合部17上，从而使该阻止返回状态被卡合锁定。
因此，即使由空气缸装置9构成驱动控制进退驱动部11的拉杆驱动装置9、对拉杆7拉动施力的弹性部件10的作用力不是能够抗拒该车削工具1B加工时产生的大的径向负载的足够大的作用力，通过使夹紧固定有车削工具1B的拉杆7的夹紧固定位置卡合锁定在卡定部12处于支承在支承部13上的阻止返回状态时的进退驱动部11的位置，也能够充分承受大的径向负载。
并且，具体讲，所述夹紧机构8所具有的楔机构18，在楔卡合部17和楔部15的按压卡合部分上形成有相对楔部15的进退方向倾斜的楔形锥面19。即，楔卡合部17把与进退驱动部11(推杆)连动进退的楔卡合部形成部件17A固定在进退驱动部11上，通过该形成部件17A和进退驱动部11的轴承部17B来形成楔部15可以插入并进退的凹部或孔部，在该卡合部(凹部或孔部)内面的一方形成有所述锥面19，使另一方形成为平直的面(在本实施例中，在形成部件17A形成锥面19，使不动的轴承部17B中与所述形成部件17A相对的端面为平直的面)，并且楔部15的一方外表面形成为平直的面，以便以所述平直的面作为导向进行进退，在相对侧的外表面形成有与所述锥面19锥面接触的锥面19。
因此，通过楔部15的移动，该锥面19彼此以按压的方式面接触，由此楔部15不是单纯的插入嵌合，而是楔式卡定在楔卡合部17上从而进行楔锁定。
并且，把所述楔卡合部17和所述楔部15的形状设定如下，在使所述楔部15移动以使其与所述楔卡合部17按压卡合(楔式卡定)时，所述进退驱动部11的拉动夹紧位置(第二夹紧状态位置)被卡定保持，车削工具1B牢靠地安装固定在活塞3上，在使所述楔部15返回时，产生可以使所述进退驱动部11向夹紧方向相反方向的夹紧解除方向移动的夹紧动作、解除用空间。
具体讲，在楔卡合部形成部件17A设置有与轴承部17B的端面的相对距离变化的阶梯部17C，并且在楔部15突出形成有末端面为按压卡合部的突出部15A，在通过楔驱动装置16向与进退驱动部11的进退方向正交的方向拉动驱动楔部15时，该楔部15的突出部15A上到阶梯部17C上，设在该阶梯部17C附近的锥面19和设在突出部15A的末端面的锥面19彼此锥面接触并进行楔式卡定，相反，在通过楔驱动装置16向相反方向推动驱动时，锥面19彼此之间的卡定分离，楔部15的突出部15A从阶梯部17C下来，形成允许设在进退驱动部11的形成部件17A相对该楔部15移动的间隙，在突出部15A从阶梯部17C脱离、按压卡合被解除的状态下，将楔卡合部17和楔部15设计成可确保夹紧动作、解除用的空间的形状。
并且，在夹紧机构8中设置有杠杆机构20。即，形成利用空气缸装置9的进退杆9A通过杠杆机构20驱动进退驱动部11(推杆)的结构。具体讲，设有杠杆机构20，杠杆部24以枢轴固定在规定位置上的支点部23为支点转动，在该杠杆部24的一端部设置有力点部25，在该力点部25连接有作为杠杆驱动装置的所述空气缸装置9的进退杆9A，在所述杠杆部24的另一端部，在距支点部23的距离短于该力点部25与支点部23之间的距离的位置上设置有作用部26，通过该作用部26使所述进退驱动部11进退，所述杠杆机构20使所述气缸装置9的进退杆9A的进退驱动增大，从而可以控制所述进退驱动部11的进退驱动。
进一步具体地讲，在本实施例中，在通过作为杠杆驱动装置的所述空气缸装置9的进退杆9A的驱动(或者基于该驱动解除的弹性件的施力)，对杠杆部24的一端侧的力点部25施加力时，在作用部26产生以支点部23为支点的转动力，但由于距支点部23的支点距离不同，在作用部26上产生增大了的转动力，通过该增大后的力，可克服弹性部件10的拉动施力将进退驱动部11下压。
并且，在所述作用部26上设置有与所述进退驱动部11的拉动用按压部11A、11B按压抵接的按压部26A，但在本实施例中，该被按压部26A按压的、驱动进退驱动部11的进退驱动部11的拉动用按压部11A、11B以可移动调整的方式设置，从而可以利用所述杠杆机构20微调所述进退驱动部11的拉动保持位置。即，设于进退驱动部11的拉动用按压部11A可旋合移动地设置在设于进退驱动部11的螺纹部上，通过杠杆部24的作用部26可顶起该旋合着的拉动用按压部11A的下表面或拉动用按压部11B的上表面，但作为利用双螺母方式固定该旋合移动调整后的位置的结构，也可以微调进退驱动部11的拉动位置。
并且，在与该拉动用按压部11A相对的位置，同样形成双螺母结构，并设置成可以调整位置。
并且，在本实施例中，在夹紧固定旋转工具1A时，驱动作为所述拉杆驱动装置9而设置的气缸装置9，使其从第一夹紧状态b临时处于所述第二夹紧状态c，然后通过驱动或者驱动解除，借助于该返回弹性部件21的返回施力，形成在所述卡定部12和所述支承部13之间保持有所述允许转动间隙14的所述第一夹紧状态b，在该第一夹紧状态b下切断所述气缸装置9的驱动介质的供给、排出，从而可以保持该第一夹紧状态b。
即，在本实施例中，构成为在通过返回弹性部件21支承杠杆部24的力点侧并向第二夹紧状态c移动时，产生返回施力，从而构成为在没有负荷时为始终保持有允许转动间隙14等的第一夹紧状态b，但在气缸装置9反复使用的过程中，当阻力变小、并且返回弹性部件21变弱等时，气缸状态不稳定，有可能不能保持应该确保允许转动间隙14的第一夹紧状态b(不能充分确保允许转动间隙14)。因此，在本实施例中，在设置返回弹性部件21来保持第一夹紧状态b并形成第一夹紧状态b的情况下，使临时处于第二夹紧状态c，然后形成第一夹紧状态b，然后切断气缸装置9的空气，以可靠地保持该状态。
另外，本发明并不限于本实施例，各构成要素的具体结构可以适当设计。
权利要求
1.一种车削加工中心的工具安装装置，交替使用旋转工具和车削工具，主轴通过轴承部相对活塞可旋转地设置，在所述主轴上设置有安装卡合部，该安装卡合部用于与设于工具基端部的锥柄部卡合，并且在所述主轴上设置有夹紧机构，所述夹紧机构通过拉动拉杆来夹紧所述锥柄部的夹紧用突出部，并且将所述锥柄部拉近并卡合在所述安装卡合部上，从而将工具安装固定到所述主轴上，所述夹紧机构设置成根据所述拉杆的进退控制可以进行夹紧、解除动作，所述夹紧机构构成为借助于弹性部件的拉动施力来拉动所述拉杆以进行所述夹紧动作；并通过拉杆驱动装置的克服所述拉动施力的推动驱动，来使所述拉杆返回，以解除所述夹紧，其特征在于，与所述主轴一起旋转的所述拉杆配置成相对进退驱动部可以旋转，所述进退驱动部由所述拉杆驱动装置驱动来推动驱动所述拉杆，在所述拉杆或与拉杆一起移动的部位设置有卡定部，在所述进退驱动部或与进退驱动部一起移动的部位设置有支承部，所述支承部支承所述卡定部，阻止拉杆从所述拉杆的拉动夹紧位置返回，至少在借助于所述弹性部件的拉动施力拉动所述拉杆来夹紧固定所述旋转工具时，所述卡定部构成为与所述支承部不抵接，而在彼此之间保持允许转动间隙，在夹紧固定所述车削工具时，通过所述拉杆驱动装置将所述进退驱动部至少拉动相当于所述允许转动间隙的量，所述卡定部构成为处于可以由所述支承部支承的阻止返回状态，并且所述车削加工中心的工具安装装置还具有楔机构，在拉动该进退驱动部形成阻止返回状态的状态下，通过楔驱动装置驱动可进退移动地设置的楔部移动，使其与楔卡合部卡合，从而卡合锁定所述拉杆的拉动夹紧位置，作为所述拉杆驱动装置而设置的气缸装置构成为具有以下三种状态解除状态，克服所述弹性部件的拉动施力而推动驱动所述拉杆，以解除对所述旋转工具或所述车削工具的夹紧；第一夹紧状态，借助于所述弹性部件的拉动施力，来夹紧固定所述旋转工具；第二夹紧状态，使所述卡定部移动以形成由所述支承部支承的所述阻止返回状态，在通过所述楔机构卡合锁定该位置的状态下，夹紧固定所述车削工具。
2.根据权利要求1所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，以如下方式构成所述夹紧机构和所述楔机构，随着所述拉杆的进退移动而移动的所述卡定部处于和拉杆的拉动方向侧相对的状态，所述支承部设置成随着所述进退驱动部的进退移动而移动，在夹紧固定所述旋转工具的所述第一夹紧状态下，所述卡定部与所述支承部不抵接，而保持所述允许转动间隙，在夹紧固定所述车削工具的所述第二夹紧状态下，所述进退驱动部移动相当于所述允许转动间隙的量，使得所述支承部抵接在所述卡定部上，所述卡定部处于可以由所述支承部支承的所述阻止返回状态，并且通过所述楔驱动装置使所述楔部移动，以使所述楔部与设于所述进退驱动部的所述楔卡合部卡合，从而卡合锁定处于所述阻止返回状态的进退驱动部的拉动位置。
3.根据权利要求1或2所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，在所述拉杆设置拉杆驱动部，在所述进退驱动部进行推动驱动以使所述拉杆返回时，该拉杆驱动部与所述进退驱动部抵接，通过利用所述拉杆驱动装置推动驱动所述进退驱动部，来推动所述拉杆驱动部，以使所述拉杆克服所述弹性部件而返回，从而解除所述夹紧，在夹紧固定所述旋转工具时，借助于所述弹性部件的拉动施力，通过所述拉杆驱动部按压所述进退驱动部使其返回，并且拉动所述拉杆，在该拉杆和拉杆驱动部被拉动到夹紧固定位置后，继续拉动所述进退驱动部，使作为所述拉杆驱动装置的所述气缸装置处于所述第一夹紧状态，由此在所述拉杆驱动部和所述进退驱动部之间保持有允许转动间隙。
4.根据权利要求1或2所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，设有杠杆机构，杠杆部以枢轴固定在规定位置上的支点部为支点转动，在该杠杆部的一端部设置有力点部，在该力点部连接作为杠杆驱动装置的所述气缸装置的进退杆，在所述杠杆部的另一端部，在距支点部的距离短于该力点部与支点部之间的距离的位置上设置有作用部，通过该作用部使所述进退驱动部进退，所述杠杆机构使所述气缸装置的进退杆的进退驱动增大，从而可以控制所述进退驱动部的进退驱动。
5.根据权利要求1或2所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，在夹紧固定所述旋转工具时，使作为所述拉杆驱动装置而设置的气缸装置临时处于所述第二夹紧状态，然后通过驱动或者驱动解除，借助于该气缸装置的返回弹性部件的返回施力，形成在所述卡定部和所述支承部之间保持有所述允许转动间隙的所述第一夹紧状态，在该第一夹紧状态下，切断所述气缸装置的驱动介质的供给、排出，从而可以保持该第一夹紧状态。
6.根据权利要求1或2所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，作为所述拉杆驱动装置而设置的气缸装置是由空气缸装置构成，而不是由液压缸装置构成。
7.根据权利要求4所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，在夹紧固定所述旋转工具时，使所述气缸装置临时处于所述第二夹紧状态，然后通过驱动或者驱动解除，借助于该气缸装置的返回弹性部件的返回施力，形成在所述卡定部和所述支承部之间保持有所述允许转动间隙的所述第一夹紧状态，在该第一夹紧状态下，切断所述气缸装置的驱动介质的供给、排出，从而可以保持该第一夹紧状态。
8.根据权利要求4所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，所述气缸装置是由空气缸装置构成，而不是由液压缸装置构成。
9.根据权利要求5所述的车削加工中心的工具安装装置，其特征在于，所述气缸装置是由空气缸装置构成，而不是由液压缸装置构成。
全文摘要
一种车削加工中心的工具安装装置，其中，可通过共用的夹紧机构(8)夹紧固定旋转工具(1A)，且能以卡合锁定的状态牢固地夹紧固定车削工具(1B)。夹紧机构(8)的作为拉杆驱动装置(9)的气缸装置(9)相对解除状态(a)具有第一夹紧状态(b)和第二夹紧状态(c)，在第一夹紧状态下，以在卡定部(12)和支承部(13)之间保持允许转动间隙(14)的方式夹紧固定旋转工具(1A)，在第二夹紧状态下，对进退驱动部(11)继续驱动相当于该允许转动间隙(14)的量，此时卡定部(12)支承卡定在支承部(13)上，通过楔机构(18)将进退驱动部(11)卡合锁定在拉杆(7)的返回被阻止的阻止返回状态的位置。
文档编号B23B29/04GK1824441SQ20061005764
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月22日 优先权日2005年2月22日
发明者中村多喜夫, 后藤昭博, 清水达雄, 植田孝 申请人:株式会社O-M制作所