专利名称：机床中的夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用被安装在主轴上并可交换的加工工具夹持器所保持的加工工具对工件进行机械加工的加工中心(以下也称为M/C)等机床的技术领域，尤其是涉及在加工过程中通过在主轴、加工工具夹持器以及加工工具中形成的冷却剂注入通路、对加工工具以及工件的加工部进行浇冷却的机床的技术领域。
背景技术：
过去，利用M/C等机床对作为自动变速器(以下也称为A/T)的结构部件的工件进行各种机械加工。此时，进行工件的机械加工时，必须将工件固定在工作台上，因此机床装备有工件的夹紧装置。
作为过去的机床中的夹紧装置，有利用空气气缸对夹紧工件的夹紧部件进行驱动、从而进行工件的夹紧操作及松开操作的夹紧装置(例如，参照专利文献1或专利文献2)。作为其他的过去的机床中的夹紧装置，有利用油压缸对夹紧工件的夹紧部件进行驱动、从而进行工件的夹紧操作及松开操作的夹紧装置(例如，参照专利文献2)。作为另外的过去的机床中的夹紧装置，有利用密封在汽缸的气体对夹紧工件的夹紧部件进行驱动、从而对工件进行夹紧操作、同时通过向该汽缸供给油压对工件进行松开操作的夹紧装置(例如，参照专利文献3)。
这样，利用空气压力、油压或气压对工件进行夹紧操作，可以将工件坚实地夹紧在工作台上。
另一方面，在过去的机床中，还有对工件进行机械加工时，通过在主轴、安装在该主轴上的加工工具夹持器以及被该加工工具夹持器所保持的钻头等的加工工具内形成的冷却剂供给通路，向工件的加工部以及加工工具的工件接触部供给规定压力的冷却剂，冷却剂用作加工时的加工液、润滑剂、以及冷却剂，而且使用后的冷却剂又回收到冷却剂储藏箱(参照专利文献4或专利文献5)。
但是，上述专利文献1～3所公开的机床中的夹紧装置中，均采用空气压力或者油压的专用压力对工件进行夹紧操作或松开操作，需要压力源。但是，如果设置这种空气压力或油压的专用压力源，不仅使得装置变大，机床整体大型化，而且有成本增高的问题。而且需要与机床的加工控制系统不同的其他的用于夹紧的控制系统，这将造成控制复杂化，更加增加成本。还有，专利文献3所公开的夹紧装置中，利用密封的气体压力来获得夹紧力，由于气体压力的随时间变化或工件厚度的不同，夹紧力将发生变化，从而有难以总是利用一定的夹紧力对工件进行夹紧操作的问题。
另一方面，上述专利文献4和5所公开的机床中，在机械加工工件时，向工件的加工部和加工工具的工件接触部供给规定压力的冷却剂，冷却剂只作为加工液、润滑剂、以及冷却剂使用。
专利文献1特开平11-156654号公报(段落序号“0014”，“0016”，“0017”，“0019”，“0020”，“0022”，附图“图2”)；专利文献2特开2002-283168号公报(段落序号“0020”，附图“图1”)；专利文献3特开2002-187037号公报(段落序号“0024”，“0025”，附图“图1”)；专利文献4特开2001-25939号公报(段落序号“0002”，附图“图8”)；专利文献5特开2001-287135号公报(段落序号“0008”，“0034”，“0037”，附图“图1”)。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种不需要专用压力源、可以使机床整体小型化、控制简单、成本低廉的机床中的夹紧装置。
为了解决上述问题，本发明之1的机床中的夹紧装置，在工件加工过程中，可以通过分别在主轴以及安装在该主轴上的加工工具中形成的冷却剂供给通路向上述工件的加工部以及上述加工工具的工件接触部供给冷却剂、同时利用夹紧装置对工件进行夹紧操作，其特征在于上述夹紧装置至少具有供给上述冷却剂的夹紧用液压缸装置、和被该夹紧用液压缸装置驱动而对上述工件进行夹紧操作的夹紧部件。
本发明之2的特征在于上述夹紧用液压缸装置具有被活塞分割为夹紧压力室和松开压力室的双动式汽缸，上述夹紧部件设置在从上述活塞延伸的活塞杆上，通过向上述夹紧压力室供给上述冷却剂而使上述夹紧部件位于对上述工件进行夹紧操作的夹紧位置，通过向上述松开压力室供给上述冷却剂而使上述夹紧部件位于不夹紧上述工件的松开位置。
还有，本发明之3的特征在于具有对上述冷却剂向上述夹紧压力室以及上述松开压力室的供给和排出进行控制的冷却剂供给排出机构、和可以在上述主轴上安装并拆卸、对上述冷却剂供给排出机构进行控制、同时具有在安装到上述主轴时与上述主轴的冷却剂供给通路连接的冷却剂注入通路的夹紧操作工具。
还有，本发明之4的特征在于上述冷却剂供给排出机构具有夹紧侧连接器和松开侧连接器，上述夹紧侧连接器与上述夹紧压力室连接，并具有保持上述夹紧压力室的压力的止回阀，上述松开侧连接器与上述松开压力室连接，并具有保持上述松开压力室的压力的止回阀，上述夹紧操作工具具有冷却剂注入部和止回阀操作部，其中冷却剂注入部形成有上述冷却剂注入通路，通过插入上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的任意一方并开启其止回阀、并且从上述冷却剂注入通路向上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的任意一方注入上述冷却剂，从而向上述夹紧压力室和上述松开压力室中的任意一方供给冷却剂；止回阀操作部在上述冷却剂注入部插入在上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的任意一方时，插入在上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的另一方并开启其止回阀，从而排出供给到上述夹紧压力室和上述松开压力室中的另一方的上述冷却剂。
还有，本发明之5的特征在于在连接上述夹紧侧连接器和上述夹紧压力室的夹紧压流体通路中具有使上述夹紧压力室的压力保持一定的压力保持机构。
(发明的作用与效果)根据这种结构的本发明之1至5的机床中的夹紧装置，通过向夹紧用液压缸装置供给冷却剂，驱动夹紧部件，对工件进行夹紧操作。这样，作为夹紧工件的动力源，采用过去机床中使用的冷却剂，从而可以不需要用于夹紧的专用压力源。因此，可以使机床整体小型化，同时可以低成本地制造机床。
尤其是根据本发明之3至5，夹紧控制为夹紧操作工具相对于主轴的装卸控制以及冷却剂的供给控制，这些控制与过去的机床的加工控制(加工工具相对于主轴的交换控制以及加工时的冷却剂的供给控制)可以利用同一控制系统进行，因此控制更加简单，成本也更加低廉。此时，通过使被保持在主轴上并可以安装拆卸的夹紧操作工具的被保持部与过去的加工工具夹持器的被保持部结构相同，从而使夹紧操作工具相对于主轴的交换操作与过去的加工工具相对于主轴的交换操作基本相同。这样，可以迅速进行夹紧操作工具的交换操作，从而迅速进行夹紧操作或松开操作。
还有，由于在每次夹紧操作时供给冷却剂，从而可获得一定的夹紧力，可以利用相同的夹紧力对工件进行长期稳定的夹紧操作，而与工件厚度无关。特别是通过利用压力保持机构，在工件加工过程中，可以将夹紧用液压缸装置的夹紧压力室的夹紧压力保持一定，从而可靠地利用一定的夹紧力对工件进行夹紧操作。这样，可以更加正确地进行工件加工。
图1示意性表示本发明的机床中的工件的夹紧装置的实施方式的一例，(a)为机床的立体图，(b)为该机床的主轴与工件的夹紧装置的部分放大立体图。
图2示意性表示图1所示的工件的夹紧装置，(a)为其立体图，(b)为(a)中的1个夹紧用液压缸和1个夹紧部件的立体图。
图3示意性表示图1所示的工件的夹紧装置的松开状态，(a)为其整体图，(b)为夹紧部件的俯视图。
图4表示从图3所示的工件的夹紧装置的松开状态进行的工件的夹紧操作，(a)为其整体图，(b)为夹紧部件的俯视图。
图5表示从工件的夹紧装置的夹紧状态进行的工件的松开操作，(a)为其整体图，(b)为夹紧部件的俯视图。
图6示意性表示图1所示的工件的夹紧装置的夹紧状态，(a)为其整体图，(b)为夹紧部件的俯视图。
图7示意性地局部表示本发明的实施方式的其他例，(a)表示没有注入冷却剂的状态，(b)表示注入冷却剂的状态。
图中1-加工中心(M/C)，2-装置本体，3-工件，4-工作台，5-夹紧装置，6-工具夹持器，7-主轴，7a-冷却剂供给通路，8-工具保管装置，8a-工具储存部，9-操作板，10、11、12-夹紧用液压缸装置，10a-汽缸，10b-活塞，13-夹紧压力室，14-松开压力室，15、16、17-夹紧部件，15a、16a、17a-夹紧部，18-夹紧侧连接器，19-松开侧连接器，20、21-止回阀，22-夹紧液压通路，23-松开液压通路，24-蓄压器，25-气体，26-压力计，27-夹紧操作工具，29-被保持部，30-操作部，30a-冷却剂注入部，30b-第1止回阀操作部，30c-第2止回阀操作部，30d-第3止回阀操作部，31-冷却剂注入通路，32-止回阀。
具体实施例方式
以下利用
本发明的实施方式。
图1示意性表示本发明的机床中的工件的夹紧装置的实施方式的一例，(a)为机床的立体图，(b)为该机床的主轴与工件的夹紧装置的部分放大立体图。
如图1(a)和(b)所示，本实施例的机床(加工中心)为立式加工中心M/C1。该M/C1包括装置本体2、支持固定工件3的工作台4、在该工作台4上固定工件3的夹紧装置5、可以装卸地安装各种工具的工具夹持器6、可以装卸地安装上述工具夹持器6并向被工具夹持器6所保持的工具传递旋转从而利用该工具自身的功能进行操作的主轴7、保管各种工具夹持器6的工具保管装置8、M/C1操作板9。
安装有工具的工具夹持器6在不使用时分别被保管在工具保管装置8内，并且在使用时利用图中未表示的自动工具交换装置从工具保管装置8中取出，安装到主轴7上。还有，安装有工具的工具夹持器6在其机械加工完毕后，利用自动工具交换装置从主轴7取下，保管到工具保管装置8内。这些自动工具交换装置和工具保管装置8采用过去广为人知的结构，不属于本发明的特征部分，因此省略其具体说明。
工作台4可以装卸地固定在装置本体2上，同时如图1(b)和图2(a)所示，夹紧装置5设置在该工作台4上。夹紧装置5具有规定数量(图中例为3个)的夹紧用液压缸装置10、11、12。各夹紧用液压缸装置10、11、12具有相同的机构，因此对1个夹紧用液压缸装置10进行说明，省略其他夹紧用液压缸装置11、12的说明。
如图3(a)所示，夹紧用液压缸装置10由具有汽缸10a、在该汽缸10a内滑动的活塞10b、以及从活塞10b延伸的活塞杆10c的双动式汽缸装置构成，其中活塞杆10c液密且可滑动地贯穿汽缸10a并突出到汽缸10a的外部。汽缸10a固定在工作台4上，其大部分配置在工作台4的与工件3固定侧(工作台4的上侧)相反一侧(工作台4的下侧)，同时活塞杆10c的突出侧的一部分从工作台4的工件3固定侧突出来。汽缸10a内被活塞10b隔成图3(a)的上侧的夹紧压力室13和下侧的松开压力室14。还有，汽缸10a的内周面上突出设置有限制活塞10b的上动极限的停止器10d。
夹紧部件15固定在活塞杆10c的与活塞10b相反侧的端部。该夹紧部件15具有与工件3接触的对该工件3进行夹紧操作的夹紧部15a。还有，如图2(b)和图3(a)所示，活塞杆10c上设有凸轮槽10e。另一方面，汽缸10a的内周面上设有突起部10f，其顶端与凸轮槽10e结合。还有，凸轮槽10e和突起部10f均只在图2(b)和图3(a)中表示，在其他图中则被省略。
由于该突起部10f和凸轮槽10e结合，活塞杆10c和夹紧部件15随着活塞杆10c的上下运动进行转动。此时，夹紧部件15在分别由图3(a)的实线和图4(b)的双点划线表示的不夹紧工件3的松开位置、与由图4(a)和(b)的实线表示的对工件3进行夹紧的夹紧位置之间转动90°。还有，松开位置与夹紧位置之间的转动角并不局限于90°，可以为任意角度。
同样，如图1(b)和图2(a)所示，夹紧部件16、17分别固定在其他的夹紧用液压缸装置11、12的活塞杆上。这些夹紧部件16、17均具有与工件3接触的对该工件3进行夹紧操作的夹紧部16a、17a。还有，其他的夹紧用液压缸装置11、12上也设有与凸轮槽10e和突起部10f相同的凸轮槽和突起部。此时，如图2(a)的箭头所示，各凸轮槽按照如下方式形成，即，在夹紧用液压缸装置10、12中，这些夹紧部件15、17随着活塞杆的上下运动沿相同的顺时针方向转动，在夹紧用液压缸装置11中，其夹紧部件16随着活塞杆的上下运动沿与夹紧部件15、17相反的逆时针方向转动。当然，这些凸轮槽并不局限于此，也可以设定为使得各夹紧部件的转动方向朝着所希望的方向。
在以下说明中，为了说明方便，在其他夹紧用液压缸装置11、12中，汽缸、活塞、活塞杆、停止器、凸轮槽、夹紧压力室、以及松开压力室均采用与夹紧用液压缸装置10相同的符号10a、10b、10c、10d、10e、13以及14。
另一方面，如图3(a)所示，夹紧侧连接器18和松开侧连接器19固定在工作台4上。这些夹紧侧连接器18和松开侧连接器19具有相同的结构，分别具有止回阀20、21。止回阀20、21分别由阀体20a、21a、供阀体20a、21a分别离开或座落的阀座20b、21b、使阀体20a、21a向阀座20b、21b加压的加压弹簧20c、21c所组成。还有，夹紧侧连接器18和松开侧连接器19上分别形成有引导口18a、19a。
夹紧侧连接器18通过夹紧压流体通路22与各夹紧用液压缸装置10、11、12的汽缸10a的各夹紧压力室13连接。还有，松开侧连接器19通过松开压流体通路23与各夹紧用液压缸装置10、11、12的汽缸10a的各松开压力室14连接。夹紧压流体通路22和松开压流体通路23均可以由柔性管组成，也可以由刚性管组成。
夹紧压流体通路22上设有蓄压器(相当于本发明的压力保持机构)24，在该蓄压器24内封入例如氮气等气体25。该气体25随着夹紧压流体通路22的压力(即夹紧压力室13的压力)而进行膨胀、收缩。蓄压器24的功能为压力保持器，即使在夹紧压流体通路22等处发生若干自然的压力泄漏，也能够使夹紧压力室13的压力保持在一定值而不会下降。还有，在夹紧压流体通路22中设有压力计26，该压力计26测定夹紧压流体通路22的压力(即夹紧压力室13的压力)。
另外，如图3(a)所示，本实施例的M/C1具有利用夹紧装置5对工件3进行夹紧操作和松开操作的夹紧操作工具27。该夹紧操作工具27由与主轴7结合并能够安装拆卸的被保持部29、与该被操持部29一体化形成的操作部30、贯穿被保持部29和操作部30的冷却剂注入通路31所构成。
被保持部29的相对于主轴7的安装拆卸结构可以采用与过去的M/C的工具夹持器6的相对于主轴7的安装拆卸结构相同的结构，因此省略其说明。
操作部30具有在其中央设置并形成有冷却剂注入通路31的冷却剂注入部30a，该冷却剂注入部30a具有开启夹紧侧连接器18的止回阀20和松开侧连接器19的止回阀21的第1止回阀操作部30b。
在主轴7上安装有夹紧操作工具27的状态下，夹紧操作工具27的冷却剂注入通路31与主轴7的冷却剂供给通路7a连接。
还有，操作部30具有开启夹紧侧连接器18的止回阀20的第2止回阀操作部30c和开启松开侧连接器19的止回阀21的第3止回阀操作部30d。第2和第3止回阀操作部30c、30d夹着冷却剂注入部30a配置在一条直线(图示例中，左右方向即X方向)上。
此时，冷却剂注入部30a的第1止回阀操作部30b的中心与第2止回阀操作部30c的中心的距离、第1止回阀操作部30b的中心与第3止回阀操作部30d的中心的距离、和夹紧侧连接器18的止回阀20的中心与松开侧连接器19的止回阀21的中心的距离分别等距设定。
与M/C1加工操作的情况一样，利用M/C1的中央处理装置(CPU)控制主轴7的位置，从而使冷却剂注入部30a选择性地插入夹紧侧连接器18的引导口18a与松开侧连接器19的引导口19a的其中之一。
如图4(a)所示，冷却剂注入部30a插入引导口18a时，第1止回阀操作部30b与夹紧侧连接器18的止回阀20的阀体20a接触并将该阀体20a从阀座20b推离开来，并开启止回阀20。同时，第3止回阀操作部30d插入引导口19a，与松开侧连接器19的止回阀21的阀体21a接触并将该阀体21a从阀座21b推离开来，并开启止回阀21。
还有，冷却剂注入部30a插入引导口19a时，第1止回阀操作部30b与松开侧连接器19的止回阀21的阀体21a接触并将该阀体21a从阀座21b推离开来，并开启止回阀21。同时，第2止回阀操作部30c插入引导口18a，与夹紧侧连接器18的止回阀20的阀体20a接触并将该阀体20a从阀座20b推离开来，并开启止回阀20。
工具保管装置8具有保持工具夹持器6的圆环状的工具储存部8a，并且利用图中未表示的工具交换装置从工具储存部8a取出工具夹持器6并安装到主轴7上，或从主轴7取下工具夹持器6并在工具储存部8a保持。这种工具保管装置8可以采用过去广为人知的M/C中所设置的工具保管装置，故省略说明。
接着，说明该实施例的M/C1中工件3的夹紧操作以及松开操作。
在工作台4上没有设定工件3的非操作状态下，夹紧操作工具27被保持在工具储存部8a中。各连接器18、19的止回阀20、21如图3(a)所示，均处于关闭状态。然后，在此非操作状态下，向各汽缸10、11、12的松开压力室14供给冷却剂，各活塞10c处于与停止器10d接触的上限位置，如图3(a)和(b)所示，各夹紧部件15、16、17设定在松开位置。该冷却剂在加工时供给到加工工具的工件3接触部以及工件3的加工部，与上述的过去的情况一样用作加工液、润滑剂、以及冷却剂，可以使用过去广为人知的任何冷却剂。此时，夹紧压力室13为大气压(0Mpa)，蓄压器24的气体25膨胀到最大，蓄压器24处于没有蓄积压力的状态。
为了对工件3进行加工，将该工件3设定在工作台4的规定位置。接着，操作人员操作操作板9上的夹紧按钮，CPU将主轴7移动到工具储存部8a，然后操作工具变换装置，工具变换装置从工具储存部8a取出夹紧操作工具27，如图3(a)所示安装到主轴7上。另外，CPU将主轴7沿X方向和Y方向(图中与图面垂直的方向)移动，使夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a的中心与夹紧侧连接器18的引导口18a的中心对齐。接着，CPU将主轴7沿Z方向(图中的上下方向)向下移动，如图4(a)所示，将冷却剂注入部30a插入夹紧侧连接器18的引导口18a内，同时将第3止回阀操作部30d插入松开侧连接器19的引导口19a内。这样，如前所述，开启2个止回阀20、21。
接着，CPU与在机械加工时向主轴7的冷却剂供给通路7a供给冷却剂的情况一样，向该冷却剂供给通路7a供给冷却剂。供给到冷却剂供给通路7a的冷却剂通过夹紧操作工具27的冷却剂注入通路31注入到夹紧侧连接器18。还有，注入到夹紧侧连接器18的冷却剂通过开启的止回阀20和夹紧压流体通路22，供给到各汽缸10a的夹紧压力室13。这样，由于活塞10b向下运动，各夹紧部件15、16、17一边从松开位置向夹紧位置方向转动，一边向下运动。通过该活塞10b的向下运动，供给到松开压力室14的冷却剂通过松开压流体通路23和开启的止回阀21排出到外部。被排除到外部的冷却剂与图中未表示的对工件3进行机械加工时供给的冷却剂的情况一样，回收到M/C1的冷却剂回收部。
然后，各夹紧部件15、16、17达到夹紧位置后，均由于凸轮槽10e而不转动，一边保持夹紧位置一边向下运动。
如图4(a)所示，各夹紧部件15、16、17的夹紧部15a、16a、17a与分别对应的工件3的夹紧槽3a嵌合，同时与工件3接触并将工件3压向工作台4。汽缸10、11、12的各夹紧压力室13的压力达到设定值P0 Mpa(例如，3.5 Mpa等)(即，各夹紧部件15、16、17的相对于工件3的夹紧力为设定值)时，CPU停止注入冷却剂，同时向上移动主轴7。
然后，各止回阀20、21的阀体20a、21a座落在阀座20b、21b上，各止回阀20、21均关闭。还有，夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a从引导口18a脱出，并且第3止回阀操作部30d从引导口19a脱出，夹紧操作工具27位于图6(a)所示的向上运动位置。这样，如图6(a)所示，设定压力P0 Mpa的冷却剂被封入夹紧压力室13内，如图6(a)和(b)所示，工件3被各夹紧部件15、16、17以规定的夹紧力夹紧在工作台4上。在该夹紧状态下，蓄压器24的气体25最大限度收缩，蓄压器24内蓄积有设定压力P0 Mpa。
然后，CPU将主轴7移动到工具储存部8a后，操作工具交换装置，从主轴7取下夹紧操作工具27并保持到工具储存部8a内，同时从工具储存部8a取出保持有加工工件3所需的加工工具(图中未表示)的加工工具夹持器6并安装到主轴7上。接着，与过去的M/C一样利用该加工工具对工件3进行加工。此时，通过主轴7的冷却剂供给通路7a、加工工具夹持器6以及加工工具的各冷却剂供给通路(图中未表示)所供给的冷却剂浇到加工部上，对加工工具和工件3的加工部一边进行冷却，一边进行加工。
但是，即使在加工过程中夹紧压流体通路22产生若干自然压力泄漏，也能够利用蓄压器24使夹紧压力室13的压力保持在一定值，不会降低。这样，可以在加工过程中可靠地对工件3进行夹紧操作，从而可以正确地对工件3进行加工。
完成一系列的规定的加工后，操作人员操作操作板上的松开按钮。CPU将主轴7移动到工具储存部8a，然后操作工具变换装置，从主轴7取下机械加工的加工工具夹持器6并保持到工具储存部8a，同时再次从工具储存部8a取出夹紧操作工具27，安装到主轴7上。CPU与上述一样移动主轴7，使夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a的中心与松开侧连接器19的引导口19a的中心对齐。
接着，CPU向下移动主轴7，如图5(a)所示，将冷却剂注入部30a插入松开侧连接器19的引导口19a内，同时将第2止回阀操作部30c插入夹紧侧连接器18的引导口18a内。这样，如前所述，开启2个止回阀20、21。
接着，CPU通过冷却剂供给通路7a和冷却剂注入通路31向松开侧连接器19供给冷却剂。供给到松开侧连接器19的冷却剂通过开启的止回阀21和松开压流体通路23，供给到各汽缸10a的松开压力室14。这样，由于活塞10b向上运动，各夹紧部件15、16、17向上运动，从工件3的夹紧槽3a脱离出来后，一边从夹紧位置向松开位置方向转动，一边向上运动。通过这些活塞10b的向上运动，供给到各夹紧压力室13的冷却剂通过夹紧压流体通路22和开启的止回阀20排出到外部。被排除到外部的冷却剂与上述的情况一样，回收到M/C1的冷却剂回收部。
然后，如图5(a)和(b)所示，各夹紧部件15、16、17从夹紧位置变为松开位置，同时活塞10b与停止器10d接触，活塞10b的上升运动停止。接着，CPU停止注入冷却剂，同时向上移动主轴7。
然后，各止回阀20、21的阀体20a、21a座落在阀座20b、21b上，各止回阀20、21均关闭。还有， 夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a从引导口19a脱出，并且第2止回阀操作部30c从引导口18a脱出，夹紧操作工具27位于图3(a)所示的向上运动位置。这样，如图3(a)所示，规定压力的冷却剂被封入松开压力室14内，解除工件3被各夹紧部件15、16、17夹紧的夹紧状态，成为松开状态。在此松开状态下，汽缸10、11、12的夹紧压力室13内成为大气压(0 Mpa)，蓄压器24内的气体25最大限度地膨胀，蓄压器24内也成为大气压(0 Mpa)。
这样，本实施例的M/C1中的工件的夹紧装置中，作为夹紧力的动力源，采用过去机床中使用的冷却剂，从而可以不需要用于夹紧的专用压力源。因此，可以使M/C1整体小型化，同时可以低成本地制造M/C1。
而且，夹紧控制为夹紧操作工具27相对于工具保管装置8的工具储存部8a的装卸控制以及冷却剂的供给控制，这些控制与过去的M/C1的加工控制(加工工具相对于主轴7的交换控制以及加工时的冷却剂的供给控制)可以利用同一控制系统进行，因此控制更加简单，成本也更加低廉。此时，通过使被保持在主轴7上并可以安装拆卸的夹紧操作工具27的被保持部29与过去的加工工具夹持器6的被保持部结构相同，从而夹紧操作工具27相对于主轴7的交换操作与过去的加工工具相对于主轴7的交换操作基本相同。这样，可以迅速进行夹紧操作工具27的交换操作，从而迅速进行夹紧操作或松开操作。
还有，由于在每次夹紧操作时供给冷却剂，从而可获得一定的夹紧力，可以利用相同的夹紧力对工件3进行长期稳定的夹紧操作，而与工件厚度无关。特别是本实施例的M/C1中的工件的夹紧装置具有作为压力保持器的蓄压器24，在工件加工过程中，即使在夹紧压流体通路22等处发生若干自然的压力泄漏，也可以利用蓄压器24吸收这一压力泄漏，从而可靠地利用一定的夹紧力对工件3进行夹紧操作，可以更加正确地对工件3进行加工。
图7局部表示本发明的实施方式的其他例，(a)表示夹紧操作工具的冷却剂注入部没有插入夹持器的引导口的状态，(b)表示夹紧操作工具的冷却剂注入部插入夹持器的引导口的状态。与上述实施例相同的结构部件采用相同的符号，省略详细说明。
如图7(a)和(b)所示，在该实施例的M/C1中，未设置在上述实施例的夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a上设置的第1止回阀30b。还有，在该实施例的M/C1中，在冷却剂注入部30a上设置止回阀32。该止回阀32由阀体32a、供阀体32a离开或座落的阀座32b、使阀体32a向阀座32b加压的加压弹簧32c所组成。
在夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a没有插入各连接器18、19的各引导口18a、19a的如图7(a)所示的状态下，阀体32a座落在阀座32b，止回阀32关闭，从外部遮断夹紧操作工具27的冷却剂注入通路31。还有，在夹紧操作工具27的冷却剂注入部30a插入各连接器18、19的各引导口18a、19a的如图7(b)所示的状态下，止回阀32的阀体32a与止回阀20、21的阀体20a、21a接触，各阀体32a、20a、21a分别离开各阀座32b、20b、21b，各止回阀32、20、21均为开启状态。
根据本实施例的M/C1中的夹紧装置5，当冷却剂注入部30a没有插入各连接器18、19的各引导口18a、19a时，止回阀32关闭，从外部遮断夹紧操作工具27的冷却剂注入通路31，因此在夹紧操作工具27安装到主轴7之时，能够向夹紧操作工具27的冷却剂注入通路31供给冷却剂。这样，冷却剂注入部30a插入各连接器18、19的各引导口18a、19a，各止回阀32、20、21开启，就可以立刻供给冷却剂。
本实施例的M/C1的其他结构及其他作用效果与上述例相同。
还有，上述各实施例的M/C1中，在夹紧操作工具27上设置有为了从汽缸10a排出冷却剂而开启止回阀20、21的2个第2以及第3止回阀操作部30c、30d，但也可以例如使安装有夹紧操作工具27的主轴7在夹紧时和松开时转动180°，从而省略第2和第3止回阀操作部30c、30d中的一个止回阀操作部。
还有，上述各实施例中，通过使夹紧部件15、16、17转动并上下直线运动，对工件3进行夹紧操作和松开操作，但也可以使夹紧部件15、16、17只进行转动或只进行上下直线运动，对工件3进行夹紧操作和松开操作。
另外，在各连接器18、19上设置的止回阀20、21并不局限于上述各实施例的止回阀，只有具有与上述实施例的止回阀20、21相同的功能，可以使用任意的止回阀。
另外，本发明的夹紧装置并不局限于上述实施例的M/C，只要是可适用本发明的夹紧装置的机床，可以用于任意机床中的夹紧装置。此时，在工件加工过程中，不需要总是对工件的加工部以及上述加工工具的工件接触部供给冷却剂，只要根据需要对工件的加工部以及上述加工工具的工件接触部供给冷却剂即可。
权利要求
1.一种机床中的夹紧装置，在工件加工过程中，可以通过分别在主轴以及安装在该主轴上的加工工具中形成的冷却剂供给通路向上述工件的加工部以及上述加工工具的工件接触部供给冷却剂、同时利用夹紧装置对工件进行夹紧操作，其特征在于上述夹紧装置至少具有供给上述冷却剂的夹紧用液压缸装置、和被该夹紧用液压缸装置驱动而对上述工件进行夹紧操作的夹紧部件。
2.根据权利要求1所述的机床中的夹紧装置，其特征在于上述夹紧用液压缸装置具有被活塞分割为夹紧压力室和松开压力室的双动式汽缸，上述夹紧部件设置在从上述活塞延伸的活塞杆上，通过向上述夹紧压力室供给上述冷却剂而使上述夹紧部件位于对上述工件进行夹紧操作的夹紧位置，通过向上述松开压力室供给上述冷却剂而使上述夹紧部件位于不夹紧上述工件的松开位置。
3.根据权利要求2所述的机床中的夹紧装置，其特征在于具有对上述冷却剂向上述夹紧压力室以及上述松开压力室的供给和排出进行控制的冷却剂供给排出机构、和可以在上述主轴上安装并拆卸、对上述冷却剂供给排出机构进行控制、同时具有在安装到上述主轴时与上述主轴的冷却剂供给通路连接的冷却剂注入通路的夹紧操作工具。
4.根据权利要求3所述的机床中的夹紧装置，其特征在于上述冷却剂供给排出机构具有夹紧侧连接器和松开侧连接器，上述夹紧侧连接器与上述夹紧压力室连接，并具有保持上述夹紧压力室的压力的止回阀，上述松开侧连接器与上述松开压力室连接，并具有保持上述松开压力室的压力的止回阀，上述夹紧操作工具具有冷却剂注入部和止回阀操作部，其中冷却剂注入部形成有上述冷却剂注入通路，通过插入上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的任意一方并开启其止回阀、并且从上述冷却剂注入通路向上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的任意一方注入上述冷却剂，从而向上述夹紧压力室和上述松开压力室中的任意一方供给冷却剂；止回阀操作部在上述冷却剂注入部插入上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的任意一方时，插入上述夹紧侧连接器和上述松开侧连接器中的另一方并开启其止回阀，从而排出供给到上述夹紧压力室和上述松开压力室中的另一方的上述冷却剂。
5.根据权利要求4所述的机床中的夹紧装置，其特征在于在连接上述夹紧侧连接器和上述夹紧压力室的夹紧压流体通路中具有使上述夹紧压力室的压力保持一定的压力保持机构。
全文摘要
本发明提供一种机床中的夹紧装置，将安装在主轴(7)上的夹紧操作工具(27)的冷却剂注入部(30a)插入夹紧侧连接器(18)，并且将第3止回阀操作部(30d)插入松开侧连接器(19)，从而开启2个止回阀(20、21)。冷却剂通过冷却剂注入通路(31)注入到夹紧侧连接器(18)，并且通过止回阀(20)和夹紧压流体通路(22)供给到夹紧压力室(13)。供给到松开压力室(14)的冷却剂通过松开压流体通路(23)和止回阀(21)排出到外部。活塞(10b)向下动作，夹紧部件(15)将工件(3)夹紧在工作台(4)上。这样，不需要夹紧专用的压力源，从而可以使机床整体小型化、控制简单、成本低廉。
文档编号B23Q11/10GK1579699SQ20041005746
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月12日 优先权日2003年8月13日
发明者谷口孝男, 池田重晴, 日高实, 佐藤朝由, 长田浩, 小林高夫, 金原宏直, 野间重人, 村井和孝, 榊原正人 申请人:爱信艾达株式会社