JP2000176744A - 切削工具及びその焼き嵌め方法 - Google Patents

切削工具及びその焼き嵌め方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単且つ容易に位置決めと焼き嵌めができ
る。 【解決手段】 工具保持部３に形成した穴部６に工具１
２のガイド部１４を挿入して常温での位置決めを行う。
工具１２の円柱状の工具本体１３の外径はＤ１、その端
面１３ａから同軸で突出する円柱状のガイド部１４の外
径はＤ２（＜Ｄ１）、穴部６の内径ｄは常温でＤ１より
小さくＤ２より僅かに大きい。位置決め状態で工具保持
部３の支持部７を加熱することでガイド部１４に続いて
工具本体１３を穴部６内に落下させる。工具本体の外径
Ｄ１と穴部６の内径ｄとの寸法差が締め代となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工具と工具保持部を
焼き嵌め嵌合する切削工具の焼き嵌め方法とこの方法で
得られる切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の切削工具の嵌合方法の一
例として、図６に示すものがある。この切削工具１は図
示しない工作機械の主軸に装着される工具保持部２とこ
の工具保持部２に焼き嵌め嵌合される工具３とを備えて
いる。工具保持部２は例えば工作機械の主軸に固定され
るテーパ状のアーバ４と、アーバ４より大径の円板状を
なしていて工具交換アームなどで把持するための溝部を
備えたグリップ５と、中央に略円柱状の穴部６を備えた
例えばテーパ状の支持部７とが同軸に一体形成されてい
て、回転のための中心軸Ｏを備えている。支持部７の穴
部６は、内径φｄを有する円筒状の内周面８と内奥部に
位置する底面９とを備え、内周面８には拡径溝８ａが同
軸に形成されている。この工具保持部２の穴部６に焼き
嵌め嵌合される工具３はその基端側の円柱状の軸部のみ
が示されている。この工具３は穴部６の内径ｄより若干
大きな外径φＤを有しており、この外径Ｄと穴部６の内
径ｄの差（Ｄ−ｄ）が締め代となる。
【０００３】この切削工具１の焼き嵌め方法について説
明すると、先ず常温で図６に示すように工具保持部２の
穴部６の開口部６ａ側の端面７ａに工具３の基端面３ａ
を載置して穴部６とほぼ同軸に位置させることで常温で
の位置決め状態とし、例えば作業者が手でまたは治具を
用いて工具３をこの状態に保持する。次に工具保持部２
に関して穴部６を有する支持部７を加熱して熱膨張さ
せ、内径ｄが工具３の外径Ｄより拡径した時点で工具３
を穴部６内に押し込んで嵌合する。そして冷却によって
穴部６が収縮すると工具３と工具保持部２は相互に芯だ
しされると共に締め代圧で固定されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな切削工具１にあっては、焼き嵌め嵌合に先だつ位置
決め時に作業者が手や治具などで工具３を保持して、そ
の基端面３ａを工具保持部２の穴部６が開口する端面７
ａ上に当接させなければならず、作業が煩雑であった。
しかも工具３の位置決め時に穴部６と工具３を同軸に位
置させないと加熱時に工具３の効率的な挿入が図れない
という欠点もある。本発明は、このような問題点に鑑み
てなされたもので、工具と工具保持部の嵌合が簡単且つ
容易で正確な嵌合が行える切削工具及びその嵌合方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による切削工具の
焼き嵌め方法は、工具保持部に形成された穴部に工具の
ガイド部を挿入してこのガイド部に続く肩部を穴部の周
囲の面に着座させて位置決めし、その後に前記工具保持
部を加熱することで前記工具を穴部内に挿入させて嵌合
するようにしたことを特徴とする。本発明では、加熱前
に工具のガイド部を工具保持部の穴部に挿入すること
で、工具のガイド部に続く肩部が工具保持部の穴部の周
囲の面に着座して位置決めできて、工具を工具保持部に
対して同軸に保持でき、そして穴部周囲を加熱して熱膨
張させると穴部が拡径するために工具がガイド部にガイ
ドされて自動的に穴部内に進入し、穴部が冷却されると
工具が嵌合され強固に固定され、芯だしも行われてる。
【０００６】本発明による切削工具は、工具本体とこの
工具本体より小径のガイド部が同軸に形成された工具
と、焼き嵌めで工具本体を嵌合する穴部が形成された工
具保持部とを備えていて、工具本体は外径が穴部の内径
より大きく設定されてその寸法差を締め代とし、工具の
ガイド部は外径または外接円が前記穴部の内径よりわず
かに小さく設定されて常温で前記穴部に緊密に挿入さ
れ、工具本体とガイド部の接続部に穴部の周囲の面に当
接する肩部が設けられていることを特徴とする。加熱前
に工具のガイド部を工具保持部の穴部に挿入することで
位置決めができ、焼き嵌め嵌合のために工具を保持する
必要がなく、その後に工具保持部を加熱することで自動
的に工具本体が穴部内に落下し冷却することで嵌合する
ので焼き嵌めが簡単且つ容易である。尚、ガイド部の中
心軸に沿う長さＬは、穴部の内径をｄとしたときにｄ／
４〜ｄの範囲に設定しても良い。長さＬがｄ／４より小
さいとガイド部が穴部に挿入された際に工具保持部に対
して工具が同軸に支持されないおそれがあり、ｄより大
きいと工具本体と穴部との締め代長さが短すぎて強度が
小さいという欠点がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図４により説明するが、上述の従来技術と同
一の部分または部材には同一の符号を用いてその説明を
省略する。図１は嵌合前の工具と工具保持部とを分離状
態で一部破断して示す側面図、図２は工具保持部の穴部
に工具のガイド部を嵌合させた位置決め状態を一部破断
して示す側面図、図３は図２における工具と穴部の嵌合
部の部分拡大図、図４は焼き嵌め嵌合した切削工具の縦
断面図である。図１に示す切削工具１０は、工具１２と
上述した従来技術で示す工具保持部３とで構成されてい
る。工具保持部３は上述のものと同一構成であって工具
１２より熱膨張率（線膨張係数）の大きい例えばスチー
ル等の材質とされ、工具１２は例えば超硬合金、あるい
はサーメット、セラミック等の材質で製作されている。
工具１２は、図では工具保持部３の穴部６と嵌合する基
部側部分のみが示され、これを工具本体１３とする。工
具本体１３は工具保持部３と嵌合する基部側部分が外径
Ｄ１をなす円柱状に形成されていて、その基端側の端面
１３ａにＤ１より若干小径の外径Ｄ２（＜Ｄ１）をなす
円柱状のガイド部１４が一体形成されている。このガイ
ド部１４の外径Ｄ２は工具保持部３の穴部６に常温で緊
密に挿入されるように、その内径ｄより僅かに小さい寸
法とされている。また工具本体１３の外径Ｄ１は常温で
穴部６の内径ｄより若干大径に設定されている。
【０００８】そして図４に示す嵌合状態で、工具１２の
ガイド部１４と工具本体１３が穴部６内に焼き嵌め嵌合
されており、その際、工具本体１３の外径Ｄ１と穴部６
の内径ｄとの差（Ｄ１−ｄ）が締め代とされて、この締
め代による締め代圧で工具１２と工具保持部３とが強固
に固定されている。ガイド部１４と工具本体１３とは中
心軸Ｏに対して同軸に形成されており、ガイド部１４の
周面１４ａと工具本体１３の端面１３ａとの接続部は図
３に示すように直角とされた段部とされ、リング状をな
す端面１３ａは肩部を構成する。ここで、ガイド部１４
の中心軸Ｏに沿う長さＬは、（１／４）ｄ〜ｄの範囲に
設定することが好ましい。長さＬが（１／４）ｄより小
さいと、嵌合のために常温でガイド部１４を穴部６に挿
入した際に工具１２が工具保持部３に対して傾斜するお
それがあり、また長さＬがｄより大きいと工具１２を嵌
合した時の締め代長さが小さくなって嵌合強度が小さい
という欠点が生じる。
【０００９】本実施の形態による切削工具は上述のよう
な構成を備えており、次に焼き嵌め方法について説明す
る。図１において、工具保持部３と工具１２が分離され
た状態から、図２及び図３に示すように工具１２のガイ
ド部１４を、穴部６を上方に開口させて垂直に起立させ
た工具保持部３の穴部６内に挿入する。この状態でガイ
ド部１４の周面１４ａは穴部６の内周面８に密接して保
持されることになり、しかも工具本体１３の肩部をなす
端面１３ａは工具保持部３の穴部６の周囲の端面７ａ
（面）に当接するために、工具保持部３と工具１２は中
心軸Ｏに対して同軸に位置する。この状態で工具１２を
手や治具等で保持しなくても工具１２は工具保持部３と
同軸に保持され、初期の位置決めが達成される。次にこ
の状態から工具保持部３の支持部７の外周面７ｂを加熱
することで穴部６が熱膨張して拡径する。そして穴部６
の内径ｄが工具本体１３の外径Ｄ１以上に拡径される
と、工具本体１３が穴部６内に落下して図４に示すよう
に工具本体１３の一部が穴部６と嵌合される。そして、
工具保持部３が冷却されることで、工具本体１３の外径
Ｄ１と穴部６の内径ｄとの差（Ｄ１−ｄ）が締め代とな
って締め代圧で工具本体１３は強固に固定される。
【００１０】上述のように本実施の形態によれば、加熱
前の状態で工具１２と工具保持部３を同軸状に保持で
き、その後の加熱で工具１２はガイド部１４をガイドと
して工具保持部３の穴部６内に自動的に落下させて嵌合
でき、焼き嵌め時における工具保持部３に対する工具１
２の位置決めと嵌合を、人手や治具などで工具１２を支
えたり押し込んだりすることなく簡単且つ容易に行え
る。
【００１１】尚、上述の実施の形態では、ガイド部１４
を円柱状に形成したが、これに限定されるものではな
く、例えば図５（ａ）に示すように四角柱状のガイド部
１４Ａを形成してもよい。この場合ガイド部１４Ａの外
接円ＰがφＤ２の寸法を有していればよい。これによっ
て穴部６にガイド部１４Ａを挿入した際、緊密に穴部６
の内周面８に当接し、工具１２を工具保持部３と同軸に
支持できる。同様に図５（ｂ）に示す三角柱状のガイド
部１４Ｂ、図５（ｃ）に示す星形柱状のガイド部１４
Ｃ、図５（ｄ）に示す五角柱状のガイド部１４Ｄ等、外
接円Ｐに内接する適宜の形状を採用できる。
【００１２】尚、上述の実施の形態では、工具１２の材
質を超硬合金等とし、工具保持部３の材質をスチール等
としたが、各部材の材質はこれに限定されることなく各
種のものを採用できる。また必ずしも互いに異なる材質
である必要はなく、同一の材質としてもよい。また、本
発明は、例えばバイト等の各種旋削工具やエンドミルや
ドリルなどの各種転削工具等、種々の切削工具に採用で
きる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る切削
工具及びその焼き嵌め方法は、加熱前に工具のガイド部
を工具保持部の穴部に挿入することで相互の位置決めが
できて、焼き嵌め嵌合のために工具を保持する必要がな
く、その後に工具保持部を加熱することで自動的に工具
本体が穴部内に落下するから焼き嵌めが簡単且つ容易で
あり、芯だしも行われるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による切削工具の工具保
持部と工具を中心軸上に分離して一部破断して示す側面
図である。
【図２】 工具保持部に工具のガイド部を常温で位置決
めした状態を示す一部破断側面図である。
【図３】 図２に示す工具保持部と工具の部分拡大図で
ある。
【図４】 工具と工具保持部の嵌合状態を示す一部破断
側面図である。
【図５】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はガイド部
の他の形状例を示す平面図である。
【図６】 従来の焼き嵌め方法の常温での位置決め状態
を示す一部破断側面図である。
【符号の説明】
３ 工具保持部 ６ 穴部 ７ 支持部 ７ａ 端面（面） １０ 切削工具 １２ 工具 １３ 工具本体 １３ａ 端面（肩部） １４ ガイド部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工具保持部に形成された穴部に工具のガ
    イド部を挿入してこのガイド部に続く肩部を穴部の周囲
    の面に着座させて位置決めし、その後に前記工具保持部
    を加熱することで前記工具を穴部内に挿入させて嵌合す
    るようにした切削工具の焼き嵌め方法。
  2. 【請求項２】 工具本体とこの工具本体より小径のガイ
    ド部が同軸に形成された工具と、焼き嵌めで前記工具本
    体を嵌合する穴部が形成された工具保持部とを備えてい
    て、 前記工具本体は外径が穴部の内径より大きく設定されて
    その寸法差を締め代とし、前記工具のガイド部は外径ま
    たは外接円が前記穴部の内径よりわずかに小さく設定さ
    れて常温で前記穴部に緊密に挿入され、前記工具本体と
    ガイド部の接続部に前記穴部の周囲の面に当接する肩部
    が設けられていることを特徴とする切削工具。
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