JP2000288840A - 焼き嵌め式の切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼き嵌め後の工具把持許容トルクの低下を防
止する。 【解決手段】 工具保持部２に形成した穴部６に焼き嵌
めされる工具１２の基端部に溝１３を形成する。溝１３
は、軸線Ｏに沿って直線状に延びるように複数形成す
る。また、これらの溝１３は、工具基端部の周方向に沿
って間隔を隔て、かつ軸線Ｏに沿って相互の位置関係が
段階的にずれるように配置する。これにより、締め代圧
によって穴部６の内周面と工具１２の外周面との間に介
在する切削油を溝１３内へと押し出し、油膜の形成を防
止する。

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
とが焼き嵌めされてなる焼き嵌め式の切削工具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の切削工具として、例えば図１６
に示すものが知られている。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に焼き嵌められる工具３とを備えてなる。
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よりも大径とされ工具交
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、軸線Ｏを中心
に回転駆動される。

【０００３】支持部７の穴部６は、内径ｄ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。図１
６において、工具保持部２の穴部６に焼き嵌められる工
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よりも若干大きな外
径Ｄを有しており、この外径Ｄと、穴部６の内径ｄとの
差（Ｄ−ｄ）が締め代となる。

【０００４】しかして、工具３は工具保持部２に以下の
手順で焼き嵌めされる。先ず、常温下において、穴部６
の開口端面７ａに工具３の基端面３ａを載置し、工具３
を穴部６と略同軸に位置させる。この状態を常温での位
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。

【０００５】しかる後、工具保持部２に関し、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よりも拡径した時点で、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とは、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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、工具３の外
周面および工具保持部２の支持部７に形成した穴部６の
内周面には、製造過程で付着した切削油が残っているこ
とがある。この切削油は、その要求特性上、１０００℃
位の環境下でも変質しないものであるから、工具保持部
２に工具３を焼ばめる際の加熱温度（約３００℃）程度
では、もちろん蒸発しない。

【０００７】また、切削油は、工具３や工具保持部２の
製造過程だけでなく、前作業や使用中にも付着すること
がある。このため、上記構成の切削工具１においては、
工具３と支持部７との間に油膜が介在する場合があり、
かかる場合には、工具保持部２による工具３の許容把持
トルクが著しく低下してしまうという問題が生じる。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、工具や工具保持部
に製造過程時に付着した切削油が残存していても、工具
の許容把持トルクの低下を有効に防止することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、工具保
持部に形成された穴部に、工具の基端部が焼き嵌めされ
てなる切削工具において、前記穴部または前記基端部の
少なくとも一方に、溝が形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１０】この構成では、焼き嵌めの際の穴部縮径時
に、締め代圧によって穴部内周面と工具外周面との間に
介在する切削油が溝内へと押し出されるため、工具と工
具保持部間での油膜形成が有効に防止される。

【００１１】また、溝が複数形成された構成では、切削
油が溝に到達するまでの距離が縮まり、切削油が溝へと
容易に到達できるようになるとともに、切削油の回収許
容量も増えるため、工具と工具保持部間での油膜形成が
より有効に防止される。さらに、工具と工具保持部とが
焼き嵌めされた状態で、溝が穴部に収まるような構成で
は、穴部の開口端で溝が開口しないため、溝に回収され
た切削油の周囲への飛散防止が図られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、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は本実施形態に係る切削工具の要
部を示す一部破断側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図
である。

【００１３】図１に示す切削工具１１は、工具１２と上
述した従来技術で示す工具保持部２を備えて構成されて
いる。工具保持部２は、上述のものと同一構成であっ
て、工具１２よりも熱膨張率（線膨張係数）の大きな例
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。

【００１４】工具１２は、図１では工具保持部２の穴部
６と嵌合する基端部側のみが示されているが、その先端
部には切刃が設けられている。また、工具１２の基端部
の外径は、常温で穴部６の内径よりも若干大径となるよ
うに設定されており、図１では、工具基端部の外径と穴
部６の内径との差が締め代とされて、この締め代圧で工
具１２と工具保持部２とが強固に固定される。

【００１５】さらに、工具１２の基端部には、軸線Ｏに
沿って直線状に延びる溝１３が複数形成されている。こ
れらの溝１３は、工具基端部の周方向に沿って間隔を隔
て、かつ軸線Ｏに沿って相互の位置関係が段階的にずれ
るように配置されている。

【００１６】工具１２と工具保持部２との焼き嵌めは、
例えば次のようにして行われる。まず、穴部６の開口端
７ａが上を向くように工具保持部２を垂直に起立させ、
工具１２の基端面１２ａを開口端７ａに載置し、工具１
２と穴部６とが略同軸となるように、例えば作業者が手
で又は治具を用いて工具１２を保持する。次に、工具保
持部２の支持部７を加熱し、穴部６を熱膨張させて拡径
する。

【００１７】そして穴部６の内径が工具１２の外径以上
に拡径された状態で、工具１２を穴部６に挿入する。し
かる後、工具保持部２を自然冷却または強制冷却させる
と、穴部６が縮径し、工具基端部の外径と穴部６の内径
との差による締め代圧で、工具１２は強固に固定され
る。

【００１８】この穴部６の縮径時に、穴部６の内周面と
工具基端部の外周面との間に介在する切削油は、締め代
圧によって溝１３内へと押し出される。これにより、本
実施形態の切削工具にあっては、工具１２と工具保持部
２との間の油膜形成を防止することができ、工具保持部
２による工具１２の許容把持トルクの低下を有効に回避
することができる。

【００１９】また、本実施形態では、工具基端部に複数
の溝１３が形成されているため、切削油が溝１３に到達
するまでの距離が縮まり、切削油が溝１３に容易に到達
できるとともに、切削油の回収許容量も多い。このた
め、溝１３に切削油を略完全に逃がすことができ、工具
１２と工具保持部２間での油膜形成をより確実に防止す
ることができる。

【００２０】なお、上記実施形態では、工具基端部に形
成する溝として、図１に示すような形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
図３から図７に示すような溝２１，２２…としてもよ
い。また、図８から図１４に示すように、工具保持部２
側に溝３１，３２…を形成したり、図１５に示すよう
に、工具１２および工具保持部２のそれぞれに溝４１，
４２を形成するようにしても構わない。

【００２１】以下、これらの図を参照しながら、上記実
施形態の変形例について説明するが、図８および図１０
〜図１４に示す溝３１，３２…は、それぞれ図１および
図３〜図７に示す溝２１，２２…と同様に構成されてい
るため、説明を省略する。また、図３から図１５中、図
１と同一または同様の構成要素については、同一符号を
付している。

【００２２】図３に示す変形例は、全ての溝２１の全長
が等しく、溝２１の一端２１ａが工具１２の基端面１２
ａに開口するとともに、他端２１ｂが穴部６の開口端７
ａよりも工具１２の先端側に位置して開口端７ａで開口
するように形成されていることを特徴とする。

【００２３】図４に示す変形例は、図３に示した変形例
と構成が類似するが、全ての溝２２が工具１２の基端面
１２ａおよび穴部６の開口端７ａのいずれにも開口しな
いように形成されていることを特徴とする。この構成で
は、工具１２と工具保持部２とが焼き嵌めされた状態
で、穴部６の開口端７ａで溝２２が開口しないため、溝
２２に回収された切削油が周囲へ飛散することがなく、
作業環境の改善を図ることができる。

【００２４】図５に示す変形例は、工具基端部の全周に
わたって延びる円周溝２３が、軸線Ｏに沿って相互に間
隔をおいて複数形成されていることを特徴とする。ま
た、工具１２と工具保持部２とが焼き嵌めされた状態
で、全ての円周溝２３が穴部に収まる範囲に形成されて
おり、図４に示した変形例と同様、回収切削油の飛散防
止を図ることができる。

【００２５】図６に示す変形例は、工具基端部に螺旋状
をなして延びる螺旋溝２４が形成されていることを特徴
とする。また、図７に示す変形例は、二条の螺旋溝２５
ａ，２５ｂが互いに交差するように延びてなる交差螺旋
溝２５が、工具基端部に形成されていることを特徴とす
る。

【００２６】これら図６の螺旋溝２４および図７の交差
螺旋溝２５は、いずれも工具１２と工具保持部２とが焼
き嵌めされた状態で穴部６に完全に収まる範囲に形成さ
れているため、図４および図５に示す変形例と同様、回
収切削油の飛散防止を図ることができる。

【００２７】なお、上記実施形態（変形例を含む）で
は、工具１２の材質を超硬合金等とし、工具保持部２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ことはもとよ
り、両者を異なる材質としても、同一の材質としてもよ
い。

【００２８】また、図４〜図７に示す変形例において
は、工具１２の基端面１２ａおよび穴部６の開口端７ａ
のいずれか一方または双方に溝２２，２３，２４，２５
が開口していても構わない。さらに、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することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果を得ることができる。 （ａ）請求項１の切削工具によれば、工具と工具保持部
とを焼き嵌めする際の穴部縮径時に、穴部内周面と工具
外周面との間に介在する切削油を溝内へと押し出すこと
ができるため、工具と工具保持部との間の油膜形成を有
効に回避し得て、工具の許容把持トルクの低下を防止す
ることができる。

【００３０】（ｂ）請求項２の切削工具によれば、切削
油が溝へと容易に到達できるとともに、切削油の許容回
収量も増加させることができるため、切削油を溝へと略
完全に逃がし得て、工具と工具保持部間での油膜形成を
より確実に防止することができる。

【００３１】（ｃ）請求項３の切削工具によれば、工具
と工具保持部とが焼き嵌めされた状態において、穴部の
開口端で溝が開口しないため、溝に回収された切削油が
周囲に飛散することがなく、作業環境の改善を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る切削工具の第一の実施形態を示
す一部破断側面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 図１に示す切削工具の第１変形例を示す一部
破断側面図である。

【図４】 図１に示す切削工具の第２変形例を示す一部
破断側面図である。

【図５】 図１に示す切削工具の第３変形例を示す一部
破断側面図である。

【図６】 図１に示す切削工具の第４変形例を示す一部
破断側面図である。

【図７】 図１に示す切削工具の第５変形例を示す一部
破断側面図である。

【図８】 図１に示す切削工具の第６変形例を示す一部
破断側面図である。

【図９】 図８のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】 図１に示す切削工具の第７変形例を示す一
部破断側面図である。

【図１１】 図１に示す切削工具の第８変形例を示す一
部破断側面図である。

【図１２】 図１に示す切削工具の第９変形例を示す一
部破断側面図である。

【図１３】 図１に示す切削工具の第１０変形例を示す
一部破断側面図である。

【図１４】 図１に示す切削工具の第１１変形例を示す
横断面図である。

【図１５】 図１に示す切削工具の第１２変形例を示す
横断面図である。

【図１６】 焼き嵌め式切削工具の一従来例を示す一部
破断側面図である。

【符号の説明】

３ 工具保持部 ６ 穴部 １１ 切削工具 １２ 工具 １３、２１〜２５、３１〜３６、４１〜４２ 溝（円周
溝、螺旋溝、交差螺旋溝）

Claims (3)

【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
   基端部が焼き嵌めされてなる切削工具において、 前記穴部または前記基端部の少なくとも一方に、溝が形
   成されていることを特徴とする切削工具。
2. 【請求項２】 前記溝は、複数形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の切削工具。
3. 【請求項３】 前記溝は、前記工具と前記工具保持部と
   が焼き嵌めされた状態で、前記穴部に収まる範囲に形成
   されていることを特徴とする請求項１または２記載の切
   削工具。