JP2001129728A - Shrinkage fitting holder - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は焼ばめホルダに関
し、特にホルダ本体と工具本体の密着性を高める手段を
具備する焼ばめホルダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shrink fit holder, and more particularly to a shrink fit holder having means for increasing the adhesion between a holder body and a tool body.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コレッ
ト式工具ホルダは、ドリル、エンドミル等の工具を用い
た加工において刃部の摩耗、欠損等により工具を交換す
る必要が生じた際、工具の突出量を正確に再現すること
により、加工干渉の防止やＮ／Ｃへの補正値入力の手間
及び入力ミスの防止が可能になるので、従来より採用さ
れている。2. Description of the Related Art A collet-type tool holder is used when a tool needs to be replaced due to wear or breakage of a blade portion in machining using a tool such as a drill or an end mill. Since the protrusion amount can be accurately reproduced, it is possible to prevent machining interference and troublesome input of a correction value to the N / C and to prevent an input error.
【０００３】しかし、従来のコレット式工具ホルダで
は、工具と工具把持部の間に隙間が形成されやすく、ま
た工具の把持力が低いため、剛性の低下やビビリが発生
するといった問題があった。However, in the conventional collet type tool holder, there is a problem that a gap is easily formed between the tool and the tool gripping portion, and a low gripping force of the tool causes a reduction in rigidity and chatter.
【０００４】これに対し焼ばめ式工具ホルダは、剛性及
び工具の把持力が高いため、最近注目を集めている。焼
ばめ式工具ホルダは、加熱による金属の熱膨張を利用し
てホルダ把持部内径を拡径させ、工具シャンクを挿入
し、その後冷却することで膨張した金属部分を収縮させ
て元に戻し、工具シャンクを把持し固定する。焼ばめ式
工具ホルダでは、高い工具把持力と剛性は得られるが、
加熱を行うまでは工具シャンクをホルダ把持部に挿入す
ることができない上に、熱膨張した状態で工具の突出量
を規制するので高精度な位置決めができないという問題
がある。On the other hand, shrink-fit tool holders have recently attracted attention because of their high rigidity and high tool gripping force. The shrink-fit tool holder uses the thermal expansion of the metal by heating to expand the inner diameter of the holder gripping part, inserts the tool shank, and then contracts the expanded metal part by cooling, returning it to its original state. Hold and fix the tool shank. Shrink fit tool holders provide high tool gripping force and rigidity,
Until heating is performed, the tool shank cannot be inserted into the holder holding portion. In addition, since the amount of protrusion of the tool is restricted in a state where the tool is thermally expanded, high-precision positioning cannot be performed.
【０００５】そこで、図13に示すように、工具ホルダ内
部に挿入量規制具６を設け、工具８のシャンク8aの後端
部を挿入量規制具６の上面に当接させて、工具の突出量
を設定するといった手段が提案されている。しかしこの
場合、シャンク8aの後端部を支持するように挿入量規制
具６が設けられているので、工具ホルダの収縮により工
具８と挿入量規制具６に非常に強い圧縮力が発生し、座
屈力による精度不良が生じてしまう。Therefore, as shown in FIG. 13, an insertion amount regulating tool 6 is provided inside the tool holder, and the rear end of the shank 8a of the tool 8 is brought into contact with the upper surface of the insertion amount regulating tool 6 to protrude the tool. Means for setting the amount have been proposed. However, in this case, since the insertion amount regulating tool 6 is provided so as to support the rear end of the shank 8a, a very strong compressive force is generated in the tool 8 and the insertion amount regulating tool 6 due to the contraction of the tool holder, Inaccuracy due to buckling force occurs.
【０００６】また他の例としては、特開平11-77443号に
開示されているように、工具をホルダ本体に挿入する際
に工具の突出量を設定する刃物挿入規制具を工具に設け
て、係止する方法が提案されている。しかし、この方法
では座屈力は発生しないが、高精度な位置決めが困難と
なる。これは、チャック部は軸方向にも膨張しており、
工具を刃物挿入規制具で把持し常温まで冷却して元の状
態に戻すと、刃物挿入規制具と工具ホルダのチャック部
先段部面の間に隙間が形成されるため、高精度な位置決
めができないからである。[0006] As another example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-77443, a tool is provided with a blade insertion restricting tool for setting a projecting amount of a tool when the tool is inserted into a holder body. Locking methods have been proposed. However, this method does not generate a buckling force, but makes accurate positioning difficult. This is because the chuck part is also expanding in the axial direction,
When the tool is gripped with the blade insertion restricting tool, cooled to room temperature and returned to the original state, a gap is formed between the tool insertion restricting tool and the front surface of the chuck part of the tool holder, so that high-precision positioning is achieved. Because you can't.
【０００７】従って、本発明の目的は、優れた剛性と把
持力を有し、工具の取付け位置（工具刃の突出量の設
定）を高精度に設定できる焼ばめホルダを提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a shrink fit holder having excellent rigidity and gripping force and capable of setting a tool mounting position (setting of a projecting amount of a tool blade) with high accuracy. .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、挿入量の調節を可能にする挿入量
規制具を内部に具備した焼ばめホルダのチャック部先端
に、必要に応じて凸型で円筒形の小径部を設け、焼ばめ
により熱膨張率の高いリングをチャック部の先端又は小
径部の外周に設けると、工具の取付け位置を高精度に設
定でき、剛性及び把持力の優れた固定が可能であること
を発見し、本発明を完成した。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, as a result of intensive studies, the present inventor has found that, at the tip of the chuck portion of a shrink fit holder having therein an insertion amount regulating tool capable of adjusting the insertion amount, If necessary, a convex and cylindrical small diameter part is provided, and a ring with a high coefficient of thermal expansion is provided at the tip of the chuck part or the outer periphery of the small diameter part by shrink fitting, so that the tool mounting position can be set with high accuracy, The present inventors have discovered that it is possible to fix the stiffness and the gripping force excellently, and completed the present invention.
【０００９】すなわち本発明の焼ばめホルダは、工作機
械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具のシャ
ンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部を有し、
チャック部の外周に焼ばめにより固定される環状のリン
グが設けられていることを特徴とする。That is, the shrink fit holder of the present invention has a connection portion with a machine tool, a manipulator grip portion, and a chuck portion into which a shank of a tool is inserted and fixed by shrink fitting.
An annular ring fixed to the outer periphery of the chuck portion by shrink fitting is provided.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】[1] ホルダ本体 図１及び図２に本発明の焼ばめホルダの一例を示す。図
１及び図２に示す焼ばめホルダ１はいずれもテーパ接続
部２及びマニュピレータ把持部３、工具保持用のチャッ
ク部４から構成されている。チャック部４には工具を挿
入するための挿入孔５及び挿入孔５の内部には工具を把
持する工具把持部７が設けられている。また工具把持部
７の下方には工具の挿入量を調節する挿入量規制具６が
設けられている。チャック部４は、先端側の小径部4aと
基端側の大径部4bとの間に段部を有する構造となってお
り、図１に示す焼ばめホルダ１は小径部4aと大径部4bと
の境界部分の段部面4cが軸方向に垂直な面を形成してい
る。また、図２に示す焼ばめホルダ１は小径部4aと大径
部4bとの境界部分の段部面4cが先端方向に径が小さくな
るテーパ面を形成している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [1] Holder Body FIGS. 1 and 2 show an example of a shrink fit holder of the present invention. Each of the shrink fit holders 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a tapered connection part 2, a manipulator grip part 3, and a chuck part 4 for holding a tool. The chuck part 4 is provided with an insertion hole 5 for inserting a tool, and a tool holding part 7 for holding the tool inside the insertion hole 5. Below the tool grip 7, an insertion amount regulating tool 6 for adjusting the insertion amount of the tool is provided. The chuck portion 4 has a structure having a step portion between the small-diameter portion 4a on the distal end side and the large-diameter portion 4b on the base end side. The shrink fit holder 1 shown in FIG. The step surface 4c at the boundary with the portion 4b forms a surface perpendicular to the axial direction. Further, in the shrink fit holder 1 shown in FIG. 2, a step surface 4c at the boundary between the small diameter portion 4a and the large diameter portion 4b forms a tapered surface in which the diameter decreases in the distal direction.
【００１１】図１及び図２に示すように、小径部4aに図
３〜図５に示すような溝９を設けることで、工具把持力
の向上を図ることができる。図３に示す小径部4aには、
半径方向に小径部4aの内周まで伸びる溝９が軸方向に伸
びている。溝９の軸方向への長さは、小径部4aの軸方向
の長さ以上とするのが好ましい。溝９の数は１以上であ
って、特に３〜12であるのが好ましい。また図４に示す
小径部4aには、その下端の外周に環状の溝９が設けられ
ている。さらに図５に示す小径部4aには、その外周に軸
方向に伸びる溝９が設けられている。軸方向に伸びる溝
９の長さは、工具把持部７の把持長Ｌ1 以上とするのが
好ましい。溝９の数は１以上であって、特に３〜12であ
るのが好ましい。図３〜図５に示すような溝９を設ける
と小径部4aの肉厚が厚くても工具を強く把持することが
できる。As shown in FIGS. 1 and 2, by providing the groove 9 as shown in FIGS. 3 to 5 in the small diameter portion 4a, the tool gripping force can be improved. The small diameter portion 4a shown in FIG.
A groove 9 extending in the radial direction to the inner periphery of the small diameter portion 4a extends in the axial direction. The length of the groove 9 in the axial direction is preferably equal to or greater than the length of the small diameter portion 4a in the axial direction. The number of the grooves 9 is one or more, and particularly preferably 3 to 12. The small-diameter portion 4a shown in FIG. 4 is provided with an annular groove 9 on the outer periphery of the lower end. Further, a groove 9 extending in the axial direction is provided on the outer periphery of the small diameter portion 4a shown in FIG. The length of the groove 9 extending in the axial direction is preferably in the grip length L 1 or more tool-holding portion 7. The number of the grooves 9 is one or more, and particularly preferably 3 to 12. By providing the groove 9 as shown in FIGS. 3 to 5, even if the small diameter portion 4a is thick, the tool can be gripped strongly.
【００１２】図２に示すように段部面4cがテーパ面形成
していても強い工具把持力及び剛性が得られる。また小
径部4aを図６(a) 又は(b) に示すような形状とすること
により、さらなる把持力及び剛性の向上が得られる。図
６(a) に示すチャック部４は、小径部4aと大径部4bとの
境界部分の段部面4cが、先端方向に径が小さくなるテー
パ面を形成し、小径部4aが軸方向に平行な面を形成し、
さらに小径部4aの先端側が先端方向に径が小さくなるテ
ーパ面を形成している。また図６(b) に示すチャック部
４は、段部面4cが、軸方向に垂直な面を形成し小径部4a
が先端方向に径が小さくなるテーパ面を形成している。As shown in FIG. 2, a strong tool gripping force and rigidity can be obtained even when the step surface 4c is formed as a tapered surface. Further, by forming the small diameter portion 4a into a shape as shown in FIG. 6 (a) or (b), further improvement in gripping force and rigidity can be obtained. In the chuck portion 4 shown in FIG. 6A, the stepped surface 4c at the boundary between the small-diameter portion 4a and the large-diameter portion 4b forms a tapered surface whose diameter decreases in the distal direction, and the small-diameter portion 4a extends in the axial direction. Form a plane parallel to
Further, the distal end side of the small diameter portion 4a forms a tapered surface whose diameter decreases in the distal direction. In the chuck 4 shown in FIG. 6B, the stepped surface 4c forms a surface perpendicular to the axial direction, and the small-diameter portion 4a
Form a tapered surface whose diameter decreases in the tip direction.
【００１３】チャック部４の先端にある工具挿入孔５の
径Ｄ1 は、工具シャンクの外径より大きくすると、この
ようないわゆる隙間ばめで構成することになり、常温で
工具の突出量を設定できるため、高精度な位置決めを行
うことができる。If the diameter D 1 of the tool insertion hole 5 at the tip of the chuck portion 4 is larger than the outer diameter of the tool shank, it is constituted by such a so-called clearance fit, and the amount of protrusion of the tool at normal temperature is set. Therefore, highly accurate positioning can be performed.
【００１４】焼ばめホルダの材質としては、SCM 、SKD
等の工具ホルダに広く用いられるもので良いが、インバ
ー等の不変鋼がより好ましい。インバー等の不変鋼は後
述するリングより熱膨張率が小さいので効率的な焼ばめ
が可能となり、またリングから伝わる熱により膨張が発
生しないので、極めて高精度に工具の突出量を設定する
ことができる。なお、上記のような材質で構成されてい
れば、チャック部４と本体は別の材質で構成されていて
もよい。The material of the shrink fit holder is SCM, SKD
Although it may be a material widely used for a tool holder such as invar, invariant steel such as invar is more preferred. Invar and other invariant steels have a smaller coefficient of thermal expansion than the ring described below, so they can be efficiently shrink-fitted.In addition, since expansion does not occur due to the heat transmitted from the ring, the amount of tool protrusion must be set with extremely high precision. Can be. Note that the chuck portion 4 and the main body may be formed of different materials as long as they are formed of the above materials.
【００１５】[2] リング (1) リングの形状及び材質 小径部4aの外周及び段部面4cに設けられるリングは、小
径部4aや段部面4cの形状に応じたものを使用するのが好
ましい。具体的には、図７に示すような形状のものを適
宜選択して使用するのが好ましい。例えば図１及び図３
〜図５に示すように段部面4cが軸方向に垂直な面を形成
している場合は、小径部4aの外周には円筒形のリング10
a を使用するのが好ましい。図２に示すように段部面4c
がテーパ面を形成している場合は、そのテーパ面に当接
するテーパ面を有するリング10bを使用するのが好まし
い。また、図６(a) に示す小径部4aに対応するリングと
してはリング10c 、図６(b) に示す小径部4aにはリング
10d をそれぞれ使用するのが好ましい。なお、図６(b)
に示す小径部4aにはリング10e のような外形が円錐台形
のものを使用することもできる。[2] Ring (1) Shape and Material of Ring The ring provided on the outer periphery of the small-diameter portion 4a and the step surface 4c should be formed according to the shape of the small-diameter portion 4a and the step surface 4c. preferable. Specifically, it is preferable to appropriately select and use a shape as shown in FIG. For example, FIGS. 1 and 3
As shown in FIG. 5, when the step surface 4c forms a surface perpendicular to the axial direction, a cylindrical ring 10 is formed around the outer periphery of the small diameter portion 4a.
It is preferred to use a. As shown in FIG.
In the case where the ring 10b forms a tapered surface, it is preferable to use a ring 10b having a tapered surface in contact with the tapered surface. The ring corresponding to the small diameter portion 4a shown in FIG. 6A is a ring 10c, and the small diameter portion 4a shown in FIG.
It is preferred to use 10d respectively. FIG. 6 (b)
As the small diameter portion 4a shown in FIG. 7, a ring having a truncated cone shape such as a ring 10e can be used.
【００１６】また工具シャンクを強く把持するには、リ
ングの軸方向の長さが工具把持部７の把持長Ｌ1 以上で
あるのが好ましい。把持長Ｌ1 より小さいと、工具把持
部７全体を締付けることができないため、工具シャンク
を強く把持することができなくなる。さらに上記リング
は焼ばめによって、小径部4aを介して工具のシャンクを
強く把持するものである。従って、小径部4aの外径Ｄ2
とリングの内径は締まりバメで構成するのが好ましい。In order to strongly grip the tool shank, it is preferable that the axial length of the ring is longer than the grip length L 1 of the tool grip portion 7. A grip length L 1 less than, it is impossible to tighten the entire tool-holding unit 7, it becomes impossible to grasp strongly the tool shank. Further, the ring strongly grips the shank of the tool via the small diameter portion 4a by shrink fitting. Therefore, the outer diameter D 2 of the small diameter portion 4a
It is preferable that the inner diameter of the and ring is formed by tightening.
【００１７】リングの材質としては、SUS304、HPM75 、
アルミ合金、銅合金等のチャック部４を構成する金属よ
り熱膨張率の大きいものが好ましい。このようなリング
を使用すると、熱膨張率が大きいので低温での焼ばめが
可能となり、リング取付け時にホルダ本体に伝わる熱が
少なくなって膨張量も最小限に抑えられる。さらにリン
グの取外しも低温で行うことができるので、加熱・冷却
時間の短縮及び加熱による変質を防ぐことができる。The material of the ring is SUS304, HPM75,
A material having a larger coefficient of thermal expansion than a metal constituting the chuck portion 4 such as an aluminum alloy or a copper alloy is preferable. When such a ring is used, the coefficient of thermal expansion is large, so that shrink-fitting can be performed at a low temperature, and the heat transferred to the holder main body when the ring is attached is reduced, and the amount of expansion is also minimized. Further, since the ring can be removed at a low temperature, the heating / cooling time can be shortened and deterioration due to heating can be prevented.
【００１８】(2) リングの肉厚 リングの肉厚は剛性及び工具把持力に大きな影響を与え
る。例えば図１及び図３〜図５に示す小径部4aの肉厚よ
りリングの肉厚が大きすぎると剛性が低下してしまい、
小さすぎると工具把持力が低下してしまう。従って、高
い剛性と工具把持力を得るため、リングの肉厚Ｔ2 と小
径部4aの肉厚Ｔ1 の比（Ｔ2 ／Ｔ1 ）を適切な範囲に設
定しなければならない。この肉厚比Ｔ2 ／Ｔ1 を設定す
るには、リング及びホルダの材質、熱膨張率、強度等や
締り代、小径部の形状（溝加工等）、リングとホルダの
段部面接触等のパラメータも考慮する必要がある。(2) Ring Thickness The thickness of the ring greatly affects the rigidity and the tool gripping force. For example, if the thickness of the ring is too large compared to the thickness of the small diameter portion 4a shown in FIG. 1 and FIGS.
If it is too small, the tool gripping force will decrease. Accordingly, to obtain high rigidity and the tool gripping force should be set a ratio of the thickness T 1 of the thickness T 2 and the small diameter portion 4a of the ring (T 2 / T 1) to the appropriate range. In order to set the thickness ratio T 2 / T 1 , the material of the ring and the holder, the coefficient of thermal expansion, the strength, the tightening allowance, the shape of the small diameter portion (groove processing, etc.), the step contact between the ring and the holder, etc. Parameters must also be considered.
【００１９】そこで、以下の条件で最適な肉厚比の範囲
を調査した。 工 具：超鋼（シャンク径φ12mm） ホルダ：SKD61 （内径φ12mmの円筒形状） リング：ステンレス鋼（外径φ16、18、20mmの円筒形
状） 挿入隙間（ホルダ内径−工具外径）：0.005mm 締代（ホルダ外径−リング内径）：0.020mm （有効0.01
5mm ）Therefore, the optimum thickness ratio range was investigated under the following conditions. Tool: carbide steel (shank diameter φ12mm) Holder: SKD61 (cylindrical shape with inner diameter φ12mm) Ring: stainless steel (cylindrical shape with outer diameter φ16, 18, 20mm) Insertion gap (holder inner diameter-tool outer diameter): 0.005mm tightening Allowance (holder outer diameter-ring inner diameter): 0.020mm (effective 0.01)
5mm)
【００２０】図８〜図10にリングの外径がそれぞれφ1
6、φ18、φ20mmのときの把持締代と(a) リング取外し
可能温度及び(b) 断面二次モーメント（剛性）の関係を
示す。図８〜図10より、工具を把持する最低条件とし
て、工具シャンクの把持締代が重要であることがわか
る。把持締代が０以下であるとリングを焼ばめしても工
具のシャンクを把持してないため使用できない。逆に把
持締代が大きくなると面圧（把持力）が上がり、加工時
のスリップを防止できる。8 to 10 show that the outer diameter of the ring is φ1 respectively.
The relationship between gripping allowance at 6, 18, 20 mm, and (a) the temperature at which the ring can be removed and (b) the second moment of area (rigidity) is shown. From FIG. 8 to FIG. 10, it is understood that the gripping margin of the tool shank is important as the minimum condition for gripping the tool. If the gripping tolerance is less than 0, the ring cannot be used because the shank of the tool is not gripped even if the ring is shrink-fitted. Conversely, when the gripping margin increases, the surface pressure (gripping force) increases, and slip during processing can be prevented.
【００２１】以上から、肉厚比Ｔ2 ／Ｔ1 は0.5 以上と
するのが好ましく、リングの取外し温度及び剛性の低下
を考慮すると0.5 〜３とするのがより好ましい。From the above, it is preferable that the thickness ratio T 2 / T 1 is 0.5 or more, and more preferably 0.5 to 3 in consideration of the temperature at which the ring is removed and the reduction in rigidity.
【００２２】[3] 焼ばめ方法 チャック部４又は小径部4aの外周に設けるリングを加熱
して膨張させる。加熱手段には高周波誘導加熱、ヒータ
加熱等のこれまで知られている方法を用いることができ
る。膨張したリングを室温状態にあるホルダ１のチャッ
ク部４又は小径部4aの外周に設置する。その後、必要に
応じて冷風を供給して、リングを収縮させて工具を密着
固定する。以下、焼ばめによる工具の固定方法につい
て、具体例をあげて説明する。[3] Shrink Fitting Method A ring provided on the outer periphery of the chuck portion 4 or the small diameter portion 4a is heated to expand. As the heating means, a conventionally known method such as high-frequency induction heating or heater heating can be used. The expanded ring is placed on the outer periphery of the chuck portion 4 or the small diameter portion 4a of the holder 1 at room temperature. Thereafter, cold air is supplied as necessary to shrink the ring and fix the tool in close contact. Hereinafter, a method of fixing a tool by shrink fitting will be described with a specific example.
【００２３】(1) 第一の実施例 図１に示す小径部4aの外周にリング10a を設けて焼ばめ
により工具を固定する方法について説明する。(1) First Embodiment A method of providing a ring 10a around the small diameter portion 4a shown in FIG. 1 and fixing the tool by shrink fitting will be described.
【００２４】図11(a) に示すようにチャック部４の挿入
孔５に工具８のシャンク8aを挿入する。工具刃が所定量
突出するように挿入量規制具６が設けられおり、シャン
ク8aの外径と挿入孔５の内径とは隙間ばめで構成されて
いるので、常温で高精度な工具の位置決めができる。次
ぎにリング10a をヒータ等で加熱し、図11(b) に示すよ
うに熱膨張したリング10a を小径部4aの外周に設ける。
チャック部４（小径部4a）の外径とリング10a の内径は
締まりばめで構成されているが、リング10a は熱膨張し
ているので小径部4aの外周に容易に設置することができ
る。このようにして小径部4aの外周には締まりばめで構
成されるリング10a が設けられているため、常温になる
とリング10a の収縮により、小径部4aが締めつけられ、
小径部4aを介して工具シャンクも強く把持される。その
結果、図11(c) に示すように工具８の密着固定が可能と
なる。As shown in FIG. 11A, the shank 8a of the tool 8 is inserted into the insertion hole 5 of the chuck 4. The insertion amount regulating tool 6 is provided so that the tool blade protrudes by a predetermined amount, and the outer diameter of the shank 8a and the inner diameter of the insertion hole 5 are formed by a clearance fit, so that the positioning of the tool at room temperature and with high accuracy can be performed. it can. Next, the ring 10a is heated by a heater or the like, and as shown in FIG. 11 (b), the thermally expanded ring 10a is provided on the outer periphery of the small diameter portion 4a.
The outer diameter of the chuck portion 4 (small diameter portion 4a) and the inner diameter of the ring 10a are formed by an interference fit. However, since the ring 10a is thermally expanded, it can be easily installed on the outer periphery of the small diameter portion 4a. Since the ring 10a formed by interference fit is provided on the outer periphery of the small-diameter portion 4a in this way, the shrinkage of the ring 10a at normal temperature causes the small-diameter portion 4a to be tightened.
The tool shank is also strongly gripped via the small diameter portion 4a. As a result, the tool 8 can be tightly fixed as shown in FIG.
【００２５】同様な方法で図３〜図５に示すようなチャ
ック部４に溝９が設けられている場合もリング10a を使
用して焼ばめにより工具を密着固定することができる。
溝９は、焼ばめの際、締付けの損失を防ぐので、工具８
との密着性をより向上させることができる。In the same manner, when the groove 9 is provided in the chuck portion 4 as shown in FIGS. 3 to 5, the tool can be tightly fixed by shrink fitting using the ring 10a.
The groove 9 prevents the loss of tightening during shrink fitting, so that the tool 8
And the adhesion to the substrate can be further improved.
【００２６】(2) 第二の実施例 図２に示す小径部4aの外周にリング10b を設けて焼ばめ
により工具を固定する方法について説明する。(2) Second Embodiment A method of fixing a tool by shrink fitting by providing a ring 10b around the small diameter portion 4a shown in FIG. 2 will be described.
【００２７】図12(a) に示すようにチャック部４の挿入
孔５に工具８のシャンク8aを挿入する。工具刃が所定量
突出するように挿入量規制具６が設けられおり、シャン
ク8aの外径と挿入孔５の内径とは隙間ばめで構成されて
いるので、常温で高精度な工具の位置決めができる。次
ぎにリング10b をヒータ等で加熱し、図12(b) に示すよ
うに熱膨張したリング10b を小径部4aの外周に設ける。
チャック部４（小径部4a）の外径とリング10b の内径は
締まりばめで構成されているが、リング10b は熱膨張し
ているので小径部4aの外周に容易に設置することができ
る。この状態で常温まで冷却すると、リング10b 及びチ
ャック部４は収縮して元の状態に戻る。膨張及び収縮は
径方向だけでなく軸方向にも起こるが、リング10b の下
端のテーパ面とテーパ面を形成している段部面4cはテー
パ面同士が当接しており、収縮の際にこれらのテーパ面
同士が引きつけ合うので段部面4cとリング10b の下段部
面の間に隙間が形成されず、剛性をあげることができ
る。挿入孔５の内径と工具シャンクの外径は隙間ばめで
構成されているが、小径部4aの外周には締まりばめで構
成されるリング10b が設けられているため、リング10b
の収縮により、小径部4aが締めつけられる。小径部4aを
介して工具シャンク8aも強く把持されるので図12(c) に
示すように、工具の密着固定が可能となる。As shown in FIG. 12A, the shank 8a of the tool 8 is inserted into the insertion hole 5 of the chuck 4. The insertion amount regulating tool 6 is provided so that the tool blade protrudes by a predetermined amount, and the outer diameter of the shank 8a and the inner diameter of the insertion hole 5 are formed by a clearance fit, so that the positioning of the tool at room temperature and with high accuracy can be performed. it can. Next, the ring 10b is heated by a heater or the like, and as shown in FIG. 12 (b), a ring 10b thermally expanded is provided on the outer periphery of the small diameter portion 4a.
The outer diameter of the chuck portion 4 (small diameter portion 4a) and the inner diameter of the ring 10b are formed by interference fit. However, since the ring 10b is thermally expanded, it can be easily installed on the outer periphery of the small diameter portion 4a. When cooled to room temperature in this state, the ring 10b and the chuck portion 4 contract and return to the original state. Although expansion and contraction occur not only in the radial direction but also in the axial direction, the tapered surface at the lower end of the ring 10b and the stepped surface 4c forming the tapered surface are in contact with each other. Since the tapered surfaces attract each other, no gap is formed between the step surface 4c and the lower step surface of the ring 10b, and the rigidity can be increased. Although the inner diameter of the insertion hole 5 and the outer diameter of the tool shank are formed by a clearance fit, the outer periphery of the small diameter portion 4a is provided with a ring 10b formed by an interference fit.
, The small diameter portion 4a is tightened. Since the tool shank 8a is also strongly gripped via the small diameter portion 4a, the tool can be tightly fixed as shown in FIG. 12 (c).
【００２８】同様な方法で図６(a) 又は(b) に示すよう
な形状のチャック部４に種々のリング（10c 〜10e ）を
使用して焼ばめを行えばリングの内面とチャック部４の
外周が接触した状態からリングの収縮が始まるのでより
強力に工具を密着固定することができる。図６(a) 又は
(b) に示すようなチャック部４の小径部4aの外周に当接
するリングを設けると、リング10a や10b を使用する場
合よりも効率良く固定することができる。In the same manner, various types of rings (10c to 10e) are used to shrink fit the chuck portion 4 having a shape as shown in FIG. 6 (a) or (b). Since the contraction of the ring starts from the state where the outer periphery of the tool 4 is in contact, the tool can be more firmly tightly fixed. Fig. 6 (a) or
If a ring is provided in contact with the outer periphery of the small-diameter portion 4a of the chuck portion 4 as shown in (b), it can be fixed more efficiently than when the rings 10a and 10b are used.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の焼ばめホ
ルダは優れた剛性と把持力を有するので、使用中に剛性
の低下やビビリが発生することはない。また工具を把持
するタイミングは、リングからホルダ本体への熱が伝わ
り始めてまもなくなので、従来のホルダ本体を加熱する
場合と比較して、ホルダ本体の膨張量が極めて小さい。
従って、常温に戻れば、設定した突出量が再現されやす
く、従来の焼ばめホルダでは不可能であった工具の取付
位置（工具刃の突出量）を高精度に設定することができ
る。As described in detail above, since the shrink fit holder of the present invention has excellent rigidity and gripping force, there is no reduction in rigidity or chatter during use. Also, the timing for gripping the tool is shortly after the heat from the ring to the holder main body begins to be transmitted, so that the amount of expansion of the holder main body is extremely small as compared with the conventional case where the holder main body is heated.
Therefore, when the temperature is returned to the normal temperature, the set protrusion amount is easily reproduced, and the mounting position of the tool (projection amount of the tool blade), which cannot be performed by the conventional shrink fit holder, can be set with high accuracy.
【図１】 本発明の一実施例による焼ばめホルダを示す
部分断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view showing a shrink fit holder according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の他の一実施例による焼ばめホルダを
示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view showing a shrink fit holder according to another embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の焼ばめホルダのチャック部の一実施
例を示す図であり、(a) は上面を示し、(b) は側面の部
分断面を示す。3A and 3B are views showing one embodiment of a chuck portion of the shrink fit holder according to the present invention, wherein FIG. 3A shows an upper surface and FIG. 3B shows a partial cross section of a side surface.
【図４】 本発明の焼ばめホルダのチャック部の他の実
施例を示す図であり、(a) は上面を示し、(b) は側面の
部分断面を示す。FIG. 4 is a view showing another embodiment of the chuck portion of the shrink fit holder according to the present invention, wherein (a) shows a top surface and (b) shows a partial cross section of a side surface.
【図５】 本発明の焼ばめホルダのチャック部の他の実
施例を示す図であり、(a) は上面を示し、(b) は側面の
部分断面を示す。5A and 5B are diagrams showing another embodiment of the chuck portion of the shrink fit holder according to the present invention, wherein FIG. 5A shows a top surface and FIG. 5B shows a partial cross section of a side surface.
【図６】 本発明の焼ばめホルダのチャック部の他の実
施例を示す図であり、(a) 及び(b) は小径部を種々の形
状にした場合の例を示す部分断面図である。FIG. 6 is a view showing another embodiment of the chuck portion of the shrink fit holder of the present invention, wherein (a) and (b) are partial cross-sectional views showing examples in which the small-diameter portion has various shapes. is there.
【図７】 本発明の焼ばめホルダの先端に設けられるリ
ングの例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a ring provided at the tip of the shrink fit holder of the present invention.
【図８】 (a) は外径φ16のリングの肉厚比によるシャ
ンク把持締代とリング脱温度の関係を示すグラフであ
り、(b) はリングの肉厚比によるシャンク把持締代と断
面二次モーメントの関係を示すグラフである8 (a) is a graph showing the relationship between the shank gripping margin and the ring de-heating temperature depending on the thickness ratio of the ring having an outer diameter of φ16, and FIG. 8 (b) is a graph showing the shank gripping margin and the cross-section according to the ring thickness ratio. It is a graph which shows the relationship of a second moment
【図９】 (a) は外径φ18のリングの肉厚比によるシャ
ンク把持締代とリング脱温度の関係を示すグラフであ
り、(b) はリングの肉厚比によるシャンク把持締代と断
面二次モーメントの関係を示すグラフである9 (a) is a graph showing the relationship between the shank gripping allowance and the ring removal temperature depending on the thickness ratio of a ring having an outer diameter of φ18, and FIG. It is a graph which shows the relationship of a second moment
【図10】 (a) は外径φ20のリングの肉厚比によるシャ
ンク把持締代とリング脱温度の関係を示すグラフであ
り、(b) はリングの肉厚比によるシャンク把持締代と断
面二次モーメントの関係を示すグラフであるFIG. 10 (a) is a graph showing the relationship between the shank gripping margin and the ring de-temperature according to the wall thickness ratio of a ring having an outer diameter of φ20, and (b) is the shank gripping margin and the cross section according to the ring wall thickness ratio. It is a graph which shows the relationship of a second moment
【図11】 本発明の焼ばめ方法の例を示す部分断面図で
あり、(a) は工具を挿入した状態を示し、(b) は加熱後
にリングを設けた状態を示し、(c) は常温まで冷やした
後の状態を示す。FIGS. 11A and 11B are partial cross-sectional views illustrating an example of the shrink-fitting method according to the present invention, wherein FIG. 11A illustrates a state where a tool is inserted, FIG. 11B illustrates a state where a ring is provided after heating, and FIG. Indicates the state after cooling to room temperature.
【図12】 本発明の焼ばめ方法の他の例を示す部分断面
図であり、(a) は工具を挿入した状態を示し、(b) は加
熱後にリングを設けた状態を示し、(c) は常温まで冷や
した後の状態を示す。FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing another example of the shrink-fitting method of the present invention, in which (a) shows a state where a tool is inserted, (b) shows a state where a ring is provided after heating, c) shows the state after cooling to room temperature.
【図13】 従来の焼ばめホルダの一例を示す部分断面図
である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view illustrating an example of a conventional shrink fit holder.
１・・・焼ばめホルダ ２・・・テーパ接続部 ３・・・マニュピレータ把持部 ４・・・チャック部 4a・・・小径部 4b・・・大径部 4c・・・段部面 ５・・・挿入孔 ６・・・挿入量規制具 ７・・・工具把持部 Ｌ1 ・・・工具把持部の把持長 Ｔ1 ・・・小径部の肉厚DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shrink fit holder 2 ... Taper connection part 3 ... Manipulator gripping part 4 ... Chuck part 4a ... Small diameter part 4b ... Large diameter part 4c ... Step part surface 5. · the thickness of the insertion hole 6 grip length ... insertion amount restricting mechanism 7 ... tool gripping portion L 1 ... tool gripping portion T 1 ... small-diameter portion
Claims (15)
把持部と、工具のシャンクを挿入し焼ばめにより固定す
るチャック部を有する焼ばめホルダにおいて、前記チャ
ック部の外周に焼ばめにより固定される環状のリングが
設けられていることを特徴とする焼ばめホルダ。1. A shrink-fit holder having a connection portion with a machine tool, a manipulator grip portion, and a chuck portion into which a shank of a tool is inserted and fixed by shrink fitting. A shrink-fit holder characterized by being provided with an annular ring to be fixed.
て、前記チャック部が先端側の小径部と基端側の大径部
とからなり、前記小径部の外周及び小径部と大径部の間
の段部面に焼ばめにより固定される環状のリングが設け
られていることを特徴とする焼ばめホルダ。2. The shrink-fit holder according to claim 1, wherein the chuck portion comprises a small-diameter portion on the distal end side and a large-diameter portion on the base end side, and the outer periphery of the small-diameter portion and the small-diameter portion and the large-diameter portion. A shrink fit holder, wherein an annular ring fixed by shrink fitting is provided on the stepped surface between the two.
おいて、前記焼ばめホルダ内部に工具の挿入量を調節で
きる挿入量規制具が設けられていることを特徴とする焼
ばめホルダ。3. The shrink-fit holder according to claim 1, further comprising an insertion amount regulating tool provided inside the shrink-fit holder to adjust a tool insertion amount. holder.
ホルダにおいて、前記環状のリングの軸方向の長さが前
記チャック部内に設けられた工具把持部の把持長以上で
あることを特徴とする焼ばめホルダ。4. The shrink-fit holder according to claim 1, wherein an axial length of the annular ring is equal to or longer than a grip length of a tool grip portion provided in the chuck portion. A shrink fit holder.
ホルダにおいて、前記小径部と大径部との境界部分の段
部面が、先端方向に径が小さくなるテーパ面を形成して
いることを特徴とする焼ばめホルダ。5. The shrink fit holder according to claim 2, wherein the stepped surface at the boundary between the small diameter portion and the large diameter portion forms a tapered surface whose diameter decreases in the tip direction. Shrink fit holder characterized by doing.
ホルダにおいて、前記チャック部が先端方向に径が小さ
くなるテーパ面を形成していることを特徴とする焼ばめ
ホルダ。6. The shrink fit holder according to claim 1, wherein the chuck portion has a tapered surface whose diameter decreases in a tip direction.
ホルダにおいて、前記小径部が軸方向に平行な面を形成
し、さらに前記小径部の先端側が先端方向に径が小さく
なるテーパ面を形成していることを特徴とする焼ばめホ
ルダ。7. The shrink-fit holder according to claim 2, wherein the small-diameter portion forms a surface parallel to the axial direction, and the tip of the small-diameter portion decreases in diameter in the tip direction. A shrink-fit holder characterized by forming a tapered surface.
ホルダにおいて、前記チャック部の外側に軸方向に平行
な１以上の溝が設けられており、前記溝の長さが工具ホ
ルダのチャック部内に設けられた工具把持部の把持長以
上であることを特徴とする焼ばめホルダ。8. The shrink fit holder according to claim 1, wherein one or more grooves parallel to the axial direction are provided outside the chuck portion, and the length of the groove is a tool. A shrink-fit holder characterized by being longer than a holding length of a tool holding portion provided in a chuck portion of the holder.
ホルダにおいて、前記チャック部の外側に環状の溝が設
けられていることを特徴とする焼ばめホルダ。9. The shrink fit holder according to claim 1, wherein an annular groove is provided outside the chuck portion.
ホルダにおいて、前記チャック部に半径方向に伸びる溝
が軸方向に伸びるように設けられていることを特徴とす
る焼ばめホルダ。10. The shrink fit holder according to claim 1, wherein a groove extending in a radial direction is provided in the chuck portion so as to extend in an axial direction. holder.
て、前記チャック部に半径方向に伸びる溝が小径部の内
周まで伸びていることを特徴とする焼ばめホルダ。11. The shrink fit holder according to claim 10, wherein a groove extending in a radial direction of the chuck portion extends to an inner circumference of the small diameter portion.
ホルダにおいて、前記チャック部と焼ばめホルダ本体が
別の材質からなり、前記チャック部が環状のリングより
熱膨張率の低い材質からなることを特徴とする焼ばめホ
ルダ。12. The shrink fit holder according to claim 1, wherein the chuck portion and the shrink fit holder main body are made of different materials, and the chuck portion has a lower coefficient of thermal expansion than an annular ring. Shrink fit holder made of low material.
ホルダにおいて、前記チャック部が不変鋼からなること
を特徴とする焼ばめホルダ。13. The shrink fit holder according to claim 1, wherein the chuck portion is made of invariable steel.
ホルダにおいて、前記チャック部内径と工具のシャンク
の外径が隙間ばめで構成され、前記チャック部外径とリ
ングの内径が締まりばめで構成されていることを特徴と
する焼ばめホルダ。14. The shrink fit holder according to claim 1, wherein the inner diameter of the chuck portion and the outer diameter of the shank of the tool are formed by a clearance fit, and the outer diameter of the chuck portion and the inner diameter of the ring are different from each other. Shrink fit holder characterized by being configured with an interference fit.
ホルダにおいて、前記環状のリングの肉厚と前記チャッ
ク部に設けられた小径部の肉厚の比（リングの肉厚／チ
ャック部に設けられた小径部の肉厚）が0.5 以上である
ことを特徴とする焼ばめホルダ。15. The shrink-fit holder according to claim 1, wherein a ratio of a thickness of the annular ring to a thickness of a small-diameter portion provided on the chuck portion (the thickness of the ring / the thickness of the ring). A shrink-fit holder characterized in that the thickness of the small diameter portion provided in the chuck portion is 0.5 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31279299A JP2001129728A (en) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Shrinkage fitting holder |
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| JP31279299A JP2001129728A (en) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Shrinkage fitting holder |
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|---|---|
| JP2001129728A true JP2001129728A (en) | 2001-05-15 |
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| JP31279299A Pending JP2001129728A (en) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Shrinkage fitting holder |
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| Country | Link |
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