JP2001179544A - Cutter tool shrinkage fitting device with electromagnetic induction heating and tool holding part for blade tool holder - Google Patents

Cutter tool shrinkage fitting device with electromagnetic induction heating and tool holding part for blade tool holder

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JP2001179544A
JP2001179544A JP36190699A JP36190699A JP2001179544A JP 2001179544 A JP2001179544 A JP 2001179544A JP 36190699 A JP36190699 A JP 36190699A JP 36190699 A JP36190699 A JP 36190699A JP 2001179544 A JP2001179544 A JP 2001179544A
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tool
electromagnetic induction
induction heating
gripper
tool holder
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Yoshitaka Harada
義孝 原田
Kazuhiro Hashimoto
一寛 橋本
Masafumi Kiko
政史 寄高
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YORITAKA GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Cgk Kk
YORITAKA GIJUTSU KENKYUSHO KK
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
    • B23P11/027Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold for mounting tools in tool holders

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for efficiently shrinkage-fitting a cutter tool to a tool holder in a short time without generating the noise. SOLUTION: This shrinkage fitting device is formed of a shrinkage fit heating coil unit 1 for electromagnetic induction heating of a tool holding part, which is formed of 3-4 kinds of electromagnetic induction heating coils 6 having a different diameter and to be provided with a space in the periphery of a tool holding part 11 and a control unit 20 having a high frequency generating unit for flowing the high frequency to the coils 6, an automatic frequency control circuit, a turning circuit for stopping the current when the current flowing to the coils 6 and size of the tool holding part do not much with each other, a timer and a temperature sensor, and a tool holding part 11 for tool holder appropriate for the heating coil unit 1 for electromagnetic induction heating and having a coefficient of thermal expansion at 16.0×10-6/ deg.C or more and high strength characteristic at 750 N/mm2 or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、機械加工に適用す
る刃物工具をツーリングホルダーに把持させる焼きばめ
に関し、特に短時間で効率よくかつ省エネルギーで加熱
して焼きばめする装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shrink fit in which a tooling tool applied to machining is gripped by a tooling holder, and more particularly to an apparatus which heats and shrinks in a short time with high efficiency and energy saving. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の刃物工具は工具ホルダーの工具把
持部のチャック部に挿入した工具のシャンクをナットで
締めつけてニードルローラーで挟持して固定したり、あ
るいは焼きばめにより保持している。この焼きばめによ
る工具ホルダーへの工具の取付けは、工具ホルダーの工
具把持部と工具シャンクの熱膨張の差を利用するもので
ある。ところで、刃物工具のシャンクは超硬合金やサー
メットや高速度工具鋼からなっており、これらの材料は
比較的低膨張材からなり、例えば超硬合金では熱膨張係
数が5.0×10-6/℃であり、高速度工具鋼の熱膨張
係数は11.0×10-6/℃であり、これに対して工具
ホルダーの工具把持部は比較的高膨張材が用いられてお
り、ニッケルクロム鋼を使用するものでは、熱膨張係数
は10.5〜11.6×10-6/℃であり、特開平11
−48007号に開示のオーステナイト系特殊鋼では熱
膨張係数は17.0×10-6/℃である。特にオーステ
ナイト系特殊鋼を使用すると低温での工具の焼きばめが
可能になっている。ところでこの刃物工具の焼きばめに
は従来熱風加熱によっている。しかし、この焼きばめ
は、熱風加熱によるため加熱効率が悪く加熱に長時間を
要し、熱風の吹出し音による騒音が大きく、かつ温度コ
ントロールが難しく、適切な温度に維持することは容易
でなかった。
2. Description of the Related Art In a conventional blade tool, a shank of a tool inserted into a chuck portion of a tool holding portion of a tool holder is fastened with a nut and pinched and fixed by a needle roller, or is held by shrink fitting. The attachment of the tool to the tool holder by this shrink fit utilizes the difference between the thermal expansion of the tool holder and the thermal expansion of the tool shank. By the way, the shank of the cutting tool is made of cemented carbide, cermet, or high-speed tool steel, and these materials are made of a relatively low expansion material. For example, a cemented carbide has a thermal expansion coefficient of 5.0 × 10 −6. / ° C, and the thermal expansion coefficient of the high-speed tool steel is 11.0 × 10 −6 / ° C. On the other hand, a relatively high-expansion material is used for the tool holding portion of the tool holder, and nickel chromium In the case of using steel, the coefficient of thermal expansion is 10.5 to 11.6 × 10 −6 / ° C.
The thermal expansion coefficient of the austenitic special steel disclosed in US Pat. No. 480007 is 17.0 × 10 −6 / ° C. In particular, when austenitic special steel is used, shrink-fitting of tools at low temperatures is possible. By the way, the shrink fitting of the cutting tool is conventionally performed by hot air heating. However, this shrink fit is inferior in heating efficiency due to hot air heating and requires a long time for heating, loud noise due to hot air blowing noise, and temperature control is difficult, and it is not easy to maintain an appropriate temperature. Was.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、工作機械用の刃物工具を焼きばめにより工
具ホルダーに取り付ける際の加熱温度を最適加熱時間で
容易にコントロールしてかつ温度センサーにより最高加
熱温度を制御し、さらに短時間で効率よく、騒音を発生
することなく、かつ工具把持部の部材の特性を最も発揮
させることの可能な電磁誘導加熱による焼きばめ装置お
よびこの焼きばめ装置に適用する工具ホルダーの工具把
持部を提供することである。
The problem to be solved by the present invention is to easily control the heating temperature at the time of mounting a cutting tool for a machine tool to a tool holder by shrink-fitting with an optimum heating time. A sensor for controlling the maximum heating temperature by means of a sensor, and a shrink-fitting device by electromagnetic induction heating capable of maximizing the characteristics of the member of the tool gripping part in a short time, efficiently and without generating noise, and this shrinking device. An object of the present invention is to provide a tool holding portion of a tool holder applied to a fitting device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、刃物工具の工具シャンク部を工具
ホルダーの工具把持部に焼きばめにより把持する方式に
係るものである。即ち、従来の熱風加熱方式による焼き
ばめ変えて電磁誘導加熱方式による焼きばめを適用する
ものである。本発明の手段は電磁誘導加熱方式による焼
きばめを最も効率よく適用することのできる工具把持部
であり、しかもこれらの工具把持部に組み合わせて、種
々の大きさの工具把持部に適用して効率よく焼ばめする
ことのできる電磁誘導加熱装置である。
Means for Solving the Problems The means of the present invention for solving the above-mentioned problems relates to a system in which a tool shank portion of a blade tool is gripped on a tool gripping portion of a tool holder by shrink fitting. That is, the shrink fit by the electromagnetic induction heating method is applied instead of the shrink fit by the conventional hot air heating method. The means of the present invention is a tool gripper to which shrink fit by the electromagnetic induction heating method can be most efficiently applied, and in combination with these tool grippers, is applied to tool grippers of various sizes. This is an electromagnetic induction heating device that can be shrink-fitted efficiently.

【0005】すなわち、本発明の手段は、請求項1の発
明では、工具把持部の大きさに合わせて工具把持部の周
囲に離間設置するための径の異なる3〜4種の電磁誘導
加熱用コイル群と該電磁誘導加熱用コイル群から工具把
持部の大きさに合わせて選択して工具把持部の周囲に設
置した1コイルに流す高周波電流を発生する高周波発生
器と、自動周波数コントロール回路と設置した加熱コイ
ルに流す電流と工具把持部の大きさの適合・不適合を判
断して不適合時に電流を停止する同調回路と高周波電流
を所定時間流すタイマーと最高温度センサーを有する制
御部とからなることを特徴とする電磁誘導加熱による焼
きばめに適した刃物工具ホルダーの工具把持部に組み合
わせて使用する電磁誘導加熱装置である。
That is, according to the first aspect of the present invention, there are provided three to four types of electromagnetic induction heating devices having different diameters for separately installing around the tool holding portion in accordance with the size of the tool holding portion. A high-frequency generator for generating a high-frequency current that is selected from the coil group and the electromagnetic induction heating coil group in accordance with the size of the tool gripper and flows through one coil installed around the tool gripper; and an automatic frequency control circuit. It consists of a control circuit that has a tuning circuit that determines whether the current flowing through the installed heating coil and the size of the tool gripper are compatible or incompatible and stops the current when there is a mismatch, a timer that supplies high-frequency current for a predetermined time, and a maximum temperature sensor. An electromagnetic induction heating apparatus used in combination with a tool holding portion of a tool holder for cutting and cutting, which is suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating.

【0006】請求項2の発明では、工作機械の接続部と
マニピュレータ保持部と刃物工具シャンク把持用の工具
把持部とからなる刃物工具ホルダーにおいて、工具把持
部は電磁誘導加熱可能で、熱膨張係数が16.0×10
-6/℃以上でかつ750N/mm2以上の高強度を有す
る特性を満足する部材からなることを特徴とする電磁誘
導加熱による焼きばめに適した刃物工具ホルダーの工具
把持部である。
According to a second aspect of the present invention, in a blade tool holder comprising a connection portion of a machine tool, a manipulator holding portion, and a tool grip portion for gripping a tool shank, the tool grip portion can be heated by electromagnetic induction and has a thermal expansion coefficient. Is 16.0 × 10
A tool holding portion of a tool holder for a tool holder suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating, comprising a member satisfying characteristics of having a high strength of not less than −6 / ° C. and not less than 750 N / mm 2 .

【0007】請求項3の発明では、工具把持部の部材は
ベイナイト組織のオーステンパー処理ダクタイル鋳鉄で
あることを特徴とする請求項2記載の電磁誘導加熱によ
る焼きばめに適した刃物工具ホルダーの工具把持部であ
る。
According to a third aspect of the present invention, the member of the tool gripping portion is austempered ductile cast iron having a bainite structure, and the tool holder suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating according to the second aspect. It is a tool grip.

【0008】請求項4の発明では、工具把持部の部材は
表面にマルテンサイト系鋼またはフェライト系鋼の溶射
層を形成したオーステナイト系耐熱鋼であることを特徴
とする請求項2の手段における電磁誘導加熱による焼き
ばめに適した刃物工具ホルダーの工具把持部である。
According to a fourth aspect of the present invention, the member of the tool holding portion is an austenitic heat-resistant steel having a sprayed layer of martensitic steel or ferritic steel formed on a surface thereof. This is a tool holding part of a blade tool holder suitable for shrink fitting by induction heating.

【0009】請求項5の発明では、工具把持部の部材は
表面にマルテンサイト系鋼またはフェライト系鋼の溶射
層を形成したオーステナイト系ステンレス鋼であること
を特徴とする請求項2の手段における電磁誘導加熱によ
る焼きばめに適した刃物工具ホルダーの工具把持部であ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, the member of the tool holding portion is an austenitic stainless steel having a sprayed layer of martensitic steel or ferritic steel formed on a surface thereof. This is a tool holding part of a blade tool holder suitable for shrink fitting by induction heating.

【0010】請求項6の発明では、工具把持部の部材は
表面にマルテンサイト系鋼またはフェライト系鋼の溶射
層を形成した高マンガン鋼であることを特徴とする請求
項2の手段における電磁誘導加熱による焼きばめに適し
た刃物工具ホルダーの工具把持部である。
According to a sixth aspect of the present invention, the member of the tool holding portion is a high manganese steel having a sprayed layer of martensitic steel or ferritic steel formed on a surface thereof. This is a tool holding part of a blade tool holder suitable for shrink fitting by heating.

【0011】請求項7の発明では、溶射層の厚さは0.
1〜5.0mmであることを特徴とする請求項4〜6の
いずれか1項の手段における電磁誘導加熱による焼きば
めに適した刃物工具ホルダーの工具把持部である。
[0011] In the invention of claim 7, the thickness of the thermal sprayed layer is 0.1 mm.
A tool grip portion of a blade tool holder suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating in the means according to any one of claims 4 to 6, characterized in that it is 1 to 5.0 mm.

【0012】ここで本発明の手段の作用を説明する。電
磁誘導加熱は交流電源に接続されたコイル中にある被加
熱物である金属などに交番電流を流すことにより電磁誘
導による渦電流を発生させ、そのジュール熱により被加
熱物を加熱する。そこで、請求項1の手段では、工具把
持部の大きさはスリムなものから太いものまで数種類が
ある。そこでこれらの工具把持部の大きさに適合するも
のとして電磁誘導加熱用のコイルもスリムコイル、小コ
イル、中コイル、大コイルを具備せしめて電磁誘導加熱
用コイル群としているので、工具把持部の大きさに合わ
せて最適とするコイルの一つを選択可能としている。そ
して選択したコイルは目的とする工具把持部の周囲に離
間して設置可能となっている。さらに工具把持部周囲に
設置したコイルに高周波電流を流すための高周波の発生
器と、発生する周波数を自動的に一定の周波数に制御す
る自動周波数コントロール回路と加熱コイルに流す電流
と工具把持部の大きさの適合・不適合を判断して不適合
時に電流を止める同調回路と所定時間コイルに高周波電
流を流すタイマーとを有する制御部からなっているの
で、加熱温度をタイマーによる最適加熱時間で容易にコ
ントロールしてかつ温度センサーにより最高加熱温度を
制御することができる。特に、テンパー処理した工具把
持部などが高温、例えば380℃以上、になりすぎると
材料が変質するので、最高温度、例えば350℃、を超
えないように、加熱時間でコントロールすると共にかつ
最高温度のみを温度センサーでコントロールできるもの
としている。さらに、本発明の電磁誘導加熱装置は焼き
ばめした刃物工具を工具把持部から抜き取るために使用
しうることは勿論である。
Here, the operation of the means of the present invention will be described. In the electromagnetic induction heating, an eddy current is generated by electromagnetic induction by flowing an alternating current through a metal or the like to be heated in a coil connected to an AC power supply, and the object to be heated is heated by Joule heat. Therefore, in the means of the first aspect, there are several types of the size of the tool gripping part, from a slim one to a thick one. Therefore, the coils for electromagnetic induction heating are provided as slim coils, small coils, medium coils, and large coils as a group of coils for electromagnetic induction heating, which are adapted to the size of these tool grips. One of the optimum coils can be selected according to the size. The selected coil can be set apart around the target tool grip. In addition, a high-frequency generator for flowing high-frequency current to the coil installed around the tool gripper, an automatic frequency control circuit that automatically controls the generated frequency to a constant frequency, and a current flowing to the heating coil and the tool gripper Since the control unit has a tuning circuit that determines whether the size is compatible or not and stops the current when it is not suitable, and a timer that supplies a high-frequency current to the coil for a predetermined time, the heating temperature can be easily controlled by the optimal heating time using the timer. In addition, the maximum heating temperature can be controlled by the temperature sensor. In particular, if the temperature of the tool gripper or the like subjected to the tempering becomes too high, for example, 380 ° C. or more, the material is deteriorated. Therefore, the heating time is controlled so as not to exceed the maximum temperature, for example, 350 ° C. Can be controlled by a temperature sensor. Furthermore, it goes without saying that the electromagnetic induction heating device of the present invention can be used to remove the shrink-fitted tool from the tool grip.

【0013】ところで、従来の熱風加熱による焼きばめ
技術では、上記したように刃物工具のシャンクは比較的
低膨張材の超硬合金やサーメットや高速度工具鋼、すな
わち熱膨張係数が、超硬合金では5.0×10-6/℃で
あり、高速度工具鋼では11.0×10-6/℃である。
これに対して工具ホルダーの工具把持部は比較的高膨張
材が用いられており、ニッケルクロム鋼を使用するもの
では、熱膨張係数は10.5〜11.6×10-6/℃で
あるが、より低温で焼きばめするには熱膨張係数はもっ
と大きいものが望ましく、オーステナイト系特殊鋼を使
用して熱膨張係数は17.0×10-6/℃としている。
しかし、オーステナイト系特殊鋼による工具把持部は非
磁性体であるので電磁誘導加熱しにくい。
In the conventional shrink-fitting technique using hot air heating, as described above, the shank of the cutting tool is made of a relatively low-expansion material such as cemented carbide, cermet, or high-speed tool steel, that is, having a thermal expansion coefficient of It is 5.0 × 10 −6 / ° C. for the alloy and 11.0 × 10 −6 / ° C. for the high speed tool steel.
On the other hand, a relatively high-expansion material is used for the tool gripping portion of the tool holder, and the thermal expansion coefficient is 10.5 to 11.6 × 10 −6 / ° C. when using nickel chrome steel. However, in order to shrink at a lower temperature, it is desirable that the thermal expansion coefficient is larger. The thermal expansion coefficient is set to 17.0 × 10 −6 / ° C. using austenitic special steel.
However, since the tool holding portion made of austenitic special steel is a non-magnetic material, it is difficult to perform electromagnetic induction heating.

【0014】そこで、本発明の請求項2〜7に係る手段
は、より低温での工具の焼きばめを可能とし、かつ上記
請求項1の手段の電磁誘導加熱による焼きばめ装置に組
み合わせて使用できる工具ホルダーの工具把持部であ
る。
Therefore, the means according to claims 2 to 7 of the present invention enables shrink-fitting of a tool at a lower temperature, and is combined with the shrink-fitting device by electromagnetic induction heating of the means of claim 1 above. This is a tool holding part of a usable tool holder.

【0015】すなわち、請求項2の手段では、工具ホル
ダーの工具把持部として、熱膨張係数が16.0×10
-6/℃以上でかつ750N/mm2以上の高強度を有す
る特性を満足する部材とするものである。このように熱
膨張係数を16.0×10-6/℃以上とすることで、低
温の焼きばめ温度で焼きばめを可能とする。さらに、強
度を750N/mm2以上の部材とすることで、従来の
慣用の工具把持部の材質、例えばSCM440の調質鋼
の強度に匹敵するものとでき、工具把持機能を十分に果
たすことができる。
That is, according to the second aspect of the present invention, the tool holding portion of the tool holder has a thermal expansion coefficient of 16.0 × 10.
-6 / ° C. and at least it is an element which satisfies the characteristic having a 750 N / mm 2 or more high strength. By setting the thermal expansion coefficient to 16.0 × 10 −6 / ° C. or more, shrink fitting can be performed at a low shrink fitting temperature. Further, by using a member having a strength of 750 N / mm 2 or more, the strength of the conventional tool holding portion can be made comparable to the strength of a conventional tool holding portion, for example, tempered steel of SCM440, and the tool holding function can be sufficiently performed. it can.

【0016】さらに請求項3の手段のものは、工具把持
部の部材をベイナイト組織のオーステンパー処理ダクタ
イル鋳鉄、例えばFCD600ADI、とする。この材
料とする理由は、熱膨張係数が16.7×10-6 /℃
でより低温の焼きばめに十分なものであり、かつ機械的
性質も満足できるものである。特にオーステンパー処理
によりベイナイト組織となっているので靱性に優れてお
り、工具把持部の機械的性質に適しており、かつ磁性体
であって電磁誘導加熱が可能であるので、電磁誘導加熱
による焼きばめに使用する工具ホルダーの工具把持部と
して最適であることによる。
According to a third aspect of the present invention, the member of the tool gripper is made of austempered ductile cast iron having a bainite structure, for example, FCD600ADI. The reason for using this material is that the coefficient of thermal expansion is 16.7 × 10 −6 / ° C.
Thus, it is sufficient for shrink-fitting at a lower temperature and has satisfactory mechanical properties. In particular, since it has a bainite structure due to austempering, it has excellent toughness, is suitable for the mechanical properties of the tool grip, and is a magnetic material that can be heated by electromagnetic induction. This is because it is optimal as a tool gripper for a tool holder used for fitting.

【0017】一方、電磁誘導加熱による場合には、オー
ステナイト系ステンレス鋼の例えばSUS631や、オ
ーステナイト系耐熱鋼の例えばSUH660や、高マン
ガン鋼の例えばSCMnH21などは熱膨張系数および
機械的性質の面から焼きばめを適用する工具ホルダーの
工具把持部として最適であるが、これらは非磁性体であ
るので電磁誘導で加熱することができない問題がある。
On the other hand, in the case of electromagnetic induction heating, austenitic stainless steel such as SUS631, austenitic heat-resistant steel such as SUH660, and high manganese steel such as SCMnH21 are fired from the viewpoint of thermal expansion coefficient and mechanical properties. Although it is most suitable as a tool holding portion of a tool holder to which a fit is applied, there is a problem that these are nonmagnetic materials and cannot be heated by electromagnetic induction.

【0018】そこで、本発明の請求項4〜6の手段で
は、このような工具把持部の本体をこれらの高強度でか
つ焼きばめに適した熱膨張係数を有する材料から形成す
るものとし、それらが非磁性体であるので電磁誘導加熱
できない点を解消するために、それらの材料からなる工
具把持部本体の表面に磁性体であるマルテンサイト系ま
たはフェライト系鋼の例えばSUS403の溶射層を形
成することにより、この溶射層の電磁誘導加熱により工
具把持部本体を焼きばめに適した温度に的確に加温する
ものである。特に、工具把持部本体の材料としては、耐
熱性および引っ張り強さなどの機械的性質の点からオー
ステナイト系ステンレス鋼のSUS631またはオース
テナイト系耐熱鋼のSUH660が相応しいものとして
使用することができる。
Therefore, in the means of claims 4 to 6 of the present invention, the main body of such a tool gripper is made of a material having a high strength and a thermal expansion coefficient suitable for shrink fitting. In order to eliminate the point that electromagnetic induction heating is not possible because they are non-magnetic materials, a thermal sprayed layer of, for example, SUS403 of martensitic or ferritic steel, which is a magnetic material, is formed on the surface of the tool gripper body made of these materials. By doing so, the tool holding portion main body is accurately heated to a temperature suitable for shrink fitting by the electromagnetic induction heating of the sprayed layer. In particular, SUS631 austenitic stainless steel or SUH660 austenitic heat-resistant steel can be suitably used as a material for the tool gripper body in terms of mechanical properties such as heat resistance and tensile strength.

【0019】さらに請求項7の手段は、上記の請求項4
〜6の手段における溶射層の厚さを0.1〜5mm、
0.1mmより薄いと十分な電磁誘導加熱が得られず、
5mmより厚くすると溶射コストがかかり、また表面美
観が劣るとともに、把持部本体の肉厚が不足することと
なり機械的強度が劣ることとなるので、溶射層の厚さを
0.1〜5mmとする。しかし、好ましくは1.0〜
4.0mmとする。
Further, the means of claim 7 is the above-mentioned claim 4.
The thickness of the sprayed layer in the means of ~ 6 ~ 0.1 ~ 5mm,
If it is thinner than 0.1 mm, sufficient electromagnetic induction heating cannot be obtained,
When the thickness is more than 5 mm, the thermal spraying cost is increased, the surface appearance is inferior, the thickness of the grip body becomes insufficient, and the mechanical strength is inferior. Therefore, the thickness of the thermal spray layer is set to 0.1 to 5 mm. . However, preferably 1.0 to
4.0 mm.

【0020】上記において、溶射層の磁性体としてマル
テンサイト系またはフェライト系鋼を選択する理由は、
工具把持部の本体をオーステナイト系ステンレス鋼、例
えばSUS631や、オーステナイト系の耐熱鋼例えば
SUH660や耐熱鋼である高マンガン鋼例えばSCM
nH21などとするので、これらの材料と同質の材料で
ある例えばマルテンサイト系ステンレス鋼のSUS40
3とすることで、密着性が良好となり熱膨張や熱収縮等
による溶射層の本体からの離脱が防げられる。
In the above, the reason for selecting martensitic or ferritic steel as the magnetic material of the sprayed layer is as follows.
The main body of the tool gripper is made of austenitic stainless steel such as SUS631, heat-resistant austenitic steel such as SUH660 or high-manganese steel which is heat-resistant steel such as SCM.
Since nH21 or the like is used, for example, SUS40 of martensitic stainless steel, which is the same material as these materials, is used.
By setting it to 3, the adhesion becomes good, and the thermal spraying layer can be prevented from being detached from the main body due to thermal expansion or thermal contraction.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。本発明の電磁誘導加熱装置は、工具ホル
ダーの工具把持部11の周囲に離間して設置する高周波
電流を流すためのコイル6を有する。ところで工具ホル
ダーの工具把持部11は、刃物工具16と被工作物であ
るワークとの関係で、その大きさはスリムなものから
小、中、大と数種類の大きさのものがあるので、この工
具把持部11の大きさに合わせて、工具把持部11の周
囲に離間設置するコイル6もスリムコイル、小コイル、
中コイル、大コイルからなる数種類のものを電磁誘導加
熱用コイル群として具備している。各種の大きさのコイ
ル6は、図2に示すように、コイル取付板5の下方に予
め取付けられている。コイル取付板5のコイルの上部は
工具挿入用として孔が空いており、取手9が取り付けら
れている。コイル取付板5の下面側部左右にはコイル6
に接続されて電流を流す接点のバナナジャック8を有す
る。このように種々の大きさのコイルを取付けた異なる
コイル取付板5を用意しておく。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The electromagnetic induction heating apparatus according to the present invention has a coil 6 for flowing a high-frequency current that is separately installed around a tool holding portion 11 of a tool holder. By the way, the size of the tool holding portion 11 of the tool holder varies from slim to small, medium and large depending on the relationship between the blade tool 16 and the work as the workpiece. In accordance with the size of the tool gripper 11, the coil 6 that is separately installed around the tool gripper 11 is also a slim coil, a small coil,
Several kinds of coils including a medium coil and a large coil are provided as a coil group for electromagnetic induction heating. The coils 6 of various sizes are mounted in advance below the coil mounting plate 5 as shown in FIG. A hole is formed in the upper part of the coil of the coil mounting plate 5 for inserting a tool, and a handle 9 is mounted. On the left and right sides of the lower surface of the coil mounting plate 5, coils 6
And has a contact banana jack 8 which is connected to and flows a current. Thus, different coil mounting plates 5 on which coils of various sizes are mounted are prepared.

【0022】一方、加熱コイル部1は、図1に示すよう
に、フレーム2からなり、サイドにコイル冷却用ファン
3を有し、加熱コイル部1の中央に工具シャンク把持用
孔14を上にした工具把持部11を設置可能としてい
る。加熱コイル部1のフレーム2の側部左右の保持枠4
上にはコイル6に高周波電流を流すための接点であるジ
ャック挿入孔7を有し、加熱装置本体25内の高周波発
生回路および制御部につながれている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the heating coil section 1 is composed of a frame 2, has a coil cooling fan 3 on the side, and has a tool shank gripping hole 14 at the center of the heating coil section 1. It is possible to install the tool gripper 11 that has been set. Left and right holding frames 4 on the side of the frame 2 of the heating coil unit 1
A jack insertion hole 7 serving as a contact for allowing a high-frequency current to flow through the coil 6 is provided on the upper side, and is connected to a high-frequency generation circuit and a control unit in the heating device main body 25.

【0023】工具ホルダー10は、図5に示すように、
上方に工具把持部11を挿着してコレットチャックなど
慣用の手段で取り付けており、下方にマニピュレータ保
持部12と工作機械との接続部13からなっている。工
具把持部11の中央上部に工具シャンク把持用孔14が
あいており、工具シャンク17が挿着して焼きばめされ
る。さらに工具シャンク把持用孔14を有する工具把持
部11と、工具把持部11の外周に離間して配置したコ
イル6と、コイル6に流す高周波電流を発生する高周波
発生器15の模式図を図6に示す。
The tool holder 10 is, as shown in FIG.
A tool gripper 11 is inserted into the upper part and attached by conventional means such as a collet chuck, and a lower part comprises a manipulator holding part 12 and a connection part 13 for a machine tool. A tool shank gripping hole 14 is provided in the upper center of the tool gripping portion 11, and a tool shank 17 is inserted and shrink-fitted. FIG. 6 is a schematic view of a tool gripper 11 having a tool shank gripper hole 14, a coil 6 disposed at a distance from the outer periphery of the tool gripper 11, and a high-frequency generator 15 for generating a high-frequency current flowing through the coil 6. Shown in

【0024】すなわち、請求項1の発明の実施の形態を
示すと、電磁誘導加熱による焼きばめに適した刃物工具
ホルダーの種々の大きさの工具把持部に組み合わせて使
用する加熱コイル部1は、その中央に工具シャンク把持
用孔14を上方にして工具把持部11を取り付けてい
る。なお、種々の大きさの工具把持部にはそれぞれ識別
番号を付して置く。一方、この加熱コイル部1は、大き
さの異なるコイル6を取り付けた複数個のコイル取付板
5からなる電磁誘導加熱用コイル群を具備している。こ
のコイル群にはそれぞれ識別番号を付して置く。この電
磁誘導加熱用コイル群から工具を焼きばめする工具把持
部11の大きさに合わせて選択した一つのコイル取付板
5を加熱コイル部1の保持枠4上に載置して取り付けて
いる。この場合、コイル取付板5のコイル6は工具把持
部11の周囲に離間している状態となっている。加熱装
置本体25内部には、コイル6に高周波電流を流すため
の高周波電流発生器15を有する制御部20を有する。
さらにこの制御部20には、自動周波数コントロール回
路21と、コイル6に流す電流と工具把持部の大きさと
の適合・不適合を判断して不適合時に電流を停止する同
調回路22と、高周波電流を所定時間流すタイマー23
と、温度センサー24により最高加熱温度を制御する回
路を有する。
That is, according to the first embodiment of the present invention, the heating coil unit 1 used in combination with various sizes of the tool holders of the tool holder which is suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating is used. The tool gripping portion 11 is attached to the center of the tool with the tool shank gripping hole 14 facing upward. It should be noted that identification numbers are assigned to tool grips of various sizes, respectively. On the other hand, the heating coil unit 1 includes an electromagnetic induction heating coil group including a plurality of coil mounting plates 5 to which coils 6 having different sizes are mounted. An identification number is assigned to each coil group. One coil mounting plate 5 selected according to the size of the tool gripper 11 for shrink-fitting the tool from the electromagnetic induction heating coil group is placed and mounted on the holding frame 4 of the heating coil unit 1. . In this case, the coils 6 of the coil mounting plate 5 are separated from each other around the tool holding portion 11. A control unit 20 having a high-frequency current generator 15 for flowing a high-frequency current through the coil 6 is provided inside the heating device main body 25.
The control unit 20 further includes an automatic frequency control circuit 21, a tuning circuit 22 for judging whether or not the current flowing through the coil 6 matches the size of the tool gripper and stopping the current when the current does not match. Time flowing timer 23
And a circuit for controlling the maximum heating temperature by the temperature sensor 24.

【0025】請求項2の発明の実施の形態では、刃物工
具16を工作機械に取り付ける工具ホルダーにおいて、
本発明の工具把持部11は、電磁誘導加熱可能な部材か
らなるものとする。すなわち、コイル6に高周波電流を
流して交流磁界を工具把持部11にかけると、電磁誘導
により内部に渦電流が発生してジュール熱が発生する部
材からなるものとする。そしてこの工具把持部11の本
体は熱膨張係数が16.0×10-6/℃以上あるものと
し、電磁誘導加熱による焼きばめに適したものとしてい
る。さらに強度を750N/mm2以上とすることで、
工具把持部材として加工時に支障を来すようなことはな
い。
According to the second embodiment of the present invention, in a tool holder for mounting the blade tool 16 on a machine tool,
The tool holding part 11 of the present invention is made of a member that can be heated by electromagnetic induction. That is, when a high-frequency current is applied to the coil 6 and an AC magnetic field is applied to the tool holding portion 11, an eddy current is generated inside by electromagnetic induction, and a member that generates Joule heat is used. The main body of the tool holding portion 11 has a coefficient of thermal expansion of 16.0 × 10 −6 / ° C. or more, and is suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating. Further, by setting the strength to 750 N / mm 2 or more,
There is no trouble during machining as a tool gripping member.

【0026】そして、この請求項2の発明の実施の形態
を満足するものとして、請求項3の発明の実施の形態で
は、工具把持部11の部材をベイナイト組織のオーステ
ンパー処理ダクタイル鋳鉄とする。これは例えば球状化
黒鉛鋳鉄材料のFCD600をオーステンパー処理して
ベーナイト組織としたもので、引張強さ750N/mm
2以上を有し、また熱膨張係数は16.5×10-6/℃
である。この材料は磁性体であるのでこの材料からなる
工具把持部11はそのままで、電磁誘導加熱することが
できる。
In order to satisfy the second embodiment of the present invention, in the third embodiment of the present invention, the member of the tool holding portion 11 is made of austempered ductile iron having a bainite structure. This is, for example, a spheroidized graphite cast iron material FCD600 having an austempering treatment to give a bainite structure, and a tensile strength of 750 N / mm.
Has two or more, and the thermal expansion coefficient of 16.5 × 10 -6 / ℃
It is. Since this material is a magnetic material, electromagnetic induction heating can be performed with the tool holding portion 11 made of this material as it is.

【0027】他の実施の形態としては、工具把持部11
の本体の材料として、機械的性質は優れているが、非磁
性体であるためそのままでは電磁誘導加熱することがで
きにくい材料に対するもので、請求項4の発明では、工
具把持部11の本体の材料としてオーステナイト系耐熱
鋼、例えばSUH660、を使用する。また、請求項5
の発明では、工具把持部11の本体の材料としてオース
テナイト系ステンレス鋼、例えばSUS631、を使用
する。さらにこのようにオーステナイト系の鋼とはこと
なるが、請求項6の発明では、工具把持部11の本体の
材料として耐熱鋼である高マンガン鋼、例えばSCMn
H21、を使用する。これらの材料は、いずれも熱膨張
係数および引張強度の点で請求項2の条件を満足するも
のである。そして、これらの材料から形成した工具把持
部本体の表面を、例えばねじ溝の形成やブラスティング
処理などの機械的処理により、粗面化して密着性を良好
なものとした上で、その上に磁性体である金属を溶射し
て溶射層を形成する。この溶射層としては、工具把持部
本体材料と馴染みの良い材料とする。これらに適した材
料として、マルテンサイト系ステンレス鋼またはフェラ
イト系ステンレス鋼を溶射層とする。この場合、溶射は
ガス溶射でもアーク溶射でもプラズマ溶射でもいずれで
も密着性よくできるものであれば特にどんな方法で実施
してもよい。
As another embodiment, the tool holding unit 11
The material of the main body of the tool gripper 11 is excellent in mechanical properties as a material of the main body of the tool gripping portion 11, but is a material which is difficult to be heated by electromagnetic induction as it is because it is a non-magnetic material. Austenitic heat-resistant steel such as SUH660 is used as the material. Claim 5
According to the invention, an austenitic stainless steel, for example, SUS631, is used as a material of the main body of the tool holding portion 11. Further, although different from the austenitic steel as described above, in the invention of claim 6, a high manganese steel, such as SCMn, which is a heat-resistant steel, is used as the material of the main body of the tool holding portion 11.
H21. Each of these materials satisfies the condition of claim 2 in terms of thermal expansion coefficient and tensile strength. Then, the surface of the tool gripper main body formed from these materials is roughened by mechanical processing such as formation of a screw groove or blasting processing so that good adhesion can be obtained. A metal, which is a magnetic material, is sprayed to form a sprayed layer. The thermal spray layer is made of a material that is familiar with the material of the tool gripper body. As a material suitable for these, a martensitic stainless steel or a ferritic stainless steel is used as the sprayed layer. In this case, the thermal spraying may be performed by any method, as long as it can achieve good adhesion regardless of gas spraying, arc spraying, or plasma spraying.

【0028】請求項7の実施の形態では、図7に示すよ
うに、上記の溶射層19の厚さを0.1〜5mm、特に
好ましくは1.0〜4.0mmとして工具把持部11の
把持部本体18の表面に形成するものである。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the thickness of the sprayed layer 19 is set to 0.1 to 5 mm, particularly preferably 1.0 to 4.0 mm. It is formed on the surface of the gripper body 18.

【0029】次に、本発明の加熱装置本体25の操作に
ついて説明する。使用する刃物工具16とワークの形状
に合わせて最適の大きさの工具把持部11を選択して、
図1に示すように、加熱コイル部1に設置する。次に各
種のコイル6を取り付けたコイル取付板5からなる電磁
加熱用コイル群から、上記の設置した工具把持部11の
大きさに最適のコイル6を有するコイル取付板5を選択
して、取手9で握って設置した工具把持部11の上から
加熱コイル部1のフレーム2にセットする。次いで、コ
イルに電流が流れるようにするためにコイル取付板5の
左右下部のバナナジャック8をフレーム2のジャック挿
入孔7に挿入してコイルに結線する。以上で準備は完了
する。そこで図3のブロック図に示すように、電源回路
の図示しない電源をオン状態として操作部のデジタルス
イッチをオンする。
Next, the operation of the heating device main body 25 of the present invention will be described. The tool gripper 11 having the optimal size is selected according to the cutter tool 16 to be used and the shape of the workpiece.
As shown in FIG. 1, the heating coil unit 1 is installed. Next, the coil mounting plate 5 having the coil 6 optimal for the size of the installed tool holding portion 11 is selected from the electromagnetic heating coil group including the coil mounting plate 5 on which the various coils 6 are mounted, and the handle is selected. The tool is set on the frame 2 of the heating coil unit 1 from above the tool holding unit 11 which is gripped and installed by 9. Next, banana jacks 8 on the lower left and right sides of the coil mounting plate 5 are inserted into the jack insertion holes 7 of the frame 2 and connected to the coils so that current flows through the coils. Preparation is completed above. Therefore, as shown in the block diagram of FIG. 3, the power supply (not shown) of the power supply circuit is turned on, and the digital switch of the operation unit is turned on.

【0030】操作部のデジタルスイッチオンにおいて、
図4のフローチャートに示すように、工具把持部11及
び選択したコイル6のそれぞれの物理的特性が経験的に
既知で加熱時間が明らかである場合は、使用するコイル
と工具把持部11に最適の時間にタイマーをセットす
る。そしてスタートスイッチを入れると運転開始され、
図4の左側のラインのタイマーモードを選択し、時間デ
ータを取込んだ後、加熱開始する。加熱温度を測定する
温度センサー24を工具把持部11に近接させ、例えば
350℃の最高温度を検知するものとしている。そして
温度センサーを0Nとして働かせながらタイマー設定時
間だけ工具把持部11を電磁誘導加熱して焼きばめに適
した温度とする。最適温度に達すると、タイマーで電源
が切断されて加熱停止となる。ここで、図6に示すよう
に、刃物工具16のシャンク17を工具把持部11のシ
ャンク保持用孔14に挿着する。自然冷却による温度低
下により刃物工具16は焼きばめされて工具把持部11
に把持される。以上において、温度センサーが350℃
をタイマー設定時間内に感知したときは設定時間を待た
ないで電源を切って加熱停止する。さらに、工具把持部
11に挿着して取り付けたた刃物工具16を電磁誘導加
熱して工具把持部11から抜き取ることも可能で、この
場合、検知用のセットカラーを刃物工具16に取付け
て、刃物工具16が電磁誘導加熱された工具把持部11
のシャンク保持用孔14から抜け落ちた時点で検知用の
セットカラーがセンサーを検知させ、加熱は停止される
ようにすることもできる。
When the digital switch of the operation unit is turned on,
As shown in the flowchart of FIG. 4, when the physical characteristics of the tool gripper 11 and the selected coil 6 are known empirically and the heating time is clear, the optimum coil and tool gripper 11 to be used are used. Set the timer to time. And when the start switch is turned on, operation starts,
After selecting the timer mode on the line on the left side of FIG. 4 and capturing time data, heating is started. A temperature sensor 24 for measuring the heating temperature is brought close to the tool grip 11, and detects a maximum temperature of, for example, 350 ° C. Then, while operating the temperature sensor at 0 N, the tool gripping portion 11 is heated by electromagnetic induction for a timer set time to a temperature suitable for shrink fitting. When the temperature reaches the optimum temperature, the power is cut off by the timer and the heating is stopped. Here, as shown in FIG. 6, the shank 17 of the blade tool 16 is inserted into the shank holding hole 14 of the tool holding portion 11. The blade tool 16 is shrink-fitted by the temperature decrease due to natural cooling, and
Is gripped. Above, the temperature sensor is 350 ° C
If is detected within the set time, turn off the power and stop heating without waiting for the set time. Furthermore, the blade tool 16 inserted and attached to the tool gripper 11 can be electromagnetically heated and extracted from the tool gripper 11, and in this case, a set collar for detection is attached to the blade tool 16, The tool gripper 11 in which the blade tool 16 is heated by electromagnetic induction
It is also possible to make the sensor detect the set collar for detection at the time of dropping out of the shank holding hole 14 and stop the heating.

【0031】使用する工具把持部11の識別番号と選択
したコイル6の識別番号が分かっている場合は、操作部
のデジタルスイッチオンにおいて、その番号をセットす
ると、スタートスイッチを入れると運転開始され、図4
の中央のラインの選択モードを選択し、その工具把持部
11とコイル6の識別番号に基いて加熱時間の設定値取
込を行い加熱開始され、以下は上記と同様に温度センサ
ーONとなり、設定時間だけ電磁誘導加熱して焼きばめ
に適した温度とする。最適温度に達すると、電源が切断
されて加熱停止となり、焼きばめされて、自然冷却され
る。
If the identification number of the tool gripper 11 to be used and the identification number of the selected coil 6 are known, the numbers are set in the digital switch-on of the operation unit. When the start switch is turned on, the operation is started. FIG.
The selection mode of the center line is selected, the set value of the heating time is taken in based on the identification number of the tool gripper 11 and the coil 6, and the heating is started. The temperature is adjusted to a temperature suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating for a time. When the optimum temperature is reached, the power is turned off to stop heating, shrink-fitted, and naturally cooled.

【0032】使用する工具把持部11が初めてのもので
あり、それに合わせて選択したコイル6が最適であるか
どうか不明で有る場合は、デジタルスイッチオンで予測
モードとする。スタートスイッチを入れると運転開始さ
れ、図4の右側のラインの予測モードを選択する。この
場合、加熱コイル部1にセットした工具把持部11に水
滴をつけ、開始温度を取込みその温度から電磁誘導加熱
を開始する。工具把持部11の温度上昇により水滴は1
00℃の蒸発温度に達する。この温度に至る時間測定を
し、この加熱に要した時間から、焼きばめに適した温度
に至る加熱時間を自動的に計算して設定する。以下は上
記と同様に温度センサーONとなり、設定時間だけ電磁
誘導加熱して焼きばめに適した温度とする。最適温度に
達すると、電源が切断されて加熱停止となり、焼きばめ
されて、自然冷却される。
If the tool gripper 11 to be used is the first one, and it is not clear whether the coil 6 selected in accordance therewith is optimal or not, the prediction mode is set by turning on the digital switch. When the start switch is turned on, the operation is started, and the prediction mode of the right line in FIG. 4 is selected. In this case, water droplets are applied to the tool holding portion 11 set in the heating coil portion 1, the starting temperature is taken, and electromagnetic induction heating is started from that temperature. Water drop is 1 due to temperature rise of the tool gripper 11.
An evaporation temperature of 00 ° C. is reached. The time required to reach this temperature is measured, and the heating time required to reach a temperature suitable for shrink fitting is automatically calculated and set from the time required for this heating. Thereafter, the temperature sensor is turned on in the same manner as described above, and the temperature is set to a temperature suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating for a set time. When the optimum temperature is reached, the power is turned off to stop heating, shrink-fitted, and naturally cooled.

【0033】以上において、図3のブロック図に示すよ
うに、加熱コイル部1は制御部20により加熱はコント
ロールされる。図4のフローチャートで加熱開始される
と、発振回路により高周波が発生され、電力増幅部でコ
イル6を加熱する電力が付与されてコイルに高周波電流
が流される。この場合、加熱コイル6からのフィードバ
ック回路から負帰還したコイル6に係る電圧信号で同調
する周波数を自動的に一定にコントロールして高周波を
安定させかつ電力効率を高める。また、制御部20には
上記における加熱時間設定用のタイマーを有しており、
さらに、設置した加熱コイルに流す電流と工具把持部の
大きさの適合・不適合を判断して不適合時に電流を停止
する同調回路を有している。
In the above, the heating of the heating coil unit 1 is controlled by the control unit 20 as shown in the block diagram of FIG. When the heating is started in the flowchart of FIG. 4, a high frequency is generated by the oscillation circuit, a power for heating the coil 6 is applied by the power amplification unit, and a high-frequency current flows through the coil. In this case, the frequency tuned by the voltage signal related to the coil 6 that has been negatively fed back from the feedback circuit from the heating coil 6 is automatically controlled to be constant to stabilize the high frequency and increase the power efficiency. In addition, the control unit 20 has a timer for setting the heating time described above,
Further, there is provided a tuning circuit for judging whether or not the current flowing in the installed heating coil and the size of the tool gripping portion are compatible or not, and stopping the current when the size is mismatched.

【0034】上記において、各コイルの径は、スリムコ
イルでφ20mm、小コイルでφ30mm、中コイルて
φ50mm、大コイルでφ70mmとする。
In the above description, the diameter of each coil is 20 mm for a slim coil, 30 mm for a small coil, 50 mm for a medium coil, and 70 mm for a large coil.

【0035】本発明における工具ホルダーの工具把持部
の材料であるFCD600のベイナイト組織のオーステ
ンパー処理ダクタイル鋳鉄の化学組成を示すと、重量%
で、C:3.45%、Si:2.73%、Mn:0.1
5%、P:0.020%、S:0.004%、Cu:
0.486%、Mg:0.035%を含有し、残部Fe
および不可避不純物からなる鋳鉄であり、熱処理のオー
ステンパー処理は370℃にてソルトバス中で2時間保
持してベイナイトとする。
The chemical composition of austempered ductile iron having a bainite structure of FCD600, which is the material of the tool gripping portion of the tool holder of the present invention, is expressed as% by weight.
And C: 3.45%, Si: 2.73%, Mn: 0.1
5%, P: 0.020%, S: 0.004%, Cu:
0.486%, Mg: 0.035%, with the balance Fe
And a cast iron comprising unavoidable impurities. In the austempering treatment of the heat treatment, bainite is maintained at 370 ° C. in a salt bath for 2 hours.

【0036】[0036]

【実施例】工具把持部本体をオーステナイ系ステンレス
鋼のSUS631で製作し、この表面に溶射層としてマ
ルテンサイト系ステンレス鋼のSUS403を溶射す
る。 A:溶射層の厚さ2mm、溶射下地処理無し、工具シャ
ンク把持用孔の内径19.965mm B:溶射層の厚さ2mm、溶射下地処理ねじ溝つき、工
具シャンク把持用孔の内径19.966mm C:溶射層の厚さ4mm、溶射下地処理ねじ溝つき、工
具シャンク把持用孔の内径19.967mm
EXAMPLE A tool gripper main body is made of SUS631 of austenitic stainless steel, and SUS403 of martensitic stainless steel is sprayed as a sprayed layer on the surface. A: Thermal spray layer thickness 2 mm, no thermal spray base treatment, inner diameter of tool shank gripping hole 19.965 mm B: Thermal spray layer thickness 2 mm, thermal spray base treatment with thread groove, tool inner shank grip hole 19.966 mm C: Thermal spray layer thickness 4 mm, thermal spray base treatment with thread groove, inner diameter of tool shank gripping hole 19.967 mm

【0037】上記からなる工具把持部に超硬工具を本発
明の電磁誘導加熱装置により焼きばめする。超硬工具エ
ンドミルの外径は19.995mmである。よって、締
め代は、A:30μm、B:29μm、C:28μmで
ある。使用コイル、大コイルのφ70mmとする。
The cemented carbide tool is shrink-fitted to the tool gripping portion constituted as described above by the electromagnetic induction heating device of the present invention. The outer diameter of the carbide tool end mill is 19.995 mm. Therefore, the interference is A: 30 μm, B: 29 μm, and C: 28 μm. The used coil and the large coil are φ70 mm.

【0038】超硬工具の挿入結果を表1に示す。表1の
結果、200℃までには、すべて挿入可能であり、溶射
層の厚さは4mmの方が加熱効果は大きいことがわか
る。
Table 1 shows the results of inserting the carbide tool. From the results in Table 1, it can be seen that all can be inserted up to 200 ° C., and the heating effect is greater when the thickness of the sprayed layer is 4 mm.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】超硬工具の抜き取り結果を表2に示す。溶
射層が2mmでも4mmでも抜き取りが可能であること
がわかる。
Table 2 shows the results of removing the carbide tool. It can be seen that extraction is possible regardless of whether the sprayed layer is 2 mm or 4 mm.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は電磁誘導
加熱装置と、さら工具把持部のに部材をこの電磁誘導加
熱装置に適した材料とすることで、刃物工具の工具ホル
ダーへの焼きばめによる挿着、抜き取りが、従来の熱風
加熱による焼きばめに比してより効率よく短時間で容易
にかつ騒音を生ずることなく行うことができるなど優れ
た効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, the electromagnetic induction heating device and the material of the tool holding portion are made of a material suitable for the electromagnetic induction heating device, so that the cutting tool can be burned into the tool holder. This provides an excellent effect such that the insertion and the removal can be performed more efficiently, in a shorter time, easily and without generating noise as compared with the conventional shrink fit by hot air heating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】工具把持部とコイルを示す加熱コイル部の部分
立面図である。
FIG. 1 is a partial elevational view of a heating coil unit showing a tool holding unit and a coil.

【図2】コイル保持板と取付け方を示す説明図で、
(a)は斜視図、(b)は側面図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a coil holding plate and how to attach the coil holding plate;
(A) is a perspective view, (b) is a side view.

【図3】電磁誘導加熱装置の操作基本ブロック図であ
る。
FIG. 3 is a basic operation block diagram of the electromagnetic induction heating device.

【図4】電磁誘導加熱装置の操作方法のフローチャート
である。
FIG. 4 is a flowchart of an operation method of the electromagnetic induction heating device.

【図5】刃物工具と工具ホルダーの概略形状を一部破断
して示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing a schematic shape of the cutting tool and the tool holder, partially cut away;

【図6】高周波発生器と工具把持部周辺に設置したコイ
ルを示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a high-frequency generator and a coil installed around a tool holding unit.

【図7】溶射層を形成した工具把持部の溶射層部分の断
面を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a view schematically showing a cross section of a sprayed layer portion of a tool grip portion on which a sprayed layer is formed.

【図8】加熱コイル部と加熱装置本体との関係を示す側
面図である。
FIG. 8 is a side view showing a relationship between a heating coil unit and a heating device main body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加熱コイル部 2 フレーム 3 冷却ファン 4 保持枠 5 コイル取付板 6 コイル 7 ジャック挿入孔 8 バナナジャック 9 取手 10 工具ホルダー 11 工具把持部 12 マニピュレー
タ保持部 13 接続部 14 シャンク保持
用孔 15 高周波電流発生器 16 刃物工具 17 工具シャンク 18 把持部本体 19 溶射層 20 制御部 21 自動周波数コントロール回路 22 同調回路 23 タイマー 24 温度センサー 25 加熱装置本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating coil part 2 Frame 3 Cooling fan 4 Holding frame 5 Coil mounting plate 6 Coil 7 Jack insertion hole 8 Banana jack 9 Handle 10 Tool holder 11 Tool gripping part 12 Manipulator holding part 13 Connection part 14 Shank holding hole 15 High frequency current generation Instrument 16 Cutting tool 17 Tool shank 18 Gripping unit main body 19 Thermal spray layer 20 Control unit 21 Automatic frequency control circuit 22 Tuning circuit 23 Timer 24 Temperature sensor 25 Heating device main unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工具把持部の大きさに合わせて工具把持
部の周囲に離間設置するための径の異なる3〜4種の電
磁誘導加熱用コイル群と該電磁誘導加熱用コイル群から
工具把持部の大きさに合わせて選択して工具把持部の周
囲に設置した1コイルに流す高周波電流を発生する高周
波発生器と、自動周波数コントロール回路と設置した加
熱コイルに流す電流と工具把持部の大きさの適合・不適
合を判断して不適合時に電流を停止する同調回路と高周
波電流を所定時間流すタイマーと最高温度センサーを有
する制御部とからなることを特徴とする電磁誘導加熱に
よる焼きばめに適した刃物工具ホルダーの工具把持部に
組み合わせて使用する電磁誘導加熱装置。
1. An electromagnetic induction heating coil group having three to four different diameters for differently installing the electromagnetic induction heating coil group to be separately installed around the tool grip part according to the size of the tool grip part, and holding the tool from the electromagnetic induction heating coil group. A high-frequency generator that generates a high-frequency current to flow through one coil installed around the tool gripper, which is selected according to the size of the part, a current that flows through the heating coil installed with the automatic frequency control circuit, and the size of the tool gripper Suitable for shrink-fitting by electromagnetic induction heating, characterized by a tuning circuit for judging the suitability or non-conformity of the current and stopping the current when it is inconsistent, and a control unit having a timer and a maximum temperature sensor for flowing a high-frequency current for a predetermined time. An electromagnetic induction heating device to be used in combination with the tool gripper of the tool holder.
【請求項2】 工作機械の接続部とマニピュレータ保持
部と刃物工具シャンク把持用の工具把持部とからなる刃
物工具ホルダーにおいて、工具把持部は電磁誘導加熱可
能で、熱膨張係数が16.0×10-6/℃以上でかつ7
50N/mm 2以上の高強度を有する特性を満足する部
材からなることを特徴とする電磁誘導加熱による焼きば
めに適した刃物工具ホルダーの工具把持部。
2. A connection part of a machine tool and holding of a manipulator.
Blade consisting of a part and a tool gripper for gripping the tool shank
In the tool holder, the tool gripper can be heated by electromagnetic induction
With a coefficient of thermal expansion of 16.0 × 10-6/ ℃ or more and 7
50N / mm TwoA part that satisfies the above high strength properties
Baking by electromagnetic induction heating characterized by being made of wood
Tool holder of the tool holder suitable for cutting.
【請求項3】 工具把持部の部材はベイナイト組織のオ
ーステンパー処理ダクタイル鋳鉄であることを特徴とす
る請求項2記載の電磁誘導加熱による焼きばめに適した
刃物工具ホルダーの工具把持部。
3. The tool gripping portion of a tool holder according to claim 2, wherein the member of the tool gripping portion is austempered ductile cast iron having a bainite structure.
【請求項4】 工具把持部の部材は表面にマルテンサイ
ト系鋼またはフェライト系鋼の溶射層を形成したオース
テナイト系耐熱鋼であることを特徴とする請求項2記載
の電磁誘導加熱による焼きばめに適した刃物工具ホルダ
ーの工具把持部。
4. The shrink fit by electromagnetic induction heating according to claim 2, wherein the member of the tool holding portion is a heat resistant austenitic steel having a sprayed layer of martensitic steel or ferritic steel formed on the surface. Tool gripper of blade tool holder suitable for.
【請求項5】 工具把持部の部材は表面にマルテンサイ
ト系鋼またはフェライト系鋼の溶射層を形成したオース
テナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする請求項
2記載の電磁誘導加熱による焼きばめに適した刃物工具
ホルダーの工具把持部。
5. The shrink fit by electromagnetic induction heating according to claim 2, wherein the member of the tool holding portion is an austenitic stainless steel having a sprayed layer of martensitic steel or ferritic steel formed on the surface. Tool gripper of blade tool holder suitable for.
【請求項6】 工具把持部の部材は表面にマルテンサイ
ト系鋼またはフェライト系鋼の溶射層を形成した耐熱高
マンガン鋼であることを特徴とする請求項2記載の電磁
誘導加熱による焼きばめに適した刃物工具ホルダーの工
具把持部。
6. A shrink fit by electromagnetic induction heating according to claim 2, wherein the member of the tool gripping portion is a heat-resistant high-manganese steel having a sprayed layer of martensitic steel or ferritic steel formed on the surface. Tool gripper of blade tool holder suitable for.
【請求項7】 溶射層の厚さは0.1〜5.0mmであ
ることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載
の電磁誘導加熱による焼きばめに適した刃物工具ホルダ
ーの工具把持部。
7. The cutting tool suitable for shrink fitting by electromagnetic induction heating according to claim 4, wherein the thickness of the sprayed layer is 0.1 to 5.0 mm. Tool holder of holder.
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