JP2003089020A - 焼嵌め式工具ホルダ - Google Patents
焼嵌め式工具ホルダInfo
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- JP2003089020A JP2003089020A JP2001279005A JP2001279005A JP2003089020A JP 2003089020 A JP2003089020 A JP 2003089020A JP 2001279005 A JP2001279005 A JP 2001279005A JP 2001279005 A JP2001279005 A JP 2001279005A JP 2003089020 A JP2003089020 A JP 2003089020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼嵌め式工具ホルダにおいて、剛性及び把持
力の向上により工具の振動を低減させ、加工精度や生産
性の向上を図ることを課題とする。 【解決手段】 チャック部３と、クランプ部４とが別体
の焼嵌め式工具ホルダ１である。チャック部３の材料は
ヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内にあ
り、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃの範囲
内にあり、高い剛性と把持力を有する。これに対してク
ランプ部４は高い剛性と把持力の必要がないので、クラ
ンプ部４の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰ
ａの範囲内にある。
力の向上により工具の振動を低減させ、加工精度や生産
性の向上を図ることを課題とする。 【解決手段】 チャック部３と、クランプ部４とが別体
の焼嵌め式工具ホルダ１である。チャック部３の材料は
ヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内にあ
り、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃの範囲
内にあり、高い剛性と把持力を有する。これに対してク
ランプ部４は高い剛性と把持力の必要がないので、クラ
ンプ部４の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰ
ａの範囲内にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削、研削等に用
いられる工具を工作機械の主軸に装着するための焼嵌め
式工具ホルダに関する。
いられる工具を工作機械の主軸に装着するための焼嵌め
式工具ホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の焼嵌め式工具ホルダ１を示
し（特開２０００−１２６９６１号公報参照）、ここで
はチャック部３とクランプ部４とが別体に構成され、工
具２の軸部２Ａは焼嵌め式によってチャック部３の挿入
孔３Ｂに保持されている。焼嵌め式は、工具２とチャッ
ク部３（チャック部３とクランプ部４とが一体のときは
工具ホルダ１）との材料の熱膨張率の差を利用した着脱
方式であり、チャック部３の熱膨張率を工具２の熱膨張
率よりも大きくする。チャック部３を加熱して膨張さ
せ、この挿入孔３Ｂに工具２の軸部２Ａを嵌め合わせ、
室温に戻せば、チャック部３は収縮して挿入孔３Ｂと軸
部２Ａとの間に保持力が発生し、組み合わせ体となる。
し（特開２０００−１２６９６１号公報参照）、ここで
はチャック部３とクランプ部４とが別体に構成され、工
具２の軸部２Ａは焼嵌め式によってチャック部３の挿入
孔３Ｂに保持されている。焼嵌め式は、工具２とチャッ
ク部３（チャック部３とクランプ部４とが一体のときは
工具ホルダ１）との材料の熱膨張率の差を利用した着脱
方式であり、チャック部３の熱膨張率を工具２の熱膨張
率よりも大きくする。チャック部３を加熱して膨張さ
せ、この挿入孔３Ｂに工具２の軸部２Ａを嵌め合わせ、
室温に戻せば、チャック部３は収縮して挿入孔３Ｂと軸
部２Ａとの間に保持力が発生し、組み合わせ体となる。
【０００３】従来例の各部の熱膨張率は、工具２が約
４．４〜６．５×１０-6／°Ｃ（超硬合金の場合）又は
１０．６×１０-6／°Ｃ（高速度工具鋼（通称，ハイ
ス）の場合）であり、チャック部３が１３．５×１０-6
／°Ｃ以上の値である。熱膨張率が１３．５×１０-6／
°Ｃ以上の材料として特に好ましいのは、析出硬化又は
加工硬化によって強化されたオーステナイト組織を有す
る鉄系材料である。
４．４〜６．５×１０-6／°Ｃ（超硬合金の場合）又は
１０．６×１０-6／°Ｃ（高速度工具鋼（通称，ハイ
ス）の場合）であり、チャック部３が１３．５×１０-6
／°Ｃ以上の値である。熱膨張率が１３．５×１０-6／
°Ｃ以上の材料として特に好ましいのは、析出硬化又は
加工硬化によって強化されたオーステナイト組織を有す
る鉄系材料である。
【０００４】図２の従来例において、熱膨張率の高い材
料は硬度が比較的小さく、高価で加工が困難なので、ク
ランプ部４は熱膨張率がチャック部３よりも小さい合金
鋼で製作され、工具ホルダ全体としての硬度不足、加工
の困難性、コストの上昇を避けている。クランプ部４の
内側端面（左端面）４Ａにチャック部３の内側端面（右
端面）３Ａが溶接又はロウ付け等によって接合されてい
る。クランプ部４の内側端面４Ａとチャック部３の内側
端面３Ａとの接合面５は軸線に対して垂直な面であり、
クランプ部４は工作機械の主軸に装着される。
料は硬度が比較的小さく、高価で加工が困難なので、ク
ランプ部４は熱膨張率がチャック部３よりも小さい合金
鋼で製作され、工具ホルダ全体としての硬度不足、加工
の困難性、コストの上昇を避けている。クランプ部４の
内側端面（左端面）４Ａにチャック部３の内側端面（右
端面）３Ａが溶接又はロウ付け等によって接合されてい
る。クランプ部４の内側端面４Ａとチャック部３の内側
端面３Ａとの接合面５は軸線に対して垂直な面であり、
クランプ部４は工作機械の主軸に装着される。
【０００５】従来例において熱膨張率が１３．５×１０
-6／°Ｃ以上の材料として、オーステナイト組織を有す
る鉄系材料を指定している。しかし、オーステナイト組
織の鉄系材料のヤング率は２００ＧＰａ未満であって剛
性が乏しいので、工具２の軸部２Ａの外方のチャック部
３は、厚みが少なく弱い部分となる。従来例ではチャッ
ク部３の熱膨張率を大きくしたので工具２の把持力が高
くなったが、ヤング率が小さくなって、工具２を保持す
る部分の剛性が低下するので、加工時の工具２の振動が
増大し、加工精度の悪化や生産性の低下を招く。そし
て、金型などの深彫加工に従来技術を適用しても、高速
高送り加工ができず、工具の振動を考慮しつつ、作業性
を低下させ、長い加工時間をかけて加工することとな
る。
-6／°Ｃ以上の材料として、オーステナイト組織を有す
る鉄系材料を指定している。しかし、オーステナイト組
織の鉄系材料のヤング率は２００ＧＰａ未満であって剛
性が乏しいので、工具２の軸部２Ａの外方のチャック部
３は、厚みが少なく弱い部分となる。従来例ではチャッ
ク部３の熱膨張率を大きくしたので工具２の把持力が高
くなったが、ヤング率が小さくなって、工具２を保持す
る部分の剛性が低下するので、加工時の工具２の振動が
増大し、加工精度の悪化や生産性の低下を招く。そし
て、金型などの深彫加工に従来技術を適用しても、高速
高送り加工ができず、工具の振動を考慮しつつ、作業性
を低下させ、長い加工時間をかけて加工することとな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、焼嵌め式工
具ホルダにおいて、その材料の剛性及び把持力の向上に
よって工具の振動を低減させ、加工精度や生産性の向上
を図ることを第１課題とし、金型の深彫加工等に必要な
高速高送り加工に適したものとすることを第２課題と
し、焼嵌め式工具ホルダを安価に提供することを第３課
題とする。
具ホルダにおいて、その材料の剛性及び把持力の向上に
よって工具の振動を低減させ、加工精度や生産性の向上
を図ることを第１課題とし、金型の深彫加工等に必要な
高速高送り加工に適したものとすることを第２課題と
し、焼嵌め式工具ホルダを安価に提供することを第３課
題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、切削や研削を
行う工具を保持する焼嵌め式工具ホルダにおいて、その
材料はヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内
にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
（１４×１０-6／°Ｃ〜１８×１０-6／°Ｃ）の範囲内
にあることを第１構成とする。なお、前記材料（例えば
炭素鋼又は合金鋼の粉末材）を十分に混合して粉末材料
となし、この粉末材料を圧縮成形して成形体を成形し、
成形体を加熱、焼結して焼結体を形成し、必要ならば焼
結体を加熱し熱間加工を行って、焼嵌め式工具ホルダと
することができる。
行う工具を保持する焼嵌め式工具ホルダにおいて、その
材料はヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内
にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
（１４×１０-6／°Ｃ〜１８×１０-6／°Ｃ）の範囲内
にあることを第１構成とする。なお、前記材料（例えば
炭素鋼又は合金鋼の粉末材）を十分に混合して粉末材料
となし、この粉末材料を圧縮成形して成形体を成形し、
成形体を加熱、焼結して焼結体を形成し、必要ならば焼
結体を加熱し熱間加工を行って、焼嵌め式工具ホルダと
することができる。
【０００８】本発明は、第１構成において、前記材料は
炭素含有量が０．１％以下の鉄又は鉄基合金中に、１０
体積％〜３０体積％の範囲内の硼化物を含有する高熱膨
張率の鉄基材料とすることを第２構成とする。ここで、
鉄とは不可避的な不純物を含む純鉄であり、鉄基合金は
炭素量が０．１％以下で、鉄以外にクロムＣｒ，モリブ
デンＭｏ，バナジウムＶ，マンガンＭｎなどの成分を含
む鉄基合金である。なお、硼化物として硼化チタンＴｉ
Ｂ2 が好適である。
炭素含有量が０．１％以下の鉄又は鉄基合金中に、１０
体積％〜３０体積％の範囲内の硼化物を含有する高熱膨
張率の鉄基材料とすることを第２構成とする。ここで、
鉄とは不可避的な不純物を含む純鉄であり、鉄基合金は
炭素量が０．１％以下で、鉄以外にクロムＣｒ，モリブ
デンＭｏ，バナジウムＶ，マンガンＭｎなどの成分を含
む鉄基合金である。なお、硼化物として硼化チタンＴｉ
Ｂ2 が好適である。
【０００９】本発明は、切削や研削を行う工具を保持す
るチャック部と、工作機械の主軸に締結されるクランプ
部とが別体の焼嵌め式工具ホルダにおいて、チャック部
の材料はヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲
内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
の範囲内にあり、工作機械の主軸に取付けするためのク
ランプ部の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰ
ａの範囲内にある炭素鋼もしくは合金鋼からなることを
第３構成とする。ここに炭素鋼又は合金鋼とは、構造用
炭素鋼ＳＣ材、クロムモリブデン鋼ＳＣＭ材、クロム鋼
ＳＣｒ材、ニッケルクロム鋼ＳＮＣ材、ニッケルクロム
モリブデン鋼ＳＮＣＭ材、アルミニウムクロムモリブデ
ン鋼ＳＡＣＭ材などをいう。そして、チャック部とクラ
ンプ部との接合部は、軸線に略平行な環状面とすること
（半径方向に材料が変わる）及び軸線と略垂直な面とす
ること（軸線方向に材料を変える）がある。なお、第３
構成において、チャック部の材料を炭素含有量が０．１
％以下の鉄又は鉄基合金中に、１０体積％〜３０体積％
の範囲の硼化物を含有するものとすることができる。
るチャック部と、工作機械の主軸に締結されるクランプ
部とが別体の焼嵌め式工具ホルダにおいて、チャック部
の材料はヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲
内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
の範囲内にあり、工作機械の主軸に取付けするためのク
ランプ部の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰ
ａの範囲内にある炭素鋼もしくは合金鋼からなることを
第３構成とする。ここに炭素鋼又は合金鋼とは、構造用
炭素鋼ＳＣ材、クロムモリブデン鋼ＳＣＭ材、クロム鋼
ＳＣｒ材、ニッケルクロム鋼ＳＮＣ材、ニッケルクロム
モリブデン鋼ＳＮＣＭ材、アルミニウムクロムモリブデ
ン鋼ＳＡＣＭ材などをいう。そして、チャック部とクラ
ンプ部との接合部は、軸線に略平行な環状面とすること
（半径方向に材料が変わる）及び軸線と略垂直な面とす
ること（軸線方向に材料を変える）がある。なお、第３
構成において、チャック部の材料を炭素含有量が０．１
％以下の鉄又は鉄基合金中に、１０体積％〜３０体積％
の範囲の硼化物を含有するものとすることができる。
【００１０】
【作用】本発明の第１構成の作用について説明する。焼
嵌め式工具ホルダの材料は、ヤング率が２００ＧＰａ未
満では剛性の確保が困難であり、ヤング率が２５０ＧＰ
ａ以上では熱膨張率を１４×１０-6／°Ｃ以上に保つこ
とができない。また、工具ホルダの熱膨張率は、１４×
１０-6／°Ｃ未満では高速度工具鋼の工具の保持力の確
保が困難であり、１８×１０-6／°Ｃ以上では工具ホル
ダの材料強度が低下して工具保持部が使用中に変形する
ことがある。従って、第１構成の焼嵌め式工具ホルダの
材料は、ヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲
内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
の範囲内にあることとした。このように、従来例に比べ
て、ヤング率及び熱膨張率の双方が高くなったので、高
い工具の保持力を有し、また剛性が高く、工具ホルダの
撓みを従来よりも低減でき、金型などの深彫加工におい
ても高速高送りが可能な工具ホルダが得られる。
嵌め式工具ホルダの材料は、ヤング率が２００ＧＰａ未
満では剛性の確保が困難であり、ヤング率が２５０ＧＰ
ａ以上では熱膨張率を１４×１０-6／°Ｃ以上に保つこ
とができない。また、工具ホルダの熱膨張率は、１４×
１０-6／°Ｃ未満では高速度工具鋼の工具の保持力の確
保が困難であり、１８×１０-6／°Ｃ以上では工具ホル
ダの材料強度が低下して工具保持部が使用中に変形する
ことがある。従って、第１構成の焼嵌め式工具ホルダの
材料は、ヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲
内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
の範囲内にあることとした。このように、従来例に比べ
て、ヤング率及び熱膨張率の双方が高くなったので、高
い工具の保持力を有し、また剛性が高く、工具ホルダの
撓みを従来よりも低減でき、金型などの深彫加工におい
ても高速高送りが可能な工具ホルダが得られる。
【００１１】本発明の第２構成の作用について説明す
る。工具ホルダの材料中に、ヤング率向上のために配合
する硬質粒子として、硼化物を採用する。硼化物を選定
した理由は、硼化物は鉄の固溶がほとんどなく、基地の
鉄合金との結合性がよく、炭化物や窒化物より安定して
基地に存在できるためである。硼化物としては、元素周
期律表第４族（チタンＴｉ，ジルコニウムＺｒ，ハフニ
ウムＨｆ）が望ましい。特に硼化チタンＴｉＢ2 は、比
重が４．６と小さく、かつヤング率が５５０ＧＰａと高
いため本発明に適している。硼化チタンＴｉＢ2 の配合
比率は、１０体積％未満ではヤング率の向上が行われ
ず、３０体積％を越えると、基地の鉄及び鉄合金の割合
が低くなるため熱膨張率の低下が生ずるので、１０体積
％〜３０体積％が適している。また、硼化物、特に硼化
チタンＴｉＢ2 を硬質粒子として配合する場合、基地に
炭素が含有していると、この炭素が硼化物の硼素と置換
して炭化物となり本発明から逸脱する。そこで、炭素が
硼化物の硼素と置換しないように、基地の鉄及び鉄合金
に含有する炭素量を０．１％以下とする。なお、第２構
成が、第１構成の作用を共有することは当然である。
る。工具ホルダの材料中に、ヤング率向上のために配合
する硬質粒子として、硼化物を採用する。硼化物を選定
した理由は、硼化物は鉄の固溶がほとんどなく、基地の
鉄合金との結合性がよく、炭化物や窒化物より安定して
基地に存在できるためである。硼化物としては、元素周
期律表第４族（チタンＴｉ，ジルコニウムＺｒ，ハフニ
ウムＨｆ）が望ましい。特に硼化チタンＴｉＢ2 は、比
重が４．６と小さく、かつヤング率が５５０ＧＰａと高
いため本発明に適している。硼化チタンＴｉＢ2 の配合
比率は、１０体積％未満ではヤング率の向上が行われ
ず、３０体積％を越えると、基地の鉄及び鉄合金の割合
が低くなるため熱膨張率の低下が生ずるので、１０体積
％〜３０体積％が適している。また、硼化物、特に硼化
チタンＴｉＢ2 を硬質粒子として配合する場合、基地に
炭素が含有していると、この炭素が硼化物の硼素と置換
して炭化物となり本発明から逸脱する。そこで、炭素が
硼化物の硼素と置換しないように、基地の鉄及び鉄合金
に含有する炭素量を０．１％以下とする。なお、第２構
成が、第１構成の作用を共有することは当然である。
【００１２】本発明の第３構成の作用について説明す
る。工具の保持力の強化と工具ホルダの剛性の確保とい
う本発明の目的は、焼嵌め式工具ホルダのチャック部に
関するものであり、クランプ部にはそれが必要ではな
い。そこで、第３構成の焼嵌め式工具ホルダは、工具を
保持するチャック部と、工作機械の主軸への取付けを行
うクランプ部とを別体となし、保持力の強化（熱膨張率
の向上）と剛性の確保に役立つ材料の使用をチャック部
だけに限定した。本発明の第３構成においては、チャッ
ク部に本発明の第１構成・第２構成と同じ材料を使用
し、クランプ部にはヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０Ｇ
Ｐａの範囲内にある炭素鋼もしくは合金鋼を使用する。
なお、炭素鋼又は合金鋼としては、通常ＳＣＭ材が使用
されているが、用途に応じてＳＣ材、ＳＣｒ材、ＳＮＣ
材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣＭ材などが選択される。クラン
プ部に接合されたチャック部には、必要に応じて表面処
理を施す。表面処理として浸炭焼き入れや窒化が適用で
きる。この場合、工具ホルダの傷付きを防ぐため、表面
硬度は６００Ｈｖ以上で、硬化深さを０．１ｍｍ以上と
する。表面処理は、チャック部とクランプ部とが同一で
も異なっていてもよい。例えば、チャック部は窒化で、
クランプ部は高周波焼入れ又は浸炭焼入れという組み合
わせでもよい。
る。工具の保持力の強化と工具ホルダの剛性の確保とい
う本発明の目的は、焼嵌め式工具ホルダのチャック部に
関するものであり、クランプ部にはそれが必要ではな
い。そこで、第３構成の焼嵌め式工具ホルダは、工具を
保持するチャック部と、工作機械の主軸への取付けを行
うクランプ部とを別体となし、保持力の強化（熱膨張率
の向上）と剛性の確保に役立つ材料の使用をチャック部
だけに限定した。本発明の第３構成においては、チャッ
ク部に本発明の第１構成・第２構成と同じ材料を使用
し、クランプ部にはヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０Ｇ
Ｐａの範囲内にある炭素鋼もしくは合金鋼を使用する。
なお、炭素鋼又は合金鋼としては、通常ＳＣＭ材が使用
されているが、用途に応じてＳＣ材、ＳＣｒ材、ＳＮＣ
材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣＭ材などが選択される。クラン
プ部に接合されたチャック部には、必要に応じて表面処
理を施す。表面処理として浸炭焼き入れや窒化が適用で
きる。この場合、工具ホルダの傷付きを防ぐため、表面
硬度は６００Ｈｖ以上で、硬化深さを０．１ｍｍ以上と
する。表面処理は、チャック部とクランプ部とが同一で
も異なっていてもよい。例えば、チャック部は窒化で、
クランプ部は高周波焼入れ又は浸炭焼入れという組み合
わせでもよい。
【００１３】第３構成の製造方法について説明する。
（クラッド法）クランプ部用材料として、一般的には炭
素鋼又は合金鋼として使用されているＳＣＭ材を用意
し、用途に応じて選択されるＳＣ材、ＳＣｒ材、ＳＮＣ
材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣＭ材等をも用意する。クランプ
部用材料で作った容器に、焼結後に所定の組成となる硼
化物を含有する高熱膨張率の鉄基材料となるための原料
粉末を、真空封入し、熱間加工を施す。押出し材の中央
部には、所定の縦弾性率を有する複合材料が形成され、
その外周には、クランプ部用材料が配されたクラッド棒
ができる。この場合、複合材料の中央に軟鋼を配置して
三重のクラッド材として、工具ホルダのクーラント穴の
加工を容易にすることも可能である。このクラッド棒を
機械加工し、必要に応じて浸炭焼入れや窒化などの表面
処理を施す。
（クラッド法）クランプ部用材料として、一般的には炭
素鋼又は合金鋼として使用されているＳＣＭ材を用意
し、用途に応じて選択されるＳＣ材、ＳＣｒ材、ＳＮＣ
材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣＭ材等をも用意する。クランプ
部用材料で作った容器に、焼結後に所定の組成となる硼
化物を含有する高熱膨張率の鉄基材料となるための原料
粉末を、真空封入し、熱間加工を施す。押出し材の中央
部には、所定の縦弾性率を有する複合材料が形成され、
その外周には、クランプ部用材料が配されたクラッド棒
ができる。この場合、複合材料の中央に軟鋼を配置して
三重のクラッド材として、工具ホルダのクーラント穴の
加工を容易にすることも可能である。このクラッド棒を
機械加工し、必要に応じて浸炭焼入れや窒化などの表面
処理を施す。
【００１４】（焼結法：その１）クランプ部用材料とし
て、一般的には合金鋼として使用されているＳＣＭ材を
用意し、用途に応じて選択されるＳＣ材、ＳＣｒ材、Ｓ
ＮＣ材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣＭ材等をも用意する。クラ
ンプ部用材料で作った環状部材を成形型に配し、その内
部に焼結後に所定の組成となる硼化物を含有する鉄基材
料となるための原料粉末を充填し、加圧成形する。その
鉄基材料を焼結する。この場合、焼結はＨＩＰ（高温静
水圧プレス）を使用しても良い。また、この時に、焼嵌
め式工具ホルダのクーラント穴の加工を容易にするため
に、鉄基材料の中央に軟鋼を配してもよい。そして、鉄
基材料に熱間加工（熱間鍛造など）を施し、密度を上げ
ることにより、所定のヤング率と熱膨張率を得る。その
後、この焼結体を機械加工し、必要に応じて浸炭焼入れ
や窒化などの表面処理を施す。
て、一般的には合金鋼として使用されているＳＣＭ材を
用意し、用途に応じて選択されるＳＣ材、ＳＣｒ材、Ｓ
ＮＣ材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣＭ材等をも用意する。クラ
ンプ部用材料で作った環状部材を成形型に配し、その内
部に焼結後に所定の組成となる硼化物を含有する鉄基材
料となるための原料粉末を充填し、加圧成形する。その
鉄基材料を焼結する。この場合、焼結はＨＩＰ（高温静
水圧プレス）を使用しても良い。また、この時に、焼嵌
め式工具ホルダのクーラント穴の加工を容易にするため
に、鉄基材料の中央に軟鋼を配してもよい。そして、鉄
基材料に熱間加工（熱間鍛造など）を施し、密度を上げ
ることにより、所定のヤング率と熱膨張率を得る。その
後、この焼結体を機械加工し、必要に応じて浸炭焼入れ
や窒化などの表面処理を施す。
【００１５】（焼結法：その２）クランプ部に相当する
部分を、合金鋼成分の粉末で、中央部は高熱膨張率の鉄
基材料の粉末で成形し、同時に焼結してもよい。そし
て、複合焼結体の鉄系材料に対して、熱間加工を施し、
密度を上げることにより、所定のヤング率と熱膨張率を
得る。この場合、鉄基材料の中央に軟鋼を配してもよ
い。その後、この焼結体を機械加工し、必要に応じて、
浸炭焼入れや窒化などの表面処理を施す。
部分を、合金鋼成分の粉末で、中央部は高熱膨張率の鉄
基材料の粉末で成形し、同時に焼結してもよい。そし
て、複合焼結体の鉄系材料に対して、熱間加工を施し、
密度を上げることにより、所定のヤング率と熱膨張率を
得る。この場合、鉄基材料の中央に軟鋼を配してもよ
い。その後、この焼結体を機械加工し、必要に応じて、
浸炭焼入れや窒化などの表面処理を施す。
【００１６】（その他の方法）前記の３製造方法もしく
は溶解法により所定のヤング率を得るようにした硼化物
を含有する鉄基材料によるチャック部材を用意する。ま
た、クランプ部用材料として、一般的には合金鋼として
使用されているＳＣＭ材を用意し、用途に応じて選択さ
れるＳＣ材、ＳＣｒ材、ＳＮＣ材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣ
Ｍ材等をも用意し、このクランプ部用材料でクランプ部
材を作る。チャック部材をクランプ部材の内周もしくは
端面にて、ロウ付け、摩擦溶接、圧入、焼きばめ、接
着、放電接合などで接合する。
は溶解法により所定のヤング率を得るようにした硼化物
を含有する鉄基材料によるチャック部材を用意する。ま
た、クランプ部用材料として、一般的には合金鋼として
使用されているＳＣＭ材を用意し、用途に応じて選択さ
れるＳＣ材、ＳＣｒ材、ＳＮＣ材、ＳＮＣＭ材、ＳＡＣ
Ｍ材等をも用意し、このクランプ部用材料でクランプ部
材を作る。チャック部材をクランプ部材の内周もしくは
端面にて、ロウ付け、摩擦溶接、圧入、焼きばめ、接
着、放電接合などで接合する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第３構成の実施の
形態を示す。図１の焼嵌め式工具ホルダ１は、切削や研
削を行う工具２を保持するチャック部３と、工作機械の
主軸に締結されるクランプ部４とが別体であり、チャッ
ク部３とクランプ部４とが、軸線に略平行な環状の接合
面５で接合されている。チャック部３の内端部（右端
部）の突出した環状の外周接合面と、クランプ部４の内
端部（左端部）の突出した環状の内周接合面とは同一面
積である。なお、工具２の軸部２Ａは焼嵌め式によって
チャック部３の挿入孔３Ｂに保持されている。
形態を示す。図１の焼嵌め式工具ホルダ１は、切削や研
削を行う工具２を保持するチャック部３と、工作機械の
主軸に締結されるクランプ部４とが別体であり、チャッ
ク部３とクランプ部４とが、軸線に略平行な環状の接合
面５で接合されている。チャック部３の内端部（右端
部）の突出した環状の外周接合面と、クランプ部４の内
端部（左端部）の突出した環状の内周接合面とは同一面
積である。なお、工具２の軸部２Ａは焼嵌め式によって
チャック部３の挿入孔３Ｂに保持されている。
【００１８】
【発明の効果】請求項１及び２の焼嵌め式工具ホルダの
材料は、ヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲
内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
の範囲内にある。こうしたヤング率と熱膨張率の範囲の
選択により、焼嵌め式工具ホルダの剛性及び把持力の向
上により、工具の振動や工具の破損が低減し、加工品の
加工精度が向上し、切削加工の加工効率が大幅に向上す
る。そして、この工具ホルダは、金型の深彫加工等に必
要な高速高送り加工に適したものである。請求項３の焼
嵌め式工具ホルダは、チャック部の材料はヤング率が２
００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内にあり、かつ熱膨張
率が１４から１８×１０-6／°Ｃの範囲内にあり、クラ
ンプ部の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰａ
の範囲内にある。このように、高い剛性と把持力が必要
なチャック部が請求項１と同じ高ヤング率かつ高熱膨張
率の材料で製造され、高い剛性と把持力の必要がないク
ランプ部が安価な材料で製造されるので、必要な強度を
維持しつつ、焼嵌め式工具ホルダを安価に提供すること
ができる。
材料は、ヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲
内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０-6／°Ｃ
の範囲内にある。こうしたヤング率と熱膨張率の範囲の
選択により、焼嵌め式工具ホルダの剛性及び把持力の向
上により、工具の振動や工具の破損が低減し、加工品の
加工精度が向上し、切削加工の加工効率が大幅に向上す
る。そして、この工具ホルダは、金型の深彫加工等に必
要な高速高送り加工に適したものである。請求項３の焼
嵌め式工具ホルダは、チャック部の材料はヤング率が２
００ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内にあり、かつ熱膨張
率が１４から１８×１０-6／°Ｃの範囲内にあり、クラ
ンプ部の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰａ
の範囲内にある。このように、高い剛性と把持力が必要
なチャック部が請求項１と同じ高ヤング率かつ高熱膨張
率の材料で製造され、高い剛性と把持力の必要がないク
ランプ部が安価な材料で製造されるので、必要な強度を
維持しつつ、焼嵌め式工具ホルダを安価に提供すること
ができる。
【図１】本発明の第３構成の焼嵌め式工具ホルダの実施
の形態を示す図である。
の形態を示す図である。
【図２】従来のチャック部とクランプとが別体の工具ホ
ルダを示す図である。
ルダを示す図である。
１ 焼嵌め式工具ホルダ
２ 工具
３ チャック部
４ クランプ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山田 茂樹
愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛
三工業株式会社内
(72)発明者 林 賢二
愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛
三工業株式会社内
(72)発明者 西野 和彰
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１株式会社豊田中央研究所内
(72)発明者 松本 伸彦
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１株式会社豊田中央研究所内
(72)発明者 池畑 秀哲
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１株式会社豊田中央研究所内
Ｆターム(参考） 3C016 FA03
Claims (3)
- 【請求項１】 工具を保持する焼嵌め式工具ホルダにお
いて、その材料はヤング率が２００ＧＰａ〜２５０ＧＰ
ａの範囲内にあり、かつ熱膨張率が１４から１８×１０
-6／°Ｃの範囲内にあることを特徴とする焼嵌め式工具
ホルダ。 - 【請求項２】 前記材料は炭素含有量が０．１％以下の
鉄又は鉄基合金中に、１０体積％〜３０体積％の範囲内
の硼化物を含有する請求項１記載の焼嵌め式工具ホル
ダ。 - 【請求項３】 工具を保持するチャック部と、工作機械
の主軸に締結されるクランプ部とが別体の焼嵌め式工具
ホルダにおいて、チャック部の材料はヤング率が２００
ＧＰａ〜２５０ＧＰａの範囲内にあり、かつ熱膨張率が
１４から１８×１０-6／°Ｃの範囲内にあり、クランプ
部の材料はヤング率が１８０ＧＰａ〜２２０ＧＰａの範
囲内にあることを特徴とする焼嵌め式工具ホルダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279005A JP2003089020A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 焼嵌め式工具ホルダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279005A JP2003089020A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 焼嵌め式工具ホルダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003089020A true JP2003089020A (ja) | 2003-03-25 |
Family
ID=19103275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001279005A Pending JP2003089020A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 焼嵌め式工具ホルダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003089020A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161502A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Mst Corporation | 工具ホルダ選択方法、工具ホルダ選択装置及び記録媒体 |
| WO2008111226A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Daishowa Seiki Co., Ltd. | 焼嵌め式工具ホルダ |
| WO2008111225A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Daishowa Seiki Co., Ltd. | 焼嵌め式工具ホルダ |
| EP2299439A1 (de) * | 2009-09-22 | 2011-03-23 | Gühring OHG | Schrumpffutter |
| CN114728392A (zh) * | 2019-11-12 | 2022-07-08 | 基斯特勒控股公司 | 具有力传感器的切削机床、用于操作这种切削机床的方法以及用于校准这种切削机床的力传感器的方法 |
-
2001
- 2001-09-14 JP JP2001279005A patent/JP2003089020A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161502A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Mst Corporation | 工具ホルダ選択方法、工具ホルダ選択装置及び記録媒体 |
| WO2008111226A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Daishowa Seiki Co., Ltd. | 焼嵌め式工具ホルダ |
| WO2008111225A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Daishowa Seiki Co., Ltd. | 焼嵌め式工具ホルダ |
| EP2299439A1 (de) * | 2009-09-22 | 2011-03-23 | Gühring OHG | Schrumpffutter |
| WO2011035768A1 (de) * | 2009-09-22 | 2011-03-31 | Gühring Ohg | Schrumpffutter |
| CN114728392A (zh) * | 2019-11-12 | 2022-07-08 | 基斯特勒控股公司 | 具有力传感器的切削机床、用于操作这种切削机床的方法以及用于校准这种切削机床的力传感器的方法 |
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