JP2004058176A - 工具焼嵌め方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置本体1に工具ホルダ2のシャンク部3を装着し、工具ホルダ2には工具挿入穴4を有する非磁性材料から成る工具保持部5が上方に向けて突出している。工具保持部5の上部に、磁性材料から成る円筒状の加熱リング6を嵌合する。加熱リング6の外側に電磁コイル7を配置し高周波電流を通電して、加熱リング6に対し電磁誘導加熱を行うと、加熱リング6は短時間で有効に加熱され、工具保持部5に伝熱する。工具保持部5が十分に加熱され、工具挿入穴4の径が拡大すると、工具挿入穴4内に工具Tを挿入する。その後に、加熱リング6への加熱を停止して加熱リング6を取り外し、工具保持部5を冷却すると、工具挿入穴4の径は縮小して工具Tを緊締し、工具Tの工具ホルダ2への焼嵌めが完了する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の主軸に装着して用いる工具ホルダに対する工具焼嵌め方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から工具ホルダに対し工具を着脱する方法として、焼嵌めによる方法が知られている。この焼嵌めには、例えば熱風加熱方式や電磁誘導加熱方式があり、前者の熱風加熱方式は電熱ヒータを使用して空気を高温に加熱して熱風を工具の刃物挿入部に吹き当てて加熱し、膨張した工具挿入穴に工具を挿入した後に冷却する方式であるが、加熱時間を要する。
【0003】
また、後者の電磁誘導加熱方式は工具ホルダの焼嵌めする部位の周囲に電磁コイルを配置し、この電磁コイルに高周波電流を流すことにより渦電流を発生させて工具ホルダを加熱する方式であり、電流の容量によって短時間で焼嵌め温度に達するなど効率が高い。
【0004】
また最近の焼嵌め方式では、工具ホルダの熱膨張係数が高いほうが加熱温度が低くて済むことから、特開平11ー48007号公報に開示されているように、時効硬化処理を行ったオーステナイト系のステンレス鋼などの材料を工具ホルダに採用するなど、非磁性材料を用いることが提案されている。
【0005】
このことは、従来の生産現場である工場内では、これまで使用してきた磁性材料による工具ホルダと、前述した非磁性材料を用いた工具ホルダとが混用され、混乱することが予想される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電磁誘導加熱方式の焼嵌め装置で工具ホルダを加熱する場合に、電磁誘導では発熱し難い非磁性材料の工具ホルダでは加熱効率が低く、その分だけ加熱時間が長くなってしまうという問題点がある。また、通常の磁性材料の焼嵌めホルダと混用する場合には、その都度、装置の加熱時間や出力等の設定を変更しなければならない。
【0007】
焼嵌め式の工具ホルダを必要以上に加熱すると組織が変化し、硬度がなまってしまったり変形等が起こり、使用できなくなってしまうことがあるため、上記のように混用することは、非磁性材料の工具ホルダにおいては危険性が高い。
【0008】
最近では、工具ホルダと熱膨張係数が同じバイス系の刃物を焼嵌め、焼外しすることが行われることがある。これは、焼外しの際に出力の大きな電磁誘導加熱装置で短時間に外側のホルダだけを加熱して、刃物が熱くならないうちに抜き取ってしまう方法である。この方法は工具ホルダが磁性材料の場合は有効であるが、非磁性材料から成るホルダの場合には、バイス系の刃物を使用すると、刃物の方が先に加熱されてしまい、抜き取りができなくなるという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、非磁性材料を使用した工具ホルダヘの焼嵌めによる工具着脱を、磁性材料から成る加熱部材への電磁誘導加熱により効率良く実施できる工具焼嵌め方法及び装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る工具焼嵌め方法は、工具ホルダの先端の工具挿入穴内に工具を焼嵌めするに際し、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外側に磁性材料から成る加熱部材を当接し、電磁誘導加熱により前記加熱部材を加熱し、前記工具保持部分に伝熱して前記工具挿入穴の内径を変化させることにより前記工具を着脱することを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る工具焼嵌め装置は、工具ホルダの工具挿入穴に工具を焼嵌めする装置において、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外周に装着する磁性材料から成る加熱部材と、該加熱部材を電磁誘導加熱により加熱する手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は構成図を示しており、装置本体1に工具ホルダ2のシャンク部3を装着し、工具ホルダ2には工具挿入穴4を有する円柱状の工具保持部5が上方に向けて突出している。そして、工具保持部5の上部に、円筒状の加熱リング6を嵌合する。
【0013】
工具ホルダ2のうちの少なくとも工具保持部5は、例えばオーステナイトステンレス等から成る非磁性材料から成り、加熱リング6は電磁誘導により加熱可能な磁性材料から成っている。
【0014】
加熱リング6の外側に電磁コイル7を配置し、電磁コイル7に高周波電流を通電して、加熱リング6に対し電磁誘導加熱を行うと、加熱リング6は短時間で有効に加熱され、工具保持部5に伝熱する。そして、工具保持部5が十分に加熱され、工具挿入穴4の径が拡大すると、この工具挿入穴4内に必要な工具Tを挿入する。
【0015】
その後に、加熱リング6への加熱を停止して加熱リング6を取り外し、工具保持部5を自然放熱又は積極的に冷却する。冷却により、工具挿入穴4の径は縮小して工具Tを緊締し、工具Tの工具ホルダ2への焼嵌めが完了する。
【0016】
なお、工具Tを外す場合には、再び工具保持部5に加熱リング6を取り付け、電磁コイルを用いて加熱リング6を加熱して工具挿入穴4の内径を拡大してから、工具Tを抜き取ればよい。
【0017】
図2及び図3は加熱リング6の平面図及び断面図を示し、図2(a)、図3(a)では加熱リング6の1個所にスリット6aを設け、加熱リング6の内径を可変として、工具保持部5の任意の位置に嵌合できるようにしている。
【0018】
また、図2(b)、図3(b)においては、加熱リング6に4個のすり割り6b、6cを形成し、相対する2個のすり割り6bは上方から、他の2個のすり割り6cは下方から、中間部まで切削し、(a)と同様に工具保持部5に嵌合できるようにされている。
【0019】
更に、図2(c)、図3(c)では、加熱リング6は左右に2分割され、止め輪6dによって一体化し、工具保持部5に固定し得るようにされている。
【0020】
図4は加熱リング6’を工具保持部5’に固定して一体構造とした第2の実施の形態を示し、加熱リング6’は焼嵌め、焼外し作業後も工具保持部5’から取り外すことはない。工具保持部5’の焼嵌め部分は細く形成され、その部分に加熱リング6’が嵌合され、軸方向に止め輪6eにより固定されている。
【0021】
この第2の実施の形態によれば、生産現場で磁性材料による工具ホルダと非磁性材料を用いた工具ホルダとが混用されていても、電磁コイル7’による電磁誘導加熱による焼嵌め方法によった確実に工具の着脱が可能となり、作業能率も格段に向上する。
【0022】
また、加熱リング6’が工具ホルダ2にー体化されているため、加熱リング6’の取り外し、取り付けの手間が省け、作業効率が向上する。
【0023】
更に、熱膨張係数の大きな非磁性材料を工具保持部5、5’に使用すると、加熱温度を高く上げなくとも焼嵌めが可能という有利な面と、電磁誘導加熱方式でも他の磁性材料と同様に使用できるようになり、用途も拡大する。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る工具焼嵌め方法及び装置は、工具保持部の外側に配置した加熱部材を電磁誘導により加熱することによって、工具ホルダに効率良く工具を焼嵌めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の構成図である。
【図2】加熱リングの平面図である。
【図3】加熱リングの断面図である。
【図4】第2の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
1 装置本体
2 工具ホルダ
3 シャンク部
4 工具挿入穴
5 工具保持部
6 加熱リング
Claims (5)
- 工具ホルダの先端の工具挿入穴内に工具を焼嵌めするに際し、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外側に磁性材料から成る加熱部材を当接し、電磁誘導加熱により前記加熱部材を加熱し、前記工具保持部分に伝熱して前記工具挿入穴の内径を変化させることにより前記工具を着脱することを特徴とする工具焼嵌め方法。
- 工具ホルダの工具挿入穴に工具を焼嵌めする装置において、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外周に装着する磁性材料から成る加熱部材と、該加熱部材を電磁誘導加熱により加熱する手段とを備えたことを特徴とする工具焼嵌め装置。
- 前記加熱部材は円筒形の加熱リングであることを特徴とする請求項2に記載の工具焼嵌め装置。
- 前記工具の着脱作業終了後に、前記加熱部材を前記工具保持部から取り外すことを特徴とする請求項2に記載の記載焼嵌め装置。
- 着脱作業終了後も、前記加熱リングを前記工具保持部から取り外すことなく、装着したままとしたことを特徴とする請求項2に記載の記載焼嵌め装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002216996A JP2004058176A (ja) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | 工具焼嵌め方法及び装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-07-25 JP JP2002216996A patent/JP2004058176A/ja active Pending
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