JP2023504047A - 膨張クランプ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)本体の前端面に向かって開口する中心軸方向穴を画定する本体と、本体の中心軸方向穴に挿入可能な円筒状の膨張スリーブ軸を有する膨張スリーブ軸形成用のワークピースとを準備して、少なくとも1つの圧力室を形成するための凹部が膨張スリーブ軸の外面および/または中心軸方向穴を有する本体の内面に形成されるようにする。
b)膨張スリーブ軸を本体の中心軸方向穴に挿入する。
c)本体とワークピースとを互いに軸方向に押圧し、本体および/またはワークピースが長手方向軸を中心に移動しながら、特に長手方向軸を中心に回転して、ワークピースが本体に互いの停止面において摩擦溶接継手により固定されるように、本体およびワークピースの互いに対応する停止面同士が、少なくとも1つの圧力室の前部軸端領域および/または少なくとも1つの圧力室の後部軸端領域において互いに軸方向に押圧し合って摩擦により加熱されるようにする。
d)相対移動を終了し、本体およびワークピースが冷えるようにする。
bb)ワークピース(26)を本体(2)に対してスライドさせる。
cc)本体(2)とワークピース(26)とを互いに軸方向に押圧し、本体(2)および/またはワークピース(26)が長手方向軸を中心に移動しながら、特に長手方向軸を中心に回転して、ワークピース(26)が本体(2)に互いの停止面(28)において摩擦溶接継手(14)により固定されるように、本体(2)およびワークピース(26)の互いに対応する停止面(28)同士が、少なくとも1つの圧力室(8)の前部軸端領域(16)および/または少なくとも1つの圧力室(8)の後部軸端領域(17)において互いに軸方向に押圧し合って摩擦により加熱されるようにする。
dd)相対移動を終了し、本体(2)およびワークピース(26)が冷えるようにする。ここで、特に、ワークピース(26)は、相対移動の完了後、本体(2)内にさらに押し込まれる。
(2):本体
(2a):膨張スリーブ部
(3):テーパシャンク部
(4):中心軸方向穴
(5):スリーブ
(6):レセプタクル(クランプ部)
(7):クランプ面
(8):圧力室
(9):リング状凹部
(10):スリーブの内壁
(11):流体圧媒体供給通路
(12):前端部
(13):後端部
(14):摩擦溶接継手
(15):溶接ビード
(16):前部軸端領域
(17):後部軸端領域
(18):軸方向の中央領域
(19):マンドレル
(20):左側の端部領域
(21):右側の端部領域
(22):本体の軸部
(23):流体圧媒体加圧通路
(24):後ねじ穴
(25):前ねじ穴
(26):ワークピース
(27):膨張スリーブ軸
(28):停止面
(29):突出する部分
(30):環状溝
Claims (17)
- 長手方向軸を画定する本体(2)と、本体(2)に挿入されるかまたは本体(2)を取り囲むことによって少なくとも1つの圧力室(8)を形成するスリーブ(5)とを備え、クランプ効果を達成するために圧力室(8)が流体圧媒体によって加圧されるようになされている膨張クランプ装置において、
スリーブ(5)は、圧力室(8)の前部軸端領域(16)および/または後部軸端領域(17)において摩擦溶接継手(14)によって本体(2)に固定されていることを特徴とする膨張クランプ装置。 - 摩擦溶接継手(14)の形成中に生成された溶接ビード(15)は、圧力室(8)の軸方向の中央領域(18)に対して特に半径方向に拡張され、圧力室(8)は、摩擦溶接継手(14)に隣接する前部軸端領域(16)および/または後部軸端領域(17)において溶接ビード(15)を収容することを特徴とする請求項1の膨張クランプ装置。
- スリーブ(5)は、本体(2)に挿入されるかまたは本体を取り囲むことによって、長手方向軸の周りに環状に延びる単一の圧力室(8)を形成し、スリーブ(5)は、その前端部(12)および/または後端部(13)が摩擦溶接継手(14)によって本体(2)に固定されていることを特徴とする請求項1または2の膨張クランプ装置。
- スリーブ(5)は、本体(2)に挿入されるかまたは本体(2)を取り囲むことによって、2つの軸方向に連続する圧力室(8)を形成し、特に、スリーブ(5)は、2つの圧力室(8)の間で摩擦溶接継手(14)によって本体(2)に軸方向に固定され、および/または、特に、スリーブ(5)は、後部の圧力室(8)の後部軸端領域(17)および/または前部の圧力室(8)の前部軸端領域(16)において摩擦溶接継手(14)によって本体(2)に固定されていることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の膨張クランプ装置。
- 摩擦溶接継手(14)は、摺動摩擦溶接によって生成されること、および/または、摩擦溶接継手(14)は、回転摩擦溶接によって生成されること、および/または、
スリーブ(5)が熱処理され、特に、表面硬化および/または焼戻および/または窒化の熱処理をされ、および/または、
スリーブ(5)は、非合金鋼および/または低合金鋼および/または高合金鋼および/またはセラミック材料および/または表面硬化鋼、特に20MnCrS5の表面硬化鋼を含むか、またはそれらから構成されることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の膨張クランプ装置。 - スリーブ(5)は、クランプ効果を達成するために圧力室(8)が加圧されると弾性変形する膨張スリーブとして設計され、スリーブ(5)が本体(2)に挿入されてスリーブ(5)の内面がクランプ面(7)を形成しているか、または、スリーブ(5)が本体(2)を取り囲んでスリーブ(5)の外面がクランプ面(7)を形成していることを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の膨張クランプ装置。
- 本体(2)の軸方向先端部が膨張スリーブ部(2a)として設計され、スリーブ(5)が膨張スリーブ部(2a)に軸方向に押し付けられ、スリーブ(5)と膨張スリーブ部(2a)との間に少なくとも1つの圧力室(8)が形成され、膨張スリーブ部(2a)の内面がクランプ面(7)を形成し、クランプ効果を達成するために圧力室(8)が流体圧媒体によって加圧されたとき、膨張スリーブ部(2a)が弾性変形することを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の膨張クランプ装置。
- クランプ面(7)は、表面コーティング、特に、酸化またはリン酸マンガン処理によってクランプ面(7)に塗布される表面コーティングを備えることを特徴とする請求項6または7の膨張クランプ装置。
- 膨張クランプ装置は、流体圧媒体の圧力を選択的に上昇させるように設計された圧力付与手段を有し、圧力付与手段は、流体圧媒体加圧通路(23)を介して圧力室(8)に動作可能に接続されていることを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載の膨張クランプ装置。
- 長手方向軸を画定する本体(2)と、クランプされる部品が前面から挿入されるクランプ面(7)を有する円筒状クランプ部を画定する膨張スリーブの形態とされて少なくとも1つの閉じた圧力室(8)を形成するために本体(2)に挿入されるスリーブ(5)とを備えている膨張チャック(1)の形態とされた膨張クランプ装置を製造する方法であって、以下のa)からd)までのステップを含んでおり、
a)本体(2)の前端面に向かって開口する中心軸方向穴(4)を画定する本体(2)と、本体(2)の中心軸方向穴(4)に挿入可能な円筒状の膨張スリーブ軸(27)を有する膨張スリーブ軸形成用のワークピース(26)とを準備して、少なくとも1つの圧力室(8)を形成するための凹部が、膨張スリーブ軸(27)の外面および/または中心軸方向穴(4)を有する本体(2)の内面に形成されるようにする。
b)膨張スリーブ軸(27)を本体(2)の中心軸方向穴(4)に挿入する。
c)本体(2)とワークピース(26)とを互いに軸方向に押圧し、本体(2)および/またはワークピース(26)が長手方向軸を中心に移動しながら、特に長手方向軸を中心に回転して、ワークピース(26)が本体(2)に互いの停止面(28)において摩擦溶接継手(14)により固定されるように、本体(2)およびワークピース(26)の互いに対応する停止面(28)同士が、少なくとも1つの圧力室(8)の前部軸端領域(16)および/または少なくとも1つの圧力室(8)の後部軸端領域(17)において互いに軸方向に押圧し合って摩擦により加熱されるようにする。
d)相対移動を終了し、本体(2)およびワークピース(26)が冷えるようにする。
ここで、特に、ワークピース(26)は、相対移動の完了後、本体(2)内にさらに押し込まれることを特徴とする膨張クランプ装置の製造方法。 - a)~d)のステップにおいて、膨張スリーブ軸(27)は、本体(2)に挿入されて長手方向軸の周囲に環状に延びる単一の圧力室(8)を形成するとともに、摩擦溶接継手(14)によって本体(2)の前端部(12)および/または後端部(13)に固定され、および/または、
a)~d)のステップにおいて、膨張スリーブ軸(27)は、本体(2)に挿入されて軸方向の前後に位置して長手方向軸を中心に環状に延びる2つの圧力室(8)を形成するとともに、特に摩擦溶接継手(14)によって2つの圧力室(8)間で本体(2)に軸方向に固定され、特に、ステップc)では、本体(2)およびワークピース(26)のそれぞれの互いに対応する停止面(28)は、前部圧力室(8)の前部軸端領域(16)および/または後部圧力室(8)の後部軸端領域(17)に形成されるようになされることを特徴とする請求項10の膨張クランプ装置の製造方法。 - 摩擦溶接継手(14)は、摺動摩擦溶接によって行われ、および/または、
a)~d)のステップの後、次のステップとして、e)ワークピース(26)の本体(2)の前端面から突出する部分(29)を切断する、が実行されることを特徴とする請求項10または11の膨張クランプ装置の製造方法。 - 膨張スリーブ軸(27)が中実とされ、クランプ部(6)が特にステップe)の後に生成され、および/または、
ステップa)の膨張スリーブ軸(27)が中空とされ、膨張スリーブ軸(27)がステップb)~d)の間は内側を支持され、および/または、ステップe)後に膨張スリーブ軸(27)にクランプ部(6)が形成され、特に、膨張スリーブ軸(27)は、クランプ部(6)が形成された後に熱処理、特に、表面硬化および/または焼戻および/または窒化されていることを特徴とする請求項10から12までのいずれかに記載の膨張クランプ装置の製造方法。 - 膨張スリーブ軸(27)は、非合金鋼および/または低合金鋼および/または高合金鋼および/またはセラミック材料および/または表面硬化鋼、特に20MnCrS5表面硬化鋼および/またはそのいずれかを含み、またはそれらから構成され、および/または、
クランプ面(7)には、特に酸化またはリン酸マンガン処理によって塗布された表面コーティングが設けられていることを特徴とする請求項10から13までのいずれかに記載の膨張クランプ装置の製造方法。 - 長手方向軸を画定する本体(2)と、少なくとも1つの閉じた圧力室(8)を形成するために本体(2)を取り囲んでクランプされる部品を前面から押し込むことができるクランプ面(7)をその外面に画定するスリーブ(5)とを備えている膨張マンドレル(19)の形態とされた膨張クランプ装置を製造する方法であって、以下のaa)からdd)までのステップを含んでおり、
aa)前端に位置する円筒状の軸部(22)を有する本体(2)と、軸部(22)に押し込むことができる中空膨張スリーブ軸形成用のワークピース(26)とを準備して、軸部(22)外面および/またはワークピース(26)の内面に凹みを形成して、少なくとも1つの圧力室(8)を形成する。
bb)ワークピース(26)を本体(2)に対してスライドさせる。
cc)本体(2)とワークピース(26)とを互いに軸方向に押圧し、本体(2)および/またはワークピース(26)が長手方向軸を中心に移動しながら、特に長手方向軸を中心に回転して、ワークピース(26)が本体(2)に互いの停止面(28)において摩擦溶接継手(14)により固定されるように、本体(2)およびワークピース(26)の互いに対応する停止面(28)同士が、少なくとも1つの圧力室(8)の前部軸端領域(16)および/または少なくとも1つの圧力室(8)の後部軸端領域(17)において互いに軸方向に押圧し合って摩擦により加熱されるようにする。
dd)相対移動を終了し、本体(2)およびワークピース(26)が冷えるようにする。
ここで、特に、ワークピース(26)は、相対移動の完了後、本体(2)内にさらに押し込まれることを特徴とする膨張クランプ装置の製造方法。 - aa)~dd)のステップにおいて、ワークピース(26)は、本体(2)に押し込まれて長手方向軸の周囲に環状に延びる単一の圧力室(8)を形成するとともに、摩擦溶接継手(14)によって本体(2)の前端部(12)および/または後端部(13)に固定され、または、
aa)~dd)のステップにおいて、ワークピース(26)は、本体(2)を取り囲んで軸方向の前後に位置して長手方向軸を中心に環状に延びる2つの圧力室(8)を形成するとともに、特に摩擦溶接継手(14)によって2つの圧力室(8)間で本体(2)に軸方向に固定され、特に、ステップcc)では、本体(2)とワークピース(26)のそれぞれの互いに対応する停止面(28)は、前部の圧力室(8)の前部軸端領域(16)および/または後部の圧力室(8)の後部軸端領域(17)に形成されるようになされることを特徴とする請求項15の膨張クランプ装置の製造方法。 - 摩擦溶接継手(14)は、摺動摩擦溶接により形成され、および/または、
aa)~dd)のステップの後、次のステップとして、ee)ワークピース(26)の本体(2)の前端面から突出する部分(29)を切断する、が実行され、および/または、
特に、ステップee)の後に、本体に固定されたワークピース(26)の外周面の少なくとも一部が機械加工され、特に、摩擦溶接継手(14)の形成中に生成される溶接ビード(15)が除去され、および/または、クランプ面(7)が生成され、および/または、
クランプ面(7)を有するワークピース(26)が熱処理され、特に、表面硬化および/または焼戻および/または窒化され、および/または、
非合金鋼および/または低合金鋼および/または高合金鋼および/またはセラミック材料および/または表面硬化鋼、特に、20MnCrS5表面硬化鋼および/またはそのいずれかを含むワークピース(26)が使用され、および/または、
クランプ面(7)には、特に酸化またはリン酸マンガン処理によって塗布された表面コーティングが設けられていることを特徴とする請求項15または16の膨張クランプ装置の製造方法。
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