JP4545856B2 - 焼ばめホルダ - Google Patents
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Description
【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。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
マシニングセンタとは、工具の自動交換機能を備えた数値制御（NC）工作機械であり、一旦被加工物を取付ければ、フライス削り、穴部又は切欠部削り、中ぐり、ネジ立て等の種々の加工を自動的に行うことができるため、省力化と生産性の向上が得られる。
【０００３】
マシニングセンタにおいて複数の刃物工具を自在に交換して使用するためには、各工具を工具ホルダに取り付けマガジンにセットする必要がある。工具を工具ホルダに取付ける方法としては、ナットによって締付け固定するコレットチャック方式が良く知られている。しかしこのコレットチャック方式により取付けられた工具ホルダでは、工具の突出量を常に一定にすることが難しく、また工具ホルダの回転バランスも取付ける度に異なり、毎回バランス調整を行なう必要があった。
【０００４】
上記のような問題点を解消した取付け方法として、工具と工具ホルダを構成する金属の熱膨張率の差を利用したいわゆる焼ばめ方式が最近注目を集めている。焼ばめ方式は把握力、精度、回転バランスがよく、高速加工が可能であるという利点を有しているため、容易かつ高精度の加工を行うことができる。また焼ばめ式工具ホルダは、従来の工具ホルダでは困難であった極めてスリムな形状を可能としたことにより、加工物や治具との干渉を避けることができるようになった。
これにより刃物の突き出し量（工具ホルダ先端面から刃物先端までの距離）を短くすることが可能となり、加工時の剛性も向上した。
【０００５】
また工具についても、従来より普及しているハイス鋼と比較して剛性が高く、高寿命である超硬の刃物の需要が高まっている。しかし超硬はハイス鋼に比べて高価な材質である。そこで、焼ばめホルダ用として刃部より小径であり比較的短いシャンクをもった超硬製の焼ばめ用工具（キノコ刃物等）が存在している。これにより、超硬材料の使用量が大幅に減少し、コスト削減となり、また廃棄される超硬を低減することができる。
【０００６】
これまでに知られている焼ばめホルダの一例を図16に示す。焼ばめホルダ30はテーパ状接続部２、マニュピレータ把持部３及び工具把持用のチャック部４から構成されている。チャック部４の中空部に挿入された工具35のシャンク36は焼ばめにより固定される。
【０００７】
焼ばめホルダ30のチャック部４は工具35より熱膨張率の高い材質からなり、高周波誘導加熱やヒータ等で加熱してチャック部４を膨張させ工具35のシャンク36をチャック部４に挿入する。その後、冷却することでチャック部４が収縮しシャンク36が把持され工具35が固定される。取り外すときは、再び加熱してチャック部４を膨張させ、工具35を抜き出せばよい。
【０００８】
しかしこのような焼ばめホルダでは、冷却により把持する際に径方向のみならず軸方向の収縮も生じるので、ホルダ先端面と焼ばめ用工具の軸方向に直交する面の間に僅かな隙間が形成されやすい。また従来の工具では、工具径に対してシャンク径が同じか大きかったのに対し、この場合は逆に工具径よりシャンク径が小さいので隙間が形成されると剛性の低下、ビビリの発生につながる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ホルダ本体と工具との間に隙間が形成されず、着脱が容易な焼ばめホルダを提供することである。
【００１０】
【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、種々のリングを設けて、焼ばめを行なうとホルダ本体と工具との間に隙間が形成されず、着脱が容易な焼ばめホルダが得られることを発見した。本発明はかかる発見に基づき完成したものである。
【００１１】
すなわち本発明の第一の焼ばめホルダは、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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部先端が先端方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面を有し、前記テーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記チャック部のテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の第二の焼ばめホルダは、工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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部先端が先端方向へ外径が小さくなるような凸型のテーパ面を有し、前記テーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記チャック部のテーパ面に当接する凹型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の第三の焼ばめホルダは、工作機械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具刃の下部にシャンク方向へ外径が小さくなるような凸型のテーパ面を有する工具の前記シャンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記工具刃のテーパ面に当接する凹型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。さらにまた本発明の第四の焼ばめホルダは、工作機械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具刃の下部にシャンク方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面を有する工具の前記シャンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記工具刃のテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。さらにまた本発明の第五の焼ばめホルダは、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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなる円筒形のリングが設けられており、前記リングは前記チャック部の先端面及び前記工具の工具刃の下部面に当接し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１４】
さらにまた本発明の第六の焼ばめホルダは、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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなる第一のリングが設けられており、前記第一のリングは先端方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、前記第一のリングのテーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなる第二のリングが設けられており、前記第二のリングは前記第一のリングのテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の焼ばめホルダは、チャック部先端面上に種々のリングを設けることで高い密着性を維持しながら種々の形状の工具を固定することができる。以下、本発明の焼ばめホルダ、リング及び工具とこれらを用いた工具の取付け方法を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
[1] ホルダ本体
本発明に使用する焼ばめホルダを図１〜図４に示す。いずれの焼ばめホルダもテーパ状接続部２、マニュピレータ把持部３、工具把持用のチャック部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。
【００１７】
図１に示す焼ばめホルダ１の先端６は、凹型形状で先端方向へ内径が大きくなるような傾斜を有するテーパ面を形成している。図２に示す焼ばめホルダ８は、チャック部４の先端６が凸型形状で先端方向へその外径が小さくなるようにテーパ面を設けた構造となっている。図３に示す焼ばめホルダ９は、図16に示すこれまでに使用されているものと同様で、チャック部４の先端６が軸方向と直交する端面を形成している。図４に示す焼ばめホルダ20は、チャック部４が先端側の小径部21と基端側の大径部22とを有しており、小径部21と大径部22との境界部分には、軸方向に直交する段部面23が形成されている。
【００１８】
焼ばめホルダ１及び８のようにチャック部４の先端６をテーパ面として、焼ばめの際に工具を挿入すると、工具は自重により膨張している先端６のテーパ面を滑って下方へ移動する。その後、空冷等により膨張していたテーパ面が収縮し、チャック部４の先端６が工具と当接した状態を保ちながら隙間を形成させずに元の状態に戻る。このようにして工具を固定すると、従来のように焼ばめ後に工具とホルダの間に隙間が形成されないため、高い密着性が維持できる。
【００１９】
工具とホルダの間に隙間を形成させないように、図１及び図２に示すホルダ１及び８の先端に設けられたテーパ面の傾斜角度（軸方向に垂直な面とテーパ面との間の角度）θ1 及びθ2 は、30°〜60°とするのが好ましい。傾斜角度が30°未満だとテーパ面の間に隙間が発生しやすく、60°より大きいと刃先からの工具把持部７までの距離が長くなるため好ましくない。
【００２０】
[2] リング
本発明に使用するリングを図５(a) 〜(c) に示す。リング10〜12は、焼ばめホルダと種々の形状を有する工具との間の隙間をなくし、密着性を高めるために使用する。密着性を高めるためには、リング10〜12と焼ばめホルダとの熱膨張率の差を利用すればよい。従って、リング10〜12には、焼ばめホルダのチャック部を構成する金属より熱膨張率の高い材質又は低い材質を使用するのが好ましい。熱膨張率の高い材質としてはアルミニウム、銅等を使用するのが好ましい。熱膨張率の低い材質としてはインバー等の不変鋼、セラミックス等を使用するのが好ましい。また熱収縮する材質をリング10〜12に使用しても焼ばめホルダと工具の密着性を高めることができる。熱収縮する材質としては47Fe−53Pt等を使用するのが好ましい。
【００２１】
図５(a) に示すリング10は、外形が円筒形で円錐台形の貫通孔が設けられている。貫通孔の孔径Ｄ2 は、リング10の径と同じであるのが好ましい。また孔径Ｄ3 は、工具のシャンクが挿入されるため、挿入孔５の径Ｄ1 と同程度であるのが好ましい。図５(b) に示すリング11は、外形が円錐台形で円筒形の貫通孔が設けられている。孔径Ｄ4 も工具のシャンクが挿入されるため、挿入孔５の径Ｄ1 と同程度であるのが好ましい。図５(c) に示すリング12は、円筒形の構造となっている。孔径Ｄ5 もＤ3 、Ｄ4 と同様に挿入孔５の径Ｄ1 と同じ程度であるのが好ましい。また焼ばめホルダ20にリング12を使用する場合の孔径Ｄ5 は、焼ばめホルダ20の小径部21の外径Ｄ6 以上であるのが好ましく、リング12の長さ（高さ）Ｌ2 は小径部21の基端から先端までの長さＬ1 以上であるのが好ましい。
【００２２】
またリング10及び11に設けられたテーパ面の傾斜角度（軸方向に垂直な面とテーパ面との間の角度）θ3 及びθ4 は30°〜60°であるのが好ましい。傾斜角度が30°未満だとテーパ面の間に隙間が発生しやすく、60°より大きいと刃先からの工具把持部７までの距離が長くなるため好ましくない。また焼ばめホルダ１又は８の先端６のテーパ面にリングを当接させて、リング10又は11の端面を軸方向に垂直な面とするには、ホルダ１及び８に設けられたテーパ面の傾斜角度（θ1 、θ2 ）と同じにするのが好ましい。
【００２３】
[3] 工具
キノコ刃物を工具の一例として、以下本発明に使用する工具の構成について説明する。図６(a) に示す工具15a はシャンク19と工具刃18の間に、工具刃18の下部からシャンク19の上部にかけて径が小さくなるテーパ面が設けられている。図６(b) に示す工具15b は工具刃18の下部にテーパ面が設けられた凸型のへこみがあり、へこみ部分の上面にシャンク19が設けられた構成となっている。図６(c) に示す工具15c は工具15a 及び15b のようなテーパ面が設けられておらず、工具刃18の下部の段部面はシャンク19の軸方向に垂直な面を形成している。図６(d) に示す工具15d は、シャンク19の外周にさらに円筒形延長部19a が設けれた二重構造となっている。円筒形延長部19a の長さＬ3 は小径部21の基端から先端までの長さＬ1 以上であるのが好ましい。また工具15a 〜15d のシャンク19の径Ｄ6 〜Ｄ9 は、挿入孔５に挿入できるようにその径Ｄ1 と同程度であるのが好ましい。
【００２４】
工具15a 〜15d に使用する材質は超硬等が好ましい。また工具15a 及び15b に設けられたテーパ面の傾斜角度θ5 及びθ6 は、最終的にリングや焼ばめホルダのテーパ面に当接するように設定するのが好ましく、具体的には30°〜60°とするのが好ましい。
【００２５】
[4] 焼ばめ方法
上記焼ばめホルダ、リング及び工具を適宜組合せ、焼ばめを行なって工具を固定するとホルダ本体と工具との間に隙間が形成されず高い密着性が得られる。以下、本発明の焼ばめ方法及び焼ばめホルダ、リング、工具の組合せについて図７〜図14を参照して説明する。
【００２６】
焼ばめをする際の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が、本発明では、特開平11-77443号に記載の装置で焼ばめを行なうのが好ましい。特開平11-77443号に記載の装置は、工具ホルダを保持する取付け台と、この取付け台に保持された工具ホルダの被加熱部を囲うカバー部材と、カバー部材内に熱風を供給する加熱手段と、加熱手段とは独立した経路を有する冷風を供給する冷却手段とを備えている。本装置は加熱手段から供給される熱風によりホルダのチャック部及びリングを300 〜400 ℃に加熱し膨張させ、工具をホルダ内に挿入し、冷却手段から供給される冷風によりチャック部及びリングを収縮させて工具を密着固定するもので、冷却効率が高く、工具の着脱作業を短時間で行なうことができる。
【００２７】
本発明の参考例は、図１に示す焼ばめホルダ１を用いて図６(a) に示す工具15a を固定するものである。まず焼ばめホルダ１を装置に設置し、熱風などにより工具把持部７付近を加熱し膨張させる（図７(a) ）。膨張させた状態で図７(b) に示すように工具15a を挿入する。このとき焼ばめホルダ１の工具挿入孔５付近は加熱により径方向及び軸方向に膨張している。従って図７(b) に示すように工具15a は沈み込むようにして固定される。その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図７(c) に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具のシャンク19を強く把持する。収縮は軸方向だけでなく、径方向へも生じるため、先端６をテーパ面とすることにより、径方向の縮みがテーパ同士を近づける。その結果、常温に戻ると焼ばめホルダ１のチャック部先端６と工具15a との間に隙間が形成されず、高い密着性を保って工具が固定される。
【００２８】
(A) 第一の実施例
本発明の第一の実施例は、図１に示す焼ばめホルダ１の先端６のテーパ面に図５(b) に示すリング11を設け、図６(c) に示す工具15c を焼ばめにより固定するものである。リング11のテーパ面を先端６のテーパ面に当接させるとリング11の端面が軸方向と直交する面を形成する。この場合、リング11はチャック部４を構成する金属より熱膨張率の低い材質から構成するのが好ましい。この状態で工具把持部７付近を加熱すると、加熱部分が膨張するがリング11は熱膨張率が低いため、図８(a) に示すようにあまり大きな膨張は起こらない。この状態で工具15c を挿入するとリング11はそれ程大きく膨張していないため、リング11及び工具15c は図８(b) に示すように全体的に沈み込むようにして固定される。その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図８(c)に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具のシャンク19を強く把持し、工具15c が密着固定される。
【００２９】
(B) 第二の実施例
本発明の第二の実施例は、図２に示す焼ばめホルダ８と図６(c) に示す工具15c との間に図５(a) に示すリング10を介在させたものである。まず焼ばめホルダ８の先端６にリング10をそのテーパ面が先端６のテーパ面に当接するように設置する。するとリング10の上端は軸方向に垂直な面を形成する。この場合、使用するリング10は、チャック部４を構成する金属より熱膨張率の高い材質から構成するのが好ましい。熱風などにより工具把持部７付近を加熱し膨張させると図９(a) に示すように、チャック部４及びリング10が膨張するが、リング10はチャック部４より熱膨張率が高いため、さらに大きく膨張する。このように膨張させた状態で図９(b) に示すように工具15c を挿入する。
【００３０】
その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図９(c) に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具のシャンク19を強く把持する。収縮は軸方向だけでなく、径方向へも生じるため、ホルダ本体のチャック部４の先端６をテーパ面とすることにより、径方向の縮みがテーパ同士を近づけ、常温に戻ると焼ばめホルダ本体とリング10との間に隙間が形成されることはない。またリング10の端面は、軸方向に垂直で工具15c と当接した状態が保たれているため、リング10と工具15c の間にも隙間が形成されず、高い密着性が保持される。
【００３１】
(C) 第三の実施例
本発明の第三の実施例は、図３に示す焼ばめホルダ９の先端６に図５(a) 〜(c) に示すリング10〜12のいずれかを設け、焼ばめにより図６(a) 〜(c) に示す工具15a 〜15c のいずれかを密着固定するものである。
【００３２】
(1) 焼ばめホルダ９、リング10及び工具15a との組合せ
図10に示すように、焼ばめホルダ９の先端６にリング10をテーパ面が上になるように設ける。この場合、リング10は、チャック部４を構成する金属より熱膨張率の高い材質とするのが好ましい。熱風などにより工具把持部７付近を加熱し膨張させると図10(a) に示すように、チャック部４及びリング10が膨張するが、リング10はチャック部４より熱膨張率が高いためさらに大きく膨張する。膨張させた状態で図10(b) に示すように工具15a を挿入する。
【００３３】
その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図10(c) に示すように膨張したリング10が工具15a と密着した状態で径方向だけでなく、軸方向へ収縮するため工具とリングの間に隙間が形成されない。またリング10の下端とチャック部４の先端６も密着した状態が保持されているため、隙間は形成されない。
【００３４】
(2) 焼ばめホルダ９、リング11及び工具15b との組合せ
図11に示すように、焼ばめホルダ９の先端６にリング11を設ける。リング11はテーパ面が上になるように設けられている。この場合、使用するリング11には熱収縮する材質を使用するのが好ましい。熱風などにより工具把持部７付近を加熱すると図11(a) に示すように、熱膨張率の高いチャック部４が大きく膨張するが、熱収縮性を有するリング11は収縮する。この状態で図11(b) に示すように工具15b を挿入する。
【００３５】
その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図11(c) に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具15b のシャンク19を強く把持する。また収縮したリング11も膨張して元の状態に戻る。リング11の膨張は工具15b と密着した状態で軸方向だけでなく、径方向へも生じるため、これらの間に隙間が形成されることはない。またリング11の下端とチャック部４の先端６も密着した状態が保持されているため、隙間は形成されない。
【００３６】
(3) 焼ばめホルダ９、リング12及び工具15c との組合せ
焼ばめホルダ９を使用して工具15c を焼ばめにより固定する場合、焼ばめホルダ９の先端６にリング12を設けて焼ばめを行っても高い密着性が得られる。この場合、リング12の材質は、熱膨張率がチャック部４を構成する金属より小さいもの又は熱収縮するもののいずれかを使用するのが好ましい。
【００３７】
例えば、図12(a) に示すように、工具15c より熱膨張率が低い材質からなるリング12を使用する場合、加熱によりチャック部４がリング12よりも大きく膨張する。この状態で図12(b) に示すように工具15c を挿入し、室温まで冷却すると、図12(c) に示すようにチャック部４とリング12が工具15c を密着した状態に維持しながら収縮するので安定した工具の固定が可能となる。
【００３８】
(4) 焼ばめホルダ９、リング10、リング11及び工具15c との組合せ
図13に示すように、チャック部４より熱膨張率の高いリング10を先端６上に設け、そのリング10のテーパ面にリング10よりも熱膨張率の低いリング11をテーパ面がリング10のテーパ面に当接するように設置して、工具15c を焼ばめにより固定することもできる。この場合、図13(a) に示すように加熱した段階ではリング10が最も大きく膨張する。この状態で図13(b) に示すように工具15c を挿入すると、工具15c は膨張率の低いリング11とともにリング10に沈み込むようにして固定される。その後、冷却するとリング10、11及びチャック部４が収縮し、シャンク19を把持して工具15c が密着固定される（図13(c) ）。なお、リング11に熱収縮する材質を用いても同様の効果が得られる。
【００３９】
本発明の別の参考例は、図４に示す焼ばめホルダ20と図５に示すリング12を使用して、図６(c) に示す工具15c を固定するものである。図14(a) に示すように、まずチャック部４の先端にある小径部21の外周に図５(c) に示すリング12を設ける。この場合、使用するリング12は、チャック部４よりも熱膨張率の低い材質から構成するのが好ましい。この状態で加熱を行いチャック部４とリング12を膨張させて図14(b) に示すように工具15c を挿入し室温まで冷却すると、リング12よりも熱膨張率が大きいチャック部４の方がリング12よりも多く収縮して小径部21が工具15c のシャンク19を把持し、リング12の端面と工具15c とが密着固定される（図14(c) ）。
【００４１】
本発明のホルダ及びリングを用いて密着固定した工具はいずれも再び加熱することで容易に抜き出すことができる。また本発明は上記のようなホルダ、リング及び工具の組合せに限定されることなく、ホルダや工具の形状に応じて種々の組合せが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の焼ばめホルダ及びリングを適宜組合せることによって、種々の形状の工具を容易に、かつ高い密着性を保って固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図３】 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。
【図４】 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。
【図５】 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斜視図である。
【図６】 本発明の焼ばめホルダに取付けられる工具の例を示す斜視図である。
【図７】 本発明の焼ばめ方法の例を示す部分断面図であり、(a) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図８】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図９】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１０】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１１】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１３】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１４】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１５】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１６】 従来の焼ばめホルダを示す部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・焼ばめホルダ
２・・・テーパ状接続部
３・・・マニュピレータ把持部
４・・・チャック部
５・・・挿入孔
６・・・先端
７・・・工具把持部
Ｄ1 ・・・工具把持部の径
θ1 ・・・傾斜角度
【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。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
マシニングセンタとは、工具の自動交換機能を備えた数値制御（NC）工作機械であり、一旦被加工物を取付ければ、フライス削り、穴部又は切欠部削り、中ぐり、ネジ立て等の種々の加工を自動的に行うことができるため、省力化と生産性の向上が得られる。
【０００３】
マシニングセンタにおいて複数の刃物工具を自在に交換して使用するためには、各工具を工具ホルダに取り付けマガジンにセットする必要がある。工具を工具ホルダに取付ける方法としては、ナットによって締付け固定するコレットチャック方式が良く知られている。しかしこのコレットチャック方式により取付けられた工具ホルダでは、工具の突出量を常に一定にすることが難しく、また工具ホルダの回転バランスも取付ける度に異なり、毎回バランス調整を行なう必要があった。
【０００４】
上記のような問題点を解消した取付け方法として、工具と工具ホルダを構成する金属の熱膨張率の差を利用したいわゆる焼ばめ方式が最近注目を集めている。焼ばめ方式は把握力、精度、回転バランスがよく、高速加工が可能であるという利点を有しているため、容易かつ高精度の加工を行うことができる。また焼ばめ式工具ホルダは、従来の工具ホルダでは困難であった極めてスリムな形状を可能としたことにより、加工物や治具との干渉を避けることができるようになった。
これにより刃物の突き出し量（工具ホルダ先端面から刃物先端までの距離）を短くすることが可能となり、加工時の剛性も向上した。
【０００５】
また工具についても、従来より普及しているハイス鋼と比較して剛性が高く、高寿命である超硬の刃物の需要が高まっている。しかし超硬はハイス鋼に比べて高価な材質である。そこで、焼ばめホルダ用として刃部より小径であり比較的短いシャンクをもった超硬製の焼ばめ用工具（キノコ刃物等）が存在している。これにより、超硬材料の使用量が大幅に減少し、コスト削減となり、また廃棄される超硬を低減することができる。
【０００６】
これまでに知られている焼ばめホルダの一例を図16に示す。焼ばめホルダ30はテーパ状接続部２、マニュピレータ把持部３及び工具把持用のチャック部４から構成されている。チャック部４の中空部に挿入された工具35のシャンク36は焼ばめにより固定される。
【０００７】
焼ばめホルダ30のチャック部４は工具35より熱膨張率の高い材質からなり、高周波誘導加熱やヒータ等で加熱してチャック部４を膨張させ工具35のシャンク36をチャック部４に挿入する。その後、冷却することでチャック部４が収縮しシャンク36が把持され工具35が固定される。取り外すときは、再び加熱してチャック部４を膨張させ、工具35を抜き出せばよい。
【０００８】
しかしこのような焼ばめホルダでは、冷却により把持する際に径方向のみならず軸方向の収縮も生じるので、ホルダ先端面と焼ばめ用工具の軸方向に直交する面の間に僅かな隙間が形成されやすい。また従来の工具では、工具径に対してシャンク径が同じか大きかったのに対し、この場合は逆に工具径よりシャンク径が小さいので隙間が形成されると剛性の低下、ビビリの発生につながる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ホルダ本体と工具との間に隙間が形成されず、着脱が容易な焼ばめホルダを提供することである。
【００１０】
【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、種々のリングを設けて、焼ばめを行なうとホルダ本体と工具との間に隙間が形成されず、着脱が容易な焼ばめホルダが得られることを発見した。本発明はかかる発見に基づき完成したものである。
【００１１】
すなわち本発明の第一の焼ばめホルダは、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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部先端が先端方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面を有し、前記テーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記チャック部のテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の第二の焼ばめホルダは、工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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部先端が先端方向へ外径が小さくなるような凸型のテーパ面を有し、前記テーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記チャック部のテーパ面に当接する凹型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の第三の焼ばめホルダは、工作機械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具刃の下部にシャンク方向へ外径が小さくなるような凸型のテーパ面を有する工具の前記シャンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記工具刃のテーパ面に当接する凹型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。さらにまた本発明の第四の焼ばめホルダは、工作機械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具刃の下部にシャンク方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面を有する工具の前記シャンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記工具刃のテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。さらにまた本発明の第五の焼ばめホルダは、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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなる円筒形のリングが設けられており、前記リングは前記チャック部の先端面及び前記工具の工具刃の下部面に当接し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１４】
さらにまた本発明の第六の焼ばめホルダは、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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなる第一のリングが設けられており、前記第一のリングは先端方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、前記第一のリングのテーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなる第二のリングが設けられており、前記第二のリングは前記第一のリングのテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の焼ばめホルダは、チャック部先端面上に種々のリングを設けることで高い密着性を維持しながら種々の形状の工具を固定することができる。以下、本発明の焼ばめホルダ、リング及び工具とこれらを用いた工具の取付け方法を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
[1] ホルダ本体
本発明に使用する焼ばめホルダを図１〜図４に示す。いずれの焼ばめホルダもテーパ状接続部２、マニュピレータ把持部３、工具把持用のチャック部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。
【００１７】
図１に示す焼ばめホルダ１の先端６は、凹型形状で先端方向へ内径が大きくなるような傾斜を有するテーパ面を形成している。図２に示す焼ばめホルダ８は、チャック部４の先端６が凸型形状で先端方向へその外径が小さくなるようにテーパ面を設けた構造となっている。図３に示す焼ばめホルダ９は、図16に示すこれまでに使用されているものと同様で、チャック部４の先端６が軸方向と直交する端面を形成している。図４に示す焼ばめホルダ20は、チャック部４が先端側の小径部21と基端側の大径部22とを有しており、小径部21と大径部22との境界部分には、軸方向に直交する段部面23が形成されている。
【００１８】
焼ばめホルダ１及び８のようにチャック部４の先端６をテーパ面として、焼ばめの際に工具を挿入すると、工具は自重により膨張している先端６のテーパ面を滑って下方へ移動する。その後、空冷等により膨張していたテーパ面が収縮し、チャック部４の先端６が工具と当接した状態を保ちながら隙間を形成させずに元の状態に戻る。このようにして工具を固定すると、従来のように焼ばめ後に工具とホルダの間に隙間が形成されないため、高い密着性が維持できる。
【００１９】
工具とホルダの間に隙間を形成させないように、図１及び図２に示すホルダ１及び８の先端に設けられたテーパ面の傾斜角度（軸方向に垂直な面とテーパ面との間の角度）θ1 及びθ2 は、30°〜60°とするのが好ましい。傾斜角度が30°未満だとテーパ面の間に隙間が発生しやすく、60°より大きいと刃先からの工具把持部７までの距離が長くなるため好ましくない。
【００２０】
[2] リング
本発明に使用するリングを図５(a) 〜(c) に示す。リング10〜12は、焼ばめホルダと種々の形状を有する工具との間の隙間をなくし、密着性を高めるために使用する。密着性を高めるためには、リング10〜12と焼ばめホルダとの熱膨張率の差を利用すればよい。従って、リング10〜12には、焼ばめホルダのチャック部を構成する金属より熱膨張率の高い材質又は低い材質を使用するのが好ましい。熱膨張率の高い材質としてはアルミニウム、銅等を使用するのが好ましい。熱膨張率の低い材質としてはインバー等の不変鋼、セラミックス等を使用するのが好ましい。また熱収縮する材質をリング10〜12に使用しても焼ばめホルダと工具の密着性を高めることができる。熱収縮する材質としては47Fe−53Pt等を使用するのが好ましい。
【００２１】
図５(a) に示すリング10は、外形が円筒形で円錐台形の貫通孔が設けられている。貫通孔の孔径Ｄ2 は、リング10の径と同じであるのが好ましい。また孔径Ｄ3 は、工具のシャンクが挿入されるため、挿入孔５の径Ｄ1 と同程度であるのが好ましい。図５(b) に示すリング11は、外形が円錐台形で円筒形の貫通孔が設けられている。孔径Ｄ4 も工具のシャンクが挿入されるため、挿入孔５の径Ｄ1 と同程度であるのが好ましい。図５(c) に示すリング12は、円筒形の構造となっている。孔径Ｄ5 もＤ3 、Ｄ4 と同様に挿入孔５の径Ｄ1 と同じ程度であるのが好ましい。また焼ばめホルダ20にリング12を使用する場合の孔径Ｄ5 は、焼ばめホルダ20の小径部21の外径Ｄ6 以上であるのが好ましく、リング12の長さ（高さ）Ｌ2 は小径部21の基端から先端までの長さＬ1 以上であるのが好ましい。
【００２２】
またリング10及び11に設けられたテーパ面の傾斜角度（軸方向に垂直な面とテーパ面との間の角度）θ3 及びθ4 は30°〜60°であるのが好ましい。傾斜角度が30°未満だとテーパ面の間に隙間が発生しやすく、60°より大きいと刃先からの工具把持部７までの距離が長くなるため好ましくない。また焼ばめホルダ１又は８の先端６のテーパ面にリングを当接させて、リング10又は11の端面を軸方向に垂直な面とするには、ホルダ１及び８に設けられたテーパ面の傾斜角度（θ1 、θ2 ）と同じにするのが好ましい。
【００２３】
[3] 工具
キノコ刃物を工具の一例として、以下本発明に使用する工具の構成について説明する。図６(a) に示す工具15a はシャンク19と工具刃18の間に、工具刃18の下部からシャンク19の上部にかけて径が小さくなるテーパ面が設けられている。図６(b) に示す工具15b は工具刃18の下部にテーパ面が設けられた凸型のへこみがあり、へこみ部分の上面にシャンク19が設けられた構成となっている。図６(c) に示す工具15c は工具15a 及び15b のようなテーパ面が設けられておらず、工具刃18の下部の段部面はシャンク19の軸方向に垂直な面を形成している。図６(d) に示す工具15d は、シャンク19の外周にさらに円筒形延長部19a が設けれた二重構造となっている。円筒形延長部19a の長さＬ3 は小径部21の基端から先端までの長さＬ1 以上であるのが好ましい。また工具15a 〜15d のシャンク19の径Ｄ6 〜Ｄ9 は、挿入孔５に挿入できるようにその径Ｄ1 と同程度であるのが好ましい。
【００２４】
工具15a 〜15d に使用する材質は超硬等が好ましい。また工具15a 及び15b に設けられたテーパ面の傾斜角度θ5 及びθ6 は、最終的にリングや焼ばめホルダのテーパ面に当接するように設定するのが好ましく、具体的には30°〜60°とするのが好ましい。
【００２５】
[4] 焼ばめ方法
上記焼ばめホルダ、リング及び工具を適宜組合せ、焼ばめを行なって工具を固定するとホルダ本体と工具との間に隙間が形成されず高い密着性が得られる。以下、本発明の焼ばめ方法及び焼ばめホルダ、リング、工具の組合せについて図７〜図14を参照して説明する。
【００２６】
焼ばめをする際の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が、本発明では、特開平11-77443号に記載の装置で焼ばめを行なうのが好ましい。特開平11-77443号に記載の装置は、工具ホルダを保持する取付け台と、この取付け台に保持された工具ホルダの被加熱部を囲うカバー部材と、カバー部材内に熱風を供給する加熱手段と、加熱手段とは独立した経路を有する冷風を供給する冷却手段とを備えている。本装置は加熱手段から供給される熱風によりホルダのチャック部及びリングを300 〜400 ℃に加熱し膨張させ、工具をホルダ内に挿入し、冷却手段から供給される冷風によりチャック部及びリングを収縮させて工具を密着固定するもので、冷却効率が高く、工具の着脱作業を短時間で行なうことができる。
【００２７】
本発明の参考例は、図１に示す焼ばめホルダ１を用いて図６(a) に示す工具15a を固定するものである。まず焼ばめホルダ１を装置に設置し、熱風などにより工具把持部７付近を加熱し膨張させる（図７(a) ）。膨張させた状態で図７(b) に示すように工具15a を挿入する。このとき焼ばめホルダ１の工具挿入孔５付近は加熱により径方向及び軸方向に膨張している。従って図７(b) に示すように工具15a は沈み込むようにして固定される。その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図７(c) に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具のシャンク19を強く把持する。収縮は軸方向だけでなく、径方向へも生じるため、先端６をテーパ面とすることにより、径方向の縮みがテーパ同士を近づける。その結果、常温に戻ると焼ばめホルダ１のチャック部先端６と工具15a との間に隙間が形成されず、高い密着性を保って工具が固定される。
【００２８】
(A) 第一の実施例
本発明の第一の実施例は、図１に示す焼ばめホルダ１の先端６のテーパ面に図５(b) に示すリング11を設け、図６(c) に示す工具15c を焼ばめにより固定するものである。リング11のテーパ面を先端６のテーパ面に当接させるとリング11の端面が軸方向と直交する面を形成する。この場合、リング11はチャック部４を構成する金属より熱膨張率の低い材質から構成するのが好ましい。この状態で工具把持部７付近を加熱すると、加熱部分が膨張するがリング11は熱膨張率が低いため、図８(a) に示すようにあまり大きな膨張は起こらない。この状態で工具15c を挿入するとリング11はそれ程大きく膨張していないため、リング11及び工具15c は図８(b) に示すように全体的に沈み込むようにして固定される。その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図８(c)に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具のシャンク19を強く把持し、工具15c が密着固定される。
【００２９】
(B) 第二の実施例
本発明の第二の実施例は、図２に示す焼ばめホルダ８と図６(c) に示す工具15c との間に図５(a) に示すリング10を介在させたものである。まず焼ばめホルダ８の先端６にリング10をそのテーパ面が先端６のテーパ面に当接するように設置する。するとリング10の上端は軸方向に垂直な面を形成する。この場合、使用するリング10は、チャック部４を構成する金属より熱膨張率の高い材質から構成するのが好ましい。熱風などにより工具把持部７付近を加熱し膨張させると図９(a) に示すように、チャック部４及びリング10が膨張するが、リング10はチャック部４より熱膨張率が高いため、さらに大きく膨張する。このように膨張させた状態で図９(b) に示すように工具15c を挿入する。
【００３０】
その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図９(c) に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具のシャンク19を強く把持する。収縮は軸方向だけでなく、径方向へも生じるため、ホルダ本体のチャック部４の先端６をテーパ面とすることにより、径方向の縮みがテーパ同士を近づけ、常温に戻ると焼ばめホルダ本体とリング10との間に隙間が形成されることはない。またリング10の端面は、軸方向に垂直で工具15c と当接した状態が保たれているため、リング10と工具15c の間にも隙間が形成されず、高い密着性が保持される。
【００３１】
(C) 第三の実施例
本発明の第三の実施例は、図３に示す焼ばめホルダ９の先端６に図５(a) 〜(c) に示すリング10〜12のいずれかを設け、焼ばめにより図６(a) 〜(c) に示す工具15a 〜15c のいずれかを密着固定するものである。
【００３２】
(1) 焼ばめホルダ９、リング10及び工具15a との組合せ
図10に示すように、焼ばめホルダ９の先端６にリング10をテーパ面が上になるように設ける。この場合、リング10は、チャック部４を構成する金属より熱膨張率の高い材質とするのが好ましい。熱風などにより工具把持部７付近を加熱し膨張させると図10(a) に示すように、チャック部４及びリング10が膨張するが、リング10はチャック部４より熱膨張率が高いためさらに大きく膨張する。膨張させた状態で図10(b) に示すように工具15a を挿入する。
【００３３】
その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図10(c) に示すように膨張したリング10が工具15a と密着した状態で径方向だけでなく、軸方向へ収縮するため工具とリングの間に隙間が形成されない。またリング10の下端とチャック部４の先端６も密着した状態が保持されているため、隙間は形成されない。
【００３４】
(2) 焼ばめホルダ９、リング11及び工具15b との組合せ
図11に示すように、焼ばめホルダ９の先端６にリング11を設ける。リング11はテーパ面が上になるように設けられている。この場合、使用するリング11には熱収縮する材質を使用するのが好ましい。熱風などにより工具把持部７付近を加熱すると図11(a) に示すように、熱膨張率の高いチャック部４が大きく膨張するが、熱収縮性を有するリング11は収縮する。この状態で図11(b) に示すように工具15b を挿入する。
【００３５】
その後、室温まで放冷又は冷風を供給すると、図11(c) に示すように膨張した金属部分が収縮し、工具15b のシャンク19を強く把持する。また収縮したリング11も膨張して元の状態に戻る。リング11の膨張は工具15b と密着した状態で軸方向だけでなく、径方向へも生じるため、これらの間に隙間が形成されることはない。またリング11の下端とチャック部４の先端６も密着した状態が保持されているため、隙間は形成されない。
【００３６】
(3) 焼ばめホルダ９、リング12及び工具15c との組合せ
焼ばめホルダ９を使用して工具15c を焼ばめにより固定する場合、焼ばめホルダ９の先端６にリング12を設けて焼ばめを行っても高い密着性が得られる。この場合、リング12の材質は、熱膨張率がチャック部４を構成する金属より小さいもの又は熱収縮するもののいずれかを使用するのが好ましい。
【００３７】
例えば、図12(a) に示すように、工具15c より熱膨張率が低い材質からなるリング12を使用する場合、加熱によりチャック部４がリング12よりも大きく膨張する。この状態で図12(b) に示すように工具15c を挿入し、室温まで冷却すると、図12(c) に示すようにチャック部４とリング12が工具15c を密着した状態に維持しながら収縮するので安定した工具の固定が可能となる。
【００３８】
(4) 焼ばめホルダ９、リング10、リング11及び工具15c との組合せ
図13に示すように、チャック部４より熱膨張率の高いリング10を先端６上に設け、そのリング10のテーパ面にリング10よりも熱膨張率の低いリング11をテーパ面がリング10のテーパ面に当接するように設置して、工具15c を焼ばめにより固定することもできる。この場合、図13(a) に示すように加熱した段階ではリング10が最も大きく膨張する。この状態で図13(b) に示すように工具15c を挿入すると、工具15c は膨張率の低いリング11とともにリング10に沈み込むようにして固定される。その後、冷却するとリング10、11及びチャック部４が収縮し、シャンク19を把持して工具15c が密着固定される（図13(c) ）。なお、リング11に熱収縮する材質を用いても同様の効果が得られる。
【００３９】
本発明の別の参考例は、図４に示す焼ばめホルダ20と図５に示すリング12を使用して、図６(c) に示す工具15c を固定するものである。図14(a) に示すように、まずチャック部４の先端にある小径部21の外周に図５(c) に示すリング12を設ける。この場合、使用するリング12は、チャック部４よりも熱膨張率の低い材質から構成するのが好ましい。この状態で加熱を行いチャック部４とリング12を膨張させて図14(b) に示すように工具15c を挿入し室温まで冷却すると、リング12よりも熱膨張率が大きいチャック部４の方がリング12よりも多く収縮して小径部21が工具15c のシャンク19を把持し、リング12の端面と工具15c とが密着固定される（図14(c) ）。
【００４１】
本発明のホルダ及びリングを用いて密着固定した工具はいずれも再び加熱することで容易に抜き出すことができる。また本発明は上記のようなホルダ、リング及び工具の組合せに限定されることなく、ホルダや工具の形状に応じて種々の組合せが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の焼ばめホルダ及びリングを適宜組合せることによって、種々の形状の工具を容易に、かつ高い密着性を保って固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図３】 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。
【図４】 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。
【図５】 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斜視図である。
【図６】 本発明の焼ばめホルダに取付けられる工具の例を示す斜視図である。
【図７】 本発明の焼ばめ方法の例を示す部分断面図であり、(a) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図８】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図９】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１０】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１１】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１３】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１４】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１５】 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) は工具を挿入する前に加熱処理をしたときの状態を示し、(b) は加熱後に工具を挿入した状態を示し、(c) は常温まで冷やした後の状態を示す。
【図１６】 従来の焼ばめホルダを示す部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・焼ばめホルダ
２・・・テーパ状接続部
３・・・マニュピレータ把持部
４・・・チャック部
５・・・挿入孔
６・・・先端
７・・・工具把持部
Ｄ1 ・・・工具把持部の径
θ1 ・・・傾斜角度
Claims (6)
- 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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部先端が先端方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面を有し、前記テーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記チャック部のテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする焼ばめホルダ。
- 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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部先端が先端方向へ外径が小さくなるような凸型のテーパ面を有し、前記テーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記チャック部のテーパ面に当接する凹型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする焼ばめホルダ。
- 工作機械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具刃の下部にシャンク方向へ外径が小さくなるような凸型のテーパ面を有する工具の前記シャンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記工具刃のテーパ面に当接する凹型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする焼ばめホルダ。
- 工作機械との接続部と、マニュピレータ把持部と、工具刃の下部にシャンク方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面を有する工具の前記シャンクを挿入し焼ばめにより固定するチャック部とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなるリングが設けられており、前記リングは前記工具刃のテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする焼ばめホルダ。
- 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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなる円筒形のリングが設けられており、前記リングは前記チャック部の先端面及び前記工具の工具刃の下部面に当接し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする焼ばめホルダ。
- 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とを有する焼ばめホルダにおいて、前記チャック部の先端面上に前記チャック部より熱膨張率の高い材質からなる第一のリングが設けられており、前記第一のリングは先端方向へ内径が大きくなるような凹型のテーパ面と、前記チャック部の先端面に当接する端面とを有し、前記第一のリングのテーパ面上に前記チャック部より熱膨張率の低い材質又は熱収縮性を有する材質からなる第二のリングが設けられており、前記第二のリングは前記第一のリングのテーパ面に当接する凸型のテーパ面と、前記工具の工具刃の下部面に当接する端面とを有し、もって前記シャンクを前記チャック部に挿入し焼ばめを行なうと前記工具と前記焼ばめホルダとの間に隙間が形成されないことを特徴とする焼ばめホルダ。
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