JP7406860B1 - tool holder - Google Patents
tool holder Download PDFInfo
- Publication number
- JP7406860B1 JP7406860B1 JP2023064591A JP2023064591A JP7406860B1 JP 7406860 B1 JP7406860 B1 JP 7406860B1 JP 2023064591 A JP2023064591 A JP 2023064591A JP 2023064591 A JP2023064591 A JP 2023064591A JP 7406860 B1 JP7406860 B1 JP 7406860B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool holder
- flow path
- cutting blade
- cooling medium
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 89
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 32
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 8
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】冷却効率が良好であり、切削刃の温度上昇、切削刃の摩耗やチッピングを効果的に抑制(防止)することが可能な工具ホルダを提供する。【解決手段】工具ホルダ1は、三次元データに基づいて鉄系原料の粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法を用いて一体的に形成されている。そして、工具ホルダ1は、先端際に、切削刃を取り付けるための凹部6,6が設けられているとともに、それらの凹部6,6に取り付けられる切削刃へ冷却媒体を供給するための冷却媒体流路9が内部に形成されている。また、冷却媒体流路9は、主流路から小径の複数の従流路を枝分かれ状に形成したものであり、それらの従流路の先端が、凹部6,6へ冷却媒体を吹き付けるための噴射孔(第一噴射孔16,16・・、第二噴射孔17,17・・)になっている。【選択図】図8An object of the present invention is to provide a tool holder that has good cooling efficiency and can effectively suppress (prevent) the temperature rise of the cutting blade, wear and chipping of the cutting blade. A tool holder 1 is integrally formed using a modeling method that repeats laying, melting, solidifying, and laminating iron-based raw material powder based on three-dimensional data. The tool holder 1 is provided with recesses 6, 6 near the tip for attaching cutting blades, and a cooling medium flow for supplying a cooling medium to the cutting blades attached to the recesses 6, 6. A channel 9 is formed inside. The cooling medium flow path 9 is formed by branching a plurality of small-diameter secondary flow paths from the main flow path, and the tips of these secondary flow paths serve as an injection jet for spraying the cooling medium to the recesses 6 , 6 . holes (first injection holes 16, 16..., second injection holes 17, 17...). [Selection diagram] Figure 8
Description
特許法第30条第2項適用 展示日時: 令和 5年 4月12日 展示会名: 第5回名古屋 次世代3Dプリンタ展 開催場所: ポートメッセなごやArticle 30,
本発明は、切削刃を取り付けた状態で工作機械に装着されて被加工物(ワーク)の切削加工に供される工具ホルダに関するものである。 The present invention relates to a tool holder that is attached to a machine tool with a cutting blade attached thereto and is used for cutting a workpiece.
被加工物を加工するための工具として、長手方向に沿った軸心周りに回転しながら被加工物を切削するドリルやエンドミル等の切削工具が知られている。また、そのような切削工具の中には、切削中の発熱による切削刃の摩耗やチッピング(欠損)を防止するために、クーラント等の冷却液を切削刃や被加工物との接触点に向けて供給するための流路を、工具ホルダを貫通するように形成したものもある。たとえば、特許文献1の切削工具においては、工具ホルダの本体部の軸心に沿って第一流路が直線状に形成されているとともに、その第一流路の先端際に交差して切削刃付近まで至るように、第二流路が工具ホルダの本体部の軸心に対して傾斜した直線状に形成されている。
2. Description of the Related Art Cutting tools such as drills and end mills that cut the workpiece while rotating around an axis along the longitudinal direction are known as tools for machining the workpiece. In addition, some of these cutting tools direct cooling liquid such as coolant to the point of contact with the cutting blade and the workpiece in order to prevent wear and chipping of the cutting blade due to heat generated during cutting. There is also a tool holder in which a flow path for supplying the tool is formed so as to pass through the tool holder. For example, in the cutting tool of
しかしながら、特許文献1の如き従来の切削工具は、ドリルによってホルダの本体部を複数回にわたり穿設することによって第一流路および第二流路を形成しなければならない上、第二流路の基端を樹脂等で封止しなければならないため、製造に手間が掛かる、という不具合がある。また、特許文献1の切削工具は、設計上、第二流路の先端の冷却液の吐出口を切削刃に近付けるのが難しいことや、第一流路と第二流路との交差位置において冷却液が逆流するために圧力損失が大きいことに起因して、冷却液を高い圧力で切削刃に吹き付けることができないため、冷却効率が不十分であった。
However, with conventional cutting tools such as those disclosed in
本発明の目的は、上記した従来の工具ホルダの問題点を解消し、製造が容易である上、冷却効率が良好であり、切削刃(特に刃先)の温度上昇、切削刃の摩耗やチッピングを効果的に抑制(防止)することができる上、熱変形(ホルダ自体および切削刃の熱変形)による加工精度の低下を効果的に防止することが可能な工具ホルダを提供することにある。 The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional tool holder, to be easy to manufacture, to have good cooling efficiency, and to prevent temperature rise of the cutting blade (particularly the cutting edge), wear and chipping of the cutting blade. It is an object of the present invention to provide a tool holder that can effectively suppress (prevent) deterioration of machining accuracy due to thermal deformation (thermal deformation of the holder itself and the cutting blade).
本発明の内、請求項1に記載された発明は、切削刃を取り付けた状態で工作機械に装着されて被加工物の切削加工に供される工具ホルダであって、金属によって棒状(少なくとも一部が円柱状や角柱状であるもの等)に一体形成されており、前記切削刃を着脱可能な取付部が設けられているとともに、その取付部へ取り付けられる切削刃へ冷却媒体を供給するための(ひと繋がりの)冷却媒体流路が内部に形成されており(すなわち、冷却媒体流路へ冷却媒体を供給するための供給口、冷却媒体流路から冷却媒体を噴出するための噴出孔以外の口や孔を有しない一連の冷却媒体流路が、内部に的に(本体の形成と同時に)一体形成されており)、前記冷却媒体流路が、主流路から小径の複数の従流路を枝分かれ状に形成したものであり、それらの従流路の先端が、前記取付部へ取り付けられる切削刃へ冷却媒体を吹き付けるための噴射孔になっているとともに、前記主流路の基端が四角柱状になっており、前記主流路の先端が基端よりも断面積の小さな円柱状になっていることを特徴とするものである。
Among the present invention, the invention described in
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載の工具ホルダを製造するための製造方法であって、三次元データに基づいて電導物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法(以下、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法という)、あるいは、三次元データに基づいて溶融させた導電性物質を積層する造形方法(以下、導電性物質の溶融押出積層方法という)によって前記工具ホルダを一体形成することを特徴とするものである。
The invention described in
上記した導電性物質粉末層の部分溶着積層方法あるいは導電性物質の溶融押出積層方法において造形の原料として用いる導電性物質とは、実質的に磁性を有しておらず、かつ、良好な導電性を有する物質のことを言う。かかる導電性物質としては、鉄、アルミニウム等を挙げることができる。また、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法を利用して本発明に係る工具ホルダを造形する場合には、敷設された造形の原料(すなわち、導電性物質からなる粉末)をレーザあるいは電子ビームの照射によって溶融させる必要がある。その際のレーザとしては、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、ファイバレーザ等を好適に用いることができるが、ファイバレーザ(すなわち、Yb等の希土類元素を添加した光ファイバをレーザ媒質として用いるレーザ)を用いると、小型の装置により高い出力でビーム品質の良いレーザ光を得ることが可能となり、寸法精度の高い工具ホルダを非常に効率良く製造することが可能となるので好ましい。さらに、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法により工具ホルダを造形する場合のファイバレーザの出力、波長は、特に限定されないが、出力を400~1,000wの範囲内に調整し、波長を1,000~1,100nmの範囲内に調整すると、短時間での効率的な造形が可能となるので好ましい。 The conductive material used as a raw material for modeling in the above-described partial welding lamination method of conductive material powder layers or melt extrusion lamination method of conductive materials is one that has substantially no magnetism and has good conductivity. refers to a substance that has Such conductive substances include iron, aluminum, and the like. In addition, when the tool holder according to the present invention is modeled using a method of partially welding and laminating conductive material powder layers, the laid modeling raw material (i.e., powder made of a conductive material) is heated using a laser or an electron beam. It is necessary to melt it by irradiation. As a laser in this case, a semiconductor laser, a carbon dioxide laser, an excimer laser, a YAG laser, a fiber laser, etc. can be suitably used. It is preferable to use a laser) because it is possible to obtain laser light with high output and good beam quality using a small device, and it is possible to manufacture tool holders with high dimensional accuracy very efficiently. Further, the output and wavelength of the fiber laser when modeling a tool holder by the method of partially welding and laminating conductive material powder layers is not particularly limited, but the output is adjusted within the range of 400 to 1,000 W, and the wavelength is adjusted to 1 It is preferable to adjust the thickness within the range of ,000 to 1,100 nm because it enables efficient modeling in a short time.
請求項1に記載の工具ホルダは、金属によって一体的に形成されているため、冷却媒体流路を別個に設ける必要がないので、安価かつ容易に製造することができる。また、請求項1に記載の工具ホルダによれば、クーラント等の冷却媒体を、内部の冷却媒体流路を介して圧力損失を生じさせることなく、取付部に取り付けられる切削刃へ高い圧力で吹き付けることができるので、切削刃(特に刃先)の温度上昇、切削刃の摩耗やチッピングを効果的に抑制することができる。それゆえ、請求項1に記載の工具ホルダによれば、熱変形(ホルダ自体および切削刃の熱変形)による加工精度の低下を効果的に防止することが可能となる。さらに、請求項1に記載の工具ホルダによれば、切削時に切削刃の刃先に出来る構成刃先や切削時に発生する長い切り屑を防止(分断)でき、加工効率を上げることも可能となる。
Since the tool holder according to the first aspect is integrally formed of metal, there is no need to separately provide a cooling medium flow path, and therefore it can be manufactured easily and at low cost. Further, according to the tool holder according to
請求項1に記載の工具ホルダは、一定ではない内径を有する(すなわち、長手方向において内径(断面積)が変化する)冷却媒体流路が内部に形成されているため、冷却媒体流路の先端からの冷却媒体の噴出圧力を容易にコントロールすることができる。
In the tool holder according to
請求項1に記載の工具ホルダは、冷却媒体流路の主流路を流下した冷却媒体を、従流路の先端の噴射孔から高い圧力で取付部に取り付けられた切削刃に吹き付けることができるので、非常に効率的に切削刃を冷却することができる。したがって、請求項1に記載の工具ホルダによれば、切削刃の温度上昇、切削刃の摩耗やチッピングを一段と効果的に抑制することが可能となる。
In the tool holder according to
請求項2に記載の工具ホルダの製造方法は、三次元データに基づく導電性物質粉末層の部分溶着積層方法あるいは導電性物質の溶融押出積層方法によって工具ホルダを製造するものであるため、工具ホルダの形状が、冷却媒体流路を内部に形成した複雑な形状であるにも拘わらず、安価かつ非常に容易に製造することができる。その上、同一形状、同一特性を有する製品を、製造作業者の技量に左右されることなく再現性良く効率的に製造することができる。さらに、請求項2に記載の製造方法によって製造される工具ホルダは、銀ロウによる接着部分等が存在しないため、連続使用により温度が上昇しても変形したりせず、長期間に亘って高い加工精度を保持することができる。加えて、請求項2に記載の工具ホルダの製造方法によれば、設計上、工具ホルダの冷却媒体流路の先端を切削刃に近接させることが可能となるので、切削刃の温度上昇、切削刃の摩耗やチッピングをきわめて効果的に抑制することが可能となる。
The method for manufacturing a tool holder according to
以下、本発明に係る工具ホルダの一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the tool holder according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
<工具ホルダの構造>
図1~図10は、工具ホルダを示したものであり、工具ホルダ1は、鉄系の原料を用いた導電性物質粉末層の部分溶着積層方法(三次元データに基づいて鉄系原料の粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法)によって、長尺な略円柱状に一体的に形成されている。かかる工具ホルダ1の基端側(図3における右側)には、工作機械に装着させるための略円柱状の把持部(シャンク)2が形成されており、先端側(図3における左側)には、把持部よりわずかに小径の加工部3が形成されている。そして、工具ホルダ1は、直径(把持部2の直径)=32mmφ×長さ=155mmの大きさを有している。
<Structure of tool holder>
1 to 10 show a tool holder, and the
また、把持部2の基端面の中心には、扁平な円錐台状の係合凹部14が形成されており、当該係合凹部14の左右には、後述する冷却媒体流路9へ冷却媒体(クーラント等)を供給するための略矩形の2つの供給口15,15が、軸心(係合凹部14の中心)に対して対称となるように設けられている。
Furthermore, a flat truncated cone-shaped
一方、加工部3の先端際には、略1/4円柱状の2つの溝4,4が、軸心に対して対称になるように形成されており、先端面が、中心角90°の2つの扇形を軸心に対して対称になるように配置させた形状を有している。そして、それらの溝4,4によって、所謂、掬い面と逃げ面が直交するように形成された状態になっている。また、加工部3の先端の逃げ角は、約160°になっている。さらに、先端面の中心には、扁平な円錐台状の係合凹部5が形成されている。
On the other hand, near the tip of the processed
そして、各溝4,4の先端際には、それぞれ、切削刃を取り付けるための取付部として機能する扁平な直方体状の凹部6が刻設されており、それらの凹部6,6が、軸心(係合凹部5の中心)に対して対称に配置された状態になっている。さらに、各凹部6,6の中心には、切削刃を螺着する際に用いるネジ孔7が刻設されている。また、各溝4,4の基端側には、切削加工時に切削屑を排出させるための排出溝8が連設されており、把持部2の先端際まで至った状態になっている。各排出溝8,8は、内面(軸方向に垂直な断面)が円弧状になるように形成されており、先端面側からみたときに、先端から基端にかけて時計回りに約90°回転するように、螺旋状(スパイラル状)に形成されている。
A flat rectangular parallelepiped-shaped
<冷却媒体流下路の構造>
一方、図7~10の如く、工具ホルダ1の内部には、加工部2の先端際の凹部(取付部)6に取り付けられる切削刃およびその付近へ冷却媒体(クーラント等)を供給するための冷却媒体流路9が形成されている。当該冷却媒体流路9は、把持部2の内部に形成された2本の第一主流路10,10、加工部3の内部に形成された2本の第二主流路11,11、各第二主流路11,11の先端際に連設された18本ずつの第一従流路12,12・・、および、各第二主流路11,11の先端に連設された小径の4本の第二従流路13,13・・によって構成されている。
<Structure of cooling medium flow path>
On the other hand, as shown in FIGS. 7 to 10, inside the
各第一主流路10,10は、基端側が四角柱状になっており、先端側が円柱状になっている(すなわち、基端から先端にかけて四角柱の稜線が次第に大きな曲率半径になるように面取りされた状態になっている)。また、第一主流路10,10の先端側は、基端側よりも小径(約6mmφ)になっている(断面積が小さくなっている)。そして、各第一主流路10,10の基端は、把持部2の基端面に形成された供給口15,15になっており、各第一主流路10,10の先端は、各第二主流路11,11と連通した状態になっている。なお、各第一主流路10,10の基端は、約8mm×8mmの大きさの正方形状になっている。加えて、各第一主流路10,10は、基端から先端に至るまで、軸心に対して対称となるように配置されている(図6参照)。
Each of the first
また、第二主流路11,11は、各第一主流路10,10の先端部分と同一な内径(約5mmφ)を有する一定の内径の円柱状に形成されている。そして、先端側からみたときに、基端から先端にかけて時計回りに約90°回転するように(排出溝8,8に沿って回転するように)、螺旋状(スパイラル状)に形成されている。加えて、各第二主流路11,11は、図7の如く、基端から先端に至るまで、軸心に対して対称となるように、かつ、各排出溝8,8の周面からの距離が等しくなるように配置された状態になっている。
Further, the second
一方、第一従流路12,12・・は、各第二主流路11,11より大幅に小径(約1.0mmφ)の円柱状に形成されており、各第二主流路11,11の先端際に、軸方向(前後方向)6列×径方向3行になるように等間隔かつ平行に配置されている。また、各第一従流路12,12・・の先端は、溝4,4および排出溝8,8まで至っており、第一噴射孔16,16・・を形成した状態になっている。さらに、各第一従流路12,12・・は、軸心方向に対して約30°傾斜した状態になっており、先端方向への外挿線が、凹部6に取り付けられる切削刃の表面に対して約30°傾斜した状態になっている。
On the other hand, the first
また、第二従流路13,13・・は、各第二主流路11,11より大幅に小径(約1.0mmφ)の円柱状に形成されており、各第二主流路11,11の先端に、径方向4列の等間隔かつ平行に配置されている。また、各第二従流路13,13・・の先端側は、各第二主流路11,11と同様な螺旋を描いて先端面まで至っており、第二噴射孔17,17・・を形成した状態になっている。そして、各第二従流路13,13・・の先端際の部分は、先端面と直交した状態になっている。
Further, the second
<工具ホルダの製造方法>
図11は、工具ホルダ1を形成する様子を示したものであり、工具ホルダ1を形成するための三次元プリンタ装置Mは、中央に直方体状の凹状部を形成してなるフレームF、そのフレームFに対して昇降可能に設けられた昇降部材、レーザLを照射するための照射手段S、レーザを反射させるための反射手段R、昇降部材を昇降させるための駆動手段(図示せず)等を有している。そして、昇降部材には、フレームFの凹状部の開口部分と略同一の面積を有するテーブルTが設けられている。
<Manufacturing method of tool holder>
FIG. 11 shows how the
三次元プリンタ装置Mにより工具ホルダ1を製造する際には、まず、上昇位置にある昇降部材のテーブルTの表面に、鉄系原料の粉末(以下、鉄系粉末という)を、所定の厚み(たとえば、30μm)になるように敷設する(テーブルTの表面とフレームFの外枠の表面とのギャップだけ鉄系粉末を敷き詰める)。そして、その鉄系粉末に対して、所定の出力のレーザ(ファイバレーザ)Lを所定の形状に照射して鉄系粉末の一部を溶融させ、冷却して凝固させることによって、工具ホルダ1の一部を形成する。
When manufacturing the
上記の如く、工具ホルダ1の一部を形成した後には、駆動手段により昇降部材のテーブルTを所定の高さ(たとえば、30μm)だけ降下させる。そして、その高さ位置において、“先に形成された工具ホルダ1の一部の上側での鉄系粉末の敷設→鉄系粉末に対するレーザLの照射→溶融した鉄の冷却・固化(凝固による固化)”という動作を繰り返す。そして、上記の如く、“昇降部材のテーブルTを降下→鉄系粉末の敷設→鉄系粉末に対するレーザLの照射→溶融した鉄の冷却・固化”という動作を、所定の回数(たとえば、5,000回)だけ繰り返すことによって、鉄系原料からなる工具ホルダ1を一体的に形成することができる。
As described above, after forming a part of the
<工具ホルダの作用>
上記の如く構成された工具ホルダ1は、図12の如く、先端の2箇所の凹部(取付部)6,6に、それぞれ、切削刃(超硬刃)CをボルトBによって螺着して切削工具として用いることができる。そして、長手方向に沿った軸心の周りに回転可能に工作機械に装着した状態(把持部2を工作機械に把持させた状態)で、被加工物(ワーク)の切削加工に供することができる。そして、工具ホルダ1は、切削加工中には、外部の供給装置から供給されたクーラント(切削油)等の冷却媒体を、冷却媒体流路9の基端の2つの供給口15,15から導入し、冷却媒体流路9(すなわち、第一主流路10,10、第二主流路11,11、第一従流路12,12・・、および、第二従流路13,13・・)の内部を流下させた後に、先端際の第一噴射孔16,16・・からシャワー状に高圧で噴出させることによって、切削刃Cを集中的に冷却することができる。同時に、冷却媒体を、先端面の第二噴射孔17,17・・からシャワー状に高圧で噴出させることによって、被加工物の加工面をも冷却することができる。なお、切削刃Cが摩耗した場合等には、交換することも可能である。
<Effect of tool holder>
As shown in FIG. 12, the
<工具ホルダの効果>
工具ホルダ1は、上記の如く、金属によって一体的に形成されているため、冷却媒体流路9を別個に設ける必要がないので、安価かつ容易に製造することができる。また、工具ホルダ1によれば、クーラント等の冷却媒体を、内部の冷却媒体流路9を介して圧力損失を生じさせることなく、凹部6,6(すなわち、取付部)に取り付けられる切削刃Cへ高い圧力で吹き付けることができるので、切削刃C(特に刃先)の温度上昇、切削刃Cの摩耗やチッピングを効果的に抑制することができる。それゆえ、工具ホルダ1によれば、熱変形(工具ホルダ1自体および切削刃Cの熱変形)による加工精度の低下を効果的に防止することができる。さらに、工具ホルダ1によれば、切削刃Cに付着した切削屑を効果的に除去して、加工効率を高く保つことができる。
<Effects of tool holder>
Since the
また、工具ホルダ1は、冷却媒体流路9が一定ではない内径を有する(すなわち、長手方向において内径(断面積)が変化する)ものであるため、冷却媒体流路9の先端(第一噴射孔16,16・・および第二噴射孔17,17・・)からの冷却媒体の噴出圧力を容易にコントロールすることができる。
In addition, since the
さらに、工具ホルダ1は、冷却媒体流路9が、主流路(第一主流路10,10および第二主流路11,11)から小径の複数の従流路(第一従流路12,12・・および第二従流路13,13・・)を枝分かれ状に形成したものであるとともに、それらの従流路の先端が、凹部6,6へ冷却媒体を吹き付けるための噴射孔(第一噴射孔16,16・・および第二噴射孔17,17・・)になっており、冷却媒体流路9の主流路を流下した冷却媒体を、従流路の先端の噴射孔から高い圧力で凹部6,6に取りつけられた切削刃C,Cに吹き付けることができるので、非常に効率的に切削刃C,Cを冷却することができる。したがって、工具ホルダ1によれば、切削刃C,Cの温度上昇、切削刃C,Cの摩耗やチッピングを非常に効果的に抑制することができる。
Further, in the
加えて、工具ホルダ1は、三次元プリンタ装置Mを用いた造形方法(すなわち、三次元データに基づく導電性物質粉末層の部分溶着積層方法)によって形成されるものであるため、枝分かれ状の冷却媒体流路9を内部に形成した複雑な形状を有しているにも拘わらず、非常に容易に製造することができる。その上、同一形状、同一特性を有する製品を、製造作業者の技量に左右されることなく再現性良く効率的に製造することができる。さらに、工具ホルダ1は、銀ロウによる接着部分等が存在しないため、連続使用により温度が上昇しても変形したりせず、長期間に亘って高い加工精度を保持することができる。加えて、工具ホルダ1は、冷却媒体流路9の先端(第一噴射孔16,16・・)が切削刃C,Cに近接しているため、切削刃C,Cの温度上昇、切削刃C,Cの摩耗やチッピングをきわめて効果的に抑制することができる。
In addition, since the
<工具ホルダの変更例>
本発明に係る工具ホルダは、上記した実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、材質や大きさ、把持部、加工部(切削刃の取付部、溝、排出溝)、冷却媒体流路(主流路、従流路)等の形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
<Example of changing tool holder>
The tool holder according to the present invention is not limited to the aspects of the embodiments described above, but includes material, size, gripping section, processing section (cutting blade attachment section, groove, discharge groove), cooling medium flow path, etc. (Main channel, secondary channel), etc., shapes, structures, etc. can be changed as necessary without departing from the spirit of the present invention.
たとえば、工具ホルダは、上記実施形態の如く、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法(三次元データに基づいて導電性物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法)によって製造されたものに限定されず、導電性物質の溶融押出積層方法(三次元データに基づいて溶融させた導電性物質を積層する造形方法)によって製造されたものでも良い。なお、工具ホルダの造形方法として、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法を用いると、複雑な形状・構造を有する工具ホルダを容易に製造することが可能となるので好ましい。さらに、工具ホルダは、上記実施形態の如く、鉄系の原料によって形成されたものに限定されず、必要に応じて形成原料をアルミニウム等の他の金属等に変更することができる。 For example, as in the above embodiment, the tool holder is manufactured by a method of partially welding and laminating conductive material powder layers (a modeling method that repeats laying, melting, solidifying, and laminating powder made of conductive material based on three-dimensional data). The present invention is not limited to the one manufactured by the melt-extrusion lamination method of conductive materials (a modeling method in which melted conductive materials are laminated based on three-dimensional data). Note that it is preferable to use a method of partially welding and laminating a layer of conductive material powder as a method of forming the tool holder, since this makes it possible to easily manufacture a tool holder having a complicated shape and structure. Further, the tool holder is not limited to being formed from iron-based raw materials as in the above embodiments, but the forming raw material can be changed to other metals such as aluminum as necessary.
また、工具ホルダは、上記実施形態の如く、冷却媒体流路が一定ではない内径を有するもの(冷却媒体流路の径(断面積)が変化しているもの)に限定されず、冷却媒体流路が一定の内径を有するものでも良い。さらに、工具ホルダは、上記実施形態の如く、冷却媒体流路の主流路および/または従流路が螺旋状(スパイラル状)のものに限定されず、主流路および/または従流路の少なくとも一部が直線状のもの等でも良い。 Further, the tool holder is not limited to one in which the coolant flow path has a non-uniform inner diameter (the diameter (cross-sectional area) of the coolant flow path changes) as in the above embodiment; The channel may have a constant inner diameter. Furthermore, the tool holder is not limited to the case where the main flow path and/or the secondary flow path of the cooling medium flow path are spiral-shaped as in the above embodiments, and at least one of the main flow path and/or the secondary flow path is The part may be straight.
加えて、工具ホルダは、上記実施形態の如く、冷却媒体流路の主流路の先端あるいは先端際に従流路を枝分かれ状に形成したものに限定されず、冷却媒体流路が枝分かれしていないものでも良い。たとえば、工具ホルダは、図13の如く、複数の主流路(のみ)21,21を軸心に対して対称に配置されており同一方向に回転した螺旋状(スパイラル状)に形成し、先端の噴射孔を逃げ面あるいは掬い面に形成したもの等でも良い。そのように冷却媒体流路(主流路21,21)を形成した工具ホルダ1’も、上記実施形態の工具ホルダと同様に、切削刃および被加工物を効果的に冷却して加工精度の低下を防止することができ、また、切削刃の摩耗やチッピングを一段と効果的に抑制することが可能となる。
In addition, the tool holder is not limited to one in which the secondary flow path is formed in a branched manner at the tip or near the tip of the main flow path of the coolant flow path, as in the above embodiment, and the tool holder is not limited to one in which the coolant flow path is not branched. Anything is fine. For example, as shown in FIG. 13, the tool holder has a plurality of main flow channels (only) 21, 21 arranged symmetrically with respect to the axis and formed in a spiral shape rotating in the same direction. The injection hole may be formed on the flank surface or the scooping surface. Similarly to the tool holder of the above embodiment, the tool holder 1' in which the cooling medium flow path (
また、工具ホルダは、上記実施形態の如く、冷却媒体流路の主流路の先端あるいは先端際に、冷却媒体をシャワー状に噴射するための複数種類の非常に小径な従流路を枝分かれ状に形成したものに限定されず、主流路の先端あるいは先端際に、冷却媒体をシャワー状に噴射するための単一種類の非常に小径な従流路を枝分かれ状に形成したものでも良い。 In addition, as in the above embodiment, the tool holder has multiple types of very small-diameter sub-channels branched at or near the tip of the main channel of the coolant flow channel for spraying the coolant in a shower-like manner. The present invention is not limited to the above-mentioned structure, and a single type of very small-diameter sub-flow channel for spraying the cooling medium in a shower-like manner may be formed in a branched manner at or near the end of the main flow channel.
さらに、工具ホルダは、上記実施形態の如く、切削刃を取り付けるための取付部を先端(あるいは先端際)に設けたものに限定されず、取付部を先端から任意の長さだけ後方の部位に設けたもの等に変更することも可能である。 Furthermore, the tool holder is not limited to having a mounting portion for attaching a cutting blade at the tip (or near the tip) as in the above embodiment, but the mounting portion may be provided at an arbitrary length rearward from the tip. It is also possible to change to the one provided.
加えて、工具ホルダは、上記実施形態の如く、噴出孔に繋がった冷却媒体流路(第一従流路)の先端部分の外挿線(先端方向への外挿線)が取付部に取り付けられる切削刃の表面に対して約30°傾斜した状態になっているものに限定されず、当該外挿線と切削刃の表面との傾斜角度(噴出角度)を必要に応じて、適宜変更することができる。なお、噴出角度を10°~40°に調整した場合には、切削刃の温度上昇、切削刃の摩耗やチッピングの抑制機能、および、切削刃表面からの切削屑除去機能を一段と良好なものとすることが可能となる。 In addition, in the tool holder, as in the above embodiment, the extrapolation line (extrapolation line in the direction of the tip) of the tip of the coolant flow path (first secondary flow path) connected to the jet hole is attached to the mounting part. The angle of inclination (ejection angle) between the extrapolation line and the surface of the cutting blade is changed as necessary, without being limited to those that are inclined at about 30 degrees with respect to the surface of the cutting blade. be able to. In addition, when the jetting angle is adjusted to 10° to 40°, the temperature rise of the cutting blade, the ability to suppress cutting blade wear and chipping, and the ability to remove cutting debris from the cutting blade surface are even better. It becomes possible to do so.
本発明に係る工具ホルダは、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、切削刃を取り付けた状態で工作機械に装着して被加工物の切削加工に供するための部材として好適に用いることができる。 Since the tool holder according to the present invention has excellent effects as described above, it can be suitably used as a member for cutting workpieces by being attached to a machine tool with a cutting blade attached. Can be done.
1,1’・・工具ホルダ
2・・把持部
3・・加工部
4,4’・・溝
5・・係合凹部
6・・凹部
7・・ネジ孔
8・・排出溝
9・・冷却媒体流路
10・・第一主流路
11・・第二主流路
12・・第一従流路
13・・第二従流路
14・・係合凹部
15・・供給口
16・・第一噴射孔
17・・第二噴射孔
21・・主流路
1, 1'...
Claims (2)
金属によって棒状に一体形成されており、前記切削刃を着脱可能な取付部が設けられているとともに、
その取付部へ取り付けられる切削刃へ冷却媒体を供給するための冷却媒体流路が内部に形成されており、
前記冷却媒体流路が、主流路から小径の複数の従流路を枝分かれ状に形成したものであり、それらの従流路の先端が、前記取付部へ取り付けられる切削刃へ冷却媒体を吹き付けるための噴射孔になっているとともに、
前記主流路の基端が四角柱状になっており、前記主流路の先端が基端よりも断面積の小さな円柱状になっていることを特徴とする工具ホルダ。 A tool holder that is attached to a machine tool with a cutting blade attached and used for cutting a workpiece,
It is integrally formed into a rod shape of metal, and is provided with a mounting part to which the cutting blade can be attached and detached,
A cooling medium flow path is formed inside to supply cooling medium to the cutting blade attached to the mounting part.
The cooling medium flow path is formed by branching a plurality of small-diameter secondary flow paths from the main flow path, and the tips of these secondary flow paths spray the cooling medium to the cutting blade attached to the mounting portion. In addition to being an injection hole,
A tool holder characterized in that the base end of the main flow path is shaped like a square prism, and the tip of the main flow path has a cylindrical shape with a smaller cross-sectional area than the base end .
三次元データに基づいて電導物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法、あるいは、三次元データに基づいて溶融させた導電性物質を積層する造形方法によって前記工具ホルダを一体形成することを特徴とする工具ホルダの製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the tool holder according to claim 1, comprising:
The tool holder is integrally formed by a modeling method that repeats laying, melting, solidifying, and laminating powder made of conductive material based on three-dimensional data, or by a modeling method that stacks melted conductive material based on three-dimensional data. A method of manufacturing a tool holder, characterized in that :
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023064591A JP7406860B1 (en) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | tool holder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023064591A JP7406860B1 (en) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | tool holder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7406860B1 true JP7406860B1 (en) | 2023-12-28 |
Family
ID=89321041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023064591A Active JP7406860B1 (en) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | tool holder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7406860B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021030385A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | End mill body of cutting edge-replaceable end mill with coolant hole, and cutting edge-replaceable end mill with coolant hole |
JP2023034102A (en) * | 2021-08-30 | 2023-03-13 | 株式会社タンガロイ | Cutting tool |
-
2023
- 2023-04-12 JP JP2023064591A patent/JP7406860B1/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021030385A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | End mill body of cutting edge-replaceable end mill with coolant hole, and cutting edge-replaceable end mill with coolant hole |
JP2023034102A (en) * | 2021-08-30 | 2023-03-13 | 株式会社タンガロイ | Cutting tool |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7396191B2 (en) | Cutting tool and cutting machine | |
US9180650B2 (en) | Cutting tool including an internal coolant system and fastener for a cutting tool including an internal coolant system | |
US10654116B2 (en) | Cutting insert, metal spacer and holder | |
US10421135B2 (en) | Rotary cutting tool with coolant passages and method of making same | |
US20120087746A1 (en) | Cutting tools and cutting inserts including internal cooling | |
JP2007216327A (en) | Forming method of chip breaker | |
JP2020500723A (en) | Anvil with curved path for cutting tools | |
JP2008515643A (en) | Hard material processing apparatus and processing method using laser having irradiance in the range of 106 to 109 Wcm-2 and repetition rate in the range of 10 to 50 kHz | |
JPH0631502A (en) | Cutting tool | |
JP2020521646A (en) | Cutting tools | |
JPH10225814A (en) | Cutting work method | |
EP3115137A1 (en) | A machining tool | |
JP7406860B1 (en) | tool holder | |
JP6389205B2 (en) | Machining method using drill and drill with coolant injection hole | |
US20210114123A1 (en) | Rotary cutting tools and applications thereof | |
CN110614400A (en) | Miniature cutter with coolant liquid delivery hole | |
CN110650813B (en) | Cutting tool and method of manufacturing a cutting tool | |
JPH1133812A (en) | End mill | |
JP2014039963A (en) | Drill with coolant jet hole | |
JP2014108506A (en) | End mill | |
KR20110005006A (en) | Method for manufacturing for diamond cutting tool having chip breaker and diamond cutting tool manufactured thereby | |
EP1106287A1 (en) | Cutting device and cutting work method | |
JP2009107027A (en) | Cutting tool and method of cutting using the same | |
KR102611096B1 (en) | Cutting tool with porous internal cooling channel | |
JP2010036296A (en) | Single crystal diamond cutting tool and method for manufacturing same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20230428 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230608 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20230608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230703 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231031 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231211 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7406860 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |