JPH0469144A - Tool holding structure of ultrasonic machine - Google Patents

Tool holding structure of ultrasonic machine

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Publication number
JPH0469144A
JPH0469144A JP18493990A JP18493990A JPH0469144A JP H0469144 A JPH0469144 A JP H0469144A JP 18493990 A JP18493990 A JP 18493990A JP 18493990 A JP18493990 A JP 18493990A JP H0469144 A JPH0469144 A JP H0469144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
sleeve
machining
processing
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP18493990A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruhiko Moriyama
森山 輝彦
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0469144A publication Critical patent/JPH0469144A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To certainly secure a cutting tool to a cutting horn tool by holding the sleeve, which is assembled around the cutting tool in the driving process of a socket nut to a tool securing section by means of the first regulation face of the hole, in which the sleeve is contained, and the second regulation face of the socket nut. CONSTITUTION:A sleeve 32 is held by means of the first regulation face 34 of a tool securing section 22 and the second regulation face of a socket nut 38 by driving the socket nut 38 into the tool securing section 22 and the diameter of the sleeve 32 is made to shrink and pressedly connected to a cutting tool 20, around which a sleeve 32 is assembled, with the cutting tool 20 set to the tool securing section 22 of an ultrasonic machine tool. The cutting tool 20 can certainly be fixed to the cutting horn tool securing section 22 by simple work such as only driving a socket into the tool securing section 22.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波加工機の工具保持構造に関し、更に詳
細には、一般に市販されている廉価な加工工具を、超音
波加工機の加工用ホーンに設けた工具装着部に確実かつ
容易に取付は得るようにした工具保持構造に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a tool holding structure for an ultrasonic processing machine, and more specifically, the present invention relates to a tool holding structure for an ultrasonic processing machine. The present invention relates to a tool holding structure that can be reliably and easily attached to a tool mounting portion provided in the tool holding structure.

従来技術 被加工物に切削、研削、剪断等の加工を施す工作機械の
一形態として、回転する加工工具に超音波振動を付与す
ることにより、加工時に工具先端に加わる抵抗を低減し
、併せて加工精度を向上させ得る超音波加工機が知られ
ている。この超音波加工機は、主軸ヘッドに回転自在に
配設した超音波振動子で発生させた機械的振動を増幅す
る加工用ホーンを備え、該加工用ホーンに装着した加工
工具に所要の振動を付与するよう構成されている。
Conventional technology As a type of machine tool that performs processing such as cutting, grinding, and shearing on a workpiece, by applying ultrasonic vibration to a rotating processing tool, the resistance applied to the tip of the tool during processing is reduced. Ultrasonic processing machines that can improve processing accuracy are known. This ultrasonic machining machine is equipped with a machining horn that amplifies mechanical vibrations generated by an ultrasonic vibrator rotatably disposed on the spindle head, and applies the required vibration to a machining tool attached to the machining horn. It is configured to grant.

前記超音波加工機では、加工用ホーンに対して加工工具
が確実に固定されていないと、加工中に加えられる負荷
により加工工具が位置ずれを生じたり、破損する等の重
大な問題を招来する。また、超音波振動が加工工具に効
率的に伝達されず、エネルギー損失を伴なうため、加工
精度や加工効率を低下させる原因ともなっている。その
ため、従来より加工工具を、加工用ホーンに確実に固定
する各種の提案がなされている。
In the ultrasonic machining machine, if the machining tool is not securely fixed to the machining horn, serious problems such as the machining tool being displaced or damaged due to the load applied during machining will occur. . Furthermore, the ultrasonic vibrations are not efficiently transmitted to the machining tool, resulting in energy loss, which causes a decrease in machining accuracy and machining efficiency. Therefore, various proposals have been made to securely fix a machining tool to a machining horn.

例えば、予め加工用ホーンと加工工具とを一体に形成し
たり、加工工具にねじ部を設け、該工具と加工用ホーン
とをねじ結合させる構造のものが一般に知られている。
For example, a structure in which a machining horn and a machining tool are integrally formed in advance, or a structure in which a threaded portion is provided on the machining tool and the tool and the machining horn are screwed together is generally known.

また、銀ロー、はんだ等の接着手段を用いて、加工工具
を加工用ホーンに一体的に固定する手段も採用されてい
る。更に、加工用ホーンの工具装着部にすり割りを形成
し、加工工具を装着部に挿通した状態で、ボルトを介し
て装着部を半径方向に縮径させることによって。
Additionally, a means for integrally fixing the machining tool to the machining horn using adhesive means such as silver solder or solder is also adopted. Furthermore, by forming a slot in the tool mounting portion of the machining horn and reducing the diameter of the mounting portion in the radial direction via a bolt while the processing tool is inserted through the mounting portion.

ホーンと工具とを圧接固定したり、加工用ホーンに螺挿
したセットねじで加工工具を固定する方法も提案されて
いる。
Methods have also been proposed in which the horn and the tool are fixed by pressure contact, or the processing tool is fixed with a set screw inserted into the processing horn.

発明が解決しようとする課題 超音波加工機で使用される前記の加工工具は、経時的に
摩耗したり破損するものであり、従って適切な超音波加
工を達成するため頻繁に交換を要するいわゆる消耗品で
ある。しかるに、前述した如く、加工用ホーンと加工工
具とを一体に形成したり、加工工具にねじ部を形成する
加工を要したりするものでは、それに伴なうコストが極
めて高くなる欠点があった。また、加工工具を銀ローや
はんだ等の接着手段により固定するものでは、工具交換
の毎に煩雑な取外しと接着とを行なわなければならず、
多くの手間が掛かる作業となる難点がある。
Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned processing tools used in ultrasonic processing machines are subject to wear and tear over time, and therefore require frequent replacement in order to achieve proper ultrasonic processing. It is a quality item. However, as mentioned above, in the case where the machining horn and the machining tool are integrally formed, or where the machining tool requires processing to form a threaded portion, there is a drawback that the associated cost becomes extremely high. . In addition, when processing tools are fixed using adhesive means such as silver soldering or soldering, complicated removal and adhesion must be performed every time the tool is replaced.
The disadvantage is that it requires a lot of time and effort.

加えて前記超音波加工機では、加工工具に縦方向の振動
を付与するよう構成されているため、前記ボルトやセッ
トねじを使用して横方向(加工工具の半径方向)からの
締付力による固定方法では、加工時に発生する振動によ
り弛みを生じ易い欠点がある。しかもこの場合は、前述
した如く振動を効率的に伝達し得なくなってエネルギー
損失が大きくなると共に、加工用ホーンと加工工具との
接触部で発熱を生じたり工具の破損を招く等の問題があ
った。
In addition, the ultrasonic machining machine is configured to apply vertical vibration to the machining tool, so the bolts and set screws are used to generate vibrations from the horizontal direction (radial direction of the machining tool). The fixing method has the disadvantage that it tends to loosen due to vibrations generated during processing. Moreover, in this case, as mentioned above, vibrations cannot be transmitted efficiently, resulting in large energy losses, and there are also problems such as generation of heat at the contact area between the machining horn and the machining tool, and damage to the tool. Ta.

発明の目的 本発明は、前述した超音波加工機における加工工具の保
持構造に内在している前記欠点に鑑み。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks inherent in the holding structure of a machining tool in an ultrasonic machining machine.

これを好適に解決するべく提案されたものであって、特
殊な加工が施されていない市販の加工工具を、超音波加
工機の加工用ホーンに簡単かつ確実に取付は得る手段を
提供することを目的とする。
To provide a means for easily and reliably attaching a commercially available machining tool that has not undergone any special processing to the machining horn of an ultrasonic machining machine, which has been proposed to suitably solve this problem. With the goal.

課題を解決するための手段 前記の問題を克服し、所期の目的を達成するため本発明
は、主軸ヘッドに回転自在に支承されて適宜の駆動手段
により回転される中空主軸の内部に配設された超音波発
生手段と、該超音波発生手段に一端が連結されると共に
、他端に工具装着部を設けた加工用ホーンとを備え、該
加工用ホーンの工具装着部に着脱自在に取付けた加工工
具に回転および超音波振動を付与することにより、被加
工物に所要の加工を施すようにした超音波加工機におい
て。
Means for Solving the Problems In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the desired objectives, the present invention provides a hollow spindle which is rotatably supported by the spindle head and rotated by a suitable drive means. and a machining horn having one end connected to the ultrasonic generation means and a tool mounting portion provided at the other end, and detachably attached to the tool mounting portion of the processing horn. In an ultrasonic processing machine that performs a required processing on a workpiece by applying rotation and ultrasonic vibration to a processing tool.

前記加工工具を挿通可能な通孔が軸方向に形成されたス
リーブと。
A sleeve having a through hole formed in the axial direction through which the processing tool can be inserted.

前記工具装着部の開放端に軸方向に穿設され。A hole is formed in the open end of the tool mounting portion in the axial direction.

前記加工工具を挿通したスリーブを一端部側から収容す
ると共に、奥部に前記スリーブの一端部側と当接する第
1規制面を形成したスリーブ収容孔と。
A sleeve receiving hole that accommodates the sleeve into which the processing tool has been inserted from one end side, and has a first regulating surface that contacts the one end side of the sleeve in the inner part.

前記工具装着部に外側からねじ込み可能であり。It can be screwed into the tool mounting part from the outside.

前記加工工具を挿通させる通孔を有すると共に、前記ス
リーブ収容孔の第1規制面と対向する内側部に、前記ス
リーブの他端部側と当接可能な第2規制面を形成したソ
ケットナツトと、 前記第1および第2規制面の少なくとも一方は、テーパ
面として形成されていることとよりなり、前記工具装着
部へのソケットナツトのねじ込み過程で、前記加工工具
に外挿したスリーブを前記スリーブ収容孔の第1規制面
と前記ソケットナツトの第2規制面とで挟圧し、該スリ
ーブを半径方向内方に縮径させて加工工具に圧接するよ
う構成したことを特徴とする。
A socket nut having a through hole through which the processing tool is inserted, and a second regulating surface that is capable of coming into contact with the other end of the sleeve on an inner side opposite to the first regulating surface of the sleeve accommodation hole; , at least one of the first and second regulating surfaces is formed as a tapered surface, and in the process of screwing the socket nut into the tool mounting part, the sleeve fitted onto the processing tool is inserted into the sleeve. It is characterized in that it is configured to be compressed by the first regulating surface of the accommodation hole and the second regulating surface of the socket nut, thereby reducing the diameter of the sleeve inward in the radial direction and press-contacting it to the processing tool.

作用 この発明によれば、スリーブを外挿した加工工具を超音
波加工機の工具装着部にセットした状態で、該装着部に
ソケットナツトをねじ込むことにより、スリーブを工具
装着部の第1規制面とソケットナツトの第2規制面とで
挟圧し、スリーブを縮径して加工工具に圧接させること
ができる。すなわち、ソケットナツトを工具装着部にね
じ込むだけの簡単な作業で、工具装着部に加工工具を確
実に固定することができる。また、加工工具の交換も短
時間で簡単に行ない得るものである。
According to the present invention, when the processing tool with the sleeve inserted therein is set in the tool mounting section of the ultrasonic processing machine, by screwing the socket nut into the mounting section, the sleeve is attached to the first regulating surface of the tool mounting section. and the second regulating surface of the socket nut to reduce the diameter of the sleeve and bring it into pressure contact with the processing tool. In other words, the machining tool can be reliably fixed to the tool mounting part by simply screwing the socket nut into the tool mounting part. Further, machining tools can be replaced easily and in a short time.

実施例 次に、本発明に係る超音波加工機の工具保持構造につき
、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下
説明する。
Embodiments Next, a preferred embodiment of the tool holding structure for an ultrasonic processing machine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は、超音波加工機10における主軸12の概略構
成を示すものであって、主軸ヘッドに回転自在に支承さ
れ、適宜の駆動手段(何れも図示せず)により回転され
る中空主軸14の内部には、超音波振動子16が配設さ
れ、該超音波振動子16は、外部に配設した高周波発振
器(図示せず)から出力される高周波の電気的エネルギ
ーを機械的な振動エネルギーに変換するべく機能する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a main spindle 12 in an ultrasonic processing machine 10, in which a hollow main shaft 14 is rotatably supported by a main spindle head and rotated by an appropriate drive means (none of which is shown). An ultrasonic transducer 16 is disposed inside the ultrasonic transducer 16, and the ultrasonic transducer 16 converts high-frequency electrical energy output from a high-frequency oscillator (not shown) disposed outside into mechanical vibration energy. It functions to convert to .

また。Also.

超音波振動子16には、一端を中空主軸14の軸端から
突出させた加工用ホーン18の他端が連結され、超音波
振動子16および加工用ホーン18は、該ホーン18に
形成したフランジ18aを介して中空主軸14に配設固
定される。なお、超音波振動子16で発生した振動は、
加工用ホーン18により増幅されて、後述する加工工具
20の先端で加工に適した振動となるよう構成されてい
る。
The other end of a machining horn 18 whose one end protrudes from the shaft end of the hollow main shaft 14 is connected to the ultrasonic vibrator 16, and the ultrasonic vibrator 16 and the machining horn 18 are connected to a flange formed on the horn 18. It is arranged and fixed to the hollow main shaft 14 via 18a. Note that the vibration generated by the ultrasonic vibrator 16 is
The vibration is amplified by the machining horn 18, and is configured to generate vibrations suitable for machining at the tip of a machining tool 20, which will be described later.

前記加工用ホーン18の開放端には、軸方向に延在する
嵌合凹部18bが穿設されると共に、該嵌合凹部18b
の底部に雌ねじ穴18cが軸方向に沿って形成され、こ
の雌ねじ穴18cを介して工具ホルダ22が着脱自在に
取付けられる。すなわち、工具ホルダ22は、第1図に
示す如く、本体24の軸方向一端に第1雄ねじ部26が
形成されると共に、該第1雄ねじ部26から所定長さだ
け後退した位置にフランジ24aが形成されている。そ
して、フランジ24aがホルダ開放端に当接する位置ま
で、第1雄ねじ部26を加工用ホーン18の雌ねじ穴1
8cにねじ込むことにより。
A fitting recess 18b extending in the axial direction is bored at the open end of the processing horn 18, and the fitting recess 18b
A female threaded hole 18c is formed along the axial direction at the bottom of the tool holder 22, and the tool holder 22 is removably attached through this female threaded hole 18c. That is, as shown in FIG. 1, the tool holder 22 has a first male threaded portion 26 formed at one end in the axial direction of the main body 24, and a flange 24a at a position set back from the first male threaded portion 26 by a predetermined length. It is formed. Then, the first male threaded portion 26 is inserted into the female threaded hole 1 of the machining horn 18 until the flange 24a contacts the open end of the holder.
By screwing into 8c.

該工具ホルダ22は加工用水−ン18に強固に取付けら
れる。なお、前記嵌合凹部18bに、工具ホルダ22の
フランジ24aから軸方向に延在する本体24を嵌挿す
ることにより、加工用ホーン18と工具ホルダ22との
細心が一致するよう設定されている。
The tool holder 22 is firmly attached to the machining water tube 18. Note that by fitting the main body 24 extending in the axial direction from the flange 24a of the tool holder 22 into the fitting recess 18b, the machining horn 18 and the tool holder 22 are set to match each other in detail. .

前記工具ホルダ22の他方の端部には、加工工具20が
着脱自在に配設されるようになっている。
A machining tool 20 is removably disposed at the other end of the tool holder 22.

この加工工具20は、第3図に示す如く、所定長さのシ
ャンク20aと、該シャンク20aの一方の端部に形成
したビット20bとから構成されるものであって、一般
に広く市販されているものが好適に使用される。シャン
ク20aには、第3図に示すように、所定長さのスリー
ブ32が通孔32aを介して外挿されている。このスリ
ーブ32の両端部には、半径方向内方に突出する嵌合部
36.36が形成されると共に、該嵌合部36における
通孔36bは、加工工具20を固定する前には、シャン
ク20aを容易に挿通し得る寸法に設定されている。な
おスリーブ32は、加工工具20の仕様に応じて最適な
寸法のものが使用される。
As shown in FIG. 3, this processing tool 20 is composed of a shank 20a of a predetermined length and a bit 20b formed at one end of the shank 20a, and is generally widely available on the market. are preferably used. As shown in FIG. 3, a sleeve 32 of a predetermined length is fitted onto the shank 20a through a through hole 32a. At both ends of this sleeve 32, fitting portions 36.36 are formed that protrude inward in the radial direction, and the through holes 36b in the fitting portions 36 are connected to the shank before the processing tool 20 is fixed. The dimensions are set such that 20a can be easily inserted therethrough. Note that the sleeve 32 used has the optimum size according to the specifications of the processing tool 20.

また、嵌合部36の軸方向外端面には、第2図に示す如
く1通孔36bから半径方向外方に向かうにつれて端部
から後退する方向に傾斜するテーパ面36aが形成され
ている。そして、各テーパ面36a、36aが、後述す
る工具ホルダ22の第1規制面34と、ソケットナツト
38の第2規制面44とに対応的に当接するよう構成さ
れている。
Further, a tapered surface 36a is formed on the axially outer end surface of the fitting portion 36, as shown in FIG. 2, the tapered surface 36a is inclined in a direction that recedes from the end as it goes radially outward from the one-through hole 36b. The tapered surfaces 36a, 36a are configured to contact a first regulating surface 34 of the tool holder 22 and a second regulating surface 44 of the socket nut 38, which will be described later, in a corresponding manner.

なお、前記スリーブ32および嵌合部36としては、後
述する如く、ソケットナツト38のねじ込みにより変形
可能な軟質な材料が適している。但し嵌合部36が加工
工具20に喰い込んだ際に。
Note that, as described later, a soft material that can be deformed by screwing the socket nut 38 is suitable for the sleeve 32 and the fitting part 36. However, when the fitting part 36 bites into the processing tool 20.

所要の保持力が得られないおそれがある場合は。If there is a possibility that the required holding force may not be obtained.

表面硬化処理を施した材料を選択的に採用することが推
奨される。
It is recommended to selectively use materials that have undergone surface hardening treatment.

ここで、前記嵌合部36の外端面には、必ずしもテーパ
が付される必要はなく、例えばスリーブ32の軸方向と
交差する方向に平行に形成されていてもよい、しかしこ
の場合は、後述する第1規制面34および第2規制面4
4の何れか一方にテーパが付されている必要がある。ま
た、前記嵌合部36をスリーブ32に形成することは、
本願の必須の要件ではなく、例えば半径方向内方に突出
する部分のないスリーブ32を使用することによっても
、本願の目的を達成することができる。なおこの場合は
、スリーブ32における通孔32aの内径寸法を、加工
工具20におけるシャンク20aの外径寸法よりも僅か
に長い程度にすることが推奨される。
Here, the outer end surface of the fitting portion 36 does not necessarily need to be tapered, and may be formed parallel to the direction intersecting the axial direction of the sleeve 32. However, in this case, as will be described later, The first regulating surface 34 and the second regulating surface 4
4 must be tapered. Furthermore, forming the fitting portion 36 on the sleeve 32 means that
Although not an essential requirement of the present application, the objectives of the present application can also be achieved, for example, by using a sleeve 32 without a radially inwardly projecting portion. In this case, it is recommended that the inner diameter of the through hole 32a in the sleeve 32 be slightly longer than the outer diameter of the shank 20a in the processing tool 20.

前記工具ホルダ22における工具装着端部には、第2図
および第3図に示す如く、所要直径のスリーブ収容孔2
8が軸方向に延在するよう穿設され、該収容孔28の底
部には、前記加工工具20に外挿したスリーブ32の一
端に設けた嵌合部36のテーパ面36aと当接する第1
規制面34が形成されている。この第1規制面34は、
軸心から半径方向外方に向かうにつれて端部方向に傾斜
するテーパが付され、該第1規制面34はスリーブ32
の軸方向への移動を規制すると共に、嵌合部36を半径
方向内方に変形させるべく機能する。
As shown in FIGS. 2 and 3, a sleeve receiving hole 2 of a required diameter is provided at the tool mounting end of the tool holder 22.
8 is bored so as to extend in the axial direction, and at the bottom of the accommodation hole 28 is a first hole that comes into contact with a tapered surface 36a of a fitting part 36 provided at one end of a sleeve 32 fitted onto the processing tool 20.
A regulating surface 34 is formed. This first regulating surface 34 is
The first regulating surface 34 is tapered toward the end as it goes radially outward from the axis.
It functions to restrict the movement of the fitting part 36 in the axial direction and to deform the fitting part 36 inward in the radial direction.

また第1規制面34は、スリーブ32の一端を当接した
状態で、該スリーブ32の他端部がスリーブ収容孔28
から所定長さだけ延出する位置に設けられている。なお
、第1規制面34は、テーパが付されていなくても、ス
リーブ32の軸方向への移動を規制し得る形状に形成さ
れていれば、前記嵌合部36を半径方向内方に変形させ
ることができるものである。
Further, the first regulating surface 34 is in contact with one end of the sleeve 32, and the other end of the sleeve 32 is in contact with the sleeve receiving hole 28.
It is provided at a position extending a predetermined length from the base. Note that even if the first regulating surface 34 is not tapered, if it is formed in a shape that can regulate the movement of the sleeve 32 in the axial direction, it can deform the fitting portion 36 inward in the radial direction. It is something that can be done.

前記スリーブ収容孔28の底部には、加工工具20のシ
ャンク20aを嵌挿可能な中心通孔30が、軸方向に沿
って穿設されている。そして、この中心通孔30に加工
工具20のシャンク20aを嵌挿することにより、工具
20と工具ホルダ22との軸心が一致するよう構成され
ており、この結果として加工工具20と加工用ホーン1
8との軸心が一致する。従って、前記主軸12を回転駆
動して所要の加工を行なうに際し、加工工具20が半径
方向にブレることがなく、被加工物(図示せず)に高精
度での超音波加工を施し得る。
A center through hole 30 into which the shank 20a of the processing tool 20 can be inserted is bored in the bottom of the sleeve accommodation hole 28 along the axial direction. By inserting the shank 20a of the machining tool 20 into the center through hole 30, the axes of the tool 20 and the tool holder 22 are aligned, and as a result, the machining tool 20 and the machining horn are aligned. 1
The axes of 8 and 8 coincide. Therefore, when rotating the main shaft 12 to perform required machining, the machining tool 20 does not wobble in the radial direction, and a workpiece (not shown) can be subjected to ultrasonic machining with high precision.

前記工具ホルダ22における工具装着端部の外周には、
第2雄ねじ部46が形成され、この第2雄ねじ部46に
ソケットナツト38が外側からねじ込まれている。すな
わち、ソケットナツト38は、第2図および第3図に示
す如く、工具ホルダ22に外挿可能な穴部40が形成さ
れると共に。
On the outer periphery of the tool mounting end of the tool holder 22,
A second male threaded portion 46 is formed, and a socket nut 38 is screwed into this second male threaded portion 46 from the outside. That is, the socket nut 38 is formed with a hole 40 that can be inserted into the tool holder 22, as shown in FIGS. 2 and 3.

該穴部40の内周面に雌ねじ部40aが形成されている
。また、穴部40における前記スリーブ収容孔28に形
成した第1規制面34と対向する底部には、その中心に
加工工具20におけるシャンク20aの挿通を許容する
通孔42が穿設されている。
A female screw portion 40a is formed on the inner peripheral surface of the hole portion 40. Further, in the bottom of the hole 40 facing the first regulating surface 34 formed in the sleeve receiving hole 28, a through hole 42 through which the shank 20a of the processing tool 20 is inserted is bored at the center thereof.

更に、前記底部の通孔42から半径方向外方に延在する
部位に、前記スリーブ32に設けた一方の嵌合部36に
−おけるテーパ面36aと当接する第2規制面44が形
成されている。この第2規制面44は1通孔42から半
径方向外方に向かうにつれて、開口方向に傾斜するテー
パが付されており、前記雌ねじ部40aを工具ホルダ2
2の第2雄ねじ部46にねじ込んだ際に、スリーブ32
の軸方向への移動を規制すると共に、嵌合部36を半径
方向内方に変形させるべく機能する。
Further, a second regulating surface 44 is formed at a portion extending radially outward from the through hole 42 in the bottom portion, and comes into contact with the tapered surface 36a of one of the fitting portions 36 provided on the sleeve 32. There is. The second regulating surface 44 is tapered so as to be inclined in the opening direction as it goes radially outward from the first through hole 42, and the female threaded portion 40a is connected to the tool holder 2.
When the sleeve 32 is screwed into the second male threaded portion 46 of
It functions to restrict the movement of the fitting part 36 in the axial direction and to deform the fitting part 36 inward in the radial direction.

次に第4図は、第1図に示す実施例の変形例を示すもの
であって、第1図に示す実施例とはソケットナツト38
の内部構造が異なるだけで、その他は同一の構成を有し
ている。すなわち、ソケットナツト38に形成した穴部
40の底部には、前記スリーブ32を嵌挿可能な凹部4
8が形成され。
Next, FIG. 4 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and is different from the embodiment shown in FIG.
The only difference is the internal structure, and the rest of the structure is the same. That is, the bottom of the hole 40 formed in the socket nut 38 has a recess 4 into which the sleeve 32 can be inserted.
8 was formed.

この凹部48の底面中心に通孔42が穿設されている。A through hole 42 is bored in the center of the bottom surface of this recess 48 .

そして、この通孔42から半径方向外方に延在する部位
が、スリーブ32に設けた一方の嵌合部36に当接する
第2規制面44として機能する。
A portion extending radially outward from this through hole 42 functions as a second regulating surface 44 that comes into contact with one fitting portion 36 provided on the sleeve 32 .

なお、この変形例においても、前記嵌合部36を設けて
いないスリーブ32を使用することによっても、加工工
具20を工具ホルダ22に強固に固定することができる
0例えば加工工具20のシャンク20aに挿通したスリ
ーブ32の両軸端を、第1規制面34と第2規制面44
とに当接させた状態で、ソケットナラ1−38を工具ホ
ルダ22にねじ込むことにより、該スリーブ32は縮径
方向に変形し、その内周面が加工工具20のシャンク2
0aに圧接されるものである。
In addition, in this modification, the processing tool 20 can be firmly fixed to the tool holder 22 by using the sleeve 32 which is not provided with the fitting portion 36. Both shaft ends of the inserted sleeve 32 are connected to the first regulating surface 34 and the second regulating surface 44.
By screwing the socket collar 1-38 into the tool holder 22 while the sleeve 32 is in contact with the
It is pressed against 0a.

実施例の作用 次に、実施例に係る工具保持構造の実際の使用手順につ
き説明する。前記加工用ホーン18に加工工具20を取
付けるには、先ず加工工具20のシャンク20aにスリ
ーブ32を外挿する。この加工工具20を、シャンク2
0aの一端から工具ホルダ22の中心通孔30に嵌挿す
ると共に、スリーブ32の一端をスリーブ収容孔28に
収容して、その一端に設けた嵌合部36のテーパ面36
aを第1規制面34に当接させる。
Effects of the Embodiment Next, the actual procedure for using the tool holding structure according to the embodiment will be explained. To attach the machining tool 20 to the machining horn 18, first the sleeve 32 is fitted onto the shank 20a of the machining tool 20. This machining tool 20 is
The tapered surface 36 of the fitting part 36 provided at one end of the sleeve 32 is fitted into the center through hole 30 of the tool holder 22 from one end of the sleeve 0a, and one end of the sleeve 32 is accommodated in the sleeve accommodation hole 28.
a is brought into contact with the first regulating surface 34.

次に、前記ソケットナツト38を、その通孔42に加工
工具20のシャンク20aを挿通した状態で、ソケット
ナツト38の雌ねじ部40aを工具ホルダ22の第2雄
ねじ部46に螺合する。
Next, with the shank 20a of the machining tool 20 inserted into the through hole 42 of the socket nut 38, the female threaded portion 40a of the socket nut 38 is screwed into the second male threaded portion 46 of the tool holder 22.

そして、このソケットナツト38を締付は方向にねじ込
むことにより、第2図に示す如く、該ナツト38に設け
た第2規制面44が、スリーブ32の一端に設けた嵌合
部36のテーパ面36aに当接するに到る。更にソケッ
トナツト38をねじ込むと、雌ねじ部40aと第2雄ね
じ部46との締付は作用下に、スリーブ32は第1規制
面34と第2規制面44とにより挟圧されて、軸方向に
圧縮される。
By tightening the socket nut 38 in the direction shown in FIG. 36a. When the socket nut 38 is further screwed in, the female threaded portion 40a and the second male threaded portion 46 are tightened, and the sleeve 32 is compressed by the first regulating surface 34 and the second regulating surface 44, and is axially moved. Compressed.

このとき、スリーブ32におけるスリーブ収容孔28に
収容される部位は、第2図に示す如く。
At this time, the portion of the sleeve 32 accommodated in the sleeve accommodation hole 28 is as shown in FIG.

半径方向外方への変形が規制されると共に、第1規制面
34と第2規制面44とは、何れもスリーブ32の両端
に形成した嵌合部36.36を、半径方向内方へ変形さ
せるテーパが付されている。従って、両嵌合部36.3
6は半径方向内方に圧潰されて、加工工具20のシャン
ク20aに喰い込み、これにより加工工具20とスリー
ブ32とが一体化固定される。また、スリーブ32の軸
方向両端は、工具ホルダ22の第1規制面34と、ソケ
ットナツト38の第2規制面44とにより強固に挟持さ
れる。この結果、加工工具20は、工具ホルダ22に確
実かつ強固に保持される。
While radially outward deformation is restricted, both the first restriction surface 34 and the second restriction surface 44 deform the fitting portions 36 and 36 formed at both ends of the sleeve 32 inward in the radial direction. It has a taper that allows it to Therefore, both fitting parts 36.3
6 is crushed radially inward and bites into the shank 20a of the processing tool 20, thereby integrally fixing the processing tool 20 and the sleeve 32. Further, both ends of the sleeve 32 in the axial direction are firmly held between the first restricting surface 34 of the tool holder 22 and the second restricting surface 44 of the socket nut 38. As a result, the processing tool 20 is held securely and firmly by the tool holder 22.

しかる後、この工具ホルダ22を、第1図に示す如く、
前記加工用ホーン18の開放端に螺着することにより、
加工工具20の主軸12への確実な取付けが完了する。
After that, the tool holder 22 is moved as shown in FIG.
By screwing onto the open end of the processing horn 18,
Reliable attachment of the processing tool 20 to the main shaft 12 is completed.

従って、加工用ホーン18からの超音波振動が加工工具
20に効率的に伝達される。しかも加工工具20の軸心
と、加工用ホーン18の軸心とは整列一致しているので
、主軸12を回転した際に加工工具20がブレることが
なく、加工精度を向上させることもできる。
Therefore, the ultrasonic vibrations from the machining horn 18 are efficiently transmitted to the machining tool 20. Moreover, since the axial center of the processing tool 20 and the axial center of the processing horn 18 are aligned, the processing tool 20 does not wobble when the main shaft 12 is rotated, and processing accuracy can also be improved. .

ここで、超音波加工機において、加工工具を主軸に取付
けた状態で、該加工工具に軸方向への押圧力を付与した
際に、加工工具が主軸に対して移動するのに必要な力を
保持力Fとし、また、加工工具を保持した状態で、該工
具に超音波振動を付与したきに、超音波振動系全体で失
った電力を損失Pとした場合の、保持力Fと損失Pとの
関係を第5図に示す。
In an ultrasonic processing machine, when a pressing force is applied to the machining tool in the axial direction with the machining tool attached to the spindle, the force necessary for the machining tool to move relative to the spindle is applied. Holding force F and loss P, where holding force F is the power lost in the entire ultrasonic vibration system when ultrasonic vibration is applied to the tool while holding it, and P is the power lost in the entire ultrasonic vibration system. Figure 5 shows the relationship between

図から明らかな如く、保持力Fか弱いと損失Pは急激に
大きくなり、保持力Fが所定値F1よりも大きくなると
、損失Pは略一定となることは明らかである。実施例に
係る保持構造によれば1人手によりソケットナツト38
を工具ホルダ22に締付けて加工工具20を固定するこ
とにより、前記F工以上の保持力が容易に得られる。従
って、加工用ホーン18を介して超音波振動は効率良く
伝達されると共に、加工中に加工工具20に弛みを生ず
ることも防止し得る。
As is clear from the figure, when the holding force F is weak, the loss P increases rapidly, and when the holding force F becomes larger than the predetermined value F1, the loss P becomes approximately constant. According to the holding structure according to the embodiment, one person can hold the socket nut 38 by hand.
By tightening the machining tool 20 to the tool holder 22 and fixing the machining tool 20, a holding force greater than that of the above-mentioned F machining can be easily obtained. Therefore, the ultrasonic vibrations are efficiently transmitted via the machining horn 18, and the machining tool 20 can be prevented from loosening during machining.

なお実施例では、加工用ホーンと工具ホルダとを別体と
して構成した場合につき説明したが、本願はこれに限定
されるものでなく、加工用ホーンと工具ホルダとを一体
に構成してもよい。
In the embodiment, the case where the machining horn and the tool holder are configured separately is explained, but the present application is not limited to this, and the machining horn and the tool holder may be configured integrally. .

発明の詳細 な説明した如く、本発明に係る超音波加工機の工具保持
構造によれば、超音波加工機の加工用ホーンに加工工具
を確実かつ簡単に取付けることができ、超音波発生手段
で発生する超音波撮動を加工工具に効率的に伝達し得る
。しかも、一般に市販されている低廉な加工工具を、特
殊な加工を施すことなくそのまま使用し得るので、ラン
ニングコストを低く抑えることができる。また加工工具
を簡単に着脱し得るので、交換作業に要する時間を短縮
することができる等の利点も有する。
As described in detail of the invention, according to the tool holding structure for an ultrasonic processing machine according to the present invention, the processing tool can be reliably and easily attached to the processing horn of the ultrasonic processing machine, and the ultrasonic generating means can The generated ultrasonic imaging can be efficiently transmitted to the processing tool. Moreover, since inexpensive machining tools that are generally available on the market can be used as they are without any special machining, running costs can be kept low. Further, since the machining tool can be easily attached and detached, there is an advantage that the time required for replacement work can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係る工具保持構造を採用した超音波
加工機の主軸を示す概略構成図、第2図は、第illの
工具保持部を拡大して示す断面図。 第3図は、第1図に示す工具保持部を分解して示す概略
斜視図、第4図は、第1図に示す工具保持構造の変形例
を示す要部断面図、第5図は、加工工具の保持力と損失
との関係を示すグラフ図であ14・・・中空主軸 18・・・加工用ホーン 22・・・工具ホルダ 32・・−スリーブ 34・・・第1規制面 42・・・通孔 16・・・超音波振動子 20・・・加工工具 28・・・スリーブ収容孔 32a・・・通孔 38・・・ソケットナツト 44・・・第2規制面 (艷−し−・ I61 I62
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the main shaft of an ultrasonic processing machine that employs a tool holding structure according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an ill-th tool holding section. FIG. 3 is an exploded schematic perspective view of the tool holding part shown in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view of main parts showing a modification of the tool holding structure shown in FIG. 1, and FIG. 14 is a graph showing the relationship between holding force and loss of a machining tool. 14...Hollow main shaft 18...Machining horn 22...Tool holder 32...-Sleeve 34...First regulating surface 42... ...Through hole 16...Ultrasonic vibrator 20...Processing tool 28...Sleeve accommodation hole 32a...Through hole 38...Socket nut 44...Second regulating surface・I61 I62

Claims (1)

【特許請求の範囲】 主軸ヘッドに回転自在に支承されて適宜の駆動手段によ
り回転される中空主軸(14)の内部に配設された超音
波発生手段(16)と、該超音波発生手段(16)に一
端が連結されると共に、他端に工具装着部(22)を設
けた加工用ホーン(18)とを備え、該加工用ホーン(
18)の工具装着部(22)に着脱自在に取付けた加工
工具(20)に回転および超音波振動を付与することに
より、被加工物に所要の加工を施すようにした超音波加
工機において、 前記加工工具(20)を挿通可能な通孔(32a)が軸
方向に形成されたスリーブ(32)と、 前記工具装着部(22)の開放端に軸方向に穿設され、
前記加工工具(20)を挿通したスリーブ(32)を一
端部側から収容すると共に、奥部に前記スリーブ(32
)の一端部側と当接する第1規制面(34)を形成した
スリーブ収容孔(28)と、 前記工具装着部(22)に外側からねじ込み可能であり
、前記加工工具(20)を挿通させる通孔(42)を有
すると共に、前記スリーブ収容孔(28)の第1規制面
(34)と対向する内側部に、前記スリーブ(32)の
他端部側と当接可能な第2規制面(44)を形成したソ
ケットナット(38)と、 前記第1および第2規制面(34、44)の少なくとも
一方は、テーパ面として形成されていることとよりなり
、 前記工具装着部(22)へのソケットナット(38)の
ねじ込み過程で、前記加工工具(20)に外挿したスリ
ーブ(32)を前記スリーブ収容孔(28)の第1規制
面(34)と前記ソケットナット(38)の第2規制面
(44)とで挟圧し、該スリーブ(32)を半径方向内
方に縮径させて加工工具(20)に圧接するよう構成し
たことを特徴とする超音波加工機の工具保持構造。
[Claims] An ultrasonic generating means (16) disposed inside a hollow main shaft (14) rotatably supported by the main spindle head and rotated by an appropriate driving means; A machining horn (18) has one end connected to the machining horn (16) and a tool mounting portion (22) at the other end.
18) In an ultrasonic processing machine that performs required processing on a workpiece by applying rotation and ultrasonic vibration to a processing tool (20) detachably attached to a tool mounting portion (22), A through hole (32a) through which the processing tool (20) can be inserted is formed in the sleeve (32) in the axial direction, and an open end of the tool mounting part (22) is bored in the axial direction,
The sleeve (32) into which the processing tool (20) is inserted is housed from one end side, and the sleeve (32) is housed in the inner part.
) a sleeve accommodation hole (28) formed with a first regulating surface (34) that comes into contact with one end side of the sleeve; a second regulating surface that has a through hole (42) and can come into contact with the other end side of the sleeve (32) on an inner side of the sleeve accommodation hole (28) that faces the first regulating surface (34); (44), at least one of the first and second regulating surfaces (34, 44) is formed as a tapered surface, and the tool mounting portion (22) In the process of screwing the socket nut (38) into the socket nut (38), the sleeve (32) fitted onto the processing tool (20) is inserted between the first regulating surface (34) of the sleeve receiving hole (28) and the socket nut (38). A tool holder for an ultrasonic processing machine, characterized in that the sleeve (32) is compressed by a second regulating surface (44) to reduce the diameter of the sleeve (32) inward in the radial direction and press against the processing tool (20). structure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018038992A (en) * 2016-09-05 2018-03-15 大西 一正 Ultrasonic processing langevin-type ultrasonic vibrator, and support method therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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