WO2022114166A1 - ホルダ、切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

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WO2022114166A1
WO2022114166A1 PCT/JP2021/043555 JP2021043555W WO2022114166A1 WO 2022114166 A1 WO2022114166 A1 WO 2022114166A1 JP 2021043555 W JP2021043555 W JP 2021043555W WO 2022114166 A1 WO2022114166 A1 WO 2022114166A1
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WO
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magnetostrictive element
holder
central axis
width
seat surface
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PCT/JP2021/043555
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English (en)
French (fr)
Inventor
智仁 首藤
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/02Boring bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C9/00Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Definitions

  • This disclosure relates to a holder used in cutting.
  • the present invention relates to a holder provided with an anti-vibration mechanism.
  • the cutting process include turning and turning.
  • the turning process include outer diameter processing, inner diameter processing, grooving processing, end face processing and the like.
  • Patent Document 1 JP-A-6-31508
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-536298
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-536298
  • the one-sided holder of the present disclosure includes a rod-shaped main body extending along the central axis from the first end to the second end, and a first magnetostrictive element.
  • the main body has a pocket located on the side of the first end and on which a cutting insert can be mounted, and a hollow portion located closer to the second end than the pocket and extending along the central axis.
  • the first magnetostrictive element is located in the hollow portion and extends along the central axis.
  • the pocket has a flat seating surface to which the cutting insert can abut.
  • the first magnetostrictive element has a flat shape in which the width in the direction orthogonal to the seat surface is smaller than the width in the direction parallel to the seat surface.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the holder (cutting tool) in one surface which is not limited in this disclosure. It is an enlarged view which expanded the area A1 shown in FIG. It is a side view which looked at the holder shown in FIG. 1 from the direction parallel to the seat surface, and is the figure which see through the hollow part, a sensor and the like. It is sectional drawing of the IV-IV cross section in the holder shown in FIG. It is an enlarged view which expanded the area A2 shown in FIG. It is a side view which saw the holder shown in FIG. 1 from the direction perpendicular to a seat surface, and is the figure which see through the hollow part, a sensor and the like.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a VII-VII cross section of the holder shown in FIG. It is an enlarged view of the area A3 shown in FIG. 7. It is sectional drawing of the IX-IX cross section in the holder shown in FIG. It is sectional drawing of the XX cross section in the holder shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a cross section of XI-XI in the holder shown in FIG. It is a perspective view of the 1st magnetostrictive element in the holder shown in FIG. It is sectional drawing which shows the holder (cutting tool) in one surface which is not limited in this disclosure, and is the figure which corresponds to FIG.
  • the one-sided holder 1 without limitation of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
  • the holder 1 for a cutting tool may include any component not shown in each of the referenced figures.
  • the dimensions of the members in each drawing do not faithfully represent the dimensions of the actual constituent members and the dimensional ratio of each member.
  • the holder 1 may have a main body 3 as in the non-limiting example shown in FIGS. 1 to 11.
  • the main body 3 may have a rod shape extending along the central axis O1 from the first end 3a to the second end 3b.
  • the first end 3a is called the "tip” and the second end 3b is called the "rear end”.
  • the main body 3 may have a cylindrical shape as shown in FIG. 1 as an example without limitation.
  • the cylindrical shape does not have to be a strictly cylindrical shape, and may include some irregularities and curves.
  • the main body 3 is not limited to the cylindrical shape.
  • the main body 3 may have, for example, a polygonal prism shape. The point that the polygonal pillar shape does not have to be a strictly polygonal pillar shape is the same as in the case of the cylindrical shape.
  • the size of the main body 3 may be appropriately set according to the size of the work material.
  • the length of the main body 3 in the direction along the central axis O1 may be set to about 60 mm or more and 4000 mm or less.
  • the width (diameter) of the main body 3 in the direction orthogonal to the central axis O1 may be set to about 6 mm or more and 250 mm or less.
  • the material of the main body 3 include magnesium alloy, stainless steel, steel, cast iron, aluminum alloy and the like.
  • the main body 3 may have a pocket 5 as in the non-limiting example shown in FIG.
  • the pocket 5 may be located on the side of the first end 3a.
  • the pocket 5 can accommodate a cutting insert.
  • the pocket 5 may be a recessed portion on the side of the first end 3a of the main body 3.
  • the main body 3 may have a hollow portion 7 as in the case of the unrestricted example shown in FIG.
  • the hollow portion 7 can accommodate a magnetostrictive element or the like described below inside.
  • the hollow portion 7 may be located closer to the second end 3b than the pocket 5. In this case, the rigidity of the portion of the main body 3 where the pocket 5 is located is likely to be ensured. Further, the hollow portion 7 may extend along the central axis O1.
  • the hollow portion 7 may have a cylindrical shape such as a cylindrical shape.
  • the holder 1 may have a first magnetostrictive element 9 as in the non-limiting example shown in FIGS. 8, 9 and 12.
  • the first magnetostrictive element 9 may be located in the hollow portion 7.
  • the first magnetostrictive element 9 may extend along the central axis O1.
  • the magnetostrictive element may mean a magnetic material whose shape changes (Joule effect) due to the application of a magnetic field and where a magnetic field is generated (Villar effect) due to the change in shape.
  • Examples of the material of the magnetic strain element include Ni (nickel), Fe (iron) -Ni alloy, Fe-Co (cobalt) alloy, Fe-Ga (gallium) alloy, and Tb (terbium) -Dy (dysprocium) -Fe alloy. And so on.
  • the pocket 5 may have a seating surface 11 as in the non-limiting example shown in FIGS. 2 and 3.
  • the seat surface 11 can be contacted by the cutting insert. Further, the seat surface 11 may be flat. Flatness does not have to be flat in the strict sense of the word.
  • the seat surface 11 may be a substantially flat surface, and may be slightly curved or may have slight irregularities so as not to be noticeable when the holder 1 is viewed as a whole. For example, the seat surface 11 may have slight irregularities of about several tens of ⁇ m.
  • the first magnetostrictive element 9 has a width W1 in the direction B1 orthogonal to the seat surface 11 in a direction B2 parallel to the seat surface 11. It may have a flat shape smaller than the width W2 of. In this case, the first magnetostrictive element 9 tends to bend in the direction B1 orthogonal to the bearing surface 11 while ensuring a large cross-sectional area of the first magnetostrictive element 9 in the cross section orthogonal to the central axis O1. During cutting, the main component force is likely to be applied in the direction B1 orthogonal to the bearing surface 11.
  • the application of the magnetic field tends to cause the first magnetostrictive element 9 to be greatly deformed in the direction B1 orthogonal to the seat surface 11.
  • the deformation of the holder 1 caused by the cutting load can be efficiently suppressed. Therefore, the holder 1 has high anti-vibration performance.
  • Orthogonality is not limited to strict orthogonality, and may mean allowing a range of about 90 ° ⁇ 5 °. Further, the term "parallel” is not limited to strict parallelism, and may mean that an inclination of about ⁇ 5 ° is allowed.
  • the width W1 and the width W2 are not limited to specific values.
  • the width W1 may be set to about 4 to 10 mm.
  • the width W2 may be set to about 5 to 20 mm.
  • the first magnetostrictive element 9 may have a flat shape extending in the direction B2 parallel to the seat surface 11. In this case, the first magnetic element 9 is more likely to bend in the direction B1 orthogonal to the seat surface 11. Therefore, the deformation of the holder 1 caused by the cutting load can be suppressed more efficiently.
  • the holder 1 may further have a second magnetostrictive element 13.
  • the second magnetostrictive element 13 may be located in the hollow portion 7.
  • the second magnetostrictive element 13 may extend along the central axis O1.
  • the second magnetostrictive element 13 may be located on the opposite side of the first magnetostrictive element 9 with respect to the central axis O1. In these cases, the first magnetic element 9 is more likely to bend in the direction B1 orthogonal to the bearing surface 11. Therefore, the deformation of the holder 1 caused by the cutting load can be suppressed more efficiently.
  • the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 When the holder 1 has the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13, when a magnetic field is applied to the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13, the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 are applied. May be applied with magnetic fields opposite to each other. In this case, for example, the first magnetostrictive element 9 is stretched by the Joule effect, while the second magnetostrictive element 13 is easily shrunk by the Joule effect. Therefore, the deformation of the holder 1 due to the application of the magnetic field can be increased. As a result, the deformation of the holder 1 caused by the cutting load is easily canceled by the deformation of the holder 1 due to the application of the magnetic field, so that the deformation of the holder 1 can be efficiently suppressed.
  • the shape of the second magnetostrictive element 13 may be the same as or different from the shape of the first magnetostrictive element 9.
  • the shape of the second magnetostrictive element 13 may be the same as the shape of the first magnetostrictive element 9, as in the non-limiting example shown in FIGS. 8 to 11.
  • the holder 1 may further include a third magnetostrictive element 15 and a fourth magnetostrictive element 17, as in the non-limiting example shown in FIGS. 5 and 9.
  • the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 may be located between the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13, respectively. More specifically, the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 may be located between the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 in the circumferential direction of the central axis O1. Further, the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 may extend along the central axis O1, respectively.
  • the fourth magnetostrictive element 17 may be located on the opposite side of the third magnetostrictive element 15 with respect to the central axis O1.
  • the feed component force is likely to be applied during cutting in the direction B2 parallel to the seat surface 11, that is, in the direction orthogonal to the direction B1.
  • the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 are deformed in the direction B2 parallel to the seat surface 11 by applying a magnetic field. As a result, the deformation of the holder 1 caused by the cutting load is efficiently suppressed.
  • the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 When the holder 1 has the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17, when a magnetic field is applied to the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17, the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 May be applied with magnetic fields opposite to each other.
  • the third magnetostrictive element 15 is stretched by the Joule effect, while the fourth magnetostrictive element 17 is easily shrunk by the Joule effect. Therefore, the deformation of the holder 1 due to the application of the magnetic field can be increased.
  • the deformation of the holder 1 caused by the cutting load is easily canceled by the deformation of the holder 1 due to the application of the magnetic field, so that the deformation of the holder 1 can be efficiently suppressed.
  • the shape of the fourth magnetostrictive element 17 may be the same as or different from the shape of the third magnetostrictive element 15.
  • the shape of the fourth magnetostrictive element 17 may be the same as the shape of the third magnetostrictive element 15, as in the unrestricted example shown in FIGS. 5 and 9 to 11.
  • the length L1 in the direction along the central axis O1 in the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 is the same as the length L2 in the direction along the central axis O1 in the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17. It may be, or it may be different. For example, the length L1 may be longer than the length L2.
  • the main component force is larger than the feed component force as the load during cutting.
  • the length L1 is longer than the length L2
  • the length L1 and the length L2 are not limited to specific values.
  • the length L1 may be set to about 36 to 3500 mm.
  • the length L2 may be set to about 30 to 3000 mm.
  • the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 each have a width W3 in the direction B2 parallel to the seating surface 11 and a seating surface. It may have a flat shape smaller than the width W4 in the direction B1 orthogonal to 11. In this case, the third magnetic element 15 and the fourth magnetic element 17 tend to bend in the direction B2 parallel to the seat surface 11. Therefore, the deformation of the holder 1 due to the feed component force is efficiently suppressed.
  • the width W3 and the width W4 are not limited to specific values.
  • the width W3 may be set to about 3 to 9 mm.
  • the width W4 may be set to about 4 to 18 mm.
  • the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 may each have a flat shape extending in the direction B1 orthogonal to the seat surface 11.
  • the third magnetic element 15 and the fourth magnetic element 17 are more likely to bend in the direction B2 parallel to the seat surface 11. Therefore, the deformation of the holder 1 due to the feed component force can be suppressed more efficiently.
  • the maximum width of the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 may be the same as or different from the maximum width of the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17. You may.
  • the maximum width of the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 may be larger than the maximum width of the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17.
  • the first magnetic element 9 is more likely to bend in the direction B1 orthogonal to the seat surface 11. Therefore, the deformation of the holder 1 caused by the cutting load can be suppressed more efficiently.
  • the maximum width of the first magnetostrictive element 9 and the second magnetostrictive element 13 may be the width W2 in the direction B2 parallel to the seat surface 11. Further, the maximum width of the third magnetostrictive element 15 and the fourth magnetostrictive element 17 may be the width W4 in the direction B1 orthogonal to the seat surface 11.
  • the main body 3 may further have a first member 19 in which the pocket 5 is located, as in the non-limiting example shown in FIG.
  • the first member 19 can fix the cutting insert.
  • the first member 19 is generally called a "head”.
  • the first member 19 can also be referred to as a "cutting portion" because it can play a major role in the cutting of the work material.
  • the holder 1 may further have a sensor 21 that is located closer to the pocket 5 than the first magnetostrictive element 9 and is capable of measuring the state of the first member 19. In this case, it is easy to install the sensor 21 on the side of the first end 3a having a large amplitude. Further, it is possible to detect the measurement result by the sensor 21 in real time and feed it back to the voltage (current) applied to the first magnetostrictive element 9.
  • the sensor 21 may be located inside the main body 3. Examples of the sensor 21 include an acceleration sensor and the like.
  • the sensor 21 may be located away from the hollow portion 7. In this case, it is easy to reduce the influence of the magnetic field around the first magnetostrictive element 9 on the sensor 21. Therefore, measurement error is unlikely to occur.
  • the main body 3 further includes a second member 23 located closer to the second end 3b than the first member 19, and a third member 25 located closer to the second end 3b than the second member 23. You may. Since the second member 23 is located between the first member 19 and the third member 25, it can also be called an "intermediate member”. The third member 25 can be gripped by a machine tool. The third member 25 is generally referred to as a "shank”.
  • the hollow portion 7 may be located in the second member 23.
  • the hollow portion 7 may be located closer to the third member 25 than the center of the second member 23 in the direction along the central axis O1.
  • the sensor 21 may be located on the second member 23.
  • the sensor 21 may be located closer to the first member 19 than the center of the second member 23 in the direction along the central axis O1.
  • the first magnetostrictive element 9 may have a plate-shaped main body portion 9a as in the case of the unrestricted example shown in FIG. Further, the first magnetostrictive element 9 may have a coil 9b located on the outer peripheral surface of the main body portion 9a. In these cases, when the coil 9b wound on the outer peripheral surface of the main body 9a is energized, a magnetic field is generated in the coil 9b, and the first magnetostrictive element 9 (main body 9a) is deformed. Further, by changing the energizing direction with respect to the coil 9b, it becomes possible to select the expansion / contraction of the first magnetostrictive element 9 (main body portion 9a).
  • the coil 9b may be located at the center of the outer peripheral surface of the main body portion 9a in the direction along the central axis O1.
  • the coil 9b may be paraphrased as a coil 9b for a magnetostrictive element.
  • magnetostrictive elements may also have a main body and a coil.
  • the second magnetostrictive element 13 may have a plate-shaped main body portion 13a and a coil 13b located on the outer peripheral surface of the main body portion 13a.
  • the third magnetostrictive element 15 may have a plate-shaped main body portion 15a and a coil 15b located on the outer peripheral surface of the main body portion 15a.
  • the fourth magnetostrictive element 17 may have a plate-shaped main body portion 17a and a coil 17b located on the outer peripheral surface of the main body portion 17a.
  • the evaluation of the width W1 and the width W2 may be based on the first magnetostrictive element 9 without the coil 9b, that is, the main body portion 9a.
  • the evaluation of the length L1 may be based on the main body portion 9a.
  • the holder 1 may have a first yoke 27 and a second yoke 29.
  • the first yoke 27 may be located closer to the first end 3a than the first magnetostrictive element 9 in the hollow portion 7.
  • the second yoke 29 may be located closer to the second end 3b than the first magnetostrictive element 9 in the hollow portion 7.
  • the first yoke 27 and the second yoke 29 may have a ring shape such as an annular shape.
  • the first yoke 27 and the second yoke 29 are located at both ends of the first magnetostrictive element 9 in the direction along the central axis O1, and thus the coil. It is easy to suppress the unnecessary spread of the magnetic field generated by 9b. Therefore, the amount of deformation of the first magnetostrictive element 9 tends to be large. This point is the same for other magnetostrictive elements.
  • the holder 1 may have a first magnet 31, a second magnet 33, and a third yoke 35.
  • the first magnet 31 may be located closer to the second end 3b than the first yoke 27 in the hollow portion 7, or may be located closer to the central axis O1 than the first magnetostrictive element 9. .
  • the second magnet 33 may be located closer to the first end 3a than the second yoke 29 in the hollow portion 7, or may be located closer to the central axis O1 than the first magnetostrictive element 9. .
  • the first magnet 31 and the second magnet 33 may have a ring shape such as an annular shape.
  • the third yoke 35 may be located between the first magnet 31 and the second magnet 33.
  • the third yoke 35 may extend along the central axis O1.
  • the third yoke 35 may have a cylindrical shape such as a cylindrical shape.
  • the first magnet 31, the second magnet 33, and the third yoke 35 may form a base static magnetic field. It will be possible. Therefore, the amount of deformation of the first magnetostrictive element 9 tends to be large. This point is the same for other magnetostrictive elements.
  • the first magnet 31 may be connected to the first yoke 27 and the third yoke 35. Further, the second magnet 33 may be connected to the second yoke 29 and the third yoke 35. In these cases, the involvement of the base static magnetic field in the first magnetostrictive element 9 is strengthened. Therefore, the amount of deformation of the first magnetostrictive element 9 tends to be large. This point is the same for other magnetostrictive elements.
  • the holder 1 may have a coil 37 located on the outer peripheral surface of the third yoke 35.
  • the coil 37 wound on the outer peripheral surface of the third yoke 35 is energized, the magnetic flux density of the static magnetic field as a base can be adjusted.
  • the coil 37 may be paraphrased as a yoke coil 37.
  • the holder 1 may have a holder 39.
  • the holder 39 can hold the first magnetostrictive element 9 inside.
  • the holder 39 can also hold other magnetostrictive elements and the like inside.
  • the holder 39 may be located in the hollow portion 7.
  • the holder 39 may be in contact with the inner peripheral surface of the hollow portion 7.
  • the holder 39 may extend along the central axis O1.
  • the holder 39 may have a cylindrical shape such as a cylindrical shape.
  • the material of the holder 39 include metal and resin.
  • the metal may include magnesium alloys, stainless steels, steels, cast irons, aluminum alloys and the like.
  • the resin include polyethylene, acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate, polyimide resin and the like.
  • the main body 3 may have a first flow path 41 that is located inside the main body 3 and extends along the central axis O1, as in the non-limiting example shown in FIGS. 4 and 7.
  • the first flow path 41 is capable of flowing a coolant (cooling fluid).
  • the first flow path 41 may be connected to the hollow portion 7.
  • the first flow path 41 may have a coolant inflow port 43.
  • the inflow port 43 may be located on the end face of the main body 3 on the side of the second end 3b.
  • the position of the inflow port 43 is not limited to the above-mentioned end face, and may be, for example, the outer peripheral surface of the main body 3.
  • the inflow port 43 may be one or a plurality.
  • the main body 3 may have a coolant hole 45 located in the hollow portion 7.
  • the coolant hole 45 allows the coolant to flow. Therefore, when the main body 3 has the coolant hole 45, the coolant supplied from the inflow port 43 to the first flow path 41 can flow to the side of the first end 3a through the coolant hole 45.
  • the coolant hole 45 may be formed by a ring-shaped first yoke 27 and a second yoke 29, a ring-shaped first magnet 31 and a second magnet 33, and a tubular third yoke 35.
  • the main body 3 may have a second flow path 47 that is located inside the main body 3 and extends from the hollow portion 7 toward the side of the first end 3a.
  • the second flow path 47 is capable of flowing coolant.
  • the second flow path 47 may have a coolant outlet 49. In these cases, the coolant can be flowed from the hollow portion 7 (coolant hole 45) to the second flow path 47 and injected from the outlet 49.
  • the outlet 49 may be opened in the first member 19. Further, the outlet 49 may be opened toward the cutting insert. The position of the outlet 49 is not limited to a specific place. The number of outlets 49 may be one or may be plural.
  • coolant examples include water-insoluble oils and water-soluble oils.
  • water-insoluble oil agent examples include cutting oils such as oil-based type, inert extreme pressure type and active extreme pressure type.
  • Water-soluble oils may include, for example, cutting oils such as emulsions, solutions and solutions.
  • the coolant is not limited to a liquid and may be a gas such as an inert gas. The coolant may be appropriately selected and used according to the material of the work material.
  • the one-sided holder 1A without limitation of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 13 to 15.
  • the differences between the holder 1A and the holder 1 will be mainly described, and detailed description of the points having the same configuration as the holder 1 may be omitted.
  • the first magnetostrictive element 9 may have a plate shape, as in the non-limiting example shown in FIGS. 13 to 15. Further, the first magnetostrictive element 9 may have a central portion 9c, a first end portion 9d, and a second end portion 9e. The first end portion 9d may be located closer to the first end portion 3a than the central portion 9c. The second end portion 9e may be located closer to the second end portion 3b than the central portion 9c.
  • the width H1 of the direction B1 orthogonal to the seat surface 11 at the first end portion 9d and the second end portion 9e may be the same as the width H2 of the direction B1 orthogonal to the seat surface 11 at the central portion 9c. It may be different.
  • the width H1 may be larger than the width H2, as in the unrestricted example shown in FIG.
  • the width H1 since the width H1 is relatively large, the wall thickness of the first end portion 9d and the second end portion 9e tends to be large, and the strength is high.
  • the width H2 is relatively small, for example, when the coil 9b is located on the outer peripheral surface of the central portion 9c, it is less bulky and the first magnetostrictive element 9 can be easily positioned in the hollow portion 7. When the coil 9b is energized, the central portion 9c is easily deformed.
  • the width D1 of the direction B2 parallel to the seat surface 11 at the first end portion 9d and the second end portion 9e may be the same as the width D2 of the direction B2 parallel to the seat surface 11 at the central portion 9c. It may be different.
  • the width D1 may be larger than the width D2, as in the unrestricted example shown in FIG. In this case, since the width D1 is relatively large, the strength of the first end portion 9d and the second end portion 9e is high.
  • the width D2 is relatively small, for example, when the coil 9b is located on the outer peripheral surface of the central portion 9c, it is less bulky and the first magnetostrictive element 9 can be easily positioned in the hollow portion 7. When the coil 9b is energized, the central portion 9c is easily deformed.
  • magnetostrictive elements may also have a central portion, a first end portion, and a second end portion.
  • the second magnetostrictive element 13 may have a plate shape, or may have a central portion 13c, a first end portion 13d, and a second end portion 13e. good.
  • the cutting tool 101 includes a holder 1 and a cutting insert 103 (hereinafter, may be referred to as “insert 103”) located in the pocket 5 of the holder 1, as in the case of the non-limiting example shown in FIGS. 1 to 12. , May have.
  • the holder 1 has high vibration isolation performance, so that excellent cutting performance can be exhibited.
  • the insert 103 may have a polygonal plate shape as shown in FIG. 2 as an example without limitation. Further, the insert 103 may have a cutting edge 105.
  • the insert 103 may be located in the pocket 5 so that the cutting edge 105 projects laterally on the side of the first end 3a of the holder 1.
  • the cutting tool 101 can perform cutting by bringing the cutting edge 105 into contact with the work material.
  • the cutting edge 105 may be located farthest from the central axis O1 on the side of the first end 3a of the main body 3. In this case, only the vicinity of the cutting edge 105 can be brought into contact with the work material.
  • the insert 103 may further have a through hole 107. Further, the cutting tool 101 may further have a fixing member 109.
  • the fixing member 109 may be a member for fixing the insert 103 to the holder 1.
  • the fixing member 109 may be a screw.
  • the fixing member 109 is not limited to the screw, and may be, for example, a clamp member or the like.
  • the holder 1 may have a screw hole at a position corresponding to the through hole 107 in the pocket 5.
  • the insert 103 can be fixed to the holder 1 by inserting a screw, which is a fixing member 109, into the through hole 107 of the insert 103 and fixing the screw to the screw hole of the holder 1.
  • the through hole 107 and the screw hole may extend in a direction orthogonal to the central axis O1.
  • Examples of the material of the insert 103 include cemented carbide and cermet.
  • Examples of the composition of the cemented carbide include WC-Co, WC-TiC-Co and WC-TiC-TaC-Co.
  • WC, TiC and TaC may be hard particles, and Co may be a bonded phase.
  • the cermet may be a sintered composite material in which a metal is composited with a ceramic component.
  • a titanium compound containing titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN) as a main component may be mentioned.
  • the material of the insert 103 is not limited to the above composition.
  • the cutting tool 101 has the holder 1, but the cutting tool 101 is not limited to such a form.
  • the cutting tool 101 may have a holder 1A.
  • the work piece 203 may be manufactured by cutting the work material 201.
  • the method for manufacturing the machined product 203 may include the following steps. That is, (1) The process of rotating the work material 201 and (2) The process of bringing the cutting tool 101 into contact with the rotating work material 201, (3) The process of separating the cutting tool 101 from the work material 201, May be provided.
  • the work material 201 may be rotated around the shaft O2, and the cutting tool 101 may be relatively close to the work material 201.
  • the cutting edge 105 of the insert 103 in the cutting tool 101 may be brought into contact with the work material 201 to cut the work material 201.
  • the cutting tool 101 may be relatively far from the work material 201.
  • the work material 201 is fixed and the cutting tool 101 is moved in each process, but the form is not limited to such a form as a matter of course.
  • the work material 201 may be brought closer to the cutting tool 101.
  • the work material 201 may be moved away from the cutting tool 101.
  • the process of keeping the work material 201 rotated and bringing the cutting edge 105 of the insert 103 into contact with different parts of the work material 201 may be repeated.
  • Examples of the material of the work material 201 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, non-ferrous metal and the like.
  • the cutting tool 101 having the holder 1 is used, but the present invention is not limited to such a form.
  • a cutting tool 101 having a holder 1A may be used.
  • Main body 17b ... Coil (coil for magnetostrictive element) 19 ... 1st member 21 ... Sensor 23 ... 2nd member 25 ... 3rd member 27 ... 1st yoke 29 ... 2nd yoke 31 ... 1st magnet 33 ... ⁇ 2nd magnet 35 ⁇ ⁇ ⁇ 3rd yoke 37 ⁇ ⁇ ⁇ Coil (coil for yoke) 39 ... Holder 41 ... First flow path 43 ... Inlet 45 ... Coolant hole 47 ... Second flow path 49 ... Outlet 101 ... Cutting tool 103 ... Cutting insert (insert) 105 ... Cutting edge 107 ... Through hole 109 ... Fixing member (screw) 201 ... Work material 203 ... Machined work O1 ... Central axis B1 ... Direction orthogonal to the seat surface B2 ... Direction parallel to the seat surface O2 ... Axis

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Abstract

本開示の限定されない一面のホルダは、第1端から第2端にかけて中心軸に沿って延びた棒形状の本体と、第1磁歪素子と、を有する。本体は、第1端の側に位置し、切削インサートを搭載可能なポケットと、ポケットよりも第2端の近くに位置するとともに中心軸に沿って延びた中空部と、を有する。第1磁歪素子は、中空部に位置し、中心軸に沿って延びる。ポケットは、切削インサートが当接可能な平らな座面を有する。中心軸に直交する断面において、第1磁歪素子は、座面に直交する方向での幅が、座面に平行な方向での幅よりも小さい扁平形状である。

Description

ホルダ、切削工具及び切削加工物の製造方法 関連出願の相互参照
 本出願は、2020年11月30日に出願された日本国特許出願2020-198093号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、切削加工において用いられるホルダに関する。具体的には、防振機構を備えたホルダに関する。切削加工としては、例えば、転削加工及び旋削加工などが挙げられ得る。旋削加工としては、例えば、外径加工、内径加工、溝加工及び端面加工などが挙げられ得る。
 従来から防振機構を備えたホルダが種々提案されている。特開平6-31508号公報(特許文献1)に記載のホルダにおいては、錘が内蔵されている。錘の張力を調整することによって、錘の固有振動数が調整される。特表2002-536298号公報(特許文献2)に記載のホルダは、圧電素子を有する。切削加工時に圧電素子が変形し、圧電効果により電流が生じる。この電流が抵抗にて消費されることで、ホルダの変形量が抑制される。
 特許文献1に記載のホルダにおいては、錘の張力を調整する作業が煩雑である。また、特許文献2に記載のホルダにおいては、圧電効果により生じる電流が微弱であるため、ホルダの変形を抑制する効果は不十分である。
 本開示の限定されない一面のホルダは、第1端から第2端にかけて中心軸に沿って延びた棒形状の本体と、第1磁歪素子と、を有する。前記本体は、前記第1端の側に位置し、切削インサートを搭載可能なポケットと、前記ポケットよりも前記第2端の近くに位置するとともに前記中心軸に沿って延びた中空部と、を有する。前記第1磁歪素子は、前記中空部に位置し、前記中心軸に沿って延びる。前記ポケットは、前記切削インサートが当接可能な平らな座面を有する。前記中心軸に直交する断面において、前記第1磁歪素子は、前記座面に直交する方向での幅が、前記座面に平行な方向での幅よりも小さい扁平形状である。
本開示の限定されない一面におけるホルダ(切削工具)を示す斜視図である。 図1に示す領域A1を拡大した拡大図である。 図1に示すホルダを座面に平行な方向から見た側面図であり、中空部及びセンサなどを透視した図である。 図3に示すホルダにおけるIV-IV断面の断面図である。 図4に示す領域A2を拡大した拡大図である。 図1に示すホルダを座面に垂直な方向から見た側面図であり、中空部及びセンサなどを透視した図である。 図6に示すホルダにおけるVII-VII断面の断面図である。 図7に示す領域A3を拡大した拡大図である。 図6に示すホルダにおけるIX-IX断面の断面図である。 図6に示すホルダにおけるX-X断面の断面図である。 図6に示すホルダにおけるXI-XI断面の断面図である。 図1に示すホルダにおける第1磁歪素子の斜視図である。 本開示の限定されない一面におけるホルダ(切削工具)を示す断面図であり、図8に相当する図である。 図13に示すホルダにおける第1磁歪素子の斜視図である。 図13に示すホルダにおける第1磁歪素子の斜視図であり、コイルを省略した図である。 本開示の限定されない一面における切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 本開示の限定されない一面における切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 本開示の限定されない一面における切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
 <ホルダ>
 以下、本開示の限定されない一面のホルダ1について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図では、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみが簡略化して示される。したがって、切削工具用のホルダ1は、参照する各図に示されない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具及び切削加工物の製造方法においても同様である。
 ホルダ1は、図1~図11に示す限定されない一例のように、本体3を有してもよい。本体3は、第1端3aから第2端3bにかけて中心軸O1に沿って延びた棒形状であってもよい。一般的には、第1端3aが「先端」と呼ばれ、第2端3bが「後端」と呼ばれる。
 本体3は、図1に示す限定されない一例のように、円柱形状であってもよい。円柱形状とは、厳密に円柱の形状である必要はなく、若干の凹凸及び湾曲などを含んでもよい。なお、本体3は、円柱形状に限定されない。本体3は、例えば、多角柱形状などであってもよい。多角柱形状が、厳密に多角形の柱形状である必要がない点は、円柱形状の場合と同様である。
 本体3の大きさは、被削材の大きさに応じて適宜設定されてもよい。例えば、中心軸O1に沿った方向における本体3の長さは、60mm以上4000mm以下程度に設定されてもよい。また、中心軸O1に直交する方向における本体3の幅(径)は、6mm以上250mm以下程度に設定されてもよい。本体3の材質としては、例えば、マグネシウム合金、ステンレス、鋼、鋳鉄及びアルミニウム合金などが挙げられ得る。
 本体3は、図2に示す限定されない一例のように、ポケット5を有してもよい。ポケット5は、第1端3aの側に位置してもよい。ポケット5は、切削インサートを搭載することが可能である。ポケット5は、本体3のうち第1端3aの側において窪んだ部位であってもよい。
 本体3は、図3に示す限定されない一例のように、中空部7を有してもよい。中空部7は、以下で説明する磁歪素子などを内部に収容することが可能である。中空部7は、ポケット5よりも第2端3bの近くに位置してもよい。この場合には、本体3のうちポケット5が位置する部分の剛性が確保され易い。また、中空部7は、中心軸O1に沿って延びてもよい。中空部7は、円筒形状などの筒形状であってもよい。
 ホルダ1は、図8、図9及び図12に示す限定されない一例のように、第1磁歪素子9を有してもよい。第1磁歪素子9は、中空部7に位置してもよい。第1磁歪素子9は、中心軸O1に沿って延びてもよい。
 なお、磁歪素子とは、磁界の印加によって形状が変化(ジュール効果)し、また、形状の変化によって磁界が発生(ビラリ効果)する磁性体のことを意味してもよい。磁歪素子の材質としては、例えば、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)-Ni合金、Fe-Co(コバルト)合金、Fe-Ga(ガリウム)合金、Tb(テルビウム)-Dy(ジスプロシウム)-Fe合金などが挙げられ得る。
 ここで、ポケット5は、図2及び図3に示す限定されない一例のように、座面11を有してもよい。座面11は、切削インサートが当接することが可能である。また、座面11は、平らであってもよい。平らとは、厳密な意味での平らである必要はない。座面11は、概ね平らな面であればよく、ホルダ1を全体的に見た場合においては分からない程度に、僅かに湾曲してもよく、或いは、僅かな凹凸を有してもよい。例えば、座面11は、数十μm程度の僅かな凹凸を有してもよい。
 図9に示す限定されない一例のように、中心軸O1に直交する断面において、第1磁歪素子9は、座面11に直交する方向B1での幅W1が、座面11に平行な方向B2での幅W2よりも小さい扁平形状であってもよい。この場合には、中心軸O1に直交する断面における第1磁歪素子9の断面積を大きく確保しつつ、座面11に直交する方向B1に第1磁性素子9が撓み易い。切削加工時において、座面11に直交する方向B1に主分力が加わり易い。そのため、磁界の印加によって第1磁歪素子9が座面11に直交する方向B1に大きく変形し易い。これにより、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形が効率よく抑えられる。そのため、ホルダ1は防振性能が高い。
 直交とは、厳密な直交に限定されず、90°±5°程度の範囲を許容することを意味してもよい。また、平行とは、厳密な平行に限定されず、±5°程度の傾斜を許容することを意味してもよい。
 幅W1及び幅W2は、特定の値に限定されない。例えば、幅W1は、4~10mm程度に設定されてもよい。また、幅W2は、5~20mm程度に設定されてもよい。
 中心軸O1に直交する断面において、第1磁歪素子9は、座面11に平行な方向B2に延びた扁平形状であってもよい。この場合には、座面11に直交する方向B1に第1磁性素子9がさらに撓み易い。そのため、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形がより効率よく抑えられる。
 ホルダ1は、第2磁歪素子13をさらに有してもよい。第2磁歪素子13は、中空部7に位置してもよい。第2磁歪素子13は、中心軸O1に沿って延びてもよい。第2磁歪素子13は、中心軸O1を基準として第1磁歪素子9に対して反対側に位置してもよい。これらの場合には、座面11に直交する方向B1に第1磁性素子9がさらに撓み易い。そのため、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形がより効率よく抑えられる。
 ホルダ1が第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13を有する場合において、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13に磁界を印加する際には、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13には互いに逆方向となる磁界を印加してもよい。この場合には、例えば、第1磁歪素子9がジュール効果によって伸びる一方で、第2磁歪素子13がジュール効果によって縮み易い。そのため、磁界の印加によるホルダ1の変形を大きくできる。これにより、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形が、磁界の印加によるホルダ1の変形によって相殺され易くなるため、ホルダ1の変形が効率よく抑えられる。
 第2磁歪素子13の形状は、第1磁歪素子9の形状と同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、図8~図11に示す限定されない一例のように、第2磁歪素子13の形状は、第1磁歪素子9の形状と同じであってもよい。
 ホルダ1は、図5及び図9に示す限定されない一例のように、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17をさらに有してもよい。第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17は、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13の間にそれぞれ位置してもよい。より具体的には、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17は、中心軸O1の周方向において、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13の間にそれぞれ位置してもよい。また、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17は、中心軸O1に沿ってそれぞれ延びてもよい。第4磁歪素子17は、中心軸O1を基準として第3磁歪素子15に対して反対側に位置してもよい。
 中心軸O1に直交する断面において座面11に平行な方向B2、すなわち、方向B1に直交する方向には、切削加工時において送り分力が加わり易い。ホルダ1が上記した第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17を有する場合には、磁界の印加により第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17を座面11に平行な方向B2に変形させることによって、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形が効率よく抑えられる。
 ホルダ1が第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17を有する場合において、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17に磁界を印加する際には、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17には互いに逆方向となる磁界を印加してもよい。この場合には、例えば、第3磁歪素子15がジュール効果によって伸びる一方で、第4磁歪素子17がジュール効果によって縮み易い。そのため、磁界の印加によるホルダ1の変形を大きくできる。これにより、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形が、磁界の印加によるホルダ1の変形によって相殺され易くなるため、ホルダ1の変形が効率よく抑えられる。
 第4磁歪素子17の形状は、第3磁歪素子15の形状と同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、図5、図9~図11に示す限定されない一例のように、第4磁歪素子17の形状は、第3磁歪素子15の形状と同じであってもよい。
 第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13における中心軸O1に沿った方向の長さL1は、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17における中心軸O1に沿った方向の長さL2と同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、長さL1は、長さL2よりも長くてもよい。
 一般的に、切削加工時の負荷としては、送り分力よりも主分力の方が大きい。長さL1が長さL2よりも長い場合には、磁界の印加による第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17の変形よりも磁界の印加による第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13の変形を大きくし易い。そのため、ホルダ1の変形が効率よく抑えられる。
 長さL1及び長さL2は、特定の値に限定されない。例えば、長さL1は、36~3500mm程度に設定されてもよい。また、長さL2は、30~3000mm程度に設定されてもよい。
 図9に示す限定されない一例のように、中心軸O1に直交する断面において、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17は、それぞれ座面11に平行な方向B2での幅W3が、座面11に直交する方向B1での幅W4よりも小さい扁平形状であってもよい。この場合には、座面11に平行な方向B2に第3磁性素子15及び第4磁性素子17が撓み易い。そのため、送り分力に起因するホルダ1の変形が効率よく抑えられる。
 幅W3及び幅W4は、特定の値に限定されない。例えば、幅W3は、3~9mm程度に設定されてもよい。また、幅W4は、4~18mm程度に設定されてもよい。
 中心軸O1に直交する断面において、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17は、それぞれ座面11に直交する方向B1に延びた扁平形状であってもよい。この場合には、座面11に平行な方向B2に第3磁性素子15及び第4磁性素子17がさらに撓み易い。そのため、送り分力に起因するホルダ1の変形がより効率よく抑えられる。
 中心軸O1に直交する断面において、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13の最大幅は、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17の最大幅と同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、図9に示す限定されない一例のように、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13の最大幅は、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17の最大幅よりも大きくてもよい。この場合には、座面11に直交する方向B1に第1磁性素子9がさらに撓み易い。そのため、切削負荷に伴って生じるホルダ1の変形がより効率よく抑えられる。
 なお、第1磁歪素子9及び第2磁歪素子13の最大幅は、座面11に平行な方向B2での幅W2であってもよい。また、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17の最大幅は、座面11に直交する方向B1での幅W4であってもよい。
 本体3は、図3に示す限定されない一例のように、ポケット5が位置する第1部材19をさらに有してもよい。第1部材19は、切削インサートを固定することが可能である。第1部材19は、一般的に「ヘッド」と呼ばれる。第1部材19は、被削材の切削加工において主要な役割を果たすことが可能なため、「切削部」とも呼ばれ得る。
 ホルダ1は、第1磁歪素子9よりもポケット5の近くに位置し、第1部材19の状態を測定することが可能なセンサ21をさらに有してもよい。この場合には、振幅の大きい第1端3aの側にセンサ21を設置し易い。また、センサ21での測定結果をリアルタイムで検出し、第1磁歪素子9への印加電圧(電流)にフィードバックすることが可能となる。なお、センサ21は、本体3の内部に位置してもよい。センサ21としては、例えば、加速度センサなどが挙げられ得る。
 センサ21は、中空部7から離れて位置してもよい。この場合には、第1磁歪素子9の周辺の磁界によるセンサ21への影響を低減し易い。そのため、測定誤差が生じにくい。
 本体3は、第1部材19よりも第2端3bの近くに位置する第2部材23と、第2部材23よりも第2端3bの近くに位置する第3部材25と、をさらに有してもよい。第2部材23は、第1部材19及び第3部材25の間に位置することから、「中間部材」とも呼ばれ得る。第3部材25は、工作機械によって把持されることが可能である。第3部材25は、一般的に「シャンク」と呼ばれる。
 中空部7は、第2部材23に位置してもよい。中空部7は、中心軸O1に沿った方向における第2部材23の中央よりも第3部材25の近くに位置してもよい。
 センサ21は、第2部材23に位置してもよい。センサ21は、中心軸O1に沿った方向における第2部材23の中央よりも第1部材19の近くに位置してもよい。
 第1磁歪素子9は、図12に示す限定されない一例のように、板形状の本体部9aを有してもよい。また、第1磁歪素子9は、本体部9aの外周面の上に位置するコイル9bを有してもよい。これらの場合には、本体部9aの外周面の上に巻き付けられたコイル9bに通電すると、コイル9bの内に磁界が発生し、第1磁歪素子9(本体部9a)が変形する。また、コイル9bに対する通電方向を変えることで、第1磁歪素子9(本体部9a)の伸び縮みを選択することが可能となる。なお、コイル9bは、中心軸O1に沿った方向における本体部9aの外周面の中央に位置してもよい。コイル9bは、磁歪素子用コイル9bと言い換えてもよい。
 第1磁歪素子9と同様に、他の磁歪素子も本体部及びコイルを有してもよい。例えば、図8に示す限定されない一例のように、第2磁歪素子13は、板形状の本体部13aと、本体部13aの外周面の上に位置するコイル13bと、を有してもよい。また、図5に示す限定されない一例のように、第3磁歪素子15は、板形状の本体部15aと、本体部15aの外周面の上に位置するコイル15bと、を有してもよい。第4磁歪素子17は、板形状の本体部17aと、本体部17aの外周面の上に位置するコイル17bと、を有してもよい。
 なお、第1磁歪素子9がコイル9bを有する場合には、幅W1及び幅W2の評価は、コイル9bがない状態の第1磁歪素子9、すなわち本体部9aを基準にしてもよい。同様に、長さL1の評価も、本体部9aを基準にしてもよい。これらの点は、第2磁歪素子13における幅W1、幅W2及び長さL1を評価する場合においても同様である。また、第3磁歪素子15及び第4磁歪素子17における幅W3、幅W4及び長さL2を評価する場合においても同様である。
 図8に示す限定されない一例のように、ホルダ1は、第1ヨーク27及び第2ヨーク29を有してもよい。第1ヨーク27は、中空部7において、第1磁歪素子9よりも第1端3aの近くに位置してもよい。第2ヨーク29は、中空部7において、第1磁歪素子9よりも第2端3bの近くに位置してもよい。第1ヨーク27及び第2ヨーク29は、円環形状などの環形状であってもよい。
 ホルダ1が第1ヨーク27及び第2ヨーク29を有する場合には、中心軸O1に沿った方向における第1磁歪素子9の両端に第1ヨーク27及び第2ヨーク29が位置することから、コイル9bにより生じる磁界の不要な拡がりを抑制し易い。そのため、第1磁歪素子9の変形量が大きくなり易い。この点は、他の磁歪素子においても同様である。
 ホルダ1は、第1磁石31、第2磁石33及び第3ヨーク35を有してもよい。第1磁石31は、中空部7において、第1ヨーク27よりも第2端3bの近くに位置してもよく、また、第1磁歪素子9よりも中心軸O1の近くに位置してもよい。第2磁石33は、中空部7において、第2ヨーク29よりも第1端3aの近くに位置してもよく、また、第1磁歪素子9よりも中心軸O1の近くに位置してもよい。第1磁石31及び第2磁石33は、円環形状などの環形状であってもよい。
 第3ヨーク35は、第1磁石31及び第2磁石33の間に位置してもよい。第3ヨーク35は、中心軸O1に沿って延びてもよい。第3ヨーク35は、円筒形状などの筒形状であってもよい。
 ホルダ1が、第1磁石31、第2磁石33及び第3ヨーク35を有する場合には、第1磁石31、第2磁石33及び第3ヨーク35によって、ベースとなる静磁場を形成することが可能となる。そのため、第1磁歪素子9の変形量が大きくなり易い。この点は、他の磁歪素子においても同様である。
 第1磁石31は、第1ヨーク27及び第3ヨーク35に接続されてもよい。また、第2磁石33は、第2ヨーク29及び第3ヨーク35に接続されてもよい。これらの場合には、ベースとなる静磁場の第1磁歪素子9への関与が強まる。そのため、第1磁歪素子9の変形量が大きくなり易い。この点は、他の磁歪素子においても同様である。
 ホルダ1は、第3ヨーク35の外周面の上に位置するコイル37を有してもよい。この場合には、第3ヨーク35の外周面の上に巻き付けられたコイル37に通電すると、ベースとなる静磁場の磁束密度を調整することが可能となる。なお、コイル37は、ヨーク用コイル37と言い換えてもよい。
 ホルダ1は、保持具39を有してもよい。保持具39は、第1磁歪素子9を内部に保持することが可能である。保持具39は、第1磁歪素子9に加えて、他の磁歪素子なども内部に保持することが可能である。
 保持具39は、中空部7に位置してもよい。保持具39は、中空部7の内周面に接してもよい。保持具39は、中心軸O1に沿って延びてもよい。保持具39は、円筒形状などの筒形状であってもよい。保持具39の材質としては、例えば、金属及び樹脂などが挙げられ得る。金属としては、例えば、マグネシウム合金、ステンレス、鋼、鋳鉄及びアルミニウム合金などが挙げられ得る。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート及びポリイミド樹脂などが挙げられ得る。なお、保持具39の材質として金属のような導電材料が用いられる場合には、コイル9b、13b、15b、17bとの絶縁性を確保してもよい。
 本体3は、図4及び図7に示す限定されない一例のように、本体3の内部に位置し、中心軸O1に沿って延びた第1流路41を有してもよい。第1流路41は、クーラント(冷却流体)を流すことが可能である。第1流路41は、中空部7に繋がってもよい。第1流路41は、クーラントの流入口43を有してもよい。流入口43は、本体3における第2端3bの側の端面に位置してもよい。なお、流入口43の位置は、上記の端面に限定されず、例えば、本体3の外周面であってもよい。流入口43は、1つであってもよく、また、複数であってもよい。
 本体3は、中空部7に位置するクーラント孔45を有してもよい。クーラント孔45は、クーラントを流すことが可能である。そのため、本体3がクーラント孔45を有する場合には、流入口43から第1流路41に供給されたクーラントを、クーラント孔45を介して第1端3aの側に流すことが可能となる。クーラント孔45は、環形状の第1ヨーク27及び第2ヨーク29、環形状の第1磁石31及び第2磁石33、並びに、筒形状の第3ヨーク35によって形成されてもよい。
 本体3は、本体3の内部に位置し、中空部7から第1端3aの側に向かって延びた第2流路47を有してもよい。第2流路47は、クーラントを流すことが可能である。第2流路47は、クーラントの流出口49を有してもよい。これらの場合には、クーラントを中空部7(クーラント孔45)から第2流路47に流して流出口49から噴射させることが可能となる。
 流出口49は、第1部材19において開口してもよい。また、流出口49は、切削インサートに向かって開口してもよい。なお、流出口49の位置は、特定の場所に限定されない。流出口49は、1つであってもよく、また、複数であってもよい。
 クーラントとしては、例えば、不水溶性油剤及び水溶性油剤などが挙げられ得る。不水溶性油剤としては、例えば、油性形、不活性極圧形及び活性極圧形などの切削油が挙げられ得る。水溶性油剤としては、例えば、エマルジョン、ソリューブル及びソリューションなどの切削油が挙げられ得る。クーラントは、液体に限定されず、不活性ガスなどの気体であってもよい。クーラントは、被削材の材質に応じて適宜選択して用いてもよい。
 次に、本開示の限定されない一面のホルダ1Aについて、図13~図15を用いて説明する。以下では、ホルダ1Aにおけるホルダ1との相違点について主に説明し、ホルダ1と同様の構成を有する点については詳細な説明を省略する場合がある。
 ホルダ1Aでは、図13~図15に示す限定されない一例のように、第1磁歪素子9が板形状であってもよい。また、第1磁歪素子9は、中央部9c、第1端部9d及び第2端部9eを有してもよい。第1端部9dは、中央部9cよりも第1端3aの近くに位置してもよい。第2端部9eは、中央部9cよりも第2端3bの近くに位置してもよい。
 第1端部9d及び第2端部9eにおける座面11に直交する方向B1の幅H1は、中央部9cにおける座面11に直交する方向B1の幅H2と同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、図15に示す限定されない一例のように、幅H1は、幅H2よりも大きくてもよい。この場合には、幅H1が相対的に大きくなることから、第1端部9d及び第2端部9eの肉厚が大きくなり易く、強度が高い。また、幅H2が相対的に小さくなることから、例えば、中央部9cの外周面の上にコイル9bが位置する場合にかさばりにくく、第1磁歪素子9を中空部7に位置させ易い。コイル9bに通電すると、中央部9cが変形し易い。
 第1端部9d及び第2端部9eにおける座面11に平行な方向B2の幅D1は、中央部9cにおける座面11に平行な方向B2の幅D2と同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、図15に示す限定されない一例のように、幅D1は、幅D2よりも大きくてもよい。この場合には、幅D1が相対的に大きくなることから、第1端部9d及び第2端部9eの強度が高い。また、幅D2が相対的に小さくなることから、例えば、中央部9cの外周面の上にコイル9bが位置する場合にかさばりにくく、第1磁歪素子9を中空部7に位置させ易い。コイル9bに通電すると、中央部9cが変形し易い。
 第1磁歪素子9と同様に、他の磁歪素子も、中央部、第1端部及び第2端部を有してもよい。例えば、図13に示す限定されない一例のように、第2磁歪素子13は、板形状であってもよく、また、中央部13c、第1端部13d及び第2端部13eを有してもよい。
 <切削工具>
 次に、本開示の限定されない一面の切削工具101について、上記のホルダ1を有する場合を例に挙げて、図1~図12を参照して詳細に説明する。
 切削工具101は、図1~図12に示す限定されない一例のように、ホルダ1と、ホルダ1のポケット5の内に位置する切削インサート103(以下、「インサート103」ということがある。)と、を有してもよい。切削工具101がホルダ1を有する場合には、ホルダ1の防振性能が高いことから、優れた切削性能を発揮することが可能となる。
 インサート103は、図2に示す限定されない一例のように、多角板形状であってもよい。また、インサート103は、切刃105を有してもよい。インサート103は、切刃105がホルダ1の第1端3aの側において側方に突出するようにポケット5の内に位置してもよい。切削工具101は、切刃105を被削材に接触させることによって切削加工を行うことが可能である。なお、切刃105は、本体3の第1端3aの側において中心軸O1から最も離れて位置してもよい。この場合には、切刃105の近傍のみを被削材に接触させることが可能となる。
 インサート103は、貫通孔107をさらに有してもよい。また、切削工具101は、固定部材109をさらに有してもよい。固定部材109は、インサート103をホルダ1に固定するための部材であってもよい。固定部材109は、ネジであってもよい。なお、固定部材109は、ネジに限定されず、例えば、クランプ部材などであってもよい。
 ホルダ1は、ポケット5における貫通孔107に対応する位置にネジ孔を有してもよい。インサート103の貫通孔107に固定部材109であるネジを挿入し、このネジをホルダ1のネジ孔に固定することによって、インサート103をホルダ1に固定することが可能である。なお、貫通孔107及びネジ孔は、中心軸O1に直交する方向に延びてもよい。
 インサート103の材質としては、例えば、超硬合金及びサーメットなどが挙げられ得る。超硬合金の組成としては、例えば、WC-Co、WC-TiC-Co及びWC-TiC-TaC-Coが挙げられ得る。ここで、WC、TiC及びTaCは硬質粒子であってもよく、また、Coは結合相であってもよい。
 また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料であってもよい。サーメットの一例として、炭化チタン(TiC)又は窒化チタン(TiN)を主成分としたチタン化合物が挙げられ得る。インサート103の材質が上記の組成に限定されないことは言うまでもない。
 なお、図1などに示す限定されない一例においては、切削工具101がホルダ1を有するが、このような形態に限定されない。例えば、切削工具101は、ホルダ1Aを有してもよい。
 <切削加工物の製造方法>
 次に、本開示の限定されない一面の切削加工物203の製造方法について、上記の切削工具101を用いる場合を例に挙げて、図16~図18を参照して詳細に説明する。
 切削加工物203は、被削材201を切削加工することによって作製してもよい。切削加工物203の製造方法は、以下の工程を備えてもよい。すなわち、
(1)被削材201を回転させる工程と、
(2)回転している被削材201に切削工具101を接触させる工程と、
(3)切削工具101を被削材201から離す工程と、
を備えてもよい。
 具体的には、まず、図16に示す限定されない一例のように、被削材201を軸O2の周りで回転させるとともに、被削材201に切削工具101を相対的に近づけてもよい。次に、図17に示す限定されない一例のように、切削工具101におけるインサート103の切刃105を被削材201に接触させて、被削材201を切削してもよい。そして、図18に示す限定されない一例のように、切削工具101を被削材201から相対的に遠ざけてもよい。
 切削加工物203の製造方法において、ホルダ1を有する切削工具101を用いる場合には、ホルダ1の防振性能が高いことから、優れた加工精度で被削材201を切削することが可能となる。その結果、精度が高い加工表面を有する切削加工物203を得ることが可能となる。
 なお、図16~図18に示す限定されない一例では、それぞれの工程において、被削材201を固定するとともに切削工具101を動かしているが、当然ながらこのような形態に限定されない。
 例えば、(1)の工程において、被削材201を切削工具101に近づけてもよい。同様に、(3)の工程において、被削材201を切削工具101から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、被削材201を回転させた状態を維持して、被削材201の異なる箇所にインサート103の切刃105を接触させる工程を繰り返してもよい。
 被削材201の材質としては、例えば、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄及び非鉄金属などが挙げられ得る。
 なお、図16~図18に示す限定されない一例においては、ホルダ1を有する切削工具101を用いるが、このような形態に限定されない。例えば、ホルダ1Aを有する切削工具101を用いてもよい。
  1・・・ホルダ
  3・・・本体
  3a・・第1端
  3b・・第2端
  5・・・ポケット
  7・・・中空部
  9・・・第1磁歪素子
  9a・・本体部
  9b・・コイル(磁歪素子用コイル)
  9c・・中央部
  9d・・第1端部
  9e・・第2端部
 11・・・座面
 13・・・第2磁歪素子
 13a・・本体部
 13b・・コイル(磁歪素子用コイル)
 13c・・中央部
 13d・・第1端部
 13e・・第2端部
 15・・・第3磁歪素子
 15a・・本体部
 15b・・コイル(磁歪素子用コイル)
 17・・・第4磁歪素子
 17a・・本体部
 17b・・コイル(磁歪素子用コイル)
 19・・・第1部材
 21・・・センサ
 23・・・第2部材
 25・・・第3部材
 27・・・第1ヨーク
 29・・・第2ヨーク
 31・・・第1磁石
 33・・・第2磁石
 35・・・第3ヨーク
 37・・・コイル(ヨーク用コイル)
 39・・・保持具
 41・・・第1流路
 43・・・流入口
 45・・・クーラント孔
 47・・・第2流路
 49・・・流出口
101・・・切削工具
103・・・切削インサート(インサート)
105・・・切刃
107・・・貫通孔
109・・・固定部材(ネジ)
201・・・被削材
203・・・切削加工物
 O1・・・中心軸
 B1・・・座面に直交する方向
 B2・・・座面に平行な方向
 O2・・・軸

Claims (13)

  1.  第1端から第2端にかけて中心軸に沿って延びた棒形状であって、
      前記第1端の側に位置し、切削インサートを搭載可能なポケットと、
      前記ポケットよりも前記第2端の近くに位置するとともに前記中心軸に沿って延びた中空部と、
     を有する本体と、
     前記中空部に位置し、前記中心軸に沿って延びた第1磁歪素子と、を有するホルダであって、
     前記ポケットは、前記切削インサートが当接可能な平らな座面を有し、
     前記中心軸に直交する断面において、前記第1磁歪素子は、前記座面に直交する方向での幅が、前記座面に平行な方向での幅よりも小さい扁平形状である、ホルダ。
  2.  前記中心軸に直交する断面において、前記第1磁歪素子は、前記座面に平行な方向に延びた扁平形状である、請求項1に記載のホルダ。
  3.  前記中空部に位置し、前記中心軸に沿って延びた第2磁歪素子をさらに有し、
     前記第2磁歪素子は、前記中心軸を基準として前記第1磁歪素子に対して反対側に位置する、請求項1又は2に記載のホルダ。
  4.  前記第1磁歪素子及び前記第2磁歪素子の間にそれぞれ位置し、前記中心軸に沿ってそれぞれ延びた第3磁歪素子及び第4磁歪素子をさらに有し、
     前記第4磁歪素子は、前記中心軸を基準として前記第3磁歪素子に対して反対側に位置する、請求項3に記載のホルダ。
  5.  前記第1磁歪素子及び前記第2磁歪素子における前記中心軸に沿った方向の長さは、前記第3磁歪素子及び前記第4磁歪素子における前記中心軸に沿った方向の長さよりも長い、請求項4に記載のホルダ。
  6.  前記中心軸に直交する断面において、
     前記第3磁歪素子及び前記第4磁歪素子は、それぞれ前記座面に平行な方向での幅が、前記座面に直交する方向での幅よりも小さい扁平形状である、請求項4又は5に記載のホルダ。
  7.  前記中心軸に直交する断面において、
     前記第1磁歪素子及び前記第2磁歪素子の最大幅が、前記第3磁歪素子及び前記第4磁歪素子の最大幅よりも大きい、請求項6に記載のホルダ。
  8.  前記第1磁歪素子は、板形状であって、
      中央部と、
      前記中央部よりも前記第1端の近くに位置する第1端部と、
      前記中央部よりも前記第2端の近くに位置する第2端部と、を有し、
     前記第1端部及び前記第2端部における前記座面に直交する方向の幅が、前記中央部における前記座面に直交する方向の幅よりも大きい、請求項1~7のいずれか1つに記載のホルダ。
  9.  前記第1磁歪素子は、板形状であって、
      中央部と、
      前記中央部よりも前記第1端の近くに位置する第1端部と、
      前記中央部よりも前記第2端の近くに位置する第2端部と、を有し、
     前記第1端部及び前記第2端部における前記座面に平行な方向の幅が、前記中央部における前記座面に平行な方向の幅よりも大きい、請求項1~8のいずれか1つに記載のホルダ。
  10.  前記本体は、前記ポケットが位置する第1部材をさらに有し、
     前記第1磁歪素子よりも前記ポケットの近くに位置し、前記第1部材の状態を測定することが可能なセンサをさらに有する、請求項1~9のいずれか1つに記載のホルダ。
  11.  前記センサは、前記中空部から離れて位置する、請求項10に記載のホルダ。
  12.  請求項1~11のいずれか1つに記載のホルダと、
     前記ポケット内に位置する、切削インサートと、を有する切削工具。
  13.  被削材を回転させる工程と、
     回転している前記被削材に請求項12に記載の切削工具を接触させる工程と、
     前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備えた切削加工物の製造方法。
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