JP7194721B2 - キャビティを組み込んだ工具保持具及びその工具保持具を製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明によれば、前記複数のキャビティは、少なくとも2つの、好ましくは3つの、互いに同軸に位置している仮想の筒側面または円錐側面上に位置するように、配置されている。
2 本体
3 スリーブ部分
4 工具受容部
5 連結部分
6 操作システム用保持フランジ
7 該当なし
8 付加部分
9 キャビティ
10 安定筒状部分
11 冷媒供給管
11.1 冷却供給管の第1の部分
11.2 冷却供給管の第2の部分
11.3 冷却供給管の第3の部分
12 細条部
13 工具受容部の溝
14 排出部
15 突出部またはスクリューリブ
16 結合管
17 ねじ山部分
18 栓
19 内側結合通路
20 外側結合通路
21 該当なし
22 冷媒貯留室
23 バッフル板
24 冷媒供給管の開口部
25 工具シャンク
26 環状間隙
27 スリット
28 円錐状座部
29 継ぎナット
30 コレットチャック
31 保持ねじ
32 形状拘束要素
33 カッターヘッド
R 回転軸線
W 安定筒状部分の最小壁厚
WK キャビティと外側端雌面との間の端面側外壁の最小壁厚
WU キャビティを外周から切り離している壁部分の最小壁厚
R1 複数の溝を配置した第1の仮想の筒体の半径
R2 複数の溝を配置した第2の仮想の筒体の半径
R3 複数の溝を配置した第3の仮想の筒体の半径
K 2分割実施形態における本体とスリーブ部分との間の接触面
Claims (19)
- 工具保持具(1)を工作機械の主軸に連結させるための本体(2)と、該本体と結合され、工具シャンクを摩擦で固定するための締め付け部分(3)、または、前記本体と結合され、前記工具シャンクを摩擦で固定するためのスリーブ部分と、その周りで前記工具シャンクが回転可能である回転軸線(R)と、を備えた工具保持具(1)において、
前記工具保持具(1)が少なくとも1つの一体に成形された部分を有し、該一体に形成された部分に外側結合通路(20)が形成され、該外側結合通路が前記一体に成形された部分の内部へ延在し、そこで拡張して複数のキャビティ(9)を形成し、隣り合っているキャビティ(9)が、局部的に結合部分(19)を介して互いに流動結合しており、前記隣り合っているキャビティ(9)は、前記工具保持具(1)の前記回転軸線(R)の方向に相前後して配置され、前記結合部分(19)は、前記キャビティ(9)自体の内のり横断面よりも小さな内のり横断面を流動方向に有し、
前記キャビティ(9)は、前記外側結合通路(20)を介して外部環境と接触しており、
前記工具保持具(1)は、少なくとも円錐形の部分を有し、
前記円錐形は、その近位端の直径よりも遠位端の直径が小さく、
前記外側結合通路(20)は、前記キャビティ(9)の近位端に配置され、前記キャビティ(9)は、前記工具保持具(1)の遠位端に配置されることを特徴とする工具保持具(1)。 - 前記キャビティ(9)が液体で充填され、少なくとも1つの前記外側結合通路(20)に、好ましくは外部から操作される圧力付与器が組み込まれ、該圧力付与器を用いて前記液体に圧力を作用させることを特徴とする、請求項1に記載の工具保持具(1)。
- 前記キャビティ(9)が3次元のキャビティ群を形成し、該キャビティ群は、半径方向において内側から外側へ向けて複数のキャビティ(9)が相前後して配置され、好ましくは互いに整列して相前後して配置され、同時に前記回転軸線(R)の方向において複数のキャビティが相前後して配置され、好ましくは互いに整列して相前後して配置されているように構成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の工具保持具(1)。
- 少なくとも10個、好ましくは少なくとも20個のキャビティ(9)が設けられ、これらキャビティは、好ましくはそのすべてが、一体の前記締め付け部分または一体の前記スリーブ部分(3)の内部にあって、内側結合通路を介して互いに連通し、且つ少なくとも1つの外側結合通路(20)を介して圧力付与器と結合し、該圧力付与器が前記キャビティ(9)を充填している液体に圧力を付与することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一つに記載の工具保持具(1)。
- 前記工具保持具(1)が、該工具保持具(1)の、金属層材料から成っている領域に加工されている、少なくとも1つの冷媒供給管(11)を有し、該冷媒供給管が、前記工具保持具(1)の、締め付けられる工具側の端面から、前記本体(2)内まで延在して、好ましくは該本体によって取り囲まれている内部空間に開口し、前記冷媒供給管は、前記工具保持具(1)の外表面から該工具保持具(1)内に穿設された孔によって形成される枝を有することなく、少なくとも1か所でその延在方向を変化させることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一つに記載の工具保持具(1)。
- 前記冷媒供給管(11)が、ほぼ半径方向に延在している少なくとも1つの部分を有していることを特徴とする、請求項5に記載の工具保持具(1)。
- 前記工具保持具(1)がその内部に少なくとも1つの形状拘束要素を有し、該形状拘束要素は、前記工具保持具(1)の金属層材から成る領域の組み込み構成部材であり、且つ次のように構成されており、すなわち実質的に摩擦により前記工具保持具(1)によって固持される工具シャンクとの形状拘束的相互作用によって、前記回転軸線(R)に沿った方向における工具受容部からの前記工具シャンクの不慮の引き抜きを阻止するように、構成されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一つに記載の工具保持具(1)。
- 前記工具保持具(1)が少なくとも1つの冷媒貯留室(22)を有し、該冷媒貯留室が特にバッフル板(23)によって画成され、該バッフル板が、前記工具保持具(1)の金属層材から成る領域の組み込み構成部材であり、前記バッフル板(23)は、前記回転軸線(R)に沿った方向に見て、好ましくは少なくとも1つの冷媒供給管(11)の少なくとも1つの開口部を覆っていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一つに記載の工具保持具(1)。
- 工具保持具(1)を工作機械の主軸に連結させるための本体(2)と、該本体に結合され、工具シャンクを固定するための、好ましくは収縮解除するための締め付け部分(3)とを備え、前記工具保持具(1)の第1の部分が鍛造金属または鋳造金属から成っている、上記請求項1~8のいずれか一つに記載の工具保持具(1)において、
前記工具保持具(1)の第2の部分が金属層材から成り、前記第1の部分が好ましくは前記工具保持具(1)の前記本体(2)であり、前記第2の部分が好ましくは前記工具保持具(1)の前記締め付け部分(3)であり、或いはその逆であることを特徴とする工具保持具。 - 請求項1から9までのいずれか一つに記載の工具保持具(1)を製造する方法であって、
第1の部分を、好ましくは前記本体(2)を、回転部材として中実材(Vollen)から、或いは、予鍛造または予鋳造したブランクから、好ましくは工具鋼から製造するようにした前記方法において、
第2の部分を、好ましくは、理想的にはスリーブ部分として形成される締め付け部分(3)を、個々の金属層から構成し、該個々の金属層を、前記締め付け部分(3)が所定の形状を有するまで互いに順次連続して生成させることを特徴とする方法。 - 前記第1の部分を形成する前記金属層を、異種金属または異種合金の混合物から溶融させることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記金属層の組成を局所的に多様に変化させ、すなわち前記金属層が局所的に特別な機械的特性および/または電気特性および/または磁気特性を有するように変化させることを特徴とする、請求項10または11に記載の方法。
- 前記工具保持具(1)を製造する前記方法を次のように行い、すなわちスリーブ部分の形態で実施された締め付け部分(3)が、前記スリーブ部分の外周を形成する外側部分であって、該外側部分が金属材から成り、該金属材内に、交流磁場の作用で誘導的に熱を生成させることができる前記外側部分と、該外側部分と一成分的に結合され、工具受容部を形成している内側部分とを有し、該内側部分が金属材から成り、該金属材が、交流場の作用で、前記外側部分の材料よりも弱く加熱され、且つ前記外側部分の材料よりも大きな熱膨張を有するように、前記方法を行なうことを特徴とする、請求項10から12までのいずれか一つに記載の方法。
- 前記第2の部分を、好ましくは個々の前記層の生成の終了後に、組織変化させる熱処理に曝すことを特徴とする、請求項10から13までのいずれか一つに記載の方法。
- 鍛造金属または鋳造金属から成っている前記工具保持具(1)の前記第1の部分を基体として使用し、該基体上に、金属層材から成る前記工具保持具(1)の前記第2の部分を順次塗布することを特徴とする、請求項10から14までのいずれか一つに記載の方法。
- 前記第2の部分または前記スリーブ部分を、熱処理を終了した後にはじめて前記本体(2)と結合させ、特に溶着させることを特徴とする、請求項10から14までのいずれか一つに記載の方法。
- 前記第2の部分または前記スリーブ部分(3)に、前記個々の層の生成を終了後に、好ましくはこれに続く熱処理の後に、回転加工および/または円筒研削および/または内面研削を施し、前記加工を理想的には前記本体と前記スリーブ部分とを結合させた後にはじめて行うことを特徴とする、請求項10から16までのいずれか一つに記載の方法。
- 工具受容部を、前記個々の層の生成終了後に、好ましくはこれに続く熱処理の後に、摩擦加工および/または研削加工することを特徴とする、請求項10から17までのいずれか一つに記載の方法。
- 工具保持具(1)を工作機械の主軸に連結させるための本体(2)と、該本体に結合され、工具シャンクを熱でまたは液圧で締め付け固定するためのスリーブ部分(3)とを備える、上記請求項1~9のいずれか一つに記載の工具保持具(1)において、
前記スリーブ部分(3)の外周がインダクション部分を有し、該インダクション部分が電気誘導性および磁気誘導性の金属から成り、前記スリーブ部分(3)の、前記インダクション部分の内側にある部分が、前記インダクション部分を構成している金属よりも大きな熱膨張係数を有する金属から成り、前記インダクション部分と、前記スリーブ部分の、前記インダクション部分の内側にある前記部分とが、両者とも前記スリーブ部分(3)の組み込み一体構成部材である周壁であることを特徴とする工具保持具(1)。
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