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CN105008075A - 夹头 - Google Patents

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Publication number
CN105008075A
CN105008075A CN201480008482.3A CN201480008482A CN105008075A CN 105008075 A CN105008075 A CN 105008075A CN 201480008482 A CN201480008482 A CN 201480008482A CN 105008075 A CN105008075 A CN 105008075A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chuck
elongated hole
cutting
vibration
workpiece
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.)
Pending
Application number
CN201480008482.3A
Other languages
English (en)
Inventor
樱井文仁
渡部健司
毛利伦哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Publication of CN105008075A publication Critical patent/CN105008075A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
    • B23B31/201Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/202Details of the jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2250/00Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
    • B23B2250/16Damping of vibrations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T279/00Chucks or sockets
    • Y10T279/17Socket type
    • Y10T279/17291Resilient split socket
    • Y10T279/17316Unitary

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

一种夹头,其特征在于,从具有中心轴的圆筒状主体部的供被固定物插入的插入口侧的端面,与所述中心轴平行地进行钻孔而形成长孔,将由减振合金制成的棒体嵌合埋入该长孔中。

Description

夹头
技术领域
本发明涉及一种夹头,该夹头安装在固定于工作机械上的托架或卡盘(下面简称为“卡盘”)上,使铣刀这样的旋转切削刀具及旋转被切削工件的端部固定,特别地,涉及具有对使用时的振动进行抑制的减振功能的夹头。
背景技术
夹头用于向工作机械的卡盘安装铣刀这样的旋转切削刀具,或者用于安装使之旋转而进行切削加工的杆状的工件。通常,将杆状的旋转切削刀具、旋转被切削工件的端部向夹头的圆筒状主体内部插入,并将夹头安装在卡盘上而从外周进行紧固,固定在工作机械上。下面,对将切削刀具安装在工作机械上的情况进行叙述,但是安装工件的情况也是同样的,除非特别地予以否认。
在切削加工中,为了提高被切削工件的加工精度,需要将切削刀具高精度地安装在工作机械上。特别地,对于经由夹头而固定在卡盘上的杆状的切削刀具,提高从卡盘向与刀尖方向相距规定距离的前端部的振动精度是重要的。
对此,例如,在专利文献1中叙述了即使是高精度的卡盘,上述的前端部的振动精度也为3~5μm,在此基础上,公开了施加有修正螺钉的夹头,以能够对刀具的刀尖的振动进行修正。详细地说,上述夹头是具有中心轴的圆筒状主体部,在供铣刀这样的旋转切削刀具的刀柄部插入的插入口侧具有圆盘状的凸缘部。在该凸缘部的周向的多个部位,设置有在与刀具的刀柄部的轴线平行的方向上将该凸缘部贯穿的螺纹孔,以在凸缘部背面凸出的方式与振动修正用螺钉螺合。夹头收容在卡盘筒内而被固定,但是如果在切削加工前的静止状态下,将振动修正用螺钉向螺入方向进行操作,则该前端部与卡盘筒的周缘部抵接。通过增加或减少振动修正用螺钉对卡盘筒周缘部的按压力,从而使刀具的刀柄部的根部在刀具的刀尖振动接近于零的方向上弹性变形,能够对刀具的刀尖振动进行修正。即,在这里,在使被切削工件和刀具不接触的状态下,通过使振动修正用螺钉与卡盘筒周缘部抵接,从而抑制刀具的刀尖振动。
另外,由于切削加工时的切削刀具和被切削工件之间的接触压的变化等而产生的振动损害被切削工件的加工精度的情况较多。因此,为了吸收在切削刀具和/或工件上产生的振动,还考虑到利用减振合金形成夹头、卡盘等。
例如,在专利文献2中,公开了适宜于机械加工用的刀具的制造的双晶型的Mn基减振合金。上述合金以质量%计,具有下述的成分组成,即,Cu:16.9~27.7%、Ni:2.1~8.2%、Fe:1.0~2.9%、C:小于或等于0.05%、O:小于或等于0.06%、N:小于或等于0.06%,其他由Mn及不可避免的杂质构成,相对于应力的负载的双晶变形的响应性良好,具有较高的减振性。另外,由于直至变形较大的区域为止,能够良好地维持减振性,并且,机械强度较高,成型加工性及焊接性也优异,因此适宜于机械加工用的刀具的制造。
专利文献1:日本特开2003-245837号公报
专利文献2:日本特开2003-253369号公报
发明内容
通过利用减振合金形成夹头、卡盘等,能够对在切削刀具和/或工件上发生的振动进行吸收。另一方面,以上述的双晶型Mn基减振合金为代表,减振合金通常不具备工具钢那样较高的刚性,虽然对振动进行吸收,但是不一定能够提高被切削工件的加工精度。
另外,从切削加工的生产效率的角度出发,虽然存在希望抑制切削刀具的刀尖的磨损速度而实现长寿命化的要求,但是夹头也会影响这一点。特别地,在铣刀这样的切削刀具中,由于在XYZ这3个轴向上进行切削,所以磨损较剧烈,在铣刀用的夹头中,该要求是显著的。
本发明就是鉴于上述状况而提出的,其目的在于,提供一种夹头,该夹头具有能够提高被切削工件的加工精度的减振功能,能够降低所使用的切削刀具的刀尖的磨损量。
本发明所涉及的夹头的特征在于,从具有中心轴的圆筒状主体部的插入了被固定物的插入口侧的端面,与所述中心轴平行地进行切孔而形成长孔,将由减振合金制成的棒体嵌合埋入该长孔。
即,本发明涉及下面的[1]~[5]。
[1]一种夹头,其特征在于,具有:圆筒状主体部,其具有中心轴;以及棒体,其由减振合金制成,
在所述具有中心轴的圆筒状主体部上设置有长孔,该长孔通过从使被固定物插入的插入口侧的端面,与所述中心轴平行地进行钻孔而成,
所述由减振合金制成的棒体嵌合埋入所述长孔中。
[2]根据[1]所述的夹头,其特征在于,
对所述长孔的内周面及所述棒体的外周面进行螺纹切削,使所述棒体与所述长孔螺合。
[3]根据[1]或[2]所述的夹头,其特征在于,
以将所述圆筒状主体部绕所述中心轴等角度地进行分割而由多个沟槽状片构成的方式,从所述端面形成切口,在与所述沟槽状片分别相等地对应的位置设置所述长孔,并设置所述棒体。
[4]根据[3]所述的夹头,其特征在于,
所述切口设置有奇数个,所述沟槽状片各自在相对于穿过与其内侧面正对的所述切口及所述中心轴的虚拟平面对称的位置处,设置所述长孔,并设置所述棒体。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的夹头,其特征在于,
所述减振合金以质量%计,具有下述的成分组成,即,Cu:16.9~27.7%、Ni:2.1~8.2%、Fe:1.0~2.9%、C:小于或等于0.05%,其余部分由Mn及不可避免的杂质构成。
发明的效果
根据上述发明,在使切削加工中的被切削工件和切削刀具接触的状态下,能够利用减振合金对在切削刀具和/或工件上产生的振动进行吸收,并且,确保作为夹头所需的机械强度,能够提高被切削工件的加工精度,能够降低切削刀具的刀尖的磨损量。
在上述的发明中,也可以以下述情况为特征,即,对所述长孔的内周面及所述棒体的外周面进行螺纹切削,使所述棒体与所述长孔螺合。根据上述发明,能够更有效地对在使用时的切削刀具和/或工件上产生的振动进行吸收,并且能够进一步提高被切削工件的加工精度,降低切削刀具的刀尖的磨损量。
在上述的发明中,也可以以下述情况为特征,即,以使得将所述圆筒状主体部绕所述中心轴等角度地进行分割而由多个沟槽状片构成的方式,从所述端面形成切口,在与所述沟槽状片分别相等地对应的位置设置所述长孔,并设置所述棒体。根据上述发明,能够更有效地对在使用时的切削刀具和/或工件上产生的振动进行吸收,并且能够大幅度地提高被切削工件的加工精度,降低切削刀具的刀尖的磨损量。
在上述的发明中,也可以以下述情况为特征,即,所述切口设置有奇数个,所述沟槽状片各自在相对于穿过与其内侧面正对的所述切口及所述中心轴的虚拟平面对称的位置处,设置所述长孔,并设置所述棒体。根据上述发明,能够更有效地对在使用时的切削刀具和/或工件上产生的振动进行吸收,并且能够大幅度地提高被切削工件的加工精度,降低切削刀具的刀尖的磨损量。
在上述的发明中,也可以以下述情况为特征,即,所述减振合金以质量%计,具有下述的成分组成,即,Cu:16.9~27.7%、Ni:2.1~8.2%、Fe:1.0~2.9%、C:小于或等于0.05%,其余部分由Mn及不可避免的杂质构成。根据上述发明,能够更有效地对在使用时的切削刀具和/或工件上发生的振动进行吸收,并且能够大幅度地提高被切削工件的加工精度,进一步降低切削刀具的刀尖的磨损量。
附图说明
图1是本发明所涉及的夹头的一个例子的(a)侧视图及(b)主视图。
图2是安装有本发明所涉及的夹头的一个例子的卡盘周围的侧视剖视图。
图3是本发明所涉及的夹头的另一个例子的(a)侧视图及(b)主视图。
图4是表示切削试验中的切削方法的斜视图。
图5是表示切削试验中的表面粗糙度的测定结果的图。
图6是表示切削试验中的工具标记的图。
图7是表示切削试验中的工件的剖面形状的图。
图8是表示铣刀的刀尖的磨损面积的测定方法的图。
图9是表示切削试验中的铣刀的刀尖的磨损状况的图。
具体实施方式
利用图1及图2,对作为本发明所涉及的1个实施例的工作机械用的夹头进行详细说明。
如图1所示,夹头1是直型夹头,具有下述的大致形状,即,在大致圆筒形的主体部10的前端侧,即供后述的铣刀5插入一侧(参照图2。此外,设将主体部10的与供铣刀5插入一侧的相反一侧称为“后端侧”)的端部,设置有向外周方向伸出的凸缘部11。在该圆筒形的主体部10的圆筒内表面、且沿中心轴C的方向上设置有台阶,后端侧的直径较大的脱退孔部16和前端侧的直径较小的夹持部15在倾斜的台阶部15a处相连续。
在主体部10的外周设置有沟槽状的外周槽14,该外周槽14在与后端以规定的距离分离的位置处沿周向绕转一周。在外周槽14上,在沿着它的等间隔位置设置有从外周槽14贯穿至脱退孔部16为止的孔,即切槽窗13。从各切槽窗13设置有狭缝状的切口槽12,该切口槽12向与中心轴C大致平行的靠前端侧的凸缘部11的端面11a延伸。通过上述切口槽12,夹头1的主体部10由在周向上以均等的间隔分割出的沟槽状片、以及与将它们连接的外周槽14相比靠后端侧的一体部分构成。此外,虽然不限于此,但是,在图1中,示出下述的夹头1,即,以将前端侧的端面11a三分割为120度的方式生成切口槽12,在主体部10上设置有3个沟槽状片。以外周槽14为支点的各沟槽状片能够使前端侧向径向挠曲。
并且,在主体部10上以钻孔的方式形成有长孔19,该长孔19在前端侧的端面11a具有开口,与中心轴C平行地延伸。特别地,如图1(a)所示,在圆形状的端面11a处,以设置于与各沟槽状片同样地对应的位置的方式,在以中心轴C为中心的圆S上设置多个长孔19(关于圆S,参照图1(b))。即,长孔19相对于沟槽状片各自的配置完全相同。例如,长孔19相对于由以将圆形状的端面11a三分割为120度的方式生成的切口槽12而划定的剖面扇形状的各个沟槽状片,在夹着将沟槽状片两分割的分割线D的两侧在相等角度α的对称位置(直线d1及d2上且圆S上)设置2个。即,在具有由3个沟槽状片构成的主体部10的夹头1上,以钻孔的方式形成有6个长孔19。如上所述,在将奇数个切口槽12等角度地配置的情况下,分割线D穿过与沟槽状片的内侧面正对的切口槽12的中心。因此,在附图右上侧的沟槽状片上配置的长孔19相对于穿过附图左下侧的切口槽12和中心轴C的虚拟平面也是对称地配置的。
此外,作为在主体部10中使用的材料,不特别地限定,但是,例如能够使用高碳铬轴承钢、机械构造用碳素钢、铬钢、铬钼钢等。
在各个设置于主体部10上的长孔19中,分别使由减振合金制成的棒体2与长孔19的内周面嵌合而埋入。在这里,棒体2不从主体部10凸出,完全地埋入。对于将棒体2向长孔19嵌合埋入,考虑热装及冷装,但是为了简便,优选在长孔19的内周加工内螺纹,在棒体2的外周加工外螺纹,使彼此螺合。在上述情况下,准备长度与长孔19的深度大致相同的棒体2,在棒体2前端以钻孔的方式形成六角孔21而成为六角止动螺柱,直至长孔19的底部为止螺入固定。
如后所述,对于棒体2使用能够对利用夹持部15抓持其侧面的铣刀5的振动进行吸收的减振合金。上述振动主要在铣刀5的与被切削工件的接触部处发生,经由高刚性、高强度且高硬度的铣刀5及夹头1的主体部10的夹持部15,向由减振合金制成的棒体2传递。在这里,减振合金由于其振动而使自身变形,将振动能量变换为热能,对振动进行吸收。即,为了使棒体2进一步对振动进行吸收,优选更容易变形的减振合金。在本实施例中,与通常的铁系的减振合金(例如Fe-Cr合金及Fe-Al合金)相比,使用刚性较低且容易变形、并且对于较宽的频率范围的振动具有较高的衰减能力的双晶型的Mn-Cu-Ni-Fe系的减振合金。
详细地说,减振合金优选具有下述的成分组成,即,以质量%计,包含Cu:16.9~27.7%、Ni:2.1~8.2%、Fe:1.0~2.9%,并且设C:小于或等于0.05%,其余部分为Mn及不可避免的杂质。在这里,对减振合金的各成分的组成范围(均为质量%)简单地进行说明。关于Cu的组成范围,由于如果大于或等于16.9%,则容易产生双晶变形,因此为优选,由于如果小于或等于27.7%,则偏析不变大且容易得到充分的减振特性,因此为优选。此外,Cu的更优选的组成范围是19.7~25.0%。关于Ni,作为与主要元素即Mn及Cu一起添加的第3元素,能够使减振特性提高。为了更高效地得到上述效果,优选将Ni的组成范围设为大于或等于2.1%且小于或等于8.2%。关于Fe,通过与Mn、Cu及Ni一起,作为第4元素添加,能够使减振特性进一步提高。由于上述效果在Fe的组成范围大于或等于1.0%时容易获得,因此为优选,由于如果小于或等于2.9%,则该效果不饱和,因此为优选。关于C,如果组成范围小于或等于0.05%,则Mn会进行蒸发等,即使在C的相对浓度上升时,也能够防止减振特性的劣化。
另外,作为在棒体2中使用的减振合金,能够使用在利用动态粘弹性测定(DMA;Dynamic Mechanical Analysis)测定时的杨氏模量为60~90GPa的减振合金,作为其一个例子,能够举出上述的双晶型的Mn-Cu-Ni-Fe系的减振合金。
如图2所示,夹头1固定在卡盘3上使用。卡盘3具有:一端侧的刀柄部31,其安装在工作机械的轴(未图示)上;另一端侧的卡盘筒33;以及其间的凸缘部32。夹头1从其后端侧向卡盘筒33内插入,经由卡盘3的卡盘筒33而受到紧固筒4紧固。由此,夹头1能够通过夹持部15的内周面,将从端面11a侧插入的作为被固定物的铣刀5的杆状部分紧固并固定。此外,根据需要,铣刀5也可以是具有下述夹持部的被切削工件,该夹持部能够被各种旋转刀具、或者夹头1夹持。
根据上述的夹头1,能够更有效地对使用工作机械时的在铣刀5上产生的振动进行吸收,并且确保作为夹头而所需的机械强度,能够提高被切削工件的加工精度,降低切削刀具的刀尖的磨损量。
此外,在上述的实施例的夹头1中,等间隔地形成3各切口槽12而将主体部10三分割,但是,切口槽的间隔及分割数能够适当地进行调整。另外,不限于直型夹头,对于锥型夹头及弹簧夹头也能够同样地,通过将由减振合金制成的棒体向长孔内埋入并嵌合,能够提高被切削工件的加工精度。并且,长孔19及由减振合金制成的棒体2的组合不限定于上述的数量,在不使作为夹头所需的机械强度大幅度降低的范围内,能够适当地在主体部10上设置多个。
另外,如图3所示,作为其他实施例,夹头1’被设置使两端部开口的贯穿孔19’。可以将棒体2(参照图1)向贯穿孔19’嵌合埋入,但是也可以将棒体2a及2b这2个部件嵌合埋入。关于贯穿孔19’,在端面11a上具有一方的开口19’a,在台阶部15a上具有另一方的开口19’b。开口19’b通过台阶部15a而相对于长孔19’的轴线倾斜。棒体2a及2b由六角止动螺柱形成,分别从开口19’a及开口19’b进入并螺入。
此时,棒体2b使与长度方向大致垂直的其后端面位于不从台阶部15a凸出的位置,即位于开口19’b的靠近夹持部15的位置。在该情况下,通过在使棒体2b先进入之后,将棒体2a螺入,从而能够容易地对棒体2b的后端面的位置进行调整。此外,也可以使棒体2b的后端面位于开口19’b的靠近脱退孔部16的位置,利用棒体2a及2b将长孔19’整体填平。另外,在不设置脱退孔部16的情况下,贯穿孔19’在主体部10的后端侧端面具有开口,使棒体2(或者棒体2a及2b)嵌合埋入。
下面,对上述的夹头1、即在与通过相邻的切口槽12而划定的3个沟槽状片上将6个由减振合金制成的棒体2以2个为单位进行螺合而形成的夹头1,进行切削试验,并进行其评价。关于上述的切削试验的方法,随时参照图1及图2,并且利用图4进行说明。
如图4所示,利用夹头1及卡盘3,将由钴高速钢(CO HSS)制成的刃径10mm的新品铣刀5(“三菱マテリアル株式会社”制;“2MSD1000”)安装在未图示的铣床上,对大致长方体的由A2024(硬铝)制成的工件9进行肩铣加工,对切削面91及92的加工精度及铣刀5的刀尖的磨损量进行了评价。铣刀5以从夹头1的夹持部15的前端凸出35.8mm的方式而被安装,设转速为3600rpm、1个路径的切入深度为4mm、切削宽度为0.5mm、切削进给速度为360mm/min、切削进给方向距离为200mm,每100个路径,进行后面详述的加工精度的评价及铣刀5的刀尖的磨损量的评价。在这里,将X轴方向设为切削进给方向(纸面右下方向),将Y轴方向设为切削宽度方向(纸面左下方向),将Z轴方向设为铣刀的凸出方向(纸面下方向)。
此外,在切削试验中使用的夹头1的全长是64.5mm,夹持部15的内径是10mm,主体部10的外径是32mm。另外,夹头1的主体部10使用高碳铬轴承钢(JIS G4805 SUJ2),棒体2使用M8、长度22mm的加工成为六角止动螺柱的Mn基的Mn-Cu-Ni-Fe系减振合金,该Mn基的Mn-Cu-Ni-Fe系减振合金以质量%计,包含Cu:22.4%、Ni:5.2%、Fe:2.0%、C:0.01%。在这里,嵌合而埋入有6个上述棒体2的夹头1中的减振合金所占的体积百分比优选5~40%,在本实施例中大致为11.5%。
另外,在切削试验中,关于不对与夹头1(实施例)为相同形状的长孔19进行加工(即,不具有长孔19及棒体2)的由上述的高碳铬轴承钢制成的夹头(对比例1)、以及不对与夹头1(实施例)相同形状的长孔19进行加工(即,不具有长孔19及棒体2)的由上述的Mn基的Mn-Cu-Ni-Fe系减振合金制成的夹头(对比例2),也同样地对工件9进行肩铣加工而进行了加工精度及磨损量的评价。
关于加工精度,以100个路径的切削加工为单位,即,在累计的切削进给距离20m及40m这2次中,通过测定与工件9的铣刀的凸出方向(Z轴方向)垂直的面即切削面92的表面粗糙度而进行了评价。对于表面粗糙度测定,利用市场上销售的表面粗糙度测定器,在3处对最大高度(Rmax)及算术平均粗糙度(Ra)进行测定,采用它们的平均值。关于该结果,在图5(a)中示出最大高度(Rmax),在图5(b)中示出算术平均粗糙度(Ra)。
同时,还通过工件9的切削表面的外观观察及加工角部的角度测定,进行了加工精度的评价。详细地说,在累计的进给距离40m时,对切削面92的工具标记(切削痕迹)在实体显微镜下进行了观察。另外,在与切削进给方向(X轴方向)垂直的面处,对工件9进行切断,利用光学显微镜对与Y轴方向垂直的切削面91和与Z轴方向垂直的切削面92相交所成的角部进行观察,根据显微镜照片对切削面91及92所成的角度,即通过肩铣加工而得到的侧面和底面所成的角度进行测定。关于该结果,在图6中示出工具标记的外观照片(100倍),在图7中示出外观照片和角度。
关于铣刀5的刀尖的磨损量,在100个路径的切削加工后,即,在累计的进给距离20m中,从刀后面侧利用光学显微镜对铣刀5的刀尖进行观察,如图8所示,通过根据显微镜照片,计算与新品的刀尖的形状进行比较的刀尖的磨损面积,从而进行了评价。关于该结果,在图9中示出刀尖的照片和磨损面积。
关于以上的切削试验中的结果,利用图5至图9进行说明。
如图5所示,最大高度(Rmax)及算术平均粗糙度(Ra)与累计的进给距离无关,均在实施例中最小,按照对比例1、对比例2的顺序变大。即,根据工件9的切削面92的表面粗糙度,评价为,实施例的加工精度最高,按照对比例1、对比例2的顺序,加工精度降低。
并且,如图6所示,工具标记在实施例中整体上是均匀的,可以认为在切削加工中,一定的载荷稳定地向铣刀5施加作为工件9的切削的反作用力的负载。另一方面,在对比例1中,工具标记在局部不均匀,可以认为向切削加工中的铣刀5施加的、作为切削的反作用力的载荷(接触压)不稳定。并且,在对比例2中,工具标记整体性地不均匀,可以认为即使与对比例1进行比较,对铣刀5施加的载荷变动,更不稳定。即,根据工件9的切削表面的外观观察,评价为,实施例的加工精度最高,按照对比例1、对比例2的顺序,加工精度降低。
并且,如图7所示,在实施例中,切削面91及92所成的角度是90.55°,大致为90°。另一方面,在对比例1中,该角度是92.14°,在对比例2中,该角度是91.30°。即,根据加工角部的角度测定,评价为,实施例的加工精度最高,按照对比例2、对比例1的顺序,加工精度降低。另外,如果对切削面92进行比较,则在对比例1中,观察到切口部分92a,至少在与铣刀5的刀尖相对应的部分,与对比例2相比,切削面92的加工精度降低。关于上述的工件9的切削表面的外观观察和加工精度,对比例1及2反转,其理由后述。
如图9所示,在实施例中,铣刀5的刀尖的磨损面积是90μm2,与对比例1的1969μm2、对比例2的117μm2相比较小。即,根据铣刀5的刀尖的磨损面积,在实施例中铣刀5的磨损量最小,按照对比例2、对比例1的顺序,磨损量变大。
在这里,在实施例及对比例中,在夹头的刚性最高的对比例1中,在铣刀5的刀尖处,容易从工件9的加工角部产生较大的反作用力和振动,铣刀5的刀尖咬入工件9,刀尖的磨损量变大。结果,如图7(b)所示,在加工角部处与图6不同,观察到切削面92的切口92a,或者切削面91及92所成的角度变为最大,从而与对比例2相比,加工精度相对地变低。相反,在夹头的刚性最低的对比例2中,铣刀5的刀尖容易从工件9脱退,还存在通过减振合金实现的对铣刀5的振动的抑制,因此刀尖的磨损被抑制。结果,如图7(c)所示,在加工角部处与图6不同,与对比例1相比,加工精度相对地变高。另一方面,在实施例中,使作为夹头所需的刚性和铣刀5的振动的吸收取得良好的平衡,横贯包含加工角部在内的加工表面的整体,赋予良好的加工精度。
如上所述,在使用嵌合埋入有由减振合金制成的棒体2的夹头1的实施例中,能够对在使用时的铣刀5上产生的振动进行吸收,并且确保作为夹头所需的机械强度,能够提高工件9的加工精度,降低铣刀5的刀尖的磨损量。
以上,对本发明所涉及的代表性的实施例进行了说明,但是本发明不一定限定于这些实施例。例如,作为棒体2,能够使用由减振合金制成的六角螺栓,在该情况下,螺栓的头部从主体部10凸出,但是螺栓的轴部嵌合埋入于长孔19中。如上所述,如果是本领域技术人员,则能够发现各种的代替实施例及变更例,而不会脱离本发明的主旨或附录的专利申请的权利要求书的范围。
本申请基于2013年2月14日申请的日本专利申请(特愿2013-026476),通过引用而援用其全部内容。
根据本发明,能够提供一种夹头,该夹头具有能够提高被切削工件的加工精度的减振功能,能够降低使用的切削刀具的刀尖的磨损量。
标号的说明
1  夹头
2  棒体
3  卡盘
5  铣刀
10 主体部
11 凸缘部
15 夹持部

Claims (5)

1.一种夹头,其特征在于,具有:
具有中心轴的圆筒状主体部;以及
由减振合金制成的棒体,
在所述具有中心轴的圆筒状主体部上设置有长孔,该长孔通过从使被固定物插入的插入口侧的端面,与所述中心轴平行地进行钻孔而成,
所述由减振合金制成的棒体嵌合埋入所述长孔中。
2.根据权利要求1所述的夹头,其特征在于,
对所述长孔的内周面及所述棒体的外周面进行螺纹切削,使所述棒体与所述长孔螺合。
3.根据权利要求1或2所述的夹头,其特征在于,
以将所述圆筒状主体部绕所述中心轴等角度地进行分割而由多个沟槽状片构成的方式,从所述端面形成切口,在与所述沟槽状片分别相等地对应的位置设置所述长孔,并设置所述棒体。
4.根据权利要求3所述的夹头,其特征在于,
所述切口设置有奇数个,所述沟槽状片各自在相对于穿过与其内侧面正对的所述切口及所述中心轴的虚拟平面对称的位置处,设置所述长孔,并设置所述棒体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的夹头,其特征在于,
所述减振合金以质量%计,具有下述的成分组成,即,Cu:16.9~27.7%、Ni:2.1~8.2%、Fe:1.0~2.9%、C:小于或等于0.05%,其余部分由Mn及不可避免的杂质构成。
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