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JP2007168061A - Bite holder - Google Patents

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JP2007168061A
JP2007168061A JP2005381131A JP2005381131A JP2007168061A JP 2007168061 A JP2007168061 A JP 2007168061A JP 2005381131 A JP2005381131 A JP 2005381131A JP 2005381131 A JP2005381131 A JP 2005381131A JP 2007168061 A JP2007168061 A JP 2007168061A
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Japan
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vibration
ultrasonic
ultrasonic vibration
cutting
tool holder
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Withdrawn
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JP2005381131A
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Japanese (ja)
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Kazumasa Onishi
一正 大西
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bite holder with high machining accuracy and high machining speed having long life of a cutting chip. <P>SOLUTION: The bite holder 3 comprises a body part 3 made of tool steel; and a supersonic vibration part 2 made of titanium alloy. The body part 3 made of tool steel and the supersonic vibration part 2 made of titanium ally are joined by a method of a screw, an epoxy resin and welding. Then, the cutting chip 6 is mounted to the supersonic vibration part 2 by the screw 12. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、旋盤に用いる切削チップを取り付けるバイトホルダーに関するものである。  The present invention relates to a tool holder for attaching a cutting tip used in a lathe.

従来、例えば金属材料やプラスチック材料等からなるワークの内周面の切削加工においては、図1に示すように、旋盤5の刃物台である保持装置4に内周加工用の切削チップ6を備えたバイトホルダー1を取付けると共にワーク11を旋盤主軸先端のチャック装置9に取り付け、ワーク11を回転させると同時に刃物台である保持装置4に送りを与え、これによりワーク11の内周面を所定の寸法に加工していた。  2. Description of the Related Art Conventionally, when cutting an inner peripheral surface of a work made of, for example, a metal material or a plastic material, as shown in FIG. 1, a holding device 4 that is a tool post of a lathe 5 is provided with a cutting tip 6 for inner peripheral processing. The tool holder 1 is attached and the work 11 is attached to the chuck device 9 at the tip of the lathe spindle, and the work 11 is rotated and simultaneously fed to the holding device 4 which is a tool post. It was processed into dimensions.

しかしながら、かかる従来のワーク11の内周面の切削加工においては切削加工中にバイトホルダー1とワーク11との間にびびり振動が発生し、このびびり振動が加工精度の劣化や工具寿命の短縮などを招く問題があった。  However, in the conventional cutting of the inner peripheral surface of the workpiece 11, chatter vibration is generated between the tool holder 1 and the workpiece 11 during the cutting, and this chatter vibration deteriorates the machining accuracy and shortens the tool life. There was a problem inviting.

特に、このような切削加工ではバイトホルダー1の突き出し長さをワーク11の加工深さより長くする必要があるが、このためワーク11の加工深さが深くなればなるほどバイトホルダー1の突き出し長さは、長くなり、バイトホルダー1が長くなると前記びびり振動がより生じ易くなる。  In particular, in such a cutting process, it is necessary to make the protrusion length of the tool holder 1 longer than the processing depth of the work 11. For this reason, the protrusion length of the tool holder 1 increases as the processing depth of the work 11 increases. If the tool holder 1 becomes longer and the tool holder 1 becomes longer, the chatter vibration is more likely to occur.

さらに、ワーク11の内径が小さい場合にはそれに合わせバイトホルダー1も径を小さくする必要があるが、このようなバイトホルダー1が細くなるとバイトホルダー1の剛性が低下し、同様にびびり振動がより生じ易くなる。  Furthermore, when the work 11 has a small inner diameter, it is necessary to reduce the diameter of the tool holder 1 accordingly. However, when the tool holder 1 is thinned, the rigidity of the tool holder 1 is reduced, and chatter vibrations are more likely to occur. It tends to occur.

このような従来の切削加工における問題点を解決するために、図2の特許文献1に示す超音波振動を切削工具に印加し、切削加工中にバイトホルダーとワークとの間に発生するびびり振動を抑制し、加工精度が良好で加工能率が良く、工具寿命の長くすることを狙ったものがある。  In order to solve such a problem in the conventional cutting process, the ultrasonic vibration shown in Patent Document 1 in FIG. 2 is applied to the cutting tool, and chatter vibration generated between the tool holder and the workpiece during the cutting process. There are some products that aim to increase the tool life with good machining accuracy and good machining efficiency.

前記の超音波振動を印加する加工方法は、超音波切削加工と呼ばれており、例えば、非特許文献1に詳しく記載されている。超音波切削加工は、加工対象物と工具との摩擦抵抗が、小さくなるため、加工面の熱歪みが低減され、加工精度が高くなり、そして、切削工具の寿命が長くなるなどの利点を有している。  The processing method for applying the ultrasonic vibration is called ultrasonic cutting, and is described in detail in Non-Patent Document 1, for example. Ultrasonic cutting has the advantages that the frictional resistance between the workpiece and the tool is reduced, so that the thermal distortion of the machined surface is reduced, the machining accuracy is increased, and the life of the cutting tool is extended. is doing.

ここで図2の特許文献1に示す超音波加工装置について詳しく説明する。切削工具は、超音波捻り振動を発生する超音波捻り振動器と、超音波捻り振動器により発生された捻り振動を撓み振動に変換する撓み振動体とを備えている。超音波捻り振動器は、ボルト締めランジュバン型電歪振動子からなり、超音波発振器10からの高周波駆動信号により駆動される。  Here, the ultrasonic processing apparatus shown in Patent Document 1 in FIG. 2 will be described in detail. The cutting tool includes an ultrasonic torsional vibrator that generates ultrasonic torsional vibration, and a flexural vibration body that converts the torsional vibration generated by the ultrasonic torsional vibrator into bending vibration. The ultrasonic torsional vibrator includes a bolted Langevin type electrostrictive vibrator and is driven by a high frequency drive signal from the ultrasonic oscillator 10.

また、超音波捻り振動器の先端には、超音波捻り振動器より発生した捻り振動の振幅を拡大して、撓み振動体に伝達する振幅拡大用ホーンがねじ止めされており、超音波捻り振動は該ホーンを通過することにより振動振幅が数倍に拡大される。  The tip of the ultrasonic torsional vibrator is screwed with a magnifying horn that expands the amplitude of the torsional vibration generated from the ultrasonic torsional vibrator and transmits it to the flexural vibrator. The vibration amplitude is expanded several times by passing through the horn.

さらに振幅拡大用ホーンの先端には、捻り振動を撓み振動に変換するための撓み振動体が図示しないネジでねじ止めされており、該撓み振動体の先端には切削チップ6がねじ止めされている。  Further, a bending vibration body for converting torsional vibration into bending vibration is screwed to the front end of the amplitude expanding horn with a screw (not shown), and a cutting tip 6 is screwed to the front end of the bending vibration body. Yes.

そして、これら超音波捻り振動器、振幅拡大用ホーン、撓み振動体、切削チップ6は、超音波捻り振動器の固有振動数とほぼ同一の振動数で定在波が発生し共振する振動系となっている。  The ultrasonic torsional vibrator, the magnifying horn, the flexural vibrator, and the cutting tip 6 have a vibration system in which a standing wave is generated and resonates at substantially the same frequency as the natural frequency of the ultrasonic torsional vibrator. It has become.

さらに該捻り振動系は、振幅拡大用ホーンに発生した定在波の節に設けられたフランジによりケースに取付けられている。また、超音波捻り振動器の後方には、該超音波捻り振動器を冷却するファンが設けられている。  Further, the torsional vibration system is attached to the case by a flange provided at a node of a standing wave generated in the amplitude expanding horn. A fan for cooling the ultrasonic torsional vibrator is provided behind the ultrasonic torsional vibrator.

また、このような切削工具を旋盤の刃物台に取り付け、ワークの円周切削加工を行う場合には、該切削工具の取付け手段として防振合金製のバイトホルダーを用いることが好ましいとされている。  Further, when such a cutting tool is attached to a tool post of a lathe and a workpiece is subjected to circumferential cutting, it is preferable to use a vibration-proof alloy tool holder as means for attaching the cutting tool. .

このような構成の切削工具によると、加工中のホルダに発生する振動が、従来の1/10〜1/30に減少し、高精度且つ高能率の切削加工を行うことができ、工具の長寿命化が図られているとされている。  According to the cutting tool having such a configuration, the vibration generated in the holder during processing is reduced to 1/10 to 1/30 of the conventional, and high-precision and high-efficiency cutting can be performed. It is said that the service life has been improved.

超音波便覧編集委員会、「超音波便覧」、丸善株式会社、平成11年8月、p679−684Ultrasonic Handbook Editorial Committee, “Ultrasonic Handbook”, Maruzen Co., Ltd., August 1999, p679-684 特開平7−164217号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-164217

しかし、工具を保持する保持装置である刃物台と切削工具の一部であるバイトホルダーが超音波振動により互いに摩擦し焼き付けが発生する虞がある。  However, there is a risk that the tool post, which is a holding device for holding the tool, and the bite holder, which is a part of the cutting tool, are rubbed with each other by ultrasonic vibration and seizure occurs.

また超音波振動により、バイトホルダーと保持装置である刃物台の摩擦力が小さくなり、加工時に機械的負荷が切削工具の一部であるバイトホルダーに加わったときに保持装置内でバイトホルダーの位置が変化することにより加工精度が悪化する問題点もある。  Also, the ultrasonic vibration reduces the frictional force between the tool holder and the tool post, which is the holding device, and the position of the tool holder in the holding device when a mechanical load is applied to the tool holder that is part of the cutting tool during processing. There is also a problem in that the machining accuracy deteriorates due to the change of.

さらに、超音波振動子の超音波振動が保持装置である刃物台などに伝播してしまい、切削チップに与える超音波振動が小さくなる。所望の大きさの超音波振動を切削チップに印加するためには、保持装置である刃物台など不要な部分に振動を与えるため不要に大きい超音波交流電力を超音波振動子に与える。このため、超音波振動子は、不要な部分に超音波振動を与える分に相当する余分な発熱があり、切削チップ、保持装置などの温度が上昇する。そのため、加工精度、加工能率及び切削チップの寿命に悪影響を与える。  Further, the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator propagates to a tool post that is a holding device, and the ultrasonic vibration applied to the cutting tip is reduced. In order to apply an ultrasonic vibration of a desired magnitude to the cutting tip, an unnecessary large ultrasonic AC power is applied to the ultrasonic transducer in order to apply vibration to an unnecessary part such as a tool post as a holding device. For this reason, the ultrasonic vibrator generates extra heat corresponding to the amount of ultrasonic vibration applied to unnecessary portions, and the temperature of the cutting tip, the holding device, etc. rises. This adversely affects machining accuracy, machining efficiency, and cutting chip life.

そして、さらに別の問題点としてバイトホルダーの後部に超音波振動子を接合しているため、切削チップに励起できる超音波振動モードが限定される。つまり、所望の振動モードを励起できない虞がある。  As another problem, since the ultrasonic vibrator is bonded to the rear part of the tool holder, the ultrasonic vibration mode that can be excited by the cutting tip is limited. That is, there is a possibility that a desired vibration mode cannot be excited.

本発明の目的は、長寿命の切削チップおよびこれを用いて高精度かつ高能率の超音波加工を提供するものである。  An object of the present invention is to provide a long-life cutting tip and high-accuracy and high-efficiency ultrasonic machining using the cutting tip.

本発明は、旋盤に用いられるバイトホルダーにおいて、バイトホルダーの先端部に超音波振動部が設けられているものである。  The present invention relates to a tool holder used in a lathe, wherein an ultrasonic vibration section is provided at the tip of the tool holder.

前記バイトホルダーの超音波振動部に圧電素子が接合されているものである。  A piezoelectric element is joined to the ultrasonic vibration part of the tool holder.

前記バイトホルダーの超音波振動部に切削チップを取り付けるための孔又はネジ部を有しているものである。  It has a hole or a screw part for attaching a cutting tip to the ultrasonic vibration part of the tool holder.

本発明のバイトホルダーを用いた超音波加工により、高精度かつ高速加工が可能となり、さらに切削チップが長寿命となる。  Ultrasonic machining using the tool holder of the present invention enables high-precision and high-speed machining, and further increases the life of the cutting tip.

第1の実施の形態である基本的な構成を図3の平面図と図4の側面図で示す。バイトホルダー1は、工具鋼製の本体部3とチタン合金製の超音波振動部2からなる。工具鋼製の本体部3とチタン合金製の超音波振動部2はネジ、エポキシ樹脂及び溶接などの方法で接合できる。そしてネジ12により超音波振動部2に切削チップ6を取り付ける。  A basic configuration according to the first embodiment is shown in a plan view of FIG. 3 and a side view of FIG. The tool holder 1 includes a main body 3 made of tool steel and an ultrasonic vibration part 2 made of titanium alloy. The main body 3 made of tool steel and the ultrasonic vibration portion 2 made of titanium alloy can be joined by a method such as screw, epoxy resin, or welding. Then, the cutting tip 6 is attached to the ultrasonic vibration unit 2 with the screw 12.

そして本体部3は、保持装置4により保持される部分でもある。超音波振動部2は超音波振動する振動部分である。超音波振動部2の材料と本体部3の材料が異なるため、超音波振動部2の超音波振動は、本体部3に伝播し難い。密度と音速の積である音響インピーダンスが異なると材料の界面で超音波振動は反射する。チタン合金の密度は、約4420kg/m、音速が約4900m/sであり、音響インピーダンスは約2.2×10kg/m・sである。一方工具鋼の密度は、約7900kg/m、音速が約5200m/sであり、音響インピーダンスは4.1×10kg/m・sである。このように工具鋼とチタン合金の音響インピーダンスが異なることを利用して、超音波振動部だけが主に振動するようにできる。The main body 3 is also a portion held by the holding device 4. The ultrasonic vibration unit 2 is a vibration portion that vibrates ultrasonically. Since the material of the ultrasonic vibration part 2 is different from the material of the main body part 3, the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibration part 2 is difficult to propagate to the main body part 3. When the acoustic impedance, which is the product of density and sound velocity, is different, the ultrasonic vibration is reflected at the interface of the material. The density of the titanium alloy is about 4420 kg / m 3 , the speed of sound is about 4900 m / s, and the acoustic impedance is about 2.2 × 10 7 kg / m 2 · s. On the other hand, the density of the tool steel is about 7900 kg / m 3 , the speed of sound is about 5200 m / s, and the acoustic impedance is 4.1 × 10 7 kg / m 2 · s. Thus, by utilizing the difference in acoustic impedance between the tool steel and the titanium alloy, only the ultrasonic vibration portion can be mainly vibrated.

超音波振動源として圧電素子7である圧電セラミックを超音波振動部2にエポキシ樹脂により接合する。圧電セラミックの両面には銀ペーストを印刷して設けた電極部13があり、かつ板厚方向に分極されている。電極部13の表面には電気的絶縁を確保するために絶縁塗料を塗布している。  A piezoelectric ceramic as the piezoelectric element 7 is bonded to the ultrasonic vibration portion 2 as an ultrasonic vibration source by an epoxy resin. On both sides of the piezoelectric ceramic, there are electrode portions 13 provided by printing a silver paste, and are polarized in the plate thickness direction. An insulating paint is applied to the surface of the electrode portion 13 to ensure electrical insulation.

そして、圧電セラミックにリード線8をハンダ付けし、そしてこれらリード線8を超音波発振器10に接続する。  Then, lead wires 8 are soldered to the piezoelectric ceramic, and these lead wires 8 are connected to the ultrasonic oscillator 10.

次にこのバイトホルダー1を用いた旋盤の運転方法について図5を用いて説明する。超音波発振器10から高周波電圧を板状の圧電セラミックに印加する。所望の周波数の高周波電圧を印加することにより、図3の矢印に示すよう超音波振動部2の長さ方向に伸縮振動が励起される。これとほぼ同時に図示しないモータを起動し、チャック装置9とこれにより機械的に固定されたワーク11を回転させる。そして、図示しない送りモータを起動し、切削チップ6をワーク11方向に移動させ、ワーク11の内周部を切削加工する。切削時には切削液を切削部分に供給する。  Next, a method of operating a lathe using the tool holder 1 will be described with reference to FIG. A high frequency voltage is applied from the ultrasonic oscillator 10 to the plate-like piezoelectric ceramic. By applying a high-frequency voltage having a desired frequency, stretching vibration is excited in the length direction of the ultrasonic vibration unit 2 as indicated by an arrow in FIG. At substantially the same time, a motor (not shown) is started to rotate the chuck device 9 and the workpiece 11 mechanically fixed thereby. And the feed motor which is not illustrated is started, the cutting tip 6 is moved to the workpiece | work 11 direction, and the inner peripheral part of the workpiece | work 11 is cut. A cutting fluid is supplied to the cutting part at the time of cutting.

ここで用いたバイトホルダー1の本体部3の質量は超音波振動部2に比較して数倍以上に大きい。したがって、ほぼ超音波振動部2だけが振動することになる。そして、超音波振動部2に接合された切削チップ6が振動する。  The mass of the main body 3 of the tool holder 1 used here is several times larger than that of the ultrasonic vibration unit 2. Therefore, almost only the ultrasonic vibration part 2 vibrates. And the cutting tip 6 joined to the ultrasonic vibration part 2 vibrates.

超音波振動部2、圧電素子7そして切削チップ6の合計の質量は本体部の質量に比較して数分の1以下であるので、バイトホルダー1全体を振動させるのに比較して必要な振動エネルギーは、数分の1以下になる。したがって、超音波発振器10を小型化できることはもちろん、電力投入量が小さいため切削チップの温度の上昇も小さくできるので、加工精度、加工速度も高くできる。  Since the total mass of the ultrasonic vibration part 2, the piezoelectric element 7 and the cutting tip 6 is less than a fraction of the mass of the main body part, the vibration necessary for vibrating the entire tool holder 1 is required. The energy is less than a fraction. Therefore, not only can the ultrasonic oscillator 10 be downsized, but also the temperature rise of the cutting tip can be reduced because the amount of power input is small, so that the machining accuracy and the machining speed can be increased.

第2の実施の形態である基本的な構成を図6の平面図で示す。バイトホルダー1の本体3、超音波振動部2および切削チップ6は第1の実施の形態で用いたものと同じである。圧電素子7の構成が第1の実施の形態と異なり、その構成を図7の斜視図に示す。図7中の矢印は分極方向を示す。  A basic configuration according to the second embodiment is shown in a plan view of FIG. The main body 3, the ultrasonic vibration part 2, and the cutting tip 6 of the tool holder 1 are the same as those used in the first embodiment. The configuration of the piezoelectric element 7 is different from that of the first embodiment, and the configuration is shown in the perspective view of FIG. The arrows in FIG. 7 indicate the polarization direction.

そして、電極部13aと電極部13b、13cに印加する電圧を90度位相の異なものにすると長さ方向の端面に楕円軌跡の振動を発生させることができる。  When the voltages applied to the electrode portion 13a and the electrode portions 13b and 13c are different in phase by 90 degrees, vibration of an elliptical locus can be generated on the end face in the length direction.

このバイトホルダー1を用いた旋盤の運転方法について図6を用いて説明する。超音波発振器10から高周波電圧を電極部13aに印加して、図の矢印aに示すよう超音波振動部2の長さ方向に伸縮振動が励起される。超音波発振器10に位相シフタ14を接続して、電極部13aに印加した電圧と同じ周波数で位相が90度異なる電圧を電極部13bと電極部13cに印加する。電極部13bと電極部13cの部分の分極方向は図7の矢印が示すように互いに逆であり、この電極部13b、電極部13cに同じ位相の電圧を印加すると超音波振動部に矢印bに示す曲げ振動を励起できる。矢印aと矢印bは互いに直交しており、かつ振動変位位相が90度異なるので超音波振動部は楕円軌跡を持つ振動する。そして超音波振動部2にネジ12により接合した切削チップ6は楕円軌跡を持つ振動する。  A lathe operating method using the tool holder 1 will be described with reference to FIG. A high frequency voltage is applied from the ultrasonic oscillator 10 to the electrode portion 13a, and the stretching vibration is excited in the longitudinal direction of the ultrasonic vibration portion 2 as indicated by an arrow a in the figure. A phase shifter 14 is connected to the ultrasonic oscillator 10, and a voltage having the same frequency as the voltage applied to the electrode portion 13a and a phase different by 90 degrees is applied to the electrode portion 13b and the electrode portion 13c. The polarization directions of the electrode part 13b and the electrode part 13c are opposite to each other as indicated by the arrows in FIG. 7. When voltages having the same phase are applied to the electrode part 13b and the electrode part 13c, the ultrasonic vibration part is changed to the arrow b. The bending vibration shown can be excited. Since the arrows a and b are orthogonal to each other and the vibration displacement phases are different by 90 degrees, the ultrasonic vibration part vibrates with an elliptical locus. And the cutting tip 6 joined to the ultrasonic vibration part 2 with the screw 12 vibrates with an elliptical locus.

同じくこれとほぼ同時に図示しないモータを起動し、チャック装置9とこれにより機械的に固定されたワーク11を回転させる。そして、図示しない送りモータを起動し、バイトホルダー1とこれに取付けられた切削チップ6をワーク11方向に移動させ、ワーク11の内周部を切削加工する。切削時には切削液を切削部分に供給する。  At the same time, a motor (not shown) is started almost simultaneously, and the chuck device 9 and the workpiece 11 mechanically fixed thereby are rotated. Then, a feed motor (not shown) is started, the tool holder 1 and the cutting tip 6 attached thereto are moved in the direction of the work 11, and the inner peripheral portion of the work 11 is cut. A cutting fluid is supplied to the cutting part at the time of cutting.

切削チップ6に楕円軌跡の振動を励起すると、望ましい方向のときだけ、ワーク11に切削チップ6が接触して切削する。逆方向のときは、切削チップ6をワーク11に接触しないようにできる。この楕円軌跡の振動により、加工品質は向上する。  When the vibration of the elliptical locus is excited on the cutting tip 6, the cutting tip 6 contacts the workpiece 11 and cuts only in a desired direction. In the reverse direction, the cutting tip 6 can be prevented from contacting the workpiece 11. The machining quality is improved by the vibration of the elliptical locus.

ここで用いたバイトホルダー1の本体部3の質量は超音波振動部2に比較して数倍以上に大きい。したがって、ほぼ超音波振動部2だけが振動することになる。そして、超音波振動部2に接合された切削チップ6が振動する。  The mass of the main body 3 of the tool holder 1 used here is several times larger than that of the ultrasonic vibration unit 2. Therefore, almost only the ultrasonic vibration part 2 vibrates. And the cutting tip 6 joined to the ultrasonic vibration part 2 vibrates.

このような構成にすると保持装置4には、ほとんど振動が伝播することがないため振動ロスがほとんどないので小さな電力で必要な大きさの振動を励起させることができる。したがって、切削チップの温度の上昇を小さくできるので、加工精度を向上させることができる。  With such a configuration, since the vibration hardly propagates to the holding device 4 and there is almost no vibration loss, it is possible to excite the necessary magnitude of vibration with a small electric power. Therefore, since the rise in the temperature of the cutting tip can be reduced, the machining accuracy can be improved.

また、本体部3には、ほとんど振動が伝播することがないので本体部3と保持装置4が互いに接触して振動することにより本体部3または保持装置4の損傷の恐れほとんどない。  Further, since vibration hardly propagates to the main body 3, there is little fear of damage to the main body 3 or the holding device 4 when the main body 3 and the holding device 4 come into contact with each other and vibrate.

さらに、超音波振動は摩擦係数を小さくする作用があるので本体部3または保持装置4が振動すると、保持装置4のバイトホルダー1の保持力が小さくなり、ワーク11を加工しているときの負荷によりバイトホルダー1と保持装置4の間でスリップし、工具が破損したり、ワークが損傷する。本発明の切削工具は上記のように本体部3または保持装置4に振動がほとんど伝播しないので、保持装置4の切削工具の保持力は、小さくなる恐れはほとんどない。  Further, since the ultrasonic vibration has an effect of reducing the friction coefficient, when the main body 3 or the holding device 4 vibrates, the holding force of the bite holder 1 of the holding device 4 decreases, and the load when the workpiece 11 is processed is reduced. Slips between the tool holder 1 and the holding device 4 to break the tool or damage the workpiece. As described above, since the vibration hardly propagates to the main body 3 or the holding device 4 in the cutting tool of the present invention, the holding force of the cutting tool of the holding device 4 is hardly lowered.

また、旋盤にもほとんど振動が伝播しないので振動による損傷の恐れはほとんどない。  Also, since vibration hardly propagates to the lathe, there is almost no risk of damage due to vibration.

上記のように、ほぼ切削チップと超音波振動部だけを振動させることができることにより切削チップが長寿命であり、加工精度が高く、加工能率の高い旋盤加工を提供できる。  As described above, since only the cutting tip and the ultrasonic vibration portion can be vibrated, the cutting tip has a long life, high machining accuracy, and high machining efficiency can be provided.

バイトホルダー1は本体部3と超音波振動部2から構成されているが、必要とされることは超音波振動部2の振動を本体部3に可能な限り伝播させないことである。  The tool holder 1 is composed of the main body 3 and the ultrasonic vibration part 2, but what is required is that the vibration of the ultrasonic vibration part 2 is not propagated to the main body 3 as much as possible.

上記の例では、本体部3と超音波振動部2の材料を異ならせることで、可能な限り超音波振動部2の振動を本体部3に伝播させない構成とした。  In the above example, the main body 3 and the ultrasonic vibration unit 2 are made of different materials so that the vibration of the ultrasonic vibration unit 2 is not propagated to the main body 3 as much as possible.

超音波振動部2の振動を本体部3に伝播させない別の構成として図8、図9の斜視図で示す構成がある。  As another configuration in which the vibration of the ultrasonic vibration unit 2 is not propagated to the main body unit 3, there are configurations shown in the perspective views of FIGS. 8 and 9.

図8の斜視図で示すものは、バイトホルダー1の一部を示す斜視図であるが、本体部3及び超音波振動部2は同じ工具鋼製である。超音波振動部2の振動を本体部3に伝播させないために、本体部3と接触する超音波振動部2の面に溝部15を設けることにより振動の伝播を小さくする。ここでは超音波振動部2の面に溝部15を設けたが、本体部3に溝部15を設けても効果は同じである。  The perspective view shown in FIG. 8 is a perspective view showing a part of the tool holder 1, but the main body 3 and the ultrasonic vibration part 2 are made of the same tool steel. In order not to propagate the vibration of the ultrasonic vibration part 2 to the main body part 3, the propagation of vibration is reduced by providing the groove part 15 on the surface of the ultrasonic vibration part 2 that contacts the main body part 3. Here, the groove portion 15 is provided on the surface of the ultrasonic vibration portion 2, but the effect is the same even if the groove portion 15 is provided in the main body portion 3.

図9の斜視図で示すものは、バイトホルダー1の一部を示す斜視図であるが、本体部3及び超音波振動部2は同じ工具鋼製である。超音波振動部2の振動を本体部3に伝播させないために、本体部3と接触する超音波振動部2の面に制振鋼板16を接合することにより、超音波振動部2から本体部3への振動の伝播を小さくすることができる。ここでは、制振鋼板16を超音波振動部2に接合したが、本体部3に制振鋼板16を接合してももちろん効果は同じである。  The perspective view shown in FIG. 9 is a perspective view showing a part of the tool holder 1, but the main body 3 and the ultrasonic vibration part 2 are made of the same tool steel. In order not to propagate the vibration of the ultrasonic vibration part 2 to the main body part 3, the vibration damping steel plate 16 is joined to the surface of the ultrasonic vibration part 2 in contact with the main body part 3, whereby the ultrasonic vibration part 2 to the main body part 3. Propagation of vibration to can be reduced. Here, although the damping steel plate 16 is joined to the ultrasonic vibration part 2, the effect is naturally the same even if the damping steel plate 16 is joined to the main body part 3.

本発明のバイトホルダーは、旋盤に用いることができる。  The tool holder of the present invention can be used for a lathe.

従来の旋盤と切削工具を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional lathe and cutting tool. 従来の超音波切削工具を示す一部断面平面図である。It is a partial cross section top view which shows the conventional ultrasonic cutting tool. 本発明の第1の構成のバイトホルダーを示す平面図である。It is a top view which shows the tool holder of the 1st structure of this invention. 図3で示したバイトホルダーの側面図である。FIG. 4 is a side view of the tool holder shown in FIG. 3. 本発明の第1の構成のバイトホルダーを用いた旋盤を示す平面図である。It is a top view which shows the lathe using the tool holder of the 1st structure of this invention. 本発明の第2の構成のバイトホルダーを示す平面図である。It is a top view which shows the bite holder of the 2nd structure of this invention. 図6で用いた圧電セラミックを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piezoelectric ceramic used in FIG. 本発明の別の構成のバイトホルダーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bite holder of another structure of this invention. 本発明のさらに別の構成のバイトホルダーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bite holder of another structure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 バイトホルダー
2 超音波振動部
3 本体部
4 保持装置
5 旋盤
6 切削チップ
7 圧電素子
8 リード線
9 チャック装置
10 超音波発振器
11 ワーク
12 ネジ
13 電極部
14 位相シフタ
15 溝部
16 制振鋼板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Byte holder 2 Ultrasonic vibration part 3 Main body part 4 Holding device 5 Lathe 6 Cutting tip 7 Piezoelectric element 8 Lead wire 9 Chuck apparatus 10 Ultrasonic oscillator 11 Work 12 Screw 13 Electrode part 14 Phase shifter 15 Groove part 16 Damping steel plate

Claims (3)

旋盤に用いられるバイトホルダーにおいて、バイトホルダーの先端部に超音波振動部が設けられていることを特徴とする。  A tool holder used in a lathe is characterized in that an ultrasonic vibration section is provided at the tip of the tool holder. 前記超音波振動部に圧電素子が接合されていることを特徴とする請求項1に記載のバイトホルダー。  The tool holder according to claim 1, wherein a piezoelectric element is bonded to the ultrasonic vibration section. 前記超音波振動部に切削チップを取り付けるための孔又はネジ部を有していることを特徴とする請求項1に記載のバイトホルダー。  The tool holder according to claim 1, further comprising a hole or a screw part for attaching a cutting tip to the ultrasonic vibration part.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102489734A (en) * 2011-11-18 2012-06-13 山东华云机电科技有限公司 Ultrasonic machining tool bit
CN113477958A (en) * 2021-07-15 2021-10-08 西安超克能超声技术研究院有限公司 Blade-replaceable ultrasonic turning tool

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