专利名称：热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及热嵌式工具单元、在该热嵌式工具单元中使用的工具 保持器以及旋转工具，特别涉及能够实现旋转动力的传递力的提高并 且实现将旋转工具插入到工具保持器中时的作业性的提高的热嵌式工 具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具。
背景技术：
以往，为了提高加工中的旋转工具的振动精度而使用热嵌式工具 单元。热嵌式工具单元具备具有能够插入旋转工具的圓筒连接部的夹 紧部的工具保持器，通过将旋转工具的圓筒连接部热嵌到该工具保持器的夹紧部中来保持旋转工具，并且将旋转动力传递给该保持的旋转 工具。根据该热嵌式工具单元，与只是夹持旋转工具的情况相比，能够 实现对旋转工具的把持力的增加，并且通过抑制所保持的旋转工具的 偏心，能够实现加工的振动精度的提高。但是，在从净皮加工物受到的加工负荷较大的情况下、例如在如丝 锥那样受到圆筒连接部的直径必须比刃部的底径小的制约的情况下， 仅通过热嵌不能得到足够的把持力，有在旋转工具与工具保持器之间 发生滑动的情况。因此，例如在特开2002-355727号公报中，公开了一种热嵌式工具 单元，具备用来限制被工具保持器保持的旋转工具相对于工具保持器 的相对旋转的锁止销，从而即使在从被加工物受到的加工负荷较大的 情况下，也不会在旋转工具与工具保持器之间发生滑动，能够可靠地 保持旋转工具。专利文献1:特开2002-355727号7>报发明内容但是，在上述以往的热嵌式工具单元中，在将旋转工具的圓筒连 接部插入到工具保持器的夹紧部中后，使旋转工具一边相对于工具保持器沿周向旋转一边与锁止销卡合，所以在从被加工物受到的加工负 荷在正反方向上都较大的情况，例如在使被加工物塑性变形而形成阴 螺紋的冷成形丝锥中，对于正反方向的某一方向的加工负荷不能得到 限制力，结果，有因在旋转工具与工具保持器之间产生滑动而不能传 递旋转动力的问题。此外，由于锁止销设置在相对于旋转工具的轴心偏置的位置上， 所以由锁止销决定了旋转工具与工具保持器的周向的相对位置，在将 旋转工具插入到工具保持器的夹紧部中时，必须每次都确认插入的方 向，有作业性较差的问题。本发明是为了解决上述以往的问题而做出的，目的是提供一种能 够实现旋转动力的传递力的提高并且实现将旋转工具插入到工具保持 器中时的作业性的提高的热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元 中使用的工具保持器和旋转工具。为了解决该目的，技术方案1所述的热嵌式工具单元，具备具有 圆筒连接部的旋转工具、和具有能够插入上述旋转工具的圆筒连接部 的夹紧部的工具保持器，通过将上述旋转工具的圆筒连接部热嵌到上 述工具保持器的夹紧部中而将上述旋转工具保持在上述工具保持器 中，其中，上述旋转工具具备相对于上述圆筒连接部的轴心轴对称的第1卡合部；上述工具保持器具备设在上述夹紧部上并且与上述第1 卡合部卡合的第2卡合部；在上述旋转工具的圆筒连接部插入在上述 工具保持器的夹紧部中的情况下，通过上述第1卡合部与上述第2卡 合部的相互卡合，限制保持在上述工具保持器中的上述旋转工具相对 于上述工具保持器的相对旋转。技术方案2所述的热嵌式工具单元，在技术方案1所述的热嵌式 工具单元中，上述旋转工具是使被加工物塑性变形而形成阴螺紋的冷 成形丝锥。技术方案3所述的工具保持器是在技术方案1或2所述的热嵌式 工具单元中使用的工具保持器。技术方案4所述的旋转工具是在技术方案1或2所述的热嵌式工 具单元中使用的旋转工具。根据技术方案1所述的热嵌式工具单元，由于在旋转工具的圆筒 连接部上具备第1卡合部，并且在工具保持器的夹紧部上具备与第1卡合部卡合的第2卡合部，所以在为了将旋转工具保持在工具保持器 上而将旋转工具的圆筒连接部插入到工具保持器的夹紧部中时，这些 第1卡合部与第2卡合部相互卡合，限制保持在工具保持器中的旋转 工具相对于工具保持器的相对旋转。结果，即使在从被加工物受到的 加工负荷较大的情况下，在旋转工具与工具保持器之间也不会发生滑 动，具有能够可靠地保持旋转工具的效果。此外，由于构成为，仅通过将旋转工具的圆筒连接部插入到工具 保持器的夹紧部中，第1卡合部与第2卡合部就会相互卡合，所以即 使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情 况下，在旋转工具与工具保持器之间也不会发生滑动，具有能够实现 旋转动力的传递力的提高的效果。此外，由于旋转工具的第1卡合部相对于圆筒连接部的轴心轴对 称地设置，所以与例如设在相对于轴心偏置的位置上的情况相比，将 旋转工具插入到工具保持器的夹紧部中的方向性并不仅限于一个方 向，能够至少具有两个方向性，具有能够实现作业性的提高的效果。此外，如果旋转工具的第1卡合部相对于圓筒连接部的轴心轴对 称地设置，则能够使旋转工具及工具保持器的构造筒单化，相应地具 有能够实现制造成本的降低的效果。此外，通过将第1卡合部设在旋转工具的圆筒连接部的侧端面上， 能够扩大旋转工具与工具保持器的热嵌的范围、即与设在旋转工具的 圆筒连接部上的情况相比能够扩大热嵌面积，相应地具有能够实现工 具保持器对旋转工具的把持力的增加的效果。根据技术方案2所述的热嵌式工具单元，除了技术方案1所述的 热嵌式工具单元发挥的效果以外，即便对于为了使被加工物塑性变形 而形成阴螺紋、从净皮加工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对 于周向在正反两方向上作用的冷成形丝锥，也不会在旋转工具与工具 保持器之间发生滑动，具有通过可靠地进行保持而能够有效地实现旋 转动力的传递力的提高的效果。根据技术方案3所述的工具保持器，能够发挥与在技术方案1或2 所述的热嵌式工具单元中使用的工具保持器同样的效果。根据技术方案4所述的旋转工具，能够发挥与在技术方案1或2 所述的热嵌式工具单元中使用的旋转工具同样的效果。
图l是本发明的第1实施方式的热嵌式工具单元的主视图。图2 ( a )是冷成形丝锥的主视图，图2 ( b )是从图2 ( a )的箭头 lib方向观察的冷成形丝锥的侧视图。图2 ( a )是被滚扎成形坯材的主 视图，图2 (b)是部件的主视图。图3(a)是工具保持器的主视图，图3(b)是图3(a)的IIIb-IIIb 线的工具保持器的剖视图。图4是本发明的第2实施方式的热嵌式工具单元的主视图。图5 (a)是冷成形丝锥的主视图，图5 (b)是从图5(a)的箭头Vb方向》见察的冷成形丝锥的侧视图。图6 ( a )是工具保持器的主视图，图6 ( b)是图6 ( a )的VIb-VIb线的工具保持器的剖视图。图7是本发明的第3实施方式的热嵌式工具单元的主视图。图8 (a)是冷成形丝锥的主视图，图8 (b)是从图8(a)的箭头VIIIb方向，见察的冷成形丝锥的侧视图。图9(a)是工具保持器的主视图，图9(b)是图9(a)的IXb-IXb线的工具保持器的剖视图。图IO是本发明的第4实施方式的热嵌式工具单元的主视图。 图ll(a)是工具保持器的主视图，图ll(b)是图ll(a)的XIb-XIb 线的工具保持器的剖视图。附图标记说明1、 30、 70、 110热嵌式工具单元10、 40、 80冷成形丝锥(旋转工具、冷成形丝锥)11圆筒连接部11a第1卡合部llb、 11c卡合槽(第l卡合部) 20、 50、 90、 120工具保持器 22、 92夹紧部22a、 92a中空部(夹紧部的一部分)22b第2卡合部60、 100卡合销(第2卡合部)130卡合螺紋件(笫2卡合部) Ol圆筒连接部的轴心具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。首先，参 照图1对热嵌式工具单元1的整体结构概要地进行说明。图1是本发 明的第1实施方式的热嵌式工具单元1的主视图。此外，在图1中， 图示了冷成形丝锥10被保持在工具保持器20中的状态。另外，在图1 中，将工具保持器20的一部分剖视并且将轴向长度省略地进行图示。热嵌式工具单元l如图l所示，具备冷成形丝锥10和工具保持器 20，通过将冷成形丝锥10的圆筒连接部11热嵌在工具保持器20的夹 紧部22中，将冷成形丝锥10保持在工具保持器20中，并且通过后述 的笫1卡合部lla与第2卡合部22b的相互卡合，能够限制保持在工具 保持器20中的冷成形丝锥10相对于工具保持器20的相对旋转。接着，参照图2对冷成形丝锥10的详细结构进行说明。图2(a) 是冷成形丝锥的主视图，图2 (b)是从图2(a)的箭头lib方向观察 的冷成形丝锥10的侧视图。冷成形丝锥IO如图2所示，具备圆筒连接部ll、和设在该圆筒连 接部11的前端侧(图2 (a)右侧)的刃部12，是用于经由工具保持 器20将加工机械(未图示)的旋转动力施加给圆筒连接部11从而在 被加工物的底孔(未图示)中形成阴螺紋的工具。圆筒连接部11是用来通过热嵌在后述的工具保持器20的夹紧部 22中而将冷成形丝锥10保持在工具保持器20中的部位，如图2所示， 由高速工具钢构成，形成为具有轴心Ol的圆柱状。此外，在圆筒连接 部11的侧端面(图2 (a)左侧端面上)凸设有第1卡合部lla。另外， 圆筒连接部11并不限于高速工具钢，也可以由超硬合金构成。第1卡合部lla是用来通过与后述的工具保持器20的第2卡合部 22b卡合而限制冷成形丝锥10相对于工具保持器20的旋转的部位(参 照图1),如图2所示，构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形 状的柱状体的突起物，并且通过使其中心与轴心Ol —致而相对于轴心 Ol轴对称地配i殳。刃部12是用来通过在^皮加工物的底孔中螺进而滚轧成形阴螺紋的部位，具备切入部12a和完整牙部12b。此外，在刃部12的外周面上， 相对于轴心Ol大致平4于地凹设有油槽13，在刃部12上i殳有朝向径向 突出的边缘部14。切入部12a是用来将刃部12切入到被加工物的底孔中的部位、即 所谓的切入部，以外径随着朝向刃部12的前端侧(图2 (a)右侧)而 变为小径的方式形成为锥状。完整牙部12b是用来进行由切入部12a滚轧成形的阴螺紋的精加 工的部位，形成为与要滚轧成形在被加工物的底孔中的阴螺紋的形状 大致相同的形状。油槽13是用来将冷成形油供给到被加工物的底孔中的部位，从切 入部12a延设到完整牙部12b并且形成为大致直线状。另外，油槽13 也可以不需要从切入部12a延设到完整牙部12b而仅设置在刃部12的 一部分上。此外，并不限于大致直线状，也可以形成为螺旋状。边缘部14是用来通过切入到被加工物的底孔中而佳j皮加工物塑性 变形从而滚轧成形阴螺紋的部位，与轴心Ol大致平行地设置。接着，参照图3对工具保持器20的详细结构进行说明。图3(a) 是工具保持器20的主视图，图3 (b)是图3 (a)的IIIb-IIIb线的工 具保持器20的剖视图。另外，在图3(a)中，将工具保持器20的一 部分剖视并且省略轴向长度地进行图示。工具保持器20如图3所示，具备柄部21、和连接设置在该柄部21 上的夹紧部22，是用来通过将柄部21保持在加工机械上并且将冷成形的工具保持器。柄部21是用来将工具保持器20保持在加工机械上的部位，如图3 (a)所示，形成为具有轴心02的圆锥状。夹紧部22是用来通过热嵌保持冷成形丝锥10的部位，如图3(a) 所示，为了避免与被加工物的干涉而形成为外径随着朝向工具保持器 20的前端侧(图3 (a)右侧)而变为小径的锥状。此外，在夹紧部22 中，使轴心与轴心02—致而中空地设有圓柱状的中空部22a，并且在 该中空部22a的里端面(图3(a)左侧端面)上凹设有第2卡合部22b。中空部22a是用来插入冷成形丝锥IO的圓筒连接部11的部位(参 照图l)，在常温下形成为比冷成形丝锥10的圓筒连接部11直径小。此外，在夹紧部22被加热的情况下，因热膨胀使直径扩大从而能够插 入冷成形丝锥10的圆筒连接部11,另一方面，在插入了冷成形丝锥 10的圓筒连接部11的状态下将夹紧部22冷却的情况下，因热收缩使 直径缩小从而能够不可脱离地保持冷成形丝锥10。第2卡合部22b是用来通过与冷成形丝锥10的第1卡合部lla卡 合而限制冷成形丝锥IO相对于工具保持器20的相对旋转的部位(参 照图1)，如图3所示，构成为与第1卡合部lla卡合的凹槽，并且通 过使其中心与轴心02 —致而相对于轴心02轴对称地配设。这里，在使第2卡合部22b与冷成形丝锥10的第1卡合部lla卡 合的情况下，仅通过将冷成形丝锥10 —边旋转大致180° —边插入， 就能够使第2卡合部22b与冷成形丝锥10的第1卡合部lla容易地卡 合。根据上述那样构成的热嵌式工具单元1，由于在冷成形丝锥10的 圆筒连接部11上具备第1卡合部lla,并且在工具保持器20的夹紧部 22 (中空部22a)上具备与第1卡合部lla卡合的第2卡合部22b，所 以在为了将冷成形丝锥10保持在工具保持器20上而将冷成形丝锥10 的圆筒连接部11插入到工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)中的 情况下，这些第l卡合部lla与第2卡合部22b相互卡合，限制保持在 工具保持器20中的冷成形丝锥IO相对于工具保持器20的相对旋转。 结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝 锥10与工具保持器20之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形 丝锥10。此外，由于构成为仅通过将冷成形丝锥10的圓筒连接部11插入 到工具保持器20的夹紧部22 (中空部22a)中，第l卡合部lla与第 2卡合部22b就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相 对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥10与工具保持 器20之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。此外，由于冷成形丝锥10的第1卡合部lla相对于圆筒连接部11 的轴心Ol轴对称地i殳置，所以与例如i殳在相对于轴心Ol偏置的位置 上的情况相比，将冷成形丝锥IO插入到工具保持器20的夹紧部22(中 空部22a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性， 能够实现作业性的提高。此外，如果冷成形丝锥10的第1卡合部lla相对于圆筒连接部11 的轴心Ol轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥IO及工具保持器20的 构造简单化，相应地能够实现制造成本的降低。进而，在本实施方式中，由于第1卡合部lla设在冷成形丝锥10 的圆筒连接部11的侧端面上，所以能够扩大冷成形丝锥10与工具保 持器20热嵌的范围，即与设在冷成形丝锥IO的圆筒连接部11上的情 况相比能够扩大热嵌面积，相应地能够增加工具保持器20对冷成形丝 锥10的把持力。此外，对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺紋而从被加工物 受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上作用 的冷成形丝锥IO,也不会在与工具保持器20之间发生滑动，通过可靠 地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。这里，对利用如上述那样构成的热嵌式工具单元1向被加工物的 底孔滚轧成形阴螺紋的滚轧成形试验进行说明。另外，滚轧成形试验 是测量在滚轧成形中的冷成形丝锥10中发生的切削转矩的试验。此外，在滚轧试验中，使用在本实施方式中说明的热嵌式工具单 元1 (以下称作"本发明品")、和不具有第1卡合部lla与第2卡合 部22b的热嵌式工具单元(以下称作"以往品")来进行。另外，本 发明品和以往品都使用刃部的公称直径由14.0mm、间距由2.0mm构 成、并且圆筒连接部的直径由10.5mm构成的冷成形丝锥，冷成形丝锥 与工具保持器的过盈量为0.015mm而进行热嵌。根据滚轧成形试验的结果，以往品在切削转矩达到77Nm的时刻 在冷成形丝锥与工具保持器之间发生了滑动。相对于此，本发明品在 冷成形丝锥10与工具保持器20之间不发生滑动，能够向被加工物的 底孔形成阴螺紋。接着，参照图4，对第2实施方式的热嵌式工具单元30进行说明。 第1实施方式的热嵌式工具单元1构成为，通过凸设在冷成形丝锥10 上的第1卡合部lla与凹设在工具保持器20上的第2卡合部22b的卡 合来限制冷成形丝锥IO相对于工具保持器20的相对旋转，但第2实 施方式的热嵌式工具单元30构成为，通过凹设在冷成形丝锥40上的 卡合槽llb、与配设在工具保持器50上的卡合销60的卡合来限制冷成 形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转。另外，对于与第1实施方式相同的部分标注相同的附图标记而省略说明。图4是本发明的第2实施方式的热嵌式工具单元30的主视图。此 外，在图4中，图示了冷成形丝锥40被保持在工具保持器50中的状 态。另外，在图4中，将工具保持器50的一部分剖视并且将轴向长度 省略地进行图示。热嵌式工具单元30如图4所示，具备冷成形丝锥40和工具保持器 50,构成为，通过将冷成形丝锥40的圆筒连接部11热嵌在工具保持 器50的夹紧部22中而将冷成形丝锥40保持在工具保持器50中，并且 通过后述的卡合槽lib与卡合销60的相互卡合，能够限制保持在工具 保持器50中的冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转。接着，参照图5对冷成形丝锥40的详细结构进行说明。图5(a) 是冷成形丝锥40的主视图，图5 ( b )是从图5(a)的箭头Vb方向观 察的冷成形丝锥40的侧视图。冷成形丝锥40是用于经由工具保持器50将加工机械(未图示) 的旋转动力施加给圆筒连接部11从而在被加工物的底孔(未图示)中 形成阴螺紋的工具，如图5所示，在圆筒连接部11的侧端面(图5(a) 左侧端面)上凹设有卡合槽llb。卡合槽lib是用来通过与后述的工具保持器50的卡合销60卡合 而限制冷成形丝锥40相对于工具保持器50的旋转的部位，如图5所 示，构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的凹槽，并且通 过4吏其中心与轴心Ol —致而相对于轴心Ol轴对称地配设。接着，参照图6对工具保持器50的详细结构进行说明。图6(a) 是工具保持器50的主视图，图6 (b)是图6 (a)的VIb-VIb线的工 具保持器50的剖视图。另外，在图6中，将工具保持器50的一部分 剖视并且省略轴向长度地进行图示。工具保持器50是用来通过将柄部21保持在加工机械上并且将冷 成形丝锥40保持在夹紧部22中而将加工机械的旋转动力传递给冷成 形丝锥40的工具保持器，如图6所示，在夹紧部22上穿设有孔部22c、 22d。孔部22c、 22d是用来插通后述的卡合销60的部位，如图6所示， 分别构成为将夹紧部22的外部与中空部22a贯通的截面圆形状的贯通 孔，并且相互相对于轴线02轴对称地设置。卡合销60是用来通过与冷成形丝锥40的卡合槽lib卡合而限制 冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转的部件(参照图4)， 由与孔部22c、 22d的直径大致相同直径的轴状部件构成。该卡合销60 在插通于孔部22c、 22d中的状态下将两端部铆接，从而不可脱离地固 定在夹紧部22上。此外，如上所述，由于孔部22c、 22d相对于轴线 02相互轴对称地i殳置，所以插通在孔部22c、 22d中的卡合销60与轴 线02正交地配设。这里，在使卡合销60与冷成形丝锥40的卡合槽lib卡合的情况 下，仅通过将冷成形丝锥40—边旋转大致180° —边插入，就能够使 卡合销60与冷成形丝锥40的卡合槽lib容易地卡合。根据上述那样构成的热嵌式工具单元30，由于在冷成形丝锥40的 圆筒连接部11上具备卡合槽lib,并且在工具保持器50的夹紧部22 (中空部22a)上具备与卡合槽lib卡合的卡合销60,所以在为了将 冷成形丝锥40保持在工具保持器50上而将冷成形丝锥40的圃筒连接 部11插入到工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)中的情况下，这 些卡合槽lib与卡合销60相互卡合，限制保持在工具保持器50中的 冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转。结果，即使在从被 加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥40与工具保持器 50之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形丝锥40。此外，由于构成为，仅通过将冷成形丝锥40的圓筒连接部11插 入到工具保持器50的夹紧部22 (中空部22a)中，卡合槽llb与卡合 销60就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周 向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥40与工具保持器50 之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。此外，由于冷成形丝锥40的卡合槽lib相对于圆筒连接部11的 轴心Ol对称地设置，所以与例如设在相对于轴心Ol偏置的位置上的 情况相比，将冷成形丝锥40插入到工具保持器50的夹紧部22 (中空 部22a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性， 能够实现作业性的提高。此外，如果冷成形丝锥40的卡合槽lib相对于圆筒连接部11的 轴心Ol轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥40及工具保持器50的构 造筒单化，相应地能够实现制造成本的降低。进而，在本实施方式中，由于卡合槽11b设在冷成形丝锥40的圆 筒连接部11的侧端面上，所以能够扩大将冷成形丝锥40与工具保持 器50热嵌的范围、即与设在冷成形丝锥40的圆筒连接部11上的情况 相比能够扩大热嵌面积，相应地能够实现工具保持器50对冷成形丝锥 40的把持力的增加。此外，即便对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺紋而从被加 工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上 作用的冷成形丝锥40,也不会在与工具保持器50之间发生滑动，通过 可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。接着，参照图7，对第3实施方式的热嵌式工具单元70进行说明。 第1及第2实施方式的热嵌式工具单元1、 30构成为，将工具保持器 20、 50直接向加工机械进行保持，但第3实施方式的热嵌式工具单元 70构成为，将工具保持器90通过夹套等向加工机械进行保持。即，热 嵌式工具单元70为更换型工具。由此，通过仅将设有刃部的前端部用 超硬合金构成，能够实现工具成本的降低。另外，对于与第1及第2 实施方式相同的部分标注相同的附图标i己而省略i兌明。图7是本发明的第3实施方式的热嵌式工具单元70的主视图。此 外，在图7中，图示了冷成形丝锥80被保持在工具保持器90中的状 态。另外，在图7中，将工具保持器90的一部分剖视并且将轴向长度 省略地进行图示。热嵌式工具单元70如图7所示，具备冷成形丝锥80和工具保持器 90，通过将冷成形丝锥80的圆筒连接部11热嵌在工具保持器90的夹 紧部22中而将冷成形丝锥80保持在工具保持器90中，并且通过后述 的卡合槽llc与卡合销100的相互卡合，能够限制保持在工具保持器 90中的冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转。接着，参照图8对冷成形丝锥80的详细结构进行说明。图8(a) 是冷成形丝锥80的主视图，图8 (b)是从图8(a)的箭头VIIIb方向 观察的冷成形丝锥80的侧视图。冷成形丝锥80是用来经由工具保持器90将加工机械(未图示) 的旋转动力施加给圆筒连接部ll从而在被加工物的底孔(未图示)中 形成阴螺紋的工具，如图8所示，在圆筒连接部11的侧端面(图8(a) 左侧端面)上凹设有卡合槽llc。卡合槽llc是用来通过与后述的工具保持器90的卡合销100卡合 而限制冷成形丝锥80相对于工具保持器卯的相对旋转的部位，如图8 所示，构成为形成为截面半圆状的凹槽，并且通过使其中心与轴心Ol 一致而相对于轴心Ol轴对称地配i殳。此外，在本实施方式中，形成为截面半圓状的卡合槽lie的直径 相对于圆筒连接部ll设定为50%。由此，通过将卡合槽llc形成为截 面半圆状、并且将其直径相对于圆筒连接部ll设定为50%,实现与卡 合销100的接触面积的扩大，相应地能够分散从被加工物受到的加工 负荷带来的应力，确保冷成形丝锥80的强度。另外，卡合槽llc的直 径优选地相对于圆筒连接部ll设定为50%以上。接着，参照图9对工具保持器90的详细结构进行说明。图9(a) 是工具保持器90的主视图，图9 (b)是图9 (a)的IXb-IXb线的工 具保持器90的剖视图。另外，在图9中，将工具保持器90的一部分 剖视并且省略轴向长度地进行图示。工具保持器卯如图9所示，具备柄部91和连接设置在该柄部91 上的夹紧部92,是用来通过将柄部91借助夹套等保持在加工机械上并 且将冷成形丝锥80保持在夹紧部92中而将加工机械的旋转动力传递 给冷成形丝锥80的工具保持器。柄部91是用来将工具保持器90借助夹套等被保持在加工机械上 的部件，如图9(a)所示，形成为具有轴心03的圆柱状。夹紧部92是用来通过热嵌保持冷成形丝锥80的部件，如图9(a) 所示，使轴心与轴心03—致而在中空地设有圆柱状的中空部92a，并 且穿设有孔部92b、 92c。中空部92a是用来插入冷成形丝锥80的圆筒连接部11的部位(参 照图7),形成为在常温下比冷成形丝锥80的圆筒连接部11小径。此 外，在夹紧部92被加热的情况下，因热膨胀使直径扩大从而能够插入 冷成形丝锥80的圆筒连接部11，另一方面，在插入了冷成形丝锥80 的圆筒连接部11的状态下将夹紧部92冷却的情况下，因热收缩使直 径缩小从而能够不可脱离地保持冷成形丝锥80。孔部92b、 92c是用来插通后述的卡合销IOO的部位，如图9所示， 分别构成为将夹紧部92的外部与中空部92a贯通的截面圓形状的贯通 孔，并且相互相对于轴线03轴对称地设置。卡合销100是用来通过与冷成形丝锥80的卡合槽lie卡合而限制 冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转的部件(参照图7), 由与孔部92b、92c的直径大致相同直径的轴状部件构成。该卡合销100 在插通于孔部92b、 92c中的状态下将两端部铆接从而不可脱离地固定 在夹紧部92上。此外，如上所述，由于孔部92b、 92c相对于轴线03 相互轴对称地设置，所以插通在孔部92b、 92c中的卡合销IOO与轴线 03正交地配设。这里，在使卡合销100与冷成形丝锥80的卡合槽llc卡合的情况 下，仅通过将冷成形丝锥80—边旋转大致180° —边插入，就能够使 卡合销100与冷成形丝锥80的卡合槽llc容易地卡合。根据上述那样构成的热嵌式工具单元70，由于在冷成形丝锥80的 圆筒连接部11上具备卡合槽llc，并且在工具保持器90的夹紧部92 (中空部92a)上具备与卡合槽llc卡合的卡合销100，所以在为了将 冷成形丝锥80保持在工具保持器90上而将冷成形丝锥80的圆筒连接 部ll插入到工具保持器90的夹紧部92(中空部92a)中的情况下，这 些卡合槽llc与卡合销IOO相互卡合，限制保持在工具保持器90中的 冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转。结果，即使在从被 加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥80与工具保持器 90之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形丝锥80。此外，由于构成为，仅通过将冷成形丝锥80的圆筒连接部11插 入到工具保持器90的夹紧部92 (中空部92a)中，卡合槽llc与卡合 销100就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于 周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥80与工具保持器90 之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。此外，由于冷成形丝锥80的卡合槽llc相对于圆筒连接部11的轴 心Ol轴对称地设置，所以与例如设在相对于轴心Ol偏置的位置上的 情况相比，将冷成形丝锥80插入到工具保持器90的夹紧部92 (中空 部92a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性， 能够实现作业性的提高。此外，如果冷成形丝锥80的卡合槽llc相对于圆筒连接部11的轴 心Ol轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥80及工具保持器90的构造 简单化，相应地能够实现制造成本的降低.进而，在本实施方式中，由于卡合槽11c设在冷成形丝锥80的圆 筒连接部11的侧端面上，所以能够扩大将冷成形丝锥80与工具保持 器90热嵌的范围、即与设在冷成形丝锥80的圆筒连接部11上的情况 相比能够扩大热嵌面积，相应地能够实现工具保持器90对冷成形丝锥 80的把持力的增加。此外，即便对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺紋而从被加 工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上 作用的冷成形丝锥80，也不会在与工具保持器90之间发生滑动，通过 可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。接着，参照图10,对第4实施方式的热嵌式工具单元110进行i兌 明。第3实施方式的热嵌式工具单元70构成为，通过凹设在冷成形丝 锥80上的卡合槽1 lc与配设在工具保持器90上的卡合销100的卡合来 限制冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转，但第4实施方 式的热嵌式工具单元IIO构成为，通过凸设在冷成形丝锥80上的第1 卡合部lla与配设在工具保持器120上的卡合螺紋件130的卡合来限制 冷成形丝锥10相对于工具保持器90的相对旋转。另外，对于与第l、 第2及第3实施方式相同的部分标注相同的附图标记而省略说明。此 外，本实施方式中的冷成形丝锥IO是与第1实施方式的冷成形丝锥10 相同的工具。图IO是本发明的第4实施方式的热嵌式工具单元110的主视图。 此外，在图10中，图示了冷成形丝锥IO被保持在工具保持器120中的 状态。另外，在图10中，将工具保持器120的一部分剖视并且将轴向 长度省略地进行图示。热嵌式工具单元110如图IO所示，具备冷成形丝锥IO和工具保持 器120，通过将冷成形丝锥10的圆筒连接部11热嵌在工具保持器120 的夹紧部92中而将冷成形丝锥IO保持在工具保持器120中，并且通过 第1卡合部lla与卡合螺紋件130的相互卡合，能够限制保持在工具保 持器120中的冷成形丝锥10相对于工具保持器120的相对旋转。接着，参照图11对工具保持器120的详细结构进行说明。图ll(a) 是工具保持器120的主视图，图11 ( b)是图11 ( a)的XIb-XIb线的 工具保持器120的剖视图。另外，在图ll中，将工具保持器120的一 部分剖视并且省略轴向长度地进行图示。工具保持器120是用来通过将柄部91借助夹套等保持在加工机械 上并且将冷成形丝锥10保持在夹紧部92中而将加工机械的旋转动力 传递给冷成形丝锥10的工具保持器，如图ll所示，在夹紧部92上穿 设有螺紋部92d、 92e。螺紋部92d、 92e是用来螺紋插入后述的卡合螺紋件130的部位， 如图11所示，分别构成为将夹紧部92的外部与中空部92a贯通且在内 周面上刻有阴螺紋的截面圆形状的贯通孔，并且相互相对于轴线03轴 对称地^殳置。卡合螺紋件130是用来通过与冷成形丝锥10的第1卡合部lla卡 合而限制冷成形丝锥10相对于工具保持器120的相对旋转的止动螺紋 件(参照图10),由在外周面上设有对应于螺紋部92d、 92e的阳螺紋 的轴状部件构成。该卡合螺紋件130通过螺紋插入在螺紋部92d、 92e 中而固定在夹紧部92上。此外，如上所述，由于螺紋部92d、 92e相对 于轴线03相互轴对称地设置，所以螺紋插入在螺紋部92d、 92e中的 卡合螺紋件130与轴线O3正交地配设。另外，在本实施方式中，卡合 螺紋件130由带六边形孔的止动螺紋件构成，这里，在使卡合螺紋件130与冷成形丝锥10的第l卡合部lla卡 合的情况下，仅通过将冷成形丝锥10—边旋转大致180° —边插入， 就能够使卡合螺纹件130与冷成形丝锥10的第1卡合部lla容易地卡 合。根据上述那样构成的热嵌式工具单元110,由于在冷成形丝锥10 的圓筒连接部11上具备第1卡合部lla，并且在工具保持器120的夹 紧部92(中空部92a )上具备与第1卡合部lla卡合的卡合螺紋件130, 所以在为了将冷成形丝锥10保持在工具保持器120上而将冷成形丝锥 10的圆筒连接部11插入到工具保持器120的夹紧部92 (中空部92a) 中的情况下，这些第l卡合部lla与卡合螺纹件130相互卡合，限制保 持在工具保持器120中的冷成形丝锥IO相对于工具保持器120的相对 旋转。结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷 成形丝锥IO与工具保持器120之间也不会发生滑动，能够可靠地保持 冷成形丝锥10。此外，由于构成为仅通过将冷成形丝锥10的圃筒连接部11插入 到工具保持器120的夹紧部92 (中空部92a)中，笫1卡合部lla与卡合螺紋件130就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷 相对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥IO与工具保 持器120之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。此外，由于冷成形丝锥10的第1卡合部lla相对于圆筒连接部11 的轴心Ol轴对称地设置，所以与例如设在相对于轴心Ol偏置的位置 上的情况相比，将冷成形丝锥10插入到工具保持器120的夹紧部92 (中空部92a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方 向性，能够实现作业性的提高。此外，如果冷成形丝锥10的第1卡合部lla相对于圆筒连接部11 的轴心Ol轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥10及工具保持器120 的构造简单化，相应地能够实现制造成本的降低。进而，在本实施方式中，由于通过将工具保持器120的卡合螺紋 件130螺紋插入到螺紋部92d、 92e中而固定在夹紧部92上，所以在将 冷成形丝锥10的圆筒连接部11热嵌到工具保持器120的夹紧部92中 后，通过进一步将卡合螺紋件130柠入，能够抑制冷成形丝锥10相对 于工具保持器120向周向的晃动。结果，能够实现旋转动力的传递力 的进一步的提高。此外，即便对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺紋而从被加 工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上 作用的冷成形丝锥IO，也不会在与工具保持器120之间发生滑动，通 过可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高.另外，在本实施方式中，对应于冷成形丝锥10的第1卡合部lla 而设定卡合螺紋件130的公称直径，但也可以为了增加限制冷成形丝 锥IO相对于工具保持器120的相对旋转的限制力而使卡合螺紋件130 的公称直径变得更大。在此情况下，优选地变更第1卡合部lla的形 状，以使卡合螺紋件130的端面整体抵接在第1卡合部lla上。以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明不受上述实施方式 限定，能够容易地推断为能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各 种改良变形。例如，在上述第l实施方式中，说明了冷成形丝锥10的第l卡合 部lla构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的柱状体的突 起物、并且工具保持器20的第2卡合部22b构成为与第1卡合部lla卡合的凹槽的情况，但第1卡合部lla及第2卡合部22b的形状并不一 定限于此，例如，也可以将第1卡合部lla构成为形成为侧视正三角 形状的三角柱状体的突起物、并且将笫2卡合部22b构成为与第1卡 合部lla卡合的凹槽。由此，在使第1卡合部lla与第2卡合部22b卡合时，通过将冷成 形丝锥IO—边旋转大致120° —边插入，能够使第1卡合部lla与第2 卡合部22b容易地卡合。即，由于将冷成形丝锥IO插入到工具保持器 20的夹紧部22 (中空部22a)中的方向性增加为3个方向，所以能够 实现作业性的进一步的提高。此外，在上述第2实施方式中，说明了冷成形丝锥40的卡合槽lib 构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的1个凹槽的情况， 但并不一定限于此，例如，也能够以与该凹槽正交而成为十字状的方 式追加形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的凹槽。由此，在使卡合槽llb与卡合销60卡合的情况下，通过将冷成形 丝锥40 —边旋转大致90° —边插入，能够使卡合槽lib与卡合销60 容易地卡合。即，由于将冷成形丝锥40插入到工具保持器50的夹紧 部22 (中空部22a)中的方向性增加为4个方向，所以能够实现作业 性的进一步的提高。此外，在上述第l实施方式中，说明了冷成形丝锥10的第1卡合 部lla构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的柱状体的突 起物的情况，但并不一定限于此，例如，也可以构成为形成为主^见大 致梯形状且侧视大致矩形状的柱状体的突起物。由此，能够抑制冷成形丝锥10相对于工具保持器20的向周向的 晃动，能够实现旋转动力的传递力的提高，并且在将冷成形丝锥10插 入到工具保持器20的夹紧部22 (中空部22a)中时，能够使第1卡合 部lla与第2卡合部22b容易地卡合。此外，在上述第2实施方式中，说明了冷成形丝锥40的卡合槽lib 构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的凹槽的情况，但并 不一定限于此，例如，也可以构成为形成为主视大致梯形状且侧视大 致矩形状的凹槽。由此，能够抑制冷成形丝锥40相对于工具保持器50的向周向的 晃动，能够实现旋转动力的传递力的提高，并且在将冷成形丝锥40插入到工具保持器50的夹紧部22 (中空部22a )中时，能够使卡合槽lib 与卡合销60容易地卡合。
权利要求
1、一种热嵌式工具单元，具备具有圆筒连接部的旋转工具、和具有能够插入上述旋转工具的圆筒连接部的夹紧部的工具保持器，通过将上述旋转工具的圆筒连接部热嵌到上述工具保持器的夹紧部中而将上述旋转工具保持在上述工具保持器中，其特征在于，上述旋转工具具备相对于上述圆筒连接部的轴心轴对称的第1卡合部；上述工具保持器具备设在上述夹紧部上并且与上述第1卡合部卡合的第2卡合部；在上述旋转工具的圆筒连接部插入在上述工具保持器的夹紧部中的情况下，通过上述第1卡合部与上述第2卡合部的相互卡合，限制保持在上述工具保持器中的上述旋转工具相对于上述工具保持器的相对旋转。
2、 如权利要求l所述的热嵌式工具单元，其特征在于，上述旋转 工具是使被加工物塑性变形而形成阴螺紋的冷成形丝锥。
3、 一种工具保持器，其特征在于，是在权利要求1或2所述的热 嵌式工具单元中使用的工具保持器。
4、 一种旋转工具，其特征在于，是在权利要求1或2所述的热嵌 式工具单元中使用的旋转工具。
全文摘要
提供一种能够实现旋转动力的传递力的提高并且实现将旋转工具插入到工具保持器中时的作业性的提高的热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具。仅通过将冷成形丝锥(10)的圆筒连接部(11)插入到工具保持器(20)的夹紧部(22)(中空部(22a))中，第1卡合部(11a)与第2卡合部(22b)就相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向沿正反两方向作用的情况下，也能够实现旋转动力的传递力的提高。此外，冷成形丝锥(10)的第1卡合部(11a)相对于轴心(O1)轴对称地设置，所以将冷成形丝锥(10)插入到工具保持器(20)的夹紧部(22)(中空部(22a))中的方向性并不仅限于1个方向，能够实现作业性的提高。
文档编号B23Q3/12GK101336144SQ20068005174
公开日2008年12月31日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者大泽二朗, 松下敬之 申请人:Osg株式会社