专利名称：刀夹及主轴装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刀夹以及使用该刀夹的主轴装置。
背景技术：
通常，钻孔加工、铣床加工等所采用的主轴装置例如对比文献I所公开，是一种顶端具有安装有刀具(工具)的旋转轴(主轴)的装置。在该主轴装置中，用来对于旋转轴而保持刀具的刀夹(有时也称为夹具等)以往通过压入、旋入、或者热装而对于旋转轴安装、固定。例如专利文献I的图I及图2中公开了工具夹具3(热装夹具30)通过压入而固定在旋转主轴2的固定孔2a的构造。专利文献I :日本特开2010-207972号公报·
然而，在上述以往的主轴装置中，关于刀夹的安装构造，存在如下所述的问题。首先，若为通过压入、热装而将刀夹固定在旋转轴上的构造，则刀夹的装卸较难，产生了在例如为了更换刀具、连刀夹也需要更换等情况下，不能简单应对的问题。此外，若为通过旋入而将刀夹固定在旋转轴上的构造，则刀夹的装卸较为容易，但是，由于旋转轴的用于旋入刀夹的螺纹孔的加工误差(角度偏差、半径方法的位置偏差)，容易产生刀夹的安装角度偏差及偏心，进而造成刀具的安装角度偏差及偏心等问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种刀夹以及使用该刀夹的主轴装置，其确保刀夹的易装卸性，且对于旋转轴至少安装角度不易产生偏差。本发明第一技术方案提供一种刀夹，其中，在轴向的顶端侧设有对刀具进行固定的刀具固定部，在与轴向的顶端侧相反的基端侧形成有向轴向突出的安装轴、以及位于该安装轴的根部的周围的刀夹侧接合面，所述安装轴的外周形成有螺纹部，所述安装轴为可弹性变形的构造。优选地，上述刀夹中，所述可弹性变形的构造为具有从所述安装轴的顶端面向轴向延伸的缝隙的分割构造。此外，本发明第三技术方案提供一种主轴装置，该主轴装置具有如上所述的刀夹、以及顶端可安装该刀夹的旋转轴，所述旋转轴的顶端形成有可旋入所述安装轴的螺纹孔，通过使所述安装轴旋入所述螺纹孔而将所述刀夹安装到所述旋转轴，在所述旋转轴的所述螺纹孔的入口的周围，形成有通过使所述安装轴旋入所述螺纹孔而与所述刀夹侧接合面接合的旋转轴侧接合面。此外，本发明的“接合”不限于整个表面地无间隙地接触的状态，还包括在容许的范围内在接合面的一部分留有间隙的状态、或者以容许范围内的间隙而呈相对的状态(例如，具有设计的意图地、按照所谓的间隙嵌合的面相对的状态)。此外，因为本发明的“刀夹侧接合面”以及“旋转轴侧接合面”是相互接合的表面，所以，当然具有将刀夹的安装角度设定为规定角度或在规定角度范围内的作用。这意味着，本发明的“刀夹侧接合面”以及“旋转轴侧接合面”至少能够作为安装角度设定用接合面发挥作用，该安装角度设定用接合面相互接合以便于适当地设定刀夹的安装角度。优选地，本发明第四技术方案的主轴装置中，作为所述刀夹侧接合面以及所述旋转轴侧接合面，分别形成为具有相互接合的定心用接合面的作用的面，以便适当地设定所述刀夹的径向的安装位置。另外，所谓“定心用接合面”为例如分别以所述旋转轴的中心线、或者应当与该旋转轴的中心线一致的刀夹的刀具固定部的轴线为中心的圆锥状的倾斜面或圆筒面，通过使该倾斜面或圆筒面相互接合，具有使所述旋转轴的中心线与所述刀具固定部的轴线(例如刀具的中心线)一致(或大体上一致)、从而将偏心(径向的位置偏差)消除(或限定在规定范围内)的作用。优选地，本发明第五技术方案的主轴装置中，作为所述刀夹侧接合面以及所述旋转轴侧接合面，形成为具有用于传播超声波的超声波传播用接合面的作用的面，该主轴装 置具有使所述旋转轴进行超声波振动的加振部。优选地，本发明第六技术方案的主轴装置中，至少关于所述超声波传播用接合面，构成所述刀夹侧接合面的材料与构成所述旋转轴侧接合面的材料在超声波传播速度上不同。发明效果本发明第一技术方案的刀夹通过使整体旋转、将该刀夹的安装轴旋入在主轴装置的旋转轴的顶端形成的螺纹孔来进行拧紧，从而能够容易地安装在所述旋转轴上进行固定。此外，通过使整体反向旋转、将该安装轴从所述螺纹孔松脱，能够容易地进行拆卸。即，本发明的刀夹能够通过旋入而容易地进行装卸。而且，即使所述螺纹孔相对于所述旋转轴的中心线倾斜，该倾斜也会被所述安装轴的弹性变形所吸收。因此，即使所述螺纹孔相对于所述旋转轴的中心线倾斜，通过使所述安装轴充分地旋入到所述螺纹孔，能够实现使该刀夹的刀夹侧接合面与形成于所述旋转轴的旋转轴侧接合面适当地接合的状态(例如整个表面紧贴的状态、或至少没有异常大的间隙的状态)。因此，利用所述接合面相互间的接合，只要相对于所述旋转轴侧接合面的朝向设定所述刀夹侧接合面的朝向，使该刀夹顶端侧的刀具固定部以及固定在该刀具固定部的刀具的中心线的朝向与所述旋转轴的中心线一致，则即便所述螺纹孔相对于所述旋转轴的中心线倾斜，也不会产生刀夹、刀具相对于所述旋转轴的倾斜(至少是过度的倾斜)。因此，能够确保刀夹的易装卸性，且至少刀夹、刀具对于所述旋转轴的安装角度不易产生偏差。此外，本发明第二技术方案的刀夹具有如下优点通过例如从所述安装轴的顶端面沿轴向延伸地加工缝隙这一简单的作业，能够容易且廉价地实现所述可弹性变形的构造。另外，根据本发明第三技术方案的主轴装置，因为具有所述刀夹且该刀夹具有可弹性变形的所述安装轴，所以能够确保刀夹的易装卸性，至少不易产生刀夹、刀具对于所述旋转轴的安装角度的偏差，能够防止由该偏差而造成的加工精度的下降等不良情况。此外，在本发明第四技术方案的主轴装置中，所述定心用接合面在安装刀夹时互相接合，以便于适当地设定刀夹的径向的安装位置。因此，即使所述螺纹孔在径向上产生位置偏差，在将所述安装轴旋入所述螺纹孔、将所述刀夹安装到所述旋转轴的状态下，利用所述安装轴的弹性变形、以及由所述定心用接合面的接合而产生的定心作用，也可以使例如所述旋转轴的中心线与所述刀夹、刀具的中心线呈现一致的状态(芯部一致的状态)。因此，也不易产生刀夹、刀具对于所述旋转轴的安装位置的径向上的偏差(偏心)。此外，在本发明第五技术方案的主轴装置中，通过加振部使所述旋转轴进行超声波振动，该振动利用所述旋转轴侧的超声波传播用接合面以及所述刀夹侧的超声波传播用接合面的接合切实地传播到刀具侧，因此，能够实现可以进行所谓的超声波加工的、可靠性较高的主轴装置。另外，该超声波主轴装置确保了刀夹的易装卸性，而且，防止(或降低)了刀夹、刀具对于旋转轴的安装角度的偏差、偏心，能够实现加工精度的提高等。此外，超声波加工的优点有多种，例如优点之一为能够对不能用通常的主轴加工的玻璃、陶瓷等进行精密加工。此外，在本发明第六技术方案的主轴装置中，能够避免在所述旋转轴侧的超声波传播用接合面以及与其接合的刀夹侧的超声波传播用接合面之间产生压接(接触而难以 分离的状态)。此外，一旦产生这种压接，则即使使用旋入方式也会出现拆卸刀夹略微困难的不良情况。因此，发明人经过研究之后认识到通过超声波振动容易在例如相同材料相互间产生压接，然而，若是在超声波的传播速度不同的材料之间，则能够不产生压接地传播超声波振动。第六技术方案的发明是基于发明人的这些研究而得到的认识做出的。
图1(a)是超声波主轴装置的立体图，(b)是该装置的前视图。图2(a)是超声波主轴装置的侧视图，(b)是该装置的俯视图。图3是表示将该刀夹安装在旋转轴的状态的侧视图。图4(a)是表示刀夹的侧视图，(b)是(a)中的X箭头方向视图。图5(a)是刀夹的基端部放大图，(b)是(a)中的Y箭头方向视图。图6(a)是对可弹性变形的安装轴的作用进行说明的图，(b)是表示变形例的图。图7 (a)是表示比较例的图，(b)是对比较例的不良情况进行说明的图。附图符号说明I...超声波主轴装置；2·..超声波主轴主体；4·..旋转轴(主轴);10·..顶端面(旋转轴侧接合面、安装角度设定用接合面、超声波传播用接合面)螺纹孔；12a...内周面(旋转轴侧接合面、安装角度设定用接合面、定心用接合面)；20...刀夹；21...刀具固定部；22...基端面(刀夹侧接合面、安装角度设定用接合面、超声波传播用接合面)；23...安装轴；28...螺纹部；29...缝隙；30a...外周面(刀夹侧接合面、安装角度设定用接合面、定心用接合面)；41...锥面(旋转轴侧接合面、安装角度设定用接合面、定心用接合面、超声波传播用接合面)；42...锥面(刀夹侧接合面、安装角度设定用接合面、定心用接合面、超声波传播用接合面)；50...刀具。
具体实施例方式下面，根据附图，对本发明的实施例一进行说明。本实施例是将本发明适用到超声波主轴装置的例子。本实施例的超声波主轴装置I如图I 图2，由超声波主轴主体2以及电机3构成。超声波主轴主体2具有由电机3驱动旋转的旋转轴4 (主轴)，还具有可旋转且可振动地保持该旋转轴4的轴承机构、在该旋转轴4上产生与从外部输入的信号对应的超声波振动的加振部(例如由压电元件构成)、冷却机构等。此外，施加到旋转轴4的超声波振动是一种频率与超声波相当的振动，通常为轴向的振动，其振幅例如仅为几Pm。如图I (a)等所示，旋转轴4的顶端部在超声波主轴主体2的顶端侧露出，在略微偏离该顶端面的位置的外周形成有扳手卡合部5。扳手卡合部5是指在两侧形成有挂扳手用的平面的部分，其是一种当使后述的刀夹20(图3所示)为了装卸而相对于旋转轴4旋转时，用来按着旋转轴4使其不旋转，而在旋转轴4上卡合扳手等工具的部分。另外，超声波主轴主体2上设有安装部6，设置于该安装部6上的多个(在本实施例中为4个)安装孔7(图2(b)所示)可以插入安装螺栓8(图2(a)所示)。超声波主轴装置I例如通过插入该安装部6的安装孔7的安装螺栓8固定连接在图中省略示出的工作机械(例如，数字控制机等)的可动部而进行使用。此外，如图3所示，在旋转轴4的顶端的外周侧形成有顶端面10，该顶端面10为与 旋转轴4的中心线SI (图6(a)所示)呈直角的平面。该顶端面10因为具有后述的螺纹孔11及凹部12，所以从轴向看时呈圆环状，且位于螺纹孔11的入口的周围(具体地说，径向上的后述的凹部12的外侧)。此外，该顶端面10与本发明的旋转轴侧接合面相当，既作为安装角度设定用接合面发挥作用，也作为超声波传播用接合面发挥作用。此外，在旋转轴4的轴向上，该顶端面10的位置与超声波主轴主体2内的前述加振部的压电元件的位置之间的距离形成为能够有效地传播超声波的规定距离(与超声波振动的波长具有规定关系的距离)。此外，旋转轴4的顶端的中心(即，与圆环状的顶端面10的中心相当的位置)形成有在轴向延伸的螺纹孔11，此外，该螺纹孔11的入口部分的周围(圆环状的顶端面10的径向上的内侧)形成有嵌合用的凹部12。凹部12的内径的大小在螺纹孔11的内径以上，该凹部12的内周面12a(这种情况下为圆筒状的面)在后述刀夹20的安装状态下构成为与刀夹20的后述扩径部30的外周面30a(图5 (a)所示)接触或者留有稍许间隙地相对。这里，该内周面12a与本发明的旋转轴侧接合面相当，既作为安装角度设定用接合面发挥作用，也作为定心用接合面发挥作用。接着，根据图3 图5对安装于超声波主轴装置I的刀夹20进行说明。如图3所示，刀夹20安装于超声波主轴装置I的旋转轴4的顶端，对刀具50进行保持。如图4(a)所示，刀夹20在顶端侧(轴向的一端侧)设有固定刀具的刀具固定部21，在与顶端侧相反的基端侧(轴向的另一端侧)形成有与轴向呈直角且可与旋转轴4的所述顶端面10接合的基端面22，此外，基端侧上形成有从所述基端面22的中心向轴向突出的安装轴23。这里，基端面22是与刀夹20的中心线S2(图6(a)所示)呈直角的平面，为与旋转轴4的所述顶端面10对应的形状尺寸。该基端面22是一种位于安装轴23的根部周围(具体地说，径向上的后述扩径部30的外侧)的圆环状，其与本发明的刀夹侧接合面相当，作为安装角度设定用接合面发挥作用，也作为超声波传播用接合面发挥作用。即，本实施例的刀夹20通过使该基端面22的整体(或大体上整体)与旋转轴4的顶端面10无间隙地接合、紧贴，使得中心线S2的朝向与旋转轴4的中心线SI的朝向一致(或大体上一致)，相对于旋转轴4呈适当的安装角度。此外，通过使该基端面22与所述顶端面10(即，与轴向呈直角的平面之间)无间隙地紧贴，可以有效地使超声波从旋转轴4向刀具50传播。此外，该基端面22与所述顶端面10的无间隙的接合当然还具有对本实施例的刀夹20在轴向上的位置进行设定的轴向的定位作用。图4(b)所示，刀具固定部21形成有从顶端面的中心沿轴向延伸的、用于插入刀具50的基端部的刀具插入孔24，此外，还从顶端面形成有横向断开该刀具插入孔24的缝隙25(切口)。该刀具固定部21的顶端部因为具有缝隙25而被分为两份，可以产生弹性变形从而使刀具插入孔24缩小。图4(b)所示，刀具固定部21的顶端部的两侧构成为可以安装使刀具固定部21的顶端部产生弹性变形并进行保持的螺栓26。此外，还构成为可以呈如下状态通过使螺栓26向拧紧的方向旋转，可以使刀具固定部21的顶端部向缩小刀具插入孔24的方向产生弹性变形，用刀具插入孔24的两侧夹住插入到刀具插入孔24的刀具50的基端部并进行保持。此外，还构成为通过使螺栓26向松弛的方向旋转，使刀具固定部21的顶端部向扩 大刀具插入孔24的方向恢复(从弹性变形状态向自然状态恢复)，由此，将刀具50从刀具插入孔24拔出、拆卸。此外，在刀夹20的轴向(图4(a)的左右方向)上，在刀具固定部21与基端面22之间的位置形成有扳手卡合部27。扳手卡合部27是在两侧形成有挂扳手用的平面的部分，扳手卡合部27是在为了装卸刀夹20而使刀夹20相对于旋转轴4旋转时，使刀夹20卡合扳手等工具的部分。此外，如图5(a)所示，在安装轴23的外周上，形成有与形成于所述旋转轴4的螺纹孔11螺合的螺纹部28，安装轴23可以旋入螺纹孔11。此外，安装轴23为可产生弹性变形的构造。如图5所示，本实施例为具有从安装轴23的顶端面向轴向延伸地形成的多个缝隙29 (切口)的分割构造，由此，使得安装轴23可以产生弹性变形。在本实施例中，如图5(b)所示，从轴向看，在周向上等角度的位置上四个缝隙29形成为放射状。该缝隙29形成为在安装轴23的径向上贯通的状态(在两侧开口的状态)，且形成为在轴向上只在安装轴23的顶端面开口的状态。如图5(b)所示，通过这些缝隙29，使得安装轴23为从轴向看被分割为八份的构造，被分割的八个部分分别产生弹性变形，由此，与没有这种缝隙的单一的螺纹轴相比、整体上格外容易产生弹性变形。此外，这种情况下，如图5(a)所示，缝隙29的轴向的长度(切口的深度)L2设定得比螺纹部28的长度LI大，且构成为螺纹部28可以充分地进行弹性变形。此外，在刀夹20的安装轴23的根部部分(未形成螺纹部28的部分)的周围，如图5 (a)所示，形成有扩径部30，通过将该安装轴23旋入旋转轴4的所述螺纹孔11，该扩径部30嵌入旋转轴4的所述凹部12。扩径部30的外径的大小在螺纹部28的外形以上，该扩径部30的外周面30a(这种情况下为圆筒状的面)在刀夹20的安装状态下构成为与旋转轴4的前述内周面12a接触或留有略微间隙地相对。这里，外周面30a与本发明的刀夹侧接合面相当，既能够作为安装角度设定用接合面发挥作用，也能够作为定心用接合面发挥作用。即，本实施例的刀夹20在向旋转轴4安装时，通过使该外周面30a与前述旋转轴4的内周面12a接合，而将与旋转轴4对应的安装角度设定在某一程度(但是，在本实施例的情况下，如上所述，刀夹20的安装角度最终通过使所述基端面22与所述顶端面10无间隙地接合(紧贴)而设定为精度较高)。此外，本实施例的刀夹20通过使该外周面30a与前述旋转轴4的内周面12a接合，使得中心线S2的径向的位置与旋转轴4的中心线SI 一致(或大体上一致)，从而消除这些中心线S2与SI的径向的位置偏差(或限定在规定的范围内)。另外，因为前述基端面22与顶端面10的接合是在与轴向呈直角的平面上的接合，所以，能够将刀夹20的安装角度设定为适当角度，但是，不能对与轴向呈直角的径向的位置偏差进行限制。对此，因为该外周面30a与内周面12a的接合是在沿轴向的圆筒面上的接合，所以，特别地还能消除刀夹20的径向上的位置偏差(偏心)(或限定在规定范围)。但是，即便在所述螺纹孔11存在加工误差(歪斜、偏心)的情况下，为了使所述基端面22与顶端面10切实地紧贴，该外周面30a与内周面12a的嵌合状态(嵌合)优选为在接合面间产生稍许间隙的间隙嵌合、或与其相近的松弛嵌合。此外，刀夹20的材料可以采用各种材质。但是，构成旋转轴4的旋转轴侧接合面(至少包括顶端面10、优选还包括内周面12a的部分)的材料和构成刀夹20的刀夹侧接合面(包括外周面30a的部分)的材料被设定为使得超声波的传播速度不同的各种材料的材 质。例如，在旋转轴4的旋转轴侧接合面为不锈钢的情况下，刀夹20的刀夹侧接合面由例如铍铜构成。另外，这种情况下，并非必须用铍铜构成刀夹20整体，例如，除包括刀夹侧接合面在内的基端侧的部分(例如扳手卡合部27、刀具固定部21等)也可以用例如不锈钢来构成。此外，作为超声波的传播速度不同的具体材料，其不限于不锈钢及对应的铍铜这一组合。例如，还可以采用具有与铍铜相同的性质的材料替代铍铜。上面说明的本实施例具有如下所述的作用效果。即，本实施例的刀夹20通过使整体旋转，将该刀夹20的安装轴23旋入到在主轴装置I的旋转轴4的顶端面形成的螺旋孔11而进行拧紧，由此，能够容易地安装到所述旋转轴4而进行固定。此外，通过使整体反向旋转，将该安装轴23从所述螺纹孔11取出，由此，能够容易地拆卸。即，刀夹20可以通过旋入而容易地装卸。而且，如图6 (a)所示，即使所述螺纹孔11相对于所述旋转轴4的中心线SI倾斜，由于该倾斜会被所述安装轴23的弹性变形吸收，所以通过将所述安装轴23充分旋入所述螺纹孔11，可以实现该刀夹20的基端面22与所述旋转轴4的顶端面10整个表面地无缝接合(即，紧贴)的状态(或接近紧贴的状态)。这里，图6(a)及后述的图7(b)中用符号S3表示倾斜的螺纹孔11的中心线。此外，图7(a)表示用来对由上述安装轴23的弹性变形产生的作用效果进行说明的比较例。在该比较例中，安装轴23上未形成缝隙29，安装轴23在旋入螺纹孔11时几乎不会产生弹性变形。但是，具有如螺纹孔11那样的螺纹部的孔的加工与无螺纹孔的单一的孔、内周面的加工相比要提高精度是较难，且容易产生比较大的误差(角度的偏差、半径方法的位置偏差)。另外，这种误差在图7(a)的比较例的构造中发生时，如图7(b)所强调示出，刀具固定部21、刀具50的中心线S2的朝向与螺纹孔11的中心线S3 —致，会发生相对于所述旋转轴4的中心线SI倾斜较大的不良情况(即安装角度的偏差)、中心线S2的径向的位置相对于中心线SI偏离的不良情况(偏心)。发生这种安装角度的偏差、偏心时，进行超声波加工的刀具50的顶端发生与这些偏差、偏心相对应的偏转，难以进行高精度的加工。特别地，如图7(b)所示，安装角度的偏差在进行加工的刀具50的顶端体现为较大的位置偏差。不仅如此，由于上述倾斜(安装角度的偏差)，如图7(b)所示，在刀夹20的基端面22与所述旋转轴4的顶端面10之间产生较大的间隙，该间隙可能会造成无法充分传播超声波这一致命的不良情况。但是，本实施例的刀夹20的安装轴23为在旋入螺纹孔11时能够充分产生弹性变形的构造(这种情况下，为具有缝隙29的分割构造)。因此，如上所述，即使螺纹孔11倾斜，也能够将安装轴23充分旋入螺纹孔11，由此，能够实现如图6(a)所示的、所述基端面22与所述顶端面10在整个表面上无缝接合的紧贴状态(或与该紧贴状态接近的状态)。因此，通过所述基端面22与所述顶端面10的上述适当的接合，只要按照规定的精度将所述基端面22与所述顶端面10的朝向设定为与轴向呈直角的方向，使该刀夹顶端侧的刀具固定部21与固定于该刀具固定部21的刀具50的中心线S2的朝向与所述旋转轴4的中心线SI 一致，则即使所述螺旋孔11 (中心线S3)相对于所述旋转轴4的中心线SI倾 斜，刀夹20及刀具50也不会发生相对于所述旋转轴4的倾斜(至少是过度的倾斜)。因此，能够确保刀夹20的易装卸性，且难以产生刀夹20或刀具50对于所述旋转轴4的至少安装角度的偏差。此外,在本实施例中,还形成有定心用接合面(外周面30a与内周面12a),该定心用接合面在安装刀夹20时，相互接合以便于适当地设定刀夹20的径向的安装位置。因此，即使螺纹孔11在径向上发生位置偏离，在刀夹20安装在旋转轴4的状态下，利用安装轴23的弹性变形、以及由所述定心用接合面的接合产生的定心作用，而呈现例如旋转轴4的中心线SI与刀夹20、刀具50的中心线S2 —致的状态(芯部一致的状态)。因此，也不易产生刀夹20、刀具50对于旋转轴4的安装位置的径向上的偏差(偏心)。此外，在本实施例中，旋转轴4利用超声波主轴主体2的加振部而进行超声波振动，该超声波振动利用所述顶端面10与所述基端面22的紧贴切实地传播到刀具50，因此，能够实现可以进行所谓的超声波加工的、可靠性较高的超声波主轴装置。此外，根据本实施例，因为具有上述刀夹20，所以能够确保刀夹20的易装卸性，不易产生刀夹20、刀具50对于旋转轴4的安装角度的偏差、偏心，能够防止由该偏差而造成的加工精度的下降等不良情况。此外，根据本实施例，还具有如下优点利用从所述安装轴23的顶端面在轴向上延伸地、对缝隙29进行加工这一容易的作业，能够容易且廉价地实现安装轴23的可产生弹性变形的构造。例如，作为除具有缝隙之外的方式，理论上可以想到通过用橡胶等弹性材料形成安装轴23的根部部分、用不锈钢等金属材料形成安装轴23的螺纹部的部分，来构成可产生弹性变形的构造。但是，这种情况下，弹性材料与金属材料的连接构造较为复杂，刀夹的制作困难且成本较高，安装轴23及螺纹孔11的部分在轴向上大型化的可能性较高。与此相对应地，如果是本实施例的安装轴23的方式，则只要在普通的螺纹轴上加工缝隙即可，制作简单且廉价，且不会导致大型化。此外，在本实施例中，因为如上所述对刀夹20的基端部的材质进行了设定，所以能够避免在旋转轴4的顶端面10与刀夹20的基端面22之间(或者还在刀夹20的外周面30a与旋转轴4的内周面12a之间)产生压接。此外，本发明不受上述实施例的限制，还可以进行各种变形、应用。例如，通过使实施例I的刀夹20的外周面30a为以中心线S2为中心的顶端较细的圆锥面(圆锥状的表面)，且与此相对应地，使旋转轴4的内周面12a为以中心线SI为中心的圆锥面，由此，可以形成也作为定心用接合面发挥作用的锥面(由截面形状相对于中心线S1、S2倾斜的面构成的接合面)。S卩，例如图6(b)所示，还可以为如下方式在旋转轴4的螺纹孔11的入口部分的周围、以及刀夹20的安装轴23的根部部分的周围，形成有在安装轴23旋入螺纹孔11的过程中向逐渐减少接合面间距离的方向倾斜的锥面41、42。这里，锥面41是将实施例I的旋转轴4的内周面12a作为圆锥面而成的，锥面42是将实施例I的刀夹20的外周面30a作为圆锥面而成的。如果是具有这种圆锥面的构造，这些圆锥面还作为定心用接合面发挥作用，即使 螺纹孔11相对于旋转轴4的中心线SI产生位置偏差，在刀夹20安装在旋转轴4的状态下，利用安装轴23的弹性变形、以及由锥面的接合产生的定心的作用，从而也呈现例如旋转轴4的中心线SI与刀夹20、刀具50的中心线S2大体上一致的状态(芯部一致的状态)。因此，还不易产生刀夹20、刀具50对于旋转轴4的安装位置的径向上的偏差(偏心)。而且，这种情况下，因为是锥面(相对于轴向倾斜的面)，所以在安装轴23旋进螺纹孔的过程中，最初接合面间的距离较大，接着接合面间的距离逐渐减少，因此，还具有能够圆滑地接合，进而能够圆滑地实施刀夹20的安装作业(安装轴23旋入螺纹孔11的作业)的效果。另外，在具有如图6(b)所示的锥面41、42那样的相对于轴向倾斜的接合面的情况下，无需像基端面22和顶端面10那样的与轴向呈直角的接合面。其原因在于即便只有例如锥面41、42，通过构成为使这些锥面41、42 —定紧贴的构造，也可以设定刀夹20的全部的安装角度、径向位置、以及轴向位置。还可以构成为超声波振动的传播也只在锥面进行的构造。当为这种构造时，该锥面作为安装角度设定用接合面、定心用接合面、以及超声波传播用接合面发挥作用。此外，关于利用图6(b)所示的锥面传播超声波振动的方式，构成该锥面的旋转轴侧的材料、以及构成该锥面的刀夹侧的材料优选设定使超声波的传播速度不同的各种材料的材质。如果这样设定材质，还能够防止在该锥面上产生压接。此外，本发明(至少是主要发明)当然还能够适用于不使旋转轴进行超声波振动的主轴装置。此外，形成于安装轴的缝隙的数量、方向也不限于实施例一的方式。
权利要求
1.一种刀夹，其特征在于，在轴向的顶端侧设有对刀具进行固定的刀具固定部，在与轴向的顶端侧相反的基端侧形成有向轴向突出的安装轴、以及位于该安装轴的根部的周围的刀夹侧接合面，所述安装轴的外周形成有螺纹部，所述安装轴为可弹性变形的构造。
2.根据权利要求I所述的刀夹，其特征在于，所述可弹性变形的构造为具有从所述安装轴的顶端面向轴向延伸的缝隙的分割构造。
3.一种主轴装置，其特征在于，具有权利要求I或2所述的刀夹、以及顶端可安装该刀夹的旋转轴， 所述旋转轴的顶端形成有可旋入所述安装轴的螺纹孔，通过使所述安装轴旋入所述螺纹孔而将所述刀夹安装到所述旋转轴，在所述旋转轴的所述螺纹孔的入口的周围，形成有通过使所述安装轴旋入所述螺纹孔而与所述刀夹侧接合面接合的旋转轴侧接合面。
4.根据权利要求3所述的主轴装置，其特征在于，作为所述刀夹侧接合面以及所述旋转轴侧接合面，分别形成为具有相互接合的定心用接合面的作用的面，以便适当地设定所述刀夹的径向的安装位置。
5.根据权利要求3或4所述的主轴装置，其特征在于，作为所述刀夹侧接合面以及所述旋转轴侧接合面，形成为具有用于传播超声波的超声波传播用接合面的作用的面，该主轴装置具有使所述旋转轴进行超声波振动的加振部。
6.根据权利要求5所述的主轴装置，其特征在于，至少关于所述超声波传播用接合面，构成所述刀夹侧接合面的材料与构成所述旋转轴侧接合面的材料在超声波传播速度上不同。
全文摘要
本发明提供一种刀夹及主轴装置，该刀夹(20)安装于主轴装置的旋转轴(4)并对刀具(50)进行保持，确保了相对于旋转轴(4)的易装卸性且至少不易产生相对于旋转轴(4)的安装角度的偏差。其构成为在顶端侧设有对刀具(50)进行固定的刀具固定部(21)，在基端侧形成有与旋转轴(4)的顶端面(10)(旋转轴侧接合面)接合的基端面(22)(刀夹侧接合面)，此外还在基端侧形成有从基端面(22)的中心向轴向突出的安装轴(23)，在该安装轴(23)的外周形成有与在旋转轴(4)的顶端的中心形成的螺纹孔(11)螺合的螺纹部(28)，安装轴(23)为可弹性变形的构造(具有缝隙(29)的构造)。
文档编号B23Q3/12GK102886533SQ20111042113
公开日2013年1月23日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年7月19日
发明者田中实, 荒井俊 申请人:欧立机电株式会社