(57)【要約】【課題】非磁性材料を使用した工具ホルダヘの工具着脱を、磁性材料から成る加熱部材への電磁誘導加熱による焼嵌めにより効率良く実施する。【解決手段】装置本体１に工具ホルダ２のシャンク部３を装着し、工具ホルダ２には工具挿入穴４を有する非磁性材料から成る工具保持部５が上方に向けて突出している。工具保持部５の上部に、磁性材料から成る円筒状の加熱リング６を嵌合する。加熱リング６の外側に電磁コイル７を配置し高周波電流を通電して、加熱リング６に対し電磁誘導加熱を行うと、加熱リング６は短時間で有効に加熱され、工具保持部５に伝熱する。工具保持部５が十分に加熱され、工具挿入穴４の径が拡大すると、工具挿入穴４内に工具Ｔを挿入する。その後に、加熱リング６への加熱を停止して加熱リング６を取り外し、工具保持部５を冷却すると、工具挿入穴４の径は縮小して工具Ｔを緊締し、工具Ｔの工具ホルダ２への焼嵌めが完了する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具ホルダの先端の工具挿入穴内に工具を焼嵌めするに際し、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外側に磁性材料から成る加熱部材を当接し、電磁誘導加熱により前記加熱部材を加熱し、前記工具保持部分に伝熱して前記工具挿入穴の内径を変化させることにより前記工具を着脱することを特徴とする工具焼嵌め方法。
【請求項２】
工具ホルダの工具挿入穴に工具を焼嵌めする装置において、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外周に装着する磁性材料から成る加熱部材と、該加熱部材を電磁誘導加熱により加熱する手段とを備えたことを特徴とする工具焼嵌め装置。
【請求項３】
前記加熱部材は円筒形の加熱リングであることを特徴とする請求項２に記載の工具焼嵌め装置。
【請求項４】
前記工具の着脱作業終了後に、前記加熱部材を前記工具保持部から取り外すことを特徴とする請求項２に記載の記載焼嵌め装置。
【請求項５】
着脱作業終了後も、前記加熱リングを前記工具保持部から取り外すことなく、装着したままとしたことを特徴とする請求項２に記載の記載焼嵌め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の主軸に装着して用いる工具ホルダに対する工具焼嵌め方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から工具ホルダに対し工具を着脱する方法として、焼嵌めによる方法が知られている。この焼嵌めには、例えば熱風加熱方式や電磁誘導加熱方式があり、前者の熱風加熱方式は電熱ヒータを使用して空気を高温に加熱して熱風を工具の刃物挿入部に吹き当てて加熱し、膨張した工具挿入穴に工具を挿入した後に冷却する方式であるが、加熱時間を要する。
【０００３】
また、後者の電磁誘導加熱方式は工具ホルダの焼嵌めする部位の周囲に電磁コイルを配置し、この電磁コイルに高周波電流を流すことにより渦電流を発生させて工具ホルダを加熱する方式であり、電流の容量によって短時間で焼嵌め温度に達するなど効率が高い。
【０００４】
また最近の焼嵌め方式では、工具ホルダの熱膨張係数が高いほうが加熱温度が低くて済むことから、特開平１１ー４８００７号公報に開示されているように、時効硬化処理を行ったオーステナイト系のステンレス鋼などの材料を工具ホルダに採用するなど、非磁性材料を用いることが提案されている。
【０００５】
このことは、従来の生産現場である工場内では、これまで使用してきた磁性材料による工具ホルダと、前述した非磁性材料を用いた工具ホルダとが混用され、混乱することが予想される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電磁誘導加熱方式の焼嵌め装置で工具ホルダを加熱する場合に、電磁誘導では発熱し難い非磁性材料の工具ホルダでは加熱効率が低く、その分だけ加熱時間が長くなってしまうという問題点がある。また、通常の磁性材料の焼嵌めホルダと混用する場合には、その都度、装置の加熱時間や出力等の設定を変更しなければならない。
【０００７】
焼嵌め式の工具ホルダを必要以上に加熱すると組織が変化し、硬度がなまってしまったり変形等が起こり、使用できなくなってしまうことがあるため、上記のように混用することは、非磁性材料の工具ホルダにおいては危険性が高い。
【０００８】
最近では、工具ホルダと熱膨張係数が同じバイス系の刃物を焼嵌め、焼外しすることが行われることがある。これは、焼外しの際に出力の大きな電磁誘導加熱装置で短時間に外側のホルダだけを加熱して、刃物が熱くならないうちに抜き取ってしまう方法である。この方法は工具ホルダが磁性材料の場合は有効であるが、非磁性材料から成るホルダの場合には、バイス系の刃物を使用すると、刃物の方が先に加熱されてしまい、抜き取りができなくなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、非磁性材料を使用した工具ホルダヘの焼嵌めによる工具着脱を、磁性材料から成る加熱部材への電磁誘導加熱により効率良く実施できる工具焼嵌め方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る工具焼嵌め方法は、工具ホルダの先端の工具挿入穴内に工具を焼嵌めするに際し、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外側に磁性材料から成る加熱部材を当接し、電磁誘導加熱により前記加熱部材を加熱し、前記工具保持部分に伝熱して前記工具挿入穴の内径を変化させることにより前記工具を着脱することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る工具焼嵌め装置は、工具ホルダの工具挿入穴に工具を焼嵌めする装置において、前記工具ホルダの非磁性材料から成る工具保持部の外周に装着する磁性材料から成る加熱部材と、該加熱部材を電磁誘導加熱により加熱する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は構成図を示しており、装置本体１に工具ホルダ２のシャンク部３を装着し、工具ホルダ２には工具挿入穴４を有する円柱状の工具保持部５が上方に向けて突出している。そして、工具保持部５の上部に、円筒状の加熱リング６を嵌合する。
【００１３】
工具ホルダ２のうちの少なくとも工具保持部５は、例えばオーステナイトステンレス等から成る非磁性材料から成り、加熱リング６は電磁誘導により加熱可能な磁性材料から成っている。
【００１４】
加熱リング６の外側に電磁コイル７を配置し、電磁コイル７に高周波電流を通電して、加熱リング６に対し電磁誘導加熱を行うと、加熱リング６は短時間で有効に加熱され、工具保持部５に伝熱する。そして、工具保持部５が十分に加熱され、工具挿入穴４の径が拡大すると、この工具挿入穴４内に必要な工具Ｔを挿入する。
【００１５】
その後に、加熱リング６への加熱を停止して加熱リング６を取り外し、工具保持部５を自然放熱又は積極的に冷却する。冷却により、工具挿入穴４の径は縮小して工具Ｔを緊締し、工具Ｔの工具ホルダ２への焼嵌めが完了する。
【００１６】
なお、工具Ｔを外す場合には、再び工具保持部５に加熱リング６を取り付け、電磁コイルを用いて加熱リング６を加熱して工具挿入穴４の内径を拡大してから、工具Ｔを抜き取ればよい。
【００１７】
図２及び図３は加熱リング６の平面図及び断面図を示し、図２（ａ）、図３（ａ）では加熱リング６の１個所にスリット６ａを設け、加熱リング６の内径を可変として、工具保持部５の任意の位置に嵌合できるようにしている。
【００１８】
また、図２（ｂ）、図３（ｂ）においては、加熱リング６に４個のすり割り６ｂ、６ｃを形成し、相対する２個のすり割り６ｂは上方から、他の２個のすり割り６ｃは下方から、中間部まで切削し、（ａ）と同様に工具保持部５に嵌合できるようにされている。
【００１９】
更に、図２（ｃ）、図３（ｃ）では、加熱リング６は左右に２分割され、止め輪６ｄによって一体化し、工具保持部５に固定し得るようにされている。
【００２０】
図４は加熱リング６’を工具保持部５’に固定して一体構造とした第２の実施の形態を示し、加熱リング６’は焼嵌め、焼外し作業後も工具保持部５’から取り外すことはない。工具保持部５’の焼嵌め部分は細く形成され、その部分に加熱リング６’が嵌合され、軸方向に止め輪６ｅにより固定されている。
【００２１】
この第２の実施の形態によれば、生産現場で磁性材料による工具ホルダと非磁性材料を用いた工具ホルダとが混用されていても、電磁コイル７’による電磁誘導加熱による焼嵌め方法によった確実に工具の着脱が可能となり、作業能率も格段に向上する。
【００２２】
また、加熱リング６’が工具ホルダ２にー体化されているため、加熱リング６’の取り外し、取り付けの手間が省け、作業効率が向上する。
【００２３】
更に、熱膨張係数の大きな非磁性材料を工具保持部５、５’に使用すると、加熱温度を高く上げなくとも焼嵌めが可能という有利な面と、電磁誘導加熱方式でも他の磁性材料と同様に使用できるようになり、用途も拡大する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る工具焼嵌め方法及び装置は、工具保持部の外側に配置した加熱部材を電磁誘導により加熱することによって、工具ホルダに効率良く工具を焼嵌めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成図である。
【図２】加熱リングの平面図である。
【図３】加熱リングの断面図である。
【図４】第２の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
１　装置本体
２　工具ホルダ
３　シャンク部
４　工具挿入穴
５　工具保持部
６　加熱リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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