JPH0349805A - 振動に対する高い安定性を持つ機械構成部材及びその製造方法 - Google Patents

振動に対する高い安定性を持つ機械構成部材及びその製造方法

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JPH0349805A
JPH0349805A JP8761390A JP8761390A JPH0349805A JP H0349805 A JPH0349805 A JP H0349805A JP 8761390 A JP8761390 A JP 8761390A JP 8761390 A JP8761390 A JP 8761390A JP H0349805 A JPH0349805 A JP H0349805A
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Walter Kroisenbrunner
ヴアルテル・クロイゼンブルンネル
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Boehler GmbH Germany
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直径の少なくとほ4倍に相当する長さをもっ
て突き出て、片側で締付けられかつ曲げ又はねじり又は
引張又は圧縮応力を受けている、振動に対する高い安定
性を持つ機械構成部材、特に工具保持装置に関する。
〔従来の技術」 片側で締付けられており、直径の4倍以上の長さをもっ
て突き出ておりかつ例えば圧縮空気装置の構成部材又は
中ぐり棒などのような、工具保持装置の揚台のように、
遠位端部に場合によっては不連続的に、特に部分的に摩
擦により、荷重をかけられる機械構成部材は、破壊的に
作用し、有害な騒音を生ぜしめ又は少なくとも構成部材
の機能に不利な影響を及ぼす振動を引き起こす、その際
、復原モーメントを振動質量の慣性モーメントで割って
得られた値の平方根に比例する周波数を持つ縦振動又は
曲げ振動又は回転振動が構成部材に発生する0例えば切
削加工の際の工具保持装置又は工具の振動により工作物
の不正確な粗い表面及び−層高い工具荷重が生ぜしめら
れかつ騒音公害が引き起こされる。
前述の理由からこの種の対象物の突出部は制限されてお
り、例えば圧縮ガス装置の片側に組込まれた機械構成部
材においてこれらの構成部材の遠位端部の質量が増大さ
れる。工具保持装置においてこれらの構成部材はできる
だけ大きい直径で形成されかつ加工の際に削り屑の取出
し又は加工速度は小さく保たれる。しかしこれらの手段
は構成技術的及び経済的欠点を生ぜしめる。
機械構成部材又は工具保持装置が中空に構成されかつ比
重の一閣大きい材料、特に粉末、で満たされることによ
って振動に対する安定性を高めることは、既に提案され
ている。他の提案によれば振動に対する安定性が増大さ
れなければならないので、荷重をかけられる構成部材は
少なくとも1つの範囲を中空にW成されており、この中
空部に減衰体が弾性的に支持されて入っており、減衰体
と中空部の内側表面との間の空間は液体、例えば油、で
満たされている。受動的に作用するこの系は工具の振動
から振動エネルギーを吸収しなければならず、その際、
減衰体の慣性力は油の粘性と共に作用する。各構成部材
の振動傾向を低下させなければならない、すべてのこれ
までの提案及び構成は、あまり効果がなく又は費用がか
かるという欠点を共通に持っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の基礎になっている課題は、上述の欠点を回避し
て、振動に対する高い安定性を持ちかつ構成部材の直径
の4倍以上の突出長さで使用できる機、ll1i構成部
材を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は本発明によれば、構成部材が縦範囲の少なく
とも一部にわたって、異なる組織を持つ、少なくとも2
つの異なる材料又は合金又は区域を持っており、これら
が縦軸線に対して直角に、特に十分同心的に配置されて
おりかつこれらの間に場合によっては金属結合部が存在
し、これらの異なる材料又は合金又は区域が、特に反対
方向に向けられた、材料の弾性範囲にある種々のfi機
械力状態又は機械応力を持っていることによって解決さ
れる。この場合、構成部材の外側表面の範囲に少なくと
も25ON/mu2fZZsへ<少す< トモ30ON
/+m2、fork: 33ON/mu2しかし材料の
0・02%の変形限度の多くとも90%、の応力が生ず
るならば有利である0機械構成部材が少なくとも2つの
構成部材から形成され、これらの構成部Uが異なる材料
又は異なる合金から成り、これらが互いに金属的に結合
されており、外側表面に近い部分を形成する材料又は合
金が特定の温度範囲において相変態しかつ熱処理された
状態にあり、心に近い部分を形成する材料又は合金が、
これらが、なるべくその上にある構成部材より高い温度
において、場合によっては相変態を駅すように、構成さ
れている場合は、特に有利な構成が得られる。本発明に
よれば、構成部材は特に硬化可能な鋼の材料から成りか
つ2つの区域を持つことができ、表面に近い区域に硬度
又は熱処理組繊が形成されている。外側表面に近い部分
又は区域の断面積が全断面積の少なくとも0.2倍、な
るべく少なくとも0.4倍、である場合は、機械構成部
材は振励に対する特別の安定性を持っている。
本発明による方法は大体において、場合によっては異な
る材料又は合金を持つ複数の#1構成材から形成された
機械構成部材、特に工具保持装置、が、材料のアルファ
組織からガンマ組織への変態温度以下の温度での場合に
よっては温度補償する保持により、少なくとも外側表面
に近い区域において変態温度以下に加熱され又はオース
テナイト化され、続いてなるべく、例えば油又は水の中
へ浸漬による、表面からの高められた排熱により、硬度
組織の形成のために冷却され、なるべくその後に焼戻さ
れることに存する。特に硬化可能な鋼の材料から成る機
械構成部材では、本発明による方法によりこの構成部材
は、最高200℃、なるべく最高100℃、特に最高4
0℃に、しかし材料のオーステナイト化温度より少なく
とも5℃低く、加熱されかつこの温度において十分な温
度補償のために心と表面との間に保持され、その後に、
全断面積の少なくとも0.2倍、なるべく少なくとも0
.4倍、しかし最高0.65倍、の断面積を持つ外側表
面に近い区域が、変態温度以上の温度にされ又は合金の
AC1b点以上にオーステナイト化され、すぐ続いて表
面からの寒熱により、なるべく非常に強力に、冷却され
る。
同じ大きさの荷重の際に材料の弾性範囲におい変形の程
度は予荷重に関係ないことは当業者に知られてはいるが
、機械構成部材又は工兵保持装置の振動に対する高めら
れた安定性が構成部材における内部応力状態により得ら
れることが分かった。当業者の先入観を捨て去って開発
を行なうことにより、なるべく互いに金属的に結合され
かつ異なる応力状態を持っている、構成部材にある少な
くとも2つの区域又は2つの材料又は合金が存在する場
合に振動減衰又は振動に対する安定性が達成されること
が分かった。
構成部材が少なくとも外側表面の範囲において、少なく
とも10!童%のクロムを持つ合金又は綱から形成され
ている場合は、特に有利であることが分かった。
〔実施例〕
本発明の対象及び本発明によるその製造方法を実m例に
より詳録に説明する。
第1図m、bは切断板片7を持つ工具頭部6をボしてい
る。
第2図a、bは、外側表面に近い部分2と、孔8を持つ
ことができる(破線で示された人心に近い部分3と、近
位締付は端部4と、工具頭部6を支持するために構成さ
れた遠位端s5とから成る、本発明による中ぐり棒lを
釈している。
外側表面に近い部分2は材料DIN 1.2379から
成り、63HRCの硬度に熱処理されかつ340 N/
x12の引張応力を持っている。、bに近い部分は材B
DIN 1.7131から成りかつ中ぐり棒の全断面積
の54%に一致する断面積を持っている。この中ぐり棒
を用いて、締付は部から切断板片までの18直径の9倍
の突出の際に、工作物において中ぐりが行なわれ、その
際、騒音発止なしに、高められた精度において4倍の能
力が得られた。
100mmの外径及び1450+amの長さを持つ、材
料DIN 1.4120から成る丸い中ぐり棒が、本発
明による方法により熱処理された。その際、720℃の
温度への加熱及びこの温度における1506間の保持が
行なわれた。十分な温度補償後に棒の外側表面へ高出力
バーナによって熱エネルギーが供給され、その際、温度
は表面より30mm下の深さまで883℃、すなわち材
料のオーステナイト化温度範囲のAC1e点、以上の値
に上昇した。その直後に棒は、流水の中で冷却されかつ
硬化された区域はl0ION/mm2の強度になるよう
に焼戻された。切削加工及び工具頭部の組込み後に中ぐ
り作業が行なわれ、その際、中ぐり棒の突出長さは95
0+amであった。従来技術で製造された中ぐり棒と比
較して、本発明による工具保持装置を用いれば、中ぐり
棒の振動に基因する盲管な騒音が生ずることなしに、単
位時間当たり少なくとも3.6倍の能力又は削り屑取出
しが可能であった。、tfi環方法によって、本発明に
よる工具保持装置の表面に近い区域において285 N
/mm2の応力が測定された。
【図面の簡単な説明】
第1図m及びbは切断板片を持つ工具頭部のそれぞれ正
面図及び側面図、第2図m及びbは本発明による中ぐり
棒のそれぞれ正面図及び側面図である。 1・・・中ぐり棒、2・・・外側表面に近い部分、3・
・・、bに近い部分、8・・・孔 正 書 (方式) %式% 1、事件の表示 2、発明の名称 補正をする者 事件との関係特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直径の少なくとほ4倍に相当する長さをもつて突き
    出て、片側で締付けられかつ曲げ又は引張又は圧縮応力
    を受けている、振動に対する高い安定性を持つ機械構成
    部材において、構成部材(1)が縦範囲の少なくとも一
    部にわたつて、異なる組織を持つ、少なくとも2つの異
    なる材料又は合金又は区域(2)、(3)を持つており
    、これらが縦軸線に対して直角に、特に十分同心的に配
    置されておりかつこれらの間に場合によつては金属結合
    部(8)が存在し、これらの異なる材料又は合金又は区
    域(2)、(3)が、特に反対方向に向けられた、材料
    の弾性範囲にある種々の機械応力状態又は機械応力を持
    つていることを特徴とする、振動に対する高い安定性を
    持つ機械構成部材。 2 構成部材(2)の外側表面の範囲に少なくとも25
    0N/mm^2、なるべく少なくとも300N/mm^
    2、特に330N/mm^2、しかし材料の0.02%
    の変形限度の多くとも90%、の応力が生ずることを特
    徴とする、請求項1に記載の機械構成部材。3 機械構
    成部材が少なくとも2つの構成部材(2)、(3)から
    形成され、これらの構成部材が異なる材料又は異なる合
    金から成り、これらが互いに金属的に結合されており(
    8)、外側表面に近い部分を形成する材料又は合金が特
    定の温度範囲において相変態しかつ熱処理された状態に
    あり、心に近い部分を形成する材料又は合金が、これら
    が、なるべくその上にある構成部材より高い温度におい
    て、場合によつては相変態を示すように、構成されてい
    ることを特徴とする、請求項1及び2のうち1つに記載
    の機械構成部材。 4 外側表面に近い部分(2)が硬化可能な鋼から成り
    かつ少なくとも54HRC、なるべく少なくとも56H
    RC、特に少なくとも60HRC、の硬度に熱処理され
    ていることを特徴とする、請求項3に記載の機械構成部
    材。 5 特に硬化可能な鋼の材料から成るこの構成部材が2
    つの区域を持つており、表面に近い区域に硬度又は熱処
    理組織が形成されていることを特徴とする、請求項1に
    記載の機械構成部材。 6 外側表面に近い部分又は区域の断面積が全断面積の
    少なくとも0.2倍、なるべく少なくとも0.4倍、で
    あることを特徴とする、請求項1ないし5のうち1つに
    記載の機械構成部材。 7 少なくとも外側表面に近い部分(2)が、少なくと
    も10重量%、なるべく少なくとも12重量%、のクロ
    ムを含有する合金又は鋼から形成されていることを特徴
    とする、請求項1ないし6のうち1つに記載の機械構成
    部材。 8 場合によつては異なる材料又は合金を持つ複数の構
    成部材から形成された構成部材(1)が、材料のアルフ
    ァ組織からガンマ組織への変態温度以下の温度での場合
    によつては温度補償する保持により、少なくとも外側表
    面に近い区域(2)において変態温度以上に加熱され又
    はオーステナイト化され、続いてなるべく、例えば油又
    は水の中への浸漬による、表面からの高められた排熱に
    より、硬度組識の形成のために冷却され、なるべくその
    後に焼戻されることを特徴とする、振動に対する高い安
    定性を持つ機械構成部材の製造方法。 9 構成部材(1)の外側表面に近い範囲(2)が少な
    くとも45HRC、なるべく少なくとも56HRC、特
    に少なくとも60HRC、の硬度に焼入れ及び焼戻しに
    より熱処理されることを特徴とする、請求項7に記載の
    方法。 10 特に硬化可能な鋼の材料から成る構成部材が最高
    200℃、なるべく最高100℃、特に最高40℃に、
    しかし材料のオーステナイト形成が始まる温度より少な
    くとも2℃低く、加熱されかつこの温度において十分な
    温度補償のために心と表面との間に保持され、その後に
    、全断面積の少なくとも0.2倍、なるべく少なくとも
    0.4倍、しかし最高0・65倍、の断面積を持つ外側
    表面に近い区域が、変態温度以上の温度にされ又は合金
    のA_C_1_b点以上にオーステナイト化され、すぐ
    続いて表面からの奪熱により、なるべく強められて、冷
    却されるように、強度なエネルギー供給により温度分布
    が調節されることを特徴とする、請求項8及び9のうち
    1つに記載の方法。
JP8761390A 1989-04-06 1990-04-03 振動に対する高い安定性を持つ機械構成部材及びその製造方法 Pending JPH0349805A (ja)

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