JPH10505A - Rotary vibration tool holder - Google Patents
Rotary vibration tool holderInfo
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- JPH10505A JPH10505A JP17169196A JP17169196A JPH10505A JP H10505 A JPH10505 A JP H10505A JP 17169196 A JP17169196 A JP 17169196A JP 17169196 A JP17169196 A JP 17169196A JP H10505 A JPH10505 A JP H10505A
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- shaft
- output shaft
- coaxially
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でかつ安価に切削加工装置の機械
主軸の回転を切削工具に伝えると共に切削工具に軸方向
の振動を発生させる。
【解決手段】 機械主軸に連結された回転振動工具ホル
ダの入力軸10が回転し、入力軸の回転が出力軸20に
伝達されて、出力軸の他端24側に取り付けたドリルが
回転して穿孔加工が行われる。出力軸の回転により、出
力軸端面が球体保持部材47に保持された球体48に当
接しているため、端面に形成された凹部21aが球体と
当接したときに、出力軸は端面の段差分だけ入力軸側に
移動し、軸方向に周期的な振動を行う。そのため、ドリ
ルによる加工孔の底面は凹凸面になるが、ドリルの回転
に伴う先端切れ刃の軌跡は、軸方向への振動により選択
的に切削するので、切屑を分断することができる。その
結果、ドリルの回転中に切屑がドリルに巻き付かないの
で、巻き付いた切屑の除去が不要となり、連続的な孔加
工を行うことができる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit rotation of a machine spindle of a cutting apparatus to a cutting tool with a simple configuration and at a low cost, and to generate an axial vibration in the cutting tool. SOLUTION: An input shaft 10 of a rotary vibration tool holder connected to a machine spindle rotates, rotation of the input shaft is transmitted to an output shaft 20, and a drill attached to the other end 24 of the output shaft rotates. Drilling is performed. Due to the rotation of the output shaft, the end surface of the output shaft is in contact with the sphere 48 held by the sphere holding member 47. Therefore, when the concave portion 21a formed in the end surface comes into contact with the sphere, the output shaft has a step difference of the end surface. Moves to the input shaft side, and performs periodic vibration in the axial direction. For this reason, the bottom surface of the drilled hole becomes uneven, but the trajectory of the tip cutting edge accompanying the rotation of the drill is selectively cut by vibration in the axial direction, so that chips can be separated. As a result, the chips do not wind around the drill during the rotation of the drill, so that it is not necessary to remove the wound chips and continuous drilling can be performed.
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、切削加工装置の機械主軸
の回転を切削工具に伝えると共に軸方向の振動を発生さ
せることができる回転振動工具ホルダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary vibration tool holder capable of transmitting rotation of a machine spindle of a cutting device to a cutting tool and generating axial vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
切削加工装置において、ドリル等の切削工具が回転と同
時に軸線方向の上下振動を必要とする場合には、切削工
具の回転は、工具が取り付けられる機械主軸で行い、上
下振動は加工用テーブル上に設置された振動装置上に被
削物をセットし、振動装置を駆動させることにより行わ
れていた。2. Description of the Related Art
In a cutting device, when a cutting tool such as a drill needs vertical vibration in the axial direction at the same time as rotation, the rotation of the cutting tool is performed on the machine spindle to which the tool is attached, and the vertical vibration is placed on the processing table. It has been performed by setting a workpiece on the installed vibration device and driving the vibration device.
【0003】しかし、上記振動装置は、通常モータとカ
ムとを組み合わせた機械式のものや、油圧シリンダを用
いた油圧式のものであり、装置が大きくかつ複雑なもの
となり、設置のための広いスペースが必要になると共
に、高価になるという問題があった。本発明は、上記し
た問題を解決しようとするもので、簡易な構成により切
削加工装置の機械主軸の回転を切削工具に伝えると共に
切削工具に軸方向の振動を発生させることができる安価
な回転振動工具ホルダを提供することを目的とする。However, the above-mentioned vibration device is usually a mechanical device combining a motor and a cam, or a hydraulic device using a hydraulic cylinder, so that the device becomes large and complicated, and a wide space for installation is required. There is a problem that space is required and the cost is high. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-described problems, and is an inexpensive rotary vibration that can transmit the rotation of a machine spindle of a cutting apparatus to a cutting tool with a simple configuration and generate axial vibration in the cutting tool. It is an object to provide a tool holder.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するために上記請求項1に係る発明の構成上の特
徴は、一端側にて切削加工装置の機械主軸及び切削工具
の一方が固定され、他端側にて端面に同軸的に突出した
係合軸部を有する第1軸部材と、第1軸部材に同軸的に
配設され、一端側にて機械主軸及び切削工具の他方が固
定され、他端側にて端面に同軸的に設けられて係合軸部
が嵌挿される係止凹部を有すると共に端面の係止凹部の
周囲に周方向に等間隔で形成された複数の端面凹部を設
け、係止凹部に係合軸部が嵌挿された状態で第1軸部材
との間で回転トルクが伝達可能にされると共に軸方向へ
の相対的な移動が可能にされた第2軸部材と、第1軸部
材及び第2軸部材を同軸的に囲みかつ内周面の一箇所に
軸心方向に同軸的に突出した鍔状の位置決め凸部を有す
る筒状体であって、一端側の内壁に設けた第1止め部材
と位置決め凸部間にて軸受を介して第1軸部材を回転可
能に支持すると共に、位置決め凸部の第2軸部材側の端
面に第2軸部材と同心円状にリング状の溝からなる球体
の軌条を設け、第1軸部材及び第2軸部材とは独立に切
削加工装置に支持されるハウジングと、第2軸部材の他
端と位置決め凸部間にて係合軸部に遊嵌された環状体で
あって、周方向に等間隔に端面凹部と同数または整数分
の1でかつ3〜9個の球体を保持する複数の保持孔を設
けた球体保持部材と、保持孔に保持されて、軌条内に挿
着されると共に、第2軸部材の他端面に当接する複数の
球体と、第2軸部材の他端近傍にて、第2軸部材の外周
壁に同軸的に装着され、かつ第2軸部材の外周壁に設け
た移動防止手段により第2軸部材の他端面方向への移動
が止められた軸受部材と、同軸受部材とハウジングの他
端側の内周面に設けた第2止め部材の間にて第2軸部材
に外挿され、第2軸部材を第1軸部材方向に弾性力によ
って付勢するばね部材とを設けたことにある。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, the structural feature of the invention according to claim 1 is that one of a machine spindle and a cutting tool of a cutting machine at one end side. A first shaft member fixed and having an engagement shaft portion protruding coaxially on the end surface at the other end side, and disposed coaxially with the first shaft member, and the other end of the machine main shaft and the cutting tool at one end side A plurality of locking recesses provided coaxially on the end face at the other end side and having the engaging shaft portion fitted therein, and formed at equal intervals in the circumferential direction around the locking recesses on the end face. An end recess is provided, and rotation torque can be transmitted to and from the first shaft member in a state where the engagement shaft is fitted into the engagement recess, and relative movement in the axial direction is enabled. A second shaft member, coaxially surrounding the first shaft member and the second shaft member, and coaxially coaxial with one portion of the inner peripheral surface in the axial direction; A cylindrical body having a protruding flange-shaped positioning projection, rotatably supporting a first shaft member via a bearing between a first stopper member provided on an inner wall on one end side and the positioning projection. A spherical rail composed of a ring-shaped groove concentrically with the second shaft member is provided on the end surface of the positioning projection on the second shaft member side, and the cutting device is provided independently of the first shaft member and the second shaft member. An annular body loosely fitted to the engaging shaft portion between the other end of the second shaft member and the positioning convex portion, wherein the annular member is the same number as the end surface concave portion or a fraction of the integer number at equal intervals in the circumferential direction. And a sphere holding member provided with a plurality of holding holes for holding 3 to 9 spheres, and a plurality of spheres held by the holding holes and inserted into the rail and abutting on the other end surface of the second shaft member. And coaxially mounted on the outer peripheral wall of the second shaft member near the other end of the second shaft member, and A bearing member in which the movement of the second shaft member in the direction of the other end surface is stopped by the movement preventing means provided on the outer peripheral wall of the material; A spring member that is externally inserted into the second shaft member and biases the second shaft member toward the first shaft member by elastic force.
【0005】上記のように構成した請求項1に係る発明
においては、機械主軸の回転により、第1軸部材及び第
2軸部材が一体となって回転を開始する。そのとき、球
体保持部材に保持されかつ、ハウジングの位置決め凸部
に設けた軌条内を球体が転がりながら、回転している出
力軸の他端面にて、平坦部と端面凹部に交互に接触す
る。一方、第2軸部材は、ばね部材により第1軸部材側
に付勢されている。そのため、第2軸部材は、球体の接
触が平坦部から端面凹部に移ったとき、第1軸部材側に
わずかに移動し、また球体の接触が端面凹部から平坦部
に移ったとき、元の位置に戻され、この動作を連続的に
繰り返す。これにより、第2軸部材は、軸方向に一定の
距離間を往復する振動を繰り返し、この振動が、第2軸
部材に固定された切削工具に伝達される。[0005] In the invention according to claim 1 configured as described above, the first shaft member and the second shaft member start rotating integrally by the rotation of the machine main shaft. At this time, while the sphere is rolling on the rail provided on the positioning projection of the housing and held by the sphere holding member, the sphere alternately contacts the flat portion and the end surface recess at the other end surface of the rotating output shaft. On the other hand, the second shaft member is urged toward the first shaft member by a spring member. Therefore, the second shaft member slightly moves toward the first shaft member when the contact of the sphere moves from the flat portion to the end surface concave portion, and when the contact of the sphere moves from the end surface concave portion to the flat portion, Position and repeat this operation continuously. As a result, the second shaft member repeats the vibration that reciprocates a predetermined distance in the axial direction, and this vibration is transmitted to the cutting tool fixed to the second shaft member.
【0006】その結果、ドリル等の切削工具によって加
工された加工孔の底面は凹凸面になるが、切削工具の回
転に伴う工具先端の切れ刃の軌跡は、軸方向への振動に
より凸部を選択的に切削するので、切屑を連続したもの
でなく分断されたものとすることができる。そのため、
切削工具の回転中に切屑が工具に巻き付かないので、切
屑の除去が不要となり、連続的な孔加工を行うことがで
きる。[0006] As a result, the bottom surface of the drilled hole formed by a cutting tool such as a drill becomes uneven, but the locus of the cutting edge at the tip of the tool accompanying the rotation of the cutting tool has a convex portion due to vibration in the axial direction. Since the cutting is performed selectively, the chips can be not continuous but divided. for that reason,
Since the chips do not wind around the tool during rotation of the cutting tool, it is not necessary to remove the chips and continuous drilling can be performed.
【0007】また、上記請求項2に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項1に記載の回転振動工具ホルダにお
いて、第1軸部材の係合軸部の先端にて、端面に同軸的
に係合凹部を設けると共に、第2軸部材の他端面に、係
止凹部の代わりに、係合凹部に嵌装される係止軸部を設
けたことにある。上記のように構成した請求項2に係る
発明においては、第1軸部材と第2軸部材との接続関係
を変更するのみなので、これによっても上記請求項1に
記載の発明と同様の効果が得られる。According to a second aspect of the present invention, there is provided the rotary vibration tool holder according to the first aspect, wherein the end of the engaging shaft portion of the first shaft member is coaxial with the end surface. In addition to the above, an engaging recess is provided, and a locking shaft fitted into the engaging recess is provided on the other end surface of the second shaft member instead of the locking recess. In the invention according to claim 2 configured as described above, since only the connection relationship between the first shaft member and the second shaft member is changed, the same effect as the invention described in claim 1 can be obtained by this. can get.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を用いて説明すると、図1及び図2は、第1の実施形
態に係る切削加工装置に用いられる回転振動工具ホルダ
を断面図により示したものである。回転振動工具ホルダ
は、切削加工装置の機械主軸に連結される入力軸10
と、入力軸10に同軸的に連結され先端にドリルを把持
する出力軸20と、入力軸10及び出力軸20を回転自
在に被覆して支持するハウジング30とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are sectional views of a rotary vibration tool holder used in a cutting apparatus according to a first embodiment. This is shown in the figure. The rotary vibration tool holder has an input shaft 10 connected to a machine spindle of the cutting device.
And an output shaft 20 coaxially connected to the input shaft 10 and holding a drill at the tip, and a housing 30 that rotatably covers and supports the input shaft 10 and the output shaft 20.
【0009】入力軸10は、円柱形状の基部11を設け
ている。基部11は、切削加工装置の機械主軸(図示し
ない)に連結されるシャンク11aを設けており、シャ
ンク11aの一端側がわずか外側に拡径した係合部11
bになっている。係合部11bは、端面12側がわずか
に外側に突出したフランジ部11b1 になっている。端
面12には、基部11から同軸的に突出した、シャンク
11aより小径の円柱形の係合軸部13が設けられてい
る。係合軸部13の先端部分には、平板状の舌形突起部
13aが同軸的に形成されている。入力軸10の係合軸
部13側には、出力軸20が同軸的に配設されている。The input shaft 10 has a cylindrical base 11. The base portion 11 is provided with a shank 11a connected to a machine main shaft (not shown) of the cutting device, and an engagement portion 11 in which one end of the shank 11a is slightly enlarged in diameter.
b. The engaging portion 11b is a flange portion 11b1 whose end surface 12 side slightly protrudes outward. The end face 12 is provided with a columnar engagement shaft portion 13 that protrudes coaxially from the base portion 11 and has a smaller diameter than the shank 11a. A flat tongue-shaped protrusion 13 a is formed coaxially at the tip of the engagement shaft 13. An output shaft 20 is coaxially arranged on the engagement shaft portion 13 side of the input shaft 10.
【0010】出力軸20は、円柱形状で、入力軸10側
の端面21に、他端24側に向けて上記係合軸部13が
嵌挿される係合凹部22を同軸的に設けている。出力軸
20は、係合凹部22の内端位置Nにて、内端位置Nを
略中心として軸方向に延びた縦長の略長円形状の貫通孔
23を径方向に貫通して設けている。端面21の係合凹
部22の周囲は、リング状に突出した突出部21aにな
っている。The output shaft 20 has a cylindrical shape, and is provided coaxially with an engagement concave portion 22 into which the engagement shaft portion 13 is inserted toward the other end 24 side on an end surface 21 on the input shaft 10 side. The output shaft 20 is provided at the inner end position N of the engagement concave portion 22 so as to radially penetrate a vertically long, substantially elliptical through-hole 23 extending in the axial direction with the inner end position N being substantially the center. . The periphery of the engagement recess 22 of the end face 21 is a projection 21a that projects in a ring shape.
【0011】そして、突出部21aの周囲は平坦部21
bになっており、平坦部21bには、図2に示すよう
に、周方向に120゜の等間隔で外側に向けて所定角度
例えば12゜傾斜して削除された月形の凹部21cが3
箇所設けられている。また、出力軸20の端面21近傍
の外周面には、C形止め輪28を装着するためのリング
状溝27が形成されている。The periphery of the protruding portion 21a is a flat portion 21.
As shown in FIG. 2, the flat portion 21b has three lug-shaped concave portions 21c which are inclined at a predetermined angle, for example, 12 ° outward at equal intervals of 120 ° in the circumferential direction.
It is provided in places. A ring-shaped groove 27 for mounting a C-shaped retaining ring 28 is formed on the outer peripheral surface near the end surface 21 of the output shaft 20.
【0012】出力軸20の他端24側は、先細のテーパ
形状部を有する把持部25になっている。他端24の軸
心位置には、端面21に向けて同軸的に円柱空洞である
把持凹部25aが形成されており、シャンク付回転工具
例えばドリル(図示しない)が嵌挿されるようになって
いる。把持部25には、径方向に貫通して把持凹部25
aに達する2個のねじ孔26が軸方向に並んで形成され
ており、このねじ孔26にねじを螺合させることによ
り、把持凹部25aの嵌挿されたドリルが、把持部25
にねじ止め固定されるようになっている。The other end 24 of the output shaft 20 is a grip 25 having a tapered portion. At the axial center position of the other end 24, a gripping concave portion 25a, which is a cylindrical cavity, is formed coaxially toward the end surface 21, so that a rotary tool with a shank, for example, a drill (not shown) is inserted. . The grip portion 25 has a grip recess 25
a, two screw holes 26 are formed side by side in the axial direction, and by screwing a screw into the screw hole 26, the drill in which the holding concave portion 25a is inserted
To be fixed with screws.
【0013】ハウジング30は、薄肉の円筒形状で、両
端31,32の近傍の内周面に、同軸的にワイヤ止め輪
33a,34aが装着されるリング状溝33,34を設
けている。そして、一端31のリング状溝33の奥側に
は、軸心方向に突出したリング状の鍔部35が設けられ
ている。鍔部35は、一端31側の突出の小さい第1凸
部35aと、奥側の突出の大きい第2凸部35bの2段
形状になっており、第2凸部35bの中心孔の径は、上
記係合軸部13の径よりわずかに大きくされている。第
2凸部35bの奥側面には円環板形状の球体受け部材4
1が固定されている。球体受け部材41の中心孔は、入
力軸10の係合軸部13の径より大きく、その露出面に
は、上記月形の凹部21cの径方向位置に合わせて、入
力軸10と同軸的に設けられたリング状の溝からなる球
体の軌条41aが形成されている。The housing 30 has a thin cylindrical shape, and has ring-shaped grooves 33, 34 in which wire retaining rings 33a, 34a are mounted coaxially on inner peripheral surfaces near both ends 31, 32, respectively. A ring-shaped flange 35 protruding in the axial direction is provided on the one end 31 behind the ring-shaped groove 33. The flange portion 35 has a two-step shape of a first protrusion 35a having a small protrusion on the one end 31 side and a second protrusion 35b having a large protrusion on the back side. The diameter of the center hole of the second protrusion 35b is , Slightly larger than the diameter of the engagement shaft portion 13. An annular plate-shaped sphere receiving member 4 is provided on the inner side surface of the second convex portion 35b.
1 is fixed. The center hole of the sphere receiving member 41 is larger than the diameter of the engagement shaft portion 13 of the input shaft 10, and its exposed surface is coaxial with the input shaft 10 in accordance with the radial position of the above-mentioned moon-shaped concave portion 21 c. A spherical rail 41a formed of the provided ring-shaped groove is formed.
【0014】ハウジング30の一端31側からは、入力
軸10の係合部11b及び係合軸部13が挿入されてい
る。係合部11bにはラジアル軸受42が外嵌されてお
り、係合軸部13にはスラスト軸受43が外嵌されてい
る。入力軸10は、係合軸部13が第2凸部35b及び
球体受け部材41の中心孔を貫通しており、係合部11
bが、リング状溝33の奥側にて、ラジアル軸受42に
よってハウジング30内に同軸的に配設されている。ラ
ジアル軸受42は、リング状溝33に装着された第1止
め部材であるワイヤ止め輪33aと入力軸10の係合部
11bの先端のフランジ部11b1 に挟まれて位置決め
されている。また、入力軸10の端面12は、スラスト
軸受43を介して鍔部35の第2凸部35b側面に押し
当てられている。これにより、入力軸10は、ハウジン
グ30の一端31側でハウジング30内に回転自在に支
持されている。An engagement portion 11b and an engagement shaft portion 13 of the input shaft 10 are inserted from one end 31 of the housing 30. A radial bearing 42 is externally fitted to the engaging portion 11b, and a thrust bearing 43 is externally fitted to the engaging shaft portion 13. In the input shaft 10, the engagement shaft portion 13 passes through the second convex portion 35 b and the center hole of the sphere receiving member 41.
b is disposed coaxially inside the housing 30 by a radial bearing 42 on the inner side of the ring-shaped groove 33. The radial bearing 42 is positioned between the wire retaining ring 33a, which is the first retaining member mounted on the ring-shaped groove 33, and the flange 11b1 at the tip of the engaging portion 11b of the input shaft 10. The end surface 12 of the input shaft 10 is pressed against the side surface of the second convex portion 35b of the flange portion 35 via the thrust bearing 43. Thus, the input shaft 10 is rotatably supported in the housing 30 on one end 31 side of the housing 30.
【0015】ハウジング30の他端32側からは、出力
軸20が、一部が他端32から突出した状態で同軸的に
挿入されている。そして、出力軸20の係合凹部22に
は、入力軸10の係合軸部13が嵌挿され、係合軸部1
3の先端の舌形突起部13aが係合凹部22先端の貫通
孔23に係止されている。それにより、入力軸10の回
転力が出力軸20に伝達される。また、係合軸部13の
先端と係合凹部22の内端間、及び舌形突起部13aの
先端と貫通孔23の先端間には、隙間が設けられてお
り、出力軸20が入力軸10側に対して軸方向に振動で
きるようになっている。The output shaft 20 is coaxially inserted from the other end 32 side of the housing 30 with a part thereof protruding from the other end 32. The engaging shaft 13 of the input shaft 10 is fitted into the engaging recess 22 of the output shaft 20.
The tongue-shaped projection 13a at the tip of the third is locked in the through hole 23 at the tip of the engaging recess 22. Thereby, the torque of the input shaft 10 is transmitted to the output shaft 20. A gap is provided between the tip of the engaging shaft 13 and the inner end of the engaging recess 22 and between the tip of the tongue-shaped projection 13a and the tip of the through-hole 23. It can be vibrated in the axial direction with respect to the 10 side.
【0016】また、出力軸20には、ハウジング30の
他端32近傍に設けた第2止め部材であるワイヤ止め輪
34aにより位置決めされたラジアル軸受44及び、出
力軸の端面21の近傍に設けたC形止め輪28により位
置決めされたラジアル軸受45が外嵌されている。これ
により、出力軸20は、ハウジング30内に同軸的かつ
回転可能なように支持される。そして、ラジアル軸受4
4,45の間には、出力軸20にコイルばね46が巻装
されており、両軸受44,45間にコイルばね46の弾
性力が作用して、出力軸20が入力軸10方向に付勢さ
れるようになっている。The output shaft 20 is provided with a radial bearing 44 positioned by a wire retaining ring 34a as a second stopper member provided near the other end 32 of the housing 30, and near the end surface 21 of the output shaft. The radial bearing 45 positioned by the C-shaped retaining ring 28 is fitted outside. Thus, the output shaft 20 is supported in the housing 30 so as to be coaxial and rotatable. And the radial bearing 4
Between the bearings 44 and 45, a coil spring 46 is wound around the output shaft 20, and the elastic force of the coil spring 46 acts between the two bearings 44 and 45 to attach the output shaft 20 in the direction of the input shaft 10. It is getting energized.
【0017】出力軸20の端面21と球体受け部材41
間には、円環板形状の球体保持部材47が係合軸部13
に遊嵌されている。球体保持部材47は、図3に示すよ
うに、周方向に120゜間隔で3箇所に貫通した円形の
保持孔47aを設けており、保持孔47aには球形状の
球体48が保持されている。球体48は、その一部が球
体受け部材41の軌条41aに嵌め合わされて保持され
ると共に、その反対側が出力軸20の端面21に当設さ
れている。なお、リング49は、出力軸20がコイルば
ね46に抗して大きく引き出されたとき、球体48が保
持孔47aから脱落するのを防ぐためのストッパとして
挿入されている。The end surface 21 of the output shaft 20 and the sphere receiving member 41
An annular plate-shaped sphere holding member 47 is provided between the engagement shaft portions 13.
Is loosely fitted. As shown in FIG. 3, the sphere holding member 47 is provided with circular holding holes 47a penetrating at three locations at 120 ° intervals in the circumferential direction, and a spherical sphere 48 is held in the holding holes 47a. . A part of the sphere 48 is fitted and held on the rail 41 a of the sphere receiving member 41, and the opposite side is provided on the end face 21 of the output shaft 20. The ring 49 is inserted as a stopper for preventing the sphere 48 from dropping out of the holding hole 47a when the output shaft 20 is largely pulled out against the coil spring 46.
【0018】つぎに、上記第1の実施形態の動作につい
て説明する。切削加工装置の駆動開始により、その機械
主軸に連結された回転振動工具ホルダの入力軸10が回
転し、入力軸10の回転力が出力軸20に伝達されて、
出力軸20の他端24側に取り付けたドリルが回転して
穿孔加工が行われる。このとき、出力軸20の回転に伴
い、球体保持部材47に保持された球体48が球体受け
部材41の軌条41a内を転がりながら出力軸端面21
の平坦部21bと凹部21cに交互に接触している。一
方、出力軸20は、コイルばね46により入力軸10方
向に付勢されている。Next, the operation of the first embodiment will be described. When the driving of the cutting device is started, the input shaft 10 of the rotary vibration tool holder connected to the machine main shaft rotates, and the rotational force of the input shaft 10 is transmitted to the output shaft 20,
The drill attached to the other end 24 side of the output shaft 20 rotates to perform a drilling process. At this time, as the output shaft 20 rotates, the sphere 48 held by the sphere holding member 47 rolls in the rail 41 a of the sphere receiving member 41 while the output shaft end face 21
Alternately contact the flat portions 21b and the concave portions 21c. On the other hand, the output shaft 20 is urged in the direction of the input shaft 10 by the coil spring 46.
【0019】そのため、出力軸20は、球体48の接触
が平坦部21bから凹部21cに移ったとき、入力軸1
0側にわずかに移動し、また球体48の接触が凹部21
cから平坦部21bに移ったとき、元の位置に戻され、
この動作を連続的に繰り返す。これにより、出力軸20
は、周期的に軸方向に一定の距離間を往復する振動を繰
り返し、この振動が、出力軸20に固定されたドリルに
伝達される。ここでは、球体数と出力軸20端面の凹部
の数が同数なので、出力軸20が1回転する間に発生す
る振動数は約1.5になる。それにより、出力軸20に
取り付けたドリルの刃は、図4に示すように、先端が正
弦波形状に類似した振幅変動を呈する。なお、図4は、
1回転当りの送り量と振幅が等しい時の状態を説明する
ものである。Therefore, when the contact of the sphere 48 shifts from the flat portion 21b to the concave portion 21c, the output shaft 20
0 slightly, and contact of the sphere 48 is
When moving from c to the flat portion 21b, it is returned to the original position,
This operation is repeated continuously. Thereby, the output shaft 20
The vibration periodically reciprocates back and forth between a predetermined distance in the axial direction, and this vibration is transmitted to the drill fixed to the output shaft 20. Here, since the number of spheres and the number of concave portions on the end face of the output shaft 20 are the same, the frequency generated during one rotation of the output shaft 20 is about 1.5. Thereby, the tip of the drill attached to the output shaft 20 exhibits an amplitude variation similar to a sinusoidal shape at the tip as shown in FIG. In addition, FIG.
This is to explain the state when the feed amount per rotation is equal to the amplitude.
【0020】そのため、ドリルによる加工孔の底面は凹
凸面になるが、ドリルの回転に伴う先端切れ刃の軌跡
は、図4の斜線に示す部分を軸方向への振動により選択
的に切削するので、切屑を連続したものでなく分断され
たものとすることができる。その結果、ドリルの回転中
に切屑がドリルに巻き付かないので、切屑の除去が不要
となり、連続的な孔加工を行うことができる。とくに、
合成樹脂やゴム材等の弾性的な被削材に対しても、刃先
の食いつきがよく、回転中の工具に切屑が巻き付かない
ので、孔の周囲に傷がつかずに孔加工でき、そのまま次
の孔加工に移ることができ、加工作業を円滑に行うこと
ができる。なお、上記実施形態において、入力軸10と
出力軸20とを逆にして用いることもできる。Therefore, although the bottom surface of the drilled hole becomes an uneven surface, the trajectory of the tip cutting edge due to the rotation of the drill is obtained by selectively cutting the hatched portion in FIG. 4 by vibration in the axial direction. In addition, the chips can be not continuous but divided. As a result, the chips do not wind around the drill during the rotation of the drill, so that it is not necessary to remove the chips and continuous drilling can be performed. In particular,
Even with elastic materials such as synthetic resin and rubber materials, the cutting edge is good, and chips are not wrapped around the rotating tool, so it can be drilled without scratching around the hole. It is possible to proceed to the next hole processing, and the processing operation can be performed smoothly. In the above embodiment, the input shaft 10 and the output shaft 20 can be used in reverse.
【0021】つぎに、第2の実施形態について説明す
る。第2の実施形態においては、図5に示すように、入
力軸50は、上記第1の実施形態に示した回転振動工具
ホルダの入力軸10と同様に、円柱形状の基部51を設
けており、基部51の係合部51b側の端面52に、同
軸的に係合軸部53を設けている。そして、係合軸部5
3には、先端53aから基部51に向けて同軸的に円柱
形空洞である係合凹部54が形成され、係合部51bの
軸方向中間部にまで延びている。そして、係合凹部54
の内端を略中心として、軸方向に延びた略長円形状の貫
通孔55が、径方向に貫通して設けられている。入力軸
50のハウジング70への挿着は、第1の実施形態に示
したと同様である。Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the input shaft 50 is provided with a columnar base 51 similarly to the input shaft 10 of the rotary vibration tool holder shown in the first embodiment. An engagement shaft portion 53 is coaxially provided on an end surface 52 of the base portion 51 on the engagement portion 51b side. And the engagement shaft 5
3, an engagement recess 54, which is a cylindrical cavity, is formed coaxially from the distal end 53a toward the base 51, and extends to an axially intermediate portion of the engagement portion 51b. Then, the engagement recess 54
A substantially elliptical through-hole 55 extending in the axial direction with the inner end substantially at the center is provided to penetrate in the radial direction. The insertion of the input shaft 50 into the housing 70 is the same as that shown in the first embodiment.
【0022】また、出力軸60は、小径の把持部61a
と大径の係合部61bとを同軸的に配列した基部61を
設けている。基部61の係合部61b側の端面62に、
上記係合軸部53の係合凹部54に嵌挿される円柱形の
係合軸部63が同軸的に設けられている。係合軸部63
の先端部分には、平板状の舌形突起部63aが同軸的に
形成されている。そして、入力軸50の係合凹部54に
出力軸60の係合軸部63が嵌挿され、係合凹部54の
内端と係合軸部63の先端間、及び貫通孔55の先端と
舌形突起部63aの先端間には、隙間が設けられてい
る。それにより、入力軸50の回転力が出力軸60に伝
達されると共に、出力軸60が入力軸50に対して軸方
向に振動できるようになっている。The output shaft 60 has a small-diameter grip 61a.
And a base portion 61 in which a large diameter engaging portion 61b is coaxially arranged. On the end face 62 of the base 61 on the side of the engaging portion 61b,
A cylindrical engagement shaft portion 63 fitted into the engagement recess 54 of the engagement shaft portion 53 is provided coaxially. Engagement shaft 63
A flat tongue-shaped projection 63a is formed coaxially at the tip end of. The engagement shaft portion 63 of the output shaft 60 is inserted into the engagement recess 54 of the input shaft 50, and between the inner end of the engagement recess 54 and the tip of the engagement shaft portion 63, and between the tip of the through hole 55 and the tongue. A gap is provided between the tips of the shaped protrusions 63a. Thus, the torque of the input shaft 50 is transmitted to the output shaft 60, and the output shaft 60 can vibrate in the axial direction with respect to the input shaft 50.
【0023】出力軸60は、端面62側部分が外側に突
出して、止め部62aとなっている。係合部61bに
は、スラスト軸受81が外嵌され、止め部62aに当接
して、端面62方向への移動が制限されている。ハウジ
ング70の出力軸側端部71には、C型止め輪72aを
取り付けるリング状溝部72が設けられている。C型止
め輪72aとスラスト軸受81間には皿ばね82が設け
られており、出力軸60は、皿ばね82の弾性力によ
り、入力軸50側に付勢されている。その他の構成につ
いて、上記第1の実施形態と同様であり説明を省略す
る。The end portion 62 of the output shaft 60 projects outward to form a stopper 62a. A thrust bearing 81 is externally fitted to the engaging portion 61b, and abuts against the stopper portion 62a to restrict movement in the direction of the end face 62. The output shaft side end 71 of the housing 70 is provided with a ring-shaped groove 72 for mounting a C-shaped retaining ring 72a. A disc spring 82 is provided between the C-shaped retaining ring 72a and the thrust bearing 81, and the output shaft 60 is urged toward the input shaft 50 by the elastic force of the disc spring 82. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0024】以上のように構成した第2の実施形態に係
る回転振動工具ホルダは、上記第1の実施形態と同様の
作用効果が得られる。さらに、第2の実施形態において
も、入力軸50と出力軸60とを逆にして用いることも
できる。The rotary vibration tool holder according to the second embodiment configured as described above has the same function and effect as the first embodiment. Further, also in the second embodiment, the input shaft 50 and the output shaft 60 can be used in reverse.
【0025】なお、上記各実施形態に示した球体48の
数については、出力軸端面との接触の際に傾きにくくバ
ランスのよい振動を得るようにするため、3個以上であ
ることが必要である。ただし、球体48の数が、10個
以上になると球体保持部材47の径が大きくなりすぎた
り、振幅が十分に得られなかったりするため9個以下に
する必要がある。It should be noted that the number of the spheres 48 shown in each of the above embodiments is required to be three or more in order to obtain a well-balanced vibration that is hardly inclined when contacting the output shaft end face. is there. However, when the number of the spheres 48 is 10 or more, the diameter of the sphere holding member 47 becomes too large or the amplitude cannot be sufficiently obtained.
【0026】また、球体48の数に対して出力軸端面の
凹部の数が奇数倍のときは、1回転当りの送り量と振幅
の関係を調整すれば切屑を分断することができるが、偶
数倍のときには、ドリルの刃数が1刃であると切屑を分
断することができない。従って、この場合は刃数を2刃
以上にする必要がある。When the number of recesses on the output shaft end face is an odd number times the number of the spheres 48, chips can be separated by adjusting the relationship between the feed amount per rotation and the amplitude. In the case of double, the chip cannot be divided if the number of drill bits is one. Therefore, in this case, the number of blades needs to be two or more.
【0027】さらに、出力軸の端面の凹凸形状について
は、上記実施形態に示したものに限らず、正弦曲線や鋸
刃状等に変更することにより、滑らかな振動や衝撃的な
振動等を必要に応じて発生させることができる。特に、
脆性的な無機質材等の加工には、衝撃的な振動が有利で
あるので、出力軸の端面形状をそれに合わせて調整する
必要がある。また、振動形態を選択することにより、工
具寿命を延ばすように調整することもできる。Further, the uneven shape of the end face of the output shaft is not limited to the one shown in the above embodiment, and it is necessary to change the shape into a sinusoidal curve, a saw blade shape or the like so that a smooth vibration or a shock-like vibration is required. Can be generated according to Especially,
In processing a brittle inorganic material or the like, impact vibration is advantageous. Therefore, it is necessary to adjust the shape of the end face of the output shaft accordingly. Further, by selecting the vibration mode, it is possible to make an adjustment so as to extend the tool life.
【図1】本発明の第1の実施形態に係る回転振動工具ホ
ルダを示す破断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a rotary vibration tool holder according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同回転振動工具ホルダの出力軸の端面を示す平
面図である。FIG. 2 is a plan view showing an end surface of an output shaft of the rotary vibration tool holder.
【図3】回転振動工具ホルダの球体保持部材を示す平面
図である。FIG. 3 is a plan view showing a sphere holding member of the rotary vibration tool holder.
【図4】回転振動工具ホルダに装着したドリルの切り刃
の回転軌跡を示す動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram showing a rotation locus of a cutting blade of a drill mounted on a rotary vibration tool holder.
【図5】第2の実施形態に係る回転振動工具ホルダを示
す破断面図である。FIG. 5 is a cutaway view showing a rotary vibration tool holder according to a second embodiment.
10…入力軸、11…基部、11a…シャンク、11b
…係合部、11b1 …フランジ部、12…端面、13…
係合軸部、13a…舌形突起部、20…出力軸、22…
係合凹部、23…貫通孔、21…端面、21b…平坦
部、21c…凹部、25…把持部、25a…把持凹部、
30…ハウジング、31…一端、32…他端、33,3
4…リング状溝、33a,34a…ワイヤ止め輪、35
…鍔部、41…球体受け部材、41a…軌条、42…ラ
ジアル軸受、43…スラスト軸受、44,45…ラジア
ル軸受、46…コイルばね、47…球体保持部材、48
…球体、50…入力軸、53…係合軸部、54…係合凹
部、55…貫通孔、60…出力軸、61…基部、62…
端面、62a…止め部、63…係合軸部、63a…舌形
突起部、70…ハウジング、72…リング状溝部、72
a…C型止め輪、81…スラスト軸受、82…皿ばね。10: input shaft, 11: base, 11a: shank, 11b
... engaging portion, 11b1 ... flange portion, 12 ... end face, 13 ...
Engagement shaft part, 13a ... tongue-shaped projection part, 20 ... output shaft, 22 ...
Engaging concave portion, 23: through hole, 21: end face, 21b: flat portion, 21c: concave portion, 25: gripping portion, 25a: gripping concave portion,
30 ... housing, 31 ... one end, 32 ... other end, 33, 3
4. Ring groove, 33a, 34a Wire retaining ring, 35
... Flange, 41 ... Sphere receiving member, 41a ... Rail, 42 ... Radial bearing, 43 ... Thrust bearing, 44, 45 ... Radial bearing, 46 ... Coil spring, 47 ... Sphere holding member, 48
... sphere, 50 ... input shaft, 53 ... engaging shaft, 54 ... engaging recess, 55 ... through hole, 60 ... output shaft, 61 ... base, 62 ...
End face, 62a: Stop, 63: Engagement shaft, 63a: Tongue-shaped projection, 70: Housing, 72: Ring-shaped groove, 72
a: C-shaped retaining ring, 81: thrust bearing, 82: disc spring.
Claims (2)
切削工具の一方が固定され、他端側にて端面に同軸的に
突出した係合軸部を有する第1軸部材と、 同第1軸部材に同軸的に配設され、一端側にて前記機械
主軸及び切削工具の他方が固定され、他端側にて端面に
同軸的に設けられて前記係合軸部が嵌挿される係止凹部
を有すると共に同端面の同係止凹部の周囲に周方向に等
間隔で形成された複数の端面凹部を設け、前記係止凹部
に前記係合軸部が嵌挿された状態で前記第1軸部材との
間で回転トルクが伝達可能にされると共に軸方向への相
対的な移動が可能にされた第2軸部材と、 前記第1軸部材及び第2軸部材を同軸的に囲みかつ内周
面の一箇所に軸心方向に同軸的に突出した鍔状の位置決
め凸部を有する筒状体であって、一端側の内壁に設けた
第1止め部材と前記位置決め凸部間にて軸受を介して前
記第1軸部材を回転可能に支持すると共に、前記位置決
め凸部の前記第2軸部材側の端面に第2軸部材と同心円
状にリング状の溝からなる球体の軌条を設け、前記第1
軸部材及び第2軸部材とは独立に前記切削加工装置に支
持されるハウジングと、 前記第2軸部材の他端と前記位置決め凸部間にて前記係
合軸部に遊嵌された環状体であって、周方向に等間隔に
前記端面凹部と同数または整数分の1でかつ3〜9個の
球体を保持する複数の保持孔を設けた球体保持部材と、 前記保持孔に保持されて、前記軌条内に挿着されると共
に、前記第2軸部材の他端面に当接する複数の球体と、 前記第2軸部材の他端近傍にて、同第2軸部材の外周壁
に同軸的に装着され、かつ同第2軸部材の外周壁に設け
た移動防止手段により同第2軸部材の他端面方向への移
動が止められた軸受部材と、 同軸受部材と前記ハウジングの他端側の内周面に設けた
第2止め部材の間にて前記第2軸部材に外挿され、同第
2軸部材を前記第1軸部材方向に弾性力によって付勢す
るばね部材とを設けたことを特徴とする回転振動工具ホ
ルダ。A first shaft member fixed at one end to one of a machine spindle and a cutting tool of the cutting device, and having an engagement shaft portion coaxially protruding from an end surface at the other end; The other of the machine main shaft and the cutting tool is fixed at one end side and coaxially provided on the end face at the other end side so that the engagement shaft portion is inserted. A plurality of end face recesses having a stopping recess and being formed at equal intervals in the circumferential direction around the same locking recess on the same end face are provided, and the engagement shaft portion is inserted into the locking recess, and A second shaft member capable of transmitting rotational torque between the shaft member and the first shaft member and enabling relative movement in the axial direction; and coaxially surrounding the first shaft member and the second shaft member. And a cylindrical body having a flange-shaped positioning protrusion protruding coaxially in one direction at an inner peripheral surface, and a cylindrical body at one end side. The first shaft member is rotatably supported via a bearing between the first stopper member provided on the second shaft member and the positioning protrusion, and a second shaft member is provided on an end surface of the positioning protrusion on the second shaft member side. A spherical rail made of a ring-shaped groove is provided concentrically with the first rail.
A housing supported by the cutting device independently of the shaft member and the second shaft member; and an annular body loosely fitted to the engagement shaft portion between the other end of the second shaft member and the positioning projection. A sphere holding member provided with a plurality of holding holes for holding 3 to 9 spheres at the same number or a fraction of the number of the end face recesses at equal intervals in a circumferential direction; A plurality of spheres inserted into the rail and abutting on the other end surface of the second shaft member; and coaxial with an outer peripheral wall of the second shaft member near the other end of the second shaft member. A bearing member attached to the second shaft member and stopped by the movement preventing means provided on the outer peripheral wall of the second shaft member in the direction of the other end surface of the second shaft member; and the other end of the bearing member and the housing. The second shaft member is externally inserted between the second stopper members provided on the inner peripheral surface of the second shaft member. A rotary vibration tool holder, comprising: a spring member that is biased by an elastic force in a direction of a single shaft member.
ダにおいて、 前記第1軸部材の係合軸部の先端にて、端面に同軸的に
係合凹部を設けると共に、前記第2軸部材の他端面に、
前記係止凹部の代わりに、前記係合凹部に嵌装される係
止軸部を設け、前記第1軸部材と第2軸部材間で回転ト
ルクが伝達可能にされると共に軸方向への相対的な移動
を可能にしたことを特徴とする回転振動工具ホルダ。2. The rotary vibration tool holder according to claim 1, wherein an engaging recess is provided coaxially on an end face at a tip of the engaging shaft portion of the first shaft member, and the second shaft member is provided. On the other end face of
In place of the locking recess, a locking shaft fitted into the engaging recess is provided, so that a rotational torque can be transmitted between the first shaft member and the second shaft member and a relative axial direction is provided. Rotary vibration tool holder characterized in that it is capable of dynamic movement.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17169196A JPH10505A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Rotary vibration tool holder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17169196A JPH10505A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Rotary vibration tool holder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10505A true JPH10505A (en) | 1998-01-06 |
Family
ID=15927911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17169196A Pending JPH10505A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Rotary vibration tool holder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10505A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115427177A (en) * | 2020-04-07 | 2022-12-02 | 米蒂斯公司 | High speed spindle with forced mechanical vibration assist |
| EP4327983A1 (en) | 2022-08-23 | 2024-02-28 | Subaru Corporation | Tool driving device and method of producing drilled product |
| US12090559B2 (en) | 2021-03-11 | 2024-09-17 | Subaru Corporation | Tool driving device and method of producing drilled product |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP17169196A patent/JPH10505A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115427177A (en) * | 2020-04-07 | 2022-12-02 | 米蒂斯公司 | High speed spindle with forced mechanical vibration assist |
| US12090559B2 (en) | 2021-03-11 | 2024-09-17 | Subaru Corporation | Tool driving device and method of producing drilled product |
| EP4327983A1 (en) | 2022-08-23 | 2024-02-28 | Subaru Corporation | Tool driving device and method of producing drilled product |
| US12202054B2 (en) | 2022-08-23 | 2025-01-21 | Subaru Corporation | Tool driving device and method of producing drilled product |
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