防振構(gòu)件及切削工具的制作方法
【專利摘要】提供一種防振構(gòu)件，所述防振構(gòu)件通過與工具主體的外表面的摩擦力而能夠安裝于所述工具主體的外表面，且所述防振構(gòu)件具備具有橡膠彈性或粘彈性的構(gòu)件主體。
【專利說明】防振構(gòu)件及切削工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過安裝于工具而使振動衰減的防振構(gòu)件、及具備該防振構(gòu)件的切削工具。
[0002]本申請基于2011年7月15日向日本提出申請的特愿2011-156602號而主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0003]在切削加工時，作為使加工對象的加工精度惡化的原因，存在與加工相伴的切削工具的振動。例如，已知在銑刀加工時為了避免加工對象與切削工具的干涉而較長地設(shè)定工具長度的情況下，工具突出量增加而切削工具的強(qiáng)度下降，振動的發(fā)生變大。根據(jù)這種情況，為了抑制切削工具的振動而進(jìn)行了各種嘗試。
[0004]例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了一種通過在工具內(nèi)部的中空部分設(shè)置由粘彈性體支承的重物來抑制加工時的振動的防振工具。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-307642號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]然而，上述以往的防振工具需要在工具主體形成有中空部的基礎(chǔ)上在其內(nèi)部經(jīng)由粘彈性體來固定重物等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在導(dǎo)致工具的制造成本高漲這樣的問題。而且，由于在工具主體的內(nèi)部配置重物等振動吸振器，因此存在無法應(yīng)對對于切削加工時的冷卻有效的內(nèi)部供油所產(chǎn)生的冷卻的問題。
[0010]而且，正因?yàn)槭巧鲜瞿菢拥慕Y(jié)構(gòu)，因此存在工具其本身的強(qiáng)度下降，給工具的壽命造成壞影響的問題。
[0011]本發(fā)明考慮到這種情況而作出，其目的在于提供一種通過簡單的結(jié)構(gòu)，不會犧牲工具的強(qiáng)度，而能夠?qū)η邢鞴ぞ吒郊铀p功能的防振構(gòu)件、及具備該防振構(gòu)件的切削工具。
[0012]解決方案
[0013]本發(fā)明的防振構(gòu)件具備具有橡膠彈性或粘彈性的構(gòu)件主體，所述防振構(gòu)件通過與工具主體的外表面的摩擦力而能夠安裝于所述工具主體的外表面。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的防振構(gòu)件，在切削時，由于在工具產(chǎn)生的工具的彎曲及扭轉(zhuǎn)而具有橡膠彈性或粘彈性的構(gòu)件主體發(fā)生變形，通過構(gòu)件主體自身的衰減效果能夠使工具主體的振動衰減。而且，在工具主體與構(gòu)件主體的接觸面產(chǎn)生摩擦，在工具主體與構(gòu)件主體的交界面產(chǎn)生摩擦阻力，由此能夠使振動衰減。
[0015]所述構(gòu)件主體也可以是具有中心軸孔的筒形狀，向所述中心軸孔內(nèi)插入所述工具主體。即，也可以是，所述構(gòu)件主體是具有中心軸孔的筒形狀，向所述中心軸孔插入所述工具主體。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的防振構(gòu)件，能夠以更簡單的結(jié)構(gòu)來制造防振構(gòu)件。而且，能夠提供一種更簡單地向工具主體安裝的防振構(gòu)件。進(jìn)而，由于也能夠簡單地向現(xiàn)有的工具安裝防振構(gòu)件，因此不會廢棄現(xiàn)有的工具而能夠低振動化使用。
[0017]另外，也可以是，所述中心軸孔的內(nèi)徑比所述工具主體的外形小。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的防振構(gòu)件，在防振構(gòu)件的中心軸孔與工具主體之間產(chǎn)生過盈量(過盈量)，通過過盈配合(過盈配合)，能夠以規(guī)定的緊固力將防振構(gòu)件與工具主體嵌合。
[0019]另外，也可以是，在所述防振構(gòu)件上，在所述構(gòu)件主體的內(nèi)周側(cè)及外周側(cè)中的至少一方形成至少1條狹縫。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的防振構(gòu)件，由于狹縫而在防振構(gòu)件的內(nèi)部進(jìn)行摩擦的面積增加，能夠得到更高的摩擦衰減效果。
[0021]另外，也可以向具有橡膠彈性或粘彈性的所述構(gòu)件主體添加纖維。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的防振構(gòu)件，在切削工具高速旋轉(zhuǎn)時，能夠抑制防振構(gòu)件因離心力而發(fā)生變形的情況。
[0023]此外，本發(fā)明提供一種具備所述防振構(gòu)件和工具主體的切削工具。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的防振構(gòu)件，不犧牲切削工具的強(qiáng)度而能夠向工具附加衰減功能。
[0025]發(fā)明效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，在切削時，由于在工具產(chǎn)生的工具的彎曲及扭轉(zhuǎn)而具有橡膠彈性或粘彈性的構(gòu)件主體發(fā)生變形，通過構(gòu)件主體自身的衰減效果能夠使工具主體的振動衰減。而且,在工具主體與構(gòu)件主體的接觸面產(chǎn)生摩擦,在工具主體與構(gòu)件主體的交界面產(chǎn)生摩擦阻力，由此能夠使振動衰減。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)床的工具安裝部的概觀圖。
[0028]圖2是第一實(shí)施方式的防振構(gòu)件的立體圖。
[0029]圖3是機(jī)床的卡盤部的放大側(cè)視圖。
[0030]圖4是第二實(shí)施方式的防振構(gòu)件的立體圖。
[0031]圖5A是第二實(shí)施方式的另一方式的防振構(gòu)件的立體圖。
[0032]圖5B是第二實(shí)施方式的另一方式的防振構(gòu)件的立體圖。
[0033]圖5C是第二實(shí)施方式的另一方式的防振構(gòu)件的立體圖。
[0034]圖6是比較例1 (無防振構(gòu)件)的敲擊試驗(yàn)結(jié)果。
[0035]圖7是實(shí)施例2-1 (整個長度上的防振構(gòu)件)的敲擊試驗(yàn)結(jié)果。
[0036]圖8是實(shí)施例2-2 (整個長度的一半上的防振構(gòu)件)的敲擊試驗(yàn)結(jié)果。
[0037]圖9是敲擊試驗(yàn)中的頻率響應(yīng)的坐標(biāo)圖。
[0038]圖10是比較例3的表面粗糙度測定結(jié)果。
[0039]圖11是實(shí)施例3的表面粗糙度測定結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。[0041]圖1是具備適用了本實(shí)施方式的防振構(gòu)件的切削工具的臥式加工中心100(以下，稱為機(jī)床)的工具安裝部的概觀圖。
[0042]本實(shí)施方式的防振構(gòu)件1適用于機(jī)床100的銑刀(刀具)。在本實(shí)施方式中，使用立銑刀2作為銑刀。如圖1所示，在本實(shí)施方式中使用的機(jī)床100的主軸朝向水平方向，立銑刀2由卡盤部51保持。
[0043]如圖2所示，防振構(gòu)件1的構(gòu)件主體1A呈圓筒形狀，沿著軸向形成有中心軸孔3。構(gòu)件主體1A由粘彈性體構(gòu)成，更詳細(xì)而言，由天然橡膠配合硬度65的橡膠形成。需要說明的是，作為防振構(gòu)件1的材質(zhì)，并不局限于橡膠，只要是具有橡膠彈性或粘彈性的構(gòu)件即可。通過使用這些材料，能得到高的振動衰減效果。例如，作為具有橡膠彈性的材料，可以采用天然橡膠、合成橡膠等的網(wǎng)眼狀高分子、塑料等的鏈狀的合成高分子。而且，例如，作為具有粘彈性的材料，可以采用具備沖擊吸收力、壓力分散性能的以硅酮為主原料的凝膠狀原料(例如，泰已科(夕^力)公司的α凝膠(注冊商標(biāo))等)。
[0044]防振構(gòu)件1的軸向的長度是將立銑刀2的主體部大致覆蓋的長度。即，防振構(gòu)件1是在除了立銑刀2的刀刃部及保持部之外的大致整個長度上將立銑刀2覆蓋的形狀。本實(shí)施方式的防振構(gòu)件1的長度為50mm,外徑為40mm中心軸孔的直徑為13mm。
[0045]圖3是卡盤部51的放大側(cè)視圖。
[0046]如圖3所示，防振構(gòu)件1安裝于由卡盤部51保持的立銑刀2。立銑刀2由被卡盤部51保持的保持部4、刀刃部5、以及保持部與刀刃部之間的主體部6構(gòu)成。立銑刀2為大致圓柱形狀，主體部6也是具有一定的直徑的圓柱形狀。防振構(gòu)件1安裝在立銑刀2的主體部6上。
[0047]在本實(shí)施方式中，立銑刀2的從卡盤部51突出的突出量為79mm，防振構(gòu)件1安裝在距立銑刀2的前端14.5mm的位置。而且，立銑刀的主體部的直徑為14mm，防振構(gòu)件1的中心軸孔的內(nèi)徑比立銑刀的主體部的外徑小1mm。即，防振構(gòu)件1與立銑刀2通過過盈配合的關(guān)系進(jìn)行嵌合。
[0048]根據(jù)上述實(shí)施方式，在切削時，因在立銑刀2產(chǎn)生的立銑刀2的彎曲及扭轉(zhuǎn)而防振構(gòu)件1變形，通過防振構(gòu)件1自身的衰減效果，能夠使立銑刀2主體的振動衰減。
[0049]另外，在立銑刀2與防振構(gòu)件1的接觸面產(chǎn)生摩擦，在立銑刀2與防振構(gòu)件1的交界面產(chǎn)生摩擦阻力，由此能夠使振動衰減。
[0050]另外，由于防振構(gòu)件1為簡單的形狀，因此能夠以更低的成本制造防振構(gòu)件1。而且，能夠提供一種更簡單地安裝于立銑刀2的防振構(gòu)件1。此外，也能夠簡單地向現(xiàn)有的工具安裝防振構(gòu)件，因此能夠不用廢棄現(xiàn)有的工具而低振動化使用。
[0051]此外，由于在防 振構(gòu)件1的中心軸孔3與立銑刀2之間產(chǎn)生過盈量，因此能夠通過過盈配合以規(guī)定的緊固力使防振構(gòu)件1與立銑刀2嵌合。
[0052]接下來，對第二實(shí)施方式的防振構(gòu)件進(jìn)行說明。
[0053]圖4是第二實(shí)施方式的防振構(gòu)件1B的立體圖。如圖4所示，在第二實(shí)施方式的防振構(gòu)件1B的構(gòu)件主體1A上，形成有在從軸向觀察第一實(shí)施方式的防振構(gòu)件1的內(nèi)周側(cè)時從中心軸孔3呈放射狀(徑向方向)地形成的多條狹縫7。多條狹縫7沿著軸向(軸向方向)在防振構(gòu)件1B的整個長度上延伸。
[0054]根據(jù)上述實(shí)施方式，通過狹縫7，在防振構(gòu)件1B的內(nèi)部進(jìn)行摩擦的面積增加，能夠得到更高的摩擦衰減效果。而且，中心軸孔3容易擴(kuò)展，因此容易將防振構(gòu)件1B安裝于立統(tǒng)刀2。
[0055]需要說明的是，狹縫7也可以不是沿著軸向方向連續(xù)形成。例如圖5A所示，狹縫7C也可以間斷地形成在構(gòu)件主體1A的局部。而且，狹縫7無需沿著軸向方向直線性地設(shè)置，如圖5B所示，狹縫7D也可以扭轉(zhuǎn)成螺旋狀而形成。
[0056]另外，如圖5C所示，狹縫7E也可以形成在構(gòu)件主體1A的外周側(cè)。通過將狹縫不僅形成在內(nèi)周側(cè)，而且也形成在外周側(cè)，由此防振構(gòu)件的剛性下降，能夠期待由結(jié)構(gòu)衰減產(chǎn)生的衰減效果。
[0057]實(shí)施例
[0058]接下來，對于安裝有防振構(gòu)件的立銑刀的實(shí)施例和沒有防振構(gòu)件的立銑刀的比較例，進(jìn)行了用于確認(rèn)防振效果等的各種測定。
[0059]驗(yàn)證從基于卷刃量的比較、基于敲擊試驗(yàn)的比較、基于表面粗糙度的比較、基于工具損傷的檢查的比較這4個觀點(diǎn)進(jìn)行。[0060]機(jī)床使用了臥式加工中心。立銑刀使用了 Φ 14的6刃立銑刀。試件設(shè)為時效處理完的方料(寬X高X進(jìn)深=122X109X76(mm))。徑向和軸向的切入及轉(zhuǎn)速在實(shí)施例及比較例中為一定。
[0061]〈基于卷刃量的比較〉
[0062]在實(shí)施例的立銑刀和比較例的立銑刀中，對試件進(jìn)行加工，對加工后的卷刃量(磨損量)進(jìn)行了計(jì)測、比較。試件的加工進(jìn)行了兩面加工。
[0063]<實(shí)施例1>
[0064]實(shí)施例1使用安裝有防振構(gòu)件的立銑刀，在表1所示的條件下對試件進(jìn)行了加工。防振構(gòu)件使用外徑=40_、內(nèi)徑=13_、長度=50_的構(gòu)件，通過過盈配合而嵌合并固定于外徑14mm的立統(tǒng)刀。
[0065]<比較例1>
[0066]比較例1使用未安裝防振構(gòu)件的立銑刀，在表1所示的條件下對試件進(jìn)行了加工。
[0067]表1示出對試件的端面進(jìn)行了兩面加工之后的立銑刀的卷刃量。卷刃量對于立銑刀的后隙面及前傾面分別進(jìn)行了計(jì)測。而且，1面的切削距離為約2.68m。
[0068]根據(jù)表1，雖然各切削刃存在卷刃量的變動，但是在兩面加工的時點(diǎn)，在后隙面的評價中能夠確認(rèn)到平均49%的卷刃量的減少。在前傾面的評價中，能夠確認(rèn)到平均31%的卷刃量的減少。
[0069][表 1]
【權(quán)利要求】
1.一種防振構(gòu)件，所述防振構(gòu)件具備具有橡膠彈性或粘彈性的構(gòu)件主體，所述防振構(gòu)件通過與工具主體的外表面的摩擦力而能夠安裝于所述工具主體的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防振構(gòu)件，其中，所述構(gòu)件主體是具有中心軸孔的筒形狀，向所述中心軸孔內(nèi)插入所述工具主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防振構(gòu)件，其中，所述中心軸孔的內(nèi)徑比所述工具主體的外徑小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防振構(gòu)件，其中，在所述構(gòu)件主體的內(nèi)周側(cè)及外周側(cè)中的至少一方形成有至少1條狹縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的防振構(gòu)件，其中，向所述構(gòu)件主體添加纖維。
6.一種切削工具，其具備權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的防振構(gòu)件和工具主體。
7.一種切削工具，其具備權(quán)利要求5所述的防振構(gòu)件和工具主體。
【文檔編號】B23Q11/00GK103635287SQ201280031718
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月15日
【發(fā)明者】俁野和彌, 川下倫平 申請人:三菱重工業(yè)株式會社