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WO2014125951A1 - コレット - Google Patents

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Publication number
WO2014125951A1
WO2014125951A1 PCT/JP2014/052445 JP2014052445W WO2014125951A1 WO 2014125951 A1 WO2014125951 A1 WO 2014125951A1 JP 2014052445 W JP2014052445 W JP 2014052445W WO 2014125951 A1 WO2014125951 A1 WO 2014125951A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
collet
cutting
central axis
main body
damping alloy
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/052445
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
文仁 櫻井
健司 渡部
毛利　倫哉
Original Assignee
大同特殊鋼株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大同特殊鋼株式会社 filed Critical 大同特殊鋼株式会社
Priority to CN201480008482.3A priority Critical patent/CN105008075A/zh
Priority to KR1020157021883A priority patent/KR20150117271A/ko
Priority to US14/652,239 priority patent/US20150321265A1/en
Publication of WO2014125951A1 publication Critical patent/WO2014125951A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20—Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
    • B23B31/201—Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/202—Details of the jaws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2250/00—Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
    • B23B2250/16—Damping of vibrations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T279/00—Chucks or sockets
    • Y10T279/17—Socket type
    • Y10T279/17291—Resilient split socket
    • Y10T279/17316—Unitary

Definitions

  • the present invention relates to a collet that is attached to a holder or chuck (hereinafter simply referred to as “chuck”) fixed to a machine tool and fixes an end of a rotary cutting tool such as an end mill or a rotary workpiece,
  • chuck a holder or chuck
  • the present invention relates to a collet having a vibration control function for suppressing vibration during use.
  • a collet is used to attach a rotary cutting tool such as an end mill to a chuck of a machine tool, or to attach a rod-like workpiece that rotates to give cutting.
  • a rotary cutting tool such as an end mill
  • a rod-like workpiece that rotates to give cutting.
  • the end of a rod-like rotary cutting tool or rotary workpiece is inserted into the cylindrical body of the collet, and this is attached to a chuck, tightened from the outer periphery, and fixed to the machine tool.
  • the deflection accuracy of the tip portion is 3 to 5 ⁇ m, so that the deflection of the tool edge can be corrected.
  • a collet provided with a correction screw is disclosed.
  • the collet is a cylindrical main body portion having a central axis, and has a disc-shaped flange on the insertion port side into which a shank portion of a rotary cutting tool such as an end mill is inserted.
  • screw holes that penetrate the flange portion in a direction parallel to the axis of the shank portion of the tool are provided, and a vibration correcting screw is provided so as to protrude to the back surface of the flange portion. It is screwed.
  • the collet is housed and fixed in the chuck cylinder. When the shake correction screw is operated in the screwing direction in a stationary state before cutting, the tip of the collet comes into contact with the peripheral edge of the chuck cylinder.
  • the root portion of the tool shank can be elastically deformed in a direction in which the runout of the tool approaches zero, thereby correcting the runout of the tool. . That is, here, in a state where the work to be cut and the tool are not in contact with each other, the deflection of the cutting edge of the tool is suppressed by bringing the vibration correcting screw into contact with the peripheral portion of the chuck cylinder.
  • vibrations caused by changes in the contact pressure between the cutting tool and the work piece during cutting often impair the machining accuracy of the work piece. Therefore, it is also considered to form a collet, a chuck or the like with a damping alloy so as to absorb vibration generated in the cutting tool and / or the workpiece.
  • Patent Document 2 discloses a twin-type Mn-based damping alloy suitable for manufacturing a tool for machining.
  • Such an alloy has a mass% of Cu: 16.9 to 27.7%, Ni: 2.1 to 8.2%, Fe: 1.0 to 2.9%, C: 0.05% or less, O : 0.06% or less, N: 0.06% or less, others have a component composition consisting of Mn and unavoidable impurities, good response of twin deformation to stress load, and high vibration damping Have.
  • the vibration damping property can be maintained well up to a large strain region, the mechanical strength is high, and the molding processability and the weldability are excellent. Therefore, it is suitable for manufacturing a tool for machining.
  • vibration damping alloys including the twin-type Mn-based vibration damping alloys described above, generally do not have the rigidity as high as that of tool steel. It does not necessarily increase the processing accuracy.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a vibration damping function capable of increasing the machining accuracy of a work to be cut and to reduce the wear amount of the cutting edge of a cutting tool to be used. It is to provide a collet that can be used.
  • a rod body made of a damping alloy is fitted into an elongated hole drilled in parallel with the central axis from the end surface on the insertion port side into which an object to be fixed of the cylindrical main body having a central axis is inserted. It is characterized by being embedded. That is, the present invention relates to the following [1] to [5].
  • the cylindrical main body having the central axis is provided with a long hole drilled in parallel with the central axis from the end surface on the insertion port side into which the fixed object is inserted,
  • the cylindrical main body is divided at equal angles around the central axis, and is provided with a slit from the end surface so as to be composed of a plurality of hook-shaped pieces, and each of the hook-shaped pieces has an equal corresponding position at the position.
  • the slot is provided with an odd number, and each of the bowl-shaped pieces is provided with the elongated hole at a position symmetric with respect to the virtual plane passing through the slit and the central axis facing the inner surface thereof.
  • the collet according to [3] which is provided.
  • the damping alloy is, by mass%, Cu: 16.9 to 27.7%, Ni: 2.1 to 8.2%, Fe: 1.0 to 2.9%, C: 0.05% or less
  • the vibration generated in the cutting tool and / or the work is absorbed by the damping alloy and is required as a collet. It is possible to secure a sufficient strength, increase the machining accuracy of the workpiece, and reduce the wear amount of the cutting edge of the cutting tool.
  • the inner peripheral surface of the elongated hole and the outer peripheral surface of the rod body may be threaded, and the rod body may be screwed into the elongated hole. According to this invention, the vibration generated in the cutting tool and / or the workpiece during use can be absorbed more effectively, the machining accuracy of the workpiece to be cut can be further increased, and the wear amount of the cutting edge of the cutting tool can be reduced. Can do it.
  • the cylindrical main body is divided at equal angles around the central axis, and is provided with a slit from the end face so as to be composed of a plurality of hook-shaped pieces, and each of the hook-shaped pieces is equal to each other.
  • the long hole may be provided at a corresponding position, and the rod body may be provided.
  • each of the hook-shaped pieces has the elongated holes at positions symmetrical to the virtual plane passing through the slit and the central axis facing the inner surface thereof. It is good also as providing the said rod. According to this invention, the vibration generated in the cutting tool and / or the workpiece during use can be absorbed more effectively, the machining accuracy of the workpiece to be cut can be greatly increased, and the wear amount of the cutting edge of the cutting tool can be reduced. It can be done.
  • the damping alloy is Cu: 16.9 to 27.7%, Ni: 2.1 to 8.2%, Fe: 1.0 to 2.9%, and C: It may be characterized by having a component composition of 0.05% or less, the balance Mn and inevitable impurities. According to this invention, the vibration generated in the cutting tool and / or the workpiece during use can be absorbed more effectively, the machining accuracy of the workpiece to be cut can be greatly increased, and the amount of wear on the cutting edge of the cutting tool can be further reduced. It can be done.
  • the collet 1 is a straight collet, and is a tip side of a substantially cylindrical main body 10, that is, a side into which an end mill 5 described later is inserted (see FIG. 2.
  • the side opposite to the side into which the end mill 5 is inserted is referred to as a “rear end side”).
  • the cylindrical inner surface of the cylindrical main body 10 is provided with a step in the direction along the central axis C, and a clearance hole portion 16 having a large diameter on the rear end side and a gripping portion having a small diameter on the front end side. 15 is continuous at an inclined step portion 15a.
  • a bowl-shaped outer peripheral groove 14 is provided that makes a round in the circumferential direction at a position spaced a predetermined distance from the rear end.
  • the outer circumferential groove 14 is provided with a slit window 13 which is a hole penetrating from the outer circumferential groove 14 to the escape hole portion 16 at equal intervals along the outer circumferential groove 14.
  • Each slot window 13 is provided with a slit-like slot groove 12 extending substantially parallel to the central axis C to the end surface 11a of the flange portion 11 on the distal end side.
  • the main body 10 of the collet 1 is formed by the slits 12 and the hook-like pieces divided at equal intervals in the circumferential direction and an integral part on the rear end side of the outer peripheral groove 14 connecting them.
  • a slit groove 12 is provided so as to divide the end face 11a on the distal end side into three at 120 degrees, and three body-like pieces are given to the main body portion 10.
  • a collet 1 is shown. With the outer circumferential groove 14 as a fulcrum, each bowl-shaped piece can bend the tip side in the radial direction.
  • the main body 10 has an opening in the end surface 11a on the distal end side, and a long hole 19 extending in parallel with the central axis C is drilled.
  • a long hole 19 extending in parallel with the central axis C is drilled.
  • a plurality of long holes 19 are provided on a circle S centered on the central axis C so as to be provided at a position corresponding to each bowl-shaped piece. (Refer to FIG. 1B for the circle S). That is, the arrangement of the long holes 19 for each of the bowl-shaped pieces is the same.
  • the long hole 19 is obtained by dividing the hook-shaped piece into two pieces for each of the fan-shaped hook-shaped pieces defined by the slot 12 provided to divide the circular end surface 11a into three parts at 120 degrees.
  • Two are provided at symmetrical positions (on the straight lines d1 and d2 and on the circle S) with the same angle ⁇ on both sides of the dividing line D. That is, six long holes 19 are drilled in the collet 1 having the main body portion 10 composed of three bowl-shaped pieces.
  • the dividing line D passes through the center of the slot 12 facing the inner surface of the bowl-shaped piece.
  • the long holes 19 arranged in the bowl-shaped piece on the upper right side of the drawing are also arranged symmetrically with respect to a virtual plane passing through the slot 12 and the central axis C on the lower left side of the drawing.
  • a material used for the main-body part 10 for example, a high carbon chromium bearing steel, carbon steel for machine structures, chromium steel, chromium molybdenum steel, etc. can be used.
  • the rod body 2 made of a damping alloy is fitted and embedded with the inner peripheral surface of the long hole 19.
  • the rod body 2 does not protrude from the main body 10 and is completely buried.
  • shrink fitting or cold fitting is considered, but for convenience, a female screw is processed on the inner periphery of the long hole 19 and a male screw is processed on the outer periphery of the rod body 2. These are preferably screwed together.
  • a rod 2 having a length approximately the same as the depth of the long hole 19 is prepared, and a hexagonal hole 21 is drilled at the tip thereof to form a hexagonal socket set screw, which is screwed to the bottom of the long hole 19 and fixed.
  • a damping alloy that absorbs the vibration of the end mill 5 that grips the side surface by the grip portion 15 is used for the rod body 2.
  • Such vibration mainly occurs at the contact portion of the end mill 5 with the work to be cut, and the vibration damping alloy via the end mill 5 having high rigidity, high strength and high hardness and the grip portion 15 of the main body portion 10 of the collet 1.
  • the damping alloy deforms itself by the vibration, converts the vibration energy into heat energy, and absorbs the vibration. That is, in order for the rod body 2 to absorb vibration more, a damping alloy that is more easily deformed is preferable.
  • the rigidity is low and the shape is easily deformed.
  • a twin type Mn—Cu—Ni—Fe vibration damping alloy was used.
  • the damping alloy contains Cu: 16.9 to 27.7%, Ni: 2.1 to 8.2%, Fe: 1.0 to 2.9% by mass%, and C : It is preferable to have a component composition with 0.05% or less, with the balance being Mn and inevitable impurities.
  • the composition range (all by mass%) of each component of the damping alloy will be briefly described.
  • the Cu composition range is preferably 16.9% or more because twin deformation is likely to occur, and 27.7% or less is preferable because segregation does not increase and sufficient vibration damping characteristics are easily obtained.
  • a more preferable composition range of Cu is 19.7 to 25.0%.
  • Ni it can add as a 3rd element with Mn and Cu which are main elements, and can improve a damping characteristic.
  • the Ni composition range is preferably 2.1% or more and 8.2% or less.
  • Fe it can improve a damping characteristic more by adding as Mn, Cu, and Ni as a 4th element.
  • Such an effect is preferable because the composition range of Fe is easily obtained when the content is 1.0% or more, and is preferably 2.9% or less because this effect is not saturated.
  • C With respect to C, if the composition range is 0.05% or less, even if Mn evaporates and the relative concentration of C increases, it is possible to prevent deterioration of damping characteristics.
  • a damping alloy used for the rod 2 an alloy having a Young's modulus of 60 to 90 GPa as measured by dynamic viscoelasticity measurement (DMA) can be used.
  • DMA dynamic viscoelasticity measurement
  • the collet 1 is used by being fixed to the chuck 3.
  • the chuck 3 includes a shank portion 31 on one end side mounted on a spindle (not shown) of a machine tool, a chuck cylinder 33 on the other end side, and a flange portion 32 therebetween.
  • the collet 1 is inserted into the chuck cylinder 33 from the rear end side and is tightened by the tightening cylinder 4 via the chuck cylinder 33 of the chuck 3.
  • the collet 1 can fix
  • the end mill 5 may be a workpiece having a gripping part that can be gripped by various rotating tools or the collet 1 as required.
  • vibration generated in the end mill 5 when a machine tool is used can be efficiently absorbed, and the mechanical strength required for the collet can be ensured, thereby increasing the machining accuracy of the workpiece. This can reduce the amount of wear of the cutting edge of the cutting tool.
  • the three slits 12 are provided at equal intervals and the main body 10 is divided into three parts.
  • the interval and the number of divisions of the slits can be adjusted as appropriate.
  • the combination of the long hole 19 and the rod body 2 made of the damping alloy is not limited to the above-mentioned number, and the main body 10 is appropriately selected within a range that does not significantly reduce the mechanical strength required as a collet. You can give more than one.
  • the collet 1 ' is provided with a through hole 19' having both ends opened.
  • the rod body 2 (see FIG. 1) may be fitted and embedded in this, but the two members of the rod bodies 2a and 2b may be fitted and embedded.
  • the through hole 19 ' has one opening 19'a at the end face 11a and the other opening 19'b at the step portion 15a.
  • the opening 19'b is inclined with respect to the axis of the long hole 19 'by the step portion 15a.
  • the rods 2a and 2b are hexagon socket set screws, which enter and are screwed into the openings 19'a and 19'b, respectively.
  • the rod body 2b is located at a position where the rear end surface substantially perpendicular to the longitudinal direction does not protrude from the step portion 15a, that is, closer to the grip portion 15 of the opening 19'b.
  • the position of the rear end face of the rod body 2b can be easily adjusted by screwing the rod body 2a after the rod body 2b is first entered.
  • the rear end face of the rod 2b may be positioned closer to the escape hole 16 of the opening 19'b, and the entire long hole 19 'may be filled with the rods 2a and 2b.
  • the through hole 19 ′ has an opening at the end surface on the rear end side of the main body portion 10, and the rod body 2 (or the rod bodies 2a and 2b) is fitted and embedded. Is done.
  • the collet 1 described above that is, the collet 1 provided by screwing the rod body 2 made of six vibration-damping alloys into the three bowl-shaped pieces defined by the adjacent slit grooves 12 two by two.
  • a cutting test was conducted to evaluate the result. This cutting test method will be described with reference to FIG. 4 while referring to FIGS. 1 and 2 as needed.
  • a new end mill 5 (Mitsubishi Materials Co., Ltd .; 2MSD1000) made of cobalt high speed steel (CO HSS) and having a blade diameter of 10 mm is attached to a milling machine (not shown) using a collet 1 and a chuck 3. Shoulder machining was performed on a workpiece 9 made of A2024 (duralumin) having a rectangular parallelepiped, and the machining accuracy of the cutting surfaces 91 and 92 and the wear amount of the edge of the end mill 5 were evaluated.
  • 2MSD1000 cobalt high speed steel
  • the end mill 5 is mounted so as to protrude 35.8 mm from the tip of the grip 15 of the collet 1, the rotational speed is 3600 rpm, the cutting depth in one pass is 4 mm, the cutting width is 0.5 mm, and the cutting feed speed is 360 mm / Min, the cutting feed direction distance was set to 200 mm, and the accuracy of machining accuracy, which will be described later in detail, and the wear amount of the blade of the end mill 5 were evaluated every 100 passes.
  • the X-axis direction is a cutting feed direction (downward on the paper surface)
  • the Y-axis direction is a cutting width direction (downward on the paper surface)
  • the Z-axis direction is a protruding direction of the end mill (downward on the paper surface).
  • the full length of the collet 1 used for the cutting test is 64.5 mm
  • the inner diameter of the grip portion 15 is 10 mm
  • the outer diameter of the main body portion 10 is 32 mm.
  • the main body 10 of the collet 1 is made of high carbon chrome bearing steel (JIS G4805 SUJ2), and the rod 2 is processed into a hexagon socket set screw having a length of M8 and a length of 22 mm.
  • An Mn-based Mn—Cu—Ni—Fe based damping alloy containing 4%, Ni: 5.2%, Fe: 2.0%, and C: 0.01% was used.
  • the volume ratio of the damping alloy in the collet 1 embedded by fitting only six such rods 2 is preferably 5 to 40%, and in this embodiment is approximately 11.5%.
  • the collet is the same shape as the collet 1 (Example), does not process the long hole 19 (that is, does not have the long hole 19 and the rod 2), and is made of the above-described high carbon chromium bearing steel.
  • the long hole 19 is not processed (that is, the long hole 19 and the rod 2 are not provided), and the above Mn-based Mn—Cu
  • the workpiece 9 was similarly subjected to shoulder machining, and the machining accuracy and the wear amount were evaluated.
  • the surface roughness of the cutting surface 92 which is a surface perpendicular to the projecting direction (Z-axis direction) of the end mill of the workpiece 9 at every 100 passes of cutting, that is, at a cumulative cutting feed distance of 20 m and 40 m twice. It was evaluated by measuring the thickness.
  • a commercially available surface roughness measuring instrument was used to measure the maximum height (Rmax) and arithmetic average roughness (Ra) at three locations, and these average values were adopted.
  • Fig.5 (a) showed maximum height (Rmax)
  • FIG.5 (b) showed arithmetic mean roughness (Ra).
  • the machining accuracy was also evaluated by observing the appearance of the cutting surface of the workpiece 9 and measuring the angle of the machining corner.
  • the tool mark (cutting mark) on the cutting surface 92 was observed with a stereomicroscope at a cumulative feed distance of 40 m.
  • the workpiece 9 is cut along a plane perpendicular to the cutting feed direction (X-axis direction), and the corner portion where the cutting surface 91 perpendicular to the Y-axis direction intersects with the cutting surface 92 perpendicular to the Z-axis direction is optical microscope.
  • the angle formed by the cutting surfaces 91 and 92 that is, the angle formed between the side surface and the bottom surface by shoulder machining was measured from the micrograph.
  • the external appearance photograph (100 times) of the tool mark was shown in FIG. 6, and the external appearance photograph and angle were shown in FIG.
  • the maximum height (Rmax) and the arithmetic average roughness (Ra) are all the smallest in the embodiment regardless of the cumulative feeding distance, and increase in the order of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. It was. That is, from the surface roughness of the cutting surface 92 of the workpiece 9, it was evaluated that the machining accuracy was highest in the example, and the machining accuracy was lowered in the order of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
  • the tool mark is uniform throughout the embodiment, and a constant load is stably applied to the end mill 5 as a reaction force for cutting the workpiece 9 during the cutting process.
  • the load contact pressure
  • Comparative Example 2 the tool marks are not uniform as a whole, and even when compared with Comparative Example 1, the load applied to the end mill 5 fluctuates and is considered to be more unstable. That is, from the observation of the appearance of the cutting surface of the workpiece 9, it was evaluated that the machining accuracy was highest in the examples, and the machining accuracy decreased in the order of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
  • the angle formed by the cutting surfaces 91 and 92 was 90.55 ° in the example, and was almost 90 °.
  • this angle was 92.14 °
  • this angle was 91.30 °. That is, from the measurement of the angle of the processing corner, it was evaluated that the processing accuracy was highest in the example, and the processing accuracy decreased in the order of Comparative Example 2 and Comparative Example 1.
  • the cutting surface 92 is compared, the chipped portion 92a is observed in the comparative example 1, and the machining accuracy of the cutting surface 92 is lower than that of the comparative example 2 at least in the portion corresponding to the cutting edge of the end mill 5.
  • Comparative examples 1 and 2 are reversed in the appearance observation of the cutting surface of the workpiece 9 and the processing accuracy, and the reason will be described later.
  • the wear area of the cutting edge of the end mill 5 in the embodiment a 90 [mu] m 2, 1969Myuemu 2 of Comparative Example 1 was small in comparison with 117Myuemu 2 of Comparative Example 2. That is, from the wear area of the cutting edge of the end mill 5, the wear amount of the end mill 5 is the smallest in the embodiment, and the wear amount increases in the order of Comparative Example 2 and Comparative Example 1.
  • Comparative Example 1 in which the collet has the highest rigidity among the examples and the comparative examples, a large reaction force and vibration are likely to be generated from the processing corner of the workpiece 9 at the cutting edge of the end mill 5, and the cutting edge of the end mill 5 is the workpiece. 9 or bite wear increases.
  • FIG. 7B unlike the case of FIG. 6, the chip 92a of the cutting surface 92 is observed or the angle formed by the cutting surfaces 91 and 92 is the largest, as compared with FIG. Compared to Example 2, the processing accuracy is relatively low.
  • Comparative Example 2 where the rigidity of the collet is the lowest, the cutting edge of the end mill 5 easily escapes from the workpiece 9, and the vibration of the end mill 5 is suppressed by the damping alloy, so that the wear of the cutting edge is suppressed. As a result, as shown in FIG. 7C, the machining accuracy is relatively higher in the machining corner than in FIG.
  • the rigidity required for the collet and the absorption of the vibration of the end mill 5 are balanced in a balanced manner, and good machining accuracy is given over the entire machining surface including the machining corners.
  • the vibration generated in the end mill 5 during use can be absorbed and the mechanical strength required as the collet can be secured.
  • the machining accuracy of the workpiece 9 can be increased, and the wear amount of the edge of the end mill 5 can be reduced.
  • a hexagonal bolt made of a damping alloy can be used as the rod 2, and in this case, the head of the bolt protrudes from the main body 10, but the shaft of the bolt is fitted and embedded in the elongated hole 19.
  • a hexagonal bolt made of a damping alloy can be used as the rod 2, and in this case, the head of the bolt protrudes from the main body 10, but the shaft of the bolt is fitted and embedded in the elongated hole 19.
  • a collet that has a vibration damping function capable of increasing the machining accuracy of a work to be cut and can reduce the wear amount of the cutting edge of a cutting tool to be used.

Landscapes

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  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

　中心軸を有する円筒状本体部の被固定物の挿入される挿入口側の端面から前記中心軸と平行に削孔された長穴に制振合金からなる棒体を嵌合埋め込みしたことを特徴とするコレット。

Description

コレット
　本発明は、工作機械に固定されるホルダ又はチャック（以下、単に「チャック」と称する。）に取り付けてエンドミルのような回転切削工具や回転被削ワークの端部を固定させるコレットに関し、特に、使用時の振動を抑制する制振機能を備えたコレットに関する。
　工作機械のチャックにエンドミルのような回転切削工具を取り付けたり、回転させて切削加工を与える棒状のワークを取り付けるためにコレットが用いられる。一般的には、棒状の回転切削工具や回転被削ワークの端部をコレットの円筒状本体内部に挿入し、これをチャックに取り付けて外周から締め付け、工作機械に固定するのである。以下においては、工作機械に切削工具を取り付ける場合について述べるが、ワークを取り付ける場合にも特に断りのない限り同様である。
　切削加工において、被削ワークの加工精度を高めるためには、工作機械に切削工具を精度良く取り付けることが必要である。特に、コレットを介してチャックに固定された棒状の切削工具では、チャックから刃先方向へ所定距離だけ離れた先端部の振れ精度を高めることが重要である。
　これに対して、例えば、特許文献１では、高精度のチャックであっても、上記した先端部の振れ精度は３～５μｍあることを述べた上で、工具の刃先の振れを修正できるように修正ねじを与えたコレットを開示している。詳細には、かかるコレットは、中心軸を有する円筒状本体部であって、エンドミルのような回転切削工具のシャンク部を挿入される挿入口側に円盤状の鍔部を有している。この鍔部の周方向の複数箇所には、該鍔部を工具のシャンク部の軸線と平行な方向に貫通するねじ孔が設けられており、鍔部背面に突出するように振れ修正用ねじが螺合されている。コレットはチャック筒内に収容されて固定されるが、切削加工前の静止状態で振れ修正用ねじを螺入方向に操作するとその先端部がチャック筒の周縁部に当接する。振れ修正用ねじのチャック筒周縁部に対する押圧力を加減することで、工具のシャンク部の根元部分を工具の刃先振れがゼロに近づく方向に弾性変形させて、工具の刃先振れを修正できるとしている。つまり、ここでは、被削ワークと工具とを接触させない状態において、チャック筒周縁部に振れ修正用ねじを当接させることで工具の刃先振れを抑制させるのである。
　また、切削加工時の切削工具と被削ワークとの間の接触圧の変化などによって生じる振動が被削ワークの加工精度を損なわせることも多い。そこで、切削工具及び／又はワークに生じる振動を吸収するように、コレットやチャックなどを制振合金で形成することも考慮される。
　例えば、特許文献２では、機械加工用の工具の製造に適した双晶型のＭｎ基制振合金が開示されている。かかる合金は、質量％で、Ｃｕ:１６．９～２７．７％、Ｎｉ:２．１～８．２％、Ｆｅ:１．０～２．９％、Ｃ：０．０５％以下、Ｏ：０．０６％以下、Ｎ：０．０６％以下、その他がＭｎ及び不可避的不純物からなる成分組成を有しており、応力の負荷に対する双晶変形の応答性が良く、高い制振性を有している。また、歪みの大きい領域まで制振性を良好に維持できるとともに、機械的強度が高く、成形加工性及び溶接性にも優れていることから、機械加工用の工具の製造に適している。
日本国特開２００３－２４５８３７号公報 日本国特開２００３－２５３３６９号公報
　コレットやチャックなどを制振合金で形成することで、切削工具及び／又はワークに発生する振動を吸収することができる。一方で、上記した双晶型のＭｎ基制振合金をはじめ、制振合金は、一般的に工具鋼ほどの高い剛性を有してはおらず、振動を吸収しつつも、必ずしも被削ワークの加工精度を高めるとは限らない。
　また、切削加工における生産効率の観点から、切削工具の刃先の摩耗速度を抑えて長寿命化を図りたいとの要求があるが、コレットもこれに影響を与える。特に、エンドミルのような切削工具においては、ＸＹＺの３軸方向に切削を進めるため、摩耗が激しく、エンドミル用のコレットではこの要求が顕著である。
　本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被削ワークの加工精度を高めることのできる制振機能を備え、使用する切削工具の刃先の摩耗量を低減し得るコレットを提供することにある。
　本発明によるコレットは、中心軸を有する円筒状本体部の被固定物の挿入される挿入口側の端面から前記中心軸と平行に削孔された長穴に制振合金からなる棒体を嵌合埋め込みしたことを特徴とする。
　すなわち、本発明は以下の［１］～［５］に関するものである。
［１］
　中心軸を有する円筒状本体部と、制振合金からなる棒体とを有し、
　前記中心軸を有する円筒状本体部には、被固定物が挿入される挿入口側の端面から前記中心軸と平行に削孔された長穴が設けられており、
　前記制振合金からなる棒体は、前記長穴に嵌合埋め込みされたことを特徴とするコレット。
［２］
　前記長穴の内周面及び前記棒体の外周面をねじ切りし、前記長穴に前記棒体を螺合せしめたことを特徴とする［１］記載のコレット。
［３］
　前記円筒状本体部を前記中心軸の周りで等角度に分割して複数の樋状片からなるように前記端面からすり割りを与えられ、前記樋状片のそれぞれには等しく対応する位置に前記長穴を設け前記棒体を与えられていることを特徴とする［１］又は［２］に記載のコレット。
［４］
　前記すり割りは奇数個与えられ、前記樋状片のそれぞれはその内側面と正対する前記すり割り及び前記中心軸を通る仮想平面に対して対称となる位置に前記長穴を設け前記棒体を与えられていることを特徴とする［３］記載のコレット。
［５］
　前記制振合金は、質量％で、Ｃｕ:１６．９～２７．７％、Ｎｉ:２．１～８．２％、Ｆｅ:１．０～２．９％、Ｃ：０．０５％以下、残部Ｍｎ及び不可避的不純物からなる成分組成を有していることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載のコレット。
　かかる発明によれば、切削加工中の被削ワークと切削工具とを接触させた状態において、切削工具及び／又はワークに発生する振動を制振合金によって吸収するとともに、コレットとして必要とされる機械的強度を確保できて、被削ワークの加工精度を高めることができて、切削工具の刃先の摩耗量を低減し得るのである。
　上記した発明において、前記長穴の内周面及び前記棒体の外周面をねじ切りし、前記長穴に前記棒体を螺合せしめたことを特徴としてもよい。かかる発明によれば、使用時の切削工具及び／又はワークに発生する振動をより効果的に吸収できるとともに、被削ワークの加工精度をより高めて、切削工具の刃先の摩耗量を低減することができるのである。
　上記した発明において、前記円筒状本体部を前記中心軸の周りで等角度に分割して複数の樋状片からなるように前記端面からすり割りを与えられ、前記樋状片のそれぞれには等しく対応する位置に前記長穴を設け前記棒体を与えられていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、使用時の切削工具及び／又はワークに発生する振動をより効果的に吸収できるとともに、被削ワークの加工精度を大幅に高めて、切削工具の刃先の摩耗量を低減することができるのである。
　上記した発明において、前記すり割りは奇数個与えられ、前記樋状片のそれぞれはその内側面と正対する前記すり割り及び前記中心軸を通る仮想平面に対して対称となる位置に前記長穴を設け前記棒体を与えられていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、使用時の切削工具及び／又はワークに発生する振動をより効果的に吸収できるとともに、被削ワークの加工精度を大幅に高めて、切削工具の刃先の摩耗量を低減することができるのである。
　上記した発明において、前記制振合金は、質量％で、Ｃｕ:１６．９～２７．７％、Ｎｉ:２．１～８．２％、Ｆｅ:１．０～２．９％、Ｃ：０．０５％以下、残部Ｍｎ及び不可避的不純物からなる成分組成を有していることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、使用時の切削工具及び／又はワークに発生する振動をより効果的に吸収できるとともに、被削ワークの加工精度を大幅に高めて、切削工具の刃先の摩耗量をより低減することができるのである。
本発明によるコレットの一例の（ａ）側面図及び（ｂ）正面図である。 本発明によるコレットの一例を取り付けたチャック周囲の側断面図である。 本発明によるコレットの他の一例の（ａ）側面図及び（ｂ）正面図である。 切削試験における切削方法を示す斜視図である。 切削試験における表面粗さの測定結果を示す図である。 切削試験におけるツールマークを示す図である。 切削試験におけるワークの断面形状を示す図である。 エンドミルの刃先の摩耗面積の測定方法を示す図である。 切削試験におけるエンドミルの刃先の摩耗状況を示す図である。
　本発明による１つの実施例としての工作機械用のコレットについて、図１及び図２を用いて詳細を説明する。
　図１に示すように、コレット１はストレートコレットであって、略円筒形の本体部１０の先端側、すなわち、後述するエンドミル５を挿入される側（図２を参照。なお、本体部１０のエンドミル５を挿入される側と反対側を「後端側」と称することにする。）の端部において、外周方向に張り出したフランジ部１１を設けた概形を有している。この円筒形の本体部１０の円筒内面であって中心軸Ｃに沿った方向には段差が設けられており、後端側の径の大きな逃げ穴部１６と、先端側の径の小さな掴み部１５とが傾斜した段差部１５ａにて連続している。
　本体部１０の外周には、後端から所定の距離だけ離間した位置で周方向に一周する樋状の外周溝１４が設けられている。外周溝１４には、これに沿った等間隔位置に外周溝１４から逃げ穴部１６まで貫通する穴であるすり割り窓１３が設けられている。各すり割り窓１３からは、中心軸Ｃと略平行に先端側のフランジ部１１の端面１１ａへと延びるスリット状のすり割り溝１２が設けられている。かかるすり割り溝１２によって、コレット１の本体部１０は、周方向に均等な間隔で分割された樋状片と、これらを接続する外周溝１４よりも後端側の一体部分とからなる。なお、これに限られるものではないが、図１では、先端側の端面１１ａを１２０度に３分割するようにすり割り溝１２が与えられており、本体部１０に３つの樋状片を与えたコレット１を図示している。外周溝１４を支点に各樋状片は先端側を径方向に撓ませ得るのである。
　更に、本体部１０には、先端側の端面１１ａに開口を有し、中心軸Ｃと平行に延びる長穴１９が削孔されている。特に図１（ａ）に示すように、円形状の端面１１ａにおいて、長穴１９は、各樋状片に等しく対応する位置に設けられるよう、中心軸Ｃを中心とする円Ｓ上に複数設けられている（円Ｓについては図１（ｂ）を参照）。つまり、樋状片のそれぞれに対する長穴１９の配置が全て同じとなっている。例えば、長穴１９は、円形状の端面１１ａを１２０度に３分割するように与えられたすり割り溝１２によって画定される断面扇形状の樋状片のそれぞれについて、樋状片を２分割した分割線Ｄを挟んだ両側に等しい角度αの対称位置（直線ｄ１及びｄ２上且つ円Ｓ上）に２つ与えられる。すなわち、３つの樋状片からなる本体部１０を有するコレット１には６つの長穴１９が削孔されている。このように、奇数個のすり割り溝１２を等角度に配置した場合に、分割線Ｄは樋状片の内側面と正対するすり割り溝１２の中心を通る。従って、図面右上側の樋状片に配置される長穴１９は、図面左下側のすり割り溝１２と中心軸Ｃを通る仮想平面に対しても対称に配置される。
　なお、本体部１０に使用する材料としては特に限定されないが、例えば、高炭素クロム軸受鋼、機械構造用炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等を使用することができる。
　本体部１０に設けられた長穴１９のそれぞれには、制振合金からなる棒体２が長穴１９の内周面と嵌合されて埋め込まれている。ここで、棒体２は本体部１０から突出せず、完全に埋没している。長穴１９に棒体２を嵌合埋め込みするには、焼き嵌めや冷やし嵌めが考慮されるが、簡便には、長穴１９の内周に雌ねじを、棒体２の外周に雄ねじを加工し、互いに螺合させることが好ましい。かかる場合、長穴１９の深さと同程度の長さの棒体２を用意し、その先端には六角穴２１を削孔して六角穴付き止めねじとし、長穴１９の底部までねじ込み固定される。
　棒体２には、後述するように、掴み部１５にてその側面を把持するエンドミル５の振動を吸収するような制振合金が用いられる。かかる振動は、主にエンドミル５の被削ワークとの接触部において発生し、高剛性、高強度且つ高硬度であるエンドミル５及びコレット１の本体部１０の掴み部１５を介して、制振合金からなる棒体２へと伝達される。ここで、制振合金は、その振動により自らを変形させて、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して振動を吸収する。つまり、棒体２が振動をより吸収するには、より変形しやすい制振合金が好ましい。本実施例では、一般的な鉄系の制振合金（例えば、Ｆｅ－Ｃｒ合金やＦｅ－Ａｌ合金）と比較して、剛性が低く変形しやすい、しかも広い周波数範囲の振動について高い減衰能を有する双晶型のＭｎ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｆｅ系の制振合金を用いた。
　詳細には、制振合金は、質量％で、Ｃｕ：１６．９～２７．７％、Ｎｉ：２．１～８．２％、Ｆｅ：１．０～２．９％を含むとともに、Ｃ：０．０５％以下とし、残部をＭｎ及び不可避的不純物とした成分組成を有することが好ましい。ここで、制振合金の各成分の組成範囲（いずれも質量％）について簡単に説明する。Ｃｕの組成範囲については、１６．９％以上であれば双晶変形が生じやすいため好ましく、２７．７％以下であれば偏析が大きくならず十分な制振特性を得られやすいため好ましい。なお、Ｃｕのより好ましい組成範囲は、１９．７～２５．０％である。Ｎｉについては、主要元素であるＭｎ及びＣｕとともに第３元素として添加して制振特性を向上せしめ得る。かかる効果を効率よく得るためにはＮｉの組成範囲は２．１％以上８．２％以下とすることが好ましい。Ｆｅについては、Ｍｎ、Ｃｕ及びＮｉとともに、第４元素として添加することで制振特性をより向上せしめ得る。かかる効果はＦｅの組成範囲が１．０％以上で得られやすいため好ましく、２．９％以下であればこの効果が飽和しないため好ましい。Ｃについては、組成範囲が０．０５％以下であれば、Ｍｎが蒸発などして、Ｃの相対的濃度が上昇したときであっても、制振特性の劣化を防止できるようにしている。
　また、棒体２に用いる制振合金としては、動的粘弾性測定（ＤＭＡ；Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）で測定したときのヤング率が６０～９０ＧＰａであるものを用いることができ、その一例としては、上記した双晶型のＭｎ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｆｅ系の制振合金が挙げられる。
　図２に示すように、コレット１は、チャック３に固定して使用される。チャック３は、工作機械のスピンドル（図示せず）に装着される一端側のシャンク部３１と、他端側のチャック筒３３とその間のフランジ部３２とを有する。コレット１は、その後端側からチャック筒３３内に挿入され、チャック３のチャック筒３３を介して締め付け筒４によって締め付けられる。これにより、コレット１は、端面１１ａ側から挿入された被固定物としてのエンドミル５の棒状部分を掴み部１５の内周面により締め付けて固定できる。なお、エンドミル５は、必要に応じて、各種の回転工具、又はコレット１によって掴むことのできる掴み部を有する被削ワークであってもよい。
　上記したコレット１によれば、工作機械を使用したときのエンドミル５に発生する振動を効率よく吸収するとともに、コレットとして必要とされる機械的強度を確保できて、被削ワークの加工精度を高めることができて、切削工具の刃先の摩耗量を低減し得るのである。
　なお、上記した実施例のコレット１では、３つのすり割り溝１２が等間隔で与えられて本体部１０が３分割されているが、すり割り溝の間隔や分割数は適宜、調整し得る。また、ストレートコレットに限らず、テーパーコレットやスプリングコレットについても同様に、長穴内に制振合金からなる棒体を埋め込み嵌合することにより、被削ワークの加工精度を高め得る。更に、長穴１９及び制振合金からなる棒体２の組み合わせは、上記した数に限定されず、コレットとして必要とされる機械的強度を大きく低下させることのない範囲で、適宜、本体部１０に複数与え得る。
　また、図３に示すように、他の実施例として、コレット１’は両端部を開口させた貫通穴１９’を与えられる。これに棒体２（図１参照）が嵌合埋め込みされてもよいが、棒体２ａ及び２ｂの２つの部材を嵌合埋め込みされてもよい。貫通穴１９’は、一方の開口１９’ａを端面１１ａに、他方の開口１９’ｂを段差部１５ａに有する。開口１９’ｂは段差部１５ａにより長穴１９’の軸線に対して傾斜している。棒体２ａ及び２ｂは六角穴付き止めねじからなり、それぞれ開口１９’ａ及び開口１９’ｂから進入し、ねじ込まれている。
　このとき、棒体２ｂは長手方向に略垂直なその後端面を段差部１５ａから突出させない位置、すなわち開口１９’ｂの掴み部１５寄りに位置させている。この場合において、棒体２ｂを先に進入させた後に、棒体２ａをねじ込むことで棒体２ｂの後端面の位置を容易に調整できる。なお、棒体２ｂの後端面を開口１９’ｂの逃げ穴部１６寄りに位置させて、棒体２ａ及び２ｂにより長穴１９’の全体を埋めるようにしてもよい。また、逃げ穴部１６を設けない場合にあっては、貫通穴１９’は本体部１０の後端側端面に開口を有し、棒体２（若しくは、棒体２ａ及び２ｂ）が嵌合埋め込みされる。
　次に、上記したコレット１、すなわち、６個の制振合金からなる棒体２を隣接するすり割り溝１２によって画定される３つの樋状片に２つずつ螺合して与えたコレット１について、切削試験を行ってその評価を行った。かかる切削試験の方法について図１及び図２を随時参照しながら、図４を用いて説明する。
　図４に示すように、コバルト高速度鋼（ＣＯ　ＨＳＳ）からなる刃径１０ｍｍの新品のエンドミル５（三菱マテリアル株式会社製；２ＭＳＤ１０００）をコレット１及びチャック３を用いて図示しないフライス盤に取付け、略直方体のＡ２０２４（ジュラルミン）からなるワーク９に肩削り加工を行って、切削面９１及び９２の加工精度及びエンドミル５の刃先の摩耗量について評価した。エンドミル５はコレット１の掴み部１５の先端から３５．８ｍｍだけ突出するように取付けられ、回転数を３６００ｒｐｍ、１パスにおける切込み深さを４ｍｍ、切削幅を０．５ｍｍ、切削送り速度を３６０ｍｍ／ｍｉｎ、切削送り方向距離を２００ｍｍとして、１００パスおきに詳細を後述する加工精度の評価及びエンドミル５の刃先の摩耗量の評価を行った。ここで、Ｘ軸方向を切削送り方向（紙面右下方向）、Ｙ軸方向を切削幅方向（紙面左下方向）、Ｚ軸方向をエンドミルの突出方向（紙面下方向）とする。
　なお、切削試験に用いたコレット１の全長は６４．５ｍｍ、掴み部１５の内径は１０ｍｍ、本体部１０の外径は３２ｍｍである。また、コレット１の本体部１０には高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ　Ｇ４８０５　ＳＵＪ２）、棒体２には、Ｍ８、長さ２２ｍｍの六角穴付き止めねじに加工した、質量％で、Ｃｕ：２２．４％、Ｎｉ：５．２％、Ｆｅ：２．０％、Ｃ：０．０１％を含むＭｎ基のＭｎ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｆｅ系制振合金を用いた。ここで、かかる棒体２を６本だけ嵌合させて埋め込まれたコレット１における制振合金の占める体積割合は、５～４０％が好ましく、本実施例ではおよそ１１．５％である。
　ところで、切削試験では、コレット１（実施例）と同一形状であり長穴１９を加工せず（即ち、長穴１９及び棒体２を有さない）、上記した高炭素クロム軸受鋼からなるコレット（比較例１）、及び、コレット１（実施例）と同一形状であり長穴１９を加工せず（即ち、長穴１９及び棒体２を有さない）、上記したＭｎ基のＭｎ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｆｅ系制振合金からなるコレット（比較例２）についても同様にワーク９に肩削り加工を行って加工精度及び摩耗量の評価を行った。
　加工精度については、１００パスの切削加工毎、すなわち累計の切削送り距離２０ｍ及び４０ｍの２回において、ワーク９のエンドミルの突出方向（Ｚ軸方向）に垂直な面である切削面９２の表面粗さを測定することで評価した。表面粗さ測定は、市販の表面粗さ測定器を用い、３カ所で最大高さ（Ｒｍａｘ）及び算術平均粗さ（Ｒａ）を測定し、これらの平均値を採用した。この結果については、図５（ａ）に最大高さ（Ｒｍａｘ）、図５（ｂ）に算術平均粗さ（Ｒａ）を示した。
　併せて、ワーク９の切削表面の外観観察及び加工隅部の角度測定により加工精度の評価も行った。詳細には、累計の送り距離４０ｍにおいて、切削面９２のツールマーク（切削痕）を実体顕微鏡で観察した。また、切削送り方向（Ｘ軸方向）と垂直な面でワーク９を切断し、Ｙ軸方向に垂直な切削面９１と、Ｚ軸方向に垂直な切削面９２との交差する角部を光学顕微鏡観察し、顕微鏡写真から切削面９１及び９２のなす角度、すなわち肩削り加工による側面と底面とのなす角度を測定した。この結果については、図６にツールマークの外観写真（１００倍）、図７に外観写真と角度を示した。
　エンドミル５の刃先の摩耗量については、１００パスの切削加工後、すなわち累計の送り距離２０ｍにおいて、エンドミル５の刃先を逃げ面側から光学顕微鏡で観察し、図８に示すように、顕微鏡写真から新品の刃先の形状と比較した刃先の摩耗面積を算出することで評価を行った。この結果については、図９に刃先の写真と摩耗面積を示した。
　以上の切削試験における結果について図５乃至図９を用いて説明する。
　図５に示すように、最大高さ（Ｒｍａｘ）及び算術平均粗さ（Ｒａ）は、累計の送り距離にかかわらず、いずれも実施例において最も小さく、比較例１、比較例２の順に大きくなった。すなわち、ワーク９の切削面９２の表面粗さからは、実施例において最も加工精度が高く、比較例１、比較例２の順に加工精度が低下するものと評価された。
　次に、図６に示すように、ツールマークは実施例では全体に均一であり、切削加工中には一定の荷重が安定してエンドミル５にワーク９の切削の反力として負荷されているものと考えられる。一方、比較例１では、ツールマークは一部で不均一となっており、切削加工中のエンドミル５に負荷される切削の反力としての荷重（接触圧）が不安定であると考えられる。更に、比較例２では、ツールマークが全体的に不均一となっており、比較例１と比較しても、エンドミル５に負荷される荷重が変動し、より不安定であると考えられる。すなわち、ワーク９の切削表面の外観観察からは、実施例において最も加工精度が高く、比較例１、比較例２の順に加工精度が低下するものと評価された。
　次に、図７に示すように、切削面９１及び９２のなす角度は実施例では９０．５５°であって、ほぼ９０°であった。一方、比較例１ではこの角度は９２．１４°、比較例２ではこの角度は９１．３０°であった。すなわち、加工隅部の角度測定からは、実施例において最も加工精度が高く、比較例２、比較例１の順に加工精度が低下するものと評価された。また、切削面９２を比較すると、比較例１には欠け部分９２ａが観察され、少なくともエンドミル５の刃先に対応する部分では、比較例２よりも切削面９２の加工精度が低下している。上記したワーク９の切削表面の外観観察と、加工精度において比較例１及び２が逆転しているが、この理由については後述する。
　図９に示すように、エンドミル５の刃先の摩耗面積は実施例では９０μｍ２であって、比較例１の１９６９μｍ２、比較例２の１１７μｍ２と比較して小さかった。すなわち、エンドミル５の刃先の摩耗面積からは、実施例において最もエンドミル５の摩耗量が小さく、比較例２、比較例１の順に摩耗量が大きくなっている。
　ここで、実施例及び比較例の中で最もコレットの剛性の高い比較例１では、エンドミル５の刃先にワーク９の加工隅部から大きな反力と振動とが生じ易く、エンドミル５の刃先がワーク９に噛んだり、刃先の摩耗量が大きくなる。結果、図７（ｂ）のように、加工隅部においては図６とは異なり、切削面９２の欠け９２ａが観察されたり、切削面９１及び９２のなす角度が最も大きくなったように、比較例２と比べて相対的に加工精度が低くなるのである。逆に、最もコレットの剛性の低い比較例２では、ワーク９からエンドミル５の刃先が逃げ易く、制振合金によるエンドミル５の振動の抑制もあって、刃先の摩耗が抑制される。結果、図７（ｃ）のように、加工隅部においては図６とは異なり、比較例１と比べて相対的に加工精度が高くなる。一方、実施例では、コレットとして必要とされる剛性とエンドミル５の振動の吸収とをバランス良く両立し、加工隅部を含む加工表面の全体に亘って、良好な加工精度を与えたのである。
　以上、制振合金からなる棒体２を嵌合埋め込みしたコレット１を使用した実施例では、使用時のエンドミル５に発生する振動を吸収するとともに、コレットとして必要とされる機械的強度を確保できて、ワーク９の加工精度を高めることができ、エンドミル５の刃先の摩耗量を低減し得るのである。
　ここまで本発明による代表的実施例について説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、棒体２として制振合金からなる六角ボルトを使用でき、この場合、ボルトの頭部は本体部１０から突出するが、ボルトの軸部は長穴１９に嵌合埋め込みされている。このように、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、種々の代替実施例及び改変例を見出すことができるだろう。
　本出願は、２０１３年２月１４日付けで出願された日本特許出願（特願２０１３－０２６４７６）に基づいており、その全体が引用により援用される。
　本発明によれば、被削ワークの加工精度を高めることのできる制振機能を備え、使用する切削工具の刃先の摩耗量を低減し得るコレットを提供することができる。
１　　コレット
２　　棒体
３　　チャック
５　　エンドミル
１０　本体部
１１　フランジ部
１５　掴み部

Claims (5)

  1. 　中心軸を有する円筒状本体部と、制振合金からなる棒体とを有し、
    　前記中心軸を有する円筒状本体部には、被固定物が挿入される挿入口側の端面から前記中心軸と平行に削孔された長穴が設けられており、
    　前記制振合金からなる棒体は、前記長穴に嵌合埋め込みされたことを特徴とするコレット。
  2. 　前記長穴の内周面及び前記棒体の外周面をねじ切りし、前記長穴に前記棒体を螺合せしめたことを特徴とする請求項１記載のコレット。
  3. 　前記円筒状本体部を前記中心軸の周りで等角度に分割して複数の樋状片からなるように前記端面からすり割りを与えられ、前記樋状片のそれぞれには等しく対応する位置に前記長穴を設け前記棒体を与えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコレット。
  4. 　前記すり割りは奇数個与えられ、前記樋状片のそれぞれはその内側面と正対する前記すり割り及び前記中心軸を通る仮想平面に対して対称となる位置に前記長穴を設け前記棒体を与えられていることを特徴とする請求項３記載のコレット。
  5. 　前記制振合金は、質量％で、Ｃｕ:１６．９～２７．７％、Ｎｉ:２．１～８．２％、Ｆｅ:１．０～２．９％、Ｃ：０．０５％以下、残部Ｍｎ及び不可避的不純物からなる成分組成を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコレット。
     
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