CN101336144B - 热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具 - Google Patents

Abstract

提供一种能够实现旋转动力的传递力的提高并且实现将旋转工具插入到工具保持器中时的作业性的提高的热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具。仅通过将冷成形丝锥(10)的圆筒连接部(11)插入到工具保持器(20)的夹紧部(22)(中空部(22a))中，第1卡合部(11a)与第2卡合部(22b)就相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向沿正反两方向作用的情况下，也能够实现旋转动力的传递力的提高。此外，冷成形丝锥(10)的第1卡合部(11a)相对于轴心(O1)轴对称地设置，所以将冷成形丝锥(10)插入到工具保持器(20)的夹紧部(22)(中空部(22a))中的方向性并不仅限于1个方向，能够实现作业性的提高。

Description

热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具

技术领域

本发明涉及热嵌式工具单元、在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器以及旋转工具，特别涉及能够实现旋转动力的传递力的提高并且实现将旋转工具插入到工具保持器中时的作业性的提高的热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具。 

背景技术

以往，为了提高加工中的旋转工具的振动精度而使用热嵌式工具单元。热嵌式工具单元具备具有能够插入旋转工具的圆筒连接部的夹紧部的工具保持器，通过将旋转工具的圆筒连接部热嵌到该工具保持器的夹紧部中来保持旋转工具，并且将旋转动力传递给该保持的旋转工具。 

根据该热嵌式工具单元，与只是夹持旋转工具的情况相比，能够实现对旋转工具的把持力的增加，并且通过抑制所保持的旋转工具的偏心，能够实现加工的振动精度的提高。 

但是，在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下、例如在如丝锥那样受到圆筒连接部的直径必须比刃部的底径小的制约的情况下，仅通过热嵌不能得到足够的把持力，有在旋转工具与工具保持器之间发生滑动的情况。 

因此，例如在特开2002-355727号公报中，公开了一种热嵌式工具单元，具备用来限制被工具保持器保持的旋转工具相对于工具保持器的相对旋转的锁止销，从而即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，也不会在旋转工具与工具保持器之间发生滑动，能够可靠地保持旋转工具。 

专利文献1：特开2002-355727号公报 

发明内容

但是，在上述以往的热嵌式工具单元中，在将旋转工具的圆筒连接部插入到工具保持器的夹紧部中后，使旋转工具一边相对于工具保 持器沿周向旋转一边与锁止销卡合，所以在从被加工物受到的加工负荷在正反方向上都较大的情况，例如在使被加工物塑性变形而形成阴螺纹的冷成形丝锥中，对于正反方向的某一方向的加工负荷不能得到限制力，结果，有因在旋转工具与工具保持器之间产生滑动而不能传递旋转动力的问题。 

此外，由于锁止销设置在相对于旋转工具的轴心偏置的位置上，所以由锁止销决定了旋转工具与工具保持器的周向的相对位置，在将旋转工具插入到工具保持器的夹紧部中时，必须每次都确认插入的方向，有作业性较差的问题。 

本发明是为了解决上述以往的问题而做出的，目的是提供一种能够实现旋转动力的传递力的提高并且实现将旋转工具插入到工具保持器中时的作业性的提高的热嵌式工具单元、以及在该热嵌式工具单元中使用的工具保持器和旋转工具。 

为了解决该目的，技术方案1所述的热嵌式工具单元，具备：具有形成为有轴心的圆柱状的圆筒连接部的旋转工具、和具有能够插入上述旋转工具的圆筒连接部的圆柱形工具保持器，此保持器的中空部里设有中空形式的夹紧部，通过将上述旋转工具的圆筒连接部热嵌到上述工具保持器的夹紧部中而将上述旋转工具保持在上述工具保持器中，其中，上述旋转工具是冷成形丝锥，具备设在上述圆筒连接部的前端且具有朝向径向突出的边缘部的刃部，且使被加工物塑性变形而形成阴螺纹；上述圆筒连接部具备设在该圆筒连接部的侧端面上且从上述圆筒连接部的轴心方向观察形成为大致矩形状的第1卡合部；上述第1卡合部通过使其中心与圆筒连接部的轴心一致而相对于上述圆筒连接部的轴心轴对称地配设，并且使上述矩形的各边与边缘部的突出方向对应而延伸；上述工具保持器具备设在上述夹紧部上并且与上述第1卡合部卡合的第2卡合部；上述第2卡合部从上述夹紧部的轴心观察形成为矩形状以便与上述第1卡合部卡合，并且相对于上述夹紧部的轴心轴对称地配设；在上述旋转工具的圆筒连接部插入在上述工具保持器的夹紧部中的情况下，通过上述第1卡合部与上述第2卡合部的相互卡合，在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，限制保持在上述工具保持器中的上述旋转工具相对于上述工具保持器的相对旋转。 

技术方案2所述的热嵌式工具单元，在技术方案1所述的热嵌式工具单元中，使上述圆筒连接部与上述刃部之间在从上述圆筒连接部向刃部的方向上沿径向扩大而形成；在使上述刃部与上述夹紧部非接触的状态下将上述旋转工具的圆筒连接部热嵌在上述工具保持器的夹紧部中；上述第1卡合部是凸设在上述圆筒连接部的侧端面上的突起物，且上述第2卡合部是凹设在上述中空部的里端面上的凹槽；上述第2卡合部的凹槽的底侧的面沿着上述突起物形成以便能够与上述第1卡合部的突起物接触。 

技术方案3所述的热嵌式工具单元，在技术方案1所述的热嵌式工具单元中，使上述圆筒连接部与上述刃部之间在从上述圆筒连接部向刃部的方向上沿径向扩大而形成；在使上述刃部与上述夹紧部非接触的状态下将上述旋转工具的圆筒连接部热嵌在上述工具保持器的夹紧部中；上述第1卡合部是凹设在上述圆筒连接部的侧端面上的卡合槽，且上述第2卡合部是在插通在一对贯通孔中的状态下不可脱离地固定在上述夹紧部上的轴状部件，所述一对的贯通孔穿设在上述夹紧部上，且将上述夹紧部的外部与上述中空部贯通，且相互相对于上述夹紧部的轴心轴对称地设置；上述第1卡合部的卡合槽的底侧的面沿着上述轴状部件形成以便能够与上述第2卡合部的轴状部件接触。 

技术方案4所述的热嵌式工具单元，在技术方案1所述的热嵌式工具单元中，上述第1卡合部是凸设在上述圆筒连接部的侧端面上的突起物，且上述第2卡合部是通过螺纹插入到一对的贯通孔中而固定在上述夹紧部上的卡合螺纹件，所述一对的贯通孔穿设在上述夹紧部上、且将上述夹紧部的外部与上述中空部贯通、且相互相对于上述夹紧部的轴心轴对称地刻有螺纹地设置；螺纹插入在上述贯通孔中的一对卡合螺纹件与上述夹紧部的轴心正交地配设，并且将上述突起物相对于上述夹紧部的轴心轴对称地夹持。 

技术方案5所述的热嵌式工具单元，在技术方案1～4所述的热嵌式工具单元中，上述工具保持器构成为利用夹套而被保持在加工机械上。 

技术方案6所述的工具保持器是在技术方案1～5所述的热嵌式工具单元中使用的工具保持器。 

技术方案7所述的旋转工具是在技术方案1～5所述的热嵌式工具 单元中使用的旋转工具。 

根据技术方案1所述的热嵌式工具单元，在为了使被加工物塑性变形并形成阴螺纹而从被加工物受到的加工负荷特别大、且该加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的冷成形丝锥的圆筒连接部上具备第1卡合部，并且在工具保持器的夹紧部上具备与第1卡合部卡合的第2卡合部，所以在为了将冷成形丝锥保持在工具保持器上而将冷成形丝锥的圆筒连接部插入到工具保持器的夹紧部中时，这些第1卡合部与第2卡合部相互卡合，限制保持在工具保持器中的冷成形丝锥相对于工具保持器的相对旋转。结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥与工具保持器之间也不会发生滑动，具有能够可靠地保持冷成形丝锥的效果。 

此外，由于构成为，仅通过将冷成形丝锥的圆筒连接部插入到工具保持器的夹紧部中，第1卡合部与第2卡合部就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥与工具保持器之间也不会发生滑动，具有能够实现旋转动力的传递力的提高的效果。 

此外，由于冷成形丝锥的第1卡合部相对于圆筒连接部的轴心轴对称地设置，所以与例如设在相对于轴心偏置的位置上的情况相比，将冷成形丝锥插入到工具保持器的夹紧部中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性，具有能够实现作业性的提高的效果。 

此外，如果冷成形丝锥的第1卡合部相对于圆筒连接部的轴心轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥及工具保持器的构造简单化，相应地具有能够实现制造成本的降低的效果。 

此外，通过将第1卡合部设在冷成形丝锥的圆筒连接部的侧端面上，能够扩大冷成形丝锥与工具保持器的热嵌的范围、即与设在冷成形丝锥的圆筒连接部上的情况相比能够扩大热嵌面积，相应地具有能够实现工具保持器对冷成形丝锥的把持力的增加的效果。 

根据技术方案2所述的热嵌式工具单元，除了技术方案1所述的热嵌式工具单元发挥的效果以外，能够使第1卡合部与第2卡合部的接触面积增加而可靠地保持冷成形丝锥，具有能够有效地防止冷成形丝锥与工具保持器的滑动的效果。 

根据技术方案3所述的热嵌式工具单元，除了技术方案1所述的 热嵌式工具单元发挥的效果以外，能够使第1卡合部与第2卡合部的接触面积增加而可靠地保持冷成形丝锥，具有能够有效地防止冷成形丝锥与工具保持器的滑动的效果。 

根据技术方案4所述的热嵌式工具单元，除了技术方案1所述的热嵌式工具单元发挥的效果以外，在将冷成形丝锥的圆筒连接部热嵌在工具保持器的夹紧部上后将一对卡合螺纹件可脱离地固定，从而具有能够抑制冷成形丝锥相对于工具保持器的周向的晃动的效果。 

根据技术方案5所述的热嵌式工具单元，除了技术方案1～4所述的热嵌式工具单元发挥的效果以外，通过仅将设有刃部的前端部用超合金等构成，具有能够实现工具成本的降低的效果。根据技术方案6所述的工具保持器，能够发挥与在技术方案1至5所述的热嵌式工具单元中使用的工具保持器同样的效果。 

根据技术方案7所述的旋转工具，能够发挥与在技术方案1至5所述的热嵌式工具单元中使用的旋转工具同样的效果。 

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的热嵌式工具单元的主视图。 

图2(a)是冷成形丝锥的主视图，图2(b)是从图2(a)的箭头IIb方向观察的冷成形丝锥的侧视图。 

图3(a)是工具保持器的主视图，图3(b)是图3(a)的IIIb-IIIb线的工具保持器的剖视图。 

图4是本发明的第2实施方式的热嵌式工具单元的主视图。 

图5(a)是冷成形丝锥的主视图，图5(b)是从图5(a)的箭头Vb方向观察的冷成形丝锥的侧视图。 

图6(a)是工具保持器的主视图，图6(b)是图6(a)的VIb-VIb线的工具保持器的剖视图。 

图7是本发明的第3实施方式的热嵌式工具单元的主视图。 

图8(a)是冷成形丝锥的主视图，图8(b)是从图8(a)的箭头VIIIb方向观察的冷成形丝锥的侧视图。 

图9(a)是工具保持器的主视图，图9(b)是图9(a)的IXb-IXb线的工具保持器的剖视图。 

图10是本发明的第4实施方式的热嵌式工具单元的主视图。 

图11(a)是工具保持器的主视图，图11(b)是图11(a)的XIb-XIb线的工具保持器的剖视图。 

附图标记说明 

1、30、70、110  热嵌式工具单元 

10、40、80  冷成形丝锥(旋转工具、冷成形丝锥) 

11  圆筒连接部 

11a  第1卡合部 

11b、11c  卡合槽(第1卡合部) 

20、50、90、120  工具保持器 

22、92  夹紧部 

22a、92a  中空部(夹紧部的一部分) 

22b  第2卡合部 

60、100  卡合销(第2卡合部) 

130  卡合螺纹件(第2卡合部) 

O1  圆筒连接部的轴心 

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。首先，参照图1对热嵌式工具单元1的整体结构概要地进行说明。图1是本发明的第1实施方式的热嵌式工具单元1的主视图。此外，在图1中，图示了冷成形丝锥10被保持在工具保持器20中的状态。另外，在图1中，将工具保持器20的一部分剖视并且将轴向长度省略地进行图示。 

热嵌式工具单元1如图1所示，具备冷成形丝锥10和工具保持器20，通过将冷成形丝锥10的圆筒连接部11热嵌在工具保持器20的夹紧部22中，将冷成形丝锥10保持在工具保持器20中，并且通过后述的第1卡合部11a与第2卡合部22b的相互卡合，能够限制保持在工具保持器20中的冷成形丝锥10相对于工具保持器20的相对旋转。 

接着，参照图2对冷成形丝锥10的详细结构进行说明。图2(a)是冷成形丝锥的主视图，图2(b)是从图2(a)的箭头IIb方向观察的冷成形丝锥10的侧视图。 

冷成形丝锥10如图2所示，具备圆筒连接部11、和设在该圆筒连 接部11的前端侧(图2(a)右侧)的刃部12，是用于经由工具保持器20将加工机械(未图示)的旋转动力施加给圆筒连接部11从而在被加工物的底孔(未图示)中形成阴螺纹的工具。 

圆筒连接部11是用来通过热嵌在后述的工具保持器20的夹紧部22中而将冷成形丝锥10保持在工具保持器20中的部位，如图2所示，由高速工具钢构成，形成为具有轴心O1的圆柱状。此外，在圆筒连接部11的侧端面(图2(a)左侧端面上)凸设有第1卡合部11a。另外，圆筒连接部11并不限于高速工具钢，也可以由超硬合金构成。 

第1卡合部11a是用来通过与后述的工具保持器20的第2卡合部22b卡合而限制冷成形丝锥10相对于工具保持器20的旋转的部位(参照图1)，如图2所示，构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的柱状体的突起物，并且通过使其中心与轴心O1一致而相对于轴心O1轴对称地配设。 

刃部12是用来通过在被加工物的底孔中螺进而滚轧成形阴螺纹的部位，具备切入部12a和完整牙部12b。此外，在刃部12的外周面上，相对于轴心O1大致平行地凹设有油槽13，在刃部12上设有朝向径向突出的边缘部14。 

切入部12a是用来将刃部12切入到被加工物的底孔中的部位、即所谓的切入部，以外径随着朝向刃部12的前端侧(图2(a)右侧)而变为小径的方式形成为锥状。 

完整牙部12b是用来进行由切入部12a滚轧成形的阴螺纹的精加工的部位，形成为与要滚轧成形在被加工物的底孔中的阴螺纹的形状大致相同的形状。 

油槽13是用来将冷成形油供给到被加工物的底孔中的部位，从切入部12a延设到完整牙部12b并且形成为大致直线状。另外，油槽13也可以不需要从切入部12a延设到完整牙部12b而仅设置在刃部12的一部分上。此外，并不限于大致直线状，也可以形成为螺旋状。 

边缘部14是用来通过切入到被加工物的底孔中而使被加工物塑性变形从而滚轧成形阴螺纹的部位，与轴心O1大致平行地设置。 

接着，参照图3对工具保持器20的详细结构进行说明。图3(a)是工具保持器20的主视图，图3(b)是图3(a)的IIIb-IIIb线的工具保持器20的剖视图。另外，在图3(a)中，将工具保持器20的一 部分剖视并且省略轴向长度地进行图示。 

工具保持器20如图3所示，具备柄部21、和连接设置在该柄部21上的夹紧部22，是用来通过将柄部21保持在加工机械上并且将冷成形丝锥10保持在夹紧部中而将加工机械的旋转动力传递给冷成形丝锥10的工具保持器。 

柄部21是用来将工具保持器20保持在加工机械上的部位，如图3(a)所示，形成为具有轴心O2的圆锥状。 

夹紧部22是用来通过热嵌保持冷成形丝锥10的部位，如图3(a)所示，为了避免与被加工物的干涉而形成为外径随着朝向工具保持器20的前端侧(图3(a)右侧)而变为小径的锥状。此外，在夹紧部22中，使轴心与轴心O2一致而中空地设有圆柱状的中空部22a，并且在该中空部22a的里端面(图3(a)左侧端面)上凹设有第2卡合部22b。 

中空部22a是用来插入冷成形丝锥10的圆筒连接部11的部位(参照图1)，在常温下形成为比冷成形丝锥10的圆筒连接部11直径小。此外，在夹紧部22被加热的情况下，因热膨胀使直径扩大从而能够插入冷成形丝锥10的圆筒连接部11，另一方面，在插入了冷成形丝锥10的圆筒连接部11的状态下将夹紧部22冷却的情况下，因热收缩使直径缩小从而能够不可脱离地保持冷成形丝锥10。 

第2卡合部22b是用来通过与冷成形丝锥10的第1卡合部11a卡合而限制冷成形丝锥10相对于工具保持器20的相对旋转的部位(参照图1)，如图3所示，构成为与第1卡合部11a卡合的凹槽，并且通过使其中心与轴心O2一致而相对于轴心O2轴对称地配设。 

这里，在使第2卡合部22b与冷成形丝锥10的第1卡合部11a卡合的情况下，仅通过将冷成形丝锥10一边旋转大致180°一边插入，就能够使第2卡合部22b与冷成形丝锥10的第1卡合部11a容易地卡合。 

根据上述那样构成的热嵌式工具单元1，由于在冷成形丝锥10的圆筒连接部11上具备第1卡合部11a，并且在工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)上具备与第1卡合部11a卡合的第2卡合部22b，所以在为了将冷成形丝锥10保持在工具保持器20上而将冷成形丝锥10的圆筒连接部11插入到工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)中的情况下，这些第1卡合部11a与第2卡合部22b相互卡合，限制保持在 工具保持器20中的冷成形丝锥10相对于工具保持器20的相对旋转。结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥10与工具保持器20之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形丝锥10。 

此外，由于构成为仅通过将冷成形丝锥10的圆筒连接部11插入到工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)中，第1卡合部11a与第2卡合部22b就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥10与工具保持器20之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。 

此外，由于冷成形丝锥10的第1卡合部11a相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，所以与例如设在相对于轴心O1偏置的位置上的情况相比，将冷成形丝锥10插入到工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性，能够实现作业性的提高。 

此外，如果冷成形丝锥10的第1卡合部11a相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥10及工具保持器20的构造简单化，相应地能够实现制造成本的降低。 

进而，在本实施方式中，由于第1卡合部11a设在冷成形丝锥10的圆筒连接部11的侧端面上，所以能够扩大冷成形丝锥10与工具保持器20热嵌的范围，即与设在冷成形丝锥10的圆筒连接部11上的情况相比能够扩大热嵌面积，相应地能够增加工具保持器20对冷成形丝锥10的把持力。 

此外，对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺纹而从被加工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的冷成形丝锥10，也不会在与工具保持器20之间发生滑动，通过可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。 

这里，对利用如上述那样构成的热嵌式工具单元1向被加工物的底孔滚轧成形阴螺纹的滚轧成形试验进行说明。另外，滚轧成形试验是测量在滚轧成形中的冷成形丝锥10中发生的切削转矩的试验。 

此外，在滚轧试验中，使用在本实施方式中说明的热嵌式工具单元1(以下称作“本发明品”)、和不具有第1卡合部11a与第2卡合部22b的热嵌式工具单元(以下称作“以往品”)来进行。另外，本 发明品和以往品都使用刃部的公称直径由14.0mm、间距由2.0mm构成、并且圆筒连接部的直径由10.5mm构成的冷成形丝锥，冷成形丝锥与工具保持器的过盈量为0.015mm而进行热嵌。 

根据滚轧成形试验的结果，以往品在切削转矩达到77Nm的时刻在冷成形丝锥与工具保持器之间发生了滑动。相对于此，本发明品在冷成形丝锥10与工具保持器20之间不发生滑动，能够向被加工物的底孔形成阴螺纹。 

接着，参照图4，对第2实施方式的热嵌式工具单元30进行说明。第1实施方式的热嵌式工具单元1构成为，通过凸设在冷成形丝锥10上的第1卡合部11a与凹设在工具保持器20上的第2卡合部22b的卡合来限制冷成形丝锥10相对于工具保持器20的相对旋转，但第2实施方式的热嵌式工具单元30构成为，通过凹设在冷成形丝锥40上的卡合槽11b、与配设在工具保持器50上的卡合销60的卡合来限制冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转。另外，对于与第1实施方式相同的部分标注相同的附图标记而省略说明。 

图4是本发明的第2实施方式的热嵌式工具单元30的主视图。此外，在图4中，图示了冷成形丝锥40被保持在工具保持器50中的状态。另外，在图4中，将工具保持器50的一部分剖视并且将轴向长度省略地进行图示。 

热嵌式工具单元30如图4所示，具备冷成形丝锥40和工具保持器50，构成为，通过将冷成形丝锥40的圆筒连接部11热嵌在工具保持器50的夹紧部22中而将冷成形丝锥40保持在工具保持器50中，并且通过后述的卡合槽11b与卡合销60的相互卡合，能够限制保持在工具保持器50中的冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转。 

接着，参照图5对冷成形丝锥40的详细结构进行说明。图5(a)是冷成形丝锥40的主视图，图5(b)是从图5(a)的箭头Vb方向观察的冷成形丝锥40的侧视图。 

冷成形丝锥40是用于经由工具保持器50将加工机械(未图示)的旋转动力施加给圆筒连接部11从而在被加工物的底孔(未图示)中形成阴螺纹的工具，如图5所示，在圆筒连接部11的侧端面(图5(a)左侧端面)上凹设有卡合槽11b。 

卡合槽11b是用来通过与后述的工具保持器50的卡合销60卡合 而限制冷成形丝锥40相对于工具保持器50的旋转的部位，如图5所示，构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的凹槽，并且通过使其中心与轴心O1一致而相对于轴心O1轴对称地配设。 

接着，参照图6对工具保持器50的详细结构进行说明。图6(a)是工具保持器50的主视图，图6(b)是图6(a)的VIb-VIb线的工具保持器50的剖视图。另外，在图6中，将工具保持器50的一部分剖视并且省略轴向长度地进行图示。 

工具保持器50是用来通过将柄部21保持在加工机械上并且将冷成形丝锥40保持在夹紧部22中而将加工机械的旋转动力传递给冷成形丝锥40的工具保持器，如图6所示，在夹紧部22上穿设有孔部22c、22d。 

孔部22c、22d是用来插通后述的卡合销60的部位，如图6所示，分别构成为将夹紧部22的外部与中空部22a贯通的截面圆形状的贯通孔，并且相互相对于轴线O2轴对称地设置。 

卡合销60是用来通过与冷成形丝锥40的卡合槽11b卡合而限制冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转的部件(参照图4)，由与孔部22c、22d的直径大致相同直径的轴状部件构成。该卡合销60在插通于孔部22c、22d中的状态下将两端部铆接，从而不可脱离地固定在夹紧部22上。此外，如上所述，由于孔部22c、22d相对于轴线O2相互轴对称地设置，所以插通在孔部22c、22d中的卡合销60与轴线O2正交地配设。 

这里，在使卡合销60与冷成形丝锥40的卡合槽11b卡合的情况下，仅通过将冷成形丝锥40一边旋转大致180°一边插入，就能够使卡合销60与冷成形丝锥40的卡合槽11b容易地卡合。 

根据上述那样构成的热嵌式工具单元30，由于在冷成形丝锥40的圆筒连接部11上具备卡合槽11b，并且在工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)上具备与卡合槽11b卡合的卡合销60，所以在为了将冷成形丝锥40保持在工具保持器50上而将冷成形丝锥40的圆筒连接部11插入到工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)中的情况下，这些卡合槽11b与卡合销60相互卡合，限制保持在工具保持器50中的冷成形丝锥40相对于工具保持器50的相对旋转。结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥40与工具保持器 50之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形丝锥40。 

此外，由于构成为，仅通过将冷成形丝锥40的圆筒连接部11插入到工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)中，卡合槽11b与卡合销60就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥40与工具保持器50之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。 

此外，由于冷成形丝锥40的卡合槽11b相对于圆筒连接部11的轴心O1对称地设置，所以与例如设在相对于轴心O1偏置的位置上的情况相比，将冷成形丝锥40插入到工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性，能够实现作业性的提高。 

此外，如果冷成形丝锥40的卡合槽11b相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥40及工具保持器50的构造简单化，相应地能够实现制造成本的降低。 

进而，在本实施方式中，由于卡合槽11b设在冷成形丝锥40的圆筒连接部11的侧端面上，所以能够扩大将冷成形丝锥40与工具保持器50热嵌的范围、即与设在冷成形丝锥40的圆筒连接部11上的情况相比能够扩大热嵌面积，相应地能够实现工具保持器50对冷成形丝锥40的把持力的增加。 

此外，即便对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺纹而从被加工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的冷成形丝锥40，也不会在与工具保持器50之间发生滑动，通过可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。 

接着，参照图7，对第3实施方式的热嵌式工具单元70进行说明。第1及第2实施方式的热嵌式工具单元1、30构成为，将工具保持器20、50直接向加工机械进行保持，但第3实施方式的热嵌式工具单元70构成为，将工具保持器90通过夹套等向加工机械进行保持。即，热嵌式工具单元70为更换型工具。由此，通过仅将设有刃部的前端部用超硬合金构成，能够实现工具成本的降低。另外，对于与第1及第2实施方式相同的部分标注相同的附图标记而省略说明。 

图7是本发明的第3实施方式的热嵌式工具单元70的主视图。此外，在图7中，图示了冷成形丝锥80被保持在工具保持器90中的状 态。另外，在图7中，将工具保持器90的一部分剖视并且将轴向长度省略地进行图示。 

热嵌式工具单元70如图7所示，具备冷成形丝锥80和工具保持器90，通过将冷成形丝锥80的圆筒连接部11热嵌在工具保持器90的夹紧部22中而将冷成形丝锥80保持在工具保持器90中，并且通过后述的卡合槽11c与卡合销100的相互卡合，能够限制保持在工具保持器90中的冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转。 

接着，参照图8对冷成形丝锥80的详细结构进行说明。图8(a)是冷成形丝锥80的主视图，图8(b)是从图8(a)的箭头VIIIb方向观察的冷成形丝锥80的侧视图。 

冷成形丝锥80是用来经由工具保持器90将加工机械(未图示)的旋转动力施加给圆筒连接部11从而在被加工物的底孔(未图示)中形成阴螺纹的工具，如图8所示，在圆筒连接部11的侧端面(图8(a)左侧端面)上凹设有卡合槽11c。 

卡合槽11c是用来通过与后述的工具保持器90的卡合销100卡合而限制冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转的部位，如图8所示，构成为形成为截面半圆状的凹槽，并且通过使其中心与轴心O1一致而相对于轴心O1轴对称地配设。 

此外，在本实施方式中，形成为截面半圆状的卡合槽11c的直径相对于圆筒连接部11设定为50％。由此，通过将卡合槽11c形成为截面半圆状、并且将其直径相对于圆筒连接部11设定为50％，实现与卡合销100的接触面积的扩大，相应地能够分散从被加工物受到的加工负荷带来的应力，确保冷成形丝锥80的强度。另外，卡合槽11c的直径优选地相对于圆筒连接部11设定为50％以上。 

接着，参照图9对工具保持器90的详细结构进行说明。图9(a)是工具保持器90的主视图，图9(b)是图9(a)的IXb-IXb线的工具保持器90的剖视图。另外，在图9中，将工具保持器90的一部分剖视并且省略轴向长度地进行图示。 

工具保持器90如图9所示，具备柄部91和连接设置在该柄部91上的夹紧部92，是用来通过将柄部91借助夹套等保持在加工机械上并且将冷成形丝锥80保持在夹紧部92中而将加工机械的旋转动力传递给冷成形丝锥80的工具保持器。 

柄部91是用来将工具保持器90借助夹套等被保持在加工机械上的部件，如图9(a)所示，形成为具有轴心O3的圆柱状。 

夹紧部92是用来通过热嵌保持冷成形丝锥80的部件，如图9(a)所示，使轴心与轴心O3一致而在中空地设有圆柱状的中空部92a，并且穿设有孔部92b、92c。 

中空部92a是用来插入冷成形丝锥80的圆筒连接部11的部位(参照图7)，形成为在常温下比冷成形丝锥80的圆筒连接部11小径。此外，在夹紧部92被加热的情况下，因热膨胀使直径扩大从而能够插入冷成形丝锥80的圆筒连接部11，另一方面，在插入了冷成形丝锥80的圆筒连接部11的状态下将夹紧部92冷却的情况下，因热收缩使直径缩小从而能够不可脱离地保持冷成形丝锥80。 

孔部92b、92c是用来插通后述的卡合销100的部位，如图9所示，分别构成为将夹紧部92的外部与中空部92a贯通的截面圆形状的贯通孔，并且相互相对于轴线O3轴对称地设置。 

卡合销100是用来通过与冷成形丝锥80的卡合槽11c卡合而限制冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转的部件(参照图7)，由与孔部92b、92c的直径大致相同直径的轴状部件构成。该卡合销100在插通于孔部92b、92c中的状态下将两端部铆接从而不可脱离地固定在夹紧部92上。此外，如上所述，由于孔部92b、92c相对于轴线O3相互轴对称地设置，所以插通在孔部92b、92c中的卡合销100与轴线O3正交地配设。 

这里，在使卡合销100与冷成形丝锥80的卡合槽11c卡合的情况下，仅通过将冷成形丝锥80一边旋转大致180°一边插入，就能够使卡合销100与冷成形丝锥80的卡合槽11c容易地卡合。 

根据上述那样构成的热嵌式工具单元70，由于在冷成形丝锥80的圆筒连接部11上具备卡合槽11c，并且在工具保持器90的夹紧部92(中空部92a)上具备与卡合槽11c卡合的卡合销100，所以在为了将冷成形丝锥80保持在工具保持器90上而将冷成形丝锥80的圆筒连接部11插入到工具保持器90的夹紧部92(中空部92a)中的情况下，这些卡合槽11c与卡合销100相互卡合，限制保持在工具保持器90中的冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转。结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥80与工具保持器 90之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形丝锥80。 

此外，由于构成为，仅通过将冷成形丝锥80的圆筒连接部11插入到工具保持器90的夹紧部92(中空部92a)中，卡合槽11c与卡合销100就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥80与工具保持器90之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。 

此外，由于冷成形丝锥80的卡合槽11c相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，所以与例如设在相对于轴心O1偏置的位置上的情况相比，将冷成形丝锥80插入到工具保持器90的夹紧部92(中空部92a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性，能够实现作业性的提高。 

此外，如果冷成形丝锥80的卡合槽11c相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥80及工具保持器90的构造简单化，相应地能够实现制造成本的降低。 

进而，在本实施方式中，由于卡合槽11c设在冷成形丝锥80的圆筒连接部11的侧端面上，所以能够扩大将冷成形丝锥80与工具保持器90热嵌的范围、即与设在冷成形丝锥80的圆筒连接部11上的情况相比能够扩大热嵌面积，相应地能够实现工具保持器90对冷成形丝锥80的把持力的增加。 

此外，即便对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺纹而从被加工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的冷成形丝锥80，也不会在与工具保持器90之间发生滑动，通过可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。 

接着，参照图10，对第4实施方式的热嵌式工具单元110进行说明。第3实施方式的热嵌式工具单元70构成为，通过凹设在冷成形丝锥80上的卡合槽11c与配设在工具保持器90上的卡合销100的卡合来限制冷成形丝锥80相对于工具保持器90的相对旋转，但第4实施方式的热嵌式工具单元110构成为，通过凸设在冷成形丝锥80上的第1卡合部11a与配设在工具保持器120上的卡合螺纹件130的卡合来限制冷成形丝锥10相对于工具保持器90的相对旋转。另外，对于与第1、第2及第3实施方式相同的部分标注相同的附图标记而省略说明。此外，本实施方式中的冷成形丝锥10是与第1实施方式的冷成形丝锥10 相同的工具。 

图10是本发明的第4实施方式的热嵌式工具单元110的主视图。此外，在图10中，图示了冷成形丝锥10被保持在工具保持器120中的状态。另外，在图10中，将工具保持器120的一部分剖视并且将轴向长度省略地进行图示。 

热嵌式工具单元110如图10所示，具备冷成形丝锥10和工具保持器120，通过将冷成形丝锥10的圆筒连接部11热嵌在工具保持器120的夹紧部92中而将冷成形丝锥10保持在工具保持器120中，并且通过第1卡合部11a与卡合螺纹件130的相互卡合，能够限制保持在工具保持器120中的冷成形丝锥10相对于工具保持器120的相对旋转。 

接着，参照图11对工具保持器120的详细结构进行说明。图11(a)是工具保持器120的主视图，图11(b)是图11(a)的XIb-XIb线的工具保持器120的剖视图。另外，在图11中，将工具保持器120的一部分剖视并且省略轴向长度地进行图示。 

工具保持器120是用来通过将柄部91借助夹套等保持在加工机械上并且将冷成形丝锥10保持在夹紧部92中而将加工机械的旋转动力传递给冷成形丝锥10的工具保持器，如图11所示，在夹紧部92上穿设有螺纹部92d、92e。 

螺纹部92d、92e是用来螺纹插入后述的卡合螺纹件130的部位，如图11所示，分别构成为将夹紧部92的外部与中空部92a贯通且在内周面上刻有阴螺纹的截面圆形状的贯通孔，并且相互相对于轴线O3轴对称地设置。 

卡合螺纹件130是用来通过与冷成形丝锥10的第1卡合部11a卡合而限制冷成形丝锥10相对于工具保持器120的相对旋转的止动螺纹件(参照图10)，由在外周面上设有对应于螺纹部92d、92e的阳螺纹的轴状部件构成。该卡合螺纹件130通过螺纹插入在螺纹部92d、92e中而固定在夹紧部92上。此外，如上所述，由于螺纹部92d、92e相对于轴线O3相互轴对称地设置，所以螺纹插入在螺纹部92d、92e中的卡合螺纹件130与轴线O3正交地配设。另外，在本实施方式中，卡合螺纹件130由带六边形孔的止动螺纹件构成。 

这里，在使卡合螺纹件130与冷成形丝锥10的第1卡合部11a卡合的情况下，仅通过将冷成形丝锥10一边旋转大致180°一边插入， 就能够使卡合螺纹件130与冷成形丝锥10的第1卡合部11a容易地卡合。 

根据上述那样构成的热嵌式工具单元110，由于在冷成形丝锥10的圆筒连接部11上具备第1卡合部11a，并且在工具保持器120的夹紧部92(中空部92a)上具备与第1卡合部11a卡合的卡合螺纹件130，所以在为了将冷成形丝锥10保持在工具保持器120上而将冷成形丝锥10的圆筒连接部11插入到工具保持器120的夹紧部92(中空部92a)中的情况下，这些第1卡合部11a与卡合螺纹件130相互卡合，限制保持在工具保持器120中的冷成形丝锥10相对于工具保持器120的相对旋转。结果，即使在从被加工物受到的加工负荷较大的情况下，在冷成形丝锥10与工具保持器120之间也不会发生滑动，能够可靠地保持冷成形丝锥10。 

此外，由于构成为仅通过将冷成形丝锥10的圆筒连接部11插入到工具保持器120的夹紧部92(中空部92a)中，第1卡合部11a与卡合螺纹件130就会相互卡合，所以即使在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，在冷成形丝锥10与工具保持器120之间也不会发生滑动，能够实现旋转动力的传递力的提高。 

此外，由于冷成形丝锥10的第1卡合部11a相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，所以与例如设在相对于轴心O1偏置的位置上的情况相比，将冷成形丝锥10插入到工具保持器120的夹紧部92(中空部92a)中的方向性并不仅限于一个方向，能够至少具有两个方向性，能够实现作业性的提高。 

此外，如果冷成形丝锥10的第1卡合部11a相对于圆筒连接部11的轴心O1轴对称地设置，则能够使冷成形丝锥10及工具保持器120的构造简单化，相应地能够实现制造成本的降低。 

进而，在本实施方式中，由于通过将工具保持器120的卡合螺纹件130螺纹插入到螺纹部92d、92e中而固定在夹紧部92上，所以在将冷成形丝锥10的圆筒连接部11热嵌到工具保持器120的夹紧部92中后，通过进一步将卡合螺纹件130拧入，能够抑制冷成形丝锥10相对于工具保持器120向周向的晃动。结果，能够实现旋转动力的传递力的进一步的提高。 

此外，即便对于为了使被加工物塑性变形而形成阴螺纹而从被加 工物受到的加工负荷特别大、该加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的冷成形丝锥10，也不会在与工具保持器120之间发生滑动，通过可靠地保持能够有效地实现旋转动力的传递力的提高。 

另外，在本实施方式中，对应于冷成形丝锥10的第1卡合部11a而设定卡合螺纹件130的公称直径，但也可以为了增加限制冷成形丝锥10相对于工具保持器120的相对旋转的限制力而使卡合螺纹件130的公称直径变得更大。在此情况下，优选地变更第1卡合部11a的形状，以使卡合螺纹件130的端面整体抵接在第1卡合部11a上。 

以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明不受上述实施方式限定，能够容易地推断为能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良变形。 

例如，在上述第1实施方式中，说明了冷成形丝锥10的第1卡合部11a构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的柱状体的突起物、并且工具保持器20的第2卡合部22b构成为与第1卡合部11a卡合的凹槽的情况，但第1卡合部11a及第2卡合部22b的形状并不一定限于此，例如，也可以将第1卡合部11a构成为形成为侧视正三角形状的三角柱状体的突起物、并且将第2卡合部22b构成为与第1卡合部11a卡合的凹槽。 

由此，在使第1卡合部11a与第2卡合部22b卡合时，通过将冷成形丝锥10一边旋转大致120°一边插入，能够使第1卡合部11a与第2卡合部22b容易地卡合。即，由于将冷成形丝锥10插入到工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)中的方向性增加为3个方向，所以能够实现作业性的进一步的提高。 

此外，在上述第2实施方式中，说明了冷成形丝锥40的卡合槽11b构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的1个凹槽的情况，但并不一定限于此，例如，也能够以与该凹槽正交而成为十字状的方式追加形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的凹槽。 

由此，在使卡合槽11b与卡合销60卡合的情况下，通过将冷成形丝锥40一边旋转大致90°一边插入，能够使卡合槽11b与卡合销60容易地卡合。即，由于将冷成形丝锥40插入到工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)中的方向性增加为4个方向，所以能够实现作业性的进一步的提高。 

此外，在上述第1实施方式中，说明了冷成形丝锥10的第1卡合部11a构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的柱状体的突起物的情况，但并不一定限于此，例如，也可以构成为形成为主视大致梯形状且侧视大致矩形状的柱状体的突起物。 

由此，能够抑制冷成形丝锥10相对于工具保持器20的向周向的晃动，能够实现旋转动力的传递力的提高，并且在将冷成形丝锥10插入到工具保持器20的夹紧部22(中空部22a)中时，能够使第1卡合部11a与第2卡合部22b容易地卡合。 

此外，在上述第2实施方式中，说明了冷成形丝锥40的卡合槽11b构成为形成为主视大致矩形状且侧视大致矩形状的凹槽的情况，但并不一定限于此，例如，也可以构成为形成为主视大致梯形状且侧视大致矩形状的凹槽。 

由此，能够抑制冷成形丝锥40相对于工具保持器50的向周向的晃动，能够实现旋转动力的传递力的提高，并且在将冷成形丝锥40插入到工具保持器50的夹紧部22(中空部22a)中时，能够使卡合槽11b与卡合销60容易地卡合。 

Claims (4)

1.一种热嵌式工具单元，具备：具有形成为有轴心的圆柱状的圆筒连接部的旋转工具、和具有能够插入上述旋转工具的圆筒连接部的圆柱形的工具保持器，此保持器的中空部里设有中空形式的夹紧部，通过将上述旋转工具的上述圆筒连接部热嵌到上述工具保持器的上述夹紧部中而将上述旋转工具保持在上述工具保持器中，其特征在于，

上述旋转工具是冷成形丝锥，具备设在上述圆筒连接部的前端且具有朝向径向突出的边缘部的刃部，使被加工物塑性变形而形成阴螺纹；

上述圆筒连接部具备设在该圆筒连接部的侧端面上且从上述圆筒连接部的轴心方向观察形成为大致矩形状的第1卡合部；

上述第1卡合部通过使其中心与上述圆筒连接部的轴心一致而相对于上述圆筒连接部的轴心轴对称地配设，并且使上述矩形的各边与边缘部的突出方向对应而延伸；

上述工具保持器具备设在上述夹紧部上并且与上述第1卡合部卡合的第2卡合部；

上述第2卡合部从上述夹紧部的轴心观察形成为矩形状以便与上述第1卡合部卡合，并且相对于上述夹紧部的轴心轴对称地配设；

在上述旋转工具的上述圆筒连接部插入在上述工具保持器的上述夹紧部中的情况下，通过上述第1卡合部与上述第2卡合部的相互卡合，在从被加工物受到的加工负荷相对于周向在正反两方向上作用的情况下，限制保持在上述工具保持器中的上述旋转工具相对于上述工具保持器的相对旋转，

上述第1卡合部是凸设在上述圆筒连接部的侧端面上的突起物，且上述第2卡合部是通过螺纹插入到一对的贯通孔中而固定在上述夹紧部上的卡合螺纹件，所述一对的贯通孔穿设在上述夹紧部上、且将上述夹紧部的外部与上述中空部贯通、且相互相对于上述夹紧部的轴心轴对称地刻有螺纹地设置；

螺纹插入在上述贯通孔中的一对卡合螺纹件与上述夹紧部的轴心正交地配设，并且将上述突起物相对于上述夹紧部的轴心轴对称地夹持，

夹紧部的中空部形成为比形成贯通孔的位置深。

2.如权利要求1所述的热嵌式工具单元，其特征在于，

上述工具保持器构成为利用夹套而被保持在加工机械上。

3.一种工具保持器，其特征在于，是在权利要求1或2所述的热嵌式工具单元中使用的工具保持器。

4.一种旋转工具，其特征在于，是在权利要求1或2所述的热嵌式工具单元中使用的旋转工具。

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