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JP7580583B2 - Anti-vibration tool holder and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP7580583B2 JP2023517460A JP2023517460A JP7580583B2 JP 7580583 B2 JP7580583 B2 JP 7580583B2 JP 2023517460 A JP2023517460 A JP 2023517460A JP 2023517460 A JP2023517460 A JP 2023517460A JP 7580583 B2 JP7580583 B2 JP 7580583B2
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Description

本発明は、防振工具ホルダおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an anti-vibration tool holder and a method for manufacturing the same.

従来、マシニングセンタ等の加工機の主軸に着脱可能に取り付けられ、工具を把持する防振工具ホルダが知られている。Conventionally, vibration-proof tool holders that are detachably attached to the spindle of a processing machine such as a machining center and hold a tool are known.

特許第6079682号公報(特許文献1)には、びびり振動を抑制するための動吸収器が内蔵された防振工具ホルダが開示されている。動吸収器は、振動体と、振動体を取り囲む筒状の振動減衰体と、振動対の一端を支持する支持体と、支持体の軸周りの回転を規制する規制部材とを有する。 Japanese Patent No. 6079682 (Patent Document 1) discloses an anti-vibration tool holder with a built-in dynamic absorber for suppressing chatter vibration. The dynamic absorber has a vibrating body, a cylindrical vibration attenuator surrounding the vibrating body, a support that supports one end of the vibration pair, and a restricting member that restricts rotation around the axis of the support.

特許第6079682号公報Patent No. 6079682

しかしながら、特許文献1に記載の防振工具ホルダでは、動吸収器を構成する各部材が、互いに別体として、さらには工具本体を構成する他の部材とは別体として構成されている。そのため、特許文献1に記載の防振工具ホルダでは、動吸収器とその他の部材(例えば基材)との接続関係が複雑であり、動吸収器を備えることに伴う剛性低下を抑制することは、困難である。However, in the vibration-proof tool holder described in Patent Document 1, the components that make up the dynamic absorber are configured separately from each other and from the other components that make up the tool body. Therefore, in the vibration-proof tool holder described in Patent Document 1, the connection relationship between the dynamic absorber and the other components (e.g., the base material) is complex, making it difficult to suppress the decrease in rigidity that accompanies the inclusion of the dynamic absorber.

本開示の主たる目的は、振動減衰体を備えながらも、振動減衰体を備えることにともなう剛性低下が抑制されている防振工具ホルダを提供することにある。 The primary object of the present disclosure is to provide an anti-vibration tool holder that is equipped with a vibration damping body while suppressing the reduction in rigidity that accompanies the inclusion of the vibration damping body.

本開示に係る防振工具ホルダは、軸線を有し、加工機の主軸により軸線周りに回転される防振工具ホルダである。本開示に係る防振工具ホルダは、主軸に取り付けられるシャンク部と工具を把持するアーバー部とを含む基材と、基材のシャンク部およびアーバー部の少なくともいずれかの内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備える。基材を構成する材料は、第1金属を含む。少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、第1金属とは異なる第2金属を含む。基材と少なくとも1つの振動減衰体との界面に、第1金属と第2金属との化合物を含む金属間化合物層が形成されている。The vibration-proof tool holder according to the present disclosure has an axis and is rotated about the axis by the spindle of a processing machine. The vibration-proof tool holder according to the present disclosure comprises a substrate including a shank portion attached to the spindle and an arbor portion for gripping a tool, and at least one vibration damping body disposed inside at least one of the shank portion and the arbor portion of the substrate. The material constituting the substrate includes a first metal. The material constituting the at least one vibration damping body includes a second metal different from the first metal. An intermetallic compound layer including a compound of the first metal and the second metal is formed at the interface between the substrate and the at least one vibration damping body.

本開示に係る防振工具ホルダの製造方法は、加工機の主軸により軸線周りに回転される防振工具ホルダの製造方法である。本開示に係る防振工具ホルダの製造方法は、基材と、基材の内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備える防振工具ホルダを金属積層造形法により形成する工程を備える。上記形成する工程は、金属積層造形法により基材を構成する材料を溶融しかつ固化する第1工程と、金属積層造形法により少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料を溶融しかつ固化する第2工程とを含む。The manufacturing method of the vibration-proof tool holder according to the present disclosure is a manufacturing method of a vibration-proof tool holder that is rotated about an axis by the spindle of a processing machine. The manufacturing method of the vibration-proof tool holder according to the present disclosure includes a step of forming an vibration-proof tool holder including a base material and at least one vibration damping body disposed inside the base material by a metal additive manufacturing method. The forming step includes a first step of melting and solidifying a material constituting the base material by the metal additive manufacturing method, and a second step of melting and solidifying a material constituting the at least one vibration damping body by the metal additive manufacturing method.

本開示によれば、振動減衰体を備えながらも、振動減衰体を備えることにともなう剛性低下が抑制されている防振工具ホルダを提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an anti-vibration tool holder that is equipped with a vibration damping body while suppressing the reduction in rigidity that accompanies the inclusion of the vibration damping body.

実施の形態1に係る防振工具ホルダを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a vibration-proof tool holder according to a first embodiment; 図1に示される防振工具ホルダの側面図である。FIG. 2 is a side view of the vibration-proof tool holder shown in FIG. 1 . 図2中の矢印III-IIIから視た断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2. 図3中の矢印IV-IVから視た断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3. 図1~図4に示される防振工具ホルダの基材と振動減衰体との界面を説明するための部分拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining an interface between a base material and a vibration damping body of the vibration-proof tool holder shown in FIGS. 1 to 4. 実施の形態1に係る防振工具ホルダの製造方法の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the vibration-proof tool holder according to the first embodiment. 実施の形態1に係る防振工具ホルダの製造方法の積層造形工程の一例を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining an example of an additive manufacturing process of the manufacturing method of the vibration-proof tool holder according to the first embodiment. 実施の形態1に係る防振工具ホルダの製造方法の積層造形工程の他の一例を説明するための図である。10A to 10C are views for explaining another example of the additive manufacturing process of the manufacturing method of the vibration-proof tool holder according to the first embodiment. 図8に示される積層造形工程の他の一例において、第1工程を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a first step in another example of the additive manufacturing process shown in FIG. 8 . 図8に示される積層造形工程の他の一例において、図9に示される第1工程後の第2工程を説明するための図である。10 is a diagram for explaining a second step after the first step shown in FIG. 9 in another example of the additive manufacturing process shown in FIG. 8 . FIG. 実施の形態1に係る防振工具ホルダの使用例を説明するための断面図である。1 is a cross-sectional view for explaining an example of use of the vibration-proof tool holder according to the first embodiment. FIG. 実施の形態2に係る防振工具ホルダの基材と振動減衰体との界面を説明するための部分拡大断面図である。10 is a partially enlarged cross-sectional view for illustrating an interface between a base material and a vibration damping body of a vibration-proof tool holder according to a second embodiment. FIG. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの製造方法の変形例を説明するための図である。11A to 11C are diagrams for explaining a modified example of the method for manufacturing the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第1変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a first modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第2変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a second modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第3変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第4変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a fourth modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第5変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a fifth modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第6変形例を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a sixth modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 実施の形態1または実施の形態2に係る防振工具ホルダの第7変形例を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a seventh modified example of the vibration-proof tool holder according to the first or second embodiment. 第7変形例の防振工具ホルダの製造方法の一例として、防振工具ホルダを鋳造する工程を説明するためのフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a process for casting the vibration-proof tool holder as an example of a method for manufacturing the vibration-proof tool holder of the seventh modified example. 実施の形態3に係る防振工具ホルダの基材と振動減衰体との界面を説明するための部分拡大断面図である。13 is a partially enlarged cross-sectional view for illustrating an interface between a base material and a vibration damping body of a vibration-proof tool holder according to a third embodiment. FIG. 実施の形態3に係る防振工具ホルダの変形例の、基材と振動減衰体との界面を説明するための部分拡大断面図である。FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an interface between a base material and a vibration damping body in a modified example of the vibration-proof tool holder according to the third embodiment.

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that in the following drawings, the same or corresponding parts are given the same reference numbers and their description will not be repeated.

実施の形態1.
図1~図4に示される実施の形態1に係る防振工具ホルダ10は、フライスカッタまたはエンドミルなどの加工機の主軸に取り付けられ、かつ工具を把持する工具ホルダである。防振工具ホルダ10は、軸線C(図1~図4参照)を有しており、主軸によって軸線C周りに回転される。防振工具ホルダの軸線Cは、主軸の軸線および工具の軸線の各々と平行である。防振工具ホルダの軸線Cの延在方向から視て、防振工具ホルダの軸線Cは、例えば主軸の軸線および工具の軸線の各々と重なるように配置される。言い換えると、防振工具ホルダの軸線Cは、例えば主軸の軸線および工具の軸線の各々と同軸上に配置される。
Embodiment 1.
The vibration-proof tool holder 10 according to the first embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 4 is a tool holder that is attached to a spindle of a processing machine such as a milling cutter or an end mill and that holds a tool. The vibration-proof tool holder 10 has an axis C (see Fig. 1 to Fig. 4) and is rotated around the axis C by the spindle. The axis C of the vibration-proof tool holder is parallel to each of the axis of the spindle and the axis of the tool. When viewed from the extension direction of the axis C of the vibration-proof tool holder, the axis C of the vibration-proof tool holder is arranged so as to overlap, for example, with each of the axis of the spindle and the axis of the tool. In other words, the axis C of the vibration-proof tool holder is arranged coaxially with, for example, each of the axis of the spindle and the axis of the tool.

図1~図3に示されるように、実施の形態1に係る防振工具ホルダ10は、基材11を主に備える。基材11は、単一の部材として構成されている。基材11は、加工機の主軸に取り付けられるシャンク部1と、工具を把持するアーバー部2とを含む。言い換えると、基材11の一部が加工機の主軸に取り付けられるシャンク部1を成しており、基材11の他の一部が工具を把持するアーバー部2を成している。アーバー部2は、軸線Cの延在方向においてシャンク部1と並んで配置されている。 As shown in Figures 1 to 3, the vibration-proof tool holder 10 according to embodiment 1 mainly comprises a base material 11. The base material 11 is constructed as a single member. The base material 11 includes a shank portion 1 that is attached to the spindle of the processing machine, and an arbor portion 2 that grips the tool. In other words, a part of the base material 11 forms the shank portion 1 that is attached to the spindle of the processing machine, and another part of the base material 11 forms the arbor portion 2 that grips the tool. The arbor portion 2 is arranged alongside the shank portion 1 in the extension direction of the axis C.

シャンク部1は、主軸に対して着脱可能である。シャンク部1は、例えば、傾斜部1Aと、フランジ部1Bとを含む。傾斜部1Aは、軸線Cの延在方向にアーバー部2から離れるにつれて、軸線Cに対する周方向の長さ(沿面距離)が短くなるように傾斜している傾斜面を有している。傾斜面は、加工機の主軸と接するように設けられている。フランジ部1Bは、軸線Cの延在方向において傾斜部1Aとアーバー部2との間に配置されており、軸線Cに対する径方向において傾斜部1Aよりも外側に突出している。シャンク部1が主軸に取り付けられた状態において、傾斜部1Aは少なくとも軸線Cに対する径方向において主軸と並んで配置され、フランジ部1Bは少なくとも軸線の延在方向において主軸と並んで配置される。The shank portion 1 is detachable from the spindle. The shank portion 1 includes, for example, an inclined portion 1A and a flange portion 1B. The inclined portion 1A has an inclined surface that is inclined so that the circumferential length (creeping distance) relative to the axis C decreases as the inclined portion 1A moves away from the arbor portion 2 in the direction of extension of the axis C. The inclined surface is provided so as to be in contact with the spindle of the processing machine. The flange portion 1B is disposed between the inclined portion 1A and the arbor portion 2 in the direction of extension of the axis C, and protrudes outward from the inclined portion 1A in the radial direction relative to the axis C. When the shank portion 1 is attached to the spindle, the inclined portion 1A is disposed in line with the spindle at least in the radial direction relative to the axis C, and the flange portion 1B is disposed in line with the spindle at least in the direction of extension of the axis.

基材11は、工具の一部を収容する収容部3を有している。収容部3は、軸線Cの延在方向において、基材11の一端に開口している。収容部3は、収容部3に収容されている工具の上記軸線が防振工具ホルダ10の軸線Cと同軸上に配置されるように、設けられている。アーバー部2は、軸線Cに対する径方向において収容部3を囲むように筒状に設けられている。アーバー部2は、例えば軸線Cを中心とする円筒状に設けられている。The substrate 11 has a storage section 3 that stores a part of a tool. The storage section 3 opens at one end of the substrate 11 in the extension direction of the axis C. The storage section 3 is provided so that the axis of the tool stored in the storage section 3 is arranged coaxially with the axis C of the vibration-proof tool holder 10. The arbor section 2 is provided in a cylindrical shape so as to surround the storage section 3 in the radial direction relative to the axis C. The arbor section 2 is provided in a cylindrical shape, for example, centered on the axis C.

基材11は、シャンク部1において主軸と接触する接触面を有している。主軸と接触する当該接触面は、基材11により構成されている。基材11は、アーバー部2において工具と接触する接触面を有している。工具と接触する当該接触面は、基材11により構成されている。異なる観点から言えば、複数の振動減衰体12の各々は、主軸または工具と接触する接触面に表出していない。The substrate 11 has a contact surface that contacts the spindle in the shank portion 1. The contact surface that contacts the spindle is constituted by the substrate 11. The substrate 11 has a contact surface that contacts the tool in the arbor portion 2. The contact surface that contacts the tool is constituted by the substrate 11. From a different perspective, each of the multiple vibration damping bodies 12 is not exposed on the contact surface that contacts the spindle or the tool.

基材11には、例えば、軸線の延在方向において収容部3と連なるように設けられた貫通孔4がさらに形成されている。The base material 11 further has a through hole 4 formed therein, for example, so as to be connected to the storage section 3 in the direction in which the axis extends.

図2および図3に示されるように、防振工具ホルダ10は、複数の振動減衰体12をさらに備える。複数の振動減衰体12の各々は、基材11の内部に配置されている。複数の振動減衰体12は、例えばシャンク部1の内部に配置されている振動減衰体12と、アーバー部2の内部に配置されている振動減衰体12とを含む。複数の振動減衰体12の各々は、互いに別部材として構成されている。複数の振動減衰体12の各々は、基材11とは別部材として構成されている。複数の振動減衰体12の各々は、基材11の内部に埋め込まれている。2 and 3, the vibration-proof tool holder 10 further includes a plurality of vibration damping bodies 12. Each of the plurality of vibration damping bodies 12 is disposed inside the base material 11. The plurality of vibration damping bodies 12 includes, for example, a vibration damping body 12 disposed inside the shank portion 1 and a vibration damping body 12 disposed inside the arbor portion 2. Each of the plurality of vibration damping bodies 12 is configured as a separate member from the other. Each of the plurality of vibration damping bodies 12 is configured as a separate member from the base material 11. Each of the plurality of vibration damping bodies 12 is embedded inside the base material 11.

複数の振動減衰体12は、例えば、第1振動減衰体5、第2振動減衰体6、第3振動減衰体7、第4振動減衰体8、および第5振動減衰体9を含む。第1振動減衰体5、第2振動減衰体6、および第3振動減衰体7は、アーバー部2の内部に配置されている。第4振動減衰体8および第5振動減衰体9は、シャンク部1の内部に配置されている。The multiple vibration damping bodies 12 include, for example, a first vibration damping body 5, a second vibration damping body 6, a third vibration damping body 7, a fourth vibration damping body 8, and a fifth vibration damping body 9. The first vibration damping body 5, the second vibration damping body 6, and the third vibration damping body 7 are disposed inside the arbor portion 2. The fourth vibration damping body 8 and the fifth vibration damping body 9 are disposed inside the shank portion 1.

軸線Cに垂直な断面において、複数の振動減衰体12の各々は、軸線Cを囲むように配置されている。図4に示されるように、第2振動減衰体6は、軸線Cを囲むように配置されている。第2振動減衰体6は、環状部材である。In a cross section perpendicular to the axis C, each of the multiple vibration damping bodies 12 is arranged to surround the axis C. As shown in Figure 4, the second vibration damping body 6 is arranged to surround the axis C. The second vibration damping body 6 is an annular member.

第2振動減衰体6と同様に、第1振動減衰体5、第3振動減衰体7、第4振動減衰体8、および第5振動減衰体9の各々も、環状部材である。複数の振動減衰体12の各々は、複数の振動減衰体12の各々の中心軸線が防振工具ホルダ10の軸線Cと重なるように、配置されている。Like the second vibration damping body 6, the first vibration damping body 5, the third vibration damping body 7, the fourth vibration damping body 8, and the fifth vibration damping body 9 are also annular members. Each of the multiple vibration damping bodies 12 is arranged so that the central axis of each of the multiple vibration damping bodies 12 overlaps with the axis C of the vibration-proof tool holder 10.

第1振動減衰体5および第2振動減衰体6は、軸線Cの延在方向において互いに間隔を空けて並んで配置されている。第2振動減衰体6は、軸線Cの延在方向において、第1振動減衰体5に対してシャンク部1側に配置されている。第1振動減衰体5の全部、および軸線Cの延在方向における第2振動減衰体6の一部は、軸線Cに対する径方向において、収容部3と間隔を空けて、かつ収容部3よりも外側に配置されている。第1振動減衰体5の全部、および軸線Cの延在方向における第2振動減衰体6の一部は、収容部3を囲んでいる。The first vibration damping body 5 and the second vibration damping body 6 are arranged side by side at a distance from each other in the extension direction of the axis C. The second vibration damping body 6 is arranged on the shank portion 1 side relative to the first vibration damping body 5 in the extension direction of the axis C. The entire first vibration damping body 5 and a portion of the second vibration damping body 6 in the extension direction of the axis C are arranged at a distance from the accommodating portion 3 in the radial direction relative to the axis C, and further outboard than the accommodating portion 3. The entire first vibration damping body 5 and a portion of the second vibration damping body 6 in the extension direction of the axis C surround the accommodating portion 3.

軸線Cの延在方向における第2振動減衰体6の残部は、軸線Cに対する径方向において第3振動減衰体7と間隔を空けて、かつ第3振動減衰体7よりも外側に配置されている。軸線Cの延在方向における第2振動減衰体6の残部は、第3振動減衰体7を囲んでいる。The remainder of the second vibration damping body 6 in the extension direction of the axis C is spaced apart from the third vibration damping body 7 in the radial direction relative to the axis C and is positioned further outboard than the third vibration damping body 7. The remainder of the second vibration damping body 6 in the extension direction of the axis C surrounds the third vibration damping body 7.

第3振動減衰体7は、軸線Cの延在方向において、収容部3と間隔を空けて、かつ収容部3に対してシャンク部1側に配置されている。第3振動減衰体7は、軸線Cに対する径方向において、貫通孔4と間隔を空けて、かつ貫通孔4よりも外側に配置されている。The third vibration damping body 7 is spaced apart from the accommodating portion 3 in the direction of extension of the axis C, and is disposed on the shank portion 1 side of the accommodating portion 3. The third vibration damping body 7 is spaced apart from the through hole 4 in the radial direction relative to the axis C, and is disposed outside the through hole 4.

第4振動減衰体8は、傾斜部1Aの内部に配置されている。第4振動減衰体8は、傾斜部1Aの傾斜面に沿うように配置されている。第4振動減衰体8は、軸線Cの延在方向において、収容部3および第2振動減衰体6の各々と間隔を空けて配置されている。The fourth vibration damping body 8 is disposed inside the inclined portion 1A. The fourth vibration damping body 8 is disposed along the inclined surface of the inclined portion 1A. The fourth vibration damping body 8 is disposed at a distance from each of the accommodating portion 3 and the second vibration damping body 6 in the extension direction of the axis C.

第5振動減衰体9は、フランジ部1Bの内部に配置されている。第5振動減衰体9は、軸線Cの延在方向において、第2振動減衰体6と第4振動減衰体8との間に配置されている。第5振動減衰体9は、軸線Cに対する径方向において、第4振動減衰体8よりも外側に配置されている。The fifth vibration damping body 9 is disposed inside the flange portion 1B. The fifth vibration damping body 9 is disposed between the second vibration damping body 6 and the fourth vibration damping body 8 in the extension direction of the axis C. The fifth vibration damping body 9 is disposed outward of the fourth vibration damping body 8 in the radial direction relative to the axis C.

基材11を構成する材料は、第1金属を含む。第1金属は、基材11を構成する材料に含まれる任意の金属元素から成る。基材11を構成する材料の剛性は、複数の振動減衰体12の各々を構成する材料の剛性よりも高い。The material constituting the substrate 11 includes a first metal. The first metal is composed of any metal element contained in the material constituting the substrate 11. The rigidity of the material constituting the substrate 11 is higher than the rigidity of the material constituting each of the multiple vibration damping bodies 12.

基材11を構成する材料は、例えば、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む。クロムモリブデン鋼およびニッケルクロムモリブデン鋼は、JIS規格(JIS G 4053:2016)に定められた任意のクロムモリブデン鋼およびニッケルクロムモリブデン鋼であればよい。クロムモリブデン鋼の一例は、SCM435である。第1金属は、例えば鉄(Fe)またはクロム(Cr)である。The material constituting the substrate 11 includes, for example, at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium molybdenum steel, nickel chromium molybdenum steel, stainless steel, and cemented carbide. The chromium molybdenum steel and the nickel chromium molybdenum steel may be any chromium molybdenum steel and nickel chromium molybdenum steel defined in the JIS standard (JIS G 4053:2016). An example of the chromium molybdenum steel is SCM435. The first metal is, for example, iron (Fe) or chromium (Cr).

複数の振動減衰体12の各々を構成する材料は、第1金属とは異なる第2金属を含む。第2金属は、複数の振動減衰体12の各々を構成する材料に含まれる任意の金属元素から成る。複数の振動減衰体12の各々を構成する材料は、例えば、マグネシウム合金、アルミニウム合金、および超硬合金からなる第2群から選択される少なくとも1つを含む。第2金属は、例えばマグネシウム(Mg)またはアルミニウム(Al)である。The material constituting each of the multiple vibration attenuators 12 includes a second metal different from the first metal. The second metal is made of any metal element contained in the material constituting each of the multiple vibration attenuators 12. The material constituting each of the multiple vibration attenuators 12 includes at least one selected from a second group consisting of, for example, magnesium alloys, aluminum alloys, and cemented carbide alloys. The second metal is, for example, magnesium (Mg) or aluminum (Al).

図5に示されるように、基材11と複数の振動減衰体12の各々との界面には、金属間化合物層13が形成されている。金属間化合物層13は、第1金属と第2金属との化合物を含む。言い換えると、複数の振動減衰体12の各々は、基材11と金属結合している。金属間化合物層13は、基材11と複数の振動減衰体12の各々との界面の全体に形成されている。言い換えると、金属間化合物層13は、複数の振動減衰体12の各々の全表面に形成されている。金属間化合物層13の厚みは、複数の振動減衰体12の各々の最小幅(例えば第2金属では軸線Cに対する径方向の幅)と比べて薄い。金属間化合物層13の厚みは、例えば1μm以上1mm以下である。As shown in FIG. 5, an intermetallic compound layer 13 is formed at the interface between the substrate 11 and each of the multiple vibration attenuators 12. The intermetallic compound layer 13 includes a compound of a first metal and a second metal. In other words, each of the multiple vibration attenuators 12 is metallically bonded to the substrate 11. The intermetallic compound layer 13 is formed on the entire interface between the substrate 11 and each of the multiple vibration attenuators 12. In other words, the intermetallic compound layer 13 is formed on the entire surface of each of the multiple vibration attenuators 12. The thickness of the intermetallic compound layer 13 is smaller than the minimum width of each of the multiple vibration attenuators 12 (for example, the radial width with respect to the axis C in the case of the second metal). The thickness of the intermetallic compound layer 13 is, for example, 1 μm or more and 1 mm or less.

<防振工具ホルダの製造方法>
図6に示されるように、防振工具ホルダ10の製造方法は、基材11と複数の振動減衰体12の各々とを備える防振工具ホルダ10を金属積層造形法により形成する工程(S1)と、防振工具ホルダ10に形状出し加工を行う工程(S2)とを備える。
<Method of manufacturing anti-vibration tool holder>
As shown in Figure 6, the manufacturing method of the vibration-proof tool holder 10 includes a step (S1) of forming the vibration-proof tool holder 10, which includes a base material 11 and each of a plurality of vibration damping bodies 12, by a metal additive manufacturing method, and a step (S2) of performing shaping processing on the vibration-proof tool holder 10.

金属積層造形法は、金属材料を用いた積層造形法である。積層造形法は、例えば、指向性エネルギー堆積法(Directed Energy Deposition:DED)、または粉末床溶融結合法(Powder Bed Fusion:PBF)である。Metal additive manufacturing is an additive manufacturing method using metal materials. Additive manufacturing methods include, for example, Directed Energy Deposition (DED) or Powder Bed Fusion (PBF).

工程(S1)では、まず、防振工具ホルダ10の形状を示す形状データを軸線Cの延在方向に積層された複数の層に分割することにより、複数の層の各々の形状データが準備される。なお、防振工具ホルダ10の形状を示す形状データは、軸線Cの延在方向とは異なる方向に積層された複数の層に分割されてもよい。次に、複数の層の各々の形状データに基づき、複数の層状造形物が連続して形成される。複数の層状造形物の各々は、基材11を構成する材料の造形物、および複数の振動減衰体12の各々を構成する材料の造形物の少なくともいずれかを含む。これにより、複数の層状造形物が一体的に積層してなる防振工具ホルダ10が形成される。In step (S1), first, shape data representing the shape of the vibration-proof tool holder 10 is divided into a plurality of layers stacked in the extension direction of the axis C, thereby preparing shape data for each of the plurality of layers. The shape data representing the shape of the vibration-proof tool holder 10 may be divided into a plurality of layers stacked in a direction different from the extension direction of the axis C. Next, a plurality of layered objects are continuously formed based on the shape data for each of the plurality of layers. Each of the plurality of layered objects includes at least one of a model made of the material constituting the base material 11 and a model made of the material constituting each of the plurality of vibration damping bodies 12. In this way, the vibration-proof tool holder 10 is formed by integrally stacking a plurality of layered objects.

図7は、金属積層造形法としてDED法が採用された場合の、工程(S1)を説明するための図である。DED法では、ベースプレート200、ベースプレート200上において造形用の原料Mを造形すべき領域Rに供給する供給部201、および領域Rに高エネルギーの電子ビームまたはレーザLを照射するための光源202を備える積層造形装置が用いられる。7 is a diagram for explaining step (S1) when the DED method is adopted as the metal additive manufacturing method. In the DED method, an additive manufacturing device is used that includes a base plate 200, a supply unit 201 that supplies the raw material M for modeling to the region R to be modeled on the base plate 200, and a light source 202 that irradiates the region R with a high-energy electron beam or laser L.

供給部201および光源202は、ベースプレート200に対して相対的な位置が変更可能である。供給部201は、基材11を造形するための原料を供給する第1供給部と、複数の振動減衰体12の各々を造形するための原料を供給する第2供給部とを含む。供給部201は、例えばワイヤ状の各原料を領域Rに供給するように設けられている。なお、供給部201は、粉末状の各原料を領域Rに供給するように設けられていてもよい。The supply unit 201 and the light source 202 are capable of changing their relative positions with respect to the base plate 200. The supply unit 201 includes a first supply unit that supplies raw materials for forming the substrate 11, and a second supply unit that supplies raw materials for forming each of the multiple vibration damping bodies 12. The supply unit 201 is provided to supply, for example, each wire-shaped raw material to the region R. The supply unit 201 may also be provided to supply each powder-shaped raw material to the region R.

工程(S1)では、各層の形状データに基づいて、基材11を造形すべき領域Rに、供給部201が基材11を造形するための原料Mを供給しながら、光源202が当該領域RにレーザLを照射する。レーザLのエネルギーは、基材11を造形するための原料Mを溶融し得るように設定される。さらに、領域Rが同一層内を連続的に移動するように、供給部201および光源202がベースプレート200に対して相対的に走査される。複数の振動減衰体12の各々を造形すべき領域には、供給部201が複数の振動減衰体12の各々を造形するための原料を供給しながら、光源202が当該領域にレーザLを照射する。レーザLのエネルギーは、複数の振動減衰体12の各々を造形するための原料を溶融し得るように設定される。これにより、各領域に供給された各原料が溶融した後固化することにより、各層状造形物が得られる。その後、供給部201および光源202が、ベースプレート200に対し上記一層分の層状造形物の厚さ分だけ相対的に移動する。その後、再び上記走査が繰り返される。当該層状造形物の直下に先に造形された別の層状造形物が存在する場合には、領域Rに供給された原料および領域Rの直下に位置する層状造形物の一部が溶融した後固化する。これにより、複数の層状造形物が立体的に積層してなる立体造形物Oが得られる。In step (S1), the light source 202 irradiates the region R where the substrate 11 is to be formed with a laser L while the supply unit 201 supplies the raw material M for forming the substrate 11 to the region R based on the shape data of each layer. The energy of the laser L is set so as to melt the raw material M for forming the substrate 11. Furthermore, the supply unit 201 and the light source 202 are scanned relative to the base plate 200 so that the region R moves continuously within the same layer. The light source 202 irradiates the region where each of the multiple vibration dampers 12 is to be formed with a laser L while the supply unit 201 supplies the raw material for forming each of the multiple vibration dampers 12. The energy of the laser L is set so as to melt the raw material for forming each of the multiple vibration dampers 12. As a result, each raw material supplied to each region melts and then solidifies, thereby obtaining each layered object. After that, the supply unit 201 and the light source 202 move relatively to the base plate 200 by an amount corresponding to the thickness of one layer of the layered object. Then, the above-mentioned scanning is repeated again. If there is another layered object that was previously formed immediately below the layered object, the raw material supplied to the region R and a part of the layered object located immediately below the region R melt and then solidify. As a result, a three-dimensional object O is obtained in which a plurality of layered objects are three-dimensionally stacked.

上述したDED法により、各層状造形物において、あるいは積層方向に隣り合う複数の層状造形物間において、基材11と複数の振動減衰体12の各々との界面に、金属間化合物層13が形成される。By the above-mentioned DED method, an intermetallic compound layer 13 is formed at the interface between the substrate 11 and each of the multiple vibration damping bodies 12 in each layered structure or between multiple layered structures adjacent in the stacking direction.

図8~図10は、金属積層造形法としてPBF法が採用された場合の、工程(S1)を説明するための図である。図8~図10に示されるように、PBF法では、ベースプレート300、ベースプレート300上に造形用の原料Mを層状に敷き詰めて粉末床PBを形成るための供給部301、粉末床PBのうち造形すべき領域に高エネルギーの電子ビームまたはレーザLを照射するための光源302、および供給部301に対してベースプレート300を相対的に移動させるための駆動部303を備える積層造形装置が用いられる。8 to 10 are diagrams for explaining step (S1) when the PBF method is adopted as the metal additive manufacturing method. As shown in Figs. 8 to 10, the PBF method uses an additive manufacturing device including a base plate 300, a supply unit 301 for forming a powder bed PB by spreading raw material M for modeling in layers on the base plate 300, a light source 302 for irradiating a high-energy electron beam or laser L onto an area of the powder bed PB to be modeled, and a drive unit 303 for moving the base plate 300 relative to the supply unit 301.

供給部301は、粉末ホッパ301A、造形ステージ301B、およびスキーズ301Cを含む。造形ステージ301Bは、上下方向に沿って延びる筒状部分と、筒状部分の上端部から外側に延びるフランジ部分とを有している。ベースプレート300および駆動部303は、筒状部分の内側を上下方向に移動するように設けられている。粉末ホッパ301Aは、粉末状の原料Mをベースプレート300および造形ステージ301B上に供給する。粉末ホッパ301Aは、基材11を造形するための原料を供給する第1粉末ホッパと、複数の振動減衰体12の各々を造形するための原料を供給する第2粉末ホッパとを含む。The supply unit 301 includes a powder hopper 301A, a modeling stage 301B, and a squeeze 301C. The modeling stage 301B has a cylindrical portion extending in the vertical direction and a flange portion extending outward from the upper end of the cylindrical portion. The base plate 300 and the drive unit 303 are arranged to move in the vertical direction inside the cylindrical portion. The powder hopper 301A supplies powdered raw material M onto the base plate 300 and the modeling stage 301B. The powder hopper 301A includes a first powder hopper that supplies raw material for forming the base material 11, and a second powder hopper that supplies raw material for forming each of the multiple vibration damping bodies 12.

スキーズ301Cは、粉末ホッパ301Aによりベースプレート300および造形ステージ301B上に供給された粉末状の原料を平坦化する。供給部301により、粉末床PBがベースプレート300上に形成される。The squeezer 301C flattens the powdered raw material supplied by the powder hopper 301A onto the base plate 300 and the modeling stage 301B. The supply unit 301 forms a powder bed PB on the base plate 300.

工程(S1)では、各層の形状データに基づいて、基材11を造形するための原料からなる粉末床PBのうち、基材11を造形すべき領域に、光源302がレーザLを照射する。さらに、領域が同一層内を連続的に移動するように、光源302がベースプレート300に対して相対的に走査される。これにより、基材11の一層分の層状造形物が形成される。次に、当該一層分の層状造形物の厚みの分だけ、ベースプレート300が造形ステージ301Bに対して相対的に上方に移動する。これにより、基材11の一層分の層状造形物、および振動減衰体12が形成されるべき領域が、基材11を造形するための原料からなる粉末床PBの上面上に配置される。In step (S1), the light source 302 irradiates the laser L to the area of the powder bed PB made of the raw material for forming the substrate 11, where the substrate 11 is to be formed, based on the shape data of each layer. Furthermore, the light source 302 is scanned relative to the base plate 300 so that the area moves continuously within the same layer. As a result, a layered object of one layer of the substrate 11 is formed. Next, the base plate 300 moves upward relative to the forming stage 301B by the thickness of the layered object of one layer. As a result, the layered object of one layer of the substrate 11 and the area where the vibration damping body 12 is to be formed are placed on the upper surface of the powder bed PB made of the raw material for forming the substrate 11.

次に、供給部301により、基材11を造形するための原料からなる粉末床PBの上面上に、振動減衰体12を造形するための原料からなる粉末床が形成される。次に、振動減衰体12の各々を造形するための原料からなる粉末床のうち、振動減衰体12を造形すべき領域に、光源302がレーザLを照射する。さらに、当該領域が同一層内を連続的に移動するように、光源302がベースプレート300に対して相対的に走査される。これにより、各振動減衰体12の一層分の層状造形物が、基材11の上記層状造形物と単一の層状造形物を構成するように、形成される。その後、図10に示されるように、ベースプレート300が、造形ステージ301Bに対し上記一層分の層状造形物の厚さ分だけ相対的に下方に移動する。その後、再び上記走査が繰り返される。Next, the supply unit 301 forms a powder bed made of raw materials for forming the vibration attenuator 12 on the upper surface of the powder bed PB made of raw materials for forming the substrate 11. Next, the light source 302 irradiates the laser L to the area where the vibration attenuator 12 is to be formed in the powder bed made of raw materials for forming each of the vibration attenuators 12. Furthermore, the light source 302 is scanned relative to the base plate 300 so that the area moves continuously within the same layer. As a result, a layered object of one layer of each vibration attenuator 12 is formed so as to constitute a single layered object together with the layered object of the substrate 11. Then, as shown in FIG. 10, the base plate 300 moves downward relative to the forming stage 301B by the thickness of the layered object of the one layer. Then, the above scanning is repeated again.

上述したPBF法により、各層状造形物において、あるいは積層方向に隣り合う複数の層状造形物間において、基材11と複数の振動減衰体12の各々との界面に、金属間化合物層13が形成される。By the above-mentioned PBF method, an intermetallic compound layer 13 is formed at the interface between the substrate 11 and each of the multiple vibration damping bodies 12 in each layered structure or between multiple layered structures adjacent in the stacking direction.

上記工程(S1)の後、防振工具ホルダ10に形状出し加工を行う工程(S2)が実施される。なお、形状出し加工工程(S2)は、必要に応じて実施されればよく、実施されなくてもよい。After the above step (S1), a step (S2) is carried out to shape the vibration-proof tool holder 10. The shape-forming step (S2) may be carried out as necessary, but does not have to be carried out.

<防振工具ホルダの効果>
防振工具ホルダ10では、基材11と複数の振動減衰体12の各々との界面に、金属間化合物層13が形成されている。つまり、複数の振動減衰体12の各々が、基材11と金属結合している。防振工具ホルダ10では、複数の振動減衰体12の各々が基材11と金属結合しているため、振動減衰体が基材と金属結合していない防振工具ホルダ(以下、比較例の防振工具ホルダとよぶ)と比べて、複数の振動減衰体12を備えることにともなう剛性低下が抑制されている。さらに、防振工具ホルダ10では、複数の振動減衰体12により、加工時のびびり振動が減衰され得るため、加工精度の低下が抑制されている。
<Effects of anti-vibration tool holder>
In the vibration-proof tool holder 10, an intermetallic compound layer 13 is formed at the interface between the substrate 11 and each of the multiple vibration damping bodies 12. That is, each of the multiple vibration damping bodies 12 is metallically bonded to the substrate 11. In the vibration-proof tool holder 10, each of the multiple vibration damping bodies 12 is metallically bonded to the substrate 11, so that the decrease in rigidity caused by the provision of the multiple vibration damping bodies 12 is suppressed compared to a vibration-proof tool holder in which the vibration damping body is not metallically bonded to the substrate (hereinafter referred to as a vibration-proof tool holder of a comparative example). Furthermore, in the vibration-proof tool holder 10, chatter vibration during machining can be damped by the multiple vibration damping bodies 12, so that the decrease in machining accuracy is suppressed.

また、防振工具ホルダ10では、上記比較例の防振工具ホルダと比べて、重量を増大することなく、上記のように剛性が向上される。そのため、防振工具ホルダ10では、比較例の防振工具ホルダと比べて、剛性を低下することなく、軽量化が実現され得る。 In addition, the vibration-proof tool holder 10 has improved rigidity as described above without increasing weight compared to the vibration-proof tool holder of the comparative example. Therefore, the vibration-proof tool holder 10 can achieve weight reduction without decreasing rigidity compared to the vibration-proof tool holder of the comparative example.

さらに、防振工具ホルダ10と上記比較例の防振工具ホルダとが同等の条件で使用された場合、防振工具ホルダ10では、比較例の防振工具ホルダと比べて、複数の振動減衰体12の各々の損耗が抑制され得る。比較例の防振工具ホルダでは、びびり振動が生じたときに、基材および振動減衰体の各々が互いに異なる部材として異なるモードで振動するため、振動減衰体が損耗しやすい。これに対し、防振工具ホルダ10では、びびり振動が生じたときに、基材11および複数の振動減衰体12の各々が一体的に振動し得るため、比較例の防振工具ホルダと比べて、振動減衰体が損耗しにくい。Furthermore, when the vibration-proof tool holder 10 and the vibration-proof tool holder of the comparative example are used under the same conditions, wear of each of the multiple vibration damping bodies 12 can be suppressed in the vibration-proof tool holder 10 compared to the vibration-proof tool holder of the comparative example. In the vibration-proof tool holder of the comparative example, when chatter vibration occurs, the base material and each of the vibration damping bodies vibrate in different modes as different members, so the vibration damping bodies are prone to wear. In contrast, in the vibration-proof tool holder 10, when chatter vibration occurs, the base material 11 and each of the multiple vibration damping bodies 12 can vibrate as a unit, so the vibration damping bodies are less likely to wear out compared to the vibration-proof tool holder of the comparative example.

なお、複数の振動減衰体12の少なくとも一部が基材11の表面に表出している場合、当該一部が使用に伴い損耗するおそれがある。これに対し、防振工具ホルダ10では、複数の振動減衰体12の各々が基材11の内部に埋め込まれており、金属間化合物層13が、複数の振動減衰体12の各々の全表面に形成されている。そのため、防振工具ホルダ10では、複数の振動減衰体12の少なくとも一部が基材11の表面に表出している場合と比べて、複数の振動減衰体12の各々が損耗しにくい。In addition, when at least a portion of the multiple vibration damping bodies 12 is exposed on the surface of the base material 11, the portion may be worn down with use. In contrast, in the vibration-proof tool holder 10, each of the multiple vibration damping bodies 12 is embedded inside the base material 11, and an intermetallic compound layer 13 is formed on the entire surface of each of the multiple vibration damping bodies 12. Therefore, in the vibration-proof tool holder 10, each of the multiple vibration damping bodies 12 is less likely to be worn down compared to when at least a portion of the multiple vibration damping bodies 12 is exposed on the surface of the base material 11.

防振工具ホルダ10では、基材11が単一部材として構成されている。そのため、防振工具ホルダ10の剛性は、基材11が複数の部材の組み物として構成されている防振工具ホルダの剛性と比べて、高い。In the vibration-proof tool holder 10, the base material 11 is constructed as a single member. Therefore, the rigidity of the vibration-proof tool holder 10 is higher than the rigidity of a vibration-proof tool holder in which the base material 11 is constructed as an assembly of multiple members.

基材11を構成する材料は、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む。このような防振工具ホルダ10では、比較的高い剛性が実現される。The material constituting the base material 11 includes at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium molybdenum steel, nickel chromium molybdenum steel, and cemented carbide. In such an anti-vibration tool holder 10, a relatively high rigidity is achieved.

図11に示されるように、防振工具ホルダ10は、工具20を把持する。防振工具ホルダ10は、加工機の主軸30に取り付けられる。防振工具ホルダ10の軸線Cは、工具20の軸線および主軸30の軸線と同軸上に配置される。As shown in Figure 11, the vibration-proof tool holder 10 holds the tool 20. The vibration-proof tool holder 10 is attached to the spindle 30 of a processing machine. The axis C of the vibration-proof tool holder 10 is arranged coaxially with the axis of the tool 20 and the axis of the spindle 30.

複数の振動減衰体12の各々は、軸線Cを囲むように配置されている。特に、第1振動減衰体5および第2振動減衰体6は、収容部3および工具20と、軸線Cに対する径方向に並ぶように配置されている。第1振動減衰体5および第2振動減衰体6は、軸線Cに対する径方向への工具20のびびり振動を効果的に減衰できる。第1振動減衰体5および第2振動減衰体6を備える防振工具ホルダ10は、軸線Cに対する径方向への振動が支配的となるフライスカッタまたはエンドミル等の工具を把持する工具ホルダに好適である。Each of the multiple vibration damping bodies 12 is arranged to surround the axis C. In particular, the first vibration damping body 5 and the second vibration damping body 6 are arranged to be aligned radially with the accommodating section 3 and the tool 20 relative to the axis C. The first vibration damping body 5 and the second vibration damping body 6 can effectively damp chatter vibrations of the tool 20 in the radial direction relative to the axis C. The vibration-proof tool holder 10 including the first vibration damping body 5 and the second vibration damping body 6 is suitable for a tool holder that holds a tool such as a milling cutter or end mill in which vibrations in the radial direction relative to the axis C are dominant.

第3振動減衰体7は、収容部3および工具20と、軸線Cの延在方向に並ぶように配置されている。第3振動減衰体7は、軸線Cの延在方向への工具20のびびり振動を効果的に減衰できる。第3振動減衰体7を備える防振工具ホルダ10は、軸線Cの延在方向への振動が支配的となるドリル等の工具を把持する工具ホルダに好適である。また、第3振動減衰体7を備える防振工具ホルダ10は、ねじれ角が比較的大きいフライスカッタまたはエンドミルなどの工具を把持する工具ホルダにも好適である。 The third vibration damping body 7 is arranged to be aligned with the storage section 3 and the tool 20 in the extension direction of the axis C. The third vibration damping body 7 can effectively damp chatter vibrations of the tool 20 in the extension direction of the axis C. The vibration-proof tool holder 10 equipped with the third vibration damping body 7 is suitable for a tool holder that holds a tool such as a drill in which vibrations in the extension direction of the axis C are dominant. The vibration-proof tool holder 10 equipped with the third vibration damping body 7 is also suitable for a tool holder that holds a tool such as a milling cutter or end mill that has a relatively large twist angle.

第4振動減衰体8は、基材11のうち、主軸30と接し、かつ軸線Cに対する径方向に主軸30と並んで配置される傾斜部1A(第1部分)の内部に配置されている。第4振動減衰体8は、軸線Cに対する径方向への工具20のびびり振動が主軸30に伝わることを、効果的に抑制する。The fourth vibration damping body 8 is disposed inside an inclined portion 1A (first portion) of the base material 11, which is in contact with the spindle 30 and disposed alongside the spindle 30 in the radial direction relative to the axis C. The fourth vibration damping body 8 effectively suppresses the transmission of chatter vibrations of the tool 20 in the radial direction relative to the axis C to the spindle 30.

第5振動減衰体9は、基材11のうち、主軸30と接し、かつ軸線Cの延在方向に主軸30と並んで配置されるフランジ部1B(第2部分)の内部に配置されている。第5振動減衰体9は、軸線Cの延在方向への工具20のびびり振動が主軸30に伝わることを、効果的に抑制する。The fifth vibration damping body 9 is disposed inside the flange portion 1B (second portion) of the base material 11, which is in contact with the spindle 30 and is disposed alongside the spindle 30 in the extension direction of the axis C. The fifth vibration damping body 9 effectively suppresses the transmission of chatter vibrations of the tool 20 in the extension direction of the axis C to the spindle 30.

基材11は、シャンク部1において主軸と接触する接触面と、アーバー部2において工具と接触する接触面とを有している。複数の振動減衰体12の各々が主軸または工具と接触する接触面に表出している場合と比べて、複数の振動減衰体12の各々の損耗が抑制されている。The base material 11 has a contact surface in the shank portion 1 that contacts the spindle, and a contact surface in the arbor portion 2 that contacts the tool. Compared to when each of the multiple vibration damping bodies 12 is exposed on a contact surface that contacts the spindle or the tool, wear of each of the multiple vibration damping bodies 12 is suppressed.

実施の形態2.
実施の形態2に係る防振工具ホルダは、実施の形態1に係る防振工具ホルダ10と基本的に同様の構成を備えるが、図12に示されるように、基材11が複数の第1基材11Aと第2基材11Bとを含む点で、防振工具ホルダ10とは異なる。以下では、防振工具ホルダ10とは異なる点を主に説明する。
Embodiment 2.
The vibration-proof tool holder according to the second embodiment basically has the same configuration as the vibration-proof tool holder 10 according to the first embodiment, but differs from the vibration-proof tool holder 10 in that the substrate 11 includes a plurality of first substrates 11A and second substrates 11B, as shown in Fig. 12. The following mainly describes the differences from the vibration-proof tool holder 10.

複数の第1基材11Aの各々は、複数の振動減衰体12の各々を囲むように配置されている。異なる観点から言えば、複数の第1基材11Aの各々は、複数の振動減衰体12のうち対応する1つの振動減衰体12を囲むように設けられている。第1基材11Aを構成する材料の熱膨張係数は、第2基材11Bを構成する材料の熱膨張係数よりも大きく、複数の振動減衰体12の各々を構成する材料の熱膨張係数よりも小さい。Each of the multiple first substrates 11A is arranged to surround each of the multiple vibration damping bodies 12. From a different perspective, each of the multiple first substrates 11A is provided to surround a corresponding one of the multiple vibration damping bodies 12. The thermal expansion coefficient of the material constituting the first substrate 11A is greater than the thermal expansion coefficient of the material constituting the second substrate 11B and is smaller than the thermal expansion coefficient of the material constituting each of the multiple vibration damping bodies 12.

第1基材11Aを構成する材料は、例えば、銅合金、およびアルミニウム合金の少なくともいずれかを含む。上記第1金属は、第1基材11Aを構成する材料に含まれる金属である。第1基材11Aを構成する材料は、第1金属とは異なる第3金属をさらに含む。The material constituting the first substrate 11A includes, for example, at least one of a copper alloy and an aluminum alloy. The first metal is a metal contained in the material constituting the first substrate 11A. The material constituting the first substrate 11A further includes a third metal different from the first metal.

複数の振動減衰体12の各々と、対応する複数の第1基材11Aの各々との界面には、金属間化合物層13が形成されている。金属間化合物層13は、第1基材11Aを構成する材料に含まれる第1金属と複数の振動減衰体12の各々を構成する材料に含まれる第2金属との化合物を含む。An intermetallic compound layer 13 is formed at the interface between each of the multiple vibration damping bodies 12 and each of the multiple corresponding first substrates 11A. The intermetallic compound layer 13 includes a compound of a first metal contained in the material constituting the first substrate 11A and a second metal contained in the material constituting each of the multiple vibration damping bodies 12.

第2基材11Bを構成する材料は、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む。第2基材11Bを構成する材料は、第1金属または第3金属とは異なる第4金属を含む。The material constituting the second substrate 11B includes at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium-molybdenum steel, nickel-chromium-molybdenum steel, and cemented carbide. The material constituting the second substrate 11B includes a fourth metal different from the first metal or the third metal.

複数の第1基材11Aの各々と第2基材11Bとの界面には、例えば、金属間化合物層14が形成されている。金属間化合物層14は、第1基材11Aを構成する材料に含まれる第1金属または第3金属と、第2基材11Bを構成する材料に含まれる第4金属との化合物を含む。金属間化合物層14は、例えば第1基材11Aの全表面に形成されている。At the interface between each of the multiple first substrates 11A and the second substrate 11B, for example, an intermetallic compound layer 14 is formed. The intermetallic compound layer 14 contains a compound of a first metal or a third metal contained in the material constituting the first substrate 11A and a fourth metal contained in the material constituting the second substrate 11B. The intermetallic compound layer 14 is formed, for example, on the entire surface of the first substrate 11A.

実施の形態2に係る防振工具ホルダの製造方法は、各振動減衰体12の一層分の層状造形物が、第1基材11Aおよび第2基材11Bの各々の一層分の層状造形物と連続して形成される点で、防振工具ホルダ10の製造方法とは異なる。上述したDED法またはPBF法により、各層状造形物において、あるいは積層方向に隣り合う複数の層状造形物間において、金属間化合物層13および金属間化合物層14が形成される。The manufacturing method of the vibration-proof tool holder according to the second embodiment differs from the manufacturing method of the vibration-proof tool holder 10 in that one layer of each vibration attenuator 12 is formed continuously with one layer of each of the first substrate 11A and the second substrate 11B. By the above-mentioned DED method or PBF method, an intermetallic compound layer 13 and an intermetallic compound layer 14 are formed in each layer or between multiple layered objects adjacent to each other in the stacking direction.

実施の形態2に係る防振工具ホルダでは、複数の振動減衰体12の各々と第2基材11Bとの間に第1基材11Aが配置されており、第1基材11Aを構成する材料の熱膨張係数は、第2基材11Bを構成する材料の熱膨張係数よりも大きく、複数の振動減衰体12の各々を構成する材料の熱膨張係数よりも小さい。そのため、実施の形態2に係る防振工具ホルダの残留応力は、防振工具ホルダ10の残留応力と比べて、低減され得る。In the vibration-proof tool holder according to the second embodiment, a first substrate 11A is disposed between each of the plurality of vibration damping bodies 12 and a second substrate 11B, and the thermal expansion coefficient of the material constituting the first substrate 11A is greater than the thermal expansion coefficient of the material constituting the second substrate 11B and is less than the thermal expansion coefficient of the material constituting each of the plurality of vibration damping bodies 12. Therefore, the residual stress of the vibration-proof tool holder according to the second embodiment can be reduced compared to the residual stress of the vibration-proof tool holder 10.

具体的には、実施の形態2に係る防振工具ホルダにおいて、第1基材11Aを構成する材料の熱膨張係数と複数の振動減衰体12の各々を構成する材料の熱膨張係数との差は、防振工具ホルダ10において基材11を構成する材料と複数の振動減衰体12の各々を構成する材料の熱膨張係数との差と比べて、小さくなる。そのため、上記製造方法の積層造形工程で溶融された各原料が固化する過程において、第1基材11Aの収縮率と振動減衰体12の収縮率との差は、防振工具ホルダ10の基材11の収縮率と振動減衰体12の収縮率との差と比べて、小さくなる。その結果、実施の形態2に係る防振工具ホルダでは、防振工具ホルダ10と比べて、残留応力に起因した強度の低下が抑制されている。Specifically, in the vibration-proof tool holder according to the second embodiment, the difference between the thermal expansion coefficient of the material constituting the first substrate 11A and the thermal expansion coefficient of the material constituting each of the plurality of vibration damping bodies 12 is smaller than the difference between the thermal expansion coefficient of the material constituting the substrate 11 and the material constituting each of the plurality of vibration damping bodies 12 in the vibration-proof tool holder 10. Therefore, in the process in which each of the raw materials melted in the additive manufacturing process of the above-mentioned manufacturing method solidifies, the difference between the contraction rate of the first substrate 11A and the contraction rate of the vibration damping body 12 is smaller than the difference between the contraction rate of the substrate 11 of the vibration-proof tool holder 10 and the contraction rate of the vibration damping body 12. As a result, in the vibration-proof tool holder according to the second embodiment, the decrease in strength caused by residual stress is suppressed compared to the vibration-proof tool holder 10.

実施の形態3.
実施の形態3に係る防振工具ホルダは、実施の形態1に係る防振工具ホルダ10と基本的に同様の構成を備えるが、図22に示されるように、基材11が第3基材11Cと第4基材11Dとを含む点で、防振工具ホルダ10とは異なる。以下では、防振工具ホルダ10とは異なる点を主に説明する。
Embodiment 3.
The vibration-proof tool holder according to embodiment 3 basically has the same configuration as the vibration-proof tool holder 10 according to embodiment 1, but differs from the vibration-proof tool holder 10 in that the substrate 11 includes a third substrate 11C and a fourth substrate 11D, as shown in Fig. 22. The following mainly describes the differences from the vibration-proof tool holder 10.

図22に示されるように、第3基材11Cは、基材11の表面に表出している面Sを有している。第3基材11Cの表出面Sは、実施の形態3に係る防振工具ホルダが加工機の主軸に取り付けられてかつ工具を把持した状態において、主軸または工具と接触する面に含まれる。第3基材11Cの表面のうち表出面Sのみが、基材11の表面に表出している。第3基材11Cの表面の残部は、基材11の表面に表出していない。第3基材11Cは、例えば複数の振動減衰体12の各々を囲むように配置されている。As shown in Figure 22, the third substrate 11C has a surface S exposed on the surface of the substrate 11. The exposed surface S of the third substrate 11C is included in the surface that comes into contact with the spindle or the tool when the vibration-proof tool holder according to embodiment 3 is attached to the spindle of a processing machine and holds the tool. Of the surfaces of the third substrate 11C, only the exposed surface S is exposed on the surface of the substrate 11. The remainder of the surface of the third substrate 11C is not exposed on the surface of the substrate 11. The third substrate 11C is arranged, for example, to surround each of the multiple vibration damping bodies 12.

第3基材11Cを構成する材料の硬さは、第4基材11Dを構成する材料の硬さよりも硬い。ここで、硬さとは、ビッカース硬さを意味する。The hardness of the material constituting the third substrate 11C is harder than the hardness of the material constituting the fourth substrate 11D. Here, hardness means Vickers hardness.

第3基材11Cを構成する材料は、例えば、ステンレス鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼、および超硬合金からなる第3群の少なくともいずれかを含む。第3基材11Cを構成する材料は、第1金属とは異なる第5金属を含む。The material constituting the third substrate 11C includes at least one of a third group consisting of, for example, stainless steel, alloy tool steel, high-speed tool steel, and cemented carbide. The material constituting the third substrate 11C includes a fifth metal different from the first metal.

第4基材11Dを構成する材料は、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む。第4基材11Dを構成する材料は、第5金属とは異なる第6金属を含む。The material constituting the fourth substrate 11D includes at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium-molybdenum steel, nickel-chromium-molybdenum steel, and cemented carbide. The material constituting the fourth substrate 11D includes a sixth metal different from the fifth metal.

第3基材11Cと複数の振動減衰体12の各々との界面には、金属間化合物層13が形成されている。第3基材11Cと第4基材11Dとの界面には、金属間化合物層15が形成されている。金属間化合物層13は、第5金属と複数の振動減衰体12に含まれる第2金属との化合物を含む。金属間化合物層15は、第5金属と第6金属との化合物を含む。An intermetallic compound layer 13 is formed at the interface between the third substrate 11C and each of the multiple vibration attenuators 12. An intermetallic compound layer 15 is formed at the interface between the third substrate 11C and the fourth substrate 11D. The intermetallic compound layer 13 contains a compound of a fifth metal and a second metal contained in the multiple vibration attenuators 12. The intermetallic compound layer 15 contains a compound of the fifth metal and a sixth metal.

実施の形態3に係る防振工具ホルダでは、複数の第3基材11Cが防振工具ホルダの基材11の表面に表出している表出面Sを有しており、かつ第3基材11Cを構成する材料の硬さが第4基材11Dを構成する材料の硬さよりも硬い。そのため、実施の形態3に係る防振工具ホルダでは、防振工具ホルダ10と比べて、基材11の損耗が抑制されている。In the anti-vibration tool holder according to the third embodiment, the third substrates 11C have an exposed surface S that is exposed on the surface of the substrate 11 of the anti-vibration tool holder, and the hardness of the material constituting the third substrate 11C is harder than the hardness of the material constituting the fourth substrate 11D. Therefore, in the anti-vibration tool holder according to the third embodiment, wear of the substrate 11 is suppressed compared to the anti-vibration tool holder 10.

<変形例>
図13に示されるように、実施の形態1~3に係る防振工具ホルダの製造方法において、少なくとも基材11の層状造形物を造形する際にレーザLが照射されている領域Rの周辺領域が冷却されてもよい。例えば、実施の形態2に係る防振工具ホルダの製造方法において、少なくとも第2基材11Bの層状造形物を造形する際にレーザLが照射されている領域の周辺領域が冷却されてもよい。異なる観点から言えば、相対的に融点が高い原料を溶融する際に、当該原料を溶融するためにレーザLが照射されている領域の周辺領域が、当該原料の融点未満に冷却されてもよい。
<Modification>
13, in the manufacturing methods of the vibration-proof tool holder according to the first to third embodiments, at least the peripheral region of the region R to which the laser L is irradiated when forming the layered object of the base material 11 may be cooled. For example, in the manufacturing method of the vibration-proof tool holder according to the second embodiment, at least the peripheral region of the region to which the laser L is irradiated when forming the layered object of the second base material 11B may be cooled. From a different perspective, when melting a raw material with a relatively high melting point, the peripheral region of the region to which the laser L is irradiated to melt the raw material may be cooled to below the melting point of the raw material.

冷却対象である上記周辺領域は、レーザLが照射されている領域Rと同じ層内の造形物であって、相対的に融点が低い原料が溶融された後固化することにより形成された層状造形物を含む。上記周辺領域は、例えば、レーザLが照射されている領域Rの直下の層状造形物であって、相対的に融点が低い原料が溶融された後固化することにより形成された層状造形物をさらに含む。The peripheral region to be cooled is a structure in the same layer as the region R irradiated with the laser L, and includes a layered structure formed by melting and then solidifying a raw material having a relatively low melting point. The peripheral region further includes, for example, a layered structure directly below the region R irradiated with the laser L, and formed by melting and then solidifying a raw material having a relatively low melting point.

上記冷却は、少なくとも1つの冷却部203によって行われる。冷却部203は、例えば低温の熱媒体A(例えば気体または液体)を噴射するように設けられている。低温の熱媒体は、例えば二酸化炭素(ドライアイス)または窒素(液体窒素)であるが、これに制限されない。The cooling is performed by at least one cooling unit 203. The cooling unit 203 is configured to inject, for example, a low-temperature heat medium A (for example, gas or liquid). The low-temperature heat medium is, for example, carbon dioxide (dry ice) or nitrogen (liquid nitrogen), but is not limited thereto.

上記冷却は、複数の冷却部203によって行われてもよい。複数の冷却部203の各々は、上記領域Rを取り囲む周辺領域に、低温の熱媒体(例えば気体または液体)を噴射するように設けられている。複数の冷却部203は、例えば、側面視において、領域R、供給部201から領域Rに供給される原料M、および光源202から領域Rに照射されるレーザL間に形成される扇状の領域を挟むように配置される。The cooling may be performed by a plurality of cooling units 203. Each of the plurality of cooling units 203 is configured to inject a low-temperature heat medium (e.g., gas or liquid) into a peripheral region surrounding the region R. The plurality of cooling units 203 are arranged, for example, in a side view, to sandwich a fan-shaped region formed between the region R, the raw material M supplied from the supply unit 201 to the region R, and the laser L irradiated from the light source 202 to the region R.

相対的に融点が低い原料を溶融する際に、当該原料を溶融するためにレーザLが照射されている領域の周辺領域が、当該原料の融点未満に冷却されてもよい。When melting a raw material having a relatively low melting point, the area surrounding the area where the laser L is irradiated to melt the raw material may be cooled below the melting point of the raw material.

上記冷却が行われない場合、レーザLが照射されている領域の直下に位置しかつ相対的に融点が低い原料が溶融された後固化することにより形成された層状造形物が再度溶融し固化することにより、上記積層造形工程により得られる防振工具ホルダの形状および寸法が、防振工具ホルダの設計上の形状および寸法とは大きく異なってしまうおそれがある。If the above cooling is not performed, the layered object formed by melting and then solidifying the raw material that is located directly below the area irradiated by the laser L and has a relatively low melting point will melt and solidify again, which may result in the shape and dimensions of the vibration-proof tool holder obtained by the above additive manufacturing process being significantly different from the designed shape and dimensions of the vibration-proof tool holder.

これに対し、上記冷却が行われることにより、レーザLが照射されている領域の直下に位置しかつ相対的に融点が低い原料が溶融された後固化することにより形成された層状造形物が、再度溶融することを抑制できる。In response to this, by performing the above-mentioned cooling, it is possible to prevent the layered object, which is formed by melting and then solidifying a raw material that is located directly below the area irradiated by the laser L and has a relatively low melting point, from melting again.

なお、図13は、上記冷却がDED法に適用された例を示しているが、上記冷却はPBF法にも適用可能である。この場合も、冷却対象である上記周辺領域は、レーザLが照射されている領域Rと同じ層内の造形物であって、相対的に融点が低い原料が溶融された後固化することにより形成された層状造形物を含む。13 shows an example in which the cooling is applied to the DED method, but the cooling can also be applied to the PBF method. In this case, the peripheral region to be cooled is a structure in the same layer as the region R irradiated with the laser L, and includes a layered structure formed by melting and then solidifying a raw material with a relatively low melting point.

実施の形態1~3に係る防振工具ホルダでは、少なくとも1つの振動減衰体12が、基材11のうちシャンク部1およびアーバー部2の少なくともいずれかの内部に配置されていればよい。少なくとも1つの振動減衰体12の配置は、例えば加工時に生じるびびり振動のモードに応じて適宜変更され得る。少なくとも1つの振動減衰体12は、例えば少なくともアーバー部2の内部に配置されている。In the vibration-proof tool holder according to the first to third embodiments, it is sufficient that at least one vibration damping body 12 is arranged inside at least one of the shank portion 1 and the arbor portion 2 of the base material 11. The arrangement of the at least one vibration damping body 12 can be changed as appropriate depending on, for example, the mode of chatter vibration that occurs during machining. The at least one vibration damping body 12 is arranged, for example, at least inside the arbor portion 2.

実施の形態1~3に係る防振工具ホルダにおいて、軸線Cに直交する断面における複数の振動減衰体12の各々の形状は、図4に示される形状に限られない。軸線Cに直交する断面における複数の振動減衰体12の各々の形状は、図14~図19に示される形状のいずれかであってもよい。複数の振動減衰体12の各々は、互いに異なる断面形状を有していてもよい。In the vibration-proof tool holder according to embodiments 1 to 3, the shape of each of the multiple vibration damping bodies 12 in a cross section perpendicular to the axis C is not limited to the shape shown in Fig. 4. The shape of each of the multiple vibration damping bodies 12 in a cross section perpendicular to the axis C may be any of the shapes shown in Figs. 14 to 19. Each of the multiple vibration damping bodies 12 may have a cross-sectional shape different from the others.

図14~図19に示されるように、実施の形態1~3に係る防振工具ホルダは、軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12を備えていてもよい。異なる観点から言えば、実施の形態1および実施の形態2に係る防振工具ホルダにおいて、第1振動減衰体5、第2振動減衰体6、第3振動減衰体7、第4振動減衰体8、および第5振動減衰体9の少なくともいずれかは、軸線Cに対する周方向において複数部分に分割されていてもよい。14 to 19, the vibration-proof tool holder according to embodiments 1 to 3 may include a plurality of vibration damping bodies 12 arranged at intervals from one another in the circumferential direction relative to the axis C. From a different perspective, in the vibration-proof tool holder according to embodiments 1 and 2, at least one of the first vibration damping body 5, the second vibration damping body 6, the third vibration damping body 7, the fourth vibration damping body 8, and the fifth vibration damping body 9 may be divided into a plurality of portions in the circumferential direction relative to the axis C.

図14に示されるように、複数(例えば3つ)の振動減衰体12が、軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置されていてもよい。軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12の各々は、例えば軸線Cに対して回転対称に設けられている。周方向に隣り合う2つの振動減衰体12間の距離(間隔)は、例えば当該2つの振動減衰体12の各々の周方向の長さよりも短い。As shown in Figure 14, multiple (e.g., three) vibration damping bodies 12 may be arranged at intervals from one another in the circumferential direction about the axis C. Each of the multiple vibration damping bodies 12 arranged at intervals from one another in the circumferential direction about the axis C is, for example, provided rotationally symmetrically about the axis C. The distance (spacing) between two circumferentially adjacent vibration damping bodies 12 is, for example, shorter than the circumferential length of each of the two vibration damping bodies 12.

図15に示されるように、軸線Cを中心とする第1の円上に互いに間隔を空けて配置された第1群の振動減衰体12Aと、軸線Cを中心しかつ第1の円よりも外側に描かれる第2の円上に互いに間隔を空けて配置された第2群の振動減衰体12Bとが、配置されていてもよい。異なる観点から言えば、第1振動減衰体5、第2振動減衰体6、第3振動減衰体7、第4振動減衰体8、および第5振動減衰体9の少なくともいずれかは、第1群の振動減衰体12Aと第2群の振動減衰体12Bとにより構成されていてもよい。15, a first group of vibration damping bodies 12A may be arranged at intervals on a first circle centered on the axis C, and a second group of vibration damping bodies 12B may be arranged at intervals on a second circle centered on the axis C and drawn outside the first circle. From a different perspective, at least one of the first vibration damping body 5, the second vibration damping body 6, the third vibration damping body 7, the fourth vibration damping body 8, and the fifth vibration damping body 9 may be composed of the first group of vibration damping bodies 12A and the second group of vibration damping bodies 12B.

第1群の振動減衰体12Aの各々は、例えば互いに同等の形状および寸法を有している。第2群の振動減衰体12Bの各々は、例えば互いに同等の形状および寸法を有している。第1群の振動減衰体12Aの各々、および第2群の振動減衰体12Bの各々は、例えば軸線Cに対して回転対称に設けられている。Each of the vibration damping bodies 12A in the first group has, for example, the same shape and dimensions as each other. Each of the vibration damping bodies 12B in the second group has, for example, the same shape and dimensions as each other. Each of the vibration damping bodies 12A in the first group and each of the vibration damping bodies 12B in the second group are arranged, for example, rotationally symmetrical with respect to the axis C.

第1群の振動減衰体12Aのうち周方向に隣り合う2つの振動減衰体12A間の距離は、例えば当該2つの振動減衰体12Aの各々の周方向の長さよりも短い。第2群の振動減衰体12Bのうち周方向に隣り合う2つの振動減衰体12B間の距離は、例えば当該2つの振動減衰体12Bの各々の周方向の長さよりも短い。周方向に隣り合う2つの振動減衰体12B間の距離は、例えば周方向に隣り合う2つの振動減衰体12A間の距離よりも長い。各振動減衰体12Bの周方向の長さは、例えば各振動減衰体12Aの周方向の長さよりも長い。The distance between two circumferentially adjacent vibration attenuators 12A of the first group is, for example, shorter than the circumferential length of each of the two vibration attenuators 12A. The distance between two circumferentially adjacent vibration attenuators 12B of the second group is, for example, shorter than the circumferential length of each of the two vibration attenuators 12B. The distance between two circumferentially adjacent vibration attenuators 12B is, for example, longer than the distance between two circumferentially adjacent vibration attenuators 12A. The circumferential length of each vibration attenuator 12B is, for example, longer than the circumferential length of each vibration attenuator 12A.

第1群の振動減衰体12Aは、例えば複数組の振動減衰体12Aを有する。各組の振動減衰体12Aは、軸線Cを挟んで対向するように配置された2つの振動減衰体12Aを有する。第2群の振動減衰体12Bは、例えば複数組の振動減衰体12Bを有する。各組の振動減衰体12Bは、軸線Cを挟んで対向するように配置された2つの振動減衰体12Bを有する。The first group of vibration damping bodies 12A has, for example, multiple sets of vibration damping bodies 12A. Each set of vibration damping bodies 12A has two vibration damping bodies 12A arranged to face each other across the axis C. The second group of vibration damping bodies 12B has, for example, multiple sets of vibration damping bodies 12B. Each set of vibration damping bodies 12B has two vibration damping bodies 12B arranged to face each other across the axis C.

各振動減衰体12Bは、例えば、軸線Cに対する径方向において周方向に隣り合う2つの振動減衰体12Aの各々と重なるように配置されている両端部分と、上記径方向において当該2つの振動減衰体12A間に位置する基材11の一部と重なるように配置されている中央部分とを有している。第1群の振動減衰体12Aおよび第2群の振動減衰体12Bは、第1群の振動減衰体12Aおよび第2群の振動減衰体12Bの少なくともいずれかが軸線Cを通る任意の断面に表出するように、設けられている。Each vibration damping body 12B has, for example, end portions arranged so as to overlap with each of two circumferentially adjacent vibration damping bodies 12A in the radial direction relative to the axis C, and a central portion arranged so as to overlap with a part of the substrate 11 located between the two vibration damping bodies 12A in the radial direction. The first group of vibration damping bodies 12A and the second group of vibration damping bodies 12B are provided so that at least one of the first group of vibration damping bodies 12A and the second group of vibration damping bodies 12B is exposed in any cross section passing through the axis C.

図16に示されるように、軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12の各々の上記周方向の長さは、当該複数の振動減衰体12の各々の軸線Cに対する径方向の長さよりも短くてもよい。軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12の各々の上記周方向の長さは、周方向に隣り合う2つの振動減衰体12間の距離よりも短くてもよい。16, the circumferential length of each of the multiple vibration damping bodies 12 spaced apart from one another in the circumferential direction relative to the axis C may be shorter than the radial length of each of the multiple vibration damping bodies 12 relative to the axis C. The circumferential length of each of the multiple vibration damping bodies 12 spaced apart from one another in the circumferential direction relative to the axis C may be shorter than the distance between two adjacent vibration damping bodies 12 in the circumferential direction.

図17に示されるように、軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12の各々の断面形状は、円形状であってもよい。As shown in FIG. 17, the cross-sectional shape of each of the multiple vibration damping bodies 12 arranged at intervals from one another in the circumferential direction relative to the axis C may be circular.

図18に示されるように、軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12の各々の断面形状は、四角形状であってもよく、正方形状または長方形状であってもよい。As shown in FIG. 18, the cross-sectional shape of each of the multiple vibration damping bodies 12 arranged at intervals from one another in the circumferential direction about the axis C may be quadrilateral, square or rectangular.

図19に示されるように、軸線Cに対する周方向に互いに間隔を空けて配置された複数の振動減衰体12の各々の断面形状は、六角形状であってもよい。As shown in FIG. 19, the cross-sectional shape of each of the multiple vibration damping bodies 12 arranged at intervals from one another in the circumferential direction relative to the axis C may be hexagonal.

図20に示されるように、実施の形態1~3に係る防振工具ホルダにおいて、少なくとも1つの振動減衰体12は基材11の外周面に現れている表出部12Cを有していてもよい。複数の振動減衰体12の各々が、表出部12Cを有していてもよい。このような防振工具ホルダは、上述した積層造形法により製造され得るが、鋳造によっても製造され得る。当該変形例に係る防振工具ホルダの製造方法は、基材11と少なくとも1つの振動減衰体12とを含む防振工具ホルダを鋳造により形成する工程を備える。 As shown in Figure 20, in the vibration-proof tool holder according to embodiments 1 to 3, at least one vibration damping body 12 may have an exposed portion 12C that appears on the outer peripheral surface of the substrate 11. Each of the multiple vibration damping bodies 12 may have an exposed portion 12C. Such an vibration-proof tool holder may be manufactured by the additive manufacturing method described above, but may also be manufactured by casting. The manufacturing method for the vibration-proof tool holder according to this modified example comprises a step of forming, by casting, an vibration-proof tool holder including the substrate 11 and at least one vibration damping body 12.

図21に示されるように、防振工具ホルダを鋳造により形成する工程は、金型および中子を用いて少なくとも1つの中空部を有する基材11を鋳造する工程(S3)と、中子が除去された後、基材11を鋳型として少なくとも1つの中空部内に1つの振動減衰体12を形成する工程(S4)とを含む。振動減衰体12を構成する材料の融点は、基材11を構成する材料よりも融点よりも低い。このようにしても、本変形例に係る防振工具ホルダは製造され得る。21, the process for forming an anti-vibration tool holder by casting includes a step (S3) of casting a base material 11 having at least one hollow portion using a mold and a core, and a step (S4) of forming one vibration damping body 12 in the at least one hollow portion using the base material 11 as a mold after the core is removed. The melting point of the material constituting the vibration damping body 12 is lower than the melting point of the material constituting the base material 11. In this manner, the anti-vibration tool holder according to this modified example can also be manufactured.

実施の形態3に係る防振工具ホルダでは、金属間化合物層13が第4基材11Dと複数の振動減衰体12の各々との界面に形成されていてもよい。例えば、実施の形態3に係る防振工具ホルダは、複数の振動減衰体12のうちの一部の振動減衰体12と第3機材11Cとの界面に形成されている金属混合物層13と、複数の振動減衰体12のうちの残部の振動減衰体12と第4機材11Dとの界面に形成されている金属混合物層13とを備えていてもよい。In the vibration-proof tool holder according to the third embodiment, the intermetallic compound layer 13 may be formed at the interface between the fourth substrate 11D and each of the plurality of vibration damping bodies 12. For example, the vibration-proof tool holder according to the third embodiment may include a metal mixture layer 13 formed at the interface between some of the plurality of vibration damping bodies 12 and the third material 11C, and a metal mixture layer 13 formed at the interface between the remaining of the plurality of vibration damping bodies 12 and the fourth material 11D.

図23に示されるように、実施の形態2に係る防振工具ホルダの第2基材11Bが、実施の形態3に係る防振工具ホルダの第3基材11C及び第4基材11Dを備えていてもよい。この場合、振動減衰体12、金属間化合物層13、第1基材11A、金属間化合物層14、第3基材11C、金属間化合物層15、及び第4基材11Dが、順に積層している。このような防振工具ホルダでは、実施の形態2に係る防振工具ホルダと同様の効果が実現されるとともに、実施の形態3に係る防振工具ホルダと同様の効果が実現され得る。23, the second substrate 11B of the vibration-proof tool holder according to the second embodiment may include the third substrate 11C and the fourth substrate 11D of the vibration-proof tool holder according to the third embodiment. In this case, the vibration damping body 12, the intermetallic compound layer 13, the first substrate 11A, the intermetallic compound layer 14, the third substrate 11C, the intermetallic compound layer 15, and the fourth substrate 11D are stacked in order. In such a vibration-proof tool holder, the same effect as that of the vibration-proof tool holder according to the second embodiment can be realized, and the same effect as that of the vibration-proof tool holder according to the third embodiment can also be realized.

以上のように本開示の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本開示の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the above-described embodiments can be modified in various ways. Furthermore, the scope of the present disclosure is not limited to the above-described embodiments. The scope of the present disclosure is defined by the claims, and is intended to include all modifications that are equivalent in meaning to and within the scope of the claims.

1 シャンク部、1A 傾斜部、1B フランジ部、2 アーバー部、3 収容部、4 貫通孔、5 第1振動減衰体、6 第2振動減衰体、7 第3振動減衰体、8 第4振動減衰体、9 第5振動減衰体、10 工具ホルダ、11 基材、11A 第1基材、11B 第2基材、11C 第3基材、11D 第4基材、12,12A,12B 振動減衰体、12C 表出部、13,14 金属間化合物層、20 工具、30 主軸、200,300 ベースプレート、201,301 供給部、202,302 光源、203 冷却部、301A 粉末ホッパ、301B 造形ステージ、301C スキーズ、303 駆動部。 1 shank portion, 1A inclined portion, 1B flange portion, 2 arbor portion, 3 storage portion, 4 through hole, 5 first vibration damping body, 6 second vibration damping body, 7 third vibration damping body, 8 fourth vibration damping body, 9 fifth vibration damping body, 10 tool holder, 11 substrate, 11A first substrate, 11B second substrate, 11C third substrate, 11D fourth substrate, 12, 12A, 12B vibration damping body, 12C exposed portion, 13, 14 intermetallic compound layer, 20 tool, 30 spindle, 200, 300 base plate, 201, 301 supply portion, 202, 302 light source, 203 cooling portion, 301A powder hopper, 301B molding stage, 301C squeeze, 303 drive portion.

Claims (17)

軸線を有し、加工機の主軸により前記軸線周りに回転される防振工具ホルダであって、
前記主軸に取り付けられるシャンク部と工具を把持するアーバー部とを含む基材と、
前記基材の前記シャンク部および前記アーバー部の少なくともいずれかの内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備え、
前記基材を構成する材料は、第1金属を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、前記第1金属とは異なる第2金属を含み、
前記基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に、前記第1金属と前記第2金属との化合物を含む金属間化合物層が形成されており、
前記少なくとも1つの振動減衰体は、前記基材の内部に埋め込まれており、前記基材の表面に表出しておらず、
前記金属間化合物層が、前記少なくとも1つの振動減衰体の全表面に形成されている、防振工具ホルダ。
A vibration-proof tool holder having an axis and rotated about the axis by a main shaft of a processing machine,
A base material including a shank portion attached to the spindle and an arbor portion that grips a tool;
at least one vibration damping body disposed within at least one of the shank portion and the arbor portion of the substrate;
the material constituting the substrate includes a first metal;
the material constituting the at least one vibration damping body includes a second metal different from the first metal;
an intermetallic compound layer including a compound of the first metal and the second metal is formed at an interface between the substrate and the at least one vibration attenuator;
The at least one vibration damping body is embedded inside the base material and is not exposed on the surface of the base material;
An anti-vibration tool holder , wherein the intermetallic compound layer is formed on the entire surface of the at least one vibration-damping body .
前記基材は,単一部材として構成されている、請求項1に記載の防振工具ホルダ。 The vibration-proof tool holder according to claim 1, wherein the base material is constructed as a single member. 前記基材を構成する材料は、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む、請求項に記載の防振工具ホルダ。 3. The vibration-proof tool holder according to claim 2 , wherein the material constituting the base material includes at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium-molybdenum steel, nickel-chromium-molybdenum steel, stainless steel, and cemented carbide. 軸線を有し、加工機の主軸により前記軸線周りに回転される防振工具ホルダであって、
前記主軸に取り付けられるシャンク部と工具を把持するアーバー部とを含む基材と、
前記基材の前記シャンク部および前記アーバー部の少なくともいずれかの内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備え、
前記基材を構成する材料は、第1金属を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、前記第1金属とは異なる第2金属を含み、
前記基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に、前記第1金属と前記第2金属との化合物を含む金属間化合物層が形成されており、
前記基材は、前記少なくとも1つの振動減衰体を囲むように配置されている第1基材と、前記第1基材を囲むように配置されている第2基材とを含み、
前記金属間化合物層は、前記第1基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に形成されている、振工具ホルダ。
A vibration-proof tool holder having an axis and rotated about the axis by a main shaft of a processing machine,
A base material including a shank portion attached to the spindle and an arbor portion that grips a tool;
at least one vibration damping body disposed within at least one of the shank portion and the arbor portion of the substrate;
the material constituting the substrate includes a first metal;
the material constituting the at least one vibration damping body includes a second metal different from the first metal;
an intermetallic compound layer including a compound of the first metal and the second metal is formed at an interface between the substrate and the at least one vibration attenuator;
The substrate includes a first substrate arranged to surround the at least one vibration attenuator, and a second substrate arranged to surround the first substrate,
The intermetallic compound layer is formed at an interface between the first substrate and the at least one vibration damping body.
前記第1基材を構成する材料の熱膨張係数は、前記第2基材を構成する材料の熱膨張係数よりも大きく、前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料の熱膨張係数よりも小さい、請求項に記載の防振工具ホルダ。 5. The vibration-proof tool holder according to claim 4, wherein the thermal expansion coefficient of the material constituting the first substrate is greater than the thermal expansion coefficient of the material constituting the second substrate and is less than the thermal expansion coefficient of the material constituting the at least one vibration damping body. 前記第1基材を構成する材料は、銅合金、およびアルミニウム合金の少なくともいずれかを含み、
前記第1金属は、銅合金、およびアルミニウム合金の少なくともいずれかに含まれる金属であり、
前記第2基材を構成する材料は、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む、請求項に記載の防振工具ホルダ。
a material constituting the first base material includes at least one of a copper alloy and an aluminum alloy;
The first metal is a metal contained in at least one of a copper alloy and an aluminum alloy,
6. The vibration-proof tool holder according to claim 5 , wherein the material constituting the second base material includes at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium-molybdenum steel, nickel-chromium-molybdenum steel, stainless steel, and cemented carbide.
軸線を有し、加工機の主軸により前記軸線周りに回転される防振工具ホルダであって、
前記主軸に取り付けられるシャンク部と工具を把持するアーバー部とを含む基材と、
前記基材の前記シャンク部および前記アーバー部の少なくともいずれかの内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備え、
前記基材を構成する材料は、第1金属を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、前記第1金属とは異なる第2金属を含み、
前記基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に、前記第1金属と前記第2金属との化合物を含む金属間化合物層が形成されており、
前記基材は、前記基材の表面に表出する表出面を有する第3基材と、前記第3基材の前記表出面以外の面を囲むように配置されている第4基材とを含み、
前記金属間化合物層は、前記第3基材又は前記第4基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に形成されており、
前記第3基材を構成する材料の硬さは、前記第4基材を構成する材料の硬さよりも硬い、振工具ホルダ。
A vibration-proof tool holder having an axis and rotated about the axis by a main shaft of a processing machine,
A base material including a shank portion attached to the spindle and an arbor portion that grips a tool;
at least one vibration damping body disposed within at least one of the shank portion and the arbor portion of the substrate;
the material constituting the substrate includes a first metal;
the material constituting the at least one vibration damping body includes a second metal different from the first metal;
an intermetallic compound layer including a compound of the first metal and the second metal is formed at an interface between the substrate and the at least one vibration attenuator;
The base material includes a third base material having an exposed surface exposed on a surface of the base material, and a fourth base material arranged so as to surround a surface of the third base material other than the exposed surface,
the intermetallic compound layer is formed at an interface between the third substrate or the fourth substrate and the at least one vibration damping body,
A vibration-proof tool holder, wherein the hardness of a material constituting the third base material is greater than the hardness of a material constituting the fourth base material.
前記第2基材は、前記基材の表面に表出する表出面を有する第3基材と、前記第3基材の前記表出面以外の面を囲むように配置されている第4基材とを含み、
前記第3基材を構成する材料の硬さは、前記第4基材を構成する材料の硬さよりも硬い、請求項のいずれか1項に記載の防振工具ホルダ。
The second base material includes a third base material having an exposed surface exposed on a surface of the base material, and a fourth base material arranged to surround a surface of the third base material other than the exposed surface,
The vibration-proof tool holder according to claim 4 , wherein the hardness of the material constituting the third base material is greater than the hardness of the material constituting the fourth base material.
前記第3基材を構成する材料は、ステンレス鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼、および超硬合金からなる第3群から選択される少なくとも1つを含み、
前記第4基材を構成する材料は、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、および超硬合金からなる第1群から選択される少なくとも1つを含む、請求項に記載の防振工具ホルダ。
The material constituting the third base material includes at least one selected from a third group consisting of stainless steel, alloy tool steel, high-speed tool steel, and cemented carbide;
8. The vibration-proof tool holder according to claim 7 , wherein the material constituting the fourth base material includes at least one selected from a first group consisting of carbon steel, chromium-molybdenum steel, nickel-chromium-molybdenum steel, stainless steel, and cemented carbide.
軸線を有し、加工機の主軸により前記軸線周りに回転される防振工具ホルダであって、
前記主軸に取り付けられるシャンク部と工具を把持するアーバー部とを含む基材と、
前記基材の前記シャンク部および前記アーバー部の少なくともいずれかの内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備え、
前記基材を構成する材料は、第1金属を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、前記第1金属とは異なる第2金属を含み、
前記基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に、前記第1金属と前記第2金属との化合物を含む金属間化合物層が形成されており、
前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、マグネシウム合金、アルミニウム合金、および超硬合金からなる第2群から選択される少なくとも1つを含み、
前記第2金属は、前記第2群から選択される少なくとも1つに含まれる金属である、振工具ホルダ。
A vibration-proof tool holder having an axis and rotated about the axis by a main shaft of a processing machine,
A base material including a shank portion attached to the spindle and an arbor portion that grips a tool;
at least one vibration damping body disposed within at least one of the shank portion and the arbor portion of the substrate;
the material constituting the substrate includes a first metal;
the material constituting the at least one vibration damping body includes a second metal different from the first metal;
an intermetallic compound layer including a compound of the first metal and the second metal is formed at an interface between the substrate and the at least one vibration attenuator;
the material constituting the at least one vibration damping body includes at least one selected from a second group consisting of a magnesium alloy, an aluminum alloy, and a cemented carbide;
A vibration-proof tool holder, wherein the second metal is at least one metal selected from the second group.
前記基材は、前記工具の一部が収容される収容部を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体は、前記収容部と前記軸線に対する径方向に並ぶように、配置されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の防振工具ホルダ。
The base material includes a receiving portion in which a part of the tool is received,
The vibration-proof tool holder according to any one of claims 1 to 7, wherein the at least one vibration damping body is arranged so as to be aligned with the accommodating portion in a radial direction relative to the axis.
前記基材は、前記工具の一部が収容される収容部を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体は、前記収容部と前記軸線の延在方向に並ぶように、配置されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の防振工具ホルダ。
The base material includes a receiving portion in which a part of the tool is received,
The vibration-proof tool holder according to any one of claims 1 to 7, wherein the at least one vibration attenuator is arranged so as to be aligned with the accommodating portion in the direction in which the axis extends.
前記基材は、前記工具と接触する接触面を有し、
前記接触面は、前記基材により構成されている、請求項11に記載の防振工具ホルダ。
the substrate has a contact surface that contacts the tool;
The vibration-proof tool holder according to claim 11 , wherein the contact surface is constituted by the base material.
前記基材の前記シャンク部は、前記主軸と接し、かつ前記軸線に対する径方向に前記主軸と並んで配置される第1部分と、前記主軸と接し、かつ前記軸線の延在方向に前記主軸と並んで配置される第2部分とを有し、
前記少なくとも1つの振動減衰体は、前記第1部分および前記第2部分の少なくともいずれかに配置されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の防振工具ホルダ。
The shank portion of the base material has a first portion that is in contact with the main shaft and is arranged side by side with the main shaft in a radial direction relative to the axis line, and a second portion that is in contact with the main shaft and is arranged side by side with the main shaft in an extension direction of the axis line,
The vibration-proof tool holder according to any one of claims 1 to 7, wherein the at least one vibration damping body is arranged in at least one of the first part and the second part.
前記軸線に垂直な断面において、前記少なくとも1つの振動減衰体は、前記軸線を囲むように配置されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の防振工具ホルダ。 An anti-vibration tool holder according to any one of claims 1 to 7, wherein, in a cross section perpendicular to the axis, the at least one vibration damping body is arranged to surround the axis. 軸線を有し、加工機の主軸により前記軸線周りに回転される防振工具ホルダであって、
前記主軸に取り付けられるシャンク部と工具を把持するアーバー部とを含む基材と、
前記基材の前記シャンク部および前記アーバー部の少なくともいずれかの内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備え、
前記基材を構成する材料は、第1金属を含み、
前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料は、前記第1金属とは異なる第2金属を含み、
前記基材と前記少なくとも1つの振動減衰体との界面に、前記第1金属と前記第2金属との化合物を含む金属間化合物層が形成されており、
前記少なくとも1つの振動減衰体は、複数の振動減衰体であり、
前記軸線に垂直な断面において、前記複数の振動減衰体は、前記軸線に対する周方向に互いに間隔を空けて配置されている、振工具ホルダ。
A vibration-proof tool holder having an axis and rotated about the axis by a main shaft of a processing machine,
A base material including a shank portion attached to the spindle and an arbor portion that grips a tool;
at least one vibration damping body disposed within at least one of the shank portion and the arbor portion of the substrate;
the material constituting the substrate includes a first metal;
the material constituting the at least one vibration damping body includes a second metal different from the first metal;
an intermetallic compound layer including a compound of the first metal and the second metal is formed at an interface between the substrate and the at least one vibration attenuator;
the at least one vibration damping body is a plurality of vibration damping bodies;
A vibration-proof tool holder, wherein in a cross section perpendicular to the axis, the multiple vibration damping bodies are arranged at intervals from one another in a circumferential direction about the axis.
加工機の主軸により軸線周りに回転される防振工具ホルダの製造方法であって、
基材と、前記基材の内部に配置されている少なくとも1つの振動減衰体とを備える前記防振工具ホルダを金属積層造形法により形成する工程を備え、
前記形成する工程は、前記金属積層造形法により前記基材を構成する材料を溶融しかつ固化する第1工程と、前記金属積層造形法により前記少なくとも1つの振動減衰体を構成する材料を溶融しかつ固化する第2工程とを含み、
前記形成する工程では、前記少なくとも1つの振動減衰体と、前記少なくとも1つの振動減衰体を囲むように配置されている第1基材と、前記第1基材を囲むように配置されている第2基材とを備える前記防振工具ホルダが、前記金属積層造形法により形成され、
前記第1工程は、前記金属積層造形法により前記第1基材を構成する材料を溶融しかつ固化する第3工程と、前記金属積層造形法により前記第2基材を構成する材料を溶融しかつ固化する第4工程とを含む、防振工具ホルダの製造方法。
A method for manufacturing a vibration-proof tool holder that is rotated about an axis by a main shaft of a processing machine, comprising the steps of:
forming the vibration-proof tool holder by a metal additive manufacturing process, the vibration-proof tool holder comprising a base material and at least one vibration-damping body disposed inside the base material;
The forming step includes a first step of melting and solidifying a material constituting the base material by the metal additive manufacturing method, and a second step of melting and solidifying a material constituting the at least one vibration damping body by the metal additive manufacturing method ,
In the forming step, the vibration-proof tool holder including the at least one vibration attenuator, a first base material arranged to surround the at least one vibration attenuator, and a second base material arranged to surround the first base material is formed by the metal additive manufacturing method,
The first step includes a third step of melting and solidifying a material constituting the first base material by the metal additive manufacturing method, and a fourth step of melting and solidifying a material constituting the second base material by the metal additive manufacturing method .
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