第 1 章: 基礎 – スピンドルテーパーとテーパー比の意味
すべての分類の起源は、工作機械の主軸テーパにあります。テーパー設計の基本的な目的は、正確なセンタリングとトルク伝達です。
テーパーの意味: テーパーとは、円錐の直径とその高さの比率を指します。ツール ホルダーでは、テーパーによってセルフロック位置決めが実現されます。ツール ホルダーのテーパー面がスピンドル テーパーにしっかりとフィットすると、両方ともラジアル (X/Y) 方向に非常に高い同軸度が得られ、工具回転の正確な中心が確保されます。-
2 つの主流テーパー システム: テーパー比に基づいて、世界的に主流のツール ホルダーは、7:24 テーパーと 1:10 テーパー (HSK) の 2 つの主要なカテゴリに分類されます。両者の違いは単なる数値をはるかに超えています。
第 2 章: クラシック レガシー – 7:24 テーパー ツール ホルダー
7:24 テーパーは、その長い歴史と高い汎用性により、現在最も広く使用されているタイプのツールホルダーです。その名前は、テーパ面の直径が 7 単位変化し、軸方向の長さが 24 単位変化することを意味します。このタイプのツール ホルダーは主に半径方向の位置決めをテーパ面に依存しており、スピンドルの内部ドローバー機構を介してプル スタッドによって軸方向にしっかりと引っ張られます。
7:24 テーパーの主な分類 (規格および地域別):
1. BTツールホルダー（日本規格JIS/MAS）
特徴：プルスタッドはインペリアルスレッドを使用しています。
。アジア地域（中国本土、台湾など）で最も一般的な規格です。
モデル: BT30、BT40（最も主流の中型仕様）、BT50 など、テーパーの大きい端の直径にちなんで名付けられています。数値が大きいほど、耐荷重能力が大きいことを示します。-
2. SK / DIN 69871 ツールホルダー (ドイツ/ヨーロッパ規格)
特長：プルスタッドはメートルねじ（例：M16）を使用しています。プルスタッドの係止溝の形状がBTとは異なるため互換性がありません。
モデル: SK30、SK40、SK50 など、同様に直径によって名前が付けられます。ドイツ-製およびドイツ-の影響を受けた工作機械でよく見られます。
3. CAT / V- フランジ ツール ホルダー (米国規格 ANSI)
特徴: BT ツールホルダーに非常に似ていますが、一部の初期モデルではプルスタッドや寸法が微妙に異なる場合があります。現在、CAT と BT は、ほとんどのアプリケーションで互換性があると考えられています。
モデル: CAT40、CAT50 など
7:24 テーパーの制限: 高い回転速度では、遠心力によってスピンドル テーパーが拡大し、BT/SK ツール ホルダーのテーパーとスピンドルの間の接触不良と剛性の低下につながります (一般に「ツールホルダー ドリフト」として知られています)。したがって、安全な動作速度には上限があります (通常、BT40 は 15,000 ～ 18,000 rpm を超える長時間の使用には推奨されません)。
第 3 章: 高速のチャンピオン – 1:10 テーパー (HSK) ツール ホルダー
7:24 テーパの高速速度制限に対処するために、HSK (ドイツ語: Hohlschaftkegel、中空シャンク テーパを意味する) ツール ホルダが開発され、高速加工のベンチマークとなりました。-
コア設計: 1:10 のより急なテーパー比を利用し、中空シャンクとして構築されています。その動作原理は「デュアル接触位置決め」です。高速では、遠心力によってツール ホルダーの短いテーパーがスピンドルに接触して径方向の位置決めが行われ、同時にツール ホルダーのフランジ面がスピンドル面にしっかりと接触して、軸方向の位置決めが行われます。速度が速いほどクランプ力が大きくなり、より確実に保持できます。
HSK 分類 (主にモデルおよびシリーズ別):
サイズ/負荷容量別: 一般的なモデルには HSK-A/E 32、HSK-A/E 63、HSK-A 100 などが含まれます。数字はフランジの直径を表します。
シリーズの主な違い:
A/C/D/E/F タイプ: マシニング センターに使用される、自動工具交換と内部クーラント チャネルに必要な V フランジを備えています。{0}
B タイプ: V フランジなし。手動工具交換用。フライスターン機械や特殊用途の機械で使用されます。-
最も一般的なシリーズ: HSK-E タイプは、最高の総合パフォーマンスを備えた高速-オールラウンダーです。- HSK-F タイプは薄型で超高速回転に適しています。-
第4章 工具を握る手 – クランプ方法による分類
テーパー シャンクは工具ホルダーを機械に接続する方法を決定し、フロントエンド インターフェースは切削工具をクランプする方法を決定します。{0}}これも加工剛性と精度に影響を与える重要な寸法です。
1. サイドロックツールホルダー（SC / FMB）-
原理: 側面の 1 つまたは 2 つの止めネジが、ストレート シャンク ツールに対して放射状にクランプされます。{0}}
利点: シンプルな構造、非常に高い剛性、低コスト、重切削に適しています。-
短所: ツールシャンクを損傷する可能性があり、再現性のある位置決め精度が低下し、汎用性が低い (特定の直径に対して 1 つのホルダー)。
型式例：BT40-SC16-90L（16mmストレートシャンクツールクランプ用）。
2. 油圧ツールホルダー
原理：ネジを締めると内部の作動油が押し出され、膨張室が均一に圧縮され、工具を高精度かつ変形なくクランプします。
特長：高精度、高剛性、振動・びびり減衰性能に優れています。
短所: 高価で複雑なメンテナンス (油漏れの可能性)。
用途: 仕上げ加工、長距離加工、振動に敏感なシナリオ。-
3. 熱収縮ツールホルダー (焼きばめ)-
原理：ツールホルダーの材質（特殊合金鋼）とツール（超硬）の熱膨張係数の違いを利用。ホルダーを加熱して内径を拡大し、工具を挿入すると、冷却するとホルダーが収縮し、巨大なクランプ力が発生します。
利点: シンプルな構造で、最高の剛性と最高の同心度のクランプ方法が現在知られています。
欠点: 専用の加熱装置 (誘導加熱装置) が必要であり、工具交換速度が遅くなります。
用途: 超-高速-高速加工、超-高精度-加工（金型仕上げなど）。
