CN1298467C - 导向套筒 - Google Patents

Abstract

导向套筒(10)包括与基部(12)的轴线方向一端相邻的棒料支承部(14)。棒料支承部(14)包括与基部(12)连接成一体的能径向弹性变形的外筒部分(16)、设置在外筒部分(16)的内侧的由硬质材料形成的、同时相互协作而形成筒状的棒料支承面(18)的多个内筒构件(20)、把这些内筒片构件(20)弹性地保持在形成棒料支承面(18)的位置上的弹性构件(22)。弹性构件(22)包括介于相邻的内筒片构件(20)之间相互弹性地连接这些内筒片构件(20)的弹性连接要素(34)、介于外筒部分(16)与各内筒片构件(20)之间并从外侧弹性地支承这些内筒片构件(20)的弹性中间筒(36)。弹性连接要素(34)可以由液状垫圈形成。

Description

导向套筒

技术领域

本发明涉及把车削加工中的棒料支承在其被加工部位附近的导向套筒。本发明还涉及备有那样的导向套筒的自动车床。

背景技术

在NC车床等能实施各种自动车削加工的机床(在本说明书中统称自动车床)中，备有在工具的加工作业位置的附近被设置在机台上的、在其顶端的加工部位附近支承被把持在主轴上的棒状的被加工原材料(以下称为棒料)的作为辅助支承装置的导向套筒的自动车床已被众所周知。导向套筒具有能向径向弹性变形的中空筒状的棒料支承部，在该棒料支承部上支承车削加工中的棒料，使之在其加工部位上不产生震动，可以高精度地加工成形产品。以前，在自动车床中，能适当地选择并使用相对于车削加工中高速旋转的棒料被固定地配置的固定型的导向套筒和与棒料一起高速旋转的旋转型的导向套筒。

另外，在原有的自动车床中，为了把成为制品的棒料顶端的加工长度部分进给到加工作业位置，以及为了在加工途中把工具刀尖配置在那样的加工长度部分的长度方向所希望的位置上，具有使把持着棒料的主轴向轴线方向移动的构成的自动车床是众所周知的。在该自动车床中，导向套筒被要求，无论在固定型及旋转型的哪一种形式中，在用棒料支承部定心支承(即，使棒料轴线与旋转轴线重合地支承)棒料的状态下，可以向轴线方向正确导向并支承由主轴的轴线方向移动进给的棒料。因此，在以前，在加工作业开始前，把加工对象棒料(圆棒、方棒)插入导向套筒中，使棒料支承部进行弹性变形，通过使其内径尺寸与棒料外径尺寸一致地进行微调整，可以完成棒料的定心支承和轴线方向导向支承这两个支承。

在这种导向套筒中，把棒料支承部做成外筒和内筒的二层构造，根据加工对象棒料的外径尺寸的变更和棒料支承部的内周面(即棒料支承面)的损耗程度，可以适当地交换内筒的导向套筒已被提出[参照日本特开2001-138102号公报(JP2001-138102A)]。该导向套筒通过在搭载在自动车床上的状态下根据需要只更换内筒，可以支承具有多种外径尺寸的不同种的棒料(圆棒料、方棒料)，还可以迅速处理由棒料支承面的损耗引起的加工精度的降低。再有，如果用自润滑性优良的材料制作内筒，则实际上可以排除内筒的棒料支承面与加工对象棒料的外周面的间隙，同时尽可能地减少在棒料向轴线方向进给时与内筒的摩擦所产生的棒料外周面的损伤，可以制造高品质的产品。

在具有上述二层构造的棒料支承部的原有的导向套筒中，专门在外筒上形成一般的(开缝构造)，而对内筒赋予能扩大、缩小其自身的直径尺寸的所希望的弹性，从而使之可以进行使棒料支承部的内经尺寸与加工对象棒料的外径尺寸一致的微调整。具有这样弹性的内筒，特别在用比较柔软的物质构成其材料自身的场合，在棒料的轴线方向进给时有由于与棒料的摩擦而在棒料支承面上产生损耗的危险。特别是在作为加工对象棒料直接使用拉拔加工为规定直径的「拉拔料」的场合，容易产生起因于拉拔材外型尺寸精度低和表面粗糙的内筒的损耗，其结果，担心会增加内筒的更换频度。

发明内容

本发明的目的在于，提供在设置于自动车床上的导向套筒中具有可以迅速应对加工对象棒料的外径尺寸的变更和棒料支承面的磨耗的多层构造的棒料支承部，并且可以显著提高棒料支承面的耐磨性的导向套筒。

本发明的另一个目的在于，提供具有那样的导向套筒的高性能的自动车床。

为了达到上述目的，本发明提供的导向套筒，具备中空筒状的基部、与该基部的轴线方向一端相邻设置的中空筒状的棒料支承部，其特征在于，上述棒料支承部具备：与上述基部连结成一体的外筒部分；设置在上述外筒部分的内侧的、分别由硬质材料形成的、通过相互协作而形成筒状的棒料支承面的多个内筒片构件；把上述多个内筒片构件弹性地保持在用上述外筒部分的内侧形成上述棒料支承面的位置上的弹性构件，由与上述硬质材料不同的材料形成该弹性构件。

在优选的例子中，弹性构件具有介于相邻的上述内筒片构件之间而相互弹性地连结这些内筒片构件的弹性连结要素。

在该构成中，弹性连结要素由液状垫圈形成。

在另一个优选的例子中，弹性构件具有介于上述外筒部分与上述多个内筒片构件的各个之间而从外侧弹性地支承这些内筒片构件的弹性中间筒。

在该构成中，弹性中间筒在上述外筒部分与上述多个内筒片构件之间被压缩并由可弹性变形的软质材料形成。

在另一个理想的例子中，弹性构件卡合在上述多个内筒片构件上并从内侧弹性地支承这些内筒片构件。

这时，弹性支承要素由向径向外方弹性地弹压上述多个内筒片构件的弹簧形成。

多个内筒片构件的每个，其至少形成上述棒料支承面的部分由陶瓷制作是有利的。

上述导向套筒可以构成为，棒料支承部的外筒部分可以向径向弹性变形，伴随该外筒部分的弹性变形，上述多个内筒片构件形成的上述棒料支承面的内径尺寸发生变化。

再有，根据本发明，能提供把具有上述各种特征的导向套筒设置在棒料的加工作业位置附近而成的自动车床。

附图说明

本发明的上述及其他的目的、特征及优点，通过与附图相关联的以下的优选实施例的说明会更明了。在该附图中，

图1A是表示本发明的第1实施例的导向套筒的图，是沿图1B的线I-I的剖面图，

图1B是图1A的导向套筒的轴线方向剖面图，

图2A是表示图1A的导向套筒中的基部及外筒部分的图，是沿图2B的线II-II的剖面图，

图2B是图2A的基部及外筒部分的轴线方向剖面图，

图3A是表示图1A的导向套筒中的内筒构造的图，是沿图3B的线III-III的剖面图，

图3B是图3A的内筒构造的轴线方向剖面图，

图4A是表示图1的导向套筒中的弹性中间筒的图，是沿图4B的线IV-IV的剖面图，

图4B是图4A的弹性中间筒的轴线方向剖面图，

图5是表示搭载了图1的导向套筒的自动车床的主要部分的剖面图，

图6A是表示本发明的第2实施例的导向套筒的图，是沿图6B的线VI-VI的剖面图，

图6B是图6A的导向套筒的轴线方向剖面图，

图7A是表示图6A的导向套筒中的基部及外筒部分的图，是沿图7B的线VII-VII的剖面图，

图7B是图7A的基部及外筒部分的轴线方向剖面图，

图8A是表示本发明的第3实施例的导向套筒的图，是沿图8B的线VIII-VIII的剖面图，

图8B是图8A的导向套筒的轴线方向剖面图，

图9A是表示图8A的导向套筒中的多个内筒片构件的图，是沿图9B的线IX-IX的剖面图，

图9B是图9A的多个内筒片构件的轴线方向剖面图，

图10是图8A的导向套筒中的弹性支承要素的正视图，

图11A是表示图8A的导向套筒中的基部及外筒部分的图，是沿图11B的线XIA-XIA的剖面图，

图11B是沿图11A的基部及外筒部分的线XIB-XIB的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施例。在附图中，对相同或者类似的构成元件标注相同的参照标号。

参照附图，图1A及图1B表示本发明的第1实施例的导向套筒10。在自动车床中，作为把被把持的棒料在其顶端的被加工部位的附近支承在主轴上的中空筒状的辅助支承装置，在由工具进行加工作业的位置的附近被设置在车床机台上。第1实施例的导向套筒10可以适用于旋转型导向套筒及固型导向套筒的任何一种导向套筒。

导向套筒10包括中空筒状的基部12、与基部12的轴线方向一端相邻地设置的，能向轴线方向进给用自动车床加工的棒料的定心支承的中空筒状的棒料支承部14。基部12在远离棒料支承部14的轴线方向后端(图中是左端)侧具有导入在自动车床机台上从主轴送出的棒料的开口端面12a，形成与开口端面12a邻接的非接触地收容棒料的圆筒状的内周面12b和其相反侧的外周面的阳螺纹部12c。

棒料支承部14被做成为具有与基部12连接成一体的向径向可弹性变形的外筒部分16、设置在外筒部分16的内侧，分别由硬质材料形成并通过相互协作来形成实质上为筒状的棒料支承面18的多个内筒片构件20、在外筒部分16的内侧把这些内筒片构件20弹性地保持形成棒料支承面18的位置的弹性构件22。棒料支承部14具有与作为支承对象的棒料的中心轴线相重合的中心轴线14a且定心支承(即，使棒料轴线与车削中的旋转轴线一致地支承)棒料。

如图1A、图1B、图2A及图2B所示，外筒部分16具有在各个基端24a与基部12连接成一体的多个(在图示的实施例中是3个)纵割片24。这些纵割片24通过在外筒部分16的圆周方向等间隔设置的多个(在图示的实施例中是3个)狭缝26被配置成相互在圆周方向上相邻。这些狭缝26在从远离基部12的轴线方向前端(图中右端)侧的外筒部分16的开口端面16a至基部12的范围内，平行于棒料支承部14的中心轴线14a，并且相对于中心轴线14a呈放射状。由此，各纵割片24可以把基端24a作为支点向外筒部分16的径向进行板弹簧状的弹性变形。

构成外筒部分16的3个纵割片24分别具有弯曲成弓形的内面24b，这些内面24b相互协作，构成外筒部分16的实质上为圆筒状的内周面。该内周面，在各纵割片24不进行弹性变形的状态下，确定出与棒料支承部14的中心轴线14a一致的中心轴线。另外，在各纵割片24上形成与其自由端即外筒部分16的开口端面16a相邻的向径向外方鼓出的凸缘部分28。在各纵割片24的凸缘部分28的外周面上形成朝向基端24a锥状延伸的压力承受面28a。

再有，在外筒部分16的各纵割片24上，形成沿开口端面16a从内面24b向径向内方突出的爪30。在外筒部分16上形成的这些爪30分别具有朝向开口端面16a锥状延伸的卡定面30a，相互协作而形成实质上为环状的卡定构造。

如图1A、图1B、图3A及图3B所示，在导向套筒10中，对应于外筒部分16的3个纵割片24，将3个内筒片构件20装入棒料支承部14内。各内筒片构件20，具有通过间隙对向外筒部分16的对应的纵割片24的内面24b相对的圆弧状延伸的外面20a、在与外面20a的相反侧圆弧状延伸的内面20b和在这些外面20a与内面20b之间平坦地延伸的一对侧面20c。3个内筒片构件20，各自的内面20b实际上位于共同的圆筒面上，同时在各自的一个侧面20c通过间隙相互相对的相对配置被组合成圆筒形状。在该状态下，这些内筒片构件20的内面20b相互协作而形成能轴线方向进给地定心支承棒料的实质上为圆筒状的棒料支承面18(具有中心轴线18a)。

各内筒片构件20具有与其轴线方向一个端面20d相邻且向径向外方突出的凸缘部分32。在各内筒片构件20的凸缘部分32上形成朝向轴线方向一个端面20d锥状延伸的卡合面32a。另外，在一个内筒片构件20的凸缘部分32上刻设沿其径向外端面向轴线方向延伸的槽32b。

作为可以适用于各内筒片构件20的硬质材料，可以举出陶瓷。这时，至少含有形成棒料支承面18的内面20b的部分可以由氧化铝(AI₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)氧化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)等的耐磨性优良的工程陶瓷制作。特别是，除了棒料支承面18要求的耐磨性及表面平滑性而外，从尽可能地防止由于反复进行棒料的插入及送出引起的内筒片构件20的破损的观点来看，由冲击强度和韧性优良的氧化锆陶瓷制作是有利的。根据这样的构成，可以特别显著地提高内筒片构件20的耐久性。

弹性构件22具有，夹设于在圆周方向相邻的内筒片构件20的相对的侧面20c之间的、相互弹性地连接这些内筒片构件20的多个(图中是3个)弹性连结要素34。在导向套筒10中，这些弹性连结要素34的每一个都由实质上充填相邻的内筒片构件20的相对侧面20c之间的全体空间的液状垫圈形成，液状垫圈作为各种机械零件的接合面之间的密封用的密封剂已被公知，其自身在硬化后发挥相对于接合面的所需要的粘接性，同时即使在硬化状态下也可以维持所希望的弹性。作为可以很好地使用于弹性连结要素34的液状垫圈，例如，可以举出能从株式会社スリ—ボンド(日本东京)进货的「#1215液状垫圈」。

弹性连结要素34可相对位移地相互连接在圆周方向上相邻的内筒片构件20，从而防止在棒料支承部14的外筒部分16的内侧3个内筒片构件20相互离散，同时把这些内筒片构件20弹性地保持在形成圆筒状的棒料支承面18的位置上。另外，弹性连结要素34，当在3个内筒片构件20的外面20a上分别负担朝向径向内侧的推压力时，在相邻的内筒片构件20的相对侧面20c之间分别进行多样的弹性变形。与此相伴，3个内筒片构件20在直到相对侧面20c之间通过弹性连结要素34在直到相互被压靠的范围内向径向内侧位移，其结果，这些内筒片构件20的内面20b形成的棒料支承面18的内径尺寸减小了。当解除朝向各内筒片构件20的外面20a的推压力时，在弹性连结要素34的弹性复原力作用下，各内筒片构件20恢复到初始位置并复原棒料支承面18的内径尺寸。

由液状垫圈构成的弹性连结要素34，如图示那样，由于被设置成在整体上密封内筒片构件20的相对侧面20c之间的空间，所以可以防止例如在后述的用自动车床的棒料车削加工中切粉侵入内筒片构件20之间的空间。但是，弹性连结要素34的配置不限定于此，例如通过局部地设置在内筒片构件20之间的空间内的所希望的部位上，可以做成相互连接两内筒片构件20的构成。另外，也不限于液状垫圈，例如通过橡胶板等的弹性体和粘接剂组合，也可以构成各弹性连结要素34。

弹性构件22还包括夹设于外筒部分16和3个内筒片构件20之间来从外侧弹性支承这些内筒片构件20的弹性中间筒36。如图1A、图1B、图4A及图4B所示，弹性中间筒36是圆筒状构件，具有与外筒部分16的3个纵割片24的内面24b接触的实质上为圆筒状的外面36a和作为外面36a的相反侧且与3个内筒片构件20的外面20a接触的圆筒状的内面36b。在弹性中间筒36上在圆周方向以等间隔配置形成有沿其外面36a向轴线方向直线状延伸的多个(在图示的实施例中是3个)狭缝38。这些槽38沿弹性中间筒36的轴线方向全长向外面36a开口，同时远离内面36b(即不在内面36b上开口)地形成为放射状。其结果，在弹性中间筒36上形成3个弧状壁部分40和沿这些弧状壁部分40的内面在圆周方向上把这些弧状壁部分40连结成一体的3个薄壁的连结部分42。在1个弧状壁部分40上沿其外面刻设向轴线方向延伸的槽44。

弹性中间筒36，当其外面36a上被作用朝向径向内方的推压力时，应力集中在3个连结部分42上，这些连结部分42分别进行多样的弹性变形。与此相伴，3个弧状壁部分40在直到相邻的弧状壁部分40相互接触为止的范围内向径向内方进行位移。由此，弹性中间筒36的内面36b产生偏离原来的圆筒形状的变形，其结果，减小了弹性中间筒36的实质的内径尺寸。当朝向弹性中间筒36的外面36a的推压力被解除时，在各连结部分42的弹性复原力作用下，各弧状壁部分40恢复到初始位置，弹性中间筒36的内径尺寸复原。

弹性中间筒36的作用在于，把负担在外筒部分16的各纵割片24上的朝向径向内方的推压力确实地传递到位于各纵割片24的径向内侧的对应的内筒片构件20上。另外，弹性中间筒36通过从径向外侧支承多个内筒片构件20，把这些内筒片构件20弹性地保持在形成圆筒状的棒料支承面18的位置上。再有，弹性中间筒36在外筒部分16的3个纵割片24与3个内筒片构件20之间承受来自两者的压力，在直到相邻的弧状壁部分40相互接触的范围内，具有各弧状壁部分40自身被压缩、可以弹性变形的程度的柔软性。作为可以发挥这样特性的弹性中间筒36的合适的软质材料，例如，可以举出在轴承材料等领域以「タ—カイトB」的商品名被公知的氟树脂类工程塑料等的树脂材料。

导向套筒10在分别制作上述各种构成要素之后，通过下述的组装来制造。

首先。一体地具有基部12和棒料支承部14的外筒部分16的套筒本体，用所希望的金属材料经切削工序来制作。另外，把用「タ—カイトB」等树脂材料经注射模塑成形工序等一体成形的弹性中间筒36嵌入外筒部分16的内侧，同时使各纵割片24及弹性中间筒36的至少一方弹性变形，而使得其外面36a紧密接触外筒部分16的各纵割片24的内面24b。这时，使外筒部分16的各纵割片24和弹性中间筒36的各弧状壁部分40相互对位，把从一个纵割片24的内面24b突出的止转块46(图1A)插入弹性中间筒36的槽44内。其结果，弹性中间筒36在相对于外筒部分16的旋转被阻止的状态下，在弹性中间筒36及外筒部分16的至少一方产生的弹性复原力的作用下被保持在外筒部分16的内侧的规定位置上。

另外，把由氧化锆陶瓷等硬质材料分别形成的3个内筒片构件20如上述那样由弹性连结要素34接合成圆筒形状来制作内筒构造。使外筒部分16及弹性中间筒36和内筒构造(主要是弹性连结要素34)的至少一方一边进行弹性变形一边把该内筒构造插入外筒部分16及弹性中间筒36的内侧，使得各内筒片构件20的外面20a紧密接触在嵌入外筒部分16内的弹性中间筒36的内面36b上。这时，使外筒部分16的各纵割片24及弹性中间筒36的各弧状壁部分40和内筒构造的内筒片构件20相互对位，把从1个纵割片24的内面24b突出的第2止转块48(图1A)插入形成在1个内筒片构件20的凸缘部分32上的槽32b内。其结果，内筒构造，在全部内筒片构件20相对于外筒部分16的旋转被阻止的状态下，在内筒构造及外筒部分16的至少一方产生的弹性复原力作用下，被保持在外筒部分16及弹性中间筒36的内侧的规定位置上。

当这样正确地组装导向套筒10时，内筒构造的3个内筒片构件20被保持为它们所形成的棒料支承面18的中心轴线18a与棒料支承部14的中心轴线14a重合的状态。另外，在内筒构造的各内筒片构件20上形成的凸缘部分32的卡合面32a紧密接触在外筒部分16的各纵割片24上形成的爪30的卡定面30a，各内筒片构件20的轴线方向端面20d与外筒部分16的开口端面16a相邻且被配置在大致同一平面上。在该状态下，内筒构造阻止从外筒部分16的内侧的规定位置向外筒部分16的外方的意外的突出。另外，弹性中间筒36由各内筒片构件20的凸缘部分32遮蔽，实际上被配置在远离外筒部分16的开口端面16a的位置上。其结果，由比较柔软的材料构成的弹性中间筒36被与车削工序中飞散的切粉相隔离，所以能防止其受损伤。

再有，在导向套筒10中，外筒部分16的各纵割片24、内筒构造的各内筒片构件20及弹性中间筒36的各弧状壁部分40也可以配置成在圆周方向相互偏移。另外，若把外筒部分16、内筒构造及弹性中间筒36能产生所期望的弹性变形作为前提条件，外筒部分16的纵割片24、内筒构造的内筒片构件20及弹性中间筒36的弧状壁部分40的个数也可以相互不同，也可以做成3个以外的各种的个数。

在具有上述构成的导向套筒10中，当在外筒部分16的3个纵割片24上施加上朝向径向内方的外力时，各纵割片24进行弹性变形的同时、在与各纵割片24的内面24b接触的弹性中间筒36的外面36a上承受从各纵割片24向径向内方的外力，由此，如上所述，弹性中间筒36进行弹性变形并减小其实质的内径尺寸。与此相伴，在与弹性中间筒36的内面36b接触的3个内筒片构件20的外面20a上承受从弹性中间筒36朝向径向内方的外力，其结果，如上所述，在弹性连结要素34的弹性变形下，这些内筒片构件20的内面20b形成的棒料支承面18的内径尺寸减小。与此同时，在形成于内筒片构件20上的凸缘部分32的卡合面32a上直接承受来自形成于外筒部分16的各纵割片24上的爪30的卡定面30a的推压力，在该推压力作用下也使棒料支承面18的内径尺寸减小。

当从该状态起减弱向外筒部分16的各纵割片24作用的径向外力时，各纵割片24弹性复原，与此相随，弹性中间筒36和弹性连结要素34也弹性复原，棒料支承面18的内径尺寸增加(复原)。再有，在棒料支承面18的内径尺寸减小和增加期间，3个内筒片构件20维持棒料支承面18的中心轴线18a与棒料支承部14的中心轴线14a重合的状态，同时向径向位移。这样，在导向套筒10中，通过调节承受在棒料支承部14上的朝向径向内方的外力即推压力，可以调节由3个内筒片构件20形成的棒料支承面18的内径尺寸。

在导向套筒10中，由3个内筒片构件20形成的棒料支承面18的内径尺寸，在导向套筒10处于非作用状态期间，被设定为比支承(加工)对象棒料的外径尺寸大。而且，在导向套筒10处于作用状态的实际加工作业的开始前，把对象棒料插入棒料支承部14内，如上述那样，通过使棒料支承面18的内径尺寸与棒料的外径尺寸相符地进行微调整，在棒料支承面18和棒料外周面之间得到μm级的所希望的微细间隙。导向套筒10通过在作用状态中确保这样的微细间隙，可以能沿轴线方向进给地定心支承棒料。

在此，在作为支承(加工)对象棒料原样不变使用被拉拔加工为规定直径的外形尺寸精度低的「拉拔材」的情况下，微调整棒料支承面18的内径尺寸以相对棒料的最小外径部分形成上述的微细间隙。在该作用状态下，在把支承在导向套筒10内的棒料向轴线方向送进期间，当由于棒料的外径尺寸的增加而使棒料支承面18与棒料外周面的摩擦增大时，由于外筒部分16的各纵割片24处于不能向径向外方位移的状态，所以弹性中间筒36的各弧状壁部分40在其自身、外筒部分16与内筒构造之间受到压力并如上述那样进行弹性变形。其结果，内筒构造的各内筒片构件20在使弹性连结要素34进行弹性变形的同时向径向外方位移，使棒料支承面18的内径尺寸与棒料的外径尺寸吻合并被动地扩大。这样一来，导向套筒10就可以能轴线方向进给地定心支承由拉拔材构成的棒料。并且，这时，由于各内筒片构件20由硬质材料形成，所以可以使棒料支承面18的耐磨性显著提高，可以尽可能地抑制由与棒料的摩擦引起的各内筒片构件20的损耗的进行。

在具有上述构成的导向套筒10中，用与上述组装顺序相反的顺序，可以根据需要把内筒构造及弹性中间筒36从外筒部分16上卸下来。因此，在对应支承对象棒料的外径尺寸的变更而变更棒料支承部14的内径尺寸时，可以把事先装备着的内筒构造换成棒料支承面18内径尺寸不同的其他的内筒构造。因此，在用搭载了导向套筒10的自动车床加工具有多样的外径尺寸的不同种棒料(圆棒，方棒)时，要预先准备分别具有与这些不同种棒料对应的内径尺寸的多种类的内筒构造，通过在把由基部12和外筒部分16构成的套筒本体搭载在自动车床上原样不变的状态下只适当更换内筒构造，就可以顺序实施不同种棒料的高精度加工。另外，在由于长时间的加工作业而使各内筒片构件20的内面20b磨损了时，也可以不用更换套筒本体，只适当地更换内筒构造即可。在此，根据导向套筒10，通过棒料支承面18的耐磨性的提高，可以减少包含内筒片构件20在内的内筒构造的交换频度。

接下来，参照图5，说明装入并备有具有上述构成的导向套筒10的自动车床50的主要部分的构成。导向套筒10通过套管构件52、轴承装置54及法兰构件56，在由设定在车床机台上的工具58进行加工作业的位置的附近可旋转地设置在车床机台上的立柱60上，。

导向套筒10，能向轴线方向滑动但不能相对旋转地收容在套管构件52的前端(图中是左端)区域内。在套管构件52的内周面前端上形成能与设置在导向套筒10的棒料支承部14的外周面上的多个压力承受面28a接触的压力负荷面62。在套管构件52的后端(图中的右端)领域，在轴线方向上固定但能旋转地收容具有与设置在导向套筒10的基部12上的阳螺纹部12c(图1A)旋合的阴螺纹部的调节螺母64。由此，当旋转调节螺母64时，导向套筒10在套管构件52内向轴线方向移动。

在套管构件52的外周面的后端领域，通过键66安装了被动齿轮68。被动齿轮68经未图示的动力传递机构连结到未图示的导向套筒驱动源上，由导向套筒驱动源以与设置在立柱60的后方的主轴70的旋转速度相同的旋转速度进行旋转驱动。其结果，被动齿轮68、调节螺母64、套管构件52及导向套筒10在法兰盘构件56的内部一体地以与主轴70的旋转速度相同的旋转速度进行旋转。

法兰构件56，例如通过螺栓72固定在立柱60上，这样，导向套筒10、套管构件52、法兰构件56、调节螺母64及被动齿轮68作为预先组装的旋转型导向套筒装置，可以安装在自动车床50的立柱60的规定位置上。再有，在把导向套筒10作为固定型导向套筒装置使用的情况下，轴承装置54、被动齿轮68、导向套筒驱动源等被省略。

主轴70把持要车削加工的棒料W并由未图示的主轴驱动源旋转驱动。主轴70在立柱60的后方做成导向套筒10的旋转轴线与主轴70的旋转轴线相互一致并被设置成在轴线方向上能移动。在主轴70的前端领域内收容能把持棒料W的开闭式的夹套74。夹套74是所谓顶端上具有开缝部的有缝夹套，通过在开缝部上施加朝向径向内方的外力即推压力使顶端的棒料把持孔76缩径并闭合夹套74，牢固固定地把持棒料W。当朝向开缝部施加的径向外力被接解除时，开缝部复原且棒料把持孔76扩径，夹套74张长并释放棒料W。

在主轴70上还向轴线方向可移动地收容中空筒状的作动构件78。作动构件78，在其前端领域收容夹套74，通过由未图示的夹套驱动源向轴线方向前方(图中左方)移动，在夹套74的开缝部上作用朝向径向内方的推压力而闭合夹套74。从该状态开始，如果使作动构件78向轴线方向后方(图中右方)移动，夹套74被张开。再有，主轴70的构成不限定于上述的构成。例如，作为夹套的开闭作动机构，为了使与夹套后端连结的作动构件与夹套一起向轴线方向后方移动，可以采用向夹套的开缝部上施加朝向径向内方的推压力的构成。

在具有上述构成的自动车床50中，在实施棒料W的加工作业时，首先，在导向套筒10的外筒部分16上选择地安装具有与加工对象的棒料W的外径尺寸对应的名义内径尺寸的内筒构造和适当尺寸的弹性中间筒36，再安装在搭载于立柱60上的套管构件52上。接下来，在未把朝向径向内方的外力施加到外筒部分16上的状态下，通过将把持70上的棒料W向主轴70的轴线方向移动，从导向套筒10的基部后端开口插入棒料支承部16。从该状态，旋转调节螺母64使导向套筒10向轴线方向后方移动，把外筒部分16的压力承受面28a压紧在套管构件52的压力负荷面62上。由此，使外筒部分16的3个纵割片24(图1B)进行弹性变形，同时，在弹性中间筒36及弹性连结要素34的弹性变形下，使3个内筒片构件20向径向内方位移，在棒料支承面18与棒料W的外周面之间形成μm级的所希望的微小间隙。这样一来，在调节了导向套筒10的棒料支承面18的内径尺寸之后，由导向套筒10定心支承棒料W的被加工部位附近，同时由例如工具58实施车削加工。

可是，在上述的导向套筒10中，在向轴线方向进给棒料期间，在棒料的外径尺寸局部地增加了的时候，由于弹性中间筒36的各弧状壁部分40在其自身、外筒部分16与各内筒片构件20之间被压缩而弹性变形，所以多个内筒片构件20能向径向外侧位移，使棒料支承面18的内径尺寸符合棒料的外径尺寸，被动地扩大。如果利用这样的弹性中间筒36的作用，在调节上述的棒料支承面18的内径尺寸时，在棒料支承面18与棒料外周面之间即使不形成μm级的微小间隙，只是使棒料支承面18与棒料外周面接触，也可以能向轴线方向进给地定心支承棒料。

从这样的观点出发，本发明的导向套筒可以省略其棒料支承面的内径尺寸调节机构。图6A及图6B表示具有这样的简化构成的本发明的第2实施例的导向套筒80。导向套筒80除了棒料支承部的外筒部分的构成以外，由于具有与上述导向套筒10实际上相同的构成，所以在对应的构成要素上标注共同的参照标号并省略其说明。

导向套筒80的棒料支承部82包括与基部12连结成一体的外筒部分84、设置在外筒部分84的内侧的多个(3个)内筒片构件20、在外筒部分84的内侧把这些内筒片构件20弹性地保持于形成棒料支承面18的位置上的弹性构件22。棒料支承部82具有与支承对象的棒料的中心轴线重合的中心轴线82a，定心地支承棒料。外筒部分84，如图7A及图7B所示，具有省略了上述的导向套筒10的外筒部分16中的槽26的构成，备有规定与棒料支承部82的中心轴线82a重合的中心轴线的圆筒状的内周面84a。因此，外筒部分84实际上不能向径向弹性变形，不能变更其内周面84a的内径尺寸。

构成弹性构件22的弹性中间筒36，其外面36a(图4A)接触外筒部分84的内周面84a，同时其内面36b(图4A)接触3个内筒片构件20的外面20a，被配置在外筒部分84与这些内筒片构件20之间，在该状态下，从外侧支承各内筒片构件20。具有这样构成的棒料支承部82，不能积极地调节3个内筒片构件20形成的棒料支承面18的内径尺寸，另一方面，由于当棒料支承部82在棒料支承面18上受到了朝向径向外方的外力时，弹性中间筒36的各弧状壁部分40(图4B)在其自身、外筒部分84和各内筒片构件20之间被压缩而弹性变形，所以使这些内筒片构件20向径向外侧位移，可以被动地扩大棒料支承面18的内径尺寸。

因此，具有上述构成的导向套筒80，在搭载在上述自动车床50上时，在使棒料支承面18接触棒料外周面的状态下，可以能向轴线方向进给地定心支承具有与棒料支承面18的内径尺寸对应的外径尺寸的棒料W。在此，在作为棒料W原样不变地使用外形尺寸精度低的拉拔材的情况下，在弹性中间筒36的各弧状壁部分40的弹性变形的可能范围内，可以被动地放大/缩小棒料支承面18的内径尺寸，可以能向轴线方向进给地定心支承棒料W。

在上述的导向套筒10、80中，设置在棒料支承部14、82上的多个内筒片构件20，具有通过弹性连结要素34能相互相对位移地被连结的构成。而且本发明的导向套筒也可以具有在多个内筒片构件相互分离的状态下配置在外筒部分的内侧的棒料支承部。图8A及图8B表示具有这样构成的本发明的第3实施例的导向套筒90。套筒90，由于除了棒料支承部的内筒片构件及弹性构件的构成以外还具有与上述内筒片构件20实质上相同的构成，所以在对应的构成要素上标注共同的参照标号并省略其说明。

导向套筒90的棒料支承部92被构成为包括与基部12连结成一体的能向径向弹性变形的外筒部分16、设置在外筒部分16的内侧的分别由硬质材料形成并通过相互协作而形成实质上的筒状的棒料支承面94的多个(3个)的内筒片构件96、在外筒部分16的内侧把这些内筒片构件96弹性地保持于形成棒料支承面94的位置上的弹性构件98。棒料支承部92具有与支承对象的棒料的中心轴线重合的中心轴线92a，定心支承棒料。

如图9A及图9B所示，导向套筒90的各内筒片构件96具有，通过间隙与外筒部分16的对应的纵割片24的内面24b(图2A)相对的圆弧状延伸的外面96a、在与外面96a相反的侧圆弧状延伸的内面96b、在这些外面96a和内面96b之间平坦地延伸的一对的侧面96c。3个内筒片构件96，各自的内面96b实质上位于共同的圆筒面上，同时各自的一侧面96c以相互通过间隙相对的相对配置被收容在外筒部分16的内侧。在该状态下，这些内筒片构件96的内面96b相互协作形成能向轴向进给地定心支承棒料的实际圆筒状的棒料支承面94(具有中心轴线94a)。

各内筒片构件96，与其轴线方向一端面96a相邻且具有向径向外方突出的法兰部分100。在各内筒片构件96的法兰部分100上，形成向轴线方向一端面96d锥状延伸的卡合面100a，同时沿其径向外端刻设向轴线方向延伸的槽100b。再有，在各内筒片构件96上，在其内面96b与轴线方向一端面96d及轴线方向另一端面96e的各自的分界领域形成具有锐角断面且圆弧状延伸的缘槽102。

作为可以适用于各内筒片构件96的硬质材料，可以举出工程陶瓷。这时，至少把含有形成棒料支承面94的内面96b的部分由在耐磨性、冲击强度及表面平滑性上优良的氧化锆陶瓷制作是有利的。根据这样的构成，可以特别显著地提高棒料支承面94的耐久性。

弹性构件98包括介于外筒部分16和3个内筒片构件96的各个之间，从外侧弹性支承这些内筒片构件96的弹性中间筒36、结合在3个内筒片构件96上且从内侧弹性地支承这些内筒片构件96的一对弹性支承要素104。弹性中间筒36用其外面36a(图4A)与外筒部分16的3个纵割片24的内面24b接触，同时，用其内面36b(图4A)与3个内筒片构件96的外面96a接触。弹性中间筒36的作用在于，把作用在外筒部分16的各纵割片24上的朝向径向内方的推压力确实地传递到位于各纵割片24的径向外侧的对应的内筒片构件96上。另外，弹性中间筒36通过从径向外侧支承多个内筒片构件96，把这些内筒片构件96弹性地保持在形成圆筒状的棒料支承面94的位置上。再有，弹性中间筒36在外筒部分16的3个纵割片24与3个内筒片构件96之间受到来自两者的压力，在直到相邻的弧状壁部分40(图4B)相互接触的范围内，各弧状壁部分40自身具有被压缩可弹性变形程度的柔软性。

如图10所示，一对弹性支承要素104的每个都由把弹簧线材弯曲成C型状的环状的弹簧形成。这些弹性支承要素104在大致3等分各自的全长的长度领域内，分别收容在各内筒片构件96的一对缘槽102内，向径向外方弹性地推压3个内筒片构件96，由此，这些弹性支承要素104相互协作把3个内筒片构件96从径向内侧弹性地保持在形成圆筒状的棒料支承面94的位置上。各弹性支承要素104没有机械地相互连结内筒片构件96之间的功能，但是，当在3个内筒片构件96的外面96a上分别承担了朝向径向内侧的推压力时，进行弹性变形，而使得弹性支承要素104自身的径向尺寸缩小。与此相随，3个内筒片构件96在直到相对侧面96c彼此相互接触的范围内朝向径向内侧位移，其结果，由这些内筒片构件96的内面96b形成的棒料支承面94的内径尺寸减少。当向各内筒片构件96的外面96a作用的推压力被解除时，在两弹性支承要素104的弹性复原力的作用下，各内筒片构件96恢复到初始位置，棒料支承面94的内径尺寸复原。

导向套筒90，在分别制作上述各种构成要素之后，通过以下那样的组装来制造。首先，与上述导向套筒10的组装工序一样，在一体地具有基部12和棒料支承部92的外筒部分16的套筒本体上，组装上弹性中间筒36。这时，通过把设置在外筒部分16的1个纵割片24上的止转块46插入弹性中间筒36的槽44(图4B)内，来阻止弹性中间筒36相对于外筒部分16的旋转。再有，如图11B所示，在外筒部分16的全部纵割片24上设置从其内面24b突出的第2止转块48。

另一方面，在由氧化锆陶瓷等硬质材料分别成形的3个内筒片构件96上，如上述那样组装上一对弹性支承要素104来制作实质上圆筒形状的内筒构造。一边使外筒部分16及弹性中间筒36和内筒构造(以弹性支承要素104为主)的至少一方进行弹性变形一边把该内筒构造嵌入外筒部分16及弹性中间筒36的内侧，以使各内筒片构件96的外面96a紧密接触在嵌入外筒部分16的弹性中间筒36的内面36b上。这时，使各纵割片24及弹性中间筒36的各弧状壁部分40、内筒构造的各内筒片构件96相互对位，把突出设置在各纵割片24的内面24b上的第2止转块48插入形成在对应的内筒片构件96的法兰部分100上的槽100b内。其结果，内筒构造，在全部内筒片构件96相对于外筒部分16的旋转被阻止的状态下，在外筒部分16及弹性中间筒36和内筒构造(主要是弹性支承要素104)的至少一方产生的弹性复原力的作用下被保持在外筒部分16及弹性中间筒36的内侧的规定位置上，再有，最好在该状态下，各弹性支承要素104由其自身的弹性复原力固定地收容保持在3个内筒片构件96的缘槽102内。

当这样正确地组装导向套筒90时，内筒构造的3个内筒片构件96被保持在它们形成的棒料支承面94的中心轴线94a与92的中心轴线92a相重合的状态。另外，在内筒构造的各内筒片构件96上形成的法兰部分100的卡合面100a紧密接触在外筒部分16的各纵割片24上形成的爪30的卡定面30a(图11A)上，各内筒片构件96的轴线方向端面96d与外筒部分16的开口端面16a(图11A)相邻并配置在大致同一平面上。在该状态下，内筒构造从外筒部分16的内侧的规定位置向外筒部分16的外方的意外的突出被阻止。另外，弹性中间筒36实质上由各内筒片构件96的法兰部分100遮蔽并被配置在远离外筒部分16的开口端面16a的位置上。其结果由比较柔软的材料构成的弹性中间筒36，由于被与车削工序中飞散的切粉隔离，所以防止了它们的损伤。

再有，在导向套筒90中，外筒部分16的各纵割片24、内筒构造的各内筒片构件96及弹性中间筒36的各弧状壁部分40也可以相互向圆周方向偏移地配置。另外，若把外筒部分16、内筒构造及弹性中间筒36能产生所期望的弹性变形作为前提条件，外筒部分16的纵割片24、内筒构造的内筒片构件96及弹性中间筒36的弧状壁部分40的各自的个数也可以互不相同，也可以做成3个以外的各种个数。

具有上述构成的导向套筒90，与上述导向套筒10作用相同。即，当在外筒部分16的3个纵割片24上施加上朝向径向内方的外力时，各纵割片24进行弹性变形，与此同时，在与各纵割片24的内面24b接触的弹性中间筒36的外面36a上负担来自各纵割片24的朝向径向内方的外力，由此，如上述那样，随弹性中间筒36进行弹性变形并减少其实质的内径尺寸。与此相伴，在与弹性中间筒36的内面36b接触的3个内筒片构件96的外面96a上负担来自弹性中间筒36的朝向径向内侧的外力，其结果如上述那样，在一对弹性支承要素104的弹性变形下，这些内筒片构件96的内面96b形成的棒料支承面94的内径尺寸减少。

自该状态，当减弱向外筒部分16的各纵割片24作用的径向外力时，各纵割片24弹性复原，与其相随，弹性中间筒36及两弹性支承要素104弹性复原，棒料支承面94的内径尺寸增加(复原)。再有，在棒料支承面94的内径尺寸进行减少及增加期间，3个内筒片构件96维持使棒料支承面94的中心轴线94a与棒料支承部92的中心轴线92a相重合的状态，同时向径向位移。这样，在导向套筒90上通过调节在棒料支承部92上向径向内侧负载的外力即推压力，就可以调节由3个内筒片构件96形成的棒料支承面94的内径尺寸。

在导向套筒90中，由3个内筒片构件96形成的棒料支承面94的内径尺寸，在导向套筒90处于非加工状态期间，被设定成比支承(加工)对象棒料的外径尺寸大。而且，在导向套筒90被置于作用状态的实际加工作业开始前，在棒料支承部92中插入对象棒料，如上述那样，通过使棒料支承面94的内径尺寸与棒料的外径尺寸吻合地进行微调整，在棒料支承面94与棒料外周面之间得到μm级的所希望的微细间隙，可以能向轴线方向进给地定心支承棒料。

在此，在作为支承(加工)对象棒料原样不变地使用拉拔加工为规定直径的外形尺寸精度低的「拉拔材」的场合，微调整棒料支承面94的内径尺寸，使之相对于棒料的最小外径部分形成上述的微细间隙。在该作用状态下，在向轴线方向进给支承在导向套筒90上的棒料期间，当由于棒料的外径尺寸的增加而使棒料支承面94与棒料外周面的摩擦增大时，由于外筒部分16的各纵割片24处于不能向径向外方位移的状态下，所以弹性中间筒36的各弧状壁部分40在外筒部分16与内筒构造之间受到压力并进行上述那样的弹性变形。其结果，各弹性中间筒36向径向外方位移，使棒料支承面94的内径尺寸与棒料的外径尺寸吻合地被动地扩大。这样一来，导向套筒90就可以也能向轴线方向进给地定心支承由拉拔材构成的棒料。并且，这时，由于各内筒片构件96由硬质材料形成，所以可以使棒料支承面94的耐磨性显著提高，并尽可能地抑制由与棒料的摩擦引起的各内筒片构件96的损耗的进行。

再有，装入上述导向套筒90的弹性支承要素104，也可以补充地装入具有弹性连结要素34的上述的导向套筒10内。根据这样的构成，由于可以强化导向套筒10中的弹性构件22的弹性作用，所以可以使内筒片构件20的径向位移动作的应答性提高，可以由棒料支承部14获得更高精度的定心支承特性。另外，在使用由液状垫圈构成的弹性连结要素34并把多个内筒片构件20组合成圆筒状时，即使各内筒片构件20的位置精度被多少降低地被组合，由于弹性支承要素104的支承作用，结果也可以获得各内筒片构件20的位置精度。由此，导向套筒10的制造工序被简化，在更换内筒片构件20时其作业成本也会减少。

像以上的说明所表明的那样，根据本发明，在设置在自动车床上的导向套筒中，由于包括多层构造的棒料支承部，不仅可以迅速对付加工对象棒料的外径尺寸的变更和棒料支承面的摩损，而且可以显著地提高棒料支承面的耐磨性。因此，根据本发明，可以尽可能地降低导向套筒的棒料支承面的损耗对自动车床的产品加工精度及制造成本的影响，在使用由拉拔材构成的棒料时也可以制造出高品质的产品。

以上，说明了本发明的几个理想的实施例，但本发明不限于这些实施例，在权利要求公开的范围内可以进行各种各样的修正及变更。

Claims (10)

1.一种导向套筒，包括中空筒状的基部、与该基部的轴线方向一端相邻地设置的中空筒状的棒料支承部，其特征在于，

上述棒料支承部包括：

与上述基部连结成一体的外筒部分；

设置在上述外筒部分的内侧的、分别由硬质材料形成并且通过相互协作而形成筒状的棒料支承面的多个内筒片构件；

把上述多个内筒片构件在上述外筒部分的内侧弹性地保持于形成上述棒料支承面的位置的弹性构件，由与上述硬质材料不同的材料形成该弹性构件。

2.如权利要求1所述的导向套筒，其特征在于，上述弹性构件包括介于相邻的上述内筒片构件之间并相互弹性地连结这些内筒片构件的弹性连结要素。

3.如权利要求2所述的导向套筒，其特征在于，上述弹性连结要素由液状垫圈形成。

4.如权利要求1所述的导向套筒，其特征在于，上述弹性构件包括介于上述外筒部分与各上述多个内筒片构件之间并从外侧弹性地支承这些内筒片构件的弹性中间筒。

5.如权利要求4所述的导向套筒，其特征在于，上述弹性中间筒由在上述外筒部分与上述多个内筒片构件之间被压缩可弹性变形的软质材料形成。

6.如权利要求1所述的导向套筒，其特征在于，上述弹性构件具有弹性支承要素，该弹性支承要素结合在上述多个内筒片构件上并从内侧弹性地支承这些内筒片构件。

7.如权利要求6所述的导向套筒，其特征在于，上述弹性支承要素由向径向外方弹性地推压上述多个内筒片构件的弹簧形成。

8.如权利要求1所述的导向套筒，其特征在于，上述多个内筒片构件的每一个的至少形成上述棒料支承面的部分由陶瓷制作。

9.如权利要求1所述的导向套筒，其特征在于，上述棒料支承部的上述外筒部分可以向径向弹性变形，伴随该外筒部分的弹性变形，上述多个内筒片构件形成的上述棒料支承面的内径尺寸发生变化。

10.一种自动车床，其具有，把持棒料并进行旋转的主轴，在主轴的轴线方向前方搭载在立柱上，并且设置在由工具进行棒料加工作业的位置附近的导向套筒，其特征在于，

所述的导向套筒是权利要求1-9中的任一项所述的导向套筒。

Images