JP2000061706A - Center - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、旋削装置の被加工物の
回転中心を保持するセンタに関わり、耐久寿命の長いセ
ンタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a center for holding the center of rotation of a workpiece of a turning device, and more particularly to a center having a long service life.
【0002】[0002]
【従来の技術】被加工物を回転させながら加工する旋削
装置に於いて、被加工物の回転中心を保持するためにセ
ンタで保持している。このセンタは、高速回転、高保持
力等の過酷な使用条件により、摩耗が著しく、耐久寿命
が短い。2. Description of the Related Art In a turning device for machining a workpiece while rotating the workpiece, a center of the workpiece is held to hold the center of rotation of the workpiece. This center has significant wear due to severe operating conditions such as high-speed rotation and high holding power, and has a short service life.
【0003】従来のセンタは、安価で製造が容易な高速
度鋼の素材を使用したものが多い。しかし、摩耗が大き
いため、耐久寿命が短い。この対策のために高価ではあ
るが、先端部分のみ超硬合金又はダイヤモンド焼結体な
どの硬質チップをロウ付けしたものも考えられている。
これらは、特開平8−31419、特開平9−8550
5等が知られている。Most conventional centers use a high-speed steel material that is inexpensive and easy to manufacture. However, due to the large amount of wear, the durability life is short. Although it is expensive for this measure, it is also considered that a hard tip such as a cemented carbide or a diamond sintered body is brazed only at the tip portion.
These are disclosed in JP-A-8-31419 and JP-A-9-8550.
5 is known.
【0004】従来技術の一例を図3に示して説明する。
先端を穴加工したシャンク1に、超硬合金やダイヤモン
ド焼結体のような硬質チップ2を埋め込み、金属ロウ材
3でロウ付けしたものである。An example of the prior art will be described with reference to FIG.
A hard tip 2 such as a cemented carbide or a diamond sintered body is embedded in a shank 1 having a hole drilled at its tip and brazed with a metal brazing material 3.
【0005】異種の材料を加工後に接合する場合、接合
強度が低い、ロウ付け材の厚みによる接合精度が低い、
ロウ付け温度が高温であるため熱歪みによる剥離や割れ
が発生し、製品の不良が多く発生している。これはそれ
ぞれの材質の熱膨張係数が大きく異なり、ロウ付け時の
高温が大きな原因であり、熱膨張係数を図4に示す。2
倍から10倍の大きな違いがある。When joining different kinds of materials after processing, the joining strength is low, the joining accuracy is low due to the thickness of the brazing material,
Since the brazing temperature is high, peeling and cracking due to thermal strain occur, and many product defects occur. This is because the thermal expansion coefficients of the respective materials differ greatly, and the high temperature during brazing is a major cause. The thermal expansion coefficient is shown in FIG. Two
There is a big difference of 10 times.
【0006】この解決策として、熱歪みの緩和材の介在
や背面からのネジによる固定等が施されている。しか
し、熱歪みの緩和材の介在は、ロウ付け材の介在と同様
に接合精度を低下させ、接合後の再仕上げが必要にな
り、高硬度の再仕上げは非常に困難となる問題がある。
ネジ等による固定も精度低下の問題と、シャンク全体に
渡る穴加工が困難な問題がある。いずれの場合も、製造
の加工工程が多く、複雑になる欠点がある。[0006] As a solution to this problem, the interposition of a material for relaxing the thermal strain, the fixing from the back surface with a screw, or the like is performed. However, the interposition of the material for relaxing the thermal strain lowers the joining accuracy similarly to the interposition of the brazing material, and requires refinishing after joining, which makes rehardening extremely difficult.
Fixing with screws, etc., also poses the problem of reduced accuracy and the difficulty of drilling holes throughout the shank. In either case, there are drawbacks that the number of manufacturing process steps is large and the process becomes complicated.
【0007】また、高速度鋼の硬度はビッカース硬度9
00Hvであるが、超硬合金を使用してもビッカース硬
度1800Hvである。耐摩耗性を向上させるために、
硬質チップを用いても被加工物との大きな摩擦係数が存
在し、硬質チップであっても摩耗が進行する問題があ
る。更に被加工物が摩耗し、摩耗した金属粉がシャンク
先端又は硬質チップに凝着し、摩擦係数を高め、寿命を
短くする問題がある。The high-speed steel has a Vickers hardness of 9
Although it is 00 Hv, the Vickers hardness is 1800 Hv even when a cemented carbide is used. To improve wear resistance,
Even if a hard tip is used, there is a large coefficient of friction with the work piece, and even a hard tip has a problem that wear progresses. Further, there is a problem that the work piece is worn, and the worn metal powder is adhered to the shank tip or the hard tip to increase the friction coefficient and shorten the life.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の耐摩耗性を考慮
したセンタにあっては、製造の加工工程の複雑さの問題
が考慮されていない。また、摩耗の根元である摩擦係数
の低減が解決されていない。In a conventional center that considers wear resistance, the problem of complexity of manufacturing process steps is not taken into consideration. Further, reduction of the friction coefficient, which is the root of wear, has not been solved.
【0009】本発明は、センタの製造工程を簡素化し、
高硬度と低摩擦係数による耐久寿命の長いセンタを提供
するにある。The present invention simplifies the manufacturing process of the center,
It is to provide a center with a long life due to its high hardness and low friction coefficient.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は前述のような問
題点を鑑みてなされたもので、製造時の加工工程を増や
すことなく、高硬度で低摩擦係数かつ摩耗金属粉の凝着
の無いダイヤモンドライクカーボンをシャンク先端に被
覆する手段を設けた。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a high hardness, a low friction coefficient, and adhesion of wear metal powder without increasing the number of processing steps during manufacturing. Means were provided to coat the shank tip with no diamond-like carbon.
【0011】[0011]
【作用】最終仕上げ加工後にダイヤモンドライクカーボ
ンを被覆することにより、形状精度を低下させることな
く、耐摩耗性を向上させ、耐久寿命を延ばすことができ
る。By coating the diamond-like carbon after the final finishing process, the wear resistance can be improved and the durable life can be extended without lowering the shape accuracy.
【0012】[0012]
【実施例】以下に本発明に係るセンタの実施例を図1及
び図2を用いて説明する。図1は第1の実施例で、高速
度鋼からなるシャンク1の先端部にタングステンからな
る中間層4をコーティングし、高硬度かつ低摩擦係数で
あるダイヤモンドライクカーボン5をコーティングした
ものである。中間層4は、シャンク1の母材とダイヤモ
ンドライクカーボンの密着強度を向上させるための役割
を果たす。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a center according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment, in which the tip of a shank 1 made of high speed steel is coated with an intermediate layer 4 made of tungsten and coated with diamond-like carbon 5 having a high hardness and a low friction coefficient. The intermediate layer 4 plays a role of improving the adhesion strength between the base material of the shank 1 and the diamond-like carbon.
【0013】第2の実施例を図2に示す。先端が穴加工
された高速度鋼からなるシャンク1に、シャンク材より
硬質である超硬合金チップ2を埋め込み、金属ロウ材3
でロウ付けし、最終仕上げし、タングステンからなる中
間層4をコーティングし、高硬度であるダイヤモンドラ
イクカーボン5をコーティングしたものである。A second embodiment is shown in FIG. A cemented carbide tip 2 which is harder than the shank material is embedded in a shank 1 made of high speed steel with a hole drilled at the tip, and a metal brazing material 3 is used.
Brazing, final finishing, coating of the intermediate layer 4 made of tungsten, and coating of diamond-like carbon 5 having high hardness.
【0014】中間層4の材質は、タングステンに限定さ
れるものではなく、密着性を向上できる材質であれば良
い。また、中間層4は複数の材質を積層させても良い。The material of the intermediate layer 4 is not limited to tungsten, but may be any material that can improve the adhesion. Further, the intermediate layer 4 may be formed by laminating a plurality of materials.
【0015】ダイヤモンドライクカーボンは、他の硬質
金属及びセラミック材に比べ硬質であり、摩耗が著しく
少なくなる。本発明に用いたダイヤモンドライクカーボ
ンは、固体カーボンを真空アーク放電により蒸発させて
コーティングしたものである。炭化水素系ガスをCVD
法で生成した水素を含むダイヤモンドライクカーボンと
異なり、水素を含まない硬質のダイヤモンドライクカー
ボンが生成される。水素を含まないダイヤモンドライク
カーボンは、ビッカース硬度で5000Hvから100
00Hv相当の高度が得られ、水素含有ダイヤモンドラ
イクカーボンのビッカース硬度3000Hvから500
0Hvに比べ高硬度である。高硬度は耐摩耗性を向上す
る。Diamond-like carbon is harder than other hard metals and ceramic materials, and wear is significantly reduced. The diamond-like carbon used in the present invention is obtained by coating solid carbon by evaporating it by vacuum arc discharge. CVD of hydrocarbon gas
Unlike diamond-like carbon containing hydrogen produced by the method, hard diamond-like carbon containing no hydrogen is produced. Diamond-like carbon containing no hydrogen has a Vickers hardness of 5000 Hv to 100
An altitude equivalent to 00 Hv is obtained, and the Vickers hardness of hydrogen-containing diamond-like carbon is from 3000 Hv to 500
Higher hardness than 0Hv. High hardness improves wear resistance.
【0016】CVD法で硬質で高密着力のダイヤモンド
ライクカーボンを生成する場合、セ氏350度以上の加
熱温度が必要で、ロウ付け材の再溶融の可能性がある
が、真空アーク放電法は、常温でコーティングが可能で
あるため、母材の変形及びロウ付けの再溶融の可能性が
ない。When hard, high-adhesion diamond-like carbon is produced by the CVD method, a heating temperature of 350 ° C. or higher is required and the brazing material may be re-melted. Since there is no possibility of deformation of the base material and remelting of the brazing, since the coating can be carried out at.
【0017】センタの母材と金属被加工物の摩擦係数
は、0.5以上の高い値を持つ。しかし、ダイヤモンド
ライクカーボンは、ダイヤモンド、焼結ダイヤモンド又
は合成ダイヤモンドの様な結晶性を持たないため、表面
が非常に滑らかである。ダイヤモンドライクカーボンと
他金属との摩擦係数は0.2以下の低い値を持ち、固体
潤滑剤に似た効果を持ち、摩耗を低減する。高硬度は低
摩擦係数を有し、寿命を延長する。The friction coefficient between the base material of the center and the metal work piece has a high value of 0.5 or more. However, since diamond-like carbon does not have crystallinity like diamond, sintered diamond or synthetic diamond, the surface is very smooth. The friction coefficient between diamond-like carbon and other metals has a low value of 0.2 or less, and has an effect similar to that of a solid lubricant and reduces wear. High hardness has a low coefficient of friction and prolongs life.
【0018】また、金属間の摩擦では、被加工物の柔ら
かい材料の摩耗粉が硬質のセンタに凝着し、より摩擦係
数を上げ、摩耗劣化を促進する。しかし、ダイヤモンド
ライクカーボンは、金属粉の凝着が発生せず、寿命を延
ばす。Further, in the friction between metals, the wear powder of the soft material of the work piece adheres to the hard center, which further increases the friction coefficient and accelerates wear deterioration. However, diamond-like carbon does not cause adhesion of metal powder and prolongs its service life.
【0019】ダイヤモンドライクカーボンは硬質かつ低
摩擦係数を持つものの、僅かながらであるが摩耗するた
め、実用上の寿命を得るためには、ダイヤモンドライク
カーボンの膜厚を0.5から5マイクロメートルの厚さ
が望ましい。Although diamond-like carbon is hard and has a low coefficient of friction, it wears a little, but in order to obtain a practical life, the thickness of diamond-like carbon is 0.5 to 5 μm. Thickness is desirable.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明に係るセンタにあっては、上記の
如くセンタの母材に高硬度のダイヤモンドライクカーボ
ンをコーティングすることにより、摩擦係数を下げるこ
とができ、摩耗粉の凝着が無くなり、センタ先端の摺動
による摩耗が著しく低下する。本発明により、耐久寿命
の長いセンタを提供することができる。As described above, in the center according to the present invention, by coating the base material of the center with diamond-like carbon having high hardness, the coefficient of friction can be lowered and the adhesion of abrasion powder is eliminated. , The wear due to the sliding of the center tip is significantly reduced. According to the present invention, a center having a long durable life can be provided.
【0021】ダイヤモンドライクカーボンは硬質である
が、薄い膜であり、センタの先端部の母材は高硬度の方
がより効果が大きい。超硬チップを取り付けたセンタに
ダイヤモンドライクカーボンを1マイクロメートルコー
テンクした場合、超硬チップの素材に比べおよそ5倍の
長寿命の効果を得ている。Although diamond-like carbon is hard, it is a thin film, and the base material at the tip of the center is more effective when it has high hardness. When diamond-like carbon is coated on the center where the cemented carbide tip is attached for 1 micrometer, the life of the cemented carbide tip is about 5 times longer than that of the material.
【図1】本発明によるセンタの第1の実施例の説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of a center according to the present invention.
【図2】本発明によるセンタの第2の実施例の説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram of a second embodiment of the center according to the present invention.
【図3】従来技術によるセンタの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a center according to a conventional technique.
【図4】センタに関する材質の熱膨張係数である。FIG. 4 is a coefficient of thermal expansion of a material regarding a center.
1 シャンク 2 硬質チップ 3 ロウ付け材 4 中間層 5 ダイヤモンドライクカーボン 1 shank 2 hard tip 3 brazing material 4 Middle class 5 diamond-like carbon
Claims (4)
接触するシャンク先端部をダイヤモンドライクカーボン
でコーティングしたことを特徴とするセンタ。1. A center of a turning device, characterized in that a shank tip portion which comes into contact with a workpiece is coated with diamond-like carbon.
ングする手段として、真空中でカーボンをアーク放電蒸
発させる手段を用いたことを特徴とする請求項1のセン
タ。2. A center according to claim 1, wherein means for coating carbon with diamond-like carbon is means for vaporizing carbon by arc discharge in vacuum.
ッカース硬度が5000Hv以上の硬度を有することを
特徴とする請求項1のセンタ。3. The center according to claim 1, wherein the diamond-like carbon has a Vickers hardness of 5000 Hv or more.
ングする膜厚を0.5から5マイクロメートルの厚さを
有することを特徴とする請求項1のセンタ。4. The center according to claim 1, wherein the thickness of the diamond-like carbon coating is 0.5 to 5 micrometers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10238727A JP2000061706A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Center |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009024459A (en) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | Lock |
CN102059359A (en) * | 2010-12-31 | 2011-05-18 | 深圳市海明润实业有限公司 | Core clamper and processing method thereof |
JP2018122354A (en) * | 2016-11-29 | 2018-08-09 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Enhanced tooling for interference-fitting fasteners |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238727A patent/JP2000061706A/en active Pending
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CN102059359A (en) * | 2010-12-31 | 2011-05-18 | 深圳市海明润实业有限公司 | Core clamper and processing method thereof |
JP2018122354A (en) * | 2016-11-29 | 2018-08-09 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Enhanced tooling for interference-fitting fasteners |
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