【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はワークを保持若しくは把持するコレットチャック、又はガイドブッシュの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コレットチャック又はガイドブッシュのワークを保持又は把持する内周面は、ワークと接触し、さらに摺動するため、摩耗が生じる。
【０００３】
そこで、摩耗を抑えるために、ガイドブッシュの内周面に耐摩耗性の優れた材料として超硬合金やセラミックスを用いる方法が特開平４−１４１３０３号の公報で提案されている。
【０００４】
しかし、昨今の技術の進歩による加工速度の向上などに伴って、超硬合金やセラミックスでは十分な耐摩耗性を得ることができなくなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は従来に比べて耐摩耗性を遥かに向上させたコレットチャック又はガイドブッシュを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はコレットチャック又はガイドブッシュの耐摩耗性を向上させるために、耐摩耗に優れたＰＣＤ、ＰＣＢＮ若しくはダイヤモンド分散超硬のいずれかをワークを直接保持又は把持する内周面に用いるものである。
【０００７】
また、ＰＣＤ、ＰＣＢＮ、ダイヤモンド分散超硬を内周面に用いたコレットチャック又はガイドブッシュの製造工程は、
▲１▼コレットチャック又はガイドブッシュの内周面にＰＣＤ、ＰＣＢＮ、ダイヤモンド分散超硬のいずれか一種を取り付ける工程
▲２▼放電加工や研削加工、研磨加工などを以て、ワークを保持又は把持するための曲面加工をＰＣＤ、ＰＣＢＮ、ダイヤモンド分散超硬に施す工程
の順序からなるものである。
【０００８】
【作用】
以上のように構成することにより、耐摩耗性に優れたコレットチャック、又はガイドブッシュを得ることができる。
【０００９】
【実施例】
まず、本発明において用いるＰＣＤ、ＰＣＢＮ、ダイヤモンド分散超硬について説明する。
【００１０】
ＰＣＤはＰｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｄｉａｍｏｎｄの略で、一般的には多結晶焼結ダイヤや、単に焼結ダイヤと呼ばれる物質であり、その特徴は、高硬度で耐摩耗性に優れているが、同時に靱性に劣るということがあげられる。
【００１１】
また、ＰＣＤの見た目の特徴として、黒色層と銀色層の２層構造をしており、黒色層はダイヤモンドが主成分であり、銀色層は超硬合金が主成分である。主にリーマやエンドミルの様な切削工具の刃先に用いられる材料であって、材料として市販されている。
【００１２】
ＰＣＢＮはＰｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅの略で、一般的にはＣＢＮやｃＢＮと表記されることが多い。ＰＣＢＮはＰＣＤと同じく２層構造をしており、上層部は立方晶窒化硼素が主成分、下層部は超硬合金が主成分となるように焼結する事により合成される。
【００１３】
また、ＰＣＢＮは非常に硬く、耐摩耗性に優れており、ＰＣＤと同じく切削工具などに用いられる材料として、一般的な材料である。
【００１４】
ダイヤモンド分散超硬はＰＣＤやＰＣＢＮほど一般的ではないが、主として耐摩工具や切削工具に用いられており、炭化タングステン粉末とダイヤモンド粉末をコバルトやニッケルなどのバインダーで焼結した材料である。
【００１５】
次に、本発明の実施例を説明する。ガイドブッシュはコレットチャックと機能上、或いは構造上に大きな差がないため、ここではコレットチャックを例に取り上げる。
【００１６】
図１は本発明によるガイドブッシュの一例を示す外観図であり、図２は断面図である。本コレットチャックは摺割り３を有するため、テーパー部２を押圧することにより内周部の縮径が可能となる構造である。
【００１７】
本実施例では、ワークを直接保持するコレットチャック内周部１にＰＣＤを用いることとしたが、本発明においてはこの部位にはＰＣＢＮやダイヤモンド分散超硬を用いても良い。
【００１８】
なお、図１、２における台金４はコレットチャック本体部と内周部材１を取付るための台金で、本来で有れば、コレットチャック本体部６に内周部材を直接取り付けても良いが、本発明のコレットチャックの製作上の理由により台金４を取り付けた方が、生産性が良い。
【００１９】
また、本発明のコレットチャックにおいては、内周部材１が非常に高硬度で、かつ靱性も低いため、衝撃の緩衝材としての台金４が、コレットチャック本体部と、内周部材１の間に介在した方がコレットチャックとしての性能が良いことが発明者の実験で分かっている。
【００２０】
次に本実施例のコレットチャックを製造する工程について説明する。まず、コレットチャック本体部６を鋼材で作成した。
【００２１】
引き続いて台金４を本体部と同じく鋼材で作成し、ネジ穴をあけた後、直方体形状に加工したＰＣＤの下端部が収まるように台金４に溝を彫り、ＰＣＤを該台金の溝に収まるようにろう付けにて取り付けた。
【００２２】
引き続いて、ＰＣＤを取り付けた台金をコレットチャック本体部にネジ止めした。この時の台金部分の概略を図３に示す。
【００２３】
ＰＣＤ、台金、コレットチャック本体部の取付けに続いて、ワークを保持するためのＰＣＤ内径部の形状をワークを保持するのに適した曲面に加工する。加工後の台金部分の概略を図４に示す。
【００２４】
ここで、先にＰＣＤに内径部の形状加工を行うと、ＰＣＤをコレットチャック本体部に取り付ける際に、非常に高い取付精度が要求される。これは、コレットチャックのコストアップの原因となる。そこで、本発明の請求項２として、先にＰＣＤ、ＰＣＢＮ或いはダイヤモンド分散超硬をコレットチャック本体部に取り付けた後、内径形状加工を行う。
【００２５】
本実施例では、内周部材であるＰＣＤをコレットチャック本体部に取り付けた後、ワイヤー放電加工で、内径部形状を曲面加工した。加工後の台金部分の概略を図４に示す。
【００２６】
以上が本発明の実施例であるが、コレットチャック内周部材１はＰＣＤ以外のＰＣＢＮやダイヤモンド分散超硬でも良い。また、内径の形状加工はワイヤー放電加工が製造時間の観点から望ましいが、円筒研削でも構わない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているため、ワークを把持、又は保持するコレットチャックの内周面の摩耗が著しく減少し、また、製造コストも抑えることができる。
【００２８】
発明者の実験によると、従来技術の超硬合金を内周面に用いた場合と比較すると、ＰＣＤを内周面に用いた場合は５０倍以上、ＰＣＢＮは４０倍以上、ダイヤモンド分散超硬を用いた場合で１０倍以上の耐摩耗性が確認された。
【００２９】
また、ＰＣＤ、ＰＣＢＮ又はダイヤモンド分散超硬を内周面に取り付けた後に内周面の曲面形状加工を行うことにより、内周面の精度の高いコレットチャック又はガイドブッシュが低コストで得られるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をコレットチャックに適用した実施例を示す。
【図２】図１の断面図である。
【図３】内周加工前の台金部分の概略図である。
【図４】内周加工後の台金部分の概略図である。
【符号の説明】
１ 内周部材として用いられるＰＣＤ、ＰＣＢＮ、又はダイヤモンド分散超硬
２ テーパ部
３ 摺割り
４ 台金
５ コレットチャック本体部に台金を取り付けるネジ
６ コレットチャック本体部[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a structure of a collet chuck for holding or gripping a work or a guide bush.
[0002]
[Prior art]
The inner peripheral surface of the collet chuck or the guide bush that holds or grips the work comes into contact with the work and further slides, so that wear occurs.
[0003]
Therefore, in order to suppress wear, a method of using a cemented carbide or a ceramic as a material having excellent wear resistance for the inner peripheral surface of the guide bush has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-141303.
[0004]
However, with the improvement of the processing speed due to recent technological advances, it is no longer possible to obtain sufficient wear resistance with cemented carbides and ceramics.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a collet chuck or a guide bush having much improved wear resistance as compared with the related art.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses any of PCD, PCBN or diamond dispersed carbide having excellent wear resistance on the inner peripheral surface for directly holding or gripping a work in order to improve the wear resistance of the collet chuck or the guide bush. .
[0007]
In addition, the manufacturing process of a collet chuck or a guide bush using PCD, PCBN, and diamond dispersed carbide on the inner peripheral surface includes:
{Circle around (1)} A step of attaching any one of PCD, PCBN and diamond dispersed carbide to the inner peripheral surface of the collet chuck or the guide bush. It consists of the order of the steps of performing curved surface processing on PCD, PCBN, and diamond dispersed carbide.
[0008]
[Action]
With the above configuration, a collet chuck or a guide bush excellent in wear resistance can be obtained.
[0009]
【Example】
First, the PCD, PCBN, and diamond dispersed carbide used in the present invention will be described.
[0010]
PCD is an abbreviation of Polycrystalline Diamond, and is a material generally called a polycrystalline sintered diamond or simply a sintered diamond. Its characteristics are high hardness and excellent wear resistance, but at the same time, poor toughness. There are things.
[0011]
The PCD has a two-layer structure of a black layer and a silver layer as a visual feature. The black layer is mainly composed of diamond, and the silver layer is mainly composed of cemented carbide. It is mainly used for the cutting edge of cutting tools such as reamers and end mills, and is commercially available as a material.
[0012]
PCBN is an abbreviation for Polycrystalline Cubic Boron Nitride, and is often described in general as CBN or cBN. PCBN has a two-layer structure like PCD. The upper layer is synthesized by sintering so that cubic boron nitride is a main component, and the lower layer is a cemented carbide so as to be a main component.
[0013]
PCBN is very hard and has excellent wear resistance, and is a general material used for cutting tools and the like, like PCD.
[0014]
Diamond dispersed carbide is not as common as PCD and PCBN, but is mainly used for wear-resistant tools and cutting tools, and is a material obtained by sintering tungsten carbide powder and diamond powder with a binder such as cobalt or nickel.
[0015]
Next, examples of the present invention will be described. Since the guide bush does not differ greatly in function or structure from the collet chuck, the collet chuck is taken as an example here.
[0016]
FIG. 1 is an external view showing an example of a guide bush according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view. Since this collet chuck has the slit 3, the diameter of the inner peripheral portion can be reduced by pressing the tapered portion 2.
[0017]
In the present embodiment, the PCD is used for the inner peripheral portion 1 of the collet chuck for directly holding the work, but in the present invention, PCBN or diamond dispersed carbide may be used for this portion.
[0018]
In addition, the base metal 4 in FIGS. 1 and 2 is a base metal for mounting the collet chuck main body and the inner peripheral member 1, and if necessary, the inner peripheral member may be directly mounted on the collet chuck main body 6. However, productivity is better when the base metal 4 is attached for the reason of manufacturing the collet chuck of the present invention.
[0019]
Further, in the collet chuck of the present invention, since the inner peripheral member 1 has very high hardness and low toughness, the base metal 4 as a shock absorbing material is provided between the collet chuck main body and the inner peripheral member 1. It has been found by experiments of the inventor that the performance as a collet chuck is better when interposed.
[0020]
Next, a process of manufacturing the collet chuck of this embodiment will be described. First, the collet chuck body 6 was made of steel.
[0021]
Subsequently, the base 4 is made of the same steel material as the main body, and after drilling a screw hole, a groove is formed in the base 4 so that the lower end of the PCD processed into a rectangular parallelepiped shape is accommodated. It was attached by brazing to fit in.
[0022]
Subsequently, the base metal to which the PCD was attached was screwed to the collet chuck body. FIG. 3 schematically shows the base portion at this time.
[0023]
Subsequent to the attachment of the PCD, the base metal, and the collet chuck main body, the shape of the inner diameter portion of the PCD for holding the work is processed into a curved surface suitable for holding the work. FIG. 4 shows an outline of the metal base after processing.
[0024]
Here, if the inner shape of the PCD is processed first, very high mounting accuracy is required when mounting the PCD to the collet chuck main body. This causes an increase in the cost of the collet chuck. Therefore, as claim 2 of the present invention, after the PCD, PCBN or diamond dispersed carbide is first attached to the collet chuck main body, the inner diameter shape processing is performed.
[0025]
In this embodiment, after the PCD, which is the inner peripheral member, is attached to the collet chuck main body, the shape of the inner diameter portion is curved by wire electric discharge machining. FIG. 4 shows an outline of the metal base after processing.
[0026]
The above is the embodiment of the present invention, but the collet chuck inner peripheral member 1 may be made of PCBN other than PCD or diamond dispersed carbide. In addition, although wire electric discharge machining is desirable from the viewpoint of the manufacturing time, machining of the inner diameter may be performed by cylindrical grinding.
[0027]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the wear of the inner peripheral surface of the collet chuck for holding or holding the work is significantly reduced, and the manufacturing cost can be suppressed.
[0028]
According to the experiment of the inventor, when PCD is used for the inner peripheral surface, the PCD is 50 times or more, PCBN is 40 times or more, and diamond dispersed When used, abrasion resistance of 10 times or more was confirmed.
[0029]
Also, by attaching a PCD, PCBN or diamond dispersed carbide to the inner peripheral surface and then performing a curved surface processing on the inner peripheral surface, a highly accurate collet chuck or guide bush of the inner peripheral surface can be obtained at low cost. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a collet chuck.
FIG. 2 is a sectional view of FIG.
FIG. 3 is a schematic view of a base metal portion before inner peripheral processing.
FIG. 4 is a schematic view of a base metal portion after inner peripheral processing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 PCD, PCBN, or diamond dispersion carbide used as an inner peripheral member 2 Tapered part 3 Sliding 4 Base metal 5 Screw for attaching base metal to collet chuck main body 6 Collet chuck main body
