JP2005224893A - Abrasion-resistant tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐磨耗治具、例えば旋盤や円筒研削盤などの用いられるワークの芯押し治具(レースセンタ)の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a wear-resistant jig, for example, a core pressing jig (race center) for a workpiece used in a lathe or a cylindrical grinding machine.
従来から旋盤や円筒研削盤による機械加工において、回転するワークの回転中心を支持するためレースセンタが使用される(特許文献1参照)。特に、このような機械加工においてワークの正確に芯出しすることは不可欠な要素であり、この目的に用いられるレースセンタは、焼き入れ鋼や超硬合金など硬質金属で製作されるのが通常である。
レースセンタの先端部は、尖鋭形状に形成され、ワークと接触する作用面として機能するので、ワークとの間で強い応力がかかるため磨耗が激しいことから、耐磨耗性に優れた材料が選択される。しかし、このレースセンタを製作する際の加工のし易さ、コストなどの観点から、前記のように焼き入れ鋼や超硬合金など硬質金属が用いられるのであるが、耐磨耗性の点で改善の余地があった。 The tip of the race center is formed in a sharp shape and functions as a working surface that comes into contact with the workpiece, so a strong stress is applied between the workpiece and the material is highly worn, so a material with excellent wear resistance is selected. Is done. However, hard metals such as hardened steel and cemented carbide are used as described above from the viewpoint of ease of processing and cost when manufacturing this race center, but in terms of wear resistance. There was room for improvement.
また、これら硬質金属以上の耐磨耗性を持つ材料として燒結ダイヤモンドなどは、耐磨耗性の点で良い結果が得られるものの、成形などの加工が著しく困難なうえ、素材自体のコストが高いので普及するに至っていない。 In addition, sintered diamond and other materials that have higher wear resistance than these hard metals can give good results in terms of wear resistance, but they are extremely difficult to process such as molding, and the cost of the material itself is high. So it has not spread.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、レースセンタのような先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具について、ダイヤモンドの相当する耐磨耗性を発揮するとともに、形状設計が自由であって、製作コストにおいても有利である耐磨耗治具を提供する。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is equivalent to the wear resistance of diamond for wear-resistant jigs that require wear resistance at the tip portion such as a race center. In addition, a wear-resistant jig that is free in shape design and advantageous in manufacturing cost is provided.
上記の問題は、先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具であって、WC−Co系超硬合金より形成される先端部分と脚部分とからなるヘッド部の、少なくとも先端部分の作用面がCVD法によるダイヤモンド膜で被覆されるとともに、その脚部分がボディ部に着脱可能に固定され、ヘッド部とボディ部とが一体化されていることを特徴とする本発明の耐磨耗治具によって、解決することができる。 The above-mentioned problem is a wear-resistant jig whose tip portion is required to have wear resistance, and at least the tip of the head portion composed of a tip portion and a leg portion formed of a WC-Co based cemented carbide. The working surface of the part is covered with a diamond film by CVD, the leg part is detachably fixed to the body part, and the head part and the body part are integrated. This can be solved by a wear jig.
また、本発明は、前記ヘッド部の脚部分を、前記ボディ部に焼きばめにより嵌着し固定したものであるのが好ましく、さらに前記ダイヤモンド被膜の厚さが6〜20μmであるもの、さらに前記耐磨耗治具がレースセンタであるのが最も好ましい。 In the present invention, it is preferable that the leg portion of the head portion is fitted and fixed to the body portion by shrink fitting, and the diamond coating has a thickness of 6 to 20 μm. Most preferably, the wear-resistant jig is a race center.
本発明の耐磨耗治具は、ヘッド部とボディ部との2部材が一体化されている治具であって、ヘッド部の耐磨耗性が要求される先端部分をWC−Co系超硬合金より形成し、その作用面をCVD法によるダイヤモンド膜で被覆しているので、ダイヤモンド相当の耐磨耗性が得られ、ダイヤモンド被覆は部分的なので製作コストを抑えることができる。さらに、ダイヤモンド膜を利用するので、被膜は母材形状に倣って形成されるから、被覆後に形状加工の必要がない他、形状設計が自由になるなどコスト上の利点が得られる。 The wear-resistant jig of the present invention is a jig in which two members, a head part and a body part, are integrated, and the tip part where wear resistance of the head part is required is applied to a WC-Co-based Since it is made of a hard alloy and its working surface is coated with a diamond film formed by CVD, wear resistance equivalent to diamond can be obtained, and the diamond coating is partial so that the manufacturing cost can be reduced. Further, since the diamond film is used, the coating is formed in accordance with the shape of the base material. Therefore, there is no need for shape processing after coating, and cost advantages such as freedom of shape design are obtained.
そして、本発明におけるヘッド部は先端部分と脚部分とからなり、その脚部分が前記ボディ部に焼きばめなどの手法により着脱可能に固定するようにしているので、耐磨耗治具の全体を超硬合金で製作する必要がないことになり、この点からも製作コストが有利となる。 And the head part in the present invention comprises a tip part and a leg part, and the leg part is detachably fixed to the body part by a technique such as shrink fitting, so that the entire wear-resistant jig is Is not required to be manufactured from cemented carbide, and the manufacturing cost is advantageous from this point.
また、使用後、先端部分が磨耗した場合は、再生のためヘッド部を交換することができるので、ランニングコストが抑制できる利点がある。また、脚部分の固定を焼きばめにより行えば、着脱を繰り返し行っても、剛性が変化しないので精度が高く維持できる利点が得られる。よって本発明は、従来の問題点を解消した耐磨耗治具として、実用的価値はきわめて大なるものがある。 In addition, when the tip portion is worn after use, the head portion can be exchanged for reproduction, so that there is an advantage that the running cost can be suppressed. Further, if the leg portion is fixed by shrink fitting, the rigidity does not change even if the attachment and detachment is repeated, and thus there is an advantage that high accuracy can be maintained. Therefore, the present invention has an extremely large practical value as a wear-resistant jig that solves the conventional problems.
次に、本発明の耐磨耗治具に係る実施形態について、図1〜3を参照しながら説明する。本発明は、先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具に関するものであるが、その代表的ものとして、旋盤や円筒研削盤における、回転するワークを支持するためレースセンタ1を事例として説明する。
Next, an embodiment according to the wear-resistant jig of the present invention will be described with reference to FIGS. The present invention relates to a wear-resistant jig whose tip portion is required to have wear resistance. As a representative example, the
このレースセンタ1は、如上の通り、旋盤など機械加工において、その先端部でもって回転するワークを確実に支持するため、尖鋭形状に形成され、ワークと接触する作用面として機能するよう、すぐれた耐磨耗性が要求されるところの先端部分21と脚部分22とからなるヘッド部2と、このヘッド部2を固定するボディ部3との2個のパーツから基本的に構成されている。
As described above, this
そして、このヘッド部2は、WC−Co系超硬合金より形成されるが、形態としては、図3に例示するように、先端部分21と脚部分22が連続して一体となっている円錐ストレートタイプ(図3A)、先端部分21から段差をもって縮径した脚部分22が連続して一体となっている円錐段付きタイプ(図3B)がある。
And this
しかしそのいずれも、その先端部分21に形成される円錐形の作用面21aは、CVD法によるダイヤモンド膜4によって被覆されていて、ワーク(図示せず)と接触して要求される耐磨耗性を発揮するよう構成されている。このダイヤモンド膜4は、通常のCVD法によって形成される膜でよく、耐磨耗性の観点からその膜厚は6〜20μmの範囲が必要十分であって好ましい。
また、その脚部分22は、前記先端部分21から同軸に延びる円柱状の部分であり、後記のボディ部3に固定されるに十分な直径と長さを備えている。
However, in any case, the conical working
The
次に、このボディ部3について説明すると、前記脚部分22を着脱可能に、かつ同軸に固定して、ヘッド部2とボディ部3とを一体化できるものであり、例えば、ヘッド部2の脚部分22を、ボディ部3の一端に設けた嵌着孔31に焼きばめ方式により嵌着し固定した形態が好ましい。
Next, the
このように、焼きばめ方式で固定すれば、ボディ部3を再加熱することにより、ヘッド部2をボディ部3から取外すことができるので、消耗したヘッド部2を新品と交換したり、リサイクルに供するなどが容易に行える利点があって、全体を入れ換える必要がなくメンテナンスコストを低減できる効果がある。
Thus, if fixed by shrink fitting, the
この焼きばめ方式による嵌着、固定とは、あらかじめ前記ボディ部3の嵌着孔31の内径を、脚部分22の外径より小径に成形しておき、前記ボディ部3を一旦、加熱して、嵌着孔31の内径を熱膨張によって拡径させ、脚部分22を挿入して、冷却することによって縮径させて、挿入した脚部分22を弾性的に把持するものをいう。前記内径と外径との差、加熱温度などの条件は、材料の弾性率、熱膨張係数、最終的な把持力などに応じて予め設定するものとする。
The fitting and fixing by the shrink-fitting method means that the inner diameter of the
また、このボディ部3自体は、ヘッド部2を上記のように固定するための固有強度を有していればよく、必ずしも、ヘッド部2のような超硬合金で形成する必要はない。例えば、硬度HRC40〜45のSK材クラスの鋼材が利用可能である。従って、本発明のレースセンタ1では、超硬合金のヘッド部2と、より安価な素材で形成されるボディ部3から構成されるので、全体の材料コストを大幅に低減できる利点が得られるのである。
Further, the
以上の説明では、本発明の好ましい事例であるレースセンタについて説明しているが、本発明は、これに限定されず、先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具一般に適用されることは言うまでもないことである。 In the above description, the race center, which is a preferable example of the present invention, has been described. However, the present invention is not limited to this, and is generally applied to wear-resistant jigs that require wear resistance at the tip portion. It goes without saying.
膜厚6〜20μmのCVDダイヤモンド膜を設けたヘッド部を備えた本発明の構造のレースセンタを実施例1とし、CVDダイヤモンド膜を設けていない超硬レースセンタを比較例11として、円筒状窒化珪素焼成品の研削を、1日5時間稼動×30日間(のべ150時間)行い、加工精度が劣化した場合を耐用時間(工具寿命)と判定した。この結果、比較例では新品との交換が3回、必要であったが、実施例では加工精度の劣化は認められず、ダイヤモンド膜の磨耗も観察できなかった。
この結果につき、寿命をのべ時間で表示すると、表1の通りである。
Cylindrical nitriding using Example 1 as the race center of the structure of the present invention having a head portion provided with a CVD diamond film having a thickness of 6 to 20 μm and Comparative Example 11 as a carbide race center not provided with a CVD diamond film. The silicon fired product was ground for 5 hours a day × 30 days (a total of 150 hours), and the case where the machining accuracy deteriorated was determined as the service life (tool life). As a result, in the comparative example, replacement with a new product was required three times. However, in the example, deterioration of the processing accuracy was not observed, and wear of the diamond film could not be observed.
The results are shown in Table 1 when the lifetime is displayed in total time.
比較例11:CVDダイヤモンド膜を設けていない超硬レースセンタ
1:レースセンタ
2:ヘッド部、21:先端部分、21a:作用面、22:脚部分
3:ボディ部、31:嵌着孔
4:ダイヤモンド膜
1: race center 2: head part, 21: tip part, 21a: working surface, 22: leg part 3: body part, 31: fitting hole 4: diamond film
Claims (4)
The wear-resistant jig according to claim 3, wherein the wear-resistant jig is a race center.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004035203A JP2005224893A (en) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | Abrasion-resistant tool |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013219224A (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Nec Corp | Vacuum package, manufacturing method of vacuum package, and sensor |
CN105603362A (en) * | 2016-01-06 | 2016-05-25 | 庄增信 | Center device with hardness-strengthened conical cusp |
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2004
- 2004-02-12 JP JP2004035203A patent/JP2005224893A/en active Pending
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