JP4259176B2 - 芯押しセンタ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤や円筒研削盤でワークを保持するのに使用する芯押しセンタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤等によりシャフト等のワークの外周を切削する場合、ワークの一端側が主軸によって保持され、他端側が芯押しセンタ装置によって保持することが一般に行われている。従来の芯押しセンタ装置は、図３に示すように回転可能もしくは固定されたセンタ２でワーク１０の回転中心を押して保持するものであった。なお、符号２０は、ワーク１０の外周を切削するバイト２０を示している。
【０００３】
しかしながら、太くて短く、剛性の高いワーク１０をこの従来の芯押しセンタ装置のセンタ２で保持して加工を行う場合には、ワーク１０を高精度に加工できるか、細くて長く、剛性の低いワーク１０を保持して加工を行う場合には、ワーク１０が撓んで加工されるため、加工後のワークは振れが大きくなるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、細くて長く、剛性の低いワークであっても、剛性を高く保持し、高精度で振れの小さなワークの加工が可能な芯押しセンタ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の芯押しセンタ装置を提供する。
請求項１に記載の芯押しセンタ装置は、細径部分と拡径部分とを有するワークの芯を押す円錐状頭部を有するセンタに、センタに支持されると共に、センタの頭部を包囲している支持部と、支持部内に移動可能に保持され、ワークの細径部分を挿通する孔が形成された円筒状可動部と、可動部を押圧する弾性体とが設けられていて、センタがワークの芯を押圧保持する際に、可動部の端面も、ワークの拡径部分の端面を押圧して保持するようにしたものである。これにより、可動部でワークの端面を押圧することができ、剛性の低い、細くて長いワークの細径部分にかかる荷重を低減し、ワークの撓みや曲がりを防止することができる。
【０００６】
請求項２の芯押しセンタ装置は、センタに設けた可動部のワーク側の端面が傾斜面となっているものであり、これにより、バイト（工具）をワークに当接させて切削を行うときに生じる図２に示される比切削抵抗（後述する）を、可動部がワークを押圧する荷重で支えることができるようになり、剛性の低い、細くて長いワークにかかる荷重を大幅に低減し、ワークの撓みや曲がりを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の芯押しセンタ装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態の芯押しセンタ装置の断面図である。芯押しセンタ装置１は、切削の対象物であるワーク１０の芯を押すセンタ２を有している。このセンタ２は、その頭部２１が円錐状に形成されていて、頭部２１の先端がワーク１０の端面に形成された凹部１０ａに突入することで、ワーク１０がセンタ２により保持されるようになっている。このワーク１０は細径部分１０ｂと拡径部分１０ｃとを有している。なお、このセンタ２は、図示されない送り機構により図中の左右方向に直線的に往復動可能であると共に、必要に応じて回転も可能に構成されている。
【０００８】
センタ２には、その頭部２１を包囲するように支持部３が螺合されている。支持部３には、センタ２の中心軸線Ｌに沿って貫通孔３１が穿設されており、この貫通孔３１内に移動可能に円筒状の可動部４が収容保持されている。可動部４には、貫通する形で小径孔４１と大径孔４２とが連通して形成されていて、小径孔４１から大径孔４２に、移行する部分に段差部４３が設けられている。小径孔４１は、ワーク１０端部の細径部分１０ｂが挿通する程度の大きさである。さらに、可動部４内には、センタ２の頭部２１の円錐面に当接する当接部６が設けられており、この当接部６と可動部４の内周面に形成された段差部４３との間にはコイルスプリング等の弾性体５が介在している。したがって、可動部４は弾性体５によって付勢されている。
【０００９】
また、可動部４のワーク１０側の端面４４は、外周面から内周面にかけて円錐状（擂り鉢状）に削られて傾斜面を形成している。この可動部４の傾斜した端面４４が、ワーク１０の拡径部分１０ｃの端面に当接することで、ワーク１０をより一層しっかりと保持することができる。この場合、ワーク１０の拡径部分１０ｃの端面も、可動部４の端面４４と同様の傾斜角度で円錐台状に突出する傾斜面とすることが好ましい。
なお、支持部３にセンタ２の中心軸線Ｌに直交してねじ穴３２を形成し、このねじ穴３２から止めねじ（図示せず）を螺入して可動部４を適宜の位置で止めることもできる。
【００１０】
次に上記のように構成された本発明の芯押しセンタ装置１の作動について説明する。
まず、図示されない送り機構によりセンタ２を移動して、被加工物であるワーク１０の芯である凹部１０ａにセンタ２の頭部２１の先端を突入して押圧することで、ワーク１０を保持する。なお、この場合、ワーク１０の他端側は、旋盤等の主軸に保持される。
【００１１】
このとき、支持部３内の当接部６がセンタ２の頭部２１の円錐面に当接すると共に、可動部４の端面４４が弾性体５によって付勢され、ワーク１０の拡径部分１０ｃの端面を押圧する。また、弾性体５は、センタ２の押圧力が約１０kgf になるようにその押圧力が調整されていることが好ましい。
【００１２】
この状態でバイト２０をワーク１０に当てて切削すると、切削抵抗がワーク１０に作用するが、その荷重はワーク１０から可動部４に、可動部４から支持部３に伝わることにより、ワーク１０の細径部分１０ｂである剛性の低い部分に過大な荷重がかかり撓みを発生することを防止できるようになる。
【００１３】
図２は、比切削抵抗に係わる切削力の方向を説明する図である。バイト２０をワーク１０に当接して切削する場合、バイト２０の切削力をワーク１０に対して斜め方向に掛けるため、その比切削抵抗の合力Ｆが一般に斜め方向に生じる。この比切削抵抗の合力Ｆを図２に示すように３分力に分解すると、主分力Ｆｖ、送り分力Ｆｆ及び背分力Ｆｐに分けられる。主分力Ｆｖは、図中において下方に働く力であり、旋盤等の主軸駆動のための力や動力及び刃先での発熱量を決定する因子である。送り分力Ｆｆは、図中において右方向に作用する力であり、バイト（工具）の送り機構に加わる力や送り動力を決める主因子である。背分力Ｆｐは、図中において紙面の背面から表面に向って作用する力であり、ワーク（被加工物）やバイト（工具）の撓みの原因となる力であり、直接に寸法誤差を招くものである。
【００１４】
本発明の芯押しセンタ装置では、センタ２に設けた支持部３の可動部４の端面４４がワーク１０の端面を押圧する構造になっており、特に可動部端面４４を傾斜させることで、この背分力Ｆｐを可動部４で受けて、支持部３に伝えることで、ワーク１０に対して働く背分力Ｆｐを低減させることができ、ワーク１０の剛性の低い部分である細径部分１２に生じる撓みの発生を防止することができる。したがって、高精度で振れの小さなワーク１０の加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の芯押しセンタ装置の断面図である。
【図２】比切削抵抗にかかわる切削力の方向を説明する図である。
【図３】従来の芯押しセンタ装置を説明する図である。
【符号の説明】
１…芯押しセンタ装置
２…センタ
２１…頭部
３…支持部
３１…貫通孔
４…可動部
４１…小径孔
４２…大径孔
４３…段差部
４４…（可動部）端面
５…弾性体
６…当接部
１０…ワーク
１０ａ…凹部
１０ｂ…細径部分
１０ｃ…拡径部分
２０…バイト
Ｌ…中心軸線

Claims (2)

1. 細径部分と拡径部分とを有するワークを芯押しセンタで保持する芯押しセンタ装置において、
   前記ワークの芯を押す円錐状頭部を有するセンタに、
   前記センタに支持されると共に、前記頭部を包囲している支持部と、
   前記支持部内に移動可能に保持され、前記ワークの細径部分を挿通する孔が形成された円筒状の可動部と、
   前記可動部を押圧する弾性体と、
   が設けられていて、
   前記センタが前記ワークの芯を押圧保持する際に、前記可動部の端面も、前記ワークの拡径部分の端面を押圧して保持することを特徴とする芯押しセンタ装置。
2. 前記可動部の前記ワーク側の前記端面が傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の芯押しセンタ装置。

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