JP7382251B2 - コレット、工作機械及びコレットの製造方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、工作機械1は、ワークWを加工する旋盤である。詳しくは、工作機械1は、ワークWを把持した状態でワークWを軸回転させる主軸10と、主軸10により回転軸Axを中心に軸回転させられるワークWに接触することによりワークWを加工する工具5と、を備える。
コレットスリーブ13は、コレット20の外周に位置し、円筒状をなす。コレットスリーブ13は、図示しないエアシリンダ等の駆動源により、主軸10の回転軸Axに沿って移動可能に設けられる。
図1に示すように、コレット20は、円筒状に形成される基材24と、基材24の内周面に固定される把持材25と、を備える。基材24及び把持材25は、それぞれ3つの片部23a,23b,23cに分割されている。
把持面25aの算術平均粗さは、例えば、0.3μm~0.8μmに設定されることが好ましい。これにより、把持面25aは微少な凹凸状に形成される。把持面25aが微少な凹凸状に形成されることにより、把持面25aのワークWの外周面への接触面積が減少し、把持材25がワークWを把持する把持力を高めることができる。また、把持面25aの凹凸は微少であるため、把持材25がワークWを把持する際に把持面25aがワークWを傷つけることが抑制される。
また、把持面25aは、ブラスト(ショットブラスト)処理により粒状の投射材8(図5参照)が衝突することにより塑性変形して加工硬化した状態となる。すなわち、把持面25aは、複数の投射材8が衝突した衝突痕として凹凸状に形成される。把持面25aが加工硬化した状態にあるため、把持材25がワークWをより安定的に把持することができる。
さらに、ブラスト処理によれば、把持面に溝を加工する必要がないため、簡単に、かつ安価に、把持面25aを凹凸状に形成することができる。
まず、図4に示すように、コレット20の把持面25aは、図示しない研磨装置により平面状に研磨される。例えば、把持面25aにトラバース研磨が行われ、把持材25が超硬材からなる場合、トラバース切り込み量を少なくし、トラバース回数を多くする必要がある。このため、平面状に研磨された把持面25aの算術平均の表面粗さは0.1μm以下となる。この場合、平面状の把持面25aとワークWの接触面積が増え、ワークWが平面状の把持面25aに対して滑るおそれがある。
投射材8は、白色溶融アルミナで粒度♯120のものが使用される。投射材8の投射圧は2MPaに設定される。また、投射材8の投射時間は30秒に設定される。また、コレット20の把持径は直径30mmである。これらの条件のもと、算術平均の表面粗さが0.05μmである平面状の把持面25aにブラスト処理が施されると、把持面25aの算術平均の表面粗さは0.366μmとなった。ブラスト処理が施される前の算術平均の表面粗さが0.05μmである把持面25aにてワークWを把持した状態で、図示しないロードセルを用いて推力を測定すると、3773Nにて把持面25aに対するワークWの滑りが発生した。一方、ブラスト処理が施された後の算術平均の表面粗さが0.366μmである把持面25aにてワークWを把持した状態では、6000N以上の推力を加えても、把持面25aに対するワークWの滑りが発生しなかった。よって、ブラスト処理によるワークWの滑りの抑制効果が確認された。
また、ブラスト処理が施される前の把持面25aに、ブラスト処理ではなく、粗い砥石による研磨により算術平均の表面粗さを0.551μmとした。この場合では、4954Nにて把持面25aに対するワークWの滑りが発生した。よって、表面粗さを粗くする手法としては、粗い砥石による研磨よりもブラスト処理がワークWの滑りを抑制するために好適であることが確認された。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)コレット20は、把持対象物の一例であるワークWを把持する把持材25を備える。把持材25は、ワークWに接触し、複数の投射材8が衝突した衝突痕として凹凸状に形成される把持面25aを備える。
この構成によれば、把持面25aが凹凸状に形成されることにより、把持面25aのワークWへの接触面積が減少し、把持材25がワークWを把持する把持力を高めることができる。よって、ワークWが把持面25aに対して滑ることが抑制される。このため、把持材25がワークWをより安定的に把持することができる。
また、把持面25aが加工硬化した状態にある。これによっても、把持材25がワークWをより安定的に把持することができる。
この構成によれば、把持材25がワークWをより安定的に把持することができる。
この構成によれば、把持面25aは、微少の凹凸状に形成されるため、把持面に凹状の溝を加工する場合に比べて、把持材25がワークWを把持する際に把持面25aがワークWを傷つけることが抑制される。
この構成によれば、工具5からワークWに加わる切削力が大きくなった場合でも、把持面25aが凹凸状に形成されるため、ワークWが把持面25aに対して滑ることが抑制される。よって、工具5のワークWへの1回の切り込み量を増やすことができ、1つのワークWを加工するのに要するサイクルタイムを短縮することができる。
この製造方法によれば、把持面25aが凹凸状に形成されることにより、把持面25aがワークWをより安定的に把持することができる。
また、コレット20の製造方法は、ブラスト処理工程の前に、把持面25aを研磨する研磨工程を含んでもよい。
この製造方法によれば、ブラスト処理工程の前に、把持面25aが研磨されるため、ブラスト処理による把持面25aの表面粗さをコントロールしやすい。
上記実施形態においては、把持材25は、基材24よりも硬い超硬合金により形成されていたが、これに限らず、基材24と同一の材質により形成されてもよい。
Claims (3)
- ワークを把持する把持材と、
前記把持材を内周面に保持する筒状の基材と、を備え、
前記把持材は、前記基材及び前記ワークよりも硬い超硬合金により形成されており、前記ワークの外周面と接触する把持面を有し、
前記把持面は、研磨後の複数の投射材が衝突した衝突痕により表面粗さが0.3μm~0.8μmの凹凸状に形成されている、
コレット。 - 請求項1に記載のコレットと、
前記ワークを把持する前記コレットを縮径又は拡径させるコレットスリーブと、
前記コレット及び前記コレットスリーブとともに軸回転する主軸部と、
前記主軸部により軸回転される前記コレットに把持された前記ワークに接触することにより前記ワークを加工する工具と、を備える、
工作機械。 - ワークを把持する把持材と、前記把持材を内周面に保持する筒状の基材と、を備えるコレットの製造方法であって、
前記基材及び前記ワークよりも硬い超硬合金により形成された把持材を準備する工程と、
準備した前記把持材の前記ワークの外周面と接触する把持面を研磨する工程と、
研磨した前記把持面に、複数の投射材を衝突させて、衝突痕により表面粗さが0.3μm~0.8μmの凹凸を形成する工程と、を備える、
コレットの製造方法。
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