JP4185766B2 - Collet chuck and bar support device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はコレットチャックおよび当該コレットチャックを使用した棒材支持装置に関し、特に旋盤の主軸等に取り付けられる、薄く軽量で高速回転可能なコレットチャックおよび棒材支持装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の旋盤の主軸等に取り付けられるコレットチャックを備えた棒材支持装置の一例が例えば特開平9−108917号公報に記載されている。この棒材支持装置においては、コレットチャックは公報第5図に示すように軸方向に3つのすり割り部24eが形成され、空気圧によってスリーブ25を軸方向に前後させ、ワークWを把持/解放するようになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、加工精度向上や加工時間の短縮のために旋盤の高速回転加工の要求が高まっている。また、素材としてアルミニウムや真鍮のような変形し易い素材が増加している。ところが、上記した従来のコレットチャックおよび棒材支持装置においては、コレットチャックの端部が円弧状に移動してワークと点で当接するので把持力が小さく、またワークにきずが付きやすいという問題点があった。更に、コレットチャックの長さの分だけ装置が厚く、重くなり、軸のぶれによって振動が発生して高速回転に不向きであるという問題点があった。
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決し、薄く軽量で高速回転可能なコレットチャックおよび当該コレットチャックを使用した棒材支持装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明のコレットチャックは、略円筒形状のチャックの一端を奇数に分割することにより形成され、外側にテーパー面および軸と垂直な垂直面を備えた被加工材の把持部と、他端に形成されたリング状部材と、前記把持部と前記リング状部材とを連結し、前記テーパー面および垂直面によって把持部の位置が規制された場合に、前記把持部の被加工物と接する面が軸と平行になるような弾力性を備えた薄い板状部材とを備えたことを特徴とする。
【0005】
また、本発明の棒材支持装置は、請求項1に記載のコレットチャックと、コレットチャックのテーパー面と接するテーパー面を備えたスリーブと、スリーブと駆動部材とを連結する連結部材と、スリーブの端部側面を覆い、コレットチャックの垂直面と接する垂直面を備えたキャップとを備えたことを特徴とする。
【0006】
本発明によれば、コレットチャックの長さを短くしたので、棒材支持装置全体の長さを短く、軽量にすることができ、高速回転が可能となる。また、コレットチャックを9等分にしたので、把持力が向上し、ワークにきずが付き難く、ワークに求心力が働くので把握繰り返し精度が向上し、高速回転が可能となる。
【0007】
また、チャックの把持部の位置がスリーブとキャップの面により規制/決定され、把持部がワークと面で接するので、やはり把持力が向上し、ワークにきずが付き難い。
更に、スリーブ等の位置がキャップによって規制され、また、シリンダ連結軸とスリーブの軸が自動的に一致するので、ぶれが減少し、高速回転が可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明のコレットチャック12を使用した棒材支持装置の構成を示す断面図である。また、図2は、本発明の棒材支持装置を旋盤の主軸台に取り付けてワークを把持させた状態を示す断面図である。
棒材支持装置本体10は、内部にリング状のチャック固定リブ29を備えた、軸23を中心軸とする円筒形である。図3は、本発明の棒材支持装置本体10の構成を示す平面図である。本体10の後部には裏蓋16を備え、本体10は図示しないボルトによって旋盤の主軸台25に固着される。
【0009】
本体10の中央にはワーク23が通る孔31が設けられ、本体10のチャック固定リブ29にはスリーブ押リング14の3つの突起35が通るための3箇所の孔30、およびコレット固定リング18を図示しないボルトによって固定するための3箇所の孔32が設けられている。本体10は軽量化のために硬質アルミニウム材を用いてもよい。
【0010】
本体10の前部にはキャップ11がボルト20によって固着されている。材質としては、SUS材にイオン窒化処理(表面処理)を施したものを使用する。そして、キャップの端部内側には切粉侵入防止リング17が固着されており、リング17の内側にはワーク26と圧接して切粉やクーラントの侵入を防止するためのOリング22が装着されている。切粉侵入防止リング17の外面およびキャップ11の対応する内面は後方の方が広がった角度約1度のテーパー面に形成されており、脱落することはない。
【0011】
スリーブ13は円筒形状で、内面がコレットチャック12の外側のテーパー面41と当接するテーパー面となっている。キャップ11の後部内側側面24はスリーブ13の外側側面と当接している。スリーブ13および後述するコレットチャック材としてはSUJ2材を使用可能である。
【0012】
図4は、スリーブ押リング14の構成を示す前方側から見た平面図である。スリーブ押リング14の3つの突起35は、本体10のチャック固定リブ29に設けられた3箇所の孔(30)を通してスリーブ13とボルト21によって固着されている。
【0013】
図5は、シリンダー連結軸15の端部の構成を示す平面図である。シリンダー連結軸15は図示しない旋盤装置のシリンダと連結しており、オペレーターの操作によって前方に移動/加圧あるいは後方へ移動/解放させることができる。シリンダー連結軸15の端部は、3箇所の突起38を備えたリング状の形状となっており、この突起38がスリーブ押リング14の3つの突起35と係合している。従って、シリンダー連結軸15の移動に従ってスリーブ押リング14およびスリーブ13も強制的に移動する。
【0014】
シリンダー連結軸15を前方に押圧した場合に当接する、シリンダー連結軸15の端部の3箇所の突起38およびスリーブ押リング14の3つの突起35の内面37は共に円錐形の一部となるテーパー面に成形されており、シリンダー連結軸15を前方に押圧した場合には、シリンダー連結軸15およびスリーブ押リング14、スリーブ13の中心軸が自動的に一致するように作用する。
【0015】
また、スリーブ13が前方に押圧されると、スリーブ13の外面および内面がそれぞれキャップ11の内面24およびコレットチャック12のテーパー面に当接して隙間無く密着して各部材の位置が固定されるので、高速で回転してもコレットチャック12やスリーブ13の軸のぶれによる振動が減少する。
【0016】
図6は、本発明のコレットチャック12の構成を示す平面図である。また、図7は、本発明のコレットチャック12の構成を示す展開図である。また、図8は、本発明のコレットチャック12の構成を示す断面図である。
コレットチャック12は略円筒形であり、前方部分はスリット50によって軸と垂直な面内において円周が9等分されている。このように、チャックを奇数に分割することにより、チャックを締めた場合にワーク26に求心力が生じ、ぶれが少なくなるので、高速回転が可能となる。
【0017】
コレットチャック12の前方部分内側面にはワーク26と当接する把持部(当接面)40が形成されている。把持部40の外側面は円錐形の側面形状のテーパー面41を形成しており、スリーブ13のテーパー面と当接する。また、軸に垂直なリング状の端面42はキャップ11の端面と当接する。
コレットチャック12の前方には共繰りリング46が嵌合するための溝45が設けられている。例えばコレットチャックを交換した場合などの段取り段階においてこの溝45に共繰りリング46を装着してチャックを閉じ、ワークの把持部40を切削、研磨等の修正加工することにより同軸度が増し、繰り返し位置精度、振れ精度が向上する。なお、ワークの加工時にはリング46は外しておく。
【0018】
コレットチャック12の後部はチャックリング44を形成しており、チャックリング44と9個の把持部40とはそれぞれ湾曲した薄い板状の接続部43によって連結されている。この接続部43は、テーパー面および垂直面によって把持部の位置が規制された場合に、把持部のワークと接する面40が軸と平行になる程度の、従来より弱い弾力性を備えている。なお、接続部43は断面が略S字状である例を開示したが、所望の弾力性が得られる形状であれば、U字状、J字状、L字状など任意の形状を採用可能である。
【0019】
コレットチャック12の後部のチャックリング44は、コレット固定リング18に遊びなく挿入/固定されている。そして、コレット固定リング18はチャック固定リブ29に図示しないボルトによって固着されている。
スリーブ13が前進すると、チャック12の把持部の位置はスリーブ13のテーパー面と接する面41およびキャップ11と接する面42により規制され、ワーク26と接する面40が常に軸23と平行になるように把持部が移動する。従って、把持部とワーク26とが常に面で接するようになり、把持力が向上すると共に、きずが付き難くなる。
コレットチャックは以下の手順によって交換する。まずキャップ11のボルトを外し、コレットチャック12を引き出す。そして新しいコレットチャック12を挿入する。次に、必要に応じて、前述したワークの把持部40の切削、研磨等の修正加工を行う。ワークの径が変更される場合には、キャップ11の切粉侵入防止リング17をキャップの内側へ押し出して、別の径の切粉侵入防止リング17をキャップの内側から挿入する。
【0020】
以上、本発明の実施例を開示したが、本発明には下記のような変形例も考えられる。実施例においては、キャップ11とチャック12の接する面は軸と垂直な平面である例を開示したが、この面をチャックとスリーブの間と同じようなテーパー面としてもよい。但し面の傾斜方向は逆方向とする。
【0021】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、コレットチャックの長さを短くしたので、棒材支持装置全体の長さを短く、軽量にすることができ、高速回転が可能となるという効果がある。また、コレットチャック爪を9個に奇数分割したので、把持力が向上し、ワークにきずが付き難く、ワークに求心力が働くので把握繰り返し精度が向上し、高速回転が可能となるという効果もある。更に、チャックの把持部の位置がスリーブとキャップの面により規制/決定され、把持部がワークと面で接するので、やはり把持力が向上し、ワークにきずが付き難いという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコレットチャック12を使用した棒材支持装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の棒材支持装置を旋盤の主軸台に取り付けてワークを把持させた状態を示す断面図である。
【図3】本発明の棒材支持装置本体10の構成を示す平面図である。
【図4】スリーブ押リング14の構成を示す前方側から見た平面図である。
【図5】シリンダー連結軸15の端部の構成を示す平面図である。
【図6】本発明のコレットチャック12の構成を示す平面図である。
【図7】本発明のコレットチャック12の構成を示す展開図である。
【図8】本発明のコレットチャック12の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10…棒材支持装置本体、11…キャップ、12…コレットチャック、13…スリーブ、14…スリーブ押リング、15…シリンダー連結軸、16…裏蓋、17…切粉侵入防止リング、18…コレット固定リング、19…チャック固定リブ、20、21…ボルト、22…Oリング、23…軸、25…旋盤の主軸台、26…ワーク、41…テーパー面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a collet chuck and a bar support device using the collet chuck, and more particularly to a collet chuck and a bar support device that are attached to a main shaft of a lathe and are thin and light and capable of rotating at high speed.
[0002]
[Prior art]
An example of a bar support device provided with a collet chuck attached to a spindle or the like of a conventional lathe is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-108917. In this bar support device, the collet chuck is formed with three slits 24e in the axial direction as shown in FIG. 5, and the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there has been an increasing demand for high-speed turning of lathes in order to improve machining accuracy and shorten machining time. In addition, materials that are easily deformed, such as aluminum and brass, are increasing. However, in the above-described conventional collet chuck and bar support device, the end of the collet chuck moves in an arc shape and comes into contact with the workpiece, so that the gripping force is small and the workpiece is easily scratched. was there. Furthermore, there is a problem that the apparatus becomes thicker and heavier by the length of the collet chuck and is not suitable for high-speed rotation due to vibration caused by shaft shake.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a collet chuck that is thin, lightweight, and capable of rotating at high speed, and a bar material support device using the collet chuck.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The collet chuck of the present invention is formed by dividing one end of a substantially cylindrical chuck into an odd number, and is formed at the other end with a gripping portion of a workpiece having a tapered surface and a vertical surface perpendicular to the axis, and the other end. When the position of the gripping portion is regulated by the tapered surface and the vertical surface, the surface of the gripping portion that contacts the workpiece is an axis. And a thin plate-like member having elasticity so as to be parallel to each other.
[0005]
According to another aspect of the present invention, there is provided a bar material support device comprising: a collet chuck according to
[0006]
According to the present invention, since the length of the collet chuck is shortened, the entire length of the bar support device can be shortened and lightened, and high-speed rotation is possible. Further, since the collet chuck is divided into nine equal parts, the gripping force is improved, the workpiece is not easily scratched, and the centripetal force acts on the workpiece, so that the grasping repeatability is improved and high speed rotation is possible.
[0007]
Further, the position of the gripping portion of the chuck is regulated / determined by the surfaces of the sleeve and the cap, and the gripping portion is in contact with the workpiece, so that the gripping force is improved and the workpiece is not easily scratched.
Further, the position of the sleeve or the like is regulated by the cap, and the cylinder connecting shaft and the shaft of the sleeve automatically coincide with each other, so that blurring is reduced and high speed rotation is possible.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a bar support device using a
The bar support device
[0009]
A hole 31 through which the
[0010]
A cap 11 is fixed to the front portion of the
[0011]
The sleeve 13 has a cylindrical shape, and the inner surface is a tapered surface that abuts on the tapered surface 41 on the outer side of the
[0012]
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the
[0013]
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the end portion of the
[0014]
The three
[0015]
Further, when the sleeve 13 is pressed forward, the outer surface and the inner surface of the sleeve 13 are in contact with the
[0016]
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the
The
[0017]
On the inner side surface of the front portion of the
In front of the
[0018]
The rear portion of the
[0019]
The chuck ring 44 at the rear of the
When the sleeve 13 advances, the position of the gripping portion of the
The collet chuck is replaced by the following procedure. First, the bolt of the cap 11 is removed, and the
[0020]
As mentioned above, although the Example of this invention was disclosed, the following modifications can also be considered to this invention. In the embodiment, the example in which the surface where the cap 11 and the
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the length of the collet chuck is shortened, there is an effect that the entire length of the bar support device can be shortened and reduced in weight and can be rotated at high speed. . In addition, since the collet chuck pawl is divided into an odd number of nine, the gripping force is improved, the work is not easily scratched, and the centripetal force acts on the work, so that the repeatability of grasping is improved and high-speed rotation is possible. . Furthermore, since the position of the gripping portion of the chuck is regulated / determined by the surfaces of the sleeve and the cap and the gripping portion is in contact with the workpiece, the gripping force is also improved, and there is an effect that the workpiece is hardly scratched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a bar support device using a
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the work piece is gripped by attaching the bar support device of the present invention to a head stock of a lathe.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a bar
4 is a plan view showing the configuration of a sleeve
5 is a plan view showing a configuration of an end portion of a
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the
FIG. 7 is a development view showing the configuration of the
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記本体の前部に固着され、スリーブの端部側面を覆い、後部内側側面がスリーブの外側側面と当接しており、後部にコレットチャックの垂直面と接する垂直面を備えたキャップと、
内側にコレットチャックのテーパー面と接するテーパー面を備えた円筒形状のスリーブと、
略円筒形状のコレットチャックの一端を軸を通る面で奇数に等分割することにより形成され、外側に前記スリーブのテーパー面と接するテーパー面を備え、前方の端面に前記キャップの垂直面と接する軸と垂直な垂直面を備えた被加工物の把持部と、コレットチャックの他端に形成され、本体の前記コレットチャック固定リブに固着されたリング状部材と、前記把持部と前記リング状部材とを連結し、前記テーパー面および垂直面によって把持部の位置が規制された場合に、前記把持部の被加工物と接する面が軸と平行になるような弾力性を備えた薄い板状部材とが一体に形成されたコレットチャックと、
前記本体のコレットチャック固定リブの複数箇所の孔を通して前記スリーブと固着するための複数の突起を備え、旋盤のシリンダ連結軸によって押圧される押圧面がテーパー状に成形されているスリーブ押リングと
を備えたことを特徴とする棒材支持装置。 A cylindrical main body having a collet chuck fixing rib having a ring shape inside and a plurality of holes provided therein;
A cap fixed to the front portion of the main body, covering the end side surface of the sleeve, the rear inner side surface being in contact with the outer side surface of the sleeve, and a cap provided with a vertical surface contacting the vertical surface of the collet chuck at the rear portion;
A cylindrical sleeve with a tapered surface on the inside that contacts the tapered surface of the collet chuck;
Is formed by equally dividing one end of the collet chuck substantially cylindrical odd a plane passing through the axis, provided with a tapered surface contacting the tapered surface of the sleeve on the outside, the shaft in contact with the vertical surface of the cap in front of the end face A workpiece gripping portion having a vertical surface perpendicular to the workpiece, a ring-shaped member formed on the other end of the collet chuck and fixed to the collet chuck fixing rib of the main body , the gripping portion and the ring-shaped member And a thin plate-like member having elasticity such that the surface of the gripping part that contacts the workpiece is parallel to the axis when the position of the gripping part is regulated by the tapered surface and the vertical surface. A collet chuck formed integrally ,
A sleeve pressing ring having a plurality of protrusions for fixing to the sleeve through a plurality of holes in the collet chuck fixing rib of the main body, and a pressing surface pressed by a cylinder connecting shaft of a lathe is formed in a taper shape; A bar support device comprising: a bar support device .
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