[发明专利]卡盘机构、卡爪部件、以及车床

说明书

技术领域

本发明涉及用于把持工件并固定在机床上的卡盘机构、卡爪部件、以及具有卡盘机构的车床。

背景技术

一般情况下，对工件(工件)进行切削加工的车床等机床主要具备载物台、将工件固定在载物台上的卡盘机构、以及使载物台高速旋转的主轴。例如，在对圆柱形状的工件的外周面进行切削加工的情况下，利用卡盘机构把持工件的外壁面并固定在载物台上。例如，在专利文献1中公开了如下机床用卡盘，该机床用卡盘具有圆筒状的卡盘主体、在卡盘主体上沿卡盘主体圆周方向以120度间隔设置且可沿卡盘主体的径向滑动移动地安装的三个卡爪座、以及固定在各卡爪座上并把持工件的顶端爪。顶端爪分别由螺钉固定在卡爪座上，利用气体等的压力，与卡爪座一起沿着卡盘主体的径向滑动移动。通过使固定在卡爪座上的顶端爪向径向中心侧移动，并使顶端爪的中心侧端面抵接在工件的外周面上，从而把持工件。

此时，由于顶端爪的中心侧端面将工件的外周面向中心侧按压，因此作为其反作用力，朝向径向外侧的非常大的力作用于顶端爪的中心侧端面。由于该反作用力作为将固定在卡爪座上的顶端爪朝向径向外侧按压的力而发挥作用，因此在卡爪座和顶端爪未牢固地固定的情况下等，有可能导致顶端爪不能抵抗反作用力而向径向外侧偏移。于是，为了防止顶端爪朝向径向外侧偏移，在卡爪座和顶端爪相互抵接的面上分别形成有多个锯齿状的突起(细齿)，各锯齿状的突起在卡盘主体的圆周方向延伸。在这些细齿相互嵌合的状态下，顶端爪和卡爪座被固定，因此顶端爪不会在与细齿的延伸方向(圆周方向)正交的方向即径向上偏移。

专利文献1：日本特开2000-288809号公报

专利文献2：日本实开昭59-93804号公报

专利文献3：日本实开平05-16017号公报

发明内容

发明所要解决的课题

为了高精度地对工件进行加工，需要使主轴的旋转中心与工件的中心以充分的精度对位，即、以十分高的精度对工件定心。在此，在对工件进行加工的中途，有时将工件从机床用卡盘拆卸下来。此时，如果将顶端爪从卡爪座拆卸下来，即使再使用相同的顶端爪及卡爪座把持相同工件的情况下，也存在工件中心从主轴的旋转中心偏移之类的问题。在此，虽然顶端爪用螺钉固定在卡爪座上，但是，使用例如M16的螺钉的情况下，按照规格规定，螺钉的外径以-20μm的公差制作，螺钉孔的内径以+20μm的公差形成。因此，用螺钉将顶端爪固定在卡爪座上时，有可能在这些公差的范围内偏移。不过，如上所述，在顶端爪和卡爪座的抵接面分别形成有在圆周方向延伸的细齿，由于这些细齿相互嵌合，因此顶端爪不会在半径方向上偏移，但是关于圆周方向，却存在在上述的公差范围内偏移之类的问题。另外，专利文献2所记载的车床用卡盘的未淬火卡爪包含形成有在一个方向上延伸的表面凸条的车床用卡盘的未淬火卡爪取付部、和形成有与该表面凸条嵌合的槽的未淬火卡爪。在此，形成于未淬火卡爪上的槽包含在多个方向延伸的槽，能够沿着这些多个方向之中任意的方向固定未淬火卡爪。也就是，能够使未淬火卡爪旋转的同时固定在未淬火卡爪取付部上，因此未淬火卡爪能够形成多个把持工件的端面。即使在这种车床用卡盘中也同样存在以下问题：在安装未淬火卡爪时，在未淬火卡爪取付部的表面凸条的延伸方向上，在上述公差的范围内产生偏移。

为了避免这种问题，作为一次将工件等拆卸之后再安装工件时的、工件的定心再现性高的卡盘，在专利文献3中公开了如下卡盘：取代上述机床用卡盘中的顶端爪，而具备母爪及子爪。在此，母爪为大致扇形的形状，用螺钉固定在卡爪座上。在母爪的半径方向的两侧面上分别安装有子爪。这里，在母爪及子爪相互抵接的面上分别形成有在与半径方向正交的方向上延伸的多个细齿，在这些细齿相互嵌合的状态下，子爪固定在母爪上。

在把持工件时，在将子爪安装在母爪上的状态下，母爪固定在卡爪座上，并与卡爪座一起向径向中心侧被气动驱动。子爪在径向中心侧的面与工件的外周面抵接以保持工件。在拆卸工件时，即使拆卸了子爪，只要不将母爪从卡爪座上拆卸下来，则可在再次对工件进行定心时保持再现性。这是因为，在子爪和母爪的抵接面上，如上所述实施了细齿加工，因此子爪的径向定位的再现性非常高。并且，只要未拆卸下母爪，子爪的位置就不会在圆周方向上偏移。