CN102039546A - 外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件，在定心精度高的状态下能磨削内径小的工件。该内径卡盘装置在以内径为加工基准对圆筒状工件外径进行磨削加工时使用，包括：基准轴，其以相对于主轴定心的状态一体地安装在主轴的前端部；多个卡盘销，它们以相对于基准轴外周面能稍微出入的状态沿着周向隔开大致等间隔地在径向上插入基准轴外周面，用于卡紧工件内周面，使通路的液压作用于多个卡盘销的突出用受压面而与使基准轴同心地配置在基准轴外侧的工件的内周面抵接而卡紧工件；固定销，其对卡紧状态的各卡盘销的全部或仅对特定的卡盘销从与轴向垂直的方向进行按压固定，在从侧方按压抵接于工件内周面的卡盘销来固定卡盘销的状态下进行磨削加工。

Description

外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件

技术领域

本发明涉及外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件，该外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件适合在以内径(内周面)为加工基准而对工件的外径或形成在外径部的台阶端面进行磨削加工时使用，该工件是圆筒状的工件，特别是呈轴心方向的长度与直径的比小的圈状(环状)，该工件特别是内径为100mm以下那样的小工件。另外，在本说明书中所使用的“磨削工件的外径”、“外径的形状”或“内径卡盘装置”等中的“外径”和“内径”的用语是在外圆磨床的业界所常用的用语，分别与“外周面”和“内周面”意思相同。

背景技术

本申请人提出过专利文献1的申请。专利文献1公开的发明如下所述：利用流体压力使多根卡盘销按照由圆度、圆柱度等确定的工件的内周面形状，而且使各卡盘销以相同的力以点接触的方式抵接于工件的内周面来卡紧(chucking)工件，从而在卡紧工件时，内径形状保持不变地复制于外径的程度被显著地缓和(几乎不被复制)，外径的形状容易维持原本的形状，即使在磨削加工后使各卡盘销后退而放松卡紧，也不会将工件的内径形状保持不变地复制于外径，能够进行提高了圆度、圆柱度等的高精度的加工。

专利文献1公开的发明是在解决如下不良情况方面具有重要意义的发明，该不良情况是在多个筒夹片与工件的内周面的大致整个面紧密接触的状态下，使大的卡紧力作用于该各筒夹片的结构的内径卡盘装置所具有的不良情况(由于是在利用大的卡紧力使内径形状复制于外径形状的状态下进行外径的磨削加工，因此，在解除该卡紧力后，被磨削加工了的外径的形状变化而使圆度、圆柱度等磨削精度降低的不良情况)。

卡盘销对工件的内周面的抵接力较小的情况下，特别是对该工件的外径进行磨削加工时，有可能由从砂轮作用于工件的力使工件相对于卡盘销滑动，导致加工精度降低。在此，卡盘销与工件内周面的抵接力为该卡盘销的受压面的面积与作用于该受压面的液压力之积，由于液压力的上限受到限制，因此为了使每1根卡盘销的抵接力变大，需要增大自身的受压面积，在专利文献1的发明中，通过将具有比卡盘销的截面积大的受压面的活塞部与该卡盘销连结起来，从而产生大的抵接力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-149409号公报

发明内容

本发明的课题在于提供一种外圆磨床的卡盘装置和筒夹构件，该外圆磨床的卡盘装置通过从侧方对抵接于工件的内周面的卡盘销进行按压而固定该卡盘销，从而尽可能减少沿着基准轴的径向配置的构件，在磨削加工时，防止卡紧状态(定心状态)变化，提高工件的加工精度，并且能加工内径小的工件。

用于解决上述课题的技术方案1的发明是一种外圆磨床的内径卡盘装置，其是以内径为加工基准而对圆筒状的工件的外径或形成在外径部的台阶端面进行磨削加工时所使用的外圆磨床的内径卡盘装置，其特征在于，其包括：基准轴，其以相对于主轴定心的状态一体地安装在该主轴的前端部；多个卡盘销，它们能以相对于上述基准轴的外周面稍微出入的方式沿着周向隔开大致等间隔地在径向上插入上述基准轴的外周面，该多个卡盘销用于卡紧该工件的内周面，使第1流体通路的流体压力作用于该多个卡盘销的突出用受压面而使该多个卡盘销的前端突出部与同上述基准轴同心地配置在该基准轴的外侧的工件的内周面抵接，从而卡紧该工件的内周面；固定销，其与上述各卡盘销数量相同或数量比该各卡盘销少，为了对卡紧状态的上述各卡盘销的全部或仅对特定的卡盘销从与轴向垂直的方向进行按压固定，上述固定销能沿着上述基准轴的轴向移动地配置在沿周向配置有各卡盘销的部分而利用第2流体通路内的流体压力按压卡盘销，并且通过解除该流体压力而解除上述按压力。

根据技术方案1的发明，将圆筒状的工件组装在上述基准轴的外侧，当作用于第1流体通路的流体压力作用于各卡盘销的受压面时，各卡盘销在相同的突出力的作用下从基准轴的外周面稍微突出而抵接在上述工件的内周面上，以内径为基准被定心(确定中心)的状态卡紧该工件。之后，在工件被多个卡盘销定心了的状态下，当使流体压力作用于第2流体通路时，上述各卡盘销的全部或特定的卡盘销被固定销从侧方按压，由此，在该所有的卡盘销或特定的卡盘销被来自侧方的按压力固定的状态下，即，由多根卡盘销进行的工件的定心状态不变化的状态下，上述工件的外径或外径部的台阶端面被磨削加工。因此，与工件被多根卡盘销以点接触的方式卡紧无关地，在磨削加工时，即使由砂轮将磨削力作用在工件上，工件也不会相对于多个卡盘销在周向或轴向偏离，换句话说，在磨削加工过程中，该工件的定心状态不会偏离，提高工件的磨削精度。而且，在沿着周向以大致等间隔配置的多根卡盘销抵接于工件的内周面而卡紧工件的内周面的状态下磨削工件，因此，在该工件的内径形状被复制于外径的程度几乎不变化，换句话说，在磨削后，即使卸下多个卡盘销，内径形状也几乎不变化，因此，外径的的磨削精度保持不变地残留的程度变大，这点也提高了磨削精度。

而且，在磨削后，分别解除第1流体通路和第2流体通路的各流体压力时，卡盘销可沿基准轴的径向移动，因此，欲使工件相对于基准轴沿着轴向移动而卸下工件时，利用该工件向轴向的移动，接触该工件的内周面的卡盘销沿着基准轴的轴心方向后退，因此该工件被顺利地卸下。另一方面，为了进行接下来的磨削加工，将工件组装在基准轴的外侧的情况下，即使特定的卡盘销相对于该基准轴的外周面已稍微突出，由于该工件的内周端面为了能定心而被倒角，因此，使工件相对于该基准轴沿着轴向移动而进行组装时，从该基准轴的外周面稍微突出的特定的卡盘销在工件向轴向移动时，由于抵接于内周端面而缩回到该基准轴的内部。因此，即使卡盘销相对于基准轴的外周面稍微突出，工件也能组装在该基准轴的外侧。

这样，根据技术方案1的发明，在基准轴上设置有：形成在该基准轴的中心部的构成第1流体通路的孔部；与该孔部连通的多个卡盘销孔，上述各卡盘销孔分别插入有卡盘销，在利用作用于上述第1流体通路的流体压力使卡盘销抵接在外套到上述基准轴外侧的工件的内周面的状态下，利用作用于第2流体通路的流体压力，使配置在上述基准轴的轴向的固定销按压上述卡盘销的侧方，从而保持卡盘销相对于工件的内周面的抵接状态。因此，在基准轴的径向只存在有构成第1流体通路的孔部和与该孔部连通的多个卡盘销孔、即使使该基准轴的外径变小，也能卡紧工件，因此，即使是内径小的工件，也能卡紧。

而且，技术方案2的发明根据技术方案1所述的发明，在上述卡盘销的前端部形成有台阶部，在外套到上述基准轴外侧的圆筒状的工件引导壳体上形成有多个卡盘销孔而限制该卡盘销突出，该多个卡盘销孔能供上述各卡盘销的前端的小径部插入，并具有供台阶部可卡合的大小。

根据技术方案2的发明，卡盘销是只使前端的小径部从工件引导壳体的卡盘销孔突出、并且前端的台阶部卡合于该卡盘销孔的结构，因此，在不对工件进行磨削加工时，卡盘销不过度地突出而受到保护。

技术方案3的发明根据技术方案2所述的发明，其特征在于，上述工件引导壳体是具有工件的定心功能的筒夹构件，在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝，该狭缝以只开口于该筒夹构件的轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉，而且，该狭缝的开口端交替变更，该狭缝与该卡盘销孔数量相同，在上述筒夹构件的内周面的两端部分别形成有锥状的定心面，该锥状的定心面与分别在上述基准轴的外周面和能沿轴向滑动地与该基准轴嵌合的圆筒状的扩径构件的外周面形成的彼此反向的锥状的定心面相同，且能与该彼此反向的锥状的定心面紧密接触，在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下，使上述扩径构件沿着基准轴的轴向滑动，使形成在该筒夹构件的内周面的两端部的各定心面与形成在上述基准轴和上述扩径构件的各定心面紧密接触而使上述筒夹构件扩径，紧密接触于上述工件的内周面，从而进行该工件的定心。

根据技术方案3的发明，在使工件嵌合在筒夹构件的外侧的状态下，使上述扩径构件沿着基准轴的轴向滑动时，该筒夹构件的上述狭缝的开口端的附近进行弹性变形而被扩径，从而与工件的内周面紧密接触，而且与该狭缝的数量相对应的各扩径部的弹性变形量相同。因此，具有能利用设有卡盘销孔的筒夹构件来进行该工件的定心的这种优点，该卡盘销孔用于防止卡盘销突出到所需要以上而导致该卡盘销被损坏或成为工件组装的障碍。

技术方案4的发明根据技术方案1～3中任一项所述的发明，上述多根卡盘销分别沿着周向隔开规定间隔地配置在沿着基准轴的轴向隔开规定间隔而不同的位置，相邻的各组的卡盘销被配置在沿着周向错开的位置。

根据技术方案4的发明，在利用多个卡盘销在多点卡紧工件的内周面的情况下，卡紧平衡良好，内径和外径的同心度提高等，加工精度提高，并且能同时组装呈圈状的多个工件来进行加工，加工效率也提高。而且，能稳定地支承轴向的长度相对于直径之比比较大的工件。

另外，技术方案5的发明根据技术方案1～4中任一项所述的发明，在上述卡盘销的与从基准轴突出的一侧相反的一侧的端部形成有环状卡定槽，该卡盘销的上述环状卡定槽的部分被配置在与上述基准轴同心地设在该基准轴的中心部的中心孔中，在能滑动地收容在上述中心孔的卡盘销返回构件的轴向的一端部，一体地形成有壁厚小于卡盘销的上述环状卡定槽的槽宽度的圆筒部，在该圆筒部上沿着轴向形成有能与各卡盘销的环状卡定槽卡定的被卡定槽部，并且，该圆筒部的内周面形成为内径从端面侧朝向内侧变小的锥面状，该发明具有卡盘销返回机构，该卡盘销返回机构构成为：在作用有上述第1流体通路的流体压力时，利用该流体压力使上述卡盘销返回构件相对于卡盘销后退，并且，在没有作用该流体压力时，以利用施力部件使上述卡盘销返回构件相对于卡盘销前进的方式使上述卡盘销返回构件移动，从而使上述卡盘销向上述基准轴的轴心侧返回。

根据技术方案5的发明，在卡紧时，利用第1流体通路的流体压力使卡盘销从基准轴的外周面稍微突出，并且利用第2流体通路的流体压力，固定销按压上述卡盘销的侧面，由此，该卡盘销以上述突出状态被牢固地固定，外套基准轴的外侧的工件被卡紧。而且，工件的磨削加工后，在解除第1流体通路的流体压力而解除由固定销对卡盘销的按压之后，解除第1流体通路的流体压力时，利用施力部件的施力，卡盘销返回构件相对于卡盘销前进，由于卡定在该卡盘销的环状卡定槽的上述卡盘销返回构件的圆筒部的内周锥面，卡盘销被强制地稍微返回基准轴的轴心侧，该卡盘销的前端面从工件的内周面离开。结果，磨削加工后的工件容易拔出，并且卡盘销的前端面稍微进入基准轴的外周面的状态被维持，因此在没有作用流体压力时该卡盘销受到保护。

另外，技术方案6的发明是技术方案1的外圆磨床的内径卡盘装置使用的筒夹构件，其特征在于，在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝，该狭缝以只开口于该筒夹构件的轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉，而且该狭缝的开口端交替变更，该狭缝与该卡盘销孔数量相同，在上述筒夹构件的内周面的两端部分别形成有锥状的定心面，该锥状的定心面与分别在上述基准轴的外周面和能沿轴向滑动地与该基准轴嵌合的圆筒状的扩径构件的外周面上形成的彼此反向的锥状的定心面相同，且能与该彼此反向的锥状的定心面紧密接触，在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下，使上述扩径构件沿着基准轴的轴向滑动，使在该筒夹构件的内周面的两端部的各定心面与形成在上述基准轴和上述扩径构件上形成的各定心面紧密接触，使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面，从而进行该工件的定心。

技术方案6的发明是以“筒夹构件”为主体来限定技术方案3的发明的发明，其作用与技术方案3的发明实质上相同。

另外，技术方案7的发明是技术方案1所述的外圆磨床的内径卡盘装置使用的筒夹构件，其特征在于，在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝，该狭缝以只开口于该筒夹构件的轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉，而且该狭缝的开口端交替变更，该狭缝与该卡盘销孔数量相同，在上述筒夹构件的内周面，在整个轴向全长上形成有与在上述基准轴的外周面上形成的锥状的定心面相同且能与该锥状的定心面紧密接触的锥状的定心面，在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下，使上述筒夹构件沿着上述基准轴的轴向朝向主轴侧滑动，由此，使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面，从而进行该工件的定心。

技术方案6的发明的筒夹构件是沿着轴向的两端部的锥状的内周面为定心面的结构，而技术方案7的发明的筒夹构件在沿着内周面的轴向的全长上形成有作为定心面的锥面，技术方案7的发明只在这点与技术方案6不同，通过使该筒夹构件沿着基准轴的轴向滑动使该筒夹构件扩径而与工件的内周面紧密接触来进行定心的作用是相同的。

根据技术方案1的发明，利用第1流体通路的流体压力从基准轴的外周面稍微突出而与工件的内周面抵接来进行该工件的定心和卡紧这两者的卡盘销的侧面，利用第2流体通路的流体压力被固定销按压，在该状态下进行工件的磨削加工，因此，与该工件被多根卡盘销以点接触的方式卡紧无关地，在磨削加工时，即使由砂轮将径向或轴向的磨削力作用在工件上，工件也不会相对于多个卡盘销在周向或轴向偏离而被维持在最初的定心状态，因此，提高工件的磨削精度。

而且，在基准轴的径向仅存在构成第1流体通路的孔部和与该孔部连通的多个卡盘销孔，即使减小该基准轴的外径，也能卡紧工件，因此即使是内径小的工件，也能卡紧。

另外，根据技术方案6和技术方案7的各发明的筒夹构件，具有如下优点：除了可以高精度地进行工件的定心之外，还能防止未磨削工件时卡盘销过度突出，并且能对工件的插入以及磨削后的工件取出进行引导。

附图说明

图1是本发明的内径卡盘装置A₁的主视图(图2的X-X缩小剖视图)。

图2是图1的Y-Y放大剖视图。

图3是对Y-Y部分进行剖切示出的立体图。

图4是工件W₁的卡紧状态的局部放大纵剖视图。

图5是工件W₁的卡紧状态的局部横剖视图。

图6是解除了工件W₁的卡紧的状态的局部放大纵剖视图。

图7是解除了工件W₁的卡紧的状态的局部横剖视图。

图8是内径卡盘装置A₂的纵剖视图。

图9是图8的Z-Z放大剖视图。

图10筒夹构材J的立体图。

图11的(a)、(b)分别表示卡盘销返回构件K的立体图以及卡盘销P₂的环状卡定槽P₂d和卡盘销返回构件K的被卡定槽部53的卡定状态的俯视剖视图。

图12是用于说明卡盘销返回机构E和筒夹构件J的各作用的纵剖视图。

具体实施方式

下面列举多个优选实施例来更详细地说明本发明。

实施例1

首先，参照图1～图7，对实施例1的内径卡盘装置A₁进行说明。图1是本发明的内径卡盘装置A₁的主视图(图2的X-X缩小剖视图)，图2是图1的Y-Y放大剖视图，图3是对Y-Y部分进行剖切示出的立体图，图4和图5是工件W₁的卡紧状态的局部放大纵剖视图和局部横剖视图，图6和图7是解除了工件W₁的卡紧的状态的局部放大纵剖视图和局部横剖视图。

在图1～图4中，圆筒状的主轴1使轴心C水平，且可旋转地支承在主轴箱(未图示)上而被驱动旋转，用于使后述的基准轴5能同心地连结于该主轴1的定心轴部2借助多根螺栓B₁被安装在该主轴1的前端面上，并且，法兰盘3借助多根螺栓B₂被安装在该定心轴部2的前端面上。而且，活塞室4使轴心与法兰盘3的轴心相同并在法兰盘3的前端面开口地形成在该法兰盘3上，基准轴5与上述主轴1同心地借助多根螺栓B₃安装在该法兰盘3的前端面上，由此，上述活塞室4被封闭。基准轴5由凸缘部5a、轴部5b构成，在该轴部5b的外侧嵌合有工件引导板6，该工件引导板6的凸缘部6a借助多根螺栓B4安装在上述基准轴5的凸缘部5a上。

基准轴5的轴部5b是借助工件引导板6的轴部6b来组装(安装)工件W₁的部分，该轴部5b在中心部贯穿形成有用于形成油路的油路形成孔5c，在该油路形成孔5c中嵌合有油路形成筒7的小径部7a，该油路形成筒7的大径部7b贯穿上述法兰盘3上形成的活塞室4而与轴部3a的一部分嵌合。在基准轴5的轴部5b的前端部沿着周向等间隔地以贯穿轴部5b的状态形成有两组卡盘销孔8，该卡盘销孔8是以沿着轴向隔开规定间隔的多个(实施例为6个)卡盘销孔为一组。两组卡盘销孔8被形成在沿着周向错开的位置，卡盘销孔8贯穿在基准轴5的轴部5b的外周面和油路形成孔5c之间。油路形成筒7的内部的贯穿孔7c形成油路R₁，贯穿形成在基准轴5的轴部5b的油路形成孔5c的前端部被封闭栓9封闭，在油路形成筒7的前端面和上述封闭栓9的内端面之间形成有规定的间隙10(参照图4)，以使形成油路R₁的油路形成筒7的贯穿孔7c与上述两组的卡盘销孔8连通，并且油路形成筒7的前端部和封闭栓9的内侧的大约一半的各部分形成为稍小的直径。

另外，具有凸缘部6a的工件引导板6的轴部6b的供工件W₁嵌合的前端侧的工件组装部6b₁的直径小于该轴部6b的基端侧的部分的直径，从而作为其锥状的台阶部的定心面11与设置在尾座(未图示)的顶尖(center)12协作，进行该工件W₁的定心。在上述工件组装部6b₁上，在与形成于基准轴5上的两组卡盘销孔8相对应的位置，形成有直径比该卡盘销孔8的直径稍小的卡盘销孔13。而且，利用螺栓(未图示)将管连接件14安装在法兰盘3的轴部3a的主轴1的空心部侧，该管连接件14用于使供给压力油和压缩空气的压力油管和压缩空气管与上述油路R₁和后述的空气通路R₂连接起来。另外，在工件引导板6的工件组装部6b₁的外周面和嵌合于该工件组装部6b₁的外侧的工件W₁的内周面之间形成有微小的间隙，但在图4中，夸大地示出了该间隙。

以液密状态插入到形成于基准轴5的轴部5b的两组各卡盘销孔8的卡盘销P₁呈圆柱状，其抵接于工件W₁的内周面的前端部的直径稍小于其他部分的直径，该小径的部分被插入上述工件引导板6的卡盘销孔13，在卡紧工件时，卡盘销P₁的前端面相对于工件组装部6b₁的外周面稍微突出，抵接于工件W₁的内周面。工件引导板6的卡盘销孔13的内径小于卡盘销P₁的除了前端的小径部P₁a之外的部分的外径，因此，由于存在该卡盘销P₁的小径部和其他部分之间的连接部即台阶部P₁b，该卡盘销P₁不会从工件引导板6的卡盘销孔13脱出。由此，在未卡紧时卡盘销P₁受到保护。

而且，被插入两组各卡盘销孔8的各卡盘销P₁是在卡紧工件W₁时被固定销15a、15b从基准轴5的轴心方向按压而被固定的结构。即，在与被分别插入到基准轴5的两组各卡盘销孔8的卡盘销P₁相对应的位置，以与上述卡盘销孔8连通的状态沿着该基准轴5的轴心方向贯穿该基准轴5地设置固定销孔16a、16b，长度不同的固定销15a、15b分别被插入各固定销孔16a、16b，该固定销15a、15b的一端面抵接于卡盘销P₁的外周面。设在上述法兰盘3的活塞室4中内装有利用空气压向卡盘销P₁侧施力的活塞17。上述固定销孔16a、16b的与上述活塞17相对的一侧在规定长度上的直径大于其他部分的直径而成为弹簧收容孔19，并且在上述活塞17的与上述各固定销孔16a、16b相对应的部分形成有弹簧容纳槽18，压缩弹簧21被弹性地安装在该弹簧容纳槽18和上述弹簧收容孔19之间，该压缩弹簧21的固定销15a、15b侧的端部借助小活塞22与固定销15a、15b接触。因此，当空气压作用于活塞17的受压面17a时，该活塞17使压缩弹簧21压缩而向卡盘销P₁侧滑动，从而，作用于活塞17的受压面17a上的空气压借助固定销15a、15b作用于卡盘销P₁上，抵接于工件W₁的内周面而进行该工件W₁的定心和卡紧的多根卡盘销P₁被从与自身的轴线垂直的方向按压而被固定，由此，保持上述定心和卡紧的各状态。另一方面，工件W₁的磨削作业结束而卸下该工件W₁时，解除作用于活塞17的空气压和作用于多个卡盘销P₁的受压面(基准轴5的轴心侧的端面)的液压。由此，利用压缩弹簧21的复原力，该活塞17向与卡盘销P₁相反的一侧滑动，作用于卡盘销P₁的按压力被解除，并且卡盘销P₁能朝着基准轴5的轴心C侧稍微移动。另外，通过沿着轴向形成于法兰盘3的空气通路R₂向活塞室4中供给压缩空气。

如上所述那样，由于实施例1的内径卡盘装置A₁的组装工件W₁的部分是如下所述的结构：多根卡盘销P₁相对于油路形成筒7的小径部7a所嵌合的基准轴5的油路形成孔5c沿着周向隔开规定间隔地配置在径向上。因此，工件引导板6的工件组装部6b₁的外径(D₀)是上述油路形成孔5c的内径(d1)、与基准轴5和工件引导板6的各卡盘销孔8、13的各长度L1、L2之和(L1+L2)的2倍的和，即〔D₀＝d1+2(L1+L2)〕(参照图4)。结果，能够使将借助工件引导板6设置的工件W₁组装在基准轴5的轴部5b的部分上的部分的外径〔与工件引导板6的工件组装部6b₁的外径(D₀)相等〕变小，能够对以往的内径卡盘装置难以卡紧的内径小的工件W₁进行磨削。另外，油路R₁和空气通路R₂通过使用O形密封圈而实现所有部分的液密或气密。

接着，按照该工件W₁的组装、磨削加工和卸下各顺序对使用实施例1的内径卡盘装置A₁磨削内径小的环状的工件W₁的情况进行说明。首先，在借助工件引导板6的工件组装部6b₁将工件组装在基准轴5的轴部5b外侧的部分之前的状态下，即，在卸下了刚加工完毕的工件W₁的状态下，存在多根卡盘销P₁中的特定的卡盘销P₁对之前的工件W₁进行了定心的状态，即，存在多根卡盘销P₁中的特定的卡盘销P₁从上述工件组装部6b₁的外周面稍微突出的情况。即使在这样的状态下，由于该工件W₁的内周的两端面为了能定心而被倒角，因此，利用该工件W₁的被先插入的一侧的倒角面，一边使从工件组装部6b₁的外周面稍微突出的卡盘销P₁缩回，一边将该工件W₁插入上述工件组装部6b₁的外侧而进行组装。之后，利用尾座(未图示)的顶尖12的前进，上述工件W₁的轴向的两端的内周侧的各端面被工件引导板6的锥状的定心面11和形成在该顶尖12上的锥面支承，由此，该工件W₁被相对于基准轴5的轴心C定心。

如上所述，在工件W₁被定心的状态下，当使液压作用于油路R₁时，液压作用于各卡盘销P₁在基准轴5的轴心C侧的端面即受压面P₁c，各卡盘销P₁的前端面从工件组装部6b₁的外周面突出而抵接于以定心状态保持在上述定心面11和顶尖12之间的工件W₁的内周面，工件W₁被多根卡盘销P₁从内径侧卡紧，可靠地保持上述定心状态。之后，当空气压作用于空气通路R₂而使活塞17前进时，压缩弹簧21被压缩，在与各卡盘销P₁的轴线垂直的方向配置且前端面与各卡盘销P₁的侧面抵接的各固定销15a、15b，从侧方按压各卡盘销P₁，对工件W₁进行定心，从而使各卡盘销P₁以从内径侧卡紧的状态牢固地固定工件W₁。

如上所述，卡盘销P₁被固定销15a、15b从侧方按压，在该卡盘销P₁不容易沿着自身的轴向移动的状态下，利用砂轮G对工件W₁进行外径的磨削。并且，在对工件W₁进行磨削加工时，即使该工件W₁从砂轮G受到径向的力，如上所述那样，由于卡盘销P₁是不容易沿着自身的轴向移动的结构，因此该工件W₁能维持组装时的定心状态地进行磨削加工。这意味着工件W₁的外径磨削的圆度、圆柱度等加工精度高。

磨削加工结束后，分别解除作用于油路R₁的液压和作用于空气通路R₂的空气压时，固定销15a、15b从侧方按压卡盘销P₁的力和作用于卡盘销P₁的受压面P₁c的力都被解除，因此卡盘销P₁能沿着自身的轴向移动。因此，使加工完毕的工件W₁沿着基准轴5的轴向移动而从工件组装部6b₁卸下时，受到沿着该基准轴5的径向的力的卡盘销P₁相对于卡紧时稍微缩回(图7表示该状态)，由此，能将该工件W₁从基准轴5的轴部5b卸下。另外，在图7中，W₁i表示加工时的工件W₁的内周面。

实施例2

接着，参照图8～图12，对实施例2的内径卡盘装置A₂进行说明。图8是内径卡盘装置A₂的纵剖视图，图9是图8的Z-Z放大剖视图，图10是筒夹构件J的立体图，图11的(a)、(b)分别表示卡盘销返回构件K的立体图以及卡盘销P₂的环状卡定槽P₂d和卡盘销返回构件K的被卡定槽部53的卡定状态的俯视剖视图，图12是用于说明卡盘销返回机构E和筒夹构件J的各自作用的纵剖视图。另外，实施例2的内径卡盘装置A₂的特征在于，具有使卡盘销P₂返回的卡盘销返回机构E和用筒夹构件J对工件W₂进行定心这两点。利用固定销46从侧方按压处于卡紧工件W₂的状态的卡盘销P₂的结构与实施例1的内径卡盘装置A₁同样，因此只详细地说明特征部分。

在图8和图9中，圆筒状的主轴31使轴心C水平，且借助多个轴承33、34可旋转地支承在主轴箱32上，借助螺栓B₅将定心轴部35安装在上述主轴31上，借助螺栓B₆将该定心轴部35的基准轴36安装在上述定心轴部35上。借助螺栓B₇将用于使环状的工件W₂的一端面抵接的基准件37安装在基准轴36的凸缘部36a上，上述工件W₂的端面与该基准件37的轴部37a的前端面抵接，与后述的筒夹构件J协作，从而使工件W₂相对于基准轴36定心，并且，能使工件W₂的轴心与该基准轴36的轴心相同地进行组装。

截面圆形的中心孔38开口于前端面地设置在基准轴36的轴部36b的中心部，多个卡盘销孔39贯穿于上述中心孔38和外周面之间地沿着径向设置在该基准轴36上，卡盘销P₂可沿着径向移动地插入到各卡盘销孔39中。如图11和图12所详细地表示那样，卡盘销P₂的抵接于工件W₂的内周面的前端部的直径小于其他部分的直径，在该小径部P₂a和其他部分之间形成有台阶部P₂b，在卡盘销P₂的卡紧时被配置在上述中心孔38的基端部还形成有环状卡定槽P₂d。另外，卡盘销P₂的基端侧的端面为受压面P₂c。卡盘销返回构件K可沿着基准轴36的轴心方向移动地内装在上述中心孔38中，压缩弹簧42弹性地安装在封闭上述中心孔38的封闭栓41和上述卡盘销返回构件K之间，利用该压缩弹簧42的复原力，上述卡盘销返回构件K受到向主轴31侧的力。

在上述定心轴部35和基准轴36的中心部贯穿地形成有油路R₁₁。在定心轴部35上，开口于前端面地形成有环状的空心部，该环状的空心部成为活塞室43，圆筒状的活塞44可沿着主轴31的轴心方向移动地内装在该活塞室43中。而且，在基准轴36的设有上述各卡盘销孔39的部分，固定销孔45以与上述卡盘销孔39连通的方式沿着基准轴36的轴心方向设置，被插入该固定销孔45的固定销46的前端面与内装在上述卡盘销孔39的卡盘销P₂的侧面抵接，在固定销孔45的剩余部分和设在上述活塞44的前端面的弹簧容纳槽47之间，弹性地安装有用于在压缩空气未起作用时使该活塞44后退的压缩弹簧48。因此，当使液压作用于上述油路R₁₁时，由于该液压，各卡盘销P₂受到突出方向的力，各卡盘销P₂抵接于工件W₂的内周面，并且，在使液压作用于上述油路R₁₁的状态下，利用作用于沿着轴向设置在相对于定心轴部35的中心错开的位置的空气通路R₁₂的空气压而将上述固定销46按压在卡盘销P₂的侧面上的结构及其作用与实施例1的内径卡盘装置A₁同样。

而且，卡盘销返回机构E是用于使抵接于工件W₂的内周面的状态的卡盘销P₂向基准轴36的轴心侧稍微移动而使该卡盘销P₂的前端部缩回到卡盘销孔39的内部的机构，该卡盘销返回机构E包括：具有能与卡盘销P₂的环状卡定槽P₂d卡定的被卡定槽部53的卡盘销返回构件K；对该卡盘销返回构件K向主轴31侧施力的上述压缩弹簧42。如图8和图11所示，卡盘销返回构件K的结构如下所述：比上述卡盘销P₂的环状卡定槽P₂d薄壁的圆筒部52一体地形成在滑动轴部51的主轴31侧的端部，该圆筒部52的结构如下：在从端面侧稍微进入到内侧的部分形成有锥面部52a，该锥面部52a的内径朝向内侧变小，开口于前端面的被卡定槽部53沿着轴向形成在该圆筒部52上。上述压缩弹簧42被弹性安装在封闭栓41的凹部41a和形成在卡盘销返回构件K的滑动轴部51的背面侧的凹部51a之间，由此，该卡盘销返回构件K始终受到向主轴31侧的力，在该卡盘销返回构件K的前进端，圆筒部52的前端面与中心孔38的内端面抵接。

而且，基准轴36的轴部36b的外周面形成为台阶状，用于使后述的筒夹构件J扩径的扩径构件N能沿着上述基准轴36的轴向移动地嵌合在该轴部36b的小径部的外侧，在形成于上述轴部36b的大径部的台阶端面54的锥面状的第1定心面55和上述扩径构件N中的形成在主轴31侧的端部的相同锥面状的第2定心面56的外侧配置有呈圆筒状的上述筒夹构件J。在圆筒状的扩径构件N中的主轴31侧的端面，沿着周向隔开一定间隔地形成有多个弹簧收容孔57，被收容在该弹簧收容孔57中的压缩弹簧58的一端与基准轴36的台阶端面54弹性接触，利用压缩弹簧58的复原力，上述扩径构件N受到从主轴31离开的方向的力而与设在封闭栓41的与主轴31相反的一侧的端部的凸缘部41b抵接，由此，上述扩径构件N相对于上述筒夹构件J的后退端被确定。上述扩径构件N利用设置在尾座(未图示)上的按压件59的前进被向主轴31侧按压，而使扩径构件N的第2定心面56进入筒夹构件J的后述的锥状内周面63的内侧而紧密接触。

而且，如图10所示，筒夹构材J是用于与工件W₂的内周面紧密接触来进行该工件W₂的定心的薄壁圆筒状的构件，其结构如下：沿着周向隔开一定间隔在相对于轴向的中央部稍微偏离的位置形成有与上述卡盘销P₂的数量相同数量的卡盘销孔61，并且该筒夹构材J还设有狭缝62，该狭缝62贯穿该卡盘销孔61，而且该狭缝62只交替地开口于不同的侧的端面，另外，在内周面的轴向的两端部分别形成具有与上述第1定心面55和第2定心面56相同倾斜度的锥状内周面63。因此，在扩径构件N被配置在后退端的状态下，使筒夹构件J外套到形成于基准轴36和扩径构件N的外周面的第1定心面55和第2定心面56的外侧，在环状的工件W₂外套组装在该筒夹构件J的外侧的状态下，当利用上述按压件59，使扩径构件N向主轴31侧稍微移动时，在图12中从双点划线转换到以实线表示的状态。即，当扩径构件N向主轴31侧稍微移动时，筒夹构件J一边向主轴31侧稍微移动、一边使各狭缝62的开口端侧的宽度扩大，由此，该筒夹构件J的周长变长(该筒夹构件J被扩径)到筒夹构件J的外周面与工件W₂的内周面紧密接触。筒状构件J的周长变长的比例在周向的任一部分都相同，扩径后的筒夹构件J确保了圆筒形，因此该筒夹构件J被扩径，其外周面与工件W₂的内周面紧密接触，从而，该工件W₂被相对于主轴31(基准轴36)的轴心C定心。而且，筒夹构件J的卡盘销孔61不是圆形，而是沿轴向呈长圆状，该卡盘销孔61的周向(短圆方向)的尺寸小于卡盘销P₂的一般部(除了小径部P₂a之外的部分)，因此台阶部P₂b卡合在卡盘销孔61中，因此，卡盘销P₂不会从筒夹构件J的卡盘销孔61脱出而受到保护。这样，筒状构件J具有在不具备卡盘销返回机构E的内径卡盘装置中，防止卡盘销P₂从基准轴36的卡盘销孔39脱出而保护该卡盘销P₂的功能和组装工件W₂的功能。另外，在图8和图12中，ΔD表示筒夹构材J的卡紧时和未卡紧时的外径的变化量，M表示扩径构件N相对于后退端位置的移动量。

另一方面，工件W₂的磨削加工结束后，当利用按压件59施加在扩径构件N上的按压力被解除时，利用多个压缩弹簧58的复原力，扩径构件N后退到与封闭栓41的凸缘部41b抵接的后退端位置，由此，筒夹构件J稍微向尾座(未图示)一侧移动而缩径(外径变小)。由此，能将以外套在该筒夹构件J外侧的形式组装的工件W₂从该筒夹构件J拔掉。

而且，在实施例2的内径卡盘装置A₂中，油路R₁₁和空气通路R₁₂被O形密封圈液密和气密地保持。另外，在图9中，附图标记64表示用于防止灰尘类进入到卡盘销孔39内的防尘圈。

并且，针对利用上述内径卡盘装置A₂对呈内齿轮状的工件W₂进行磨削，以与上述内径卡盘装置A₁不同的部分为主体进行说明。首先，预先将扩径构件N配置于后退端位置，将工件W₂外套在筒夹构件J的外侧而使该工件W₂的主轴31侧的端面与基准件37的轴部37a的端面抵接组装的状态下，当利用按压件59使扩径构件N向主轴31侧稍微移动时，如上所述，该扩径构件N被扩径而与工件W₂的内周面紧密接触，从而该工件W₂被定心。在该状态下，当使液压作用于油路R₁₁时，利用该液压，使各卡盘销P₂的前端面与利用筒夹构件J被定心的工件W₂的内周面的齿部的部分抵接，之后，当使空气压作用于空气通路R₁₂而利用固定销46从侧方固定卡盘销P₂时，由筒夹构件J进行的工件W₂的定心状态被多根卡盘销P₂保持。在该状态下，利用砂轮进行工件W₂的外径磨削。另外，当液压作用于基准轴36的中心孔38时，克服压缩弹簧42的复原力，使卡盘销返回构件K后退到与封闭栓41的端面抵接。

磨削结束后，将作用于油路R₁₁和空气通路R₁₂的液压和空气压都解除了之后，当解除按压件59的作用于扩径构件N的按压力时，如上所述那样，利用压缩弹簧58的复原力，该扩径构件N后退到后退端位置，从而筒夹构件J缩径，在该筒夹构件J的外周面和工件W₂的内周面之间形成微小的间隙71(参照图12)，从而能拔掉套在该筒夹构件J的外侧的工件W₂。

而且，由于液压不再作用于基准轴36的中心孔38内，因此，利用压缩弹簧42的复原力，卡盘销返回构件K前进到与该中心孔38的内端面抵接，从而，卡盘销返回构件K的被卡定槽部53相对较深地进入到卡盘销P₂的环状卡定槽P₂d中，在其中途，在圆筒部52的锥面部52a通过时，该锥面部52a与环状卡定槽P₂d中的基准轴36的轴心C侧的内端面抵接，从而，使该卡盘销P₂向基准轴36的轴心C侧稍微移动。由此，卡盘销P₂的前端部相对于筒夹构件J的卡盘销孔61稍微缩回。这样，由于卡盘销P₂相对于筒夹构件J的卡盘销孔61稍微缩回以及卡盘销P₂的环状卡定槽P₂d和卡盘销返回构件K的被卡定槽部53存在卡定关系，因此，在未磨削工件W₂时，卡盘销P₂不至于从筒夹构件J的外周面突出，从而使该卡盘销P₂受到保护。

另外，如上所述，在实施例2的内径卡盘装置A₂中，设有卡盘销返回机构E，在未进行磨削时，使卡盘销P₂稍微返回到基准轴36的轴心C侧，因此，能可靠地保护该卡盘销P₂的前端部，但即使只采用具有卡盘销孔61的筒夹构件J，也能防止卡盘销P₂的突出。

而且，实施例2的筒夹构件J是沿着轴向的两端部的锥状的内周面63成为定心面的结构，但也可以使用技术方案7所限定那样在沿着内周面的轴向的全长上形成有作为定心面的锥面的筒夹构件，通过在基准轴36上形成有与该筒夹构件的内周面的锥面相对应的锥面，使该筒夹构件沿着基准轴36的轴向滑动从而使该筒夹构件扩径而与工件的内周面紧密接触来进行定心的作用是相同的。

而且，在任一内径卡盘装置A₁、A₂中，利用固定销15a、15b、46从侧方按压所有卡盘销P₁、P₂，利用定心机构可靠地防止配置在定心位置的工件W₁、W₂的偏心，提高磨削精度，但固定销15a、15b、46也可以只相对于全体卡盘销P₁、P₂中的特定的卡盘销P₁、P₂设置。

而且，在上述各实施例1、2中，使卡盘销突出而与工件的内周面抵接的流体压力是液压，但在磨削时作用于工件的径向或轴向的力比较小的轻磨削的情况下，在利用空气压使各卡盘销与工件的内周面抵接的状态下，也可以利用空气压所产生的固定销的固定力对抵接于工件的内周面的状态的卡盘销进行固定。

另外，若为在基准轴外侧配置有工件引导板并将工件外套在该工件引导板外侧的结构，存在如下优点：在未磨削工件时，即使由于不小心使流体压力作用于第1流体通路，也由于上述工件引导板的存在而能防止该卡盘销从基准轴的卡盘销孔脱出。但在本发明的内径卡盘装置中，该引导板不是不可或缺的。(即使没有该引导板，也能实施本发明)。

Claims (7)

1.一种外圆磨床的内径卡盘装置，其是以内径为加工基准而对圆筒状的工件的外径或外径部的台阶端面进行磨削加工时所使用的外圆磨床的内径卡盘装置，其特征在于，其包括：

基准轴，其以相对于主轴定心的状态一体地安装在该主轴的前端部；

多个卡盘销，它们能以相对于上述基准轴的外周面稍微出入的方式沿着周向隔开大致等间隔地在径向上插入上述基准轴的外周面，该多个卡盘销用于卡紧该工件的内周面，使第1流体通路的流体压力作用于该多个卡盘销的突出用受压面而使该多个卡盘销的前端突出部与同上述基准轴同心地配置在该基准轴的外侧的工件的内周面抵接，从而卡紧该工件的内周面；

固定销，其数量与上述各卡盘销的数量相同或数量比该各卡盘销的数量少，为了对卡紧状态的上述各卡盘销的全部或仅对特定的卡盘销从与轴向垂直的方向进行按压固定，上述固定销能沿着上述基准轴的轴向移动地配置在沿周向配置有各卡盘销的部分，利用第2流体通路内的流体压力按压卡盘销，并且通过解除该流体压力而解除上述按压力；

将圆筒状的工件插入上述基准轴的外侧，使作用于上述第1流体通路的流体压力作用于各卡盘销的受压面，利用相同的突出力使各卡盘销突出而抵接于上述工件的内周面，从而卡紧该工件，并且，在卡盘销的该抵接状态下，在利用第2流体通路的流体压力由固定销从侧方按压固定上述各卡盘销的全部或仅按压固定特定的卡盘销的状态下，对该工件的外径或外径部的台阶端面进行磨削加工；

在没有作用上述第1流体通路和上述第2流体通路的流体压力的状态下，使上述各卡盘销从卡紧位置后退，从上述基准轴卸下上述工件。

2.根据权利要求1所述的外圆磨床的内径卡盘装置，其特征在于，

在上述卡盘销的前端部形成有台阶部，在外套到上述基准轴外侧的圆筒状的工件引导壳体上形成有多个卡盘销孔来限制该卡盘销突出，该多个卡盘销孔能供上述各卡盘销的前端的小径部插入，并具有供台阶部卡合的大小。

3.根据权利要求2所述的外圆磨床的内径卡盘装置，其特征在于，

上述工件引导壳体是具有工件的定心功能的筒夹构件，在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝，该狭缝以只开口于轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉，而且，该狭缝的开口端交替变更，该狭缝与该卡盘销孔数量相同，在上述筒夹构件的内周面的两端部分别形成有锥状的定心面，该锥状的定心面与分别在上述基准轴的外周面和能沿轴向滑动地与该基准轴嵌合的圆筒状的扩径构件的外周面形成的彼此反向的锥状的定心面相同，且能与该彼此反向的锥状的定心面紧密接触，

在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下，使上述扩径构件沿着基准轴的轴向滑动，使形成在该筒夹构件的内周面的两端部的各定心面与形成在上述基准轴和上述扩径构件的各定心面紧密接触，使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面，从而进行该工件的定心。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的外圆磨床的内径卡盘装置，其特征在于，

上述多根卡盘销分别沿着周向隔开规定间隔地配置在沿着基准轴的轴向隔开规定间隔而不同的位置，相邻的各组的卡盘销被配置在沿着周向错开的位置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的外圆磨床的内径卡盘装置，其特征在于，

在上述卡盘销的与从基准轴突出的一侧相反的一侧的端部形成有环状卡定槽，该卡盘销的上述环状卡定槽的部分被配置在与上述基准轴同心地设在该基准轴的中心部的中心孔中，

在能滑动地收容在上述中心孔的卡盘销返回构件的轴向的一端部，一体地形成有壁厚小于卡盘销的上述环状卡定槽的槽宽度的圆筒部，在该圆筒部上沿着轴向形成有能与各卡盘销的环状卡定槽卡定的被卡定槽部，并且，该圆筒部的内周面形成为内径从端面侧朝向内侧变小的锥面状，

该外圆磨床的内径卡盘装置具有卡盘销返回机构，该卡盘销返回机构构成为：在作用有上述第1流体通路的流体压力时，利用该流体压力使上述卡盘销返回构件相对于卡盘销后退，并且，在没有作用该流体压力时，以利用施力部件使上述卡盘销返回构件相对于卡盘销前进的方式使上述卡盘销返回构件移动，从而使上述卡盘销向上述基准轴的轴心侧返回。

6.一种筒夹构件，其是权利要求1所述的外圆磨床的内径卡盘装置使用的筒夹构件，其特征在于，

在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝，该狭缝以只开口于该筒夹构件的轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉，而且该狭缝的开口端交替变更，该狭缝与该卡盘销孔数量相同，在上述筒夹构件的内周面的两端部分别形成有锥状的定心面，该锥状的定心面与分别在上述基准轴的外周面和能沿轴向滑动地与该基准轴嵌合的圆筒状的扩径构件的外周面上形成的彼此反向的锥状的定心面相同，且能与该彼此反向的锥状的定心面紧密接触，

在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下，使上述扩径构件沿着基准轴的轴向滑动，使形成在该筒夹构件的内周面的两端部的各定心面与形成在上述基准轴和上述扩径构件上的各定心面紧密接触，使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面，从而进行该工件的定心。

7.一种筒夹构件，其是权利要求1所述的外圆磨床的内径卡盘装置使用的筒夹构件，其特征在于，

在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝，该狭缝以只开口于该筒夹构件的轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉，而且该狭缝的开口端交替变更，该狭缝与该卡盘销孔数量相同，在上述筒夹构件的内周面，在整个轴向全长上形成有与在上述基准轴的外周面上形成的锥状的定心面相同且能与该锥状的定心面紧密接触的锥状的定心面，

在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下，使上述筒夹构件沿着上述基准轴的轴向朝向主轴侧滑动，由此，使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面，从而进行该工件的定心。

Images