CN107914171A - 工件固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工件固定装置。该工件固定装置包括：接收部件(10)，其具有与工件(1)的柱状部(2)的外圆周面的第一圆周位置抵接的第一抵接面，以及与柱状部(2)的外圆周面的第二圆周位置抵接的第二抵接面；吸引部件(13c)，其被设置于接收部件(10)，且由强磁性材料或者磁铁形成；临时固定部件(20)，其安装于柱状部(2)，吸引部件(13c)利用磁力来吸引临时固定部件(20)，从而使柱状部(2)临时固定于接收部件(10)；以及夹紧机构(30)，其用于将被临时固定部件(20)临时固定的柱状部(2)向接收部件(10)按压。

Description

工件固定装置
技术领域
本发明涉及一种用于固定工件的工件固定装置。
背景技术
作为这种工件固定装置，已知有：在由强磁性材料形成的板状接收部件的上表面设置有沿上下方向延伸的多个基准销，通过将各基准销插入到设置于工件的下表面的定位孔中，从而将工件定位在相对于板状接收部件的水平方向，然后通过夹紧机构将工件向板状接收部件按压并固定的技术(例如，参照专利文献1)。
根据该固定装置，在将基准销插入到工件的定位孔之前，将由磁铁形成的多个托座吸附在板状接收部件上的任意位置，通过基准销将工件定位在水平方向上，且在利用托座调整板状接收部件的上表面与工件的下表面的距离的同时，通过夹紧机构进行工件的固定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭61-102448号公报
发明内容
发明所要解决的问题
所述固定装置具有以下结构：在矩形板状的工件被载置于板状接收部件的状态下，通过夹紧机构对工件施加朝向下方的力，由此将工件向板状接收部件按压。也就是说，具有若将工件载置于板状接收部件，则工件的下表面能够利用工件的自重而与各托座的上表面确实地接触的结构。
另一方面，根据工件的形状、材质、以及固定工件的姿势，在将工件载置于固定装置上时，往往存在工件相对于接收部件而浮起的状态。例如，如图12所示，在使圆柱形状的工件100的外圆周面与具有在上下方向延伸的V字形槽的V字形接收部110接触，且通过座接收部120支撑工件100的下端的状态下，如果利用夹紧机构130将工件100向V字形接收部110按压，则可以想到如图13所示的工件100倾斜的情况。
在如图13所示的工件100倾斜的状态下，若通过夹紧机构130将工件100向V字形接收部110按压，则会如图14所示那样在工件100的下端与座接收部120之间产生缝隙。因此，工件100的固定位置存在偏差，这在提高工件100的加工精度方面是不优选的。
在此，虽然可以考虑在工件100由能够被磁铁吸引的材料形成时，通过在V字形接收部110、座接收部120上设置磁铁来防止工件100的倾斜，但在工件100是由不被磁铁所吸引的材料形成的情况下，该对策不能使用。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种工件固定装置，即使是在工件由不被磁铁吸引的材料形成的情况下，也能够稳定地固定工件而不拘泥于其固定姿势。
解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明采用以下手段。
本发明的第一方面的工件固定装置包括：接收部件，其具有与工件的柱状部的外圆周面的第一圆周位置抵接的第一抵接面，以及与所述柱状部的外圆周面的第二圆周位置抵接的第二抵接面；吸引部件，其被设置于所述接收部件，且由强磁性材料或者磁铁形成；临时固定部件，其安装于所述柱状部，所述吸引部件利用磁力来吸引所述临时固定部件，从而将所述柱状部临时固定于所述接收部件；以及夹紧机构，其用于将被所述临时固定部件临时固定的所述柱状部向所述接收部件的所述第一抵接面以及所述第二抵接面按压。
在该方面中，临时固定部件安装于工件的柱状部，通过设置于接收部件的吸引部件来吸引临时固定部件，从而将工件临时固定于接收部件，因此，即使是在工件由不被磁铁吸引的材料形成的情况下，也能够稳定地固定工件而不拘泥于其固定姿势。
在上述方面中，优选地，所述柱状部具有中空部，所述临时固定部件是通过插入到所述中空部而安装于所述柱状部的部件。
若这样地构成，则在临时固定工件时，利用夹紧机构将工件向接收部件按压时，临时固定部件不露出于工件的外部，因此，基于夹紧机构的按压位置、工件的加工位置的自由度变高。
另外，在上述方面中，所述吸引部件也可以是电磁铁。
在该情况下，能够根据工件的强度、安装于工件的临时固定部件与吸引部件之间的距离等，调整用于吸引临时固定部件的吸引力。因此，在工件的强度低时，能够防止工件的变形、破损，在需要在接收部件上对工件的位置进行微调时，能够使容易地进行该作业成为可能。
发明的效果
根据本发明，即使是在工件由不被磁铁吸引的材料形成的情况下，也能够稳定地固定工件而不拘泥于其固定姿势。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的工件固定装置以及工件的概略主视图。
图2是第一实施方式的工件固定装置的概略主视图。
图3是第一实施方式的工件以及临时固定部件的概略主视图。
图4是图1中的A-A线的剖视图。
图5是用其他的方法将工件临时固定的工件固定装置的概略主视图。
图6是对图5中的工件固定装置的工件的动作进行说明的图。
图7是对图5中的工件固定装置的工件的动作进行说明的图。
图8是对图5中的工件固定装置的工件的动作进行说明的图。
图9是对图5中的工件固定装置的工件的动作进行说明的图。
图10是第一实施方式的工件固定装置的第一变形例的概略主视图。
图11是第一实施方式的工件固定装置的第二变形例的主要部分剖视图。
图12是对未被临时固定而载置于工件固定装置时的工件的动作进行说明的图。
图13是对未被临时固定而载置于工件固定装置时的工件的动作进行说明的图。
图14是对未被临时固定而载置于工件固定装置时的工件的动作进行说明的图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的第一实施方式的工件固定装置进行说明。
如图1所示，该工件固定装置具有：接收部件10、临时固定部件20、以相对于接收部件10不移动的方式固定的夹紧机构30。该工件固定装置是用于对如图1、图3等所示那样的工件1进行固定的装置。
工件1具有横截面为圆形的柱状部2以及设置于柱状部2的轴线方向的一端的头部3。在柱状部2的内部设置有横截面为圆形的中空部2a，且中空部2a沿柱状部2的轴线方向延伸。如图3所示，由于存在头部3，因此工件1中的重心G被配置于接近头部3的位置。针对被固定于工件固定装置的工件1进行规定的加工，在本实施方式中，通过铣床等加工装置将工件1的头部3切削到规定的高度位置。
接收部件10具有：L字形的基座部件11，其具有沿大致水平方向延伸的水平部11a以及从水平部11a的一端侧沿垂直方向延伸的垂直部11b，且该基座部件11固定于规定的设置场所；固定于水平部11a的座接收部12；固定于垂直部11b的V字形接收部13。座接收部12优选为非强磁性材料的金属长方体块，在本实施方式中上表面为平面。
V字形接收部13是金属块，在与固定于垂直部11b的面相反的一侧的面上形成有沿上下方向延伸的V字形槽。工件1以柱状部2的外圆周面与V字形接收部13的V字形槽相抵接、柱状部2的下端面与座接收部12相抵接的方式，相对于接收部件10而被定位。
此时，工件1的头部3配置于V字形接收部13的上端面的上方。另外，柱状部2的外圆周面的第一圆周位置与构成V字形槽的一个表面13a抵接，柱状部2的外圆周面的第二圆周位置与构成V字形槽的另一个表面13b抵接(图4)。另外，V字形接收部13的V字形槽的底部固定有作为永久磁铁的吸引部件(磁铁)13c。
夹紧机构30具有固定于接收部件10的夹紧机构主体31、固定于夹紧机构主体31的气缸32。气缸32具有作为将柱状部2向接收部件10按压的按压部件的杆32a，使杆32a如图1所示的箭头那样移动，并且使杆32a的前端面与相对于接收部件10而被定位的工件1的柱状部2的外圆周面抵接。
如图1、图3以及图4所示，该工件固定装置具有配置于工件1的柱状部2的中空部2a内的临时固定部件20。临时固定部件20由能够被铁等的磁铁吸引的强磁性材料形成，例如是具有横截面为圆形的柱状。如图3所示，临时固定部件20被形成为能够插入到柱状部2的中空部2a内。
下面对利用上述工件固定装置来固定工件1的方法的一个例子进行说明。
首先，如图3所示，将临时固定部件20插入到工件1的柱状部2的中空部2a内。其后，如前述那样，以柱状部2的外圆周面与V字形接收部13的V字形槽抵接、柱状部2的下端面与座接收部12抵接的方式，使工件1相对于接收部件10而被定位，从而成为图1所示的状态。
此时，配置于工件1的柱状部2内的临时固定部件20被设置于V字形接收部13的吸引部件13c所吸引。通过该吸引力对临时固定部件20施加朝向V字形槽的底部的力，通过该力来维持工件1的柱状部2的外圆周面与V字形接收部13的一个表面13a以及另一个表面13b抵接的状态。
在该状态下，使气缸32的杆32a如图1所示的箭头那样移动，并且使杆32a的前端面与工件1的柱状部2的外圆周面抵接。通过将气缸32的杆32a的前端面与柱状部2的外圆周面抵接，从而柱状部2被按压到V字形接收部13的V字形槽的一个表面13a以及另一个表面13b上，由此，工件1被固定。
在本实施方式中，在通过夹紧机构30固定工件1之前，对被配置于工件1的柱状部2内的临时固定部件20施加朝向V字形槽的底部的力，通过该力来维持工件1的柱状部2的外圆周面与V字形接收部13的V字形槽抵接的状态。因此，如本实施方式那样，即使在将工件1的重心G配置于头部3的一侧，需要如图1那样以头部3配置于上方的方式进行固定的情况下，也能够维持柱状部2的外圆周面与V字形槽的各表面13a、13b接触、且柱状部2的下端与座接收部12的上表面接触的状态，并且能够进行基于夹紧机构30的固定。
作为不同的结构，对不使用临时固定部件20而通过夹紧机构30来固定该工件1的情况进行说明。如图9所示，由于工件1的重心G被配置于头部3的一侧，因此若以将头部3的一侧配置于上方的方式使工件1相对于接收部件10而被定位，则由于头部3的重量以重心G附近为中心，因此工件1容易倾倒。也就是说，会产生如图9所示的那样在柱状部2的外圆周面未与V字形槽的各表面13a、13b接触的状态下，进行基于夹紧机构30的夹紧的情况。
为了防止该不良情况的发生，如图5所示，可以考虑设置一种用于防止头部3的无意移动的辅助支承机构50。辅助支撑机构50例如具有：汽缸51、被汽缸51的杆的前端支承的弹簧52、被弹簧52的前端支承的V字形块53，且被构成为由V字形块53从工件1倾倒的方向支承该工件1。在该结构中，通过适当地调整汽缸51的杆的突出量，从而能够防止工件1的倾倒。
但是，一边调整汽缸51来防止工件1的倾倒，一边使工件1的柱状部2成为与V字形接收部13抵接的状态是非常不容易的，并且工件1本身也存在尺寸、重心的偏差。在汽缸51的调整不恰当，辅助支承机构50的支承力大于必要的值的情况下，如图6所示，柱状部2倾斜而柱状部2的上侧从V字形接收部13离开，同时在柱状部2的下端面与座接收部12之间产生与柱状部2倾斜的量相等的缝隙。
若在该状态下通过夹紧机构30将柱状部2向V字形接收部13按压，则如图7所示的那样，工件1在柱状部2的下端面与座接收部12之间存在缝隙的状态下被固定。并且，上述缝隙可能成为使针对工件1的加工精度降低的原因。例如，在以座接收部12的上表面为基准进行针对工件1的切削加工的情况下，针对工件1的加工量增加了与上述缝隙相等的量。
需要说明的是，虽然存在通过使夹紧机构30的气缸32的杆32a的动作速度变慢，从而利用工件1的自重而不产生上述缝隙的可能性，但由于降低了生产率，因此也不现实。
另一方面，在基于辅助支承机构50的支承力比必要的力小的情况下，也如图8所示的那样，柱状部2发生倾斜，在柱状部2的下端面与座接收部12之间产生与柱状部2倾斜的量相等的缝隙。
与此相对，在本实施方式中，在通过夹紧机构30固定工件1之前，通过作用在安装于工件1的临时固定部件20的吸引力，从而维持工件1的柱状部2的外圆周面与V字形接收部13的V字形槽抵接的状态。这样，不需要细致的设定，就能够以工件1相对于接收部件10的位置不移动的方式进行临时固定。
这样，根据本实施方式，通过将临时固定部件20安装于工件1的柱状部2，利用设置于接收部件10的吸引部件13c来吸引临时固定部件20，从而将工件1临时固定于接收部件10，因此，即使是在工件1由不被磁铁吸引的材料形成的情况下，也能够稳定地固定工件1而不拘泥于其固定姿势。
具体而言，即使是在工件1的重心G被配置于头部3的一侧，需要如图1所示的那样以头部3被配置于上方的方式进行固定的情况下，也能够维持柱状部2的外圆周面与V字形槽的各表面13a、13b接触，且柱状部2的下端与座接收部12的上表面接触的状态，并且进行基于夹紧机构30的固定。
另外，在本实施方式中，通过柱状部2具有中空部2a，将临时固定部件20插入到中空部2a中，从而安装柱状部2。因此，在临时固定工件1时，利用夹紧机构30将工件1向接收部件10按压时，临时固定部件20不露出于工件1的外部，因此，基于夹紧机构30的按压位置、工件1的加工位置的自由度变高。
此外，吸引部件13c也可以是电磁铁。在该情况下，能够根据工件1的强度、被安装于工件1的临时固定部件20与吸引部件13c之间的距离等，调整吸引临时固定部件20的吸引力。因此，在工件1的强度低时，能够防止工件1的变形、破损，在需要在接收部件10上对工件1的位置进行微调时，使得容易地进行该作业成为可能。
此外，如图10所示，作为临时固定部件20的替代，能够将由强磁性材料形成的环状的临时固定部件60嵌合于工件1的柱状部2的外圆周面，使用通过吸引部件13c吸引临时固定部件60的力将工件1临时固定于接收部件10。在该情况下，在V字形接收部13的与临时固定部件60对应的位置形成凹部13d。
另外，如图11所示，作为临时固定部件20的替代，能够在工件1的柱状部2的外圆周面的夹紧机构30侧的面与由强磁性材料形成的临时固定部件70抵接，使用通过吸引部件13c吸引临时固定部件70的力将工件1临时固定于接收部件10。
此外，本实施方式表示了吸引部件13c是磁铁、临时固定部件20、60、70由强磁性材料形成。与此相对，临时固定部件20、60、70也可以是磁铁，吸引部件13c可以由强磁性材料形成，也可以是能够吸引作为磁铁的临时固定部件20、60、70的磁铁。
附图标记
1 工件
2 柱状部
3 头部
10 接收部件
11 基座部件
12 座接收部
13V 字形接收部
20 临时固定部件
30 夹紧机构
31 夹紧机构主体
32 气缸
32a 杆

Claims (3)

1.一种工件固定装置，其特征在于，包括：
接收部件，其具有与工件的柱状部的外圆周面的第一圆周位置抵接的第一抵接面，以及与所述柱状部的外圆周面的第二圆周位置抵接的第二抵接面；
吸引部件，其被设置于所述接收部件，且由强磁性材料或者磁铁形成；
临时固定部件，其安装于所述柱状部，所述吸引部件利用磁力来吸引所述临时固定部件，从而将所述柱状部临时固定于所述接收部件；以及
夹紧机构，其用于将被所述临时固定部件临时固定的所述柱状部向所述接收部件的所述第一抵接面以及所述第二抵接面按压。
2.根据权利要求1所述的工件固定装置，其特征在于，
所述柱状部具有中空部，
所述临时固定部件是通过插入到所述中空部而安装于所述柱状部的部件。
3.根据权利要求1或2所述的工件固定装置，其特征在于，
所述吸引部件由电磁铁形成。
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