JP2000000706A - 工作機械のワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真円に旋削加工される内径部を有するワーク
を工作機械の回転ヘッドに、内径部に機械歪みを与える
ことなく、かつ、ワークの品種変更で支持部品の交換を
することなく、脱着可能に支持する装置を提供するこ
と。 【解決手段】 回転ヘッド１０の先端面中央の座面ｍに
ワーク１を芯出し治具１２で芯出ししてから位置決め固
定するワーク支持装置であって、回転ヘッド１０の先端
面周辺部にクランプ爪２０を回転ヘッド１０の軸方向に
移動可能、かつ、軸方向と直交方向に回転可能に設置す
る。回転ヘッド１０にワーク１が芯出しされると、クラ
ンプ爪２０を後方移動させながら内方に回転させて、ク
ランプ爪２０の先端部２０ｂでワーク１の前端面ｎを座
面ｍに向けて押圧し、この押圧力でワーク１を座面ｍに
固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真円に旋削加工さ
れる内径部を有する機械部品等のワークを工作機械のワ
ーク加工用回転ヘッドに脱着可能に位置決めして固定す
るワーク支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の動力伝達機構に使用されるリバ
ースアイドラギヤ等の機械部品であるワークを回転させ
て、ワークの内径部を真円に旋削加工等する工作機械に
おいては、ワーク加工用回転ヘッドの先端面にワークを
芯出しして固定した状態で、回転ヘッドとワークを一体
に高速回転させるようにしている。

【０００３】この種の工作機械の回転ヘッド構造例を、
図５及び図６に基づき簡単に説明する。図５は、回転ヘ
ッド１０の先端部と、この先端部に位置決めされて固定
されるワーク１の断面図である。ワーク１は、真円に旋
削加工等される内径部２を有する円筒本体部３と、円筒
本体部３の外周に突設された例えば前段ギヤ部４と後段
ギヤ部５を有する。回転ヘッド１０の先端面の中央部に
芯出し治具１２が内蔵され、回転ヘッド１０の先端面中
央にワーク１の裏面に当接するワーク固定用座面ｍが形
成され、回転ヘッド１０の先端面周辺部にワーク１をそ
の外周から挟持して座面ｍに固定するワークチャック１
５が設置される。

【０００４】回転ヘッド１０の先端面中央部にワーク１
が供給されると、ワーク１の内径部２内に芯出し治具１
２が前進して、芯出し治具１２の先端部外周に突出退入
可能に設けた３分割型の芯出しチャック１３が半径方向
外方に開き、各芯出しチャック１３の先端が内径部２の
内周面に当接して、回転ヘッド１０の回転中心にワーク
１の内径部２の中心線を一致させるように、ワーク１の
芯出しが行われる。

【０００５】回転ヘッド１０の先端面中央部にワーク１
が芯出し治具１２で芯出しされて位置決め仮保持される
と、ワークチャック１５が閉じてワーク１の後段ギヤ部
５を外周から挟持して、ワーク１を回転ヘッド１０に固
定する。ワークチャック１５は、例えば図６に示すよう
な３本の開閉爪であって、回転ヘッド１０の中心に向か
って閉じることでワーク１をその外周から強固に挟持す
る。

【０００６】回転ヘッド１０の先端面中央部にワーク１
がワークチャック１５で固定されると、芯出し治具１２
がワーク１から離れる。その後、回転ヘッド１０とワー
ク１とワークチャック１５の全体が高速回転して、例え
ばワーク１の内径部２に工具１６が挿入されて内径部２
の真円旋削加工が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】工作機械の回転ヘッド
に上記のようなワークを、その外径からワークチャック
で支持した場合、外径の異なる別品種のワークを同じ回
転ヘッドに取り付けてワーク内径部を加工しようとする
ときに、ワークチャックを別品種のワークの外径に合う
別のチャックに交換しなければならず、このチャック交
換に少なくとも数１０分以上の時間を要してワーク加工
の作業性が悪くなっていた。

【０００８】また、回転ヘッドにワークをその外径から
チャックして内径部を真円旋削加工した場合、チャック
締め時に内径部にチャック力による歪みが生じた状態で
旋削加工することになるから、旋削加工直後の内径部の
真円度は許容範囲（例えば真円度４μｍ以下）内であっ
ても、このワークを一旦ワークチャックから外したアン
チャック状態（製品状態）にすると、内径部のチャック
締め時の歪みが復元して許容範囲外の真円度となる不具
合が発生することがある。

【０００９】本発明の目的は、ワークが外径の異なる別
品種のワークに代わっても、これを回転ヘッドに支持す
る手段の交換を不要にし、かつ、ワークの内径部の真円
旋削加工が常に高精度に行えるようにした工作機械のワ
ーク支持装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、真円に旋削加
工される内径部を有するワークを工作機械のワーク加工
用回転ヘッドの座面に、同回転ヘッドに装備された芯出
し治具でワークの内径部の中心線を回転ヘッドの回転中
心に一致させてから脱着可能に固定するワーク支持装置
であって、回転ヘッドの座面に芯出しされたワークの回
転ヘッドの座面と反対側の前端面を回転ヘッドの座面に
向けて押圧してワークを回転ヘッドの座面に固定するク
ランプ爪を備えた構造にて、上記目的を達成するもので
ある。

【００１１】ここで、クランプ爪は回転ヘッドに可動に
取り付けられて、回転ヘッドの座面にワークが芯出しさ
れてセットされると、ワークを座面に押圧するように動
作する。このようなクランプ爪はワークの外径の大小に
関係なくしてワークを回転ヘッドに支持する。また、ク
ランプ爪で支持されたワークの内径部は、クランプ爪に
よるクランプ歪みの影響を受けないことから、内径部の
真円旋削加工後の真円度は変動しない。

【００１２】また、本発明においては、上記クランプ爪
の複数を回転ヘッドの座面の周辺部に、回転ヘッド軸方
向に前後移動可能で、かつ、回転ヘッドの座面と平行な
方向に往復回転可能に設置して、複数のクランプ爪を同
時に軸方向移動及び回転動させてワークの前端面を押圧
するようにしたことを特徴とする。

【００１３】このように回転ヘッドに対して複数のクラ
ンプ爪を軸方向移動させてワークを回転ヘッドの座面に
押圧することで、ワークを回転ヘッドに強固に固定する
ことが容易になる。また、回転ヘッドに対してクランプ
爪を回転動させることで、共通のクランプ爪で外径の異
なる多品種のワークのクランプができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１乃至図４を参照して説明する。この実施形態は図
５の回転ヘッド１０に適用したもので、図５及び図６と
同一及び相当部分には同一符号を付して説明の重複を避
ける。

【００１５】本発明の特徴は、回転ヘッド１０の先端面
周辺部に可動に設置したクランプ爪２０でワーク１の前
端面ｎをワーク軸方向に押圧して、ワーク１を回転ヘッ
ド１０の座面ｍに押圧固定するようにしたことである。
クランプ爪２０は、回転ヘッド１０の先端面周辺部に複
数、例えば同一寸法形状の３本のクランプ爪２０が１２
０度間隔で配置される。各クランプ爪２０は、回転ヘッ
ド１０の先端面周辺部に回転ヘッド１０の軸方向に前後
移動可能に、かつ、軸方向と直交方向に往復回転可能に
設置される。

【００１６】各クランプ爪２０は、回転中心となる基端
部２０ａと、ワーク１に当接して押圧する先端部２０ｂ
を有する。基端部２０ａが、回転ヘッド１０の先端面周
辺部に突出するロッド２１の先端部に直交させて固定さ
れる。ロッド２１は長尺な丸棒であって、回転ヘッド１
０に軸方向に前後摺動可能に、かつ、ロッド２１の軸線
回りに回転自在に嵌挿される。３本の各クランプ爪２０
の３本のロッド２１は、図示しない共通の前後駆動源
（油圧シリンダ等）に連結されて、同時に前後動及び同
方向に回転する。

【００１７】また、図１及び図３に示すように、各ロッ
ド２１には外周の一部に軸方向にロッド回転用ガイド溝
２２が形成され、このガイド溝２２にガイドピン２３が
摺動可能に嵌入される。ガイドピン２３は回転ヘッド１
０の側面定箇所に固定された固定ピンであって、ロッド
２１が前後移動するとガイド溝２２の軸方向に屈曲した
部分を摺動してロッド２１に回転力を付与する。

【００１８】各クランプ爪２０は、次のように同時に同
方向に動作してワーク１を回転ヘッド１０の座面ｍに押
圧して固定する。まず、図１及び図２の実線に示すよう
に回転ヘッド１０の座面ｍにワーク１が供給されると、
ワーク１の内径部２に芯出し治具１２が前進して３分割
型の芯出しチャック１３が半径方向に開き、芯出しチャ
ック１３の先端が内径部２の内周面に当接して、ワーク
１の芯出しが行われる。このとき、各クランプ爪２０の
ロッド２１が最前進位置に在って、各クランプ爪２０は
回転ヘッド１０の先端面からワーク１の厚さ以上離れた
最前進位置に在り、各クランプ爪２０の各先端部２０ｂ
はワーク１の外径より大きな同心円上に在る。

【００１９】次に、回転ヘッド１０の先端面中央にワー
ク１が芯出し治具１２で芯出しされると、図１及び図２
の鎖線で示すように各ロッド２１が同時に後方に移動し
て、各クランプ爪２０が後退すると共に内方に回転す
る。即ち、ロッド２１が後退すると、ガイド溝２２にガ
イドピン２３が摺動して、ガイド溝２２の形状で決めら
れた方向にロッド２１が回転する。この回転で各クラン
プ爪２０の先端部２０ｂがワーク１の前端面ｎの定箇
所、例えば前段ギヤ部４の前面の１２０度間隔の３箇所
に移動し、ロッド２１の後退力で各クランプ爪２０の先
端部２０ｂがワーク１の前端面ｎを押圧して、ワーク１
を座面ｍに押圧固定する。この後、図３及び図４に示す
ように芯出し治具１２がワーク１の内径部２から離れ
て、工具１６による内径部２の真円旋削加工が行われ
る。

【００２０】クランプ爪２０がワーク１を押圧してクラ
ンプするとき、図４に示すようにクランプ爪２０の先端
面がワーク１の円筒本体部３の外周に当接するようにす
る。このようにすると後退しながら回転するクランプ爪
２０は、その先端面がワーク１の円筒本体部３の外周に
当接した時点で回転が停止して、以後、後退だけしてワ
ーク１を押圧する。このクランプ爪２０の後退と回転に
よるワーク１のクランプ動作は、ワーク１の外径が大小
変更されても同様に行われるため、クランプ爪２０で外
径の異なる複数品種のワークのクランプが容易、かつ、
確実に行える。

【００２１】また、各クランプ爪２０は回転ヘッド１０
の座面ｍにワーク１を押圧して固定するため、ワーク１
の内径部２にクランプ歪みが発生せず、たとえ歪みが発
生したとしてもごく微量である。そのため、ワーク１を
クランプして内径部２を真円旋削加工したときの真円度
が、そのままワーク１のアンクランプ（製品状態）以後
も確保されて、真円度低下の心配が無くなる。

【００２２】尚、本発明は上記実施形態に限らず、例え
ばクランプ爪の形状、設置数はワークの形状に対応させ
て適宜変更可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、回転ヘッドのクランプ
爪でワークをその軸方向から押圧して回転ヘッドに固定
するようにしたので、共通のクランプ爪で外径の異なる
別品種のワークを回転ヘッドに支持することができ、従
って、ワーク支持手段であるクランプ爪の交換の手間が
省けて、ワーク旋削加工等の機械加工の作業性改善が図
れる。また、ワークの内径部は、クランプ爪によるクラ
ンプ歪みの影響を受けないことから、内径部の真円旋削
後の真円度が変わらず、ワークの各種機械加工の高精度
化を図れる。

【００２４】また、クランプ爪の複数を回転ヘッドの座
面の周辺部に軸方向に移動可能、かつ、回転可能に設置
することで、クランプ爪を構造簡単な駆動系で動作させ
ることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のワーク支持装置を備えた
回転ヘッドの部分断面図。

【図２】図１の回転ヘッドの正面図。

【図３】図１の回転ヘッドのワーク支持時の部分断面
図。

【図４】図３の回転ヘッドの正面図。

【図５】従来の工作機械のワーク支持装置を備えた回転
ヘッドの部分断面図。

【図６】図５の回転ヘッドの部分正面図。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 内径部 ｎ 前端面 １０ 回転ヘッド ｍ 座面 １２ 芯出し治具 ２０ クランプ爪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真円に旋削加工される内径部を有するワ
   ークを工作機械のワーク加工用回転ヘッドの座面に、同
   回転ヘッドに装備された芯出し治具でワークの内径部の
   中心線を回転ヘッドの回転中心に一致させてから脱着可
   能に固定するワーク支持装置であって、 回転ヘッドの座面に芯出しされたワークの回転ヘッドの
   座面と反対側の前端面を回転ヘッドの座面に向けて押圧
   してワークを回転ヘッドの座面に固定するクランプ爪を
   有することを特徴とする工作機械のワーク支持装置。
2. 【請求項２】 上記クランプ爪の複数を回転ヘッドの座
   面周辺部に、回転ヘッドの軸方向に前後移動可能、か
   つ、回転ヘッドの座面と平行な方向に往復回転可能に設
   置して、複数のクランプ爪を同時に軸方向移動及び回転
   動させてワークの前端面を押圧するようにしたことを特
   徴とする請求項１記載の工作機械のワーク支持装置。