JP2005007500A - ワークの固定構造及び固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを固定したワーク台を工作機械に簡単かつ正確に位置決めして固定することができ、ワーク台を上下反転したときのワークの位置精度も保証される技術手段を提供することにより、複数ワークの高精度加工を能率良く行うことを可能にする。
【解決手段】中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝を有する被把持面と、前記中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面とを備えた一対の縁金２７をワーク台２２の対向両辺に装着し、上下方向の噛合溝を有する下向き把持面を備えた一対の口金２６をバイスの対向する顎２４、２５に装着し、バイスの締付け時に把持面から作用する下向きの把持分力により前記基準面をバイスに設けた受面２８ａに押接すると共に、前記把持面と被把持面の噛合溝の噛合によりワーク台２２の幅方向位置を規定する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークを固定したワーク台を工作機械のテーブルに装着したバイスなどに正確に位置決めして固定する技術に関するもので、多数の小型ワークを工作機械のテーブルに一括して取付けて高精度の加工を行うことを可能にする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のワークをマシニングセンタなどの工作機械で加工する場合、ワークの着脱を容易にするために、工作機械のテーブルにバイスを装着して当該バイスでワークを把持して加工を行うことが一般に行われている。小型のワークでは、ワークを１個ずつテーブルに固定して加工すると、加工時間に比べてワークの着脱時間が長くなって、オペレータの作業負担が増大すると共に、工作機械の稼働率が低下する。そこで、複数のワークをワーク台（パレット）に固定し、このワーク台をテーブルに固定したバイスに固定して、複数ワークの同時加工を行うことも多い。このような加工において、ワークの加工精度と加工能率を上げるために、ワーク台をバイスの正確な位置に簡単に装着できることが要求され、かつワークの複数の面をワークを付け替えることなく加工したいという要求が生ずる。
【０００３】
また、ワークの加工高さの精度を上げようとすると、ワーク台をバイスで固定したときのワーク台の浮き上がりが問題となる。そこで高い高さ精度を必要とするときは、この浮き上がりを避けるために、バイスの把持面を下向き面とした構造や、ワークを把持したときに把持面が下方移動する構造の口金を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
複数個のワークを同時加工するのに用いるワーク台として従来種々のものが提案されているが、これらのワーク台を用いて加工を行うとき、ワークの加工精度を上げようとすると、ワーク台へのワークの固定に時間がかかったり、ワーク台をバイスの正確な位置に固定するのに時間がかかったりして、段取り作業の作業負担及び作業時間が大きくなるという問題があった。
【０００５】
例えば従来手段では、ワーク台をバイスに固定するときに、バイスの口幅方向の位置決めをするためにダイヤルゲージを横向きに取付けて、このダイヤルゲージの指針を見ながらワーク台の幅方向位置を設定して固定することが行われている。この作業は、例えば、ワーク台をバイスで軽く把持した状態でダイヤルゲージの指針を見ながらワーク台の側面を軽く叩いて幅方向位置を設定するという作業で、作業に時間と熟練とを必要としていた。
【０００６】
また、ワークの高さ精度を出すために、バイスで把持するときにワークに下向きの力を作用させて受台上に押し付けるようにしたものでは、ワーク又はワークを固定したワーク台を上下反転させて裏面を加工するとき、受台を高さの違うものに交換するなどして、ワークの高さ位置の設定作業を再度行ってやらねばならないなどの問題があった。
【０００７】
この発明は、ワークを工作機械のテーブルに簡単にかつ正確に位置決めして着脱することができ、裏面加工のためにワークを上下反転したときのワークの位置精度も保証され、更にワーク台への複数ワークの着脱も短時間で行うことが可能な、簡単な構造の加工治具ないしワーク台を提供することにより、複数ワークの高精度加工を能率良く行うことを可能にし、かつオペレータの作業負担も軽減されるようにすることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決したこの発明のバイスへのワーク台の固定構造は、請求項１に記載のように、中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝３６、４７を有する被把持面３５、４６と、前記中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面３７、３８とを備えた一対の縁金２７をワーク台２２の対向両辺に装着し、上下方向の噛合溝３１を有する下向き把持面３０を備えた一対の口金２６をバイスの対向する顎（ジョー）２４、２５に装着し、前記バイスの締付け時に前記把持面から作用する下向きの把持分力により前記表基準面又は裏基準面をバイスに設けた受面２８ａに押接すると共に、前記把持面と被把持面の噛合溝の噛合によりワーク台２２の幅方向位置を規定するというものである。
【０００９】
上記の固定構造によれば、把持面３０の上下方向の噛合溝３１と被把持面３５、４６の円弧形ないしく字形噛合溝３６、４７との噛合により、バイスの顎に対するワーク台２２の幅方向の位置決めがなされ、ワーク台２２を表裏反転してもこの幅方向の位置決め作用が確保されるので、ワーク台２２に装着したワークのバイス幅方向の表裏の位置決めを、共にワンタッチで行うことができる。更に、把持面３０の下向きの噛合溝３１が被把持面３５、４６の円弧形ないしく字形噛合溝３６、４７に噛合したとき、ワーク台２２の表裏の方向とは無関係に、ワーク台２２を下方に付勢して、その裏基準面３８又は表基準面３７を高さ位置決め用の受面２８ａに押し付けるので、ワーク台の浮き上がりによる加工精度低下が、表面加工の際にも裏面加工の際にも、バイスの把持操作により自動的に防止される。
【００１０】
前記のこの発明の固定構造は、請求項２記載の固定治具、すなわち、中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝３６、４７を有する被把持面３５、４６及び前記中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面３７、３８を備えた一対の縁金２７と、上下方向の噛合溝３１を有する下向き把持面３０を備えた一対の口金２６からなる、ワーク台固定治具を準備し、当該治具の一対の口金２６をバイスの顎に装着し、一対の縁金２７をワーク台の対向両辺に装着することにより、実現できる。
【００１１】
本願の請求項３の発明は、中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面３７、３８と、複数の小型ワークの固定手段とを備え、前記中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝３６、４７を有する被把持面３５、４６を対向両辺に備えている、ワーク台である。
【００１２】
この請求項３に記載のワーク台を複数準備して、前記の一対の口金を装着したバイスに交互に装着するようにすれば、工作機械でワークを加工している間に、バイスから取外したワーク台へのワークの着脱を行うことができ、多数のワークを能率良く加工することができる。
【００１３】
上記構造のワーク台への複数の小型ワークの固定構造として、請求項４に記載のように、ワーク取付面２と、当該取付面の両側に対向して形成された当て面４と、当該取付面の中間部に形成した嵌合溝３と、この嵌合溝の底面に設けたねじ孔６と、底面にボルト挿通孔１２ｂを有する上向きコ字断面に屈曲した押えばね板１２と、ボルト挿通孔１２ｂを設けた断面逆台形の楔部材１３と、締結ボルト１４とを備え、前記押えばね板は前記嵌合溝に嵌合固定され、前記楔部材はその台形の楔斜面１３ａを押えばね板１２の上縁部内側に摺接させた状態で配置され、前記締結ボルトは楔部材及び押えばね板のボルト挿通孔を貫通して嵌合溝底面の前記ねじ孔に螺合されており、当該締結ボルトをねじ込むことによって押えばね板の上辺を両側に拡開して当て面４との間でワーク２１を挟持固定する構造を採用すれば、当該ワーク台へのワークの着脱を速やかに行うことが可能になり、この発明の特徴をより顕著に発揮させることができる。
【００１４】
上記構造において、一枚のばね板で複数のワークをより確実に固定したいときは、押えばね板１２の上縁を、円形、楕円形、卵形、菱形、逆Ｕ字形などの、当該ばね板底面の幅方向と同方向に弾性変形可能な断面形状に屈曲する。これにより、同時に固定される複数のワーク相互の微小な寸法誤差が吸収されて、各ワークの固定がより確実になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、バイス２３に複数のワーク２１を固定したワーク取付板（ワーク台）２２を、この発明の固定構造で固定した状態を示す側面図である。バイス２３の固定顎２４及び可動顎２５には、口金２６が装着され、ワーク台２２の口金２６と対向する辺には、縁金２７が取付けられている。口金２６の下方には、縁金２７の下面を受ける受板２８が固定顎２４及び可動顎２５に上下方向に若干遊動可能に連結されており、これらの受板２８の下辺は、バイスの基台２９の上面に摺接している。
【００１６】
図２、３及び４に示すように、口金２６の把持面３０には、連続するＶ形断面の上下方向の噛合溝３１が形成されており、かつこの噛合溝３１は、バイスの顎２４、２５への取付面３２に対して５度下向きの把持面を形成するように設けられている。口金２６は、その取付面３２側に把持面３０より下方に延びるフランジ部３３を備えており、このフランジ部に設けたボルト孔に挿通したボルト３４（図３参照）により、バイスの固定顎２４及び可動顎２５に締着されている。
【００１７】
口金の把持面３０と対向する縁金２７の被把持面３５は、口金の噛合溝３１と等しい連続Ｖ形断面の上下方向の円弧形溝３６を備えている（図７参照）。図の実施例のものでは、縁金の厚さ（図１、５の上下方向の寸法）１８ｍｍに対して、円弧形噛合溝３６の円弧半径は、５０ｍｍとしている。縁金２７は、互いに平行な表基準面３７と裏基準面３８とを備え、円弧形噛合溝３６の円弧の中心軸は、この表裏の基準面３７、３８から等距離の中心面上に位置している。
【００１８】
縁金２７の背面（被把持面３５と反対の面）は、凸部３９を備えた取付面４０となっている。縁金２７には、この取付面部分を貫通するボルト孔４１が設けられており、このボルト孔は、ボルト頭を収容するための座ぐり孔４２を備えている。縁金２７は、凸部３９をワーク台２２の凹部４５に嵌合させた状態でボルト頭を座ぐり孔４２に収容した取付ボルト４３によってワーク台２２の両辺に締着されている（図６参照）。
【００１９】
バイスの顎２４、２５及びワーク台２２に口金２６及び縁金２７を取付けるときは、両側に噛合溝を設けた治具ブロックを作っておいて、口金２６を軽く固定した顎２４、２５でこの治具ブロックを挟み込んだ状態で、口金２６、２６をバイスの固定顎２４と可動顎２５に固定する。次にワーク台２２の両辺に縁金２７を軽く固定してバイスの顎２４、２５で挟み込んでやれば、両側の縁金の幅方向の位置決めができる。そこでこの状態で、ワーク台をバイスの長手方向を中心にひっくり返して、ワーク台２２の幅方向の移動を測定しながら修正してやれば、ひっくり返したときのセンタずれを防止できる。位置が決れば、縁金２７をワーク台２２に強固に固定する。
【００２０】
バイスで挟んだときのワーク台２２の高さ方向の位置は、口金の下向きの把持面３０により縁金の表裏の基準面３７、３８が受板２８の受面２８ａに押し付けられることにより規定される。縁金の被把持面３５が円弧面となっているので、ワーク台２２を表裏反転しても受板２８への押し付け作用は変わらない。このようにして縁金２７を取付けたワーク台２２に多数の小型部品を取付けて、バイスで挟んでやれば、各ワークの幅方向は噛合溝によって規定され、高さは縁金の表裏の基準面が受板２８に押接されることにより規定され、ワーク台を表裏反転しても上記の位置精度は変わらない。従って、ワーク台に取付けられた多数の小型ワークの表裏面に高精度の加工が可能になる。
【００２１】
図８は縁金の他の実施例を示した断面側面図である。この実施例は、前記円弧形噛合溝に代えて、被把持面４６に、表裏の基準面３７、３８から等距離の中心面を境にして上半が上向き５度、下半が下向き５度の中凸く字形の噛合溝４７を設けた縁金である。この場合も口金２６との協働作用によって、ワーク台２２を受板２８へ押し付ける。なお、噛合溝の断面形状には、ねじ溝形状や歯車の歯形形状を採用することができ、ねじや歯車加工用の工具を用いて正確な形状の噛合溝の加工ができる。
【００２２】
図９は図１に示した実施例のワーク台２２の平面図、図１０はワーク台２２の横断面図で、表面がワークの取付面２となっている。取付面２の中央には、長手方向に嵌合溝３が設けられており、その両側に固定するワークの寸法に合わせた距離を隔てて当て面４が形成されている。この当て面４は、ワーク台２２の側縁に畝５を削り残すことによって形成されている。嵌合溝３の底面にはねじ孔６が設けられている。
【００２３】
嵌合溝３には、上向きコの字形に屈曲して底板１０と両側の爪板１１とを形成した押えばね板１２が、その底板の拡開方向の弾力によって嵌合溝３の両壁面を押圧する状態で嵌挿されている（図１０、１１参照）。押えばね板１２の内側には、断面逆台形の楔部材１３がその楔斜面１３ａを押えばね板１２の上縁部に設けた摺接縁１１ａに接触させた状態で挿入され、この楔部材１３及び押えばね板１２に設けたボルト挿通孔１３ｂ、１２ｂを通して締結ボルト１４が嵌合溝底部のねじ孔６に螺合されている。
【００２４】
押えばね板１２は、図１１に示すように、両側の爪板１１の底板１０との屈曲部１０ａは、直上の部分を外側に膨らますように屈曲してあり、更に底板１０の中央を僅かに上方へ彎曲させている。この構造により、押えばね板１２は嵌合溝３にその底板のみを押込むことによって容易に嵌挿され、かつ自身の弾力で嵌合溝３の両側の壁面３ａを押圧して固定されるから、容易には離脱しない。もちろん、押えばね板１２は、嵌合溝３の底部にねじ止めすることも可能である。また、両側の爪板１１の上縁は、断面が円ないし楕円となる筒状に屈曲して、その筒状の内側を楔部材１３との摺接縁１１ａとし、外側をワークとの当接縁１１ｂとしているため、複数のワークを１個の押えばね板１２で保持するときに、ワーク相互の微小な寸法誤差が筒の直径方向の弾性変形によって吸収される。そして、凸円弧状の屈曲面で楔部材１３及びワーク２１と当接することとなるので、それらの当接面を傷つけることがない。
【００２５】
ワーク台の取付面２の嵌合溝３と当て面４との間に、加工しようとする小型ワーク２１を複数個並べ、締結ボルト１４をねじ込むと、楔部材１３が押えばね板１２の両側の爪板１１、１１の間に押込まれて、当該爪板１１を外側へ押し広げる。そのため、嵌合溝３と当て面４との間に配置されたワークは、図１０に示すように、楔部材１３の押込による拡開動作により、当て面４に押し付けられて当て面４と爪板１１との間で挟持される。
【００２６】
工作機械が例えば縦型のマシニングセンタであれば、ワーク取付面を上方に向けた状態でワーク台２２をバイスに固定して、当該取付面に固定したワーク２１の上面の加工を行うことができる。同時に、ワークの側面の加工を工具とワーク台の畝５とが干渉しない範囲において行うことができる。更にワーク台２２の各ワーク取付位置にワーク台を貫通する開口４４を設けておくことにより、ワーク台を表裏反転してその開口４４からワーク裏面の孔明け加工などを行うことができる。すなわち、ワーク２１の表側の加工が終了したら、可動顎２５を緩め、ワーク台２２を表裏反転して再固定し、ワーク台の裏面側からの加工を行うのである。
【００２７】
この反転状態においても、ワーク台２２は、噛合溝３１と３６、４７との噛合により幅方向に正確に位置決めされ、また下向き把持面３０と円弧形ないしく字形の被把持面３５、４６との作用により、縁金の表裏の基準面３７、３８が受板２８の受面２８ａに押接された状態で把持されてワーク台の浮き上がりが防止されるので、反転したときの高さ精度も維持される。
【００２８】
このようにして所望の加工が終了したら、加工済ワークをワーク台２２と共にバイス２３から取外し、次のワークを装着したワーク台を新たにバイス２３に固定して、次の一群のワークに対する加工を行う。更にワーク台２２の表裏に、表裏基準面から同じ高さにワークを取付けるようにすれば、より多くのワークの加工を精度よく行うことができ、加工能率が向上する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の固定構造によれば、ワーク台に取付けられた多数のワークを同時加工する際に、バイスに対するワーク台の取付位置を正確に規定することができ、工作機械へのワークの取付位置精度を高くできるので、多数ワークの高精度加工が可能である。更に、ワーク台へのワークの着脱も容易で、多数の小型ワークの表裏面を同時加工することも可能な加工治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のワークの固定構造の一例を示す側面図
【図２】図１の固定構造における口金の断面側面図
【図３】図１の固定構造における口金の平面図
【図４】図１の固定構造における口金の正面図
【図５】図１の固定構造における縁金の断面側面図
【図６】図１の固定構造における縁金の断面平面図
【図７】図１の固定構造における縁金の正面図
【図８】図１の固定構造における縁金の他の実施例の断面側面図
【図９】ワーク台の平面図
【図１０】ワークを装着した状態で示すワーク台の断面図
【図１１】押えばね板の好ましい形状の一例を示す断面図
【符号の説明】
２ 取付面
３ 嵌合溝
４ 当て面
６ ねじ孔
１２ 押えばね板
１２ｂ ボルト挿通孔
１３ 楔部材
１３ａ 傾斜面
１４ 締結ボルト
２４ 固定顎
２５ 可動顎
２６ 口金
２７ 縁金
３０ 把持面
３１ 噛合溝
３５ 被把持面
３６ 円弧形噛合溝
３７ 表基準面
３８ 裏基準面
４６ 被把持面
４７ く字形噛合溝

Claims (4)

1. 中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝（３６，４７）を有する被把持面（３５，４６）と、前記中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面（３７，３８）とを備えた一対の縁金（２７）をワーク台（２２）の対向両辺に装着し、上下方向の噛合溝（３１）を有する下向き把持面（３０）を備えた一対の口金（２６）をバイスの対向する顎（ジョー）（２４，２５）に装着し、前記バイスの締付け時に前記把持面から作用する下向きの把持分力により前記表基準面又は裏基準面をバイスに設けた受面（２８ａ）に押接すると共に、前記把持面と被把持面の噛合溝の噛合によりワーク台（２２）の幅方向位置を規定することを特徴とする、バイスへのワーク台の固定構造。
2. 中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝（３６，４７）を有する被把持面（３５，４６）及び前記中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面（３７，３８）を備えた一対の縁金（２７）と、上下方向の噛合溝（３１）を有する下向き把持面（３０）を備えた一対の口金（２６）からなる、ワーク台固定治具。
3. 中心面に平行かつ等距離にある表裏の基準面（３７，３８）と、複数の小型ワークの固定手段とを備え、前記中心面に対称な上下方向の中凸円弧形ないし中凸く字形噛合溝（３６，４７）を有する被把持面（３５，４６）を対向両辺に備えている、ワーク台。
4. 前記小型ワークの固定手段が、ワーク取付面（２）と、当該取付面の両側に対向して形成された当て面（４）と、当該取付面の中間部に形成した嵌合溝（３）と、この嵌合溝の底面に設けたねじ孔（６）と、底面にボルト挿通孔（１２ｂ）を有する上向きコ字断面に屈曲した押えばね板（１２）と、ボルト挿通孔（１２ｂ）を設けた断面逆台形の楔部材（１３）と、締結ボルト（１４）とを備え、前記押えばね板は前記嵌合溝に嵌合固定され、前記楔部材はその台形の楔斜面（１３ａ）を押えばね板（１２）の上縁部内側に摺接させた状態で配置され、前記締結ボルトは楔部材及び押えばね板のボルト挿通孔を貫通して嵌合溝底面の前記ねじ孔に螺合されており、当該締結ボルトをねじ込むことによって押えばね板の上辺を両側に拡開して当て面（４）との間でワーク（２１）を挟持固定する、請求項３記載のワーク台。

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