JP2005007725A - Work holding mechanism for device for grinding outer surfaces of jewels - Google Patents

Work holding mechanism for device for grinding outer surfaces of jewels Download PDF

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JP2005007725A JP2003173889A JP2003173889A JP2005007725A JP 2005007725 A JP2005007725 A JP 2005007725A JP 2003173889 A JP2003173889 A JP 2003173889A JP 2003173889 A JP2003173889 A JP 2003173889A JP 2005007725 A JP2005007725 A JP 2005007725A
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Inventor
Tatsuichi Tanaka
中 辰 一 田
Original Assignee
Toshiba Mach Co Ltd
東芝機械株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work holding mechanism for a device for grinding the outer surfaces of jewels which can exactly position the jewels and can stably hold them. <P>SOLUTION: The work holding mechanism 10 is composed of the jewels and has an A shaft rotating mechanism 30 which has a desired shape on one side and holds the work 11 having a standard surface rotatably around the A shaft on a bed 18 on the other side and a tailstock 40. The tailstock 40 is arranged opposing the mechanism 30, presses the work 11 along the A shaft to the side of the mechanism 30, and holds the work 11 rotatably around the A shaft between it and the mechanism 30. One of the mechanism 30 and the end surface in contact with the work 11 of the tailstock 40 has approximately the same channel as a desired shape of one side of the work 11, and the other has a flat surface in contact with the standard surface of the work 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宝石類の外面を仕上げ加工するための研削装置に用いるワーク保持機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、宝石類の仕上げ加工は手作業で行われている。その方法は、作業者が拡大鏡等を用いてワーク形状を確認しながら、粗加工された宝石類を回転する砥石に押し当て所定の形状に研磨するというものである。
【0003】
一方、ダイヤモンドツールや超硬合金ツールのR部を研磨するための工作機械も発明されている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平2−224961号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
宝石類の仕上げ加工を手作業で行う場合、作業者の熟練性を必要とし、また、熟練した作業者であっても加工精度が安定しないという問題がある。このような問題のある手作業によって、宝石類の仕上げ加工を行っている一つの理由は、宝石類のように独特な形状を有する小さいワークを、工作機械に正確に位置決めし、加工中に安定して保持することが非常に難しいためである。
【0006】
一般的に宝石類は、光を効果的に屈折、反射させて輝くように、規則的に配列された多数の平らな面を表面に有する。これらすべての面を精度良く仕上げ加工するためには、粗加工されたワークの加工基準面を基準として工作機械にワークを正確に位置決めし、加工中においては、ワークを安定して保持されなければならない。位置決めが不正確であったり加工中の保持が不安定であるため、所定の形状が得られなかった場合、宝石類はその商品価値を大きく落としてしまうことになる。したがって、ワークの正確な位置決めと、ワークの安定保持が必要となる。
【0007】
また、ワークの外周面を研削加工するような場合には、ワークを回転自在に保持しなければならない。この場合、保持機構の構造が複雑となりワークを安定して保持することが更に難しくなる。
【0008】
一方、上述した特許文献1に記載されている工作機械は主にバイトの仕上げ加工を対象としたものであり、その中で開示されたワーク保持機構によって宝石類を安定して保持することは難しい。また、特別な位置決め機能を有しているわけではないので、宝石類の正確な位置決めは難しい。したがって、開示された技術を利用して、加工基準面を基準として宝石類を正確に位置決めし、加工中に宝石類を安定して保持することは難しい。
【0009】
本発明はこのような点を考慮したものであり、宝石類を正確に位置決めすることができ、かつ安定して保持することができる宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、宝石類からなり、一側に所望形状を有するとともに他側に基準面を有するワークを回転自在に保持する回転機構と、回転機構に対向して配置され、回転機構の回転軸に沿って回転機構側にワークを押圧するとともに、回転機構との間でワークを回転機構の回転軸を中心に回転自在に保持する心押台とを備え、回転機構と心押台のワークに当接する端面のうちいずれか一方はワークの一側の所望形状と略同一の溝を有し、他方はワークの基準面と当接する平坦面を有することを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構である。
【0011】
本発明は、ワークはダイヤモンドからなることを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構である。
【0012】
本発明は、ワークは円柱形状部分と、円柱形状部分の一側に隣接する一側円錐形状部分と、円柱形状部分の他側に隣接するとともに基準面を有する他側円錐台形状部分とからなり、回転機構はワークの一側円錐形状部分を収納する溝を有するとともに、心押台はワークの他側円錐台形状部分の基準面に当接し、ワークを位置決めする平坦面を有することを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構である。
【0013】
本発明は、心押台は切替レバーを有し、切替レバーによって心押台によるワークの押圧を解除することができることを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構である。
【0014】
本発明は、心押台に収納されたコイルバネによってワークを押圧することを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構である。
【0015】
本発明は、心押台はシリンダーを有し、シリンダーにエアーを圧入することによって、ワークの押圧を補助することを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0017】
図1乃至図7は本発明による宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構の一実施の形態を示す図である。
【0018】
このうち図1は宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構が組み込まれた宝石類の外面研削装置の平面図であり、図2は宝石類の外面研削装置の正面図であり、図3は宝石類の外面研削装置の側面図であり、図4は図2の部分拡大図であり、図5は図3の部分拡大図であり、図6は宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構の心押台を示す部分拡大図であって便宜的に切替レバー等を取り除いた状態を示す図であり、図7はワークの保持部分を示す拡大断面図である。
【0019】
まず最初に、本発明による外面研削装置用ワーク保持機構により保持されるワークについて説明する。図7に示すようにワーク11は、宝石類、例えばダイヤモンドからなり、略円柱形状の円柱形状部分11aを挟んで、一側が略円錐形状の一側円錐形状部分11bとなっており、他側が略円錐台形状の他側円錐台形状部分11cとなっている。このうち、円柱形状部分11aの側面はガードル面12となっており、一側円錐形状部分11bの側面は規則的に配列された多数の平らな面からなるパビリオン面13となっている。また、他側円錐台形状部分11cの上面はテーブル面14となっており、他側円錐台形状部分11cの側面は規則的に配列された多数の平らな面からなるクラウン面15となっている。
【0020】
次に、本発明による宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構が組み込まれた宝石類の外面研削装置16全体について述べる。図1乃至図4に示すように、本実施の形態における宝石類の外面研削装置16はワーク11を回転自在に保持し、ワーク11の回転軸と直交する方向に回転自在に配置された砥石81によりワーク11のガードル面12を研削加工するものである。
【0021】
このような宝石類の外面研削装置16はベッド18と、ベッド18上に設けられ、X軸に沿って往復するX軸テーブル24と、X軸テーブル24上に支持され、X軸に平行するA軸を中心にワーク11を回転自在に保持するA軸回転機構30と、A軸回転機構30に対向して配置された心押台40と、ベッド18上に設けられ、X軸と直交するZ軸に沿って往復するZ軸テーブル64と、Z軸テーブル上64に支持され、Z軸上に砥石81を回転自在に保持する主軸回転機構70と、制御装置88とを備えている。
【0022】
このうち、本発明による宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10は、X軸に平行するA軸を中心としてワーク11を回転自在に保持するA軸回転機構30と、A軸回転機構30に対向して配置された心押台とから構成されている。
【0023】
ところで、ベッド18は略立方体形状からなり、その下面の3箇所に防振パッド付レベリングブロック18aを有している。また、ベッド18の上面には安全枠19が取り外し自在に取り付けられている。
【0024】
さらに、図3に示すように、ベッド18上面の1辺の縁部近傍に、ベッド18上のX軸に平行にX軸ベース21が設けられており、X軸ベース21はその上面にX軸に平行に配置された2本のX軸ガイド22を有している。さらにX軸テーブル24はその下面にX軸ベース21のX軸ガイド22にかみ合うX軸スライドユニット23を有し、このX軸ガイド22とX軸スライドユニット23とをかみ合わせてX軸ベース21上に配置されている。このように、X軸テーブル24は、X軸ベース21のX軸ガイド22とX軸テーブル24のX軸スライドユニット23に沿って、X軸ベース21上をX軸方向に移動することができるようになっている。
【0025】
また、図2に示すように、X軸ベース21の端部にX軸送り用のACサーボモータ25が配置され、ACサーボモータ25の軸は2本のX軸ガイド22間に配置されたX軸ボールねじ26に連結されている。また、X軸テーブル24はその下面にX軸ボールねじ26に螺合する図示しないナットを有している。この場合、ACサーボモータ25の回転はX軸ボールねじ26に伝達され、さらに、X軸ボールねじ26に螺合する図示しないナットを介し、X軸ボールねじ26の回転にともないX軸テーブル24がX軸方向に移動するようになっている。
【0026】
また、ワーク11を回転自在に保持するA軸回転機構30は、ブラケット27を介してX軸テーブル24に連結されている。A軸回転機構30の一方(図2の右方)の端面には先端にワーク11を保持するためのワーク軸31がA軸軸線上に回転自在に支持されており、他方(図2の左方)の端面にはワーク軸31を回転させるためのACサーボモータ32が取り付けられている。
【0027】
図7に示すように、A軸に垂直なワーク軸31の端面31aは、ワーク11の一側円錐形状部分11bの端部形状と略同一の溝31bを有している。本実施の形態の場合、ワーク軸31の溝31bはワーク11の一側円錐形状部分11bの形状に対応して略円錐形状となっている。
【0028】
次に、心押台40について説明する。図4に示すように、心押台40はA軸回転機構30に向かってワーク11を押圧し、A軸回転機構30との間でワーク11を保持するものであり、ブラケット33を介してA軸回転機構30により片持で支持されるとともに、A軸回転機構30に対向した位置に配置されている。心押台40は、A軸軸線上であって、ワーク11を挟んでA軸回転機構30のワーク軸31に対向して配置された心押し軸41と、この心押し軸41を回転自在に支持する心押し軸支持部材42とを有している。このように、ワーク11は心押台40の心押し軸41によりA軸回転機構30のワーク軸31に向けてA軸に沿って押しつけられ、A軸回転機構30のワーク軸31と心押台40の心押し軸41との間に保持される。また、ACサーボモータ32によってワーク軸31が回転された場合、ワーク11は心押し軸41とともにA軸を中心に回転する。
【0029】
なお、図7に示すように、ワーク11を押す心押し軸41の端面41aは、ワーク11の一方の端部であるテーブル面14に対応して平坦な面となっており、またA軸に直交する。すなわち、ワーク11のテーブル面14は平坦な基準面となっており、心押し軸41の平坦な端面41aにテーブル面14を当接させることにより、宝石類の外面研削装置16において、ワーク11の位置決めを行うことができる。なお、心押台40の心押し軸41端面41aに、ワーク11の滑りを防止するために、ゴム等のシート状の滑り止めを貼り付けてもよい。
【0030】
次に、図6により心押台40の押圧機構について説明する。図6に示すように、心押台40は更にブラケット33に固定されている心押台ベース43を有している。心押台ベース43は、その上面に、心押し軸支持部材42をA軸に平行な方向へ案内するガイド43aを有している。また、心押台ベース43の図6に示す右側端部には、内部にピストン44を内蔵したシリンダー45が固定されており、ピストン44はシリンダー45内をA軸と平行な方向に移動することができる。
【0031】
さらに、心押し軸支持部材42の図6に示す右側端はシリンダー45内に挿入されており、ピストン44と心押し軸支持部材42との間にはコイルバネ46が収納されている。そして、このコイルバネ46の弾性力によって、心押し軸支持部材42はA軸に平行な方向に沿ってワーク11側方向(図6の左側方向)に押圧される。
【0032】
図6に示すように、シリンダー45の右側端面近傍には、その下方にシリンダー内部49と連通するポート47が設けられており、ポート47にはエアホース48が接続されている。この場合、シリンダー内部49にエアホース48を介してエアーを圧入し、ピストン44を心押し軸支持部材42に向けて押し出すことにより、コイルバネ46がさらに圧縮され、心押し軸41によるワーク11の押しつけ力をさらに高めることができる。なお、シリンダー45とピストン44の間からエアーが漏れるのを防止するため、ピストン44外周には環状パッキン50が取り付けられている。
【0033】
なお、図示してないが、エアホース48は流量制御弁、電磁弁および減圧弁を介して圧力源に連通し、電磁弁を励磁することによりエアーをシリンダー内部49に圧入し、電磁弁を消磁することによってシリンダー内部49からエアーを放出することができる。また、減圧弁を調整することによって、心押し軸41によるワーク11に対する押しつけ力を適切に調整することができる。
【0034】
また、図4に示すように、心押台ベース43には切替レバー51が設けられ、また心押台ベース43内には図示しないギヤが内蔵されている。切替レバー51を時計回り方向に回すと、心押台ベース43内に内蔵されたギヤによって、心押し軸支持部材42が、心押し軸支持部材42に対するコイルバネ46の押圧力に抗し、心押台ベース43上のガイド43a上をA軸回転機構30のワーク軸31から遠ざかる方向に移動する。また、切替レバー51が時計回り方向に回しきった位置にきたとき、心押台40の心押し軸41がA軸軸線上においてA軸回転機構30のワーク軸31から約10mm離れた位置にくる。この場合、心押し軸支持部材42に対するコイルバネ46の押圧力に抗し、心押し軸支持部材42はその位置に留まる。
【0035】
次に砥石81の取り付け機構について説明する。図2に示すように、ベッド18上には、X軸に直交するZ軸に平行にZ軸ベース61が設けられており、Z軸ベース61はその上面にZ軸に平行に配置された2本のZ軸ガイド62を有している。さらにZ軸テーブル64はその下面にZ軸ベース61のZ軸ガイド62にかみ合うZ軸スライドユニット63を有し、このZ軸テーブル64はZ軸ガイド62とZ軸スライドユニット63とをかみ合わせてZ軸ベース61上に配置されている。このように、Z軸テーブル64は、Z軸ベース61のZ軸ガイド62とZ軸テーブル64のZ軸スライドユニット63とに沿って、Z軸ベース61上をZ軸方向に移動することができるようになっている。
【0036】
また、図3に示すように、Z軸ベース61の端部にZ軸送り用のACサーボモータ65が配置され、ACサーボモータ65の軸は2本のZ軸ガイド62間に配置されたZ軸ボールねじ66に連結されている。また、Z軸テーブル64はその下面にZ軸ボールねじ66に螺合する図示しないナットを有している。この場合、ACサーボモータ65の回転はZ軸ボールねじ66に伝達され、さらに、Z軸ボールねじ66に螺合する図示しないナットを介し、Z軸ボールねじ66の回転にともなってZ軸テーブル64がZ軸方向に移動する。
【0037】
砥石81は主軸回転機構70によりZ軸上に回転自在に保持され、この主軸回転機構70は、ブラケット67を介してZ軸テーブル64と連結されている。主軸回転機構70には、先端に砥石81を取り外し自在に固定する主軸71が回転自在に支持されている。ここで、砥石81の回転中心である主軸71軸心の高さレベルとA軸の高さレベルとは同一となっている(図3)。また、主軸回転機構70には図示しないビルトインモーターが内蔵されており、このビルトインモーターによって主軸71が回転する。なお、主軸71は高速回転するため、主軸71は空気軸受けによって支持されている。
【0038】
ところで図5に示すように、砥石81は砥石面82側中央に空間部83を有するカップ形状からなっている。砥石81の空間部83の直径は、図4において心押台40の心押し軸41左端から心押し軸支持部材42右端までのA軸方向長さより長くなっている。このような砥石81を用いることによって、砥石81の空間部83に対応した位置に心押台40の心押し軸支持部材42を配置することができる。このため、一定の厚みを有する心押台40の心押し軸支持部材42を砥石81の空間部83に入れ込んで配置することができ、心押し軸支持部材42が砥石81に接触することはない。
【0039】
なお、上述したX軸テーブル24を移動させるためのACサーボモータ25、A軸回転機構30のACサーボモータ32、Z軸テーブルを移動させるためのACサーボモータ65、主軸回転機構70のビルトインモータは制御装置88からの信号によって数値制御される。
【0040】
次に宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10について更に詳述する。
【0041】
本実施の形態による宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10は、上述した、A軸回転機構30と、A軸回転機構30に対向して配置され、A軸に沿ってA軸回転機構30側にワーク11を押圧するとともに、A軸回転機構30との間でワーク11をA軸を中心に回転自在に保持する心押台40とを備え、心押台40の心押し軸41によりA軸回転機構30のワーク軸31に向けワーク11をA軸に沿って押しつけて、心押し軸41とワーク軸31の間でワーク11を位置決めし、かつ保持するものである。
【0042】
また、本実施の形態では、ワーク11の平坦なテーブル面14を基準面としており、このテーブル面14を基準にワーク11を位置決めし、加工を進めていく。
【0043】
上述したように、ワーク11のテーブル面14には、心押台40の心押し軸41端面41aが当接し、心押し軸41の端面41aはテーブル面14に対応した平坦な面となっている。心押し軸41は心押し軸支持部材42近傍を除き、円柱形状からなっており、その中心線はA軸に一致し、心押し軸41の端面41aはA軸に対して直交する。その結果、心押し軸41の端面41aに当接するワーク11のテーブル面14もA軸に直交するように位置決めされる。
【0044】
また、心押台40の心押し軸41のワーク11近傍での径は、ワーク11のガードル面12を側面に有する円柱形状部分11aの径より小さい(図7)。したがって、A軸に直交する方向から砥石81が切り込んできても、砥石81と心押し軸41が接触することはない。
【0045】
A軸回転機構30のワーク軸31は、上述したように、端面31aにワーク11の一側円錐形状部分11bの形状に対応した略円錐状の溝31bを有している。ワーク軸31は径の異なる2つの円柱形状とその間を結ぶ円錐台から構成されており、その中心線はA軸に一致し、ワーク軸31の端面31aはA軸に直交する。図7に示すように、略円錐形状の溝31bはワーク軸31の端面31aの中心に配置されており、略円錐形状の溝31bの頂点31cから端面31aに向けての垂線はA軸軸線上に配置される。したがって、ワーク11の一側円錐形状部分11がワーク軸31の溝31bに収納されるように心押し軸41によってワーク11が押しつけられた場合、ワーク11はワーク11の中心線がA軸と一致するよう位置決めされる。また、加工中、ワーク11の一側円錐形状部分11bがワーク軸31の溝31bに収納されているので、A軸に直交する方向から切り込んでくる砥石81に対してワーク11は安定して保持される。
【0046】
また、A軸回転機構30のワーク軸31のワーク11近傍での径は、ワーク11のガードル面12を側面に有する円柱形状部分11aの径より小さい(図7)。したがって、A軸に直交する方向から砥石81が切り込んできても、砥石81とワーク軸31が接触することはない。
【0047】
以上のことから、心押台40の心押し軸41によりA軸回転機構30のワーク軸31に向けてワーク11が押しつけられて保持された場合、A軸に直交する方向から切り込んでくる砥石81によって、ワーク11のガードル面12はA軸に平行となるよう研削加工され、その結果、ガードル面12はテーブル面14に対して垂直となるように仕上がる。
【0048】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【0049】
まず、ワーク11を宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10により保持するため、心押台40の切替レバー51を時計回り方向に回す。心押台40の切替レバー51を時計回り方向に回すことにより、心押台40の心押し軸支持部材42が、心押台40の心押台ベース43上部に設けられたガイド43aに沿って案内され、心押台ベース43上をシリンダー45側に向かって移動する。心押台40の切替レバー51が時計回り方向に回りきった位置にきたとき、心押し軸支持部材42に支持された心押し軸41の端面41aはA軸回転機構30のワーク軸31端面31aからA軸軸線上を約10mm離れた場所に位置し、心押台40のコイルバネ46の押圧力に抗して心押し軸支持部材42はその位置に留まることができる。
【0050】
次に、作業者がワーク11を保持しながら、A軸回転機構30のワーク軸31と心押台40の心押し軸41との間にワーク11を挿入し、心押台40の切替レバー51を反時計回り方向に回す。その際、ワーク11のテーブル面14を心押し軸41の平坦な端面41aに向ける。心押台40の切替レバー51を反時計回り方向に回すことにより、心押台40の心押し軸支持部材42が、心押台40の心押台ベース43上部のガイド43aに沿って案内され、心押台ベース43上をA軸回転機構30のワーク軸31側に向かって移動し、その後心押台40の心押し軸41はワーク11をA軸回転機構30のワーク軸31に押しつける。
【0051】
その際、心押台40の心押し軸支持部材42に支持された心押し軸41の平坦な端面41aがワーク11のテーブル面14に平行に当接し、これによってワーク11は基準面となるテーブル面14がA軸に垂直となるように位置決めされ、A軸回転機構30のワーク軸31に対して押しつけられる。同時に、ワーク11の一側円錐形状部分11bはワーク軸31の端面31aに設けられた略円錐状の溝31bへ収納され、ワーク11の中心がA軸に一致する。したがって、微妙な調整をしなくても簡単に、ワーク11のテーブル面14を基準としてワーク11の位置決めを行うことができる。
【0052】
心押台40の切替レバー51を反時計回り方向に回しきったとき、心押台40のシリンダー45内に収納されたコイルバネ46はいまだ圧縮された状態にあり、心押台40の心押し軸支持部材42はA軸回転機構30のワーク軸31側に向けて押圧された状態にある。したがって、心押し軸支持部材42に支持された心押し軸41はワーク11をA軸回転機構30のワーク軸31に対してA軸に沿って押しつけ、このことによりワーク11がA軸回転機構30のワーク軸31と心押台40の心押し軸41との間でしっかり保持される。このように、ワーク11を片手で保持しつつ、心押台40の切替レバー51を回すだけで、宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10により簡単にワーク11を位置決めし、保持することができる。
【0053】
宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10によるワーク11の保持が完了した後、研削加工を開始する。まず、砥石81およびワーク11を回転する。
【0054】
砥石81を保持する主軸71は制御装置88からの信号により数値制御された主軸回転機構70のビルトインモータにより駆動する。この際、砥石81は主軸71に連動して回転し、その回転速度は900〜9000min−1となる。
【0055】
この間、ワーク11はA軸回転機構30のワーク軸31と心押台40の心押し軸41との間に挟まれ、心押台40の心押し軸41によりA軸回転機構30のワーク軸31に向けてA軸に沿って押しつけられている。また、心押台40の心押し軸41は回転自在に心押台40の心押し軸支持部材42に支持されている。
【0056】
一方、ワーク軸31は制御装置88からの信号により数値制御されたA軸回転機構30のACサーボモータ32により駆動する。この際、ワーク11はA軸回転機構30のワーク軸31の回転に連動し、心押台40の心押し軸41とともに回転する。その回転速度は10〜100min−1となる。
【0057】
次に、砥石81をワーク11側に進入させて、ワーク11を砥石81によって研削加工する。
【0058】
この場合、制御装置88からの信号により数値制御されたACサーボモータ65の駆動により、Z軸ボールねじ66を介してZ軸テーブル64をZ軸方向に沿って移動させ位置決めする。
【0059】
この間、制御装置88からの信号により数値制御されたACサーボモータ25の駆動により、X軸ボールねじ26を介してX軸テーブル24をX軸方向に沿って往復移動させる。このとき、X軸テーブル24はワーク11が砥石81の砥石面82のうちA軸回転機構30側部分のみを通過すると逆向きに移動するようにプログラムされ、ワーク11は砥石面82の幅のみを往復移動する。この場合の往復移動速度は1〜1000mm/minとなる。このように、砥石81に対してワーク11を往復移動させることによって、砥石面82を全体的に研削加工に利用させることができる。また、心押台40の心押し軸支持部材42は常に砥石81の空間部83に入り込むため、心押し軸支持部材42と砥石81との接触を防止することができる。したがって、A軸回転機構30のワーク軸31または心押台40の心押し軸41を細長くしたり、心押台40の心押台支持部材42を薄くする必要もなく、結果としてワーク11を安定して保持でき、ワーク11を精度良く加工することができる。
【0060】
さらに、心押台40はA軸回転機構30にブラケット33を介して支持されているので、心押台40はA軸回転機構のX軸方向の往復運動に従動し、心押台40とA軸回転機構30との相対位置は変化しない。したがって、ワーク11の押圧状態は変化せず、ワーク11を安定して保持し続けることができる。
【0061】
なお、研削加工中にワーク11と、A軸回転機構30のワーク軸31若しくは心押台40の心押し軸41との間に滑りが生じた場合、図6に示すように心押台40のシリンダー内部49に連通するポート47に接続されているエアホース48からエアーをシリンダー内部49に圧入する。これによって、ピストン44がコイルバネ46を圧縮する方向に押し出され、コイルバネ46の心押し軸支持部材42対する押圧力が高まる。その結果として、心押台40の心押し軸41がワーク11をA軸回転機構30のワーク軸31に押しつける力が強くなり、ワーク11の滑りを防止することができ、ワーク11の加工精度を維持することができる。
【0062】
なお、上述したワーク軸31の回転速度、主軸71の回転速度およびX軸テーブル24の往復移動速度は、砥石材質やワーク材質等に応じて最適条件で加工できるよう、事前に制御装置88にプログラムしておくとともに、加工中においてもプログラムを変更することができる。
【0063】
加工が終わった後、宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10により保持されたワーク11を取り外す。ワーク11の取り外し作業は、ワーク11を保持させる場合と逆の手順で行う。すなわち、心押台40の切替レバー51を時計回り方向に回し、心押台40のコイルバネ46の押圧力に抗して心押台40の心押し軸41をA軸回転機構30のワーク軸31から遠ざかる向きに移動させ、ワーク11に対する心押し軸41による押しつけを解除する。このように、心押台40の切替レバー51を時計回り方向に回すことだけで、簡単に宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10により保持されたワーク11を取り外すことができる。
【0064】
このようにして、ダイヤモンドからなる粗加工されたワーク11のテーブル面14を基準として、ガードル面12を精度良く仕上げ加工することができる。その後、後加工として別の研削装置を用い、このように精度良く仕上げ加工されたワーク11のガードル面12を保持して、テーブル面14と、クラウン面15と、パビリオン面13とを精度良く仕上げ加工することができる。
【0065】
以上のように本実施の形態においては、心押台40のシリンダー45内に収納されたコイルバネ46により心押台40の心押し軸支持部材42を押圧し、心押し軸支持部材42に支持された心押し軸41でワーク11をA軸回転機構30のワーク軸31に押しつけて保持することができる。この場合、心押台40は、この心押し軸支持部材42に対するコイルバネ46の押圧力に対抗できる切替レバー51を有しており、この切替レバー51を操作することによってワーク11の着脱を容易に行うことができる。
【0066】
また、A軸回転機構30のワーク軸31にワーク11を押しつける心押し軸41はワーク11の一方の端部である平坦なテーブル面14に対応した平坦な端面41aを有しており、また、A軸回転機構30のワーク軸31の先端の端面31aはワーク11の一側円錐形状部分11bの形状と略同一の溝31bを有しているので、心押し軸41の端面41aをワーク11のテーブル面14に当接させることにより、ワーク11のテーブル面14を基準としてワーク11の位置決めを行うことができる。また、ワーク軸31端面31aの溝31bにワーク11の一部を収納しているので、加工中、安定してワーク11を保持することができる。
【0067】
さらに、エアーの圧入によって、心押し軸支持部材42の押圧力を補助することができ、安定した状態でワーク11を保持することができる。さらに、心押し軸41の平坦な端面41aに、ワーク11の滑りを防止するためのゴム等を配置することにより、ワーク11の滑りを未然に防止することができる。
【0068】
さらにまた、心押し軸41を支持する心押台40はワーク軸31を支持するA軸回転機構30にブラケットを介して取り付けられているので、加工中にワーク軸31を移動しても、ワーク軸31に対する心押し軸41によるワーク11の押しつけ状態は変化せず、ワーク11を安定して保持することができる。
【0069】
また、砥石81は砥石面82中央に空間部83を有するカップ状の砥石81を用いており、カップ状砥石81の空間部83に心押台40を収納することによって砥石81と心押台40との接触を防止することができ、したがって、剛性の低い心押台を用いる必要はなく、安定してワーク11を保持することができる。
【0070】
以上のように本実施の形態によれば、宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10により宝石類の外面研削装置に宝石類を簡単かつ正確に位置決めすることができ、そして安定して保持することができる。このため、宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構10により保持された宝石類の外面を研削装置によって精度良く仕上げ加工することができる。
【0071】
【発明の効果】
本発明によれば、ワーク保持機構により宝石類を簡単かつ正確に位置決めすることができ、そして安定して保持することができる。このため、このようにワーク保持機構により保持された宝石類を宝石類の外面研削装置により精度良く仕上げ加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構が組み込まれた宝石類の外面研削装置を示す平面図。
【図2】本発明による外面研削装置用ワーク保持機構が組み込まれた宝石類の外面研削装置を示す正面図。
【図3】本発明による外面研削装置用ワーク保持機構が組み込まれた宝石類の外面研削装置を示す側面図。
【図4】図2の部分拡大図。
【図5】図3の部分拡大図。
【図6】本発明による外面研削装置用ワーク保持機構の心押台を示す部分拡大図であって、便宜的に心押し軸と切替レバーとを取り除いた状態を示す図。
【図7】本発明による外面研削装置用ワーク保持機構のワークの保持部分を示す拡大断面図。
【符号の説明】
10 宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構
11 ワーク
11a 円柱形状部分
11b 一側円錐形状部分
11c 他側円錐台形状部分
12 ガードル面
13 パビリオン面
14 テーブル面
15 クラウン面
16 宝石類の外面研削装置
18 ベッド
18a 防振パッド付レベリングブロック
19 安全枠
21 X軸ベース
22 X軸ガイド
23 X軸スライドユニット
24 X軸テーブル
25 ACサーボモータ
26 X軸ボールねじ
27 ブラケット
30 A軸回転機構
31 ワーク軸
31a 端面
31b 溝
31c 頂点
32 ACサーボモータ
33 ブラケット
40 心押台
41 心押し軸
41a 端面
42 心押し軸支持部材
43 心押台ベース
43a ガイド
44 ピストン
45 シリンダー
46 コイルバネ
47 ポート
48 エアホース
49 シリンダー内部
50 パッキン
51 切替レバー
61 Z軸ベース
62 Z軸ガイド
63 Z軸スライドユニット
64 Z軸テーブル
65 ACサーボモータ
66 Z軸ボールねじ
67 ブラケット
70 主軸回転機構
71 主軸
81 砥石
82 砥石面
83 空間部
88 制御装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece holding mechanism used in a grinding apparatus for finishing an outer surface of a jewelry.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, finishing of jewelry has been done manually. In this method, the operator presses the roughly processed jewelry against a rotating grindstone and grinds it to a predetermined shape while confirming the workpiece shape using a magnifying glass or the like.
[0003]
On the other hand, machine tools for polishing the R portion of diamond tools and cemented carbide tools have also been invented (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-224961
[Problems to be solved by the invention]
When finishing the jewelry by hand, there is a problem that the skill of the operator is required and the processing accuracy is not stable even by a skilled worker. One of the reasons for finishing jewelry by such troublesome manual work is that a small workpiece with a unique shape like jewelry is accurately positioned on the machine tool and stable during processing. Because it is very difficult to hold.
[0006]
Generally, jewelry has a large number of regularly arranged flat surfaces on its surface so that light can be effectively refracted and reflected to shine. In order to finish all these surfaces with high accuracy, the workpiece must be accurately positioned on the machine tool with reference to the rough machining reference plane, and the workpiece must be held stably during machining. Don't be. Since positioning is inaccurate or holding during processing is unstable, if a predetermined shape cannot be obtained, jewelry will greatly reduce its commercial value. Therefore, accurate positioning of the workpiece and stable holding of the workpiece are required.
[0007]
Moreover, when grinding the outer peripheral surface of a workpiece, the workpiece must be held rotatably. In this case, the structure of the holding mechanism becomes complicated, and it becomes more difficult to hold the workpiece stably.
[0008]
On the other hand, the machine tool described in Patent Document 1 described above is mainly intended for the finishing of a bite, and it is difficult to stably hold jewelry by the work holding mechanism disclosed therein. . Moreover, since it does not have a special positioning function, accurate positioning of jewelry is difficult. Therefore, it is difficult to accurately position the jewelry using the disclosed technique as a reference and to hold the jewelry stably during processing.
[0009]
The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry capable of accurately positioning and stably holding jewelry. And
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is made of jewelry, and has a rotation mechanism that rotatably holds a workpiece having a desired shape on one side and a reference surface on the other side, and is disposed to face the rotation mechanism. And a tailstock that presses the workpiece toward the rotating mechanism and holds the workpiece rotatably with respect to the rotating mechanism about the rotation axis of the rotating mechanism. One of the contact end faces has a groove substantially the same as the desired shape on one side of the work, and the other has a flat surface that comes into contact with the reference surface of the work, and the workpiece for an external grinding apparatus for jewelry It is a holding mechanism.
[0011]
The present invention is a work holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein the work is made of diamond.
[0012]
In the present invention, the workpiece includes a cylindrical part, a conical part adjacent to one side of the cylindrical part, and a truncated cone part adjacent to the other side of the cylindrical part and having a reference surface. The rotation mechanism has a groove for accommodating one side cone-shaped portion of the workpiece, and the tailstock has a flat surface that contacts the reference surface of the other side truncated cone-shaped portion of the workpiece and positions the workpiece. This is a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry.
[0013]
The present invention provides a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein the tailstock has a switching lever, and the switching lever can release the pressing of the workpiece by the tailstock.
[0014]
The present invention is a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein the workpiece is pressed by a coil spring housed in a tailstock.
[0015]
According to the present invention, there is provided a work holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein the tailstock has a cylinder and assists the pressing of the work by press-fitting air into the cylinder.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
1 to 7 are views showing an embodiment of a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention.
[0018]
Among these, FIG. 1 is a plan view of a jewelry external surface grinding apparatus in which a workpiece holding mechanism for a jewelry external surface grinding apparatus is incorporated, FIG. 2 is a front view of the jewelry external surface grinding apparatus, and FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 2, FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 3, and FIG. 6 is a heart of a workpiece holding mechanism for a jewelry external surface grinding apparatus. FIG. 7 is a partially enlarged view showing the pedestal and is a view showing a state in which a switching lever or the like is removed for convenience, and FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a work holding portion.
[0019]
First, the workpiece | work hold | maintained by the workpiece | work holding mechanism for external surface grinding apparatuses by this invention is demonstrated. As shown in FIG. 7, the work 11 is made of jewelry, for example, diamond, and has a substantially conical one-side conical portion 11 b across a substantially cylindrical column-shaped portion 11 a, and the other side is substantially concentric. The other truncated cone-shaped portion 11c is formed in the truncated cone shape. Among these, the side surface of the cylindrical portion 11a is a girdle surface 12, and the side surface of the one-side cone-shaped portion 11b is a pavilion surface 13 made up of a number of regularly arranged flat surfaces. Further, the upper surface of the other-side truncated cone-shaped portion 11c is a table surface 14, and the side surface of the other-side truncated cone-shaped portion 11c is a crown surface 15 made up of a number of regularly arranged flat surfaces. .
[0020]
Next, the entire outer surface grinding apparatus 16 for jewelry incorporating the workpiece holding mechanism for the outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the jewelry external surface grinding device 16 in the present embodiment holds a workpiece 11 rotatably, and a grindstone 81 arranged rotatably in a direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece 11. Thus, the girdle surface 12 of the workpiece 11 is ground.
[0021]
Such a jewelry external grinding device 16 is provided on the bed 18, the X-axis table 24 that reciprocates along the X-axis, and the A-axis that is supported on the X-axis table 24 and is parallel to the X-axis. An A-axis rotating mechanism 30 that rotatably holds the workpiece 11 around the axis, a tailstock 40 disposed opposite to the A-axis rotating mechanism 30, and a Z that is provided on the bed 18 and is orthogonal to the X axis A Z-axis table 64 that reciprocates along an axis, a spindle rotation mechanism 70 that is supported on the Z-axis table 64 and rotatably holds a grindstone 81 on the Z-axis, and a control device 88 are provided.
[0022]
Among these, the workpiece holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention includes an A-axis rotating mechanism 30 that rotatably holds the workpiece 11 around an A-axis parallel to the X-axis, and an A-axis rotating mechanism 30. It is comprised from the tailstock arrange | positioned facing.
[0023]
By the way, the bed 18 has a substantially cubic shape, and has leveling blocks 18a with vibration-proof pads at three locations on the lower surface thereof. A safety frame 19 is detachably attached to the upper surface of the bed 18.
[0024]
Further, as shown in FIG. 3, an X-axis base 21 is provided in the vicinity of the edge of one side of the upper surface of the bed 18 in parallel with the X-axis on the bed 18, and the X-axis base 21 is arranged on the upper surface thereof with the X-axis. Two X-axis guides 22 arranged in parallel with each other. Further, the X-axis table 24 has an X-axis slide unit 23 that engages with the X-axis guide 22 of the X-axis base 21 on the lower surface thereof, and the X-axis guide 22 and the X-axis slide unit 23 are engaged with each other on the X-axis base 21. Has been placed. As described above, the X-axis table 24 can move in the X-axis direction on the X-axis base 21 along the X-axis guide 22 of the X-axis base 21 and the X-axis slide unit 23 of the X-axis table 24. It has become.
[0025]
Further, as shown in FIG. 2, an X-axis feed AC servomotor 25 is arranged at the end of the X-axis base 21, and the axis of the AC servomotor 25 is arranged between two X-axis guides 22. The shaft ball screw 26 is connected. The X-axis table 24 has a nut (not shown) that is screwed to the X-axis ball screw 26 on the lower surface thereof. In this case, the rotation of the AC servo motor 25 is transmitted to the X-axis ball screw 26, and the X-axis table 24 is moved along with the rotation of the X-axis ball screw 26 via a nut (not shown) screwed to the X-axis ball screw 26. It moves in the X-axis direction.
[0026]
An A-axis rotating mechanism 30 that holds the workpiece 11 rotatably is connected to the X-axis table 24 via a bracket 27. A work shaft 31 for holding the work 11 at the tip is rotatably supported on the A-axis axis on one end face (right side in FIG. 2) of the A-axis rotation mechanism 30, and the other (left in FIG. 2). On the other end surface, an AC servo motor 32 for rotating the work shaft 31 is attached.
[0027]
As shown in FIG. 7, the end surface 31 a of the work shaft 31 perpendicular to the A axis has a groove 31 b that is substantially the same as the end shape of the one-side conical portion 11 b of the work 11. In the case of the present embodiment, the groove 31b of the work shaft 31 has a substantially conical shape corresponding to the shape of the one-side conical portion 11b of the work 11.
[0028]
Next, the tailstock 40 will be described. As shown in FIG. 4, the tailstock 40 presses the workpiece 11 toward the A-axis rotation mechanism 30 and holds the workpiece 11 with the A-axis rotation mechanism 30. While being supported by the shaft rotation mechanism 30 in a cantilever manner, the shaft rotation mechanism 30 is disposed at a position facing the A-axis rotation mechanism 30. The tailstock 40 is on the A-axis axis, and the tailstock shaft 41 is disposed opposite to the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 with the workpiece 11 interposed therebetween, and the tailstock shaft 41 is rotatable. A support shaft supporting member 42 for supporting. Thus, the workpiece 11 is pressed along the A axis toward the workpiece axis 31 of the A-axis rotation mechanism 30 by the tail shaft 41 of the tailstock 40, and the workpiece axis 31 and the tailstock of the A-axis rotation mechanism 30 are pressed. It is held between 40 tailstock shafts 41. When the workpiece shaft 31 is rotated by the AC servo motor 32, the workpiece 11 rotates around the A axis together with the tailstock shaft 41.
[0029]
As shown in FIG. 7, the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 that presses the work 11 is a flat surface corresponding to the table surface 14 that is one end of the work 11, and is Orthogonal. That is, the table surface 14 of the work 11 is a flat reference surface, and the table surface 14 is brought into contact with the flat end surface 41a of the tailstock shaft 41, whereby the outer surface grinding apparatus 16 for jewelry is used to Positioning can be performed. In addition, in order to prevent the workpiece 11 from slipping, a sheet-like anti-slip material such as rubber may be attached to the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 of the tailstock 40.
[0030]
Next, the pressing mechanism of the tailstock 40 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the tailstock 40 further includes a tailstock base 43 fixed to the bracket 33. The tailstock base 43 has a guide 43a on its upper surface for guiding the tailstock shaft support member 42 in a direction parallel to the A axis. Further, a cylinder 45 containing a piston 44 is fixed to the right end of the tailstock base 43 shown in FIG. 6, and the piston 44 moves in the cylinder 45 in a direction parallel to the A axis. Can do.
[0031]
Further, the right end of the tailstock shaft support member 42 shown in FIG. 6 is inserted into the cylinder 45, and a coil spring 46 is accommodated between the piston 44 and the tailstock shaft support member 42. Then, by the elastic force of the coil spring 46, the tailstock support member 42 is pressed in the work 11 side direction (left side direction in FIG. 6) along the direction parallel to the A axis.
[0032]
As shown in FIG. 6, in the vicinity of the right end surface of the cylinder 45, a port 47 that communicates with the cylinder interior 49 is provided below, and an air hose 48 is connected to the port 47. In this case, air is press-fitted into the cylinder interior 49 through the air hose 48, and the piston 44 is pushed out toward the centering shaft support member 42, whereby the coil spring 46 is further compressed, and the pressing force of the work 11 by the centering shaft 41. Can be further enhanced. An annular packing 50 is attached to the outer periphery of the piston 44 in order to prevent air from leaking between the cylinder 45 and the piston 44.
[0033]
Although not shown, the air hose 48 communicates with a pressure source via a flow rate control valve, a solenoid valve, and a pressure reducing valve. By exciting the solenoid valve, air is pressed into the cylinder interior 49 to demagnetize the solenoid valve. As a result, air can be discharged from the inside 49 of the cylinder. Further, by adjusting the pressure reducing valve, the pressing force of the tail pushing shaft 41 against the work 11 can be appropriately adjusted.
[0034]
As shown in FIG. 4, the tailstock base 43 is provided with a switching lever 51, and a gear (not shown) is incorporated in the tailstock base 43. When the switching lever 51 is rotated in the clockwise direction, the tailstock shaft support member 42 resists the pressing force of the coil spring 46 against the tailstock shaft support member 42 by the gear built in the tailstock base 43, and the tailstock is supported. It moves on the guide 43 a on the base base 43 in a direction away from the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Further, when the switching lever 51 comes to the position where it is fully rotated in the clockwise direction, the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 comes to a position about 10 mm away from the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 on the A-axis axis. . In this case, against the pressing force of the coil spring 46 against the tailstock support member 42, the tailstock support member 42 remains in that position.
[0035]
Next, the attachment mechanism of the grindstone 81 will be described. As shown in FIG. 2, a Z-axis base 61 is provided on the bed 18 in parallel with the Z-axis orthogonal to the X-axis, and the Z-axis base 61 is arranged on the upper surface thereof in parallel with the Z-axis 2. A Z-axis guide 62 is provided. Further, the Z-axis table 64 has a Z-axis slide unit 63 that engages with the Z-axis guide 62 of the Z-axis base 61 on the lower surface, and the Z-axis table 64 engages the Z-axis guide 62 and the Z-axis slide unit 63 to form the Z-axis table. It is arranged on the shaft base 61. Thus, the Z-axis table 64 can move on the Z-axis base 61 in the Z-axis direction along the Z-axis guide 62 of the Z-axis base 61 and the Z-axis slide unit 63 of the Z-axis table 64. It is like that.
[0036]
Further, as shown in FIG. 3, an AC servo motor 65 for Z-axis feeding is arranged at the end of the Z-axis base 61, and the axis of the AC servo motor 65 is a Z-axis arranged between two Z-axis guides 62. The shaft ball screw 66 is connected. The Z-axis table 64 has a nut (not shown) that is screwed onto the Z-axis ball screw 66 on the lower surface thereof. In this case, the rotation of the AC servo motor 65 is transmitted to the Z-axis ball screw 66, and further, through the nut (not shown) screwed to the Z-axis ball screw 66, the Z-axis table 64 is rotated along with the rotation of the Z-axis ball screw 66. Moves in the Z-axis direction.
[0037]
The grindstone 81 is rotatably held on the Z-axis by the main spindle rotating mechanism 70, and the main spindle rotating mechanism 70 is connected to the Z-axis table 64 via a bracket 67. A spindle 71 for removably fixing a grindstone 81 at the tip is rotatably supported by the spindle rotating mechanism 70. Here, the height level of the spindle 71, which is the rotation center of the grindstone 81, is the same as the height level of the A axis (FIG. 3). The main spindle rotating mechanism 70 incorporates a built-in motor (not shown), and the main spindle 71 is rotated by the built-in motor. Since the main shaft 71 rotates at a high speed, the main shaft 71 is supported by an air bearing.
[0038]
As shown in FIG. 5, the grindstone 81 has a cup shape having a space 83 at the center of the grindstone surface 82 side. The diameter of the space 83 of the grindstone 81 is longer than the length in the A-axis direction from the left end of the tailstock 41 of the tailstock 40 to the right end of the tailstock support member 42 in FIG. By using such a grindstone 81, the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 can be disposed at a position corresponding to the space 83 of the grindstone 81. For this reason, the tailstock support member 42 of the tailstock 40 having a certain thickness can be placed in the space 83 of the grindstone 81, and the tailstock support member 42 is in contact with the grindstone 81. Absent.
[0039]
The AC servo motor 25 for moving the X-axis table 24, the AC servo motor 32 for the A-axis rotation mechanism 30, the AC servo motor 65 for moving the Z-axis table, and the built-in motor for the spindle rotation mechanism 70 are as follows. Numerical control is performed by a signal from the controller 88.
[0040]
Next, the work holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry will be further described in detail.
[0041]
The workpiece holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present embodiment is disposed to face the A-axis rotating mechanism 30 and the A-axis rotating mechanism 30 described above, and the A-axis rotating mechanism 30 along the A-axis. And a tailstock 40 that presses the workpiece 11 to the side and holds the workpiece 11 so as to be rotatable about the A-axis with the A-axis rotation mechanism 30. The workpiece 11 is pressed along the A axis toward the workpiece shaft 31 of the shaft rotation mechanism 30 to position and hold the workpiece 11 between the tailstock shaft 41 and the workpiece shaft 31.
[0042]
In the present embodiment, the flat table surface 14 of the workpiece 11 is used as a reference surface, and the workpiece 11 is positioned with reference to the table surface 14 to proceed with processing.
[0043]
As described above, the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 contacts the table surface 14 of the work 11, and the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 is a flat surface corresponding to the table surface 14. . The tailstock 41 has a cylindrical shape except for the vicinity of the tailstock support member 42, the center line thereof coincides with the A axis, and the end surface 41a of the tailstock 41 is orthogonal to the A axis. As a result, the table surface 14 of the workpiece 11 that contacts the end surface 41a of the tailstock shaft 41 is also positioned so as to be orthogonal to the A axis.
[0044]
Further, the diameter of the tailstock 41 in the vicinity of the work 11 of the tailstock 40 is smaller than the diameter of the cylindrical portion 11a having the girdle surface 12 of the work 11 on the side surface (FIG. 7). Therefore, even if the grindstone 81 can be cut from the direction orthogonal to the A axis, the grindstone 81 and the tailstock shaft 41 do not contact each other.
[0045]
As described above, the work shaft 31 of the A-axis rotating mechanism 30 has the substantially conical groove 31b corresponding to the shape of the one-side conical portion 11b of the work 11 on the end surface 31a. The work shaft 31 is composed of two cylindrical shapes having different diameters and a truncated cone connecting them, the center line of which coincides with the A axis, and the end surface 31a of the work shaft 31 is orthogonal to the A axis. As shown in FIG. 7, the substantially conical groove 31b is disposed at the center of the end surface 31a of the work shaft 31, and the perpendicular from the apex 31c of the substantially conical groove 31b to the end surface 31a is on the A-axis axis. Placed in. Therefore, when the work 11 is pressed by the tail pushing shaft 41 so that the one side conical portion 11 of the work 11 is stored in the groove 31b of the work shaft 31, the center line of the work 11 coincides with the A axis. To be positioned. Further, since the one-side conical portion 11b of the workpiece 11 is housed in the groove 31b of the workpiece shaft 31 during machining, the workpiece 11 is stably held against the grindstone 81 cut from the direction orthogonal to the A axis. Is done.
[0046]
Further, the diameter of the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 in the vicinity of the work 11 is smaller than the diameter of the columnar portion 11a having the girdle surface 12 of the work 11 on the side surface (FIG. 7). Therefore, even if the grindstone 81 cuts in from the direction orthogonal to the A axis, the grindstone 81 and the work shaft 31 do not contact each other.
[0047]
From the above, when the workpiece 11 is pressed against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 by the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 and held, the grindstone 81 cuts in from the direction orthogonal to the A-axis. Thus, the girdle surface 12 of the workpiece 11 is ground so as to be parallel to the A axis, and as a result, the girdle surface 12 is finished so as to be perpendicular to the table surface 14.
[0048]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
[0049]
First, in order to hold the workpiece 11 by the workpiece holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry, the switching lever 51 of the tailstock 40 is rotated in the clockwise direction. By rotating the switching lever 51 of the tailstock 40 in the clockwise direction, the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 extends along a guide 43 a provided on the top of the tailstock base 43 of the tailstock 40. It is guided and moves on the tailstock base 43 toward the cylinder 45 side. When the switching lever 51 of the tailstock 40 comes to the position where it rotates clockwise, the end surface 41a of the tailstock shaft 41 supported by the tailstock shaft support member 42 is the end surface 31a of the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Therefore, the tailstock support member 42 can remain at that position against the pressing force of the coil spring 46 of the tailstock 40.
[0050]
Next, while the operator holds the workpiece 11, the workpiece 11 is inserted between the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 and the tailstock shaft 41 of the tailstock 40, and the switching lever 51 of the tailstock 40 is inserted. Turn counterclockwise. At that time, the table surface 14 of the work 11 is directed toward the flat end surface 41 a of the tailstock shaft 41. By rotating the switching lever 51 of the tailstock 40 counterclockwise, the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 is guided along the guide 43 a on the top of the tailstock base 43 of the tailstock 40. Then, it moves on the tailstock base 43 toward the workpiece shaft 31 side of the A-axis rotation mechanism 30, and then the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30.
[0051]
At that time, the flat end surface 41a of the tailstock shaft 41 supported by the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 abuts in parallel with the table surface 14 of the workpiece 11, whereby the workpiece 11 becomes a reference table. The surface 14 is positioned so as to be perpendicular to the A axis, and is pressed against the workpiece axis 31 of the A axis rotating mechanism 30. At the same time, the one-side conical portion 11b of the work 11 is housed in a substantially conical groove 31b provided on the end surface 31a of the work shaft 31, and the center of the work 11 coincides with the A axis. Therefore, it is possible to easily position the workpiece 11 with reference to the table surface 14 of the workpiece 11 without performing fine adjustment.
[0052]
When the switching lever 51 of the tailstock 40 is fully rotated counterclockwise, the coil spring 46 accommodated in the cylinder 45 of the tailstock 40 is still compressed, and the tailstock shaft of the tailstock 40 The support member 42 is in a state of being pressed toward the work shaft 31 side of the A-axis rotation mechanism 30. Therefore, the tailstock 41 supported by the tailstock support member 42 presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 along the A-axis, whereby the workpiece 11 is pressed against the A-axis rotation mechanism 30. Are firmly held between the work shaft 31 and the tailstock 41 of the tailstock 40. In this way, the workpiece 11 can be easily positioned and held by the workpiece holding mechanism 10 for the outer surface grinding apparatus for jewelry simply by turning the switching lever 51 of the tailstock 40 while holding the workpiece 11 with one hand. it can.
[0053]
After the workpiece 11 is completely held by the workpiece holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry, grinding is started. First, the grindstone 81 and the workpiece 11 are rotated.
[0054]
The spindle 71 that holds the grindstone 81 is driven by a built-in motor of the spindle rotating mechanism 70 that is numerically controlled by a signal from the controller 88. At this time, the grindstone 81 rotates in conjunction with the main shaft 71, and the rotation speed becomes 900 to 9000 min −1 .
[0055]
During this time, the workpiece 11 is sandwiched between the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 and the tailstock shaft 41 of the tailstock 40, and the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 is supported by the tailstock shaft 41 of the tailstock 40. Is pressed along the A axis. The tailstock shaft 41 of the tailstock 40 is rotatably supported by the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40.
[0056]
On the other hand, the work shaft 31 is driven by the AC servo motor 32 of the A-axis rotation mechanism 30 that is numerically controlled by a signal from the control device 88. At this time, the workpiece 11 rotates together with the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 in conjunction with the rotation of the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. The rotation speed is 10 to 100 min −1 .
[0057]
Next, the grindstone 81 is advanced to the work 11 side, and the work 11 is ground by the grindstone 81.
[0058]
In this case, the Z-axis table 64 is moved and positioned along the Z-axis direction via the Z-axis ball screw 66 by driving of the AC servo motor 65 that is numerically controlled by a signal from the control device 88.
[0059]
During this time, the X-axis table 24 is reciprocated along the X-axis direction via the X-axis ball screw 26 by driving the AC servomotor 25 that is numerically controlled by a signal from the control device 88. At this time, the X-axis table 24 is programmed to move in the reverse direction when the work 11 passes only the A-axis rotation mechanism 30 side portion of the grindstone surface 82 of the grindstone 81, and the work 11 has only the width of the grindstone surface 82. Move back and forth. The reciprocating speed in this case is 1-1000 mm / min. Thus, by reciprocating the workpiece 11 with respect to the grindstone 81, the grindstone surface 82 can be used for grinding as a whole. Further, since the tailstock support member 42 of the tailstock 40 always enters the space 83 of the grindstone 81, the contact between the tailstock shaft support member 42 and the grindstone 81 can be prevented. Therefore, it is not necessary to make the work shaft 31 of the A-axis rotating mechanism 30 or the tailstock 41 of the tailstock 40 elongated or to make the tailstock support member 42 of the tailstock 40 thin, and as a result, the workpiece 11 is stabilized. The workpiece 11 can be processed with high accuracy.
[0060]
Furthermore, since the tailstock 40 is supported by the A-axis rotating mechanism 30 via the bracket 33, the tailstock 40 is driven by the reciprocating motion in the X-axis direction of the A-axis rotating mechanism, and the tailstock 40 and A The relative position with respect to the shaft rotation mechanism 30 does not change. Therefore, the pressing state of the work 11 does not change, and the work 11 can be held stably.
[0061]
If slip occurs between the workpiece 11 and the workpiece shaft 31 of the A-axis rotating mechanism 30 or the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 during the grinding process, the tailstock 40 is moved as shown in FIG. Air is pressed into the cylinder interior 49 from an air hose 48 connected to a port 47 communicating with the cylinder interior 49. As a result, the piston 44 is pushed in the direction in which the coil spring 46 is compressed, and the pressing force of the coil spring 46 against the center pushing shaft support member 42 is increased. As a result, the force with which the tailstock 41 of the tailstock 40 presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 is increased, and the workpiece 11 can be prevented from slipping, and the machining accuracy of the workpiece 11 can be improved. Can be maintained.
[0062]
The rotation speed of the work shaft 31, the rotation speed of the main shaft 71, and the reciprocation speed of the X-axis table 24 described above are programmed in advance in the control device 88 so as to be machined under optimum conditions according to the grindstone material, the work material, etc. In addition, the program can be changed during machining.
[0063]
After the processing is finished, the workpiece 11 held by the workpiece holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry is removed. The removal work of the workpiece 11 is performed in the reverse procedure to the case where the workpiece 11 is held. That is, the switching lever 51 of the tailstock 40 is rotated in the clockwise direction so that the tailstock 41 of the tailstock 40 is moved against the pressing force of the coil spring 46 of the tailstock 40 and the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Is moved away from the object, and the pressing by the tail pushing shaft 41 against the work 11 is released. In this way, the workpiece 11 held by the workpiece holding mechanism 10 for an outer surface grinding apparatus for jewelry can be easily removed simply by turning the switching lever 51 of the tailstock 40 in the clockwise direction.
[0064]
In this manner, the girdle surface 12 can be finished with high accuracy with reference to the table surface 14 of the roughly processed workpiece 11 made of diamond. Thereafter, using another grinding device as post-processing, the girdle surface 12 of the workpiece 11 finished with precision in this manner is held, and the table surface 14, the crown surface 15, and the pavilion surface 13 are finished with high accuracy. Can be processed.
[0065]
As described above, in the present embodiment, the tail spring support member 42 of the tailstock 40 is pressed by the coil spring 46 housed in the cylinder 45 of the tailstock 40 and supported by the tailstock support member 42. The work center 11 can be pressed against the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 by the center push shaft 41 and held. In this case, the tailstock 40 has a switching lever 51 that can resist the pressing force of the coil spring 46 against the tailstock shaft support member 42, and the workpiece 11 can be easily attached and detached by operating the switching lever 51. It can be carried out.
[0066]
Further, the centering shaft 41 that presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 has a flat end surface 41a corresponding to the flat table surface 14 that is one end portion of the workpiece 11, Since the end surface 31 a at the tip of the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 has a groove 31 b that is substantially the same as the shape of the one-side conical portion 11 b of the work 11, the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 is formed on the work 11. By contacting the table surface 14, the workpiece 11 can be positioned with reference to the table surface 14 of the workpiece 11. In addition, since a part of the workpiece 11 is accommodated in the groove 31b of the workpiece shaft 31 end surface 31a, the workpiece 11 can be stably held during processing.
[0067]
Furthermore, the pressing force of the mandrel support member 42 can be assisted by the press-fitting of air, and the workpiece 11 can be held in a stable state. Further, by arranging rubber or the like for preventing the workpiece 11 from slipping on the flat end surface 41a of the tailstock shaft 41, the workpiece 11 can be prevented from slipping.
[0068]
Furthermore, since the tailstock 40 that supports the tailstock 41 is attached to the A-axis rotation mechanism 30 that supports the workpiece shaft 31 via a bracket, even if the workpiece shaft 31 is moved during processing, The pressing state of the workpiece 11 by the center pushing shaft 41 against the shaft 31 does not change, and the workpiece 11 can be stably held.
[0069]
Further, the grindstone 81 uses a cup-shaped grindstone 81 having a space 83 at the center of the grindstone surface 82, and the grindstone 81 and the tailstock 40 are accommodated by housing the tailstock 40 in the space 83 of the cup-shaped grindstone 81. Therefore, it is not necessary to use a tailstock with low rigidity, and the workpiece 11 can be stably held.
[0070]
As described above, according to the present embodiment, the jewelry can be easily and accurately positioned on the jewelry external surface grinding device by the jewelry external surface grinding device work holding mechanism 10 and can be stably held. be able to. For this reason, the outer surface of the jewelry held by the workpiece holding mechanism 10 for the outer surface grinding apparatus for jewelry can be accurately finished by the grinding apparatus.
[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, the jewelry can be easily and accurately positioned by the work holding mechanism, and can be stably held. For this reason, the jewelry held by the workpiece holding mechanism in this way can be finished with high accuracy by the outer surface grinding apparatus for jewelry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a jewelry external surface grinding apparatus in which a workpiece holding mechanism for a jewelry external surface grinding apparatus according to the present invention is incorporated.
FIG. 2 is a front view showing an outer surface grinding apparatus for jewelry incorporating a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a side view showing an outer surface grinding apparatus for jewelry incorporating a workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus according to the present invention.
4 is a partially enlarged view of FIG. 2;
FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 3;
FIG. 6 is a partially enlarged view showing a tailstock of a workpiece holding mechanism for an external grinding apparatus according to the present invention, and shows a state in which a tailstock shaft and a switching lever are removed for convenience.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a workpiece holding portion of the workpiece holding mechanism for an external grinding apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Jewelry holding | grip outer surface grinding apparatus workpiece | work 11a 11a Cylindrical part 11b One side cone-shaped part 11c Other side truncated cone-shaped part 12 Girdle surface 13 Pavilion surface 14 Table surface 15 Crown surface 16 Jewelry outer surface grinding device 18 Bed 18a Leveling block 19 with anti-vibration pad Safety frame 21 X-axis base 22 X-axis guide 23 X-axis slide unit 24 X-axis table 25 AC servo motor 26 X-axis ball screw 27 Bracket 30 A-axis rotation mechanism 31 Work shaft 31a End surface 31b Groove 31c Vertex 32 AC servo motor 33 Bracket 40 Tailstock 41 Tailstock shaft 41a End face 42 Tailstock shaft support member 43 Tailstock base 43a Guide 44 Piston 45 Cylinder 46 Coil spring 47 Port 48 Air hose 49 Cylinder interior 50 Packing 51 Switching lever 61 Z-axis base 62 Z-axis guide 63 Z-axis slide unit 64 Z-axis table 65 AC servo motor 66 Z-axis ball screw 67 Bracket 70 Spindle rotation mechanism 71 Spindle 81 Grinding wheel 82 Grinding wheel surface 83 Space 88 Control device

Claims (6)

  1. 宝石類からなり、一側に所望形状を有するとともに他側に基準面を有するワークを回転自在に保持する回転機構と、
    回転機構に対向して配置され、回転機構の回転軸に沿って回転機構側にワークを押圧するとともに、回転機構との間でワークを回転機構の回転軸を中心に回転自在に保持する心押台とを備え、
    回転機構と心押台のワークに当接する端面のうちいずれか一方はワークの一側の所望形状と略同一の溝を有し、他方はワークの基準面と当接する平坦面を有することを特徴とする宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構。
    A rotation mechanism that is made of jewelry and has a desired shape on one side and a workpiece having a reference surface on the other side so as to be rotatable.
    A tailstock that is disposed opposite the rotation mechanism, presses the workpiece toward the rotation mechanism along the rotation axis of the rotation mechanism, and holds the workpiece rotatably with respect to the rotation mechanism about the rotation axis of the rotation mechanism. With a stand,
    One of the end surfaces of the rotation mechanism and the tailstock that contact the workpiece has a groove substantially the same as the desired shape on one side of the workpiece, and the other has a flat surface that contacts the reference surface of the workpiece. A workpiece holding mechanism for external grinding equipment for jewelry.
  2. ワークはダイヤモンドからなることを特徴とする請求項1記載の宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構。The workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to claim 1, wherein the workpiece is made of diamond.
  3. ワークは円柱形状部分と、円柱形状部分の一側に隣接する一側円錐形状部分と、円柱形状部分の他側に隣接するとともに基準面を有する他側円錐台形状部分とからなり、
    回転機構はワークの一側円錐形状部分を収納する溝を有するとともに、心押台はワークの他側円錐台形状部分の基準面に当接し、ワークを位置決めする平坦面を有することを特徴とする請求項1記載の宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構。
    The work consists of a cylindrical part, a one-side conical part adjacent to one side of the cylindrical part, and another frustoconical part adjacent to the other side of the cylindrical part and having a reference surface,
    The rotating mechanism has a groove for accommodating one side cone-shaped portion of the workpiece, and the tailstock has a flat surface for contacting the reference surface of the other side truncated cone-shaped portion of the workpiece and positioning the workpiece. The workpiece holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to claim 1.
  4. 心押台は切替レバーを有し、
    切替レバーによって心押台によるワークの押圧を解除することができることを特徴とする請求項1記載の宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構。
    The tailstock has a switching lever,
    2. The work holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to claim 1, wherein the pressure of the work by the tailstock can be released by the switching lever.
  5. 心押台に収納されたコイルバネによってワークを押圧することを特徴とする請求項1記載の宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構。The work holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to claim 1, wherein the work is pressed by a coil spring housed in a tailstock.
  6. 心押台はシリンダーを有し、
    シリンダーにエアーを圧入することによって、ワークの押圧を補助することを特徴とする請求項5記載の宝石類の外面研削装置用ワーク保持機構。
    The tailstock has a cylinder,
    6. The work holding mechanism for an outer surface grinding apparatus for jewelry according to claim 5, wherein pressing of the work is assisted by press-fitting air into the cylinder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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