JP2005046942A - 工作物の支持装置及び保持方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビビリ振動のない高精度の加工ができ、切削条件を上げることができることから生産性を向上させることのできる工作物の支持装置及び保持方法を提供する。
【解決手段】工作物Ａの加工時に該工作物Ａを支持する支持装置３であって、支持装置本体３０と、該支持装置本体３０の一端から突出する突出部材３２と、該突出部材３２の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段３３と、前記突出部材３２の他端に設けられ工作物Ａを支持するために該工作物Ａに当接する支持部材３１と、前記突出部材３２を固定する固定部材３４とを有し、前記支持部材３１に傾斜部３１ａを設け、該傾斜部３１ａで工作物Ａを支持するようにした。
【選択図】図６
【解決手段】工作物Ａの加工時に該工作物Ａを支持する支持装置３であって、支持装置本体３０と、該支持装置本体３０の一端から突出する突出部材３２と、該突出部材３２の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段３３と、前記突出部材３２の他端に設けられ工作物Ａを支持するために該工作物Ａに当接する支持部材３１と、前記突出部材３２を固定する固定部材３４とを有し、前記支持部材３１に傾斜部３１ａを設け、該傾斜部３１ａで工作物Ａを支持するようにした。
【選択図】図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作物を機械加工する際に使用する、工作物の支持装置及び工作物の保持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、図８に示すように工作物Ａを加工する場合には工作台１に設置されたクランプ装置２によって工作物Ａを固定し、さらに支持装置３によって下方から工作物Ａの下面を支持するものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。これによって、工作物Ａの撓みを防止し、切削加工時のビビリ振動発生による精度不良をある程度低減させることができるようになった。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７１８７６号公報
【０００４】
【特許文献２】実用新案登録第２６０２６１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術では支持装置３が工作物Ａの平面に対して垂直方向から工作物Ａを押圧するものであるため、垂直方向からの力に対しては対応することができるものの、切削加工時に生じる平面方向からの力に対しては対応できず、これに対応するための支持装置３を別途、工作台に設置する必要があった。即ち、加工時に発生する２方向の力に対してそれぞれ支持装置を必要とした。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、必要最小限の支持装置によって撓みの少ない精度のよい加工を行うことができ、加工時に受ける力によるワークの振動を無くすことができることから、ビビリ振動のない高精度の加工ができ、さらに、切削条件を上げることができることから生産性を向上させることのできる工作物の支持装置及び保持方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有する。
【０００８】
この支持装置によって工作物を支持するには、付勢手段によって突出部材が工作物の設置されている方向へと突出した状態で、突出部材の先端に設けられた支持部材を工作物に当接し、その位置で突出部材を固定部材によって固定する。このとき、付勢手段が設けられているので、支持装置による押圧によって工作物が変形しない力で該工作物は支持される。
【０００９】
本支持装置は、支持部材に傾斜部が設けられており、この傾斜部によって工作物を支持することから、切削加工時に工作物に加わる上下方向及び左右方向の力に対して一台で対応することができるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、突出部材の先端に設けられた支持部材は前記突出部材に対して着脱可能に設けられていることに特徴を有する。
【００１１】
したがって、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合には、支持部材のみを交換すれば足り、経済的である。
【００１２】
請求項３の発明は、工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有する。
【００１３】
この支持装置によって工作物を支持するには、空気圧又は油圧によってシリンダ内をピストン運動させることによって、ピストンに一端が固定されたピストンロッドの先端に設けられた支持部材を工作物に当接し、その位置でピストンロッドを固定部材によって固定する。このとき、空気圧又は油圧の圧力がさらに工作物に加わることはなく、支持装置による押圧によって工作物が変形しない力で該工作物は支持される。
【００１４】
本支持装置は、支持部材に傾斜部が設けられており、この傾斜部によって工作物を支持することから、切削加工時に工作物に加わる上下方向及び左右方向の力に対して一台で対応することができるものである。
【００１５】
請求項４の発明は、ピストンロッドの先端に設けられた支持部材は前記ピストンロッドに対して着脱可能に設けられていることに特徴を有する。
【００１６】
したがって、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合には、支持部材のみを交換すれば足り、経済的である
請求項５の発明は、支持部材が円錐形状に形成され、該円錐形状の傾斜面で工作物を支持することに特徴を有する。
【００１７】
したがって、支持部材が円錐形状であれば、傾斜面で工作物を支持することは容易であり、作業時間の短縮につながるものである。
【００１８】
請求項６の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有する。
【００１９】
したがって、複数クランプ装置によって工作物の基準面高さを同一にして固定することができ、支持装置によって切削加工時のビビリ振動を防止することができることから、工作物にネジ穴等を穿設したい場合に精密な切削加工を行うことができる工作物の保持方法である。
【００２０】
請求項７の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有する。
【００２１】
したがって、複数クランプ装置によって工作物の基準面高さを同一にして固定することができ、支持装置によって切削加工時のビビリ振動を防止することができることから、工作物にネジ穴等を穿設したい場合に精密な切削加工を行うことができる工作物の保持方法である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明が使用される工作物の一例を示す斜視図である。この図に示す工作物Ａは家庭用ミシンに使用されるアルミニウム製の下台であり、略コ字状となるように予めダイカスト成形されているものである。この工作物Ａに複数の部材を組み付けることができるように、複数のネジ穴を穿設する等の切削加工が行われるのであるが、ネジ穴は僅かなずれによって部材が組み付けられなくなる等の不具合を生じさせるため、精密加工が要求される。
【００２３】
したがって、複数のネジ穴を穿設する等の切削加工時には以下に述べるように、工作物を工作台に載置してクランプ装置及び支持装置によって、固定及び支持を行う必要があるのである。
【００２４】
図２は工作物を工作台に載置した状態を示す平面図であり、図３が正面図である。
【００２５】
この図に示すように、工作物Ａには様々な形状に対応して切削加工が施されるものであるが、精密加工を行うためには、先ず工作物Ａの基準面高さを同一にして固定する必要がある。ここで必要となるのが、クランプ装置２，２，２である。このクランプ装置２，２，２によって工作物Ａの端部の所定の３箇所を固定することによって、工作物Ａの基準面高さが同一となって固定されるのである。
【００２６】
ここで、クランプ装置２，２，２は一端が工作台１に固定されているものであり、クランプ部２ａ及び２ｂによって工作物Ａの所定箇所が上方向及び下方向から挟持されることによって、固定されるものである。
【００２７】
また、工作台１の端部には支持装置３が取付けられている。この支持装置３は切削加工される工作物Ａの位置に対応して工作台１の複数箇所に取付けることができるものである。
【００２８】
工作物Ａの位置に対応する位置としては、できる限り切削加工位置の近傍で、他の物体との干渉を回避できる位置とされる。
【００２９】
何故ならば、工作物Ａの切削加工箇所が上述したクランプ装置２によって固定される位置から離れた箇所の場合には、切削加工時に受ける力により大きなモーメントが発生し、これによって工作物Ａが撓みやすくなり、ビビリ振動をも生じさせるので、精度の良い切削加工を行うことができないからである。
【００３０】
この場合に、切削速度を落とす等して、加工条件を下げて工作物の切削加工を行うことで、精度の良い切削加工を行うことは可能であるが、その分、生産性が悪くなるという問題が生じる。
【００３１】
したがって、支持装置３を工作物Ａの切削加工位置の近傍に取り付けて、工作物Ａを支持することによって、切削加工時に受ける力により工作物Ａが撓むことや、ビビリ振動を生じさせることを防ぐことができるのである。
【００３２】
尚、工場等で量産品を切削加工する場合には、予め切削加工の手順が決められており、複数の工作台１，１，…に流れ作業順序に従って工作物Ａが次々と送られて行くものである。したがって、工作物１にはクランプ装置及び支持装置が予め決められた所定の位置に固定されているものであり、一つの工作台で工作物Ａに全ての切削加工を施す場合と違って支持装置を切削加工位置の近傍に移動して取り付ける等の作業を行う必要はない。
【００３３】
図４は本発明における支持装置の第１の実施形態を示す正面図であり、図５はこの支持装置の一部断面図である。
【００３４】
この支持装置３ａは、工作台１に下端部がボルトで固定されているものである。そして、シリンダ２０内には空気圧によって摺動するピストン２１が設置されており、ピストン２１とシリンダ２０との間には気密を保つためにＯリング２１ａが設けられている。
【００３５】
尚、シリンダ２０には空気を供給又は排気するためのポート２０ａ，２０ｂが設けられている。
【００３６】
また、ピストン２１に一端が固定されたピストンロッド２２の他端をシリンダ２０から外方に突出させている。このピストンロッド２２の他端には工作物Ａを支持するために、この工作物Ａに当接する支持部材３１が設けられている。
【００３７】
さらに、ピストンロッド２２を固定する部材として、ピストンロッド２２の下方には先端にくさび形状部２３ａを設けた固定部材２３が設置されている。この固定部材２３も空気圧によって上下動するものであり、規制部材２３ｂによって、所定位置で上下方向の動きが規制されるのである。
【００３８】
ここで、支持部材３１は上部が円錐形状をし、その下部にネジ切りがされたボルトが取付けられた構成となっているものであり、ピストンロッド２２に対して着脱可能に設けられているものである。
【００３９】
次に、支持装置３ａによる工作物の支持手順について説明する。まず最初に、エアを抜くことによって支持装置３ａのピストンロッド２２を固定する固定部材２３をピストンロッド２２と接触しない位置としておき、ピストンロッド２２が付勢手段である空気圧によって移動可能な状態として、工作台１の所定位置に支持装置３ａを固定しておく。
【００４０】
そして、上述したクランプ装置２によって工作台１の所定位置に工作物Ａを固定する。ポート２０ｂからエアを送ることによって、ピストンロッド２２が移動を始める。工作物Ａの角部が支持装置３ａの支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａに当接して、ピストンロッド２２の移動が停止する。
【００４１】
そこで、固定部材２３後部にエアを送ることによって、この固定部材２３の先端のくさび形状部２３ａの一部がピストンロッド２２の側部に当接してピストンロッド２２が支持装置本体２０に固定され、支持装置３ａが最小限の力によって工作物Ａを支持するのである。
【００４２】
したがって、上述した第１の実施形態と同様にして、切削加工時には工作物に図面上、Ｘ方向及びＹ方向に力が加わることとなるが、本発明においては、工作物の角部を支持装置３ａの支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａで支持することにしたものであるから、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に各々支持装置３ａ，３ａを設ける必要がないという利点があると共に、支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａによってＸ方向及びＹ方向の両方向に力が分散されることとなるので、工作物に必要以上の力が加わらないという利点もある。
【００４３】
さらに、支持部材３１を円錐形状としたことから、工作物をどの方向から当接しても傾斜部３１ａで支持することができるという利点がある。
【００４４】
また、支持部材３１はピストンロッド２２に対して着脱可能に設けられているものであるから、工作物との摩擦によって支持部材３１が磨耗した場合でも新しい支持部材と交換すればよいという利点もある。
【００４５】
図６は本発明における支持装置の第２の実施形態を示す説明図である。
【００４６】
先ず、この図に示すように工作物Ａは工作台１に取り付けられたクランプ装置２によって、上下方向から固定されるのである。
【００４７】
次に、工作物Ａの角部が工作台１に取り付けられた支持装置３の支持部材３１の傾斜部３１ａによって支持されるのである。
【００４８】
ここで、支持装置３は、突出部材３２の一端を収容する収容部３０ａが設けられている支持装置本体３０の下部がボルトによって工作台１に固定されているものである。
【００４９】
そして、支持装置本体３０の一端からは突出部材３２が突出しており、この突出部材３２の一端を突出する方向へ付勢する付勢手段３３（一例としてバネ）と、突出部材３２の他端に設けられ工作物Ａを支持するために工作物Ａに当接する支持部材３１と、突出部材３２を固定する固定部材３４とを有するものである。
【００５０】
尚、突出部材３２には規制部材３２ａが設けられており、この規制部材３２ａは長穴３２ｂによって上下方向の動きが規制されるのである。
【００５１】
また、支持部材３１は円錐形状をしており、突出部材３２に対して着脱可能に設けられているものである。
【００５２】
次に、支持装置３１による工作物の支持手順について説明する。まず最初に、支持装置３の突出部材３２を固定する固定部材３４を緩くしておき、突出部材３２が付勢手段３３であるバネによって上下動可能な状態として、工作台１の所定位置に支持装置３を固定しておく。
【００５３】
規制部材３２ａを長穴３２ｂに沿うようにして、突出部材３２を押すと付勢手段３３が押し縮められる。長穴３２ｂの端で突出部材３２を回転させると、規制部材３２ａが長穴３２ｂに沿うように回転し、そこで突出部材３２ｂが固定される。
【００５４】
そして、上述したクランプ装置２によって工作台１の所定位置に工作物Ａを固定する。突出部材３２を回転し、突出部材３２が上下動可能な位置まで規制部材３２ａを長穴３２ｂに沿うように回転させる。すると、工作物Ａの角部が支持装置３の支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａに当接して、突出部材３２の上下動が停止する。
【００５５】
そこで、固定部材３４を締付けることによって、この固定部材３４の先端が突出部材３２の側部に当接して突出部材３２が支持装置本体３０に固定され、支持装置３が最小限の力によって工作物Ａを支持するのである。
【００５６】
したがって、上述した第１の実施形態と同様にして、切削加工時には工作物Ａに図面上、Ｘ方向及びＹ方向に力が加わることとなるが、本発明においては、工作物Ａの角部を支持装置３の支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａで支持することにしたものであるから、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に各々支持装置３，３を設ける必要がないという利点があると共に、支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａによってＸ方向及びＹ方向の両方向に力が分散されることとなるので、工作物Ａに必要以上の力が加わらないという利点もある。
【００５７】
さらに、支持部材３１を円錐形状としたことから、工作物Ａをどの方向から当接しても傾斜部３１ａで支持することができるという利点がある。
【００５８】
また、支持部材３１は突出部材３２に対して着脱可能に設けられているものであるから、工作物Ａとの摩擦によって支持部材３１が磨耗した場合でも新しい支持部材３１と交換すればよいという利点もある。
【００５９】
尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の実施形態をとることができることは言うまでもない。例えば上記第２の実施形態では、ピストン２１は空気圧によってシリンダ内を摺動させているが、油圧によって摺動させることもできるものである。
【００６０】
また、上記第１及び第２の実施形態では支持部材３１を円錐形状としたもので説明しているがこれに限定されるものではなく、工作物Ａを傾斜部で支持することができるものであればよい。
【００６１】
したがって、図７（ａ）に示すように、傾斜部３１ｂを三面有するものや、（ｂ）に示すように、傾斜部３１ｃを一面有するもの、（ｃ）に示すように傾斜部３１ｄを二面有するもの、更には傾斜部３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが平面でははなく湾曲面、例えば凹面や凸面とする等、種々の形態の支持部材を適用することができるのである。
【００６２】
また、支持部材３１の表面にチタンコーティングや、焼入れを行えば、傾斜部を硬くすることができる。反対に支持部材３１の表面にフッ素樹脂をコーティングすれば工作物の当接部分を保護することができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有するので、従来の支持装置では支持部材の先端点に工作物が接触してこの工作物を支持していたものであったから、工作物を上下方向及び左右方向から支持したい場合には２つの支持装置を必要とするものであったのに対し、本発明では支持部材の傾斜部で工作物を支持することによって上下方向及び左右方向を１つの支持装置で支持することができる。また、工作物の切削加工時に加わる力が支持部材の傾斜部によって分散されることとなるので、工作物に必要以上の力が加わることがない。
【００６４】
請求項２の発明は、突出部材の先端に設けられた支持部材は前記突出部材に対して着脱可能に設けられていることに特徴を有するので、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合でも新しい支持部材と交換すればよいものである。
【００６５】
請求項３の発明は、工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有するので、請求項１の発明と同様の効果を奏することができると共に、ピストンロッドの上下動は空気圧又は油圧によることから工作物に余計な力が加わることがない。
【００６６】
請求項４の発明は、ピストンロッドの先端に設けられた支持部材は前記ピストンロッドに対して着脱可能に設けられていることに特徴を有するので、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合でも新しい支持部材と交換すればよいものである。
【００６７】
請求項５の発明は、支持部材が円錐形状に形成され、該円錐形状の傾斜面で工作物を支持することに特徴を有するので、円錐形状であれば、どの方向からも工作物を傾斜面で支持することが可能となる。
【００６８】
請求項６の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有するので、クランプ装置による工作物の固定と支持装置による工作物の上下方向及び左右方向からの支持によって撓みの少ない精度のよい加工を行うことができ、加工時に受ける力によるワークの振動を無くすことができることから、ビビリ振動のない高精度の加工ができ、さらに、切削条件を上げることができることから生産性を向上させることのできる工作物の保持方法である。
【００６９】
請求項７の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有するので、上記請求項６の発明と同様の効果を奏することができると共に、ピストンロッドの上下動は空気圧又は油圧によることから工作物に余計な力が加わることがないという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が利用される工作物の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明が利用される工作台の全体を示す平面図である。
【図３】本発明が利用される工作台の全体を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す正面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態で示した支持装置の一部断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す正面図である。
【図７】本発明に使用する支持部材の形態を示す説明図である。
【図８】従来の工作物のサポート方法を示す正面図である。
【符号の説明】
Ａ 工作物
１ 工作台
２ クランプ装置
３ 支持装置
２０ 支持装置本体
２１ ピストン
２２ ピストンロッド
２３，３４ 固定部材
３０ 支持部材本体
３１ 支持部材
３１ａ 傾斜部
３２ 突出部材
３３ 付勢手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作物を機械加工する際に使用する、工作物の支持装置及び工作物の保持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、図８に示すように工作物Ａを加工する場合には工作台１に設置されたクランプ装置２によって工作物Ａを固定し、さらに支持装置３によって下方から工作物Ａの下面を支持するものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。これによって、工作物Ａの撓みを防止し、切削加工時のビビリ振動発生による精度不良をある程度低減させることができるようになった。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７１８７６号公報
【０００４】
【特許文献２】実用新案登録第２６０２６１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術では支持装置３が工作物Ａの平面に対して垂直方向から工作物Ａを押圧するものであるため、垂直方向からの力に対しては対応することができるものの、切削加工時に生じる平面方向からの力に対しては対応できず、これに対応するための支持装置３を別途、工作台に設置する必要があった。即ち、加工時に発生する２方向の力に対してそれぞれ支持装置を必要とした。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、必要最小限の支持装置によって撓みの少ない精度のよい加工を行うことができ、加工時に受ける力によるワークの振動を無くすことができることから、ビビリ振動のない高精度の加工ができ、さらに、切削条件を上げることができることから生産性を向上させることのできる工作物の支持装置及び保持方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有する。
【０００８】
この支持装置によって工作物を支持するには、付勢手段によって突出部材が工作物の設置されている方向へと突出した状態で、突出部材の先端に設けられた支持部材を工作物に当接し、その位置で突出部材を固定部材によって固定する。このとき、付勢手段が設けられているので、支持装置による押圧によって工作物が変形しない力で該工作物は支持される。
【０００９】
本支持装置は、支持部材に傾斜部が設けられており、この傾斜部によって工作物を支持することから、切削加工時に工作物に加わる上下方向及び左右方向の力に対して一台で対応することができるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、突出部材の先端に設けられた支持部材は前記突出部材に対して着脱可能に設けられていることに特徴を有する。
【００１１】
したがって、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合には、支持部材のみを交換すれば足り、経済的である。
【００１２】
請求項３の発明は、工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有する。
【００１３】
この支持装置によって工作物を支持するには、空気圧又は油圧によってシリンダ内をピストン運動させることによって、ピストンに一端が固定されたピストンロッドの先端に設けられた支持部材を工作物に当接し、その位置でピストンロッドを固定部材によって固定する。このとき、空気圧又は油圧の圧力がさらに工作物に加わることはなく、支持装置による押圧によって工作物が変形しない力で該工作物は支持される。
【００１４】
本支持装置は、支持部材に傾斜部が設けられており、この傾斜部によって工作物を支持することから、切削加工時に工作物に加わる上下方向及び左右方向の力に対して一台で対応することができるものである。
【００１５】
請求項４の発明は、ピストンロッドの先端に設けられた支持部材は前記ピストンロッドに対して着脱可能に設けられていることに特徴を有する。
【００１６】
したがって、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合には、支持部材のみを交換すれば足り、経済的である
請求項５の発明は、支持部材が円錐形状に形成され、該円錐形状の傾斜面で工作物を支持することに特徴を有する。
【００１７】
したがって、支持部材が円錐形状であれば、傾斜面で工作物を支持することは容易であり、作業時間の短縮につながるものである。
【００１８】
請求項６の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有する。
【００１９】
したがって、複数クランプ装置によって工作物の基準面高さを同一にして固定することができ、支持装置によって切削加工時のビビリ振動を防止することができることから、工作物にネジ穴等を穿設したい場合に精密な切削加工を行うことができる工作物の保持方法である。
【００２０】
請求項７の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有する。
【００２１】
したがって、複数クランプ装置によって工作物の基準面高さを同一にして固定することができ、支持装置によって切削加工時のビビリ振動を防止することができることから、工作物にネジ穴等を穿設したい場合に精密な切削加工を行うことができる工作物の保持方法である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明が使用される工作物の一例を示す斜視図である。この図に示す工作物Ａは家庭用ミシンに使用されるアルミニウム製の下台であり、略コ字状となるように予めダイカスト成形されているものである。この工作物Ａに複数の部材を組み付けることができるように、複数のネジ穴を穿設する等の切削加工が行われるのであるが、ネジ穴は僅かなずれによって部材が組み付けられなくなる等の不具合を生じさせるため、精密加工が要求される。
【００２３】
したがって、複数のネジ穴を穿設する等の切削加工時には以下に述べるように、工作物を工作台に載置してクランプ装置及び支持装置によって、固定及び支持を行う必要があるのである。
【００２４】
図２は工作物を工作台に載置した状態を示す平面図であり、図３が正面図である。
【００２５】
この図に示すように、工作物Ａには様々な形状に対応して切削加工が施されるものであるが、精密加工を行うためには、先ず工作物Ａの基準面高さを同一にして固定する必要がある。ここで必要となるのが、クランプ装置２，２，２である。このクランプ装置２，２，２によって工作物Ａの端部の所定の３箇所を固定することによって、工作物Ａの基準面高さが同一となって固定されるのである。
【００２６】
ここで、クランプ装置２，２，２は一端が工作台１に固定されているものであり、クランプ部２ａ及び２ｂによって工作物Ａの所定箇所が上方向及び下方向から挟持されることによって、固定されるものである。
【００２７】
また、工作台１の端部には支持装置３が取付けられている。この支持装置３は切削加工される工作物Ａの位置に対応して工作台１の複数箇所に取付けることができるものである。
【００２８】
工作物Ａの位置に対応する位置としては、できる限り切削加工位置の近傍で、他の物体との干渉を回避できる位置とされる。
【００２９】
何故ならば、工作物Ａの切削加工箇所が上述したクランプ装置２によって固定される位置から離れた箇所の場合には、切削加工時に受ける力により大きなモーメントが発生し、これによって工作物Ａが撓みやすくなり、ビビリ振動をも生じさせるので、精度の良い切削加工を行うことができないからである。
【００３０】
この場合に、切削速度を落とす等して、加工条件を下げて工作物の切削加工を行うことで、精度の良い切削加工を行うことは可能であるが、その分、生産性が悪くなるという問題が生じる。
【００３１】
したがって、支持装置３を工作物Ａの切削加工位置の近傍に取り付けて、工作物Ａを支持することによって、切削加工時に受ける力により工作物Ａが撓むことや、ビビリ振動を生じさせることを防ぐことができるのである。
【００３２】
尚、工場等で量産品を切削加工する場合には、予め切削加工の手順が決められており、複数の工作台１，１，…に流れ作業順序に従って工作物Ａが次々と送られて行くものである。したがって、工作物１にはクランプ装置及び支持装置が予め決められた所定の位置に固定されているものであり、一つの工作台で工作物Ａに全ての切削加工を施す場合と違って支持装置を切削加工位置の近傍に移動して取り付ける等の作業を行う必要はない。
【００３３】
図４は本発明における支持装置の第１の実施形態を示す正面図であり、図５はこの支持装置の一部断面図である。
【００３４】
この支持装置３ａは、工作台１に下端部がボルトで固定されているものである。そして、シリンダ２０内には空気圧によって摺動するピストン２１が設置されており、ピストン２１とシリンダ２０との間には気密を保つためにＯリング２１ａが設けられている。
【００３５】
尚、シリンダ２０には空気を供給又は排気するためのポート２０ａ，２０ｂが設けられている。
【００３６】
また、ピストン２１に一端が固定されたピストンロッド２２の他端をシリンダ２０から外方に突出させている。このピストンロッド２２の他端には工作物Ａを支持するために、この工作物Ａに当接する支持部材３１が設けられている。
【００３７】
さらに、ピストンロッド２２を固定する部材として、ピストンロッド２２の下方には先端にくさび形状部２３ａを設けた固定部材２３が設置されている。この固定部材２３も空気圧によって上下動するものであり、規制部材２３ｂによって、所定位置で上下方向の動きが規制されるのである。
【００３８】
ここで、支持部材３１は上部が円錐形状をし、その下部にネジ切りがされたボルトが取付けられた構成となっているものであり、ピストンロッド２２に対して着脱可能に設けられているものである。
【００３９】
次に、支持装置３ａによる工作物の支持手順について説明する。まず最初に、エアを抜くことによって支持装置３ａのピストンロッド２２を固定する固定部材２３をピストンロッド２２と接触しない位置としておき、ピストンロッド２２が付勢手段である空気圧によって移動可能な状態として、工作台１の所定位置に支持装置３ａを固定しておく。
【００４０】
そして、上述したクランプ装置２によって工作台１の所定位置に工作物Ａを固定する。ポート２０ｂからエアを送ることによって、ピストンロッド２２が移動を始める。工作物Ａの角部が支持装置３ａの支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａに当接して、ピストンロッド２２の移動が停止する。
【００４１】
そこで、固定部材２３後部にエアを送ることによって、この固定部材２３の先端のくさび形状部２３ａの一部がピストンロッド２２の側部に当接してピストンロッド２２が支持装置本体２０に固定され、支持装置３ａが最小限の力によって工作物Ａを支持するのである。
【００４２】
したがって、上述した第１の実施形態と同様にして、切削加工時には工作物に図面上、Ｘ方向及びＹ方向に力が加わることとなるが、本発明においては、工作物の角部を支持装置３ａの支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａで支持することにしたものであるから、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に各々支持装置３ａ，３ａを設ける必要がないという利点があると共に、支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａによってＸ方向及びＹ方向の両方向に力が分散されることとなるので、工作物に必要以上の力が加わらないという利点もある。
【００４３】
さらに、支持部材３１を円錐形状としたことから、工作物をどの方向から当接しても傾斜部３１ａで支持することができるという利点がある。
【００４４】
また、支持部材３１はピストンロッド２２に対して着脱可能に設けられているものであるから、工作物との摩擦によって支持部材３１が磨耗した場合でも新しい支持部材と交換すればよいという利点もある。
【００４５】
図６は本発明における支持装置の第２の実施形態を示す説明図である。
【００４６】
先ず、この図に示すように工作物Ａは工作台１に取り付けられたクランプ装置２によって、上下方向から固定されるのである。
【００４７】
次に、工作物Ａの角部が工作台１に取り付けられた支持装置３の支持部材３１の傾斜部３１ａによって支持されるのである。
【００４８】
ここで、支持装置３は、突出部材３２の一端を収容する収容部３０ａが設けられている支持装置本体３０の下部がボルトによって工作台１に固定されているものである。
【００４９】
そして、支持装置本体３０の一端からは突出部材３２が突出しており、この突出部材３２の一端を突出する方向へ付勢する付勢手段３３（一例としてバネ）と、突出部材３２の他端に設けられ工作物Ａを支持するために工作物Ａに当接する支持部材３１と、突出部材３２を固定する固定部材３４とを有するものである。
【００５０】
尚、突出部材３２には規制部材３２ａが設けられており、この規制部材３２ａは長穴３２ｂによって上下方向の動きが規制されるのである。
【００５１】
また、支持部材３１は円錐形状をしており、突出部材３２に対して着脱可能に設けられているものである。
【００５２】
次に、支持装置３１による工作物の支持手順について説明する。まず最初に、支持装置３の突出部材３２を固定する固定部材３４を緩くしておき、突出部材３２が付勢手段３３であるバネによって上下動可能な状態として、工作台１の所定位置に支持装置３を固定しておく。
【００５３】
規制部材３２ａを長穴３２ｂに沿うようにして、突出部材３２を押すと付勢手段３３が押し縮められる。長穴３２ｂの端で突出部材３２を回転させると、規制部材３２ａが長穴３２ｂに沿うように回転し、そこで突出部材３２ｂが固定される。
【００５４】
そして、上述したクランプ装置２によって工作台１の所定位置に工作物Ａを固定する。突出部材３２を回転し、突出部材３２が上下動可能な位置まで規制部材３２ａを長穴３２ｂに沿うように回転させる。すると、工作物Ａの角部が支持装置３の支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａに当接して、突出部材３２の上下動が停止する。
【００５５】
そこで、固定部材３４を締付けることによって、この固定部材３４の先端が突出部材３２の側部に当接して突出部材３２が支持装置本体３０に固定され、支持装置３が最小限の力によって工作物Ａを支持するのである。
【００５６】
したがって、上述した第１の実施形態と同様にして、切削加工時には工作物Ａに図面上、Ｘ方向及びＹ方向に力が加わることとなるが、本発明においては、工作物Ａの角部を支持装置３の支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａで支持することにしたものであるから、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に各々支持装置３，３を設ける必要がないという利点があると共に、支持部材３１に設けられた傾斜部３１ａによってＸ方向及びＹ方向の両方向に力が分散されることとなるので、工作物Ａに必要以上の力が加わらないという利点もある。
【００５７】
さらに、支持部材３１を円錐形状としたことから、工作物Ａをどの方向から当接しても傾斜部３１ａで支持することができるという利点がある。
【００５８】
また、支持部材３１は突出部材３２に対して着脱可能に設けられているものであるから、工作物Ａとの摩擦によって支持部材３１が磨耗した場合でも新しい支持部材３１と交換すればよいという利点もある。
【００５９】
尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の実施形態をとることができることは言うまでもない。例えば上記第２の実施形態では、ピストン２１は空気圧によってシリンダ内を摺動させているが、油圧によって摺動させることもできるものである。
【００６０】
また、上記第１及び第２の実施形態では支持部材３１を円錐形状としたもので説明しているがこれに限定されるものではなく、工作物Ａを傾斜部で支持することができるものであればよい。
【００６１】
したがって、図７（ａ）に示すように、傾斜部３１ｂを三面有するものや、（ｂ）に示すように、傾斜部３１ｃを一面有するもの、（ｃ）に示すように傾斜部３１ｄを二面有するもの、更には傾斜部３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが平面でははなく湾曲面、例えば凹面や凸面とする等、種々の形態の支持部材を適用することができるのである。
【００６２】
また、支持部材３１の表面にチタンコーティングや、焼入れを行えば、傾斜部を硬くすることができる。反対に支持部材３１の表面にフッ素樹脂をコーティングすれば工作物の当接部分を保護することができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有するので、従来の支持装置では支持部材の先端点に工作物が接触してこの工作物を支持していたものであったから、工作物を上下方向及び左右方向から支持したい場合には２つの支持装置を必要とするものであったのに対し、本発明では支持部材の傾斜部で工作物を支持することによって上下方向及び左右方向を１つの支持装置で支持することができる。また、工作物の切削加工時に加わる力が支持部材の傾斜部によって分散されることとなるので、工作物に必要以上の力が加わることがない。
【００６４】
請求項２の発明は、突出部材の先端に設けられた支持部材は前記突出部材に対して着脱可能に設けられていることに特徴を有するので、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合でも新しい支持部材と交換すればよいものである。
【００６５】
請求項３の発明は、工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことに特徴を有するので、請求項１の発明と同様の効果を奏することができると共に、ピストンロッドの上下動は空気圧又は油圧によることから工作物に余計な力が加わることがない。
【００６６】
請求項４の発明は、ピストンロッドの先端に設けられた支持部材は前記ピストンロッドに対して着脱可能に設けられていることに特徴を有するので、支持部材が工作物との摩擦によって磨耗した場合でも新しい支持部材と交換すればよいものである。
【００６７】
請求項５の発明は、支持部材が円錐形状に形成され、該円錐形状の傾斜面で工作物を支持することに特徴を有するので、円錐形状であれば、どの方向からも工作物を傾斜面で支持することが可能となる。
【００６８】
請求項６の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有するので、クランプ装置による工作物の固定と支持装置による工作物の上下方向及び左右方向からの支持によって撓みの少ない精度のよい加工を行うことができ、加工時に受ける力によるワークの振動を無くすことができることから、ビビリ振動のない高精度の加工ができ、さらに、切削条件を上げることができることから生産性を向上させることのできる工作物の保持方法である。
【００６９】
請求項７の発明は、工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することに特徴を有するので、上記請求項６の発明と同様の効果を奏することができると共に、ピストンロッドの上下動は空気圧又は油圧によることから工作物に余計な力が加わることがないという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が利用される工作物の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明が利用される工作台の全体を示す平面図である。
【図３】本発明が利用される工作台の全体を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す正面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態で示した支持装置の一部断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す正面図である。
【図７】本発明に使用する支持部材の形態を示す説明図である。
【図８】従来の工作物のサポート方法を示す正面図である。
【符号の説明】
Ａ 工作物
１ 工作台
２ クランプ装置
３ 支持装置
２０ 支持装置本体
２１ ピストン
２２ ピストンロッド
２３，３４ 固定部材
３０ 支持部材本体
３１ 支持部材
３１ａ 傾斜部
３２ 突出部材
３３ 付勢手段
Claims (7)
- 工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことを特徴とする工作物の支持装置。
- 突出部材の先端に設けられた支持部材は前記突出部材に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の工作物の支持装置。
- 工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設け、該傾斜部で工作物を支持するようにしたことを特徴とする工作物の支持装置。
- ピストンロッドの先端に設けられた支持部材は前記ピストンロッドに対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の工作物の支持装置。
- 支持部材が円錐形状に形成され、該円錐形状の傾斜面で工作物を支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の工作物の支持装置。
- 工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
支持装置本体と、該支持装置本体の一端から突出する突出部材と、該突出部材の一端を前記突出する方向へ付勢する付勢手段と、前記突出部材の他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記突出部材を固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することを特徴とする工作物の保持方法。 - 工作物の保持方法であって、工作台に工作物を載置し、該工作物を前記工作台に設置された複数のクランプ装置によって基準面高さを同一にして固定する工程と、
工作物の加工時に該工作物を支持する支持装置であって、シリンダと、空気圧又は油圧によって該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンに一端が固定されたピストンロッドと、該ピストンロッドの他端に設けられ工作物を支持するために該工作物に当接する支持部材と、前記ピストンロッドを固定する固定部材とを有し、前記支持部材に傾斜部を設けた支持装置によって、工作物の加工箇所に対応して該工作物を上下方向又は左右方向から前記支持部材の傾斜部で支持する工程とを有することを特徴とする工作物の保持方法。
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