JP2007307625A

JP2007307625A - 工作機械用ワーク保持機構

Info

Publication number: JP2007307625A
Application number: JP2006136253A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sakai; 和雄酒井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-11-29

Abstract

【課題】リング状肉部および中央軸部を有するワークを、剛性の弱いリング状肉部にあまり歪みを生じさせることなく安定して保持できて、加工精度を向上させることができる工作機械用ワーク保持機構を提供する。
【解決手段】この工作機械用ワーク保持機構は、リング状肉部Ｗａおよび中央軸部Ｗｂを有するワークＷを保持するための機構である。中央軸部Ｗｂを軸方向の両側から係合部材４，１０で挟んで保持する第１保持手段６を設ける。リング状肉部Ｗａの内側に位置しリング状肉部Ｗａを保持する第２保持手段７および第３保持手段８を備える。これら第２保持手段７および第３保持手段８は、リング状肉部Ｗａの内周面を径方向に押圧する押圧部材７ａ，８ａを周方向に離れて複数備える。第２保持手段７と第３保持手段８とは、軸方向に離れ、かつその押圧部材７ａ，８ａは周方向の異なる位置とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、リング状肉部および中央軸部を有するカップ状等のワークを旋盤等の工作機械で保持する工作機械用ワーク保持機構に関する。

リング状肉部および中央軸部を有するカップ状のワークのリング状肉部等を旋盤等の工作機械で加工する場合、従来はリング状肉部を３つ爪チャック等の主軸チャックで把持して加工している。また、上記ワークの中央軸部を加工する場合は、リング状肉部の加工とは工程を分け、中央軸部をチャックして加工している。
特開平９−１７４３７２号公報特開２００４−１７１９３号公報

しかし、リング状肉部の肉厚が薄い場合、３つ爪チャック等で把持すると、把持部分が押圧力で歪み、加工精度が低下するという問題点がある。また、中央軸部を把持したのでは、リング状肉部が不安定となり、やはり精度良く加工することが困難である。
リング状肉部の加工と中央軸部の加工とは、上記のように工程を分けているが、工程を分けると機械設備が増え、工程集約ができないという問題点がある。

この発明の目的は、リング状肉部および中央軸部を有するワークを、剛性の弱いリング状肉部にあまり歪みを生じさせることなく安定して保持できて、加工精度を向上させることができる工作機械用ワーク保持機構を提供することである。
この発明の他の目的は、リング状肉部が軸方向に長くても安定した保持ができるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、ワークの回転方向の位置決めも行えるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、ワークの中央軸部の保持を軸心で精度良く行えるようにすることである。

この発明の工作機械用ワーク保持機構は、リング状肉部およびこのリング状肉部に続く中央軸部を有するワークを保持するための機構であって、前記中央軸部を軸方向の両側から挟んで保持する第１保持手段と、前記リング状肉部の内側に位置しリング状肉部を保持する第２保持手段とを備え、この第２保持手段は、リング状肉部の内周面を径方向に押圧する押圧部材を周方向に離れて複数備え、前記複数の保持部材の押圧作用によりリング状肉部を保持するものとしたことを特徴とする。
この構成によると、剛性の高い中央軸部を第１保持手段で保持するため、安定して堅固に保持でき、また第２の保持手段でリング状肉部の内周面を周方向の複数の押圧部材で保持するため、リング状肉部も保持することができる。中央軸部を第１保持手段で保持するため、リング状肉部の保持は軽い押圧力で済み、リング状肉部に歪みを生じさせることなく保持することができる。このように中央軸部およびリング状肉部の両方を保持するため、剛性の弱いリング状肉部にあまり歪みを生じさせることなく安定して保持できて、リング状肉部の加工においても、加工精度を向上させることができる。

この発明において、前記第２保持手段に対して軸方向にずらせて配置されてリング状肉部を保持する第３保持手段を設け、この第３保持手段は、複数の保持部材の押圧作用により第２保持手段が保持する部分とは異なるリング状肉部の周方向部分を保持するものとしてもよい。
このように、リング状肉部を、第３保持手段により第２保持手段とは軸方向および周方向の異なる部分を保持するものとした場合、保持の安定度が増し、リング状肉部が軸方向に長いワークであっても、安定した保持が可能となる。

この発明において、前記ワークは、前記リング状肉部の内周面に径方向に突出する突出部を形成したものであり、リング状肉部の接線方向に移動自在で前記突出部を押圧する突出部押圧部材を有するワーク位相位置決め手段を設けても良い。
この構成の場合、ワーク位相位置決め手段の突出部押圧部材により、ワークの内周面の突出部を押圧するため、ワークの回転方向の位置決めも行うことができる。

この発明において、前記ワークは、前記中央軸部の両端面にそれぞれ中央軸線上に位置するセンタ穴を形成したものであり、前記第１保持手段は、前記各センタ穴に係合する係合部材を有し、これら係合部材を両端面のセンタ穴に係合させてワークを挟んで保持するものとしても良い。
この構成の場合、中央軸部の両端がセンタ穴に係合する係合部材で保持されるため、ワークの中央軸部をワーク保持機構の軸心に揃えつつ、リング状肉部の保持が可能で、リング状肉部の加工精度がさらに向上する。

この発明の工作機械用ワーク保持機構は、リング状肉部およびこのリング状肉部に続く中央軸部を有するワークを保持するための機構であって、前記中央軸部を軸方向の両側から挟んで保持する第１保持手段と、前記リング状肉部の内側に位置しリング状肉部を保持する第２保持手段とを備え、この第２保持手段は、リング状肉部の内周面を径方向に押圧する押圧部材を周方向に離れて複数備え、前記複数の保持部材の押圧作用によりリング状肉部を保持するものとしたため、リング状肉部および中央軸部を有するワークを、剛性の弱いリング状肉部にあまり歪みを生じさせることなく安定して保持できて、加工精度を向上させることができる。
前記第２保持手段に対して軸方向にずらせて配置されてリング状肉部を保持する第３保持手段を設け、この第３保持手段は、複数の保持部材の押圧作用により第２保持手段が保持する部分とは異なるリング状肉部の周方向部分を保持するものとした場合は、安定度が増し、リング状肉部が軸方向に長くても安定した保持ができる。
前記ワークが、前記リング状肉部の内周面に径方向に突出する突出部を形成したものであり、リング状肉部の接線方向に移動自在で前記突出部を押圧する突出部押圧部材を有するワーク位相位置決め手段を設けた場合は、ワークの回転方向の位置決めも行うことができる。
前記ワークが、前記中央軸部の両端面にそれぞれ中央軸線上に位置するセンタ穴を形成したものであり、前記第１保持手段は、前記各センタ穴に係合する係合部材を有し、これら係合部材を両端面のセンタ穴に係合させてワークを挟んで保持するものとした場合は、ワークの中央軸部の保持を軸心で精度良く行うことができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この工作機械用ワーク保持機構は、主軸１の軸端に着脱可能に取付けられる主軸チャック２と、芯押し軸３に設けられたセンタである係合部材４とで構成される。主軸１は主軸台５に回転自在に支持され、芯押し軸３は芯押し台（図示せず）に進退自在に設置されている。

把持対象となるワークＷは、リング状肉部Ｗａおよびこのリング状肉部Ｗａに底肉部Ｗｃを介して続く中央軸部Ｗｂを有するカップ状のものである。リング状肉部Ｗａの内周面における周方向の複数箇所に、径方向に突出する突出部ｄが設けられている。中央軸部Ｗｂの両端、つまり先端部と底壁部Ｗｃの内面とに、中央軸線上に位置するセンタ穴ｅ，ｆがそれぞれ設けられている。

この工作機械用ワーク保持機構は、ワークＷの中央軸部Ｗｂを軸方向の両側から挟んで保持する第１保持手段６と、リング状肉部Ｗａの内側に位置しリング状肉部Ｗａを保持する第２保持手段７と、第２保持手段７に対して軸方向にずらせて配置されてリング状肉部Ｗａを保持する第３保持手段８と、ワーク位相位置決め手段９とを備える。

第１保持手段６は、中央軸部Ｗｂの各センタ穴ｅ，ｆに係合する係合部材４，１０を有し、これら係合部材４，１０を両端面のセンタ穴ｅ，ｆに係合させてワークＷを挟んで保持するものである。片方の係合部材４は、前記芯押し軸２に設けられたセンタである。もう片方の係合部材４は、主軸チャック２のチャック本体１１の先端に設けられている。これら係合部材４，１０は、いずれも先端面が円すい状面とされている。

図２および図３（Ａ）に示すように、第２保持手段７は、リング状肉部Ｗａの内周面を径方向に押圧する押圧部材７ａを周方向に離れて複数備え、これら複数の保持部材７ａの押圧作用によりリング状肉部Ｗａを保持するものである。各押圧部材７ａは、チャック本体１１のワーク内挿入部１１ａの内部に設けられた流体圧室１２内にチャック半径方向に進退自在に設置されたピストン部７ａａを有し、これらピストン部７ａａと流体圧室１２とで流体圧シリンダが構成される。この流体圧シリンダにより押圧部材７ａの進退駆動および押圧が行われる。

図２および図３（Ｂ）に示すように、第３保持手段８は、第２保持手段７と同様に、リング状肉部Ｗａの内周面を径方向に押圧する押圧部材８ａを周方向に離れて複数備え、これら複数の保持部材８ａの押圧作用によりリング状肉部Ｗａを保持するものである。各押圧部材８ａは、チャック本体１１のワーク内挿入部１１ａの内部に設けられた流体圧室１３内にチャック半径方向に進退自在に設置されたピストン部８ａａを有し、これらピストン部８ａａと流体圧室１３とで流体圧シリンダが構成される。この流体圧シリンダにより押圧部材８ａの進退駆動および押圧が行われる。
第３保持部材８の各押圧部材８ａは、第２保持手段７の各押圧部材７ａに対して周方向にずれた位置としてあり、第３保持部材８は、第２保持手段７が保持する部分とは異なるリング状肉部Ｗａの周方向部分を保持する。

なお、図２において、第２保持部材７および第３保持部材８を共に示しているが、第２保持部材７を示した断面部分と第３保持部材８を示した断面部分とは、互いに周方向に異なる断面部分である。また、同図におけるワーク位相位置決め手段９を設けた断面部分も第２，第３保持部材７，８とは異なる断面部分である。

図３（Ｃ）に示すように、ワーク位相位置決め手段９は、リング状肉部Ｗａの接線方向に移動自在でリング状肉部Ｗａの内周面の突出部ｄを押圧する突出部押圧部材９ａを有する。突出部押圧部材９ａは、チャック本体１１のワーク内挿入部１１ａの内部に設けられた流体圧室１４内に半径方向に進退自在に設置されたピストン部９ａａを有し、これらピストン部９ａａと流体圧室１３とで流体圧シリンダが構成される。この流体圧シリンダにより突出部押圧部材９ａの進退駆動および押圧が行われる。

図２に示すように、第２保持部材７の流体圧室１２、第３保持部材８の流体圧室１３、およびワーク位相位置決め手段９の流体圧室１４は、互いに共通の押圧側油路１５および戻し側油路１６に連通させてある。これらの油路１５，１６は、中空軸からなる主軸１の内部に挿通された二重配管の内側配管１５ａおよび外側配管１６ａ内にそれぞれ連通し、主軸２の後端から油圧ユニット等の流体圧源（図示せず）に接続されている。これら油路１５，１６の配管系に、流体の流れ方向の切換および流れの停止を行う切換バルブ（図示せず）が設けられている。

上記構成のワーク保持機構の作用および使用方法につき説明する。ワークＷは、チャック本体１１のワーク内挿入部１１ａにリング状肉部Ｗａが被さるように、かつ突出部ｄがワーク位相位置決め手段９の突出部押圧部材９ａに近づく回転位相としてチャック本体１１に対して配置する。このとき、ワークＷの内部のセンタ穴ｆにチャック本体１１の先端の係合部材１０を係合させる。この状態で、芯押し軸３を前進させてその係合部材４をワークＷの中央軸部Ｗｂのセンタ穴ｆに係合させ、芯押し軸３の押し付けによって、ワークＷの中央軸部Ｗｂを軸方向の両側から挟んで保持する。

ついで、押圧側油路１５に油等の流体を供給する。これにより、第２保持部材７の押圧部材７ａ、および第３保持部材８の押圧部材８ａがチャック径方向の外方へ移動し、ワークＷのリング状肉部Ｗａの内周面を径方向に押圧する。また、ワーク位相位置決め手段９の突出部押圧部材９ａが突出してリング状肉部Ｗａの内周面の突出部ｄを押圧し、ワークＷを回転方向に位置決めする。

このようにワークＷを保持した状態で、リング状肉部Ｗａの外周面や外底面の旋削、中央軸部Ｗｂの外周面の旋削等の加工が行われる。

このワーク保持機構は、このように、ワークＷの剛性の高い中央軸部Ｗｂを第１保持手段６で両端から挟んで保持するため、安定して堅固に保持できる。また、第２，第３の保持手段７，８によりリング状肉部Ｗｂの内周面を周方向の複数の押圧部材７ａ，８ａで保持するため、リング状肉部Ｗｂも保持することができる。
中央軸部Ｗｂを第１保持手段６で保持するため、リング状肉部Ｗａの保持は軽い押圧力で済み、リング状肉部Ｗａに歪みを生じさせることなく保持することができる。このように中央軸部Ｗｂおよびリング状肉部Ｗａの両方を保持するため、剛性の弱いリング状肉部Ｗａにあまり歪みを生じさせることなく安定して保持できて、リング状肉部Ｗａの加工においても、加工精度を向上させることができる。

第１保持手段６による保持では、中央軸部Ｗｂの両端のセンタ穴ｅ，ｆに係合部材４，１０を係合させて保持するため、ワークＷの中央軸部Ｗｂをワーク保持機構の軸心に揃えつつ、リング状肉部Ｗａの保持が可能であり、リング状肉部Ｗａの加工精度がさらに向上する。

また、リング状肉部Ｗａを、第２保持手段７と第３保持手段８とで、互いに軸方向および周方向の異なる部分で保持するため、保持の安定度が増し、リング状肉部Ｗａが軸方向に長いワークＷであっても、安定した保持が可能となる。
さらに、ワーク位相位置決め手段９の突出部押圧部材９ａにより、ワークＷの内周面の突出部ｄを押圧するため、ワークＷの回転方向の位置決めも行うことができる。

第２保持手段７、第３保持手段８、およびワーク位相位置決め手段９は、互いに共通の油路１５，１６に接続されているため、流体圧源や流体回路を簡素でコンパクトな構成とでき、また、動作も周方向の位置決めと保持とが略同時に行える。

この発明の一実施形態にかかる工作機械用ワーク保持機構の正面図である。同工作機械用ワーク保持機構の階段断面で示す破断正面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線における断面図である。

符号の説明

２…主軸チャック
３…芯押し軸
４…係合部材
６…第１保持手段
７…第２保持手段
７ａ…押圧部材
８…第３保持手段
８ａ…押圧部材
９…ワーク位相位置決め手段
９ａ…突出部押圧部材
１０…係合部材
１１…チャック本体
１１ａ…ワーク内挿入部
１２，１３，１４…流体圧室
１５，１６…油路
Ｗ…ワーク
Ｗａ…リング状肉部
Ｗｂ…中央軸部
Ｗｃ…底肉部
ｄ…突出部
ｅ，ｆ…センタ穴

Claims

リング状肉部およびこのリング状肉部に続く中央軸部を有するワークを保持するための機構であって、前記中央軸部を軸方向の両側から挟んで保持する第１保持手段と、前記リング状肉部の内側に位置しリング状肉部を保持する第２保持手段とを備え、この第２保持手段は、リング状肉部の内周面を径方向に押圧する押圧部材を周方向に離れて複数備え、前記複数の保持部材の押圧作用によりリング状肉部を保持するものとした工作機械用ワーク保持機構。
前記第２保持手段に対して軸方向にずらせて配置されてリング状肉部を保持する第３保持手段を設け、この第３保持手段は、複数の保持部材の押圧作用により第２保持手段が保持する部分とは異なるリング状肉部の周方向部分を保持するものとした請求項１記載の工作機械用ワーク保持機構。
前記ワークは、前記リング状肉部の内周面に径方向に突出する突出部を形成したものであり、リング状肉部の接線方向に移動自在で前記突出部を押圧する突出部押圧部材を有するワーク位相位置決め手段を設けた請求項１または請求項２記載の工作機械用ワーク保持機構。
前記ワークは、前記中央軸部の両端面にそれぞれ中央軸線上に位置するセンタ穴を形成したものであり、前記第１保持手段は、前記各センタ穴に係合する係合部材を有し、これら係合部材を両端面のセンタ穴に係合させてワークを挟んで保持するものとした請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の工作機械用ワーク保持機構。