JP2015037817A - 両頭側面フライス盤 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板状ワークを表裏両面から切削加工しても、高い寸法精度と表面粗さを実現できる両頭側面フライス盤を提供する。【解決手段】クランプ機構が、加工台２上に固定され、ワークＷを立てた状態で、その上に載せる下治具３と、下治具３上のワークＷを上方から押し付ける複数枚の上治具板６と、上治具板６を昇降させる上部クランプシリンダ５とからなり、複数枚の上治具板６は幅狭のものがワークＷの長さ方向に沿って並列に並べられており、かつ隣接する上治具板６は互いに接触するか微妙な隙間をあけて位置しており、上治具板６の昇降時に上治具板６の片面に接触する固定ガイド板４１を備えている。各上治具板６が多少は左右に揺動するので、ワークＷの上端縁が平坦でなくてもその形状に沿って密着しやすく、ビビリが生じにくい。【選択図】図１

Description

本発明は、両頭側面フライス盤に関する。さらに詳しくは、薄板状のワークを高精度に加工するための両頭側面フライス盤に関する。

薄板状のワークを立てた状態で表裏両面から切削する工作機械として両頭側面フライス盤がある。
この両頭側面フライス盤では、ワーク自体のビビリ解消のほか、ワークより薄く仕上げたクランプ用治具の撓みやビビリ解消も工夫しなければならない。なぜならば、薄板状ワークの両面を同時に切削する場合、クランプ用治具がワークの仕上げ寸法より厚くては、ワークの切削が不能となるため、クランプ用治具の厚さはワークの仕上げ厚さより薄くなければならず、その場合、クランプ用治具に撓みやビビリが生じやすくなるので、結局、ワークの仕上げ寸法が正確でなくなるからである。

ところで、従来の両頭側面フライス盤として特許文献１がある。
この従来技術では、クランプ治具の撓みやビビリに対しては、特別の対策が講じられてないので、クランプ治具の撓みやビビリ等が原因でワークの加工精度が低下するという欠点を解消できなかった。とくに薄板状ワークの厚さが薄いときほど、その悪影響が大きかった。

特開２００７−３２６１５３号公報

本発明は上記事情に鑑み、薄板状のワークを表裏両面から切削加工しても、高い寸法精度と表面粗さを実現できる両頭側面フライス盤を提供することを目的とする。

第１発明の両頭側面フライス盤は、薄板状のワークが載せられ該ワークの長手方向に移動自在な加工台と、該加工台の移動方向に直交する方向に接近離間自在な一対の加工ヘッドと、前記ワークを固定するクランプ機構とを備える両頭側面フライス盤であって、前記クランプ機構が、前記加工台上に固定され、前記ワークを立てた状態で、その上に載せる下治具と、該下治具上のワークを上方から押し付ける複数枚の上治具板と、該上治具板を昇降させる上部クランプシリンダとからなり、前記複数枚の上治具板は前記ワークの長さ方向に沿って並列に並べられ、かつ隣接する上治具板は互いに接触するか微少な隙間をあけて位置しており、前記上治具板の昇降時に該上治具板の片面に接触する固定ガイド板を備えることを特徴とする。
第２発明の両頭側面フライス盤は、第１発明において、前記上治具板が、前記上部クランプシリンダの出力端に対し幅方向揺動自在にピンで枢着されており、かつ前記上治具板と前記出力端の間に揺動動作を抑制する弾性体が嵌められていることを特徴とする。
第３発明の両頭側面フライス盤は、第１発明において、ワーク加工時に、前記上治具板を拘束しておく側部クランプが設けられており、該側部クランプが、前記上治具板を挟んで前記固定ガイド板に対し進退する可動クランプ板と、該可動クランプ板を進退させる側部クランプシリンダとからなることを特徴とする。

第１発明によれば、上部クランプシリンダが昇降時に軸まわりに回動しようとしても上治具板の一面が固定ガイド板に接しているので、水平面内での旋回は不能に拘束される。このため複数板の上治具板の全てが薄板状のワークの上端面から外れることなくワークを押え付けることができるので、ワークの切削精度が高くなる。
第２発明によれば、ワークの上端縁が未切削で平坦でなくても、全ての上治具板がそれぞれ多少は左右に揺動するので、ワークの上端形状に沿って密着しやすい。また、上治具板の左右揺動は弾性体で制約されているので、ワーク上端縁への上治具板の密着は容易に行える。このため、ワークもビビリを生ずることなく切削でき、薄板状ワークの両面を切削しながらも、寸法精度や表面粗さを高く仕上げることができる。
第３発明によれば、固定ガイド板に対し可動クランプ板を接近させると、上治具板を挟み付けることができるので、上治具板の撓みやビビリがなくなり、ワークもビビリを生ずることなく切削でき、薄板状ワークの寸法精度や表面粗さを高く仕上げることができる。

本発明の一実施形態に係る両頭側面フライス盤における上治具機構の正面図である。 図１に示す上治具機構の側面図である。 図１に示す上治具機構の拡大正面図である。 上治具板６の取付部分を示す拡大側面図である。 上治具板６の取付部分を示す拡大正面図である。 上治具機構におけるクランプ部の側面図である。 上治具機構におけるクランプ部の平面図である。 本発明に係る両頭側面フライス盤の全体正面図である。 図８の両頭側面フライス盤の全体平面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図８および図９に基づき、本実施形態に係る両頭側面フライス盤の基本構成を説明する。
符号１はベースを示しており、このベース１の上面には、ベース１に対して長手方向(図８および図９のＸ軸方向）に移動自在に加工台２が設けられている。この加工台２上には、ワークＷを載せるための下治具３が設けられている。この下治具３の上方には、加工台２とともに移動する上部クランプシリンダ５が設けられている。この上部クランプシリンダ５は、そのロッドが鉛直下向きに配設されている。このロッドの先端には上治具板６が設けられている。

前記ベース１の上面において、前記加工台２の移動方向に対し直交する方向（図９のＺ軸方向）においてワークに対し接近離脱動作可能に左右一対のヘッド１０，１０が設けられている。この左右一対のヘッド１０，１０には主軸台１１，１１がそれぞれ取り付けられている。

前記一対の主軸台１１，１１には、一対の主軸１２，１２がそれぞれ回転自在に支持されており、この一対の主軸１２，１２は、互いに軸中心が一致するように、水平に設けられている。この一対の主軸１２，１２の向かいあった一端部には、カッタ１５がそれぞれ取り付けられており、各主軸１２の他端部は、ベルト等によって、主軸台１１の上部に設けられたモータと連結されている。
このため、モータを駆動させれば、主軸１２が回転し、カッタ１５が回転する。

図１および図２に示すように、前記加工台２上の下治具３は、断面形状が概ね三角形の台部３ａと、中央上面のみが細幅で上方に突出した支持部３ｂとからなる。支持部３ｂの幅は、切削加工すべきワークＷの仕上り寸法より細くされている。換言すれば、ワークＷに応じて数種類の下治具３を用意しておき、仕上げ寸法より狭幅の支持部３ｂを有する下治具３を選んで用いられる。
このため、クランプ用シリンダ５を伸長させれば、下治具３と上治具板６の間にワークＷが挟まれるので、ワークＷを加工台２に固定することができる。しかも、加工台２を前後（Ｘ軸方向）に移動させれば、ワークＷを上治具６と下治具３との間に挟んだままでワークＷを前後（Ｘ軸方向）に移動させることができる。

上記実施形態の両頭側面フライス盤によれば、加工台２にワークＷを取り付け、ワークＷを加工する量の分だけ一対のヘッド１０，１０を加工台２に向けて移動させる。そして、モータを駆動させてカッタ１５を回転し、加工台２によってワークＷをカッタ１５方向に送れば、カッタ１５によってワークＷの表裏両面を一度に切削することができる。

つぎに、本実施形態に係る両頭側面フライス盤の特徴部分を説明する。
図１および図２に示す上治具板６は平板状の治具であり、複数枚からなる。この上治具板６の厚さは、ワークＷの仕上げ寸法より薄いものが用いられる。すなわち、薄板状のワークＷを表裏両面から切削し、しかも全面的に加工するとき、上治具板６がワークＷより厚くては、カッタ１５と干渉するからである。この上治具板６もワークＷに応じて数種類のものを用意しておき、仕上げ寸法より厚さの薄いものを選んで用いられる。

前記複数枚の上治具板６はワークＷの長さ方向に沿って並列に並べられ、かつ隣接する上治具板６は互いに接触するか微妙な隙間をあけて位置している。個々の上治具板６の幅は、４〜９ｍｍ位で、その幅は自社先願特許第３８３０４７１号、第４０８５０７２号の上治具より狭い幅狭ものである。このように幅狭の上治具板６を用いたのは、ワークＷの上端縁がまだ加工されてない黒皮状であって平坦でなくともできるだけ密着させて押さえつけるためである。

また、隣接する上治具板６同士の間の隙間も極力狭くしており、たとえば１ｍｍ以下としている。このように極狭い隙間しか与えてないのも、上治具板６による押え力が働かない部分を極力少なくして、加工中のワークのビビリを可能な限り防止するためである。

図５に示すように、上治具板６の下端縁には、ギザギザ状の刃、いわゆる鬼爪６ｂが形成されている。この鬼爪６ｂは黒皮状態のワークの上端に喰い付いて押え力を高めることができる。

図２〜図３に示すように、上部クランプシリンダ５は、そのシリンダ本体５ａが架台７に取付けられており、ロッド５ｂの下端には、治具取付金具５ｃが取付けられている。この治具取付金具５ｃが特許請求の範囲にいう上部クランプシリンダの「出力端」に相当する。この治具取付金具５ｃによって、前記上治具板６が、上部クランプシリンダ５に取付けられ、上部クランプシリンダ５の伸縮動作によって昇降するようになっている。

上記治具取付金具５ｃへの上治具板６の取付けには、揺動機構が設けられている。
図３および図４に示すように、治具取付金具５ｃに対し上治具板６はピン３１で取付けられ、左右方向（図３で紙面の横方向、図４で紙面の裏表方向）に揺れることが許容されている。
また、図４および図５に示すように、治具取付金具５ｃと上治具板６と取付金具６ｃの間には左右一対のバネ３２が介装されている。すなわち、上治具板６の取付金具６ｃにはバネ３２、下端部を収容する凹所３３が形成されており、その凹所３３に挿入されたバネ３２の上端が治具取付金具５ｃの上部板に当接するようになっている。

このように取付けられたバネ３２がピン３１を挟んで左右に配置されているので、上治具板６が左右方向（符号ａ）に揺動はしても、その動作範囲は狭く抑制されるので、隣接する上治具板６同士が衝突を繰り返して動作不安定に陥ることはない。
しかも、上治具板６の揺動はゆっくりした動きとなり、かつある程度の動きは可能であるので、黒皮状態のワークの上端縁、つまり未切削であって平坦でない上端縁への密着度を高めて確実に押し付けることができる。

なお、上記バネの代りにゴム（たとえば、ウレタンゴム）等の弾性体を用いてもよい。ゴム等の弾性体を用いても上治具６の左右方向の揺れを狭く抑制するので、上治具板６のワーク上端縁への密着度を高めることができる。
本発明では、このようなバネやゴムが特許請求の範囲にいう「弾性体」に相当する。

以上の構成により、下治具３上に薄板状のワークＷを立てておき、上から上治具板６を下降させると、上下の治具３，６間にワークＷを一応クランプすることができる。

図２に示すように、本発明では上治具板６の昇降時に上治具板６の片面に接触する固定ガイド板４１を備えている。
上治具板６は１枚ずつ上部クランプシリンダ５で昇降させられるが、シリンダは円筒構造物であるため回り止め機能がなく、かつ上治具板６の幅が狭いため水平面内で回りやすい。
しかるに、少しでも上治具板６が水平面内で回るとワークＷに対し交差することになりワークＷの上端縁を強固に押えることができない。そこで、固定ガイド板４１を架台７に対し取付けている。この固定ガイド板４１の表面は昇降する上治具板６の片面に面接触する位置である。

なお、固定ガイド板４１の表面には摩擦を低減するコーティングや低摩擦材を貼付してもよい。
上記構成により、上治具板６はワークに対し交差して押し付けることなく、ワークの上端縁を全幅にわたって押し付けることができるので、クランプ力が高くなる。

一方、図２に示すように、前記架台７の片側（上治具板６を挟んで固定ガイド板４１の無い方）には、側部クランプシリンダ２１が取付けられている。すなわち、シリンダ本体２１ａが水平にして架台７に固定され、ロッド２１ｂが内向きになるように配置されている。これらのロッド２１ｂの先端には、可動クランプ板２３が取付けられている。したがって、図６および図７に示すように、側部クランプシリンダ２１を伸長させると、可動クランプ板２３と固定ガイド板４１とで平板状の上治具板６を左右両側から挟み付けることができる。この場合、上治具板６の撓みや、ビビリを防止することができる。
また、側部クランプシリンダ２１を収縮させると、可動クランプ板２３が固定ガイド板４１と上治具板６から離れるので、上治具板６の昇降を自由に行うことができる。なお、図６および図７において実線は側部クランプシリンダ２１を収縮させ、可動クランプ板２３をワークＷから離間した状態を示し、２点鎖線は側部クランプシリンダ２２を伸長させ可動クランプ板２３をワークＷに当接させた状態を示している。

本実施形態のクランプ機構によれば、つぎの作用効果を奏する。
（１）上部クランプシリンダ５が昇降時に軸まわりに回動しようとしても上治具板６の一面が固定ガイド板４１に接しているので、水平面内での旋回は不能に拘束される。このため複数板の上治具板６の全てが薄板状のワークＷの上端面から外れることなくワークＷを押え付けることができるので、ワークＷの切削精度が高くなる。
（２）ワークＷの上端縁が未切削で平坦でなくても、全ての上治具板６が多少は左右に揺動するし幅狭であるので、ワークＷの上端形状に沿って密着しやすい。また、上治具板６の左右揺動はバネ３２やゴムで制約されているので、ワーク上端縁への上治具板６の密着は容易に行える。
このため、ワークＷもビビリを生ずることなく切削でき、薄板の両面を切削しながらも、寸法精度や表面粗さを高く仕上げることができる。
（３）固定ガイド板４１に対し可動クランプ板２３を接近させると、上治具板６を挟み付けることができるので、上治具板６の撓みやビビリがなくなり、ワークＷもビビリを生ずることなく切削でき、薄板状ワークの両面を切削しながらも、寸法精度や表面粗さを高く仕上げることができる。

５ 上部クランプシリンダ
６ 上治具板
２１ 側部クランプシリンダ
２３ 可動クランプ板
３２ バネ
４１ 固定ガイド板

Claims (3)

1. 薄板状のワークが載せられ該ワークの長手方向に移動自在な加工台と、該加工台の移動方向に直交する方向に接近離間自在な一対の加工ヘッドと、前記ワークを固定するクランプ機構とを備える両頭側面フライス盤であって、
   前記クランプ機構が、
   前記加工台上に固定され、前記ワークを立てた状態で、その上に載せる下治具と、
   該下治具上のワークを上方から押し付ける複数枚の上治具板と、
   該上治具板を昇降させる上部クランプシリンダとからなり、
   前記複数枚の上治具板は前記ワークの長さ方向に沿って並列に並べられ、かつ隣接する上治具板は互いに接触するか微少な隙間をあけて位置しており、
   前記上治具板の昇降時に該上治具板の片面に接触する固定ガイド板を備える
   ことを特徴とする両頭側面フライス盤。
2. 前記上治具板が、前記上部クランプシリンダの出力端に対し幅方向揺動自在にピンで枢着されており、かつ前記上治具板と前記出力端の間に揺動動作を抑制する弾性体が嵌められている
   ことを特徴とする請求項１記載の両頭側面フライス盤。
3. ワーク加工時に、前記上治具板を拘束しておく側部クランプが設けられており、
   該側部クランプが、前記上治具板を挟んで前記固定ガイド板に対し進退する可動クランプ板と、該可動クランプ板を進退させる側部クランプシリンダとからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の両頭側面フライス盤。

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