JP2016117125A - Machine working jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合加工NC(Numerically Controlled)旋盤などの機械加工装置によって、たとえば人工関節のシェルなどの中空で略半球状の被加工物に穴あけ加工などを行う際に、被加工物を容易に位置決めして機械加工装置に取付けることができる機械加工用治具に関する。 The present invention makes it easy to drill a workpiece, for example, when drilling a hollow, substantially hemispherical workpiece such as a shell of an artificial joint by a machining device such as a NC (Numerically Controlled) lathe. The present invention relates to a machining jig that can be positioned and attached to a machining apparatus.
典型的な従来技術は、たとえば特許文献1に記載されている。この従来技術では、自動車のステアリング機構に用いられるギア機械の1つであるラックアンドピニオン型ギア機械のラックをギヤケース内で支持する、被加工物であるラックガイドを保持する機械加工用治具が記載されている。 A typical prior art is described in Patent Document 1, for example. In this prior art, there is provided a machining jig for supporting a rack of a rack and pinion type gear machine, which is one of gear machines used in a steering mechanism of an automobile, in a gear case and holding a rack guide as a workpiece. Have been described.
前記機械加工用治具は、X軸、Y軸、Z軸の直交3軸上において、被加工物の一端に設けられる凹部に係合させるX軸方向位置決め用の凸部と、Y軸方向位置決め用の凸部と、機械加工装置に備えられる把持手段によって把持される把持部である保持部とを有する。X軸方向位置決め用の凸部とY軸方向位置決め用の凸部との互いに対向する各側面は、相反する向きにZ軸方向に対して傾斜し、これらの凸部の傾斜した各側によって、機械加工する被加工物をZ軸方向に押しつけて、被加工物を加工中心に位置決めするように構成されている。 The machining jig includes a projecting portion for positioning in the X-axis direction and a positioning in the Y-axis direction, which are engaged with a recessed portion provided at one end of the workpiece on three orthogonal axes of the X, Y, and Z axes And a holding portion that is a gripping portion that is gripped by gripping means provided in the machining apparatus. The opposite side surfaces of the convex portion for positioning in the X-axis direction and the convex portion for positioning in the Y-axis direction are inclined with respect to the Z-axis direction in opposite directions, and by the inclined sides of these convex portions, The workpiece to be machined is pressed in the Z-axis direction so that the workpiece is positioned at the machining center.
また、前記機械加工用治具は、被加工物の一端に対応させた面は、曲面または球面であり、このような曲面または球面に、前述の各凸部が設けられる。各凸部は、機械加工用治具の中心で交差し、機械加工用治具の中心を横切って該機械加工用治具の外周まで延びて設けられる。 Further, in the machining jig, a surface corresponding to one end of the workpiece is a curved surface or a spherical surface, and each of the convex portions described above is provided on the curved surface or the spherical surface. The convex portions intersect with each other at the center of the machining jig and extend to the outer periphery of the machining jig across the center of the machining jig.
このような構成を採用することによって、前記従来技術の機械加工用治具では、機械加工装置の把持手段によって保持部を把持して取付けられ、各凸部の各側面によって被加工物をZ軸方向に押し当て、被加工物を機械加工用治具と機械加工装置の中心との間に挟み込まれると、各凸部の各側面によって、各側面に働く被加工物からの力の分力が該被加工物に作用して、各分力のバランス点に被加工物が移動し、X軸方向およびY軸方向の位置ずれが修正され、被加工物が加工中心に正確に位置決めすることが提案されている。 By adopting such a configuration, in the prior art machining jig, the holding unit is gripped and attached by the gripping means of the machining apparatus, and the workpiece is attached to the Z axis by each side of each convex part. When the workpiece is pressed in the direction and the workpiece is sandwiched between the machining jig and the center of the machining apparatus, the component of the force acting on each side is exerted by each side of each convex portion. Acting on the workpiece, the workpiece moves to the balance point of each component force, the positional deviation in the X-axis direction and the Y-axis direction is corrected, and the workpiece can be accurately positioned at the machining center. Proposed.
前述の従来技術では、機械加工用治具の各凸部と被加工物の各凹部とを嵌合させることによって、X軸、Y軸、Z軸に対する被加工物の位置決めを行うことはできるが、機械加工装置の把持手段によって前記機械加工用治具の保持部を把持するたびにX軸、Y軸、Z軸の3軸上の把持位置がずれるので、前記把持手段によって前記保持部を把持するたびに、被加工物の3軸上の位置を測定して、機械加工装置と被加工物との間の位置合せを行わなければならず、位置決め作業に手間を要するという問題がある。 In the above-described prior art, the workpiece can be positioned with respect to the X axis, the Y axis, and the Z axis by fitting each convex portion of the machining jig and each concave portion of the workpiece. Each time the holding part of the machining jig is gripped by the gripping means of the machining apparatus, the gripping position on the X axis, the Y axis, and the Z axis is shifted, so the gripping means grips the holding part. Every time, the position on the three axes of the workpiece must be measured to align the machining device and the workpiece, and there is a problem that the positioning work is troublesome.
また、前記従来技術では、前記機械加工用治具の前記曲面または球面が形成される部分と、被加工物の前記部分に対向する部分とを嵌合させるので、穿孔工具が機械加工用治具に干渉し、その機械加工用治具、さらには被加工物をも破損してしまうので、被加工物に穴あけ加工を行うことができないという問題がある。 Further, in the prior art, since the curved surface or the spherical surface of the machining jig is fitted to the part of the workpiece facing the part, the drilling tool is used as the machining jig. And the machining jig, and also the workpiece, are damaged, so that there is a problem that the workpiece cannot be drilled.
また、前記従来技術では、被加工物のサイズが複数ある場合には、サイズごとに機械加工用治具を用意する必要があり、1つの機械加工用治具をサイズの異なる複数種類の被加工物に適用することができず、機械加工用治具の種類が多くなってしまうという問題がある。 Moreover, in the said prior art, when there are a plurality of sizes of the workpiece, it is necessary to prepare a machining jig for each size, and a single machining jig is used for a plurality of types of workpieces having different sizes. There is a problem that it cannot be applied to an object and the number of machining jigs increases.
本発明の目的は、穴あけ加工を可能とし、位置決め作業の容易化を図ることができる機械加工用治具を提供することである。 An object of the present invention is to provide a machining jig that enables drilling and facilitates positioning work.
本発明は、凹部を有する中空の被加工物を機械加工するための加工装置に備えられる把持手段によって把持される機械加工用治具であって、
前記被加工物を支持するための円柱状の支持部であって、一端面に、中心軸線に垂直な直線に沿って延びる、前記被加工物の前記凹部に嵌合可能な凸部が設けられた支持部と、
前記支持部に支持された前記被加工物を、前記支持部に固定する固定手段と、
前記支持部の他端面から垂直に突出して設けられ、前記把持手段によって把持される把持部であって、前記把持手段によって支持される支持面と、前記中心軸線を含む一平面に関して面対称である複数の把持面とを有する把持部と、を含むことを特徴とする機械加工用治具。
The present invention is a machining jig gripped by gripping means provided in a processing apparatus for machining a hollow workpiece having a recess,
A cylindrical support portion for supporting the workpiece, wherein one end surface is provided with a convex portion that extends along a straight line perpendicular to a central axis and can be fitted into the concave portion of the workpiece. A support part,
Fixing means for fixing the workpiece supported by the support portion to the support portion;
A holding part that protrudes perpendicularly from the other end surface of the support part and is held by the holding means, and is plane-symmetric with respect to a support surface supported by the holding means and a plane including the central axis. A jig for machining, comprising: a gripping portion having a plurality of gripping surfaces.
また本発明は、前記支持部および前記把持部は、前記中心軸線に沿って延びる挿通孔をそれぞれ有し、
前記固定手段は、前記各挿通孔を挿通して、前記支持部に支持された被加工物に螺合するねじ部材であることを特徴とする。
Further, in the present invention, the support part and the grip part each have an insertion hole extending along the central axis.
The fixing means is a screw member that is inserted through the insertion holes and is screwed into a workpiece supported by the support portion.
また本発明は、前記凸部の前記延びる方向に垂直な断面形状は、長方形であることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that a cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the convex portion is a rectangle.
本発明によれば、円柱状の支持部の一端面に中心軸線に垂直な直線に沿って延びる凸部が設けられるので、被加工物の凹部に凸部を嵌合させることによって、被加工物は支持部の一端面上で少なくとも凸部が延びる方向に対して交差する方向に位置決めすることができる。 According to the present invention, since the convex portion extending along the straight line perpendicular to the central axis is provided on the one end surface of the cylindrical support portion, the workpiece can be fitted by fitting the convex portion into the concave portion of the workpiece. Can be positioned on the one end surface of the support portion in a direction that intersects at least the direction in which the convex portion extends.
また、支持部の他端面に設けられる把持部には、支持面と、中心軸線を含む一平面に関して面対称に把持面とが設けられるので、把持部を把持手段によって把持したときに、面対称の把持面が把持され、これによって把持部を把持するたびに位置合せを行う必要がなく、位置決め作業を容易化することができる。 In addition, since the grip portion provided on the other end surface of the support portion is provided with a support surface and a grip surface that is plane-symmetric with respect to a plane including the central axis, the plane is symmetrical when the grip portion is gripped by the grip means. Thus, it is not necessary to perform alignment every time the gripping portion is gripped, and the positioning operation can be facilitated.
また、前記凸部は支持部の一端面に設けられるので、中空の被加工物が前記一端面上に固定手段によって固定し、一端面と被加工物の前記一端面に対向する内面との間に空間が存在し、機械加工用治具に穿孔工具を干渉させずに穴あけ加工を行うことができる。 Moreover, since the said convex part is provided in the one end surface of a support part, a hollow to-be-processed object is fixed on the said one end surface by a fixing means, Between one end surface and the inner surface facing the said one end surface of a to-be-processed object Therefore, it is possible to perform drilling without causing the drilling tool to interfere with the machining jig.
また本発明によれば、固定手段がねじ部材から成るので、ねじ部材の被加工物に対する螺合状態を解除して、被加工物が機械加工用治具に固定された状態から解放し、新たな被加工物と容易に交換することができる。 Further, according to the present invention, since the fixing means includes the screw member, the screw member is released from the state of being screwed to the workpiece, and the workpiece is released from the state of being fixed to the machining jig. Can be easily replaced with a new workpiece.
また本発明によれば、凸部の断面形状が長方形であるので、加工時に機械加工用治具および被加工物を中心軸線まわりに回転させて工具によって加工を行ったときに、被加工物に凸部から前記回転による力の中心軸線方向の分力が作用せず、被加工物の中心軸線方向の位置ずれを抑制することができる。 Further, according to the present invention, since the cross-sectional shape of the convex portion is a rectangle, when the machining jig and the workpiece are rotated around the central axis at the time of machining and the workpiece is machined, The component force in the central axis direction of the force due to the rotation from the convex portion does not act, and the displacement of the workpiece in the central axis direction can be suppressed.
図1は本発明の一実施形態の機械加工用治具1を示す断面図であり、図2は機械加工用治具1から被加工物2が取り外された状態を示す分解斜視図であり、図3は機械加工用治具1に被加工物2が取り付けられた状態を示す斜視図である。本実施形態の機械加工用治具(以下、単に「治具」と略記する)1は、直径線上に形成された凹部3を有する中空半球状の被加工物2を切削および穿孔などの機械加工を行うための加工装置である複合加工NC(Numerically Controlled)旋盤に備えられる、把持手段であるチャッキング装置4の3つの把持部材5によって着脱可能に把持され、被加工物2を位置決めした状態で保持するために用いられる。被加工物2は、たとえば人工関節のシェルであり、複数の孔2aの穿孔および、ねじ孔2b(ねじ加工は保持前に加工済)の周囲の表面溶射によるばり2cの切削除去などが行われる。
FIG. 1 is a sectional view showing a machining jig 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing a state in which a
複合加工NC旋盤には、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の3軸およびZ軸まわりの回転角度の基準軸であるC軸が設定され、また、機械側とワーク側のC軸角度差を補正した後のX軸、Y軸であるところの、互いに直交するX’軸、Y’軸が設定される。また被加工物2を加工するための工具を具備するミルには、被加工物2に対する工具の回転角度の基準軸であるB軸が設定されている。
The combined machining NC lathe is set with three axes of X axis, Y axis and Z axis orthogonal to each other and C axis which is a reference axis of rotation angle around Z axis, and C axis angle on the machine side and workpiece side The X ′ axis and Y ′ axis, which are the X axis and Y axis after correcting the difference, are set orthogonal to each other. In addition, a B-axis that is a reference axis of the rotation angle of the tool with respect to the
治具1は、被加工物2を支持するための円柱状の支持部6と、支持部に一体に形成され、チャッキング装置4の3つの把持部材5によって、中心軸線L1に関して垂直でかつ等角度の3方から挟着される把持部7と、被加工物2を支持部6上に固定する固定手段であるボルト8とを含む。
The jig 1 is formed integrally with the
支持部6および把持部7は、チャッキング装置4によって把持部7が把持された状態においてZ軸上に保持され、このZ軸に中心軸線L1が平行となるように位置決めされる。支持部6および把持部7には、ボルト8の軸部が挿通される挿通孔9がそれぞれ形成される。この挿通孔9は、1本の円柱状の貫通孔として実現される。
The
図4は機械加工用治具1を図1の左方から見た側面図であり、図5は図4の切断面線V−Vから見た拡大断面図である。治具1において、支持部6の一端面11には、中心軸線L1に垂直な直線L2,L3に沿って延びる凸部12a,12b;13a,13bが設けられる。これらの凸部12a,12b;13a,13bは、被加工物2の凹部3にわずかな公差、たとえば±0.1〜0.2mm程度の公差で嵌合可能であり、各直線L2,L3に垂直な断面形状が長方形とされる。各凸部12a,12b;13a,13bの寸法H,Bの一例を参考までに述べると、H=1.5mm、B=3.15mmである。
4 is a side view of the machining jig 1 as viewed from the left side of FIG. 1, and FIG. In the jig 1, the one
図6は、機械加工用治具1を図1の右方から見た側面図である。治具1において、把持部7は、支持部6の他端面14から同軸にかつ垂直に突出して設けられ、各把持部材5によってZ軸方向に支持される支持面15と、中心軸線L1を含む一平面(図示せず)に関して面対称、すなわち本実施形態では、中心軸線L1に関して120°毎に複数の把持面17a,17b,17cとを有する。各把持面17a,17b,17cは、把持部材5がそれぞれ接触して押圧され、これによって中心軸線L1がZ軸上に位置決めされる。
6 is a side view of the machining jig 1 viewed from the right side of FIG. In the jig 1, the
このような治具1は、たとえばステンレス鋼から成り、前述のシェルなどである中空で半球状の被加工物2を把持して、穿孔加工、切削加工などが順次的に行われる。
Such a jig 1 is made of, for example, stainless steel, and holds a hollow
本実施形態によれば、支持部6の一端面11に中心軸線L1に垂直な直線L2,L3に沿って延びる凸部12a,12b;13a,13bが設けられるので、被加工物2の凹部3に凸部12a,12b;13a,13bを嵌合させることによって、被加工物2は支持部6の一端面11、すなわちZ軸に垂直な平面上で少なくとも凸部12a,12b;13a,13bが延びる方向に対して交差する方向に位置決めすることができる。
According to the present embodiment, the one
また、把持部7には、支持面15と把持面17a,17b,17cとが設けられるので、治具1をチャッキング装置4に取付けるたび、X軸、Y軸、Z軸、C軸およびX’軸、Y’軸、B軸の位置合せを行う必要がなく、治具1の位置決め作業を容易化することができる。
Further, since the holding
また、各凸部12a,12b;13a,13bは、支持部6の一端面11に設けられるので、中空の被加工物2をボルト8によって固定した状態で、被加工物2と一端面11との間に空間を確保し、工具を治具1に干渉させずに穿孔して穴あけ加工することができる。
Moreover, since each
また、治具1に被加工物2をねじ部材であるボルト8によって固定するので、被加工物2を治具1に対して容易に交換することができ、加工後の被加工物2と加工前の被加工物2との交換時間を短縮することができる。
Moreover, since the
また、凸部12a,12b;13a,13bの断面形状が長方形であり、被加工物2の凹部3に対してぴったりと嵌合するように構成されるので、治具1および被加工物2を中心軸線L1まわりに回転させて、工具によって被加工物2の加工を行っても、被加工物2の凹部3に凸部12a,12b;13a,13bからの周方向の力だけが作用し、中心軸線L1方向の分力が生じないので、被加工物2の中心軸線L1方向の位置ずれを抑制することができる。
Moreover, since the cross-sectional shape of
本発明は、上記シェルの加工だけでなく、その他の被加工物、たとえば金属部品を加工するためにも好適に実施することができる。 The present invention can be suitably implemented not only for processing the shell, but also for processing other workpieces such as metal parts.
1 機械加工用治具
2 被加工物
2a 孔
2b ねじ孔
2c ばり
3 凹部
4 チャッキング装置
5 把持部材
6 支持部
7 把持部
8 ボルト
9 挿通孔
11 一端面
12a,12b;13a,13b 凸部
14 他端面
15 支持面
17a,17b,17c 把持面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Jig for machining 2
Claims (3)
前記被加工物を支持するための円柱状の支持部であって、一端面に、中心軸線に垂直な直線に沿って延びる、前記被加工物の前記凹部に嵌合可能な凸部が設けられた支持部と、
前記支持部に支持された前記被加工物を、前記支持部に固定する固定手段と、
前記支持部の他端面から垂直に突出して設けられ、前記把持手段によって把持される把持部であって、前記把持手段によって支持される支持面と、前記中心軸線を含む一平面に関して面対称である複数の把持面とを有する把持部と、を含むことを特徴とする機械加工用治具。 A machining jig to be gripped by gripping means provided in a processing apparatus for machining a hollow workpiece having a recess,
A cylindrical support portion for supporting the workpiece, wherein one end surface is provided with a convex portion that extends along a straight line perpendicular to a central axis and can be fitted into the concave portion of the workpiece. A support part,
Fixing means for fixing the workpiece supported by the support portion to the support portion;
A holding part that protrudes perpendicularly from the other end surface of the support part and is held by the holding means, and is plane-symmetric with respect to a support surface supported by the holding means and a plane including the central axis. A jig for machining, comprising: a gripping portion having a plurality of gripping surfaces.
前記固定手段は、前記各挿通孔を挿通して、前記支持部に支持された被加工物に螺合するねじ部材であることを特徴とする請求項1に記載の機械加工用治具。 The support part and the grip part each have an insertion hole extending along the central axis,
2. The machining jig according to claim 1, wherein the fixing means is a screw member that is inserted into the insertion holes and is screwed into a workpiece supported by the support portion.
Priority Applications (1)
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JP2014258073A JP2016117125A (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Machine working jig |
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Cited By (1)
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CN108453275A (en) * | 2017-12-11 | 2018-08-28 | 安徽省光明粮油工业有限公司 | A kind of automated exchanged cutter chuck |
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2014
- 2014-12-19 JP JP2014258073A patent/JP2016117125A/en active Pending
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