JP2017104935A - Clamp jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランプ治具に関する。 The present invention relates to a clamp jig.
従来から、機械部品の製造方法の一つとして、粉末冶金法が知られている。粉末冶金法では、金属粉末を金型に入れて圧力を加えることにより圧粉成形体を成形し、この圧粉成形体に焼結処理を施すことにより所定形状の機械部品が製造される。 Conventionally, the powder metallurgy method is known as one of the manufacturing methods of a machine part. In the powder metallurgy method, a metal powder is placed in a mold and a pressure compact is formed by applying pressure, and a mechanical part having a predetermined shape is manufactured by subjecting the powder compact to a sintering treatment.
機械部品において、金型による成形が困難な形状は機械加工によって形成される。しかしながら、焼結品は硬度が高いため、焼結処理後に切削等の機械加工を行なうことは非常に困難である。そこで、特許文献1には、焼結処理前の圧粉成形体に機械加工、いわゆる、グリーン加工を施す、焼結品の製造方法が提案されている。 In a machine part, a shape that is difficult to be molded by a mold is formed by machining. However, since the sintered product has high hardness, it is very difficult to perform machining such as cutting after the sintering process. Thus, Patent Document 1 proposes a method for manufacturing a sintered product, in which a green compact before the sintering treatment is subjected to machining, so-called green processing.
グリーン加工では、圧粉成形体の切削抵抗が小さいため、短時間で加工を行なうことが可能である。しかしながら、焼結処理前の圧粉成形体は、強度が低く非常に脆いため、割れや欠けが生じ易いという問題がある。 In green processing, since the cutting resistance of the green compact is small, processing can be performed in a short time. However, since the green compact before the sintering treatment has a low strength and is very brittle, there is a problem that cracks and chips are likely to occur.
本発明者は、特に、焼結処理前の圧粉成形体に座面加工を施す工程において薄肉形状の部位(以下、薄肉部位とする)が形成された場合、座面加工時の切削力の影響で、この部位や他の応力集中部位に割れや亀裂が発生しやすくなることを見出した。圧粉成形体に座面加工を施す工程では、基準金上に載置された圧粉成形体が、クランプ治具により、薄肉部位を避けて1点でクランプされた状態で座面加工が行われる。このため、焼結処理前の圧粉成形体は、機械加工時の切削力や、圧粉成形体のクランプ面のうねりにより、クランプ時に圧粉成形体にかかる曲げ応力等の影響を大きく受けることとなる。 The present inventor, in particular, when a thin-walled portion (hereinafter referred to as a thin-walled portion) is formed in the step of performing a seating surface processing on a green compact before sintering, the cutting force during the seating surface processing is As a result, it was found that cracks and cracks easily occur in this part and other stress concentration parts. In the step of applying a seating surface to the compacted body, the seating surface processing is performed in a state where the compacted body placed on the reference metal is clamped at one point by the clamping jig while avoiding the thin portion. Is called. For this reason, the green compact before sintering is greatly affected by bending force applied to the green compact during clamping due to cutting force during machining and undulation of the clamp surface of the green compact. It becomes.
本発明は、上記のような問題点を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、焼結前の圧粉成形体の座面加工時の破損を防止することが可能な、当該圧粉成形体のクランプを行う、クランプ治具を提供することである。 The present invention has been made against the background of the problems as described above, and the object of the present invention is to reduce the pressure during the seating process of the green compact before sintering. It is to provide a clamping jig for clamping a powder molded body.
実施の形態に係るクランプ治具は、基準金上に載置された焼結処理前の圧粉成形体に座面加工を施す際に、当該圧粉成形体をクランプするクランプ治具であって、回転軸に回動自在に支持された回転部材と、前記回転軸を挟んで前記回転部材に取り付けられ、前記座面加工中に前記圧粉成形体に形成される薄肉部位を挟むように当該圧粉成形体にそれぞれ当接し、前記基準金との間で当該圧粉成形体をクランプする一対のクランプアームとを備えるものである。 The clamp jig according to the embodiment is a clamp jig that clamps the green compact when the seat compact is placed on the green compact before sintering that is placed on the reference metal. A rotating member that is rotatably supported by the rotating shaft, and the rotating member that is attached to the rotating member with the rotating shaft interposed therebetween, and that the thin portion formed in the compacting body is sandwiched during the seating surface processing. Each is provided with a pair of clamp arms that abut against the green compact and clamp the green compact with the reference metal.
本発明によれば、焼結前の圧粉成形体の座面加工時の破損を防止することが可能な、当該圧粉成形体のクランプを行う、クランプ治具を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the clamp jig | tool which clamps the said compacting body which can prevent the damage at the time of the seating surface processing of the compacting body before sintering. .
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する構成要素には同じ符号を付している。なお、各図における寸法関係は実際の寸法関係を反映するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components having the same action are denoted by the same reference numerals. In addition, the dimensional relationship in each figure does not reflect the actual dimensional relationship.
実施の形態は、焼結処理前の圧粉成形体(以下、ワークとする)に機械加工、いわゆる、グリーン加工を施す加工装置において用いられ、機械加工中にワークを固定、保持するクランプ治具に関する。 The embodiment is used in a processing apparatus that performs machining, so-called green processing, on a green compact (hereinafter referred to as a workpiece) before sintering, and clamps and holds the workpiece during machining. About.
まず、図6を参照して、実施の形態に係る加工装置によって機械加工を施されるワーク10の構成について説明する。図6は、ワーク10の構成を示す斜視図である。ワーク10は、金属粉末を金型に入れて圧力を加えることにより成形された、焼結処理前の圧粉成形体である。図6に示すように、上面から見て円盤状のワーク10には4つの突出部11が形成されている。4つの突出部11は、円盤状のワーク10の一方の面側において等間隔に配置されている。
First, with reference to FIG. 6, the structure of the workpiece |
4つの突出部11の上面には、それぞれ座面加工部位12が形成されている。すなわち、実施の形態では、グリーン加工として座面加工が実施され、ワーク10に座面加工部位12が形成される。座面加工部位12のワーク10の外周に沿った位置には、加工残部13が形成されている。加工残部13は、突出部11同士が対向する面から、突出部11の外周に沿った中央部に向かって徐々に薄くなるように形成されている。このため、加工残部13の中央部が最も厚みが薄い、薄肉部位14となる。
A seating
ここで、実施の形態に係るクランプ治具について説明する前に、図7〜9を参照して、比較例について説明する。図7は、比較例の、ワーク10に座面加工が施される状態を説明する図である。図8は、ワーク10を、4つの突出部11が形成された面側から見た図である。図8は、比較例において、基準金上に載置されたワーク10に座面加工部位12を形成する際に、各突出部11がクランプ治具により基準金との間で、それぞれ1点でクランプされた状態を示す。
Here, before describing the clamp jig according to the embodiment, a comparative example will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram for explaining a state in which a seating surface process is performed on the
図9は、図8のクランプ状態で、ワークに座面加工が施される状態を説明する図である。図9は、ワーク10とエンドミル1、クランプアーム2との位置関係を、突出部11のワーク10に垂直な側面側から示している。
FIG. 9 is a diagram for explaining a state in which a seating surface process is performed on the workpiece in the clamped state of FIG. FIG. 9 shows the positional relationship between the
図9に示すように、ワーク10は基準金3上に載置される。図8に示すように、ワーク10の1つの突出部11は、加工残部13の上面において薄肉部位14を避けて、クランプアーム2により基準金3との間で固定される。すなわち、1つの突出部は、クランプアーム2が接触する1点で固定される。ワーク10は、基準金3と4つのクランプアーム2との間で固定される。加工残部13の上面がクランプ面となる。
As shown in FIG. 9, the
薄肉部位14は各突出部11の外周に沿った中央部に形成されるため、クランプアーム2の当接位置は突出部11の中央部からずれた位置となる。図9に示すように、ワーク10は、図8のクランプ状態でエンドミル1により座面加工が実施され、突出部11上に座面加工部位12が形成される。エンドミル1による座面加工時には、切削力が発生する。
Since the
上述したように、ワーク10のクランプアーム2の当接位置は突出部11の中央部からずれており、基準金3の載置面やワーク10のクランプ面のうねりの影響で、ワーク10がクランプされたときに、ワーク10に曲げが生じる場合がある。また、焼結処理前のワーク10は、座面加工時のエンドミルによる切削力の影響を大きく受ける。このような、クランプ面のうねりや切削負荷に起因して、特に薄肉部位14に割れや亀裂が発生しやすくなる。
As described above, the contact position of the
また、図10に、図7のようにワーク10を座面加工する時に飛散する切粉を集塵機4により回収する状態を示す。図10に示すように、エンドミル1による座面加工では、0.1mm以下の切粉(鉄粉)が飛散する。図10に示すように、開放された空間で、加工部位近傍に集塵機4の吸い込み口を配置して切粉を回収する場合、切粉の回収率が60%と低く、切粉が設備内、加工装置周辺に拡散、堆積し、作業環境・可動率が悪化するという問題もある。
Further, FIG. 10 shows a state where the dust that is scattered when the
実施の形態では、焼結結処理前のワーク10の座面加工時の破損を防止することが可能なクランプ治具を提供する。また、このようなクランプ治具を用いた加工装置において、飛散する切粉を効率よく回収する例についても説明する。
In the embodiment, a clamp jig capable of preventing damage at the time of processing the seating surface of the
実施の形態に係るクランプ治具を用いた加工装置について、図面を参照して説明する。図1は、実施の形態に係る加工装置100の構成を示す模式図である。図2は、加工装置100に用いられる、クランプ治具20の構成を説明する図である。図3は、図2の矢印Aから見たクランプ治具20の構成を説明する図である。
A processing apparatus using a clamp jig according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a
図1に示すように、加工装置100は、クランプ治具20、エンドミル101、エンドミルホルダ102、基準金103、芯出し部104、昇降シリンダ105、回転位置決め部106、集塵機107、カバー108、誘引ブロー109、誘引ブロー110を備えている。なお、図1においては、図面の簡略化のため、クランプ治具20の詳細な構成を省略している。
As shown in FIG. 1, the
ワーク10は、例えばロボットにより加工装置100内に搬送される。その後、昇降シリンダ105が上昇し、ワーク10は、基準金103上に載置される手前で停止する。ワーク10の加工面及び基準金103の載置面は、図示しないエアブローで清掃される。その後、ワーク10が基準金103上に載置され、芯出し部104によりクランプ位置が決定される。そして、回転位置決め部106により、エンドミル101による座面加工時のワーク10の回転位置が決定される。
The
そして、ワーク10は、その上面であるクランプ面でクランプ治具20によりクランプされる。ワーク10の基準金103への着座が確認されると、座面加工が開始される。座面加工時には、誘引ブロー109、誘引ブロー110がオンとされ、集塵機107による切粉の回収が行われる。
And the workpiece |
ここで、クランプ治具20について詳細に説明する。図2、3に示すように、クランプ治具20は、回転部材21、回転軸22、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23b、付勢部材24、バックアップクランプ25を有しえいる。なお、図2においては、説明のため、回転部材21、回転軸22、付勢部材24の図示を省略している。また、図2では、ワーク10の加工残部13に、切欠部15が形成されている例を示している。
Here, the
クランプ治具20は、基準金103上に載置されたワーク10を、当該基準金103との間で固定する。ワーク10が基準金103とクランプ治具20との間にクランプされた状態で、当該ワーク10に座面加工が施される。
The
実施の形態に係るクランプ治具20は、ワーク10のクランプ面のうねりを考慮して、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bのワーク10に対する当たり方を一定にする。回転部材21は、回転軸22に回動自在に支持されている。回転軸22は、回転部材21の略中央部に設けられている。
The
図3に示すように、回転部材21の両端には、それぞれ第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bが取り付けられている。第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bは、回転軸22を挟んで対向して配置されている。図3に示すように、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bは、座面加工によりワーク10に形成される加工残部13上において、薄肉部位14を挟むようにワーク10にそれぞれ当接する。
As shown in FIG. 3, a
第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bとしては、例えば、真鍮や黄銅等の相対的に柔らかい金属やウレタン樹脂等を用いることが可能である。第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bの先端は、円弧状であることが好ましい。これにより、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bの接触によるワーク10の変形を抑え、破損を防止することができる。
As the
実施の形態に係るクランプ治具20では、座面加工時にワーク10の上面(クランプ面)のうねりに追従して、回転部材21が回転軸22を中心として回転し、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bの両方でワーク10を固定することができる。これにより、ワーク10がクランプされたときに、ワーク10に生じる曲げを抑制することができ、ワーク10の破損、特に、薄肉部位14における割れや亀裂を抑制することが可能となる。
In the
さらに、クランプ治具20は、バックアップクランプ25を備えている。バックアップクランプ25は、第1クランプアーム23aと第2クランプアーム23bとの間において、ワーク10を押圧保持する。図2に示す例では、バックアップクランプ25は、加工残部13のクランプ面に、薄肉部位14を中心として第1クランプアーム23a側と第2クランプアーム23b側と等距離で接触する。これにより、薄肉部位14はバックアップクランプ25により保護され、座面加工時の切削力に起因する破損が抑制される。
Further, the
なお、ワーク10のクランプ面のうねりの影響で、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bの当たり方が不均一にならないように、ワーク10が第1クランプアーム23aと第2クランプアーム23bとでクランプされた後に、バックアップクランプ25がワーク10に当接するようにすることが好ましい。
Note that the
バックアップクランプ25は、ナイロン樹脂やウレタン樹脂等の弾性部材である。バックアップクランプ25として、例えば、MCナイロン(登録商標)を用いることが可能である。バックアップクランプ25と回転部材21との間には、付勢部材24が設けられている。付勢部材24は、バックアップクランプ25をワーク10側に付勢する。
The
上述のように、バックアップクランプ25は弾性部材であるため、付勢部材24による付勢力により、加工残部13のクランプ面の形状に追従して変形する。図3に示すように、バックアップクランプ25は、切欠部15の形状に従って変形している。これにより、薄肉部位14の保護をさらに確実に行うことができる。
As described above, since the
図3に示す例では、付勢部材24としてばねを用いているが、これに限定されるものではない。例えば、付勢部材24として、バックアップクランプ25をワーク10側に押しつけるように駆動する駆動部を設けてもよい。このように、付勢部材24を設けることにより、バックアップクランプ25からワーク10にかかる押圧力を均一化することができる。
In the example shown in FIG. 3, a spring is used as the biasing
上述したように、実施の形態に係るクランプ治具20では、1つの突出部11は、クランプアーム23a、第2クランプアーム23b、バックアップクランプ25の3点で固定される。これにより、座面加工時にワーク10のクランプ面のうねりに追従するとともに、エンドミル101による切削負荷に耐えることができ、ワーク10の破損を確実に防ぐことが可能となる。
As described above, in the
なお、上述の実施の形態では、第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23b、バックアップクランプ25の3点でワーク10をクランプしたが、バックアップクランプ25は設けられていなくてもよい。第1クランプアーム23a、第2クランプアーム23bの2点でワーク10をクランプした場合でも、ワーク10のクランプ面のうねりによるワークの破損を防止することが可能である。
In the above-described embodiment, the
図1に戻り、加工装置100において、座面加工時に発生する切粉を効率よく回収する例について説明する。図1に示すように、座面加工により発生する切粉が飛散しないように、ワーク10、ワーク10をクランプするクランプ治具20及びワーク10の座面加工を行うエンドミル101等の治具は、カバー108により覆われている。カバー108の上部には、開口部111が設けられている。開口部111には、エンドミル101を保持するエンドミルホルダ102が配置される。また、当該開口部111は、上述したロボットによるワーク10の取り出し位置を兼ねている。
Returning to FIG. 1, an example will be described in which the
カバー108は、カバー108内の空気の流れが円滑になるように、円筒形状であることが好ましい。開口部111の周囲には、誘引ブロー109が設けられている。誘引ブロー109は、開口部111の周囲を囲むように設けられた環状の誘引ブローである。
The
図4は、誘引ブロー109を説明する図である。誘引ブロー109は、切粉をカバー108の開口部111から外側に飛散させないように、圧縮空気を誘引ブロー109の形状に沿って流すことで、誘引ブロー109の近傍に矢印で示すような空気の流れを形成する。なお、この空気の流れの形成は、粘性流体の噴流が近くの壁に引き寄せられる効果、いわゆるコアンダ効果を利用するもので、例えば、特開2006−026752号公報、特開2014−104489号公報に記載されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the
また、カバー108内の切粉を強制的に下方に集めるために、カバー108の下部には誘引ブロー110が設けられている。なお、誘引ブロー110についても誘引ブロー109と同様の構成とすることができる。これにより、グリーン加工時における切粉の飛散を防止することができる。
In order to forcibly collect the chips in the
図5は、加工装置100に用いられる、エンドミルホルダ102を説明する図である。エンドミルホルダ102は、座面加工での切粉の飛散を防止するために、エアー層を形成する。図5に示すように、エンドミルホルダ102には、エンドミル101の周囲を取り囲むように、エアー吐出口112が設けられている。エアー吐出口112の外周には、エンドミル101の先端向かって広がったハの字型の案内板113が設けられている。
FIG. 5 is a view for explaining an
エンドミルホルダ102の上方から供給された圧縮空気は、エアー吐出口112から案内板113の内面に沿って下方へ向けて吐き出される。これにより、図5中破線で示すように空気の流れを形成し、エンドミル101による座面加工時に発生する切粉の飛散を防止することが可能となる。なお、エアー層を形成し、粉塵の流れを調整する技術については、例えば、特開2001−108880号公報、特開平07−072541号公報に記載されている。
The compressed air supplied from above the
さらに、加工装置100には、集塵機107のカバー108内部が負圧となるように、図示しない排気装置が設けられている。このように、カバー108内部を大気圧よりも負圧とすることで、細かな切粉を効率よく回収することが可能となる。
Further, the
以上説明したように、加工装置100では、ワーク10を座面加工する時に飛散する切粉の回収率を上げることができ、切粉の設備内、加工装置周辺への拡散、堆積を抑制することができる。これにより、作業環境や可動率の悪化を防ぐことができる。
As described above, in the
上記実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(付記1)
基準金上に載置された焼結処理前の圧粉成形体に座面加工を施す際に、当該圧粉成形体をクランプするクランプ治具であって、
回転軸に回動自在に支持された回転部材と、
前記回転軸を挟んで前記回転部材に取り付けられ、前記座面加工中に前記圧粉成形体に形成される薄肉部位を挟むように当該圧粉成形体にそれぞれ当接し、前記基準金との間で当該圧粉成形体をクランプする一対のクランプアームと、
を備えるクランプ治具。
(Appendix 1)
A clamp jig that clamps the green compact when the seating is applied to the green compact before sintering that is placed on the reference gold,
A rotating member rotatably supported on a rotating shaft;
Attached to the rotating member with the rotating shaft in between, and abuts on the green compact so as to sandwich a thin portion formed on the green compact during the seating process, and between the reference gold A pair of clamp arms for clamping the green compact with
A clamp jig comprising:
(付記2)
前記クランプアーム間において前記圧粉成形体を押圧保持するバックアップクランプと、
前記バックアップクランプを前記圧粉成形体側に付勢する付勢部材と、
をさらに備える付記1に記載のクランプ治具。
(Appendix 2)
A backup clamp for pressing and holding the compacted body between the clamp arms;
An urging member for urging the backup clamp toward the green compact body;
The clamp jig according to appendix 1, further comprising:
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。実施の形態において示した各構成部材の形状や組み合せ等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. The shapes and combinations of the constituent members shown in the embodiments are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like.
10 ワーク
11 突出部
12 座面加工部位
13 加工残部
14 薄肉部位
15 切欠部
20 クランプ治具
21 回転部材
22 回転軸
23a 第1クランプアーム
23b 第2クランプアーム
24 付勢部材
25 バックアップクランプ
100 加工装置
101 エンドミル
102 エンドミルホルダ
103 基準金
104 芯出し部
105 昇降シリンダ
106 回転位置決め部
107 集塵機
108 カバー
109 誘引ブロー
110 誘引ブロー
111 開口部
112 エアー吐出口
113 案内板
1 エンドミル
2 クランプアーム
3 基準金
4 集塵機
DESCRIPTION OF
Claims (1)
回転軸に回動自在に支持された回転部材と、
前記回転軸を挟んで前記回転部材に取り付けられ、前記座面加工中に前記圧粉成形体に形成される薄肉部位を挟むように当該圧粉成形体にそれぞれ当接し、前記基準金との間で当該圧粉成形体をクランプする一対のクランプアームと、
を備えるクランプ治具。 A clamp jig that clamps the green compact when the seating is applied to the green compact before sintering that is placed on the reference gold,
A rotating member rotatably supported on a rotating shaft;
Attached to the rotating member with the rotating shaft in between, and abuts on the green compact so as to sandwich a thin portion formed on the green compact during the seating process, and between the reference gold A pair of clamp arms for clamping the green compact with
A clamp jig comprising:
Priority Applications (1)
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JP2015240295A JP2017104935A (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Clamp jig |
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JP (1) | JP2017104935A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109623447A (en) * | 2019-02-14 | 2019-04-16 | 上海卢宏精密机械有限公司 | A kind of fixture of thin part processing |
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2015
- 2015-12-09 JP JP2015240295A patent/JP2017104935A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109623447A (en) * | 2019-02-14 | 2019-04-16 | 上海卢宏精密机械有限公司 | A kind of fixture of thin part processing |
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