JP3878295B2 - ワークの固定方法及びワークバイスの固定治具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークバイスを介して工作機械のテーブルにワークを固定する方法及び当該方法の実施に際してワークバイスをテーブルに固定する際に用いる固定治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークを工作機械のテーブルに固定するのに用いるワークバイスとして、従来種々の形態のものが用いられているが、この発明の出願人は、特開平７−１７１７６９号公報、特開平９−２９５７１号公報等において、細長い角杆状の基台を有するワークバイスを提唱している。図８及び図９に当該ワークバイスを示す。このワークバイス５１は、断面略ハット形の細長い角杆を基台５２とし、基台５２の側壁上部に可動爪５６を案内する凹溝５８を備え、基台５２の側壁下端にはワークバイスをテーブルに固定するのに用いる固定鍔５４を備えている。基台の一端には、固定爪５７が固定され、他端側にはノックピン５９で基台５２に固定される移動台６１と、この移動台６１に対して螺進退する可動爪５６とが設けられている。
【０００３】
基台５２には凹溝５８の下溝面にノックピン５９を挿通する半円状の位置決め溝６２が一定間隔で設けられており、移動台６１にはこの位置決め溝６２と対向して円孔を形成する半円溝部分を含んだノックピン孔６３が設けられている。移動台６１はノックピン孔６３を基台の位置決め溝６２に合わせ、ノックピン５９を両者に挿入することで固定され、ノックピン５９を引き抜いて移動台６１をワークの大きさに合わせた位置に移動したあと基台の位置決め溝６２と移動台のノックピン孔５８の位置を合わせてノックピン５４を挿入することで、固定爪５７と可動爪５６との間隔を広い範囲に亘って調整することが可能である。
【０００４】
上記構造のワークバイスを工作機械のテーブル５３に固定するときは、基台の中央部に固定ボルトのボルト孔を設けて、当該ボルト孔に挿通した固定ボルトをテーブル側のナットに締結するか、あるいは逆Ｌ形の固定治具１を準備し、この固定治具によってワークバイスの固定鍔５を押えることによって行う。
【０００５】
固定治具１は中心部に固定ボルト孔８を備え、押え鍔４の反対側に支点脚６４を備えている。支点脚６４をテーブルの上面に、押え鍔４を基台５２の固定鍔５４の上面にそれぞれ当接させた状態で、固定ボルト孔８に挿通した固定ボルト７をテーブル５３のＴ溝６５に嵌装したナット部材６６に締結することで、ワークバイス５１がテーブル５３に固定される。ワークバイスは、４個の固定治具を用いてテーブルに固定される。
【０００６】
テーブルのＴ溝６５により、固定治具１のテーブル５３上での固定位置は、ワークバイス５１の基台幅方向に自由に設定することができる。
【０００７】
上記構造のワークバイスの特徴は、周辺形状が複雑で厚さの薄いワークの表面をフライス加工するような場合に、テーブルに３本以上のワークバイスを平行に取り付け、ワークの周縁の複数箇所を固定爪と可動爪とで挟持することにより、安定にワークを保持することができる点にある。すなわちワークバイスが細長い形状であるから、テーブル上にワークの形状に応じて複数本のワークバイスを並べて配置することができ、図６（４本のワークバイスを用いた例）に示すように、周縁に凹凸のあるワーク５５を複数箇所ＡＢＣＤで挟持して固定することが容易にできる。ワーク５５は、複数箇所で挟持されるから、テーブル上に安定に定置され、かつワークの変形しやすさを考慮してワークバイスの間隔を定めてやれば、加工反力によるワークの変形も最小にでき、高い加工精度を得ることができるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
３個以上のワークバイスを用いてワークを固定するとき、ワーク５５が板材などのような変形しやすいものであり、テーブル上へのワークバイス相互の固定位置に僅かでも狂いが生ずると、ワーク５５を締結したときにワークを変形させるということが起こる。ワーク５５の肉厚が薄いと、ワークバイスの長手方向の偏倚がワークの表面にうねりを生じさせ、この状態でワーク５５の表面を平面に加工すると、ワークバイスから取り外したときにワークの変形が戻り、加工誤差を生じることになる。
【０００９】
この発明は、このような原因による加工誤差の発生を可及的に防止することを課題としており、３本以上のワークバイスでワークを挟持したとき、ワークバイスの相対位置精度の誤差により、ワークに変形が生ずるのを防止する方法及びその方法を実施するのに好適なワークバイス固定用の治具を得ることを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のワーク固定方法は、工作機械のテーブルないしパレットに３本以上のワークバイス５１を装着してワーク５５を固定するときに採用される。３本以上のワークバイスのうちの中間配置のワークバイス５１ｂ、ｃは、基台に固定鍔５４を備えたものを用い、その固定鍔をテーブルないしパレットにボルト止めした固定治具１で押えることにより、テーブルないしパレットに装着する。固定治具１は、ワークバイス５１の長手両端より内側の位置でかつ適宜の間隔を隔てて、基台４の幅方向両側で固定鍔５４を押えるように配置する。移動台６１側の固定治具の位置は、ワーク５５の挟み方向の寸法が小さく、従ってワークバイスの移動台６１が固定爪５７に近い位置となるときは、移動台６１の移動に伴って固定爪５７側に近い位置にする。
【００１１】
３本以上配置したワークバイスのうちの両端のもの５１ａ、ｄは、外力によってバイスが移動しないように、テーブルないしパレット上にしっかりと固定する。一方、中間配置のワークバイス５１ｂ、ｃは、固定治具１の押え鍔４がワークバイス５１の固定鍔５４を押える力を調整して、ある大きさ以上の外力が加わったときにワークバイスが長手方向に移動し得るように、締結力を加減して固定する。どの程度の力で固定するかは、把持するワークの変形しやすさの程度により決定するものとし、必要があれば、ワークバイスで把持したときのワークの変形を測定して、中間配置のワークバイスの固定力を決定する。
【００１２】
上記のようにして工作機械のテーブルないしパレットの上に固定した３本以上のワークバイス５１でワーク５５を固定するときは、まず両端のワークバイスａ、ｄでワーク５５を挟持した後、中間配置のワークバイス５１ｂ、ｃでワーク５５を挟持する。中間配置のワークバイス５１ｂ、ｃは長手方向に移動可能な状態で締結されているので、ワークバイス相互の位置に相対位置誤差があったときは、固定治具１と固定鍔５４との間が滑って、本来あるべき位置に移動する。そしてさらにワーク５５を締結することにより、基台５２の上方にある固定爪５７と可動爪５６にワーク５５から作用する挟持反力が、図７に示すように細長いワークバイスの基台５２を上凸方向に屈曲させる。この基台の変形は非常に小さなものであるが、この変形によりワークバイスの基台５２の長手両端はテーブルないしパレット側に押圧され、その反力を受ける形で固定治具１が押えている部分での押え力が増加する。従って結果的に固定爪５７と可動爪５６とでワーク５５を挟持することにより、中間配置のワークバイス５１ｂ、ｃの基台５２は固定治具１でテーブルないしパレットに強固に固定されることになる。
【００１３】
要するにこの発明の固定方法によれば、中間配置のワークバイス５１ｂ、ｃでワーク５５を挟持するとき、挟持操作の途中でワークバイス５１ｂ、ｃのテーブルないしパレットに対する位置が修正され、その後ワークが固定爪５７と可動爪５６とでしっかりと挟持されたとき、その挟持力によって生ずるワークバイスの基台５２の変形が、ワークバイス５１ｂ、ｃをテーブルないしパレットに強固に締結することとなり、結局ワーク５５はワークバイスの取付位置誤差に起因する変形を受けることなく、テーブルないしパレットに固定されるのである。
【００１４】
上記方法を実施するために用いるこの発明のワークバイスの固定治具１は、ワークバイスの固定鍔５４を押えるための押え鍔４を備え、工作機械のテーブルないしパレットに固定される固定部２に押え鍔４側から切り込まれたスリット６と、このスリットを拡開する方向にねじ力を作用させるネジ孔９とを備えている。この構造の固定治具１は、固定ボルト７でテーブルないしパレットに締結して押え鍔４でワークバイスの固定鍔５４を押えたあと、ねじ孔９に挿通したねじ１１を回動させてスリット６を拡開する方向の力を加えることにより、押え鍔４を上方に変形させ、押え鍔４によるワークバイスの固定鍔５４を押える力を微細に調整することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし５は、本発明のワークバイスの固定治具１の実施例を示す。この実施例の固定治具１は、側面形状が逆Ｌ字形であり、平坦な底面を持つ高さの低い略直方体の固定部２と、固定部上部から突出し固定部２の底面と平行な押え面３を持つ押え鍔４とを備えている。押え面３の固定部の側面と交わる部分には加工時の逃げとなる凹部５が形成されている。固定部の押え鍔側の側面には、固定部の底面と平行にスリット６が固定部の中央部付近まで切り込まれている。固定部２の上面中央付近には、固定治具１をテーブル５３に締着するための固定ボルト７を通すボルト孔８が鉛直方向に穿孔されている。また、固定部２の上面には、ボルト孔８を挟んで押え鍔側に偏奇した位置に、スリット６まで達する２本のネジ孔９が穿孔されている。
【００１６】
固定ボルト７によりテーブル５３にワークバイス５１を固定したときには、押え面３によりワークバイスの固定鍔５４が押えられる。固定ボルト７の螺進に従って若干スリット幅が縮小するために、押え面３は、強固に固定鍔５４を押えることが可能である。押え鍔４の押え力の微妙な調整は、ネジ孔９に螺入されるネジ１１の螺進退により行う。ネジ孔９にスリット６の底面に当たるまでネジ１１を螺挿した後、さらに螺進させるとスリット６は拡開して固定部２の高さが増え、押え鍔４が持ち上がるので押え力は弱くなる。また、螺進させたネジ１１を螺退させるとスリット６が狭まり、押え鍔４が下がるので押え力は強くなる。
【００１７】
図６は、４本のワークバイスを用いて平面Ｌ形のワークを固定している状態を示している。この図に従って、以下にワークを固定する方法を述べる。
【００１８】
４本のワークバイス５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、固定治具１と固定ボルト７によってテーブル５３に強固に固定する。固定治具を取り付ける位置は、ワーク５５のワークバイス長手方向の長さによって調節する。本実施例では、１本のワークバイスにつき４個の固定治具をワークの端部付近の基台両側に取り付けている。中間部の２本のワークバイス５１ｂ、５１ｃの固定治具１においては、ボルト７によってテーブル５３に固定した後、ネジ１１を螺挿及び螺進させて、ワークの形状や材料等によって決まるある一定の大きさだけ押え力を弱める。このようにしておくと、中間部の２本のワークバイス５１ｂ、５１ｃは、長手方向に一定の大きな外力が加わるとテーブル５３上をワークバイスの長手方向に滑ることができるようになる。
【００１９】
この状態で４本のワークバイスによってワーク５５を弱く挟持する。次に、両端部のワークバイス５１ａ、５１ｄにワーク５５を強く挟持させる。中間部のワークバイス５１ｃ、５１ｄの位置がワーク５５を挟持するための適正な位置からずれている場合には、ワーク５５を変形させようとする力が作用し、ワーク５５から作用する反力により、中間部のワークバイス５１ｂ、５１ｃはテーブル５３上でワーク５５を挟持するための適正な位置に滑動する。さらに中間部のワークバイス５１ｂ、５１ｃによってワーク５５を強く挟持すると、ワーク５５を挟持することによる反力が働くので、可動爪５６および固定爪５７の下方に位置するワークバイス５１ｂ、５１ｃの基台５２は、図７に点線で示すように、中央付近が高い上凸状に変形する。この変形により固定治具１の押え鍔４の押え面３にワークバイス５１ｂ、５１ｃの基台５２の固定鍔５４が押圧され、押え面３が固定鍔を押さえる力が増えるので、中間部の２本のワークバイス５１ｂ、５１ｃは、テーブル５３に強固に固定される。
【００２０】
中間部のワークバイスを固定している固定治具の押え力は、ネジ１１を触らなければ設定された値に維持されるので、ネジ１１で押え力を適正な値に設定した固定治具１をワーク毎に準備しておけば、ワークを歪みを生じさせることなくテーブルに固定することができ、精度の高い加工を簡単に実現できる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明の固定治具及びワークの固定方法によれば、３本以上のワークバイスによりワークを固定する場合、ワーク端部および中間部を挟持するワークバイスの相対位置関係が、バイスでワークを挟持するという操作のみで適正位置関係となるので、素早くて加工誤差の生じないワークの固定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定治具の側面図
【図２】固定治具の平面図
【図３】固定治具の斜視図
【図４】固定治具のネジによる動きを模式的に示す図
【図５】固定治具をテーブルに締結した状態を示す模式図
【図６】ワークを４本のワークバイスによって固定した状態の模式斜視図
【図７】ワークバイスの締結による変形を示す模式図
【図８】従来例を示す正面図
【図９】従来例を示す側面図
【符号の説明】
１ 固定治具
２ 固定部
４ 押え鍔
６ スリット
７ 固定ボルト
８ ボルト孔
９ ネジ穴
11 ネジ
51 ワークバイス
52 基台
54 固定鍔

Claims (2)

1. 工作機械のテーブルないしパレットに３本以上のワークバイス(51)でワーク(55)を固定する方法において、
   ３本以上配置したワークバイスのうちの両端のもの(51a,d) をテーブルないしパレット上にしっかりと固定し、中間配置のワークバイス(51b,c) は、基台に固定鍔(54)を備えたものを用い、その固定鍔をワークバイス(51)の長手両端より内側の位置でかつ適宜の間隔を隔てて固定治具(1) で押えることにより、ある大きさ以上の外力が加わったときにワークバイスが長手方向に移動し得るように、締結力を加減してテーブルないしパレットに固定し、両端のワークバイス(51a,d) でワーク(55)を挟持した後、中間配置のワークバイス(51b,c) でワーク(55)を挟持することを特徴とするワークの固定方法。
2. 工作機械のテーブルないしパレットに固定される取付面を備えた固定部(2) と、固定部(2) の上部から側方に突出した押え鍔(4) と、固定部(2) に押え鍔(4) 側から上記取付面の平行に切り込まれたスリット(6) と、このスリットを拡開する方向にねじ力を作用させるネジ孔(9) とを備えていることを特徴とするワークバイスの固定治具。

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