JP4203316B2 - Small work fixing structure and processing jig - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多数の小型ワークを工作機械のテーブルに一括して取付けて同時加工できるようにする小型ワークの加工治具及びそのような治具に用いる小型ワークの固定構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
数mmないし数cmの小型ワークをマシニングセンタなどの工作機械で加工する場合、当該ワークを1個ずつテーブルに固定して加工すると、加工時間に比べてワークの着脱時間が長くなって、オペレータの作業負担が増大すると共に、工作機械の稼働率が低下する。そこで、テーブルに固定したパレットやインデックステーブルに複数のワークを固定して加工を行うことが多いが、ワークが小さくなればなるほど、より多数のワークを同時に加工したいという要求が高くなり、かつワークの複数の面をワークを付け替えることなく加工したいという要求が高まる。
【0003】
このような要求を満たすためには、工作機械のテーブルに多数のワークを姿勢変換可能に装着できる加工治具が必要であり、かつ当該加工治具の少なくともワークを取付けた部分が工作機械に容易に着脱できること、及び当該治具へのワークの着脱が容易であることが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
複数個の小型ワークを同時加工するのに用いる加工治具として従来種々のものが提案されているが、治具へのワークの固定に時間がかかったり、治具に固定できるワークの量が少なかったりして、非能率的な作業で小型ワークの加工を行っているのが現状である。
【0005】
この発明は、加工治具への小型ワークの着脱を短時間で行うことができる、構造が簡単で小型の固定具を用いた取付構造と、工作機械への着脱を容易短時間で行うことができて、かつワークの姿勢変換も可能な加工治具を提供することにより、小型ワークの加工能率を大幅に向上させると共に、オペレータの作業負担を軽減することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの発明の小型ワークの固定構造は、取付面2の両側に対向して形成された当て面4と、当該取付面の中間部に形成した嵌合溝3と、この嵌合溝の底面に設けたねじ孔6と、底面にボルト挿通孔12bを有する上向きコ字断面に屈曲した押えばね板12と、ボルト挿通孔13bを設けた断面逆台形の楔部材13と、締結ボルト14とを備え、上記押えばね板は上記嵌合溝に嵌合固定され、上記楔部材はその台形の楔面13aを押えばね板12の上縁部内側に摺接させた状態で配置され、前記締結ボルトは楔部材及び押えばね板のボルト挿通孔を貫通して嵌合溝底面の前記ねじ孔に螺合されており、当該締結ボルトをねじ込むことによって押えばね板の上辺を両側に拡開して当り面4との間で複数の小型ワーク15を同時に挟持固定することを特徴とするものである。
【0007】
一枚のばね板で複数のワークをより確実に固定したいときは、押えばね板12の上縁を、円形、楕円形、卵形、菱形、逆U字形などの、当該ばね板底面の幅方向と同方向に弾性変形可能な断面形状に屈曲する。これにより、同時に固定される複数のワーク相互の微小な寸法誤差を吸収して、各ワークの固定をより確実にできる。
【0008】
上記構造を採用した請求項2の小型ワークの加工治具は、対向して少なくとも一方が他方に向けて進出する把持体24を備えたバイス台22と、端面1a、1bを前記把持体で把持される請求項1記載の取付構造を備えた取付ブロック1とを備え、前記把持体と端面との間には、前記取付面と平行な回転中心線上に配置されて連動して出没するセンタピン18b、30とこれを受入れるセンタ孔33、17aの対と、前記センタピンの出没動作と連動してセンタピンが突出した後で突出する位置決めピン31とこれを受入れる一又は複数の位置決め孔9とがセンタピンと平行で半径方向に離れたところに備え、前記把持体の一方にセンタピンの出没機構が内蔵されているものである。
【0009】
取付ブロック1は、加工しようとするワーク15の寸法に対応するものを少なくとも2個準備する。取付ブロック1の当て面4と嵌合溝3との間隔は、当該取付ブロックに固定しようとするワークの寸法に応じた寸法とし、かつ取付ブロックの両端面1a、1bには、ワークの加工方向に対応する位置に1個又は複数個の位置決め孔9を設けておく。
【0010】
【作用】
この発明の加工治具へのワークの着脱及び加工は、次のようにして行われる。取付ブロックの嵌合溝3には、底部を嵌着した状態で押えばね板12を装着し、当該押えばね板の両側の爪板11の間に楔部材13を挿入して、ボルト挿通孔12b、13bを通した締結ボルト14を嵌合溝底部のねじ孔6に先端をねじ込んでおく。バイス台22は、工作機械のテーブルに固定しておく。
【0011】
まず、取付ブロックの嵌合溝3の両側に加工しようとするワーク15を並べる。そして締結ボルト14を嵌合溝底部のねじ孔6にねじ込んでゆくと、楔部材13が押えばね板12の爪板11を押し広げ、その両側に配置された複数のワークが当て面4との間で挟持固定される。
【0012】
このようにして複数のワークを固定した取付ブロックをセンタピン30、18b及び位置決めピン31、31を没入させた状態でバイス台22の2つの把持体23、24の間に挿入し、センタピン30、18bとセンタ孔17a、33とを一致させて、センタピン30、18bを進出させることにより、取付ブロック1をセンタロッド18回りに回動可能に支持する。そして、取付面が工作機械の工具と対向するように取付ブロック1をセンタピン30、18b回りに回動し、センタピン30、18bを更に進出させる。このときの進出動作と同期して位置決めピン31が位置決め孔9に挿入され、取付ブロック1の取付角度が規定される。この状態でバイス台の把持体24を進出させて、両把持体23、24で取付ブロック1を挟持固定する。そして、この状態で複数のワークに対して所望の加工を行う。
【0013】
第1の方向でのワークの加工が終了したら、バイス台22の把持を緩め、センタピン30、18bを中間位置まで後退させる。これにより位置決めピン31が位置決め孔9から離脱するので、取付ブロック1をセンタピン30、18b回りに回動して第2の加工方向に向け、再度センタピン30、18bを進出させることにより、位置決めピン31を当該角度位置に設けられている第2の位置決め孔9に挿入し、把持体24を進出させて取付ブロック1を固定する。そして、この状態でワーク15に第2の方向の加工を行う。
【0014】
更に第3の方向の加工が必要な場合には、把持体24を緩め、センタピン30、18bを中間位置まで後退させ、取付ブロック1を第3の方向に回動してセンタピン30、18bを再度突出し、次いで把持体24を進出して取付ブロック1を固定した後、ワークに対する第3の方向の加工を行う。
【0015】
工作機械でワークの加工を行っている間に、作業者は、他の取付ブロックに次に加工するワークを固定する。この作業は、締結ボルト14を緩めて加工済みワークを取り外した後、当該取付面に新たなワークを並べて前記ボルト14を締結するという動作で行われるので、ワークの個数が多くても、作業を短時間で容易に行うことができる。
【0016】
図示実施例のもののように、取付ブロック1に複数の取付面2が設けられているときは、バイス台22上での取付ブロック1の回動と固定とを繰り返して、総ての取付面に取付けられたワーク15に対する所望の方向の加工を行う。総ての加工が終了したら、把持体24を緩め、センタピン30、18bを後退端まで後退させる。これによりセンタピン30、18bがセンタ孔17a、33から離脱するから、バイス台22から取付ブロック1を取り外す。そして予め次のワークを装着した取付ブロックをバイス台に取付けて、次の一群のワークに対する加工を開始する。
【0017】
工作機械で次の一群のワークに対する加工を行っている間に、工作機械から取外した取付ブロックから加工済ワークを取外し、次に加工するワークを装着する。この作業を繰り返すことにより、少ない作業負担で大量の小型ワークを能率良く加工することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例を参照して、この発明の加工治具及びワークの固定構造を更に説明する。図1は、取付ブロックの一例を示した斜視図で、図の取付ブロック1は、四角柱状で周面に4面の取付面2を形成してある。各取付面の中央には、長手方向に嵌合溝3が設けられており、その両側に固定するワークの寸法に合わせた距離を隔てて当て面4が形成されている。この当て面4は、四角柱の稜線部分に畝5を削り残すことによって形成されている。嵌合溝3の底面にはねじ孔6が設けられている。取付ブロック1の中心には、一方の端面7aから他方の端面7bへと貫通する中心孔8が設けられており、各端面には、その中心孔8に嵌挿固定されたフランジ16付きスリーブ17を備えており、ワークの加工方向に合せた位置に取付ブロック1の方向を設定するための複数の位置決め孔9がフランジ16の端面1a、1bにそれぞれ設けられている。
【0019】
嵌合溝3には、上向きコの字形に屈曲して底板10と両側の爪板11とを形成した押えばね板12が、その底部の拡開方向の弾力によって嵌合溝3の両壁面を押圧する状態で嵌挿されている(図2参照)。押えばね板12の内側には、断面逆台形の楔部材13がその楔斜面13aを押えばね板12の上縁部に設けた摺接縁11aに接触させた状態で挿入され、この楔部材13及び押えばね板12に設けたボルト挿通孔13b、12bを通して締結ボルト14が嵌合溝底部のねじ孔6に螺合されている。
【0020】
押えばね板12は、図3に示すように、両側の爪板11の底部10との屈曲部10aは、直上の部分を外側に膨らますように屈曲してあり、更に底板10の中央を僅かに上方へ彎曲させている。この構造により、押えばね板12は嵌合溝3にその底部のみを押込むことによって容易に嵌挿され、かつ自身の弾力で嵌合溝3の両側の壁面3aを押圧して固定されるから、容易には離脱しない。もちろん、押えばね板12は、嵌合溝3の底部にねじ止めすることも可能である。また、両側の爪板11の上縁は、断面が円ないし楕円となる筒状に屈曲して、その筒状の内側を楔部材13との摺接縁11aとし、外側をワークとの当接縁11bとしているため、複数のワークを1個の押えばね板12で保持するときに、ワーク相互の微小な寸法誤差が筒の直径方向の弾性変形によって吸収される。そして、凸円弧状の屈曲面で楔部材13及びワーク15と当接することとなるので、それらの当接面を傷つけることがない。
【0021】
取付ブロックの取付面2の嵌合溝3と当て面4との間に、図4に示すように、加工しようとする小型ワーク15を複数個並べ、締結ボルト14をねじ込むと、楔部材13が押えばね板12の両側の爪板11、11の間に押込まれて、当該爪板11を外側へ押し広げる。そのため、嵌合溝3と当り面4との間に配置されたワーク15は、図2に示すように、楔部材13の押込による拡開動作により、当て面4に押し付けられて当て面4と爪板2との間で挟持される。図1に示す取付ブロック1は、4個の取付面2を備えているので、それぞれの面に同様な方法によってワーク15が固定される。
【0022】
図5及び6に示すように、取付ブロック1は、両端部のスリーブ17のセンタ孔17aで軸方向摺動可能にセンタロッド18が支持されている。このセンタロッド18には、スリーブ17の一方と当接して当該ロッドのストローク端を規定するストッパ19が装着されており、このストッパを当該一方のスリーブに押圧する方向にセンタロッド18を付勢するコイルばね20が設けられている。図のコイルばね20は、スリーブ17の他方とセンタロッド18に固定したばね受21との間に装架されている。コイルばね20の付勢力でストッパ19がスリーブ17の一方に当接した状態で、センタロッド18の両端18a、18bはフランジ16の端面1a、1bから僅かに没入した位置にある。従って、この状態で取付ブロック1をバイス台22の対向する把持体23、24の間に挿入することができる。
【0023】
図に示すバイス台22は、工作機械のテーブルに固定される基台25と、この基台に一体に固定された固定把持体23と、この固定把持体に対向して送りねじ36で進退する可動把持体24とを備えている。可動把持体24は、取付ブロック1の軸方向と直交する方向のカム軸26を備えており、このカム軸を回動するハンドル27が設けられている。カム軸26には、センタカム28と位置決めカム29とが固着されており、それぞれのカムのカム面(外周面)に当接して取付ブロック1側に進退するセンタピン30と位置決めピン31とが可動把持体24に軸方向移動自在に設けられている。センタピン30は、縮退した時にその先端面が把持体24の把持面24aと同一面となる長さを有している。位置決めピン31は、後退したときに把持体24内に没入する。把持体24には、位置決めピン31を後退させる復帰ばね32が設けられている。
【0024】
センタカム28と位置決めカム29とは、ハンドル27でカム軸26をある角度回転させたときに、まずセンタピン30が進出し、更にカム軸26を回動させたときに、位置決めピン31が遅れて進出する形状としてある。従って、カム軸26を逆方向に回動させると、まず位置決めピン31が没入し、次いでセンタピン30が取付ブロックのコイルばね20の付勢力により没入する。把持体24のハンドル27装着部分には、センタピン30のみが進出するカム軸の中間の回動位置を弾性的に保持するためのボールプランジャ、その他の止め具を設けておくのが好ましい。
【0025】
固定把持体23には、その把持面23aの中心にセンタ孔33が設けられて,そのセンタ孔33にセンタピン37が軸方向摺動可能に設けられている。そして、このセンタ孔33の奥部に一方の揺動端を臨出させたシーソレバー34が設けられ、このシーソレバーの他の揺動端によって軸方向に進退する位置決めピン31が装着されている。この位置決めピン31は、復帰ばね32によって固定把持体の把持面23aから没入する。そして、センタピン37は、センタロッド18の端部18bと接する先端面が把持面23aと同一面となる長さを有している。
【0026】
上記構造の加工治具において、加工しようとする複数の小型ワーク15は、前記作用の項で説明したようにして取付ブロック1の各取付面に固定される。この取付ブロックを工作機械のテーブルに固定したバイス台22の固定把持体23と可動把持体24との間に挿入し、ハンドル27を回動してセンタピン30をスリーブのセンタ孔17aに進出させる。進出したセンタピンは、取付ブロック1内のセンタロッド18を押動し、センタロッド18の端部18bは、固定把持体23側のセンタピンとなって当該把持体に設けたセンタ孔33に進入する。
【0027】
この状態で取付ブロック1は、センタピン30、18bによって中心軸回りに回動可能に支持されるから、ワークを所望の方向に向けて更にハンドル27を回動すると、位置決めカム29によって可動把持体24側の位置決めピン31が進出すると共に、センタピン30、18bが更に進出してシーソレバー34を揺動させて、固定把持体側の位置決めピン31も進出して、取付ブロックの位置決め孔9に挿入されて取付ブロック1の方向が規定される。そこで送りねじ36により、可動把持体24を固定把持体に向けて進出させて取付ブロック1を固定する。
【0028】
工作機械が例えば縦型のマシニングセンタであれば、図1の取付ブロックの1つの取付面を上方に向けた状態で、当該取付面に固定したワークの上面の加工や孔開け加工を行うことができる。同時に当該取付面に隣接する取付面に取付けたワークの側面の加工を工具と取付ブロックの畝5とが干渉しない範囲において行うことができる。1つの取付方向での加工が終了したら、可動把持体24を緩め、ハンドル27を中間位置まで戻して位置決めピン31を離脱させて取付ブロック1を次の加工方向に向け、再び位置決めピンを進出させて取付ブロックの方向を決めた後、可動把持体24で取付ブロック1を挟持して次の方向の加工を行う。
【0029】
このようにして総てのワークの加工が終了したら、加工済みワークを取付ブロック1ごとバイス台22から取外し、次のワークを装着した取付ブロックを新たにバイス台22に固定して、次の一群のワークに対する加工を行う。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の取付構造によれば、多数のワークをパレットやバイス、あるいはこれらに固定される取付ブロックの取付面に固定して多数のワークを同時加工することができ、かつ多数のワークの着脱を軽作業で短時間で行うことができるという効果がある。また、この発明の取付構造を利用することにより、多数の小型ワークの複数面を同時加工することが可能で、かつ治具へのワークの着脱も容易な加工治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の加工治具の取付ブロックの一例を示す斜視図
【図2】この発明の取付構造の動作を示す説明図
【図3】押えばね板の好ましい形状の一例を示す断面図
【図4】ワークを装着した状態での図1の取付ブロックの平面図
【図5】この発明の加工治具の一例を示す断面側面図
【図6】図5の加工治具の断面平面図
【符号の説明】
1 取付ブロック
1a,1b 端面
2 取付面
3 嵌合溝
4 当て面
6 ねじ孔
9 位置決め孔
12 押えばね板
12a ボルト挿通孔
13 楔部材
13b ボルト挿通孔
14 締結ボルト
15 ワーク
18b 端部
22 バイス台
24 把持体
30 センタピン
31 位置決めピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing jig for a small workpiece that allows a large number of small workpieces to be collectively attached to a table of a machine tool and simultaneously processed, and a fixing structure for the small workpiece used in such a jig.
[0002]
[Prior art]
When processing small workpieces of several mm to several centimeters with a machine tool such as a machining center, if the workpieces are fixed to the table one by one, the workpiece attachment / detachment time becomes longer than the processing time, and the operator's work As the burden increases, the operating rate of the machine tool decreases. Therefore, in many cases, a plurality of workpieces are fixed to a pallet or index table fixed to a table, and the smaller the workpiece, the higher the demand for processing a larger number of workpieces at the same time. There is an increasing demand for machining multiple surfaces without changing workpieces.
[0003]
In order to satisfy such requirements, a processing jig that can mount a large number of workpieces on the table of the machine tool so that the posture can be changed is necessary, and at least a part of the processing jig to which the workpiece is attached is easy to the machine tool. It is necessary that the workpiece can be attached to and detached from the jig, and that the workpiece can be easily attached to and detached from the jig.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Various processing jigs have been proposed in the past for processing multiple small workpieces at the same time, but it takes time to fix the workpiece to the jig or the amount of workpiece that can be fixed to the jig is small. In fact, small workpieces are processed by inefficient work.
[0005]
The present invention is capable of attaching and detaching a small work to and from a processing jig in a short time, has a simple structure and a mounting structure using a small fixture, and can be easily attached to and detached from a machine tool in a short time. An object of the present invention is to provide a machining jig that can change the posture of a workpiece, thereby greatly improving the machining efficiency of a small workpiece and reducing the operator's workload.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The structure for fixing a small workpiece according to the present invention that has solved the above problems includes a
[0007]
When it is desired to more securely fix a plurality of workpieces with a single spring plate, the upper edge of the
[0008]
The processing jig for a small workpiece according to
[0009]
At least two
[0010]
[Action]
The workpiece is attached to and detached from the processing jig according to the present invention and the processing is performed as follows. A
[0011]
First, the
[0012]
The mounting block to which a plurality of workpieces are fixed in this way is inserted between the two
[0013]
When the processing of the workpiece in the first direction is finished, the holding of the
[0014]
If further processing in the third direction is required, the gripping
[0015]
While processing the workpiece with the machine tool, the worker fixes the workpiece to be processed next to another mounting block. This operation is performed by loosening the
[0016]
When the mounting
[0017]
While the machine tool performs machining on the next group of workpieces, the machined workpiece is removed from the mounting block removed from the machine tool, and the workpiece to be machined next is mounted. By repeating this operation, a large amount of small workpieces can be efficiently processed with a small work load.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The working jig and workpiece fixing structure of the present invention will be further described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a mounting block. The mounting
[0019]
In the
[0020]
As shown in FIG. 3, the
[0021]
When a plurality of
[0022]
As shown in FIGS. 5 and 6, the mounting
[0023]
The
[0024]
In the
[0025]
The fixed
[0026]
In the processing jig having the above-described structure, the plurality of
[0027]
In this state, the mounting
[0028]
If the machine tool is, for example, a vertical machining center, the upper surface of the workpiece fixed to the mounting surface or the drilling can be performed with one mounting surface of the mounting block in FIG. 1 facing upward. . At the same time, the side surface of the workpiece attached to the attachment surface adjacent to the attachment surface can be processed within a range where the tool and the
[0029]
When machining of all the workpieces is completed in this way, the machined workpiece is removed from the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the mounting structure of the present invention, a large number of workpieces can be simultaneously processed by fixing a large number of workpieces to a mounting surface of a pallet, a vise, or a mounting block fixed thereto. There is an effect that a large number of workpieces can be attached and detached in a short time with light work. Further, by utilizing the mounting structure of the present invention, it is possible to provide a machining jig that can simultaneously machine a plurality of surfaces of a large number of small workpieces and that can be easily attached to and detached from the jig.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an attachment block of a processing jig according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing an operation of the attachment structure of the invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a preferable shape of a presser spring plate. 4 is a plan view of the mounting block of FIG. 1 with a workpiece mounted thereon. FIG. 5 is a cross-sectional side view showing an example of the processing jig of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional plan view of the processing jig of FIG. [Explanation of symbols]
1 Mounting block
1a,
12 Presser spring plate
12a Bolt insertion hole
13 Wedge member
13b Bolt insertion hole
14 Fastening bolt
15 work
18b end
22 Vise stand
24 Grasping body
30 Center pin
31 Positioning pin
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