JP4331486B2

JP4331486B2 - Work support device

Info

Publication number: JP4331486B2
Application number: JP2003010317A
Authority: JP
Inventors: 昭大坪; 昌弘吉田; 浩志西; 昇一才竹
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: JP2004223617A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動研削装置等の精密な軸物加工等に使用するワーク支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示す従来のコレットクランプは、Ａに示すように、まず軸物のワーク１の両端軸心を心押しセンター２と主軸センター３で挟むことにより心出しし、その後、Ｂに示すように、一端外周をクランプ４で把持し、同時に主軸センター３を後退させるようになっている。５はギヤ、６はカッターである。
【０００３】
この場合、Ａではワークのセンター基準で心出し、Ｂではワークの外径基準で心出しすることになり、双方の軸心Ｘ１，Ｘ２の間でθなる心振れが生じることがある。この心振れを防止するため、コンピュータ制御により補正するものも公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３１５８５７号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記心振れが生じると、ワーク１が楕円形状になる等、正確な加工が困難になる。また、特許文献１のようにすると、加工精度は高くなるが、装置全体が複雑・高価になる。そこで本願発明は簡単な構造で主軸センター３とクランプ４のセンターを一致させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明のワーク支持装置に係る請求項１は、
ワークの軸心を支持する主軸センターと、主軸センターの周囲に間隔をもって設けられてワークの外周部を把持するための把持部材とを備え、主軸センターと把持部材の間に弾性体を介在し、把持部材をフローティング支持したワーク支持装置において、
前記把持部材と前記主軸センターをそれぞれの軸直交方向へ貫通するガイドピンを設け、前記主軸センターに対して、前記把持部材の軸直交方向への移動を許容したことを特徴とする
【０００８】
【発明の効果】
主軸センターによりワークの軸心を基準に心出しした後、把持部材にてワーク１の外周を把持すると、把持部材が主軸センターの外周へ弾性体にてフローティング支持されているため、把持部材のセンターが主軸センターのセンターと一致し、ワーク外径基準のセンターを軸心基準のセンターと一致させる。このため、ワークの加工精度が高くなるとともに、装置が簡単かつ安価になる。
【０００９】
なお、弾性体をオーリングとすれば、簡単な構造でフローティングを実現できる。さらに、把持部材の連結部材に対して把持部材を径方向移動可能にすることにより、フローティングが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施例を説明する。図１及び図２は第１実施例に係るものであり、軸物ワーク１における外周部のギヤ５をシェービング加工する研削装置のクランプ構造を概略的に示す図である。この図において、主軸センター３の外周に同軸でチャック１０と外径クランプ１１が設けられる。チャック１０と主軸センター３との間にコイルスプリング等のばね１２が介装され、チャック１０及び外径クランプ１１は主軸センター３の周囲へフローティング支持されている。
【００１１】
チャック１０と外径クランプ１１は本願発明の把持部材の一例であり、それぞれの軸直交方向へ貫通するガイドピン１３によりホルダー７に対して軸直交方向へ移動可能に支持されている。８は主軸センター３に結合し、図示しないクランプにより軸方向へ進退自在となっている進退軸、９はホルダー７を保持する主軸装置である。
【００１２】
図２は、ワーク支持部分の詳細拡大図であり、ガイドピン１３は主軸センター３及びチャック１０を貫通し、さらに内外に重なる環状壁１４、１５の各長穴１６、１７内を貫通している。環状壁１４はホルダー７と一体に先端側へ突出形成され、環状壁１５は外径クランプ１１の外周後端部から一体に後方へ突出成形され、各長穴１６、１７は軸方向へ長くかつ内外に重なっている。
【００１３】
チャック１０の軸部１０ａ外周部と環状壁１４との間には径方向間隙１８が形成されている。したがって、主軸センター３に対して、チャック１０はガイドピン１３を介して一体に進退動し、外径クランプ１１は軸方向へ連動しない。また、チャック１０及び外径クランプ１１はそれぞれ主軸センター３及びホルダー７に対して、径方向へ移動可能にフローティング支持されている。
【００１４】
チャック１０の先端側内周面は把持部１０ｂをなし、ワーク１の軸端部外周を把持する。チャック１０の先端側外周は、先端方向へ向かって斜め上がりのテーパー面１０ｃをなす。外径クランプ１１は先端側内周面にテーパー面１１ａが設けられ、チャック１０のテーパー面１０ｃと摺接し、チャック１０が後退すると、把持部１０ｂを縮径させるようになっている。
【００１５】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、図１に示すように、ワーク１を心押しセンター２と主軸センター３の間に挟んで、軸心基準センターを決定する。続いて進退軸８を後退させ、主軸センター３とともにガイドピン１３を介してチャック１０を一体に後退させると、テーパー面１０ｃが外径クランプ１１のテーパー面１１ａに案内されて把持部１０ｂが縮径してワーク１の外周を把持するようになっている。
【００１６】
このとき、ワーク１の同心度に誤差があり、把持部１０ｂによるワーク外径基準センターと相違が生じる場合は、チャック１０及び外径クランプ１１がばね１２によりフローティング支持されているため、主軸センター３の軸心と一致するように径方向へ移動する。
その結果、ワーク外径基準センターであるチャック１０のセンター（Ｘ２；図４参照）と主軸センター３のセンターＸ１が一致する。このため、加工時に軸振れが生じにくくなり、ワーク１の加工精度が高くなるとともに、装置が簡単かつ安価になる。
【００１７】
図３は、参考例に係るワーク支持部分の詳細拡大図であり、主軸センター３はセンター部ホルダー２０の軸心側に形成された軸方向に長い筒部２１の内側を進退動自在に嵌合し、筒部２１の外周にチャック１０が嵌合される。図中拡大部Ａに示すように、筒部２１の先端外周に形成された溝２２内に弾性体に相当する第１オーリング２３が収容され、筒部２１の上にチャック１０の内周側をフローティング支持している。
【００１８】
チャック１０の先端側内周面は把持部２４をなし、ワーク１の軸端部外周を把持する。チャック１０の先端側外周は、先端方向へ向かって斜め上がりのテーパー面２５をなす。チャック１０の後部２６はセンター部ホルダー２０を貫通するボルト２７でクランプブロック２８と連結される。
【００１９】
クランプブロック２８はその軸心部に形成された軸穴２９には内周面に形成されたナット部に進退軸８の先端に形成されたボルト部８ａで連結され、進退軸８と一体になって軸方向に移動する。したがって、チャック１０も進退軸８と一体になって軸方向に移動する。なお、主軸センター３の軸心部にも後方へ向かって開放された軸穴が形成され、ここにボルト３０がネジ止めされ、ボルト３０の頭部は軸穴２９内へ入ってクランプブロック２８の移動に影響されない。
【００２０】
外径クランプ１１は先端側内周面にテーパー面３１が設けられ、チャック１０のテーパー面２５と摺接する。外径クランプ１１の後部外周側には後方へ向かって開放された凹部３２が形成され、この中にノックピン３３が収容されている。ノックピン３３は凹部３２と径方向で間隙を有し、軸方向で凹部３２の内壁へ当接するとともに、センター部ホルダー２０の外周部に後方からネジ込まれたボルト３４の先端で固定される。これにより外径クランプ１１はセンター部ホルダー２０に対して径方向へ移動可能になっている。
【００２１】
図中拡大部Ｂに示すように、外径クランプ１１の後部で凹部３２より内周側部分から後方へ延出する部分３５の外周側に外方へ開放された溝３６が形成され、センター部ホルダー２０の一部に対面して設けられた内周壁３７との間に弾性部材である第２オーリング３８が介装され、これにより外径クランプ１１はセンター部ホルダー２０に対してフローティング支持されている。
【００２２】
なお、センター部ホルダー２０の外周部はボルト３９によりホルダー７の外周側先端面へ締結固定されている。
【００２３】
次に、本参考例の作用を説明する。ワーク１を主軸センター３による軸心基準で心出してから進退軸８を後退させると、チャック１０が後退してそのテーパー面２５が外径クランプ１１のテーパー面３１に案内され、把持部２４が縮径して径方向内方へ向かう力が働き、ワーク１の外周部を把持する。
【００２４】
このとき、ワーク１の同心度に誤差があり、把持部２４によるワーク外径基準センターと相違が生じる場合は、チャック１０及び外径クランプ１１が第１オーリング２３及び第２オーリング３８によりフローティング支持されているため、主軸センター３の軸心と一致するように径方向へ移動する。
その結果、ワーク外径基準センターであるチャック１０のセンター（Ｘ２）と主軸センター３のセンターＸ１が一致する。
【００２５】
特に、本参考例では、第１オーリング２３及び第２オーリング３８からなる弾性部材を２ケ所に設け、チャック１０及び外径クランプ１１をそれぞれフローティング支持したから、ワーク外径基準センターを主軸センター３のセンターに一致させることがより確実になる。しかも弾性部材をオーリングにすることにより市販品を手軽に利用できるから製造が容易になり、コストダウンできる。
【００２６】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、チャック１０等をフローティング支持するための弾性部材は、ばね１２やオーリング２８及び３８に限定されず、ゴムブロックや板ばねなどの種々な弾性部材を使用できる。また把持部材はチャックに限らず、ワークの外周を把持して外周基準センターで心出しする形式のものならばどのようなものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の概略図
【図２】上記のワーク支持部分拡大図
【図３】参考例のワーク支持部分拡大図
【図４】従来の心出し構造を示す図
【符号の説明】
１：ワーク、２：心押しセンター、３：主軸センター、４：クランプ、５：ギヤ、６：カッター、７：ホルダー、８：進退軸、１０：チャック、１１：外径クランプ、１２：ばね、１３：ガイドピン、２３：第１オーリング、３８：第２オーリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece support device used for precise shaft object processing such as an automatic grinding device.
[0002]
[Prior art]
As shown in A, the conventional collet clamp shown in FIG. 4 is centered by sandwiching the axial centers of the workpiece 1 between the centering center 2 and the spindle center 3, and then, as shown in B, The outer periphery of one end is gripped by the clamp 4 and at the same time the spindle center 3 is retracted. 5 is a gear, and 6 is a cutter.
[0003]
In this case, centering is performed at the center reference of the workpiece in A, and centering is performed based on the outer diameter reference of the workpiece in B, and a center runout of θ may occur between both axial centers X1 and X2. In order to prevent this runout, correction by computer control is also known (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-315857
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the above-described runout occurs, accurate machining becomes difficult, for example, the workpiece 1 becomes elliptical. Moreover, when it is made like patent document 1, although the processing precision becomes high, the whole apparatus becomes complicated and expensive. Therefore, the present invention has an object to make the center of the spindle 3 and the center of the clamp 4 coincide with each other with a simple structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, claim 1 according to the work support device of the present invention comprises:
A spindle center that supports the axis of the workpiece, and a gripping member that is provided around the spindle center with a gap and grips the outer periphery of the workpiece. An elastic body is interposed between the spindle center and the gripping member. In the work support device that supports the gripping member in a floating manner,
A guide pin that penetrates the gripping member and the spindle center in a direction perpendicular to each axis is provided, and movement of the gripping member in a direction perpendicular to the axis is allowed with respect to the spindle center.
【The invention's effect】
After centering with respect to the axis of the workpiece by the spindle center, when the outer periphery of the workpiece 1 is gripped by the gripping member, the gripping member is floatingly supported by the elastic body around the spindle center. Matches the center of the spindle center, and the center of the workpiece outer diameter reference matches the center of the shaft center reference. For this reason, the machining accuracy of the workpiece is increased, and the apparatus is simple and inexpensive.
[0009]
If the elastic body is an O-ring, floating can be realized with a simple structure. Further, by allowing the gripping member to move in the radial direction with respect to the connecting member of the gripping member, floating is possible.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 relate to the first embodiment, and are diagrams schematically showing a clamp structure of a grinding apparatus for shaving the outer peripheral gear 5 of the shaft workpiece 1. In this figure, a chuck 10 and an outer diameter clamp 11 are provided coaxially on the outer periphery of the spindle center 3. A spring 12 such as a coil spring is interposed between the chuck 10 and the spindle center 3, and the chuck 10 and the outer diameter clamp 11 are floatingly supported around the spindle center 3.
[0011]
The chuck 10 and the outer diameter clamp 11 are examples of the gripping member of the present invention, and are supported by the holder 7 so as to be movable in the direction perpendicular to the axis by guide pins 13 penetrating in the direction perpendicular to the axis. Reference numeral 8 denotes a spindle shaft which is coupled to the spindle center 3 and can be moved back and forth in the axial direction by a clamp (not shown), and 9 is a spindle device for holding the holder 7.
[0012]
FIG. 2 is a detailed enlarged view of the workpiece support portion, and the guide pin 13 penetrates through the main shaft center 3 and the chuck 10 and further penetrates through the long holes 16 and 17 of the annular walls 14 and 15 overlapping inside and outside. . The annular wall 14 is integrally formed with the holder 7 so as to protrude toward the front end, the annular wall 15 is integrally formed to protrude rearward from the outer peripheral rear end of the outer diameter clamp 11, and each of the long holes 16, 17 is elongated in the axial direction. It overlaps inside and outside.
[0013]
A radial gap 18 is formed between the outer peripheral portion of the shaft portion 10 a of the chuck 10 and the annular wall 14. Therefore, the chuck 10 moves forward and backward integrally with respect to the spindle center 3 via the guide pin 13, and the outer diameter clamp 11 does not interlock in the axial direction. The chuck 10 and the outer diameter clamp 11 are floatingly supported so as to be movable in the radial direction with respect to the spindle center 3 and the holder 7, respectively.
[0014]
The inner peripheral surface on the tip side of the chuck 10 forms a grip portion 10b, and grips the outer periphery of the shaft end portion of the workpiece 1. The outer periphery on the tip side of the chuck 10 forms a tapered surface 10c that rises obliquely toward the tip. The outer diameter clamp 11 is provided with a tapered surface 11a on the inner peripheral surface on the front end side, is in sliding contact with the tapered surface 10c of the chuck 10, and reduces the diameter of the grip portion 10b when the chuck 10 is retracted.
[0015]
Next, the operation of this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 1, the work center 1 is sandwiched between the centering center 2 and the spindle center 3 to determine the shaft center reference center. Subsequently, when the advancing / retreating shaft 8 is retracted and the chuck 10 is retracted integrally with the spindle center 3 via the guide pin 13, the tapered surface 10c is guided by the tapered surface 11a of the outer diameter clamp 11, and the gripping portion 10b is reduced in diameter. Thus, the outer periphery of the work 1 is gripped.
[0016]
At this time, if there is an error in the concentricity of the workpiece 1 and a difference from the workpiece outer diameter reference center by the gripping portion 10b occurs, the chuck center 10 and the outer diameter clamp 11 are floatingly supported by the spring 12, so that the spindle center 3 It moves in the radial direction so as to coincide with the axial center.
As a result, the center (X2; see FIG. 4) of the chuck 10, which is the workpiece outer diameter reference center, coincides with the center X1 of the spindle center 3. For this reason, shaft runout hardly occurs during machining, the machining accuracy of the workpiece 1 is increased, and the apparatus is simple and inexpensive.
[0017]
FIG. 3 is a detailed enlarged view of a workpiece support portion according to a reference example , and the spindle center 3 is fitted in an axially long cylindrical portion 21 formed on the axial center side of the center portion holder 20 so as to be movable forward and backward. Then, the chuck 10 is fitted to the outer periphery of the cylindrical portion 21. As shown in the enlarged portion A in the figure, a first O-ring 23 corresponding to an elastic body is accommodated in a groove 22 formed on the outer periphery of the tip of the tube portion 21, and the inner periphery side of the chuck 10 is placed on the tube portion 21. Floating support.
[0018]
The inner peripheral surface on the tip end side of the chuck 10 forms a grip portion 24 and grips the outer periphery of the shaft end portion of the workpiece 1. The outer periphery on the front end side of the chuck 10 forms a tapered surface 25 that rises obliquely toward the front end direction. The rear portion 26 of the chuck 10 is connected to the clamp block 28 by a bolt 27 that penetrates the center holder 20.
[0019]
The clamp block 28 is coupled to a shaft hole 29 formed in the shaft center portion thereof by a bolt portion 8 a formed at the tip of the advance / retreat shaft 8 to a nut portion formed on the inner peripheral surface, and is integrated with the advance / retreat shaft 8. To move in the axial direction. Therefore, the chuck 10 also moves in the axial direction together with the advance / retreat shaft 8. A shaft hole opened rearward is also formed in the shaft center portion of the spindle center 3, and a bolt 30 is screwed thereto, and the head of the bolt 30 enters the shaft hole 29 and the clamp block 28 Unaffected by movement.
[0020]
The outer diameter clamp 11 is provided with a tapered surface 31 on the inner peripheral surface on the front end side, and is in sliding contact with the tapered surface 25 of the chuck 10. A concave portion 32 opened rearward is formed on the rear outer peripheral side of the outer diameter clamp 11, and a knock pin 33 is accommodated therein. The knock pin 33 has a gap in the radial direction with the recess 32, abuts against the inner wall of the recess 32 in the axial direction, and is fixed by the tip of a bolt 34 screwed into the outer periphery of the center holder 20 from the rear. Thereby, the outer diameter clamp 11 is movable in the radial direction with respect to the center holder 20.
[0021]
As shown in the enlarged portion B in the figure, a groove 36 opened outward is formed on the outer peripheral side of a portion 35 extending rearward from the inner peripheral side portion of the recess 32 at the rear portion of the outer diameter clamp 11, and the center portion. A second O-ring 38, which is an elastic member, is interposed between an inner peripheral wall 37 provided facing a part of the holder 20, and thereby the outer diameter clamp 11 is supported floating with respect to the center holder 20. ing.
[0022]
The outer peripheral portion of the center holder 20 is fastened and fixed to the outer peripheral end surface of the holder 7 by bolts 39.
[0023]
Next, the operation of this reference example will be described. When the workpiece 1 is centered on the basis of the axis center of the spindle center 3 and then the advance / retreat shaft 8 is retracted, the chuck 10 is retracted and the taper surface 25 is guided to the taper surface 31 of the outer diameter clamp 11, and the grip portion 24 is moved. A force that reduces the diameter and moves inward in the radial direction works, and grips the outer peripheral portion of the workpiece 1.
[0024]
At this time, when there is an error in the concentricity of the workpiece 1 and a difference from the workpiece outer diameter reference center by the gripping portion 24 occurs, the chuck 10 and the outer diameter clamp 11 are floated by the first O-ring 23 and the second O-ring 38. Since it is supported, it moves in the radial direction so as to coincide with the axis of the spindle center 3.
As a result, the center (X2) of the chuck 10 which is the workpiece outer diameter reference center and the center X1 of the spindle center 3 coincide.
[0025]
In particular, in this reference example , since the elastic members including the first O-ring 23 and the second O-ring 38 are provided at two locations and the chuck 10 and the outer diameter clamp 11 are respectively supported in a floating state, the workpiece outer diameter reference center is used as the spindle center. It is more certain to match 3 centers. In addition, by using an O-ring as an elastic member, a commercially available product can be easily used, so that manufacturing is facilitated and costs can be reduced.
[0026]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made within the principle of the invention. For example, the elastic member for floatingly supporting the chuck 10 and the like is not limited to the spring 12 and the O-rings 28 and 38, and various elastic members such as a rubber block and a leaf spring can be used. The gripping member is not limited to a chuck, and any member may be used as long as it grips the outer periphery of the workpiece and centers it at the outer periphery reference center.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of the above-mentioned workpiece support portion. FIG. 3 is an enlarged view of a workpiece support portion of a reference example . ]
1: Workpiece, 2: Centering center, 3: Spindle center, 4: Clamp, 5: Gear, 6: Cutter, 7: Holder, 8: Advance / retract shaft, 10: Chuck, 11: Outer diameter clamp, 12: Spring, 13: Guide pin, 23: First O-ring, 38: Second O-ring

Claims

A spindle center that supports the axis of the workpiece, and a gripping member that is provided around the spindle center with a gap and grips the outer periphery of the workpiece. An elastic body is interposed between the spindle center and the gripping member. In the work support device that supports the gripping member in a floating manner,
A work support device, characterized in that a guide pin that penetrates the gripping member and the spindle center in each axis orthogonal direction is provided, and movement of the gripping member in the axis orthogonal direction is allowed with respect to the spindle center.