JP6767779B2 - Chuck device and work chuck method - Google Patents

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本発明は、主軸の回転中心から離れた外側に位置する第1チャック機構と、主軸の回転中心に近い内側に位置する第2チャック機構とを備えたチャック装置及び、そのチャック装置によるワークチャック方法に関する。
に関する。
The present invention relates to a chuck device including a first chuck mechanism located on the outside away from the rotation center of the spindle and a second chuck mechanism located on the inside near the rotation center of the spindle, and a work chuck method using the chuck device. Regarding.
Regarding.

工作機械などでは、主軸に対して加工対象であるワークをセットする構成としてチャック装置が使用される。そうしたチャック装置は、例えば、主軸の回転中心と、クランプしたワークの中心との芯ずれを吸収する手段として、フローティングチャック機構が提案されている。下記特許文献1には、フローティング部材を介して主軸にチャック装置を取り付けることで、チャック装置が主軸の中心線と直交する方向にスライド可能な構成が提案されている。このフローティングチャック機構によれば、フローティング部材が変位することにより、チャック装置が自動的に芯出しされてズレを吸収することが可能になる。 In machine tools and the like, a chuck device is used as a configuration for setting a workpiece to be machined on a spindle. As for such a chuck device, for example, a floating chuck mechanism has been proposed as a means for absorbing the misalignment between the center of rotation of the spindle and the center of the clamped work. Patent Document 1 below proposes a configuration in which a chuck device can be slid in a direction orthogonal to the center line of the spindle by attaching a chuck device to the spindle via a floating member. According to this floating chuck mechanism, when the floating member is displaced, the chuck device is automatically centered and the deviation can be absorbed.

特開2008−246632号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-2466332

しかし、こうした従来の主軸チャックの構造では、フローティング部材がチャック装置と主軸との間に挟まれるようにして配置されているため、チャック装置に対してワークをクランプさせる動力を主軸側から伝達するための伝達機構をいかに構成するかが問題となる。また、フローティング部材をチャック装置と主軸との間に挟み込むような構成では、その個所の剛性を低下させてしまい、加工精度を上げることができないおそれがある。更に、新たにフローティング部材が追加されたことにより、部品点数が増してコストアップになるだけではなく、メンテナンス及び寿命や破損による部品交換などの負担が増加するおそれがある。 However, in such a conventional spindle chuck structure, since the floating member is arranged so as to be sandwiched between the chuck device and the spindle, the power for clamping the work with respect to the chuck device is transmitted from the spindle side. The problem is how to configure the transmission mechanism of. Further, in a configuration in which the floating member is sandwiched between the chuck device and the spindle, the rigidity of the portion is lowered, and the machining accuracy may not be improved. Further, the addition of a new floating member may not only increase the number of parts and increase the cost, but also increase the burden of maintenance and replacement of parts due to life or damage.

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、内部にフローティング機構を備えたチャック装置及び、そのチャック装置によるワークチャック方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a chuck device having a floating mechanism inside and a work chuck method using the chuck device in order to solve such a problem.

本発明に係るチャック装置は、主軸の回転中心から離れた外側に配置された第1チャック機構と、主軸の回転中心に近い内側に配置された第2チャック機構とを備え、回転する主軸に対してワークを保持するためのものであって、前記第1チャック機構は、基準位置に合わせてワークをクランプするものであり、前記第2チャック機構は、回転軸側に固定されたベース部材に対して径方向に隙間をもったフローティング状態で組み付けられ、前記第1チャック機構によるクランプ位置に合わせて前記ワークをクランプするものであり、ドローバに連結され軸方向に移動可能な筒形状のコレット部材と、前記コレット部材の外側に配置され前記コレット部材とテーパ面同士が摺接したガイド部材とを備え、前記コレット部材の内側への変形によってワークをクランプし、前記ガイド部材が、前記ベース部材に対して径方向の隙間が生じるように取付部材によって取り付けられたものである


The chuck device according to the present invention includes a first chuck mechanism arranged on the outside away from the rotation center of the spindle and a second chuck mechanism arranged on the inside close to the rotation center of the spindle, with respect to the rotating spindle. The first chuck mechanism clamps the work in accordance with a reference position, and the second chuck mechanism is for a base member fixed to the rotation shaft side. Assembled in a floating state with a gap in the radial direction, the work is clamped according to the clamp position by the first chuck mechanism, and is connected to a drawbar and is a tubular collet member that can move in the axial direction. The collet member is provided with a guide member arranged outside the collet member and the tapered surfaces are in sliding contact with each other, and the work is clamped by the inward deformation of the collet member, and the guide member is attached to the base member. It is attached by a mounting member so as to create a radial gap .


本発明によれば、第1チャック機構においてワークを基準位置に合わせてクランプした後、フローティング状態で組み付けられた第2チャック機構では、位置決めされたワークに合わせて変位した位置で当該ワークをクランプすることができる。 According to the present invention, after the work is clamped to the reference position in the first chuck mechanism, the work is clamped at the position displaced according to the positioned work in the second chuck mechanism assembled in the floating state. be able to.

主軸装置を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the spindle device. チャック装置の一実施形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed one Embodiment of a chuck device. ワークのクランプ状態を正面側から示した簡略図である。It is a simplified view which showed the clamp state of a work from the front side. 第1チャック機構を拡大して示した断面図である。It is sectional drawing which showed the 1st chuck mechanism enlarged. 第2チャック機構におけるフローティング構造の一部拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view of the floating structure in the 2nd chuck mechanism. 第2チャック機構におけるフローティング構造の一部拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view of the floating structure in the 2nd chuck mechanism.

次に、本発明に係るチャック装置及びワークチャック方法の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、主軸装置を示した断面図である。この主軸装置1は、工作機械の主軸を構成するものであり、先端部にはワークをクランプするためのチャック装置5が備えられている。主軸装置1は、円筒形状の主軸台11内にスピンドル12が回転自在に組み付けられ、そのスピンドル12の先端部にチャック装置5が取り付けられている。 Next, an embodiment of the chuck device and the work chuck method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a spindle device. The spindle device 1 constitutes a spindle of a machine tool, and a chuck device 5 for clamping a work is provided at a tip portion thereof. In the spindle device 1, the spindle 12 is rotatably assembled in the cylindrical spindle base 11, and the chuck device 5 is attached to the tip of the spindle 12.

スピンドル12にはプーリ13が固定され、スピンドルモータ(不図示)の回転軸に固定されたプーリとの間にベルト14が掛け渡されている。また、スピンドル12には、回転数を検出するためのエンコーダ(不図示)が設けられており、そのスピンドル12に固定されたプーリ15とエンコーダ側のプーリとの間にもタイミングベルト16が掛け渡されている。そのため、回転制御されたスピンドルモータからスピンドル12を介してチャック装置5に回転が伝達され、クランプされたワークに対して加工時の回転が与えられることとなる。 A pulley 13 is fixed to the spindle 12, and a belt 14 is hung between the pulley and a pulley fixed to a rotating shaft of a spindle motor (not shown). Further, the spindle 12 is provided with an encoder (not shown) for detecting the rotation speed, and a timing belt 16 is also hung between the pulley 15 fixed to the spindle 12 and the pulley on the encoder side. Has been done. Therefore, the rotation is transmitted from the rotation-controlled spindle motor to the chuck device 5 via the spindle 12, and the clamped workpiece is given rotation during machining.

また、スピンドル12の内部には筒形状の第1ドローバ17と第2ドローバ18とが二重になって挿入され、それぞれに対してチャック装置5を駆動させるための伸縮アクチュエータが設けられている。本実施形態では、伸縮アクチュエータとして油圧シリンダが使用され、第1ドローバ17には第1シリンダ21のピストンが一体に形成され、第2ドローバ18には第2シリンダ22のピストンが一体に形成されている。従って、インジューサ23を介して行われる作動油の給排油により、第1シリンダ21と第2シチリンダ22とがそれぞれが独立して軸方向(XR方向及びXL方向)に作動し、第1ドローバ17および第2ドローバ18を介したチャック装置5への出力が行われる。 Further, a tubular first draw bar 17 and a second draw bar 18 are inserted in a double manner inside the spindle 12, and a telescopic actuator for driving the chuck device 5 is provided for each of them. In the present embodiment, a hydraulic cylinder is used as the telescopic actuator, the piston of the first cylinder 21 is integrally formed on the first drawbar 17, and the piston of the second cylinder 22 is integrally formed on the second drawbar 18. There is. Therefore, due to the supply and drainage of the hydraulic oil performed via the inducer 23, the first cylinder 21 and the second cylinder 22 operate independently in the axial direction (XR direction and XL direction), and the first drawbar Output to the chuck device 5 is performed via the 17 and the second drawbar 18.

第2ドローバ18は、第2シリンダ22を軸方向に突き抜けて主軸装置1の後方側(XL側)にあるインジューサ24まで延びている。そして、第2ドローバ18の内部にはエアパイプ19が挿入されており、インジューサ24の第1ポート241からは圧縮エアがエアパイプ19内に供給され、第2ドローバ18とエアパイプ19との間の円筒空間には第2ポート242からクーラント液が供給されるようになっている。よって、こうした圧縮エアやクーラント液は、それぞれ軸心部分の流路を通ってチャック装置5へと送られることとなる。 The second drawbar 18 penetrates the second cylinder 22 in the axial direction and extends to the inducer 24 on the rear side (XL side) of the spindle device 1. An air pipe 19 is inserted inside the second drawbar 18, compressed air is supplied into the air pipe 19 from the first port 241 of the inducer 24, and a cylinder between the second drawbar 18 and the air pipe 19 is provided. The coolant liquid is supplied to the space from the second port 242. Therefore, the compressed air and the coolant liquid are sent to the chuck device 5 through the flow path of the axial center portion, respectively.

次に、図2は、本実施形態のチャック装置を示した断面図である。また、図3は、ワークのクランプ状態を正面側(図2の右側)から示した簡略図である。このチャック装置5は、一つのワークWに対して第1シリンダ21の出力によるクランプを実行する第1チャック機構7と、第2シリンダ22の出力によるクランプを実行する第2チャック機構8とを有している。なお、図3には第1チャック機構7が示されている。 Next, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the chuck device of the present embodiment. Further, FIG. 3 is a simplified view showing the clamped state of the work from the front side (right side of FIG. 2). The chuck device 5 includes a first chuck mechanism 7 that executes clamping by the output of the first cylinder 21 and a second chuck mechanism 8 that executes clamping by the output of the second cylinder 22 for one work W. are doing. Note that FIG. 3 shows the first chuck mechanism 7.

チャック装置5は、スピンドル12にベース部材31が固定され、回転するベース部材31に対して第1チャック機構7及び第2チャック機構8が一体的に組み付けられている。第1チャック機構7は、第1ドローバ17に対して円筒形状の第1伝達部材32がネジ部の螺合によって固定され、スピンドル12に固定された軸受部材33を貫き、摺動可能に支持されている。その第1伝達部材32にはアーム部材34が連結され、その先端部分に操作軸35が連結されている。この第1チャック機構7は、図3に示すように3つのトップジョー40がクランプ爪となってワークWをフェースクランプするものであるため、アーム部材34には3本の操作軸35がそれぞれの位置に連結されている。 In the chuck device 5, the base member 31 is fixed to the spindle 12, and the first chuck mechanism 7 and the second chuck mechanism 8 are integrally assembled with the rotating base member 31. In the first chuck mechanism 7, a cylindrical first transmission member 32 is fixed to the first drawbar 17 by screwing a screw portion, penetrates a bearing member 33 fixed to the spindle 12, and is slidably supported. ing. An arm member 34 is connected to the first transmission member 32, and an operation shaft 35 is connected to the tip end portion thereof. As shown in FIG. 3, in the first chuck mechanism 7, three top jaws 40 serve as clamp claws to face-clamp the work W. Therefore, the arm member 34 has three operating shafts 35, respectively. It is connected to the position.

そして、操作軸35には回転軸36が連結されている。一方、ベース部材31には支持部材41が固定され、その支持部材41に対して回転軸36を保持するケース部材38が固定されている。ケース部材38の挿入孔に摺動可能に挿入された回転軸36は、一端部側が筒状に形成され、その内部に操作軸35が挿入されて2軸が同軸上に重ねられている。そして、重なり合った部分を径方向にピン37が貫いて操作軸35と回転軸36が連結されているが、回転軸36側には軸線に対して斜めに切られたリード溝361が形成され、操作軸35が軸方向に変位することにより、その操作軸35側に固定されたピン37がリード溝361内を移動するようになっている。 A rotating shaft 36 is connected to the operating shaft 35. On the other hand, the support member 41 is fixed to the base member 31, and the case member 38 that holds the rotating shaft 36 is fixed to the support member 41. The rotary shaft 36 slidably inserted into the insertion hole of the case member 38 has one end side formed in a tubular shape, and the operation shaft 35 is inserted therein so that the two shafts are coaxially overlapped. Then, the pin 37 penetrates the overlapping portion in the radial direction to connect the operation shaft 35 and the rotation shaft 36, but a lead groove 361 cut diagonally with respect to the axis is formed on the rotation shaft 36 side. When the operating shaft 35 is displaced in the axial direction, the pin 37 fixed to the operating shaft 35 side moves in the lead groove 361.

また、回転軸36の内部にはスプリング39が挿入され、回転軸36と操作軸35との間には軸方向に弾性力が作用している。そして、その回転軸36の端部にはワークWをクランプするトップジョー40が固定されている。従って、この第1チャック機構7では、操作軸35が軸方向(XR方向及びXL方向)に移動することにより、そのリード溝361内を移動するピン37に押されるようにして回転軸36が回転し、トップジョー40には、軸方向の移動とともに図3に示すように旋回が与えられることとなる。これにより、ワークWは前面側(図面右側)から当てられたトップジョー40によってクランプ及びアンクランプされる。 Further, a spring 39 is inserted inside the rotating shaft 36, and an elastic force acts in the axial direction between the rotating shaft 36 and the operating shaft 35. A top jaw 40 for clamping the work W is fixed to the end of the rotating shaft 36. Therefore, in the first chuck mechanism 7, the operating shaft 35 moves in the axial direction (XR direction and XL direction), so that the rotating shaft 36 rotates so as to be pushed by the pin 37 moving in the lead groove 361. Then, the top jaw 40 is given a turn as shown in FIG. 3 as it moves in the axial direction. As a result, the work W is clamped and unclamped by the top jaw 40 applied from the front side (right side in the drawing).

本実施形態では、ワークWに対して前面側からトップジョー40が押し当てられるため、その裏側には当金43が配置されている。そして、その当金43には位置決ピン44が形成されている。図3に示すように、ワークWは複雑な形状をしているため、部品として組み付ける際の基準位置とする組み付け用の位置決穴Whが形成されている。従って、工作機械における加工時でも、その位置決穴Whがクランプ時の基準位置として使用され、当金43に形成された位置決ピン44が位置決穴Whへ挿入されるようになっている。よって、第1チャック機構7によるワークWのクランプが、加工時におけるワークWの基準位置を決定することとなる。 In the present embodiment, since the top jaw 40 is pressed against the work W from the front side, the winning amount 43 is arranged on the back side thereof. A positioning pin 44 is formed on the winning amount 43. As shown in FIG. 3, since the work W has a complicated shape, a positioning hole Wh for assembly is formed as a reference position when assembling as a component. Therefore, even during machining in a machine tool, the positioning hole Wh is used as a reference position at the time of clamping, and the positioning pin 44 formed in the money 43 is inserted into the positioning hole Wh. Therefore, the clamp of the work W by the first chuck mechanism 7 determines the reference position of the work W at the time of machining.

チャック装置5は、第1チャック機構7のほかにも、加工時に生じるビビリなどを無くしてワークWを安定させるため、主軸の回転中心に近い内側でワークWをクランプする第2チャック機構8が設けられている。しかし、2つのチャック機構によって行われる各々のクランプにズレが生じていた場合、両者のクランプによって加わる力がワークWを変形させてしまい加工精度を低下させてしまうおそれがある。そこで本実施形態では、第1チャック機構7によってワークを基準位置に位置決めするとともに、第2チャック機構8が当該位置決めに倣うように構成されている。 In addition to the first chuck mechanism 7, the chuck device 5 is provided with a second chuck mechanism 8 that clamps the work W inside near the center of rotation of the spindle in order to eliminate chattering and the like generated during machining and stabilize the work W. Has been done. However, if the respective clamps performed by the two chuck mechanisms are misaligned, the force applied by both clamps may deform the work W and reduce the machining accuracy. Therefore, in the present embodiment, the work is positioned at the reference position by the first chuck mechanism 7, and the second chuck mechanism 8 is configured to follow the positioning.

図4は、第2チャック機構8の部分を拡大して示した断面図である。第2チャック機構8は、第2ドローバ18に対して円柱形状の第2伝達部材51が連結され、その第2伝達部材51が第2支持部材41の中心部分を貫通して摺動可能に支持されている。そして、第2伝達部材51には、連結部材56によってコレット部材55が取り付けられている。連結部材56は、第2伝達部材51に対してネジ部によって締結され、そうした連結部材56と第2伝達部材51との間に形成された環状溝内に、コレット部材55の内側フランジが挟み込まれるようにして組み付けられている。よって、コレット部材55は、第2ドローバ―18に従って軸方向に移動するように構成されている。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of the second chuck mechanism 8. In the second chuck mechanism 8, a cylindrical second transmission member 51 is connected to the second drawbar 18, and the second transmission member 51 is slidably supported through the central portion of the second support member 41. Has been done. A collet member 55 is attached to the second transmission member 51 by a connecting member 56. The connecting member 56 is fastened to the second transmission member 51 by a screw portion, and the inner flange of the collet member 55 is sandwiched in the annular groove formed between the connecting member 56 and the second transmission member 51. It is assembled in this way. Therefore, the collet member 55 is configured to move in the axial direction according to the second draw bar-18.

コレット部材55は、その径方向の外側にガイド部材53があり、内側にはクランプ部材57がある。コレット部材55とガイド部材53とは、テーパ面を介して互いが接しているため、コレット部材55がXL方向へ引っ張られることにより、そのコレット部材55が回転中心側すなわち径方向内側に撓められる。そして、撓んだコレット部材55によって内側のクランプ部材57が押され、ワークWを包み込むように把持するクランプが行われるようになっている。一方、コレット部材55がXR方向へ押された場合には、クランプ部材57からワークWを解放するアンクランプが行われる。 The collet member 55 has a guide member 53 on the outer side in the radial direction and a clamp member 57 on the inner side. Since the collet member 55 and the guide member 53 are in contact with each other via a tapered surface, the collet member 55 is pulled in the XL direction, so that the collet member 55 is bent toward the center of rotation, that is, inward in the radial direction. .. Then, the inner clamp member 57 is pushed by the bent collet member 55, and the clamp that grips the work W so as to wrap it is performed. On the other hand, when the collet member 55 is pushed in the XR direction, unclamping is performed to release the work W from the clamp member 57.

支持部材41にはベース部材52がボルトの締結によって固定され、そのベース部材52にはストリッパボルト61が締結され、ガイド部材53がそのストリッパボルト61によってベース部材52に取り付けられている。ガイド部材53の取付孔531は、ストリッパボルト61との間に隙間が生じる寸法で形成されている。また、ガイド部材53はベース部材52の凹部521に嵌め込まれているが、ここにも隙間があるため、ガイド部材53はベース部材52に対して変位が可能な状態で取り付けられている。つまりガイド部材53は、ベース部材52に対してフローティング状態で組み付けられている。 A base member 52 is fixed to the support member 41 by fastening bolts, a stripper bolt 61 is fastened to the base member 52, and a guide member 53 is attached to the base member 52 by the stripper bolt 61. The mounting hole 531 of the guide member 53 is formed so as to form a gap between the guide member 53 and the stripper bolt 61. Further, the guide member 53 is fitted in the recess 521 of the base member 52, but since there is a gap here as well, the guide member 53 is attached in a state where it can be displaced with respect to the base member 52. That is, the guide member 53 is assembled to the base member 52 in a floating state.

ガイド部材53にはクランプ部材57がボルト62によって締結されて一体になっている。そうしたガイド部材53とクランプ部材57との間にはコレット部材55が配置され一体的に構成されているが、ボルト62が通る貫通孔には摺動可能なブシュ63が嵌め込まれ、コレット部材55は、ガイド部材53とクランプ部材57との間を軸方向に変位可能な構成となっている。よって、軸方向に不変のクランプ部材57に対してコレット部材55が軸方向に変位することにより、前述したワークWのクランプおよびアンクランプが行われる。 A clamp member 57 is fastened to the guide member 53 by bolts 62 to be integrated. A collet member 55 is arranged and integrally formed between the guide member 53 and the clamp member 57, but a slidable bush 63 is fitted in a through hole through which the bolt 62 passes, and the collet member 55 is formed. , The structure is such that the guide member 53 and the clamp member 57 can be displaced in the axial direction. Therefore, the collet member 55 is displaced in the axial direction with respect to the clamp member 57 that does not change in the axial direction, so that the above-mentioned work W is clamped and unclamped.

クランプ部材57は、連結部材56にも嵌め込まれて一体的な構成となっている。また、円筒形状をしたクランプ部材57の内部側にはワークWを位置決めするためのサポート部材58がねじ止めされている。このサポート部材58は、クランプ部材57や第1チャック機構7によってクランプする前段階の不安定なワークWをチャック装置5において保持するものである。円筒形状をしたサポート部材58の内部には、第2伝達部材51、連結部材56、クランプ部材57およびサポート部材58に形成された貫通孔からなるクーラント流路65が構成されている。また、第1チャック機構7側にもクーラント流路66が形成されている。そのため、第2ドローバ18内を通して送られるクーラント液がクーラント流路65,66を通ってワークWに吹き付けられるようになっている。 The clamp member 57 is also fitted into the connecting member 56 to form an integral structure. Further, a support member 58 for positioning the work W is screwed to the inner side of the cylindrical clamp member 57. The support member 58 holds the unstable work W in the previous stage of being clamped by the clamp member 57 and the first chuck mechanism 7 in the chuck device 5. Inside the cylindrical support member 58, a coolant flow path 65 composed of a second transmission member 51, a connecting member 56, a clamp member 57, and a through hole formed in the support member 58 is configured. A coolant flow path 66 is also formed on the first chuck mechanism 7 side. Therefore, the coolant liquid sent through the second drawbar 18 is sprayed onto the work W through the coolant flow paths 65 and 66.

続いて、チャック装置5におけるワークWのクランプおよびアンクランプは次のように行われる。先ず、ワークWは、主軸の回転中心にあるサポート部材58に突出部Waが挿入されるほか、位置決穴Whに位置決ピン44が挿入されるようにして当金43に当てた位置決めが行われる。そして、ワークWのチャックに際して、第1チャック機構7におけるクランプが先行して行われ、その後に第2チャック機構8におけるクランプが行われる。 Subsequently, the work W is clamped and unclamped in the chuck device 5 as follows. First, the work W is positioned so that the protrusion Wa is inserted into the support member 58 at the center of rotation of the spindle and the position determination pin 44 is inserted into the position determination hole Wh so that the work W is applied to the deposit 43. Will be Then, when the work W is chucked, the clamping in the first chuck mechanism 7 is performed first, and then the clamping in the second chuck mechanism 8 is performed.

第1チャック機構7のクランプでは、第1シリンダ21の作動により第1ドローバ17がXL方向に移動し、それに連動して第1伝達部材32、アーム部材34および操作軸35が同方向に引っ張られるようにして変位する。通常のトップジョー40は図3の一点鎖線で示す位置にあるが、操作軸35がXL方向に移動することにより、リード溝361内をピン37が移動することで回転軸36が回転し、トップジョー40が図3の実線で示す位置に旋回する。トップジョー40は、その先端部がワークWの縁部に位置するとともに、回転軸36を介してXL方向に変位することにより、ワークWを前面側から押え込んだクランプが行われる。 In the clamp of the first chuck mechanism 7, the first drawbar 17 moves in the XL direction by the operation of the first cylinder 21, and the first transmission member 32, the arm member 34, and the operation shaft 35 are pulled in the same direction in conjunction with the movement. Displace in this way. The normal top jaw 40 is at the position shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, but when the operation shaft 35 moves in the XL direction, the pin 37 moves in the lead groove 361, so that the rotation shaft 36 rotates and the top The jaw 40 turns to the position shown by the solid line in FIG. The tip of the top jaw 40 is located at the edge of the work W, and the top jaw 40 is displaced in the XL direction via the rotation shaft 36 to clamp the work W by pressing it from the front side.

一方、この第1チャック機構7がワークWをアンクランプする場合は、第1シリンダ21の作動により第1ドローバ17がXR方向に移動し、それに連動して第1伝達部材32、アーム部材34を介して操作軸35が同方向に押されるように変位する。そして、リード溝361内をピン37が移動し、回転軸36が回転することでトップジョー40が旋回し、図3の実線で示す位置から一点鎖線で示す位置へとトップジョー40の先端部がワークWから離れながら移動する。 On the other hand, when the first chuck mechanism 7 unclamps the work W, the first drawbar 17 moves in the XR direction by the operation of the first cylinder 21, and in conjunction with this, the first transmission member 32 and the arm member 34 are moved. The operation shaft 35 is displaced so as to be pushed in the same direction. Then, the pin 37 moves in the lead groove 361, and the rotation shaft 36 rotates to rotate the top jaw 40, so that the tip of the top jaw 40 moves from the position shown by the solid line in FIG. 3 to the position shown by the alternate long and short dash line. Move while moving away from work W.

次に、前述した第1チャック機構7の第1クランプの後は、第2チャック機構8による第2クランプが行われる。その際、クランプ動作の前に第2チャック機構8の芯出しが行われる。その芯出し工程では、チャック装置5に対して回転が与えられる。具体的には、スピンドルモータからスピンドル12に所定回転数の回転が所定時間だけ与えられ、そのスピンドル12と一体のベース部材31を介してチャック装置5全体が回転することとなる。 Next, after the first clamp of the first chuck mechanism 7 described above, the second clamp by the second chuck mechanism 8 is performed. At that time, the centering of the second chuck mechanism 8 is performed before the clamping operation. In the centering step, rotation is given to the chuck device 5. Specifically, the spindle motor gives the spindle 12 a predetermined number of rotations for a predetermined time, and the entire chuck device 5 rotates via the base member 31 integrated with the spindle 12.

そのため、チャック装置5には遠心力が作用し、第2チャック機構8では、フローティング構造となっているガイド部材53、コレット部材55、クランプ部材57およびサポート部材58がベース部材52内を径方向に変位することとなる。よって、第1クランプ状態で第2チャック機構8の中心位置がワークWの突出部Waの中心位置との間でズレが生じていたとしても、ワークWを直接把持するクランプ部材57やガイド部材53などが、ワークW(突出部Wa)の位置に倣って径方向に変位する芯出しが行われることとなる。そして、その芯出し後に第2クランプが行われる。 Therefore, a centrifugal force acts on the chuck device 5, and in the second chuck mechanism 8, the guide member 53, the collet member 55, the clamp member 57, and the support member 58 having a floating structure are radially inside the base member 52. It will be displaced. Therefore, even if the center position of the second chuck mechanism 8 is displaced from the center position of the protruding portion Wa of the work W in the first clamp state, the clamp member 57 and the guide member 53 that directly grip the work W However, the centering is performed so as to be displaced in the radial direction according to the position of the work W (protruding portion Wa). Then, after the centering, the second clamp is performed.

第2チャック機構8の第2クランプは、第2シリンダ22の作動により第2ドローバ18がXL方向に移動し、それに連動して第2伝達部材51およびコレット部材55が同方向に引っ張られるように変位する。そして、コレット部材55は、ガイド部材53と接するテーパ面を摺動して内側に撓められ、それによりクランプ部材57が押されてワークW(突出部Wa)を把持する第2クランプが行われる。一方、ワークWをアンクランプする場合には、第2シリンダ22の作動により第2ドローバ18がXR方向に移動し、それに連動して第2伝達部材51およびコレット部材55が同方向に押されて変位する。そして、コレット部材55は、ガイド部材53と接するテーパ面により撓みが戻されて、クランプ部材57によるワークWの押え付けが解かれる。 In the second clamp of the second chuck mechanism 8, the second drawbar 18 moves in the XL direction due to the operation of the second cylinder 22, and the second transmission member 51 and the collet member 55 are pulled in the same direction in conjunction with the movement. Displace. Then, the collet member 55 slides on the tapered surface in contact with the guide member 53 and is bent inward, whereby the clamp member 57 is pushed and a second clamp for gripping the work W (protruding portion Wa) is performed. .. On the other hand, when the work W is unclamped, the second drawbar 18 moves in the XR direction due to the operation of the second cylinder 22, and the second transmission member 51 and the collet member 55 are pushed in the same direction in conjunction with the movement. Displace. Then, the collet member 55 is bent back by the tapered surface in contact with the guide member 53, and the pressing of the work W by the clamp member 57 is released.

ところで、第2チャック機構8のフローティング構造は、ベース部材52に対してガイド部材53がストリッパボルト61によって取り付けられている。この場合、ガイド部材53は、ストリッパボルト61やベース部材52に対して芯出し方向である径方向には隙間が設けられているが、軸方向にはベース部材52と接している。芯出しはチャック装置5を回転させた遠心力によって行われるため、ガイド部材53とベース部材52との間の接触抵抗が大きいと、芯出し動作が妨げられることになる。そこで、接触抵抗を低減させるため第2チャック機構8として次のような構成が有効である。 By the way, in the floating structure of the second chuck mechanism 8, the guide member 53 is attached to the base member 52 by a stripper bolt 61. In this case, the guide member 53 is provided with a gap in the radial direction, which is the centering direction, with respect to the stripper bolt 61 and the base member 52, but is in contact with the base member 52 in the axial direction. Since the centering is performed by the centrifugal force that rotates the chuck device 5, if the contact resistance between the guide member 53 and the base member 52 is large, the centering operation is hindered. Therefore, in order to reduce the contact resistance, the following configuration is effective as the second chuck mechanism 8.

図5および図6は、図2に示す矢印Pの拡大図である。先ず、図5に示す第1案について説明する。ガイド部材53は、ベース部材52の凹部521内に挿入され、互いに軸方向に向かい合う端面533と底面523とが当たって接触抵抗を生じさせる。そこで、ガイド部材53の端面533は、断面が台形の凸部535が外縁に沿って環状に形成されたものとする。こうしてベース部材52の底面523との接触面積を小さくすることで、遠心力に対する接触抵抗を小さくして、ガイド部材53などの変位がスムーズに行われるようになる。なお、この凸部535は、端面523の外縁に沿った位置に限らず、中心側に形成されたものであってもよい。 5 and 6 are enlarged views of the arrow P shown in FIG. First, the first plan shown in FIG. 5 will be described. The guide member 53 is inserted into the recess 521 of the base member 52, and the end faces 533 and the bottom surface 523 facing each other in the axial direction come into contact with each other to generate contact resistance. Therefore, it is assumed that the end surface 533 of the guide member 53 has a convex portion 535 having a trapezoidal cross section formed in an annular shape along the outer edge. By reducing the contact area of the base member 52 with the bottom surface 523 in this way, the contact resistance to centrifugal force is reduced, and the guide member 53 and the like can be smoothly displaced. The convex portion 535 is not limited to the position along the outer edge of the end face 523, and may be formed on the center side.

次に、図6に示す第2案について説明する。ここでは、ガイド部材53の端面533に、断面が台形の凸部537が中心部側において環状に形成され、その位置に合わせてベース部材52の底面523に環状凹部525が形成され、そこに複数のボール68が挿入されている。従って、軸方向に見た場合、ガイド部材53とベース部材52とは、直接接することなくボール68を介して端面533と底面523とが配置されているため、径方向に移動するガイド部材53がボール68に支えられ、接触抵抗がより小さくなって遠心力による芯出しがスムーズに行われることとなる。 Next, the second plan shown in FIG. 6 will be described. Here, a convex portion 537 having a trapezoidal cross section is formed in an annular shape on the end surface 533 of the guide member 53, and an annular concave portion 525 is formed on the bottom surface 523 of the base member 52 according to the position thereof. Ball 68 is inserted. Therefore, when viewed in the axial direction, the guide member 53 and the base member 52 are arranged with the end surface 533 and the bottom surface 523 via the balls 68 without being in direct contact with each other, so that the guide member 53 that moves in the radial direction can be used. Supported by the ball 68, the contact resistance becomes smaller and the centering by the centrifugal force is smoothly performed.

よって、本実施形態では、第1チャック機構7がワークWをクランプした後、フローティング構造を有する第2チャック機構8において芯出しを行うようにしたため、第1チャック機構7のクランプにおける基準位置に対して第2チャック機構8のクランプ位置を合わせることができる。2組のチャック機構に基準位置に対するズレが生じていたしても、第2チャック機構8側がズレを吸収することにより、ワークWに負荷をかけることなくクランプして加工を行うことができる。しかもチャック装置5は、フローティング構造を内蔵したものであるため、従来例のように別部材として部品点数を増やすことなく、また剛性低下や伝達機構の構造的不具合なども生じることはない。 Therefore, in the present embodiment, after the work W is clamped by the first chuck mechanism 7, the second chuck mechanism 8 having a floating structure performs centering, so that the reference position in the clamp of the first chuck mechanism 7 is relative to the reference position. The clamp position of the second chuck mechanism 8 can be adjusted. Even if the two sets of chuck mechanisms are displaced from the reference position, the second chuck mechanism 8 side absorbs the deviation, so that the work W can be clamped and processed without applying a load. Moreover, since the chuck device 5 has a built-in floating structure, it does not increase the number of parts as a separate member as in the conventional example, and does not cause a decrease in rigidity or a structural defect of the transmission mechanism.

また、本実施形態のフローティング構造は、ベース部材52に締結されたストリッパボルト61によってガイド部材53が取り付けられ、そのストリッパボルト61とガイド部材53との間に隙間が設けられたものであるため、構造が簡単であり、従来のチャック装置に対して大幅な設計変更を施す必要もない。また、チャック装置5を回転させた遠心力によって第2チャック機構8の芯出しを行うようにしたため、人による作業は必要なく、加工時に一工程を追加するだけで大幅な時間をかけずに芯出しを行うことができる。更に、図5や図6に示すように接触抵抗を小さくする構成を追加することにより、第2チャック機構8における芯出しをより正確に行うことができる。 Further, in the floating structure of the present embodiment, the guide member 53 is attached by the stripper bolt 61 fastened to the base member 52, and a gap is provided between the stripper bolt 61 and the guide member 53. The structure is simple, and there is no need to make major design changes to the conventional chuck device. Further, since the second chuck mechanism 8 is centered by the centrifugal force that rotates the chuck device 5, no manual work is required, and only one step is added at the time of processing, and the core does not take a long time. Can be put out. Further, by adding a configuration for reducing the contact resistance as shown in FIGS. 5 and 6, the centering in the second chuck mechanism 8 can be performed more accurately.

以上、本発明のチャック装置及びワークチャック方法の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態の第1チャック機構7は、トップジョー40によるフェースクランプチャックが構成されているが、ワークWが前記実施形態のものに限定されることはないため、第1チャック機構も様々なワークに対応するクランプ構造のものが対応可能である。
Although one embodiment of the chuck device and the work chuck method of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
For example, the first chuck mechanism 7 of the embodiment comprises a face clamp chuck with a top jaw 40, but the work W is not limited to that of the embodiment, so that the first chuck mechanism is also various. A clamp structure that can be used for various workpieces is available.

また、前記実施形態では、取付部材としてストッパボルト61を使用し、径方向に隙間が生じるようにガイド部材53をベース部材52に取り付けたフローティング構造としたが、径方向に隙間が生じる構成であればこれ以外の構成であってもよい。
また、例えば、図5および図6に示す凸部535,537や複数のボール68を入れた環状凹部525は、ガイド部材53およびベース部材52に対して逆に構成されたものであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the stopper bolt 61 is used as the mounting member, and the guide member 53 is mounted on the base member 52 so as to generate a gap in the radial direction. For example, other configurations may be used.
Further, for example, the convex portions 535 and 537 shown in FIGS. 5 and 6 and the annular concave portion 525 containing the plurality of balls 68 may be configured in the opposite direction to the guide member 53 and the base member 52. ..

1…主軸装置 5…チャック装置 12…スピンドル 17…第1ドローバ 18…第2ドローバ18 21…第1シリンダ 22…第2シリンダ 35…操作軸 36…回転軸 40…トップジョー 43…当金 44…位置決ピン 52…ベース部材 53…ガイド部材 55…コレット部材 57…クランプ部材 W…ワーク


1 ... Spindle device 5 ... Chuck device 12 ... Spindle 17 ... 1st drawbar 18 ... 2nd drawbar 18 21 ... 1st cylinder 22 ... 2nd cylinder 35 ... Operation shaft 36 ... Rotating shaft 40 ... Top jaw 43 ... Money 44 ... Positioning pin 52 ... Base member 53 ... Guide member 55 ... Collet member 57 ... Clamp member W ... Work


Claims (5)

主軸の回転中心から離れた外側に配置された第1チャック機構と、主軸の回転中心に近い内側に配置された第2チャック機構とを備え、回転する主軸に対してワークを保持するためのチャック装置において、
前記第1チャック機構は、基準位置に合わせてワークをクランプするものであり、
前記第2チャック機構は、回転軸側に固定されたベース部材に対して径方向に隙間をもったフローティング状態で組み付けられ、前記第1チャック機構によるクランプ位置に合わせて前記ワークをクランプするものであり、ドローバに連結され軸方向に移動可能な筒形状のコレット部材と、前記コレット部材の外側に配置され前記コレット部材とテーパ面同士が摺接したガイド部材とを備え、前記コレット部材の内側への変形によってワークをクランプし、前記ガイド部材が、前記ベース部材に対して径方向の隙間が生じるように取付部材によって取り付けられたものであることを特徴とするチャック装置。
A chuck having a first chuck mechanism arranged on the outside away from the rotation center of the spindle and a second chuck mechanism arranged on the inside near the rotation center of the spindle to hold a work with respect to the rotating spindle. In the device
The first chuck mechanism clamps the work in accordance with the reference position.
The second chuck mechanism is assembled in a floating state with a radial gap with respect to a base member fixed to the rotating shaft side, and clamps the work in accordance with the clamping position by the first chuck mechanism. A tubular collet member that is connected to a drawbar and can move in the axial direction, and a guide member that is arranged outside the collet member and has tapered surfaces in sliding contact with each other, and is provided inside the collet member. A chuck device in which a work is clamped by deformation of the work, and the guide member is attached by an attachment member so as to form a radial gap with respect to the base member .
前記第2チャック機構は、軸方向に接する前記ベース部材と前記ガイド部材の一方に突起部が形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のチャック装置。 The chuck device according to claim 1 , wherein the second chuck mechanism has a protrusion formed on one of the base member and the guide member which are in contact with each other in the axial direction. 前記第2チャック機構は、軸方向に対面する前記ガイド部材と前記ベース部材の一方に、複数のボールが保持されたものであることを特徴とする請求項1に記載のチャック装置。 The chuck device according to claim 1 , wherein the second chuck mechanism is one in which a plurality of balls are held by one of the guide member and the base member facing in the axial direction. 前記ベース部材には、ワークを基準位置に合わせて配置させる当金が固定され、
前記第1チャック機構は、前記当金との間でワークを軸方向に挟み込んでクランプするクランプ手段を備えたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のチャック装置。
A deposit for arranging the work in alignment with the reference position is fixed to the base member.
The chuck according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first chuck mechanism includes a clamping means for sandwiching and clamping a work in the axial direction with the current. apparatus.
主軸の回転中心から離れた外側に配置された第1チャック機構と、主軸の回転中心に近い内側に配置された第2チャック機構とを備え、回転する主軸に対してワークを保持するチャック装置のワークチャック方法であり、
前記第1チャック機構により基準位置に合わせてワークをクランプする第1クランプ工程と、
前記第1チャック機構と共に組付けられたベース部材に対して径方向に隙間をもったフローティング状態の前記第2チャック機構を、前記主軸の回転軸に固定された前記ベース部材とともにアンクランプ状態のまま回転させ、前記第2チャック機構に対して遠心力を作用させる芯出し工程と、
前記第2チャック機構によりワークをクランプする第2クランプ工程と
を有することを特徴とするワークチャック方法。
A chuck device having a first chuck mechanism arranged on the outside away from the rotation center of the spindle and a second chuck mechanism arranged on the inside near the rotation center of the spindle to hold a work with respect to the rotating spindle. It is a work chuck method,
The first clamping step of clamping the work according to the reference position by the first chuck mechanism, and
The second chuck mechanism in a floating state having a radial gap with respect to the base member assembled together with the first chuck mechanism is in an unclamped state together with the base member fixed to the rotating shaft of the spindle. A centering step in which the second chuck mechanism is rotated and a centrifugal force is applied to the second chuck mechanism.
A work chuck method comprising a second clamping step of clamping a work by the second chuck mechanism.
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