WO2022123625A1 - ワーク保持装置 - Google Patents

ワーク保持装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022123625A1
WO2022123625A1 PCT/JP2020/045472 JP2020045472W WO2022123625A1 WO 2022123625 A1 WO2022123625 A1 WO 2022123625A1 JP 2020045472 W JP2020045472 W JP 2020045472W WO 2022123625 A1 WO2022123625 A1 WO 2022123625A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
work
holding device
work holding
peripheral surface
core member
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/045472
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晃二 鎌田
秀樹 鮎澤
浩二 奥山
Original Assignee
Ｔｐｒ株式会社
Ｔｐｒ工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｔｐｒ株式会社, Ｔｐｒ工業株式会社 filed Critical Ｔｐｒ株式会社
Priority to CN202080107784.1A priority Critical patent/CN116568437A/zh
Priority to US18/265,958 priority patent/US20230373012A1/en
Priority to JP2022512290A priority patent/JP7564866B2/ja
Priority to PCT/JP2020/045472 priority patent/WO2022123625A1/ja
Publication of WO2022123625A1 publication Critical patent/WO2022123625A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
    • B23B31/1627—Details of the jaws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
    • B23B31/1075—Retention by screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/06—Use of elastic deformation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/12—Centering of two components relative to one another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/20—Internally located features, machining or gripping of internal surfaces
    • B23B2270/205—Machining or gripping both internal and external surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a work holding device.
  • carbon scraper ring As a functional component for scraping off hard carbon accumulated on the piston in diesel engines, carbon scraper ring is installed on the upper part of the cylinder liner (top dead center position on the piston top land) in the engine and scrapes off the hard carbon when the piston rises. It's being used. Carbon scraping that functions in this way may be required to be thin.
  • Patent Documents 1 and 2 Various devices have been proposed for producing thin-walled metal ring-shaped members such as carbon scraper rings (see Patent Documents 1 and 2), for example, the end portion of a thin-walled cylindrical workpiece.
  • a device is used for chucking and cantilevering support, and sequentially cutting the unsupported side (product part) by parting or the like to form, for example, 10 to 20 rings.
  • it is particularly important to chuck the work without causing strain and to prevent chattering during processing.
  • the machining process is divided (instead of cutting out a predetermined number of rings from the work by one chucking (one chuck), for example, (1) outer diameter machining ⁇ inner diameter machining ⁇ Cutting-> one-sided chamfering-> the other chamfering, a total of 5 chucks, or (2) cutting-> outer diameter processing-> inner diameter processing-> one-sided chamfering-> the other chamfering, a total of 5 chucks.
  • chucking is repeated).
  • it may be difficult to secure accuracy such as inner chamfering, inner / outer diameter coaxiality, and roundness due to the influence of chuck accuracy.
  • an object of the present invention is to provide a work holding device capable of processing a thin-walled cylindrical work with higher accuracy.
  • One aspect of the present invention is a device for holding a held portion at an axial end portion of a cylindrical workpiece.
  • a circular core member that abuts on the inner peripheral surface of the held portion of the work,
  • a pressing member that presses the outer peripheral surface of the held portion of the work inward in the radial direction,
  • An alignment member that allows the core member to move in the radial direction according to the magnitude and direction of the pressing force when the pressing force applied by the pressing member is applied. It is a work holding device.
  • the work In a work holding device that presses the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the axial end of the work with a pressing member and a core member to chuck and cantilever support the work, the work is not a perfect circle or has a uniform thickness. If it is not present, the processing accuracy may be affected, which is even more so as the work is thinner.
  • the core member moves in the radial direction according to the magnitude and direction of the pressing force from the outside by the pressing member to equalize (each member and the work are concentric). Position correction to achieve this, homogenization / homogenization of the pressing force distribution), and suppression of workpiece deformation during chucking and chattering during machining. According to this, it becomes possible to process a thin-walled cylindrical work with higher accuracy.
  • the centering member may be composed of an elastic member that deforms according to the magnitude and direction of the pressing force of the pressing member.
  • the work holding device of the above-described embodiment further includes a mounting bolt for mounting the core member at a predetermined position of the work holding device, and a sleeve-shaped elastic member arranged around the mounting bolt is adjusted. It may be used as a core member.
  • the sleeve-shaped elastic member in the work holding device of the above-described embodiment may be made of resin, rubber, or silicone.
  • the mounting bolt in the work holding device of the above-described embodiment is a stepped bolt that is inserted into a through hole provided in the core member, and the elastic member matches the shape of the gap between the through hole and the mounting bolt. May be formed.
  • a plurality of members may be arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the pressing member may include a gripper portion that improves the frictional force with the held portion of the work.
  • the portion of the peripheral surface of the core member that comes into contact with the inner peripheral surface of the work may be tapered.
  • the held portion of the work is a portion excluding the portion that becomes the final product, and the inner peripheral surface of the held portion is tapered to match the tapered peripheral surface of the core member.
  • a workpiece whose portion has been preprocessed may be a holding target.
  • the work holding device of the above-described embodiment further includes a device for pulling the work in the axial direction, and an inclined wall surface for applying a component force toward the radial inward side of the work on the pressing member when the work is pulled by the pulling device. May be good.
  • a thin cylindrical work can be machined with higher accuracy.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the periphery of the claw member of the chuck portion of the work holding device shown in FIG. It is a vertical sectional view which shows the chuck part of the work holding device in the state which the chuck by the claw member is opened.
  • FIG. 5 is an enlarged view showing the periphery of the claw member of the chuck portion of the work holding device shown in FIG. It is a vertical cross-sectional view which shows the chuck part of the work holding device in the state which held the work, and also in the state which the core member moved in the radial direction.
  • FIG. 7 is an enlarged view showing the periphery of the claw member and the elastic member (alignment member) of the chuck portion of the work holding device shown in FIG. 7.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a part of FIG. 8 (a part surrounded by a circle with reference numeral A).
  • the work holding device 10 shown in FIG. 1 and the like is a device that holds the held portion 110 at the base end portion 102 of the work 100.
  • the work 100 held by this device is a thin cylindrical work, and in the held state, the product part (the part to be processed into a product) 120 is sequentially cut out from the tip portion 101 side, and carbon scraping is performed. It is processed into a thin metal ring-shaped member 200 (indicated by a broken line in FIG. 1 and the like).
  • the side of the tip portion 101 is referred to as the "tip end side” and the side of the base end portion 102 is referred to as the "base end side” along the axial direction of the work 100 held by the work holding device 10 ( See Fig. 1 etc.).
  • the virtual central axis when the work 100 is held by the work holding device 10 is indicated by reference numeral C (see FIG. 1 and the like).
  • the work holding device 10 of the present embodiment is composed of a device main body portion 20 and a chuck portion 30 (see FIG. 1 and the like).
  • the device main body 20 draws the chuck 30 along the axial direction of the work 100 to the base end side (the side where the device main body 20 is located) via the pipe 24, for example, a hydraulic pulling device (indicated by reference numeral 21 in FIG. 1). ) Is provided.
  • a pull-in device 21 a known device that has been used conventionally (details thereof will be omitted in the present specification) can be applied.
  • Reference numeral 23 is a liquid supply pipe for supplying the cutting fluid for flowing out the chips on the inner circumference of the work 100 toward the tip side when the work 100 is machined (see FIG. 1 and the like). ).
  • the apparatus main body 20 is formed with an inclined wall surface 22 to which a part of the chuck portion 30 abuts (see FIG. 1 and the like).
  • the inclined wall surface 22 is composed of, for example, a tapered surface that narrows toward the proximal end side and has a smaller diameter.
  • the chuck portion 30 is provided so as to chuck and hold the work 100 and to be retractable toward the base end side by the retracting device 21.
  • the chuck portion 30 in the work holding device 10 of the present embodiment includes a base member 31, a core member 32, a claw member 33, a work gripper 34, an intermediate member 35, a stopper 36, a mounting bolt 42, an elastic member 44, and the like. (See Fig. 2, Fig. 3, etc.).
  • the base member 31 is attached and fixed to the device main body 20 with bolts (not shown in particular) (see FIG. 1 and the like).
  • the core member 32 is attached to the base member 31 in a state where it can move in the radial direction (direction perpendicular to the virtual center axis C) relative to the base member 31.
  • the core member 32 is a circular member seen from the axial direction that abuts on the inner peripheral surface of the held portion 110 of the work 100.
  • a tapered core is adopted in which the portion of the peripheral surface 32P of the core member 32 that abuts on the inner peripheral surface of the work 100 has a tapered shape having a larger diameter toward the proximal end side (Fig.). See 1st class).
  • the work 100 can be easily attached to and detached from the core member 32 as compared with the fitted core having a peripheral surface having a uniform diameter.
  • a work 100 may be adopted in which the inner peripheral surface of the held portion 110 is preprocessed with a tapered portion 100t that matches the tapered peripheral surface 32P of the core member 32 (see FIG. 8 and the like). ).
  • the core member 32 is provided with a through hole 32H through which the mounting bolt 42 is passed (see FIG. 5 and the like).
  • the claw member 33 is a member that functions as a pressing member that presses the outer peripheral surface of the held portion 110 of the work 100 inward in the radial direction, and a plurality (for example, three) are at equal intervals (every 120 °) in the circumferential direction. Arranged (see Figure 2). Each claw member 33 is provided so as to be movable in the radial direction by a claw guide (not shown) formed on the intermediate member 35 (see FIG. 2 and the like). Each of these claw members 33 is provided so as to interlock with the intermediate member 35 (see FIGS.
  • the claw member 33 having a bifurcated claw is adopted in the present embodiment, in the vertical cross-sectional view such as FIG. 7, the mounting bolt 33A of the claw member 33 and the mounting bolt 33A are passed through. It is difficult to understand because the hole 33B appears in the drawing and the portion where the claw member 33 is in contact with the outer peripheral surface of the work 100 is not shown, but in reality, the claw member is located on both sides of the hole 33B in the circumferential direction. 33 is in contact with the outer peripheral surface of the work 100.
  • the work gripper (gripper portion) 34 is a member that improves the holding force of the work 100 in the chuck portion 30.
  • the super hard spike provided inside or near the claw member 33 is moved inward in the radial direction, and the end portion thereof is pressed against the outer peripheral surface of the work 100 to increase the frictional force and slip during rotation.
  • a work gripper 34 having a structure capable of suppressing the above is adopted (see FIG. 1 and the like).
  • the intermediate member 35 is a member that exerts a component force inward in the radial direction on the claw member 33 by the wedge action of the inclined wall surface 22 as the chuck portion 30 is pulled toward the device main body portion 20 by the pulling device 21. Yes (see Fig. 4 etc.).
  • the stopper 36 is a member provided at a position where the edge portion 102E on the base end portion 102 side of the work 100 abuts, and is used when the base end portion 102 of the work 100 is fitted between the core member 32 and the claw member 33.
  • the axial position of the work 100 is defined.
  • the tip portion 101 of the work 100 is urged toward the base end portion 102 by an urging device (not shown) composed of a spring, an abutting plate, or the like, and is not chucked by the chuck portion 30.
  • the edge portion 102E of the work 100 in the state is brought into contact with the stopper 36, and the axial position of the work 100 is defined to maintain the posture.
  • the chuck portion 30 is pulled toward the base end side (the side where the device main body portion 20 is located) in a state where the axial position of the work 100 is defined by the stopper 36, and the claw member 33 and the core member 32 are used by using the wedge action.
  • the stopper 36 moves to the base end side, and the edge portion 102E is separated from the stopper 36 (see FIGS. 3 and 4).
  • the stopper 36 may hit the edge portion 102E and push it toward the tip side (FIGS. 5 and 5). 6).
  • the mounting bolt 42 is a bolt used for mounting the core member 32 to the base member 31.
  • a plurality of (for example, three) mounting bolts 42 and through holes 32H for passing them are provided at equal intervals (every 120 °) in the circumferential direction, and each claw does not overlap with the claw member 33. They are arranged at equal intervals with respect to the member 33 (every 60 ° with respect to each claw member 33) (see FIGS. 2 and 5).
  • a stepped bolt may be adopted as the mounting bolt 42.
  • a stepped bolt in which the threaded portion 42a is screwed into the screw hole 31H of the base member 31 and the stepped portion 42b abuts on the end surface around the screw hole 31H of the base member 31 is used as the mounting bolt 42. 1 and 7-9). According to such a mounting bolt 42, it is easy to homogenize the mounting depth, tightening torque, and the like of the bolt.
  • the through hole 32H of the core member 32 is provided as a hole through which the screw portion 42a of the mounting bolt 42 is passed and which accommodates the shaft portion 42c and the head portion 42d.
  • the through hole 32H has a stepped shape that matches the shape of the shaft portion 42c and the head portion 42d of the mounting bolt 42, and has an inner diameter that is somewhat larger than the shaft portion 42c and the head portion 42d. It is formed of holes so that a predetermined gap is formed between the mounting bolt 42 and the through hole 32H (see FIG. 9 and the like). An elastic member 44 is provided in this gap.
  • the elastic member 44 of the present embodiment is formed in a sleeve shape and is arranged around the mounting bolt 42. Further, corresponding to the stepped shape of the mounting bolt 42 and the through hole 32H, in the present embodiment, two types of sleeve-shaped elastic members having different diameters are arranged around the mounting bolt 42 (in this embodiment). See Fig. 9 etc.). One of these two types of sleeve-shaped elastic members is sandwiched between the step portion of the through hole 32H and the head portion 42d of the mounting bolt 42 and functions like a seat (see FIG. 9).
  • the work holding device 10 of the present embodiment realizes the following centering function. That is, when the chuck portion 30 is pulled in by the pulling device 21, a pressing force acts from the outer periphery of the work 100 from the claw member 33 due to the wedge effect of the inclined wall surface 22, and the claw member 33 and the core member 32 cover the work 100.
  • the holding portion 110 is chucked (see FIG. 4 and the like). At this time, if the pressing force acting on the work 100 acting between the claw member 33 and the core member 32 is uniform, there is no significant effect, but if the pressing force is not uniform due to a difference in processing accuracy of the work 100 or the like.
  • a radial force acts on the core member 32 depending on the non-uniformity.
  • the elastic member 44 is elastically deformed by the force, and the core member 32 is radially deformed by the correction amount a (see FIG. 8) according to the magnitude and direction of the force.
  • the so-called equalization position correction for concentric circles of each member and work, homogenization / homogenization of pressing force distribution
  • the work 100 is not a perfect circle or has a thickness.
  • the work holding device 10 having the equalizing function as described above eliminates such an influence as much as possible and works at the time of chucking. It is possible to suppress deformation of 100 and chattering during processing. Further, in the case of cantilever support, it is necessary to increase the chuck force (pushing pressure) and the work rigidity in order to suppress the risk of chattering during machining and the work coming off. According to the work holding device 10, deformation of the work 100 is suppressed even if the chucking force is increased, the work 100 is firmly held, and chattering does not occur. Based on the above, it is possible to process thin-walled cylindrical workpieces with higher accuracy.
  • the machining process is divided (rather than cutting out a predetermined number of rings from the workpiece with one chucking, chucking and ring cutting are repeated).
  • the work holding device 10 of the present embodiment it is possible to accurately process a thin-walled cylindrical work with only one chuck without dividing the processing process as in this method.
  • the thin-walled cylindrical work 100 can be machined more accurately, so that the carbon scraper manufactured by the work processing is possible. Since it is possible to suppress the deformation of the metal ring-shaped member 200 such as a ring to secure the roundness, and (ii) it is possible to suppress the deformation of the work 100 at the time of chucking and the chattering at the time of processing. A large number of metal ring-shaped members 200 can be efficiently cut out from one work 100 having a longer overall length than that of the work 100. The work 100 can be automatically attached / detached by using the claw member 33 of the mechanism that moves diagonally.
  • the present invention is not limited to this, and various modifications can be carried out without departing from the gist of the present invention.
  • the elastic member 44 provided around the mounting bolt 42 is shown as an example of the centering member, but the above-mentioned elastic member 44 is only a suitable example in terms of shape, material, and structure. It goes without saying that other members that perform the above functions, such as members made of rubber or silicone, can be applied.
  • the present invention is suitable for application to various work holding devices including work holding devices in robots, NCs and loaders.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

本開示にかかる装置は、円筒状のワーク１００の軸方向端部における被保持部１１０を保持するワーク保持装置１０である。該ワーク保持装置１０は、ワーク１００の被保持部１１０の内周面に当接する円形の中子部材３２と、ワーク１００の被保持部１１０の外周面を径方向内側に向け押圧する押圧部材３３と、該押圧部材３３による押圧力が作用した際に当該押圧力の大きさと向きに応じて中子部材３２が径方向に移動するのを許容する調心部材４４と、を備える。

Description

ワーク保持装置
　本発明は、ワーク保持装置に関する。
　ディーゼルエンジンなどにおいてピストンに堆積した硬質カーボンを掻き落とすための機能部品として、エンジン内のシリンダライナ上部（ピストントップランド上死点位置）に装着され、ピストン上昇時に硬質カーボンを掻き落とすカーボンスクレーパリングが利用されている。このように機能するカーボンスクレーパリングは、薄肉であることが要求されることがある。
　このようなカーボンスクレーパリングをはじめとする薄肉の金属製リング状部材を生産するにあたっては種々の装置が提案されており（特許文献１，２など参照）、たとえば、薄肉の円筒状ワークの端部をチャックして片持ち支持し、支持されていない側（製品部）を突っ切り加工などで順次切断してたとえば１０～２０本のリングにするための装置が利用されている。このような装置においては、とくに、ワークにひずみを生じさせずにチャックすること、加工時にビビリを生じさせないこと、などが重要である。
特開平９－０６６４０１号公報 特許第４５２２１０８号公報
　しかし、実際には、パイプ材など特に薄肉材料をチャックした際、ワークにひずみが生じてしまうことがあり、そのことが加工後におけるリングの真円度に影響を及ぼすことがある。これは、とくにワークが薄肉である場合に顕在化しやすい。また、片持ちされるワークのオーバーハング量が大きいと加工時にビビリが発生しやすく、加工精度の確保が困難になりがちである。一方で、専用チャックを製作するとすれば非常に複雑な構造となって高価になる可能性がある。
　これらの問題に対処するための一手法として加工の工程を分ける（一度のチャッキング（ワンチャック）でワークから所定数のリングを切り出すのではなく、たとえば、(1)外径加工→内径加工→切断→片方面取加工→他方面取り加工の計５回のチャッキング、あるいは(2)切断→外径加工→内径加工→片方面取加工→他方面取加工の計５回のチャッキングといったように、チャッキングを繰り返す）ことが考えられる。ところが、加工工程を分けた場合、チャックの精度の影響により、内面取り、内外径同軸度、真円度などの精度を確保することが困難な場合がある。
　そこで、本発明は、薄肉の円筒ワークをより精度よく加工することを可能とするワーク保持装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、円筒状のワークの軸方向端部における被保持部を保持する装置であって、
　ワークの被保持部の内周面に当接する円形の中子部材と、
　ワークの被保持部の外周面を径方向内側に向け押圧する押圧部材と、
　該押圧部材による押圧力が作用した際に当該押圧力の大きさと向きに応じて中子部材が径方向に移動するのを許容する調心部材と、
を備える、ワーク保持装置である。
　ワークの軸方向端部の外周面と内周面をそれぞれ押圧部材と中子部材とで押圧してチャックし片持ち支持するワーク保持装置においては、ワークが真円でなかったり、厚みが均一でなかったりすると加工精度に影響を受けることがあり、これはワークが薄肉であればあるほど尚更である。この点、上記のごとき態様のワーク保持装置においては、押圧部材による外側からの押圧力の大きさと向きに応じて中子部材が径方向に移動することによりイコライズ（各部材およびワークが同心円状となるための位置補正、押圧力の分布の均一化・均質化）し、チャック時のワーク変形と加工時のビビリを抑制する。これによれば、薄肉の円筒ワークをより精度よく加工することが可能となる。
　また、上記態様のワーク保持装置によれば、加工の工程を分けることなくワンチャックでワークのすべてを精度よく加工することができることから、チャッキングのたびに起こりうる影響（ワークの振れ、ズレなど）による精度低下とは無縁である。
　上記のごとき態様のワーク保持装置において、調心部材は、押圧部材による押圧力の大きさと向きに応じて変形する弾性部材で構成されていてもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置は、中子部材を当該ワーク保持装置の所定位置に取り付けるための取付用ボルトをさらに備えており、該取付用ボルトの周囲に配置したスリーブ状の弾性部材が調心部材として用いられているものであってもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置におけるスリーブ状の弾性部材は、樹脂製、ゴム製あるいはシリコーン製であってもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置における取付用ボルトは、中子部材に設けられた透孔に差し込まれる段付きのボルトであり、弾性部材は、当該透孔と取付用ボルトとの隙間形状に合わせて形成されていてもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置における押圧部材として、複数の部材が周方向において等間隔に配置されていてもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置において、押圧部材は、ワークの被保持部との間における摩擦力を向上させるグリッパー部を備えていてもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置において、中子部材の周面のうちワークの内周面と当接する部分がテーパ状であってもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置において、ワークの被保持部は最終製品となる部分を除く部分であって、当該被保持部の内周面に中子部材のテーパ状の周面に合わせたテーパ部が前加工されたワークを保持対象としていてもよい。
　上記のごとき態様のワーク保持装置は、ワークを軸方向に引き込む装置と、該引き込み装置による引き込みに伴い押圧部材にワークの径方向内側に向かう分力を作用させる傾斜壁面と、をさらに備えていてもよい。
　本発明によれば、薄肉の円筒ワークをより精度よく加工することができる。
ワーク保持装置の一実施形態を示す横断面図である。 ワーク保持装置のチャック部および該チャック部にて保持されたワークをワークの先端部側から見た図である。 ワークを保持した状態のワーク保持装置のチャック部を示す縦断面図であって、図２中のIII-III線における断面図に相当する図面である。 図３に示したワーク保持装置のチャック部の爪部材の周辺を拡大して示す図である。 爪部材によるチャックを開放した状態のワーク保持装置のチャック部を示す縦断面図である。 図５に示したワーク保持装置のチャック部の爪部材の周辺を拡大して示す図である。 ワークを保持した状態であって、かつ中子部材が径方向に移動した状態のワーク保持装置のチャック部を示す縦断面図である。 図７に示したワーク保持装置のチャック部の爪部材および弾性部材（調心部材）の周辺を拡大して示す図である。 図８中の一部（符号Ａを付した円で囲んだ部分）を拡大して示す図である。
　以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する（図１～図９参照）。
　図１等に示すワーク保持装置１０は、ワーク１００の基端部１０２における被保持部１１０を保持する装置である。この装置によって保持されるワーク１００は円筒状の薄肉ワークであり、保持された状態でその製品部（加工されて製品とされる部分）１２０を先端部１０１側から順次切り出され、カーボンスクレーパリングといった薄肉の金属製リング状部材２００（図１等において破線で示す）に加工される。なお、便宜上、本明細書では、ワーク保持装置１０に保持されたワーク１００の軸方向に沿って先端部１０１の側を「先端側」、基端部１０２の側を「基端側」という（図１等参照）。また、ワーク保持装置１０によってワーク１００を保持したときの仮想中心軸を符号Ｃで示す（図１等参照）。
　本実施形態のワーク保持装置１０は、装置本体部２０と、チャック部３０とで構成されている（図１等参照）。装置本体部２０はチャック部３０をワーク１００の軸方向に沿って基端側（装置本体部２０がある側）へパイプ２４を介して引き込む例えば油圧式の引き込み装置（図１において符号２１で示す）を備えている。このような引き込み装置２１としては、従前から利用されている公知の装置（本明細書ではその詳細についての説明は省く）を適用することができる。なお、符号２３は、ワーク１００を加工する際、当該ワーク１００の内周の切粉を流し出すための切削液を先端側に向けて流し供給する液供給用のパイプである（図１等参照）。
　装置本体部２０には、チャック部３０の一部が当接する傾斜壁面２２が形成されている（図１等参照）。この傾斜壁面２２は、基端側ほど窄んで径が小さくなるたとえばテーパ状の面で構成されている。
　チャック部３０は、ワーク１００をチャックして保持し、かつ、引き込み装置２１によって基端側に向け引き込み可能に設けられている。本実施形態のワーク保持装置１０におけるチャック部３０は、ベース部材３１、中子部材３２、爪部材３３、ワークグリッパー３４、中間部材３５、ストッパー３６、取付用ボルト４２、弾性部材４４などを備えている（図２、図３等参照）。
　ベース部材３１は、装置本体部２０に対し特に図示してはいないボルトで取り付けられて固定されている（図１等参照）。ベース部材３１には、中子部材３２が、当該ベース部材３１に対し相対的に径方向（仮想中心軸Ｃに垂直な方向）に移動できる状態で取り付けられている。
　中子部材３２は、ワーク１００の被保持部１１０の内周面に当接する、軸方向から見て円形の部材である。本実施形態では、中子部材３２の周面３２Ｐのうちワーク１００の内周面と当接する部分を、基端側に向かうほど大径のテーパ形状としたテーパ中子を採用している（図１等参照）。このように周面がテーパ状である中子部材３２によれば、均一径の周面である嵌め合い中子に比べ、ワーク１００の当該中子部材３２に対する着脱が容易である。なお、ワーク１００として、被保持部１１０の内周面に、中子部材３２のテーパ状の周面３２Ｐに合わせたテーパ部１００ｔが前加工されたものを採用してもよい（図８等参照）。本実施形態のごとく引き込み装置２１と傾斜壁面２２の楔作用を利用することで、チャック時に中子部材３２とテーパ部１００ｔとを確実に接触させることが可能である。中子部材３２には、取付用ボルト４２を通す透孔３２Ｈが設けられている（図５等参照）。
　爪部材３３は、ワーク１００の被保持部１１０の外周面を径方向内側に向け押圧する押圧部材として機能する部材であり、複数（たとえば３つ）が周方向において等間隔（１２０°おき）に配置される（図２参照）。各々の爪部材３３は、中間部材３５に形成された爪ガイド（図示省略）によって径方向に移動可能に設けられている（図２等参照）。これら爪部材３３のそれぞれは中間部材３５と連動するように設けられており（図２、図３等参照）、引き込み装置２１によってチャック部３０が装置本体部２０側に引き込まれるにつれ、傾斜壁面２２の楔作用により径方向内側に向かう分力を受け、ワーク１００をより大きな力で押圧する（図４等参照）。
　なお、本実施形態では爪が二股形状である爪部材３３を採用していることから、図７等の縦断面図においては爪部材３３の取付用ボルト３３Ａやこの取付用ボルト３３Ａを通すための孔部３３Ｂが図中に表れ、爪部材３３がワーク１００の外周面に当接している部分が図示されていないため理解しづらいが、実際には孔部３３Ｂの周方向両隣の部分で爪部材３３がワーク１００の外周面に当接している。
　ワークグリッパー（グリッパー部）３４は、チャック部３０におけるワーク１００の保持力を向上させる部材である。本実施形態では、爪部材３３の内部あるいはその近傍に設けた超硬スパイクを径方向内側に移動させ、その端部をワーク１００の外周面に押し当てることで摩擦力を高め、回転時のスリップを抑制しうる構成としたワークグリッパー３４を採用している（図１等参照）。
　中間部材３５は、上記したごとく、引き込み装置２１によってチャック部３０が装置本体部２０側に引き込まれるにつれ、傾斜壁面２２の楔作用により径方向内側に向かう分力を爪部材３３に作用させる部材である（図４等参照）。
　ストッパー３６は、ワーク１００の基端部１０２側の縁部１０２Ｅが突き当たる位置に設けられた部材で、中子部材３２と爪部材３３との間にワーク１００の基端部１０２をはめ込む際の当該ワーク１００の軸方向位置を規定する。本実施形態では、スプリングや当接板などで構成される付勢装置（図示省略）によってワーク１００のたとえば先端部１０１を基端部１０２に向けて付勢し、チャック部３０によってチャックされていない状態のワーク１００の縁部１０２Ｅをストッパー３６に接触させ、当該ワーク１００の軸方向位置を規定してその姿勢を保つようにしている。なお、ストッパー３６によってワーク１００の軸方向位置が規定された状態でチャック部３０を基端側（装置本体部２０がある側）に引き込み、楔作用を利用して爪部材３３と中子部材３２とでワーク１００をチャックすると、ストッパー３６が基端側に移動し、縁部１０２Ｅがストッパー３６から離れた状態となる（図３、図４参照）。また、ワーク１００を取り外すためにチャック部３０を先端側に移動させ、楔作用によるチャック力を緩める動作の途中では、ストッパー３６が縁部１０２Ｅに突き当たり先端側へ押し出す場合がある（図５、図６参照）。
　取付用ボルト４２は、中子部材３２をベース部材３１に取り付けるために用いられるボルトである。本実施形態では、複数（たとえば３つ）の取付用ボルト４２およびこれらを通すための透孔３２Ｈを、周方向において等間隔（１２０°おき）に、かつ、爪部材３３と重ならないよう各爪部材３３に対して等間隔（各爪部材３３に対して６０°おき）となる位置に配置している（図２、図５参照）。取付用ボルト４２として段付きボルトを採用してもよい。本実施形態では、ねじ部４２ａがベース部材３１のねじ孔３１Ｈに螺合し、段部４２ｂがベース部材３１のねじ孔３１Ｈ周辺の端面に突き当たる段付きボルトを取付用ボルト４２として用いている（図１、図７～図９参照）。このような取付用ボルト４２によれば、当該ボルトの取付深さや締付けトルクなどを均質化しやすい。
　中子部材３２の透孔３２Ｈは、取付用ボルト４２のねじ部４２ａを通し、軸部４２ｃや頭部４２ｄを収容する孔として設けられている。本実施形態では、透孔３２Ｈを、取付用ボルト４２の軸部４２ｃおよび頭部４２ｄの形状に合わせた段付き形状であって、かつ、これら軸部４２ｃおよび頭部４２ｄよりもある程度大きな内径の孔で形成し、取付用ボルト４２と透孔３２Ｈとの間に所定の隙間ができるようにしている（図９等参照）。この隙間には、弾性部材４４が設けられている。
　弾性部材４４は、爪部材３３でワーク１００の被保持部１１０に外周側から押圧力を作用させた際、当該押圧力の大きさと向きに応じて中子部材３２が径方向に移動するのを許容する変形可能な調心部材の一例として設けられている。本実施形態の弾性部材４４はスリーブ状に形成され、取付用ボルト４２の周囲に配置されている。また、取付用ボルト４２および透孔３２Ｈが段付き形状であることに対応し、本実施形態では、径の異なる２種類のスリーブ状の弾性部材を取付用ボルト４２の周囲に配置している（図９等参照）。これら２種類のスリーブ状の弾性部材のうちの一方は、透孔３２Ｈの段部と取付用ボルト４２の頭部４２ｄとの間に挟まれて座のように機能する（図９参照）。
　上記のごとき弾性変形可能であり可撓性を有する弾性部材４４の機能により、本実施形態のワーク保持装置１０においては以下のごとき調心機能が実現される。すなわち、引き込み装置２１によりチャック部３０を引き込むと、傾斜壁面２２による楔効果で爪部材３３からワーク１００の外周から押圧力が作用し、当該爪部材３３と中子部材３２とでワーク１００の被保持部１１０がチャックされる（図４等参照）。このとき、爪部材３３と中子部材３２との間で作用するワーク１００に対する押圧力が均等であれば大きな影響はないが、ワーク１００の加工精度差などといった理由で押圧力が均等でない場合、均等でないことに応じて中子部材３２に対して径方向への力が作用する。このとき、このワーク保持装置１０においては、当該力によって弾性部材４４が弾性変形し、当該力の大きさと向きに応じて中子部材３２が補正量ａ（図８参照）の分、径方向に移動することにより所謂イコライズ（各部材およびワークが同心円状となるための位置補正、押圧力の分布の均一化・均質化）機能が発揮される（図７～図９参照）。本実施形態のごとくワーク１００の端部（基端部１０２）を爪部材３３と中子部材３２とでチャックし片持ち支持するワーク保持装置１０においては、ワーク１００が真円でなかったり厚みが均一でなかったりした場合に加工精度に影響が及ぶことがあるが、この点、上記のごときイコライズ機能を備えたワーク保持装置１０によれば、このような影響を極力排除し、チャック時のワーク１００の変形や加工時のビビリを抑制することができる。また、片持ち支持の場合、加工時のビビリ発生やワーク外れのリスクを抑えようとすればチャック力（押圧力）やワーク剛性を上げる必要があるが、中子部材３２を備える本実施形態のワーク保持装置１０によれば、チャック力を上げてもワーク１００の変形が抑えられ、またワーク１００が強固に保持され、ビビリが発生しない。以上によれば、薄肉の円筒ワークをより精度よく加工することが可能となる。また、薄肉の円筒ワークをより精度よく加工するための従前の手法として、加工工程を分ける（一度のチャッキングでワークから所定数のリングを切り出すのではなく、チャッキングとリング切り出しとを繰り返す）というものがあるが、本実施形態のワーク保持装置１０によればこの手法のように加工工程を分けなくてもワンチャックのみで薄肉の円筒ワークを精度よく加工することができる。
　また、上記のごとく構成された本実施形態のごときワーク保持装置１０によれば、(i)薄肉円筒ワーク１００をより精度よく加工することを可能としたことから、ワーク加工により製造されるカーボンスクレーパリングといった金属製リング状部材２００の変形を抑止して真円度を確保することができ、(ii)チャック時のワーク１００の変形や加工時のビビリを抑制することが可能であるため、従前よりも全長が長いひとつのワーク１００から金属製リング状部材２００を効率よく多数切り出すことができ、(iii)引き込み装置２１を軸方向に作動させることにより、これに応じて傾斜壁面２２の傾斜に従い斜めに動く機構の爪部材３３を利用してワーク１００の自動着脱をすることができる。
　なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施形態では、調心部材の例として取付用ボルト４２の周囲に設けた弾性部材４４を示したが上記した弾性部材４４は形状、材料、構造とも好適な一例にすぎず、同様の機能を果たすその他の部材、たとえばゴム製あるいはシリコーン製の部材などを適用しうることはいうまでもない。
　本発明は、ロボットにおけるワーク保持装置、ＮＣやローダーを含むものをはじめとする各種ワーク保持装置に適用して好適なものである。
１０…ワーク保持装置
２０…装置本体部
２１…引き込み装置
２２…傾斜壁面
２３…液供給用のパイプ
２４…パイプ
３０…チャック部
３１…ベース部材
３１Ｈ…取付用ボルトが螺合するねじ孔
３２…中子部材
３２Ｈ…取付用ボルトが通る透孔
３２Ｐ…周面
３３…爪部材（押圧部材）
３３Ａ…取付用ボルト
３３Ｂ…孔部
３４…ワークグリッパー（グリッパー部）
３５…中間部材
３６…ストッパー
４２…取付用ボルト
４２ａ…ねじ部
４２ｂ…段部
４２ｃ…軸部
４２ｄ…頭部
４４…弾性部材（調心部材）
１００…ワーク
１０１…先端部
１０２…基端部
１０２Ｅ…基端部側の縁部
１００ｔ…テーパ部
１１０…被保持部
１２０…製品部
２００…カーボンスクレーパリング（最終製品たる金属製リング状部材）
ａ…補正量
Ｃ…中心軸

Claims (10)

  1. 　円筒状のワークの軸方向端部における被保持部を保持する装置であって、
    　前記ワークの前記被保持部の内周面に当接する円形の中子部材と、
    　前記ワークの前記被保持部の外周面を径方向内側に向け押圧する押圧部材と、
    　該押圧部材による押圧力が作用した際に当該押圧力の大きさと向きに応じて前記中子部材が径方向に移動するのを許容する調心部材と、
    を備える、ワーク保持装置。
  2. 　前記調心部材は、前記押圧部材による押圧力の大きさと向きに応じて変形する弾性部材で構成されている、請求項１に記載のワーク保持装置。
  3. 　前記中子部材を当該ワーク保持装置の所定位置に取り付けるための取付用ボルトをさらに備えており、
    　該取付用ボルトの周囲に配置したスリーブ状の弾性部材が前記調心部材として用いられている、請求項２に記載のワーク保持装置。
  4. 　前記スリーブ状の弾性部材は、樹脂製、ゴム製あるいはシリコーン製である、請求項３に記載のワーク保持装置。
  5. 　前記取付用ボルトは、前記中子部材に設けられた透孔に差し込まれる段付きのボルトであり、前記弾性部材は、当該透孔と前記取付用ボルトとの隙間形状に合わせて形成されている、請求項４に記載のワーク保持装置。
  6. 　前記押圧部材として、複数の部材が周方向において等間隔に配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
  7. 　前記押圧部材は、前記ワークの前記被保持部との間における摩擦力を向上させるグリッパー部を備える、請求項６に記載のワーク保持装置。
  8. 　前記中子部材の周面のうち前記ワークの内周面と当接する部分がテーパ状である、請求項１から７のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
  9. 　前記ワークの前記被保持部は最終製品となる部分を除く部分であって、当該被保持部の内周面に前記中子部材のテーパ状の周面に合わせたテーパ部が前加工されたワークを保持対象とする、請求項８に記載のワーク保持装置。
  10. 　前記ワークを軸方向に引き込む装置と、該引き込み装置による引き込みに伴い前記押圧部材に前記ワークの径方向内側に向かう分力を作用させる傾斜壁面と、をさらに備える、請求項８または９に記載のワーク保持装置。
     
PCT/JP2020/045472 2020-12-07 2020-12-07 ワーク保持装置 WO2022123625A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080107784.1A CN116568437A (zh) 2020-12-07 2020-12-07 工件保持装置
US18/265,958 US20230373012A1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Workpiece retaining device
JP2022512290A JP7564866B2 (ja) 2020-12-07 2020-12-07 ワーク保持装置
PCT/JP2020/045472 WO2022123625A1 (ja) 2020-12-07 2020-12-07 ワーク保持装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/045472 WO2022123625A1 (ja) 2020-12-07 2020-12-07 ワーク保持装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022123625A1 true WO2022123625A1 (ja) 2022-06-16

Family

ID=81974308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/045472 WO2022123625A1 (ja) 2020-12-07 2020-12-07 ワーク保持装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230373012A1 (ja)
JP (1) JP7564866B2 (ja)
CN (1) CN116568437A (ja)
WO (1) WO2022123625A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5314453Y2 (ja) * 1973-06-15 1978-04-17
JPS62159209U (ja) * 1986-03-31 1987-10-09
JPH04102708U (ja) * 1991-02-15 1992-09-04 日野自動車工業株式会社 チヤツク
JPH07156005A (ja) * 1993-12-03 1995-06-20 Nikon Corp 薄肉ワークの固定装置
JPH0966401A (ja) * 1995-06-21 1997-03-11 Canon Inc 円筒部材およびその製造方法ならびに製造装置
US5970829A (en) * 1998-10-30 1999-10-26 Hayes Lemmerz International, Inc. Apparatus and method for machining a hollow generally cylindrical workpiece
JP2000142558A (ja) * 1998-11-16 2000-05-23 Create Kyushu:Kk ブロック搭載用吊りピ―スの切断方法
CN209407460U (zh) * 2018-12-25 2019-09-20 平湖市众川机械有限公司 一种夹持圆筒状工件的三爪卡盘

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2597119B2 (ja) * 1987-12-17 1997-04-02 株式会社フジユニバンス 工作機用チャックの取付け爪連結装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5314453Y2 (ja) * 1973-06-15 1978-04-17
JPS62159209U (ja) * 1986-03-31 1987-10-09
JPH04102708U (ja) * 1991-02-15 1992-09-04 日野自動車工業株式会社 チヤツク
JPH07156005A (ja) * 1993-12-03 1995-06-20 Nikon Corp 薄肉ワークの固定装置
JPH0966401A (ja) * 1995-06-21 1997-03-11 Canon Inc 円筒部材およびその製造方法ならびに製造装置
US5970829A (en) * 1998-10-30 1999-10-26 Hayes Lemmerz International, Inc. Apparatus and method for machining a hollow generally cylindrical workpiece
JP2000142558A (ja) * 1998-11-16 2000-05-23 Create Kyushu:Kk ブロック搭載用吊りピ―スの切断方法
CN209407460U (zh) * 2018-12-25 2019-09-20 平湖市众川机械有限公司 一种夹持圆筒状工件的三爪卡盘

Also Published As

Publication number Publication date
JP7564866B2 (ja) 2024-10-09
JPWO2022123625A1 (ja) 2022-06-16
US20230373012A1 (en) 2023-11-23
CN116568437A (zh) 2023-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4625218B2 (ja) 特に中空の薄壁状の工作物のための緊締装置
US10201859B2 (en) Chuck structure
US20140353929A1 (en) Expanding arbor
US7380798B2 (en) Method for clamping and subsequently machining a disk or ring-shaped workpiece
CN112008461A (zh) 薄壁工件加工用工装夹具
CN110653646A (zh) 车削大直径薄壁长筒形零件两端外圆装夹工装及装夹方法
JP3446921B2 (ja) ワーク把持装置
CN107825377B (zh) 一种高精度180°翻转定位装置及装调方法
JPS58120404A (ja) 旋盤
CA2525920A1 (en) Mechanically actuated workpiece holder including a plastic collet
WO2022123625A1 (ja) ワーク保持装置
JP4768382B2 (ja) 芯押台
JP2010194635A (ja) クランプ装置
JP4393214B2 (ja) チャック装置
CN109108697B (zh) 一种薄壁弹性支承及其工装、加工方法
US7017919B2 (en) Chuck
JP5376161B2 (ja) コレットチャック
JP2009148864A (ja) 工具ホルダ
JP6486809B2 (ja) チャック装置
JP7377868B2 (ja) 液圧式クランプ装置及びカラー部材
JP4776346B2 (ja) コレットチャック装置
JP2008149409A (ja) 円筒研削盤のチャック装置
JP2014172142A (ja) 位置調整用治具、それを含むチャック装置を備えた工作機械、それを含むチャック装置を備えた検査器、および、それに用いられる可変形部材
KR20190011935A (ko) 공작물 고정장치
JP4067892B2 (ja) 工作物保持装置および保持方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022512290

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20965011

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202080107784.1

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202317040544

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20965011

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1