JP2010537833A - 円筒状コンポーネントを機械加工する機械における高精度案内デバイス - Google Patents

Abstract

機械加工されるコンポーネント（２）は、台座上に配設されたＶ字形状部の側部（８）及び背面（９）により、また、リングの一領域となる形態の中間オルガン（１１）とコンポーネント（２）に適合される円筒状の凹状小面（２３）とにより、機械加工されるコンポーネントの軸線が機械ベース（１）及び台座（３）に対して正確に所定位置に配置されるように取り付けられる。コンポーネント（２）は、鐙（１５）により操作されるフィンガー（１４）により小面（２３）に対して押圧される。コンポーネント（２）は、サーボモータにより操作されるフローティングタイプのスピンドルにより回転駆動され、機械ベース（１）に対して所定位置に駆動されうる。
【選択図】図２

Description

おおよそ長寸短径のドリルのような硬質金属から製作される一定の円筒状のツールの機械加工は多くの場合、正確性に対する極めて高度な要求を満たして遂行されなければならない。現在、当該技術分野においては各シリーズにおけるコンポーネントの数を低減する方向に進んでおり、コンポーネントのシリーズの変更に工作機械を適応させることからもたらされる非生産的な時間の低減が課題となっている。この適応作業については、案内デバイスの各変更に対して、機械加工されるコンポーネントの位置決め及び案内を最大限の品質で保障しつつ遂行されなければならない。

従来の工作機械における案内デバイスは概して、Ｖ字形状をなす平坦な二つの側部を備える固定部分であって機械加工されるコンポーネントが係合され案内される固定部分と、可動部分と、回転を確実としつつＶ字形状部へとコンポーネントを押圧するサポートフィンガーとを有し、その品質は、機械加工されるコンポーネント自体の真円度のみに依存するものである。コンポーネントのシリーズを変更する場合、Ｖ字形状部の配置を変更しなければならない、というのも、新しいシリーズのツールの直径は変更前のシリーズのツールの直径と異なり、回転軸心の完全な位置決めを保障すべく高精度に高さの位置決めが調整させなければならないからである。最低でも３つの自由度に対してＶ字形状部を位置決めするこの調整作業は時間を浪費し、よって、機械全体の生産性を低下させる。従って、この調整作業は、極めて長いシリーズに対してのみに有用であり、生産システムの融通性を低減する。

本発明の目的は、全てのコンポーネントの直径に対して最大限の精度で工作機械内にコンポーネントを保持する案内デバイスであって、非生産的な期間を最小にするためにシリーズを変更する際の単調な調整を排除する案内デバイスを提供することにより、上記欠点を排除することである。結果的に、本発明に係るデバイスによれば、現在可能であるものよりも更なる短いシリーズの加工を競争条件下においても扱うことを可能とする。

この目的を達成するために、本発明は、円筒状のコンポーネントを機械加工する機械における高精度案内デバイスに関するものであり、該デバイスは、コンポーネントのための固定軸線を形成するサポート組立体を具備し、該サポート組立体は、台座と相互に依存するＶ字形状部と、Ｖ字形状部に適応するように構成された相互に交換可能な中間オルガン（intermediate organs）のセットであって各シリーズの円筒状のコンポーネントの特定の直径のそれぞれに対応する中間オルガンのセットと、機械加工されるコンポーネントを中間オルガンに対してＶ字形状部にて押圧するサポートフィンガーとを有することを特徴とする。

デバイスの一実施形態においては、シリーズの迅速な変更を可能にすべく、相互に交換可能な各中間オルガンは、機械加工されるコンポーネントのシリーズのコンポーネントの直径にリングの一領域の形状にて調整され、また、Ｖ字形状部に配設されるようにＶ字形状部と機械加工される円筒状のコンポーネントとの間において外部的に配置され、さらに、中間オルガンの各々は、コンポーネントの直径に対応する円筒状の凹状面において、該中間オルガンに対して予定されている各シリーズのコンポーネントを受容しうるように高精度に調整されたサポート小平面を備え、また、凹状サポート小平面に正確に同軸的な凸状円筒状面の部分であってＶ字形状部の側部に対して静止して配置される凸状円筒状面の部分を備える。

本デバイスの変形物においては、各中間オルガンにおける凸状円筒状面の部分は、中間オルガンの径方向フランジの端部を形成する外側側部であり、中間オルガンはインサートによりＶ字形状部にて台座に固定され、該インサートは、台座に対する固定ネジ用の穴とインサートにピンを配置するための２つの穴とを備え、これらのピンはＶ字形状部の外側にて台座に係合される。

サポートフィンガーは、Ｖ字形状部の内側面により形成される軸線に正確に直交する軸線のまわりに台座に対して旋回する鐙に固定され、機械加工されるコンポーネントに対して押圧される。

本発明に係るデバイスの実施形態が以下に記載される。該実施形態は、単なる例証として提供されるものであり、添付図面を参照して説明される。

台座を備えるサポート組立体であって案内デバイスの一部を形成するサポート組立体の斜視図である。 同様のサポート組立体の正面図である。 図２に示されたサポート組立体の線Ａ−Ａによる垂直断面図である。 図１のサポート組立体の一部分を形成する中間オルガンの斜視図である。

図面に示された案内デバイスは、硬質材料から製作されるドリルのような円筒状のコンポーネントであって、輪郭が最大限の精度にて加工されあるいは修正されなければならないというコンポーネントを製造するための工作機械の一部分を形成する。この案内デバイスは、機械ベース１上に設置されるサポート組立体を有する（図１及び図２）。図１及び図２におけるサポート組立体は、上述したようにドリル工具のような機械加工されるコンポーネント２を、厳密に決められた軸線に従って保持するように構成される。該サポート組立体は、締結ストリップ４とロックネジ５とにより機械ベース１上に固定される台座３を有する。このために、ベース１は２つの平坦な表面１２、１３を有し（図２）、該２つの平坦な表面は、厳密に平らであり且つ直交しており、該２つの平坦な表面に対して、台座３の下側部分における機械加工された二つの対応平坦面が適用される。台座３はさらに、その上側正面部分に、傾斜していて対称な２つの平坦側部８（図２）と平坦な垂直ベース９とを有する機械加工されたハウジングを備える。これらの面は、背部が閉じられたＶ字形状のハウジングを形成し、以下に記載されるような中間オルガン１１が静止して固定される。各面８は、機械上の台座３の位置決めのために面１２及び１３に対して高精度に機械加工される。それらは、機械加工されるツール２の機械上における位置決め参照基準を構成する。面９に関しては、面９は、中間オルガン１１に対する軸線方向のサポート参照基準としての役割を果すものであり、よって、平坦であり且つＶ字形状部８により形成される軸線に対して完全に直交されていなければならない。

図１から図３に見られるように、コンポーネント２は、要素１４’の手段により台座３に対して軸１６のまわりに旋回する鐙１５に固定されるフィンガー１４により、Ｖ字形状部８、９に対して支持される。機械加工されるコンポーネントに対して直交して鐙１５に固定されるサポートフィンガー１４の使用は、従来の機械において本質的に知られている。このような鐙がしばしば、逃げスプリング（バネ）１８に対抗してコンポーネント２に対してフィンガー１４を押圧するために、台座に配置されたチャンバー（室）内に収容されるピストン６であって１７のような接続部により提供されるピストンにより油圧式あるいは気体式に制御されることは知られている。

機械加工されるコンポーネントのシリーズを変更する際の取付け及び調整操作を排除するために、相互に交換可能な中間オルガン１１（図１、２及び４）のセットが図１及び図２におけるサポート組立体と組み合わされ、各中間オルガンは、機械加工されるコンポーネントの特定の直径に対応する。従って、機械加工されるコンポーネントのシリーズの所定直径のコンポーネントにサポート組立体を適応させるために、この直径に対応する中間オルガン１１が、Ｖ字形状部の面８及び９とサポートフィンガー１４との間に配設される。中間オルガン１１は、ネジ２０及び２つのピン２１により台座に固定される位置決めインサート１９により保持される。

高耐性材料から作製される中間オルガン１１は、円筒状の弧状の凹状中空部２２を有する円筒状リングの一領域の形状（扇形状）として形成され、該中空部は、機械加工されるコンポーネントの直径に対応する中間オルガンに形成される軸線を決定する（図４）。最適な案内を確実とするように、表面２２はむき出しにされ、４つの円筒状の凹状小平面２３のみが、同じ円筒状面内にて厳密に対称配置にて配設される。中間オルガン１１はさらに、Ｖ字形状部の面８に対して静止して配置されるように形成された円筒状の凸状面２５の部分により画成される径方向フランジ２４を有する。コンポーネント１１は、リングの一領域であるので、内側及び外側の円筒形状修正操作により高精度に製造されうる。機械加工されるコンポーネント２の直径は、面２３の直径を決定し、よって、中間オルガン１１の選択を決定し、結果的に、Ｖ字形状部８内の面２３及び２５の共通軸線の配置を決定し、この配置は不変である。

図１に示されるように、インサート１９は、フランジ２４の正面部に対してネジ２０により押圧され、結果的に、Ｖ字形状部８を形成するハウジングの面９に対して押圧される。

シリーズの変更作業には、インサート１９により保持されるコンポーネント１１を変更することが含まれる。ネジ２０は組立体をロックし、ピン２１は、ネジ２０の締め付ける際の回転であってコンポーネント１１に回転をもたらす傾向のある回転における摩擦トルクを処理する役割を果たす。

よって、上述されたサポート組立体は、コンポーネントの軸線が台座に対して厳密に決定され、それによって、コンポーネントの軸線が機械ベース１に対して厳密に決定されるように、機械加工されるコンポーネントを所定位置に保持する。所定の精度にてコンポーネントを機械加工することを可能とするために、コンポーネントは、サポート組立体により形成される軸線のまわりに該コンポーネントが正確に回転するように駆動されなければならない。工作機械は、スピンドルを有する加工ヘッドを備え、機械加工されるコンポーネントは固定され、これらの手段により駆動される。もし必要であるならば、この加工ヘッドは、フローティングタイプのスピンドルとされてもよい。

当業者には容易に理解されうるように、本発明の案内デバイスのサポート組立体のＶ字形状部８は、傾斜していて対称な２つの平坦な側部を有しているが、湾曲された一対の凸状または凹状面を有するようにされてもよく、あるいは、湾曲された一対の凸状または凹状面に置き換えられてもよく、例えば、二つのピンにより置き換えられてもよい。本発明の文脈における”Ｖ字形状部”なる用語は、任意の対の面であって、該面が直線的なものか湾曲されているものであるかにかかわらず、円筒状コンポーネントに対する２つの直線的母線に従うサポートとしての役割を果たすように配置される対の面を示すものである。

Claims (5)

1. 円筒状コンポーネントを機械加工する機械における高精度案内デバイスであって、
   前記コンポーネント（２）のための固定軸線を形成するサポート組立体（８、９、１１、１４、１５、１７）を具備し、
   該サポート組立体は、
   台座（３）と相互に依存するＶ字形状部（８）と、
   前記Ｖ字形状部に適応するように構成された相互に交換可能な中間オルガン（１１）のセットであって、各シリーズの前記円筒状コンポーネントの特定の直径のそれぞれに対応する中間オルガン(１１)のセットと、
   機械加工される前記コンポーネントを前記Ｖ字形状部にて前記中間オルガンに対して押圧するサポートフィンガー（１４）とを有する、ことを特徴とする高精度案内デバイス。
2. 前記コンポーネントのシリーズの迅速な変更を可能とすべく、相互に交換可能な前記各中間オルガン（１１）は、機械加工されるコンポーネントのシリーズの該コンポーネントの直径にリングの一領域の形状にて調整され、また、前記Ｖ字形状部（８）と機械加工される前記円筒状コンポーネント（２）との間において前記Ｖ字形状部（８）に設置されるように外面的に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記中間オルガンの各々は、前記コンポーネントの直径に対応する円筒状の凹状面において、該中間オルガンに対して予定されている各シリーズのコンポーネント（２）を受容しうるように高精度に調整されたサポート小平面(２３)を備え、また、凹状の前記サポート小平面に正確に同軸的な凸状円筒状面の部分（２５）であって前記Ｖ字形状部の側部（８）に対して静止して配置される凸状円筒状面の部分を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
4. 前記各中間オルガン(１１)における前記凸状円筒状面の部分(２５)は、前記中間オルガンの径方向フランジ(２４)の端部を形成する外側側部であり、前記中間オルガンはインサート（１９）により前記Ｖ字形状部にて前記台座に固定され、該インサートは、前記台座に対する固定ネジ(２０)用の穴と前記インサートにピン(２１)を配置するための２つの穴とを備え、これらのピンは前記Ｖ字形状部の外側にて前記台座に係合される、ことを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
5. 前記サポートフィンガー（１４）は、前記Ｖ字形状部の内側面（８）により形成される軸線に正確に直交する軸線(１６)のまわりに前記台座に対して旋回する鐙(１５)に固定され、機械加工される前記コンポーネント（２）に対して押圧される、ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。

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