JP3198719U - 縦型切削装置の加工用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】縦型切削装置のテーブルの外径に対してワークの外径が大きい場合でも、ワークをテーブルに安定して固定し、精度良く加工できる加工用治具を提供する。【解決手段】加工用治具１は、平面視で円形の外形形状を有する治具本体６と、治具本体６の上面に形成されてワークＷが載置される載置面７と、載置面７に載置されたワークＷを固定するためのボルト挿通孔８（固定部）と、テーブル３に設置されたチャック爪１３によって径方向にチャッキングされるべく治具本体６の外周部に設けられた外周固定部１２とを備え、外周固定部１２の外径Ｄ１は、載置面７の外径Ｄ２およびチャック爪１３の最大チャッキング径Ｄ３よりも小さく設定されている。【選択図】図４

Description

本考案は、縦型旋盤や縦型フライス等の縦型切削装置において、テーブルとワーク（被加工物）との間に介装されてワークをテーブルに安定的に固定するための、縦型切削装置の加工用治具に関するものである。

例えば特許文献１等に開示されているように、縦型旋盤には円形のテーブルが設けられ、これに３〜４つのチャック爪が設けられている。切削加工されるワークは、これら３〜４つのチャック爪によって外周側からチャッキングされてテーブル上に固定され、テーブルが回転駆動されることにより回転し、バイト等の切削工具によって切削加工される。

例えば、直径が１メートルを超える大型円板状のワークを切削加工する場合には、ワークをテーブルに対して確実に密着させて固定しないと、切削時にワークがテーブルから浮き上がってしまい、加工精度が低下する。ところが、そのためにはワークの形状に合わせてテーブルに固定ボルト孔を穿孔する等しなければならず、テーブルの汎用性が損なわれてしまう。

このため、一般には、ワークの形状に合わせて一回り大きな円板状の加工用治具を形成し、この加工用治具の上面にワークをボルト止めした後、加工用治具を縦型旋盤のテーブル上に載置し、テーブルの外周部付近に設けられた複数のチャック爪でチャッキングする段取りとなる。

特開平９−３２３２３２号公報

しかしながら、ワークの外径がテーブルの外径に匹敵する程大きい場合には、ワークを保持する加工用治具も大径化してしまい、加工用治具をテーブルに取り付けることが困難になる。即ち、複数のチャック爪によって加工用治具を外周側からチャッキングする際に、チャック爪をテーブルの外周輪郭からはみ出す位まで後退させなければならず、これによりチャック爪の基部をテーブルに固定するための固定ボルトを全数締め付けることができなくなり、ワークの加工中にチャック爪の位置がテーブルに対してずれる等し、ワークの固定が不安定になる虞があった。

加工用治具をテーブルに確実に固定するには、加工用治具の外径をテーブルの外径よりも充分に小さくし、チャック爪をテーブルからはみ出させないで加工用治具をチャッキングさせる必要があるが、こうすると加工用治具の外径に対してワークがはみ出してしまい、切削加工時におけるワークの加工精度が低下する懸念が生じる。

本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、縦型切削装置のテーブルの外径に対してワークの外径が大きい場合でも、ワークをテーブルに安定して固定し、精度良く加工することができる縦型切削装置の加工用治具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案は以下の手段を採用する。
即ち、本考案に係る縦型切削装置の加工用治具の第１の態様は、縦型切削装置のテーブル上に載置され、その上面にワークが固定されて切削加工される加工用治具であって、平面視で円形の外形形状を有する治具本体と、前記治具本体の上面に形成されて前記ワークが載置される載置面と、前記載置面に載置された前記ワークを固定するための固定部と、前記テーブルに設置されたチャック爪によって径方向にチャッキングされるべく前記治具本体の外周部に設けられた外周固定部と、を備え、前記外周固定部の外径は前記載置面の外径よりも小さいことを特徴とする。

上記構成において、治具本体の上面に形成された載置面にはワークが載置され、治具本体に設けられた固定部によってワークが載置面に固定される。そして、このようにワークが載置された治具本体が縦型切削装置のテーブル上に載置され、治具本体の外周部に設けられた外周固定部が、テーブルに設置された複数のチャック爪によって、径方向外側から内側に向ってチャッキングされることにより、加工用治具がワークと共にテーブル上に固定される。

治具本体の外周固定部の外径は載置面の外径よりも小さいため、外周固定部をチャッキングするチャック爪の上方に載置面が張り出す形となる。したがって、ワークの外径が載置面の外径と同等な大きさである場合には、平面視でワークの外周輪郭の内側にチャック爪が入り込む態様となる。このため、テーブルの外径に匹敵、あるいはテーブルの外径を超えるような大きさのワークを載置面に載置しても、従来のようにチャック爪をテーブルからはみ出す位まで後退させなくてよく、チャック爪を規定の数量のボルトで確実にテーブルに締結することができる。したがって、ワークの加工中にチャック爪の位置がテーブルに対してずれたりすることを防止し、ワークをテーブルに対して安定的に固定して精度良く加工することができる。

さらに、載置面の張り出し量、即ち外周固定部の外径と載置面の外径との差を大きく取ることによって、テーブルの外径を超える外径を有するワークであっても安定してテーブルに固定することが可能になり、これを精度良く加工することができる。

また、本考案に係る縦型切削装置の加工用治具の第２の態様は、前記第１の態様において、前記外周固定部の外径は前記チャック爪の最大チャッキング径よりも小さいことを特徴とする。

上記構成によれば、加工用治具をテーブルに固定する複数のチャック爪がテーブルの外周輪郭からはみ出さないため、各チャック爪を規定の数量の固定ボルトで確実にテーブルに締結し、これらのチャック爪によって加工用治具およびワークをテーブルに対して安定性良く固定し、ひいてはワークを精度良く加工することができる。

また、本考案に係る縦型切削装置の加工用治具の第３の態様は、前記第１または第２の態様において、前記治具本体の中心部に形成された中心孔と、前記中心孔の内周部に形成されて前記テーブルに設置された固定具が掛止される内周段差部と、をさらに有することを特徴とする。

上記構成によれば、前記のようにテーブルに設置されたチャック爪で治具本体の外周固定部をチャッキングすると同時に、テーブルに設置された固定具を治具本体の内周段差部に掛止し、固定具を締結することにより、治具本体の外周部と内周部の両方をテーブルに固定することができる。これにより、加工用治具をテーブルに安定的に固定し、ワークを精度良く加工することができる。

また、本考案に係る縦型切削装置の加工用治具の第４の態様は、前記第３の態様において、前記内周段差部は、前記中心孔の内周面に周方向に沿って延びるように形成された内周溝の下面であることを特徴とする。

上記構成によれば、内周段差部に掛止された固定具の上方に載置面が張り出す形となり、平面視で固定具が載置面（中心孔）の内周部よりも外周側に出っ張る態様となる。このため、中心孔の内径を小さくして載置面の面積を大きくし、ワークを加工用治具に対して安定性良く固定し、ワークを精度良く加工することができる。

以上のように、本考案に係る縦型切削装置の加工用治具によれば、縦型切削装置のテーブルの外径に対してワークの外径が大きい場合でも、ワークをテーブルに安定して固定し、精度良く加工することができる。

本考案の一実施形態に係る加工用治具が縦型切削装置のテーブル上に設置された状態をワークと共に示す縦断面図である。 図１のII-II矢視による加工用治具およびテーブルの平面図である。 加工用治具の単体の縦断面図である。 図１のIV部を拡大して本考案の一実施形態を示す縦断面図である。 図４のV-V線に沿う縦断面図である。 図１のVI-VI線に沿う縦断面図である。

以下に、本考案の一実施形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。
図１は、本考案の一実施形態に係る加工用治具１が縦型旋盤２（縦型切削装置）のテーブル（ベッド）３の上に設置された状態をワークＷ（被加工物）と共に示す縦断面図である。

ここに示すワークＷは、例えば外径が１５００ｍｍ程度の大きな外径を持つドーナツ形円板状のスペーサ部品である。図２に示すように、加工用治具１およびテーブル３も円形である。ワークＷは加工用治具１を介してテーブル３の上に固定され、テーブル３と共に回転し、バイト等の切削工具４によって厚み方向の寸法を切削加工される。

図２および図３にも示すように、加工用治具１は、平面視で円形の外形形状を有する治具本体６を備えており、この治具本体６の上面に、ワークＷが載置される平坦な載置面７が形成されている。また、この載置面７上に載置されたワークＷを固定するために、治具本体６の中心から所定の半径のピッチ円に沿って例えば２４箇所のボルト挿通孔８（固定部）が穿設されている。一方、図１に示すように、ワークＷには治具本体６のボルト挿通孔８に整合する位置に雌ネジ孔９が形成されており、治具本体６のボルト挿通孔８に下方から挿通された固定ボルト１０がワークＷの雌ネジ孔９に締結され、これによってワークＷが治具本体６の載置面７上に固定されて加工用治具１に対して一体化される。

治具本体６の外周部には外周固定部１２が形成されている。この外周固定部１２は、テーブル３に設置された４つのチャック爪１３によって径方向の外側から内側に向かってチャッキングされる部分である。図４に示すように、外周固定部１２の外径Ｄ１は、載置面７の外径Ｄ２よりも小さく設定されている。一例として、載置面７の外径Ｄ２が１６００ｍｍであり、外周固定部１２の外径Ｄ１が１５４０ｍｍとなっている。したがって、外周固定部１２の外周面と載置面７の外周面との間には３０ｍｍの段差が存在している。

図１、図２、図４、図５に示すように、テーブル３の上面には、９０°間隔で４箇所に、テーブル３の径方向に沿って外周側に突き抜けるチャック溝１５が刻設されており、このチャック溝１５にブロック状のチャックホルダ１６が嵌合されている。チャックホルダ１６はチャック溝１５に沿ってスライドすることができ、チャッキングする品物の外形に応じて所定の位置で例えば４本の固定ボルト１７によりテーブル３に締結固定される。また、チャックホルダ１６にもテーブル３の径方向に沿うスライド溝１８が形成されており、このスライド溝１８にチャック爪１３が嵌合されている。チャック爪１３はスライド溝１８に沿って径方向に移動することができる。チャックホルダ１６に対するチャック爪１３の位置は、例えばネジ送り機構１９（図５参照）によって調整される。

テーブル３上に加工用治具１を設置する際には、テーブル３と加工用治具１との間に所定の厚みの定盤２１（図１参照）を介在させて加工用治具１を載置した後、ネジ送り機構１９を操作して４つのチャック爪１３をテーブル３の中心方向に向かってスライドさせ、チャック爪１３が治具本体６の外周固定部１２に当接したら、ネジ送り機構１９を更に締め込むことで加工用治具１（治具本体６）を堅固にチャッキングすることができる。

図４に示すように、治具本体６の外周固定部１２の外径Ｄ１は、チャック爪１３の最大チャッキング径Ｄ３よりも小さく設定されている。一例として、最大チャッキング径Ｄ３が１５６０ｍｍであるのに対し、外周固定部１２の外径Ｄ１は前述の通り１５４０ｍｍとなっており、半径で１０ｍｍ小さくなっている。

一方、図１〜図３に示すように、治具本体６の中心部には中心孔２３が形成されている。この中心孔２３の内径Ｄ４（図３参照）は、一例として６００ｍｍに設定されている。また、この中心孔２３の内周面には、周方向に沿って延びるように内周溝２４が形成されている。この内周溝２４の内径Ｄ５は、例えば６４０ｍｍに設定されている。このため、中心孔２３の内周面と、内周溝２４の内周面との間に２０ｍｍの段差が存在している。そして、内周溝２４の下面が内周段差部２５とされている。

図１、図２に示すように、テーブル３の中央部には貫通穴２７が形成されており、その内周面から放射方向に、例えば４本のボルト係止溝２８が延びている。図６にも示すように、これらのボルト係止溝２８にはスタッドボルト２９の頭部がスライド自在に挿入されている。スタッドボルト２９は、その頭部がボルト係止溝２８の内部の段部に係止されるため、上方に抜けることはないが、ボルト係止溝２８の長手方向に沿ってスライドすることができる。

スタッドボルト２９の軸部にはバー状の固定具３１の中間部に形成された貫通孔３２（図６参照）が差し込まれる。固定具３１の一端は、治具本体６の中心孔２３（内周溝２４）の内周段差部２５上に掛止される。また、固定具３１の他端は、テーブル３の上面に立てられたかまし部材３３の上に載置される。そして、スタッドボルト２９の軸部にナット３４が螺合され、このナット３４が固定具３１に対して締結される。これにより、固定具３１を下方に押し下げる力が発生し、この力によって加工用治具１の中心孔２３の付近がテーブル３に対して堅固に押し付けられて固定される。

以上のように構成された加工用治具１は、その治具本体６の外周固定部１２の部分が、テーブル３の外周部に設けられた４つのチャック爪１３によって径方向外側から内側に向ってチャッキングされて固定されると共に、治具本体６の中心孔２３に設けられた内周段差部２５が、テーブル３の中心部付近に設けられた４つの固定具３１によって固定されるために、テーブル３に対して位置ずれを起こすことなく確実に固定することができる。

この加工用治具１は、図４に示すように、治具本体６の外周固定部１２の外径Ｄ１が、載置面７の外径Ｄ２よりも小さく設定されているため、外周固定部１２をチャッキングするチャック爪１３の上方に載置面７が張り出す形となる。したがって、ワークＷの外径が載置面７の外径と同等な大きさである場合には、平面視でワークＷの外周輪郭の内側にチャック爪１３が入り込む態様となる。

このため、テーブル３の外径に匹敵するような大きさのワークＷを載置面７に載置しても、従来のようにチャック爪１３をテーブル３からはみ出す位まで後退させなくてよく、チャック爪１３を規定の数量の固定ボルト１７で確実にテーブル３に締結することができる。したがって、ワークＷの加工中にチャック爪１３の位置がテーブル３に対してずれたりすることを防止し、ワークＷをテーブル３に対して安定的に固定して精度良く加工することができる。

さらに、載置面７の張り出し量、即ち外周固定部１２の外径Ｄ１と載置面７の外径Ｄ２との差を大きく取ることによって、テーブル３の外径を超える外径を有するワークであっても安定してテーブル３に固定することが可能になり、これを精度良く加工することができる。

また、外周固定部１２の外径Ｄ１が、チャック爪１３の最大チャッキング径Ｄ３よりも小さく設定されているため、加工用治具１をテーブル３に固定する複数のチャック爪１３がテーブル３の外周輪郭からはみ出さない。このため、各チャック爪１３を規定の数量（ここでは４本）の固定ボルト１７で確実にテーブル３に締結し、これらのチャック爪１３によって加工用治具１およびワークＷをテーブル３に対して安定性良く固定し、ワークＷを精度良く加工することができる。

さらに、治具本体６の中心部に形成された中心孔２３と、この中心孔２３の内周部に形成されて、テーブル３に設置された固定具３１が掛止される内周段差部２５とを備えているため、テーブル３に設置されたチャック爪１３で治具本体６の外周固定部１２をチャッキングし、治具本体６の外周部を固定すると同時に、テーブル３に設置された固定具３１を治具本体６の内周段差部２５に掛止し、固定具３１をスタッドボルト２９とナット３４で締結することにより、治具本体６の内周部をテーブル３に固定できる。このように、治具本体６の外周部と内周部の両方をテーブル３に固定することができるため、加工用治具１をテーブル３に対して安定的に固定し、ワークＷを精度良く加工することができる。

また、内周段差部２５は、中心孔２３の内周面に周方向に沿って延びるように形成された内周溝２４の下面とされているため、図１に示すように、内周段差部２５に掛止された固定具３１の上方に載置面７が張り出す形となり、平面視（図２参照）では固定具３１が載置面７（中心孔２３）の内周部よりも外周側に出っ張る態様となる。このため、中心孔２３の内径を小さくして載置面７の面積を大きくすることができる。載置面７の面積が大きくなれば、ワークＷを加工用治具１に対して安定性良く固定して精度良く加工することができる。

なお、本考案は上記の各実施形態のみに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では加工用治具１が縦型旋盤２の回転式のテーブル３に設置され、この加工用治具１の上に載置されたワークＷが加工用治具１と共に回転し、固定式の切削工具４によって切削加工される態様となっているが、加工用治具１を縦フライス盤等の固定テーブル（ベッド）に設置し、ワークＷに対して回転式の切削工具がワークＷの切削加工を行う態様としてもよい。また、上記実施形態で説明したテーブル３側のチャック爪１３や固定具３１等の構造や位置、数量等に変更を加えてもよい。

１ 加工用治具
２ 縦型旋盤（縦型切削装置）
３ テーブル
６ 治具本体
７ 載置面
８ ボルト挿通孔（固定部）
９ 雌ネジ孔
１０ 固定ボルト
１２ 外周固定部
１３ チャック爪
２３ 中心孔
２４ 内周溝
２５ 内周段差部
３１ 固定具
Ｄ１ 外周固定部の外径
Ｄ２ 載置面の外径
Ｄ３ 最大チャッキング径
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 縦型切削装置のテーブル上に載置され、その上面にワークが固定されて切削加工される加工用治具であって、
   平面視で円形の外形形状を有する治具本体と、
   前記治具本体の上面に形成されて前記ワークが載置される載置面と、
   前記載置面に載置された前記ワークを固定するための固定部と、
   前記テーブルに設置されたチャック爪によって径方向にチャッキングされるべく前記治具本体の外周部に設けられた外周固定部と、を備え、
   前記外周固定部の外径は前記載置面の外径よりも小さいことを特徴とする縦型切削装置の加工用治具。
2. 前記外周固定部の外径は前記チャック爪の最大チャッキング径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の縦型切削装置の加工用治具。
3. 前記治具本体の中心部に形成された中心孔と、
   前記中心孔の内周部に形成されて前記テーブルに設置された固定具が掛止される内周段差部と、をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の縦型切削装置の加工用治具。
4. 前記内周段差部は、前記中心孔の内周面に周方向に沿って延びるように形成された内周溝の下面であることを特徴とする請求項３に記載の縦型切削装置の加工用治具。

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