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JP2011079104A - Chuck device - Google Patents

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JP2011079104A
JP2011079104A JP2009234328A JP2009234328A JP2011079104A JP 2011079104 A JP2011079104 A JP 2011079104A JP 2009234328 A JP2009234328 A JP 2009234328A JP 2009234328 A JP2009234328 A JP 2009234328A JP 2011079104 A JP2011079104 A JP 2011079104A
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JP
Japan
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workpiece
main shaft
jaw
chuck
jaws
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009234328A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Nakanishi
彰 中西
Hironori Kokuni
弘典 小国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the chucking accuracy of a chuck device suitable for grasping a workpiece having a tapered surface on its tapered surface. <P>SOLUTION: A jaw holder 20 is mounted on a chuck body 10 slidably in the radial direction of a spindle 2, and a jaw 30 is mounted on each jaw holder 20 turnably on the plane including the axis of the spindle 2. A grip part 31 of each jaw can be reliably grasped along a peripheral surface of a workpiece W by advancing/retracting each jaw holder 30, and turning each jaw 30 in the forward/reverse direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、工作機械の主軸端に取り付けられ、テーパ面を有するワークをそのテーパ面で把握するのに好適なチャック装置およびチャック方法に関する。   The present invention relates to a chuck device and a chuck method that are suitable for grasping a workpiece having a tapered surface attached to a spindle end of a machine tool by the tapered surface.

円すいころ軸受の軌道輪のように、周面にテーパ面を有するワーク(加工対象物)を工作機械で加工する際には、工作機械の主軸端に取り付けられたチャック装置によりそのテーパ面を把握する必要が生じる。   When machining a workpiece (object to be processed) having a tapered surface on the peripheral surface, such as a tapered ring of a tapered roller bearing, with a machine tool, grasp the tapered surface with a chuck device attached to the spindle end of the machine tool. Need to do.

このようなワークのテーパ面を把握するためのチャック装置として、特許文献1に開示されているように、内径把握型コレットのその内径面自体をテーパ面にしたコレットチャック装置がある。
また、特許文献2に開示されているように、加工時にはチャック装置とワークのテーパ面との隙間を樹脂で充填して固定し、加工が終わると樹脂を溶かして取り除くことでワークをチャックから取り外し可能としたチャック装置がある。
As a chuck device for grasping the taper surface of such a workpiece, as disclosed in Patent Document 1, there is a collet chuck device in which the inner diameter surface of the inner diameter grasping collet is a tapered surface.
As disclosed in Patent Document 2, the gap between the chuck device and the taper surface of the workpiece is filled and fixed with resin during processing, and the workpiece is removed from the chuck by melting and removing the resin when processing is completed. There is a chuck device that made it possible.

しかし、特許文献1のコレットチャック装置の場合、コレットのテーパ面の傾斜角および径と、ワークのテーパ面の傾斜角および径とが、設計誤差などにより一致しない場合、両テーパ面間に隙間が生じて十分な把握力を得ることができず、チャッキングの精度が悪い欠点がある。
また、特許文献2のチャック装置の場合、使用のたびに、樹脂の充填作業および除去作業を繰り返す必要があるため、チャッキングに手間や時間がかかる欠点がある。
However, in the case of the collet chuck device of Patent Document 1, if the inclination angle and diameter of the tapered surface of the collet and the inclination angle and diameter of the tapered surface of the workpiece do not match due to a design error or the like, there is a gap between both tapered surfaces. As a result, sufficient gripping power cannot be obtained, and the chucking accuracy is poor.
Further, in the case of the chuck device of Patent Document 2, since it is necessary to repeat the resin filling operation and the removing operation every time it is used, there is a drawback that it takes time and effort for chucking.

特開平07−051909号公報JP 07-051909 A 特開平06−039601号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-039601

そこでこの発明の解決すべき課題は、テーパ面を有するワークをそのテーパ面で把握するのに好適なチャック装置について、チャッキングの精度を高め、かつチャッキングの時間を短縮することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to increase the chucking accuracy and shorten the chucking time for a chuck device suitable for grasping a workpiece having a tapered surface by the tapered surface.

上記した課題を解決するため、発明にかかるチャック装置を、工作機械の主軸端に固定され、その先端部にワークの端面を当てて位置決めするチャック本体と、前記チャック本体に対し、前記主軸の径方向にスライド可能に取り付けられ、前記主軸の周方向に並列する複数のジョーホルダと、前記各ジョーホルダに対し、前記主軸の軸心を含む平面上を回動可能に取り付けられ、前記ワークの周面への対向箇所にグリップ部を有する複数のジョーと、前記各ジョーホルダを前記主軸の径方向に進退動させる第1の駆動手段と、前記各ジョーを前記主軸の軸心を含む平面上を正逆回動させる第2の駆動手段を備える構成としたのである。
そして、前記第1および第2の駆動手段により、前記各ジョーを移動させてそのグリップ部の面全体で前記ワークの周面を把握可能としたのである。
In order to solve the above-described problems, a chuck device according to the invention is fixed to a spindle end of a machine tool and positioned by placing an end face of a workpiece against a tip of the chuck device, and the diameter of the spindle relative to the chuck body. A plurality of jaw holders that are slidable in the direction of the main shaft and are arranged in parallel in the circumferential direction of the main shaft, and are attached to each of the jaw holders so as to be rotatable on a plane including the axis of the main shaft. A plurality of jaws having a grip portion at a location facing the surface, first drive means for moving the jaw holders forward and backward in the radial direction of the main shaft, and each jaw on a plane including the axis of the main shaft. The second drive means for forward and reverse rotation is provided.
Then, the jaws are moved by the first and second driving means so that the peripheral surface of the workpiece can be grasped by the entire surface of the grip portion.

ジョーを主軸の径方向に進退動可能とし、さらに主軸の軸心を含む平面上を正逆回動可能としたので、動きの自由度が高く、そのグリップ部をワークの周面(把握面)に沿わせてワークを確実に把握することができ、チャッキングの精度が高まる。
チャッキングの精度が高く、把握力が強いため、ワークが焼入鋼からなる場合のような、高負荷の加工にも対応できる。
The jaws can be moved back and forth in the radial direction of the main shaft, and can be rotated forward and backward on the plane that includes the axis of the main shaft. As a result, the workpiece can be grasped with certainty and the accuracy of chucking is increased.
Because the chucking accuracy is high and the gripping force is strong, it can be used for high-load machining such as when the workpiece is made of hardened steel.

またジョーのみでワークを把握するため、特許文献2のチャック装置のように使用のたびに樹脂の充填作業および除去作業を繰り返す必要はない。
さらに、ジョーを回動させることでその傾斜角度を変更可能であるため、把握面の傾斜角度が異なる種々のワークをチャックする際にもジョーを取り替える必要がない。
そのため、手間をかけることなく短時間でチャッキングすることができる。
Further, since the workpiece is grasped only by the jaws, it is not necessary to repeat the filling and removing operations of the resin each time it is used unlike the chuck device of Patent Document 2.
Furthermore, since the tilt angle can be changed by rotating the jaw, it is not necessary to replace the jaw when chucking various workpieces having different grip surface tilt angles.
Therefore, it is possible to perform chucking in a short time without trouble.

ワークの把握面の略全体をほぼ均等の力で把握するため、チャッキング時のワークの変形を防止することができる。
さらに、構造が簡単であるため、大量生産が可能であり、製造コストを抑えることができる。
Since almost the entire grasping surface of the workpiece is grasped with almost equal force, deformation of the workpiece during chucking can be prevented.
Furthermore, since the structure is simple, mass production is possible and manufacturing costs can be reduced.

このようなチャック装置としては、いわゆるワークの外周面を把握する外径チャック方式およびワークの内周面を把握する内径チャック方式のいずれもが含まれる。
内径チャック方式の場合には前記ワークは内周面を有する円筒形ワークであり、前記各ジョーホルダはこの円筒形ワークに差し込まれ、前記各ジョーはジョーホルダの外径側に取り付けられることになる。
As such a chuck device, both an outer diameter chucking method for grasping the outer peripheral surface of the workpiece and an inner diameter chucking method for grasping the inner peripheral surface of the workpiece are included.
In the case of the inner diameter chuck method, the workpiece is a cylindrical workpiece having an inner peripheral surface, each jaw holder is inserted into the cylindrical workpiece, and each jaw is attached to the outer diameter side of the jaw holder. .

チャック装置が内径チャック方式の場合には、前記第1の駆動手段を、前記主軸を挿通し、主軸の軸方向にスライド可能なドローバーと、前記各ジョーホルダを、互いに接近する向きに付勢する弾性部材と、前記ジョーホルダの内径側に形成され、前記ドローバーの当接により前記主軸の径方向に押されるテーパ部から構成すると構造が簡単で信頼性が高いため好ましい。   When the chuck device is of an inner diameter chuck type, the first driving means urges the draw bar, which is slidable in the axial direction of the main shaft through the main shaft, and the jaw holders so as to approach each other. It is preferable that the elastic member and a tapered portion formed on the inner diameter side of the jaw holder and pressed in the radial direction of the main shaft by the draw bar contact are simple and reliable.

また、この内径チャック方式の場合において、前記ジョーを、その先端部が後端部よりも前記主軸の軸心から離れる向きに傾斜する位置と、前記主軸の軸心に対して平行となる位置との間を回動可能にする構成が採用できる。
このように構成すると、ワークの内周面がテーパ面である場合に、ジョーを主軸の軸心に対して平行にすることでワークをテーパ面の小径側からチャック装置に装填することができ、ついでジョーを先端部が後端部よりも主軸の軸心から離れる向きに回動させて把握することが可能である。
この場合、ワークをチャック装置に引き込む方向に力が作用するため、より把握力を増すことができる。
Further, in the case of this inner diameter chuck system, the jaw has a position where its tip end is inclined in a direction away from the axis of the main shaft with respect to the rear end, and a position parallel to the axis of the main shaft. It is possible to adopt a configuration that enables rotation between the two.
With this configuration, when the inner peripheral surface of the workpiece is a tapered surface, the workpiece can be loaded into the chuck device from the small diameter side of the tapered surface by making the jaw parallel to the axis of the main shaft, Then, it is possible to grasp the jaw by rotating the jaw in a direction in which the front end portion is farther from the axis of the main shaft than the rear end portion.
In this case, since a force acts in a direction in which the workpiece is pulled into the chuck device, the grasping force can be further increased.

前記第2の駆動手段を、前記主軸の軸方向にスライド可能なピストンを有するシリンダと、前記ジョーとピストンとをリンク結合するアームから構成すると構造が簡単で信頼性が高いため好ましい。   It is preferable that the second driving means is composed of a cylinder having a piston slidable in the axial direction of the main shaft and an arm that links and connects the jaw and the piston because the structure is simple and the reliability is high.

前記ジョーのグリップ部が、前記ワークの周面が当接したか否かを判別する着座センサを、前記主軸の軸方向に並列して複数有する構成を採用すると、グリップ部の面全体でワークを把握したか否かが簡単な構成で確認できるため好ましい。   By adopting a configuration in which the grip portion of the jaw has a plurality of seating sensors for determining whether or not the peripheral surface of the workpiece is in contact with each other in parallel in the axial direction of the main shaft, the workpiece can be moved over the entire surface of the grip portion. It is preferable because it can be confirmed with a simple configuration whether or not it has been grasped.

具体的なチャック方法としては、前記複数のジョーのグリップ部を前記ワークのテーパ面に対向させるステップと、前記複数のジョーを、そのグリップ部の一部が前記ワークのテーパ面に当接するまで前記主軸の径方向にスライドさせるステップと、前記ジョーのグリップ部の一部が前記ワークのテーパ面に当接した状態から、前記複数のジョーを、そのグリップ部の略全体が前記ワークのテーパ面に当接するまで前記主軸の軸心を含む平面上を回動させるステップからなるのが好ましい。   As a specific chucking method, the grip portions of the plurality of jaws are opposed to the tapered surface of the workpiece, and the plurality of jaws are arranged until a part of the grip portion contacts the tapered surface of the workpiece. From the step of sliding in the radial direction of the main shaft and a state in which a part of the grip portion of the jaw is in contact with the taper surface of the work, the plurality of jaws are substantially entirely on the taper surface of the work. Preferably, the method includes a step of rotating on a plane including the axis of the main shaft until contact.

あるいは、前記複数のジョーのグリップ部を前記ワークのテーパ面に対向させるステップと、前記複数のジョーを、前記主軸の径方向に所定量スライドさせるサブステップと、前記主軸の軸心を含む平面上を所定角度回動させるサブステップを交互に繰り返すことでそのグリップ部の全体を前記ワークのテーパ面に当接させるステップからなるのが好ましい。   Alternatively, on the plane including the step of causing the grip portions of the plurality of jaws to face the taper surface of the workpiece, the sub-step of sliding the plurality of jaws by a predetermined amount in the radial direction of the main shaft, and the axis of the main shaft It is preferable that the step further comprises the step of bringing the entire grip portion into contact with the taper surface of the workpiece by alternately repeating sub-steps of rotating a predetermined angle.

ジョーを主軸の径方向に進退動可能とし、かつ主軸の軸心を含む平面上を正逆回動可能としたので、動きの自由度が高く、ワークの周面を確実に把握可能となる。   Since the jaws can be moved back and forth in the radial direction of the main shaft and can be rotated forward and backward on a plane including the axis of the main shaft, the degree of freedom of movement is high and the peripheral surface of the workpiece can be reliably grasped.

第1実施形態のチャック装置の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a chuck device according to a first embodiment. 第1実施形態のチャック装置の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a chuck device according to a first embodiment. 第1実施形態のチャック装置の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a chuck device according to a first embodiment. 第1実施形態のチャック装置の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a chuck device according to a first embodiment. 第2実施形態のチャック装置の縦断面図Longitudinal sectional view of the chuck device of the second embodiment 第3実施形態のチャック装置の縦断面図Vertical sectional view of the chuck device of the third embodiment

以下、図面を参照しつつこの発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1から図4に示す第1実施形態の内径チャック方式のチャック装置1は、工作機械の主軸台の主軸2の先端部に取り付けられ、内周面がテーパ面tとなっている円筒形ワークWのそのテーパ面tの把握に好適に用いられる。   A chuck device 1 of an inner diameter chuck system according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is attached to a tip end portion of a spindle 2 of a spindle head of a machine tool, and has a cylindrical work whose inner peripheral surface is a tapered surface t. It is suitably used for grasping the tapered surface t of W.

詳しくは、チャック装置1は、主軸2の端部(主軸端)に固定されるチャック本体10と、チャック本体10に対して主軸2の径方向にスライド可能に取り付けられる複数のジョーホルダ20と、各ジョーホルダ20に対して主軸2の軸心を含む平面上を回動可能に取り付けられる複数のジョー30を備える。
また、工作機械の主軸2には、入れ子状にドローバー3が挿通している。ドローバー3は、主軸2の軸方向にスライド可能であり、その先端部が先細りのテーパをなしている。
Specifically, the chuck device 1 includes a chuck main body 10 fixed to an end portion (main shaft end) of the main shaft 2, a plurality of jaw holders 20 attached to the chuck main body 10 so as to be slidable in the radial direction of the main shaft 2, A plurality of jaws 30 attached to each jaw holder 20 so as to be rotatable on a plane including the axis of the main shaft 2 are provided.
Further, a draw bar 3 is inserted into the main shaft 2 of the machine tool in a nested manner. The draw bar 3 is slidable in the axial direction of the main shaft 2, and the tip thereof has a tapered taper.

チャック本体10は、主軸2の端に固定されたドーナツ板形のベース11と、ベース11の前面の周縁部に固定されたスリーブ12と、スリーブ12の先端部に固定されたストッパリング13と、からなり、ドーナツ板形のベース11には、ドローバー3が挿通している。   The chuck body 10 includes a donut plate-shaped base 11 fixed to the end of the main shaft 2, a sleeve 12 fixed to the peripheral edge of the front surface of the base 11, and a stopper ring 13 fixed to the tip of the sleeve 12; The drawbar 3 is inserted through the base 11 having a donut plate shape.

ブロック型のジョーホルダ20は、主軸2の周方向に等間隔を置いて複数配置され、その後部はチャック本体10のスリーブ12およびストッパリング13に周囲を囲まれている。
ジョーホルダ20は、主軸2の径方向にスライド可能となるように、その後端部がチャック本体10のベース11の前面に嵌めあわされている。さらに、各ジョーホルダ20は図示省略の弾性部材によりドローバー3に接近する向きに付勢されている。
A plurality of block-type jaw holders 20 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the main shaft 2, and the rear part is surrounded by the sleeve 12 and the stopper ring 13 of the chuck body 10.
The jaw holder 20 is fitted to the front surface of the base 11 of the chuck body 10 so that the jaw holder 20 can slide in the radial direction of the main shaft 2. Furthermore, each jaw holder 20 is biased in a direction approaching the draw bar 3 by an elastic member (not shown).

またジョーホルダ20の内径部には、ドローバー3の先端部と同方向に傾斜するテーパ部21が形成されている。ここで先端部を除いたドローバー3の径は、弾性部材の付勢により互いに接近した複数のジョーホルダ20のテーパ部21同士を結んだ仮想円の径よりも大きくなっている。
したがって、ドローバー3が前進するとその先端部がジョーホルダ20のテーパ部21に当接し、ついで楔作用によりジョーホルダ20を径方向に押す。そのため、ジョーホルダ20は互いに離反する方向にスライドする。またドローバー3が後退するとこのような径方向への押圧からジョーホルダ20は解除され、再び互いに接近する方向にスライドすることになる。
これら、ドローバー3、弾性部材、テーパ部21は、チャック装置1の第1の駆動手段を構成する。
Further, a taper portion 21 that is inclined in the same direction as the tip portion of the draw bar 3 is formed on the inner diameter portion of the jaw holder 20. Here, the diameter of the draw bar 3 excluding the tip portion is larger than the diameter of the virtual circle connecting the tapered portions 21 of the plurality of jaw holders 20 that are close to each other by the biasing of the elastic member.
Therefore, when the draw bar 3 moves forward, the tip portion thereof comes into contact with the tapered portion 21 of the jaw holder 20, and then the jaw holder 20 is pushed in the radial direction by the wedge action. Therefore, the jaw holder 20 slides in directions away from each other. Further, when the draw bar 3 moves backward, the jaw holder 20 is released from such radial pressing, and slides in a direction approaching each other again.
The draw bar 3, the elastic member, and the taper portion 21 constitute a first driving unit of the chuck device 1.

さらに、各ジョーホルダ20には、シリンダ22が内蔵されており、そのピストンは、シリンダ22に連通する図示省略の油通路から送り込まれる作動油により、主軸2の軸方向にスライド可能となっている。
また、ジョーホルダ20の外径部は、先細りとなってならい部23を構成している。
Further, each jaw holder 20 has a built-in cylinder 22, and its piston is slidable in the axial direction of the main shaft 2 by hydraulic oil fed from an oil passage (not shown) communicating with the cylinder 22. .
Further, the outer diameter portion of the jaw holder 20 forms a tapered portion 23.

各ジョー30は、その先端部が後端部よりも主軸2の軸心に近づく向きに傾斜した状態で、先端部がジョーホルダ20の先端部へとピン結合され、このピン結合部を中心に主軸2の軸心を含む平面上を回動可能となっている。   Each jaw 30 is pin-coupled to the tip of the jaw holder 20 with the tip thereof inclined toward the axis of the main shaft 2 rather than the rear end, and the pin joint is used as a center. It can rotate on a plane including the axis of the main shaft 2.

また、ジョー30の後端部とシリンダ22のピストンのロッド部とは、アーム32によりリンク結合されている。このため、ピストンが主軸2の軸方向に進退動すると、ジョー30は正逆回動するようになっている。
その回動範囲は、ジョー30がジョーホルダ20のならい部23にならう位置とシリンダ22のピストンが限界まで前進した位置の間である。なお、図示の如くストッパリング13の先端部は、ジョー30の回動の邪魔にならないように内径側が切り欠かれている。
これらシリンダ22、アーム32はチャック装置1の第2の駆動手段を構成する。
Further, the rear end portion of the jaw 30 and the rod portion of the piston of the cylinder 22 are linked by an arm 32. For this reason, when the piston moves forward and backward in the axial direction of the main shaft 2, the jaw 30 rotates forward and backward.
The rotation range is between a position where the jaw 30 follows the follower 23 of the jaw holder 20 and a position where the piston of the cylinder 22 has advanced to the limit. As shown in the drawing, the tip end portion of the stopper ring 13 is notched on the inner diameter side so as not to obstruct the rotation of the jaw 30.
The cylinder 22 and the arm 32 constitute a second drive unit of the chuck device 1.

また、ジョー30はその外径側にグリップ部31を有し、このグリップ部31には、図示省略の主軸2の軸方向に並列する複数の着座センサが付属している。着座センサはエア圧の変化により、前記ワークWの周面がグリップ部31に当接したか否かを判別可能に構成されている。   The jaw 30 has a grip portion 31 on the outer diameter side, and a plurality of seating sensors arranged in parallel in the axial direction of the main shaft 2 (not shown) are attached to the grip portion 31. The seating sensor is configured to be able to determine whether or not the peripheral surface of the workpiece W has come into contact with the grip portion 31 by a change in air pressure.

第1実施形態のチャック装置1の構成は以上のようであり、次に図1から図4を参照してその動作について説明する。   The configuration of the chuck device 1 according to the first embodiment is as described above. Next, the operation will be described with reference to FIGS.

まず図1から図2のように、円筒形のワークWに、チャック装置1のジョーホルダ20を差し込み、ワークWの端面をチャック本体10のストッパリング13に当てると、ワークWは位置決めされる。このときに、ワークWの軸方向の前方から心押し台のセンタ4が押し付けられて抜け止めがなされる。この状態で、図示のようにワークWの内周テーパ面tとジョー30のグリップ部31とは対向している。   First, as shown in FIGS. 1 and 2, when the jaw holder 20 of the chuck device 1 is inserted into a cylindrical workpiece W and the end surface of the workpiece W is brought into contact with the stopper ring 13 of the chuck body 10, the workpiece W is positioned. At this time, the center 4 of the tailstock is pressed from the front of the workpiece W in the axial direction to prevent the workpiece W from coming off. In this state, as shown in the figure, the inner peripheral tapered surface t of the workpiece W and the grip portion 31 of the jaw 30 are opposed to each other.

つぎに、図2から図3のように、ドローバー3を前進させてジョーホルダ20を径方向に移動させ、ジョー30のグリップ部31の一部がワークWのテーパ面tに当接するようにする。グリップ部31の一部がワークWのテーパ面tに当接したかどうかは、着座センサの少なくとも一つのエア圧が変化することで判定可能である。   Next, as shown in FIGS. 2 to 3, the draw bar 3 is moved forward to move the jaw holder 20 in the radial direction so that a part of the grip portion 31 of the jaw 30 abuts against the tapered surface t of the workpiece W. . Whether or not a part of the grip portion 31 is in contact with the tapered surface t of the workpiece W can be determined by a change in at least one air pressure of the seating sensor.

さらに、図3のように、シリンダ22を作動させてジョー30をグリップ部31の略全体がワークWのテーパ面tに当接するまで回動させる。グリップ部31の全体がワークWのテーパ面tに当接したかどうかは、着座センサのすべてのエア圧が変化することで判定可能である。   Further, as shown in FIG. 3, the cylinder 22 is operated to rotate the jaw 30 until substantially the entire grip portion 31 comes into contact with the tapered surface t of the workpiece W. Whether or not the entire grip portion 31 is in contact with the tapered surface t of the workpiece W can be determined by changing all the air pressures of the seating sensor.

ワークWのチャック装置1による主軸台への固定が確認されると、図4のように、主軸を回転させ、刃物台に取り付けられたバイトBにより、ワークWの切削加工を行う。加工後は前記したのと逆の動作を行うことでワークWはチャック装置1から取り外される。   When it is confirmed that the workpiece W is fixed to the spindle stock by the chuck device 1, the spindle is rotated and the workpiece W is cut by the cutting tool B attached to the tool post as shown in FIG. After processing, the workpiece W is removed from the chuck device 1 by performing the reverse operation to that described above.

このように、ジョー30を主軸2の径方向に進退動可能とし、さらに主軸2の軸心を含む平面上を正逆回動可能としたので、動きの自由度が高く、そのグリップ部31をワークWの周面(把握面)に沿わせて確実に短時間で把握することができる。
なお、複数のジョー30は個別に回動制御してもよいし、同期させて回動制御してもよい。
As described above, the jaw 30 can be moved back and forth in the radial direction of the main shaft 2 and can be rotated forward and backward on a plane including the axis of the main shaft 2. It is possible to reliably grasp in a short time along the peripheral surface (grasping surface) of the workpiece W.
Note that the plurality of jaws 30 may be individually controlled to rotate or may be controlled to rotate in synchronization.

図5に示す第2実施形態の外径チャック方式のチャック装置1も、工作機械の主軸2の端に取り付けられ、外周面がテーパ面tとなっている円筒形ワークWのそのテーパ面tの把握に好適に用いられる。
第1実施形態のチャック装置1と同様の構成については、くわしい説明を省略する。
The chuck device 1 of the outer diameter chuck type of the second embodiment shown in FIG. 5 is also attached to the end of the spindle 2 of the machine tool, and the tapered surface t of the cylindrical workpiece W whose outer peripheral surface is a tapered surface t. It is suitably used for grasping.
Detailed description of the same configuration as that of the chuck device 1 of the first embodiment will be omitted.

この実施形態において、ジョーホルダ20は、チャック本体10のスリーブ12およびストッパリング13を囲むように、主軸2の周方向に等間隔を置いてベース11に取り付けられ、主軸2の径方向にスライド可能となっている。
ジョーホルダ20は、ねじ送り等の公知の手段によりスライド位置を変更可能になっている。
In this embodiment, the jaw holder 20 is attached to the base 11 at equal intervals in the circumferential direction of the main shaft 2 so as to surround the sleeve 12 and the stopper ring 13 of the chuck body 10 and is slidable in the radial direction of the main shaft 2. It has become.
The jaw holder 20 can be changed in slide position by known means such as screw feeding.

各ジョー30は、その内径側にグリップ部31を有し、その先端部がジョーホルダ20の先端部にピン結合され、後端部とジョーホルダ20に内蔵されるシリンダ22のピストンのロッド部とがアーム32によりリンク結合されることで、ジョー30は主軸2の軸心を含む平面上を正逆回動可能になっている。   Each jaw 30 has a grip portion 31 on its inner diameter side, a tip portion of which is pin-coupled to a tip portion of the jaw holder 20, a rear end portion, and a rod portion of a piston of a cylinder 22 built in the jaw holder 20. Are linked by the arm 32 so that the jaw 30 can be rotated forward and backward on a plane including the axis of the main shaft 2.

第2実施形態のチャック装置1の構成は以上のようであり、次にその動作について説明する。
円筒形のワークWの端面をチャック本体10のストッパリング13に当てると、ワークWは位置決めされ、ワークWの軸方向の前側から心押し台のセンタ4を押し付けると、抜け止めがなされる。
この状態で、ワークWの外周テーパ面tとジョー30のグリップ部31とは対向している。
The configuration of the chuck device 1 according to the second embodiment is as described above. Next, the operation thereof will be described.
When the end face of the cylindrical workpiece W is brought into contact with the stopper ring 13 of the chuck body 10, the workpiece W is positioned, and when the center 4 of the tailstock is pressed from the front side in the axial direction of the workpiece W, it is prevented from coming off.
In this state, the outer peripheral tapered surface t of the workpiece W and the grip portion 31 of the jaw 30 are opposed to each other.

つぎに、ジョーホルダ20を径方向に所定量移動させることと、シリンダ22を作動させてジョー30を所定角度回動させることとを、グリップ部31の略全体がワークWのテーパ面tに当接するまで繰り返す。全体が当接したか否かは着座センサのすべてのエア圧が変化することで判定可能である。
ここでジョーホルダ20の一回の動作あたりの径方向へのスライド量、平面状の回動角度は任意に設定可能である。
Next, when the jaw holder 20 is moved by a predetermined amount in the radial direction and when the cylinder 22 is actuated to rotate the jaw 30 by a predetermined angle, substantially the entire grip portion 31 contacts the tapered surface t of the workpiece W. Repeat until touching. It can be determined whether all the air pressures of the seating sensor are changed or not.
Here, the sliding amount in the radial direction per one operation of the jaw holder 20 and the planar rotation angle can be arbitrarily set.

図6に示す第3実施形態のチャック装置1は、内径チャック方式においてジョー30の傾斜方向が、上記第1実施形態と逆向き、すなわちジョー30の先端部が後端部よりも主軸2の軸心から離れる向きに傾斜している。
この場合、ジョー30は主軸2の軸心に対して平行になるまで回動可能とする。
In the chuck device 1 of the third embodiment shown in FIG. 6, in the inner diameter chuck system, the inclination direction of the jaw 30 is opposite to that of the first embodiment, that is, the tip end portion of the jaw 30 is the axis of the main shaft 2 rather than the rear end portion. Inclined away from the heart.
In this case, the jaw 30 is rotatable until it becomes parallel to the axis of the main shaft 2.

このように構成すると、ジョー30を主軸2の軸心に対して平行にすることでワークWをテーパ面tの小径側からチャック装置1に装填することができる。ついでジョー30を回動させてチャックすることが可能である。この場合、ワークWをチャック装置1に引き込む方向に力が作用するため、より把握力を増すことができる。
また、ワークWのテーパ面tの小径側からチャック装置1に装填する際にも、チャック装置1を主軸2から取り外す必要がなく、チャッキングの際に手間や時間がかからない。
同様に外径チャック方式においても、ジョー30の傾斜方向を第2実施形態と逆向きに構成してもよい。
If comprised in this way, the workpiece | work W can be loaded into the chuck | zipper apparatus 1 from the small diameter side of the taper surface t by making the jaw 30 in parallel with the axial center of the main axis | shaft 2. FIG. The jaw 30 can then be rotated for chucking. In this case, since a force acts in the direction in which the workpiece W is pulled into the chuck device 1, the grasping force can be further increased.
Further, when the chuck device 1 is loaded from the small diameter side of the taper surface t of the workpiece W, it is not necessary to remove the chuck device 1 from the main shaft 2 and time and effort are not required for chucking.
Similarly, also in the outer diameter chuck system, the inclination direction of the jaw 30 may be opposite to that in the second embodiment.

チャック本体10の構造は、実施形態に限定されず、要は主軸2に固定され、ワークWの端面を当てて位置決めできればよい。
ジョーホルダ20の構造も実施形態に限定されず、要はチャック本体10に対して主軸2の径方向にスライド可能に取り付けられていればよい。ジョーホルダ20の数も、3つ、4つ等任意である。
ジョー30の構造や数も実施形態に限定されず、要はワークWを把持可能であればよい。
ジョーホルダ20を径方向に移動させる第1の駆動手段、およびジョー30を回動させる第2の駆動手段も、実施形態に限定されることはなくモータ等の公知の駆動機構を用いることができる。着座センサもエア式以外の公知のものを用いてもよいし、場合により省略可能である。
このチャック装置1は、周面がテーパ面でないワークの把握にも用いられることは無論である。
The structure of the chuck body 10 is not limited to that of the embodiment, and the main point is that the chuck body 10 may be fixed to the main shaft 2 and positioned by contacting the end face of the workpiece W.
The structure of the jaw holder 20 is not limited to that of the embodiment. In short, the jaw holder 20 may be attached to the chuck body 10 so as to be slidable in the radial direction of the main shaft 2. The number of jaw holders 20 is also arbitrary, such as three or four.
The structure and the number of the jaws 30 are not limited to those in the embodiment.
The first drive means for moving the jaw holder 20 in the radial direction and the second drive means for rotating the jaw 30 are not limited to the embodiment, and a known drive mechanism such as a motor can be used. . As the seating sensor, a known sensor other than the pneumatic sensor may be used, or may be omitted depending on circumstances.
Of course, the chuck device 1 is also used for grasping a workpiece whose peripheral surface is not a tapered surface.

1 チャック装置
2 主軸
3 ドローバー
4 心押し台のセンタ
10 チャック本体
11 ベース
12 スリーブ
13 ストッパリング
20 ジョーホルダ
21 テーパ部
22 シリンダ
23 ならい部
30 ジョー
31 グリップ部
32 アーム
W ワーク
t テーパ面
B バイト
1 Chuck Device 2 Spindle 3 Draw Bar 4 Center of Tailstock 10 Chuck Body 11 Base 12 Sleeve 13 Stopper Ring 20 Jaw Holder 21 Taper 22 Cylinder 23 Shaft 30 Jaw 31 Grip 32 Arm W Work t Tapered Surface B Bit

Claims (8)

工作機械の主軸端に固定され、その先端部にワークの端面を当てて位置決めするチャック本体10と、
前記チャック本体10に対し、前記主軸2の径方向にスライド可能に取り付けられ、前記主軸2の周方向に並列する複数のジョーホルダ20と、
前記各ジョーホルダ20に対し、前記主軸2の軸心を含む平面上を回動可能に取り付けられ、前記ワークの周面への対向箇所にグリップ部31を有する複数のジョー30と、
前記各ジョーホルダ20を前記主軸の径方向に進退動させる第1の駆動手段と、
前記各ジョー30を前記主軸2の軸心を含む平面上で正逆回動させる第2の駆動手段を備えるチャック装置。
A chuck body 10 which is fixed to the spindle end of the machine tool and which positions the tip of the workpiece against the end face of the workpiece;
A plurality of jaw holders 20 attached to the chuck body 10 so as to be slidable in the radial direction of the main shaft 2 and parallel to the circumferential direction of the main shaft 2;
A plurality of jaws 30 attached to the jaw holders 20 so as to be rotatable on a plane including the axis of the main shaft 2 and having grip portions 31 at locations facing the peripheral surface of the workpiece;
First driving means for moving each jaw holder 20 forward and backward in the radial direction of the main shaft;
A chuck device comprising second driving means for rotating each jaw 30 forward and backward on a plane including the axis of the main shaft 2.
前記ワークは内周面を有する円筒形ワークであり、
前記各ジョーホルダ20はこの円筒形ワークに差し込まれ、
前記各ジョー30はジョーホルダ20の外径側に取り付けられる請求項1に記載のチャック装置。
The workpiece is a cylindrical workpiece having an inner peripheral surface;
Each jaw holder 20 is inserted into this cylindrical workpiece,
The chuck device according to claim 1, wherein each of the jaws is attached to an outer diameter side of the jaw holder.
前記第1の駆動手段は、
前記主軸2を挿通し、主軸2の軸方向にスライド可能なドローバー3と、
前記各ジョーホルダ20を、互いに接近する向きに付勢する弾性部材と、
前記ジョーホルダ20の内径側に形成され、前記ドローバー3の当接により前記主軸2の径方向に押されるテーパ部21からなる請求項2に記載のチャック装置。
The first driving means includes
A draw bar 3 which is inserted through the main shaft 2 and is slidable in the axial direction of the main shaft 2;
An elastic member that urges the jaw holders 20 toward each other;
The chuck device according to claim 2, comprising a taper portion 21 formed on an inner diameter side of the jaw holder 20 and pushed in a radial direction of the main shaft 2 by abutment of the draw bar 3.
前記ジョー30は、その先端部が後端部よりも前記主軸2の軸心から離れる向きに傾斜する位置と、前記主軸2の軸心に対して平行となる位置との間を回動可能な請求項2または3に記載のチャック装置。   The jaw 30 is capable of rotating between a position where the tip end is inclined in a direction away from the axis of the main shaft 2 and a position parallel to the axis of the main shaft 2 than the rear end. The chuck device according to claim 2 or 3. 前記第2の駆動手段は、
前記主軸2の軸方向にスライド可能なピストンを有するシリンダ22と、
前記ジョー30とピストンとをリンク結合するアーム32からなる請求項1から4のいずれかに記載のチャック装置。
The second driving means includes
A cylinder 22 having a piston slidable in the axial direction of the main shaft 2;
The chuck device according to any one of claims 1 to 4, comprising an arm 32 for linking the jaw 30 and the piston.
前記ジョー30のグリップ部31は、前記ワークの周面が当接したか否かを判別する着座センサを、前記主軸2の軸方向に並列して複数有する請求項1から5のいずれかに記載のチャック装置。   6. The grip portion 31 of the jaw 30 has a plurality of seating sensors for determining whether or not the peripheral surface of the workpiece is in contact with each other in parallel in the axial direction of the main shaft 2. Chuck device. 外周面または内周面にテーパ面を有するワークのそのテーパ面を、工作機械の主軸端上に周方向に並列配置された複数のジョー30のグリップ部31で把握するチャック方法であって、
前記複数のジョー30のグリップ部31を前記ワークのテーパ面に対向させるステップと、
前記複数のジョー30を、そのグリップ部31の一部が前記ワークのテーパ面に当接するまで前記主軸2の径方向にスライドさせるステップと、
前記ジョー30のグリップ部31の一部が前記ワークのテーパ面に当接した状態から、前記複数のジョー30を、そのグリップ部31の略全体が前記ワークのテーパ面に当接するまで前記主軸2の軸心を含む平面上を回動させるステップからなるチャック方法。
A chuck method for grasping a tapered surface of a workpiece having a tapered surface on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface with grip portions 31 of a plurality of jaws 30 arranged in parallel in a circumferential direction on a spindle end of a machine tool,
Making the grip portions 31 of the plurality of jaws 30 face the taper surface of the workpiece;
Sliding the plurality of jaws 30 in the radial direction of the main shaft 2 until a part of the grip portion 31 comes into contact with the tapered surface of the workpiece;
From a state in which a part of the grip portion 31 of the jaw 30 is in contact with the tapered surface of the workpiece, the spindle 2 is moved until substantially the entire grip portion 31 contacts the tapered surface of the workpiece. A chucking method comprising the step of rotating on a plane including the axis of.
外周面または内周面にテーパ面を有するワークのそのテーパ面を、工作機械の主軸端上に周方向に並列配置された複数のジョー30のグリップ部31で把握するチャック方法であって、
前記複数のジョー30のグリップ部31を前記ワークのテーパ面に対向させるステップと、
前記複数のジョー30を、前記主軸2の径方向に所定量スライドさせるサブステップと、前記主軸2の軸心を含む平面上を所定角度回動させるサブステップを交互に繰り返すことでそのグリップ部31の略全体を前記ワークのテーパ面に当接させるステップからなるチャック方法。
A chuck method for grasping a tapered surface of a workpiece having a tapered surface on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface with grip portions 31 of a plurality of jaws 30 arranged in parallel in a circumferential direction on a spindle end of a machine tool,
Making the grip portions 31 of the plurality of jaws 30 face the taper surface of the workpiece;
The grip portion 31 is obtained by alternately repeating a sub-step of sliding the plurality of jaws 30 by a predetermined amount in the radial direction of the main shaft 2 and a sub-step of rotating a predetermined angle on a plane including the axis of the main shaft 2. A chuck method comprising the step of bringing substantially the entire surface into contact with the tapered surface of the workpiece.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013169639A (en) * 2012-02-23 2013-09-02 Minoru Kanematsu Holder with cylinder, and holder with catch mechanism
CN104526429A (en) * 2014-12-25 2015-04-22 重庆元创自动化设备有限公司 Dual-adjustment clamping device

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