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外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件
    技术领域 本发明涉及外圆磨床的内径卡盘装置和筒夹构件， 该外圆磨床的内径卡盘装置和 筒夹构件适合在以内径 ( 内周面 ) 为加工基准而对工件的外径或形成在外径部的台阶端面 进行磨削加工时使用， 该工件是圆筒状的工件， 特别是呈轴心方向的长度与直径的比小的 圈状 ( 环状 )， 该工件特别是内径为 100mm 以下那样的小工件。另外， 在本说明书中所使用 的 “磨削工件的外径” 、 “外径的形状” 或 “内径卡盘装置” 等中的 “外径” 和 “内径” 的用语是 在外圆磨床的业界所常用的用语， 分别与 “外周面” 和 “内周面” 意思相同。
     背景技术
     本申请人提出过专利文献 1 的申请。专利文献 1 公开的发明如下所述 ： 利用流体 压力使多根卡盘销按照由圆度、 圆柱度等确定的工件的内周面形状， 而且使各卡盘销以相 同的力以点接触的方式抵接于工件的内周面来卡紧 (chucking) 工件， 从而在卡紧工件时， 内径形状保持不变地复制于外径的程度被显著地缓和 ( 几乎不被复制 )， 外径的形状容易 维持原本的形状， 即使在磨削加工后使各卡盘销后退而放松卡紧， 也不会将工件的内径形 状保持不变地复制于外径， 能够进行提高了圆度、 圆柱度等的高精度的加工。 专利文献 1 公开的发明是在解决如下不良情况方面具有重要意义的发明， 该不良 情况是在多个筒夹片与工件的内周面的大致整个面紧密接触的状态下， 使大的卡紧力作用 于该各筒夹片的结构的内径卡盘装置所具有的不良情况 ( 由于是在利用大的卡紧力使内 径形状复制于外径形状的状态下进行外径的磨削加工， 因此， 在解除该卡紧力后， 被磨削加 工了的外径的形状变化而使圆度、 圆柱度等磨削精度降低的不良情况 )。
     卡盘销对工件的内周面的抵接力较小的情况下， 特别是对该工件的外径进行磨削 加工时， 有可能由从砂轮作用于工件的力使工件相对于卡盘销滑动， 导致加工精度降低。 在 此， 卡盘销与工件内周面的抵接力为该卡盘销的受压面的面积与作用于该受压面的液压力 之积， 由于液压力的上限受到限制， 因此为了使每 1 根卡盘销的抵接力变大， 需要增大自身 的受压面积， 在专利文献 1 的发明中， 通过将具有比卡盘销的截面积大的受压面的活塞部 与该卡盘销连结起来， 从而产生大的抵接力。
     现有技术文献
     专利文献
     专利文献 1 ： 日本特开 2008-149409 号公报
     发明内容 本发明的课题在于提供一种外圆磨床的卡盘装置和筒夹构件， 该外圆磨床的卡盘 装置通过从侧方对抵接于工件的内周面的卡盘销进行按压而固定该卡盘销， 从而尽可能减 少沿着基准轴的径向配置的构件， 在磨削加工时， 防止卡紧状态 ( 定心状态 ) 变化， 提高工 件的加工精度， 并且能加工内径小的工件。
     用于解决上述课题的技术方案 1 的发明是一种外圆磨床的内径卡盘装置， 其是以
     内径为加工基准而对圆筒状的工件的外径或形成在外径部的台阶端面进行磨削加工时所 使用的外圆磨床的内径卡盘装置， 其特征在于， 其包括 ： 基准轴， 其以相对于主轴定心的状 态一体地安装在该主轴的前端部 ； 多个卡盘销， 它们能以相对于上述基准轴的外周面稍微 出入的方式沿着周向隔开大致等间隔地在径向上插入上述基准轴的外周面， 该多个卡盘销 用于卡紧该工件的内周面， 使第 1 流体通路的流体压力作用于该多个卡盘销的突出用受压 面而使该多个卡盘销的前端突出部与同上述基准轴同心地配置在该基准轴的外侧的工件 的内周面抵接， 从而卡紧该工件的内周面 ； 固定销， 其与上述各卡盘销数量相同或数量比该 各卡盘销少， 为了对卡紧状态的上述各卡盘销的全部或仅对特定的卡盘销从与轴向垂直的 方向进行按压固定， 上述固定销能沿着上述基准轴的轴向移动地配置在沿周向配置有各卡 盘销的部分而利用第 2 流体通路内的流体压力按压卡盘销， 并且通过解除该流体压力而解 除上述按压力。
     根据技术方案 1 的发明， 将圆筒状的工件组装在上述基准轴的外侧， 当作用于第 1 流体通路的流体压力作用于各卡盘销的受压面时， 各卡盘销在相同的突出力的作用下从基 准轴的外周面稍微突出而抵接在上述工件的内周面上， 以内径为基准被定心 ( 确定中心 ) 的状态卡紧该工件。之后， 在工件被多个卡盘销定心了的状态下， 当使流体压力作用于第 2 流体通路时， 上述各卡盘销的全部或特定的卡盘销被固定销从侧方按压， 由此， 在该所有的 卡盘销或特定的卡盘销被来自侧方的按压力固定的状态下， 即， 由多根卡盘销进行的工件 的定心状态不变化的状态下， 上述工件的外径或外径部的台阶端面被磨削加工。 因此， 与工 件被多根卡盘销以点接触的方式卡紧无关地， 在磨削加工时， 即使由砂轮将磨削力作用在 工件上， 工件也不会相对于多个卡盘销在周向或轴向偏离， 换句话说， 在磨削加工过程中， 该工件的定心状态不会偏离， 提高工件的磨削精度。 而且， 在沿着周向以大致等间隔配置的 多根卡盘销抵接于工件的内周面而卡紧工件的内周面的状态下磨削工件， 因此， 在该工件 的内径形状被复制于外径的程度几乎不变化， 换句话说， 在磨削后， 即使卸下多个卡盘销， 内径形状也几乎不变化， 因此， 外径的的磨削精度保持不变地残留的程度变大， 这点也提高 了磨削精度。
     而且， 在磨削后， 分别解除第 1 流体通路和第 2 流体通路的各流体压力时， 卡盘销 可沿基准轴的径向移动， 因此， 欲使工件相对于基准轴沿着轴向移动而卸下工件时， 利用该 工件向轴向的移动， 接触该工件的内周面的卡盘销沿着基准轴的轴心方向后退， 因此该工 件被顺利地卸下。 另一方面， 为了进行接下来的磨削加工， 将工件组装在基准轴的外侧的情 况下， 即使特定的卡盘销相对于该基准轴的外周面已稍微突出， 由于该工件的内周端面为 了能定心而被倒角， 因此， 使工件相对于该基准轴沿着轴向移动而进行组装时， 从该基准轴 的外周面稍微突出的特定的卡盘销在工件向轴向移动时， 由于抵接于内周端面而缩回到该 基准轴的内部。 因此， 即使卡盘销相对于基准轴的外周面稍微突出， 工件也能组装在该基准 轴的外侧。
     这样， 根据技术方案 1 的发明， 在基准轴上设置有 ： 形成在该基准轴的中心部的构 成第 1 流体通路的孔部 ； 与该孔部连通的多个卡盘销孔， 上述各卡盘销孔分别插入有卡盘 销， 在利用作用于上述第 1 流体通路的流体压力使卡盘销抵接在外套到上述基准轴外侧的 工件的内周面的状态下， 利用作用于第 2 流体通路的流体压力， 使配置在上述基准轴的轴 向的固定销按压上述卡盘销的侧方， 从而保持卡盘销相对于工件的内周面的抵接状态。因此， 在基准轴的径向只存在有构成第 1 流体通路的孔部和与该孔部连通的多个卡盘销孔、 即使使该基准轴的外径变小， 也能卡紧工件， 因此， 即使是内径小的工件， 也能卡紧。
     而且， 技术方案 2 的发明根据技术方案 1 所述的发明， 在上述卡盘销的前端部形成 有台阶部， 在外套到上述基准轴外侧的圆筒状的工件引导壳体上形成有多个卡盘销孔而限 制该卡盘销突出， 该多个卡盘销孔能供上述各卡盘销的前端的小径部插入， 并具有供台阶 部可卡合的大小。
     根据技术方案 2 的发明， 卡盘销是只使前端的小径部从工件引导壳体的卡盘销孔 突出、 并且前端的台阶部卡合于该卡盘销孔的结构， 因此， 在不对工件进行磨削加工时， 卡 盘销不过度地突出而受到保护。
     技术方案 3 的发明根据技术方案 2 所述的发明， 其特征在于， 上述工件引导壳体 是具有工件的定心功能的筒夹构件， 在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝， 该狭缝以只开口 于该筒夹构件的轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉， 而且， 该狭缝的开口端交替变更， 该狭缝与该卡盘销孔数量相同， 在上述筒夹构件的内周面的两端部分别形成有锥状的定心 面， 该锥状的定心面与分别在上述基准轴的外周面和能沿轴向滑动地与该基准轴嵌合的圆 筒状的扩径构件的外周面形成的彼此反向的锥状的定心面相同， 且能与该彼此反向的锥状 的定心面紧密接触， 在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下， 使上述扩径构件沿着 基准轴的轴向滑动， 使形成在该筒夹构件的内周面的两端部的各定心面与形成在上述基准 轴和上述扩径构件的各定心面紧密接触而使上述筒夹构件扩径， 紧密接触于上述工件的内 周面， 从而进行该工件的定心。 根据技术方案 3 的发明， 在使工件嵌合在筒夹构件的外侧的状态下， 使上述扩径 构件沿着基准轴的轴向滑动时， 该筒夹构件的上述狭缝的开口端的附近进行弹性变形而被 扩径， 从而与工件的内周面紧密接触， 而且与该狭缝的数量相对应的各扩径部的弹性变形 量相同。 因此， 具有能利用设有卡盘销孔的筒夹构件来进行该工件的定心的这种优点， 该卡 盘销孔用于防止卡盘销突出到所需要以上而导致该卡盘销被损坏或成为工件组装的障碍。
     技术方案 4 的发明根据技术方案 1 ～ 3 中任一项所述的发明， 上述多根卡盘销分 别沿着周向隔开规定间隔地配置在沿着基准轴的轴向隔开规定间隔而不同的位置， 相邻的 各组的卡盘销被配置在沿着周向错开的位置。
     根据技术方案 4 的发明， 在利用多个卡盘销在多点卡紧工件的内周面的情况下， 卡紧平衡良好， 内径和外径的同心度提高等， 加工精度提高， 并且能同时组装呈圈状的多个 工件来进行加工， 加工效率也提高。 而且， 能稳定地支承轴向的长度相对于直径之比比较大 的工件。
     另外， 技术方案 5 的发明根据技术方案 1 ～ 4 中任一项所述的发明， 在上述卡盘销 的与从基准轴突出的一侧相反的一侧的端部形成有环状卡定槽， 该卡盘销的上述环状卡定 槽的部分被配置在与上述基准轴同心地设在该基准轴的中心部的中心孔中， 在能滑动地收 容在上述中心孔的卡盘销返回构件的轴向的一端部， 一体地形成有壁厚小于卡盘销的上述 环状卡定槽的槽宽度的圆筒部， 在该圆筒部上沿着轴向形成有能与各卡盘销的环状卡定槽 卡定的被卡定槽部， 并且， 该圆筒部的内周面形成为内径从端面侧朝向内侧变小的锥面状， 该发明具有卡盘销返回机构， 该卡盘销返回机构构成为 ： 在作用有上述第 1 流体通路的流 体压力时， 利用该流体压力使上述卡盘销返回构件相对于卡盘销后退， 并且， 在没有作用该
     流体压力时， 以利用施力部件使上述卡盘销返回构件相对于卡盘销前进的方式使上述卡盘 销返回构件移动， 从而使上述卡盘销向上述基准轴的轴心侧返回。
     根据技术方案 5 的发明， 在卡紧时， 利用第 1 流体通路的流体压力使卡盘销从基准 轴的外周面稍微突出， 并且利用第 2 流体通路的流体压力， 固定销按压上述卡盘销的侧面， 由此， 该卡盘销以上述突出状态被牢固地固定， 外套基准轴的外侧的工件被卡紧。而且， 工 件的磨削加工后， 在解除第 1 流体通路的流体压力而解除由固定销对卡盘销的按压之后， 解除第 1 流体通路的流体压力时， 利用施力部件的施力， 卡盘销返回构件相对于卡盘销前 进， 由于卡定在该卡盘销的环状卡定槽的上述卡盘销返回构件的圆筒部的内周锥面， 卡盘 销被强制地稍微返回基准轴的轴心侧， 该卡盘销的前端面从工件的内周面离开。 结果， 磨削 加工后的工件容易拔出， 并且卡盘销的前端面稍微进入基准轴的外周面的状态被维持， 因 此在没有作用流体压力时该卡盘销受到保护。
     另外， 技术方案 6 的发明是技术方案 1 的外圆磨床的内径卡盘装置使用的筒夹构 件， 其特征在于， 在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝， 该狭缝以只开口于该筒夹构件的轴向 的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉， 而且该狭缝的开口端交替变更， 该狭缝与该卡盘销孔 数量相同， 在上述筒夹构件的内周面的两端部分别形成有锥状的定心面， 该锥状的定心面 与分别在上述基准轴的外周面和能沿轴向滑动地与该基准轴嵌合的圆筒状的扩径构件的 外周面上形成的彼此反向的锥状的定心面相同， 且能与该彼此反向的锥状的定心面紧密接 触， 在使工件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下， 使上述扩径构件沿着基准轴的轴向滑 动， 使在该筒夹构件的内周面的两端部的各定心面与形成在上述基准轴和上述扩径构件上 形成的各定心面紧密接触， 使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面， 从而进 行该工件的定心。 技术方案 6 的发明是以 “筒夹构件” 为主体来限定技术方案 3 的发明的发明， 其作 用与技术方案 3 的发明实质上相同。
     另外， 技术方案 7 的发明是技术方案 1 所述的外圆磨床的内径卡盘装置使用的筒 夹构件， 其特征在于， 在该筒夹构件上沿轴向形成有狭缝， 该狭缝以只开口于该筒夹构件的 轴向的一端侧的形态与各卡盘销孔交叉， 而且该狭缝的开口端交替变更， 该狭缝与该卡盘 销孔数量相同， 在上述筒夹构件的内周面， 在整个轴向全长上形成有与在上述基准轴的外 周面上形成的锥状的定心面相同且能与该锥状的定心面紧密接触的锥状的定心面， 在使工 件嵌合于上述筒夹构件的外侧的状态下， 使上述筒夹构件沿着上述基准轴的轴向朝向主轴 侧滑动， 由此， 使上述筒夹构件扩径而紧密接触于上述工件的内周面， 从而进行该工件的定 心。
     技术方案 6 的发明的筒夹构件是沿着轴向的两端部的锥状的内周面为定心面的 结构， 而技术方案 7 的发明的筒夹构件在沿着内周面的轴向的全长上形成有作为定心面的 锥面， 技术方案 7 的发明只在这点与技术方案 6 不同， 通过使该筒夹构件沿着基准轴的轴向 滑动使该筒夹构件扩径而与工件的内周面紧密接触来进行定心的作用是相同的。
     根据技术方案 1 的发明， 利用第 1 流体通路的流体压力从基准轴的外周面稍微突 出而与工件的内周面抵接来进行该工件的定心和卡紧这两者的卡盘销的侧面， 利用第 2 流 体通路的流体压力被固定销按压， 在该状态下进行工件的磨削加工， 因此， 与该工件被多根 卡盘销以点接触的方式卡紧无关地， 在磨削加工时， 即使由砂轮将径向或轴向的磨削力作
     用在工件上， 工件也不会相对于多个卡盘销在周向或轴向偏离而被维持在最初的定心状 态， 因此， 提高工件的磨削精度。
     而且， 在基准轴的径向仅存在构成第 1 流体通路的孔部和与该孔部连通的多个卡 盘销孔， 即使减小该基准轴的外径， 也能卡紧工件， 因此即使是内径小的工件， 也能卡紧。
     另外， 根据技术方案 6 和技术方案 7 的各发明的筒夹构件， 具有如下优点 ： 除了可 以高精度地进行工件的定心之外， 还能防止未磨削工件时卡盘销过度突出， 并且能对工件 的插入以及磨削后的工件取出进行引导。 附图说明
     图 1 是本发明的内径卡盘装置 A1 的主视图 ( 图 2 的 X-X 缩小剖视图 )。
     图 2 是图 1 的 Y-Y 放大剖视图。
     图 3 是对 Y-Y 部分进行剖切示出的立体图。
     图 4 是工件 W1 的卡紧状态的局部放大纵剖视图。
     图 5 是工件 W1 的卡紧状态的局部横剖视图。
     图 6 是解除了工件 W1 的卡紧的状态的局部放大纵剖视图。 图 7 是解除了工件 W1 的卡紧的状态的局部横剖视图。
     图 8 是内径卡盘装置 A2 的纵剖视图。
     图 9 是图 8 的 Z-Z 放大剖视图。
     图 10 筒夹构材 J 的立体图。
     图 11 的 (a)、 (b) 分别表示卡盘销返回构件 K 的立体图以及卡盘销 P2 的环状卡定 槽 P2d 和卡盘销返回构件 K 的被卡定槽部 53 的卡定状态的俯视剖视图。
     图 12 是用于说明卡盘销返回机构 E 和筒夹构件 J 的各作用的纵剖视图。
     具体实施方式
     下面列举多个优选实施例来更详细地说明本发明。
     实施例 1
     首先， 参照图 1 ～图 7， 对实施例 1 的内径卡盘装置 A1 进行说明。图 1 是本发明的 内径卡盘装置 A1 的主视图 ( 图 2 的 X-X 缩小剖视图 )， 图 2 是图 1 的 Y-Y 放大剖视图， 图3 是对 Y-Y 部分进行剖切示出的立体图， 图 4 和图 5 是工件 W1 的卡紧状态的局部放大纵剖视 图和局部横剖视图， 图 6 和图 7 是解除了工件 W1 的卡紧的状态的局部放大纵剖视图和局部 横剖视图。
     在图 1 ～图 4 中， 圆筒状的主轴 1 使轴心 C 水平， 且可旋转地支承在主轴箱 ( 未图 示 ) 上而被驱动旋转， 用于使后述的基准轴 5 能同心地连结于该主轴 1 的定心轴部 2 借助 多根螺栓 B1 被安装在该主轴 1 的前端面上， 并且， 法兰盘 3 借助多根螺栓 B2 被安装在该定 心轴部 2 的前端面上。而且， 活塞室 4 使轴心与法兰盘 3 的轴心相同并在法兰盘 3 的前端 面开口地形成在该法兰盘 3 上， 基准轴 5 与上述主轴 1 同心地借助多根螺栓 B3 安装在该法 兰盘 3 的前端面上， 由此， 上述活塞室 4 被封闭。基准轴 5 由凸缘部 5a、 轴部 5b 构成， 在该 轴部 5b 的外侧嵌合有工件引导板 6， 该工件引导板 6 的凸缘部 6a 借助多根螺栓 B4 安装在 上述基准轴 5 的凸缘部 5a 上。基准轴 5 的轴部 5b 是借助工件引导板 6 的轴部 6b 来组装 ( 安装 ) 工件 W1 的部 分， 该轴部 5b 在中心部贯穿形成有用于形成油路的油路形成孔 5c， 在该油路形成孔 5c 中嵌 合有油路形成筒 7 的小径部 7a， 该油路形成筒 7 的大径部 7b 贯穿上述法兰盘 3 上形成的活 塞室 4 而与轴部 3a 的一部分嵌合。在基准轴 5 的轴部 5b 的前端部沿着周向等间隔地以贯 穿轴部 5b 的状态形成有两组卡盘销孔 8， 该卡盘销孔 8 是以沿着轴向隔开规定间隔的多个 ( 实施例为 6 个 ) 卡盘销孔为一组。两组卡盘销孔 8 被形成在沿着周向错开的位置， 卡盘销 孔 8 贯穿在基准轴 5 的轴部 5b 的外周面和油路形成孔 5c 之间。油路形成筒 7 的内部的贯 穿孔 7c 形成油路 R1， 贯穿形成在基准轴 5 的轴部 5b 的油路形成孔 5c 的前端部被封闭栓 9 封闭， 在油路形成筒 7 的前端面和上述封闭栓 9 的内端面之间形成有规定的间隙 10( 参照 图 4)， 以使形成油路 R1 的油路形成筒 7 的贯穿孔 7c 与上述两组的卡盘销孔 8 连通， 并且油 路形成筒 7 的前端部和封闭栓 9 的内侧的大约一半的各部分形成为稍小的直径。
     另外， 具有凸缘部 6a 的工件引导板 6 的轴部 6b 的供工件 W1 嵌合的前端侧的工件 组装部 6b1 的直径小于该轴部 6b 的基端侧的部分的直径， 从而作为其锥状的台阶部的定心 面 11 与设置在尾座 ( 未图示 ) 的顶尖 (center)12 协作， 进行该工件 W1 的定心。在上述工 件组装部 6b1 上， 在与形成于基准轴 5 上的两组卡盘销孔 8 相对应的位置， 形成有直径比该 卡盘销孔 8 的直径稍小的卡盘销孔 13。而且， 利用螺栓 ( 未图示 ) 将管连接件 14 安装在法 兰盘 3 的轴部 3a 的主轴 1 的空心部侧， 该管连接件 14 用于使供给压力油和压缩空气的压 力油管和压缩空气管与上述油路 R1 和后述的空气通路 R2 连接起来。另外， 在工件引导板 6 的工件组装部 6b1 的外周面和嵌合于该工件组装部 6b1 的外侧的工件 W1 的内周面之间形成 有微小的间隙， 但在图 4 中， 夸大地示出了该间隙。
     以液密状态插入到形成于基准轴 5 的轴部 5b 的两组各卡盘销孔 8 的卡盘销 P1 呈 圆柱状， 其抵接于工件 W1 的内周面的前端部的直径稍小于其他部分的直径， 该小径的部分 被插入上述工件引导板 6 的卡盘销孔 13， 在卡紧工件时， 卡盘销 P1 的前端面相对于工件组 装部 6b1 的外周面稍微突出， 抵接于工件 W1 的内周面。工件引导板 6 的卡盘销孔 13 的内径 小于卡盘销 P1 的除了前端的小径部 P1a 之外的部分的外径， 因此， 由于存在该卡盘销 P1 的 小径部和其他部分之间的连接部即台阶部 P1b， 该卡盘销 P1 不会从工件引导板 6 的卡盘销 孔 13 脱出。由此， 在未卡紧时卡盘销 P1 受到保护。
     而且， 被插入两组各卡盘销孔 8 的各卡盘销 P1 是在卡紧工件 W1 时被固定销 15a、 15b 从基准轴 5 的轴心方向按压而被固定的结构。即， 在与被分别插入到基准轴 5 的两组 各卡盘销孔 8 的卡盘销 P1 相对应的位置， 以与上述卡盘销孔 8 连通的状态沿着该基准轴 5 的轴心方向贯穿该基准轴 5 地设置固定销孔 16a、 16b， 长度不同的固定销 15a、 15b 分别被 插入各固定销孔 16a、 16b， 该固定销 15a、 15b 的一端面抵接于卡盘销 P1 的外周面。设在上 述法兰盘 3 的活塞室 4 中内装有利用空气压向卡盘销 P1 侧施力的活塞 17。上述固定销孔 16a、 16b 的与上述活塞 17 相对的一侧在规定长度上的直径大于其他部分的直径而成为弹 簧收容孔 19， 并且在上述活塞 17 的与上述各固定销孔 16a、 16b 相对应的部分形成有弹簧 容纳槽 18， 压缩弹簧 21 被弹性地安装在该弹簧容纳槽 18 和上述弹簧收容孔 19 之间， 该压 缩弹簧 21 的固定销 15a、 15b 侧的端部借助小活塞 22 与固定销 15a、 15b 接触。因此， 当空 气压作用于活塞 17 的受压面 17a 时， 该活塞 17 使压缩弹簧 21 压缩而向卡盘销 P1 侧滑动， 从而， 作用于活塞 17 的受压面 17a 上的空气压借助固定销 15a、 15b 作用于卡盘销 P1 上， 抵接于工件 W1 的内周面而进行该工件 W1 的定心和卡紧的多根卡盘销 P1 被从与自身的轴线垂 直的方向按压而被固定， 由此， 保持上述定心和卡紧的各状态。另一方面， 工件 W1 的磨削作 业结束而卸下该工件 W1 时， 解除作用于活塞 17 的空气压和作用于多个卡盘销 P1 的受压面 ( 基准轴 5 的轴心侧的端面 ) 的液压。由此， 利用压缩弹簧 21 的复原力， 该活塞 17 向与卡 盘销 P1 相反的一侧滑动， 作用于卡盘销 P1 的按压力被解除， 并且卡盘销 P1 能朝着基准轴 5 的轴心 C 侧稍微移动。另外， 通过沿着轴向形成于法兰盘 3 的空气通路 R2 向活塞室 4 中供 给压缩空气。
     如上所述那样， 由于实施例 1 的内径卡盘装置 A1 的组装工件 W1 的部分是如下所述 的结构 ： 多根卡盘销 P1 相对于油路形成筒 7 的小径部 7a 所嵌合的基准轴 5 的油路形成孔 5c 沿着周向隔开规定间隔地配置在径向上。因此， 工件引导板 6 的工件组装部 6b1 的外径 (D0) 是上述油路形成孔 5c 的内径 (d1)、 与基准轴 5 和工件引导板 6 的各卡盘销孔 8、 13 的 各长度 L1、 L2 之和 (L1+L2) 的 2 倍的和， 即 〔D0 ＝ d1+2(L1+L2)〕 ( 参照图 4)。结果， 能够 使将借助工件引导板 6 设置的工件 W1 组装在基准轴 5 的轴部 5b 的部分上的部分的外径 〔 与工件引导板 6 的工件组装部 6b1 的外径 (D0) 相等〕 变小， 能够对以往的内径卡盘装置难以 卡紧的内径小的工件 W1 进行磨削。另外， 油路 R1 和空气通路 R2 通过使用 O 形密封圈而实 现所有部分的液密或气密。 接着， 按照该工件 W1 的组装、 磨削加工和卸下各顺序对使用实施例 1 的内径卡盘 装置 A1 磨削内径小的环状的工件 W1 的情况进行说明。首先， 在借助工件引导板 6 的工件组 装部 6b1 将工件组装在基准轴 5 的轴部 5b 外侧的部分之前的状态下， 即， 在卸下了刚加工 完毕的工件 W1 的状态下， 存在多根卡盘销 P1 中的特定的卡盘销 P1 对之前的工件 W1 进行了 定心的状态， 即， 存在多根卡盘销 P1 中的特定的卡盘销 P1 从上述工件组装部 6b1 的外周面 稍微突出的情况。即使在这样的状态下， 由于该工件 W1 的内周的两端面为了能定心而被倒 角， 因此， 利用该工件 W1 的被先插入的一侧的倒角面， 一边使从工件组装部 6b1 的外周面稍 微突出的卡盘销 P1 缩回， 一边将该工件 W1 插入上述工件组装部 6b1 的外侧而进行组装。之 后， 利用尾座 ( 未图示 ) 的顶尖 12 的前进， 上述工件 W1 的轴向的两端的内周侧的各端面被 工件引导板 6 的锥状的定心面 11 和形成在该顶尖 12 上的锥面支承， 由此， 该工件 W1 被相 对于基准轴 5 的轴心 C 定心。
     如上所述， 在工件 W1 被定心的状态下， 当使液压作用于油路 R1 时， 液压作用于各卡 盘销 P1 在基准轴 5 的轴心 C 侧的端面即受压面 P1c， 各卡盘销 P1 的前端面从工件组装部 6b1 的外周面突出而抵接于以定心状态保持在上述定心面 11 和顶尖 12 之间的工件 W1 的内周 面， 工件 W1 被多根卡盘销 P1 从内径侧卡紧， 可靠地保持上述定心状态。之后， 当空气压作用 于空气通路 R2 而使活塞 17 前进时， 压缩弹簧 21 被压缩， 在与各卡盘销 P1 的轴线垂直的方 向配置且前端面与各卡盘销 P1 的侧面抵接的各固定销 15a、 15b， 从侧方按压各卡盘销 P1， 对 工件 W1 进行定心， 从而使各卡盘销 P1 以从内径侧卡紧的状态牢固地固定工件 W1。
     如上所述， 卡盘销 P1 被固定销 15a、 15b 从侧方按压， 在该卡盘销 P1 不容易沿着自 身的轴向移动的状态下， 利用砂轮 G 对工件 W1 进行外径的磨削。并且， 在对工件 W1 进行磨 削加工时， 即使该工件 W1 从砂轮 G 受到径向的力， 如上所述那样， 由于卡盘销 P1 是不容易沿 着自身的轴向移动的结构， 因此该工件 W1 能维持组装时的定心状态地进行磨削加工。这意 味着工件 W1 的外径磨削的圆度、 圆柱度等加工精度高。
     磨削加工结束后， 分别解除作用于油路 R1 的液压和作用于空气通路 R2 的空气压 时， 固定销 15a、 15b 从侧方按压卡盘销 P1 的力和作用于卡盘销 P1 的受压面 P1c 的力都被解 除， 因此卡盘销 P1 能沿着自身的轴向移动。因此， 使加工完毕的工件 W1 沿着基准轴 5 的轴 向移动而从工件组装部 6b1 卸下时， 受到沿着该基准轴 5 的径向的力的卡盘销 P1 相对于卡 紧时稍微缩回 ( 图 7 表示该状态 )， 由此， 能将该工件 W1 从基准轴 5 的轴部 5b 卸下。另外， 在图 7 中， W1i 表示加工时的工件 W1 的内周面。
     实施例 2
     接着， 参照图 8 ～图 12， 对实施例 2 的内径卡盘装置 A2 进行说明。图 8 是内径卡 盘装置 A2 的纵剖视图， 图 9 是图 8 的 Z-Z 放大剖视图， 图 10 是筒夹构件 J 的立体图， 图 11 的 (a)、 (b) 分别表示卡盘销返回构件 K 的立体图以及卡盘销 P2 的环状卡定槽 P2d 和卡盘销 返回构件 K 的被卡定槽部 53 的卡定状态的俯视剖视图， 图 12 是用于说明卡盘销返回机构 E 和筒夹构件 J 的各自作用的纵剖视图。另外， 实施例 2 的内径卡盘装置 A2 的特征在于， 具 有使卡盘销 P2 返回的卡盘销返回机构 E 和用筒夹构件 J 对工件 W2 进行定心这两点。利用 固定销 46 从侧方按压处于卡紧工件 W2 的状态的卡盘销 P2 的结构与实施例 1 的内径卡盘装 置 A1 同样， 因此只详细地说明特征部分。 在图 8 和图 9 中， 圆筒状的主轴 31 使轴心 C 水平， 且借助多个轴承 33、 34 可旋转 地支承在主轴箱 32 上， 借助螺栓 B5 将定心轴部 35 安装在上述主轴 31 上， 借助螺栓 B6 将该 定心轴部 35 的基准轴 36 安装在上述定心轴部 35 上。借助螺栓 B7 将用于使环状的工件 W2 的一端面抵接的基准件 37 安装在基准轴 36 的凸缘部 36a 上， 上述工件 W2 的端面与该基准 件 37 的轴部 37a 的前端面抵接， 与后述的筒夹构件 J 协作， 从而使工件 W2 相对于基准轴 36 定心， 并且， 能使工件 W2 的轴心与该基准轴 36 的轴心相同地进行组装。
     截面圆形的中心孔 38 开口于前端面地设置在基准轴 36 的轴部 36b 的中心部， 多 个卡盘销孔 39 贯穿于上述中心孔 38 和外周面之间地沿着径向设置在该基准轴 36 上， 卡盘 销 P2 可沿着径向移动地插入到各卡盘销孔 39 中。如图 11 和图 12 所详细地表示那样， 卡盘 销 P2 的抵接于工件 W2 的内周面的前端部的直径小于其他部分的直径， 在该小径部 P2a 和其 他部分之间形成有台阶部 P2b， 在卡盘销 P2 的卡紧时被配置在上述中心孔 38 的基端部还形 成有环状卡定槽 P2d。另外， 卡盘销 P2 的基端侧的端面为受压面 P2c。卡盘销返回构件 K 可 沿着基准轴 36 的轴心方向移动地内装在上述中心孔 38 中， 压缩弹簧 42 弹性地安装在封闭 上述中心孔 38 的封闭栓 41 和上述卡盘销返回构件 K 之间， 利用该压缩弹簧 42 的复原力， 上述卡盘销返回构件 K 受到向主轴 31 侧的力。
     在上述定心轴部 35 和基准轴 36 的中心部贯穿地形成有油路 R11。在定心轴部 35 上， 开口于前端面地形成有环状的空心部， 该环状的空心部成为活塞室 43， 圆筒状的活塞 44 可沿着主轴 31 的轴心方向移动地内装在该活塞室 43 中。而且， 在基准轴 36 的设有上述 各卡盘销孔 39 的部分， 固定销孔 45 以与上述卡盘销孔 39 连通的方式沿着基准轴 36 的轴 心方向设置， 被插入该固定销孔 45 的固定销 46 的前端面与内装在上述卡盘销孔 39 的卡盘 销 P2 的侧面抵接， 在固定销孔 45 的剩余部分和设在上述活塞 44 的前端面的弹簧容纳槽 47 之间， 弹性地安装有用于在压缩空气未起作用时使该活塞 44 后退的压缩弹簧 48。因此， 当 使液压作用于上述油路 R11 时， 由于该液压， 各卡盘销 P2 受到突出方向的力， 各卡盘销 P2 抵 接于工件 W2 的内周面， 并且， 在使液压作用于上述油路 R11 的状态下， 利用作用于沿着轴向
     设置在相对于定心轴部 35 的中心错开的位置的空气通路 R12 的空气压而将上述固定销 46 按压在卡盘销 P2 的侧面上的结构及其作用与实施例 1 的内径卡盘装置 A1 同样。
     而且， 卡盘销返回机构 E 是用于使抵接于工件 W2 的内周面的状态的卡盘销 P2 向基 准轴 36 的轴心侧稍微移动而使该卡盘销 P2 的前端部缩回到卡盘销孔 39 的内部的机构， 该 卡盘销返回机构 E 包括 ： 具有能与卡盘销 P2 的环状卡定槽 P2d 卡定的被卡定槽部 53 的卡盘 销返回构件 K ； 对该卡盘销返回构件 K 向主轴 31 侧施力的上述压缩弹簧 42。如图 8 和图 11 所示， 卡盘销返回构件 K 的结构如下所述 ： 比上述卡盘销 P2 的环状卡定槽 P2d 薄壁的圆筒部 52 一体地形成在滑动轴部 51 的主轴 31 侧的端部， 该圆筒部 52 的结构如下 ： 在从端面侧稍 微进入到内侧的部分形成有锥面部 52a， 该锥面部 52a 的内径朝向内侧变小， 开口于前端面 的被卡定槽部 53 沿着轴向形成在该圆筒部 52 上。上述压缩弹簧 42 被弹性安装在封闭栓 41 的凹部 41a 和形成在卡盘销返回构件 K 的滑动轴部 51 的背面侧的凹部 51a 之间， 由此， 该卡盘销返回构件 K 始终受到向主轴 31 侧的力， 在该卡盘销返回构件 K 的前进端， 圆筒部 52 的前端面与中心孔 38 的内端面抵接。
     而且， 基准轴 36 的轴部 36b 的外周面形成为台阶状， 用于使后述的筒夹构件 J 扩 径的扩径构件 N 能沿着上述基准轴 36 的轴向移动地嵌合在该轴部 36b 的小径部的外侧， 在 形成于上述轴部 36b 的大径部的台阶端面 54 的锥面状的第 1 定心面 55 和上述扩径构件 N 中的形成在主轴 31 侧的端部的相同锥面状的第 2 定心面 56 的外侧配置有呈圆筒状的上述 筒夹构件 J。在圆筒状的扩径构件 N 中的主轴 31 侧的端面， 沿着周向隔开一定间隔地形成 有多个弹簧收容孔 57， 被收容在该弹簧收容孔 57 中的压缩弹簧 58 的一端与基准轴 36 的台 阶端面 54 弹性接触， 利用压缩弹簧 58 的复原力， 上述扩径构件 N 受到从主轴 31 离开的方 向的力而与设在封闭栓 41 的与主轴 31 相反的一侧的端部的凸缘部 41b 抵接， 由此， 上述扩 径构件 N 相对于上述筒夹构件 J 的后退端被确定。上述扩径构件 N 利用设置在尾座 ( 未图 示 ) 上的按压件 59 的前进被向主轴 31 侧按压， 而使扩径构件 N 的第 2 定心面 56 进入筒夹 构件 J 的后述的锥状内周面 63 的内侧而紧密接触。
     而且， 如图 10 所示， 筒夹构材 J 是用于与工件 W2 的内周面紧密接触来进行该工件 W2 的定心的薄壁圆筒状的构件， 其结构如下 ： 沿着周向隔开一定间隔在相对于轴向的中央 部稍微偏离的位置形成有与上述卡盘销 P2 的数量相同数量的卡盘销孔 61， 并且该筒夹构材 J 还设有狭缝 62， 该狭缝 62 贯穿该卡盘销孔 61， 而且该狭缝 62 只交替地开口于不同的侧的 端面， 另外， 在内周面的轴向的两端部分别形成具有与上述第 1 定心面 55 和第 2 定心面 56 相同倾斜度的锥状内周面 63。因此， 在扩径构件 N 被配置在后退端的状态下， 使筒夹构件 J 外套到形成于基准轴 36 和扩径构件 N 的外周面的第 1 定心面 55 和第 2 定心面 56 的外侧， 在环状的工件 W2 外套组装在该筒夹构件 J 的外侧的状态下， 当利用上述按压件 59， 使扩径 构件 N 向主轴 31 侧稍微移动时， 在图 12 中从双点划线转换到以实线表示的状态。即， 当扩 径构件 N 向主轴 31 侧稍微移动时， 筒夹构件 J 一边向主轴 31 侧稍微移动、 一边使各狭缝 62 的开口端侧的宽度扩大， 由此， 该筒夹构件 J 的周长变长 ( 该筒夹构件 J 被扩径 ) 到筒夹构 件 J 的外周面与工件 W2 的内周面紧密接触。 筒状构件 J 的周长变长的比例在周向的任一部 分都相同， 扩径后的筒夹构件 J 确保了圆筒形， 因此该筒夹构件 J 被扩径， 其外周面与工件 W2 的内周面紧密接触， 从而， 该工件 W2 被相对于主轴 31( 基准轴 36) 的轴心 C 定心。而且， 筒夹构件 J 的卡盘销孔 61 不是圆形， 而是沿轴向呈长圆状， 该卡盘销孔 61 的周向 ( 短圆方向 ) 的尺寸小于卡盘销 P2 的一般部 ( 除了小径部 P2a 之外的部分 )， 因此台阶部 P2b 卡合在 卡盘销孔 61 中， 因此， 卡盘销 P2 不会从筒夹构件 J 的卡盘销孔 61 脱出而受到保护。这样， 筒状构件 J 具有在不具备卡盘销返回机构 E 的内径卡盘装置中， 防止卡盘销 P2 从基准轴 36 的卡盘销孔 39 脱出而保护该卡盘销 P2 的功能和组装工件 W2 的功能。另外， 在图 8 和图 12 中， ΔD 表示筒夹构材 J 的卡紧时和未卡紧时的外径的变化量， M 表示扩径构件 N 相对于后 退端位置的移动量。
     另一方面， 工件 W2 的磨削加工结束后， 当利用按压件 59 施加在扩径构件 N 上的按 压力被解除时， 利用多个压缩弹簧 58 的复原力， 扩径构件 N 后退到与封闭栓 41 的凸缘部 41b 抵接的后退端位置， 由此， 筒夹构件 J 稍微向尾座 ( 未图示 ) 一侧移动而缩径 ( 外径变 小 )。由此， 能将以外套在该筒夹构件 J 外侧的形式组装的工件 W2 从该筒夹构件 J 拔掉。
     而且， 在实施例 2 的内径卡盘装置 A2 中， 油路 R11 和空气通路 R12 被 O 形密封圈液 密和气密地保持。另外， 在图 9 中， 附图标记 64 表示用于防止灰尘类进入到卡盘销孔 39 内 的防尘圈。
     并且， 针对利用上述内径卡盘装置 A2 对呈内齿轮状的工件 W2 进行磨削， 以与上述 内径卡盘装置 A1 不同的部分为主体进行说明。 首先， 预先将扩径构件 N 配置于后退端位置， 将工件 W2 外套在筒夹构件 J 的外侧而使该工件 W2 的主轴 31 侧的端面与基准件 37 的轴部 37a 的端面抵接组装的状态下， 当利用按压件 59 使扩径构件 N 向主轴 31 侧稍微移动时， 如 上所述， 该扩径构件 N 被扩径而与工件 W2 的内周面紧密接触， 从而该工件 W2 被定心。在该 状态下， 当使液压作用于油路 R11 时， 利用该液压， 使各卡盘销 P2 的前端面与利用筒夹构件 J 被定心的工件 W2 的内周面的齿部的部分抵接， 之后， 当使空气压作用于空气通路 R12 而利用 固定销 46 从侧方固定卡盘销 P2 时， 由筒夹构件 J 进行的工件 W2 的定心状态被多根卡盘销 P2 保持。在该状态下， 利用砂轮进行工件 W2 的外径磨削。另外， 当液压作用于基准轴 36 的 中心孔 38 时， 克服压缩弹簧 42 的复原力， 使卡盘销返回构件 K 后退到与封闭栓 41 的端面 抵接。
     磨削结束后， 将作用于油路 R11 和空气通路 R12 的液压和空气压都解除了之后， 当解 除按压件 59 的作用于扩径构件 N 的按压力时， 如上所述那样， 利用压缩弹簧 58 的复原力， 该扩径构件 N 后退到后退端位置， 从而筒夹构件 J 缩径， 在该筒夹构件 J 的外周面和工件 W2 的内周面之间形成微小的间隙 71( 参照图 12)， 从而能拔掉套在该筒夹构件 J 的外侧的工件 W2。
     而且， 由于液压不再作用于基准轴 36 的中心孔 38 内， 因此， 利用压缩弹簧 42 的复 原力， 卡盘销返回构件 K 前进到与该中心孔 38 的内端面抵接， 从而， 卡盘销返回构件 K 的被 卡定槽部 53 相对较深地进入到卡盘销 P2 的环状卡定槽 P2d 中， 在其中途， 在圆筒部 52 的锥 面部 52a 通过时， 该锥面部 52a 与环状卡定槽 P2d 中的基准轴 36 的轴心 C 侧的内端面抵接， 从而， 使该卡盘销 P2 向基准轴 36 的轴心 C 侧稍微移动。由此， 卡盘销 P2 的前端部相对于筒 夹构件 J 的卡盘销孔 61 稍微缩回。这样， 由于卡盘销 P2 相对于筒夹构件 J 的卡盘销孔 61 稍微缩回以及卡盘销 P2 的环状卡定槽 P2d 和卡盘销返回构件 K 的被卡定槽部 53 存在卡定 关系， 因此， 在未磨削工件 W2 时， 卡盘销 P2 不至于从筒夹构件 J 的外周面突出， 从而使该卡 盘销 P2 受到保护。
     另外， 如上所述， 在实施例 2 的内径卡盘装置 A2 中， 设有卡盘销返回机构 E， 在未进行磨削时， 使卡盘销 P2 稍微返回到基准轴 36 的轴心 C 侧， 因此， 能可靠地保护该卡盘销 P2 的前端部， 但即使只采用具有卡盘销孔 61 的筒夹构件 J， 也能防止卡盘销 P2 的突出。
     而且， 实施例 2 的筒夹构件 J 是沿着轴向的两端部的锥状的内周面 63 成为定心面 的结构， 但也可以使用技术方案 7 所限定那样在沿着内周面的轴向的全长上形成有作为定 心面的锥面的筒夹构件， 通过在基准轴 36 上形成有与该筒夹构件的内周面的锥面相对应 的锥面， 使该筒夹构件沿着基准轴 36 的轴向滑动从而使该筒夹构件扩径而与工件的内周 面紧密接触来进行定心的作用是相同的。
     而且， 在任一内径卡盘装置 A1、 A2 中， 利用固定销 15a、 15b、 46 从侧方按压所有卡盘 销 P1、 P2， 利用定心机构可靠地防止配置在定心位置的工件 W1、 W2 的偏心， 提高磨削精度， 但 固定销 15a、 15b、 46 也可以只相对于全体卡盘销 P1、 P2 中的特定的卡盘销 P1、 P2 设置。
     而且， 在上述各实施例 1、 2 中， 使卡盘销突出而与工件的内周面抵接的流体压力 是液压， 但在磨削时作用于工件的径向或轴向的力比较小的轻磨削的情况下， 在利用空气 压使各卡盘销与工件的内周面抵接的状态下， 也可以利用空气压所产生的固定销的固定力 对抵接于工件的内周面的状态的卡盘销进行固定。
     另外， 若为在基准轴外侧配置有工件引导板并将工件外套在该工件引导板外侧的 结构， 存在如下优点 ： 在未磨削工件时， 即使由于不小心使流体压力作用于第 1 流体通路， 也由于上述工件引导板的存在而能防止该卡盘销从基准轴的卡盘销孔脱出。 但在本发明的 内径卡盘装置中， 该引导板不是不可或缺的。( 即使没有该引导板， 也能实施本发明 )。