专利名称：回转工作台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回转类多工位机床使用的回转工作台，特别是一种可通过机械定位实现多工位回转分度的工作台。
背景技术：
回转工作台是回转类多工位机床的分度装置。工作时，工件通过夹具安装在工作台台面上，实现回转分度定位，从而使机床各工位的加工部件高速、稳定、准确地完成工件各个面的加工工序。工作台回转一周，即可完成工件在机床上的不同加工工序。回转工作台的应用，具有生产效率高、自动化程度高、节省装卸时间、节省人工、占地面积小等优点，广泛应用于工业企业的机床和生产线。
目前，组合机床行业应用最多的是AHY系列液压回转工作台，一般由工作台台体、工作台底座、主轴、离合器、齿轮、齿条、回转用油缸、抬起油缸和台体回转分度定位部件组成。其中台体回转分度定位部件，由上、下齿盘构成，上下齿盘分别设于工作台台体和工作台底座之间。当抬起油缸驱动工作台台体抬起时，上下齿盘分离；此时主轴离合器啮合，回转用油缸带动工作台台体转动，实现分度回转。当工作台台体转到一定位置时，工作台台体下行落下，离合器分离，上下齿盘啮合准确定位并夹紧，齿条缩回复位。二个油缸的工作由液压系统准确控制。
上述结构的回转工作台，虽应用广泛，具有分度定位精度高、夹紧刚性好等优点，但由于其采用上、下端面多齿盘进行分度定位，故在使用中存在有一系列的问题1、每次分度，工作台台体均需抬起，达到一定的高度后才能进行分度再落下定位，动作复杂，分度周期长(约需4---12秒)，可靠性差，有时会由于对齿而导致工作台体不能落下。多齿盘频繁受撞击，齿圈不同部位啮合不同步、不均匀，对多齿盘的定位精度、台面平面度、台面对底面的平行度及高度的稳定性均产生损害，精度保持性差，并且由于台体受夹具工件重量以及自重和撞击作用容易变形，工作台载重量受到很大限制。再者，工作台体回转时处于悬空状态，转动惯性严重影响回转及定位元器件工作的可靠性。
2、油缸通过工作台台体夹紧多齿盘，工作台台体本身及上齿盘不可避免地产生变形，影响定位精度和夹紧钢性的进一步提高。再者，齿盘制造、装配工艺复杂、难度大，齿形一致性要求很高，精度很难保证。
近年来，虽对上述上、下端面齿盘分度定位的方式进行了一些改进，采取活动齿盘加内、外齿盘共三只齿盘啮合的方式进行分度定位，在某些方面解决和缓解了端面齿盘的一些不足，但由于其齿啮合所带来的问题仍不能完全解决，而且三只齿盘的加工、装配要求高，精度很难保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的不足，提供一种无撞击、分度时无需提升工作台台体的回转工作台。
本发明的技术解决方案是，设有工作台台体和工作台底座，其工作台台体与工作台底座之间设有回转分度定位机构，其特征在于所述回转分度定位机构由内、外楔环、钢球和压板构成，外楔环可随台体相对内楔环及底座转动，内楔环的外周边和外楔环的内周边上分别设有可相向对合的凹槽，其凹槽内可放置钢球，由压板压紧钢球使得内、外楔环相对定位。
其凹槽可为V型沟槽、也可为圆柱形凹槽或者球形凹槽。
压板设于内外楔环和钢球的上部，压板松开后、内外楔环相对转动时，钢球可在凹槽内上下运动。
钢球活动地置放于保持架中，并通过保持架联接在内楔环上、或者外楔环上、或者压板上。
钢球与保持架之间设有可使钢球在保持架内任意滚动和上下运动的间隙，保持架既可以固定于内楔环上，也可以固定于外楔环上或者压板上。
工作台底座上设有可使外楔环相对其圆周转动的环形导轨。
本发明与现有技术相比所具有的优点是1、每次分度时，工作台台体不需要抬起落下，分度周期短(约为3---5秒)，工作台台体及定位机构的精度均不受影响，精度保持性好，工作台体不受撞击，台体工作面本身不承受夹紧力，台体不易变形，载重量大。
2、零件加工难度和装配难度小，整机纵向安装尺寸小，可全部安装在机床底座的上部，安装、维修十分便利。机床底座侧面也不需要开大窗口，大幅度提高了机床刚性及工艺性。
3、内外楔环----钢球定位机构只限制了工作台体的3个自由度，工作台体主定位面的3个自由度由工作台底座环形导轨面限制，内外楔环的凹槽及钢球只承受夹紧力及一部分切削力，不承受夹具、工件的重量以及工作台体自重和撞击力，大部分切削力作用于导轨面上，承载刚性比多齿盘高得多。钢球在内外楔环的凹槽内灵活运动，可以完全消除钢球与内外楔环凹槽斜面之间的间隙，夹环受力变形后仍然可以通过钢球将夹紧力均匀地施加在内外环上，夹紧刚性较好，并且使用时间越长，钢球与凹槽的接触面积越大，接触精度越好，双楔环的精度保持性很好。
4、分度数可根据双楔环上的沟槽数来任意确定，其灵活性较大，是齿盘分度所不能及的。
图1为本发明的结构示意图；图2为图1中的P向视图(凹槽为V型沟槽)；图3为图1中的B-B旋转剖视图(凹槽为V型沟槽)；图4为图1中的C-C旋转剖视图(凹槽为V型沟槽)；图5为球形凹槽15的结构示意图；图6为圆柱形凹槽16的结构示意图。
图中标号1-工作台台体，2-主轴，3-压板，4-内楔环，5-外楔环，6-钢球，7-钢球保持架，8-转动齿轮，9-齿条(外接用于驱动工作台体回转运动的油缸)，10-端面齿轮离合器，11-工作台底座，12-用于驱动压板上下运动的夹紧油缸(油缸活塞)，13-机床底座，14-V型沟槽，15-球形凹槽，16-圆柱形凹槽。
具体实施方法下面结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述本实施例以液压驱动的TWB型回转工作台为例。主要由工作台台体1、工作台底座11、主轴2、离合器10、转动齿轮8、齿条9、液压油缸和回转分度定位机构组成。液压油缸分有用于驱动压板3和离合器10上下运动的夹紧油缸12和用于驱动齿条9前后运动的油缸(附图中未画出)，所有油缸都由液压系统统一控制。附图1中，用于驱动齿条9带动工作台回转运动的油缸在另一剖面上，故附图中未画出。
工作台台体1固定于主轴2的端部，主轴2上设有端面齿轮离合器10，离合器10的上部与工作台台体1联接，离合器10的下部与夹紧油缸的活塞12联接。主轴2上还设有转动齿轮8，转动齿轮8与离合器10的下部通过双平键联接，齿轮8与齿条9啮合，齿条9外接油缸(图中未画出)。齿条9由外接油缸驱动，带动转动齿轮8、再通过离合器10带动工作台体1转动。
回转分度定位机构设于工作台台体1与工作台底座11之间，它由内楔环4、外楔环5、钢球6和压板3构成。内楔环4固定在工作台底座11上，外楔环5固定在工作台台体1上，压板3设于工作台台体1的下侧，压板3与油缸活塞12固定联接。
内楔环4的外周边和外楔环5的内周边上分别设有大小一致、分布均匀、数量相等的凹槽，其凹槽的形状可为V型沟槽14(如图2、图3、图4)，也可为球形凹槽15(如图5)，或者为圆柱形凹槽16(如图6)。
本实施例的凹槽以V型沟槽14为例。如图1、图2、图3、图4，每对内外楔环4、5上的V型沟槽14可相向对合成一个锥体形沟槽，其锥体形沟槽内可置放一个钢球6。这样，可使钢球6在其锥体形沟槽14内准确定位。
钢球6可通过保持架7活动联接于内楔环4上。保持架7为一个设有若干个孔的环，相当于一个普通滚珠轴承中的钢珠保持架，保持架7可固定于内楔环4上。钢球6置放于保持架7的孔中，钢球6与保持架7的孔之间设有较大的活动间隙，使得钢球6可在保持架7的孔中任意自由的滚动和上下运动，而又使钢球6不至于从内楔环4上脱落下来。
钢球6也可通过保持架7活动地联接于外楔环5上或者压板3的下侧。即，保持架7既可以固定于内楔环4上，也可以固定于外楔环5上、或者固定于压板3的下侧，钢球6和保持架7具体联接于上述三个零件中的哪一个上，视具体情况而定，只要能够使钢球6自如地在凹槽14或凹槽15、16中上、下运动即可。
为了提高内外楔环4、5相对运动的平稳性和可靠性并提高回转工作台的刚性，工作台底座11上设有环形导轨，外楔环5可在其环形导轨上进行圆周运动。
分度定位机构的工作原理是正常工作状态时(即工作台台体定位状态时)，内外楔环4、5上的每对V型沟槽14两两相对合成一个锥体形沟槽，钢球6置于锥体形沟槽内，钢球6由上侧的压板3压紧在此锥形沟槽内。当需要分度时，压板3向上抬起松开，工作台台体1带动外楔环5一起转动，进行分度，钢球6也向上松开升起；当工作台台体1转动到下一个工位时，内外楔环4、5上的V型沟槽14再次两两对合形成锥体形沟槽，钢球6落下，压板3压紧，工作台台体1再次定位。以此往复。
离合器10用于控制工作台台体1的转动及齿条9的复位，当离合器10闭合时，压板3向上抬起松开，齿条9带动工作台台体1转动分度，钢球6抬起；当离合器10打开时，压板3向下压紧钢球6，工作台台体1定位，此时齿条9反向运动复位。
本回转工作台的工作原理是油缸活塞12的下腔进油—活塞12上行带动压板3向上抬起—钢球6松开—内楔环4和外楔环5脱离定位—钢球6向上升起出离V型沟槽14—离合器10啮合—外接油缸起动带动齿条9运动—齿轮8带动主轴2转动—带动工作台台体1和外楔环5转动至下一工位—油缸12下腔回油—油缸活塞12下行—压板3落下—将钢球6回落并压紧在内外楔环4、5之间的V型沟槽14内准确定位并夹紧工作台体1—此时齿盘离合器10分离—齿条9缩回复位，完成一次分度定位。
本发明工作台台体1在任何工作状态下，只有旋转运动，而无上下运动，其工作台台体1的定位压紧仅靠压板3和钢球6压紧内外楔环4、5而实现。而压板3的上下运动幅度也相当小，只要能松开抬起钢球6即可，所以整个工作台的垂直安装尺寸相当小，这样，当回转工作台安装在机床底座13上时，就可以整机安装在机床底座13的上部，无需将部分工作台装置装于机床底座13内部，使得安装、调试、维修非常方便。
本发明的回转分度定位机构，除可用采用本实施例的液压驱动外，也可采用气动驱动和电动驱动的方式来实现。
权利要求
1.回转工作台，设有工作台台体和工作台底座，其工作台台体与工作台底座之间设有回转分度定位机构，其特征在于所述回转分度定位机构由内、外楔环、钢球和压板构成，外楔环可随台体相对内楔环及底座转动，内楔环的外周边和外楔环的内周边上分别设有可相向对合的凹槽，其凹槽内可放置钢球，由压板压紧钢球使得内、外楔环相对定位。
2.如权利要求1所述的回转工作台，其特征在于其凹槽可为V型沟槽、也可为圆柱形凹槽或者球形凹槽。
3.如权利要求1或2所述的回转工作台，其特征在于压板设于内外楔环和钢球的上部，压板松开后、内外楔环相对转动时，钢球可在凹槽内上下运动。
4.如权利要求1所述的回转工作台，其特征在于钢球活动地置放于保持架中，并通过保持架联接在内楔环上、或者外楔环上、或者压板上。
5.如权利要求4所述的回转工作台，其特征在于钢球与保持架之间设有可使钢球在保持架内任意滚动和上下运动的间隙，保持架既可以固定于内楔环上，也可以固定于外楔环上或者压板上。
6.如权利要求1或2所述的回转工作台，其特征在于工作台底座上设有可使外楔环相对其圆周转动的环形导轨。
全文摘要
本发明涉及一种回转工作台，其特征是，工作台台体与工作台底座之间的回转分度定位机构由内、外楔环、 钢球和压板构成，内楔环固定于底座上，外楔环可随台体相对内楔环转动，内、外楔环上设有可置放钢球的凹槽，内、外楔环由压板压紧钢球进行定位。其优点是，每次分度时，工作台台体不需要抬起落下，台体不受撞击，台面不易变形。零件加工难度和装配难度小，整机纵向安装尺寸小，可全部安装在机床底座的上部，安装、维修十分便利。分度数可根据双楔环上的凹槽数来任意确定，其灵活性较大，是齿盘分度所不能及的。
文档编号B23Q1/26GK1718368SQ20051009124
公开日2006年1月11日 申请日期2005年8月11日 优先权日2005年8月11日
发明者山崎好夫 申请人:株式会社山崎, 江苏恒力组合机床有限公司