机床的主轴台的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种实用的机床的主轴台，其能够廉价地构成可将主轴快速地回转分度至准确的位置的回转主轴的刹车机构，且维护比较容易，并且，回转主轴不容易引起位置偏移。主轴台(1)由能够安装工具的主轴头(2)和支承基座(3)等构成，通过内置于支承基座中的旋转驱动机构(4)，使主轴头以圆柱状的回转主轴(21)的中心轴线(回转轴线(B))为中心进行旋转，分度成规定的姿势。另外，构成为，设置有利用液压使活塞(20)按压于制动板(26)由此制止回转主轴的旋转的制动机构，在该制动机构工作时，使朝向与活塞对制动板的按压方向相反的方向的液压力作用于回转主轴的制动部件(23)，以使该制动部件压靠于在支承基座上设置的基准面(19)。
【专利说明】机床的主轴台
【技术领域】
[0001]本发明涉及主轴台，所述主轴台具备:回转主轴,其被搭载于复合加工车床等机床上，能够使安装有工具的主轴头绕回转轴旋转；和制动机构，其用于对该回转主轴的旋转进行制动。
【背景技术】
[0002]在复合加工机等机床上搭载有主轴台(所谓的M主轴台)，所述主轴台具有:安装有工具的主轴；和回转主轴，其能够使该主轴绕回转轴(与主轴垂直的轴)进行回转分度。作为这样的M主轴台，如专利文献I所示，提出有这样的主轴台，该主轴台构成为，以能够沿着回转主轴的轴线方向进退的方式设置有套筒部件，该套筒部件在外周具有实施了提高摩擦阻力的表面处理(例如，金刚石镀层处理)的锥面，另一方面，在将回转主轴保持成能够旋转的支承基座上设置有与套筒部件的锥面对置的锥面，利用液压将套筒部件的锥面推压至支承基座的锥面，由此对回转主轴进行制动。
[0003]另外，在M主轴台中，还存在这样的主轴台，该主轴台构成为，在回转主轴的外周设置有平板状的制动板(旋转侧制动板)，并且，在支承基座的贯插有回转主轴的贯插孔的内周，以与回转主轴的制动板对置的方式设置有制动板(固定侧制动板)，借助于液压使活塞沿着回转主轴进退，将旋转侧制动板夹入活塞的头部与固定侧的制动板之间，由此对回转主轴进行制动。
[0004]专利文献1:日本特开2010-23148号公报
[0005]可是，在专利文献I的M主轴台中存在下述这样的不良情况:虽然回转主轴的制动机构(刹车机构)能够使主轴快速地回转分度至准确的位置，但是作为该制动机构的构成部件的套筒部件等的加工比较困难，无法廉价地构成。另外，在套筒部件的锥面发生了磨损的情况下，需要对每个套筒部件进行更换，因此存在维护需要花费成本和工夫这样的不良情况。
[0006]另一方面，关于利用液压将旋转侧制动板夹入到活塞的头部和固定侧的制动板之间从而对回转主轴进行制动的M主轴台，存在下述这样的不良情况:在回转主轴的制动时，液压力向一个方向(例如，回转主轴的末端方向)作用，因此回转主轴容易引起移位(位置偏移)。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，消除上述以往的机床的主轴台(M主轴台)所具有的问题，并提供下述这样的实用的机床的主轴台:能够廉价地构成可使主轴快速地回转分度至准确的位置的回转主轴的制动机构，不仅维护比较容易，而且回转主轴不容易引起移位(位置偏移)。
[0008]在本发明中，技术方案I记载的发明是一种机床的主轴台，该机床的主轴台具备:主轴，其能够在安装有工具的状态下旋转；回转主轴，其能够对该主轴绕垂直的回转轴线进行分度；支承基座，其将该回转主轴保持成能够旋转；以及制动机构，其制止回转主轴的旋转，所述机床的主轴台的特征在于，所述制动机构利用液压将被固定在所述支承基座上的活塞按压于在所述回转主轴上固定安装的制动板，由此制止回转主轴的旋转，在该制动机构工作时，使朝向与活塞对制动板的按压方向相反的方向的液压力作用于所述回转主轴的制动部件，从而将该制动部件压靠于在所述支承基座上设置的基准面。
[0009]技术方案2记载的发明的特征在于，在技术方案I记载的发明中，在将所述回转主轴保持成能够旋转的支承基座中，设置有用于填充供所述活塞工作的工作液的流入室，并且，在该流入室内，以与所述活塞的基端面对置的方式设置有液压作用面。
[0010]技术方案3记载的发明的特征在于，在技术方案I或2记载的发明中，除了所述制动机构以外，还设置有第二制动机构，该第二制动机构利用液压使固定于所述支承基座的第一离合器部件与固定安装在所述回转主轴上的第二离合器部件啮合，由此制止回转主轴的旋转，与分度角度相应地分开使用2个制动机构，并且，在所述第二制动机构工作时，利用液压使与所述第一离合器部件啮合的所述第二离合器部件压靠于在所述支承基座上设置的基准面。
[0011]技术方案I涉及的机床的主轴台能够将主轴快速地回转分度至准确的位置，而且能够廉价低构成回转主轴的制动机构(刹车机构)，并且，能够使维护变得容易。另外，在对回转主轴进行制动时，还使液压力朝向与活塞对制动板的按压方向相反的方向作用，因此，回转主轴不容易移位(位置偏移)。
[0012]在技术方案2涉及的机床的主轴台中，在对回转主轴制动时，使对活塞加压的工作液的压力作用于液压作用面，因此，能够使液压力高效地朝向与活塞对制动板的按压方向相反的方向进行作用，因此能够更高精度地防止回转主轴的移位。
[0013]技术方案3涉及的机床的主轴台与分度角度相应地分开使用2个制动机构，来对回转主轴进行制动，因此能够在短时间内制止回转主轴，而且能够将主轴头分度至非常准确的位置。另外，无论是在利用刹车器式的制动机构进行分度的情况下，还是在利用离合器式的制动机构进行分度的情况下，都利用液压按压同一个基准面，因此，回转主轴的沿着回转轴线的方向上的位移(位置偏移)较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是搭载于复合加工车床上的主轴台(M主轴台)的局部剖视图。
[0015]图2的(a)和(b)是示出主轴台的制动机构的动作状态的说明图。
[0016]标号说明
[0017]1:主轴台；2:主轴头(主轴);3:支承基座；4:旋转驱动机构；16:第一离合器部件；19:基准面；20:活塞；21:回转主轴；26:制动板；30:液压作用面；32:第二流入室(流入室)；61:第二离合器部件。
【具体实施方式】
[0018](I)主轴台的结构
[0019]以下，基于附图对本发明涉及的机床的主轴台的一个实施方式详细地进行说明。图1是在作为机床的复合加工车床(未图示)上搭载的主轴台(M主轴台)的局部剖视图，还一起示出了用于使该主轴台的制动机构进行作用的液压回路。主轴台I由能够安装工具的主轴头2(主轴A)和支承基座3等构成，通过内置于支承基座3中的旋转驱动机构4，使主轴头2以圆柱状的回转主轴21的中心轴线(回转轴线B)为中心进行旋转，从而分度成规定的姿势。
[0020]支承基座3形成为大致圆筒状，在中心设置有用于供主轴头2的回转主轴21贯插的轴贯插孔5。另外，在支承基座3的末端附近且该轴贯插孔5的外侧，设置有大致圆柱状的空腔部6 (并且，将支承基座3的末端附近处的与轴贯插孔5相邻的外侧的部分称作内侧支承部7，将与空腔部6相邻的外侧的部分称作外侧支承部8)。另外，在空腔部的基端侧(图1中的下侧)，以与回转轴线B垂直的方式设置有基准面19。
[0021]并且，在内侧支承部7的末端固定有扁平的圆柱状的制动头9，扁平的环状的制动板10在被橡胶制且扁平的环状的固定部件11、11夹持的状态下被固定安装在该制动头9的内侧(基端侧)。而且，在该制动板10的内侧(基端侧)固定安装有活塞引导部件12、支承部件13、离合器引导部件14。
[0022]在活塞引导部件12的末端附近设置有凸缘部，从而变得比其他部分直径大(外径变大)。另外，离合器引导部件14的基端侧比末端侧直径大。而且，支承部件13比这些活塞引导部件12、离合器引导部件14直径大。
[0023]在该支承部件13的末端侧，设置有扁平的环状的活塞20。关于该活塞20，在末端面上设置有推压突起71，在基端以向内侧突出的方式设置有卡合凸缘。并且，该活塞20成为内周面经由轴承15、15与活塞引导部件12的外周面抵接的状态，如后所述，该活塞20借助于液压沿着回转轴线B突出和退入(即，能够相对于支承部件13的末端面离开和接合)。另外，在支承部件13的末端面上，呈圆周状设置有凹部72，并且贯穿设置有用于使工作液流入的流入孔(未图示)。
[0024]另一方面，在支承部件13的基端侧设置有外形为大致圆锥台状的第一离合器部件16。关于该第一离合器部件16,在末端附近以向内侧突出的方式设置有卡合凸缘,在基端面上设置有离合器板17。并且，该第一离合器部件16成为内周面经由轴承18、18与离合器引导部件14的外周面抵接的状态，如后所述，该第一离合器部件16借助于液压沿着回转轴线B突出和退入(即，能够相对于支承部件13的末端面离开和接合)。另外，离合器板17是环状的联接器部件，且与后述的第二离合器部件61的离合器板62啮合。
[0025]另一方面，在圆柱状的回转主轴21的末端侧(与主轴头2之间)设置有凸缘部22，在该凸缘部22的下表面固定安装有大致圆筒状的制动部件23。并且，该制动部件23处于被嵌入于在支承基座3的内侧支承部7与外侧支承部8之间形成的空腔部6内的状态。
[0026]在制动部件23的末端附近的外表面与支承基座3的外侧支承部8的内表面之间夹设有轴承24，使得回转主轴21在被支承于支承基座3的状态下能够以回转轴线B为中心顺畅地旋转。另外，在制动部件23的上端附近，以与回转轴线B垂直的方式设置有一定宽度的环状的抵接面25，扁平的环状的制动板26被多个螺栓以相等间隔(以回转轴线B为中心的相等角度)螺纹安装于该抵接面25。该制动板26的内周附近的部分成为下述这样的状态:其隔开规定的间隔被夹持于在支承基座3的内侧支承部7的末端设置的刹车头9和制动板10的外周附近的彼此之间，并且成为活塞20的推压突起71位于其重复部分的基端侧的状态。
[0027]另外，制动部件23的中央的部分成为呈凸缘状向轴心侧突出的状态，在该凸缘状的部分的末端，以与回转轴线B垂直的方式设置有一定宽度的环状的液压作用面30。并且，该液压作用面30成为与活塞20的下表面隔开规定的距离对置的状态。
[0028]另外，在制动部件23的基端，以比制动部件23向轴心侧突出的方式设置有第2离合器部件61,在该第2离合器部件61的末端侧的外表面，固定安装有与第一离合器部件16的离合器板17啮合的离合器板62。而且，制动部件23的内周面成为经由轴承27与活塞20的外周面面对的状态，并且成为经由轴承28与支承部件13的外周面面对的状态，并且成为经由轴承29与第一离合器部件16的外周面面对的状态。
[0029]另一方面，在活塞20的内周面与活塞引导部件12的外周面之间，设置有能够供工作液流入的第一流入室31。另外，在活塞20的下侧设置有能够供工作液流入的第二流入室32，该第二流入室32由活塞20的下表面、制动部件23的内周面、液压作用面30、支承部件13的外周面以及支承部件13的外侧的末端面封闭。而且，在支承部件13的下表面与第一离合器部件16的上表面之间、以及第一离合器部件16的内周面与离合器引导部件14的外周面之间，分别设置有用于使工作液流入的第三流入室33和第四流入室34。
[0030]另外，如图1这样，第一流入室31通过第二供液路52且经由电磁阀41与设在外部的泵P连接，第二流入室32通过第一供液路51并经由电磁阀41与设在外部的液箱T连接。另一方面，第三流入室33通过第三供液路53且经由方向切换阀42、液压控制单向阀43与泵P连接，第四流入室34通过第四供液路54并经由方向切换阀42与液箱T连接。并且，泵P被未图示的控制装置驱动控制。
[0031]并且，由上述的刹车头9、制动板10、制动部件23的制动板26、活塞20、弟一流入室31、第二流入室32、第一供液路51、第二供液路52、电磁阀41、泵P、液箱T以及泵P的控制装置(未图示)等，构成了回转主轴21的第一制动机构(基于刹车器的制动机构)。另夕卜，由上述的第一离合器部件16、离合器板17、第二离合器部件61、离合器板62、第三流入室33、第四流入室34、第三供液路53、第四供液路54、方向切换阀42、液压控制单向阀43、泵P、液箱T以及泵P的控制装置(未图示)等，构成了回转主轴21的第二制动机构(基于离合器的制动机构)。
[0032](2)主轴台的工作内容
[0033]在如上述这样构成的主轴台I中，在以较大的单位(角度，大概15°以上)进行分度时，使用第二制动机构(基于离合器的制动机构)，在以该第二制动机构无法应对的角度(大概不足30° )进行分度时，使用第一制动机构(基于刹车器的制动机构)。即，在以较大的单位进行分度时，通过使工作液填充至第三流入室33内，由此使第一离合器部件16向基端侧退入(在图1为下降)，使离合器板17与被固定安装于制动部件23上的第二离合器部件61的离合器板62啮合，从而使第二离合器部件61的基端侧(图1中的下侧)的面压靠于基准面19，由此，制止制动部件23相对于内侧支承部7的旋转。
[0034]另外，图2是示出在主轴台I中以细微的角度对主轴头2进行分度时的工作内容的图。在对主轴头2进行分度时，如图2的(a)所示，使泵P工作而将工作液填充至第一流入室31，使活塞20退入(在图2中下降)，从而使刹车头9、制动部件23的制动板26、内侧支承部7的制动板10互相分离，在该状态下，使旋转驱动机构4工作，从而使回转主轴21以回转轴线B为中心进行旋转。并且，旋转驱动机构4被未图示的控制装置驱动控制。
[0035]并且，在使回转主轴21旋转规定的角度的量时，如图2的(b)所示，制动机构进行作用，主轴头2的旋转被制止。即，将第一流入室31内的工作液强制排出，与此同时，使工作液填充至第二流入室32内，借助液压(使压力=P1)使活塞20突出(上升)，通过由刹车头9和内侧支承部7的制动板10夹持制动部件23的制动板26，由此制止制动部件23相对于内侧支承部7的旋转。
[0036]另外，如上所述，将第一流入室31内的工作液强制排出，与此同时，使工作液填充至第二流入室32内而使活塞20突出，由此由刹车头9和内侧支承部7的制动板10夹持制动部件23的制动板26，此时，因被夹持的制动板26的挠曲而引起的反力(以压靠于刹车头9的部分为基准欲恢复为平板状的力)传递至制动部件23，因此，在主轴头2的回转主轴21上作用有朝向末端的力a。
[0037]另外，与此同时，第二流入室32内的工作液的液压P1作用于在制动部件23的内周形成的液压作用面30，因此，被固定安装于制动部件23的第二离合器部件61的基端侧(图1中的下侧)的面朝向基端(图1中的朝下方向)按压基准面19。所以，在回转主轴21上作用有朝向基端的力β。该朝向基端的力β由液压P1和液压作用面30的面积决定，且设定得比朝向末端的力α大。由此，比朝向末端的力α大的力β朝向基端施加于回转主轴21，其结果是，朝向基端作用有“力β_力α”。因此，在主轴台I中，如单纯使活塞20突出(在图2中上升)并由刹车头9和内侧支承部7的制动板10夹持制动部件23的制动板26的制动机构这样，在制动时，回转主轴21不会向末端侧移位(位置偏移)。
[0038](3)主轴台的效果
[0039]如上所述，主轴台I构成为，制动机构利用液压使活塞20按压于在回转主轴21上固定安装的制动板26，由此制止回转主轴21的旋转，在该制动机构工作时，使与活塞20对制动板26的按压方向相反的方向的液压力作用于回转主轴21的制动部件23，以使该制动部件23压靠于在支承基座3上设置的基准面19，因此，能够将主轴(主轴头2)快速地回转分度至准确的位置，而且能够廉价地构成回转主轴21的制动机构(刹车机构)，并且，能够使维护变得容易。并且，在对回转主轴21进行制动时，回转主轴21不易移位(位置偏移)。
[0040]另外，在主轴台I中，如上所述，在将回转主轴21保持成能够旋转的支承基座3中设置有第二流入室32，该第二流入室32用于填充供活塞20工作的工作液，并且，在该第二流入室32内，以与活塞20的基端面对置的方式设置有液压作用面30，在对回转主轴21进行制动时，使对活塞20加压的工作液的压力作用于液压作用面30，因此，能够使液压力高效地向与活塞20对制动板26的按压方向相反的方向作用，因此能够更高精度地防止回转主轴21的移位。
[0041]而且，如上所述，主轴台I是这样的结构:与分度角度相应地分开使用第一制动机构(基于刹车器的制动机构)和第二制动机构(基于离合器的制动机构)，以对回转主轴21进行制动，因此，能够在短时间内制止回转主轴21，而且能够将主轴头2分度至非常准确的位置。并且，无论是在利用第一制动机构进行分度的情况下、还是在利用第二制动机构进行分度的情况下，都将第二离合器部件61的基端侧(图1中的下侧)的面按压于基准面19 (向图1中的朝下方向按压)，因此，沿着回转主轴21的回转轴线B的方向上的位移(位置偏移)较小。
[0042](4)主轴台的变更例
[0043]本发明涉及的机床的主轴台的结构丝毫不限定于上述实施方式的形态，能够在不脱离本发明的主旨的范围内，根据需要适当地变更主轴头(主轴)、支承基座、旋转驱动机构、回转主轴、活塞、制动板、流入室等结构。并且，搭载本发明涉及的主轴台的机床也不限定于上述实施方式这样的复合加工车床，能够变更为各种机床。
[0044]例如，主轴台的制动机构并不限定于下述这样的结构:如上述实施方式这样，利用活塞按压固定侧的制动板，将旋转侧的制动板夹入到刹车头的基端面与固定侧的制动板之间，由此对回转主轴进行制动，也可以变更为下述这样的结构等:固定侧的制动板被抵接安装于刹车头的基端面，利用活塞按压旋转侧的制动板，将旋转侧的制动板夹入到活塞的末端面与固定侧的制动板之间，由此对回转主轴进行制动。
[0045]另外，主轴台并不限定于如上述实施方式这样一并设置有由活塞、旋转侧制动板、固定侧制动板等构成的制动机构(第一制动机构)、和由第一离合器部件及第二离合器部件构成的制动机构(第二制动机构)的结构，也可以是下述这样的结构:仅由这样的制动机构构成的结构，该制动机构由活塞、旋转侧制动板、固定侧制动板等构成；或者是在该制动机构之外还一并设置有除了利用离合器的制动机构以外的制动机构的结构。
【权利要求】
1.一种机床的主轴台， 该机床的主轴台具备: 主轴，其能够在安装有工具的状态下旋转； 回转主轴，其能够对该主轴绕垂直的回转轴线进行分度； 支承基座，其将该回转主轴保持成能够旋转；以及 制动机构，其制止回转主轴的旋转， 所述机床的主轴台的特征在于， 所述制动机构利用液压将被固定在所述支承基座上的活塞按压于在所述回转主轴上固定安装的制动板，由此制止回转主轴的旋转， 在该制动机构工作时，使朝向与活塞对制动板的按压方向相反的方向的液压力作用于所述回转主轴的制动部件，从而将该制动部件压靠于在所述支承基座上设置的基准面。
2.根据权利要求1所述的机床的主轴台,其特征在于， 在将所述回转主轴保持成能够旋转的支承基座中，设置有用于填充供所述活塞工作的工作液的流入室，并且，在该流入室内，以与所述活塞的基端面对置的方式设置有液压作用面。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的机床的主轴台，其特征在于， 除了所述制动机构以外，还设置有第二制动机构，该第二制动机构利用液压使被固定于所述支承基座的第一离合器部件与被固定安装在所述回转主轴上的第二离合器部件啮合，由此制止回转主轴的旋转，与分度角度相应地分开使用2个制动机构，并且， 在所述第二制动机构工作时，利用液压将与所述第一离合器部件啮合的所述第二离合器部件压靠于在所述支承基座上设置的基准面。
【文档编号】B23Q5/20GK104439296SQ201410460682
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】中务芳雄 申请人:大隈株式会社