專利名稱：機床的主軸單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機床的主軸單元，該機床有一個用于松開刀具軸上的刀具的松開裝置。
2.相關(guān)技術(shù)一般來說，一個機床的主軸單元設(shè)置有一個松開裝置，該松開裝置用于使一個用于夾緊和松開刀具的牽拉桿可沿一個軸向移動地插入主軸的通孔，并用于安裝多個用于在夾緊方向給牽拉桿加載和松開夾緊在主軸上的刀具的盤形彈簧。有一種這種結(jié)構(gòu)的松開裝置其中，一個有一個由例如液壓驅(qū)動的活塞的缸體被固定在與刀具相對側(cè)的主軸頭后端壁上，并且，缸體與一個用于給缸體提供液壓的液壓管、冷卻液供應(yīng)管和電線線路相連接。
同時，當(dāng)在主軸單元里維修刀具軸或更換盤形彈簧時，一般地，通常是通過以下方式完成維修和更換，即將全部松開裝置從主軸頭中取出且移至低處放在地上，并在這種狀態(tài)下從主軸頭中抽出刀具軸和牽拉桿。
然而，當(dāng)傳統(tǒng)的松開裝置被取出且移至低處放在地上時，有必要暫時將連接到缸體上的所有液壓管、冷卻液供應(yīng)管和電線線路拆下，并因此產(chǎn)生一個問題，即重新安裝松開裝置的時候，需要重新連接各個管和電線，而這要花很多時間和勞動力且操作性能是低的。
而且，所述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一個問題，即拆開或安裝屬于重物的松開裝置時需要借助一個工作人員來托住，因而勞動負(fù)擔(dān)是很大的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于所述的一般情況而完成，因而它的一個目的是提供一種可以在完成刀具軸的維修或盤形彈簧的更換時提高操作性能，并在安裝和取出操作中減少勞動負(fù)擔(dān)的機床的主軸單元。
(1)本發(fā)明的特點在于，在一個機床的主軸單元中，有一個松開裝置，該裝置用于可旋轉(zhuǎn)地安裝一個刀具軸以使其插入由一個柱狀結(jié)構(gòu)可在上下方向移動地支撐的主軸頭，用于安裝一個用于夾緊和松開刀具的牽拉桿以使其可移動地沿其軸向插入刀具軸的通孔，用于在牽拉桿處安裝多個用于在夾緊方向給牽拉桿加載的盤形彈簧，并且用于在與刀具相對的主軸頭的一側(cè)使?fàn)坷瓧U沿松開方向移動，其中，松開裝置可以安裝到主軸頭上和與主軸頭拆分，所述柱狀結(jié)構(gòu)配置有一個用于安裝松開裝置的保持機構(gòu)，并且主軸頭通過在由保持機構(gòu)保持松開裝置的情況下將松開裝置與主軸頭分開而使主軸頭本身可以上下移動。
(2)本發(fā)明的另一特征在于，保持機構(gòu)被構(gòu)造成將松開裝置保持在一個大體上與主軸頭的移動線相一致的位置。
(3)本發(fā)明的另一特征在于，保持機構(gòu)由一個利用了一個形成在柱狀結(jié)構(gòu)的頂壁部分的孔而安裝并用于懸吊保持松開裝置的懸吊夾具構(gòu)成。
(4)本發(fā)明的另一特征在于，保持機構(gòu)被構(gòu)造成將松開裝置安裝在一個固定在柱狀結(jié)構(gòu)上的安裝架上。
根據(jù)本發(fā)明的主軸單元，當(dāng)?shù)毒咻S和牽拉桿被抽出來時，通過在上下方向移動主軸頭而由保持機構(gòu)保持松開裝置，并使松開裝置在這種狀態(tài)下從主軸頭中拆卸。因此，主軸頭與松開裝置分開，并且其自身可以在上下方向移動。接著，主軸頭在上下方向移動至一個操作位置，將刀具軸和牽拉桿抽出。此外，為了再次結(jié)合松開裝置，主軸頭被移至一個保持松開裝置的位置和使松開裝置固定到主軸頭上。
根據(jù)本發(fā)明的主軸單元，用于保持松開裝置的保持機構(gòu)被設(shè)置在用于可在上下方向移動地支撐主軸頭的柱狀結(jié)構(gòu)上，使主軸頭在松開裝置由保持機構(gòu)保持的狀態(tài)下，可以通過移動主軸頭而使主軸頭本身在上下方向移動，因此，松開裝置可以在與液壓管、冷卻液供應(yīng)管和電線線路照現(xiàn)在的樣子相連接的狀態(tài)下保持在機器中，與傳統(tǒng)的將全部裝置取出且移至低處放在地上相比，這樣可以減少許多操作步驟并提高操作性能。而且，因為松開裝置被保持在柱狀結(jié)構(gòu)上，可以減少工作人員的勞動負(fù)擔(dān)。
根據(jù)本發(fā)明，松開裝置被保持在大體上與主軸頭的移動線相一致的位置，并因此減少了松開裝置在拆卸和安裝操作中的多次移動，此外，容易實現(xiàn)主軸頭和松開裝置的定位并進(jìn)一步地提高操作性能。
根據(jù)本發(fā)明，松開裝置由利用形成在柱狀結(jié)構(gòu)的頂壁部分的孔安裝的懸吊夾具懸吊保持，因此，可以通過一個簡單的結(jié)構(gòu)保持松開裝置，同時限制成本增加。
根據(jù)本發(fā)明，松開裝置被安裝在固定在柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的安裝架上，因此，可以通過一個簡單的結(jié)構(gòu)保持松開裝置，同時限制成本增加。
附圖簡要說明圖1是一個水平型加工中心，它配置有一個根據(jù)本發(fā)明的實施例的主軸單元；圖2是一個表示該主軸單元的輪廓構(gòu)造的透視圖；圖3是一個表示該主軸單元的輪廓構(gòu)造的透視圖；圖4是一個該主軸頭的松開裝置的截面圖；和圖5是一個表示一個根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的主軸單元的輪廓構(gòu)造的透視圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明將參考下面的


本發(fā)明的實施例。
圖1到圖4是說明一個根據(jù)本發(fā)明的機床的主軸單元的視圖，圖1是一個配置有一個根據(jù)本實施例的主軸單元的機床的立體圖，圖2和圖3是表示主軸單元的輪廓構(gòu)造的透視圖，而4是一個主軸頭的夾緊裝置的截面圖。
在圖中，標(biāo)號1表示一個水平型加工中心(機床)，它由一個安裝有一個柱狀結(jié)構(gòu)4和一個托板交換裝置5的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，該柱狀結(jié)構(gòu)4安裝于固定床2的后部2a處且配置有一個主軸單元3，該托板交換裝置5安裝于(固定床2的)前部2b處。托板交換裝置5用于在加工位置A和一個最初的安放位置B之間轉(zhuǎn)動安裝在一個轉(zhuǎn)盤6上的各個托板7，7。此外，標(biāo)號8表示一個用于防止切屑或冷卻液撒到最初的安放側(cè)的隔板，而標(biāo)號9表示一個用于防止切屑撒到進(jìn)給機構(gòu)側(cè)的閘板。
加工中心1通過使主軸單元3在X軸，Y軸和Z軸方向相對移動并驅(qū)動安裝在主軸單元3上的刀具(未示出)旋轉(zhuǎn)來加工一個放在托板7上加工位置A處的工件。
柱狀結(jié)構(gòu)4由一個在前視圖中呈門形形狀(的物件)構(gòu)成，它包括一個整體上連接左側(cè)和右側(cè)壁部分4a，4a的上端部分的頂壁4b，并且可以沿著設(shè)置在固定床2上的線性導(dǎo)軌10，10在X軸方向移動。左側(cè)和右側(cè)壁部分4a和頂壁部分4b形成有許多用于使結(jié)構(gòu)的重量減輕的減重孔4c和4d。
主軸單元3設(shè)置在柱狀結(jié)構(gòu)4的內(nèi)部使其軸心指向Z軸方向，且主軸單元3可以沿配置于左側(cè)和右側(cè)壁部分4a的前表面的線性導(dǎo)軌11，11在Y軸方向移動。此外，主軸單元3的右側(cè)部分與一個滾珠絲杠12接合，并且一個連接到滾珠絲杠12的頂端部分的伺服電動機13驅(qū)動主軸單元3上下移動。
主軸單元3由這樣一個結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即可以通過軸承17將一個刀具軸16可旋轉(zhuǎn)地插入一個圓柱形主軸頭15，并如主要在圖4中所示的，在刀具軸16的前端部分安裝一個用于夾緊刀具的刀架(未示出)。
主軸頭15形成有一個用于給軸承17提供潤滑油的油路15c，并且該油路15c與一個供油管19相連。
一個用于驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)刀具軸16的主軸馬達(dá)18一體地安裝在主軸頭15的內(nèi)部。主軸馬達(dá)18包括一個固定到主軸頭的內(nèi)周表面的定子18a和一個與定子18a相對地固定到刀具軸16的外周表面的轉(zhuǎn)子18b。此外，主軸頭15形成有一個環(huán)繞定子18a的冷卻液通道15a，并且通過使冷卻液流經(jīng)冷卻液通道15a來冷卻定子18a。
于刀具軸16的軸心處形成有一個通孔16a，且一個牽拉桿20被設(shè)置成可移動地沿一個軸向方向插入通孔16a。構(gòu)成一個用于在夾緊方向給牽拉桿20加載的加載裝置的多個盤形彈簧21置于牽拉桿20和刀具軸16之間，且通過盤形彈簧21向后方(圖4的右方)加載于牽拉桿20上而將刀具夾緊在刀具軸16上。此外，牽拉桿的軸心形成有一個供給孔20a，該孔用于通過下面將提到的閥機構(gòu)40而給刀具提供冷卻液。
一個用于檢測刀具軸16的轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)速度檢測構(gòu)件22通過一個螺栓固定在刀具軸16的后端部分。此外，一個端部螺母23被擰在牽拉桿20的后端部分上，可以通過擰緊端部螺母23將牽拉桿20固定在刀具軸16上，同時在中間放入旋轉(zhuǎn)速度檢測構(gòu)件22。
主軸頭15的后端部分配置有一個基本上蓋住了主軸頭15的后端開口15b的蓋狀構(gòu)件25，且該蓋狀構(gòu)件25設(shè)置在旋轉(zhuǎn)速度檢測構(gòu)件22處以使其不能在一個軸向方向移動。
一個松開裝置30設(shè)置在主軸頭15的后端。一個可裝上地和可拆卸地安裝在主軸頭15上的蓋子31將該松開裝置30氣密地蓋住。在這里，在圖4中，松開裝置30位于軸線a的上側(cè)之上的部分表示一個松開狀態(tài)，而其下側(cè)部分表示一個夾緊狀態(tài)。
松開裝置30通常由這樣一個結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，一個大體上呈環(huán)形形狀的活塞33被可在一個軸向滑動地插入一個大體上呈碗形形狀并與蓋狀構(gòu)件25相對的缸體32的缸體凹進(jìn)部分32a，一個與活塞33接觸的止動板34通過一個螺栓被固定在缸體凹進(jìn)部分32a的前端開口緣上，而且，一個用于在其收縮方向(夾緊方向)給活塞33加載的彈簧35置于止動板34和活塞33之間。
缸體32形成有一個用于給一個由缸體32和活塞33形成的儲油器37提供液壓的液壓(傳送)通道32b，并且，一個用于同液壓通道32b相連的液壓管的接頭38連接到缸體32的后端表面上。液壓管的接頭38通過一個液壓軟管38a與一個液壓供應(yīng)源相連接。此外，當(dāng)液壓被供給儲油器37時，活塞33被向前推動并使?fàn)坷瓧U20向一個松開方向(軸向方向的前側(cè))移動從而使刀具松開。當(dāng)釋放液壓的時候，通過彈簧35使活塞33退回，并且通過盤形彈簧21使?fàn)坷瓧U20沿夾緊方向移動以夾緊刀具。
閥機構(gòu)40設(shè)置在活塞33的內(nèi)部及缸體凹進(jìn)部分32a的底壁上。該閥機構(gòu)40被構(gòu)造成當(dāng)牽拉桿20向后移至夾緊位置時，通過使閥活塞40a向前移動而使形成于缸體32上的冷卻液通道32c和牽拉桿的供給孔20a連接；當(dāng)牽拉桿20向前移至松開位置時，通過使閥活塞40a向后移動而關(guān)閉冷卻液通道32c。一個連接到冷卻液通道32c上的冷卻管接頭41連接到缸體32的后端表面上，并且，該接頭41通過一個冷卻液軟管41a與一個冷卻液供應(yīng)源相連接。
在缸體32的外周形成有一個凸緣部分32d。該凸緣32d沿周向以預(yù)先確定的間隔形成有螺栓孔32e，并且每一個螺栓孔32e里均安裝有一個螺栓43。此外，缸體32通過各個螺栓43被固定到蓋狀構(gòu)件25上。
此外，利用一個其結(jié)構(gòu)不同于螺栓43的固定螺栓45安裝凸緣部分32d。該固定螺栓45通過穿過蓋狀構(gòu)件25被固定到主軸頭15上，且一個螺母46被擰緊到所述固定螺栓45的后端部分。通過松開并拆下各個螺栓43和固定螺栓45的螺母46，可以將缸體32從主軸頭15中拆出。
此外，本實施例的裝置設(shè)置有一個作為用于保持柱狀結(jié)構(gòu)4內(nèi)部的松開裝置30的保持機構(gòu)的懸吊夾具50，該懸吊夾具50由這樣一個結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即在一個桿形形狀的懸吊部分50a的頂端形成有一個與(柱狀結(jié)構(gòu)的)頂壁部分4b的孔4d的一個邊緣部分接合的鉤部分50b，且一體地形成有一個用于安裝以在其下端固定的缸體32的固定部分50c。在固定部分50c的前端設(shè)置有一個螺(紋)釘部分(未示出)，且可以通過接合該螺(紋)釘部分和一個在缸體32的外周的頂端部分的螺紋部分(未示出)來固定缸體32。此外，懸吊夾具50在與主軸頭15的移動線相一致的位置保持缸體32，并因而保持松開裝置30。
接著，將說明本實施例的操作和效果。
當(dāng)進(jìn)行刀具軸16的維修或盤形彈簧21的更換時，首先，將懸吊夾具50插入柱狀結(jié)構(gòu)4的孔4d中，并且使鉤部分50b和孔4d的邊緣部分接合。移動主軸頭15至一個松開裝置30可以通過懸吊構(gòu)件50的固定部分50c被懸吊的位置，拆下蓋子31并將缸體32安裝到固定部分50c，并且在這種狀態(tài)下松開以拆下各個螺栓43和螺母46。因此，缸體32由懸吊夾具50保持懸吊以與主軸頭15分開。接著，將主軸頭15降低到一個操作位置，將端部螺母23，牽拉桿20和盤形彈簧21拉到后側(cè)，將刀具軸16拉到前側(cè)。此外，為了再次結(jié)合松開裝置30，將主軸頭15移至一個保持缸體32的位置，利用被拆下的各個螺栓43和螺母46使缸體32固定在主軸頭15上，將固定在懸吊構(gòu)件50上的缸體32從懸吊構(gòu)件上松開，并在其上安裝蓋子31。
這樣，根據(jù)本實施例，可在上下方向移動地支撐主軸頭15的柱狀結(jié)構(gòu)4上設(shè)置有懸吊構(gòu)件50，在于懸吊構(gòu)件50處懸吊保持松開裝置30的缸體32的狀態(tài)下，松開并取出各個螺栓43以分開可在上下方向移動地分開主軸頭15，因此，松開裝置30可被保持在機器里，同時液壓軟管38a、冷卻液軟管41a或電線線路仍然保持與缸體32相連，并且和傳統(tǒng)的將全部裝置取出且移至低處放在地上的情況相比，可以減少許多操作步驟且提高操作性能。
此外，只進(jìn)行移動主軸頭15的操作以使缸體32置于懸吊構(gòu)件50的固定部分50c處和在這種狀態(tài)下將缸體32安裝到懸吊構(gòu)件50上以懸吊下來，和借助于工作人員將缸體32取出且移至低處放在地上的情況相比，可以減少勞動負(fù)擔(dān)。
根據(jù)本發(fā)明，因為缸體32通過保持構(gòu)件50保持在與主軸頭15的移動線相一致的位置，所以，在拆卸或安裝缸體32時，可以容易地實現(xiàn)主軸頭15和缸體32的定位，并進(jìn)一步提高操作性能。
此外，因為缸體32利用一個形成于柱狀結(jié)構(gòu)4的頂壁部分4b的減重孔4d通過懸吊構(gòu)件50保持并懸吊下來，所以，當(dāng)限制成本增加的時候，可以利用一個簡單的結(jié)構(gòu)保持缸體32。
此外，也可以使用一根(金屬)線作為懸吊構(gòu)件，利用該線固定缸體并從孔中懸吊缸體。
此外，雖然根據(jù)所述實施例，給出了一個利用懸吊夾具50保持缸體32的情況的說明，但是根據(jù)本發(fā)明，如圖5所示，可以將松開裝置30安裝在一個固定在柱狀結(jié)構(gòu)4上的安裝架55上以進(jìn)行保持。
利用螺栓將安裝架55固定到柱狀結(jié)構(gòu)4的側(cè)壁部分4a的內(nèi)側(cè)。此外，當(dāng)進(jìn)行維修的時候，從主軸頭15中取出松開裝置30以安裝在安裝架55上，將主軸頭15降低至操作位置，并且取出牽拉桿20和端部螺母23。也是在這種情況下，可以通過一個簡單的結(jié)構(gòu)保持缸體32以獲得同所述實施例一樣的效果，同時限制成本增加。
權(quán)利要求
1.一種機床的主軸單元，包括一個主軸頭，其中設(shè)置有一個可旋轉(zhuǎn)的刀具軸；一個可在上下方向移動地支撐所述主軸頭的柱狀結(jié)構(gòu)；一個插入所述刀具軸的通孔的牽拉桿，所述牽拉桿可以在它的一個軸向方向移動，從而夾緊和松開將被安裝的刀具；一個給所述牽拉桿向夾緊方向加載的加載裝置；一個用于使所述牽拉桿向松開方向移動的松開裝置；和一個用于用所述柱狀結(jié)構(gòu)保持所述松開裝置的保持機構(gòu)；其中，所述松開裝置可與所述主軸頭分開，同時被保持在柱狀結(jié)構(gòu)里，和所述主軸頭可以在沒有所述松開裝置的情況下沿上下方向移動。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床的主軸單元，其中，所述保持機構(gòu)在一個大體上與所述主軸頭的移動線相一致的位置保持所述松開裝置。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床的主軸單元，其中，所述保持機構(gòu)包括一個利用一個形成在所述柱狀結(jié)構(gòu)的頂壁部分的孔而安裝的懸吊夾具以用于懸吊保持所述松開裝置。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床的主軸單元，其中，所述保持機構(gòu)被構(gòu)造成將所述松開裝置安裝在一個固定在所述柱狀結(jié)構(gòu)上的安裝架上。
全文摘要
一個柱狀結(jié)構(gòu)(4)和一個主軸頭(15)，該柱狀結(jié)構(gòu)設(shè)有一個用于保持松開裝置(30)的懸吊夾具(保持機構(gòu))(50)，該主軸頭可以在利用懸吊夾具(50)懸吊保持所述松開裝置(30)的情況下，通過取下一個螺栓(43)而自身沿上下方向移動。
文檔編號B23B31/10GK1485174SQ03153309
公開日2004年3月31日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者山本達(dá)也 申請人:株式會社森精機制作所