專利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自動工具更^^置的械。特別是，本發(fā)明涉及一種 熱壓配夾以可更換工具的積床。
技術(shù)背景通常，安裝工具的多個工具夾,于料箱中，機(jī)床的自動工具更g置(ATC)^f^中的工具夾有選擇^^L^i軸箱中，自動itk^^Jij回轉(zhuǎn)主軸上。 多^t情況下，^A工具夾，的錐座，形成于主軸的下端。主軸箱具有M工 具夾*的旋鈕的彈簧筒夾，和將彈簧筒夾向主軸中提升的扭ff。近年來，更 多她^^1通過熱壓配##工具的工具夾("熱壓配夾")。熱壓配夾至少部分環(huán)。筒部具有與工具的工具^^合的中心孑UL凹部。中心孔的直徑在常溫下比 工具的工具柄稍小。因筒部的加熱，在中心孑U^脹時，工具的工具柄容易插入 中心孔中。筒部因^HP鵬時，熱壓配夾與工具牢固艦合。日本^i午公開2003-025158號公開了一種由高頻感應(yīng)加熱產(chǎn)生的熱壓配裝 置。公開的裝置可局部地加熱熱壓配夾，能夠成為在數(shù)秒加熱下工具可插入熱 壓配夾中的狀態(tài)。因工具牢固地、高精度地安^^熱壓配夾中，高速轉(zhuǎn)動區(qū)域 的動態(tài)平^^優(yōu)良。日^i午乂JHf 2005-118888號^5Hf 了一種邊自動,工^^l'j熱壓配夾 上邊可向#^*熱壓配夾的機(jī)床。該*1^可使,者省去將工 "裝到熱壓 配夾上花費(fèi)的工夫，同時，可大幅度,短工具更換所需的總計時間。然而， 該^jMW壓配夾安^^主軸上的精度與強(qiáng)^i有限的，不^it應(yīng)加工^"度或高速轉(zhuǎn)動性能高的要求。日^jf^午/^Hf 2000-343306號/zHf 了一種通辻熱壓配直M工^^J!J主 軸上的主軸裝置。該主軸裝置不需絲壓配夾，可縮短準(zhǔn)備時間。W卜，可將 工具牢固地、高精度^^^主軸上。但是，因該主軸反復(fù)、直接:^熱、冷 卻，在主軸上會產(chǎn)生不能回復(fù)的熱變形，錢Mi軸的壽命。 美國專利5140739號公開了一種熱膨脹率f氐的凸?fàn)願A固定到主軸的下端， 安裝工具的凹狀夾隨著熱壓配安裝到凸?fàn)願A中的夾緊裝置。凹狀夾用的高^ 熱裝議高速^P裝置iM于夾緊裝置上。一JM'J用該夾緊裝置，就可縮脅 熱及冷卻時間，同時，可牢固JJE確地將工具夾安^^主軸上。可是，需要預(yù) 先將工^^彭'J工具夾中的準(zhǔn)M業(yè)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提^"種使熱壓配夾與主軸牢固g合的、可更換工具的Wl。本發(fā)明的另一個目的是提^-"種對主軸的熱影響更小的、可更換工具的機(jī)床。本發(fā)明的#-~目的是提#-種具有緊湊的主軸箱的、可更換工具的絲。 才M^^發(fā)明的一個方面，枳床包^"有可，的主軸、固定在主軸下端的熱壓配夾、通過高頻感應(yīng)加熱熱壓配夾的高頻感應(yīng)加熱^^置。高頻感應(yīng)加熱裝置 可在熱壓配夾與離開熱壓配夾的退避位置之間移動。itit位置為高頻感應(yīng)加熱裝置不影響加工^1地離開熱壓配夾的位置。最好，才幾^i^包^^M吏高頻感應(yīng)加熱^j:垂直移動的z軸托^^吏高頻感 應(yīng)加熱裝置水平移動的v軸托架。高頻感應(yīng)加熱裝置可包含有加熱線圏和向加熱線圏供給高頻電流的高頻 電源裝置?！?^卜，加熱線圏可具有能夠包圍熱壓配夾的環(huán)。M,枳床包含有4fi殳置于高頻感應(yīng)加熱裝置上的熱壓配夾冷卻的^H卩裝置，#裝置可作為向熱壓配夾^^壓縮空氣的^置。才娥本發(fā)明的另一方面，械包含襯絲的主軸、固定在主軸下端的熱 壓配夾、和分別##工具的一對罐。 一對罐并朝K殳置，可在熱壓配夾與離開熱壓配夾的退it位置之間移動。 _位置為一對*影響加工禾殖地離開熱壓配夾的位置。M, 44包含有使一對罐垂直移動的z軸托^H吏一對^7Jc平移動的v軸托架。^e， M包含有頻工具的工具箱^te^工具的夾具，夾具可在工具箱與iM^位置之間移動。 最好，機(jī)床包含有使夾具垂直移動的升降裝置和使夾具水平移動的u軸托架。才娥本發(fā)明的p方面，4脈包含材絲的主軸，具有可從下方插入工 具的中心孔的、固定在主軸下端的熱壓配夾，將工具只向上方突出突出長度地 ##的供給罐，和測定突出長度的測定裝置。^^^^可在熱壓配夾與離開熱壓 配夾的退避位置之間移動。##本發(fā)明的又一方面，積尿包含^貫通軸孔的可#^的主軸，固定在主軸下端的熱壓配夾，和吸引軸孔中空氣的吸引裝置。熱壓配夾具有與軸4L^ 通的中心孔，工具通過吸引裝置容易插入中心孔中。絲，吸引裝蹤將工具從熱壓配夾上卸下時可向軸孔中排出空氣。絲，積尿包含有通過軸孔可下降至中心孔中的中心銷。中心銷可安絲 可上下往復(fù)移動的主軸下端上。雞的目的、優(yōu)點(diǎn)及新的特征由以下的^^述，對于4^貞域^t^Pv員而 言，#^發(fā)明的實(shí)施例可對其充^3^。


圖1為示出本^發(fā)明的M的逸脫圖。圖2為示出圖1的自動工具更^^置的逸f見圖。圖3為示出未安裝工具的圖1主軸箱的剖面圖。圖4為示出安裝了工具的圖1主軸箱的剖面圖。圖5為示出圖2中的>^#的側(cè)面圖。發(fā)明的i^佳實(shí);jfe例以下參照圖1~圖5，詳細(xì)地說明本發(fā)明的M。圖1示出的M為可同 時沿X、 Y、 Z這3個軸方向^^^式工具相^Hfc^工物移動的切削加X^自動工具更^^置1裝備于M上?；瑝K4可擬軸方向移動地"^i于^ib^梁3 的上部。具有可回轉(zhuǎn)主軸42的主軸箱2固定到滑塊4的下面。工作臺5可在Y 軸方向移動地iU于基座6上。使^^口工物擬軸方向往復(fù)移動的滑塊7固定到 工作臺5上?；瑝K4因只擬軸方向移動，因jtbi軸箱2的招L動小。結(jié)果，M 有利于高精度^##主軸42的樹軸心的直線性。如圖2所示，自動工具更^^置1包含有絲工具70的一對罐， 20和回收罐21。，罐20和回收罐21并排地設(shè)置于Zi^6架26上。Z軸托架 26可垂直往復(fù)移動地iM于V軸托架28上。V軸托架28可在7JC平的V軸方向上往 復(fù)移動。20和回收罐21在Z軸托架26和V軸托架28的作用下可在i^ 位置與熱壓配夾8之間移動。退避位置為罐20、 21不影響加工禾1^地離開熱壓 配夾8的位置。自動工具更^^置1包^^有齒條式工具箱32 ^C^工具的夾具 34。工具箱32收納有多個工具70。夾具34設(shè)置于可垂直移動的升降裝置36 上。升降裝置36設(shè)置于U軸托架38上。U軸托架38可在V4^垂直于7K平面的U 軸方向移動。夾具34通過升降裝置36和Ui^6架38，可在工具箱32與退避位 置之間移動。夾具34從工具箱32中有選#^出工具70, JL^ia^位置將工 具70交#^#^罐20。，罐20將工具70從itit位置向熱壓配夾8銜t回 收罐21將工具70從熱壓配夾8向退避位置3^夾具34在退避位置jj^來自 回收罐21的工具70，以將工具70返回工具箱32。 1個罐可兼作#^# 20和回 收罐21。然而，通過設(shè)有2佛，能^f吏排出罐不向itia位置移動i^k^艦 行工具70的卸下和安裝。因而，自動工具更M置1有利于進(jìn)一步縮短工具更 換的時間。jH^卜，自動工具更錄置1還包含有高頻感應(yīng)加熱裝置10和^HP裝置14， 這些構(gòu)件可在i&^位置與熱壓配夾8之間移動。高頻感應(yīng)加熱裝置10局部加熱 不4^il奧氏體鋼的熱壓配夾8。 ^MP裝置14設(shè)置于高頻感應(yīng)加熱裝置10上， ^^HP熱壓配夾8的壓縮空氣。高頻感應(yīng)加熱裝置10含有加熱線團(tuán)11和高 頻電源裝置。加熱線圏11的先端具有可包圍熱壓配夾8的環(huán)12。高頻電源裝置 4"有發(fā)4^器24，可向加熱線圈11^^1MHz 3MHz的高頻電流。取決于熱壓配 夾的材質(zhì)與大小，直徑為①2咖 5咖的工具柄用的熱壓配夾8需要1. 8MHz以上 的高頻電流。用1. 2MHz以下頻率的電流，熱壓配夾8不能充^ 熱膨隊(duì)高頻 感應(yīng)加熱裝置10使熱壓配夾8充分膨脹的加熱時間僅數(shù)秒。因此，不會熱影響 主軸箱2中的其他部件。另外，由于加熱時間短，熱壓配夾8的溫度不會4高。 從而，由于也能夠縮短冷卻時間，有利于可縮短工具更^^斤需要的時間。高頻 感應(yīng)加熱裝置10詔產(chǎn)于可在V軸方向Ji^多動的V軸托架18上。V軸托架18 iM 于可垂直往復(fù)移動的Z軸托架16上。通過V軸托架18和Z軸托架16，高頻感應(yīng)加 熱裝置10和*裝置14可在其i&^位置與熱壓配夾8之間移動。退避位置為 使其不影響加工禾I^地離開熱壓配夾8的位置。加熱熱壓配夾8時，高頻感應(yīng) 加熱裝置10# 定的控制順序移動到加熱線圏11可加熱熱壓配夾8的位置。 同樣，^HP熱壓配夾8時，*裝置14朝著可#熱壓配夾8的位置移動。如圖3及圖4所示，主軸箱2為有主軸42的氣動軸裝置。主軸42有貫通 的軸孔43且收納于套46中?？瘦?4與主軸42—*形成。渦輪44與套46 之間形成10jiM^右的空氣隙。擲47形絲套46上。通it^f^47導(dǎo)/JE 縮空氣，^f吏源洽44轉(zhuǎn)動，主軸42可回轉(zhuǎn)。主軸42^f為M材質(zhì)。熱壓配夾 8同軸地固定到主軸42的下端。絲，在熱壓配夾8與主軸42之間i^隔熱材 料。熱壓配夾8具有工具70的工具柄72可從下方插入的中心孔82。如圖3所 示，形j^A中心孔82的底面84向上方延伸的i^it孔83。 i^ii孔83將中心孔 82與軸孔43逸逸。不能^^的熱壓配夾8vMvi軸42上卸下，更換為新的熱壓 配夾8?；钊?2設(shè)置于主軸42上。套46的上艘為活塞52滑動的缸體功能。 前室54和后室56形成于套46中。導(dǎo)A^縮空氣的罐55及57形成于套46中。 壓縮空^A罐55向前室54導(dǎo)入并從罐57排氣時，活塞52下降。壓縮空^A 罐57向后室56導(dǎo)入并從罐55排氣時，活塞52上升。中心銷50安裝在活塞52 的下端，在軸孔43中向下方延伸。中心銷50通過活塞52，可下降至稍超過中 心孔82的底面84。在活塞52的下端設(shè)有將主軸42內(nèi)氣密的她環(huán)。由于在渦 輪44上實(shí)質(zhì)上沒有作用上滑動P且抗，因此即^^自，47的壓縮空氣停止供 給，'賺44 ^慣性下繼續(xù)回轉(zhuǎn)?；钊?2下推時，主軸42的錐形上端壓御 型環(huán)，主軸42停止?；钊?2作為使主軸42的回4Hf止的制動器功能?；钊?2 具有與主軸42的軸孔42艦的軸孔53?？膳懦黾拔諝獾奈b置40i 于活塞52的上端。如圖4所示，活塞52壓接主軸42時，軸孔42及53成氣密 狀。如圖1所示，^^離^i妙口工物的位置備有清、^^置9。清、3fe^置9將 揮發(fā)性的清、 >向熱壓配夾8或工具70噴射。清洗熱壓配夾8時，ISI4"主軸箱 2的移動，使熱壓配夾8或工具70位于清洗裝置9中。在熱壓配夾8或工具70溫，切屑和油成分固著到熱壓配夾8上，工具70恐怕不肯fe^人為此，通it^ 洗使用后的工具70和熱壓配夾8，可itit必須中斷自動工具更換的事態(tài)。砂卜， 肯&夠進(jìn)一步延長熱壓配夾8的壽命。
詳細(xì)地說明本發(fā)明M的工具更換禾誘。夾具34 M具箱32中拔出新的 工具70，向^^20的ilit位置移動。^^204^1^自夾具34的新的工具 70。如圖5所示，^罐20以工具柄72只向上方突出突出M厶的方式, 著工具70。設(shè)有測定突出^L厶的測^置。測定裝置含有設(shè)置于夾具34側(cè)面 的限制器35， ^"測出P艮制器35與工具70是否接觸的接)l^r測器(未圖示)。 限制器35位于與熱壓配夾8下端同高處。工具柄72通iiZ^架26上升至與 限制器35接觸。檢測出工具柄72與P艮制器35接觸時，檢測出Z軸托架26的位 置，^^檢出位置求出突出"^A。工具柄72在尺寸方面，M時具有毫^ 工具柄的偏差。通過突出M厶的測定，能夠不石jyt新的工具70地充^^^i^熱 壓配夾8。加工f^4"敗的控制〗',中斷，通貌塞52停止主軸42的回轉(zhuǎn)。下推活 塞52，使中心銷50下降。在i&it位置與主軸箱2及凈妙口工物間隔開的擋板29 開放。使#^#20、回收罐21、高頻感應(yīng)加熱裝置10及^HP裝置14向熱壓配 夾8移動。環(huán)12以包圍熱壓配夾8的方式定位?；厥展?1以將使用后的工具 70的切刃i^回收罐21中的方式定位。熱壓配夾8、環(huán)12及回收罐21垂直地 直列定位。高頻感應(yīng)加熱裝置10由高頻感應(yīng)加熱熱壓配夾8，吸引裝置40向中 心孔82噴出壓縮空氣。使用后的工具70隨著中心孔82的膨脹向回收罐21中 落下?；厥展?1通iiZ軸托架26下降。20通過V軸托架28與Z軸托架16 移動，與熱壓配夾8垂直地直列定位。此時，為了使新的工具70與熱壓配夾8 之間的間隙劾i^^值，基于突出M厶的測定^3^角定^^20的位置。設(shè) 定録0.1~0.2咖。吸引裝置40吸引軸孔42及53中的空氣時，工具柄72被 pAA^膨脹的中心孔82中。與吸引裝置40的動作同時或fil^地、^^20通 itZ軸托架26下降。如圖4所示，工具柄72的頂面74在中心孔82中與中心銷 50點(diǎn)接觸。中心銷50可使工具70從熱壓配夾8向下方突出的"MLL—定。如果 工具柄72的端面74與中心孔82的底面84面接觸時，工具70容易傾倒。中心 銷50可將工具70垂直^1位于中心孔82中。^HP裝置14向熱壓配夾8噴射壓縮空氣直到熱壓配夾8與工具70牢固地 結(jié)合。因熱壓配夾8為局部船口熱，故不必過度:^HP。 *裝置14噴射常溫 的壓縮空氣即可。^HP裝置14停止后，高頻感應(yīng)加熱裝置10直到環(huán)12從熱壓 配夾8上拔出，再通itZ軸托架16下降。高頻感應(yīng)加熱裝置10進(jìn)一步通過V軸 托架18向退避位置返回。回收罐21也向退避位置返回。擋板29關(guān)閉。夾具34 向回收罐21的iti^位置移動。夾具34從回收罐21中拔出^^)后的工具70，向 工具箱32移動。使用后的工具70向工具箱32中的空置位置返回。活塞52可 回轉(zhuǎn)主軸42 iikJi升。以上的禾誘進(jìn)行數(shù)十秒。實(shí)施例用于選定說明發(fā)明的樹及其實(shí)際的應(yīng)用?？蓞⒄認(rèn)iii的描述進(jìn)行 發(fā)明的范圍由附加的^f，漆求的范圍定義。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)床，其特征在于，包含有可轉(zhuǎn)動的主軸，固定在所述主軸下端的、保持工具的熱壓配夾，和通過高頻感應(yīng)加熱所述熱壓配夾的高頻感應(yīng)加熱裝置，所述高頻感應(yīng)加熱裝置可在所述熱壓配夾與離開所述熱壓配夾的退避位置之間移動。
2、 按照權(quán)矛J^求l所述的M， ^4He^于，含有^^斤述高頻感應(yīng)加熱 裝置垂直移動的Z軸托架，和^;斤述高頻感應(yīng)加熱裝置7jc平移動的V4W架。
3、 按照^'J^求1所述的M， >^#*于，所述高頻感應(yīng)加熱裝置含 有加熱線圈與向所^0熱線圏*高頻電流的高頻電源裝置。
4、 按照權(quán)矛JJ^求3所述的機(jī)床，^#棘于，所iiio熱線圏具有可包圍 所i^熱壓配夾的環(huán)。
5、 按照W'決求1所述的才錄，^#棘于，含有iM于所述高頻感應(yīng) 加熱裝U、 ^i卩所述熱壓配夾的^H卩裝置。
6、 按照 慎求5所述的械，絲棘于，所述^HP裝置向所述熱壓配夾^^壓縮空氣。
7、 一種機(jī)床，其特征在于，^^有可轉(zhuǎn)動的主軸，固定在所U軸下端的、 絲工具的熱壓配夾，和分別##工具的、并朝KM的一對罐，所述一對罐可 在所述熱壓配夾與離開所述熱壓配夾的退避位置之間移動。
8、 按照擬恢求7所述的絲，絲棘于，含有艦述一對罐垂直移 動的Z軸^，和^^斤述一對^7jC平移動的V^t架。
9、 按照;M，漆求7所述的M， ^#棘于，含有,工具的工具箱和 M工具的夾具，所述夾具可在工具箱與所iiit^位置之間移動。
10、 按照;(5U鵬9所述的械，絲棘于，含有麟述夾M直移動的升降裝置，^f^;斤述夾具水平移動的u軸M。
11、 按照;M'J^"求7所述的機(jī)床，其特征在于，含有由高頻感應(yīng)加熱所述 熱壓配夾的高頻感應(yīng)加熱裝置。
12、 一種械，^#攤于，^"有可絲的主軸，具有可從下方插入工具 的中心孔的、固定到所iii軸下端的熱壓配夾，將工具只向上方突出突出^JL的方式##的4^*，和測定所述突出M的測^^i:，所述供^^可在所述 熱壓配夾與離開所述熱壓配夾的退避位置之間移動。
13、 一種機(jī)朱，其特征在于，含有帶有貫通軸孔的可轉(zhuǎn)動的主軸，有與所述軸3L^逸的工具插入用的中心孔的、固定到所iii軸下端的熱壓配夾，和吸51所述軸孔中空氣的吸51裝置。
14、 按照;M'J^求13所述的才幾床，^#棘于，所述吸引裝置可向所述 軸孔中排出空氣。
15、 按照W']^求13所述的機(jī)床，^#絲于，含有通it^斤述軸孔可下 降至所述中心孔中的中心銷。
16、 按照W恢求15所述的械，絲絲于，含有帶有安絲述中心 銷的下端的、可上下往復(fù)移動的活塞。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)床，含有固定在可回轉(zhuǎn)主軸(42)下端的熱壓配夾(8)，和由高頻感應(yīng)加熱熱壓配夾的高頻感應(yīng)加熱裝置(10)。高頻感應(yīng)加熱裝置通過Z軸托架(16)與V軸托架(18)，可在退避位置與熱壓配夾之間移動。退避位置為高頻感應(yīng)加熱裝置不影響加工程度地離開熱壓配夾的位置。供給冷卻熱壓配夾的壓縮空氣的冷卻裝置(14)設(shè)置于高頻感應(yīng)加熱裝置上。并排有分別保持工具用的供給罐(20)與回收罐(21)。這些罐也可在其退避位置與熱壓配夾之間移動。
文檔編號B23B31/117GK101213043SQ20068002102
公開日2008年7月2日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者中元一雄, 松元真一 申請人:沙迪克株式會社