CN102000840A - 主轴附属装置 - Google Patents

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Abstract

在主轴头的端面上拆装装置主体的安装面时，使装置主体以稳定姿态旋转。主轴附属装置具有：装置主体(51)，具有以能够拆装的方式安装在主轴头(22)的端面上的安装面；固定齿(45)以及可动齿(62)，将主轴头(22)以及装置主体(51)相互卡合，以能够通过使装置主体(51)在主轴轴线方向上移动而解除限制的方式限制装置主体(51)相对于主轴头(22)的以主轴轴线为中心的旋转；压缩盘簧(59)，在能够实现基于固定齿(45)以及可动齿(62)的卡合的状态下，以将装置主体(51)的安装面向主轴头(22)的端面推压的方式对装置主体(51)进行弹压；流体压缸(41)，抵抗弹簧(59)的弹力，以固定齿(45)以及可动齿(62)解除卡合的方式对装置主体(51)的安装面作用流体压；键(35)以及键槽(61)，在缸(41)的流体压作用在装置主体(51)的安装面上的状态下，将主轴(21)的旋转传递至装置主体(51)。

Description

主轴附属装置
技术领域
本发明涉及将用于工作机械的切削装置安装到主轴头上的主轴附属装置。
背景技术
以往，作为这种装置公知一种装置，具有：装置主体，其具有以拆装自由的方式安装在主轴头的端面上的安装面；卡合机构，将主轴头以及装置主体相互卡合，以能够通过使装置主体在主轴轴线方向上移动而解除限制的方式限制装置主体相对于主轴头的以主轴轴线为中心的旋转，在装置主体上以沿轴向自由移动的方式支承有拉杆，将拉杆以使拉杆轴线与主轴轴线一致的状态插入主轴轴孔，在拉杆与牵引杆连结的状态下，装置主体因自重而下降且在此状态下，装置主体通过拉杆从主轴头垂下，还具有在该状态下将主轴的旋转传递至装置主体的传递机构(例如，参照专利文献1。)。
在该以往装置中，解除卡合机构的卡合并使装置主体旋转时，装置主体成为从主轴头垂下的状态，该旋转姿态是极不稳定的。因此，在该旋转后，使装置主体上升并使卡合机构卡合的情况下，该卡合动作不容易进行。
而且，由于使卡合机构卡合之后，旋转时的装置主体的姿态不稳定，因而存在需要使主轴头以及装置主体嵌合的情况。该情况下，由于旋转时的装置主体的姿态不稳定，因此必须增大该嵌合间隙，但这样一来，就存在异物从该间隙侵入主轴头的可能性。
专利文献1日本特开昭59-219129号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种主轴附属装置，在主轴头的端面上拆装装置主体的安装面时，能够使装置主体以稳定姿态旋转。
本发明的主轴附属装置具有：装置主体，具有以能够拆装的方式安装在主轴头的端面上的安装面；卡合机构，将主轴头以及装置主体相互卡合，以能够通过使装置主体在主轴轴线方向上移动而解除限制的方式限制装置主体相对于主轴头的以主轴轴线为中心的旋转；弹簧机构，在能够实现基于卡合机构的卡合的状态下，以将装置主体的安装面向主轴头的端面推压的方式对装置主体进行弹压；流体压机构，抵抗弹簧机构的弹力，以卡合机构解除卡合的方式对装置主体的安装面作用流体压；传递机构，在流体压机构的流体压作用在装置主体的安装面上的状态下，将主轴的旋转传递至装置主体。
在本发明的主轴附属装置中，使装置主体旋转时，能够抵抗弹簧机构的弹力，通过流体压机构使流体压作用在装置主体的安装面上。因此，在主轴头的端面上拆装装置主体的安装面时，能够使装置主体以稳定姿态旋转。
而且，卡合机构由以下部件构成：固定齿，其设置在主轴头的端面的、以主轴轴线为中心的圆周上；可动齿，其设置在装置主体的安装面的、直径与形成固定齿的圆周相同的圆周上，这样，能够以所期望的齿数适当设定固定齿以及可动齿，能够容易地使固定齿以及可动齿同步。
另外，在装置主体的安装面的、形成可动齿的圆周的中心，形成有引导孔，插入主轴轴孔中并能够与牵引杆连结的拉杆沿其轴向能够移动地被插入引导孔中，在引导孔周面以及拉杆外表面之间，形成有环状空间，在引导孔周面上设置有朝内凸缘，并且在拉杆外表面上设置有朝外凸缘，弹簧机构具有被收容在环状空间且夹设在朝外凸缘及朝内凸缘之间的压缩盘簧，这样，能够有效地利用拉杆以及压缩盘簧，作为弹簧机构的推压力能够有效利用弹力。
另外，在主轴头上，缸与主轴轴线同心状地设置，流体压机构具有活塞，该活塞被收容在缸中且一端能够从缸突出并与装置主体的安装面抵接，这样，能够将流体压机构的流体压高效地作用在主轴头上。
另外，可动压板与活塞的突出端连结，在装置主体的安装面上设置有供可动压板压紧的固定压板，通过以装置主体的主轴轴线为中心旋转，固定压板相对于可动压板能够位于非压紧位置以及压紧位置，相对于可动压板位于非压紧位置的固定压板能够在轴向上自由移动，并且，相对于压紧位置的固定压板，可动压板能够从装置主体侧进行卡合，这样，能够利用装置主体的旋转使可动压板以及固定压板压紧、非压紧。
另外，传递机构由以下部件构成：设置在主轴端面上的键；以能够将键嵌入的方式形成在装置主体的安装面上的键槽，这样，能够以极其简单的构造构成传递机构。
发明的效果
根据本发明，能够通过冲压机构强制地推压装置主体，在主轴头的端面上拆装装置主体的安装面时，能够使装置主体以稳定姿态旋转。
附图说明
图1是本发明的附属装置的垂直纵剖视图。
图2是沿图1的II-II线的水平横剖视图。
图3是该装置的动作说明图。
图4是该装置的接着图3的动作说明图。
图5是该装置的接着图4的动作说明图。
图6是该装置的接着图5的动作说明图。
(附图标记的说明)
21主轴
22主轴头
35键
41缸
45固定齿
51装置主体
59弹簧
61键槽
62可动齿
具体实施方式
参照图1，主要表示了能够以直接安装在主轴上的铣加工工具(未图示)进行加工的大型立形复合加工机的主轴装置11，和用于将切削工具、这里是旋削工具B安装到主轴上的附属装置12。
主轴装置11由垂直状主轴21和支承主轴21的主轴头22构成。
主轴21具有中心孔31。在中心孔31的下端部形成有朝下的锥孔32。在中心孔31中收容有牵引杆33。在牵引杆33的下端部具有有缝夹套34。在主轴21下端面的、以主轴轴线为中心的圆周上，以周向等间隔固定有两个传动键35(参照图2)。此外，主轴21、牵引杆33、传动键35等的结构是，安装了公知的旋转工具而使其旋转的公知的主轴，或者，在安装了旋转工具附件时经由传动键等将动力传递至旋转工具的进行公知的运转的结构。
主轴头22的下端面与主轴21的下端面相比位于上方水平高度。在主轴头22下端面上方，横截面环状的缸41与主轴轴线形成为同心状。缸41中嵌入有筒状活塞42。活塞42由以下部件构成：收容在缸41内的大径上部活塞42a；与上部活塞42a下端相连且贯通缸41底壁并向主轴头22下端面的下方突出且包围主轴21的小径下部活塞42b。
上部端口43与在缸41内的、位于上部活塞42a上方的空间相连通，下部端口44与下方空间相连通。
主轴头22下端面的、与下部活塞42b相比半径方向外侧，朝下形成有多个固定齿45。在下部活塞42b下端面上，水平环状的可动压板46以与主轴轴线同心的方式固定。
附属装置12具有将旋削工具B以在主轴轴线半径方向上突出的方式装备的装置主体51。
在装置主体51的顶面上，形成有收容主轴21下端部以及可动压板46的朝上凹部52。在凹部52的底面中央设置有插入孔32中且外表面以朝上锥状形成的引导筒53。在引导筒53的内表面上形成有有底圆筒状的引导孔54。在引导孔54中保持有拉杆55。在拉杆55的上端部，设置有被有缝夹套34握持的半径方向的突起55a。在拉杆55的下半部分，设置有上下滑动自如地嵌入引导孔54中的垂直棒状的引导杆55b。
在引导孔54周面以及引导杆55b外表面之间形成有垂直筒状的空间56。在引导孔54周面的更上端的位置设置有朝内凸缘57。在引导杆55b外表面下端部上设置有朝外凸缘58。在环状空间56内以被朝内凸缘57及朝外凸缘58从上下夹持的方式收容有压缩盘簧59。
在凹部52底面的、引导筒53的外侧，形成有分别嵌入有两传动键35的两个键槽61。
在装置主体51顶面的外周缘上，多个可动齿62以与固定齿45相对的方式朝上设置。
在凹部52周面的、与可动齿62相比稍靠内侧，在低水平高度上，以与可动压板46相比位于低水平高度的方式设置有环状固定压板63。
图2的(a)、(b)表示固定齿45、可动齿62、可动压板46以及固定压板63的相位关系。
可动齿62在以主轴轴线为中心的圆周上在其周向上以一定节距θ排列成一列。关于固定齿45，虽然未图示，但其与可动齿62上下的朝向相反而构造相同。
在可动压板46的外周缘上，多个朝外爪71在其周向上以一定节距2θ设置。在固定压板63的内缘部上，多个朝内爪72在其周向上以与朝外爪71的节距2θ相同的节距2θ设置。朝外爪71以及朝内爪72的节距2θ是可动齿62的节距θ的2倍。
在图2(a)中，从主轴轴线方向观察，固定齿45以及可动齿62能够啮合。一个朝外爪71位于相邻的两个朝内爪72之间。在该状态下，若可动压板46相对于固定压板63在主轴轴线方向上移动，则该一个朝外爪71能够通过该两个朝内爪72之间，固定压板63以及可动压板46不被压紧，即，可动压板46位于非压紧位置。
若通过装置主体51的旋转使固定压板63从图2(a)所示的状态以可动齿62的节距θ量旋转，则成为图2(b)所示的状态。同样在该状态下，固定齿45以及可动齿62也能够啮合，但固定压板63以及可动压板46从主轴轴线方向观察重叠。若可动压板46相对于固定压板63在主轴轴线方向上移动，则朝内爪72以及朝外爪71之间被压紧。可动压板46位于压紧位置。
参照图3～图6，对附属装置12的安装动作进行说明。
在图3中，表示通过未图示的工具更换装置将装置主体51搬入主轴装置11的下方，在之后的上升行程中，上限停止紧前的状态。
牵引杆33位于升降行程的下限。有缝夹套34开放。向下部端口44供给压力油，活塞42位于该升降行程的上限。另一方面，通过弹簧59的力，拉杆55被拉入引导筒53。与可动压板46相比，固定压板63位于下方水平高度。固定齿45以及可动齿62的相位是能够啮合的状态，可动压板46位于非压紧位置。
接着，如图4所示，通过工具更换装置使装置主体51进一步上升，并将其举至上限。固定齿45以及可动齿62啮合。可动压板46与固定压板63相比位于下方水平高度。在装置主体51的凹部52底面以及可动压板46下表面之间，具有间隙。
引导筒53被插入锥孔32。牵引杆33上升，有缝夹套34被关闭，通过有缝夹套34握持拉杆55的突起55a，拉杆55的下降受到限制。键35嵌入键槽61。
释放下部端口44而向上部端口43供给压力油时，如图5所示，活塞42下降。可动压板46与活塞42一起下降，下降的可动压板46与装置主体51的凹部52底面抵接，并推压该凹部52底面。装置主体51抵抗盘簧59的力而下降。拉杆55从引导筒53被拉出。固定齿45以及可动齿62的啮合解除。
然后，使主轴21旋转，则该旋转通过键35以及键槽61传递至装置主体51。在可动压板46推压装置主体51的凹部52底面的状态下，装置主体51仅旋转可动齿62的节距θ的量。可动压板46位于压紧位置。
最后，如图6所示，开放上部端口43而向下部端口44供给压力油，使活塞42上升，则固定压板63以及可动压板46压紧，作用在活塞42上的流体压传递至装置主体51，通过该压力束缚固定齿45以及可动齿62的啮合状态。由此，能够进行旋削工具B的加工。
在图6所示的状态下，在主轴21锥孔32周面以及引导筒53外表面之间产生间隙。假设没有该间隙，那么双方的表面就会干涉，流体压可能无法充分地传递至固定齿45以及可动齿62。
工业实用性
本发明的主轴附属装置适用于将被用于工作机械的切削装置安装到主轴头上的情况。

Claims (6)

1.一种主轴附属装置，其特征在于，具有：
装置主体，具有以能够拆装的方式安装在主轴头的端面上的安装面；
卡合机构，将主轴头以及装置主体相互卡合，以能够通过使装置主体在主轴轴线方向上移动而解除限制的方式限制装置主体相对于主轴头的以主轴轴线为中心的旋转；
弹簧机构，在能够实现基于卡合机构的卡合的状态下，以将装置主体的安装面向主轴头的端面推压的方式对装置主体进行弹压；
流体压机构，抵抗弹簧机构的弹力，以卡合机构解除卡合的方式对装置主体的安装面作用流体压；
传递机构，在流体压机构的流体压作用在装置主体的安装面上的状态下，将主轴的旋转传递至装置主体。
2.如权利要求1所述的主轴附属装置，其特征在于，卡合机构由以下部件构成：固定齿，其设置在主轴头的端面的、以主轴轴线为中心的圆周上；可动齿，其设置在装置主体的安装面的、与形成固定齿的圆周相同直径的圆周上。
3.如权利要求1或2所述的主轴附属装置，其特征在于，
在装置主体的安装面的、形成可动齿的圆周的中心，形成有引导孔，插入主轴轴孔中并能够与牵引杆连结的拉杆沿其轴向能够移动地被插入引导孔中，
在引导孔周面以及拉杆外表面之间，形成有环状空间，在引导孔周面上设置有朝内凸缘，并且在拉杆外表面上设置有朝外凸缘，弹簧机构具有被收容在环状空间且夹设在朝外凸缘及朝内凸缘之间的压缩盘簧。
4.如权利要求1～3中任一项所述的主轴附属装置，其特征在于，在主轴头上，缸与主轴轴线同心状地设置，流体压机构具有活塞，该活塞被收容在缸中且一端能够从缸突出并与装置主体的安装面抵接。
5.如权利要求4所述的主轴附属装置，其特征在于，可动压板与活塞的突出端连结，在装置主体的安装面上设置有供可动压板压紧的固定压板，通过以装置主体的主轴轴线为中心旋转，固定压板相对于可动压板能够位于非压紧位置以及压紧位置，相对于可动压板位于非压紧位置的固定压板能够在轴向上自由移动，并且，相对于压紧位置的固定压板，可动压板能够从装置主体侧进行卡合。
6.如权利要求1～5中任一项所述的主轴附属装置，其特征在于，传递机构由以下部件构成：设置在主轴端面上的键；以能够将键嵌入的方式形成在装置主体的安装面上的键槽。
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