CN101396797A - 机床用旋转分度装置用的夹紧装置 - Google Patents

机床用旋转分度装置用的夹紧装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机床用旋转分度装置用的夹紧装置。本发明提供一种在机床用的旋转分度装置用的夹紧装置中，能经受高负荷加工的产生足够的夹紧力的夹紧机构。夹紧装置(2)在夹紧盘(8)和活塞部件(6)之间设有沿旋转轴(5)的半径方向延伸地设置的由三根以上的杠杆构件(11)构成的夹紧机构；利用杠杆原理增大活塞部件(6)的推压力，并使其作用在夹紧盘(8)上。

Description

机床用旋转分度装置用的夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种机床用旋转分度装置用的夹紧装置。
背景技术
专利文献1—日本特开平10-220425号公报公开了一种成为本发明前提的现有技术的作为具有夹紧装置的旋转分度装置的旋转工作台装置。该旋转工作台装置的夹紧装置是所谓的盘式的夹紧装置，利用液压使位移活塞将活塞的挤压面对夹紧盘进行挤压，借助于于与壳体(底盘板)的夹紧面的协同动作夹持被固定在旋转工作台的旋转轴上夹紧盘而保持旋转工作台的分度位置。
对于这种盘式夹紧装置，通过将工作流体(压力油等)供给到壳体和活塞部件之间的压力室而使活塞部件向夹紧盘一侧位移并借助于活塞部件的挤压面对夹紧盘作用推压力是一般的结构，但在采用这种结构的情况下，用于夹持夹紧盘的推压力则相当于活塞部件的受压面所承受的工作流体的压力。
但是，就仅由这样的相当于工作流体的压力所得到的夹紧力而言，作为负荷大的加工时所需要的夹紧力未必能说是足够的。并且，在加工时相对于经工件等对旋转驱动对象部件施加的负荷夹紧力不充分的情况下，分度位置将产生误差，从而导致加工精度的降低。
发明内容
因此，本发明的任务是，在机床用旋转分度装置用的夹紧装置中，提供一种产生能够经受大负荷加工的足够的夹紧力的夹紧机构，能以夹紧装置牢固的夹紧力(保持力)保持旋转驱动对象部件已分度的角度位置，由此，可防止加工精度的降低，并使装置小型化，进而实现加工效率的提高。
为了实现上述发明任务，本发明的夹紧装置2在夹紧盘8和活塞部件6之间，具有由沿旋转轴5的半径方向延伸地设置的三个以上的杠杆构件11构成的夹紧机构，利用杠杆原理增大对活塞部件6的推压力，并将其作用在夹紧盘8上。
若更具体地说明，本发明第一方案的用于机床的旋转分度装置的夹紧装置2，该机床用的旋转分度装置1具有在壳体3内旋转自如地设置并在端部固定有旋转驱动对象部件的旋转轴5，以及用于保持上述旋转轴5的角度位置并包含夹紧盘8、活塞部件6和加力机构7的夹紧装置2；上述夹紧盘8相对于上述旋转轴5不能旋转地组装在其上，上述活塞部件6可以沿上述旋转轴5的轴线方向位移地设置在上述壳体3内并对上述夹紧盘8施加朝向上述壳体3的夹紧面9的推压力，上述加力机构7对上述活塞部件6向上述夹紧盘8一侧加力；上述夹紧装置2形成为：在上述夹紧盘8和上述活塞部件6之间具有沿上述旋转轴5的半径方向延伸地设置的由三根以上的杠杆构件11构成的夹紧机构；上述各杠杆构件11具有在形成于其一端部的力点部12与上述活塞部件6接触，并可以转动地对上述壳体3进行卡定的支点部13及隔着上述夹紧盘8与上述夹紧面9相对的作用点部14；从上述力点部12到支点部13的距离比从上述支点部13到作用部14的距离更长。
本发明第二方案的夹紧装置2在第一方案的基础上，以在上述夹紧盘8和上述杠杆构件11之间具有不能与上述壳体3相对旋转地设置的环状的夹紧部件10的方式构成上述夹紧机构。
本发明的效果如下。
本发明第一方案的夹紧装置2，由于在夹紧盘8和活塞部件6之间，具有由沿旋转轴5的半径方向延伸地设置的三个以上的杠杆构件11构成的夹紧机构，因而可以利用杠杆原理增大对活塞部件6的推压力，并将其作用在夹紧盘8上。
若更详细地说明，随着活塞部件6因加力机构7的作用而位移，首先，与活塞部件6接触的杠杆构件11的力点部12受到来自活塞部件6的推压力。杠杆构件11由于在支点部13可转动地对上述壳体3进行卡定，因而可通过上述推压力的作用而以支点部13为中心转动，与之相应，隔着夹紧盘8与壳体3的夹紧面9相对的作用点部14位移，由杠杆构件11的作用点部14和夹紧面9夹持(夹紧)夹紧盘8。
这时，杠杆构件11由于做成从力点部12到支点部13的距离比从支点部13到作用点部14的距离更长，因而根据杠杆原理，作用到力点部12的推压力增大，并从作用点部14向夹紧盘8作用。其结果，与用相当于活塞部件6的推压力夹紧力夹紧夹紧盘8的现有的夹紧装置比较，能够产生足够大的夹紧力。并且，由于能够产生这样大的夹紧力，可以得到如下的效果：
(1)由于夹紧装置能以牢固的夹紧力(保持力)保持旋转驱动对象部件所分度的角度位置，因而，即使对旋转驱动对象部件施加高负荷，分度位置也不会产生偏差，能防止加工精度的降低。
(2)可以实现旋转分度装置的小型化。即，在现有的夹紧装置中为了得到大的夹紧力，需要加大夹紧盘的直径，夹紧装置随之大型化。与此相反，根据本发明的夹紧装置2，通过利用杠杆原理，由于不增大夹紧盘便可以得到足够的夹紧力，因而可以实现夹紧装置的小型化。
(3)另外，例如在机床用的旋转分度装置是旋转工作台装置的场合，即，在旋转驱动对象部件是圆工作台的场合，由于现有的夹紧装置的夹紧力不充分，为了维持加工精度，必须避免作用到圆工作台上的旋转方向的力随着加工负荷的增大而增大。因此，在工件加工时，需要考虑将工件设置在工作台的中心附近等减少加在圆工作台上的力矩，从而使在圆工作台上可以一次安装加工的工件的数量受到限制。与之相反，根据本发明的夹紧装置2，由于能以可经受高负荷加工的足够的夹紧力夹紧圆工作台，因而，在旋转方向的力容易随着加工负荷的增加而变大距圆工作台上的中心较远的位置也可以设置工件，可以不用进行工序安排的变更地一次进行加工，可以比过去增多工件的数量，可实现加工效率的提高。
根据本发明第二方案的夹紧装置2，在本发明第一方案的夹紧装置2中，由于在夹紧盘8和上述杠杆构件11之间具有不能相对上述壳体3旋转地设置的环状的夹紧部件10，因而，夹紧部件10若受到来自杠杆构件11的推压力，便向夹紧盘8一侧弹性地位移，在夹紧盘8的外边缘部与夹紧盘8面接触，可以使夹紧杆19的夹紧力大致均匀地作用到整个夹紧盘8上，可以维持稳定的夹紧状态。
附图说明
图1是旋转分度装置1的剖视图。
图2是图1的A—A剖视图。
图3是旋转分度装置1的夹紧装置2的周边的详细剖视图。
图4是旋转分度装置1的剖视图。
图5是旋转分度装置1的夹紧装置2的周边的详细剖视图。
图6是旋转分度装置1的夹紧装置2的周边的详细剖视图。
图7是旋转分度装置1的夹紧装置2的周边的详细剖视图。
图8是旋转分度装置1的夹紧装置2的周边的详细剖视图。
图中：1—旋转分度装置，2—夹紧装置，3—壳体，4—旋转驱动对象部件，5—旋转轴，6—活塞部件，7—加力构件，8—夹紧盘，9—夹紧面，10—夹紧部件，11—杠杆构件，12—力点部，13—支点部，14—作用点部，15—旋转工作台装置，16—圆工作台，17—轴承，18—轴承套筒，19—夹紧杆，20—蜗轮，21—蜗杆，22—罩部件，23—槽，24—卡定构件，25—压缩弹簧，26—压力室，27—流体口，28—流体流道，29—安装螺丝，30—弹簧构件，31—压力室，32—流体流道。
具体实施方式
本发明适用于为对工件的角度进行分度所使用的机床用旋转分度装置。实施例1
图1为表示本发明所采用的作为机床用旋转分度装置1的一例的旋转工作台装置15。旋转工作台装置15是在作为底座的壳体3上旋转自如地安装有作为旋转驱动对象部件4的圆工作台16的装置。也称为分度工作台，旋转工作台。
下面，对旋转工作台装置15进行更详细地说明。圆工作台16固定于在壳体3内旋转自如地设置的旋转轴5的一端，旋转轴5可旋转地支撑在由轴承套筒18固定于壳体3上的轴承17上。
另外，旋转工作台装置15作为圆工作台16的驱动机构具有：固定在旋转轴5上的蜗轮20，可旋转地支撑在壳体3上并与蜗轮20啮合的蜗杆21，驱动蜗杆21旋转的未图示的电动机。此外，在本实施例中，作为圆工作台16的驱动机构虽采用蜗轮蜗杆机构，但也能以采用不通过齿轮驱动齿轮等的驱动传递机构而直接驱动旋转轴5的DD电动机(直接(直接驱动型)电动机)作为驱动机构(驱动源)。
在旋转轴5的另一端部设有作为本发明的特征部分的夹紧装置2。夹紧装置2若概况地说，是将与旋转轴5不能相对旋转地组装的夹紧盘8压紧在形成于壳体3内的夹紧面9并对其夹持，从而保持旋转轴5即旋转驱动对象部件4(圆工作台16)而使其不能旋转。
此外，夹紧装置通常存在常夹紧式和常松开式两种；常夹紧式是经常处于夹持住夹紧盘的状态，仅仅在分度动作时才解除夹紧盘的夹持状态而使旋转驱动对象部件处于自由状态；常松开式是通常夹紧盘处于自由状态，仅仅在夹紧时才夹持夹紧盘而使旋转驱动对象部件保持在不能旋转的状态。本发明虽可以采用这两种形式的任一中，但在本实施例中，首先说明将本发明应用于后者的常松开式的夹紧装置。
下面，对夹紧装置2进行更详细地说明。夹紧装置2具有：上述的夹紧盘8，对于夹紧盘8借助于杠杆构件11向夹紧面9施加推压力的活塞部件6，形成有以旋转轴5的轴线为中心的环状槽23并固定在壳体3上的罩部件22以及将活塞部件6推向夹紧盘8一侧的加力机构7。
活塞部件6具有环状的形状，并可沿旋转轴5的轴线方向位移地镶嵌在罩部件22的环状槽23内，并利用固定于罩部件22上的卡定构件24保持在槽23内。另外，在活塞部件6和卡定构件24之间，在以旋转轴5的轴线为中心的圆周上具有数个压缩弹簧25，压缩弹簧25总是向夹紧盘8的相反一侧(松开方向)对活塞部件6加力。
另一方面，在活塞部件6和槽23之间形成有压力室26，从未图示的流体供给源通过设置在壳体3上的流体口27，形成在罩部件22上的流体流道28将夹紧用的工作流体(压力油)供给到压力室26。这些构成将活塞部件6推向夹紧盘8一侧(夹紧方向)的加力机构7。
在夹紧盘8和活塞部件6之间组装有以沿旋转轴5的半径方向延伸的方式设置的三个以上的作为杠杆构件11的夹紧杆19。图2是图1的A—A剖视图，为了在旋转轴5的周围产生均匀的夹紧力而将夹紧杆19等间隔地配置在旋转轴5的周围。
作为杠杆构件11的夹紧杆19的形状虽可以有各种方案，但在本实施例中，采用以将长臂部和短臂部为支点的弯曲部连接成一体的j型形状的构件。夹紧杆19在形成于长臂部的端部力点部12与活塞部件6接触的同时，在形成于弯曲部的支点部13可相对于部件22旋转的卡定，并且在形成于短臂部的端部上的作用点部14隔着夹紧盘8而与上述夹紧面9相对。
在圆工作台16的分度动作时，向压力室26供给夹紧用的工作流体，活塞部件6利用其压力克服压缩弹簧25弹力而向夹紧盘8一侧位移，活塞部件6借助于夹紧杆19和下述的夹紧部件10挤压夹紧盘8并通过与壳体3的夹紧面9的协同动作而夹紧夹紧盘8。
图3中，将夹紧杆19做成从夹紧杆19的从力点部12到支点部13的距离a比从支点部13到作用点部14的距离b更长。由此，活塞部件6的推压力根据杠杆原理大体增加到a/b倍并作用到夹紧盘8上/只要改变杠杆比(a/b)，便可以很容易的增减夹紧力。
此外，在本实施例中，夹紧杆19的作用点部14借助于作为夹紧部件10的夹紧环挤压夹紧盘8。夹紧环是环状的薄板构件，其固定在其半径方向内侧的根部的卡定构件24上，且不能与壳体3相对旋转地进行安装，其一个面与夹紧杆19的作用点部14接触，其另一个面以微小的间隔与夹紧盘8的面相对。夹紧环若受到来自杠杆构件11的推压力，则向夹紧盘8一侧弹性地位移，在夹紧盘8的外缘部与夹紧盘8进行面接触。由此，可以使夹紧杆19的夹紧力基本上均匀地作用到整个夹紧盘8上，能够维持稳定的夹紧状态。另外，也可以省略夹紧部件10(夹紧环)而利用夹紧杆19直接推压夹紧盘8。但是，这时，由于利用夹紧杆19的夹紧位置是局部的，因而还是以设有如上所述的夹紧部件10为佳。
另外，在本实施例中，在构成夹紧装置2的零部件中，除夹紧盘8以外的零部件已单元化，并将其做成可以通过拆卸安装螺丝29而很容易从旋转工作台装置15按照单元将夹紧装置2拆卸的结构。但是，如果不考虑夹紧装置2的单元化的这种结构，也可以利用壳体3将活塞部件6的外周面进行导向使其向其轴线方向位移，或者不借助于罩部件22而将夹紧杆19的支点部13与壳体3直接卡定。
实施例2
图4和图5表示在与实施例1相同的旋转工作台装置15中，杠杆构件11(夹紧杆19)采用了其它形状部件的例子。实施例1的夹紧机构虽然在作用点部14和力点部12之间形成有支点部13，但在本实施例中，在支点部13和力点部12之间形成有作用点部14。这样，只要将杠杆构件11做成从力点部12到支点部13的距离a比从支点部13到作用点部14的距离b更长，就可以在设计上采用各种各样的形状。
实施例3
图6是在与实施例1相同的旋转工作台装置15中，将夹紧部件10(夹紧环)在其外周部一侧固定在罩部件22上的例子。此外，在本实施例中，在构成夹紧装置2的零部件中，虽然除夹紧盘8以外的零部件已单元化，但是，如果不考虑夹紧装置2的单元化的这种结构，也可以利用壳体3将活塞部件6的外周面进行导向使其向其轴线方向位移，或者如图示的例子通过固定在罩部件22上而将夹构件10与壳体3直接固定。
实施例4
图7表示将本发明应用于常夹紧式的夹紧装置的例子。该例子的夹紧装置2在罩部件22和活塞部件6之间在以旋转轴5的轴线为中心的圆周上具有多个作为加力机构7的弹簧构件30(压缩弹簧)，弹簧构件30将活塞部件6压向总是压向夹紧盘8一侧(夹紧方向)。由此，活塞部件6借助于夹紧杆19始终推压夹紧盘8，并与壳体3的夹紧面9协同动作夹持上述夹紧盘8而使圆工作台16处于夹紧状态。
另外，作为用于解除夹紧状态的松开机构，在活塞部件6和卡定构件24之间形成有松开用的压力室31，并从未图示的流体供给源通过在罩部件22上形成的流体流道32将松开用的工作流体(压力油)供给到压力室31。
对圆工作台16进行分度动作时，工作流体供给到压力室31，活塞部件6克服弹簧构件30的弹力而向夹紧盘8相反一侧(松开方向)位移，随之解除夹紧杆19的对夹紧盘8的夹紧力，旋转工作台装置15便处于松开状态，而圆工作台16(旋转轴5)则处于可旋转的状态。
此外，在图示的例子中，作为加力机构7除具有弹簧构件30外，在活塞部件6和槽23之间还具有压力室26，并从未图示的流体供给源通过在罩部件22上形成的流体流道28将夹紧用的工作流体(压力油)供给到压力室26。由此，除了弹簧构件(压缩弹簧)30的夹紧力外，还能利用流体压力增加紧固力(增加夹紧力)。
图8是对于都通过工作流体的供给来进行活塞部件6向夹紧方向、松开方向的位移的夹紧装置采用本发明的夹紧杆19(杠杆构件11)的例子。这个例子的夹紧装置也可以制成常夹紧式、常松开式任何一种。
在以上的实施例中，相当于杠杆构件11的夹紧杆19虽然都是分别各有一个支点、力点、作用点的构件，但是也可以例如将作用点一侧的端部分成两股或两股以上而使作用点为两个以上的部件。同样，也可以将力点一侧的端部分成两股或两股以上而使力点为两个以上的部件。另外，也可以将作用点一侧的端部或力点一侧的端部的宽度作得较宽，将其做成与夹紧部件10(夹紧盘8)或活塞部件6面接触的部件。
本发明可以广泛地应用于通过对盘进行夹紧来制动旋转轴等的制动装置。即，旋转分度装置(旋转驱动对象部件)不限定于实施例的旋转工作台装置(圆工作台)。例如，也包含支撑驱动装有工具的主轴旋转的装置(主轴单元)并驱动旋转的装置(主轴箱)，或者驱动支撑主轴单元的主轴箱绕与机床的Z轴平行的轴线旋转的部分(装置)。前者的场合，主轴单元相当于旋转驱动对象部件，后者的场合，主轴箱相当于旋转驱动对象部件。

Claims (2)

1.一种用于机床的旋转分度装置的夹紧装置(2)，该机床用的旋转分度装置(1)具有在壳体(3)内旋转自如地设置并在端部固定有旋转驱动对象部件的旋转轴(5)，以及用于保持上述旋转轴(5)的角度位置并包含夹紧盘(8)、活塞部件(6)和加力机构(7)的夹紧装置(2)；上述夹紧盘(8)相对于上述旋转轴(5)不能旋转地组装在其上，上述活塞部件(6)可以沿上述旋转轴(5)的轴线方向位移地设置在上述壳体(3)内并对上述夹紧盘(8)施加朝向上述壳体(3)的夹紧面(9)的推压力，上述加力机构(7)对上述活塞部件(6)向上述夹紧盘(8)一侧加力；其特征在于，
上述夹紧装置(2)形成为：在上述夹紧盘(8)和上述活塞部件(6)之间具有沿上述旋转轴(5)的半径方向延伸地设置的由三根以上的杠杆构件(11)构成的夹紧机构；上述各杠杆构件(11)具有在形成于其一端部的力点部(12)与上述活塞部件(6)接触，并可以转动地对上述壳体(3)进行卡定的支点部(13)及隔着上述夹紧盘(8)与上述夹紧面(9)相对的作用点部(14)；从上述力点部(12)到支点部(13)的距离比从上述支点部(13)到作用部(14)的距离更长。
2.如权利要求1所述的用于机床的旋转分度装置的夹紧装置(2)，其特征在于，上述夹紧机构在上述夹紧盘(8)和上述杠杆构件(11)之间具有不能与上述壳体(3)相对旋转地设置的环状的夹紧部件(10)。
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