CN101918173A - 倾斜装置 - Google Patents

Abstract

提供一种倾斜装置，其通过用直接驱动马达旋转驱动轴来控制刀具和工件之间的相对角位置，并且在加工过程中，在预定的时期内，通过直接驱动马达高速旋转倾斜工作台而从工件上抖落切屑。在用刀具T加工工件W的过程中，直接驱动马达25旋转驱动轴12来控制刀具T和工件W之间的相对角位置，并且在加工过程中，在预定的时期内，在主轴头4和工作台11保持分开的状态下使直接驱动马达25高速旋转，进而使倾斜工作台17高速旋转，从而从工件上抖落切屑。

Description

倾斜装置

技术领域

本发明涉及一种装备在机床上的、用于将所附接的工件旋转到期望的角位置的倾斜装置。

背景技术

作为现有技术中的这种倾斜装置，已知例如专利文献1中所公开的这样一种倾斜装置。在专利文献1所描述的倾斜装置中，具有公共枢转轴线O的一对枢转轴21A、21B向外伸出地紧固于倾斜工作台20的相反侧上的、呈U字形的凸起部，并且枢转轴21A、21B通过轴承14A、14B而由竖立在支撑台上的一对支撑部11a、11b支撑。倾斜工作台20上设有回转台25，该回转台25以可拆卸的方式支撑托板26以便在其上附接工件W，并且该回转台25绕垂直于枢转轴线O的轴线旋转。伺服马达33A、33B通过蜗杆32和蜗轮31使枢转轴21A、21B旋转，附接于枢转轴21B的最末端的编码器27检测转角以进行反馈控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2001-9653(段落[0012]-[0016]、图1-4)

发明内容

本发明要解决的问题：

在上述现有技术中的倾斜装置中，由于伺服马达33A、33B通过蜗杆32和蜗轮31使枢转轴21A、21B旋转，因此装置本身变得较庞大，尤其是变得在径向方向上较庞大而与刀具相干涉，由此限制了加工区域。此外，引起以下问题：由于用刀具加工工件产生的切屑聚集在工件和倾斜工作台上，造成加工精度降低；或者由于已加工工件在从倾斜装置上卸下时仍附着有切屑和冷却剂，需要更多的时间和劳动来清除切屑，且冷却剂到处散布。此外，当在枢转轴21A、21B上设置向夹具——该夹具夹持设置在倾斜工作台20上的工件——供给和排放加压油的分配器时，该装置在径向方向上变得更加庞大。

本发明的目的是解决现有技术中的这种缺点，并且提供这样的倾斜装置：其通过由直接驱动马达旋转倾斜工作台来控制机床和工件之间的相对位置，并且在加工过程中在预定的时期内通过直接驱动马达使倾斜工作台高速旋转来抖落工件上的切屑。

解决该问题的方法：

为了解决上述问题，根据权利要求1所述的本发明结构的特征在于，一种紧固在机床的工作台上的倾斜装置，其中，以可旋转的方式支撑刀具主轴的主轴头与以可拆卸的方式附接工件的工作台相对运动，以便用附接于刀具主轴的刀具来加工工件，倾斜装置的特征在于，其包括：紧固在工作台上的支座；驱动轴，驱动轴由支座中的前轴承和后轴承以能够绕枢转轴线旋转的方式支撑；分配器，分配器设置在驱动轴的轴线上，用于分配加压油；直接驱动马达，直接驱动马达设有固定装配在保持孔中的定子和固定装配在驱动轴上的转子，其中保持孔与枢转轴线同轴地形成在支座中的前轴承和后轴承之间；倾斜工作台，倾斜工作台紧固于驱动轴，用于将工件以可拆卸的方式附接于倾斜工作台；和控制器，控制器用于通过直接驱动马达的操作使驱动轴旋转来控制刀具和工件之间的相对角位置，以及用于在工件附接于倾斜工作台的情况下、在预定的时期内，通过在主轴头与工作台保持分开的状态下使直接驱动马达高速旋转而使倾斜工作台高速旋转，从而抖落切屑。

根据权利要求2所述的本发明结构的特征在于，一种紧固在机床的工作台上的倾斜装置，其中，以可旋转的方式支撑刀具主轴的主轴头与以可拆卸的方式附接工件的工作台相对运动，以便用附接于刀具主轴的刀具来加工工件，倾斜装置的特征在于，包括：紧固在工作台上的支座；驱动轴，驱动轴依次形成有大径部、中径部和小径部，并且驱动轴在大径部和小径部处由支座中的前轴承和后轴承以能够绕枢转轴线旋转的方式支撑；分配器，分配器设置在驱动轴的轴线上，用于分配加压油；直接驱动马达，直接驱动马达设有固定装配在保持孔中的定子和装配在驱动轴的中径部上的转子，其中保持孔与枢转轴线同轴地形成在支座中的前轴承和后轴承之间；环形构件，环形构件装配在驱动轴的中径部上，从而由键来阻止环形构件的旋转并且环形构件紧固于转子的前端面；固定装置，固定装置从驱动轴的前端面、穿过大径部、在分配器和前轴承之间沿轴向方向插入，并且将环形构件压抵于大径部和中径部之间的台阶部；紧固于驱动轴的倾斜工作台；和控制器，控制器用于通过直接驱动马达的操作使驱动轴旋转来控制刀具和工件之间的相对角位置，以及用于在加工工件的过程中、在预定的时期内，通过在主轴头与工作台保持分开的状态下使直接驱动马达高速旋转而使倾斜工作台高速旋转，从而抖落切屑。

根据权利要求3所述的本发明结构的特征在于，在权利要求2所述的倾斜装置中，支座包括紧固于基座的前支撑部分和紧固于前支撑部分的后支撑部分，其中，前支撑部分形成有前轴承外圈孔和保持孔，前轴承外圈孔和保持孔中装配有前轴承的外圈和直接驱动马达的定子；后支撑部分形成有后轴承外圈孔，后轴承外圈孔中装配有后轴承的外圈；通过从前支撑部分的前端面、绕前轴承的外圈外径沿轴向方向插入的固定装置，将定子压抵于保持孔的底部台阶部，并且，通过从后支撑部分的后端面沿轴向方向插入的固定装置，将从后支撑部分伸出以便装配到保持孔中的装配部的前端面压抵于定子的后端面，从而将后支撑部分紧固于前支撑部分；并且，在前支撑部分的后端面与从后支撑部分的装配部的基端径向延伸的台肩表面之间，液密地插置有间隔件，间隔件与前支撑部分的后端面和后支撑部分的台肩表面相接触。

根据权利要求4所述的本发明结构的特征在于，在权利要求3所述的倾斜装置中，分配器设有静止侧构件和旋转侧构件，静止侧构件紧固于固定在后支撑部分的后端面上的盖构件并且在驱动轴的轴线上延伸，旋转侧构件紧固于驱动轴的前端面以便在驱动轴的轴线上延伸并且装配在静止侧构件上的分配孔处；在静止侧构件中开设有在外部相连的多个静止流体通道；并且在分配孔中分别与多个静止流体通道连通的多个旋转流体通道在旋转侧构件的前端面上开口，旋转侧构件的前端面形成为与驱动轴的前端面平齐的平面。

根据权利要求5所述的本发明结构的特征在于，在权利要求1到4任意一项所述的倾斜装置中，所述倾斜装置包括：夹持环，夹持环在枢转轴线上紧固于支撑部分的后端面；环形板，环形板同轴地紧固于驱动轴的后端，以限制环形板的相对旋转但允许环形板在枢转轴线的方向上的相对移动；油缸装置，油缸装置用于使环形板与夹持环挤压接触或松开；压缩弹簧，压缩弹簧推压油缸装置的活塞以使环形板和夹持环进行挤压接触；和回缩装置，回缩装置用于克服压缩弹簧的回弹力而使活塞回缩。

根据权利要求6所述的本发明结构的特征在于，在权利要求1到5任意一项所述的倾斜装置中，预定的时期设定在机床通过换刀装置来更换附接于刀具主轴的刀具的换刀时期内。

发明效果

在按照前面所述构造的权利要求1的发明中，刀具和工件之间的相对角位置是通过由直接驱动马达旋转驱动轴来控制的，并且在工件附接于倾斜工作台的状态下，在预定的时期内，通过在主轴头和工作台保持分开的状态下使直接驱动马达高速旋转而使倾斜工作台高速旋转，从而抖落切屑。这样，就能够将用刀具加工工件而产生的切屑从工件和倾斜工作台上抖落，以提高加工精度；并能够在加工完成后，在工件不附着有切屑的情况下将工件从倾斜装置卸载，以减少清除切屑所花费的时间和劳动。此外，由于驱动轴由直接驱动马达驱动，所以与通过蜗杆和蜗轮旋转驱动所述驱动轴的结构相比不存在游隙，因此提高了倾斜工作台的旋转定位精度，并且倾斜工作台能够高速地平滑旋转。

在按照前面所述构造的权利要求2的发明中，依次形成有大径部、中径部和小径部的驱动轴在在大径部和小径部处由支座中的前轴承和后轴承支撑，从而能够绕枢转轴线旋转。用于分配加压油的分配器设置在驱动轴的轴线上。直接驱动马达的定子固定装配在保持孔中——该保持孔同轴地形成在支座中的前轴承和后轴承之间，而转子装配在驱动轴的中径部上。环形构件装配在驱动轴的中径部上，由键来阻止其旋转并且紧固于转子的前端面。固定装置从驱动轴的前端面、穿过大径部、在分配器和前轴承之间沿轴向方向插入，将环形构件压抵于大径部和中径部之间的台阶部。倾斜工作台紧固于驱动轴。

这样，除了根据权利要求1所述的发明获得的效果之外，还能通过将支撑驱动轴——该驱动轴在轴线上设有分配器——的支座的上端部尺寸制造成稍大于旋转驱动所述驱动轴的直接驱动马达的外径，而实现尺寸的减小；并且能够在较宽的加工区域内加工由夹具——该夹具通过经由分配器供给和排放的加压油来操作——紧固于倾斜工作台的工件而在刀具和倾斜装置之间不发生干涉。

在按照前面所述构造的权利要求3的发明中，将支座构造成使得前支撑部分紧固于基座而后支撑部分紧固于前支撑部分，其中该前支撑部分形成有将前轴承的外圈和直接驱动马达的定子装配于其内的前轴承外圈孔和保持孔，而后支撑部分形成有将后轴承的外圈装配于其内的后轴承外圈孔。通过从前支撑部分的前端面绕前轴承的外圈外径沿轴向方向插入的固定装置将定子压抵于保持孔的底部台阶部。通过从后支撑部分的后端面沿轴向方向插入的固定装置将从后支撑部分伸出的装配部的前端面压抵于定子的后端面，从而将后支撑部分紧固于前支撑部分。将间隔件液密地插置到前支撑部分的后端面与从后支撑部分的装配部的基端径向延伸的台肩表面之间，其中该间隔件与前支撑部分的后端面和后支撑部分的台肩表面相接触。

这样，就能够在径向方向上在较小空间中将前支撑部分、定子和后支撑部分液密地且刚性地结合在一起，并且能够通过前轴承和后轴承来精确支撑驱动轴。

在按照前面所述构造的权利要求4的发明中，分配器的静止侧构件紧固于盖构件——该盖构件紧固于后支撑部分的后端面——并且在驱动轴的轴线上延伸，并且分配器的旋转侧构件紧固于驱动轴的前端面以便在驱动轴的轴线上延伸并且装配在静止侧构件上的分配孔处。在静止侧构件中开设有在外部相连的多个静止流体通道；并且在分配孔中分别与多个静止流体通道连通的多个旋转流体通道在旋转侧构件的前端面上开口，旋转侧构件的前端面形成为与驱动轴的前端面平齐的平面。这样，就能够例如容易且紧凑地设置通往附接于倾斜工作台的夹具的管道。

在按照前面所述构造的权利要求5的发明中，夹持环在枢转轴上紧固于支撑部分的后端面，环形板同轴地紧固于驱动轴的后端，以限制环形板的相对旋转但允许环形板在枢转轴线的方向上的相对移动，油缸装置使环形板与夹持环挤压或松开，从而限制或允许驱动轴、进而倾斜工作台的旋转。当油缸装置不工作时，压缩弹簧的回弹力推压活塞以将环形板压抵于夹持环，因此，即使在倾斜装置停止工作的情况下，也能限制驱动轴的旋转，从而能够防止倾斜工作台突然转动。此外，由于能够克服压缩弹簧的回弹力而缩回活塞，因此即使在倾斜装置停止工作的情况下也能够通过旋转驱动轴而容易地进行例如倾斜工作台的附接/拆卸和驱动轴外围装置的维护等。

在按照前面所述构造的权利要求6的发明中，预定的时期设定在机床通过换刀装置来更换附接于刀具主轴的刀具的换刀时期内，在该预定的时期内，通过在主轴头和工作台保持分开的状态下使直接驱动马达高速旋转而使驱动轴、进而使倾斜工作台高速旋转。这样，能够在不延长工作时间的情况下，在自动更换刀具的时期内将切屑和冷却剂从工件和倾斜工作台上抖落。因此，具体地，当使用多个刀具加工工件W时，不会发生切屑和冷却剂聚集在工件W等部分上的情况，并且当所有加工都已经完成时，足以将使用最后的刀具T进行加工期间所产生的切屑和冷却剂抖落，从而能够在工件W上没有附着切屑和冷却剂的状态下方便地取出工件W。

附图说明

图1为显示了一个实施例中的装备有倾斜装置的加工中心的视图。

图2为显示了该实施例中的倾斜装置的外形的视图。

图3为倾斜装置中的驱动装置的纵截面图。

图4为从动装置的纵截面图。

图5为显示了加工程序的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本发明实施例中的倾斜装置。如图1所示，倾斜装置10固定在诸如立式加工中心1等机床的工作台11上。在加工中心1中，立柱3竖直设置在床身2上，主轴头4安装在立柱3上以便能够沿竖直方向运动，并且通过由伺服马达5Y旋转驱动的滚珠丝杠进行运动。刀具主轴6支撑在主轴头4中以便能够绕竖直轴线旋转，并且由内置马达(未显示)旋转驱动。刀具主轴6设有以可拆卸的方式夹持刀具T的刀具附接装置，该刀具T插入形成在刀具主轴6下端的刀具附接孔中。在床身2上，溜板7安装成可沿水平的前-后方向运动，并且通过由伺服马达5Z旋转驱动的滚珠丝杠而沿Z-轴方向移动。在溜板7上，工作台11安装成可沿水平的左-右方向运动，并且通过由伺服马达5X旋转驱动的滚珠丝杠而沿X-轴方向移动。立柱3上设有刀库8和换刀装置9，刀库8用于存储多个刀具T并用于将接下来要使用的刀具T换位到换刀位置，换刀装置9用于在加工完成时将换位到换刀位置的下一个刀具与仍然附接在刀具主轴6中的用过的刀具T进行交换。

如图2所示，倾斜装置10设有：驱动装置13，该驱动装置13紧固于工作台11，用于以绕枢转轴线O旋转的方式驱动驱动轴12；从动装置15，该从动装置15与驱动装置13成面对面关系紧固于工作台11，并以能够绕枢转轴线O旋转的方式支撑从动轴14；倾斜工作台17，该倾斜工作台17在其相对的端部处分别紧固于驱动轴12的最末端和从动轴14的最末端，并且夹持工件W的夹具16附接于其上表面；以及提升装置19，该提升装置19用于在临时支撑状态中降低由装载/卸载装置(未显示)装载的工件W以便通过将设置在工件W上的基准孔装配到设置在夹具上的基准销上而定位工件W。在驱动轴12和从动轴14的轴线上设有为夹具16等供给和排放流体的、用于流体分配的分配器18、81。

如图3所示，驱动装置13具有第一支座20，该第一支座20通过前轴承23和后轴承24而以可旋转的方式支撑驱动轴12并紧固于工作台11。第一支座20包括前支撑部分21和圆筒形后支撑部分22，前支撑部分21在其上部设有以可旋转的方式支撑驱动轴12的圆筒部且在其下部设有紧固于工作台11的腿部，后支撑部分22以可旋转的方式支撑驱动轴12的后端部且紧固于前支撑部分21的圆筒部。

在前支撑部分21中，形成有将前轴承23的外圈和直接驱动马达25的定子26装配在其内的前轴承外圈孔28和保持孔29。在后支撑部分22中，形成有将后轴承24的外圈装配在其内的后轴承外圈孔30。定子26装配在保持孔29中，从前支撑部分21的前端面绕前轴承23的外圈外侧沿轴向方向插入的多个螺栓31(固定装置)以螺纹连接的方式紧固在定子26的前端面中，从而将定子26压抵于保持孔29的底部台阶部32。在后支撑部分22中，从后支撑部分22的后端面沿轴向方向插入的螺栓33(固定装置)以螺纹连接的方式紧固到定子26的后端面中，并因此将从后支撑部分22伸出以便装配到保持孔29中的装配部22a的前端面压抵于定子26的后端面，由此将后支撑部分22紧固于前支撑部分21。在前支撑部分21的后端面与台肩表面——该台肩表面从后支撑部分22的装配部22a的基端径向延伸——之间，将间隔件34——该间隔件34的厚度根据现场调节情况而调节——插置成与前支撑部分21的后端面以及后支撑部分22的台肩表面相接触。密封构件35插置在间隔件34的相反端面与前支撑部分21的后端面和后支撑部分22的台肩表面之间，以便将内部与外部液密地隔离。因此，将前支撑部分21、直接驱动马达25的定子26和后支撑部分22液密地且刚性地结合在一起，在径向方向上减小空间，并将定子26固定地装配到保持孔29中，该保持孔29与枢转轴线O同轴地形成于第一支座20中前轴承23与后轴承24之间。用于连线到直接驱动马达25的插座65液密地附接于后支撑部分22。

驱动轴12上依次形成有大径部12a、中径部12b和小径部12c，且驱动轴12支撑在第一支座20中以便能够绕枢转轴线O精确旋转，其中，大径部12a装配在前轴承23的内圈中，小径部12c装配在后轴承24的内圈中。直接驱动马达25的转子27和环形构件36a、36b装配在驱动轴12的中径部12b上。用键37a防止环形构件36a相对于中径部12b旋转，并且通过螺栓38a将环形构件36a紧固于转子27的前端面。用键37b防止环形构件36b相对于中径部12b旋转，并且通过螺栓38b将环形构件36b紧固于转子27的后端面。通过用螺栓39(固定装置)以螺纹连接的方式紧固而将环形构件36a压抵于大径部12a和中径部12b之间的台阶部，其中，螺栓39从驱动轴12的前端面、穿过大径部12a在分配器18和前轴承23之间插入。

驱动轴12的前端具有在大径部12a的前部处形成的凸缘12d，油封61插在附接构件60——该附接构件60紧固于前支撑部分21的前端面——的阶梯孔的大径部内表面与凸缘12d的外表面之间，并且由紧固于附接构件60前端的环形保持构件62保持在附接构件60的阶梯孔的大径部中。保持构件62在形成于保持构件62内表面上的阶梯孔的小径部内表面上形成有迷宫环，并且以较小的间隙装配在凸缘12d上。形成在保持构件62中的阶梯孔的大径部在保持构件62的后表面侧和油封61的前表面侧之间限定出环形空气净化腔63。前支撑部分21中开设有空气通道64，该空气通道64连接到用于工厂的压缩空气源，且空气通道64通向空气净化腔63。因此，通过空气通道64流入空气净化腔63的压缩空气经过迷宫环——该迷宫环位于保持构件62中的阶梯孔的小径部内表面处——流出，从而能够防止切削润滑剂等进入驱动装置13的内部。

螺母40以螺纹连接的方式紧固到驱动轴12的小径部12c的后端部上，并且通过环构件41而压抵于后轴承24的内圈，以便调节施加在前轴承23和后轴承24上的预负荷。环构件41装配在小径部12c上，并且用键42防止环构件41与紧固于其外周边的转角传感器43的磁体44一起旋转。转角传感器43的检测部分45通过环形构件46紧固于后支撑部分22的后轴承外圈孔30的敞开端面，并且面对磁体44。用于连线到转角传感器43的插座66液密地附接于后支撑部分22。

在后支撑部分22的后端部处在枢转轴线O上形成有阶梯形油缸孔47，阶梯形活塞48的前侧小径部和大径部分别装配在阶梯形油缸孔47的小径部和大径部上。盖构件49紧固于后支撑部分22的后端面，从盖构件49的前端面环向伸出的环形突出部49a的外表面和内表面分别装配在阶梯形油缸孔47的大径部和阶梯形活塞48的后侧小径部中。之后，夹持装置50的夹持环51紧固于阶梯形油缸孔47的小径孔的底面。环形板52布置在阶梯形活塞48的前侧小径部的端面与夹持环51的端面之间，并且环形板52在其凸缘部处通过其较薄的柔性部52a而紧固于驱动轴12的后端部。这样，就可以将环形板52以不能相对旋转但是在枢转轴线方向上能相对移动的方式同轴地紧固于驱动轴12的后端。

阶梯形活塞48的大径部将阶梯形油缸孔47分成前油缸腔47a和后油缸腔47b，这些腔通过转换阀(未显示)连接于加压油源。向前油缸腔47a供给加压油会导致阶梯形活塞48回缩，由此环形板52从夹持环51上松开以使驱动轴12可旋转。向后油缸腔47b供给加压油会导致阶梯形活塞48前移，由此环形板52被压抵于夹持环51以便用油压限制驱动轴12的旋转。

多个压缩弹簧53插置在盖构件49的内端面与阶梯形活塞48的后端面之间，并且通过压缩弹簧53的回弹力将阶梯形活塞48向前推压。这样，即使在倾斜装置10停止工作的状态中，也能通过压缩弹簧53的回弹力将环形板52压抵于夹持环51，从而限制驱动轴12的旋转。

沿枢转轴线O方向延伸的两个螺旋轴54与阶梯形活塞48接合，且螺母57在盖构件49外侧与各个螺旋轴54以螺纹连接的方式接合。当要手动松开夹持装置50时，通过在螺母57与盖构件49的外侧端面接触的情况下旋转螺母57而使螺旋轴54、进而使阶梯形活塞48克服压缩弹簧53的回弹力而回缩，这导致环形板52与夹持环51脱离，由此驱动轴12变得能够旋转。与阶梯形活塞48接合的螺旋轴54、螺母57等构成了用于使阶梯形活塞48克服压缩弹簧53的回弹力而回缩的回缩装置。

分配器18的静止侧构件55在枢转轴线O上紧固于盖构件49，并且穿过驱动轴12的轴孔12e的小径部以延伸到驱动轴12的前端附近。分配器18的旋转侧构件56紧固于驱动轴12的前端面以便在该轴线上向后延伸，并且装配在驱动轴12的轴孔12e的大径部中，并且在其分配孔56a处装配在静止侧构件55的外表面上。周向等角距离地开设有例如六个静止流体通道58，以沿枢转轴线O的方向延伸，在静止侧构件55的外表面上、分配孔56a的不同轴向位置处形成有六个环形槽55a，各个静止流体通道58弯曲以与各个环形槽55a连通。在旋转侧构件56中周向等角距离地开设有六个旋转流体通道59，以沿枢转轴线O的方向延伸，并且各个旋转流体通道59的后端通过弯曲成在分配孔56a中与各个环形槽55a成面对面关系地开口而与各个静止流体通道58连通。各个旋转流体通道59的前端在旋转侧构件56的前端面上开口，该旋转侧构件56的前端面形成与驱动轴12的前端面平齐的平面。

如图2所示，由于L字形的角支架(angle rest)86紧固于驱动轴12的前端，其中，其附接表面86a与驱动轴12的前端面12f接触，开设在角支架86中以在附接表面86a上开口的角支架流体通道87与在分配器18的旋转侧构件56的前端面上开口的旋转流体通道59连通。两个角支架流体通道87与油缸装置94的上部腔95a和下部腔95b连通，该油缸装置94使附接于倾斜工作台17的夹具16的夹持臂98竖直移动。与这两个旋转流体通道59连通的两个静止流体通道58通过转换阀连接于加压油供给装置或油罐。因此，可以容易地构造为油缸装置94——其竖直移动夹持臂98——提供和排放加压油的液压回路并使之紧凑。

此外，如图2和3所示，通过截止阀连接于切削润滑剂供给装置的切削润滑剂孔67通过静止侧构件55的轴线，并且在旋转侧构件56的分配孔56a的前端开口部处开口。这样，由于角支架86固定于驱动轴12前端，一个角支架流体通道87通向旋转侧构件56的分配孔56a的前端开口部并且与切削润滑剂供给装置连通。这一个角支架流体通道87连接到切削润滑剂喷嘴100，该切削润滑剂喷嘴100向基准面92a等供给切削润滑剂，以便冲刷掉附着在夹具16的这种基准面上的切屑。此外，上述一个角支架流体通道87连接到这样的切削润滑剂喷嘴，该喷嘴向夹具16上的容易聚集切屑的部分、或工件W和夹具16之间的容易聚集切屑的间隙等位置处提供切削润滑剂，以便冲刷掉切屑。

正如所示，在图4中，从动装置15具有第二支座70，该第二支座70通过前轴承71和后轴承72以可旋转的方式支撑从动轴14并且紧固于工作台11。在第二支座70中，在其上部形成有以可旋转的方式支撑从动轴14的圆筒部，并且在其下部形成有紧固于工作台11的腿部。在第二支座70的上部，形成了穿过枢转轴线O上部的轴承孔73，前轴承71和后轴承72的外圈紧密地装配在轴承孔73中，从而能够在轴向方向上移动。

前轴承71和后轴承72的内圈装配在从动轴14上，从动轴14支撑在第二支座70中，以便能够绕枢转轴线O精确旋转。在从动轴14的前端形成凸缘14a，附接构件74紧固于第二支座70的前端面，油封75插在附接构件74的阶梯孔的大径部内表面与凸缘14a的外表面之间，并且由环形保持构件76保持在附接构件74的阶梯孔的大径部中，该环形保持构件76紧固于附接构件74的前端。保持构件76在形成于其内表面上的阶梯孔的小径部内表面上形成有迷宫环，并且装配在凸缘14a上使二者之间的间隙较小。在保持构件76的后表面侧与油封75的前表面侧之间、形成于保持构件76中的阶梯孔的大径部处形成有环形空气净化腔77。在第二支座70中开设有与工厂的压缩空气源相连的空气通道78，并且空气通道78通向空气净化腔77。因此，经过空气通道78流入空气净化腔77的压缩空气经由迷宫环——该迷宫环位于保持构件76的阶梯孔的小径部内表面处——流出，从而能够防止切削润滑剂等进入从动装置15的内部。

螺母79以螺纹连接的方式紧固到从动轴14的后端部上，并且通过环构件80压抵于后轴承72的内圈，其中该环构件80装配在从动轴14上以通过键来防止其旋转，从而能够调节前轴承71和后轴承72上的预负荷。

夹持构件120在其凸缘部121处通过螺栓紧固于第二支座70的后端部，盖构件84通过螺栓紧固于凸缘部121的后端面，该盖构件84液密地封闭第二支座70的后端开口部。从夹持构件120向前延伸的夹持部122装配到第二支座70的轴承孔73中，并且以较小的游隙装配到环构件80的外表面上。在夹持部122的外表面上形成有环形夹持油腔123，O形环124在夹持油腔123的相对侧上插置于外表面和轴承孔73之间。当加压油供给到夹持油腔123时，夹持油腔123的底部弯曲成与环构件80的外表面进行挤压接触，以限制从动轴14的旋转。夹持构件120的夹持部122和夹持油腔123、环构件80等构成了用于从动轴14的夹持装置125。当加压油供给到夹持油腔123时，夹持装置125限制从动轴14的旋转，而当夹持油腔123中的加压油排出时，松开从动轴14。

数字81表示位于从动装置15侧的分配器，分配器81的圆筒形旋转侧构件82紧密装配在从动轴14的轴孔14b中，并且在其前端凸缘部处紧固于从动轴14的前端面。分配器81的静止侧构件83在枢转轴线O上紧固于盖构件84，并且在其自身装配在旋转侧构件82的分配孔82a中的情况下延伸到从动轴14的前端附近。在静止侧构件83中周向等角距离地开设有十二个静止流体通道84，以沿枢转轴线O的方向延伸，同时在静止侧构件83的外表面上、分配孔82a中的不同轴向位置处形成有十二个环形槽83a，其中，各个静止流体通道84弯曲成与各个环形槽83a连通。在旋转侧构件82中周向等角距离地开设有例如十二个旋转流体通道85，以沿枢转轴线O的方向延伸，并且各个旋转流体通道85的后端通过弯曲成在分配孔82a中与各个环形槽83a成面对面关系地开口而与各个静止流体通道84连通。各个旋转流体通道85的前端在旋转侧构件82的前端面上开口，该旋转侧构件82形成与从动轴14的前端面平齐的平面。

如图2和4所示，由于L字形的角支架88紧固在从动轴14的前端，使其附接表面88a与从动轴14的前端面14f接触，所以开设在角支架88中以在附接表面88a上开口的角支架流体通道89与在分配器81的旋转侧构件82的前端面上开口的旋转流体通道85连通。两个角支架流体通道89与油缸装置94的上部腔95a和下部腔95b连通，该油缸装置94使与倾斜工作台17相连的夹具16的夹持臂98竖直移动。与这两个旋转流体通道85连通的两个静止流体通道84通过转换阀连接于加压油供给装置或油罐。

此外，压缩空气供给装置和压力检测装置平行地连接于一个静止流体通道84，与这一个静止流体通道84连通的旋转流体通道85通过与角支架流体通道89的连通而连接于空气喷嘴130——该空气喷嘴130在夹具16的基准面92d上开口，从而构成了用于检测工件W在基准面92d上就位的就位检测装置(seating detection device)。此外，通过截止阀连接于切削润滑剂供给装置的切削润滑剂孔68形成为通过静止侧构件83的轴线，并且像驱动轴侧上的切削润滑剂孔67那样，向基准面提供切削润滑剂以便冲刷掉附着在夹具16的基准面上的切屑，从而向夹具16上的容易聚集切屑的部分、或工件W和夹具16之间的容易聚集切屑的间隙等位置处提供切削润滑剂，以便冲刷掉切屑。

在角支架86、88上形成有平行于枢转轴线O的支撑表面86b、88b，以沿垂直于枢转轴线O的方向延伸，呈板形的倾斜工作台17通过螺栓99以其后表面与支撑表面86b、88b接触的方式紧固于支撑表面86b、88b。由于倾斜工作台17是以其后表面与角支架86、88的支撑表面86b、88b接触的方式紧固的，因此通过倾斜工作台17后表面与支撑表面86b、88b的接触，在倾斜工作台17中形成的工作台流体通道90、91与在角支架86、88中形成的角支架流体通道87、89连通。因此，角支架流体通道87、89——其通过分配器18、81的静止侧构件55、83中的切削润滑剂孔67、68而与切削润滑剂供给装置连通——通过工作台流体通道90、91而连接到切削润滑剂喷嘴100，该切削润滑剂喷嘴100向基准面92a、92d供给切削润滑剂，以便冲刷掉附着在夹具16的基准面92a、92d上的切屑。图2中只显示了向基准面92a供给切削润滑剂的切削润滑剂喷嘴100。此外，与切削润滑剂供给装置相连通的角支架流体通道87、89通过工作台流体通道90、91而连接于这样的切削润滑剂喷嘴(未显示)：这些喷嘴向夹具16上的容易聚集切屑的部分、或工件W和夹具16之间的容易聚集切屑的间隙等位置处提供切削润滑剂，以便冲刷掉切屑。此外，角支架流体通道87、89——压缩空气供给装置和压力检测装置通过分配器18、81而平行地连接于该角支架流体通道87、89——通过工作台流体通道90、91连接于空气喷嘴130，该空气喷嘴130在夹具16的基准面92a、92d上开口，用于检测工件W在基准面92a、92d上就位。图2只显示了通向基准面92d的空气喷嘴130。

在倾斜工作台17上，设有提升装置19，用于在临时支撑台101上临时支撑由装载/卸载装置(未显示)装载的工件W，并且用于竖直移动工件W。向下伸出的一对导向杆102紧固于临时支撑台101的下表面，并且以可滑动的方式装配在紧固于倾斜工作台17的导向构件103中。缸装置104紧固于倾斜工作台17的下表面，缸装置104的活塞杆105穿过倾斜工作台17以紧固于临时支撑台101。

数字控制器90通过对加工中心1的伺服马达5X、5Y和5Z、倾斜装置10的直接驱动马达25等进行旋转控制而使支撑刀具主轴6的主轴头4与以可拆卸的方式附接工件W的工作台11相对移动，从而使用附接于刀具主轴6的刀具T来加工工件W，并通过旋转驱动轴12、进而旋转倾斜工作台17来控制刀具T和工件W之间的相对角位置。此外，数字控制器90通过对加工中心1的伺服马达5X、5Y和5Z进行旋转控制，而在用刀具T加工工件W的过程中将主轴头4和工作台11分离预定的时期；并且通过使倾斜装置10的直接驱动马达25高速旋转，而使驱动轴12和倾斜工作台17以例如50rpm或更高的速度，优选为大约200rpm的速度高速旋转，以便抖落在工件W、倾斜工作台17等部分上聚集的切屑和冷却剂。

下面说明上述实施例的操作。数字控制器90执行图5中所示的加工程序，并用刀具T加工工件W。当已经通过装载/卸载装置将未加工工件W安装在其上时，临时支撑台101通过缸装置104向下运动，并且将设置在工件W上的基准孔插在设置于倾斜工作台17上的基准销93a、93b上，以将工件W定位在工件安装平面中，并将工件W放置在基准面92a、92d上。此时，切削润滑剂经由切削润滑剂孔67、角支架流体通道87和工作台流体通道90从切削润滑剂喷嘴100中流出，以便将附着在夹具16的基准面92a上的切屑冲刷掉。以同样的方式冲刷掉附着在基准面92d上的切屑。

当输入电力(步骤S1)时，截止阀打开以便使压缩空气经过空气通道64、78流入空气净化腔63、77，压缩空气经过位于保持构件62、76的阶梯孔的小径部内表面处的迷宫环流出，从而防止切削润滑剂等进入驱动装置13和从动装置15的内部(步骤S2)。当工件W放置在基准面92a、92d上时，通过分配器18、81将加压油供给至各个油缸95的上部腔95a，且各个油缸装置94使各个夹持臂98向下移动，以朝基准面92a、92d按压工件W的上表面，从而将工件W固定于夹具16。由于压力检测装置检测到在基准面92a、92d上开口的空气喷嘴130由工件W的底面封闭，使背压升高，从而确认工件W在基准面上就位(步骤S3)。

当已经确认工件W在基准面92a、92d上就位并且夹持在夹具16上之后，如果需要改变刀具T和工件W之间的相对角位置的设定，则夹持装置50、125松开驱动轴12和从动轴14，驱动轴12由直接驱动马达25旋转以使倾斜工作台17相对于刀具主轴6旋转，之后，操作夹持装置50、125来限制驱动轴12和从动轴14的旋转(步骤S4)。即，将转换阀切换成向前油缸腔47a提供加压油，同时使后油缸腔47b与油罐连通。这样，阶梯形活塞48克服压缩弹簧53的回弹力而回缩，并且环形板52与夹持环51分离以便松开夹持装置50，从而使驱动轴12变得能够旋转。与此同时，加压油从夹持油腔123中排出，并且夹持油腔123的底部从环构件80的外表面缩回，从而使从动轴可旋转。之后，驱动直接驱动马达25来旋转转子27，并且通过紧固于转子27的前后端面的环形构件36a、36b以及键37a、37b来旋转驱动轴12。当转角传感器43检测到驱动轴12的转角——即倾斜工作台17已经旋转的角度——已经到达期望角位置时，停止直接驱动马达25，并且将转换阀切换成向后油缸腔47b提供加压油并使前油缸腔47a与油罐连通。因此，阶梯形活塞48前移，并且夹持装置50被操作为使环形板52压抵于夹持环51，以便通过加压油的力来限制驱动轴12的旋转。与此同时，向夹持油腔123提供加压油，夹持油腔123的底部弯曲并被压抵于环构件80的外表面，以限制从动轴14的旋转。因此，不会发生倾斜工作台17因切削力而旋转运动的情况。

之后，对伺服马达5X、5Y和5Z进行旋转控制以使工作台11、主轴头4和溜板7移动，并因此使受到旋转驱动的刀具主轴6与工作台11相对运动，从而用附接于刀具主轴6的刀具T来加工工件W(步骤S5)。当用刀具T加工工件W时，切削润滑剂从切削润滑剂喷嘴供给到夹具16上的容易聚集切屑的部分、或工件W和夹具16之间的容易聚集切屑的间隙等位置处，以便冲刷掉切屑。

用第一刀具T完成加工之后，为了进行换刀，对伺服马达5X、5Y和5Z进行旋转控制以便将主轴头4和刀具主轴6定位到换刀位置，并且移动工作台11和溜板7以便将工作台11移离主轴头4。将刀库8旋转换位成使接下来要使用的刀具T出现在换刀位置。换刀装置9夹钳附接于刀具主轴6的、已经处于换刀位置的刀具T和由刀库8送到换刀位置的下一个刀具，并且将这两个刀具T从刀具主轴6和刀库8拉出，在转过180度角之后返回以将下一个刀具T附接于刀具主轴6，并且将用过的刀具T返回刀库8(步骤S6)。

在换刀装置9对附接于刀具主轴6的刀具T进行交换的换刀时间内，并且在主轴头4和工作台11分开的状态下，直接驱动马达25仅在预定的时期内高速旋转，以使驱动轴12、进而使旋转倾斜工作台17高速旋转(步骤S7)。因此，能够在不延长工作时间的情况下并且在自动更换刀具T的时期内，将可能对用下一个刀具进行加工产生不利影响的切屑和冷却剂从工件W和倾斜工作台17上抖落。

在将下一个刀具T附接于刀具主轴6之后，重复步骤S2-S5，使这之后重复相同的操作，直到加工工件W所需的所有刀具T的加工均完成为止(步骤S8)。因此，具体地，当使用多个刀具T加工工件W时，不会发生切屑和冷却剂聚集在工件W等部分上的情况，并且当所有加工都已经完成时，足以将使用最后的刀具T进行加工期间所产生的切屑和冷却剂抖落，从而能够在工件上不附着切屑和冷却剂的状态下方便地取出工件W。因此，能够使得用于在加工中心之间传送工件W的传送装置保持清洁，进而能够防止在下一个步骤中已经装载到加工中心上的工件的精确定位受到介于基准面和工件W之间的切屑的阻碍。

大体上，由于在立式加工中心中，切屑和冷却剂容易聚集在工件上，因此常常在牺牲成本和空间方面的情况下选择卧式加工中心。根据本发明的倾斜装置10，由于不会发生切屑和冷却剂聚集在工件W上的情况，所以能够实现在合适的位置选用和布置合适的立式加工中心。

在根据本实施例的驱动装置13中，例如，如果在完成加工之后关闭电源，则阶梯形活塞由于压缩弹簧53的回弹力而向前运动，环形板52被压抵于夹持环51，从而限制驱动轴12的旋转。因此，不会发生倾斜工作台17因重量不平衡而突然转动的情况。

此外，由于能够通过旋转与盖构件49的外侧端面相接触的螺母57而缩回螺旋轴54，并进而缩回阶梯形活塞48，所以，即使在倾斜装置10不工作的状态下也能够容易地旋转驱动轴12，并且能够例如容易地进行倾斜工作台17的附接/拆卸或驱动轴12外围装置的维护等。

在上述实施例中，在换刀装置9将附接于刀具主轴6的刀具T与下一个刀具进行更换的换刀时期内，在主轴头4与工作台11保持分开的情况下，直接驱动马达25仅在预定的时期内使倾斜工作台17旋转。然而，例如，当用一个刀具加工很长时间时，主轴头4和工作台11可以在该加工过程中只分开预定的时期，并且倾斜工作台17可通过直接驱动马达25而高速旋转。

虽然在上述实施例中，倾斜装置构造为将驱动装置13和从动装置15布置成面对面的关系，但是，倾斜装置也可以构造为将两个驱动装置布置成面对面，其中，直接驱动马达可以同步运行。此外，也可以将倾斜装置构造为只有一个驱动装置13。

根据本发明的倾斜装置适于用作装备在机床上的倾斜装置，且该倾斜装置通过由直接驱动马达旋转倾斜工作台来控制刀具和工件之间的相对角位置。

附图标记说明

1...加工中心    2...床身    3...立柱    4...主轴头

5X、5Y、5Z...伺服马达    6...刀具主轴   7...溜板

8...刀库           9...换刀装置         10...倾斜装置

11...工作台        12...驱动轴          13...驱动装置

14...从动轴        15...从动装置        16...夹具

17...倾斜工作台    18...分配器          20...第一支座

21...前支撑部分    22...后支撑部分      23...前轴承

24...后轴承        25...直接驱动马达    26...定子

27...转子          28...前轴承外圈孔    29...保持孔

30...后轴承外圈孔    31、33、38、39...螺栓  34...间隔件

43...转角传感器      49...盖构件            50、125...夹持装置

55...静止侧构件      56...旋转侧构件        70...第二支座

71...前轴承          72...后轴承

Claims (6)

1.一种紧固在机床的工作台上的倾斜装置，其中，以可旋转的方式支撑刀具主轴的主轴头与以可拆卸的方式附接工件的工作台相对运动，以便用附接于所述刀具主轴的刀具来加工所述工件，所述倾斜装置的特征在于，其包括：

紧固在所述工作台上的支座；

驱动轴，所述驱动轴由所述支座中的前轴承和后轴承以能够绕枢转轴线旋转的方式支撑；

分配器，所述分配器设置在所述驱动轴的轴线上，用于分配加压油；

直接驱动马达，所述直接驱动马达设有固定装配在保持孔中的定子和固定装配在所述驱动轴上的转子，其中所述保持孔与所述枢转轴线同轴地形成在所述支座中的所述前轴承和后轴承之间；

倾斜工作台，所述倾斜工作台紧固于所述驱动轴，用于将所述工件以可拆卸的方式附接于所述倾斜工作台；和

控制器，所述控制器用于通过所述直接驱动马达的操作使所述驱动轴旋转来控制所述刀具和所述工件之间的相对角位置，以及用于在所述工件附接于所述倾斜工作台的情况下、在预定的时期内，通过在所述主轴头与所述工作台保持分开的状态下使所述直接驱动马达高速旋转而使所述倾斜工作台高速旋转，从而抖落切屑。

2.一种紧固在机床的工作台上的倾斜装置，其中，以可旋转的方式支撑刀具主轴的主轴头与以可拆卸的方式附接工件的工作台相对运动，以便用附接于所述刀具主轴的刀具来加工所述工件，所述倾斜装置的特征在于，其包括：

紧固在所述工作台上的支座；

驱动轴，所述驱动轴依次形成有大径部、中径部和小径部，并且所述驱动轴在所述大径部和所述小径部处由所述支座中的前轴承和后轴承以能够绕枢转轴线旋转的方式支撑；

分配器，所述分配器设置在所述驱动轴的轴线上，用于分配加压油；

直接驱动马达，所述直接驱动马达设有固定装配在保持孔中的定子和装配在所述驱动轴的所述中径部上的转子，其中所述保持孔与所述枢转轴线同轴地形成在所述支座中的所述前轴承和后轴承之间；

环形构件，所述环形构件装配在所述驱动轴的所述中径部上，从而由键来阻止所述环形构件的旋转并且所述环形构件紧固于所述转子的前端面；

固定装置，所述固定装置从所述驱动轴的前端面、穿过所述大径部、在所述分配器和所述前轴承之间沿轴向方向插入，并且将所述环形构件压抵于所述大径部和所述中径部之间的台阶部；

紧固于所述驱动轴的倾斜工作台；和

控制器，所述控制器用于通过所述直接驱动马达的操作使所述驱动轴旋转来控制所述刀具和所述工件之间的相对角位置，以及用于在加工所述工件的过程中、在预定的时期内，通过在所述主轴头与所述工作台保持分开的状态下使所述直接驱动马达高速旋转而使所述倾斜工作台高速旋转，从而抖落切屑。

3.如权利要求2所述的倾斜装置，其特征在于：

所述支座包括紧固于基座的前支撑部分和紧固于所述前支撑部分的后支撑部分，其中，所述前支撑部分形成有前轴承外圈孔和保持孔，所述前轴承外圈孔和保持孔中装配有所述前轴承的外圈和所述直接驱动马达的定子；所述后支撑部分形成有后轴承外圈孔，所述后轴承外圈孔中装配有所述后轴承的外圈；

通过从所述前支撑部分的前端面、绕所述前轴承的外圈外径沿轴向方向插入的固定装置，将所述定子压抵于所述保持孔的底部台阶部，并且，通过从所述后支撑部分的后端面沿轴向方向插入的固定装置，将从所述后支撑部分伸出以装配到所述保持孔中的装配部的前端面压抵于所述定子的后端面，从而将所述后支撑部分紧固于所述前支撑部分；并且，

在所述前支撑部分的后端面与从所述后支撑部分的所述装配部的基端径向延伸的台肩表面之间，液密地插置有间隔件，所述间隔件与所述前支撑部分的后端面和所述后支撑部分的所述台肩表面相接触。

4.如权利要求3所述的倾斜装置，其特征在于：

所述分配器设有静止侧构件和旋转侧构件，所述静止侧构件紧固于固定在所述后支撑部分的后端面上的盖构件并且在所述驱动轴的轴线上延伸，所述旋转侧构件紧固于所述驱动轴的前端面以便在所述驱动轴的轴线上延伸并且装配在所述静止侧构件上的分配孔处；

在所述静止侧构件中开设有在外部相连的多个静止流体通道；并且

在所述分配孔中分别与所述多个静止流体通道连通的多个旋转流体通道在所述旋转侧构件的前端面上开口，所述旋转侧构件的所述前端面形成为与所述驱动轴的前端面平齐的平面。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的倾斜装置，其特征在于包括：

夹持环，所述夹持环在所述枢转轴线上紧固于所述支撑部分的后端面；

环形板，所述环形板同轴地紧固于所述驱动轴的后端，以限制所述环形板的相对旋转但允许所述环形板在所述枢转轴线的方向上的相对移动；

油缸装置，所述油缸装置用于使所述环形板与所述夹持环挤压接触或松开；

压缩弹簧，所述压缩弹簧推压所述油缸装置的活塞以使所述环形板和所述夹持环进行挤压接触；和

回缩装置，所述回缩装置用于克服所述压缩弹簧的回弹力而使所述活塞回缩。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的倾斜装置，其特征在于，所述预定的时期设定在所述机床通过换刀装置来更换附接于所述刀具主轴的刀具的换刀时期内。

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