CN102083585A - 五面加工用附件单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种配备在立式加工中心的主轴上且把持角度头的能够进行五面加工的五面加工用附件单元。五面加工附件单元(100)具备固定在主轴头的下部的环形缸体部件(110)、与缸体部件的内部的活塞直接连结的夹紧单元(130)。夹紧单元(130)具备四个弹簧夹(140)，四个弹簧夹(140)把持拉钉(270)而驱动角铣刀(220)，所述拉钉(270)安装在配备于主轴上的角度头(200)的臂部(250)上。

Description

五面加工用附件单元
技术领域
本发明涉及一种附设于立式加工中心的能够进行五面加工的五面加工用附件单元。
背景技术
下述的专利文献1、2公开了一种角度头，其拆装自如地安装在机床的主轴上并且使刀具围绕与主轴的轴线正交的轴线旋转。
专利文献1：日本特公平3-4339号公报；
专利文献2：日本特开平7-308839号公报。
专利文献1所记载的结构使用液压活塞限制角度头的转动。另外，专利文献2所记载的内容公开了如下所述的机构，其利用直通式冷却液(through-coolant)的液压进行操作而使设在角度头上的滑动部件脱离与块侧的卡合。
所述的专利文献1、2所示出的夹紧单元的刚性都低，所以耐角铣刀所进行的重切削的能力弱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种附设于立式加工中心的能够实现高强度的五面加工的五面加工附件单元。
为了实现上述目的，本发明的安装在立式加工中心的主轴头上的五面加工用附件单元包括：环形缸体部件，其嵌入安装在主轴箱体的外周部而固定在主轴头上，所述主轴箱体向主轴头的下端部突出且支承主轴；夹紧单元，其与环形缸体部件内的环形活塞直接连结而升降运动；四个弹簧夹，其等间隔地设置在夹紧单元下表面的圆周上，其中，四个弹簧夹的一个把持拉钉，该拉钉设在配备于主轴而被分度的角度头的臂部上。
而且，四个弹簧夹具有利用液压活塞开闭的爪部，在夹紧单元上升了的位置关闭爪部，在夹紧单元下降并把持了角度头的臂部上的拉钉后再次关闭爪部。四个弹簧夹具备与夹紧单元的动作连动地进行开闭的开闭器装置，从而防止异物的混入，并且四个弹簧夹利用气流装置提高内压。
通过在立式加工中心追加配备本发明的五面加工附件单元，能够简单地利用角度头提高加工能力。
附图说明
图1是立式加工中心的机械结构图。
图2是配备有五面加工附件的主轴头的说明图。
图3是配备有五面加工附件的主轴头的说明图。
图4是配备有五面加工附件的主轴头的说明图。
图5是五面加工附件的主视图和仰视图。
图6是表示角度头的夹紧作用的说明图。
图7是表示角度头的夹紧作用的说明图。
图8是五面加工附件单元的剖视图。
图9是五面加工附件单元的剖视图。
图10是五面加工附件单元的剖视图。
图11是五面加工附件单元的剖视图。
图12是详细表示角度头的臂部和杆件的图。
图13是表示弹簧夹的开闭机构的说明图。
图14是开闭器装置的说明图。
图15是开闭器装置的说明图。
具体实施方式
图1是表示配备有本发明的五面加工附件单元的立式加工中心的机械结构的立体图。
由符号1表示的立式加工中心在底座10上具有沿X轴方向移动的工作台20。
在底座10上竖立设置有门形的立柱30，由设在门形立柱30的前面的导轨所支承的溜板40沿Y轴方向移动。
在溜板40的前面配备有主轴头50，向Z轴方向驱动主轴70。
在底座10上安装有托架410并配备有刀库400。在刀库400内收容有各种更换刀具T1，ATC臂部420更换自如地供给主轴70所需的刀具。
本发明的五面加工附件单元100固定在支承主轴70的圆筒形状的主轴箱体的外周部。角度头200利用该五面加工附件单元100安装在主轴头50上。
图2、3、4是配备有本发明的五面加工附件单元100的主轴头50的装配图和主要构成元件的分解图。
在主轴头50的下端部突出有圆筒形状的主轴箱体60，该主轴箱体60支承主轴70且使其旋转自如。
五面加工附件单元100具有主轴箱体60的外周部插入的内径部，其上部利用螺栓等安装在主轴头50的下端部52。
五面加工附件单元100具有嵌入安装在主轴箱体60上且固定在主轴头50的下端部的环形缸体部件110，夹紧单元130与环形部件110内的环形活塞120直接连结而进行升降运动。
在夹紧单元130下表面的圆周上配备有四个弹簧夹140。
角度头200具备插入主轴70的锥孔内的柄部210和由柄部210的旋转力驱动的角铣刀220。在箱体240内配备有动力传递机构、轴承等。臂部250具备拉钉270。
在后述的方式中，当拉钉270被夹紧单元130的弹簧夹140夹紧时，限制角度头200的旋转而承受切削阻力。当拉钉270松开时，臂部250与柄部210一同旋转，从而分度出四个弹簧夹140的位置。
图5表示五面加工附件单元100的主视图(a)、仰视图(b)，其示出了五面加工附件单元100的夹紧单元130下降而四个弹簧夹140中的一个将角度头200的臂部250的拉钉270夹紧的状态。
在该状态下，角铣刀220成为能够进行加工的状态。
图6(a)、(b)表示将角度头200分度为五面加工附件单元100的四个弹簧夹140中的任意一个弹簧夹的状态。在该状态下，五面加工附件单元100的夹紧单元130位于被拉起的位置。
图7(a)、(b)表示使五面加工附件单元100的夹紧单元130相对于完成分度后的角度头200下降并利用弹簧夹140夹紧拉钉270的状态。
图8至图11是表示本发明的五面加工附件单元100的具体结构和作用的图5(b)的A-A剖视图。
五面加工附件单元100具有环形缸体部件110，环形缸体部件110利用螺栓112固定在主轴头侧。环形缸体部件110内设有液压室114，环形的活塞120滑动自如地嵌入安装在环形缸体部件110内。用于使活塞120动作的液压口116a、116b与液压室114连通。
活塞120的下端部与环形的夹紧单元130连结。在夹紧单元130的外周部的四个部位上设有弹簧夹140。
弹簧夹140在主体150内具有液压室152，活塞142滑动自如地插入到液压室152内。
活塞142对爪部144进行开闭操作。形成与液压室152连通的口部154a、154b。
角度头200具有柄部210，该柄部210插入并保持在主轴侧的柄部孔内。在与柄部210一体的轴212的外周部具有切口部，杆件260的内端部262卡合在该切口部。臂部250与箱体240连结，拉钉270安装在臂部250上，其贯穿杆件260且与弹簧夹140侧对置。
图8表示将在主轴侧更换的角度头200分度为四个弹簧夹140中的一个的作用。当与柄部210一体的轴212为了分度而以低速旋转时，卡合在轴212上的杆件260使与臂部250一体的箱体240旋转运动，从而将拉钉270分度为规定的弹簧夹140的位置。
在这个动作中，对活塞142向上方施力，爪部144关闭。
图9表示角度头200分度完成后的状态。
利用液压对与拉钉270对置的弹簧夹140的活塞142向下方施力，以打开爪部144。
图10表示如下状态，即，从口部116a向环形缸体部件110的液压室114供给工作油，以向下方驱动活塞120，从而使夹紧单元130下降。
弹簧夹140收容臂部250的拉钉270。
解除杆件260的端部262与轴212的切口部的卡合。
图11表示如下状态，即，从口部154b向夹紧单元130的主体150的液压室152供给工作油使活塞142上升，从而爪部144夹紧拉钉270。
在该状态下，角度头200的臂部250能够可靠地把持五面加工附件单元100的夹紧单元130。
与柄部210一体的轴212利用由主轴侧传递的动力驱动角铣刀220，从而对工件进行五面加工。
将杆件260与轴212分离，从而防止产生干涉。
图12是表示臂部250和杆件260的结构的剖视图。
轴280插入到臂部250的有底的孔254内，并利用螺栓282固定。在轴280的上端利用螺纹部272竖立设置有拉钉270。
杆件260具有嵌合在轴280的外周部的内径部264，并在滑动自如的状态下支承于轴280。在杆件260的内端部262的附近设有孔，竖立设置在臂部250上的突起252插入到该孔内。
利用弹簧266向远离臂部250的方向对杆件260施力，杆件260的端部262与轴212的切口部卡合而被进行分度。
如上所述，本发明的五面加工用附件单元能够追加配备到立式加工中心，从而能够简单地扩大加工能力。
另外，四个弹簧夹中的与角度头的把持无关的三个弹簧夹保持关闭所述爪的状态。
由于五面加工附件单元100配备在主轴上，所以在加工时露出在喷射切削液、切削粉末等严酷的环境中。
因此，优选具备防止异物从未使用的三个弹簧夹140的开口部浸入的装置。
图13表示利用机械装置开闭弹簧夹140的开口部的实施例。
在五面加工附件单元100的夹紧单元130的下端面设有四个弹簧夹140，各弹簧夹140的周围由开闭器装置300的箱体305覆盖。
在箱体305的下表面设有隔着弹簧夹140的开口部对置的一对挡片。
第一挡片310由第一挡片的转动轴320支承，第一挡片的驱动机构配备在箱体305内。
与第一挡片310对置的第二挡片330由第二挡片的转动轴340支承，第二挡片的驱动机构配备在箱体305内。
图13表示对置的第一挡片310、第二挡片330打开的状态。
从该状态开始，对置的第一挡片310、第二挡片330以转动轴320、340为中心地旋转并且相互关闭地接触，从而密封弹簧夹140的开口部。
图14、图15是表示说明开闭器装置300的详细结构的说明图。
开闭器装置300具有形成在箱体352内的液压室354，活塞350插入该液压室354内。在液压室354内隔着活塞350地设置有口部362、364。向操作弹簧夹的活塞142的液压室152供给的工作油同时也被供给到该口部362、364。
在活塞350的下端部设有滚柱356，该滚柱356与第一连杆370的长孔371卡合而使第一连杆370转动。第一连杆370通过螺旋弹簧372使第二连杆374转动。
第二连杆374与环形部件380的外周部的销382卡合，以使环形部件380转动。环形部件380具有向轴向突出的一对突起384、386，各个突起384、386与设在第一挡片310和第二挡片330上的长孔312、332卡合。
利用上述结构，当环形部件380利用活塞350的上下运动而转动时，一对挡片310、330以转动轴320、340为中心进行旋转运动。
图14表示活塞350位于液压室354的上部并且开闭器装置300的挡片310、330关闭的状态。
图15表示活塞350下降而使环形部件380转动打开了挡片310、330的状态。利用回动弹簧等对挡片310、330向相互关闭的方向施力，并利用活塞350的动作向打开方向施力。
如上所述，由于本发明的开闭器装置300与对把持角度头的臂部的弹簧夹进行操作的活塞同步地开闭挡片，所以能够将不参加把持角度头的臂部的弹簧夹的开口部密封，以防止异物的浸入。
另外，通过向开闭器装置300的内部导入空气并保持其内压高于外部，能够更加可靠地防止异物的浸入。
符号说明
50  主轴头
60  主轴箱体
70  主轴
100  五面加工附件单元
110  环形缸体部件
114  液压室
116a、116b  口部
120  环形活塞
130  夹紧单元
140  弹簧夹
142  活塞
144  爪部
150  主体
152  液压室
154a、154b  口部
200  角度头(angle tool holder)
210  柄部
212  轴
220  角铣刀
240  壳体
250  臂部
260  杆件
270  拉钉
300  开闭器装置
305  箱体
310  第一挡片
320  第一挡片的转动轴
330  第二挡片
340  第二挡片的转动轴
350  活塞
380  环形部件

Claims (4)

1.一种五面加工用附件单元，其安装于立式加工中心的主轴头，其中，所述五面加工用附件单元包括：
环形缸体部件，其嵌入安装在主轴箱体的外周部而固定在主轴头上，所述主轴箱体向主轴头的下端部突出且支承主轴；
夹紧单元，其与环形缸体部件内的环形活塞直接连结而升降运动；
四个弹簧夹，其等间隔地设置在夹紧单元下表面的圆周上，
四个弹簧夹把持拉钉，该拉钉设在配备于主轴而被分度的角度头的臂部上。
2.如权利要求1所述的五面加工用附件单元，其中，
四个弹簧夹具有利用液压活塞开闭的爪部，在夹紧单元上升了的位置关闭爪部，在夹紧单元下降并把持了角度头的臂部上的拉钉后再次关闭爪部。
3.如权利要求1或2所述的五面加工用附件单元，其中，
四个弹簧夹具备开闭开口部的开闭器装置，
开闭器装置具备隔着开口部对置的一对挡片和使各个挡片转动的机构。
4.如权利要求3所述的五面加工用附件单元，其中，
开闭器装置具备：与使弹簧夹动作的液压活塞连动的开闭器驱动用的液压活塞、将开闭器驱动用的液压活塞的直线运动转换为旋转运动以使环形部件动作的连杆机构、与环形部件的旋转运动连动而使挡片转动的机构。
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