TW579313B - Composite machining table and vertical lathe equipped with the same - Google Patents

Description

579313 A7 _ B7 五、發明説明（1 ) 【發明所屬之技術領域】 本發明爲複合式加工平台及具有該平台的立式車床， 特別是能以一台立式車床進行旋轉車削、平刨加工的複合 式加工平台及具有該平台的立式車床。 【習知技術】 立式車床，具有載置工作物的旋轉台，安裝有工具的 刀座可於上下方向及水平方向上移動，並可對與旋轉台一 起旋轉的工作物進行旋轉車削。近年來，立式車床更朝自 動化（NC )及精密化的方向發展，已能進行如透鏡之類的 光學機械構件用模具等的超精密加工。 可由立式車床加工之透鏡用模具的種類不在少數。舉 例來說，如用於液晶螢幕聚光透鏡之夫瑞奈透鏡（Fresnel Lens )的特殊透鏡便是其中一種。如上述夫瑞奈透鏡般的 特殊透鏡之所以能低價且大量的加工，全拜NC立式車床的 進步所賜。 此外，隨著電腦、電子機器的進步，透鏡也發展出不 同的種類，以上述夫瑞奈透鏡爲例，除了傳統的圓盤型夫 瑞奈透鏡之外，更發展出外觀呈拱曲型（具有凸出曲面的 長板狀）線性夫瑞奈透鏡。 在以車床進行加工的關係中，雖然夫瑞奈透鏡用的模 具可由傳統的立式車床進行加工，但線性夫瑞奈透鏡用模 具必須進行額外的平刨加工。因爲傳統的立式車床無法進 行平刨加工，故無法對線性夫瑞奈透鏡進行加工。由於加 ^張尺度適用中國國家標準,（CNS ) A4規格(2H)X 297公釐） 爾 -4- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 579313 A7 ___B7_ 五、發明説明（2 ) 工方式的不同，傳統上在進行上述類型之透鏡用模具加工 時’不得不配合加工的種類設置專用的加工裝置。因此， 設置場地及裝置費用將大爲增加，導致加工的成本無法下 降。 【發明的揭示】 有鑑於上述問題，本發明的目的則是提供一種：能解 決傳統技術上既有的問題，可使用一台立式車床進行傳統 旋轉車削與平刨加工的複合式加工平台及具有該平台的立 式車床。 爲了達到上述的目的，本發明之複合式加工平台的特 徵爲：由可自由旋轉地支承於基座上，用來對工作物進行 旋轉車削之旋轉車削用旋轉台；及可自由裝卸地載置於前 述旋轉台上，用來對工作物進行平刨加工，附設有可直線 移動之直線軸的平刨台所形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，爲達成上述目的，本發明之立式車床的特徵爲 :具有：固定於基座的立柱；和可於水平方向上自由移動 地設置於前述立柱的鞍座；和可於上下方向上自由移動地 設置於前述鞍座上，可固定工具並具分度功能的刀座；以 及由可自由旋轉地支承於基座上用來對工作物進行旋轉車 削之旋轉車削用旋轉台、及可自由裝卸地載置於前述旋轉 台上用來對工作物進行平刨加工且具有可直線移動之直線 軸的平刨台所形成的複合式加工平台。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2WX297公釐） -5- 579313 A7 B7 五、發明説明（3 ) 【用以實施發明的最佳型態】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下，就根據本案複合式加工平台及具有該平台的立 式車床之其中一種實施例，參考附圖進行說明。 第1圖爲本發明其中一種實施例之立式車床的側視圖 ，第2圖爲第1圖之立式車床的正視圖。符號1〇爲基座’ 12爲組裝於基座10內的複合式加工平台。在基座的上 表面形成有作爲水平面的立柱安裝面1 3，而立柱1 4則被安 裝於該安裝面13。在立柱14的上表面安裝著具有由V槽 所形成之導引面的鞍座導面15，鞍座16則將導引面設置成 可自由滑動。 在上述鞍座16上，是藉由圖面中未顯示的滾珠螺桿移 動機構來支承刀座18。在刀座18的本體上，隔著旋轉軸設 有4個對稱的工具承座，並可藉由控制分度馬達20旋轉， 以1 /1 0000的精度來對工具的位置進行分度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述立式車床的構造中，使刀座18與鞍座16朝水 平方向移動的軸是X軸，21則是驅動鞍座16之滾珠螺桿 移動機構的X軸伺服馬達。使刀座18上下移動的軸爲Z軸 ，22則是驅動使刀座1 8在上下方向上移動之滾珠螺桿移動 機構的Z軸伺服馬達。而刀座18的分度軸爲B軸。 在複合式加工平台12上，水平地設置著用來載置欲車 削之工作物的旋轉台24。通常於車削之際，是將工作物固 定於旋轉台24的上部，並保持於水平面上旋轉。 如第3圖所示地，車削加工用的旋轉台24，是可旋轉 地由油靜壓軸承5 0支承於基座1 0的垂直軸線周圍。油靜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2;〇X 297公釐） c ' · 579313 A7 B7 五、發明説明（4) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓軸承50具有固定於基座10上部的環形構件52，在該環 形構件52的內周面與固定於旋轉台24下部底部之環形構 件53的外周面之間，形成有徑向靜壓油溝54 (徑向靜壓支 承部）。 除了上述的徑向靜壓油溝54之外，油靜壓軸承50另 外具有：形成於環形構件52之上面與旋轉台24下部底面 之間，作爲支承旋轉台24的推力之靜壓支承部的上部推力 靜壓油溝5 5 (上側推力靜壓支承部）；及形成於環形構件 52與固定於環形構件53下部底部之環形構件56的上面之 間的下部推力靜壓油溝57 (下側推力靜壓支承部）。 上部推力靜壓油溝55與下部推力靜壓油溝57，在上下 方向上構成背靠對背的對置型靜壓軸承。上述的對置型靜 壓軸承可選擇性地切換下列模式：把提供高壓油至上部推 力靜壓油溝55與下部推力靜壓油溝57雙方，並將旋轉台 24支承呈可自由轉動的旋轉支承模式；及僅將高壓油供給 至上部推力靜壓油溝55與下部推力靜壓油溝57之其中一 個，並將旋轉台24支承呈不能旋轉的挾持模式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，在第3圖中，符號58是由軸承59所支承之旋 轉台24的旋轉軸，在該旋轉軸5 8上組裝著將驅動扭力傳 遞至旋轉台24的扭力傳遞圓盤65。在旋轉軸58的下端部 固定有從動側的正時滑輪60。6 1是驅動工作台的電動機， 其輸出軸62安裝有驅動側的正時滑輪63，而在正時滑輪 63與60之間繞掛著無接縫的正時皮帶64。 在本發明中如第1、2圖所示地，於旋轉車削用的旋轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 579313 A7 _B7 五、發明説明（5 ) 台24上表面組裝著可自由裝卸的平刨加工用平刨台26。當 旋轉台24以通過其中心的線分隔成左右兩區域時，該平刨 台26是被配置於靠近其中一側的區域，這樣一來平刨台26 的全部寬度可包含於刀座18之X軸的移動區域內。 基本上，平刨台26是由固定於旋轉台24上表面的平 台基座28及在該平台基座28上移動的移動台30所構成。 在平台基座28的上表面形成有構成靜壓直線導槽的v槽 31a、31b，移動台30可於前述V槽內直線移動。 接下來，第4圖是平刨台26的剖面圖。 如第4圖所示地，平台基座28配設有驅動移動台30 的滾珠螺桿移動機構。3 2便是滾珠螺桿。該滾珠螺桿3 2的 2端部是由軸承3 3、34所支承，其中一個端部與γ軸伺服 馬達35形成連結。滾珠螺帽36是被固定於移動台30的底 面，並與滾珠螺桿3 2形成螺合。據此，一旦由γ軸伺服馬 達35使滾珠螺桿32產生旋轉，該旋轉將轉變成驅動移動 台30的推力，並經由滾珠螺帽36來傳遞 。 Y軸伺服馬達35，是與立式車床圖面中未顯示之NC 裝置的伺服驅動裝置形成連接，在該實施型態中，是以Y 軸作爲控制移動台3 0移動的軸。在這種狀態下，雖然滾珠 螺桿3 2的軸方向可與旋轉台24的旋轉同時獲得改變，但 是當進行平刨加工時，旋轉台24的支承模式則切換成挾持 模式。滾珠螺桿32的軸方向，如第1圖所示地，當由形成 於X軸與Z軸交會的垂直方向（垂直於第1圖圖面的方向 )決定了旋轉台24的位置後，由第3圖所示之推力靜壓油 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格(2】0Χ 297公釐） 請 先 閲 讀 背 之 注

I 寺 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 579313 A7 B7 五、發明説明（6) 溝5 5、5 7中的其中一個進行高壓油的供給，並藉由將旋轉 台24挾持成無法旋轉，使滾珠螺桿32的軸方向與機械本 身的位置控制軸Y軸形成一致。這樣一來，立式車床便能 同時對X軸、Y軸、Z軸、B軸進行數値控制。 此外，在移動台3 0移動方向的前後側處，爲了保護作 爲導引面的前述V槽31a、31b，則由伸縮罩40、41所包 覆。 第5圖是平刨台26的橫剖面圖。如該圖所示地，是具 有確保平台基座2 8、移動台3 0的剛性並兼顧輕量化的結構 。平台基座28的左右兩側部是由一定數量的挾持構件46 所挾持。在這種狀態下’挾持構件46的前端部是鉤掛於平 台基座28側面的被卡合部48，並可藉由貫穿座墩47的螺 栓將挾持構件4 6鎖緊在旋轉台2 4的上表面，輕易地將平 刨台2 6固定在旋轉台2 4。當欲卸下平刨台2 6時，只需旋 鬆螺栓卸下挾持構件4 6即可。 根據本實施例，可藉由將平刨台26安裝於旋轉台24， 如以下所述地進行傳統立式車床所無法執行的平刨加工。 如第1圖所示地，移動台30的移動方向，是與X軸及 Z軸方向相互形成垂直地決定平刨台2 6的分度並進行挾持 。然後再將圖面中未顯示的工作物安裝於移動台30。利用 N C裝置執行平刨加工的加工程式，就X軸、γ軸、b軸對 刀座1 8進丫了數値控制，同時一邊針對Y軸進行數値控制一 邊驅動移動台3 0，便能與平刨加工機相同地執行所需的平 刨加工。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2]0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事_ 項再填寫< 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 579313 A7 _ B7 五、發明説明（7 ) 倘若卸下平刨台26，並選擇旋轉支承模式將旋轉台24 切換成可旋轉狀態，當然可將工作物安裝於該旋轉台24執 行立式車床原本的車削加工。 由上述的說明可明瞭，只要根據本發明，便能以一台 立式車床執行車削及平刨加工，由於不需如傳統分別設置 適用於車削及平刨加工的機械設備，可降低設備的費用並 大於縮減機械的設置面積，有助於加工設備的合理化。 【圖面的簡單說明】 第1圖··本發明其中一種實施例之立式車床的側視圖 〇 第2圖：第1圖之立式車床的正視圖。 第3圖：旋轉台內部的剖面圖。 第4圖：安裝於立式車床之旋轉台上的平刨台的縱剖 面圖。 第5圖：第4圖之平刨台的橫剖面圖。 【元件對照表】 10 :基座 12:複合式加工平台 1 3 :立柱安裝面 1 4 :立柱 1 5 :鞍座導件 1 6 :鞍座 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 奢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 579313 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、 發明説明（8) 18 :刀座 20 :分度馬達 21 :X軸伺服馬達 22 :Z軸伺服馬達 24 :旋轉台 26 :平刨台 28 :平台基座 30 :移動台 3 1 a、31 b ·· V 槽 32 :滾珠螺桿 33 、3 4 :軸承 35 :Y軸伺服馬達 36 :滾珠螺帽 40 、41 :伸縮罩 46 =挾持構件 4 7 :座墩 48 •被卡合部 50 :油靜壓軸承 52 :環形構件 53 z環形構件 54 :徑向靜壓油溝 55 :推力靜壓油溝 56 :環形構件 57 :推力靜壓油溝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】CX 297公釐） 579313 A7 B7 五、發明説明（9 ) 5 8 :旋轉軸 59 :軸承 60 :正時滑輪 61 :電動機 62 :輸出軸 63 :正時滑輪 64 :正時皮帶 65:扭力傳遞圓盤 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12-

Claims (1)

1. 579313 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1、 一種複合式加工平台，其特徵爲： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 是由可自由旋轉地支承於基座上，用來對工作物進行 旋轉車削之旋轉車削用旋轉台·，及 可自由裝卸地載置於前述旋轉台上，用來對工作物進 行平刨加工，附設有可直線移動之直線軸的平刨台所形成 〇 2、 如申請專利範圍第1項的複合式加工平台，其中前 述平刨台具備：可自由裝卸地固定於前述旋轉台，且具有 直線導軌的底座；和 可沿著前述直線導軌自由滑動地設於前述底座上，被 用來固定工作物的移動台；和 驅動前述移動台產生直線移動的滾珠螺桿機構；以及 驅動前述滾珠螺桿機構的伺服馬達。 3、 如申請專利範圍第1或2項的複合式加工平台.，其. 中具有靜壓軸承，該靜壓軸承可選擇性切換：將前述旋轉 台支承成可自由旋轉的旋轉支承模式；及前述旋轉台支承 成無法旋轉的挾持模式。 4、 一種立式車床，其特徵爲：具有： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 固定於基座的立柱；和 可於水平方向上自由移動地設置於前述立柱的鞍座； 和 可於上下方向上自由移動地設置於前述鞍座上，可固 定工具並具分度功能的刀座；以及 由可自由旋轉地支承於基座上用來對工作物進行旋轉 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2〗0X297公釐） 579313 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 2 車削之旋轉車削用旋轉台、及可自由裝卸地載置於前述旋 轉台上用來對工作物進行平刨加工且附設有可直線移動之 直線軸的平刨台所形成的複合式加工平台。 5、 如申請專利範圍第4項的立式車床，其中前述平刨 台具備：可自由裝卸地固定於前述旋轉台，且具有直線導 軌的底座；和 可沿著前述直線導軌自由滑動地設於前述底座上，被 用來固定工作物的移動台；和 驅動前述移動台產生直線移動的滾珠螺桿機構；以及 驅動前述滾珠螺桿機構的伺服馬達。 6、 如申請專利範圍第4項的立式車床，其中具有對刀 座上下移動的Z軸、刀座水平移動的X軸及刀座分度用的 B軸進行數値控制的NC裝置，而前述NC裝置可對垂直於 前述X軸、Z軸，作爲用來控制前述平刨台移動之直線軸 的Y軸進行數値控制。 7、 如申請專利範圍第6項的立式車床，其中具有與X 軸及Z軸相互形成垂直地決定旋轉台的分度後，將該旋轉 台挾持成不能旋轉的挾持手段。 8、 如申請專利範圍第7項的立式車床，其中前述挾持 手段是由可選擇性切換：將前述旋轉台支承成可自由旋轉 的旋轉支承模式；及前述旋轉台支承成無法旋轉之挾持模 式的靜壓軸承所構成。 ----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · 14 -