TWI681838B - 錐形靜壓旋轉工作台 - Google Patents

Abstract

一種錐形靜壓旋轉工作台包含一腔室座與一旋轉座；該腔室座設有一圓錐面，並於該圓錐面凹設有腔室；該旋轉座可軸向旋轉的設於該腔室座，其包含一下旋轉軸、一墊片與一上旋轉台，該墊片設於該下旋轉軸與該上旋轉台之間；該上旋轉台包含一個與該腔室座的圓錐面形狀與位置匹配的圓錐面；藉由改變墊片的厚度尺寸可調整上旋轉座的圓錐面與腔室座的圓錐面之間的間隙，進而改變腔室座與旋轉座之間的流體膜厚度，而可簡易的調整靜壓旋轉工作台的承載剛性。

Description

錐形靜壓旋轉工作台

本發明關於一種靜壓旋轉工作台，特別關於一種方便調整旋轉工作台承載性能的靜壓旋轉工作台。

旋轉工作台一般是應用在加工產業上，但是隨著時代的進步與科技的發展，現在的工具機不只要求穩定性，更加要求在產品上加工的精度，因此發展出靜壓旋轉工作台來滿足目前的需求。

請參考圖9，現有的靜壓旋轉工作台90主要包含一腔室座91與一旋轉座93，該腔室座91凹設有腔室911、912；靜壓旋轉工作台的工作原理是藉由潤滑流體的供壓設備提供加壓之潤滑流體，經過流道將潤滑流體送至節流器調節壓力後流入腔室座91的腔室911、912，接著腔室911、912與旋轉座93之間隙形成流體膜產生流體壓力承載重量，然後流出旋轉工作台90的外側，最後從回流盤流到潤滑流體的供壓設備形成一個循環。

然而，放置於靜壓旋轉工作台上的工件並非是固定的形狀與重量，因此必須針對不同的情況而有所應對與改善才能提高產品的適用性，腔室座91與旋轉座93之間的流體膜厚度直接影響旋轉工作台90的承載能力與剛性，如欲調整現有的靜壓旋轉工作台90的承載能力，需要耗費大量的時間更換腔室座91，對於腔室911、912尺寸的加工精度亦有嚴格的要求，而使腔室座91的加工成本較高。

另外，現有的靜壓旋轉工作台90需要同時設置軸向凹設的腔室912與徑向凹設的腔室911，才能夠同時兼具抵抗軸向與徑向負載的能力，較耗費空間與增加重量，而有待改善。

有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種靜壓旋轉工作台，其可簡單的調整旋轉座與腔室座之間的流體膜厚度，藉此可方便調整旋轉工作台承載性能。

為了達到上述目的，本發明提出一種錐形靜壓旋轉工作台，其包含一腔室座，係包含一容置槽，該容置槽係軸向形成於該腔室座內，其包含一第一圓錐面與一第一流體腔，該第一圓錐面係呈向上漸擴；該第一流體腔凹設於該第一圓錐面；以及一旋轉座，係可軸向轉動地設於該腔室座的容置槽內，其包含一下旋轉軸、一上旋轉台與一墊片，該下旋轉軸、該上旋轉台與該墊片以複數個固鎖件可拆卸地連接，該上旋轉台位於該下旋轉軸的上方且該墊片設於該下旋轉軸與該上旋轉台之間，該下旋轉軸的頂面軸向凸設有一中心柱，該墊片具有一軸孔而套設於該下旋轉軸的中心柱的外周，該上旋轉台具有一套孔而套設於該下旋轉軸的中心柱的外周，該些固鎖件自該上旋轉台穿設、通過該墊片，而鎖附於該下旋轉軸；該上旋轉台包含一個與該腔室座的第一圓錐面形狀與位置匹配的第二圓錐面，而於該旋轉座與該腔室座間形成一流體膜間隙。

如上所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該腔室座的容置槽包含一第三圓錐面，該第三圓錐面與該第一圓錐面同軸，並位於該第一圓錐面的下 方，而呈向下漸擴；該旋轉座的下旋轉軸包含一個與該腔室座的第三圓錐面形狀與位置匹配的第四圓錐面。

如上所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該腔室座的容置槽包含一第二流體腔，該第二流體腔凹設於該容置槽的第三圓錐面。

藉由上述的技術方法，本發明的錐形靜壓旋轉工作台具有以下的功效增益：

1.旋轉座分為上旋轉台、墊片、與下旋轉軸三部分，而容易組裝與維修，且旋轉座與腔室座呈圓錐面配合，僅需改變墊片的厚度就能夠有效地調整流體膜厚度，有效地調整靜壓旋轉工作台的承載性能，並且方便校正機台，而可針對不同的工作條件去進行修正與補償來達到更高的適用性與加工精度。

2.可藉由墊片調整流體膜厚度，因此可降低對於腔室座的流體腔加工精度的要求，而減少腔室座的加工成本。

3.圓錐形的腔室設計，結合軸向與徑向軸承的能力，能夠抵抗不規則物體的重心跟工作台不在同一軸線上的問題，具有抵抗徑向負載較佳的能力。

100、100A‧‧‧旋轉工作台

10、10A‧‧‧腔室座

11、11A‧‧‧容置槽

111‧‧‧第一圓錐面

113‧‧‧第三圓錐面

13‧‧‧第一流體腔

14‧‧‧第二流體腔

131、141‧‧‧腔室

133、143‧‧‧入流孔

15‧‧‧流道系統

20、20A‧‧‧旋轉座

21、21A‧‧‧下旋轉軸

211‧‧‧凸緣

213‧‧‧第四圓錐面

215、215A‧‧‧中心柱

22、22’‧‧‧墊片

222、222’‧‧‧軸孔

23、23A‧‧‧上旋轉台

231‧‧‧第二圓錐面

232、232A‧‧‧套孔

25‧‧‧固鎖件

T1、T1’、T2、T2’‧‧‧間隙

30‧‧‧潤滑流體的供壓系統

31‧‧‧流體槽

32‧‧‧泵浦

33‧‧‧洩壓閥

35‧‧‧分流塊

40‧‧‧節流器

90‧‧‧旋轉工作台

91‧‧‧腔室座

911、912‧‧‧腔室

93‧‧‧旋轉座

圖1為本發明的第一較佳實施例的局部剖面側視圖。

圖2為本發明的第一較佳實施例更換墊片厚度後的局部剖面側視圖。

圖3為本發明的第二較佳實施例的立體外觀圖。

圖4為本發明的第二較佳實施例的局部剖面側視圖。

圖5為本發明的第二較佳實施例更換墊片厚度後的局部剖面側視圖。

圖6為本發明的第二較佳實施例之腔室座的俯視圖。

圖7為本發明的第二較佳實施例之腔室座的剖面側視圖。

圖8為本發明的第二較佳實施例的作動原理示意圖。

圖9為現有的靜壓旋轉工作台的剖面側視圖。

為了能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，茲進一步以如圖所示的較佳地實施例，詳細說明如後：請配合參考圖1與圖2，為本發明的第一較佳實施例，其係為單錐形靜壓旋轉工作台100，其包含有一腔室座10與一旋轉座20。

該腔室座10包含一容置槽11與一流道系統15，該容置槽11軸向形成於該腔室座10內，並於該腔室座10的軸向相對兩端皆形成開口，其包含一第一圓錐面111與一第一流體腔13，該第一圓錐面111呈向上漸擴，並與頂端的開口連通；該第一流體腔13凹設於該第一圓錐面111。該流道系統15設於該腔室座10內，並連通該第一流體腔13與一潤滑流體的供壓系統，其中潤滑流體為液壓油或氣體。

該旋轉座20係可軸向轉動地設於該腔室座10的容置槽11內，其包含一下旋轉軸21、一上旋轉台23與一墊片22；該下旋轉軸21與一旋轉驅動裝置連接；該上旋轉台23位於該下旋轉軸21的上方，該墊片22設於該下旋轉軸21與上旋轉台23之間，且該下旋轉軸21、該上旋轉台23與該墊片22以複數個固鎖件25可拆卸地連接，該下旋轉軸21的頂面軸向凸設有一中心柱215，該墊片22具有一軸孔222而套設於該下旋轉軸21的中心柱215的外周，該上旋轉台23具有一套孔232而套設於該下旋轉軸21的中心柱215的外周，該些固鎖件25自該上旋轉台23穿設、通過該墊片22，而鎖附於該下旋轉軸21，而使該旋轉座20可受到該旋轉驅動裝置帶動而旋轉；該下旋轉軸21可設有徑向凸設的環形凸緣211， 或是設有止推軸承，避免該旋轉座20軸向位移；該上旋轉台23包含一個與該腔室座10的第一圓錐面111形狀與位置匹配的第二圓錐面231，且該第一圓錐面111、該第二圓錐面231與該旋轉座20的旋轉軸同軸，該第二圓錐面231與該第一圓錐面111形成一間隙T1，而使該旋轉座20與該腔室座10間形成一流體膜間隙，且改變該墊片22’的厚度尺寸，可撐起該上旋轉台23，而改變第二圓錐面231與第一圓錐面111的間隙T1’大小，進而改變該流體膜間隙的大小，而可調整旋轉工作台100的承載能力與剛性。

請配合參考圖3至圖5，為本發明的第二較佳實施例，其係為雙錐形靜壓旋轉工作台100A，其包含有一腔室座10A與一旋轉座20A，該旋轉座20A包含一下旋轉軸21A、一上旋轉台23A與一墊片22，該下旋轉軸21A、該上旋轉台23A與該墊片22以複數個固鎖件25可拆卸地連接，該上旋轉台23A位於該下旋轉軸21A的上方且該墊片22設於該下旋轉軸21A與該上旋轉台23A之間，該下旋轉軸21A的頂面軸向凸設有一中心柱215A，該墊片22具有一軸孔222而套設於該下旋轉軸21A的中心柱215A的外周，該上旋轉台23A具有一套孔232A而套設於該下旋轉軸21A的中心柱215A的外周，該些固鎖件25穿設於該上旋轉台23A而鎖固於該下旋轉軸21A，並圍繞於該中心柱215A的外周。

雙錐形靜壓旋轉工作台100A與單錐形靜壓旋轉工作台100的差別在於，該腔室座10A的容置槽11A包含一第一圓錐面111、一第三圓錐面113、一第一流體腔13與一第二流體腔14，該第一圓錐面111呈向上漸擴，並與頂端的開口連通，該第三圓錐面113與該第一圓錐面111同軸，位於該第一圓錐面111的下方，係呈向下漸擴，並與底端的開口連通，而與該第一圓錐面111呈上下對置；該第一流體腔13凹設於該第一圓錐面111，該第二流體腔14凹設於該第三圓錐面113。

該旋轉座20A的下旋轉軸21A包含一個與該腔室座10A的第三圓錐面113形狀與位置匹配的第四圓錐面213，該第四圓錐面213與該旋轉座20A的旋轉軸同軸，並與該第三圓錐面113形成一間隙T2；改變該墊片22’的厚度尺寸，可撐開該下旋轉軸21A該上旋轉台23A，而改變第二圓錐面231與第一圓錐面111的間隙T1’大小，以及第四圓錐面213與第三圓錐面113的間隙T2’，進而改變流體膜間隙的大小。

雙錐形旋轉工作台100A藉由腔室座10A包含上下對置的圓錐面，而分別與上旋轉台23A與下旋轉軸21A間形成對置的圓錐形流體膜，且皆有抵抗軸向與徑向負載的能力，能夠抵抗不規則物體的重心跟旋轉工作台100A不在同一軸線上的問題，具有較佳抵抗不同方向負載的能力。

請配合參考圖6與圖7，該腔室座10A的第一流體腔13與第二流體腔14皆可以依照需求設計成單腔室或者是多腔室的方式，各腔室131、141皆設有與流道系統連通的入流孔133、143；腔室131、141的數量可依照單、雙數配合360°圓周去進行不同數量之排列方式與角度；腔室131、141形狀可用於矩形、扇形、圓形、工字形、王字形、橢圓形，及上述形狀的組合等方式皆可依照所適用之情況進行替換；腔室的類型可依照使用情況選擇等深度腔室、圓弧狀腔室、槽式腔室、平底深腔室等。

本發明的錐型靜壓旋轉工作台100、100A的潤滑流體的供壓系統可以依照需求去選擇使用多頭泵或其他多流道方式去達到定流量供應潤滑流體之目的，或者是利用固定式節流器如毛細管、小孔、狹縫節流器等，亦或是可變式節流器如滑閥或薄膜閥節流器等，進行節流來達到定壓式供應潤滑流體之目的。

請配合參考圖8，以定壓式供應潤滑流體之系統為例，潤滑流體的供壓系統30與第一、第二流體腔13、14間以流道系統連通，用以提供加壓之 潤滑流體至該腔室座10與該旋轉座20之間的流體膜間隙，並以節流器40設於潤滑流體的供壓系統30與腔室座10之間，用以調節適合之壓力後，再輸入第一、第二流體腔13、14，而使流體膜間隙充滿高壓流體形成流體壓力，藉此支撐工作物的重量，然後流出外側，最後從回流盤流到潤滑流體的供壓系統30形成一個循環。該潤滑流體的供壓系統30包含流體槽31、泵浦32、洩壓閥33與分流塊35，而可藉由一個泵浦32將流體槽31內的潤滑流體提供至該各個腔室131、141，並以節流器40控制各腔室131、141內的流體腔壓力大小，節流器40係可為小孔節流器針對進入腔室131、141的高壓流體進行降壓的效果來達到適合腔室131、141內部的潤滑流體的供壓壓力。

藉由上述的技術方法，本發明的錐形靜壓旋轉工作台100具有以下的功效增益：

1.旋轉座20分為上旋轉台23、墊片22、與下旋轉軸21三部分，而容易組裝與維修，且旋轉座20與腔室座10呈圓錐面配合，僅需改變墊片22的厚度就能夠有效地調整流體膜厚度，有效地調整靜壓旋轉工作台的承載性能，並且方便校正機台，而可針對不同的工作條件去進行修正與補償來達到更高的適用性與加工精度。

2.可藉由墊片22調整流體膜厚度，因此可降低對於腔室座10的腔室131、141加工精度的要求，而減少腔室座10的加工成本。

3.圓錐形的腔室設計，結合軸向與徑向軸承的能力，能夠抵抗不規則物體的重心跟工作台不在同一軸線上的問題具有抵抗徑向負載較佳的能力。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所做出局部更動或修飾的等效實 施例，並且未脫離本發明的技術方案內容，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。

100‧‧‧旋轉工作台

10‧‧‧腔室座

11‧‧‧容置槽

111‧‧‧第一圓錐面

13‧‧‧第一流體腔

15‧‧‧流道系統

20‧‧‧旋轉座

21‧‧‧下旋轉軸

211‧‧‧凸緣

215‧‧‧中心柱

22‧‧‧墊片

222‧‧‧軸孔

23‧‧‧上旋轉台

231‧‧‧第二圓錐面

232‧‧‧套孔

25‧‧‧固鎖件

T1‧‧‧間隙

Claims (10)

1. 一種錐形靜壓旋轉工作台，其包含一腔室座，係包含一容置槽，該容置槽係軸向形成於該腔室座內，其包含一第一圓錐面與一第一流體腔，該第一圓錐面係呈向上漸擴；該第一流體腔凹設於該第一圓錐面；以及一旋轉座，係可軸向轉動地設於該腔室座的容置槽內，其包含一下旋轉軸、一上旋轉台與一墊片，該下旋轉軸、該上旋轉台與該墊片以複數個固鎖件可拆卸地連接，該上旋轉台位於該下旋轉軸的上方且該墊片設於該下旋轉軸與該上旋轉台之間，該下旋轉軸的頂面軸向凸設有一中心柱，該墊片具有一軸孔而套設於該下旋轉軸的中心柱的外周，該上旋轉台具有一套孔而套設於該下旋轉軸的中心柱的外周，該些固鎖件自該上旋轉台穿設、通過該墊片，而鎖附於該下旋轉軸；該上旋轉台包含一個與該腔室座的第一圓錐面形狀與位置匹配的第二圓錐面，而使該旋轉座與該腔室座間形成一流體膜間隙。
2. 如請求項1所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該腔室座的容置槽包含一第三圓錐面，該第三圓錐面與該第一圓錐面同軸，並位於該第一圓錐面的下方，而呈向下漸擴；該旋轉座的下旋轉軸包含一個與該腔室座的第三圓錐面形狀與位置匹配的第四圓錐面。
3. 如請求項2所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該腔室座的容置槽包含一第二流體腔，該第二流體腔凹設於該容置槽的第三圓錐面。
4. 如請求項1所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該第一流體腔係為單腔室或多腔室的其中一種。
5. 如請求項3所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該第一流體腔與該第二流體腔皆為單腔室或多腔室的其中一種。
6. 如請求項1所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該第一流體腔的腔室形式係選自等深度腔室、圓弧狀腔室、槽式腔室、平底深腔室。
7. 如請求項3所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該第一流體腔與該第二流體腔的腔室形式皆選自等深度腔室、圓弧狀腔室、槽式腔室、平底深腔室。
8. 如請求項1所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該第一流體腔的腔室形狀係選自矩形、扇形、圓形、工字形、王字形、橢圓形，及上述形狀的組合。
9. 如請求項3所述的錐形靜壓旋轉工作台，其中該第一流體腔與該第二流體腔的腔室形狀皆選自矩形、扇形、圓形、工字形、王字形、橢圓形，及上述形狀的組合。
10. 如請求項1至9中任一項所述的錐形靜壓旋轉工作台，其進一步包含一潤滑流體的供壓系統與一節流器，該潤滑流體的供壓系統與該腔室座以流道連通，該節流器設於該潤滑流體的供壓系統與該腔室座之間。

Images