專(zhuān)利名稱：五面加工用角度頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在附設(shè)于立式加工中心且能夠進(jìn)行五面加工的五面加工用附件 單元上裝備的角度頭(angle tool holder)。
背景技術(shù)：
下述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2公開(kāi)了一種角度頭，其拆裝自如地安裝在機(jī)床的主軸上并且 使刀具圍繞與主軸的軸線正交的軸線旋轉(zhuǎn)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特公平3-4339號(hào)公報(bào)；專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平7-308839號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的結(jié)構(gòu)使用液壓活塞限制角度頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2所 記載的內(nèi)容公開(kāi)了如下所述的機(jī)構(gòu)，其利用直通式冷卻液(through-coolant)的液壓進(jìn)行 操作而使設(shè)在角度頭上的滑動(dòng)部件脫離與塊側(cè)的卡合。所述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2所示出的夾緊單元的剛性都低，所以耐角銑刀所進(jìn)行的重切 削的能力弱。本發(fā)明的目的在于提供附設(shè)于立式加工中心且能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)力的五面加工的五面 加工用角度頭。適用本發(fā)明的安裝在立式加工中心的主軸頭上的五面加工用附件單元具備環(huán)形 缸體部件，其嵌入安裝在主軸箱體的外周部而固定在主軸頭上，所述主軸箱體向立式加工 中心的主軸頭下端部突出且支承主軸；夾緊單元，其與環(huán)形缸體部件內(nèi)的環(huán)形活塞直接連 結(jié)而升降運(yùn)動(dòng)；四個(gè)彈簧夾，其等間隔地設(shè)置在夾緊單元下表面的圓周上。而且，本發(fā)明的角度頭具備柄部，其插入立式加工中心的主軸；箱體，其將柄部 和角銑刀支承成旋轉(zhuǎn)自如且在內(nèi)部具備將柄部的驅(qū)動(dòng)力變換到與該驅(qū)動(dòng)力正交的方向上 而向角銑刀傳遞的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；臂部，其與箱體連結(jié)；三根拉釘，其設(shè)在臂部上且由五面加工 用附件單元的四個(gè)彈簧夾中的三個(gè)彈簧夾把持。通過(guò)將適用本發(fā)明的五面加工附件單元追加裝備到立式加工中心，能夠利用角度 頭簡(jiǎn)單地提高加工能力。并且，本發(fā)明的角度頭具有高剛性并能夠進(jìn)行重切削。


圖1是表示本發(fā)明的高剛性角度頭的例子的說(shuō)明圖。圖2是表示本發(fā)明的高剛性角度頭的使用例子的說(shuō)明圖。圖3是表示本發(fā)明的高剛性角度頭的使用例子的說(shuō)明圖。圖4是表示本發(fā)明的高剛性角度頭的其他例子的說(shuō)明圖。圖5是表示本發(fā)明的圖19的高剛性角度頭的使用例子的說(shuō)明圖。圖6是立式加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
圖7是裝備有五面加工附件單元的主軸頭的說(shuō)明圖。圖8是裝備有五面加工附件單元的主軸頭的說(shuō)明圖。圖9是裝備有五面加工附件單元的主軸頭的說(shuō)明圖。圖10是五面加工附件單元的主視圖和仰視圖。圖11是表示角度頭的夾緊作用的說(shuō)明圖。圖12是表示角度頭的夾緊作用的說(shuō)明圖。圖13是五面加工附件單元的剖視圖。圖14是五面加工附件單元的剖視圖。圖15是五面加工附件單元的剖視圖。圖16是五面加工附件單元的剖視圖。圖17是角度頭的臂部和桿件的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖6是表示裝備有適用本發(fā)明的五面加工附件單元的立式加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu) 的立體圖。以符號(hào)1表示整體的立式加工中心具有在底座10上沿X軸方向移動(dòng)的工作臺(tái)20。在底座10上豎立設(shè)置有門(mén)形的立柱30，由設(shè)在門(mén)形立柱30的前面的導(dǎo)軌所支承 的溜板40沿Y軸方向移動(dòng)。在溜板40的前面配備有主軸頭50，向Z軸方向驅(qū)動(dòng)主軸70。在底座10上安裝有托架410并配備有刀庫(kù)400。在刀庫(kù)400內(nèi)收容有各種更換刀 具T1, ATC臂部420更換自如地供給主軸70所需的刀具。五面加工附件單元100固定在支承主軸70的圓筒形的主軸箱體的外周部。角度 頭200利用該五面加工附件單元100安裝在主軸頭50上。圖7、8、9是配備有五面加工附件單元100的主軸頭50的裝配圖和主要結(jié)構(gòu)要素 的分解圖。在主軸頭50的下端部突出有圓筒形狀的主軸箱體60，該主軸箱體60支承主軸70 且使其旋轉(zhuǎn)自如。五面加工附件單元100具有主軸箱體60的外周部插入的內(nèi)徑部，其上部利用螺栓 等安裝在主軸頭50的下端部52。五面加工附件單元100具有嵌入安裝在主軸箱體60上且固定在主軸頭50的下端 部的環(huán)形缸體部件110，夾緊單元130與環(huán)形部件110內(nèi)的環(huán)形活塞120直接連結(jié)而進(jìn)行升 降運(yùn)動(dòng)。在夾緊單元130下表面的圓周上配備有四個(gè)彈簧夾140。通常使用的角度頭200具備插入主軸70的錐孔內(nèi)的柄部210和由柄部210的旋 轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)的角銑刀220。在箱體MO內(nèi)配備有動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、軸承等。臂部250具備拉釘 270。在后述的方式中，當(dāng)拉釘270被夾緊單元130的彈簧夾140夾緊時(shí)，限制角度頭 200的旋轉(zhuǎn)而承受切削阻力。當(dāng)拉釘270松開(kāi)時(shí)，臂部250與柄部210 —同旋轉(zhuǎn)，從而分度 出四個(gè)彈簧夾140的位置。
圖10表示五面加工附件單元100的主視圖(a)、仰視圖(b)，其示出了五面加工附 件單元100的夾緊單元130下降而四個(gè)彈簧夾140中的一個(gè)將角度頭200的臂部250的拉 釘270夾緊的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，角銑刀220成為能夠進(jìn)行加工的狀態(tài)。圖11 (a)、(b)表示將角度頭200分度為五面加工附件單元100的四個(gè)彈簧夾140 中的任意一個(gè)彈簧夾的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，五面加工附件單元100的夾緊單元130位于被 拉起的位置。圖12(a)、(b)表示使五面加工附件單元100的夾緊單元130相對(duì)于完成分度后的 角度頭200下降并利用彈簧夾140夾緊拉釘270的狀態(tài)。圖13至圖16是是表示本發(fā)明的五面加工附件單元100的具體結(jié)構(gòu)和作用的圖 10(b)的A-A線的剖視圖。五面加工附件單元100具有環(huán)形缸體部件110，環(huán)形缸體部件110利用螺栓112固 定在主軸頭側(cè)。環(huán)形缸體部件Iio內(nèi)設(shè)有液壓室114，環(huán)形的活塞120滑動(dòng)自如地嵌入安裝 在環(huán)形缸體部件110內(nèi)。用于使活塞120動(dòng)作的液壓口 116a、116b與液壓室114連通?；钊?20的下端部與環(huán)形的夾緊單元130連結(jié)。在夾緊單元130的外周部的四個(gè) 部位上設(shè)有彈簧夾140。彈簧夾140在主體150內(nèi)具有液壓室152，活塞142滑動(dòng)自如地插入到液壓室152 內(nèi)?；钊?42對(duì)爪部144進(jìn)行開(kāi)閉操作。形成與液壓室152連通的口部15 、巧4b。角度頭200具有柄部210，該柄部210插入并保持在主軸側(cè)的柄部孔內(nèi)。在與柄部 210 一體的軸212的外周部具有切口部，桿件260的內(nèi)端部262卡合在該切口部。臂部250 與箱體240連結(jié)，拉釘270安裝在臂部250上，其貫穿桿件260且與彈簧夾140側(cè)對(duì)置。圖13表示將在主軸側(cè)更換的角度頭200分度為四個(gè)彈簧夾140中的一個(gè)的作用。 當(dāng)與柄部210 —體的軸212為了分度而以低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡合在軸212上的桿件260使與臂 部250 —體的箱體240旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而將拉釘270分度為規(guī)定的彈簧夾140的位置。在這個(gè)動(dòng)作中，對(duì)活塞142向上方施力，爪部144關(guān)閉。圖14表示角度頭200分度完成后的狀態(tài)。利用液壓對(duì)與拉釘270對(duì)置的彈簧夾140的活塞142向下方施力，以打開(kāi)爪部 144。圖15表示如下?tīng)顟B(tài)，S卩，從口部116a向環(huán)形缸體部件110的液壓室114供給工作 油，以向下方驅(qū)動(dòng)活塞120，從而使夾緊單元130下降。彈簧夾140收容臂部250的拉釘270。解除桿件沈0的端部沈2與軸212的切口部的卡合。圖16表示如下?tīng)顟B(tài)，即，從口部154b向夾緊單元130的主體150的液壓室152供 給工作油使活塞142上升，從而爪部144夾緊拉釘270。在該狀態(tài)下，角度頭200的臂部250能夠可靠地把持五面加工附件單元100的夾 緊單元130。與柄部210 —體的軸212利用由主軸側(cè)傳遞的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)角銑刀220，從而對(duì)工件實(shí) 施加工。
將桿件沈0與軸212分離，從而防止產(chǎn)生干涉。圖17是表示臂部250和桿件沈0的結(jié)構(gòu)的剖視圖。軸280插入到臂部250的有底的孔254內(nèi)，并利用螺栓282固定。在軸觀0的上 端利用螺紋部272豎立設(shè)置有拉釘270。桿件260具有嵌合在軸280的外周部的內(nèi)徑部沈4，并在滑動(dòng)自如的狀態(tài)下支承于 軸觀0。在桿件沈0的內(nèi)端部沈2的附近設(shè)有孔，豎立設(shè)置在臂部250上的突起252插入到 該孑L內(nèi)。利用彈簧沈6向遠(yuǎn)離臂部250的方向?qū)U件260施力，桿件沈0的端部沈2與軸 212的切口部卡合而被進(jìn)行分度。如上所述，本發(fā)明的五面加工用附件單元能夠追加配備到立式加工中心，從而能 夠簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大加工能力。另外，四個(gè)彈簧夾中的與角度頭的把持無(wú)關(guān)的三個(gè)彈簧夾保持關(guān)閉所述爪的狀 態(tài)。由于五面加工附件單元100配備在主軸上，所以在加工時(shí)露出在噴射切削液、切 削粉末等嚴(yán)酷的環(huán)境中。因此，優(yōu)選具備防止異物從未使用的三個(gè)彈簧夾140的開(kāi)口部浸入的裝置。圖1是表示以上說(shuō)明的適用于五面加工用附件單元的本發(fā)明的高剛性角度頭的 例子的說(shuō)明圖。以符號(hào)500表示整體的角度頭，具有插入到本機(jī)的主軸的柄部510，柄部510的旋 轉(zhuǎn)通過(guò)箱體MO內(nèi)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等使驅(qū)動(dòng)軸變更為直角方向，而驅(qū)動(dòng)角銑刀520。與箱體540連結(jié)的臂部550具備三根拉釘570。每隔90度地配置三根拉釘570， 該拉釘570由配置在五面加工附件單元上的四個(gè)彈簧夾中的三個(gè)彈簧夾同時(shí)夾緊。在配置 在中央處的拉釘570的臂部550上設(shè)有在分度角度頭500時(shí)使用的桿件560。該桿件560 的結(jié)構(gòu)和功能與前面說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同。該角度頭500與前述的角度頭200同樣能夠利用ATC臂部420實(shí)現(xiàn)從刀庫(kù)向主軸 的自動(dòng)換刀。圖2是表示將角度頭500安裝到在主軸頭50上裝備有五面加工用附件單元100 后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。五面加工用附件單元100在圓周上具有四個(gè)彈簧夾140。由于本發(fā)明的角度頭500 在臂部550上具有三根拉釘570，所以能夠?qū)γ扛?0度的角度位置進(jìn)行變更以進(jìn)行夾緊。圖2的(a)表示角銑刀520被安裝成其軸線相對(duì)于主軸70朝向箭頭A方向的狀 態(tài)。圖17的(b)表示角銑刀520的軸線朝向與箭頭A方向成180度的方向的箭頭B方向 的狀態(tài)。圖3表示使用角度頭500加工工件W1的側(cè)面的狀態(tài)。將角度頭500向圖2的(b)所示的方向安裝，以進(jìn)行對(duì)工件W1的側(cè)面WB的加工。由于角度頭500的三根拉釘570由3個(gè)彈簧夾140把持在五面加工用附件單元 100，所以其剛性高，從而能夠?qū)ぜ1的側(cè)面WB進(jìn)行重切削。圖4是表示高剛性角度頭的其他例子的說(shuō)明圖。 角度頭600在臂部650具有三根拉釘670，并由五面加工附件單元100的四個(gè)彈簧夾140中的三個(gè)彈簧夾夾緊。該角度頭600具備長(zhǎng)的角銑刀620，該角銑刀620以刀尖位置向比主軸70的中心
軸線突出的位置前進(jìn)的方式突出。圖5表示使用該角度頭600加工工件W1的側(cè)面WB的狀態(tài)。由于角銑刀620的突 出量大，所以對(duì)工件W1的深的位置也能夠進(jìn)行加工。由于該角度頭由五面加工附件單元的四個(gè)彈簧夾中的三個(gè)彈簧夾夾緊，所以具有 如下的優(yōu)點(diǎn)。(1)由于有一個(gè)部位的彈簧夾不用于夾緊從而避免在側(cè)面加工時(shí)工件與機(jī)床發(fā)生 干涉，所以能夠進(jìn)行深加工。(2)由于相對(duì)于通常使用的角度頭的一點(diǎn)夾緊而言，本發(fā)明的高剛性角度頭能夠 以三倍的力進(jìn)行夾緊，所以能夠?qū)嵤└髲?qiáng)度的重切削。(3)通過(guò)形成三點(diǎn)夾緊，能夠利用標(biāo)準(zhǔn)的ATC臂部進(jìn)行把握。符號(hào)說(shuō)明50主軸頭60主軸箱體7O 主軸100五面加工附件單元110環(huán)形缸體部件114液壓室116a、116b 口部120環(huán)形活塞130夾緊單元140彈簧夾142 活塞144 爪150 主體152液壓室154a、154b 口部200角度頭210 柄部212 軸220角銑刀240 箱體250 臂部260 桿件270 拉釘300開(kāi)閉器裝置305 箱體310 第一擋片
320第一擋片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸330 第二擋片340第二擋片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸350 活塞380環(huán)形部件500高剛性角度頭520角銑刀550 臂部570三根拉釘600高剛性角度頭620角銑刀650 臂部670三根拉釘
權(quán)利要求
1.一種角度頭，其更換自如地安裝在五面加工用附件單元上，所述五面加工用附件單 元具備環(huán)形缸體部件，其嵌入安裝在主軸箱體的外周部而固定在主軸頭上，所述主軸箱體向 立式加工中心的主軸頭下端部突出且支承主軸；夾緊單元，其與環(huán)形缸體部件內(nèi)的環(huán)形活塞直接連結(jié)而升降運(yùn)動(dòng)； 四個(gè)彈簧夾，其等間隔地設(shè)置在夾緊單元下表面的圓周上， 其中，所述角度頭具備 柄部，其插入立式加工中心的主軸；箱體，其將柄部和角銑刀支承成旋轉(zhuǎn)自如且在內(nèi)部具備將柄部的驅(qū)動(dòng)力變換到與該驅(qū) 動(dòng)力正交的方向上而向角銑刀傳遞的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)； 臂部，其與箱體連結(jié)；三根拉釘，其設(shè)在臂部上且由五面加工用附件單元的四個(gè)彈簧夾中的三個(gè)彈簧夾把持。
2.如權(quán)利要求1所述的角度頭，其中，具備一根桿件，該桿件配備在設(shè)于臂部上的三根拉釘中的中央的拉釘上，將主軸的旋轉(zhuǎn)傳 遞到臂部且與主軸卡止脫離自如。
全文摘要
本發(fā)明提供一種裝備在立式加工中心的主軸頭而把持角度頭且能夠進(jìn)行五面加工的附件單元上裝備的五面加工用角度頭。以符號(hào)(500)表示整體的角度頭具有插入到本機(jī)的主軸的柄部(510)，柄部(510)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)箱體(540)內(nèi)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等使驅(qū)動(dòng)軸被變更為直角方向以驅(qū)動(dòng)角銑刀(520)。與箱體(540)連結(jié)的臂部550具備三根拉釘(570)。每隔90度地配置三根拉釘(570)，該拉釘(570)由配置在五面加工附件單元上的四個(gè)彈簧夾中的三個(gè)彈簧夾同時(shí)夾緊。
文檔編號(hào)B23Q3/12GK102149512SQ20098011974
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者伊藤大介, 吉信智史, 臼田聰 申請(qǐng)人:山崎馬扎克公司