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機床中的夾緊裝置的制作方法

文檔序號:3067639閱讀:152來源:國知局
專利名稱:機床中的夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及利用被安裝在主軸上并可交換的加工工具夾持器所保持的加工工具對工件進行機械加工的加工中心(以下也稱為M/C)等機床的技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及在加工過程中通過在主軸、加工工具夾持器以及加工工具中形成的冷卻劑注入通路、對加工工具以及工件的加工部進行澆冷卻的機床的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
過去,利用M/C等機床對作為自動變速器(以下也稱為A/T)的結(jié)構(gòu)部件的工件進行各種機械加工。此時,進行工件的機械加工時,必須將工件固定在工作臺上,因此機床裝備有工件的夾緊裝置。
作為過去的機床中的夾緊裝置,有利用空氣氣缸對夾緊工件的夾緊部件進行驅(qū)動、從而進行工件的夾緊操作及松開操作的夾緊裝置(例如,參照專利文獻1或?qū)@墨I2)。作為其他的過去的機床中的夾緊裝置,有利用油壓缸對夾緊工件的夾緊部件進行驅(qū)動、從而進行工件的夾緊操作及松開操作的夾緊裝置(例如,參照專利文獻2)。作為另外的過去的機床中的夾緊裝置,有利用密封在汽缸的氣體對夾緊工件的夾緊部件進行驅(qū)動、從而對工件進行夾緊操作、同時通過向該汽缸供給油壓對工件進行松開操作的夾緊裝置(例如,參照專利文獻3)。
這樣,利用空氣壓力、油壓或氣壓對工件進行夾緊操作,可以將工件堅實地夾緊在工作臺上。
另一方面,在過去的機床中,還有對工件進行機械加工時,通過在主軸、安裝在該主軸上的加工工具夾持器以及被該加工工具夾持器所保持的鉆頭等的加工工具內(nèi)形成的冷卻劑供給通路,向工件的加工部以及加工工具的工件接觸部供給規(guī)定壓力的冷卻劑,冷卻劑用作加工時的加工液、潤滑劑、以及冷卻劑,而且使用后的冷卻劑又回收到冷卻劑儲藏箱(參照專利文獻4或?qū)@墨I5)。
但是,上述專利文獻1~3所公開的機床中的夾緊裝置中,均采用空氣壓力或者油壓的專用壓力對工件進行夾緊操作或松開操作,需要壓力源。但是,如果設(shè)置這種空氣壓力或油壓的專用壓力源,不僅使得裝置變大,機床整體大型化,而且有成本增高的問題。而且需要與機床的加工控制系統(tǒng)不同的其他的用于夾緊的控制系統(tǒng),這將造成控制復雜化,更加增加成本。還有,專利文獻3所公開的夾緊裝置中,利用密封的氣體壓力來獲得夾緊力,由于氣體壓力的隨時間變化或工件厚度的不同,夾緊力將發(fā)生變化,從而有難以總是利用一定的夾緊力對工件進行夾緊操作的問題。
另一方面,上述專利文獻4和5所公開的機床中,在機械加工工件時,向工件的加工部和加工工具的工件接觸部供給規(guī)定壓力的冷卻劑,冷卻劑只作為加工液、潤滑劑、以及冷卻劑使用。
專利文獻1特開平11-156654號公報(段落序號“0014”,“0016”,“0017”,“0019”,“0020”,“0022”,附圖“圖2”);專利文獻2特開2002-283168號公報(段落序號“0020”,附圖“圖1”);專利文獻3特開2002-187037號公報(段落序號“0024”,“0025”,附圖“圖1”);專利文獻4特開2001-25939號公報(段落序號“0002”,附圖“圖8”);專利文獻5特開2001-287135號公報(段落序號“0008”,“0034”,“0037”,附圖“圖1”)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的,目的在于提供一種不需要專用壓力源、可以使機床整體小型化、控制簡單、成本低廉的機床中的夾緊裝置。
為了解決上述問題,本發(fā)明之1的機床中的夾緊裝置,在工件加工過程中,可以通過分別在主軸以及安裝在該主軸上的加工工具中形成的冷卻劑供給通路向上述工件的加工部以及上述加工工具的工件接觸部供給冷卻劑、同時利用夾緊裝置對工件進行夾緊操作,其特征在于上述夾緊裝置至少具有供給上述冷卻劑的夾緊用液壓缸裝置、和被該夾緊用液壓缸裝置驅(qū)動而對上述工件進行夾緊操作的夾緊部件。
本發(fā)明之2的特征在于上述夾緊用液壓缸裝置具有被活塞分割為夾緊壓力室和松開壓力室的雙動式汽缸,上述夾緊部件設(shè)置在從上述活塞延伸的活塞桿上,通過向上述夾緊壓力室供給上述冷卻劑而使上述夾緊部件位于對上述工件進行夾緊操作的夾緊位置,通過向上述松開壓力室供給上述冷卻劑而使上述夾緊部件位于不夾緊上述工件的松開位置。
還有,本發(fā)明之3的特征在于具有對上述冷卻劑向上述夾緊壓力室以及上述松開壓力室的供給和排出進行控制的冷卻劑供給排出機構(gòu)、和可以在上述主軸上安裝并拆卸、對上述冷卻劑供給排出機構(gòu)進行控制、同時具有在安裝到上述主軸時與上述主軸的冷卻劑供給通路連接的冷卻劑注入通路的夾緊操作工具。
還有,本發(fā)明之4的特征在于上述冷卻劑供給排出機構(gòu)具有夾緊側(cè)連接器和松開側(cè)連接器,上述夾緊側(cè)連接器與上述夾緊壓力室連接,并具有保持上述夾緊壓力室的壓力的止回閥,上述松開側(cè)連接器與上述松開壓力室連接,并具有保持上述松開壓力室的壓力的止回閥,上述夾緊操作工具具有冷卻劑注入部和止回閥操作部,其中冷卻劑注入部形成有上述冷卻劑注入通路,通過插入上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的任意一方并開啟其止回閥、并且從上述冷卻劑注入通路向上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的任意一方注入上述冷卻劑,從而向上述夾緊壓力室和上述松開壓力室中的任意一方供給冷卻劑;止回閥操作部在上述冷卻劑注入部插入在上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的任意一方時,插入在上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的另一方并開啟其止回閥,從而排出供給到上述夾緊壓力室和上述松開壓力室中的另一方的上述冷卻劑。
還有,本發(fā)明之5的特征在于在連接上述夾緊側(cè)連接器和上述夾緊壓力室的夾緊壓流體通路中具有使上述夾緊壓力室的壓力保持一定的壓力保持機構(gòu)。
(發(fā)明的作用與效果)根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明之1至5的機床中的夾緊裝置,通過向夾緊用液壓缸裝置供給冷卻劑,驅(qū)動夾緊部件,對工件進行夾緊操作。這樣,作為夾緊工件的動力源,采用過去機床中使用的冷卻劑,從而可以不需要用于夾緊的專用壓力源。因此,可以使機床整體小型化,同時可以低成本地制造機床。
尤其是根據(jù)本發(fā)明之3至5,夾緊控制為夾緊操作工具相對于主軸的裝卸控制以及冷卻劑的供給控制,這些控制與過去的機床的加工控制(加工工具相對于主軸的交換控制以及加工時的冷卻劑的供給控制)可以利用同一控制系統(tǒng)進行,因此控制更加簡單,成本也更加低廉。此時,通過使被保持在主軸上并可以安裝拆卸的夾緊操作工具的被保持部與過去的加工工具夾持器的被保持部結(jié)構(gòu)相同,從而使夾緊操作工具相對于主軸的交換操作與過去的加工工具相對于主軸的交換操作基本相同。這樣,可以迅速進行夾緊操作工具的交換操作,從而迅速進行夾緊操作或松開操作。
還有,由于在每次夾緊操作時供給冷卻劑,從而可獲得一定的夾緊力,可以利用相同的夾緊力對工件進行長期穩(wěn)定的夾緊操作,而與工件厚度無關(guān)。特別是通過利用壓力保持機構(gòu),在工件加工過程中,可以將夾緊用液壓缸裝置的夾緊壓力室的夾緊壓力保持一定,從而可靠地利用一定的夾緊力對工件進行夾緊操作。這樣,可以更加正確地進行工件加工。


圖1示意性表示本發(fā)明的機床中的工件的夾緊裝置的實施方式的一例,(a)為機床的立體圖,(b)為該機床的主軸與工件的夾緊裝置的部分放大立體圖。
圖2示意性表示圖1所示的工件的夾緊裝置,(a)為其立體圖,(b)為(a)中的1個夾緊用液壓缸和1個夾緊部件的立體圖。
圖3示意性表示圖1所示的工件的夾緊裝置的松開狀態(tài),(a)為其整體圖,(b)為夾緊部件的俯視圖。
圖4表示從圖3所示的工件的夾緊裝置的松開狀態(tài)進行的工件的夾緊操作,(a)為其整體圖,(b)為夾緊部件的俯視圖。
圖5表示從工件的夾緊裝置的夾緊狀態(tài)進行的工件的松開操作,(a)為其整體圖,(b)為夾緊部件的俯視圖。
圖6示意性表示圖1所示的工件的夾緊裝置的夾緊狀態(tài),(a)為其整體圖,(b)為夾緊部件的俯視圖。
圖7示意性地局部表示本發(fā)明的實施方式的其他例,(a)表示沒有注入冷卻劑的狀態(tài),(b)表示注入冷卻劑的狀態(tài)。
圖中1-加工中心(M/C),2-裝置本體,3-工件,4-工作臺,5-夾緊裝置,6-工具夾持器,7-主軸,7a-冷卻劑供給通路,8-工具保管裝置,8a-工具儲存部,9-操作板,10、11、12-夾緊用液壓缸裝置,10a-汽缸,10b-活塞,13-夾緊壓力室,14-松開壓力室,15、16、17-夾緊部件,15a、16a、17a-夾緊部,18-夾緊側(cè)連接器,19-松開側(cè)連接器,20、21-止回閥,22-夾緊液壓通路,23-松開液壓通路,24-蓄壓器,25-氣體,26-壓力計,27-夾緊操作工具,29-被保持部,30-操作部,30a-冷卻劑注入部,30b-第1止回閥操作部,30c-第2止回閥操作部,30d-第3止回閥操作部,31-冷卻劑注入通路,32-止回閥。
具體實施例方式
以下利用

本發(fā)明的實施方式。
圖1示意性表示本發(fā)明的機床中的工件的夾緊裝置的實施方式的一例,(a)為機床的立體圖,(b)為該機床的主軸與工件的夾緊裝置的部分放大立體圖。
如圖1(a)和(b)所示,本實施例的機床(加工中心)為立式加工中心M/C1。該M/C1包括裝置本體2、支持固定工件3的工作臺4、在該工作臺4上固定工件3的夾緊裝置5、可以裝卸地安裝各種工具的工具夾持器6、可以裝卸地安裝上述工具夾持器6并向被工具夾持器6所保持的工具傳遞旋轉(zhuǎn)從而利用該工具自身的功能進行操作的主軸7、保管各種工具夾持器6的工具保管裝置8、M/C1操作板9。
安裝有工具的工具夾持器6在不使用時分別被保管在工具保管裝置8內(nèi),并且在使用時利用圖中未表示的自動工具交換裝置從工具保管裝置8中取出,安裝到主軸7上。還有,安裝有工具的工具夾持器6在其機械加工完畢后,利用自動工具交換裝置從主軸7取下,保管到工具保管裝置8內(nèi)。這些自動工具交換裝置和工具保管裝置8采用過去廣為人知的結(jié)構(gòu),不屬于本發(fā)明的特征部分,因此省略其具體說明。
工作臺4可以裝卸地固定在裝置本體2上,同時如圖1(b)和圖2(a)所示,夾緊裝置5設(shè)置在該工作臺4上。夾緊裝置5具有規(guī)定數(shù)量(圖中例為3個)的夾緊用液壓缸裝置10、11、12。各夾緊用液壓缸裝置10、11、12具有相同的機構(gòu),因此對1個夾緊用液壓缸裝置10進行說明,省略其他夾緊用液壓缸裝置11、12的說明。
如圖3(a)所示,夾緊用液壓缸裝置10由具有汽缸10a、在該汽缸10a內(nèi)滑動的活塞10b、以及從活塞10b延伸的活塞桿10c的雙動式汽缸裝置構(gòu)成,其中活塞桿10c液密且可滑動地貫穿汽缸10a并突出到汽缸10a的外部。汽缸10a固定在工作臺4上,其大部分配置在工作臺4的與工件3固定側(cè)(工作臺4的上側(cè))相反一側(cè)(工作臺4的下側(cè)),同時活塞桿10c的突出側(cè)的一部分從工作臺4的工件3固定側(cè)突出來。汽缸10a內(nèi)被活塞10b隔成圖3(a)的上側(cè)的夾緊壓力室13和下側(cè)的松開壓力室14。還有,汽缸10a的內(nèi)周面上突出設(shè)置有限制活塞10b的上動極限的停止器10d。
夾緊部件15固定在活塞桿10c的與活塞10b相反側(cè)的端部。該夾緊部件15具有與工件3接觸的對該工件3進行夾緊操作的夾緊部15a。還有,如圖2(b)和圖3(a)所示,活塞桿10c上設(shè)有凸輪槽10e。另一方面,汽缸10a的內(nèi)周面上設(shè)有突起部10f,其頂端與凸輪槽10e結(jié)合。還有,凸輪槽10e和突起部10f均只在圖2(b)和圖3(a)中表示,在其他圖中則被省略。
由于該突起部10f和凸輪槽10e結(jié)合,活塞桿10c和夾緊部件15隨著活塞桿10c的上下運動進行轉(zhuǎn)動。此時,夾緊部件15在分別由圖3(a)的實線和圖4(b)的雙點劃線表示的不夾緊工件3的松開位置、與由圖4(a)和(b)的實線表示的對工件3進行夾緊的夾緊位置之間轉(zhuǎn)動90°。還有,松開位置與夾緊位置之間的轉(zhuǎn)動角并不局限于90°,可以為任意角度。
同樣,如圖1(b)和圖2(a)所示,夾緊部件16、17分別固定在其他的夾緊用液壓缸裝置11、12的活塞桿上。這些夾緊部件16、17均具有與工件3接觸的對該工件3進行夾緊操作的夾緊部16a、17a。還有,其他的夾緊用液壓缸裝置11、12上也設(shè)有與凸輪槽10e和突起部10f相同的凸輪槽和突起部。此時,如圖2(a)的箭頭所示,各凸輪槽按照如下方式形成,即,在夾緊用液壓缸裝置10、12中,這些夾緊部件15、17隨著活塞桿的上下運動沿相同的順時針方向轉(zhuǎn)動,在夾緊用液壓缸裝置11中,其夾緊部件16隨著活塞桿的上下運動沿與夾緊部件15、17相反的逆時針方向轉(zhuǎn)動。當然,這些凸輪槽并不局限于此,也可以設(shè)定為使得各夾緊部件的轉(zhuǎn)動方向朝著所希望的方向。
在以下說明中,為了說明方便,在其他夾緊用液壓缸裝置11、12中,汽缸、活塞、活塞桿、停止器、凸輪槽、夾緊壓力室、以及松開壓力室均采用與夾緊用液壓缸裝置10相同的符號10a、10b、10c、10d、10e、13以及14。
另一方面,如圖3(a)所示,夾緊側(cè)連接器18和松開側(cè)連接器19固定在工作臺4上。這些夾緊側(cè)連接器18和松開側(cè)連接器19具有相同的結(jié)構(gòu),分別具有止回閥20、21。止回閥20、21分別由閥體20a、21a、供閥體20a、21a分別離開或座落的閥座20b、21b、使閥體20a、21a向閥座20b、21b加壓的加壓彈簧20c、21c所組成。還有,夾緊側(cè)連接器18和松開側(cè)連接器19上分別形成有引導口18a、19a。
夾緊側(cè)連接器18通過夾緊壓流體通路22與各夾緊用液壓缸裝置10、11、12的汽缸10a的各夾緊壓力室13連接。還有,松開側(cè)連接器19通過松開壓流體通路23與各夾緊用液壓缸裝置10、11、12的汽缸10a的各松開壓力室14連接。夾緊壓流體通路22和松開壓流體通路23均可以由柔性管組成,也可以由剛性管組成。
夾緊壓流體通路22上設(shè)有蓄壓器(相當于本發(fā)明的壓力保持機構(gòu))24,在該蓄壓器24內(nèi)封入例如氮氣等氣體25。該氣體25隨著夾緊壓流體通路22的壓力(即夾緊壓力室13的壓力)而進行膨脹、收縮。蓄壓器24的功能為壓力保持器,即使在夾緊壓流體通路22等處發(fā)生若干自然的壓力泄漏,也能夠使夾緊壓力室13的壓力保持在一定值而不會下降。還有,在夾緊壓流體通路22中設(shè)有壓力計26,該壓力計26測定夾緊壓流體通路22的壓力(即夾緊壓力室13的壓力)。
另外,如圖3(a)所示,本實施例的M/C1具有利用夾緊裝置5對工件3進行夾緊操作和松開操作的夾緊操作工具27。該夾緊操作工具27由與主軸7結(jié)合并能夠安裝拆卸的被保持部29、與該被操持部29一體化形成的操作部30、貫穿被保持部29和操作部30的冷卻劑注入通路31所構(gòu)成。
被保持部29的相對于主軸7的安裝拆卸結(jié)構(gòu)可以采用與過去的M/C的工具夾持器6的相對于主軸7的安裝拆卸結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu),因此省略其說明。
操作部30具有在其中央設(shè)置并形成有冷卻劑注入通路31的冷卻劑注入部30a,該冷卻劑注入部30a具有開啟夾緊側(cè)連接器18的止回閥20和松開側(cè)連接器19的止回閥21的第1止回閥操作部30b。
在主軸7上安裝有夾緊操作工具27的狀態(tài)下,夾緊操作工具27的冷卻劑注入通路31與主軸7的冷卻劑供給通路7a連接。
還有,操作部30具有開啟夾緊側(cè)連接器18的止回閥20的第2止回閥操作部30c和開啟松開側(cè)連接器19的止回閥21的第3止回閥操作部30d。第2和第3止回閥操作部30c、30d夾著冷卻劑注入部30a配置在一條直線(圖示例中,左右方向即X方向)上。
此時,冷卻劑注入部30a的第1止回閥操作部30b的中心與第2止回閥操作部30c的中心的距離、第1止回閥操作部30b的中心與第3止回閥操作部30d的中心的距離、和夾緊側(cè)連接器18的止回閥20的中心與松開側(cè)連接器19的止回閥21的中心的距離分別等距設(shè)定。
與M/C1加工操作的情況一樣,利用M/C1的中央處理裝置(CPU)控制主軸7的位置,從而使冷卻劑注入部30a選擇性地插入夾緊側(cè)連接器18的引導口18a與松開側(cè)連接器19的引導口19a的其中之一。
如圖4(a)所示,冷卻劑注入部30a插入引導口18a時,第1止回閥操作部30b與夾緊側(cè)連接器18的止回閥20的閥體20a接觸并將該閥體20a從閥座20b推離開來,并開啟止回閥20。同時,第3止回閥操作部30d插入引導口19a,與松開側(cè)連接器19的止回閥21的閥體21a接觸并將該閥體21a從閥座21b推離開來,并開啟止回閥21。
還有,冷卻劑注入部30a插入引導口19a時,第1止回閥操作部30b與松開側(cè)連接器19的止回閥21的閥體21a接觸并將該閥體21a從閥座21b推離開來,并開啟止回閥21。同時,第2止回閥操作部30c插入引導口18a,與夾緊側(cè)連接器18的止回閥20的閥體20a接觸并將該閥體20a從閥座20b推離開來,并開啟止回閥20。
工具保管裝置8具有保持工具夾持器6的圓環(huán)狀的工具儲存部8a,并且利用圖中未表示的工具交換裝置從工具儲存部8a取出工具夾持器6并安裝到主軸7上,或從主軸7取下工具夾持器6并在工具儲存部8a保持。這種工具保管裝置8可以采用過去廣為人知的M/C中所設(shè)置的工具保管裝置,故省略說明。
接著,說明該實施例的M/C1中工件3的夾緊操作以及松開操作。
在工作臺4上沒有設(shè)定工件3的非操作狀態(tài)下,夾緊操作工具27被保持在工具儲存部8a中。各連接器18、19的止回閥20、21如圖3(a)所示,均處于關(guān)閉狀態(tài)。然后,在此非操作狀態(tài)下,向各汽缸10、11、12的松開壓力室14供給冷卻劑,各活塞10c處于與停止器10d接觸的上限位置,如圖3(a)和(b)所示,各夾緊部件15、16、17設(shè)定在松開位置。該冷卻劑在加工時供給到加工工具的工件3接觸部以及工件3的加工部,與上述的過去的情況一樣用作加工液、潤滑劑、以及冷卻劑,可以使用過去廣為人知的任何冷卻劑。此時,夾緊壓力室13為大氣壓(0Mpa),蓄壓器24的氣體25膨脹到最大,蓄壓器24處于沒有蓄積壓力的狀態(tài)。
為了對工件3進行加工,將該工件3設(shè)定在工作臺4的規(guī)定位置。接著,操作人員操作操作板9上的夾緊按鈕,CPU將主軸7移動到工具儲存部8a,然后操作工具變換裝置,工具變換裝置從工具儲存部8a取出夾緊操作工具27,如圖3(a)所示安裝到主軸7上。另外,CPU將主軸7沿X方向和Y方向(圖中與圖面垂直的方向)移動,使夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a的中心與夾緊側(cè)連接器18的引導口18a的中心對齊。接著,CPU將主軸7沿Z方向(圖中的上下方向)向下移動,如圖4(a)所示,將冷卻劑注入部30a插入夾緊側(cè)連接器18的引導口18a內(nèi),同時將第3止回閥操作部30d插入松開側(cè)連接器19的引導口19a內(nèi)。這樣,如前所述,開啟2個止回閥20、21。
接著,CPU與在機械加工時向主軸7的冷卻劑供給通路7a供給冷卻劑的情況一樣,向該冷卻劑供給通路7a供給冷卻劑。供給到冷卻劑供給通路7a的冷卻劑通過夾緊操作工具27的冷卻劑注入通路31注入到夾緊側(cè)連接器18。還有,注入到夾緊側(cè)連接器18的冷卻劑通過開啟的止回閥20和夾緊壓流體通路22,供給到各汽缸10a的夾緊壓力室13。這樣,由于活塞10b向下運動,各夾緊部件15、16、17一邊從松開位置向夾緊位置方向轉(zhuǎn)動,一邊向下運動。通過該活塞10b的向下運動,供給到松開壓力室14的冷卻劑通過松開壓流體通路23和開啟的止回閥21排出到外部。被排除到外部的冷卻劑與圖中未表示的對工件3進行機械加工時供給的冷卻劑的情況一樣,回收到M/C1的冷卻劑回收部。
然后,各夾緊部件15、16、17達到夾緊位置后,均由于凸輪槽10e而不轉(zhuǎn)動,一邊保持夾緊位置一邊向下運動。
如圖4(a)所示,各夾緊部件15、16、17的夾緊部15a、16a、17a與分別對應(yīng)的工件3的夾緊槽3a嵌合,同時與工件3接觸并將工件3壓向工作臺4。汽缸10、11、12的各夾緊壓力室13的壓力達到設(shè)定值P0 Mpa(例如,3.5 Mpa等)(即,各夾緊部件15、16、17的相對于工件3的夾緊力為設(shè)定值)時,CPU停止注入冷卻劑,同時向上移動主軸7。
然后,各止回閥20、21的閥體20a、21a座落在閥座20b、21b上,各止回閥20、21均關(guān)閉。還有,夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a從引導口18a脫出,并且第3止回閥操作部30d從引導口19a脫出,夾緊操作工具27位于圖6(a)所示的向上運動位置。這樣,如圖6(a)所示,設(shè)定壓力P0 Mpa的冷卻劑被封入夾緊壓力室13內(nèi),如圖6(a)和(b)所示,工件3被各夾緊部件15、16、17以規(guī)定的夾緊力夾緊在工作臺4上。在該夾緊狀態(tài)下,蓄壓器24的氣體25最大限度收縮,蓄壓器24內(nèi)蓄積有設(shè)定壓力P0 Mpa。
然后,CPU將主軸7移動到工具儲存部8a后,操作工具交換裝置,從主軸7取下夾緊操作工具27并保持到工具儲存部8a內(nèi),同時從工具儲存部8a取出保持有加工工件3所需的加工工具(圖中未表示)的加工工具夾持器6并安裝到主軸7上。接著,與過去的M/C一樣利用該加工工具對工件3進行加工。此時,通過主軸7的冷卻劑供給通路7a、加工工具夾持器6以及加工工具的各冷卻劑供給通路(圖中未表示)所供給的冷卻劑澆到加工部上,對加工工具和工件3的加工部一邊進行冷卻,一邊進行加工。
但是,即使在加工過程中夾緊壓流體通路22產(chǎn)生若干自然壓力泄漏,也能夠利用蓄壓器24使夾緊壓力室13的壓力保持在一定值,不會降低。這樣,可以在加工過程中可靠地對工件3進行夾緊操作,從而可以正確地對工件3進行加工。
完成一系列的規(guī)定的加工后,操作人員操作操作板上的松開按鈕。CPU將主軸7移動到工具儲存部8a,然后操作工具變換裝置,從主軸7取下機械加工的加工工具夾持器6并保持到工具儲存部8a,同時再次從工具儲存部8a取出夾緊操作工具27,安裝到主軸7上。CPU與上述一樣移動主軸7,使夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a的中心與松開側(cè)連接器19的引導口19a的中心對齊。
接著,CPU向下移動主軸7,如圖5(a)所示,將冷卻劑注入部30a插入松開側(cè)連接器19的引導口19a內(nèi),同時將第2止回閥操作部30c插入夾緊側(cè)連接器18的引導口18a內(nèi)。這樣,如前所述,開啟2個止回閥20、21。
接著,CPU通過冷卻劑供給通路7a和冷卻劑注入通路31向松開側(cè)連接器19供給冷卻劑。供給到松開側(cè)連接器19的冷卻劑通過開啟的止回閥21和松開壓流體通路23,供給到各汽缸10a的松開壓力室14。這樣,由于活塞10b向上運動,各夾緊部件15、16、17向上運動,從工件3的夾緊槽3a脫離出來后,一邊從夾緊位置向松開位置方向轉(zhuǎn)動,一邊向上運動。通過這些活塞10b的向上運動,供給到各夾緊壓力室13的冷卻劑通過夾緊壓流體通路22和開啟的止回閥20排出到外部。被排除到外部的冷卻劑與上述的情況一樣,回收到M/C1的冷卻劑回收部。
然后,如圖5(a)和(b)所示,各夾緊部件15、16、17從夾緊位置變?yōu)樗砷_位置,同時活塞10b與停止器10d接觸,活塞10b的上升運動停止。接著,CPU停止注入冷卻劑,同時向上移動主軸7。
然后,各止回閥20、21的閥體20a、21a座落在閥座20b、21b上,各止回閥20、21均關(guān)閉。還有, 夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a從引導口19a脫出,并且第2止回閥操作部30c從引導口18a脫出,夾緊操作工具27位于圖3(a)所示的向上運動位置。這樣,如圖3(a)所示,規(guī)定壓力的冷卻劑被封入松開壓力室14內(nèi),解除工件3被各夾緊部件15、16、17夾緊的夾緊狀態(tài),成為松開狀態(tài)。在此松開狀態(tài)下,汽缸10、11、12的夾緊壓力室13內(nèi)成為大氣壓(0 Mpa),蓄壓器24內(nèi)的氣體25最大限度地膨脹,蓄壓器24內(nèi)也成為大氣壓(0 Mpa)。
這樣,本實施例的M/C1中的工件的夾緊裝置中,作為夾緊力的動力源,采用過去機床中使用的冷卻劑,從而可以不需要用于夾緊的專用壓力源。因此,可以使M/C1整體小型化,同時可以低成本地制造M/C1。
而且,夾緊控制為夾緊操作工具27相對于工具保管裝置8的工具儲存部8a的裝卸控制以及冷卻劑的供給控制,這些控制與過去的M/C1的加工控制(加工工具相對于主軸7的交換控制以及加工時的冷卻劑的供給控制)可以利用同一控制系統(tǒng)進行,因此控制更加簡單,成本也更加低廉。此時,通過使被保持在主軸7上并可以安裝拆卸的夾緊操作工具27的被保持部29與過去的加工工具夾持器6的被保持部結(jié)構(gòu)相同,從而夾緊操作工具27相對于主軸7的交換操作與過去的加工工具相對于主軸7的交換操作基本相同。這樣,可以迅速進行夾緊操作工具27的交換操作,從而迅速進行夾緊操作或松開操作。
還有,由于在每次夾緊操作時供給冷卻劑,從而可獲得一定的夾緊力,可以利用相同的夾緊力對工件3進行長期穩(wěn)定的夾緊操作,而與工件厚度無關(guān)。特別是本實施例的M/C1中的工件的夾緊裝置具有作為壓力保持器的蓄壓器24,在工件加工過程中,即使在夾緊壓流體通路22等處發(fā)生若干自然的壓力泄漏,也可以利用蓄壓器24吸收這一壓力泄漏,從而可靠地利用一定的夾緊力對工件3進行夾緊操作,可以更加正確地對工件3進行加工。
圖7局部表示本發(fā)明的實施方式的其他例,(a)表示夾緊操作工具的冷卻劑注入部沒有插入夾持器的引導口的狀態(tài),(b)表示夾緊操作工具的冷卻劑注入部插入夾持器的引導口的狀態(tài)。與上述實施例相同的結(jié)構(gòu)部件采用相同的符號,省略詳細說明。
如圖7(a)和(b)所示,在該實施例的M/C1中,未設(shè)置在上述實施例的夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a上設(shè)置的第1止回閥30b。還有,在該實施例的M/C1中,在冷卻劑注入部30a上設(shè)置止回閥32。該止回閥32由閥體32a、供閥體32a離開或座落的閥座32b、使閥體32a向閥座32b加壓的加壓彈簧32c所組成。
在夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a沒有插入各連接器18、19的各引導口18a、19a的如圖7(a)所示的狀態(tài)下,閥體32a座落在閥座32b,止回閥32關(guān)閉,從外部遮斷夾緊操作工具27的冷卻劑注入通路31。還有,在夾緊操作工具27的冷卻劑注入部30a插入各連接器18、19的各引導口18a、19a的如圖7(b)所示的狀態(tài)下,止回閥32的閥體32a與止回閥20、21的閥體20a、21a接觸,各閥體32a、20a、21a分別離開各閥座32b、20b、21b,各止回閥32、20、21均為開啟狀態(tài)。
根據(jù)本實施例的M/C1中的夾緊裝置5,當冷卻劑注入部30a沒有插入各連接器18、19的各引導口18a、19a時,止回閥32關(guān)閉,從外部遮斷夾緊操作工具27的冷卻劑注入通路31,因此在夾緊操作工具27安裝到主軸7之時,能夠向夾緊操作工具27的冷卻劑注入通路31供給冷卻劑。這樣,冷卻劑注入部30a插入各連接器18、19的各引導口18a、19a,各止回閥32、20、21開啟,就可以立刻供給冷卻劑。
本實施例的M/C1的其他結(jié)構(gòu)及其他作用效果與上述例相同。
還有,上述各實施例的M/C1中,在夾緊操作工具27上設(shè)置有為了從汽缸10a排出冷卻劑而開啟止回閥20、21的2個第2以及第3止回閥操作部30c、30d,但也可以例如使安裝有夾緊操作工具27的主軸7在夾緊時和松開時轉(zhuǎn)動180°,從而省略第2和第3止回閥操作部30c、30d中的一個止回閥操作部。
還有,上述各實施例中,通過使夾緊部件15、16、17轉(zhuǎn)動并上下直線運動,對工件3進行夾緊操作和松開操作,但也可以使夾緊部件15、16、17只進行轉(zhuǎn)動或只進行上下直線運動,對工件3進行夾緊操作和松開操作。
另外,在各連接器18、19上設(shè)置的止回閥20、21并不局限于上述各實施例的止回閥,只有具有與上述實施例的止回閥20、21相同的功能,可以使用任意的止回閥。
另外,本發(fā)明的夾緊裝置并不局限于上述實施例的M/C,只要是可適用本發(fā)明的夾緊裝置的機床,可以用于任意機床中的夾緊裝置。此時,在工件加工過程中,不需要總是對工件的加工部以及上述加工工具的工件接觸部供給冷卻劑,只要根據(jù)需要對工件的加工部以及上述加工工具的工件接觸部供給冷卻劑即可。
權(quán)利要求
1.一種機床中的夾緊裝置,在工件加工過程中,可以通過分別在主軸以及安裝在該主軸上的加工工具中形成的冷卻劑供給通路向上述工件的加工部以及上述加工工具的工件接觸部供給冷卻劑、同時利用夾緊裝置對工件進行夾緊操作,其特征在于上述夾緊裝置至少具有供給上述冷卻劑的夾緊用液壓缸裝置、和被該夾緊用液壓缸裝置驅(qū)動而對上述工件進行夾緊操作的夾緊部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床中的夾緊裝置,其特征在于上述夾緊用液壓缸裝置具有被活塞分割為夾緊壓力室和松開壓力室的雙動式汽缸,上述夾緊部件設(shè)置在從上述活塞延伸的活塞桿上,通過向上述夾緊壓力室供給上述冷卻劑而使上述夾緊部件位于對上述工件進行夾緊操作的夾緊位置,通過向上述松開壓力室供給上述冷卻劑而使上述夾緊部件位于不夾緊上述工件的松開位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機床中的夾緊裝置,其特征在于具有對上述冷卻劑向上述夾緊壓力室以及上述松開壓力室的供給和排出進行控制的冷卻劑供給排出機構(gòu)、和可以在上述主軸上安裝并拆卸、對上述冷卻劑供給排出機構(gòu)進行控制、同時具有在安裝到上述主軸時與上述主軸的冷卻劑供給通路連接的冷卻劑注入通路的夾緊操作工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機床中的夾緊裝置,其特征在于上述冷卻劑供給排出機構(gòu)具有夾緊側(cè)連接器和松開側(cè)連接器,上述夾緊側(cè)連接器與上述夾緊壓力室連接,并具有保持上述夾緊壓力室的壓力的止回閥,上述松開側(cè)連接器與上述松開壓力室連接,并具有保持上述松開壓力室的壓力的止回閥,上述夾緊操作工具具有冷卻劑注入部和止回閥操作部,其中冷卻劑注入部形成有上述冷卻劑注入通路,通過插入上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的任意一方并開啟其止回閥、并且從上述冷卻劑注入通路向上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的任意一方注入上述冷卻劑,從而向上述夾緊壓力室和上述松開壓力室中的任意一方供給冷卻劑;止回閥操作部在上述冷卻劑注入部插入上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的任意一方時,插入上述夾緊側(cè)連接器和上述松開側(cè)連接器中的另一方并開啟其止回閥,從而排出供給到上述夾緊壓力室和上述松開壓力室中的另一方的上述冷卻劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機床中的夾緊裝置,其特征在于在連接上述夾緊側(cè)連接器和上述夾緊壓力室的夾緊壓流體通路中具有使上述夾緊壓力室的壓力保持一定的壓力保持機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機床中的夾緊裝置,將安裝在主軸(7)上的夾緊操作工具(27)的冷卻劑注入部(30a)插入夾緊側(cè)連接器(18),并且將第3止回閥操作部(30d)插入松開側(cè)連接器(19),從而開啟2個止回閥(20、21)。冷卻劑通過冷卻劑注入通路(31)注入到夾緊側(cè)連接器(18),并且通過止回閥(20)和夾緊壓流體通路(22)供給到夾緊壓力室(13)。供給到松開壓力室(14)的冷卻劑通過松開壓流體通路(23)和止回閥(21)排出到外部。活塞(10b)向下動作,夾緊部件(15)將工件(3)夾緊在工作臺(4)上。這樣,不需要夾緊專用的壓力源,從而可以使機床整體小型化、控制簡單、成本低廉。
文檔編號B23Q11/10GK1579699SQ20041005746
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者谷口孝男, 池田重晴, 日高實, 佐藤朝由, 長田浩, 小林高夫, 金原宏直, 野間重人, 村井和孝, 榊原正人 申請人:愛信艾達株式會社
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