换位工作台.pdf

提供一种高精度的换位工作台，其易于将旋转台安装到机架上，并向轴承施加适当的预压力。在换位工作台中，旋转台和机架在旋转台旋转轴线方向相互分离，两个轴承分别设置在旋转台和机架之间，其中，旋转台在旋转中心部形成有通孔，且该通孔具有中途向旋转中心延伸的台阶部，机架包括贯通台阶部的轴部和可拆卸的轴承支承部件，支承部件与和旋转台工件安装侧面相同侧的台阶部面相对，前述两个轴承中的一个设置在和工件安装侧面相反侧的旋转台的面和机架之间，另一个设置在和工件安装侧面相同侧的台阶部面和支承部件之间，在拆下支承部件的状态下将旋转台安装到机架上，旋转台、两个轴承以及支承部件均从同一侧设置在机架上。

1.  一种换位工作台，旋转台和机架在旋转台旋转轴线方向相互分离，两个轴承分别设置在旋转台和机架之间，其特征在于，旋转台在旋转中心部形成有通孔，且该通孔具有中途向旋转中心延伸的台阶部，机架包括贯通台阶部的轴部和可拆卸的轴承支承部件，支承部件与和旋转台工件安装侧面相同侧的台阶部面相对，前述两个轴承中的一个设置在和工件安装侧面相反侧的旋转台的面和机架之间，另一个设置在和工件安装侧面相同侧的台阶部面和支承部件之间。

2.  如权利要求1记载的换位工作台，其特征在于，前述两个轴承中的一个具有比前述另一个大的直径。

3.  如权利要求1或2记载的换位工作台，其特征在于，前述支承部件可拆卸地设置在前述轴部的端部。

4.  如权利要求1或2记载的换位工作台，其特征在于，形成工件安装侧面的部件和前述台阶部由一个部件形成。

5.  如权利要求1或2记载的换位工作台，其特征在于，前述轴承设置在和旋转台的旋转轴线垂直的相对面之间。

6.  如权利要求1或2记载的换位工作台，其特征在于，前述轴承均为推力轴承。

7.  如权利要求1或2记载的换位工作台，其特征在于，前述两个轴承中的另一个是圆锥滚子轴承或者角接触轴承，与工件安装侧面相同侧的台阶部面和支承部件，以在旋转台的半径方向错开的状态相对。

换位工作台
技术领域
本发明涉及换位工作台。
背景技术
在已知的换位工作台中，旋转台和机架在两个位置在旋转台的旋转轴线方向间隔开，同时，轴承分别配置在其间，各轴承分别受到在旋转轴线方向相反方向的力(例如，参照专利文献1)。因此，机架能够抵抗来自旋转台工件安装侧面的外力和旋转台的自重并支承旋转台，从而保持工件的加工精度。
在专利文献1中记载的换位工作台中，在机架上设置有通孔，旋转台主体部分和轴承支承部件各自的圆筒部分从相反侧插入机架的通孔中。两个圆筒部分通过螺栓相互连接，形成旋转台的旋转中心部。两个推力轴承中的一个配置在和工件安装侧面相同侧的机架面和旋转台主体部分之间，另一个配置在和工件安装侧面相反侧的机架面和支承部件的凸缘部分之间。前一个推力轴承受到从旋转台的工件安装侧面朝向机架的旋转轴线方向的力，后一个推力轴承受到和从旋转台的工件安装侧面朝向机架的旋转轴线方向的力相反方向的力。
专利文献1：特许2930889(第4页，图1)。
在这种换位工作台的情况，在制造和大修时的组装时，要依次地将旋转台安装到机架上。另外，在安装作业前，从旋转台拆下轴承的支承部件。首先，从机架的工件安装侧将两个推力轴承中的一个安装在机架上。其次，从相同方向将旋转台的主体部分设置在该推力轴承上，并将圆筒部分插入通孔中。然后，从相反侧，即机架的反工件安装侧将另一个推力轴承设置在机架上。接下来，从相同侧将支承部件设置在另一个推力轴承上，并将圆筒部分插入通孔中。支承部件和旋转台主体部分的圆筒部分之间用螺栓连接，从而完成旋转台到机架的安装。
但是，在这种换位工作台的情况下，由于从机架的工件安装侧设置旋转台的主体部分和两个推力轴承中的一个，而从机架的反工件安装侧设置另一个推力轴承和支承部件，因而在中途必须移动机架，使其上下颠倒。此时，先安装的推力轴承和旋转台的主体部分等在自重的作用下恐怕会偏离安装位置，操作时要特别注意。
另一方面，在这种换位工作台的情况下，使垫片介于旋转台的主体部分和支承部件之间进行连接，通过调整垫片的厚度，能将适当的预压力施加在两个推力轴承上。通过将适当的预压力施加在推力轴承上，能够消除旋转轴线方向的松动，同时，能抑制由外力造成的在旋转台旋转轴线方向的位移，保持工件的加工精度。而且，不会由于大于必要值的预压力而使推力轴承过早磨损、增大旋转阻力。
在将支承部件安装到主体部分时，对推力轴承进行预压力调整，将旋转台降下，使机架在旋转台上旋转，边调整机架的旋转阻力边调整垫片的厚度，由此进行预压力的调整。但是，在通常状态，旋转台设置在机架上，而在安装支承部件时的状态，机架反过来作为重物设置在旋转台上，在这两种状态下施加在推力轴承上的重量是不同的，从而推力轴承的旋转阻力不同。为此，在使机架旋转的同时，必须假定使旋转台旋转的通常状态的旋转台的旋转阻力，从而难于将适当的预压力施加在推力轴承上。
而且，为了不采用上下颠倒移动机架的作业，考虑到使旋转台的旋转轴线变成水平方向来设置机架并进行旋转台的安装。但是，在这种安装方法的情况下，不能利用自重安装旋转台的主体部分和推力轴承，因此操作变得困难。特别是，在边使旋转台旋转边调整其旋转阻力的预压力调整时，由于没有将旋转台的重量施加到推力轴承上，因而和前述安装方法一样，必须假定在通常状态的旋转台的旋转阻力，从而难于将适当的预压力施加在推力轴承上。
发明内容
鉴于以上现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种高精度的换位工作台，其易于将旋转台安装到机架上，同时可向轴承施加适当的预压力。
为实现上述目的，本发明提供一种换位工作台，旋转台和机架在旋转台旋转轴线方向相互分离，两个轴承分别设置在旋转台和机架之间，其中，旋转台在旋转中心部形成有通孔，且该通孔具有中途向旋转中心延伸的台阶部，机架包括贯通台阶部地轴部和可拆卸的轴承支承部件，支承部件与和旋转台工件安装侧面相同侧的台阶部面相对，前述两个轴承中的一个设置在和工件安装侧面相反侧的旋转台的面和机架之间，另一个设置在和工件安装侧面相同侧的台阶部面和支承部件之间(权利要求1)。
而且，前述两个轴承中的一个具有比前述另一个大的直径(权利要求2)。
还有，前述支承部件可以可拆卸地设置在前述轴部的端部(权利要求3)。
还有，形成工件安装侧面的部件和前述台阶部可以由一个部件形成(权利要求4)。
还有，前述轴承可以设置在和旋转台的旋转轴线垂直的相对面之间(权利要求5)。
还有，前述轴承可以均为推力轴承(权利要求6)。
还有，前述另一个轴承可以是圆锥滚子轴承或者角接触轴承，与工件安装侧面相同侧的台阶部面和支承部件，可以以在旋转台的半径方向错开的状态相对(权利要求7)。
按照权利要求1，在将旋转台安装到机架上时，在拆下支承部件的状态下，可以从机架的同一侧安装旋转台和两个轴承，在安装完这些部件后，可以从同一侧安装轴承的支承部件。
即，在旋转台安装在机架上之前，从机架的工件安装侧将两个轴承中的一个配置在机架上。然后，从相同侧插入旋转台，通过轴承中前述一个将其安装在机架上。
由于在旋转台的通孔中形成有向旋转中心延伸的台阶部，因而另一个轴承从旋转台的相同侧插入通孔中，并安装在和工件安装侧面相同侧的台阶部面上。
支承部件，在安装完另一个轴承后，从旋转台的相同侧被插入通孔中，推压在其和与工件安装侧面相同侧的台阶部面之间的另一个轴承而被安装在机架的主体部分上。由此，完成旋转台到机架的安装。
如上所述，能够从机架的同一侧，即工件安装侧将旋转台、两个轴承以及支承部件安装在机架上。
在将旋转台安装到机架上时，由于能够从同一侧将旋转台、两个轴承以及轴承的支承部件安装在机架上，从而可以容易地安装旋转台，并可以高精度的安装。
由于两个轴承中的一个设置在与工作安装侧面相反侧的旋转台面和机架之间，因此受到从工件安装侧面朝向机架的旋转轴线方向的力，从而限制旋转台的位移。由于另一个设置在与工件安装侧面相同侧的台阶部面和形成机架的支承部件之间，因此受到和从工件安装侧面朝向机架的旋转轴线方向的力相反的力，从而限制旋转台的位移。因此，两个轴承能够在旋转轴线方向分别限制相反方向的旋转台的位移，旋转台受到两个轴承的支承。
按照权利要求2，由于前述两个轴承中的前述一个比另一个直径大，因此能够充分地承受从旋转台的工件安装侧面朝向机架的旋转轴线方向的力而在该力作用下不变形，从而抵抗工件加工时的外力，支承旋转台。
当从工件安装侧指向机架的工件加工时的外力施加在前述两个轴承半径方向外侧时，在旋转台上产生以一个轴承上的外力附近部分为中心的力矩。由于前述两个轴承中的另一个承受和从工件安装侧面朝向机架的旋转轴线方向的力相反的力，因此能够抑制由前述力矩造成的旋转台的倾斜。即，由于前述轴承中的一个直径较大，前述另一个轴承在远离旋转中心的位置受到前述力矩产生的力，因此施加到前述另一个轴承上的力较小。从而，即使前述另一个轴承直径较小，也能充分地支承旋转台。
这样，由于可以将仅被施加小的力的前述另一个轴承做得比前述一个轴承小，因此能够降低另一个轴承的成本。
按照权利要求3，由于前述支承部件可拆卸地设置在贯通台阶部的轴部端部，因而可以在台阶部的外侧调整支承部件和轴部的相对位置，通过调整支承部件和轴部的旋转轴线方向的相对位置，就能够容易并正确地进行轴承预压力的调整。
按照权利要求4，由于形成工件安装侧面的部件和前述台阶部由同一部件形成，因而能够高精度地各自形成与工件安装侧面相同侧的台阶部面和工件安装侧面，并使这两个面均高精度地垂直于旋转轴线，能够抑制旋转台的旋转振动，从而可以得到高精度的换位工作台。
按照权利要求5，由于前述轴承配置在与旋转台的旋转轴线垂直的相对面之间，因此，即使旋转台旋转，相对的旋转台和机架面之间的位相产生变化，由于旋转台和机架的间隔保持原样状态，旋转台也不会在旋转轴线方向位移，能保持工件的加工精度。
按照权利要求6，由于前述轴承均是推力轴承，因此能够充分承受旋转轴线方向的力，能够高精度地支承旋转台。
按照权利要求7，由于前述另一个轴承是圆锥滚子轴承或角接触轴承，因此能够承受旋转轴线半径方向的力和旋转轴线方向的力，不必为此设置专用的径向轴承，能够紧凑地形成旋转台的支承机构。
附图说明
图1是表示本发明第1实施例的换位工作台的正视图，该图是沿作为俯视图的图2的B-B截取的剖视图。
图2是图1的俯视图，是沿图1的A-A截取的剖视图。
图3是表示本发明第2实施例的换位工作台的剖视图。
图4是表示本发明第3实施例的换位工作台的剖视图。
图5是表示本发明第4实施例的换位工作台的剖视图。
具体实施方式
(1)第1实施例
下面根据附图说明实施本发明的具体方式。图1、图2所示为本发明第1实施例的换位工作台50的正视图和俯视图，均是剖视图。图1是沿图2的B-B线得到的剖视图，图2是沿图1的A-A线得到的剖视图。
换位工作台50包括旋转台2、可旋转支承旋转台2的机架1、通过未图示的螺栓固定在旋转台2上的蜗轮4、借助于两个圆锥滚子轴承21和径向轴承20支承在机架1上的蜗杆3、通过联轴器6和蜗杆3连接的驱动马达5。
旋转台2形成有作为安装未图示的加工台和加工夹具等的面的且和旋转轴线15直交的工件安装侧面2a、和工件安装侧面2a相反侧的面2b、以及旋转轴线15方向的通孔2c。通孔2c形成在旋转中心部，并具有向旋转中心即旋转轴线15延伸的台阶部2d。台阶部2d具有沿通孔2c的圆周方向遍布整个圆周形成的和工件安装侧面2a相同侧的台阶部面2e，以及和工件安装侧面2a相反侧的台阶部面2f。
机架1包括固定在未图示的工作机械的台面上的底面1c、和旋转台2的前述面2b反向的面1d，贯通在通孔2c中形成的台阶部2d且端部从台阶部面2e突出的轴部1a、以及在轴部1a的端部可拆卸的支承部件7，所述支承部件7通过螺栓8可拆卸地固定在端部端面1b上，且向旋转轴线15半径方向外侧延伸，是和台阶部2d的台阶部面2e相对的圆盘形状。
旋转台2通过两个推力轴承9、10和径向轴承11支承在机架1上。
即，推力轴承9配置在位于工件安装侧面2a的相反侧的旋转台2的面2b和机架1的面1d之间的旋转台2的外周面附近。比推力轴承9直径小的推力轴承10配置在旋转台2的台阶部面2e和包含在机架1上的支承部件7之间。径向轴承11配置在旋转台2的台阶部2d部分的通孔2c和机架1的轴部1a之间。
由于推力轴承9配置在旋转台2的外周面附近且具有足够大的载荷承受面，能够足够承受从旋转台2的工件安装侧面2a朝向机架1的旋转轴线方向的力，从而抵抗工件加工时的外力，支承旋转台2，抑制旋转台2的位移，保持工件的加工精度。
从工作安装侧面2a朝向机架1的工件加工时的外力施加在推力轴承9的半径方向的外侧时，在旋转台2上产生以推力轴承9的外力附近部分为中心的力矩。推力轴承10受到和从工件安装侧面2a朝向机架1的旋转轴线方向的力反向的力，该推力轴承10能够抑制由前述力矩造成的旋转台2的倾斜。即，由于推力轴承9的直径大，为此推力轴承10在远离前述力矩中心的位置受到由前述力矩造成的力，因此施加在推力轴承10上的力小。从而，即使推力轴承10的直径小，在外力作用下也不变形的，能可靠地支承旋转台2，抑制旋转台2的位移，保持工件的加工精度。
向推力轴承9、10施加预压力。因此，推力轴承9接触和工件安装侧面2a相反侧的旋转台2的面2b，推力轴承10接触和工件安装侧面2a相同侧的台阶部面2e。即，旋转台2的和工件安装侧面2a相反侧的面以及和工件安装侧面2a相同侧的面均分别与推力轴承9、10接触，旋转台2通过推力轴承9、10受到机架1的推压。该推压力即施加在推力轴承9、10上的预压力，如下所述，可以通过加减支承部件7向推力轴承10的推压力来调整。
推力轴承10配置在旋转台2的台阶部面2e和包含在机架1中的支承部件7之间，由插在支承部件7和轴部1a的端部端面1b之间的垫片12的厚度来调整预压力。利用螺栓8通过垫片12将支承部件7紧固连接在端面1b上，即将支承部件7推压在端面1b上。支承部件7利用在该推压力范围内的推压力推压推力轴承10，即向推力轴承10施加预压力。垫片12变厚，则支承部件7向离开端面1b的方向位移，支承部件7向推力轴承10的推压力减小，通过推力轴承10和旋转台2传递给推力轴承9的推压力也减小，因而施加在推力轴承9、10上的预压力变小了。垫片12变薄或者不插入垫片12，则支承部件7接近或者接触端面1b，支承部件7向推力轴承10的推压力增大，通过推力轴承10和旋转台2传递给推力轴承9的推压力也增大，因而施加在推力轴承9、10上的预压力变大了。
通过向推力轴承9、10施加适当的预压力，就不会产生旋转轴线方向的松动，同时，能够抑制外力造成的旋转台2在旋转轴线方向的位移，保持工件的加工精度。而且，不会由于大于必要值的预压力而使推力轴承9、10过早磨损，损坏旋转性能，因此而损害旋转台2的旋转。
在组装换位工作台50时，旋转台2如下地安装在机架1上。
机架1在拆卸了支承部件7的状态下将底面1c设置在下面。首先，把推力轴承9和径向轴承11设置在机架1上。此时，推力轴承9，下侧的推力轨道轮嵌入机架1的嵌合孔中，和旋转轴线15同轴设置。然后，设置安装着蜗轮4的旋转台2。由此，轴部1a贯通与通孔2c的台阶部2d对应的部分，成为贯通台阶部2d的状态，轴部1a的端部从台阶部2d的台阶部面2e突出来。此时，旋转台2的与通孔2c的台阶部2d对应的部分和径向轴承11的外圈嵌合，且和旋转轴线15同轴设置。然后，将推力轴承10设置在台阶部面2e上，同时，在端面1b上装上适当厚度的垫片12。然后，安装支承部件7。在支承部件7上形成对推力轴承10的嵌合轴，而且，在该嵌合轴的内侧形成对轴部1a的嵌合孔。轴部1a和推力轴承10上侧的推力轨道轮分别嵌入支承部件7的前述嵌合孔和前述嵌合轴，推力轴承10和旋转轴线15同轴定位。通过螺栓8把支承部件7安装在轴部1a的端面1b上。在该状态下，预压力的重量施加在推力轴承10上，除预压力的重量之外，旋转台2的重量也施加在推力轴承9上。
将弹簧秤安装在旋转台2的规定位置并在切线方向拉伸，测定旋转台2的旋转开始值。当需要比规定值大的较大力用于旋转台2旋转开始时，即，当需要比规定值大的较大转矩，推力轴承9、10的预压力大于规定值时，则增厚垫片12，使支承部件7离开端面1b，从而预压力减小。当转矩比规定值小时，即推力轴承9、10的预压力较小时，则减薄垫片12，使支承部件7接近端面1b，从而预压力增大。
通过调整垫片12的厚度的对推力轴承9、10的预压力调整一结束，就完成了旋转台2到机架1的安装。然后，用螺栓14将盖13安装在旋转台2上。在安装完旋转台2后，盖13用来塞住旋转台2安装到机架1上所必需的通孔2c，防止切削粉和切削液等异物落入换位工作台50的内部。
这样，在将旋转台2安装到机架1上时，旋转台2、两个推力轴承9、10、径向轴承11、以及支承部件7可以全部从机架1的相同侧，即从工件安装侧设置在机架1上。因此，变得容易安装旋转台2，同时，可以正确进行推力轴承9、10的预压力调整，进行高精度的安装。
由于支承部件7可拆卸地设置在贯通台阶部2d的轴部1a上，则端面1b从台阶部2d的台阶部面2e突出来。从而，可以在台阶部2d的外侧调整支承部件7和轴部1a的相对位置，能够容易且正确地进行通过加装垫片12的推力轴承9、10的预压力调整。
(2)第2实施例
图3所示为本发明第2实施例的换位工作台60。
使用直径比第1实施例还大的径向轴承11，能够支承径向较大载荷。在旋转台2的旋转中心部，在机架1和盖13上设置安装加工夹具用的机架通孔1e和盖通孔13a，而且，设置油封17，防止切削粉、切削液等异物从通孔1e、13a落入换位工作台60内部。
和第1实施例的换位工作台50一样，由于支承部件7可拆卸地设置在轴部1a的端部，因而能够容易地进行推力轴承9、10的预压力调整。即，机架1在轴部1a的端部形成阳螺纹，并与在环状支承部件7的内周面形成的阴螺纹旋合。调整两螺纹的旋合，从而调整支承部件7给予推力轴承10的紧固力，即调整给予推力轴承10的推压力，和第1实施例一样，从而调整推力轴承9、10的预压力。
和第1实施例一样，在将旋转台2安装到机架1上时，旋转台2、两个推力轴承9、10、径向轴承11、以及支承部件7全部可以从机架1的相同侧，即从工件安装侧设置在机架1上。另外，在安装旋转台2之前将径向轴承11安装在机架1上。
(3)第3实施例
图4所示为本发明第3实施例的换位工作台70。
设置圆锥滚子轴承16来代替第1实施例的推力轴承10和径向轴承11。
和工件安装侧面2a相同侧的台阶部面2e和支承部件7在旋转台2的半径方向以相互错开的状态相对。因此，圆锥滚子轴承16的外圈能够和台阶部面2e和通孔2c的面对接，内圈能够和支承部件7和轴部1a的外周面对接。这样，圆锥滚子轴承16能够承受和从工件加工侧面2a朝向机架1的力相反方向的旋转轴线15方向的力，并同时能承受径向的力即和旋转轴线15垂直方向的力。
和第2实施例的换位工作台60一样，支承部件7可拆卸地安装在轴部1a的端部，在轴部1a的端部形成阳螺纹，并与在环状支承部件7的内周面形成的阴螺纹旋合。和第2实施例一样，调整两螺纹的旋合，从而调整给予推力轴承9和圆锥滚子轴承16的预压力。
和第1、第2实施例一样，在将旋转台2安装到机架1上时，旋转台2、推力轴承9、圆锥滚子轴承16以及支承部件7全部可以从机架1的相同侧，即从工件安装侧设置在机架1上。
(4)第4实施例
图5所示为本发明第4实施例的换位工作台80。
和第1实施例的换位工作台50不同，在机架1中，轴部1f和7a分别设置在主体部分和支承部件7上，由两轴部1f、7a形成贯通台阶部2d的机架1的轴部1a。即，支承部件7没有安装在机架1的轴部1a的端部，这与第1实施例的换位工作台50不同。因此，在旋转台2安装到机架1上时，使垫片12插入与通孔2c的台阶部2d对应的部分并装在端面1b上，从而进行预压力的调整操作。
和第1实施例一样地将旋转台2安装到机架1上，并进行通过调整垫片12厚度的推力轴承9、10的预压力的调整。
另外，在该实施例中，虽然在机架1中轴部1f和7a分别设置在主体部分和支承部件7上，由两轴部1f、7a形成贯通台阶部2d的机架1的轴部1a，但也可以只在支承部件7上设置轴部1a。此时，支承部件7的轴部7a即轴部1a贯通台阶部2d，与主体部分嵌合。
本发明不限于上述任一个实施例，在不背离本发明精神的限制下可以作出各种变化。