CN101077557A - 机床的支柱、底座的制造方法及结构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过将机床的支柱或底座形成钣金部件的组装结构，能够容易在短时间内制造支柱或底座的技术。机床的支柱本体，通过组合前部部件(110)和后部部件(130)，安装侧面罩构成。内部由多个加强筋(150、160)加强。通过精密激光加工钣金材料制作各部件。通过将设在一方部件上的突部插入形成在另一方部件上的缝隙内，组装支柱本体。

Description

机床的支柱、底座的制造方法及结构件

技术领域

本发明涉及机床的支柱、底座的制造方法及结构件。

背景技术

图1是表示机床的基本结构的说明图。

用符号1表示整体的机床，具有上下活动自如地支持加工头10的滑鞍20，相对于支柱30水平方向移动自如地支持滑鞍20。

支柱30具有马达40沿纵向(长度方向)在底座50上移动。底座50具有由横梁60连结一对结构件的构成。

图2(a)表示构成机床的底座50的以往的钣金加工结构的制造工序。

在工序S10进行材料切断。作为切断的手段，例如如果进行等离子熔断，相对于100mm的熔断，存在正负1mm程度的尺寸公差。

在工序S11临时组装切断的材料，在工序S12进行焊接。在工序S13进行焊接发生的变形的校正。例如，在总长8m的长条的结构件中，通常产生10mm以上的变形。另外，变形校正作业，是对于具有非常高的熟练技术的作业者也需要长时间的作业。在工序S14，将该结构件输送到退火设备，在工序S15进行退火。对退火后的结构件实施喷丸处理，在工序S17输送到机械加工设备，在工序S18实施机械加工，完成底座50。该机械加工，即使在比较广用的大型机械中，最大加工范围也在4m以下，对于超过此范围的大型加工件，严格限定加工区域。

另外，在下述的非专利文献中公开了由焊接钣金加工结构构成机床的结构件。

非专利文献1：“机床的设计原理”エフ·ケ-ニヒスベルガ-著，盐崎进译.1971年，(株)养贤堂发行

非专利文献2：杂志“应用机械工学”，特集，焊接结构设计，昭和45年3月1日发行，第11卷第3号

由于机床的底座等是大型的结构件，所以搬送等也需要工夫，此外也需要大型的退火炉等设备。

此外，机械加工用的设备不仅需要大型的机械，所需工时也多。即使是制作时间，如果根据以往的工序，需要2～3个月。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述的问题的机床的支柱或底座等结构件的制造方法及利用该制造方法制作的结构件。

本发明的机床的支柱、底座的制造方法，作为基本的机构，具备：对钣金材料实施激光精密加工，制作钣金部件的工序；对需要加工的钣金部件实施弯折加工的工序；制作机械加工部件的工序；组装钣金部件和机械加工部件的工序。

另外，具有利用激光精密加工制作的钣金部件的组装结构的机床的支柱，具备在与移动轴正交的轴线方向上延伸的支柱本体、安装在支柱本体的两端部上的支柱腿部件，支柱本体具备：在与轴线平行的面内被激光精密加工分割的前部部件和后部部件；覆盖前部部件和后部部件形成的封闭截面空间的两端部的罩；配设在前部部件和后部部件的内侧，与两部件结合的多个加强筋。

此外，具有利用激光精密加工制作的钣金部件的组装结构的机床的支柱，具备底座的上部组件和下部组件；底座的下部组件，具备：在底座的纵向上延伸的对向配置的侧板、覆盖侧板的底部的底板、配设在侧板的上部的棱柱部件、覆盖侧板的两端部的端面板、配设在内部，与侧板结合的多个加强筋、紧固两侧板的紧固组件。

根据本发明，能够通过组装钣金材料容易构筑大型的结构件即机床的底座或支柱。

通过实现激光加工的高精度化，能够用该钣金材料的组装结构制造底座或支柱。

根据本发明，能够用3～4天的时间制造上述大型结构件。

附图说明

图1是表示机床的基本结构的说明图。

图2是表示机床的底座的制造工序的图示。

图3是本发明的支柱组装图。

图4是本发明的支柱的本体的组装图。

图5是本发明的支柱的本体的分割图。

图6是图5的A部的详细说明图。

图7是图5的B部的详细说明图。

图8是支柱腿部件的组装图。

图9是支柱腿部件的分解图。

图10是本发明的底座的组装图。

图11是本发明的底座的上部组件和下部组件的说明图。

图12是底座下部组件的组装图。

图13是底座下部组件的分解图。

图14是图13的A部的详细说明图。

图15是图13的B部的详细说明图。

图16是底座下部组件的激光加工部件的一览图。

图17是底座下部组件的剖面图。

图中：1-机床，10-加工头，20-滑鞍，30、30A-支柱，40-马达，50、50A-底座，100-支柱本体，200-支柱腿部件，300-底座下部组件，500-紧固组件，600-底座上部组件。

具体实施方式

图2(b)是表示根据本发明的底座的制造工序的说明图。

在工序S20中，切断钣金材料，制作所需的部件。作为切断手段，采用激光精密加工。激光精密加工，对于1000mm的切断长度，具有正负0.05mm的高精度的尺寸公差。与该材料切断工序并行，在工序S21中，进行组装在底座上的机械加工部件的加工。

在工序S22中，组装钣金部件，同时组装机械加工的部件，完成底座50。

如上所述，根据本发明，由于能够利用激光精密加工，因此能够高精度加工包括榫或榫槽的钣金部件，通过组装这些部件，能够容易制造支柱或底座等结构件。关于部件的紧固，使用螺栓、螺母等紧固部件，不需要大规模的焊接，同时也不需要退火。因此，不会发生焊接变形，能够得到高精度的结构件。

此外，由于能够与激光精密加工并行进行机械加工，所以生产性高，能够在短时间内制造所需的结构件。

以下，说明根据本发明的支柱和底座的结构和制造方法。

图3是表示利用本发明的制造方法制作的支柱的整体构成的立体图。

用符号30A表示整体的支柱组件，具有支柱本体100和安装在支柱本体100的两侧端上的支柱腿部件200。

图4是支柱本体100的立体图，支柱本体100具有前部部件110、后部部件130和安装在两侧端部上的侧面罩140。

图5是支柱本体的分割图，图6是图5A的详细图示，图7是图5B的详细图示。

支柱本体，具有折弯加工板材并实施了缝隙等所需的加工的前部部件110、和实施了相同的加工的后部部件130，在形成前部部件110和后部部件130的封闭截面空间的内侧配设2种加强筋150、160。另外，用侧面罩140覆盖支柱本体的两侧端部。

图6是表示支柱本体后部部件130和侧面罩140的卡合结构的说明图，图7是表示支柱本体后部部件120和加强筋160及侧面罩140的卡合结构的说明图。

在后部部件130的端部，设置成为榫的多个突部130a、130b、130c、130d、130e、130j、130k等。

另外，在侧面罩140上除成为榫槽的多个缝隙140a、140b、140c、140d、140e、140m、140n、140p、140q、140r等外，还形成凹部140j、140k、140l。

后部部件130的突部130a被插入固定在侧面罩140的缝隙140a内。同样，后部部件130的突部130b、130c、130d、130e，分别被插入固定在侧面罩140的缝隙140b、140c、140d、140e内。此外，后部部件130的突部130j、130k，被卡合在侧面罩140的凹部140j、140k内。

后部部件130，具有用于插入图7中说明的加强筋160的突部的缝隙130f、130g、130h。

在图7中，前部部件120，在端部具有多个突部120m、120n、120p、120q、120r、120l，同时在面板部上形成缝隙120a、120b、120c、120d等。

端部的突出部120m、120n、120p、120q、120r，被插入固定在图6中说明的侧面罩140对应的缝隙140m、140n、140p、140q、140r内。

加强筋160，在外边缘部设置多个突部160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h。

加强筋160的突部160a、160b、160c、160d，分别被插入固定在前部部件120对应的缝隙120a、120b、120c、120d内。

加强筋160的底部的突部160e，被插入固定在形成在前部部件120的底部上的未图示的缝隙内。

同样，加强筋160的160f、160g、160h，被插入固定在后部部件130对应的缝隙130f、130g、130h内。

利用上述紧固结构组装支柱本体。

图8是支柱腿部件200的立体图，图9是支柱腿部件的分解图。

用符号200表示整体的支柱腿部件，具有腿本体210、底板220、本体罩230、2种加强筋240、250、制动260、制动罩270。

如图9所示，通过精密激光加工钣金，折弯需要加工部位，制作构成支柱腿部件的各部件。

腿本体210，在两侧部具有突部210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g，同时在折弯的下端部具有凹部210h、210k、210l。

此外，在上表面形成缝隙210m、210n、210p、210q、210r、210s。

底板220，具有突部220h、220k、220l，卡合在本体210对应的凹部210h、210k、210l内。

在本体罩230上形成多个缝隙230a、230b、230c、230d、230e、230f、230g等。腿本体210的突部210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g，分别被插入在对应的本体罩230的缝隙230a、230b、230c、230d、230e、230f、230g内。

加强筋240，在上部具有突部240m、240n、240p，各突部被插在腿本体210对应的缝隙210m、210n、210p内。该突部240m、240n、240p贯通腿本体210的上表面，向上方突出。

加强筋250，在上部具有突部250q、250r、250s，被插入腿本体210对应的缝隙210q、210r、210s内。

制动260，折弯成棱柱形状，在端部设置多个突部260a、260b等。制动罩270，具有对应的凹部270a、270b等，将制动罩270卡合在制动260的两侧部。

本发明的支柱，具有以上说明的构成，是通过准备利用精密激光加工制作的钣金部件，将设在所需部位的突部插入在缝隙中，组装整体的组件而成的。

各构成部件，由于全部是钣金部件，所以不仅加工能够自动化，而且能够用短时间制造所需的组件。

图10是底座组件的立体图。

用符号50A表示整体的底座组件，由底座下部300和底座上部600构成。

图11是表示底座下部组件300和底座上部600的组装结构，表示在完成底座下部组件300后，安装上部钣金加工部件610、620，完成底座组件的组装顺序。

图12是底座下部组件300的组装图，图13是分解图。

底座下部组件300，具有4块侧板310、320、330、340和底板360、362，具备连结这些侧板和底板的具有多种形状的加强筋370、372、380、390、392、400等。

图14表示图13的A部的详细构成，图15表示B部的详细构成。

2块侧板310和侧板320，通过组合利用形成在各自的端部上的燕尾榫310a和榫槽320a的接头结构，构成1块侧板组件。

由于用2块侧板组装构成侧板组件，所以各侧板的加工不需要使用大型的激光加工机，能提高生产性和加工精度。

同样，侧板330和侧板340，也通过组合燕尾榫330a和榫槽340a，构成1块侧板组件。

图14表示该侧板330和侧板340的接头结构。

在侧板330的端部上设置3个燕尾榫330a、330b、330c。另外，在侧板330的端部上形成3个榫槽340a、340b、340c。

通过组合3处的燕尾榫和榫槽，将2块侧板组装成1块侧板组件。

侧板组件330，具有插入加强筋的突部的缝隙330d、330e、330f等，此外，具备用于安装后述的紧固组件的方孔330g、330h、330j、330k等。

同样，侧板340也具备插入加强筋的突部的缝隙340d、340e、340f或用于安装紧固组件的方孔340g等。

底板362也具有插入形成在侧板的下部上的突部的缝隙362a、362b、362c、362d或插入加强筋的突部的缝隙362e。

如图15所示，在侧板310的端部上设置多个突部，将突部310c插入端侧板350对应的缝隙350c中。在形成在端侧板350上的缝隙350d中，插入图13所示的侧板330的端部的突部330d。通过组合设在侧板的端部上的多个突部、和形成在侧端板上的多个缝隙，能够构成刚性高的底座组件。

一对加强筋370、372，具有凸缘部370a、372d，贯通侧板310的缝隙310a、310d地突出。该凸缘部370a、372d，用于安装连结左右的底座组件的横梁。

一方的加强筋370，具有紧固组件用的方孔370b，另一方的加强筋372形成有螺栓贯通用的圆孔372b。

图16表示构成底座下部组件的部件中的激光加工部件的一览。

图17表示底座的断面结构。对向的侧板310、330，用加强筋370结合，用紧固组件500紧固。紧固组件500，由管510、插入管510内的螺栓520、螺母530构成。

管510被压接在2块侧板310、330的内壁部上。螺栓520具有圆头部524、形成在圆头部524的正下的接触部上的棱柱部522、螺纹部526。

通过在形成在一方的侧板330上的方孔内插入该螺栓520，可制止螺栓520转动。因此，通过在向另一方的侧板310的外侧突出的螺栓的螺纹部526上螺合螺母530，能够与管510协同牢固地组装2块侧板310、330。

此外，在对向的侧板310、330的上部，配设棱柱形状的部件450，用紧固组件500结合。

在2块侧板310、330的内侧配设多个加强筋。此外，设在侧板的下端部上的突部插入在基板的缝隙内。

根据该构成，能够制造刚性高的底座组件。

提高此刚性的机构是，通过具有利用激光加工加工到尺寸精度0.05～0.1mm范围的高精度的突部(榫)和缝隙(榫槽)，用利用激光加工加工到尺寸精度0.05～0.01mm范围的高精度的多个构成部件、随机配置的多个突部、缝隙和多个紧固螺栓等紧固，一体地组装这些要件，抵消尺寸公差，从而构成刚性高的一体结构件。

Claims (8)

1.一种机床的支柱、底座的制造方法，其中，具备：

对钣金材料实施激光精密加工，制作钣金部件的工序；

对需要加工的钣金部件实施弯折加工的工序；

制作机械加工部件的工序；

组装钣金部件和机械加工部件的工序。

2.一种机床的支柱，是具有利用激光精密加工制作的钣金部件的组装结构的机床的支柱，其中，

具备向与移动轴正交的轴线方向延伸的支柱本体、安装在支柱本体的两端部上的支柱腿部件，

支柱本体，具备：

在与轴线平行的面内被激光精密加工分割的前部部件和后部部件；

覆盖前部部件和后部部件形成的封闭截面空间的两端部的罩；

配设在前部部件和后部部件的内侧，与两部件结合的多个加强筋。

3.一种机床的支柱，是具有利用激光精密加工制作的钣金部件的组装结构的机床的支柱，其中，

具备在与移动轴正交的轴线方向上延伸的支柱本体、安装在支柱本体的两端部的支柱腿部件，

支柱腿部件，具备：

腿本体、底板、及覆盖腿本体和底板形成的封闭截面空间的两端部的罩；

配设在腿本体和罩的内侧并与腿本体和罩结合的加强筋。

4.如权利要求2或3所述的机床的支柱，其中，部件的结合结构，是设在一方部件上的突部、和形成在另一方的部件上的用于插入突部的缝隙。

5.一种机床的底座，是具有利用激光精密加工制作的钣金部件的组装结构的机床的底座，其中，

具备底座的上部组件和下部组件；

底座的下部组件，具备：

在底座的纵向上延伸的对向配置的侧板、

覆盖侧板的底部的底板、

配设在侧板的上部的棱柱部件、

覆盖侧板的两端部的端面板、

配设在内部并与侧板结合的多个加强筋、

紧固两侧板的紧固组件。

6.如权利要求5所述的的机床的底座，其中，

侧板具有结合多块钣金部件的结构，

结合钣金部件的接头结构，是设在一方部件的端部上的燕尾榫、和形成在另一方部件的端部上的用于插入燕尾榫的榫槽。

7.如权利要求5所述的机床的底座，其中，

加强筋和侧板的结合结构，是设在加强筋的外边缘部上的突部、和形成在侧板上的用于插入突部的缝隙。

8.如权利要求5所述的机床的底座，其中，

紧固组件，具备与两侧板的内面接触的管、贯通两侧面和管的螺栓、螺合在螺栓上的螺母。

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