CN101301685B - 机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机床，其可以引导主轴台沿着主轴的轴线方向高精度且圆滑地移动，从而可提高工件的加工精度以及加工效率。主轴15可旋转地支撑在主轴台12上。刀架23以可以向与主轴15的轴线正交的方向移动的方式而支撑在刀架支撑体19上。主轴台12的前端部以通过滑动轴承27而可以向主轴15的轴线方向移动的方式支撑在刀架支撑体19上。主轴台12的基端部在与主轴15的轴线正交的方向上的2个部位处，以通过滚动轴承30而可以向主轴15的轴线方向移动的方式支撑在床身11上的导轨29上。

Description

机床

技术领域

本发明涉及一种将棒状工件固定在主轴前端，并对所述工件实施切削或钻孔等加工的机床，尤其涉及一种由加工时可以使主轴沿着轴线方向移动的主轴移动型车床而成的机床。

背景技术

以往，在此种机床中，尤其是加工长条状的棒状工件的主轴移动型车床，提出了例如像专利文献1中记载的结构。

所述专利文献1中记载的以往结构如下：可以在主轴的前方，装卸用来插入支撑工件前端部的导衬。并且，在安装导衬的状态下，固定在主轴上的工件也由导衬支撑，并使用刀架上的刀具在导衬的前方实施切削等加工。此时，在与工件的轴线方向正交的方向上，对工件实施加工时产生的负荷由导衬承受。因此，即便工件是长条状且容易弯曲，也可以高精度地进行加工。

另一方面，在所述专利文献1的以往结构中，当取下导衬时，可以加工短的工件。另外，作为可以加工短的工件的主轴移动型车床，提出了像专利文献2及专利文献3中记载的结构。

所述专利文献2及专利文献3记载的以往结构中，并不具备所述导衬。

专利文献2记载的结构中，在刀架支撑体上形成有贯穿孔，所述贯穿孔用来使主轴在非接触状态下贯穿。并且，随着主轴台向前推进，主轴前端穿过贯穿孔并向刀架支撑体的前方突出，使用刀架上的刀具对工件实施加工。另外，专利文献3记载的结构中，主轴台以可以通过配置为十字状的水平滑动引导面及垂直滑动引导面，而向主轴的轴线方向移动的方式贯穿支撑在上部车架上。并且，在上部车架的前方一侧，使用刀架上的刀具对工件实施加工。

[专利文献1]日本专利实公平3-40488号公报

[专利文献2]日本专利特开2006-326732号公报

[专利文献3]日本专利实公平7-19694号公报

发明内容

[发明所欲解决的问题]

然而，在所述多个以往结构中，存在如下问题。

首先，专利文献1中记载的以往结构中，在主轴的前方安装有导衬的状态下，在主轴与导衬之间形成了包括导衬长度在内的间隔，且产生长度相当于所述间隔的工件残料。因此，在安装有导衬的状态下，不仅无法有效利用工件，而且在加工短的工件时导衬成为阻碍，导致难以加工所述短的工件。

取下导衬的状态下的专利文献1的以往结构、及所述专利文献2及专利文献3的以往结构中，因为不存在导衬，所以不会发生如上所述的问题。

然而，在取下导衬的状态下的专利文献1的以往结构中，代替导衬支撑台上的导衬，而在所述支撑台上安装导套，并通过构成滑动轴承的所述导套的内周面，滑动引导安装在主轴前端的圆筒轴套。因此，在所述状态下，实际上主轴仅向前方延长所述圆筒轴套部分。并且，在所述状态下，主轴基端一侧的引导刚性，必须达到仅主轴基端一侧即可支撑主轴的程度。由此，为了利用滑动轴承来引导，牢固到主轴前端一侧可以承受加工时的负荷的程度，而必须使相对于主轴基端一侧引导部的主轴前端一侧的引导部的精度极高。而实际上目前无法获得所述程度的精度。即便可以实现所述精度，成本也将非常高。为了解决所述问题，必须使主轴前端一侧的引导刚性极其弱。因此，如果要实际提供专利文献1的结构，则必须将引导刚性弱化到主轴前端一侧基本上不承受加工时的负荷的程度。因此，与专利文献2相同，在悬垂状态下主要由主轴基端一侧承受负荷，结果导致主轴刚性下降，从而加工精度降低。

另外，专利文献2记载的以往结构中，用来引导支撑主轴台可以向主轴的轴线方向移动的引导构件，为了避免与刀架支撑体相互干扰，而配置在所述刀架支撑体的后方。并且，主轴及支撑所述主轴的支撑轴套的前端部，从引导构件向前方侧大幅度悬垂，而在所述状态下配置为悬臂状态。因此，存在加工时难以对主轴赋予高支撑刚性，从而导致加工精度降低的问题。

而且，专利文献3记载的以往结构中，因为上部车架与刀具接近，所以能够以高刚性进行加工。然而，对应上部车架的主轴台的引导结构，整体而言由配置为十字状的水平滑动引导面及垂直滑动引导面而成，因此所述引导面的结构复杂，并且引导面的数量多，因此不仅存在滑动不顺的可能，而且引导面的加工麻烦。

本发明是着眼于解决如此以往技术中存在的问题而研制提出的。本发明的目的在于提供一种机床，不仅可以有效利用工件，而且可以引导主轴台沿着主轴的轴线方向，高刚性、高精度且圆滑地移动，并且可以提高工件的加工精度及加工效率，且容易对引导面进行加工。

[解决问题的技术手段]

为了实现所述目的，本发明的特征在于：将可旋转地支撑主轴的主轴台的前端部，以通过滑动轴承而可以向主轴的轴线方向上移动的方式支撑在床身上，且将所述主轴台的基端部在与主轴的轴线正交的方向上隔开的2个部位处，以通过滚动轴承而可以向主轴的轴线方向上移动的方式支撑在所述床身上。

因此，本发明的机床中，可以引导主轴台在接近工件加工位置的前端部处，通过滑动轴承而沿着主轴的轴线方向高精度地移动。同时，可以引导主轴台在远离工件加工位置的基端部处，通过滚动轴承而圆滑地移动。由此，可以通过形状简单的引导面来引导主轴，从而可以提高工件的加工精度及加工效率。

在所述结构中，也可以将支撑着刀架的刀架支撑体固定在所述床身上，并使主轴台的前端部通过所述滑动轴承而支撑在所述刀架支撑体上。

另外，在所述结构中，也可以构成为如下：所述主轴台具备主轴套，所述主轴可旋转地支撑在所述主轴套内，并且主轴套支撑在所述滑动轴承上。

而且，在所述结构中，所述滚动轴承也可以为在导轨上移动的滚珠轴承。

另外，所述滚动轴承也可以配置在夹住所述主轴的轴线的两侧。于是，可以平衡地支撑主轴台。

[发明的效果]

如上所述，根据本发明，可以发挥如下效果：可以加工短的工件且可以有效利用工件，并且可以引导主轴台沿着主轴的轴线方向，高刚性、高精度且圆滑地移动，从而可以提高工件的加工精度及加工效率等。

附图说明

图1是表示将本发明具体化的主轴移动型车床的第1实施形态的正视图。

图2是放大表示图1的主轴移动型车床的主轴台的主要部分平面图。

图3是所述主轴移动型车床的部分放大截面图。

图4是表示滑动轴承部分的放大截面图。

图5是放大表示用来支撑所述主轴移动型车床的主轴台的滚动轴承的部分截断透视图。

图6是所述滚动轴承的截面图。

图7是表示主轴移动型车床的第2实施形态的平面图。

图8是同样表示第2实施形态的正视图。

[符号的说明]

11    床身

12    主轴台

13    Z轴移动用电动机

14    主轴套

15    主轴

18    主轴旋转用电动机

19    刀架支撑体

23    刀架

25    工具

27    滑动轴承

29    导轨

30    滚动轴承

40    转塔刀架

W     工件

具体实施方式

(第1实施形态)

以下，根据图1～图6，对将本发明具体化为主轴移动型车床的第1实施形态加以说明。

如图1及图2所示，在所述第1实施形态的主轴移动型车床中，在床身11上支撑有主轴台12。床身11上配设有Z轴移动用电动机13，利用所述电动机13的旋转，通过未图示的滚珠丝杠进给机构，使主轴台12在基端部及前端部沿着Z轴方向往复移动。

如图1～图3所示，在所述主轴台12的前部，固定着构成主轴台12的前端部的圆筒状主轴套14。主轴15通过多个轴承16而在Z轴方向延伸的轴线周围以可旋转的方式，支撑在所述主轴套14内。在主轴15的前端中心部安装有夹头17，所述夹头17用以可装卸地固定棒状工件W。在主轴台12的基端部配设有主轴旋转用电动机18，并利用所述电动机18的旋转，通过未图示的皮带等传输机构，使主轴15以自身轴线为中心进行旋转。利用所述主轴旋转用电动机18及传输机构，来构成配置在主轴台12基端部的主轴15的驱动机构。

如图1～图3所示，在所述主轴台12的前方，在床身11上竖立设置并固定着刀架支撑体19。并且，所述主轴套14以可移动的方式贯穿刀架支撑体19。Y轴移动体20以通过燕尾槽引导部21而可以向与Z轴正交的Y轴方向移动的方式支撑在刀架支撑体19上，并利用未图示的Y轴移动用电动机的旋转，通过滚珠丝杠进给机构22而沿着所述Y轴方向往复移动。刀架23以可以向与Z轴及Y轴正交的X轴方向移动的方式支撑在Y轴移动体20上，并利用X轴移动用电动机24，通过未图示的滚珠丝杠进给机构而沿着所述X轴方向往复移动。在刀架23上支撑有多个工具25，所述多个工具25用以对工件W实施切削等加工。

其次，对如下结构加以说明，所述结构用来引导支撑所述主轴台12可以向Z轴方向移动。

如图3及图4所示，在所述刀架支撑体19上形成有贯穿孔26，并在所述贯穿孔26中嵌入圆筒状滑动轴承27。并且，所述主轴台12的前端部的主轴套14以可以向Z轴方向移动的方式插通，并在面接触状态下支撑在所述滑动轴承27上。在滑动轴承27的前端部安装有防尘密封件28，所述防尘密封件28用以抑制碎屑进入滑动轴承27内。

如图1及图2所示，在所述床身11的上表面，在夹住所述主轴15的轴线的两侧位置，以向Z轴方向平行地延伸的方式而敷设着一对导轨29。并且，所述主轴台12的基端部在与主轴15的轴线正交的Y轴上隔开的2个部位处，以通过滚动轴承30而可以移动的方式支撑着在两个导轨29上。因此，所述滚动轴承30与所述驱动机构对应配置。

如图5及图6所示，在所述各滚动轴承30中，块状轴承本体31固定在主轴台12的下表面。在所述轴承本体31的前后两端部固定着一对端面板32。在轴承本体31内，通过保持器34、36而保持着第1滚珠列33及第2滚珠列35各一对，所述第1滚珠列33及第2滚珠列35可以在导轨29上的引导槽29a内移动。所述第1、第2滚珠列33、35的各滚珠33a、35a可以沿着由所述端面板32封闭的环形路径而移动。并且，通过各滚珠33a、35a与引导槽29a的啮合，主轴台12的基端部可移动地支撑在床身11上。

其次，对以所述方式构成的所述第1实施形态的主轴移动型车床的操作加以说明。

于是，在所述主轴移动型车床中，当对棒状工件W实施切削等加工时，如图1及图3所示，通过夹头17将工件W安装在主轴15的前端部。在所述状态下，当使主轴移动型车床运转时，主轴15通过主轴旋转用电动机18而旋转，且工件W以主轴15的轴线为中心而旋转。此时，主轴台12通过Z轴移动用电动机13而向Z轴方向移动，并且刀架23通过未图示的Y轴移动用电动机及X轴移动用电动机24，而向Y轴及X轴方向中的至少一个方向移动。通过所述多个移动，刀架23上的工具25与工件W上的指定加工位置对应配置，并通过所述工具25对工件W实施切削等加工。

在加工所述工件W时，一面通过滑动轴承27在刀架支撑体19上引导主轴台12的前端部，一面使所述主轴台12的前端部沿着主轴15的轴线向Z轴方向移动。同时，主轴台12的基端部在与主轴15的轴线正交的Y轴方向上的2部位处，相对于床身11上的导轨，通过滚动轴承30而圆滑地引导。由此，如图1～图3所示，可以引导主轴台12沿着主轴15的轴线方向高刚性、高精度且圆滑地移动，从而可以提高工件W的加工精度及加工效率。

因此，在所述第1实施形态中，可以获得以下作用及效果。

(1)通过滑动轴承27使主轴台12的前端部支撑在刀架支撑体19上，并且通过滚动轴承30，使主轴台12的基端部的2个部位可移动地支撑在床身11上。因此，可以引导主轴台12在接近工件W的加工位置的一侧，沿着主轴15的轴线方向高刚性、高精度地移动，并且在远离工件的加工位置的位置上，可以圆滑且稳定地支撑主轴台12。因此，在接近工件W的加工位置的位置上，所述主轴15由主轴台12支撑，且以3点稳定地支撑，因此可以确保高引导面刚性及高引导精度。因此，即便不存在导衬，也可以高精度且高效率地加工工件W。因此，即便是短的工件W也可以实施加工，由此可以避免残留长的残料，从而可以有效利用工件。

(2)主轴台12的基端部由滚动轴承30支撑，因此可以引导主轴台12即主轴15圆滑且高精度地移动。即，通过接近加工位置的滑动轴承27来确保主轴15的引导面刚性及引导精度，且滑动轴承27与滚动轴承30之间的精度差被滚动轴承吸收，因此可以防止引导面滑动不顺。

(3)可以通过3点高精度地引导主轴台12即主轴15，因此引导主轴台12的前端部的滑动轴承27为简单的圆筒状即可。因此，容易对引导面进行加工。

(4)而且，滚动轴承30配置在夹住主轴15的轴线的两侧，因此可以稳定地支撑主轴台12，并进一步提高所述引导精度。

(第2实施形态)

其次，以与所述第1实施形态不同的部分为中心来说明所述发明的第2实施形态。

于是，在所述第2实施形态中，如图7及图8所示，在刀架支撑体19上，支撑具有转塔40a的转塔刀架40可以沿着一对导轨41向X轴方向移动，并且在所述转塔刀架40上支撑有多个工具25。并且，利用未图示的X轴移动用电动机，通过滚珠丝杠进给机构使所述转塔刀架40沿着X轴方向往复移动，从而使指定的工具25与工件W上的加工位置对应配置。

另外，在所述第2实施形态中，在刀架支撑体19上并未形成贯穿孔，而是在刀架支撑体19的外表面安装着轴承体42。并且，在所述轴承体42内收纳与所述第1实施形态相同的圆筒状滑动轴承27，且在所述滑动轴承27中，插通支撑有可向X轴方向移动的主轴台12的前端部。此外，与所述第1实施形态的情况相同，主轴台12的基端部在与主轴15的轴线正交的X轴上隔开的2个部位，通过滚动轴承30可移动地支撑在床身11上的导轨29上。

因此，在所述第2实施形态中，也可以获得与所述第1实施形态中记载的效果相同的效果。

(变更例)

另外，所述实施形态也可以进行如下变更后而具体化。

·使用静压轴承作为滑动轴承27。

·使用滚子轴承作为滚动轴承30。

Claims (5)

1.一种机床，其特征在于：可旋转地支撑有主轴的主轴台在前端部具有主轴套，将所述主轴台的所述主轴套以通过滑动轴承而在面接触状态下可以向主轴的轴线方向移动的方式支撑在床身上，且将所述主轴台的基端部在与主轴的轴线正交的方向上隔开的2个部位处，以通过滚动轴承而可以向主轴的轴线方向移动的方式支撑在所述床身上。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：将支撑着刀架的刀架支撑体固定在所述床身上，并且将所述主轴台的前端部通过所述滑动轴承而支撑在所述刀架支撑体上。

3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于：所述主轴可旋转地支撑在所述主轴套内，并且主轴套支撑在所述滑动轴承上。

4.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于：所述滚动轴承是在导轨上移动的滚珠轴承。

5.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于：将所述滚动轴承配置在夹住所述主轴的轴线的两侧。

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