CN101869991A - 双主轴对置复合车床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双主轴对置复合车床，其在主轴轴线的上下具有刀架，并简化了床身的结构，从加工位置落下来的切屑和切削液的排泄良好，并且使配置于主轴轴线下方的刀架、主轴箱的下方部分以及它们的引导结构紧凑。床身具有水平方向的上表面和铅直方向的前表面。固定于床身的主轴箱固定于床身的铅直方向的前表面，移动主轴箱和下刀架用的左右移动座能够由固定于床身的铅直方向前表面的左右引导件引导着移动。在上下方向引导下刀架的上下引导件固定于下侧Z轴移动座的铅直方向的前表面。固定于床身的主轴箱在其背面下端和背面的高度中间位置处固定于床身的前表面，在主轴箱的下方部背面和床身的前表面之间形成空间，左右引导件和进给丝杠贯穿该空间。

Description

双主轴对置复合车床

技术领域

本发明涉及在主轴轴线的上下具有刀架的双主轴对置复合车床，并且涉及在主轴箱相对于床身的固定和引导结构以及下刀架的引导结构方面有特点的上述车床。

背景技术

已公知有能够通过在设置于刀架的工具轴安装铣刀或钻头来对工件进行平面加工、槽加工以及孔加工等的双主轴对置复合车床。本申请的申请人在专利文献1中提出的双主轴对置复合车床包括：左主轴，其轴支承在固定于床身的左主轴箱；右主轴，其轴支承于能够在Z轴方向自如地移动和定位的右主轴箱；工具轴，其设置于上刀架，该上刀架能够在Z轴、X轴和Y轴方向自如地移动和定位，并且能够绕Y轴(B轴)自如地回转和定位；以及工具转塔，其设置于下刀架，该下刀架能够在Z轴和X轴方向自如地移动和定位。

专利文献1中记载的双主轴对置复合车床具有从操作者侧观察上表面向使近前侧为下方的方向倾斜的所谓倾斜(slant)型的床身，上刀架位于主轴轴线的后方上部，下刀架位于主轴轴线的近前侧下部，上刀架和下刀架夹着主轴轴线对置。因此，从操作者侧观察，Z轴为左右方向，X轴为向使近前侧成为下方的方向倾斜的斜上下方向，Y轴为向使近前侧成为上方的方向倾斜的斜上下方向。此外，工具转塔设置于下刀架的靠左主轴侧端部。

另一方面，在专利文献2中提出了一种双主轴对置复合车床，从操作者侧观察，左右方向为Z轴方向，上下方向为X轴方向，前后方向为Y轴方向，该双主轴对置复合车床具有位于主轴轴线的正上方的工具轴、以及位于主轴轴线的正下方的工具转塔。该双主轴对置复合车床的工具轴设置于上刀架，该上刀架能够在Z轴、X轴以及Y轴方向自如地移动和定位，并且能够绕Y轴(B轴)自如地回转和定位，工具转塔设置于能够在Z轴和X轴方向自如地移动和定位的下刀架，工具转塔设置于下刀架的靠右主轴侧端部。

此外，在专利文献2的双主轴对置复合车床中，在床身的前侧上表面设置有左右主轴箱和下刀架，在固定于床身的里侧上表面的框架状的立柱设置有上刀架用的左右移动座(上侧Z轴移动座)，在该上侧Z轴移动座的前表面设置有上刀架用的上下移动座(上侧X轴移动座)，在该上侧X轴移动座，以能够在Y轴方向自如地移动和定位、并且能够绕Y轴自如地回转和定位的方式设置有上刀架。左主轴箱设置成其下表面固定于床身前侧的高出一节的左端的上表面，下刀架和右主轴箱设置成能够沿左右引导件(下侧Z轴引导件)自如地移动和定位，该左右引导件设置于床身的相对于左端低一节的前侧上表面。

左主轴箱从下刀架侧观察为朝下的コ字形，在左主轴的正下方的部分形成有通道(tunnel)部。下刀架在其右端具有转塔，在将转塔移动到了左移动端时，成为转塔的左侧的下刀架和将该下刀架支承成能够在X轴方向自如地移动的下Z轴移动座收纳于左主轴正下方的所述通道部。

专利文献1：日本特开2003-205431号公报

专利文献2：日本特开2006-297561号公报

在专利文献1所记载的双主轴对置复合车床中，由于X轴和Y轴倾斜的关系，难以增大工具轴在Y轴方向的移动行程，若想要提高安装工具轴的上刀架的支承刚性，则床身会大型化，从而需要很大的设置面积，因此，存在限制了利用旋转工具进行的重切削的问题。

此外，现有结构的双主轴对置复合车床具有以下特征：由于上刀架的支承刚性大，并且上刀架能够绕Y轴回转，所以能够安装大型的旋转工具，此外，通过设置自动工具更换装置，能够进行大平面和倾斜孔的加工等。但是，这些车床存在以下问题：床身的形状复杂且大型化，此外，对配置于工件切削位置下方的床身上表面的下刀架、以及右主轴箱用的左右引导件(下侧Z轴引导件)和其进给丝杠进行保护使它们不受落下来的切屑和切削液的侵害的罩的结构变得复杂，在大型的车床中，主轴的位置变高。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其课题在于提供一种新结构的双主轴对置复合车床，在该双主轴对置复合车床中，床身的结构简单且小型，从加工位置落下来的切屑和切削液能够被顺畅地排出，并且能够使位于主轴轴线下方的刀架、主轴箱或主轴箱基座的下方部分的结构以及这些结构的引导结构紧凑化。

本发明的双主轴对置复合车床包括：固定和移动的两个主轴2、3或者移动和移动的两个主轴2、3，它们与工件的把持端对置地配置于水平方向的同一主轴轴线a上；工具转塔4，其配置于这两个主轴2、3之间的主轴轴线a的正下方的位置；工具轴5，其配置于两个主轴2、3之间的主轴轴线a的正上方的位置；以及工具库7，其收纳装填于所述工具轴的多个工具。

固定主轴2由固定于床身11的固定主轴箱21轴支承。移动主轴3轴支承于能够沿主轴轴线a自如地移动和定位的移动主轴箱31。工具轴5设置于上刀架51，该上刀架51能够在Z轴、X轴以及Y轴方向自如地移动和定位，并且能够绕Y轴自如地回转。工具转塔4设置于能够在Z轴和X轴方向自如地移动和定位的下刀架41的靠移动主轴侧的端部。Z轴方向从操作者侧观察为水平的左右方向，X轴方向从操作者侧观察为上下方向，Y轴方向从操作者侧观察为前后方向。一般，从操作者侧观察固定主轴2配置于左侧，移动主轴配置于右侧。

本发明的双主轴对置复合车床的床身11包括水平方向的上表面和铅直方向的前表面(朝向操作者侧的面)。轴支承固定主轴2和移动主轴3的左右(从操作者侧观察为左右，以下相同)的主轴箱21、31以及下刀架41用的左右移动座(下侧Z轴移动座)42固定于所述床身的前表面、或者以能够自如地移动和定位的方式安装在固定于该床身的前表面的左右方向的引导件12u、12d。即，固定于床身的主轴箱21或支承该主轴箱21的主轴箱基座22固定于床身11的铅直方向的前表面。在左右方向移动和定位的移动主轴箱31以及下刀架41用的左右移动座42能够由左右引导件(下侧Z轴引导件)12u、12d引导着自如地移动，该左右引导件12u、12d固定于床身11的铅直方向的前表面。在上下方向引导下刀架41的上下引导件(下侧X轴引导件)43固定于下侧Z轴移动座42的铅直方向的前表面(朝向操作者侧的面)。

在上述结构中，通过将固定于床身的主轴箱21或支承该主轴箱21的主轴箱基座22在其背面下端和背面的高度中间位置处固定于床身11的前表面，能够在该主轴箱21或主轴箱基座22的下方部背面与床身11的前表面之间形成左右贯通的空间23。下侧Z轴引导件12u、12d以及进给丝杠45设置成能够贯穿该空间。而且，能够将移动到了左移动端的下侧Z轴移动座42的延伸部46、和保护下侧Z轴引导件12u、12d及其进给丝杠45不受切削液和切屑的侵害的罩设置成可贯穿该空间23地自如地左右移动。因此，能够将所述延伸部46设置于固定主轴箱21侧，能够将下刀架用的Z轴进给丝杠45和移动主轴箱31用的Z轴进给丝杠35配置在同一轴线上，而不会使下侧Z轴移动座和移动主轴箱31干涉。由此，能够在主轴轴线下方的狭窄空间中合理地配置设备。下侧Z轴移动座42的延伸部46有助于增大下刀架41的宽度以提高左右方向的引导件刚性。

在双主轴对置复合车床中，使进行重切削的一侧的固定主轴2的主轴箱21形成为固定于床身11的固定主轴箱。优选的本发明的双主轴对置复合车床的固定主轴箱21用固定主轴箱的上方的向操作者侧且向移动主轴3侧凸出(伸出(overhang))的部分(实施例中的左主轴箱21的部分)来轴支承固定主轴2，工具转塔4设置于下刀架41的与固定主轴相反的一侧的端部。当工具转塔4移动至固定主轴侧时，位于工具转塔4的左侧的下刀架41以能够自如地上下移动的方式收纳于固定主轴箱21的所述凸出部分的下方。能够以下侧Z轴移动座42的前表面(与床身11的前表面平行的面)为下刀架的上下方向的引导面，并在该引导面设置下刀架41的上下引导件(下侧X轴引导件)43、43及其进给丝杠47。

根据该结构，能够将配置于主轴轴线a下方的主轴箱或主轴箱基座22、下刀架41及其引导结构、以及移动主轴箱3配置得紧凑。而且，通过在它们的下方部配置切削液和切屑的回收槽13，能够通过简单的结构来防止切削液和切屑侵入到配置有引导件和进给丝杠的机构部。

此外，根据上述结构，由于下刀架41位于工具转塔4的与移动主轴箱相反的一侧，所以能够使支承下刀架41的左右移动座42和移动主轴箱31分离地配置，能够使这些左右方向的引导件12u、12d共用化，并且，即使将下刀架的左右方向的进给丝杠45和移动主轴箱31的进给丝杠35配置在同一轴线上，也能够确保两者45、35所需的左右方向的移动行程。

优选的结构的本发明的双主轴对置复合车床的上刀架51经上侧左右移动座52、前后移动座54和上侧上下移动座57以能够绕前后方向的轴自如地旋转和定位的方式设置于上侧上下移动座57，其中，上侧左右移动座52由配置于床身11的上表面的前侧和里侧的左右引导件14、14所引导，前后移动座54由配置于该上侧左右移动座的上表面的前后引导件53、53所引导，上侧上下移动座57由配置于该前后移动座的纵长的前表面的上下引导件56、56所引导，并且以朝下的方向作为工具相对于工件的切入方向。根据该结构，能够提高驱动大型旋转工具的上刀架51的支承刚性，并且能够实现工具库和工具更换装置的合理配置。

根据本发明，能够使双主轴对置复合车床的床身的结构简化且小型化。此外，能够使配置于主轴轴线a的下方的主轴箱21、31或主轴箱基座22、下刀架41的引导及移动定位机构紧凑化，容易增大下刀架的上下行程。

此外，根据本发明，能够将在左右方向引导下刀架41的引导面(设置有左右方向的引导件12u、12d的面)以及上下方向的引导面(设置有上下方向的引导件43、43的面)在比主轴轴线a的正下方更靠里侧(床身侧)的位置形成为大致铅直方向的面，能够使防止切削液和切屑侵入到这些引导面等的罩结构简化。而且，通过在床身11的前方的主轴轴线a的正下方的位置配置回收槽，能够容易地回收切削液和切屑。

此外，通过使床身形状简化，还能够正确地进行利用其热变形的运算而实现的预测，能够正确地进行修正，因此能够减小因热变形而导致的加工误差。

附图说明

图1是表示实施例的整体立体图。

图2是右侧视图。

图3是图1中的A部的侧视图。

图4是图1中的B部的侧视图。

图5是整体正视图。

图6是主轴箱(固定主轴箱)的立体图。

图7是刀架(下刀架)的立体图。

标号说明

2：固定主轴；3：移动主轴；4：工具转塔；5：工具轴；11：床身；12u、12d：左右引导件；21：固定主轴箱；31：移动主轴箱；41：下刀架；43：上下引导件；51：上刀架；a：主轴轴线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体示例进行说明。附图为具有本发明的结构的双主轴对置复合车床，其包括：在同一轴线a上对置的两个主轴2、3；配置于主轴轴线的正上方的工具轴5；以及配置于主轴轴线的正下方的工具转塔4。主轴轴线a的方向从操作者侧观察是左右方向，工具轴5和工具转塔4的工具切入方向是铅直方向，与这两个方向正交的方向是前后方向，左右为车床的Z轴，上下为X轴，前后为Y轴，操作者侧为前方。

从操作者侧观察，左侧的主轴箱21固定于床身11，右侧的主轴箱31能够在左右方向自如地移动和定位。设置有工具轴5的上刀架51能够在左右、上下以及前后方向自如地移动和定位，并且能够绕前后方向的轴自如地回转和定位。在工具轴5的左右的主轴箱21、31的上方位置配置有工具库7、7，该工具库7、7中收纳有安装于工具轴5的工具。安装有工具转塔4的下刀架41位于工具转塔4的左侧，下刀架41能够在左右和上下方向自如地移动和定位。

床身11固定地或一体地设置于基座1的上表面，该基座1的上表面以前方朝降低方向缓慢地倾斜的方式形成。床身11包括：平面形状大致为矩形、且前侧边缘部高出一节的水平的上表面；以及下侧边缘部向前方凸出一节的铅直的前表面。将基座1的上表面形成为前方降低的倾斜面是为了将经由床身落下来的润滑油等引导至配置于基座1的前方的回收槽13。

在床身11的前表面的上下，在该前表面的大致左右方向全长范围内配置有左右方向的引导件12u、12d。此处，下侧的引导件12d配置于床身前表面下侧边缘部的凸出部分。此外，在上侧和下侧的引导件12u、12d之间，进给丝杠45和进给丝杠35配置在同一轴线上，所述进给丝杠45使下刀架41沿引导件12u、12d移动，所述进给丝杠35使右主轴箱31沿引导件12u、12d移动，其中，进给丝杠45位于床身前表面的左侧，并且进给丝杠35位于床身前表面的右侧。驱动这些进给丝杠旋转的进给电动机48、38配置在成为床身前表面的左右端部的位置。

从操作者侧观察，左侧的左主轴箱21经主轴箱基座22固定于床身11的前表面。主轴箱基座22是主轴箱的一部分，但在这里为了便于说明，将轴支承左主轴2的部分作为左主轴箱21、并将介于该左主轴箱和床身11之间的部分作为主轴箱基座22来进行说明。

如图6所示，主轴箱基座22具有从正面观察宽度很宽的倒L字形的块状的主体部，在该主体部的从前方观察为纵长的大致矩形形状的上部具有向右主轴箱31侧延伸的伸出部28，在该主体部的上方的伸出部28的前表面一体地或用螺栓等固定设置有左主轴箱21。在主轴箱基座22的背面(后侧的面)的下侧边缘部和高度中间位置，一体地设置有向后方延伸的脚部25u、25d。关于主轴箱基座22，将上侧的脚部25u在床身11的前表面左端的位于上侧引导件12u上方的位置处固定于床身11，并将下侧的脚部25d在床身11的前表面左端的位于下侧引导件12d下方的位置处固定于床身11，由此来安装主轴箱基座22。在主轴箱基座22的伸出部28的背面侧的下方，一体地设置有加强板部26，该加强板部26将所述伸出部和向右主轴箱31侧延伸的上侧脚部25u连接成一体。驱动左主轴2旋转的左主轴电动机29固定于主轴箱基座22，左主轴电动机29通过带27的驱动来驱动左主轴2旋转。

主轴箱基座22的上述形状考虑到了以下情况：当工具转塔4移动至左移动端时，位于该工具转塔左侧的下刀架41位于左主轴箱21和主轴箱基座的伸出部28的下方。即，当工具转塔4移动至左移动端时，下刀架41位于左主轴箱21和支承该左主轴箱的伸出部28的下方的空间，该空间内具有能够使下刀架41在上下方向移动的高度。加强板部26是为了利用当工具转塔4移动至左移动端时的下刀架41和上下移动座(后述)之间的空位来进一步提高左主轴2的支承刚性而设置的部件，所述上下移动座将所述下刀架41支承成能够在上下方向自如移动。

在主轴箱基座22和床身11的前表面之间、且在上侧和下侧的脚部25u、25d之间，形成有贯穿左右方向的空间23，床身前表面的左右引导件12u、12d以及用于工具转塔4的左右进给丝杠45的基端贯穿该空间。此外，遮挡罩(未图示)固定地设置于被左右引导件12u、12d引导的下刀架用的左右移动座，从而该遮挡罩也能够通过该空间23而向左右移动。所述遮挡罩用于在工件加工时保护左右引导件12u、12d和左右进给丝杠45不受从上方落下来的切削液和切屑的侵害。

如图7所示，工具转塔4以使转位轴(使工具转塔间歇旋转从而使工具转位的轴)与主轴轴线a平行的方式支承于下刀架41的右端。下刀架41为大致长方体形状，其被设置于左右移动座42的前表面的上下引导件43、43所引导，并且与配置于这些引导件的大致中间位置的上下进给丝杠47螺合，从而该下刀架41在上下方向移动和定位，所述左右移动座42被床身前表面的左右引导件12u、12d引导，并且通过左右进给丝杠45而移动和定位。驱动上下进给丝杠47旋转的进给电动机49在下刀架41的下方位置处固定于左右移动座42的下端部，该进给电动机49经旋转传递机构驱动上下进给丝杠47旋转，该旋转传递机构将朝向下方的输出轴和上下进给丝杠47的下端连接起来。

另外，关于床身11的形状，在床身上表面前侧边缘设置有高出一节的部分，在前表面下侧边缘部设置有向前方凸出一节的部分，这是为了在力学上以刚性更高的形态承受由下刀架41和后述的右主轴箱的重量以及加工反作用力而产生的力矩。

右主轴箱31具有从轴支承右主轴3的轴支承部32的背面侧向下方延伸的支承结构部33。该支承结构部33的背面侧下方部由与下刀架41共用的左右引导件12u、12d引导，并且与进给丝杠35螺合。即，右主轴箱的轴支承部32以向近前侧凸出的方式设置于支承结构部33的上端，该支承结构部33的背面下方部以能够在床身11的大致铅直的前表面自如地移动和定位的方式被左右引导件12u、12d和进给丝杠35引导。驱动右主轴3的右主轴电动机39固定于右主轴箱的支承结构部33的近前侧，并通过带37的驱动来驱动右主轴3旋转。

如上所述，在图示的双主轴对置复合车床中，左主轴箱21固定于床身11并安装于固定位置，右主轴箱31安装成能够在左右方向自如地移动和定位，安装有工具转塔4的下刀架41安装成能够在左右和上下方向自如地移动，但是这些部件安装成固定于床身11的大致铅直的前表面、或者通过固定于该前表面的引导件12u、12d和进给丝杠35或45而能够在左右方向自如地移动和定位。另外，在左主轴2和右主轴3之间的工件加工位置的下方的下刀架41的更下方，以能够自如装卸的方式设置有左右细长的形状的回收槽13，该回收槽13接受在工件加工时从所述加工位置落下的切削液和切屑。

在床身11的近前两侧竖立设置有左右支柱15，并且设置有连接该左右支柱的上端的上梁16。在床身11的上部配置有上侧左右引导件14和上侧左右进给丝杠55。上侧左右移动座52被该上侧左右引导件14引导并且与上侧左右进给丝杠55螺合，从而该上侧左右移动座52被设置成能够通过驱动上侧左右进给丝杠55旋转的进给电动机58而在左右方向自如地移动和定位。上侧左右引导件14中的近前侧的一方配置于床身前侧边缘部的高出了一节的部分。

在上侧左右移动座52的上表面配置有前后引导件53和前后进给丝杠(未图示)，从机床正面观察具有高度很大的矩形前表面的前后移动座54由前后引导件53引导，并且与被进给电动机59驱动旋转的前后进给丝杠螺合，从而该前后移动座54被设置成能够在前后方向自如地移动和定位。

在前后移动座54的前表面配置有上侧上下引导件56和上侧上下进给丝杠(未图示)，上侧上下移动座57由上侧上下引导件56引导，并且与被进给电动机60旋转驱动的上侧上下进给丝杠螺合，从而该上侧上下移动座57被安装成能够在上下方向自如地移动和定位。

在上侧上下移动座57，以向前方凸出的结构设置有方筒状的支承筒61。在该支承筒61的前表面，以能够绕前后方向的轴自如地回转的方式设置有上刀架51。上刀架51的回转支承机构和回转用进给电动机设置在支承筒61内。工具轴5以其工具把持端朝向下方的方式轴支承于上刀架51、工具轴5的旋转驱动机构设置在上刀架51内。

在竖立设置于床身11左右的支柱15的前表面，固定有工具库的支承部件71。该支承部件71在支柱15的近前侧向左右方向内侧延伸，并从其内侧端向前方延伸，在该向近前延伸的部分安装有工具库7、7和工具更换装置72、72。图中的工具库7、7是绕左右方向的轴旋转来选择工具的圆板结构，在支承圆板73的外侧面(与工具轴侧相反的面)的圆周上配置有大量的工具保持部74。安装至工具轴的更换工具以其轴向为左右方向的方式保持于工具保持部74。各工具保持部74具有方向变换机构，该方向变换机构使在转动至最下端的位置处保持的工具的方向朝向下方。工具更换位置72、72在安装于朝下的工具轴5的工具和在工具库7、7的最下端被转位而朝向下方的工具之间进行工具更换。

Claims (4)

1.一种双主轴对置复合车床，其中，设Z轴为水平方向，X轴为铅直方向，与这两个轴正交的方向为Y轴方向，该双主轴对置复合车床具有在同一主轴轴线上对置的两个主轴，在主轴轴线的上方具有安装有工具轴且绕Y轴回转的上刀架，在主轴轴线的下方具有安装有工具转塔的下刀架，所述双主轴对置复合车床的特征在于，

对下刀架的Z轴移动进行引导的下Z轴引导件配置于床身的大致铅直的面的上部和下部，对下刀架的X轴移动进行引导的下X轴引导件配置在被所述下Z轴引导件引导的下Z轴移动座的与所述面大致平行的铅直面，两个主轴箱安装于床身的所述面的Z轴方向两侧。

2.一种双主轴对置复合车床，其中，设Z轴为水平方向，X轴为铅直方向，与这两个轴正交的Y轴方向是以操作者侧为前方的前后方向，该双主轴对置复合车床具有在同一主轴轴线上对置的固定主轴和移动主轴，在主轴轴线的上方具有安装有工具轴且绕Y轴回转的上刀架，在主轴轴线的下方具有安装有工具转塔的下刀架，所述双主轴对置复合车床的特征在于，

对下刀架的Z轴移动进行引导的下Z轴引导件配置于床身的大致铅直的前表面的上部和下部，对下刀架的X轴移动进行引导的下X轴引导件配置在被所述下Z轴引导件引导的下Z轴移动座的前表面，固定主轴轴支承于固定主轴箱的从上部向前方伸出的部分，该固定主轴箱在床身的所述前表面的端部固定于所述下Z轴引导件的上部和下部、并且向上方延伸，移动主轴轴支承于移动主轴箱的从上部向前方伸出的部分，该移动主轴箱被所述下Z轴引导件引导并且向上方延伸。

3.根据权利要求2所述的双主轴对置复合车床，其特征在于，

对所述上刀架的Z轴移动进行引导的上Z轴引导件配置于床身的大致水平的上表面的前部和后部，对上刀架的Y轴移动进行引导的上Y轴引导件配置于被所述上Z轴引导件引导的上Z轴移动座的上表面，对上刀架的X轴移动进行引导的上X轴引导件配置于被所述上Y轴引导件引导的上Y轴移动座的前表面。

4.根据权利要求2或3所述的双主轴对置复合车床，其特征在于，

所述工具转塔安装于下刀架的靠移动主轴箱侧端部，当下刀架移动至固定主轴侧移动端时，下刀架位于固定主轴的轴支承部的下方。

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