CN103153510A - 曲轴铣床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曲轴铣床，能够使两个工件支架或工件支架与加工部靠近。该曲轴铣床具有：一对工作台（3a，3b）、一对摆动头（12a，12b）、以及一对工件支架（13a，13b），各工件支架（13a，13b）具有：与对应的摆动头（12a，12b）一起移动的主体架（24）、一对夹具（25）、以及夹具移动机构（26）。一对夹具（25）设置在主体架（24）的与摆动头（12a，12b）相反一侧的侧面，其一端转动自如地支承在主体架（24），另一端张合自如。夹具移动机构（26）相对于一对夹具（25）配置在摆动头（12a，12b）侧，使一对夹具（25）沿主轴相对主体架（24）移动。

Description

曲轴铣床

技术领域

本发明涉及曲轴铣床，特别涉及具有至少一个用来夹持被加工工件的工件支架的曲轴铣床。

背景技术

目前已经提供一种曲轴铣床作为切削加工曲轴的主轴颈及连杆轴颈的装置（例如专利文献1）。该曲轴铣床具有：设置在床体上的一对工作台；配置于两工作台之间的一对刀具；与各刀具对应设置、用来夹持加工中的工件的工件支架。而且，这些工作台、刀具以及工件支架能够沿主轴的方向（床体的长度方向）移动。

在此，一组刀具与工件支架固定在一个床鞍上，床鞍在基座上移动自如。即随着床鞍的移动，刀具与工件支架在基座上沿主轴移动自如。

在专利文献1所示的曲轴铣床上，刀具与工件支架都由床鞍支承，并且相互的位置关系被固定。这样，在固定了刀具与工件支架的相对位置的情况下，在加工上存在限制。

于是，为了消除这种加工上的限制，专利文献2公开了一种曲轴铣床，能够改变刀具与工件支架之间的距离。在该专利文献2所示的曲轴铣床上，刀具与工件支架分别安装在独立的滑座，通过独立的驱动装置使各滑座移动，能够改变刀具与工件支架之间的距离。

进而在专利文献3中，公开了一种只移动一对夹具而不移动工件支架整体的曲轴铣床。该曲轴铣床的工件支架由主体架、一对夹具、以及夹具移动机构构成。一对夹具张合自如地支承在主体架上，并且通过夹具移动机构，能够沿主轴相对主体架移动。

专利文献1：（日本）特开平6-320319号公报

专利文献2：（日本）特开平10-71518号公报

专利文献3：（日本）特开2005-219131号公报

在专利文献3所公开的曲轴铣床上，通过只移动夹具而不是工件支架整体，能够方便地改变刀具与工件支架之间的距离。

在此，在专利文献3中，夹具移动机构配置在工件支架的主面且与另一个工件支架相对的一侧。而且，该机构从主体架向另一个工件支架侧突出地进行设置。

这样，在专利文献3的曲轴铣床上，因为一个工件支架的夹具移动机构向另一个工件支架侧突出而设置，所以，为了避免夹具移动机构的突出部与工件支架发生碰撞，不能使一对工件支架彼此靠近。因此，有时会由于加工部位的限制，只能由一个工件支架夹持工件，使加工中的工件的姿态不稳定。

而且，在只在一侧设置工件支架的曲轴铣床中适用了专利文献3的结构的情况下，因为突出的夹具移动机构，不能使另一侧的刀具靠近工件支架。因此，存在增加加工工序等的问题。

发明内容

本发明的目的在于，在具有只能够移动夹具的工件支架的曲轴铣床上，能够使一个工件支架或具有一侧刀具的加工部靠近另一个工件支架。

第一发明的曲轴铣床具有：第一及第二工件支承部、第一加工部、以及第一工件支架，第一及第二工件支承部支承工件的沿主轴长度方向的两端部。第一加工部沿主轴移动自如地配置在两个工件支承部之间，对工件进行加工。第一工件支架配置在隔着第一加工部、与第一工件支承部相反的一侧，用来夹持工件。而且，第一工件支架具有：与第一加工部一起移动的主体架、一对夹具、以及第一夹具移动机构。一对夹具分别设置在主体架的与第一加工部相反一侧的侧面，其一端转动自如地支承在主体架，而另一端张合自如。第一夹具移动机构配置在一对夹具的第一加工部侧，使一对夹具沿主轴相对主体架移动。

在该装置中，通过第一工件支承部及第二工件支承部支承工件的两端部。由两个工件支承部所支承的工件被第一工件支架的一对夹具夹持，通过第一加工部进行加工。而且，在不改变夹持工件的位置的情况下，通过第一夹具移动机构使一对夹具沿主轴移动。此时，一对夹具相对第一工件支架的主体架移动，即只有一对夹具移动。

在此，第一夹具移动机构相对于一对夹具配置在第一加工部侧。即第一夹具移动机构不向夹具的另一侧突出。因此，不存在第一夹具移动机构与另一侧的加工部或工件支架发生碰撞的可能性，与现有技术相比，能够使第一工件支架与另一侧的加工部及工件支架更接近。因此，能够牢固地保持工件，而且减少加工上的限制。

第二发明的曲轴铣床如第一发明的曲轴铣床，第一夹具移动机构具有从主体架向第一加工部侧突出的突出部，第一加工部具有工件贯穿内部的刀具鼓，能够绕与主轴平行的摆动轴摆动，并且能够在与摆动轴正交的方向上移动。而且，第一夹具移动机构的突出部配置在第一加工部的移动区域外。

在此，在曲轴铣床上，第一加工部摆动并移动。即第一加工部具有规定范围的移动区域。因此，如果第一夹具移动机构向第一加工部侧突出，则存在该突出部与移动的第一加工部发生碰撞的可能性。

因此，在第二发明中，第一夹具移动机构的突出部配置在第一加工部的移动区域外。所以能够避免第一夹具移动机构与第一加工部发生碰撞。

第三发明的曲轴铣床如第二发明的曲轴铣床，第一夹具移动机构具有：沿主轴相对主体架移动自如地被支承的可移动块体、引导可移动块体移动的导向部、使可移动块体移动的驱动部。而且，一对夹具支承在可移动块体上。

在此，一对夹具支承在可移动块体上，由导向部引导可移动块体进行移动。因此，一对夹具稳定、平滑地沿主轴移动。

第四发明的曲轴铣床如第三发明的曲轴铣床，导向部具有：隔着一对夹具的转动支承部上下配置的第一导向单元及第二导向单元、以及在第一导向单元与第二导向单元之间配置在转动支承部一侧的第三导向单元。

在此，可移动块体由设置在上下及其间一侧的三个位置的导向单元引导。因此，移动变得更为平滑。

第五发明的曲轴铣床如第四发明的曲轴铣床，第一夹具移动机构的驱动部具有：前端固定在可移动块体的一部分的一个活塞、以及用来驱动一个活塞的气缸。

可移动块体如前所述，由三个位置的导向单元引导来移动。在此，也可以考虑在各导向单元设置驱动部。但是，在设有多个驱动部的情况下，需要使这些驱动部同步发挥作用。而且，在不能同步作用的情况下，不能平滑地移动。

但是，在本发明中，因为通过一个活塞驱动可移动块体，所以不需要进行同步控制，能够使夹具简单且平滑地移动。

第六发明的曲轴铣床如第一发明的曲轴铣床，进而具有第二加工部以及第二工件支架。第二加工部在两个工件支承部之间与第一加工部相对配置，并且沿主轴移动自如，对工件进行加工。第二工件支架配置在隔着第二加工部、与第二工件支承部相反的一侧，用来夹持工件。而且，第二工件支架具有：与第二加工部一起移动的主体架、一对夹具、以及第二夹具移动机构。一对夹具分别设置在主体架的与第二加工部相反一侧的侧面，其一端转动自如地支承在主体架，另一端张合自如。第二夹具移动机构相对于一对夹具配置在第二加工部侧，使一对夹具沿主轴相对主体架移动。

在此，除了第一加工部与第一工件支架，还设有第二加工部与第二工件支架。而且，第二加工部与第二工件支架也具有与第一发明相同的结构。因此，与上述说明相同，不存在第一及第二夹具移动机构与另一侧的工件支架发生碰撞的可能性，与目前相比，能够使第一及第二工件支架与另一侧的工件支架更接近。因此，能够牢固地保持工件。

第七发明的曲轴铣床如第六发明的曲轴铣床，第二夹具移动机构具有从主体架向第一加工部侧突出的突出部，第二加工部具有工件贯穿内部的刀具鼓，能够绕与主轴平行的摆动轴摆动，并且能够在与摆动轴正交的方向上移动。而且，第二夹具移动机构的突出部配置在第二加工部的移动区域外。

在该第七发明中，与第二发明相同，因为第一及第二夹具移动机构的突出部配置在加工部的移动区域外，所以能够避免两者发生碰撞。

如上所述，在本发明中，能够使一个工件支架或具有一侧刀具的加工部靠近另一个工件支架。因此，能够减少加工上的限制，有效地加工工件。

附图说明

图1是本发明一实施方式的曲轴铣床的外观立体图；

图2是从一个工件支架侧观察另一个工件支架的外观图；

图3是沿图2的III-III线的部分剖面图；

图4是图2的部分放大图；

图5是工件支架的部分立体图；

图6是沿图2的VI-VI线的部分剖面图；

图7是表示摆动头的移动范围与夹具移动机构的突出部的位置关系的示意图。

附图标记说明

1曲轴铣床；3a，3b第一及第二工作台（工件支承部）；4a，4b第一及第二加工单元；12a，12b第一及第二摆动头（加工部）；13a，13b第一及第二工件支架；20刀具鼓；24主体架；25夹具；26夹具移动机构；30可移动块体；35导向部；36移动用液压缸；38直线移动导向部件。

具体实施方式

[整体结构]

图1是本发明一实施方式的曲轴铣床的外观立体图。该曲轴铣床1具有：床体2、在床体2上相对配置的第一及第二工作台（工件支承部）3a，3b、配置在这些工作台3a，3b之间的第一加工单元4a及第二加工单元4b。

[工作台]

第一及第二工作台3a，3b支承作为工件的曲轴的两端。在各工作台3a，3b的各端面（相对面）设有固定曲轴的卡盘（未图示）。

另外，也可以在一个工作台3a上设置卡盘，在另一个工作台3b上设置支承曲轴端面的中心孔的尾架。

[加工单元]

第一及第二加工单元4a，4b分别具有：床鞍10a，10b、以及设置在该床鞍10a，10b上的滑座11a，11b。而且，第一及第二加工单元4a，4b分别具有：设置在滑座11a，11b上的第一及第二摆动头（加工部）12a，12b、以及第一及第二工件支架13a，13b。

〈床鞍〉

两个床鞍10a，10b为相同的结构，各床鞍10a，10b通过Z轴输送机构，在床体2的长度方向（沿主轴的方向=Z轴方向）上移动自如。Z轴输送机构为公知的机构，具有：固定在床鞍10a，10b的螺母部件、沿Z轴延伸且螺纹结合了螺母部件的滚珠丝杠、以及与该滚珠丝杠连接的Z轴输送电机。而且，通过Z轴输送电机使滚珠丝杠正反向旋转，由此能够使床鞍10a，10b在Z轴方向上移动。

〈滑座〉

两个滑座11a，11b为相同的结构，各滑座11a，11b通过Y轴输送机构，在与Z轴正交的Y轴方向（床体2的内侧方向）上移动自如。这些滑座11a，11b具有沿Y轴延伸的纵向支承壁111。在支承壁111的一端部设有摆动轴15，而且在支承壁111的另一端部设有在垂直方向上延伸的方筒状壳体112。Y轴输送机构为公知的机构，具有：固定在滑座11a，11b上的螺母部件、沿Y轴延伸且螺纹结合了螺母部件的滚珠丝杠、以及与该滚珠丝杠连接的Y轴输送电机。而且，通过Y轴输送电机使滚珠丝杠正反向旋转，由此能够使滑座11a，11b在Y轴方向上移动。

〈摆动头（加工部）〉

第一及第二摆动头12a，12b为相同的结构，分别安装在对应的滑座11a，11b上。各摆动头12a，12b的一端部由摆动轴15支承，另一端部在Y轴方向上滑动自如地支承在壳体112内的导向部件16上。

导向部件16在壳体112内上下自如地移动。具体地说，在导向部件16上固定螺母部件17。而且，在壳体112内上下方向所设置的、沿X轴延伸的滚珠丝杠18上螺纹结合螺母部件17。滚珠丝杠18与安装在壳体112的Z轴方向侧面的X轴摆动电机（AC伺服电机）19连接。

根据上述的结构，通过X轴摆动电机19，使滚珠丝杠18正反向旋转，由此，各摆动头12a，12b能够以摆动轴15为中心，在上下方向（X轴方向）上摆动。

在各摆动头12a，12b的内部旋转自如地支承刀具鼓20。在刀具鼓20的加工台面侧形成开口部，在该开口部安装刀具（未图示）。通过刀具鼓电机21使刀具鼓20旋转。

〈工件支架〉

第一及第二工件支架13a，13b例如用来在加工曲轴的连杆轴颈时夹紧并支承与该加工部相邻的主轴颈，使曲轴在加工过程中不会摆动。如图1所示，这些工件支架13a，13b配置在第一及第二加工单元4a，4b的床鞍10a，10b上，处于与对应的第一及第二摆动头12a，12b的相对位置保持一定的状态。因此，随着各床鞍10a，10b的移动，一侧的摆动头12a与工件支架13a一起移动，或者另一侧的摆动头12b与工件支架13b一起移动。

因为第一及第二工件支架13a，13b为相同的结构，所以利用图2～图5说明第一工件支架13a。图2是从第二工件支架13b侧观察第一工件支架13a的示意图，图3是图2的III-III线的部分剖面图，图4是图2的部分放大图，图5是从与图2相反的一侧观察第一工件支架13a的部分立体图。

如图2所示，第一工件支架13a具有：主体架24、一对夹具25、夹具移动机构26、以及夹具锁止机构27。

－主体架－

主体架24形成为从沿主轴的方向看为大致矩形。该主体架24固定在床鞍10a上，通过Z轴输送机构，与床鞍10a一起在沿主轴的Z轴方向上移动自如。

在主体架24的中央部设有圆形的开口部24a，该开口部24a能够使曲轴通过。而且，在主体架24的侧部形成向外侧开放的缺口部24b。

－夹具－

一对夹具25配置在隔着主体架24、与第一摆动头12a相反的一侧，张合自如地支承在设置于主体架24的缺口部24b的可移动块体30上。在可移动块体30上设有一对支轴31，一对夹具25的一端侧转动自如地支承在这些支轴31上，另一端侧张合自如。在图2中，以实线表示闭合状态的夹具25，以虚线表示张开状态的夹具25。在与各夹具25的另一个夹具相对的面的中央部形成半圆状的缺口25a。在该缺口25a设有支承工件的支承衬垫25b。

如图3所示，在各夹具25的转动部分别固定以支轴31为中心旋转的齿轮32。固定在各夹具25上的齿轮32相互啮合。而且，如图4所示，在一个（上侧）夹具25上形成向转动部的外侧延伸的延长部25b。在该延长部25b上，经由连接部件33a连接张合用液压缸33的活塞杆。另外，在延长部25b与连接部件33a之间设有衬套（未图示）。张合用液压缸33的上端部安装在主体架24上。

通过上述结构，如果张合用液压缸33的活塞杆伸缩，则上侧的夹具25张合，并且通过一对齿轮32，使下侧的夹具25也与上侧夹具25同步进行张合。另外，张合用液压缸33固定在主体架24上，安装了该张合用液压缸33的活塞杆的夹具25如后所述，在Z轴方向上移动约20mm左右。因此，如前所述，在连接了活塞杆的连接部件33a与夹具25的延长部25b之间设有衬套，通过衬套的弹性变形，吸收夹具25的移动。

－夹具移动机构－

夹具移动机构26是用来使一对夹具25在Z轴方向上相对主体架24移动的机构，其具有如前所述的可移动块体30、导向部35、移动用液压缸36。另外，图6是沿图2的VI-VI线的部分剖面图。

如图4及图5等所示，可移动块体30形成为矩形，其在缺口部24b内上下留有间隙，并且在Z轴方向上被移动自如地配置。

导向部35对可移动块体30的移动进行引导，由设置于可移动块体30的上下以及夹具25的支轴31的侧部外侧的三个直线移动导向部件38构成。各直线移动导向部件38由块体38a与导轨38b构成，块体38a设置在主体架24上，导轨38b固定在可移动块体30上。另外，侧面的直线移动导向部件38的块体38b固定在固定于主体架24的安装用块体39上。

移动用液压缸36配置在设置于下方的直线移动导向部件38的附近，设置在安装用块体39上。而且，如沿图2的VI-VI线的剖面图即图6所示，移动用液压缸36的活塞杆36a的前端与固定在直线移动导向部件38的导轨38b的部件38c连接。

通过这样的结构，如果移动用液压缸36的活塞杆36a伸缩，则可移动块体30以及安装在可移动块体上的一对夹具25由三个直线移动导向部件38引导，在Z轴方向上移动。

－夹具锁止机构－

夹具锁止机构27是将夹具25维持在夹合状态的机构，其设置在一对夹具25的张开端侧。如图2所示，该夹具锁止机构27具有：一对导向导轨43、夹爪44、以及夹紧缸45。

一对导向导轨43在水平方向上延伸，上下相互平行地进行设置。夹爪44能够由一对导向导轨43引导，与工件中心接近、离开自如地移动。夹紧气缸45设置在形成于夹爪44中央部的方孔内，固定在主体架24上。然后，夹紧缸45的活塞杆的前端安装在夹爪44上。而且，在夹爪44的夹具25侧的端部形成上下一对脚部44a，在各脚部44a的内侧安装按压衬垫46。进而，在夹具25的张开端侧的外侧分别安装夹紧衬垫47。

在这样的夹具锁止机构27中，通过夹紧气缸45的伸缩动作，使夹爪44向工件中心进退。然后，通过夹爪44的按压衬垫46按压夹合状态的夹具25的夹紧衬垫47，由此使夹具25保持在夹合状态。

[夹具移动机构与摆动头的关系]

如根据图3及图6所明确表示的那样，第一工件支架13a的夹具移动机构26没有从主体架24向第二工件支架13b侧突出的部分，相反具有从主体架24向第一摆动头12a侧突出的部分P（以下记为“突出部”）。具体地说，可移动块体30、导向机构35的直线移动导向部件38、具有活塞杆36a的移动用液压缸36以及安装块体39从夹具25的第二工件支架13b侧的表面S向第一摆动头12a侧突出地配置。而且，各部件没有从夹具25的第二工件支架13b侧的表面S向第二工件支架13b侧突出。

另一方面，如图7所示，夹具移动机构26的突出部P被配置为位于第一摆动头12a的移动区域M外。更详细地说，图7的虚线所示的区域M为加工过程中第一摆动头12a移动的区域。而且，直线移动导向部件38、移动用液压缸36、以及安装块体39的突出部配置在该移动区域M外。另外，图7是从第一工作台3a侧（与第一工件支架13a相反的一侧）观察第一摆动头12a的可移动范围的示意图。

以上虽然针对第一工件支架13a的夹具移动机构26与第一摆动头12a的关系进行了说明，但第二工件支架13b的夹具移动机构26与第二摆动头12b的关系也是一样的。

[动作]

曲轴的加工动作与现有曲轴铣床中的加工动作相同。即通过第一及第二工件支架13a，13b对曲轴进行夹紧与松开控制，而且对第一及第二摆动头12a，12b的加工位置进行控制，切削多个主轴颈及连杆轴颈。另外，有时也加工配重的外周面。此外，通过Z轴输送机构移动床鞍10a，10b，由此来控制第一及第二摆动头12a，12b的加工位置。而且，通过Y轴输送机构使滑座11a，11b在Y轴方向上移动，并且通过X轴输送机构使第一及第二摆动头12a，12b摆动来加工各轴颈。

在以上的加工过程中，通过各夹具移动机构26使一对夹具25与各摆动头12a，12b独立地移动，由此，能够加工各种规格的曲轴。

[特征]

（1）因为各夹具移动机构26未向另一个摆动头12a，12b侧突出，所以，能够使两个工件支架13a，13b比现有技术更接近。因此，例如在加工连杆轴颈时，能够由两个工件支架13a，13b夹持与被加工的连杆轴颈相邻的两个主轴颈，能够牢固地保持曲轴来进行加工。

（2）虽然各工件支架13a，13b的夹具移动机构26具有向对应的摆动头12a，12b侧突出的突出部P，但该突出部P配置在各摆动头12a，12b的移动区域M的范围外。因此，能够使各摆动头12a，12b与现有技术同样地接近对应的工件支架13a，13b，在加工时不会受到限制。

（3）一对夹具25由可移动块体30支承，可移动块体30由三个直线移动导向部件38引导而移动。因此，能够使一对夹具25在Z轴方向上平滑地移动。

（4）可移动块体30通过设置于上下及其间的侧方的三个位置的直线移动导向部件38引导。因此，被支承于该可移动块体30的夹具25的移动变得更平滑。

（5）可移动块体30由一个移动用液压缸36驱动。因此，不需要在由多个液压缸进行驱动时那样的对液压缸的同步控制，能够使夹具25简单且平滑地移动。

[其他的实施方式]

本发明不限于上述的实施方式，能够在不超出本发明范围的情况下进行各种变形或改正。

（a）在所述的实施方式中，在设有第一及第二摆动头与第一及第二工件支架的曲轴铣床中适用了本发明，但在分别只设有一个摆动头与工件支架的曲轴铣床中也同样可以适用本发明。

（b）夹具移动机构的具体结构不限于所述实施方式，只要是使夹具在Z轴方向上移动的机构，无论何种结构都可以。

工业实用性

该曲轴铣床能够使一个工件支架或具有一侧刀具的加工部接近另一个工件支架。因此，能够减少加工上的限制，有效地加工工件。

Claims (7)

1.一种曲轴铣床，其特征在于，具有：支承工件的沿主轴长度方向两端部的第一工件支承部及第二工件支承部；

沿所述主轴移动自如地配置在两个所述工件支承部之间、对工件进行加工的第一加工部；

配置在隔着所述第一加工部与所述第一工件支承部相反的一侧、用来夹持工件的第一工件支架；

所述第一工件支架具有：

与所述第一加工部一起移动的主体架；

分别设置在所述主体架的、与所述第一加工部相反一侧的侧面，其一端转动自如地支承在所述主体架上，另一端张合自如的一对夹具；

相对于所述一对夹具配置在所述第一加工部侧、使所述一对夹具沿所述主轴相对于所述主体架移动的第一夹具移动机构。

2.如权利要求1所述的曲轴铣床，其特征在于，所述第一夹具移动机构具有从所述主体架向所述第一加工部侧突出的突出部；

所述第一加工部具有工件贯穿内部的刀具鼓，能够绕与所述主轴平行的摆动轴摆动，并且能够在与摆动轴正交的方向上移动；

所述第一夹具移动机构的突出部配置在所述第一加工部的移动区域外。

3.如权利要求2所述的曲轴铣床，其特征在于，所述第一夹具移动机构具有：沿所述主轴相对于所述主体架移动自如地被支承的可移动块体；

引导所述可移动块体移动的导向部；

使所述可移动块体移动的驱动部；

所述一对夹具由所述可移动块体支承。

4.如权利要求3所述的曲轴铣床，其特征在于，所述导向部具有：隔着所述一对夹具的转动支承部上下配置的第一导向单元及第二导向单元、以及在所述第一导向单元与所述第二导向单元之间配置在所述转动支承部侧方的第三导向单元。

5.如权利要求4所述的曲轴铣床，其特征在于，所述第一夹具移动机构的驱动部具有：前端固定在所述可移动块体的一部分的一个活塞、以及用来驱动所述一个活塞的缸体。

6.如权利要求1所述的曲轴铣床，其特征在于，进而具有：在两个所述工件支承部之间与所述第一加工部相对配置、并且沿所述主轴移动自如、对工件进行加工的第二加工部；

配置在隔着所述第二加工部与所述第二工件支承部相反的一侧、用来夹持工件的第二工件支架；

所述第二工件支架具有：

与所述第二加工部一起移动的主体架；

分别设置在所述主体架的、与所述第二加工部相反一侧的侧面、其一端转动自如地支承在所述主体架、另一端张合自如的一对夹具；

相对于所述一对夹具配置在所述第二加工部侧、使所述一对夹具沿所述主轴相对于所述主体架移动的第二夹具移动机构。

7.如权利要求6所述的曲轴铣床，其特征在于，所述第二夹具移动机构具有从所述主体架向所述第一加工部侧突出的突出部；

所述第二加工部具有工件贯穿内部的刀具鼓，能够绕与所述主轴平行的摆动轴摆动，并且能够在与摆动轴正交的方向上移动；

所述第二夹具移动机构的突出部配置在所述第二加工部的移动区域外。

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